JPH06186028A - 長尺材真直度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定基準を用いずに精度の高い長尺材の真直
度を測定できるようにする。 【構成】 一定の間隔を置いて配列した３台の変位測定
器７ａ，７ｂ，７ｃによって同時に３測定点の長尺材の
歪み量を検出し、同一の測定点において各変位測定器が
検出した歪み量データに基づいて各測定器間の相対誤差
で補正した歪み量を各変位測定器ごとに算出し、隣り合
う２点Ｂ，Ｃの測定点の歪み量を基準にして、別の変位
測定器がそれぞれ検出した同じ２点Ｂ’，Ｃ’の測定点
の歪み量を対応させるとともに、残りの１点Ａ’の測定
点の歪み量を前記基準からの相対な偏り量に基づいて補
正し、順次全測定点について歪み量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的一方向に長い棒
材や帯材などの長尺材の曲りや反り（以下、歪みとい
う）を長尺材に沿って移動する３台の変位測定器で高精
度に測定できるようにした長尺材真直度測定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】長尺材を機械装置の構造部材として利用
する場合、その真直度が問題となることがある。もし、
長尺材に歪みがあると、その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、
歪みのある長尺材に対しては、予め使用条件に合致する
ように矯正加工を施して歪みを取り除かなければならな
い。この矯正加工を効果的に行なうにあたっては、長尺
材の歪み量の大きさ、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、この意味で、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くる。

【０００３】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非接触型の変位測定器を備え
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、計測している。その際には、測定基準として、測定
装置の走行方向に張ったピアノ線などの鋼線を基準とし
て使用している。この鋼線からのずれを鋼線位置測定器
を用いて測定し、この測定結果と、変位測定器の測定結
果とを相互に比較、分析することによって、長尺材の真
直度の測定精度の向上を図っている。

【０００４】そこで、かかる自動計測に使用される従来
の装置について図７を参照して説明する。同図におい
て、符号１は測定対象である長尺材を示し、ここでは、
長尺材１はエレベータのガイド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４
ａ、４ｂに沿って自走するように構成されている。この
従来例では、駆動源としてサーボモータ５が設けられ、
このサーボモータ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に噛み合っている。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によって走行方向とは直交する方向
に移動可能であって、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。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によって張力が
付与されることで、たるまないようになっている。これ
に対して、測定装置２の台車２ａには、走行方向と直交
するｘ軸（水平方向）、ｙ軸（鉛直方向）について、鋼
線９と、この測定装置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、符号位置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している。

【０００５】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
すると、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、１２ｂ
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、この位置ずれ量で変
位量を補正することによって、長尺材１の歪み量が計測
される。

【０００６】

【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、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ため、実際に
は図４に示すように、撓みのない理想上の鋼線９ｂのよ
うにはならず、撓みのある鋼線９ａのようになってしま
う。また、図５は、鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂとの
関係において、鋼線９が撓んだり、振れたときの位置を
示したもので、本来の測定基準としての鋼線９の位置が
ｘ軸方向にｘ１、ｙ軸方向に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｜だけの誤差を生じてしまっているこ
とになる。従って、真直度の測定結果にもその分の誤差
が含まれることになるので、図６において、実際のｘ軸
方向の間隔をＳ１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。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題点を解消し、測定基準を用いずに精度の高い
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にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、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移動させながら長尺材
の歪みを測定する長尺材真直度測定方法において、一定
の間隔を置いて配列した３台の変位測定器によって同時
に３測定点の長尺材の歪み量を検出し、同一の測定点に
おいて各変位測定器が検出した歪み量データに基づいて
各測定器間の相対誤差で補正した歪み量を各変位測定器
ごとに算出し、隣り合う２点の測定点の歪み量を基準に
して、別の変位測定器がそれぞれ検出した同じ２点の測
定点の歪み量を対応させるとともに、残りの１点の測定
点の歪み量を前記基準からの相対な偏り量に基づいて補
正し、順次全測定点について歪み量を算出することを特
徴とする長尺材真直度測定方法。

【０００９】

【作用】変位測定器が長尺材に沿って移動している間、
３台の変位測定器の出力から各測定点におけるそれぞれ
の変位量が算出される。これらの変位量については各測
定器間の相対誤差が補正される。さらに、隣り合う２点
の測定点の歪み量を基準にして、別の変位測定器がそれ
ぞれ検出した同じ２点の測定点の歪み量を対応させると
ともに、残りの１点の測定点の歪み量を前記基準からの
相対な偏り量に基づいて補正することによって、隣合う
区間の形状の相対誤差も補正して長尺材全体に亘っての
正確な形状を得る。これによって長尺材の歪みを高精度
に算出する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明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７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、変位測定器として
は、長尺材１との間の鉛直方向の相対変位を検出する変
位測定器７ａ、７ｂ、７ｃと、水平方向の相対変位を検
出する変位測定器７ｄ、７ｅ、７ｆとがそれぞれ一体と
なって移動する３台の台車２ａ、２ｂ、２ｃに等間隔に
配設されている。これらの変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃ
および変位測定器７ｄ、７ｅ、７ｆの検出した変位量
は、演算装置装置２０に出力され、この演算装置２０は
これらの変位量データから、後述する測定方法によっ
て、長尺材１の長さ方向全体に亘っての形状を計測し、
その歪み量を算出する。

【００１１】しかして、長尺材１をローラ装置１３を転
がして搬入した後、クランプ装置１４を用いて長尺材１
を所定の測定位置に位置決めする。なお、長尺材１をク
ランプ装置１４で拘束したまま計測を実施すると、長尺
材１に歪みが生じて測定誤差が生じるので、これを防止
するために、実際の測定はクランプ装置１４を解放して
行なう。

【００１２】そこで、測定装置２が長尺材１に平行に自
走すると、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃおよび変位測定
器７ｄ、７ｅ、７ｆによって、長尺材１の変位量が連続
的に検出され、そのデータが演算装置２０に記憶され
る。以下、説明を簡単にするために、変位測定器のう
ち、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃで検出したデータの処
理について説明する。

【００１３】まず、一定の間隔を置いて配列した３台の
変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃによって同時に３測定点の
長尺材の歪み量を検出する。測定装置２が移動していく
間には、図２に示されるように、変位測定器７ａ，７
ｂ，７ｃが配設間隔分だけ一体となって移動するにした
がって、長尺材１上の同一の測定点について変位測定器
７ａ，７ｂ，７ｃのそれぞれの出力から変位量ｘ１，ｘ
２，ｘ３が検出される。このため、検出した歪量データ
には、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃの相互の間での相対
誤差が含まれている。このため、長尺材１の各測定ポイ
ントにおける変位量を次のようにして補正する。すなわ
ち、ある測定ポイントについて変位測定器７ｂが検出し
た変位量ｘ２を変位測定器７ａで検出した変位量ｘ１と
の相対誤差｜ｘ１−ｘ２｜で補正し、同様に、同じ測定
点を変位測定器７ｃが検出した変位量ｘ３についても｜
ｘ１−ｘ３｜で補正する。これによって、各測定ポイン
トの検出変位量を各測定器間の相対誤差を無くしたデー
タに修正して確定する。

【００１４】また、この検出データには、振動によるも
の、また、ガイドレール４ａ，４ｂの曲り等、走行系に
起因する誤差が含まれているため、上述の処理と並行し
て、図３に示すような手順に従って長尺材１の形状を算
出する。この図３（ａ）は、横軸で測定位置を表し、縦
軸で変位量を表したもので、図３（ｂ）として、長尺材
１上の測定ポイントと、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃの
それぞれについての変位量検出位置とを対応づけて表わ
している。

【００１５】また、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃがそれ
ぞれ位置ａ１，ｂ１，ｃ１にあるときの検出変位量を上
記の相対誤差で補正した変位量がｘａ１，ｘｂ１，ｘｃ
１であるとし、位置ａ２，ｂ２，ｃ２にあるときの検出
変位量を上記の相対誤差で補正した変位量がｘａ２，ｘ
ｂ２，ｘｃ２であるとする。

【００１６】ここで、前回の測定位置について、変位量
ｘａ１，ｘｂ１，ｘｃ１を基準にして考えると、次回の
測定位置での変位量のうち、ｘｂ２，ｘｃ２の値が前回
の変位量と異なる値になることがある。このように同じ
測定位置でありながら、変位量にばらつきがあっては、
高い精度で長尺材の真直度を計測することができないの
で、隣り合う２点の測定点ａ１，ｂ１の歪み量ｘａ１，
ｘｂ１を基準にして、別の変位測定器がそれぞれ検出し
た同じ２点の測定点の歪み量ｘｂ２，ｘｃ２を対応させ
る。また、これらの歪み量を基準にして一つ先の測定点
ａ２については、次のようにして歪み量を算出する。

【００１７】すなわち、図３（ａ）において、前回の測
定における各測定位置ａ１，ｂ１，ｃ１とその変位量ｘ
ａ１，ｘｂ１，ｘｃ１を座標とする３点Ａ，Ｂ，Ｃを頂
点とする三角形を求める。また、次回の測定について、
同様に３点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を頂点とする三角形を求め
る。

【００１８】しかして、演算装置２０は、三角形Ａ’，
Ｂ’，Ｃ’の頂点Ｂ’，Ｃ’を三角形ＡＢＣの頂点Ｂ，
Ｃに移動する。そして、辺ＢＣを基準にすると頂点Ａ’
は相対的には、角Ａ’Ｂ’Ｃ’＝角Ａ”ＢＣとなる頂点
Ａ”に相当するので、頂点Ａ’の位置を頂点Ａ”に移動
し、この点Ａ”の変位量ｘａ２”を測定位置ａ２の補正
値とする。

【００１９】このようにして、上記演算をその次の測定
データについても同様に行なう。測定点のピッチを細か
くすることによって、長尺材１の形状を全体に亘って連
続して求める。こうして上記演算を連続的に行なうこと
によって、従来のように鋼線などの測定基準を使用しな
いでも、長尺材１の全体に亘っての正確な形状を求める
ことができるので、長尺材１についての歪み量を高精度
に算出できる。

【００２０】なお、以上の実施例では、３台の台車２
ａ，２ｂ，２ｃを用いて変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃお
よび変位測定器７ｄ、７ｅ、７ｆをそれぞれ別々に取り
付けているが、ガイドレール４ａの真直度がでていれ
ば、変位測定器７ａ、７ｂ、７ｃおよび変位測定器７
ｄ、７ｅ、７ｆを一台の台車に取り付けても同様の効果
を得ることができる。

【００２１】

【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、３台の変位測定器によって検出した変位量か
ら、各測定器間の相対誤差を補正し、２点の測定点の歪
み量を基準にして、別の変位測定器がそれぞれ検出した
同じ２点の測定点の歪み量を対応させるとともに、残り
の１点の測定点の歪み量を前記基準からの相対な偏り量
に基づいて補正し、順次全測定点について歪み量を算出
するので、従来技術のように真直度の基準となるもの
（例えば、ピアノ線やレーザ光など）を用いなくても、
走行台の位置ずれなどに影響されずに長尺材全体の形状
を正確に求めることができ、これによって長尺材の真直
度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方法に使用する
測定装置の構成を示す斜視図。

【図２】変位測定器間の測定誤差を相対誤差として捕ら
えるときの被測定物と変位測定器の位置との関係を表し
た説明図。

【図３】ある位置で各変位測定器が検出した変位量と、
各変位測定器がその間隔分だけ移動したときに検出した
変位量から長尺材の連続した歪み量を算出する原理を表
した説明図。

【図４】従来の真直度測定方法において、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例を示す説明
図。

【図５】従来の真直度測定方法において、撓みのない鋼
線と撓んだ鋼線とでの位置ずれを示した説明図。

【図６】従来の真直度測定方法において、鋼線の撓みに
基づく長尺材と本意測定器との相対的な位置ずれを表し
た説明図。

【図７】従来の鋼線を測定基準として用いる測定装置の
構成を表した斜視図。

【符号の説明】

１ 長尺材 ２ 測定装置 ５ サーボモータ ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ 変位測定器 ９ 鋼線 ２０ 演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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移動させながら長尺材の
   歪みを測定する長尺材真直度測定方法において、 一定の間隔を置いて配列した３台の変位測定器によって
   同時に３測定点の長尺材の歪み量を検出し、 同一の測定点において各変位測定器が検出した歪み量デ
   ータに基づいて各測定器間の相対誤差で補正した歪み量
   を各変位測定器ごとに算出し、 隣り合う２点の測定点の歪み量を基準にして、別の変位
   測定器がそれぞれ検出した同じ２点の測定点の歪み量を
   対応させるとともに、残りの１点の測定点の歪み量を前
   記基準からの相対な偏り量に基づいて補正し、順次全測
   定点について歪み量を算出することを特徴とする長尺材
   真直度測定方法。