JPH06147836A

JPH06147836A - シート寸法測定装置

Info

Publication number: JPH06147836A
Application number: JP30396992A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Inaba; 護稲葉; Kenichi Iwanaga; 賢一岩永; Hiroshi Maki; 宏牧
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ベルトコンベヤにて搬送中のシートの寸法
（剪断長、幅、直角度）と角部欠け量を高精度に計測す
る。【構成】シート１００の先端位置を検出するセンサ５
と、角部の状態を撮像する２次元センサ１ａ〜４ａ及び
ストロボ１ｂ〜４ｂを設け、該角部撮像手段１〜４によ
りシートの長さ、幅に関する情報に基づきセンサ中心が
シート角部にくるように調整して撮像し、演算回路３０
にてシートの寸法と角部欠け量を計算し、さらに計算結
果を規格値と比較して製品の良否を判定する。その結果
をシート選別機１７に送り、シートを選別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルトコンベヤにて搬
送中のシートの寸法（剪断長、幅、直角度）と角部欠け
量を計測するシート寸法測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼板（以下、シートという）か
ら製缶するとき、シート寸法が良くなかったり、シート
角部の欠けがあると繋ぎ目が合わないため、良好に製缶
することができず、漏缶の原因となる。このため、シー
トの寸法（剪断長、幅、直角度）が規格内で、かつシー
ト角部の欠けが無いことが要求される。

【０００３】従来、シートの寸法は鋼帯の剪断過程でシ
ートの一部を抜き取り、オンラインで計測し、その結果
が規格から外れているときには、その前後の製品もオフ
ラインで検査して、規格外の製品を不良品として手動で
リジェクトしていた。この方法は、抜取り検査のため製
品全数の品質保証はできない。また人手による検査のた
め多くの手数と時間がかかる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、オンラインでシート寸法を全数検査するために、７
組のＣＣＤカメラとストロボを用いたシート寸法測定装
置を開発し、特願平３−１３９２４２号として提案した
のであるが、該装置ではシート角部の欠けを計測できな
いという問題が残されていた。また、シート端部位置の
検出用センサや投光器の個数が多いことも問題であっ
た。

【０００５】本発明は、このような点を改良することを
目的としたものであり、なるべく少ない個数の位置検出
手段でもって、シートの寸法と角部の欠け量を計測でき
るようにしたシート寸法測定装置を得ることを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベルトコンベ
ヤにて搬送中のシートの角部の状態を撮像する４個の角
部撮像手段と、シートの先端位置を検出するセンサとを
含み、前記角部撮像手段は、シートの剪断長及び板幅に
関する情報を入力することによりシートの角部位置に移
動するようになっており、また好ましくは、前記先端位
置検出用センサがシートの先端位置を検出した時、同時
にシートの角部を瞬間的に照明する照明手段を有し、さ
らに該撮像手段の測定データに基づきシートの長さ、
幅、直角度または角部の欠け量を計算する演算手段を備
えた構成とすることで、前記課題を解決したものであ
る。すなわち、本発明の特徴とする構成は、シートの先
端位置を検出する先端位置検出用センサと、シートの角
部の状態を撮像する角部撮像手段と、シートの長さ及び
幅寸法の情報に基づき前記角部撮像手段をシートの角部
に移動させる位置調整手段と、前記角部撮像手段の測定
データに基づきシートの長さ、幅、直角度または角部の
欠け量を計算する演算手段とを備えたシート寸法測定装
置である。

【０００７】また、本発明のシート寸法測定装置は、前
記角部撮像手段が四角形の視野を有し、該視野とシート
の端部との交点及び角部欠け端の両端位置を測定データ
として、該データを前記演算装置に入力する構成とした
ものである。

【０００８】

【作用】シートが搬送されてきて本装置に到来すると、
先端位置検出用センサがシート先端位置を検出し、同時
に角部撮像手段がシートの４角部を撮像し、その状態を
あらわす測定データは角部撮像手段から演算手段に入力
される。ここで、角部撮像手段により、例えばシート先
端位置から剪断長の半分だけ剪断機側へ寄った位置を原
点とするＸ，Ｙ座標、すなわち角部撮像手段の視野とシ
ート端部との交点、及び角部欠け端の両端位置を測定す
ることで、たとえシートの角部が欠けていてもそのコー
ナ点の座標を計算することができ、したがってこの算出
したコーナ点から剪断長及び板幅を、またこのコーナ点
と角部欠け端の両端位置の測定座標データから角部の欠
け量を計算することができる。この計算結果は規格値と
比較したうえで、製品の良否の判定に利用される。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例によるシート寸法測
定装置を設置したラインの概要図で、併せて測定部にお
けるシート搬送状況を拡大して示してある。コイラ１１
から供給された金属帯（コイル）は検査テーブル１２を
通って、サイドリーマ１３で製品幅にトリミングされ
る。トリミングされたコイルはゲージテーブル１４で各
種の検査を行ったのち、剪断機１５で製品長に剪断して
シート１００となる。シート１００はベルト１６ａ，１
６ｂからなるベルトコンベヤ１６によって３０〜２００
mmの間隔を開けて搬送し、本シート寸法測定装置１０で
寸法（剪断長、幅、直角度）や角部欠け量を検査し、そ
の結果は良品、やや悪いもの、不良品の３種類に分けて
シート選別機１７に送られる。シート選別機１７ではこ
の情報をもとにパイラを制御して、良品を良品パイラ２
０に、やや悪いものをＱパイラ１９に、不良品をＲパイ
ラ１８に選別する。なお、図１において、２１はコンベ
ヤ駆動ロールである。

【００１０】図２は本装置における先端位置検出用セン
サ及び角部撮像手段の配置関係を示す斜視図で、図３は
この配置を上から見た図である。シート先端位置検出用
センサ５は固定設置してシート１００の先端中央部位置
を検出するようになっている。該センサ５には一般に光
センサが用いられる。角部撮像手段１，２，３，４は、
イメージセンサのごとき２次元センサ１ａ〜４ａと照明
手段であるストロボ１ｂ〜４ｂ（なお、ストロボ２ｂ，
３ｂは図示されていない。）との対からなるものであ
り、シート角部に配置され、かつ、Ｘ，Ｙ方向に移動す
るように位置調整手段６，７，８，９を備えている。そ
して、前記２次元センサ１ａ〜４ａはそれぞれステージ
６ａ〜９ａに取り付けられており、Ｘ軸パルスモータ６
ｂ〜９ｂ及びＹ軸パルスモータ６ｃ〜９ｃによりステー
ジ６ａ〜９ａを駆動し、センサ１ａ〜４ａの中心位置を
シートのコーナ点に位置合わせする。また、ステージの
歪などに起因するセンサ１ａ〜４ａの傾きを補正するた
め、位置ずれを各軸のマグネスケール６ｘ〜９ｘ，６ｙ
〜９ｙによって検出し、センサ位置が基準値になるよう
に自動的に修正している。該マグネスケールはセンサ位
置の計測精度を上げるため１μｍの分解能を持つような
ものを使用している。また、センサ１ａ〜４ａは後述す
る交点計算を容易にするため、それぞれ四角形の視野を
有する。次に、各センサの直下に設置された前記ストロ
ボ１ｂ〜４ｂはセンサ１ａ〜４ａの移動に同調して自動
追従するようになっている。このため、図示は省略する
が、ストロボ１ｂ〜４ｂも前記位置調整手段と同様の移
動機構を備えている。これらの２次元センサ１ａ〜４ａ
及びストロボ１ｂ〜４ｂは、上位計算機または手動入力
装置からのシートの剪断長及び板幅に関する情報を受け
て所定位置に移動する。また、ストロボ１ｂ〜４ｂは前
記シート先端位置検出用センサ５がシート１００の先端
を検出した時、同時に瞬間的に発光し、２次元センサ１
ａ〜４ａがシート角部の状態を検出するようになってい
る。

【００１１】図４は本発明における演算手段のブロック
図で、図５は計算処理のフローチャートである。演算回
路３０はセンサ１ａ〜４ａの検出信号をもとにシートの
寸法（剪断長、幅、直角度）と角部欠け量を計算して、
その結果を外部に出力する。ここで、図４，図５を参考
に実施例の動作を説明する。上位計算機または手動入力
装置から入力した剪断長、幅に関する情報をもとに、予
めセンサ１ａ〜４ａの中心がシートのコーナ点になるよ
うに、それぞれＸ軸駆動回路６ｄ〜９ｄ，Ｙ軸駆動回路
６ｅ〜９ｅを介してＸ軸パルスモータ６ｂ〜９ｂ及びＹ
軸パルスモータ６ｃ〜９ｃでステージ６ａ〜９ａの位置
を調整しておき、シートの到着を待つ。ベルトコンベヤ
１６で搬送されてきたシート１００の先端が先端位置検
出用センサ５によって検出されると、その信号が演算回
路３０に入力される（ステップＳ1 ）。演算回路３０で
は４つのストロボ１ｂ〜４ｂに発光指令を出力する（ス
テップＳ2 ）。そして、シートの角部を瞬間的に照射
し、センサ１ａ〜４ａでその角部の状態を読み取る（ス
テップＳ3 ）。このデータをもとに演算回路３０ではセ
ンサ１ａ〜４ａの各視野１ｃ〜４ｃとシート端部との交
点（ａi ，ｂi ，但し、i ＝１〜８）を計算する（ステ
ップＳ4 ）。次に、後述する方法でシートの寸法（剪断
長、幅、直角度）や角部欠け量を計算する（ステップＳ
5 ）。そしてその計算結果を管理値と比較して製品の良
否を判定し、その結果を図１のシート選別機１７に出力
する（ステップＳ6 ）。また、角部欠けの無いときの位
置とセンサ１ａ〜４ａの視野の中心とのずれ量を計算し
たのち、センサ１ａ〜４ａの視野の中心がシートのコー
ナ点になるに必要なパルスカウンタ量を計算してパルス
カウンタに出力する（ステップＳ7 ）。さらにセンサ１
ａ〜４ａの位置をマグネスケール６ｘ〜９ｘ，６ｙ〜９
ｙで検出して基準線からの距離ａi ，ｂi を修正し、次
に搬送されてくるシートの測定に備える（ステップＳ8
）。この実施例ではこのようにして測定精度の向上を
図っている。

【００１２】次に、上述のようにセンサ１ａ〜４ａで検
出した信号をもとにシートの寸法と角部欠け量を計算す
る方法を図６，図９を参考に説明する。

【００１３】（１）シートの寸法計算方法図６において、シートの先端位置検出用センサ５の位置
からベルトコンベヤ１６の走行方向と平行で剪断長の半
分の距離だけ剪断機１５側へ寄った位置を座標の原点Ｏ
（０，０）にとり、原点Ｏを通り、ベルトコンベヤ１６
の走行方向と平行に平行な直線を基準線（Ｙ軸）とし、
これに垂直な直線を基準線（Ｘ軸）とする。また、シー
ト角部の欠けが無いときの４角のコーナ点の座標をそれ
ぞれＡ（Ｘa ，Ｙa ），Ｂ（Ｘb ，Ｙb ），Ｃ（Ｘc ，
Ｙc ），Ｄ（Ｘd ，Ｙd ）とする。さらに、センサ１ａ
〜４ａの視野１ｃ〜４ｃとシート端部との交点の座標を
それぞれＡ1 （ａ1 ，ｂ1 ），Ａ2 （ａ2 ，ｂ2 ），Ｂ
1 （ａ3 ，ｂ3 ），Ｂ2 （ａ4 ，ｂ4 ），Ｃ1 （ａ5 ，
ｂ5 ），Ｃ2 （ａ6 ，ｂ6 ），Ｄ1 （ａ7 ，ｂ7 ），Ｄ
2 （ａ8 ，ｂ8 ）とすると、各コーナ点の座標は次の
（数式１〜８）より計算できる。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】

【数３】

【００１７】

【数４】

【００１８】

【数５】

【００１９】

【数６】

【００２０】

【数７】

【００２１】

【数８】

【００２２】したがって、剪断長Ｌ，幅Ｗ，直角度Ｌ
φ，Ｒφは次式で計算できる。Ｌ＝｛ＡＤ＋ＢＣ｝／２＝{[(Xa-Xd) ²+(Ya-Yb)²] ^1/2+[(Xb-Xc) ²+(Yb-Yc)²] ^1/2} ／２Ｗ＝｛ＡＢ＋ＣＤ｝／２＝{[(Xa-Xb) ²+(Ya-Yb)²] ^1/2+[(Xc-Xd) ²+(Yc-Yd)²] ^1/2} ／２Ｌφ＝arctan[(b2-b3)/(a2+a3)]+arctan[(b4+b5)/(a5-a4)] −π Ｒφ＝−arctan[(b6-b7)/(a6+a7)]+arctan[(b4+b5)/(a5-a4)]

【００２３】ここで、２，３のケースについて説明す
る。いま、シートの剪断長を２ｌ，幅を２ｄ，センサ１
ａ〜４ａの視野口を２Ｓ×２Ｓとすると、シート先端位
置検出用センサ５の座標はＥ（０，ｌ）となる。

【００２４】ケース１；シートの傾きがなく、シート
寸法精度が良い場合このときの４つのコーナ点の座標は、Ａ（ｄ，ｌ），Ｂ（−ｄ，ｌ），Ｃ（−ｄ，−ｌ），Ｄ
（ｄ，−ｌ）となる。また、シート端部との交点までの距離は、ａ1 ＝ａ4 ＝ａ8 ＝ａ5 ＝ｄ，ａ2 ＝ａ3 ＝ａ7 ＝ａ6
＝ｄ−Ｓｂ2 ＝ｂ3 ＝ｂ6 ＝ｂ7 ＝ｌ，ｂ1 ＝ｂ4 ＝ｂ5 ＝ｂ8
＝ｌ−Ｓとなる。

【００２５】ケース２；Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標がケー
ス１の位置にあり、図７のようにシートが少し傾いてい
る場合このときのシート端部との交点までの距離は次式で計算
する。ａ1 ＝［ｄ−Ｓ］＋ｉ／Ｎ×２Ｓａ2 ＝［ｄ−２Ｓ］＋ｉ／Ｎ×２Ｓｂ2 ＝［ｌ−Ｓ］＋ｊ／Ｎ×２Ｓｂ1 ＝［ｌ−２Ｓ］＋ｊ／Ｎ×２Ｓ但し、Ｎ：Ｘ，Ｙ軸方向の視野の分割数ｉ：Ｘ軸方向視野とシート端部との交点ｊ：Ｙ軸方向視野とシート端部との交点ｉ，ｊはセンサの受光量の変化により識別する。また、
ａ3 〜ａ8 ，ｂ3 〜ｂ8 も同様に計算できる。

【００２６】ケース３；Ａ点（ｄ，ｌ）が図８のよう
にＡ’点（ｄ’，ｌ’）に少しずれているときａ1 ＝［ｄ’−Ｓ］＋ｉ／Ｎ×２Ｓａ2 ＝［ｄ’−２Ｓ］＋ｉ／Ｎ×２Ｓｂ2 ＝［ｌ’−Ｓ］＋ｊ／Ｎ×２Ｓｂ1 ＝［ｌ’−２Ｓ］＋ｊ／Ｎ×２Ｓとなる。なお、Ａ’（ｄ’，ｌ’）はマグネスケール６
ｘ〜９ｘ，６ｙ〜９ｙの計測値を利用する。以上のケー
ス１もしくは２または３から、シート端部との交点まで
の距離ａi，ｂi （但し、ｉ＝１〜８）を求め、前記
（数式１〜８）より各コーナ点の座標を計算することが
できる。

【００２７】（２）シートの角部欠け量の計算方法シートの角部欠け量とは図６の斜線部１０１の面積のこ
とである。この量は斜線部１０１の画素数を計算すれば
求まるが、本発明では搬送中のシートが大きく傾くこと
はないという経験を踏まえて、例えばＡ部の角部欠け量
Ｇを次の近似式で計算している。Ｇ＝（Ｘa −ａ2 ）（Ｙa −ｂ1 ）／２

【００２８】または、より正確には、図９のようにＡ，
Ａ1 ，Ａ0 ，Ａ2 で囲まれた面積のうち、この面積に含
まれない視野と同じような検出信号が得られる面積１０
２とすれば良い。この量は斜線部１０２の画素数をカウ
ントすれば求まるが、実用上はＡ1 〜Ａ，Ａ2 〜Ａだけ
を見て、角部欠け端１０３の両端位置ａ，ｂを求め、Ａ
部の角部欠け量Ｇ1 を次の近似式で計算しても良い。Ｇ1 ＝（ａ0 −ａ）（ｂ0 −ｂ）／２

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シートの
寸法に追従して角部撮像手段のセンサの中心が搬送中の
シートの角部にくるように毎回調整しているので計測精
度が高いものである。また、数少ないセンサでシート寸
法のほか、シートの角部欠け量も計算できるため、不良
品の流出が皆無になり品質保証体制がより強化できるな
どの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート寸法測定装置を設置したライン
の概要図である。

【図２】ベルトコンベヤ上のセンサの配置図である。

【図３】センサの配置を上から見た図である。

【図４】演算手段の回路図である。

【図５】演算手段における計算処理のフローチャートで
ある。

【図６】シートの寸法、角部欠け量を計算するための説
明図である。

【図７】センサの視野とシート端部との交点を求めると
きの説明図である。

【図８】センサの中心が少しずれているときの交点座標
計算上の説明図である。

【図９】シートの角部欠け量を計算するための説明図で
ある。

【符号の説明】

１，２，３，４角部撮像手段１ａ〜４ａ２次元センサ１ｂ〜４ｂストロボ１ｃ〜４ｃ視野５先端位置検出用センサ６，７，８，９位置調整手段６ａ〜９ａステージ６ｂ〜９ｂＸ軸パルスモータ６ｃ〜９ｃＹ軸パルスモータ６ｘ〜９ｘＸ軸マグネスケール６ｙ〜９ｙＹ軸マグネスケール１６ベルトコンベヤ３０演算回路１００シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルトコンベヤにて搬送中のシートの寸
法を測定する装置において、シートの先端位置を検出する先端位置検出用センサと、シートの角部の状態を撮像する角部撮像手段と、シートの長さ及び幅寸法の情報に基づき前記角部撮像手
段をシートの角部に移動させる位置調整手段と、前記角部撮像手段の測定データに基づきシートの長さ、
幅、直角度または角部の欠け量を計算する演算手段と、
を備えたことを特徴とするシート寸法測定装置。
【請求項２】前記角部撮像手段は、四角形の視野を有
し、該視野とシートの端部との交点及び角部欠け端の両
端位置を測定データとして、該測定データを前記演算手
段に入力する構成となっていることを特徴とする請求項
１記載のシート寸法測定装置。