JP6376145B2 - 厚鋼板の直角度測定方法及び直角度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ライン上を搬送されてくる厚鋼板の先尾端部の直角度を高精度に測定する直角度測定方法及び直角度測定装置に関するものである。

近年、各種製品の製造ラインは自動化・省力化が高度に進んでおり、この製造ラインに供給される原料には高精度の寸法形状が求められるようになってきている。鋼板等の矩形の板状物が高度に自動化・省力化された製造ラインに原料として供給される場合、板状物の幅、長さ、歪、四隅のコーナーの角度について高精度の寸法形状が求められる。

したがって、製鉄所で厚鋼板を製造する場合、剪断された厚鋼板の幅、長さ、歪、四隅のコーナーの直角度が厳密に検査され、厚鋼板の寸法形状が高精度に維持されている。これらのうち、厚鋼板の四隅のコーナーの直角度を測定する場合、作業員が厚鋼板の製造ラインに立ち入り、直角スコヤを厚鋼板の四隅のコーナーに押し当てて厚鋼板の各コーナーの直角度を測定することが行われている。

作業員の手作業により、直角スコヤを用いて厚鋼板の四隅のコーナー角度を測定する方法をより具体的に説明する。図５に示すように、直角三角形をなす直角スコヤ２１を厚鋼板１上に置き、直角スコヤ２１の辺２１ａを厚鋼板１の側端面の剪断線１ａに沿わせつつ、直角スコヤ２１のコーナー部を厚鋼板１のコーナー部に合わせる。そして、直角スコヤ２１の辺２１ｂ（長さ１ｍ）の先端部と厚鋼板１の先端面又は尾端面の剪断線１ｂとの隙間Ｘを測定し、この隙間Ｘを厚鋼板の直角度の指標としている。

厚鋼板１のコーナー部が９０°の場合にはＸ＝０ｍｍ、９０°よりも大きい場合にはＸはプラス値、９０°よりも小さい場合にはＸはマイナス値として表記する。Ｘの絶対値が予め設定した閾値よりも大きいと直角度は不良、閾値よりも小さいと直角度は良好と判断される。

手作業による厚鋼板の直角度測定を行うには、製造ライン内における厚鋼板の搬送を一時的に停止させる必要があり、生産能率が低下する。このため、手作業による検査では、全数検査が困難であり、抜き取り検査を行うことになる。

抜き取り検査により厚鋼板の直角度不良が発見されると、生産設備におけるその原因調査や処置のため、生産を一時的に停止する。これにより、客先への不良製品の流出を防止でき、不良製品がこれ以上製造されることを回避することができる。一方で、原因究明のためには、直角度が良好であった前回の抜き取り検査から、直角度が不良となった今回の抜き取り検査までの間に製造された厚鋼板製品の直角度を順番に検査していく必要があり、多大な時間や労力が必要となる。

よって、作業員の手作業による抜き取り検査を継続することとしても、大量の不良製品が製造されることを回避するためには、できるだけ早く直角度不良を検知することが重要である。従来、早期に直角度不良を検知するために、直角度自動測定装置が用いられている。

上記厚鋼板の先端及び尾端の直角度自動測定装置を開示した文献として、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、搬送ライン上方に設置されたＣＣＤカメラ等の画像入力装置が取得する画像データを用いて、板状の被測定物体の搬送方向に延びる縁（側端面の剪断線）の位置を検出し、次いで、搬送ライン上方に且つ被測定物体の搬送方向と交差する方向（幅方向）に配置された複数個の光電スイッチが反応するタイミングと、各光電スイッチの幅方向位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる縁（先尾端面の剪断線）の位置を算出し、板状の被測定物体の四隅のコーナーの直角度を自動的に且つ比較的安価なコストで測定する装置が開示されている。また、特許文献１には、光電スイッチを用いずに多数台のＣＣＤカメラのみで鋼板の四隅のコーナーの角度を測定する方法に比べて、光電スイッチを用いて先尾端面の剪断線を算出することで、コストを低廉化できることが開示されている。

特開２００５−２４１３６１号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された直角度自動測定装置により、厚鋼板の先端及び尾端の直角度を測定する場合、以下の問題点が有った。

すなわち、厚鋼板の先端面及び尾端面の剪断線を算出するのに配列される各光電スイッチは、センサ自体の性能による応答性のばらつきが避けられないため、たとえ高速応答性のものを選択したとしても、応答タイミングにばらつきが生じてしまう。よって、厚鋼板の幅方向に配列された各光電スイッチの反応するタイミングと各光電スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、例えば最小二乗法を用いて一次近似直線を求めることで先端面及び尾端面の剪断線を算出しても、この剪断線には、前記光電スイッチの応答タイミング（応答性）のばらつきによる誤差が自ずと含まれている。以上より、同一の厚鋼板を繰り返し搬送し、直角度を複数回測定しても、先端面及び尾端面の剪断線の再現性が十分でないという問題がある。尚、厚鋼板の直角度自動測定装置による測定結果は、上述した光電スイッチの応答タイミングのばらつきによる誤差に加えて、厚鋼板が搬送される際の先尾端部のばたつきや板表面の汚れ等による影響を受けた誤差も生じうる。

このように直角度自動測定装置には測定誤差（特に、光電スイッチの応答性のばらつき）が不可避的に生じうることから、直角度自動測定装置により直角度不良と判定された厚鋼板についても、本当に直角度不良となっているか否かを判断するために、手作業にて再度直角度を測定、確認することが行われている。

直角度自動測定装置における誤差が大きいと、製造された厚鋼板製品の直角度が本当は要求される仕様以内にあるにも関わらず、自動測定によって直角度不良と誤判定されるケース（以下、「ケース１」とすることがある。）の割合が高くなる。この場合、本来は行う必要のない作業員の手作業による直角度測定作業が発生してしまう。これにより、生産能率が低下するとともに、作業員の負荷を高めることになってしまう。また、ケース１の割合があまりに高いと、装置による自動測定結果への信頼性（装置信頼性）自体が失われ、結局は直角度の自動測定を行わずに、作業員の手作業による抜き取り検査のみで済ます、ということも生じうる。

一方で、直角度自動測定装置における誤差が大きいと、製造された厚鋼板製品の直角度が本当は要求される仕様外にあるにも関わらず、自動測定によって直角度良好と誤判定されるケース（以下、「ケース２」とすることがある。）の割合も、同様に高くなる。但し、直角度の不良は、単発的に発生するわけではなく、特定の設備不良が徐々に進行していく過程で、徐々にその程度を増しながら存在することになる。よって、一次的に直角度良好と誤判定されても（ケース２が生じても）、その後の自動測定によって直角度不良と正しく判定されることが期待される。また、作業員の手作業による抜き取り検査でも、事後的に直角度の不良を検出することが可能であるから、誤判定された鋼板がそのまま流出することは考えにくい。

このように、厚鋼板の直角度自動測定においては、上記ケース２の割合が増えることよりも、上記ケース１の割合が増えることがより問題となる。ケース１の割合を減らすにあたっては、特に誤差が問題となる光電スイッチの応答性のばらつきを正しく補正する必要がある。

上記のような自動測定によって直角度不良とされる誤判定の割合（ケース１の割合）を小さくするためには、要求仕様に対して直角度良否の閾値を幾分か緩やかに設定することが考えられる。しかし、前記光電スイッチの応答タイミングのばらつきを考慮した際に、要求仕様に対する直角度合否判定のための閾値をどの程度緩やかに設定すべきかの判断は困難である。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、厚鋼板の先端面及び尾端面の剪断線検出センサとして、光電スイッチを板幅方向に複数個配列し、各光電スイッチの応答タイミングのばらつきを加味して前記先端面及び尾端面の剪断線を算出することにより、直角度が良好である製品を直角度不良と誤判定する割合を極力抑え、光電スイッチのばらつきを加味してもなお直角度が不良となる製品については確実に不合格判定するような、比較的安価で信頼性の高い、厚鋼板の直角度測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データを用いて、厚鋼板の側端面の剪断線を算出し、板幅方向に沿って所定のピッチで配列された複数個の光電スイッチを用いて、搬送ライン上を厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに前記各光電スイッチが反応するタイミングを検出し、前記各光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置から、厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線を算出し、算出された厚鋼板の側端面の剪断線と、先端面又は尾端面の剪断線とを用いて、厚鋼板の先端又は尾端の直角度を算出する方法において、前記厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線の算出は、あらかじめ実験的に前記光電スイッチが先端面又は尾端面の位置を検出する際に、その応答性によって生じうるばらつき量±σ（ｍｍ）を求めておき、このばらつき量σにより補正することを特徴とする厚鋼板の直角度測定方法。
［２］前記ばらつき量σによる補正は、以下の方法により行われることを特徴とする前記［１］に記載の厚鋼板の直角度測定方法。
（１）厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置より算出される各先端面又は尾端面の位置検出データから、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
（２）前記複数個の光電スイッチにより検出された、先端面又は尾端面の複数の位置検出データのうち、前記一次近似直線に最も近いデータを決定する。
（３）搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データにより側端面の一次近似直線を求め、該側端面の一次近似直線と垂直に交わりかつ前記（２）で決定されたデータを通る垂線を演算する。
（４）先端面又は尾端面の位置検出データについて、あらかじめ実験的に求められたばらつき量±σの範囲内で、前記（３）で演算された垂線に近付くように加算又は減算する。
（５）前記（４）で加算又は減算された後の先端面又は尾端面の位置検出データより、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
［３］板幅方向に沿って所定のピッチで配列される光電スイッチは、搬送ライン上方に投光器を配置して搬送ライン下方に受光器を配置する、又は搬送ライン上方に受光器を配置して搬送ライン下方に投光器を配置する、投受光式の光電スイッチであることを特徴とする、前記［１］又は［２］に記載の厚鋼板の直角度測定方法。
［４］搬送ラインに設置され、厚鋼板の側端面の剪断線を算出するための画像データを取得する画像入力装置と、板幅方向に沿って所定のピッチで複数配列され、搬送ライン上における厚鋼板の先端又は尾端の通過に反応して信号を送出する光電スイッチと、前記各光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置から、厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線を算出し、算出された厚鋼板の側端面の剪断線と、先端面又は尾端面の剪断線とを用いて、厚鋼板の先端又は尾端の直角度を算出する直角度演算処理装置と、を有し、前記直角度演算処理装置による前記厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線の算出は、あらかじめ実験的に前記光電スイッチが先端面又は尾端面の位置を検出する際に、その応答性によって生じうるばらつき量±σ（ｍｍ）を求めておき、このばらつき量σにより補正することを特徴とする厚鋼板の直角度測定装置。
［５］前記ばらつき量σによる補正は、以下の方法により行われることを特徴とする前記［４］に記載の厚鋼板の直角度測定装置。
（１）厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置より算出される各先端面又は尾端面の位置検出データから、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
（２）前記複数個の光電スイッチにより検出された、先端面又は尾端面の複数の位置検出データのうち、前記一次近似直線に最も近いデータを決定する。
（３）搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データにより側端面の一次近似直線を求め、該側端面の一次近似直線と垂直に交わりかつ前記（２）で決定されたデータを通る垂線を演算する。
（４）先端面又は尾端面の位置検出データについて、あらかじめ実験的に求められたばらつき量±σの範囲内で、前記（３）で演算された垂線に近付くように加算又は減算する。野 鎌取 比較
（５）前記（４）で加算又は減算された後の先端面又は尾端面の位置検出データより、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
［６］板幅方向に沿って所定のピッチで配列される光電スイッチは、搬送ライン上方に投光器を配置して搬送ライン下方に受光器を配置する、又は搬送ライン上方に受光器を配置して搬送ライン下方に投光器を配置する、投受光式の光電スイッチであることを特徴とする、前記［４］又は［５］に記載の厚鋼板の直角度測定装置。

本発明によれば、比較的安価で且つ、自動測定によって直角度不良と判定された厚板のうち手作業による直角度測定の結果では良好と判定される、誤判定の割合を小さくすることができ、装置信頼性の高い厚鋼板の直角度の自動測定が可能となる。

図１は、本発明実施形態における厚鋼板の直角度測定方法を説明した図で搬送ラインの平面図である。 図２は、本発明実施形態における厚鋼板の直角度測定方法を説明した図で搬送ラインの側面図である。 図３は、本発明実施形態における厚鋼板の直角度測定方法を説明した図で搬送ラインを上流側から見た正面図である。 図４は、本発明実施形態における光電スイッチのばらつき補正処理を説明した図である。 図５は、手作業による直角度測定の方法を示す、説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

本発明を実施するための最良の形態を図１〜図３を参照しながら説明する。図１は搬送ラインを真上から見た図であり、図２は搬送ラインの側面図、図３は搬送ラインを上流側から見た正面図で、後述の剪断装置の図示を省略したものである。尚、以下においては具体的な数値等を用いて本発明について説明することがあるが、本発明はこれらの数値例に限定されるものではない。

図１から図３に示すように、厚鋼板１は、剪断装置３にて所定の寸法に矩形に剪断された後、搬送ライン２の搬送ロール４上を搬送される。

材料検出センサ５は、架台（図示しない）上に設置され、厚鋼板１の進入及び退出を検知するもので、後述の厚鋼板１の先端面又は尾端面の位置を検出するレーザ反射式の光電スイッチ８と同等のものを使用することができる。

続いて、画像入力装置の一例であるＣＣＤカメラ６Ｌ、６Ｒは、架台（図示しない）上に設置された画像入力装置であり、照明もしくはレーザ光（何れも図示しない）を厚鋼板１に照射し、カメラ撮像視野内における画像データを画像処理装置７Ｒ、７Ｌへ出力する。画像処理装置７Ｒ、７Ｌでは、厚鋼板１が存在する場合と存在しない場合との輝度差から、厚鋼板１の全長にわたって、側端面位置を検出する。図３において、ＣＣＤカメラ６Ｒは厚鋼板１の上流側から見て右側に位置し、ＣＣＤカメラ６Ｌは左側に位置している。ここで、搬送ライン２を流れる厚鋼板１は、その板幅サイズによらず、一方の側端面（Ｒ側の側端面）が図１に点線で示す搬送基準線位置にアライメントされた状態で搬送されてくる。よって、ＣＣＤカメラ６Ｒの下方に位置する厚鋼板１のＲ側の側端面位置はほぼ一定であることから、ＣＣＤカメラ６Ｒは板幅方向に対して固定されている。一方、搬送ライン２を流れる他方の側端面（Ｌ側の側端面）は、厚鋼板１の板幅サイズに応じて、その幅方向通過位置が異なる。そのため、搬送ラインのプロセスコンピュータ（図示しない）より、あらかじめ受信される厚鋼板１の板幅サイズ情報により、ＣＣＤカメラ６Ｌの幅方向プリセット位置を決定する。ＣＣＤカメラ６Ｌの幅方向位置は、幅方向移動機構（図示しない）により、厚鋼板１が進入してくる前にプリセットされる。なお、厚鋼板１は、搬送ラインを走行中に蛇行し、側端面の幅方向通過位置が搬送の途中でずれることがあるため、ＣＣＤカメラ６Ｒ及び６Ｌは、側端面位置がＣＣＤカメラ視野から外れることの無いよう、この蛇行量に対して充分に広い幅方向視野を有していることが好ましい。

次に、光電スイッチ８は、厚鋼板１の先端面及び尾端面の位置を検出するもので、架台（図示しない）上に設けられる。厚鋼板の幅がどのようなサイズであっても、厚鋼板の搬入時に、全ての光電スイッチの直下に厚鋼板が位置するように、光電スイッチの数、間隔等を適宜設定することができる。例えば、図１の例では、１０個の光電スイッチ８は、厚鋼板１の幅方向に、前記搬送基準線より内側へ入った位置から、１００ｍｍピッチで配列される。厚鋼板１の最小板幅は１０００ｍｍであることから、厚鋼板１の搬入時、厚鋼板１の幅サイズによらず、全ての光電スイッチ８の直下には厚鋼板１が位置することになる。

光電スイッチ８として、レーザ反射式のものを使用することができる。この場合、各光電スイッチ８は、投光部と受光部とを備え、投光部からレーザ光を下方の搬送ライン２に向けて投光し、反射したレーザ光を受光部にて受光する。各光電スイッチ８の直下の搬送ライン２上に厚鋼板１が存在する場合には、投光部から投光されたレーザ光が厚鋼板１に当たって反射し、反射したレーザ光が光電スイッチ８の受光部によって受光されて、光電スイッチがオン状態となる。各光電スイッチ８の直下の搬送ライン２上に厚鋼板１が存在しない場合には、反射したレーザ光が受光部によって受光されることはなく、光電スイッチがオフ状態となる。材料検出センサ５及び各光電スイッチ８のオン／オフ状態は、直角度演算処理装置１０へ送出される。

また、光電スイッチ８として、レーザ反射式のもの以外に、投受光式のものを採用することができる。この場合には、搬送ラインの上方に投光器（又は受光器）を配置し、搬送ラインの下方に受光器（又は投光器）を配置する。光電スイッチ８の真下の搬送ライン２上に厚鋼板１が存在しない場合には、投光器から投光されたレーザ光が受光器にて受光される、オフ状態にある。厚鋼板１が存在するようになると、レーザ光が厚鋼板１に遮断され、受光器にてレーザ光が受光されなくなる、オン状態となる。投受光式の光電スイッチを用いることで、反射式の光電スイッチで生じる、厚鋼板１の表面性状や汚れの付着等の影響でセンサが誤作動することを防止することができる。

搬送ライン２内の搬送ロール４のうち、１本には、その回転量を検出するパルスエンコーダ９が、搬送ロール４の回転軸に取り付けられており、このパルス信号を直角度演算処理装置１０へ出力することで、搬送ライン２上における厚鋼板１の送り量が測定される。

以上で説明した本発明の実施形態構成により、直角度を演算する方法について、以下に説明する。

まず、前述したように、厚鋼板１が搬入されてくる前に、プロセスコンピュータからの板幅サイズ情報に基づき、ＣＣＤカメラ６Ｌが板幅方向にプリセットされ、続いて、厚鋼板１が搬入され、先端部が材料検出センサ５の直下に到達すると、これをトリガに直角度演算処理装置１０では、パルスエンコーダ９より入力されるパルスのカウントを開始する。

次に、ＣＣＤカメラ６Ｒ及び６Ｌ直下に厚鋼板１の先端部が到達すると、尾端部が通過するまで、厚鋼板１の側端面位置が撮像視野内に存在する限り、画像処理装置７Ｒ、７Ｌにおいて両側の側端面位置を検出し、その結果を直角度演算処理装置１０へ出力する。直角度演算処理装置１０では、パルスエンコーダ９より入力されるパルス信号から、厚鋼板１の長手方向に２ｍｍのピッチで、先端部から尾端部まで全長にわたって、厚鋼板１の両側の側端面位置検出データを取得する。

厚鋼板１の先端面が光電スイッチ８群の直下を通過すると、直角度演算処理装置１０では、各光電スイッチ８毎に、材料検出センサ５がオンしてから、各光電スイッチ８がオフからオンへ切り替わるまでのパルスカウント量を求め、これにパルスインクリメント量（ｍｍ／パルス）を乗じることで、各位置における先端面の位置検出を行う。

ここで、前記各光電スイッチ８の厚鋼板１の搬送方向における位置は、一列になるよう配置されるが、取り付けの際に僅かではあるが直線上からずれていることがある。従って、光電スイッチ８の取り付け位置のずれについては、予め補正を行っていることが好ましい。具体的には、各光電スイッチ８による厚鋼板１の搬送方向におけるレーザ照射位置のずれについてスケールにより数値を読み取ることで、ずれの補正を行ってもよい。また、校正片を光電スイッチ８が配置されている位置より上流から下流に向けて徐々に動かしながら、各光電スイッチ８の反応タイミングと校正片のずらし量を計測するなどして、各光電スイッチ８の厚鋼板１の搬送方向における検出位置のずれ量を個々に求め、前記で求めた各光電スイッチ８における先端面の位置検出に対してのずれ修正を行ってもよい。

このようにして求められた１０個の各光電スイッチ８の厚鋼板１先端面の長手方向位置情報Ｘｎ（ｎ＝１，２，・・・，１０）と、光電スイッチの幅方向設置位置情報Ｙｎ（Ｙｎ＝５０，１５０，・・・，９５０ｍｍ）とからなる１０点の位置データ（Ｘｎ，Ｙｎ）より、一次近似直線を演算するなどして、先端面剪断線が算出される。

同時に、直角度演算処理装置１０では、画像処理装置７Ｒ、７Ｌより、厚鋼板１の先端部から１ｍの区間内の両側の側端面の位置検出データより、一次近似直線を演算するなどして、両側の側端面の剪断線を算出する。

上述のようにして算出された厚鋼板１の先端面剪断線と、両側の側端面剪断線とから、図１に示す厚鋼板１における先端部の直角度θ３及びθ４が求められる。

以上は、厚鋼板１における先端部の直角度θ３及びθ４の算出法について説明したが、同様の演算を、材料検出センサ５及び光電スイッチ８群について、状態がオンからオフに切り替わるタイミングを利用すれば同様に、厚鋼板１の後端部における直角度θ１，θ２が求められる。

このようにして、厚鋼板１における四隅の直角度の自動測定が可能となるが、使用する１０個の光電スイッチ８は、厚鋼板１の先尾端面の位置検出において、前述の通り、応答性によるばらつきを有している。よって、このまま使用したのでは、厚鋼板１が実際には要求される直角度以内であっても直角度不良と誤判定される割合が高く、手作業による確認作業が頻発するため、実運用することは難しい。

そこで、本発明で用いる直角度演算処理装置１０では、光電スイッチ８の応答性によるばらつきの補正処理を行う。以下に、図４（ａ）〜（ｄ）を使用して、図１の先端面直角度θ３、θ４を求める際の、ばらつきの補正処理について説明する。

まず、光電スイッチ８の応答性によるばらつきを定量的に把握するため、これを実験的に求める必要が有る。今回、図１に示す材料検出センサ５と、光電スイッチ８群の中から幅方向設置位置が同じもの（図１では下から２番目の光電スイッチ８）を選定する。次いで、厚鋼板１を３０回搬送し、材料検出センサ５及び幅方向位置が同じ光電スイッチ８の両者のオフ→オンタイミングとパルスエンコーダ９とから、両者の間の距離を繰り返し測定することでそのばらつきを評価した。結果、材料検出センサ５と対応する光電スイッチ８との間の実距離に対し、測定値は最大で１ｍｍ、最小で−１ｍｍのばらつき（３０回の測定における最大値と最小値の格差＝２ｍｍ）があることが分かった。材料検出センサ５と光電スイッチの応答特性が同じ（共に、応答中心から±αｍｍの誤差が生じうる）とすると、４α＝２ｍｍを計算することで、α＝０．５ｍｍとなる。これは、１個の光電スイッチ８により検出された厚鋼板１の先端面の位置には、±０．５ｍｍの誤差（ばらつき）が含まれうることを示す。

次に、図４（ａ）は、データの一例として、１０個の光電スイッチ８と、各光電スイッチ８によって検出された先端面検出位置との関係（先端面の位置検出データ）を示す。横軸に示すように、図１に図示した光電スイッチ８のうち、搬送基準線に最も近いものをセンサＮｏ．１とし、以下内側に向かって連番とし、搬送基準線から一番離れたものをセンサＮｏ．１０とした。縦軸には各々の光電スイッチ８により検出された厚鋼板１の先端面検出位置（ｍｍ）を示す。なお、本図において、前述の各光電スイッチ８を取り付ける際に生じる位置ずれ量については、補正済みである。図４（ａ）上に●でプロットされた１０個のデータより、最小２乗法により破線で示される一次近似直線を求め、この一次近似直線と各データ間の距離値を計算した。本例では、距離値が最も小さいデータは、センサＮｏ．３であった。このセンサＮｏ．３のデータは、１０個の光電スイッチ８の中で測定されたデータのうち、最も信頼性の高いデータとして扱うことになる。

続いて図４（ｂ）の一点鎖線で示す通り、一次近似直線と距離値が最も小さいセンサＮｏ．３を通り、且つ、ＣＣＤカメラ６Ｒにより検出された先端部１ｍの区間の側端面検出データにより算定された側端面剪断線と垂直となる直線（垂線）をグラフ上において求める。側端面剪断線の垂線を用いることにより、搬送ロール４の偏磨耗等によって厚鋼板１が斜めに傾いた状態でＣＣＤカメラ６Ｒ、６Ｌの位置を通過した場合でも、コーナー部が９０°の場合の（直角度が理想状態の）先端面を算出することができる。例えば、図４（ｂ）の例で、一点鎖線が横軸に対して平行ではなく斜めになっているのは、厚鋼板１が斜めに傾いた状態で搬送されたことを示す。

次に図４（ｃ）のように、光電スイッチ８で測定された１０個の実測定値（●のプロット）について、光電スイッチ８のばらつき量±０．５ｍｍを限界値として、前記で求めた側端面剪断線の垂線（一点鎖線）に近付ける処理を行う。図では、処理後のデータを○で表記している。本データ例では、１０点のデータのうち、７点を垂線上に一致させることができた。

このように、ばらつき量の範囲内で補正を行うことで、光電スイッチの応答性による誤差を加味した場合に、最も理想状態（コーナー部の角度が９０°となる例）に近くなる先端面を算出することができるようになる。これにより、光電スイッチの応答性による誤差に起因して、本来は直角度良好であるのに、自動測定において直角度不良であると判定される割合を減少させることができる。尚、ばらつき量の範囲外で補正を行うと、光電スイッチの応答性による誤差以外の要因をも加味してしまうこととなり、装置の測定結果に対する信頼性が失われてしまう。

最後に、図４（ｄ）の実線で示すように、上記で求めた補正処理後の１０点のデータ○を用いて再度一次近似直線を求める。この実線で示す直線を、最終的に算出される厚鋼板１の先端面の剪断線とする。この先端面の剪断線と、側端面の剪断線との交角θ３、θ４を演算する。θ３、θ４と設定される閾値とを比較することで、直角度の合否判定を行う。

以上で説明した光電スイッチ８の応答性によるばらつき補正処理により、直角度の不良を過小に評価することはあっても、直角度合格製品を直角度不良と誤判定する割合を大幅に減少させることができ、信頼性の高い厚鋼板の直角度測定が可能となる。

尚、厚鋼板１の後端部における直角度θ１，θ２についても、上記と同様に、光電スイッチ８の応答性によるばらつきの補正処理を行うことができる。

１ 厚鋼板
１ａ 側端面の剪断線
１ｂ 先端面又は尾端面の剪断線
２ 搬送ライン
３ 剪断装置
４ 搬送ロール
５ 材料検出センサ
６Ｒ、６Ｌ ＣＣＤカメラ
７Ｒ、７Ｌ 画像処理装置
８ 光電スイッチ
９ パルスエンコーダ
１０ 直角度演算処理装置
２１ 直角スコヤ
２１ａ、２１ｂ 辺

Claims (6)

1. 搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データを用いて、厚鋼板の側端面の剪断線を算出し、
   板幅方向に沿って所定のピッチで配列された複数個の光電スイッチを用いて、搬送ライン上を厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに前記各光電スイッチが反応するタイミングを検出し、
   前記各光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置から、厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線を算出し、
   算出された厚鋼板の側端面の剪断線と、先端面又は尾端面の剪断線とを用いて、厚鋼板の先端又は尾端の直角度を算出する方法において、
   前記厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線の算出は、あらかじめ実験的に前記光電スイッチが先端面又は尾端面の位置を検出する際に、その応答性によって生じうるばらつき量±σ（ｍｍ）を求めておき、このばらつき量σにより補正することを特徴とする厚鋼板の直角度測定方法。
2. 前記ばらつき量σによる補正は、以下の方法により行われることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の直角度測定方法。
   （１）厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置より算出される各先端面又は尾端面の位置検出データから、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
   （２）前記複数個の光電スイッチにより検出された、先端面又は尾端面の複数の位置検出データのうち、前記一次近似直線に最も近いデータを決定する。
   （３）搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データにより側端面の一次近似直線を求め、該側端面の一次近似直線と垂直に交わりかつ前記（２）で決定されたデータを通る垂線を演算する。
   （４）先端面又は尾端面の位置検出データについて、あらかじめ実験的に求められたばらつき量±σの範囲内で、前記（３）で演算された垂線に近付くように加算又は減算する。
   （５）前記（４）で加算又は減算された後の先端面又は尾端面の位置検出データより、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
3. 板幅方向に沿って所定のピッチで配列される光電スイッチは、搬送ライン上方に投光器を配置して搬送ライン下方に受光器を配置する、又は搬送ライン上方に受光器を配置して搬送ライン下方に投光器を配置する、投受光式の光電スイッチであることを特徴とする、請求項１又２に記載の厚鋼板の直角度測定方法。
4. 搬送ラインに設置され、厚鋼板の側端面の剪断線を算出するための画像データを取得する画像入力装置と、
   板幅方向に沿って所定のピッチで複数配列され、搬送ライン上における厚鋼板の先端又は尾端の通過に反応して信号を送出する光電スイッチと、
   前記各光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置から、厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線を算出し、算出された厚鋼板の側端面の剪断線と、先端面又は尾端面の剪断線とを用いて、厚鋼板の先端又は尾端の直角度を算出する直角度演算処理装置と、を有し、
   前記直角度演算処理装置による前記厚鋼板の先端面又は尾端面の剪断線の算出は、あらかじめ実験的に前記光電スイッチが先端面又は尾端面の位置を検出する際に、その応答性によって生じうるばらつき量±σ（ｍｍ）を求めておき、このばらつき量σにより補正することを特徴とする厚鋼板の直角度測定装置。
5. 前記ばらつき量σによる補正は、以下の方法により行われることを特徴とする請求項４に記載の厚鋼板の直角度測定装置。
   （１）厚鋼板の先端又は尾端が通過するときに光電スイッチが反応するタイミング、厚鋼板の搬送される送り量、及び各光電スイッチの板幅方向の配列位置より算出される各先端面又は尾端面の位置検出データから、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
   （２）前記複数個の光電スイッチにより検出された、先端面又は尾端面の複数の位置検出データのうち、前記一次近似直線に最も近いデータを決定する。
   （３）搬送ラインに設置された画像入力装置が取得する画像データにより側端面の一次近似直線を求め、該側端面の一次近似直線と垂直に交わりかつ前記（２）で決定されたデータを通る垂線を演算する。
   （４）先端面又は尾端面の位置検出データについて、あらかじめ実験的に求められたばらつき量±σの範囲内で、前記（３）で演算された垂線に近付くように加算又は減算する。
   （５）前記（４）で加算又は減算された後の先端面又は尾端面の位置検出データより、先端面又は尾端面の一次近似直線を演算する。
6. 板幅方向に沿って所定のピッチで配列される光電スイッチは、搬送ライン上方に投光器を配置して搬送ライン下方に受光器を配置する、又は搬送ライン上方に受光器を配置して搬送ライン下方に投光器を配置する、投受光式の光電スイッチであることを特徴とする、請求項４又は５に記載の厚鋼板の直角度測定装置。

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