JP2007263818A - 厚さ計測装置の調整方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対向配置された距離計の計測軸の角度、位置のズレを評価し、角度、位置のズレを調整して誤差要因をなくし、正確な厚さ計測を可能にするための厚さ計測装置の調整方法及びその装置を提供する。
【解決手段】距離計の計測範囲内にある校正板を第１の任意の角度にして移動させる工程と、前記校正板を第２の任意の角度にして移動させる工程と、校正板を第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれぞれ距離計測をして第１の変化量を求める工程と、校正板を第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれぞれ距離計測をして第２の変化量を求める工程と、第１の変化量と第２の変位量との差異に基づいて距離計測方向と校正板の移動軸との間の角度の偏差を求める工程と、偏差に基づいて距離計測方向を調整する工程とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、計測対象物の厚さを複数の対向するレーザ距離計によって計測する厚さ計測装置、たとえば厚鋼板や薄鋼板の精整ラインや検査ライン等へ適用される複数の対向するレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法及びその装置に関するものであり、特に、板厚（寸法）の計測上の誤差要因となる、対向するレーザ距離計の相対的な位置関係のズレを正確に検出し、調整・校正する技術に関するものである。

厚板、薄板ラインにおいては、連続して搬送、通板される鋼板の板厚を連続して計測し、板厚の制御、保証を行う必要があり、従来よりγ線、X線等を利用した板厚計が使用されている。γ線、X線方式の板厚計は対象物（鋼板）透過時のγ線、X線の減衰量から、対象物の厚さを計測するもので、外乱等の影響を受けにくく、高精度な厚さ計測が可能な技術として確立されている。

これらのγ線、X線方式板厚計では透過させるγ線、X線のビーム形状を絞り込むことができないため、一定面積（ビーム断面積）の平均板厚しか計測できない。さらに、γ線、X線の検出器の応答性が低く、高速で進入する対象物（鋼板）に関しては先端部の板厚を正確に計測できず、不感帯が発生するという問題点もあった。

これに対して、三角測量の原理を利用した高精度で、応答性の高いレーザ距離計を使用した板厚計が実用化されている。これは、対向して設置されたレーザ距離計間に対象物を挿入し、距離計による対象物表面までの距離の計測結果と距離計間の距離から対象物の厚さを計測するもので、応答性が高く、計測スポット（レーザビーム径）も細い事から、高速で搬送される対象物に関しても全長に渡って正確な板厚を計測する事が可能となっている。

また、その改良技術として、被測定対象物の振動や測定位置のずれによる厚さ測定誤差を低減するために、上下のレーザ光源を同時にパルス放射させる装置も開示されている（例えば特許文献１など）。
特開平６−６６５２５号公報

レーザ方式板厚計では、対向して設置されたレーザ距離計による距離計間に挿入された対象物（鋼板）表面までの距離計測結果と、対向する距離計間の距離から対象物（鋼板）の厚さを算出する。このため、対向する距離計の計測軸は完全に一致していることが必要であり、さらにその状態が計測中維持される必要がある。対向する距離計の計測軸が一致していない場合や変動が発生すると、距離計測値に誤差が発生し、正確な対象物の厚さを計測することができなくなる。

実際の装置においては、計測軸を一致させるためには、距離計を固定設置し対向させるためのフレーム、架台を製作し、レーザ距離計を設置後に対向する距離計の位置関係を調整する必要があるが、現状では、目視等による計測点の確認とフレーム、筐体の角度（水平、垂直）調整によって行っているため、高精度の調整は困難であり、誤差要因となっている。また、一旦設置調整された状態が維持されているかの確認も困難であり、長期間の使用に伴う変動、誤差の増加を評価し、再調整を行うことも困難である。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、対向配置されたレーザ距離計の計測軸の角度、位置のズレを評価し、角度、位置のズレを調整して誤差要因をなくし、正確な厚さ計測を可能にするための厚さ計測装置の調整方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明に係る厚さ計測装置の調整方法は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、前記校正板を、校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第１の変化量を求める工程と、前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第２の変化量を求める工程と、前記第１の変化量と前記第２の変位量との差異に基づいて前記距離計の距離計測方向と前記校正板の移動軸との間の角度の偏差を求める工程と、前記偏差に基づいて前記距離計の距離計測方向を調整する工程とを備えたものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整方法は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、前記レーザ距離計の計測範囲内に厚さが既知の校正板を、前記距離計の距離計測方向に対して任意の角度に調整する工程と、前記校正板が前記任意の角度にされた状態で前記距離計により前記校正板の厚さを計測する工程と、前記厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出する工程とを備えたものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整方法は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、前記校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第１の変化量を求める工程と、前記校正板を第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第２の変化量を求める工程と、前記第１の変化量と前記第２の変化量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の計測方向が平行となるように調整する工程と、前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、両者が一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させる工程とを備えたものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整方法は、前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させる。

本発明に係る厚さ計測装置の調整装置は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第１の機構と、前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第２の機構と、前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、前記第２及び第１の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板を移動方向に対して第１の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に移動させ、また、前記校正板を、該校正板の移動方向に対して第２の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、前記演算手段は、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第１の変化量を求めるとともに、前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計にそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第２の変化量を求め、前記第１の変化量と前記第２の変化量との差異に基づいて前記距離計の計測方向と前記校正板の移動方向との間の角度の偏差を求める。そして、前記距離計の距離計測方向を前記偏差に基づいて調整するものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整装置は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、前記校正板の移動方向に対して任意の角度に調整可能な機構と、前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記校正板を前記任意の角度にした状態で前記距離計により厚さを計測させたときの厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる傾斜方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出するものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整装置は、複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第１の機構と、前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第２の機構と、前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、前記第２及び第１の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にするとともに前記距離計の計測方向に移動させ、前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にするとともに、前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、前記演算手段は、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第１の変化量を求める処理、及び前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第２の変化量を求める処理を行い、前記第１の変化量と前記第２の変位量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の距離計測方向が平行となるように調整し、前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後に、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる斜め方向の校正板の厚さとが一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させるものである。

本発明に係る厚さ計測装置の調整装置は、前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させる機構を備えたものである。

本発明によれば、レーザ距離計を用いた厚さ計測装置において、対向配置されたレーザ距離計の相対的な位置、方向ズレを検出することが可能であり、検出結果に応じて距離計の位置、方向を調整することにより距離計の計測軸を高精度に一致させる事が可能となり、距離計間の計測軸のズレ（計測位置ズレ、計測方向ズレ）に起因する誤差要因を無くし、正確な形状（寸法）計測が可能となる。
また、本発明によれば、対向配置されたレーザ距離計の相対的な位置関係を定期的に検出、確認し、必要に応じて調整（校正）を行う事により機械的な変形、歪等に起因する距離計の相対的な位置関係のズレを補正し、誤差要因を低減した高精度な計測条件を維持する事が可能となる。

実施形態１．
本発明の実施形態１による厚さ計測装置の調整方法では、対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置において、距離計の計測範囲内に校正板を挿入し、校正板を距離計測方向に移動させ、校正板の移動量と距離計の計測値の変化量を計測する。図１（ａ）に示されるように、校正板の移動方向とレーザ距離計の距離計測方向（光軸）とが平行であれば、校正板の移動量L0と距離計の計測値の変化量L1は等しくなるはずであるが、図１（ｂ）に示されるように、校正板の移動方向と距離計測方向とが平行でない場合には、校正板移動量L0と距離計計測値変化量L1とは異なる。ここで、校正板移動方向と距離計測方向との角度をθとすると、L0とL1の関係は
L1=L0/cos(θ） …（１）
となるので、L1とL0の差が小さくなるように校正板の移動軸或いは距離計の距離計測方向の角度を調整すれば、両者を平行にすることが可能であるが、校正板の移動量L0と角度θが小さい場合には、L1とL0の差は小さく、一定角度差以下に調整することは出来ない。

ここで、図２（ａ）に示されるように、校正板の移動軸に対して校正板を任意の角度に設定し、校正板を移動させた場合には、校正板移動量L0と計測値変化量L2とは、校正板の移動方向と距離計の距離計測方向とが平行な場合には図１（ａ）の場合と同様に等しくなるが、図２（ｂ）に示されるように、校正板の移動方向と距離計の距離計測方向とが異なる場合には、L0とL2の関係は、その角度ずれθが０に近い微小角度とすれば、（２）式で表され、（１）式に示したL0、L1の関係に対して両者の差異は拡大する。
L2＝L0/cos(θ)＋L0tan(θ)tan(α)/｛cos(θ)−sin(θ)tan(α)｝
≒L0/cos(θ)＋L0tan(θ）tan(α) …（２）

上記のL0とL2の差を小さくするように調整を行った場合には、校正板の移動方向と距離計側方向とのズレをより小さく調整することが可能となる。さらに、図２（ｃ）（ｄ）に示されるように、校正板の移動軸に対する傾斜方向を変えることにより、L2とL0との差が変化するので、校正板の移動方向と距離計測方向との角度ズレの方向を特定する事も可能となり、調整をより容易とすることも可能である。

したがって、校正板の角度を変更し、校正板を移動させ、校正板の移動量と距離計の計測値変化量とを比較することにより校正板の移動方向と距離計の距離計測方向とのズレを検出し、角度ズレを無くすように調整を行う事が可能となる。即ち、本発明の実施形態１においては、上記の知見に基づいて次のような処理を行って、校正板の移動軸と距離計の距離計測方向とを平行に調整している。

ａ．距離計の計測範囲内の校正板を、校正板の移動軸に対して第１の任意の角度して距
離計の距離計測方向に移動させる。
ｂ．校正板を校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にして前記距離計の距離計測方
向に第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる。
ｃ．校正板を第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれ
ぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第１の変化量を求める。
ｄ．校正板を第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で距離計によりそれ
ぞれ距離計測してその計測値の変化量である第２の変化量を求める。
ｅ．第１の変化量と第２の変位量との差異に基づいて距離計の距離計測方向と校正板の
移動軸との間の角度の偏差を求める。
ｆ．偏差に基づいて距離計の距離計測方向（光軸方向）を調整する。

以上のようにして、対向する各距離計に関して校正板の移動方向と距離計の距離計測方向とのズレを検出し、校正板の移動方向と距離計の距離計測方向とが平行になるように調整を行うことにより、距離計の距離計測方向を校正板の移動軸に対して平行に調整することができ、その平行度を精密に調整する事が可能となる。

実施形態２．
また、本発明の実施形態２による厚さ計測装置の調整方法では、図３（ａ）に示されるように対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置（対向するレーザ距離計の距離計測方向は平行に調整されているとする）において、対向する距離計の計測範囲内に厚さが既知の校正板を挿入し校正の板厚を計測する。この時、校正板の距離計測方向に対する角度を例えば図３（ａ）から（ｂ）のように変更すると、角度αに応じて計測値は変化する。校正板の板厚をｄ、校正板の角度をαとすると計測される板厚Ｄ0は、次式で表される。
Ｄ0＝d/cos(α) …（３）
ここで、図３（ｃ）に示すように対向する距離計の計測軸（光軸）が距離計測方向に対して垂直方向にズレｈがあると、計測される板厚Ｄ1は次式で表され、（３）式に対してずれを生じる。
Ｄ1＝d/cos(α)＋h・tan(α) …（４）

また、図３（ｃ）に示されるように対向する距離計の計測軸のズレの方向と、校正板の傾斜方向の関係により計測される板厚Ｄが変化する事から、校正板の傾斜方向を変更して計測を行う事により、対向する距離計の計測軸ズレの方向と、ズレの量を算出する事が可能であり、容易に調整を行う事が可能となる。

したがって、本発明の実施形態２においては、上記の知見に基づいて次のような処理を行って、対向配置された距離計の計測軸のズレを調整している。
ａ．既知厚さの校正板を、距離計の距離計測方向に対して任意の角度に調整する。
ｂ．校正板が前記任意の角度にされた状態で距離計により校正板の板厚を計測する。
ｃ．厚さ計測値と、校正板の既知の板厚及び前記任意の角度によって得られる斜め方向
の校正板の板厚とを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測
軸の位置ズレを算出する。
ｄ．算出された計測軸の位置ズレを調整し一致させる。

以上のように、上記の実施形態１により前記対向配置された距離計の距離計測方向の調整を行い、対向距離計の距離計測方向を平行にした後に、本実施形態２において、更に、計測軸のずれを調整し一致させるようにしており、これにより対向配置された距離計の計測軸（光軸）を高精度に一致させる事が可能となり、板厚（寸法）計測の誤差要因を最小化することが可能となる。

図４は本発明による厚さ計測装置の調整装置の実施例を示した図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図である。図中、１はレーザ距離計、２は距離計を保持する為のＣフレーム、３はフレームを移動させるためのガイド、４は校正板機構部、５は校正板、６は校正板回転機構、７は校正板移動機構、８は校正板角度変更機構、９は校正板機構部全体の移動機構、１０は信号処理装置（演算手段）、１１は計測対象（鋼板）をそれぞれ示している。

レーザ距離計１は、図５に示されるように、対象物にレーザ光を投光し、対象物表面での反射散乱光をレンズとＣＣＤラインセンサにより検出し、三角測量の原理で対象物までの距離を算出するものであり、レーザの投光軸（光軸）が距離計測方向となる。本実施例における距離計１は、計測基準距離270mm、計測レンジ150mmであり、（計測レンジをラップさせ）対向する距離計間の距離Ｌ０を640ｍｍとなるように、Ｃフレーム２に固定されている。Ｃフレーム２には固定された距離計のＣフレームに対する固定位置、角度を調整する機構（図示せず）を有し、図６に示されるように、各距離計１を水平面内の直交２方向に±２mmの位置調整、鉛直方向に対して直交２方向に±１°の角度調整がそれぞれ可能としている。

本実施例ではＣフレーム２はガイド３に沿って移動可能とし、対象材１１を計測する位置と校正、調整を行う位置間で移動可能としている。Ｃフレーム２を計測位置に移動し、図７に示されるように、対象材１１が挿入されると、対向する上下距離計１による対象材表面（表裏）までの計測距離と距離計間の間隔（640ｍｍ）から対象物の寸法（厚さ）を算出する。また、校正、調整を行う場合には、校正板機構部４位置に距離計１が来るようにＣフレーム２が移動し、距離計１間に校正板５が来るように校正板機構部全体が機構９により移動する（Ｃフレーム２が計測位置に移動する際には、移動の障害にならないように、校正板機構部４全体が退避する構造となっている）。

図８（ａ）に示されるように、校正板機構部４の校正板５は、厚さ20mm、直径150mmの円盤形状で、上下面の平坦度、平行度が高く加工された板を使用している。また、校正板５は校正板回転機構６に取付けられ、距離計１の計測位置に挿入された際には回転軸を中心に回転可能としている。本実施例では２００〜３００ｒｐｍでの回転を行うようにした。距離計１による計測時に校正板５を回転運動させることにより、距離計測時に対象表面が連続的に移動する状態とし、対象材（校正板）１１の表面正常、粗さの影響を平滑化し、安定した計測値を得る事を可能としている。

また、校正板５及び校正板回転機構６は、校正板移動機構７に取り付けられ、鉛直Z方向（距離計計測方向）に直線移動（昇降）を可能としている。本実施例では、移動機構はリニアステージにより実現し、移動ストローク１５０ｍｍ、繰返し移動位置決め精度±0.01mm以下での校正板の移動を可能としている。

更に、校正板５及び校正板回転機構６は、校正板角度変更機構８により、図８（ｂ）（ｃ）に示されるように、移動機構による移動方向に対して校正板の面を任意の角度に変更可能としている（鉛直Ｚ方向に対して垂直面内の直交２軸（Ｘ，Ｙ軸）周りに回転（角度変更）可能）。角度変更機構８は、光学ステージを利用して構成され、直交２軸周りにそれぞれ±３０°の範囲に再現性±０．０５°での角度変更を可能としている。

本発明の実施例においては以下の手順（例）で上下距離計１の角度検定、調整を行う。
Ａ１）Ｃフレーム２を校正位置に移動する。
Ａ２）校正板機構部４を校正位置（計測位置）に移動する。
Ａ３）校正板５の角度を変更する（Ｘ軸周りに３０°傾斜させる）
Ａ４）上下距離計１により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計１の計測距離Ｌu0、下距離計計測距離Ld0とする。
Ａ５）校正板５を校正板移動機構７により移動させる（移動量ΔＬ＝１００ｍｍ）
Ａ６）上下距離計１により校正板５の表面までの距離を計測する。
上距離計の計測距離Ｌu1、下距離計計測距離Ld1とする。

Ａ７）各距離計１の計測距離の変化量を算出する。
上距離計変化量ΔＬu1＝Ｌu1-Ｌu0、下距離計変化量ΔLd1＝Ld1-Ld0
Ａ８）校正板５の角度を変更する（Ｘ軸周り傾斜０°、Ｙ軸周り傾斜３０°）
Ａ９）上下距離計１により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Ｌu2、下距離計計測距離Ld2とする。
Ａ１０）校正板５を校正板移動機構７により移動させる（移動量ΔＬ＝１００ｍｍ）
Ａ１１）上下距離計１により校正片表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Ｌu3、下距離計計測距離Ld3とする。
Ａ１２）各距離計１の計測距離の変化量を算出する。
上距離計変化量ΔＬu2＝Ｌu3-Ｌu2、下距離計変化量ΔLd2＝Ld3-Ld2
Ａ１３）距離計１の計測距離変化量と校正板５の移動量を比較する。
・ΔL≠ΔＬu1の場合
上側距離計の計測方向と校正板移動方向がＸ軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔＬu2の場合
上側距離計の計測方向と校正板移動方向がＹ軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔＬd1の場合
下側距離計の計測方向と校正板移動方向がＸ軸周りにずれている。
・ΔL≠ΔＬd2の場合
下側距離計の計測方向と校正板移動方向がＹ軸周りにずれている。

ここで、距離計の距離計測方向と校正板の移動方向の角度をθ、校正板の角度をα（＝３０°）とすると
距離計の計測値変化量は次式で表される（（2）式）。
ΔLu=ΔL/cos(θ）＋ΔLtan（θ）tan(α)
θ<<１の場合、下記近似が成り立つ。
ΔLu≒ΔL＋ΔLtan（θ）tan(α)
ΔLu-ΔL＝ΔLtan（θ）tan(α)
θ＝tan^-1((ΔLu-ΔL)/ΔLtan(α))
距離計１の計測値変化量ΔLuと校正板移動量ΔLの差が0.2mmの場合には、θ≒0．2°となる。距離計の計測誤差を±30μｍとすると、±0．03°の角度ズレの検出が可能となる。
Ａ１４）各距離計１の計測方向が校正板移動方向と平行になるようにＣフレーム２へ
の距離計取付け角度を調整する。
Ａ１５）Ａ３）〜Ａ１３）を繰返し、角度調整結果を確認する。

また、本発明の実施例においては、以下の手順（例）で上下距離計の校正と計測軸の検定、調整を行う。
Ｂ１）前記角度検定、調整を実施する（或いは実施済であるとする）
Ｂ２）校正板５の面を校正板移動軸（距離計計測軸）に垂直にする（Ｘ，Ｙ軸周り角
度０°）
Ｂ３）校正板５を距離計計測レンジ内で移動させ、上下距離計１により校正板表面ま
での距離を計測する。
上距離計計測距離Ｌu0、下距離計計測距離Ld0とする。

Ｂ４）校正片移動量と、各距離計移動量が等しくなるように、補正係数を設定する。
＊板厚Ｄ0を算出する。
Ｄ0＝Ｌ0−Ｌu0−Ld0
（Ｌ0上下距離計間隔、本実施例ではＬ0＝640mm）
＊校正板位置によらず、Ｄ0が一定となることを確認する。
Ｂ５）校正板５の角度を変更する（Ｘ軸周り傾斜α＝３０°）
Ｂ６）上下距離計１により校正板表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Ｌu1、下距離計計測距離Ld1とする。
Ｂ７）板厚Ｄ1を算出する。
Ｄ1＝Ｌ0−Ｌu1−Ld1
Ｂ８）校正板５の角度を変更する（Ｘ軸周り傾斜０°、Ｙ軸周り傾斜α＝３０°）
Ｂ９）上下距離計１により校正板表面までの距離を計測する。
上距離計計測距離Ｌu1、下距離計計測距離Ld1とする。
Ｂ１０）板厚Ｄ2を算出する。
Ｄ2＝Ｌ0−Ｌu2−Ld2

Ｂ１１）計測板厚Ｄ0と校正板角度から求められる計算板厚値（＝Ｄ0/cos(α)）と、Ｄ1、Ｄ2を比較する。
・Ｄ1≠Ｄ0/cos(α)の場合
上下距離計の光軸がＹ軸方向にずれている
・Ｄ2≠Ｄ0/cos(α)の場合
上下距離計の光軸がＸ軸方向にずれている

ここで、上下距離計１の計測軸のズレをｈ、校正板の角度をα（＝３０°）とすると、計測される板厚は次式で表される（（4）式）。
Ｄ1＝Ｄ0/cos(α)＋h・tan(α)
Ｄ1-Ｄ0/cos(α)＝ｈtan(α)
計測軸のズレｈ＝0.5ｍｍの場合、計測板厚と計算板厚（Ｄ0/cos(α)）の差は
Ｄ1-Ｄ0/cos(α)＝0.29ｍｍ
となる。距離計の計測誤差を±30μｍとすると、0.05mmの計測軸のズレを検出することが可能となる。
Ｂ１２）上下距離計１の計測軸が一致するようにＣフレーム２上の取付け位置を調整する。
Ｂ１３）Ｂ５）〜Ｂ１２）繰返し、計測軸ズレ調整結果を確認する（必要であれば、再調整を行う）。

以上のように本実施例においては、前記の角度、位置検定手順において、校正板の角度変更、移動等の動作は信号処理装置（演算手段）１０により制御するとともに、必要な距離計計測値の取り込み、データ処理を自動で行い、角度、位置ズレの方向、程度を算出表示し、検定、調整を容易に可能としているが手動で設定を行う事も可能である。また、本実施例では１つの校正板の角度、位置を変更し、計測を行っているが、距離、角度の精度が確保可能であれば複数の校正板を交換して変更を実現しても良い。

厚さ計測時に計測誤差が発生する要因の説明図。 鋼板の斜め計測誤差の補正方法を説明する図。 鋼板の斜め計測誤差の他の補正方法を説明する図。 本発明の実施例の厚さ計測装置の正面図及び平面図。 三角測量式レーザー距離計の原理図。 距離計の角度調整の説明図。 上下距離計による厚さ計測の説明図。 校正板機構部の説明図。

符号の説明

１ 距離計、２ Ｃフレーム、３ ガイド、４ 校正板機構部、５ 校正板、６ 校正板回転機構、７ 校正板移動機構、８ 校正板角度変更機構、９ 移動機構、１０ 信号処理装置、１１ 計測対象（鋼板）。

Claims (8)

1. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、
   前記校正板を、校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、
   前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第１の変化量を求める工程と、
   前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第２の変化量を求める工程と、
   前記第１の変化量と前記第２の変位量との差異に基づいて前記距離計の距離計測方向と前記校正板の移動軸との間の角度の偏差を求める工程と、
   前記偏差に基づいて前記距離計の距離計測方向を調整する工程と
   を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。
2. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内に厚さが既知の校正板を、前記距離計の距離計測方向に対して任意の角度に調整する工程と、
   前記校正板が前記任意の角度にされた状態で前記距離計により前記校正板の厚さを計測する工程と、
   前記厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出する工程と
   を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。
3. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内にある校正板を、前記校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に移動させる工程と、
   前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にして前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させる工程と、
   前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をしてその計測値の変化量である第１の変化量を求める工程と、
   前記校正板を第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測してその計測値の変化量である第２の変化量を求める工程と、
   前記第１の変化量と前記第２の変化量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の計測方向が平行となるように調整する工程と、
   前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度によって得られる斜め方向の校正板の厚さとを比較し、両者が一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させる工程と
   を備えたことを特徴とする厚さ計測装置の調整方法。
4. 前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の厚さ計測装置の調整方法。
5. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第１の機構と、
   前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第２の機構と、
   前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
   前記第２及び第１の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板を移動方向に対して第１の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に移動させ、また、前記校正板を、該校正板の移動方向に対して第２の任意の角度にするとともに前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、
   前記演算手段は、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第１の変化量を求めるとともに、前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計にそれぞれ距離計測させてその計測値の変化量である第２の変化量を求め、前記第１の変化量と前記第２の変化量との差異に基づいて前記距離計の計測方向と前記校正板の移動方向との間の角度の偏差を求め、
   前記距離計の距離計測方向を前記偏差に基づいて調整することを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。
6. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整方法において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、
   前記校正板の移動方向に対して任意の角度に調整可能な機構と、
   前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
   前記演算手段は、
   前記校正板を前記任意の角度にした状態で前記距離計により厚さを計測させたときの厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる傾斜方向の校正板の厚さとを比較し、その差異に基づいて対向配置された前記距離計の計測軸の位置ズレを算出することを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。
7. 複数の対向配置されたレーザ距離計により構成される厚さ計測装置の調整装置において、
   前記レーザ距離計の計測範囲内に配置される厚さが既知の校正板と、
   前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を前記距離計の距離計測方向に移動させる第１の機構と、
   前記校正板を前記移動方向に対して任意の角度に調整可能な第２の機構と、
   前記距離計の計測値を演算処理する演算手段とを備え、
   前記第２及び第１の機構は、前記レーザ距離計の計測範囲内に配置された校正板を、前記校正板の移動軸に対して第１の任意の角度にするとともに前記距離計の計測方向に移動させ、前記校正板を、前記校正板の移動軸に対して第２の任意の角度にするとともに、前記距離計の距離計測方向に前記第１の任意の角度配置の場合と同一距離移動させ、
   前記演算手段は、前記校正板を前記第１の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第１の変化量を求める処理、及び前記校正板を前記第２の任意の角度にして移動させたときの移動の前後で前記距離計によりそれぞれ距離計測をさせてその計測値の変化量である第２の変化量を求める処理を行い、
   前記第１の変化量と前記第２の変位量が、前記校正板の角度によらず等しくなるように前記距離計の距離計測方向を調整することにより対向配置された前記距離計の距離計測方向が平行となるように調整し、
   前記対向配置された距離計の計測方向が平行になるように調整された後に、前記校正板を任意の角度にした状態で前記距離計により計測された厚さ計測値と、前記校正板の既知の厚さ及び前記任意の角度から得られる斜め方向の校正板の厚さとが一致するように、前記距離計の距離計測方向に垂直な平面での位置を調整し、前記対向配置された距離計の計測軸を一致させることを特徴とする厚さ計測装置の調整装置。
8. 前記校正板の厚さを計測するときに、前記校正板をその面方向に連続的に移動させる機構を備えたことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の厚さ計測装置の調整装置。
   

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