JP2543647B2 - 非剛性構造の広範囲平面度測定装置 - Google Patents
非剛性構造の広範囲平面度測定装置Info
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- JP2543647B2 JP2543647B2 JP4127792A JP12779292A JP2543647B2 JP 2543647 B2 JP2543647 B2 JP 2543647B2 JP 4127792 A JP4127792 A JP 4127792A JP 12779292 A JP12779292 A JP 12779292A JP 2543647 B2 JP2543647 B2 JP 2543647B2
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- Japan
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- rail
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- shaped rail
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛直方向に配置された
測定対象物の表面をある基準面からの距離として計測す
ることで物体の形状や平坦度を測定する装置に関するも
のである。
測定対象物の表面をある基準面からの距離として計測す
ることで物体の形状や平坦度を測定する装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造設備のモールド銅板等は、操業
で使用されていくうちに歪みが生じ、操業トラブルにも
直結することになるため、その表面の状態（平面度、平
坦度）を管理することは極めて重要である。これに対
し、従来は解体された銅板を水平面上に置き、手作業で
測定位置をマークし銅板平面の上部に張られたワイヤー
等からの距離を物差し等で計測することで対応してき
た。一方、平坦度を測定する装置としては、剛性の極め
て高いＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブル上に、接触、または非接
触の変位計を取り付け対象物を測定する装置が知られて
いる（例えば実開平１−８５６０６号公報）。
で使用されていくうちに歪みが生じ、操業トラブルにも
直結することになるため、その表面の状態（平面度、平
坦度）を管理することは極めて重要である。これに対
し、従来は解体された銅板を水平面上に置き、手作業で
測定位置をマークし銅板平面の上部に張られたワイヤー
等からの距離を物差し等で計測することで対応してき
た。一方、平坦度を測定する装置としては、剛性の極め
て高いＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブル上に、接触、または非接
触の変位計を取り付け対象物を測定する装置が知られて
いる（例えば実開平１−８５６０６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した剛性の極めて
高いＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブルを有する平坦度を測定する
装置では、モールド銅板のように対象物の大きな場合に
は、剛性を確保すべく装置自体が非常に大きなものとな
り、また高価なものになると共に、本来のモールド銅板
の置場から測定装置の場所まで運搬する必要が生じる等
の問題点を有していた。
高いＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブルを有する平坦度を測定する
装置では、モールド銅板のように対象物の大きな場合に
は、剛性を確保すべく装置自体が非常に大きなものとな
り、また高価なものになると共に、本来のモールド銅板
の置場から測定装置の場所まで運搬する必要が生じる等
の問題点を有していた。
【０００４】本発明は、従来からある手作業を本質的に
解決するためになされたものであると共に、高剛性を持
たない所謂非剛性構造で、装置の軽量化を図り、非剛性
とした時の欠点となる装置のたわみやねじれ、回転等の
影響を極力排除できる機構を設けることで測定精度を高
めた装置とし、かつモールド銅板の置場の特徴である平
面を鉛直方向に立てた状態で平坦度を計測できる装置を
提供するものである。
解決するためになされたものであると共に、高剛性を持
たない所謂非剛性構造で、装置の軽量化を図り、非剛性
とした時の欠点となる装置のたわみやねじれ、回転等の
影響を極力排除できる機構を設けることで測定精度を高
めた装置とし、かつモールド銅板の置場の特徴である平
面を鉛直方向に立てた状態で平坦度を計測できる装置を
提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はＴ字型レールの
両端を回転軸受とＴ字型レール自体の振れを抑制するた
めの制振装置で支え、そのレール上に複数個の車輪を垂
直・水平方向に配した台車が走行できるようにし、この
台車の下部にガイドレールを鉛直方向に球面リンクを介
して懸垂させると共に球面リンクの直近に台車と懸垂物
間にバネと伸縮可能なピストンを配置し、さらにこのピ
ストン間を連結させることで球面リンク廻りの回転と横
揺れを抑制できるようにし、このガイドレールに沿って
鉛直方向に直進走行できるヘッドを設け、このヘッド内
部にヘッド走行方向と直交する方向に置かれた測定対象
物の表面までの距離を計測できる非接触式変位計を搭載
したことを特徴とする非剛性構造の広範囲平面度測定装
置である。
両端を回転軸受とＴ字型レール自体の振れを抑制するた
めの制振装置で支え、そのレール上に複数個の車輪を垂
直・水平方向に配した台車が走行できるようにし、この
台車の下部にガイドレールを鉛直方向に球面リンクを介
して懸垂させると共に球面リンクの直近に台車と懸垂物
間にバネと伸縮可能なピストンを配置し、さらにこのピ
ストン間を連結させることで球面リンク廻りの回転と横
揺れを抑制できるようにし、このガイドレールに沿って
鉛直方向に直進走行できるヘッドを設け、このヘッド内
部にヘッド走行方向と直交する方向に置かれた測定対象
物の表面までの距離を計測できる非接触式変位計を搭載
したことを特徴とする非剛性構造の広範囲平面度測定装
置である。
【０００６】
【実施例】測定の原理を図３に示す。平面状の測定対象
物３０はほぼ垂直に置かれる。該対象物３０の上部に、
対象物とほぼ平行にワイヤー３１を張り、このワイヤー
に１輪車３２をつけた重錘３３をぶら下げる。そして重
錘３３の糸３４の任意の位置で対象物３０との間隔を非
接触で測定していく。矢印３５は測定対象物３０との距
離である。結局、横に張られたワイヤー３１と重錘３３
の作る面を基準にして測定対象物表面の凹凸を測定する
ことになる。
物３０はほぼ垂直に置かれる。該対象物３０の上部に、
対象物とほぼ平行にワイヤー３１を張り、このワイヤー
に１輪車３２をつけた重錘３３をぶら下げる。そして重
錘３３の糸３４の任意の位置で対象物３０との間隔を非
接触で測定していく。矢印３５は測定対象物３０との距
離である。結局、横に張られたワイヤー３１と重錘３３
の作る面を基準にして測定対象物表面の凹凸を測定する
ことになる。
【０００７】ここで、測定が精度良く行われる条件は次
の３点である。（１）ワイヤー３１に代わる安定性のあ
る基準直線をいかに実現するか。（２）重錘３３が常に
垂直に止まるリンク構造をいかに実現するか。（３）重
錘の外力等により振れをいかに防止するか。ここで、
（２），（３）は一般には相反する条件である。
の３点である。（１）ワイヤー３１に代わる安定性のあ
る基準直線をいかに実現するか。（２）重錘３３が常に
垂直に止まるリンク構造をいかに実現するか。（３）重
錘の外力等により振れをいかに防止するか。ここで、
（２），（３）は一般には相反する条件である。
【０００８】これらの解決法について図１に本発明の実
施例を示し、以下各部について説明する。 （１）基準直線の実現法。 例えば図４（ａ）のように曲げ剛性のない直尺材を２枚
Ｔ字型に組み立てて使用する（これをＴ字レール１と称
することにする。）。重錘３３部分の走行は図４（ｂ）
のようにモノレール式にＴ字レール１を案内ローラー１
４、懸垂ローラー１５ではさみ、ラックピニオン等で駆
動させる。
施例を示し、以下各部について説明する。 （１）基準直線の実現法。 例えば図４（ａ）のように曲げ剛性のない直尺材を２枚
Ｔ字型に組み立てて使用する（これをＴ字レール１と称
することにする。）。重錘３３部分の走行は図４（ｂ）
のようにモノレール式にＴ字レール１を案内ローラー１
４、懸垂ローラー１５ではさみ、ラックピニオン等で駆
動させる。
【０００９】Ｔ字レール１は長手方向下向きに弾性的に
弓なりに曲がる分には機能上問題ないが、ねじれている
と基準直線にならなくなる。しかし一般にＴ字レール１
の組立ての段階でねじれが生じ、このねじれの矯正はき
わめて困難である。
弓なりに曲がる分には機能上問題ないが、ねじれている
と基準直線にならなくなる。しかし一般にＴ字レール１
の組立ての段階でねじれが生じ、このねじれの矯正はき
わめて困難である。
【００１０】そこで、Ｔ字レール１のねじれがあっても
ねじれ分を自動的にカバーし補正する簡単な構造とし
て、Ｔ字レールの両端を回転主軸２によって回転自由と
する。このようにすると、重錘が通過するＴ字レールの
各々のねじれに応じてＴ字レール１が回転しねじれが自
動補正される。もちろんこのためには、Ｔ字レール１だ
けでも安定して逆Ｔ字になるように回転中心を決め、ま
た重錘が十分重いことが必要となる。
ねじれ分を自動的にカバーし補正する簡単な構造とし
て、Ｔ字レールの両端を回転主軸２によって回転自由と
する。このようにすると、重錘が通過するＴ字レールの
各々のねじれに応じてＴ字レール１が回転しねじれが自
動補正される。もちろんこのためには、Ｔ字レール１だ
けでも安定して逆Ｔ字になるように回転中心を決め、ま
た重錘が十分重いことが必要となる。
【００１１】（２）重錘の垂直性の確保。 図４（ｂ）のように、重錘３３の代用物としての直動ガ
イド５に設けた昇降テーブル６にレーザー変位計等非接
触変位センサー７を取り付け、直動ガイド５の一端に重
錘を付け、上端を主球面リンク４を介して先述したモノ
レールの走行台車３に懸垂取り付ける。重錘の垂直性は
主球面リンク４に摩擦がないことで実現されるため、直
動ガイド５及び昇降テーブル６全体の重量をバランスす
るだけのバネ１６で支承する。 （３）重錘の制振法。 重錘の垂直性を実現させると、重錘がわずかの外力で揺
れて安定した測定ができなくなる。そこで、回転及びＴ
字レール軸方向、さらにＴ字レール軸と直角方向各々の
制振等について次のようにする。
イド５に設けた昇降テーブル６にレーザー変位計等非接
触変位センサー７を取り付け、直動ガイド５の一端に重
錘を付け、上端を主球面リンク４を介して先述したモノ
レールの走行台車３に懸垂取り付ける。重錘の垂直性は
主球面リンク４に摩擦がないことで実現されるため、直
動ガイド５及び昇降テーブル６全体の重量をバランスす
るだけのバネ１６で支承する。 （３）重錘の制振法。 重錘の垂直性を実現させると、重錘がわずかの外力で揺
れて安定した測定ができなくなる。そこで、回転及びＴ
字レール軸方向、さらにＴ字レール軸と直角方向各々の
制振等について次のようにする。
【００１２】まず回転阻止に対しては図５のように主球
面リンク４の両側に上下を小さな球面リンク１８で支承
されたピストン１７を配設する。この２つのピストン１
７，１７は平面上で平行に剛的に接続されているため平
行平面の自由度はあるが、ねじれの自由度がなく、従っ
て重錘の回転が阻害される。
面リンク４の両側に上下を小さな球面リンク１８で支承
されたピストン１７を配設する。この２つのピストン１
７，１７は平面上で平行に剛的に接続されているため平
行平面の自由度はあるが、ねじれの自由度がなく、従っ
て重錘の回転が阻害される。
【００１３】つぎにＴ字レールの軸方向の揺れに対して
は以下のように対応する。すなわち重錘下端に取り付け
られた加速度センサー２５を置いて、加速度の絶対値が
最小になったときの非接触変位計の出力値を測定値とし
て採用する。こうすることにより揺れの中心すなわち重
錘の垂直静止下で測定したことになる。実施例では、最
大加速度時信号をトリガーにして、固有周期の１／４時
間後にデータサンプリングしている。
は以下のように対応する。すなわち重錘下端に取り付け
られた加速度センサー２５を置いて、加速度の絶対値が
最小になったときの非接触変位計の出力値を測定値とし
て採用する。こうすることにより揺れの中心すなわち重
錘の垂直静止下で測定したことになる。実施例では、最
大加速度時信号をトリガーにして、固有周期の１／４時
間後にデータサンプリングしている。
【００１４】さらにＴ字レールの軸と直角方向の制振に
ついては次のようにする。この方向はＴ字レール１の主
軸と主球面リンク４の２段振り子の構造になっている
が、風等の外力による揺れ（自由振動）の場合は主球面
リンク４はリンクとして働かずあたかも中心がレール軸
だけの実体振り子のように揺れる。そこでＴ字レール１
の主軸受けの一端に図６のようなストッパー９を設け
る。
ついては次のようにする。この方向はＴ字レール１の主
軸と主球面リンク４の２段振り子の構造になっている
が、風等の外力による揺れ（自由振動）の場合は主球面
リンク４はリンクとして働かずあたかも中心がレール軸
だけの実体振り子のように揺れる。そこでＴ字レール１
の主軸受けの一端に図６のようなストッパー９を設け
る。
【００１５】このストッパー９はＴ字レール主軸１９の
揺れに対して、設定された微小ギャップを保ちながら遅
延して追従するもので、これにより揺れは早期に減衰す
る。この追従ストッパーは、実施例では非接触近接セン
サー２０と電動シリンダー２１をフィードバック制御で
結合することで実現している。図中８は高さ調整ジャッ
キ、１２は電装品用ボックスである。
揺れに対して、設定された微小ギャップを保ちながら遅
延して追従するもので、これにより揺れは早期に減衰す
る。この追従ストッパーは、実施例では非接触近接セン
サー２０と電動シリンダー２１をフィードバック制御で
結合することで実現している。図中８は高さ調整ジャッ
キ、１２は電装品用ボックスである。
【００１６】
【発明の効果】本願発明によれば、鉛直方向に配置され
た被測定対象物の表面状態を容易に、かつ精度よく測定
できるという効果がある。
た被測定対象物の表面状態を容易に、かつ精度よく測定
できるという効果がある。
【図１】本発明を例示する側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】本発明の原理図である。
【図４】（ａ）はＴ字レールの斜視図であり、（ｂ）は
Ｔ字レールと走行台車及び重錘取付図である。
Ｔ字レールと走行台車及び重錘取付図である。
【図５】重錘の回転止め機構図である。
【図６】制振ストッパー機構図である。
１ Ｔ字レール ２ 回転主軸 ３ 走行台車 ４ 重錘用主球面リンク ５ 直動ガイド ６ 昇降テーブル ７ 非接触変位センサー ８ 高さ調整ジャッキ ９ 制振ストッパー １０ 回転止めリンク １２ 電装品用ボックス １４ 案内ローラー １５ 懸垂ローラー １６ バネ １７ ピストン １８ 球面リンク １９ Ｔ字レール主軸 ２０ 近接センサー ２１ 電動シリンダー ２５ 加速度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏村 秀宏 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 梶川 詔二 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 小川 伸 君津市人見1036−１ 太平工業株式会社 君津支店内 (56)参考文献 特開 昭63−90709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−298007（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−85606（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔ字型レールの両端を回転軸受とＴ字型
レール自体の振れを抑制するための制振装置で支え、そ
のレール上に複数個の車輪を垂直・水平方向に配した台
車が走行できるようにし、この台車の下部にガイドレー
ルを鉛直方向に球面リンクを介して懸垂させると共に球
面リンクの直近に台車と懸垂物間にバネと伸縮可能なピ
ストンを配置し、さらにこのピストン間を連結させるこ
とで球面リンク廻りの回転と横揺れを抑制できるように
し、このガイドレールに沿って鉛直方向に直進走行でき
るヘッドを設け、このヘッド内部にヘッド走行方向と直
交する方向に置かれた測定対象物の表面までの距離を計
測できる非接触式変位計を搭載したことを特徴とする非
剛性構造の広範囲平面度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127792A JP2543647B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 非剛性構造の広範囲平面度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127792A JP2543647B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 非剛性構造の広範囲平面度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322555A JPH05322555A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2543647B2 true JP2543647B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14968797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4127792A Expired - Fee Related JP2543647B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 非剛性構造の広範囲平面度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543647B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP4127792A patent/JP2543647B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05322555A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |
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