JP4716433B2 - 無限軌道帯用履板の計測システムおよび計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の下部走行体を構成する無限軌道帯（履帯）の構成部品である履板を製造する際に、製造された履板の全長や溝位置等を計測する技術に関する。

履板の製造では、圧延工程が終了し、熱処理が行われる前の段階で、「測長」と呼ばれるラインあるいは工程において、履板の全長や溝位置が計測される。「測長」が行われるラインにおける履板の平面形状が、図１０で示されており、その履板の断面形状が図１１で示されている。計測の対象となるのは、図１０における上縁部１１（被計測領域１１）である。
なお、図１０において、履板の溝１２は、履帯が湾曲したときに、履板１と履帯の他の構成部品であるリンク（図示省略）が干渉しないようにするための逃げとして形成されている。

図１１は履板１の断面を示している。そして、図１１の矢印Ｈで示す方向から履板1を見た状態が、図１０で示されている。
図１１において、図１０で示す面の裏側（図１１における右側）には、主ラグと呼ばれる突起（符号１３）と、副ラグと呼ばれる突起（符号１４）が形成されている。主ラグ１３の中央を通る直線Ｃ（図１１において、２点鎖線で示す直線）が、履板１の設計基準であり、圧延工程における基準となる。
なお、図１１において、符号１３ｆは主ラグの先端面を示しており、符号１４ｆは副ラグ１４の先端面を示している。

図１０において、点線で示されている４個所の貫通孔１５は、ボルトを貫通してナットで締結することにより、その履板と図示しないリンクとを結合するために形成されている。そして、貫通孔１５は、測長工程の後、熱処理の段階で加熱された際に孔抜き加工により形成される。

図１０、図１１で示すような履板１は、測長ラインで、履板の全長Ｌ１、溝位置（履板の端部から溝までの長さ）Ｌ２を測定して、その寸法が適正範囲から逸脱しているワーク（履板）は、不良品として、ラインから払い出される（除去される）。
ここで、測長ライン（測長工程）における係る処理は、自動化されている品質管理処理である。

「測長」ラインで履板１の全長Ｌ１、溝位置Ｌ２を計測するために、従来は、ラインスキャンカメラを用いて計測することが行われている。
ラインスキャンカメラを用いた計測について、その概要を図１２で示す。

図１２において、ラインスキャンカメラは、ＣＣＤイメージセンサ素子２Ｓと、レンズ３Ｓと、図示しないドライバー・コントロール回路により構成されている。
図１２において、被測定物Ｍの寸法Ｗを計測する場合には、ＣＣＤイメージセンサ素子２Ｓ上に映像されている光の量と位置を求めることにより行う。
図１２において、符号Ｙは被測定物の移動方向を示している。なお、図１２中、符号４Ｓは測長の際に点灯する照明装置を示す。

従来のカメラにより撮影する測長エリアでは、外乱光の影響を除去するため、暗室が必要である。
これに対して、ラインスキャンカメラでは、センサ素子２Ｓが一列に並んでいるため、外乱光の影響を受け難く、暗室の必要性が低いという利点を有している。

ラインスキャンカメラを用いて履板１の計測（測長）を行う場合が、図１３および図１４で示されている。
図１３は測長ラインを水平方向から見た状態、より詳しくは、図１４の左方から右方を見た状態を示している。そして、図１４は測長ラインを進行方向に向かって見た状態を示している。

図１３において、測長ラインは、第１の搬送コンベア５０および第２の搬送コンベア６０と、略測定対象の長手方向寸法に等しい距離に離されて配置された２台のラインスキャンカメラ、すなわち、第１のカメラ（先端検出用カメラ）７および第２のカメラ（後端検出用カメラ）８と、照明装置９とから構成されている。
なお、図１３において、符号Ｌｐは地面に平行なラインであるパスラインを示し、矢印Ｘは搬送方向を示している。

特に図１４で示されているように、ラインスキャンカメラ７、８は履板１の側方（横）に設けられており、履板１の上方には設けない。以下に、その理由を説明する。
工場内は暗いので、写真撮影のためには照明装置９が必要である。また、明暗エッジ差を大きくして計測結果を安定させるために、照明装置９を用いている。

ここで、ラインスキャンカメラ７、８を履板１の上方に位置せしめ、照明装置９を履板１の下方に位置せしめると、履板１に付着した圧延スケール等が落下して、照明装置９を覆ってしまう恐れがある。一方、照明装置９を履板１の上方に位置せしめ、ラインスキャンカメラ７、８を履板１の下方に位置せしめると、履板１に付着した圧延スケール等がラインスキャンカメラ７、８に落下してしまう。
そのため、カメラ７、８を履板１の側方（横）に設け、履板１の反対側に照明装置９をセットして、圧延スケール等が落下しても悪影響が無い状態で、撮影を行っているのである。

しかし、カメラ７、８を搬送コンベア５０の側方に配置した結果、測長エリア（カメラ７、８で撮影するためのエリア）のスペース（面積）を広くしなければならないという問題が生じる。
カメラ７、８で履板１を撮影するに際しては、カメラ７、８と履板１との間にある程度の距離（２ｍ程度：履板１から離隔した位置から撮影しなければ、履板１全体の写真が撮れない）が必要だからである。

また、図１３、図１４で示すように、ラインスキャンカメラ７、８を用いた計測システムでは、市販のシステムをそのまま適用できないという問題がある。
これは、図１３、図１４で示すような計測システムでは、誤差が非常に大きくなってしまい、誤差の較正のために複雑な処理が必要となるので、演算装置として専用品を用いなければならないからである。そして、専用品の演算装置を用いるため、ラインスキャンカメラを用いて履板の測長を行う計測システムは、システム構築のためのコストが、高騰してしまうという問題を有している。

ここで、図１３、図１４で示すような計測システムでは、誤差が非常に大きくなってしまう理由について、説明する。
図１５は、図１４の一部を拡大して示している。
図１５で示すように、図１３、図１４で示すような計測システムでは、カメラ７、８を履板１の横方向に位置させたため、履板１において全長（図１０のＬ１）および溝位置（図１０のＬ２）が計測される被計測領域１１が、履板１の最上部となるように、履板１を立てるようにして、断面円柱状の上方搬送コンベア（第２のコンベア）６０と、断面が鼓状の下方搬送コンベア（第１のコンベア）５０により、履板１を搬送している。

そして、履板１の図１５における最下方の辺（長辺あるいは稜線：図１５において、紙面に垂直な方向に延びる辺）１６が断面鼓状の下方搬送コンベア５０の鞍部５０ａに突き当てられた状態となっている。
そのような状態で履板１を搬送する結果、履板１の測長（全長Ｌ１および溝位置Ｌ２の計測）時における基準（計測の基準）は、履板１が断面鼓状の下方搬送コンベア５０と接触する辺（長辺あるいは稜線）１６となる。

上述したように、履板１の設計基準（圧延の基準）は主ラグ１３の中心線Ｃである。そして、図１３、図１４で示すような計測システムにおける計測の基準１６は、設計基準Ｃから最も離隔した個所であり、最も誤差あるいは公差が大きい個所である。
そして、最も誤差あるいは公差が大きい個所１６を計測の基準としているため、図１３、図１４で示すような計測システムでは、履板１の被計測領域１１も設計基準Ｃに対して非常に大きな誤差（公差）を有した状態で、撮影されることになる。

図１６で示すように、最も誤差あるいは公差が大きい個所１６を計測の基準として、履板１の被計測領域１１を撮影して計測すると、本来は、図１６において実線で示す個所が測定位置であるのに対して、当該誤差（公差）が存在することにより、図１６において点線で示す個所が測定位置となってしまう。その結果、図１３、図１４で示すシステムでは、誤差（図１６における符号δ）が非常に大きくなる。

カメラ７、８の映像により、履板１の全長Ｌ１や溝位置Ｌ２を計測する場合には、映像から複数の点を特定し、特定された複数の点の座標を用いて全長や溝位置を決定する。しかし、履板１の被計測領域１１が設計基準Ｃに対して非常に大きな誤差（公差）を有した状態で撮影されたのであれば、その誤差を補正しなければ、本来は合格品である履板を不合格と判定し、あるいは、本来は不合格品となる履板を合格と判定してしまう恐れがある。
したがって、そのような大きな誤差を補正するために、大変複雑な処理を行わなければならず、上述したように専用品のシステムを使用しなければならないのである。そのため、コスト高となってしまう。

また、履板の製造における測長ラインにおいて、ＣＣＤカメラ３台を用いた計測システムを用いる場合がある。
係るシステムが図１７および図１８に示されている。

図１７において、ＣＣＤカメラ３台を用いた計測システムは、履板１の先端を検出する第１のＣＣＤカメラ７０と、溝位置を検出する第２のＣＣＤカメラ７８と、履板１の後端を検出する第３のＣＣＤカメラ８０とを備えている。
なお、第１のＣＣＤカメラ７０は、タイミングセンサを兼ねている。上記以外の構成については、図１３、図１４で説明したシステムと、ほぼ同様である。

ここで、図１３、図１４で示すシステムでは、ラインスキャンカメラ７、８と履板１とは相当距離（たとえば２ｍ程度）を離隔させる必要があったが、図１７、図１８のシステムでは、ＣＣＤカメラ７０、７８、８０と履板１とは、ラインスキャンカメラの場合ほどは離隔する必要はない。図１８において、ＣＣＤカメラ７０、７８、８０と履板１との距離は、たとえば、０．５ｍ程度である。
そのため、図１８で示すように、カメラ７０、７８、８０および照明装置９を履板１の側方に設けても、さほどスペースを必要とはしない。

図１７、図１８のシステムにおいても、履板１を製造する工場内は暗いので、写真撮影のためには照明が必要である。また、明暗エッジ差を大きくして計測結果を安定させるために、照明装置９を用いている。

ここで、外乱光の影響を除去するため、図１７、図１８のシステムにおいて履板１を撮影して測長するためには、暗室Ｎ内で行う必要がある。すなわち、図１７、図１８のシステム全体を暗室Ｎで覆う必要がある。
しかし、システム全体を暗室Ｎで覆うためには、大きなスペースが必要となる。

また、図１８から明らかなように、図１７、図１８のシステムにおいても、履板１を立てた状態で搬送しているので、測定の基準が、設計の基準である主ラグ１３の中心線Ｃから最も遠い個所、すなわち履板１と鼓状の下方搬送コンベア５０とが接触する辺（長辺）１６となる。そのため、図１７、図１８のシステムにおいても、図１５、図１６を参照して前述したように、誤差が大きくなってしまい、較正のために専用の処理システムが必要になってしまう。

その他の従来技術として、画素数がさほど多くない２台のカメラを用いて、当該カメラから送信された画像を処理することにより、鋼材の長さを計測する測定装置が存在する（特許文献１参照）。
また、ＣＣＤカメラと光電センサとを有し、光電センサとＣＣＤカメラの応答速度の違いにかかわらず、搬送材料の長さを高精度に測定する測定技術も提案されている（特許文献２参照）。
しかし、これ等の従来技術は、何れも、履板の全長や溝位置の計測（測長）に特有な上述した各種問題点を解消するものではない。
特開１１−１４３１１号公報 特開２００１−３１７９２０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、照明装置や暗室を必要とせず、測定誤差を小さくして高精度に計測することが可能な履板の計測システムおよび計測方法の提供を目的としている。

本発明の無限軌道帯用履板の計測システムは、無限軌道帯用履板（１）の主ラグ（１３）の先端面（１３ｆ）および副ラグ（１４）の先端面（１４ｆ）が搬送コンベア（５）に接触して搬送されるように（履板１が「寝た」状態で搬送されるように）構成されており、収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）を照射する投光側（センサ投光側２１）とその光を受光する受光側（センサ受光側２２）とが対となって搬送コンベア５上に（たとえば３個所）設けられており、前記履板（１）が通過する際に前記履板（１）の被計測領域（１１）により遮られる位置を投光側（センサ投光側２１）から照射される光の軸が経由するように設定されており、投光側（センサ投光側２１）と受光側（センサ受光側２２）とが斜めに向かい合って配置されており、受光側（センサ受光側２２）は履板（１）の直下に位置していないことを特徴としている（請求項１）。

本発明の実施に際して、センサ（２）の投光側（２１）から受光側（２２）に収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）を照射するのは、タイミングセンサ２Ｔから照射された別のレーザー光が履板（１）の被計測領域（１１）で遮られて、計測開始を指示する信号が発生した時であるのが好ましい。

本発明において、前記搬送コンベア（５）に沿って案内部材（幅寄せガイド６）を設け、その搬送コンベア（５）は無限軌道帯用履板（１）を案内部材（幅寄せガイド６）側（矢印Ｙ方向）へ付勢して、前記履板（１）の主ラグ（１３）が案内部材（６）へ常に突き当てられるように構成されている（搬送・幅寄せ用斜行コンベアとして構成されている）のが好ましい（請求項２）。

また上述した計測システム（請求項１、２の何れかの計測システム）を用いた本発明の履板の計測方法は、搬送コンベア（５）で搬送された前記履板（１）が所定個所に到達した時に（タイミングセンサ２Ｔから計測開始を指示する信号が発生した時に）センサ（２）の投光側（２１）から受光側（２２）に収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）を照射する工程（Ｓ１）と、収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）が受光された部分と前記履板の被計測領域（１１）により収束性の高い光が遮られた部分（影の部分）とをセンサ（２）の受光側（２２）で識別して、前記履板（１）の被計測領域（１１）を計測し（Ｓ３）、以って、計測するべき寸法（たとえば、履板１の全長Ｌ１や、履板の溝位置Ｌ２）を決定する寸法決定工程（Ｓ４）とを有し、前記履板（１）を搬送する際に、搬送コンベア（５）に沿って設けられた案内部材（幅寄せガイド６）側（矢印Ｙ方向）へ前記履板（１）を付勢して、前記履板（１）の主ラグ（１３）を案内部材（６）へ突き当てることを特徴としている（請求項３）。

本発明の計測方法において、計測するべき履板（１）を（既存のノギス等を使用した手作業により）別途計測し、その別途計測した結果と寸法決定工程（Ｓ４）の結果とから誤差（ΔＡ）を求め、求められた誤差（ΔＡ）を寸法決定工程（Ｓ４）における較正の際に使用することが好ましい（請求項４）。

上述する構成を具備する本発明によれば、センサ（２）の投光側（２１）から受光側（２２）に向けて収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）を照射する際に、その光が受光された部分と、履板（１）の被計測領域（１１）により収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）が遮られた部分（影の部分）とを、センサ（２）の受光側（２２）で識別することにより、図４を参照して後述するように、被計測領域（１１）が計測される。それによって、必要な寸法、たとえば、履板（１）の全長（Ｌ１）や、履板（１）の溝位置（Ｌ２）が決定される。

上述したように、図示の実施形態では、履板（１）の被計測領域（１１）が収束性の高い光（たとえば、レーザー光Ｒ）を遮るか否かにより計測を行うので、上述した従来技術のように、カメラを用いて映像から判断する必要はない。したがって、カメラを履板（１）から離すためのスペースが不要になる。

また、収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）がセンサ受光側（２２）で受光されたか否かを判定するに際しては、外乱光の影響を受け難いので、暗室を設ける必要もない。

さらに、本発明によれば、工場内が暗くても、収束性の高い光（たとえばレーザー光Ｒ）の照射および受光には何ら問題はなく、写真撮影を行う場合のように明暗エッジ差を大きくして計測結果を安定させる必要もないので、照明装置が不要となる。

本発明において、履板（１）は搬送コンベア（５：搬送・幅寄せ用斜行コンベア）により、案内部材（幅寄せガイド６）側（矢印Ｙ方向）に付勢されており、案内部材（幅寄せガイド６）に突き当てられる（押し付けられる）。
そのため、本発明によれば、主ラグ（１３）の側面（１３ｓ）と幅寄せガイド（６）とが接触している面の最下方の辺（稜線１７）が計測の基準となる。

係る計測の基準（主ラグ１３の側面１３ｓと幅寄せガイド６とが接触している面の最下方の辺１７）は、設計の基準（主ラグの中心線Ｃ）から極めて近い位置にあり、両者の距離は極めて短い。そして、設計の基準（あるいは圧延の基準：直線Ｃ）との距離が極めて短いため、本発明における計測の基準（１７）は、誤差あるいは公差は極めて微小である。
設計の基準（Ｃ）に対する誤差（公差）が極めて小さい個所（１７）が計測の基準となっているので、本発明によれば、履板（１）の被計測領域（１１）における計測の誤差も小さく、全長（Ｌ１）あるいは溝位置（Ｌ２）の寸法計測においても、計測値に包含される誤差が小さく、計測の精度が向上する。

そして、計測値に包含される誤差が小さく、計測の精度が向上している本発明によれば、計測値の補正あるいは較正が容易となり、複雑な専用ソフトによる処理を必要とすることなく、履板（１）の計測を行うことができる。

本発明において、計測するべき履板（１）を（既存のノギス等を使用した手作業により）別途計測し、その別途計測した結果と寸法決定工程の結果とから誤差（ΔＡ）を求め、求められた誤差（ΔＡ）を寸法決定工程（Ｓ４）における較正の際に使用すれば（請求項４）、本発明が稼動した際における最初の履板（１）に対する計測や、履板（１）の種類が変更になった場合に、対処することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る計測システムの全体的な構成を示している。
図１の計測システムでは、搬送コンベア（搬送・幅寄せ斜行用コンベア）５が地面に対して水平に配置されている。被搬送物（被測定物：履板）１の進行方向は、図１において矢印Ｚで示す方向であるが、搬送コンベア５を構成する各ローラー５１は、搬送方向Ｚと直交する方向（図１の矢印Ｙと平行な方向）に対してわずかに傾斜するように配置されている。

図１において、ローラー５１の右端側には、矩形断面の案内部材（幅寄せガイド）６が、搬送方向Ｚと同一方向へ延在するように設けられている。ここで、幅寄せガイド６の下面が、ローラー５１の回転を妨げないように構成されている。

履板１は、図１０、図１１で説明した従来技術と同様に構成されている。図１では明示されていないが、履板１は、その主ラグ１３および副ラグ１４の先端面１３ｆ、１４ｆ（図２参照）が搬送コンベア５の上面に接触して搬送されるように構成されている。
図２で示すように、図示の実施形態では、履板１が寝た状態、すなわち主ラグ１３が搬送コンベア（搬送・幅寄せ用斜行コンベア）５と接触した状態で搬送される。

図１において、履板１は、搬送方向Ｚと直交する方向（図１の矢印Ｙと平行な方向）に対して傾斜したローラー５１の回転運動によって、常に矢印Ｙ方向へ付勢される。
より詳細に説明すると、搬送コンベア（搬送・幅寄せ用斜行コンベア）５を構成する複数のローラー５１・・・は、図１において、履板１の進行方向に対してローラー５１左端が前方にせり出すように若干の傾斜をつけて配置されている。そして、搬送コンベア５の図１において右端近傍には、幅寄せガイド６が設けられている。そして、幅寄せガイド６は、履板１の搬送方向Ｚと平行に延在するように配置されている。

搬送コンベア５の各ローラー５１は、図１の矢印Ｙ方向で見た場合に、反時計回りに回転している。したがって、幅寄せガイド６が存在しない場合は、搬送コンベア５上の履板１は、図１における斜め右前方（図１の矢印Ｃ方向）に移動する。
ここで、搬送コンベア５の右端側には幅寄せガイド６が存在するので、詳細が図２で示されているように、履板１の主ラグ１３の右測面１３ｓが幅寄せガイド６に当接するので、図１において履板１は幅寄せガイド６よりも右側へは移動しない。

図１において、測長手段であるセンサは、ＣＣＤイメージセンサを用いた汎用センサ２が３個（図１参照）用いられている。センサ２は収束性の高い光（たとえばレーザー光）Ｒを照射する投光側２１と、その光Ｒを受光する受光側２２とが１対となって構成されている。なお、レーザー光に代えて、収束性が良好なその他の種類の光を照射してもよい。
図２を参照して後述するように、図示の実施形態では、投光側２１が上方、受光側２２が下方に配置されている。

各センサ２の構成は共通であるが、特に設置位置を特定するために必要の際には履板の先端を計測するセンサを「２Ａ」、履板の溝位置を計測するセンサを「２Ｂ」、履板の後端を計測するセンサを「２Ｃ」として、説明する。

上述した３個のセンサ２において、第１のセンサ２Ａは、たとえば、履板１の先端位置にレーザー光線の照射幅の中心が位置するように配置されている。
第２のセンサ２Ｂは、たとえば、履板１の溝位置（溝１２の傾斜が開始する点）にレーザー光線の照射幅の中心が位置するように配置されている。
第３のセンサ２Ｃは、たとえば、履板１の後端位置にレーザー光線の照射幅の中心が位置するように配置されている。

第１のセンサ２Ａ、第２のセンサ２Ｂ、第３のセンサ２Ｃはコンベアラインに対して位置が固定可能に構成されている。より詳細には第１のセンサ２Ａは固定されている。これに対して、第２および第３のセンサ２Ｂ、２Ｃは、履板の種類が変更となった場合にも計測ができるようにするため、センサ移動装置２３Ｂ、２３Ｃによって取り付け位置を移動可能に構成されている。

センサ移動装置２３Ｂ、２３Ｃは、図４を参照して後述するコントロールユニット３の移動制御部３５によって、センサ（投光側および受光側）２Ｂ、２Ｃを計測に適切な位置へ固定するべく、センサ２Ｂ、２Ｃを移動する。
なお、移動装置２３Ｂ、２３Ｃ自体は、公知・市販の機器をそのまま適用可能である。

搬送コンベア５のライン上の進行方向で、第１のセンサ２Ａと同じ位置あるいは近傍の位置には、履板１の先端部分が通過したことを検出するタイミングセンサ２Ｔが設けられている。
このタイミングセンサ２Ｔは、レーザー光線をピンポイントで照射するように構成されており、照射されたレーザー光線を履板１が遮ったならば、計測開始を指示する信号（たとえばＯＦＦ信号）を発生する。そして、発生した計測開始を指示する信号は、センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃによる計測開始のタイミング信号として用いられる。

次に、図２〜図５を参照して、本実施形態の計測について説明する。
図２において、搬送コンベア（搬送・幅寄せ斜行用コンベア）５が地面に対して水平に配置されている。
図２において、符号Ｌｐは「パスライン」を示している。パスラインは搬送コンベア５の搬送経路であって、地表面と平行な面である。

図２において、履板１の主ラグ１３および副ラグ１４の先端面１３ｆ、１４ｆは搬送コンベア５の上面に接触した状態で搬送されている。
図１４、図１５、図１８で示すように、従来技術では履板１が立った状態で搬送される。特に図１４、図１５で詳細に示されているように、従来技術においては、主ラグ１３が下方の鼓状の搬送ローラー５０とは接触しない状態で搬送される。

これに対して図示の実施形態では、図２で示すように、搬送コンベア（搬送・幅寄せ用斜行コンベア）５における搬送ローラーはローラー５１のみであり、履板１の主ラグ１３の端面１３ｆが搬送コンベア（搬送・幅寄せ用斜行コンベア）５における搬送ローラー５１と接触した状態で搬送される。
なお、本明細書において、履板１が「寝た状態」とは、主ラグ１３の端面１３ｆが搬送ローラー５１と接触する状態を意味している。

図１で説明したように、履板１は傾斜したローラー５１の回転運動によって、常に図２の右方に付勢される。しかし、ローラー５１搬送コンベア５の図２における右端部には幅寄せガイド６が存在するため、履板１は、幅寄せガイド６よりも右側には移動しないように構成されている。このように構成することにより、図５を参照して後述するように、計測作業における労力が軽減され、計測精度が向上する。

図２で示すように、図示の実施形態では、センサ２ではレーザー光Ｒが照射される。そのレーザー光Ｒは、その光軸が履板１の先端近傍である被計測領域１１を通過するように照射されると共に、図２で示すように、水平方向および鉛直方向に対して傾斜するように、斜め方向へ照射される。
上述したように、センサ２において、投光側２１が上方に配置され、受光側２２が下方に配置されており、投光側２１と受光側２２とは、搬送される履板１と衝突してしまうことがないように、所定距離だけ離れて配置されている。

レーザー光Ｒの光軸について、図２を参照してさらに述べる。
センサ投光側２１からセンサ受光側２２に照射されるレーザー光Ｒの光軸は、パスラインＬｐに平行でも垂直でもなく、パスラインＬｐに対して斜めに傾斜した方向に延びている。別の表現をすれば、センサ受光側２２はセンサ投光側２１と同一平面上に配置されているわけではなく、センサ受光側２２がセンサ投光側２１の鉛直方向真下に位置しているわけでもなく、両者は斜め方向に向かい合っている。

図２において、履板１は、上述したように寝た状態で搬送される。すなわち、履板１の主ラグ１３の端面１３ｆが搬送ローラー５１と接触した状態で搬送される。
履板１が寝た状態で搬送されるため、履板１から剥離したスケールが、履板１下方に設けたセンサ受光側２２に落下して、センサ受光側２２がセンサ投光側２１からのレーザー光を遮って、誤信号を発生させる恐れがある。

しかし、図２で示されているように、センサ投光側２１とセンサ受光側２２とが斜めに向かい合っており、センサ受光側２２は履板１の下方には位置しているが、履板１の直下に位置してはいない。
そのため、履板１の直下の領域であって、センサ受光側２２が位置している領域（図２において、符号「λ」で示す領域）は極めて小さく、履板１から圧延スケール等が剥離してセンサ受光側２２に落下することによる弊害は、ほとんど無視することができる。

図１３、図１４で説明したラインスキャンカメラを用いたシステムや、図１７、図１８で説明した３台のＣＣＤカメラを用いたシステムにおいて、図２で示すように履板を「寝た」状態で搬送した場合であって、照明が履板の下側に位置している場合には、履板１の全範囲にわたって圧延スケール等が照明に落下してしまうので、計測作業が困難になる。

これに対して、図２で示すように、図示の実施形態では、センサ受光側２２の直上における履板１の部分（符号λで示す領域の部分）のみが問題となり、図２において符号「λ」で示される当該部分（領域λ）は、履板１全体に比較して、極めて小さい。その結果、図示の実施形態では、履板１からのスケール落下による影響は無視できるほど小さいのである。

図１でも説明したが、図２において、履板１の主ラグ１３の右側面１３ｓが幅寄せガイド６に当接するので、履板１は、主ラグ１３が幅寄せガイド６に当接した個所よりも右方向への移動が阻止される。
すなわち、図示しない手段（たとえば、ロボット等）により搬送コンベア５上に載置された履板１は、図２の右方向へ移動して、主ラグ１３の右測面１３ｓが幅寄せガイド６に当接する。ここで、履板１は、搬送コンベア５によって右方向に付勢（幅寄せ）されながら搬送されるので、主ラグ１３が幅寄せガイド６に当接した以降は、主ラグ１３の右測面１３ｓが幅寄せガイド６に当接している状態を維持しつつ、搬送ライン５を搬送される。

図５を参照して後述するように、図示の実施形態では、主ラグ１３の側面１３ｓと幅寄せガイド６とが当接した個所（短辺側の個所）で、かつ、主ラグ端面１３ｆを包含する平面と交差する位置１７を計測の基準としている。
図２において、位置１７は「点」として示されているが、実際には、位置１７は、図２の紙面と垂直な方向へ延在する「辺」となる。

計測の基準である位置１７を正確に定義するために、履板１の主ラグ１３側面１３ｓが確実に突き当てられる必要がある。そのため、図示の実施形態においては、搬送・幅寄せ用斜行コンベア５により、履板を図１の矢印Ｙ方向へ移動して、幅寄せガイド６に突き当てている。

次に、図３および図４を参照して、図示の実施形態における計測の態ようを説明する。
図３において、センサ２の投光側２１からレーザー光Ｒを計測対象である履板１の被計測領域１１に照射している。そして、被計測領域１１によってレーザー光Ｒが遮られることにより生じる影の部分と、レーザー光Ｒが遮られることなく照射される部分とを、センサ受光側２２で受光して、好適に処理することにより、被計測領域１１の矢印Ｌ方向の座標が特定される。

詳細には、センサ２の投光側２１からレーザー光Ｒを履板１に向かって、幅Ａで照射し、履板１によってできる影の部分δの長さ寸法を求める。
各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの位置は予め定められているので、影の部分δの長さ寸法が求まれば、図４を参照して後述するように、その時点における全長寸法と、溝位置寸法を計算することができる。

図３を参照して、さらに説明すれば、図示しないタイミングセンサ（図１の２Ｔ参照）がＯＮになった瞬間における履板１の前端（図３における左端）の位置の矢印Ｌ方向座標を決定するには、測定範囲Ａに対して履板１がレーザー光Ｒを遮っている長さδを決定すればよい。

具体的には、図３において、タイミングセンサ２ＴがＯＮとなった瞬間におけるレーザー光Ｒが遮られていない領域「Ｂ」の長さ寸法の値（センサ受光側２２でレーザー光Ｒを検知した長さ）を求める。
測定範囲Ａ（センサ投光側２１でレーザー光Ｒを照射した範囲：定数）は一定（たとえば３０ｍｍ）なので、δ（履板１により、照射された光が遮られた長さ）は、 δ＝Ａ−Ｂとなる。
なお、タイミングセンサ２ＴがＯＮのタイミングは、履板１の前端（図３における左端）が、測定範囲Ａ内に位置していればよい。

図４を参照して、図３で示すセンサ２の作動原理を利用して、（実際の）履板１の全長寸法Ｌ１１および溝位置寸法Ｌ１２を算出する手順を説明する。

図４では、計測のための制御手段であるコントロールユニット３と、３個のセンサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、タイミングセンサ２Ｔと、被測定物である履板１と、それらの位置関係および信号の伝達経路が示されている。
コントロールユニット３は、計測処理部３１と演算処理部３２と結果表示機３３と製品寸法データ記憶部３４と移動制御部３５とによって構成されている。

計測処理部３１は、各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃからの信号を受信して、計測データとして処理し、その計測データを演算処理部３２に伝送する。演算処理部３２は、各計測データを処理して、履板１全体の正確な寸法を演算して求め、結果表示部３３に演算結果を伝送する。
製品寸法データ記憶部３４には、製品ごとの全長データや溝位置データが記憶されており、必要に応じて移動制御部３５にそのデータを送る。
移動制御部３５は、測定物が変更される際には、変更される測定物のデータを製品寸法データ記憶部３４から入手し、演算処理部３２において、センサ２Ｂ、２Ｃの移動量を演算し、その演算した移動量情報によって、前記センサ移動装置２３Ｂ、２３Ｃを操作してセンサ２Ｂ、２Ｃを適正位置に移動させる。

先端側のセンサ２Ａの測定範囲（検出幅）はＡ１、溝位置のセンサ２Ｂの測定範囲はＡ２、後端側センサ２Ｃの測定範囲はＡ３である。
先端側のセンサ２Ａにおける測定範囲Ａ１の先端（図４では右端）から、溝位置のセンサ２Ｂにおける測定範囲Ａ２の先端（右端）までの長さは、履板１の溝位置の設計値Ｌ２に等しくなるように設定されている。
また、先端側のセンサ２Ａにおける測定範囲Ａ１の先端（右端）から、後端のセンサ２Ｃにおける測定範囲Ａ３の先端（右端）までの長さは、履板１の全長の設計値Ｌ１に等しくなるように設定されている。

タイミングセンサ２Ｔが計測開始を指示する信号を発した瞬間に、先端側センサ２Ａの測定範囲Ａ１において、測定物（製品履板）１がレーザー光を遮っていない領域の距離は、受信側において、距離「ｂ１」として認識される。
タイミングセンサ２Ｔが計測開始を指示する信号を発した瞬間に、溝位置センサ２Ｂの測定範囲Ａ２において、測定物（製品履板）１の溝位置までの距離、あるいは、測定物（製品履板）１がレーザー光を遮っている領域は、受信側において、距離「ｂ２」として認識される。
タイミングセンサ２Ｔが計測開始を指示する信号を発した瞬間に、後端側センサ２Ｃの測定範囲Ａ３において、測定物（製品履板）１の後端までの距離、あるいは、測定物（製品履板）１がレーザー光を遮っている領域は、受信側において、距離「ｂ３」として認識される。

図４において、製品全長寸法Ｌ１１および製品溝位置の実寸法Ｌ１２は、以下の演算式によって求められる。
製品全長の実寸法Ｌ１１は
Ｌ１１＝Ｌ１−ｂ１＋ｂ３
製品溝位置の実寸法Ｌ１２は
Ｌ１２＝Ｌ２−ｂ１＋ｂ２
となる。
なお、上述したように、Ｌ１は履板１の全長の設計値Ｌ１であり、Ｌ２は履板１の溝位置の設計値である。

図示の実施形態では、履板１がレーザー光を遮るか否かにより計測を行うので、上述した従来技術のように、カメラを用いて映像から判断する必要はない。したがって、カメラを履板から離すためのスペースは不要である。
また、レーザー光がセンサ受光側２２で受光されたか否かを判定するに際しては、外乱光の影響を受け難いので、暗室を設ける必要もない。
さらに、図示の実施形態によれば、工場内が暗くてもレーザー光の照射および受光には何ら問題はなく、写真撮影を行う場合のように明暗エッジ差を大きくして計測結果を安定させる必要もないので、照明が不要となる。

次に、図５を参照して、図示の実施形態により計測精度が向上し、誤差較正のための専用の処理システムが不要となる理由を説明する。
図５で示すように、図示の実施形態では、搬送・幅寄せ用斜行コンベア５により、履板１は常時矢印Ｙ方向に付勢されており、幅寄せガイド６に突き当てられる（押し付けられる）。その結果、図示の実施形態では、履板１における計測の基準が、主ラグ１３の側面１３ｓと幅寄せガイド６とが接触している面の最下方の辺１７となる。なお、図５では、辺１７は「点」として示される。

図５から明らかなように、図示の実施形態における計測の基準１７は、設計の基準Ｃから極めて近い位置にあり、両者の距離は図５における距離Δで示されている。そして、計測の基準１７と、設計の基準（あるいは圧延の基準：直線Ｃ）との距離が極めて短いため、計測の基準１７における誤差あるいは公差は極めて微小である。

すなわち、図示の実施形態では、設計の基準Ｃに対する誤差（公差）が極めて小さい個所１７が計測の基準となっているので、履板１全体における計測の誤差が減少する。そのため、全長Ｌ１あるいは溝位置Ｌ２の寸法計測においても、計測値に包含される誤差が非常に小さくなり、計測の精度が向上する。
さらに、図示の実施形態では、設計基準（圧延の基準）に密接した個所１７を計測基準にしており、計測結果に包含される誤差が非常に小さいので、計測結果の補正あるいは較正が容易である。そのため、複雑な専用ソフトによる処理の必要がなくなるのである。

図５において、従来の計測の基準１６（図１５参照）から被計測対象１１までの寸法の公差は、たとえば、２ｍｍである。これに対して、図示の実施形態における設計の基準である主ラグ１３の中心線Ｃと被計測対象１１との寸法公差は、たとえば０．８ｍｍである。すなわち、公差のみを考慮した場合でも、図示の実施形態における計測の基準から被計測対象１１までの寸法の公差は、従来の公差の４０％でしかない。

次に、図６を参照して、図示の実施形態における計測の誤差の較正について説明する。
図６で示すように、ＣＣＤイメージセンサによる計測では、たとえば、溝位置Ｌ２を決定する際に、符号Ｌｒで示す直線上を計測してしまう。そのため、本来の溝位置Ｌ２に対して、ＣＣＤイメージセンサによる計測では、図６において、符号Ｌ２ｆで示す寸法を溝位置と認識してしまう傾向が存在する。そして、寸法Ｌ２ｆと寸法Ｌ２との差ΔＡは、計測の誤差となる。

そのため、図示の実施形態では、新しい種類の履板の測長を行うに当たって、システムが稼動した直後の履板１（最初の履板）や、製造される履板の種類が変更された後に、最初に測長ラインに送られて来た履板１を、図示の実施形態によるシステムで計測した後に、たとえばノギス等の計測器具を用いて手作業で実測する。
言い換えれば、ノギス等で実測するのは、図６におけるΔＡ（＝Ｌ２ｆ−Ｌ２）を求め、補正（較正）用の定数とするためである。

すなわち、溝位置の実寸法をＬ２、センサが「溝位置」として計測してしまう寸法をＬ２ｆとすれば、誤差ΔＡは、
ΔＡ＝Ｌ２ｆ−Ｌ２ となる。
この誤差ΔＡは、センサ２の出力から全長、溝位置を算出する際に、較正のために用いられる。

次に、図示の実施形態による計測の手順を、図７のフローチャートにより説明する。
図７において、コントロールユニット３は、タイミングセンサ２Ｔからの信号によりレーザー光を照射し（ステップＳ１）、計測開始を指示する信号があったか否かを判断する（ステップＳ２）。
計測開始を指示する信号があれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、計測開始を指示する信号が無ければ（ステップＳ２がＮＯ）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ２がＮＯのループを繰り返す。

ステップＳ３では３つのセンサ２Ａ〜２Ｃで計測を行い、図４を参照して説明したように、履板１の全長Ｌ１１および溝位置Ｌ１２を演算する（ステップＳ４）。
そして、演算された全長Ｌ１１および溝位置Ｌ１２が許容範囲内にあるか否かを判定することにより、コントロールユニット３は履板１が合格品であるか不合格かを判断する（ステップＳ５）。不合格であれば、履板１を払出して（ステップＳ７）、制御を終える。

合格品であれば、計測（測長）を終了するか否かを判断する（ステップＳ６）。
測定の被対象物である履板１が残っており、計測（測長）を続行するならば（ステップＳ６がＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、ステップＳ１以降の工程を繰り返す。全ての履板１について計測が終了したなら（ステップＳ６がＹＥＳ）、計測を終了する。

次に、図示の実施形態を自動制御する場合における構成について、図８、図９を参照して説明する。
図８は、３個のセンサ２Ａ〜２Ｃと、タイミングセンサ２Ｔと、制御装置（コントロールユニット）３００との関係をブロック図として示しており、図９では、制御装置３００の構成を主として示している。
図８において、符号Ｒはレーザー光照射部２１ｔから照射されたレーザー光を示す。

図８において、タイミングセンサ２Ｔはレーザー照射部２１ｔとレーザー受光部２２ｔとから構成されており、レーザー照射部２１ｔはレーザー光照射信号ラインＬｔｉで、レーザー受光部２２ｔは計測開始を指示する信号（レーザー光が被測定物である履板１で遮られた旨の信号）ラインＬｔｏで夫々コントロールユニット３００に接続されている。

測長用の先端側のセンサ２Ａ、溝位置のセンサ２Ｂ、後端側のセンサ２Ｃは、何れもデータ要求信号ラインＬｉによってコントロールユニット３００と接続され、コントロールユニット３００からは各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃにデータ要求信号が送られる。
また、先端側のセンサ２Ａ、溝位置のセンサ２Ｂ、後端側のセンサ２Ｃは、何れもデータラインＬｏによってコントロールユニット３００と接続され、各センサ２Ａ、２Ｂ、２からコントロールユニット３００に測定物の全長Ｌ１１および溝位置Ｌ１２に関するデータが送られる。

図９において、コントロールユニット３００は、タイミングセンサ信号回路３１０と、データ要求信号回路３２０と、補正乗数決定回路３３０と、演算回路３４０と、合否判定回路３５０と、払出信号発生回路３６０とを備えている。
タイミングセンサ信号判定回路３１０は、タイミングセンサ２Ｔの受光部２１ｔからインターフェースＦ１を介して計測開始を指示する信号を受信し、計測開始を指示する信号が発信された旨をデータ要求信号発信回路３２０に発する。

データ要求信号回路３２０は、データ要求信号をインターフェースＦ２経由で各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの投光側（図９では図示せず）に発信する。
各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの受光側（図９では図示せず）は、測定（測長）した結果のデータをインターフェースＦ４経由で演算回路３４０に送る。

図６を参照して前述したように、計測の被対象物である履板１の最初の１枚については、ノギス等の計測機器を用いた手作業による計測を行い、自動計測による数値との誤差Δを決定する必要がある。
そのため、実測ブロックＤｎで、履板１の全長と溝位置とを、たとえばノギスを用いて実測し、実測した結果である実測データを、インターフェースＦ３経由で補正定数決定回路３３０に入力しておく。そして、補正定数決定回路３３０では、図６を用いて前述した誤差（図６における誤差Δ）に相当する補正定数（ΔＡ）が決定され、補正定数（ΔＡ）が前記演算回路３４０に送られる。

演算回路３４０では、各センサ２Ａ、２Ｂ、２Ｃからの情報と、補正定数決定回路３３０で決定された補正定数ΔＡとにより、履板１の正確な全長Ｌ１１、および溝位置Ｌ１２が演算され、演算結果（すなわちＬ１１およびＬ１２）が合否判定回路３５０に送られる。

合否判定回路３５０には、インターフェースＦ５経由でメインフレーム３８０から製品寸法データおよび閾値が送られ、演算回路３４０における演算結果である全長Ｌ１１および溝位置Ｌ１２と比較される。そして、演算回路３４０で演算された全長Ｌ１１および溝位置Ｌ１２と、合否判定基準である閾値とが比較照合されて、製品として合格か否かが判定される。
なお、メインフレーム３８０には、製品寸法データや閾値が記憶されている。

合否判定回路３５０で履板１が不合格と判定された場合は、払出信号発生回路３６０に不合格品があった旨が伝達され、払出信号発生回路３６０は、インターフェースＦ６を介して払出部３７０に払出信号を発信する。払出信号を受けた払出部３７０は、公知の機構によって、不合格と判定された履板１をラインから払い出す。
以上の制御および作動が自動制御によって行われる。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
たとえば、図示の実施形態においては、履板の全長と溝位置とを計測しているが、センサの位置を適宜設定することにより、その他の長さの計測を行うことが可能である。

本発明の実施形態を示す平面図。 実施形態における計測の態ようを説明する図。 実施形態における計測の原理を説明する図。 履板の全長寸法および溝位置寸法を算出する手順の説明図。 実施形態の計測精度が高い理由を説明するための図。 新たな種類の履板を計測する際の誤差を説明するための図。 実施形態に係る計測方法の手順を示すフローチャート。 実施形態を自動制御するためのブロック図。 図８のブロック図における制御装置の詳細を示すブロック図。 計測の対象物である履板を示す平面図。 履板の側面図 ラインスキャンカメラによる計測の説明図。 ラインスキャンカメラを用いた従来技術の説明図。 図１３の従来技術の搬送方向から見た説明図。 従来技術の測定精度が低い理由を説明するための図。 従来技術の測定精度が低いことを示す説明図。 複数のＣＣＤカメラを用いた従来技術を示す説明図。 図１７の従来技術を搬送方向から見た説明図。

符号の説明

１・・・履板
２・・・センサ
２Ｔ・・・タイミングセンサ
３・・・制御手段／コントロールユニット
５・・・搬送コンベア／搬送・幅寄せ用斜行コンベア
６・・・案内部材／幅寄せガイド
１１・・・被計測領域
１２・・・溝
１３・・・主ラグ
１３ｆ・・・主ラグの先端面
１３ｓ・・・主ラグの側面
１４・・・副ラグ
１４ｆ・・・副ラグの先端面
１７・・・設計の基準
２１・・・投光側
２２・・・受光側
２３Ｂ、２３Ｃ・・・センサ移動装置

Claims (4)

1. 無限軌道帯用履板の主ラグの先端面および副ラグの先端面が搬送コンベアに接触して搬送されるように構成されており、収束性の高い光を照射する投光側とその光を受光する受光側とが対となって搬送コンベア上に設けられており、前記履板が通過する際に前記履板の被計測領域により遮られる位置を投光側から照射される光の軸が経由するように設定されており、投光側と受光側とが斜めに向かい合って配置されており、受光側は履板の直下に位置していないことを特徴とする無限軌道帯用履板の計測システム。
2. 前記搬送コンベアに沿って案内部材を設け、その搬送コンベアは無限軌道帯用履板を案内部材側へ付勢して、前記履板の主ラグが案内部材へ常に突き当てられるように構成されている請求項１の無限軌道帯用履板の計測システム。
3. 請求項１、２の何れかの計測システムを用いた無限軌道帯用履板の計測方法において、搬送コンベアで搬送された前記履板が所定個所に到達した時にセンサの投光側から受光側に収束性の高い光を照射する工程と、収束性の高い光が受光された部分と前記履板の被計測領域により収束性の高い光が遮られた部分とをセンサの受光側で識別して、前記履板の被計測領域を計測し、以って、計測するべき寸法を決定する寸法決定工程とを有し、前記履板を搬送する際に、搬送コンベアに沿って設けられた案内部材側へ前記履板を付勢して、前記履板の主ラグを案内部材へ突き当てることを特徴とする無限軌道帯用履板の計測方法。
4. 計測するべき無限軌道帯体用履板を別途計測し、その別途計測した結果と寸法決定工程の結果とから誤差を求め、求められた誤差を寸法決定工程における較正の際に使用する請求項３の無限軌道帯用履板の計測方法。

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