JP5760462B2 - 尾端クロップ検出装置 - Google Patents
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Description
また、クロップ形状認識装置としては、例えば特許文献2に記載の技術もある。この技術は、サイドガイド等の設備により中心位置が調整された被圧延材について、熱間圧延ライン内に設置された板幅計及び速度検出器からの板幅情報及び移動情報により、先端及び尾端のクロップ形状を認識するものである。
そこで、本発明は、費用面及びメンテナンス面で好適な構成で、適切に尾端クロップを検出することができる尾端クロップ検出装置を提供することを課題としている。
このように、被圧延材を連続的に撮像した連続表面画像の輝度情報を解析することで、被圧延材の尾端の形状を適切に検出することができる。
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。
これにより、被圧延材の尾端を圧延方向に対して斜め方向から見たエッジ画像を、圧延方向に対して直交する方向から見たエッジ画像に変換し、尾端クロップの有無を判断することができる。したがって、実際には尾端クロップが発生していないにもかかわらず、撮像手段の配置位置と被圧延材の撮像位置との関係によって被圧延材の幅方向の一端側が伸びているように見える場合であっても、尾端クロップが発生していると誤判断してしまうのを防止することができる。
これにより、作業者は容易に尾端クロップの形状を認識することができる。
(構成)
図1は、本実施形態における尾端クロップ検出装置を備え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、複数の仕上圧延スタンド(F1〜F7)からなる仕上圧延機5、巻き取り設備6を備えている。また、符号7は被圧延材である。
この熱間圧延設備1は、熱間圧延ラインを搬送される被圧延材7の尾端のクロップを検出する尾端クロップ検出装置10を備える。尾端クロップ検出装置10は、カメラ11と、画像処理装置12と、モニタ13とを備える。
図2は、尾端クロップ検出処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップS1で、画像処理装置12は、カメラ11で取得した被圧延材7の連続画像を取得し、ステップS2に移行する。
ステップS2では、画像処理装置12は、前記ステップS1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3(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3(b)に示す2値化画像を得る。
[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。
ステップS4では、画像処理装置12は、前記ステップS1で取得した連続画像をもとにエッジ検出処理を行う。先ず、取得した連続画像に対してエッジ検出処理の対象範囲を設定し、設定したエッジ検出対象範囲の画素毎の輝度情報を得る。例えば、図4(a)に示す連続画像(原画像)を取得した場合、エッジ検出対象範囲βの画素毎の輝度情報は図4(b)に示すようになる。なお、ここでは説明を簡単にするために、画素を非常に粗くして示している。また、エッジ検出対象範囲βを、上述した尾端検出対象範囲αと同一とする。
図6は、画角合わせ原理を示す図である。図6に示すように、先ず、オリジナル画像の圧延方向(x方向)両端のエッジ延長線の交点Pを求める。次に、交点Pを通り画像に対して垂直な直線L1を計算する。次に、交点Pとオリジナル画像の圧延方向最上流で幅方向最も手前の点(引き伸ばし点)Qとを通る直線L2を計算する。最後に、オリジナル画像の各ラインについて、直線L1と直線L2との間の画像を引き伸ばす。なお、画角合わせ処理に際し、正方形等のサンプル板を撮像したサンプル画像から、予め画角合わせ処理のための各ラインの補正量(引き伸ばし量)を決定しておき、当該補正量を用いて上記エッジ画像の画角合わせ処理を行うものとする。
このように、熱間圧延ライン外に設置したカメラ11で、熱間圧延ラインの所定の撮像位置を通過する被圧延材7を連続的に撮像し、被圧延材7の尾端通過時にはこれを検出し、尾端エッジ画像をモニタ13に表示すると共に、画像処理装置12内のメモリに保存する。このとき、カメラ11の配置位置と被圧延材7の撮像位置との位置関係に応じて尾端エッジ画像を補正(画角合わせ処理)する。これにより、作業者はモニタ13に表示された補正後の尾端エッジ画像から、尾端クロップ形状を適切に認識することができる。
次に、本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7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及び仕上圧延機5により圧延されて帯状に薄く延ばされる。このとき、熱間圧延ライン外に設置されたカメラ11は、仕上圧延機5の第3スタンドF3と第4スタンドF4との間を通過する被圧延材7を連続的に撮像する。
本実施形態のように、熱間圧延ラインの仕上圧延スタンド間(F3−F4間)を通過する被圧延材7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。
これに対して、本実施形態では、オリジナル画像に対して画角合わせ処理を行うことで、圧延方向に対して斜め方向から見た画像を圧延方向に対して直交する方向から見た画像に変換する。そのため、尾端クロップ形状を正確に認識することができる。
このように、上記実施形態では、熱間圧延ライン外に、熱間圧延ラインを搬送される被圧延材を撮像する撮像手段を設置し、被圧延材の尾端クロップを検出するので、撮像手段に対して耐熱及び耐蒸気等の様々な対策を講ずる必要がなくコスト増大を抑制することができると共に、熱間圧延ラインの稼動時においても撮像手段のメンテナンスが可能となる。また、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、精度よく尾端クロップを検出することができる。
以上のように、耐熱及び耐蒸気等の様々な対策を講ずることなく安価で、ライン稼動時もメンテナンスが可能な尾端クロップ検出装置とすることができる。また、温度や水蒸気等の外乱を排除することができるので、精度よく尾端クロップを検出することができる。
なお、上記実施形態においては、尾端のクロップ形状を認識した後、単にモニタ13に表示する場合について説明したが、認識したクロップ形状に基づいて被圧延材7の蛇行防止制御を行うこともできる。具体的には、認識したクロップ形状からウェッジ比率を求め、該ウェッジ比率に基づいて、蛇行を防止すべく撮像位置よりも下流側の仕上圧延スタンド(ここでは、第4スタンドF4〜第7スタンドF7)の作業側と駆動側のロール開度差を制御すればよい。これにより、被圧延材の尾端の平面形状を幅方向で対称となるように仕上圧延スタンドの作業側と駆動側のロール開度差を修正することができるので、被圧延材の尾端における回り込みのモーメント力の発生を防止することができ、蛇行を防止することができる。
Claims (5)
- 熱間圧延ラインの仕上圧延スタンド間を通過する数百〜千数百℃の被圧延材の尾端のクロップを検出する尾端クロップ検出装置であって、
前記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、前記熱間圧延ライン上の所定の撮像位置を通過する前記被圧延材の表面画像を連続的に撮像する撮像手段であって、前記被圧延材を撮像するカメラを設置環境の良い熱間圧延ライン外に設置して該カメラに耐熱及び耐蒸気の対策を講ずる必要がなく、前記カメラを前記撮像位置に対して所定距離オフセットしてライン稼働中もメンテナンス作業を行うことができる位置に配置されるとともに、前記仕上圧延スタンド間の前記被圧延材の通過速度に応じたシャッター速度に設定された近赤外線対応カメラで構成され、前記熱間圧延ライン上の所定の撮像位置を通過する前記数百〜千数百℃の被圧延材の表面画像を近赤外線の輝度により連続的に撮像する撮像手段と、
前記近赤外線対応カメラで構成された撮像手段で撮像した前記数百〜千数百℃の被圧延材の近赤外線の輝度による表面画像に基づいて、前記被圧延材の尾端のクロップを検出する尾端クロップ検出手段と、を備えることを特徴とする尾端クロップ検出装置。 - 前記尾端クロップ検出手段は、
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内におけるエッジ部を抽出するエッジ部抽出手段と、を備え、
前記エッジ部抽出手段で抽出したエッジ部に基づいて、前記被圧延材の尾端のクロップを検出することを特徴とする請求項1に記載の尾端クロップ検出装置。 - 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値化連続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することを特徴とする請求項2に記載の尾端クロップ検出装置。
- 前記撮像手段は、前記熱間圧延ラインの圧延方向での配置位置が、前記被圧延材の撮像位置に対して所定距離オフセットした位置となるように配置されており、
前記尾端クロップ検出手段は、
前記エッジ部抽出手段で抽出したエッジ部に対応するエッジ画像を、前記撮像手段の配置位置と前記被圧延材の撮像位置との関係に基づいて補正する補正手段を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の尾端クロップ検出装置。 - 前記尾端クロップ検出手段で検出した尾端クロップをモニタ表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の尾端クロップ検出装置。
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