JPS6056207A - 断面寸法測定装置による棒鋼・線材の主要寸法識別方法 - Google Patents
断面寸法測定装置による棒鋼・線材の主要寸法識別方法Info
- Publication number
- JPS6056207A JPS6056207A JP16456883A JP16456883A JPS6056207A JP S6056207 A JPS6056207 A JP S6056207A JP 16456883 A JP16456883 A JP 16456883A JP 16456883 A JP16456883 A JP 16456883A JP S6056207 A JPS6056207 A JP S6056207A
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- Japan
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- diameter
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- determined
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- measuring device
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-
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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っ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シ、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。
する回転式直径測定装置の直径測定データよシ、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
測定装置によって、または全周測定回転式直径測定装置
によって行われてきた。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。
測定装置によって、または全周測定回転式直径測定装置
によって行われてきた。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装置
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。
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っ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ｐ１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めることを目的と
するものである。
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ｐ１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めることを目的と
するものである。
ｄ）発明の構成１作用
以下、第１図〜第８図を参照して本発明を説明する。
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を通って平行光線となり、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、スリップリング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、スリップリング６は回転体に固定さ
れておシ、駆動装置７により被測定材を中心に一体とな
シ回転し全周にわたって直径を測定する。
発せられた光はレンズ３を通って平行光線となり、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、スリップリング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、スリップリング６は回転体に固定さ
れておシ、駆動装置７により被測定材を中心に一体とな
シ回転し全周にわたって直径を測定する。
また駆動装置７には角度発振器８が取シ付けられておシ
、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ってグラフに表すと第２図のよう
になる。
、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っ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よシ小さ
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。
せ一定曲率で作られるが、幅面と称する逃角θよシ小さ
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。
したがって圧延荷重によるロールのスプリングアップを
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。壕だ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′点の屑と称される部位が上下左右はぼ対称に最も激
しく摩耗し、このため断面寸法で肩径Ｄｋがしはしは最
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。
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。壕だ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′点の屑と称される部位が上下左右はぼ対称に最も激
しく摩耗し、このため断面寸法で肩径Ｄｋがしはしは最
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１
８００分の直径データを取り出し、６°毎の離散値で表
しだのが第５（ａ）図である。第５（ａ）図の中心デー
タをＤｏとし、角度軸止方向の各データをＤｌ ＊ Ｄ
２＋・・・・・・・・・Ｉ）ｔｓ、負方向の各データを
Ｄ−１，Ｄ−２゜・・・・・・・・・Ｄ−１５とすれば Ｓ ＝Ｊ ＩＤｎ ＋Ｄ−ｎ Ｉ ＝−＝＝（１）式で
められるＳは、第５（ａ）図０２間のデータとＰＱ間の
データが点Ｐで対称ならばＯとなる。
８００分の直径データを取り出し、６°毎の離散値で表
しだのが第５（ａ）図である。第５（ａ）図の中心デー
タをＤｏとし、角度軸止方向の各データをＤｌ ＊ Ｄ
２＋・・・・・・・・・Ｉ）ｔｓ、負方向の各データを
Ｄ−１，Ｄ−２゜・・・・・・・・・Ｄ−１５とすれば Ｓ ＝Ｊ ＩＤｎ ＋Ｄ−ｎ Ｉ ＝−＝＝（１）式で
められるＳは、第５（ａ）図０２間のデータとＰＱ間の
データが点Ｐで対称ならばＯとなる。
Ｓを対称度の相関係数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）式を用い相関係数
を計算すると、点Ｐが天地径または幅径のところで最も
相関が強い、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シ、孔型摩耗も
上下左右対称に進行するためである。
点を次々と角度軸上で移動させ（１）式を用い相関係数
を計算すると、点Ｐが天地径または幅径のところで最も
相関が強い、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シ、孔型摩耗も
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
をめ、これをｄｌ（ｉ＝０．±１．±２．±３・・・・
・・・・・）とすると、（１）式のＤｉをｄｉに置換し
たＳ−Σｌｄｎ＋ｄｎｌ ・・・・・・・・・（２）式
となる式を用いて相関係数をめることも有効である。
をめ、これをｄｌ（ｉ＝０．±１．±２．±３・・・・
・・・・・）とすると、（１）式のＤｉをｄｉに置換し
たＳ−Σｌｄｎ＋ｄｎｌ ・・・・・・・・・（２）式
となる式を用いて相関係数を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相
関係数が強くかつ位相差９０°のピークが２点抽出でき
るが、その２点を第５（ｂ）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相
関係数が強くかつ位相差９０°のピークが２点抽出でき
るが、その２点を第５（ｂ）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。
その見極め処理を以下のように行う。
第５（ｂ）図のＡ−Ｂ点各々を中心とし、前後α０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
めその絶対値の総和または２乗和をめ各々ＥＡ ｔ Ｅ
ｎとする。αは孔型の逃げ角に相当するものであるが４
５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＋ Ｅｎは ＥＡ−Σ１ｄＡ＋、Ｉ＋１ｄＢ−Ｂ１ ・・・・・・・
・・（３）式Ｅｎ ＝Σｌ ｄＢｉｎ Ｉ ＋ ｌ ｄ
Ｂ−ユ１ ・・・・・・・・・（４）式１１□１ または ＥＡ ＝Σ（ｄＡ＋１１ ）” ＋ （ｄゎ、、）２
・・・・−・・・・（５）式Ｅｎ ＝Σ（ｄＢ＋、、）
２＋（ｄＢ−、、）２ ・・・・・・・・・（６）式ｎ
テ１ という計算をすることによ請求まる。
ータ群について回転角による微分値または差分値ｄｉを
めその絶対値の総和または２乗和をめ各々ＥＡ ｔ Ｅ
ｎとする。αは孔型の逃げ角に相当するものであるが４
５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＋ Ｅｎは ＥＡ−Σ１ｄＡ＋、Ｉ＋１ｄＢ−Ｂ１ ・・・・・・・
・・（３）式Ｅｎ ＝Σｌ ｄＢｉｎ Ｉ ＋ ｌ ｄ
Ｂ−ユ１ ・・・・・・・・・（４）式１１□１ または ＥＡ ＝Σ（ｄＡ＋１１ ）” ＋ （ｄゎ、、）２
・・・・−・・・・（５）式Ｅｎ ＝Σ（ｄＢ＋、、）
２＋（ｄＢ−、、）２ ・・・・・・・・・（６）式ｎ
テ１ という計算をすることによ請求まる。
ＥＡ 、 ＥｅｌはＡ点、Ｂ点付近の曲率の滑らかさを
意味するものであシ、天地面は幅面よ）も曲率変化は少
ない即ち滑らかであることから、ＥＡ ＃ Ｅｎを比較
して値の小さい方が天地径であると判断できる。
意味するものであシ、天地面は幅面よ）も曲率変化は少
ない即ち滑らかであることから、ＥＡ ＃ Ｅｎ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＜Ｅｎ−−−→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５（ｂ）図の例
ではＢ点が天地径である。
点も天地径を基準に認識できる。なお第５（ｂ）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の出力を取シ込みデータ処理
を行うコンピュータ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、−個のデータをサンプリ
ングする度に天地逆判定処理を行うと、リアルタイムＣ
天地径・幅径なと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。
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の出力を取シ込みデータ処理
を行うコンピュータ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、−個のデータをサンプリ
ングする度に天地逆判定処理を行うと、リアルタイムＣ
天地径・幅径なと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、トシたものであるが、圧延材の捻転を
見ることができる。
、立体的にプロ、トシたものであるが、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
る処理をしてプロットしたものであるが、圧延材の捻転
が補正されておシ、寸法制御用フィードバックを得るの
に効果があることがわかる。
る処理をしてプロットしたものであるが、圧延材の捻転
が補正されておシ、寸法制御用フィードバックを得るの
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
できるといワメリットもある。
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
できるといワメリットもある。
また棒鋼・線材の他領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、ユニバーザル圧延などにも応用
できる。
延材の測定に応用でき、ユニバーザ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
直径測定装置の出方を１８００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、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ットした
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・・−
スリップリング、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・・・データ処理コンピータ、
１２・・・データ処理電子回路。 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 ３ 第１百１ 第２図 回転角度 第３図 第４図
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
直径測定装置の出方を１８００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、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ットした
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・・−
スリップリング、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・・・データ処理コンピータ、
１２・・・データ処理電子回路。 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 ３ 第１百１ 第２図 回転角度 第３図 第４図
Claims (1)
- 棒鋼・線材等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１８００分の直径データよシ任意
の直径を軸とする相関係数を順次求め、最も相関度が高
い２直径をめ、この２直径のうち直近の直径変化率が小
さい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 true JPS6056207A (ja) | 1985-04-01 |
| JPH0217054B2 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 |
|---|---|
| JPH0217054B2 (ja) | 1990-04-19 |
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