JPH04344409A

JPH04344409A - 長尺加工品の断面寸法自動測定方法

Info

Publication number: JPH04344409A
Application number: JP11755991A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tashiro; 泰田代; Hideyo Yamazaki; 英世山崎
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-12-01

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】この発明は、同一断面を有する長
尺加工品、例えば断面コ字状の押出材等の断面寸法を加
工直後に非接触で連続的に測定するとともに、撮影時の
押出材の温度を測定し、その結果に基づいて断面寸法値
を温度補正することにより、例えば常温等の所期する温
度での長尺加工品の断面寸法を予測して自動的に求める
長尺加工品の断面寸法自動測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】アルミニウム（その合金を含む
）等の押出材を製造する場合、押出材は押出条件の変化
等に起因して曲り、反り、捩れ等の変形を生じた状態で
、押出機から押出されてくるのが一般である。例えば、
図６に示すように、開口部（１ａ）を有するアルミニウ
ム押出材（１）の場合、特に幅に広狭を生じ易く押出上
りのまゝでは所期する断面寸法が得られない。このため
、所期する寸法形状を得るべく押出材の幅を押出材の長
さ方向に沿って測定し、押出後に矯正機等による矯正を
施すことが一般に行われている。

【０００３】従来、上記のような押出材の幅等の測定は
、作業者が人手で行っていたが測定に長時間を要し作業
性が良くなかった。しかも、測定誤差の発生率も高く、
その後の矯正工程等における作業の円滑を妨げる一因と
もなっていた。

【０００４】しかもまた、人手による測定では、押出材
を押出機から連続的に押出しつつ押出し直後に連続的に
寸法測定を行う所謂オンライン測定が不可能であること
から、かかるオンライン測定の実現が望まれていた。

【０００５】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、押出材等の同一断面を有する
長尺加工品の断面寸法の自動計測を可能とし、しかも加
工直後におけるオンライン測定をも可能とし、かつ温度
補正を行って常温等における寸法を自動的に算出する長
尺加工品の断面寸法自動測定方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る断面寸法自動測定方法は、連続的に加
工されてきた長尺品を、該長尺加工品に対し角度を異に
して設置された複数のＣＣＤカメラにより長さ方向に沿
って連続的に撮影する工程と、撮影された画像を解析す
ることによって長尺加工品の所定の複数の断面エッジを
認識する工程と、基準位置から各ＣＣＤカメラと上記各
エッヂとを結ぶ線までの角度を求める工程と、求めた角
度を用いて、前記ＣＣＤカメラの撮影時の温度における
長尺加工品のエッヂ間の距離を算出する工程と、前記Ｃ
ＣＤカメラの撮影時における加工品の温度を測定する工
程と、該温度に基づき、前記ＣＣＤカメラの撮影によっ
て求めたエッジ間の距離に対して熱膨張補正を行うこと
により、所期する温度における長尺加工品のエッジ間の
距離を算出する工程とを含むを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明の作用を図面をもとに説明すると、図
１、図２に示すように、連続的に押出されてくる下向き
コ字状の押出材（１）を、その下方に設置した２台のＣ
ＣＤカメラ（８）により角度を異にして連続的に撮影す
る。一方、押出材の上方に設置された非接触温度計（２
０）により、撮影と同時に押出材（１）の温度を測定す
る。次に、この撮影された画像をコンピュータにより解
析して押出材（１）の幅方向両端のエッジ（Ａ）（Ｂ）
を認識する。次に、図４に示すように、基準位置である
ｘ軸から各ＣＣＤカメラ（８）（８）と上記エッジ（Ａ
）（Ｂ）とを結ぶ線までの角度θ１　、θ２　及びθ３
　、θ４を求めたのち、これらの角度を用いて後述の式
（ａ）〜（ｅ）により押出材の幅Ｗ´を算出する。次に
、非接触温度計（２０）により測定した温度Ｔに基づき
、式（ｈ）を用いて熱膨張補正を行い、所期する温度Ｔ
０　での押出材の幅Ｗを算出する。このようにして、幅
Ｗ等の断面寸法が自動的に測定される。

【０００８】

【実施例】この実施例は、図６に示すような開口部（１
ａ）を有する断面下向きコ字状のアルミニウム押出材（
１）の常温での幅Ｗを測定する場合に適用したものであ
る。第１図は上記押出材を押出す押出設備の構成を示す
ものである。同図において（２）はコンテナ、（３）は
ダイス、（４）はプラテンであり、コンテナ（２）に装
填されたビレット（５）をステム（６）で押圧すること
によりダイス（３）から所定形状の押出材（１）が連続
的に押出されるものとなされている。そして押出された
押出材（１）はプラテン（４）の下流側に配設されたロ
ーラ（７ａ）式の製品テーブル（７）上を連続的に移送
するものとなされている。

【０００９】前記プラテン（４）の直後の近接位置にお
いて、前記製品テーブル（７）の下方には２台のＣＣＤ
カメラ（８）（８）が設置されている。これらＣＣＤカ
メラ（８）は、図２に示すように押出方向と垂直な面内
の同一高さ位置において押出材（１）の開口部（１ａ）
の幅方向に所定距離を隔てゝ対称配置され、いずれもカ
メラ中心が押出材（１）の開口部（１ａ）の幅方向中央
を指向した状態に配置されている。これにより異なる２
方向から押出材（１）を撮影できるものとなされている
。なお、この実施例では、水平面に対する各ＣＣＤカメ
ラ（８）の設置角度θ（図２に示す）は、いずれも６０
°に設定されている。

【００１０】一方、押出材（１）のＣＣＤカメラ（８）
による撮影位置の上方には、赤外線放射温度計などの非
接触温度計が配置されており、ＣＣＤカメラ（８）によ
る撮影と同時に押出材の温度Ｔ´を測定できるものとな
されている。

【００１１】かかるＣＣＤカメラ（８）を用いた押出材
の常温での幅Ｗの測定方法を図７のフローチャートを参
照しつゝ説明する。

【００１２】まず、押出を開始した後（ステップ■）、
押出機から押出され製品テーブル（７）へ移送されてき
た押出材を２台のＣＣＤカメラにより下方から同時に撮
影する（ステップ■）。撮影された画像情報は図５に示
すようにビデオボード（９）を介してコンピュータ（１
０）に送られ、ＣＲＴ（１１）に表示されると共に（ス
テップ■）、コンピュータにより画像の濃淡データが取
り込まれ、画像処理される（ステップ■）。その結果に
基いて、コンピュータ内で押出材（１）の幅方向両端エ
ッジ（Ａ）（Ｂ）の認識が行われ、押出材（１）の撮影
時点での幅Ｗ´が算出される（ステップ■）。この算出
は具体的に以下の手順で行われる。即ち、図３に示すカ
メラ画像において縦軸をＹ軸、横軸をＸ軸とし、図４に
示すように左右両ＣＣＤカメラ（８）を結ぶ水平軸をｘ
軸、垂直軸をｙ軸とする。すると図４に示すようにｘ軸
から各ＣＣＤカメラ（８）と押出材（１）の幅方向両端
エッジ（Ａ）（Ｂ）を結ぶ各線までの角度θ１　、θ２
及びθ３　、θ４　は図３のカメラ画像のＹ座標と１：
１に対応する。従って、この関係を利用しエッジ（Ａ）
（Ｂ）に相当する各カメラ画像のＹ軸成分Ｙ１　、Ｙ２
　からθ１　、θ２　及びθ３　、θ４　を求める。次
に上記のθ１　〜θ４　と両ＣＣＤカメラ（８）の離間
距離Ｌを用いて、図４に示すように押出材の幅方向両端
縁（Ａ）（Ｂ）の座標Ａ（ｘ１　、ｙ１　）、Ｂ（ｘ２
　、ｙ２　）を求める。具体的にはｘ１　、ｘ２　、ｙ
１　、ｙ２　は、次式で与えられる。

【００１３】

【数１】

【００１４】

【数２】

【００１５】

【数３】

【００１６】

【数４】

【００１７】次に、上記両端エッジ（Ａ）（Ｂ）の座標
からＡ、Ｂ間の距離つまり、撮影時における押出材の幅
Ｗ´を次式により算出する。

【００１８】

【数５】

【００１９】また同時に図６に示すように、押出材の傾
きβ及び両端エッジ（Ａ）（Ｂ）の中点の座標Ｃ（ｘ，
ｙ）を次式により算出することもできる。

【００２０】

【数６】

【００２１】

【数７】

【００２２】次に、非接触温度計（２０）により測定し
た温度Ｔ´に基づいて、次式により熱膨張補正を行い、
常温Ｔ０　における押出材（１）の幅（Ｗ）（予測値）
を算出する（ステップ■）。なお、次式においてαは押
出材の線膨張係数である。

【００２３】

【数８】

【００２４】このような幅Ｗの寸法測定は、コンピュー
タの処理速度等との兼合いを考慮して例えば１秒程度の
周期で押出しが終了するまで繰返し行う。

【００２５】押出し終了後（ステップ■）、測定結果が
ＣＲＴ（１１）に表示されると共に（ステップ■）、図
示しないプリンターにより印刷され（ステップ■）、か
つフロッピーディスクに保存される（ステップ１０）。

【００２６】また、要すれば、上記の測定結果を逐次押
出条件にフィードバックし、測定結果に応じて例えばス
テムの駆動速度を増減し、あるいはコンテナの温度を制
御することにより押出材の幅Ｗ´を基準寸法に合致させ
る構成を採用しても良い。

【００２７】なお、図５に示す（１２）は、作動状態を
監視できるモニターである。

【００２８】ところで、上記のような測定方法の精度に
影響を及ぼす他の要素としてＣＣＤカメラ（８）の画素
数、ＣＣＤカメラ（８）と押出材（１）との距離ｌ（図
２に示す）がある。ＣＣＤカメラの画素数は多いほど分
解能が高くなり好ましく、本実施例では２５６と５１２
の画素数のうち、５１２のものを用いている。この画素
数は特にθ２　−θ１　、θ４　−θ３　の値に影響す
るものと考えられる。ＣＣＤカメラ（８）と押出材（１
）との距離ｌはこれが大きいほどＣＣＤカメラ（８）の
深度が深くなり有利となるが、焦点距離の大きいレンズ
が必要となるためレンズが大きくなる。本実施例では、
焦点距離の大きい７５ｍｍのレンズを選び、ｌ＝４２６
ｍｍに設定した。

【００２９】また、左右に１台のＣＣＤカメラを設置し
た場合を示したが、各ＣＣＤカメラを２台ずつ合計４台
のカメラで構成し、左右１対のカメラのうちの１台をエ
ッジ（Ａ）に焦点を合わせるとともに、他の１台をエッ
ジ（Ｂ）に焦点を合わせた状態でエッジを撮影して基準
線から各エッジ（Ａ）（Ｂ）までの角度を求め、押出材
の幅Ｗ´を算出する構成を採用しても良い。こうするこ
とにより、ＣＣＤカメラの分解能を向上することができ
ると共に、押出材の非測定寸法が大きい場合であっても
焦点ボケを生じることななく、高精度の寸法測定を行い
うる利点がある。

【００３０】なお、以上の実施例では、押出材の断面寸
法のうち幅Ｗを測定する場合を示したが、幅の測定に限
定されることはない。また、押出材の断面寸法測定を行
う場合について説明したが、この発明は押出材への適用
に限定されることはなく、引抜き材その他の長尺加工品
についても適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、押出材等の
ように連続的に加工されてきた長尺品を角度を変えた複
数のＣＣＤカメラにより撮影し、その画像を解析するこ
とによって長尺品の断面エッヂを認識した後、基準位置
から各ＣＣＤカメラと上記エッヂとを結ぶ線までの角度
を求め、この求めた角度を用いて撮影時の長尺品のエッ
ヂ間の距離を算出し、一方撮影時の押出材の温度を測定
し、この温度に基づいて前記算出したエッジ間の熱膨張
補正を行い、所期する温度での断面寸法を求めるもので
ある。従って、このような工程をＣＣＤカメラとコンピ
ュータとで行わせることができるから、長尺品の断面寸
法の非接触自動測定が可能となるのみならず、例えば常
温時の寸法を同時的に知ることができる。その結果、測
定時間の短縮と精度の向上を図ることができる。しかも
、加工と同一工程で測定を行うことができるから、益々
作業効率が良くなり、生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用する一例としての押出設備の概
略断面図である。

【図２】押出材とＣＣＤカメラとの位置関係を示す説明
図である。

【図３】ＣＣＤカメラによる画像を示す説明図である。

【図４】ＣＣＤカメラと押出材の断面エッヂとの幾何学
的関係を示す説明図である。

【図５】ＣＣＤカメラとその画像情報の処理系統を示す
ブロック図である。

【図６】押出材の断面図である。

【図７】測定手順を説明するためのフローチャートであ
る。１…押出材８…ＣＣＤカメラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　連続的に加工されてきた長尺品を、該
長尺加工品に対し角度を異にして設置された複数のＣＣ
Ｄカメラにより長さ方向に沿って連続的に撮影する工程
と、撮影された画像を解析することによって長尺加工品
の所定の複数の断面エッジを認識する工程と、基準位置
から各ＣＣＤカメラと上記各エッヂとを結ぶ線までの角
度を求める工程と、求めた角度を用いて、前記ＣＣＤカ
メラの撮影時の温度における長尺加工品のエッヂ間の距
離を算出する工程と、前記ＣＣＤカメラの撮影時におけ
る加工品の温度を測定する工程と、該温度に基づき、前
記ＣＣＤカメラの撮影によって求めたエッジ間の距離に
対して熱膨張補正を行うことにより、所期する温度にお
ける長尺加工品のエッジ間の距離を算出する工程とを含
むことを特徴とする長尺加工品の断面寸法自動測定方法
。