(57)【要約】【課題】被圧延材の尾端絞り等の通板トラブルが発生した際の屑残りの有無を判定することができる熱間圧延設備を提供する。【解決手段】画像処理装置１２は、熱間圧延ラインの各仕上圧延スタンド間を通過する被圧延材８の尾端をそれぞれ検出し、尾端画像をモニタ１３に表示する。これにより、オペレータは尾端絞りの発生有無を監視することができる。また、画像処理装置１２は、必要に応じて、カメラ１１で撮像した被圧延材８の連続画像のうち、尾端画像の撮像タイミングを跨ぐ一定の尾端抜け期間に撮像した連続画像をモニタ１３に表示する。【選択図】      図１
2013180322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延ライン外で且つ該熱間圧延ラインに沿う位置に配置され、複数の仕上圧延スタンド出側をそれぞれ検出位置として、各検出位置を通過する被圧延材の表面画像を連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像から、前記被圧延材の尾端を撮像した尾端画像を検出する尾端検出手段と、
前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像のうち、前記尾端検出手段で検出した尾端画像の撮像タイミングを跨ぐ一定の尾端抜け期間に前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示可能な連続画像表示手段と、を備えることを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項２】
前記尾端検出手段で検出した尾端画像をモニタ表示する尾端画像表示手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延設備。
【請求項３】
前記尾端検出手段で検出した尾端画像に基づいて、前記被圧延材の尾端に絞りが発生している仕上圧延スタンド出側を検出する尾端絞り検出手段を備え、
前記連続画像表示手段は、前記尾端絞り検出手段で検出した仕上圧延スタンド出側を前記検出位置としている前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像のうち、前記尾端抜け期間に撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間圧延設備。
【請求項４】
前記尾端絞り検出手段は、前記尾端検出手段で検出した尾端画像を２値化処理した２値化尾端画像における白色画素の分布面積が所定面積以上であるとき、当該尾端画像を撮像した位置を、前記被圧延材の尾端に絞りが発生している位置として検出することを特徴とする請求項３に記載の熱間圧延設備。
【請求項５】
前記尾端検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像を２値化処理した２値化表面画像における白色画素の分布が、前記尾端画像の条件を満足する分布となっている領域を前記尾端画像として検出し、
前記尾端絞り検出手段は、前記尾端画像に対する２値化処理に用いる閾値を、前記尾端検出手段での前記被圧延材の連続的な表面画像に対する２値化処理に用いる閾値よりも高く設定することを特徴とする請求項４に記載の熱間圧延設備。
【請求項６】
前記連続画像表示手段は、オペレータが指定した仕上圧延スタンド出側を前記検出位置としている前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像のうち、前記尾端抜け期間に撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ラインでの圧延時における被圧延材の屑噛み込みトラブルを防止する熱間圧延設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延においては、仕上圧延機での圧延時に被圧延材の蛇行がしばしば問題になる。被圧延材が蛇行すると、圧延スタンドの入側に設置されているサイドガイドに被圧延材の尾端が接触し、被圧延材が折れ重なって圧延されてしまう、所謂絞り込みという現象が起こる場合がある。絞り込みによってワークロールが損傷してしまうと、後続の別の被圧延材にその疵が転写されて表面欠陥となるため、当該ワークロールを交換する必要があり、これがライン稼働率の低下を誘発する。このように、仕上圧延機における蛇行は、生産性や表面品質の大きな悪化要因となっている。
【０００３】
被圧延材の蛇行を防止する技術としては、例えば特許文献１の蛇行防止方法がある。この技術は、仕上圧延機の中間スタンド間にて、被圧延材の長手方向における端部の平面形状を測定し、該平面形状からウェッジ比率（幅方向両端の板厚差／幅方向中央位置での板厚）を求め、次材の端部において当該ウェッジ比率を抑制すべく、上記中間スタンド間よりも上流側にある仕上圧延スタンドのレベリング量（左右の圧下量差）を制御するものである。
すなわち、ここでは、クロップシャーでのカットにより仕上圧延機入側では長手方向の伸び量が作業側と駆動側で線対称であるという仮定の下、中間スタンド間にて測定した平面形状をもとに作業側もしくは駆動側の形状が変化していることを認識した場合に、ウェッジ比率が変化したと認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、ウェッジ比率が変化したことを検出したとき、次材の圧延時にウェッジ比率が抑制されるようにレベリング量を制御するため、蛇行が生じた最初の材料には無効である。また、中間スタンド間にてウェッジ比率が変化していることを認識しても、当該変化を認識した圧延機間よりも上流側のどの圧延機でウェッジ比率が変化したかは特定することができない。これらの理由により、上記特許文献１に記載の技術では、蛇行による尾端絞りを撲滅することはできない。
絞り込みが深刻な場合、被圧延材が切れて屑がライン内に残ることがあり、屑が残った状態で圧延を継続すると、被圧延材の先端部で屑を噛み込んで圧延してしまい、先端部が突っ掛けて冷コイルとなる。これを屑噛み込みトラブルと呼ぶ。
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術では、この屑残りについては全く考慮されておらず、屑残りを検出することはできない。そのため、屑噛み込みによるトラブルを防止することができない。
そこで、本発明は、被圧延材の尾端絞り等の通板トラブルが発生した際の屑残りの有無を判定することができる熱間圧延設備を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱間圧延設備は、複数の仕上圧延スタンド出側をそれぞれ検出位置として、各検出位置を通過する被圧延材の表面画像を連続的に撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像から、前記被圧延材の尾端を撮像した尾端画像を検出する尾端検出手段と、前記尾端検出手段で検出した尾端画像の撮像タイミングを跨ぐ一定の尾端抜け期間に前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示可能な連続画像表示手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
このように、一定の尾端抜け期間における被圧延材の連続表面画像をモニタ表示するので、オペレータは、表示された連続表面画像から被圧延材の屑残りが発生しているか否かを確認することができる。また、被圧延材の検出位置を、各仕上圧延スタンドの出側にそれぞれ設定するので、屑残りが発生している仕上圧延スタンド間を正確に特定することができる。したがって、屑噛み込みによるトラブルを防止するべく適切な処置が可能となる。
【０００９】
さらに、上記において、前記尾端検出手段で検出した尾端画像をモニタ表示する尾端画像表示手段を備えることを特徴としている。
これにより、オペレータは各検出位置で尾端形状を監視することができるので、尾端絞り等の通板異常が発生した場合には、これをリアルタイムで確認することができる。したがって、尾端絞りが発生した仕上圧延スタンド間で屑残りが発生している可能性があるとして、当該仕上圧延スタンド間における尾端抜け期間の連続表面画像を注意深く確認することができ、屑残りの検出精度を向上させることができる。
【００１０】
さらにまた、上記において、前記尾端検出手段で検出した尾端画像に基づいて、前記被圧延材の尾端に絞りが発生している仕上圧延スタンド出側を検出する尾端絞り検出手段を備え、前記連続画像表示手段は、前記尾端絞り検出手段で検出した仕上圧延スタンド出側を前記検出位置としている前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像のうち、前記尾端抜け期間に撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示することを特徴としている。
【００１１】
このように、尾端の表面形状から尾端絞りを検出し、尾端絞りが発生している仕上圧延スタンド間で屑残りが発生している可能性があるとして、当該仕上圧延スタンド間における尾端抜け期間の連続表面画像を自動的に表示する。これにより、屑残りの見落としを抑制することができる。また、不必要に尾端抜け期間の連続表面画像を表示するのを防止することができる。
【００１２】
また、上記において、前記尾端絞り検出手段は、前記尾端検出手段で検出した尾端画像を２値化処理した２値化尾端画像における白色画素の分布面積が所定面積以上であるとき、当該尾端画像を撮像した位置を、前記被圧延材の尾端に絞りが発生している位置として検出することを特徴としている。
このように、尾端絞りの発生時には発熱により表面画像の輝度が高くなることを利用し、２値化尾端画像における白色画素の分布面積が所定面積以上であるとき、尾端絞りが発生していると判断する。したがって、被圧延材の尾端画像から精度良く尾端絞りを検出することができる。
【００１３】
さらに、上記において、前記尾端検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像を２値化処理した２値化表面画像における白色画素の分布が、前記尾端画像の条件を満足する分布となっている領域を前記尾端画像として検出し、前記尾端絞り検出手段は、前記尾端画像に対する２値化処理に用いる閾値を、前記尾端検出手段での前記被圧延材の連続的な表面画像に対する２値化処理に用いる閾値よりも高く設定することを特徴としている。
これにより、被圧延材の連続表面画像から精度良く尾端画像を検出することができる。また、尾端絞り検出の２値化処理で用いる閾値を、尾端検出の２値化処理で用いる閾値よりも高く設定することで、より適切に尾端絞りを検出することができる。
【００１４】
また、上記において、前記連続画像表示手段は、オペレータが指定した仕上圧延スタンド出側を前記検出位置としている前記撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像のうち、前記尾端抜け期間に撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像をモニタ表示することを特徴としている。
これにより、オペレータは、自身が指定した屑残りの可能性のある検出位置について尾端抜け期間の連続表面画像を確認することができ、効率的に屑残りの有無を判定することができる。また、不必要に尾端抜け期間の連続表面画像を表示するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一定の尾端抜け期間における被圧延材の連続表面画像をモニタ表示するので、オペレータは、表示された連続表面画像から屑残りが発生している仕上圧延スタンド間を特定することができる。そのため、屑噛み込みトラブルの発生を防止すべく適切な処置を行うことができ、生産性や品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における熱間圧延設備の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の画像処理装置で実行する尾端表示処理手順を示すフローチャートである。
【図３】ゲート信号の生成方法を説明する図である。
【図４】尾端検出原理を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の画像処理装置で実行する表示切替処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態の動作を説明する図である。
【図７】一般的なＩＴＶによる通板異常監視例を示す図である。
【図８】第２の実施形態の画像処理装置で実行する尾端表示・表示切替処理手順を示すフローチャートである。
【図９】尾端絞りの検出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本実施形態における熱間圧延設備の構成を示す図である。
図中、符号１は熱間圧延設備である。この熱間圧延設備１は、熱間圧延ライン上流側から加熱炉２、サイジングプレス３、複数の粗圧延スタンド（Ｒ１〜Ｒ３）からなる粗圧延機４、クロップシャー５、複数の仕上圧延スタンド（Ｆ１〜Ｆ７）からなる仕上圧延機６、巻き取り設備７を備えている。また、符号８は被圧延材である。
【００１８】
熱間圧延設備１は屑残り検出装置１０を備える。この屑残り検出装置１０は、複数台のカメラ１１と、画像処理装置１２と、モニタ１３とを備える。
複数台のカメラ１１は、それぞれ熱間圧延ラインの外部で且つ熱間圧延ラインに沿う位置（例えば通路）に設置されており、熱間圧延ライン外から各仕上圧延スタンド間を通過する被圧延材８の表面画像を連続的に撮像し、被圧延材８の連続画像として取得する。すなわち、各仕上圧延スタンド出側をそれぞれ検出位置として、カメラ１１で被圧延材８を撮像する。このカメラ１１は、例えば、近赤外線対応カメラであり、仕上圧延スタンド間の被圧延材８の通過速度に応じたシャッター速度（例えば、１／１０００ｓ）に設定されている。
【００１９】
各カメラ１１で取得した連続画像は、管制室内に設置された画像処理装置１２に一定周期で入力される。画像処理装置１２は、図示しないＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどの計算機によって構成され、後述する尾端表示処理を実行する。この尾端表示処理により、被圧延材８の連続画像について画像処理を施し、被圧延材８の尾端画像を検出する。検出した尾端画像は、同じく管制室内に設置されたモニタ１３に表示する。また、各カメラ１１から取得した連続画像は、画像処理装置１２のメモリに保存する。
【００２０】
さらに、画像処理装置１２には、オペレータがキーボードやマウス等の図示しない入力装置を操作することで、表示切替指示が入力されるようになっている。画像処理装置１２は、後述する表示切替処理を実行し、オペレータからの表示切替指示が入力されたとき、被圧延材８の屑残りの有無をオペレータが確認可能なように、モニタ１３の表示を切り替える。
【００２１】
先ず、画像処理装置１２で実行する尾端表示処理について説明する。
図２は、尾端表示処理手順を示すフローチャートである。この尾端表示処理は、所定時間毎に繰り返し実行する。
先ずステップＳ１で、画像処理装置１２は、ゲート信号がＯＮしているか否かを判定する。ここで、ゲート信号とは、カメラ１１で取得した被圧延材８の連続画像について画像処理を施す期間内でＯＮとなる信号であり、仕上圧延スタンドの材料噛み込み検出用のロードセルを用いて作成する。
【００２２】
例えば、図３に示すように、検出位置が第４スタンドＦ４出側である場合、第３スタンドＦ３のロードセルＯＦＦから第５スタンドＦ５のロードセルＯＦＦまでの期間でＯＮとなるゲート信号ＧＦ４を用いる。
なお、第７スタンドＦ７の出側には仕上圧延スタンドがないため、検出位置が第７スタンドＦ７出側である場合、タイマー等を使用してゲート信号を作成する。例えば、第５スタンドＦ５のロードセルＯＦＦから所定時間Ｔ１が経過するまでの期間でＯＮとなるゲート信号ＧＦ７を用いる。
【００２３】
また、第１スタンドＦ１の入側にも仕上圧延スタンドはないため、検出位置が第１スタンドＦ１出側である場合、第１スタンドＦ１の入側に設置されたエッジャーのロードセル信号を使用してゲート信号を作成する。すなわち、エッジャーのロードセルＯＦＦから第２スタンドＦ２のロードセルＯＦＦまでの期間でＯＮとなるゲート信号ＧＦ１を用いる。
ここで、各ゲート信号がＯＮとなるタイミング及びＯＮしている期間は、被圧延材８の尾端の通過速度が仕上圧延機６の下流側ほど速くなることを考慮して、適宜設定する。
このステップＳ１で、ゲート信号がＯＮであると判定した場合にはステップＳ２に移行し、ゲート信号がＯＦＦであると判定した場合には、そのまま尾端表示処理を終了する。
【００２４】
ステップＳ２では、画像処理装置１２は、カメラ１１で撮像した被圧延材８の連続画像を取得し、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２で取得した連続画像をメモリに保存し、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２で取得した連続画像をもとに尾端検出処理を行う。はじめに、取得した連続画像に対して尾端検出処理の対象範囲を設定し、設定した尾端検出対象範囲の画素毎の輝度情報を得る。そして、尾端検出対象範囲に対して、予め設定した白色画素判定閾値Ｘを用いて２値化処理を行う。例えば、図４（ａ）に示す連続画像（原画像）を取得した場合、尾端検出対象範囲αに対して２値化処理を行い、図４（ｂ）に示す２値化画像（２値化表面画像）を得る。
【００２５】
次に、２値化した画像において列（幅方向）毎に白色画素数を計測する。すると、例えば図４（ｃ）に示すような、圧延方向を横軸、白色画素数を縦軸とした計測結果が得られる。そして、この尾端検出対象範囲αにおいて、圧延方向最下流（図４では右端）の白色画素数である右端白色画素数、白色画素数が“０”の列の有無、白色画素数の合計をそれぞれ求める。
【００２６】
次に、ステップＳ５では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ４の尾端検出処理結果に基づいて、尾端検出対象範囲αの画像が尾端を撮像した尾端画像であるか否かを判定する。具体的には以下の３項目を確認し、すべての条件を満足する場合にその画像を尾端画像と判定する。
［１］右端白色画素数が定数（幅方向の画素数のＹ％）以上ある。
［２］白色画素数が０個の列がある。
［３］白色画素数の合計が定数Ｚ以上ある。
【００２７】
そして、尾端ではないと判定した場合にはそのまま尾端表示処理を終了し、尾端であると判定した場合にはステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２で取得した被圧延材８の連続画像を尾端画像として設定し、これを１枚の静止画としてモニタ１３に表示してから尾端表示処理を終了する。
【００２８】
このように、熱間圧延ライン外に設置したカメラ１１によって、熱間圧延ラインの各仕上圧延スタンド間でそれぞれ被圧延材８を連続的に撮像し、画像処理装置１２内のメモリに保存すると共に、被圧延材８の尾端通過時には、画像処理装置１２がこれを検出し、尾端画像をオペレータに視認可能なようにモニタ１３に表示する。
これにより、オペレータは、モニタ１３に表示された尾端画像から、各仕上圧延スタンド出側において尾端絞りが発生していないかを確認することができる。このとき、オペレータが尾端絞りを検出すると、オペレータは表示切替指示として、尾端絞りが発生している仕上圧延スタンド出側を指定することになる。
【００２９】
次に、画像処理装置１２で実行する表示切替処理について説明する。
図５は、表示切替処理手順を示すフローチャートである。この表示切替処理は、所定時間毎に繰り返し実行する。
先ずステップＳ１１で、画像処理装置１２は、オペレータからの表示切替指示が入力されるまで待機し、表示切替指示が入力されるとステップＳ１２に移行する。
【００３０】
そして、ステップＳ１２では、画像処理装置１２は、メモリに保存した被圧延材８の連続画像のうち、尾端抜け期間の連続画像を読み出し、これをモニタ１３に表示する。ここで、尾端抜け期間とは、尾端画像の撮像タイミングを跨ぐ一定期間であり、その長さは被圧延材８の屑残りの有無を判断可能な長さに設定する。
例えば、尾端抜け期間は、尾端画像の撮像タイミングを挟んだ前後で長さを異ならせ、尾端画像の撮像タイミングより後の期間の方が、尾端画像の撮像タイミングより前の期間と比較して長くなるように設定することが好ましい。これは、被圧延材８が切れて屑が発生した場合、その屑は被圧延材８の尾端部よりも上流側に位置し、検出位置を尾端が通過した後に当該検出位置で撮像されるためである。
【００３１】
このように、オペレータがモニタ１３に表示された尾端画像から尾端絞りを検出し、表示切替指示を入力すると、画像処理装置１２は、オペレータが指定した仕上圧延スタンド出側を検出位置とするカメラ１１が撮像した被圧延材８の連続画像のうち、尾端抜け期間の連続画像をモニタ１３に表示する。
なお、図１において、カメラ１１が撮像手段に対応している。また、図２のステップＳ４が尾端検出手段に対応し、ステップＳ６が尾端画像表示出手段に対応している。さらに、図５の表示切替処理が連続画像表示手段に対応している。
【００３２】
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
熱間圧延設備１において、加熱炉２によって数百〜千数百℃に加熱された被圧延材８は、サイジングプレス３によって所定幅にプレスされた後、粗圧延機４により圧延されて帯状に延ばされる。そして、その被圧延材８は、クロップシャー５によって先端及び尾端のクロップが切断除去され、先端平面形状及び尾端平面形状が矩形に整形された後、仕上圧延機６により圧延される。
このとき、図６に示すように、熱間圧延ライン外に設置された７台のカメラ１１は、仕上圧延機６の各仕上圧延スタンドの出側を通過する被圧延材８を連続的に撮像する。各カメラ１１で撮像した被圧延材８の表面画像は一定周期で画像処理装置１２に入力され、画像処理装置１２で尾端表示処理が行われる。
【００３３】
第１スタンドＦ１出側を検出位置としたカメラ１１が、第１スタンドＦ１と第２スタンドＦ２との間（Ｆ１２間）を撮像した被圧延材８の連続画像は、ゲート信号ＧＦ１がＯＮしている間（図２のステップＳ１でＹｅｓ）、画像処理装置１２のメモリに保存される（ステップＳ３）。つまり、Ｆ１２間を撮像した被圧延材８の連続画像は、被圧延材８の尾端部が第１スタンドＦ１入側のエッジャーを抜けてから第２スタンドＦ２を抜けるまでの間、メモリに保存される。
【００３４】
カメラ１１がＦ１２間において被圧延材８の中央部を撮像しているときは、撮像した表面画像における尾端検出対象範囲αを２値化処理しても（ステップＳ４）、白色画素数が“０”となる列は存在しない。そのため、画像処理装置１２は、このとき撮像した画像は尾端画像ではないと判断する（ステップＳ５でＮｏ）。
その後、被圧延材８の尾端が、第１スタンドＦ１と第２スタンドＦ２との間を通過し、第１スタンドＦ１出側を検出位置としたカメラ１１がこれを撮像すると、２値化表面画像において、［１］右端白色画素数が定数（幅方向の画素数のＹ％）以上あり、［２］白色画素数が０個の列があり、［３］白色画素数の合計が定数Ｚ以上あることになる。そのため、画像処理装置１２は、このとき撮像した表面画像は尾端画像であると判断する（ステップＳ５でＹｅｓ）。
【００３５】
このように、本実施形態では、被圧延材８を熱間圧延ライン外からカメラ１１によって連続的に撮像し、得られた連続画像の輝度情報を解析することで、熱間圧延ライン上の各仕上圧延スタンド間を通過する被圧延材８の尾端を検出する。その際、連続画像を所定の白色画素判定閾値Ｘを用いて２値化処理し、２値化表面画像における白色画素の分布が尾端画像の条件（上記条件［１］〜［３］）を満足するときに尾端であると判断する。
【００３６】
本実施形態のように、熱間圧延ラインの各仕上圧延スタンド間を通過する被圧延材８を撮像する場合、その画像はライン内の温度や水蒸気によって輝度変動が比較的小さいものとなる。そのため、２値化処理を行わずに尾端を検出しようとすると見逃しが発生してしまう。２値化処理を用いて尾端検出処理を行うことで、連続画像から精度良く尾端検出を行うことができる。
画像処理装置１２は、撮像した表面画像が尾端画像であると判断すると、その尾端画像をモニタ１３に表示する（ステップＳ６）。
【００３７】
その後、被圧延材８の尾端が、第２スタンドＦ２と第３スタンドＦ３との間（Ｆ２３間）を通過し、第２スタンドＦ２出側を検出位置としたカメラ１１がこれを撮像すると、画像処理装置１２はこのとき撮像した表面画像が尾端画像であると判断し、これをモニタ１３に表示する。以降、Ｆ３４間，Ｆ４５間，…，Ｆ７出側についても同様に、画像処理装置１２は、カメラ１１で撮像した被圧延材８の尾端画像をモニタ１３に表示する。
このように、各検出位置の尾端画像をモニタ表示するので、オペレータは表示された尾端画像を監視することで、尾端絞りが発生しているか否かを確認することができる。また、各仕上圧延スタンド出側をそれぞれ検出位置としているため、尾端絞りが発生している場合には、その位置を特定することができる。
【００３８】
例えば、第６スタンドＦ６と第７スタンドＦ７との間で尾端絞りが発生している場合、図６中に示すように、被圧延材８の尾端の平面形状が矩形状にはならない。そのため、オペレータは、モニタ１３に表示されたＦ６７間の尾端画像から、Ｆ６７間で尾端絞りが発生していると判断する。
【００３９】
尾端絞りが深刻な場合、被圧延材８が切れて屑が残ることがある。しかしながら、尾端画像の１枚静止画だけでは、オペレータが屑残りの有無を判断するのは困難である。そこで、オペレータは、尾端画像から尾端絞りを検出すると、屑残りの有無を確認するために屑残り検出装置１０に対して表示切替指示を入力する。図６に示す例では、Ｆ６７間で尾端絞りが発生しているため、この場合には、オペレータはＦ６７間で屑残りの有無を確認するための表示切替指示を入力する。
【００４０】
このとき、画像処理装置１２は、オペレータからの表示切替指示を入力したと判断する（図５のステップＳ１１でＹｅｓ）。すると、画像処理装置１２は、モニタ１３の表示を、各仕上圧延スタンド間の尾端画像表示から、オペレータが指定した仕上圧延スタンド間（ここではＦ６７間）の尾端抜け期間の連続画像表示に切り替える。すなわち、モニタ１３には、図６中の最下段に示すような連続画像が表示される。
このとき、屑残りが発生していると、図６中の最下段に示すように、被圧延材８の尾端が第６スタンドＦ６と第７スタンドＦ７との間を完全に通過した後の撮像画像にて、屑Ｓの存在を確認することができる。
【００４１】
ところで、被圧延材の通板異常を検出する方法としては、監視カメラ（ＩＴＶ）の映像をモニタに表示し、それをオペレータが監視する方法が一般的に用いられる。
図７は、一般的なＩＴＶによる通板異常監視例を示す図である。ここでは、モニタＭの画面を４分割し、４つの仕上圧延スタンド出側の映像を１画面に表示した例について説明する。図７は、画面左上に第１スタンドＦ１出側の映像、画面右上に第２スタンドＦ２出側の映像、画面左下に第３スタンドＦ３出側の映像、画面右下に第４スタンドＦ４出側の映像を表示した例である。なお、第５スタンドＦ５〜第７スタンドＦ７出側の映像は、図示していない別のモニタＭに表示しているものとする。
【００４２】
被圧延材の尾端が第１スタンドＦ１と第２スタンドＦ２との間を通過すると（Ｆ１２間抜け）、図７（ａ）に示すように、画面左上に尾端の映像が表示される。このとき、オペレータの視線ＯＰは尾端映像を追うために画面左上にある。その後、例えば２秒後に、尾端が第２スタンドＦ２と第３スタンドＦ３との間を通過すると（Ｆ２３間抜け）、図７（ｂ）に示すように、画面左上からは尾端の映像が消え、画面右上に尾端の映像が表示される。これに伴って、オペレータの視線ＯＰは画面右上に移動する。また、さらに１秒後に、尾端が第３スタンドＦ３と第４スタンドＦ４との間を通過すると（Ｆ３４間抜け）、図７（ｃ）に示すように、画面左下に尾端の映像が表示され、オペレータの視線ＯＰは画面左下に移動する。
【００４３】
この第３スタンドＦ３出側において、例えば被圧延材の尾端部が割れるような現象が発生し、屑残りが発生したものとする。この場合には、オペレータは画面左下に表示された第３スタンド出側での尾端の映像から、板が割れているのを確認することができる。ところが、画面左下の映像から、尾端が第３スタンドＦ３を完全に抜けたことを確認すると、その後の被圧延材の状態を確認するために、オペレータは視線ＯＰを移動させてしまう。すなわち、オペレータの視線ＯＰは、図７（ｄ）に示すように画面右下の第４スタンドＦ４出側を表示する領域に移動する。
【００４４】
そして、尾端が第４スタンドＦ４と第５スタンドＦ５との間を通過しているときは（Ｆ４５間抜け）、図７（ｅ）に示すようにオペレータの視線ＯＰは画面右下にある。このとき、被圧延材の屑ＳがＦ３４間で第３スタンドＦ３から第４スタンドＦ４へ向けて移動する様子が画面左下に映し出される。しかしながら、このときのオペレータの視線ＯＰは画面右下にあること、オペレータは次の瞬間に別のモニタ（Ｆ５６間）に視線ＯＰを移すこと、尾端を確認できる時間がＦ４５間で０．３秒程度しかないこと等の要因から、オペレータが図７（ｅ）の画面左下の屑Ｓを確認するのは困難である。
【００４５】
尾端が第４スタンドＦ４と第５スタンドＦ５との間を完全に通過すると、図７（ｆ）に示すように、画面右下からは尾端の映像が消える。このとき、画面左下には、Ｆ３４間を移動する屑Ｓがまだ映っているものの、オペレータの視線は別のモニタに移動しているために、この屑Ｓに気付くことはできない。そして、Ｆ３４間を移動する屑Ｓが第４スタンドＦ４内に入り込むと、これ以降は図７（ｇ）に示すように画面上で屑Ｓを確認することはできなくなる。
【００４６】
このように、ＩＴＶによる監視では０．１秒〜０．３秒程度で高速に抜けていく尾端映像から屑残りを発見しなければならない。オペレータはＦ１２間→Ｆ２３間→…と次々と視線を移動させながら尾端映像を確認していくため、尾端形状の異常は発見できても、屑残りが発生しているか否かを確認するのは非常に困難である。屑残りの映像が映っているにもかかわらず、オペレータがこれを見落とすと、図７（ｈ）に示すように、次材の圧延時に第４スタンドＦ４で屑噛み込みトラブルが発生してしまう。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、オペレータがモニタ１３に表示された各仕上圧延スタンド出側の尾端画像から尾端絞りなどの尾端形状の異常を検出し、異常のあった仕上圧延スタンド出側を指定すると、画像処理装置１２は、指定された仕上圧延スタンド出側で撮像した被圧延材８の連続画像のうち、一定の尾端抜け期間の連続画像をモニタ１３に表示する。
これにより、仕上圧延直後に圧延機の中に屑が入ってしまい、圧延後では外見から屑残りを確認できない場合であっても、オペレータは、モニタ１３に表示された連続画像から屑残りが発生していることを認識することができる。
【００４８】
（効果）
この第１の実施形態では、オペレータが屑残りの有無を確認可能なように、被圧延材の尾端画像の撮像タイミングを跨ぐ一定の尾端抜け期間に撮像手段で撮像した被圧延材の連続画像をモニタ表示可能に構成する。そのため、屑残りが発生している場合には、圧延継続不可として当該屑を除去するなど適切な処置を行うことができ、屑噛み込みトラブルの発生を防止することができる。
【００４９】
このとき、被圧延材の撮像位置（検出位置）を、各仕上圧延スタンドの出側にそれぞれ設定するので、屑残りが発生している仕上圧延スタンド間を正確に特定することができる。
さらに、各検出位置で検出した尾端画像を１枚静止画としてモニタ表示するので、オペレータは各検出位置の尾端形状を常に監視することができる。そのため、尾端絞り等の通板異常が発生した場合には、これをリアルタイムで確認することができる。
【００５０】
また、オペレータが表示切替指示を入力したときには、モニタの表示を、１枚静止画の尾端画像表示から、オペレータが指定した仕上圧延スタンドを検出位置とした撮像手段で撮像した尾端抜け期間の連続画像を表示する連続画像表示に切り替える。したがって、オペレータは、自身が指定した屑残りの可能性のある検出位置について屑残りの有無を判定することができる。このように、不必要に尾端抜け期間の連続表面画像を表示するのを防止し、効率的に屑残りの有無を判定することができる。
【００５１】
また、設置環境の良い熱間圧延ライン外に撮像手段を配置して熱間圧延ラインを搬送される被圧延材を撮像するので、撮像手段に耐熱及び耐蒸気等の対策を講ずる必要がなく、その分のコストを削減することができる。また、熱間圧延ライン外で撮像手段のメンテナンス作業を行うことができるので、熱間圧延ラインの稼動中でも撮像手段のメンテナンスが可能となる。このように、費用面とメンテナンス面とで好適な構成とすることができる。さらに、温度や水蒸気等の撮像手段への外乱を排除することができるので、精度よく尾端平面形状を検出することができる。
また、尾端検出に際し、撮像手段で撮像した前記被圧延材の連続的な表面画像を２値化処理した２値化連続画像における白色画素の分布に基づいて尾端画像を検出するので、熱間圧延ラインを搬送される被圧延材の尾端を精度良く検出することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、画像処理装置１２が尾端画像に基づいて尾端絞りの発生の有無を検出し、尾端絞りが発生した仕上圧延スタンドの尾端抜け前後の連続画像を自動的にモニタ表示するようにしたものである。
【００５３】
（構成）
第２の実施形態の屑残り検出装置１０は、オペレータからの表示切替指示が画像処理装置１２に入力されないことを除いては、図１と同様の構成を有する。
そして、本実施形態の画像処理装置１２は、図２の尾端表示処理及び図５の表示切替処理に代えて、図８に示す尾端表示・表示切替処理を実行する。この尾端表示・表示切替処理は、所定時間毎に繰り返し実行する。
先ずステップＳ２１で、画像処理装置１２は、図２の前記ステップＳ１と同様に、ゲート信号がＯＮしているか否かを判定する。そして、ゲート信号がＯＦＦであると判定した場合にはステップＳ２２に移行し、ゲート信号がＯＮであると判定した場合にはステップＳ２３に移行する。
【００５４】
ステップＳ２２では、画像処理装置１２は、後述する尾端絞り発生Ｆｌａｇを“０”に設定し、そのまま尾端表示・表示切替処理を終了する。
ステップＳ２３では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２と同様に、カメラ１１で撮像した被圧延材８の連続画像を取得し、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ３と同様に、連続画像をメモリに保存し、ステップＳ２５に移行する。
【００５５】
ステップＳ２５では、画像処理装置１２は、尾端絞り発生Ｆｌａｇが“１”であるか否かを判定する。そして、尾端絞り発生Ｆｌａｇ＝０である場合にはステップＳ２６に移行し、尾端絞り発生Ｆｌａｇ＝１である場合には後述するステップＳ３２に移行する。
ステップＳ２６では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ４と同様に尾端検出処理を行い、ステップＳ２７に移行する。
ステップＳ２７では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ５と同様に、尾端検出処理結果に基づいて、尾端検出対象範囲αの画像が尾端を撮像した尾端画像であるか否かを判定する。そして、尾端ではないと判定した場合にはそのまま尾端表示・表示切替処理を終了し、尾端であると判定した場合にはステップＳ２８に移行する。
【００５６】
ステップＳ２８では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ６と同様に、被圧延材８の尾端画像を１枚の静止画としてモニタ１３に表示し、ステップＳ２９に移行する。
ステップＳ２９では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２８で設定した尾端画像に基づいて、尾端絞りの発生の有無を検出する絞り検出処理を行う。
【００５７】
はじめに、取得した尾端画像に対して絞り検出処理の対象範囲を設定し、設定した絞り検出対象範囲の画素毎の輝度情報を得る。そして、絞り検出対象範囲に対して、予め設定した白色画素判定閾値Ｘ´を用いて２値化処理を行う。ここで、白色画素判定閾値Ｘ´は、前記ステップＳ２６の尾端検出処理における２値化処理で用いる白色画素判定閾値Ｘよりも高く設定する。すなわち、ここでは尾端検出処理と比較して高輝度で２値化処理を行う。次に、２値化した尾端画像において白色画素数を計測し、これを白色画素の面積とする。
【００５８】
次に、ステップＳ３０では、画像処理装置１２は、前記ステップＳ２９の絞り検出処理結果に基づいて、絞り検出対象範囲の画像が尾端絞りが発生している状態を撮像した尾端絞り画像であるか否かを判定する。ここでは、前記ステップＳ２９で算出した白色画素の面積が、予め設定した所定面積以上であるとき、その画像を尾端絞り画像であると判定する。
そして、尾端絞りは発生していないと判定した場合にはそのまま尾端表示・表示切替処理を終了し、尾端絞りが発生していると判定した場合にはステップＳ３１に移行する。
ステップＳ３１では、画像処理装置１２は、尾端絞り発生Ｆｌａｇを、尾端絞りが発生していることを示す“１”に設定し、尾端表示・表示切替処理を終了する。
【００５９】
また、ステップＳ３２では、画像処理装置１２は、尾端抜け期間が終了したか否かを判定する。ここでは、尾端絞りが発生していると判定して尾端絞り発生Ｆｌａｇを“１”に設定した後、所定時間（尾端画像の撮像タイミングから尾端抜け期間が終了するまでに相当する時間）が経過したか否かを判定する。そして、尾端抜け期間が終了していない場合には、そのまま尾端表示・表示切替処理を終了し、尾端抜け期間が終了している場合にはステップＳ３３に移行する。
ステップＳ３３では、画像処理装置１２は、メモリに保存した被圧延材８の連続画像のうち、尾端抜け期間の連続画像を読み出し、モニタ１３に表示する。
なお、図８のステップＳ２６が尾端検出手段に対応し、ステップＳ２８が尾端画像表示手段に対応し、ステップＳ２９が尾端絞り検出手段に対応し、ステップＳ３０〜Ｓ３３が連続画像表示手段に対応している。
【００６０】
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
熱間圧延ライン外に設置された７台のカメラ１１は、仕上圧延機６の各仕上圧延スタンドの出側を通過する被圧延材８を連続的に撮像する。各カメラ１１で撮像した被圧延材８の表面画像は一定周期で画像処理装置１２に入力され、画像処理装置１２で尾端検出処理が行われる。
【００６１】
そして、画像処理装置１２は、各カメラ１１で撮像した被圧延材８の表面画像に対して尾端検出処理を行う（図８のステップＳ２６）。ここでは、カメラ１１で撮像した表面画像における尾端検出対象範囲αを２値化処理し、その２値化表面画像が尾端画像の条件を満足する場合に、このとき撮像した表面画像が尾端画像であると判断する（ステップＳ２７でＹｅｓ）。そして、検出した尾端画像をモニタ１３に表示する（ステップＳ２８）。
【００６２】
またこのとき、画像処理装置１２は、検出した尾端画像に対して絞り検出処理を行う（ステップＳ２９）。ここでは、尾端画像における絞り検出対象範囲を２値化処理し、その２値化尾端画像の白色画素の面積が所定面積以上であるか否かを判定する。この絞り検出処理の２値化処理で用いる閾値Ｘ´は、尾端検出処理の２値化処理で用いる閾値Ｘよりも高い値に設定されている。したがって、絞り検出処理で２値化処理した２値化尾端画像では、尾端検出処理で２値化処理した２値化表面画像と比較して、より高輝度の画素が白色画素として残ることになる。
【００６３】
尾端絞りが発生した場合、被圧延材８の表面は発熱により輝度が高くなる傾向がある。そのため、尾端絞りが発生していない通常の尾端画像の場合、図９（ａ）に示すように、高輝度閾値Ｘ´で２値化処理した結果、白色画素の面積は所定面積未満となる。一方、尾端絞りが発生している尾端絞り画像の場合、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、高輝度閾値Ｘ´で２値化処理した結果、白色画素の面積が所定面積以上となる。
【００６４】
例えば、図６中に示すように、第６スタンドＦ６と第７スタンドＦ７との間（Ｆ６７間）で尾端絞りが発生している場合、画像処理装置１２がＦ６７間の尾端画像に対して絞り検出処理を行うと（ステップＳ２９）、２値化尾端画像の白色画素の面積は所定面積以上となる。そのため、画像処理装置１２は、Ｆ６７間で尾端絞りが発生していると判断する（ステップＳ３０でＹｅｓ）。
【００６５】
したがって、この場合には、この時点から尾端抜け期間が終了するまでの間、カメラ１１によるＦ６７間の撮像を継続し（ステップＳ２３）、撮像画像をメモリに保存する（ステップＳ２４）。そして、尾端抜け期間が終了したら（ステップＳ３２でＹｅｓ）、モニタ１３の表示を、各仕上圧延スタンド間の尾端画像表示から、尾端絞りを検出した仕上圧延スタンド間（ここではＦ６７間）の尾端抜け期間の連続画像表示に切り替える（ステップＳ３３）。
【００６６】
このように、尾端画像から尾端絞りを検出し、尾端絞りが発生している場合には、尾端絞りが発生している仕上圧延スタンド間における尾端抜け期間の連続表面画像を表示する。したがって、オペレータは、その連続表面画像から尾端絞りに起因する屑残りの有無を確認することができる。また、屑残りの可能性のある位置の連続表面画像を自動的に表示するので、屑残りの見落としを低減することができる。
【００６７】
（効果）
この第２の実施形態では、各検出位置で撮像した尾端画像から被圧延材の尾端に絞りが発生しているか否かを判定し、尾端絞りが発生している場合にはその仕上圧延スタンド間で屑残りが発生している可能性があるとして、当該仕上圧延スタンド間における尾端抜け期間の連続表面画像を自動的に表示する。このように、尾端抜け期間の連続表面画像をモニタ表示し、オペレータにガイダンスすることで、屑残りの見落としを抑制することができる。また、不必要に尾端抜け期間の連続表面画像を表示するのを防止することができる。
また、尾端絞り発生時には発熱により表面画像の輝度が高くなることを利用し、２値化尾端画像における白色画素の分布面積が所定面積以上であるか否かによって、尾端絞りが発生しているか否かを判定する。したがって、被圧延材の尾端画像から精度良く尾端絞りを検出することができる。
【００６８】
（変形例）
なお、上記各実施形態においては、尾端画像表示と尾端抜け期間の連続画像表示とを切り替える構成としているが、この構成はモニタ１３に制限がある場合の自動切替機能として使用するものとし、モニタ１３に余裕がある場合は両方表示するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、被圧延材８の尾端平面形状の検出位置に対応させて複数台のカメラ１１を設ける場合について説明したが、カメラ１１の台数は検出位置の数に対して少なく設定してもよい。この場合、例えば、仕上圧延スタンドＦ１−Ｆ２間を撮像した後、カメラ１１を移動して仕上圧延スタンドＦ２−Ｆ３間を撮像するなど、１台のカメラ１１で複数の検出位置を撮像するようにする。これにより、カメラ１１を多数設けなくて済むので、安価な設備とすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…熱間圧延設備、２…加熱炉、３…サイジングプレス、４…粗圧延機、５…クロップシャー、６…仕上圧延機、７…巻き取り設備、８…被圧延材、１０…屑残り検出装置、１１…カメラ（撮像手段）、１２…画像処理装置、１３…モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013180322.tif 000008
【図８】
2013180322.tif 000009
【図４】
2013180322.tif 000010
【図９】
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