JP2017190991A - 鋼板の平坦度測定方法及び平坦度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの労力及び時間を要することなく、鋼板の平坦度を定量的に精度よく自動測定可能な鋼板の平坦度測定方法及び平坦度測定装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る鋼板の平坦度測定方法は、鋼板の搬送方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計２ａｎ，２ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ）を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計２ａｎ，２ｂｎの設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を算出する算出ステップと、鋼板の搬送方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて算出ステップにおいて算出された鋼板の搬送方向の平坦度を補正する補正ステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の平坦度測定方法及び平坦度測定装置に関する。

従来、厚鋼板の長手方向や幅方向に発生するうねりである平坦度は、目視確認、手測定、及び自動計測のいずれかによって確認されている。具体的には、目視確認では、オペレータが、搬送中の厚鋼板の平坦度を目視によって確認し、官能検査によって厚鋼板の平坦度を確認する。一方、手測定では、オペレータが、搬送テーブルから作業床に厚鋼板を下ろし、ストレッチャー（水平尺）を厚鋼板に押し当て、スキミゲージで隙間を測定して厚鋼板の平坦度を確認する。また、自動計測では、例えば特許文献１や特許文献２記載の方法を用いて搬送中の厚鋼板の平坦度を自動計測する。

特開平５−３３２７１０号公報 特許第４６６６２７３号公報

しかしながら、目視確認は官能検査であるために、厚鋼板の搬送状態やオペレータの技量に応じて平坦度の確認結果にばらつきが生じる。また、平坦度を定量的に把握することが困難である。一方、手測定では、厚鋼板の全域にわたってストレッチャーを押し当てながらスキミゲージで隙間を測定することから、多くの労力及び時間が必要となり、効率が悪い。また、オペレータの技量に応じて平坦度の確認結果にばらつきが生じる。また、自動計測では、ロール間における厚鋼板の乗り移りや厚鋼板の上下方向のぶれ（パスライン変動）によって平坦度を精度よく測定できないことがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの労力及び時間を要することなく、鋼板の平坦度を定量的に精度よく自動測定可能な鋼板の平坦度測定方法及び平坦度測定装置を提供することにある。

本発明に係る鋼板の平坦度測定方法は、鋼板の搬送方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を算出する算出ステップと、鋼板の搬送方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて前記算出ステップにおいて算出された鋼板の搬送方向の平坦度を補正する補正ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る鋼板の平坦度測定方法は、上記発明において、前記算出ステップは、鋼板の幅方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の幅方向の平坦度を算出するステップを含み、前記補正ステップは、鋼板の幅方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて前記算出ステップにおいて算出された鋼板の幅方向の平坦度を補正するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る鋼板の平坦度測定装置は、鋼板の搬送方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計と、前記鋼板の搬送方向に沿って設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を算出し、鋼板の搬送方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を補正する情報処理装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る鋼板の平坦度測定装置は、上記発明において、鋼板の幅方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を備え、前記情報処理装置は、前記鋼板の幅方向に沿って設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の幅方向の平坦度を算出し、鋼板の幅方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて鋼板の幅方向の平坦度を補正することを特徴とする。

本発明に係る鋼板の平坦度測定方法及び平坦度測定装置によれば、多くの労力及び時間を要することなく、鋼板の平坦度を定量的に精度よく自動測定することができる。

図１は、本発明の一実施形態である鋼板の平坦度測定装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す鋼板の平坦度測定装置の変形例の構成を示す模式図である。 図３は、厚鋼板の搬送方向に距離計を１台設置した場合におけるパスライン変動及び厚鋼板の平坦度の変化によって計測される距離差を示す図である。 図４は、厚鋼板の搬送方向に距離計を２台設置した場合におけるパスライン変動及び厚鋼板の平坦度の変化によって計測される距離差を示す図である。 図５は、本発明の一実施形態である平坦度測定処理を説明するための模式図である。 図６は、本発明の一実施形態であるゼロ点補正処理を説明するための模式図である。 図７は、本発明の一実施形態であるゼロ点補正処理を説明するための模式図である。 図８は、上流側及び下流側の距離計によって計測された距離データを示す図である。 図９は、図８に示す距離データから算出された厚鋼板の平坦度量を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の平坦度測定装置の構成及び動作について説明する。

〔構成〕
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の平坦度測定装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である鋼板の平坦度測定装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示す鋼板の平坦度測定装置の変形例の構成を示す模式図である。図３は、厚鋼板の搬送方向に距離計を１台設置した場合におけるパスライン変動及び厚鋼板の平坦度の変化によって計測される距離差を示す図である。図４は、厚鋼板の搬送方向に距離計を２台設置した場合におけるパスライン変動及び厚鋼板の平坦度の変化によって計測される距離差を示す図である。

図１（ａ）に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の平坦度測定装置１は、厚鋼板を搬送する搬送ロールＲ１と搬送ロールＲ２との間に設置された複数の距離計２ａｎ（ｎ＝１〜ｋ），２ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ）を備えている。各距離計は、厚鋼板に対して光を照射することによって厚鋼板と距離計の設置位置との間の距離を計測する非接触式の距離計によって構成されている。

本実施形態では、距離計は、厚鋼板の搬送方向に沿って２台設置され、厚鋼板の幅方向に沿ってｋ台設置されている。厚鋼板の搬送方向に沿って距離計を複数設置する理由については、後述する。また、図１（ｂ）に示すように、各距離計は、厚鋼板ＴＳのパスラインの下方に設置されている。各距離計は、厚鋼板のパスライン近傍から想定される厚鋼板の平坦度量だけ離れた位置に設置するとよい。

なお、各距離計を厚鋼板のパスラインの上方に設置してもよい。但し、厚鋼板のパスラインの上方に距離計を設置する場合には、距離計が厚鋼板と接触しないように、厚鋼板のパスライン近傍から厚鋼板の製造板厚と想定される厚鋼板の平坦度量だけ離れた位置に距離計を設置する必要がある。このため、図２に示すように、厚鋼板ＴＳのパスラインの上方に距離計２ａｎ，２ｂｎを設置する場合には、各距離計にその高さ位置を調整する高さ調整機構１０を設けることが望ましい。

ここで、図３，４を参照して、厚鋼板の搬送方向に沿って距離計を複数設置する理由を説明する。一般に、搬送中の厚鋼板の位置は上下方向に変動（パスライン変動）する。このため、図３（ａ），（ｂ）に示すように、厚鋼板ＴＳの搬送方向に沿って設置された距離計が１台である場合、時間ｔ０から時間ｔ１の間に距離計２によって計測された距離の差が、平坦度の変化に起因するもの（図３（ａ））なのか、又は、パスライン変動に起因するもの（図３（ｂ））なのかを区別できない。

これに対して、図４（ａ），（ｂ）に示すように、厚鋼板ＴＳの搬送方向に沿って距離計を複数台（本例では２台）設置し、距離を同時にサンプリングした場合には、平坦度の変化が生じた際には各距離計２ａｎ，２ｂｎによって計測された距離の差は異なり（図４（ａ））、パスライン変動が生じた際には各距離計２ａｎ，２ｂｎによって計測された距離の差は同じになる（図４（ｂ）。このため、時間ｔ０から時間ｔ１の間に距離計２ａｎ，２ｂｎによって計測された距離の差が、平坦度の変化に起因するものなのか、又は、パスライン変動に起因するものなのかを区別できる。これにより、本実施形態では、厚鋼板の搬送方向に沿って距離計を複数台設置し、距離を同時にサンプリングすることとする。

〔平坦度測定処理〕
次に、図５〜図７を参照して、厚鋼板の平坦度を測定する際の鋼板の平坦度測定装置１の動作について説明する。図５は、本発明の一実施形態である平坦度測定処理を説明するための模式図である。図６，図７は、本発明の一実施形態であるゼロ点補正処理を説明するための模式図である。

本発明の一実施形態である平坦度測定処理では、図示しないパーソナルコンピュータ等の情報処理装置が、距離計２ａｎ，２ｂｎによって計測された距離計２ａｎ，２ｂｎの設置位置と厚鋼板との間の距離に基づいて厚鋼板の平坦度を測定する。具体的には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、情報処理装置は、上流側の距離計２ａｎの設置位置と下流側の距離計２ｂｎの設置位置との間隔Ｋ、上流側の距離計２ａｎによって計測された距離と下流側の距離計２ｂｎによって計測された距離との差ΔＬｎ（ｎはサンプリング点数）と距離計測タイミング間における厚鋼板ＳＴの進行量Ｓの相似形の関係（数式（１））を利用して、数式（２），（３）より距離計測時間ｔｎにおける平坦度ｑｎを算出する。なお、図５（ａ），（ｂ）におけるΔＬ０，ΔＬ１，ΔＬ２はそれぞれ距離計測時間ｔ＝ｔ０，ｔ１，ｔ２における差ΔＬを示し、ＰＲ０，ＰＲ１，ＰＲ２はそれぞれ距離計測時間ｔ＝ｔ０，ｔ１，ｔ２における厚鋼板の位置を示し、ｑ_０は距離計測時間ｔ＝ｔ０における平坦度を示している。

Ｋ：ΔＬｎ＝Ｓ：ｑ_ｎ …（１）
Ｋ・ｑ_ｎ＝Ｓ・ΔＬｎ …（２）
ｑ_ｎ＝（Ｓ・ΔＬｎ）／Ｋ …（３）

但し、差ΔＬｎには、上流側の距離計２ａｎ及び下流側の距離計２ｂｎの取り付け誤差ΔＺ（図５（ａ）参照）や周辺温度による各距離計の温度ドリフト（一般的には周辺温度の影響によって距離計内の光学系の配置が変化することに伴う計測距離の変化）が含まれることがある。このため、図６に示すように、情報処理装置は、上流側の距離計２ａｎ及び下流側の距離計２ｂｎのそれぞれについて、厚鋼板の全長にわたって計測された距離の平均値Ｌａ，Ｌｂを距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点同士の差を差ΔＬｎから差し引くこと（ゼロ点補正）によって平坦度ｑ_ｎを算出することが望ましい。これにより、差ΔＬｎから距離計の取り付け誤差や温度ドリフトの影響を除去し、平坦度を精度よく測定できる。

なお、このゼロ点補正処理は、厚鋼板の平坦度を測定する度毎に実行するとよい。また、本実施形態では、厚鋼板の搬送方向に沿って設置された複数の距離計間においてゼロ点補正処理を行ったが、図７に示すように、厚鋼板の幅方向に沿って設置された複数の距離計間（距離計２ａ１〜２ａｋ間や距離計２ｂ１〜２ｂｋ間）でゼロ点補正処理を行ってもよい。この場合、ゼロ点の基準とする距離計を基準距離計として予め決めておき、基準距離計について算出されたゼロ点と他の距離計について算出されたゼロ点との差を差ΔＬｎから差し引く。これにより、厚鋼板の幅方向についても平坦度を精度よく測定できる。

本実施例では、厚鋼板の幅方向に距離計を３００ｍｍ間隔で１５台、厚鋼板の搬送方向に距離計を２台の合計３０台の距離計を設置した。また、厚鋼板の搬送方向における距離計の設置間隔は２６０ｍｍ、距離データのサンプリング周期は１２５Ｈｚ（搬送速度２ｍ／ｓｅｃ下で１５．９８ｍｍ）とした。なお、平坦度をさらに詳細に測定する場合には、サンプリング周期をより高速にするとよい。厚鋼板の幅方向に設置された１５台の距離計のうちの１台について、本発明の有効性を確認した結果を示す。なお、厚鋼板の長さは９０００ｍであった。

図８は、上流側及び下流側の距離計によって計測された距離データを示す図である。図８に示すように、計測された距離データは周期的にうねっている。これは搬送中の厚鋼板が搬送ロールに乗り移る際の変動であり、距離データ内の微小な変動はパスライン変動である。図９は、図８に示す距離データから算出された厚鋼板の平坦度量を示す図である。図９に示すように、ゼロ点補正処理を行わなかった場合（比較例）、平坦度量が傾きを有している。これは、上流側及び下流側の距離計に取り付け誤差があったために、取り付け誤差の積算値が平坦度量に加味されたためと考えられる。一方、ゼロ点補正処理を行った場合（本発明例）には、平坦度量は傾きを有さなくなり、平坦度量を正確に算出できることが確認された。これにより、本発明によれば、多くの労力及び時間を要することなく、鋼板の平坦度を定量的に精度よく自動測定できることが確認された。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、このように、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

１ 鋼板の平坦度測定装置
２，２ａｎ（ｎ＝１〜ｋ），２ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ） 距離計
１０ 高さ調整機構
Ｒ１，Ｒ２ 搬送ロール
ＴＳ 厚鋼板

Claims (4)

1. 鋼板の搬送方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を算出する算出ステップと、
   鋼板の搬送方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて前記算出ステップにおいて算出された鋼板の搬送方向の平坦度を補正する補正ステップと、
   を含むことを特徴とする鋼板の平坦度測定方法。
2. 前記算出ステップは、鋼板の幅方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の幅方向の平坦度を算出するステップを含み、
   前記補正ステップは、鋼板の幅方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて前記算出ステップにおいて算出された鋼板の幅方向の平坦度を補正するステップを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板の平坦度測定方法。
3. 鋼板の搬送方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計と、
   前記鋼板の搬送方向に沿って設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を算出し、鋼板の搬送方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて鋼板の搬送方向の平坦度を補正する情報処理装置と、
   を備えることを特徴とする鋼板の平坦度測定装置。
4. 鋼板の幅方向に沿って鋼板のパスラインの上方又は下方に設置された複数の距離計を備え、
   前記情報処理装置は、前記鋼板の幅方向に沿って設置された複数の距離計を利用して、鋼板の全長にわたって鋼板と距離計の設置位置との間の距離を同時に測定し、測定された距離を用いて鋼板の幅方向の平坦度を算出し、鋼板の幅方向に設置された各距離計によって計測された距離の平均値を距離のゼロ点として算出し、算出されたゼロ点を用いて鋼板の幅方向の平坦度を補正する
   ことを特徴とする請求項３に記載の鋼板の平坦度測定装置。

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