JPH09111431A - 溶融金属めっき設備におけるトップロール手入れ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 トップロール２の研磨手段１０と、照明
手段３と、トップロール２の表面の一定面積を撮影する
撮影手段４と、撮影した画像を定期的に静止画像として
記録する画像記録部５と、記録画像において一定以上の
輝度の輝点の面積の全面積に占める割合が一定値を超え
たか否かを判別する輝点面積判断部６と、この輝点面積
が一定の値を超えたとの情報に基づいて前記研磨手段１
０を始動してトップロールを研磨させる研磨制御部７と
からなるトップロール手入れ装置１。 【効果】 傷の大きさを直接見るのではなく、その前兆
としての汚れを観察するようにしたので、読み取りエラ
ーの心配がなく、好適な時期に研磨手段を始動させるこ
とができる。また、走査型でないので、照明走行手段や
ポリゴンミラーなどの複雑な手段を必要としないので、
装置の故障率が小さく、保守点検が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属めっき設備
におけるトップロール手入れ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は代表的な溶融金属めっき設備のレ
イアウト図であり、溶融金属めっき設備１００は、溶融
金属浴１０１、加熱帯１０２、保温帯１０３、冷却帯１
０４、シールロール１０５及びトップロール１０６から
なり、連続焼鈍炉１０８で加熱焼鈍された鋼帯１０９
に、溶融金属浴１０１で溶融金属を付け、この溶融金属
を加熱帯１０２で加熱し、保温帯１０３で温度保持し、
冷却帯１０４で冷却することで鉄と溶融金属（例えば亜
鉛）の合金化処理を実施する。鉛直に且つ下から上に移
動する鋼帯１０９に上記合金化処理を施したのち、トッ
プロール１０６で９０゜曲げて水平に向きを変える。

【０００３】溶融亜鉛めっきの場合、トップロール１０
６におけるめっき鋼帯１０９の温度は１５０〜３５０℃
であり、まだめっき膜の硬度は小さい。そこで、トップ
ロール１０６で曲げ、その後に戻されことにより、めっ
き膜に亀裂が入りめっき膜が微小な粉末の形態で剥離す
ることがある。この粉末がトップロール１０６に付着
し、後続の鋼帯１０９に擦り傷や凹部を形成することに
なる。擦り傷や凹部は強度低下の起点となりやすく、且
つ商品性を著しく損ねるので、トップロール１０６の表
面を観察し、適宜研磨する必要がある。

【０００４】従来は、目視確認をして観察者の判断に基
づいて砥石又はサンドペーパでトップロール１０６を研
磨していた。これでは、個人差的誤差が発生すること、
観察者の負担が大きいことから、観察、判断及び研磨を
自動化する必要がある。

【０００５】本出願人は、先に実開平４−１４３６号公
報「ロール検査装置」にて、ロール表面をロール軸方向
へ走査する投光器及び受光器で探傷し、ｍｍ単位の傷を
発見し、掃拭装置で表面を掃拭するという装置を提案し
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装置はロ
ールショップ等でロールをゆっくり検査し、再研磨する
には適しているものの、トップロールの検査に適用する
には次の問題がある。 走査式検査装置であるため走査している線（しかもロ
ール長の１／２以下の長さ）以外の部分は、そのときに
は状態が分からない。ロールが停止していれば問題ない
が、トップロール１０６は回転しているためにロール表
面をスパイラル（螺旋）状に検査することとなり、信号
の処理が難しくなる。 投光器はロール軸方向へ移動可能に構成し、受光器に
ポリゴンミラー（多面鏡）を内蔵し、このポリゴンミラ
ーを正確に高速に回転させなければならず、装置が高価
となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで上記従来技術より
もトップロールの自動観察及び研磨に適した技術を確立
することを目的に検討を開始した。先ず、本発明者等
は、使用中のトップロールの表面を注意深く観察し、ト
ップロールの表面が時間経過とともに汚れてくることを
見出し、全体的に輝度が増大することを見出した。更
に、トップロールの汚れの素はめっき膜から剥離した粉
末で且つこの粉末が極めて微細であることを見出した。

【０００８】そこで、次のプロセスを仮定した。粉末付
着開始→次の粉末が未付着面に新たに付着する及び次の
粉末が先の粉末に付着する→前者であれば、ロール表面
の粉末付着面積割合が時間と共に大きくなる。後者であ
れば、粉末が時間と共に大きな粒となり、鋼帯にｍｍ単
位の傷をつけることとなる。前者と後者は観察上は同時
に進行していると認められた。そこで、本発明者等は粒
や傷を直接検出するのではなく、汚れを定量的に観察す
ることで傷つき等の不都合の発生する前に、ロールを研
磨するという技術を確立するに至った。

【０００９】具体的には、請求項１のトップロール手入
れ装置は、トップロールの表面を研磨する研磨手段と、
トップロールのめっき鋼帯に当接していない部分を明る
くする照明手段と、この照明手段から照射した光の反射
光を受光してトップロールの表面の一定面積を撮影する
撮影手段と、撮影した画像を定期的に静止画像として記
録する画像記録部と、記録画像において一定以上の輝度
の輝点の面積の全面積に占める割合が一定値を超えたか
否かを判別する輝点面積判断部と、この輝点面積が一定
の値を超えたとの情報に基づいて前記研磨手段を始動し
てトップロールを研磨させる研磨制御部とからなる。

【００１０】請求項２のトップロール手入れ装置は、ト
ップロールの表面を研磨する研磨手段と、トップロール
のめっき鋼帯に当接していない部分を明るくする照明手
段と、この照明手段から照射した光の反射光を受光して
トップロールの表面の一定面積を撮影する撮影手段と、
撮影した画像を定期的に静止画像として記録する画像記
録部と、記録画像における輝点中で最も輝度の高い輝点
の輝度が所定値を超えたか否かを判別する最高輝度判断
部と、この最高輝度が所定値を超えたとの情報に基づい
て前記研磨手段を始動してトップロールを研磨させる研
磨制御部とからなる。

【００１１】傷の大きさを直接見るのではなく、その前
兆としての汚れを観察するようにしたので、読み取りエ
ラーの心配がなく、好適な時期に研磨手段を始動させる
ことができる。また、走査型でないので、照明走行手段
やポリゴンミラーなどの複雑な手段を必要としないの
で、装置の故障率が小さく、保守点検が容易となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るトップロールのトップ
ロール手入れ装置の原理図である。トップロール手入れ
装置１は、トップロール２の表面を研磨する研磨手段１
０と、トップロール２のめっき鋼帯Ｗに当接していない
部分を明るくする照明手段３と、この照明手段３から照
射した光の反射光を受光してトップロール２の表面の一
定面積を撮影する撮影手段４と、撮影した画像を定期的
に静止画像として記録する画像記録部５と、記録画像に
おいて一定以上の輝度の輝点の面積の全面積に占める割
合が一定値を超えたか否かを判別する輝点面積判断部６
と、この輝点面積が一定の値を超えたとの情報に基づい
て前記研磨手段１０を始動してトップロールを研磨させ
る研磨制御部７とからなる。上記画像記録部５、輝点面
積判断部６及び研磨制御部７を、一個の制御手段に集約
することは差支えない。

【００１３】照明手段３は例えば５００Ｗのハロゲンラ
ンプであり、散乱する反射光を測定するために角度４５
゜でカメラ視野中心を狙って設置する。なお、カメラの
軸と照明手段３の軸を同軸にして、正反射光のみを利用
するようにしてもよい。撮影手段４は、防熱ケースに収
納した２次元ＣＣＤ（固体撮像デバイス）カメラであ
り、このカメラは測定視野が約３００ｍｍ×３００ｍｍ
であり、分解能は約０．５ｍｍであり、電子シャッタを
備え露出時間を１／１０００秒の静止画像を捉えること
ができる。

【００１４】図２は本発明に係る研磨手段の正面図であ
り、研磨手段１０はベースフレーム１１と、レール１
２，１２上を図面表裏方向に移動するスライドベース１
３と、このスライドベース１３に設けた傾斜ベース１４
と、この傾斜ベース１４上をレール１５を介してスライ
ドするスライダ１６と、このスライダ１６に取付けたモ
ータ１７並びに研磨ロール１８と、シリンダ１９と次図
で述べる要素からなる。シリンダ１９を進動させれば、
研磨ロール１８を図示せぬトップロールに当接すること
ができる。

【００１５】図３は本発明に係る研磨手段の平面図であ
り、前記研磨ロール１８，１８は周面にサンドペーパな
どの研磨材を備え、軸受２１，２１で水平に支持された
軸２２に取付けたものであり、この軸２２はベルト２３
を介してモータ１７で回動される。また、傾斜ベース１
４は減速機付きモータ２５及び送りねじ２６の作用でレ
ール１２，１２に沿って往復移動する。

【００１６】以上に述べたトップロールの手入れ装置の
作用を次に説明する。図４は本発明の第１実施例に係る
作動フロー図であり、図中、ＳＴ××はステップ番号を
示す。 ＳＴ０１；図１において撮影手段４で得た静止画像情報
を画Ａで示す。例えば、画Ａは照明の関係で、右下が明
るく左上に向うほど暗くなるとする。波紋線は明度分布
を模式的に示したものである。

【００１７】また、本実施例ではトップロール２の表面
に黒色のＷＣ−１２Ｃｏ（１２％のコバルトを含む炭化
タングステン）を溶射した。この様なトップロール２に
白灰色の亜鉛が付着すると、この亜鉛が輝点となる。例
えば、画Ａに輝点Ｐ１〜Ｐ４が存在しているとする。

【００１８】ＳＴ０２；前記画Ａを図１の画像記録手段
５で記録するとともに、４８０×４８０画素に分割す
る。これを画Ｂで示す。 ＳＴ０３；画Ｂをシェーディング処理する。このシェー
ディングは、照明手段４の照明ムラなどの影響をなくす
目的で実施する処理である。詳しくは、通常の照明手段
４では、その照明範囲内で端から端まで明るさが均一で
はなく、さらにカメラの各画素にも感度のばらつきが存
在する。また、カメラのＦ値が小さくなると、視野の中
心に比較して端からの入射光量が少なくなってしまう。
この様な原因のために発生するムラをシェーディングと
いい、この影響をなくす補正がシェーディング補正であ
る。本実施例ではシェーディング補正は、原画像を３×
３画素で平均する画像処理を５０回行なうこととした。
平均化処理を繰り返したために輝点は消失し、背景のみ
が残る。これを画Ｃで示す。

【００１９】ＳＴ０４；前記画Ｂから前記画Ｃを差し引
く。すると、画Ｄに示す通り、輝点Ｐ１〜Ｐ４のみが残
る。この輝点Ｐ１〜Ｐ４は０〜１００のいずれかの輝度
を有する。従って、輝点Ｐ１〜Ｐ４はそれぞれの輝度に
応じて画面上で輝くことになる。しかし、これを識別す
ることは容易でないので、次のしきい値処理を施す。 ＳＴ０５；例えば、しきい値を３０（輝度）とし、この
しきい値を超えた画素に輝度指標２５５を与え、しきい
値以下の画素に輝度指標０を与える。汎用のディスプレ
イは輝度を０〜２５５の２５６段階に表示することがで
きる。そこで、２５５と０を与えたわけであり、実際的
には２５５は明点、０は暗点（見えない）となる。輝点
Ｐ１及びＰ４に２５５を与えられ、輝点Ｐ２及びＰ３に
０が与えられたとすると、画Ｅに示す通りに黒地に輝点
Ｐ１及びＰ４が表示される。これで、ディスプレイを見
るだけで、問題となる亜鉛の付着の位置が簡単に確認で
きる。

【００２０】ＳＴ０６；しきい値を超えた画素の数を数
える。 ＳＴ０７；この画素の総数の全画素（４８０×４８０）
に占める割合が、α（例えば０．０５＝５％）を超えた
らＳＴ０８へ進む。 ＳＴ０８；研磨手段を始動して、トップロールの表面を
研磨する。 以上に述べた方法は輝度指標２５５の画素が全体に占め
る割合を調べるもので、面積比率を調べることと同意で
ある。従って、この方法を「面積法」と呼ぶことにす
る。

【００２１】次に本発明の第２実施例を説明するが、そ
のための装置は図１において、輝点面積判別部６を、最
高輝点判別部８に変更する。即ち、第２実施例のための
トップロール手入れ装置１Ａは、トップロール２の表面
を研磨する研磨手段１０と、トップロール２のめっき鋼
帯に当接していない部分を明るくする照明手段３と、こ
の照明手段３から照射した光の反射光を受光してトップ
ロール２の表面の一定面積を撮影する撮影手段４と、撮
影した画像を定期的に静止画像として記録する画像記録
部５と、記録画像における輝点中で最も輝度の高い輝点
の輝度（これを最高輝度という）が所定値を超えたか否
かを判別する最高輝度判断部８と、この最高輝度が所定
値を超えたとの情報に基づいて前記研磨手段１０を始動
してトップロールを研磨させる研磨制御部７とからな
る。

【００２２】図５は本発明の第２実施例に係る作動フロ
ー図であり、第１実施例と区別するために、ＳＴ××に
１１以上の番号を与える。なお、ＳＴ１１〜ＳＴ１４は
前記ＳＴ０１〜ＳＴ０４と同じであるが、再度説明す
る。

【００２３】ＳＴ１１；図１の撮影手段４で得た静止画
像情報を画Ａで示す。波紋線は明度分布を模式的に示し
たものである。例えば、画Ａに輝点Ｐ１〜Ｐ４が存在し
ているとする。

【００２４】ＳＴ１２；前記画Ａを図１の画像記録手段
５で記録するとともに、４８０×４８０画素に分割す
る。これを画Ｂで示す。 ＳＴ１３；画Ｂをシェーディング処理する。本実施例で
はシェーディング補正は、原画像を３×３画素で平均す
る画像処理を５０回行なうこととした。平均化処理を繰
り返したために輝点は消失し、背景のみが残る。これを
画Ｃで示す。

【００２５】ＳＴ１４；前記画Ｂから前記画Ｃを差し引
く。すると、画Ｄに示す通り、輝点Ｐ１〜Ｐ４のみが残
る。この輝点Ｐ１〜Ｐ４は０〜１００のいずれかの輝度
を有する。従って、輝点Ｐ１〜Ｐ４はそれぞれの輝度に
応じて画面上で輝くことになる。しかし、これを識別す
ることは容易でないので、次の処理を施す。 ＳＴ１５；上記輝点Ｐ１〜Ｐ４のなかから輝度の一番大
きいものを探す。例えば、輝点Ｐ４が最高輝度であり、
その輝度は５５であったとする。 ＳＴ１６；上記最高輝度が、しきい値（例えば輝度５
０）以上であるか否かを調べる。しきい値以上であれ
ば、ＳＴ１７に進む。 ＳＴ１７；研磨手段を始動して、トップロールの表面を
研磨する。 以上に述べた方法は最高輝度を調べるものであるから、
この方法を「最高輝度法」と呼ぶことにする。

【００２６】

【実施例】本発明に係る実施例を次に説明する。実施例
に係る諸条件は次の通りである。 トップロールのサイズ ：外径１２００ｍｍ、胴長２１００ｍｍ トップロールの表面処理 ：ＷＣ−１２Ｃｏ めっき鋼板の種類 ：合金化溶融亜鉛めっき鋼板 めっき鋼板の厚さ ：０．３５〜２．３ｍｍ めっき鋼板の幅 ：６００〜１８８０ｍｍ めっき鋼板の温度 ：１５０〜３５０℃ 面積法におけるしきい値 ：５％

【００２７】図６は本発明の面積法によってトップロー
ルを研磨したときの実施例グラフであり、横軸は時間、
縦軸は面積率（％）である。図中、Ｂ点から本発明を適
用する。この時点で面積率は１５％以上であり、しきい
値の５％を超えているので、図４のＳＴ０７，０８によ
り研磨手段が作動して、ロールの表面を研磨する。する
と、Ｃ点に示す通りに面積率はほぼ０になる。すなわ
ち、トップロールの表面は綺麗になったことを示す。こ
の状態が２０分程度つづき、その後、面積率が増加し始
める。Ｄ点でしきい値を超えるので、慣性遅れの後、Ｅ
点で研磨手段が再作動する。▽は研磨手段の始動タイミ
ングを示す。以下、同様のサイクルを繰り返す。以上の
制御は基本的に自動的に実施するが、面積法の場合は、
ディスプレイに亜鉛の付着点がはっきり現われるので、
目視による識別が容易である。

【００２８】図７は本発明の最高輝度法によってトップ
ロールを研磨したときの実施例グラフであり、横軸は時
間、縦軸は最高輝度である。輝度については、次の様な
データが知られている。 製品品質上問題とならない範囲 ：輝度３０未満 自動車外装用鋼板でシビアーなもの ：輝度４０以下 一般鋼板で表面転写が問題となる範囲 ：輝度６０以上 上限輝度 ：輝度７０程度 そこで、最高輝度法においていは、しきい値を５０とす
る。図中、Ｇ点から本発明を適用する。この時点で最高
輝度は７０であり、しきい値の５０を超えているので、
図５のＳＴ１６，１７により研磨手段が作動して、ロー
ルの表面を研磨する。すると、Ｈ点に示す通りに最高輝
度は２０程度まで下がる。４５分程度で最高輝度がしき
い値を超えるので、この時点で再研磨を実施する。以
下、このサイクルを繰り返す。この最高輝度法は一点の
みをモニターすればよいから、制御部における処理負担
が面積法よりも軽くなり、処理時間が短い。よって、制
御部を比較的低級な安価な機器で構成できるという特徴
がある。

【００２９】尚、前記しきい値は対象製品の特性や操業
条件に応じて適宜変更すればよい。また、上記面積法と
最高輝度法とを併用することは差支えない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、トップロール手入れ装置を、トップ
ロールの研磨手段と、トップロールを照す照明手段と、
トップロールの表面の一定面積を撮影する撮影手段と、
撮影した画像を静止画像として記録する画像記録部と、
記録画像において一定以上の輝度の輝点の面積の全面積
に占める割合が一定値を超えたか否かを判別する輝点面
積判断部と、この輝点面積が一定の値を超えたとの情報
に基づいて前記研磨手段を始動してトップロールを研磨
させる研磨制御部とから構成し、傷の大きさを直接見る
のではなく、その前兆としての汚れを観察するようにし
たので、読み取りエラーの心配がなく、好適な時期に研
磨手段を始動させることができる。また、走査型でない
ので、照明走行手段やポリゴンミラーなどの複雑な手段
を必要としないので、装置の故障率が小さく、保守点検
が容易となる。更に、ディスプレイを見るだけで、問題
となる亜鉛の付着の位置及び面積が簡単に確認できるの
で、装置運転者の負担が軽くなる。

【００３１】請求項２は、トップロール手入れ装置を、
トップロールを研磨する研磨手段と、トップロールを照
す照明手段と、トップロールの表面の一定面積を撮影す
る撮影手段と、撮影した画像を定期的に静止画像として
記録する画像記録部と、記録画像における輝点中で最も
輝度の高い輝点の輝度が所定値を超えたか否かを判別す
る最高輝度判断部と、この最高輝度が所定値を超えたと
の情報に基づいて前記研磨手段を始動してトップロール
を研磨させる研磨制御部とから構成し、傷の大きさを直
接見るのではなく、その前兆としての汚れを観察するよ
うにしたので、読み取りエラーの心配がなく、好適な時
期に研磨手段を始動させることができる。また、走査型
でないので、照明走行手段やポリゴンミラーなどの複雑
な手段を必要としないので、装置の故障率が小さく、保
守点検が容易となる。更に、最高輝度の一点のみをモニ
ターすればよいから、制御部における処理負担が請求項
１よりも軽くなり、処理時間が短い。よって、制御部を
比較的低級な安価な機器で構成できる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトップロールのトップロール手入
れ装置の原理図

【図２】本発明に係る研磨手段の正面図

【図３】本発明に係る研磨手段の平面図

【図４】本発明の第１実施例に係る作動フロー図

【図５】本発明の第２実施例に係る作動フロー図

【図６】本発明の面積法によってトップロールを研磨し
たときの実施例グラフ

【図７】本発明の最高輝度法によってトップロールを研
磨したときの実施例グラフ

【図８】代表的な溶融金属めっき設備のレイアウト図

【符号の説明】

１，１Ａ…トップロール手入れ装置、２…トップロー
ル、３…照明手段、４…撮影手段、５…画像記録部、６
…輝点面積判別部、７…研磨制御部、８…最高輝度判別
部、１０…研磨手段、１８…研磨ロール、１０１…溶融
金属浴、Ｗ…めっき鋼帯。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属浴通過後の高温状態にある、溶
   融金属凝固直後のめっき鋼帯を搬送するためのトップロ
   ールの手入れ装置において、 このトップロール手入れ装置は、トップロールの表面を
   研磨する研磨手段と、トップロールのめっき鋼帯に当接
   していない部分を明るくする照明手段と、この照明手段
   から照射した光の反射光を受光してトップロールの表面
   の一定面積を撮影する撮影手段と、撮影した画像を定期
   的に静止画像として記録する画像記録部と、記録画像に
   おいて一定以上の輝度の輝点の面積の全面積に占める割
   合が一定値を超えたか否かを判別する輝点面積判断部
   と、この輝点面積が一定の値を超えたとの情報に基づい
   て前記研磨手段を始動してトップロールを研磨させる研
   磨制御部とからなることを特徴とした溶融金属めっき設
   備におけるトップロール手入れ装置。
2. 【請求項２】 溶融金属浴通過後の高温状態にある、溶
   融金属凝固直後のめっき鋼帯を搬送するためのトップロ
   ールの手入れ装置において、 このトップロール手入れ装置は、トップロールの表面を
   研磨する研磨手段と、トップロールのめっき鋼帯に当接
   していない部分を明るくする照明手段と、この照明手段
   から照射した光の反射光を受光してトップロールの表面
   の一定面積を撮影する撮影手段と、撮影した画像を定期
   的に静止画像として記録する画像記録部と、記録画像に
   おける輝点中で最も輝度の高い輝点の輝度が所定値を超
   えたか否かを判別する最高輝度判断部と、この最高輝度
   が所定値を超えたとの情報に基づいて前記研磨手段を始
   動してトップロールを研磨させる研磨制御部とからなる
   ことを特徴とした溶融金属めっき設備におけるトップロ
   ール手入れ装置。