(57)【要約】鍛造被加工物の伸び量が、鍛造ブローの期間に鍛造片から離れて遠ざかる被加工物の各端部の鍛造スケールのようなマーク・パターンの水平方向の移動量の総和を計算するように画像処理することによって、求められる。鍛造金型の片の両側部上の鍛造ブローの前と後のマーク・パターンの画像が比較されて、マーク・パターンの移動量が求められ、従って被加工物の各端部の移動量が求められる。鍛造被加工物の伸びおよび垂直方向の変位を求める方法およびシステムが開示されている。【選択図】図３
2015518560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法であって、
鍛造ブローの前における前記被加工物の第１の端部の末端部と見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第１のマーク・パターンを有する第１の被走査領域の第１の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの前における前記被加工物の第２の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第２のマーク・パターンを有する第２の被走査領域の第２の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第１の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域の少なくとも一部を含む第３の被走査領域の第３の画像を捕捉し、
第１の鍛造金型および第２の鍛造金型による前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第２の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域の少なくとも一部を含む第４の被走査領域の第４の画像を捕捉し、
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第１の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、
前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第２の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、
前記被加工物の前記第１の端部の前記水平方向の相対的な移動量と、前記被加工物の前記第２の端部の前記水平方向の相対的な移動量との総和である前記被加工物の伸びを計算すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記第３の被走査領域は、前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域全体を含み、前記第４の被走査領域は、前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域全体を含むものである、請求項１に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項３】
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項４】
前記第３の被走査領域は、前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域全体を含み、前記第４の被走査領域は、前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域全体を含むものである、請求項３に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項５】
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離を決定するステップと、
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離の前記決定に基づいて、前記被加工物の実際の伸びを計算するステップと、
を含む、請求項１に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項６】
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離を決定するステップと、
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離の前記決定に基づいて、前記被加工物の実際の伸びを計算するステップと、
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離の前記決定に基づいて、前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の実際の移動量を決定するステップと、
前記第１のマーク・パターンおよび前記第２のマーク・パターンを有する前記被加工物の一側部に対する距離の前記決定に基づいて、前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の実際の移動量を決定するステップと、
をさらに含む、請求項３に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項７】
前記第１の被走査領域の前記第１の画像および前記第２の被走査領域の前記第２の画像を捕捉する前に、前記被加工物の高さに基づいて前記第１の被走査領域および前記第２の被走査領域の位置および大きさを求めるステップをさらに含む、請求項１に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項８】
鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法であって、
鍛造ブローの前における前記被加工物の第１の端部の末端部と見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第１のマーク・パターンを有する第１の被走査領域の第１の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの前における前記被加工物の第２の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第２のマーク・パターンを有する第２の被走査領域の第２の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第１の端部の末端部と鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域の少なくとも一部を含む第３の被走査領域の第３の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の末端部と鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域の少なくとも一部を含む第４の被走査領域の第４の画像を捕捉し、
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第１の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、
前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、
前記鍛造ブローの期間における、前記被加工物の前記第１の端部の前記水平方向の相対的な移動量と、前記被加工物の前記第２の端部の前記水平方向の相対的な移動量との総和である前記被加工物の伸びを計算すること
を含む方法。
【請求項９】
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項１０】
前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第１の端部の末端部と前記鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域の少なくとも一部を含む第５の被走査領域の第５の画像を捕捉するステップと、
前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の末端部と前記鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域の少なくとも一部を含む第６の被走査領域の第６の画像を捕捉するステップと、
前記第５の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記第３の画像の前記捕捉と前記第５の画像の前記捕捉の間での前記被加工物の前記第１の端部の水平方向の相対的な移動量を求めるステップと、
前記第６の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の水平方向の相対的な移動量を求めるステップと、
前記鍛造ブローの期間における前記第３の画像および前記第４の画像の前記捕捉から前記第５の画像および前記第６の画像の前記捕捉までの、前記被加工物の前記第１の端部の前記水平方向の相対的な移動量と、前記被加工物の前記第２の端部の前記水平方向の相対的な移動量との総和である前記被加工物の前記伸びを計算するステップと、
前記第５の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
前記第６の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記鍛造ブローの期間における前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の相対的な移動量を求めるステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための方法。
【請求項１１】
鍛造の期間における被加工物の各端部の垂直方向の変位を求める方法であって、
鍛造ブローの前における前記被加工物の第１の端部の末端部と見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第１のマーク・パターンを有する第１の被走査領域の第１の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの前における前記被加工物の第２の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第２のマーク・パターンを有する第２の被走査領域の第２の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第１の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域の少なくとも一部を含む第３の被走査領域の第３の画像を捕捉し、
前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第２の端部の末端部と前記鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域の少なくとも一部を含む第４の被走査領域の第４の画像を捕捉し、
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の相対的な移動量を求め、
前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の相対的な移動量を求め、
前記被加工物の前記第１の端部の前記水平方向の相対的な移動量と、前記被加工物の前記第２の端部の前記水平方向の相対的な移動量との総和である前記被加工物の伸びを計算すること
を含む、方法。
【請求項１２】
鍛造の期間における被加工物の伸び測定のためのシステムであって、
ａ）鍛造ブローの前における前記被加工物の第１の端部の末端部と見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第１のマーク・パターンを有する第１の被走査領域の第１の画像を捕捉し、
ｂ）前記鍛造ブローの前における前記被加工物の第２の端部の末端部と前記見込み鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に第２のマーク・パターンを有する第２の被走査領域の第２の画像を捕捉し、
ｃ）前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第１の端部の末端部と前記鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第１のマーク・パターンを有する前記第１の被走査領域の少なくとも一部を含む第３の被走査領域の第３の画像を捕捉し、
ｄ）前記鍛造ブローの後における前記被加工物の前記第２の端部の末端部と前記鍛造位置との間の前記被加工物の一側部上に前記第２のマーク・パターンを有する前記第２の被走査領域の少なくとも一部を含む第４の被走査領域の第４の画像を捕捉する
手段と、
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第１の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの水平方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第２の端部の水平方向の相対的な移動量を求め、前記被加工物の前記第１の端部の前記水平方向の相対的な移動量と、前記被加工物の前記第２の端部の前記水平方向の相対的な移動量との総和である前記被加工物の伸びを計算する手段と、
を含む、システム。
【請求項１３】
前記第３の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第１の画像における前記第１のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第１の端部の垂直方向の相対的な移動量を求め、前記第４の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置に対して、前記第２の画像における前記第２のマーク・パターンの垂直方向の位置を相関させることによって、前記被加工物の前記第２の端部の垂直方向の相対的な移動量を求める手段を、さらに含む、請求項１２に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のためのシステム。
【請求項１４】
さらに、前記第１の画像領域の前記第１の画像と、前記第２の被走査領域の前記第２の被走査領域の前記第２の画像とを捕捉する前に、前記被加工物の高さに基づいて前記第１の被走査領域および前記第２の被走査領域の位置および大きさを求める手段を含む、請求項１２に記載の鍛造の期間における被加工物の伸び測定のためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造する被加工物の測定に関する。鍛造の期間における被加工物の長さの増大の決定（determination：測定、定量）は、重要なパラメータである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍛造（foging：プレス）の期間において、鍛造する被加工物（workpiece：ワークピース、加工物）の測定は、鍛造部品（piece：要素、片）の一端部にスチール製ケーブルを接続し、スチール製ケーブルの長さの変化を測定することによって、行われた。そのような鍛造被加工物を測定する方法は、鍛造器具（forge：鍛造工場）において一時的に、例えば各検査（試験）期間中に、行うことが可能である。しかし、被加工物を測定するためにスチール製ケーブルを接続して切り離すのは、時間が掛かりすぎる可能性があり、危険である可能性があるので、通常の日常的な作業では許容できない。また、鍛造部品を測定するためにスチール製ケーブルを常置することはできない。
【０００３】
多くの鍛造工場では、被加工物の両端部を観測することは一般的に困難である。視覚的方法を用いたまたはレーザ走査法による被加工物の測定は不可能である。その理由は、鍛造被加工物の両端部が、金型（die：ダイ、型打ち機、押し抜き機））に加えて設けられる遠隔操縦器（manipulator）によって隠れる可能性があるからである。また、被加工物の両端部は、その端部の横方向の位置を変化させる可能性があり、歪んだ端部面を有する可能性があり、これら（変化および歪み）全てが一緒になって距離測定誤差を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／２４７０９２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／３１０１２８号明細書
【発明の開示】
【０００５】
発明の概要
幾つかの実施形態において、本発明は、被加工物の鍛造の期間における、例えば画像処理によって被加工物に対する鍛造ブロー（forging blow）の前と後での、被加工物の伸び（elongation：伸び量、伸び率、伸長）を求める（決定する、測定する）ための方法およびシステムを対象としている。
【０００６】
幾つかの実施形態において、本発明は、画像処理によって被加工物の鍛造の期間における被加工物の測定長の変化を求めるための方法およびシステムを対象としている。
【０００７】
幾つかの実施形態において、本発明は、被加工物の鍛造の期間における、例えば画像処理によって被加工物に対する鍛造ブローの前と後での、被加工物の垂直方向の変位を求めるための方法およびシステムを対象としている。
【０００８】
幾つかの実施形態において、本発明は、鍛造の期間における、例えば画像処理によって被加工物に対する鍛造ブローの前と後での、被加工物の伸びを求めかつ被加工物の垂直方向の変位を求めるための方法およびシステムを対象としている。
【０００９】
幾つかの実施形態において、本発明は、画像処理によって被加工物に対する１回の鍛造ブローの期間における、被加工物の伸びの２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像を処理することによって、被加工物の伸びを求めるための方法およびシステムを対象としている。
【００１０】
幾つかの実施形態において、本発明は、画像処理によって被加工物に対する１回の鍛造ブローの期間における、被加工物の垂直方向の変位の２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像を処理することによって、被加工物の垂直方向の変位を求めるための方法およびシステムを対象としている。
【００１１】
幾つかの実施形態において、本発明は、被加工物の２つの端部上の各被走査領域の画像捕捉装置によって撮影された複数の画像を画像処理することによって、および距離測定手段を用いて被加工物上の各被走査領域までの距離を求めまたは決定することによって、被加工物に対する鍛造ブローの前から後まで（を比較した場合）の、被加工物の鍛造の期間における被加工物の伸びの実際の増大（量）を標準的測定単位で求めるための方法およびシステムを対象としている。
【００１２】
.
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、開放金型またはダイ（open die）における被加工物およびディジタル・カメラを示す、開放金型鍛造（open die forging：自由鍛造）工場の平面図である。
【図２】図２は、鍛造ブロー前の特定のパターンの鍛造スケールを有する被加工物上の左側の被走査領域および右側の被走査領域を示す、開放鍛造金型および被加工物の側面図である。
【図３】図３は、鍛造ブローの前と後の各特定パターンをそれぞれ有する被加工物上の左側の被走査領域および右側の被走査領域の垂直方向の移動および水平方向の移動を示す、開放鍛造金型および被加工物の側面図である。
【図４】図４は、最大の相関性が矢印で示されている左側の被走査領域の垂直方向の移動および水平方向の移動を求めまたは測定するために、鍛造ブロー後の左側の被走査領域の相関性計算の結果を示す図である。
【図５】図５は、最大の相関性が矢印で示されている右側の被走査領域の垂直方向の移動および水平方向の移動を求めまたは測定するために、鍛造ブロー後の右側の被走査領域の相関性計算の結果を示す図である。
【図６】図６は、左側の被走査領域および右側の被走査領域の各画像を処理する画像処理システムの側面図である。
【図７】図７は、開放金型における被加工物、およびディジタル・カメラおよびレーザ・レンジ・ファインダ（レーザ測離器）を示す、開放金型鍛造工場の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、図面を参照することによって最も良く理解される。図面において、同様の参照番号は同様の部分または部品を示している。一般的な実務により、図面に示された装置のコンポーネントの各部分の種々の寸法形状は、縮尺によるものではなく、図を簡明にするために拡大されていることを強調しておく。また、方向を示す“左”または“右”は、いずれか特定の方位に限定されると解されるものではなく、図面に示された各図に関して参照するためのものである。
【００１５】
幾つかの実施形態において、本発明は、被加工物の鍛造の期間における（during forging）、例えば画像処理による被加工物に対する鍛造ブローの前と後での、被加工物の伸びを求める方法およびシステムを対象としている。
【００１６】
鍛造の期間において鍛造被加工物表面上に、分散配置されたまたは分布する複数のパターンまたはマーク（跡、印）が生じる。そのマークまたはマーク・パターンは、酸化によって生じ得るものであり、鍛造スケール（scale：鱗状物、スケールきず）として知られている。鍛造の期間における変形（deformation：歪み）によって、酸化被膜（層）の部分的な剥離（spalling）が生じ得る。鍛造金型（dies：ダイ、型打ち機、押し抜き機）によって加工中の鍛造領域の外側、即ち、鍛造サドル（台）（forging saddle）の左側および右側では、プレス作業（動作）の期間における鍛造金型またはダイによる１回のストローク（衝程）またはブロー（打撃）の前および後において、これらのマーク、マーク・パターンまたは構造（structures：構造物）は、一定のまま維持される。
【００１７】
図１には鍛造作業の典型的な平面図が示されており、図１は、被加工物３、および複数のプレス・コラム（柱）７、およびここでは上側の金型またはダイ６を示している。鍛造の期間における被加工物の伸び測定のための本システムは、画像を捕捉する手段１、ここではディジタル・カメラを有し、また、ディジタル・カメラ視野２で示された実際の鍛造作業の視野（view：図）を有する。図１には、伸び方向４および伸び方向５が示されており、その各方向は、鍛造ブローの期間において伸びる被加工物３の両端部の各方向である。被加工物３のそれぞれの末端部または先端部４１、４２は、プレス・コラム７の存在に起因して、ディジタル・カメラによって撮影できない（cannot be viewed：観察できない、表示できない）ことが分かる。
【００１８】
例えば上側金型および下側金型のような複数の鍛造金型によって加工される被加工物の側部上の見込み（prospective）鍛造位置または領域と、被加工物の一端部の末端部との間の領域における、被加工物の側部上のマーク・パターンは、被加工物のその端部の末端部が鍛造作業の期間に移動する（動く）のと（に従って）同じ量または距離だけ、被加工物のその端部の伸び方向に移動する（動く）。また、例えば上側金型と下側金型の間のような鍛造ブローによって加工される被加工物の側部上の見込み鍛造領域と、被加工物の末端部との間の領域における、被加工物の側部上のマーク・パターンは、被加工物のその端部の末端部が鍛造作業の期間に移動する（動く）のと（に従って）同じ量または距離だけ、垂直方向にも移動する（動く）。従って、被加工物の伸びの量は、鍛造金型の一片（bite：交合部）の両側部上のそれぞれのマーク・パターンの移動の量の総和を取ることによって、計算できる。
【００１９】
上述の効果は、画像処理による鍛造の期間における被加工物測定のためのシステムを用いることによって評価することができる。そのシステムは画像を捕捉するための手段を有し、その手段は、被加工物の端部の末端部と被加工物の見込み鍛造領域との間に特定のマークされたパターンを有する複数の領域の画像を撮影するディジタル・カメラまたはＣＣＤカメラとすることができる。
【００２０】
図２で分かるように、第１の画像は、被加工物３に対する鍛造ブローの前の被加工物３の上側金型６と下側金型８の間の見込み鍛造領域と、被加工物３の第１の端部２０の末端部（図示せず）との間に第１のマーク・パターン１９を有する、被加工物３の第１の被走査領域１２を、撮影または捕捉したものであり得る。第２の画像は、被加工物に対する鍛造ブロー前の被加工物の見込み鍛造領域と、被加工物３の第２の端部２２の末端部（図示せず）との間に第２のマーク・パターン２１を有する、被加工物３の第２の被走査領域１１で、形成されたものであり得る。被加工物３上の他のパターンまたはマーク２３は、第１の被走査領域１２および第２の被走査領域１１の一部として走査されることはないことが分かる。
【００２１】
図３に示されている鍛造ブローの後、被加工物３の第１の端部２０の末端部と被加工物３の鍛造された領域との間に第１のマーク・パターン１９を有する、第１の被走査領域１２の少なくとも一部、を含む、被加工物３の第３の被走査領域１４の第３の画像を、撮影することができる。ここで、被加工物３の第３の被走査領域１４は、第１のマーク・パターン１９を有する第１の被走査領域１２全体を含んでいる。被加工物３の第２の端部２２の末端部と被加工物３の鍛造された領域との間に第２のマーク・パターン２１を有する、被加工物３の第２の被走査領域１１の少なくとも一部、を含む、被加工物３の第４の被走査領域１３で、第４の画像を形成することができる。
【００２２】
図３に示されているように、ここでは第３の被走査領域の隅部位置（corner location）１０でもある第１の被走査領域隅部位置１０である基準点を参照して（に基づいて）、第３の画像における第１のマーク・パターン１９の位置に対して、第１の画像における第１のマーク・パターン１９の位置を相関させることによって、鍛造ブロー前から鍛造ブロー後までの第１の被走査領域１２の相対的な移動（量）が求められまたは決定できる。鍛造ブロー前から鍛造ブロー後までの被加工物３の第１の端部２０の水平方向の移動２５および垂直方向の移動２６が求められまたは決定できる。
【００２３】
同様に、図３に示されているように、ここでは第４の被走査領域の隅部位置９でもある第２の被走査領域隅部位置９である基準点を参照して（に基づいて）、第４の画像における第２のマーク・パターン２１の位置に対して、第２の画像における第２のマーク・パターン２１の位置を相関させることによって、鍛造ブロー前から鍛造ブロー後までの第２の被走査領域１１の相対的な移動（量）が求められまたは決定できる。鍛造ブロー前から鍛造ブロー後までの被加工物３の第２の端部２２の水平方向の移動２７および垂直方向の移動２８が求められまたは決定できる。
【００２４】
図６に示されている支援装置（supporting equipment：支援設備）３３において稼働される画像処理ソフトウェアまたはコンピュータ・プログラムは、被加工物の両端部上の被走査領域の各画像における各マーク・パターンの移動を相関させる。このソリューション（解決法）によって、鍛造の期間における被加工物３の正確なおよび再現可能な伸びの測定を構築することができる。
【００２５】
第１のマーク・パターン１９を有する第１の被走査領域１２の第１の画像はマトリックスに変換され、そのマトリックス（の画像）は、図６に示されている中央処理装置３７に格納することができる。同様に、第１のマーク・パターン１９を有する第１の被走査領域１２の少なくとも一部を含む第１のマーク・パターン１９を有する第３の被走査領域１２の第３の画像もマトリックスに変換され、そのマトリックス（の画像）は中央処理装置３７に格納することができる。
【００２６】
第１の被走査領域１２の第１の画像および第３の被走査領域１４の第３の画像のマトリックスへの変換と、第１の画像および第３の画像に見られる第１のマーク・パターン１９の水平および垂直方向の移動の決定（測定）とは、適切な画像処理ルーチンまたはアルゴリズムによって実行される。これらのルーチンは、基本的に、１）第１の被走査領域１２の第１の画像および第３の被走査領域１４の第３の画像を予備処理するステップと、２）第１の被走査領域１２に対応するマトリックスにおける画像データの相対的なピクセル位置が、第３の被走査領域１４に対応するマトリックスにおける画像データに最も良く適合または一致する（fit）ことを見出す相関ステップと、からなる。
【００２７】
例えば、図４で分かるように、上述の相関ステップが、第１の被走査領域１２に対応するマトリックスにおける画像データ、および第３の被走査領域１４に対応するマトリックスにおける画像データに対して実行されたとき、左側の水平方向の応答４４の品質によって決まる最大の相関性は、第１の被走査領域の水平方向の移動におけるシフトまたは変化（量）が、ＤＥＬＴＡ  ＸＬで示されているように長さ３０単位から長さ１０単位に達したときに、生じる。また、図４で分かるように、上述の相関ステップが、第１の被走査領域１２に対応するマトリックスにおける画像データ、および第３の被走査領域１４に対応するマトリックスにおける画像データに対して実行されたとき、左側の垂直方向の応答４３の品質によって決まる最大の相関性は、第１の被走査領域の垂直方向の移動におけるシフトまたは変化（量）が、ＤＥＬＴＡ  ＹＬで示されているように長さ０単位から長さ５０単位に達したときに、生じる。
【００２８】
同様に、図５で分かるように、上述の相関ステップが、第２の被走査領域１１に対応するマトリックスにおける画像データ、および第４の被走査領域１３に対応するマトリックスにおける画像データに対して実行されたとき、右側の水平方向の応答４６の品質によって決まる最大の相関性は、第２の被走査領域の水平方向の移動におけるシフトまたは変化（量）が、ＤＥＬＴＡ  ＸＲで示されているように長さ０単位から長さ２２単位までに達したときに、生じる。また、図５で分かるように、上述の相関ステップが、第２の被走査領域１１に対応するマトリックスにおける画像データ、および第４の被走査領域１３に対応するマトリックスにおける画像データに対して実行されたとき、右側の垂直方向の応答４５の品質によって決まる最大の相関性は、第１の被走査領域の垂直方向の移動におけるシフトまたは変化（量）が、ＤＥＬＴＡ  ＹＲで示されているように長さ０単位から長さ５４単位に達したときに、生じる。
【００２９】
伸びの方向における第１の画像および第３の画像のピクセル位置の相対的な変化は、カメラと被加工物の側部（側面）との間の距離が既知の場合、例えばメートルまたはミリメートルのような標準的な測定単位での実際の測定値または尺度に直接変換することができる。従って、左方向における被加工物３の伸びは、第１のマーク・パターン１９を有する鍛造ブロー前の第１の被走査領域１２の第１の画像を、鍛造ブロー後の第３の被走査領域１４の第３の画像に相関させる画像処理によって、決定しもしくは求め（determine）または計算することができる。
【００３０】
同様に、伸びの方向における第２の画像および第４の画像のピクセル位置の相対的な変化は、カメラと被加工物の側部（側面）との間の距離が既知の場合、例えばメートルまたはミリメートルのような標準的な測定単位での実際の測定値または尺度に直接変換することができる。従って、右方向における被加工物３の伸びは、第２のマーク・パターン２１を有する鍛造ブロー前の第２の被走査領域１３の第２の画像を、鍛造ブロー後の第４の被走査領域の第４の画像に相関させる画像処理によって、決定しもしくは求めまたは計算することができる。
【００３１】
図６の鍛造の期間における被加工物の伸び測定用のシステム３２は、制御室３４内に位置する支援装置（設備）３３に接続される、画像を捕捉する手段１を用いる。図６から分かるように、支援装置３３は、コンピュータ・モニタ３５、中央処理装置３７、およびインタフェース電子機器３８を使用する。支援装置３３にリンクされたキーボードまたはその他のコマンド入力手段４０を用いるワークステーション３９も設けられる。画像を捕捉する手段１と、支援装置３３、および被加工物の鍛造およびその寸法および／または形状の間接的な（派生的な）計算の期間中に非接触で測定を行うためのソフトウェアとは、ドイツのデュイスブルク（Duisburg）にあるミンテック・インターナショナル社（Minteq International Inc.）のフェロトロン（ferotoron）部より市販されている。
【００３２】
画像を捕捉する手段は、例えばＣＣＤカメラのようなディジタル・カメラであることが好ましい。そのカメラは、自動利得制御手段を有することができる。
【００３３】
幾つかの実施形態では、本発明は、画像処理による被加工物の鍛造の期間における被加工物の測定長の変化を決定または測定しまたは求める方法およびシステムを対象としている。
【００３４】
幾つかの実施形態では、本発明は、画像処理による被加工物に対する鍛造ブローの前と後のような、被加工物の鍛造の期間における、被加工物の垂直方向の変位を決定または測定しまたは求める方法およびシステムを対象としている。
【００３５】
幾つかの実施形態では、本発明は、被加工物の鍛造の期間における、例えば画像処理による被加工物に対する鍛造ブローの前と後での、被加工物の垂直方向の変位の実際の測定量（measurement：寸法、大きさ）を決定しまたは求める方法およびシステムを対象としている。その測定量は、メートルまたはインチのような標準的な単位のものとすることができる。図７で分かるように、例えばレーザ・レンジ・ファインダ２９のような、距離を測定するための機器は、被加工物側部３１までの距離３０を、例えばインチまたはメートルで求めるまたは決定することができる。第１の画像、第２の画像、第３の画像および第４の画像を捕捉する手段を、例えば被加工物３に垂直に、被加工物３の側部に配置することができる。第１の画像、第２の画像、第３の画像および第４の画像を捕捉する手段に対して、距離を測定する機器の位置が既知の場合、被加工物３の両端部２０、２２の実際の水平方向および／または垂直方向の移動（量）を計算することができる。被加工物３の伸びの正確な測定を行うことができる理由は、図１で分かるように、被加工物３の第１の端部２０および第２の端部２２の伸びの方向４、５が、画像を捕捉する手段１の視野方向（視線）に垂直だからである。
【００３６】
幾つかの実施形態では、本発明は、鍛造の期間における、例えば画像処理による被加工物に対する鍛造ブローの前と後での、被加工物の伸びを求め、かつ被加工物の垂直方向の変位を求める方法およびシステムを対象としている。
【００３７】
幾つかの実施形態では、本発明は、画像処理による被加工物に対する１回の鍛造ブローの期間における、被加工物の伸びの２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像を処理することによって、被加工物の伸びを求める方法およびシステムを対象としている。
【００３８】
幾つかの実施形態では、本発明は、画像処理による被加工物に対する１回の鍛造ブローの期間における被加工物の垂直方向の変位を求めるために、被加工物の両端部の各両端の２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像を処理することによって、被加工物の垂直方向の変位を求める方法およびシステムを対象としている。被加工物の垂直方向または水平方向の変位が上述のように、時間の関数として測定される場合、鍛造プロセスは、例えば短時間動力学的性質を調べるように、より詳しく分析することができる。被加工物の一端部または各端部の２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像は、鍛造ブローの期間に捕捉して、上述のように処理することができる。その方法は、鍛造装置からの１つの信号が発生したときに、伸び測定用のシステムが、鍛造ブローの期間に、被加工物の各端部の各被走査領域においてマーク・パターンの２つ、３つ、４つまたはそれより多くの画像を自動的に撮影するように、完全自動化されてもよい。
【００３９】
幾つかの実施形態では、本発明は、第１の被走査領域の第１の画像および第２の被走査領域の第２の画像を捕捉する前に、被加工物の高さに基づいて第１の被走査領域および第２の被走査領域の位置およびサイズ（大きさ）を求めることによって、被加工物の伸びを求める方法および装置を対象としている。例えば、見込み鍛造位置における被加工物の高さは、鍛造金型を動作させる鍛造装置によって与えることができる。次いで、見込み鍛造位置における被加工物の既知の高さに基づいて、マーク・パターンを有する第１の被走査領域および第２の被走査領域用の被加工物の各端部における最適な位置を求めることができる。
【００４０】
従って、本発明の上述の説明は、この分野の専門家によって相当の変形、変更および適合化を許容し、そのような変形、変更および適合化は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内のものと考えられるよう意図されていると、理解される。
【図１】
2015518560.tif 000003
【図２】
2015518560.tif 000004
【図３】
2015518560.tif 000005
【図４】
2015518560.tif 000006
【図５】
2015518560.tif 000007
【図６】
2015518560.tif 000008
【図７】
2015518560.tif 000009
【国際調査報告】
2015518560.tif 000010