JPH06288755A - 形状測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯状体に潜在形状と顕在形状が混在する場合で
も形状を精度良く計測可能な方法及び装置を提供する。 【構成】顕在形状計測手段４を帯状体の幅方向に複数チ
ャンネル設け、また各チャンネル位置の張力を測るため
の幅方向張力分布計測手段３を設ける。各チャンネルの
顕在形状データから、そのチャンネル位置で形状が顕在
化しているか潜在化しているかの識別を行い、顕在化し
ているチャンネルでは見かけの顕在形状及び張力最大チ
ャンネルの張力値から形状を計算し、潜在化しているチ
ャンネルではそのチャンネルの張力値及び張力最大チャ
ンネルの張力値から形状を計算する。 【効果】潜在形状と顕在形状が混在する場合でも形状を
精度良く計測できるようになり、形状計測可能な範囲が
大幅に広がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯状体の形状を測定す
る装置に関し、特に圧延中の鋼板のように、張力が印加
された状態で走行している帯状体の形状を計測する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板のような帯状体の形状不良には例え
ば中のびや耳波等があるが、大きな張力が印加されると
見かけ上平坦になる。このように形状が隠れてしまった
状態を形状が潜在化していると言い、形状が目に見える
状態にある場合を形状が顕在化していると言う。潜在化
した形状を測るには、帯状体の幅方向の張力分布を測る
ことが広く行われており、具体的には分割ロールによる
方法，振動を用いる方法，帯状体の面に垂直な力を加え
た時のたわみ分布を測る方法等がある。一方、顕在化し
ている形状を測る方法には、帯状体の高さ変化を例えば
距離センサーのようなもので幅方向の複数点で計測する
方法やモアレ縞を使う方法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】形状が潜在化してしま
うか顕在化するかは、形状不良の程度やその時の印加張
力により異なるが、形状不良の程度が大きい場合や印加
張力があまり大きくない場合には潜在形状と顕在形状が
混在し、顕在化している形状も印加されている張力のた
めに見かけ上小さくなる。このような場合に形状を正確
に計測するには潜在形状と顕在形状の両方を計測し、さ
らに顕在形状に張力の影響の補正を施して張力が印加さ
れていない時の形状に換算する必要がある。しかしなが
ら、従来の形状計測装置は潜在形状だけを対象にしたも
のか、逆に顕在形状だけを対象にしたものであって、潜
在形状と顕在形状が混在する場合の形状計測を精度良く
行える装置は無かった。例えば、分割ロールのような張
力分布を測る方法では潜在形状は正しく測れるものの、
形状が顕在化している部分を正しく測ることはできな
い。また、高さ変化により顕在形状を測る方法は、張力
により見かけ上小さくなった形状を測ることはできるも
のの、張力が無い時の形状を求めることはできず、もち
ろん潜在形状を測ることはできない。

【０００４】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、潜在形状と顕在形状が混在している場合
でも形状を精度良く計測できる方法及び装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の装置では、顕在
形状計測手段を帯状体の幅方向に複数チャンネル設け、
また各チャンネル位置の張力を測るための幅方向張力分
布計測手段を設けている。さらに、顕在形状計測手段の
出力から形状が潜在化しているか顕在化しているかの識
別を各チャンネル毎に行う識別回路と、幅方向の最大張
力チャンネルを検出する最大値検出回路を設け、形状演
算回路では形状が顕在化しているチャンネルでは見かけ
の顕在形状と最大張力チャンネルの張力値から張力が印
加されていない時の形状を計算し、形状が潜在化してい
るチャンネルではそのチャンネルの張力値と最大張力チ
ャンネルの張力値から張力が印加されていない時の形状
を計算するようにしている。

【０００６】

【作用】まず、形状が顕在化しているが張力の影響によ
り見かけ上小さくなっている場合及び、形状が潜在化し
ている場合の両方について、張力が印加されていない場
合の形状を求める計算方法について説明する。図３は耳
波と呼ばれる形状不良の例で、張力が印加されていない
時の様子を示している。中央部Ａの部分は平坦であるが
エッジ付近Ｂの部分は波打っており、ある区間ＰＱにつ
いて長さ方向の断面をＡ，Ｂそれぞれについて示すと図
４（ａ）のようになっている。Ａ断面は直線となりＢ断
面は正弦波で近似できる。正弦波のピッチをＰ，山と谷
の高さの差をＨとするときＢ断面の形状の急峻度λは、

【数１】 で定義される。ここでＡ断面，Ｂ断面に沿って測った区
間ＰＱの長さをそれぞれＬa ，Ｌb とすれば、次式

【数２】 が成り立つことが知られている。なお、断面に沿って測
った区間ＰＱの長さを幅方向各部について測定し比較し
た場合、Ａ断面での長さＬa が最も短い。

【０００７】次に、帯状体にＢ断面の形状が顕在化して
残る程度の張力が印加されている場合を考える。図４
（ｂ）にこの時のＡ，Ｂ両断面の様子を示す。区間ＰＱ
は引き伸ばされてＰＱ’になり、Ａ断面の長さはΔＬab
だけ伸びてＬa ＋ΔＬabとなるが、Ｂ断面の長さは変わ
らずＬb のままである。ただ、Ｂ断面に於ける見かけの
急峻度は小さくなり、これをλ^* で表すものとする。λ
^* に関しても式（２）と様な次式

【数３】 が成り立つ。一方、Ａ部における単位断面積当たりの張
力（以下単に張力と言う）σabについてはフックの法則
により次式

【数４】 が成り立つ。但し、Ｅはヤング率である。なお張力を帯
状体の幅方向各部について比較した場合、Ａ部における
値σabが幅方向での最大値となっている。

【０００８】式（２）、（３）、および（４）より

【数５】 が得られる。また、σab／Ｅ＝ΔＬab／Ｌa 《１ であ
ることを考慮すれば式（５）は次式

【数６】 で近似できる。このように、形状が顕在化しているが張
力により見かけ上小さくなっている場合には、式（５）
または式（６）により、見かけの急峻度λ^* を幅方向に
おける最大張力σabで補正して真の急峻度λを求めるこ
とができる。

【０００９】印加張力がさらに大きくなり、形状が完全
に潜在化している場合を図４（ｃ）に示す。区間ＰＱ
は、さらに引き伸ばされてＰＱ”となる。Ａ断面に沿っ
た長さは、ΔＬacだけ伸びてＬa ＋ΔＬacになり、Ｂ断
面に沿った長さはΔＬbcだけ伸びてＬb ＋ΔＬbcにな
る。両断面とも同一区間内の直線となっているので

【数７】 が成り立つ。また、Ａ，Ｂそれぞれの部位での張力をσ
ac，σbcとするとフックの法則から、

【数８】

【数９】 が成り立つ。ここで、σacは幅方向で最大の張力になっ
ている。式（２）、式（７）、式（８）、および式
（９）より、

【数１０】 が得られ、Ｌa はＬb にほぼ等しいことを考慮すれば次
式

【数１１】 が得られる。即ち、形状が潜在化している場合にはその
部分の張力σbcと幅方向で最大の張力σacを用いて式
（１１）により急峻度λを求めることができる。

【００１０】本発明の方法では、幅方向の張力分布及び
見かけの顕在形状分布の両方のデータを得るようにし、
さらに各チャンネル毎に設けられた識別回路により、見
かけの顕在形状データをもとにしてそのチャンネルの形
状が顕在化しているか潜在化しているかを識別し、チャ
ンネル毎にどちらの計算をすべきかを決定するようにし
ている。また、形状計算には幅方向で最も張力が高くな
る部分の張力を用いる必要があるが、本発明では最大値
検出回路により幅方向のどのチャンネルが最も張力が高
いかを検出するようにしているのでこの情報を用いて最
大の張力を取り出すことができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の装置構成を示す概略図であ
る。図１において、帯状体１は長さ方向に張力が印加さ
れた状態でロール２，３により支持され走行している。
ロール３は幅方向に分割されたいわゆる分割ロールで、
本実施例では３ａ〜３ｅまで５チャンネルに分割されて
おり帯状体１の幅方向張力分布を計測することができ
る。帯状体の下部には帯状体の変位を計測する変位セン
サー４ａ〜４ｅが幅方向に同じく５チャンネル設置され
ている。図２は本実施例の信号処理ブロック図である。
変位センサー４ａ〜４ｅの出力は演算回路５ａ〜５ｅに
より処理され、波形のピッチ及び高さから式（１）によ
り見かけの急峻度が計算される。このように分割ロール
３ａ〜３ｅ及び変位センサー４ａ〜４ｅ，演算回路５ａ
〜５ｅにより、帯状体の幅方向の各チャンネル位置に於
ける張力と見かけの急峻度が計測される。識別回路６ａ
〜６ｅは、演算回路５ａ〜５ｅの結果を基に形状が顕在
化しているか潜在化しているかの識別を行う。即ち、見
かけの急峻度がある値以上であれば顕在化していると判
断し、それより小さい場合は潜在化していると判断す
る。７は最大値検出回路で、分割ロール３ａ〜３ｅの出
力を互いに比較し、張力が最大であるチャンネルの番号
を出力する。分割ロール３ａ〜３ｅにより計測された張
力，演算回路５ａ〜５ｅにより計算された見かけの急峻
度，識別回路６ａ〜６ｅの出力である識別信号，最大値
検出回路７の出力である張力最大のチャンネル番号は形
状演算回路８に入力される。形状演算回路８は、形状が
顕在化していると識別されたチャンネルに対してはその
チャンネルの見かけの急峻度と張力最大のチャンネルの
張力値を用いて式（５）または式（６）の演算を行い、
形状が潜在化していると識別されたチャンネルに対して
はそのチャンネルの張力値と張力最大のチャンネルの張
力値を用いて式（１１）演算を行う。演算の結果は表示
装置９に出力され表示される。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、帯状体に潜在形状
と顕在形状が混在している場合は従来技術では正しく計
測することができなかったが、本発明の方法によればこ
のような場合でも形状を正しく測ることができるように
なり、大きな形状不良がある場合や、印加張力が小さい
場合でも正しい形状計測を行えるようになり、その効果
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の装置構成を示す概略図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の信号処理ブロック図であ
る。

【図３】帯状体の形状の例を示す説明図である。

【図４】形状の計算方法を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 帯状体 ２ ロール ３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ 分割ロール ４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 変位センサー ５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 演算回路 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 識別回路 ７ 最大値検出回路 ８ 形状演算回路 ９ 表示装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状体の幅方向に顕在形状計測手段を複
   数チャンネル設け、該顕在形状計測手段の出力から形状
   が顕在化しているか潜在化しているかの識別をチャンネ
   ル毎に行い、また幅方向張力分布計測手段により各チャ
   ンネル位置の張力を計測し、該張力分布計測手段の出力
   から張力最大チャンネルを検出し、これらの出力をもと
   にして形状が顕在化していると識別されたチャンネルで
   は見かけの顕在形状の急峻度と張力最大チャンネルの張
   力値を用いて張力が印加されていない場合の急峻度を計
   算し、形状が潜在化していると識別されたチャンネルで
   はそのチャンネルの張力値と張力最大チャンネルの張力
   値から張力が印加されていない時の急峻度を計算するこ
   とを特徴とする帯状体の形状計測方法。
2. 【請求項２】 帯状体の幅方向に複数チャンネル設けら
   れた顕在形状計測手段と、該顕在形状計測手段の出力か
   ら形状が顕在化しているか潜在化しているかの識別をチ
   ャンネル毎に行う識別回路と、各チャンネル位置の張力
   を測ることのできる幅方向張力分布計測手段と、該張力
   分布計測手段の出力から張力最大チャンネルを検出する
   最大値検出回路と、これらの出力をもとにして形状が顕
   在化していると識別されたチャンネルでは見かけの顕在
   形状の急峻度と張力最大チャンネルの張力値を用いて張
   力が印加されていない場合の急峻度を計算し、形状が潜
   在化していると識別されたチャンネルではそのチャンネ
   ルの張力値と張力最大チャンネルの張力値から張力が印
   加されていない時の急峻度を計算する形状演算回路とを
   有することを特徴とする帯状体の形状計測装置。