JPH07174548A - 平坦度測定装置 - Google Patents

平坦度測定装置

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JPH07174548A
JPH07174548A JP4064613A JP6461392A JPH07174548A JP H07174548 A JPH07174548 A JP H07174548A JP 4064613 A JP4064613 A JP 4064613A JP 6461392 A JP6461392 A JP 6461392A JP H07174548 A JPH07174548 A JP H07174548A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送速度や表面温度の変化にかかわらず精度
良く安定して平坦度を測定する。 【構成】 前後複数列幅方向複数個に距離検出センサ1
4を配置する。前後の距離検出センサ14の出力はA/
D変換器18により前後の距離検出センサ14のピッチ
相当間隔で同時サンプリングされ、処理装置26が
その差を求め、平坦度プロフィールから平坦度指標を求
める。また、幅方向の距離検出センサ14の出力をプロ
ットすることにより幅方向の平坦度指標を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、搬送ライン上を流れる
鋼板等の平坦度を測定する平坦度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板等の製造品質の管理において、特に
問題となるのが平坦度である。JISでは、鋼板の平坦
度を測定する場合、定盤上に無張力状態で載置して測定
を行うべき旨規定しているが、実際の生産に当たっては
搬送ラインで鋼板を搬送しながら測定を行っている。こ
れは、生産効率を確保するためである。
【0003】搬送ラインにより搬送を行いながら平坦度
を測定する場合、特に注意すべきなのは、どのようにし
て測定精度を向上させるか、どのようにして自動化を図
るか、という点である。最も一般的に実施されている手
法としては、肉眼観察を行うことにより平坦度不良品を
見当付け、ラインを一旦停止してトースカン等により凹
凸部の高さを測定する手法がある。しかし、この手法で
は、精度や作業効率の点で問題となる。
【0004】そこで、より自動的にかつ正確に平坦度を
測定する方法として、搬送ラインにより搬送中の鋼板の
平坦度を、鋼板に対して垂直方向の距離の変化として測
定する方法(垂直距離変差方式)が開発されている。こ
の方法は、オンライン化が可能であり、自動化の上で好
ましい。
【0005】垂直距離変差方式により平坦度測定を自動
化する場合に留意すべき点として、搬送に伴う振動や搬
送ローラの偏心による垂直方向誤差成分をどのように排
除するかという点がある。従来、そのための方法とし
て、移動平均法(特開平2−161307号参照)、回
帰関数法(特開平3−111711号参照)、搬送ライ
ン変動量を周波数解析で除去する方法(特開平3−81
605号参照)、ツインビーム型の変位計を用いて弧長
を測定し伸び率から平坦度を算出する方法(特開平3−
249514号参照)等が提案されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの手法
のうち前三者は被測定体の移動速度の変動に対応困難で
あるという問題点があり、最後のものは累積誤差の補正
が困難であるという問題点があった。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、搬送中の被測定体
の移動方向及び幅方向の平坦度を、搬送速度や表面温度
の変動に影響されることなく、精度良く安定して測定可
能にすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、搬送ライン上の被測定体までの垂
直距離を検出する距離検出手段を搬送方向に沿って対配
置することにより測線を形成し、搬送速度を検出し測線
上の距離検出手段配列ピッチ相当の被測定体搬送時間を
計数して入力周期を求め、この周期毎に同一測線上の距
離検出手段から検出結果を入力し、これらの差分を逐次
累積加算することにより、測線に沿った被測定体表面の
平坦度プロフィールを求めることを特徴とする。
【0009】さらに、本発明の請求項2は、測線が複数
であり、異なる測線に属する距離検出手段が搬送方向と
交差する方向に整列し、各測線毎に被測定体表面の平坦
度プロフィールを求めると共に、各距離検出手段の検出
結果に基づき当該搬送方向と交差する方向に沿った被測
定体表面の平坦度プロフィールを求めることを特徴とす
る。
【0010】また、本発明の請求項3は、差分が所定値
以下の場合に誤差と見做し0として扱うことを特徴と
し、請求項4は、測線に沿った被測定体表面の平坦度プ
ロフィールを直線近似し、この近似によって得られた直
線を仮想定盤として測線に沿い平坦度指標を求めること
を特徴とする。
【0011】
【作用】本発明においては、距離検出手段が搬送方向に
沿って対配置され測線が形成される。同一測線上の距離
検出手段の出力は同時入力(同時サンプリング)され
る。一般に、ライン上を搬送される被測定体との垂直距
離の測定結果は、搬送に伴う上下動等の成分を含んでい
る。本発明では、搬送方向に沿う同一測線上の検出結果
の差を求めることによりこの成分を排除しており、搬送
中に平坦度プロフィールが正確に検出される。
【0012】また、本発明においては、被測定体の搬送
速度が検出され、距離検出手段の搬送方向の配列ピッチ
を被測定体が移動するのに要する時間、すなわち前述の
被測定体搬送時間が求められる。さらに、求めた時間が
垂直距離の入力周期、例えばサンプリング周期として用
いられる。従って、搬送速度が変化した場合にこれに対
応して入力周期を変化させることができ、搬送速度の変
化に対応できる。
【0013】さらに、請求項2においては、距離検出手
段の配置により測線が複数形成され、また、搬送方向と
交差する方向(例えば幅方向)に、異なる測線に属する
距離検出手段が整列する。従って、各測線毎に被測定体
表面の平坦度プロフィールを求めることができると共
に、搬送方向と交差する方向に沿った被測定体表面の平
坦度プロフィールを求めることができる。
【0014】また、請求項3においては、差分が所定値
以下の場合に誤差と見做され、0として扱われる。従っ
て、測線に沿う累積加算により生じる累積誤差が抑制さ
れる。さらに、請求項4においては、測線に沿った被測
定体表面の平坦度プロフィールが直線近似され、この近
似によって得られた直線を仮想定盤として測線に沿い平
坦度指標が求められる。これにより、累積誤差が補正さ
れる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0016】図1及び図2には、本発明の一実施例に係
る平坦度測定装置の構成が示されている。特に図1は側
面図、図2は正面図である。
【0017】この実施例の装置は、被測定鋼板10を搬
送ローラ12により搬送ラインに沿って図1中右から左
に搬送しつつ、被測定鋼板10の平坦度を測定する装置
である。垂直距離の検出は、搬送ラインの下側に前後2
列左右5列に設けられた距離検出センサ14によって行
われる。また、距離検出センサ14を搬送ラインの下側
に設けることにより、被測定鋼板10の厚みの影響を避
けるようにしており、被測定鋼板10をパイラ等により
懸架する場合にも支障が生じない。距離検出センサ14
の長手方向ピッチはP,幅方向ピッチはPであり、
これらは各方向の最小有意平坦度ピッチに比べ十分小さ
く設定されている。
【0018】距離検出センサ14の出力は、それぞれ対
応する変位計16に入力される。変位計16の出力は、
図3(a)に示されるように被測定鋼板10の裏面10
0との垂直距離を示す。変位計16の後段には前列に係
る変位計16と後列に係る変位計16の出力をディジタ
ルデータに変換するA/D変換器18が設けられてい
る。
【0019】A/D変換器18は、前後端検出センサ2
0の出力に応じ動作する。前後端検出センサ20は被測
定鋼板10の前後端を光の透過/遮断により検出し、被
測定鋼板10の前進端を検出するとA/D変換器18が
動作する。
【0020】また、A/D変換器18は、カウンタ22
の出力がピッチPを表す値となるとサンプリングを実
行する。カウンタ22は、搬送ローラ12に設けられ被
測定鋼板10の移動速度(搬送速度)を検出する速度距
離検出器24の出力を計数する。従って、後列の距離検
出センサ14に係る変位計16の出力は、前のサンプリ
ング時点で前列の距離検出センサ14によって距離検出
の対象となった点と同一の点に係る出力となる。処理装
置26は、A/D変換器18から出力されるディジタル
データの差分を求め、さらに後述する平坦度プロフィー
ル等の演算を実行する。処理装置26は、必要に応じ、
通信制御部28を介して上位コンピュータと通信し、プ
リンタ30による平坦度形状のプロット、印字出力や、
表示機32による画面表示を行う。
【0021】ところで、搬送ラインにより搬送される被
測定鋼板10は、上下振動を伴っている。この上下振動
はほぼ平行な上下動であり、同時点における距離検出セ
ンサ14の出力は、前列と後列とでほぼ同様な変化とな
る。従って、前列の距離検出センサ14の出力と後列の
距離検出センサ14の出力の差を求めた場合、この差は
被測定鋼板10の平坦度を表していると考えられる。
【0022】このようなことから、図1及び図2に示さ
れる装置により、被測定鋼板10の幅方向の平坦度形状
及び長手方向の平坦度形状を求めることが可能であるこ
とがわかる。
【0023】例えば、前列左端の距離検出センサ14を
基準とし、同列の距離検出センサ14の出力とこの基準
出力との差をプロットすれば、幅方向の平坦度形状を得
ることができる。すなわち、ある時点において、各列の
距離検出センサ14に係る変位計16の出力をA/D変
換器18によりディジタルデータに変換し、処理装置2
6によりこのディジタルデータを処理する。処理装置2
6は、各列左端の距離検出センサ14に係るデータを基
準とし、同じ列に属しピッチPで配置される他の距離
検出センサ14に係るデータとこの基準出力との差分を
求める。求めた差分をプロットすることにより、被測定
鋼板10の幅方向の平坦度プロフィールが得られる。
【0024】また、後列の距離検出センサ14の出力と
前列の距離検出センサ14の出力との差をピッチP
に求め、全長に亘って積分していけば、長手方向の平坦
度プロフィールを得ることができる。図3には、本実施
例における平坦度測定のうち特に長手方向の平坦度測定
の原理が示されている。
【0025】図3(a)に示されるように、前後2列に
配置された距離検出センサ14は、被測定鋼板10の裏
面100までの垂直距離をそれぞれ検出する。ある時点
で前列の距離検出センサ14がA点までの垂直距離h
を検出しており後列の距離検出センサ14がB点までの
垂直距離hを検出しているとすると、その時点の両セ
ンサ14の出力の差から、図3(b)の如く差分ΔA=
−hが得られる。具体的には、前列の距離検出セ
ンサ14に対応する変位計16の出力をピッチP相当
時間毎に対応するA/D変換器18によりサンプリング
し、これと同期して後列の距離検出センサ14に対応す
る変位計16の出力を対応するA/D変換器18により
サンプリングする。処理装置26は、これらの差を求
め、被測定鋼板10の長手方向平坦度に係るデータを生
成している。
【0026】このような動作を繰り返すことにより、各
測定点での差分を求めることができる。すなわち、前列
の距離検出センサ14が図3(a)に示されるA,B
´,C´,…の各点について垂直距離h,h´,h
´,…の検出を行い、後列の距離検出センサ14が
B,C,D,…の各点について垂直距離h,h,h
,…の検出を行い、さらに処理装置26により両検出
結果の差を求めると、差分ΔA=h−h,ΔB=h
−h´,h−h´,…が得られる。ただし、B
´,C´,…の各点は、被測定鋼板10上では同一の点
であるが、前述した上下動のため図3(b)では異なる
位置に描かれている。また、得られた差分が所定の有意
平坦度変差(最小平坦度ピッチ/高さにより定まる)よ
り小さい場合には、当該差分は0として扱う。
【0027】このようにして差分が得られた後、処理装
置26は、積分処理を行う。すなわち、図3(c)に示
されるように、差分ΔA,ΔB,ΔC,…により平坦度
プロフィールを求める。求められた平坦度プロフィール
には、直線勾配が含まれている。これは、各点での測定
誤差の累積値(累積誤差)によるものと見なせるため、
処理装置26は、これを仮想定盤として平坦度指標を求
める。
【0028】なお、長手方向の平坦度プロフィールを求
める処理は、各測線毎に(すなわち図2に示されるよう
にピッチPで配列された距離検出センサ14の前後対
毎に)実行される。
【0029】このように、本実施例によれば、搬送中の
被測定体鋼板10の平坦度を長手方向に同時サンプリン
グし差分を積分して求め、またサンプリングタイミング
を速度距離検出器18の出力により設定しているため、
搬送速度の急変や表面温度の変動にも対処できる。ま
た、幅方向の平坦度は幅方向に複数個配列された距離検
出センサ14によって得られる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一測線上に配置した距離検出手段の出力を同時入力
し、搬送に伴う上下動等の成分を除去するようにしたた
め、搬送中においても平坦度プロフィールを正確に検出
することができる。また、被測定体の搬送速度に応じて
入力周期を可変設定しているため、搬送速度の変化に容
易に対応できる。
【0031】さらに、請求項2によれば、距離検出手段
の配置により複数の測線を形成しているためこれら複数
の測線毎に平坦度プロフィールを求めることができ、ま
た、異なる測線に属する距離検出手段を例えば幅方向に
整列させているため、この方向に沿った平坦度プロフィ
ールも求めることができる。
【0032】また、請求項3によれば、差分が所定値以
下の場合に0として扱うようにしたため、累積誤差が抑
制される。さらに、請求項4によれば、測線に沿った被
測定体表面の平坦度プロフィールを直線近似しこれを仮
想定盤として測線に沿い平坦度指標が求めているため、
累積誤差の補正が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る平坦度測定装置の側面
構成及び回路構成を示す図である。
【図2】この実施例の正面構成を示す図である。
【図3】この実施例における長手方向の平坦度測定原理
を示す図である。
【符号の説明】
10 被測定鋼板 12 搬送ローラ 14 距離検出センサ 16 変位計 18 A/D変換器 22 カウンタ 24 速度距離検出器 26 処理装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送ライン上の被測定体までの垂直距離
    を検出する距離検出手段と、検出結果に基づき被測定体
    表面の平坦度を求める処理手段と、を備える平坦度測定
    装置において、 距離検出手段を搬送方向に沿って対配置して測線を形成
    し、 搬送速度を検出し測線上の距離検出手段配列ピッチ相当
    の被測定体搬送時間を計数して入力周期を設定する手段
    を備え、 処理手段が、前記入力周期毎に同一測線上の距離検出手
    段から検出結果を入力し、これらの差分を逐次累積加算
    することにより、測線に沿った被測定体表面の平坦度プ
    ロフィールを求めることを特徴とする平坦度測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の平坦度測定装置におい
    て、 前記測線が複数であり、 異なる測線に属する距離検出手段が搬送方向と交差する
    方向に整列し、 処理手段が、各測線毎に被測定体表面の平坦度プロフィ
    ールを求めると共に、各距離検出手段の検出結果に基づ
    き当該搬送方向と交差する方向に沿った被測定体表面の
    平坦度プロフィールを求めることを特徴とする平坦度測
    定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の平坦度測定装置に
    おいて、 前記差分が所定値以下の場合に誤差と見做し0として扱
    うことを特徴とする平坦度測定装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3記載の平坦度測定装置に
    おいて、 測線に沿った被測定体表面の平坦度プロフィールを直線
    近似し、この近似によって得られた直線を仮想定盤とし
    て測線に沿い平坦度指標を求めることを特徴とする平坦
    度測定装置。
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