JP6580723B2 - Steel plate shape straightening device and shape straightening method - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板の形状を計測して矯正する形状矯正装置及び形状矯正方法に関する。 The present invention relates to a shape correction device and a shape correction method for measuring and correcting the shape of a steel sheet.
鋼板の製造において歪み・反り等の形状不良が発生した場合、これを矯正する必要がある。そのような鋼板の形状を矯正するための技術として、従来種々のものが提案されている。例えば、特許文献１には、搬送ラインで搬送される鋼板の位置を検出する位置検出装置と、レーザ光を鋼板上に走査して得られた検出点群データから鋼板の形状を計測する鋼板形状計測装置と、その鋼板形状計測装置で計測された鋼板の形状計測結果及び位置検出装置で検出された鋼板の位置情報に基づいて、プレス機及び搬送ラインを制御する制御装置とを備える鋼板の形状矯正装置が開示されている。この形状矯正装置の場合、検出点群データに基づいて計測された鋼板の形状及び鋼板の位置情報により、鋼板の形状の矯正を自動的に行うことができる。 When shape defects such as distortion and warpage occur in the production of steel sheets, it is necessary to correct them. Various techniques for correcting the shape of such a steel sheet have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a steel plate shape that measures the shape of a steel plate from a position detection device that detects the position of the steel plate conveyed on the conveyance line and detection point cloud data obtained by scanning the steel plate with laser light. The shape of a steel plate provided with a measuring device and a control device for controlling the press machine and the conveying line based on the shape measurement result of the steel plate measured by the steel plate shape measuring device and the position information of the steel plate detected by the position detecting device. A correction device is disclosed. In the case of this shape correction apparatus, the shape of the steel plate can be automatically corrected based on the shape of the steel plate measured based on the detected point cloud data and the position information of the steel plate.
上述した従来の鋼板の形状矯正装置では、人手を介することなく自動的に矯正を行っている。しかしながら、この矯正作業は従来、熟練のオペレータが経験に基づいて行ってきたものであり、人手を介さずに機械がすべて自動で行うことは極めて困難であるといえる。 In the conventional steel sheet shape correction apparatus described above, correction is automatically performed without manual intervention. However, this correction work has been conventionally performed by a skilled operator based on experience, and it can be said that it is extremely difficult for the machine to perform all of the operations automatically without human intervention.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、オペレータによる矯正作業を適切に支援することができる鋼板の形状矯正装置及び形状矯正方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a shape correction device and a shape correction method for a steel sheet that can appropriately support a correction operation by an operator.
上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の形状矯正装置は、鋼板の表面の３次元形状を計測する計測手段と、前記計測手段による計測結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射する照射手段と、前記照射手段により照射された３次元形状情報に基づいて特定された矯正箇所に対して、ラムによるプレス加圧によって矯正を施す矯正手段と、前記矯正手段による矯正後の前記鋼板の表面の３次元形状を計測する再計測手段と、前記再計測手段による計測結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射する再照射手段と、前記プレス加圧に伴って前記鋼板の内部で生じるＡＥ波形を検出する検出手段と、前記計測手段及び前記再計測手段のそれぞれによる計測結果を示す３次元形状情報と、前記検出手段によって検出されたプレス加圧が停止したときのＡＥ波形とを対応付けて記憶する記憶部とを備える。 In order to solve the above-described problem, a shape correction apparatus according to an aspect of the present invention includes a measuring unit that measures a three-dimensional shape of a surface of a steel plate, and three-dimensional shape information that indicates a measurement result by the measuring unit. Irradiation means for irradiating on the surface of the steel sheet, correction means for correcting the correction location specified based on the three-dimensional shape information irradiated by the irradiation means by press pressing with a ram, and the correction means Re-measurement means for measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet after correction by means of re-irradiation means for irradiating the surface of the steel sheet with three-dimensional shape information indicating the measurement result by the re-measurement means, and the press By detection means for detecting an AE waveform generated inside the steel sheet in accordance with pressurization, three-dimensional shape information indicating measurement results by the measurement means and the re-measurement means, and the detection means And a storage unit which issued the press-pressure is stored in association with the AE waveform when stopped.
また、上記態様において、前記計測手段は、位相シフト法により鋼板の表面の３次元形状を計測するように構成されていてもよい。 Moreover, the said aspect WHEREIN: The said measurement means may be comprised so that the three-dimensional shape of the surface of a steel plate may be measured by the phase shift method.
また、上記態様において、前記照射手段は、前記３次元形状情報として、前記鋼板の表面の３次元形状に応じた色画像を、前記鋼板の表面上に照射するように構成されていてもよい。 Moreover, the said aspect WHEREIN: The said irradiation means may be comprised so that the color image according to the three-dimensional shape of the surface of the said steel plate may be irradiated on the surface of the said steel plate as said three-dimensional shape information.
本発明の一の態様の鋼板の形状矯正方法は、鋼板の表面の３次元形状を計測するステップと、計測した結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射するステップと、照射した３次元形状情報に基づいて特定された矯正箇所に対して、ラムによるプレス加圧によって矯正を施すステップと、矯正後の前記鋼板の表面の３次元形状を計測するステップと、計測した結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射するステップと、前記プレス加圧に伴って前記鋼板の内部で生じるＡＥ波形を検出するステップと、矯正前後の前記鋼板に係る３次元形状情報と、検出したプレス加圧が停止したときのＡＥ波形とを対応付けて記憶するステップとを有する。 The method for correcting the shape of a steel sheet according to one aspect of the present invention includes a step of measuring a three-dimensional shape of the surface of the steel sheet, a step of irradiating the surface of the steel sheet with three-dimensional shape information indicating the measurement result, and irradiation. To the correction location specified based on the three-dimensional shape information, the step of correcting by press press with a ram, the step of measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel plate after correction, and the measurement result A step of irradiating the surface of the steel sheet with the three-dimensional shape information shown, a step of detecting an AE waveform generated inside the steel sheet with the press-pressing, and the three-dimensional shape information of the steel sheet before and after correction And a step of associating and storing the detected AE waveform when the press pressurization is stopped .
本発明に係る鋼板の形状矯正装置及び形状矯正方法によれば、矯正作業を行うオペレータを適切に支援することができる。 According to the shape correction apparatus and the shape correction method for a steel sheet according to the present invention, it is possible to appropriately support an operator who performs correction work.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each embodiment shown below illustrates the method and apparatus for actualizing the technical idea of this invention, Comprising: The technical idea of this invention is not necessarily limited to the following. Absent. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.
（鋼板の形状矯正装置の構成）
図１は、本実施の形態に係る鋼板の形状矯正装置の構成を示す図である。図１に示すように、形状矯正装置１は、鋼板２０の形状を矯正するプレス機２と、プレス機２の入側に設けられた入側搬送テーブル３と、同じく出側に設けられた出側搬送テーブル４とを備えている。プレス機１は、上下方向に移動するラム５及び定盤６を備えており、このラム５により鋼板２０をプレス加圧することにより鋼板２０の形状を矯正する。なお、図１には示されていないが、定盤６にはＡＥ（Acoustic Emission）波を検出するためのＡＥセンサが取り付けられている。このＡＥセンサの詳細については後述する。
(Configuration of steel plate shape correction device)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a steel sheet shape correcting device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the shape correction device 1 includes a press machine 2 that corrects the shape of the steel plate 20, an entrance-side transfer table 3 that is provided on the entry side of the press machine 2, and an exit that is also provided on the exit side. The side conveyance table 4 is provided. The press machine 1 includes a ram 5 and a surface plate 6 that move in the vertical direction. The ram 5 presses and presses the steel plate 20 to correct the shape of the steel plate 20. Although not shown in FIG. 1, an AE sensor for detecting an AE (Acoustic Emission) wave is attached to the surface plate 6. Details of the AE sensor will be described later.
入側搬送テーブル３及び出側搬送テーブル４はそれぞれ、複数のローラで構成されている。これらのローラが回転制御されることによって、入側搬送テーブル３及び出側搬送テーブル４上での鋼板２０の搬送が行われる。 Each of the entrance side transport table 3 and the exit side transport table 4 includes a plurality of rollers. When these rollers are rotationally controlled, the steel plate 20 is transported on the entrance-side transport table 3 and the exit-side transport table 4.
プレス機１のハウジングの上部の入側には、入側搬送テーブル３上の鋼板２０を撮像するための入側カメラ７と、その鋼板２０に対して後述する３次元形状情報を照射するための入側プロジェクタ８とが配設されている。同様にして、プレス機１のハウジングの上部の出側には、出側搬送テーブル４上の鋼板２０を撮像するための出側カメラ９と、その鋼板２０に対して３次元形状情報を照射するための出側プロジェクタ１０とが配設されている。 On the entrance side of the upper part of the housing of the press machine 1, an entrance camera 7 for imaging the steel plate 20 on the entrance side transfer table 3, and 3D shape information to be described later on the steel plate 20 are irradiated. An incoming projector 8 is provided. Similarly, on the exit side of the upper part of the housing of the press machine 1, the exit side camera 9 for imaging the steel plate 20 on the exit side transfer table 4 and the steel plate 20 are irradiated with three-dimensional shape information. An exit side projector 10 is provided.
また、形状矯正装置１は、入側カメラ７及び入側プロジェクタ８並びに出側カメラ９及び出側プロジェクタ１０の動作を制御する制御装置１１を備えている。図２は、制御装置１１の構成を示すブロック図である。図２に示すとおり、制御装置１１は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ハードディスク１１４、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１５、ディスプレイ１１６、及び入力部１１７を備えており、これらの各要素はバス１１８によって接続されている。 In addition, the shape correction apparatus 1 includes a control device 11 that controls operations of the entry camera 7 and the entry projector 8, and the exit camera 9 and the exit projector 10. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the control device 11. As shown in FIG. 2, the control device 11 includes a CPU 111, a ROM 112, a RAM 113, a hard disk 114, a communication interface (I / F) 115, a display 116, and an input unit 117, and these elements are connected by a bus 118. Has been.
ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３にロードされた各種のコンピュータプログラムを実行する。これにより、コンピュータ１１が本実施の形態の制御装置として機能することになる。 The CPU 111 executes various computer programs loaded in the RAM 113. Thereby, the computer 11 functions as a control device of the present embodiment.
ＲＯＭ１１２は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable PROM）等によって構成されており、ＣＰＵ１１１にて実行されるコンピュータプログラム及びその実行の際に用いられるデータ等が記憶されている。 The ROM 112 is configured by a mask ROM, a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Erasable PROM), an EEPROM (Electrically Erasable PROM), or the like, and a computer program executed by the CPU 111 and data used for the execution, etc. Is remembered.
ＲＡＭ１１３は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどによって構成されている。このＲＡＭ１１３は、ハードディスク１１４に記憶されている各種のコンピュータプログラムの読み出し等に用いられる。また、ＣＰＵ１１１が各種のコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ１１１の作業領域としても利用される。 The RAM 113 is configured by SRAM, DRAM, or the like. The RAM 113 is used for reading out various computer programs stored in the hard disk 114. Further, it is also used as a work area of the CPU 111 when the CPU 111 executes various computer programs.
ハードディスク１１４には、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラムなど、ＣＰＵ１１１に実行させるための各種のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータ等が予めインストールされている。また、このハードディスク１１４には、鋼板２０の表面形状の計測結果及び矯正作業における各種実測値等を含む実績データを格納する実績データベース（ＤＢ）１１４Ａが設けられている。この実績ＤＢ１１４Ａに格納される実績データの具体的な内容については後述する。 The hard disk 114 is preinstalled with various computer programs to be executed by the CPU 111 such as an operating system and application programs, and data used for executing the computer programs. Further, the hard disk 114 is provided with a result database (DB) 114A for storing result data including the measurement result of the surface shape of the steel plate 20 and various actually measured values in the correction work. Specific contents of the performance data stored in the performance DB 114A will be described later.
通信Ｉ／Ｆ１１５は、制御装置１１が外部の装置と有線又は無線で通信するためのインタフェース装置である。制御装置１１は、この通信Ｉ／Ｆ１１５を介して、入側カメラ７及び入側プロジェクタ８並びに出側カメラ９及び出側プロジェクタ１０等の各装置との間で通信処理を実行する。 The communication I / F 115 is an interface device for the control device 11 to communicate with an external device in a wired or wireless manner. The control device 11 executes communication processing with each device such as the incoming camera 7 and the incoming projector 8, the outgoing camera 9 and the outgoing projector 10 via the communication I / F 115.
ディスプレイ１１６は、ＬＣＤ等で構成される出力装置であり、ＣＰＵ１１１から与えられた画像データに応じた映像信号にしたがって画像（画面）を表示する。また、入力部１１７は、キーボード及びマウス等で構成された入力装置である。オペレータが入力部１１７を使用することによって、制御装置１１に対する入力を行うことができる。 The display 116 is an output device configured by an LCD or the like, and displays an image (screen) according to a video signal corresponding to image data given from the CPU 111. The input unit 117 is an input device that includes a keyboard and a mouse. When the operator uses the input unit 117, input to the control device 11 can be performed.
（鋼板の形状矯正装置の動作）
次に、上述したように構成されている形状矯正装置１の動作について、フローチャートを参照しながら説明する。
図３は、本実施の形態の形状矯正装置１を用いて実行される鋼板の形状矯正処理の手順を示すフローチャートである。まず、矯正作業が必要と判断された鋼板２０を入側搬送テーブル３上に載置した後、その表面形状を計測するための計測位置まで当該鋼板２０を搬送する（Ｓ１０１）。
(Operation of steel sheet shape straightening device)
Next, operation | movement of the shape correction apparatus 1 comprised as mentioned above is demonstrated, referring a flowchart.
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the steel sheet shape correction process executed using the shape correction apparatus 1 of the present embodiment. First, after placing the steel plate 20 that is determined to require correction work on the entry-side transport table 3, the steel plate 20 is transported to a measurement position for measuring the surface shape (S101).
次に、形状矯正装置１は、位相シフト法を用いて鋼板２０の表面の３次元形状の計測を実行する（Ｓ１０２）。この処理について詳述すると、形状矯正装置１はまず、入側プロジェクタ８を用いて位相をずらした複数の正弦波パターンを鋼板２０の表面上に照射し、入側カメラ７によってその複数の正弦波パターンのそれぞれを撮像する（図４を参照）。なお、図４には、鋼板２０の先端（搬送方向下流側における端部）側の３分の１程度の領域が計測対象となっている場合が例示されている。形状矯正装置１は、上記のようにして入側カメラ７により得られた複数の撮像画像を用いて画素毎に正弦波の位相を求め、その求めた位相に基づいて鋼板２０の表面の３次元座標を求める。これにより、鋼板２０の表面の３次元形状の計測が完了する。 Next, the shape correction apparatus 1 measures the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 using the phase shift method (S102). More specifically, the shape correction apparatus 1 first irradiates the surface of the steel plate 20 with a plurality of sine wave patterns whose phases are shifted using the entry side projector 8, and the entry side camera 7 applies the plurality of sine waves. Each pattern is imaged (see FIG. 4). FIG. 4 illustrates a case where a region of about one third of the front end (end portion on the downstream side in the transport direction) side of the steel plate 20 is a measurement target. The shape correction device 1 obtains the phase of the sine wave for each pixel using the plurality of captured images obtained by the entry camera 7 as described above, and based on the obtained phase, the three-dimensional surface of the steel plate 20 is obtained. Find the coordinates. Thereby, the measurement of the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 is completed.
次に、形状矯正装置１は、計測された３次元形状に応じた色画像である３次元形状情報を生成し、入側プロジェクタ８を用いてその３次元形状情報を鋼板２０の表面上に照射する（Ｓ１０３）。図５は、このようにして３次元形状情報が照射された鋼板２０の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、鋼板２０の表面のうちの計測対象となっている領域３０において、３次元形状情報が照射される。この３次元形状情報は、鋼板２０の表面の高さに応じて色分けされた画像である。図５には、便宜上、各色の領域の輪郭のみが表されている。例えば、領域３０内で最も低い位置からの高さが0.0mm以上0.5mm未満の範囲は紫色、同じく0.5mm以上1.0mm未満の範囲は青色、同じく1.0mm以上1.5mm未満の範囲は緑色等のように、所定の高さの範囲に対して所定の色が対応付けられている。なお、図６及び図７は、３次元形状情報が照射された鋼板の実際の撮像画像をグレースケールで表した画像を示している。図７において、鋼板には符号２０が、３次元形状情報が照射されている領域には符号３０が、それぞれ付されている。 Next, the shape correction apparatus 1 generates three-dimensional shape information that is a color image corresponding to the measured three-dimensional shape, and irradiates the surface of the steel plate 20 with the three-dimensional shape information using the entrance projector 8. (S103). FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the steel plate 20 irradiated with the three-dimensional shape information in this way. As shown in FIG. 5, three-dimensional shape information is irradiated in a region 30 that is a measurement target on the surface of the steel plate 20. The three-dimensional shape information is an image that is color-coded according to the height of the surface of the steel plate 20. In FIG. 5, for the sake of convenience, only the outline of each color region is shown. For example, the range from 0.0 mm to less than 0.5 mm from the lowest position in the region 30 is purple, the range from 0.5 mm to less than 1.0 mm is blue, the range from 1.0 mm to less than 1.5 mm is green, etc. As described above, a predetermined color is associated with a predetermined height range. 6 and 7 show images representing the actual captured image of the steel plate irradiated with the three-dimensional shape information in gray scale. In FIG. 7, reference numeral 20 is assigned to the steel sheet, and reference numeral 30 is assigned to the region irradiated with the three-dimensional shape information.
オペレータは、鋼板２０の表面上に照射されている３次元形状情報を参照し、矯正が必要な箇所の有無を確認する。３次元形状情報は鋼板２０の表面の高さに応じて色分けされた画像であるため、オペレータはこの確認作業を容易に行うことができる。ここで、矯正が必要な箇所があるとオペレータが判断した場合（例えば、５ｍｍ以上の凹凸が確認できた場合等）、手作業により当該箇所に対してマーキングを行う（Ｓ１０４）。このマーキング作業は種々の手法が採用可能であるが、例えば、凹凸のピークにオペレータが白の塗料を吹きかけること等により実施される。後述するプレス矯正においては、このマーキング作業により鋼板２０上に付与されたマーカに基づいて矯正が行われる。 The operator refers to the three-dimensional shape information irradiated on the surface of the steel plate 20 and confirms the presence / absence of a portion requiring correction. Since the three-dimensional shape information is an image that is color-coded according to the height of the surface of the steel plate 20, the operator can easily perform this confirmation operation. Here, when the operator determines that there is a place that needs correction (for example, when unevenness of 5 mm or more can be confirmed), the part is marked manually (S104). Various methods can be used for this marking operation. For example, the marking operation is performed by an operator spraying white paint on the peak of unevenness. In press correction, which will be described later, correction is performed based on a marker provided on the steel plate 20 by this marking operation.
上記のステップＳ１０１乃至Ｓ１０４は、鋼板２０の全領域が計測対象となるまで繰り返し実行される。例えば、上記のとおり鋼板２０の先端側の３分の１程度の領域を計測した後であれば、入側搬送テーブル３を回転制御することにより鋼板２０を下流側に搬送し、次の３分の１程度の領域を計測対象とする（図８を参照）。その後、上記のステップＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様の処理が行われる。さらに、最後の３分の１程度の領域が同様に計測対象とされ、上記のステップＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様の処理が実行されることにより、鋼板２０の全領域に対する計測が完了する。なお、鋼板２０の幅方向のサイズが入側カメラ７の撮像可能領域及び入側プロジェクタ８の照射可能領域と比べて大きい場合は、鋼板２０を幅方向に変位させて上記のステップＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様の処理を実行すればよい。 The above steps S101 to S104 are repeatedly executed until the entire area of the steel plate 20 becomes a measurement target. For example, after measuring the area of about one third of the front end side of the steel plate 20 as described above, the steel plate 20 is conveyed downstream by controlling the rotation of the entry side conveyance table 3, and the next three minutes. A region of about 1 is measured (see FIG. 8). Thereafter, the same processing as in steps S102 to S104 is performed. Further, the last one-third region is similarly measured, and the same processing as in steps S102 to S104 is performed, whereby the measurement for the entire region of the steel plate 20 is completed. When the size in the width direction of the steel plate 20 is larger than the imageable area of the entrance camera 7 and the irradiable area of the entrance projector 8, the steel plate 20 is displaced in the width direction and the above steps S102 to S104 are performed. A similar process may be executed.
上述したとおり鋼板２０の全領域に対する計測が完了した後、入側搬送テーブル３を回転制御することにより、鋼板２０を入側へ戻すように搬送する（Ｓ１０５）。その結果、図９に示すように、ステップＳ１０４のマーキング作業によりマーカ４０が付与された鋼板２０が入側搬送テーブル３上に載置された状態となる。 As described above, after the measurement for the entire area of the steel plate 20 is completed, the entrance side transport table 3 is rotationally controlled to transport the steel plate 20 back to the entrance side (S105). As a result, as shown in FIG. 9, the steel plate 20 provided with the marker 40 by the marking operation in step S <b> 104 is placed on the entry-side transport table 3.
その後、マーカ４０が付与された領域がラム５の作業域に位置するように、入側搬送テーブル３上で鋼板２０が搬送される（図１０を参照）。この状態において、オペレータは、手作業によって、鋼板２０の上面とラム５との間に上敷棒を、鋼板２０の下面と定盤６との間に下敷棒をそれぞれ設置する（Ｓ１０６）。 Then, the steel plate 20 is conveyed on the entrance conveyance table 3 so that the area | region where the marker 40 was provided is located in the working area of the ram 5 (refer FIG. 10). In this state, the operator manually installs an upper bar between the upper surface of the steel plate 20 and the ram 5 and an underlay bar between the lower surface of the steel plate 20 and the surface plate 6 (S106).
次に、形状矯正装置１は、プレス機１を制御し、ラム５により鋼板２０をプレス加圧するプレス矯正を行う（Ｓ１０７）。図１１は、このプレス矯正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。また、図１２Ａ乃至図１２Ｅは、プレス矯正処理における鋼板の矯正状況を模式的に示す図である。以下、これらの図１１及び図１２Ａ乃至図１２Ｅを参照しながら、プレス矯正処理の詳細について説明する。なお、図１２Ａ乃至図１２Ｅにおける符号６０は、定盤６の側面に取り付けられたＡＥセンサを示している。 Next, the shape correction apparatus 1 controls the press machine 1 to perform press correction by pressing and pressing the steel plate 20 with the ram 5 (S107). FIG. 11 is a flowchart showing a detailed procedure of the press correction process. Moreover, FIG. 12A thru | or FIG. 12E are figures which show typically the correction condition of the steel plate in a press correction process. Hereinafter, the details of the press correction process will be described with reference to FIGS. 11 and 12A to 12E. In addition, the code | symbol 60 in FIG. 12A thru | or FIG. 12E has shown the AE sensor attached to the side surface of the surface plate 6. FIG.
上記のステップＳ１０６が行われた結果、図１２Ａに示すように、鋼板２０の上面に上敷棒５０が、その下面と定盤６との間に２本の下敷棒５１，５１がそれぞれ配設されている。その後、図１２Ｂに示すように、ラム５が降下して上敷棒５０に当接した状態となり、図１１に示すプレス矯正処理が開始される。なお、図１２Ｂにおける符号Ｈ０は、このプレス矯正前における上敷棒５０の高さ（上敷棒５０の下面と定盤６の上面との間の距離）である。 As a result of the above step S106, as shown in FIG. 12A, the upper bar 50 is disposed on the upper surface of the steel plate 20, and the two lower bars 51, 51 are disposed between the lower surface and the surface plate 6, respectively. ing. After that, as shown in FIG. 12B, the ram 5 is lowered and comes into contact with the overlay bar 50, and the press correction process shown in FIG. 11 is started. In addition, the code | symbol H0 in FIG. 12B is the height (the distance between the lower surface of the upper bar 50, and the upper surface of the surface plate 6) before this press correction.
図１１に示すプレス矯正処理は、形状矯正装置１が備える制御装置１１が実行する処理である。制御装置１１はまず、プレス機２を制御することによって、ラム５による鋼板２０の圧下を行う（Ｓ１０７１）。これにより、図１２Ｃに示すように、鋼板２０の矯正箇所が下方に押し込まれる。このとき、鋼鈑２０が弾性変形をはじめ、やがて塑性変形を始める。弾性変形段階では鋼材内部の結晶の転移や結晶面間でのすべりなどの発生は少ないが、塑性変形段階になるとこれらが多く発生する。転移やすべりなどに伴ってＡＥ波が発生する。ＡＥ波の発生中は塑性変形進行中であり、鋼鈑の矯正が進んでいることになる。弾性変形過程を通り越して塑性変形過程に入ったことを知る方法として、こうしたＡＥ波を検出する方法が効果的である。 The press correction process shown in FIG. 11 is a process executed by the control device 11 included in the shape correction apparatus 1. First, the control device 11 controls the press machine 2 to reduce the steel plate 20 with the ram 5 (S1071). Thereby, as shown to FIG. 12C, the correction location of the steel plate 20 is pushed below. At this time, the steel plate 20 starts elastic deformation, and eventually begins plastic deformation. In the elastic deformation stage, there are few occurrences of crystal transition or slip between crystal planes in the steel material, but many of these occur in the plastic deformation stage. AE waves are generated along with the transition and slipping. During the generation of the AE wave, plastic deformation is in progress, and the correction of the steel sheet is in progress. A method for detecting such an AE wave is effective as a method of knowing that the plastic deformation process has been passed through the elastic deformation process.
定盤６に取り付けられているＡＥセンサ６０は、上述したように発生したＡＥ波を検出して電気信号（ＡＥ波信号）に変換し、制御装置１１に送る。制御装置１１は、ＡＥセンサ６０から受信したＡＥ波信号を用いてＡＥ波形を生成する（Ｓ１０７２）。 The AE sensor 60 attached to the surface plate 6 detects the AE wave generated as described above, converts it into an electrical signal (AE wave signal), and sends it to the control device 11. The control device 11 generates an AE waveform using the AE wave signal received from the AE sensor 60 (S1072).
次に、制御装置１１は、ＡＥ波形の包絡線を算出し（Ｓ１０７３）、その包絡線の値が所定の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０７４）。ここで、閾値を超えていないと判定した場合（Ｓ１０７４でＮＯ）、制御装置１１は、ステップＳ１０７１に戻る。その結果、ラム５による鋼板２０の圧下が継続される。他方、閾値を超えたと判定した場合（Ｓ１０７４でＹＥＳ）、制御装置１１は、プレス機２を制御することにより、ラム５による鋼板２０の圧下を停止する（Ｓ１０７５）。なお、上記のとおり、この閾値は、ラム５による鋼板２０の圧下を停止するタイミングを定めるためのものであり、ラム５による圧下が停止した場合に鋼板２０の矯正箇所が平坦になるように、試験データ等に基づいて予め求められている。 Next, the control device 11 calculates the envelope of the AE waveform (S1073), and determines whether or not the value of the envelope exceeds a predetermined threshold (S1074). If it is determined that the threshold value has not been exceeded (NO in S1074), the control device 11 returns to step S1071. As a result, the reduction of the steel plate 20 by the ram 5 is continued. On the other hand, when it determines with having exceeded the threshold value (it is YES at S1074), the control apparatus 11 stops the rolling-down of the steel plate 20 by the ram 5 by controlling the press machine 2 (S1075). In addition, as above-mentioned, this threshold value is for determining the timing which stops the reduction of the steel plate 20 by the ram 5, and when the reduction by the ram 5 stops, the correction location of the steel plate 20 becomes flat, It is obtained in advance based on test data and the like.
図１２Ｄは、ラム５による圧下が停止したときの矯正状況を示しており、図１２Ｄにおける符号Ｈ１は、このときの上敷棒５０の高さを示している。ラム５による鋼板２０に対する押し込み量は、下記の式１により算出される。
押し込み量＝Ｈ０−Ｈ１ ・・・ 式１
上記のようにしてラム５による圧下が停止した後、ラム５は上昇する。このときの状況は図１２Ｅに示されている。
以上が一つのマーカ４０に対するプレス矯正処理である。このプレス矯正処理がすべてのマーカ４０に対して実行されることにより、プレス矯正処理が完了する。
FIG. 12D shows a correction state when the reduction by the ram 5 is stopped, and a symbol H1 in FIG. 12D shows the height of the upper bar 50 at this time. The amount by which the ram 5 pushes the steel plate 20 is calculated by the following equation 1.
Push amount = H0−H1 Equation 1
After the reduction by the ram 5 is stopped as described above, the ram 5 rises. The situation at this time is shown in FIG. 12E.
The press correction processing for one marker 40 has been described above. The press correction process is completed by executing this press correction process for all the markers 40.
図３に戻り、形状矯正装置１は、鋼板２０を出側搬送テーブル４上に搬送した後、鋼板２０の表面の３次元形状の再計測を実行する（Ｓ１０８）。この処理は、ステップＳ１０２と基本的に同様である。形状矯正装置１はまず、出側プロジェクタ１０を用いて位相をずらした複数の正弦波パターンを鋼板２０の表面上に照射し、出側カメラ９によってその複数の正弦波パターンのそれぞれを撮像する。その後、形状矯正装置１は、出側カメラ９により得られた複数の撮像画像を用いて画素毎に正弦波の位相を求め、その求めた位相に基づいて鋼板２０の表面の３次元座標を求める。 Returning to FIG. 3, the shape correction apparatus 1 carries out re-measurement of the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 after carrying the steel plate 20 onto the delivery-side transfer table 4 (S <b> 108). This process is basically the same as step S102. First, the shape correction apparatus 1 irradiates the surface of the steel plate 20 with a plurality of sine wave patterns whose phases are shifted using the exit side projector 10, and images each of the plurality of sine wave patterns with the exit side camera 9. Thereafter, the shape correction device 1 obtains the phase of the sine wave for each pixel using a plurality of captured images obtained by the exit camera 9, and obtains the three-dimensional coordinates of the surface of the steel plate 20 based on the obtained phase. .
次に、形状矯正装置１は、ステップＳ１０３の場合と同様に、計測された３次元形状に応じた色画像である３次元形状情報を生成し、出側プロジェクタ１０を用いてその３次元形状情報を鋼板２０の表面上に照射する（Ｓ１０９）。これらのステップＳ１０８及びＳ１０９は、鋼板２０の表面の全領域が計測対象となるまで繰り返し実行される。 Next, as in the case of step S103, the shape correction device 1 generates three-dimensional shape information that is a color image corresponding to the measured three-dimensional shape, and uses the outgoing projector 10 to generate the three-dimensional shape information. Is irradiated on the surface of the steel plate 20 (S109). These steps S108 and S109 are repeatedly executed until the entire area of the surface of the steel plate 20 becomes the measurement target.
オペレータは、鋼板２０の表面上に照射されている３次元形状情報を参照し、鋼板２０の表面が平坦になったことを確認する。図１３は、プレス矯正後の３次元形状情報が照射された鋼板の実際の撮像画像をグレースケールで表した画像である。図１３において、鋼板には符号２０が、３次元形状情報が照射されている領域には符号３０が、それぞれ付されている。この図１３に示す例の場合、プレス矯正の結果鋼板２０の表面が平坦になったため、３次元形状情報は同一の色で構成されている。このように、鋼板２０の表面形状の再計測及び３次元形状情報の再照射が行われることにより、オペレータは鋼板２０の矯正結果を容易に把握することが可能になる。なお、更なる矯正が必要な箇所があるとオペレータが判断した場合、ステップＳ１０４と同様にしてマーキング作業が行われ、その後上記と同様のプレス矯正処理が行われることになる。 The operator refers to the three-dimensional shape information irradiated on the surface of the steel plate 20 and confirms that the surface of the steel plate 20 has become flat. FIG. 13 is an image in which the actual captured image of the steel sheet irradiated with the three-dimensional shape information after press correction is expressed in gray scale. In FIG. 13, reference numeral 20 is assigned to the steel plate, and reference numeral 30 is assigned to the region irradiated with the three-dimensional shape information. In the case of the example shown in FIG. 13, since the surface of the steel plate 20 becomes flat as a result of press correction, the three-dimensional shape information is composed of the same color. Thus, the remeasurement of the surface shape of the steel plate 20 and the re-irradiation of the three-dimensional shape information allow the operator to easily grasp the correction result of the steel plate 20. When the operator determines that there is a place that needs further correction, a marking operation is performed in the same manner as in step S104, and then the press correction process similar to the above is performed.
最後に、制御装置１１が、実績ＤＢ１１４Ａの更新を行う（Ｓ１１０）。具体的には、以下に示す各データが互いに対応付けられた上で実績ＤＢ１１４Ａに格納される。
（１）矯正前後の鋼板２０の表面の３次元形状を示すデータ
（２）ラム５による圧下が停止したときのＡＥ波形及び閾値
（３）上敷棒５０の高さ
（４）ラム５による鋼板２０に対する押し込み量
（５）鋼板２０の硬度・厚さ等の製品諸元
なお、上敷棒５０の高さは、上敷棒５０と定盤６との間の距離であってもよく、また、上敷棒５０と下敷棒５１との間の距離であっても構わない。
上記のような実績データが蓄積されることにより、矯正作業の客観的評価が可能になる。そのため、オペレータの技能向上を図ることができる。また、矯正作業の定量的な標準化を進めることができるため、オペレータの技術承継を容易にすることが可能になる。
Finally, the control device 11 updates the result DB 114A (S110). Specifically, the following data are stored in the performance DB 114A after being associated with each other.
(1) Data indicating the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 before and after correction (2) AE waveform and threshold when the rolling by the ram 5 stops (3) Height of the overlay rod 50 (4) Steel plate 20 by the ram 5 (5) Product specifications such as hardness and thickness of the steel plate 20 The height of the overlay bar 50 may be the distance between the overlay bar 50 and the surface plate 6, and the overlay bar It may be a distance between 50 and the underlay bar 51.
Accumulation of the performance data as described above enables objective evaluation of the correction work. Therefore, the skill of the operator can be improved. Further, since quantitative standardization of the correction work can be promoted, it is possible to facilitate the operator's technical succession.
上記の形状矯正処理の実行中、制御装置１１のディスプレイ１１６上には、計測された鋼板２０の表面の３次元形状を示す情報が適宜表示される。図１４Ａ及び図１４Ｂは、その表示例を示す図であって、図１４Ａはプレス矯正前の鋼板２０の表面の３次元形状を色分けした画像を、図１４Ｂはプレス矯正後の鋼板２０の表面の３次元形状を色分けした画像を、それぞれ示している。但し、これらの図１４Ａ及び図１４Ｂには、当該画像をグレースケールで表した画像が示されている。オペレータは、このようにディスプレイ１１６に表示されている情報も参照しながら、形状矯正処理を進めることができる。 During the execution of the shape correction processing, information indicating the measured three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 is appropriately displayed on the display 116 of the control device 11. FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams showing the display examples. FIG. 14A is an image obtained by color-coding the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 before press correction, and FIG. 14B is the surface of the steel plate 20 after press correction. Images obtained by color-coding three-dimensional shapes are shown. However, these FIG. 14A and FIG. 14B show images representing the images in gray scale. The operator can proceed with the shape correction processing while referring to the information displayed on the display 116 as described above.
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態では、位相シフト法を用いて鋼板２０の表面の３次元形状の計測を行っているが、これに限定されるわけではなく、空間符号化法及び光切断法等、他の手法を用いても構わない。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the phase shift method is used to measure the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20, but the present invention is not limited to this, and other methods such as a spatial encoding method and a light cutting method are used. A technique may be used.
また、上述した実施の形態では、色画像を用いて鋼板２０の表面の３次元形状を表しているが、それ以外の画像を用いてもよい。例えば、計測された３次元形状に応じた等高線からなる等高線画像等を用いることが想定される。但し、等高線の場合、単色表示にすると凹凸が不明確になることもあるので、カラー表示が好ましい。 Moreover, in embodiment mentioned above, although the three-dimensional shape of the surface of the steel plate 20 is represented using the color image, you may use images other than that. For example, it is assumed that a contour image composed of contour lines according to the measured three-dimensional shape is used. However, in the case of contour lines, uneven display may be unclear when monochromatic display is used, so color display is preferable.
また、上述した実施の形態では、入側及び出側の両方にカメラ及びプロジェクタが設けられているが、入側のみであってもよい。その場合、上記のステップＳ１０７のプレス矯正後に、鋼板２０を入側に搬送した上で、入側に設けられたカメラ及びプロジェクタを用いてステップＳ１０８及びＳ１０９を実行すればよい。 In the above-described embodiment, the camera and the projector are provided on both the entry side and the exit side, but only the entry side may be provided. In that case, after the press correction in step S107, the steel plate 20 is conveyed to the entry side, and steps S108 and S109 may be executed using a camera and a projector provided on the entry side.
さらに、カメラ及びプロジェクタはプレス機１に設けられていなくてもよく、他の位置に設けられていても構わない。図１５は、そのような変形例の構成を示す図である。この変形例では、入側カメラ７及び入側プロジェクタ８が、鋼板２０の搬送方向に沿って並設された３つの枠部７０，７０，７０のそれぞれに設けられている。より具体的に説明すると、各枠部７０は、入側搬送テーブル３を跨いで設けられた２本の柱と、それらの柱の上部を連結する連結部とで構成されており、その連結部に入側カメラ７及び入側プロジェクタ８が取り付けられている。この変形例の場合、各枠部７０に設けられた３組の入側カメラ７及び入側プロジェクタ８を用いることにより、鋼板２０の表面の全領域を一度に計測することができる。また、同様にして、３つの入側プロジェクタ８を用いることにより、鋼板２０の表面の全領域に対して一度に３次元形状情報を照射することができる。これにより、作業の効率化を図ることが可能になる。 Furthermore, the camera and the projector may not be provided in the press machine 1 and may be provided at other positions. FIG. 15 is a diagram showing the configuration of such a modification. In this modification, the entrance camera 7 and the entrance projector 8 are provided in each of three frame portions 70, 70, 70 arranged in parallel along the conveying direction of the steel plate 20. More specifically, each frame portion 70 is composed of two columns provided across the entry-side transport table 3 and a connection portion that connects the upper portions of the columns. The entrance camera 7 and the entrance projector 8 are attached to the projector. In the case of this modification, the entire area of the surface of the steel plate 20 can be measured at a time by using the three sets of the entrance camera 7 and the entrance projector 8 provided in each frame portion 70. Similarly, by using the three entrance projectors 8, the entire area of the surface of the steel plate 20 can be irradiated with the three-dimensional shape information at a time. This makes it possible to improve work efficiency.
１ 形状矯正装置
２ プレス機
３ 入側搬送テーブル
４ 出側搬送テーブル
１ プレス機
５ ラム
６ 定盤
７ 入側カメラ
８ 入側プロジェクタ
９ 出側カメラ
１０ 出側プロジェクタ
１１ 制御装置
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ ハードディスク
１１４Ａ 実績データベース
１１５ 通信インタフェース
１１６ ディスプレイ
１１７ 入力部
１１８ バス
２０ 鋼板
４０ マーカ
５０ 上敷棒
５１ 下敷棒
６０ ＡＥセンサ
７０ 枠部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shape correction apparatus 2 Press machine 3 Incoming side conveyance table 4 Outlet side conveying table 1 Press machine 5 Ram 6 Surface plate 7 Incoming camera 8 Incoming projector 9 Outgoing camera 10 Outgoing projector 11 Control device 111 CPU
112 ROM
113 RAM
114 hard disk 114A results database 115 communication interface 116 display 117 input unit 118 bus 20 steel plate 40 marker 50 upper bar 51 lower bar 60 AE sensor 70 frame
Claims (4)
前記計測手段による計測結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射する照射手段と、
前記照射手段により照射された３次元形状情報に基づいて特定された矯正箇所に対して、ラムによるプレス加圧によって矯正を施す矯正手段と、
前記矯正手段による矯正後の前記鋼板の表面の３次元形状を計測する再計測手段と、
前記再計測手段による計測結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射する再照射手段と、
前記プレス加圧に伴って前記鋼板の内部で生じるＡＥ波形を検出する検出手段と、
前記計測手段及び前記再計測手段のそれぞれによる計測結果を示す３次元形状情報と、前記検出手段によって検出されたプレス加圧が停止したときのＡＥ波形とを対応付けて記憶する記憶部と
を備える、鋼板の形状矯正装置。 Measuring means for measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet;
Irradiation means for irradiating the surface of the steel sheet with three-dimensional shape information indicating the measurement result by the measurement means;
Correction means for correcting the correction location specified based on the three-dimensional shape information irradiated by the irradiation means by pressing with a ram ,
Re-measurement means for measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet after correction by the correction means;
Re-irradiation means for irradiating the surface of the steel sheet with the three-dimensional shape information indicating the measurement result by the re-measurement means;
Detecting means for detecting an AE waveform generated inside the steel plate in accordance with the press pressurization;
A storage unit that associates and stores three-dimensional shape information indicating measurement results obtained by each of the measurement unit and the re-measurement unit and an AE waveform when the press pressurization detected by the detection unit is stopped; Steel plate shape straightening device.
請求項１に記載の鋼板の形状矯正装置。 The measuring means is configured to measure the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet by a phase shift method.
The shape correction apparatus of the steel plate of Claim 1.
請求項１又は２に記載の鋼板の形状矯正装置。 The irradiation means is configured to irradiate the surface of the steel sheet with a color image corresponding to the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet as the three-dimensional shape information.
The shape correction apparatus of the steel plate of Claim 1 or 2.
計測した結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射するステップと、
照射した３次元形状情報に基づいて特定された矯正箇所に対して、ラムによるプレス加圧によって矯正を施すステップと、
矯正後の前記鋼板の表面の３次元形状を計測するステップと、
計測した結果を示す３次元形状情報を、前記鋼板の表面上に照射するステップと、
前記プレス加圧に伴って前記鋼板の内部で生じるＡＥ波形を検出するステップと、
矯正前後の前記鋼板に係る３次元形状情報と、検出したプレス加圧が停止したときのＡＥ波形とを対応付けて記憶するステップと
を有する、鋼板の形状矯正方法。 Measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet;
Irradiating the surface of the steel sheet with three-dimensional shape information indicating the measured result;
A step of correcting the correction location identified based on the irradiated three-dimensional shape information by press pressing with a ram ;
Measuring the three-dimensional shape of the surface of the steel sheet after correction;
Irradiating the surface of the steel sheet with three-dimensional shape information indicating the measured result;
Detecting an AE waveform generated inside the steel sheet in accordance with the press pressurization;
A method of correcting a shape of a steel sheet, comprising the step of associating and storing three-dimensional shape information relating to the steel sheet before and after correction and an AE waveform when the detected press pressurization is stopped .
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