JP6256161B2

JP6256161B2 - Shaped steel squareness measuring device

Info

Publication number: JP6256161B2
Application number: JP2014077287A
Authority: JP
Inventors: 松本　実; 実松本; 忠祐市場; 健太郎平山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: JP2015197431A

Description

本発明は、形鋼（Ｈ形鋼）のウエブに対するフランジの直角度を測定する形鋼直角度測定装置に関し、例えば形鋼プレス工程の前後で簡易に形鋼の直角度を測定するのに好適なものである。 The present invention relates to a shape steel perpendicularity measuring apparatus for measuring the perpendicularity of a flange to a web of a shape steel (H-shape steel), and is suitable for, for example, simply measuring the perpendicularity of a shape steel before and after a shape steel pressing process. It is a thing.

形鋼のプレス工程は、形鋼の長手方向の矯正作業であり、形状や寸法を測定しては矯正を行う。一般的には、プレス前後の形鋼を直接ジグに押し当てて、直角度などの形状やウエブ高さなどの寸法を測定している。また、下記特許文献１に記載されるように、レーザ距離計を用いた形鋼直角度測定装置も提案されている。この形鋼直角度測定装置は、形鋼に向けて上下に対向配置されたレーザ距離計を水平方向に往復移動させ、その往復移動間でレーザ光の照射角度を変更し、得られた形鋼までの距離とレーザ光の照射角度とから形鋼の形状を測定するようにしている。 The pressing process of the shape steel is a correction operation in the longitudinal direction of the shape steel, and is corrected by measuring the shape and dimensions. In general, the shape steel before and after pressing is directly pressed against the jig to measure the shape such as the squareness and the height of the web. In addition, as described in Patent Document 1 below, a shape steel perpendicularity measuring device using a laser distance meter has also been proposed. This shape steel perpendicularity measuring device reciprocates a laser distance meter, which is vertically opposed to the shape steel, in the horizontal direction, and changes the irradiation angle of the laser beam between the reciprocating movements. The shape of the shape steel is measured from the distance up to and the irradiation angle of the laser beam.

特開平８−３２７３２９号公報JP-A-8-327329

しかしながら、前記特許文献１に記載される形鋼直角度測定装置は、レーザ距離計を水平方向に往復移動させ且つレーザ距離計のレーザ光照射角度を変更しなければならないため、直角度測定に時間を要すると共に、装置の構成が複雑で大がかりであるため、コスト高であるという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、安価で且つ迅速な直角度測定が可能な形鋼直角度測定装置を提供することを目的とするものである。 However, the shape-steel squareness measuring device described in Patent Document 1 requires time for perpendicularity measurement because the laser rangefinder must be reciprocated in the horizontal direction and the laser beam irradiation angle of the laser rangefinder must be changed. In addition, there is a problem that the cost of the apparatus is high because the configuration of the apparatus is complicated and large.
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shape steel perpendicularity measuring device that is inexpensive and can perform a perpendicularity measurement quickly.

上記課題を解決するために、本発明のある態様に係る形鋼直角度測定装置は、ウエブ面が基準面と略平行になるようにして形鋼が搭載される前記基準面に対し、レーザ照射点が前記基準面から予め設定された高さに配置され且つ前記形鋼の長手方向と直交する面内で前記形鋼の同一のフランジの異なるフランジ面に予め設定された角度でレーザ光の夫々が照射されるように配置された２つのみのレーザ距離計と、前記基準面と平行で且つ前記長手方向と直交する方向に前記２つのみのレーザ距離計を同時に移動する移動装置と、前記移動装置によって前記レーザ距離計が前記基準面と平行で且つ前記長手方向と直交する方向に片道走査する間に前記形鋼の外表面までの距離を取得する形鋼外表面距離取得部と、前記形鋼外表面距離取得部で取得された形鋼外表面までの距離から前記形鋼の外表面の位置を算出する形鋼外表面位置算出部と、前記形鋼外表面位置算出部で算出された形鋼外表面の位置から前記形鋼のフランジ隅角部の直角度を算出するフランジ直角度算出部とを備え、前記形鋼のフランジ隅角部の直角度は、フランジの上下角隅部間の直角度と、フランジの上角隅部とフランジの中間部との間の直角度と、フランジの下角隅部とフランジの中間部との間の直角度とで定義されることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problem, a structural steel squareness measuring apparatus according to an aspect of the present invention is directed to laser irradiation with respect to the reference surface on which the shape steel is mounted such that the web surface is substantially parallel to the reference surface. Each of the laser beams is arranged at a predetermined angle with respect to a different flange surface of the same flange of the structural steel in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the structural steel, the point being arranged at a predetermined height from the reference surface. only the laser rangefinder of two but arranged to be irradiated, a mobile device moving direction to the two only laser rangefinder simultaneously perpendicular to and the longitudinal parallel to the reference plane, the A shape steel outer surface distance acquisition unit that acquires a distance to the outer surface of the shape steel while the laser distance meter scans one way in a direction parallel to the reference plane and perpendicular to the longitudinal direction by a moving device; Taken at the outer surface distance acquisition section of the shape steel The shape steel outer surface position calculation unit that calculates the position of the outer surface of the shape steel from the distance to the outer shape surface of the shaped steel, and the position of the outer shape surface calculated by the shape steel outer surface position calculation unit A flange perpendicularity calculation unit for calculating the perpendicularity of the flange corner of the shape steel, and the perpendicularity of the flange corner of the shape steel is equal to the perpendicularity between the upper and lower corners of the flange and the top of the flange. It is defined by the perpendicularity between the corner and the intermediate part of the flange and the perpendicularity between the lower corner of the flange and the intermediate part of the flange.

なお、２つのレーザ距離計のレーザ照射点は、必ずしも基準面から同じ高さである必要はなく、夫々のレーザ照射点が予め設定された高さであればよい。また、レーザ照射点は、レーザ発射点（出射点）を意味する。
また、この形鋼直角度測定装置において、前記形鋼外表面位置算出部で算出された形鋼外表面の位置から前記ウエブ面の前記基準面に対する傾斜角を算出するウエブ面傾斜角算出部と、前記ウエブ面傾斜角算出部で算出された前記ウエブ面の前記基準面に対する傾斜角に基づいて前記形鋼外表面位置算出部で算出された前記形鋼外表面の位置を補正する形鋼外表面位置補正部とを備えることが望ましい。 Note that the laser irradiation points of the two laser distance meters do not necessarily have to be the same height from the reference plane, and each laser irradiation point may have a preset height. The laser irradiation point means a laser emission point (emission point).
Further, in this structural steel perpendicularity measuring device, a web surface inclination angle calculation unit that calculates an inclination angle of the web surface with respect to the reference surface from a position of the shape steel outer surface calculated by the shape steel outer surface position calculation unit; And correcting the position of the outer surface of the structural steel calculated by the structural steel outer surface position calculation unit based on the inclination angle of the web surface with respect to the reference surface calculated by the web surface inclination angle calculation unit. It is desirable to include a surface position correction unit.

而して、本発明の形鋼直角度測定装置によれば、ウエブ面が基準面と略平行になるようにして形鋼を基準面に搭載する。一方、２つのレーザ距離計は、レーザ照射点が基準面から予め設定された高さに配置されると共に、形鋼の長手方向と直交する面内で当該形鋼の同一のフランジの異なるフランジ面に予め設定された角度でレーザ光の夫々が照射されるように配置される。そして、この２つのレーザ距離計を基準面と平行で且つ形鋼の長手方向と直交する方向に移動装置で同時に移動し、２つのレーザ距離計が片道走査する間に形鋼の外表面までの距離を形鋼外表面距離取得部で取得する。この取得された形鋼外表面までの距離から形鋼外表面位置算出部で当該形鋼の外表面の位置を算出し、その形鋼外表面の位置からフランジ直角度算出部で当該形鋼のフランジ隅角部の直角度を算出する。そのため、レーザ距離計のレーザ光照射角度を変更するための構造が不要となるため、構造が簡潔で安価であると共に、レーザ距離計を片道走査するだけでよいので測定時間を短縮して迅速な直角度測定が可能となる。 Thus, according to the structural steel squareness measuring apparatus of the present invention, the structural steel is mounted on the reference surface such that the web surface is substantially parallel to the reference surface. On the other hand, the two laser rangefinders are arranged such that the laser irradiation point is arranged at a preset height from the reference plane, and different flange surfaces of the same flange of the shape steel in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the shape steel Are arranged so that each of the laser beams is irradiated at a preset angle. The two laser rangefinders are simultaneously moved by a moving device in a direction parallel to the reference plane and perpendicular to the longitudinal direction of the section steel, while the two laser rangefinders scan one way to the outer surface of the section steel. The distance is acquired by the shape steel outer surface distance acquisition unit. The position of the outer surface of the shape steel is calculated from the acquired distance to the outer surface of the shape steel by the shape steel outer surface position calculation unit, and the position of the shape steel is calculated from the position of the outer shape surface by the flange perpendicularity calculation unit. The perpendicularity of the flange corner is calculated. This eliminates the need for a structure for changing the laser beam irradiation angle of the laser rangefinder, so that the structure is simple and inexpensive, and it is only necessary to scan the laser rangefinder one-way. Perpendicularity measurement is possible.

また、形鋼外表面位置算出部で算出された形鋼外表面の位置からウエブ面の基準面に対する傾斜角をウエブ面傾斜角算出部で算出し、算出されたウエブ面の基準面に対する傾斜角に基づいて形鋼外表面位置算出部で算出された形鋼外表面の位置を形鋼外表面位置補正部で補正する。そのため、単にフランジ隅角部の位置のみから算出したフランジ隅角部の直角度に対し、ウエブに対するフランジ隅角部の直角度を適正に算出することが可能となる。 In addition, the web surface inclination angle calculation unit calculates the inclination angle of the web surface from the position of the structural steel outer surface calculated by the shape steel outer surface position calculation unit, and the calculated inclination angle of the web surface with respect to the reference surface The shape steel outer surface position calculation unit corrects the shape steel outer surface position calculated by the shape steel outer surface position correction unit. Therefore, it is possible to appropriately calculate the perpendicularity of the flange corner with respect to the web with respect to the perpendicularity of the flange corner calculated only from the position of the flange corner.

本発明の形鋼直角度測定装置の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the structural steel perpendicularity measuring apparatus of this invention. 図１の形鋼直角度測定装置のコンピュータで行われる形鋼直角度算出の演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the structural steel perpendicularity calculation performed with the computer of the structural steel perpendicularity measuring apparatus of FIG. 図１の形鋼直角度測定装置の諸元説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of specifications of the structural steel perpendicularity measuring apparatus of FIG. 1. 図１の第１レーザ距離計で取得した形鋼外表面までの距離から算出された形鋼外表面の位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position of the shape steel outer surface calculated from the distance to the shape steel outer surface acquired with the 1st laser rangefinder of FIG. 図１の第２レーザ距離計で取得した形鋼外表面までの距離から算出された形鋼外表面の位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position of the shape steel outer surface calculated from the distance to the shape steel outer surface acquired with the 2nd laser rangefinder of FIG. ウエブ面傾斜角の算出及び形鋼外表面位置の補正の説明図である。It is explanatory drawing of calculation of a web surface inclination | tilt angle, and correction | amendment of a shape steel outer surface position. フランジ隅角部の直角度の算出の説明図である。It is explanatory drawing of calculation of the squareness of a flange corner part.

次に、本発明の形鋼直角度測定装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の形鋼直角度測定装置の概略構成図である。本実施形態で直角度の測定片となる形鋼ＳはＨ形鋼である。本実施形態では、形鋼Ｓを搭載する水平な基準面１が用意されており、この基準面１は図１の紙面垂直方向に長手である。この基準面１と形鋼ＳのウエブＷとが略平行になるように当該形鋼Ｓの長手を基準面１の長手にあわせて当該形鋼Ｓを基準面１に搭載する。また、水平な基準面１には、鉛直な壁面を有する校正片Ｅが上向きに突設されている。なお、本実施形態では、基準面１が水平で、形鋼Ｓは水平な基準面１の上に搭載されるように構成されているが、基準面１は必ずしも水平である必要はなく、ウエブＷが基準面１と略平行になるようにして基準面１に形鋼Ｓを搭載することができればよい。 Next, an embodiment of the structural steel squareness measuring apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a structural steel squareness measuring apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, the section steel S that becomes a square measurement piece is an H-section steel. In the present embodiment, a horizontal reference surface 1 on which the shape steel S is mounted is prepared, and this reference surface 1 is long in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The shape steel S is mounted on the reference surface 1 with the length of the shape steel S aligned with the length of the reference surface 1 so that the reference surface 1 and the web W of the shape steel S are substantially parallel. Further, a calibration piece E having a vertical wall surface protrudes upward from the horizontal reference surface 1. In this embodiment, the reference surface 1 is horizontal and the shape steel S is configured to be mounted on the horizontal reference surface 1. However, the reference surface 1 does not necessarily have to be horizontal, and the web It is only necessary that the section steel S can be mounted on the reference surface 1 so that W is substantially parallel to the reference surface 1.

本実施形態では、前記基準面１の上方に、基準面１と平行に延在する梁（架台）２、即ち水平な梁（架台）２が設けられている。この梁２は、例えば図示しない柱（脚）に支持されて門型のフレームを構成し、梁２の長手が基準面１の長手、即ち形鋼Ｓの長手方向と直交するように配置されている。この梁２の上面には、梁２の長手に沿って走行レール３が設けられ、その走行レール３上に走行台４が搭載されている。走行台４には、図示しない走行装置が取付けられており、その走行装置をモータ５で駆動することで、例えば図に実線で示す位置から破線で示す位置まで走行台４を走行レール３に沿って往復移動することができる。この走行台４の下方には、昇降ガイド６を介して昇降台７が取付けられている。昇降台７には昇降軸８が取付けられ、図示しない昇降装置によって昇降軸８を駆動すると、昇降ガイド６に沿って昇降台７が上下方向に昇降する。モータ５の駆動状態や昇降軸８の駆動状態は、形鋼直角度測定装置を構成するコンピュータ９によって制御される。なお、これら走行レール３、走行台４、モータ５、昇降台７によって本実施形態の移動装置が構成される。 In the present embodiment, a beam (base) 2 extending in parallel with the reference surface 1, that is, a horizontal beam (base) 2 is provided above the reference surface 1. The beam 2 is supported by, for example, a pillar (leg) (not shown) to form a portal frame, and is arranged so that the length of the beam 2 is orthogonal to the length of the reference surface 1, that is, the length direction of the section steel S. Yes. A traveling rail 3 is provided on the upper surface of the beam 2 along the length of the beam 2, and a traveling platform 4 is mounted on the traveling rail 3. A traveling device (not shown) is attached to the traveling table 4, and the traveling device 4 is driven along the traveling rail 3 from a position indicated by a solid line to a position indicated by a broken line, for example, by driving the traveling device with a motor 5. Can reciprocate. Below the traveling table 4, a lifting table 7 is attached via a lifting guide 6. A lifting shaft 8 is attached to the lifting platform 7, and when the lifting shaft 8 is driven by a lifting device (not shown), the lifting platform 7 moves up and down along the lifting guide 6. The driving state of the motor 5 and the driving state of the elevating shaft 8 are controlled by a computer 9 constituting the structural steel squareness measuring apparatus. The travel rail 3, the travel platform 4, the motor 5, and the lifting platform 7 constitute the moving device of the present embodiment.

そして、昇降台７には２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂが取付けられている。これらのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、基準面１から各レーザ照射点Ｐまでの高さが予め設定された同じ高さＨになるように配置されている。また、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、照射されるレーザ光が走行レール３と平行で且つ基準面１の長手と交差する面、即ち基準面１に搭載される形鋼Ｓの長手方向と直交する面内にあるように配置されている。更に、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、基準面１に搭載される形鋼Ｓの同一のフランジＦの異なる面（表裏面）にレーザ光が照射されるように配置されている。即ち、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、基準面１に向けて照射されるレーザ光が同一面内で交差するように、鉛直面を挟んで互いに斜め下方内向きに配置されている。具体的には、図示左方の第１レーザ距離計１０ａは、レーザ光が水平面から図示斜め右下方に角度θ₁で照射されるように配置され、図示右方の第２レーザ距離計１０ｂは、レーザ光が水平面から図示斜め左下方に角度θ₂で照射されるように配置されている。本実施形態では、θ₁＝θ₂＝４５°とした。そして、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂで検出される被測定物までの距離はコンピュータ９に入力される。 Then, two laser distance meters 10 a and 10 b are attached to the lifting platform 7. These laser distance meters 10a and 10b are arranged so that the height from the reference plane 1 to each laser irradiation point P is the same height H set in advance. Further, the two laser distance meters 10a and 10b have a plane in which the irradiated laser beam is parallel to the traveling rail 3 and intersects the length of the reference plane 1, that is, the longitudinal direction of the section steel S mounted on the reference plane 1. It arrange | positions so that it may exist in the surface which orthogonally crosses. Further, the two laser distance meters 10a and 10b are arranged so that laser beams are irradiated to different surfaces (front and back surfaces) of the same flange F of the section steel S mounted on the reference surface 1. That is, the two laser distance meters 10a and 10b are disposed obliquely downward and inward with respect to each other with the vertical plane interposed therebetween so that the laser beams irradiated toward the reference plane 1 intersect in the same plane. Specifically, the first laser range finder 10a of the left in the figure is disposed so that the laser beam is irradiated at an angle theta ₁ to the shown obliquely right downward from the horizontal plane, the second laser range finder 10b shown rightward The laser beam is arranged so as to be irradiated at an angle θ ₂ from the horizontal plane to the lower left side of the figure. In the present embodiment, θ ₁ = θ ₂ = 45 °. The distance to the object to be measured detected by the two laser distance meters 10a and 10b is input to the computer 9.

なお、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、レーザ照射点Ｐの基準面１からの高さが予め設定された高さである、つまりレーザ照射点Ｐの基準面１からの高さが分かっていれば、２つのレーザ照射点Ｐが基準面１から同じ高さでなくてもよい。また、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂの例えば水平面からレーザ光のなす角度が予め設定された角度である、つまり例えば水平面からの角度として分かっていれば、同じ角度でなくてもよい。本実施形態における必須要件は、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂから照射されるレーザ光が、基準面１に搭載される形鋼Ｓの長手方向と直交する面内で、且つ基準面１に搭載される形鋼Ｓの同一のフランジＦの異なる面に照射されればよい。 In the two laser distance meters 10a and 10b, the height of the laser irradiation point P from the reference surface 1 is a preset height, that is, the height of the laser irradiation point P from the reference surface 1 is known. If so, the two laser irradiation points P may not be the same height from the reference plane 1. Further, for example, as long as the angle formed by the laser light from the horizontal plane of the two laser distance meters 10a and 10b is a preset angle, that is, for example, the angle from the horizontal plane, the angle may not be the same. The essential requirement in this embodiment is that the laser light emitted from the two laser distance meters 10a and 10b is mounted on the reference plane 1 in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the section steel S mounted on the reference plane 1. Different surfaces of the same flange F of the shaped steel S to be formed may be irradiated.

図２は、コンピュータ９で行われる形鋼直角度算出のための演算処理を示すフローチャートである。この演算処理は、基準面１の長手に形鋼Ｓの長手を合わせて当該基準面１とウエブＷ面が略平行になるようにして当該基準面１に形鋼Ｓを搭載した後、例えばオペレータによる直角度測定開始入力によって行われる。この演算処理では、まずステップＳ１で、基準面１に搭載される形鋼Ｓの寸法に合わせて、昇降軸８を駆動して昇降台７を上下方向に昇降し、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂのレーザ照射点Ｐの高さＨを調整する。なお、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂのレーザ照射点Ｐの高さＨは、コンピュータ９で認識している。 FIG. 2 is a flowchart showing a calculation process for calculating the squareness of the structural steel performed by the computer 9. This calculation process is performed after the shape steel S is mounted on the reference surface 1 so that the reference surface 1 and the web W surface are substantially parallel with the length of the reference surface 1 being aligned with the length of the shape steel S. This is performed by the squareness measurement start input by. In this calculation process, first, in step S1, in accordance with the size of the shape steel S mounted on the reference surface 1, the lifting shaft 8 is driven to move the lifting platform 7 up and down, and the two laser distance meters 10a, The height H of the laser irradiation point P of 10b is adjusted. The height H of the laser irradiation point P of the two laser distance meters 10a and 10b is recognized by the computer 9.

次にステップＳ２に移行して、モータ５を駆動して走行台４を走行レール３に沿って移動させることで、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂをフランジＦ面直交方向に片道走査し、各レーザ距離計１０ａ、１０ｂで検出される形鋼Ｓ外表面までの距離を取得する。
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ２で取得した形鋼Ｓ外表面までの距離の測定値から形鋼Ｓ外表面の位置を算出する。各レーザ距離計１０ａ、１０ｂで検出される距離から形鋼Ｓ外表面の位置を算出する具体的な手法は後段に詳述する。 Next, in step S2, the motor 5 is driven to move the traveling platform 4 along the traveling rail 3, whereby the two laser distance meters 10a and 10b are scanned one way in the direction perpendicular to the flange F plane. The distance to the outer surface of the shaped steel S detected by the laser distance meters 10a and 10b is acquired.
Next, the process proceeds to step S3, and the position of the outer surface of the section steel S is calculated from the measured value of the distance to the outer surface of the section steel S acquired in step S2. A specific method for calculating the position of the outer surface of the shaped steel S from the distances detected by the laser distance meters 10a and 10b will be described in detail later.

次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ３で算出した形鋼Ｓ外表面の位置データから形鋼ＳのウエブＷ面、正確にはウエブＷ上面の傾斜角θ_Zを算出する。このウエブＷ面の傾斜角θ_Zは、後述するように、基準面１、即ち水平面からの傾斜角度を求める。
次にステップＳ５に移行して、前記ステップＳ４で算出したウエブＷ面の傾斜角θ_Zを用いて、前記ステップＳ３で算出した形鋼Ｓ外表面の位置データを補正する。この形鋼Ｓ外表面の位置データの補正は、後述するように、ウエブＷ面の傾斜角θ_Z分だけ、形鋼Ｓ外表面の位置データの直交二軸を回転させて行う。 Next, the process proceeds to step S4, and the inclination angle θ _Z of the web W surface of the structural steel S, more precisely, the upper surface of the web W is calculated from the position data of the outer surface of the structural steel S calculated in the step S3. As described later, the inclination angle θ _Z of the web W surface is determined from the reference plane 1, that is, the inclination angle from the horizontal plane.
Next, the process proceeds to step S5, and the position data of the outer surface of the section steel S calculated in step S3 is corrected using the inclination angle θ _Z of the web W surface calculated in step S4. The correction of the position data on the outer surface of the section steel S is performed by rotating the two orthogonal axes of the position data on the outer surface of the section steel S by the inclination angle θ _Z of the web W surface, as will be described later.

次にステップＳ６に移行して、前記ステップＳ５で補正された形鋼Ｓ外表面の位置データから、各フランジＦの上下角隅部間の直角度ＲＡ_ULを算出する。このフランジＦの上下角隅部間の直角度ＲＡ_ULは、後述するように、フランジＦ上端角隅部のフランジＦ位置と下端角隅部のフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離から求める。
次にステップＳ７に移行して、前記ステップＳ５で補正された形鋼Ｓ外表面の位置データから、各フランジＦの上角隅部とフランジＦ中間部Ｃ間の直角度ＲＡ_UMを算出する。このフランジＦの上中角隅部間の直角度ＲＡ_UMは、後述するように、フランジＦ上端角隅部のフランジＦ位置とウエブＷ位置におけるフランジＦ中間部ＣのフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離から求める。 At the next step S6, the position data of the corrected section steel S outer surface in the step S5, calculates a straight angle RA _UL between the upper and lower angle corners of each flange F. The perpendicular angle RA _UL between the upper and lower corners of the flange F is, as will be described later, determined from the distance in the web W surface direction between the flange F position at the upper corner corner of the flange F and the flange F position at the lower corner corner. Ask.
Next, the process proceeds to step S7, and the perpendicular angle RA _UM between the upper corner portion of each flange F and the intermediate portion C of the flange F is calculated from the position data of the outer surface of the shaped steel S corrected in step S5. The perpendicular angle RA _UM between the upper and middle corners of the flange F is, as will be described later, the web W between the flange F position of the upper corner corner of the flange F and the flange F position of the flange F intermediate C at the web W position. Obtained from the distance to the surface direction.

次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ５で補正された形鋼Ｓ外表面の位置データから、各フランジＦの下角隅部とフランジＦ中間部Ｃ間の直角度ＲＡ_MLを算出してから復帰する。このフランジＦの中下角隅部間の直角度ＲＡ_MLは、後述するように、フランジＦ下端角隅部のフランジＦ位置とウエブＷ位置におけるフランジＦ中間部ＣのフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離から求める。 At the next step S8, the position data of the corrected section steel S outer surface in step S5, after calculating the squareness RA _ML between lower corner corners and the flange F intermediate portion C of the flanges F Return. The perpendicular angle RA _ML between the middle and lower corners of the flange F is the web W surface between the flange F position of the lower corner corner of the flange F and the flange F position of the flange F intermediate portion C at the web W position, as will be described later. Calculate from the distance to the direction.

図３は、図１の形鋼直角度測定装置の諸元説明図である。例えば、図３の破線の位置をレーザ距離計１０ａ、１０ｂの片道走査の起点とし、そこから図３の実線の位置までのレーザ距離計１０ａ、１０ｂの移動距離をＭ、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂのレーザ照射点Ｐ間のレーザ距離計走査方向の距離（＝水平距離）をＫ、図示左方の第１レーザ距離計１０ａによる距離の測定値をＬ₁、図示右方の第２レーザ距離計１０ｂによる距離の測定値をＬ₂とし、走行台４の走行方向、即ち基準面１と平行で且つ形鋼Ｓの長手方向と直交する方向をｘ軸、高さ方向（＝鉛直方向）をｙ軸として、第１レーザ距離計１０ａの距離測定値Ｌ₁の（ｘ₁、ｙ₁）座標への変換式は下記１式及び２式で表れ、第２レーザ距離計１０ｂの距離測定値Ｌ₂の（ｘ₂、ｙ₂）座標への変換式は下記３式及び４式で表れる。図４には、第１レーザ距離計１０ａの距離測定値Ｌ₁を（ｘ₁、ｙ₁）座標に変換した形鋼Ｓ外表面の位置データの一例を、図５には、第２レーザ距離計１０ｂの距離測定値Ｌ₂を（ｘ₂、ｙ₂）座標に変換した形鋼Ｓ外表面の位置データの一例を示す。なお、図中の左方端部の位置データは、校正片Ｅの位置データである。また、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂのレーザ照射点Ｐの高さが異なる場合には、式中の高さＨを該当する高さに変更すればよい。 FIG. 3 is an explanatory diagram of specifications of the structural steel perpendicularity measuring apparatus of FIG. For example, the position of the broken line in FIG. 3 is the starting point of the one-way scanning of the laser distance meters 10a and 10b, and the moving distance of the laser distance meters 10a and 10b from there to the position of the solid line in FIG. The distance (= horizontal distance) in the scanning direction of the laser distance meter 10b between the laser irradiation points P of 10b is K, the distance measured by the first laser distance meter 10a on the left side is L ₁ , and the second laser on the right side is shown. The distance measured by the distance meter 10 b is L ₂ , the traveling direction of the platform 4, that is, the direction parallel to the reference plane 1 and perpendicular to the longitudinal direction of the section steel S is the x-axis and the height direction (= vertical direction). Is the y axis, and the conversion formula of the distance measurement value L ₁ of the first laser rangefinder 10a into the (x ₁ , y ₁ ) coordinates is expressed by the following formulas 1 and 2, and the distance measurement value of the second laser rangefinder 10b L of ₂ (x _2, y ₂₎ conversion formula to coordinates appear in the following three equations and equation 4 . FIG. 4 shows an example of position data on the outer surface of the shaped steel S obtained by converting the distance measurement value L ₁ of the first laser rangefinder 10a into (x ₁ , y ₁ ) coordinates, and FIG. 5 shows the second laser distance. It shows an example of the positional data of total distance measure 10b L ₂ and (x _2, y ₂₎ into a coordinate form steel S outer surface. The position data at the left end in the figure is the position data of the calibration piece E. Further, when the heights of the laser irradiation points P of the two laser distance meters 10a and 10b are different, the height H in the formula may be changed to the corresponding height.

このようにして算出された形鋼Ｓ外表面のうち、ｘ₁軸、ｘ₂軸と略平行な部分が形鋼ＳのウエブＷである。フランジＦの直角度ＲＡは、ウエブＷに対して評価するので、例えば図６に示すように、形鋼Ｓ外表面全体が基準面１に対して傾斜している場合もあり、そのような場合にウエブＷ面の傾斜角θ_Zに合わせて形鋼Ｓ外表面の位置データを補正する必要がある。そのため、本実施形態では、図６に示すように形鋼Ｓ外表面の位置データのうち、基準面１（＝水平面）に対するウエブＷ面（ウエブＷ上面）の傾斜角θ_Zを算出し、その傾斜角θ_Zで形鋼Ｓ外表面の位置データを補正する。具体的には、図６に示す（ｘ₁'、ｙ₁'）座標のように、本来の（ｘ₁、ｙ₁）座標を傾斜角θ_Z分だけ、ウエブＷの傾斜方向と同方向に回転させることで、形鋼Ｓ外表面の位置データを補正する。 Of the outer surface of the section steel S calculated in this way, the portion substantially parallel to the x ₁ axis and the x ₂ axis is the web W of the section steel S. Since the perpendicularity RA of the flange F is evaluated with respect to the web W, for example, as shown in FIG. 6, the entire outer surface of the shaped steel S may be inclined with respect to the reference plane 1, and in such a case In addition, it is necessary to correct the position data of the outer surface of the shaped steel S in accordance with the inclination angle θ _Z of the web W surface. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the inclination angle θ _Z of the web W surface (web W upper surface) with respect to the reference surface 1 (= horizontal plane) is calculated out of the position data of the outer shape surface of the shaped steel S, position data of the section steel S outer surface at an inclination angle theta _Z corrected. Specifically, like the (x ₁ ′, y ₁ ′) coordinates shown in FIG. 6, the original (x ₁ , y ₁ ) coordinates are set in the same direction as the inclination direction of the web W by the inclination angle θ _Z. By rotating, the position data of the outer surface of the section steel S is corrected.

このようにウエブＷ面の傾斜角θ_Zで形鋼Ｓ外表面の位置データを補正したら、図７に示すように、設定されたウエブＷ厚さＴの半分Ｔ／２だけ、ウエブＷ上面より低い位置をウエブＷ位置におけるフランジＦ中間部Ｃとする。そして、フランジＦ上端角隅部のフランジＦ位置とフランジＦ下端角隅部のフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離からフランジ上下隅部間直角度ＲＡ_ULを求め、フランジＦ上端角隅部のフランジＦ位置とフランジＦ中間部ＣのフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離からフランジ上隅部−中間部間直角度ＲＡ_UMを求め、フランジＦ中間部ＣのフランジＦ位置とフランジＦ下端角隅部のフランジＦ位置とのウエブＷ面方向への距離からフランジ中間部−下隅部間直角度ＲＡ_MLを求める。なお、図では形鋼Ｓの一方のフランジＦについてのみ、直角度ＲＡを算出するように説明しているが、両側のフランジＦについて直角度ＲＡを算出するようにしてもよい。 If the position data of the outer surface of the section steel S is corrected with the inclination angle θ _Z of the web W surface in this way, as shown in FIG. 7, only half T / 2 of the set web W thickness T is set from the upper surface of the web W. The lower position is the flange F intermediate portion C at the web W position. Then, the perpendicular angle RA _UL between the flange upper and lower corners is obtained from the distance in the web W surface direction between the flange F position at the upper corner of the flange F and the flange F position at the lower corner of the flange F, and the upper corner of the flange F is obtained. From the distance between the flange F position of the flange portion and the flange F position of the flange F intermediate portion C in the web W surface direction, the perpendicular angle RA _UM between the upper corner of the flange and the intermediate portion is obtained, and the flange F position of the flange F intermediate portion C flange intermediate portion from the distance to the web W surface direction of the flange F position of the flange F lower angle corners - Request perpendicularity RA _ML between the lower corners. In the figure, the perpendicular angle RA is calculated only for one flange F of the section steel S, but the perpendicular angle RA may be calculated for the flanges F on both sides.

このように本実施形態の形鋼直角度測定装置では、ウエブＷ面が基準面１と略平行になるようにして形鋼Ｓを基準面１に搭載する。一方、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂは、レーザ照射点Ｐが基準面１から予め設定された高さＨに配置されると共に、形鋼Ｓの長手方向と直交する面内で当該形鋼Ｓの同一のフランジＦの異なるフランジＦ面に予め設定された角度θ₁、θ₂でレーザ光の夫々が照射されるように配置される。そして、この２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂを基準面１と平行で且つ形鋼Ｓの長手方向と直交する方向に移動装置で同時に移動し、２つのレーザ距離計１０ａ、１０ｂが片道走査する間に形鋼Ｓの外表面までの距離を形鋼外表面距離取得ステップＳ２で取得する。この取得された形鋼Ｓ外表面までの距離から形鋼外表面位置算出ステップＳ３で当該形鋼Ｓの外表面の位置を算出し、その形鋼Ｓ外表面の位置データからフランジ直角度算出ステップＳ６〜Ｓ８で当該形鋼Ｓのフランジ隅角部直角度ＲＡを算出する。そのため、レーザ距離計１０ａ、１０ｂのレーザ光照射角度を変更するための構造が不要となるため、構造が簡潔で安価であると共に、レーザ距離計１０ａ、１０ｂを片道走査するだけでよいので測定時間を短縮して迅速な直角度測定が可能となる。 As described above, in the structural steel perpendicularity measuring apparatus of the present embodiment, the structural steel S is mounted on the reference surface 1 so that the web W surface is substantially parallel to the reference surface 1. On the other hand, the two laser distance meters 10a and 10b are arranged such that the laser irradiation point P is disposed at a height H set in advance from the reference surface 1, and the shape steel S is within a plane perpendicular to the longitudinal direction of the shape steel S. The different flanges F of the same flange F are arranged so that each of the laser beams is irradiated at preset angles θ ₁ and θ ₂ . The two laser distance meters 10a and 10b are simultaneously moved by a moving device in a direction parallel to the reference plane 1 and perpendicular to the longitudinal direction of the section steel S, while the two laser distance meters 10a and 10b scan one way. The distance to the outer surface of the section steel S is acquired in the section outer surface distance acquisition step S2. The position of the outer surface of the shape steel S is calculated from the obtained distance to the outer surface of the shape steel S in the step S3 of calculating the outer surface of the shape steel, and the step of calculating the perpendicularity of the flange from the position data of the outer surface of the shape steel S In S6 to S8, the flange corner angularity RA of the section steel S is calculated. This eliminates the need for a structure for changing the laser beam irradiation angle of the laser distance meters 10a and 10b. Therefore, the structure is simple and inexpensive, and the laser distance meters 10a and 10b only need to be scanned one way so that the measurement time can be obtained. This makes it possible to quickly measure the perpendicularity.

また、形鋼外表面位置算出ステップＳ３で算出された形鋼Ｓ外表面の位置からウエブＷ面の基準面１に対する傾斜角θ_Zをウエブ面傾斜角算出ステップＳ４で算出し、算出されたウエブＷ面の基準面１に対する傾斜角θ_Zに基づいて形鋼外表面位置算出ステップＳ３で算出された形鋼Ｓ外表面の位置を形鋼外表面位置補正ステップＳ５で補正する。そのため、単にフランジＦ隅角部の位置のみから算出したフランジＦ隅角部の直角度ＲＡに対し、ウエブＷに対するフランジＦ隅角部の直角度ＲＡを適正に算出することが可能となる。 In addition, the inclination angle θ _Z of the web W surface with respect to the reference surface 1 is calculated in the web surface inclination angle calculation step S4 from the position of the shape steel S outer surface calculated in the shape steel outer surface position calculation step S3. to correct the position of the calculated shape steel S outer surface in the form steel outer surface position calculation step S3 in the form steel outer surface position correction step S5 on the basis of the inclination angle theta _Z relative to the reference plane 1 of the W surface. Therefore, the perpendicular angle RA of the flange F corner with respect to the web W can be appropriately calculated with respect to the perpendicular angle RA of the flange F corner calculated only from the position of the flange F corner.

１基準面
２梁
３走行レール
４走行台
５モータ
６昇降ガイド
７昇降台
８昇降軸
９コンピュータ
１０ａ、１０ｂレーザ距離計
Ｓ形鋼
Ｗウエブ
Ｆフランジ
ＲＡ直角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reference surface 2 Beam 3 Traveling rail 4 Traveling platform 5 Motor 6 Elevating guide 7 Elevating platform 8 Elevating shaft 9 Computer 10a, 10b Laser rangefinder S Shape steel W Web F Flange RA Right angle

Claims

With respect to the reference surface on which the shape steel is mounted so that the web surface is substantially parallel to the reference surface, a laser irradiation point is disposed at a preset height from the reference surface and the longitudinal direction of the shape steel is a laser rangefinder only two arranged to each of the laser beam is irradiated at a predetermined angle in different flange surface of the same flange of the shaped steel in a plane perpendicular to,
A moving device that moves in a direction perpendicular to the parallel and the longitudinal direction and the reference plane the two only laser rangefinder simultaneously,
A shape steel outer surface distance acquisition unit that acquires a distance to the outer surface of the shape steel while the laser distance meter is scanning in one way in a direction parallel to the reference plane and perpendicular to the longitudinal direction by the moving device;
A shape steel outer surface position calculation unit that calculates the position of the outer surface of the shape steel from the distance to the shape steel outer surface acquired by the shape steel outer surface distance acquisition unit;
A flange perpendicularity calculation unit that calculates the perpendicularity of the flange corner of the shape steel from the position of the shape steel outer surface calculated by the shape steel outer surface position calculation unit,
The perpendicularity of the flange corners of the shape steel includes the perpendicularity between the upper and lower corners of the flange, the perpendicularity between the upper corner of the flange and the middle part of the flange, and the lower corner of the flange. A shape steel perpendicularity measuring device defined by the perpendicularity between a flange and an intermediate portion.

A web surface inclination angle calculation unit for calculating an inclination angle of the web surface with respect to the reference surface from the position of the shape steel outer surface calculated by the shape steel outer surface position calculation unit;
Shaped steel outer surface for correcting the position of the shaped steel outer surface calculated by the shaped steel outer surface position calculating unit based on the inclination angle of the web surface with respect to the reference plane calculated by the web surface inclined angle calculating unit The structural steel squareness measuring apparatus according to claim 1, further comprising a position correction unit.