(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像装置を用いて、測定環境温度が大きく変化する環境においても、加熱された鋼材の形状を、高精度に計測することができる形状計測装置を提供する。【解決手段】加熱された鋼材の形状を計測する形状計測装置１において、形状計測装置１は、レーザー１０と、レーザー１０から発せられ鋼材で反射した光を検出する第一カメラ２０と第二カメラ３０とが、鋼材から離間して配置された同一の架台４０に固定されており、架台４０は、冷媒によって冷却されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された鋼材の形状を計測する形状計測装置において、
光源装置と、前記光源装置から発せられ前記鋼材で反射した光を検出する２つの撮像装置とが、前記鋼材から離間して配置された同一の架台に固定されており、
前記架台は、冷媒によって冷却されていることを特徴とする形状計測装置。
【請求項２】
前記光源装置が発する光は、緑色から青色の波長帯域にあることを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状計測装置に関し、さらに詳しくは、加熱された鋼材の形状を計測するための形状計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材の熱処理を伴った成形加工の工程において、設計通りの形状に鋼材を成形することが求められる。そのため、大型の鋼材の熱処理を伴った成形加工を行うに際し、従来一般には、ある程度成形加工が進行すると、鋼材上にガバリ等と称される設計寸法をかたどった枠状の型部材を当て、鋼材の実際の形状と型部材の形状を作業者が目視で比較し、型部材の形状に鋼材の形状を許容誤差の範囲内で合わせるべく、さらなる成形加工が行われる。型部材との比較と成形工程を連続的に繰り返して実施するため、型部材を当てて形状を比較する工程は、鋼材が加熱され、赤熱している状態で行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、型部材を使用して鋼材の形状を設計どおりの形状に合わせる場合、型部材を鋼材に当てて比較を行う作業を鋼材が加熱された状態で行うので、作業者に大きな負荷が生じる。鋼材が大型であるほど、鋼材が有する熱量が大きく、このような負荷は大きくなる。
【０００４】
このように作業者が鋼材の近傍で作業を行う必要性を除くため、カメラを使用して鋼材の形状を確認し、設計形状と比較することも考えられるが、鋼材の近傍にカメラを設置すれば、鋼材の熱の影響で、画像を高精度に得られない可能性がある。また、鋼材が大型である場合には、鋼材全体を画像に収めることが困難になる。一方、鋼材からカメラを離して設置すれば、鋼材から受ける熱量を低減することができ、大型の鋼材の全体を撮像することも容易になるが、撮像対象の鋼材からカメラが離れていることにより、熱の影響によるカメラの光学アラインメントのわずかなずれが、得られる画像の精度に大きく影響する可能性がある。このように、加熱された鋼材の実際の形状と設計形状との比較を高精度に行うことは困難である。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、撮像装置を用いて、測定環境温度が大きく変化する環境においても、加熱された鋼材の形状を、高精度に計測することができる形状計測手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる形状計測装置は、加熱された鋼材の形状を計測する形状計測装置において、光源装置と、前記光源装置から発せられ前記鋼材で反射した光を検出する２つの撮像装置とが、前記鋼材から離間して配置された同一の架台に固定されており、前記架台は、冷媒によって冷却されていることを要旨とする。架台の冷却は、所定の恒温状態に保つように行われる。
【０００７】
ここで、前記光源装置が発する光は、緑色から青色の波長帯域にあることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明にかかる形状計測装置は、２つの撮像装置を備え、光源から発せられて鋼材の表面で反射された光をそれらの撮像装置で検出するので、２つの撮像装置で得られた画像情報を用いて、鋼材の立体形状を計測することができる。ここで、２つの撮像装置と光源装置とが、同一の架台に固定されていることにより、それらが独立した架台に固定されている場合と比較して、鋼材から熱を受けることによって架台が変形を受けても、２つの撮像装置および光源装置の相互の間での位置や光軸のずれが小さくなり、それに起因する光学アラインメントのずれが抑制される。これにより、鋼材が高温に加熱されていても、高精度に鋼材の形状を計測することができる。
【０００９】
また、架台が、冷媒によって冷却され、一定の温度に保たれることで、鋼材から熱を受けて架台が変形するのを、高度に抑制することができる。これにより、鋼材からの熱の影響による光学アラインメントのずれを一層小さく抑え、高精度に鋼材の形状を計測することができる。
【００１０】
ここで、光源装置が発する光が、緑色から青色の波長帯域にある場合には、加熱された鋼材が赤色や黄色の光を輻射している場合にも、光源装置から発せられ、鋼材表面で反射した光を、鋼材が輻射する光に由来するノイズ信号の影響を受けずに、撮像装置で検出することができる。これにより、一層高精度に鋼材の形状を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる形状計測装置を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】上記形状計測装置を用いた鋼材の形状計測の方法を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は形状計測装置の後方から見た平面図である。
【図３】上記形状計測装置における架台の変形による光学アラインメントのずれを示す図であり、（ａ）は全体の配置を示し、（ｂ）は第一カメラにおける光軸のずれを示している。
【図４】鋼材の形状計測を行っている間における、各部の温度の経時変化を示す図である。
【００１２】
以下、本発明の実施形態にかかる形状計測装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１に、本発明の一実施形態にかかる形状計測装置１の概略を示す。また、図２に、このような形状計測装置１を用いて鋼材Ｓの形状を計測する方法を模式的に示す。本発明の一実施形態にかかる形状計測装置１は、光源装置としてのレーザー１０と、撮像手段としての第一カメラ２０および第二カメラ３０と、架台４０とを有してなる。レーザー１０および第一カメラ２０、第二カメラ３０は全て、共通の架台４０の天面４１ａに、直線Ｌ上に並べて固定されている。第一カメラ２０および第二カメラ３０の光軸は相互に平行になっており、直線Ｌと直交している。レーザー１０と第一カメラ２０の間の距離と、レーザー１０と第二カメラ３０の間の距離は、等しくなっている（Ｄａ）。
【００１４】
なお、以降の説明において、図１（ｂ）の紙面手前に相当するレーザー１０からレーザービームＢが出射される方向を前方とし、その反対の方向を後方とする。また、上下左右の方向は、図１（ｂ）における方向に従うものとする。つまり、レーザー１０および２つのカメラ２０，３０が並んでいる直線Ｌに沿った方向を左右方向とし、重力方向を上下方向とする。
【００１５】
レーザー１０は、レーザーヘッド１１から前方に、上下方向に長いライン状のレーザービームＢを出射する。レーザーヘッド１１は、上下左右に首振り運動を行うことができ、レーザービームＢが、図２に範囲を示すように、鋼材Ｓ全体を含む計測範囲Ａの全域を照射できるように走査される
【００１６】
レーザー１０は、調整手段１２を有しており、架台４０上での位置や、光軸の向きを微調整することが可能となっている。また、レーザー１０は、遮熱による内部温度の安定化および防塵を目的として、レーザービームＢを透過する材料よりなる保護ケースに全体が収容されている。保護ケースの材質としては、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹脂またはガラス材料よりなる板材を例示することができる。
【００１７】
第一カメラ２０および第二カメラ３０は、それぞれ、ＣＣＤカメラ等、レーザービームＢを検出できるカメラよりなる。第一カメラ２０と第二カメラ３０は、同じ焦点距離および倍率を有している。第一カメラ２０の視野Ｆ１および第二カメラ３０の視野Ｆ２には、それぞれ、鋼材Ｓ全体を含む計測範囲Ａの全領域が含まれる。これにより、第一カメラ２０および第二カメラ３０は、レーザー１０から出射され、架台４０の前方に配置された計測対象（鋼材Ｓ）の表面で反射した光を、それぞれ、二次元的に検出することができる。第一カメラ２０および第二カメラ３０で検出された信号は、画像解析手段（不図示）に出力される。
【００１８】
第一カメラ２０および第二カメラ３０も、レーザー１０と同様に、それぞれ調整手段２２，３２を有しており、架台４０上での位置や光軸の向きを微調整することが可能となっている。また、第一カメラ２０および第二カメラ３０も、レーザー１０と同様に、レーザービームＢが透過する材料と鉄製の板材を組み合わせた保護ケースに収容されている。第一カメラ２０および第二カメラ３０には、適宜、レーザービームＢが有する波長の光を選択的に検出するための光学フィルタ（不図示）が備えられてもよい。
【００１９】
架台４０は、上面として天面４１ａを有する天板４１と、天板４１を支持し、床面等の据え付け面Ｇに固定される脚部４２とを有してなる。天板４１と脚部４２との間には、据え付け面Ｇからの振動が天板４１に伝達されるのを防止するための、ゴム等よりなる防振部材４３が介在されている。天板４１の内部には、水等の冷媒が滞留可能な冷媒滞留部４４が形成されている。冷媒滞留部４４は、流入管５１および流出管５２を介してチラー（冷凍機）５０等の冷却手段に接続されており、チラー５０で所定温度に保つように冷却された冷媒が、流入管５１を通って冷媒滞留部４４に流入し、流出管５２を通ってチラー５０に戻される。このように、所定温度に保つように冷却した冷媒を冷媒滞留部４４に循環させることで、架台４０の天面４１ａを冷却し、所定の恒温状態に保つことができる。
【００２０】
天面４１ａには、レーザー部温度計６１、第一カメラ部温度計６２、第二カメラ部温度計６３の３つの温度計測手段が、それぞれレーザー１０、第一カメラ２０、第二カメラ３０のすぐ近傍に設けられ、天板４１の各部の温度を計測している。そして、チラー５０は、これらの部位の温度の計測値に基づいて、冷媒の温度を調整し、天板４１の温度を一定に保つべく制御を行う。
【００２１】
形状計測装置１には他に、前面に遮蔽板６０が設けられている。遮蔽板６０も、レーザー１０およびカメラ２０，３０を収容している保護ケースと同様に、アクリル、ポリカーボネート等、レーザービームＢを透過させる透明材料製の板、または鉄等の金属製の板よりなる。遮蔽板６０は、形状計測装置１への鋼材Ｓからの熱の影響を低減する役割を果たす。遮蔽板６０が透明材料よりなる場合には、遮蔽板６０は、架台４０の前方の領域全体を占めるように設けることができる。遮蔽板６０が金属材料よりなる場合には、図１のように、レーザー１０およびカメラ２０，３０の前方に、レーザービームＢを通過させるために、切欠き状に鉄材を除去した部分を設ける必要がある。
【００２２】
図２に示すように、形状計測装置１を用いて、鋼材Ｓの形状を計測するに際し、架台４０の前方に離れた位置に、計測対象である鋼材Ｓが配置される。鋼材Ｓは、鍛造等、熱間塑性加工の途上にあり、加熱された状態にある。鋼材Ｓは、移動手段（不図示）により、形状計測装置１の前方の計測位置と、加工を行う加工位置の間を移動させることができる。これにより、加工位置において、ある程度鋼材Ｓの加工が進行した段階で、計測位置に鋼材Ｓを移動して形状の計測を行い、鋼材Ｓのどの部位にどの程度の加工がさらに必要かを判断したうえで、再度加工位置に戻して、加工を追加するというサイクルを繰り返すことができ、最終的に、鋼材Ｓを目的とする形状に成形することができる。
【００２３】
鋼材Ｓの形状および大きさは、任意のものとすることができ、鋼材Ｓの大きさおよび形状に応じて、十分な空間分解能、および立体構造に対する十分な検出精度をもって、鋼材Ｓ全体を撮像できるように、２つのカメラ２０，３０とレーザー１０との間の距離Ｄａや、架台４０と鋼材Ｓとの間の距離Ｄｂを適宜定めることができる。例えば、図２に示すように、鋼材Ｓ全体を含むように、５．０ｍ（左右）×２．５ｍ（上下）に設定された計測範囲Ａにおいて形状計測を行う場合に、２つのカメラ２０，３０とレーザー１０の間の距離Ｄａを２．５ｍとし、架台４０と鋼材Ｓとの間の距離Ｄｂを６．２ｍとする構成を例示することができる。
【００２４】
このような配置で鋼材Ｓの形状計測を行うに際し、実際の計測を開始する前に、各調整手段１２，２２，３２を用いてレーザー１０および２つのカメラ２０，３０の位置および光軸の向きを微調整することで、良好な画像が得られるように、光学アラインメントを行う。光学アラインメントは、計測範囲Ａ全域にレーザービームＢが照射され、かつ計測範囲Ａ全域が２つのカメラ２０，３０の視野Ｆ１，Ｆ２に含まれること、２つのカメラ２０，３０の焦点が合っていること、２つのカメラ２０，３０による三次元計測が高精度に行われ、鋼材ＳのエッジＳａが明確に観察されること、等に着目して行う。その後、光学ひずみの影響等も含めて、キャリブレーション（校正）を行う。
【００２５】
光学アラインメントおよびキャリブレーションを行った後、実際に、鋼材Ｓの形状計測を行う。この際、レーザービームＢは、計測範囲Ａ全域を走査され、計測範囲Ａ全域を順次照射する。その間、２つのカメラ２０，３０は、それぞれ、鋼材Ｓで反射された光を検出して、画像として記録する。この際、２つのカメラ２０，３０は、レーザービームＢの走査に同期して撮影を行うように制御され、レーザービームＢの走査位置ごとの画像をビデオ撮影して記録してもよいし、レーザービームＢが計測範囲Ａ内で走査される間、画像を積算し、計測範囲Ａ全域に対応する静止画像を記録してもよい。
【００２６】
２つのカメラ２０，３０で得られた画像は、ＣＰＵ等の画像解析手段（不図示）に出力される。画像解析手段は、２つのカメラ２０，３０で得られた画像を合成することで、鋼材Ｓの三次元形状を解析する。第一カメラ２０と第二カメラ３０で得られる画像は、鋼材Ｓの同一の部位で反射された光を、異なる角度から検出したものであり、これは、いわゆるステレオカメラの配置に当たる。よって、公知のステレオカメラ、光切断（三角測量法）における画像処理方法に従って、２つのカメラ２０，３０で撮影した画像を用いて、鋼材Ｓを構成する各点の三次元的な位置を検出することができる。計測範囲Ａ全域に対して、このような処理を行うことで、鋼材Ｓの形状を、奥行き方向（前後方向）を含んで、三次元的に計測することができる。このように、三次元計測を行うことで、二次元計測では検出しにくい、鋼材ＳのエッジＳａの位置も、高感度に検出することができる。
【００２７】
このように鋼材Ｓの形状に関する三次元的な情報が得られると、その情報を基に、鋼材Ｓの加工を行うことができる。例えば、得られた三次元像を二値化することで、鋼材ＳのエッジＳａの位置が検出できる。そして、検出されたエッジＳａの形状を、あらかじめＣＡＤ等で作成し、画像解析手段に入力しておいた設計形状と重ね合わせることで、実際の鋼材ＳのエッジＳａの形状と、設計形状を比較すればよい。そして、比較の結果をもとに、実際の形状を設計形状に近づけるべく、加工を追加することができる。つまり、実際のエッジＳａが、設計形状の輪郭よりも外側にあり、設計よりも寸法が大きくなっている部位が検出されれば、さらに鍛造を行い、この部位をプレスし、寸法を小さくすればよい。また、鋼材Ｓを構成する平面部に反りが検出された場合には、この反りを解消するように、さらに鍛造を行えばよい。このように、鋼材Ｓの形状計測と設計値との比較を、加工と交互に行うことで、鋼材Ｓを所定の形状に成形することができる。
【００２８】
本形状計測装置１は、加熱された鋼材Ｓの形状を計測するものであり、鋼材Ｓの熱が計測結果に影響を与える可能性がある。つまり、鋼材Ｓからの熱輻射や、鋼材Ｓによる建屋内の空気の加熱によって、計測環境温度が変化する可能性がある。特に鋼材Ｓが大型である場合には、このような熱の影響が大きくなる。例えば、上記のように、鋼材Ｓが５．０ｍ×２．５ｍの計測範囲Ａにちょうど収まるような大型のものであり、鋼材Ｓの温度が、常温から１０００℃の高温にまで変化されうる場合を想定すると、環境温度が、おおむね１０〜５０℃の範囲で変化する可能性がある。
【００２９】
このように、環境温度が変化すると、形状計測装置１の架台４０が熱膨張によって変形する可能性がある。架台４０が変形すると、レーザー１０および２つのカメラ２０，３０の位置および光軸の方向がずれてしまい、最初にキャリブレーションを行った時から、計測条件がずれてしまう。このような計測条件のずれは、形状計測の精度の低下につながりうる。特に、２つのカメラ２０，３０の光軸が相対的にずれると、空間分解能や、三次元計測の精度が低下してしまう。
【００３０】
しかし、本形状計測装置１においては、２つのカメラ２０，３０とレーザー１０が同一の架台４０に固定されていることにより、架台４０の変形が、光学アラインメントのずれにつながりにくくなっている。つまり、架台４０が環境温度の変化によって、変形を受けるとしても、一体に連続した架台４０全体として変形を受けるので、レーザー１０および２つのカメラ２０，３０が設置された部位が、異なる方向に変形することや、それらの部位で変形の程度が異なることが起こりにくく、同じ方向に、同程度の変形を受けやすい。よって、２つのカメラ２０，３０およびレーザー１０の位置や光軸が変化するとしても、それらの相対関係には、ずれが生じにくい。
【００３１】
さらに、本形状計測装置１においては、架台４０が冷媒によって、所定の恒温状態に保つように冷却されているため、環境温度が大きく変化したとしても、架台４０の温度変化が小さく抑えられる。架台４０が鋼材Ｓからの輻射等によって急激な温度変化を受けると、膨張を伴って、大きく変形してしまう。上記のように、架台４０の変形４０は、架台４０固定されたカメラ２０，３０およびレーザー１０における光学アラインメントのずれを引き起こす。そこで、このような変形を防止するために、架台を一定温度（例えば２３〜２６℃）に保つべく冷却を行い、架台における急激な温度変化を回避する。
【００３２】
仮に、第一カメラ２０、第二カメラ３０、レーザー１０がそれぞれ独立した架台に支持されているとすれば、それらの架台が独立して熱の影響を受け、変形するので、三者の間に、相対的な位置ずれや光軸のずれが生じやすく、光学アラインメントのずれが大きくなる。特に、カメラ２０，３０の間の相対的な光軸のずれは、得られる三次元画像の精度に大きな影響を及ぼす。とりわけ、本形状計測装置１においては、大型の鋼材Ｓ全体をカメラ２０，３０で撮影する必要があることから、カメラ２０，３０と鋼材Ｓとの間の距離（Ｄｂ＝６．２ｍ）が、鋼材Ｓを含む計測範囲Ａの大きさ（５．０ｍ×２．５ｍ）と同オーダーとなっている。このように離れた位置から撮像を行う場合に、カメラ２０，３０の光軸の向きがわずかにずれただけで、鋼材Ｓの位置においてはそのずれが増幅され、撮像条件に大きな影響が及ぼされる。
【００３３】
図３に、熱の影響による光学アラインメントのずれの見積もりを示す。環境温度による光学アラインメントへの影響として、架台４０の天板４１の上下方向（厚さ方向）への膨張を考える。上下方向の高さＬａを有する架台４０において、Δｔの温度上昇があったとすると、架台４０の高さの変化量ΔＬａは、架台４０の線膨張係数をαとして、
ΔＬａ＝Ｌａ・α・Δｔ      （１）
と表すことができる。Ｌａは、天板４１の厚さである。架台４０が鉄よりなる場合、線膨張係数は、α＝１１．８×１０−６［Ｋ−１］である。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、架台４０の前後方向の一方端でこのような膨張が起こり、他方端では膨張が起こらなかった場合に、カメラ１０，２０の光軸が上方に角度θで傾斜し、光学アラインメントに与える影響が最も大きくなる。このような場合に、計測対象である鋼材Ｓの位置での光軸のずれΔＬｔは、
ΔＬｔ＝ΔＬａ・Ｄｂ／Ｌｂ    （２）
となる。Ｄｂは、上記のとおり、架台４０から鋼材Ｓまでの距離であり、Ｌｂは架台４０の前後方向の長さである。
【００３５】
Δｔ＝１０℃の環境温度の上昇があったとして、Ｌａ＝０．２ｍ、Ｌｂ＝０．２ｍ、Ｄｂ＝６．２ｍを（１）式および（２）式に代入すると、鋼材Ｓの位置での光軸のずれは、ΔＬｔ＝０．７３ｍｍとなる。また、上記のように、環境温度は、１０〜５０℃程度の範囲で変動する可能性があり、環境温度の変化がそのまま架台４０の温度変化として反映されるとすると、架台４０の最大の温度変化Δｔは４０℃である。この場合には、鋼材Ｓの位置での光軸のずれは、ΔＬｔ＝２．９３ｍｍとなる。
【００３６】
この種の大型の鋼材Ｓにおいて、寸法誤差は、おおむね±５ｍｍ以内とすることが望ましく、寸法誤差をその範囲に抑えるためには、形状計測を、±５ｍｍ以内の精度で行うことが必要である。そのためには、少なくとも、計測対象である鋼材Ｓの位置でのカメラ２０，３０の光軸のずれを、±５ｍｍ以内に抑える必要がある。架台４０が冷却されておらず、環境温度の変化に等しいΔｔ＝４０℃程度の温度変化を架台４０が受けるとし、しかも、仮に、第一カメラ２０が固定された部位と第二カメラ３０が固定された部位で、架台４０の変形が上下反対方向に起こるとすると、２つのカメラ２０，３０の間での光軸のずれは、最大で、２ΔＬｔ＝５．８９ｍｍとなり、５ｍｍを超えてしまう。一方、架台４０の冷却により、架台の温度変化をΔｔ＝１０℃に抑えることができる場合には、上記のように架台４０に上下反対方向の変形が起こったとしても、２ΔＬｔ＝１．４６ｍｍとなり、カメラ２０，３０の間の光軸のずれを５ｍｍ以下に抑えることができると見積もられる。しかも、以下に実験的に示すように、第一カメラ２０が固定された部位と第二カメラ３０は、温度変化に関して同様の挙動を示すので、冷却された架台４０において、２つの部位で上下反対方向の変形が起こることは考えにくく、カメラ２０，３０の間の光軸のずれは、さらに小さくなると考えられる。なお、架台４０が防振部材４２を介して天板４１と脚部４２に分割されておらず、据え付け面Ｇに立設されたブロック状の架台である場合には、架台の厚さＬａが大きくなり（例えば１．０ｍ）、光軸のずれΔＬｔは、上記よりも大きな値となる可能性がある。
【００３７】
図４に、加工位置での鋼材Ｓの鍛造と、計測位置での形状計測を繰り返しながら６時間経過する間に、レーザー部温度計６１、第一カメラ部温度計６２、第二カメラ部温度計６３によって計測された温度の変化を、計測開始前にキャリブレーションを行った時の温度とともに示す。これを見ると、各部で計測される温度の変化は、キャリブレーションを行った時の温度から、±３℃の範囲内に収まっている。
【００３８】
そこで、Δｔ＝３℃を上記の式に代入すると、鋼材Ｓの位置での光軸のずれΔＬｔは、最大で０．２２ｍｍとなる。また、図４によると、第一カメラ２０の位置と第二カメラ３０の位置での温度の経時変動が、ほぼ同じ挙動を示しており、架台４０の天板４１全体が、一様に温度の変化を受けていることが分かる。つまり、温度の影響が不均一に天板４１に印加されることで、第一カメラ２０の光軸と第二カメラ３０の光軸が異なる方向にずれ、計測誤差が大きくなるような事態が起こりにくくなっている。上記したように、このような異なる方向への光軸のずれが発生すると、最大で合計２ΔＬｔの光軸のずれが、２つのカメラ２０，３０の間に発生することになる。
【００３９】
架台４０が冷媒によって冷却されていることで、架台４０の変形が抑制されるとともに、レーザー１０およびカメラ２０，３０の温度変化も抑制される。精密な機器であるレーザー１０やカメラ２０，３０は、動作温度が変動すると、動作条件が変化し、動作の安定性が損なわれる。すると、形状計測装置１における計測条件が変化してしまう可能性がある。極端な場合には、温度の上昇によって、レーザー１０やカメラ２０，３０の内部のリミッターが作動し、動作が停止されてしまうこともある。しかし、上記のように、レーザー１０およびカメラ２０，３０が、架台４０を介して冷却を受けることで、安定して動作することができ、架台４０の変形抑制の効果とあいまって、鋼材Ｓの形状計測の精度を高く維持するのに寄与する。
【００４０】
以上ように、加熱された鋼材Ｓの形状計測を行うに際し、レーザー１０および２つのカメラ２０，３０を同一の架台４０に固定すること、さらには架台４０を冷却することで、鋼材Ｓからの熱の影響による計測精度の低下を抑制することができる。しかし、加熱された鋼材Ｓが計測対象であることの影響としては、そのような熱による影響に加え、輻射される光による影響も考えられる。鍛造等の熱間塑性加工の途上にある鋼材Ｓは、１０００℃程度の高温に加熱されており、赤〜黄色の光を輻射している場合が多い。このような輻射光がカメラ２０，３０に検出されると、鋼材Ｓで反射されるレーザービームＢの検出に対して、ノイズとなってしまい、計測精度を低下させる可能性がある。このような輻射光の影響を回避するために、レーザー１０から出射されるレーザービームＢは、緑色〜青色の波長帯域（おおむね５８０〜４３０ｎｍ）にあることが好ましい。そして、カメラ２０，３０に、輻射光は透過しないがレーザービームＢは透過するような波長選別を行う光学フィルタを取り付けておけば、鋼材Ｓからの輻射光の影響を低減して、高精度に反射光を検出することができる。近年、このような波長帯域の高出力レーザーが利用しやすくなっている。
【００４１】
なお、鋼材Ｓの三次元形状を計測できる手法として、上記のように２つのカメラ２０，３０を使用してステレオ撮影を行う方法の他に、レーザーと１台のカメラを並べて設置し、ガイド上を走行させて光切断測定を行う方法が考えられる。この場合には、走行時の揺れによって、レーザーおよびカメラの光軸がずれやすく、精度の高い計測を行うことが困難である。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１                形状計測装置
１０              レーザー
２０              第一カメラ
３０              第二カメラ
４０              架台
４１              天板
４１ａ            天面
４２              脚部
４３              防振部材
４４              冷媒滞留部
５０              チラー
６０              遮蔽板
６１              レーザー部温度計
６２              第一カメラ部温度計
６３              第二カメラ部温度計
Ａ                計測範囲
Ｂ                レーザービーム（の照射範囲）
Ｆ１              第一カメラの視野
Ｆ２              第二カメラの視野
Ｓ                鋼材
Ｓａ              鋼材のエッジ
【図１】
2015200529.tif 000003
【図２】
2015200529.tif 000004
【図３】
2015200529.tif 000005
【図４】
2015200529.tif 000006