DE3851609T2

DE3851609T2 - Gerät zur Inspektion von Walzzeichen.

Info

Publication number: DE3851609T2
Application number: DE3851609T
Authority: DE
Inventors: Seikichi C O Patent Nishimura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: DE3855913T2; EP0316961B1; DE3855913D1; EP0594220A2; EP0594220B1; EP0594220A3; US4958307A; EP0316961A2; EP0316961A3; DE3851609D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Inspektion von Rollenbzw. Walzennarben, um periodische Walzennarben (periodische Defekte), die auf einem gürtelartigen Laufmaterial, wie zum Beispiel einem Stahlstreifen, einem Aluminiumstreifen oder einem Kupferstreifen, wegen eines auf einer Reduktionswalze existierenden Flecks bzw. Defekts einer Walzenoberfläche in Walzenstraßen gebildet werden.
In Walzenstraßen werden periodische Walzennarben manchmal durch eine fleckige Walze auf einem gürtelartigen Laufmaterial oder einem zu walzenden Material gebildet. In einer Preßstraße werden, wobei eine Vielzahl von Walzen mit verschiedenen Durchmessern verwendet wird, Walzennarben mit verschiedenen Perioden auf einem zu walzenden Material gebildet.
Ein Verfahren zum Inspizieren jeder periodischen Walzennarbe ist in dem Dokument JP-A-58- 156842 offenbart. In diesem Verfahren wird eine Autokorrelationsfunktion aus Walzennarbendaten berechnet, um jede periodische Walzennarbe genau zu untersuchen bzw. zu inspizieren. Ein Prinzip des Verfahrens wird unten beschrieben werden. Wie in Fig. 4A dargestellt ist, läuft ein gürtelartiges Laufmaterial (auf das als ein Streifen hierin nachher verwiesen werden soll) 2, welches durch eine Walze 1 gewalzt werden soll, in einer Pfeilrichtung und wird bei dessen Abschlußende zu einer Wicklung 3 gewickelt.
In diesem Verfahren werden, falls Flecke bzw. Defekte auf der Oberfläche der Walze 1 existieren, Walzennarben auf der Oberfläche des Streifens 2 gebildet, und Signale 4 (Fig. 4B), welche die Walzennarben repräsentieren, weisen eine Periodizität auf. Fig. 5A zeigt, wie die Walzennarbe erzeugt wird. In Fig. 5B repräsentiert ein Referenzsymbol 5A Walzennarbensignale, die über eine vollständige bzw. ganze Breite des Streifens 2 gebildet werden. In Fig. 5C repräsentiert ein Referenzsymbol SB Walzennarbensignale, die auf 1/8 der gesamten Breite gebildet werden. Pfeile "↓", repräsentieren zu inspizierende Walzennarbensignale, die offenbar eine Periodizität aufweisen. Andere Linien repräsentieren Signale von zufälligen Narben. Ein Intervall τ zwischen Pfeilen "↓" ist gleich der Umfangslänge der Walze 1.
Eine Autokorrelationsfunktion Φ des Walzennarbensignals (SA oder SB) weist eine hohe Spitze bei einer Periode τ (Zeitpunkt T1 in Fig. 6) auf, die der Umfangslänge der Walze 1 entspricht. Daher kann die Periodizität zu inspizierender Walzennarben durch Untersuchen dieser Spitze genau festgestellt werden.
Fig. 7 ist ein Histogramm, das die Walzennarbensignale (SA oder SB), die bei jedem Zeitintervall Δt erhalten werden, zeigt. Unter der Annahme, daß die Einhüllende des Histogramms eine Funktion f(t) einer Zeit t ist ist die Autokorrelationsfunktion Φ(τ) dann durch irgendeine der folgenden Gleichungen gegeben:
wobei T ein Intervall ist, um die Autokorrelationsfunktion zu erhalten.
Genauer wird die Autokorrelationsfunktion wie folgt berechnet:
Auf der Grundlage der obigen Gleichung (3) werden Berechnungen für jedes momentane Zeitintervall Δt wiederholt ausgeführt, während Variablen und von 1 bis M beziehungsweise von 0 bis N wie folgt geändert werden:
In den obigen Gleichungen kann die Autokorrelation erhalten werden, indem ein Produkt eines Walzennarbensignals, das um eine Umfangslänge M·Δt der Walze 1 vorausgeht, jedesmal, wenn der Streifen 2 um Δt voranschreitet, berechnet wird und indem dieses Produkt einem vorhergehenden berechneten Wert hinzugefügt wird, wie durch die Gleichungen (4-0) bis (4-N) dargestellt wird. Die erhaltene Autokorrelation wird dann mit einem vorher bestimmten Einstellwert (Walzennarben-Feststellungspegel L) verglichen, um jede periodische Walzennarbe zu inspizieren.
Als eine Folge können all die durch verschiedene Walzen mit Walzenflecken bzw. -defekten gebildeten periodischen Walzennarben gleichzeitig inspiziert werden, während ein S/N-Verhältnis des Walzennarbensignals in hohem Maße erhöht werden kann.
In Walzenstraßen ist die Produktionsrate sehr hoch, z. B. 5000 kg/s (30 Tonnen/Min.). Aus diesem Grund wird, falls Walzennarben auf der Oberfläche eines Streifens gebildet werden und eine Inspektion der Walzennarbe sogar geringfügig verzögert wird, eine große Menge mangelhafter Produkte (Streifen) hergestellt. Daher ist ein Bedarf an einem Gerät entstanden, das die Walzennarbe schnell inspizieren kann.
Um die Walzennarbe durch das obige Verfahren zu inspizieren, ist jedoch eine beträchtlich bzw. ziemlich lange Inspektionslänge T von mindestens 1000 m erforderlich. In einigen Fällen sind mehrere 1000 Meter erforderlich.
Ferner wird, weil eine ziemlich lange Inspektionslänge T erforderlich ist, um die Walzennarbe zu inspizieren, eine Zeit zum Inspizieren der Walzennarbe verlängert.
Zusätzlich wird, wie in Fig. 8A dargestellt ist, ein Untergrund-Leistungspegel der Autokorrelationsfunktion (ΣΦ), die aus Walzennarben-Signaldaten berechnet wird, erhöht, wenn ein Intervall τ zum Berechnen der Autokorrelationsfunktion reduziert wird, und der Untergrund-Leistungspegel wird reduziert, wenn das Intervall τ vergrößert wird. Folglich werden Werte von Spitzen 5 und 6, die jeweils die Walzennarbe repräsentieren, reduziert, wenn das Intervall τ vergrößert wird (Fig. 8A zeigt, daß die Höhe der Spitze 6 bei einem langen Intervall τ niedriger ist als die der Spitze 5 bei einem kurzen Intervall τ).
Wenn der Autokorrelationswert von jeder der Walzennarbenspitzen 5 und 6 mit einem Walzennarben-Feststellungspegel L verglichen wird, kann daher, falls dieser Pegel L wie in Fig. 8A dargestellt festgelegt ist, eine bei einem langen Intervall τ erhaltene Walzennarbe 6 nicht inspiziert werden, obwohl die Walzennarbe 5 wie in Fig. 8B dargestellt inspiziert werden kann. Zusätzlich werden in diesem Fall Signale von einem Untergrundrauschen in dem Bereich eines kurzen Intervalls τ (schraffierte Fläche in Fig. 8A) fälschlicherweise festgestellt, als ob Walzennarben darin eingeschlossen sind.
Wie oben beschrieben wird das herkömmliche Verfahren durch den Untergrund- Leistungspegel (Rauschen) nachteilig beeinflußt und kann daher nicht immer alle Walzennarben mit verschiedenen Perioden inspizieren.
Das Dokument US-A-3,958,127 nach dem Stand der Technik beschreibt ein automatisch kalibriertes optisch-elektrisches Bahn-Inspektionssystem mit einem Lichtpunkt, das schräge bzw. transversale oder Walzennarbendefekte feststellen und diese Defekte von anderen Defekttypen unterscheiden kann. Elektronische Schaltungsmittel, die auf einen Strahl für eine Bestrahlung entweder in dem Reflexionsmodus oder dem Transmissionsmodus ansprechen, stellen diese Defekte fest und unterscheiden diese von Defekten anderer Typen. Zu diesem Zweck wird ein kurzfristiger Durchschnitt, der aus dem Integral von Abtastwerten bestimmt wird, mit den abgetasteten Werten verglichen, und der Vergleichspegel wird eingestellt, d. h. der Schwellenpegel wird geändert, um Typänderungen von Walzennarben festzustellen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Inspektion von Walzennarben zu schaffen, das eine periodische Walzennarbe schnell inspizieren und die Walzennarbe bei einem Umfangslängenabstand bzw. -zwischenraum einer Reduktionswalze anzeigen kann.
Um die obige Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Inspektion von Walzennarben wie in Anspruch 1 spezifiziert vor.
Das Gerät zur Inspektion von Walzennarben der vorliegenden Erfindung besitzt ein Mittel, um Walzennarbendaten in einem Bildspeicher mit einem Speicherbereich zu speichern, der der Umfangslänge der Walze entspricht, wobei die Walzennarbendaten von einem Inspektionskopf ausgegeben werden, um ein gürtelartiges Laufmaterial, welches läuft, während es gegen eine Walze gezwungen bzw. vorangetrieben wird, in Richtung der Breite abzutasten, um nachfolgend die Walzennarbendaten, welche in dem Bildspeicher synchron mit einer Laufrate des gürtelartigen Laufmaterials gespeichert werden, auszulesen, um einen Autokorrelationswert zu berechnen, und den Autokorrelationswert mit einem vorher bestimmten Einstellwert zu vergleichen, wodurch eine periodische Walzennarbe, die auf dem gürtelartigen Laufmaterial gebildet wird, inspiziert wird. Um die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, schließt dieses Gerät ein: ein Erzeugungsmittel für ein Synchronisierungssignal, um ein mit der Laufrate des gürtelartigen Laufmaterials synchronisiertes Synchronisierungssignal zu erzeugen; ein Verriegelungs- bzw. Haltemittel, um das Synchronisierungssignal von dem Erzeugungsmittel für ein Synchronisierungssignal zu empfangen, um festzustellen, daß das gürtelartige Laufmaterial um die maximale Walzenumfangslänge (π Dmax), die gemessen werden soll, weiterläuft, und eine Ausgabe zu halten, die einen Vergleich zwischen dem Autokorrelationswert und dem Einstellwert repräsentiert; und ein Anzeigemittel, um die Ausgabe des Vergleichsergebnisses, die durch das Haltemittel gehalten wird, anzuzeigen.
Mit der obigen Anordnung wird eine Autokorrelationsfunktion von Walzennarbendaten, die von einem Laufzeitunterschied des gürtelartigen Laufmaterials abhängt, der der Walzenumfangslänge entspricht, berechnet, und dann werden berechnete Autokorrelationswerte mit dem Einstellwert sequentiell verglichen, um einen Maximalwert der berechneten Autokorrelationswerte zu erhalten. Das Haltemittel stellt dann mittels des Synchronisierungssignals von dem Erzeugungsmittel für ein Synchronisierungssignal fest, daß das gürtelartige Laufmaterial um die Walzenumfangslänge weiterläuft, und hält die Ausgabe des Vergleichsergebnisses. Die gehaltene Ausgabe des Vergleichsergebnisses wird auf dem Anzeigemittel angezeigt, z. B. angezeigt als ein Raster auf einer Kathodenstrahl- bzw. CRT-Anzeigevorrichtung.
Zusätzlich besitzt das Gerät zur Inspektion von Walzennarben der vorliegenden Erfindung ein Mittel zum Speichern von Walzennarbendaten in einem Bildspeicher, wobei die Walzennarbendaten durch einen Inspektionskopf inspiziert werden, um ein gürtelartiges Laufmaterial, welches läuft, während es gegen eine Walze gezwungen bzw. vorangetrieben wird, der Breite nach abzutasten, zum Berechnen eines Autokorrelationswertes aus den Walzennarbendaten, die in einer vorher bestimmten Inspektionslänge (z. B. 1000 m) für eine automatische Walzennarbenbeurteilung entlang einer Laufrichtung des gürtelartigen Laufmaterials erhalten werden, und zum Umwandeln des Autokorrelationswertes in z. B. einen Binärwert gemäß einem Walzennarben- Feststellungspegel durch einen Komparator, wodurch eine periodische Walzennarbe, die auf dem gürtelartigen Laufmaterial durch auf der Walze existierende Flecke bzw. Defekte gebildet wird, inspiziert wird.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, in welchen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung eines Gerätes zur Inspektion von Walzennarben gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine graphische Darstellung ist, welche ein Berechnungsergebnis einer Autokorrelationsfunktion Φak zeigt, die in dem Gerät von Fig. 1 berechnet wird;
Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, die eine Walzennarbe zeigt, welche auf einer CRT als ein Ergebnis einer Autokorrelationsberechnung angezeigt wird;
Fig. 4A eine schematische Ansicht ist, um zu erklären, wie ein durch Walzen 1 gewalzt er Streifen 2 auf eine Wicklung 3 gewickelt wird;
Fig. 4B eine graphische Darstellung ist, welche Walzennarbensignale 4 vor einem Ausführen einer Autokorrelationsberechnung zeigt, die Walzennarben einschließt, welche bei einer Periode τ gebildet werden, die einer Umfangslänge T der Walzen 1 entspricht;
Fig. 5A eine schematische Ansicht, welche die Oberfläche des Streifens 2 einschließlich einer Walzennarbe zeigt;
Fig. 5B eine schematische Ansicht ist, die ein Signal SA zeigt, das Walzennarben entspricht, die über die gesamte Breite A des Streifens 2 gebildet werden;
Fig. 5C eine schematische Ansicht ist, die ein Signal SB zeigt, das Walzennarben entspricht, die über 1/8 der Breite B des Streifens 2 gebildet werden;
Fig. 6 eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer Autokorrelationsfunktion F und einer Periode T des Signals SA in Fig. 5B oder des Signals SB in Fig. 5C zeigt;
Fig. 7 ein Histogramm ist, in dem das Signal SA in Fig. 5B oder das Signal SB in Fig. 5C für jedes Zeitintervall Δτ erhalten wird;
Fig. 8A eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer Periode τ und einer Autokorrelationsfunktion ΣΦ einschließlich eines Untergrund- Leistungspegels zeigt, der von den Signalen 5 und 6 verschieden ist, die Walzennarben repräsentieren;
Fig. 8B eine graphische Darstellung ist, in der ein Walzennarbensignal 6 fehlt und nur ein Walzennarbensignal 5 angezeigt wird, wenn das Vorhandensein/Fehlen von Walzennarben bei einem Pegel L in Fig. 8A festgestellt wird;
Fig. 9 ein Histogramm ist, das ein Akkumulationsergebnis eines Autokorrelationswertes Cmj in einer m. Spalte in Richtung der Breite eines Streifens 10 zeigt;
Fig. 10 eine graphische 3D-Darstellung ist, welche Autokorrelationswerte C&ijlig; von 1. bis m. Spalten in Richtung der Breite eines Streifens 10 dreidimensional zeigt;
Fig. 11A ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung eines Gerätes zur Inspektion von Walzennarben zeigt;
Fig. 11B eine Konfiguration zeigt, um die Anzeige einer graphischen 3D-Darstellung unter Verwendung des Gerätes von Fig. 11A durchzuführen;
Fig. 12A ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung eines Gerätes zur Inspektion von Walzennarben gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 12B eine zusätzliche Konfiguration zeigt, welche an die Ausführungsform von Fig. 12A angepaßt ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. In diesen Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern die Teile mit den gleichen Funktionen, und eine ausführliche Beschreibung der schon beschriebenen Teile wird unterlassen oder vereinfacht werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Gerät zur Inspektion von Walzennarben darstellt, das der ersten Aufgabe der vorliegenden Erfindung entspricht. In Fig. 1 bewegt sich ein Streifen 10 bei einer konstanten Rate in einer durch den Pfeil angezeigten Richtung, während er gegen Walzen R1 und R2 mit verschiedenen Durchmessern d1 beziehungsweise d2 gezwungen bzw. vorangetrieben wird (die Anzahl von Walzen kann willkürlich ausgewählt werden).
Ein optischer Inspektionskopf 11 (z. B. eine zeilenweise abtastende CCD-Kamera vom Linearfeldtyp) ist oberhalb des Streifens 10 angeordnet. Der Streifen 10 wird durch eine Hochdruck-Quecksilberlampe oder dergleichen angestrahlt. Der Kopf 11 tastet den Streifen 10 in einer Richtung senkrecht zu der Laufrichtung, d. h. der Breite nach, ab und gibt ein innerhalb eines vorher bestimmten Einheitslängenbereichs Walzennarben repräsentierendes Signal E11 aus.
Der Einheitslängenbereich ist durch eine Einheitslänge Δτ in der Laufrichtung des Streifens 10 und eine Breite (Δω · m) davon bestimmt. Das Referenzsymbol Δω repräsentiert eine Einheitslänge in der Breite des Streifens 10. In diesem Fall bildet Δτ · Δω ein Bildelement bzw. Pixel S&ijlig;.
Das Walzennarbensignal E11 wird durch einen Verstärker 12 verstärkt, in ein Binärsignal E12 A/D-umgewandelt und dann einem Speicherregister (serieller/paralleler Wandler) 13 zugeführt.
Ein Generator 14 für ein Synchronisierungssignal ist unterhalb des Streifens 10 angeordnet und gibt ein Synchronisierungssignal CK aus, welches mit der Bewegungsrate des Streifens 10 synchronisiert ist. Der Generator 14 kann einen Puls- bzw. Impulsgenerator oder eine drehende Codiervorrichtung enthalten, welcher oder welche sich koaxial mit einer Gummitrommel bzw. -rolle 14A im Kontakt mit dem Streifen 10 dreht und N Impulse pro Umdrehung erzeugt.
Das Register 13 speichert ein Binär-Walzennarbensignal E12 sequentiell in Einheiten von Pixel (Δτ · Δω) synchron mit dem Signal CK von dem Generator 14. In dem Register 13 gespeicherte Walzennarbendaten sind Daten (S10 bis Sm0, d. h. Daten von Δω · in Pixel) einer Spalte, die in Richtung der Breite des Streifens 10 abgetastet wird. Daten D13 einer abgetasteten Spalte werden an den Bildspeicher 15 parallel ausgegeben.
Jedesmal, wenn der Streifen 10 um eine Einheitslänge Δτ weiterläuft, speichert der Speicher 15 parallele Eingabedaten D13 und gibt die gespeicherten, abgetasteten Spaltendaten sequentiell von den ältesteten her aus. Der Speicher 15 muß eine Speicherkapazität von m · n Pixel aufweisen, wobei gilt:
m ≥ Breite des Streifens 10/Δω . . .(5)
n = Umfangslänge πd2/Δτ einer Walze mit dem größten Durchmesser Dmax (weil d2 > d1 in Fig. 1 gilt, wird d2 = Dmax verwendet um zu bestimmen). Ein Speicherzustand von Daten einer Spalte wird dargestellt, indem Daten S&ijlig; einer j. Spalte mit Daten Si(i-1) einer (j-1). Spalte umgeschrieben werden, d. h. durch die folgende Beziehung:
S&ijlig; ← Si(i-1) . . .(6)
(wobei i = 1 bis m und i = 1 bis n gelten).
In der obigen Beziehung repräsentiert S&ijlig; jedes einzelne Pixel. In den Walzennarbendaten entspricht die Laufrichtung des Streifens 10, d. h. S11, S12, S13, . . ., S1n, einer Reihenrichtung, und die Breitenrichtung davon, d. h. S11, S21, S31, . . ., Sm1, entspricht einer Spaltenrichtung.
Daher speichert der Speicher 15 sequentiell Daten D13, welche jeder Einheitslänge Δτ des Streifens 10 entsprechen, in einer Menge, die der einer Umfangslänge der Walze R2 entspricht.
Die von dem Register 13 ausgegebenen Daten D13 werden einer Autokorrelations- Berechnungsvorrichtung 16 zugeführt. Die Berechnungsvorrichtung 16 kann eine Berechnung einer Autokorrelationsfunktion ausführen, welche durch Gleichung (4) repräsentiert wird, und enthält eine Multipliziervorrichtung 17, Addiervorrichtung 18 und ein Register 19 für berechnete Werte. Die Multipliziervorrichtung 17 und Addiervorrichtung 18 führen Berechnungen der folgenden Beziehung (7) aus:
C&ijlig; ← Si0 · S&ijlig; + C&ijlig; . . .(7)
(wobei i = 1 bis m, j = 1 bis n gelten):
Das Berechnungsergebnis C&ijlig; wird im Register 19 gespeichert. Als eine Folge speichert das Register 19 einen berechneten Wert der rechten Seite von Gleichung (4) :- Indem derartige Berechnungen ausgeführt werden, wird ein S/N-Verhältnis einer Signalkomponente von periodischen Walzennarben im Verhältnis zu N erhöht (ein Integrationseffekt). Aus diesem Grund kann sogar eine kleine Walzennarbe gegenüber Rauschkomponenten inspiziert bzw. genau untersucht werden.
Ein Datenbus 20 führt eine Rückkopplung durch, um C&ijlig; auf der rechten Seite von Gleichung (7) zu addieren. Die erhaltenen Autokorrelationsdatenwerte (C&ijlig;) werden einem Komparator 21 zugeführt.
Der Komparator 21 vergleicht sequentiell Daten C&ijlig; einer Reihe, z. B. C11, C1(l+1), . . ., C1n, mit einem vorher eingestellten Wert L, der einen vorher bestimmten Schwellenwert aufweist, und gibt einen Maximalwert D21 der mittels Autokorrelation berechneten Werte von Daten (C1l bis C1n) einer Reihe aus. Dieser Vergleich wird für jeden Autokorrelationsdatenwert einer Reihe ausgeführt.
In einer tatsächlichen Walzenstraße ist, weil eine Periode infolge eines Gleitens zwischen den Walzen und dem Streifen 10 oder dergleichen variiert, ein Kompensator 15X vorgesehen, um diese Variation auszugleichen. Der Kompensator 15X führt - die nächste Kompensationsberechnung auf der Grundlage einer periodischen Variation ±γ [mm] aus, die experimentell im voraus erhalten wird:
S&ijlig; = Maximum von (Si(j-p), Si(j-p+1), . . ., S&ijlig;, Si(j+1), . . ., Si(i+P)) . . .(9)
wobei p = γ/Δτ gilt. Gleichung (9) führt den Maximalwert der Variation Si(j ± p) ein, welcher ± γ/Δτ (= ±p) der Ausgabedaten S&ijlig; von Register 13 entspricht.
Eine Verriegelungs- bzw. Halteschaltung 22 empfängt das Signal CK, welches von dem Generator 14 zugeführt wird und darstellt, daß dieser Streifen 10 um eine Umfangslänge πd2 der Walze R2 weiterläuft, und hält eine Ausgabe D21 eines Vergleichsergebnisses von dem Komparator 21. Die Schaltung 22 enthält eine Voreinstellungs- Zählvorrichtung 22 und einen CRT-Speicher 24. Eine vorher eingestellte Zahl n0, welche die Anzahl von Signalen CK repräsentiert, die erzeugt werden, während der Streifen 10 um die Länge πd2 weitergeht, wird in der Zählvorrichtung 23 vorher eingestellt. Wenn die Zahl von Signalen CK den Wert n0 erreicht, sendet die Zählvorrichtung 23 ein Haltesignal r an den Speicher 24. Wenn der Speicher 24 das Signal r empfängt, hält und speichert der Speicher 24 das Vergleichsergebnis D21 von dem Komparator 21.
Ein Kanalselektor 25 mit Kontakten 25-1, 25-2 bis 25-m für die jeweiligen Reihen ist mit dem Speicher 24 verbunden. Eine CRT-Anzeigevorrichtung 27 ist mit dem Selektor 25 durch eine CRT-Schnittstelle 26 verbunden.
Eine Funktion bzw. Operation des Gerätes mit der obigen Anordnung wird unten beschrieben werden. Wenn der Streifen 10 in der Pfeilrichtung läuft, tastet der Kopf 11 den Streifen 10 in Richtung der Breite optisch ab und gibt ein Walzennarbensignal E11 aus. Das Signal E11 wird durch den Verstärker 12 verstärkt und in ein Binärsignal E12 umgewandelt, und das Signal E12 wird dem Register 13 zugeführt und in ihm gespeichert.
Der Generator 14 für ein Synchronisierungssignal gibt ein Synchronisierungssignal CK aus, welches mit der Laufrate des Streifens 10 synchronisiert ist. Somit wird das Signal E12 als Walzennarbendaten von S10 bis Sm0 einer Spalte der Breite des Streifens 10 nach, d. h. von Pixel Δω · m, synchron mit dem Signal CK im Register 13 gespeichert. Jedesmal, wenn der Streifen 10 um eine Einheitslänge Δτ weiterläuft, werden Walzennarbendaten D13 der nächsten Spalte der Breite des Streifens 10 nach in dem Register 13 durch das Signal CK gespeichert.
Auf diese Weise werden jedesmal, wenn Daten D13 einer Spalte der Breite des Streifens 10 nach dem Register 13 zugeführt werden, vorhergehende Daten D13, die im Speicher 13 gespeichert sind, parallel an den Bildspeicher 15 ausgegeben.
Jedesmal, wenn der Speicher 15 Daten D13 einer Spalte empfängt, verschiebt der Speicher 15 die gespeicherten Daten einer vorhergehenden Spalte parallel.
Die Speicherkapazität des Speichers 15 in einer Reihenrichtung (der Länge nach) entspricht einer Walzenumfangslänge πd2. Wenn der Streifen 10 um die Länge πd2 weiterläuft, d. h. um einen Betrag verschoben wird, der der maximalen Walzenumfangslänge πd2/Δτ entspricht, werden Daten D13 einer Spalte an die Autokorrelations- Berechnungsvorrichtung 16 durch den Kompensator 15X ausgegeben.
Die Multipliziervorrichtung 17 in der Berechnungsvorrichtung 16 multipliziert Walzennarbendaten S&ijlig; einer Spalte (z. B. S1n, S2n, . . ., Smn), welche von dem Speicher 15 ausgegeben werden, mit Daten D13 einer Spalte (z. B. S10, S20, . . ., Sm0) von dem Register 13 in Pixeleinheiten und führt das Multiplikationsergebnis D17 der Addiervorrichtung 18 zu. Die Addiervorrichtung 18 addiert das Berechnungsergebnis C&ijlig; (z. B. C1n, C2n, . . ., Cmn) von dem Register 19 zu dem Ergebnis D17 von der Multipliziervorrichtung 17 in Pixeleinheiten und führt das Additionsergebnis D18 dem Register 19 für berechnete Werte zu. Auf diese Weise speichert das Register 19 die berechneten Werte der rechten Seite von Gleichung (4).
In diesem Fall sind die berechneten Werte diejenigen, wie in Fig. 2 dargestellt. Zum Beispiel wird ein Autokorrelationswert in der Laufrichtung des Streifens 10 Φa1 durch Werte C1l, C1(l+ 1), C1(l+2), . . ., C1n und wird Φb1 (nicht dargestellt) durch Werte C2l, C2(l + 1), C2(l + 2), . . ., C2n. In Fig. 2 bezeichnet das Referenzsymbol Z1 eine Walzennarbe, welche durch die Walze R1 mit einem Walzendurchmesser d1 gebildet wird; Z2 eine Walzennarbe, welche durch die Walze R2 mit einem Walzendurchmesser d2 gebildet wird.
Die Werte Φa1, Φb1, . . . werden dem Komparator 21 gleichzeitig zugeführt und mit einem vorher eingestellten Wert L verglichen.
Das von dem Generator 14 ausgegebene Signal CK wird der Voreinstellungs- Zählvorrichtung 23 zugeführt, und die Zählvorrichtung 23 zählt die Signale CK. Wenn der Streifen 10 um eine Umfangslänge πd2 der Walze R2 weiterläuft, erreicht die Zahl der Zählvorrichtung 23 einen vorher eingestellten Zählwert n0, und die Zählvorrichtung 23 führt ein Haltesignal r dem CRT-Speicher 24 zu.
Der Speicher 24, der das Signal empfängt, hält und speichert das Vergleichsergebnis von dem Komparator 21. Daher speichert der Speicher 24 das Vergleichsergebnis eines Wertes Φa1 mit einem Wert L, das Vergleichsergebnis eines Wertes Φb1 mit einem Wert L, . . . für jede Reihe von Daten D18 in dem Register 19. Falls der Selektor 25 mit 25-1 verbunden ist, wird das Vergleichsergebnis des Wertes Φa1 mit einem Wert L von dem Speicher 24 der CRT-Schnittstelle 26 zugeführt. Die Schnittstelle 26 wandelt das Vergleichsergebnis des Wertes Fa1 mit dem Wert L in ein Bildsignal E26 um und führt das Signal E26 der CRT-Anzeigevorrichtung 27 zu, um darauf wie in Fig. 3 dargestellt angezeigt zu werden. Wenn das nächste Haltesignal r dem Speicher 24 zugeführt wird, wird das Vergleichsergebnis des Wertes Φa2 mit einem Wert L zu dieser Zeit der Schnittstelle 26 zugeführt. Das Vergleichsergebnis wird in ein Bildsignal E26 eines Raster Q2 umgewandelt und auf einer Vorrichtung 27 wie in Fig. 3 dargestellt angezeigt. Als eine Folge wird der Inspektionsbereich, der einer Walzenumfangslänge πd2 entspricht, d. h. Autokorrelationswerte Φa1, Φa2, . . . von Walzennarbendaten einer Reihe, die aus Pixel S11 bis S1n besteht, als Raster Q1, Q2, . . . jedesmal angezeigt, wenn der Streifen 10 um eine Länge πd2 weiterläuft.
Wie oben beschrieben wird in der obigen Ausführungsform ein Synchronisierungssignal CK von dem Generator 14 für ein Synchronisierungssignal empfangen, um sicherzustellen, daß der Streifen 10 um eine Walzenumfangslänge πd2 weiterläuft, und dann wird ein von dem Komparator 21 ausgegebenes Vergleichsergebnis gehalten und als ein Raster auf einer CRT-Anzeigevorrichtung 27 angezeigt. Daher wird jedesmal, wenn der Streifen 10 um die Walzenumfangslänge weiterläuft, ein Berechnungsergebnis einer Autokorrelationsfunktion angezeigt, so daß der Zustand von Walzennarben, die auf dem Streifen 10 gebildet werden, überwacht werden kann. Als eine Folge kann eine periodische Walzennarbe sofort inspiziert werden, indem der Anzeigeschirm der Vorrichtung 27 überwacht wird, weil Walzennarben, z. B. Z1 und Z2, kontinuierlich wie in Fig. 3 dargestellt erscheinen.
Zusätzlich kann, falls die Vorrichtung 27 eine der Walzenumfangslänge entsprechende Skala 27S auf ihrem Anzeigeschirm enthält, die Periode der Walzennarben visuell festgestellt werden, um leicht zu prüfen, welche der Walzen R1 und R2 - mit verschiedenen Durchmessern - die Walzennarbe aufweist. Zusätzlich kann, weil Walzennarben kontinuierlich und wiederholt auf dem CRT-Anzeigeschirm erscheinen, sogar eine kleine Walzennarbe leicht festgestellt werden. Daher stellt dies, weil das Vorhandensein von Walzennarben auf der Walze sofort festgestellt werden kann, sicher, daß keine große Menge an mangelhaften Produkten hergestellt wird, wodurch die Produktivität verbessert wird.
Wie oben ausführlich beschrieben worden ist, können gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung periodische Walzennarben sofort inspiziert werden, indem Muster beobachtet werden, welche auf einer CRT angezeigt werden, auf der der Zwischenraum bzw. Abstand einer Erzeugung der Walzennarbe ebenfalls angezeigt werden kann.
In der obigen Ausführungsform werden Daten, welche durch den Einstellwert L in dem Komparator 21 in Binärdaten dargestellt werden, für eine Anzeige verwendet. Die Daten D21 können jedoch in einen Multipegelwert umgewandelt werden, indem eine Vielzahl von Pegel des Wertes L eingestellt wird, wodurch eine Walzennarbe mit zwei oder mehr Abstufungspegel dargestellt wird.
Fig. 11A ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Gerätes zur Inspektion von Walzennarben darstellt. In Fig. 11A bewegt sich ein Streifen 10 bei einer konstanten Rate in einer Richtung, welche durch einen Pfeil angezeigt wird, während er durch Walzen R1 und R2 mit verschiedenen Durchmessern d1 und d2 vorangetrieben wird. Ein optischer Inspektionskopf 11 ist oberhalb des Streifens 10 angeordnet. Der Kopf 11 tastet den Streifen 10 der Breite nach optisch ab und gibt ein Walzennarbensignal E11 für eine vorher bestimmte Einheitslängenfläche (Δω · m) aus. Das Signal E11 wird einer Binärschaltung 12A zugeführt und dann in einem Register (serieller/paralleler Wandler) 13 als Walzennarbendaten E12 gespeichert.
Ein Binär-Einstellpegel (Schwellenpegel) E12B der Schaltung 12A kann gemäß einem Rauschpegel geändert werden, der durch einen Rauschpegeldetektor 12B festgestellt wird. Das heißt, der Pegel E12B wird gemäß Rauschpegel, die Werten einer unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeit der Walzen R1 und R2 entsprechen, automatisch geändert.
Der Detektor 12B stellt einen Durchschnittspegel von Rauschkomponenten in einer vorher bestimmten Fläche (Abtastbereich des Kopfes 11) des Streifens 10 jedesmal fest, wenn der Streifen 10 um eine Einheitslänge Δτ weiterläuft. Der Detektor 12B stellt einen Pegel 12B bereit, der dem festgestellten Durchschnittsrauschpegel entspricht, und führt ihn der Schaltung 12A zu.
Genauer enthält der Detektor 12B einen Verstärker zum Verstärken des Signals E11, einen Gleichrichter zum Gleichrichten des verstärkten Signals, einen Filter zum Entfernen einer Wellen- bzw. Riffelkomponente von dem gleichgerichteten Signal und eine Schaltung zum Einstellen eines Gleichstrompegels des Signals, das von dem Filter ausgegeben wird, und zum Ausgeben des eingestellten Gleichstrompegels als ein Binär- Einstellpegel E12B. Die Schaltung 12A kann einen Komparator enthalten, welcher den Pegel E12B als einen Vergleichs-Referenzpegel verwendet. Um einen Einfluß auf das Signal E12 infolge eines Rauschens einer Niederfrequenzkomponente zu beseitigen, kann die Schaltung 12A einen zweidimensionalen Hochpaßfilter einschließen.
Ähnlich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird die Ausgabe E12 von der Schaltung 12A dem Register 13, Speicher 15, Kompensator 15X und der Autokorrelations-Berechnungsvorrichtung 16 zugeführt. Die durch die Berechnungsvorrichtung 16 berechneten Autokorrelationsdatenwerte C&ijlig; werden einem Autokorrelations-Profilspeicher 28 der nächsten Stufe bzw. des nächsten Abschnitts zugeführt.
Der Speicher 28 weist einen Speicherbereich auf, welcher dem des Registers 19 für berechnete Werte identisch ist, so daß Berechnungsergebnisse C1l bis Cmn des Registers 19 zu Q1l bis Qmn zugeführt beziehungsweise in diesen gespeichert werden. Die Zeiteinstellung bzw. der Zeitpunkt für ein Zuführen der Ergebnisse C1l bis Cmn zu dem Speicher 28 wird bestimmt, wenn der Streifen 10 um z. B. 1000 m weiterläuft. Der Zeitpunkt kann bestimmt werden, indem die Zahl "0" einer Abwärts-Zählvorrichtung 28A festgestellt wird, welche auf eine vorher bestimmte Zahl Nx eingestellt wird und die Impulse des Signals CK abwärts zählt. In diesem Fall wird eine vorher eingestellte Zahl Nx ausgewählt, um zum Beispiel 1000 m zu entsprechen.
Eine Profil-Glättungsvorrichtung 29 kann die Autokorrelationswerte jeder Reihe, die im Speicher 28 gespeichert sind, z. B. die Werte Q1l, Q1 (l + 1) bis Q1n beziehungsweise Q2l, Q2 (l + 1) bis Q2n, glätten.
Die Glättungsvorrichtung 29 führt ein Glättungsverfahren bzw. eine Glättungsverarbeitung wie folgt aus. Man nehme an, daß Eingabedaten in die Glättungsvorrichtung 29 Autokorrelationsdaten Cmj mit einer Spitze bei einem Punkt Cink (j=k) sind, wie in Fig. 9 dargestellt ist. In diesem Fall wird ein Wert nach einer Glättungsverarbeitung bei Punkt Cmk durch die folgende Gleichung repräsentiert:
in Gleichung (10) ist ein Durchschnittswert einer Länge 21. Δ (Bewegungsabstand des Streifens 10), der autokorreliert werden soll, und liefert ein Histogramm ohne eine Spitze, wie durch die unterbrochene Linie BL in Fig. 9 angezeigt wird.
In Fig. 9 veranschaulicht das, Symbol ΣΦ ein Akkumulationsergebnis eines Autokorrelationswertes Cmj einer m. Spalte in Richtung der Breite des Streifens 10. (Die Spitze Z1 oder Z2 von Cmj repräsentiert einen durch eine Walzennarbe geformten Teil, und i ist eine ganze Zahl, welche irgendeine von 1 bis bis repräsentiert.
Ein Spitzenwert, der eine Walzennarbe repräsentiert, wird durch die obige Glättungsverarbeitung unterdrückt, und ein Autokorrelationswert, welcher der Untergrundleistung entspricht, wird berechnet. Eine geglättete Ausgabe E29 (= ) von der Glättungsvorrichtung 29 wird einem Generator 30 für einen Walzennarben- Feststellungspegel zugeführt.
Der Generator 30 für einen Walzennarben-Feststellungspegel multipliziert die geglättete Ausgabe E29 ( ) jeder Reihe mit einer vorher bestimmten Zahl (α oder 1 + α) und führt die multiplizierte Ausgabe als einen Walzennarben-Feststellungspegel L* (Fig. 2), der einem Untergrund-Leistungspegel entspricht, dem Komparator 21 zu.
Der Komparator 21 vergleicht sequentiell Autokorrelationsdatenwerte jeder Reihe, z. B. C1l, C1(l + 1) bis C1n, mit dem Pegel L* für jede Reihe von dem Generator 30 und gibt einen Maximalwert in den Autokorrelationsdatenwerten jeder Reihe aus, der als ein Ergebnis eines Vergleichs gefunden wird. Diese Vergleichsberechnung wird an allen Autokorrelationsdatenwerten für eine automatische Beurteilung einer Walzennarbeninspektion durchgeführt.
Der Komparator 21 ist mit einem Kanalselektor 25 mit Kontakten 25-1, 25-2, . . ., 25-m für die jeweiligen Reihen verbunden. Der Selektor 25 ist mit einer Schnittstelle 26 und dann mit einer Feststellungs-(Walzennarben)-Anzeigevorrichtung 27 verbunden. Die Signalausgabe von der Schnittstelle 26 wird als ein automatisches Walzennarben- Beurteilungssignal einer externen Verarbeitungs-CPU (Rechner bzw. Computer) 33 ebenfalls zugeführt.
Der Komparator 21 führt eine Walzennarben-Feststellungsverarbeitung gemäß irgendeiner der folgenden Gleichungen (11A) oder (11B) aus:
X = (Cmk- )-α . . .(11A)
X = Cmk-(1+α) . . .(11B)
wobei α im allgemeinen 2 bis 3 ist. α in Gleichung (11A) oder (1 + α) in Gleichung (11B) repräsentiert einen Walzennarben-Feststellungspegel L*.
Im Komparator 21 werden, falls X in Gleichung (11A) oder (11B) 0 oder negativ ist, Daten Cmk als keine Walzennarbe einschließend bestimmt. Falls X positiv ist, wird eine automatische Beurteilung derart vorgenommen, daß Daten Cmk eine Walzennarbe (Walzennarben) einschließen. Diese automatische Beurteilung kann in der Verarbeitungs-CPU 33 vorgenommen werden.
Fig. 11B zeigt eine 2D/3D-Anzeigevorrichtung, welche an die Konfiguration von Fig. 11A angepaßt ist. Daten Q&ijlig; vom Profilspeicher 28 in Fig. 11A werden einer CRT-Anzeige 27B über eine CRT-Schnittstelle 26B zugeführt. (Eine Konstruktions- Workstation für CAD/CAM kann für solch eine 2D/3D-Anzeigevorrichtung verwendet werden.)
Die Länge des Streifens, welche für die automatische Walzennarbenbeurteilung verwendet wird, wird ausgewählt, um zum Beispiel 1000 m zu betragen. Jedesmal, wenn diese Beurteilung vorgenommen wird, wird das Muster von Fig. 9 (2D) oder Fig. 10 (3D) auf der Anzeigevorrichtung 27B von Fig. 11B angezeigt.
Fig. 10 zeigt solch eine dreidimensionale Anzeige. Um die dreidimensionale Anzeige in dieser Weise auszuführen, können Q&ijlig; im Speicher 28 anstelle von Daten C&ijlig; als dreidimensionale Anzeigedaten verwendet werden.
Eine Funktion bzw. Operation des Gerätes mit der obigen Anordnung wird unten beschrieben werden. Wenn der Streifen 10 in Fig. 11A in der Pfeilrichtung weiterläuft, tastet der Kopf 11 den Streifen 10 der Breite nach optisch ab und gibt ein Walzennarbensignal E11 an eine Binärschaltung 12A und einen Rauschpegeldetektor 12B aus. Der Detektor 12B stellt einen Rauschpegel E12B fest und führt ihn der Schaltung 12A zu. Die Schaltung 12A erzeugt einen variablen Binär-Einstellpegel (wobei ein Schwellenpegel binär dargestellt oder digitalisiert wird) gemäß dem Pegel E12B, um die Größe des Signals E11 binär darzustellen oder zu digitalisieren, und führt das Binärsignal als Walzennarbendaten E12 zu, welche dann in dem Register 13 gespeichert werden. Die Walzennarbendaten werden als eine Spalte von Daten S10 bis Sm0 (d. h. Walzennarbendaten von Pixel Δω · m) der Breite des Streifens 10 nach synchron mit dem Synchronisierungssignal CK im Register 13 gespeichert. Jedesmal, wenn der Streifen 10 um eine Einheitslänge Δτ weiterläuft, werden die nächsten Walzennarbendaten einer Spalte der Breite des Streifens 10 nach sequentiell in dem Register 13 durch das Signal CK gespeichert.
Jedesmal, wenn die Walzennarbendaten einer Spalte der Breite nach dem Register 13 wie oben beschrieben zugeführt werden, werden vorhergehende Walzennarbendaten, die in dem Register 13 gespeichert sind, parallel an den Bildspeicher 15 ausgegeben. Jedesmal, wenn der Speicher 15 die Walzennarbendaten einer Spalte empfängt, verschiebt der Speicher 15 die gespeicherten Walzennarbendaten einer Spalte parallel. Jedesmal, wenn der Streifen 10 um eine Walzenumfangslänge Δτ weiterläuft, werden Walzennarbendaten einer Spalte an den Kompensator 15X und dann an die Autokorrelations- Berechnungsvorrichtung 16 ausgegeben.
Die Multipliziervorrichtung 17 in der Berechnungsvorrichtung 16 multipliziert die Walzennarbendaten einer Spalte (z. B. S1n, S2n, . . ., Smn) von dem Speicher 15 mit den Walzennarbendaten einer Spalte (S10, S20, . . ., Sm0) von dem Register 13 in Pixeleinheiten und führt die Multiplikationsergebnisse der Addiervorrichtung 18 zu. Die Addiervorrichtung 18 addiert Berechnungsergebnisse (z. B. C1n, C2n, . . ., Cmn) von dem Register 19 für berechnete Werte zu den Multiplikationsergebnissen von der Multipliziervorrichtung 17 in Pixeleinheiten und führt die Additionsergebnisse dem Register 19 zu. Auf diese Weise speichert das Register 19 die berechneten Werte der rechten Seite von Gleichung (4).
Wenn durch Zählen von Signalen CK, welche von dem Generator 14 ausgegeben werden, die Zählvorrichtung 28A feststellt, daß der Streifen 10 um zum Beispiel 1000 m weiterläuft, werden die berechneten Ergebnisse C1l bis Cmn, die im Register 19 gespeichert sind, einem Autokorrelations-Profilspeicher 29 zugeführt. Zu dieser Zeit entsprechen die Werte C1l bis C1n zum Beispiel ΣΦak, was in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Werte werden erhöht, wenn eine Inspektionslänge τ reduziert wird, und die Werte werden reduziert, wenn die Länge τ vergrößert wird.
Wenn der Streifen 10 1000 m weiterläuft, führt die Glättungsvorrichtung 29 die Glättungsverarbeitung, welche durch die Gleichung (10) repräsentiert wird, an dem Additionswert ΣΦak der Berechnungsergebnisse jeder Reihe aus und führt die geglättete Ausgabe E29 dem Generator 30 für einen Walzennarben-Feststellungspegel zu. Der Generator 30 multipliziert die Ausgabe E29 jeder Reihe mit einem vorher bestimmten Wert und führt die multiplizierte Ausgabe als einen Walzennarben-Feststellungspegel L* dem Komparator 21 zu.
Der Komparator 21 vergleicht den Wert ΣΦak der Autokorrelationswerte jeder Reihe mit dem Pegel L* für jede Reihe, wie in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall wird, falls der Selektor 25 mit 25-1 verbunden ist, ein Vergleichsergebnis des Wertes ΣΦak mit dem Pegel L* einer externen Verarbeitungs-CPU 33 oder einer externen Anzeige 27B zum Überwachen von Defekten oder Walzennarben des Streifens 10 zugeführt.
Falls der Selektor 25 mit 25-2 automatisch verbunden ist und das Abtasten durch den Kopf 11 ausgeführt wird, wird ein Vergleichsergebnis des Wertes ΣΦbk (nicht dargestellt) mit dem Pegel L* einer externen Vorrichtung 27 oder einer externen Verarbeitungs-CPU 33 über eine Schnittstelle 26 zugeführt.
Wie oben beschrieben werden in diesem Gerät die in der vorher bestimmten Inspektionslänge erhaltenen Autokorrelationswerte durch die Glättungsvorrichtung 29 geglättet. Die geglättete Ausgabe E29 wird mit einer vorher bestimmten Zahl durch den Generator 30 für einen Walzennarben-Feststellungspegel multipliziert und als ein Walzennarben- Feststellungspegel, welcher einem Untergrund- Leistungspegel entspricht, dem Komparator 21 zugeführt. Mit dieser Anordnung kann ungeachtet des Wertes der Inspektionslänge τ irgendeine Walzennarbe zuverlässig inspiziert werden, ohne durch den Untergrund-Leistungspegel nachteilig beeinflußt zu werden. Zusätzlich kann, weil ein Rauschpegeldetektor 12B den variablen Binär- Einstellpegel der Binärschaltung 12A erzeugt, eine Variation bei niedrigen Frequenzen im Untergrund-Rauschpegel auf einen vorher bestimmten Pegel unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann ein Bild mit einem festgelegten S/N-Verhältnis auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung 27 (oder 27B) angezeigt werden. Daher kann nicht nur eine automatische Beurteilung periodischer Defekte (Walzennarben) mit einem festgelegten S/N-Verhältnis vorgenommen werden, sondern können ebenfalls Walzennarben auf dem CRT-Anzeigeschirm mit einer verbesserten hohen Qualität inspiziert werden, um eine Walzennarben-Inspektionsfunktion ausreichend zu erreichen.
Wie oben ausführlich beschrieben worden ist, kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gerät zur Inspektion von Walzennarben schaffen, welches alle periodischen Walzennarben inspizieren kann, ohne durch die Untergrundleistung nachteilig beeinflußt zu werden.
Fig. 12A zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die Ausführungsform in Fig. 1 und das Gerät von Fig. 11A in Kombination bzw. zusammen übernimmt. In dem in Fig. 12A dargestellten Gerät wird ein Walzennarbensignal E12, das durch eine Binärdarstellung der Ausgabe E11 von dem Inspektionskopf (Abtastvorrichtung) 11 gemäß dessen Untergrund-Leistungspegel erhalten wird, durch das Register (serieller/paralleler Wandler) 13 durch einen Taktgeber CK, der mit dem Laufvorgang des Streifens 10 synchronisiert ist, geholt.
Das in dem Register 13 geholte Signal E12 wird in parallele Walzennarbendaten D13 umgewandelt, und die Daten D13 werden durch den Bildspeicher 15 synchron mit dem Taktgeber CK sequentiell geholt.
Die in dem Speicher 15 geholten Daten S&ijlig; werden dem Kompensator 15X und dann der Autokorrelations-Berechnungsvorrichtung 16 zugeführt. Die Berechnungsvorrichtung 16 empfängt die Daten D13 von dem Register 13 und führt eine Autokorrelationsberechnung aus. Das Berechnungsergebnis C&ijlig; wird dem Autokorrelations- Profilspeicher 28 jedesmal zugeführt, wenn eine Ausgabe S1, die darstellt, daß der Streifen 10 um einen vorher bestimmten Abstand (z. B. πd2) weiterläuft, von der Zählvorrichtung 31 erzeugt wird. Eine vorher eingestellte Zahl Nx1 der Zählvorrichtung 31 repräsentiert den Durchmesser d2 der Walze R2.
Daten D28 (Q1l bis Qmn) des Ergebnisses C&ijlig; der Autokorrelationsberechnung werden vom Profilspeicher 28 der Profil-Glättungsvorrichtung 29 zugeführt und darin gemäß Gleichung (10) berechnet, um in eine geglättete Ausgabe E29 ( ) umgewandelt zu werden.
Die Ausgabe E29 wird dem Generator 30 für einen Walzennarben-Feststellungspegel zugeführt. Der Generator 30 berechnet einen Walzennarben-Feststellungspegel L*, welcher auf der rechten Seite von Gleichung (11A) oder (11B) entspricht, aus der Ausgabe E29 und einer vorher bestimmten Vergrößerung α und führt ihn dem Komparator 21 zu.
Der Komparator 21 vergleicht eine Gesamtsumme ΣΦak von Autokorrelationswerten, wie in Fig. 2 dargestellt, mit dem Pegel L*, und ein Vergleichsergebnis D21 wird in die Haltevorrichtung 24 geladen. Dieses Laden wird durch ein Signal geleistet. Das Signal r wird erhalten, indem die Phase der Ausgabe S1 von der Zählvorrichtung 31 durch eine Verzögerungsschaltung 32 verzögert wird.
Von den in die Haltevorrichtung 24 geladenen Daten werden Daten, die einen Teil des Streifens 10, der inspiziert werden soll (z. B. einen Teil der m. Spalte) repräsentieren, durch den Selektor 25 ausgewählt. Die ausgewählten Daten werden der CRT-Anzeigevorrichtung 27 durch die Schnittstelle 26 zugeführt, so daß ein Walzennarbenmuster des zu inspizierenden Teils des Streifens 10, wie in Fig. 3 dargestellt ist, auf der Vorrichtung 27 angezeigt wird.
In der Anordnung von Fig. 12B wird eine Zahl Nx2, welche z. B. 1000 m des Streifens 10 repräsentiert, an einer Zählvorrichtung 31A vorher eingestellt. Die Zählvorrichtung 31A zählt einen Taktgeber CK von dem Synchronisierungsgenerator 14 (Fig. 12A) abwärts und führt, wenn die Zahl "0" erreicht, ein Signal S2 einem anderen Autokorrelations-Profilspeicher 28A zu.
Das Ergebnis C&ijlig; einer Autokorrelationsberechnung, das von der Autokorrelations- Berechnungsvorrichtung 16 (Fig. 12A) abgegeben wird, wird durch den Profilspeicher 28A gemäß der Zeiteinstellung bzw. des Zeitpunktes einer Erzeugung des Signals S2 geholt. Daten D28A des Ergebnisses C&ijlig; einer Autokorrelationsberechnung werden von dem Profilspeicher 28A der Profil-Glättungsvorrichtung 29A zugeführt.
Die Glättungsvorrichtung 29A wirkt auf die Daten D28A gemäß Gleichung (10), und ein Ergebnis E29A der Berechnung wird in einen Generator 30A für einen Walzennarben-Feststellungspegel eingegeben. Der Generator berechnet einen Walzennarben-Feststellungspegel LA, welcher in Gleichung (11A) oder (11B) entspricht, und führt ihn einem Komparator 21A zu.
Der Komparator 21A vergleicht jeden Inhalt von Daten Q&ijlig;A, welche von dem Profilspeicher 28A abgegeben werden, mit dem Feststellungspegel LA, und ein Ergebnis D21A des Vergleichs wird in eine Haltevorrichtung 24A geladen. Dieses Laden wird zu dem Zeitpunkt einer Erzeugung eines Signals r2 ausgeführt. Das Signal r2 wird erhalten, indem die Phase des Signals S2 durch eine Verzögerungsschaltung 32A verzögert wird.
Ähnlich der Ausführungsform von Fig. 1 wird ein vorgeschriebener Teil der Inhalte in der Haltevorrichtung 24A durch einen Selektor 25A ausgewählt, und die ausgewählten Daten werden sowohl an eine CRT-Anzeige 27A als auch einen Verarbeitungsrechner 33 über eine Schnittstelle 26A gesendet. Die Anzeige 27A und der Rechner 33 werden für eine automatische Beurteilung der Walzennarbe verwendet.
Ein vorgeschriebener Teil der Inhalte von Daten Q&ijlig;A von dem Profilspeicher 28A wird durch einen Selektor 25B ausgewählt, und die ausgewählten Daten werden über eine CRT-Schnittstelle 26B einer 2D/3D-CRT-Anzeige 27B, wie in Fig. 11B dargestellt ist, zugeführt. Die Anzeige 27B zeigt das Muster wie in Fig. 9 (2D) oder in Fig. 10 (3D) dargestellt an.
Ein Bediener dieses Inspektionsgerätes kann sofort prüfen, ob eine Walzennarbe auf dem Streifen 10 gebildet wird, indem Mustern wie sie in den Fig. 3, 9 oder 10 dargestellt sind, beobachtet werden. Zusätzlich kann der Bediener, indem ein Intervall in einer Zeitachsenrichtung (Richtung von links nach rechts auf dem CRT-Anzeigeschirm) der Walzennarben (Z1 und Z2) der angezeigten Muster unter Verwendung einer Skala (27S) oder dergleichen geprüft wird, sofort wissen, welche Walzen R1 und R2 (Fig. 1 oder Fig. 11A) die Walzennarbe verursachen.
In den obigen Ausführungsformen wird der Walzennarben-Feststellungspegel L* durch den Komparator 21 binär dargestellt. Jedoch kann eine Vielzahl von Pegel L eingestellt werden, um einen Multipegelwert zu bilden. Zusätzlich kann die Profil- Glättungsvorrichtung 29 Berechnungsergebnisse C1l bis Cmn empfangen, die jedesmal erhalten werden, wenn der Streifen 10 um eine Walzenumfangslänge Tπd2 weiterläuft, und die Glättungsvorrichtung führt die Glättungsverarbeitung aus, so daß die Autokorrelationswerte mit dem Walzennarben-Feststellungspegel L* jedesmal verglichen werden, wenn der Streifen 10 um eine Länge πd2 weiterläuft.

Claims

1. Ein Gerät zur Inspektion von Walzennarben, welches für ein System zum Walzen und Bewegen eines gürtelartigen Materials (10), wobei Reduktionswalzen (R2) benutzt werden, verwendet wird, wobei das Gerät umfaßt:

Mittel (11, 12), um eine Oberfläche des gürtelartigen Materials (10), welches durch die Reduktionswalzen (R2) gewalzt und bewegt wird, optisch zu inspizieren und ein Bildsignal (E12) zu liefern, das einen Zustand der Oberfläche des gürtelartigen Materials (10) repräsentiert:

Mittel (14), um ein Taktsignal (CK) synchron mit einer Bewegungsrate des gürtelartigen Materials (10) zu erzeugen;

Mittel (13, 15), um eine Information (S&ijlig;) des Bildsignals (E12), das durch das Inspektionsmittel (11, 12) geliefert wird synchron mit dem durch das Erzeugungsmittel (14) erzeugten Taktsignal (CK) zu speichern;

Mittel (16) um die durch das Speichermittel (13, 15) gespeicherte Information (S&ijlig;) in eine Autokorrelationsfunktion F(T) eines Parameters umzuwandeln und eine mittels Autokorrelation verarbeitete Information (C&ijlig;), welche mittels Autokorrelation verarbeitete Werte (C1, C1n) enthält, für jede arithmetische Operation der Autokorrelationsfunktion Φ(τ) zu liefern wobei der Parameter τ einer Umfangslänge (π·d2) der Reduktionswalzen (R2) proportional ist und die Autokorrelationsfunktion Φ(τ) im wesentlichen durch irgendeine der folgenden, Gleichungen repräsentiert wird:

wobei f(t) eine Funktion einer Zeit t ist und die Information (S&ijlig;) des Bildsignals (E12) repräsentiert und T ein Intervall bezeichnet um die mittels Autokorrelation verarbeitete Information (C&ijlig;) zu erhalten;

Mittel (21) um einen vorher bestimmten Referenzwert (L) mit der mittels Autokorrelation verarbeiteten Information (C&ijlig;), welche durch das Wandlermittel (16) geliefert wird, zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat (D21), das die mittels Autokorrelation verarbeitete Information (C&ijlig;) repräsentiert, zu erzeugen, und aus dem Vergleichsresultat (D21) eine Walzennarbeninformation (Z2) über Walzennarben festzustellen, die durch einen Fleck bzw. Defekt der Reduktionswalzen (R2) auf der Oberfläche des gürtelartigen Materials (10) gebildet werden; gekennzeichnet, indem weiter umfassend:

Mittel (23), um ein Verriegelungs- bzw. Haltesignal (r) jedesmal zu hefern, wenn eine vorher bestimmte Anzahl von Taktsignalen (CK) durch das Erzeugungsmittel (14) erzeugt wird, wobei ein Zeitintervall zwischen zwei fortlaufenden Haltesignalen (r), die durch das Liefermittel (23) geliefert werden, die Umfangslänge (π·d2) der Reduktionswalzen (R2) repräsentiert;

Verriegelungs- bzw. Haltemittel (22, 24), um das durch das Vergleichsmittel (21) erzeugte Vergleichsresultat (D21) vorübergehend als Bilddaten jedesmal zu speichern, wenn das Haltesignal (r) durch das Liefermittel (23) geliefert wird;

Schnittstellenmittel (26), um die Bilddaten (D21), die durch das Haltemittel (24) gespeichert werden, in ein zweites Bildsignal (E26) umzuwandeln, welches die durch das Vergleichsmittel (21) festgestellte Walzennarbeninformation (Z2) repräsentiert; und

Mittel (27), um ein Bild bzw. eine Abbildung des zweiten Bildsignals (E26) anzuzeigen, das die Walzennarbe des gürtelartigen Materials (10) angibt, wobei das durch das Anzeigemittel (27) angezeigte Bild synchron mit dem Haltesignal (r), das durch das Liefermittel (23) geliefert wird, erneuert wird.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Inspektionsmittel (11, 12) einschließt:

Bildsensormittel (11), um die Oberfläche des gürtelartigen Materials (10) der Breite nach abzutasten, um ein Oberflächenzustandssignal (E11) auszugeben, das den Oberflächenzustand repräsentiert;

Mittel (12B) zum Erzeugen eines Binäreinstellpegels, um einen Binäreinstellpegel (E12B) mit Änderungen in Übereinstimmung mit einer Rauschsignalkomponente zu erzeugen, die in dem Oberflächenzustandssignal (E11) von dem Bildsensormittel (11) enthalten ist; und

Mittel (12A), um das Oberflächenzustandssignal (E11) binär darzustellen, um das Bildsignal (E12) auf der Grundlage des Binäreinstellpegels (E12B) auszugeben.

3. Ein Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnete daß das Anzeigemittel (27) eine Anzeigevorrichtung (27) für eine Direktbetrachtung, um das Bild anzuzeigen, und eine Skala (27S) einschließt, welche auf einem Anzeigeschirm der Anzeigevorrichtung (27) für eine Direktbetrachtung angebracht ist, um Punkte oder eine Periode bzw. einen Abschnitt der erzeugten Walzennarbe abzulesen.

4. Ein Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel (13, 15) einschließt: Bildspeichermittel (15), um die Information (S&ijlig;) des Bildsignals (E12) zu speichern und eine vorher bestimmte Fläche auf der Oberfläche des gürtelartigen Materials (10) zu repräsentieren, wobei die aus dem Bildspeichermittel (15) ausgelesene Information (S&ijlig;) dem Wandlermittel (16) zugeführt wird.

5. Ein Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel (13 15) einschließt:

Bildspeichermittel (15), um eine in dem Bildsignal (E12) enthaltene. zweidimensionale Bildinformation (S&ijlig;) zu speichern und einen vorher bestimmten Bereich auf der Oberfläche des gürtelartigen Materials (10) zu repräsentieren; und

Kompensationsmittel (15X) zum Ausführen einer Kompensationsverarbeitung, um im wesentlichen eine periodische Änderung, die möglicherweise in dem Bildsignal (E12) enthalten ist, aus der zweidimensionalen Bildinformation (S&ijlig;), die aus dem Bildspeichermittel (15) ausgelesen wird, zu entfernen und die kompensierte Information dem Wandlermittel (16) zuzuführen.

6. Ein Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel die Information (S&ijlig;, C&ijlig;), die dem Bildsignal (E12) entspricht, zweidimensional und dreidimensional anzeigt.