JPH04291106A

JPH04291106A - 長尺材真直度測定装置

Info

Publication number: JPH04291106A
Application number: JP5705191A
Authority: JP
Inventors: Daizo Mizuguchi; 水　口　大　三; Tsutomu Makino; 牧　野　　　勉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-15

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的一方向に長い棒
材や帯板などの長尺材の曲りや反り（以下、歪みという
。）をレーザビームの光軸を測定基準とすることにより
、長尺材に沿って移動する変位測定器で歪を高精度に測
定できるようにした長尺材真直度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長尺材を機械装置の部材として利用する
場合、その真直度が問題となる場合がある。長尺材に歪
があると、用途によってはその利用価値が無きに等しく
なってしまうからである。このため、歪のある長尺材に
ついては、予め使用条件に合致するように矯正加工を施
して、歪を取り除かなければならない。

【０００３】このような矯正加工を効果的に行うにあた
っては、前もってその長尺材の歪の量、その分布等を数
値的に把握しておくことが不可欠の前提となり、長尺材
の真直度を高精度に測定する技術が重要となっている。

【０００４】従来、長尺材の真直度の測定は、磁気セン
サやレーザ変位計のような変位測定器を備えた測定装置
を長尺材に沿って平行に走行させ、あるいは逆に長尺材
を測定装置に平行に移動させることにより、長尺材の歪
を計測している。そして、これとともに測定装置自体の
走行方向に平行に張った鋼線を基準として、この鋼線か
らのずれを鋼線位置測定器を用いて測定し、両測定結果
を相互に比較、分析することによって長尺材の真直度を
測定している。

【０００５】そこで、かかる自動計測に使用される従来
の装置を図３を参照して説明する。

【０００６】同図において、符号１は被測定物である長
尺材を示し、ここでは、この長尺材１はレールとして使
用される部材である。符号２は、長尺材１に平行に走行
可能な測定装置を示す。この測定装置２は、走行台３の
上面において長尺材１と平行に敷設された一組のガイド
レール４ａ、４ｂに沿って自走できるように構成されて
おり、この場合、サーボモータ５によって回転駆動され
るピニオン（図示せず）がガイドレール４ａ、４ｂの間
に敷設されたラック６に噛合している。また、この測定
装置２は、非接触型の変位測定器７を備えており、この
変位測定器７は、シリンダ８によって長尺材１の側面に
対して所定の測定位置まで接近できるようになっている
。

【０００７】一方、走行台３上には、真直度の測定基準
としてガイドレール４ａ、４ｂと平行に鋼線９が張架さ
れている。この鋼線９には、滑車１０ａ、１０ｂを介し
て錘１１によって真っ直ぐになるように張力が付与され
ている。これに対して、測定装置２の台車２ａには、直
行するＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（鉛直方向）についての
鋼線９と当該測定位置２との相対位置を測定する鋼線位
置測定器１２ａ、１２ｂが配設されている。なお、図中
、符号１３は長尺材１を搬入、搬出するためのローラ装
置を示し、符号１４は長尺材１を測定位置に固定するた
めのクランプ装置を示す。

【０００８】以上のような構成において、測定装置２が
ガイドレール４ａ、４ｂに沿って長尺材１に平行に移動
しながら、変位測定器７は長尺材１との間の相対変位を
検出する。そのとき同時に鋼線位置測定器１２ａ、１２
ｂによって、測定基準となる鋼線９に対しての変位測定
器７の相対的な位置ずれが測定され、これを補正した最
終的な長尺材１の歪量が測定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、図４に示されるように、測定基準となる
鋼線９に撓みや、測定装置２の自走に伴う振動が少なか
らず生じる。このため、実際には撓みのない理想上の鋼
線９ａのようにはならず、撓みのある鋼線９ｂのように
なってしまう。図５はこのときの鋼線位置測定器１２ａ
、１２ｂによってとらえられる実際の鋼線９の位置を示
したもので、このときの鋼線９の位置はＸ軸方向がｘ１
、Ｙ軸方向がｙ１とすると、実際の鋼線９の位置は、Ｘ
軸方向がｘ２、Ｙ軸方向がｙ２へとずれてしまう。この
結果、鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂによって測定され
た変位測定器７を含む走行系の相対位置は、Ｘ軸方向で
は｜ｘ２−ｘ１｜、Ｙ軸方向では、｜ｙ２−ｙ１｜だけ
誤差を生じてしまっていることになる。従って、変位測
定器７の測定結果にもその分の誤差が含まれることにな
る。図６は測定時の長尺材１と、変位測定器７の相対的
な位置関係を示し、その実際のＸ軸方向の位置間隔をＳ
とすると、鋼線９に撓みが生じることによって実際には
｜Ｓ０−Ｓ１｜だけ誤差が生じている。また、変位測定
器７の対象測定範囲が対象測定面の幅Ｕを越えると、変
位測定器７の正しい動作が保証されず、Ｔだけ変位測定
器７の位置がｙ軸方向へずれると誤った測定結果を得る
原因となっていた。

【００１０】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
問題点を解消し、測定基準に対する位置ずれを正確に補
正して精度の高い長尺材の真直度を測定できるようにし
た長尺材真直度測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、変位測定器の移動方向に平行にレーザビ
ームを照射するレーザ投光器と、レーザビームが入射し
て画像信号に変換するテレビカメラと、上記画像信号に
基づきレーザ光軸からの変位測定器の位置ずれ量を出力
する画像処理装置と、変位測定器によって検出した歪量
を上記画像処理装置より与えられた位置ずれ量で補正し
て長尺材全体に亘って長尺材の真直度を算出する演算装
置とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】変位測定器が長尺材に沿って移動している間、
レーザ投光器からテレビカメラに向けてレーザビームが
照射され、テレビカメラがレーザビームを画像としてと
らえ、各測定点における画像信号に変換して画像処理装
置に出力する。この画像処理装置は、テレビカメラから
与えられた画像信号を基準原点と入射点との位置づれ量
として演算装置に出力するので、演算装置では、変位測
定器で検出された歪み量がレーザ光軸を測定基準とした
変位測定器の正確な位置ずれ量で補正される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明による長尺材真直度測定装置の
一実施例について添付の図面を参照して説明する。この
場合、上記図３の構成要素と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。この
実施例では、測定装置２の変位測定器としては、長尺材
１との間のｘ軸方向の相対変位を検出する変位測定器７
ａと、ｙ軸方向の相対変位を検出する変位測定器７ｂと
がその台車２ａに設けられている。

【００１４】また、走行台３の一端側にレーザ投光器２
０が配設され、このレーザ投光器２０と向かい合うよう
にして測定装置２の台車２ａ上に、入射したレーザビー
ムを画像としてとらえ、その２次元的に配列された撮像
素子によって電気信号に変換するテレビカメラ２１が設
置されている。この場合、テレビカメラ２１から出力さ
れた画像信号は、画像処理装置２２に入力される。この
画像処理装置２２は入力された画像信号を処理してレー
ザビームの光軸を基準とした変位測定器７ａ、７ｂの位
置ずれ量として演算装置２３に出力する。この演算装置
２３は変位測定器７ａ、７ｂを介して入力される歪量に
上記位置ずれ量を補正して長尺材１の実際の歪量を算出
する。

【００１５】しかして、先ず、被測定物である長尺材１
をローラ装置１３を介して搬入した後、クランプ装置１
４を用いて所定の測定位置に位置決めする。しかる後、
このままでは長尺材１に歪が生じて測定に誤差が生ずる
のでこれを防止するために、測定はクランプ装置を開放
して行う。そこで、長尺材１に沿って平行に測定装置２
を自走させて測定を行うと、変位測定器７ａ、７ｂによ
って、長尺材１と、それぞれ変位測定器７ａ、７ｂとの
相対変位が連続的に検出され、歪量データとして演算装
置２３に記憶される。

【００１６】一方、これと並行して、レーザ投光器２０
から照射されたレーザビームは測定装置２上のテレビカ
メラ２１によって各測定位置で連続して受光され、この
テレビカメラ２１は画像信号として画像処理装置２２に
出力する。

【００１７】画像処理装置２２は、この画像信号に基づ
き各位置において、例えば、図２に示されるように、レ
ーザ光の入射点Ｏと、予め記憶されている入射原点Ｏ０
との間のｘ軸方向、ｙ軸方向それぞれの位置ずれ量ｘ３
、ｙ３のデータを演算装置２３に出力する。

【００１８】演算装置は、位置ずれ量データｘ３、ｙ３
に基づいて歪データを補正して各測定点における歪量を
算出する。こうしてレーザビームの光軸を測定基準とし
ているので、測定装置２の自走に伴う誤差を正確に補正
できるので、長尺材１についての正確な歪量を測定する
ことができる。

【００１９】なお、以上の実施例では、テレビカメラ２
１を測定装置２の台車２ａに取り付けているが、台車２
ａ上にミラー（図示せず）を取り付け、このミラーを介
してレーザビームの方向を変えてレーザ投光器２０の近
辺に配設されているテレビカメラに入射させるように構
成することもできる。また、測定装置２にレーザ投光器
２０設け、レーザビームを走行台３の一端に設置したテ
レビカメラ２１に入射させるよう構成することもできる
。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、変位測定器の移動方向に平行にレーザビーム
を照射するレーザ投光器と、レーザビームが入射して画
像信号に変換するテレビカメラと、上記画像信号に基づ
きレーザ光軸からの変位測定器の位置ずれ量を出力する
画像処理装置と、変位測定器によって検出した歪量を上
記画像処理装置より与えられた位置ずれ量で補正して長
尺材全体に亘って長尺材の真直度を算出する演算装置を
設けているので、レーザ光軸を測定の基準としてそれか
らの変位測定器の位置ずれを正確に検出でき、この位置
ずれ量で歪みを補正することによって長尺材についての
歪みを高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による長尺材真直度測定装置の一実施例
を示す斜視図。

【図２】レーザビームの入射原点と、測定点における入
射点との関係を表した説明図。

【図３】従来技術による長尺材真直度測定装置を示した
斜視図。

【図４】従来技術による長尺材真直度測定装置において
、鋼線位置測定器で撓んだ状態にある鋼線を測定してい
るときの説明図。

【図５】従来技術による長尺材真直度測定装置において
、撓みのない鋼線と撓んだ鋼線とでの位置のずれを示し
た説明図。

【図６】従来技術による長尺材真直度測定装置において
、撓みのない鋼線と撓んだ鋼線のそれぞれによって求め
られる長尺材と変位測定器の相対的な位置のづれを説明
する図。

【符号の説明】

１　　長尺材３　　走行台５　　サーボモータ７ａ、ｂ　　変位測定器２０　　レーザ投光器２１　　テレビカメラ２２　　画像処理装置２３　　演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺材との間の相対変位を検出する変位測
定器を長尺材の長手方向に平行に相対移動させながら長
尺材の曲り、反りといった歪を測定する長尺材真直度測
定装置において、変位測定器の移動方向に平行にレーザ
ビームを照射するレーザ投光器と、レーザビームが入射
して画像信号に変換するテレビカメラと、上記画像信号
に基づきレーザ光軸からの変位測定器の位置ずれ量を出
力する画像処理装置と、変位測定器によって検出した歪
量を上記画像処理装置より与えられた位置ずれ量で補正
して長尺材全体に亘って長尺材の真直度を算出する演算
装置とを備えたことを特徴とする長尺材真直度測定装置
。