JPS6342408A - 寸法測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、鋼板圧延ライン中で搬送されてくる鋼板な
どのような被測定物について、その幅などの寸法を測定
するための方法に関する。

（従来の技術とその問題点） 鋼板などの被測定物の寸法を測定する方法としては、た
とえば特公昭５２−２５２６５号に開示されている方法
などが知られている。第１０図はこの公報に開示された
方法の説明図である。同図において、被測定物としての
鋼板１は図の六方向へと搬送されており、この鋼板１の
上方には、この鋼板１の幅方向（Ｂ方向）に沿って幅計
２が配設されている。

この幅計２は、上記Ｂ方向に伸びた送りネジ３に１対の
光検出器４ａ、４ｂを螺合させて形成されている。また
、この送りネジ３の表面に形成されたネジ溝は２組の光
検出器４ａ、４ｂに対応する部分で互いに逆向きとされ
ている。このため、送りネジ３をモータＭによって回転
させることによって、光検出器４ａ、４ｂの間の間隔し
は自在に変化する。そして、この幅計２においては、レ
ンズ６および透光窓７を介して光検出器４ａ、４ｂが検
出可能な視野８ａ、８ｂ内に鋼板１の両エツジ９ａ、９
ｂがそれぞれ収まるように、上記光検出器４ａ、４ｂ間
の間隔りが調整される。したかって、鋼板１の下方に光
源１０を設け、上記光検出器４ａ、４ｂで鋼板１の観測
を行なえば、各光検出器４ａ、４ｂの視野３ａ、　８ｂ
の中心線１１ａ、ｌｌｂと鋼板１の両エツジ９ａ、９ｂ
との間のそれぞれのずれωΔＬ１．△Ｌ２を知ることが
できる。そして、この方法では、このずれ量ΔＬ１．Δ
Ｌ２と、上記光検出器４ａ、４ｂの間隔りとに基いて、
鋼板１の幅Ｗを測定しようとしている。

ところが、このような方法では、第１１図に示すように
鋼板１の長手方向Ｐが上記光検出器４ａ。

４ｂの配列方向日に対して直角となっていない場合に問
題が生ずる。すなわち、第１１図において正しい幅はＷ
であるのに対して、上記方法では、これとは異なる値Ｗ
′が測定値として得られてしまう。また、鋼板１がその
面内で曲がりを有する場合にも同様の問題が生ずる。

そして、このような問題は、鋼板の幅測定に限らず、種
々の被測定物についての寸法測定に共通の問題となって
いる。

（発明の目的） この発明は従来技術における上述の問題の克服を意図し
ており、被測定物と測定系との角度関係や被測定物自身
の曲がりなどに左右されることなく、簡単かつ正確に被
測定物の寸法を測定することができる寸法測定方法を提
供することを目的とする。

（目的を達成するための手段） 上述の目的を達成するため、この発明にかかる寸法測定
手段では、まず、被測定物に対向可能な位置に、所定の
間隔を隔てて複数の寸法測定手段を配設する。そして、
これらの寸法測定手段を用いて所定の基準位置からの被
測定物のオフセンタ量を複数箇所について求め、これら
複数箇所についてのオフセンタ量の相対関係に基いて被
測定物と寸法測定手段との間の角度関係を求める。ざら
に、寸法測定手段によって測定された被測定物の見かけ
の寸法をこの角度関係に応じて補正する。

（実施例） 第１図は、この発明を走行鋼板の幅測定に適用した一実
施例について、その測定に用いられる装置の配置を示す
模式斜視図である。また、第２図は、第１図の装置の部
分模式側面図である。これらの図において、被測定物と
しての鋼板１は、所定のピッチで配列された送りロール
２１の上を、図のへ方向へと搬送されてくる。この鋼板
１の進路上方のうち、この鋼板１と対向可能な位置には
、寸法測定手段としての第１ないし第３の幅計２２ａ〜
２２ｃが、上記へ方向に沿って互いに平行に配設されて
いる。これらの幅計２２ａ〜２２ｃのそれぞれは、上記
へ方向と直角なり方向についての鋼板１の幅を測定する
ように構成されている。

また、これらの幅計２２ａ〜２２ｃの相互間隔ｌａｂ、
ｆ！、ｂｃは、あらかじめ定められた間隔とされており
、！ａｂ””　ｂｃであってもよく、また、’ａｂ≠１
ｂｃであってもよい。

幅計２２ａ〜２２ｃの構成は特に限定するものではない
が、この実施例では、第１図に示すように、上記Ｂ方向
に伸びたＣＣＤリニア廿ンサ２３と結像レンズ２４とを
有する幅計を使用する。そして、この第１図に示すよう
に、各ＣＯＤリニアセンサ２３の出力ｖ１〜Ｖ３は、画
像処理装置２５で処理された後に、マイクロコンピュー
タ２６に与えられる。言うまでもなく、このマイクロコ
ンピュータ２６は、図示しないＣＰＵおよびメモリを有
しており、後述する動作シーケンスに従って鋼板１の幅
を演算して求める機能を有している。

なお、図示しないが、各幅計２２ａ〜２２ｃに対応して
、送りローラ２１の配列の下方には照明用の光源が設け
られている。

次に、このような構成を有する装置を用いた幅測定の手
順について説明する。ただし、以下の動作の特徴を明確
にする目的で、幅測定を行なうべぎ鋼板としては、第３
図に平面模式図として示したような曲がりを有する鋼板
１を想定する。また、この第３図中に示した直線Ｍ　〜
Ｍｃは、それぞれに上記幅計２２ａ〜２２ｃの配設位置
を示している。さらに、この第３図中に示した一方の中
心線Ｆは鋼板１の長手方向の中心線を示しており、使方
の中心線Ｆ。は、鋼板搬送ラインの中心線を示している
。

ハ、清板１の始端が第２の幅計２２ｂの位置に到達する
まで まず、鋼板１がへ方向に搬送されて、その始端３０（第
３図）が第１の幅計２２８の位置Ｍａを通過し、第２の
幅計２２ｂの位置Ｍ、に到達するまでの期間を考える。

この期間においては、この装置による幅測定は行なわな
い。それは、この実施例では、第２の幅計２２ｂによる
測定結果を基本とし、それに対して第１および／または
第２の幅計２２ａ、２２ｃによる測定結果を加味した角
度補正を行なうためである。つまり、第２の幅計２２ｂ
による幅測定が行なわれない期間においては、これらの
測定動作の全体も実行されない。なＪ′３、鋼板１の始
端３０が第２の幅計２２ｂの位置Ｍｂに到達したかどう
かは、この第２の幅計２２ｂに属するＣＣＤリニアセン
サ２３に、鋼板１の画像が映ったか否かによって判断可
能である。

Ｂ、鋼板１の始端が　２の６４２２ｂのＭｂに到達した
債、第３の幅計２２ｃの位置Ｍ。に到達するまで この期間内においては、第４図に示したフローチＶ−ト
に従って幅測定を行なう。づ゛なわ１う、まず、第１と
第２の幅計２２８，２２ｂに属するＣＯＤライセンサ２
３の各ＣＣＤ素子３１（第５図）のうち、鋼板１の像が
映っているＣＣＤ素子（第５図中斜線を付して示す。）
の両端の素子番号Ｎ１、Ｎ２をそれぞれ特定する。この
素子番号Ｎ１゜Ｎ２が第３図の鋼板１のエツジ９ａ、９
ｂに対応する素子番号となる。そして、各ＣＯＤライセ
ンサ２３について、その中央値 Ｎ＝　（Ｎ　　＋Ｎ２）／２　　　　　　　・・・（１
）をそれぞれ求める。この中央値Ｎは、幅計２２ａ。

２２ｂのそれぞれにおいて、鋼板１の中心線Ｆに対応す
る素子番号となる。

また、第５図のＣＣＤリニアセンサ２３を構成するＣＣ
Ｄ素子３１のうち、鋼板搬送ラインの中心線Ｆ。上の画
素が投射される素子の素子番号含Ｎｏとする。このＮｏ
はあらかじめ求められている値である。すると、この素
子番号Ｎ。と上述した素子番号Ｎとの差： ΔＮ＝Ｎ−Ｎｏ　　　　　　　　　　　・・・（２）を
幅計２２ａ、２２ｂについてそれぞれ求め、さらに、Ｃ
ＣＤ素子３１のサイズや幅計２２ａ、２２ｂの搬像倍率
などに応じたファクタＱをこの差ΔＮにＮ１合わせる。

それによって、幅計２２ａ。

２２ｂのそれぞれの位置Ｍ８．Ｍｂにおける中心線Ｆの
、搬送ラインの中心線Ｆ。を基準位置としたオフセンタ
最へＸ　、ΔＸｂが： ΔＸ、＝＝ｇａΔＮ８　　　　　　　　・・・（３）Δ
ｘｂ＝ｇｂΔＮｂ　　　　　　　　−（４）のように求
まる。ただし、（３）、（４１式にｉＪ３ける添字゛ａ
”、”ｂ”は、それぞれ第１と第２の幅計２２ａ、、２
２ｂについてのけであることを示す。

このオフセンタ聞Δｘ８．Δｘｂは第３図（１））に示
されている。

次に、幅計２２８．２２ｂの配置位置Ｍａ。

Ｍｂと鋼材１の中心線Ｆとのそれぞれの交点Ｐ、。

Ｐｂ　（第３図（ｂ））を結ぶ直線Ｊａｂを想定する。

そして、この直線Ｊａｂが搬送ラインの中心線Ｆ。

の方向となす角度θ８．を求める。この角度θａｂは、
第３図（ｂ）かられかるように、オフセンタ借△Ｘ３．
△Ｘｂの相対関係に基いて、 のように求まる。この角度θａｂは、幅計２２ｂの配置
位置Ｍ、の方向と、この配置位置Ｍｂ付近における鋼材
１の真の幅方向に対応する直線］、とのなす角に近似的
に一致する。

マイクロコンピュータ２６はまた、第２の幅計２２ｂに
ついて、鋼材１の両エツジに相当するＣＣＤ素子番号番
号Ｎ２の差をとり、さらに、この差に上記ファクタＱ、
を掛合わせて、第２の幅計２２ｂにおける見かけの幅測
定値ｗｂ　（第３図（１））　）を、次の（６）式のよ
うに求める。

Ｗｂ＝ＣＪｂＩ　Ｎ、−Ｎ２１　　　　　　・・・（６
）そして、上記（５）式に基いて、（６）式で得られる
幅測定値Ｗｂに角度補正を施し、それに”よって真の機
幅Ｗを求める。この角度補正は次の（７）式によって行
なうことができる。

〜・Ｖ＝ＷｂＣＯ８θａｂ　　　　　　　　　・・・（
７）このようにして１ｑられた補正後の板幅Ｗに関する
データは、所望の表示機器や記憶機器に出力される。そ
して、これらの動作は所定の周期で順次繰返される。

この期間では、鋼板１の幅に関して、第１ないし第３の
幅計２２ａ〜２２Ｇのすべての測定データを使用して、
真の板幅Ｗをより高い精度で求める。このルーチンは第
７図に示されている。すなわら、第６図に示すような位
置関係において、まず、幅計２２ａ〜２２ｃのそれぞれ
の位置Ｍ　〜Ｍｏにおいて、鋼板１の中心線Ｆの、搬送
ラインの中心ＰｉｌＦｏに対するそれぞれのオフセンタ
吊ΔＸ８．△Ｘｂ、Δｘｏを求める。これは、（１）〜
（４）式に関して説明した方法と同様の方法で実行され
る。

また、（５）式を用いて角度θ８ｂを求めるとともに、
第５図（ｂ）の点Ｐｂ、Ｐｏを結ぶ直Ｉ！ｉ！　Ｊ　ｂ
ｃが搬送ラインの中心線Ｆ。の方向となす角θｂｅを次
の（８）式によって求める。

そして、これら２つの角度θ　　θ　のそれぞれａｂ・
　ｂｃ の余弦の相加平均を用いることによって、真の板幅Ｗの
近似値として、 を求める。

すなわち、この場合には、第１と第２の幅計２２ａ、２
２ｂによる角度補正と、第２と第３の幅計２２ｂ、２２
ｃによる角度補正とを組合わせることによって、さらに
高精度にＷの値を求めようとしているのである。

Ｄ、鋼板１の終端が第１の幅計２２ａの位置に到達した
後 鋼板１の終端（図示せず）が第１の幅計２２８の位置Ｍ
ａに到達した後、この終端が第２の幅計２２ｂの位置に
到達するまでの期間は、第２および第３の幅計２２ｂ、
２２ｃの測定結果に基いて、真の板幅Ｗの近似値を求め
ることができる。この場合の測定・演蓮原理は、（１）
〜（５）式と同様であって、 Ｗ−Ｗｌ、　ＣＯＳθｂｃ　　　　　　　　　・・・（
１１）によって真の板幅Ｗの近似値が求まる。

そして、鋼板１の終端が第２の幅計２２１）の位置Ｍｂ
を通過すると、これらの測定・演算は完了する。

第８図は、板幅がＷ＝２ｍで、曲がり缶が１０ｍにつき
平均０．３ｍであるような鋼板について、上記実施例に
よる板幅測定誤差と、従来法による板幅測定誤差とを、
シミュレーション結果として示したものである。ただし
、この第８図において、横軸θは、第９図に示すように
、第２の幅計の位ｒｌＩＭｂにおける鋼板１のエツジに
直角な直線にと、Ｂ方向の直線Ｔとのなす角度である。

この角度θは、１０ｍにつき０．３ｍの曲がりが平均と
して存在する場合にも、その曲がりの具体的態様によっ
て変化するく第９図（ａ）、（ｂ）を比較されたい。）
。

そして、この曲がりが一様な曲率で生じている場合（第
９図（ａ）の場合）には、θ＃４°となる。

また、第８図のグラフのうち、曲線ａ１〜ａ３で示すグ
ラフは、上記実施例に従って、３台の幅計を用いた角度
補正を行なった場合（（９）式）であり、幅計２２ａ〜
２２ｃの相互間隔ｆ　ａｂ　（＝　１ｂｃ）を、１．５
７７Ｌ、　　２．Ｏｍ、　　３．０ｍとしたものが、ａ
１〜ａ３にそれぞれ対応する。また、直ｔａｂは２台の
幅計を用いて角度補正を行なった場合（（７）式および
（１１）式に対応する。）であり、Ｃは従来方法によっ
て１台の幅計のみを使用し、角度補正は行なわなかった
ときの直線である。

このグラフかられかるように、角度補正を行なうことに
よって測定誤差はかなり減少する。特に３台の幅計を用
いて角度補正を行なうど測定誤差は著しく減少する。た
とえばθ−４°の場合の測定誤差は約０．１ｍであって
、測定誤差０．５Ｍが要求されるような用途にも十分対
処可能である。

また、このグラフから、複数の幅計の間隔が狭いほど誤
差が小さくなるという現象が確認できる。

それは、上記実施例では複数の幅計の間のオフセンタ量
の差分によって、第２の幅計２２ｂの配置位置Ｍｂにお
けるエツジの曲がりの微分値の代用としているが、幅計
間隔が小さいほど、差分値が正確な微分値に近くなり、
誤差が減少するためと考えられる。

このように、複数の幅計を用いた測定と角度補正演算を
行なうことによって、鋼板１の幅Ｗを高精度で求めるこ
とができる。したがって、この実施例のように圧延ライ
ンの走行鋼板の板幅測定にこの発明を適用した場合には
、その測定精度が向上することによって、次工程のエツ
ジヤ−で正確な幅制御を行なうことができる。このため
、幅マージンを余分にとる必要がなくなり、幅落ち品も
なくなるため、歩留りが大幅に向上することになる。

なお、上記実施例では輻射を３台設買しているが、複数
台であれば何台であってもよい。より高精度の測定を行
なう必要がある場合には、３台以上の幅計を設け、各幅
計で測定したオフセンタｊｄに基いて鋼板１の中心線Ｆ
の形状を円弧補間等によってより精密に推定して補正を
行なうことなども可能である。また、基準位置として搬
送ラインの中心線Ｆｏ以外のものを採用してもよい。

この発明は、上記のような曲がりを有する走行鋼板に限
らず、傾きを持って搬送される鋼板や静止した板材など
の種々の被測定物についての寸法測定に適用可能である
。

（発明の効果〉 以上説明したように、この発明によれば、被測定物の見
かけの寸法測定結果に角度補正を施すため、被測定物と
測定系との角度関係や被測定物自身の曲がりなどに左右
されることなく、簡単かつ正確に被測定物の寸法測定を
行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を鋼板の幅測定に適用した一貫施例に
用いられる装置の配置を示ず模式斜視図、第２図は第１
図の装置の部分模式側面図、第３図および第６図は実施
例の原理説明図、第４図および第７図は実施例の動作を
示１フローチＶ−ト、 第５図はＣＣＤリニアセンサの撮像位Ａを示す図、 第８図は実施例と従来例との測定誤差を比較して示すグ
ラフ、 第９図は第８図のグラフに用いられた記号の説明図、 第１０図は従来の寸法測定方法の例を示す図、第１１図
は被測定物と測定系との間に傾きがある場合の説明図で
ある。 １・・・鋼板（被測定物）、 ２２ａ〜２２ｃ・・・幅計（寸法測定手段）、２３・・
・ＣＣＤリニアセンサ、 Ｆ・・・鋼板の中心線、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に対向可能な位置に、所定の間隔を隔て
   て複数の寸法測定手段を配設し、前記複数の寸法測定手
   段を用いて所定の基準位置からの前記被測定物のオフセ
   ンタ量を複数箇所について求めるとともに、前記複数箇
   所についてのオフセンタ量の相対関係に基いて前記被測
   定物と前記寸法測定手段との間の角度関係を求め、前記
   寸法測定手段によつて測定された前記被測定物の見かけ
   の寸法を前記角度関係に応じて補正することを特徴とす
   る寸法測定方法。