JP2016064421A - 形鋼の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 形鋼の製造過程において、当該形鋼に成形する帯鋼の表面形状の判別を、撮像後に種々の基準値の入力等をすることなく、迅速且つ容易に行うことのできる形鋼の製造装置を提供する。
【解決手段】 一定のパターンで加工が施された形鋼Ｘの適否をパターン毎に判別する判別装置５を有する形鋼Ｘの製造装置１であって、前記判別装置５は、前記形鋼の複数連続して加工されたパターンをパターン毎に撮像する撮像手段５ｅと、前記形鋼の複数連続して加工されたパターンのうち、前記撮像手段により最初に撮像されたパターンの画像のみを登録する登録手段５ｆと、前記登録されたパターンの画像から判別に用いる基準値を抽出し、基準パターンを生成する基準パターン生成手段５ｇと、前記基準パターンと次回以降に撮像される各パターンの画像とを比較して、当該各パターンにおける前記基準値との適否を判別する判別手段５ｈとからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、形鋼の製造過程において当該形鋼に成形する帯鋼の表面形状の適否の判別を伴う製造装置であって、当該表面形状の撮像後に種々の基準値の入力等をすることなく、迅速且つ容易に当該表面形状の適否の判別を行うことのできる形鋼の製造装置に関する。

従来、形鋼が正規の形状であるか否かの判別は、形鋼の製造過程において、正規形状の帯鋼を撮像した後に、当該撮像した画像をもとに所定の基準値を入力する作業を経て基準パターンを生成し、当該生成した基準パターンと他の帯鋼の画像とを比較することにより行われてきた。このような所定の部材の適否を判別するための技術としては、以下のものが提供されている。

例えば、判別対象の画像を取得して画像取得データを出力し、当該画像取得データと基準パターンデータとに基づいて判別対象のパターン認識を行い、当該パターン認識結果から判別対象の穴径等を計測し、当該計測結果によって判別対象の結果判定を行う等することにより、判別対象の穴形状不良を目視点検に依存することなく、取得画像に基づいて全穴形状を正確且つ高速に外観判別することができる判別方法が提供されている（特許文献１）。

また、判別対象物を撮像した画像のうち、良品であると判定された複数の画像データを記憶し、当該良品であると判定された複数の画像データに基づいて、判別対象物の良否判定を行うための閾値を算出し、撮像された判別対象物が良品であるか否かを判定する技術が提供されている（特許文献２）。

特開平５−２０６２３８号公報 特開号２０１２−２１９１４公報

しかしながら、従来のように、形鋼に成形する帯鋼の表面形状を撮像した画像をもとに、その表面に施された所定の形状のサイズの最大値や最小値、当該形状の形成された位置、当該形状の位置等の種々の所定の基準値を、形鋼の種類、各パターン又は当該所定の形状ごとに入力する作業を経て基準パターンを生成し、当該基準パターンと帯鋼の画像とを比較して当該帯鋼が正規の形状であるか否かを判別するのは、種々の表面形状を有する形鋼が複数あれば、当該形状の異なる形鋼毎に各種基準値を入力しなければならず、また、基準値も所定の形状のサイズの最大値や最小値、当該形状の形成された位置、当該形状の位置等というように多岐にわたり、尚且つ、パターン毎に異なる所定の形状に対して、それぞれに一から基準値を入力しなければならないため、実際の判別作業に至るまでに、非常に手間と時間を掛ける必要があり、作業効率が悪いという問題があった。

また、特許文献１に記載の技術でも同様に、鋼板表面の欠陥の判別するに際しては、予め基準パターンデータや基準値等の入力、また、実際の判別作業に至るまでに、非常に手間と時間を掛ける必要があり、判別対象の製造効率が悪化するという問題があった。

さらに、特許文献２に記載の技術では、予め良品であると判定された複数の画像データを記憶し、且つ、当該複数の画像データから閾値を算出しなければ、判別対象物の判定を行うことができず、やはり、実際の判別作業に至るまでに、非常に手間と時間を掛ける必要があり、判別対象の製造効率が悪化するという問題があった。

そこで、本発明は、形鋼の製造過程において、当該形鋼に成形する帯鋼の表面形状の判別を、撮像後に種々の基準値の入力等をすることなく、迅速且つ容易に行うことのできる形鋼の製造装置を提供することを課題とした。

上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明に係る請求項１に記載の形鋼の製造装置は、コイル状の帯鋼を解くアンコイラーと、当該アンコイラーで解いた帯鋼を送りながら、当該帯鋼に一定のパターンで複数連続した加工を施す加工装置と、当該一定のパターンで加工が施された帯鋼の適否をパターン毎に判別する判別装置と、当該帯鋼を形鋼に成形する成形装置と、当該帯鋼を成形した形鋼をパターン毎に切断する切断装置とを含む形鋼の製造装置であって、前記判別装置は、前記帯鋼の複数連続して加工されたパターンをパターン毎に撮像する撮像手段と、前記帯鋼の複数連続して加工されたパターンのうち、前記撮像手段により最初に撮像されたパターンの画像のみを登録する登録手段と、前記登録されたパターンの画像から判別に用いる基準値を抽出し、基準パターンを生成する基準パターン生成手段と、前記基準パターンと次回以降に撮像される各パターンの画像とを比較して、当該各パターンが基準範囲内にあるか否かを判別する判別手段とからなることを特徴としている。

また、請求項２に記載の形鋼の製造装置は、前記加工装置が、前記帯鋼に一定のパターンで複数連続して孔を開口させるプレス加工機で構成され、前記基準パターンが、前記撮像手段により最初に撮像されたパターンの画像から抽出された前記複数の孔の孔数、孔位置及び孔径の基準値に基づいて生成されていることを特徴としている。

本発明に係る請求項１に記載の形鋼の製造装置によれば、最初のパターンを撮像して登録するだけで、基準値等のデータを入力等する手間を要することなく、迅速且つ容易に帯鋼の表面形状の可否を判別することができる。すなわち、最初に撮像した画像から生成した基準パターンと次回以降に撮像された画像が同一のパターンと判別されれば、最初に撮像されたパターンを含め、複数形成された一定のパターンの全てが適格品であることを判別することができる。一方、次回以降に撮像された画像の各パターンのうちいずれかが適格ではないと判定された場合は、当該パターンが形成された帯鋼において不適格品が存していることを瞬時に把握することができる。このように、当該形鋼の製造装置を用いることにより、形鋼に成形する帯鋼の適否判別を手間なく容易に行うことができるため、形鋼の製造効率を向上させることができる。

また、種々の表面形状を有する形鋼が複数あっても、当該形状パターンの異なる形鋼毎に各種基準値をキーボード等の入力装置を用いて入力する必要はなく、最初に撮像した画像を基準パターンとすればよいため、効率的に判別作業を行うことができ、形鋼の製造効率を向上させることができる。

また、請求項２に記載の形鋼の製造装置によれば、複数の孔が形成された形鋼の基準パターンを孔の孔数、孔位置及び孔径の基準値に基づき、最初に撮像された画像から手間なく容易に生成して帯鋼の適否を判別できるため、複数の孔が形成された形鋼の製造を迅速且つ効率的に行うことができる。

本発明に係る製造装置の構成を示す図である。 当該製造装置のうち判別装置の構成を示す外観斜視図である。 当該製造装置のうち判別装置の構成を示すブロック図である。 基準パターンを示す図である。

以下、図面に基づいて本発明を具体的に説明する。まず、図１は、本発明に係る形鋼Ｘの製造装置１の構造を示す側面図である。当該製造装置１は、基本的に、コイル状の帯鋼２を解くアンコイラー３と、当該アンコイラー３で解いた帯状の帯鋼２を送りながら、当該帯鋼２に一定のパターンで複数連続した加工を施す加工装置４と、当該一定のパターンで加工が施された帯鋼２の適否をパターン毎に判別する判別装置５と、当該帯鋼２から成形装置６によって成形した形鋼Ｘをパターン毎に切断する切断装置７とから構成され、一定のパターン毎の形鋼Ｘを製造する装置である。

当該製造装置１の構成のうち、前記加工装置４は、前記アンコイラー３によってコイル状を解かれた帯鋼２に対し、前記形鋼Ｘの表面形状となる帯鋼２の表面に一定のパターンで複数連続して孔２ａを開口させるプレス加工機で構成されている。なお、当該形鋼Ｘの製造過程における帯鋼２からの形状の変化は、図１の吹出し内に拡大して表示する。当該帯鋼２に開口して形成されるパターン毎の一又は複数の孔２ａは、形鋼Ｘの組み立ての際にボルトを挿通して形鋼Ｘを固設する等の用途に用いられる。また、当該加工装置４には、当該帯鋼２を加工装置４に給送するための上側フィードローラ４ａ及び下側フィードローラ４ｂが加工装置４の帯鋼２の供給口に設けられている。

図２は、前記判別装置５の構成をより詳細に示す斜視概略図であり、であり、図３は、当該判別装置５の構成を示すブロック図である。当該判別装置５は、前記成形装置６の帯鋼２の供給口に設けられた帯鋼２を給送するための上側第一ピンチローラ５ａ及び下側第一ピンチローラ５ｂと、上側第二ピンチローラ５ｃ及び下側第二ピンチローラ５ｄとの間に設置されている。

当該判別装置５は、前記帯鋼２の複数連続して加工された複数の孔２ａのパターンをパターン毎に撮像する撮像手段５ｅと、前記帯鋼２の複数連続して孔２ａが形成されたパターンのうち、前記撮像手段５ｅにより最初に撮像されたパターンの画像のみを登録する登録手段５ｆと、前記登録されたパターンの画像から判別に用いる孔２ａの孔数Ｎ、孔径Ｒ又は孔位置Ｏという基準値Ａを抽出し、基準値Ａに基づいて基準パターンＢを生成する基準パターン生成手段５ｇと、前記基準パターンＢの画像と次回以降に撮像される各パターンの画像とを比較して、当該各パターンが基準値Ａの範囲内にあるか否かを判別する判別手段５ｈと、適否の基準範囲を予め入力して記憶しておく基準範囲記憶部５ｉとから構成されている。

撮像手段５ｅは、カメラによって構成され、図２に示すように、上側第一ピンチローラ５ａ及び下側第一ピンチローラ５ｂと上側第二ピンチローラ５ｃ及び下側第二ピンチローラ５ｄとの間に給送される帯鋼２の上面を上側から下方に向けて撮像する。また、当該撮像手段５ｅは、給送されてくる帯鋼２に対して適切なタイミングで撮像できるように制御されている。具体的には、図２中に示す撮像範囲ａの範囲内において帯鋼２の送りに応じてパターン毎に複数枚の画像を撮像し、当該複数枚の画像を繋げ合わせてパターン毎の画像を生成する。このように１枚に生成されたパターン毎に画像のうち、最初の画像は、登録手段５ｆに送られ、その他の次回以降に撮像された画像は、判別手段５ｈに送られる。

登録手段５ｆでは、前記最初に撮像された画像が登録されて記憶される。当該登録された最初に撮像された画像は、帯鋼２の適否を判別する基準となる基準パターンＢの生成のため、基準パターン生成手段５ｇに送られる。当該登録手段５ｆによって入力されるのは、基準パターンＢとなる最初に撮像された画像のみである。

基準パターン生成手段５ｇは、前記登録手段５ｆから送られた画像から、パターン毎に形成された孔２ａの孔数Ｎ、孔位置Ｏ及び孔径Ｒという基準値Ａに基づいて、図４に示すような基準パターンＢを生成する。なお、当該図４に示す基準パターンＢは、あくまで例示であり、当該実施例に示す各パターンの基準パターンＢとは必ずしも同様ではない。当該生成された基準パターンＢは、各パターンの適否判断の基準として判別手段５ｈに送られる。このように生成された基準パターンＢに基づいて帯鋼２の表面形状の適否が判別されるため、最初に撮像されるパターンとしては、ノギス等の測定具によって計測されて予め適格品であると判定されたものが判別装置５へと給送される。

次に、判別手段５ｈは、前記基準パターンＢの画像と、次回以降に撮像した画像を比較して、各パターンの適否の判定を行う。当該判定は、次回以降に撮像した画像から孔数Ｎ、孔位置Ｏ及び孔径Ｒを抽出し、基準パターンＢの画像と比較して行う。具体的には、基準パターンＢの画像に表示された複数の孔２ａの孔数Ｎ、孔位置Ｏ及び孔径Ｒの３つの数値を基準とし、次回以降に撮像した画像に表示された複数の孔２ａの孔数Ｎ、孔位置Ｏ及び孔径Ｒを抽出し、当該次回以降に撮像した画像の孔２ａの孔数Ｎ、孔位置Ｏ及び孔径Ｒの数値が前記基準パターンＢの画像に表示された孔２ａの各数値の基準範囲内にあるか否かにより適否を判定する。

例えば、基準パターンＢの画像に３つの孔２ａが形成されていたとする。まず、前記基準パターン生成手段５ｇにおいて、孔数Ｎ＝３であることを認識した上で、各孔２ａの孔位置Ｏを各孔２ａの中心位置として当該画像の横軸ｘ及び縦軸ｙから得られる座標上の位置（Ｏ＝ｘ、ｙ）を夫々算出し、また、各孔２ａの孔径Ｒを基準パターンＢの画像から夫々算出する。次に、撮像手段５ｅから判別手段５ｈに送られてきた次回以降に撮像した画像においても、各孔２ａの前記３つの数値を算出する。そして、当該次回以降に撮像した画像の各数値のいずれもが前記基準パターンＢの各数値の基準範囲内にあれば当該画像は適格であると判定され、基準範囲内になければ不適格であると判定される。

ここで、基準範囲とは、当該製造装置１の判定装置４に予め入力された範囲であり、例えば、±１．０ｍｍ等の基準パターンＢの数値から画像の適否の判定を決める範囲で、この数値の範囲内であれば適格品であるとする数値が入力される。当該基準範囲の数値は予めキーボード等の入力装置によって入力され、前記基準範囲記憶部５ｉに記憶されたものである。当該基準範囲の入力は、当該製造装置に１による形鋼Ｘの製造作業を行う前に予め入力しておくことができ、且つ、当該基準範囲だけを簡単に入力することができるため、帯鋼２の撮像時に改めて基準値Ａ等を入力する必要もなく、適否判別の作業を効率的に行わせるものである。当該基準範囲の数値は、当該記憶領域から判別手段５ｈに送られ、帯鋼２の適否判別に使用される。

なお、当該判別手段５ｈは、最初に撮像した画像を基準として次回以降に撮像した画像の適否を判定できれば、どのような手段を採用してもよく、当該基準値Ａ等に限定されるものではない。

また、特に図示はしないが、前記製造装置１の構成には、前記各構成の制御を行う制御手段、また、モニタ等の表示手段、撮像時に帯鋼２の下方から帯鋼２を照射する照明手段等も夫々配置されている。

このようにして、判別手段５ｈにおいて適格品であると判定された帯鋼２は、成形装置６を経て、製品ごとの形鋼Ｘに成形された後、切断装置７によって前記孔２ａのパターン毎に切断され、パターン毎の形鋼Ｘが製造される。なお、ここでは、形鋼Ｘの例として軽量形鋼を製造しているため、図１に示すように、前記成形装置６によってフランジを設けた形状の形鋼Ｘに成形されている。

また、通常、前記アンコイラー３によってコイル状が解かれた帯鋼２に対し、図１に示すように、巻き癖等を矯正して平板状にするためのレベラー・シャー８が設けられ、当該レベラー・シャー８によって巻き癖等が解かれた帯鋼２が加工装置４に送られる。

以上のように、製造装置１によれば、最初に撮像された帯鋼２のパターンの画像が登録手段５ｆに瞬時に登録されて、即時に基準パターンＢが基準パターン生成手段５ｇによって生成されるため、多岐にわたる基準値を入力する手間を特に必要とせず、次回以降に撮像した画像の帯鋼２の孔２ａのパターンについて迅速且つ容易にその適否を判別することができる。よって、当該形鋼Ｘの製造装置１を用いることにより、形鋼Ｘに成形される帯鋼２の適否判別を手間なく容易に行うことができるため、形鋼Ｘの製造効率を向上させることができる。

また、種々の表面形状を有する形鋼Ｘが複数あっても、当該形状の異なる形鋼Ｘ毎に各種基準値Ａをキーボード等の入力装置を用いて入力する必要はなく、当該形鋼Ｘ毎に最初に撮像した画像を基準パターンＢとすればよいため、効率的に判別作業を行うことができ、形鋼Ｘの製造効率を向上させることができる。

上記実施例の製造装置１では、形鋼Ｘとして軽量形鋼を製造したが、その他表面形状の適否を判別する必要のある部材等、例えば、ステンレス、アルミ又は銅等を素材とする板状体等であれば、どのようなものであっても適否判断を手間なく容易に行うことができるため、その製造効率を向上させることができる。

１ 製造装置
２ 帯鋼
３ アンコイラー
４ 加工装置
４ａ 上側フィードローラ
４ｂ 下側フィードローラ
５ 判別装置
５ａ 上側第一ピンチローラ
５ｂ 下側第一ピンチローラ
５ｃ 上側第二ピンチローラＦ
５ｄ 下側第二ピンチローラ
５ｅ 撮像手段
５ｆ 登録手段
５ｇ 基準パターン生成手段
５ｈ 判別手段
６ 成形装置
７ 切断装置
Ａ 基準値
Ｂ 基準パターン
Ｒ 孔径
Ｎ 孔数
Ｘ 形鋼
Ｏ 孔位置
α 撮像範囲

Claims (2)

1. コイル状の帯鋼を解くアンコイラーと、当該アンコイラーで解いた帯鋼を送りながら、当該帯鋼に一定のパターンで複数連続した加工を施す加工装置と、当該一定のパターンで加工が施された帯鋼の適否をパターン毎に判別する判別装置と、当該帯鋼を形鋼に成形する成形装置と、当該帯鋼を成形した形鋼をパターン毎に切断する切断装置とを含む形鋼の製造装置であって、
   前記判別装置は、前記帯鋼の複数連続して加工されたパターンをパターン毎に撮像する撮像手段と、前記帯鋼の複数連続して加工されたパターンのうち、前記撮像手段により最初に撮像されたパターンの画像のみを登録する登録手段と、前記登録されたパターンの画像から判別に用いる基準値を抽出し、基準パターンを生成する基準パターン生成手段と、前記基準パターンと次回以降に撮像される各パターンの画像とを比較して、当該各パターンが基準範囲内にあるか否かを判別する判別手段とからなることを特徴とする形鋼の製造装置。
2. 前記加工装置は、前記帯鋼に一定のパターンで複数連続して孔を開口させるプレス加工機で構成され、
   前記基準パターンは、前記撮像手段により最初に撮像されたパターンの画像から抽出された前記複数の孔の孔数、孔位置及び孔径の基準値に基づいて生成されていることを特徴とする請求項１に記載の形鋼の製造装置。

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