(57)【要約】【課題】金属帯のエッジ部における耳波、耳切れ、孔等の欠陥を逐次高精度で検出する。【解決手段】搬送される金属帯のエッジ部表面に、幅方向に延びる一次元イメージセンサを配置し、該イメージセンサの一定時間毎の波形信号を形状判定装置のメモリに蓄積し、所定の定常波形と逐次比較することにより、金属帯のエッジ部の形状不良を検出する。一次元イメージセンサは、金属帯に光を投光する投光部と、前記金属帯を挟んで前記投光部と反対側に設置される受光部から構成され、前記受光部の受光素子が感知するエッジ部を含む幅方向に延びる一次元の光量に応じて波形信号が形成される。【選択図】  図２
2004257859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される金属帯のエッジ部表面に、幅方向に延びる一次元イメージセンサを配置し、該イメージセンサの一定時間毎の波形信号を形状判定装置のメモリに蓄積し、所定の定常波形と逐次比較することにより、金属帯のエッジ部の形状不良を検出することを特徴とする金属帯のエッジ形状検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の一次元イメージセンサが、金属帯に光を投光する投光部と、前記金属帯を挟んで前記投光部と反対側に設置される受光部から構成され、前記受光部の受光素子が感知するエッジ部を含む幅方向に延びる一次元の光量に応じて波形信号を形成することを特徴とする金属帯のエッジ形状検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される金属帯のエッジ部の形状を把握する方法に関し、とくに金属帯エッジ部に発生する耳波や耳切れ等の形状検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼帯を冷間圧延する場合、鋼帯幅方向の圧延条件の相違により鋼帯のエッジ部が中央部に比べて伸びることで発生する「耳波」と呼ばれる波打ち形状が鋼帯のエッジ部に発生することがある。
また、鋼帯を連続ラインで処理する際に「耳切れ」と呼ばれる鋼帯エッジ部の割れが発生することもある。
従来より、これらの品質異常の検出は検査作業員による目視で行うことが多く、製品となりうる鋼帯が処理されている間、常時監視する必要があった。
【０００３】
鋼帯のエッジ形状または疵を検出する技術として、特開平１−３２０４５５号には冷延鋼板を挟んで下側に投光器を、上側に受光器を配置した光学式のエッジ形状検出装置で、投光器から投光された光が鋼板の正常部は遮光されるが、エッジの割れや孔といった欠陥部は光が通過することを利用し欠陥部を検出する技術が開示されている。
また、特開平９−７２８５８号、特開平９−７２８５９号には、通板される鋼帯にレーザ光を照射し、鋼帯から反射された拡散反射光を受光し鋼帯のエッジ疵を検出する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１−３２０４５５号に開示される技術をはじめとした光学式センサによる検出方法では、鋼帯の耳切れや孔といった光の明暗の境界の変動が比較的大きくはっきりしたものについては検出しやすいが、耳波のような光の明暗の境界の変動が小さいものを高精度に検出することは困難であると考えられる。
また、特開平９−７２８５８号、特開平９−７２８５９号では、鋼帯エッジ部に発生する耳波形状が照射されたレーザ光の正反射成分が直接受光部に入射することで生じる誤検出の原因とし、その対策としてレーザ照射角度を傾斜させることが開示されているが、耳波部自体の検出方法は何ら示唆されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、金属帯のエッジ部における耳波、耳切れ、孔等の欠陥を逐次高精度で検出できる方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、搬送される金属帯のエッジ部表面に、幅方向に延びる一次元イメージセンサを配置し、該イメージセンサの一定時間毎の波形信号を形状判定装置のメモリに蓄積し、所定の定常波形と逐次比較することにより、金属帯のエッジ部の形状不良を検出できるようにした。
前記一次元イメージセンサは、金属帯に光を投光する投光部と、前記金属帯を挟んで前記投光部と反対側に設置される受光部から構成され、前記受光部の受光素子が感知するエッジ部を含む幅方向に延びる一次元の光量に応じて波形信号を形成することを特徴としている。
なお、本発明でいう金属帯とは、冷延鋼帯やめっき鋼帯等の鋼帯や所定長さに切断された各種金属板等を意味する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［形状検出装置の構成］
金属帯エッジ部の形状検出装置の例を図１に示す。金属帯１を挟むように設置された投光器２からイメージセンサ３へ、光が常時照射してあり、金属帯エッジ部がその光の範囲を通るように設定されている。
従って、投光器より照射される光は通板される帯板で遮光される部分と遮光されずにそのままイメージセンサで受光される部分とに大別され、遮光部と受光部の境界の変動によりエッジの形状を判定する。
光を照射する投光器と光を受光するイメージセンサは帯板を挟むように設置するが、設置方法については通板される板幅の範囲に対応可能な位置に固定しても、あるいは、確実に少ない範囲で帯板のエッジ部を捉えられるように、帯板の幅変更にあわせてエッジ部に追従させてもよい。
【０００８】
イメージセンサは、投光器より照射される光を通板される帯板の幅方向に走査し、金属帯によって遮られなかった光を受光部の集光レンズを通し受光素子で受ける。
イメージセンサで帯板の幅方向に走査する精度は、帯板エッジ耳波形状で発生する微小な光の明暗を確実に検出するために、走査する長さ３００ｍｍに対し２０４８ビット〜４０９６ビットとするのが望ましい。また、走査速度は通板される帯板の速度によるが、数十回／秒程度の速度で走査すれば、鋼帯処理ラインのような高速ラインでも鋼帯のエッジ部の形状の判定は可能である。
【０００９】
次に、金属帯エッジ部の形状判定方法を説明する。
図２に金属帯エッジ部の形状検出方法を示している。イメージセンサ３は、投光器２が光を照射する範囲内で、かつ、帯板エッジ部を検出できる位置を帯板の幅方向、例えば帯板の幅方向外側から内側に向かって帯板のエッジ部を含む長さ３００ｍｍ程度の範囲を走査する。光は集光レンズ５を通り受光素子４で受光するが、この時、帯板エッジ部の耳波の微小な光の境界の変動を検出するため、受光精度は２０４８ビット、即ち、走査長さが３００ｍｍの場合、３００／２０４８ｍｍの精度とする。
光の受光および遮光で受光素子４に検出された金属帯エッジ部形状の波形は形状判定装置６にメモリされる。形状判定装置６には１回前に走査したものから１０回前に走査した程度までの波形データがメモリされており、１回走査し波形を得るごとに更新される。形状判定装置６は、走査して得られた波形とメモリされている１０回前程度分の波形とを比較し、金属帯エッジ部の形状を認識して判定する。
【００１０】
図３（ａ）は帯板のエッジ部が正常な場合の波形を示したものである。帯板エッジ部には耳切れや耳波といった形状不良がないため、受光部７と遮光部８との境界線がほぼ一直線となり、得られる波形はほぼ同一である。
【００１１】
図３（ｂ）は帯板エッジ部に耳切れがあった場合の波形を示したものである。帯板エッジ部に耳切れがある場合は、それまで前記図３（ａ）のごとく正常であった波形が、受光部７と遮光部８との境界線が大きく変動しており、耳切れ部が検出されたことがわかる。
一般的に帯板エッジ部の耳切れの大きさは、イメージセンサが走査する精度に比べて非常に大きなものであり、連続的には発生し得ないため、形状判定装置はこの波形の変動幅と変動回数で耳切れを判定することが可能である。
【００１２】
図３（ｃ）は帯板エッジ部に耳波が発生した場合の波形を示したものである。帯板エッジ部に耳波が発生した場合は、エッジの耳波形状、即ち、帯板の表裏方向への凸凹の発生により、微小ではあるが概略波型を示す波形となり、耳波形状の性質上その波形の変動は継続する。
また、耳波部を走査したとき得られる波形は微小なものであるため、耳切れ部を走査したときに得られる波形と明確に区分できる。形状判定装置は受光部と遮光部との境界線の変動幅と変動の連続性で耳波であると判定することができる。
【００１３】
図３（ｄ）は帯板が蛇行した場合の波形を示したものである。帯板の蛇行はエッジ形状には関係なく大きな周期で発生するため、得られる波形の変動はほとんどないか、あるいは、徐々に受光部が単調増加または単調減少するといった波形の変動を示す。
【００１４】
イメージセンサの走査精度を２０４８ビット以上としたのは図３（ｃ）に示す微小な波形の変化を確実に得るためで、従来の光学式センサでは耳切れ等の比較的大きな欠陥は検出できても、耳波の微小な変化は検出できなかった。
また、走査精度はビット値を高くすれば向上するが、４０９６ビット以上にしてもイメージセンサの負荷が増大するだけで、帯板のエッジ部の形状不良の検出には影響がない。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、金属帯のエッジ部における耳波、耳切れ、孔等の欠陥を逐次高精度で検出することができるので、従来の検査作業員の目視判定や検出方法に比べ、効率的で高精度の品質管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する形状検出装置の一例を示す図
【図２】本発明の金属帯エッジ部の形状検出方法を示す図
【図３】金属帯のエッジ部を走査した波形の一例を表す図
【符号の説明】
１  金属帯
２  投光器
３  イメージセンサ
４  受光素子
５  集光レンズ
６  形状判定装置
７  受光部
８  遮光部
【図１】
2004257859.tif 000003
【図２】
2004257859.tif 000004
【図３】
2004257859.tif 000005