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JP2510430B2 - Strip surface defect inspection method in continuous annealing furnace - Google Patents

Strip surface defect inspection method in continuous annealing furnace

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Publication number
JP2510430B2
JP2510430B2 JP3081918A JP8191891A JP2510430B2 JP 2510430 B2 JP2510430 B2 JP 2510430B2 JP 3081918 A JP3081918 A JP 3081918A JP 8191891 A JP8191891 A JP 8191891A JP 2510430 B2 JP2510430 B2 JP 2510430B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strip
continuous annealing
surface defect
annealing furnace
width direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3081918A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04293733A (en
Inventor
公明 中野
孝一 丸山
啓司 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3081918A priority Critical patent/JP2510430B2/en
Publication of JPH04293733A publication Critical patent/JPH04293733A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2510430B2 publication Critical patent/JP2510430B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍炉におけるス
トリップの表面欠陥検査方法に関し、特にヒートバック
ルの発生をその初期段階で発見することができる表面欠
陥検査方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface defect inspection method for strips in a continuous annealing furnace, and more particularly to a surface defect inspection method capable of detecting the occurrence of heat buckle in its initial stage.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定の熱サイクルにて鋼板ストリップの
熱処理を行なうための連続焼鈍ラインにおいては、板幅
方向の張力分布や温度分布の不均一性、ストリップの蛇
行、などに起因して、焼鈍炉内を走行するストリップに
幅方向の圧縮応力が生じ、この圧縮応力がストリップの
座屈耐力を超えた時に、ストリップの幅方向中央部、あ
るいはハースロールの肩落とし部との当接部に長手方向
に沿う皺がよる所謂ヒートバックルを生ずることが知ら
れている。このヒートバックルは、表面欠陥となって製
品価値を低下させるのみならず、ストリップ中心がずれ
るために炉内設備にストリップが接触する虞れがあり、
場合によっては操業継続が不能となったり、ハースロー
ルに損傷を及ぼしたりする虞れがある。従って、このヒ
ートバックルが発生した場合には、直ちにこれを抑止す
る措置を講じなくてはならない。
2. Description of the Related Art In a continuous annealing line for heat-treating a steel strip in a predetermined heat cycle, the annealing is caused by uneven tension distribution and temperature distribution in the strip width direction, strip meandering, etc. When compressive stress in the width direction is generated in the strip running in the furnace, and when this compressive stress exceeds the buckling strength of the strip, it is lengthened to the widthwise center of the strip or the contact portion with the shoulder drop portion of the hearth roll. It is known that wrinkles along the direction cause a so-called heat buckle. This heat buckle not only becomes a surface defect and reduces the product value, but there is also a risk that the strip will contact the equipment inside the furnace because the center of the strip shifts.
In some cases, it may be impossible to continue the operation or the hearth roll may be damaged. Therefore, if this heat buckle occurs, measures must be taken to immediately suppress it.

【0003】上記ヒートバックルの発生を検出する手段
として、ある角度をもってストリップ表面に照射したレ
ーザー光の反射光をCCDカメラなどにて撮像し、これ
を信号処理することによってストリップ表面の凹凸を検
出し、この凹凸量を所定の基準値と比較する方法が、例
えば特開昭63−274806号公報などに提案されて
いる。
As a means for detecting the occurrence of the heat buckle, the reflected light of the laser light applied to the strip surface at an angle is imaged by a CCD camera or the like, and the signal is processed to detect the unevenness of the strip surface. A method of comparing this unevenness amount with a predetermined reference value is proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-274806.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが実際には、レ
ーザー光走査による信号には、ヒートバックルを弁別す
る上には有害となる種々のノイズ成分が含まれているた
め、ヒートバックルの判断基準の設定が厄介であり、特
に発生初期のヒートバックルを検出することが困難であ
った。そのため、ヒートバックルの発生が検出可能とな
った時点ではヒートバックルがある程度成長してしまう
ことが不可避的であり、不良部分の発生を可及的に低減
しようとする要望を十分に満たすことができなかった。
However, in practice, since the signal due to the laser beam scanning contains various noise components which are harmful for discriminating the heat buckle, the signal of the judgment of the heat buckle is used. The setting was complicated, and it was difficult to detect the heat buckle especially at the early stage of occurrence. Therefore, it is inevitable that the heat buckle will grow to some extent at the time when the occurrence of the heat buckle can be detected, and it is possible to sufficiently satisfy the demand to reduce the occurrence of defective parts as much as possible. There wasn't.

【0005】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、ヒ
ートバックルの発生をその初期段階で検出することがで
きる連続焼鈍炉におけるストリップの表面欠陥検査方法
を提供することにある。
The present invention has been devised in order to eliminate such disadvantages of the prior art, and its main purpose is to provide a continuous annealing furnace capable of detecting the occurrence of heat buckle in its initial stage. An object of the present invention is to provide a surface defect inspection method for strips.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的は、連続
焼鈍炉内を走行するストリップ表面をレーザー光にて幅
方向に走査し、光電変換素子にてその反射光を受光して
得た信号を処理することによってストリップの表面欠陥
を検査する方法であって、上記レーザー光による幅方向
走査を、ストリップの走行方向について互いに隣接する
複数箇所にて実質的に同時に行ない、前記複数のレーザ
光の各走査線上に検出された異常部位の前記ストリップ
の走行方向についての連続性を演算し、連続性が有れば
検出された異常をヒートバックルの前段症状と判断し、
連続性が無ければ検出された異常をノイズまたは別の原
因によるものと判断するものとすることによって達成さ
れる。
A signal obtained by scanning a strip surface running in a continuous annealing furnace in the width direction with a laser beam and receiving the reflected light with a photoelectric conversion element a method of inspecting a surface defect of the strip by treating the width direction scanning by the laser beam, substantially rows that have the same time at a plurality of locations adjacent to each other in the running direction of the strip, said plurality of laser
The strip of abnormal sites detected on each scan line of light
If the continuity is calculated by calculating the continuity in the traveling direction of
Judge the detected abnormality as the pre-symptom of the heat buckle,
If there is no continuity, the detected anomaly could be a noise or another source.
It is achieved by determining that it is due to the cause .

【0007】[0007]

【作用】ヒートバックルが発生する前段症状として、ス
トリップにおけるハースロールの肩落とし部に掛かる部
分に、その外端から中央に向けて斜めに比較的小さな皺
が断続的によることが知られているが、上記構成によれ
ば、ストリップの走行方向について互いに隣接する複数
箇所から得られた欠陥検出信号の位置が幅方向に規則性
をもってずれていれば斜めの皺と判断することができる
ので、これによってヒートバックル前段症状の検出が可
能となる。
[Function] As a pre-stage symptom of occurrence of heat buckle, it is known that relatively small wrinkles are intermittently formed in the strip of the hearth roll on the shoulder drop portion obliquely from the outer end to the center. According to the above configuration, if the positions of the defect detection signals obtained from a plurality of locations adjacent to each other in the traveling direction of the strip are regularly displaced in the width direction, it is possible to determine that the wrinkles are diagonal, and thus, It is possible to detect the pre-stage symptoms of the heat buckle.

【0008】[0008]

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described in detail below with reference to specific embodiments shown in the accompanying drawings.

【0009】図1は、ヒートバックル検出装置の構成の
一例を示している。本検出装置は、He −Ne レーザー
からなる投光器1と、CCDカメラからなる受光器2と
からなり、ハースロール3に巻き付いた部分に隣接する
位置に向けてレーザー光を照射し、これの反射光を受光
器2にて撮像した画像信号を処理装置4にて処理し、こ
のデータからストリップ5の表面に発生したヒートバッ
クル前段症状6を検出するようになっている。
FIG. 1 shows an example of the structure of the heat buckle detecting device. The detection device comprises a projector 1 composed of a He-Ne laser and a photoreceiver 2 composed of a CCD camera, which irradiates a laser beam toward a position adjacent to a portion wound around a hearth roll 3 and reflects the reflected light. An image signal obtained by picking up the light from the light receiver 2 is processed by the processing device 4, and the pre-heatbuckle symptom 6 generated on the surface of the strip 5 is detected from this data.

【0010】投光器1の内部には、図2に併せて示すよ
うに、複数の(例えば3台)レーザー発振器1aおよび
光学系が設けられているが、その各々にレーザー光遮断
機1b、偏光光量調節器1c、光パワーメータ1dが設
けられ、レーザー発振器1aの光量を一定に調節し得る
ようになっている。また、投光器1の内部には、ビーム
エキスパンダ1e、ポリゴンスキャンミラー1fが設け
られており、およそ2000mm離れたストリップ5の表
面上に1mmφのレーザースポットを照射し、ハースロー
ル3の肩落とし部を含むようにストリップ5の走行方向
について平行する複数位置(3箇所)での幅方向に走査
が行なわれる(図1・図2の線L)。なお、レーザー発
振器1aが発するレーザー光の照射方向を一対の反射鏡
1gにて変えることにより、投光器1の全長の短縮化が
図られている。
As shown in FIG. 2 together, a plurality of (for example, three) laser oscillators 1a and an optical system are provided inside the projector 1. Each of them has a laser light blocker 1b and a polarized light quantity. An adjuster 1c and an optical power meter 1d are provided so that the light quantity of the laser oscillator 1a can be adjusted to be constant. In addition, a beam expander 1e and a polygon scan mirror 1f are provided inside the projector 1, and a laser spot of 1 mmφ is irradiated on the surface of the strip 5 about 2000 mm apart to remove the shoulder drop portion of the hearth roll 3. Scanning is performed in a width direction at a plurality of positions (three places) parallel to the traveling direction of the strip 5 so as to include (line L in FIGS. 1 and 2). By changing the irradiation direction of the laser light emitted from the laser oscillator 1a with the pair of reflecting mirrors 1g, the total length of the projector 1 is shortened.

【0011】受光器2は、図3に併せて示すように、ハ
ースロール3の肩落とし部を含む範囲のストリップ5表
面に対向して幅方向に複数台(例えば5台)並列に設置
されたCCDカメラ2aからなり、各CCDカメラ2a
の視野V1 〜V5 が互いに幾分かラップするようになっ
ている。このようにすることにより、CCDカメラ2a
の1台当たりの撮像範囲を小さくして分解能を高めるこ
とができ、CCD1画素当たりの分解能として、0.5
mm程度を得ることができる。なお、CCDカメラ2aの
レンズ前面には、例えば632.8nmの干渉フィルタ2
bが設けられており、特定波長のレーザー光のみが透過
し得るようになっている。
As shown in FIG. 3 as well, a plurality of light receivers 2 are installed in parallel in the width direction so as to face the surface of the strip 5 in the range including the shoulder drop portion of the hearth roll 3. Each CCD camera 2a consists of CCD cameras 2a
The fields of view V1 to V5 of the V.sub.1 and V.sub.5 are designed to overlap each other somewhat. By doing so, the CCD camera 2a
The resolution can be increased by reducing the imaging range per unit, and the resolution per CCD pixel is 0.5
mm can be obtained. In addition, on the front surface of the lens of the CCD camera 2a, for example, the interference filter 2 of 632.8 nm is used.
b is provided so that only laser light of a specific wavelength can be transmitted.

【0012】受光器2にて得た画像から表面欠陥の形状
を判別するが、本発明による画像信号処理の概要を図4
のフロー図を参照して以下に説明する。先ず、ヒートバ
ックル6が生じていない一般面からの画像入力を得る
(ステップ1)。これに対し、所定のサンプリングタイ
ム内に感応した画素数を輝度信号のレベル毎に積算し、
ヒストグラム計算を行なう(ステップ2)。このヒスト
グラムは、ストリップ5の表面が正常であれば、図5に
示すように、ある輝度(鋼種や板温により異なる)から
画素数が急減するので、この画素数が急減する輝度に対
してある余裕率をもって(例えば20パーセント程度高
い輝度)2値化閾値を設定する(ステップ3)。そして
この閾値に基づいて画像入力信号の2値化を実施する
(ステップ4)。なお、この2値化閾値は、最高輝度側
からの画素の総和(例えば1,500〜1,800画
素)に基づいて行なうこともできる。
The shape of the surface defect is discriminated from the image obtained by the light receiver 2. The outline of the image signal processing according to the present invention is shown in FIG.
This will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, an image input is obtained from the general surface on which the heat buckle 6 is not generated (step 1). On the other hand, the number of pixels sensitive within a predetermined sampling time is integrated for each level of the luminance signal,
Histogram calculation is performed (step 2). If the surface of the strip 5 is normal, this histogram is for the brightness where the number of pixels is sharply decreased, as shown in FIG. A binarization threshold value is set with a margin ratio (for example, brightness of about 20% higher) (step 3). Then, the image input signal is binarized based on this threshold value (step 4). Note that this binarization threshold value can also be set based on the total sum of pixels from the highest luminance side (for example, 1,500 to 1,800 pixels).

【0013】次いで、細線化・孤立点消去・欠落点補完
・フィルタリングの各処理を行ない(ステップ5〜
8)、板幅方向の変位データ配列に変換する。これを所
定の関数式によって回帰して図6に示すようなヒートバ
ックル成分のみを抽出し(ステップ9)、この板幅方向
のヒートバックルデータ配列の波高値hおよび波幅値w
を計算する(ステップ10)。
Next, each processing of thinning, elimination of isolated points, complementation of missing points, and filtering is performed (steps 5 to 5).
8) Convert to a displacement data array in the plate width direction. This is regressed by a predetermined functional expression to extract only the heat buckle component as shown in FIG. 6 (step 9), and the wave height value h and wave width value w of this heat buckle data array in the plate width direction are extracted.
Is calculated (step 10).

【0014】上記した一連の処理をCCDカメラ2a毎
に行なって得た各画像データを合成し(ステップ1
1)、板幅方向全体としてのデータを得たならば、その
データから特徴量を計算する(ステップ12)。
Image data obtained by performing the above-described series of processes for each CCD camera 2a is combined (step 1).
1) If the data for the entire board width direction is obtained, the feature amount is calculated from the data (step 12).

【0015】このようにして3台のレーザー発振器1a
にて走査して得られたヒートバックルデータ配列が、図
6に示すように、幅方向に規則的にずれていた場合に
は、ストリップ5の走行中心に対してある角度αをもっ
て斜め方向に突条が走っている、すなわちヒートバック
ルが発生しつつあるものと判断できる。もしこの幅方向
のずれに規則性がなかったり、あるいは3つの画像が不
連続であった場合には、ノイズあるいは別の原因による
ものであることが分かる。
In this way, the three laser oscillators 1a are
As shown in FIG. 6, when the heat buckle data array obtained by scanning at 5 is regularly deviated in the width direction, it is projected obliquely at an angle α with respect to the running center of the strip 5. It can be judged that the strip is running, that is, the heat buckle is occurring. If the deviation in the width direction is not regular or the three images are discontinuous, it can be understood that it is due to noise or another cause.

【0016】このようにして求めたヒートバックルの特
徴量を予め定められた許容値と比較し(ステップ1
3)、許容値以上である場合には、警報を発する(ステ
ップ14)か、あるいは別途制御装置を介してハースロ
ール3の回転速度や回転トルクを制御することにより、
ヒートバックルが解消されるように操業状態を適宜に変
化させる。なお、ヒートバックル発生と判断された場合
には、その画像データは外部記憶装置7に記録し、検証
データとして保存する。
The feature amount of the heat buckle thus obtained is compared with a predetermined allowable value (step 1
3) If it is equal to or more than the allowable value, an alarm is issued (step 14) or the rotation speed and the rotation torque of the hearth roll 3 are controlled by a separate control device,
The operating condition is appropriately changed so that the heat buckle is eliminated. When it is determined that a heat buckle has occurred, the image data is recorded in the external storage device 7 and saved as verification data.

【0017】[0017]

【発明の効果】このように本発明によれば、互いに平行
する位置についての複数の信号を基にしてストリップ表
面の検査を行なうものとしたことにより、ノイズなどの
介入による誤判断の可能性を極めて小さなものにするこ
とができるため、ヒートバックルの前段症状を比較的小
さな変形量から診断することができる。従って、早期対
処が可能となり、不良部分の発生を低減するうえに多大
な効果を奏することができる。
As described above, according to the present invention, since the strip surface is inspected on the basis of a plurality of signals at positions parallel to each other, the possibility of erroneous judgment due to the intervention of noise or the like is reduced. Since it can be made extremely small, the pre-stage symptoms of the heat buckle can be diagnosed from a relatively small amount of deformation. Therefore, it is possible to take an early action, and it is possible to exert a great effect in reducing the occurrence of defective portions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に基づくヒートバックル検出装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat buckle detection device according to the present invention.

【図2】投光器1の内部構成図である。FIG. 2 is an internal configuration diagram of the projector 1.

【図3】受光器1の内部構成図である。FIG. 3 is an internal configuration diagram of a light receiver 1.

【図4】本発明に基づく画像信号処理に関わるフロー図
である。
FIG. 4 is a flowchart relating to image signal processing according to the present invention.

【図5】ヒストグラムの一例である。FIG. 5 is an example of a histogram.

【図6】ヒートバックル波形の一例である。FIG. 6 is an example of a heat buckle waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 投光器 2 受光器 3 ハースロール 4 処理装置 5 ストリップ 6 ヒートバックル前段症状 7 外部記憶装置 1 Emitter 2 Light receiver 3 Hearth roll 4 Processor 5 Strip 6 Heat buckle Pre-stage symptom 7 External storage device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−153679(JP,A) 特開 昭63−274806(JP,A) 特開 平1−136055(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A 63-153679 (JP, A) JP-A 63-274806 (JP, A) JP-A 1-136055 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】連続焼鈍炉内を走行するストリップ表面を
レーザー光にて幅方向に走査し、光電変換素子にてその
反射光を受光して得た信号を処理することによってスト
リップの表面欠陥を検査する方法であって、 上記レーザー光による幅方向走査を、ストリップの走行
方向について互いに隣接する複数箇所にて実質的に同時
に行ない、前記複数のレーザ光の各走査線上に検出され
た異常部位の前記ストリップの走行方向についての連続
性を演算し、連続性が有れば検出された異常をヒートバ
ックルの前段症状と判断し、連続性が無ければ検出され
た異常をノイズまたは別の原因によるものと判断する
とを特徴とする連続焼鈍炉におけるストリップの表面欠
陥検査方法。
1. A surface defect of a strip is processed by scanning a surface of a strip running in a continuous annealing furnace with a laser beam in a width direction and processing a signal obtained by receiving the reflected light by a photoelectric conversion element. a method of inspecting the width direction scanning by the laser beam, substantially rows that have the same time at a plurality of locations adjacent to each other in the running direction of the strip, is detected in each scan line of said plurality of laser beam
Continuity of the abnormal area in the running direction of the strip
Of the detected anomaly, if there is continuity,
Judgment is the anterior symptom of the knuckle and is detected if there is no continuity
Surface defect inspection method of the strip in a continuous annealing furnace which was characterized and this <br/> for determining abnormality to be due to noise or other causes.
JP3081918A 1991-03-20 1991-03-20 Strip surface defect inspection method in continuous annealing furnace Expired - Lifetime JP2510430B2 (en)

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JPH04293733A JPH04293733A (en) 1992-10-19
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