JPH0776688B2

JPH0776688B2 - 自動板厚測定装置

Info

Publication number: JPH0776688B2
Application number: JP2238147A
Authority: JP
Inventors: 政春大野; 憲幸鎌田; 寿生藤川; 隆三村; 善太中山; 享一登; 一彦浅川; 昭須田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Japan Radio Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH04116406A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚
を光ビームの反射により非接触で自動測定する自動板厚
測定装置に関する。

［従来の技術］搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚を光変位計
により自動計測する自動板厚測定装置が従来から知られ
ている（例えば、特公昭56−10561号）。

従来において用いられていた装置は、いわゆるＣ型フレ
ームを用いた１点計測の装置であり、被測定体としては
幅が一定のもの、すなわち固定幅の被測定体を測定する
のに主に用いられていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、例えば厚板の実製造ラインでは、被測定
体を搬送ライン上に載置する際、被測定体の姿勢、すな
わち搬送ライン左右方向に対する角度である斜角を均一
にすことが必ずしも容易ではなく、変動が避け難く、被
測定体の板厚測定に支障となっていた。

すなわち、被測定体の斜角がばらついていると、板厚の
自動測定を行おうとする際、十分に測定位置精度を確保
できない。このため、正確で信頼性が確保された自動板
厚測定が実施困難となる。

また、板厚をより正確に測定する手法としては、被測定
体の板厚を多点計測する手法が考えられる。しかし、こ
の多点計測に係る自動板厚測定手法でも、搬送ライン上
での斜角バラツキは発生しうるものであり、前述のよう
な斜角ばらつきによる支障は排除できない。

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、被測定体の斜角のバラツキにも
かかわらず、板厚を正確に自動測定することが可能な自
動板厚測定装置を提供することを目的とする。

［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
ンにより搬送される所定幅の被測定体に光ビームを照射
して反射光に基づき被測定体との距離を求める光変位計
と、搬送ラインに沿い光変位計より上流側に設置され被
測定体が光変位計下に到達するのに先立ち搬送ライン上
での被測定体の左右両端位置を検出するラインセンサ
と、ラインセンサにより検出された被測定体の左右両端
位置及び被測定体の幅に応じ、光変位計により測定され
る位置が被測定体の左右両端位置から所定距離隔てた位
置になるよう光変位計の位置を動的に制御する手段と、
を備えることを特徴とする。

［作用］本発明の自動板厚測定装置においては、まず、搬送ライ
ンにより被測定体が搬送される。次に、この被測定体の
左右両端位置がラインセンサにより検出される。

ここで、被測定体の先頭が搬送ラインの左右方向に対し
て傾斜していた場合、すなわちある斜角を有していた場
合、ラインセンサによって検出される左右両端位置は、
被測定体の幅より大きくなる。言い換えれば、左右両端
位置は被測定体の幅及び斜角に応じた値となる。

このため、本発明においては、ラインセンサによって検
出された被測定体の左右両端位置と、被測定体の所与の
幅と、に基づいて光変位計の位置を制御する。光変位計
は、光ビームを照射して反射光に基づき被測定体との距
離を求める装置である。

従って、本発明においては、被測定体の斜角の如何にか
かわらず、被測定体の板厚を所定の正確さをもって自動
的に測定することが可能である。

［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。

第１図には、本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置
の実体構成が示されている。特に、第１図（ａ）におい
ては装置を上方から見た外観が、第１図（ｂ）において
は側面から見た外観が、それぞれ示されている。

この図においては、図中矢印で示される方向に被測定体
10を搬送する搬送ライン12が示されている。この図にお
ける被測定体10は、それぞれ板厚、幅等の異なる鋼板で
あり、図には10−１、10−２、10−３の３個が示されて
いる。この実施例において板厚測定の対象とする測定体
10は、例えば板厚４〜60mm、幅800〜4000mm、長さ1500
〜14000mmの規格のものであり、搬送ライン12の上の任
意の位置に任意の姿勢で配置される。

また、搬送ライン12を跨ぐように、上下一対の門型架台
14が設けられている。門型架台14の搬送ライン12上流側
にはラインセンサ16が、下流側には光変位計18が、それ
ぞれ配設されている。

本発明の特徴に係るラインセンサ16は、１対となるよう
上下双方の門型架台14に設けられており、被測定体10の
先端の左右両端位置を検出する。検出される左右両端位
置は、光変位計18の位置の初期設定に用いられる。

また、光変位計18は３対が門型架台14に設けられてい
る。この光変位計18は被測定体10の板厚を測定する装置
である。すなわち、光変位計18は被測定体10に光ビーム
を照射し、その反射光を取り込む。さらに、取り込んだ
反射光に基づき被測定体10までの距離を求め、板厚演算
に供する。

第２図には、この実施例のより詳細な実体構成が正面図
として示されている。

この図においては、上下２個のリニアモータレール20が
示されている。リニアモータレール20は、６個の光変位
計18をそれぞれ左右方向に駆動するリニアモータのレー
ルである。

また、光変位計18のうち上側の３個は、パルスステージ
22に取り付けられている。すなわち、この３個の光変位
計18はパルスステージ22によって上下方向に駆動され
る。

さらに、３対の光変位計18のうち左右両側の２対には、
第１及び第２エッジセンサ24及び26が付設されている。
第１エッジセンサ24は、ラインセンサ16の出力に応じて
初期設定された光変位計18の位置を、さらに微調整する
ために用いられる。第２エッジセンサ26は、被測定体10
の側端を追従検出するために用いられる。

第３図には、この実施例におけるラインセンサ16とエッ
ジセンサ24及び26の位置関係が示されている。

ラインセンサ16は、所定間隔、例えば40mm間隔で配置さ
れた検知素子28を有している。また、第１エッジセンサ
24及び第２エッジセンサ26を備える光変位計18は、この
ラインセンサ16と平行に、所定間隔を隔てて配置されて
いる。第２エッジセンサ26は、第１エッジセンサ24の中
心線から見てやや内側に配置されているスポットセンサ
である。

第４図には、この実施例の回路構成が示されている。

この図においては、一方で光変位計18の出力に基づき被
測定体10の板厚を求め、他方でラインセンサ16並びに第
１及び第２エッジセンサ24及び26の出力に基づきリニア
モータ32及びパルスステージ22を制御する演算制御部34
が示されている。さらに、光変位計18の基準距離を格納
するメモリ36が示されている。なお、光変位計18、ライ
ンセンサ16、第１エッジセンサ24、第２エッジセンサ2
6、リニアモータ32及びパルスステージ22は実際は複数
であるが、この図においては図の簡単化のため省略され
ている。

次に、この実施例の動作について説明する。

この実施例においては、まず、搬送ライン12の上に被測
定体10が載置される。載置された被測定体10は、搬送ラ
イン12によって搬送され、ラインセンサ16下に到達す
る。

すると、ラインセンサ16により、この被測定体10による
遮光位置が検出される。すなわち、ラインセンサ16は、
被測定体10により光線が遮られる部分を検出し、これを
被測定体10の左右両端位置として演算制御部34に供給す
る。

演算制御部34は、ラインセンサ16の出力に基づきリニア
モータ32を駆動制御して、光変位計18の位置を制御す
る。具体的には、左右両側各１対の光変位計18を遮光位
置として検出される被測定体10の左右両端位置のやや内
側、例えば数10mm程度内側に移動させ、中央に配置され
ている１対の光変位計18を、左右の光変位計18の中央位
置に維持する。これにより、光変位計18の位置が初期設
定される。ラインセンサ16の位置検出精度は数10mm程度
であるため、初期設定の精度は±数10mm程度となる。

こののち、被測定体10がさらに搬送され第１エッジセン
サ24に達すると、この第１エッジセンサ24により光変位
計18の位置が微調節される。第１エッジセンサ24の精度
は約mm、例えば±1.3mm程度であり、この精度で微調節
が行われる。すなわち、第１エッジセンサ24の出力に応
じ、演算制御部34がリニアモータ32を制御する。

また、これと同時に、演算制御部34が光変位計18に計測
起動信号を発して計測を開始させる。例えば、2mmピッ
チでの連続計測を開始させる。

次に、第２エッジセンサ26により被測定体10の左右両端
が捕捉される。第２エッジセンサ26は、遮光時にオフ、
他の時にオンの信号を出力する。このとき、第２エッジ
センサ26の出力により演算制御部34がリニアモータ32を
制御する。すなわち、第２エッジセンサ26が光変位計18
に固定されているため、第２エッジセンサ26がオン／オ
フ境界にあるように制御することによって、第２エッジ
センサ26が被測定体10の左右両端を追従捕捉し続け、か
つ左右両側の光変位計18が被測定体10の左右両端から所
定の距離の軌跡を検出走査することとなる。この検出
は、光変位計18が無効信号を検出するまで、すなわち被
測定体10の最後端に至るまで、行われる。

第５図には、光変位計18の光ビーム軌跡が、第６図に
は、この軌跡のうち板厚演算に用いられる点（測定位
置）が示されている。

この実施例においては、第５図において３本の矢印線で
示される軌跡に係る光変位計18の出力を連続して収集す
る。

より具体的には、演算制御部34は、被測定体10の先端が
ラインセンサ16に達してから第１エッジセンサ24に達す
るまでの時間により被測定体10の搬送速度を求める。ラ
インセンサ16と第１エッジセンサ24の距離は設計的に決
定されるため、この搬送速度を用いて、時刻を被測定体
10を基準とした位置座標に換算できる。この換算結果に
基づき、測定位置が決定される。

測定位置は、例えば被測定体10の左右両端から15mmの
線、前後両端から15mmの線及び中心線の合計６本の線か
ら決定する。すなわち、これらの線の交点を測定位置P₁
〜P₉に設定する。

そして、このように設定された測定位置P₁〜P₉につい
て、すでに収集されている光変位計18出力に基づく板厚
演算が、演算制御部34により行われる。この実施例にお
いては、多点計測に係るアルゴリズムで板厚演算が行わ
れる。

このように、本実施例によれば、ラインセンサ16によっ
て被測定体10の左右両端位置を検出し、この左右両端位
置及び被測定体10の幅に基づき光変位計18の初期位置を
制御するようにしたため、被測定体10の斜角にかかわら
ず正確な自動板厚測定を行うことが可能になる。また、
この自動板厚測定を多点計測と組み合わせたため、さら
に正確性、信頼性を向上させることが可能になる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、被測定体の左右
両端位置の検出、並びに左右両端位置及び幅に基づく光
変位計の位置制御を行うようにしたため、被測定体の斜
角にかかわらず正確に自動板厚測定を行うことが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置の
実体構成を示す概略外観図であり、第１図（ａ）は上面
図、第１図（ｂ）は側面図、第２図は、この実施例のより詳細な実体構成を示す正面
図、第３図は、この実施例におけるラインセンサとエッジセ
ンサの位置関係を示す図、第４図は、この実施例の回路構成を示すブロック図、第５図は、光変位計から発せられる光ビームの軌跡を示
す図、第６図は、板厚測定位置を示す図である。 10……被測定体 12……搬送ライン 16……ラインセンサ 18……光変位計 24……第１エッジセンサ 32……リニアモータ 34……演算制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤川寿生福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (72)発明者三村隆東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者中山善太東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者登享一東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者浅川一彦東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者須田昭東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号日本無線株式会社内 (56)参考文献特開平４−60405（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送ラインにより搬送される所定幅の被測
定体に光ビームを照射して反射光に基づき被測定体との
距離を求める光変位計と、搬送ラインに沿い光変位計より上流側に設置され被測定
体が光変位計下に到達するのに先立ち搬送ライン上での
被測定体の左右両端位置を検出するラインセンサと、ラインセンサにより検出された被測定体の左右両端位置
及び被測定体の幅に応じ、光変位計により測定される位
置が被測定体の左右両端位置から所定距離隔てた位置に
なるよう光変位計の位置を動的に制御する手段と、を備えることを特徴とする自動板厚測定装置。