JPH07234116A - Warpage rate measuring method for plate material - Google Patents

Warpage rate measuring method for plate material

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JPH07234116A
JPH07234116A JP5283294A JP5283294A JPH07234116A JP H07234116 A JPH07234116 A JP H07234116A JP 5283294 A JP5283294 A JP 5283294A JP 5283294 A JP5283294 A JP 5283294A JP H07234116 A JPH07234116 A JP H07234116A
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JP
Japan
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gravity
plate material
center
measuring
spot
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JP5283294A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Matsukuma
英治 松隈
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for measuring a warpage rate of a plate material which can accurately measure even when a reflectivity of a front surface of the material to be measured is not constant. CONSTITUTION:The method for measuring a warpage rate of a plate material comprises the steps of irradiating the material 10 to be measured with a plurality of parallel spot rays provided in the vicinity, imaging the reflected rays by a camera 12 disposed at a predetermined position, obtaining a position of a center of gravity of an entirety from positions of centers of gravity of the imaged reflected rays, and measuring the rate of the material 10 by using the obtained position of the center of gravity of the entirety.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スポット光を用いて、
例えば製鉄所において製造される鋼板等の板材の反り量
を測定する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses spot light to
For example, it relates to a method for measuring the amount of warpage of a plate material such as a steel plate manufactured in an iron mill.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板の平坦度は製品出荷の際の重要な品
質管理項目の一つであり、従来は目視検査が行われてい
たが、極めて非能率及び不正確であるので、近年は例え
ば、特開昭59−138906号公報に記載のように鋼
板にスポットレーザー光を照射し、このレーザー光を鋼
板の幅方向に移動させて、該鋼板に照射されるレーザー
スポットの位置を光センサーによって検知し、その変位
量から鋼板の反りを測定する方法が提案されていた。こ
のようなスポット光を用いて鋼板等の反り量を測定する
方法として、三角測量法が用いられているが、その一般
的な方法を図4を参照しながら概略説明すると、スポッ
ト光源50から鋼板51に向けてスポット光を照射し、
そのスポット照射部Qからの反射レーザー光をCCDカ
メラ(光センサーの一例)52で撮像し、その撮像面に
おける変位bから次式に基づいて鋼板51までの距離d
を測定するものである。 d=a/(cotθ+b/f) ( fはレンズの焦点距離)・・(1) そして、前記鋼板等の反りの測定方法においては、特定
位置を測定するスポット光は一本であって、該スポット
光の鋼板等からの反射スポット光をCCDカメラで撮像
するが、画像信号として取り込む場合に、反射スポット
光の画像を輝度毎に分け、特定のしきい値を設けて一定
の面積を有する画像信号とし、その重心位置を演算して
反射スポット光の画像位置としている。
2. Description of the Related Art The flatness of a steel sheet is one of the important quality control items at the time of product shipment, and it has been performed by visual inspection in the past, but it is extremely inefficient and inaccurate. As described in JP-A-59-138906, a steel plate is irradiated with spot laser light, the laser light is moved in the width direction of the steel plate, and the position of the laser spot irradiated on the steel plate is detected by an optical sensor. There has been proposed a method of detecting and measuring the warp of the steel sheet from the displacement amount. A triangulation method is used as a method of measuring the amount of warpage of a steel sheet or the like using such spot light. A general method will be briefly described with reference to FIG. Irradiate 51 with spot light,
The reflected laser light from the spot irradiation portion Q is imaged by a CCD camera (an example of an optical sensor) 52, and the distance d from the displacement b on the imaging surface to the steel plate 51 based on the following equation.
Is measured. d = a / (cot θ + b / f) (f is the focal length of the lens) (1) Then, in the method for measuring the warpage of the steel plate or the like, the spot light for measuring a specific position is one, A CCD camera captures the spot light of the spot light reflected from a steel plate, etc., but when capturing it as an image signal, the image of the reflected spot light is divided for each brightness, and an image with a certain area is provided by setting a specific threshold value. The position of the center of gravity of the signal is calculated and used as the image position of the reflected spot light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定対
象物が鋼板の場合には、鋼板表面の反射率が一定でな
く、更には照射するスポット光が一定の面積を有するの
で、反射スポット光の画像は真円とはならず歪んだもの
となり一定の形状をしていない。従って、測定にバラツ
キを生じるという問題点がある。このような問題点は鋼
板のみでなく、他の板材の反り量を測定する場合におい
ても生ずる共通の問題点であった。本発明は、かかる事
情に鑑みてなされたもので、測定対象板材の表面の反射
率が一定でない場合であっても、精度良い測定が可能な
板材の反り量測定方法を提供することを目的とする。
However, when the object to be measured is a steel plate, the reflectance of the steel plate surface is not constant and the spot light to be irradiated has a constant area. Is not a perfect circle and is distorted and does not have a uniform shape. Therefore, there is a problem in that the measurement varies. Such a problem has been a common problem not only in the case of measuring the steel plate but also in the case of measuring the amount of warp of other plate materials. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for measuring a warp amount of a plate material capable of accurate measurement even when the reflectance of the surface of the measurement target plate material is not constant. To do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の板材の反り量測定方法は、近接配備された複数の
平行スポット光を測定対象板材に照射して、これらの反
射スポット光を所定位置に配置されたカメラによって撮
像し、撮像された前記それぞれの反射スポット光の各重
心位置から全体の重心位置を求め、求められた全体の重
心位置を用いて前記測定対象板材の反り量を測定するよ
うにして構成されている。
A method according to the above-mentioned object.
The warp amount measuring method of the plate material described above irradiates a plurality of parallel spot lights closely arranged to the plate material to be measured, and images these reflected spot lights by a camera arranged at a predetermined position. The overall barycentric position is obtained from each barycentric position of the reflected spot light, and the warp amount of the plate material to be measured is measured using the obtained total barycentric position.

【0005】[0005]

【作用】請求項1記載の板材の反り量測定方法において
は、近接配備された複数の平行スポット光を用い、撮像
されたそれぞれの反射スポット光の各重心位置から全体
の重心位置を求めている。従って、仮に測定対象板材が
鋼板のように表面反射率が場所によって異なり、反射ス
ポット光の画像が円から歪められたものであって、その
重心位置が正規の重心位置から外れるものであっても、
複数の反射スポット光を使用しているので、バラツキ量
及び方向が散分化され、この散分化された重心位置を更
に平均化して全体の重心位置を決定することにより、重
心位置のバラツキも平均化されるため、より正確な重心
位置を求めることができる。
In the method for measuring the amount of warp of a plate material according to the first aspect, a plurality of parallel spot lights arranged in close proximity are used, and the overall barycentric position is obtained from each barycentric position of each imaged reflected spot light. . Therefore, even if the plate material to be measured has a surface reflectance different from place to place like a steel plate, the image of the reflected spot light is distorted from a circle, and its center of gravity position is deviated from the normal center of gravity position. ,
Since multiple reflected spot lights are used, the amount and direction of variations are scattered, and by further averaging the scattered center of gravity positions to determine the overall center of gravity position, variations in the center of gravity positions are also averaged. Therefore, the more accurate position of the center of gravity can be obtained.

【0006】[0006]

【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例につき説
明し、本発明の理解に供する。ここに、図1は本発明の
一実施例に係る板材の反り量測定方法を示す斜視図、図
2は測定原理を示す説明図、図3はフロー図である。
EXAMPLES Next, examples embodying the present invention will be described to provide an understanding of the present invention. 1 is a perspective view showing a method for measuring the amount of warpage of a plate material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing the measurement principle, and FIG. 3 is a flow chart.

【0007】まず、本発明の一実施例に係る板材の反り
量測定方法に使用する機器について説明するが、図1に
示すように、測定対象板材の一例である鋼板10に対し
て光軸を略垂直方向に並べられて配置された複数のスポ
ット光源の一例である半導体レーザー群11と、該半導
体レーザー群11によって鋼板10上に照射された反射
スポットレーザー光を撮像するCCDカメラ12と、該
CCDカメラ12に接続される画像処理装置13とを有
している。以下、これらについて説明する。
First, an apparatus used in the method for measuring the amount of warpage of a plate material according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the optical axis is set to the steel plate 10 which is an example of the plate material to be measured. A semiconductor laser group 11 which is an example of a plurality of spot light sources arranged side by side in a substantially vertical direction, a CCD camera 12 for imaging the reflected spot laser light irradiated onto the steel plate 10 by the semiconductor laser group 11, and The image processing device 13 is connected to the CCD camera 12. These will be described below.

【0008】前記半導体レーザー群11は、それぞれ3
個の半導体レーザー素子11aが正三角形の頂点上に並
列に並べられ、平行な3本のレーザー光を鋼板10に垂
直方向から照射するようになっている。そして、これら
の半導体レーザー群11は、通板中の鋼板10を横切る
ように並べられ、鋼板10の幅方向の反り量を測定でき
るようになっている。前記半導体レーザー素子11aの
間隔は、精度を向上させるためには隣り合うレーザー光
及びその反射レーザー光を撮像した画像が干渉しない範
囲で小距離であることが好ましく、例えば、スポットレ
ーザー光の直径の2〜10倍程度にしておく。そして、
半導体レーザー群11の個数はこの実施例では5群であ
るが、更に精密な鋼板のプロフィールを測定しようとす
る場合には、更に多数用いることになる。
Each of the semiconductor laser groups 11 has three
The semiconductor laser elements 11a are arranged in parallel on the vertices of an equilateral triangle, and three parallel laser beams are applied to the steel plate 10 from the vertical direction. These semiconductor laser groups 11 are arranged so as to cross the steel plate 10 in the threaded plate, and the amount of warpage of the steel plate 10 in the width direction can be measured. In order to improve accuracy, the distance between the semiconductor laser elements 11a is preferably a small distance within a range in which images obtained by capturing the adjacent laser light and its reflected laser light do not interfere with each other. Keep it about 2 to 10 times. And
Although the number of the semiconductor laser groups 11 is five in this embodiment, a larger number of semiconductor laser groups 11 are used in order to measure a more precise profile of the steel sheet.

【0009】前記CCDカメラ12は、半導体レーザー
群11の光軸に対して所定の角度を有して配置され、半
導体レーザー群11から照射されたスポットレーザー光
の鋼板10から反射されたスポットレーザー光を斜めか
ら撮像できるようになっている。
The CCD camera 12 is arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis of the semiconductor laser group 11, and the spot laser light emitted from the semiconductor laser group 11 is reflected by the steel plate 10. Can be imaged obliquely.

【0010】前記画像処理装置13は、CCDカメラ1
2からの映像信号を受けて、これをデジタル信号に変換
して必要な場合これを記憶するメモリ回路と、前記デジ
タル信号化された映像信号を演算処理するコンピュータ
とを有して構成されている。前記コンピュータには映像
信号を2値化して、反射スポットレーザー光群のそれぞ
れの重心位置を検出して、全体の重心を計算する演算処
理手段及び、前記全体の重心位置及びCCDカメラ12
の位置及び角度から、前述の三角測量法を応用してレー
ザー光を照射した前記鋼板10の表面までの位置、及び
反り量のプロフィールを算出する演算処理手段を有して
いる。
The image processing device 13 includes a CCD camera 1
2, a memory circuit for receiving the video signal from the digital signal 2, converting the video signal into a digital signal and storing the digital signal if necessary, and a computer for arithmetically processing the digital video signal. . The computer has binarized the image signal, detects the center of gravity of each of the reflected spot laser light groups, and calculates the overall center of gravity, and the overall center of gravity position and the CCD camera 12.
It has arithmetic processing means for calculating the position and angle from the position to the surface of the steel plate 10 irradiated with laser light by applying the above-mentioned triangulation method, and the profile of the warp amount.

【0011】以下、図1〜図3(A)を参照しながら、
本発明の一実施例に係る板材の反り量測定方法について
詳しく説明すると、図1に示すようにそれぞれの半導体
レーザー群11から3本の平行なスポットレーザー光群
を鋼板10に照射し、斜め方向からCCDカメラ12で
撮像する(ステップa)。該CCDカメラ12が撮像し
た画像をデジタル信号に変換し、所定のしきい値で2値
化する(ステップb)と、図2(A)にその一部を示す
ような画像となる。なお、図において点線の円は鋼板1
0上に照射されたレーザー光の概略範囲を示すが、反射
スポットレーザー光の2値化画像S1 〜S3 は円形から
歪んでいる。これは鋼板10の表面の反射率が場所によ
って異なるからである。
Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 3 (A),
A method of measuring the amount of warpage of a plate material according to an embodiment of the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 1, the steel plate 10 is irradiated with three parallel spot laser light groups from each semiconductor laser group 11, and the oblique direction is applied. The image is picked up by the CCD camera 12 (step a). When the image captured by the CCD camera 12 is converted into a digital signal and binarized by a predetermined threshold value (step b), an image partially shown in FIG. 2A is obtained. In the figure, the dotted circle is steel plate 1
0 shows the general range of the laser light irradiated onto the image 0, but the binarized images S 1 to S 3 of the reflected spot laser light are distorted from a circle. This is because the reflectance of the surface of the steel plate 10 differs depending on the location.

【0012】前記2値化画像S1 〜S3 をそれぞれ構成
する画素のxy位置は画像上から分かるので、各2値化
画像S1 〜S3 の重心位置G1 (x1 、y1 )、G
2 (x2、y2 )、G3 (x3 、y3 )を求める(ステ
ップc)。更に、これらの重心位置G1 、G2 、G3
全体の重心位置G(x、y)を次の式から演算して求め
る(ステップd) x=(x1 +x2 +x3 )/3、 y=(y1 +y2
3 )/3 この全体の重心位置G(x、y)に基づき、例えば前述
の数式(1)を用いて、鋼板10のレーザー光が照射さ
れた位置を演算する。この処理を各スポットレーザー光
群について行い、鋼板10の反り量あるいはプロフィー
ルを演算する(ステップe)。
Since the xy positions of the pixels forming each of the binarized images S 1 to S 3 are known from the image, the barycentric position G 1 (x 1 , y 1 ) of each binarized image S 1 to S 3 is found. , G
2 (x 2 , y 2 ) and G 3 (x 3 , y 3 ) are obtained (step c). Further, the total gravity center position G (x, y) of these gravity center positions G 1 , G 2 , G 3 is calculated by the following equation (step d) x = (x 1 + x 2 + x 3 ) / 3 , Y = (y 1 + y 2 +
y 3 ) / 3 Based on the overall center-of-gravity position G (x, y), the position of the steel plate 10 irradiated with the laser beam is calculated using, for example, the above-mentioned mathematical expression (1). This process is performed for each spot laser light group to calculate the warp amount or profile of the steel plate 10 (step e).

【0013】なお、図2(B)には一つのスポットレー
ザー光を用いて、その反射スポットレーザー光を2値化
して重心位置を求めた場合の例を示しているが、鋼板の
表面の反射率が均等でない場合には、実際のレーザー光
の中心位置GC より、画像の重心位置G0 が大きくずれ
る場合があることが分かる。表1は、実験による3本の
スポットレーザー光を使用した場合と、1本のスポット
レーザー光を使用した場合のスポット重心の分散を比較
したものであり、3本のスポットレーザー光を使用した
方が精度が向上していることが分かる。
Incidentally, FIG. 2B shows an example in which one spot laser beam is used to binarize the reflected spot laser beam to obtain the position of the center of gravity. It can be seen that when the ratios are not uniform, the barycentric position G 0 of the image may deviate significantly from the actual center position G C of the laser light. Table 1 compares the dispersion of the center of gravity of the spots when three spot laser beams were used in the experiment and when one spot laser beam was used. It can be seen that the accuracy is improved.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】なお、前記実施例は一群につき3本のスポ
ットレーザー光を使用した場合について説明したが、2
本あるいは4本以上であっても同様であり、それぞれの
スポットレーザー光の重心の位置を検知し、これらの重
心の位置のxy座標を平均して全体の重心の位置を計算
し、この全体の重心の位置に基づいて反り量を演算する
ことになる。また、前記実施例においては、例えば、数
式(1)を用い三角測量法に基づいて反り量を測定した
が、他の方法による測定方法であっても、レーザー光の
照射位置を基準にして反り量を演算する測定方法に本発
明が適用されることは当然である。
In the above embodiment, the case where three spot laser beams are used per group has been described.
The same applies to the case of four or more lines. The position of the center of gravity of each spot laser light is detected, and the xy coordinates of the positions of these center of gravity are averaged to calculate the position of the entire center of gravity. The warp amount is calculated based on the position of the center of gravity. Further, in the above-described embodiment, for example, the warpage amount is measured based on the triangulation method using the mathematical formula (1), but even if the measurement method is another method, the warpage amount is based on the irradiation position of the laser light. It goes without saying that the present invention is applied to a measuring method for calculating a quantity.

【0016】[0016]

【発明の効果】請求項1記載の板材の反り量測定方法
は、以上の説明からも明らかなように、仮に板材の表面
が部分的に反射率の異なるものであっても、比較的精密
に板材の反り量を測定できる。
As is apparent from the above description, the method for measuring the amount of warpage of a plate material according to claim 1 is relatively accurate even if the surface of the plate material is partially different in reflectance. The amount of warpage of the plate material can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る板材の反り量測定方法
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a method for measuring the amount of warpage of a plate material according to an embodiment of the present invention.

【図2】測定原理を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a measurement principle.

【図3】フロー図である。FIG. 3 is a flowchart.

【図4】従来例に係るレーザー光を用いた鋼板の反り量
を測定する装置の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for measuring a warp amount of a steel sheet using laser light according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 鋼板(測定対象板材) 11 半導体レーザー群 11a 半導体レーザー素子 12 CCDカメラ 13 画像処理装置 10 Steel Plate (Plate to be Measured) 11 Semiconductor Laser Group 11a Semiconductor Laser Element 12 CCD Camera 13 Image Processing Device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 近接配備された複数の平行スポット光を
測定対象板材に照射して、これらの反射スポット光を所
定位置に配置されたカメラによって撮像し、撮像された
前記それぞれの反射スポット光の各重心位置から全体の
重心位置を求め、求められた全体の重心位置を用いて前
記測定対象板材の反り量を測定することを特徴とする板
材の反り量測定方法。
1. A plurality of parallel spot lights that are closely arranged are irradiated to a plate material to be measured, and these reflected spot lights are picked up by a camera arranged at a predetermined position. A method for measuring the amount of warpage of a plate material, which comprises obtaining an overall position of center of gravity from each of the positions of center of gravity and using the obtained overall position of center of gravity to measure the amount of warpage of the plate material to be measured.
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Cited By (3)

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