(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の帯状材の欠陥を検出するにあたり、
センサからの信号をピークホールドすると共にサンプリングし、
その際、前記ピークホールドを開始した時点から、又は、前記ピークホールド中に、ピークホールドを開始した時点の信号より大きい信号が発生した場合は、その時点から、前記サンプリングのピッチより長く、且つ、その２倍未満の長さであるピークホールド長さＬｈの通過後にピークホールドをリセットし、
前記Ｌｈと、該Ｌｈ間に存在するサンプリング回数との関係からセンサ信号の位置を推定し、
その最も早い場合の位置と最も遅い場合の位置との間を欠陥位置と特定することを特徴とする帯状材の欠陥検出方法。
【請求項２】
前記ピークホールド長さＬｈを、前記サンプリングのピッチの１．５倍とすることを特徴とする請求項１に記載の帯状材の欠陥検出方法。
【請求項３】
走行中の帯状材の欠陥を検出するための帯状材の欠陥検出装置において、
センサからの信号を所定の長さピークホールドする手段と、
サンプリングのピッチより長く、且つ、その２倍未満の長さであるピークホールド長さＬｈを規定する手段と、
前記ピークホールドを開始した時点から、又は、前記ピークホールド中に、ピークホールドを開始した時点の信号より大きい信号が発生した場合は、その時点から、前記ピークホールド長さＬｈの通過後にピークホールドをリセットする手段と、
前記ピークホールド中の信号出力を前記ピークホールド長さＬｈより短いピッチでサンプリングする手段と、
前記Ｌｈと、該Ｌｈ間に存在するサンプリング回数との関係からセンサ信号の位置を推定し、その最も早い場合の位置と最も遅い場合の位置との間を欠陥位置と特定して出力する手段と、
を備えたことを特徴とする帯状材の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状材の欠陥検出方法及び装置に係り、特に、鋼板エッジに発生する欠陥であるエッジ割れを検出する際に用いるのに好適な、高速ラインで短時間に変化する欠陥検出信号から、欠陥を確実に検出することが可能な、帯状材の欠陥検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板のエッジ部分に割れが生じた場合、通板時にエッジ割れ部分が設備等に引掛かり、破断して生産能力が低下する場合がある。これを回避する方法として、エッジ割れが発生し易い圧延工程等においてエッジ割れを検出し、このエッジ割れ部分を切断する等の処理を行うことにより、圧延工程以後の工程で、エッジ割れを要因とするトラブルが発生することを未然に回避する方法が考えられる。
【０００３】
このような鋼板のエッジ割れの検出方法として、出願人は特開２０００−２３０９２４で、Ｅ型コアを有する渦流センサを複数配置し、割れの面積や深さと検出信号との関係から、割れのみを検出し、割れの深さや幅を求めることを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この技術では、センサからの信号を割れの判定装置に取り込み、処理する必要がある。特に、ライン速度が速い（２０ｍ／ｓ以上）圧延ラインに適用する際には、割れの幅が小さい場合、センサからの信号を確実に捉えるには、非常に高速なサンプリングが必要になる。
【０００５】
例えば、ライン速度が２５ｍ／ｓ、割れの幅が３ｍｍの場合、信号が変化する時間は０．１２ｍｓとなる。従って、そのピークを捉えるためには、その１／１０の０．０１２ｍｓ以下程度でサンプリングする必要がある。
【０００６】
それに加えて、割れの判定といった、複数の処理を平行して実施するには、更に高速な処理が必要になる。
【０００７】
特に、圧延機出側のような高速ラインでの割れ検出の場合、信号の変化が非常に短時間であり、データ処理の負荷が大きくなってしまう。
【０００８】
従って、装置が高価になるだけでなく、サンプリングが間に合わず、ピークがサンプリング点の間に入ってしまう、いわゆるサンプリング抜けが発生する可能性もある。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、データ処理の負荷を軽減して、高速ラインで短時間に変化する割れ検出信号を確実に検出可能とすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行中の帯状材の欠陥を検出するにあたり、センサからの信号をピークホールドすると共にサンプリングし、その際、前記ピークホールドを開始した時点から、又は、前記ピークホールド中に、ピークホールドを開始した時点の信号より大きい信号が発生した場合は、その時点から、前記サンプリングのピッチより長く、且つ、その２倍未満の長さであるピークホールド長さＬｈの通過後にピークホールドをリセットし、前記Ｌｈと、該Ｌｈ間に存在するサンプリング回数との関係からセンサ信号の位置を推定し、その最も早い場合の位置と最も遅い場合の位置との間を欠陥位置と特定するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１１】
又、前記ピークホールド長さＬｈを、前記サンプリングのピッチの１．５倍として、サンプリング周期の半分の間隔で欠陥位置を特定することができるようにしたものである。
【００１２】
本発明は、又、走行中の帯状材の欠陥を検出するための帯状材の欠陥検出装置において、センサからの信号を所定の長さピークホールドする手段と、サンプリングのピッチより長く、且つ、その２倍未満の長さであるピークホールド長さＬｈを規定する手段と、前記ピークホールドを開始した時点から、又は、前記ピークホールド中に、ピークホールドを開始した時点の信号より大きい信号が発生した場合は、その時点から、前記ピークホールド長さＬｈの通過後にピークホールドをリセットする手段と、前記ピークホールド中の信号出力を前記ピークホールド長さＬｈより短いピッチでサンプリングする手段と、前記Ｌｈと、該Ｌｈ間に存在するサンプリング回数との関係からセンサ信号の位置を推定し、その最も早い場合の位置と最も遅い場合の位置との間を欠陥位置と特定して出力する手段とを備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
本発明においては、図１に示す如く、まずセンサからの出力信号Ａをピークホールド回路にて所定の長さ（ピークホールド長さと称する）Ｌｈだけピークホールドする。具体的には、
（１）センサの出力信号Ａが設定閾値Ｖｔを越えた場合、ピークホールドを開始し、これをピークホールド回路の出力信号Ｖｐ（＝Ａ）とする（図１左）。
【００１４】
（２）ピークホールド中に現ピーク値Ｖｐ１（＝Ａ１）より大きい信号Ａ２が発生した場合は、Ｖｐ２（＝Ａ２）を新たなピーク値としてホールドする（図１右）。
【００１５】
（３）ピーク値が変化した時点からホールド長さのカウントを開始し、ピークホールド長さだけホールドした後、リセットする。
【００１６】
（４）ピークホールド長さＬｈは、後工程で割れの位置を確認する場合に、操業上、作業性から必要な位置精度を満足するように決定する必要がある。そして、次に述べるサンプリングピッチＬｐより長くし、好ましくは１．５倍とする。
【００１７】
続いて、ピークホールド回路の出力信号をサンプリング回路にて一定ピッチでサンプリングする。ピークホールド回路による出力信号Ｂを、ピークホールド回路とは非同期に一定ピッチＬｐでサンプリングする。このサンプリングピッチＬｐは、データ処理装置の処理速度に基づいて決定する。
【００１８】
例えば、後工程の確認が、ライン速度を減速して、長さ２０ｍの範囲で行なう場合、割れ位置は、例えばその１／２０の１ｍ単位で判定できれば充分である。データ処理装置の処理速度に基づくサンプリングピッチＬｐが０．１ｍであるとすると、ピークホールド長さＬｈをこのサンプリングピッチＬｐより長くするとで、本発明の条件を満足することができる。
【００１９】
例えば、サンプリングピッチＬｐ＝０．１ｍの場合、ピークホールド長さＬｈを０．１５ｍとすることができる。ライン速度が１５００ｍｐｍの場合、データ処理装置のサンプリング周期は４ｍｓとなり、汎用のパソコンを利用しても、充分に処理可能な速度である。
【００２０】
これに対して、図１に示すピーク長さＬｓのセンサ出力信号Ａを直接サンプリングする場合は、サンプリングピッチＬｐでピーク点を確実に検出することは到底不可能である。
【００２１】
又、ピークホールド中のサンプリング信号に基づき欠陥の位置判定を行なうことが可能である。ここでは、ピークホールド長さＬｈがサンプリングピッチＬｐの１．５倍の場合について説明する。
【００２２】
１つのピークホールド中に存在するサンプリング信号Ｓnのサンプリング回数Ｎｓに基づいて、欠陥の位置判定を行なう。ここでサンプリング回数Ｎｓは次の条件を満たすサンプリング信号Ｓnのサンプリング回数である。
【００２３】
▲１▼サンプリング信号Ｓnは閾値Ｖｔを越えていること（Ｓn＝Ｖｐ＞Ｖｔ）
▲２▼サンプリング信号Ｓnの前信号との差ΔＳ＝Ｓn−Ｓn-1が一旦正となり、そして負へと変化するまでの範囲であること
▲３▼その範囲内で最大であること
この条件を満たすサンプリング信号Ｓnのサンプリング回数Ｎｓは１回若しくは２回であり、以下のように欠陥の位置判定を行なう。
【００２４】
（ａ）サンプリング回数Ｎｓ＝１の場合（図２（ａ））
ピークホールド長さＬｈとサンプリングピッチＬｐとの関係から、サンプリング回数Ｎｓ＝１となる場合には、サンプリング信号Ｓnが最大となるサンプリング位置をＰn、前サンプリング位置Ｐn-1とＰnとの中間位置をＰn´とすると、欠陥位置はＰn-1〜Ｐn´の範囲（長さＬｐ／２）と判定される。
【００２５】
（ｂ）サンプリング回数Ｎｓ＝２の場合（図２（ｂ））
同様に、ピークホールド長さＬｈとサンプリングピッチＬｐとの関係から、サンプリング回数Ｎｓ＝２となる場合には、サンプリング信号Ｓnが最大となるサンプリング位置をＰn及びＰn+1、Ｐn-1とＰnとの中間位置をＰn´とすると、欠陥位置はＰn´〜Ｐnの範囲（長さＬｐ／２）と判定される。
【００２６】
欠陥が連続した場合の一例を図２（ｃ）に示す。このケースでは、前記条件（特に▲３▼）から、サンプリング位置Ｐnでのサンプリング信号Ｓnが条件を満たす。従って、サンプリング回数Ｎｓは１回となり、前記（ａ）の方法で欠陥の位置判定を行なう。
【００２７】
本発明は、上記のような知見に基づいてなされたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態は、図３に示す如く、圧延機１０で圧延された鋼板１２をコイラ１４で巻き取る際に、その割れを検出するための装置であって、鋼板１２を送るロールの回転量から鋼板の送り長さを検知するためのパルスジェネレータ（ＰＬＧ）２０と、割れを検出するためのセンサ２２と、該センサ２２の出力を増幅するためのアンプ２４と、データ処理装置２６と、該データ処理装置２６にコイル情報を与えるための上位計算機２８と、検査結果を出力するためのプリンタ３０を備えたものにおいて、前記アンプ２４の出力Ａを所定の長さＬｈだけピークホールドするピークホールド回路４０と、前記ＰＬＧ２０の出力を計数して、該ピークホールド回路４０のピークホールド長さＬｈを規定するための、例えば減算方式のカウンタ回路４２と、前記ピークホールド長さＬｈに対応する該カウンタ回路４２のリセット値を設定するための設定器４４と、前記ピークホールド回路４０の出力Ｖｐを所定のピッチＬｐでサンプリングするためのサンプリング回路５０と、前記ＰＬＧ２０の出力を計数して、該サンプリング回路５０のサンプリングピッチＬｐを規定するための、例えば減算方式のカウンタ回路５２と、前記サンプリングピッチＬｐに対応する該カウンタ回路５２のリセット値を設定するための設定器５４とを備えたものである。
【００３０】
前記ピークホールド回路４０は、図４に詳細に示す如く、前記アンプ２４からの出力信号Ａが、ある閾値Ｔを超える場合に、ピークホールドする。そのピークホールド長さＬｈは、前記設定器４４により設定される。該ピークホールド回路４０は、前記ＰＬＧ２０の出力パルス（ＰＬＧ信号と称する）に基づき、カウンタ回路４２で所定のカウント数をカウントした後、ホールドを解除する。パルスレートをｘ（ｍｍ／Ｐ）とすると、カウント数Ｃｈは、次式により決定する。
【００３１】
Ｃｈ＝Ｌｈ／ｘ            …（１）
【００３２】
前記サンプリング回路５０は、前記ＰＬＧ２０の出力パルスに基づき、所定のピッチで、前記ピークホールド回路４０からの信号をサンプリングする。サンプリングピッチＬｐは、前記設定器５４により設定される。カウンタ回路５２でサンプリングピッチＬｐをカウントしてサンプリングし、データ処理装置２６に出力する。カウント数Ｃｐは、次式により決定する。
【００３３】
Ｃｐ＝Ｌｐ／ｘ            …（２）
【００３４】
ここで、サンプリングピッチＬｐは、ピークホールド長さＬｈより短く設定する。
【００３５】
図４における設定は、ピークホールド長さＬｈ＝１００ｍｍ、サンプリングピッチＬｐ＝９０ｍｍ、ｘ＝１０ｍｍ／Ｐである。
【００３６】
前記データ処理装置２６による集計結果は、前記上位計算機２８から受信したコイル情報と関係付けて、プリンタ３０から出力することができる。
【００３７】
前記センサ２２としては、特開２０００−２３０９２４と同様のＥ型渦流センサの他、光学センサや磁気センサ等、他の方式のセンサを用いることもできる。
【００３８】
又、該センサ２２の配設位置は、鋼板１２の幅方向両エッジに１台ずつ配置することができる。なお、鋼板エッジ位置の変動に対して、センサ２２は、幅方向に複数台並べても、あるいは、幅方向で走査しても構わない。
【００３９】
なお、前記実施形態においては、減算カウンタを用いていたが、増算カウンタや、他の方式の距離計測手段を用いても構わない。
【００４０】
【実施例】
ピークホールド長さＬｈを、それぞれ、サンプリングピッチＬｐの１．５倍（実施例１）、１．２倍（実施例２）、１．８倍（実施例３）とした実施例を、比較例と共に図５に示す。
【００４１】
図５（ａ）に示す比較例では、アンプ２４がセンサ信号Ａを出力した後、次サンプリング時までピークホールドし、次サンプリング時にサンプリング回路がサンプリング出力信号Ｃを出力する。この場合、欠陥の予想位置は、サンプリング出力信号Ｃを出力したサンプリング位置以前のサンプリング１周期Ｄ内のいずれかの位置となる。
【００４２】
これに対して、本発明では、ピークホールド長さＬｈをサンプリングピッチＬｐより長くしている。これにより、サンプリング回路が出力した信号Ｃが、２つの連続したサンプリング位置で続けて検出されるか（実施例１の図５（ｄ）、実施例２の図５（ｇ）、実施例３の図５（ｊ））、又は１つのサンプリング位置でのみ単独で検出されているか（実施例１の図５（ｃ）、実施例２の図５（ｆ）、実施例３の図５（ｉ））のいずれかにより、サンプリング周期より短い間隔Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３で欠陥の位置を特定することができる。図において、Ａ１は最も早い場合のセンサ信号、Ａ２は最も遅い場合のセンサ信号であり、Ａ１とＡ２の間に欠陥が存在することになる。
【００４３】
特に、ピークホールド長さＬｈを、サンプリングピッチＬｐの１．５倍とした実施例１では、図５（ｂ）〜（ｄ）に示した如く、サンプリング周期Ｄの半分の間隔Ｅ１で、欠陥位置を特定することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、データ処理の負荷を軽減して、汎用パソコンのような安価な装置で確実に欠陥を検出することが可能となる。又、信号のピーク値を取りこぼすことなく、安定した検出が可能である。更に、欠陥検出信号を次サンプリング時までピークホールドする場合に比べて、欠陥位置を、より狭い範囲に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための、ピークホールドの考え方を示すタイムチャート
【図２】同じく、欠陥の位置測定の考え方を示すタイムチャート
【図３】本発明の実施形態の全体を示す構成図
【図４】前記実施形態における各部信号波形の例を示す線図
【図５】本発明の実施例におけるサンプリング位置と欠陥位置特定範囲の関係を、比較例と比べて示す線図
【符号の説明】
１０…圧延機
１２…鋼板
１４…コイラ
２０…ＰＬＧ
２２…センサ
２４…アンプ
２６…データ処理装置
４０…ピークホールド回路
４２、５２…カウンタ回路
４４、５４…設定器
５０…サンプリング回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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