JPS60102505A - 薄板の幅測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）技術分野 この発明は圧延工程を経た薄鋼板などの薄板状移動体の
幅をイメージセンサカメラを用いて測定する装置に関す
る。

ｔｂ＋従来技術とその欠点 圧延設備を通過した薄鋼板の走行中の幅測定は、薄鋼板
の走行速度が時速数十キロメートルで非常に速く、上下
のおどりが激しく、左右の蛇行も相当あるため極めて難
しい問題である。厚板の幅測定等に利用され、板の側面
に光や音波等をあて、その反射をとる測定方式は、薄板
の幅測定に対しては板が薄いため殆ど通用不可能である
。そこで、薄板の幅測定を行うのに現在実用されている
唯一の方式は、第７図に示すようなバンクライト方式で
ある。この方式では、ローラテーブル３５に載置されζ
いる板３０のすぐ下に蛍光灯のような長い下部光源３１
を設け、上方に光を照射する。この光を、板の上方で回
転スリット３２を介して電子増倍管３３で受光すると板
３０の端の影の位置を検知出来るわけで１、この両端の
位置を検知して板３０の幅を測定することが可能になる
。しかしながら、この方式は次の欠点を持っζいる。

（１）測定器を板３０のパスラインの真上高い位置に設
置しなくてはならないことから、工場の諸震動の影響か
ら逃げるために丈夫な大きな取付架台が必要になり、こ
のための費用が非常に嵩む。

（２）光源に拡散光を使っているので板の上下動による
誤差をＭＧノるためには板端の真上の狭い範囲に測定器
を設ける必要があり、かつ測定器の視野Ｓを極めて狭く
しないと十分な精度がｉＭられない。そのため扱３０の
幅に応じてモータ３４を駆動する等して測定器のリセッ
ティングが必要であり、さらに蛇行の酷いときには自動
的にモータ３４を駆動側ｆａｌｌ　ｂで測定器の位置を
板端に追尾させなくてはならず、このリセソテングおよ
び追尾に高い精度を要求されるので、その費用も嵩む。

（３）測定装置のセンサ部が天井の高所にあるため保守
に不便なのは勿論、そのための足場およびそれに対する
安全対策も構しておかなければならない。

また、これとは別の方法として測定物体が赤熱発光して
いるときに限って、その熱線を検出して、その物体の寸
法を測る方式も発表はされているが、輝度差２表面のス
ケール、周囲の熱等の影響で誤差が大きく殆ど実用され
ていない。

＋ｃ＋発明の目的 この発明の目的は、上記の諸欠点を除去し、高速で走行
する薄板の幅を精度よく測定するこ占の出来る装置を提
供することにある。

［ｄ）発明のＩＭ成 第１図はこの発明の詳細な説明する図である。

今、イメージセンサカメラＭで物体ＡＢを写すと・その
像がａｂとなり、さらにＡＢ上のＰの位置に光スボソ１
−または影があれば、そのＰの位置がａｂ上のｐの位置
に写し出される。また第１図（Ｂ）に示す配置において
もＡ’Ｂ’の像は、イメージセンサカメラＭ′において
ａ’ｂ’となり、Ｐ′の位置に光スポットまたは影があ
れば、その位置はａ’ｂ’のＰ′の位置に写しだされる
。

従ってａｂ、ａ′ｂ’に沿わせてイメージセンサカメラ
Ｍ、Ｍ′を設け、ｐ、ｐ’がそのイメージセンサの何ヒ
ツト目にあるかを計測ずれば、ＡＢ上のＰの位置および
Ａ′Ｂ′上のＰ′の位置を測定することができる。

ところで以」二の測定が正確に行われるためには１）、
＋）′がＡＩ３直線上またはＡ′Ｂ′直線上になりれば
ならない。Ｐ、ｌ〕′の位置がこの直線上を外れると正
Ｇ「な測定を行うことが出来ない。例えば、αβ線上、
α゛β′β′線上位置は正確に測定することが出来ず、
γδ線上、γ′δ′線−ヒでは、全く測定することが出
来ない。一方、薄１反のＩＭを測定するために、第１図
（Ｃ）に示すように、薄板の上方に光源Ｓを配置し、そ
の両端部Ｅｌ、Ｅ２をイメージセンサ力、ＪうＭｌ、Ｎ
２で測定しようとすると、上記第１図（Ａ）、（１３）
と同様の理由からＩヱ１．Ｅ２がＸｌＸ２Ｊ二に無し」
れば、その正確な４１．１１定は不可能である。すなわ
ち、Ｅｌ、Ｆ、２が直線ＸｌＸ２上に有るＩ？ｊｌは、
その位置を正確に測定することができる。しかし、Ｅｌ
がＥビまたはＥｌ“、Ｅ２がＥ２’またはＬ３２“の直
線Ｘ　Ｉ　Ｘ’２を外れた位置にくると、正確な測定は
もはやできなくなってしまう。すなわち、第１図（Ｃ）
に示す方法で薄板の１陥測定を行おうとすると、Ｅｌ、
Ｅ２がＸｌＸ２１になげればその幅測定を行うことがで
きない。したがって」二下に始終踊っている薄板をこの
方法で正確にょ１１定しようとすることは不可能である
。

本発明は第１図（Ｄ）に示すように薄板りの左右両端部
」二方に薄板の面に垂直に平行光線を照射する光源Ｎｌ
、Ｎ２を配置し、また薄Ｆｉ、Ｄの下方に光の反射板Ｚ
を配置し、反射板Ｚがらの反射光をイメージセンサカメ
ラＭｌ、Ｍ２で受光するように構成したものである。こ
のように構成するごとによって薄板りのＫｌ、に２が」
二下に動いてＫｌｋｌ、に２に２の距離が変化しても、
Ｎｌ、Ｎ２の投光する光が完全な平行光線であればＺｌ
。

Ｚ２方向（水平方向）のＫｌ、に２の位置が変わらない
限りｋｌ、に２の位置は変化しない。すなわち、ｋｌ、
に２の位置の計測値はとりもなおさずＫｌ、に２のＺｌ
、Ｚ２方向の位置を正確に表すことになる。このように
、光源Ｎｌ、Ｎ２からの完全な平行光線を薄板りの両端
部に当て、反射板Ｚからの反射光をイメージセンサカメ
ラＭ１゜Ｍ２で受光することによって薄４ｆｉＤが１−
下に踊りながら進行してもＫ　Ｉ　Ｋ　２の長さを正確
に測定することができる。

なお、反則板Ｚは正反射せず、乱反射をする反ＡＪ　４
５、例えば白色ペンキを塗った板等が使用される。

第２図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明のより詳しい構成を示
す図である。第２図において薄板１の上方に、その左端
部および右端部周辺に平行光線を照射する光源２，３が
配置され、また薄板ｌの左右αＩｌ１部周辺の下方に反
射板４，５が配置される。

また斜め上方にイメージセンサカメラ６．７が配置され
る。薄板ｌは矢印入方向に走行し、上記反射板４．５と
の間隔はほぼＩ］に保たれている。なお、この場合Ｈは
可能な限り小さくする。光源２．３からの平行光線は薄
板ｌの左右両端の影をそれぞれ反射板４．５の上に落と
し、イメージセンサカメラ６．７はその影の位置を検知
し、計数器８．９はそれぞれイメージセンサカメラ６，
７の受光信号よりＬ２．Ｌ３を実質的にｄ１数する。演
算器１０ば、計数器８，９からの出力と、基準値として
与えられる反射板４．５上のそれぞれＬ　２＝０．Ｌ３
＝Ｏの２点の幅Ｌ［とに基づいて、Ｌ＝Ｌ１−　（Ｌ２
＋Ｌ３）を実質的に演算して薄板ｌの幅りをめる。表示
器１１は演算器１０でめた薄板１の幅りを表示する。

以上の構成において、反射板４，５上の薄板１の端部の
影の位置は、光源２．３から照射される光束が平行であ
るために、板の」二下動が余り大きくない限り薄板１の
端から反射板４，５に下した垂線の位置、ずなわち図の
Ｌ２．Ｌ３の位置になる。したがって、計数器８．９の
計数出力は上記間隔Ｌ２．Ｌ３に対応する値となり、薄
板１と反射板４．５との間隔Ｈが変動してもその変動が
余り大きくない限り演算器１０による幅りがめられるこ
とになる。

ところで上記の構成において光源２，３から投射される
光線を完全な平行光線にすることは実際」二困ｎである
。

今、第３図において ｌ、：光源 Ｌｌ、Ｌｌ光源の両端 １３　：ン■板 Ｅ：薄板の端１Ｓ１（ ｒ？：反射板 Ｅ′：反射板上へ薄体の端部Ｅから引いた垂線Ｅ〃：反
射板Ｒ上における端部Ｅの影の滲みの端 （１，２とＩＥとを結んだ線の延長と反射板Ｒとの交点
。Ｅ〃より左方は面形とな る。） 八Ｘ　：　ＥｔｔとＥ′との間隔 とした場合、 光源１．の投射する光が完全に平行光線であれば光はＥ
′より左方には入らないわりでＥ′のところが影の端に
なるはずであるが、完全な平行光線でばないためにＥ′
より左方に光が入っ°ζいき、だんだん弱くはなるが、
Ｅ〃まで光が滲んでいく。この滲んでいく間隔ΔＸが測
定誤差の原因となる。ΔＸが小さい程この誤差は小さく
ΔＸが大きい程この誤差は大きくなる。

ΔＸを小さくするには、 （１）光源りと薄板Ｂとの距離を大きくする。

（２１）Ｗ坂１３と反射板Ｒとを近づける。

（３）光源ｌ、の投射光を平行光線に近づける。

（４）光源１．の大きさを小さくする。（Ｌ　Ｉ　Ｌ　
２を小さくする。） のそれぞれを実施すればよい。ところが、このうち光源
を小さくすると測定範囲もそれに応じて狭くなってしま
う。そこで誤差を小さくし、且つ測定範囲を広くするた
めには光源を次のように構成すればよい。

すなわら、光源を薄板に平行に一直線に配列させた複数
の光源部で構成し、薄板の両端部直上の光源部のみを点
灯するようにする。このようにすることによって薄板を
測定している距離、ずなわら第３図σ月尤の位置に応じ
てそのＩＫの直上の唯一の光源だりが点灯し、その他は
消灯するためにΔＸを人きくするごとなく測定範囲を広
げることができる。

（ｃｌ実施例 第４図はこの発明の実施例である幅測定装置の各部分の
位置関係図である。平行光線を照射する光源２としては
、例えば薄板に平行に一直線に配列した複数個のスポッ
トライ；・を使用し、複数個のスポットライトの内、板
端部の直上にあるｌケたりを点灯するように制御する。

本実施例でば３１１１ｉ１のスポットライｌ−Ｌ　１〜
Ｌ３を配置している。

また、反射板２０ば薄板ｌの最大幅よりも長く、かつ表
面に反射をよくする白色塗料を塗布したものを使用する
。イメージセンサカメラ６はセンサ素子６０および光学
系レンズ６１を含み、センサ素子６０は、その受光面が
反射光の結像位置に沿うように光軸に垂直な面Ｓに対し
角度θにて斜めに設置されている。このようにすること
によって所謂１あおり」を利用して、測定範囲を拡大す
ることが出来る。なお、イメージセンサカメラ６は薄板
１の端部から１メートル０；１後離れた斜め上刃に設置
される。第５図はセンサ素子Ｇｏの受光状態の−・例を
示す図である。図において間隔ｗ１は第４図の幅Ｌ２に
対応する。薄板１が矢印Ｂ方向に移動すれば間隔Ｗ１は
狭くなり、Ｃ方向に移動すれば間隔Ｗ１は広くなる。ま
た、薄板１の左端部に配置したイメージセンサカメラ（
図示せず）のセンサ受光面では、移動体１が矢印Ｂ方向
に移動すれば幅Ｗｌは広くなり、矢印Ｃ方向に移動すれ
ば幅Ｗ１は狭くなる。

第６図は上記反射板２０からの反射信号より長さを計測
し、さらにその結果から薄板ｌの幅をめる装置のゾロツ
ク図を示す。

図において、センサ素子６０からの信号はシフ１−レジ
スタ６２に入力し、発振器６３のタイミングによりカウ
ンタ６４およびサンプルボールド回路６５に導かれる。

コンパレータ回路６６はサンプルボールドされた信号と
一定の茫準しヘルとを比較し、＆準しヘル以上の信号、
ずなわぢ明の部分に対応する信号のあるときにはハイ信
号を、また一定の基準レベル以下の信号、ずなわう暗の
部分に対比、する信号に対してはロー信号を出力する。

第７図にコンパレータ出力ａの波形の一例を示す。図に
おいＣ、パルス幅Ｗ１′は第５図の間隔Ｗｌに対応し、
パルス幅Ｗ２′は第５図の間隔Ｗ２に対応する。カウン
タ６４は、コンパレータ出力信号ａのＷ１’ゲート信号
としζその期間のシフトレジスタ出力を計数する。薄板
１の右側に配置されるセンザ部Ｓ　Ｒでは以上の構成に
よって、カウンタ６４の出力として幅Ｌ２に対応するパ
ルス幅Ｗｌ’の計数値を得る。また、同様にして薄板１
の左側部に配置されるセンザ部ＳＬでは、カウンタ７２
によって幅Ｌ３に対応するパルス幅Ｗｌ′のｎ１数値を
得る。

加算器６６は上記カウンタ６４□　７２のそれぞれの計
数値を加算する。また、減算器６７は幅Ｌｌにり・ｌ　
Ｉ＋６する一定の値Ｋから上記加算結果を減じて表示器
６８に出力する。

以上の構成によって、加算器６６および減算器６７でＬ
＝Ｌｌ−（Ｌ２＋Ｌ３）の演算が実質的に行われること
になるため、表示器６８にば常に薄板１の幅りに相当す
る値が表示されるようになる。

以上の実施例では、薄板１０幅を反射板２０がらの反射
信号より長さを計数するごとによってめるようにしたが
、第５図に示すように暗部の幅Ｗ２は反射板２０に対す
る薄板１の晶さＨｌに対応する間隔となるため、この幅
ｗ２の期間での発振出力を計数することによって幅ｗ２
、すなわち高さ）１１に対応する値も得ることが可能で
ある。

なお、本実施例において、例えば−っのスポットライト
の【」径を３０龍φとし、２ｍ上方から投光し、さらに
薄板と反射板との間隔を１００＋＋ａにすると、薄板が
５０鰭位踊ったとき、実際のエラーは０．３〜０．４龍
位に押えることができる。また、上記の平行光線は実際
には完全な理想的な平行光線でないために、上記の測定
では薄板Ｉと反射板２０との間隔Ｈｌが変化すれば、■
、■およびＬ２にもそれに応じた誤差が生ずるが、上記
の暗部の幅Ｗ２を利用して、この誤差をある程度補正出
来るので、特に精度の高い測定を要求される場合には、
この？ｄｉ正を使用すればよい。

ｆｆ）発明の効果 以」二のようにこの発明によれば、 （１）測定器であるイメージセンサカメラは薄板の両端
部の斜め上方に設置すればよいので、測定器を大力部に
取イマ］りる必要のある従来のバンクライト方式を利用
する装置に比較して工場の諸震動の影響を回避すること
がはるかに容易である。

（２）　平行光線による影の位置の測定から板幅を計る
構成であるため、測定器の視野を特に絞る必要がない。

ずなわら視野を広げておけるために板幅によるリセッテ
ィングが不要である。したがって測定器は固定状態にし
ておけばよく、しかも測定精度が１−る。

（３）光源だけを天井部に設置し、測定器を含む制御盤
などの装置の主要部はすべて地上に設置出来るため、保
守、修理などに特別な配慮が不要であるなどのリノ果が
あり、薄板の測定分野において極めて自益な幅測定装置
を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明する図である。 第２図はこの発明の詳細な説明する図であり、同図（Ａ
）は薄板を正面から見たときの幅測定装置の配置図兼１
１ｊ路ブロック図であり、同図（１３）は薄板を」三方
から見たときの幅測定装置の配置図である。また第３図
は測定誤差を説明するための図である。 第４図はこの発明の実施例である幅測定装置の要部配置
図、第５図は同測定装置でのイメージセンサ受光面の受
光状態の一例を示す図、第６図は同幅測定装；ξの回路
ブロック図、第７図はコンパレータ出力波形図である。 また、第８図は従来の薄板幅測定装置の概略構成図であ
る。 ■−薄板、２．３−光源、４，５．２０−反射板、６．
７−−−イメージセンサカメラ、８．９−計数器、１〇
−演算Ｚ４゜ 出願人　三／ｊＪＬ］二業株式会社 代理人　弁理士　小森久夫 第３図 図面の浄書（内容ζこ変更なし） 第４図 ・；、８パ・ 手続ネＭｊＥ摺：　（方式） ％式％ １　事件の表示 昭和５８年特許願第２１０１９９号 ２　発明の名称 薄板の幅測定装置 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　横浜山中区かもめＩｌｌ’　４　Ｑ番地名称　三
波二［業株式会社 代表者　松本遠離 ４　代理人 住所　の５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番２
２号ｌ」進ビル７０２号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 川　搬送１／＆上を長手方向に走行する薄板の左右両端
   部の上刃に、薄板の面に垂直に平行光線を照射する光源
   を、前記両端部の下方に光の反射板を、また前記両端部
   の斜め上方にイメージセンサカメラを配置し、前記薄板
   が前記反射板に落とす前記平行光線による影の位置を、
   前記イメージセンサカメラ内のイメージセンサによって
   計測する手段と、その計測値と予め設定した基準値とに
   基づいて前記薄板の幅をめる演算手段と、を備えてなる
   薄板の幅測定装置。 （２）前記光源が薄板に平行に一直線に配列された複数
   の光源部からなり、薄板の両端部直上の光源部のみを点
   灯させるようにした特許請求の範囲第１項記載の薄板の
   幅測定装置。