JP2006208297A - Method and device for measuring planar shape of steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鋼板の平面形状計測方法および装置、特に、悪環境下でもローラテーブル上を搬送される鋼板の平面形状を自動的且つ高精度に計測可能な、鋼板の平面形状測定方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
厚鋼板の採寸工程において、特に歩留まりを向上させるためには、最適な採寸方法を実現することが重要である。すなわち、例えば、図5に示すように、両端にクロップが形成された鋼板2から切り捨てロスが最小となるような最適な採寸方法(図5中点線で示す)を実現することが重要である。そのためには、鋼板の平面形状を自動的且つ高精度に計測する平面形状計測装置が不可欠である。
In the thick steel plate measuring process, it is important to realize an optimum measuring method, in particular, in order to improve the yield. That is, for example, as shown in FIG. 5, it is important to realize an optimum measuring method (indicated by a dotted line in FIG. 5) that minimizes the cutting loss from the
従来、平面形状計測装置として、幅計と測長計とを組み合わせたものが特許文献1に開示されている。また、特許文献2には、通板する鋼板の上下の振動に対しても誤差を生じない幅計が開示され、特許文献3および4には、測長精度の向上のためにスリップや摩耗の誤差を補正する方法が開示されている。
Conventionally, as a planar shape measuring apparatus, a combination of a width meter and a length meter is disclosed in
しかしながら、特許文献1、2は、鋼板の幅計測の精度向上を図る点に主眼をおいたものであり、測長手段は、鋼板の一定距離進行する毎に発生する駆動信号に基づく信号を利用することが開示されているに過ぎず、特許文献2には測長手段の記載はない。実際の操業においては、PLG(Pulse Logic Generater)と測長ロール(メジャーリングロール)とを備えた測長計では、測長ロールの摩耗や鋼板とのスリップ等に起因して、誤差が発生するため、測長に関して、その対策を講じる必要がある。特許文献3、4には、この問題を解決すべく技術として開示されているが、レーザドップラー速度計を使用した測長計は、悪環境の実ラインにおいては、信号がノイズ等により影響を受けて、誤差を生じることがあり、全ての鋼板の完全な測長を実現することはできなかった。
However,
従って、この発明の目的は、悪環境下でもローラテーブル上を搬送される鋼板の平面形状を自動的且つ高精度に計測可能な、鋼板の平面形状測定方法および装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steel plate planar shape measuring method and apparatus capable of automatically and accurately measuring the planar shape of a steel plate conveyed on a roller table even in a bad environment.
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。 The present invention has been made to achieve the above object, and is characterized by the following.
請求項1記載の発明は、ローラテーブル上を搬送される鋼板の搬送方向と直交する方向の鋼板の幅を測定すると共に、鋼板の搬送方向の長さを測定し、このようにして測定した鋼板の幅測定値と長さ測定値とに基づいて、鋼板の平面形状を計測する、鋼板の平面形状計測方法において、レーザドップラー速度計および測長ロールに取り付けられたPLGによる鋼板速度に基づいて、鋼板の長さを測定し、前記レーザドップラー速度計による鋼板速度が異常値である場合にのみ、前記PLGによる鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値に基づいて、鋼板の平面形状を計測することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、異常値は、レーザドップラー速度計による鋼板速度が0、予め設定した上限速度以上、または、下限速度以下の値、あるいは、レーザドップラー速度計による鋼板速度の今回測定値と前回測定値との偏差であって、予め設定した範囲外の値であることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、レーザドップラー速度計による鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値と、PLGによる鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値とを比較し、その較差が所定値以上の場合に、PLGによる鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値に基づいて、鋼板の平面形状を計測することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項4記載の発明は、ローラテーブル上を搬送される鋼板の搬送方向と直交する方向の鋼板の幅を測定する幅計と、鋼板の搬送方向の長さを測定する、レーザドップラー速度計を用いた第1測長計と、鋼板の搬送方向の長さを測定する、測長ロールに取り付けられたPLGを用いた第2測長計と、前記第1測長計および前記第2測長計による鋼板の長さ測定値の何れかを選択する判定器と、前記幅計による鋼板の幅測定値と前記判定器により選択された鋼板の長さ測定値とに基づいて、鋼板の平面形状を計測する平面形状計とを備え、前記判定器は、前記レーザドップラー速度計による鋼板速度が異常値である場合に、前記第2測長計による鋼板の長さ測定値を選択することに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、判定器は、第1測長計による鋼板の長さ測定値と第2測長計による鋼板の長さ測定値とを比較し、その較差が所定値以上の場合に、第2測長計による鋼板の長さ測定値に基づいて、鋼板の平面形状を計測することに特徴を有するものである。
The invention according to claim 5 is the invention according to
この発明によれば、鋼板の幅測定値と長さ測定値とに基づいて、鋼板の平面形状を計測する際に、鋼板長さを、レーザドップラー速度計を用いた第1測長計と、測長ロールに取り付けられたPLGを用いた第2測長計とを併用して測定し、通常は、第1測長計による鋼板の長さ測定値に基づいて鋼板の平面形状を計測し、レーザドップラー速度計により測定した鋼板速度が異常値であるか、あるいは、レーザドップラー速度計による鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値と、PLGによる鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値とを比較し、その較差が所定値以上の場合に、第2測長計による鋼板の長さ測定値に基づいて、鋼板の平面形状を測定し、かくして、悪環境下においても、鋼板の長さ測定値に誤差が生じず、高精度な鋼板の形状計測が行える。 According to the present invention, when measuring the planar shape of the steel sheet based on the width measurement value and the length measurement value of the steel sheet, the steel plate length is measured with the first length meter using the laser Doppler velocimeter. Measured in combination with a second length meter using PLG attached to a long roll. Usually, the planar shape of the steel plate is measured based on the measured length of the steel plate by the first length meter, and the laser Doppler speed is measured. Compare the steel plate length measured by the steel plate speed measured by the PLG and the steel plate length measured by the PLG steel plate speed measured by the laser Doppler velocimeter. When the difference is greater than or equal to a predetermined value, the planar shape of the steel sheet is measured based on the measured length of the steel sheet by the second length meter, and thus the measured length of the steel sheet is an error even under adverse circumstances. Of high precision steel sheet It can be performed Jo measurement.
次に、この発明の、鋼板の平面形状計測装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Next, an embodiment of a planar shape measuring apparatus for steel sheets according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の、鋼板の平面形状計測装置を示す概略図、図2は、この発明に使用する幅計による測定方法を示す概略斜視図、図3は、この発明に使用する幅計による測定方法を示す概略側面図、図4は、この発明の、鋼板の平面形状計測方法を示すフロー図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a planar shape measuring device for a steel sheet according to the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view showing a measuring method using a width meter used in the present invention, and FIG. 3 is a width meter used in the present invention. 4 is a schematic side view showing the measuring method according to FIG. 4, and FIG. 4 is a flowchart showing the method for measuring the planar shape of the steel sheet of the present invention.
図1に示すように、この発明の平面形状計測装置は、ローラテーブル1上を搬送される鋼板2の、搬送方向に対して直交する方向の幅を測定する幅計3と、搬送方向の鋼板2の長さを測定する第1測長計4および第2測長計5と、判定器6と、平面形状計7とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the planar shape measuring apparatus according to the present invention includes a
幅計3は、例えば、図2および図3に示すような構成のものを使用する。この幅計3は、鋼板2の下方部に設置された光源8(バックライト)からの透過光を鋼板2の上方部に設けられたリニアアレイCCDカメラA〜Hによって検出するものである。カメラA〜H、光源8は、鋼板2の搬送方向と直交する方向、すなわち、幅方向に設置されている。
As the
また、より高精度を確保するために、先後端クロップ部の上下振れがあった場合でも、鋼板2の浮き上がり補正が可能な2眼のステレオ方式を採用している。図2に示すように、カメラA、Bが搬送基準側幅エッジ用カメラで、カメラC〜Hが搬送反基準側幅エッジ用カメラであり、カメラA、B、E、FとカメラC、D、G、Hとが搬送方向に間隔をあけて設置されている。
Further, in order to ensure higher accuracy, a two-lens stereo system capable of correcting the lifting of the
第1測長計4は、レーザドップラー速度計を用いた非接触型のものであり、第2測長計5は、搬送テーブルロール(測長ロール)9に取り付けられたPLG(図示せず)を用いた接触型のものである。
The first
レーザドップラー速度計を用いた測長計のメリットとしては、以下の4点があげられる。 The following four points can be mentioned as the merit of the length measuring device using the laser Doppler velocimeter.
(1)非接触型のために、鋼板の一旦停止によるロスタイムがない。
(2)PLGを用いた接触型の測長計のように、測長ロールのスリップおよび測長ロールの膨張や摩耗による計測誤差がなく、高精度である。
(3)測長ロールは、板波に沿って転動して測長するため、採寸時の鋼板長より長めに測定するが、レーザドップラー速度計を使用した測長計では、そのようなことはない。
(4)スペース面で測長ロールの設置工事費が高く、両測長計のトータルコストは同等である。
(1) Because of the non-contact type, there is no loss time due to the temporary stop of the steel sheet.
(2) There is no measurement error due to slippage of the length measuring roll and expansion or wear of the length measuring roll as in the contact type length measuring device using PLG, and the accuracy is high.
(3) Since the length measuring roll rolls along the plate wave and measures the length, it is measured longer than the length of the steel plate at the time of measurement, but with a length meter using a laser Doppler velocimeter, such a thing is Absent.
(4) The installation cost of the length measuring roll is high in terms of space, and the total cost of both length meters is the same.
また、第1測長計4のレーザドップラー速度計は、幅計3と同じ位置に設置できないので、レーザドップラー速度計は、幅計3の鋼板2の搬送方向上流側と下流側に2台設置する必要がある。この例では、鋼板2の先端が上流側速度計4Aを通過してから下流側速度計4Bに到達するまでは、上流側速度計4Aにより鋼板速度を測定し、到達後は、下流側速度計4Bにより測定するよう、切り替えるようになっている。これにより、鋼板2の全長さ位置と幅測定値との対応が可能となる。
Further, since the laser Doppler velocimeter of the first
また、レーザドップラー速度計を鋼板2の上方部に設置して測定面を鋼板上面とすると、レーザドップラー速度計を固定した場合、鋼板2の板厚種類の違いによりパスラインが変化して測定精度が低下する。従って、測定面は、板厚によるパスライン変動がない鋼板下面とする。
Also, if the laser Doppler velocimeter is installed in the upper part of the
しかし、レーザドップラー速度計を用いただけでは、生産現場の悪環境のため、空気中のゴミ等の影響でレーザ光量が減少し、計測データが正常に得られないケースがある。それを防止するために、鋼板2の長さ測定のために、搬送テーブルロールを測長ロールとし、このロールにPLGを設置したものを第2測長計5とし、第1測長計4と第2測長計5とを併用する構成とした。
However, if the laser Doppler velocimeter is used alone, the amount of laser light decreases due to the influence of dust in the air due to the adverse environment at the production site, and measurement data cannot be obtained normally. In order to prevent this, in order to measure the length of the
しかし、搬送テーブルロールに取り付けられたPLGは、温度補正などの機能は有していないため、鋼板温度が高温(最高600℃程度)の場合、搬送テーブルロール9の熱膨張が誤差要因となる。すなわち、搬送テーブルロール9が熱膨張すると、ロール径が大きくなるため、実際の移動距離に対してPLGによる測定距離は短くなる。
However, since the PLG attached to the transport table roll does not have a function such as temperature correction, the thermal expansion of the
また、搬送テーブルロール9は、鋼板2に接触しているため、鋼板2の板厚方向の歪みやロール摩耗の影響を受けるため、PLGを用いた測長計で鋼板2の全長を測定する場合には、誤差が大きくなる。すなわち、搬送テーブルロール9が摩耗してロール径が小さくなると、実際の移動距離に対してPLGによる測定距離は長くなる。なお、鋼板2の板厚方向の歪みにより鋼板2が搬送テーブルロール9に接触しない場合は、測定不能になる。
Moreover, since the
従って、この発明では、通常は、レーザドップラー速度計を用いた第1測長計4によって鋼板2の全長を測定するが、レーザドップラー速度計による鋼板速度の測定値に誤差が生じた箇所のみ、PLGを用いた第2測長計5による鋼板速度を採用する。
Therefore, in the present invention, the entire length of the
この発明では、鋼板毎に、レーザドップラー速度計とPLGと測定値とを、例えば、図4に示す処理ロジックに基づいて、所定長さ、例えば、数mm単位毎に、合理性チェックを行う。 In the present invention, a rationality check is performed for each steel plate by using a laser Doppler velocimeter, a PLG, and a measured value, for example, every predetermined length, for example, every several millimeters based on the processing logic shown in FIG.
雰囲気中のゴミ等にレーザが照射され、鋼板2にレーザが十分に照射されないような場合には、レーザドップラー速度計では正しい測定値が行えず、鋼板の速度測定値に誤差が生じる。このような場合には、速度測定値のデータが得られないか、あるいは、正しい速度測定値が得られなくなる。速度測定値が得られない場合には、速度値0(ゼロ)や測定エラーが発生する。また、速度測定値が正しくない場合には、例えば、+100mpmや−100mpm等の鋼板の実移動速度範囲から大きく外れた異常値となる。
When the dust or the like in the atmosphere is irradiated with laser and the
また、レーザドップラー速度計による鋼板速度の今回測定値と前回測定値とを比較し、その較差が所定値以上である場合には、異常値とする。なお、所定値とは、鋼板速度の規定される変化量以上の値である。 Further, the current measurement value of the steel plate speed measured by the laser Doppler velocimeter is compared with the previous measurement value, and when the difference is a predetermined value or more, an abnormal value is set. The predetermined value is a value that is equal to or greater than the amount of change defined by the steel plate speed.
通常、鋼板の移動速度は、数10mpm程度であるので、対応する移動速度範囲外になる場合は、レーザドップラー速度計を用いた第1測長計4による鋼板の長さ測定値でなく、PLGを用いた第2測長計5による鋼板の長さ測定値を採用する。平面形状計7は、幅計3による鋼板2の幅測定値と第2測長計5による鋼板の長さ測定値とに基づいて、鋼板2の平面形状を計測する。
Usually, since the moving speed of the steel sheet is about several tens of mpm, when it is outside the corresponding moving speed range, the measured length of the steel sheet by the first
第1測長計4による鋼板2の長さ測定値を採用するか、第2測長計5による鋼板2の長さ測定値を採用するかは、判定器6が判定する。すなわち、図4に示すように、判定器6は、レーザドップラー速度計による鋼板速度Vが0か、Vが予め設定した上限速度以上か、または、Vが予め設定した下限速度以下か、あるいは、レーザドップラー速度計による鋼板速度Vの前回測定値と今回測定値とを比較し、その較差が所定範囲以上かを判断し、これらの条件の何れも満足しない場合には、第1測長計4による鋼板の長さ測定値を平面形状計7に送る。一方、これらの条件の何れかを満足する場合には、第2測長計5による鋼板の長さ測定値を平面形状計7に送る。
The
PLGによる測定値には上述したような誤差はあるが、PLGの測定値を採用する距離は数mmから数10mmの範囲としているので、その範囲での誤差はせいぜい1mm以下であり、鋼板全長(数10m)トータルに対する精度への影響は小さく、その精度確保には問題ない。 Although there are errors as described above in the measured values by PLG, the distance for adopting the measured values of PLG is in the range of several mm to several tens of mm. Therefore, the error in that range is at most 1 mm, and the total length of the steel sheet ( The influence on the accuracy with respect to the total is small, and there is no problem in ensuring the accuracy.
また、前述の速度測定値そのものでなく、レーザドップラー速度計自身が有する異常検出機能のエラー出力信号を入力して、判断し、エラー信号があったときにPLGの測定値を採用するようにしても良い。 In addition, the error output signal of the anomaly detection function of the laser Doppler velocimeter itself is input and judged instead of the speed measurement value described above, and the measured value of PLG is adopted when there is an error signal. Also good.
このようにして、異常測定時にはレーザドップラー速度計を用いた第1測長計4による長さ測定値ではなく、PLGを用いた第2測長計5の長さ測定値を採用する。また、鋼板の搬送速度が停止状態に近く、非常に遅い速度の場合には、レーザドップラー速度計で測定する生データの速度が異常値(非常に大きな値で、例えば1000mpm)になる場合もあり、その場合も同様に測定された速度計が妥当な値であるかの判断によって、第1測長計4による長さ測定値を採用するか、第2測長計5による長さ測定値を採用するかを判断する。
In this way, at the time of abnormality measurement, the length measurement value of the second length meter 5 using PLG is adopted instead of the length measurement value by the
また、第2測長計5がテーブルロール9の摩耗によるロール径変化を補正する機能を有している場合、レーザドップラー速度計が正常に動作している場合には、第2測長計5による鋼板の長さ測定値がレーザドップラー速度計を用いた第1測長計4による鋼板の長さ測定値に比較して、常に同じか、小さくなる。
Further, when the second length measuring instrument 5 has a function of correcting a roll diameter change due to wear of the
この場合には、図4の処理フローを簡略化して、鋼板速度で判断するのでなく、単に、鋼板2が所定距離進む毎に、第1測長計4による鋼板2の長さ測定値と第2測長計5による鋼板2の長さ測定値とを比較し、その較差が予め設定された値(範囲)を超えた場合、例えば、第2測長計5による鋼板2の長さ測定値が第1測長計4による鋼板2の長さ測定値を超えた場合に、レーザドップラー速度計による鋼板速度が異常値であると判断し、第2測長計5による鋼板2の長さ測定値に基づいて、鋼板2の平面形状を計測しても良い。なお、ここで所定値とは、正の値、負の値、正負の範囲を含み、正常と判断される値を示す。
In this case, the processing flow of FIG. 4 is simplified and not determined based on the steel plate speed. Instead, every time the
1:ローラテーブル
2:鋼板
3:幅計
4:第1測長計
4A:上流側速度計
4B:下流側速度計
5:第2測長計
6:判定器
7:平面形状計
8:光源
9:搬送テーブルローラ
1: Roller table 2: Steel plate 3: Width meter 4:
Claims (5)
レーザドップラー速度計および測長ロールに取り付けられたPLGによる鋼板速度に基づいて、鋼板の長さを測定し、前記レーザドップラー速度計による鋼板速度が異常値である場合にのみ、前記PLGによる鋼板速度により測定した鋼板の長さ測定値に基づいて、鋼板の平面形状を計測することを特徴とする、鋼板の平面形状計測方法。 Measure the width of the steel sheet in the direction perpendicular to the conveying direction of the steel sheet conveyed on the roller table, measure the length in the conveying direction of the steel sheet, and measure the width and measured length of the steel sheet thus measured. In the method for measuring the planar shape of a steel plate, based on the value, the planar shape of the steel plate is measured.
The length of the steel sheet is measured based on the steel plate speed by the PLG attached to the laser Doppler speedometer and the length measuring roll, and the steel sheet speed by the PLG is only when the steel plate speed by the laser Doppler speedometer is an abnormal value. A planar shape measuring method for a steel sheet, comprising: measuring a planar shape of the steel sheet based on a length measurement value of the steel sheet measured by the method.
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