(57)【要約】圧延機の運転により生じる直線状金属材料（１０）の真直度の自動測定の方法と装置を提供する。直線状金属材料（１０）が圧延機（１２）から出てくると、センサー１００が、材料（１０）の一区分（１０ｎ）にわたる個々の長手方向箇所における材料（１０）を対象とする一連の画像の対又は一連の距離測定結果の対を取得する。処理システムは、前記データの対を用いて、前記材料（１０）の一区分（１０ｎ）について一組の重心（Ｃ）を求める。仮想軸（ＶＡ）は前記区分（１０ｎ）を対象とする重心（Ｃ）群間において同定され、処理システムは区分（１０ｎ）の範囲内における材料（１０）の凹みの大きさを同定するために、区分（１０ｎ）内の残りの各重心（Ｃ）の仮想軸（ＶＡ）からの偏差の大きさを測定すると共に、仮想軸（ＶＡ）の軸回りの凹みの角度方向の大きさを同定する。
2008544253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状金属材料の真直度の自動測定方法であって、
前記直線状金属材料の区分の各端部における当該直線状金属材料の垂直断面について端部重心を求め、
前記直線状金属材料の前記区分内にある垂直断面について少なくとも一つの中間部重心を求め、
前記求めた２つの端部重心間における前記直線状金属材料の長手方向仮想軸を設定し、
各中間部重心について、前記長手方向仮想軸からの位置ずれの大きさを求め、
各中間部重心について、前記長手方向仮想軸回りの角度方向の大きさを求め、
求めた前記各位置ずれ及び前記各角度方向の大きさを利用して、前記直線状金属材料の凹みの方向並びに大きさを同定し、且つ、
前記直線状金属材料の前記区分について同定された前記凹みの方向及び大きさの表示を蓄積することを特徴とする、直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項２】
前記請求項１において、前記端部重心を求める工程、少なくとも一つの前記中間部重心を求める工程、前記長手方向仮想軸を設定する工程、前記位置ずれの大きさを求める工程、及び前記角度方向の大きさを求める工程を、少なくとももう一つの他の区分について繰り返して行い、前記直線状金属材料の凹みの方向と大きさを同定することを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項３】
前記各端部重心を求める工程、及び前記各中間部重心を求める工程のそれぞれにおいて、前記直線状金属材料の断面における第１、及び第２の直交する画像を取得し、且つ、
前記第１、及び第２の直交画像から前記断面における前記直線状金属材料の重心を計算することを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項４】
前記第１、及び第２の前記直線状金属材料の断面の直交する画像を取得する工程において、さらに前記断面において前記直線状金属材料を照明により照らすことを特徴とする、請求項３に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項５】
前記照明がバックライト照明であることを特徴とする、請求項４に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項６】
前記請求項１において、前記各端部重心を求める工程、及び前記各中間部重心を求める工程のそれぞれにおいて、断面における前記直線状金属材料の外面を対象とする一対の距離測定結果を取得し、且つ、
前記距離測定結果の対を用いて前記断面における前記直線状金属材料の重心を計算することを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項７】
前記直線状金属材料の前記区分について凹みの大きさの蓄積された表示を、所定の凹み許容範囲値と比較し、且つ、
前記許容範囲値を超えた凹みの大きさを有する直線状金属材料の前記区分に応答して、信号を発する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項８】
直線状金属材料の前記区分について同定した凹みの方向と大きさを画像表示する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項９】
前記請求項１において、前記端部重心を求める工程、少なくとも一つの前記中間部重心を求める工程、前記長手方向仮想軸を設定する工程、前記位置ずれの大きさを求める工程、前記角度方向の大きさを求める工程、前記各位置ずれの大きさと前記各角度方向の大きさを利用して前記直線状金属材料の凹みの方向並びに大きさを同定する工程、及び、同定された前記凹みの方向及び大きさの表示を蓄積する工程を、前記直線状金属材料の多数の区分について繰り返し行い、且つ、直線状金属材料の前記多数の区分の凹みの方向と大きさの蓄積された表示を処理することにより、直線状金属材料の前記多数の区分の凹みの変化を長期にわたって同定することを特徴とする、請求項１に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１０】
直線状金属材料の真直度の自動測定方法であって、
前記直線状金属材料の少なくとも３つの別個の垂直断面におけるそれぞれの重心を求めると共に、求められた前記重心によって前記直線状金属材料の区分を規定し、
求められた前記重心のうち２つの間の前記直線状金属材料の長手方向仮想軸を設定し、
残りの各重心について、前記長手方向仮想軸からの位置ずれの大きさを求め、
残りの各重心について、前記長手方向仮想軸回りの角度方向の大きさを求め、
求めた前記各位置ずれの大きさ及び求めた前記各角度方向の大きさを利用して、前記直線状金属材料の凹みの方向と大きさを前記区分にわたり同定し、且つ、
前記直線状金属材料の前記区分について同定された凹みの方向と大きさの表示を蓄積することを特徴とする、直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１１】
直線状金属材料の前記区分について凹みの大きさの蓄積された前記表示を、所定の凹み許容範囲値と比較し、且つ、
前記所定の凹み許容範囲値を超えた凹みの大きさを有する直線状金属材料の前記区分に応答して信号を発する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１２】
直線状金属材料の前記区分について同定した凹みの方向と大きさを画像表示する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１３】
前記請求項１０において、前記端部重心を求める工程、少なくとも一つの前記中間部重心を求める工程、前記長手方向仮想軸を設定する工程、前記位置ずれの大きさを求める工程、前記角度方向の大きさを求める工程、前記各位置ずれの大きさと前記各角度方向の大きさを利用して前記直線状金属材料の凹みの方向並びに大きさを同定する工程、及び、同定された前記凹みの方向及び大きさの表示を蓄積する工程を、前記直線状金属材料の多数の区分について繰り返し行い、且つ、
直線状金属材料の前記多数の部分の凹みの方向と大きさの蓄積された表示を処理することにより、直線状金属材料の前記多数の区分の凹みの変化を長期にわたって同定することを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１４】
前記請求項１０において、前記端部重心を求める工程、少なくとも一つの前記中間部重心を求める工程、前記長手方向仮想軸を設定する工程、前記位置ずれの大きさを求める工程、前記角度方向の大きさを求める工程、前記各位置ずれの大きさと前記各角度方向の大きさを利用して前記直線状金属材料の凹みの方向並びに大きさを同定する工程、及び、同定された前記凹みの方向及び大きさの表示を蓄積する工程を、所定の長さを有する直線状金属材料の多数の連続した区分について繰り返し行い、且つ、
直線状金属材料の前記多数の連続した区分について凹みの方向と大きさの蓄積された表示を処理することによって、直線状金属材料の前記所定の長さについて凹みの方向と大きさを同定することを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１５】
前記求められた重心のなかで互いに最も遠い長手方向距離をもつ重心同士の間で、前記長手方向仮想軸が設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１６】
前記請求項１０において、前記各重心を求める工程、前記長手方向仮想軸を設定する工程、前記各位置ずれの大きさを求める工程、前記各角度方向の大きさを求める工程を、前記直線状金属材料の少なくとももう一つの他の区分について繰り返し行うことによって、前記直線状金属材料の凹みの方向と大きさを同定することを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１７】
前記各重心を求める工程において、前記各重心について、前記直線状金属材料の断面における第１、及び第２の直交する画像を取得し、且つ、
前記第１、及び第２の直交画像から前記断面における前記直線状金属材料の各重心を計算することを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１８】
前記断面における前記直線状金属材料の前記第１、及び第２の直交画像を取得する工程において、前記断面において前記直線状金属材料を照明により照らし、且つ、前記照らされた直線状金属材料の第１、及び第２の直交画像を取得することをさらに行うことを特徴とする、請求項１７に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項１９】
前記各重心を求める工程において、前記各重心について、断面における前記直線状金属材料の外面を対象とする一組の距離測定結果を取得し、且つ、
前記距離測定結果の組を用いて前記断面における前記直線状金属材料の重心を計算することを特徴とする、請求項１０に記載の直線状金属材料の真直度の自動測定方法。
【請求項２０】
間隔を空けて配列され、その配列された各々が対象とする断面における直線状金属材料の外面からデータを取得するように設定された、複数のセンサーモジュール、及び、
前記各センサーモジュールからデータを受け取るために当該各センサーモジュールと機能的に連携すると共に、対象とする各断面における前記直線状金属材料の重心の位置を計算するソフトウェアアルゴリズムを備えた処理システムを含む直線状金属材料の真直度の非接触の測定システムであって、
前記処理システムは、前記２つの重心により規定される区分にわたり前記直線状金属材料の凹みの方向、及び大きさを求めるソフトウェアアルゴリズムをさらに備えていることを特徴とする直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２１】
前記処理システムは、さらにソフトウェアアルゴリズムが、少なくとも２つの前記計算された重心からの前記直線状金属材料の長手方向仮想軸を求めるように設定され、且つ、
少なくとも１つの重心について、前記長手方向仮想軸に対しての角度方向と共に前記長手方向仮想軸からの位置ずれを求めるように設定されていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２２】
前記処理システムは、最適アルゴリズムを用いて少なくとも２つの前記重心から前記直線状金属材料の長手方向仮想軸を求めるソフトウェアアルゴリズムをさらに備えていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２３】
前記処理システムは、計算された複数の重心のうち最も遠い軸方向距離を持ち、前記直線状金属材料の区分を規定している重心同士の間で、前記直線状金属材料の長手方向仮想軸を求めるソフトウェアアルゴリズムをさらに備えていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２４】
各センサーモジュールは、前記断面において前記直線状金属材料を照らすために適合させた照明システムをさらに備えていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２５】
各照明システムが、前記直線状金属材料をバックライトで照らす光源を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２６】
直線的に間隔を空けて配置した各センサーモジュールは、対象とする前記断面における前記直線状金属材料の前記外面上の対象とする各々の部分の第１、及び第２の直交した画像を同時に取得するように設定されていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【請求項２７】
直線的に間隔を空けて配置した各センサーモジュールは、対象とする前記断面における前記直線状金属材料の前記外面上の対象とする各々の箇所までの一対の距離測定結果を同時に取得するように設定されていることを特徴とする、請求項２０に記載の直線状金属材料の真直度の非接触の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して管状金属材料及び丸棒金属材料の様な直線状金属材料の製造に関し、特に、製造途中において直線状金属材料の真直度を自動定量するための機械視覚（machine vision）方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、出願日２００５年６月１３日の米国特許出願番号１１／１５１，０３６に関連し、且つ、当該米国特許出願に基づき優先権を主張するものであり、当該米国特許出願は、参照されることによって、その内容が本明細書に含まれる。
管状金属材料及び丸棒金属材料、本願明細書で直線状金属材料と呼んでいるものは、理想的には、その製品長全体が完全な直線形状で作られ、圧延機から出てくるべきである。しかし、通常はその直線状金属材料には、完全な直線からの多少の偏差が存在し、その偏差は、規定の許容範囲内であればほとんどの用途で許容され得る。従来は、圧延機技師が目視検査を行い、圧延機から出てきた直線状金属材料の各部分が規定の許容範囲内に収まるかどうかを測定している。しかし、この方法では、製造された材料の多くについては定量的な検査がされず、圧延機の運転を調整することで修正できる偏差の傾向も検知することができない。
【０００３】
ある長さ（例えば４．５〜１２ｍの長さ）の直線状金属材料の典型的な検査方法としては、製造された前記直線状金属材料を圧延機から取り出し、平らな机又は水平な横木の上に置く。そして、検査役がその机の平らな表面を使い、前記直線状金属材料に存在する曲がりの向きを測定し、最も曲がりの顕著な側を測定する、すなわち、検査役は前記材料の外周において最も大きな凹みを生じさせている曲がりの角度方向を測定する。
【０００４】
最も大きな凹みがある側を突き止めたなら、検査役は通常１ｍの長さの精密直線エッジを材料のその側に当てる。直線から何らかの偏差があれば、その材料の表面と前記精密直線エッジとの間に隙間が生じ、通常、前記精密直線エッジの両端間の隙間ゲージを用いて測定される。この手順が管状材料の長さ方向に沿ったいくつかの部分に対して繰り返される。管状及び丸棒金属材料は、理想的な真直度からの何らかの偏差の存在を測定するために同様の検査手順を受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もし、定量的な検査結果が要求されれば、従来の検査方法では、かなりの時間を費やしてしまうし、莫大な費用をかけない限り圧延機における製造の全面稼動操業から得られる材料の全ての点を検査することはできない。従って、定量的な検査は、圧延機の製造操業から選別法（screening method）を用いて選んだ直線状金属材料にのみ行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡潔に説明すると、本願発明の実施形態は、圧延機の運転により製造される直線状金属材料の真直度の測定の自動化方法を提供する。直線状金属材料が圧延機から出てくると、当該材料の、ある一つの区分内にわたり、個々の長手方向の箇所において画像が対をなし、それらの画像対が一連となった配列が得られる。各画像対は、材料に対して垂直に配列した視野に沿って得られる画像を含み、好ましくは視野が互いに直交している。当該画像対を用い、各々の区分端部の箇所、及び少なくとも１つの区分内中間箇所について前記材料の重心を測定する。各々の区分端部の重心間において仮想軸が同定される。前記仮想軸から区分内の各中間箇所の重心までの偏差の大きさにより、前記仮想軸回りの凹みの角度方向の大きさを同定すると共に、各区分内における前記材料の凹みの大きさも同定される。
【０００７】
本願発明の他の実施形態は、圧延機の運転により製造される直線状金属材料の真直度の測定の自動化方法を提供する。直線状金属材料が圧延機から出てくると、当該材料の、ある一つの区分内にわたり、個々の長手方向の箇所において、材料までの距離の測定結果が対をなして得られる。各測定結果対は、材料の外面に垂直に配列した視野に沿って得られる材料表面までの２つの距離の大きさを含み、当該２つの視野は互いに角度がある。測定された距離、材料の既知の直径、及び測定システムの既知の配置を用いて、前記材料の各々の区分端部の箇所、及び少なくとも１つの区分内中間箇所の重心を測定する。各々の区分端部の重心間において仮想軸が同定される。前記仮想軸から区分内における各々の中間箇所の重心までの偏差の大きさにより、仮想軸回りの凹みの角度方向の大きさを同定すると共に、区分内における前記材料の凹みの大きさも同定される。
【０００８】
本願発明の他の実施形態は、圧延機の運転により製造される直線状金属材料の真直度の測定の自動化装置を提供する。圧延機から出てくる直線状金属材料の画像を得るために一対の画像センサーが配置される。当該画像センサーは、前記材料に対して垂直な視野を持つように配置され、好ましくは前記材料の共通の断面内で互いに直交する。処理システムは、前記材料の個々の箇所に対する各画像センサーによって得られる前記材料の画像を含む画像対を評価し、前記個々の箇所における材料の重心を測定するように設定されている。前記処理システムはさらに、前記区分の各端部において測定された重心の位置から前記材料の区分について長手方向仮想軸を設定し、当該長手方向仮想軸に対する凹みの角度方向の大きさを同定すると共に、少なくとも１つの測定された前記区分内の重心から、前記区分内における前記直線状金属材料の凹みの大きさも同定する。
【０００９】
本願発明の他の実施形態は、圧延機の運転により製造される直線状金属材料の真直度の測定の自動化装置を開示する。長手方向の運搬装置によって圧延機から出てくる直線状金属材料の画像を得るように一対の距離測定センサーが配置される。当該距離測定センサーは、前記直線状金属材料に垂直な軸における距離測定結果を得るように配置され、前記材料の共通の断面において互いに角度をもって配列している。処理システムは、前記材料の個々の断面において各距離測定センサーにより得られた材料の外面までの距離測定結果を評価し、前記個々の箇所における重心を測定するように設定されている。処理システムはさらに、前記区分の各端部において測定された重心の位置から前記材料の区分の長手方向仮想軸を設定し、当該長手方向仮想軸回りの凹みの角度方向の大きさを同定すると共に、少なくとも１つの測定された前記材料の区分内に配置された重心から、前記区分内における前記直線状金属材料の凹みの大きさも同定する。
【００１０】
本願発明の目的、特徴、及び効果は、上述の説明の他、下記に説明される好ましい実施の形態及び図面によって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、圧延機１２から生じる直線状金属材料１０の長手方向が、本発明に係る非接触真直度測定システム１００を通過する様子を示している。実施形態の一つとして、測定システム１００は、少なくとも３つの画像化モジュール１０２から構成され、当該画像化モジュール１０２は、直線状金属材料１０の進行方向に対応する共通の長手方向軸に沿って間隔をおいて直列に配置されている。各画像化モジュール１０２は、真直度基準長の約２分の１の間隔があることが好ましい。
【００１２】
各画像化モジュール１０２は、図２に最もよく見られるような、画像化モジュール１０２を通過する直線状金属材料１０の断面Ｐに一致するように配向した視野を有し、直交した配置を有する一対の画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙを含む。前記画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙの対の前記直線状金属材料１０の長手方向軸の軸周りの具体的な角度方向は、図２の例示により限定されるものではなく、画像センサー対は異なった角度方向を有していても良く、各画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙ間の関係は直交していなくても良い。
【００１３】
各画像センサー１０４Ｘ、並びに１０４Ｙは、従来公知の光学的な画像化要素、及び画像処理要素を有する。例えば、ピンホールレンズ（a pin-hole lens）や光学レンズ、ＣＭＯＳやＣＣＤ画像アレイ、及び関連した電気回路である。各画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙは、関連した視野内において、視認可能な端縁を含む前記直線状金属材料１０の外面の一部分の画像を得ることが可能である。例えば、図２及び図３Ａに示す様に画像センサー１０４Ｘは、Ｘ軸視野（ＦＯＶ（Ｘ））におけるＸ軸に沿って視認される直線状金属材料１０の外面の画像を得るように画像化モジュール１０２内に配置され、一方、画像センサー１０４Ｙは、Ｙ軸視野（ＦＯＶ（Ｙ））におけるＹ軸に沿って視認される直線状金属材料１０の外面の画像を得るように画像化モジュール１０２内に配置される。
【００１４】
各画像化モジュール１０２が直線状金属材料１０の画像を得るのを補助するために、種々の照明技術を用いても良い。バックライト照明を用いても良く、直線状金属材料１０の外面が強く照らされたバックグラウンド（background）に対して暗くなるようにバックライトが用いられ、各画像の観察される明るいバックグラウンドと暗い直線状金属材料１０の外面とのコントラストが強くなるようにすることが好ましい。例えば、図４に示す様に、各画像センサー１０４Ｘ、又は１０４Ｙから直線状金属材料１０の反対側に、直線状金属材料１０の幅よりも長い一対の蛍光灯１０５を配置しても良い。蛍光灯１０５は、画像センサーの光学軸からオフセット（offset）し、複数の画像センサーに対しての照明となり、直線状金属材料の端縁の照明における影効果（shadow effects）の発生を減少するものであることが好ましい。各画像化モジュール１０２により得られる画像において、直線状金属材料１０の端縁の同定を補助するものであれば、前方照明技術を含む他の照明技術を用いても良く、及び他の応用の様に補助照明が必要とされなくとも良いことを、当業者であれば理解できるだろう。
【００１５】
各画像化モジュール１０２の各画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙにより同時に得られた画像は処理システム１０６に伝えられ、そこで各画像における直線状金属材料１０の端縁が同定される。前記処理システム１０６は、十分な計算能力をもつ中央演算処理装置を少なくとも１つと、本願発明の機能を実行するように設定されたアプリケーション・ソフトウェアを有することが好ましい。測定システムの既知のパラメーターと共に、各画像の同定された端縁を用いて、前記処理システム１０６は、Ｘ軸及びＹ軸上の前記金属材料の１又はそれ以上の寸法のＬ（ｘ）、及びＬ（ｙ）をそれぞれ計算する。処理システム１０６は、さらに前記計算された寸法を用いて、関連する画像化モジュール１０２により得られた直線状金属材料１０の断面Ｐにおける重心Ｃの少なくとも１つの３次元座標を求める。中央演算処理システム１０６を用いて、外径や真円度の大きさ等の直線状金属材料１０のさらなる特性や特徴を求めても良い。
【００１６】
直線状金属材料１０の一区分である１０Ａについて、２つの端の重心及び少なくとも１つの中間箇所重心を含む一組の重心Ｃが中央演算処理システム１０６により計算されたら、当該中央演算処理システム１０６は、少なくとも計算された２つの重心Ｃ間の前記区分１０Ａに対する長手方向仮想軸ＶＡを設定する。図５、及び６に示すように、前記長手方向仮想軸ＶＡは、区分１０Ａ内における最外部又は端部の重心Ｃ間に設定されるが、当業者であれば長手方向仮想軸ＶＡは、任意の２つの重心Ｃを用いて設定しても良いことを理解できるだろう。同様に、長手方向仮想軸ＶＡは、直線最適アルゴリズム（linear best-fit algorithm）及び２点以上の重心Ｃを用いた中央演算処理システム１０６により設定しても良い。
【００１７】
一度、直線状金属材料１０の一区分１０Ａに対して長手方向仮想軸ＶＡが設定されたら、中央演算処理システム１０６は、長手方向仮想軸ＶＡからの前記区分１０Ａ内の残る各重心Ｃの位置ずれを計算する。計算された位置ずれは、直線状金属材料１０の前記区分１０Ａにおける真直度又は湾曲（凹み）の大きさを意味する。図６に示す様に、線状金属材料１０の前記区分１０Ａの全長における測定する重心Ｃの数を増やすことにより、線状金属材料１０の区分１０Ａのにおける湾曲に対する測定システム１００の感度を増大できることを、当業者であれば理解できるだろう。
【００１８】
一度、中央演算処理システム１０６により直線状金属材料１０の前記区分１０Ａの湾曲又は真直度の大きさが測定されたら、その湾曲又は真直度プロファイルの大きさの分析結果は、様々な用途に用いることができる。例えば、直線状金属材料の単一の区分１０Ａの真直度又は湾曲は、規定の許容範囲を超えた少なくとも１つの同定された区分１０Ａを有する直線状金属材料１０を同定するために規定の許容範囲と比べても良い。同様に、一片の直線状金属材料１０の長さ方向に沿った複数の区分１０Ａの真直度又は湾曲の大きさを得ることにより、直線状金属材料１０の全体的な真直度又は湾曲の大きさが同定され、規定の許容範囲と比較することができる。湾曲又は真直度が測定される複数の区分１０Ａは別々である必要はなく、実際には、直線状金属材料１０の正確な特性を提供するために当該区分が重複していても良いことを、当業者であれば理解できるだろう。圧延機１２から生じる直線状金属材料１０の湾曲又は真直度の大きさを蓄積することにより、算出する直線状金属材料１０の特徴の傾向又は変化に気づき、運転者が検査又は補正するための注意を与えることもできる。
【００１９】
図７は、本願発明の他の実施形態を示した図であり、各画像化モジュール１０２内の画像センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙを、所定且つ既知の配置に備え付けられた対の距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂに替えたものである。各距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂは、直線状金属材料１０の共通の断面内に配置されており、且つ、直線状金属材料１０の外面に垂直な軸に沿って配列している。しかし、画像化センサー１０４Ｘ、及び１０４Ｙと異なり、距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂは、従来のような互いに直交した関係の位置に配置されておらず、鋭角αの配向によって分けられ、好ましくは、共通の中心点に対して２８度の円弧を有する。各距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂ間の鋭角配向により、測定システム１００は、異なった直径を有する直線状金属材料１０に対しても再設定することなく対応することが可能となる。
【００２０】
各距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂのそれぞれの検出器の軸２０４Ａ、及び２０４Ｂ上の直線状金属材料１０の表面上の点はそれぞれ、２０２Ａ、及び２０２Ｂであり、各距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂは、それぞれ、２００Ａ−２０２Ａ間、２００Ｂ−２０２Ｂ間の距離を測定するように設定されている。ある設定においては、各距離測定センサー２００Ａ、及び２００Ｂは、直線状金属材料１０の表面の２０２Ａ、及び２０２Ｂ上にレーザー光を投影するためのレーザー投影システムを備えている。各距離測定センサー２０２Ａ、及び２０２Ｂに配置された光学センサーは投影点の画像を得て、その点までの距離を計算する。
【００２１】
所定の許容範囲内の外径を有する直線状金属材料において、中央演算処理システム１０６は、所定且つ既知の配置の各距離測定センサー２０２Ａ、及び２０２Ｂと当該センサーにより得られた距離測定結果を利用するソフトウエアアルゴリズムを備えており、従来の幾何学的関係を利用して断面における直線状金属材料の重心Ｃの座標を同定する。直線状金属材料１０の湾曲は、区分１０Ａの長手方向に沿った２０２Ａ、及び２０２Ｂまでの距離の変化をもたらし、２０２Ａ、及び２０２Ｂはそれぞれ、区分１０Ａの外面によって位置が変わり、それに応じて、個々の断面内において重心の座標が変化する。直線状金属材料１０の区分１０Ａについて一組の重心群Ｃが同定されると、区分１０Ａの湾曲の真直度は、上述したように各区分１０Ａについて測定された仮想軸ＶＡとの関係で測定される。
【００２２】
直線状金属材料１０の区分１０Ａについて一組の重心群Ｃは、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な技術や要素を用いても測定しても良いことを、当業者であれば理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、圧延機からの直線状金属材料が本願発明に係る測定システムを通して運搬されるときに当該直線状金属材料を測定するように当該測定システムを配置した実施形態の一例を示した斜視図である。
【図２】図２は、本願発明の実施形態の画像化部品、及び直線状金属材料の区分に関連した視野を説明した斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２のＹ軸画像化部品により得られた直線状金属材料の画像及び視野の典型例を説明した図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２のＸ軸画像化部品により得られた直線状金属材料の画像及び視野の典型例を説明した図である。
【図４】図４は、画像化部品に対するバックライトの配置及び直線状金属材料の一区分の一例を説明した斜視図である。
【図５】図５は、直線状金属材料の区分に対して計算された重心の最小限の一組を説明した図である。
【図６】図６は、図５の区分について計算された重心の一組を説明した図である。
【図７】図７は、本願発明の距離測定システムの他の実施形態を説明した直線状金属材料の区分の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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