JPH08300043A - 長尺材の歪矯正方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間に、かつ精度が高く、しかも再矯正を
必要としない歪矯正を行うことができる長尺材の歪矯正
方法およびその装置の提供。 【構成】（ｉ）長尺材の矯正前の全長歪形状の座標を示
す全長センサ座標系を、長尺材長手方向距離と歪量との
関係を表す全長ワーク座標系と、局所変形形状と全長変
形形状との相関を表す局所ワーク座標系とに座標変換
し、（ii）全長ワーク座標系の全長歪形状を複数の区間
に分割し、歪量が許容歪量を超えてその絶対値が最大と
なる位置を算出して初期矯正量を付与し、（iii）前記
局所ワーク座標系の矯正前後の全長歪形状測定値の差よ
り求めた長尺材の全長変形形状より矯正後の仮想全長歪
形状を求め、（iv）仮想全長歪形状を予め設定された許
容歪値と比較して矯正し、なお許容歪値より外れている
場合は、仮想全長歪形状の区間内最大歪位置を新たな矯
正位置に設定して矯正を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属製長尺材、例え
ば、エレベータ用ガイドレールなどの複数の位置に局所
的な塑性加工を行うことにより歪矯正を行う歪矯正方法
およびその装置に係わり、特に、短時間に、かつ精度が
高く、しかも再矯正を必要としない歪矯正を行うのに好
適な長尺材の歪矯正方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属製の長尺材は、多くの場合その素材
は、熱間または冷間の圧延ロール、あるいは、引き抜き
加工等により作成されるが、いずれの製造方法において
も長尺材の真直度に関してはあまり精度の良い加工方法
とは言えない。そのため、特に高精度の真直度を要求さ
れる機能面に対しては、切削、あるいはグラインダなど
による研削等の機械加工を施すことにより真直度の確保
を行っている。しかし、いずれの場合も素材の真直度精
度が悪い場合には、削りしろを確保する事ができない部
分が発生して削り残しを生じる場合がある。この削り残
しを防止して所望の真直度を得るために、予め機械加工
前に長尺物を真っ直ぐにするための歪矯正が行われてい
る。

【０００３】例えば、エレベータに用いられるガイドレ
ールは、その乗り心地を確保するため高精度の直線度が
求められている。そのため、乗り心地を左右するガイド
レール軌道面は切削加工をすることにより直線度を出し
ている。この際、ガイドレールの素材形状が切削しろよ
りも大きく曲がっている場合には切削バイトが当たらず
削り残しを生じてしまう。そのため、切削前に全長歪形
状が切削加工可能な許容歪量以下であるかを測定により
確認し、許容歪量以上の歪を生じている場合には油圧プ
レス等により歪矯正を行っていた。この歪矯正は特開昭
５７−１４６４２２、特開昭６１−１８６１２３、また
は特開平１−３０９７２４に示されるように自動化が行
われている。また、近年特に、超高速エレベータ用に関
してはより一層の真直度が要求されており、機械加工後
の残留応力解放に伴い新たに生じる微少な歪も問題とな
っている。このため、超高速エレベータ用ガイドレール
に関しては機械加工後も歪矯正を再度行っているのが実
情である。

【０００４】図１１に長尺材自動歪矯正装置の斜視図を
示す。本装置は長尺材２０を装置に搬入するための長尺
材搬入ストッカ２１、全長歪形状測定部２２、長尺材を
搬送するモータローラ２３に代表される搬送系、油圧シ
リンダ等によるプレス機構を有する歪矯正部２４及び歪
矯正後の長尺材をストックする搬出ストッカ２５等より
構成されている。

【０００５】前記従来の長尺材自動歪矯正装置の代表的
な矯正動作フローについて以下に説明する。まず、被計
測材として長尺材搬入ストッカ２１に置かれた長尺材２
０を全長歪形状計測部２２に搬入し、長尺材２０の矯正
前の全長歪形状を計測する。全長歪形状計測部２２は図
１２に示すような概略構成を有している。すなわち、レ
ーザ変位計、接触式変位計、渦電流式変位計等のいずれ
かの変位計３０がセンサキャリッジ３１に載置され、該
センサキャリッジ３１が長尺材２０にほぼ平行に付設さ
れたＬＭガイド等のセンサキャリッジ用レール３２上を
長尺材２０の全長に渡って移動可能になっており、適宜
のサンプリング間隔で変位計３０による測定結果が得ら
れるようになっている。

【０００６】前記全長歪形状の測定値が許容値内の場合
は、長尺材２０は搬送系により搬出ストッカ２５へ排出
されるが、許容値を外れた歪を持つものに関しては歪矯
正部２４へ搬送され、該歪矯正部２４において前記計測
された矯正前の全長歪形状を用いて後述する算出方法に
基づく歪矯正位置および矯正量が算出される。

【０００７】図１３に前記図１１に示す歪矯正部２４の
概略構成を示す。歪矯正部２４は、複数の長尺材長手方
向送りローラ４０、長尺材２０の局所的な歪形状を測定
するために所定位置に設置された複数の変位計４１、長
尺材２０を加圧するための油圧シリンダ４２、該油圧シ
リンダ４２の先端に装着された１つの加圧部４３ａを有
する矯正用加圧ヘッド４３、長尺材２０を挾んで矯正用
加圧ヘッド４３に相対させて配置され、該挾んだ長尺材
２０を矯正用加圧ヘッド４３とともに３点曲げ可能に２
つの支持部４４ａを有する矯正用支持ヘッド４４からな
っている。前記長手方向送りローラ４０はモータにロー
ラを付けた構造になっていて、長尺材２０をローラによ
り挟み込み、該挾んだ長尺材２０をローラを回転させる
ことにより長手方向に送り出して所定位置に位置決めす
るようになっている。

【０００８】歪矯正部２４においては、まず、後述する
算出方法に基づいて算出された矯正位置に長手方向送り
ローラ４０により長尺材２０を位置決めし、該位置決め
後、変位計４１により矯正前の局所的な歪形状が測定さ
れる。その後、後述する算出方法に基づいて算出された
矯正量（塑性変形量）により油圧シリンダ４２の操作量
を算出し長尺材２０を加圧する。

【０００９】図１３に示す歪矯正方法は、いわゆる３点
曲げであり、長尺材２０を２つの支持部４４ａを有する
矯正用支持ヘッド４４により２点支持し、そのほぼ中心
を１の加圧部４３ａを有する矯正用加圧ヘッド４３によ
り図の上方より加圧して曲げる。なお、図１３には矯正
用加圧ヘッド４３が油圧シリンダ４２側に取り付けられ
た状態のみ示しているが、本図とは逆方向、つまり図の
下方からも加圧可能に、油圧シリンダ４２側にも矯正用
支持ヘッド４４を配置し、長尺材２０を挾んだ反油圧シ
リンダ４２側に矯正用加圧ヘッド４３を配設してある。
そして、ヘッド切り替え機構により使用するヘッドを選
択して用いることができるようになっている。

【００１０】前記歪矯正後、再び変位計４１により該矯
正後の長尺材２０の局所的な歪形状を測定し、前記矯正
前の歪形状との差、つまり塑性変形量を算出する。この
算出した各矯正位置における塑性変形量の和が前記矯正
量の許容誤差以内に納まる場合は、長尺材２０を長手方
向送りローラ４０により次の矯正位置に移動させる。こ
のようにして全ての矯正位置について歪矯正が終了する
と、長尺材２０はモータローラ２３等の搬送系により再
び全長歪形状計測部２２へ搬送され、矯正後の全長歪形
状が計測される。そして、矯正後の全長歪形状が許容値
以内なら搬送系により搬出ストッカ２５へ搬送され、長
尺材２０の矯正を終了する。しかし、許容値以上の歪を
有する場合は前記矯正動作フローが始めから再度行われ
る。

【００１１】つぎに、従来の歪矯正位置及び矯正量の算
出方法に付いて説明する。従来は、過去の長尺物全長歪
形状を幾つかのパターンに分類し、予め該各パターンに
おける矯正位置と矯正量とのデータを作成しておき、実
際に測定された全長歪形状が、前記分類したパターンの
どれに近いかを照合することにより矯正位置と矯正量を
算出していた。そして、この算出値に基づいて１通り矯
正が行われていたが、矯正前全長歪形状には様々なパタ
ーンがあり、とても有限個のパターンに分類しきれるも
のではなく、このため、矯正位置および矯正量ともに的
確なものからはほど遠いものとなり、必然的に十分な真
直度を得ることは不可能であった。そこで、上記データ
に基づく矯正が行われた後、長手方向送りローラ４０に
より長尺材端部より順次歪矯正部２４内に搬入し、変位
計４１により測定される局所歪形状が一定の基準値から
外れている箇所について、その箇所を真っ直ぐにするよ
うに順次再矯正を行うようにしていた。

【００１２】このように、前記従来の算出方法に基づく
歪矯正においては、通常、矯正を最低２巡（歪パターン
による矯正と端部から局所的に順次真っ直ぐにする矯
正）行う必要があり、それだけ多くの矯正時間を要して
いた。また、局所的な歪形状しか測定していないため、
曲率半径が大きく、かつ全長にわたるような大きな歪を
発見することができない。このような全長にわたる歪形
状は、全長歪形状計測部２２においてしか測定できない
ことから、前記局所的な歪矯正後に全長歪形状計測部２
２へ搬出して測定し良否判定が行われることになるが、
通常は、この良否判定において不良と判定され、再度上
記矯正手順を繰り返す必要を生じていた。これを解決す
る手段として、例えば、特公平６−３６９４２号公報が
提案されている。これによれば複数の矯正位置における
局所的な歪矯正量の全長形状への影響を加味しながら、
各矯正位置における矯正量を決定することができるとし
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特公平６
−３６９４２号公報の提案においては、矯正位置を求め
る手段に付いては示されておらず、このため矯正時間に
多大な影響を持つ矯正位置数を、より少なく最適に求め
ることができない問題点を有していた。

【００１４】また、前記公知例の提案においては、矯正
量も高精度に得ることは不可能である。以下、その理由
を図１４ないし図１６を参照して説明する。図１４は局
所的歪矯正が全長歪形状に及ぼす変化の１例を示す図、
図１５は従来の矯正量算出方法における矯正量の定義の
説明図、図１６は算出される歪量δと真に測定されるべ
き歪量Ｌとの差の説明図である。

【００１５】図１４の横軸はレール長手方向距離、縦軸
は歪形状を示す。図１４中、図１４（ａ）は全長歪形状
計測部２２において測定した矯正前の長尺物全長歪形状
を示す図、図１４（ｂ）は矯正後の長尺物全長歪形状を
示す図、図１４（ｃ）はその差、すなわち全長矯正形状
を示す図である。本歪矯正は図１４（ａ）中、点αを図
中矢印方向に矯正用加圧ヘッド４３の加圧部４３ａによ
り加圧し、図中β１、β２の２点を矯正用支持ヘッド４
４の支持部４４ａにより支持して行った例である。この
加圧によりレールは、支持部４４ａとの接触点β１、β
２の２点を回転中心としてβ１、β２の２点を通る直線
に対して垂直方向に矯正される。この結果、図１４
（ｃ）に示すようにＶ字型に折れ曲がるように変形す
る。

【００１６】このため、矯正用支持ヘッド４４とレール
との相対位置関係を加味しなければならないが、前記公
知例においては加味されていない。すなわち、前記公知
例においては図１５に示すように歪量δは必ず縦軸と平
行に定義されており、このため、矯正前全長歪形状と矯
正用支持ヘッド４４との相対位置関係を考慮できないば
かりか、全長歪形状が図１６に示すように横軸との角度
が大きくなると、縦軸と平行に算出される歪量δは、歪
矯正時に本来の加圧方向であるべき真の歪量Ｌとの間に
ますます大きな誤差を生じてしまう。

【００１７】このように従来は、前記歪量δに基づいて
矯正量を算出するため矯正量の算出精度が低くなり、こ
のため、矯正後の全長歪形状が許容範囲内に入っている
合格品の度合いが低く、再度矯正を行う必要を生じる問
題点を有していた。

【００１８】以上述べたように、精度のよい真直度を得
るためには矯正位置数を多くすることが望ましいが、多
ければそれだけ矯正時間を要することになり、また、矯
正量の算出精度が低いことから、全長歪形状計測部２２
に一度排出した後、再矯正を要する場合には矯正時間が
倍以上となる。例えば、エレベータ用のガイドレール
は、エレベータ１機あたりに１００本ないしそれ以上を
用いる量産品の部類に属するため、１本あたりの矯正時
間を短くすることはエレベータの生産性向上の重要な技
術課題であり、上記のように再矯正を行うゆとりは無
く、再矯正の必要の無い高速で自動矯正位置および矯正
量の算出可能な歪矯正方法およびその装置が要望されて
いた。

【００１９】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
矯正位置を必要かつ十分な最小限度に選択し、かつ局所
的な矯正の全長形状への影響を精度よく加味しながら矯
正量を算出することにより、短時間に、かつ精度が高
く、しかも再矯正を必要としない歪矯正を行うことがで
きる長尺材の歪矯正方法およびその装置を提供すること
を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の長尺材の歪矯正方法は、長尺材の全長歪形
状を適宜のサンプリング間隔で測定し、該測定値に基づ
いて被矯正位置を、所定間隔の２点で支持された長尺材
の中央部を１点で加圧する３点曲げにて順次歪矯正する
長尺材の歪矯正方法において、（ｉ）前記長尺材の矯正
前の全長歪形状の座標を示す全長センサ座標系を、該全
長歪形状の両端点を通る直線がＸ軸となるように座標変
換手段を介して回動させて長尺材長手方向距離と歪量と
の関係を表す全長ワーク座標系に変換するとともに、前
記３点曲げ時の支持の２点を通る直線がＸ軸となるよう
に座標変換手段を介して回動させて局所変形形状と全長
変形形状との相関を表す局所ワーク座標系に変換し、
（ii）該全長ワーク座標系の全長歪形状を複数の区間に
分割し、該各区間の内、歪量が許容歪量を超える区間に
ついて絶対値が最大となる歪量およびその位置を算出
し、該算出された各区間の各位置に歪量を小さくする方
向に初期矯正量を付与して矯正し、（iii）前記局所ワ
ーク座標系の矯正前後の全長歪形状測定値の差より求め
た長尺材の全長変形形状を、前記局所ワーク座標系に加
算して矯正後の全長歪形状を仮想的に求め、（iv）該求
めた仮想全長歪形状を予め設定された許容歪値と比較
し、該比較値が許容歪値より外れている場合には、該仮
想全長歪形状がより直線に近づく方向に矯正量を微増減
させて矯正し、（ｖ）該矯正にてもなお前記許容歪値よ
り外れている場合は、前記仮想全長歪形状の区間内最大
歪位置を新たな矯正位置に設定して矯正を繰り返す構成
にしたものである。

【００２１】そして、前記全長ワーク座標系の全長歪形
状を分割した区間を、歪量の分布が正から負、または負
から正に変わるまでを１区間とし、その各区間内におけ
る歪量の絶対値が許容歪量を超えて最大となる位置のｘ
座標値およびｙ座標値を算出するとよい。

【００２２】一方、本発明の長尺材の歪矯正装置は、長
尺材に沿って移動し該長尺材の全長歪形状を測定する測
定部とその測定結果を記憶する記憶部とからなる全長歪
形状測定手段と、長尺材の歪矯正部を２点支持する矯正
用支持ヘッドおよび該矯正用支持ヘッドに支持された歪
矯正部に３点曲げにて塑性変形させるべく加圧可能な矯
正用加圧ヘッドからなる歪矯正手段と、長尺材の歪矯正
の前後に該長尺材を所定位置に搬送する搬送手段とを備
えた長尺材の歪矯正装置において、（ｉ）前記長尺材の
矯正前の全長歪形状の座標を示す全長センサ座標系を、
該全長歪形状の両端点を通る直線がＸ軸となるように回
動させて長尺材長手方向距離と歪量との関係を表す全長
ワーク座標系に座標変換させる座標変換手段および前記
３点曲げ時の支持の２点を通る直線がＸ軸となるように
回動させて局所変形形状と全長変形形状との相関を表す
局所ワーク座標系に座標変換させる座標変換手段と、
（ii）前記全長ワーク座標系に座標変換された全長歪形
状を複数の区間に分割し、該各区間の内、歪量が許容歪
量を超える区間について絶対値が最大となる歪量および
その位置を初期値として算出する矯正位置算出部と、
（iii）前記局所ワーク座標系の矯正前後の全長歪形状
測定値の差より求めた長尺材の全長変形形状を、前記局
所ワーク座標系に加算して矯正後の全長歪形状を仮想的
に算出する矯正シミュレータ部と、（iv）該求めた仮想
全長歪形状を予め設定された許容歪値と比較し、該比較
値が許容歪値より外れている場合には、該仮想全長歪形
状がより直線に近づく方向に矯正量を微増減させて矯正
する矯正量算出部と、（ｖ）該矯正にてもなお前記許容
歪値より外れている場合は、前記仮想全長歪形状の区間
内最大歪位置を新たな矯正位置に設定する矯正位置増加
部とを具備する構成にしたものである。

【００２３】そして、前記矯正位置算出部を、前記全長
ワーク座標系に座標変換された全長歪形状における複数
の各区間内の歪量の絶対値が、最大となる位置のｘ座標
値および該位置の歪量のｙ座標値を算出する区間内最大
歪量位置算出手段と、前記区間内最大歪量を予め設定さ
れた許容歪量と比較し、許容歪量を超える区間内最大歪
位置を矯正位置として出力する区間内歪比較手段とを有
する構成にすることが好ましい。

【００２４】また、前記矯正シミュレータ部を、前記局
所ワーク座標系の矯正前後の全長歪形状測定値の差より
長尺材の全長変形形状を算出する全長変形形状算出手段
と、該算出された全長変形形状を前記局所ワーク座標系
に加算して矯正後の全長歪形状を仮想的に算出する全長
形状加算手段とを有する構成にするとよい。

【００２５】また、前記矯正量算出部を、前記矯正シミ
ュレータ部を介して得られた仮想全長歪形状を予め設定
された許容歪値と比較する許容歪比較手段と、該比較値
が許容歪値より外れている場合には、該仮想全長歪形状
がより直線に近づく方向に矯正量を微増減させて矯正す
る矯正量更新手段とを有する構成にすることが望まし
い。

【００２６】さらに、前記矯正位置増加部を、前記仮想
全長歪形状の新たな矯正位置として設定された区間内最
大歪位置の内、既存の矯正位置に近接する位置を削除す
る重複位置削除手段を有する構成にするとよい。

【００２７】

【作用】座標変換手段を用いることにより長尺物と矯正
用支持ヘッドの相対位置関係を厳密に考慮できるように
なり、高精度な矯正量を算出することが可能となった。

【００２８】前述したように局所的な矯正による全長歪
形状の変形は単純なＶ字型形状のため、区間内最大歪量
が区間内許容歪量を越えた位置は必ず矯正する必要があ
る。そのため、矯正位置算出部により必要最小限度の矯
正位置を求めることができる。また、全長歪形状の矯正
位置間の曲率によれば、矯正することにより顕在化する
歪形状もある。このため矯正位置増加部を設けることに
より、必要かつ十分な最小限の矯正位置を求めることが
可能となる。

【００２９】また、矯正シミュレーションを用いた山登
り法等による矯正量算出部を設けたことにより、局所的
な矯正の全長形状への影響を加味した的確な矯正量を算
出することが可能となった。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図１０
を用いて説明する。図１は矯正位置および矯正量自動算
出手段の構成を示す図、図２は全長センサ座標系および
全長ワーク座標系の説明図、図３は局所ワーク座標系の
説明図、図４は局所変形形状算出経過の１例を示す説明
図、図５は歪矯正部内における変位計間の突き出し量誤
差を示す図、図６は全長変形形状の算出結果を示す図、
図７は矯正シミュレーション部の計算過程の説明図、図
８は矯正位置算出部の矯正位置算出の説明図、図９は図
８による矯正位置算出結果を示す図、図１０は増加矯正
位置の設定状態の１例を示す図である。なお、本実施例
は、前記図１１に示すエレベータ用ガイドレールの自動
歪矯正装置に本発明を適用した例である。

【００３１】図１において、全長歪形状測定部１と全長
歪形状測定結果記憶部２とが、前記図１１に示す自動歪
矯正装置の全長歪形状測定部２２に相当し、矯正方法記
憶部６と歪矯正部７とが、同じく前記図１１に示す自動
歪矯正装置の歪矯正部２４に相当する。また、図１に示
すように、矯正位置算出部３、矯正シミュレータ部４、
矯正量算出部５、矯正位置増加部１６の４つの部を、矯
正位置および矯正量を自動算出する手段として設けた。

【００３２】矯正位置算出部３は、座標変換部８、区間
内最大歪量位置算出部９、区間内最大歪と区間内許容歪
とを比較する区間内歪比較部１０により構成される。ま
た、矯正シミュレータ部４は、全長変形形状算出部１
１、座標変換部１２、全長形状加算部１３により構成さ
れる。また、矯正量算出部５は、許容歪比較部１４と矯
正量更新部１５により構成され、矯正位置増加部１６は
重複位置削除部１７により構成される。

【００３３】つぎに、座標変換部８あるいは座標変換部
１２に用いる複数種類の座標系の定義について説明し、
ついで、矯正量の定義、矯正シミュレータ部に付いて順
次説明する。その後、矯正位置および矯正量の自動算出
方法を説明する。

【００３４】本実施例に使用している座標系には大きく
分けて２種類ある。１つは全長歪形状測定部２２におけ
るもので、後述する全長センサ座標系および全長ワーク
座標系であり、もう１つは、歪矯正部２４内の変位計４
１により得られる局所変形形状と全長変形形状との相関
を取るためのもので、後述する局所ワーク座標系であ
る。

【００３５】図２（ａ）は全長歪形状測定部２２により
測定したエレベータガイドレールの矯正前の全長歪形状
測定結果の一例で、ｘ軸は変位計３０の移動距離、ｙ軸
は変位計３０の測定値を示す。このｘｙ座標系を全長セ
ンサ座標系と称する。この全長センサ座標系に示す測定
結果を座標変換部８あるいは座標変換部１２を用いて回
転移動させ、図２（ｂ）に示すように全長歪形状の両端
点を通る直線をｘ軸にしたｘｙ座標にする。このｘｙ座
標系においてはｘ座標はガイドレール長手方向距離を、
また、ｙ軸は歪量を表すことになる。このｘｙ座標系を
全長ワーク座標系と称する。

【００３６】また、図３（ａ）左に示す全長センサ座標
系の測定結果を座標変換部８あるいは座標変換部１２を
用いて回転移動させ、図３（ａ）右に示すように全長歪
形状測定値が矯正用支持ヘッド４４とガイドレールとの
接触点２点を通る直線をｘ軸にしたｘｙ座標にする。こ
のｘｙ座標系を局所ワーク座標系と称する。これは、矯
正前後の全長歪形状測定値から全長変形形状を求めるの
に用いる。図３中、図３（ａ）は矯正前の全長センサ座
標系を局所ワーク座標系へ変換した状態を示す図、図３
（ｂ）は矯正後の全長センサ座標系を局所ワーク座標系
へ変換した状態を示す図、図３（ｃ）はその差、すなわ
ち全長変形形状を示す図である。

【００３７】次に、局所的な塑性変形量である矯正量の
定義について図４および図５を参照して説明する。図４
は前記図１３に示す８個の変位計４１を用いた場合の矯
正前後の局所歪形状測定結果の一例を示す図である。図
４中、図４（ａ）は矯正前の局所歪形状を示す図、図４
（ｂ）は図４（ａ）の状態を図中上方向から矯正用加圧
ヘッド４３により矯正した矯正後の局所歪形状を示す図
で、横軸は変位計４１の取り付け位置、縦軸は変位計に
よる測定値を示す。図４（ｃ）は図４（ａ）と図４
（ｂ）との差、すなわち局所変形形状を示す図で、横軸
は変位計４１の取り付け位置、縦軸は局所変形量を示
す。

【００３８】局所的に加圧した場合は、前記図１４にお
いても述べたように、２つの支持部４４ａを回転中心と
してＶ字型に折れ曲がるように変形する。そのため、局
所変形形状を示す図４（ｃ）においても同様に、変形形
状は２つの支持部４４ａとガイドレールとの接触点近傍
において変形量が０となるＶ字型になる。

【００３９】なお、図４（ｃ）に示す局所変形形状は、
図５に示す８個の変位計４１間の突き出し量誤差を補正
した後のものを示しているが、本実施例の場合の必要な
形状は、図４（ｃ）に示す図４（ａ）と図４（ｂ）との
差のみゆえ、突き出し量誤差の補正を行う必要が無いこ
とは明らかである。

【００４０】上記図４（ｃ）の局所変形形状を用いて矯
正量の定義を行う。本実施例の場合、Ｖ字型の左右それ
ぞれにおいて４個づつの変位計４１の測定結果を得てい
るため、変位計４１それぞれの測定誤差をキャンセルす
るために左右各４個のデータを用いて最小２乗法により
２本の直線を算出し、この２直線により局所変形形状を
定義する。また、ガイドレール全長に本最小２乗法の結
果を延長して全長変形形状を定義する。前述の矯正前後
の局所ワーク座標系の全長歪形状測定結果の差より求ま
る全長変形形状と、この局所変形形状最小２乗法の算出
結果より求まる全長変形形状は一致し明らかに重なる。
本実施例においては矯正量を、図４（ｃ）に示すように
２直線の交点、すなわち、加圧部４３ａにより加圧する
点αのｙ座標値と定義する。

【００４１】次に、前記図１に示す矯正シミュレータ部
４について説明する。まず、全長変形形状算出部１１に
より変形させたい矯正量より全長変形形状を算出する。
これは、図６に示すように前記矯正量の定義より、矯正
位置、すなわち加圧部４３ａとガイドレールとの接触面
の中心点をｘ座標値とし、ｙ座標値に矯正量を取る点α
を通り、矯正用支持ヘッド４４とガイドレールの接触点
（支持点）をｘ座標値、ｙ座標値を０とする２点をそれ
ぞれ通る２直線を求めるものである。

【００４２】また、図７（ａ）に示す全長歪形状を、そ
の矯正位置において座標変換部１２により図７（ｂ）左
に示すように局所ワーク座標変換し、これに前記全長変
形形状算出部１１により算出した図７（ｂ）右に示す全
長変形形状を全長形状加算部１３において加算する。こ
れにより、図７（ｃ）に示す矯正を行った後の仮想的な
全長歪形状、すなわち矯正後仮想全長歪形状を求めるこ
とができる。ここで複数の矯正位置を有する場合は、算
出後の仮想矯正後全長歪形状を元に前記手順を繰り返
す。

【００４３】なお、矯正量の加算順序は、最終形状に対
して影響がないため、本事例においては図中左方向の矯
正位置から矯正後形状を順次求める。また全長変形形状
を全長歪形状の矯正用支持ヘッド４４とガイドレールと
の接触点２点を通る直線に合わせて回転移動させ、加算
することによっても同様の計算を行えることは容易に考
えることができる。

【００４４】つぎに、矯正位置および矯正量の算出過程
の具体例を、図８を参照して説明する。まず、矯正位置
の算出方法について説明する。前記ガイドレールの矯正
前全長歪形状測定結果のｘｙ座標系である全長センサ座
標系を、矯正位置算出部３の座標変換部８において全長
ワーク座標系に変換する。そして、区間内最大歪量位置
算出部９において矯正位置の候補を探索する。これは図
８に示すように、全長ワーク座標系の全長歪形状をある
方向、例えば、図中左方向から歪量（ｙ座標値）を探索
し、歪方向が正から負、あるいは、負から正に変わるま
でのレール長手方向距離を１区間とし、その各区間内に
おける歪量の絶対値が最大となる区間内最大歪位置（ｘ
座標値）及び区間内最大歪量（ｙ座標値）を探索する。

【００４５】この後、図１における区間内歪比較部１０
において、例えば、図８中ｃ点の値のように図中点線で
示す区間内許容歪以内の点は除外するが、ａ点、ｂ点の
ように区間内許容歪を超える各矯正位置においては、歪
量を小さくする方向の矯正量を初期矯正量として与え
る。この初期矯正量の与え方は、この後の山登り法等に
よる矯正量最適化時間に多少影響はあるものの、あまり
厳密に考える必要はなく、本実施例においては、全長ワ
ーク座標系における矯正前全長歪形状の歪量絶対値に比
例し、支持部４４ａの間隔に比例し、ガイドレールの全
長に反比例して与えた。

【００４６】初期矯正量＝（支持部間隔）／（ガイドレ
ール全長）×（各点歪量絶対値） 本実施例においては、ガイドレールの全長に影響する大
きな歪のみを問題にしている場合であるが、局所的な歪
具合が問題となる場合は、その局所領域の長手方向両端
の２点間を用いて座標変換部８により局所ワーク座標系
に変換し、その両端点内における許容局所歪量を超える
位置を矯正位置として設定すればよい。以上のようにし
て求めた矯正位置および矯正量が初期値として矯正方法
記憶部６に転送される。

【００４７】次に、図１における矯正量算出部５につい
て説明する。本実施例においてはいわゆる山登り法を採
用している。まず、区間内歪比較部１０より転送された
前記初期矯正位置および矯正量を矯正方法記憶部６より
読みだし、矯正シミュレータ部４により矯正後の仮想全
長歪形状を求める。その後、この求めた仮想全長歪形状
が、予め設定してある許容歪値内であるか否かを許容歪
比較部１４において判定する。

【００４８】前記判定において許容値を外れている場合
は、矯正量更新部１５において、この矯正後の仮想全長
歪形状の各矯正位置の歪量より、より直線形状に近づく
方向に矯正量を微増減させる。この微増減させる更新矯
正量の設定の仕方は、矯正後の仮想全長歪形状の各矯正
位置における歪量や、山登り法の収束回数、さらには歪
量の増減の仕方、例えば、歪量が小さくなっていく方向
に更新が連続して行われている場合には更新量を順次大
きくしていき、更新したが故に歪量が大きくなっていく
場合には更新量を小さくする等のことを考慮しながらフ
レキシブルに自動的に変化させ、直線形状に収束するよ
うに繰り返し計算を実行する。しかし、この更新量の設
定も近年のようにパソコン等計算機の計算速度が十分に
高速の場合は、厳密に考慮しなくても短時間で計算を終
了させることが可能である。

【００４９】次に、図１における矯正位置増加部１６に
ついて図９および図１０を参照して説明する。上記矯正
量算出部５において繰り返し収束計算を実行中に、矯正
後の仮想全長歪形状における最大歪量が減少しなくなる
と、該仮想全長歪形状を用いて矯正位置算出部３におい
て新たに矯正位置を上記と同様にして求める。例えば、
図９に示すような矯正前全長歪形状の場合、初期矯正位
置は図９に示す１点を選択して矯正する。しかし、図１
０に示すように矯正後の仮想全長歪形状が図に点線で示
す予め設定してある許容歪内に入らない場合は、仮想矯
正後全長歪形状の区間内最大歪箇所を新たな増加矯正位
置として設定する。この後、新たに算出した増加矯正位
置の内、既に設定されている矯正位置に十分に近いもの
を重複位置削除部１７において削除し、残りの増加矯正
位置を矯正方法記憶部６へ転送する。

【００５０】以上の矯正位置および矯正量の計算過程
が、許容歪比較部１４においてＯＫ判定されるまで繰り
返され、その都度この判定結果が歪矯正部７へ転送さ
れ、歪矯正が行われる。

【００５１】上記した方法により、エレベータ用ガイド
レールなどの長尺材の歪矯正を、必要最小限の矯正位置
にて自動的に行うことが可能になり、また、正確な定義
に基づく矯正量を算出していることから予想した仮想矯
正後全長歪形状と実際の矯正後全長歪形状の誤差が非常
に小さく、計画通りに矯正可能であるため、精度が高
く、しかも再度矯正し直すことが無い。従って、従来に
比べて矯正時間を短縮することが可能となり生産性向上
に寄与することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、長尺材
の歪矯正位置を必要かつ十分な最小限度に選択し、かつ
局所的な矯正の全長形状への影響を精度よく加味しなが
ら矯正量を算出することが可能になり、短時間に、かつ
精度が高く、しかも再矯正を必要としない歪矯正を行う
ことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の矯正位置及び矯正量自動算出手段の構
成を示す図である。

【図２】本発明の全長センサ座標系および全長ワーク座
標系の説明図である。

【図３】本発明の局所ワーク座標系の説明図である。

【図４】本発明の局所変形形状算出経過の１例を示す説
明図である。

【図５】本発明の歪矯正部内における変位計間の突き出
し量誤差を示す図である。

【図６】本発明の全長変形形状の算出結果を示す図であ
る。

【図７】本発明の矯正シミュレーション部の計算過程の
説明図である。

【図８】本発明の矯正位置算出部の矯正位置算出の説明
図である。

【図９】図１４による矯正位置算出結果を示す図であ
る。

【図１０】本発明の増加矯正位置の設定状態の１例を示
す図である。

【図１１】従来の一般的な長尺物歪自動矯正装置の斜視
図である。

【図１２】図２に示す全長歪形状計測部の構成概略図で
ある。

【図１３】図２に示す歪矯正部の構成概略図である。

【図１４】局所的歪矯正が全長歪形状に及ぼす変化の１
例を示す説明図である。

【図１５】従来の矯正量算出方法における矯正量の定義
の説明図である。

【図１６】従来の算出される歪量δと本来の歪量Ｌとの
差の説明図である。

【符号の説明】

１…全長歪形状測定部、２…全長歪形状測定結果記憶
部、３…矯正位置算出部、４…矯正シミュレータ部、５
…矯正量算出部、６…矯正方法記憶部、７…歪矯正部、
８…座標変換部、９…区間内最大歪量位置算出部、１０
…区間内歪との比較部、１１…全長変形形状算出部、１
２…座標変換部、１３…全長形状加算部、１４…許容歪
比較部、１５…矯正量更新部、１６…矯正位置増加部、
１７…重複位置削除部、２０…長尺材、２１…長尺材搬
入ストッカ、２２…全長歪形状測定部、２３…モータロ
ーラ、２４…歪矯正部、２５…搬出ストッカ、３０…変
位計、３１…センサキャリッジ、３２…センサキャリッ
ジ用レール、４０…長手方向送りローラ、４１…変位
計、４２…油圧シリンダ、４３…矯正用加圧ヘッド、４
３ａ…加圧部、４４…矯正用支持ヘッド、４４ａ…支持
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 眞範 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 永井 雅浩 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 山田 満 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺材の全長歪形状を適宜のサンプリング
   間隔で測定し、該測定値に基づいて被矯正位置を、所定
   間隔の２点で支持された長尺材の中央部を１点で加圧す
   る３点曲げにて順次歪矯正する長尺材の歪矯正方法にお
   いて、（ｉ）前記長尺材の矯正前の全長歪形状の座標を
   示す全長センサ座標系を、該全長歪形状の両端点を通る
   直線がＸ軸となるように座標変換手段を介して回動させ
   て長尺材長手方向距離と歪量との関係を表す全長ワーク
   座標系に変換するとともに、前記３点曲げ時の支持の２
   点を通る直線がＸ軸となるように座標変換手段を介して
   回動させて局所変形形状と全長変形形状との相関を表す
   局所ワーク座標系に変換し、（ii）該全長ワーク座標系
   の全長歪形状を複数の区間に分割し、該各区間の内、歪
   量が許容歪量を超える区間について絶対値が最大となる
   歪量およびその位置を算出し、該算出された各区間の各
   位置に歪量を小さくする方向に初期矯正量を付与して矯
   正し、（iii）前記局所ワーク座標系の矯正前後の全長
   歪形状測定値の差より求めた長尺材の全長変形形状を、
   前記局所ワーク座標系に加算して矯正後の全長歪形状を
   仮想的に求め、（iv）該求めた仮想全長歪形状を予め設
   定された許容歪値と比較し、該比較値が許容歪値より外
   れている場合には、該仮想全長歪形状がより直線に近づ
   く方向に矯正量を微増減させて矯正し、（ｖ）該矯正に
   てもなお前記許容歪値より外れている場合は、前記仮想
   全長歪形状の区間内最大歪位置を新たな矯正位置に設定
   して矯正を繰り返す、ことを特徴とする長尺材の歪矯正
   方法。
2. 【請求項２】 前記全長ワーク座標系の全長歪形状を分
   割した区間が、歪量の分布が正から負、または負から正
   に変わるまでを１区間とされ、その各区間内における歪
   量の絶対値が許容歪量を超えて最大となる位置のｘ座標
   値およびｙ座標値が算出される請求項１記載の長尺材の
   歪矯正方法。
3. 【請求項３】 長尺材に沿って移動し該長尺材の全長歪
   形状を測定する測定部とその測定結果を記憶する記憶部
   とからなる全長歪形状測定手段と、長尺材の歪矯正部を
   ２点支持する矯正用支持ヘッドおよび該矯正用支持ヘッ
   ドに支持された歪矯正部に３点曲げにて塑性変形させる
   べく加圧可能な矯正用加圧ヘッドからなる歪矯正手段
   と、長尺材の歪矯正の前後に該長尺材を所定位置に搬送
   する搬送手段とを備えた長尺材の歪矯正装置において、
   （ｉ）前記長尺材の矯正前の全長歪形状の座標を示す全
   長センサ座標系を、該全長歪形状の両端点を通る直線が
   Ｘ軸となるように回動させて長尺材長手方向距離と歪量
   との関係を表す全長ワーク座標系に座標変換させる座標
   変換手段および前記３点曲げ時の支持の２点を通る直線
   がＸ軸となるように回動させて局所変形形状と全長変形
   形状との相関を表す局所ワーク座標系に座標変換させる
   座標変換手段と、（ii）前記全長ワーク座標系に座標変
   換された全長歪形状を複数の区間に分割し、該各区間の
   内、歪量が許容歪量を超える区間について絶対値が最大
   となる歪量およびその位置を初期値として算出する矯正
   位置算出部と、（iii）前記局所ワーク座標系の矯正前
   後の全長歪形状測定値の差より求めた長尺材の全長変形
   形状を、前記局所ワーク座標系に加算して矯正後の全長
   歪形状を仮想的に算出する矯正シミュレータ部と、（i
   v）該求めた仮想全長歪形状を予め設定された許容歪値
   と比較し、該比較値が許容歪値より外れている場合に
   は、該仮想全長歪形状がより直線に近づく方向に矯正量
   を微増減させて矯正する矯正量算出部と、（ｖ）該矯正
   にてもなお前記許容歪値より外れている場合は、前記仮
   想全長歪形状の区間内最大歪位置を新たな矯正位置に設
   定する矯正位置増加部と、を具備したことを特徴とする
   長尺材の歪矯正装置。
4. 【請求項４】 前記矯正位置算出部が、前記全長ワーク
   座標系に座標変換された全長歪形状における複数の各区
   間内の歪量の絶対値が、最大となる位置のｘ座標値およ
   び該位置の歪量のｙ座標値を算出する区間内最大歪量位
   置算出手段と、前記区間内最大歪量を予め設定された許
   容歪量と比較し、許容歪量を超える区間内最大歪位置を
   矯正位置として出力する区間内歪比較手段とを有する請
   求項３記載の長尺材の歪矯正装置。
5. 【請求項５】 前記矯正シミュレータ部が、前記局所ワ
   ーク座標系の矯正前後の全長歪形状測定値の差より長尺
   材の全長変形形状を算出する全長変形形状算出手段と、
   該算出された全長変形形状を前記局所ワーク座標系に加
   算して矯正後の全長歪形状を仮想的に算出する全長形状
   加算手段とを有する請求項３記載の長尺材の歪矯正装
   置。
6. 【請求項６】 前記矯正量算出部が、前記矯正シミュレ
   ータ部を介して得られた仮想全長歪形状を予め設定され
   た許容歪値と比較する許容歪比較手段と、該比較値が許
   容歪値より外れている場合には、該仮想全長歪形状がよ
   り直線に近づく方向に矯正量を微増減させて矯正する矯
   正量更新手段とを有する請求項３記載の長尺材の歪矯正
   装置。
7. 【請求項７】 前記矯正位置増加部が、前記仮想全長歪
   形状の新たな矯正位置として設定された区間内最大歪位
   置の内、既存の矯正位置に近接する位置を削除する重複
   位置削除手段を有する請求項３記載の長尺材の歪矯正装
   置。