JPH05249051A - 分塊圧延材の溶削不良検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホットスカーファによる分解圧延材の溶削不
良状況を作業者の目視によらず、自動的に監視可能と
し、溶削不良の見逃しをなくして不良分塊圧延材の発生
を削減する。 【構成】 ホットスカーファ直後の分塊圧延材の周囲に
配置したＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラからの情報を受
けて画像処理を行う画像処理装置と、画像処理装置から
の出力信号と分塊圧延の製造情報から溶削不良の有無を
判定するパソコンと、溶削不良の検出に必要な分塊圧延
の製造情報を記憶し、その情報を前記パソコンに送ると
ともに、溶削状況の統計、管理を行う上位ＣＰＵとを備
えた分塊圧延材の溶削不良検知装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分塊圧延機の後方に設
置されたホットスカーファ設備により分塊圧延材を溶削
加工した際に、該分塊圧延材の表面に生じた溶削不良
を、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラを用いた画像処理に
より、自動的に検知することができる分塊圧延材の溶削
不良検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鋼で造られた鋳片は、加熱された後、
分塊圧延機により分塊圧延される。この分塊圧延直後の
鋼材表面には多数の表面疵が存在しているため、分塊圧
延直後にホットスカーファによって表層を溶削し、表面
疵を除去している。

【０００３】ところが、材料の形状、材料表面の付着
物、材料温度等の材料要因や、ホットスカーファ本体の
設備要因により溶削不良が生じることがある。もし不良
が生じると、後工程において表面疵欠陥となるため、適
切な対策が必要である。

【０００４】従来、ホットスカーファによる分塊圧延材
の溶削不良状況を知るには、作業者の目視により前記分
塊圧延材の溶削面を観察していた。しかし、作業者はホ
ットスカーファや関連機器の操作を行いながら観察しな
ければならず、また作業者のいる操作室と溶削直後の分
塊圧延材との間は目視が十分にできない程度に離れてお
り、かつ４面とも観察することは不可能なため、溶削状
況を十分に監視することができないでいた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のような作業者の
目視による観察では、前記したように溶削不良を完全に
見つけることは困難である。また、もし溶削不良を見逃
すと後工程にて表面疵欠陥材を生み出すこととなる。本
発明は、作業者の目視に頼ることなく、自動的に溶削状
況の監視ができる分塊圧延材の溶削不良検知装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に開発された本発明の分塊圧延材の溶削不良検知装置
は、分塊圧延機の後方に設置されたホットスカーファ設
備に付帯する溶削不良検知装置であって、前記ホットス
カーファ設備の直後に配置し、搬送されて来る分塊圧延
材の周囲に該分塊圧延材に対向する位置に配置したＣＣ
Ｄカメラと、該ＣＣＤカメラからの画像情報を受けて画
像処理を行い、該分塊圧延材の輝度分布または輝度変化
率分布を求める画像処理装置と、該画像処理装置により
求めた輝度分布または輝度変化率分布と分塊圧延の製造
情報により溶削不良の有無を判定するパソコンと、溶削
不良の検出に必要な分塊圧延の製造情報を蓄積し、その
情報を前記パソコンに送るとともに、溶削状況の統計、
管理を行う上位ＣＰＵとを備えることを特徴とする。

【０００７】すなわち、本発明者等は分塊圧延材の不良
溶削部が正常溶削部に比べて輝度が低いことや、正常溶
削部と不良溶削部の境界において輝度の変化が急激にな
ることに着眼し、従来行われていた作業者の目視による
溶削不良検知方法に代えて、ＣＣＤカメラを用いた画像
処理による方法によって、不良溶削部を明確に検知する
ことができる本発明をなしたものである。

【０００８】不良溶削部の検出は、輝度の差と輝度変化
率のどちらによっても検出が可能である。しかしなが
ら、分塊圧延材のコーナ部近傍では、他の部分に比べや
や温度が低くなる傾向があり、温度の差によって輝度の
差が生じるため、コーナ部近傍の溶削が正常であるにも
かかわらず、誤って不良と検出してしまうことがある。
このような誤検出をなくすために、輝度の差の代わりに
輝度変化率によって不良の有無を判定すると、正確に検
出することができる。

【０００９】この理由は、コーナー部近傍の温度は、高
温部から緩やかに変化するため、結果として生じる輝度
の変化も緩やかであるのに対し、不良溶削部と正常溶削
部の境界においては、急激な輝度変化が現れるためであ
る。従って、コーナ部の輝度が低いことが予想される時
には、輝度変化率によって検出するとよい。

【００１０】本発明では、ホットスカーファにより溶削
後、すぐに分塊圧延材表面にスケールが生成するため、
溶削直後のわずかな時間しか不良検出ができないことを
考慮し、溶削直後の位置の分塊圧延材の四面に対向して
ＣＣＤカメラを設け、スケール発生直前の各面を撮像す
る。そして、撮像中において、一定時間毎に指定のカメ
ラを切り替え、各カメラの撮像信号を画像処理し、各面
の輝度または輝度変化率を求め、その結果を示す信号を
パソコンへ送る。

【００１１】パソコンでは、後述する上位ＣＰＵから分
塊圧延材寸法、圧延本数、送り速度等の製造情報を得
て、画像処理装置より送られてくる信号を基に溶削不良
の有無を判定し、不良発生時にはその位置、大きさを計
算するとともに、必要に応じて警報を発するための信号
を警報装置に送る。また、溶削状況を示す出力信号を常
時上位ＣＰＵに送る。

【００１２】警報装置は、必要に応じてホットスカーフ
ァを操作し溶削状況を観察する操作室付近に設置するこ
とができ、例えば、ブザー、警告灯によって溶削不良の
発生を操作者に報知するものである。操作者に報知する
ことによって、溶削不良材の大量発生を防止することが
できる。

【００１３】上位ＣＰＵは、溶削不良有無の判定結果を
含む溶削状況を示すデータをパソコンより受けて、溶削
状況の解析及び統計管理をする。これにより分塊圧延材
の溶削不良の程度をランク付けして定量的に表し、その
結果を分析することによって、ホットスカーファの燃焼
調整や分塊圧延材のスカーフ時送り速度を最適速度に設
定することもできる。また、あらかじめ圧延予定の内容
を記憶しておき、前記したように溶削不良の判定に必要
な分塊圧延の製造情報を、パソコンに送る役割を果た
す。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。図１は
本発明装置の全体構成を示した図でＷは本発明装置を適
用する溶削直後の分塊圧延材であり、１ａ〜１ｄは前記
分塊圧延材Ｗを撮像するＣＣＤカメラである。該ＣＣＤ
カメラ１ａ〜１ｄは、図２に示すように前記分塊圧延材
Ｗの四面に対向して配置されている。画像処理装置２は
前記ＣＣＤカメラ１ａ〜１ｄからの撮像信号を受入れ、
画像処理してパソコン３へ信号出力する。

【００１５】前記画像処理装置２は、その内部のカメラ
切替部で４台の前記ＣＣＤカメラ１ａ〜１ｄからの撮像
信号を１／３０秒毎に切替えて画像処理する。すなわ
ち、４／３０秒の周期で一周して前記分塊圧延材Ｗの四
面を前記ＣＣＤカメラ１ａ〜１ｄにより分塊圧延材溶削
中連続して画像処理する。

【００１６】画像処理装置２では、カメラにより得られ
た撮像信号を用い、ＣＣＤの各画素毎に得られたデータ
を輝度変換し、２値化処理する。また、輝度変化率によ
って溶削状況を検出する場合には、輝度変換によって得
られた輝度分布データから微分フィルタによって輝度変
化率分布を計算し、その後２値化処理する。２値化処理
する際のしきい値は、あらかじめ経験に基づき設定され
ている。以上の手順によって、画像処理装置２により輝
度または輝度変化率の高い領域、低い領域を区別し、そ
の結果をパソコン３に送る。

【００１７】前記パソコン３は、前記画像処理装置２か
らの画像処理後の信号および上位ＣＰＵ５から得られる
溶削不良検出に必要な製造情報を受け入れて、画像処理
装置２からの信号を解析し、分塊圧延材Ｗの四面に溶削
不良が有るか否かを判定する。なお、本実施例において
は信号の解析に際して撮像画面に材料（分塊圧延材Ｗ）
の搬送速度に合わせて不感帯処理をして判定精度の向上
を図っている。

【００１８】溶削不良が発生した時は、パソコン３のデ
ィスプレイ（ＣＲＴ）に溶削不良発生面・部位・程度を
表示すると共にビデオに録画して保管する。そしてパソ
コン３はリレー回路６を経由して警報装置７へ警報信号
を発信する。なお、パソコン３は上位ＣＰＵ５へも溶削
状況を示す信号を送る。

【００１９】前記上位ＣＰＵ５は、パソコン３から得ら
れる溶削不良等のデータを記録したり、その実績をプリ
ントアウトしてホットスカーファによる溶削作業の生産
管理に役立たせている。またパソコン３へ溶削不良検出
に必要な製造条件等のデータを与える。なお、インター
フェース４は前記パソコン３と上位ＣＰＵ５およびリレ
ー回路６の間にあって信号の送受を司る役目をなす。

【００２０】警報装置７は、溶削不良が発生したときに
前記パソコン３からインターフェース４とリレー回路６
を経由して信号を受入れて作動するブザーと警告灯から
なるもので、本実施例では操作室付近に設置して溶削不
良が発生したことを操作者に報知する。

【００２１】そして分塊圧延材検出器８は、本発明装置
を起動するためのセンサであり、ホットスカーファの直
後に設置され、分塊圧延材がホットスカーファを通り抜
けた直後に分塊圧延材の先端を検知する。本実施例では
対向型光電管式のものを用いている。なお、本発明装置
の作動停止はホットスカーファの制御回路から溶削作業
終了の信号を得てなされる。

【００２２】次に、溶削不良判定に際し、輝度変化率の
使用が適切な場合について実施例により説明する。図３
(a) 、(b) は、不良溶削部を有する圧延直角方向の輝度
分布測定例、図３(c) は図３(b) のデータから輝度変化
率分布を求めたグラフである。図３(a) 、(b) におい
て、Ａ、Ｃは材料の端部を示しており、Ｂ、Ｄは不良溶
削部を示している。この図から明らかなように、不良溶
削部においては、その周囲の正常溶削部に比べ輝度が低
く、かつその境界において急激な変化がみられる。

【００２３】図３(a) は、端部付近の輝度低下が小さい
場合の例であり、この場合には輝度分布によって溶削不
良を検出することができる。これに対し、図３(b) は、
端部付近で輝度に低下がみられ、輝度分布から判断する
と、端部近傍が不良部であると誤検出することになる。
しかし、図３(b) に示す輝度分布が測定される場合で
も、輝度変化率分布を求めると、図３(c) に示すように
正常溶削部と不良溶削部の境界においてＦ₁ 、Ｆ₂ に示
すように高い輝度変化率を示す部分が検出できるため、
不良溶削部の位置、大きさを容易に求めることができ
る。なお、Ｅは材料端部を示すものである。以上説明し
たように、輝度変化率から検出することによって、誤検
出のない判定をすることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の分塊圧延材の溶削不良検知装置
は、分塊圧延機の後方に設置されたホットスカーファ設
備により分塊圧延材を溶削した際に、該分塊圧延材表面
に生じた溶削不良を、作業者の目視によらずＣＣＤカメ
ラを用い画像処理により自動的に検知できるため、正確
に溶削不良箇所を見つけることができる。従って、溶削
不良による不良材発生の心配がなく、安定な操業ができ
るため、産業上寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例である分塊圧延材の
溶削不良検知装置の構成を示す図である。

【図２】図２は、本発明装置の実施例におけるホットス
カーファと被溶削分塊圧延材およびＣＣＤカメラ等の配
置関係を示した図である。

【図３】圧延直角方向の輝度分布、輝度変化率分布の測
定例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ ＣＣＤカメラ ２ 画像処理装置 ３ パソコン ４ インターフェース ５ 上位ＣＰＵ ６ リレー回路 ７ 警報装置 ８ 分塊圧延材検出器 Ｗ 分塊圧延材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分塊圧延機の後方に設置されたホットス
   カーファ設備に付帯する溶削不良検知装置であって、 前記ホットスカーファ設備の直後に配置し、搬送されて
   来る分塊圧延材の周囲に該分塊圧延材に対向する位置に
   配置したＣＣＤカメラと、 該ＣＣＤカメラからの画像情報を受けて画像処理を行
   い、該分塊圧延材の輝度分布または輝度変化率分布を求
   める画像処理装置と、 該画像処理装置により求めた輝度分布または輝度変化率
   分布と分塊圧延の製造情報により溶削不良の有無を判定
   するパソコンと、 溶削不良の検出に必要な分塊圧延の製造情報を蓄積し、
   その情報を前記パソコンに送るとともに、溶削状況の統
   計、管理を行う上位ＣＰＵとを備えることを特徴とする
   分塊圧延材の溶削不良検知装置。