JPH02222803A - 熱間ビレットの寸法測定装置 - Google Patents

熱間ビレットの寸法測定装置

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JPH02222803A
JPH02222803A JP26708188A JP26708188A JPH02222803A JP H02222803 A JPH02222803 A JP H02222803A JP 26708188 A JP26708188 A JP 26708188A JP 26708188 A JP26708188 A JP 26708188A JP H02222803 A JPH02222803 A JP H02222803A
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JP
Japan
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diameter
outer diameter
billet
measuring devices
measuring device
Prior art date
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Pending
Application number
JP26708188A
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English (en)
Inventor
Akira Ishimatsu
石松 彰
Takao Sugimoto
隆夫 杉本
Masao Fukuchi
福地 雅夫
Keiju Takayama
高山 桂樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接触的に外径寸法を測定することのできない
棒状物、特に熱間ビレットの外径寸法の連続的測定に有
用な寸法測定装置に関する、圧延により棒鋼、線材を製
造する工程では、通常、ビレットと呼ばれる外径100
鶴前後、長さ15m前後の中間製品を経て製造される。
本発明はこのビレットの外径寸法の連続的測定に特に適
した寸法測定装置について言及する。
〔従来の技術〕
ビレットの外径寸法の測定方法としては、従来ではライ
ン停止後人手により測定する方法が最も−m的であった
が、人手によるものであるので抽出的な測定にならざる
を得なかった。近年1.ビレットの品質に対する要求が
厳格になり、そのためオンラインで自動的に長平方向に
対して連続的に外径寸法を測定する装置が種々考案され
実施に移されるようになってきた。第6図はその装置の
一例である一軸揺動式の寸法測定装置の概略を表す図で
ある。図において、投光部22より出た平行光線をビレ
ット10の反対側に設けられた受光部24で受けること
により外径測定器20を構成し、これをビレットの中心
軸を軸として少な(とも180°、例えば190 ’の
範囲で揺動させることにより、すべての向きにおいて投
影された外径寸法を測定するというものである。
〔発明が解決しようとする課題] 前述のような装置で角ビレットの外径寸法を測定する場
合、外径測定器の揺動角に対する測定信号は第7図第(
2)欄の如くになる。図中第く1)欄は代表的な揺動角
におけるビレットと外径測定器との関係を表している。
第(2)欄H,W。
WS、DSの文字はそこがそれぞれ角ビレットの高さ、
幅、ワークサイドの対辺寸法、ドライブサイドの対辺寸
法であることを示している。したがって、揺動中の外径
測定器の信号を一定間隔で連続的にサンプリングし、そ
の極大値及び極小値がらH,W、WS、DSの寸法を知
ることができる。
ところで、揺動する外径測定器の角速度は第(3)欄の
如くになる。第(3)欄中、上側の台形は正方向に回転
している時の角速度を表し、下側の台形は逆方向に回転
している時の角速度を表している。図に明らかなように
、WSを測定するための極小値が得られるのは角速度の
絶対値が低い時期であるのに対して、H,W、DSの付
近では角速度の絶対値は最大である。このことは、WS
の付近では多数の測定値が得られるに対して、H,W、
DSの付近では比較的少数の測定値しか得られないこと
を意味している。このうちHとWについては、第(2)
 fllHに示すように測定信号の変化が比較的緩やか
なので、これでも問題にはならないが、DS付近では測
定値の変化が急峻であり、測定値の数が少ないと極小値
を正しくとらえられずそれだけ測定誤差が大きくなると
いう問題を生じる。
また、ライン上のビレットの温度は600〜1100℃
と高温であり、このためビレット周囲の空気の温度に乱
れを生じ、光が不規則に屈折するので測定信号にゆらぎ
を生じるという問題もある。
したがって本発明の目的の第1は、角ビレットの寸法測
定にも適した熱間ビレットの寸法測定装置を提供するこ
とである。
また、本発明の目的の第2はビレットが高温であるため
に生じる信号のゆらぎの問題を解決した熱間ビレットの
寸法測定装置を提供することにある゛。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の熱間ビレットの寸法測定装置の原理図
である0図において、熱間ビレットIOの搬出方向Aに
対して垂直な断面の直径を測定すべくそれぞれ平行光線
の投光部22 、22 ’と受光部24 、24 ’を
備えた第1及び第2の外径測定器は測定する直径が互い
に直交するように一体に設置されている。駆動手段30
は第1及び第2の外径測定器を熱間ビレット10の中心
軸を軸として少なくとも90″、好ましくは100 ’
の範囲で回動せしめ、そうすることによって第1の外径
測定器2224は少なくとも直径50及び直径50′を
測定し得る範囲で揺動し、第2の外径測定器22′、2
4’は少なくとも直径50′及び直径50を測定し得る
範囲で揺動する。なお直径50は水平から図の右側へ4
5°傾斜した方向における直径、すなわち角ビレットに
ねじれかない時のDSであり、直径50′は直径50と
直交する方向での直径、すなわち角ビレットにねじれか
ない時のWSである。
信号解析演算手段32は揺動中の第1及び第2の外径測
定器からの信号を解析し、その極小値と極大値とから熱
間ビレット10の各種寸法W 、 H。
WS、DSを算出する。
熱間ビレット10が高温であるための信号のゆらぎの影
響を除くためには、熱間ビレ・ット10の測定面に多量
の空気を吹き付け、測定面及び測定のための平行光線の
光路上の測定面付近の空間を常温化するエアパージ手段
と、外径測定器20 、20 ’からの信号の値の時系
列的に連続する所定の個数の平均化、例えば移動平均を
行う平均化手段を具備することが好適である。
〔作 用〕
第1の外径測定器22 、24からの信号の極大値と極
小値とからDS、H,WSが得られ、第2の外径測定器
22′、24’からの信号の極大値と極小値からWS、
W、DSが得られる。このうち変化の急峻なりS、WS
付近において回転方向が反転するので減速され角速度の
絶対値が低くなるので、正値な測定が可能となる。また
、第1の外径測定器22 、24と第2の外径測定器2
2′、24’とでそれぞれ少なくとも90°の中心角の
範囲で外径の測定値が得られ、両者の重なりはわずかで
あるので従来の一軸揺動式と実質的に同じ範囲をカバー
する。
エアパージ手段で光路上の空間が常温に近くなれば屈折
率の乱れは小さくなり、さらに信号を平均化することで
ゆらぎの影響が最小限にとどめられる。
〔実施例〕
第2図は本発明の熱間ビレットの寸法測定装置の一実施
例を表す図である。圧延装置(図示せず)から出た角と
レット101はその2つの短径のそれぞれを水平方向に
対してほぼ45@に1頃けて矢印A方向へ送られる。投
光部221と受光部241 とで第1の外径測定器が構
成され、投光部221′と受光部241′とで第2の外
径測定器が構成され、両者は角ビレフl−101をとり
囲んで角ビレット101の投影された外径が測定できる
ように、かつそれぞれが測定する外径が直交するように
配置され、円盤302上に一体に固定されている。外径
測定器としては公知のもので良く、例えば投光部側では
、音叉の振動で揺れるミラーにレーザ光をあて、その反
射光を集光レンズに通すことによって平行な走査ビーム
を得、この走査ビームを被測定物に照射し、受光部側で
は集光レンズで走査光を一点に集光し、受光素子で受け
、前記音叉の振動に同期して受信信号を解析することに
よって平行光線で投影した外径寸法を得る形式のもので
良い。円盤302には測定される角ビレットが通過可能
な大きさで同心円の穴が開けられ、外側の円周上には少
なくとも中心角100°の範囲でラックが設けられ、ピ
ニオンギヤ301と噛み合っている。減速装置を介して
伝達されるモータく図示せず)の回転力によりピニオン
ギヤ301が左右に回転することによって、円盤302
は中心角にして少なくとも90″好ましくは100°の
範囲で回動する。外径測定器221、241及び221
 ’ 、 241 ’からの測定信号出力はコンピュー
タ321への入力に接続されている。
コンピュータ321内の記憶装置には測定信号の平均化
処理、及び極大値、極小値を判定してW、H。
DS、WSの寸法を算出する処理等を行うソフトウェア
が格納されている。外径測定器よりも下流に設けられた
エアパージリング601には圧さく空気が送りこまれて
おり、円周上に8個設けられたノズルより図の矢印が示
すようにビレットの送り方向Aとは逆の方向へビレット
表面上に空気を吹き付けている。
第3図は第2図の装置の作用゛を説明するための図であ
る。第(2)欄は中央位置(0°)から左右±50”の
範囲の揺動角において外径測定器221゜241から得
られる信号を第(3)4mは外径測定器221 ’ 、
 241 ’から得られる信号を表している。
第(1) MAは代表的な揺動角−45” 、 O” 
、45゜における角ビレソ目01と外径測定器との位置
関係を表している。また第(4)欄は±50°の範囲の
揺動角における回転の速度を表している。第(1) w
Aから明らかなように、第(2)欄の信号の中央の極大
値は寸法Hに対応し、その左側の極小値はDSに、右側
の極小値はWSに対応する。
同様に第(3)4Mの信号の中央の極大値は寸法Wに対
応し、その左側の極小値はWSに、右側の極小値はDS
に対応する。また第(4)欄と対応させるとDSまたは
WSに対応する極小値付近では回転方向が反転する前後
のかなり減速された状態で測定されていることがわかる
。DS及びWSは(2)欄の信号からも(3)欄の信号
からも得られるのが普通であるが、その場合には予め定
めた一方を優先的に採用するか、両者の平均をとるか、
あるいは両方を共に採用するか等、いずれの方法でも良
い。
以上は測定対象が角ビレ7トである場合であるが、測定
対象が丸ビレットである場合には極大値、極小値の処理
は行わず、−45’ 、 0 ” 、45°の特定の揺
動角における外径測定値から上記寸法を得る。
第4図はコンピュータ321(第2図)の記憶装置に格
納され、そのCPUで実行されて信号解析手段32(第
1図)及び平均化手段を実現するソフトウェアのフロー
チャートを表している。図において、例えば2m5ec
周期の取り込みタイミングが来ると(ステップa)、外
径測定器からの測定信号を取り込み(ステップb)、例
えば移動子均等の平均化処理を行って(ステップC)記
憶装置へ格納する。揺動角の値等から100°分のデー
タの取り込みが終わったと判定されれば(ステップd)
、前述の方法に基づいてH,W、DS、WSの寸法を算
出しくステップe) 、CRT表示等の出力処理を行う
(ステップf)。さらに、ビレット1本分の処理が終了
したら(ステップg)、最大値、最小値の算出等の集計
処理を行い、CRT表示及びプロコンへの出力等の出力
処理を行う(ステップi)。
第2図のエアパージリング601の8つのノズルからは
ビレット表面に空気が吹き付けられており、これによっ
て寸法測定面及びその周辺の空間が常温化されて光の屈
折によるゆらぎを抑制し、前述の平均化処理をと相まっ
てゆらぎによる測定誤差を減少せしめている。
測定されるビレットの径の範囲が外径測定器がカバーし
得る測定範囲よりも広い場合には、外径測定器を例えば
大径用と小径用という具合にいくつかに分割し、それら
からのデータを適宜選択することにより広い測定範囲を
カバーすることができる。第5図にはその一例を示す。
大径のビレッ目05の測定に適する大径用外径測定装置
は2つの投光部225.226と2つの受光部245、
246とからなり、小径用外径測定装置はそれらの内側
にビレットの送り方向で多少のずれをもって設けられた
2つの投光部227.228と2つの受光部247.2
48よりなっている。両者の測定範囲は右上がり及び左
上がりのハ・ノチングの重なり部分で表されるように多
少の重なりがある。両者の測定範囲にまたがる角ビレッ
トの場合には両者の測定値を適宜選択して演算される。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように本発明によれば、特に角ビレット
の測定に適し、熱間ビレットの各種寸法をオンラインで
精度良く高速に測定することのできる寸法測定装置が提
供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の熱間ビレットの寸法測定装置の原理構
成図、 第2図は本発明の一実施例を表す図、 第3図は第2図の装置の作用を表す図、第4図は第2図
の装置のデータ処理のフローチャート、 第5図は大径用及び小径用の外径測定器の配置を表す図
、 第6図は従来の一軸揺動式の寸法測定装置を表す図、 第7図は一軸揺動式の問題点を表す図。 図において、 10・・・熱間ビレット、 22 、22 ’・・・投
光部、24 、24 ’・・・受光部。 データ処理のフローチャート 第4図 大径用及び小径用の外径測定器の配置を表わす図第5図 一軸揺動式の寸法測定装置を表わす図 第6図 手 続 補 正 書(自発) 昭和63年//

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熱間ビレット(10)の搬出方向(A)に対して垂
    直な断面の直径を測定すべくそれぞれ平行光線の投光部
    (22、22′)と受光部(24、24′)を備えた第
    1及び第2の外径測定器であって、測定する直径が互い
    に直交するように1体に設けられた第1及び第2の外径
    測定器と、 水平方向と45°の角度をなす直径を第1の直径(50
    )、該第1の直径に直交する直径を第2の直径(50′
    )とする時、該第1の外径測定器(22、24)は少な
    くとも該第1及び第2の直径(50、50′)を測定し
    得る範囲で揺動し、該第2の外径測定器(22′、24
    ′)は少なくとも該第2及び第1の直径(50′、50
    )を測定し得る範囲で揺動すべく該第1及び第2の外径
    測定器を回動する駆動手段(30)と、 該第1及び第2の外径測定器からの信号を解析し演算し
    て該熱間ビレット(10)の各種寸法とする信号解析演
    算手段(32)とを具備することを特徴とする熱間ビレ
    ットの寸法測定装置。 2、前記測定の測定面に空気を吹き付け、該測定面及び
    前記平行光線の光路上の該測定面付近の空間を常温化す
    るエアパージ手段と、 前記第1及び第2の外径測定器からの信号の値を平均化
    する平均化手段を具備する請求項1記載の寸法測定装置
JP26708188A 1988-10-25 1988-10-25 熱間ビレットの寸法測定装置 Pending JPH02222803A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004347603A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Hauni Maschinenbau Ag 特に煙草加工産業のロッド状対象物の直径を測定する装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313444U (ja) * 1986-07-10 1988-01-28

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