JPS6082806A - 形鋼材歪測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は形鋼材の歪を自動測定して歪量、曲りおよび品
質の良否を自動的に出力する形鋼材歪測定装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にガイドレール等の形鋼材を所定形状寸法に切削加
工を行なう場合は、曲り等の歪が許容値以内でないと黒
皮が残ってしまう。従って切削加工を施す前Ｃ二歪が許
容値以内にあるかを測定し、許容値以上の歪については
油圧プレスあるいは歪取りローラ（二より矯正する必要
がある。

従来、形鋼材の歪を検出する方法として、圧延ローラま
たは矯正ローラに組み込まれている種々の装置があるが
、一般に複雑かつ高価である。従って人間の目視によっ
て許容値以内かどうかを判断しているのが一般である。

しかし、人間の目視による作業は相当の熟練を要すると
ともに連続して行なうと作業者の視力が著しく減退する
おそれがあった。そこで、近年この歪測定を自動化する
方法が種々提某されているが、歪量を検出する場合の検
出器として、渦電流損式、静電容量式等では検出範囲外
で検出不能となり、差動トランス式などの接触式では形
鋼材の表面粗さと接触子の関係から測定速度に限度があ
り、、またレーザ方式などの光学式では測定箇所に自由
度がなく、装置も高価になるなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、形８ＪＡ材の横方向および縦方向を自動的に
高精度に測定用検出器の検出範囲に無関係に歪測定して
、歪量、曲がり形状、品質の良否を自動的に出力する形
鋼材歪測定装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、被測定材の長手方向に送り装置、反転装置、
正立支持装置、反射支持装置、クランプ装置等から成る
支持装置と、この支持装置により所定位置に支持された
被測定材に沿って走行する測定装置ａを設け、歪測定作
業の能率向上を因り）つた点（二特徴を有するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明を［図面に示す一実施例について説明する。

第１図において、１は破測定対象物のガイドレール、２
はガイドレール１の所定位置Ｃ二装置するガイドフレー
ム、３は詳細を後述するガイドフレーム２の長手方向に
走行する測定走行装置。

４　ｆｄ　？；ｉｔ）定走行装置３（二装置しガイドレ
ール１の測定面との距離を非接触状態で測定する非接触
ｔｒｉｌｌ定器である。とこで非接触測定器としては例
えば渦電流損（二よる非接触変位計、光感知素子による
光学変位計、静電容量式変位計、１／−ザ方式（二」：
るレーザ変位計停乃二ある０ ５はガイドフレーム２に沿って複数個を配置され、ガイ
ドレール１を載１抗するローラを駆動し長手方向（二供
給するローラ装置、６はガイドレール１を９０°反転す
る反転装置、７はガイドレール］の正立姿勢（ユて横方
向の歪を測定する時にガイドレール１０測定面を非接触
測定器４の筒さに合オ〕せると同時にガイドレール１を
水平に保つ正立支持装置斤、８はガイドレール１を９Ｑ
０反転して縦方向の歪を測定する時にガイドレール１を
反転姿勢Ｃ二て水平に支持する反転支持装置、９は測定
時１ニガイドレール１を固定保持するクランプ装置ｉＪ
−でちる。

１０は各装置に対して制御指令を発する制御装置１１は
非接触測定器９の歪測定データを演算処理する演算処理
装置、１２は演算処理装置１１によって処理された歪測
定データ、曲がり形状および品質良否の結果を出力する
出力装置であり、例えばＣＲＴディスプレイ、プリンタ
寺である。

次に測定走行装置３の詳細を第２図、第３図及び第４図
について説明する。１３はガイドフレーム２の上部に長
手方向に取付けられた直線運動案内部（株式会社ＴＨＫ
の商品名リニアーモーションガイド、以下案内部という
）、１４はこの案内部１３に並行してガイドフレーム２
の上部（二取付けられたラック、１５はこのラック１４
に並行してガイドフレーム２の上部に取付けられたカム
フォロアガイド、１６は案内部１３とカムフォロアガイ
ド１５に案内されてガイドフレーム２上を走行移動する
走行ベース、この走行ベース１６にはラック１４ｆ二噛
合うビニオン１７がタコジェネレータ１８　Ａを直結す
る駆動モータ１８の回転力を伝達可能なように歯車１９
Ａ　、　１９Ｂ　および回転軸加と共Ｃ二取付けられて
いる。また回転軸加の一端にはスリット板２１が共晶ｉ
され５回転軸２０が一定量回転する屍、つまり蛇行測定
装置３が走行する際にスリット板２１がパルス発生器２
２を横切ることにより定ピツチ４Ｇにパルスを発生させ
る構成となっている。走イテベース１６の下部にＶｉ某
内部１３に係合する軸受田、カムフォロアガイド１５に
保合するカムフォロア部を保３スするサポータ２１Ｉが
取付けられ、測定走行装置３を蛇行することなく直線的
に蛇行さぜるよう（ニなっている。

また走行ベース１６には、測定距離設定ベース２６がス
ライドロッドサポート２７、スライドロッド２８、シリ
ンダ２９で支持されて取付けられており、さらにスライ
ドロッドサポート２７（二は、測定距離設定ストッパＪ
が設けられてい一〇、ガイドフレーム２の長手方向と直
角方間に移動可ｔ＋’Ｑでかつ測定距離設定可能なよう
に構成されている。肌えて、測定距離設定ベースあの上
（−は、モータベース３１が載置固定されていて、非接
触測定器４を先端に取付けているアーム３２が非接触測
定器１駆動モータ（以下モータという）３３０回転をボ
ールスクリューあによって直線運動に変換して容易に精
度良く移動できるように構成されている。さらにロータ
リエンコーダ３３　Ａがモータ３３に直結されていて、
非接触測定器４の移動量がロータリエンコーダ３３　Ａ
の同法量から換算可能な構成となっている。

の側枠２６には溝２６ａ　、２６１）　、２６Ｇが設け
られている。ｎはガイドレール１を王立姿勢から倒立姿
勢あるいはその逆に反転する反転治具であり、反転の際
にガイドレール１が転倒しないように支持するサポート
２８が取付けられている。２９はローラで側枠％のｆ９
２６ａにはまりあって反転治具ｎに取付けられている。

３０は反転治具ｎに固定された１抽である。

：３１は往復台でちり、ローラ３２及び３３が側枠２６
の溝２（ｉｂ、２ｆｊα二はまって左右に移動でき、さ
らζ：軸受あが具備されていて、反転治具ｎの＠田を支
持して反転治具ｎが回転自在な構成となっている。あは
往復台３１に取付けられた滑り枠であり、３６はこの滑
り枠３５０枠内を上下にスライドでき１両面にフランジ
部３５　ａを有するナツトであるｏ３７ｔまナツト３６
に乃）み合う送りねじ軸である。０８は山車で送りねじ
軸３７に組込まれている。３９ｉよ送１月つじ・抽３７
を支持する軸受である。４０は電動侵で４０′ａは心動
機４０の出力軸に取付りられたｆａ　ｉｔ”−である。

欠に正立支狩装Ｅｅ４７の詳ｉ％ｉＪを第７図Ｃ二つい
て説明する。

同図（二おいて、４１は枠１本４１／ｉに垂１α状に填
付けられたベース、４２はこのベース・４１の上部に二
項付けられたガイド、４３はとのガイド・１２に案内さ
れて上下動自在としたスライドペース、＋４はスラ・ｆ
ドベースを上Ｆ動させるシリンダ、・Ｊ５はガイドレー
ルｌＯ支」寺高さを変更するためにスライド−く−ス４
３の上部（二Ｊ脱自在（二項付けられた王立支持片であ
る。

次に反転支持装置８？″ｉ、上述の正立支持装置７と同
様の構成であり５反転支持台４６を交換することにより
各種の被測定物（：対応することができる。

次にクランプ装置９の詳細を第７図（二ついて説明する
。

同図において、４７は枠体４１　Ａに水平状に取付けら
れたベース、４８はこのベース４７に取付けられたガイ
ド、４９はこのガイド４８に案内されて前後進自在とし
たスライドベース、５０はスライドベース４９を駆動す
るシリンダ、５１はスライドベース４９（二直立して取
付けられたスライドポスト、５２はこのスライドポスト
５１と対向してベース４７に直立して取付けられた固定
ポストである。

次に制御装置の概略構成を第８図について説明する。

ＰＥａｔ二おいて、５３はパルス発生器ｎから送られる
パルスの整形を行なうパルス整形回路、５４は駆動モー
タ］８の駆動制御回路、５５は位置制御回路、５６は非
接触測定器４からのアナログ電圧信号で非接触測定機駆
動モータ３３を駆動制御する回路、５７はパルス整形回
路５３がらの信号と、非接触測定器駆動モータあに直結
されたロータリエンコーダ３３Ａからの信号により、非
接触測定器駆動モータ：３３の回転量すなわちボールス
クリューあを介しての非接触測定器４の移動量を対応さ
せて演算処理装置１１へ伝送する測定制御回路である。

〔発明の作用〕

次ｆ二本発明の詳細な説明する。第１図においてガイド
レール１の歪量を測定する場合は、まず供給ローラ装置
５によってガイドレール１を歪測定装置内に供給する。

ガイドレール１の横方向の歪量を測定する場合は、第４
図のシリンダ四を動作させて測定距離設定ベース２６を
測定圧１１−設定ストツパ加に当接するまで前進させて
非接触測定器４が位置決めされる。次に第７図の正立支
持装置７の正立支持台４５が上昇してガイドレール１を
非接触測定器４の高さまで上昇させ、ガイドレール１の
両端（二装置したクランプ装置９のスライドポスト５１
が基準となる固定ポスト５２方向（二押し寄せてガイド
レール１を固定ポスト５２に当接させて固定する。

第９図は横方向の歪量を也１ｊ定する場合の非接触測定
器４とガイドレール１の位置決め関係をｚＪクシ、ガイ
ドレール１の横方向すなイつちＸ方向の歪量はガイドレ
ール１の測定面Ａに対向する非接触測定器４が距離Ｓを
有して設定されて測定準備を完了する。ガイドレールの
大きさが異なる場合は第４図における測定距離設定スト
ッパ３０および第７図における正立支持台４５を交換す
るか、シリンダ４４のストロークを規制するような装置
（図示せず）を設けて対応する。

次にガイドレール１の縦方向の歪量を測定する場合は、
反転装置６によってガイドレール１を９０反転させる。

即ち電動機Ｊ６を起動させることによって歯車４０及び
３７を介して送りねじ軸３６を回転させる。送りねじ軸
３６の回転力は、ナツト３５を左方向へ７移動させるよ
うに作用する。ナラ）３５は、滑り枠３３にはめ合って
いるから往復台３１を左方向へ移動させ、同時に往復台
３１上に取付けられた軸受３２によって反転治具Ｉの軸
３３を左方向へ移動させる。一方反転治具２７にはロー
ラ２９が設けられていて、　’ｔｅａ枠あの溝２６ａに
よって＠３３を中心に９０倒立するように動作する。し
かし反転治具２７が第５図の２７３で示す位置にあると
、非接触測定器による測定ができないため、往復台：（
１をさらに左方向へ移動させなければならない。そこで
電動機３９を駆動させると、溝２６ａ　、２６ｂ　、２
６Ｇが第５図に示すように左端で下方に傾斜しているか
ら、往復台３１及び反転治具２７は左下方へ移動し、第
５図の２７ｂにシ５す位置Ｃ二移動する。しり）シてカ
イトレール１を反転支持装置８で支持し、フラング装置
９で固定する。

第１０図は縦方向の歪量を測定する場合の非接触測定器
４とガイドレール１の位置決め関係を示し、ガイドレー
ル１の縦方向、すなイ）もＹ方向の歪量はガイドレール
１の測定面Ｂに対向する非接触測定器４が距離Ｓを有し
て設定されて測定準備を完了する。ガイドレール１の偵
墳が異なっても、第７図における反転支持台４０を交換
して対応できることは横方向歪測定の場合と同様である
。

ガイドレール１の位置決めが完了すると、測定走行装置
３が走行を開始する。非接触測定器４がガイドレールエ
を検出し、ガイドレール１と非接触測定器４との距Ｐｉ
ｉ　Ｓを保持するように、つまりガイドレールエの歪量
にならって非接触測定器４が移動するように非接触測定
器４の検出信号を非接触測定器駆動モータ３３にフィー
ドバックさせ、非接触測定？５４の移動量をロータリエ
ンコーダ３３Ａで検出する。すなわち、第８図において
、パルス発生器２２で発生する定ピッ千毎のパルスは、
パルス整形回路５３で整形された後、測定制御回路５７
に送られる。一方、非接触測定器４は歪量に対応してガ
イドレール１との距離Ｓが一定になるように非接触測定
器駆動モータ３３によって制御され、非接触カ１］定器
４の移動量つまりロータリエンコーダ：３３Ａの回転量
が測定制御回路５７に送られる。測定制御回路５７は、
パルス成形回路５３からの定ピツチパルス信号とロータ
リエンコーダ３３　Ａ−からの回転量積算値信号とを対
応させて演算処理装置１１に送る。

演算処理装置１１は、測定制御回路５７から送られル定
ピッチハルス信号数よりガイドレール１の先端からの距
離に変換するとともに、ロータリエンコーダ３３Ａの回
転量、すなわち先端からの距離における点の歪量データ
として処理記憶を行ない、出力装置１２に距離とその点
における歪値並びに品質の良否判定結果およびガイトレ
ール１の全体形状を出力する。

なお上述の実施例では非接融測定器４のガイドレール１
への追従量をロータリエン−１−ダ３３　Ａの回転量よ
り検出したが、例えば、差動トランス式その他の変位量
測定装置を用いて直接アーム３２の移動量を検出）−る
ようにしてもよい。又６（′！Ａ＝処理装置１１により
処理されたテークは他の装置、すなイつち歪矯正装置等
Ｃ：直接伝送することも１ｌｉＪ能である。ざらに上述
の本芙施しリでは彼σｉｌｌ定材の測定姿勢に対応する
だめシリンダ２９を組込んだが、ボールスクリュー３４
の長さを変えること゛Ｃシリング２４＋を省くことも可
能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明Ｃ二よれは、形鋼材歪測定装置に５
いて被測定材を供給ローラ装置で所定位置に搬送して、
所望の姿勢４二支持位置決めな行伝い、非接触測定器を
被測定材ｆ二面ってノヒ行しながら定ピツチ′Ｉ５（二
測定して演算制御装置ｕで処理し出力するようにしたの
で、長尺調相の歪量を自動でしかも高精度（二測定する
ことができる。しかも、非上触測定ｋｉを被測定材と距
離Ｓを一定に保つようｆ被撰１」定材に追恢さぜること
により、非接触測定２の横用範囲の能力に無関係（三検
出することがｂ」肯になるとともに、非］妾パ虫にてｔ
ａ定するので被損す力千才の測定面を傷つけることなく
、高速にデボし／測定ができる。さらに歪量とともｆ二
、品質の良？曲がり形状を出力することができるため、
次工七の矯正作−ｉＣ：おいて能率同上が図れるなどの
すくれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず磨ト視図、、第２図は
本発明の一実施例の測定走行装置を示すレト木図、第３
図は第２図の■−■に沿った断面図、り４図は第２図の
ＩＶ−ＩＶに沿ったガを面図、第５図仁木発明の一実施
例０又転装置を示す正面図、第６図は第５図の■矢印方
向（二見た側面図、第７図に本発明の一実施例の正旦支
持装置２反転支持装沼およびクランプ装置を示す斜視図
、第８図は本か閑の一実施例の制御系を示すブロック図
、第９しＦ　ｉ−ｊ：本発明の一実施例の彼６１す定対
象物の横方向の歪量を測定する状態を示す誘明図、第１
０図は本光明母　の一実施例の彼測定対象物の縦力回の
、壬遺をｄｉｌｌ定する状態を示す誘明図である。 １・・・ガイドレール、２＝−カイトフレーム、３・・
・測定走行装置＝、４・・・非接ｊ胛測定’Ｊｒ＆、５
・・・供給ローラ装置、６・・・反転伎；６゜昌　７・
・・正立支持装置、　８・・・反転支持装置、９・・・
クラップ装置、１８・・・１α釦助モーク、２２・・・
パルス発生器、　；３Ｊ・・・非接触σ１；」足器駆動
モーク、３３Ａ・・・ロークリエ／コーダ。 邑 （７３１７）代理人　弁理士　則近忌イイ１（はか１名
）冠 第５図 第６図 第７図 第８図 ６ ／ｌ／２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 形鋼材を所定位置に搬送する供給ローラ装置と、この供
   給ローラ装置上の形鋼材を９０°反転する反転装置と、
   形鋼材を王立姿勢に支持する正立支持装置と、形鋼材を
   ９０°反転した位置Ｃ：支持する反転支持装置と、形鋼
   材の両先端を基準に合せかつ固定保持するクランプ装置
   と、形鋼材の曲がり形状Ｃ二追従して形鋼材との距離を
   一定に保つべく動作するように制御された検出器を有し
   、形鋼材Ｃ二面って走行して形鋼材の歪を測定する非接
   触測定器を具備し、走行時に定ピツチ毎に歪測定を行な
   う測定走行装置と、この測定走行装置の測定データを演
   算し前記各装置に対して制御指令を発する演算制御装置
   とから成る形鋼材歪測定装置。