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JP2751410B2 - Formation measurement method and formation control method using the formation measurement method - Google Patents

Formation measurement method and formation control method using the formation measurement method

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JP2751410B2
JP2751410B2 JP13843989A JP13843989A JP2751410B2 JP 2751410 B2 JP2751410 B2 JP 2751410B2 JP 13843989 A JP13843989 A JP 13843989A JP 13843989 A JP13843989 A JP 13843989A JP 2751410 B2 JP2751410 B2 JP 2751410B2
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Japan
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formation
paper
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ratio
amount
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政宏 矢ケ部
定男 出川
智史 鈴木
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IHI Corp
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は紙の透過光のむらを平面画像として把握し、
紙の性質、品質を評価し、ひいては品質の改良の制御手
段となり得る地合計測方法及び該地合計測方法を用いた
地合制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention grasps unevenness of transmitted light of paper as a planar image,
The present invention relates to a formation measurement method that can evaluate the properties and quality of paper and can be used as control means for improving the quality, and a formation control method using the formation measurement method.

[従来の技術] 紙の地合(微小な厚みむら)の良否は、シート中の繊
維のばらつきの程度の良否を意味し、一般に光源を内蔵
した検査ボックスの上に、サンプル・シートを乗せて、
その透明分布を目視検査することにより行われてきた。
[Prior art] The quality of paper formation (small thickness unevenness) means the degree of dispersion of fibers in a sheet. Generally, a sample sheet is placed on an inspection box with a built-in light source. ,
This has been done by visual inspection of the transparency distribution.

この方法は各工場で広く実施されているが、多分に主
観的なものであり、その判定には十分なる知識と永い経
験を必要とすることから検査結果に個人差が生じる。
Although this method is widely practiced at each factory, it is probably subjective and its judgment requires sufficient knowledge and long experience, resulting in individual differences in test results.

このため、従来、第8図に示されるような地合計が考
え出され実際に使用されており、地合を計測すべき走行
中の紙aの上下位置に、該紙aを挟む如く上下ヘッドb,
cを配設し、下ヘッドc内に、電源に接続されたレーザ
のような光源dと、該光源dからの光eを前記紙aに照
射するミラーfとを設けると共に、前記上ヘッドb内
に、前記紙aを透過してくる光eをミラーg、フィルタ
h、及びレンズiを介して受光するフォトセルjを設け
て構成されている。
For this reason, conventionally, the ground sum as shown in FIG. 8 has been devised and actually used, and the vertical head is placed at the vertical position of the running paper a for which the formation is to be measured so as to sandwich the paper a. b,
c, a light source d such as a laser connected to a power supply, and a mirror f for irradiating light e from the light source d to the paper a in the lower head c. And a photocell j that receives light e passing through the paper a via a mirror g, a filter h, and a lens i.

これにより、前記光源dから出た光eはミラーfを介
して紙aに照射され、該紙aを透過した光eがミラー
g、フィルタh、及びレンズiを経てフォトセルjへ入
射され電圧に変換されて出力され、第9図に示される如
く時間に対する地合指数として電圧値が表示される。
Thus, the light e emitted from the light source d is applied to the paper a via the mirror f, and the light e transmitted through the paper a is incident on the photocell j via the mirror g, the filter h, and the lens i, and the voltage e is applied. The voltage value is displayed as a formation index with respect to time as shown in FIG.

又、前記地合指数が計測されると、該地合指数を基に
人間が判断してジェットワイヤ比(J/W比)等を適当に
変更せしめ、地合が良好となるようにしていた。
In addition, when the formation index is measured, a person judges based on the formation index and appropriately changes the jet wire ratio (J / W ratio) and the like so that the formation is good. .

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前述の如き地合計に於いては、光源d
から紙aに対して照射される光eの径は1mmほどのサイ
ズであり、透過光信号を一次元的に処理することにより
透過光レベルの変動をフロックサイズとしてとらえてい
るため、紙aの地合が数値化されているものの、人間の
視覚でみて判断する如く全体的な判断を下すにはあまり
にも判定サンプルが小さすぎ、地合を正確にはとらえき
れないという欠点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described total, the light source d
Since the diameter of the light e irradiated from the paper a to the paper a is about 1 mm, and the transmitted light signal is processed one-dimensionally, the fluctuation of the transmitted light level is captured as the floc size. Although formation was quantified, the judgment sample was too small to make an overall judgment as judged by human vision, and had the drawback that formation could not be captured accurately. .

又、地合の制御に関しても、試行錯誤的にJ/W比の調
整等が行われるのみであり、しかも前記地合計による全
体を把握していない計測結果に基づいた制御となるた
め、紙aの品質を向上させることは容易には行い得なか
った。
Also, with regard to the formation control, the J / W ratio is only adjusted by trial and error, and the control is based on the measurement result that does not grasp the entirety of the ground total. It has not been possible to easily improve the quality of the product.

本発明は、斯かる実情に鑑み、点としてではなく面と
してより精度良く客観的に地合を評価し得る地合計測方
法、及び該地合計測方法による検出結果に基づいて紙の
品質向上を効率良く行い得る地合制御方法を提供しよう
とするものである。
In view of such circumstances, the present invention provides a formation measurement method capable of objectively evaluating the formation as a surface rather than as a point, and a paper quality improvement method based on the detection result by the formation measurement method. An object of the present invention is to provide a formation control method that can be performed efficiently.

[課題を解決するための手段] 本発明は光量可変の平行光源より発せられ所要面積の
紙を透過した光による映像をカメラでとらえて画像処理
用演算装置の表示装置に透過光画像として映し出すと共
に、該表示装置に映し出された透過光画像を所要サイ
ズ、所要数のウインドに分割し、各ウインド内に存在す
る画素の各濃度から各ウインド毎の濃度の平均値及び各
ウインド毎の濃度の1次分散を算出し、更に、前記ウイ
ンド全体としての濃度の1次分散の平均値及びウインド
全体としての濃度の2次分散を算出し、該ウインド全体
としての濃度の2次分散を地合係数とすることを特徴と
する地合計測方法にかかるものであり、又、予め行われ
た実験データに基づき、紙の最悪から最良までの複数段
階の品質を紙の地合係数に対してそのあてはまる度合か
ら特定するための複数のメンバシップ関数曲線と、該紙
の品質を特定するための各メンバシップ関数曲線に対応
させて夫々、J/W比、フォイル角度、及びデフレクタ押
込量の各変更量に対しそのあてはまる度合を示す複数の
制御用メンバシップ関数曲線とを予め求めておき、前記
地合計測方法によって計測された地合係数と前記紙の品
質を特定するための各メンバシップ関数曲線との各交点
に於けるマッチングの度合を求め、該各マッチングの度
合に対応させて先ず前記J/W比変更量を示す各制御用メ
ンバシップ関数曲線から夫々のJ/W比変更量の推論結果
を求めると共に、該J/W比変更量の各推論結果を重ね合
わせて合成したJ/W比変更量の最終推論結果を示す最終
メンバシップ関数を求め、該最終メンバシップ関数に基
づいて前記J/W比の実際の変更量を決定してJ/W比を制御
し、以下同様にフォイル角度、及びデフレクタ押込量に
ついて順次その変更量を決定して制御することを特徴と
する地合計測方法を用いた地合制御方法にかかるもので
ある。
Means for Solving the Problems According to the present invention, an image of light emitted from a parallel light source having a variable light amount and transmitted through a paper having a required area is captured by a camera, and the image is displayed as a transmitted light image on a display device of an image processing arithmetic unit. The transmitted light image projected on the display device is divided into a required size and a required number of windows, and the average value of the density of each window and the density of each window are calculated from the density of the pixels existing in each window. The secondary variance of the concentration of the entire window is calculated, and the average value of the primary variance of the concentration of the entire window and the secondary variance of the concentration of the entire window are calculated. In addition, based on experimental data obtained in advance, a plurality of levels of quality from the worst to the best of paper are applied to the formation coefficient of paper based on experimental data. Ma Each of the J / W ratio, the foil angle, and the deflector indentation amount corresponding to each of the plurality of membership function curves for specifying from the degree of A plurality of control membership function curves indicating the degree of application to the quantity are obtained in advance, and the formation coefficient measured by the formation measurement method and each membership function curve for specifying the quality of the paper are determined. The degree of matching at each intersection with is determined, and the J / W ratio change amounts are inferred from the control membership function curves indicating the J / W ratio change amounts in accordance with the respective matching degrees. Along with obtaining the result, a final membership function indicating the final inference result of the J / W ratio change amount synthesized by superimposing the respective inference results of the J / W ratio change amount is obtained, and based on the final membership function, Actual J / W ratio J / W ratio is controlled by determining the change amount of the foil, and similarly, the change amount of the foil angle and the deflector pushing amount is sequentially determined and controlled. It depends on the control method.

[作用] 従って、本発明の地合計測方法に於いては、光量可変
の平行光源より発せられ所要面積の紙を透過した光によ
る映像はカメラでとらえられて画像処理用演算装置の表
示装置に透過光画像として映し出されると共に、該表示
装置に映し出された透過光画像は所要サイズ、所要数の
ウインドに分割され、各ウインド内に存在する画素の各
濃度から各ウインド毎の濃度の平均値及び各ウインド毎
の濃度の1次分散が算出され、更に、前記ウインド全体
としての濃度の1次分散の平均値及びウインド全体とし
ての濃度の2次分散が算出され、該2次分散が地合係数
として求められた地合の定量化がより精度よく行われ
る。
[Operation] Therefore, in the formation measurement method of the present invention, an image of light emitted from a variable light source and transmitted through a sheet of paper having a required area is captured by a camera and is displayed on a display device of an arithmetic unit for image processing. While being displayed as a transmitted light image, the transmitted light image displayed on the display device is divided into a required size and a required number of windows, and an average value of the density of each window from each density of the pixels present in each window and The primary variance of the concentration of each window is calculated, and further, the average value of the primary variance of the concentration of the entire window and the secondary variance of the concentration of the entire window are calculated. Quantification of formations obtained as is performed more accurately.

又本発明の地合計測方法を用いた地合制御方法に於い
ては、予め行われた実験データに基づき、紙の最悪から
最良までの複数段階の品質を紙の地合係数に対してその
あてはまる度合から特定するための複数のメンバシップ
関数曲線と、該紙の品質を特定するための各メンバシッ
プ関数曲線に対応させて夫々、J/W比、フォイル角度、
及びデフレクタ押込量の各変更量に対しそのあてはまる
度合を示す複数の制御用メンバシップ関数曲線とが予め
求められ、前記地合計測方法によって計測された地合係
数と前記紙の品質を特定するための各メンバシップ関数
曲線との各交点に於けるマッチングの度合が求められ、
該各マッチングの度合に対応させて先ず前記J/W比変更
量を示す各制御用メンバシップ関数曲線からの夫々のJ/
W比変更量の推論結果が求められると共に、該J/W比変更
量の各推論結果を重ね合わせて合成したJ/W比変更量の
最終推論結果を示す最終メンバシップ関数が求められ、
該最終メンバシップ関数に基づいて前記J/W比の実験の
変更量が決定されてJ/W比が制御され、以下同様にフォ
イル角度、及びデフレクタ押込量について順次その変更
量が決定されて制御が行われ、地合の改善が行われる。
Further, in the formation control method using the formation measurement method of the present invention, the quality of the paper in a plurality of stages from the worst to the best based on experimental data obtained in advance is determined with respect to the formation coefficient of the paper. A plurality of membership function curves for specifying from the degree to which they apply, and the J / W ratio, foil angle,
And a plurality of control membership function curves indicating the degree of application of each change amount of the deflector depression amount are obtained in advance, and the formation coefficient measured by the formation measurement method and the quality of the paper are specified. The degree of matching at each intersection with each membership function curve of
First, each J / W from each control membership function curve indicating the amount of J / W ratio change corresponding to the degree of each matching.
An inference result of the W ratio change amount is obtained, and a final membership function indicating a final inference result of the J / W ratio change amount synthesized by superimposing the respective inference results of the J / W ratio change amount is obtained,
The amount of change in the J / W ratio experiment is determined based on the final membership function, and the J / W ratio is controlled.Following, similarly, the change amount is sequentially determined and controlled for the foil angle and the deflector pushing amount. Is carried out to improve the formation.

[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図乃至第3図は本発明の一実施例であり、被検査
物である紙1の片側に光量可変の均一な平行光源2を配
置し反対側にズーム機能を有するビデオ等のカメラ3を
配置する。カメラ3はケーブル4を介して表示装置6を
有する画像処理用演算装置5と連結されている。又、カ
メラ3には紙1の実際の透過光画像を常時表示するため
に別途表示装置7がケーブル8を介して連結されてい
る。
FIGS. 1 to 3 show an embodiment of the present invention. A camera 3 such as a video camera having a uniform light source 2 with a variable light amount and a zoom function on the other side is provided on one side of a paper 1 to be inspected. Place. The camera 3 is connected via a cable 4 to an arithmetic unit for image processing 5 having a display device 6. Further, a separate display device 7 is connected to the camera 3 via a cable 8 in order to always display an actual transmitted light image of the paper 1.

前記被検査物である紙1は実際にはかなり大きなもの
であるので、サンプル(10mm×10mm以上)として取り出
す部分は、その紙1の特徴を逃すことなく、その部分だ
けを見れば紙1全体の品質を判別できるエリア(定常と
みなせるエリア)とする。
Since the paper 1 to be inspected is actually quite large, the portion to be taken out as a sample (10 mm × 10 mm or more) is the entire paper 1 if only the portion is viewed without missing the characteristics of the paper 1. Area (area that can be regarded as steady).

計測時には、平行光源2は紙1の厚みによりカメラ3
で受光しやすい光量を得るように調整しておき、カメラ
3に入った信号は表示装置7に入り紙1の実際の透過光
の画像9aとして常時映し出される一方、画像処理用演算
装置5に入った信号は第2図(イ)に示す如く地合を判
断できる即ち紙1全体の品質を判別できるエリアを示す
画像9として表示装置6に表示され、画面でボイド部の
濃度は平均より薄く(明るく)、ゴミ等が付着している
過重部は平均より濃く(暗く)表示される。
At the time of measurement, the collimated light source 2 is
The signal input to the camera 3 enters the display device 7 and is always displayed as an image 9a of the actual transmitted light of the paper 1, while the signal input to the camera 3 enters the image processing arithmetic device 5. The signal is displayed on the display device 6 as an image 9 showing an area in which the formation can be determined, that is, the quality of the entire paper 1 can be determined, as shown in FIG. The bright portion) and the heavy portion to which dust or the like is attached are displayed darker (darker) than the average.

続いて、前記画像9にボイドの平均の大きさ又は紙特
有のフロックの最小大きさの約2倍の面積となるような
領域を分散計算単位としたウインドW1,W2,…,Wk,…,WN
を、所要数設定する(第2図(ロ)参照)。前記ウイン
ドのサイズ及び個数は紙種、配合等によって適切に選択
できるようにしてある。
Subsequently, windows W 1 , W 2 ,..., W k are used in the image 9 with the area having an area of about twice the average size of the voids or the minimum size of the flocs peculiar to paper as a dispersion calculation unit. ,…, W N
(See FIG. 2 (b)). The size and number of the windows can be appropriately selected depending on the type of paper, the composition, and the like.

ここで、第3図に示す如く、1個のウインドの中に表
示装置6の画素がM=n×m個(図の例ではn=4、m
=5)含まれている場合、k番目のウインドWk内に於け
るi行j列の各画素の濃度はCkijで表わされるので、k
番目のウインドWk内に於ける濃度の平均値CaVkを、 より算出すると共に、前記k番目のウインドWk内に於け
る濃度の分散(variance)VaVk(以下1次分散と称す)
即ち1個のウインドWkの中でどれくらい濃度にばらつき
があるかの目安になる値を、 より算出する(第2図(ハ)参照)。
Here, as shown in FIG. 3, M = n × m pixels (n = 4, m in the example of the drawing) of the display device 6 in one window.
= 5) When it is included, since the density of each pixel in the i-th row and the j-th column in the k-th window W k is represented by C kij , k
The average value Ca Vk of the concentration in the second window W k is And a density variance Va Vk (hereinafter referred to as a first-order variance) in the k-th window W k .
That is, a value that is a measure of how much the density varies within one window W k is: (See FIG. 2 (c)).

更に、前記ウインドW1,W2,…,Wk,…,WN全体としての
1次分散の平均値aVより算出し、該全体の1次分散の平均値aVを基に、前記
ウインドW1,W2,…,Wk,…,WN全体としての1次分散の分
散VaV(以下、2次分散と称す)を より算出し、その演算結果を表示する(第2図(ニ)参
照)。
Furthermore, the window W 1, W 2, ..., W k, ..., the average value a V of primary variance of the entire W N , W k ,..., W N based on the average value a V of the overall primary variance, and the variance Va V of the primary variance as a whole of the windows W 1 , W 2 ,. Is called secondary variance) And displays the calculation result (see FIG. 2 (d)).

前記1次分散VaVkが紙1のサンプリング部分に於ける
局所的な特徴となり、品質の良いものはウインドWk内の
1次分散VaVkが小さく均一であり、品質が悪くなるに従
い1次分散VaVkの大きいものが増加していくと共に、2
次分散VaVも増加していくため、該2次分散VaVを地合係
数として地合の定量化を行う。
The primary dispersion Va Vk becomes in local features sampling part of the paper 1, good quality is uniform small primary dispersion Va Vk in window W k, primary dispersion according quality deteriorates As the value of Va Vk increases, 2
Since the secondary variance Va V also increases, the formation is quantified using the secondary variance Va V as a formation coefficient.

尚、前記画像処理用演算装置5に、表示装置6に映し
出された画像9を構成する画素の第bi段に於けるa1〜an
列の画素について、その濃度データを蓄積するデータロ
ガー(図示せず)と、該データロガーに蓄積されたデー
タを引き出し経時変化のデータとしてとらえ該データを
周波数分析する分析器(図示せず)とを接続し又はデー
タロガーに蓄積されたデータを分析ソフトにより処理
し、周波数分析結果に基づき紙1中に脈動成分が存在す
るか否かを判断することも可能である。
The image processing operation device 5 is provided with a 1 to an at the b i -th stage of the pixels constituting the image 9 projected on the display device 6.
A data logger (not shown) that accumulates the density data of the pixels in the column, an analyzer (not shown) that extracts the data accumulated in the data logger, captures the data as a change with time, and frequency analyzes the data; Or by processing the data stored in the data logger by analysis software, and determining whether or not a pulsating component exists in the paper 1 based on the frequency analysis result.

こうして、従来のように点としてではなく面として地
合の定量化を行うことができ、より精度良く客観的に地
合を評価し得、更に地合係数を基にJ/W比、脱水量制御
等に利用することができる。
In this way, the formation can be quantified as a surface rather than as a point as in the past, and the formation can be objectively evaluated with higher accuracy. It can be used for control and the like.

又、上記した地合計測方法は、オンライン、オフライ
ンいずれにも適用することができる。但し、オンライン
の場合はカメラ3として高速シャッタリングの採用が不
可欠となる一方、平行光源2として、常時光を発するも
のの代わりに前記高速シャッタリングと連動して光を発
するストロボを用いることも可能である。
The formation measurement method described above can be applied to both online and offline. However, in the case of online, it is indispensable to adopt a high-speed shuttering as the camera 3, while a strobe that emits light in conjunction with the high-speed shuttering can be used as the parallel light source 2 instead of the one that constantly emits light. is there.

次に、前記地合計測方法によって求めた地合係数に基
づき、メンバシップ関数の考え(山川烈著「FUZZYコン
ピュータの発想」1988年11月10日第3刷発行、(株)講
談社を参照)を応用して地合を制御する方法について説
明する。
Next, based on the formation coefficient obtained by the formation measurement method described above, the membership function is considered (Retsu Yamakawa, "The Idea of FUZZY Computers", November 10, 1988, third print, Kodansha Co., Ltd.) A method of controlling formation by applying is described.

第4図は抄紙機のワイヤパートを示す側面図であり、
10はヘッドボックス、11はブレストロール、12はボトム
ワイヤ、13はフォーミングボード、14はフォイル、15は
ウェットサクションボックス、16はトップワイヤ、17,1
8はデフレクタ、19はサクションボックス、20,21はボト
ムワイヤ12及びトップワイヤ16に付着したごみ等を洗浄
するためのシャワー、22,23はシャワー20,21から噴射さ
れる水量調整用の自動バルブ、24はフェルトを示してお
り、ヘッドボックス10から噴射されるジェット速度とボ
トムワイヤ12及びトップワイヤ16の速度とのJ/W比と、
初期脱水領域25に於けるフォイル14角度と、ボトム中期
脱水領域26及びトップ中期脱水領域27に於けるデフレク
タ17,18押込量とを夫々、前記地合計測方法によって求
めた地合係数に基づいて変更せしめ、又、必要に応じて
サクションボックス19の吸引量やシャワー20,21の自動
バルブ22,23の開度等を変更せしめるようにする。
FIG. 4 is a side view showing a wire part of the paper machine,
10 is a head box, 11 is a breast roll, 12 is a bottom wire, 13 is a forming board, 14 is a foil, 15 is a wet suction box, 16 is a top wire, 17,1
8 is a deflector, 19 is a suction box, 20 and 21 are showers for cleaning dirt attached to the bottom wire 12 and the top wire 16, and 22 and 23 are automatic valves for adjusting the amount of water injected from the showers 20 and 21. , 24 indicates a felt, and a J / W ratio between a jet velocity jetted from the head box 10 and the velocity of the bottom wire 12 and the top wire 16;
The foil 14 angle in the initial dewatering region 25, and the deflector 17, 18 indentation amount in the bottom middle dehydration region 26 and the top middle dehydration region 27, respectively, based on the formation coefficient obtained by the formation measurement method. The suction amount of the suction box 19 and the opening degrees of the automatic valves 22 and 23 of the showers 20 and 21 are changed as necessary.

予め行われた実験データに基づき、第5図(i)〜
(v)に示す如く、紙1の“最悪”、“悪い”、“普
通”、“良い”、“最良”までの5段階の品質を紙1の
地合係数(横軸)に対してそのあてはまる度合(縦軸)
から特定するための5本のメンバシップ関数曲線M1〜M5
と、該紙1の品質を特定するための各メンバシップ関数
曲線M1〜M5に対応させて一例としてJ/W比(ここではワ
イヤ速度のみの増減としている)の変更量(横軸)に対
しそのあてはまる度合(縦軸)を示す5本の制御用メン
バシップ関数曲線M1a〜M5a及びM1b〜M5bとを予め求めて
おく。
FIG. 5 (i)-
As shown in (v), the five levels of quality of the paper 1 including “worst”, “bad”, “normal”, “good”, and “best” are determined with respect to the formation coefficient (horizontal axis) of the paper 1. Applicable degree (vertical axis)
From five membership function curves M 1 to M 5
And a change amount (horizontal axis) of the J / W ratio (here, only the wire speed is increased / decreased) as an example corresponding to each of the membership function curves M 1 to M 5 for specifying the quality of the paper 1. obtained in advance and the true extent for five control shown (vertical axis) membership function curve M 1 a to M 5 a and M 1 b to M 5 b against.

前記地合計測方法によって求めた紙1の地合係数と前
記紙1の品質を特定するための各メンバシップ関数曲線
M1〜M5との各交点に於けるマッチングの度合を求め、該
各マッチングの度合に対応させて前記J/W比変更量を示
す各制御用メンバシップ関数曲線M1a〜M5a及びM1b〜M5b
からの夫々のJ/W比変更量の推論結果を求めると共に、
該J/W比変更量の各推論結果を重ね合わせて合成し第5
図(vi)に示す如きJ/W比変更量の最終推論結果を示す
最終メンバシップ関数MLa,MLbを求め、該最終メンバシ
ップ関数MLa,MLbのいずれか一方の重心(最終メンバシ
ップシップ関数MLa又はMLbと縦横軸とで囲まれる面積を
半分にする位置)の横軸成分を実際のワイヤ速度の増量
又は減量とし、前記J/W比の実際の変更量を決定してJ/W
比の制御を行う。
The formation coefficient of paper 1 obtained by the formation measurement method and each membership function curve for specifying the quality of paper 1
The degree of matching at each intersection with M 1 to M 5 is determined, and each control membership function curve M 1 a to M 5 a indicating the amount of change in the J / W ratio corresponding to the degree of matching. And M 1 b to M 5 b
And the inference result of each J / W ratio change amount from
The inference results of the J / W ratio change amount are superimposed and synthesized to form a fifth
Figure final membership function showing the final inference result in as shown in (vi) J / W ratio change amount M L a, obtains an M L b, the final membership functions M L a, one of the M L b centroid and (final membership membership function M L a or position to halve the area surrounded by the M L b and aspect shaft) actual wire speed of increase or decrease the horizontal axis component of the actual the J / W ratio J / W
Control the ratio.

第5図には、一例として前記地合係数が35である場合
を示しており、第5図(i)の“最悪”を示すメンバシ
ップ関数曲線M1との交点の縦軸成分(マッチングの度
合)は約0.25となるので、該交点から水平に線を延ばし
てワイヤ速度を“大きく増す”、又は“大きく減らす”
という制御用メンバシップ関数曲線M1a又はM1bの頭をマ
ッチングの度合0.25程度で削り落とし、ハッチング部分
のみをワイヤ速度増減量の推論結果として採用する。
又、第5図(ii)の“悪い”を示すメンバシップ関数曲
線M2との交点の縦軸成分(マッチングの度合)は約0.75
となるので、該交点から水平に線を延ばして、ワイヤ速
度を“増す”、又は“減らす”という制御用メンバシッ
プ関数曲線M2a又はM2bの頭をマッチングの度合0.75程度
で削り落とし、ハッチング部分のみをワイヤ速度増減量
の推論結果として採用する。更に又、第5図の(iii)
の“普通”を示すメンバシップ関数M3との交点の縦軸成
分(マッチングの度合)は約0.7となるので、該交点か
ら水平に線を延ばしてワイヤ速度を“やや増す”、又は
“やや減らす”という制御用メンバシップ関数曲線M3a
又はM3bの頭をマッチングの度合0.7程度で削り落とし、
ハッチング部分のみをワイヤ速度増減量の推論結果とし
て採用する。又、第5図(iv)の“良い”を示すメンバ
シップ関数曲線M4との交点の縦軸成分(マッチングの度
合)は約0.1となるので、該交点から水平に線を延ばし
てワイヤ速度を“少し増す”、又は“少し減らす”とい
う制御用メンバシップ関数曲線M4a又はM4bの頭をマッチ
ングの度合0.1程度で削り落とし、ハッチング部分のみ
をワイヤ速度増減量の推論結果として採用する。更に
又、第5図(v)の“最良”を示すメンバシップ関数曲
線M5に対しては地合係数が35の場合交点はないため、ワ
イヤ速度を“増さず”、又は“減らさず”という制御用
メンバシップ関数曲線M5a又はM5bに対するマッチングの
度合は0となり、即ちワイヤ速度を増減させる必要があ
るということになる。従って、地合係数が35ぐらいの場
合には、前記各推論結果を重ね合わせて合成すると、第
5図(vi)に示すように、比較的マッチングの度合の高
い“やや増す”から“増す”の間、又は“やや減らす”
から“減らす”の間あたりに重心ができ、ワイヤ速度の
増減量が決定される。ここで、ワイヤ速度を増すか、或
は減らすかという判断については、最初にワイヤ速度を
変更する際に、最終推論結果からいずれか一方の重心の
み(例えば減らす方の重心)を採用し、地合の向上が認
められた場合には、それ以後、ワイヤ速度を減らす方向
で制御を進め、地合の向上が認められなかった場合に
は、それ以後、ワイヤ速度を増す方向で制御を進めるよ
うにする。
The FIG. 5, the texture coefficient indicates the case where 35, the vertical axis component of the point of intersection between the membership function curve M 1 indicating "worst" of FIG. 5 (i) (matching as an example Degree) is about 0.25, so extend the line horizontally from the intersection to "significantly increase" or "significantly decrease" the wire speed.
The head of the control membership function curve M 1 a or M 1 b scraping the degree of about 0.25 matching that employs only hatched portion as the inference result of the wire speed decrease amount.
Further, the vertical axis component of the point of intersection between the membership function curve M 2 showing a "bad" of FIG. 5 (ii) (degree of matching) is about 0.75
Therefore, a line is horizontally extended from the intersection, and the head of the control membership function curve M 2 a or M 2 b for “increase” or “decrease” the wire speed is cut off at a matching degree of about 0.75. Only the hatched portion is adopted as the inference result of the wire speed increase / decrease amount. Furthermore, FIG. 5 (iii)
Since the vertical axis component intersection of the membership function M 3 indicating "normal" in the (degree of matching) is about 0.7, to extend the horizontal line from the intersection point of the wire speed "slightly increased", or "slightly Control function curve M 3 a
Or cut off the head of M 3 b with a matching degree of about 0.7,
Only the hatched portion is adopted as the inference result of the wire speed change amount. In addition, since the vertical axis component of the point of intersection between the membership function curve M 4 indicating "good" of FIG. 5 (iv) (degree of matching) is about 0.1, wire speed to extend the horizontal line from the intersection point the "increased slightly", or "slightly reduce" scraped by the control membership function curve M 4 a or M 4 b degree of about 0.1 head matching that, adopting only hatched portion as the inference result of the wire speed decrease amount I do. Moreover, since formation factor for the membership function curve M 5 indicating the "best" of FIG. 5 (v) is not an intersection case 35, the wire speed "Masa not" or "reduced without the degree of matching for the control membership function curve M 5 a or M 5 b of "is 0, that is, that the wire speed has to be increased or decreased. Therefore, when the formation coefficient is about 35, when the above inference results are superimposed and synthesized, as shown in FIG. 5 (vi), the degree of matching is increased from "slightly increased" to "increased". During or “slightly reduce”
The center of gravity is created around between "reduce" and the amount of increase or decrease in wire speed. Here, when determining whether to increase or decrease the wire speed, when changing the wire speed for the first time, only one of the centers of gravity (for example, the center of gravity for decreasing) is adopted from the final inference result, and the ground is determined. If the improvement of the formation is recognized, then control is performed in the direction of decreasing the wire speed.If the improvement of formation is not recognized, control is further performed in the direction of increasing the wire speed thereafter. To

このように、メンバシップ関数を用いたファージー
(FUZZY)の理論の併用により、オン・オフ的な制御で
なく、製品となる紙1に対し急激な変化を及ぼすことの
ない穏やかな制御を行うことが可能となる。
As described above, by using the phage (FUZZY) theory using the membership function together, it is possible to perform not the on-off control but the gentle control that does not suddenly change the paper 1 as the product. Becomes possible.

こうしてJ/Wの変更を行い、第6図に示すようにJ/W比
の変更の繰返しによりそれ以上地合の向上が認められな
くなったら、第5図(i)〜(vi)に示されるJ/W比の
変更の場合と同様にメンバシップ関数を用い、以下、フ
ォイル角度の変更、デフレクタ押込量の変更というよう
に順次制御を行い地合を向上させる。
In this manner, the J / W is changed, and as shown in FIG. 6, when the change in the J / W ratio is not repeated and the formation cannot be improved anymore as shown in FIG. 6, it is shown in FIGS. 5 (i) to (vi). A membership function is used in the same manner as in the case of changing the J / W ratio, and control is sequentially performed to change the foil angle and the deflector pushing amount, thereby improving the formation.

又、第7図(イ)〜(ホ)は本発明の地合計測方法に
於ける画像の表示の仕方の変形例を示すものであり、表
示装置6に映し出される画像9に対し、該画像9をより
明確化するために濃度を例えば“濃い”、“中ぐら
い”、“薄い”の3段階で表わす画像処理を施して第7
図(ロ)に示す如き画像9′を表示し、該画像9′に於
ける透過光最大の領域30の総面積ΣSvの全体面積Sに占
める割合即ちボイド率Vθより算出すると共に、前記画像9′に於ける透過光最小
の領域31の総面積ΣSkの全体面積Sに占める割合即ち過
重率Kを、 より算出し、表示することにより(第7図(ハ)参
照)、紙1の地合の定量化を行い、又、必要に応じて前
記画像9の一部で明白に欠陥とわかるところや明白に良
いと思われる部分を第7図(ニ)の如く拡大画像9″と
して表示し、更に該拡大画像9″に対し濃度を3段階で
表わす画像処理を施して第7図(ホ)に示す如き拡大画
像9を表示し、これを地合の原因究明のための資料と
して用いる。
FIGS. 7 (a) to 7 (e) show a modification of the way of displaying an image in the formation measurement method of the present invention. In order to further clarify No. 9, the image processing is performed by expressing the density in three stages, for example, “dark”, “medium”, and “light”.
'Display, the image 9' Fig image 9 as shown in (b) the ratio i.e. void fraction V theta to the entire area S of the total area [sigma] s v of at transmitted light up to a region 30 in And the ratio of the total area ΣS k of the area 31 of the minimum transmitted light in the image 9 ′ to the total area S, that is, the overweight ratio K, By calculating and displaying the results (see FIG. 7 (c)), the formation of the paper 1 is quantified, and if necessary, a part of the image 9 can be clearly identified as a defect or can be clearly identified. 7 (d) is displayed as an enlarged image 9 "as shown in FIG. 7 (d), and image processing is performed on the enlarged image 9" to represent the density in three stages, as shown in FIG. 7 (e). Such an enlarged image 9 is displayed and used as data for investigating the cause of formation.

上述の他の実施例に於いては、平面情報を画像処理に
より紙1の特徴を強調して把握でき、特に従来評価ので
きなかった穴、ごみ等を初期発見でき、品質の向上、生
産性の向上に役立つと共に、画面を通して最も良い部
分、最も悪い部分をピックアップして容易に分析でき
る。
In the other embodiments described above, plane information can be grasped by emphasizing the characteristics of the paper 1 by image processing, and particularly, holes, dust, etc., which could not be evaluated conventionally, can be initially detected, and quality improvement and productivity can be improved. It helps to improve the quality of the data, and the best and worst parts can be picked up and analyzed through the screen.

尚、本発明の地合計測方法及び該地合計測方法を用い
た地合制御方法は、上述の実施例にのみ限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
The formation measurement method and the formation control method using the formation measurement method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be added.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の地合計測方法及び該地
合計測方法を用いた地合制御方法によれば、下記の如き
種々の優れた効果を奏し得る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the formation measurement method of the present invention and the formation control method using the formation measurement method, the following various excellent effects can be obtained.

(i) 従来の情報を点としてとらえる方法から面とし
てとらえられるので人間の目視による地合の評価方法に
近づき且つ地合を定量化できるので客観性がでる。又、
分散を特徴とすることにより制御の剛性を高めることが
できる。
(I) Since the conventional method of capturing information as a point is regarded as a surface, it approaches a method of evaluating formation by human eyes and the formation can be quantified, thereby increasing objectivity. or,
The stiffness of the control can be increased by characterizing the dispersion.

(ii) 地合の定量化及びメンバシップ関数を用いたFU
ZZYの理論の併用により、単なるオン・オフ的な制御で
なく、製品となる紙に対し急激な変化を及ぼすことのな
い穏やかな制御ができ、紙の品質向上に大いに役立てる
ことができる。
(Ii) Quantification of formation and FU using membership function
By using the ZZY theory together, it is possible to perform not only on / off control but also gentle control without abrupt change to the product paper, which can greatly contribute to improving the quality of paper.

(iii) オンライン、オフラインいずれにも適応する
ことができる。
(Iii) Applicable to both online and offline.

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

第1図は本発明の地合計測方法を実施する装置の一例を
示す構成図、第2図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は表示装
置に於ける画像処理説明図、第3図は表示装置に於ける
ウインドと画素との関係を示す模式図、第4図は抄紙機
のワイヤパートを示す側面図、第5図(i)(ii)(ii
i)(iv)(v)(vi)は地合係数に基づきJ/W比変更量
を決定するための手順説明図、第6図は本発明の地合計
測方法を用いた地合制御方法の一例を示すフローチャー
ト図、第7図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)は本発明
の地合計測方法に於ける画像の表示の仕方の変形例を示
す画像処理説明図、第8図は従来の地合計の一例を示す
構成図、第9図は第8図の地合計によって得られた時間
と地合指数との関係を示す線図である。 1は紙、2は平行光源、3はカメラ、5は画像処理用演
算装置、6は表示装置、9は画像、10はヘッドボック
ス、12はボトムワイヤ、14はフォイル、16はトップワイ
ヤ、17,18はデフレクタ、19はサクションボックス、20,
21はシャワー、22,23は自動バルブ、25は初期脱水領
域、26はボトム中期脱水領域、27はトップ中期脱水領
域、W1,W2,…,Wk,…,WNはウインド、CaV1,CaV2,…,C
aVk,…,CaVNは各ウインド毎の濃度の平均値、VaV1,V
aV2,…,VaVk,…,VaVNは各ウインド毎の濃度の1次分
散、aVはウインド全体としての濃度の1次分散の平均
値、VaVはウインド全体としての濃度の2次分散、M1〜M
5はメンバシップ関数曲線、M1a〜M5a,M1b〜M1bは制御用
メンバシップ関数曲線、MLa,MLbは最終メンバシップ関
数を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an apparatus for implementing the formation measurement method of the present invention, FIG. 2 (a), (b), (c), and (d) are illustrations of image processing in a display device, and FIG. FIG. 4 is a schematic view showing the relationship between a window and a pixel in a display device, FIG. 4 is a side view showing a wire part of a paper machine, and FIGS. 5 (i) (ii) (ii)
i), (iv), (v), and (vi) are explanatory diagrams of a procedure for determining a J / W ratio change amount based on a formation coefficient, and FIG. 6 is a formation control method using the formation measurement method of the present invention. FIG. 7 (a), (b), (c), (d), and (e) are image processing explanatory diagrams showing a modification of the image display method in the formation measurement method of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the conventional ground sum, and FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the time obtained by the ground sum shown in FIG. 8 and the formation index. 1 is paper, 2 is a parallel light source, 3 is a camera, 5 is an image processing arithmetic unit, 6 is a display device, 9 is an image, 10 is a head box, 12 is a bottom wire, 14 is a foil, 16 is a top wire, 17 , 18 is a deflector, 19 is a suction box, 20,
21 is a shower, 22 and 23 are automatic valves, 25 is an initial dehydration region, 26 is a bottom middle dehydration region, 27 is a top mid dehydration region, W 1 , W 2 ,…, W k ,…, W N are windows and Ca V1 , Ca V2 ,…, C
a Vk , ..., Ca VN is the average of the concentration of each window, Va V1 , V
a V2 , ..., Va Vk , ..., Va VN is the primary variance of the concentration of each window, a V is the average value of the primary variance of the concentration of the entire window, and Va V is the secondary of the concentration of the entire window Variance, M 1 to M
5 shows the membership function curve, M 1 a~M 5 a, M 1 b~M 1 b is the control membership function curve, M L a, M L b is the final membership function.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光量可変の平行光源より発せられ所要面積
の紙を透過した光による映像をカメラでとらえて画像処
理用演算装置の表示装置に透過光画像として映し出すと
共に、該表示装置に映し出された透過光画像を所要サイ
ズ、所要数のウインドに分割し、各ウインド内に存在す
る画素の各濃度から各ウインド毎の濃度の平均値及び各
ウインド毎の濃度の1次分散を算出し、更に、前記ウイ
ンド全体としての濃度の1次分散の平均値及びウインド
全体としての濃度の2次分散を算出し、該ウインド全体
としての濃度の2次分散を地合係数とすることを特徴と
する地合計測方法。
An image of light emitted from a variable light source and transmitted through a sheet of paper having a required area is captured by a camera and displayed on a display device of an image processing arithmetic device as a transmitted light image, and is also displayed on the display device. The transmitted light image is divided into a required size and a required number of windows, and an average value of the densities of the respective windows and a primary variance of the densities of the respective windows are calculated from the respective densities of the pixels existing in the respective windows. Calculating the average value of the primary variance of the concentration of the entire window and the secondary variance of the concentration of the entire window, and using the secondary variance of the concentration of the entire window as a formation coefficient. Total measurement method.
【請求項2】予め行われた実験データに基づき、紙の最
悪から最良までの複数段階の品質を紙の地合係数に対し
てそのあてはまる度合から特定するための複数のメンバ
シップ関数曲線と、該紙の品質を特定するための各メン
バシップ関数曲線に対応させて夫々、J/W比、フォイル
角度、及びデフレクタ押込量の各変更量に対しそのあて
はまる度合を示す複数の制御用メンバシップ関数曲線と
を予め求めておき、請求項1記載の地合計測方法によっ
て計測された地合係数と前記紙の品質を特定するための
各メンバシップ関数曲線との各交点に於けるマッチング
の度合を求め、該各マッチングの度合に対応させて先ず
前記J/W比変更量を示す各制御用メンバシップ関数曲線
から夫々のJ/W比変更量の推論結果を求めると共に、該J
/W比変更量の各推論結果を重ね合わせて合成したJ/W比
変更量の最終推論結果を示す最終メンバシップ関数を求
め、該最終メンバシップ関数に基づいて前記J/W比の実
際の変更量を決定してJ/W比を制御し、以下同様にフォ
イル角度、及びデフレクタ押込量について順次その変更
量を決定して制御することを特徴とする地合計測方法を
用いた地合制御方法。
2. A plurality of membership function curves for specifying a plurality of levels of worst to best paper quality from the degree to which the paper formation coefficient is applied based on experimental data obtained in advance. A plurality of membership functions for control indicating the degree to which each of the J / W ratio, the foil angle, and the deflector indentation amount is applied in correspondence with each of the membership function curves for specifying the paper quality. A curve is obtained in advance, and the degree of matching at each intersection between the formation coefficient measured by the formation measurement method according to claim 1 and each membership function curve for specifying the quality of the paper is determined. First, an inference result of each J / W ratio change amount is obtained from each control membership function curve indicating the J / W ratio change amount in accordance with each matching degree, and the J / W ratio change amount is obtained.
A final membership function indicating the final inference result of the J / W ratio change amount synthesized by superimposing the respective inference results of the / W ratio change amount is obtained, and the actual J / W ratio of the J / W ratio is determined based on the final membership function. A formation control using a formation measurement method characterized in that the amount of change is determined and the J / W ratio is controlled, and then the amount of change in the foil angle and the amount of deflector depression is determined and controlled in the same manner. Method.
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