JPH08313223A - 移動ストリップを監視する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼などのストリップの横断面形状又はプロフ
ァイルを決定する監視システムを提供することを目的と
する。 【解決手段】 該監視システムは、ストリップ１２がメ
ッキラインを移動するとき、ストリップの幅を横切って
前後に移動する走査装置１１０を含む。走査装置は、ス
トリップ表面へ放射ビームを照射する放射源とストリッ
プ表面から反射された放射ビームを監視する光検出器と
を含む。光学的三角測量を用いて、ストリップ表面まで
の距離を得てコンピュータで収集する。コンピュータ
は、ストリップに対する走査装置の位置についての走査
データの座標値を求め、ストリップの断面形状に対応す
るデータを表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動するウェブ又
はストリップのプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を監視
する方法と装置に関し、特に、鋼のストリップに被覆
（コーティング）を施す工程を制御するために鋼のスト
リップの形状を監視することに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼のストリップを所望の厚さまで圧延し
た後に、該ストリップの片面または両面を直流通電によ
り鋼のシートに被覆を施すと、該シートを腐食に対しよ
り抵抗性があるようにさせる。１つの実例として、自動
車の車体のパネルを製造するのに用いられる鋼のストリ
ップの片面又は両面上には亜鉛の均一な被覆がメッキさ
れうる。このように仕上げられた自動車の車体のパネル
は、自動車の車体の有効寿命を延ばすために適用される
亜鉛などのような防食用の被覆を施さなかった鋼のシー
トからなる車体のパネルより耐腐食性がある。

【０００３】通常、鋼のストリップの被覆は、被覆され
ていないストリップがロールから巻き戻されて、洗浄、
引延ばし、および直流通電（亜鉛メッキ）を含む一連の
処置を経て処理される被覆ライン上で行われる。直流通
電（亜鉛メッキ）段階において、該ストリップは被覆工
程の間、該ストリップがカソードとして動作する被覆槽
を通して移動される。該被覆槽に入れられた化学製品の
濃度と該被覆槽内に吊るされたアノード電極に加えられ
る付勢電圧の印加とを制御することにより、特定の被覆
厚を達成するように直流通電（亜鉛メッキ）工程を制御
することができる。

【０００４】しかしながら、該鋼のストリップの横断面
形状又はプロファイルは、該鋼のストリップに施される
被覆量がアノード電極からの該ストリップの距離に応じ
て変わりうるので、該鋼のストリップ全面に亘る被覆量
分布に影響を及ぼす。被覆された鋼のエンドユーザは、
所望の最小被覆厚を指定するのが普通であるので、特定
の最小被覆厚より薄い被覆を有する鋼のストリップは通
常不良品とされ廃棄される。メッキ槽は、該ストリップ
の平坦度の偏差の補償をするために該ストリップ全面に
わたり被覆厚を増加させるように制御され、所望の最小
被覆厚が該ストリップ全面に亘ってメッキされることを
保証する。しかしこのような解決策は、該ストリップの
多くの部分が不必要に厚い被覆でメッキされるため、不
経済であるという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１実施例によ
り構成される装置は、移動径路に沿って該ストリップが
移動するとき、ウェブ又はストリップの形状を監視す
る。放射源は該ストリップの表面に当たるように放射ビ
ームを照射し、光検出器が該ストリップの表面から反射
する放射ビームを監視する。

【０００６】駆動装置は、放射源が放射ビームを該スト
リップに照射したとき、該ストリップの幅を横切って前
後に同期して移動させる放射源と光検出器を支持し、該
光検出器が戻ってきた放射ビームを監視する。戻ってき
た放射ビーム情報は、放射源からの放射ビームが該スト
リップの表面を照射する各位置に対応する各座標位置と
してメモリ内に格納される。該メモリに結合されたディ
スプレイは、該ストリップの形状を指示する。

【０００７】好適な放射源は、該ストリップの表面に照
射される収束したビームを提供するレーザである。現
在、本発明の好適な応用分野は、該ストリップがメッキ
槽に入る前に該鋼のストリップを監視する装置である。
好適な検出器は、該ストリップから反射された放射ビー
ムを、該ストリップの表面までの距離に比例した電気信
号に変換する位置感知性の光検出器である。該レーザお
よび光検出器は、モータによって前後に駆動される支持
物に取り付けられている。該支持物は直線状のベアリン
グによって該鋼のストリップにわたって延びる横材に結
合されている。

【０００８】該光検出器からの各信号は、監視されかつ
メモリ内にデジタル形式で格納される。該ストリップの
各走査の結果として、該レーザに面する鋼の表面の座標
に対応する各データ点の配列がえられる。該ストリップ
の幅を順次横切ることにより、ディスプレイの表示は更
新されて該ストリップのプロファイルの新たな表示がえ
られる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の好適な実施例に
よれば、メッキラインのオペレータは、該ディスプレイ
を監視して、もし形状が所望の形状から外れていれば、
該鋼のストリップの形状を調整する処置を施す。監視装
置もまた監視されたストリップのプロファイルに基づき
鋼のストリップの形状を自動的に調整しうる。

【００１０】本発明の好適な応用においては、鋼のスト
リップはコイルから巻き戻される点から該被覆されたス
トリップが再びマンドレル上に巻き取られる点まで数１
０ｍ（数１００フィート）延びている。メッキ槽のちょ
うど前からオペレータがメッキラインを監視する制御室
までの距離も数１０ｍ（数１００フィート）ある。本発
明によれば、複数のコンピュータ・ステーションがコン
ピュータ・ネットワークにより接続されている。コンピ
ュータ・ネットワークの帯域幅は、１台のコンピュータ
により集められるストリップのプロファイルデータが、
該データが集められる場所で表示されうるのみならず、
比較的最小化された表示遅延で、該ネットワーク上の他
のコンピュータ又は端末でも表示されうるに十分な広さ
である。

【００１１】本発明のこれらと他の目的、利点ならびに
特徴は、添付図面を参照して本発明の以下の好適な実施
例の詳細な説明から明らかになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１および図２は、鋼帯（鋼のス
トリップ）１２にメッキをするためにメッキライン１０
の全体的な概略図を示す図である。かかるストリップ
は、幅が約６０．９６〜１８５．４２cm（２４〜７３イ
ンチ）、厚さが約０．０３８〜０．１６５cm（０．０１
５〜０．０６５インチ）、長さが例えば３００ｍ（数１
０００フィート）、及び重量が約２７，２４０kg（６
０，０００ポンド）の範囲に達しうる。被覆されない鋼
のコイルが入口ステーション１６における引出しリール
（ｐａｙｏｆｆ ｒｅｅｌ）に取り付けられ、鋼の外端
は巻き戻されメッキ移動径路に沿って送られる。鋼帯
（鋼のストリップ）は所望の厚さに製造され、被覆され
ない鋼のさびを防止する潤滑油で処理された冷間圧延鋼
である。

【００１３】ストリップメッキシステム 入口ステーション１６で、鋼のストリップの始端は１つ
の（第１の）引出しリール２０から自動的に供給され、
ストリップが第２の引出しリール２４から巻き戻されメ
ッキされるとき、第１および第２のせん断機（ｄｏｕｂ
ｌｅ ｃｕｔｓｈｅａｒ）２２で切断される。リール２
４から供給されるストリップがなくなった後、該ストリ
ップの終端は、溶接機２６により引出しリール２０で支
持される次のコイルの前部に自動的に溶接される。

【００１４】溶接した後、溶接体の両端は、例えば、該
ストリップの幅変化部に刻み目付け装置（ｎｏｔｃｈｅ
ｒ）２８により刻み目が付けられる。刻み目付け装置２
８は溶接の完全性を保証する。次に、該ストリップ１２
は、ストリップ１２が亜鉛で被覆される前に、潤滑油を
除去する高圧高温水を吹き付ける（スプレーする）前処
理装置（予備クリーナー）３０に入る。

【００１５】ストリップ１２の洗浄と乾燥が済んだ後、
ストリップは約５５０ｍ（約１８００フィート）のスト
リップの格納が可能な第１の垂直蓄積装置３２に入る。
この格納により、該蓄積装置３２から下流側のストリッ
プのメッキに影響を与えることなく、該ストリップ１２
を約２．５分の間停止させておくことができる。ストリ
ップの両端が溶接機２６により溶接されるとき、該蓄積
装置３２に格納された先のロールからの約５５０ｍ（１
８００フィート）のストリップが蓄積装置３２から供給
されてメッキされ、その間一緒に溶接されるべき２つの
ストリップの各端部は静止状態のままである。

【００１６】メッキライン１０の処理部において、該ス
トリップ１２は、テンション・レベラー（ｔｅｎｓｉｏ
ｎ ｌｅｖｅｌｅｒ）３４で平らにされ、苛性アルカリ
溶液と酸性溶液で完全に洗浄されてから、片面あるいは
両面が亜鉛メッキされる。ストリップ１２がメッキされ
る前に、該テンション・レベラー３４が鋼のストリップ
１２を平らにする。平らなストリップは、幅を横切って
より均一な厚さのメッキの分布を保証し、無駄で過剰な
メッキを防止する。本発明は、特に、テンション・レベ
ラー３４から下流のストリップ形状の監視によって、該
ストリップの平坦性を保証することに関している。

【００１７】ストリップ１２がテンション・レベラー３
４を離れると、該ストリップ１２は洗浄部４０で再び洗
浄される。洗浄部４０は、一連の垂直径路苛性アルカリ
（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐａｓｓ ｃａｕｓｔｉｃ）タン
ク、電解質苛性アルカリタンク、温水タンク、およびブ
ラシ洗浄器付酸洗いタンクを含む。付加的洗浄の目的は
良好なメッキ付着を保証するため、微視的に清浄な表面
を提供することである。洗浄部４０は、目の粗い鉄やす
り粉と鋼（鋼ストリップ）１２表面に存在する可能性の
あるよごれを除去する。

【００１８】洗浄部４０を通過した後、該ストリップ１
２はメッキ部５０に入る。メッキ部５０は２０個の垂直
メッキ槽５１を備え、各メッキ槽５１には最高６６，０
００アンペアまでのメッキ電流が流される。メッキ槽５
１は、導体ロール、導体ロールグラインダー、４つの不
溶解性アノード、４つのエッジマスク、逆流型電解液注
入ヘッダー、シンクロール、絞りロール（ｗｒｉｎｇｅ
ｒ ｒｏｌｌ）とを含む。

【００１９】次に、ストリップ１２は、該ストリップ１
２の表面から残余の電解液を除去するために洗い落さ
れ、次いですすがれるようにした後方メッキ部５２を通
過する。メッキ工程は、プロファイル用被覆重量ゲージ
５３により連続的に監視されている。表面研磨器（ポリ
ッシャ）５４は、片面がメッキされたストリップのメッ
キされていないストリップ表面に形成された酸化物を除
去する。この研磨によって仕上げられた鋼への適切な塗
装を可能にする。それから、該ストリップ１２は、約５
５０ｍ（約１８００フィート）のストリップの格納がで
きる第２の垂直蓄積装置５６を通過する。第２の蓄積装
置５６は、該ストリップ１２が出口部５８で処理される
とき、約２．５分の間該ストリップ１２を停止できるよ
うにする。

【００２０】出口部５８で、被覆されたストリップ１２
が検査されエンドユーザが使用する前に酸化するのを防
ぐため油層で被覆される。メッキされた細片１２せん断
機６０で切断し、包装するためのストリップに分離す
る。せん断機６０の近辺で溶接部も除去され、鋼の試料
片がストリップ１２から切り取られる。テンション・リ
ール６２は、メッキされた鋼のストリップを巻き戻す。
メッキされた鋼からなる各巻戻しコイルは、束ねられ、
発送用に包装される包装領域に送られる。

【００２１】ストリップ形状検査部 ストリップ形状検査部１００は、図３、図４、および図
５に示されている。検査部１００は、テンション・レベ
ラー３４の下流で洗浄部４０の前方、例えば、図１に示
す領域に位置している。検査部１００では、ストリップ
１２の可視的描写がストリップメッキのオペレータ又は
各オペレータによって観察させるために提供される。該
ストリップ１２の検知されたプロファイル又は形状に応
じて、レベラー３４（図１）の動作の調整が行われ、そ
れによって比較的より均一なストリップのプロファイル
（ｐｒｏｆｉｌｅ）を提供し、したがってストリップ１
２の比較的より均一なメッキができるようにする。

【００２２】検査部１００には、ストリップ１２がレベ
ラー３４と洗浄部４０との間の移動径路に沿って移動す
るとき、移動するストリップ１２の形状を監視する装置
を含む。走査装置１１０はストリップ１２の幅に及ぶ支
持フレーム１１６（図４と図５に示される）に実装され
ている。走査装置１１０は、伸長されたストリップ１２
の一表面１１８と接触するように放射ビーム１１４をさ
し向けるレーザのような放射源１１２（図４参照）を含
む。光検出器１２０も走査装置１１０の一部を構成し、
伸長されたストリップ１２の表面１１８から反射される
放射ビームを監視するため放射源１１２と一緒に移動す
る。

【００２３】好適な走査装置１１０は、離間距離Ｄが約
２００ミリ、測定範囲Ｒが約７０ミリ、ストリップ１２
上の赤外線レーザスポット測定領域が直径で約０．４ミ
リ、およびアナログ出力が約０〜２０ミリアンペアの仕
様を持つように構成されたＳｅｌｃｏｍ ＳＬＳ ５０
７０２００レーザセンサを用いて構成される。このＳｅ
ｌｃｏｍレーザセンサは、反射した放射ビームを位置感
知性の光検出器１２０にさし向ける受光光学素子（レン
ズ）１２１を用いる。場所または位置に基づき、反射さ
れた放射ビームは位置感知性の光検出器１２０で検出さ
れ、Ｓｅｌｃｏｍレーザセンサは、ストリップ１２表面
までの距離に比例した電流の電気信号を発生する。この
Ｓｅｌｃｏｍレーザセンサは、毎秒約１６，０００回の
速度で約０．０２５％の分解能を持つ光学的レーザ三角
測定（ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍ
ｅｎｔ）を行うことができる。

【００２４】走査装置１１０は、放射線１１２がストリ
ップ１２に放射ビーム１１４を照射し、光検出器１２０
が戻り反射した放射ビームを監視するとき、ストリップ
１２の幅に亘る直線状の移動径路に沿って前後移動する
ために、放射源１１２と光検出器１２０を支持する伸長
された直線状のベアリング１２２に取り付けられてい
る。走査サーボモータ１２４は、ストリップ１２の幅を
横切って走査装置１１０を前後に移動させる。

【００２５】走査移動と光検出器１２０によってピック
アップされたデータの監視は、第１のコンピュータ１３
０により実行される。コンピュータ１３０は、光検出器
１２０によって検知された反射された放射ビームで指示
されるように、放射源１１２から放射された照射ビーム
１１４がストリップ１２の表面１１８に衝突する座標位
置に対応する複数のデータ値を格納するメモリを内蔵し
ている。コンピュータ１３０は、ディスプレイ１３４と
ストリップ１２の形状を指示するプリンタ（図示せず）
と結合されている。

【００２６】鋼のストリップ１２は、検査部１００から
該ストリップ１２がテンション・リール６２に巻き取ら
れる出口部５８まで例えば３０ｍ（数１００フィート）
延びている。メッキ部５０の直前の点と、メッキライン
１０全体の性能をオペレータが監視する制御室１０２と
の間の距離もまた例えば３０ｍ（数１００フィート）と
されうる。図３に示すように、第２のコンピュータ１４
０は、インサネット・ネットワーク（ｅｔｈｅｒｎｅｔ
ｎｅｔｗｏｒｋ）などのようなコンピュータ・ネット
ワーク１４２により第１のコンピュータ１３０に接続さ
れている。コンピュータ・ネットワーク１４２の帯域幅
は、第１のコンピュータ１３０によって収集されたデー
タがディスプレイ１３４上に表示でき、また制御室１０
２内の第２のコンピュータ１４０に結合されるディスプ
レイ１４４上に表示でき、又は比較的極少化された表示
遅延を有するネットワーク１４２上の他のコンピュータ
端末上に表示しうるのに十分な大きさである。

【００２７】好適なコンピュータ１３０，１４０は、イ
ンテル社８０４８６（Ｉｎｔｅｌ８０４８６）６６メガ
ヘルツ、マイクロプロセッサを組み入れたＩＢＭコンパ
チブルマイクロコンピュータであり、インタフェースカ
ードをマイクロコンピュータハウジングに挿入されうる
業界標準（ＩＳＡ）の拡張バスを含む。各コンピュータ
１３０，１４０は、業界標準のケーブル・コネクタによ
りネットワーク１４２とインタフェースをするインサネ
ット通信ボード１５０を内蔵している。好適なイーサネ
ット通信ボード１５０は、インテル社から入手可能な部
品番号ＰＣＬＡ８１１０のＥｔｈｅｒ Ｅｘｐｒｅｓｓ
１６インサネット・アダプタである。

【００２８】コンピュータ１３０，１４０に電源が投入
されると、各コンピュータ１３０，１４０は、ノーベル
ネットウェア（Ｎｏｖｅｌｌ Ｎｅｔｗａｒｅ）などの
ネットワーク・プログラムを、例えば、バックグラウン
ドで実行する。検査部１００における第１のコンピュー
タ１３０がストリップ形状を監視したとき、第１のコン
ピュータ１３０は、ストリップの形状を示すデータ値を
コンピュータのメモリ領域を占有するＲＡＭ仮想ディス
クに格納する。ストリップの形状に対応するデータが一
旦更新されると、コンピュータ１３０は、第２のリモー
トコンピュータ１４０が定期的に読み出すようにプログ
ラムされているメモリ内に信号ビットを設定する。リモ
ートコンピュータ１４０はデータが更新されたことを検
出すると、コンピュータ１４０は、このデータをコンピ
ュータ・メモリから読み出し、更新されたデータビット
をクリアさせるので、コンピュータ１３０はデータが読
み出されたことを知る。第２のコンピュータ１４０は、
第１のコンピュータ１３０がそのディスプレイ１３４上
にストリップのプロファイルを表示した後、１秒未満に
該ディスプレイ１４４上に該プロファイルを表示するこ
とができる。

【００２９】走査装置の支持と移動 直線状のベアリング１２２は、走査支持フレーム１１６
を横断して延びている。好適な直線状のベアリング１２
２は、部品番号ＳＲ３０ＳＢ−２５２０としてTHKから
入手可能である。走査装置１１０は、直線状のベアリン
グ１２２によって支持され、ストリップ１２の幅を横断
して金属細片の各エッジ２００，２０２を数インチ（１
インチ＝２．５４cm）越えた終端点まで前後移動させ
る。

【００３０】図４に示すように、走査支持フレーム１１
６は、ハウジング内部の走査装置１１０を囲むスチール
製側壁２０６と端壁２０８からなるハウジングで形成さ
れる。該ハウジングはまたサーボモータ１２４を囲む。
別のハウジングがサーボ電源とサーボ増幅器（図示せ
ず）を囲む。好適な電源とサーボモータ増幅器は、それ
ぞれＣＰＳ−１２−２４電源とＭＳＡ−１２−８０サー
ボ増幅器であって、ともに Galilから入手可能である。
走査支持フレーム１１６は、図４と図５に示すように、
ストリップ１２の反対側に位置している２つの直立支持
部２１２によりストリップの移動径路と関連させて固定
されている。

【００３１】走査支持フレーム１１６は、２つの内壁２
１４，２１６を備え、走査支持フレーム１１６の長さ方
向に延びる長方形状の鋼で形成される。押出成形して機
械加工されたアルミニウム製のビーム２２０は、壁２１
４の１方に取付けられ、このビーム２２０は、直線状の
ベアリング１２２を支持する。ビーム２２０は約２５×
５×２５７cm（約９．８４×１．８１×１０１．２イン
チ）の寸法を持ち、直線状のベアリング１２２の好まし
くない撓み（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を最小化する。

【００３２】サーボモータ１２４は、図３と図５に示す
ように、走査支持フレーム１１６の一端に取り付けられ
た可逆ＤＣブラシ型サーボモータである。好適なサーボ
モータ１２４は、 Galilから入手可能なＮ２３−５４−
１０００ラウンドケーブル・サーボモータである。サー
ボモータ１２４に対する２４Ｖの直流信号が同じ電源
（図示せず）と上述したサーボ増幅器（図示せず）によ
って生成される。モータシャフト２２２は、図５に示す
ように、内壁２１４を越えて直線状のベアリング１２２
の下方の点まで延びている。シャフト２２２は、駆動プ
ーリ２２４を支持し、該プーリ２２４は該プーリ２２４
と係合する歯車付のタイミングベルト２２６を駆動す
る。好適なタイミング・ベルト２２６は、ＸＬシリーズ
のタイミング・ベルトである。走査支持フレーム１１６
の反対側にあるアイドル・プーリ２２７は、モータシャ
フト２２２がベルト２２６を移動させるとき回転させる
ため取り付けられている。走査装置１１０は、ベルト２
２６とともに前後移動をさせるため歯の付いたクランプ
バー２２８によりベルト２２６に取付けられている。

【００３３】モータの動作によりベルト２２６が前後移
動すると、サーボモータ１２４に取り付けられたエンコ
ーダ２３０は、４０００カウント／回転の分解能で、モ
ータの回転を監視する。エンコーダ２３０は、サーボモ
ータ１２４の位置と回転方向に関する情報を伝える１対
のタイミング信号を生成する直角位相エンコーダ（Ｐｈ
ａｓｅ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｅｎｃｏｄｅｒ）であ
る。

【００３４】第１のコンピュータ１３０のセットアップ
時、ホーム・ポジションは走査装置１１０をリミット・
スイッチ２３２に移動させることにより見つけられ、走
査装置１１０の位置はこのホームポジションと関連させ
て決定される。サーボモータ１２４が走査装置１１０を
前後に駆動するにつれ、走査装置１１０は鋼ストリップ
１２の位置と形状を更新する各データ信号を発生する。
これらの各データ信号とともに、放射源１１２と光検出
器１２０を動作させる電源信号も、直線状のベアリング
１２２に沿って、走査装置１１０の位置にかかわりな
く、走査装置１１０に達するのに十分な長さの多芯伸縮
自在巻線ケーブル（ｍｕｌｉ−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｒ
ｅｔｒａｃｔｉｂｌｅ ｃｏｉｌｅｄ ｃａｂｌｅ）２
４０により移動走査装置１１０に結合される。

【００３５】制御プログラム 図６および図７は、第１のコンピュータ１３０がストリ
ップ１２の横断面形状又はプロファイルの監視を実行す
る各ステップを示すフローチャートを示す。ネットワー
ク上の両コンピュータ１３０，１４０に対する好適な制
御プログラムは、マイクロソフト社のＱｕｉｃｋＢａｓ
ｉｃでプログラムされている。第２のコンピュータ１４
０は、第１のコンピュータ１３０に対しスレーブとして
動作するので、第２のコンピュータ１４０で実行される
制御プログラムは、先ず、ディスプレイ１４４を更新し
て、データが利用可能かどうか調べるため定期的に第１
のコンピュータ１３０をチェックする。

【００３６】図６および図７のフローチャートの第１ス
テップ３００で、コンピュータ１３０に電源が投入さ
れ、自己診断（ｓｅｌｆ−ｔｅｓｔ）を実行する。ステ
ップ３０２でコンピュータ１３０は、ネットワーク通信
とレーザ・インタフェース・ボード２４４（図３）を初
期化して、最初の即座の画面がディスプレイ１３４に表
示される。レーザ・インタフェース・ボード２４４は、
図３に示すように、ケーブル２４０により走査装置１１
０に結合されている。好適なレーザ・インタフェース・
ボード２４４は、１３０KHz の１６チャネルのＡ／Ｄコ
ンバータ、３つのカウンタ、および８つのＤＩＯを備え
たComputer Boards Inc.製のＣＩＯ−ＤＡＳ１６／ｊｒ
である。ステップ３０４で、コンピュータ１３０は、ス
トリップ１２を横切って走査装置１１０を前後に移動し
てその走査を開始するためにオペレータからのキーボー
ド入力を待つ。オペレータが一旦コンピュータ１３０に
走査を開始するように信号で通知すると、コンピュータ
１３０は、走査装置１１０のレーザ源１１２をオンにす
るコマンドを出す。

【００３７】次に、コンピュータ１３０は、図３に示す
ように、サーボモータ１２４に結合されたサーボ・モー
ション・コントローラ２４２を初期化するためにステッ
プ３０６のルーチンを実行し、モーション・コントロー
ラ２４２がサーボモータ１２４を付勢させて、走査装置
１１０をリミット・スイッチ２３２により規定されるホ
ーム・ポジションに移動させる。リミット・スイッチ位
置に到達すると、モーション・コントローラ２４２はコ
ンピュータ１３０に通知して、コンピュータ１３０は、
モーション・コントローラ２４２の３２ビット位置レジ
スタをゼロにして応答する。３２ビット位置レジスタ
は、ストリップ１２に対する走査装置１１０の位置を示
すために用いられる。コンピュータ１３０は、リミット
・スイッチ位置に対しあらかじめ規定された位置であ
り、リミット・スイッチ２３２の位置とストリップ１２
の近い方のエッジ２００の間に位置している駐留位置に
走査装置１１０を移動させる。ステップ３０８でコンピ
ュータ１３０は、リモート・コンピュータ１４０に利用
しうるデータがないことを信号で通知するため、メモリ
のビットをクリアして、システムのオンライン・メッセ
ージを表示することをリモート・コンピュータ１４０に
命令する。

【００３８】好適なモーション・コントローラ２４２
は、Animatics から入手可能なＡ５１００単軸モーショ
ン・コントローラである。モーション・コントローラ２
４２は、コンピュータ１３０のＩＳＡバスとインタフェ
ースし、コンピュータ１３０により開始された一連のコ
マンドを実行し、コンピュータ１３０によって走査装置
１１０からの格納用のデータを収集する。

【００３９】ステップ３１０でコンピュータ１３０は、
モーション・コントローラ２４２に直線状のベアリング
１２２に沿ってストリップ１２の遠い方のエッジ２０２
に向って走査装置１１０を移動させるように命令する。
ステップ３１２でコンピュータは、サンプル数、最小の
ストリップ位置、最大のストリップ位置、および平均の
ストリップ位置に対するデータ変数を初期化する。サン
プル数は、電流走査のためにとられた距離測定の数を示
すのに用いられる。最小のストリップ位置、最大のスト
リップ位置、および平均のストリップ位置は、電流走査
によりストリップ１２を監視するにあたって走査装置１
１０により測定される最小距離、最大距離、平均距離を
示すのに用いられる。これらの変数は、走査装置１１０
によりストリップ１２が監視されるにつれて適切に更新
される。

【００４０】ステップ３１４でコンピュータ１３０は、
有効な読み出しをするため走査装置１１０からの戻り信
号を監視する。有効な読み出しは、レーザがストリップ
１２の近い方のエッジ２００に到達したとき得られ、そ
のとき、レーザ・インタフェース・ボード２４４上のＤ
／Ａコンバータがレーザからストリップ１２までの距離
Ｄに対応するレーザデータの捕獲を開始する。コンピュ
ータ１３０はまたモーション・コントローラ２４２の３
２ビット位置レジスタからモータのオリエンテーション
データを捕獲し、この位置データをインチに変換する。
近い方のエッジ２００の位置と対応する距離のデータ
は、一緒にステップ３１６でデータアレーとしてともに
格納される。

【００４１】ステップ３２０でコンピュータ１３０は、
走査装置１１０がコンピュータ１３０によって監視され
た先の測定から少くとも約０．２９cm（０．１１４イン
チ）移動するまで待つ。走査装置１１０が一旦ストリッ
プ１２の上にあり、データを収集すると、コンピュータ
１３０は、ステップ３２４でストリップ１２の遠い方の
エッジ２０２が検出されるまで、ステップ３２２で位置
および走査データの収集と格納を続ける。これは、走査
装置１１０がストリップ１２の遠い方のエッジ２０２を
越えて移動した結果、走査装置１１０からのデータがも
はや有効でないとき生じる。

【００４２】走査装置１１０が遠い方のエッジ２０２を
越えて移動した後、コンピュータ１３０は、モーション
・コントローラ２４２にステップ３２６で走査装置を減
速して停止するように命令する。格納された走査データ
は、走査装置１１０が減速して停止すると処理される。
この処理には、すべてのストリップの平均距離（すべて
のストリップ距離の平均値）、最小および最大ストリッ
プ距離、最小および最大ストリップ距離に基づく最大偏
差、ストリップ１２の幅、および各エッジ２００，２０
２でのストリップの高さの計算が含まれる。走査データ
から得たストリップ１２の形状の図式的な表示に加えて
このデータがステップ３３０でローカル・ディスプレイ
１３４に表示される。表示データは、コンピュータのＲ
ＡＭ仮想ディスクにも書き込まれ、第２のコンピュータ
１４０などのネットワーク１４２上の他のコンピュータ
に、ネットワーク１４２上でデータの転送の準備ができ
ていることを通知するため、ステップ３３２で信号ビッ
トをセットする。ストリップ１２に亘っての相次ぐ連続
的な走査をするため第１のコンピュータ１３０がこのデ
ータの上書きをすることを指示するため、第２のコンピ
ュータ１４０がデータを読み出した後、第２のコンピュ
ータ１４０がこのビットをクリアする。データ処理サイ
クルは、走査装置１１０が減速して停止したとき完了す
る。ステップ３４０〜３４９でステップ３１０〜３３２
と同様に逆方向走査が実行される。簡単に言うと、逆方
向走査は、近い方のエッジ２００への移動を開始するこ
とをコンピュータ１３０がモーション・コントローラ２
４２に命令することによって開始して、走査装置１１０
が近い方のエッジ２００を越えて移動するまで、コンピ
ュータ１３０は位置および距離のデータの収集を続け
る。次に、コンピュータ１３０は、ディスプレイ１３４
にこの逆方向走査に対するストリップのプロファイルデ
ータを表示する。逆走査が完了すると、コンピュータ１
３０は、走査数をインクリメントして、ステップ３５０
で走査数が該システムが再校正されるべきことを示して
いるかどうかを判定する。もしそうなら、コンピュータ
１３０はステップ３０６に進み、そうでなければ、コン
ピュータ１３０はステップ３１０に進む。

【００４３】オペレータは、コンピュータ１３０または
１４０のキーボード上のキーを押して走査処理をシャッ
トダウンすることができる。このシャットダウン初期化
は、各コンピュータ１３０，１４０により定期的にチェ
ックされる。もしオペレータが走査処理をシャットダウ
ンすると、コンピュータ１３０，１４０の両方はそれら
の出力側に適切なメッセージを表示する。これはシャッ
トダウン・シーケンスを開始するよう他のコンピュータ
に通知する適切なメモリビットをセットするコンピュー
タ１３０又は１４０により達成される。走査処理をシャ
ットダウンすると、コンピュータ１３０は、走査装置を
ホーム・ポジションに移動させて、走査装置１１０とサ
ーボモータ１２４の電源をオフにする。

【００４４】ストリップのプロファイル（Ｓｔｒｉｐ
Ｐｒｏｆｉｌｅ） 図８と図９は、ディスプレイ１３４，１４４に表示され
る２つの代表的なプロファイルを示す。図８のディスプ
レイに示されたプロファイルは、より均一なストリップ
形状を得るため修正ステップを講じなければならないこ
とを示している。図９のディスプレイに示されたプロフ
ァイルは、比較的均一な被覆により適切にメッキされた
比較的平らなストリップに対応する。

【００４５】図６および図７のステップ３３０と３４８
でコンピュータ１３０は、ディスプレイのＹ軸に沿った
中間点として用いられるストリップの平均距離を計算す
る。表示されたすべての座標は、ストリップの平均距離
に関連しており、インチで表示される。走査データを表
示、および／またはロギングする他の寸法と構成も用い
ることができる。さらに、１台以上のコンピュータをネ
ットワーク１４２を経由してデータ収集コンピュータに
接続して、他の１台以上のコンピュータを後で解析する
ための収集されたデータの履歴の格納に用いることがで
きる。

【００４６】ストリップのプロファイルの定期的な監視
に基づき、オペレータは、平坦度の偏差を補償するため
にレベラー３４をマニュアルで調整することができる。
このようにストリップ形状の相対的な平坦度の監視と制
御により、鋼のストリップが比較的より均一になるよう
に被覆重量分布を保証し、過剰被覆スチールからの浪費
に加えて被覆されていないスチールでのいかなるスクラ
ップをも最小化しうる。

【００４７】他の実施例では、レベラー３４は、ストリ
ップのプロファイルデータに基づきコンピュータ１３０
により自動的に制御されうる。プログラマブル・ロジッ
ク・コントローラが、コンピュータ１３０とレベラー３
４に結合され、コンピュータ１３０は、レベラー３４を
制御するため、デジタル制御信号をプログラマブル・ロ
ジック・コントローラに転送する。プログラマブル・ロ
ジック・コントローラは、ストリップの平坦度を制御す
るにあたり、レベラー３４のフラットナ（ｆｌａｔｔｅ
ｎｅｒ）のロール位置を調節するため適切なアナログ信
号を発生できる。プログラマブル・ロジック・コントロ
ーラへの好適なインタフェースは、２チャネルのＤ／Ａ
アナログ出力を持つComputer-Boards Inc.のＣＩＯ−Ｄ
ＡＣ０２である。さらに別の実施例では、コンピュータ
１３０は、ストリップ１２の片面あるいは両面にメッキ
された被覆量を調節するため制御信号をメッキ部５０へ
転送することができる。コンピュータ１３０は、ストリ
ップ１２の走査部分の片面あるいは両面にメッキされた
被覆量を制御するため、ストリップのプロファイルデー
タに基づきこれらの制御信号を発生することができる。

【００４８】本発明は、ある程度の特殊性をもって記述
されている。しかしながら、本発明は特許請求の範囲の
精神または範疇の範囲内で如何なる変形例や変更例をも
含むものとして理解されるべきである。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、ストリップの形状が所
望の形状から外れていれば、該ストリップの形状を自動
的に調整することができ、該ストリップに被覆された被
覆厚の過不足をもなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸長された鋼のストリップに被覆を施すための
鋼のストリップのメッキラインの概略を示す図（その
１）である。

【図２】伸長された鋼のストリップに被覆を施すための
鋼のストリップのメッキラインの概略を示す図（その
２）である。

【図３】本発明により構成されたストリップ形状の監視
ステーションの概略を示す図である。

【図４】ストリップに亘って前後に走査移動するレーザ
を実装するための構成を示す部分的な正断面図である。

【図５】ストリップから反射された放射ビームが光検出
器により監視されるとき、鋼のストリップを横切ってレ
ーザビーム照射装置を前後に走査させるための構成を示
す透視図である。

【図６】プログラマブル・コントローラの指示と制御の
もとで走査ステーションによってもたらされる走査プロ
セスを示すフローチャート（その１）である。

【図７】プログラマブル・コントローラの指示と制御の
もとで走査ステーションによってもたらされる走査プロ
セスを示すフローチャート（その２）である。

【図８】オペレータにストリップ形状を監視させうるよ
うな、プログラマブル・コントローラからの代表的な可
視的出力を示す図（その１）である。

【図９】オペレータにストリップ形状を監視させうるよ
うな、プログラマブル・コントローラからの代表的な可
視的出力を示す図（その２）である。

【符号の説明】

１０…メッキライン １２…ストリップ １６…入力ステーション ２６…溶接機 ３２…第１の垂直蓄積装置 ３４…テンション・レベラー ４０…洗浄部 ５０…メッキ部 ５３…被覆重量ゲージ ５４…表面研磨器 ５６…第２の垂直蓄積装置 ５８…出口部 １００…ストリップ形状検査部 １１０…走査装置 １１２…放射源 １１４…放射ビーム １１６…走査装置支持フレーム １１８…ストリップの表面 １２０…光検出器 １２２…直線状ベアリング １２４…走査サーボモータ １３０…第１のコンピュータ １３４…ディスプレイ １４０…第２のコンピュータ １４２…コンピュータ・ネットワーク ２３０…エンコーダ ２３２…リミット・スイッチ ２４２…モーション・コントローラ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ストリップの移動径路に沿ってス
   トリップ材料を移動させる駆動装置と、 （ｂ）該ストリップ表面へ放射ビームを照射する放射源
   および該ストリップ表面から反射された放射ビームを監
   視する光検出器を含む走査装置と、 （ｃ）ストリップの幅にわたる直線状の移動径路に沿っ
   て前後移動する該走査装置を支持する直線状のベアリン
   グと、 （ｄ）該放射源が該ストリップへ放射ビームを照射し該
   光検出器が戻り放射ビームを監視するにつれて、直線状
   の移動径路に沿って該走査装置を移動させるため該走査
   装置に結合されたモータと、 （ｅ）該光検出器により検出されたプロファイルデータ
   を格納するメモリと、 （ｆ）該格納されたプロファイルデータに基づき該スト
   リップのプロファイルを視覚的に指示するディスプレイ
   と、を備えることを特徴とする、移動ストリップを監視
   する装置。
2. 【請求項２】 該メモリおよび該ディスプレイは、該走
   査装置と該走査装置の移動を制御する該モータとに結合
   されたコンピュータ・インタフェースを有するデータ収
   集用コンピュータの一部を構成する、請求項１に記載の
   監視装置。
3. 【請求項３】 該コンピュータ・インタフェースは、該
   モータの付勢を制御するモーション・コントローラと該
   光検出器からのデータを収集する回路とを備え、該デー
   タ収集用コンピュータは、該ストリップに対する該走査
   装置の位置に対応する位置データを用いて該メモリ内に
   該プロファイルデータを格納する、請求項２に記載の監
   視装置。
4. 【請求項４】 データを転送するための通信リンクによ
   り該データ収集用コンピュータに結合されたコンピュー
   タ・ワークステーションを備える、請求項２に記載の監
   視装置。
5. 【請求項５】 該ストリップの幅を横切って該モータが
   該走査装置を前後移動させるにつれて、該走査装置の位
   置に関連した各信号を供給するエンコーダを備える、請
   求項１に記載の監視装置。
6. 【請求項６】 該ストリップは鋼のストリップであっ
   て、該データ収集用コンピュータは、該光検出器により
   該ストリップが監視される前に、該鋼のストリップの形
   状を調節するための鋼形成用装置と連絡するインタフェ
   ースを備える、請求項２に記載の監視装置。
7. 【請求項７】 （ａ）ストリップの移動径路に沿ってス
   トリップ材料を移動させるステップと、 （ｂ）該ストリップ表面の時間的変化部分に放射ビーム
   を照射させかつ反射させるため、該ストリップの幅を横
   切って放射源と検出器を前後移動させるステップと、 （ｃ）該ストリップの表面を横切って該放射ビームが掃
   引するにつれて、該ストリップの表面から反射され、か
   つ該ストリップ表面の形状を決定するために該検出器で
   検知される放射ビームを監視するステップと、 （ｄ）視覚的に認識可能な該ストリップ表面の形状プロ
   ファイルを提供するステップと、を備えることを特徴と
   する移動ストリップを監視する方法。
8. 【請求項８】 決定されたストリップ表面の形状に基づ
   きストリップの形状を調節するステップを備える、請求
   項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 該ストリップの移動径路に沿って配置さ
   れた１台以上のワークステーションにデータを転送する
   ことにより複数位置で視覚的に認識可能なストリップ表
   面の形状プロファイルを表示するステップを備える、請
   求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 該放射源と該検出器は該ストリップの
    移動径路にほぼ垂直な方向に移動するステップを備え
    る、請求項７に記載の方法。
11. 【請求項１１】 （ａ）ストリップの移動径路に沿って
    鋼のストリップ材料を移動させる駆動装置と、 （ｂ）ストリップ成形部とストリップメッキ部とを形成
    する系と、 （ｃ）該ストリップの移動径路に沿って該ストリップ成
    形部と該ストリップメッキ部との間に位置しており、該
    ストリップ表面へ放射ビームを照射する放射源と該スト
    リップ表面から反射された放射ビームを監視する光検出
    器とを含む走査装置と、 （ｄ）該ストリップの幅にわたる直線状の移動径路に沿
    って前後移動する該走査装置を支持する直線状のベアリ
    ングと、 （ｅ）該放射源が該ストリップへ該放射ビームを照射し
    該光検出器が戻り放射ビームを監視するにつれて、直線
    状の移動径路に沿って該走査装置を移動させるための該
    走査装置に結合されたモータと、 （ｆ）該光検出器で検出される放射ビームで示されるよ
    うに、該放射源からの放射ビームが鋼のストリップ表面
    に照射する各座標位置に対応するコンピュータ・メモリ
    内の複数のデータ値を格納するデータ収集用コンピュー
    タと、 （ｇ）該格納されたデータ値に基づき該ストリップの形
    状を視覚的に表示するコンピュータ・ディスプレイと、 （ｈ）該ストリップを横切って該走査装置を前後に走査
    させ、該鋼のストリップ形状に対応する該走査装置から
    のデータを収集させる、該モータと該走査装置に結合さ
    れたコンピュータ・インタフェースと、を備えることを
    特徴とする、鋼のストリップのメッキ工程を監視する装
    置。
12. 【請求項１２】 該コンピュータ・インタフェースは該
    ストリップ成形部の動作を制御する系を備える、請求項
    １１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 該ストリップの形状を監視する別のコ
    ンピュータを含むメッキ監視部をさらに備え、該データ
    収集用コンピュータと該別のコンピュータとの間でデー
    タを前後に転送するネットワーク系をさらに備える、請
    求項１１に記載の装置。
14. 【請求項１４】 該データ収集用コンピュータは該スト
    リップの形状に対応するデータが収集されたことを該別
    のコンピュータに通知する通信インタフェースを備え、
    該別のコンピュータは該データが利用可能かどうか決定
    するために該データ収集用コンピュータからのデータを
    定期的に監視する、請求項１３に記載の装置。