JPS63177011A - Ｈ形材のフランジ直角度測定方法 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、Ｈ形材のフランジ直角度測定方法に係り、特
に、Ｈ形鋼のフランジ直角度を測定する際に用いるのに
好適な、Ｈ形材のフランジ直角度測定方法の改良に関す
る。

【従来の技術】

一般に、Ｈ形鋼製造工程の精整ラインにおいて、Ｈ形材
のプランジ直角度を冷間で測定する際には、作業者が測
定機器を繰作して、即ち手動で測定している場合が多い
、このように手動で測定すると、所用時間、工程数が多
くなり、ラインの稼動率を向上させる上で障害となる。 このため、従来から、前記フランジ直角度の測定を上記
のような手動測定によらず、自動的に測定しようとする
試みが種々なされ、この自動測定に関する技術が提案さ
れている。そのような技術のうちの１つに光切断法を利
用した技術があり、この技術に関して例えば第９図に示
されるような、形鋼寸法形状測定方法が採用された測定
装置　（１９８１年発行の「鉄と鋼、５３０２Ｊ　、及
び特開昭５７−１４４４０４号公報等の文献に開示）が
ある。 即ち、この測定装置においては、図に示されるように、
２つのスリット光束１０Ａ、ＩＯＢを、Ｈ形材例えばＥ
形ｍｌ　２Ａに対して角度θ１の斜め上方、同じく角度
θ２の斜め手前から照射し、照射されたＨ形ｔＪＡｌ　
２Ａを、テレビカメラコントローラ１４Ａ、１４Ｂで制
御されるテレビカメラ１６Ａ、１６Ｂで撮像し、撮像し
て得られた画像信号を画像処理袋ｆｆ１ｌ　８Ａ、１８
Ｂで２値化処理し、２値化処理された画像信号をマイク
ロコンピュータ２０でパターン解析することにより、前
記Ｈ形鋼１２Ａの寸法及び形状を測定している。なお、
図中２２はＨ形鋼１２Ａの有無を検出するための検知セ
ンサである。 そして、上記寸法形状測定方法は、Ｈ形鋼１２Ａのフラ
ンジ幅、ウェブ高さ、フランジ厚、及び中心偏りなどの
多項目の測定を同時に行うことが可能である特徴を有す
る。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、前記従来の寸法形状測定方法には、精度
的な面で問題がある。即ち、前記文献においては、フラ
ンジ匝角度、中心偏りが共に±０゜５１■の測定精度を
得ていると報告されている。しかしながら、特にフラン
ジ直角度については、絶対値そのものが１〜２ｎｔｍ程
度の範囲であり、上記の如く±０．５ｎｕの測定精度で
は精度的に不十分である。又、前記寸法形状測定方法は
、撮像された画像信号を１画像単位に画像信号の処理を
行い測定する方法であるため、Ｈ形材の走間測定、連続
測定が難しく、Ｈ形材が停止した状態での測定にしか用
いることができないという問題がある。 上記の如き問題点に対して、非接触式距離計を組合せて
Ｈ形材各部の寸法を測定する方法が考えられる。しかし
ながら、フランジ直角度は、Ｈ形材個々に凹状、凸状あ
るいはそのいずれにも属さない形状のもの等形状種別が
多く、上記の如く非接触式距離計を組合せたのみでは各
形状種別のＨ形材全てを精度良く測定することは困難で
あった。

【発明の目的】

本発明は前記従来の問題点を解消すべくなされたもので
あって、Ｈ形材のフランジ直角度を、測定する際に、走
間測定、連続測定ができ、各種の形状のＨ形材のいずれ
をも精度良く測定することができるＨ形材のフランジ直
角度測定方法を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、非接触式距離計を用いてＨ形材のフランジ直
角度を測定する際に、前記Ｈ形材のウェブの上方及び下
方から複数の非接触式距離計で、該ウェブ高さ方向同位
置の少なくとも２ｇ所までの距離を検出し、検出距離か
ら、前記ウェブ厚さ方向の中心をつないだ基準線を求め
、求められた基準線の水平面に対する傾斜角を検出し、
前記Ｈ形材のフランジに対して所定圧ＭＭ隔した位置か
ら、該フランジ幅方向略中心部までの距離をフランジ幅
方向に干査して検出すると共に、前記フランジに対して
各々所定圧１４Ｌ４隔した位置から、該フランジ幅方向
中心を挟んで少なくとも上下２箇所までの距離を検出し
、走査して検出された距離の極大値又は極小値の有無を
判定し、検出傾斜角、検出距離、及び検出距離の極大値
又は極小値の有無から、前記フランジ直角度を算出する
ことにより、前記目的を達成したものである。

【作用】

Ｈ形材を製造する際のフランジ直角度不良の形態には、
第２図（Ａ）、（Ｂ）に示されるようなＨ形材１２のフ
ランジ２４の凹状、あるいは凸状の折れ、及び同図（Ｃ
）に示されるような、凹状、凸状のいずれかの稚類にも
属さないフランジ２４の傾き等の不良がある。 本発明は、上記各種のフランジ直角度不良を有するＨ形
材のフランジ直角度を検出するべく、今日において非接
触式距離計が高精度化（例えばレーザ一式距離計で検出
精度が１０μｍｍ）シ、低コスト化（例えば空間超音波
式による簡素な構成の距離計）し、更に走査型距離計が
工業用として定着したことに着目してなされたものであ
る。 以下、図面に基づき本発明方法の作用を説明する。 第１図は本発明方法を採用して、複数の非接触式距離計
を組合せて用い、Ｈ形材１２のフランジ直角度Ｔを測定
する際の概略を示す配置図である。 図において、Ｈ形材１２のウェブ２６の上方及び下方に
は、該ウェブ２６高さ方向同位置の２箇所（［Ｗ中符号
Ｐ　Ａ　、　Ｐ　Ｂ　”ｃ”示ｔ　）まテノ距Ｗ！Ｊ２
４、Ｊ’ｓ、ｆｆ１ａ、ｆ１７を検出するため、各箇所
に非接触式距離計３ＯＡ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂが設
けられる。又、前記Ｈ形材１２の７ランジ２４に対して
所定圧１ｊ［隔した位置°には、該位置から、該フラン
ジ幅方向略中心部２４Ｂ付近（ウェブ接合部付近）まで
の距ｒａぶ２をフランジ幅方向に走査して検出するため
の走査型の非接触式距離計３４が設けられ、各々所定距
離離隔した位置には、該位置から、該フランジ２４幅方
向中心部２４Ｂを挟んで少なくとも上下２＠所までの距
離Ｊ２＋、ｉ３を検出するための非接触式の距離計３６
Ａ、３６Ｂが設けられる。 前記走査型の非接触式距離計３４でフランジ２４の幅方
向略中心部２４Ｂ付近を走査して距離を検出した際の検
出距離の信号は、例えば第３図（Ａ）〜（Ｃ）に示され
るような信号パターンに分けることができる。この信号
パターンは第２図に示した各フランジ直角度不良の形態
の各々に対応するものである。 即ち、前記走査型の非接触式距離計３４で検出された１
走査化号中に第３図（Ａ）に示されるように極大値が存
在すれば、第２図（Ａ）に示されるようなフランジ２４
がウェブ２６の反対方向に折れ、凹状となっているフラ
ンジ直角度不良に対応している。又、前記１走査化号中
に第３図（Ｂ）に示されるように極小値が存在すれば、
第２図（Ｂ）に示されるように、フランジ２４がウェブ
２６方向に折れ、凸状となっているフランジ直角度不良
に対応している。更に、前記１走査化号中に第３図（Ｃ
）に示されるように極大値及び極小値が共に存在しなけ
れば、第２図（Ｃ）に示されるようにフランジ２４がウ
ェブ基準ｖＡｗｓに対して頚斜しているフランジ直角度
不良に対応している。 従って、前記走査型の非接触式距離計３４の出力信号に
ついて極大値又は極小値の有無を判定すれば、第２図に
示したフランジ直角度不良の形態識別が可能となる。な
お、前記走査型の非接触式距離計３４で走査して距離を
測定する際に、走査範囲が扇状となった場合は、走査角
度補正を行えばフランジ２４に対する平行距離測定を行
うことが容易に可能となる。 ところで、前記Ｈ形材のフランジ直角度Ｔは、ウェブ２
６の厚さ

【の１／２となる点を繋いで求められたウェブ
基準線ＷＳに対して、各フランジｆ４ｉ　２４　Ａ、２
／ＩＣ及びウェブ基準線ＷＳがフランジ２４と交わるフ
ランジ中央点２４Ｂがら下された各法線のうち、各フラ
ンジ端２４Ａ、２４Ｃの組合せあるいはフランジ端２４
　Ａと中央点２４Ｂの組合せのいずれかの組合せによる
法線間の距＾ｔで表わされる。従って、例えば第２図に
おいては、フランジ直角度Ｔは、フランジ２４の端部２
４Ａと中心部２４Ｂがウェブ基準ｔａＷＳ上に下す法線
間の距［Ｔで表わされ、又、同じく、同図（Ｃ）に示さ
れるように７ランジ２４が傾斜した場合は、フランジ２
４の両端部２４Ａ、２４Ｃから前記ウェブ基準ＭＡＷＳ
に下す法線間の距離で表わされる。 又、Ｈ形材１２を搬送中に連続的にフランジ直角度Ｔを
測定するためには、前記ウェブ２°６の上下面がＳ動な
どにより水平であるという保証がないなめ、前記ウェブ
基準線ＷＳ即ち、該ウェブ基準ＭＡＷＳの水平面に対す
る傾斜角θも連続的に測定する必要がある。このため、
ウェブ２６の上下面に対して非接触式の距離計３ＯＡ、
３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂを設け、各距離計３ＯＡ、３０
Ｂ及び３２Ａ、３２Ｂでウェブ２６の貰さ方向同一位置
の複数の箇所（符号ＰＡ、ＰＢ）を測定する。 なお、本発明方法を採用する際の、ウェブ高さ方向同一
位置を測定する非接触式の距離計の組合せは、図に示す
ように２組に限定されず、３以上の組合わせの非接触式
の距離計を用いて各距離を検出することもできる。この
ようにすれば、ウェブの表面状！ぶや検出状態の影響を
減少できるため更に高精度にウェブ基準線ＷＳを求める
ことが可能となる。 前記ウェブ基準線ＷＳは、上記の組合せの距離計３ＯＡ
、３０Ｂ及び３２Ａ、３２Ｂの出力信号に基づき、次の
ように求める。即ち、第４図に示されるように、各距離
計３ＯＡ、３０Ｂ及び３２Ａ、３２Ｂの測定距離をＪ２
４〜１１から、ウェブ２６の厚さｔの１／２の点を求め
、それらの点を通る直線を引くことによって、ウェブ基
＄ｉＱＷ　Ｓな求めることができる。そして、第１図に
示されるような距離計３ＯＡ及び３２Ａから測定方向へ
引かれた直線間の距離Ｌ６４を元に、ウェブ基準線ＷＳ
の水平面に対する傾斜角θは、次式（１）のように求め
られる。 ｔａｎθ”（Ｊ２４　Ｊ２ｓ　　Ｊ２６＋Ｊ２７）／２
・Ｌ６４　　　　　　・・・（１）以上のように、第１
図の如く非接触式距離計を１１１合せてＨ形材１２の各
部を測定すれば、フランジ直角度不良を第３図に示され
る信号パターンから識別し、第４図に示されるようにウ
ェブ基準線ＷＳの傾斜角θを検出することができる。 次に、第３図に示したフランジ直角度不良の各パターン
毎にフランジ直角度Ｔを計算する手Ｊ頃を説明する。 同図（Ａ）のパターンの場合においては、第５図に示さ
れるように、走査型の非接触式距離計３４で検出された
距離の極大値（図中符号Ｐ　ｎａｘで示す）及び非接触
式の、距離計３６Ａで測定した測定点Ｐ１からウェブ基
準線ＷＳに下した法線間の距離がフランジ直角度Ｔであ
る。従って、ウェブ基＊線ＷＳが求められていて、傾斜
角θが（１）式から既知であれば、次式（２）でフラン
ジ直角度′！゛を算出できる。 Ｔ＝　（ｆｆｌ　２−１２　＋　）−ｃｏｓθ＋Ｌ、２
−ｓｉｎθ・・・（２） 但し１．　Ｌ　１２は、第５図に示すように前記距離計
３４が極大値を検出したときの距離計３６Ａ、３４から
測定方向へ引かれた直線間の距離である。 なお、上記の場合は、フランジ直角度Ｔを第２図（Ａ）
に示されるように、フランジ２４の脚部上側（端部２４
Ａ方向）と中央部２４Ｂの測定値のみでフランジ直角度
Ｔを算出していたが、脚部下側（端部２４Ｃ方向）の測
定値あるいは上下脚部の測定値の平均処理して前記フラ
ンジ直角度］゛を算出することも可能である。 次に、第２図（Ｂ）に示されるフランジ直角度不良の場
合においては、第６図に示されるように走査型の非接触
式距離計３４の検出値から極小値となる点ＰＩＩｉｎを
求め、該点Ｐ　ｎｉｎと非接触式距離計３６Ａの測定点
Ｐ１からウェブ基準ｔａｗｓに下した法線間の距離がフ
ランジ直角度Ｔである。 この場合のフランジ直角度１゛は、第５図に示したフラ
ンジ直角度′ｒの算出方法と基本的に同様の考え方で、
次式（３）の如く算出する。 Ｔ＝（ぶ　１−ぶ　２　）　・　ＣＯＳ　　θ−Ｌ　＋
２　・　ｓｉロ　θ・・・（３） 次に、第２図（Ｃ）に示した、フランジが傾斜したフラ
ンジ直角度不良の場合においては、フランジ直角度′ｒ
は、第７図に示されるように、距離計３６Ａ、３６Ｂの
検出距離ぶ１、Ｊ２３を元に、次式（４）のように算出
する。 Ｔ−（Ｊ２＋　　Ｊ２３）　・ｃｏｓθ−Ｌ　１３・ｓ
　ｉ　ｎθ・・・（４） 但し、Ｌ　１３は距離計３６Ａ、３６Ｂから測定方向へ
引かれた直線間の距離である。 なお、フランジの傾きが第７図と逆の場合も同様に求め
ることができる。 以上のように、本発明方法により、フランジ直角度不艮
のパターンを識別及びウェブ基準線に基づきフランジ直
角度を非接触距離計の組合せで精度良く検出することが
できる。従って、Ｈ形材のフランジ直角度］゛を連続し
て、走間測定が可能となる。又、フランジ直角度不良が
異なる各種の形状のＨ形材のフランジ直角度を精度良く
検出できる。よって、Ｈ形材を停止させることなくフラ
ンジ直角度を測定できるため生産性が向上する。又、フ
ランジ直角度を高精度に連続測定が可能であるため、Ｈ
形材の矯正器と組合せて自動フランジ直角度矯正制御を
行うことができる。 【実施例】 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、前出第１図に示した如く配設された非接
触式の各距離計３ＯＡ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３４
．３６Ａ、３６Ｂからの出力信号を用いて、Ｈ形ｍ１２
Ａのフランジ直角度′ｒを算出するための、第８図に示
されるような構成の演算装置である。この演算装置には
、走査型の非接触式距離計３４で走査して検出される距
ｉ４１．Ｉ２２に極値（極大値又は極小値）が存在する
か否かを判定する極値チェック処理部４０と、非接触式
の距離計３ＯＡ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂの出力信号に
基づきウェブ基準線ＷＳを検出するためのウェブ基準線
検出部４２と、前記距離計３６Ａ、３６Ｂ、極値チェッ
ク処理部４０及びウェブ基準線検出部４２の出力信号に
基づきフランジ直角度Ｔを算出するフランジ直角度演算
部４４とを備える。 なお、前記各距離計３ＯＡ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、
３４．３６Ａ、３６Ｂには、レーザ光を用いたもの、あ
るいは、空間超音波式のものを用いることができる。 この実施例の演算装置は、上記のような構成を有するた
め、まず、極値チェック処理部４０で、走査型距離計３
４の出力信号を受けて、測定された距１１！Ｊｌｚに極
値が存在するか否かを判定し、前出第２図及び第３図に
示したフランジ直角度不良のパターンのいずれかにフラ
ンジ直角度不良が合致するか否かを判断すると共に、極
値が存在した場合は距離計３４及び３６Ａ間の距ｐＪＩ
　Ｌ　＋２を出力する。又同時に、ウェブ基準線検出部
４２では、各距離計３ＯＡ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂの
出力信号ｊ２４〜１７を受け、ウェブ厚さｉの１／２の
点を通る線を引くことによってウェブ基準線ＷＳを求め
、前出（１）式で傾斜角θを算出する。そして、フラン
ジ直角度演算部４４では、極値チェック処理部４０で出
力された信号パターン、ウェブ基準線検出部４２から出
力されたウェブ基準線ＷＳの傾斜角θの信号を受けて前
出（２）〜（４）式に基づきフランジ直角度′ｒを算出
する。 なお、前記実施例においては、第１図及び第８図に示さ
れるような構成の演算装置で本発明を実施していたが、
本発明が実施される演算装置の構成は図のものに限定さ
れない、剥えば、ウェブ２６までの距離を検出する距離
計は２Ｉｊ１に限らず複数組あればよく、従って、これ
以上の組合せでウェブ２６までの距離を求めて更に高精
度にウェブ基準線を求めることも可能である。又、非接
触式の距離計としては、レーザ光を用いたものあるいは
、空間超音波式のものに限定されず、他の非接触式の距
離計で本発明を実施することもできる。 又、前記実施例においてはＨ形材としてＨ形鋼を例示し
たが、本発明を実施してフランジ直角度を検出するＨ形
材はＨ形鋼に限定されず、他のＨ形材で本発明を実施す
ることも可能である。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、Ｈ形材のフランジ
直角度を連続して走間測定することが可能となる。又、
フランジ直角度不良が異なる各種の形状のＨ形材のフラ
ンジ直角度を精度良く検出することが可能となる等の優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための、フランジ直角
度を測定する際の各非接触式距離計の設置位置の側を示
す、一部所面図を含む配置図、第２図（Ａ）乃至（Ｃ）
は同じく、フランジ直角度不良の各形態の例を示す要部
断面図、第３図（Ａ）乃至（Ｃ）は同じく、走査型距離
計の出力信号パターンとフランジ直角度不良形態の関係
の例を示す線図、第４図は同じく、ウェブ基準線の求め
方の例を示す線図、第５図は同じく、フランジ直角度の
計算手順に用いる各距離の関係の一例を示す線図、第６
図は同じく、各距離の関係の他の例を示す線図、第７図
は同じく、各距離の関係の他の例を示す線図、第８図は
本発明の実施例に係るフランジ直角度の演算装置の概略
構成を示すブロック線図、第９図は従来の光切断法によ
るＨ形鋼の寸法形状測定方法の例を示す、一部ブロック
線図を含む要部斜視図である。 １２・・・Ｈ形材、 １２Ａ・・・Ｈ形鋼、 ２４・・・フランジ、 ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ・・・フランジの上端部、中央
部、下端部、 ２６・・・ウェブ、 ３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ・・
・非接触式距離計、 ３４・・・走査型の非接触式距離計、 ４０・・・極値チェック処理部、 ４２・・・ウェブ基準線検出部、 ４４・・・フランジ直角度演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非接触式距離計を用いてＨ形材のフランジ直角度
   を測定する際に、 前記Ｈ形材のウェブの上方及び下方から複数の非接触式
   距離計で、該ウェブ高さ方向同位置の少なくとも２箇所
   までの距離を検出し、 検出距離から、前記ウェブ厚さ方向の中心をつないだ基
   準線を求め、 求められた基準線の水平面に対する傾斜角を検出し、 前記Ｈ形材のフランジに対して所定距離離隔した位置か
   ら、該フランジ幅方向略中心部までの距離をフランジ幅
   方向に走査して検出すると共に、前記フランジに対して
   各々所定距離離隔した位置から、該フランジ幅方向中心
   を挟んで少なくとも上下２箇所までの距離を検出し、 走査して検出された距離の極大値又は極小値の有無を判
   定し、 検出傾斜角、検出距離、及び検出距離の極大値又は極小
   値の有無から、前記フランジ直角度を算出することを特
   徴とするＨ形材のフランジ直角度測定方法。