JP6015100B2 - Ｈ形鋼の曲がり状態判定方法および曲がり状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｈ形鋼の曲がり状態判定方法および曲がり状態判定装置に関する。

圧延後のＨ形鋼は、冷却床で空冷後、矯正工程でウェブ面の「腹のび」形状やフランジ面の倒れを整え、材料検査工程および出荷ラベルの貼付け工程を経ている。
材料検査工程では、目視検査によるウェブ反り（フランジ面を立てたＨ状姿勢において上下方向に反っている状態、以下、単に「反り」ともいう）や、フランジ曲がり（フランジ面を立てたＨ状姿勢において左右方向に曲がっている状態、以下、単に「曲がり」ともいう）等の製品寸法に関する検査を行なっている。目視検査の結果、Ｈ形鋼の反りや曲がりが著しい場合は、オフラインに卸すなどして、「手測定」で曲がり等の測定および判定を行なっている。

手測定では、測定および判定に際してピアノ線や直尺などを用い、例えばＨ形鋼をＨ状姿勢に置いて、左右方向の「全長曲がり」、「端曲がり」、「局部曲がり」などの曲がりの状態を確認する。なお、「全長曲がり」とは、Ｈ形鋼先端と尾端、あるいは先端および尾端からそれぞれ所定の範囲だけ内側に入った位置の二箇所をピアノ線で結び、そのピアノ線を基準とした最大曲がり量であり、「端曲がり」とは、Ｈ形鋼先端（または尾端）と先端（または尾端）から所定の範囲だけ内側に入った位置の二箇所をピアノ線で結んだとき（若しくは直尺をあてがったとき）に、そのピアノ線（若しくは直尺）を基準とした曲がり量であり、「局部曲がり」とは、Ｈ形鋼の全長に亘って、所定の範囲だけ内側に入った位置で直尺をあてがったときに、その直尺をあてがった位置での曲がり量である。

しかし、目視検査は官能検査であり、また、手測定は測定者による測定結果のばらつきが生じる。そのため、曲がり量の定量的な把握が困難である。また、手測定で例えばＨ形鋼の全長曲がりを測定する場合、Ｈ形鋼の先端と尾端の二箇所をピアノ線で結び（またはＨ形鋼の全長に亘って直尺をあてがい）、最大曲がり位置を測定することから、Ｈ形鋼一本につき３０分〜１時間程度の測定時間がかかる。そのため、検査効率が悪いという問題もある。

このような問題点に対し、例えば特許文献１には、圧延ラインでのＨ形鋼の走行中（搬送中）に、Ｈ形鋼の曲がりや反りを、距離センサを用いて自動測定する技術が開示されている。特許文献１記載の技術によれば、Ｈ形鋼の走行中に距離センサを用いて自動測定することができるので、「目視検査」や「手測定」に比べ、検査効率が良く、また、測定者による測定結果のばらつきの問題もないので、曲がり量を定量的に把握する上で好ましい。

特開２００６−２３４５４０号公報

しかしながら、ライン走行中のＨ形鋼は、走行（搬送）に伴う上下方向のぶれ（パスライン変動）や左右方向のぶれがある。そのため、このような「ぶれ」のある状況下での自動測定では、Ｈ形鋼自体の曲がりや反りに対して、ぶれによる変動を正確に弁別することが困難である。したがって、Ｈ形鋼の材料検査において曲がり量を定量的に把握する上で未だ改善の余地がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、Ｈ形鋼の曲がりの状態を自動判定可能としつつ、曲がり量をより精度良く定量的に把握し得るＨ形鋼の曲がり状態判定方法および曲がり状態判定装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち第一の態様は、Ｈ形鋼の曲がりの状態を判定する方法であって、前記Ｈ形鋼を静置し、その静置されたＨ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に、前記Ｈ形鋼の長手方向に沿って走行可能に、且つ、隣接する距離センサ同士が、前記測定範囲が長手方向の端で重複するように複数の距離センサを設置し、これらの距離センサによって前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘って前記静置されたＨ形鋼のフランジ面との対向距離を複数箇所で測定し、その複数箇所で測定された対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するにあたり、各距離センサからの対向距離の情報を、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによって前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するとともに、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定することを特徴とする。

第一の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定方法によれば、Ｈ形鋼を静置し、その静置されたＨ形鋼の長手方向に沿って走行可能に距離センサを設置し、その距離センサによって前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘って前記静置されたＨ形鋼のフランジ面との対向距離を複数箇所で測定するので、ライン走行中のＨ形鋼に対する測定と異なり、Ｈ形鋼に上下方向のぶれ（パスライン変動）や左右方向のぶれが生じることがない。よって、測定に際してＨ形鋼の走行中のぶれによる変動が問題とならない。

そして、第一の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定方法によれば、この静置されたＨ形鋼のフランジ面との対向距離を、距離センサを用いて複数箇所で測定し、その複数箇所で測定された対向距離の情報に基づいて、Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するので、Ｈ形鋼の曲がりを自動判定可能としつつ、ライン走行中のＨ形鋼を測定する場合に比べて、曲がり量をより精度良く定量的に把握することができる。
また、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定するので、複数種類の曲がりの形状パターンのうち、いずれの形状パターンに該当するかという判定をも自動的に行なうことができる。そのため、その判定された形状パターンに応じた矯正位置の特定が容易となる。そのため、矯正作業において、Ｈ形鋼の曲がりを効率良く矯正することができる。
さらに、Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に複数の距離センサを、隣接する距離センサ同士が、測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれ設け、各距離センサからの対向距離の情報を、Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによってＨ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するので、長尺なＨ形鋼の曲がり状態の判定時間を短縮する上で好適である。

また、上記課題を解決するために、本発明の第二の態様は、Ｈ形鋼の曲がりの状態を判定する曲がり状態判定装置であって、Ｈ形鋼を静置する載置台と、該載置台上のＨ形鋼の長手方向に沿って且つＨ形鋼の一端から他端に亘って走行する移動部を有するスライド移動装置と、該スライド移動装置の移動部に固定されて前記Ｈ形鋼のフランジ面との対向距離を測定する複数の距離センサと、前記移動部を走行させつつ前記複数の距離センサで前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る前記フランジ面との複数箇所での対向距離の情報を取得する対向距離情報取得手段と、該対向距離情報取得手段の取得した複数箇所の対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定する状態判定手段とを有し、前記複数の距離センサは、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に、隣接する距離センサ同士が、前記測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれ設けられ、前記状態判定手段は、各距離センサからの対向距離の情報を、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによって前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するとともに、前記複数箇所の対向距離の情報に基づいて、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定することを特徴とする。

第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置によれば、Ｈ形鋼を静置する載置台と、この載置台上のＨ形鋼の長手方向に沿って且つＨ形鋼の一端から他端に亘って走行する移動部を有するスライド移動装置と、このスライド移動装置の移動部に固定されてＨ形鋼のフランジ面との対向距離を測定する距離センサとを有するので、静置されたＨ形鋼のフランジ面との対向距離を、距離センサを用いて複数箇所で測定することができる。そのため、上記同様に、ライン走行中のＨ形鋼に対する測定と異なり、Ｈ形鋼に上下方向のぶれ（パスライン変動）や左右方向のぶれが生じることがない。よって、測定に際してＨ形鋼のぶれによる変動が問題とならない。

そして、第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置は、移動部を走行させつつ距離センサでＨ形鋼の一端から他端に亘るフランジ面との複数箇所での対向距離の情報を取得する対向距離情報取得手段と、この対向距離情報取得手段の取得した複数箇所の対向距離の情報に基づいて、Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定する状態判定手段とを有するので、Ｈ形鋼の曲がりを自動判定可能としつつ、ライン走行中のＨ形鋼を測定する場合に比べて、曲がり量をより精度良く定量的に把握することができる。

そして、第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置において、状態判定手段が、複数箇所の対向距離の情報に基づいて、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定するので、複数種類の曲がりの形状パターンのうち、いずれの形状パターンに該当するかという判定をも自動的に行なうことができる。そのため、その判定された形状パターンに応じた矯正位置の特定が容易となる。そのため、矯正作業において、Ｈ形鋼の曲がりを効率良く矯正することができる。

また、第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置において、Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に複数の距離センサを、隣接する距離センサ同士が、測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれ設け、状態判定手段は、各距離センサからの対向距離の情報を、Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによってＨ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するので、長尺なＨ形鋼の曲がり状態の判定時間を短縮する上で好適である。

ここで、第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置において、前記載置台は、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を静置可能であり、前記距離センサは、前記載置台上のＨ形鋼に応じて自身の高さ方向の位置を調整可能な高さ調節機構を介して前記移動部に固定されることで、前記複数種類のＨ形鋼のフランジ幅中心若しくは近傍を測定可能になっていることは好ましい。このような構成であれば、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を測定する上で好適である。

また、第二の態様に係るＨ形鋼の曲がり状態判定装置において、前記スライド移動装置の移動部に固定されて前記Ｈ形鋼のウェブ面との対向距離を測定するウェブ面用距離センサを更に備え、前記対向距離情報取得手段は、前記移動部を走行させつつ当該ウェブ面用距離センサで前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る前記ウェブ面との複数箇所での対向距離の情報を取得し、前記状態判定手段は、前記対向距離情報取得手段の取得した複数箇所の前記ウェブ面との対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のウェブ面の反りの状態を判定することは好ましい。このような構成であれば、フランジ面の曲がりの測定および曲がり状態の判定に加え、ウェブ面の反りについても測定および反り状態の判定をすることができる。

上述のように、本発明によれば、Ｈ形鋼の曲がりを自動判定可能としつつ、曲がり量をより精度良く定量的に把握することができる。

本発明の一態様に係る「Ｈ形鋼の曲がり状態判定装置」の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）はその平面図、（ｂ）は側面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ断面の拡大図である。 コントローラに係る構成を説明するブロック図である。 コントローラの実行する状態判定処理のフローチャートである。 Ｈ形鋼の曲がりの状態を説明する模式図である。 Ｈ形鋼の曲がりの状態の例を説明する模式図であり、同図（ａ）は「全体曲がり」、（ｂ）は「局部曲がり」、（ｃ）は「端曲がり」、（ｄ）は「Ｓ字曲がり」の一例をそれぞれ示している。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に「Ｈ形鋼の曲がり状態判定装置」の全体を示す。同図において（ａ）は装置の平面図を、（ｂ）は装置の側面図を示している。同図に示すように、この曲がり状態判定装置は、Ｈ形鋼１を静置するための長尺な載置台１０を有する。載置台１０は、パスラインに沿って延設されており、上面がＨ形鋼１を水平に静置可能なようにパスラインと同じ高さの平滑面になっている。載置台１０には、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を静置可能である。そして、この載置台１０の側部に載置台１０の長手方向に沿ってスライド移動装置２０が並設されている。

スライド移動装置２０は、複数の脚２１によって水平に支持された長尺な走行レール２２を有する（図１（ｂ）および図２参照）。詳しくは、図２に示すように、各脚２１は、上端部に載置台１０側に向けて水平方向に張り出す腕部２６を有し、この腕部２６の先端に上記走行レール２２が取付けられている。そして、図１（ｂ）に示すように、走行レール２２は、載置台１０上のＨ形鋼１の長手方向に沿って載置台１０の上面よりも高い位置に張り渡されている。走行レール２２には、図２に示すように、走行レール２２に沿ってスライド移動可能な移動部３０が垂下されている。

移動部３０には、高さ調節機構４０を介してレーザ距離計５０が距離センサとして取付けられている。高さ調節機構４０は、上下方向に向けて固定された案内レール（不図示）と、この案内レールに沿って上下にスライド移動可能なスライダ（不図示）と、スライダを案内レール上の所望の位置で固定する固定ねじ（不図示）とを有する。スライダのスライド移動範囲は、レーザ距離計５０の測定のためのスポットＳの位置が、複数種類のＨ形鋼１のフランジ幅中心若しくは近傍を測定可能な範囲とされている。これにより、高さ調節機構４０のスライダの上下の固定位置を変えることによって、載置台１０上のＨ形鋼の種類（サイズ）に合わせてレーザ距離計５０の高さを調整可能になっている。

また、移動部３０は、図２に示すように、走行機構２４を備え、この走行機構２４は、走行レール２２内に設けられたリニアガイド等の直動案内装置（不図示）に支持され、この直動案内装置上をスライド移動する複数のスライドベアリング（不図示）に連結されたタイミングベルト（不図示）等を備える。そして、脚２１の一つには、サーボモータ３２が固定されている（図１での右から３番目の脚の上部参照）。

そして、このサーボモータ３２が駆動されると、その出力軸２８の回転が不図示のスプロケット間に巻回された上記タイミングベルトに伝えられ、タイミングベルトに連結された走行機構２４のスライドベアリングに連結された移動部３０が走行レール２２に沿ってスライド移動するようになっている。なお、配線類は、走行レール２２に沿って腕部２６の下方の位置に配置されたケーブルベア（登録商標）２９に収容されており、移動部３０の走行に伴ってケーブルベア（登録商標）２９が姿勢を変えつつ必要な位置まで移動するようになっている。

ここで、この例では、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘る曲がりの測定範囲を複数（この例では５箇所（図１（ａ）のＡ〜Ｅ参照））に分割しており、その分割された測定範囲毎に、図２に示す移動部３０と距離センサ５０の組を配置している。本実施形態の例では、図１に示すように、移動部３０が５つの移動部３０Ａ〜Ｅからなり、５つの移動部３０Ａ〜Ｅが走行機構２４に連結され、この走行機構２４を走行レール２２に沿って走行させることで、移動部全体が一つのサーボモータ３２の駆動によって連動する構成である。つまり、これら５つの移動部３０Ａ〜Ｅの協働により、５つの移動部３０Ａ〜Ｅ全体としてＨ形鋼１の一端から他端に亘って走行する構成としている。そして、各移動部３０Ａ〜Ｅそれぞれに対してレーザ距離計５０Ａ〜Ｅが取付けられている（図１（ｂ）参照）。各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅは、図２に示すように、フランジ面１ｆを立てたＨ状姿勢とされたＨ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離をそれぞれ測定可能とされている。そして、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅによって取得されたフランジ面１ｆとの対向距離の情報（測定信号）は、図３に示すコントローラ６０に送られるようになっている。

コントローラ６０は、図３に示すように、対向距離情報取得手段６１と状態判定手段６２とを有する。コントローラ６０は、オペレータによる操作入力を受け付けると、上記サーボモータ３２を駆動し、５つの移動部３０Ａ〜Ｅを図１（ａ）の矢印Ａ〜Ｅの方向にそれぞれ走行させる。この際、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅは、走行しつつＨ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離を複数箇所で測定し、取得したフランジ面１ｆとの対向距離の情報（測定信号）をコントローラ６０に送る。コントローラ６０の対向距離情報取得手段６１は、レーザ距離計５０Ａ〜ＥでのＨ形鋼１の一端から他端に亘るフランジ面１ｆとの複数箇所での対向距離の情報（測定信号）を取得する。なお、隣接する距離センサ同士は、互いの測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれの測定範囲が設けられている。

そして、対向距離情報取得手段６１は、隣接する距離センサ間のデータ（測定信号）が途切れることなく連続するように、重複する部分のデータを統合処理可能とされている。これにより、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘って走査され、フランジ面１ｆとの対向距離の情報がＨ形鋼１の全長に亘って連続した情報として取得される。そして、状態判定手段６２は、対向距離情報取得手段６１の取得した複数箇所のフランジ面１ｆとの対向距離の情報に基づいて、Ｈ形鋼１のフランジ面１ｆの曲がりの状態を判定するようになっている（下記状態判定処理）。判定結果は、ディスプレー等の表示装置６４によってオペレータが認識可能な態様（例えば図や表）で表示される。

次に、図４および図５を参照しつつ、コントローラ６０での上記状態判定処理について詳しく説明する。この状態判定処理は、上記各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅから取得された複数箇所のフランジ面１ｆとの対向距離の情報に基づいて、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対し、測定された曲がりの対応度合いを判定するものである。
コントローラ６０で状態判定処理が実行されると、図４に示すように、まず、ステップＳ１に移行してレーザ距離計５０Ａ〜Ｅからのフランジ面１ｆとの対向距離の情報（データ）を取得するとともに上記統合処理がなされる。つまり、上述のように、隣接する距離センサ間のデータ（測定信号）が途切れることなく連続するように、重複する部分のデータが統合処理され、フランジ面１ｆとの対向距離の情報がＨ形鋼１の全長に亘って連続した情報として取得される。

続くステップＳ２では、Ｈ形鋼１の中間部のデータを二次曲線（ｙ＝ａｘ＾２＋ｂｘ＋ｃ）に近似する。なお、「中間部」とは、例えば図５に一例を示すように、Ｈ形鋼１の測定データが全長１６ｍの場合、先端と尾端のそれぞれ２ｍの部分を除いた途中部分のデータを用いる。
次いで、ステップＳ３では、近似計算で得られた二次曲線の係数ａの絶対値が、所定の定数よりも大きいか否かを判定する。係数ａ（絶対値）が定数よりも大きければ（ｙｅｓ）、全体に亘る「皿型」または「逆皿型」の曲がりの可能性があるものと判断してステップＳ４に移行し、そうでなければ（ｎｏ）ステップＳ７に移行する。

ステップＳ４では、上記二次近似曲線に対し、予め設定されている「皿状」または「逆皿状」の曲がりデータとの差Ｓを求める。続くステップＳ５では、ステップＳ４で求めた差Ｓが、所定の定数よりも小さいか否かを判定する。つまり、差Ｓが、所定の定数よりも小さければ（ｙｅｓ）、全体に亘る「皿型」または「逆皿型」の曲がりがあると判定してステップＳ６に移行し、そうでなければ（ｎｏ）、ステップＳ７に移行する。ステップＳ６では、係数ａが正の値か負の値かを判定する。つまり、係数ａが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）全体に亘る「皿型」の曲がりと判定し、そうでなければ（ｎｏ）「逆皿型」の曲がり（図６（ａ）参照）があると判定する。

一方、ステップＳ７では、上記近似計算で得られた二次曲線を基準として、取得された複数箇所のフランジ面１ｆとの対向距離の情報（データ）が、二次曲線よりもプラス側に位置するかマイナス側に位置するかを順に判定することにより、二次曲線に対する山谷の個数Ｎを計数する。続くステップＳ８では、計数された山谷の個数Ｎが、所定の定数よりも大きいか否かを判定する。つまり、計数された山谷の個数Ｎが定数よりも大きければ（ｙｅｓ）、全体に亘る「Ｓ字型」の曲がり（図６（ｄ）参照）があると判定し、そうでなければ（ｎｏ）、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、上記近似計算で得られた二次曲線を基準とし、図５に一例を示すように、先端および尾端部分でのフランジ面１ｆとの対向距離の情報（データ）との差異の最大値を求め、これを先端曲がり量Ｍｓ、および尾端曲がり量Ｍｂとする。続くステップＳ１０では、先端曲がり量Ｍｓの絶対値が、所定の定数よりも大きいか否かを判定し、大きければ（ｙｅｓ）ステップＳ１１に移行し、そうでなければ（ｎｏ）、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１１では、尾端曲がり量Ｍｂの絶対値が、所定の定数よりも大きいか否かを判定し、大きければ（ｙｅｓ）ステップＳ１２に移行し、そうでなければ（ｎｏ）、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１２では、先端曲がり量Ｍｓの向き（正負）を判定する。つまり、Ｍｓが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）ステップＳ１３に移行し、そうでなければ（ｎｏ）、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１３では、尾端曲がり量Ｍｂの向き（正負）を判定する。つまり、Ｍｂが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）、両端に曲がりがあり、それぞれプラス曲がり（図５の端部曲がり（＋）の部分を参照）であると判定し、そうでなければ（ｎｏ）、両端に曲がりがあり、且つ先端がプラス曲がりであり、尾端がマイナス曲がり（図５の端部曲がり（−）の部分を参照）であると判定する。
同様にして、ステップＳ１４では、尾端曲がり量Ｍｂの向き（正負）を判定し、Ｍｂが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）、両端に曲がりがあり、且つ先端がマイナス曲がりであり、尾端がプラス曲がりであると判定し、そうでなければ（ｎｏ）、両端に曲がりがあり、それぞれマイナス曲がりであると判定する。

また、ステップＳ１５では、先端曲がり量Ｍｓの向き（正負）を判定し、Ｍｓが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）先端曲がりがプラス曲がりであると判定し、そうでなければ（ｎｏ）、先端曲がりがマイナス曲がりであると判定する。
また、ステップＳ１６では、尾端曲がり量Ｍｂの絶対値が、所定の定数よりも大きいか否かを判定し、大きければ（ｙｅｓ）ステップＳ１７に移行し、そうでなければ、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘る測定範囲は直線であると「合格判定」する。
ステップＳ１７では、尾端曲がり量Ｍｂの向き（正負）を判定し、Ｍｂが０（零）よりも大きければ（ｙｅｓ）、尾端がプラス曲がりであると判定し、そうでなければ（ｎｏ）、尾端がマイナス曲がりであると判定する。なお、上述の状態判定処理でのステップＳ１が上記対向距離情報取得手段６１に対応する。そして、ステップ２以降の処理全体が上記状態判定手段６２に対応する。

次に、上記曲がり状態判定装置を用いたＨ形鋼の曲がり状態の判定方法について説明する。
上記曲がり状態判定装置でＨ形鋼の曲がりの測定および曲り状態の判定をする際は、まず、圧延後のＨ形鋼を冷却床で空冷し、その後、矯正工程でウェブ面の「腹のび」形状やフランジ面の倒れを整えてから、上記パスラインに沿って配置された載置台１０の上面にフランジ面１ｆを立てたＨ状姿勢で静置する。種類の異なるＨ形鋼１が静置されたときには、オペレータは、当該Ｈ形鋼１のフランジ幅に応じて、フランジ幅中心若しくは近傍を測定可能な位置になるように、レーザ距離計５０の高さを高さ調節機構４０で調整する。

次いで、オペレータはコントローラ６０に上述の状態判定処理を実行させる操作入力を行なう。これにより、サーボモータ３２が駆動され５つの移動部３０Ａ〜Ｅは走行を開始する。移動部３０Ａ〜Ｅが走行すると同時に、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅは、Ｈ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離を複数箇所でそれぞれ測定する。例えば図５の例は、１８ｍのＨ形鋼１を５台のレーザ距離計５０Ａ〜Ｅでそれぞれ測定するが、両端部１ｍを除く部分（１６ｍ）を測定範囲とし、１台あたりの走行（走査）距離を４０００ｍｍ（重複部分含む）とした例である。また、走査のピッチ（つまり、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅの複数箇所の測定の測定間隔）は任意に設定できるが、この例では、例えば５０ｍｍピッチ（各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅが、Ｈ形鋼１の長手方向で５０ｍｍ毎にフランジ面１ｆとの対向距離をそれぞれ測定する）とした。

走行（走査）しつつ取得されたフランジ面１ｆとの対向距離の情報（測定信号）はコントローラ６０に送られる。コントローラ６０は、レーザ距離計５０Ａ〜Ｅのフランジ面１ｆとの対向距離の情報を統合してＨ形鋼１の一端から他端に亘る測定データとして認識する。このとき、隣接する距離センサ同士は、互いの測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれ設けられており、コントローラ６０は、上述の状態判定処理において、隣接する距離センサ間のデータが途切れることなく連続するように処理する。そして、コントローラ６０は、上述の状態判定処理のフローに従い、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターン（図６での（ａ）：全体曲がり、(ｂ)：局部曲がり、（ｃ）：端曲がり、（ｄ）：Ｓ字曲がり等）に対して、測定された曲がりの対応度合いを自動的に判定する（ステップＳ２〜Ｓ１７）。判定された結果は、表示装置６４に出力される。なお、図４に示すフローにおける判定結果のうち「皿型」、「逆皿型」が全体曲がりであり、「Ｓ字」がＳ字曲がりであり、「尾端曲がり」および「先端曲がり」が端曲がりであり、「両端曲がり」が局部曲がりである。

このように、上記曲がり状態判定装置を用いたＨ形鋼の曲がり状態判定方法によれば、Ｈ形鋼１を載置台１０に静置し、その静置されたＨ形鋼１の長手方向に沿って走行可能にレーザ距離計５０Ａ〜Ｅを設置し、そのレーザ距離計５０Ａ〜ＥによってＨ形鋼１の一端から他端に亘って静置されたＨ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離を複数箇所で測定するので、ライン走行中のＨ形鋼に対する測定と異なり、Ｈ形鋼１に上下方向のぶれ（パスライン変動）や左右方向のぶれが生じることがない。よって、測定に際してＨ形鋼１の走行中のぶれによる変動が問題とならない。

そして、上記曲がり状態判定装置を用いたＨ形鋼の曲がり状態判定方法によれば、静置されたＨ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離を、レーザ距離計５０Ａ〜Ｅを用いて複数箇所で測定し、その複数箇所で測定された対向距離の情報に基づいて、Ｈ形鋼１のフランジ面１ｆの曲がりの状態をコントローラ６０（対向距離情報取得手段６１、状態判定手段６２を含む）が判定するので、Ｈ形鋼の曲がりを自動判定可能としつつ、ライン走行中のＨ形鋼を測定する場合に比べて、曲がり量をより精度良く定量的に把握することができる。また、自動測定なのでオペレータの手間も低減できる。加えて測定時間も、従来の「手測定」ではＨ形鋼一本につき３０分〜１時間程度の測定時間がかかっていたところ、本実施形態では、測定および判定の時間が１０秒以内と大幅に短縮された。

特に、上述の曲がり状態判定装置は、コントローラ６０（状態判定手段６２）が、複数箇所の対向距離の情報に基づいて、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定（特徴量の抽出）するので、図６に例示したような、複数種類の曲がりの形状パターンのうち、いずれの形状パターンに該当するかという判定をも自動的に行なうことができる。そのため、その判定された形状パターンに応じた矯正位置が特定容易となる。したがって、矯正作業において、Ｈ形鋼の曲がりを効率良く矯正することができる。

また、上記曲がり状態判定装置は、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘る測定範囲を複数（Ａ〜Ｅ）に分割し、その分割された測定範囲（Ａ〜Ｅ）毎に移動部３０Ａ〜Ｅとレーザ距離計５０Ａ〜Ｅの組を、隣接する距離センサ同士が、測定範囲（Ａ〜Ｅ）が長手方向の端で重複（オーバーラップ）するようにそれぞれ設け、コントローラ６０（状態判定手段６２）は、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅの対向距離の情報を、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによってＨ形鋼１のフランジ面１ｆの曲がりの状態を判定するので、長尺なＨ形鋼１の曲がり状態の判定時間を短縮することができる。

また、上記曲がり状態判定装置によれば、載置台１０は、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を静置可能であり、レーザ距離計５０（５０Ａ〜Ｅ）は、載置台１０上のＨ形鋼に応じて自身の高さ方向の位置を高さ調節機構４０で調整可能に移動部３０（３０Ａ〜Ｅ）に固定されることで、複数種類のＨ形鋼のフランジ幅中心若しくは近傍を測定可能になっているので、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を測定する上で好適である。
なお、本発明に係るＨ形鋼の曲がり状態判定方法および曲がり状態判定装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、Ｈ形鋼１のフランジ面１ｆの曲がりの状態を判定する構成および方法について説明したが、これに限定されず、Ｈ形鋼１のウェブ面の反りについても同様の構成および方法を採用することができる。つまり、スライド移動装置２０の移動部３０（３０Ａ〜Ｅ）に固定されてＨ形鋼１のウェブ面との対向距離を測定するウェブ面用距離センサを更に備える構成としてもよい。そして、コントローラ６０は、対向距離情報取得手段６１が、移動部３０（３０Ａ〜Ｅ）を走行させつつ当該ウェブ面用距離センサでＨ形鋼１の一端から他端に亘るウェブ面との複数箇所での対向距離の情報を取得し、状態判定手段６２が、対向距離情報取得手段６１の取得した複数箇所のウェブ面との対向距離の情報に基づいて、Ｈ形鋼１のウェブ面の反りの状態を判定する構成とすることができる。このような構成であれば、フランジ面の曲がりの測定および判定に加え、ウェブ面の反りについても自動的に測定および判定をすることができる。

また、例えば上記実施形態では、距離センサとして複数（５箇所）のレーザ距離計５０Ａ〜Ｅを配置し、これらが一つのサーボモータ３２の駆動で同時に走行しつつ測定を行なう例で説明したが、これに限らず、例えばサーボモータ３２を各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅにそれぞれに対して設け、各レーザ距離計５０Ａ〜Ｅを独立に制御してもよい。また、レーザ距離計を複数設ける点も限定されず、一つのレーザ距離計（および走行機構）によってＨ形鋼１全長に亘って測定を行なってもよい。しかし、測定効率を向上させる上では、上記実施形態のように、Ｈ形鋼１の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割して、その分割された測定範囲毎にレーザ距離計を配置し、各範囲での測定結果を統合して一のＨ形鋼１のフランジ面１ｆとの対向距離の情報（データ）を得ることが好ましい。また、距離センサについてもレーザ距離計に限定されず、フランジ面１ｆとの対向距離の情報（データ）を取得可能なセンサであれば、種々の距離センサを採用することができる。

１ Ｈ形鋼
１ｆ フランジ面
１０ 載置台
２０ スライド移動装置
２２ 走行レール
２４ 走行機構
３０ 移動部
４０ 高さ調節機構
５０ レーザ距離計（距離センサ）
６０ コントローラ
６１ 対向距離情報取得手段
６２ 状態判定手段

Claims (4)

1. Ｈ形鋼の曲がりの状態を判定する方法であって、
   前記Ｈ形鋼を静置し、その静置されたＨ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に、前記Ｈ形鋼の長手方向に沿って走行可能に、且つ、隣接する距離センサ同士が、前記測定範囲が長手方向の端で重複するように複数の距離センサを設置し、これらの距離センサによって前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘って前記静置されたＨ形鋼のフランジ面との対向距離を複数箇所で測定し、その複数箇所で測定された対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するにあたり、各距離センサからの対向距離の情報を、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによって前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するとともに、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定することを特徴とするＨ形鋼の曲がり状態判定方法。
2. Ｈ形鋼の曲がりの状態を判定する曲がり状態判定装置であって、
   Ｈ形鋼を静置する載置台と、該載置台上のＨ形鋼の長手方向に沿って且つＨ形鋼の一端から他端に亘って走行する移動部を有するスライド移動装置と、該スライド移動装置の移動部に固定されて前記Ｈ形鋼のフランジ面との対向距離を測定する複数の距離センサと、前記移動部を走行させつつ前記複数の距離センサで前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る前記フランジ面との複数箇所での対向距離の情報を取得する対向距離情報取得手段と、該対向距離情報取得手段の取得した複数箇所の対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定する状態判定手段とを有し、
   前記複数の距離センサは、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲を複数に分割し、その分割された測定範囲毎に、隣接する距離センサ同士が、前記測定範囲が長手方向の端で重複するようにそれぞれ設けられ、
   前記状態判定手段は、各距離センサからの対向距離の情報を、前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る測定範囲で統合することによって前記Ｈ形鋼のフランジ面の曲がりの状態を判定するとともに、前記複数箇所の対向距離の情報に基づいて、予め設定された複数種類の曲がりの形状パターンに対して測定された曲がりの対応度合いを判定することを特徴とするＨ形鋼の曲がり状態判定装置。
3. 前記載置台は、サイズの異なる複数種類のＨ形鋼を静置可能であり、
   前記距離センサは、前記載置台上のＨ形鋼に応じて自身の高さ方向の位置を調整可能な高さ調節機構を介して前記移動部に固定されることで、前記複数種類のＨ形鋼のフランジ幅中心若しくは近傍を測定可能になっていることを特徴とする請求項２に記載のＨ形鋼の曲がり状態判定装置。
4. 前記スライド移動装置の移動部に固定されて前記Ｈ形鋼のウェブ面との対向距離を測定するウェブ面用距離センサを更に備え、
   前記対向距離情報取得手段は、前記移動部を走行させつつ当該ウェブ面用距離センサで前記Ｈ形鋼の一端から他端に亘る前記ウェブ面との複数箇所での対向距離の情報を取得し、
   前記状態判定手段は、前記対向距離情報取得手段の取得した複数箇所の前記ウェブ面との対向距離の情報に基づいて、前記Ｈ形鋼のウェブ面の反りの状態を判定することを特徴とする請求項２または３に記載のＨ形鋼の曲がり状態判定装置。

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