JPH03218404A - 板材の形状測定方法および装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、圧延された板材の形状（顕在形状）をオフラ
イン（圧延中でない状態）で測定する方法および装置に
関するものである。

Φ）従来技術 圧延板材の形状をオフラインで形状測定するための方法
として次のものが公知である。

■第９図に示すように、定盤上に板材１を乗せ、板材の
長さＬと高さｈをスケール２，３で測定し、急峻度λを
次のように定義して、板材の形状を定量的に表現してい
る。

λ＝ｈ／ＬＸＩＯＯ　　（％） ■第１０図に示すように、板材１の急峻度λを差動トラ
ンスによって測定する。

■第１１図に示すように、圧延板材１を長手方向にスリ
ットして、各ストリップの長さＬ１の分布を測定し、形
状を伸び差率ｆを用いて次のように表現している。

ｆ＝ΔＬ／Ｌ 但し、ΔＬ＝Ｌ，−Ｌ ■第１２図および第１３図に示すように、圧延板材１を
長手力向にスリットして１対のローラ４間にかけ渡し、
その一端を固定して他端に重り５を取り付けて、ローラ
４間に上下方向の荷重Ｆをかけ、そのたわみδ１をダイ
ヤルゲージ５で測定し、板材の形状を次のように求める
。

ｆ，＝　（Ｌ．−Ｌ．’）／Ｌ． 但し、Ｌ．は板幅中夫の長さ、 Ｌ　＝４７−冒［７＋　め）　”　＋　６　；　”■第
１４図および第１５図に示すように、圧延板材１を幅方
向に均一に保持し、そのときの幅方向各位置での張力Ｔ
１をストレンゲージ６で求め、それを基にして次のよう
に板材の形状を求める。

Ｔ　　＝Ｆ，　／２　・ｓｉｎ　（θ／２）ε＋　＝　
（１／Ｅ）　　　（Ｔ：　／　（Ｗ−　ｔ））ｆ　　＝
ε１．８　−ε 但し、Ｅはヤング率、εは圧延材料の伸び、Ｗおよびｔ
は板幅および板厚、ｆは伸び差率しかし、前記δ々の従
来技術では、程変の差はあるものの次の諸問題があった
。

ａ．第９図に示すような急峻度測定では、３次元上の点
と点との距離を測定することになり、読取り誤差が非常
に大きい。また、第１０図に示す差動トランスのような
比較的測定精度の高いセンサを用いた方法においても、
山の頂上あるいは谷底の特定の仕方によって形状が大き
く変わってしまう。

したがって、急峻度測定においては、測定精度が悪く、
正確な形状を把握することは困難である。

ｂ．圧延板材をスリットするということは、内部応力を
解放することを意味しており、スリット時に形状が変化
する可能性が大きい。

Ｃ．第１４図の場合のように、圧延材の伸び分布を張力
分布に換算する方法は、板材の内部応力の影響を受け易
く、また伸びと張力の間にリニアな関係があるかどうか
明確でなく、検証も困難である。

ｄ，測定方法が煩雑である。

Ｃ６接触式センサでは、測定に際して対象を変形させて
しまうため正確な顕在杉状測定は不可能である。

定盤上に置いた圧延板材の幅方向各位置での３次元形状
をレーサ変位計を用いて非接触で測定し、その結果を基
に鋼板の表面に沿った長さを計算し板材の長手方向伸び
の幅方向分布を求める方法は、前述の各種測定方法と比
較して測定精度の高い形状測定が可能である。この方法
で用いているレーザ変位計はスポット径が小さくかつ応
答速度が早く測定レンジが広いという優れた特徴を数多
く兼ね備えているが、鏡面のように光を正反射する物体
の測定には不向きであり冷延鋼板のような鏡面に近い表
面状態のものの測定は困難であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、レーザ変位計の優れ
た諸特性を生かしつつ、冷延鋼板のように表面光沢が強
く、本来、レーザ変位計が苦手としていた対象に対して
も安定した測定精度を得るための圧延材料の形状測定方
法および装置を得ることにある。

仁）課題を解決するための手段 本発明の板材の形状測定方法は、形状を測定すべき板材
を定盤上の所定位置に保持すること、該定盤と平行な面
内で板材の長手方向および幅方向にレーザ変位計を移動
させて板材の形状を測定すること、測定不可域を記憶し
ておくこと、レーザ変位計の移動を利用して前記不可域
に鏡面反射抑制剤を塗布すること、該塗布後の測定不可
域を再度測定することからなる手段によって、上記課題
を解決している。

また、本発明の板材の形状測定装置は、形状を測定すべ
き板材を所定位置に保持する定盤と、該定盤の幅方向に
カーソルを横断させ該カーソルを該定盤の長手方向に移
動させる第１移動機構とぐ前記カーソルに移動自在に取
り付けられていて板材の形状を測定するレーサ変位計と
、前記カーソルに移動自在に取り付けられていて板材の
表面に鏡面反射抑制剤を塗布するノズル・ヘッダと、前
記レーザ変位計およびノズル・ヘッダを互いに独立して
前記カーソル上を移動させる第２移動機構とからなる手
段によって、１二記課題を解決している。

（ホ）作　用 板材の形状測定に用いるレーザ変位計５は広い測定範囲
を持つ必要があるので、第２図に示すように、レーザ光
１６を測定対象１０に照射したときのレーサ光１６の測
定対象１０上のスポットにおける乱反射光１７を受光系
１８で集光して変位を測定する方式を採用している。そ
のため、白紙のような乱反射光の多い対象の測定は容易
であるが、光沢が強くほとんど乱反射しない対象の場合
には受光部にレーザ光ｌ６があまり届かないため測定が
困難になる。さらに、冷延鋼板のような対象の場合には
、第３図に示すように測定面に傾きがあるためさらに測
定条件がきびしく事実ト測定不可能となる。

そこで、測定表面の光沢を抑えることが必要になる。そ
のためには、写真撮影の際などに用いられるハレーショ
ン防止スプレー剤のような鏡面反射を抑制するものを測
定対策面に塗布する方法が簡単でかつ効果的である。し
かし、形状測定の度に測定対蒙表面全部に反射抑制剤を
塗布していたのでは作業能率か悪い。しかしなから、測
定の無しそうな所にだけ予め塗布しておくというのは事
実上困難である。

そこで、本発明の方法では、測定時のレーザ変位計１５
からの信号を基に測定不可能領域のマップを作成し、そ
れに従って反射抑制剤を自動的に塗布し再測定を行うと
いう方法を採用した。

（〜実施例 次に、第１図から第８図までを参照して、本発明の板材
の形状測定方法および装置の実施例について説明する。

本発明の板材の形状測定方法は、第１図に最もよく示す
ように、形状を測定すべき板材１を定盤１１上の所定位
置に保持すること、定盤１と平行な面内で板材の長手方
向および幅方向にレーザ変位計１５を移動させて板材１
の形状を測定すること、測定不可域を記憶しておくこと
、レーザ変位計１５の移動を利用して前記不可域に鏡面
反射抑制剤を塗布すること、該塗市後の測定不可域を再
変７１１１Ｊ定することからなる。

このｈ法を実施する装置は、第１図に最もよく示すよう
に、形状を測定すべき板材１を所定位置に保持する定盤
１１と、定盤１１の幅方向にカーソルｌ９を横断させカ
ーソルｌ９を定盤１１の長手方向に移動させる第１移動
機構２０と、カーソルｌ９に移動自在に取り付けられて
いて板材の形状を測定するレーザ変位計１５と、カーソ
ル１９に移動自在に取り付けられていて板材の表面に鏡
面反射抑制剤を塗布するノズル・ヘツダ２１と、レーサ
変位計１５およびノズル・ヘツダ２１を互いに独立して
カーソル１９上を移動させる第２移動機構２２とからな
る。

レーザ変位計１５およびノズル・ヘッダ２１からの信号
は計算機２３に人力され、そこから記録機２４に送られ
る。計算機２３からの出力は制御機２５に送られてそこ
から各移動機構２０．　２２に制御信号が送られる。

次に、本発明の方法および装置について、詳細に説明す
る。本発明の装置は第１図に示すように定盤ｌＩ上に置
いた圧延板＋４１の幅方向谷位置における長手方向の形
状をレーザ変位計１５を用いて測定する。第２移動機構
２２は、幅方向への互いに独立な駆動部２２Ｌ　２２２
を（必要に応じて３つ以上）備え、一方２２１にはレー
ザ変泣計１５が、他方２２２には鏡面反射抑制剤を塗布
するノズル・ヘツダ２１が取り付けられている。さらに
、それらの機構全体を長手方向へ移動させる機構２０と
それらをコントロールする制御機２５および測定データ
の計算処理を行う計算機２３を備えた構造である。

この測定装置を用いての形状測定の概略は、第４図に示
すフローチャートの通りである。詳細について説明する
と、 ■幅方向の所定位置において長手方向形状の測定を行う
。その際、レーザ変位計１５からの信号を基に測定不可
能な領域のマップ作成を同時に行う。

■次にレーザ変位計１５は幅方向への駆動部２２１を用
いて次の所定位置まで移動する。そのとき同時に鏡面反
射抑制剤塗布ヘッダ２１を幅方向駆動部２２２を用いて
測定不可能領域のある幅方向位置へ移動する。

■レーザ変位計１５で長手方向の測定を行うと同時に測
定不可能領域マップの位置情報を基に反射抑ｍｑ剤を塗
布するヘッダ２１を用いて反射抑制剤の塗布を行う。

■■および■を繰り返し、再測定を含めた幅方向所定位
置全部の測定を行う。

■測定したデータを基に長手方向伸びの幅方向分布を計
算し圧延材料の形状を求める。

このような方法により、幅方向所定位置数の最大２倍の
測定回数で全測定を完了することができる。その間、測
定は完全に自動で行われるので大幅な省力化を図ること
ができる。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

まず、鏡面反射抑制剤を使用したときの測定精度を調査
するため、第５図に示すようなサイン関数波形を機械加
工で作成した標準ゲージ３０を、接触式変位計（例えば
、マグネスケール式変位計、分解能±１μｍ）を用いて
精密測定した結果を基準として測定精度を検討した。そ
の測定結果を第１表および第６図に示す。第１表より従
来方法では、急峻度が大きいほど、また、波形状が細か
いほど測定精度が悪化しており、ひどいものでは測定不
可能なものもあった。それに比べて本発明の方法では、
すべての標準ゲージ３０について安定した測定が可能で
あった。これは、第６図より明らかである。すなわち、
鏡面反射抑制剤を使用しない場合には、波形状の面の傾
いたところで測定値が大きく乱れそのために後の計算処
理で大きな誤差が発生するためである。

次に、一般の波形状に対する測定精度を冷延鋼板を用い
て確認した。その際、接触式変位計による測定対象の変
形を防ぐため、第７図に示すように、鋼板１を接着剤３
２でアルミ厚板３１に固定して測定を行った。その結果
を第８図に示す。同図より、一般の冷延鋼板の測定に対
しても十分な測定精度が得られることがわかった。なお
、これらの測定は、最初に測定条件をコントローラに設
定した後はすべて自動で行った。

（ト）効　果 本発明によれば、圧延板材の形状を完全自動で高精度に
測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の形状測定方法を実施する装置の説明図
。第２図はレーザ変位計の動作説明図。 第３図はレーサ変位計で鏡面を測定した場合の説明図。 第４図は本発明の測定方法を説明するフローチャート。 第５図は標準ゲージの斜視図。第６図はδ種方法で標準
ゲージを測定した測定波形図。第７図は冷延鋼板の測定
例の説明図。第８図は冷延鋼板の測定結果を示すグラフ
。第９図から第１５図までは従来の形状測定方法の説明
図。 １：板材　　　　　ｌ１：定盤 １５：レーザ変位計　　　　１９＝カーソル２０：第１
移動機構　　　　２１：ノズル・ヘツダ２２：第２移動
機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、形状を測定すべき板材を定盤上の所定位置に保持す
   ること、該定盤と平行な面内で板材の長手方向および幅
   方向にレーザ変位計を移動させて板材の形状を測定する
   こと、測定不可域を記憶しておくこと、レーザ変位計の
   移動を利用して前記不可域に鏡面反射抑制剤を塗布する
   こと、該塗布後の測定不可域を再度測定することからな
   る板材の形状測定方法。 ２、形状を測定すべき板材を所定位置に保持する定盤と
   、該定盤の幅方向にカーソルを横断させ該カーソルを該
   定盤の長手方向に移動させる第１移動機構と、前記カー
   ソルに移動自在に取り付けられていて板材の形状を測定
   するレーザ変位計と、前記カーソルに移動自在に取り付
   けられていて板材の表面に鏡面反射抑制剤を塗布するノ
   ズル・ヘッダと、前記レーザ変位計およびノズル・ヘッ
   ダを互いに独立して前記カーソル上を移動させる第２移
   動機構とからなる板材の測定装置。