JPH0552526A - シート寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速走行中のベルトコンベア上のシートの寸
法（剪断長、幅、直角度）を連続的にオンラインで計測
する。 【構成】 先端部測定用のセンサが測定した位置データ
が所定の値になった時点で鋼板の各端部を瞬間的に照射
してその瞬間における位置データを透過式のセンサによ
り同時に入力して、その位置データに基づいて、鋼板の
剪断長、幅又は直角度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速走行中のベルトコ
ンベア上の鋼板（以下シートという）の寸法（剪断長、
幅、直角度）を連続的に計測するシート寸法測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
剪断されたシートの寸法保証は、剪断過程でシートの一
部を抜き取って計測し、そして計測した結果が規格から
外れているとそのシートをリジェクトすることによりな
されていた。しかし、抜き取り検査のため製品全数の寸
法保証ができず、また、人手による検査のため時間もか
かり、時間的ロスが大きいという問題点があった。

【０００３】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、高速走行中のベルトコンベア
上のシートの寸法（剪断長、幅、直角度）を連続的にオ
ンラインで高精度に計測することを可能にしたシート寸
法測定装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
るシート寸法測定装置は、ベルトコンベア上を走行する
シートの寸法を測定する装置において、シートの先端部
の位置データを測定する先端部測定用のセンサと、予め
設定されているシートの幅寸法に対応した位置にそれぞ
れ設けられ、シートの両側端部の位置データを測定する
両側端部測定用のセンサと、先端部測定用のセンサより
後流側の予め設定されているシートの長さ寸法に対応し
た位置に設けられ、シートの後端部の位置データを測定
する後端部測定用のセンサと、各センサに対応した位置
にそれぞれ設けられ、先端部測定用センサの近くに設置
されている先端検出センサがシートの先端を検出した時
点で同時にシートの各端部を瞬間的に照射する照明手段
と、照明手段によりシートの各端部が照射されたときに
前記の各センサの位置データを入力して、シートの剪断
長、幅又は直角度を算出する演算手段とを有する。そし
て、ベルトコンベアは鋼板の走行方向に沿って３分割さ
れ、先端部測定用のセンサ及び後端部測定用のセンサは
ベルトコンアのベルトとベルトとの間に照明手段と共に
取付けられた光透過式のセンサによりそれぞれ構成さ
れ、また、両側部測定用のセンサは分割されたベルトコ
ンベア間に照明手段と共に取付けられた光透過式のセン
サによりそれぞれ構成されている。

【０００５】また、本発明の他の態様によるシート寸法
測定装置において、各センサはイメージセンサ又はＣＣ
Ｄにより構成されている。また、本発明の他の態様によ
るシート寸法測定装置は、後端部測定用のセンサ及びそ
れに対応した照明手段と、両側端部測定用のセンサ及び
それに対応した照明手段とは、それぞれのセンサの位置
データが所定の値になるようにシートの端部位置に応じ
て移動制御される。そのために、シート寸法測定装置
は、後端部測定用のセンサ及びそれに対応した照明手段
が搭載され、シートの搬送方向に対して前後に移動制御
する第１のステージと、両側端部測定用のセンサの内一
方の側のセンサ及びそれに対応した照明手段が搭載さ
れ、シートの搬送方向に対して直交する方向に移動制御
する第２のステージと、両側端部測定用のセンサの内他
方の側のセンサ及びそれに対応した照明手段が搭載さ
れ、シートの搬送方向に対して直交する方向に移動制御
する第３のステージとを有する。

【０００６】また、本発明の他の態様によるシート寸法
測定装置は、先端部測定用のセンサ及び後端部測定用の
センサはシートの搬送方向に対して直交する方向にそれ
ぞれ所定の間隔をもって少なくとも１対配置され、両側
端部測定用のセンサの内一方の側のセンサは搬送方向に
所定の間隔をもって少なくとも１対配置されている。

【０００７】

【作用】本発明の一つの態様においては、先端検出セン
サがシートの先端を検出した時点でシートの各端部を瞬
間的に照射する。演算手段はこのように瞬間的に照射し
た状態即ち静止状態における各センサの位置データを入
力して、その位置データに基づいて、シートの剪断長、
幅、直角度を算出する。そして、各センサは光透過式の
センサにより構成され、高精度に鋼板の各端部の位置測
定ができる。また、本発明の他の態様においては各セン
サがイメージセンサ又はＣＣＤにより構成されており、
高精度に位置測定ができる。また、本発明の他の態様に
おいては、後端部測定用のセンサ及びそれに対応した照
明手段と、両側端部測定用のセンサ及びそれに対応した
照明手段とは、それぞれのセンサの位置データが所定の
値になるようシートの端部位置に応じて移動制御され
る。従って、センサ及び照明手段はシート面に対して垂
直位置で、かつセンサの所定の位置例えば中央部で計測
することによって、コンベアベルト上のシートの上下変
動が起因する計測誤差を最小限に抑えることができる。

【０００８】また、本発明の他の態様においては、先端
部測定用のセンサ及び後端部測定用のセンサはシートの
搬送方向に対して直交する方向にそれぞれ所定の間隔を
もって少なくとも１対配置され、両側端部測定用のセン
サの内一方の側のセンサは搬送方向に所定の間隔をもっ
て少なくとも１対配置されており、このため、シートが
斜めに搬送されてもその剪断長、幅又は直角度がいずれ
も高精度に演算される。

【０００９】

【実施例】図２は本発明の一実施例のシート寸法測定装
置が設置された製鉄工場における圧延ラインを示す模式
図である。アンコイラ１から供給された金属帯（コイ
ル）は検査テーブル２を通って、サイドトリーマ３で製
品幅にトリームされる。製品幅が決まったコイルはゲー
ジテーブル４で各種の検査装置により製品板厚、ピンホ
ール（穴）有無、表面疵、内部欠陥等の検査が行われ
る。剪断機５により製品長さに剪断されてシートの形と
なってベルトコンベア１２でパイラへ搬送される。剪断
されたシート１３とシート１３の間は約３０ｍｍ〜２０
０ｍｍの間隔を開けて、オンラインシート寸法測定装置
７を通過する際にベルトコンベア１２上でシート状にな
った製品の剪断長、幅及び直角度２角が測定される。

【００１０】オンラインシート寸法測定装置７による測
定結果及び寸法公差基準に基づいて寸法はずれの判定を
行う。寸法はずれシートはその程度によって、Ｒパイラ
８，Ｑパイラ９にリゼクトされ良品はＰパイラ１０にパ
イリングされる。なお、ゲージテーブル４で検査した結
果、検査基準はずれ品はオンラインシート寸法測定装置
７での測定結果と同様にその程度によって、Ｒパイラ
８，Ｑパイラ９にリジェクトされる。ベルトコンベア１
２は図示のようシート１３の搬送方向に沿って３分割さ
れ、分割された各ベルトコンベア１２Ａ〜１２Ｃはそれ
ぞれ１対のベルトを有し、全体として６本のベルト１２
ａ〜１２ｆから構成されている。また、ベルトコンベア
１２Ａと１２Ｂの間、及び１２Ｂと１２Ｃとの間には所
定長さの間隙が設けられているものとする。シート１３
はこのように構成されているベルトコンベア１２上を搬
送される。

【００１１】図３はベルトコンベア１２上のセンサの配
置を示した斜視図である。シート先端検出器１４はシー
トの先端を検出し、センサ１５，１６はシートの先端面
の位置データを、センサ１９，２０はシートの後端面の
位置データを、センサ１７，１８はシートの左端面の位
置データを、センサ２１はシートの右端面の位置データ
をそれぞれ測定する。シート先端検出器１４及びセンサ
１５，１６は固定されており、センサ１７，１８，１
９，２０，２１は後述するように移動自在に支持されて
おり、シート端部に自動的に追従制御される。センサ１
５，１６の直下にはストロボ２２，２３が布設されてい
る。センサ１９，２０の直下にはそのセンサと同期して
移動するストロボ２４，２５が布設されている。シート
幅方向を測定するセンサ１７，１８，２１の直下にもそ
のセンサと同期して移動するストロボ（図示せず）が布
設されている。なお、シート先端検出器１４及びセンサ
１５，１６はベルトコンベア１２Ａのベルト１２ａと１
２ｂとの間に布設され、センサ１７，２１はベルトコン
ベア１２Ａと１２Ｂとの間に布設され、センサ１８はベ
ルトコンベア１２Ｂと１２Ｃとの間に布設され、センサ
１９，２０はベルトコンベア１２Ｃのベルト１２ｅと１
２ｆとの間に布設されているものとする。

【００１２】図４はセンサの配置を上からみた状態の図
である。センサ１７，１８は高精度ステージ３４に取り
付けられ、パルスモータ３７で移動してシート１３の左
端部に自動追従する。ステージ３４でも機械系歪は皆無
でないことからステージの移動時の歪から発生するセン
サの傾きによる測定誤差を自動補正するためマグネスケ
ール４１，４２によりセンサの位置ずれを測定して自動
補正をする。センサ１９，２０はステージ３５に取り付
けられ、パルスモータ３８で移動してシート先端検出器
１４が先端部を検出したときに後端部の位置にあるよう
に自動追従する。ステージ３５の移動時の歪から発生す
るセンサの傾きによる測定誤差を自動補正するためマグ
ネスケール４３，４４によりセンサの位置ずれを測定し
て自動補正をする。

【００１３】センサ２１はステージ３６に取り付けら
れ、パルスモータ３９で移動してシート１３の右端部に
自動追従する。なお、ここではセンサの位置の測定精度
を高めるために１μ程度の分解能を有するマグネスケー
ルを採用するとともに、ステージ３４，３５については
マグネスケール２軸方式を採用している。また、センサ
１５，１６と１９，２０とは平行に配置されているもの
とする。

【００１４】図５は上述のセンサの方式を示した説明図
である。センサ１５〜２１は光透過式のものが用いられ
ている。センサ１５〜２１はストロボ２２〜２５等と対
向して配置されており、これらのセンサの中央部をスト
ロボが照射するように配置されている。上記の各センサ
は、イメージセンサ又はＣＣＤにより構成されており、
その分解能は７μ程度である。

【００１５】図１は上述のセンサ、ストロボ等を組み込
んだ本発明の一実施例に係るシート寸法測定装置の回路
図である。演算回路５０は上述の各センサからの検出信
号を入力して所定の演算処理をしてその結果を出力する
と共に、駆動回路５２，５４，５６を介してパルスモー
タ３７〜３９を駆動することによりステージ３４〜３６
を駆動してセンサ１７〜２１の位置を調整する。

【００１６】次に動作説明をする。最初に事前に準備し
たデータで製品寸法によりステージ３４〜３６を調整す
ることによりセンサ１７〜２１がシートの端部に位置す
るようにプリセットして位置決めしておき、シート１３
の到着を待つ。搬送されてきたシート１３の先端がシー
ト先端検出器１４により検出されると、その検出信号が
演算回路５０に入力する。この検出信号が演算回路５０
に入力すると、そのタイミングでストロボ２２〜２５等
を同時に点灯してシート１３の端部を照射し、この時の
各センサ１５〜２１の検出データを取り込む。この時の
検出データに基づいて後述する演算処理をしてシート１
３の各寸法を求める。

【００１７】また、ストロボが同時に点灯した時点の各
センサ１５〜２１の検出データを取り込んだ際に、セン
サ１７〜２１の中央部にシート１３の端部が位置してい
るかどうかを判別して、位置していないと判断された場
合にはそのずれ量を求めて駆動回路５２，５４，５６に
出力する。例えばセンサ１７，１８の位置がずれていた
場合には、駆動回路５２はそのずれ量に基づいてパルス
モータ３７を駆動してステージ３４を移動する。その移
動量はマグネスケール４１，４２により検出されて演算
回路５０に入力し、センサ間の距離データが補正され
る。センサ１９，２０及びセンサ２１の場合にもステー
ジ３５及びステージ３６を同様にして移動・制御する。
このようにして位置調整することにより各センサ１７〜
２１がシート１３の端部の真上に位置するようにし、次
に搬送されて来るシート１３の測定に備える。以上のよ
うにして、各センサ１５〜２１の中央部でシート１３の
端部が測定できるようにセンサの位置を追随制御して、
その測定精度を高めるようにしている。

【００１８】次に、上述のようにして各センサから入力
した検出データに基づいてシート１３の寸法を求める方
法を説明する。図６は剪断長さＬを求めるための説明図
であり、図の各符号は次のとおりである。 Ｌ：シート長さ（剪断長さ） Ｗ：シート幅 ａ：センサ１５と１６の間隔（例えば２０ｍｍ） ｂ：センサ１７と１８の間隔 Ｌ１：センサ１６とセンサ１９の中心距離 Ｌ２：センサ１７とセンサ２１の中心距離 δ１：センサ１５のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ２：センサ１６のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ３：センサ１７のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ４：センサ１８のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ５：センサ１９のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ６：センサ２０のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 δ７：センサ２１のシートエッジ検出位置とセンサー中
心の距離 なお、δ１，δ２，δ５，δ６はシートの中心から離れ
る方向を正、δ３，δ４，δ７はシートの中心に近付く
方向を正とする。 (1) 剪断長さＬ 図６の１／２Ｗにおけるライン上の長さＬａは次式によ
り求められる。 Ｌａ＝Ｌ１＋（δ１＋δ２）／２＋（δ５＋δ６）／２ シートのラインに対する角度をθとすると、 ｔａｎθ＝ｓｉｎθ＝（δ３−δ４）／ｂ Ｌａを補正すると Ｌ＝Ｌａｃｏｓθ が得られる。従って、次の（数１）により剪断長さＬが
求められる。

【数１】

【００１９】(2) 幅Ｗ 上述の剪断長さＬの場合について測定方向を９０゜ずら
すことによりシートの幅Ｗが求められるので、次の（数
２）が得られる。

【数２】

【００２０】(3) 直角度Ｌθ，Ｒθ 図６により（数３）及び（数４）が得られ、この式によ
り直角度Ｌθ，Ｒθが求められる。

【数３】

【数４】 従って、６００ｍｍに換算した直角度Ｌａ，Ｒａはそれ
ぞれ次式により求められる。

【数５】

【数６】

【００２１】ところで、上述の演算処理を演算回路５０
で行う場合にはソフトウェア演算によってもよいが、高
速ハードウェア演算及びソウェア演算を両立した構成に
して高速演算をさせることにより、搬送ラインがより高
速になった場合にも対応することができる。また、基準
校正片を別のラインに設けて測定装置全体をそのライン
上に移動してすることにより、装置の測定精度を確認し
たり、或いは校正をすることもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の一つの態様によれ
ば、先端部が測定用のセンサが測定した位置データが所
定の値になった時点でシートの各端部を瞬間的に照射し
てその瞬間的における位置データを透過式のセンサによ
り同時に入力して、その位置データに基づいて、シート
の剪断長、幅又は直角度を算出するようにしたので、算
出結果は高精度なものとなっている。また、本発明の他
の態様によれば、従来の搬送装置に加工を施さずに測定
装置を設備することができるようにしたので、測定装置
が容易に実現できる。

【００２３】また、本発明の他の態様によれば、センサ
及びそれに対応した照明手段をそれぞれのセンサの位置
データが所定の値になるようシートの端部位置に応じて
移動制御するようにしたので、センサ及び照明手段はシ
ート面に対して垂直位置で、かつセンサの諸定位置例え
ば中央部で計測することによって、コンベアベルト上の
シートの上下変動が起因する計測誤差を最小限に抑える
ことができる。また、本発明の他の態様においては、先
端部測定用のセンサ、後端部測定用のセンサ及び両側端
部測定用のセンサの内一方の側のセンサをそれぞれ所定
の間隔をもって少なくとも１対配置するようにしたの
で、シートが斜めに搬送されてもその剪断長、幅又は直
角度がいずれも高精度に演算される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシート寸法検出装置の電気
回路を示したブロック図である。

【図２】図１のシート寸法検出装置が設置されているラ
インの概要図である。

【図３】図１のシート寸法検出装置のセンサとベルトコ
ンベアとの相対位置を示す配置概要図である。

【図４】図１のシート寸法検出装置のセンサの配置を上
からみた配置概要図である。

【図５】光透過式のセンサ及び光反射式のセンサの説明
図である。

【図６】シート寸法を求める際の説明図である。

【符号の説明】

１ アンコイラ ２ 検査テーブル ３ サイドトリーマ ４ ゲージテーブル ５ 剪断機 ６ コンベア ７ シート寸法検出装置 ８ Ｒパイラ ９ Ｑパイラ １０ Ｐパイラ １１ コンベア駆動ロール １２ ベルトコンベア １３ シート １４ シート先端検出器 １５〜２１ センサ ２２〜２５ ストロボ ３４〜３６ ステージ ３７〜３９ パルスモータ ４１〜４５ マグネスケール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹腰 篤尚 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルトコンベア上を走行する鋼板の寸法
   を測定する装置において、 鋼板の先端部の位置データを測定する先端部測定用のセ
   ンサと、 予め設定されている鋼板の幅寸法に対応した位置にそれ
   ぞれ設けられ、鋼板の両側端部の位置データを測定する
   両側端部測定用のセンサと、 前記先端部測定用のセンサより後流側の予め設定されて
   いる鋼板の長さ寸法に対応した位置に設けられ、鋼板の
   後端部の位置データを測定する後端部測定用のセンサ
   と、 前記各センサに対応した位置にそれぞれ設けられ、先端
   部測定用のセンサの近くに設置されている先端検出セン
   サがシートの先端を検出した時点で同時に鋼板の各端部
   を瞬間的に照射する照明手段と、 該照明手段により鋼板の各端部が照射されたときに前記
   の各センサの位置データを入力して、鋼板の剪断長、幅
   又は直角度を算出する演算手段とを有し、 ベルトコンベアは鋼板の走行方向に沿って３分割され、
   前記先端部測定用のセンサ及び前記後端部測定用のセン
   サはベルトコンベアのベルトとベルトとの間に照明手段
   と共に取付けられた光透過式のセンサによりそれぞれ構
   成され、また、両側部測定用のセンサは分割されたベル
   トコンベア間に照明手段と共に取付けられた光透過式の
   センサによりそれぞれ構成されていることを特徴とする
   シート寸法測定装置。
2. 【請求項２】 各センサはイメージセンサ又はＣＣＤに
   より構成されていることを特徴とする請求項１記載のシ
   ート寸法測定装置。
3. 【請求項３】 後端部測定用のセンサ及びそれに対応し
   た照明手段と、両側端部測定用のセンサ及びそれに対応
   した照明手段とは、それぞれのセンサの位置データが所
   定の値になるように鋼板の端部位置に応じて移動制御さ
   れることを特徴とする請求項１記載のシート寸法測定装
   置。
4. 【請求項４】 後端部測定用のセンサ及びそれに対応し
   た照明手段が搭載され、鋼板の搬送方向に対して前後に
   移動制御する第１のステージと、 両側端部測定用のセンサの内一方の側のセンサ及びそれ
   に対応した照明手段が搭載され、鋼板の搬送方向に対し
   て直交する方向に移動制御する第２のステージと、 両側端部測定用のセンサの内他方の側のセンサ及びそれ
   に対応した照明手段が搭載され、鋼板の搬送方向に対し
   て直交する方向に移動制御する第３のステージと、を有
   することを特徴とする請求項３記載のシート寸法測定装
   置。
5. 【請求項５】 先端部測定用のセンサ及び後端部測定用
   のセンサは鋼板の搬送方向に対して直交する方向にそれ
   ぞれ所定の間隔をもって少なくとも１対配置され、両側
   端部測定用のセンサの内一方の側のセンサは搬送方向に
   所定の間隔をもって少なくとも１対配置されていること
   を特徴とする請求項４記載のシート寸法測定装置。