JPH0617779B2 - 圧延材の蛇行量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、圧延機の圧延材の蛇行量検出装置に関する。

〈従来の技術〉 圧延機において、圧延材の板幅中心がワークロールのセ
ンタからずれて、板材が横流れする現象（蛇行）は、左
右圧下装置のレベリング不良、入側板厚の左右不均一、
板材の左右硬度の不均一等により発生する。この蛇行は
圧延材の歩留向上やワークロールの損傷防止のために防
止しなければならないが、この防止のためにはまず板材
の蛇行量を精度良く検出する必要がある。すなわち、シ
ミュレーションやモデル実験により、精度良く検出した
板材の蛇行量をフィードバックして左右レベリング、ロ
ールベンディング力を操作する制御が有効であることが
判明している。したがって、蛇行制御のポイントは蛇行
量の高精度検出に依存する。

第２図は従来実施されてきた熱間圧延における蛇行検出
装置の一例を示す。ここで、１は圧延材、２はワークロ
ール、３は圧延機のワークロール２の軸方向に沿いＣＣ
Ｄ素子を配列したカメラ、４は演算部である。この装置
では、カメラ３をワークロール２のセンタ上方に１個配
置し、圧延材１の板幅全体をカメラ３の視野２Ｄ内にお
き、このカメラでは３ｗに示すような出力波形を得てい
る。すなわち、カメラ３内において圧延材１の部分に対
応するＣＣＤ素子には電荷が蓄積され、その他のＣＣＤ
素子には電荷の蓄積はなくＣＣＤカメラ３の出力波形３
ｗを得る。カメラ３の後段に配置された演算部４では電
荷が蓄積されている部分とされていない部分との境界部
分（出力波形３ｗの，部分）を板幅と判定し、両端
の平均値として板材中央位置を求める。すなわち、演算
部４では中央位置 を求める。

ところが、第２図のように１台の光学カメラの視野で全
体幅をカバーしようとする場合、光路長（板とカメラと
の距離）は長くせざるを得ない。そのため、測定精度が
低下することと、光路間の蒸気や冷却水の影響が大き
く、検出は極めて困難となる。

この対策として、第３図に示すように、光学カメラ２台
を用い、それぞれが板幅端部を視野内に収めるよう、駆
動機構５を調節して光学系を組む方法が考えられる。こ
の場合、板幅に応じて駆動機構を調節する必要があるも
のの、上記光路長は短く取れ、精度が向上するととも
に、蒸気等の影響除去も比較的容易となる。そして、こ
の場合の板の蛇行量ｙ_ｃは第３図によれば次式となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 以上のような２台の光学カメラを用いて蛇行検出を行な
う場合、通常用いられるカメラは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇ
ｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ ＤｅＶｉｃｅ）あるいはＭＯＳ
（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）型と呼ばれる固体撮像素子を用いたカメラであっ
て、一次元カメラである。ところが、この種一次元カメ
ラは需要が少ないため、価格が高価でありまた一般に形
状が大きく、第３図のように板に近づけて配置するのが
困難となる。

一方、固体撮像素子を用いたカメラでも２次元のカメラ
については、一般に普及しており、需要も多いので種々
の工夫のこらされたものが市販されている。また、形状
もロボットや各種センサ用に使用できるよう極端に小形
のもの（例えば親指大のもの）も実用化されている。し
たがって、これら固体撮像素子を用いた２次元カメラを
使用できれば、スペース上等非常に有効になる。

ところが、上述の２次元カメラにあっては、そのカメラ
による撮像される1/2画面が走査され、その走査時間は1
/60秒に決められているが、圧延速度が大きくなるとこ
の値は必要な計測間隔より大きくなり、本検出器の出力
値を用いて板の蛇行を制御することは不可能となる。対
策としては、上記走査時間を速くすればよいが、この改
造は、一般に困難である。

そこで、本発明は、小形の普及された２次元カメラを用
いて必要な計測間隔を短縮した圧延材の蛇行量検出装置
を提供する。

〈問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、圧延材の板幅両端をそ
れぞれ視野内に納める２台の光学カメラにて、上記視野
内の上記圧延材の板幅端位置を検出することにより、ワ
ークロールセンタに対する上記圧延材の蛇行量を検出す
る装置において、上記２台の光学カメラの垂直走査及び
水平走査のタイミングを同期させる手段と、上記２台の
光学カメラのいずれか一方の水平同期信号をカウントす
る手段と、このカウント値にて上記２台の光学カメラで
の水平走査線数を設定し取出す手段と、この取出した水
平走査線数から板幅端位置を検出し蛇行量を演算する演
算器と、を備えたことを特徴とする。

〈作 用〉 １画面のうち必要な複数のラインを取り出し、しかもも
の取り出し位置を左右のカメラで同位置になるようにセ
ットしておき、短い時間間隔にて蛇行量を出力してい
る。すなわち、第４図(a)に示す走査状況を有する２次
元カメラでは、ＮＴＳＣ規格により信号仕様が決められ
ており、通常、飛越操作のため約２５０本（第４図(a)
中１〜ｎ本）の水平走査線にて１フィールドが構成さ
れ、その走査時間は1/60秒である。そして、第４図(b)
に示すように１フィールドの走査Ａは垂直同期信号によ
り制御され、水平走査Ｂは水平同期信号により制御され
る。そして、これら２種類の同期信号は映像信号と共に
合成されて出力される。そして、左右２台のカメラの走
査上の同期を取るため、第５図に示すように信号発生器
１０より水平及び垂直同期信号を同時に２台のカメラ３
ａ，３ｂに入力して走査の同期をとったり、第６図に示
すように一方のカメラ３ａ内部に既に持っている同期信
号発生器の出力を取り出しもう一方のカメラ３ｂに入力
して走査の同期を取る方法を示している。

いづれの方法を用いても左右のカメラの走査同期は取れ
る。又、通常は垂直同期信号を基にカメラ内部で水平同
期信号を発生するため、必要な外部信号は垂直同期信号
だけでよい場合もある。そして、この水平同期信号を適
宜切り出すことにより短時間間隔の水平ライン検出を左
右カメラ同期して行なうことができる。

〈実施例〉 ここで、第１図を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図において、３ａ，３ｂは圧延材端部に対応して配
置されるカメラである。この場合、カメラ３ａ，３ｂは
圧延板材の走行方向と水平走査方向とが直交するように
配置される。１０は垂直同期信号を発生する外部の同期
信号発生器で、この同期信号発生器１０の出力によりカ
メラ３ａ，３ｂが同期して走査される。１１ａ，１１ｂ
は駆動されたカメラ３ａ，３ｂの出力信号からカメラ３
ａでは第３図に示す３ａＷで示した信号中のｌ_ｗを、カ
メラ３ｂで３ｂＷで示した信号中のｌ_ｄの値をそれぞれ
検出する信号処理回路であり、１４ａ，１４ｂは検出さ
れたｌ_ｗ及びｌ_ｄの出力値をある任意の走査線数分だけ
取出して平均化するための加算平均化回路である。

１２は、どちらか一方のカメラ（第１図では３ａ）の出
力信号から水平同期信号を分離するための回路であり、
１３は、この水平同期信号の個数をカウントして設定
し、両方の加算平均化回路１４ａ，１４ｂのタイミング
をコントロールする制御回路である。もちろんこの平均
化の個数は外部より任意に設定できるものである。

１５は、平均化された検出信号ｌ_ｗ，ｌ_ｄを基に、蛇行
量を算出し出力する回路である。この出力値を基に蛇行
制御が可能となる。

以上のようにすると、従来１フィールド又は１フレーム
１データの検出であったものが、平均化個数（水平走査
線数）の設定により自由に選択できることとなる。

例えば、平均化個数を２５個とした場合、水平走査線１
〜２５，２６〜５０，５１〜７５，…に対してそれぞれ
平均化された蛇行量が出力されるため、全走査線が２５
０本の場合、250/25＝１０から１フィールド１１０デー
タの検出が可能となる。よって、検出のインターバルは
従来の1/10すなわち1/600秒となり、蛇行制御上十分な
インターバルとなる。

もちろん、以上のような検出を行なった場合、厳密に
は、蛇行を検出している位置が変化するため、その補正
が必要となるがこれは水平走査線数によって決まるた
め、第１図の制御回路１３の信号を参照することにより
可能となる。

上述した例では同期信号発生器１０として外部回路を用
いたのであるが、一方のカメラの同期信号を利用する場
合も同じとなる。

また、同期信号分離回路には外部回路でなくてカメラ内
部の水平同期信号を直接取出すことで省くことが可能と
なる。

更に、以上の説明では、１フィールド又は２フィールド
１フレーム分の全走査線を検出の対象としてその一部を
取り出すようにしたが、必要に応じて飛び飛びの１本の
ラインのみ検出の対象とすることも可能である。その場
合、複数ラインをまとめて検出しないので加算平均回路
１４は不用となり、制御回路１３により発生する検出タ
イミング毎に、その時の検出回路１１の出力値を出力回
路１５に入力するようにすればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明は小形化が可能となっている
２次元の光学カメラを用い、従来、１フィールド１デー
タの検出であり、圧延速度が速い場合の蛇行制御に十分
対応できなかったものを、検出インターバルをほぼ自由
に設定できるようにしたことにより、あらゆる圧延機の
蛇行制御を適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図，第３
図は圧延材幅端部検出の二例の原理図、第４図(a)は走
査ラインの説明図、第４図(b)は垂直及び水平同期信号
の波形図、第５図，第６図は同期をとる場合の説明図で
ある。 図中 ３ａ，３ｂはカメラ、 １０は同期信号発生器、 １１ａ，１１ｂは信号処理回路、 １２は同期分離回路、 １３は制御回路、 １４ａ，１４ｂは加算平均化回路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−17465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−90549（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−14310（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材の板幅両端をそれぞれ視野内に納め
   る２台の光学カメラにて、上記視野内の上記圧延材の板
   幅端位置を検出することにより、ワークロールセンタに
   対する上記圧延材の蛇行量を検出する装置において、 上記２台の光学カメラの垂直走査及び水平走査のタイミ
   ングを同期させる手段と、 上記２台の光学カメラのいずれか一方の水平同期信号を
   カウントする手段と、 このカウント値にて上記２台の光学カメラでの水平走査
   線数を設定し取出す手段と、 この取出した水平走査線数から板幅端位置を検出し蛇行
   量を演算する演算器と、 を備えたことを特徴とする圧延材の蛇行量検出装置。