JP3823866B2

JP3823866B2 - 外径測定装置の異物付着判定装置及びその方法

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Publication number: JP3823866B2
Application number: JP2002108278A
Authority: JP
Inventors: 実松本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP2003302210A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光手段と受光手段との光路上に位置されている測定対象物の外径を測定する外径測定装置における投光手段の投光面又は受光手段の受光面への異物の付着の有無を判定するための外径測定装置の異物付着判定装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、ビレット２００の外径を測定する外径測定装置１００の構成の一例を示す。外径測定装置１００は、回転部１０１に投光部１０２，１０３と受光部１０４，１０５とを対とする外径測定器を複数備えている。各投光部１０２，１０３と各受光部１０４，１０５とは、ビレット２００を挟むように配置されつつ、回転部１０１に９０°間隔でそれぞれ取り付けられている。
【０００３】
この外径測定装置１００は、搬送される（図面手前方向に搬送される）ビレット２００の外周上を、回転部１０１により外径測定器を移動させることで、ビレット長手方向における外径及びプロフィールを測定している。
図１０は、その外径測定器の具体的な構成を示す。前述したように、外径測定器は、光を照射する投光部１０２，１０３と、光を受光する受光部１０４，１０５とから構成されている。
【０００４】
投光部１０２，１０３は、光源１０２ａ，１０３ａから照射された光を、回転装置１０２ｂ，１０３ｂ及び特殊レンズ１０２ｃ，１０３ｃを介して、平行光として受光部１０４，１０５に出力するようになっている。
これに対して、受光部１０４，１０５は、投光部１０２、１０３からの照射光を集光レンズ１０４ａ，１０５ａにより受光体１０４ｂ，１０５ｂ上に集光して、受光信号を出力するようになっている。これにより、受光部１０４，１０５は、遮光されることで、受光できる受光素子と受光できない受光素子とからそれに応じて受光電圧を出力することができる。
【０００５】
ここで、光源１０２ａ，１０３ａとしては、ハロゲンランプや半導体レーザ等が挙げられ、受光素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やフォトダイオードが挙げられる。
図１１中（Ａ）は、前記図１０に示したように投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されている状態を示し、図１１中（Ｂ）は、その場合の受光部１０４，１０５からの信号出力の結果を示す。受光部１０４，１０５では、当該受光部１０４，１０５の縁部の受光素子から順番にその受光量（受光電圧）が走査されることで、その結果として、図１１中（Ｂ）に示すような時系列の信号波形が得られるようになる。
【０００６】
この例のように、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されると、受光部１０４，１０５での受光は、ビレット２００によって遮光された部分の受光電圧が小さいものとして得られ、外径に応じた信号波形として得られる。
このように外径測定器が構成されており、外径測定装置１００では、ビレット２００の外径の測定に、図１２中（Ａ）に示すように、その信号波形のエッジの立下り部分ａ１及びエッジの立上り部分ａ２を利用していた。すなわち、外径測定装置は、受光部１０４，１０５からの受光信号において測定区間内（或いは測定期間内）で最も早く得られるエッジの立下り部分ａ１（最初のエッジの立下り部分ａ１）と最も遅く得られるエッジの立ち上り部分ａ２（最後のエッジの立上り部分ａ２）との時間をビレット２００により遮光されている部分として、それをビレット２００の外径として換算している。
【０００７】
また、このような装置構成とすることで、このように受光部１０４，１０５からの信号において測定区間内で最も早く得られるエッジの立下り部分ａ１と最も遅く得られるエッジの立ち上り部分ａ２との時間からビレット２００の幅を換算することで、図１３に示すように、光路内のビレット２００が図中にビレット２００ａやビレット２００ｂとして示すように振れるような場合でもその外径を測定することができるという利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外径測定中に外径測定器に異物（ゴミ等の測定対象物以外の物）が付着する場合がある。しかし、外径測定装置１００は、前述したように測定開始から最も早い立下り部分ａ１と最も遅い立上り部分ａ２との間からビレット２００の幅を推定しているために、外径測定器に異物が付着してしまうと実際のビレット２００の径よりも過大に評価してしまうことがある。具体的には次のようにである。
【０００９】
図１４は、外径測定器に異物が付着する場合を示す。この例のように、外径測定器において、投光部１０２，１０３側（例えばレンズ等の投光面）や受光部１０４，１０５側（例えばレンズ等の受光面）に異物３００が付着してしまう場合がある。例えば、外径測定装置は、前述したように、ビレット２００の外周上を、回転部１０１により外径測定器を移動させながら測定を実施しているので、投光部１０２，１０３や受光部１０４，１０５にビレット２００からの落下物が異物として付着してしまう場合がある。
【００１０】
このように、外径測定器に異物３００が付着した状態では、受光部１０４，１０５における受光信号の信号波形は、異物３００に遮光された部分の受光の変化も含めた信号波形になる。
しかし、外径測定装置１００は、測定開始から最も早い立下り部分ａ１と最も遅い立上り部分ａ２との間からビレット２００の幅を推定しているために、図１２中（Ｂ）に示すように、その異物３００により得られた立下り部分ａ１や立上り部分ａ２を基準としてビレット２００の外径を推定してしまう。これでは、光路上に実際に位置されているビレット２００をその径よりも過大な径として評価してしまうことになる。
【００１１】
また、このように外径測定装置１００にて径が過大なものとして測定された場合、これまでは、径不良が発生したのか、圧延の過程で生じた径不良なのか、或いは異物による径不良なのかを判断できないため、ラインを一旦停止させて、外径測定装置を含めて点検を行う必要があった。このため、従来の外径測定装置によりビレットの径を測定した場合、圧延ピッチダウンを生じてしまうという問題が発生していた。
【００１２】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、外径測定器への異物の有無を判定することができる外径測定装置の異物付着判定装置及びその方法の提供を目的としている。
【００１３】
前記問題を解決するために、請求項１記載の発明に係る外径測定装置の異物付着判定装置は、光を出射する投光手段と、前記投光手段から出射された光を各受光素子で受光する受光手段と、各受光素子の受光電圧を走査して得られた時系列信号波形が入力され、前記時系列信号波形における測定区間内の最初のエッジの立下り部分と最後のエッジの立上り部分との幅から、前記投光手段と受光手段との光路上に位置されている測定対象物の外径を測定する測定手段と、を備えている外径測定装置における前記投光手段の投光面又は前記受光手段の受光面の少なくとも一方への異物の付着の有無を判定する外径測定装置の異物付着判定装置である。この外径測定装置の異物付着判定装置は、前記エッジに関する情報に基づいて異物の付着の有無を判定する判定手段を備え、前記判定手段は、前記エッジの立下り度合い又は立上り度合いに基づいて異物の付着の有無を判定することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２記載の発明に係る外径測定装置の異物付着判定方法は、光を出射する投光手段と、前記投光手段から出射された光を各受光素子で受光する受光手段と、各受光素子の受光電圧を走査して得られた時系列信号波形が入力され、前記時系列信号波形における測定区間内の最初のエッジの立下り部分と最後のエッジの立上り部分との幅から、前記投光手段と受光手段との光路上に位置されている測定対象物の外径を測定する測定手段と、を備えている外径測定装置における前記投光手段の投光面又は前記受光手段の受光面の少なくとも一方への異物の付着の有無を判定する外径測定装置の異物付着判定方法である。この外径測定装置の異物付着判定方法は、前記エッジに関する情報に基づいて異物の付着の有無を判定しており、前記エッジの立下り度合い又は立上り度合いに基づいて異物の付着の有無を判定することを特徴としている。
【００１９】
ここで、投光手段の投光面又は受光手段の受光面に異物の付着の有無がある場合、時系列信号波形における測定区間内で検出できるエッジに変化が生じる。このようなことから、請求項１及び２に記載の発明においては、このようなエッジに関する情報を利用して、異物の付着の有無を判定している。
ここで、投光手段の投光面又は受光手段の受光面に異物の付着の有無がある場合、時系列信号波形における測定区間内で検出できるエッジの数は、測定対象物のみがある場合と異なるエッジの数になる。
【００２０】
一方で、投光手段の投光面又は受光手段の受光面に異物が付着しているが、その付着位置が、投光手段と受光手段との間の光路上の測定対象物の外周部に対応する位置となっている場合がある。この場合、例えば、エッジの数は、異物の付着がなく測定対象物のみが光路上に位置されている場合と同じになる。
このとき、その付着位置が投光手段と受光手段との間の光路上の測定対象物の外周部に対応する位置となっている場合には、エッジの立下り又は立上りが鈍くなる。このようなことから、請求項１及び２に記載の発明においては、エッジに関する情報としてのエッジの立下り度合い又は立上り度合いから異物の付着の有無を判定している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る外径測定装置の異物付着判定装置を適用した処理装置の構成を示す。
なお、外径測定装置の構成は、前記図９に示した外径測定装置１００の構成と同様である。すなわち、外径測定装置１００は、各投光部１０２，１０３と各受光部１０４，１０５とがビレット２００を挟むように９０°間隔で配置されて回転部１０１にそれぞれ取り付けられている。そして、受光部１０４，１０５の受光体１０４ｂ，１０５ｂがそれぞれ、受光に応じ各受光素子が受光信号を出力するようになっている。これにより、受光部１０４，１０５では、当該受光部１０４，１０５の縁部の受光素子から順番にその受光量（受光電圧）が走査されることで、その結果として、例えば前記図１１中（Ｂ）に示すような時系列の信号波形が得られるようになっている。
【００２３】
一方、処理装置１は、図１に示すように、信号検出部２、エッジ数計数部３、外径検出部４、サンプル数計数部５、外径比較部６、データ記憶部７、立下り度及び立上り度測定部８、度合い比較部９及び判定部１０を備えている。
信号検出部２は、前記受光部１０４，１０５からの受光電圧の信号波形中のエッジの立下り部分及び立上り部分を検出する立下り立上り検出部である。
【００２４】
エッジ数計数部３は、信号検出部２が検出した信号の立下り部分及び立上り部分の総数を計数する。
例えば、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されている場合に当該受光部１０４，１０５から前記図１２中（Ａ）に示すような信号波形が得られているようなときには、エッジ数計数部３は、エッジの立下り部分と立上り部分の総数としてエッジ数を４として計数する。一方、前記図１４に示すように投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されて、さらに外径測定器に異物が付着していることで、受光部１０４，１０５から前記図１２中（Ｂ）に示したような信号波形が得られているようなときには、エッジ数計数部３は、エッジ数を８として計数する。そして、エッジ数計数部３は、その計数結果を判定部１０に出力している。
【００２５】
外径検出部４は、外径データサンプリングとして、信号検出部２が検出した信号の立下り部分及び立上り部分に基づいてビレットの外径を推定するように構成されている。すなわち、外径検出部４は、前記図１２中（Ａ）に示したように受光部１０４，１０５からの信号における測定区間内で最も早く得られる立下り部分ａ１と最も遅く得られる立ち上り部分ａ２との時間をビレット２００により遮光されている部分として、ビレット２００の外径を換算している。このようなことから、外径検出部４は、外径測定器に異物が付着している場合でも、前記図１２中（Ｂ）にしたように、受光部１０４，１０５からの信号における測定区間内で最も早く得られる立下り部分ａ１と最も遅く得られる立ち上り部分ａ２との時間をビレット２００の外径として換算することになる。
【００２６】
ここで、外径測定装置は、前記図９に示したように、ビレット２００を送りながら、そのビレット２００の外周上を外径測定器を移動させて、外径を測定している。
サンプル数計数部５は、外径検出部４における外径検出のサンプル数を計数するように構成されている。そして、サンプル数計数部５は、その計数結果を判定部１０に出力している。
【００２７】
外径比較部６は、外径検出部４が検出した実測の外径値と所定の閾値とを比較するように構成されている。具体的には、外径比較部６は、処理の閾値との比較して、外径値が０であるか否かを比較し、或いは許容最大径Ｄ_maxや許容最小径Ｄ_minと実測の外径値とを比較する。そして、外径比較部６は、その比較結果を判定部１０に出力している。
【００２８】
データ記憶部７は、種々のデータを記憶するように構成されている。例えば、データ記憶部７には、外径検出部４が検出した実測の外径値が記憶される。また、データ記憶部７に記憶された実測の外径値には、各種情報、例えば判定結果等が付加できるようになっている。
立下り度及び立上り度測定部８は、信号検出部２が検出した信号の立下り部分ａ１及び立上り部分ａ２の度合い或いは急峻度を測定するように構成されている。
【００２９】
図２は、立下り部分ａ１及び立上り部分ａ２が傾斜している信号波形を示す。後述するが、このような信号波形は、投光部１０２，１０３或いは受光部１０４，１０５においてビレット２００の外周部に対応する位置に異物が付着しているような場合に得られる。
立下り度及び立上り度測定部８は、このようにして得られる信号波形において、サンプリング上限及びサンプリング下限を設定して、立下り部分ａ１とサンプリング上限との交点から第１の時間（時間軸上の時刻）ｔ１を求め、立下り部分ａ１とサンプリング下限との交点から第２の時間（時間軸上の時刻）ｔ２を求め、立上り部分ａ２とサンプリング下限との交点から第３の時間（時間軸上の時刻）ｔ３を求め、立上り部分ａ２とサンプリング上限との交点から第４の時間（時間軸上の時刻）ｔ４を求めている。
【００３０】
そして、立下り度及び立上り度測定部８は、立下り部分ａ１の急峻度を、第１の時間ｔ１と第２の時間ｔ２の差分（ｔ２−ｔ１）として求め、立上り部分ａ２の急峻度を、第３の時間ｔ３と第４の時間ｔ４の差分（ｔ４−ｔ３）として求めている。このように立下り度及び立上り度測定部８は、立下り部分ａ１のいわゆる立下り時間や立上り部分ａ２のいわゆる立上り時間からその度合を求めており、このようにして求めた値を度合い比較部９に出力している。
【００３１】
なお、前述したように、外径測定器に異物やゴミが付着している場合には、図１２中（Ｂ）に示すような信号波形が得られるのであるが、立下り度及び立上り度測定部８は、エッジ数計数部３からの計数結果等を参照して、エッジ数が４である信号波形からのみ、前述したように立下り部分ａ１及び立上り部分ａ２の度合いを測定するようにしてもよい。
【００３２】
度合い比較部９は、立下り度及び立上り度測定部８からの立下り部分ａ１及び立上り部分ａ２の急峻度と所定の閾値とを比較する。そして、度合い比較部９は、その比較結果を判定部１０に出力している。
判定部１０には、エッジ数計数部３、サンプル数計数部５、外径比較部６、及び度合い比較部９から各種情報が入力されており、判定部１０は、各種情報に基づいて、外径検出部４が検出した外径値を採用する、外径検出部４が検出した外径値が異物のものである、外径検出部４が検出した外径値を採用しない、外径測定処理を終了する、或いは外径測定器に異物が付着しているので外径測定処理を終了する、等といった判定を行う。このように判定部１０は、種々の判定を行うのであるが、その各判定の条件の詳細については、次に説明する処理装置１における処理手順において説明する。
【００３３】
以上のように処理装置１が構成されており、処理装置１或いは判定部１０は、図３及び図４に示すような処理手順によって判定処理を行っている。ここで、図３に示す処理手順は、外径測定を実施していない場合（外径測定器による側的可能領域にビレット２００が未だ搬入されていない場合）をスタートとする処理手順であり、図４に示す処理手順は、図３に続く外径測定を開始してビレット２００が搬送されている場合の処理手順である。
【００３４】
先ず、図３に示すように、処理装置１は、ステップＳ１において、外径検出部４により、外径データサンプリングを行い、続くステップＳ２において、外径比較部６により、サンプリングした外径値が０か否かを判別する。処理装置１は、ステップＳ２においてサンプリングした外径値が０であることを確認している間、外径データサンプリングを繰り返して、サンプリングした外径値が０でない場合、ステップＳ３に進む。
【００３５】
ステップＳ３では、処理装置１は、外径比較部６により、サンプリングした外径値が測定範囲外か否かを判別する。すなわち、外径比較部６が、許容最大径Ｄ_maxや許容最小径Ｄ_minとサンプリングした外径値とを比較する。例えば、サンプリングした外径値が許容最大径Ｄ_maxよりも小さく、且つ許容最小径Ｄ_minよりも大きい場合には、外径比較部６は、サンプリングした外径値が測定範囲内として判別する。
【００３６】
処理装置１は、サンプリングした外径値が測定範囲外である場合、ステップＳ５に進み判定部１０により異物ありと判定して、サンプリングした外径値が測定範囲内である場合、ステップＳ４に進み図４に示す測定処理を開始する。
図４に示すように、先ず、ステップＳ１１において、処理装置１は、外径検出部４により、外径データサンプリングを行い、続くステップＳ１２において、外径比較部６により、サンプリングした外径値が０か否かを判別する。ここで、処理装置１は、サンプリングした外径値が０の場合、ステップＳ１８に進み、サンプリングした外径値が０でない場合、ステップＳ１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１３では、処理装置１は、外径比較部６により、サンプリングした外径値が測定範囲外か否かを判別する。すなわち、外径比較部６が、許容最大径Ｄ_maxや許容最小径Ｄ_minとサンプリングした外径値とを比較する。
ここで、処理装置１は、サンプリングした外径値が測定範囲外の場合、ステップＳ２０に進み、サンプリングした外径値が測定範囲内の場合、ステップＳ１４に進む。
【００３８】
ステップＳ１４では、処理装置１は、エッジ数計数部３が計数したエッジ数が４であるか否かを判別する。ここで、処理装置１は、エッジ数が４である場合、ステップＳ１５に進み、エッジ数が４以外の場合、ステップＳ２１に進む。
ステップＳ１５では、処理装置１は、立下り度及び立上り度測定部９が測定した立下り時間（ｔ２−ｔ１）と所定の閾値とを度合い比較部９により比較する。ここで、処理装置１は、立下り時間（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値より大きい場合、ステップＳ２１に進み、立下り時間（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値以下の場合、ステップＳ１６に進む。
【００３９】
ステップＳ１６では、処理装置１は、立下り度及び立上り度測定部９が測定した立上り時間（ｔ４−ｔ３）と所定の閾値とを度合い比較部９により比較する。例えば、ここで使用する閾値は、前記ステップＳ１５において用いた閾値と同値でもよく、異なる値でもよい。
処理装置１は、このステップＳ１６において立上り時間（ｔ４−ｔ３）が所定の閾値より大きい場合、ステップＳ２１に進み、立上り時間（ｔ４−ｔ３）が所定の閾値以下の場合、ステップＳ１７に進む。
【００４０】
処理装置１は、ステップＳ１７において、サンプリングした外径値をビレットの外径として採用する処理を行う。
前述したように、外径検出部４で得た外径値はデータ記憶部７に記憶されている。このようなことから、サンプリングした外径値をビレット２００の外径として採用する処理として、例えば、そのようにデータ記憶部７に記憶されている当該外径値にビレットの外径として採用する旨の情報を付加する処理等を行う。
【００４１】
そして、処理装置１は、このような処理に続いてステップＳ１１からの外径値のサンプリングからの処理を再び実施する。
一方、前記ステップＳ１２においてサンプリングした外径値が０である場合に進むステップＳ１８では、処理装置１は、サンプル数計数部５におけるサンプル数の計数値から、外径値が０であるサンプリングがｎ回連続して行われたか否かを判別する。ここで、処理装置１は、ｎ回連続して行われた場合、ステップＳ１９に進み、当該外径測定処理を終了し、ｎ回連続して行われていない場合（ｎ回未満の場合）、ステップＳ１１からの外径値のサンプリングの処理を実施する。
【００４２】
また、前記ステップＳ１３においてサンプリングした外径値が測定範囲外の場合に進むステップＳ２０では、処理装置１は、エッジ数計数部３が計数したエッジ数が４であるか否かを判別する。ここで、処理装置１は、エッジ数が４である場合、ステップＳ２２に進む。一方、処理装置１は、エッジ数が４以外の場合、ステップＳ２１に進み、サンプリングした外径値が異物のものである判定し、ステップＳ１１からの外径値のサンプリングの処理を再び実施する。
【００４３】
なお、このステップＳ２１の処理は、前記ステップＳ１５において立下り時間（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値より大きい場合や前記ステップＳ１６において立上り時間（ｔ４−ｔ３）が所定の閾値より大きい場合に進む処理でもある。
このステップＳ２１では、サンプリングした外径値が異物のものである判定の処理として、例えば、データ記憶部７に記憶されている当該外径値に異物のものである旨の情報を付加する処理等を行う。
【００４４】
ステップＳ２２では、処理装置１は、サンプル数計数部５におけるサンプル数の計数値から、エッジ数が４であることをｍ回連続して検出しているか否かを判別する。ここで、処理装置１は、ｍ回連続している場合、ステップＳ２４に進み、外径測定器に異物が付着しているとして外径測定処理を終了する処理を行う。一方、処理装置１は、ｍ回連続していない場合、ステップＳ２３に進み、サンプリングした外径値を採用しないとする判定をして、ステップＳ１１からの外径値のサンプリングの処理を実施する。
【００４５】
ステップＳ２３では、サンプリングした外径値を採用しないとする判定の処理として、例えば、データ記憶部７に記憶されている当該外径値に採用しない旨の情報を付加する処理等を行う。
処理装置１は、以上のような図３及び図４に示す処理手順により外径測定の処理を行っている。
【００４６】
なお、以上のような図３及び図４に示す処理手順において、ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２０、及びステップＳ２２の処理内容は、判定部１０の機能によりエッジに関する情報に基づいて異物の付着の有無を判定する処理に対応している。詳しくは、ステップＳ１４及びステップＳ２０の処理内容は、エッジ数計数部３が計数したエッジの数に基づいて異物の付着の有無を判定する判定部１０の機能により実現された処理である。また、ステップＳ１５及びステップＳ１６の処理内容は、立下り度及び立上り度測定部８及び度合い比較部９により得たエッジの立下り度合い又は立上り度合い及びその比較結果に基づいて異物の付着の有無を判定する判定部１０の機能により実現された処理である。また、ステップＳ２２の処理内容は、複数の測定点毎に対応して異物の付着の有無を判定し、異物の付着有りの状態を連続して所定回数確認した場合に異物の付着有りとする判定をする判定部１０の機能により実現された処理である。
【００４７】
以上のような図３及び図４に示す処理により具体的には、以下のような外径測定に対する判定が可能になっている。
（１）外径測定装置１にビレットが送られてきた場合
外径測定装置１にビレットが送られてきた場合、処理装置１は、図１２中（Ａ）に示すような信号波形を得る。
【００４８】
この場合、前記図１２中（Ａ）に示したように信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２を得ることができることから、処理装置１は、外径データサンプリング（ステップＳ１）により得た外径値が０ではないと判別し（ステップＳ２）、さらに、その外径値が測定範囲内にあると判別し（ステップＳ３）、図４に処理手順を示す測定処理に移行する。
【００４９】
また、サンプリングした外径値が測定範囲外にある場合には、処理装置１は、その外径値が測定範囲外にあることから異物ありとの判定をする（ステップＳ３、ステップＳ５）。
なお、測定対象のビレット径にも依るが、例えば、測定範囲を８２ｍｍ〜２６０ｍｍに設定しており、外径測定器の測定幅（測定可能幅）を３００ｍｍに設定している。また、外径値のサンプリング周期は２０ｍｓである。なお、外径計測のサンプリングは２．５ｍｓである。これにより、２．５ｍｓで８回のサンプリングを行い、２０ｍｓ毎にそのサンプリング結果としての外径値を出力している。
【００５０】
このように、外径測定器に異物が付着していれば、異物の大きさに応じた値を外径値として得ることができるので、外径測定を行っていないとき、すなわちビレットがない状態では、図３に示す処理により、処理装置１は、測定範囲外の外径値が出力されているかどうかを判別して、次材が外径測定器の測定可能領域に搬送されてくる直前までの異物の有無を検出している。
【００５１】
なお、外径測定は、ビレットの搬送路上であって外径測定器の上流側に設けた検出手段からの検出信号をトリガとして開始するようにしてもよい。すなわち、検出手段からの検出信号をトリガにより外径データサンプリングを開始するようにしてもよい。
（２）外径測定器への異物の付着がなく、光路上にビレットのみが位置されている場合
なお、この（２）項を含めて以下に説明する（３）〜（７）の項目は、外径測定装器の測定可能領域にビレット２００が搬送されてきた後の処理、すなわち前記図４に示した処理手順により実現している処理である。
【００５２】
外径測定器への異物の付着がなく、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されている場合、処理装置１は、前記図１１に示したような信号波形を得る。
この場合、処理装置１は、サンプリングした外径値が０ではないと判別し（ステップＳ１２）、続いて、その外径値が測定範囲内にあると判別する（ステップＳ１３）。さらに続いて、処理装置１は、エッジ数が４であると判別し（ステップＳ１４）、そして、立下り時間（ｔ２−ｔ１）及び立下り時間（ｔ４−ｔ３）それぞれが所定の閾値以下であると判別する（ステップＳ１５，ステップＳ１６）。この結果として、処理装置１は、サンプリングした外径値を外径値として採用する判定をする。
【００５３】
（３）外径測定器への異物の付着がなく、光路上にもビレットが位置されていない場合（ビレットの全体が送り出されてしまった場合）
この場合、外径測定器への異物の付着がなく、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にもビレット２００が位置されていないので、処理装置１は、信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができないことから外径値が０であると判定する（ステップＳ１２）。続いて、処理装置１は、外径値が０であるサンプリングがｎ回連続して行われたか否かを判別する（ステップＳ１８）。この結果として、処理装置１は、ｎ回連続している場合、外径測定処理を終了し（ステップＳ１９）、一方、ｎ回連続していない場合、ステップＳ１１からの外径値のサンプリングの処理を実施する。
【００５４】
これにより、処理装置１は、ｎ回のサンプリングによっても外径値を検出できないような場合にのみ外径測定処理を終了する。
（４）外径測定器への異物の付着があり、光路上にビレットが位置されていない場合
前記図５中（Ａ）に示すように、外径測定器への異物の付着があり、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００が位置されていない場合、処理装置１は、図５中（Ｂ）に示すような信号波形を得る。
【００５５】
この場合、図５中（Ｂ）に示すように信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができることから、処理装置１は、外径値が得られたとして、その外径値が０ではないと判別する（ステップＳ１２）。しかし、その外径値が許容最小径Ｄ_min以下であることから、処理装置１は、その外径値が測定範囲内にないと判別する（ステップＳ１３）。そして、処理装置１は、エッジ数が４であると判別し（ステップＳ２０）、続いて、エッジ数が４であることをｍ回連続して検出しているか否かを判別する（ステップＳ２２）。この結果として、処理装置１は、ｍ回連続した場合、異物ありとして判定して外径測定処理を終了し（ステップＳ２４）、一方、ｍ回連続していない場合、そのサンプリングした外径値を採用しない判定をする（ステップＳ２３）。
【００５６】
前述したように、外径測定装置１００は、ビレット２００の外周を外径測定器を回転させながらその外径を測定している。このように外径測定器を移動させながらビレット２００の外径を測定しているので、例えば、外径測定器に異物が付着した場合でも、外径測定器のその移動により異物が取れることもある。
このようなことから、サンプリングした外径値が測定範囲外であることがｍ回連続であるか否かを判別することで、異物ありとされる場合でも外径測定処理を直ぐに終了するようなことはせずに、一定の期間測定処理を実行している。このように一定の期間測定処理を実行し、それでも異物ありとする場合にのみ、外径測定処理を終了するようにしている。これにより、付着していた異物が外径測定中になくなるケースも考慮に入れて、外径測定が終了したタイミングでも測定範囲外の外径値が出力されているかどうかを判断することができるようになる。すなわち、外径測定装置１００において外径測定器が移動するという測定機構を積極的に利用して、付着の有無の判定を効果的に実施している。なお、ｍ回とは、例えばそのように異物ありとして十分判別できる回数である。
【００５７】
（５）外径測定器への異物の付着があり、光路上にビレットも位置されている場合
図６中（Ａ）に示すように、外径測定器への異物３００の付着があり、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００も位置されている場合、処理装置１は、図６中（Ｂ）に示すような信号波形を得る。
【００５８】
この場合、図６中（Ｂ）に示すように信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができることから、処理装置１は、外径値が得られたとして、その外径値が０ではないと判別する（ステップＳ１２）。しかし、その外径値が許容最大径Ｄ_max以上であることから、処理装置１は、その外径値が測定範囲内にないと判別する（ステップＳ１３）。さらに、処理装置１は、エッジ数が６であると判別する（ステップＳ２０）。この結果として、処理装置１は、サンプリングした外径値が異物のものであるとの判定をする（ステップＳ２１）。
【００５９】
（６）さらに、その異物が測定範囲内にある場合
前記（５）項の場合と同様に、外径測定器への異物３００の付着があり、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００も位置されている場合、処理装置１は、図６中（Ｂ）に示すような信号波形を得る。
【００６０】
この場合も信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができることから、処理装置１は、外径値が得られたとして、その外径値が０ではないと判別する（ステップＳ１２）。そして、その外径値が許容最小径Ｄ_minよりも大きく、かつ許容最大径Ｄ_maxよりも小さいことから、処理装置１は、その外径値が測定範囲内にあると判別する（ステップＳ１３）。しかし、処理装置１は、エッジ数が６であると判別する（ステップＳ１４）。この結果として、処理装置１は、サンプリングした外径値が異物のものであるとの判定をする（ステップＳ２１）。
【００６１】
なお、図７中（Ａ）に示すように、外径測定器に２つの異物３０１，３０２の付着がある場合にも、同様に、処理装置１は、図７中（Ｂ）に示すような信号波形を得る。
この場合、図７中（Ｂ）に示すように信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができることから、処理装置１は、外径値が得られたとして、その外径値が０ではないと判別する（ステップＳ１２）。そして、その外径値が許容最小径Ｄ_minよりも大きく、かつ許容最大径Ｄ_maxよりも小さいことから、処理装置１は、その外径値が測定範囲内にあると判別する（ステップＳ１３）。しかし、処理装置１は、エッジ数が６であると判別する（ステップＳ１４）。この結果として、処理装置１は、サンプリングした外径値が異物のものであるとの判定をする（ステップＳ２１）。
【００６２】
（７）外径測定器への異物の付着があり、その異物が光路上のビレット２００の外周部に対応する位置に付着している場合
図８中（Ａ）に示すように、投光部１０２，１０３から受光部１０４，１０５への照射光の光路上にビレット２００も位置されている場合において、外径測定器において異物３００がビレット２００の外周部に対応する位置に付着しているとき、処理装置１は、図８中（Ｂ）に示すような信号波形を得る。
【００６３】
この場合、図８中（Ｂ）に示すように信号波形から立下り部分ａ１と立上り部分ａ２とを得ることができることから、処理装置１は、外径値が得られたとして、その外径値が０ではないと判別する（ステップＳ１２）。そして、その外径値が許容最小径Ｄ_minよりも大きく、かつ許容最大径Ｄ_maxよりも小さいことから、処理装置１は、その外径値が測定範囲内にあると判別する（ステップＳ１３）。さらに続いて、処理装置１は、エッジ数が４であると判別する（ステップＳ１４）。しかし、外径測定器への異物３００がビレット２００の外周部に対応する位置に付着している場合、立下り部分ａ１の急峻度が鈍くなるので、処理装置１は、立下り時間（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値より大きいと判別する（ステップＳ１５）。この結果として、処理装置１は、サンプリングした外径値を異物のものであるとする判定をする（ステップＳ２１）。
【００６４】
なお、この例は、ビレット２００の立下り部分ａ１に対応される位置に異物３００が付着している場合の例であるが、ビレット２００の立上り部分ａ２に対応される位置に異物３００が付着している場合もサンプリングした外径値を異物のものであるとする判定をすることができる。すなわち、この場合、立上り部分ａ２の急峻度が鈍くなるので、処理装置１は、立上り時間（ｔ４−ｔ３）が所定の閾値より大きいと判別し（ステップＳ１６）、この結果として、サンプリングした外径値を異物のものであるとする判定をする（ステップＳ２１）。
【００６５】
以上のように、処理装置１は、測定区間内のエッジ数並びにエッジの立下り及び立上りの度合い等のエッジに関する情報やサンプリング数といった情報を取得して、それら情報に基づいて外径測定器への異物の有無を判定することを実現している。
このように外径測定器への異物の有無を判定することで、ビレット２００の外径値の品質管理を高くすることができ、さらに、必要以上に外径測定装置の点検が実施されてしまうことを抑止することで、圧延ピッチダウンを防止することができる。すなわち、径不良が発生した際、圧延によるものか、異物によるものかの判断が迅速に行えるようになる。また、異物があるときのみの点検で対処できるようになり、圧延ピッチダウン抑止を達成することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、測定対象物をビレットとし、外径測定装置をそのビレットを測定するために構成された装置として説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、測定対象物は他の物であってもよく、この場合、外径測定装置はそのような他の物を測定のために構成されている装置であればよい。
【００６７】
また、前述の実施の形態では、本発明に係る外径測定装置の異物付着判定装置の具体例として処理装置を挙げ、その構成を具体的に説明したが、他の構成としてもよい。また、その各構成部については、コンピュータがプログラムを実行することで実現されるものでもよい。
また、前述の実施の形態では、投光部及び受光部の構成を具体的に説明したが、他の構成により実現してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び５に記載の発明によれば、エッジに関する情報を利用して異物の付着の有無を判定することができる。これにより、径不良が発生した際、圧延によるものか、異物によるものかの判断が迅速に行えるようになる。また、異物があるときのみの点検で対処できるようになり、圧延ピッチダウン抑止を達成することができる。
【００６９】
また、請求項２及び６に記載の発明では、エッジに関する情報としてエッジの数を用い、請求項３及び７に記載の発明では、エッジに関する情報としてエッジの立下り度合い又は立上り度合いを用いて、異物の付着の有無の判定を実現している。
また、請求項４及び８に記載の発明によれば、外径測定装置が測定部を移動させて測定するという測定機構を積極的に利用して、付着の有無の判定を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】処理装置の立下り度及び立上り度測定部の処理を説明するために使用した図である。
【図３】外径測定前及び外径測定を開始する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ビレットが外径測定器に搬送されてきた後の測定処理を示すフローチャートである。
【図５】外径測定器への異物の付着があり、光路上にビレットが位置されていない場合の説明をするために使用した図である。
【図６】外径測定器への異物の付着があり、光路上にビレットも位置されている場合の説明をするために使用した図である。
【図７】外径測定器への異物の付着があり、その異物が測定範囲内にある場合の説明をするために使用した図である。
【図８】外径測定器への異物の付着があり、その異物が光路上のビレットの外周部に対応する位置に付着している場合の説明をするために使用した図である。
【図９】外径測定装置の構成を示す正面図である。
【図１０】外径測定器の構成を示す図である。
【図１１】光路上にビレットが位置されている場合の説明をするために使用した図である。
【図１２】信号波形の立下り部分と立上り部分とから外径値を得ていることの説明に使用した図である。
【図１３】信号測定器における光路上でビレットが振れた場合の説明に使用した図である。
【図１４】外径測定器の投光部或いは受光部への異物の付着を説明するために使用した図である。
【符号の説明】
１処理装置
２信号検出部
３エッジ数計数部
４外径検出部
５サンプル数計数部
６外径比較部
７データ記憶部
８立下り度及び立上り度測定部
９度合い比較部
１０判定部
１００外径測定装置
１０１回転部
１０２，１０３投光部
１０４，１０５受光部
２００ビレット
３００，３０１，３０２異物

Claims

光を出射する投光手段と、前記投光手段から出射された光を各受光素子で受光する受光手段と、各受光素子の受光電圧を走査して得られた時系列信号波形が入力され、前記時系列信号波形における測定区間内の最初のエッジの立下り部分と最後のエッジの立上り部分との幅から、前記投光手段と受光手段との光路上に位置されている測定対象物の外径を測定する測定手段と、を備えている外径測定装置における前記投光手段の投光面又は前記受光手段の受光面の少なくとも一方への異物の付着の有無を判定する外径測定装置の異物付着判定装置であって、
前記エッジに関する情報に基づいて異物の付着の有無を判定する判定手段を備え、前記判定手段は、前記エッジの立下り度合い又は立上り度合いに基づいて異物の付着の有無を判定することを特徴とする外径測定装置の異物付着判定装置。
光を出射する投光手段と、前記投光手段から出射された光を各受光素子で受光する受光手段と、各受光素子の受光電圧を走査して得られた時系列信号波形が入力され、前記時系列信号波形における測定区間内の最初のエッジの立下り部分と最後のエッジの立上り部分との幅から、前記投光手段と受光手段との光路上に位置されている測定対象物の外径を測定する測定手段と、を備えている外径測定装置における前記投光手段の投光面又は前記受光手段の受光面の少なくとも一方への異物の付着の有無を判定する外径測定装置の異物付着判定方法であって、
前記エッジに関する情報に基づいて異物の付着の有無を判定しており、前記エッジの立下り度合い又は立上り度合いに基づいて異物の付着の有無を判定することを特徴とする外径測定装置の異物付着判定方法。