(57)【要約】【課題】断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を精度よく測定可能な線材成形装置の提供。【解決手段】線材成形装置は、圧延機で成形されて軸方向に移動中の線材Ｓに対して、厚み変位計１９１の発光手段１９１Ｂにより光Ｌを照射させて、受光手段１９１Ｃでの受光状態に基づいて、線材Ｓの斜面間距離を算出する。寸法測定器１９２の投光部１９２Ａにより光Ｍを照射させて、受光部１９２Ｂでの受光状態に基づいて、線材Ｓの高さ方向変位を算出する。斜面間距離と、高さ方向変位と、などに基づいて、高さ方向変位を考慮に入れて斜面間距離を補正した補正斜面間距離を算出する。【選択図】図３
2008229632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略台形形状に形成され軸方向に移動中の線材の形状を測定する線材形状測定方法であって、
前記線材における前記断面略台形形状の一対の斜辺に対応する一対の斜面間の斜面間距離を測定する斜面間距離測定工程と、
前記線材における前記断面略台形形状の高さ方向への高さ方向変位を測定する高さ方向変位測定工程と、
前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離および前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位に基づいて、前記線材の形状を測定する形状測定工程と、
を実施することを特徴とする線材形状測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の線材形状測定方法であって、
前記斜面間距離測定工程では、
前記一対の斜面に向けて光を出射する発光工程と、
前記一対の斜面で反射される前記光を受光する受光工程と、
この受光工程における前記光の受光状態に基づいて前記斜面間距離を算出する斜面間距離算出工程と、を実施する
ことを特徴とする線材形状測定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の線材形状測定方法であって、
前記発光工程では、前記一対の斜面における前記高さ方向略中央に対応する位置に向けて前記光を出射し、
前記斜面間距離算出工程では、前記受光状態に基づいて前記一対の斜面における高さ方向略中央の位置間の距離を前記斜面間距離として算出する
ことを特徴とする線材形状測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の線材形状測定方法であって、
前記形状測定工程では、
前記線材の前記断面略台形形状における上底および下底のうち長い辺の長さ寸法をＷ１、
前記上底および前記下底のうち短い辺の長さ寸法をＷ２、
前記断面略台形形状における高さ寸法をＨ、
前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離をＢ、
前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位をＡ、
として、
以下の式（１）に基づいて、前記高さ方向変位を考慮に入れて前記斜面間距離を補正した補正斜面間距離Ｔを算出する処理を、前記線材の形状の測定処理として実施する
Ｔ＝Ｂ＋｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｈ｝×Ａ  …  （１）
ことを特徴とする線材形状測定方法。
【請求項５】
断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を測定する線材形状測定装置であって、
前記線材における前記断面略台形形状の一対の斜辺に対応する一対の斜面間の斜面間距離を測定する斜面間距離測定手段と、
前記線材における前記断面略台形形状の高さ方向への高さ方向変位を測定する高さ方向変位測定手段と、
前記斜面間距離測定手段で測定された前記斜面間距離および前記高さ方向変位測定手段で測定された前記高さ方向変位に基づいて、前記線材の形状を測定する形状測定手段と、
を具備したことを特徴とした線材形状測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の線材形状測定装置であって、
前記斜面間距離測定手段は、
前記一対の斜面に向けて光を出射する発光手段と、
前記一対の斜面で反射される前記光を受光する受光手段と、
この受光手段における前記光の受光状態に基づいて前記斜面間距離を算出する斜面間距離算出手段と、を備えた
ことを特徴とした線材形状測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の線材形状測定装置であって、
前記発光手段は、前記一対の斜面における前記高さ方向略中央に対応する位置に向けて前記光を出射し、
前記斜面間距離算出手段は、前記受光状態に基づいて前記一対の斜面における高さ方向略中央の位置間の距離を前記斜面間距離として算出する
ことを特徴とした線材形状測定装置。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の線材形状測定装置であって、
前記形状測定手段は、
前記線材の前記断面略台形形状における上底および下底のうち長い辺の長さ寸法をＷ１、
前記上底および前記下底のうち短い辺の長さ寸法をＷ２、
前記断面略台形形状における高さ寸法をＨ、
前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離をＢ、
前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位をＡ、
として、
以下の式（１）に基づいて、前記高さ方向変位を考慮に入れて前記斜面間距離を補正した補正斜面間距離Ｔを算出する処理を、前記線材の形状の測定処理として実施する
Ｔ＝Ｂ＋｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｈ｝×Ａ  …  （１）
ことを特徴とした線材形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を測定する線材形状測定方法、および、その装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、丸断面の鋼線を圧延成形することにより、断面略台形形状の線材を形成する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の記載のものは、素材鋼線を圧延加熱コイルにて誘導加熱して、４方ロール圧延機で断面略台形形状（梯形断面）の線材に熱間圧延する。そして、この熱間圧延後に水冷ジャケットにより急冷して加工焼入する構成が採られている。
【０００３】
また、角柱状物体の形状を測定する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に記載のものは、被測定物を三次元移動する非接触型センサを備えた測定装置の測定位置に載置する。さらに、非接触型センサを移動させて、被測定物の上面を含む平面の式と、上面の各頂点のｘｙ座標と、に基づいて、この各頂点の三次元座標を求める。そして、この三次元座標に基づいて、被測定物の形状を求める構成が採られている。
【０００４】
さらに、径方向から見た外径寸法が周期的に変わる形状に形成され、軸方向に移動する線材の最大外径寸法を測定する構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。
この特許文献３に記載のものは、最大点検出センサにて、径方向から見た線材の外径の連続的変化を検出して、測定動作信号を出力する。そして、線径測定器にて、測定動作信号に同期して光を照射し、線材の径方向から見た最大外径部を測定する構成が採られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７１３８号公報
【特許文献２】特開平６−２８８７５２号公報
【特許文献３】特開昭６１−１１２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１のような構成で形成された線材の形状を測定する方法として、特許文献２のような構成を適用して圧延成形後に測定する第１の測定方法と、特許文献３のような構成を適用して圧延成形中に測定する第２の測定方法と、が考えられる。
しかしながら、第１の測定方法では、線材を基盤に載置してから測定するため、線材の中間位置近傍で成形状態が変化したとしても、後端まで成形が継続されてしまい、規格を満たさない部分が多い成形品が製造されてしまうおそれがある。また、角柱状物体の上部頂点の座標に基づく測定を実施するため、角柱状物体の上部頂点が曲線状に形成されたいわゆるＲ形状の場合、上部頂点の位置の特定が困難になり精度よく測定できないおそれがある。
また、第２の測定方法では、台形形状の上底および下底のうち一方側から光を照射して、他方側においてイメージセンサで画像を取得した場合、上底および下底のうち長い辺の形状に対応する画像しか得られず、短い辺の形状を測定できないおそれがある。さらに、台形形状の各頂点がＲ形状の場合、画像の影部分が上底や下底のどの部分に対応するものかの特定が困難になり、精度よく測定できないおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を精度よく測定可能な線材形状測定方法、および、その装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の線材形状測定方法は、断面略台形形状に形成され軸方向に移動中の線材の形状を測定する線材形状測定方法であって、前記線材における前記断面略台形形状の一対の斜辺に対応する一対の斜面間の斜面間距離を測定する斜面間距離測定工程と、前記線材における前記断面略台形形状の高さ方向への高さ方向変位を測定する高さ方向変位測定工程と、前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離および前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位に基づいて、前記線材の形状を測定する形状測定工程と、を実施することを特徴とする。
また、本発明の線材形状測定装置は、断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を測定する線材形状測定装置であって、前記線材における前記断面略台形形状の一対の斜辺に対応する一対の斜面間の斜面間距離を測定する斜面間距離測定手段と、前記線材における前記断面略台形形状の高さ方向への高さ方向変位を測定する高さ方向変位測定手段と、前記斜面間距離測定手段で測定された前記斜面間距離および前記高さ方向変位測定手段で測定された前記高さ方向変位に基づいて、前記線材の形状を測定する形状測定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】
これらの発明によれば、断面略台形形状に形成され軸方向に移動中の線材の形状を測定する際に、線材における断面略台形形状の一対の斜辺に対応する斜面間の斜面間距離を測定する。さらに、線材における断面略台形形状の高さ方向への高さ方向変位を測定する。そして、これら測定した斜面間距離および高さ方向変位に基づいて、線材の形状を測定する。
このことにより、線材の移動中に形状が測定されるので、例えば線材の中間位置近傍で成形状態が変化した場合、後端まで成形される前に線材の成形を中断することが可能となる。また、高さ方向変位を考慮に入れた斜面間距離に基づいて、実際の形状を測定することが可能となり、略台形形状の頂点がＲ形状であったとしても、このＲ形状であることによる影響を受けることなく形状が精度よく測定される。
さらに、線材への光の照射により生じる影部分のみに基づいて形状を測定しないので、断面形状における上底および下底の長さや頂点の形状によらず、これらの形状が精度よく測定される。
【００１０】
本発明の線材形状測定方法では、前記斜面間距離測定工程では、前記一対の斜面に向けて光を出射する発光工程と、前記一対の斜面で反射される前記光を受光する受光工程と、この受光工程における前記光の受光状態に基づいて前記斜面間距離を算出する斜面間距離算出工程と、を実施することが好ましい。
また、本発明の線材形状測定装置では、前記斜面間距離測定手段は、前記一対の斜面に向けて光を出射する発光手段と、前記一対の斜面で反射される前記光を受光する受光手段と、この受光手段における前記光の受光状態に基づいて前記斜面間距離を算出する斜面間距離算出手段と、を備えたことが好ましい。
【００１１】
これらの発明によれば、線材における一対の斜面に向けて光を出射する。そして、これらの斜面で反射される光を受光して、この受光状態に基づいて、斜面間距離を算出する。
このことにより、線材に接触することなく斜面間距離を算出することが可能となり、線材の移動を妨げることなく線材の形状が精度よく測定される。
【００１２】
本発明の線材形状測定方法では、前記発光工程では、前記一対の斜面における前記高さ方向略中央に対応する位置に向けて前記光を出射し、前記斜面間距離算出工程では、前記受光状態に基づいて前記一対の斜面における高さ方向略中央の位置間の距離を前記斜面間距離として算出することが好ましい。
また、本発明の線材形状測定装置では、前記発光手段は、前記一対の斜面における前記高さ方向略中央に対応する位置に向けて前記光を出射し、前記斜面間距離算出手段は、前記受光状態に基づいて前記一対の斜面における高さ方向略中央の位置間の距離を前記斜面間距離として算出することが好ましい。
【００１３】
これらの発明によれば、一対の斜面における高さ方向略中央に対応するそれぞれの位置に向けて光を出射し、この光の受光状態に基づいて、一対の斜面における高さ方向略中央の位置間の距離を斜面間距離として測定する。
ここで、光を一対の斜面における高さ方向一方側、例えば上底側に対応する位置へ向けて出射する場合、線材の下底方向への変位が大きくなると、光が線材に照射されずに反射光を受光できないおそれがある。また、例えば上底側の頂点がＲ形状の場合、線材が下底方向へ変位すると、光がＲ形状に対応する位置に照射され、反射方向が大きく変化してしまい、反射光を受光できないおそれがある。
これに対して、光を一対の斜面における高さ方向略中央に対応する位置へ向けて出射すると、線材の高さ方向への変位、例えば下底方向への変位が大きくなったとしても、光が上底側に対応する位置に照射されて反射光を受光することが可能となる。また、例えば上底側の頂点がＲ形状の場合、線材が下底方向へ変位したとしても、光がＲ形状に対応する位置に照射されるおそれが低減され、反射光を受光できないおそれも低減される。
よって、光を一対の斜面における高さ方向一方側に照射する構成と比べて、線材の形状がより良好に測定される。
【００１４】
本発明の線材形状測定方法では、前記形状測定工程では、前記線材の前記断面略台形形状における上底および下底のうち長い辺の長さ寸法をＷ１、前記上底および前記下底のうち短い辺の長さ寸法をＷ２、前記断面略台形形状における高さ寸法をＨ、前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離をＢ、前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位をＡ、として、以下の式（１）に基づいて、前記高さ方向変位を考慮に入れて前記斜面間距離を補正した補正斜面間距離Ｔを算出する処理を、前記線材の形状の測定処理として実施することが好ましい。
【００１５】
Ｔ＝Ｂ＋｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｈ｝×Ａ  …  （１）
【００１６】
また、本発明の線材形状測定装置では、前記形状測定手段は、前記線材の前記断面略台形形状における上底および下底のうち長い辺の長さ寸法をＷ１、前記上底および前記下底のうち短い辺の長さ寸法をＷ２、前記断面略台形形状における高さ寸法をＨ、前記斜面間距離測定工程で測定された前記斜面間距離をＢ、前記高さ方向変位測定工程で測定された前記高さ方向変位をＡ、として、以下の式（１）に基づいて、前記高さ方向変位を考慮に入れて前記斜面間距離を補正した補正斜面間距離Ｔを算出する処理を、前記線材の形状の測定処理として実施することが好ましい。
【００１７】
Ｔ＝Ｂ＋｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｈ｝×Ａ  …  （１）
【００１８】
これらの発明によれば、高さ方向変位を考慮に入れて斜面間距離を補正した補正斜面間距離Ｔを、上述した式（１）に基づき算出する。そして、この補正斜面間距離Ｔの算出処理を、線材の形状測定処理として実施する。
このため、あらかじめ設定されている寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｈを式（１）に代入しておくとともに、順次測定される斜面間距離Ｂおよび高さ方向変位Ａを代入するだけの簡単な方法で線材の形状が精度よく測定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本実施形態では、断面台形形状の各頂点がいわゆるＲ形状に形成された線材を製造する線材成形装置を例示して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る線材成形装置の概略構成を示す模式図である。図２は、基準形状の線材を示す正面図である。図３は、測定機器部を線材の移動方向上流側から見た状態を示す模式図である。図４は、基準状態および第１状態での測定状態を示す模式図である。図５は、基準状態および第２状態での測定状態を示す模式図である。
【００２０】
〔線材成形装置の構成〕
図１において、１００は、線材成形装置である。この線材成形装置１００は、例えば鋼により断面丸形状に形成された線材Ｓを圧延成形して、断面台形形状の各頂点がＲ形状に形成された線材Ｓを製造する。そして、線材成形装置１００は、洗浄装置１１０と、焼入装置１２０と、圧延機１３０と、再加熱装置１４０と、焼入冷却装置１５０と、焼き戻し装置１６０と、戻し冷却装置１７０と、線材形状測定装置１８０と、などを備えている。
【００２１】
洗浄装置１１０は、図示しないフロントベッドで酸化物が除去され、軸方向に沿って移動する断面丸形状の線材Ｓを洗浄する。
焼入装置１２０は、誘導加熱や直接通電加熱などにより、洗浄装置１１０で洗浄された線材Ｓの加熱処理をする。
【００２２】
圧延機１３０は、焼入装置１２０で加熱処理された断面丸形状の線材Ｓを、図２に示すような各頂点がＲ形状に形成された断面台形形状に圧延成形する。この圧延機１３０は、線材Ｓの移動経路の上下に設けられた一対の水平ロール１３１と、左右に設けられた一対の垂直ロール１３２と、などを備えている。
水平ロール１３１は、線材Ｓの断面台形形状における斜辺に対応する斜面Ｓ１，Ｓ３を成形する。垂直ロール１３２は、断面台形形状における上底に対応する上底面Ｓ２、および、下底に対応する下底面Ｓ４を成形する。
ここで、圧延機１３０は、上底面Ｓ２の幅寸法がＷ２、下底面Ｓ４の幅寸法がＷ１（Ｗ１＞Ｗ２）、上底面Ｓ２および下底面Ｓ４を結ぶ高さ寸法がＨ、斜面Ｓ１，Ｓ３における台形形状の高さ方向中央位置での斜面Ｓ１，Ｓ３の間の理論斜面間距離がＣとなる基準形状に線材Ｓを成形する。なお、ここでは、上底面Ｓ２，Ｓ４の幅寸法Ｗ２，Ｗ１としは、線材Ｓの断面形状における頂点をＲ形状ではなく角形状にした場合の幅寸法Ｗ２，Ｗ１を意味する。
【００２３】
再加熱装置１４０は、圧延機１３０で圧延成形された線材Ｓを再加熱する。
焼入冷却装置１５０は、再加熱装置１４０で再加熱された線材Ｓの焼入冷却処理をする。
焼き戻し装置１６０は、焼入冷却装置１５０で焼入冷却された線材Ｓを焼き戻す。
戻し冷却装置１７０は、焼き戻し装置１６０で焼き戻された線材Ｓを戻し冷却する。
【００２４】
線材形状測定装置１８０は、戻し冷却装置１７０で戻し冷却された線材Ｓの断面形状を測定する。そして、線材形状測定装置１８０は、測定機器部１９０と、成形状態検出部２００と、などを備えている。
【００２５】
測定機器部１９０は、図１および図３に示すように、斜面間距離測定手段を構成する一対の厚み変位計１９１と、高さ方向変位測定手段を構成する寸法測定器１９２と、などを備えている。
【００２６】
厚み変位計１９１は、寸法測定器１９２よりも線材Ｓの移動方向上流側に、寸法測定器１９２に隣接して設けられている。また、厚み変位計１９１は、線材Ｓの移動経路の上方および下方にそれぞれ設けられている。
これら厚み変位計１９１は、箱状の変位計本体１９１Ａと、この変位計本体１９１Ａの内部に収容された発光手段１９１Ｂと、変位計本体１９１Ａの内部に収容された受光手段１９１Ｃと、などを備えている。
発光手段１９１Ｂは、変位計本体１９１Ａの一面に対向する状態で設けられ、成形状態検出部２００の制御により、光Ｌとして例えばレーザ光を出射する。
受光手段１９１Ｃは、変位計本体１９１Ａの一面に対向し、かつ、発光手段１９１Ｂに隣接する状態で設けられている。この受光手段１９１Ｃは、線材Ｓで反射された光Ｌを受光して、この受光状態に対応する厚み変位受光信号を、成形状態検出部２００へ出力する。
【００２７】
そして、厚み変位計１９１は、線材Ｓの斜面Ｓ１，Ｓ３にそれぞれ光Ｌを出射して、反射した光Ｌを受光する状態に調整されて設けられる。具体的には、斜面Ｓ１，Ｓ３における台形形状の高さ方向略中央位置に、発光手段１９１Ｂからの光Ｌが入射され、この入射位置で反射された光Ｌが受光手段１９１Ｃで受光される状態に調整される。
【００２８】
寸法測定器１９２は、投光部１９２Ａと、受光部１９２Ｂと、などを備えている。
投光部１９２Ａは、線材Ｓの移動経路の上方に設けられ、成形状態検出部２００の制御により、移動経路に向けて幅寸法Ｐの光Ｍを出射する。
受光部１９２Ｂは、線材Ｓの移動経路の下方に投光部１９２Ａと対向する状態で設けられている。この受光部１９２Ｂは、投光部１９２Ａから出射された光Ｍのうち線材Ｓで遮られなかった部分を受光して、この受光状態に対応する寸法測定受光信号を、成形状態検出部２００へ出力する。
【００２９】
成形状態検出部２００は、各種プログラムにより構成され、図１に示すように、斜面間距離測定手段を構成する斜面間距離算出手段２０１と、高さ方向変位測定手段を構成する高さ方向変位算出手段２０２と、形状測定手段２０３と、などを備えている。
【００３０】
斜面間距離算出手段２０１は、線材Ｓにおける斜面Ｓ１，Ｓ３間の斜面間距離Ｂを算出する。
具体的には、斜面間距離算出手段２０１は、厚み変位計１９１の発光手段１９１Ｂを制御して、所定時間ごとに、例えば１０００μsecごとに線材Ｓの斜面Ｓ１，Ｓ３に光Ｌを出射させる。さらに、受光手段１９１Ｃからの厚み変位受光信号に基づいて、斜面Ｓ１，Ｓ３で反射した光Ｌの受光状態を認識する。そして、この認識した受光状態に基づいて、斜面間距離Ｂを算出する。
例えば、図４に示すように、線材Ｓが実線で示す基準状態から１点鎖線で示す第１状態になり、第１状態での斜面間距離Ｂが基準状態での斜面間距離Ｂよりも小さくなると、斜面Ｓ１，Ｓ３が厚み変位計１９１から遠ざかるので、受光手段１９１Ｃにおける光Ｌの入射位置が移動する。一方、図５に示すように、線材Ｓが実線で示す基準状態から１点鎖線で示す第２状態になり、第２状態での斜面間距離Ｂが基準状態での斜面間距離Ｂよりも大きくなると、斜面Ｓ１，Ｓ３が厚み変位計１９１に近づくので、受光手段１９１Ｃにおける光Ｌの入射位置が移動する。
斜面間距離算出手段２０１は、このような光Ｌの入射位置の変位に基づいて、斜面間距離Ｂを算出する。
ここで、図４および図５の実線で示す基準状態とは、線材Ｓが図２に示すような基準形状に形成され、かつ、あらかじめ設定された基準移動経路を移動している状態を意味する。
【００３１】
高さ方向変位算出手段２０２は、線材Ｓの高さ方向への高さ方向変位Ａを算出する。
具体的には、高さ方向変位算出手段２０２は、寸法測定器１９２の投光部１９２Ａを制御して、所定時間ごとに、例えば１０００μsecごとに線材Ｓの斜面Ｓ１に光Ｍを出射させる。さらに、受光部１９２Ｂからの寸法測定受光信号に基づいて、線材Ｓで遮光されなかった部分のうち上底面Ｓ２側の非遮光部分Ｍsの測定幅寸法Ｊ１を認識する。そして、後述する基準値設定処理によりあらかじめ設定されている基準幅寸法Ｊ０と、測定幅寸法Ｊ１と、の差分を、を高さ方向変位Ａとして算出する。ここで、基準幅寸法Ｊ０は、基準状態での線材Ｓで遮光されなかった非遮光部分Ｍsの幅寸法に設定されている。
例えば、図４に示すように、線材Ｓが基準状態から第１状態になった場合、基準幅寸法Ｊ０から測定幅寸法Ｊ１を減じた値を高さ方向変位Ａとして算出する。つまり、線材Ｓが図４の実線の位置から上底面Ｓ２側へ移動すると、高さ方向変位Ａは負の値となり、下底面Ｓ４側へ移動すると、高さ方向変位Ａは正の値となる。
【００３２】
形状測定手段２０３は、線材Ｓの形状を測定する。
具体的には、形状測定手段２０３は、斜面間距離算出手段２０１で算出された斜面間距離Ｂと、高さ方向変位算出手段２０２で算出された高さ方向変位Ａと、を認識する。さらに、線材Ｓの上底面Ｓ２の幅寸法Ｗ２と、下底面Ｓ４の幅寸法Ｗ１と、高さ寸法Ｈと、を認識する。
そして、これらを以下の式（１）に代入して、高さ方向変位Ａを考慮に入れて斜面間距離Ｂを補正した補正斜面間距離Ｔの算出処理を、線材Ｓの形状測定処理として実施する。
【００３３】
Ｔ＝Ｂ＋｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｈ｝×Ａ  …  （１）
【００３４】
ここで、図４に示すように、線材Ｓが、その形状は変化せずに、基準状態から第１状態の位置に移動した場合、第１状態での斜面間距離Ｂは基準状態での斜面間距離Ｂよりも大きくなり、かつ、高さ方向変位Ａも異なる値となる。しかしながら、線材Ｓの形状が変化していないため、基準状態での補正斜面間距離Ｔ、および、第１状態での補正斜面間距離Ｔは、等しい値となる。
一方、図５に示すように、線材Ｓが、その形状が変化して、基準状態の大きさから第２状態の大きさになった場合、第２状態での斜面間距離Ｂは基準状態での斜面間距離Ｂよりも大きくなり、かつ、高さ方向変位Ａも異なる値となる。そして、線材Ｓの形状が変化しているため、第２状態での補正斜面間距離Ｔは、基準状態での補正斜面間距離Ｔよりも大きい値になる。
【００３５】
そして、形状測定手段２０３は、所定時間ごとに、例えば１０００μsecごとに算出される斜面間距離Ｂおよび高さ方向変位Ａに基づいて、補正斜面間距離Ｔを算出し、例えばグラフ表示させる。
【００３６】
〔線材成形装置の動作〕
次に、線材成形装置１００の動作について説明する。
【００３７】
（基準値設定処理）
まず、線材成形装置１００の動作として、高さ方向変位Ａの算出に利用される基準幅寸法Ｊ０を設定する基準値設定処理について説明する。
図６は、基準値設定処理の説明図である。
【００３８】
作業者は、図６に示すような、平面状の先端面Ｋ１を有する棒状の基準バーＫを準備する。そして、図４の実線で示すような基準状態における下底面Ｓ４の位置に先端面Ｋ１が位置するように、基準バーＫを設置する。
この後、線材成形装置１００の成形状態検出部２００は、作業者の操作に基づいて、寸法測定器１９２の投光部１９２Ａから光Ｍを出射させる。そして、受光部１９２Ｂからの寸法測定受光信号に基づいて、基準バーＫで遮光されなかった非遮光部分Ｍkの基準幅寸法Ｊ０を記憶、すなわち設定する。
【００３９】
（成形状態判定処理）
次に、線材成形装置１００の動作として、線材Ｓの成形状態判定処理について説明する。
【００４０】
線材成形装置１００の成形状態検出部２００は、圧延機１３０で成形され、軸方向に移動中の線材Ｓに対して、厚み変位計１９１の発光手段１９１Ｂにより光Ｌを照射させるとともに、寸法測定器１９２の投光部１９２Ａにより光Ｍを照射させる。
この後、成形状態検出部２００は、受光手段１９１Ｃの受光状態に基づいて、線材Ｓの斜面間距離Ｂを算出する（斜面間距離測定工程）。さらに、受光部１９２Ｂでの受光状態に基づいて、線材Ｓの高さ方向変位Ａを算出する（高さ方向変位測定工程）。そして、斜面間距離Ｂと、高さ方向変位Ａと、などを上述した式（１）に代入して、高さ方向変位Ａを考慮に入れて斜面間距離Ｂを補正した補正斜面間距離Ｔを算出する（形状測定工程）。
さらに、成形状態検出部２００は、形状測定手段２０３で算出された補正斜面間距離Ｔに基づいて、線材Ｓの成形状態を判定し、その判定結果を報知する。
そして、上述したような処理を、所定時間ごと、あるいは、連続的に実施する。
【００４１】
〔線材成形装置の作用効果〕
上述したように、上記実施形態では、断面台形形状に形成され軸方向に移動中の線材Ｓの形状を測定する際に、線材Ｓにおける一対の斜面Ｓ１，Ｓ３間の斜面間距離Ｂを測定する。さらに、線材Ｓにおける断面台形形状の高さ方向への高さ方向変位Ａを測定する。そして、これら測定した斜面間距離Ｂおよび高さ方向変位Ａに基づいて、線材の形状を測定する。
このため、線材Ｓの移動中に形状が測定されるので、例えば線材Ｓの中間位置近傍で成形状態が変化した場合、後端まで成形される前に線材Ｓの成形を中断することができる。また、高さ方向変位Ａを考慮に入れた斜面間距離Ｂに基づいて、実際の形状を測定することができ、台形形状の頂点がＲ形状であったしても、このＲ形状であることによる影響を受けることなく形状を精度よく測定できる。
さらに、線材Ｓへの光の照射により生じる影部分のみに基づいて形状を測定しないので、断面形状における上底および下底の長さや頂点の形状によらず、これらの形状を精度よく測定できる。
【００４２】
そして、線材Ｓの斜面Ｓ１，Ｓ３に向けて光Ｌを出射して、これらの斜面Ｓ１，Ｓ３で反射される光Ｌの受光状態に基づいて、斜面間距離Ｂを算出する。
このため、線材Ｓに接触することなく斜面間距離Ｂを算出することができ、線材Ｓの移動を妨げることなく線材の形状を精度よく測定できる。
【００４３】
さらに、斜面Ｓ１，Ｓ３における高さ方向略中央に対応するそれぞれの位置に向けて光Ｌを出射し、この光Ｌの受光状態に基づいて、斜面Ｓ１，Ｓ３における高さ方向略中央の位置間の距離を斜面間距離Ｂとして測定する。
このため、線材Ｓの高さ方向への変位、例えば下底面Ｓ４方向への変位が大きくなったとしても、光Ｌが上底面Ｓ２側に対応する位置に照射されて反射光を受光することができる。また、例えば上底面Ｓ２側の頂点がＲ形状の場合、線材Ｓが下底面Ｓ４方向へ変位したとしても、光ＬがＲ形状に対応する位置に照射されるおそれを低減でき、反射光を受光できないおそれも低減できる。
よって、光Ｌを斜面Ｓ１，Ｓ３における高さ方向一方側に照射する構成と比べて、線材Ｓの形状をより良好に測定できる。
【００４４】
また、高さ方向変位Ａを考慮に入れて斜面間距離Ｂを補正した補正斜面間距離Ｔを、上述した式（１）に基づき算出する処理を、線材Ｓの形状測定処理として実施する。
このため、あらかじめ設定されている寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｈを式（１）に代入しておくとともに、順次測定される斜面間距離Ｂおよび高さ方向変位Ａを代入するだけの簡単な方法で線材Ｓの形状を精度よく測定できる。
【００４５】
〔他の実施形態〕
なお、本発明は上記実施形態にのみ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内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
【００４６】
すなわち、線材Ｓの斜面Ｓ１，Ｓ３における光Ｌの反射状態に基づいて、斜面間距離Ｂを算出したが、例えば斜面Ｓ１，Ｓ３に測定子を接触させて斜面間距離Ｂを算出する構成としてもよい。
【００４７】
また、斜面Ｓ１，Ｓ３における高さ方向一方側や他方側の位置に向けて光Ｌを出射する構成としてもよい。
【００４８】
さらに、上述した式（１）を用いずに、他の方法を用いて、線材Ｓの形状を測定する構成としてもよい。
【００４９】
そして、線材Ｓとしては、鋼製にかぎらず、樹脂製であってもよい。
さらに、圧延成形された線材Ｓではなく、射出成形、切削成形など、他の成形方法により成形された線材Ｓの形状を測定してもよい。
また、頂点が角形状の断面台形形状や、一つの斜辺の下底に対する傾斜状態が異なる断面台形形状に形成された線材Ｓの形状を測定してもよい。
【００５０】
また、形状測定手段２０３で算出された補正斜面間距離Ｔに基づいて、線材Ｓの成形状態を判定する構成としてもよい。
具体的には、理論斜面間距離Ｃと、補正斜面間距離Ｔと、の差分を算出して、この差分が上限値および下限値の間であることを認識した場合に、成形状態が良好であると認識する。また、補正斜面間距離Ｔが下限値よりも小さいことを認識した場合に、線材Ｓが基準形状よりも小さく成形されていると認識する。さらに、補正斜面間距離Ｔが上限値よりも大きいことを認識した場合に、線材Ｓが基準形状よりも大きく成形されていると認識する。そして、この成形状態に関する情報を、音声、表示、警報などにより報知する構成としてもよい。
【００５１】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【００５２】
〔実施例〕
次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
なお、本発明は実施例などの内容に何ら限定されるものではない。
【００５３】
本発明の実施例として、上記実施形態の線材成形装置１００と同様の装置を用いて、線材Ｓの形状測定を実施した。
ここで、厚み変位計１９１として、ＣＣＤレーザ変位計（株式会社キーエンス製：LK-G35）を用いた。また、寸法測定器１９２として、デジタル寸法測定器（株式会社キーエンス製：LS-7000）を用いた。さらに、成形状態検出部２００として、データ収集システム（株式会社キーエンス製：NR-500）を用いた。
そして、図２に示すように、上底面Ｓ２の幅寸法Ｗ２が４．５ｍｍ、下底面Ｓ４の幅寸法Ｗ１が５．９ｍｍ、高さ寸法Ｈが６．３ｍｍ、理論斜面間距離Ｃが５．２ｍｍとなるように線材Ｓを成形しつつ、移動方向の複数箇所における斜面間距離Ｂおよび高さ方向変位Ａを算出し、上述の式（１）に基づき補正斜面間距離Ｔを算出した。
その結果を、表１に示す。
【００５４】
【表１】
2008229632.tif 000003
【００５５】
この表１に示すように、補正斜面間距離Ｔは、理論斜面間距離Ｃである５．２ｍｍに対して、±５μｍ程度となることが確認できた。
【００５６】
ここで、斜面間距離Ｂのみを算出する場合、高さ方向変位Ａが０．２ｍｍとなると、台形角度６°の場合、斜面間距離Ｂが４２μｍ変動してしまうので、線材Ｓの加工精度が悪いのか、寸法測定誤差なのかの判断をすることが困難であった。
これに対し、本発明を適用すると、表１の２行目に示すように、加工精度が良好であるにもかかわらず、高さ方向変位Ａが−０．１２ｍｍとなり斜面間距離Ｂが５．２３ｍｍとなったとしても、補正斜面間距離Ｔが理論斜面間距離Ｃに対して＋３μｍと算出される。このことから、斜面間距離Ｂが５．２３ｍｍとなったのは、加工精度が悪いからではなく、寸法測定誤差であることを容易に判断できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、断面略台形形状に形成され軸方向に移動する線材の形状を測定する線材形状測定方法、および、その装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材成形装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】前記一実施形態における基準形状の線材を示す正面図である。
【図３】前記一実施形態における測定機器部を線材の移動方向上流側から見た状態を示す模式図である。
【図４】前記一実施形態における基準状態および第１状態での測定状態を示す模式図である。
【図５】前記一実施形態における基準状態および第２状態での測定状態を示す模式図である。
【図６】前記一実施形態における基準値設定処理の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１８０…線材形状測定装置
１９１…斜面間距離測定手段を構成する厚み変位計
１９１Ｂ…発光手段
１９１Ｃ…受光手段
１９２…高さ方向変位測定手段を構成する寸法測定器
２０１…斜面間距離測定手段を構成する斜面間距離算出手段
２０２…高さ方向変位測定手段を構成する高さ方向変位算出手段
２０３…形状測定手段
Ａ…高さ方向変位
Ｂ…斜面間距離
Ｌ…光
Ｓ…線材
Ｓ１，Ｓ３…斜面
【図１】
2008229632.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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