KR20140031138A

KR20140031138A - 조강재의 형상 검사 장치 및 조강재의 형상 검사 방법

Info

Publication number: KR20140031138A
Application number: KR1020130104829A
Authority: KR
Inventors: 에이지 다카하시; 도시유키 츠지; 미츠루 하야카와
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-03-12
Also published as: CN103658197B; KR101622444B1; CN103658197A; JP5828817B2; JP2014048226A

Abstract

본 발명의 과제는 광학적 방법을 사용하여, 조강 압연 라인에서 압연 중인 조강재의 치수 이상을 확실하게 검사하는 것이다.
본 발명의 조강재의 형상 검사 장치(10)는 압연기(7)에서 압연 중인 조강재(W)의 형상을 검사하는 장치이며, 조강재(W)의 이송 방향에 대해 교차하도록 광 절단선(S)을 조사하는 광 조사부(11)와, 광 절단선(S)이 조사된 조강재(W)를 촬상 렌즈(13)를 통해 촬상하는 촬상부(12)와, 촬상부(12)에서 촬상된 화상 내에 찍힌 광 절단선(S)에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용하여, 조강재(W)의 형상을 검출하는 형상 검출부(15)를 구비한다.

Description

조강재의 형상 검사 장치 및 조강재의 형상 검사 방법 {SHAPE INSPECTION APPARATUS AND METHOD OF BAR STEEL}

본 발명은 조강 압연 라인에 있어서, 압연 중인 조강재의 형상을 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

빌렛 등의 강편으로부터 봉재나 선재 등의 조강재를 제조하는 조강 압연 설비(조강 압연 라인)에서는, 상류측으로부터 순서대로, 가열로, 조압연 장치, 중간 압연 장치, 마무리 압연 장치가 배치되어 있는 것이 일반적이다. 선재를 압연하는 압연 라인에서는, 마무리 압연 장치의 하류측에 수냉대, 핀치 롤, 권취 장치가 설치되어 있다. 봉강을 압연하는 압연 라인에서는, 마무리 압연 장치의 하류측에 디바이딩 시어(dividing shear;전단 설비), 수냉대, 냉각 베드가 순서대로 설치되어 있다.

이와 같은 조강 압연 라인에서 제조되는 조강재에 관해서는, 제품의 표면 등에 흠집이 발생하는 경우가 있다. 또한, 단면 형상의 이상, 강재 폭의 이상(치수 공차 범위를 벗어남)이 발생하는 경우가 있다. 버어 등의 발생에 수반하는 단면의 형상 이상, 치수 이상도 있을 수 있다. 이와 같은 형상 이상이나 치수 이상이 존재하면, 제품으로서는 출시할 수 없게 된다.

조강재의 표면에 발생하는 표면 흠집을 검사하는 방법으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 기술이 있다.

특허문헌 1에는 조강 압연 라인에 있어서 표면 흠집을 광학적인 방법을 사용하여 검출하는 방법이 개시되어 있다. 이 특허문헌은 열간 압연에 의해 강판, 조강, 또는 강관 등의 금속 재료를 제조하는 프로세스에 있어서, 제품의 표면에 발생하는 결함을 광학적 방법으로 검출하는 방법이며, 검사 대상 표면의 산화물이 극히 얇은 단계에 있는 개소에서, 표면 결함을 검출하는 표면 결함의 검출 방법을 개시한다.

또한, 조강재의 형상 이상을 검출하는 방법으로서는, 예를 들어, 특허문헌 2에 개시된 기술도 있다. 이 특허문헌은 베이스와, 상기 베이스에 설치되어, 검사 대상이 되는 봉강을 클램프ㆍ언클램프하는 한 쌍의 워크 클램프부와, 상기 베이스에 설치되어, 상기 봉강의 축 방향으로 이동하여 상기 한 쌍의 워크 클램프부 사이의 검사 영역의 봉강을 상방으로부터 촬영하는 카메라 스테이지와, 상기 베이스에 설치되어, 상기 카메라 스테이지와 동기하고 상기 봉강의 축 방향으로 이동하여 상기 봉강을 하방으로부터 조명하는 라이트 스테이지와, 상기 베이스에 설치되어, 상기 워크 클램프부에 클램프된 상기 봉강에 대해 진퇴 가능하고, 상기 카메라 스테이지가 상기 검사 영역의 봉강을 촬영하고 있는 검사 동안에는 후퇴 위치에 있고, 상기 검사의 종료에 수반하여 전진 위치로 이동하여, 상기 전진 위치에서 상기 봉강을 지지하는 한 쌍의 V 블록을 구비한 진퇴 이동 블록과, 상기 진퇴 이동 블록에 설치되어, 상기 워크 클램프부의 언클램프 시에 상기 봉강을 상기 V 블록으로 수취하고, 상기 전진 위치를 상기 봉강의 둘레 방향으로 소정 각도 회전시켜, 상기 봉강의 검사 부위를 변경하여 상기 봉강을 상기 워크 클램프부로 전달하는 요동 기구를 구비한 봉강 형상 검사 장치를 개시한다.

일본 특허 출원 공개 제2001-242089호 공보 일본 특허 출원 공개 제2009-115744호 공보

전술한 특허문헌 1의 기술을 사용함으로써, 조강 압연 라인에서 제조되는 조강의 표면 등에 발생한 흠집을 검출하는 것은 가능할 수도 있다. 그러나, 이러한 기술을 사용하였다고 해도, 조강의 단면 형상의 이상, 폭 치수의 이상, 버어 등의 발생에 수반하는 치수 이상을 검출할 수는 없다.

특허문헌 2의 기술은 조강의 형상 이상을 검지하는 기술이지만, 오프라인 검사의 기술을 개시하는 것이며, 조강 압연 라인에서 제조 도중에 있는 조강의 검사를 행하는 기술을 개시하는 것으로는 되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 광학적 방법을 사용하여, 조강 압연 라인에서 압연 중인 조강재의 치수 이상을 확실하게 검사하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는 이하의 기술적 수단을 강구하였다.

즉, 본 발명의 형상 검사 장치는 압연기에서 압연 중인 조강재의 형상을 검사하는 장치이며, 상기 조강재에 광 절단선을 조사하는 광 조사부와, 상기 광 절단선이 조사된 조강재를 촬상 렌즈를 통해 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상부에서 촬상된 화상 내에 찍힌 광 절단선에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용하여, 조강재의 형상을 검출하는 형상 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원 출원인들은 조강 압연 라인에서 열간 압연 중인 조강재의 형상을 온라인에서 검사하는 장치를 개발하는 데 있어서, 열간 압연 중인 조강재는 적열되어 있는 것을 감안하여, 패시브 방식(자발광 방식)의 광학 센서를 이용하는 것을 생각하였다. 그러나, 자발광 방식의 광학 센서는 조강재의 온도에 따라서 강재 폭 양단부의 검출 위치(좌표)가 불안정해지거나, 스케일 등의 존재에 의한 표면 상태의 변화에 의해서도 위치 검출이나 형상 검출이 불안정해지는 것이 명백해졌다. 처음부터, 자발광 방식의 광학 센서로는, 형상 계측은 할 수 없는 등의 문제도 있다.

따라서, 본원 출원인들은 센서 스스로가 계측을 위한 광을 내는 액티브 방식의 광학 센서를 채용하는 데 이르렀다. 본 발명에서 사용하는 액티브 방식의 광학 센서는 조강재의 이송 방향에 대해 교차하도록 광 절단선을 조사하는 광 조사부와, 광 절단선이 조사된 조강재를 촬상 렌즈를 통해 촬상하는 촬상부와, 촬상부에서 촬상된 화상 내에 찍힌 광 절단선에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용하여, 조강재의 형상을 검출하는 형상 검출부를 구비한다.

바람직하게는, 상기 촬상 렌즈가, 텔레센트릭 렌즈로 되어 있으면 된다.

바람직하게는, 상기 광 조사부는 그린 레이저광원을 구비하고 있으면 된다.

한편, 상기한 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는, 상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상을 기초로, 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고 또한 가장 단부에 존재하는 2개의 점을 양단부 위치 좌표로서 추출하고, 추출된 양단부 위치 좌표의 차를 조강재의 직경으로서 검출하고, 검출된 직경을 기초로 조강재의 형상의 검사를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는, 상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상에 있어서, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 행하고, 상기 피팅에 의해 얻어진 원의 식을 기초로, 조강재의 직경을 구하고, 구해진 직경을 기초로 조강재의 형상의 검사를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는, 상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상을 기초로, 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고 또한 가장 단부에 존재하는 2개의 점을 양단부 위치 좌표로서 추출하고, 추출한 양단부 위치 좌표를 「실측 양단부 위치 좌표」로 하고, 상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상에 있어서, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 행하고, 상기 피팅에 의해 얻어진 원의 식으로부터, 조강재의 양단부 위치 좌표를 구하고, 구한 양단부 위치 좌표를 본래, 양단부 위치가 존재해야 할 좌표인 「존재 양단부 위치 좌표」로 하고, 얻어진 「실측 양단부 위치 좌표」와 「존재 양단부 위치 좌표」의 차가 허용값 이상으로 다른 경우에는, 조강재의 형상 이상이 있다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 피팅을 행할 때에는, 광 절단선의 정점 좌표를 추출하고, 추출한 정점 좌표로부터 소정의 범위에 있는 광 절단선의 각 점 좌표를 사용하여, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 실시하면 된다.

본 발명에 따르면, 광학적 방법을 사용하여, 조강 압연 라인에서 압연 중인 조강재의 형상 이상이나 치수 이상을 확실하게 검사할 수 있다.

도 1은 조강을 제조하는 조강 압연 라인의 전체도.
도 2는 형상 검사 장치의 개략을 도시한 도면.
도 3은 촬상된 화상의 일례를 도시한 도면.
도 4는 조강재의 폭 측정의 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 비어져 나옴이나 결손을 검출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 조강을 제조하는 조강 압연 라인(1)의 전체도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 조강 압연 라인(1)은 조강재(W)를 제조하는 것이다. 또한, 조강 압연 라인(1)이 제조하는 조강재(W)는 봉재여도 되고 선재여도 된다.

조강 압연 라인(1)은 상류측으로부터 하류측을 향해 순서대로, 빌렛 등의 강편을 가열하는 가열로(2), 조압연 장치(3), 중간열 압연 장치(4), 마무리 압연 장치(5), 냉각 장치(6)(수냉대)가 순서대로 설치되어 있다.

조압연 장치(3), 중간열 압연 장치(4), 마무리 압연 장치(5)는 각각 복수의 압연 스탠드(7)를 구비하고 있고, 압연 스탠드(7)에는 조강재(W)를 압연하기 위한 압연 롤(8)이 설치되어 있다.

조강 압연 라인(1)에 있어서는, 우선, 가열로(2) 내에 조강의 기초가 되는 빌렛(강편)을 도입하여 가열하고, 가열한 빌렛을 디스케일링한다. 그리고, 디스케일링한 강편을 조압연 장치(3)에서 소정의 크기로 조압연한다. 조압연 장치(3)의 압연 롤(8)은 HV 배열로 되어 있고, 압하 방향이 교대로 변경되면서 압연된다. 중간열 압연 장치(4)나 마무리 압연 장치(5)에서는, 각 압연 롤(8)에 의해 단면 형상이 타원으로부터 둥근 형상이 되도록 압연되어, 최종적으로 목표로 하는 형상(예를 들어, 둥근 형상)으로 압연된다. 둥근 형상으로 압연된 조강재(W)는 냉각 장치(6)에서 냉각되어, 선재이면 권취 장치(9)에 의해 권취되고, 봉강재이면, 디바이딩 시어(도시하지 않음)에 의해 소정의 길이로 절단된다.

또한, 본 발명의 조강 압연 라인(1)에는 압연 중인 조강재(W)의 형상이나 단면 폭 치수(강재 폭이라고 부르는 경우도 있음)를 검출하기 위해, 형상 계측 장치(10)가 설치되어 있다. 형상 계측 장치(10)는, 예를 들어 마무리 압연 장치(5)의 출구측에 설치되어 있지만, 설치 장소는 한정되는 것은 아니다.

이하, 형상 계측 장치(10)에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 형상 계측 장치(10)의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.

형상 계측 장치(10)는 압연되어 이송되고 있는 조강재(W)의 표면에 대해, 그 폭 방향(이송 방향에 대략 직각 방향)으로 시트 형상 내지는 라인 형상의 레이저광, 즉 광 절단선(S)을 조사하는 광 조사부(11)를 구비하고 있다. 광 조사부(11)는 스폿 형상의 레이저광을 발사하는 레이저 투광기(도시하지 않음)와, 레이저 투광기가 투광한 스폿광이 입사되어 시트 형상의 레이저광으로 집광하는 실린드리컬 렌즈(도시하지 않음)로 이루어진다.

광 조사부(11)로부터 조사되는 레이저는 조강재(W)의 강재 폭보다 넓은 폭을 갖고, 그 파장은, 예를 들어 파장 532㎚ 정도로 되어, 그린 레이저라고 불리는 것이 적합하다.

또한, 형상 계측 장치(10)는 광 절단선(S)이 조사된 조강재(W)의 표면을 촬상하는 촬상부(12)를 갖고 있다. 본 실시 형태의 경우, 촬상부(12)는 CCD 카메라(에어리어 카메라)로 구성되어 있다. 광 조사부(11)와 촬상부(12)는 각도 α를 형성한 광 절단법(삼각 측량법)의 배치로 되어 있다.

이 촬상부(12)에 설치된 촬상 렌즈(13)는 텔레센트릭 렌즈로 되어 있다. 텔레센트릭 렌즈라 함은, 렌즈의 편측에 있어서 광축과 주광선이 평행이라고 간주할 수 있는 렌즈이고, 텔레센트릭 렌즈를 사용하여 촬상한 경우, 피사체가 전후로 이동하거나 상하로 흔들려도 피사체 사이즈가 변동되지 않는 등의 특징을 갖는다. 이 텔레센트릭 렌즈의 전방면에는 광 조사부(11)로부터 조사되는 그린 레이저만을 투과하는 광학 필터(14)(간섭 필터)를 설치하면 된다.

도 3에는 촬상된 화상의 일례가 도시되어 있다. 화상의 좌측 상단부가 원점이고, 횡방향으로 X축, 상하 방향으로 Y축이 설정되어 있다. 도 3의 화상으로부터 명백한 바와 같이, 조강재(W)의 강재 폭 방향의 전체에 조사된 광 절단선(S)이 찍히도록, 광 조사부(11)와 촬상부(12)의 설치 장소나 촬상 렌즈(13)의 초점 거리 등이 설정된다.

촬상부(12)에서 촬상된 광 절단선(S)을 포함하는 화상은 형상 검출부(15)로 보내진다. 형상 검출부(15)에서는 보내져 온 화상을 프레임 메모리에 도입하고, 이 프레임 메모리 및 당해 프레임 메모리가 내장된 컴퓨터를 이용하여, 촬상부(12)에서 촬상된 화상에 이치화 등의 처리를 실시함으로써, 광 절단선(S)만이 추출된다.

추출된 광 절단선(S)의 정보(화상 데이터)는 형상 검출부(15)를 구성하는 컴퓨터의 처리부로 보내진다. 컴퓨터는 퍼스널 컴퓨터 등이며, 이 컴퓨터에 있어서, 추출된 광 절단선(S)에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용함으로써, 조강재(W)의 표면에 있어서의 높이 분포(형상)나 강재 폭(단면 폭 치수)이 산출된다.

그런데, 조강재(W)의 3차원 형상을 정확하게 검출하기 위해서는, 광 절단선(S)의 좌표를 정확하게 산출해 내는 것이 불가결하다. 특히, 조강재(W)의 강재 폭을 정확하게 검출하기 위해서는, 광 절단선(S)의 양단부(상하 단부부)의 좌표를 정확하게 산출해 내는 것이 필요하다.

본 실시 형태의 형상 검출부(15)에서는 이하의 판정 처리(판정 처리 1∼판정 처리 4)를 사용하여, 정확한 강재 폭의 측정, 비어져 나옴이나 결손 등의 존재에 수반하는 형상 이상을 검출하고 있다.

[판정 처리 1]

우선, 판정 처리 1로서는, 촬상부(12)에서 취득한 화상으로부터, 배경 휘도 이상의 휘도 중, 가장 단부(상단부, 하단부)에 존재하는 2개의 점을 양단부 위치로서 추출하고, 그 양단부 위치(양단부 좌표)의 차를 강재 폭(단면 폭)으로서 출력하도록 하고 있다. 강재 폭을 정확하게 알기 위해서는, 화상 위에서의 양단부 위치를 서브 픽셀의 정밀도로 검출하는 것이 바람직하다.

[판정 처리 2]

또한, 판정 처리 2로서, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 촬상부(12)에서 취득한 화상의 원점 근방에 있어서, 예를 들어 100픽셀×100픽셀의 탐색 영역을 설정한다[도 4의 (a)에 있어서 (1)이라고 기재된 직사각형]. 이 직사각형 영역 내에 있어서 휘도의 평균값을 계산하여, 얻어진 휘도값을 배경 휘도(임계값)로 한다. 그 후, X방향을 따른 주사 라인마다, 계산한 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고, 또한 1 라인 상에서 최대 휘도가 되는 화소 위치를 탐색한다. 이 주사를 Y방향으로 순서대로 행해 간다[도 4의 (b)에서 (2)라고 기재된 처리].

다음에, 각 주사 라인에서 탐색된 화소 위치에 관하여, 이웃하는 주사 라인에서 검출된 화소 위치를 한 덩어리의 라인 도형으로서 인식하고, 그 한 덩어리의 라인 도형의 Y방향의 길이가, 예를 들어 900픽셀 이상 연속되어 있는 것을 봉강재의 광 절단선(S)으로 한다. 얻어진 광 절단선(S)의 양단부의 화소 위치를 상하한 위치로서 구한다. 이 경우에도, 서브 픽셀 오더로 좌표 위치를 구하는 것이 바람직하다.

이상 서술한 판정 처리 1, 판정 처리 2에 따르면, 조강재(W)의 표면 상태에 의하지 않고, 조강재(W)의 기하학적 조건[조강재(W)의 존재 범위]에 의해서만 단면 폭을 산출하므로, 압연 중인 조강재(W)의 강재 폭을 원격으로 또한 정확하게 구할 수 있다.

또한, 압연 중인 조강재(W)의 경우, 위치 변동이나 진동 등이 가해져, 양단부 좌표 위치를 안정적으로 검출하는 것이 어려운 경우라도, 본 발명의 형상 계측 장치(10)에 있어서는, 촬상 렌즈(13)가 텔레센트릭 렌즈로 되어 있으므로, 조강재(W)가 전후로 이동하거나 상하로 흔들려도 조강재(W)의 사이즈가 변동되지 않는다. 그로 인해, 항상 조강재(W)의 강재 폭을 정확하게 구할 수 있다.

그런데, 압연 중인 조강재(W)의 경우, 양단부가 만곡되어 있어, 양단부에 대응하는 광 절단선(S)을 깨끗하게 추출할 수 있다고는 할 수 없다. 이러한 상황에 대응하여 정확하게 단면 치수를 검출하는 방법에 대해, 판정 처리 3으로서 서술한다.

[판정 처리 2']

그런데, 압연 중인 조강재(W)의 강재 폭을 구하는 처리로서, 판정 처리 2 대신, 이하에 서술하는 방법도 채용 가능하다(판정 처리 2').

우선, 판정 처리 2와 마찬가지로, 도 4의 (a)에 있어서, 탐색 영역인 직사각형 영역 내에 있어서 휘도의 평균값을 계산하여, 얻어진 휘도값을 배경 휘도(임계값)로 한다. 그 후, X방향을 따른 주사 라인마다, 계산한 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고, 계산한 배경 휘도 이상의 휘도를 갖는 화소를 모두 추출하고, 추출한 전체 화소를 대상으로 하여 평균 휘도값을 구한다. 이 주사를 Y방향으로 순서대로 행해 간다.

다음에, Y방향의 주사선수분의 평균 휘도값의 배열(데이터열)에 대해, 각각 이웃하는 휘도값에 의한 미분(차분)을 행하여, 미분값이 가장 큰 좌표를 추출하고, 추출된 좌표(상하 2개의 좌표)를 광 절단선(S)의 양단부 좌표값으로 한다. 얻어진 양단부 좌표값의 상하 차를 구함으로써, 조강재(W)의 강재 폭을 구할 수 있다.

[판정 처리 3]

판정 처리 3으로서는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 촬상부(12)에서 취득한 화상에 있어서, 광 절단선(S)의 정점 좌표(가장 높은 점)를 추출한다. 그 후, 추출한 정점 좌표로부터 ±β 각도(β는 최대 90°, 실험적으로 구하여 설정한 값)의 범위의 광 절단선(S)의 각 점 좌표를 사용하여, 원의 식(X²＋Y²＝R²)에 대해 최소 제곱법에 의해 피팅을 행하도록 한다. 이 피팅 조작으로 얻어진 원의 식을 기초로, 가장 확실한 2R(직경), 즉 강재 폭을 구하도록 하고 있다.

또한, β의 값을 작은 것(β＝45∼60° 정도)으로 함으로써, 강재 폭값을 보다 고정밀도로 구하는 것이 가능하다.

[판정 처리 4]

그런데, 압연 후의 조강재(W)의 형상을 감시하는 경우, 강재 폭만으로는 완전히 관리할 수 없는 「비어져 나옴[조강재(W)의 재료가 한쪽으로 비어져 나오게 됨]」이나 「결손[조강재(W)의 일부가 오목한 형태로 됨]」이 문제가 된다(도 5 참조). 압연기를 통과하는 봉강의 중심축이 어긋난 경우, 돌출량과 결손량이 동일한 정도로 되면, 강재 폭값으로서는 변화가 없지만, 압연 형상으로서는 부적당(NG품)하다.

따라서, 본 실시 형태의 형상 계측부에서는, 도 5에 도시한 바와 같은 판정 처리 4를 행하도록 하고 있다.

판정 처리 4에서는, 우선, 판정 처리 1이나 판정 처리 2를 사용하여, 강재 폭을 구하는 동시에, 조강재(W)의 양단부 위치 좌표(상단부 좌표 및 하단부 좌표)를 산출하여 기록해 둔다. 판정 처리 1, 2에서 얻어진 양단부 위치 좌표를 「실측한 양단부 위치 좌표」로 한다.

또한, 판정 처리 3을 사용하여, 최소 제곱법에 기초한 피팅을 행하여, 원의 식(X²＋Y²＝R²)을 구한다. 구해진 원의 식으로부터, 강재 폭을 구하는 동시에, 조강재(W)의 양단부 위치 좌표를 구한다. 판정 처리 3에서 얻어진 양단부 위치 좌표는 「본래, 양단부 위치가 존재해야 할 좌표」라고 생각할 수 있다.

또한, 원래 양단부 위치가 존재해야 할 좌표(X, Y)(판정 처리 3에서 얻어진 좌표값)와, 실측한 양단부 위치 좌표(X', Y')(판정 처리 1, 2에서 얻어진 좌표값)가 허용값 이상으로 다른 경우에는, 형상 이상이 있다고 판정한다.

구체적으로는, 실측한 양단부 좌표 위치(X', Y')가, 본래 양단부 위치(X, Y)보다도 외부에 있는 경우에는, 「비어져 나옴 있음」으로 판정한다. 또한, 실측한 양단부 위치(X', Y')가, 본래 양단부 위치(X, Y)보다도 내부에 있는 경우에는, 「결손 있음」으로 판단하여, 불량품이라고 판정한다.

이상 서술한 바와 같이 조강재(W)의 이송 방향에 대해 교차하도록 광 절단선(S)을 조사하는 광 조사부(11)와, 광 절단선(S)이 조사된 조강재(W)를 텔레센트릭 렌즈(13)를 통해 촬상하는 촬상부(12)와, 촬상부(12)에서 촬상된 화상 내에 찍힌 광 절단선(S)에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용하여, 조강재(W)의 형상을 검출하는 형상 검출부(15)를 구비하는 조강재(W)의 형상 검사 장치(10)를 사용함으로써, 조강 압연 라인(1)에서 압연 중인 조강재(W)의 치수 이상을 확실하게 검사할 수 있게 된다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 특히, 금회 개시된 실시 형태에 있어서, 명시적으로 개시되어 있지 않은 사항, 예를 들어 운전 조건이나 조업 조건, 각종 파라미터, 구성물의 치수, 중량, 체적 등은 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것이 아니라, 통상의 당업자라면 용이하게 상정하는 것이 가능한 값을 채용하고 있다.

1 : 조강 압연 라인
2 : 가열로
3 : 조압연 장치
4 : 중간열 압연 장치
5 : 마무리 압연 장치
6 : 냉각 장치
7 : 압연 스탠드
8 : 압연 롤
9 : 권취 장치
10 : 형상 계측 장치
11 : 광 조사부
12 : 촬상부
13 : 촬상 렌즈
14 : 광학 필터
15 : 형상 검출부
W : 조강재
S : 광 절단선

Claims

조강 압연 라인에서 압연 중인 조강재의 형상을 검사하는 장치이며,
상기 조강재에 교차하도록 광 절단선을 조사하는 광 조사부와,
상기 광 절단선이 조사된 조강재를 촬상 렌즈를 통해 촬상하는 촬상부와,
상기 촬상부에서 촬상된 화상 내에 찍힌 광 절단선에 대해 삼각 측량법의 원리를 적용하여, 조강재의 형상을 검출하는 형상 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 촬상 렌즈가 텔레센트릭 렌즈로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 조사부는 그린 레이저광원을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 기재된 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는,
상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상을 기초로, 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고 또한 가장 단부에 존재하는 2개의 점을 양단부 위치 좌표로서 추출하고, 추출된 양단부 위치 좌표의 차를 조강재의 직경으로서 검출하고, 검출된 직경을 기초로 조강재의 형상의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는,
상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상에 있어서, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 행하여, 상기 피팅에 의해 얻어진 원의 식을 기초로, 조강재의 직경을 구하고, 구해진 직경을 기초로 조강재의 형상의 검사를 행하는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 조강재의 형상 검사 장치를 사용하여, 조강재의 형상의 검사를 행할 때에는,
상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상을 기초로, 배경 휘도 이상의 휘도를 갖고 또한 가장 단부에 존재하는 2개의 점을 양단부 위치 좌표로서 추출하고, 추출한 양단부 위치 좌표를 「실측 양단부 위치 좌표」로 하고,
상기 형상 검사 장치의 촬상부에서 취득한 화상에 있어서, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 행하여, 상기 피팅에 의해 얻어진 원의 식으로부터, 조강재의 양단부 위치 좌표를 구하고, 구한 양단부 위치 좌표를 본래, 양단부 위치가 존재해야 할 좌표인 「존재 양단부 위치 좌표」로 하고,
얻어진 「실측 양단부 위치 좌표」와 「존재 양단부 위치 좌표」의 차가 허용값 이상으로 다른 경우에는, 조강재의 형상 이상이 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 방법.
제5항에 있어서, 상기 피팅을 행할 때에는, 광 절단선의 정점 좌표를 추출하고, 추출한 정점 좌표로부터 소정의 범위에 있는 광 절단선의 각 점 좌표를 사용하여, 최소 제곱법에 의해 원의 식에 대한 피팅을 실시하는 것을 특징으로 하는, 조강재의 형상 검사 방법.