JP6165688B2 - 歪計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、歪計測装置に関する。

例えば特許文献１には、帯状の板の板幅方向の張力分布（歪分布）を計測する装置が記載されている。特許文献１の特許請求の範囲には、「複数に分割されたローラを夫々別個に昇降し得るよう配設し、各ローラを枢支する部材を各ローラに掛かる圧延材の張力を検出するための荷重検出器に支持させた」と記載されている。

特開昭６１−１７３２０号公報

特許文献１に記載の装置では、荷重検出器の位置を板幅方向に変更できない。そのため、通板中に板幅が変化したとき、または、通板中に板幅方向に板が蛇行したときに、板の張力分布を計測できなくなるおそれがある。また、この装置の荷重検出器は、接触式（板にローラを接触させて張力を検出するもの）である。そのため、板幅の変化や板の蛇行に追従させるために荷重検出器（ローラ）を板幅方向に動かすと、板の表面に傷がつくおそれがある。

そこで本発明は、板の表面を傷つけることなく、板幅または蛇行量が変化したときでも歪計測を行いやすく、振動センサの位置決めを速やかに精度よく行える、歪計測装置を提供することを目的とする。

本発明の歪計測装置は、帯状の板の板幅方向の歪分布を計測する。前記歪計測装置は、振動センサと、エッジセンサと、蛇行追従機構と、制御装置と、を備える。前記振動センサは、前記板幅方向に複数並べて配置され、前記板の振動の振幅を計測する非接触式のセンサである。前記エッジセンサは、前記板幅方向における前記板のエッジを検出する非接触式のセンサである。前記蛇行追従機構は、複数の前記振動センサを前記板幅方向に平行移動させる。前記板幅追従機構は、複数の前記振動センサどうしの前記板幅方向の間隔を変える。前記制御装置は、前記エッジセンサの検出結果を用いて、前記板の蛇行量および板幅に応じて、前記蛇行追従機構および前記板幅追従機構の動作を制御する。

上記構成により、板の表面を傷つけることなく、板幅または蛇行量が変化したときでも歪計測を行いやすく、振動センサの位置決めを速やかに精度よく行える。

歪計測装置１の斜視図である。 図１に示す歪計測装置１の機構部３０を板長手方向Ｙから見た図である。 図２相当図であり、振動センサ３５の間隔を広げた状態を示す図である。 図２相当図であり、両方のエッジ３ｅがエッジセンサ３７により検出された状態を示す図である。 図１に示す歪計測装置１の動作のフローチャートである。

図１〜図５を参照して、図１に示す歪計測装置１について説明する。

歪計測装置１（歪分布計測装置、歪計測システム）は、板３の歪分布を計測（測定）する装置である。歪計測装置１は、板３の板幅方向Ｘ（後述）の振動分布を計測することで、板３の板幅方向Ｘの歪分布を計測（同定）する装置である。歪計測装置１は、支持ロール５と、歪演算システム１０と、架台２０と、板幅・蛇行追従システム（機構部３０および制御装置６０）と、を備える。

板３は、帯状である（帯状体である）。板３の長手方向を板長手方向Ｙとし、板３の幅方向を板幅方向Ｘとする。なお、板長手方向Ｙは、板３の厚さ方向および板幅方向Ｘに直交する方向である。板３は、例えば金属である。板３には、板長手方向Ｙの張力が付与される。図４に示すように、板幅方向Ｘにおける板３の寸法（幅寸法、長さ）を板幅Ｗとする。板３の位置を表す量（値）には、蛇行量Ｖがある。蛇行量Ｖは、板幅方向Ｘにおける板３の中央３ｃと、基準位置Ｃ４０（後述する開始時制御工程Ｓ１１の項目を参照）と、の板幅方向Ｘにおける距離（変位量）である。板３には、エッジ３ｅがある。

エッジ３ｅは、板幅方向Ｘにおける板３の端である。エッジ３ｅには、ＤＳ側（駆動側）（ＤＳ；Drive side）に配置されるＤＳエッジ３ｅｄと、ＷＳ側（作業側）（ＷＳ；Work side）に配置されるＷＳエッジ３ｅｗと、がある。

支持ロール５は、図１に示すように、板３を支持する部材である。支持ロール５は、板長手方向Ｙに間隔をあけて２つ設けられる。

歪演算システム１０は、荷重付加装置１１と、信号増幅装置１３と、歪演算装置１５と、を備える。

荷重付加装置１１は、板３に振動荷重を付加する（板３を加振する）装置である。荷重付加装置１１は、板３のうち、２つの支持ロール５に支持された部位の間を振動させる。荷重付加装置１１は、２つの支持ロール５の中央部（板長手方向Ｙにおける中央部）などに配置される。荷重付加装置１１による振動荷重の付加の方法は、例えば次の［付加ａ］〜［付加ｄ］などである。［付加ａ］荷重付加装置１１が流体（例えば水、油、空気など）を板３に噴射する。［付加ｂ］荷重付加装置１１が板３を打撃する。［付加ｃ］荷重付加装置１１が電磁気力により板３を振動させる。［付加ｄ］荷重付加装置１１が支持ロール５を加振する。

信号増幅装置１３は、歪演算装置１５が出力した信号を増幅し、増幅した信号を荷重付加装置１１に出力する装置である。

歪演算装置１５は、振動計測信号３５ｓ（後述）に基づいて、板３の歪分布を演算する装置である。

架台２０は、機構部３０を支持する台である。架台２０は、地面や床などに固定される。架台２０は、板３の上に板幅方向Ｘに架け渡される。架台２０は、引出用レールガイド２１を備える。

引出用レールガイド２１は、架台２０に対して機構部３０を板幅方向Ｘに移動させる（「引き出し」をする）ための部材である。上記「引き出し」は、機構部３０のメンテナンス等のために行われる。

機構部３０は、図２に示すように、引出フレーム３１と、振動センサ３５と、エッジセンサ３７と、蛇行追従機構４０と、板幅追従機構５０と、を備える。

引出フレーム３１は、図１に示すように、架台２０の引出用レールガイド２１に取り付けられる。引出フレーム３１は、引出フレーム本体部３１ａと、引出フレーム支持部３１ｂと、を備える。引出フレーム本体部３１ａは、長手方向が板幅方向Ｘの部材であり、例えば四角柱状である。引出フレーム支持部３１ｂは、引出フレーム本体部３１ａの例えば長手方向両端から上に延びる。引出フレーム支持部３１ｂは、引出用レールガイド２１に対して板幅方向Ｘにスライド可能に、引出用レールガイド２１に取り付けられる。

振動センサ３５は、板３の振動の振幅（変位）を計測する装置（振動計側手段、変位センサ）である。振動センサ３５は、板幅方向Ｘに複数並べて配置される。振動センサ３５による計測点は複数ある。振動センサ３５の数は、２個以上であればよく、図１では１５個示している。図１では複数の振動センサ３５のうち一部にのみ符号を付した。振動センサ３５は、２つの支持ロール５の間（例えば板長手方向Ｙ中央部）に配置される。図２に示すように、振動センサ３５は、例えば、引出フレーム３１の下端よりも下に配置される。図１に示すように、振動センサ３５は、非接触式であり、板３に接触しない。振動センサ３５は、例えば光の反射を用いたもの（光反射式）であり、また例えばレーザ光を用いたもの（レーザ式）などである。振動センサ３５は、計測結果を振動計測信号３５ｓとして出力する。すべての振動センサ３５は、歪演算システム１０の歪演算装置１５に接続される。なお、図１では、１つの振動センサ３５と歪演算システム１０との接続のみを図示している。図２に示すように、複数の振動センサ３５には、中央振動センサ３５ｃと、端部振動センサ３５ｅと、がある。

中央振動センサ３５ｃは、複数の振動センサ３５のうち板幅方向Ｘ中央のセンサである（振動センサ３５の数が奇数の場合に限る）。端部振動センサ３５ｅは、複数の振動センサ３５のうち板幅方向Ｘ両端の（２つの）センサである。２つの端部振動センサ３５ｅの板幅方向Ｘにおける中央の位置を、中央位置Ｃ３５とする。振動センサ３５の数が奇数の場合は、中央位置Ｃ３５は、中央振動センサ３５ｃの板幅方向Ｘにおける位置と一致する。

エッジセンサ３７は、図１に示すように、エッジ３ｅを検出する装置（エッジ検出手段）である。エッジセンサ３７は、エッジセンサ３７の検出範囲内でのエッジ３ｅの有無を検出する。エッジセンサ３７は、板３の板幅Ｗ（図４参照）および蛇行量Ｖ（図４参照）を検出する（板幅Ｗおよび蛇行量Ｖの挙動を把握する）ために用いられる（後述）。エッジセンサ３７は、エッジ３ｅの位置を検出する（取得する）ために用いられる。エッジセンサ３７は、図２に示す蛇行追従機構４０や板幅追従機構５０と組み合わされることで、図４に示す蛇行量Ｖ、板幅Ｗ、およびエッジ３ｅの位置を検出する。エッジセンサ３７は、単独で、蛇行量Ｖ、板幅Ｗ、およびエッジ３ｅの位置を検出できるように構成されてもよい。図１に示すエッジセンサ３７の検出範囲は、板幅方向Ｘに延びる。エッジセンサ３７は、検出範囲内で板３の有無が切り替わる位置が有るか否かを検出することにより、エッジ３ｅの有無を検出する。エッジセンサ３７は、検出範囲の全域に板３が有ることを検出可能である。エッジセンサ３７は、検出範囲の全域に板３が無いことを検出可能である。エッジセンサ３７は、振動センサ３５と同様に、非接触式であり、板３に接触しない。エッジセンサ３７は、計測結果に基づきエッジ計測信号３７ｓを出力する。エッジセンサ３７は、制御装置６０に接続される。なお、図１では、２つのエッジセンサ３７のうち１つのエッジセンサ３７と制御装置６０との接続のみを図示している。

このエッジセンサ３７は、図２に示すように、端部振動センサ３５ｅとほぼ同じ位置に配置される。エッジセンサ３７は、端部振動センサ３５ｅに隣接するように配置される。エッジセンサ３７は、端部振動センサ３５ｅに取り付けられる（固定される）。エッジセンサ３７は、例えば、端部振動センサ３５ｅよりも板幅方向Ｘ外側に配置される。また例えば、エッジセンサ３７は、端部振動センサ３５ｅの前側や後側（板長手方向Ｙの一方側や他方側）に配置されてもよい（図示なし）。エッジセンサ３７は、振動センサ３５と連動する。エッジセンサ３７は、端部振動センサ３５ｅと一体的に移動する。なお、エッジセンサ３７は、振動センサ３５と連動しなくてもよい。例えば、エッジセンサ３７は、図１に示す架台２０や引出フレーム３１に固定されてもよい。この場合、板幅Ｗ（図４参照）や蛇行量Ｖ（図４参照）が変化したときでもエッジセンサ３７の検出範囲内にエッジ３ｅが入るように、エッジセンサ３７の検出範囲の広さが設定される必要がある。以下では、エッジセンサ３７ｄが端部振動センサ３５ｅに固定される場合について説明する。図２に示すように、エッジセンサ３７は、板幅方向Ｘに間隔をあけて２つ設けられる。エッジセンサ３７には、ＤＳ側に配置されるエッジセンサ３７ｄと、ＷＳ側に配置されるエッジセンサ３７ｗと、がある。

蛇行追従機構４０（蛇行追従手段）は、複数の振動センサ３５（すべての振動センサ３５）を板幅方向Ｘに平行移動させるための機構である。以下、振動センサ３５の移動方向は板幅方向Ｘであるとする。蛇行追従機構４０は、複数の振動センサ３５の間隔を固定したまま、すべての振動センサ３５を移動させる。蛇行追従機構４０は、２つのエッジセンサ３７の間隔を固定したまま、２つのエッジセンサ３７を平行移動させる。蛇行追従機構４０は、蛇行追従用フレーム４１と、蛇行追従用レールガイド４３と、蛇行追従用スライダ４５と、を備える。

蛇行追従用フレーム４１は、長手方向が板幅方向Ｘの部材であり、例えば四角柱状などである。蛇行追従用フレーム４１は、引出フレーム本体部３１ａの上に配置される。蛇行追従用フレーム４１は、引出フレーム３１に対して、板幅方向Ｘに移動可能（スライド可能）である。

蛇行追従用レールガイド４３は、引出フレーム３１に対して蛇行追従用フレーム４１を板幅方向Ｘに移動自在とするための部材である。蛇行追従用レールガイド４３は、引出フレーム本体部３１ａと蛇行追従用フレーム４１との間に配置される。蛇行追従用レールガイド４３は、例えば、板幅方向Ｘに間隔を開けて２つ（３つ以上でもよい）設けられる。蛇行追従用レールガイド４３は、蛇行追従用レール４３ａと、蛇行追従用ガイド部材４３ｂと、を備える。蛇行追従用レール４３ａは、引出フレーム本体部３１ａの上面に固定される。蛇行追従用ガイド部材４３ｂは、蛇行追従用フレーム４１の下面に固定される。蛇行追従用ガイド部材４３ｂは、蛇行追従用レール４３ａに沿って移動（スライド）自在である。なお、蛇行追従用レール４３ａと、蛇行追従用ガイド部材４３ｂとは、上記の配置に対して上下逆に設けられてもよい。具体的には、引出フレーム本体部３１ａに蛇行追従用ガイド部材４３ｂが固定され、蛇行追従用フレーム４１に蛇行追従用レール４３ａが固定されてもよい。

蛇行追従用スライダ４５は、引出フレーム３１に対して蛇行追従用フレーム４１を板幅方向Ｘに駆動する。蛇行追従用スライダ４５は、引出フレーム３１と蛇行追従用フレーム４１とをつなぐように、これらに取り付けられる。蛇行追従用スライダ４５は、例えば電力により動作する電動スライダであり、また例えば流体圧などにより動作するスライダでもよい（例えば電力や流体圧などにより動作する点は、後述する板幅追従用スライダ５５についても同様である）。

板幅追従機構５０（板幅追従手段）は、複数の振動センサ３５どうしの板幅方向Ｘにおける間隔を変える（調整する）ための機構である。以下「複数の振動センサ３５どうしの板幅方向Ｘにおける間隔」を単に「振動センサ３５の間隔」という。板幅追従機構５０は、振動センサ３５の間隔を、等間隔で、拡大や縮小させる。板幅追従機構５０は、２つのエッジセンサ３７の間隔を、拡大や縮小させる。板幅追従機構５０は、連結部材５１と、板幅追従用レールガイド５３と、板幅追従用スライダ５５と、板幅追従用伸縮装置５７と、を備える。

連結部材５１は、振動センサ３５が取り付けられる（固定される）部材である。連結部材５１は、複数の振動センサ３５それぞれに取り付けられる。連結部材５１は、例えば上下方向に延びる。連結部材５１には、下端部に振動センサ３５が取り付けられ、上端部に板幅追従用ガイド部材５３ｂ（後述）が取り付けられる。連結部材５１の一部には、振動センサ３５を介して、エッジセンサ３７が取り付けられる。連結部材５１には、振動センサ３５を介さずに（例えば直接）エッジセンサ３７が取り付けられてもよい（図示なし）。連結部材５１（さらに振動センサ３５およびエッジセンサ３７）は、蛇行追従用フレーム４１に対して、板幅方向Ｘに移動可能（スライド可能）である。なお、図１〜図３では、複数の連結部材５１のうち一部にのみ符号を付している。

板幅追従用レールガイド５３は、図２および図３に示すように、蛇行追従用フレーム４１に対して振動センサ３５を（エッジセンサ３７を、連結部材５１を）板幅方向Ｘに移動自在とするための部材である。図２に示すように、板幅追従用レールガイド５３は、板幅追従用レール５３ａと、板幅追従用ガイド部材５３ｂと、を備える。板幅追従用レール５３ａは、蛇行追従用フレーム４１の上面に固定される。板幅追従用ガイド部材５３ｂは、複数設けられる。複数の板幅追従用ガイド部材５３ｂそれぞれは、板幅追従用レール５３ａと、１つの振動センサ３５（１つの連結部材５１）とをつなぐ。板幅追従用ガイド部材５３ｂは、板幅追従用レール５３ａの上に配置される。板幅追従用ガイド部材５３ｂは、板幅追従用レール５３ａに沿って移動（スライド）自在である（後述するように、中央振動センサ３５ｃが取り付けられたものを除く）。

板幅追従用スライダ５５は、蛇行追従用フレーム４１に対して振動センサ３５を（板幅追従用ガイド部材５３ｂを）板幅方向Ｘに駆動する。板幅追従用スライダ５５は、蛇行追従用フレーム４１と、１つの板幅追従用ガイド部材５３ｂ（例えば端部振動センサ３５ｅが固定されたもの）とをつなぐように、これらに取り付けられる。

板幅追従用伸縮装置５７は、振動センサ３５の間隔を等間隔に保ちながら、振動センサ３５の間隔（板幅追従用ガイド部材５３ｂの間隔）を拡大や縮小させる装置である。板幅追従用伸縮装置５７は、複数のリンク部材（棒状部材）を組み合わせた機構を備え、例えばレージトング機構を備える。上記の複数のリンク部材それぞれは、板幅追従用ガイド部材５３ｂに取り付けられる（連結される）。

（中央位置Ｃ３５および基準位置Ｃ４０）
図４に示すように、機構部３０に関する位置（板幅方向Ｘにおける位置、以下同様）を表すものとして、中央位置Ｃ３５と、基準位置Ｃ４０と、がある。中央位置Ｃ３５は、複数の振動センサ３５（図２参照）の板幅方向Ｘ中央の位置（およびその上下）である。振動センサ３５の数が奇数の場合、中央位置Ｃ３５は、中央振動センサ３５ｃの位置と一致する。振動センサ３５の数が偶数の場合（図示なし）、中央位置Ｃ３５は、複数の振動センサ３５のうち板幅方向Ｘ中央の２つの振動センサ３５どうしの、板幅方向Ｘ中央の位置と一致する。基準位置Ｃ４０は、蛇行追従機構４０の動作の基準となる位置である。基準位置Ｃ４０は、引出フレーム３１に対する蛇行追従用フレーム４１の動作の基準となる位置である。基準位置Ｃ４０は、後述する開始時制御工程Ｓ１１（図５参照）で機構部３０が初期位置に配置されたときの（図２参照）、中央位置Ｃ３５の位置である。基準位置Ｃ４０は、例えば次の位置である。蛇行追従用フレーム４１は引出フレーム３１に対して板幅方向Ｘに可動であるところ、この蛇行追従用フレーム４１の可動範囲のうち板幅方向Ｘ中央に蛇行追従用フレーム４１が配置されたときの、中央位置Ｃ３５の位置が、基準位置Ｃ４０である。例えば、基準位置Ｃ４０は、引出フレーム３１の（引出フレーム本体部３１ａの）板幅方向Ｘ中央の位置である。

制御装置６０（図１参照）は、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０の動作を制御する。図１に示す制御装置６０は、エッジセンサ３７の検出結果に応じて上記動作を制御する。制御装置６０は、蛇行量Ｖ（図４参照）に応じて蛇行追従機構４０を駆動させる。制御装置６０は、板幅Ｗに応じて板幅追従機構５０を駆動させる。制御装置６０は、信号入力部６１と、演算部６３と、記憶部６５と、比較部６７と、追従制御部６９と、を備える。

信号入力部６１は、エッジセンサ３７から出力されたエッジ計測信号３７ｓが入力される部分である。

演算部６３は、板３の板幅Ｗ（図４参照）および蛇行量Ｖ（図４参照）を算出する（演算する）。演算部６３は、板幅演算部６３ｂと、蛇行演算部６３ａと、を備える。演算部６３の詳細は後述する（以下に述べる制御装置６０の各構成要素の詳細についても後述する）。

記憶部６５は、エッジ３ｅの検出状態（エッジ３ｅ検出状態）を記憶する。

比較部６７は、エッジセンサ３７によるエッジ３ｅの検出状態が変化したか否かを判定する。

追従制御部６９は、エッジセンサ３７の検出結果などに応じて、蛇行追従機構４０（図２参照）および板幅追従機構５０（図２参照）を駆動させる。追従制御部６９は、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０に、駆動のための制御信号を出力する。追従制御部６９は、板幅追従制御部６９ｂと、蛇行追従制御部６９ａと、を備える。

（蛇行追従機構４０の動作）
図２に示す蛇行追従機構４０が駆動することで、すべての振動センサ３５が平行移動し、２つのエッジセンサ３７が平行移動する。この動作の詳細は次の通りである。蛇行追従制御部６９ａ（図１参照）は、蛇行追従用スライダ４５を駆動させる。その結果、引出フレーム３１に対して蛇行追従用フレーム４１が板幅方向Ｘに移動する。その結果、振動センサ３５の間隔を保ったまますべての振動センサ３５が板幅方向Ｘに移動し、エッジセンサ３７の間隔を保ったまま２つのエッジセンサ３７が板幅方向Ｘに移動する。

（板幅追従機構５０の動作）
板幅追従機構５０が駆動することで、振動センサ３５およびエッジセンサ３７の間隔が拡大や縮小する。この動作の詳細は次の通りである。板幅追従制御部６９ｂ（図１参照）は、板幅追従用スライダ５５を駆動させる。その結果、板幅追従用スライダ５５に連結された板幅追従用ガイド部材５３ｂが、蛇行追従用フレーム４１に対して、板幅方向Ｘに移動する。但し、板幅追従機構５０のうち中央位置Ｃ３５と一致する部分（例えば中央振動センサ３５ｃが固定される板幅追従用ガイド部材５３ｂ）は、蛇行追従用フレーム４１に対して移動しない。その結果、中央位置Ｃ３５を中心として、板幅追従用伸縮装置５７が板幅方向Ｘに伸長または縮小する。その結果、振動センサ３５の間隔が等間隔で拡大または縮小する。その結果、２つの端部振動センサ３５ｅそれぞれに取り付けられたエッジセンサ３７の間隔が拡大または縮小する。

（歪計測装置１の動作）
歪計測装置１（図１参照）の動作を説明する。以下、機構部３０の各構成要素（符号３１〜５７）については主に図２を参照し、制御装置６０の各構成要素（符号６１〜６９ｂ）については図１を参照し、各工程（Ｓ１１〜Ｓ７２）については図５を参照して説明する。歪計測装置１の動作（歪計測方法）には、開始時制御工程Ｓ１１と、エッジ計測工程Ｓ１２と、エッジ判定および追従工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）と、記憶工程Ｓ３０と、算出工程Ｓ４０と、センサ位置微調整工程Ｓ５０と、がある。また、歪計測装置１の動作には、歪計測工程Ｓ６０と、計測終了判定工程Ｓ６５と、エッジ再計測工程Ｓ７１と、変化判定工程Ｓ７２と、がある。

開始時制御工程Ｓ１１は、歪計測装置１の制御の開始時（歪計測の開始前）に行われる。開始時制御工程Ｓ１１では、図２に示すように、機構部３０（蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０）が「初期位置」に移動させられる。この「初期位置」は、次の［状態ａ］および［状態ｂ］を満たす位置である。［状態ａ］振動センサ３５の間隔が最も縮小した状態（最縮小状態）。［状態ｂ］振動センサ３５の中央位置Ｃ３５と、予め定められた基準位置Ｃ４０と、が一致するように蛇行追従用フレーム４１が配置された状態。また、板幅Ｗ（図４参照）は、最縮小状態のときの、エッジセンサ３７ｄとエッジセンサ３７ｗとの間隔よりも大きい。板幅Ｗ（図４参照）は、図３に示す最拡大状態（振動センサ３５の間隔が最も拡大した状態）のときの、エッジセンサ３７ｄとエッジセンサ３７ｗとの間隔よりも狭い。

エッジ計測工程Ｓ１２では、図４に示すエッジセンサ３７によりエッジ３ｅが計測される（エッジ３ｅの有無が計測される）。エッジ計測工程Ｓ１２では、エッジセンサ３７ｄおよびエッジセンサ３７ｗそれぞれから、信号入力部６１（図１参照）に、エッジ計測信号３７ｓ（図１参照）が入力される。

エッジ判定および追従工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）では、エッジセンサ３７の検出結果に応じて、エッジセンサ３７の位置調整が行われる（以下、エッジセンサ３７の位置調整を単に「位置調整」ともいう）。エッジ判定および追従工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）は、次のように行われる。制御装置６０（図１参照）は、エッジセンサ３７ｄがＤＳエッジ３ｅｄを検出したか否かを判定し、エッジセンサ３７ｗがＷＳエッジ３ｅｗを検出したか否かを判定する。これらの判定結果に応じて、制御装置６０は、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を駆動させることで、エッジセンサ３７の位置調整を行う。制御装置６０は、エッジセンサ３７の検出範囲内に両方のエッジ３ｅが存在するようになるまで、位置調整を行う。さらに詳しくは、制御装置６０は、エッジセンサ３７ｄの検出範囲内にＤＳエッジ３ｅｄが存在し、エッジセンサ３７ｗの検出範囲内にＷＳエッジ３ｅｗが存在するようになるまで、位置調整を行う。

（両方のエッジ３ｅが検出された場合）
ＤＳエッジ３ｅｄおよびＷＳエッジ３ｅｗがエッジセンサ３７により検出された場合（Ｓ２１でＹＥＳ、かつ、Ｓ２２でＹＥＳ）、制御装置６０（図１参照）はエッジセンサ３７の位置調整を行わない。

（一方のエッジ３ｅのみが検出された場合）
ＤＳエッジ３ｅｄおよびＷＳエッジ３ｅｗのうち一方のみがエッジセンサ３７により検出された場合（Ｓ２１でＹＥＳかつＳ２２でＮＯ、または、Ｓ２１でＮＯかつＳ２４でＹＥＳ）、制御装置６０（図１参照）は、エッジセンサ３７の位置調整を行う。エッジセンサ３７に検出されたエッジ３ｅを「一方のエッジ３ｅ」とする。この場合、制御装置６０は、エッジセンサ３７に検出されなかった方のエッジ３ｅ（「他方のエッジ３ｅ」とする）がエッジセンサ３７に検出されるまで、位置調整を行う（Ｓ２３またはＳ２５）。
［位置調整の例１］例えば、制御装置６０は、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を同時に駆動させることで、位置調整を行う。具体的には例えば、制御装置６０は、一方のエッジ３ｅ（例えばＤＳエッジ３ｅｄ）を検出したエッジセンサ３７（エッジセンサ３７ｄ）の位置を変えずに、他方のエッジセンサ３７（エッジセンサ３７ｗ）の位置を変える。そして、このエッジセンサ３７（エッジセンサ３７ｗ）が他方のエッジ３ｅ（ＷＳエッジ３ｅｗ）を検出したとき、制御装置６０は、位置調整を終了する。
［位置調整の例２］また例えば、制御装置６０は、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を片方ずつ駆動させ、最終的に両方のエッジ３ｅがエッジセンサ３７に検出されるように、位置調整を行ってもよい。

（両方のエッジ３ｅが検出されなかった場合）
ＤＳエッジ３ｅｄおよびＷＳエッジ３ｅｗがいずれもエッジセンサ３７に検出されなかった場合（Ｓ２１でＮＯかつＳ２４でＮＯ）、制御装置６０（図１参照）は、エッジセンサ３７の位置調整を行う。この場合、制御装置６０は、両方のエッジ３ｅがエッジセンサ３７に検出されるまで、位置調整を行う（Ｓ２６）。具体的には例えば、制御装置６０は、片方のエッジ３ｅ（例えばＤＳエッジ３ｅｄ）が検出されるまで、位置調整を行う。制御装置６０は、一方のエッジ３ｅ（ＤＳエッジ３ｅｄ）が検出された後、上記「（一方のエッジ３ｅのみが検出された場合）」と同様に、他方のエッジ３ｅが検出されるまで位置調整を行う。

記憶工程Ｓ３０では、エッジ３ｅの検出状態（エッジ３ｅ検出状態）が、記憶部６５（図１参照）に記憶される。記憶部６５に記憶されるエッジ３ｅ検出状態には、２つのエッジセンサ３７それぞれによるエッジ３ｅの検出の有無と、エッジ３ｅの位置（ＤＳエッジ３ｅｄおよびＷＳエッジ３ｅｗそれぞれの位置）と、がある。エッジ３ｅの位置は、蛇行追従機構４０の板幅方向Ｘの位置（基準位置Ｃ４０からの変位）と、板幅追従機構５０の広さ（最縮小状態からどれだけ広がっているか）と、から定まる。エッジ３ｅの位置は、図２に示す蛇行追従用スライダ４５および板幅追従用スライダ５５それぞれの移動量（スライダ操作量、スライド位置の計測値）から定まる。なお、本実施形態では、図４に示すように、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０とエッジセンサ３７とが連動するので、記憶部６５に記憶されるエッジ３ｅ検出状態には、エッジ３ｅの検出の有無が含まれる。しかし、エッジセンサ３７が上記連動をしない場合など（エッジセンサ３７が架台２０（図１参照）に対して固定される場合など）には、記憶部６５に記憶されるエッジ３ｅ検出状態は、エッジ３ｅの位置のみでもよい。記憶工程Ｓ３０では、エッジ３ｅ検出状態が「第１検出状態」として記憶部６５に記憶される。

算出工程Ｓ４０では、板幅Ｗおよび蛇行量Ｖが演算部６３により算出される。演算部６３（図１参照）は、エッジ３ｅの位置（記憶工程Ｓ３０で記憶されたもの）に基づいて、板幅Ｗおよび蛇行量Ｖを算出する。板幅Ｗは、板幅演算部６３ｂ（図１参照）により算出される。板幅Ｗは、板幅方向Ｘにおけるエッジ３ｅどうしの距離から定まる。板幅演算部６３ｂによる板幅Ｗの算出には、エッジ計測信号３７ｓ（図１参照）が用いられる。エッジ計測信号３７ｓのみではエッジ３ｅの位置が特定できない場合は、板幅演算部６３ｂによる板幅Ｗの算出には、上記スライダ操作量も用いられる。蛇行量Ｖは、蛇行演算部６３ａにより算出される。蛇行量Ｖは、２つのエッジ３ｅどうしの中央３ｃ（中央位置Ｃ３５と一致）と、基準位置Ｃ４０と、の距離（間隔）から定まる。蛇行演算部６３ａによる蛇行量Ｖの算出には、エッジ計測信号３７ｓが用いられる。エッジ計測信号３７ｓのみではエッジ３ｅの位置が特定できない場合は、蛇行演算部６３ａによる蛇行量Ｖの算出には、上記スライダ操作量も用いられる。

センサ位置微調整工程Ｓ５０では、振動センサ３５の位置（計測点）が微調整される。センサ位置微調整工程Ｓ５０は次のように行われる。制御装置６０（図１参照）は、図４に示す蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を駆動させることで、振動センサ３５の位置を微調整する。以下、振動センサ３５の位置の微調整を単に「微調整」ともいう。この微調整は、例えば、エッジ３ｅの位置（記憶工程Ｓ３０で記憶されたもの）に基づいて行われる。また例えば、この微調整は、算出工程Ｓ４０で算出された板幅Ｗおよび蛇行量Ｖに基づいて行われてもよい。例えば、２つのエッジセンサ３７それぞれの検出範囲内にエッジ３ｅが配置された状態が維持されるように、微調整が行われる。例えば、エッジセンサ３７の検出範囲からエッジ３ｅが外れることがない程度に、微調整が行われる。
［微調整の例１］微調整は、エッジ３ｅの板幅方向Ｘにおける位置と、端部振動センサ３５ｅの板幅方向Ｘにおける位置と、が一致するように行われる。微調整は、エッジ３ｅの例えば真上に端部振動センサ３５ｅが配置されるように行われる。なお、この場合、エッジセンサ３７は、端部振動センサ３５ｅの前側や後側（板長手方向Ｙの一方側や他方側）に配置されることが好ましい（図示なし）。
［微調整の例２］微調整は、両方の端部振動センサ３５ｅの計測点どうしの板幅方向Ｘの距離が、板幅Ｗよりもわずかに（例えば１０ｍｍ程度）小さくなるように（余裕を持たせるように）行われてもよい。微調整は、エッジ３ｅよりもわずかに板幅方向Ｘ内側に端部振動センサ３５ｅが配置されるように行われてもよい。この場合、端部振動センサ３５ｅによる振幅の計測を確実に行える結果、板３の歪計測を確実に行える。

歪計測工程Ｓ６０では、図１に示す歪演算システム１０により板３の歪計測が行われる。具体的には、荷重付加装置１１が板３を振動させ、振動センサ３５がこの振動の振幅を計測し、振動センサ３５が振動計測信号３５ｓを出力し、歪演算装置１５が振動計測信号３５ｓに基づいて板３の歪分布を演算する。

計測終了判定工程Ｓ６５では、歪計測を終了するか否かが判定される。歪計測を終了しない場合（ＮＯの場合）は、エッジ再計測工程Ｓ７１に進む。

エッジ再計測工程Ｓ７１では、図４に示すエッジセンサ３７が、エッジ３ｅの有無を再度検出する。エッジ再計測工程Ｓ７１が行われる場合には、例えば次の［場合ａ］および［場合ｂ］などがある。［場合ａ］１ライン分の板３の歪計測を行った後に、次のラインの板３の歪計測を行う場合。［場合ｂ］１つのラインの歪計測の途中で、板３の状態を再度検出する場合。

変化判定工程Ｓ７２では、エッジ３ｅの位置が変化（後述）したか否かが判定される。エッジ３ｅの位置が変化していない場合（ＮＯの場合）、歪計測工程Ｓ６０に戻る。この場合、板幅追従機構５０および蛇行追従機構４０を駆動させることなく、歪計測工程Ｓ６０が行われる（続行される）。エッジ３ｅの位置が変化した場合（ＹＥＳの場合）、エッジ判定および追従工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）が再度行われた後、歪計測工程Ｓ６０が行われる。

上記「エッジ３ｅの位置が変化したか否か」の判定は、エッジセンサ３７により検出されたエッジ３ｅ検出状態が変化したか否かにより判定される。この判定は、例えば次のように行われる。
［判定の例１］比較部６７（図１参照）は、第２検出状態（後述）が第１検出状態から変化したか否かを判定する。第１検出状態は、記憶工程Ｓ３０で記憶部６５（図１参照）に記憶されたエッジ３ｅ検出状態である。第２検出状態は、記憶部６５による上記記憶の後（記憶工程Ｓ３０後）、具体的にはエッジ再計測工程Ｓ７１の時に、エッジセンサ３７により検出されたエッジ３ｅ検出状態である。
［判定の例２］比較部６７は、エッジ３ｅ検出状態（有無や位置）のうちエッジ３ｅの有無のみを判定してもよい。例えば、上記のセンサ位置微調整工程Ｓ５０で、２つのエッジセンサ３７それぞれの検出範囲内にエッジ３ｅが配置された状態が維持されるように、微調整が行われる場合がある。このとき、エッジセンサ３７が少なくとも一方のエッジ３ｅを検出しない場合（エッジ３ｅが「あり」から「なし」に変化した場合）に、エッジ３ｅの位置が変化した（ＹＥＳ）と判定される。また、２つのエッジセンサ３７それぞれがエッジ３ｅを検出する場合（エッジ３ｅ検出状態の変化がない場合）に、エッジ３ｅの位置が変化しない（ＮＯ）と判定される。このように第１検出状態と第２検出状態との比較が不要な場合は、記憶部６５に記憶された情報を用いる必要がないので、記憶部６５を省略できる。

（効果１）
図１に示す歪計測装置１による効果を説明する。歪計測装置１は、帯状の板３の板幅方向Ｘの歪分布を計測する装置である。歪計測装置１は、振動センサ３５と、エッジセンサ３７と、図２に示す蛇行追従機構４０と、板幅追従機構５０と、図１に示す制御装置６０と、を備える。振動センサ３５は、板幅方向Ｘに複数並べて配置され、板３の振動の振幅を計測する。エッジセンサ３７は、板幅方向Ｘにおける板３のエッジ３ｅを検出する。
［構成１−１］振動センサ３５は、非接触式である。
［構成１−２］エッジセンサ３７は、非接触式である。
［構成１−３］図２に示す蛇行追従機構４０は、複数の振動センサ３５を板幅方向Ｘに平行移動させる（図２および図４参照）。
［構成１−４］板幅追従機構５０は、複数の振動センサ３５どうしの板幅方向Ｘの間隔を変える（図２および図３参照）。
［構成１−５］図１に示す制御装置６０は、エッジセンサ３７の検出結果を用いて、図４に示す板３の蛇行量Ｖおよび板幅Ｗに応じて、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０の動作を制御する（図５のＳ２１〜Ｓ２６、およびＳ５０参照）。

図１に示す歪計測装置１は、上記［構成１−１］および［構成１−２］を備える。よって、振動センサ３５およびエッジセンサ３７ｄが板３の表面を傷つけることを抑制できる。

歪計測装置１は、上記［構成１−３］および［構成１−４］を備える。よって、図４に示す蛇行量Ｖや板幅Ｗが変化したときに、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を駆動させることで、振動センサ３５を適切（例えば最適）な位置に配置できる。例えば、振動センサ３５の配置を、蛇行量Ｖや板幅Ｗに追従させることができる。よって、蛇行量Ｖや板幅Ｗが変化したときでも歪計測を行いやすい。

歪計測装置１は、上記［構成１−５］を備える。よって、エッジセンサ３７の検出結果を用いずに蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０を動作させる場合（場合αとする）に比べ、振動センサ３５の適切な位置への移動（位置決め）を、速やかに精度よく行える。なお、上記「場合α」には、例えばエッジ３ｅの位置を目視で確認しながら振動センサ３５を移動させる場合などがある。

（効果２）
図１に示すように、制御装置６０は、信号入力部６１と、板幅演算部６３ｂと、蛇行演算部６３ａと、板幅追従制御部６９ｂと、蛇行追従制御部６９ａと、を備える。信号入力部６１は、エッジセンサ３７から出力されたエッジ計測信号３７ｓが入力される部分である。
［構成２−１］蛇行演算部６３ａは、信号入力部６１に入力されたエッジ計測信号３７ｓを用いて蛇行量Ｖ（図４参照）を算出する。
［構成２−２］板幅演算部６３ｂは、信号入力部６１に入力されたエッジ計測信号３７ｓを用いて板幅Ｗ（図４参照）を算出する。
［構成２−３］蛇行追従制御部６９ａは、蛇行演算部６３ａにより算出された蛇行量Ｖに基づいて蛇行追従機構４０（図４参照）を駆動させる。
［構成２−４］板幅追従制御部６９ｂは、板幅演算部６３ｂにより算出された板幅Ｗに基づいて板幅追従機構５０（図４参照）を駆動させる。

歪計測装置１は、上記［構成２−１］および［構成２−３］を備える。よって、エッジセンサ３７の検出結果を用いて算出された蛇行量Ｖ（図４参照）に基づいて、複数の振動センサ３５を移動させることができる（上記「センサ位置微調整工程Ｓ５０」参照）。よって、複数の振動センサ３５の位置を（中央位置Ｃ３５と基準位置Ｃ４０との間隔）をより適切に設定できるので、振動センサ３５をより適切な位置に配置できる。

歪計測装置１は、上記［構成２−２］および［構成２−４］を備える。よって、エッジセンサ３７の検出結果を用いて算出された板幅Ｗ（図４参照）に基づいて、複数の振動センサ３５どうしの間隔を変えることができる（上記「センサ位置微調整工程Ｓ５０」参照）。よって、複数の振動センサ３５どうしの間隔をより適切に設定できるので、振動センサ３５をより適切な位置に配置できる。

（他の効果１）
［構成３］エッジセンサ３７は、板幅方向Ｘに移動可能に構成される。
上記［構成３］により、エッジセンサ３７が板幅方向Ｘに移動できない場合（例えば引出フレーム３１に固定される場合など）に比べ、エッジセンサ３７の検出範囲を狭くでき、小さいエッジセンサ３７を用いることができる。

（他の効果２）
［構成４］エッジセンサ３７は、振動センサ３５と連動する。エッジセンサ３７は、図２に示す蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０の駆動に伴って板幅方向Ｘに移動する。
上記［構成４］により、振動センサ３５を移動させるための機構とは別に、エッジセンサ３７を移動させるための機構を設ける必要がない。

（他の効果３）
振動センサ３５には、複数の振動センサ３５の板幅方向Ｘ両端に配置される端部振動センサ３５ｅがある。
［構成５］エッジセンサ３７は、板幅方向Ｘに間隔をあけて２つ設けられる。エッジセンサ３７は、２つの端部振動センサ３５ｅそれぞれに取り付けられる。

歪計測装置１（図１参照）は、上記［構成５］を備える。よって、図４に示すように、エッジ３ｅを検出できるようにエッジセンサ３７が配置されると、端部振動センサ３５ｅの近傍にエッジ３ｅが配置されることになる。よって、エッジセンサ３７によりエッジ３ｅが検出された後、端部振動センサ３５ｅによりエッジ３ｅ（またはその近傍）の振動を測定しようとするとき、端部振動センサ３５ｅの位置を微調整すれば足りる（センサ位置微調整工程Ｓ５０参照）。よって、エッジセンサ３７によりエッジ３ｅが検出された後に、振動センサ３５を大きく位置調整する必要がある場合に比べ、速やかに歪測定を開始できる。

（他の効果４）
図１に示すように、歪計測装置１は、比較部６７を備える。比較部６７は、振動センサ３５により板３の振幅が計測されている時（歪計測中）に、エッジセンサ３７により検出されたエッジ３ｅ検出状態が変化したか否かを判定する。
［構成６−１］比較部６７によりエッジ３ｅ検出状態の変化がないと判定された場合（Ｓ７２でＮＯ）、蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０が駆動されることなく、振動センサ３５により板３の振動の振幅が計測される。
［構成６−２］比較部６７によりエッジ３ｅ検出状態の変化があると判定された場合（Ｓ７２でＹＥＳ）、上記［構成１−５］が行われる。

歪計測装置１は、上記［構成６−１］を備える。よって、歪計測中に蛇行量Ｖおよび板幅Ｗが変わらない場合に、振動センサ３５を適切な位置に保ったまま、歪計測を続行できる。
歪計測装置１は、上記［構成６−２］を備える。よって、歪計測中に蛇行量Ｖおよび板幅Ｗの少なくとも一方が変わった場合でも、振動センサ３５を適切な位置に移動させてから、歪計測を行える。

（変形例）
上記実施形態は様々に変形できる。例えば、図１に示す歪計測装置１は、構成要素の一部を備えなくてもよい。また例えば、図５に示す各工程（各ステップ）の一部が行われなくてもよい。例えば、記憶工程Ｓ３０は行われなくてもよい。

例えば、図５に示す各工程は、上記実施形態の順序で行われなくてもよい。例えば、上記実施形態では、記憶工程Ｓ３０は、センサ位置微調整工程Ｓ５０の前に行われた。しかし、記憶工程Ｓ３０は、センサ位置微調整工程Ｓ５０の後に行われ、微調整後のエッジ３ｅ検出状態が記憶部６５（図１参照）に記憶されてもよい。

（参考例）
歪計測装置１は、図２に示す蛇行追従機構４０および板幅追従機構５０のうち一方のみを備えてもよい。歪計測装置１が蛇行追従機構４０を備えない場合は、蛇行追従制御部６９ａは設けられなくてもよく、蛇行演算部６３ａは設けられなくてもよい。歪計測装置１が板幅追従機構５０を備えない場合は、板幅追従制御部６９ｂは設けられなくてもよく、板幅演算部６３ｂは設けられなくてもよい。

１ 歪計測装置
３ 板
３ｅ エッジ
３１ 引出フレーム（フレーム）
３５ 振動センサ
３７ エッジセンサ
３７ｓ エッジ計測信号
４０ 蛇行追従機構
４１ 蛇行追従用フレーム
５０ 板幅追従機構
６０ 制御装置
６１ 信号入力部
６３ａ 蛇行演算部
６３ｂ 板幅演算部
６９ａ 蛇行追従制御部
６９ｂ 板幅追従制御部
Ｖ 蛇行量
Ｗ 板幅
Ｘ 板幅方向

Claims (2)

1. 帯状の板の板幅方向の歪分布を計測する歪計測装置であって、
   前記板幅方向に複数並べて配置され、前記板の振動の振幅を計測する非接触式の振動センサと、
   検出範囲内での、前記板幅方向における前記板のエッジの有無を検出する非接触式のエッジセンサと、
   複数の前記振動センサを前記板幅方向に平行移動させる蛇行追従機構と、
   複数の前記振動センサどうしの前記板幅方向の間隔を変える板幅追従機構と、
   前記エッジセンサの検出結果を用いて、前記板の蛇行量および板幅に応じて、前記蛇行追従機構および前記板幅追従機構の動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記蛇行追従機構は、フレームに支持され、
   前記蛇行追従機構は、前記フレームに対して前記板幅方向に移動可能である蛇行追従用フレームを備え、
   前記板幅追従機構は、前記蛇行追従用フレームに取り付けられ、
   前記板幅追従機構の前記板幅方向の中央部は、前記蛇行追従用フレームに対して固定され、
   前記板幅追従機構は、複数のリンク部材を組み合わせた機構により、前記振動センサの間隔を等間隔に保ちながら、前記振動センサの間隔を拡大および縮小させる、歪計測装置。
2. 請求項１に記載の歪計測装置であって、
   前記制御装置は、
   前記エッジセンサから出力されたエッジ計測信号が入力される信号入力部と、
   前記信号入力部に入力された前記エッジ計測信号を用いて前記蛇行量を算出する蛇行演算部と、
   前記信号入力部に入力された前記エッジ計測信号を用いて前記板幅を算出する板幅演算部と、
   前記蛇行演算部により算出された前記蛇行量に基づいて前記蛇行追従機構を駆動させる蛇行追従制御部と、
   前記板幅演算部により算出された前記板幅に基づいて前記板幅追従機構を駆動させる板幅追従制御部と、
   を備える、歪計測装置。

Images