JP7010253B2

JP7010253B2 - 矩形物の寸法測定処理方法

Info

Publication number: JP7010253B2
Application number: JP2019028142A
Authority: JP
Inventors: 弘樹永吉
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: JP2019144244A

Description

本発明は、作業者が手作業で行なう情報（寸法測定値）入力作業と入力位置選択作業を排除し、自動で矩形物の寸法測定を行なう寸法測定処理方法に関するものである。

矩形物（例えば、鋼板（厚鋼板または薄鋼板）、スラブ、木板等）の寸法を測定することは、従来様々な方法が知られている。以下は、鉄鋼製造工程の一環としての厚板製造工程を例として説明する。厚板工場の手入れ場において、厚板の寸法（板幅、板長、および板厚等）を顧客納入用データとして正確に測定して記録することが必要である。

従来は、これらの測定作業をメジャーまたはマイクロメータで測定して測定値（データ）を原板に記録し、それを正式の記録用紙に転記するかコンピュータに入力するなどを手作業で行なっていたが、目盛の読み違い等による測定誤差やヒューマンエラーによる誤記（転記ミス）を完全に避けることはできないというリスクがあった。その対策として、特許文献１の鋼板の寸法測定支援システムでは、鋼板上または鋼板周りにおける作業者の位置及び作業者の向きを、寸法測定機器にて寸法を入力したタイミングで上方から撮像し、作業者の位置と向きから、測定種類（板厚、板幅、板長など）と測定位置を特定し、作業者が寸法測定位置やその測定順番を意識することなく、情報記録装置に寸法を登録することが行われている。

特開２０１４－２０２５９７号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、鋼板の寸法測定作業を複数人で行なう場合や、測定作業を行なっていない場合であっても、周囲に寸法測定作業者以外の作業者がいる場合など、撮像した際にシステムが誤認識して、作業者がいる複数箇所に寸法測定者が測定した値が登録されてしまう可能性がある（図１のAの測定値がAとB両方に登録されるので、一人作業しかできない）。また、厚鋼板のガス切断作業後の寸法測定では、鋼板同士が隣接する状態となる。その際には、図２のように作業者は立ち位置を変更することなく寸法測定（厚み測定）を行なうことは可能だが、撮像の際に区別させるため、鋼板の位置を移動させるか作業者が位置を移動することが必要となる（図２のC－D間の距離は約２００ｍｍであり、手元の移動のみで測定可能である）。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、複数の作業者が作業していても寸法測定が可能であり、かつ作業者がどこを測定しているかを判別可能とする矩形物の寸法測定処理方法を提供する。更に、その寸法測定値を人手を介さずに機械的に伝送することにより、誤記を発生させない矩形物の寸法測定処理方法を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
［１］測定対象物である矩形物の寸法測定作業において、
下記（１）および（２）の工程を組み合わせることにより、自動で前記矩形物の寸法測定を行なうことを特徴とする矩形物の寸法測定処理方法。
（１）ワイヤレス測定技術を利用した寸法測定機器を用いて前記矩形物の寸法を測定し、当該寸法測定機器から情報処理装置へ前記矩形物の寸法測定値を伝送する。
（２）ワイヤレス位置検出技術を利用した寸法測定機器を用いて、前記矩形物の位置、前記寸法測定機器の位置、および前記寸法測定機器の向きを検出し、検出された前記矩形物の位置、前記寸法測定機器の位置、および前記寸法測定機器の向きの関係から、前記矩形物における各測定位置を設定し、前記各測定位置に基づいて前記矩形物の寸法を測定する。
［２］前記ワイヤレス位置検出技術が、Ｉ－ＧＰＳ（Indoor Global Positioning System）、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ＩＭＥＳ(Indoor Messaging System)、ＵＷＢ(Ultra Wide Band)、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identifier) 、ＰＤＲ(Pedestrian Dead Reckoning)、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）、およびＷｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする［１］に記載の矩形物の寸法測定処理方法。
［３］前記ワイヤレス位置検出技術による位置検出が、前記矩形物を上方から撮像して得た画像に基づいて実施されることを特徴とする［１］又は［２］に記載の矩形物の寸法測定処理方法。
［４］前記寸法測定機器にコンパスを組み込むことにより、前記寸法測定機器の向きを検出することを特徴とする［１］から［３］までのいずれか一つに記載の矩形物の寸法測定処理方法。
［５］前記情報処理装置に伝送された前記矩形物の寸法測定値と、前記矩形物の仕様情報とを比較して、前記矩形物が前記仕様情報の寸法公差範囲内であるかを照合し、その照合結果および前記矩形物の寸法測定値を紐づけて前記情報処理装置に保存することを特徴とする［１］から［４］までのいずれか一つに記載の矩形物の寸法測定処理方法。

本発明の寸法測定処理方法によれば、ワイヤレス位置検出技術を用いて作業者が矩形物のどこを測定しているかを判別可能とすることができ、複数の作業者が作業していても矩形物の寸法測定が可能である。更に、ワイヤレス測定技術を用いてその寸法測定値を機械的に伝送するので、誤記を発生させないようにすることができる。

公知技術における作業者が複数人いる場合の測定作業の形態を示す図である。公知技術における隣接位置の測定作業の形態を示す図である。厚板の幅方向、長手方向、および厚み方向の寸法測定点を示す図である。従来の寸法測定作業の流れを示す図である。本発明の寸法測定作業の流れを示す図である。寸法測定処理システムの概略構成を示すブロック図である。寸法測定処理フローを示すフロー図である。

本発明の寸法測定対象である矩形物を測定することは、その製造工程において品質保証のための重要な一工程である。矩形物とは、例えば、鋼板（厚鋼板または薄鋼板）、スラブ、木板等の寸法測定の対象物のことをいう。以下は、鉄鋼製造工程の一環としての厚板製造工程を本発明が適用できる代表的な例として説明するが、矩形物であればその測定原理は同じであり、本発明の寸法測定対象は厚板に限定されるものではない。

本発明は、「ワイヤレス測定技術（デジタルメジャーなどで測定した数値を、電波を利用してモバイルＰＣなどへ伝送する技術）」並びに「測定対象物（厚板）の作業場における位置検出技術」および「寸法測定機器の位置・向き検出技術」を組み合わせて行なう。本発明は、作業者が測定位置を指示することなく、測定対象物と寸法測定機器の位置（測定機器の向きを含む）関係から、自動で測定位置を認識させ、各測定位置に基づいて前記矩形物の寸法を測定し、寸法測定機器から情報処理装置へ矩形物の寸法測定値を伝送する方法である。自動で測定位置を認識させる方法については、「測定対象物（厚板）の作業場における位置検出技術」および「寸法測定機器の位置・向き検出技術」を組み合わせて行なえば良く、既成の方法を使用することができる。

本発明において「寸法測定値」とは、板幅、板長、および板厚等の寸法のうち測定対象とした寸法の測定値のことである。例えば、板幅、板長、および板厚の３つを測定した場合は、寸法測定値は、板幅値、板長値、および板厚値の３つを指す。また、例えば、板幅のみを測定対象の寸法とした場合は、寸法測定値は板幅値のことを指す。

本発明において「測定位置」とは、測定対象とする寸法（例えば、板幅、板長および板厚）を測定するための矩形物の位置のことを意味する。

測定対象物の位置検出には、ワイヤレス位置検出技術を用いて、測定対象物を搬送するクレーンや台車等の位置を検出し、測定対象物と搬送装置の位置関係から、作業場における測定対象物の位置情報を決定する。ワイヤレス位置検出技術としては、Ｉ－ＧＰＳ（Indoor Global Positioning System）、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ＩＭＥＳ(Indoor Messaging System)、ＵＷＢ(Ultra Wide Band)、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identifier) 、ＰＤＲ(Pedestrian Dead Reckoning)、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）、およびＷｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）などを利用した位置検出技術があり、これらの技術のうち少なくとも１つの方法で位置検出を行なっても問題ない。なお、これらの方法を実施するには、既製の装置を導入して使用することができる。また、ワイヤレス位置検出技術による位置検出が、矩形物を上方から撮像して得た画像に基づいて実施されることとしてもよい。

寸法測定機器に、各ワイヤレス位置検出に用いる電波の発信装置を組み込むことで、作業場内の測定対象物と寸法測定機器の位置から、測定作業者が測定対象物のどの位置を測定しようとしているかを認識させる。それとともに、ワイヤレス測定技術にて測定値を入力した時に、寸法を測定していると認識された位置へ寸法測定実績を登録させる。寸法測定機器は作業者が測定している向きも検出することが可能なので、測定の種類（板幅測定、板長測定等）も自動で判定し、寸法測定値を登録する箇所を決定することができる。寸法測定機器の向きの検出は既知の方法を使用すれば良いが、代表的な方法としてスマートフォンなどでも使用されているコンパスを組み込むことにより向きを検出できる。

また、複数人で同一の測定対象物の寸法測定を行なう場合であっても、測定器別に測定対象物のどの箇所を測定しているのかを判別できるため、寸法測定が可能である。

以下に、本発明を実施するための一形態として、鉄鋼製造工程の一環である厚板製造工程を例に説明するが、本発明は鉄鋼製造工程に限定されるものではない。

一般的な厚板製造工程では、前工程である連続鋳造プロセスで製造されたスラブを加熱して熱間圧延した後に冷却し、クロップシャー、サイドシャー、エンドシャー等の剪断機で剪断して所定の寸法の厚板を製造する。当該厚板は、剪断ラインで所定の寸法に剪断することが出来なかった場合等（オンライン形状測定機で測定不良があった場合もある）に、一旦剪断ラインから外れて、オフラインの切断場に搬入され、所定の寸法に切断後、所定の寸法になっていることを確認するために、寸法測定場に搬入される。

上記のように寸法測定場に搬入された厚板の寸法測定の従来例の一例を、図３に示す。板幅はＷ_１およびＷ_２を測定し、板長はＬ_１およびＬ_２を測定することによって求める。板厚は製品仕様に基づき、所定の箇所を測定するが、最大で９点測定する場合は、先端側３点、中央部３点、尾端側３点の計９点（図３中の●Ａ～Ｉを参照）で板厚を測定する。

従来は、図４に示すように、これらをメジャーまたはマイクロメータで測定して測定値（データ）を原板に記録し、コンピュータに入力するなどを手作業で行なっていた。また、原板に記録した後に、それを正式の用紙に転記することもあった。そのような状況では、目盛の読み違い等による測定誤差やヒューマンエラーによる誤記（転記ミス）やコンピュータへの数値の入力間違い等を完全に避けることはできないというリスクがあった。

それに対して本発明では、測定作業者はワイヤレス測定技術（デジタルメジャーなどで測定した数値を、電波を利用してモバイルＰＣなどへ伝送する技術）を利用した寸法測定機器を用いて測定対象となる厚板の板幅、板長、および板厚等を測定し、その測定値をモバイルＰＣなどの情報処理装置へ伝送することによって、測定値を誤記なく登録することができる。デジタルメジャーは寸法測定値を読み取り数値化して送信するもので、既製品を使用することが可能である。ワイヤレス測定技術としては、その他にマイクロメータ、ノギス、超音波厚さ計などの測定値をPC等の情報処理装置へ伝送する既製品も使用可能である。その際に並行して、ワイヤレス位置検出技術を用いて、測定対象物（厚板）が作業場においてどの位置にあるか、および測定作業者がどの位置に居るか（即ち、寸法測定機器がどの位置にあるか）をそれぞれ検出する。そうすることによって、その時点で測定作業者が厚板のどこを測定しているかの情報を得ることができ、寸法測定装置から伝送されたデータが厚板のどこの寸法であるかを認識することができる。そのときに、当該測定作業者の近くに別の作業者等が居たとしても、当該測定作業者の位置検出機器が特定されているので、どの測定作業者が測定している情報であるかを判別することが可能である。

更に、一人の測定作業者が同一の場所で複数の測定箇所の測定が可能な場合には、測定作業者（寸法測定装置）の位置情報だけではなく、どの測定箇所を測定しているかの情報も必要となる。それに関しては、当該測定作業者がどちらを向いて測定しているかを認識することによって、複数の測定箇所の内のどの箇所を測定しているかを特定することができる。その場合、寸法測定機器にスマートフォンなどでも使用されているコンパスを組み込むことなどにより、作業者が測定している向きも検出することができる。なお、コンパスは、既製の機器を導入して使用すれば良い。

更に、本発明の実施の一形態について、図５に基づき説明する。図５における測定作業者は、矢印の方向に向かって測定しており、この場合は板長の測定をしている状態を示している。この測定の向きは、上記のようにコンパスを組み込んだ寸法測定機器からの情報で得ることができる。デジタルメジャーで測定された板長のデータは、厚板および寸法測定機器の位置情報とともに端末装置（例えば、タブレット端末等）に伝送され、さらに情報処理装置に伝送され、情報処理装置の表示部（例えば、実績入力画面）に表示される。また、ワイヤレス測定機器の伝送距離が短く（通常１０～２０ｍ程度以内）かつ情報処理装置が置かれている詰所の壁などで伝送が遮られない場合は、デジタルメジャーで測定された板長のデータを、直接情報処理装置に伝送し、情報処理装置の表示部（例えば、実績入力画面）に表示させても良い。そうすることにより、作業者が測定機以外持ち運ばなくても済むことになる。以上により、一連の厚板の「寸法測定」、「測定値記入」、および「入力」作業が完結し、本発明の実施により目盛の読み違い等による測定誤差やヒューマンエラーによる誤記（転記ミス）を回避することができる。

次に、本発明の矩形物の寸法測定処理方法の応用例の好ましい実施形態を、図６を参照して説明する。図６は、寸法測定処理システムの概略構成を示すブロック図である。以下、矩形物として鋼板製品を用いた場合を説明する。

図６に示す寸法測定処理システム１は、情報処理装置１００と、タブレット端末等の端末装置２００と、ワイヤレス測定技術を利用した寸法測定機器３００とを備えて構成されている。

寸法測定処理システム１は、例えば、厚板製造工程で製造した鋼板製品（矩形物）の厚板工場での位置を特定し、本発明の寸法測定処理方法で鋼板製品の寸法測定がされて寸法測定値が情報処理装置に伝送された後、鋼板製品（矩形物）の寸法測定値と、鋼板製品（矩形物）の仕様情報とを比較して、鋼板製品が仕様情報の寸法公差範囲内であるかを照合し、その照合結果および寸法測定値を紐づけて情報処理装置１００に保存するものである。この保存されたデータを用いれば、例えば、所定の位置に存在する鋼板製品が、受注した製品仕様と合致しているかを確認することができる。

情報処理装置１００は、鋼板製品データが保存された記憶部１０と、鋼板製品の位置情報および仕様情報を含む製品情報を端末装置２００に送信する製品情報送信部２０と、端末装置２００から製品情報を受信する製品情報受信部３０と、寸法測定機器３００から鋼板製品の寸法情報を受信する寸法情報取得部４０と、鋼板製品を照合する照合部５０とを備えて構成されている。また、情報処理装置１００は、通信ネットワークを介して端末装置２００および寸法測定機器３００に接続されており、通信ネットワークを介して端末装置２００および寸法測定機器３００とデータの送受信を行うことができる。また、情報処理装置１００は、図示しない制御部によって、各部が統括制御されている。

記憶部１０は、工場内における鋼板製品の位置情報が保存された製品位置情報ＤＢ１１と、工場内における鋼板製品を識別するための情報が保存された製品識別情報ＤＢ１２と、製品仕様に応じた寸法情報が保存された製品仕様情報ＤＢ１３と、寸法測定後の鋼板製品の寸法情報および位置情報が紐づけて保存された寸法情報ＤＢ１４と、を備えて構成されている。ここで、鋼板製品の位置情報は、例えば、既成の位置検出技術を利用して特定された鋼板製品の工場内の位置の情報であり、寸法測定者が鋼板製品の位置を特定できれば、どのようなデータ形式であってもよい。また、鋼板製品を識別するための情報は、例えば、鋼板を識別するための板番号等、鋼板製品を識別するための情報であり、寸法測定者が鋼板製品を識別できれば、どのようなデータ形式であってもよい。

図７は、図６に示す寸法測定処理システム１を用いた寸法測定処理フローである。以下、図６および図７を用いて寸法測定処理フローを説明する。

製品情報送信部２０は、製品位置情報ＤＢ１１から取得した鋼板製品の位置情報と、製品識別情報ＤＢ１２から取得した鋼板製品の識別情報とを端末装置２００に送信する。

端末装置２００は、鋼板製品の位置情報および識別情報を含む製品情報を受信する（ステップＳ１１）。そして、当該位置情報と識別情報に基づいて、工場内の多数の鋼板製品のうち測定対象とする鋼板製品が選択される（ステップＳ１２）。ステップ１２では、例えば、測定作業者が、目の前にある鋼板製品のなかから、端末装置２００が受信した製品識別情報に基づいて、測定対象となる鋼板製品を選択する。次に、測定作業者は、端末装置２００が受信した上記製品情報を、端末装置２００から情報処理装置１００に送信する。ここで、この製品情報は、情報処理装置１００の製品情報受信部３０が受信する。つまり、製品情報受信部３０が受信する製品情報には、製品位置情報及び製品識別情報が含まれる。また、製品情報送信部２０は、端末装置２００から情報を要求された際に、寸法測定機器３００での測定の際に必要となる製品仕様情報を製品仕様情報ＤＢ１３から取得して送信し、端末装置２００がこの製品仕様情報を受信する（ステップ１３）。

測定作業者は、ステップ１３で得た製品仕様情報を参照して、ステップＳ１２で選択された鋼板製品の寸法を、ワイヤレス測定技術を利用した寸法測定機器３００によって測定する（ステップＳ１４）。測定作業者がワイヤレス位置検出技術を利用した寸法測定機器３００を用いて、鋼板製品の位置、寸法測定機器３００の位置、および寸法測定機器３００の向きを検出する。検出された鋼板製品の位置、寸法測定機器３００の位置、および寸法測定機器３００の向きの関係から、板幅、板長、および板厚等のうち何の寸法を測定するのかが判断される。ここで、例えば、測定される寸法が板長であれば、図３のＬ１の両端の点が測定位置として設定され、メジャーで測定された当該両端の点の間の距離が記録される。また、例えば、測定される寸法が板幅であれば、図３のＷ１の両端の点が測定位置として設定され、メジャーで測定された当該両端の点の間の距離が記録される。なお、寸法は、１箇所だけで測定してもよいが、複数箇所の寸法を測定して、それらの値が等しいかを確認し、矩形物が台形となっていないかを確認してもよい。

寸法測定後、測定作業者は、測定結果としての寸法測定値を情報処理装置１００へ伝送する（ステップＳ１５）。ここで、情報処理装置１００の寸法情報取得部４０が、寸法測定値（寸法情報）を受信する。

以上が端末装置２００及び寸法測定機器３００側で行われる処理である。次に、情報処理装置１００内の照合部５０で行われる照合と、記憶部１０への保存について説明する。

照合部５０は、製品情報に含まれる製品位置情報と、寸法測定機器３００で測定した位置情報とを比較して、測定対象とした鋼板製品であるかを照合する（ステップＳ１６）。さらに、照合部５０は、寸法測定機器３００で測定した鋼板製品の寸法測定値が、製品仕様情報ＤＢ１３から取得した製品仕様情報に基づいて、製品仕様の寸法公差範囲内であることを照合する（ステップＳ１７）。

そして、照合結果と測定した鋼板製品の寸法情報とを紐づけて寸法情報ＤＢ１４に保存する（ステップＳ１８）。

以上で説明した本発明の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。すなわち、本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１寸法測定処理システム
１０記憶部
１１製品位置情報ＤＢ
１２製品識別情報ＤＢ
１３製品仕様情報ＤＢ
１４寸法情報ＤＢ
２０製品情報送信部
３０製品情報受信部
４０寸法情報取得部
５０照合部
１００情報処理装置
２００端末装置
３００寸法測定機器

Claims

自身の位置及び向きを発信する機能を有する寸法測定機器を用いて、矩形物の寸法を測定する寸法測定処理方法であって、
前記矩形物の設置位置を検出し、
前記寸法測定機器を用いて前記矩形物の寸法値を測定したときの前記寸法測定機器の位置および向きを検出し、
検出した前記矩形物の設置位置と、前記寸法測定機器の位置および向きとの関係に基づいて、前記寸法測定機器による寸法の測定箇所及び板幅、板長もしくは板厚のいずれの測定であるかを示す測定の種類を検出するものであり、
検出した前記寸法測定機器の位置が同一であって向きが異なる場合、検出した前記矩形物の設置位置に基づき異なる前記矩形物に対する異なる測定箇所の測定が行われたことを認識する
ことを特徴とする矩形物の寸法測定処理方法。
前記矩形物の位置検出が、前記矩形物を上方から撮像して得た画像に基づいて実施されることを特徴とする請求項１に記載の矩形物の寸法測定処理方法。
前記寸法測定機器にコンパスを組み込むことにより、前記寸法測定機器の向きを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の矩形物の寸法測定処理方法。
前記矩形物の寸法測定値と、前記矩形物の仕様情報とを比較して、前記矩形物が前記仕様情報の寸法公差範囲内であるかを照合し、その照合結果と前記矩形物の寸法測定値とを紐づけることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の矩形物の寸法測定処理方法。