JPH0217054B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0217054B2 JPH0217054B2 JP16456883A JP16456883A JPH0217054B2 JP H0217054 B2 JPH0217054 B2 JP H0217054B2 JP 16456883 A JP16456883 A JP 16456883A JP 16456883 A JP16456883 A JP 16456883A JP H0217054 B2 JPH0217054 B2 JP H0217054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- data
- measuring device
- diameters
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 産業上の利用分野
本発明は、円周方向全面にわたつて圧延材の寸
法を測定する回転式直径測定装置の直径測定デー
タより、棒鋼・線材等の孔型圧延において断面寸
法制御または断面形状制御を行う際に必要な天地
径・幅径等の主要寸法を識別する方法に関するも
のである。
法を測定する回転式直径測定装置の直径測定デー
タより、棒鋼・線材等の孔型圧延において断面寸
法制御または断面形状制御を行う際に必要な天地
径・幅径等の主要寸法を識別する方法に関するも
のである。
(b) 従来法
従来の圧延材寸法測定は天地径や幅径専用の固
定式直径測定装置によつて、または全周測定回転
式直径測定装置によつて行われてきた。しかし孔
型圧延では上下・左右ロールのスラストずれやガ
イドの影響で圧延材は捻転現象を伴うのが普通で
あるため、固定式の専用測定装置は仕上げスタン
ドの直近に設置しなければ正しい測定ができな
い。そのため仕上げスタンドを変更するたびに直
径測定測置も移動するか、各スタンドに予め設置
しておく必要がある。また回転式直径測定装置は
圧延材の全周を測定できるが、捻転量を検出しな
ければ正しい測定はできない。
定式直径測定装置によつて、または全周測定回転
式直径測定装置によつて行われてきた。しかし孔
型圧延では上下・左右ロールのスラストずれやガ
イドの影響で圧延材は捻転現象を伴うのが普通で
あるため、固定式の専用測定装置は仕上げスタン
ドの直近に設置しなければ正しい測定ができな
い。そのため仕上げスタンドを変更するたびに直
径測定測置も移動するか、各スタンドに予め設置
しておく必要がある。また回転式直径測定装置は
圧延材の全周を測定できるが、捻転量を検出しな
ければ正しい測定はできない。
(c) 発明の目的
本発明は、円周方向全面にわたつて圧延材の寸
法を測定する回転式直径測定装置の測定データを
信号処理することにより、圧延材の捻転と無関係
に天地径・幅径など必要とする部位の寸法をリア
ルタイムで求めることを目的とするものである。
法を測定する回転式直径測定装置の測定データを
信号処理することにより、圧延材の捻転と無関係
に天地径・幅径など必要とする部位の寸法をリア
ルタイムで求めることを目的とするものである。
(d) 発明の構成、作用
以下、第１図〜第８図を参照して本発明を説明
する。
する。
第１図は、回転式直径測定装置の例を示す。光
源２から発せられた光はレンズ３を通つて平行光
線となり、被測定材１の影をレンズ４にて光電変
換素子アレイに結像する。光電変換素子アレイ５
は被測定材の直径に相当する影の長さを測定する
もので、スリツプリング６を経由し外部に測定値
を出力する。光源２、レンズ３，４、光電変換素
子アレイ５、スリツプリング６は回転体に固定さ
れており、駆動装置７により被測定材を中心に一
体となり回転し全周にわたつて直径を測定する。
また駆動装置７には角度発振器８が取り付けられ
ており、回転角度も測定する。この装置の出力
は、縦軸に直径、横軸に回転角度をとつてグラフ
に表すと第２図のようになる。
源２から発せられた光はレンズ３を通つて平行光
線となり、被測定材１の影をレンズ４にて光電変
換素子アレイに結像する。光電変換素子アレイ５
は被測定材の直径に相当する影の長さを測定する
もので、スリツプリング６を経由し外部に測定値
を出力する。光源２、レンズ３，４、光電変換素
子アレイ５、スリツプリング６は回転体に固定さ
れており、駆動装置７により被測定材を中心に一
体となり回転し全周にわたつて直径を測定する。
また駆動装置７には角度発振器８が取り付けられ
ており、回転角度も測定する。この装置の出力
は、縦軸に直径、横軸に回転角度をとつてグラフ
に表すと第２図のようになる。
一般に孔型は第３図で示すように製品の断面形
状に合わせ一定曲率で作られるが、幅面と称する
逃角θより小さな部位の曲率は無限大すなわち直
線で構成し、通常の圧延時には圧延材と非接触と
なるように設計されている。したがつて圧延荷重
によるロールのスプリングアツプを無視すると孔
型の天地面では被圧延材が孔型に密着し滑らかな
弧の断面となるが、幅面では被圧延材が孔型に拘
束されていないため通常は天地面と異なる曲率の
弧を形成し滑らかさに欠ける。また圧延の進行に
伴い孔型は摩耗するが、このとき第４図で示すａ
点・a′点・ｂ点・b′点の肩と称される部位が上下
左右ほぼ対称に最も激しく摩耗し、このため断面
寸法で肩径Dkがしばしば最大径となることが知
られている。これらの孔型圧延の特徴に着眼し、
回転式直径測定装置の測定値から天地径・幅径等
を識別する方法を説明する。
状に合わせ一定曲率で作られるが、幅面と称する
逃角θより小さな部位の曲率は無限大すなわち直
線で構成し、通常の圧延時には圧延材と非接触と
なるように設計されている。したがつて圧延荷重
によるロールのスプリングアツプを無視すると孔
型の天地面では被圧延材が孔型に密着し滑らかな
弧の断面となるが、幅面では被圧延材が孔型に拘
束されていないため通常は天地面と異なる曲率の
弧を形成し滑らかさに欠ける。また圧延の進行に
伴い孔型は摩耗するが、このとき第４図で示すａ
点・a′点・ｂ点・b′点の肩と称される部位が上下
左右ほぼ対称に最も激しく摩耗し、このため断面
寸法で肩径Dkがしばしば最大径となることが知
られている。これらの孔型圧延の特徴に着眼し、
回転式直径測定装置の測定値から天地径・幅径等
を識別する方法を説明する。
第２図で任意の点Ｐを中心に１断面に相当する
回転角180゜分の直径データを取り出し、6゜毎の離
散値で表したのが第５ａ図である。第５ａ図の中
心データをD0とし、角度軸正方向の各データを
D1，D2，…D15、負方向の各データをD-1，D-2，
…D-15とすれば Ｓ＝15 〓n=1 ｜Do−D-o …(1)式 で求められるＳは、第５ａ図OP間のデータとPQ
間のデータが点Ｐで対称ならば０となる。Ｓを対
称度と称することにして、第２図でＰ点を次々と
角度軸上で移動させ(1)式を用い対称度を計算する
と、点Ｐが天地径または幅径のところで最も対称
度が強い、即ち最もＳは０に近い値をとる。これ
は孔型形状が天地径、幅径を中心に対称であり、
孔型磨耗も上下左右対称に進行するためである。
回転角180゜分の直径データを取り出し、6゜毎の離
散値で表したのが第５ａ図である。第５ａ図の中
心データをD0とし、角度軸正方向の各データを
D1，D2，…D15、負方向の各データをD-1，D-2，
…D-15とすれば Ｓ＝15 〓n=1 ｜Do−D-o …(1)式 で求められるＳは、第５ａ図OP間のデータとPQ
間のデータが点Ｐで対称ならば０となる。Ｓを対
称度と称することにして、第２図でＰ点を次々と
角度軸上で移動させ(1)式を用い対称度を計算する
と、点Ｐが天地径または幅径のところで最も対称
度が強い、即ち最もＳは０に近い値をとる。これ
は孔型形状が天地径、幅径を中心に対称であり、
孔型磨耗も上下左右対称に進行するためである。
また、各直径データの回転角による微分値また
は差分値を求め、これをdi（ｉ＝０、±１、±２、±
３…）とすると、(1)式のDiをdiに置換した Ｓ＝15 〓n=1 ｜do＋d-o …(2)式 となる式を用いて対称度を求めることも有効であ
る。
は差分値を求め、これをdi（ｉ＝０、±１、±２、±
３…）とすると、(1)式のDiをdiに置換した Ｓ＝15 〓n=1 ｜do＋d-o …(2)式 となる式を用いて対称度を求めることも有効であ
る。
以上のように(1)式または(2)式を用いて１断面分
即ち180゜分のデータについて処理すると対称度の
対称度が強くかつ位相差90゜の谷部分が２点抽出
できるが、その２点を第５ｂ図でＡ，Ｂとする。
即ち180゜分のデータについて処理すると対称度の
対称度が強くかつ位相差90゜の谷部分が２点抽出
できるが、その２点を第５ｂ図でＡ，Ｂとする。
Ａ，Ｂは一方が天地径、もう一方が幅径の点で
あるが、その見極め処理を以下のように行う。
あるが、その見極め処理を以下のように行う。
第５ｂ図のＡ・Ｂ点各々を中心とし、前後α゜の
データ群について回転角による微分値または差分
値diを求めその絶対値の総和または２乗和を求め
各々EA，EBとする。αは孔型の逃げ角に相当す
るものであるが45゜以内である。仮にαを30゜とす
るとデータは6゜毎のサンプリングなのでEA，EBは EA＝5 〓n=1 ｜dA+o｜＋｜dA-o｜ …(3)式 EB＝5 〓n=1 ｜dB+o｜＋｜dB-o｜ …(4)式 または EA＝5 〓n=1 （dA+o）2＋（dA-o）2 …(5)式 EB＝5 〓n=1 （dB+o）2＋（dB-o）2 …(6)式 という計算をすることにより求まる。
データ群について回転角による微分値または差分
値diを求めその絶対値の総和または２乗和を求め
各々EA，EBとする。αは孔型の逃げ角に相当す
るものであるが45゜以内である。仮にαを30゜とす
るとデータは6゜毎のサンプリングなのでEA，EBは EA＝5 〓n=1 ｜dA+o｜＋｜dA-o｜ …(3)式 EB＝5 〓n=1 ｜dB+o｜＋｜dB-o｜ …(4)式 または EA＝5 〓n=1 （dA+o）2＋（dA-o）2 …(5)式 EB＝5 〓n=1 （dB+o）2＋（dB-o）2 …(6)式 という計算をすることにより求まる。
EA，EBはＡ点、Ｂ点付近の直径のバラツキを
意味するものであり、天地面は幅面よりも曲率変
化は少ない即ち滑らかであることから、EA，EB
を比較して値の小さい方が天地径であると判断で
きる。
意味するものであり、天地面は幅面よりも曲率変
化は少ない即ち滑らかであることから、EA，EB
を比較して値の小さい方が天地径であると判断で
きる。
EA＜EB‐‐‐→Ａ点が天地径
EA＞EB‐‐‐→Ｂ点が天地径
以上の処理により天地径が判断できるため、他
の任意に点も天地径を基準に認識できる。なお第
５ｂ図の例ではＢ点が天地径である。
の任意に点も天地径を基準に認識できる。なお第
５ｂ図の例ではＢ点が天地径である。
第６図は、本発明を用いた天地径・幅径測定シ
ステムの例を示す。回転式直径測定装置９から一
定角度毎に直径データを採取するデータサンプリ
ング装置１０及び、データサンプリング装置１０
の出力を取り込みデータ処理を行うコンピユータ
１１または電子回路的にデータ処理する演算装置
１２を組み合せ、一個のデータをサンプリングす
る度に天地径判定処理を行うと、リアルタイムで
天地径・幅径など必要とする任意の点の直径を圧
延材の捻転に無関係に判断・出力することができ
る。
ステムの例を示す。回転式直径測定装置９から一
定角度毎に直径データを採取するデータサンプリ
ング装置１０及び、データサンプリング装置１０
の出力を取り込みデータ処理を行うコンピユータ
１１または電子回路的にデータ処理する演算装置
１２を組み合せ、一個のデータをサンプリングす
る度に天地径判定処理を行うと、リアルタイムで
天地径・幅径など必要とする任意の点の直径を圧
延材の捻転に無関係に判断・出力することができ
る。
第７図は回転式直径測定装置の出力データを強
調処理し、立体的にプロツトしたものであるが、
圧延材の捻転を見ることができる。
調処理し、立体的にプロツトしたものであるが、
圧延材の捻転を見ることができる。
第８図は同データを本発明の方法を用いて天地
径を揃える処理をしてプロツトしたものである
が、圧延材の捻転が補正されており、寸法制御用
フイードバツクを得るのに効果があることがわか
る。
径を揃える処理をしてプロツトしたものである
が、圧延材の捻転が補正されており、寸法制御用
フイードバツクを得るのに効果があることがわか
る。
また本発明は孔型の摩耗測定にも有効である。
(e) 発明の効果
本発明によれば、圧延材の捻転に関係なく主要
寸法を測定できるため、仕上スタンドの変更に関
係なく圧延パスラインの最終出側に回転式直径測
定装置を１台設置するだけでよいため、低コスト
で寸法制御用センサーが実現できるというメリツ
トもある。
寸法を測定できるため、仕上スタンドの変更に関
係なく圧延パスラインの最終出側に回転式直径測
定装置を１台設置するだけでよいため、低コスト
で寸法制御用センサーが実現できるというメリツ
トもある。
また棒鋼・線材の他鋼管などについても孔型を
用いた圧延材の測定に応用でき、ユニバーサル圧
延などにも応用できる。
用いた圧延材の測定に応用でき、ユニバーサル圧
延などにも応用できる。
第１図は回転式直径測定装置の説明図、第２図
は回転式直径測定装置の出力例、第３図は孔型の
断面図、第４図は孔型の摩耗した断面図、第５
ａ，ｂ図は回転式直径測定装置の出力を180゜分展
開したデータ、第６図は回転式直径測定装置を用
いた場合の棒鋼・線材主要寸法測定装置の構成
図、第７図は回転式直径測定装置の出力を強調処
理して立体的にプロツトした圧延材の形状、第８
図は同データに本発明の処理を施しプロツトした
補正図である。 符号の説明、１……被測定材、２……光源、３
……レンズ、４……レンズ、５……光電変換素子
アレイ、６……スリツプリング、７……回転駆動
機、８……角度発振器、９……回転式直径測定装
置、１０……データサンプリング装置、１１……
データ処理コンピユータ、１２……データ処理電
子回路。
は回転式直径測定装置の出力例、第３図は孔型の
断面図、第４図は孔型の摩耗した断面図、第５
ａ，ｂ図は回転式直径測定装置の出力を180゜分展
開したデータ、第６図は回転式直径測定装置を用
いた場合の棒鋼・線材主要寸法測定装置の構成
図、第７図は回転式直径測定装置の出力を強調処
理して立体的にプロツトした圧延材の形状、第８
図は同データに本発明の処理を施しプロツトした
補正図である。 符号の説明、１……被測定材、２……光源、３
……レンズ、４……レンズ、５……光電変換素子
アレイ、６……スリツプリング、７……回転駆動
機、８……角度発振器、９……回転式直径測定装
置、１０……データサンプリング装置、１１……
データ処理コンピユータ、１２……データ処理電
子回路。
Claims (1)
- １ 孔型圧延にて製造される棒鋼・線材の直径を
円周方向に一定角度毎に測定する回転式直径測定
装置の180゜分の直径データより任意の直径を軸と
する棒鋼・線材の断面対称度を順次求め、最も対
称度が高い２直径を求め、この２直径について
各々を中心とする断面角度90゜以内の円弧に相当
する範囲の直径データのバラツキが小さい方の直
径を天地径とすることを特徴とする棒鋼・線材の
主要寸法識別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16456883A JPS6056207A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 断面寸法測定装置による棒鋼・線材の主要寸法識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16456883A JPS6056207A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 断面寸法測定装置による棒鋼・線材の主要寸法識別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056207A JPS6056207A (ja) | 1985-04-01 |
| JPH0217054B2 true JPH0217054B2 (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=15795636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16456883A Granted JPS6056207A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 断面寸法測定装置による棒鋼・線材の主要寸法識別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056207A (ja) |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP16456883A patent/JPS6056207A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6056207A (ja) | 1985-04-01 |
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