(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定すべき対象材を挟んで両側にレーザ距離計を配置し、各レーザ距離計と対象材の間の距離Ｌ１およびＬ２を測定し、両レーザ距離計の間の距離Ｄと前記測定値Ｌ１およびＬ２とから、演算により対象材の厚さｔを求め、対象材の表面粗さに応じて測定値の補正を行うレーザ距離計による厚さ測定方法において、あらかじめ各種表面仕上げごとに、マイクロメータで測定した対象材の厚さの測定値をｔ０とし、レーザ距離計で測定した該対象材の厚さの測定値をｔとし、該対象材の表面粗さを測定し、その粗さ曲線から平均線と山頂線とから求めた間隔をｄとし、表面仕上げで定まる補正係数αをα＝（ｔ０−ｔ）／ｄとして求めておき、レーザ距離計で測定した対象材の厚さの測定値ｔに（表面仕上げに応じた前記補正係数α）×（前記間隔ｄ）を加算することを特徴とするレーザ距離計による厚さ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板など各種対象材の厚さをレーザ距離計を用いて自動測定する方法において、マイクロメータによる手動測定値との差を補正するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板など各種対象材の厚さ測定法として、レーザ距離計による方法がある。この方法は、走行中の鋼板などに対するオンライン自動測定ができ、高精度でしかもγ線厚さ計のような危険性がないことから、実用化が進行している。
図１に示す鋼板の厚さ測定例により、その原理を説明する。鋼板４の測定位置を挟んで両側に２台のレーザ距離計１，２を配置して、レーザ距離計１と鋼板４の間の距離Ｌ１  およびレーザ距離計２と鋼板４の間の距離Ｌ２  を測定し、演算装置３に両レーザ距離計１，２の間の距離Ｄを入力しておき、Ｄと測定値Ｌ１  およびＬ２  から、厚さｔを    ｔ＝Ｄ−Ｌ１  −Ｌ２      により求める。
【０００３】
この方法の問題点に対する改良技術として、特開平７−２８０５２６号公報には、搬送中の鋼板の一方の側には３台のレーザ距離計を設置し、鋼板の搬送方向により３台のなかから２台のレーザ距離計を選択して鋼板の傾斜角度を演算し、その傾斜角度で厚さ測定値を補正する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
厚さを測定する対象材は、表面が平滑なものばかりではなく、種々の凹凸を有している場合がある。たとえば鋼板の場合、熱間圧延されたままの黒皮付き表面はかなり平滑であるが、ショットブラスト処理を行ったものはショットの形状などによる凹凸を有している。そして、レーザ距離計による厚さ測定においては、鋼板表面に照射するレーザのスポット径が、たとえば０．８ｍｍφと小さい。
【０００５】
したがって、レーザ距離計による厚さ測定結果を従来のマイクロメータによる測定結果と比較すると、黒皮付き材の場合はほぼ一致した測定値が得られるが、ショットブラスト処理材の場合は、レーザ距離計によるものの方が小さい値となる。この誤差は鋼板表面の凹凸に起因し、上記公報の技術により傾斜角を補正したところで、解消できるものではない。
【０００６】
一方、従来からマイクロメータによる測定値で鋼板の厚さが管理されていた分野において、レーザ距離計による測定値で管理しようとすると、上記誤差のために問題が生じる。すなわち、同一厚さ表示の鋼板でも、レーザ距離計で測定されたものは、マイクロメータで測定されたものよりも、上記誤差分だけ薄くなるので、材料供給者側では厚さ仕様に対する合否判定が従来より厚手側にずれ、材料使用者側では従来より厚い材料を使用することになって、鋼板の加工等に支障を来すおそれも生じかねない。
【０００７】
そこで本発明は、鋼板など各種対象材の厚さをレーザ距離計を用いて自動測定する方法において、対象材表面の凹凸によって生じるマイクロメータ測定値との差を補正するための方法を提供することによって、上記問題点の発生を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、測定すべき対象材を挟んで両側にレーザ距離計を配置し、各レーザ距離計と対象材の間の距離Ｌ１およびＬ２を測定し、両レーザ距離計の間の距離Ｄと前記測定値Ｌ１およびＬ２とから、演算により対象材の厚さｔを求め、対象材の表面粗さに応じた測定値の補正を行うレーザ距離計による厚さ測定方法において、あらかじめ各種表面仕上げごとに、マイクロメータで測定した対象材の厚さの測定値をｔ０とし、レーザ距離計で測定した該対象材の厚さの測定値をｔとし、該対象材の表面粗さを測定し、その粗さ曲線から平均線と山頂線とから求めた間隔をｄとし、表面仕上げで定まる補正係数αをα＝（ｔ０−ｔ）／ｄとして求めておき、レーザ距離計で測定した対象材の厚さの測定値ｔに（表面仕上げに応じた前記補正係数α）×（前記間隔ｄ）を加算することを特徴とするレーザ距離計による厚さ測定方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明法を、図１に示す鋼板の厚さ測定例により説明する。測定すべき鋼板４を挟んで両側にレーザ距離計１，２を配置し、レーザ距離計１と鋼板４の間の距離Ｌ１  およびレーザ距離計２と鋼板４の間の距離Ｌ２  を測定し、レーザ距離計１，２の間の距離Ｄと前記測定値Ｌ１  およびＬ２  とから、演算装置３により鋼板４の厚さｔを  ｔ＝Ｄ−Ｌ１  −Ｌ２    により求める方法において、鋼板４の表面粗さに応じた測定値の補正を行う。
【００１０】
具体的には、各種表面仕上げの鋼板それぞれについて、実験により補正値を定めることができる。すなわち、同一鋼板についてレーザ距離計およびマイクロメータの双方で厚さ測定を行い、両者が一致するように、レーザ距離計による測定値の補正値を定める。このとき、周知の手段で鋼板の表面粗さを測定し、たとえばＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定されている算術平均粗さＲａ  、最大高さＲｙ  などの値に応じて、補正値を定める。そして実際のレーザ距離計によるオンライン自動厚さ測定においては、この補正値で測定値の補正を行う。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
また前記補正に際し、図２に示すように、鋼板表面の粗さ曲線５の平均線６と山頂線７との間隔をｄ、該鋼板の表面状態に応じて定める係数をαとするとき、レーザ距離計により測定された厚さｔにαｄを加算する。ここでαは、熱間圧延されたままの状態の黒皮材、ショットブラスト処理を行ったＳＢ材、ＳＢ材に熱処理を行ったＱＴ材など、あるいは冷延鋼板など、それぞれ特有の表面状態に応じて、上記のような実験により定めることができる。
【００１２】
以上、本発明法を鋼板の測定例により説明したが、本発明の対象材は鋼板に限らず、あるいは板材に限らず、各種材料に適用することができる。そして本発明法により、対象材に特有の表面状態に応じた補正を行うことで、マイクロメータによる手動厚さ測定結果との整合性のよいデータが自動測定により得られる。
【００１３】
【実施例】
連続熱間圧延ラインで製造された厚さ４．５ｍｍ〜１５０ｍｍの各種熱延鋼板について、本発明法により得られた補正後のオンライン自動測定値と、従来のマイクロメータによるオフライン手動測定値との比較を行った。本発明法による測定は、ビーム直径０．８ｍｍの半導体レーザを使用し、オンラインで搬送中の鋼板について行い、マイクロメータによる測定は、オフラインにてベテランオペレータが手動で行った。
【００１４】
本発明法における補正に際し、測定すべき各鋼板と同一表面仕上げの鋼板について表面粗さを測定し、図２に示すように、鋼板表面の粗さ曲線５の平均線６と山頂線７との間隔ｄを求め、さらにマイクロメータにより厚さを測定した。そして、図１に示すようなレーザ距離計による測定法で得られるｔ＝Ｄ−Ｌ１  −Ｌ２  において、厚さｔがマイクロメータ測定値ｔ０  と一致するように、すなわちｔ＋αｄ＝ｔ０  となるように、係数αを定めた。
【００１５】
そしてオンラインで搬送中の鋼板について、前記特開平７−２８０５２６号公報の方法の鋼板傾斜角補正と、本発明法における鋼板粗さ補正を同時に行って板厚を自動測定した。本発明法は、図１に示すように、両レーザ距離計１，２の計測値を演算装置３に入力し、あらかじめ入力しておいたＤおよびαｄにより演算させたものである。本発明法により自動測定した鋼板について、任意にサンプリングし、オフラインにてマイクロメータによる手動測定を行い、両者の差とその分布を求めた。
【００１６】
その結果、表１に示すように、いずれも両測定値の差の平均値は０、差の標準偏差σは２５μｍ以内であり、本発明法により自動測定した鋼板の厚さは、いずれも、マイクロメータにより手動測定した厚さと高精度で一致しているといえる。なお表１において、黒皮材は熱間圧延されたままの黒皮付き材、ＳＢ材はショットブラストによりデスケーリングした材料、ＱＴ材はＳＢ材を焼入れ焼戻し処理した材料である。
【００１７】
【表１】
0003554481.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
本発明法により、レーザ距離計を使用した鋼板などの自動厚さ測定において、被測定材表面の凹凸によって生じるマイクロメータ測定値との差を、高精度で補正することができる。したがって、本発明法でオンライン自動測定した測定値に基づいて、従来のマイクロメータ測定値に基づく場合と同一基準の、信頼性の高い厚さ管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法の対象とする厚さ測定法の原理を示す説明図である。
【図２】本発明法における測定対象材の粗さ曲線の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２…レーザ距離計          ３…演算装置
４…鋼板                      ５…粗さ曲線
６…平均線                    ７…山頂線
【図１】
0003554481.tif 000003
【図２】
0003554481.tif 000004