JPS62185114A - 自動平坦度計測器 - 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】 （ｇＬ業上の利用分野） 本発明は、平板状被測定物の平坦度を正確にかつリアル
タイムで、手際良く測定する計測器に関すものである。

（従来の技術） 例えば造船、橋梁等に使用される厚鋼板（以下単に厚板
と称す）は、溶接されて目的の鋼構造物になるわけであ
るが、溶接する厚板の平坦度が悪いとうまく開先処理が
できなかったり、溶接時の段違い等、不良溶接の原因と
なる。このため高い信頼度が要求される部材への平坦度
要求は非常に厳しい。たとえば距離１５００ｍｍの間で
凹凸が１〜２ｍｍ以下であることが要求されるのも希れ
ではない。

一般に、厚板の凹凸、即ち平坦度を定量的に扱うには、
第４図に示す如く、凸部頂点間距離１（通常ピッチとい
いＰで表記する）と、最凹部落ち込み量２（通常波高値
といいＨと表記する）の２つの物理量及び又は、その組
み合せパラメータ（例えばＰ　／　Ｉ−１）で表現する
。

従って、厚板の平坦度計測は、このピッチＰと。

波高値ＩＩを計測することになるが、従来の計測法は、
第５図に示す如く、測定しようとする厚板３の上に、ス
トレッチャー４と呼ばれる直状体を配置し、ストレッチ
ャー４と厚板３とのすき間５に、スキ間ゲージを何回も
差し込んで波高値■１を、また、ス１−レッチャ−４と
厚板３との接触位置からピッチ１〕を求めていた。

このため、当然のことながら１回の測定にかなりの時間
と労力を要するうえ、ピッチＰの計ａ１１精度もかなり
粗くならざるを得なかった。

一方、提案されたものとしては、被測定物上に計ｉｌｌ
　Ｈ：＋を直接載置して計ａｌｌするものは無く、わず
かに実開昭５７−１５６８］０号公報に見られる如く、
ローラテーブル上を鋼板を移動させながらオンラインで
平坦度を計測する装置の提案がある。

しかるにこのものは搬送に伴う振動等の外乱により測定
１’＋１度が粗いという不具合が避けられないうえに装
置が大型になり投資額が増大する欠点を伴う。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、このような事情に鑑み任意の位置に移動が自
在で測定が進退にでき、かつ精度の高い平坦度３　ｔ’
　Ｋｌｉ　Ｐｕｂの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を有利に解決するためになされ
たものでその要旨とするところは平板法被ｄ１１１定物
上にｔＩ！置して測定する平坦度計測器であって、剛性
を有する直状体と、該直状体の長さ方向に等間隔に配置
した複数個の偏位計と１１汀記偏位計の初期値をセット
するプリセラ１ヘスイノチと、偏位工１から得られた信
号とプリセラ１〜値から平板状被測定物の平坦度を計算
する計算器を直状体に内蔵せしめて構成したことを特徴
とする自動平坦度肝／１１！Ｉ器に関するものである。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例にもとすき、更に詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例の外観を示す斜視図、第２図
は該実施例の電気系の構成を示すブロック図、第３ａ図
は第２図に示す計算器９の測定制御動作を示すフローチ
ャート、第３ｂ図は、該実施例での平坦度測定原理、す
なわち測定対象面の凹凸のピーク及びボトムの求め方を
示す説明図である。

第１図および第２図で６は計測器本体となる剛性を有す
る直状体である。　１ｌｌｌＩ定対象物が厚板の場合、
通常、その表面の平坦度評価はピッチ１５００ｍｍで行
うことが多いので、直状体６は、長さ２ｍとした。そし
て剛性をもたせたうえで、軽量化を図るために■聖断面
体としている。７は厚板との接触面にクラッドした耐摩
耗鋼で耐摩耗鋼の代りにセラミックをコーティングする
ことも直状体の保護として好ましいものである。８（８
８〜８ｔ）はこの直状体６の長さ方向に１０Ｏｎ＋ｍピ
ッチの等間隔に配置した偏位計であり、例えば差動トラ
ンス方式等のものが利用可能で合計２０個配置しである
。この差動トランス方式偏位計は、ａｌｌＩ定レンジが
１０　＋ｎ　＋ｎとかなり平坦度の悪いものも計測でき
るようにしであるが、測定レンジは被ａ１す宝物の内容
に合せて選択す、１シば良い。

９は直状体６に内蔵せしめた小型計算器であり、前記偏
位計８（８ａ〜８ｔ）からの（３号が久方される。そし
て、偏位（ｉｊ号に基づき、ピッチＰ、波高値Ｉ（及び
Ｐ／［（の値を小型計算器って求める。

１０　ａ　、　　ｌ　Ｏｂ　、　　１０　ｃは直状体に
内臓させたＬＥＤ　（発光ダイオード）表示器で、小型
計算器９で求めた前記平坦度値をリアルタイムに表示す
るものである。１１は、後で述べる、偏差計の初期セッ
トを与えるスイッチであり、１２は、小型計算器の電源
となるソーラー電池で、１３は把手である。

計算器９は、この例では、マイクロプロセッサ９ａを主
体に、インターフェイス９ｂ〜９ｃおよび電源回路９ｆ
で構成されている。

インターフェイス９ｂは、各偏差計８ａ〜８ｔを付勢す
る電気回路、偏差測定信号を増幅する回路およびアナロ
グ測定信号（増幅出力）を、偏差計対応で選択するアナ
ログゲート回路１逍択されたアナログ測定信号をデジタ
ルデータに変換するＡ／Ｄコンバータで構成されており
、マイクロプロセッサ９ａがアナログゲート制御データ
とＡ／Ｄ変換指示をこのインターフェイス９ｂに与えて
、インターフェイス９ｂが送り出すデジタルデータを取
込む。すなわち、１回（２０組のデータ）の偏差読取に
おいて、マイクロプロセッサ９ａは、偏差計８ａから順
次に偏差計８ｔまでを指定してデジタル変換をインター
フェイス９ｂに指示して、インターフェイス９ｂが出力
する偏差データを偏差計８ａ宛てのものから順次に取込
む。

インターフェイス９Ｃは、データセレクタおよびラッチ
で構成されており、このインターフェイス９ｃに、マイ
クロプロセッサ９ａが、表示器指示データと表示データ
を与える。インターフェイス９ｃは１表示器指示データ
で特定される出力ラッチに該表示データをラッチする。

マイクロプロセッサ９ａは、Ｐ表示データ、Ｈ表示デー
タおよびＰ　／　ｌ−１表示データを、それぞれ表示器
１０ａ。

１０ｂおよび１０ｃを指定してインターフェイス９Ｇに
与えろ。インターフェイス９Ｃは、Ｐ表示データを表示
器ＩＱａへの出力ラッチにセットし。

Ｉ（表示データを表示＠　１０１）への出力ラッチにセ
ットし、Ｐ／Ｈ表示データを表示器１０ｃへの出力ラッ
チにセラ１〜する。表示器１０ａ〜ｌＯｃは。

それぞれ４桁のキャラクタ（セグメント）ディスプレイ
、キャラクタデコーダおよびＬＥＤ表示付勢回路を備え
るものであり、表示データが示す数値およびアルファベ
ットキャラクタを表示する。

電源回路９ｆは、ソーラーな池１２によって充電される
充電回路（コンデンサを主体とする回路）および充電回
路の出力電圧を定電圧化して、計算器９およびその他の
電気回路要素に出力する定電圧回路で構成されている。

充電回路は、ソーラー電池１２への光が遮られても、か
なりの長期間の間、定電圧回路出力を所定レベル以上に
維持させる。

次に、このように構成した自動平坦度計ｉｎｌ器の動作
を第２図、第３ａ図および第３ｂ図を参照して詳述する
。

まず概要を説明すると、本計ａｌ’ｌ器を厚板の上に載
置することにより２０個の偏位計８ａ〜８ｔから得られ
た信号は、そのままでは、厚板３と直状体６との間隔を
示していない。そこで１本計６Ｉす器を使用する前に、
定盤へ持ってゆき、偏位計８ａ〜８ｔの初期値を、小形
計測器９内に記録しておく。この記録指令を出すのが、
プリセラ１−指令スイッチ１１である。通常の平坦度計
測では、プリセット指令で読も込んだ値を差し引いて高
精度距離計ａを行なうことができる。

このようにして得られた等間隔（Ｘｉ−Ｘｉヤ１２）の
、直状体６と厚板３との距離（Ｙｉ”Ｙｉ＋１２　）に
基づき、第３ｂ図に示すように順次４個ずつ組み合せて
これを３次式で近似し、ラグランシュの補間公式により
ピーク点１３ａ、１３ｂを、距離Ｙの変化率＝０からボ
トム点１４ａの位置と波高値Ｉ（を演算する。しかして
３次式の近似なので厚板凹凸の形状がピーク点（ボ１ヘ
ム点）に対して対象性を要求されることなくかつ、低次
の近似なので、演算処理時間も比較的早いという特徴が
ある。

次に第３ａ図を参照してマイクロプロセッサ９ａの動作
を説明する。電源がオン（ソーラー電池１２に光が当り
、電源回路９ｆの充電回路の電圧が所定値以上）になる
と（ステップ１）、マイクロプロセッサ９ａは、内部レ
ジスタをクリアし、表示器１０ａ〜１０ｃに、アルファ
ベットのＥの表示を指示するデータをインターフェイス
９Ｃに出力する（ステップ２）。これにより表示器１０
ａ〜ＩＯｃのすべてがｒＥＪを表示し、プリセットスイ
ッチ１１が一度オンになるのを待つ。この表示は、初期
値をまだ読み込んでいない状態を示し。

このままでは平坦度は表示せず、表示はｒＥ」のままに
留まる。

プリセットスイッチ１１がオンになると（ステップ３）
、マイクロプロセッサ９ａは、偏位計８ａ〜８ｔの検出
データを読込み、該データを初期値レジスタにメモリす
る（ステップ４）。これにより初期値が内部メモリにセ
ラ１−されたことになり、平坦度演算が可能となる。

初期値をメモリすると、Ｔ時限のタイマ（プログラムタ
イマ）をセソ゛トしくステップ５）、そのタイムオーバ
を待つ（ステップ６）。タイムオーバすると、偏位計８
ａ〜８ｔの検出データを読込んで、読込みデータより初
期値を減算して較正値を得て（ステップ７）、較正値に
基づいて前述のＰ。

ＨおよびＰ／［］の検出演算を行う（ステップ８）。

このようにしてＰデータ、　Ｉ−１データおよびＰ　／
　ｉ（データを得ると、それらをそれぞれ表示器ＬＯａ
。

１０ｂおよび１０ｃの表示データとしてインターフェイ
ス９ｃに出力する（ステップ９）。

したがって、電源オン後一度ブリセットスイッチ１１を
オンにした後は、Ｔ周期で偏位計８ａ〜８ｔの検出デー
タの読込、Ｐ、［（およびＰ　／　Ｈ演算およびそれら
の表示が行なわれる。その間、読取データの較正基準値
は、先にプリセットスイッチ１１がオンにされたときの
、偏位計８ａ〜８ｔの検出データである。

さて、このようにＴ周期で検出データ読取、演算および
表示更新を行っている間に、プリセットスイッチ１１が
またオンになると、ステップ６−ステップ１１−ステッ
プ６のループからステップ１２に進み、プリセットスイ
ッチオンフラグをセットする（ステップ１２）。そして
、ステップ７−８−９と進んで、偏位計８ａ〜８ｔの検
出データを読込んでＰ、ＨおよびＰ／Ｈを演算して表示
する。この表示は、先にプリセットスイッチｌｌがオン
したときに測定装置が置かれていた面（定盤）を完全平
面（基準）とした、今回測定装置が置か九でいる面（定
盤）の平坦度を示す。前回使用した定盤と今回使用する
定盤とが同じものであると！■＝０となるはずであり、
Ｉ−１が０でないと、１］の値は定盤の平坦度誤差又は
測定誤差を示す。次いで、ステップｌＯから１３に進ん
で、今回読込んだ偏位検出データを初期値レジスタに更
新メモリし、プリセラ１−スイラチオンフラグをクリア
して（ステップ１４）Ｔ時限のタイマをセットする。

以下、前述の読取、演算９表示をＴ周期で繰り返す。

以上の通り本実施例では偏位計が１００冊ピッチで配置
しであるので、波高値Ｈの計測精度は±０．１ｍ、ピッ
チＰのそれは±５ｆｌ闘と非常に高い精度を有している
。目的の精度によっては、偏位計の数を増減すれば良い
のは、説明を要しない。

電源としてソーラー電池を用いているが、それに代えて
、あるいはそれと共に、小型の１次電池又は２次電池を
用いてもよい。

また、薄板用に応用するのであれば、直状体の長さを短
くし、偏位計も、適当な数にすれば良い。

（５＠明の効果） 上記の説明で分るごとく、本発明計測器は、軽量で、誰
でも簡単に取り扱うことができ、リアルタイムで平板状
被測定物の必要箇所の平坦度を精密に計測することがで
きかつ、設備費用も安価である。プリセットスイッチを
備えて初期値を入力し、その値でその後の読取値を較正
するようにしているので、偏位計の取付位［（Ｈ）方向
のばらつきや、直状体の曲りなどが実質上測定値に影響
を及ぼさないので、本発明の計測器は製造および調整が
容易であるという利点もある。又、測定対象物は鋼板の
みでなく、ガラス、合成樹脂機台板等にも適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外観を示す斜視図、第２図
は該実施例の電気系の構成を示すブロック図、第３ａ図
は第２図に示すマイクロプロセッサ９ａの動作を示すフ
ローチャート、第３ｂ図は測定対象材の凹凸のピークお
よびボトムの求め方を示す説明図である。 第４図は平坦度の表現方法を示す説明図、第５図は従来
の平坦度測定方法を示す斜視図である。 １：ピッチ（Ｐ）　　　２：波高値（Ｈ）３：板厚　　
　　　　４：ストレッチャー５：すき間　　　　　６：
剛性を有する直状体８：偏位計　　　　　Ｐ：小型計測
器 ９：計算＠　　　　　１０ａ、ｌＯｂ、ｌＯｃ　：　Ｌ
　Ｅ　Ｄ表示器１１ニブリセットスイッチ １２；ソーラー電池 特許出願人　新日本製鐵株式會社 第２０ ｑ− 第４０ 第５０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平板状被測定物上に載置して測定する平坦度計測器であ
   って、剛性を有する直状体と、該直状体の長さ方向に等
   間隔に配置した複数個の偏位計と、前記偏位計の初期値
   をセットするプリセットスイッチと、偏位計から得られ
   た信号とプリセット値から、平板状被測定物の平坦度を
   計算する計算器を直状体に内蔵せしめて構成したことを
   特徴とする自動平坦度計測器。