(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の長手方向の予め定める３箇所の検出位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離をそれぞれ検出し、
金属板の長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を、金属板の幅方向の複数の各位置毎に検出し、
前記予め定める３箇所の検出位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応してそれぞれ検出した金属板の表面までの距離と、前記予め定める３箇所の検出位置で金属板の幅方向に沿って検出した金属板の各側端から金属板を載置する定盤の側端までの間の距離とによって金属板の横曲り量Ｃを演算し、
前記金属板の長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して前記金属板の幅方向の複数の各位置毎に検出した金属板の表面までの距離と、前記金属板の長手方向に沿って検出した金属板の板波の各ピーク間の水平距離とによって金属板の平坦度Ｆを演算することを特徴とする金属板の形状測定方法。
【請求項２】
金属板を水平面を有する定盤上に載置し、
前記３箇所の検出位置を金属板の外側方で、金属板の長手方向に延びる基準直線上に予め定め、
定盤の上方に、定盤または金属板の表面までの距離を検出するセンサを配置し、
金属板の幅方向に沿ってセンサを移動しながら、センサの幅方向位置に対応してセンサと定盤または金属板の表面までの距離を検出し、
この検出された距離が予め定める弁別レベルから外れるとき、金属板の側端が検出されたものと判断して前記３箇所の検出位置における金属板の側端の基準直線からの距離をそれぞれ検出し、
この検出された基準直線からの距離によって金属板の横曲り量Ｃを演算することを特徴とする請求項１記載の金属板の形状測定方法。
【請求項３】
センサと定盤または金属板の表面との距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める幅方向長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断することを特徴とする請求項２記載の金属板の形状測定方法。
【請求項４】
金属板の幅方向に沿ってセンサを移動し、センサの幅方向位置に対応してセンサと定盤または金属板の表面までの距離を検出するとき、金属板の側端を含む有効測定域を予め定め、前記基準直線から有効測定域に達するまでのセンサの移動速度を有効測定域内におけるセンサの移動速度よりも高速度に設定することを特徴とする請求項２または３記載の金属板の形状測定方法。
【請求項５】
金属板の長手方向の予め定める位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出する第１検出手段と、
第１検出手段から長手方向にずれて配置され、長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を、金属板の幅方向の複数の各位置毎に、検出する第２検出手段と、
第１および第２検出手段から長手方向にずれて配置され、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出する第３検出手段と、
第１、第２および第３検出手段の出力に応答し、横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを演算する演算手段とを含むことを特徴とする金属板の形状測定装置。
【請求項６】
前記演算手段は、
第１、第２および第３検出手段の各センサが金属板の幅方向の移動中に、各センサによって検出される距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断し、金属板の側端が検出されたときの各センサ位置検出手段の出力によって、横曲り量Ｃを演算することを特徴とする請求項５記載の金属板の形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル状金属帯などの金属板の形状を測定するための方法および装置に関し、特にその金属板の板波の大きさの程度を表す平坦度および金属板の直線度を表す横曲り量を測定するための装置に関する。
【０００２】
明細書中、用語「接線」は、ピークとピークとを結ぶ直線およびボトムとボトムとを結ぶ直線を言い、さらに、ピーク付近およびボトム付近における直線または曲線に接する接線をも含む概念として解釈される。
【０００３】
【従来の技術】
冷間圧延された金属板、たとえば鋼板の形状不良を検出するために、横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを測定する必要がある。従来から、鋼板の横曲り量Ｃを測定するにあたっては、定盤上に鋼板を載置し、定盤端と鋼板の側端との間の距離を、鋼板の長手方向の入側、中央、出側の各位置でそれぞれ検査員が測定している。この先行技術では、鋼板の長さがたとえば約１５ｍ程度であるので、検査員の移動距離が長く、たとえば往復約３０ｍであり、作業効率が悪い。したがって鋼板の製造ラインの停止時間が長くなり、ライン稼動率が低下することになる。
【０００４】
この問題を解決する先行技術としては、たとえば実開平５−９０３１０、特開平５−４００３２および実開平２−１２８５１４などが開示されている。これらの先行技術は、いずれも鋼板の長さ方向に沿う基準線上の３箇所で、距離検出センサを用いて基準線から鋼板の側端までの距離を測定し、前記測定した距離によって自動的に横曲り量Ｃを演算する。
【０００５】
従来から、鋼板の平坦度Ｆを測定するにあたっては検査員は、２ｍの金尺を、検査すべき鋼板の表面に当て、鋼板と金尺とが接する２点の間で鋼板と金尺の隙間を測定し、その最大隙間を山高さＨとして求め、この最大隙間が得られる２点のピーク間の水平距離を波長Ｌとして求め、平坦度Ｆを演算している。このような平坦度の測定は、鋼板の両側端および幅方向中央位置で、鋼板の長手方向に沿って測定する必要があり、この場合、測定能率を向上するために、鋼板の両側方に検査員をそれぞれ配置し、各検査員が、鋼板の各側端の平坦度を測定し、またいずれか一方の検査員が鋼板の中央の平坦度を測定している。鋼板の平坦度は、鋼板１００ｍ毎に行い、各回の測定時間は、約５分間必要である。この測定中には、鋼板の製造ラインを停止しなければならず、したがって測定時間が長いことによって、ライン稼動率の低下が顕著である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記横曲り量Ｃを検出する先行技術では、自動的に横曲り量を求めることができるけれども、これらはいずれも横曲り量Ｃのみを検出するものであり、横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することができない。
【０００７】
平坦度を検出する他の先行技術としては、たとえば特開平３−１１１７１１および特公平４−１４７２８が存在するけれども、いずれも前記横曲り量Ｃを検出する先行技術と同様に平坦度Ｆのみを検出するものであり、横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することができない。
【０００８】
横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出するには、前記横曲り量Ｃを検出する装置と平坦度Ｆを検出する装置とを連結すればよい。しかしながら、この場合装置が大型化するという問題がある。
【０００９】
本発明者らは、この問題について種々検討した結果、鋼板の表面までの距離を検出するセンサを用いて、鋼板の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとをともに効率的に検出する方法を見出した。また、これによってセンサを共有することが可能となり、装置を簡素化することに成功した。
【００１０】
本発明は、このような知見に基づいて成されたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することのできる金属板の形状測定方法および装置を提供することである。また金属板の形状を、効率よく短時間に測定することができるようにした金属板の形状測定方法および装置を提供することである。
【００１１】
本発明は、金属板の長手方向の予め定める３箇所の検出位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離をそれぞれ検出し、
金属板の長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を、金属板の幅方向の複数の各位置毎に検出し、
前記予め定める３箇所の検出位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応してそれぞれ検出した金属板の表面までの距離と、前記予め定める３箇所の検出位置で金属板の幅方向に沿って検出した金属板の各側端から金属板を載置する定盤の側端までの間の距離とによって金属板の横曲り量Ｃを演算し、
前記金属板の長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して前記金属板の幅方向の複数の各位置毎に検出した金属板の表面までの距離と、前記金属板の長手方向に沿って検出した金属板の板波の各ピーク間の水平距離とによって金属板の平坦度Ｆを演算することを特徴とする金属板の形状測定方法である。
【００１２】
本発明に従えば、金属板の長手方向の予め定める３箇所の検出位置で金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離がそれぞれ検出され、さらに前記予め定める３箇所の検出位置で金属板の幅方向に沿って金属板の各側端から金属板を載置する定盤の側端までの間の距離が検出されるので、後述する手法によって金属板の横曲り量Ｃを自動的に求めることができる。また金属板の長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離が、金属板の幅方向の複数の各位置毎に検出され、さらに前記金属板の長手方向に沿って検出した金属板の板波の各ピーク間の水平距離が検出されるので、後述する手法によって金属板の平坦度Ｆを自動的に求めることができる。このように、金属板の表面までの距離を検出することによって金属板の横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを共に検出することができるので、センサを共用することができ、構成の簡略化を図ることができる。また１つの装置で金属板の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することができるので、金属板の形状を効率よく短時間で測定することができる。
【００１３】
また本発明は、金属板を水平面を有する定盤上に載置し、
前記３箇所の検出位置を金属板の外側方で、金属板の長手方向に延びる基準直線上に予め定め、
定盤の上方に、定盤または金属板の表面までの距離を検出するセンサを配置し、
金属板の幅方向に沿ってセンサを移動しながら、センサの幅方向位置に対応してセンサと定盤または金属板の表面までの距離を検出し、
この検出された距離が予め定める弁別レベルから外れるとき、金属板の側端が検出されたものと判断して前記３箇所の検出位置における金属板の側端の基準直線からの距離をそれぞれ検出し、
この検出された基準直線からの距離によって金属板の横曲り量Ｃを演算することを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、金属板が定盤上に載置され、金属板の長手方向に延びる基準直線上に３箇所の測定位置が予め定められ、各測定位置において金属板の板幅方向に沿ってセンサが移動され、センサの幅方向位置に対応してセンサと定盤または金属板の表面までの距離が検出される。センサが金属板の側端に到達すると前記検出された距離は金属板の板厚分だけ短くなるので、この検出された距離の変化を検知することによって、金属板の側端を検出することができる。これによって、前記３箇所における基準直線と金属板の側端との幅方向距離を検出することができるので、後述の式１によって金属板の横曲り量Ｃを自動的に演算することができる。
【００１５】
また本発明は、センサと定盤または金属板の表面との距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める幅方向長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、前記検出された距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める幅方向長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断されるので、ノイズおよび異物による金属板の側端の誤検出を確実に防止することができる。
【００１７】
また本発明は、金属板の幅方向に沿ってセンサを移動し、センサの幅方向位置に対応してセンサと定盤または金属板の表面までの距離を検出するとき、金属板の側端を含む有効測定域を予め定め、前記基準直線から有効測定域に達するまでのセンサの移動速度を有効測定域内におけるセンサの移動速度よりも高速度に設定することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、金属板の側端を含む有効測定域が予め定められ、前記基準直線から有効測定域に達するまでのセンサの移動速度が有効測定域内におけるセンサの移動速度よりも高速度に設定されるので、センサが有効測定位置に到達するまでの時間を短縮することができ、金属板の側端の検出を迅速に行うことができる。
【００１９】
また本発明は、金属板の長手方向の予め定める位置で、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出する第１検出手段と、
第１検出手段から長手方向にずれて配置され、長手方向に沿って、その長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を、金属板の幅方向の複数の各位置毎に、検出する第２検出手段と、
第１および第２検出手段から長手方向にずれて配置され、金属板の幅方向に沿って、その幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出する第３検出手段と、
第１、第２および第３検出手段の出力に応答し、横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを演算する演算手段とを含むことを特徴とする金属板の形状測定装置である。
【００２０】
本発明に従えば、第１検出手段２１は、後述の実施の形態ではセンサＳ１１とエンコーダＥＮ１１とによって構成され、金属板の幅方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出し、検出した距離の変化を検知して金属板の側端を検出する。第３検出手段２３は、センサＳ３１とエンコーダＥＮ３１とによって構成され、第１検出手段と同様に金属板の側端を検出する。第２検出手段２２は、たとえば第１および第３検出手段の金属板長手方向の中間に配置される。この第２検出手段は、後述の実施の形態では、センサＳ２１〜Ｓ２５およびエンコーダＥＮ２１，ＥＮ２２によって構成され、金属板の幅方向および長手方向の位置に対応して金属板の表面までの距離を検出する。これらの第１〜第３検出手段の出力に基づいて、横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを演算手段によって演算して求める。したがって、横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを自動的に測定することができる。また第２検出手段は、平坦度Ｆの測定よりも先に横曲り量Ｃを測定するため、センサＳ２１により金属板の側端３７を検出しており、したがって第２検出手段はその側端位置を基準にしてセンサＳ２１〜Ｓ２５を金属板の幅方向の所定位置に配置することができる。したがって、金属板が蛇行していても、センサＳ２１〜Ｓ２５を金属板上に確実に配置して平坦度Ｆを検出することができる。
【００２１】
また本発明で、前記演算手段は、
第１、第２および第３検出手段の各センサが金属板の幅方向の移動中に、各センサによって検出される距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断し、金属板の側端が検出されたときの各センサ位置検出手段の出力によって、横曲り量Ｃを演算することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、金属板の幅方向に第１、第２および第３検出手段の各センサＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１が移動するとき、ノイズによってその側端を誤検出することを防ぐために、図１０および図１２に関連して後述されるように、各センサと金属板との間の距離が急変して短くなった急変点１０５からのセンサの出力が金属板の幅方向に予め定める長さＷ３以上連続したとき初めて、金属板の側端３４，３５，３７が検出されたものと判断して横曲り量Ｃを演算する。
【００２３】
このような金属板の側端の誤検出は、センサとしてたとえばレーザ変位計を用いる場合金属板の側端付近における乱反射などによって生じやすく、また金属板が定盤上に載置された状態で定盤上に不所望に存在する異物に起因して誤検出が生じる。本発明では、このような誤検出をセンサの出力が幅方向に予め定めた長さＷ３以上連続したとき、その急変点１０５が得られたセンサ位置検出手段の出力を金属板の側端であるものと判断するようにし誤検出を防ぐ。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である鋼板の形状測定装置１３の全体の構成を示す斜視図である。水平面を有する定盤１４上には、入側１５から出側１６にわたって金属板、たとえば鋼板１７が配置される。形状測定時には、この鋼板１７は走行方向１８の走行が停止され、定盤１４上に載置され、鋼板１７の張力が零となって自然状態とされる。この製造ラインでは、鋼板１７の幅方向中央位置１０７が、定盤１４の中央位置１０８とほぼ一致するように鋼板１７の幅方向の位置が制御されて走行される。鋼板１７の長手方向は、走行方向１８に一致している。この走行方向１８に沿って、定盤１４に関連して床面に固定された第１検出手段２１と、この第１検出手段２１から走行方向１８の下流側にずれて配置される第２検出手段２２と、第２検出手段２２に関して第１検出手段２１とは走行方向１８の反対側に配置される第３検出手段２３とが設けられる。第３検出手段２３は、第１検出手段２１と定盤１４に関して同一の外側方に配置され、第１検出手段２１と同様な構成を有する。第１〜第３検出手段２１，２２，２３の配置順序は、この順序に限定されるものではなく、別の順序に配置してもよい。
【００２５】
図２は、鋼板１７の横曲り量Ｃの定義を説明するための鋼板１７の平面図である。横曲り量Ｃは鋼板１７の直線度の程度を表し、横曲り量Ｃが小さいほど鋼板１７が真っすぐであることを示す。入側と出側との鋼板１７の各側端３４，３５を直線３６で結び、その直線と中央の側端３７との距離が横曲り量Ｃである。入側１５、中央、出側２３の３箇所の検出位置４０，３９，４１における各側端３４，３７，３５と、定盤１４の側端３８との間の距離Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を測定する。定盤１４の側端３８は、鋼板１７の長手方向に延びる基準直線を形成する。また中央検出位置３９から、入側１５および出側１６の各検出位置４０，４１までの距離Ｌ１，Ｌ２は既知である。横曲り量Ｃは式１で算出される。
Ｃ ＝ （Ｅ２−Ｅ１）−｛（Ｅ３−Ｅ１）・Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝
…（１）
【００２６】
側端３７は、側端３４，３５間の中央位置でなくてもよく、すなわちＬ１＝Ｌ２でなくてもよい。距離Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は、第１〜第３検出手段２１，２２，２３によってそれぞれ測定される。
【００２７】
図３は、平坦度Ｆの定義を説明するための鋼板１７の表面２４を簡略化して示す図である。平坦度Ｆは、鋼板１７の板波の大きさの程度を表し、平坦度Ｆが小さいほど鋼板１７が平坦な形状であることを示す。鋼板１７の表面２４における板波の２つの隆起した山であるピーク２５，２６に接線２７を引いて描き、この接線２７をピーク接線と呼ぶ。このピーク接線２７が、鋼板１７の表面２４のくぼんだボトム２８に垂線２９を引いて山高さＨ１を求める。また同様にしてピーク２６，３０間で同様なピーク接線３１を引き、ボトム３２との間の垂線３３の山高さＨ２を求める。こうして測定範囲内における複数の山高さＨ１，Ｈ２のうち最大の山高さＨを求める。たとえば図３では、Ｈ１＜Ｈ２であるので、最大の山高さＨはＨ２である。この最大山高さＨを求めたピーク２６，３０間の水平距離をＬとして求める。平坦度Ｆは、式２で定義される。
Ｆ ＝ Ｈ／Ｌ                                          …（２）
【００２８】
前記形状測定装置１３は、水平な上表面を有する定盤１４と第１〜第３検出手段２１，２２，２３とを含む。定盤１４は、鋼板１７の走行方向１８に平行に配置され、床に脚４２によって固定される。
【００２９】
図４は、第１検出手段２１の正面図である。基台４４は、鋼板１７したがって定盤１４の外側方で、床である固定位置に立設されて固定される。基台４４の上部には、アーム４５の基端部４６がアーム軸４７によって軸支される。アーム４５の基端部４６はアーム軸４７の軸線まわりに図４に示される検出姿勢と、起立した休止姿勢とに、角度θ１の範囲にわたって角変位可能である。角度θ１は、たとえば９０度であってもよい。アーム軸４７の軸線は、鋼板１７の長手方向である走行方向１８に平行であり、水平である。参照符５６は、アーム４５の基端部４６が図４の検出姿勢にある状態を示している。
【００３０】
センサＳ１１は、アーム４５に固定されたセンサ移動手段５８によって、アーム４５と平行に移動自在に設けられる。アーム４５が定盤１４と平行な検出姿勢でセンサＳ１１は、そのセンサＳ１１から定盤１４または鋼板１７の表面までの距離を検出する。センサＳ１１は、たとえばレーザ変位計によって実現される。センサＳ１１を移動方向６０に往復移動するためのセンサ移動手段５８は、正逆転可能なモータ６１と、このモータ６１によって回転駆動されるねじ棒６２と、このねじ棒６２に螺合するナット部材６３とを有する。さらにこのモータ６１には、ねじ棒６２の回転数を検出するセンサ位置検出手段であるエンコーダＥＮ１１が設けられる。このエンコーダＥＮ１１は、ねじ棒６２の回転によってねじ駆動され、センサＳ１１の移動方向６０の移動位置を検出する。
【００３１】
第３検出手段２３は、第１検出手段２１と同様の構成を有し、後述の図８に示されるようにセンサＳ１１に対応するセンサＳ３１を有し、またエンコーダＥＮ１１に対応するエンコーダＥＮ３１を有する。
【００３２】
図５は、第２検出手段２２の平面図である。第２検出手段２２には、検出体６７が備えられる。検出体６７は、昇降機構を有する架台６８（後記図６に示す）に設けられ、昇降可能である。架台６８および検出体６７が、下限位置にあるとき、測定動作が行われ、架台６８および検出体６７が上昇されて上限位置にあるとき、鋼板１７の製造ラインは運転操業中である。
【００３３】
検出体６７は、走行体７１を有している。走行体７１は、第１案内レール６９に沿って走行方向１８に案内されて走行する。走行体７１は、運転中、走行方向１８の上流端位置に存在する。第１案内レール６９は、鋼板１７の長手方向である走行方向１８に、その鋼板１７にほぼ平行に延びる。第１案内レール６９は、架台６８に固定され、定盤１４の両外側方にそれぞれ配置される。走行体７１には、走行体７１を走行駆動する走行体駆動手段９２が設けられる。走行体駆動手段９２には、正逆転可能なモータ７２と、このモータ７２によって回転駆動されるねじ棒７３と、ねじ棒７３に螺合され走行体７１に固定されるナット部材７４とが設けられる。モータ７２には、走行体位置検出手段であるエンコーダＥＮ２１が設けられる。このエンコーダＥＮ２１によって、走行体７１の走行方向１８の走行位置を検出することができる。
【００３４】
図６は、検出体６７の一部を示す正面図である。走行体７１には、鋼板１７の幅方向（図５の上下方向および図６の左右方向）に鋼板１７にほぼ平行にすなわち定盤１４にほぼ平行に第２案内レール７５が設けられている。この案内レール７５によって共通に複数（本実施の形態では５）のセンサＳ２１〜Ｓ２５が案内されて移動方向７６に移動自在である。図５および図６では、各センサＳ２１〜Ｓ２５は鋼板１７、したがって定盤１４の幅方向最外方位置（図５の最も下側の位置および図６の最も左側の位置）にある。これらの各センサＳ２１〜Ｓ２５は、鋼板１７の幅方向に順次的に配置される。センサＳ２１〜Ｓ２５は、鋼板１７の表面までの距離を検出し、前述のセンサＳ１１、Ｓ３１と同様な構成を有する。センサＳ２１〜Ｓ２５の上方には、これらのセンサＳ２１〜Ｓ２５を移動方向７６に往復移動させるセンサ移動手段７７が配置され、このセンサ移動手段７７は走行体７１に設けられる。
【００３５】
図７は、センサ移動手段７７の平面図である。センサ移動手段７７は移動部材８１を備える。移動部材８１は、走行体７１に設けられる一対の第３案内レール８２に沿って移動される。第３案内レール８２は、鋼板１７の幅方向（図７の左右方向）に延び、定盤１４に平行であり、水平に延びる。移動部材８１には、図６に示すように昇降変位手段８３によって把持部材８４が上下に昇降変位可能に設けられる。把持部材８４は、下方に開放した逆Ｕ字状の係合凹部８５を有し、この係合凹部８５はセンサＳ２１〜Ｓ２５の上部に形成された係合凸部８６に上下に係合／離脱可能である。
【００３６】
センサ移動手段７７では、移動部材８１を移動方向７６に移動するために走行体７１には、第３案内レール８２に平行なねじ棒８７が設けられる。ねじ棒８７は、移動部材８１に固定されたナット部材８８に螺合する。ねじ棒８７は、正逆転可能なモータ８９によって回転駆動される。センサ位置検出手段を構成するエンコーダＥＮ２２は、移動部材８１の係合凹部８５に係合した係合凸部８６の移動方向に沿う位置、したがって各センサＳ２１〜Ｓ２５の移動方向７６に沿う位置を検出する。
【００３７】
図８は、本発明の実施の一形態である鋼板の形状測定装置１３の電気的構成を示すブロック図である。マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路９４には、入力手段９５が接続される。入力手段９５は、たとえばキーボードなどによって実現され、形状が測定されるべき鋼板１７を識別するための識別番号、たとえばコイル番号と、その鋼板１７の幅とが入力される。操作者によって測定開始のために操作される押釦９６が接続される。入力手段９５および押釦９６からの出力に代えて、処理回路９４には上位のコンピュータなどからの指令信号が与えられるようにしてもよい。
【００３８】
処理回路９４には、メモリ９７が接続されるとともに、第１〜第３検出手段２１，２２，２３が接続され、それらのセンサＳ１１，Ｓ２１〜Ｓ２５およびＳ３１からの出力が与えられ、エンコーダＥＮ１１，ＥＮ２１，ＥＮ２２，ＥＮ３１からの出力が与えられる。第３検出手段２３は、前述のように第１検出手段２１と同様な構成を有し、第１検出手段２１のシリンダ４９と同様なシリンダ９８が備えられ、またモータ６１と同様なモータ９９が備えられる。処理回路９４の出力によって、第１〜第３検出手段２１，２２，２３の動作が制御される。
【００３９】
図９は、処理回路９４の全体の動作を説明するためのフローチャートである。ステップａ１からステップａ２に移り、鋼板１７の識別番号であるコイル番号およびその鋼板１７の板幅Ｗ１を入力する。ステップａ３では、横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆの測定のために鋼板１７の走行を停止し、張力を解除する。こうして鋼板１７は、定盤１４の表面上に載置される。
【００４０】
ステップａ４では、第２検出手段２２の走行体７１が第１および第３検出手段２１，２３の鋼板長手方向中央位置に移動し、検出体６７が下降して下限位置に到達する。ステップａ５では、第１および第３検出手段２１，２３のアーム４５が起立位置から傾倒した状態に、すなわち検出姿勢に角変位する。
【００４１】
ステップａ６では、センサＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１を鋼板１７の幅方向内方側に移動して鋼板１７の側端３４，３７，３５を検出する。検出された側端はメモリ９７にストアされる。
【００４２】
図１０は、第１検出手段２１のセンサＳ１１が移動方向６０（図４の左方）に移動するときにおける出力波形を示す図である。入力手段９５によって入力された鋼板１７の板幅Ｗ１と、製造ラインの運転操業中における鋼板１７の幅方向のずれを考慮し、有効測定域である有効測定幅Ｗ２を設定する。
【００４３】
図１１は、鋼板１７の一部の簡略化した平面図である。鋼板１７の側端３７は運転操業中に幅方向（図１１の上下方向）に変位する。有効測定幅Ｗ２は、この側端３７が常に含まれる範囲に設定され、このことは側端３４，３５に関しても同様である。有効測定幅Ｗ２は、前述のように板幅Ｗ１と運転操業時における鋼板１７の最大蛇行量、最大横曲り量および予め定める余裕値マージンとを加えて決定する。側端３４，３５，３７の検出に関しては、図１２を参照して後述される。
【００４４】
ステップａ７では、第２検出手段２２の各センサＳ２１〜Ｓ２５を図１１に示されるように鋼板１７の幅方向（図１１の上下方向）に等間隔に間隔Ｗ５ずつ隔てて振分ける。センサＳ２１の側端３７からの距離Ｗ４および前記間隔Ｗ５は板幅Ｗ１に基づいて設定される。ステップａ６で鋼板１７の側端３７が検出されているので、ステップａ７では鋼板１７が蛇行していてもセンサＳ２１〜Ｓ２５を鋼板１７上に確実に配置することができる。
【００４５】
次のステップａ８では、走行体７１が走行方向１８の上流端位置から、走行方向１８の下流側に移動する。これによって、センサＳ２１〜Ｓ２５は鋼板１７の幅方向の各位置で走行方向１８に沿ってその表面の凹凸状態、すなわち距離を検出し、検出した距離をメモリ９７にエンコーダＥＮ２１によって検出される走行方向の位置に対応してストアする。
【００４６】
ステップａ９〜ａ１０では、第２検出手段２２の検出が終了し、走行体７１が逆方向に走行して上流端位置に戻り、センサＳ２１〜Ｓ２５が図６に示されるように定盤１４の最外方位置に戻される。第１および第３検出手段２１，２３では、センサＳ１１が基端部４６側に移動され、さらにアーム４５が起立状態になる。
【００４７】
ステップａ１１では、第１および第３検出手段のセンサＳ１１，Ｓ３１と第２検出手段２２のセンサＳ２１との出力によって横曲り量Ｃが演算される。ステップａ１２では、センサＳ２１〜Ｓ２５とエンコーダＥＮ２１の出力とによって平坦度Ｆが鋼板１７の幅方向の各位置で、すなわち各センサＳ２１〜Ｓ２５毎に求められる。こうしてステップａ１３では一連の動作が終了される。
【００４８】
図１２は、第１検出手段２１によって鋼板１７の側端３４を検出するための処理回路９４による動作を説明するためのフローチャートである。ステップｇ１からステップｇ２に移り、メモリ９７から板幅Ｗ１を読出す。前述の図１０を参照して、第１検出手段２１のモータ６１は、センサＳ１１を移動方向７６に移動するとき、有効測定幅Ｗ２に到達するまでは、ステップｇ３〜ｇ５において未測定状態でセンサＳ１１を高速度で移動させ、休止位置から有効測定幅Ｗ２に到達するまでの時間を短縮する。モータ６１は、センサＳ１１が有効測定幅Ｗ２に到達した図１０の時刻ｔ１１以降ではステップｇ６において、低速度でセンサＳ１１を移動し、そのレベル弁別動作を行う。センサＳ１１が図１０の時刻ｔ１２において有効測定幅Ｗ２の終端に到達したとき、鋼板１７の側端３４の測定動作を停止し、モータ６１を停止する。このようなセンサＳ１１の移動方向７６の位置は、エンコーダＥＮ１１によって常時検出される。
【００４９】
本発明では、鋼板１７の側端３４をノイズによる誤検出を防ぎ、正確な検出を可能にするために移動方向７６に沿う長さである検出幅Ｗ３が設定される。センサＳ１１がモータ６１によって移動方向７６に移動するとき、そのセンサＳ１１の出力は、予め定める弁別レベル１０１によって常時レベル弁別される。弁別レベル１０１は、センサの測定レンジ、センサから定盤１４までの距離および鋼板１７の最小板厚等を考慮して設定される。
【００５０】
前記センサＳ１１の出力には、図１０に示されるノイズ１０２，１０３が含まれる。ノイズ１０２，１０３は、たとえば鋼板側端部におけるレーザ光の乱反射によって生じ、また定盤１４上の異物などによって生じる。本発明では、ステップｇ９においてセンサＳ１１の出力が弁別レベル１０１以上である時間Ｗの状態が検出幅Ｗ３以上継続したとき（Ｗ≧Ｗ３）、すなわちセンサＳ１１によって検出される距離がステップｇ８で弁別レベル１０１から外れた状態が急変点１０４，１０５から検出幅Ｗ３以上連続したとき、側端３４が検出されたものと判断する。こうして図１０に示される実施の形態では、急変点１０５から検出幅Ｗ３以上の期間だけ、センサＳ１１の出力が連続して弁別レベル１０１から外れた状態で導出され、これによって急変点１０５が、ステップｇ１０で鋼板１７の側端３４であるものと判断され、ノイズ１０４による誤検出を防ぐことができる。
【００５１】
このことは、第３検出手段２３のセンサＳ３１によって検出される側端３５に関しても同様であり、さらに第２検出手段２２のセンサＳ２１によって検出される側端３７に関しても同様である。これらの側端３４，３５，３７のエンコーダＥＮ１１，ＥＮ２２およびＥＮ３１の出力は、メモリ９７にストアされる。鋼板１７の横曲り量Ｃは、これらの出力を用いて式１に基づいて算出される。
【００５２】
平坦度Ｆは、メモリ９７にストアされた第２検出手段２２の各センサＳ２１〜Ｓ２５およびエンコーダＥＮ２１の出力に基づいて、次のようにして算出される。図３を参照して、前記各出力から鋼板１７の表面における板波のすべてのピーク２５，２６，３０，…およびボトム２８，３２，…の座標（Ｘ，Ｚ）を鋼板１７の幅方向の位置毎に求める。Ｘ軸は鋼板１７の走行方向１８の座標位置であり、Ｚ軸は定盤１４の水平な表面に垂直な鉛直方向の座標位置である。次に鋼板１７の走行方向１８に沿うすべてのピーク間に接線２７，３１，…を引く。さらに、各接線の下方に存在するボトムに垂線をそれぞれ引き、各山高さＨ１，Ｈ２，…を求める。このようにして得た複数の山高さのうち最大の山高さＨを検索して求める。さらに最大山高さＨであるＨ２を得た２つのピーク２６，３０の水平距離である波長Ｌを求め、前記求めた最大の山高さＨおよび波長Ｌを式２に代入して平坦度Ｆを求める。
【００５３】
このように本実施の形態では、第２検出手段２２のセンサＳ２１は第１および第３検出手段２１，２３の長手方向中央位置において鋼板１７の側端３７を検出した後、平坦度Ｆの検出に供される。したがって、センサＳ２１は、横曲り量Ｃの検出と平坦度Ｆの検出とに共用される。
【００５４】
以上述べたように、本発明ではセンサから定盤１４または鋼板１７の表面までの距離を検出することによって、鋼板１７の横曲り量Ｃおよび平坦度Ｆを検出することができるので、センサを共用することができる。したがって、構成の簡略化を図ることができる。また１つの装置で鋼板１７の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することができる。また自動的に鋼板１７の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを求めることができるので、鋼板１７の形状を効率的に短時間で測定することができる。
【００５５】
本実施の形態では、センサと定盤１４または鋼板１７の表面までの距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が、予め定める幅方向長さ以上に連続したとき、鋼板１７の側端が検出されたものと判断するように構成されているけれども、ノイズが小さい場合にはしきい値から外れた状態が予め定める幅方向長さ以上に連続しなくても鋼板１７の側端が検出されたものと判断してもよい。また、鋼板１７の側端を含む有効測定幅Ｗ２を予め定め、基準直線から有効測定幅Ｗ２に達するまでのセンサの移動速度を有効測定幅内におけるセンサの移動速度よりも高速度に設定しているけれども、移動距離が短い場合にはこのような構成は用いなくてもよい。また第１〜第３検出手段２１，２２，２３の構成は、本実施の形態の構成に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、センサを共用することができるので構成の簡略化を図ることができる。また１つの装置で金属板の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを同時に検出することができる。また自動的に金属板の横曲り量Ｃと平坦度Ｆとを求めることができるので、金属板の形状を効率よく短時間で測定することができる。
【００５７】
また請求項２記載の本発明によれば、センサと定盤または金属板の表面までの距離が検出され、センサが金属板の側端に到達すると前記検出された距離は金属板の板厚分だけ短くなるので、この検出された距離の変化を検知することによって金属板の側端を検出することができる。これによって、金属板の長さ方向３箇所における基準直線と金属板の側端との幅方向距離を検出することができるので、金属板の横曲り量Ｃを自動的に演算することができる。
【００５８】
また請求項３記載の本発明によれば、センサと定盤または金属板の表面との距離が予め定める弁別レベルから外れた状態が予め定める幅方向長さ以上に連続したとき、金属板の側端が検出されたものと判断されるので、ノイズおよび異物による金属板の側端の誤検出を確実に防止することができる。
【００５９】
また請求項４記載の本発明によれば、金属板の側端を含む有効測定域が予め定められ、基準直線から有効測定域に達するまでのセンサの移動速度が有効測定域内におけるセンサの移動速度よりも高速度に設定されるので、センサが有効測定域に到達するまでの時間を短縮することができ、金属板の側端の検出を迅速に行うことができる。
【００６０】
また請求項５記載の本発明によれば、第１、第２および第３検出手段を設けることによって、平坦度Ｆと横曲り量Ｃとを演算手段で演算して求めることができ、すなわち第２検出手段の出力によって平坦度Ｆを演算し、また第１、第２および第３検出手段の各出力を用いて横曲り量Ｃを演算し、このようにして第２検出手段の出力を横曲り量Ｃと平坦度Ｆとの両者を測定するために兼用することができ、構成の簡略化を図り、金属板の形状を自動的に測定することができるようになる。また第２検出手段は平坦度Ｆの測定よりも先に横曲り量Ｃを測定するため、センサＳ２１により金属板の側端３７を検出しており、したがって平坦度Ｆの測定に際してその側端位置を基準にしてセンサを配置することができる。したがって、第２検出手段は金属板が蛇行していても、センサを金属板上に確実に配置して平坦度を検出することができる。
【００６１】
また請求項６記載の本発明によれば、第１、第２および第３検出手段の各センサによって金属板の側端３４，３７，３５を誤検出することなく正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である鋼板の形状測定装置１３の全体の構成を示す斜視図である。
【図２】鋼板１７の横曲り量Ｃの定義を説明するための鋼板１７の平面図である。
【図３】平坦度Ｆの定義を説明するための鋼板１７の表面２４を簡略化して示す図である。
【図４】図１に示す第１検出手段２１の正面図である。
【図５】図１に示す第２検出手段２２の平面図である。
【図６】図５に示す検出体６７の一部を示す正面図である。
【図７】図６に示すセンサ移動手段７７の平面図である。
【図８】本発明の実施の一形態である鋼板の形状測定装置１３の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す処理回路９４の全体の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１検出手段２１のセンサＳ１１が移動方向６０に移動するときにおける出力波形を示す図である。
【図１１】鋼板１７の一部の簡略化した平面図である。
【図１２】第１検出手段２１によって鋼板１７の側端３４を検出するための処理回路９４による動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１３  鋼板の形状測定装置
１４  定盤
１７  鋼板
２１  第１検出手段
２２  第２検出手段
２３  第３検出手段
４４  基台
４５  アーム
５８，７７  センサ移動手段
６１，７２，８９  モータ
６７  検出体
６８  架台
６９  第１案内レール
７１  走行体
７５  第２案内レール
８１  移動部材
８２  第３案内レール
８３  昇降変位手段
８４  把持部材
８５  係合凹部
８６  係合凸部
９２  走行体駆動手段
９４  処理回路
９５  入力手段
９６  押釦
９７  メモリ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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