JPS6137562B2 - - Google Patents
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- JPS6137562B2 JPS6137562B2 JP53030915A JP3091578A JPS6137562B2 JP S6137562 B2 JPS6137562 B2 JP S6137562B2 JP 53030915 A JP53030915 A JP 53030915A JP 3091578 A JP3091578 A JP 3091578A JP S6137562 B2 JPS6137562 B2 JP S6137562B2
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- B21B38/04—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は電気光学測定方法並びに装置に関す
る。特に本発明は物体の寸法を固位位置で横方向
の寸法測定又は物体外周各位置で物体のプロフイ
ル測定を行う電気光学測定方法並びに装置に関す
る。本発明の好適な適用例は製鋼工場での棒材圧
延機を出る高温棒材の横方向寸法及び横方向プロ
フイルを定めるために使用する。管、丸以外の形
状の成形物体の寸法、プロフイルの測定にも使用
でき、鋼材以外にも使用できる。更に、本発明は
所要に応じて測定装置ヒストグラムを定め、プロ
ツトすることが可能である。 高温丸棒を圧延する製鋼工場において生産上圧
延棒材速度は1219m/min(4000ft/min)に達
し、直径は最大約7.62cm(3インチ)圧延温度は
約930℃(1700〓)が要求される。他の要求とし
て、生産された常温棒材寸法及び真円度は現在定
められている商用公差の1/2とする希望がある。
この要求を満足するためには、計算機制御圧延装
置を、指令データと実際測定寸法とを組合せて仕
様外の製品を最小にして生産性を最大にする圧延
機制御信号を発生するよう実現する必要がある。 圧延機制御計算機の計算に使用する作動データ
の例として、希望棒材直径即ち目標寸法、商用公
差の1/2の公差、棒材の品質即ち圧延棒材の炭素
成分がある。特に重要な測定データは、実際の棒
材直径即ち棒材寸法、実際の棒材横方向プロフイ
ル即ち棒材プロフイル、棒材寸法測定のヒストグ
ラムである。他の測定項目として、棒材温度があ
り、高温棒材収縮の修正に使用するパラメータで
あり、棒材測定にも圧延機の計算機制御にも必要
である。 圧延機制御計算機を圧延機速度、棒材寸法およ
び寸法公差の1/2に関する要求を満足するようプ
ログラムするためには、すべての測定は次の特性
を有する必要がある。棒材寸法測定は、圧延機を
出た棒材が長手方向に運動し横方向の軌道内を振
動している状態で行い、その測定数は約300Hz、
像分解能は0.0127mm(0.0005インチ)、絶対測定
精度は商用公差の1/4が必要であり、且つすべて
の測定は製鋼工場の厳しい環境の下で高い信頼性
を有する必要がある。棒材温度測定も同様な特性
を必要とする。測定結果のヒフトグラムも必要と
する。 棒材寸法を測定するための数種の電気光学測定
装置が市販されている。棒材寸法測定装置の初期
の型式は自己照射原理で作動し、高温棒材からの
チヨツプされた赤外線放射はレンズを通つて赤外
線検出器上に像を形成する。基本的縁部検出回路
を使用して棒材縁部に関して未修正検出パルスを
発生する。 棒材寸法測定に使用する近年の電気光学装置は
逆光照射原理で作動し、測定すべき物体の像は物
体の影としてレンズを通つて電子カメラ面に達す
る。この種測定装置の例では、走査レーザービー
ムが物体を照射し、レンズ装置は物体の影をフオ
トトランジスタに焦点を結ばせる。第2の既知の
測定装置は一定光度の固定光源が物体を照射し、
レンズ系が物体の影を2軸線単方向走査の電子走
査イメージオルシコン管に焦点を結ばせる。第3
の既知の装置はイメージオルシコン管に代えて自
己走査光ダイオード列を使用する。 上述の3種の逆光測定装置の光応答装置は影の
縁部間の物体寸法にほぼ相当する幅正カメラパル
スを発生する。このカメラパルスを処理する縁部
検出装置は通常の微分器又はゲート付き微分器を
有し、物体寸法に対してカメラパルス幅を精密に
定める。 別の型式の電気光学測定装置は上述の特性を組
合せて棒材横方向プロフイルを測定する。第1の
型式のプロフイル測定装置は2組の自己照射カメ
ラを棒材通過線に対して互いに直角として固定配
置する。この装置は90゜離れた棒材直径測定を行
うが棒材プロフイル測定ではない。他の型式の電
気光学棒材プロフイル測定装置は2台の逆光カメ
ラを互いに直角として走査装置に取付ける。これ
によつて棒材の外周走査中に得られた2方向の棒
材直径測定値と走査装置の位置測定値が多チヤン
ネル記録器に表示又は記録される。 上述の既知の電気光学棒材寸法、プロフイル測
定装置はある程度有効な測定値が得られる。しか
し既知の装置は現代の高速熱間圧延機用の棒材寸
法、プロフイルの測定用として不十分であり、前
述の各要件の一部を満足しない。 既知の測定装置の欠点は、第1に測定すべき物
体がカメラ視野の所定位置にある必要がある。第
2の所要のカメラ応答速度、像分解能がない。第
3に高速作動での精度が悪い。即ち高速作動間は
スイツチノイズ及び微分器ノイズが著しく大きく
なる。更に、周囲からの各種電気的ノイズが存在
し、高速度で信頼性高く正確な棒材測定が困難に
なる。第4に光学的電子的非直線性等の誤差原因
に対する誤差修正が困難又は不可能であり、測定
精度が低下する。第5に不安定であつてドリフト
を生ずる。第6に常温棒材直径及び各外周位置の
プロフイル情報を信頼性高く圧延機操作者又は圧
延機計算機に対してプロツト、表示する機能に欠
ける。第7に、棒材測定装置ヒストグラムが作成
できない。第8に棒材の高周波の横方向振動に基
く測定寸法の狂いを修正できない。 本発明の主目的は、新しい電気光学測定方法並
びに装置を提供する。 本発明の他の目的は、高い応答速度、高い測定
繰返数、高い精度を有し、且つ近代の高速熱間圧
延機の環境で高い安定性及び信頼性を有する、電
気光学測定方法並びに装置を提供することにあ
る。 本発明の別の目的は、物体がカメラ視野内の如
何なる位置にあつても、或は物体がその移動方向
に対し横方向に振動していてもその物体の寸法を
精密に測定し得る電気光学測定方法並びに装置を
提供することにある。 本発明の他の目的は、カメラ信号を処理してカ
メラ信号中の物体寸法パルスに含まれるノイズを
除去し、物体寸法パルスを正確に定めると共にカ
メラ視野内の物体位置を正確に定めることができ
る電気光学測定方法並びに装置を提供することに
ある。 本発明の別の目的は、カメラからの物体寸法信
号を光学的電子的非直線性等の誤差原因に対し修
正し得る電気光学測定方法並びに装置を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、物体の一方向又は直交す
る二方向の寸法、物体の外周位置のプロフイルを
プロツトし、表示、記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、物体のプロフイルをプロ
ツトし、更にこれを物体の基準公差上に重ねて表
示記録し得る電気光学測定方法並びに装置を提供
することにある。 本発明の他の目的は、測定装置のヒストグラム
をプロツトし、表示記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、計算機制御製造装置で使
用するのに好適な物体のプロフイル又は装置のヒ
ストグラムをプロツトし得る電気光学測定方法並
びに装置を提供することにある。 本発明による振動しながら移動する高温棒材の
一方向又は直交する二方向の寸法を固定位置で又
は多数の外周位置で測定する計算機化電気光学測
定装置は棒材熱間圧延機に使用して上記の目的を
有利に達成することができる。本発明では一個以
上の逆光電子カメラヘツドを使用し、二方向測定
の場合にはこれらカメラメツドを互に90゜の角度
で走査装置上に取付ける。各カメラヘツドにはカ
メラ自動制御(AGC)用回路及び各カメラに共
通の一軸往復走査用デジタル双方向掃引発生器を
含む電子装置を設ける。カメラ電子装置の別の電
子回路では自己相関器を有するパルス縁検出回路
で処理してノイズを除去する。更にカメラ電子装
置の別の回路にはデジタル棒材寸法信号及びカメ
ラ視野内における棒材位置信号を出力するアキユ
ムレータを含んでいる。 各カメラの棒材寸法信号及び棒材位置信号、棒
材温度等はオフライン又はオンラインで下記の機
能を実行するようプログラムされたデジタル計算
機で処理される。第1に、視野誤差、その他の光
学的及び電子的非直線性誤差、棒材温度等をデジ
タル的に補償して各棒材寸法信号を補正し、棒材
が視野のどこにあつても極めて精密な棒材直径測
定値を出力する。第2に、測定装置をオフライン
で較正し、オンラインで自動的に再較正する。第
3に、走査装置の駆動を手動的に又は自動的に制
御して走査中各カメラの補正された棒材直径測定
値をイレクリメントデジタル記憶する。第4に、
CRT及び印字端末と相互作用して、(a)走査範囲
内の任意の位置における各カメラの棒材直径測定
値を表示記録する、(b)使用する記憶棒材直径デー
タ及び操作データヘツダを表示記録し、また商用
公差及びその1/2の公差上に重ねて棒材プロフイ
ールを表示し目標からの偏差を表示する、(c)各測
定のヒストグラム及び測定偏差のヒストグラムを
表示記録する。計算機はプロフイール及びヒスト
グラムデータを要求されたときに圧延機制御装置
に送出する。 本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。 第1に棒材寸法測定制御装置について説明す
る。 第1図は棒材寸法を測定制御するための計算機
化電気光学装置を示し、逆光カメラを高温鋼棒圧
延機に取付ける。測定装置は例えば棒材10の直
径を測定し、ロールスタンド11の出口側を過ぎ
た横位置に固着する。後述する通り、棒材直径信
号を供給された計算機は棒材10の横方向寸法を
プロツトする。この後に棒材直径データは表示、
記録し、圧延機制御装置に転送し、制御装置はこ
のデータを使用してロールスタンド11の横方向
間隔を規正し、棒材10を目標寸法とする。 第1図に示す光源箱30は電子カメラメツド3
1に対向し、棒材10が光経路を通つた時に棒の
影の寸法はある横位置での棒直径に比例し、電子
カメラヘツド31の像となる。逆光カメラヘツド
の標準構造は第4図によつて後述する。 光源箱30は棒材10に直角方向に、カメラ視
野の測定し得る最大寸法の棒材10よりも大きな
直径の光を生ずる。例えば、カメラの視野を7.62
cm(3インチ)とした時に光源の直径は10.16cm
(4インチ)とする。更に、光源の波長と強さと
は電子カメラヘツド31の感度特性に対応させ
る。標準光源は、後述する電子カメラヘツド用と
して直流点火螢光灯の青色光源が好適である。 棒材10の影及び棒側縁外の照射光は逆光光源
箱30から生じ、電子カメラヘツド31にカメラ
信号を生じさせる。カメラ信号は純粋のカメラパ
ルスとノイズとを含み、導線34を経て第1のカ
メラ素子装置35に供給される。第4図について
後述する通り、カメラ信号を処理してノイズを除
去し、デジタル棒材寸法及び棒材位置信号を発生
し、ケーブル36を経て計算機27に供給され
る。測定エネーブル信号及び他の信号は計算機2
7からケーブル37を経てカメラ電子装置35に
供給する。 本発明の電子光学棒材測定装置の計算機27に
はつまみセレクタ42から棒材目標デジタル信号
もケーブル43を経て供給される。目標寸法信号
は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、後述す
る通り棒材寸法偏差の決定等の目的に使用する。
更に計算機27はつまみセレクタ44からケーブ
ル45を経て棒材組成デジタル信号を受ける。組
成信号は棒材10の炭素成分値を示し、例えば
0.230%とし、高温棒材10の収縮寸法の補正等
の目的に使用し、後に詳述する。所要の指令デー
タ信号、例えば日付、時間、棒材の寸法公差等を
データソース46からケーブル47を経て計算機
27に供給する。上述の目標寸法信号、組成信号
等のデータ信号は測定装置使用者の選択によつて
棒材10の圧延を直接制御する制御装置によつて
供給することもできる。 圧延される高温棒材の直径測定値の温度補正を
行うために、ランド社の光学高温計ヘツド48を
走査装置12に近接させ、高温棒材温度を測定す
る。光学高温計ヘツド48は高レスポンス高温信
号を発生しケーブル49を経て例えばランド社の
高温計電子装置に供給する。測定温度信号は高温
計電子装置50のスケール合せ直線化回路によつ
て修正され、修正温度信号(例えば1670〓(910
℃)がケーブル51を経てデジタルインジケータ
52に供給される。更に、修正温度信号はケーブ
ル53を経て計算機27に供給し棒材10の収縮
の補正に使用する。 ランド社の光学高温計ヘツド48と高温計電子
装置50を使用すれば計算機27、インジケータ
52に修正温度信号を所要精度と応答速度で供給
するための調整の問題点を省略できる。調整作業
を行う場合には、この高温計装置に代えて米国特
許4015476号、走査高温計装置に記載された光学
視野走査高温計装置を使用することもできる。光
学視野走査高温度計装置は急速に往復する鏡を高
温度計ヘツドに取付け、高温棒材の通過する視野
を視準する。高温棒材はスリツトを通る像とな
り、高応答赤外線検出器を高温計ヘツドに取付け
て検出する。赤外線検出器の信号はピーク検出器
及び棒材10の温度の非線形信号を測定記憶する
サンプル及び保持回路に供給される。記憶された
非線形信号はケーブル35を経て計算機27内で
目盛付け及び線形化を行う。記憶された温度信号
は往復運動する鏡の各走査毎に例えば20ms毎に
点線のケーブル54を経て供給されるビジ−レデ
イ−フラツグパルスによつて更新される。夫々の
作業に適応させるために、視野走査周波数及び視
野幅を調整する手段を設ける。 本発明による棒材測定装置の他の特長は自動再
較正装置である。後述する通り、圧延機11を去
る高温棒材10の後端を検出する度に再較正が行
はれる。このために、高温棒材検出器55は高温
棒材の存在と不在とを検出し、対応する信号を導
線56を経て高温金属検出電子装置57に供給す
る。存在不在信号はケーブル58を径て計算機2
7に供給され自動再較正装置の始動停止を行う。 すべてのカメラ信号、目標寸法信号、組成信
号、データ信号、温度信号、棒材存在不在信号は
夫々のケーブル36,43,45,47,53,
58を経て計算機27に供給され、計算機27は
これら信号を後述する一群の計算機オフライン、
オンラインプログラムの制御の下で処理して種々
の機能を行う。この機能の一つは、棒材直径デー
タ、商用公差基準に比較した棒材偏差データを計
算機27からケーブル59を経てCRT(表示装
置)端末60に供給すること及びケーブル61を
介して端末60の標準キーボードと計算機27と
の間の相互作用を可能にすることである。 計算機27の他の機能は計算機27からケーブ
ル62を経て棒材直径データと作動ヘツダーデー
タとを印字端末63に供給すること及びケーブル
64を介して端子63の標準キーボードと計算機
27との相互作用を可能にすることにある。印字
端末63はデータログ等の印刷65を行う。他の
計算機27の機能は棒材直径データと測定装置ヒ
ストグラムとをケーブル66を経て制御装置67
に供給する。この作動はケーブル68を経て計算
機にフイードバツクされる制御装置の要求信号に
応答して行はれる。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する標準公差の最
大最小値である。棒材の目標寸法を4.45cm
(1.7500インチ)とした場合を示す。第2図につ
いては更に後に述べる。 CRT端子60の表示は計算機の印刷65とほ
ぼ同じである。従つてCRT端子60の表示する
棒材直径情報は測定装置作業者及びその圧延機の
作業者にとつて著しく有効である。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1図の電気光学棒材測定装置に使用する逆光
電子カメラヘツド31を第4図に示し、光源箱3
0から棒材10に対して反対側の光軸上に配置す
る。この配置によつてカメラ視野80全面を照射
し、影81は高温棒材上下縁82,83間の寸法
に比例して変化する。高温棒材10の図は一見静
止しているようであるが圧延速度1219m/min
(4000ft/min)で通過する棒材は軌跡84内を振
動する。このため、棒材の影84は垂直方向に直
径に比例して変化するだけでなく、水平垂直方向
に移動し、移動範囲は直径約7.62cm(3インチ)
の円内となる。このため、固定棒材の場合よりは
大きな視野を必要とし、測定精度の問題が大きく
なる。 棒材の影81は垂直方向に変化し、位置は水平
垂直方向共に変化するため、カメラヘツド31に
はテレセントリツクレンズ系85を使用して平行
光線のみを通し、焦点面は棒材軌跡84の最も近
い水平線から最も遠い水平緑までに延長するよう
に定める。このために使用したレンズは7素子レ
ンズ系86であり、10.16cm(4インチ)の視野
80の中央に7.62cm(3インチ)直径の棒材軌跡
84が入るように定める。レンズ系86は像寸法
縮小率1:2であり、テレセントリツクレンズス
トツプ87は狭い水平光学開口88を有し、開口
88内を影81が通る。棒の影81を光学フイル
ター89を通し、光源30からの青色光のみを通
過させ、視野内に異なる波長の他の光源からの光
が入つたことの悪影響を防ぐ。 それ故、テレセントリツクレンズ系85は水平
光源による棒材の影81を生じ、垂直方向には棒
材縁部82,83の位置の変化に従つて変化し、
棒材10の横方向の移動に際しても鋭い焦点を結
ぶ。影81は光軸に沿つて同じ寸法であるが光軸
から垂直方向に離れるに従つて非線形関数に従つ
て大となる。このことは、電子、コイル、レンズ
の非線形の組合せによつて生じ、視野誤差と称
し、後述する通り計算機27によつて修正され
る。 テレセントリツクレンズ系85によつて伝達さ
れた棒材の影81は像応答装置90上に投射され
る。像応答装置90は300Hzで走査され、分解能
は1/10000であり、青色光に対して高い感度を有
する。装置90は解像(ID)管とし、光電陰極
電極91を有し、中央の像変換部に棒材の影81
を受ける。光電陰極電極91はID管90のドリ
フト部の光透過面の背面に設ける。電極91の放
射する光電子は外部装置によつて集中されて電子
開口92を通り、ID管90の光電子増倍部
(PM)に入る。装置90の例としてITT社の高分
解能解像管No.F4052RP型がある。 電子カメラヘツド31には解像管90の円筒形
本体を囲んで円筒形の偏向及び焦点コイル装置9
3を有する。コイル装置93には夫々Y軸、X軸
偏向コイルと焦点コイルとを有し、個別に外部電
源で附勢する。標準のミユーメタルシールドがコ
イル装置93の外側筒壁を覆い、半径方向磁界の
有効なシールドを行う。角像管用のコイル装置と
して、ウアシユバーン・ラボラトリー社のNo.
YF2308−CC3c型がある。 コイル装置93の標準ミユーメタルシールドが
半径方向軸方向の磁界に対する十分なシールドと
ならないことがある。例えば解像管90が高感度
レベルで作動し、ケージ附近で強い磁界を生ずる
電気装置が動く時は解像管90の出力は変化す
る。この条件が生じた時は、標準ミユーメタルシ
ールドを補強して軸線方向磁界の減衰を良くする
必要を生ずる。このためには、標準ミユーメタル
シールドをレンズ系85に向けて軸線方向に延長
し、フイルター89の端部を閉鎖し、棒材の影8
1の像のみが解像管90の光電陰極91に入るよ
うにする。延長したシールドを囲む第2のミユー
メタルシールドによつて更に磁界減衰を行うこと
もできる。第1のシールドは標準のままとし、第
2、第3の円筒形ミユーメタルシールドを軸線方
向に延長して第1のシールドを囲むこともでき
る。 第4図に示す解像管のドリフト等の変化その他
の電子的非線形を較正する装置を設ける。ドリフ
ト及び測定状態の変化を後述する通り、オンライ
ン較正チエツクにより識別し、較正した棒材信号
を修正する。この較正チエツクのために、解像管
90に第5図に示すマスク付き光電陰極91を有
する型式とする。 第5図に示すマスク付き光電陰極91に像変換
部に接してパターンとした像非変換部を有する。
即ち、通常の光電陰極の光電応答材料を像透過ガ
ラス面96上に精密マスク法によつて選択的に被
着して較正基準パターンとした較正マスク94,
95を形成する。図示の例では較正マスク94は
光電陰極右側中央に1個の6.35mm(0.250イン
チ)幅のマスクである。較正マスク94は右側マ
スクと称し、後述するRTMASK計算機プログラ
ムで棒材測定装置較正ドリフトのオンラインチエ
ツク用とする。較正マスク95は5本の2.54mm
(0.100インチ)幅のマスクであり、相互間隔は
2.54mm(0.100インチ)とし、光電陰極91の左
側とする。較正マスク95は左側マスクと称し、
後述するLFTMSK計算機ブロツクにおいて棒材
測定装置の光学及び電子非線形の変動のオンライ
ンチエツクを行う。第6図は第5図の右側マスク
94の拡大断面図であり、右側マスク94のボイ
ドが解像管90のガラス面96に延長することを
示す。 棒材測定装置作動の全期間を通じて、後述する
通り単軸線双方向掃引信号をY軸偏向コイルに供
給し、一定電流を焦点コイルに供給する。通常の
棒材測定作動の下で、X軸偏向コイルには電流を
供給しない。これによつて、Y軸走査は“C”走
査即ち第5図に示す光電陰極91の中央の像変換
部の走査を行う。検出器55がカメラ視野に棒材
10がない信号を生じた時に、計算機27はX軸
偏向コイルに正又は負のバイアス電流を供給して
右側又は左側較正マスク94,95を選択する。
このX軸バイアスは光電陰極91面のY軸走査を
右又は左に動かし、第5図に示す“C”走査の両
側の“R”走査、“L”走査となる。 X軸バイアスの効果は、解像管90の電子開口
92上に右又は左較正マスク94,95を動かし
たことになる。Y軸走査電圧をY軸偏向コイルに
供給すれば右又は左較正マスクの像は、“C”走
査の場合の棒材の影81と同様に電子開口92を
横切つて上下に動く。 計算機27が較正マスク94又は95を選択し
た時に導線34上に生ずるカメラパルスは、この
マスクと対応する寸法及び位置を有する棒材の影
81が光電陰極上に結像された場合と同じパルス
幅を有することになる。 カメラ電子装置について説明する。 第1図の電気光学棒材寸法測定装置に使用する
カメラ電子装置は第4図にカメラ電子装置35と
して示す。カメラ電子装置の詳細を第4図、第7
〜13図に示す。図示の電子機器は通常のソリツ
ドステートデバイスであり、TTL(トランジス
タ・トランジスタ論理)論理素子を含みこれらは
論理記号で示してある。 第4図に示す双方向掃引発電機97を第7図に
示し、第8図はタイミングダイアグラムである。
掃引発電機97の12MHzクリスタル発振器12
4は一連の基本矩形波クロツクパルス8Aを棒材
測定装置の各部に供給する。処理された棒材パル
スの実際の測定以外にも、すべてのデジタル作動
をクロツクパルス8A、双方向掃引信号8E、掃
引リセツトパルス8Dによつて同期させる。パル
ス8E,8Dは掃引回路内でほぼ300Hzで発生す
る。クロツクパルス8A、掃引信号8Eは各掃引
サイクルにおいて掃引リセツトパルス8Dによつ
て同期される。このため、クロツクパルス8Aの
所要のサブマルチブルを使用して掃引信号8Eを
分割して所要目的に使用できる。クロツクパルス
8Aを実際の測定に使用し、他の棒材寸法制御装
置用としてはクロツクパルス8Aを双方向掃引信
号8Eの周波数に分割して使用する。クロツクパ
ルス8A及び双方向掃引信号8Eの周波数値自体
は、重要ではない。これは測定装置が標準寸法の
棒材を各カメラの視野に置いて較正されるためで
ある。しかし、掃引の安定性と掃引の直線性は、
測定装置の精度に直接影響するので重要である。 第4図に示すマスタークロツク98は一連の
12MHzクロツクパルス8Aと300Hzの掃引リセツ
トパルス8Dを双方向掃引発電機97から受ける
マスタークロツク98はバツフアー、デジタルカ
ウンター、割算器、論諭回路を有し、カメラ電子
装置35全部に使用する同期パルス全部を供給し
てタイミング及び測定目的に使用する。このパル
スとして、緩衝した12MHzクロツクパルス8
A、緩衝した300Hz掃引リセツトパルス8Dを含
む。他のパルスとして300Hz短寿命高速ストロボ
パルス8H及びパルス8Hと同様であるが寿命の
長いデータ準備パルスがある。このデータ準備パ
ルスは導線99に供給され、他のパルスは第4図
に示す通り他の回路に供給される。 窓発振器100はマスタークロツク98から
12MHzクロツクパルス8Aを受信し、ゲート及
び論理回路によつて第8図のタイミング図に示す
通り各双方向掃引サイクルの1/2毎に窓パルス8
Fを発生する。反転窓パルス8も発生する。窓
パルス8F,8は後述する他の回路に供給す
る。窓パルス8F,8の幅及びタイミングは、
計算機27から導線101を経て供給される制御
パルスによつて定まる。簡単に述べれば、窓パル
ス8F,8の幅は掃引信号8Eが光電陰極91
のみを掃引するに必要な時間に関し、この時間は
全300Hz掃引サイクルの上又は下半部の大部分で
ある。例えば、カメラ視野を7.62cm(3インチ)
とし、レンズを10.16cm(4インチ)とすれば
7.62cm(3インチ)の視野が光電陰極91の全面
を覆うようにする。光電電極91を超える走査が
掃引サイクル8Fの各上下半部で生ずる。この過
走査を各掃引サイクル8Eの各上下半部の始と終
との2個の時間間隔を等分する。かくして、窓パ
ルス8Fの持続時間(約75%)と、過走査(約25
%)との合計が双方向掃引サイクル8Eの各上下
半部の持続時間となる。他の実施例として、導線
101を通る計算機27の制御信号に代えて、図
示しない選択ゲート回路によつて窓パルス幅を手
動設定することができる。 後述する計算機プログラムRTMASK、
LFTMSK、GAGRCL、CALIBRにおいて、窓発
振器100を導線101を経てプログラムし、窓
パルス8F,8の定常寸法とタイミングとを変
更する。RTMASK、GAGRLCプログラムにおい
ては、窓パルスの寸法とタイミングとは第5図の
右側較正マスク94の寸法と位置に合せて設定す
る。LFTMSKプログラムにおいては夫々の左側
較正マスク95の寸法と位置に相当する寸法とタ
イミングとした5個の窓パルスを発生し、選択的
に全部の左側較正マスク95をカバーする。
CALIBRプロケラムにおいては、窓パルスの寸法
とタイミングとは右側及び左側較正マスク94,
95の寸法と位置に対して選択的に設定する。サ
ブルーチンGAGEINプログラムにおいて定常の窓
パルス8F,8の寸法を後述する通りに設定す
る。 第4図に示す通り、双方向掃引信号8Eは掃引
発電機97からY軸コイル偏向励振器102を経
てコイル装置93のY軸偏向コイルに供給され
る。焦点コイル電源103からの一定電流は焦点
コイルに供給される。焦点電流の値を調整して、
光電陰極91上の各点から放射されたすべての電
子を電子開口92の面の一点に焦中させる。 X軸コイル励振104はコイル装置93のX軸
偏向コイルに接続する。通常の棒材寸法測定制御
作動間はX軸コイルには電流を供給しない。それ
故、Y軸上の垂直走査は第5図に示す通り、光電
陰極91の像伝達部の中央の“C”走査となる。
計算機27の後述するRTMASK、LFTMSKプロ
グラムにおいて、計算機27から制御導線10
5,106を経てXコイル励振器104に供給さ
れる指令信号によつて励振器104は正又は負の
バイアスをX軸コイルに供給する。Y軸の垂直走
査線は右又は左に移動して右側マスク94又は左
側マスク95上の“R”走査又は“L”走査とな
る。計算機27の指令でなく、手動で正又は負の
バイアス電流を供給することもできる。 上述した通り、解像管90の走査はコイル装置
93によつてY軸の単一走査又は垂直双方走査を
所要に応じて行い、帰線消去のない上下掃引とし
て連続的に走査する。通常の棒材測定制御作動間
はX軸掃引は行はず、棒材の影81を測定しない
時に装置較正のために正又は負のバイアスを供給
する。 棒材の影81がカメラ視野を走査される時に、
棒材の影81に入つた時に解像管90の出力電流
は急激に低下し、影81を過ぎた時に急激に増加
する。この電流変化は圧延機からの電気的ノイズ
と共に電圧に変換され、第4図に示さない前置増
幅器を経て増幅され、カメラヘツド31からの生
のカメラ信号出力として導線34に供給される。
この生のカメラ信号は未修正棒材パルスとノイズ
とから成る。 カメラヘツド31に組合せた解像管90を作動
する自己平衡測定ループ107にはカメラパルス
プロセサ108、導線110を経て可変制御電圧
を生ずる光電子増倍(PM)AGC回路109、解
像管90のPM部用の電圧制御高圧電源111を
有する。別の安定ドリフト部高圧電源112がド
リフト部に電圧を供給する。 カメラパルスプロセサ108を第9,10図に
示し、第11図はプロセサのタイミングパルスを
示す。カメラパルスプロセサについては後述する
が簡単に説明すれば緩衝回路、微分器、レベル検
出器、ゼロ交叉検出器、自己相関器を有し、生の
カメラ信号及び微分器のノイズを除く。プロセサ
の論理回路内で信号を反転窓パルス8と組合せ
て、正しいタイミングで発生する有効振幅の棒材
パルスのみを測定用に出力する。窓が開いていな
い時は棒材パルスは通過しない。カメラパルスプ
ロセサは緩衝カメラ信号11A及び内部フリツプ
フロツプからの精密矩形波棒材パルス11P,1
1Pを発生する。棒材パルス幅は棒の影81に比
例して変化し、棒材側縁82,83間の寸法に比
例する。 光電子増倍(PM)AGC回路109は第12図
に示し、後に詳述するが、緩衝カメラ信号11A
を受け、比較器、スイツチ付き積分器、増幅器を
有し、導線110にスイツチした可変制御電圧を
供給する。この制御電圧はPM部高圧電源111
に供給されて解像管90の利得を変化させる。こ
の比較器は基準利得レベルを定め、内部論理回路
は窓パルス8Fと反転棒材パルス11とを組合
せてAGCプランキングパルス8Gを発生する。
このAGCプランキングパルスはカメラ信号をサ
ンプリングする時間間隔を定める。 自己平衡測定ループ107の作動を説明する。
測定装置内に棒材10のない時は光源30からの
光が光電陰極91上に照射する。これによつて解
像管90のPM部に電流を生じ、導線34に流れ
る。この電流は光源30からの光の強さに比例す
る。解像管90のPM部の利得は回路109の生
ずるAGC制御電圧の有効レベルよつて最初は高
レベルに調整される。光の強さが減少し、又は解
像管90が老化すればAGC回路109はこの変
化を補償し、電源111からのPM部高電圧の値
を調整して管90のPM部の利得を変化させ、カ
メラ信号を一定振幅に保つ。 棒材10が光源30の光の経路内にあるときに
もAGC回路109は解像管90の一定出力振幅
を保つ作動を行う。それ故自己平衡測定ループ1
07は解像管90の作動を高感度レベルに保ち、
同時に信号ノイズ比を高い値に保ち、生のカメラ
パルスの有効な処理を可能にする。 第4図に示す通り、精密棒材パルス11P、ク
ロツクパルス8A、クロツクリセツトパルス8
D、急速ストロボパルス8Hが表示タイミング回
路113に供給される。内部論理回路は双方向掃
引サイクル間に生ずる2個の棒材パルス11Pの
接続時間の間クロツクパルス8Aを計数し2で割
る。この計数を同期するクロツクリセツトパルス
8Dは各双方向掃引信号8Eの終りに生ずる。論
理回路は急速ストロボパルス8Hによつて応答し
て二進棒材寸法信号を、導線114に表示用に出
力する。表示のちらつきを防ぐために、二進棒材
寸法信号は所定数の、例えば、4、32、512掃引
数について平均値とする。 二進棒材寸法信号は導線114を経てデジタル
表示器115に供給される。表示器115に内蔵
するカウンターデコーダーデイスプレーモジユー
ルはカメラ視野に入つた棒材10の未修正棒材寸
法の十進値を表示する。未修正寸法とは、光学電
子非線形、棒材温度及び組成に基く修正を施す前
の棒材寸法の意味である。 未修正棒材寸法信号を受けた計算機27は修正
を行つて修正二進棒材寸法信号を導線116を経
て修正寸法表示器117に供給する。この表示器
117も表示器115と同じ構造である。デジタ
ル表示器115,117はクロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hの制御によつて
512掃引数毎に同期更新した寸法を可視表示す
る。両表示器115,117の表示寸法差は測定
装置操作者及び圧延機操作者に対して、(a)測定装
置の修正機能は正しく作動すること、及び(b)圧延
機は目標寸法の製品を圧延していることを知らせ
る。 棒材パルス11Pの計算機による修正は、棒材
寸法を正確に定めるだけでなく、カメラヘツド3
1の光軸に対するカメラ視野内の棒材中心位置に
関して修正を行う。このために、棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hを棒材寸法及び
位置アキユムレータ118に供給する。アキユム
レータ118を第13図に示しパルスのタイミン
グは第8図に示し、後に詳述する。2組の計数ラ
ツチ回路は共通制御ゲートによつて制御され、導
管119に二進の棒材出力信号を供給し、導線1
20に二進の棒材中央線位置出力信号を供給す
る。二進棒材寸法信号は上述の表示タイミング回
路113に生ずる未修正棒材寸法信号と同様であ
る。二進棒材位置信号に基づいてカメラ視野の1/
256の精度で棒材寸法信号の誤差を修正すること
ができる。 計算機27及び装置各部間のデータの移送は計
算機データ移送論理回路121によつて行う。論
理回路121は導線122を経て指令信号を受
け、計算機27がデータ移送可能であることを知
る。指令信号122は導線99上のマスタークロ
ツク98の生ずるデータレデイパルスと組合され
る。組合せによつて、論理回路121は送り要求
信号を導線123上に生じ、計算機27と測定装
置のタイミングの同期を取る。 双方向掃引発電機について説明する。 第7図は双方向掃引発電機97のブロツク線図
を示し、第8図にタイミング線図を示す。7.62cm
(3インチ)直径の視野で一般公差の1/4の装置精
度で棒材寸法測定を行うためには、解像管90の
Y軸上の双方向掃引は精度が高く反覆可能である
ことを必要とする。通常のアナログ掃引回路はこ
の要求レベルに達し維持することは困難である。
装置精度の低下を許容する場合にはアナログ掃引
回路も使用可能となる。しかし、本発明測定装置
の高精度を得るためには、Y軸の双方向掃引のた
めに、時間ベースとしてクリスタル発振器を使用
したデジタル装置、デジタル計数器、実際の双方
向掃引波形8Eを生ずる14ビツトデジタルアナロ
グ変換器を使用する。デジタル装置によつて後述
する通り掃引波形8Eおを変形する。 時間ベースを生ずるための高安定12MHzクリ
スタルクロツク発振器124は矩形波出力を有す
る。緩衝器125は時間ベース124の掃引作動
間の不均等負荷を防ぎ、一連のクロツクパルス8
Aを微分ライン励振器126に供給する。励振器
126の出力はクロツクパルス8Aとしてカメラ
電子装置35のマスタークロツク98に供給す
る。緩衝器125の出力はクロツクパルス8Aを
デジタル分周器127に供給し、分周器127の
計数論理回路は波形8B,8Cを生ずる。波形8
Bはアツプダウンカウンタ128即ち14ビツト二
進反転カウンタの入力となる。波形8Bは基本ク
ロツク周波数の5/12、即ち5MHzである。波形8
Cはタイミングパルスであり、カウンタ反転論理
回路129に供給され、12クロツクサイクル間に
2回生ずる。波形8Bには12クロツクサイクル間
に5パルス位置を使用し、波形8Cは2パルス位
置を使用する。それ故、双方向掃引期間の12クロ
ツクサイクルにおいて未使用の5位置が残る。 アツプダウンカウンタ128が全部1の全カウ
ントに達したことをカウンタ反転論理回路129
が感知した時に、回路129はカウントダウン可
能信号をカウンタ128に通す。カウントダウン
のタイミングは全カウントに達した後の第1のタ
イミングパルス8Cに生ずる。カウンタ128が
カウントダウン可能信号を感知した時は次のクロ
ツクパルス8Bでカウントダウンを開始する。論
理回路129がカウンタ128の全部0を感知し
た時は、タイミングパルス8Cが次に生じた時に
カウントアツプ可能信号を生ずる。次のクロツク
パルス8Bでカウンタ128はカウントアツプを
開始する。 アツプダウンカウンタ128は14ビツト二進出
力を生じ、導線130を経て14ビツト二進DA変
換器131に供給する。DA変換器131はカウ
ンタ128に応答して著しく直線のアナログ双方
向掃引信号8Eを生ずる。この信号は掃引回路緩
衝器132で緩衝されてDA変換器の過負荷を防
ぎ、掃引信号8Eとしてカメラ電子装置35のY
コイル励振器102に供給される。 アツプダウンカウンタ128が最終のダウンビ
ツトに達した時はリセツトパルス8Dを生じて論
理回路129、DA変換器131をリセツトす
る。微分ライン励振器133はリセツト信号をカ
メラ電子装置のマスタークロツク98に供給す
る。 前述した通り、12クロツクサイクル間に5個の
未使用パルス位置がある。この位置を使用して第
7図に点線で示す通り、デジタル掛算器134を
デジタル割算器127とアツプダウンカウンタ1
28との間に直列に接続して直線性の高い掃引信
号8Eに正確な非直線変形を与えることもでき
る。デジタル掛算器134は波形8Bを受けて変
型波形8B′を生ずる。アツプダウンカウンタ12
8は波形8B′とタイミングパルス8Cとによつて
指令信号を変化させ、掛算器の特性に応じて総計
アツプカウント又は総計ダウンカウントを変化さ
せる。このようにすると、変形掃引信号8E′に
示す通り、僅に曲線の辺を有する三角形掃引が生
ずる。 デジタル掛算器134の指令入力は導線135
によつて計算機27から供給される。図示しない
装置によつて手動設定することもできる。この掛
算器を使用して光学的及び又は電子的誤差を修正
する掃引修正を行うために使用され、この種の修
正装置は使用されていなかつた。 カメラパルスプロセサについて説明する。 カメラパルスプロセサ108は第9,10図に
ブロツク線図を示し、第11図にタイミング線図
を示す。カメラパルスプロセサ108は導線34
上の生のカメラパルスを導線11P上の正確な棒
材出力パルスに変換し、棒材両側縁82,83間
の寸法関係を正確に代表する両縁間の幅としたパ
ルスとなる。後述する微分器、自己相関器等の構
成素子によつて、カメラパルスプロセサ108は
最大約300Hzのカメラ走査速度において生のカメ
ラパルスを処理可能であり、カメラ信号及び微分
器のノイズ効果を除去できる。 第9図はカメラパルスプロセサ108のブロツ
ク線図を示し、導線上の記号11A−11Pは第
11図の波形によつて示される。導線34上のカ
メラ信号は緩衝器136によつて緩衝増幅されて
信号11Aを生ずる。信号11Aは第1の微分器
137で微分されて出力11Bとなる。信号11
Bは低及び高しきい値検出器138,139に供
給され、出力11C,11Dを得る。検出器13
8,139は正入力が負入力よりも低い電圧であ
る時に出力信号を発生する。 第1の微分信号11Bは第2の微分器140に
よつて再び微分されて出力11Eとなる。出力1
1Eを始動及び停止ゼロクロスオーバー検出器1
41,142に供給される。検出器141,14
2は1ミリボルトより大きい値の正負のゼロ交叉
遷移に際してトリガされ、棒材パルス始動ゼロ停
止ゼロ出力11F,11Gを生ずる。この出力1
1F,11Gは低及び高しきい値信号11C,1
1Dと共に固定遅延自己相関器143に供給す
る。後述する通り、出力信号11F,11Gは回
路143の内部で処理されて夫々信号11M,1
1“0”を生ずる。低高しきい値信号11C,1
1Dは棒材パルス始動停止信号11M,11
“0”に対する狭い窓を形成して信号11M、1
1“0”をトリガし、棒材出力パルス11Pの前
縁後縁を形成する正確なタイミングを生ずる。 前述した通り、導線34上の電子カメラ31の
信号は電気的ノイズも含む。このノイズは高周波
低振幅のノイズであり、電子カメラ附近の高電
流、SCR作動、圧延機駆動モータ制御装置から
電子カメラ信号に磁気的に結合された周波数を有
する。固定遅延自己相関数143を使用しなけれ
ば、このノイズも棒材出力パルス11Pのトリガ
を生ずる場合がある。例えば、カメラ信号11A
の転移が検出器138の限界−3Vよりも低い第
1の微分電圧11Bを生じた時は低しきい値信号
11Cは可能化してゼロ交叉検出器141は棒材
出力パルススタートトリガ信号を発生させる。微
分器137,140の利得は入力周波数と共に増
加するため、低振幅高周波数ノイズスパイクは検
出器138の−3Vしきい値より低い第1微分器
137出力信号11Bを発生することがある。こ
れは棒材パルス発生回路の増強を行はない時に圧
延機周辺で実際に生ずる。 このために、生のカメラパルスプロセサ108
の固定遅延自己相関器143には第10図に示す
通り、個別の自己相関器棒材パルス始動及び停止
回路144,145を有する。棒材パルス始動及
び停止回路144,145は有効棒材パルス信号
により生じた第2微分信号11Eから高周波ノイ
ズによつて生じた第2微分信号成分を弁別する。
カメラ信号11Aの低下縁では第2微分信号11
Eは正電圧に約10ミリ秒間上昇し、次に負電圧に
低下する。図示を明瞭にするために第11図の信
号11Eの波形は実際の寸法関係ではない。検出
器141,142による第2微分信号11Eのゼ
ロ交叉検出は信号11M,11“0”の始動停止
棒材パルスのトリガ点であり、棒材出力パルス1
1Pの前縁と後縁を定める。 自己相関器の棒材始動停止回路144,145
は第2微分信号11Eの夫々の10ミリ秒の上昇降
下時間を有効に利用する。このためには、後述す
る自己相関器可能化始動及び停止信号11L,1
1Nを生ずる。自己相関器始動可能化信号11L
は、第2微分信号11Eが負に低下する前に少な
くとも10ミリ秒の1/2の時間だけ連続的に正であ
る時に発生する。同様に、自己相関器停止可能化
信号11Nは第2微分信号11Eが正に上昇する
前に少なくとも10ミリ秒の1/2時間だけ連続的に
負である時に発生する。 実己相関器始動停止可能化信号11L,11N
は回路144,145で夫々の低しきい値信号1
1C,11D及び棒材パルス始動停止ゼロ交叉信
号11F,11Gに論理加算された棒材パルス始
動停止信号11M,11“0”を生ずる。信号1
1M,11“0”によつて棒材出力パルス11P
が正慨に生ずる。上述によつて明らかな通り、第
2微分信号11Eの正負の漂遊を生ずる高周波ノ
イズは5ミリモル秒以下の持続時間であるため自
己相関器可能化始動停止信号11L,11Nを生
ずることなく、棒材出力パルス11Pのトリガは
防がれる。 第10図について、自己相関器棒材パルス始動
回路144の作動を説明する。自己相関器棒材パ
ルス停止回路145の作動は同様であるが、第2
微分信号11Eが正となる前に10ミリ秒間連続的
に負であることに応答する。両回路144,14
5共に通常の論理回路を使用する。 低しきい値信号11Cは増幅器146で反転さ
れるナンドゲート147の3入力の中の1個に供
給される。ナンドゲート146は所定論理条件で
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。 棒材パルス始動ゼロ交叉信号11Fはシユミツ
トトリガ148に供給され増幅器149で反転さ
れてトリガ信号11Hとしてナンドゲート147
及びワンシヨツト遅延回路150に供給される。
信号11Hの負となる転移はワンシヨツト遅延回
路150をトリガして5ミリ秒の論理“1”パル
ス11IをQ出力に発生し、5ミリ秒の論理
“0”パルス11Jを出力に発生する。パルス
11Iはアンドゲート151の入力に供給され
る。シユミツトトリガ148の出力はアンドゲー
ト151の他方の入力に供給されると共にフロツ
プフロツプデバイス152のリセツト入力に供給
される。高しきい値信号11Dはフリツプフロツ
プ152のデータ入力に供給され、カメラ信号1
1Aの低下縁の間に自己相関器始動回路144を
可能化し、信号11Aの上昇縁の間に回路144
不作動とする。 信号11Hが負となる時は反転器149の入力
は正となる。正となる作用はフリツプフロツプ1
52のリセツト条件を取除き、アンドゲート15
1の入力に論理“1”を供給する。ここでゲート
151はパルス11Iをフリツプフロツプ152
のクロツク入力に通し、Q出力に論理“1”パル
ス11Kが生ずる。5ミリ秒の遅延の後にワンシ
ヨツト遅延回路15の遅延時間は経過し、出力
は状態を変化し論理“1”パルス11Jとなる。
パルス11Jはフリツプフロツプ153のクロツ
ク入力となる。フリツプフロツプ153のデータ
入力には信号11Kがフリツプフロツプ152の
Q出力から供給される。 信号11Kが論理“1”ならば、フリツプフロ
ツプ153出力Qはセツトされ、始動可能信号1
1Lを生ずる。信号11Lは信号11Hから生
じ、信号11H及び低しきい値信号の反転した信
号11と共にナンドゲート147に供給されて
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。上述の通
り、棒材パルス信号は遅延され組合されて固定遅
延自己相関機能を生ずる。 ワンシヨツト遅延デバイス150の制御する5
ミリ秒間にシユミツトトリガ148の出力が低と
なつた時、即ち第2微分信号11Eが有効棒材信
号よりも、著しく狭い時は、フリツプフロツプ1
52のリセツトは低となり信号11Kは論理
“0”となる。ワンシヨツト遅延デバイス150
の5ミリ秒後に遅延時間が終れば、データ入力低
のフリツプフロツプ153を信号11Kがクロツ
クする。このため、フリツプフロツプ153のQ
出力は論理“0”となり、棒材信号の処理は行は
ない。 ワンシヨツト遅延デバイス150は再トリガ可
能であり、次々にトリガパルス11Hを受ける。
5ミリ秒より少ない持続時間の複数のトリガパル
スがワンシヨツト遅延デバイス150をトリガす
ればQ出力信号11Iはすべてのパルスに対して
高を保ち、最後のトリガパルスの後に5ミリ秒の
時間が経過する。アンドゲート151はフリツプ
フロツプ152を各パルス毎に再クロツクする。
ワンシヨツト遅延デバイス150の出力は多トリ
ガパルスの間は連続的に高であるため、信号11
Iをアンドゲート151内でシユミツトトリガパ
ルスと組合せればフリツプフロツプ152のクロ
ツクラインは各トリガパルスに対して“0”から
“1”に論理転移する。 前述の通り、棒材パルス停止回路145は回路
144と同様であるが、異なる点は停止回路14
5が連属的に負の第2微分器信号11Eが正とな
ることでトリガされる。このため、インバータ1
54、ナンドゲート155、シユミツトトリガ1
56、インバータ157、ワンシヨツト遅延デバ
イス158、アンドゲート159、フリツプフロ
ツプ160,161は回路144の反対で同じ機
能を有する。それ故、回路145については詳述
しない。 生のカメラ棒材信号内の電気的ノイズ及び微分
器137,140で生じたノイズを取除いた後
に、棒材パルス始動停止信号11M,11“0”
は夫々の回路144,145の出力となり、棒材
縁部82,83に相関した棒材パルス前後縁のタ
イミングを正確に示す。ここで、信号11M,1
1“0”をフリツプフロツプ162のセツトリセ
ツト入力に夫々供給する。第8図に示す反転窓パ
ルス8は窓発振器100からフリツプフロツプ
162のクロツク入力に供給する。フリツプフロ
ツプ162のデータ入力は0ボルトに固定する。
このため、窓パルス8Fの存在する間だけフリツ
プフロツプ162を可能化する。窓パルスの幅と
タイミングとは前述した通り寸法測定作動によつ
て定まり、較正には無関係である。 棒材測定作動間、フリツプフロツプ162のQ
出力は正確な棒材出力パルス11Pを生じ、前縁
後縁はノイズの影響がなく正確に棒材10の横方
向寸法を代表する。計算機27が較正のため
RTMASK又はLFKMSKプログラムを選択した時
は、棒材パルス11Pは正確に右又は左のマスク
94,95の寸法を示す。 光電子増倍(PM)AGC回路について説明す
る。 解像管90の光電子増倍部(PM)用のAGC回
路109を第12図に示し、自己平衡測定ループ
107の重要な部分を形成する。AGC回路10
9には比較器163、スイツチ付積分器164、
励振増幅器165を有する。増幅器165は導線
110を通るスイツチ可変制御電圧によつてPM
部高圧電源111を励振する。この制御電圧は解
像管90の自動利得制御(AGC)となる。この
ために、PM部高圧電源111、を変化させて解
像管90内の陽極電流を一定の基準値に保つ。 緩衝カメラ信号11Aは加算抵抗166、加算
接合部167を経て比較器163の一方の入力に
供給される。加算接合部167はダイオード16
8によつて正となる入力となる。比較器基準電圧
は電源169から供給されポテンシオメータのス
ライダ170によつて調整されて棒材パルスをオ
フセツトし、スイツチ制御電圧の公称値を生じ、
高圧電源111を公称利得発生値に設定する。 緩衝されオフセツトされた棒材パルスは加算接
合部167を経てスイツチ付積分器164の電子
スイツチ171に供給される。窓パルス8Fと反
転棒材パルス11がアンドゲート172に供給
されて第8図に示すAGCブランキングパルス8
Gを生ずる。窓パルスが存在し棒材パルスがない
時はAGCブランキングパルス8Gは電子スイツ
チ171を導通させて電流を積分増幅器173に
導通させ、積分コンデンサ174を充電する。窓
パルス8F、棒材パルス11P共に存在する時は
電子スイツチ171は開き積分器出力は接合部1
75において励振増幅器165に対する公称値入
力を保つ。 励振増幅器165の加算抵抗176は一端を積
分器出力接合部175に接続され、他端を演算増
幅器177の入力に接続する。フイードバツク抵
抗178は励振増幅器165の利得を制御する。
ツエナーダイオード179は励振増幅器165の
利得を制限して、過大制御電圧が導線110に供
給され高圧電源111をオーバードライブするも
のを防ぐ。上述した通り、AGCブランキングパ
ルス8Gがない時は緩衝カメラ信号11Aが
AGC回路109を導通しPM部高圧電源111を
変化させる。AGCブランキングパルス8Gの存
在する時は棒材信号11Aは通過せず、PM・
AGC回路109の出力は積分器164のコンデ
ンサ174の充電によつて定まる一定値となる。 棒材寸法位置アキユムレータについて説明す
る。 第4図に示した棒材寸法位置アキユムレータ1
18の詳細を第13図に示し、第8,11図のタ
イミング線図も参照する。本発明により測定制御
装置では計算機27に供給される未修正のデジタ
ル棒材寸法データ及び棒材位置データは表示器1
15に供給される未修正棒材寸法及び位置データ
と同様にして別個に発生される。アキユムレータ
118の制御ゲート180には棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hが供給され、棒
材寸法アキユムレータ回路181、棒材位置アキ
ユムレータ回路182に配分される。回路182
はカメラ視野内の棒材中心線の位置を定める。両
回路181,182はクロツクリセツトパルス8
Dによつて同期され、掃引サイクル完了毎にスト
ロボパルス8Hによつてカウントは記憶回路に移
される。 制御ゲート180は各棒材パルス11Pの前縁
及び後縁を検出し、掃引サイクルの上下半部間に
生ずる2個の棒材パルス中に発生するクロツクパ
ルス8Aの個数を2で割る。制御ゲート180は
クロツクパルスを回路181の14ビツト二進カウ
ンタ183のクロツク入力に供給し、2個の棒材
パルスのカウント値を2で割つた値を記憶する。
第1の掃引サイクルの終りにカウンタ183内の
寸法パルスカウンタは14ビツト二進ラツチ184
のデータ入力に移送される。ストロボパルス8H
はその前にラツチ184のラツチロツク入力に供
給される。第2のサイクルの開始に際してカウン
タ183はクロツクリセツトパルス8Dによつて
消去され新しいパルスカウントを受ける準備状態
となる。 第1掃引サイクルで得られた棒縁部82,83
間の棒材未修正寸法を表わす14ビツトデジタルデ
ータは第2掃引サイクルの間中ラツチ184に記
憶される。第2の掃引サイクルの間このデータは
ケーブル119によつて計算機27に移送され、
後述する計算機プログラムCMPNSTによつて修
正される。第2の掃引サイクルの終りにカウンタ
181のデータはパルス8Hによつてラツチ18
4に移され、かくしてサイクルを繰返す。棒寸法
パルスの計数は常に1回の掃引サイクルであり、
カウントはアキユムレータ回路181のラツチ内
に記憶される。 制御ゲート180は掃引サイクルの上昇半部中
に第8図の波形8Gに示す第1の棒材パルス11
Pの棒材パルス縁部185を検出すると共にこの
掃引サイクルの下降半部においてパルス縁部18
6を検出する。制御ゲート180はパルス前縁1
85,186間の掃引時間を定め、この時間を2
で割つて棒材中央線位置掃引時間を定める。更
に、制御ゲート180は一連の12MHzクロツク
パルス8Aを割算器187によつて160で割り
棒位置時間基準クロツクパルス8A/160を生ず
る。8A/160クロツクパルスは棒位置アキユムレ
ータ182の8ビツト二進カウンタ188に棒中
央線位置掃引時間の持続時間の間供給する。カウ
ンタ188に登録されたカウントはカメラ視野内
での棒材10の中央線位置を示す。この棒材中央
線位置は寸法アキユムレータ等で測定する寸法測
定値とは全く無関係に決定される。 第1の掃引サイクルの終点において、カウンタ
188内の中央線位置カウントは8ビツト二進ラ
ツチ188のデータ入力に転送されるラツチ内の
前入力はストロボパルス8Hによつて計算機に送
られている。第2のサイクルの始にカウンタ18
8はクロツクパルス8Dによつてリセツトされ、
新しい棒材中央線位置パルスカウンタを受ける状
態となる。 棒材中央線位置を代表する8ビツトデータは第
2の掃引サイクルの開始時にはラツチ189内に
記憶される。第2の掃引サイクルの間に8ビツト
データはケーブル120を経つて計算機27に移
送され、後述する計算機プログラムCMPNSTに
おいて棒材寸法データの光学誤差修正用とする。
第2の掃引サイクルの終りにカウンタ188のデ
ータはパルス8Hによつてラツチ189に入り、
このサイクルを繰返す。棒材中央線位置パルスの
カウントは常に1掃引サイクルで行なわれ、アキ
ユムレータ182内にラツチされる。 棒材位置アキユムレータ182は掃引サイクル
の1/2を256分割し、1分画は0.46mm(0.016イン
チ)となる。カメラヘツドの光学中心線は第128
分画となる。分画合計は10.404cm(4.096イン
チ)のY軸偏向コイルのY軸掃引を示す。使用可
能視野は約7.62cm(3インチ)である。使用しな
い視野は2.784cm(1.096インチ)であり、Y軸偏
向コイルは光電陰極91の上下縁を超えて掃引を
行う。 計算器について説明する。 第1図にブロツク線図として示した電気光学棒
材寸法測定制御装置の計算機27を第14図に示
す。計算機27は後述する各種機能を行うプログ
ラムとしたデジタル装置である。市販のフオート
ランのプログラム可能マイクロ計算機を使用する
こともでき、所要に応じて圧延機制御計算機装置
の一部とすることもできる。計算機27の例とし
てウエスチングハウスエレクトリツク社のW−
2500型に後述する各種プログラムを行う素子を組
合せた型式がある。 計算機27は通常の主構成部分として、入力バ
ツフア190、出力バツフア191、デイスク記
憶装置192、デイスクスイツチ190、コア記
憶装置194を有し、データプロセスユニツト1
95によつて各チヤンネル間を結合する。計算機
27の作動はオフライン及びオンライン計算機プ
ログラム196に応じて順次制御される。プログ
ラムは第15,16図に示す計算機マツプ19
7、サービスプログラム198、棒材寸法データ
プログラム199、補償プログラム200、較正
プログラム201、再較正プログラム202、ヒ
ストグラムプログラム204であり、すべて後述
する。 棒材寸法測定装置計算機27と外部装置との接
続は入力バツフア190によつて行はれ、バツフ
ア190には入力アナログ及びデジタル信号をデ
ジタルに変換する装置を有する。導線又はケーブ
ルによつて計算機に供給される入力信号は次の通
りである。ケーブル36によつてカメラ電子装置
35、導線58によつて高温金属検出器57、ケ
ーブル53,54によつて棒材温度50、導線4
3によつて棒材自標寸法42、導線45によつて
棒材組成44、ケーブル47によつて他の作動デ
ータ46、ケーブル68によつて制御装置67、
ケーブル61によつてCRT端子60、ケーブル
64によつて印字端子63に接続する。 計算機27の出力を外部装置に接続するのは出
力バツフア191であり、出力信号をデジタル及
びアナログに変換する装置を有する。出力信号と
しては、ケーブル66によつて制御装置67、ケ
ーブル37によつてカメラ電子装置35に接続す
る。 図にはケーブル、導線共に1本の線として示し
たが所要機能を行うための所要数の素線を組合せ
たケーブルを使用するのが通常である。 CRT端末60には操作盤を有し、作業者から
計算機27に手動指令を可能にする。 印字端末63に操作盤を有し、操作の手動指令
を可能をする。端末63の計算機プリント65に
は棒材直径の変化及び下記の表のデータを含む。 端末60,63は同じデータをプロツトするこ
ともできる。操作盤からの操作は下記のプログラ
ムネモニツクスコードによつて行う。 ネモニツクスを次に示す。 HS:各ヘツド用ヒストグラム MP:視野補償マツプの作成 CL:左右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マツプ、スロープ及びオフセツト関数、マ
スクの値の印字、 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる ZE:すべてのマツプ及び修正率を0にする……
注意…… LF:左側マスクのドリフトテスト RT:右側マスクのドリフトテスト(窓を入れ
る) TR:制御SYS部に共通ゲージをデイスクに移送 XT:モニターに出力;マツプ、スロープ、オフ
セツト修正率、マスク値、窓値をデイスクに書
込む。デイスクスイツチが上の時にデイスクフ
アイルを更新・このタスク20がモニターに呼
ばれた時にフアイルをデイスクから続出。 デイスクスイツチ193にはスイツチ10とス
イツチ20とを有する。デイスク上のプログラム
又はデータを更新する時にはスイツチを“書込み
可能”位置とする。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は計算機プログラム196に組合された
プログラムを示す。
る。特に本発明は物体の寸法を固位位置で横方向
の寸法測定又は物体外周各位置で物体のプロフイ
ル測定を行う電気光学測定方法並びに装置に関す
る。本発明の好適な適用例は製鋼工場での棒材圧
延機を出る高温棒材の横方向寸法及び横方向プロ
フイルを定めるために使用する。管、丸以外の形
状の成形物体の寸法、プロフイルの測定にも使用
でき、鋼材以外にも使用できる。更に、本発明は
所要に応じて測定装置ヒストグラムを定め、プロ
ツトすることが可能である。 高温丸棒を圧延する製鋼工場において生産上圧
延棒材速度は1219m/min(4000ft/min)に達
し、直径は最大約7.62cm(3インチ)圧延温度は
約930℃(1700〓)が要求される。他の要求とし
て、生産された常温棒材寸法及び真円度は現在定
められている商用公差の1/2とする希望がある。
この要求を満足するためには、計算機制御圧延装
置を、指令データと実際測定寸法とを組合せて仕
様外の製品を最小にして生産性を最大にする圧延
機制御信号を発生するよう実現する必要がある。 圧延機制御計算機の計算に使用する作動データ
の例として、希望棒材直径即ち目標寸法、商用公
差の1/2の公差、棒材の品質即ち圧延棒材の炭素
成分がある。特に重要な測定データは、実際の棒
材直径即ち棒材寸法、実際の棒材横方向プロフイ
ル即ち棒材プロフイル、棒材寸法測定のヒストグ
ラムである。他の測定項目として、棒材温度があ
り、高温棒材収縮の修正に使用するパラメータで
あり、棒材測定にも圧延機の計算機制御にも必要
である。 圧延機制御計算機を圧延機速度、棒材寸法およ
び寸法公差の1/2に関する要求を満足するようプ
ログラムするためには、すべての測定は次の特性
を有する必要がある。棒材寸法測定は、圧延機を
出た棒材が長手方向に運動し横方向の軌道内を振
動している状態で行い、その測定数は約300Hz、
像分解能は0.0127mm(0.0005インチ)、絶対測定
精度は商用公差の1/4が必要であり、且つすべて
の測定は製鋼工場の厳しい環境の下で高い信頼性
を有する必要がある。棒材温度測定も同様な特性
を必要とする。測定結果のヒフトグラムも必要と
する。 棒材寸法を測定するための数種の電気光学測定
装置が市販されている。棒材寸法測定装置の初期
の型式は自己照射原理で作動し、高温棒材からの
チヨツプされた赤外線放射はレンズを通つて赤外
線検出器上に像を形成する。基本的縁部検出回路
を使用して棒材縁部に関して未修正検出パルスを
発生する。 棒材寸法測定に使用する近年の電気光学装置は
逆光照射原理で作動し、測定すべき物体の像は物
体の影としてレンズを通つて電子カメラ面に達す
る。この種測定装置の例では、走査レーザービー
ムが物体を照射し、レンズ装置は物体の影をフオ
トトランジスタに焦点を結ばせる。第2の既知の
測定装置は一定光度の固定光源が物体を照射し、
レンズ系が物体の影を2軸線単方向走査の電子走
査イメージオルシコン管に焦点を結ばせる。第3
の既知の装置はイメージオルシコン管に代えて自
己走査光ダイオード列を使用する。 上述の3種の逆光測定装置の光応答装置は影の
縁部間の物体寸法にほぼ相当する幅正カメラパル
スを発生する。このカメラパルスを処理する縁部
検出装置は通常の微分器又はゲート付き微分器を
有し、物体寸法に対してカメラパルス幅を精密に
定める。 別の型式の電気光学測定装置は上述の特性を組
合せて棒材横方向プロフイルを測定する。第1の
型式のプロフイル測定装置は2組の自己照射カメ
ラを棒材通過線に対して互いに直角として固定配
置する。この装置は90゜離れた棒材直径測定を行
うが棒材プロフイル測定ではない。他の型式の電
気光学棒材プロフイル測定装置は2台の逆光カメ
ラを互いに直角として走査装置に取付ける。これ
によつて棒材の外周走査中に得られた2方向の棒
材直径測定値と走査装置の位置測定値が多チヤン
ネル記録器に表示又は記録される。 上述の既知の電気光学棒材寸法、プロフイル測
定装置はある程度有効な測定値が得られる。しか
し既知の装置は現代の高速熱間圧延機用の棒材寸
法、プロフイルの測定用として不十分であり、前
述の各要件の一部を満足しない。 既知の測定装置の欠点は、第1に測定すべき物
体がカメラ視野の所定位置にある必要がある。第
2の所要のカメラ応答速度、像分解能がない。第
3に高速作動での精度が悪い。即ち高速作動間は
スイツチノイズ及び微分器ノイズが著しく大きく
なる。更に、周囲からの各種電気的ノイズが存在
し、高速度で信頼性高く正確な棒材測定が困難に
なる。第4に光学的電子的非直線性等の誤差原因
に対する誤差修正が困難又は不可能であり、測定
精度が低下する。第5に不安定であつてドリフト
を生ずる。第6に常温棒材直径及び各外周位置の
プロフイル情報を信頼性高く圧延機操作者又は圧
延機計算機に対してプロツト、表示する機能に欠
ける。第7に、棒材測定装置ヒストグラムが作成
できない。第8に棒材の高周波の横方向振動に基
く測定寸法の狂いを修正できない。 本発明の主目的は、新しい電気光学測定方法並
びに装置を提供する。 本発明の他の目的は、高い応答速度、高い測定
繰返数、高い精度を有し、且つ近代の高速熱間圧
延機の環境で高い安定性及び信頼性を有する、電
気光学測定方法並びに装置を提供することにあ
る。 本発明の別の目的は、物体がカメラ視野内の如
何なる位置にあつても、或は物体がその移動方向
に対し横方向に振動していてもその物体の寸法を
精密に測定し得る電気光学測定方法並びに装置を
提供することにある。 本発明の他の目的は、カメラ信号を処理してカ
メラ信号中の物体寸法パルスに含まれるノイズを
除去し、物体寸法パルスを正確に定めると共にカ
メラ視野内の物体位置を正確に定めることができ
る電気光学測定方法並びに装置を提供することに
ある。 本発明の別の目的は、カメラからの物体寸法信
号を光学的電子的非直線性等の誤差原因に対し修
正し得る電気光学測定方法並びに装置を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、物体の一方向又は直交す
る二方向の寸法、物体の外周位置のプロフイルを
プロツトし、表示、記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、物体のプロフイルをプロ
ツトし、更にこれを物体の基準公差上に重ねて表
示記録し得る電気光学測定方法並びに装置を提供
することにある。 本発明の他の目的は、測定装置のヒストグラム
をプロツトし、表示記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、計算機制御製造装置で使
用するのに好適な物体のプロフイル又は装置のヒ
ストグラムをプロツトし得る電気光学測定方法並
びに装置を提供することにある。 本発明による振動しながら移動する高温棒材の
一方向又は直交する二方向の寸法を固定位置で又
は多数の外周位置で測定する計算機化電気光学測
定装置は棒材熱間圧延機に使用して上記の目的を
有利に達成することができる。本発明では一個以
上の逆光電子カメラヘツドを使用し、二方向測定
の場合にはこれらカメラメツドを互に90゜の角度
で走査装置上に取付ける。各カメラヘツドにはカ
メラ自動制御(AGC)用回路及び各カメラに共
通の一軸往復走査用デジタル双方向掃引発生器を
含む電子装置を設ける。カメラ電子装置の別の電
子回路では自己相関器を有するパルス縁検出回路
で処理してノイズを除去する。更にカメラ電子装
置の別の回路にはデジタル棒材寸法信号及びカメ
ラ視野内における棒材位置信号を出力するアキユ
ムレータを含んでいる。 各カメラの棒材寸法信号及び棒材位置信号、棒
材温度等はオフライン又はオンラインで下記の機
能を実行するようプログラムされたデジタル計算
機で処理される。第1に、視野誤差、その他の光
学的及び電子的非直線性誤差、棒材温度等をデジ
タル的に補償して各棒材寸法信号を補正し、棒材
が視野のどこにあつても極めて精密な棒材直径測
定値を出力する。第2に、測定装置をオフライン
で較正し、オンラインで自動的に再較正する。第
3に、走査装置の駆動を手動的に又は自動的に制
御して走査中各カメラの補正された棒材直径測定
値をイレクリメントデジタル記憶する。第4に、
CRT及び印字端末と相互作用して、(a)走査範囲
内の任意の位置における各カメラの棒材直径測定
値を表示記録する、(b)使用する記憶棒材直径デー
タ及び操作データヘツダを表示記録し、また商用
公差及びその1/2の公差上に重ねて棒材プロフイ
ールを表示し目標からの偏差を表示する、(c)各測
定のヒストグラム及び測定偏差のヒストグラムを
表示記録する。計算機はプロフイール及びヒスト
グラムデータを要求されたときに圧延機制御装置
に送出する。 本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。 第1に棒材寸法測定制御装置について説明す
る。 第1図は棒材寸法を測定制御するための計算機
化電気光学装置を示し、逆光カメラを高温鋼棒圧
延機に取付ける。測定装置は例えば棒材10の直
径を測定し、ロールスタンド11の出口側を過ぎ
た横位置に固着する。後述する通り、棒材直径信
号を供給された計算機は棒材10の横方向寸法を
プロツトする。この後に棒材直径データは表示、
記録し、圧延機制御装置に転送し、制御装置はこ
のデータを使用してロールスタンド11の横方向
間隔を規正し、棒材10を目標寸法とする。 第1図に示す光源箱30は電子カメラメツド3
1に対向し、棒材10が光経路を通つた時に棒の
影の寸法はある横位置での棒直径に比例し、電子
カメラヘツド31の像となる。逆光カメラヘツド
の標準構造は第4図によつて後述する。 光源箱30は棒材10に直角方向に、カメラ視
野の測定し得る最大寸法の棒材10よりも大きな
直径の光を生ずる。例えば、カメラの視野を7.62
cm(3インチ)とした時に光源の直径は10.16cm
(4インチ)とする。更に、光源の波長と強さと
は電子カメラヘツド31の感度特性に対応させ
る。標準光源は、後述する電子カメラヘツド用と
して直流点火螢光灯の青色光源が好適である。 棒材10の影及び棒側縁外の照射光は逆光光源
箱30から生じ、電子カメラヘツド31にカメラ
信号を生じさせる。カメラ信号は純粋のカメラパ
ルスとノイズとを含み、導線34を経て第1のカ
メラ素子装置35に供給される。第4図について
後述する通り、カメラ信号を処理してノイズを除
去し、デジタル棒材寸法及び棒材位置信号を発生
し、ケーブル36を経て計算機27に供給され
る。測定エネーブル信号及び他の信号は計算機2
7からケーブル37を経てカメラ電子装置35に
供給する。 本発明の電子光学棒材測定装置の計算機27に
はつまみセレクタ42から棒材目標デジタル信号
もケーブル43を経て供給される。目標寸法信号
は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、後述す
る通り棒材寸法偏差の決定等の目的に使用する。
更に計算機27はつまみセレクタ44からケーブ
ル45を経て棒材組成デジタル信号を受ける。組
成信号は棒材10の炭素成分値を示し、例えば
0.230%とし、高温棒材10の収縮寸法の補正等
の目的に使用し、後に詳述する。所要の指令デー
タ信号、例えば日付、時間、棒材の寸法公差等を
データソース46からケーブル47を経て計算機
27に供給する。上述の目標寸法信号、組成信号
等のデータ信号は測定装置使用者の選択によつて
棒材10の圧延を直接制御する制御装置によつて
供給することもできる。 圧延される高温棒材の直径測定値の温度補正を
行うために、ランド社の光学高温計ヘツド48を
走査装置12に近接させ、高温棒材温度を測定す
る。光学高温計ヘツド48は高レスポンス高温信
号を発生しケーブル49を経て例えばランド社の
高温計電子装置に供給する。測定温度信号は高温
計電子装置50のスケール合せ直線化回路によつ
て修正され、修正温度信号(例えば1670〓(910
℃)がケーブル51を経てデジタルインジケータ
52に供給される。更に、修正温度信号はケーブ
ル53を経て計算機27に供給し棒材10の収縮
の補正に使用する。 ランド社の光学高温計ヘツド48と高温計電子
装置50を使用すれば計算機27、インジケータ
52に修正温度信号を所要精度と応答速度で供給
するための調整の問題点を省略できる。調整作業
を行う場合には、この高温計装置に代えて米国特
許4015476号、走査高温計装置に記載された光学
視野走査高温計装置を使用することもできる。光
学視野走査高温度計装置は急速に往復する鏡を高
温度計ヘツドに取付け、高温棒材の通過する視野
を視準する。高温棒材はスリツトを通る像とな
り、高応答赤外線検出器を高温計ヘツドに取付け
て検出する。赤外線検出器の信号はピーク検出器
及び棒材10の温度の非線形信号を測定記憶する
サンプル及び保持回路に供給される。記憶された
非線形信号はケーブル35を経て計算機27内で
目盛付け及び線形化を行う。記憶された温度信号
は往復運動する鏡の各走査毎に例えば20ms毎に
点線のケーブル54を経て供給されるビジ−レデ
イ−フラツグパルスによつて更新される。夫々の
作業に適応させるために、視野走査周波数及び視
野幅を調整する手段を設ける。 本発明による棒材測定装置の他の特長は自動再
較正装置である。後述する通り、圧延機11を去
る高温棒材10の後端を検出する度に再較正が行
はれる。このために、高温棒材検出器55は高温
棒材の存在と不在とを検出し、対応する信号を導
線56を経て高温金属検出電子装置57に供給す
る。存在不在信号はケーブル58を径て計算機2
7に供給され自動再較正装置の始動停止を行う。 すべてのカメラ信号、目標寸法信号、組成信
号、データ信号、温度信号、棒材存在不在信号は
夫々のケーブル36,43,45,47,53,
58を経て計算機27に供給され、計算機27は
これら信号を後述する一群の計算機オフライン、
オンラインプログラムの制御の下で処理して種々
の機能を行う。この機能の一つは、棒材直径デー
タ、商用公差基準に比較した棒材偏差データを計
算機27からケーブル59を経てCRT(表示装
置)端末60に供給すること及びケーブル61を
介して端末60の標準キーボードと計算機27と
の間の相互作用を可能にすることである。 計算機27の他の機能は計算機27からケーブ
ル62を経て棒材直径データと作動ヘツダーデー
タとを印字端末63に供給すること及びケーブル
64を介して端子63の標準キーボードと計算機
27との相互作用を可能にすることにある。印字
端末63はデータログ等の印刷65を行う。他の
計算機27の機能は棒材直径データと測定装置ヒ
ストグラムとをケーブル66を経て制御装置67
に供給する。この作動はケーブル68を経て計算
機にフイードバツクされる制御装置の要求信号に
応答して行はれる。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する標準公差の最
大最小値である。棒材の目標寸法を4.45cm
(1.7500インチ)とした場合を示す。第2図につ
いては更に後に述べる。 CRT端子60の表示は計算機の印刷65とほ
ぼ同じである。従つてCRT端子60の表示する
棒材直径情報は測定装置作業者及びその圧延機の
作業者にとつて著しく有効である。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1図の電気光学棒材測定装置に使用する逆光
電子カメラヘツド31を第4図に示し、光源箱3
0から棒材10に対して反対側の光軸上に配置す
る。この配置によつてカメラ視野80全面を照射
し、影81は高温棒材上下縁82,83間の寸法
に比例して変化する。高温棒材10の図は一見静
止しているようであるが圧延速度1219m/min
(4000ft/min)で通過する棒材は軌跡84内を振
動する。このため、棒材の影84は垂直方向に直
径に比例して変化するだけでなく、水平垂直方向
に移動し、移動範囲は直径約7.62cm(3インチ)
の円内となる。このため、固定棒材の場合よりは
大きな視野を必要とし、測定精度の問題が大きく
なる。 棒材の影81は垂直方向に変化し、位置は水平
垂直方向共に変化するため、カメラヘツド31に
はテレセントリツクレンズ系85を使用して平行
光線のみを通し、焦点面は棒材軌跡84の最も近
い水平線から最も遠い水平緑までに延長するよう
に定める。このために使用したレンズは7素子レ
ンズ系86であり、10.16cm(4インチ)の視野
80の中央に7.62cm(3インチ)直径の棒材軌跡
84が入るように定める。レンズ系86は像寸法
縮小率1:2であり、テレセントリツクレンズス
トツプ87は狭い水平光学開口88を有し、開口
88内を影81が通る。棒の影81を光学フイル
ター89を通し、光源30からの青色光のみを通
過させ、視野内に異なる波長の他の光源からの光
が入つたことの悪影響を防ぐ。 それ故、テレセントリツクレンズ系85は水平
光源による棒材の影81を生じ、垂直方向には棒
材縁部82,83の位置の変化に従つて変化し、
棒材10の横方向の移動に際しても鋭い焦点を結
ぶ。影81は光軸に沿つて同じ寸法であるが光軸
から垂直方向に離れるに従つて非線形関数に従つ
て大となる。このことは、電子、コイル、レンズ
の非線形の組合せによつて生じ、視野誤差と称
し、後述する通り計算機27によつて修正され
る。 テレセントリツクレンズ系85によつて伝達さ
れた棒材の影81は像応答装置90上に投射され
る。像応答装置90は300Hzで走査され、分解能
は1/10000であり、青色光に対して高い感度を有
する。装置90は解像(ID)管とし、光電陰極
電極91を有し、中央の像変換部に棒材の影81
を受ける。光電陰極電極91はID管90のドリ
フト部の光透過面の背面に設ける。電極91の放
射する光電子は外部装置によつて集中されて電子
開口92を通り、ID管90の光電子増倍部
(PM)に入る。装置90の例としてITT社の高分
解能解像管No.F4052RP型がある。 電子カメラヘツド31には解像管90の円筒形
本体を囲んで円筒形の偏向及び焦点コイル装置9
3を有する。コイル装置93には夫々Y軸、X軸
偏向コイルと焦点コイルとを有し、個別に外部電
源で附勢する。標準のミユーメタルシールドがコ
イル装置93の外側筒壁を覆い、半径方向磁界の
有効なシールドを行う。角像管用のコイル装置と
して、ウアシユバーン・ラボラトリー社のNo.
YF2308−CC3c型がある。 コイル装置93の標準ミユーメタルシールドが
半径方向軸方向の磁界に対する十分なシールドと
ならないことがある。例えば解像管90が高感度
レベルで作動し、ケージ附近で強い磁界を生ずる
電気装置が動く時は解像管90の出力は変化す
る。この条件が生じた時は、標準ミユーメタルシ
ールドを補強して軸線方向磁界の減衰を良くする
必要を生ずる。このためには、標準ミユーメタル
シールドをレンズ系85に向けて軸線方向に延長
し、フイルター89の端部を閉鎖し、棒材の影8
1の像のみが解像管90の光電陰極91に入るよ
うにする。延長したシールドを囲む第2のミユー
メタルシールドによつて更に磁界減衰を行うこと
もできる。第1のシールドは標準のままとし、第
2、第3の円筒形ミユーメタルシールドを軸線方
向に延長して第1のシールドを囲むこともでき
る。 第4図に示す解像管のドリフト等の変化その他
の電子的非線形を較正する装置を設ける。ドリフ
ト及び測定状態の変化を後述する通り、オンライ
ン較正チエツクにより識別し、較正した棒材信号
を修正する。この較正チエツクのために、解像管
90に第5図に示すマスク付き光電陰極91を有
する型式とする。 第5図に示すマスク付き光電陰極91に像変換
部に接してパターンとした像非変換部を有する。
即ち、通常の光電陰極の光電応答材料を像透過ガ
ラス面96上に精密マスク法によつて選択的に被
着して較正基準パターンとした較正マスク94,
95を形成する。図示の例では較正マスク94は
光電陰極右側中央に1個の6.35mm(0.250イン
チ)幅のマスクである。較正マスク94は右側マ
スクと称し、後述するRTMASK計算機プログラ
ムで棒材測定装置較正ドリフトのオンラインチエ
ツク用とする。較正マスク95は5本の2.54mm
(0.100インチ)幅のマスクであり、相互間隔は
2.54mm(0.100インチ)とし、光電陰極91の左
側とする。較正マスク95は左側マスクと称し、
後述するLFTMSK計算機ブロツクにおいて棒材
測定装置の光学及び電子非線形の変動のオンライ
ンチエツクを行う。第6図は第5図の右側マスク
94の拡大断面図であり、右側マスク94のボイ
ドが解像管90のガラス面96に延長することを
示す。 棒材測定装置作動の全期間を通じて、後述する
通り単軸線双方向掃引信号をY軸偏向コイルに供
給し、一定電流を焦点コイルに供給する。通常の
棒材測定作動の下で、X軸偏向コイルには電流を
供給しない。これによつて、Y軸走査は“C”走
査即ち第5図に示す光電陰極91の中央の像変換
部の走査を行う。検出器55がカメラ視野に棒材
10がない信号を生じた時に、計算機27はX軸
偏向コイルに正又は負のバイアス電流を供給して
右側又は左側較正マスク94,95を選択する。
このX軸バイアスは光電陰極91面のY軸走査を
右又は左に動かし、第5図に示す“C”走査の両
側の“R”走査、“L”走査となる。 X軸バイアスの効果は、解像管90の電子開口
92上に右又は左較正マスク94,95を動かし
たことになる。Y軸走査電圧をY軸偏向コイルに
供給すれば右又は左較正マスクの像は、“C”走
査の場合の棒材の影81と同様に電子開口92を
横切つて上下に動く。 計算機27が較正マスク94又は95を選択し
た時に導線34上に生ずるカメラパルスは、この
マスクと対応する寸法及び位置を有する棒材の影
81が光電陰極上に結像された場合と同じパルス
幅を有することになる。 カメラ電子装置について説明する。 第1図の電気光学棒材寸法測定装置に使用する
カメラ電子装置は第4図にカメラ電子装置35と
して示す。カメラ電子装置の詳細を第4図、第7
〜13図に示す。図示の電子機器は通常のソリツ
ドステートデバイスであり、TTL(トランジス
タ・トランジスタ論理)論理素子を含みこれらは
論理記号で示してある。 第4図に示す双方向掃引発電機97を第7図に
示し、第8図はタイミングダイアグラムである。
掃引発電機97の12MHzクリスタル発振器12
4は一連の基本矩形波クロツクパルス8Aを棒材
測定装置の各部に供給する。処理された棒材パル
スの実際の測定以外にも、すべてのデジタル作動
をクロツクパルス8A、双方向掃引信号8E、掃
引リセツトパルス8Dによつて同期させる。パル
ス8E,8Dは掃引回路内でほぼ300Hzで発生す
る。クロツクパルス8A、掃引信号8Eは各掃引
サイクルにおいて掃引リセツトパルス8Dによつ
て同期される。このため、クロツクパルス8Aの
所要のサブマルチブルを使用して掃引信号8Eを
分割して所要目的に使用できる。クロツクパルス
8Aを実際の測定に使用し、他の棒材寸法制御装
置用としてはクロツクパルス8Aを双方向掃引信
号8Eの周波数に分割して使用する。クロツクパ
ルス8A及び双方向掃引信号8Eの周波数値自体
は、重要ではない。これは測定装置が標準寸法の
棒材を各カメラの視野に置いて較正されるためで
ある。しかし、掃引の安定性と掃引の直線性は、
測定装置の精度に直接影響するので重要である。 第4図に示すマスタークロツク98は一連の
12MHzクロツクパルス8Aと300Hzの掃引リセツ
トパルス8Dを双方向掃引発電機97から受ける
マスタークロツク98はバツフアー、デジタルカ
ウンター、割算器、論諭回路を有し、カメラ電子
装置35全部に使用する同期パルス全部を供給し
てタイミング及び測定目的に使用する。このパル
スとして、緩衝した12MHzクロツクパルス8
A、緩衝した300Hz掃引リセツトパルス8Dを含
む。他のパルスとして300Hz短寿命高速ストロボ
パルス8H及びパルス8Hと同様であるが寿命の
長いデータ準備パルスがある。このデータ準備パ
ルスは導線99に供給され、他のパルスは第4図
に示す通り他の回路に供給される。 窓発振器100はマスタークロツク98から
12MHzクロツクパルス8Aを受信し、ゲート及
び論理回路によつて第8図のタイミング図に示す
通り各双方向掃引サイクルの1/2毎に窓パルス8
Fを発生する。反転窓パルス8も発生する。窓
パルス8F,8は後述する他の回路に供給す
る。窓パルス8F,8の幅及びタイミングは、
計算機27から導線101を経て供給される制御
パルスによつて定まる。簡単に述べれば、窓パル
ス8F,8の幅は掃引信号8Eが光電陰極91
のみを掃引するに必要な時間に関し、この時間は
全300Hz掃引サイクルの上又は下半部の大部分で
ある。例えば、カメラ視野を7.62cm(3インチ)
とし、レンズを10.16cm(4インチ)とすれば
7.62cm(3インチ)の視野が光電陰極91の全面
を覆うようにする。光電電極91を超える走査が
掃引サイクル8Fの各上下半部で生ずる。この過
走査を各掃引サイクル8Eの各上下半部の始と終
との2個の時間間隔を等分する。かくして、窓パ
ルス8Fの持続時間(約75%)と、過走査(約25
%)との合計が双方向掃引サイクル8Eの各上下
半部の持続時間となる。他の実施例として、導線
101を通る計算機27の制御信号に代えて、図
示しない選択ゲート回路によつて窓パルス幅を手
動設定することができる。 後述する計算機プログラムRTMASK、
LFTMSK、GAGRCL、CALIBRにおいて、窓発
振器100を導線101を経てプログラムし、窓
パルス8F,8の定常寸法とタイミングとを変
更する。RTMASK、GAGRLCプログラムにおい
ては、窓パルスの寸法とタイミングとは第5図の
右側較正マスク94の寸法と位置に合せて設定す
る。LFTMSKプログラムにおいては夫々の左側
較正マスク95の寸法と位置に相当する寸法とタ
イミングとした5個の窓パルスを発生し、選択的
に全部の左側較正マスク95をカバーする。
CALIBRプロケラムにおいては、窓パルスの寸法
とタイミングとは右側及び左側較正マスク94,
95の寸法と位置に対して選択的に設定する。サ
ブルーチンGAGEINプログラムにおいて定常の窓
パルス8F,8の寸法を後述する通りに設定す
る。 第4図に示す通り、双方向掃引信号8Eは掃引
発電機97からY軸コイル偏向励振器102を経
てコイル装置93のY軸偏向コイルに供給され
る。焦点コイル電源103からの一定電流は焦点
コイルに供給される。焦点電流の値を調整して、
光電陰極91上の各点から放射されたすべての電
子を電子開口92の面の一点に焦中させる。 X軸コイル励振104はコイル装置93のX軸
偏向コイルに接続する。通常の棒材寸法測定制御
作動間はX軸コイルには電流を供給しない。それ
故、Y軸上の垂直走査は第5図に示す通り、光電
陰極91の像伝達部の中央の“C”走査となる。
計算機27の後述するRTMASK、LFTMSKプロ
グラムにおいて、計算機27から制御導線10
5,106を経てXコイル励振器104に供給さ
れる指令信号によつて励振器104は正又は負の
バイアスをX軸コイルに供給する。Y軸の垂直走
査線は右又は左に移動して右側マスク94又は左
側マスク95上の“R”走査又は“L”走査とな
る。計算機27の指令でなく、手動で正又は負の
バイアス電流を供給することもできる。 上述した通り、解像管90の走査はコイル装置
93によつてY軸の単一走査又は垂直双方走査を
所要に応じて行い、帰線消去のない上下掃引とし
て連続的に走査する。通常の棒材測定制御作動間
はX軸掃引は行はず、棒材の影81を測定しない
時に装置較正のために正又は負のバイアスを供給
する。 棒材の影81がカメラ視野を走査される時に、
棒材の影81に入つた時に解像管90の出力電流
は急激に低下し、影81を過ぎた時に急激に増加
する。この電流変化は圧延機からの電気的ノイズ
と共に電圧に変換され、第4図に示さない前置増
幅器を経て増幅され、カメラヘツド31からの生
のカメラ信号出力として導線34に供給される。
この生のカメラ信号は未修正棒材パルスとノイズ
とから成る。 カメラヘツド31に組合せた解像管90を作動
する自己平衡測定ループ107にはカメラパルス
プロセサ108、導線110を経て可変制御電圧
を生ずる光電子増倍(PM)AGC回路109、解
像管90のPM部用の電圧制御高圧電源111を
有する。別の安定ドリフト部高圧電源112がド
リフト部に電圧を供給する。 カメラパルスプロセサ108を第9,10図に
示し、第11図はプロセサのタイミングパルスを
示す。カメラパルスプロセサについては後述する
が簡単に説明すれば緩衝回路、微分器、レベル検
出器、ゼロ交叉検出器、自己相関器を有し、生の
カメラ信号及び微分器のノイズを除く。プロセサ
の論理回路内で信号を反転窓パルス8と組合せ
て、正しいタイミングで発生する有効振幅の棒材
パルスのみを測定用に出力する。窓が開いていな
い時は棒材パルスは通過しない。カメラパルスプ
ロセサは緩衝カメラ信号11A及び内部フリツプ
フロツプからの精密矩形波棒材パルス11P,1
1Pを発生する。棒材パルス幅は棒の影81に比
例して変化し、棒材側縁82,83間の寸法に比
例する。 光電子増倍(PM)AGC回路109は第12図
に示し、後に詳述するが、緩衝カメラ信号11A
を受け、比較器、スイツチ付き積分器、増幅器を
有し、導線110にスイツチした可変制御電圧を
供給する。この制御電圧はPM部高圧電源111
に供給されて解像管90の利得を変化させる。こ
の比較器は基準利得レベルを定め、内部論理回路
は窓パルス8Fと反転棒材パルス11とを組合
せてAGCプランキングパルス8Gを発生する。
このAGCプランキングパルスはカメラ信号をサ
ンプリングする時間間隔を定める。 自己平衡測定ループ107の作動を説明する。
測定装置内に棒材10のない時は光源30からの
光が光電陰極91上に照射する。これによつて解
像管90のPM部に電流を生じ、導線34に流れ
る。この電流は光源30からの光の強さに比例す
る。解像管90のPM部の利得は回路109の生
ずるAGC制御電圧の有効レベルよつて最初は高
レベルに調整される。光の強さが減少し、又は解
像管90が老化すればAGC回路109はこの変
化を補償し、電源111からのPM部高電圧の値
を調整して管90のPM部の利得を変化させ、カ
メラ信号を一定振幅に保つ。 棒材10が光源30の光の経路内にあるときに
もAGC回路109は解像管90の一定出力振幅
を保つ作動を行う。それ故自己平衡測定ループ1
07は解像管90の作動を高感度レベルに保ち、
同時に信号ノイズ比を高い値に保ち、生のカメラ
パルスの有効な処理を可能にする。 第4図に示す通り、精密棒材パルス11P、ク
ロツクパルス8A、クロツクリセツトパルス8
D、急速ストロボパルス8Hが表示タイミング回
路113に供給される。内部論理回路は双方向掃
引サイクル間に生ずる2個の棒材パルス11Pの
接続時間の間クロツクパルス8Aを計数し2で割
る。この計数を同期するクロツクリセツトパルス
8Dは各双方向掃引信号8Eの終りに生ずる。論
理回路は急速ストロボパルス8Hによつて応答し
て二進棒材寸法信号を、導線114に表示用に出
力する。表示のちらつきを防ぐために、二進棒材
寸法信号は所定数の、例えば、4、32、512掃引
数について平均値とする。 二進棒材寸法信号は導線114を経てデジタル
表示器115に供給される。表示器115に内蔵
するカウンターデコーダーデイスプレーモジユー
ルはカメラ視野に入つた棒材10の未修正棒材寸
法の十進値を表示する。未修正寸法とは、光学電
子非線形、棒材温度及び組成に基く修正を施す前
の棒材寸法の意味である。 未修正棒材寸法信号を受けた計算機27は修正
を行つて修正二進棒材寸法信号を導線116を経
て修正寸法表示器117に供給する。この表示器
117も表示器115と同じ構造である。デジタ
ル表示器115,117はクロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hの制御によつて
512掃引数毎に同期更新した寸法を可視表示す
る。両表示器115,117の表示寸法差は測定
装置操作者及び圧延機操作者に対して、(a)測定装
置の修正機能は正しく作動すること、及び(b)圧延
機は目標寸法の製品を圧延していることを知らせ
る。 棒材パルス11Pの計算機による修正は、棒材
寸法を正確に定めるだけでなく、カメラヘツド3
1の光軸に対するカメラ視野内の棒材中心位置に
関して修正を行う。このために、棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hを棒材寸法及び
位置アキユムレータ118に供給する。アキユム
レータ118を第13図に示しパルスのタイミン
グは第8図に示し、後に詳述する。2組の計数ラ
ツチ回路は共通制御ゲートによつて制御され、導
管119に二進の棒材出力信号を供給し、導線1
20に二進の棒材中央線位置出力信号を供給す
る。二進棒材寸法信号は上述の表示タイミング回
路113に生ずる未修正棒材寸法信号と同様であ
る。二進棒材位置信号に基づいてカメラ視野の1/
256の精度で棒材寸法信号の誤差を修正すること
ができる。 計算機27及び装置各部間のデータの移送は計
算機データ移送論理回路121によつて行う。論
理回路121は導線122を経て指令信号を受
け、計算機27がデータ移送可能であることを知
る。指令信号122は導線99上のマスタークロ
ツク98の生ずるデータレデイパルスと組合され
る。組合せによつて、論理回路121は送り要求
信号を導線123上に生じ、計算機27と測定装
置のタイミングの同期を取る。 双方向掃引発電機について説明する。 第7図は双方向掃引発電機97のブロツク線図
を示し、第8図にタイミング線図を示す。7.62cm
(3インチ)直径の視野で一般公差の1/4の装置精
度で棒材寸法測定を行うためには、解像管90の
Y軸上の双方向掃引は精度が高く反覆可能である
ことを必要とする。通常のアナログ掃引回路はこ
の要求レベルに達し維持することは困難である。
装置精度の低下を許容する場合にはアナログ掃引
回路も使用可能となる。しかし、本発明測定装置
の高精度を得るためには、Y軸の双方向掃引のた
めに、時間ベースとしてクリスタル発振器を使用
したデジタル装置、デジタル計数器、実際の双方
向掃引波形8Eを生ずる14ビツトデジタルアナロ
グ変換器を使用する。デジタル装置によつて後述
する通り掃引波形8Eおを変形する。 時間ベースを生ずるための高安定12MHzクリ
スタルクロツク発振器124は矩形波出力を有す
る。緩衝器125は時間ベース124の掃引作動
間の不均等負荷を防ぎ、一連のクロツクパルス8
Aを微分ライン励振器126に供給する。励振器
126の出力はクロツクパルス8Aとしてカメラ
電子装置35のマスタークロツク98に供給す
る。緩衝器125の出力はクロツクパルス8Aを
デジタル分周器127に供給し、分周器127の
計数論理回路は波形8B,8Cを生ずる。波形8
Bはアツプダウンカウンタ128即ち14ビツト二
進反転カウンタの入力となる。波形8Bは基本ク
ロツク周波数の5/12、即ち5MHzである。波形8
Cはタイミングパルスであり、カウンタ反転論理
回路129に供給され、12クロツクサイクル間に
2回生ずる。波形8Bには12クロツクサイクル間
に5パルス位置を使用し、波形8Cは2パルス位
置を使用する。それ故、双方向掃引期間の12クロ
ツクサイクルにおいて未使用の5位置が残る。 アツプダウンカウンタ128が全部1の全カウ
ントに達したことをカウンタ反転論理回路129
が感知した時に、回路129はカウントダウン可
能信号をカウンタ128に通す。カウントダウン
のタイミングは全カウントに達した後の第1のタ
イミングパルス8Cに生ずる。カウンタ128が
カウントダウン可能信号を感知した時は次のクロ
ツクパルス8Bでカウントダウンを開始する。論
理回路129がカウンタ128の全部0を感知し
た時は、タイミングパルス8Cが次に生じた時に
カウントアツプ可能信号を生ずる。次のクロツク
パルス8Bでカウンタ128はカウントアツプを
開始する。 アツプダウンカウンタ128は14ビツト二進出
力を生じ、導線130を経て14ビツト二進DA変
換器131に供給する。DA変換器131はカウ
ンタ128に応答して著しく直線のアナログ双方
向掃引信号8Eを生ずる。この信号は掃引回路緩
衝器132で緩衝されてDA変換器の過負荷を防
ぎ、掃引信号8Eとしてカメラ電子装置35のY
コイル励振器102に供給される。 アツプダウンカウンタ128が最終のダウンビ
ツトに達した時はリセツトパルス8Dを生じて論
理回路129、DA変換器131をリセツトす
る。微分ライン励振器133はリセツト信号をカ
メラ電子装置のマスタークロツク98に供給す
る。 前述した通り、12クロツクサイクル間に5個の
未使用パルス位置がある。この位置を使用して第
7図に点線で示す通り、デジタル掛算器134を
デジタル割算器127とアツプダウンカウンタ1
28との間に直列に接続して直線性の高い掃引信
号8Eに正確な非直線変形を与えることもでき
る。デジタル掛算器134は波形8Bを受けて変
型波形8B′を生ずる。アツプダウンカウンタ12
8は波形8B′とタイミングパルス8Cとによつて
指令信号を変化させ、掛算器の特性に応じて総計
アツプカウント又は総計ダウンカウントを変化さ
せる。このようにすると、変形掃引信号8E′に
示す通り、僅に曲線の辺を有する三角形掃引が生
ずる。 デジタル掛算器134の指令入力は導線135
によつて計算機27から供給される。図示しない
装置によつて手動設定することもできる。この掛
算器を使用して光学的及び又は電子的誤差を修正
する掃引修正を行うために使用され、この種の修
正装置は使用されていなかつた。 カメラパルスプロセサについて説明する。 カメラパルスプロセサ108は第9,10図に
ブロツク線図を示し、第11図にタイミング線図
を示す。カメラパルスプロセサ108は導線34
上の生のカメラパルスを導線11P上の正確な棒
材出力パルスに変換し、棒材両側縁82,83間
の寸法関係を正確に代表する両縁間の幅としたパ
ルスとなる。後述する微分器、自己相関器等の構
成素子によつて、カメラパルスプロセサ108は
最大約300Hzのカメラ走査速度において生のカメ
ラパルスを処理可能であり、カメラ信号及び微分
器のノイズ効果を除去できる。 第9図はカメラパルスプロセサ108のブロツ
ク線図を示し、導線上の記号11A−11Pは第
11図の波形によつて示される。導線34上のカ
メラ信号は緩衝器136によつて緩衝増幅されて
信号11Aを生ずる。信号11Aは第1の微分器
137で微分されて出力11Bとなる。信号11
Bは低及び高しきい値検出器138,139に供
給され、出力11C,11Dを得る。検出器13
8,139は正入力が負入力よりも低い電圧であ
る時に出力信号を発生する。 第1の微分信号11Bは第2の微分器140に
よつて再び微分されて出力11Eとなる。出力1
1Eを始動及び停止ゼロクロスオーバー検出器1
41,142に供給される。検出器141,14
2は1ミリボルトより大きい値の正負のゼロ交叉
遷移に際してトリガされ、棒材パルス始動ゼロ停
止ゼロ出力11F,11Gを生ずる。この出力1
1F,11Gは低及び高しきい値信号11C,1
1Dと共に固定遅延自己相関器143に供給す
る。後述する通り、出力信号11F,11Gは回
路143の内部で処理されて夫々信号11M,1
1“0”を生ずる。低高しきい値信号11C,1
1Dは棒材パルス始動停止信号11M,11
“0”に対する狭い窓を形成して信号11M、1
1“0”をトリガし、棒材出力パルス11Pの前
縁後縁を形成する正確なタイミングを生ずる。 前述した通り、導線34上の電子カメラ31の
信号は電気的ノイズも含む。このノイズは高周波
低振幅のノイズであり、電子カメラ附近の高電
流、SCR作動、圧延機駆動モータ制御装置から
電子カメラ信号に磁気的に結合された周波数を有
する。固定遅延自己相関数143を使用しなけれ
ば、このノイズも棒材出力パルス11Pのトリガ
を生ずる場合がある。例えば、カメラ信号11A
の転移が検出器138の限界−3Vよりも低い第
1の微分電圧11Bを生じた時は低しきい値信号
11Cは可能化してゼロ交叉検出器141は棒材
出力パルススタートトリガ信号を発生させる。微
分器137,140の利得は入力周波数と共に増
加するため、低振幅高周波数ノイズスパイクは検
出器138の−3Vしきい値より低い第1微分器
137出力信号11Bを発生することがある。こ
れは棒材パルス発生回路の増強を行はない時に圧
延機周辺で実際に生ずる。 このために、生のカメラパルスプロセサ108
の固定遅延自己相関器143には第10図に示す
通り、個別の自己相関器棒材パルス始動及び停止
回路144,145を有する。棒材パルス始動及
び停止回路144,145は有効棒材パルス信号
により生じた第2微分信号11Eから高周波ノイ
ズによつて生じた第2微分信号成分を弁別する。
カメラ信号11Aの低下縁では第2微分信号11
Eは正電圧に約10ミリ秒間上昇し、次に負電圧に
低下する。図示を明瞭にするために第11図の信
号11Eの波形は実際の寸法関係ではない。検出
器141,142による第2微分信号11Eのゼ
ロ交叉検出は信号11M,11“0”の始動停止
棒材パルスのトリガ点であり、棒材出力パルス1
1Pの前縁と後縁を定める。 自己相関器の棒材始動停止回路144,145
は第2微分信号11Eの夫々の10ミリ秒の上昇降
下時間を有効に利用する。このためには、後述す
る自己相関器可能化始動及び停止信号11L,1
1Nを生ずる。自己相関器始動可能化信号11L
は、第2微分信号11Eが負に低下する前に少な
くとも10ミリ秒の1/2の時間だけ連続的に正であ
る時に発生する。同様に、自己相関器停止可能化
信号11Nは第2微分信号11Eが正に上昇する
前に少なくとも10ミリ秒の1/2時間だけ連続的に
負である時に発生する。 実己相関器始動停止可能化信号11L,11N
は回路144,145で夫々の低しきい値信号1
1C,11D及び棒材パルス始動停止ゼロ交叉信
号11F,11Gに論理加算された棒材パルス始
動停止信号11M,11“0”を生ずる。信号1
1M,11“0”によつて棒材出力パルス11P
が正慨に生ずる。上述によつて明らかな通り、第
2微分信号11Eの正負の漂遊を生ずる高周波ノ
イズは5ミリモル秒以下の持続時間であるため自
己相関器可能化始動停止信号11L,11Nを生
ずることなく、棒材出力パルス11Pのトリガは
防がれる。 第10図について、自己相関器棒材パルス始動
回路144の作動を説明する。自己相関器棒材パ
ルス停止回路145の作動は同様であるが、第2
微分信号11Eが正となる前に10ミリ秒間連続的
に負であることに応答する。両回路144,14
5共に通常の論理回路を使用する。 低しきい値信号11Cは増幅器146で反転さ
れるナンドゲート147の3入力の中の1個に供
給される。ナンドゲート146は所定論理条件で
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。 棒材パルス始動ゼロ交叉信号11Fはシユミツ
トトリガ148に供給され増幅器149で反転さ
れてトリガ信号11Hとしてナンドゲート147
及びワンシヨツト遅延回路150に供給される。
信号11Hの負となる転移はワンシヨツト遅延回
路150をトリガして5ミリ秒の論理“1”パル
ス11IをQ出力に発生し、5ミリ秒の論理
“0”パルス11Jを出力に発生する。パルス
11Iはアンドゲート151の入力に供給され
る。シユミツトトリガ148の出力はアンドゲー
ト151の他方の入力に供給されると共にフロツ
プフロツプデバイス152のリセツト入力に供給
される。高しきい値信号11Dはフリツプフロツ
プ152のデータ入力に供給され、カメラ信号1
1Aの低下縁の間に自己相関器始動回路144を
可能化し、信号11Aの上昇縁の間に回路144
不作動とする。 信号11Hが負となる時は反転器149の入力
は正となる。正となる作用はフリツプフロツプ1
52のリセツト条件を取除き、アンドゲート15
1の入力に論理“1”を供給する。ここでゲート
151はパルス11Iをフリツプフロツプ152
のクロツク入力に通し、Q出力に論理“1”パル
ス11Kが生ずる。5ミリ秒の遅延の後にワンシ
ヨツト遅延回路15の遅延時間は経過し、出力
は状態を変化し論理“1”パルス11Jとなる。
パルス11Jはフリツプフロツプ153のクロツ
ク入力となる。フリツプフロツプ153のデータ
入力には信号11Kがフリツプフロツプ152の
Q出力から供給される。 信号11Kが論理“1”ならば、フリツプフロ
ツプ153出力Qはセツトされ、始動可能信号1
1Lを生ずる。信号11Lは信号11Hから生
じ、信号11H及び低しきい値信号の反転した信
号11と共にナンドゲート147に供給されて
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。上述の通
り、棒材パルス信号は遅延され組合されて固定遅
延自己相関機能を生ずる。 ワンシヨツト遅延デバイス150の制御する5
ミリ秒間にシユミツトトリガ148の出力が低と
なつた時、即ち第2微分信号11Eが有効棒材信
号よりも、著しく狭い時は、フリツプフロツプ1
52のリセツトは低となり信号11Kは論理
“0”となる。ワンシヨツト遅延デバイス150
の5ミリ秒後に遅延時間が終れば、データ入力低
のフリツプフロツプ153を信号11Kがクロツ
クする。このため、フリツプフロツプ153のQ
出力は論理“0”となり、棒材信号の処理は行は
ない。 ワンシヨツト遅延デバイス150は再トリガ可
能であり、次々にトリガパルス11Hを受ける。
5ミリ秒より少ない持続時間の複数のトリガパル
スがワンシヨツト遅延デバイス150をトリガす
ればQ出力信号11Iはすべてのパルスに対して
高を保ち、最後のトリガパルスの後に5ミリ秒の
時間が経過する。アンドゲート151はフリツプ
フロツプ152を各パルス毎に再クロツクする。
ワンシヨツト遅延デバイス150の出力は多トリ
ガパルスの間は連続的に高であるため、信号11
Iをアンドゲート151内でシユミツトトリガパ
ルスと組合せればフリツプフロツプ152のクロ
ツクラインは各トリガパルスに対して“0”から
“1”に論理転移する。 前述の通り、棒材パルス停止回路145は回路
144と同様であるが、異なる点は停止回路14
5が連属的に負の第2微分器信号11Eが正とな
ることでトリガされる。このため、インバータ1
54、ナンドゲート155、シユミツトトリガ1
56、インバータ157、ワンシヨツト遅延デバ
イス158、アンドゲート159、フリツプフロ
ツプ160,161は回路144の反対で同じ機
能を有する。それ故、回路145については詳述
しない。 生のカメラ棒材信号内の電気的ノイズ及び微分
器137,140で生じたノイズを取除いた後
に、棒材パルス始動停止信号11M,11“0”
は夫々の回路144,145の出力となり、棒材
縁部82,83に相関した棒材パルス前後縁のタ
イミングを正確に示す。ここで、信号11M,1
1“0”をフリツプフロツプ162のセツトリセ
ツト入力に夫々供給する。第8図に示す反転窓パ
ルス8は窓発振器100からフリツプフロツプ
162のクロツク入力に供給する。フリツプフロ
ツプ162のデータ入力は0ボルトに固定する。
このため、窓パルス8Fの存在する間だけフリツ
プフロツプ162を可能化する。窓パルスの幅と
タイミングとは前述した通り寸法測定作動によつ
て定まり、較正には無関係である。 棒材測定作動間、フリツプフロツプ162のQ
出力は正確な棒材出力パルス11Pを生じ、前縁
後縁はノイズの影響がなく正確に棒材10の横方
向寸法を代表する。計算機27が較正のため
RTMASK又はLFKMSKプログラムを選択した時
は、棒材パルス11Pは正確に右又は左のマスク
94,95の寸法を示す。 光電子増倍(PM)AGC回路について説明す
る。 解像管90の光電子増倍部(PM)用のAGC回
路109を第12図に示し、自己平衡測定ループ
107の重要な部分を形成する。AGC回路10
9には比較器163、スイツチ付積分器164、
励振増幅器165を有する。増幅器165は導線
110を通るスイツチ可変制御電圧によつてPM
部高圧電源111を励振する。この制御電圧は解
像管90の自動利得制御(AGC)となる。この
ために、PM部高圧電源111、を変化させて解
像管90内の陽極電流を一定の基準値に保つ。 緩衝カメラ信号11Aは加算抵抗166、加算
接合部167を経て比較器163の一方の入力に
供給される。加算接合部167はダイオード16
8によつて正となる入力となる。比較器基準電圧
は電源169から供給されポテンシオメータのス
ライダ170によつて調整されて棒材パルスをオ
フセツトし、スイツチ制御電圧の公称値を生じ、
高圧電源111を公称利得発生値に設定する。 緩衝されオフセツトされた棒材パルスは加算接
合部167を経てスイツチ付積分器164の電子
スイツチ171に供給される。窓パルス8Fと反
転棒材パルス11がアンドゲート172に供給
されて第8図に示すAGCブランキングパルス8
Gを生ずる。窓パルスが存在し棒材パルスがない
時はAGCブランキングパルス8Gは電子スイツ
チ171を導通させて電流を積分増幅器173に
導通させ、積分コンデンサ174を充電する。窓
パルス8F、棒材パルス11P共に存在する時は
電子スイツチ171は開き積分器出力は接合部1
75において励振増幅器165に対する公称値入
力を保つ。 励振増幅器165の加算抵抗176は一端を積
分器出力接合部175に接続され、他端を演算増
幅器177の入力に接続する。フイードバツク抵
抗178は励振増幅器165の利得を制御する。
ツエナーダイオード179は励振増幅器165の
利得を制限して、過大制御電圧が導線110に供
給され高圧電源111をオーバードライブするも
のを防ぐ。上述した通り、AGCブランキングパ
ルス8Gがない時は緩衝カメラ信号11Aが
AGC回路109を導通しPM部高圧電源111を
変化させる。AGCブランキングパルス8Gの存
在する時は棒材信号11Aは通過せず、PM・
AGC回路109の出力は積分器164のコンデ
ンサ174の充電によつて定まる一定値となる。 棒材寸法位置アキユムレータについて説明す
る。 第4図に示した棒材寸法位置アキユムレータ1
18の詳細を第13図に示し、第8,11図のタ
イミング線図も参照する。本発明により測定制御
装置では計算機27に供給される未修正のデジタ
ル棒材寸法データ及び棒材位置データは表示器1
15に供給される未修正棒材寸法及び位置データ
と同様にして別個に発生される。アキユムレータ
118の制御ゲート180には棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hが供給され、棒
材寸法アキユムレータ回路181、棒材位置アキ
ユムレータ回路182に配分される。回路182
はカメラ視野内の棒材中心線の位置を定める。両
回路181,182はクロツクリセツトパルス8
Dによつて同期され、掃引サイクル完了毎にスト
ロボパルス8Hによつてカウントは記憶回路に移
される。 制御ゲート180は各棒材パルス11Pの前縁
及び後縁を検出し、掃引サイクルの上下半部間に
生ずる2個の棒材パルス中に発生するクロツクパ
ルス8Aの個数を2で割る。制御ゲート180は
クロツクパルスを回路181の14ビツト二進カウ
ンタ183のクロツク入力に供給し、2個の棒材
パルスのカウント値を2で割つた値を記憶する。
第1の掃引サイクルの終りにカウンタ183内の
寸法パルスカウンタは14ビツト二進ラツチ184
のデータ入力に移送される。ストロボパルス8H
はその前にラツチ184のラツチロツク入力に供
給される。第2のサイクルの開始に際してカウン
タ183はクロツクリセツトパルス8Dによつて
消去され新しいパルスカウントを受ける準備状態
となる。 第1掃引サイクルで得られた棒縁部82,83
間の棒材未修正寸法を表わす14ビツトデジタルデ
ータは第2掃引サイクルの間中ラツチ184に記
憶される。第2の掃引サイクルの間このデータは
ケーブル119によつて計算機27に移送され、
後述する計算機プログラムCMPNSTによつて修
正される。第2の掃引サイクルの終りにカウンタ
181のデータはパルス8Hによつてラツチ18
4に移され、かくしてサイクルを繰返す。棒寸法
パルスの計数は常に1回の掃引サイクルであり、
カウントはアキユムレータ回路181のラツチ内
に記憶される。 制御ゲート180は掃引サイクルの上昇半部中
に第8図の波形8Gに示す第1の棒材パルス11
Pの棒材パルス縁部185を検出すると共にこの
掃引サイクルの下降半部においてパルス縁部18
6を検出する。制御ゲート180はパルス前縁1
85,186間の掃引時間を定め、この時間を2
で割つて棒材中央線位置掃引時間を定める。更
に、制御ゲート180は一連の12MHzクロツク
パルス8Aを割算器187によつて160で割り
棒位置時間基準クロツクパルス8A/160を生ず
る。8A/160クロツクパルスは棒位置アキユムレ
ータ182の8ビツト二進カウンタ188に棒中
央線位置掃引時間の持続時間の間供給する。カウ
ンタ188に登録されたカウントはカメラ視野内
での棒材10の中央線位置を示す。この棒材中央
線位置は寸法アキユムレータ等で測定する寸法測
定値とは全く無関係に決定される。 第1の掃引サイクルの終点において、カウンタ
188内の中央線位置カウントは8ビツト二進ラ
ツチ188のデータ入力に転送されるラツチ内の
前入力はストロボパルス8Hによつて計算機に送
られている。第2のサイクルの始にカウンタ18
8はクロツクパルス8Dによつてリセツトされ、
新しい棒材中央線位置パルスカウンタを受ける状
態となる。 棒材中央線位置を代表する8ビツトデータは第
2の掃引サイクルの開始時にはラツチ189内に
記憶される。第2の掃引サイクルの間に8ビツト
データはケーブル120を経つて計算機27に移
送され、後述する計算機プログラムCMPNSTに
おいて棒材寸法データの光学誤差修正用とする。
第2の掃引サイクルの終りにカウンタ188のデ
ータはパルス8Hによつてラツチ189に入り、
このサイクルを繰返す。棒材中央線位置パルスの
カウントは常に1掃引サイクルで行なわれ、アキ
ユムレータ182内にラツチされる。 棒材位置アキユムレータ182は掃引サイクル
の1/2を256分割し、1分画は0.46mm(0.016イン
チ)となる。カメラヘツドの光学中心線は第128
分画となる。分画合計は10.404cm(4.096イン
チ)のY軸偏向コイルのY軸掃引を示す。使用可
能視野は約7.62cm(3インチ)である。使用しな
い視野は2.784cm(1.096インチ)であり、Y軸偏
向コイルは光電陰極91の上下縁を超えて掃引を
行う。 計算器について説明する。 第1図にブロツク線図として示した電気光学棒
材寸法測定制御装置の計算機27を第14図に示
す。計算機27は後述する各種機能を行うプログ
ラムとしたデジタル装置である。市販のフオート
ランのプログラム可能マイクロ計算機を使用する
こともでき、所要に応じて圧延機制御計算機装置
の一部とすることもできる。計算機27の例とし
てウエスチングハウスエレクトリツク社のW−
2500型に後述する各種プログラムを行う素子を組
合せた型式がある。 計算機27は通常の主構成部分として、入力バ
ツフア190、出力バツフア191、デイスク記
憶装置192、デイスクスイツチ190、コア記
憶装置194を有し、データプロセスユニツト1
95によつて各チヤンネル間を結合する。計算機
27の作動はオフライン及びオンライン計算機プ
ログラム196に応じて順次制御される。プログ
ラムは第15,16図に示す計算機マツプ19
7、サービスプログラム198、棒材寸法データ
プログラム199、補償プログラム200、較正
プログラム201、再較正プログラム202、ヒ
ストグラムプログラム204であり、すべて後述
する。 棒材寸法測定装置計算機27と外部装置との接
続は入力バツフア190によつて行はれ、バツフ
ア190には入力アナログ及びデジタル信号をデ
ジタルに変換する装置を有する。導線又はケーブ
ルによつて計算機に供給される入力信号は次の通
りである。ケーブル36によつてカメラ電子装置
35、導線58によつて高温金属検出器57、ケ
ーブル53,54によつて棒材温度50、導線4
3によつて棒材自標寸法42、導線45によつて
棒材組成44、ケーブル47によつて他の作動デ
ータ46、ケーブル68によつて制御装置67、
ケーブル61によつてCRT端子60、ケーブル
64によつて印字端子63に接続する。 計算機27の出力を外部装置に接続するのは出
力バツフア191であり、出力信号をデジタル及
びアナログに変換する装置を有する。出力信号と
しては、ケーブル66によつて制御装置67、ケ
ーブル37によつてカメラ電子装置35に接続す
る。 図にはケーブル、導線共に1本の線として示し
たが所要機能を行うための所要数の素線を組合せ
たケーブルを使用するのが通常である。 CRT端末60には操作盤を有し、作業者から
計算機27に手動指令を可能にする。 印字端末63に操作盤を有し、操作の手動指令
を可能をする。端末63の計算機プリント65に
は棒材直径の変化及び下記の表のデータを含む。 端末60,63は同じデータをプロツトするこ
ともできる。操作盤からの操作は下記のプログラ
ムネモニツクスコードによつて行う。 ネモニツクスを次に示す。 HS:各ヘツド用ヒストグラム MP:視野補償マツプの作成 CL:左右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マツプ、スロープ及びオフセツト関数、マ
スクの値の印字、 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる ZE:すべてのマツプ及び修正率を0にする……
注意…… LF:左側マスクのドリフトテスト RT:右側マスクのドリフトテスト(窓を入れ
る) TR:制御SYS部に共通ゲージをデイスクに移送 XT:モニターに出力;マツプ、スロープ、オフ
セツト修正率、マスク値、窓値をデイスクに書
込む。デイスクスイツチが上の時にデイスクフ
アイルを更新・このタスク20がモニターに呼
ばれた時にフアイルをデイスクから続出。 デイスクスイツチ193にはスイツチ10とス
イツチ20とを有する。デイスク上のプログラム
又はデータを更新する時にはスイツチを“書込み
可能”位置とする。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は計算機プログラム196に組合された
プログラムを示す。
【表】
【表】
マツプ197プログラムについて説明する。
DISCMAPプログラムは第15図に示す。プロ
グラムアドレスはデイスク記憶装置192。 CORE MAPプログラムは第16図に示す。プ
ログラムアドレスは16進コア記憶装置194。 サービスプログラム198について説明する。 IDL HANDLERプログラム;M:IDLプログ
ラムはIDLハードウエア(チヤンネル30,3
2)とゲージデータ入力サブルーチンGAGEINと
の間のすべてのデータ移送を取扱う。IDLチヤン
ネル励振器CD:IDLを経てIDLハードウエアに結
合する。二重バツフア装置を使用して全移送時間
速度を大とし、ハンドラーから出る直前に第2の
データバツフアに対する両チヤンネルのIDL移送
を開始させる。これによつて、ゲージソフトウエ
アは第1のバツフアからのデータを中断なく処理
する間に、シーケンス外レンジとしてサービス要
求割込み(SRI′s)を使用して、IDLハードウエ
アによる第2のバツフアへのデータ移送を行う。
この処理が完了すればハンドラーは再び入る。第
2のバツフアへのデータ移送が完全でない時は、
タスクは保留され、IDL外部MACROルーチンが
バツフアのオーバーフロー割込みを検出する。第
2のバツフアのオーバーフローか終了した時は
IDL外部MARCOルーチンがED:IDLプログラム
を開始しタスクの保留は解除される。第2のバツ
フアのデータ移送が完了し、又はEB:IDLによ
つて保留が解除されれば、バツフアは切替えられ
て第1バツフアを使用するデータ移送が開始さ
れ、ハンドラからの出口が生ずる。ゲージソフト
ウエアは第2バツフアのデータを処理し、このシ
ーケンスを繰返す。 各IDL移送を開始する前に、0.5秒のタイムア
ウトを有するウオツチドツグタイマーをセツトす
る。2個のバツフアのオーバーフローがこの時間
内に戻らない時は、クロツクルーチンがタスクを
解除し、可変ISTAT=1をセツトしてIDL移送
タイムアウト誤差を示す。 このルーチンで可変IBUFをセツトして、どの
バツフアが最後のIDL移送によるデータを含むか
を示す。可変IRSTRTは呼出しタスクによつて最
初に0にセツトし、最初に入力が行はれた時をこ
のルーチンでは知つている。IRSTRT=0の時は
2個のバツフア装置が作動する。次にIRSTRT=
1にセツトされ、2個のバツフア装置が作動中で
あることを示す。IRSTRT=−1の時にハンドラ
ーに対する入口を行つた時は打切IDLコメントが
両IDLチヤンネルに送られて移送をすべて中止す
る。この指令は通常は呼び出口を行う前に呼びタ
スクによつて開始され、すべてのIDL移送は停止
する。 このルーチンはIDLチヤンネルドライバCD:
IDLを呼ぶ、IDL外部MACROルーチンED:IDL
を利用する。それ故、これらのルーチンはIDLハ
ンドラーM:IDLにリンクする必要がある。 IDLハンドラー、CD:IDLルーチンを使用して
データをIDLハンドラーに形成したハンドラー制
御ブロツクからIDLハードウエア(チヤンネル3
0,32)に移送する。このルーチンではHCB
のアドレスをBレジスタに負荷してCD:IDLに
飛越すことによつて制御の移送を行う。HCBは
次の書式を有する9語のテーブルである。
グラムアドレスはデイスク記憶装置192。 CORE MAPプログラムは第16図に示す。プ
ログラムアドレスは16進コア記憶装置194。 サービスプログラム198について説明する。 IDL HANDLERプログラム;M:IDLプログ
ラムはIDLハードウエア(チヤンネル30,3
2)とゲージデータ入力サブルーチンGAGEINと
の間のすべてのデータ移送を取扱う。IDLチヤン
ネル励振器CD:IDLを経てIDLハードウエアに結
合する。二重バツフア装置を使用して全移送時間
速度を大とし、ハンドラーから出る直前に第2の
データバツフアに対する両チヤンネルのIDL移送
を開始させる。これによつて、ゲージソフトウエ
アは第1のバツフアからのデータを中断なく処理
する間に、シーケンス外レンジとしてサービス要
求割込み(SRI′s)を使用して、IDLハードウエ
アによる第2のバツフアへのデータ移送を行う。
この処理が完了すればハンドラーは再び入る。第
2のバツフアへのデータ移送が完全でない時は、
タスクは保留され、IDL外部MACROルーチンが
バツフアのオーバーフロー割込みを検出する。第
2のバツフアのオーバーフローか終了した時は
IDL外部MARCOルーチンがED:IDLプログラム
を開始しタスクの保留は解除される。第2のバツ
フアのデータ移送が完了し、又はEB:IDLによ
つて保留が解除されれば、バツフアは切替えられ
て第1バツフアを使用するデータ移送が開始さ
れ、ハンドラからの出口が生ずる。ゲージソフト
ウエアは第2バツフアのデータを処理し、このシ
ーケンスを繰返す。 各IDL移送を開始する前に、0.5秒のタイムア
ウトを有するウオツチドツグタイマーをセツトす
る。2個のバツフアのオーバーフローがこの時間
内に戻らない時は、クロツクルーチンがタスクを
解除し、可変ISTAT=1をセツトしてIDL移送
タイムアウト誤差を示す。 このルーチンで可変IBUFをセツトして、どの
バツフアが最後のIDL移送によるデータを含むか
を示す。可変IRSTRTは呼出しタスクによつて最
初に0にセツトし、最初に入力が行はれた時をこ
のルーチンでは知つている。IRSTRT=0の時は
2個のバツフア装置が作動する。次にIRSTRT=
1にセツトされ、2個のバツフア装置が作動中で
あることを示す。IRSTRT=−1の時にハンドラ
ーに対する入口を行つた時は打切IDLコメントが
両IDLチヤンネルに送られて移送をすべて中止す
る。この指令は通常は呼び出口を行う前に呼びタ
スクによつて開始され、すべてのIDL移送は停止
する。 このルーチンはIDLチヤンネルドライバCD:
IDLを呼ぶ、IDL外部MACROルーチンED:IDL
を利用する。それ故、これらのルーチンはIDLハ
ンドラーM:IDLにリンクする必要がある。 IDLハンドラー、CD:IDLルーチンを使用して
データをIDLハンドラーに形成したハンドラー制
御ブロツクからIDLハードウエア(チヤンネル3
0,32)に移送する。このルーチンではHCB
のアドレスをBレジスタに負荷してCD:IDLに
飛越すことによつて制御の移送を行う。HCBは
次の書式を有する9語のテーブルである。
【表】
このルーチンはHCBテーブルを使用して3種
の機能を行う。第1は打切コード(HCB語1)
がI/O(入力/出力)サブシステムに送られ
る。この語の下方の7ビツトは打切るべきチヤン
ネル番号を示す。第2に強制バツフア入力
(HCB語0)がI/Oサブシステムに送られる。
この指令はIDLハードウエアを選定チヤンネルに
初期設定する。第3に、バツフア入力移送コード
がI/Oサブシステムに送られ、データ移送を開
始する。このデータは選定IDLチヤンネルからサ
ービス要求割込み(SRI)を経てコア記憶装置に
移送される。SRIに使用するポインタ及びカウン
タはHCB′sに供給されるデータを使用してこのル
ーチンによつて設定される。 IDLハンドラー、EB:IDLルーチンはシーケン
ス外指令レンジにおいて、POS/1バツフアオー
バーフローサービスリクエスト割り込みルーチン
によつて呼ばれ、バツフア入力データ移送がIDL
チヤンネル30,32上で完了した時に生ずるバ
ツフアオーバーフロー割込みに応答して作動す
る。このルーチンに対する各入口は外部MACRO
制御ブロツクのバツフアオーバーフローカウント
語(ECB7)を増分する。このカウントが2に
達すれば、IDLハンドラーM:IDLの保留したタ
スクを解除する。カウントが2でない時はPOS/
1バツフアオーバーフロー出口ルーチンM:
BOXに戻り、保留タスクの状態は変化しない。
それ故、IDLハンドラーM:IDLが4個のIDLチ
ヤンネルからデータを要求すれば、バツフアオー
バーフローカウントを消去し、タスクを保留す
る。IDL外部MACROルーチンが2をカウントし
バツフアオーバーフロー割込みが完了した時は保
留は行はれない。 GAGTSK即ちデイスク常駐タスク(タスク2
0)はオフラインタスクであり、デイスク常駐オ
フラインゲージサブルーチンオーバーレイをコア
に読込み、制御をオーバーレイに移す。
GAGTSKプログラムは後述する作業者相互作用
サブルーチン呼出オーバーレイSUBCLLによつ
てネモニツクパラメータの供給に応答してコアに
特定のサブルーチンを呼ぶ。サブルーチン
SUBCLLの表にはすべてのプログラムとネモニ
ツクスとが述べてある。GAGTSKはデイスク常
駐共通部をコアに移送し、デイスクセクタースイ
ツチ12が可能の書込みであればタスクからの出
口において更新共通部をデイスクに書込む。 オフラインビシーフラツブIGAGOFは2のタ
スクの入口でセツトし、出口で消去する。 SUBCLL即ちオーバーレーとしてのデイスク
常駐サブルーチンはオフラインモードで作動し、
これによつて操作者はゲージオフライン装置と相
互作用して、所要の利用可能のオフライン棒材直
径測定プログラムを作動させる。これはデイスク
からコアに移送され、装置モーターデイスク読出
し移送制御ルーチンを使用してオフラインゲージ
タスクGAGTSK(タスク20)によつて作動す
る。操作者の入れたネモニツクスはサブルーチン
デイスクセクターを定め、このセクターはサブル
ーチンがGAGTSKとなつた時に戻り、GAGTSK
は所要サブルーチンオーバーレーで作動する。サ
ブルーチン機能はプログラムリストに述べてあ
り、操作者の要求に応答して補助として利用でき
る。 GAGTRNプログラムはゲージオフライン装置
で使用される。これは572語ゲージデータブロツ
クを所定のデイスクエリアから制御装置67の指
定する他のエリアに移送する。ゲージ共通記憶エ
リアを中間記憶装置としてデイスク−コア−デイ
スクの移送を行う。デイスクスイツチ10は可能
の書込みを必要とする。 棒材測定データプログラム202について説明
する。 補助サブルーチンであるGAGEILは常に棒材測
定データを必要とするサブルーチンに随伴する。
このサブルーチンはIDAハンドルのサブルーチン
M:IDL、CD:IDL、EB:IDLに随伴して実際
に棒材位置及び直径データを得る。更に補償を必
要とする時は補償サブルーチン(CMPSNT)に
随伴する。このサブルーチンは棒材位置及び直径
の良い読みの平均値を得、偏差を計算し、この結
果を共通テーブルに記憶する。有効性テストを行
い、所要に応じて誤差フラツグをセツトする。 補償プログラム200について説明する。 GAGMAPはオーバーレーとしてデイスク常駐
サブルーチンであり、オフラインモードで作動
し、オンライン棒材直径ゲージタスク及びサブプ
ログラムに使用する補償テーブルを作成し、これ
らオフラインゲージプログラムは補償寸法データ
を必要とする場合とする。このテーブルは共通エ
リアに常駐し、解像管視野を横切る影に生ずる非
直線性の補償を行う。このテーブルはフオーマツ
トされ、印字機63の出力となる。このプログラ
ムを作動した後に棒材直径データが有効データと
なる。これがサブルーチンSUBCLLに呼出され
る時は操作者の相互作用を必要とする。 補償マツプは256個の棒位置に相当する256個の
入口がある。素子1は全体で10404cm(4.096イン
チ)の視野底を代表し、素子256は視野頂を代
表する。各素子は修正データを有し棒の頂底縁の
位置に基く測定棒材寸法から引算する。実際の修
正はサブルーチンCMPNSTによつて行う。縁部
82,83を使用し中央線を使用しないことはマ
ツプを棒材10の各種寸法に使用可能とする。 マツプ形成手順間に12.7mm(1/2インチ)に機
械加工した試料棒材10を光軸に直角方向に±
47.1mm(±1.5インチ)前後に動かす。棒材が移
動する間にGAGMAPをオフライン較正装置で実
施する。このプログラムは10000測定を行い、棒
位置の各分画における平均偏差を計算する。この
中間結果を256素子テーブルに記憶しISUMと称
する。 棒材縁部82,83位置に基く最終補償は次の
手順によつてISUMテーブルから生ずる。 1 補償マツプを消去する。 2 計算機シミユレーシヨンのために、仮想12.7
mm(1/2インチ)棒材10を視野中心スロツト
129の0.406mm(0.016インチ)上方に置く。
頂底棒材縁部82,83の位置の計算は次の式
となる。 頂縁83=〔視野中心位置+0.406+ 棒直径/2〕/0.406 ……(式1) 底縁82=〔視野中心位置+0.406− 棒直径/2〕/0.406 ……(式2) 例 = 頂縁83=(52.018+0.406+12.7/2)/0.406 =144 ……(式3) 底縁82(52.018+0.406−12.7/2)/0.406 =113 ……(式4) 3 上縁83の位置(144)としてマツプに記憶
された値は棒材10の中心位置(129)に対応
してISUMテーブルに記憶された変位と下縁8
2の位置(113)としてマツプに記憶された値
との合計である。 IMAP(上縁83)=ISUM(中心棒) +IMAP(下縁) ……(式5) IMAP(144)=ISUM(129)+ IMAP(113) ……(式6) 4 棒材10の中心位置を上方に上げて手順2、
3を繰返す。視野中心から上方に順次0.812mm
(0.032インチ)、1.218mm(0.048インチ)、1.624
mm(0.064インチ)等とする。これを繰返して
棒材10の上縁を視野中心の上方+47.1mm(+
1.5インチ)とする。 IMAP(145)=ISUM(130)+ IMAM(114) IMAP(146)=ISUM(131)+ IMAP(145) IMAP(147)=ISUM(132)+ IMAP(146) 〓 IMAP(220)=ISUM(205)+ IMAP(189) IMAP(221)=ISUM(206)+ IMAP(190) マツプの上半は完全になる。 5 マツプの下半を前述と同じ手順で書込む。同
じ直径12.7mm(1/2インチ)の機械加工試料と
した棒材10を視野中心(128)に置き上下縁
83,82を同様にして求める。 上縁83=〔視野中心+棒寸法/2〕/0.406 (式7) 下縁82=〔視野中心−棒寸法/2〕/0.406 (8式) 上縁83=〔52.018+12.7/2〕0.406=143 (式9) 下縁82=〔52.018−12.7/2〕/0.406=112 (式10) 6 棒材下縁82のマツプ値(122)は棒材中心位
置(128)としてISUMに記憶された値と上縁
83の位置(143)としてマツプに記憶された
値との合計である。 IMAP(下縁82)=ISUM(棒中心)+ IMAP(上縁83) ……(式11) IMAP(112)=ISUM(128)+ IMAP(143) (式12) 7 棒材10の位置を視野中心から0.406mm
(0.016インチ)毎に下方に順次下げ、棒材下縁
82の位置が視野中心から−47.1mm(1.5イン
チ)までとする。 IMAP(111)=ISUM(127)+ IMAP(142) IMAP(110)=ISUM(126)+ IMAP(141) IMAP(109)=ISUM(125)+ IMAP(140) 〓 IMAP(36)=ISUM(52)+IMAP(67) IMAP(35)=ISUM(51)+IMAP(66) かくしてマツプの下半は完全になる。 8 マツプ位置の221より上方と35より下方とは
使用しない。これらの位置は第5図に示す光電
陰極の視野外の不使用位置に相当する 9 マツプ素子111〜143は0である。この
位置は視野中心から±6.35mm(0.25インチ)の
部分に相当する。 10 カメラヘツド31に対応するマツプは共通デ
ータエリア記憶装置FCOMP1に記憶される。 CONDATはゲージオフラインシステムで作動
するプログラムである。この目的は操作者がカメ
ラへツド31のスロープ及びオフセツト修正を入
れるのに使用する。この変数は下記の通りであ
る。 IMULT1:カメラヘツド31のスロープ修正率 IOFST1:カメラヘツド31のオフセツト修正率 スロープ修正は次の式に基いて視野補償サブル
ーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算す
る。 寸法=(12.7mm−棒材寸法)IMULT1 オフセツト修正は次の式に基いて視野補償サブ
ルーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算
する。 寸法=棒材寸法−IOFST1 ZEROはオフラインゲージシステムで作動する
プログラムである。この目的は補償マツプ、すべ
てのスローブ及びオフセツト修正率をゼロとし、
右側マスク較正を一定とする。 MAPRNTはオフラインゲージシステムで作動
する他のプログラムである。これは操作者の相互
作用を必要としない。この目的は視野補償マツ
プ、スロープ及びオフセツト修正率、左右マスク
値を印字する。 GATPCプログラムは内部に記憶した補償式を
基準として高温目標寸法を計算する。この式は3
種の変数を必要とする。第1に炭素成分を共通エ
リアBDCCOMのIGRADEから得る。第2に、共
通エリアSYSCOMのITMPZZから標材温度を得
る。第3に、共通エリアBDCCOMのICDAIMか
ら低温目標寸法を得る。計算された高温目標寸法
は共通記憶装置BDCCOMの所定エリアに記憶さ
れる。 CMPNSTは補助サブルーチンであり、ゲージ
直径データ補償を必要とする各サブルーチンに随
伴する。特に、このサブルーチンは視野内の棒材
位置に対する棒材測定データを直線化し、サブル
ーチンCORDATに対するスロープ及びオフセツ
トデータによつて測定データを修正し、サブルー
チンGAGRCCによつて生じた右側マスクデータ
による自動較正を行う。 カメラヘツド31からの棒材10のデータは、
オフラインプログラムGAGMAPによつて生じた
補償マツプFCOMP1を使用してCMPNSTサブル
ーチンによつて直線化する。補償の手順は次の通
りである。 1 アキユムレータ118からの棒材寸法及び位
置データを使用して補償マツプ上で棒材10の
上下縁83,82の位置を定める。 上縁83位置=(棒中心位置+棒寸法/2〕/0.406 下縁82位置=(棒中心位置−棒寸法/2〕/0.406 直型25.4mm(1インチ)の棒の中心が19.05
mm(3/4インチ)視野中心より上方であれば、
棒中心位置は: 52.018mm(2.048インチ)+19.05mm(0.75イン
チ)=71.07mm(2.798インチ)棒上下縁位置は
前述した通りである。 上縁83=(71.07)25.4/2)/0.406=2.03 (式13) 下縁82=(71.07−25.4/2)/0.406=140 (式14) 2 上下縁83,82に相当する補償値はマツプ
から得られ夫々ICOR1,ICOR2とする。 ICOR1=IMAP(上縁83位置) (式15) ICOR2=IMAP(下縁82位置) (式16) 3 上縁下縁83,82共に視野中心より上方に
ある時の修正は: 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1+ICOR2 (式17) 4 上下縁83,82共に視野中心より上下にあ
る時の修正は、 修正棒位置=未修正寸法+ICOR1−ICOR2 (式18) 5 上縁83が視野中心の上方にあり下縁82が
下にある時の修正は 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1−ICOR2 (式19) 較正プログラム201について説明する。 CALIBRはオフラインゲージシステムで作動す
るプログラムである。この作動は操作者の相互作
用は必要としない。このプログラムの目的は印字
機63上のゲージに対して性能ログを定めること
にあり、次の機能を行う。 1 左側及び右側マスク95,94に偏向させ、 a 各マスクの寸法を測定印字する。 b 記憶されたマスク値からの偏差を計算印
字、 c +のスロープ値を測定印字、 d −のスロープ値を測定印字、 e 各マスクに使用する窓を印字。 2 アナログテスト寸法、正負スロープ値を測定
印字する。 3 デジタルテストを測定印字する。 4 再較正に使用した較正更新値を印字する。 再較正プログラム202について説明する。 RTMASKプログラムはオーバーレー内のデイ
スク常駐サブルーチンであり、オフラインモード
で作動する。このプログラムによつて次の棒直径
ゲージ機能を行う。 1 右偏向電子窓ゲートを解像管90のパラメー
タの変化に適応させて変化させる。 2 共通テーブルに記憶された右側偏向直径基準
値をドリフト、部品の老化を補償するために更
新する。 3 変化を希望しない時は、このプログラムを周
期的に行い、偏差は印字機63によつて印字し
て電子的温度的理由によるドリフトを確認す
る。 このサブルーチンから定常作動に戻すために
は、解像管90の掃引を中央に戻し、全電子窓
ゲートを作動させ、逆光光源ランプを通る電流
を反対にしてランプの寿命を長くする。このプ
ログラムの主目的は長期間のドリフト点検装置
であり、他の利用法として窓ゲート及び基準テ
ーブル値の更新を行う。このプログラムはサブ
ルーチンSUBCLLによつて呼出され、操作者
の作用を必要とする。 GAGRCLはオンラインシステムで作動するプ
ログラムであり、操作者の作用を必要としない。
この目的は周期的に棒材直径ゲージを自動再較正
し、上述のドリフト修正項ITMP1を更新する。
このプログラムではカメラの掃引を偏向させて右
側マスクを走査し、最初の較正準備からの偏差を
測定してドリフト項を修正する。プログラム終了
に際して、掃引を中央に移し、正常の窓とし、光
源を反転させる。 自動再較正プログラムは、棒材10が視野内に
ない時に較正値を点検してゲージ精度を保つ。こ
の再較正プログラムの作動は棒材10が視野を去
り次の棒材が到達する前に行う。この条件は高温
金属検出電子装置57からの信号によつて定ま
る。このためにソフトウエアを使用して、既知の
内部基準例えば右側マスク94のオンライン測定
と、システム較正間に行う同じ内部基準のオフラ
イン測定との差に基くスケールフアクターを計算
する。再較正の後にゲージ視野内の次の棒材の測
定は上述のスケールフアクターを使用して修正す
る。 再較正測定の眼目は解像管90の前面マスク付
き光電陰極91である。マスクのパターンは第5
図に示す。光電陰極91には左側に2.54mm(0.1
インチ)間隔とした巾2.54mm(0.1インチ)の5
本のマスクを形成し、右側には1本の6.35mm
(0.25インチ)巾のマスクを中央に形成する。解
像管90と光電陰極91との構造と作動は第4,
5,6図について前に詳述した。X軸バイアスに
よつて“C”走査、“R”走査、“L”走査位置と
する。右側マスクカメラ信号と棒材マスクカメラ
信号とは同じである。電子装置の調整を行はない
時は時間T1で右側マスクを測定することは、時
間T2で棒材を測定することと同じである。偏差
があれば電子ドリフトであると推定される。 再較正システムは修正率を計算するために右側
マスク94のみを使用する。5本の左側マスクは
オフライン較正システムにおいて直線性の点検の
ために使用する。カメラヘツド31較正のために
右側マスクを測定し、オフライン較正システムの
右側マスクプログラム“RT”を行つてデイスク
に記憶させる。変数はIMASK1の名称でコアの共
通データエリアMSKCOMに記憶させる。制御シ
ステム作動の時はデータをデイスクからコアの共
通エリアMSKCOMに移送する。 右側マスク94のオフライン測定はGAGRCL
タスクによつて行う。高温金属検出器55が棒材
10後端がゲージを通過したことを検出した後
に、GAG−RCLプログラムによつて解像管の像
を右に偏向させてマスク94を測定する。カメラ
1の測定値とIMASK1との差を共通データエリア
TMPOFFに可変ITMP1を記憶させる。この値は
最初の較正オンライン較正とのゲージ測定値の変
化を示す。 オンライン修正機能はITMP1を使用してサブ
ルーチンCMPNSTで行う。スロープ修正は次の
式によつて各測定値を修正する。 修正棒寸法=棒寸法(棒寸法×ITMP1/12.7) (式20) ITMP1=0.01524mm(0.0006インチ)とすれば 修正棒寸法(直径12.7mm)=12.7 −12.7×0.01524/12.7=12.6847(式2
1) 修正棒寸法(25.4mm)=25.4−25.4×0.0152
4/12.7 =25.3694 (式22) 修正棒寸法(38.1mm)=38.1−38.1×0.0152
4/12.7 =38.0451 (式23) 直径12.7mmの棒材の修正量はITMP1の値に等し
い。同様にして12.7mmの2倍、3倍の棒材の修正
量はITMP1の値の2倍、3倍となる。この理由
はレンズ86の縮少率が1/2であることになる。
12.7mm直経の棒材は6.35mm(0.25インチ)の影と
して光電陰極に投射され、右側マスク94の巾に
ほゞ等しい。 LFTMSKプログラムはオーバーレーとしてデ
イスク常駐サブルーチンであり、オフライインモ
ードで作動し、次の棒材直径ゲージ機能を行う。 1 左偏向電子窓ゲート機能であり、左側マスク
95の5本の左偏向棒材基準を選定するために
使用し、解像管90のパラメータの変化に適応
させて変更する。 2 左偏向直径基準値機能であり、共通テーブル
内に記憶され、ドリフト、部品の老化を補償す
るために更新する。 3 変更を希望しない時はプログラムを周期的に
行い、偏差を5本の左側偏向基準の夫々につい
て印字機63で印字し、電子的温度的ドリフト
を知る。最大サイクル時間は3200秒である このサブレーチンが終了すれば解像管90の掃
引を中央に戻し、電子窓ゲートを作動させ、逆光
光源ランプを通る電流を反転してランプ寿命を長
くする。このプログラムの目的は視野及び電子的
ドリフトの点検装置とし、他の機能として、窓ゲ
ートと基準テーブル値を更新する。これはブルー
チンSUBCLLによつて作動し、操作者の作用を
必要とする。 ヒストグラムプログラム204について説明す
る。 GAGHSTはオフラインゲージシステムで作動
するプログラムであり、操作者の作用を必要とす
る。この目的はカメラヘツド31からの多数の読
みを集め、コア194のテーブルIBDGI2に記憶
させ、第17図に示す通り±0.127mm(±0.005イ
ンチ)の範囲で0.0051mm(0.0002インチ)分画と
したカメラヘツド31のヒストグラムテーブルを
印字する。更に、すべて読みの平均及び標準偏差
を計算する。操作者は所要の棒材目標寸法に対す
る所要の多数の読みを求め、第19図に示す通り
制御装置67によつてヒストグラムテーブルを使
用を要求する 二次元及びプロフル測定制御装置について説明
する。 第1図Aは本発明の第2の実施例による計算機化
電気光学装置を示し、異なる方向の2種の寸法及
びプロフイル測定制御用とし、鋼材熱間圧延機の
走査装置に取付けた2個の逆光カメラを使用す
る。この実施例は第1図とほぼ同様であるが2組
の測定カメラ装置と走査装置とを有する。第2カ
メラ電子装置39は第4〜13図に示したカメラ
電子装置35とほぼ同様であるが第2カメラ電子
装置に使用する機器、回路、波形、タイミング線
図、計算機プログラム等は(′)を附して区別す
る。この測定制御装置は棒材10の直交する直径
方向の寸法とプロフイルをロールスタンド11の
出口附近で測定し、走査装置は停止とすることも
でき、所定角速度で棒材10の外面を走査するこ
ともできる。後述する通り、2種の直径信号及び
走査装置位置信号を計算機に供給して棒材10の
横方向プロフイルをプロツトする。棒材プロフイ
ルデータを表示、記録して圧延機制御装置に伝達
し、圧延機制御装置はこのデータを使用して棒材
寸法形状の制御を、(a)ロールスタンド11の横方
向間隔の設定、(b)ロールスタンド11のロールの
縦方向アライメントの設定、(c)スタンド11の前
のスタンドのロール間隔の設定によつて行う。 双ヘツド走査装置12の逆転可能の走査機構1
3のモータ14によつて駆動される。モータ14
はケーブル15を介して可変速制御器16によつ
て附勢される。2モードセレクタスイツチ17は
ケーブル18を介して制御器16を制御して手動
自動走査作動を行はせる。装置操作者又は計算機
が手動自動制御を行う。手動制御モードにおいて
は手動による速度制御、始動、停止、走査器方向
制御は制御器19によつて行い、制御信号はケー
ブル20を経て制御器16に伝達される。自動制
御モードにおいては手動制御信号源を遮断し、走
査制御器16は後述する通り計算機から所要信号
を受ける。 走査器位置エンコーダ21を走査機構13に結
合して走査器回転の絶対位置を代表するアナログ
信号を発生する。このエンコーダ信号はケーブル
22を経て走査器位置電子装置23に供給されて
アナログ及びデジタル走査器位置信号に変換され
る。アナログ走査器位置信号はケーブル24を経
て走査器位置表示器25に伝達され、走査位置を
手動制御する時に操作者が目視制御を行う。デジ
タル走査器位置信号はケーブル26を経て計算機
27′に供給され、走査装置12を自動制御する
時に計算機指令信号に組合される。計算機27′
は始動停止信号及び速度制御信号を後述する通り
に供給する。これらの信号はケーブル28,29
を経て走査器制御器16に供給される。自動制御
モードの間、デジタル走査器位置信号は棒材プロ
フイル決定作動用として後述する通りに使用され
る。 双ヘツド走査装置12の走査機構13に第1第
2逆光電子カメラヘツド31,32を互に直角方
向として棒材10に対して垂直として取付け、所
定角速度で棒材10の外周を走査する。棒材10
のプロフイルプロツト走査のためには走査装置1
2を第1A,2図に示す通り90゜回動させる。こ
れによつて棒材10の180゜の横方向プロフイル
をプロツトするための十分なカメラ信号が得られ
る。180゜フロフイルプロツトは圧延作業者及び
圧延機制御計算機に対して著しく有効であり、後
に詳述する。棒材寸法測定に対する他の走査要求
の下では、走査角度は90゜回動以外とすることが
できる。例えば第1図に示す光源30とカメラヘツ
ド31とを走査装置に取付け、一次元測定システ
ムを使用して走査機構を回動させ、他の型式の棒
材10のプロフイルプロツトを得ることができ
る。 第1の光源箱30を第1の電子カメラヘツド3
1に対向させ、棒材10が光源箱30からの光を
遮断した時に棒材直径に比例する巾を有する棒材
の影が第1電子カメラヘツド31の像となる。同
様にして第2光源箱32を第2電子カメラヘツド
33に対向させ棒材10が光源箱32からの光を
遮断した時に、第1の方向とは直角の第2の横位
置における棒材直径に比例する巾を有する棒材の
影が第2電子カメラヘツド33の像を形成する。
第1のカメラヘツド31についての第4図につい
ての説明は第2カメラヘツド32にも適用され
る。 各光源箱30,32は棒材10に対して直角方
向に、カメラ視野内で測定すべき棒材10の最大
寸法よりも大きな光を発生する。例えば、下記の
カメラ視野は7.62cm(3インチ)として時に組合
せる光源からの光路の直径は10.16cm(4イン
チ)とする。更に、光源箱30,32からの光の
波長と強さとは電子カメラヘツド31,33の感
度特性に適応した値とする。標準として、直流点
火螢光光源からの青い光が上述の電子カメラヘツ
ド用として好適である。 棒材10の第1の影と棒材10の両側を通る光
とは第1光源箱30から第1電子カメラヘツド3
1に導かれ第1カメラ信号を発生する。この信号
は未修正カメラパルスにノイズを混入した信号で
あり、導線34を経て第1カメラ電子装置35に
供給される。第4図について説明した通り、第1
カメラ信号を処理してノイズを除きデジタル棒材
寸法及び棒材位置信号を発生してケーブル36を
経て計算機27′に供給する。測定指令等の信号
はケーブル37を経て計算機27′から第1カメ
ラ電子装置35に供給される。 同様にして棒材10の第2の影と、棒材10の
両側を通る光とは第2光源箱32から第2電子カ
メラヘツド33に導かれ第2カメラ信号を発生す
る。この信号も未修正カメラパルスとノイズとの
混合であり、導線38を経て第2カメラ電子装置
39に供給される。第2カメラ信号を処理してノ
イズを除き、デジタル棒材寸法及び位置信号を第
1カメラ信号と同様に形成しケーブル41を経て
計算機27′に供給される。測定指令等の信号は
ケーブル40を経て計算機27′から第2カメラ
電子装置39に供給される。 第1A図の電子光学棒材測定制御装置の計算機
27′は手動セレクタ42から目標寸法デジタル
信号をケーブル43を経て供給される。目標寸法
信号は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、棒
材10のプロフイル変化等後述する通りに使用す
る。更に、計算機27′は棒状10の組成のデジ
タル信号を手動セレクタ44からケーブル45を
経て供給される。組成信号は棒材10の炭素成分
を示し例えば0.230%とし、低温棒材目標寸法か
ら高温棒材目標寸法の計算等の目的に使用する。
更に計算機27′は他の作動データ信号、例え
ば、日付、時間、寸法公差等をセレクタ46から
ケーブル47を経て供給される。目標寸法信号、
組成信号、他の作動データ信号を棒材圧延機自体
の制御装置から得ることもできる。 高速で動く高温棒材10の直径測定に際して温
度補正を行なうために、例えばランド社製の光高
温計ヘツド48を走査装置12に近接して取付け
高温棒材10の温度測定を行う。光高温計ヘツド
48は高応答温度信号を発生しケーブル49を経
て、ランド社等の高温計電子装置50に供給され
る。未修正温度信号は高温計電子装置50の目盛
合せ及び直線化回路によつて修正する。修正した
温度信号、例えば910℃(1670〓)はケーブル5
1を経てデジタル表示器52に供給すると共にケ
ーブル53を経て計算機27′に供給し、棒材1
0の熱膨脹の補正を行う。 ランド社の光高温計ヘツド48及び高温計電子
装置50を使用すれば、修正温度信号を計算機2
7′及び表示器52に所要精度、応答速度で送る
時の間題点は生じない。組合せ上の問題を解決で
きる場合は、第1の実施例で説明した光学視野走
査高温計システム等の既知の装置を使用すること
もできる。 第1A図に示す実施例の他の特長は自動再較正
システムである。後述する通り、棒材10の後端
が圧延ロール11を去つたことを検出した時にこ
のシステムが作動する。このために、高温棒材検
出器55は棒材10の存在、不在を検出し、対応
する信号を導線56を経て高温金属検出電子装置
57に供給する。棒材不在信号はケーブル58を
経て計算機27′に供給されて自動再較正システ
ムを作動させる。 すべての走査位置信号、第1第2カメラ信号、
目標寸法信号、組成信号、その他の作用データ信
号は夫々のケーブル26,36,41,43,4
5,47,53,58を経て計算機27′に供給
され、計算機27′はこれらの信号を組合せて後
述する一群の計算機オンライン、オフラインプロ
グラムの制御の下に各種機能を行う。例えば、走
査装置始動、停止信号をケーブル28に生じ、走
査装置速度制御信号はケーブル29に生じ、共に
自動走査モード制御プログラムによつて制御され
る。他の機能として、棒材直径データ、棒材プロ
フイルの公差基準からの偏差データ及び作動ヘツ
ダーデータは計算機27′からケーブル59を経
てCRT端子60に供給され、ケーブル61によ
つてCRT端子60の操作盤と計算機27′との間
の相互作用を行う。 計算機27′の他の機能には棒材直径データ棒
材プロフイルの公差基準からの偏差データ、作動
ヘツダーデータを計算機27′からケーブル62
を経て印字端子63に供給し、ケーブル64を経
て端子63の操作盤と計算機27′との間の相互
作用を行う。印字端子63は第3図に示す印字を
行う。計算機27′の他の機能は棒材10のプロ
フイルデータと測定装置ヒストグラムをケーブル
66を経て制御装置67に供給し、ケーブル68
によつて計算機27′にフイードバツク信号を送
る。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する最大最小公差
範囲を示す。点線の直線即ち面A−A,B−B,
C−C,D−Dは圧延機操作者及び制御計算機が
特に関心を示し、第11A図に示す圧延機11の
圧延間隔及びアライメントを定めるために必要で
ある。非走査作動間は走査装置12は停止し、第
1カメラヘツド31及び第2カメラヘツド33は
面C−C,A−A上の直径を測定する。棒材10
のA−A面直径71は図示の例では4450cm
(1.7520インチ)とし、C−C面の直径72は図
示の例では4.442cm(1.7490インチ)であり、目
標寸法は4.445cm(1.7500インチ)の場合とす
る。 棒材走査作動においては、第2カメラヘツド3
3はプロフイルプロツト走査73を面B−Bから
開始し、反時計方向に90゜回動して面C−Cを過
ぎ、面D−Dで停止する。同時に第1カメラヘツ
ド31は面D−Dで走査を開始し反時計方向に90
゜回動して面A−Aを過ぎ、面B−Bで停止す
る。これによつて第1第2カメラヘツド31,3
3は棒材10の180゜の外周面を走査し、この走
査は面B−BからC−C,D−D,A−Aを経て
B−Bに戻るプロツトを行う。他の走査方法とす
ることもできる。例えば走査回転方向を時計方向
とする。走査装置12を他の面又は点から開始し
90゜走査して最初の位置に戻る。カメラ31,3
3を90゜回動しただけで棒材外面180゜を走査で
きる。 棒材10のプロフイルプロツトは低温寸法に修
正して第3図に示す計算機プリント65とする。
第3図には棒材プロフイル74を特定の寸法特定
の製造公差とした例を示す。計算機の生ずる書式
には作動データヘツダー、第1A図の目標寸法セ
レクタ42の選択した常温目標寸法と実際の常温
修正プロフイルとの偏差が縦軸、走査装置12の
角度位置が横軸として第3図に示される。縦軸の
目盛は0.254mm(0.0010インチ)とし、目標寸法
4.445cm(1.750インチ)の線75の上下を示し、
最大最小公差基準線76,77の上下に延長す
る。公差線76,77を点線で示す。更に最大最
小公差の1/2の基準線78,79は180゜の棒材プ
ロフイルプロツトの180゜の目盛の15゜おきの目
盛数値の列として示す。0゜及び各45゜の位置に
は第2図の断面の面B,C,D,A,Bを印字
し、15゜、30゜は面A,C位置に対する相対位置
として示す。 CRT端子60の表示は計算機プリント65と
ほぼ同じであるが次の点が異なる。棒材プロフイ
ル偏差プロツト計算機書式の他に計算機27′は
別に第2図の点線の走査面A−A,B−B,C−
C,D−Dの表示書式、及び第2図の直径A−
A,C−Cの実際数値表示を行う。第2に、公差
の1/2が装置の目標であるため、最大最小公差は
表示しない。それ故、CRT端子60は棒材の直
径、プロフイル、走査面の情報を提供し、測定装
置操作者及び圧延機操作者には著しく有効であ
る。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1A図の棒材測定装置に使用する逆光電子カ
メラヘツドを第4図に示し、カメラヘツド31は
光源箱30から棒材10に対して反対側に光軸上
に配置する。カメラヘツド33と光源箱32との
関係も同様である。使用者の取付上の要求に応じ
て第1第2の電子カメラにはテレセントリツクレ
ンズ85′、解像管90′、光電陰極較正マスク9
4′,95′の集光及び偏向コイル装置93′、別
のシールドを有し、第4図について前述したと同
様とする。 カメラ電子装置について説明する。 本発明に使用するカメラ電子装置は第4図にカ
メラ電子装置35として示した。第2のカメラ電
子装置39は第1のカメラ電子装置35と同様で
あり、双方向掃引発電機97のみは両電子装置3
5,39に共通とする。カメラ電子装置について
は前述した。第1第2カメラ電子装置は夫々未修
正カメラ信号を受けて第1第2のデジタル棒材寸
法パルス及び棒材中心位置パルスを発生し、導線
36,41によつて計算機27′に導線37,4
0からの信号の制御の下に送る。各棒材パルスの
計算機による修正は次に述べる。 計算機について説明する。 第1A図の計算機27′を第14A図にブロツ
ク線図として示す。計算機27′はデジタルシス
テムであり、第14図について前に述べた計算機
27のすべての機能を有し、更に後述する各種機
能を有する。前述した通り、市販のプログラム可
能のミニ計算機を使用でき、圧延機制御計算機装
置の一部とすることもできる。計算機27′の例
としてウエスチングハウス・エレクトリツク社の
W−2500型があり、前述の計算機27に比較し
て、第2の棒寸法パルス及び修正機能、走査位置
制御及びプロフイルプロツト機能、及び下記の各
種タスクに適応するように附加する必要がある。 計算機27′には通常の主要構成部分として、
入力バツフア190′、出力バツフア191′、デ
イスク記憶装置192′、デイスクスイツチ19
3′、コア記憶装置194′を有し、各種チヤンネ
ルによつてデータ処理ユニツト195′に結合する。
計算機27′の作動はオフライン及びオンライン
計算機プログラム196′によつて行う。このプ
ログラムは次の通りである。第15,16A,1
6B図に示す計算機マツプ197′、サービスプ
ログラム198′、棒材ゲージデータプログラム
199′補償プログラム200′、較正プログラム
201′、再較正プログラム202′、プロフイル
及び位置プログラム203、ヒストグラムプログ
ム204′であり、後述する。 計算機27′を外部信号源と接続するため入力
バツフア190′には入力のアナログ又はデジタ
ル信号をデジタルに変換する手段を有する。計算
機の入力信号は次の通りである。ケーブル36に
よつて第1カメラ電子装置35、ケーブル41に
よつて第2カメラ電子装置39、導線26によつ
て機械的走査器位置23、導線58によつて高温
金属検出器57、ケーブル53,54によつて棒
材温度50、導線43によつて棒材目標寸法4
2、導線45によつて棒材組成44、ケーブル4
7によつて他の作動データ46、ケーブル68に
よつて制御装置67、ケーブル61によつて
CRT端子60、ケーブル64によつて印字端子
63。 計算機27′から外部に信号を供給するための
出力バツフア191′には出力信号をデジタル又
はアナログ信号に変換する手段を有する。計算機
27′からの出力信号は次の通りである。走査装
置始動停止信号をケーブル28で、走査装置速度
信号をケーブル29で走査制御器16に;ケーブ
ル66で制御装置67に;ケーブル37で第1カ
メラ電子装置35に;ケーブル40で第2カメラ
電子装置39に供給する。 導線及びケーブルは図には1本の線として示し
たが所要の複数の導線を組合せたケーブルとする
のが通常である。 CRT端子60には操作盤を有し、操作者が計
算機27′との間の相互作用を行う。 印字端子63には操作者用の操作盤を有し計算
機27′との間の相互作用を行う。印字端子63
の計算機プリント65には第3図に示す棒材プロ
フイル偏差のプロツト及び下記の数表を含む。 端子60,63が同じデータをプロツトするこ
ともある。操作盤からの要求は下記のプログラム
ネモニツクスによつて行う。 ゲージオフラインシステムネモニツクスは下記
の通り: HS:各ヘツドのヒストグラム MP:視野補償マツプ作成 PR:走査装置を90゜回転しプロフイルテーブル
作成 PL:プロフイルテーブルのプロツト RP:右側マスクデータについてプロフイルテー
ブル作成 CL:左及び右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マスクスロープ及びオフセツト率、マスク
値について印字 SC:走査装置を所要角度回動 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる。 ZE:すべてのマツプ及び修正率を消去(注意) LF:左側マスクでドリフトテスト RT:右側マスクでドリフトテスト、窓を入れ
る。 TR:制御システムエリアに共通のケージをデイ
スクに移送 XT:モニターに出力、共通エリア内のマツプ、
スロープ及びオフセツト修正率、マスク値、窓
値をデイスクに書込む。デイスクスイツチが上
位置の時のみデイスクのフアイルを更新可能・
このタスク20がモニターに呼ばれた時にフア
イルをデイスクから読出し。 デイスクスイツチ193′には“スイツチ1
0”、“スイツチ12”として下記のプログラムに
記したスイツチを有する。デイスクのプログラム
又はデータを更新するためにはスイツチを書込み
可能位置とする必要がある。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は図に示した計算機プログラム196′
に組合された各個の及び一群のプログラムを示
す。
の機能を行う。第1は打切コード(HCB語1)
がI/O(入力/出力)サブシステムに送られ
る。この語の下方の7ビツトは打切るべきチヤン
ネル番号を示す。第2に強制バツフア入力
(HCB語0)がI/Oサブシステムに送られる。
この指令はIDLハードウエアを選定チヤンネルに
初期設定する。第3に、バツフア入力移送コード
がI/Oサブシステムに送られ、データ移送を開
始する。このデータは選定IDLチヤンネルからサ
ービス要求割込み(SRI)を経てコア記憶装置に
移送される。SRIに使用するポインタ及びカウン
タはHCB′sに供給されるデータを使用してこのル
ーチンによつて設定される。 IDLハンドラー、EB:IDLルーチンはシーケン
ス外指令レンジにおいて、POS/1バツフアオー
バーフローサービスリクエスト割り込みルーチン
によつて呼ばれ、バツフア入力データ移送がIDL
チヤンネル30,32上で完了した時に生ずるバ
ツフアオーバーフロー割込みに応答して作動す
る。このルーチンに対する各入口は外部MACRO
制御ブロツクのバツフアオーバーフローカウント
語(ECB7)を増分する。このカウントが2に
達すれば、IDLハンドラーM:IDLの保留したタ
スクを解除する。カウントが2でない時はPOS/
1バツフアオーバーフロー出口ルーチンM:
BOXに戻り、保留タスクの状態は変化しない。
それ故、IDLハンドラーM:IDLが4個のIDLチ
ヤンネルからデータを要求すれば、バツフアオー
バーフローカウントを消去し、タスクを保留す
る。IDL外部MACROルーチンが2をカウントし
バツフアオーバーフロー割込みが完了した時は保
留は行はれない。 GAGTSK即ちデイスク常駐タスク(タスク2
0)はオフラインタスクであり、デイスク常駐オ
フラインゲージサブルーチンオーバーレイをコア
に読込み、制御をオーバーレイに移す。
GAGTSKプログラムは後述する作業者相互作用
サブルーチン呼出オーバーレイSUBCLLによつ
てネモニツクパラメータの供給に応答してコアに
特定のサブルーチンを呼ぶ。サブルーチン
SUBCLLの表にはすべてのプログラムとネモニ
ツクスとが述べてある。GAGTSKはデイスク常
駐共通部をコアに移送し、デイスクセクタースイ
ツチ12が可能の書込みであればタスクからの出
口において更新共通部をデイスクに書込む。 オフラインビシーフラツブIGAGOFは2のタ
スクの入口でセツトし、出口で消去する。 SUBCLL即ちオーバーレーとしてのデイスク
常駐サブルーチンはオフラインモードで作動し、
これによつて操作者はゲージオフライン装置と相
互作用して、所要の利用可能のオフライン棒材直
径測定プログラムを作動させる。これはデイスク
からコアに移送され、装置モーターデイスク読出
し移送制御ルーチンを使用してオフラインゲージ
タスクGAGTSK(タスク20)によつて作動す
る。操作者の入れたネモニツクスはサブルーチン
デイスクセクターを定め、このセクターはサブル
ーチンがGAGTSKとなつた時に戻り、GAGTSK
は所要サブルーチンオーバーレーで作動する。サ
ブルーチン機能はプログラムリストに述べてあ
り、操作者の要求に応答して補助として利用でき
る。 GAGTRNプログラムはゲージオフライン装置
で使用される。これは572語ゲージデータブロツ
クを所定のデイスクエリアから制御装置67の指
定する他のエリアに移送する。ゲージ共通記憶エ
リアを中間記憶装置としてデイスク−コア−デイ
スクの移送を行う。デイスクスイツチ10は可能
の書込みを必要とする。 棒材測定データプログラム202について説明
する。 補助サブルーチンであるGAGEILは常に棒材測
定データを必要とするサブルーチンに随伴する。
このサブルーチンはIDAハンドルのサブルーチン
M:IDL、CD:IDL、EB:IDLに随伴して実際
に棒材位置及び直径データを得る。更に補償を必
要とする時は補償サブルーチン(CMPSNT)に
随伴する。このサブルーチンは棒材位置及び直径
の良い読みの平均値を得、偏差を計算し、この結
果を共通テーブルに記憶する。有効性テストを行
い、所要に応じて誤差フラツグをセツトする。 補償プログラム200について説明する。 GAGMAPはオーバーレーとしてデイスク常駐
サブルーチンであり、オフラインモードで作動
し、オンライン棒材直径ゲージタスク及びサブプ
ログラムに使用する補償テーブルを作成し、これ
らオフラインゲージプログラムは補償寸法データ
を必要とする場合とする。このテーブルは共通エ
リアに常駐し、解像管視野を横切る影に生ずる非
直線性の補償を行う。このテーブルはフオーマツ
トされ、印字機63の出力となる。このプログラ
ムを作動した後に棒材直径データが有効データと
なる。これがサブルーチンSUBCLLに呼出され
る時は操作者の相互作用を必要とする。 補償マツプは256個の棒位置に相当する256個の
入口がある。素子1は全体で10404cm(4.096イン
チ)の視野底を代表し、素子256は視野頂を代
表する。各素子は修正データを有し棒の頂底縁の
位置に基く測定棒材寸法から引算する。実際の修
正はサブルーチンCMPNSTによつて行う。縁部
82,83を使用し中央線を使用しないことはマ
ツプを棒材10の各種寸法に使用可能とする。 マツプ形成手順間に12.7mm(1/2インチ)に機
械加工した試料棒材10を光軸に直角方向に±
47.1mm(±1.5インチ)前後に動かす。棒材が移
動する間にGAGMAPをオフライン較正装置で実
施する。このプログラムは10000測定を行い、棒
位置の各分画における平均偏差を計算する。この
中間結果を256素子テーブルに記憶しISUMと称
する。 棒材縁部82,83位置に基く最終補償は次の
手順によつてISUMテーブルから生ずる。 1 補償マツプを消去する。 2 計算機シミユレーシヨンのために、仮想12.7
mm(1/2インチ)棒材10を視野中心スロツト
129の0.406mm(0.016インチ)上方に置く。
頂底棒材縁部82,83の位置の計算は次の式
となる。 頂縁83=〔視野中心位置+0.406+ 棒直径/2〕/0.406 ……(式1) 底縁82=〔視野中心位置+0.406− 棒直径/2〕/0.406 ……(式2) 例 = 頂縁83=(52.018+0.406+12.7/2)/0.406 =144 ……(式3) 底縁82(52.018+0.406−12.7/2)/0.406 =113 ……(式4) 3 上縁83の位置(144)としてマツプに記憶
された値は棒材10の中心位置(129)に対応
してISUMテーブルに記憶された変位と下縁8
2の位置(113)としてマツプに記憶された値
との合計である。 IMAP(上縁83)=ISUM(中心棒) +IMAP(下縁) ……(式5) IMAP(144)=ISUM(129)+ IMAP(113) ……(式6) 4 棒材10の中心位置を上方に上げて手順2、
3を繰返す。視野中心から上方に順次0.812mm
(0.032インチ)、1.218mm(0.048インチ)、1.624
mm(0.064インチ)等とする。これを繰返して
棒材10の上縁を視野中心の上方+47.1mm(+
1.5インチ)とする。 IMAP(145)=ISUM(130)+ IMAM(114) IMAP(146)=ISUM(131)+ IMAP(145) IMAP(147)=ISUM(132)+ IMAP(146) 〓 IMAP(220)=ISUM(205)+ IMAP(189) IMAP(221)=ISUM(206)+ IMAP(190) マツプの上半は完全になる。 5 マツプの下半を前述と同じ手順で書込む。同
じ直径12.7mm(1/2インチ)の機械加工試料と
した棒材10を視野中心(128)に置き上下縁
83,82を同様にして求める。 上縁83=〔視野中心+棒寸法/2〕/0.406 (式7) 下縁82=〔視野中心−棒寸法/2〕/0.406 (8式) 上縁83=〔52.018+12.7/2〕0.406=143 (式9) 下縁82=〔52.018−12.7/2〕/0.406=112 (式10) 6 棒材下縁82のマツプ値(122)は棒材中心位
置(128)としてISUMに記憶された値と上縁
83の位置(143)としてマツプに記憶された
値との合計である。 IMAP(下縁82)=ISUM(棒中心)+ IMAP(上縁83) ……(式11) IMAP(112)=ISUM(128)+ IMAP(143) (式12) 7 棒材10の位置を視野中心から0.406mm
(0.016インチ)毎に下方に順次下げ、棒材下縁
82の位置が視野中心から−47.1mm(1.5イン
チ)までとする。 IMAP(111)=ISUM(127)+ IMAP(142) IMAP(110)=ISUM(126)+ IMAP(141) IMAP(109)=ISUM(125)+ IMAP(140) 〓 IMAP(36)=ISUM(52)+IMAP(67) IMAP(35)=ISUM(51)+IMAP(66) かくしてマツプの下半は完全になる。 8 マツプ位置の221より上方と35より下方とは
使用しない。これらの位置は第5図に示す光電
陰極の視野外の不使用位置に相当する 9 マツプ素子111〜143は0である。この
位置は視野中心から±6.35mm(0.25インチ)の
部分に相当する。 10 カメラヘツド31に対応するマツプは共通デ
ータエリア記憶装置FCOMP1に記憶される。 CONDATはゲージオフラインシステムで作動
するプログラムである。この目的は操作者がカメ
ラへツド31のスロープ及びオフセツト修正を入
れるのに使用する。この変数は下記の通りであ
る。 IMULT1:カメラヘツド31のスロープ修正率 IOFST1:カメラヘツド31のオフセツト修正率 スロープ修正は次の式に基いて視野補償サブル
ーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算す
る。 寸法=(12.7mm−棒材寸法)IMULT1 オフセツト修正は次の式に基いて視野補償サブ
ルーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算
する。 寸法=棒材寸法−IOFST1 ZEROはオフラインゲージシステムで作動する
プログラムである。この目的は補償マツプ、すべ
てのスローブ及びオフセツト修正率をゼロとし、
右側マスク較正を一定とする。 MAPRNTはオフラインゲージシステムで作動
する他のプログラムである。これは操作者の相互
作用を必要としない。この目的は視野補償マツ
プ、スロープ及びオフセツト修正率、左右マスク
値を印字する。 GATPCプログラムは内部に記憶した補償式を
基準として高温目標寸法を計算する。この式は3
種の変数を必要とする。第1に炭素成分を共通エ
リアBDCCOMのIGRADEから得る。第2に、共
通エリアSYSCOMのITMPZZから標材温度を得
る。第3に、共通エリアBDCCOMのICDAIMか
ら低温目標寸法を得る。計算された高温目標寸法
は共通記憶装置BDCCOMの所定エリアに記憶さ
れる。 CMPNSTは補助サブルーチンであり、ゲージ
直径データ補償を必要とする各サブルーチンに随
伴する。特に、このサブルーチンは視野内の棒材
位置に対する棒材測定データを直線化し、サブル
ーチンCORDATに対するスロープ及びオフセツ
トデータによつて測定データを修正し、サブルー
チンGAGRCCによつて生じた右側マスクデータ
による自動較正を行う。 カメラヘツド31からの棒材10のデータは、
オフラインプログラムGAGMAPによつて生じた
補償マツプFCOMP1を使用してCMPNSTサブル
ーチンによつて直線化する。補償の手順は次の通
りである。 1 アキユムレータ118からの棒材寸法及び位
置データを使用して補償マツプ上で棒材10の
上下縁83,82の位置を定める。 上縁83位置=(棒中心位置+棒寸法/2〕/0.406 下縁82位置=(棒中心位置−棒寸法/2〕/0.406 直型25.4mm(1インチ)の棒の中心が19.05
mm(3/4インチ)視野中心より上方であれば、
棒中心位置は: 52.018mm(2.048インチ)+19.05mm(0.75イン
チ)=71.07mm(2.798インチ)棒上下縁位置は
前述した通りである。 上縁83=(71.07)25.4/2)/0.406=2.03 (式13) 下縁82=(71.07−25.4/2)/0.406=140 (式14) 2 上下縁83,82に相当する補償値はマツプ
から得られ夫々ICOR1,ICOR2とする。 ICOR1=IMAP(上縁83位置) (式15) ICOR2=IMAP(下縁82位置) (式16) 3 上縁下縁83,82共に視野中心より上方に
ある時の修正は: 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1+ICOR2 (式17) 4 上下縁83,82共に視野中心より上下にあ
る時の修正は、 修正棒位置=未修正寸法+ICOR1−ICOR2 (式18) 5 上縁83が視野中心の上方にあり下縁82が
下にある時の修正は 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1−ICOR2 (式19) 較正プログラム201について説明する。 CALIBRはオフラインゲージシステムで作動す
るプログラムである。この作動は操作者の相互作
用は必要としない。このプログラムの目的は印字
機63上のゲージに対して性能ログを定めること
にあり、次の機能を行う。 1 左側及び右側マスク95,94に偏向させ、 a 各マスクの寸法を測定印字する。 b 記憶されたマスク値からの偏差を計算印
字、 c +のスロープ値を測定印字、 d −のスロープ値を測定印字、 e 各マスクに使用する窓を印字。 2 アナログテスト寸法、正負スロープ値を測定
印字する。 3 デジタルテストを測定印字する。 4 再較正に使用した較正更新値を印字する。 再較正プログラム202について説明する。 RTMASKプログラムはオーバーレー内のデイ
スク常駐サブルーチンであり、オフラインモード
で作動する。このプログラムによつて次の棒直径
ゲージ機能を行う。 1 右偏向電子窓ゲートを解像管90のパラメー
タの変化に適応させて変化させる。 2 共通テーブルに記憶された右側偏向直径基準
値をドリフト、部品の老化を補償するために更
新する。 3 変化を希望しない時は、このプログラムを周
期的に行い、偏差は印字機63によつて印字し
て電子的温度的理由によるドリフトを確認す
る。 このサブルーチンから定常作動に戻すために
は、解像管90の掃引を中央に戻し、全電子窓
ゲートを作動させ、逆光光源ランプを通る電流
を反対にしてランプの寿命を長くする。このプ
ログラムの主目的は長期間のドリフト点検装置
であり、他の利用法として窓ゲート及び基準テ
ーブル値の更新を行う。このプログラムはサブ
ルーチンSUBCLLによつて呼出され、操作者
の作用を必要とする。 GAGRCLはオンラインシステムで作動するプ
ログラムであり、操作者の作用を必要としない。
この目的は周期的に棒材直径ゲージを自動再較正
し、上述のドリフト修正項ITMP1を更新する。
このプログラムではカメラの掃引を偏向させて右
側マスクを走査し、最初の較正準備からの偏差を
測定してドリフト項を修正する。プログラム終了
に際して、掃引を中央に移し、正常の窓とし、光
源を反転させる。 自動再較正プログラムは、棒材10が視野内に
ない時に較正値を点検してゲージ精度を保つ。こ
の再較正プログラムの作動は棒材10が視野を去
り次の棒材が到達する前に行う。この条件は高温
金属検出電子装置57からの信号によつて定ま
る。このためにソフトウエアを使用して、既知の
内部基準例えば右側マスク94のオンライン測定
と、システム較正間に行う同じ内部基準のオフラ
イン測定との差に基くスケールフアクターを計算
する。再較正の後にゲージ視野内の次の棒材の測
定は上述のスケールフアクターを使用して修正す
る。 再較正測定の眼目は解像管90の前面マスク付
き光電陰極91である。マスクのパターンは第5
図に示す。光電陰極91には左側に2.54mm(0.1
インチ)間隔とした巾2.54mm(0.1インチ)の5
本のマスクを形成し、右側には1本の6.35mm
(0.25インチ)巾のマスクを中央に形成する。解
像管90と光電陰極91との構造と作動は第4,
5,6図について前に詳述した。X軸バイアスに
よつて“C”走査、“R”走査、“L”走査位置と
する。右側マスクカメラ信号と棒材マスクカメラ
信号とは同じである。電子装置の調整を行はない
時は時間T1で右側マスクを測定することは、時
間T2で棒材を測定することと同じである。偏差
があれば電子ドリフトであると推定される。 再較正システムは修正率を計算するために右側
マスク94のみを使用する。5本の左側マスクは
オフライン較正システムにおいて直線性の点検の
ために使用する。カメラヘツド31較正のために
右側マスクを測定し、オフライン較正システムの
右側マスクプログラム“RT”を行つてデイスク
に記憶させる。変数はIMASK1の名称でコアの共
通データエリアMSKCOMに記憶させる。制御シ
ステム作動の時はデータをデイスクからコアの共
通エリアMSKCOMに移送する。 右側マスク94のオフライン測定はGAGRCL
タスクによつて行う。高温金属検出器55が棒材
10後端がゲージを通過したことを検出した後
に、GAG−RCLプログラムによつて解像管の像
を右に偏向させてマスク94を測定する。カメラ
1の測定値とIMASK1との差を共通データエリア
TMPOFFに可変ITMP1を記憶させる。この値は
最初の較正オンライン較正とのゲージ測定値の変
化を示す。 オンライン修正機能はITMP1を使用してサブ
ルーチンCMPNSTで行う。スロープ修正は次の
式によつて各測定値を修正する。 修正棒寸法=棒寸法(棒寸法×ITMP1/12.7) (式20) ITMP1=0.01524mm(0.0006インチ)とすれば 修正棒寸法(直径12.7mm)=12.7 −12.7×0.01524/12.7=12.6847(式2
1) 修正棒寸法(25.4mm)=25.4−25.4×0.0152
4/12.7 =25.3694 (式22) 修正棒寸法(38.1mm)=38.1−38.1×0.0152
4/12.7 =38.0451 (式23) 直径12.7mmの棒材の修正量はITMP1の値に等し
い。同様にして12.7mmの2倍、3倍の棒材の修正
量はITMP1の値の2倍、3倍となる。この理由
はレンズ86の縮少率が1/2であることになる。
12.7mm直経の棒材は6.35mm(0.25インチ)の影と
して光電陰極に投射され、右側マスク94の巾に
ほゞ等しい。 LFTMSKプログラムはオーバーレーとしてデ
イスク常駐サブルーチンであり、オフライインモ
ードで作動し、次の棒材直径ゲージ機能を行う。 1 左偏向電子窓ゲート機能であり、左側マスク
95の5本の左偏向棒材基準を選定するために
使用し、解像管90のパラメータの変化に適応
させて変更する。 2 左偏向直径基準値機能であり、共通テーブル
内に記憶され、ドリフト、部品の老化を補償す
るために更新する。 3 変更を希望しない時はプログラムを周期的に
行い、偏差を5本の左側偏向基準の夫々につい
て印字機63で印字し、電子的温度的ドリフト
を知る。最大サイクル時間は3200秒である このサブレーチンが終了すれば解像管90の掃
引を中央に戻し、電子窓ゲートを作動させ、逆光
光源ランプを通る電流を反転してランプ寿命を長
くする。このプログラムの目的は視野及び電子的
ドリフトの点検装置とし、他の機能として、窓ゲ
ートと基準テーブル値を更新する。これはブルー
チンSUBCLLによつて作動し、操作者の作用を
必要とする。 ヒストグラムプログラム204について説明す
る。 GAGHSTはオフラインゲージシステムで作動
するプログラムであり、操作者の作用を必要とす
る。この目的はカメラヘツド31からの多数の読
みを集め、コア194のテーブルIBDGI2に記憶
させ、第17図に示す通り±0.127mm(±0.005イ
ンチ)の範囲で0.0051mm(0.0002インチ)分画と
したカメラヘツド31のヒストグラムテーブルを
印字する。更に、すべて読みの平均及び標準偏差
を計算する。操作者は所要の棒材目標寸法に対す
る所要の多数の読みを求め、第19図に示す通り
制御装置67によつてヒストグラムテーブルを使
用を要求する 二次元及びプロフル測定制御装置について説明
する。 第1図Aは本発明の第2の実施例による計算機化
電気光学装置を示し、異なる方向の2種の寸法及
びプロフイル測定制御用とし、鋼材熱間圧延機の
走査装置に取付けた2個の逆光カメラを使用す
る。この実施例は第1図とほぼ同様であるが2組
の測定カメラ装置と走査装置とを有する。第2カ
メラ電子装置39は第4〜13図に示したカメラ
電子装置35とほぼ同様であるが第2カメラ電子
装置に使用する機器、回路、波形、タイミング線
図、計算機プログラム等は(′)を附して区別す
る。この測定制御装置は棒材10の直交する直径
方向の寸法とプロフイルをロールスタンド11の
出口附近で測定し、走査装置は停止とすることも
でき、所定角速度で棒材10の外面を走査するこ
ともできる。後述する通り、2種の直径信号及び
走査装置位置信号を計算機に供給して棒材10の
横方向プロフイルをプロツトする。棒材プロフイ
ルデータを表示、記録して圧延機制御装置に伝達
し、圧延機制御装置はこのデータを使用して棒材
寸法形状の制御を、(a)ロールスタンド11の横方
向間隔の設定、(b)ロールスタンド11のロールの
縦方向アライメントの設定、(c)スタンド11の前
のスタンドのロール間隔の設定によつて行う。 双ヘツド走査装置12の逆転可能の走査機構1
3のモータ14によつて駆動される。モータ14
はケーブル15を介して可変速制御器16によつ
て附勢される。2モードセレクタスイツチ17は
ケーブル18を介して制御器16を制御して手動
自動走査作動を行はせる。装置操作者又は計算機
が手動自動制御を行う。手動制御モードにおいて
は手動による速度制御、始動、停止、走査器方向
制御は制御器19によつて行い、制御信号はケー
ブル20を経て制御器16に伝達される。自動制
御モードにおいては手動制御信号源を遮断し、走
査制御器16は後述する通り計算機から所要信号
を受ける。 走査器位置エンコーダ21を走査機構13に結
合して走査器回転の絶対位置を代表するアナログ
信号を発生する。このエンコーダ信号はケーブル
22を経て走査器位置電子装置23に供給されて
アナログ及びデジタル走査器位置信号に変換され
る。アナログ走査器位置信号はケーブル24を経
て走査器位置表示器25に伝達され、走査位置を
手動制御する時に操作者が目視制御を行う。デジ
タル走査器位置信号はケーブル26を経て計算機
27′に供給され、走査装置12を自動制御する
時に計算機指令信号に組合される。計算機27′
は始動停止信号及び速度制御信号を後述する通り
に供給する。これらの信号はケーブル28,29
を経て走査器制御器16に供給される。自動制御
モードの間、デジタル走査器位置信号は棒材プロ
フイル決定作動用として後述する通りに使用され
る。 双ヘツド走査装置12の走査機構13に第1第
2逆光電子カメラヘツド31,32を互に直角方
向として棒材10に対して垂直として取付け、所
定角速度で棒材10の外周を走査する。棒材10
のプロフイルプロツト走査のためには走査装置1
2を第1A,2図に示す通り90゜回動させる。こ
れによつて棒材10の180゜の横方向プロフイル
をプロツトするための十分なカメラ信号が得られ
る。180゜フロフイルプロツトは圧延作業者及び
圧延機制御計算機に対して著しく有効であり、後
に詳述する。棒材寸法測定に対する他の走査要求
の下では、走査角度は90゜回動以外とすることが
できる。例えば第1図に示す光源30とカメラヘツ
ド31とを走査装置に取付け、一次元測定システ
ムを使用して走査機構を回動させ、他の型式の棒
材10のプロフイルプロツトを得ることができ
る。 第1の光源箱30を第1の電子カメラヘツド3
1に対向させ、棒材10が光源箱30からの光を
遮断した時に棒材直径に比例する巾を有する棒材
の影が第1電子カメラヘツド31の像となる。同
様にして第2光源箱32を第2電子カメラヘツド
33に対向させ棒材10が光源箱32からの光を
遮断した時に、第1の方向とは直角の第2の横位
置における棒材直径に比例する巾を有する棒材の
影が第2電子カメラヘツド33の像を形成する。
第1のカメラヘツド31についての第4図につい
ての説明は第2カメラヘツド32にも適用され
る。 各光源箱30,32は棒材10に対して直角方
向に、カメラ視野内で測定すべき棒材10の最大
寸法よりも大きな光を発生する。例えば、下記の
カメラ視野は7.62cm(3インチ)として時に組合
せる光源からの光路の直径は10.16cm(4イン
チ)とする。更に、光源箱30,32からの光の
波長と強さとは電子カメラヘツド31,33の感
度特性に適応した値とする。標準として、直流点
火螢光光源からの青い光が上述の電子カメラヘツ
ド用として好適である。 棒材10の第1の影と棒材10の両側を通る光
とは第1光源箱30から第1電子カメラヘツド3
1に導かれ第1カメラ信号を発生する。この信号
は未修正カメラパルスにノイズを混入した信号で
あり、導線34を経て第1カメラ電子装置35に
供給される。第4図について説明した通り、第1
カメラ信号を処理してノイズを除きデジタル棒材
寸法及び棒材位置信号を発生してケーブル36を
経て計算機27′に供給する。測定指令等の信号
はケーブル37を経て計算機27′から第1カメ
ラ電子装置35に供給される。 同様にして棒材10の第2の影と、棒材10の
両側を通る光とは第2光源箱32から第2電子カ
メラヘツド33に導かれ第2カメラ信号を発生す
る。この信号も未修正カメラパルスとノイズとの
混合であり、導線38を経て第2カメラ電子装置
39に供給される。第2カメラ信号を処理してノ
イズを除き、デジタル棒材寸法及び位置信号を第
1カメラ信号と同様に形成しケーブル41を経て
計算機27′に供給される。測定指令等の信号は
ケーブル40を経て計算機27′から第2カメラ
電子装置39に供給される。 第1A図の電子光学棒材測定制御装置の計算機
27′は手動セレクタ42から目標寸法デジタル
信号をケーブル43を経て供給される。目標寸法
信号は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、棒
材10のプロフイル変化等後述する通りに使用す
る。更に、計算機27′は棒状10の組成のデジ
タル信号を手動セレクタ44からケーブル45を
経て供給される。組成信号は棒材10の炭素成分
を示し例えば0.230%とし、低温棒材目標寸法か
ら高温棒材目標寸法の計算等の目的に使用する。
更に計算機27′は他の作動データ信号、例え
ば、日付、時間、寸法公差等をセレクタ46から
ケーブル47を経て供給される。目標寸法信号、
組成信号、他の作動データ信号を棒材圧延機自体
の制御装置から得ることもできる。 高速で動く高温棒材10の直径測定に際して温
度補正を行なうために、例えばランド社製の光高
温計ヘツド48を走査装置12に近接して取付け
高温棒材10の温度測定を行う。光高温計ヘツド
48は高応答温度信号を発生しケーブル49を経
て、ランド社等の高温計電子装置50に供給され
る。未修正温度信号は高温計電子装置50の目盛
合せ及び直線化回路によつて修正する。修正した
温度信号、例えば910℃(1670〓)はケーブル5
1を経てデジタル表示器52に供給すると共にケ
ーブル53を経て計算機27′に供給し、棒材1
0の熱膨脹の補正を行う。 ランド社の光高温計ヘツド48及び高温計電子
装置50を使用すれば、修正温度信号を計算機2
7′及び表示器52に所要精度、応答速度で送る
時の間題点は生じない。組合せ上の問題を解決で
きる場合は、第1の実施例で説明した光学視野走
査高温計システム等の既知の装置を使用すること
もできる。 第1A図に示す実施例の他の特長は自動再較正
システムである。後述する通り、棒材10の後端
が圧延ロール11を去つたことを検出した時にこ
のシステムが作動する。このために、高温棒材検
出器55は棒材10の存在、不在を検出し、対応
する信号を導線56を経て高温金属検出電子装置
57に供給する。棒材不在信号はケーブル58を
経て計算機27′に供給されて自動再較正システ
ムを作動させる。 すべての走査位置信号、第1第2カメラ信号、
目標寸法信号、組成信号、その他の作用データ信
号は夫々のケーブル26,36,41,43,4
5,47,53,58を経て計算機27′に供給
され、計算機27′はこれらの信号を組合せて後
述する一群の計算機オンライン、オフラインプロ
グラムの制御の下に各種機能を行う。例えば、走
査装置始動、停止信号をケーブル28に生じ、走
査装置速度制御信号はケーブル29に生じ、共に
自動走査モード制御プログラムによつて制御され
る。他の機能として、棒材直径データ、棒材プロ
フイルの公差基準からの偏差データ及び作動ヘツ
ダーデータは計算機27′からケーブル59を経
てCRT端子60に供給され、ケーブル61によ
つてCRT端子60の操作盤と計算機27′との間
の相互作用を行う。 計算機27′の他の機能には棒材直径データ棒
材プロフイルの公差基準からの偏差データ、作動
ヘツダーデータを計算機27′からケーブル62
を経て印字端子63に供給し、ケーブル64を経
て端子63の操作盤と計算機27′との間の相互
作用を行う。印字端子63は第3図に示す印字を
行う。計算機27′の他の機能は棒材10のプロ
フイルデータと測定装置ヒストグラムをケーブル
66を経て制御装置67に供給し、ケーブル68
によつて計算機27′にフイードバツク信号を送
る。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する最大最小公差
範囲を示す。点線の直線即ち面A−A,B−B,
C−C,D−Dは圧延機操作者及び制御計算機が
特に関心を示し、第11A図に示す圧延機11の
圧延間隔及びアライメントを定めるために必要で
ある。非走査作動間は走査装置12は停止し、第
1カメラヘツド31及び第2カメラヘツド33は
面C−C,A−A上の直径を測定する。棒材10
のA−A面直径71は図示の例では4450cm
(1.7520インチ)とし、C−C面の直径72は図
示の例では4.442cm(1.7490インチ)であり、目
標寸法は4.445cm(1.7500インチ)の場合とす
る。 棒材走査作動においては、第2カメラヘツド3
3はプロフイルプロツト走査73を面B−Bから
開始し、反時計方向に90゜回動して面C−Cを過
ぎ、面D−Dで停止する。同時に第1カメラヘツ
ド31は面D−Dで走査を開始し反時計方向に90
゜回動して面A−Aを過ぎ、面B−Bで停止す
る。これによつて第1第2カメラヘツド31,3
3は棒材10の180゜の外周面を走査し、この走
査は面B−BからC−C,D−D,A−Aを経て
B−Bに戻るプロツトを行う。他の走査方法とす
ることもできる。例えば走査回転方向を時計方向
とする。走査装置12を他の面又は点から開始し
90゜走査して最初の位置に戻る。カメラ31,3
3を90゜回動しただけで棒材外面180゜を走査で
きる。 棒材10のプロフイルプロツトは低温寸法に修
正して第3図に示す計算機プリント65とする。
第3図には棒材プロフイル74を特定の寸法特定
の製造公差とした例を示す。計算機の生ずる書式
には作動データヘツダー、第1A図の目標寸法セ
レクタ42の選択した常温目標寸法と実際の常温
修正プロフイルとの偏差が縦軸、走査装置12の
角度位置が横軸として第3図に示される。縦軸の
目盛は0.254mm(0.0010インチ)とし、目標寸法
4.445cm(1.750インチ)の線75の上下を示し、
最大最小公差基準線76,77の上下に延長す
る。公差線76,77を点線で示す。更に最大最
小公差の1/2の基準線78,79は180゜の棒材プ
ロフイルプロツトの180゜の目盛の15゜おきの目
盛数値の列として示す。0゜及び各45゜の位置に
は第2図の断面の面B,C,D,A,Bを印字
し、15゜、30゜は面A,C位置に対する相対位置
として示す。 CRT端子60の表示は計算機プリント65と
ほぼ同じであるが次の点が異なる。棒材プロフイ
ル偏差プロツト計算機書式の他に計算機27′は
別に第2図の点線の走査面A−A,B−B,C−
C,D−Dの表示書式、及び第2図の直径A−
A,C−Cの実際数値表示を行う。第2に、公差
の1/2が装置の目標であるため、最大最小公差は
表示しない。それ故、CRT端子60は棒材の直
径、プロフイル、走査面の情報を提供し、測定装
置操作者及び圧延機操作者には著しく有効であ
る。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1A図の棒材測定装置に使用する逆光電子カ
メラヘツドを第4図に示し、カメラヘツド31は
光源箱30から棒材10に対して反対側に光軸上
に配置する。カメラヘツド33と光源箱32との
関係も同様である。使用者の取付上の要求に応じ
て第1第2の電子カメラにはテレセントリツクレ
ンズ85′、解像管90′、光電陰極較正マスク9
4′,95′の集光及び偏向コイル装置93′、別
のシールドを有し、第4図について前述したと同
様とする。 カメラ電子装置について説明する。 本発明に使用するカメラ電子装置は第4図にカ
メラ電子装置35として示した。第2のカメラ電
子装置39は第1のカメラ電子装置35と同様で
あり、双方向掃引発電機97のみは両電子装置3
5,39に共通とする。カメラ電子装置について
は前述した。第1第2カメラ電子装置は夫々未修
正カメラ信号を受けて第1第2のデジタル棒材寸
法パルス及び棒材中心位置パルスを発生し、導線
36,41によつて計算機27′に導線37,4
0からの信号の制御の下に送る。各棒材パルスの
計算機による修正は次に述べる。 計算機について説明する。 第1A図の計算機27′を第14A図にブロツ
ク線図として示す。計算機27′はデジタルシス
テムであり、第14図について前に述べた計算機
27のすべての機能を有し、更に後述する各種機
能を有する。前述した通り、市販のプログラム可
能のミニ計算機を使用でき、圧延機制御計算機装
置の一部とすることもできる。計算機27′の例
としてウエスチングハウス・エレクトリツク社の
W−2500型があり、前述の計算機27に比較し
て、第2の棒寸法パルス及び修正機能、走査位置
制御及びプロフイルプロツト機能、及び下記の各
種タスクに適応するように附加する必要がある。 計算機27′には通常の主要構成部分として、
入力バツフア190′、出力バツフア191′、デ
イスク記憶装置192′、デイスクスイツチ19
3′、コア記憶装置194′を有し、各種チヤンネ
ルによつてデータ処理ユニツト195′に結合する。
計算機27′の作動はオフライン及びオンライン
計算機プログラム196′によつて行う。このプ
ログラムは次の通りである。第15,16A,1
6B図に示す計算機マツプ197′、サービスプ
ログラム198′、棒材ゲージデータプログラム
199′補償プログラム200′、較正プログラム
201′、再較正プログラム202′、プロフイル
及び位置プログラム203、ヒストグラムプログ
ム204′であり、後述する。 計算機27′を外部信号源と接続するため入力
バツフア190′には入力のアナログ又はデジタ
ル信号をデジタルに変換する手段を有する。計算
機の入力信号は次の通りである。ケーブル36に
よつて第1カメラ電子装置35、ケーブル41に
よつて第2カメラ電子装置39、導線26によつ
て機械的走査器位置23、導線58によつて高温
金属検出器57、ケーブル53,54によつて棒
材温度50、導線43によつて棒材目標寸法4
2、導線45によつて棒材組成44、ケーブル4
7によつて他の作動データ46、ケーブル68に
よつて制御装置67、ケーブル61によつて
CRT端子60、ケーブル64によつて印字端子
63。 計算機27′から外部に信号を供給するための
出力バツフア191′には出力信号をデジタル又
はアナログ信号に変換する手段を有する。計算機
27′からの出力信号は次の通りである。走査装
置始動停止信号をケーブル28で、走査装置速度
信号をケーブル29で走査制御器16に;ケーブ
ル66で制御装置67に;ケーブル37で第1カ
メラ電子装置35に;ケーブル40で第2カメラ
電子装置39に供給する。 導線及びケーブルは図には1本の線として示し
たが所要の複数の導線を組合せたケーブルとする
のが通常である。 CRT端子60には操作盤を有し、操作者が計
算機27′との間の相互作用を行う。 印字端子63には操作者用の操作盤を有し計算
機27′との間の相互作用を行う。印字端子63
の計算機プリント65には第3図に示す棒材プロ
フイル偏差のプロツト及び下記の数表を含む。 端子60,63が同じデータをプロツトするこ
ともある。操作盤からの要求は下記のプログラム
ネモニツクスによつて行う。 ゲージオフラインシステムネモニツクスは下記
の通り: HS:各ヘツドのヒストグラム MP:視野補償マツプ作成 PR:走査装置を90゜回転しプロフイルテーブル
作成 PL:プロフイルテーブルのプロツト RP:右側マスクデータについてプロフイルテー
ブル作成 CL:左及び右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マスクスロープ及びオフセツト率、マスク
値について印字 SC:走査装置を所要角度回動 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる。 ZE:すべてのマツプ及び修正率を消去(注意) LF:左側マスクでドリフトテスト RT:右側マスクでドリフトテスト、窓を入れ
る。 TR:制御システムエリアに共通のケージをデイ
スクに移送 XT:モニターに出力、共通エリア内のマツプ、
スロープ及びオフセツト修正率、マスク値、窓
値をデイスクに書込む。デイスクスイツチが上
位置の時のみデイスクのフアイルを更新可能・
このタスク20がモニターに呼ばれた時にフア
イルをデイスクから読出し。 デイスクスイツチ193′には“スイツチ1
0”、“スイツチ12”として下記のプログラムに
記したスイツチを有する。デイスクのプログラム
又はデータを更新するためにはスイツチを書込み
可能位置とする必要がある。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は図に示した計算機プログラム196′
に組合された各個の及び一群のプログラムを示
す。
【表】
【表】
制御装置とのインターフエース
マツプ197′について説明する。 DISC MAPプログラムを第15図に示す。デ
イスク記憶装置192′内のプログラムアドレス
を拡げて上述した追加の作動特性の取扱可能とす
る。 CORE MAPプログラムを第16A,16B図
に示す。16進コア記憶装置194′のプログラム
アドレスを拡げて上述の追加作動特性の取扱可能
とする。 サービスプログラム198′について説明す
る。 ILD HANDLERプログラムにはM:IDL、
CD:IDL、EB:IDLサブルーチンを有し、
GAGTSK.SUBCLL、GAGTRNルーチンについ
ても第14図について前に述べたと同様である
が、第14A図に示す追加の作動特性を取扱うよ
うに拡げる。 棒材寸法データプログラム199′について説
明する。 GAGEINは前述と同様の補助サブルーチンであ
り、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸法デ
ータに適応するように拡げる。 補償プログラム200′について説明する。 GAGMAT.CORDAT、ZERO、MAPRNT.
GAGTPC、CMPNSTプログラムは前述と同様で
あるが、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸
法データ及び修正要求に適応するように夫々拡げ
る。 較正プログラム201′について説明する。 CALIBRは前述と同様のオフラインプログラム
であり、第2カメラ電子装置39からの棒材寸法
データに適応するように拡げる。 再較正プログラム202′について説明する。 RTMASK.GAGRCL、LFTMSKサブルーチン
は前述と同様であるが第2カメラ電子装置39か
らの棒材寸法データと自動再較正要求とに適応す
るように拡げる。 プロフイル及び位置プログラム203について
説明する。 ENCNGLは新らしい補助サブルーチンであ
り、棒直径測定ヘツドの角度位置を必要とするす
べてのサブルーチンに随伴する。このサブルーチ
ンは位置エンコーダ電子装置23を読出し、有効
性をチエツクし、位置の二進及び十進値を共通エ
リアに記憶させ、エンコーダ故障の時に誤作動フ
ラツグを設定する。 GAGPOSはオーバーレーとしてデイスクに常
駐するサブルーチンであり、オフラインシステム
で作動し操作者の作用を必要とする。これはネモ
ニツクSCを介してサブルーチンSUBCLLによつ
て呼出される。このサブルーチンの目的は端子6
0,63の操作盤の入力によつて走査装置12を
ある角度位置に駆動する。次はこのプログラムの
概要である。 1 目標角度が走査位置から10゜以上離れている
時は全速電圧をケーブル29を介して走査モー
タ制御器16に供給して目標角度まで駆動す
る。10゜より少ない時は手順3となる。 2 走査装置が目標より10゜以内となるまで全速
を続ける。 3 目標角度の10゜以内となれば制御器16から
の出力を半速の電圧に低下する。 4 目標角度の0.3゜以内となれば制御器16に
oボルトを供給してプログラムを終了する。 操作者は操作盤によつて目標角度を入れる必要
がある。 PROFILは寸法オフラインシステムで作動する
新しいプログラムである。操作者の作用を必要と
する。この目的はカメラに完全90゜サイクルを走
査させて第18図に示すプロフイルテーブルを作
成し各2゜毎の偏差を示す。このプログラムでは
データのプロツトを行はず、オフラインシステム
で作動するRLOTルーチンPLがこのプロツト作
業を行う。 誤作動の可能性として次の各種がある。 1走査モータの故障:モータが始動せず、又は走
査サイクルの終了(0゜又は90゜)がモータに
到達しない。 2 エンコーダの故障:作動可能ビツトがエンコ
ーダから発生しない。 3 ILD故障:ILD移送タイムアウトが生ずる。 RTPROFはオフラインシステムで作動する新
しいプログラムである。この目的はカメラが完全
90゜サイクルを走査する間に両カメラを右側マス
クに偏向させ、各2゜毎の偏差を有するプロフイ
ルテーブルを作成する。このプログラムはデータ
のプロツトを行はず、オフラインシステムで作動
するPLOTルーチンPLがプロツトを行う。 このプログラムは夫々の電子走査を第5図に示
す右側マスク94の“R”走査に偏向させ、この
走査が完了した後に中央の“C”走査に戻す。 PLOTは新らしいプログラムであり、オフライ
ンゲージシステムで作動し、操作者の作用は必要
としない。このプログラムの目的はコア194′
内に記憶されたプロフイールテーブルIBDGT1に
含まれたデータをプロツトすることにある。縦軸
は軸線から10列上及び10列下にセツトされる。目
盛は最小0.0051mm(0.0002インチ)の浮動があ
る。偏差は縦軸に沿つてプロツトされ、走査装置
の角度位置は4度の分画で横軸上にプロツトされ
る。ブランク又は範囲外のデータ点は“#”によ
つて示される。 GAGPLTは新しいオンラインプログラムであ
り、第19図に示すコア194′に記憶された90
素子プロフイルテーブルIBDGT1を共通エリア
MASGAGから取出して60素子テーブルに圧縮す
る。各テーブルの横軸は3゜の分画とする。この
プログラムはプロフイルテーブルを走査し、プロ
フイルテーブルの最大最小値に応じて縦軸目盛範
囲を定める。縦軸単位目盛は0.0254mm(0.001イ
ンチ)又は0.0508mm(0.002インチ)とする。次
に、目標寸法公差線をCRT及び印字端子60,
63に書き込む。次にこのプログラムは各3゜毎
に縦軸偏差を計算しCRT及び印字端子60,6
3に計算位置を“※”で書込む。最後に
HEADERプログラムを呼出してプログラムを終
了する。GAGPLTプログラムを使用した棒材プ
ロフイルを第3図に印字端子63からの印字とし
て示す。 HEADERも新らしいオンラインプログラムで
あり、棒材低温目標寸法、炭素量及び温度を
CRT60に書きこむ。次に日付、時間、最大公
差、最小公差及び真円度公差をCRT60に書込
む。次にプロフイルテーブルIBDGT1を走査し、
夫々の公差限度に関して寸法公差上下限真円度に
関して計算し、この値を第3図に印字して終了す
る。 GAGPROはゲージオンラインシステムで作動
する新しいプログラムである。操作者の作用は必
要としない。このプログラムの目的はカメラヘツ
ド31,33を完全90゜サイクルについて走査し
各2゜の分画で偏差を示すプロフイルテーブル
IBDGT1を作成しコア194に記憶させる。デー
タのプロツトは行はない。 ヒストグラムプログラム204′について説明
する。 GAGHSTはオンライン及びオフラインゲージ
システムで作動する新しいプログラムである。実
際には前述のプログラム204の変形であり、操
作者の作用を必要とする。このプログラムの目的
はカメラヘツド31,33が第2図の面A−A、
C−C又は希望の位置にある時に各カメラヘツド
31,33から多数の読みを集め、この読みをコ
ア194′のテーブルIBGDT2,IBGDT3に記憶さ
せ、各カメラヘツド31,33のヒストグラムを
±0.127mm(±0.005インチ)の範囲について
0.0051mm(0.0002インチ)の分画で印字し、一例
を第17図に示す。更に、このプログラムは各カ
メラヘツド31,33の平均及び標準偏差を印字
する。操作者は所要の読みの数、棒材目標寸法、
各ヒストグラムテーブルIBGDT2,IBGDT3、プ
ロフイルテーブルIBGDT1の使用要求を第19図
に示す通り制御装置67によつて入れる必要があ
る。
マツプ197′について説明する。 DISC MAPプログラムを第15図に示す。デ
イスク記憶装置192′内のプログラムアドレス
を拡げて上述した追加の作動特性の取扱可能とす
る。 CORE MAPプログラムを第16A,16B図
に示す。16進コア記憶装置194′のプログラム
アドレスを拡げて上述の追加作動特性の取扱可能
とする。 サービスプログラム198′について説明す
る。 ILD HANDLERプログラムにはM:IDL、
CD:IDL、EB:IDLサブルーチンを有し、
GAGTSK.SUBCLL、GAGTRNルーチンについ
ても第14図について前に述べたと同様である
が、第14A図に示す追加の作動特性を取扱うよ
うに拡げる。 棒材寸法データプログラム199′について説
明する。 GAGEINは前述と同様の補助サブルーチンであ
り、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸法デ
ータに適応するように拡げる。 補償プログラム200′について説明する。 GAGMAT.CORDAT、ZERO、MAPRNT.
GAGTPC、CMPNSTプログラムは前述と同様で
あるが、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸
法データ及び修正要求に適応するように夫々拡げ
る。 較正プログラム201′について説明する。 CALIBRは前述と同様のオフラインプログラム
であり、第2カメラ電子装置39からの棒材寸法
データに適応するように拡げる。 再較正プログラム202′について説明する。 RTMASK.GAGRCL、LFTMSKサブルーチン
は前述と同様であるが第2カメラ電子装置39か
らの棒材寸法データと自動再較正要求とに適応す
るように拡げる。 プロフイル及び位置プログラム203について
説明する。 ENCNGLは新らしい補助サブルーチンであ
り、棒直径測定ヘツドの角度位置を必要とするす
べてのサブルーチンに随伴する。このサブルーチ
ンは位置エンコーダ電子装置23を読出し、有効
性をチエツクし、位置の二進及び十進値を共通エ
リアに記憶させ、エンコーダ故障の時に誤作動フ
ラツグを設定する。 GAGPOSはオーバーレーとしてデイスクに常
駐するサブルーチンであり、オフラインシステム
で作動し操作者の作用を必要とする。これはネモ
ニツクSCを介してサブルーチンSUBCLLによつ
て呼出される。このサブルーチンの目的は端子6
0,63の操作盤の入力によつて走査装置12を
ある角度位置に駆動する。次はこのプログラムの
概要である。 1 目標角度が走査位置から10゜以上離れている
時は全速電圧をケーブル29を介して走査モー
タ制御器16に供給して目標角度まで駆動す
る。10゜より少ない時は手順3となる。 2 走査装置が目標より10゜以内となるまで全速
を続ける。 3 目標角度の10゜以内となれば制御器16から
の出力を半速の電圧に低下する。 4 目標角度の0.3゜以内となれば制御器16に
oボルトを供給してプログラムを終了する。 操作者は操作盤によつて目標角度を入れる必要
がある。 PROFILは寸法オフラインシステムで作動する
新しいプログラムである。操作者の作用を必要と
する。この目的はカメラに完全90゜サイクルを走
査させて第18図に示すプロフイルテーブルを作
成し各2゜毎の偏差を示す。このプログラムでは
データのプロツトを行はず、オフラインシステム
で作動するRLOTルーチンPLがこのプロツト作
業を行う。 誤作動の可能性として次の各種がある。 1走査モータの故障:モータが始動せず、又は走
査サイクルの終了(0゜又は90゜)がモータに
到達しない。 2 エンコーダの故障:作動可能ビツトがエンコ
ーダから発生しない。 3 ILD故障:ILD移送タイムアウトが生ずる。 RTPROFはオフラインシステムで作動する新
しいプログラムである。この目的はカメラが完全
90゜サイクルを走査する間に両カメラを右側マス
クに偏向させ、各2゜毎の偏差を有するプロフイ
ルテーブルを作成する。このプログラムはデータ
のプロツトを行はず、オフラインシステムで作動
するPLOTルーチンPLがプロツトを行う。 このプログラムは夫々の電子走査を第5図に示
す右側マスク94の“R”走査に偏向させ、この
走査が完了した後に中央の“C”走査に戻す。 PLOTは新らしいプログラムであり、オフライ
ンゲージシステムで作動し、操作者の作用は必要
としない。このプログラムの目的はコア194′
内に記憶されたプロフイールテーブルIBDGT1に
含まれたデータをプロツトすることにある。縦軸
は軸線から10列上及び10列下にセツトされる。目
盛は最小0.0051mm(0.0002インチ)の浮動があ
る。偏差は縦軸に沿つてプロツトされ、走査装置
の角度位置は4度の分画で横軸上にプロツトされ
る。ブランク又は範囲外のデータ点は“#”によ
つて示される。 GAGPLTは新しいオンラインプログラムであ
り、第19図に示すコア194′に記憶された90
素子プロフイルテーブルIBDGT1を共通エリア
MASGAGから取出して60素子テーブルに圧縮す
る。各テーブルの横軸は3゜の分画とする。この
プログラムはプロフイルテーブルを走査し、プロ
フイルテーブルの最大最小値に応じて縦軸目盛範
囲を定める。縦軸単位目盛は0.0254mm(0.001イ
ンチ)又は0.0508mm(0.002インチ)とする。次
に、目標寸法公差線をCRT及び印字端子60,
63に書き込む。次にこのプログラムは各3゜毎
に縦軸偏差を計算しCRT及び印字端子60,6
3に計算位置を“※”で書込む。最後に
HEADERプログラムを呼出してプログラムを終
了する。GAGPLTプログラムを使用した棒材プ
ロフイルを第3図に印字端子63からの印字とし
て示す。 HEADERも新らしいオンラインプログラムで
あり、棒材低温目標寸法、炭素量及び温度を
CRT60に書きこむ。次に日付、時間、最大公
差、最小公差及び真円度公差をCRT60に書込
む。次にプロフイルテーブルIBDGT1を走査し、
夫々の公差限度に関して寸法公差上下限真円度に
関して計算し、この値を第3図に印字して終了す
る。 GAGPROはゲージオンラインシステムで作動
する新しいプログラムである。操作者の作用は必
要としない。このプログラムの目的はカメラヘツ
ド31,33を完全90゜サイクルについて走査し
各2゜の分画で偏差を示すプロフイルテーブル
IBDGT1を作成しコア194に記憶させる。デー
タのプロツトは行はない。 ヒストグラムプログラム204′について説明
する。 GAGHSTはオンライン及びオフラインゲージ
システムで作動する新しいプログラムである。実
際には前述のプログラム204の変形であり、操
作者の作用を必要とする。このプログラムの目的
はカメラヘツド31,33が第2図の面A−A、
C−C又は希望の位置にある時に各カメラヘツド
31,33から多数の読みを集め、この読みをコ
ア194′のテーブルIBGDT2,IBGDT3に記憶さ
せ、各カメラヘツド31,33のヒストグラムを
±0.127mm(±0.005インチ)の範囲について
0.0051mm(0.0002インチ)の分画で印字し、一例
を第17図に示す。更に、このプログラムは各カ
メラヘツド31,33の平均及び標準偏差を印字
する。操作者は所要の読みの数、棒材目標寸法、
各ヒストグラムテーブルIBGDT2,IBGDT3、プ
ロフイルテーブルIBGDT1の使用要求を第19図
に示す通り制御装置67によつて入れる必要があ
る。
第1図は本発明の第1の実施例による圧延棒材
寸法の電気光学側定装置のブロツク線図、第1A
図は第2の実施例による棒材プロフイル測定装置
のブロツク線図、第2図は棒材断面に公差と測定
方向とを記入した図、第3図は第1A図の装置に
よる走査角度と棒材寸法の例を示す計算機印字、
第4図は第1,1A図の装置のカメラ電子装置の
ブロツク線図、第5図は第4図の装置の解像管の
光電陰極の図、第6図は第5図の6−6線に沿う
断面図、第7図は第4図の装置の双方向掃引発電
機のブロツク線図、第8図は第4図のカメラ電子
装置各部の発生するパルスのタイミング線図、第
9図は第4図の装置のカメラパルスプロセサのブ
ロツク線図、第10図は第9図のプロセサの自動
相関器機のブロツク線図、第11図は第9図のプ
ロセサ各部の信号のタイミング線図、第12図は
第4図の装置のPMAGC回路の回路線図、第13
図は第4図の装置の棒材寸法及び位置アキユムレ
ータのブロツク線図、第14図は第1図の装置の
計算機のブロツク線図と計算機プログラムを示す
図、第14A図は第1A図の装置の計算機のブロ
ツク線図と計算機プログラムを示す図、第15図
は計算機のデイスクマツプの図、第16図は第1
図の計算機のコアマツプの図、第16A図と第1
6B図は第1A図の計算機のコアマツプの図、第
17図はヒストグラムテーブルの図、第18図は
第1A図の装置を使用したプロフイルテーブルの
図、第19図は第1A図の計算機と制御装置の一
部を示す説明図である。 10……棒材、11……ロールスタンド、12
……走査装置、13……走査機構、16……走査
制御器、17……自動手動選択スイツチ、19…
…手動速度制御器、21……走査位置エンコー
ダ、23……走査位置電子装置、25……表示
計、27,27′……計算機、30,32……光
源箱、31,33……電子カメラヘツド、35,
39……カメラヘツド電子装置、42……目標寸
法セレクタ、44……組成セレクタ、46……操
作データ、48,55……高温計、50……高温
計電子装置、55……高温金属検出器、57……
高温金属検出器電子装置、60……CRT端子、
63……印字端末、65……印字、67……制御
装置、69,71……公差範囲、74……棒材プ
ロフイル、75……目標寸法、76,77……公
差、78,79……公差の1/2、85……テレセ
ントリツクレンズ系、89……フイルター、90
……解像(ID)管、91……光電陰極、94,
95……較正マスク、97……掃引発電機、98
……マスタークロツク、100……窓発振器、1
02……Yコイル励振器、103……焦点コイル
電源、104……Xコイル励振器、107……自
己平衡測定ループ、108……カメラパルスプロ
セサ、109……PM・AGC回路、111,11
2……解像管高圧電源、113……表示タイミン
グ回路、115……未修正寸法表示器、117…
…修正寸法表示器、118……棒材寸法位置アキ
ユムレータ、121……計算機データ移送論理回
路、143……自動相関器、144……棒材パル
ス開始回路、145……棒材パルス終了回路、1
63……比較器、164……スイツチ付積分器、
165……励振増幅器、170……ポテンシオメ
ータ、171……電子スイツチ、181……寸法
アキユムレータ、182……位置アキユムレー
タ、190……入力バツフア、191……出力バ
ツフア、192……デイスク、193……デイス
クスイツチ、194……コア、195……データ
処理ユニツト、196……計算機プログラム。
寸法の電気光学側定装置のブロツク線図、第1A
図は第2の実施例による棒材プロフイル測定装置
のブロツク線図、第2図は棒材断面に公差と測定
方向とを記入した図、第3図は第1A図の装置に
よる走査角度と棒材寸法の例を示す計算機印字、
第4図は第1,1A図の装置のカメラ電子装置の
ブロツク線図、第5図は第4図の装置の解像管の
光電陰極の図、第6図は第5図の6−6線に沿う
断面図、第7図は第4図の装置の双方向掃引発電
機のブロツク線図、第8図は第4図のカメラ電子
装置各部の発生するパルスのタイミング線図、第
9図は第4図の装置のカメラパルスプロセサのブ
ロツク線図、第10図は第9図のプロセサの自動
相関器機のブロツク線図、第11図は第9図のプ
ロセサ各部の信号のタイミング線図、第12図は
第4図の装置のPMAGC回路の回路線図、第13
図は第4図の装置の棒材寸法及び位置アキユムレ
ータのブロツク線図、第14図は第1図の装置の
計算機のブロツク線図と計算機プログラムを示す
図、第14A図は第1A図の装置の計算機のブロ
ツク線図と計算機プログラムを示す図、第15図
は計算機のデイスクマツプの図、第16図は第1
図の計算機のコアマツプの図、第16A図と第1
6B図は第1A図の計算機のコアマツプの図、第
17図はヒストグラムテーブルの図、第18図は
第1A図の装置を使用したプロフイルテーブルの
図、第19図は第1A図の計算機と制御装置の一
部を示す説明図である。 10……棒材、11……ロールスタンド、12
……走査装置、13……走査機構、16……走査
制御器、17……自動手動選択スイツチ、19…
…手動速度制御器、21……走査位置エンコー
ダ、23……走査位置電子装置、25……表示
計、27,27′……計算機、30,32……光
源箱、31,33……電子カメラヘツド、35,
39……カメラヘツド電子装置、42……目標寸
法セレクタ、44……組成セレクタ、46……操
作データ、48,55……高温計、50……高温
計電子装置、55……高温金属検出器、57……
高温金属検出器電子装置、60……CRT端子、
63……印字端末、65……印字、67……制御
装置、69,71……公差範囲、74……棒材プ
ロフイル、75……目標寸法、76,77……公
差、78,79……公差の1/2、85……テレセ
ントリツクレンズ系、89……フイルター、90
……解像(ID)管、91……光電陰極、94,
95……較正マスク、97……掃引発電機、98
……マスタークロツク、100……窓発振器、1
02……Yコイル励振器、103……焦点コイル
電源、104……Xコイル励振器、107……自
己平衡測定ループ、108……カメラパルスプロ
セサ、109……PM・AGC回路、111,11
2……解像管高圧電源、113……表示タイミン
グ回路、115……未修正寸法表示器、117…
…修正寸法表示器、118……棒材寸法位置アキ
ユムレータ、121……計算機データ移送論理回
路、143……自動相関器、144……棒材パル
ス開始回路、145……棒材パルス終了回路、1
63……比較器、164……スイツチ付積分器、
165……励振増幅器、170……ポテンシオメ
ータ、171……電子スイツチ、181……寸法
アキユムレータ、182……位置アキユムレー
タ、190……入力バツフア、191……出力バ
ツフア、192……デイスク、193……デイス
クスイツチ、194……コア、195……データ
処理ユニツト、196……計算機プログラム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 長さ方向に移動すると共に横方向に振動する
棒材の横方向寸法を横方向振動による影響を補償
して測定する電気光学測定装置であつて、前記長
さ方向に移動すると共に横方向に振動する棒材の
横方向像を、電気的ノイズに起因する誤差成分お
よび棒材の温度変化や光学的又は電子的非直線性
等に起因する他の誤差成分を含む生のカメラ信号
に変換するテレセントリツクレンズ系を具える電
子カメラ装置と;該生カメラ信号を微分して各生
カメラ信号のパルス縁を検出するパルス縁検出回
路と微分された各生カメラ信号から電気的ノイズ
を除去する自己相関器とを含む信号処理装置を具
え、電気的ノイズに起因する誤差成分が除去され
前記他の誤差成分の関数として変化する未修正棒
材寸法パルスを発生する電子回路装置と;棒材の
温度を測定して棒材温度信号を発生する装置と;
前記電子カメラ装置の視野内における棒材の位置
を測定して棒材位置信号を発生する装置と;前記
棒材温度信号および棒材位置信号に従つて前記未
修正棒材寸法パルスから前記他の誤差成分を除去
し、完全に修正した棒材寸法を発生すると共にこ
れを記憶するプログラムド計算機装置と;記憶さ
れた棒材寸法を用いて精密な棒材寸法測定値を表
示および制御に利用する利用装置とを具えたこと
を特徴とする電気光学測定装置。 2 特許請求の範囲1に記載する装置において、
移動する棒材の2以上の横方向寸法を測定するた
めに、上記電子カメラ装置は夫々各横方向の棒材
寸法の像を生カメラ信号に変換する2以上の電子
カメラを具え、上記電子回路装置は各生カメラ信
号を処理して各横方向における未修正棒材寸法パ
ルスを発生するようにし、上記プログラムド計算
機装置は各未修正棒材寸法パルスを処理し、修正
した棒材寸法パルスを発生し記憶するようにし、
前記利用装置は各修正棒材寸法を表示記録するよ
うにしたことを特徴とする電気光学測定装置。 3 特許請求の範囲1又は2に記載する装置にお
いて、移動する棒材の一以上の横方向寸法を種々
の外周位置において測定するために、前記電子カ
メラ装置は一以上の電子カメラを棒材を中心とし
て制御運動させると共に走査位置信号を発生する
走査装置を含み、前記プログラムド計算機装置は
修正棒材寸法パルスを走査位置信号の関数として
棒材プロフイルをプロツトし記憶するようにし、
前記利用装置は記憶された棒材プロフイルデータ
を使用して棒材プロフイルを表示記録するように
したことを特徴とする電気光学測定装置。 4 特許請求の範囲3に記載する装置において、
前記走査装置は走査装置運動制御信号に応答する
制御器を含むことを特徴とする電気光学測定装
置。 5 特許請求の範囲4に記載する装置において、
前記プログラムド計算機装置は所定指令信号に応
答して棒材の所定外周面を正逆方向に動くように
前記走査装置を自動制御するようにしたことを特
徴とする電気光学測定装置。 6 特許請求の範囲1〜5の何れかに記載する装
置において、常温棒材寸法に及ぼす棒材温度およ
び棒材組成の影響による誤差に対する修正を必要
とする未修正棒材寸法パルスが発生する場合は、
棒材温度および組成信号を発生する手段を設け、
前記プログラムド計算機装置は前記棒材温度信号
および組成信号に応答して上記誤差について未修
正棒材寸法パルスを補償して修正棒材寸法パルス
を発生するようにしたことを特徴とする電気光学
測定装置。 7 特許請求の範囲1〜6の何れかに記載する装
置において、前記電子カメラ装置は少くとも1個
の逆光電子カメラを含むことを特徴とする電気光
学測定装置。 8 特許請求の範囲1〜7の何れかに記載する装
置において、前記電子カメラ装置は少なくとも1
個の電子カメラを含み、該電子カメラは電子的に
走査される像応答装置を具え、前記電子回路装置
は前記応答装置の走査を駆動する掃引発生機を含
むことを特徴とする電気光学測定装置。 9 特許請求の範囲8に記載する装置において、
前記掃引発生機は前記像応答装置の単軸走査を発
生する回路構成とすることを特徴とする電気光学
測定装置。 10 特許請求の範囲9に記載する装置におい
て、前記掃引発生機は等しい上方および下方掃引
半サイクルを有する直線双方向掃引サイクルを発
生する回路構成とすることを特徴とする電気光学
測定装置。 11 特許請求の範囲9に記載する装置におい
て、前記掃引発生機は非直線双方向掃引サイクル
を発生する回路構成とすることを特徴とする電気
光学測定装置。 12 特許請求の範囲1〜11の何れかに記載す
る装置において、前記電子カメラ装置は可変利得
像応答装置を具え、前記電子回路装置は出力電流
が一定に維持されるように前記像応答装置の利得
を変化させる自動利得制御回路を有する自己平衡
測定ループを含むことを特徴とする電気光学測定
装置。 13 特許請求の範囲10に記載する装置におい
て、前記棒材位置測定装置は未修正棒材寸法パル
スから棒材像の中心位置を表わす棒材位置信号を
発生する手段を含み、前記プログラムド計算機装
置は棒材中心位置信号に従つて未修正棒材寸法パ
ルスを有効に補正するようにしたことを特徴とす
る電気光学測定装置。 14 特許請求の範囲13に記載する装置におい
て、各棒材中心位置信号は、電子カメラ装置の双
方向掃引サイクルの上方および下方の各掃引半部
において未修正棒材寸法パルス前縁を検出し棒材
中心位置をこれら前縁間距離の半分として定める
ことにより発生させるようにしたことを特徴とす
る電気光学測定装置。 15 特許請求の範囲1〜14の何れかに記載す
る装置において、棒材目標寸法データソースを具
え、前記プログラムド計算機装置は所定指令信号
に応答して修正棒材寸法と目標寸法データとの関
数として修正棒材寸法の目標寸法からの偏差をプ
ロツトし記憶するようにし、前記利用装置は上記
記憶データを使用して目標寸法からの棒材寸法偏
差を表示記録するようにしたことを特徴とする電
気光学測定装置。 16 特許請求の範囲15に記載する装置におい
て、棒材寸法公差データソースを具え、前記プロ
グラムド計算機装置は所定指令信号に応答して上
記データソースからの棒材寸法公差データをプロ
ツトし記憶するようにし、前記利用装置はこの記
憶データを利用して目標寸法からの棒材寸法偏差
に重ねて棒材寸法公差を表示記録するようにした
ことを特徴とする電気光学測定装置。 17 特許請求の範囲1〜16の何れかに記載す
る装置において、所定指令信号に応答して前記プ
ログラムド計算機装置に記憶される作動データソ
ースを具え、前記利用装置はこの記憶作動データ
を使用して作動データを表示記録するようにした
ことを特徴とする電気光学測定装置。 18 特許請求の範囲1〜17の何れかに記載す
る装置において、前記プログラムド計算機装置は
所定指令信号に応答して標準棒材を使用して装置
を較正し記憶マツプを形成するようにし、更に所
定指令信号に応答して棒材を使用せずに測定装置
を再較正するようにしたことを特徴とする電気光
学測定装置。 19 特許請求の範囲8に記載する装置におい
て、前記像応答装置は一以上の較正マスクを含
み、前記電子回路装置は走査を中央棒材像掃引位
置から一方の較正マスク上にオフセツトさせる手
段と、較正マスクの選択使用を制御して棒材を使
用せずに測定装置を再較正する手段とを具えるこ
とを特徴とする電気光学測定装置。 20 特許請求の範囲19に記載する装置におい
て、前記プログラムド計算機装置は所定指令信号
に応答して較正マスクの選択使用を行わせるよう
にしたことを特徴とする電気光学測定装置。 21 長さ方向に移動すると共に横方向に振動す
る棒材の横方向寸法をその横方向振動による影響
を補償して測定する電気光学測定方法であつて、
測定する移動棒材の横方向像をテレセントリツク
レンズ系を具える電子カメラ装置上に結像し、該
像を電気的ノイズに起因する誤差成分および棒材
の温度変化や電子カメラ装置の光学的又は電子的
非直線性等に起因する他の誤差成分の関数として
変化する生カメラ信号に変換し;該生カメラ信号
を電子回路装置で処理して微分された生カメラ信
号から前記電気的ノイズを除去し、前記他の誤差
成分の関数として変化する棒材寸法パルスを発生
させ;棒材温度を測定して棒材温度信号を発生さ
せると共に前記電子カメラ装置の視野内における
棒材位置を測定して棒材位置信号を発生させ;前
記棒材寸法パルスと前記棒材温度信号および棒材
位置信号をプログラムド計算機装置に供給して該
計算機装置により前記棒材温度信号および棒材位
置信号に基づいて前記他の誤差成分に対する補正
係数を計算して前記棒材寸法パルスを補償して完
全に修正した棒材寸法を発生記憶し、記憶した修
正棒材寸法データを表示および制御に利用するこ
とを特徴とする電気光学測定方法。 22 特許請求の範囲21に記載する方法におい
て移動する棒材の2以上の横方向寸法を測定する
ために、棒材の二以上の横方向寸法を夫々の電子
カメラ上に結像し各像を生カメラ信号に変換し、
各生カメラ信号を処理してノイズを除去し、前記
他の誤差成分を含む二以上の棒材寸法パルスを発
生させ、各棒寸法パルスをプログラムド計算機装
置で処理し関連する棒材温度信号および棒材位置
信号に基づいて各棒材寸法パルスを補償して修正
棒寸法パルスを形成記憶し、記憶されたデータを
利用して各修正棒寸法を表示記録することを特徴
とする電気光学測定方法。 23 特許請求の範囲21又は22に記載する方
法において、棒材の各外周位置において一以上の
横方向寸法を測定する場合に、電子カメラ装置の
電子カメラを棒材外周の周囲方向に制御走査させ
ると共に走査装置位置信号を発生させ、プロド計
算機装置において棒材プロフイルを修正棒材寸法
パルスおよび走査装置位置信号の関数としてプロ
ツトし記憶し、記憶されたデータを使用して棒材
プロフイルを表示記録することを特徴とする電気
光学測定方法。 24 特許請求の範囲23に記載する方法におい
て、棒材の走査を走査装置運動制御信号に応答し
て手動又は自動的に正逆両方向に制御することを
特徴とする電気光学測定方法。 25 特許請求の範囲21〜24の何れかに記載
する方法において、棒材組成信号を発生し、プロ
グラムド計算機装置において棒材組成の常温棒材
寸法に及ぼす影響による誤差に対して未修正棒材
寸法パルスを補償することを特徴とする電気光学
測定方法。 26 特許請求の範囲21〜25の何れかに記載
する方法において、棒材目標寸法、棒材寸法公
差、作動データを含む1種以上の信号を発生し、
プログラムド計算機装置内で所定指令信号に応答
して目標寸法からの棒材寸法の偏差をプロツトし
記憶し棒材寸法公差および作動データを記憶し、
記憶されたデータを使用して目標寸法からの棒材
寸法偏差を表示記録し棒材寸法公差と作動データ
とを重ねることを特徴とする電気光学測定方法。 27 特許請求の範囲21〜26の何れかに記載
する方法において、標準寸法棒材を使用して較正
棒材像を生じさせて較正棒材寸法パルスに変換し
て測定装置を較正し、プログラムド計算機装置に
おいてオフライン指令信号に応答して記憶マツプ
を形成し、オンライン指令信号に応答して瞬時較
正棒材寸法パルスと記憶値との比較を行うことを
特徴とする電気光学測定方法。 28 特許請求の範囲21〜27の何れかに記載
する方法において、カメラ装置には測定すべき棒
材又は較正用棒材が結像される中央部分に隣接し
て較正マスクを有する像応答装置を準備し、標準
棒材を用い像応答装置の中央部を電子的に走査し
て測定装置を予め較正し、特定の指令信号に応答
して像応答装置の電子走査を整正マスクにオフセ
ツトし、プログラムド計算機装置によりこの再較
正時の像応答装置の出力を既知標準棒材のときの
出力と比較して測定動作のドリフトを決定して較
正用棒材を使用しないで測定動作を再較正するこ
とを特徴とする電気光学測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US05/778,809 US4121292A (en) | 1977-03-17 | 1977-03-17 | Electro-optical gaging system having dual cameras on a scanner |
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Publications (2)
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