JPH06109455A

JPH06109455A - 長尺材真直度測定装置

Info

Publication number: JPH06109455A
Application number: JP25481792A
Authority: JP
Inventors: Daizo Mizuguchi; 口大三水; Tsutomu Makino; 野勉牧
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼線などの測定基準を使用せずに、走行系の
誤差に基づく測定基準に対する位置ずれを正確に補正し
て精度の高い長尺材の真直度を測定する。【構成】測定装置２、走行台３のいずれか一方に設け
られ測定の基準原点を定める基準パターン２０と、前記
変位測定器や７ａ、７ｂとともに基準パターン２０に対
して相対移動するように設置され、前記基準パターン２
０を受像して画像信号に変換するテレビカメラ２１と、
前記画像信号に基づき基準パターン２０の重心位置と、
この重心位置の基準原点からの位置ずれ量を算出し、こ
の位置ずれ量を出力する画像処理装置２２と、変位測定
器７ａ、７ｂによって検出した歪み量を前記画像処理装
置２２より与えられた位置ずれ量で補正して長尺材全体
にわたって長尺材の真直度を算出する演算装置２３を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的一方向に長い棒
材や帯材などの長尺材の曲りや反り（以下、歪みとい
う。）をカメラで取り込んだ基準パターンの重心位置を
測定基準とすることにより、長尺材に沿って移動する変
位測定器で歪みを高精度に測定できるようにした長尺材
真直度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長尺材を機械装置の構造部材として利用
する場合、その真直度が問題となることがある。もし、
長尺材に歪みがあると、その用途によってはその利用価
値が無きに等しくなってしまうからである。このため、
歪みのある長尺材に対しては、予め使用条件に合致する
ように矯正加工を施して歪みを取り除かなければならな
い。この矯正加工を効果的に行なうにあたっては、長尺
材の歪み量の大きさ、分布等を数値的に把握しておくこ
とが不可欠の前提となり、この意味で、長尺材の真直度
を高精度に測定する技術が重要となってくる。従来、長
尺材の真直度の測定は、磁気センサやレーザ変位計のよ
うな非接触型の変位測定器を備えた測定装置を長尺材に
沿って平行に走行させ、あるいは、逆に長尺材を測定装
置に平行に移動させることにより、計測している。その
際には、測定基準として、測定装置の走行方向に張った
ピアノ線などの鋼線を基準として使用している。この鋼
線によって、測定装置が走行したときの鋼線からのずれ
を鋼線位置測定器を用いて測定し、この測定結果と、変
位測定器の測定結果とを相互に比較、分析することによ
って、長尺材の真直度の測定精度の向上を図っている。

【０００３】そこで、かかる自動計測に使用される従来
の装置について図６を参照して説明する。同図におい
て、符号１は測定対象である長尺材を示し、ここでは、
長尺材１はレールとして使用される部材である。符号２
は、長尺材１に平行に走行可能な測定装置を示す。この
測定装置２は、走行台３の上面において長尺材と平行に
敷設された一組のガイドレール４ａ、４ｂに沿ってこれ
を案内として自走するように構成されている。この従来
例では、駆動源としてサーボモータ５を設け、このサー
ボモータ５によって回転駆動されるピニオン（図示せ
ず）がガイドレール４ａ、４ｂの間に敷設されたラック
６に噛み合っている。また、この測定装置２は、非接触
型の変位測定器７を備えており、この変位測定器７はシ
リンダ８によって走行方向とは直交する方向に移動可能
であって、長尺材１の側面に対して所定の測定位置まで
接近できるようになっている。一方、走行台３上には、
真直度の測定基準としてガイドレール４ａ、４ｂと平行
に鋼線９が張架されている。この鋼線９には、滑車１０
ａ、１０ｂを介して錘１１によって真直ぐになるように
張力が付与されている。これに対して、測定装置２の台
車２ａには、走行方向と直交するｘ軸（水平方向）、ｙ
軸（鉛直方向）について、鋼線９と、この測定装置２と
の相対位置を測定する鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂが
配設されている。なお、図中、符号位置１３は長尺材１
を搬入、搬出するためのローラ装置を示し、符号１４
は、長尺材１を測定位置に固定するためのクランプ装置
を示している。

【０００４】以上のような構成において、測定装置２が
ガイドレール４ａ、４ｂに沿って長尺材１に平行に移動
すると、変位測定器７は長尺材１との間の相対変位を検
出する。そのとき同時に鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂ
によって、測定基準となる鋼線９に対しての変位測定器
７の相対的な位置ずれが測定され、この位置ずれ量で変
位量を補正することによって、長尺材１の歪み量が計測
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、測定基準となる鋼線９に撓みや、測定装
置２の自走に伴う振動が少なからず生じるため、実際に
は図３に示すように、撓みのない理想上の鋼線９ａのよ
うにはならず、撓みのある鋼線９ｂのようになってしま
う。図４は、鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂとの関係に
おいて、鋼線９が撓んだり、振れたときの位置を示した
もので、本来の測定基準としての鋼線９の位置がｘ軸方
向にｘ１、ｙ軸方向にｙ１とすると、実際の鋼線９の位
置は、ｘ軸方向がｘ２、ｙ軸方向がｙ２へとずれてしま
う。この結果、鋼線位置測定器１２ａ、１２ｂによって
測定された変位測定器７を含む走行系の相対位置は、ｘ
軸方向では、｜ｘ２−ｘ１｜、ｙ軸方向では、｜ｙ２−
ｙ１｜だけ誤差を生じてしまっていることになる。従っ
て、真直度の測定結果にもその分の誤差が含まれること
になる。すなわち、図５に示すように、測定時の長尺材
１と、変位測定器７との相対的な位置関係にずれが生じ
るために、実際のｘ軸方向の位置間隔をＳ１とすると、
鋼線９に撓みが生じることによって実際には、｜Ｓ０−
Ｓ１｜だけ誤差が生じている。また、変位測定器７の対
象測定範囲が対象測定面の幅Ｕを越えると、変位測定器
７の正しい動作が保証されず、Ｔだけ変位測定器の位置
がｙ軸方向へずれると誤った測定結果を得る原因となっ
ていた。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
問題点を解消し、測定基準に対する位置ずれを正確に補
正して精度の高い長尺材の真直度を測定できるようにし
た長尺材真直度測定装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、真直度が測定される長尺材の側方に配置
される走行台と、この走行台上に配置され前記長尺材と
平行にその長さ方向に走行自在であり変位測定器により
前記長尺材との間の相対距離を検出する測定装置とを備
えた長尺材真直度測定装置において、測定装置、走行台
のいずれか一方に設けられ測定の基準原点を定める基準
パターンと、前記変位測定器とともに基準パターンに対
して相対移動するように設置され、前記基準パターンを
受像して画像信号に変換するテレビカメラと、前記画像
信号に基づき基準パターンの重心位置と、この重心位置
の基準原点からの位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量
を出力する画像処理装置と、変位測定器によって検出し
た歪み量を前記画像処理装置より与えられた位置ずれ量
で補正して長尺材全体にわたって長尺材の真直度を算出
する演算装置とを設けて構成したものである。

【０００８】

【作用】変位測定器が長尺材に沿って移動している間、
基準パターンをテレビカメラが画像としてとらえ、各測
定点における画像信号に変換して画像処理装置に出力す
る。この画像処理装置は、テレビカメラから与えられた
画像信号から基準パターンの重心位置を算出するととも
に、その重心位置について予め記憶されている重心基準
原点からの位置ずれ量を演算装置に出力するので、変位
測定器で検出された歪み量が変位測定器の位置ずれ量で
補正される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による長尺材真直度測定装置の
一実施例について添付の図面を参照して説明する。な
お、図６の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符
号を付して、その詳細な説明は省略する。この実施例で
は、測定装置２の変位測定器としては、長尺材１との間
のｘ軸方向の相対変位を検出する変位測定器７ａと、ｙ
軸方向の相対変位を検出する変位測定器７ｂとがその台
車２ａに設けられている。また、この台車２ａ上には、
従来の測定基準のピアノ線の替りに基準台２０が固定さ
れている。この基準台２０には、測定の基準原点を定め
る基準パターンとして、例えば、円形の印が描かれてい
る。このような基準台２０と向かい合うようにして走行
台３の反対側の端側には、基準パターンを含む映像２４
（図２参照）を受像し、この基準パターンの画像をその
２次元的に配列された撮像素子によって電気信号に変換
するテレビカメラ２１が設置されている。

【００１０】このテレビカメラ２１から出力された画像
信号は、画像処理装置２２に入力される。この画像処理
装置２２は、各測定点ごとに入力された画像データを処
理して基準パターンの重心位置Ｇを求め、この重心位置
Ｇについて、予め記憶されている重心位置原点Ｇ０から
の位置ずれ量を算出してこのデータを演算装置２３に出
力する。演算装置２３は、変位測定器７ａ、７ｂを介し
て入力される各測定点における歪み量に上記位置ずれ量
を補正して長尺材１の実際の歪み量を算出する。

【００１１】しかして、まず、被測定物である長尺材１
をローラ装置１３の上を転がして搬入した後、クランプ
装置１４を用いて長尺材１を所定の測定位置に位置決め
する。なお、長尺材１をクランプしたままでは、長尺材
１に歪みが生じて実測値に誤差が生ずるので、これを防
止するために、実際の測定はクランプ装置１４を開放し
て行なう。

【００１２】そこで、長尺材１に沿って平行に測定装置
２を自走させて測定を行なうと、変位測定器７ａ，７ｂ
によって、長尺材１と、それぞれ変位測定器７ａ，７ｂ
との相対変位が連続的に検出され、歪み量データとして
演算装置２３に記憶される。一方、これと並行して、テ
レビカメラ２１によって、基準パターンをとらえた画像
が各測定点において撮像され、その画像信号は画像処理
装置２２に出力される。

【００１３】画像処理装置２２は、各測定点で得られた
画像データに基づき、図２に示されるように、基準パタ
ーンの重心位置Ｇを求め、この重心位置Ｇと、予め記憶
されている重心位置原点Ｇ０との間のｘ軸方向、ｙ軸方
向それぞれの位置ずれ量ｘ３、ｙ３を算出して、この位
置ずれ量についてのデータを演算装置２３に出力する。
演算装置２３は、前記位置ずれ量データｘ３、ｙ３に基
づいて変位測定器７ａ，７ｂによって実測した歪みデー
タを補正した結果を各測定点における歪み量として算出
する。このようにして基準パターンの重心位置を測定基
準としているので、従来のようにピアノ線を測定基準に
使用することなく、長尺材１の真直度を測定することが
出来る。しかも、基準パターンの重心を求めて重心基準
位置とのずれ量で測定結果を補正しているので、測定装
置２の走行系の誤差を補正できるので、長尺材１につい
ての正確な真直度を測定することができる。

【００１４】なお、以上の実施例では、基準パターンを
設けた基準台２０を測定装置２の台車２ａに取り付けて
いるが、テレビカメラ２１を測定装置２１の台車２ａに
取り付け（図示せず）、走行台３の一端に配置した基準
台２０の基準パターンを受像させるよう構成することも
できる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、測定装置、走行台のいずれか一方に設けられ
測定の基準原点を定める基準パターンと、前記変位測定
器とともに基準パターンに対して相対移動するように設
置され、前記基準パターンを受像して画像信号に変換す
るテレビカメラと、前記画像信号に基づき基準パターン
の重心位置と、この重心位置の基準原点からの位置ずれ
量を算出し、この位置ずれ量を出力する画像処理装置
と、変位測定器によって検出した歪み量を前記画像処理
装置より与えられた位置ずれ量で補正して長尺材全体に
わたって長尺材の真直度を算出する演算装置とを設けて
構成しているので、基準パターンの重心位置を測定の基
準として、従来のようにピアノ線などの誤差の生じ易い
基準を使用することなく、測定出来るとともに、重心位
置と重心基準位置とのずれ量で走行系の震動などによる
変位測定器の位置ずれを補正出来るので、長尺材につい
ての歪みを正確に測定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による長尺材真直度測定装置の一実施例
を示す斜視図。

【図２】基準パターンの重心位置の原点と、ある測定点
における基準パターンの重心位置との関係を表した説明
図。

【図３】従来技術による長尺材真直度測定装置におい
て、撓んだ状態にある鋼線で測定しているときの説明
図。

【図４】従来技術による長尺材真直度測定装置におい
て、撓みのない鋼線と、撓んだ鋼線とでの位置のずれを
示した説明図。

【図５】従来技術による長尺材真直度測定装置におい
て、撓みのない鋼線と撓んだ鋼線のそれぞれによって求
められる長尺材と変位測定器の相対的な位置ずれを説明
する図。

【図６】従来技術による長尺材真直度測定装置を示した
斜視図。

【符号の説明】

１長尺材３走行測定装置５サーボモータ７ａ、７ｂ変位測定器７ａ，７ｂ２０基準パターン２１テレビカメラ２２画像処理装置２３演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真直度が測定される長尺材の側方に配置さ
れる走行台と、この走行台上に配置され前記長尺材と平
行にその長さ方向に走行自在であり変位測定器により前
記長尺材との間の相対距離を検出する測定装置とを備え
た長尺材真直度測定装置において、測定装置、走行台のいずれか一方に設けられ測定の基準
原点を定める基準パターンと、前記変位測定器とともに基準パターンに対して相対移動
するように設置され、前記基準パターンを受像して画像
信号に変換するテレビカメラと、前記画像信号に基づき基準パターンの重心位置と、この
重心位置の基準原点からの位置ずれ量を算出し、この位
置ずれ量を出力する画像処理装置と、変位測定器によって検出した歪み量を前記画像処理装置
より与えられた位置ずれ量で補正して長尺材全体にわた
って長尺材の真直度を算出する演算装置とを備えたこと
を特徴とする長尺材真直度測定装置。