板材的平面度測(cè)定方法、板材的平面度測(cè)定裝置以及鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及板材的平面度測(cè)定方法、板材的平面度測(cè)定裝置W及鋼板的制造方 法。本發(fā)明尤其設(shè)及能夠與撐套器角度無(wú)關(guān)而高精度地測(cè)定在設(shè)置有撐套器的社制機(jī)架間 行進(jìn)的鋼板等板材的平面度的方法、裝置W及使用其的鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于板材，在確保其品質(zhì)并且進(jìn)行穩(wěn)定的制造的方面，也要求良好的平面度。因 此，在板材的制造工序中適當(dāng)?shù)毓芾砥矫娑仁且恢盬來(lái)的課題。
[0003] 作為表示平面度的指標(biāo)，一般使用伸長(zhǎng)率差、睹度運(yùn)樣的值。
[0004] 伸長(zhǎng)率差A(yù)e是板材的長(zhǎng)度方向（生產(chǎn)線(xiàn)的行進(jìn)方向）的一定區(qū)間內(nèi)的板材的 寬度方向中央部的伸長(zhǎng)率與板材的寬度方向中央部W外（一般為邊緣附近）的伸長(zhǎng) 率之差，通過(guò)W下的式似表示。
[0005] Ae- ￡ cent-Eedge…(2)
[0006] 此外，使用板波的高度5及其間距P而通過(guò)A=5/P來(lái)定義睹度A。通過(guò)將 該板波的形狀近似為正弦波，由此在伸長(zhǎng)率差A(yù)e與睹度A(%)之間存在通過(guò)W下的式 (3)表示的周知的關(guān)系。
[0007][數(shù)式1]
[0008]
[000引例如，作為板材的一例的熱社鋼板的生產(chǎn)線(xiàn)，一般包括加熱爐、粗社機(jī)、精社機(jī)列、 冷卻帶、W及卷繞機(jī)。由加熱爐加熱后的板巧由粗社機(jī)社制，加工成厚度30~60mm的鋼巧 (粗鋼條）。接著，鋼巧由具備6~7臺(tái)社制機(jī)架的精社機(jī)列社制，成為客戶(hù)所要求的厚度 的熱社鋼板。該熱社鋼板由冷卻帶冷卻并通過(guò)卷繞機(jī)卷取。
[0010] 為了確保產(chǎn)品品質(zhì)并且穩(wěn)定地進(jìn)行向精社機(jī)列的通板、卷繞機(jī)的卷取等，并維持 較高的生產(chǎn)率，制造平面度良好的熱社鋼板也是較重要的。在精社機(jī)列W后產(chǎn)生的熱社鋼 板的平面度不良的原因，在于在精社機(jī)列W及冷卻帶中產(chǎn)生的板寬度方向的伸長(zhǎng)率不均。 因此，作為用于制造平面度良好的熱社鋼板的方法，提出有如下方法：在構(gòu)成精社機(jī)列的社 制機(jī)架間或者精社機(jī)列的出口側(cè)，設(shè)置平面度儀及板厚剖面儀，基于它們的測(cè)定值，對(duì)社制 機(jī)架的工作漉彎漉進(jìn)行反饋控制的方法；W及對(duì)工作漉的移位位置、精社機(jī)列的載荷分配 等的設(shè)置條件進(jìn)行學(xué)習(xí)控制的方法。例如，在日本特開(kāi)平11-104721號(hào)公報(bào)中記載有上述 那樣的控制方法。此外，還提出有如下方法：在冷卻帶的出口側(cè)設(shè)置平面度儀，基于其測(cè)定 值，對(duì)冷卻帶的各冷卻噴嘴的冷卻水量進(jìn)行反饋控制的方法。為了實(shí)施上述那樣的控制方 法，想出在社制機(jī)架間、精社機(jī)列的出口側(cè)或者冷卻帶的出口側(cè)設(shè)置對(duì)w高速行進(jìn)的熱社 鋼板的平面度進(jìn)行測(cè)定的方法、裝置，并應(yīng)用于實(shí)際設(shè)備。
[0011] 作為W往的熱社鋼板的平面度測(cè)定方法，已知有如下方法：對(duì)被熱社并行進(jìn)的熱 社鋼板的表面，投影由沿板寬度方向延伸的多條亮線(xiàn)形成的線(xiàn)狀圖案，通過(guò)二維攝像機(jī)從 與線(xiàn)狀圖案的投影方向不同的方向?qū)υ摼€(xiàn)狀圖案進(jìn)行攝像，基于該攝像圖像內(nèi)的線(xiàn)狀圖案 的變形，來(lái)測(cè)定熱社鋼板的表面形狀進(jìn)而測(cè)定平面度的方法。例如，在日本特開(kāi)2008-58036 號(hào)公報(bào)中記載有如下方法：使用描繪了高密度的線(xiàn)狀圖案的幻燈片，將由沿板寬度方向延 伸的多條亮線(xiàn)形成的高密度的線(xiàn)狀圖案投影到板材表面上，基于通過(guò)攝像機(jī)對(duì)該線(xiàn)狀圖案 進(jìn)行攝像而獲得的攝像圖像內(nèi)的線(xiàn)狀圖案的變形，來(lái)測(cè)定板材的表面形狀進(jìn)而測(cè)定平面度 的方法。在該方法中，由于對(duì)高密度的線(xiàn)狀圖案進(jìn)行投影，因此表面形狀的測(cè)定分辨率（空 間分辨率）變高，能夠期待能夠高精度地測(cè)定板材的表面形狀。
[0012]日本特開(kāi)2008-58036號(hào)公報(bào)所記載的那種形狀測(cè)定方法，一般被稱(chēng)作格柵投影 法，并不限定于測(cè)定鋼板的表面形狀的情況，能夠廣泛應(yīng)用于各種用途。
[0013] 圖1是示意性地表示用于實(shí)施格柵投影法的裝置構(gòu)成例的圖。如圖1所示，在格柵 投影法中，使用具備光源LT、描繪了格柵圖案（一般為線(xiàn)狀圖案）PT的幻燈片化W及成像 透鏡LN的投影儀PR，從相對(duì)于板材表面的斜上方，對(duì)板材表面投影格柵圖案（明暗圖案） PT'。然后，使用二維攝像機(jī)CA從與格柵圖案PT的投影方向不同的方向，對(duì)投影于板材PL 的表面的格柵圖案PT'進(jìn)行攝像。此時(shí)，當(dāng)板材的表面形狀變化時(shí)，板材PL的表面的傾斜角 度也變化，由攝像機(jī)攝像的攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT'的間距PC(-般為構(gòu)成線(xiàn)狀圖案的 各亮線(xiàn)的間隔）與上述板材化的表面的傾斜角度相對(duì)應(yīng)地變化。板材表面的傾斜角度與 攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT'的明部的間距PC之間的關(guān)系，能夠幾何學(xué)地進(jìn)行計(jì)算。因此， 只要對(duì)攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT'的明部的間距PC進(jìn)行測(cè)定，則基于該測(cè)定結(jié)果和上述關(guān) 系（板材表面的傾斜角度與攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT'的明部的間距PC之間的關(guān)系），就 能夠計(jì)算出板材表面的傾斜角度。而且，只要對(duì)該計(jì)算出的傾斜角度進(jìn)行積分，則能夠計(jì)算 出板材化的表面形狀。另外，在板材化的表面的傾斜角度與攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT' 的明部的間距PC之間的關(guān)系中，作為參數(shù)包含有對(duì)于具有平坦的表面形狀的基準(zhǔn)板（校正 板）取得的格柵圖案PT'的攝像圖像內(nèi)的格柵圖案PT'的明部的間距PC。
[0014] 作為應(yīng)用了上述格柵投影法的板材的平面度測(cè)定方法，本發(fā)明人提出有日本專(zhuān)利 第4666272號(hào)公報(bào)、日本專(zhuān)利第4666273號(hào)公報(bào)所記載的方法。根據(jù)運(yùn)些方法，即使在為了 減小測(cè)定裝置的設(shè)置空間，而將攝像單元配置在可能對(duì)投影到正反射性較強(qiáng)的板材的表面 上的明暗圖案的正反射光進(jìn)行受光的位置的情況下，也能夠高精度地測(cè)定板材的平面度。 但是，運(yùn)些方法主要假定在精社機(jī)列的出口側(cè)測(cè)定平面度。
[0015] 在構(gòu)成精社機(jī)列的社制機(jī)架間，通常設(shè)置有用于對(duì)鋼板的張力進(jìn)行控制的撐套器 (looper)，通過(guò)使撐套器的角度變化來(lái)對(duì)鋼板的張力進(jìn)行控制。如果使該撐套器角度變化， 則在社制機(jī)架間行進(jìn)的鋼板的通板路線(xiàn)也變化。目P，如果使撐套器角度變化，則鋼板表面的 傾斜角度W及高度（鉛垂方向的位置）也變化。
[0016] 因此，在社制機(jī)架間對(duì)鋼板的平面度進(jìn)行測(cè)定的情況下，例如即便鋼板具有平坦 的表面形狀，隨著撐套器角度的變化而攝像圖像內(nèi)的明暗圖案的明部的間距也變化，成為 測(cè)定誤差的主要原因。
[0017] 例如，在日本專(zhuān)利第4797887號(hào)公報(bào)中提出：根據(jù)鋼板表面的高度來(lái)準(zhǔn)備多個(gè)基 準(zhǔn)板（校正板）的明暗圖案的明部的間距（校正值），對(duì)鋼板表面的高度進(jìn)行實(shí)測(cè)，使用與 該實(shí)測(cè)高度相對(duì)應(yīng)的校正值。
[0018] 但是，即便在社制機(jī)架間對(duì)鋼板的平面度進(jìn)行測(cè)定時(shí)應(yīng)用日本專(zhuān)利第4797887號(hào) 公報(bào)所記載的方法，也只不過(guò)僅考慮到鋼板表面的高度，而未考慮如下情況：如撐套器的角 度變化的情況那樣，不僅鋼板表面的高度變化，而且鋼板表面的傾斜角度也變化的情況。此 夕F，花費(fèi)必須準(zhǔn)備多個(gè)校正值的時(shí)間勞力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的課題
[0020] 本發(fā)明的課題在于，提供能夠與撐套器角度無(wú)關(guān)而高精度地測(cè)定在設(shè)置有撐套器 的社制機(jī)架間行進(jìn)的鋼板等板材的平面度的方法、裝置W及使用其的鋼板的制造方法。
[0021] 用于解決課題的手段
[0022] 為了解決上述課題，本發(fā)明人銳意研討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)：在配置于鄰接的社制機(jī)架間 的投影部與攝像部的鉛垂上方的高度位置不同的情況下，明暗圖案的明部的間距與由于撐 套器而產(chǎn)生的板材表面的上下移動(dòng)相應(yīng)地變化，另一方面，明部的間距還與由于撐套器而 產(chǎn)生的板材表面的傾斜變動(dòng)相應(yīng)地變化，因此如果選擇投影部與攝像部各自的高度位置和 角度則成為兩者的狀況相互抵消的關(guān)系。因此，想到：如果能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定對(duì)明暗圖案進(jìn)行 投影的投影部W及對(duì)投影到板材的表面上的明暗圖案進(jìn)行攝像的攝像部的設(shè)置位置W及 設(shè)置角度，則撐套器角度的影響降低，能夠與撐套器角度無(wú)關(guān)而高精度地測(cè)定板材的平面 度。
[0023] 本方式是基于本發(fā)明人的上述見(jiàn)解而完成的。目P，為了解決上述課題，第一方式提 供一種板材的平面度測(cè)定方法，具有：
[0024] 對(duì)在鄰接的社制機(jī)架間行進(jìn)的板材的表面，通過(guò)配置于上述社制機(jī)架間的投影部 投影由明部W及暗部構(gòu)成的明暗圖案，通過(guò)配置于上述社制機(jī)架間的攝像部對(duì)上述明暗圖 案進(jìn)行攝像，由此取得圖案圖像的工序；W及
[00巧]通過(guò)對(duì)所取得的上述圖案圖像進(jìn)行解析，由此對(duì)上述板材的平面度進(jìn)行測(cè)定的工 序，
[0026] 將L。設(shè)為上述投影部W及上述攝像部的各光軸的交點(diǎn)、與上述鄰接的社制機(jī)架中 的相對(duì)于上述交點(diǎn)位于與撐套器相反側(cè)的社制機(jī)架之間的水平方向的距離，上述撐套器在 上述社制機(jī)架間對(duì)上述板材的張力進(jìn)行控制，
[0027] 將a設(shè)為鉛垂方向、與將上述攝像部的光軸向包含平行于社制方向的方向W及 鉛垂方向的平面進(jìn)行投影而得到的直線(xiàn)所成的角度、且是在上述攝像部的光軸從鉛垂方向 朝撐套器側(cè)傾斜的情況下成為正值的角度，
[0028] 將P設(shè)為鉛垂方向、與將上述投影部的光軸向上述平面進(jìn)行投影而得到的直線(xiàn) 所成的角度、且是在上述投影部的光軸從鉛垂方向朝社制機(jī)架側(cè)傾斜的情況下成為正值的 角度，
[0029] 將he設(shè)為社制線(xiàn)、與上述攝像部的透鏡像主點(diǎn)之間的鉛垂方向的距離，該社制線(xiàn) 是穿過(guò)分別配設(shè)于上述鄰接的社制機(jī)架的上下一對(duì)工作漉中的各個(gè)下側(cè)的工作漉的頂點(diǎn) 的直線(xiàn)，
[0030] 將hp設(shè)為上述社制線(xiàn)與上述投影部的透鏡像主點(diǎn)之間的鉛垂方向的距離，
[003。此時(shí)，L。、a、P、he、hp滿(mǎn)足下述式（1)。
[003引[數(shù)式引
[0033]
[0034] 作為參考，圖2B表示對(duì)撐套器的下游進(jìn)行測(cè)定的情況下的參數(shù)的取得方法，圖2C 表示對(duì)撐套器的上游進(jìn)行測(cè)定的情況下的參數(shù)的取得方法。
[0035] 并且，通過(guò)對(duì)式（1)追加地附加W下的條件，由此能夠確保測(cè)定精度，并且能夠確 保精社機(jī)架間的耐久性。
[0036]在 20。《a+0《90。時(shí)，hp/hc> 1. 133、hc> 1000mm
[0037]在-90。《a+p《-20。時(shí)，hc/hp> 1. 133、hp> 1000mm
[0038] 根據(jù)第一方式，如后所述，通過(guò)W滿(mǎn)足上述式（1)的方式配置投影部W及攝像部， 由此即便在撐套器角度發(fā)生變化的情況下，所攝像的圖案圖像內(nèi)的明暗圖案的明部的間距 (板材行進(jìn)