JP3826815B2 - 帯状材の欠陥検出方法及び装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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。
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JP2002048373A JP3826815B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 帯状材の欠陥検出方法及び装置 |
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JP2018179595A (ja) * | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 株式会社カネカ | 搬送フィルムの端部の微小な欠けの有無を判定する装置、及びフィルムの製造方法 |
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2002
- 2002-02-25 JP JP2002048373A patent/JP3826815B2/ja not_active Expired - Lifetime
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