JPH0556443B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0556443B2 JPH0556443B2 JP6593185A JP6593185A JPH0556443B2 JP H0556443 B2 JPH0556443 B2 JP H0556443B2 JP 6593185 A JP6593185 A JP 6593185A JP 6593185 A JP6593185 A JP 6593185A JP H0556443 B2 JPH0556443 B2 JP H0556443B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- amount
- measurement
- simultaneous linear
- deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/12—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll camber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は等間隔に配したr(r≦3)個以上の
距離センサを圧延ロール等の被測定物の表面に沿
わせるようにして移動させ、該距離センサがその
配置間隔分移動する都度の距離測定値に基づき被
測定物の表面プロフイールを測定する、いわば逐
次r点法とでも呼ぶべき測定方法の改良に関する
ものである。
〔従来技術〕
圧延ロールの表面(周面)の摩耗が進行する
と、その表面プロフイールが悪化し、被圧延材の
品質を劣化するので、該圧延ロールの表面プロフ
イールを定期的に測定し、摩耗が進行している場
合は、これを研削し手入れする必要がある。
従来、この種の圧延ロールの表面プロフイール
測定方法としては、第12図に示すように圧延ロ
ール11の軸長方向に3個の距離センサ131,
132,133を等間隔にて並設した測定ユニツ
ト13を該圧延ロール11の軸長方向に平行移動
させ、測定ユニツト113が距離センサ131,
132,133の配置間隔分移動する都度、各距
離センサ131,132,133の距離測定値を
逐次検出する、所謂逐次三点法と呼ばれる方法が
知られている。以下この方法につき詳しく説明す
る。
圧延ロール11の表面からその径方向に適長離
隔した位置には、該圧延ロール11の軸長方向に
平行にして1対のレール12,12を並設してあ
る。レール12,12上には直方体状の測定ユニ
ツト13のセンサ取付台13aを跨設してある。
取付台13aはレール12,12間の中央にこれ
と平行に横架した螺杆14に螺合している。
螺杆14は電動機15の出力軸に連結してあ
り、該電動機15の駆動によりセンサ取付台13
a、つまり測定ユニツト13はレール12,12
の延設方向に図中白抜矢符で示す方向へ螺条送り
されることになる。電動機15にはロータリエン
コーダ16を連結してあり、電動機15の出力軸
と一体回転する螺杆14の回転数、換言すればこ
れにより螺条送りされる測定ユニツト13の移動
量に応じた数だけのパルスを発し、このパルスを
演算装置20に与える。
センサ取付台13a上にはレール12の延設方
向にLだけの距離を隔てて3個の距離センサ13
1,132,133を並設してある。各距離セン
サ131,132,133の圧延ロール11側に
は夫々の接触子131a,132a,133aが
位置している。各接触子131a,132a,1
33aの高さ位置は圧延ロール11の軸心の高さ
位置と同一に定められている。そして圧延ロール
11の表面に凹凸が存在する場合でも、接触子1
31a,132a,133aの先端が常時該表面
に対して所定の接触圧で摺接するようにセンサ取
付台13aに固定された、距離センサ131,1
32,133夫々のセンサ本体131b,132
b,133bに各接触子131a,132a,1
33aが弾持されている。
なお、距離センサとしてはこのような接触型の
ものに限るものではなく、光、静電容量又は渦電
流を利用した非接触型のものであつてもよい。
距離センサ131,132,133は圧延ロー
ル11の表面〜各距離センサ本体131b,13
2b,133b間の離隔距離を測定し、測定結果
を演算装置20に入力する。
演算装置20はロータリエンコーダ16からの
パルス数を計数することにより、測定ユニツト1
3が距離センサ配置間距離Lだけ移動したことを
検出すると、その移動の都度各距離センサ13
1,132,133出力ym i,jを逐次読込んで蓄積
する。
ここに添字i、jは共に自然数であつて、iは
測定位置又は距離センサ出力値の読込位置を示す
番号、即ち測定時の測定ユニツト13の占位位置
を示す番号であり、また、jは各距離センサ13
1,132,133により順次距離を測定される
点の通し番号である。このjに対応する圧延ロー
ル11表面位置を図面に,…で示す。例えば
測定ユニツト13が測定開始位置(i=1の位
置)にある場合の、該測定ユニツト13の移動方
向における最後に位置する距離センサ131に正
対する位置がj=1の測定点となり、以下移動方
向にLだけ偏位した位置が夫々第2測定点、第
3測定点…となる。
次いで、この蓄積データに基づき、次に述べる
ような演算を実行し、測定ユニツト13の駆動機
構それ自体に起因して発生する測定ユニツト13
の移動中における振動或いは前記レール12,1
2の曲がり等に起因して測定ユニツト13が圧延
ロール11に正対しなくなる結果、圧延ロール1
1の径方向に出入する測定ユニツト13の偏位量
(具体的には中間に位置する距離センサ132の
偏位量)及び中間に位置する距離センサ132を
支点にして水平面内で回動する距離センサ13
1,133夫々の偏位量(圧延ロール11の径方
向における距離センサ132〜距離センサ131
又は133間距離であり、以下首振り量という。)
を補正することにより、圧延ロール11の前記各
測定点における凹凸(表面プロフイール値)を測
定する。
次に、この演算内容について第13図に基づき
説明する。第13図は圧延ロール11表面の測定
位置及び各距離センサ131,132,133の
距離測定値、偏位量、首振量を示す説明図であ
る。
演算装置20は測定ユニツト13が測定開始位
置(i=1)にあるときの、各距離センサ13
1,132,133出力(距離測定値)ym 1,1、
ym 1,2、ym 1,3を読込み蓄積する。
ところで、この場合に前述した如くレール1
2,12の曲がり等により測定ユニツト13、又
は距離センサ132は第13図に示すように圧延
ロール11の径方向に基準線Cからd1だけ偏位
し、また、両側距離センサ131,133は±k1
だけ偏位しているとする。ここに基準線Cはレー
ル12,12の中心線であり、偏位量d1の符号は
距離センサ132が基準線Cから圧延ロール11
側に位置する場合を正とし、逆方向に位置する場
合を負とし、また、首振量k1の符号は距離センサ
131が圧延ロール11に対して接近する向きを
負とし、離反する向きを正とする。
今、各測定点における真正の表面プロフイール
値(圧延ロール11表面〜基準線C間距離)をyj
(j=1、2…)とすると、これらの値とセンサ
出力との間には、図示の場合には次の関係が成立
する。
ym 1,1=y1−d1+k1+ε1,1
ym 1,2=y2−d1+ε1,2
ym 1,3=y3−d1−k1+ε1,3 ……(1)
但し、εi,jは距離センサ131,132,13
3それ自体が有する測定誤差であり、なお、(1)式
においてym 1,2の項にk1が存在しないのは、前述し
た如く距離センサ132を首振りの支点と見做し
たことによる。
次いで、ロータリエンコーダ16の出力により
測定ユニツト13がLだけ移動したことを検出す
ると、即ちi=2の測定位置に移動すると、その
ときのセンサ出力ym 2,2、ym 2,3、ym 2,4を読み込む。こ
の場合も同様に次の関係が成立する。
ym 2,2=y2−d2+k2+ε2,2
ym 2,3=y3−d2+ε2,3
ym 2,4=y4−d2−k2+ε2,4 ……(2)
次いで、下記(3)式に示す演算を実行し、第3測
定点についての距離センサ132,133の距
離測定値の差b2′を求める。
b2′=ym 2,3−ym 1,3 ……(3)
ここにb2′は測定ユニツト13がその中央の距
離センサ132が仮基準線C′〔第1測定位置(i
=1)における、3個の距離センサ131,13
2,133を結ぶ直線〕上にある状態で移動する
場合は零になるはずの値である。
なお仮基準線C′はある測定対象に対して、1本
だけ定まるものであり、センサユニツトの移動に
伴つて変化するものではない。
図示の例では測定ユニツト13の第1測定位置
における距離センサ132の前記偏位量d1と第2
測定位置における偏位量d2との差d2−d1から第1
測定位置における距離センサ133の首振量k1を
差し引いた値に相当する。またaは、第1測定位
置における首振量k1と第2測定位置における首振
量k2との差k2−k1に相当し、下記(4)式にてa2′を
求める。
a2′=ym 2,2−ym 1,2−b2′ ……(4)
次に、このa2′とb2′とに基づき下記(5)式に示す
演算を実行することにより、距離センサ133の
第4測定点における距離測定値ym 2,4の補正値yc 2,4
を求める。
yc 2,4=ym 2,4+a2′−b2′=ym 2,4+(ym 2,2−ym 1,2)
−2(ym 2,3−ym 1,3)=y4−d1−2k1+(−ε1,2+2ε1
,3−2ε2,3+ε2,2+ε2,4)
……(5)
この補正値yc 2,4は第1測定位置(i=1)にお
ける3つの距離センサ131,132,133を
結ぶ直線を仮基準線C′とし、この仮基準線C′と測
定点との距離を表す値である。
また、別の表現をすればこの補正値は、距離測
定値ym i,jから測定ユニツト13の偏位量(di)、首
振量(ki)を補正した後のj点における距離測定
値である。
次いで、測定ユニツト13が第3測定位置(i
=3)に占位したことを検出すると、そのときの
センサ出力ym 3,3、ym 3,4、ym 3,5を読み込み、次の関係
を得る。
ym 3,3=y3−d3+k3+ε3,3
ym 3,4=y4−d3+ε3,4
ym 3,5=y5−d3−k3+ε3,5 ……(6)
そして、同様に下記(7)式に示す演算を実行する
ことにより第5測定位置における補正値yc 3,5を
求める。
yc 3,5=ym 3,5+a3′−b3′=…=y5−d1−3k1+(−2ε
1,2
+3ε1,3+2ε2,2−4ε2,3+2ε2,3+ε3,3−2ε3,4+
ε3,5)
……(7)
但し、
b3′=ym 3,4−yc 2,4
a3′=ym 3,3−ym 1,3−b3′ ……(8)
さて、表面プロフイールは各測定位置における
相対的な凹凸が問題となり、各測定位置における
或る特定基準線から表面に至る距離の絶対量を求
めることは必ずしも必要ではない。
従つて本来の基準線Cからの距離y4、y5…を必
ずしも求める必要はなく、仮基準線C′からの距離
yc 2,4、yc 3,5等を求めて、これを用いてもよい。なお
基準線Cからの距離yiと仮基準線C′からの距離yc i,j
とは(5)、(7)式にみられるように
yc i,j=yj(±)d1(±)(j−2)k1+(距
離センサ自身が有する測定誤差成分)
として表わされ、右辺第2、3項が仮基準値C′を
表わす1次式となつている。ここでa′、b′は測定
ユニツト13がある測定点に位置する時に定まる
値であり、測定点iの関数として
ai′=ym i,i−ym 1,i−bi′
bi′=ym i,i+1−yc i-1,i+1
(i=2、…、n yc 1,3=ym 1,3)
として表される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述の逐次三点法による場合
は、表面プロフイール値中に含まれる測定誤差
εi,j成分が測定位置の進行につれて著しく増加し、
この結果精度の良い測定が行えないという問題点
があつた。
即ち、前述の(5)、(7)式より明らかなようにyc 2,4、
yc 3,5中には夫々(5)、(7)式の右辺第4項に示すよう
な測定誤差成分を含んでいる。
以下同様にしてyc 4,6、yc 5,7、yc 6,8を求めると、
yc 4,6=y6−d1−4k1+(−3ε1,2+4ε1,3+3ε2,2−6
ε2,3+3ε2,4+2ε3,3−4ε3,4+2ε3,5+ε4,4−2ε4
,5+ε4,6)……(9)
yc 5,7=y7−d1−5k1+(−4ε1,2+5ε1,3+4ε2,2−8
ε2,3+4ε2,4+3ε3,3−6ε3,4
+3ε3,5+2ε4,4−4ε4,5+2ε4,6+ε5,5−2ε5,6
+ε5,7)……(10)
yc 6,8=y8−d1−6k1+(−5ε1,2+6ε1,3+5ε2,2−10
ε2,3+5ε2,4+4ε3,3−8ε3,4
+4ε3,5+3ε4,4−6ε4,5+3ε4,6+2ε5,5−4ε5,6
+2ε5,7+ε6,6−2ε6,7+ε6,8)……(11)
となり、夫々第4項中に測定誤差成分を含む。
そして、上記各測定誤差成分の測定精度に与え
る影響を厳正に評価すべき、誤差要素の係数の2
乗和平方根(以下測定誤差の累積という)を具体
的に求めると、次のようになる。
yc 2,4については
√(−1)2+22+12+(−2)2+12=√11≒3.32
……(12)
yc 3,5については
√(−2)2+32+22+(−4)2+22+12+
(−2)2+12=43≒6.56……(13)
yc 4,6については
√(−3)2+42+32+(−6)2+32+22+(−4)2
+22+12+(−2)2+12=109≒10.44……(14)
yc 5,7については
√(−4)2+52+42+(−8)2+42+32+(−6)2
+32+22+(−4)2+22+12+(−2)2+12=221≒1
4.87
……(15)
yc 6,8については
√(−5)2+62+52+(−10)2+52+42+(−8)2
+42+32+(−6)2+32+22+(−4)2+22+12
+(−2)2+12=√391≒19.77……(16)
(12)〜(16)式から明らかなように、上述の如き逐次
3点法にあつては、測定位置の進行に従つて測定
誤差の累積が飛躍的に増大する結果、この測定誤
差の累積効果により後半の測定位置にあつては前
記補正値は大きな誤差成分を含んだものとなり、
精度のよい表面プロフイール測定が行えない。
因みに、第1表に各測定点における累積を示
す。
[Industrial Application Field] The present invention moves r (r≦3) or more distance sensors arranged at equal intervals along the surface of an object to be measured such as a rolling roll, and This invention relates to an improvement in a measurement method that can be called a sequential r-point method, in which the surface profile of an object to be measured is measured based on distance measurements each time the object is moved by an arrangement interval. [Prior art] As wear progresses on the surface (circumferential surface) of a rolling roll, its surface profile deteriorates and the quality of the rolled material deteriorates. Therefore, the surface profile of the rolling roll is periodically measured to check for wear. If it has progressed, it will need to be ground and taken care of. Conventionally, as a method for measuring the surface profile of this type of roll, as shown in FIG. 12, three distance sensors 131,
The measuring unit 13 in which distance sensors 132 and 133 are arranged side by side at equal intervals is moved in parallel in the axial length direction of the rolling roll 11, and the measuring unit 113 is connected to the distance sensors 131 and 133.
A method called the so-called sequential three-point method is known in which the distance measurement values of the respective distance sensors 131, 132, 133 are sequentially detected each time the distance sensors 132, 133 are moved by the distance between the distance sensors 132, 133. This method will be explained in detail below. A pair of rails 12, 12 are arranged parallel to the axial direction of the roll 11 at positions spaced apart from the surface of the roll 11 by an appropriate length in the radial direction. A sensor mounting base 13a of a rectangular parallelepiped measuring unit 13 is mounted on the rails 12,12.
The mounting base 13a is screwed into a screw rod 14 horizontally installed in the center between the rails 12, 12 and parallel to the rails. The screw rod 14 is connected to the output shaft of an electric motor 15, and when the electric motor 15 is driven, the sensor mounting base 13
a, that is, the measuring unit 13 is connected to the rails 12, 12
The thread will be threaded in the direction shown by the white arrow in the figure. A rotary encoder 16 is connected to the electric motor 15, and the number of rotations of the screw rod 14 that rotates integrally with the output shaft of the electric motor 15 is determined by the number of rotations, or in other words, the number of rotations corresponds to the amount of movement of the measuring unit 13 that is threaded. A pulse is generated and this pulse is given to the arithmetic unit 20. Three distance sensors 13 are mounted on the sensor mounting base 13a at a distance of L in the extending direction of the rail 12.
1, 132, and 133 are arranged in parallel. Contacts 131a, 132a, 133a are located on the rolling roll 11 side of each distance sensor 131, 132, 133, respectively. Each contact 131a, 132a, 1
The height position of 33a is determined to be the same as the height position of the axis of the rolling roll 11. Even if there are irregularities on the surface of the rolling roll 11, the contact 1
Distance sensors 131, 1 are fixed to the sensor mounting base 13a such that the tips of 31a, 132a, 133a are always in sliding contact with the surface with a predetermined contact pressure.
32, 133 respective sensor bodies 131b, 132
b, 133b, each contactor 131a, 132a, 1
33a is held. Note that the distance sensor is not limited to such a contact type, but may be a non-contact type that uses light, capacitance, or eddy current. The distance sensors 131, 132, 133 are connected to the surface of the rolling roll 11 to the respective distance sensor bodies 131b, 13.
The separation distance between 2b and 133b is measured, and the measurement result is input to the calculation device 20. The calculation device 20 calculates the measurement unit 1 by counting the number of pulses from the rotary encoder 16.
3 has moved by the distance L between distance sensor arrangements, each distance sensor 13
1,132,133 outputs y m i,j are sequentially read and accumulated. Here, the subscripts i and j are both natural numbers, i is a number indicating the measurement position or the reading position of the distance sensor output value, that is, the number indicating the occupied position of the measurement unit 13 at the time of measurement, and j is Each distance sensor 13
1, 132, and 133 are serial numbers of points whose distances are sequentially measured. The surface position of the rolling roll 11 corresponding to this j is indicated by . . . in the drawing. For example, when the measurement unit 13 is at the measurement start position (position i = 1), the position directly facing the distance sensor 131 located last in the movement direction of the measurement unit 13 becomes the measurement point j = 1, and from then on The positions shifted by L in the direction become the second measurement point, the third measurement point, etc., respectively. Next, based on this accumulated data, the following calculations are executed to detect the measurement unit 13 that occurs due to the drive mechanism of the measurement unit 13 itself.
vibration during movement of the rails 12,1
As a result of the measurement unit 13 not directly facing the rolling roll 11 due to the bending of the rolling roll 1, etc.
The amount of deviation of the measurement unit 13 moving in and out in the radial direction of the sensor 1 (specifically, the amount of deviation of the distance sensor 132 located in the middle) and the distance it rotates in a horizontal plane using the distance sensor 132 located in the middle as a fulcrum. Sensor 13
1,133 respective deviation amounts (distance sensor 132 to distance sensor 131 in the radial direction of the rolling roll 11
or 133 distance, hereinafter referred to as the swing amount. )
By correcting the above, the unevenness (surface profile value) at each measurement point of the rolling roll 11 is measured. Next, the content of this calculation will be explained based on FIG. 13. FIG. 13 is an explanatory diagram showing measurement positions on the surface of the rolling roll 11, distance measurement values of the distance sensors 131, 132, and 133, deviation amounts, and head vibration amounts. The arithmetic device 20 calculates each distance sensor 13 when the measurement unit 13 is at the measurement start position (i=1).
1,132,133 output (distance measurement value) y m 1,1 ,
Read and accumulate y m 1,2 and y m 1,3 . By the way, in this case, as mentioned above, rail 1
2 and 12, the measuring unit 13 or the distance sensor 132 deviates from the reference line C in the radial direction of the rolling roll 11 by d1 as shown in FIG. ±k 1
Suppose that it is deviated by . Here, the reference line C is the center line of the rails 12, 12, and the sign of the deviation amount d1 is the distance sensor 132 from the reference line C to the rolling roll 11.
The sign of the oscillation amount k1 is negative when the distance sensor 131 approaches the rolling roll 11, and negative when the distance sensor 131 moves away from the roll 11. Correct. Now, the true surface profile value (distance between the surface of the rolling roll 11 and the reference line C) at each measurement point is y j
When (j=1, 2, . . . ), the following relationship holds true between these values and the sensor output in the illustrated case. y m 1,1 =y 1 −d 1 +k 1 +ε 1,1 y m 1,2 =y 2 −d 1 +ε 1,2 y m 1,3 =y 3 −d 1 −k 1 +ε 1,3 ...(1) However, ε i,j are distance sensors 131, 132, 13
3 This is a measurement error that it itself has, and the reason why k 1 does not exist in the term y m 1,2 in equation (1) is because the distance sensor 132 is regarded as the fulcrum of the swing as described above. . Next, when it is detected by the output of the rotary encoder 16 that the measurement unit 13 has moved by L, that is, when it moves to the measurement position of i=2, the sensor outputs at that time are y m 2,2 , y m 2,3 , y Load m 2,4 . In this case as well, the following relationship holds true. y m 2,2 =y 2 −d 2 +k 2 +ε 2,2 y m 2,3 =y 3 −d 2 +ε 2,3 y m 2,4 =y 4 −d 2 −k 2 +ε 2,4 ...(2) Next, the calculation shown in the following equation (3) is executed to obtain the difference b 2 ' between the distance measurement values of the distance sensors 132 and 133 regarding the third measurement point. b 2 ′=y m 2,3 −y m 1,3 ……(3) Here, b 2 ′ is the distance sensor 132 at the center of the measuring unit 13 located at the temporary reference line C′ [first measurement position (i
= 1), three distance sensors 131, 13
2,133] is a value that should be zero when moving while on the straight line connecting 2,133. Note that only one temporary reference line C' is determined for a certain measurement object, and does not change as the sensor unit moves. In the illustrated example, the deviation amount d 1 of the distance sensor 132 at the first measurement position of the measurement unit 13 and the second
The first difference from the deviation d 2 at the measurement position is d 2 −d 1 .
This corresponds to the value obtained by subtracting the amount of swing k 1 of the distance sensor 133 at the measurement position. Further, a corresponds to the difference k 2 −k 1 between the amount of head vibration k 1 at the first measurement position and the amount k 2 of head vibration at the second measurement position, and a 2 ′ is obtained using the following equation (4). a 2 ′=y m 2,2 −y m 1,2 −b 2 ′ ……(4) Next, based on this a 2 ′ and b 2 ′, perform the operation shown in the following equation (5). Therefore, the correction value y c 2,4 of the distance measurement value y m 2,4 at the fourth measurement point of the distance sensor 133 is
seek. y c 2,4 = y m 2,4 + a 2 ′−b 2 ′ = y m 2,4 + (y m 2,2 − y m 1,2 )
−2(y m 2,3 −y m 1,3 )=y 4 −d 1 −2k 1 +(−ε 1,2 +2ε 1
,3 −2ε 2,3 +ε 2,2 +ε 2,4 )
...(5) This correction value y c 2,4 is calculated using the temporary reference line C', which is the straight line connecting the three distance sensors 131, 132, 133 at the first measurement position (i=1). This value represents the distance between the measurement point and the measurement point. In other words, this correction value is the distance measurement value at point j after correcting the deviation amount ( di ) and head vibration amount (ki) of the measurement unit 13 from the distance measurement value y m i,j. It is. Next, the measuring unit 13 moves to the third measuring position (i
=3), the sensor outputs y m 3,3 , y m 3,4 , y m 3,5 at that time are read to obtain the following relationship. y m 3,3 =y 3 −d 3 +k 3 +ε 3,3 y m 3,4 =y 4 −d 3 +ε 3,4 y m 3,5 =y 5 −d 3 −k 3 +ε 3,5 ...(6) Then, the correction value y c 3,5 at the fifth measurement position is obtained by similarly executing the calculation shown in equation (7) below. y c 3,5 =y m 3,5 +a 3 ′−b 3 ′=…=y 5 −d 1 −3k 1 +(−2ε
1,2
+3ε 1,3 +2ε 2,2 −4ε 2,3 +2ε 2,3 +ε 3,3 −2ε 3,4 +
ε 3,5 )
...(7) However, b 3 ′=y m 3,4 −y c 2,4 a 3 ′=y m 3,3 −y m 1,3 −b 3 ′ ...(8) Now, the surface profile The relative unevenness at each measurement position becomes a problem, and it is not necessarily necessary to determine the absolute amount of distance from a certain reference line to the surface at each measurement position. Therefore, it is not necessarily necessary to find the distances y 4 , y 5 ... from the original reference line C, but rather the distance from the temporary reference line C'.
You may also find and use y c 2,4 , y c 3,5 , etc. Note that the distance y i from the reference line C and the distance y c i,j from the temporary reference line C'
As seen in equations (5) and (7), y c i,j = y j (±) d 1 (±) (j-2) k 1 + (measurement error component of the distance sensor itself). The second and third terms on the right side are linear expressions representing the provisional reference value C'. Here, a' and b' are values determined when the measuring unit 13 is located at a certain measuring point, and as a function of the measuring point i, a i '=y m i,i −y m 1,i −b i ′ b It is expressed as i ′=y m i,i+1 −y c i-1,i+1 (i=2,..., ny c 1,3 =y m 1,3 ). [Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of the above-mentioned sequential three-point method, the measurement error ε i,j component included in the surface profile value increases significantly as the measurement position progresses,
As a result, there was a problem that accurate measurements could not be performed. That is, as is clear from equations (5) and (7) above, y c 2,4 ,
y c 3 and 5 include measurement error components as shown in the fourth term on the right side of equations (5) and (7), respectively. Similarly, y c 4,6 , y c 5,7 , y c 6,8 are calculated as follows: y c 4,6 = y 6 −d 1 −4k 1 + (−3ε 1,2 +4ε 1,3 +3ε 2,2 −6
ε 2,3 +3ε 2,4 +2ε 3,3 −4ε 3,4 +2ε 3,5 +ε 4,4 −2ε 4
,5 +ε 4,6 )...(9) y c 5,7 =y 7 −d 1 −5k 1 +(−4ε 1,2 +5ε 1,3 +4ε 2,2 −8
ε 2,3 +4ε 2,4 +3ε 3,3 −6ε 3,4 +3ε 3,5 +2ε 4,4 −4ε 4,5 +2ε 4,6 +ε 5,5 −2ε 5,6
+ε 5,7 )……(10) y c 6,8 =y 8 −d 1 −6k 1 +(−5ε 1,2 +6ε 1,3 +5ε 2,2 −10
ε 2,3 +5ε 2,4 +4ε 3,3 −8ε 3,4 +4ε 3,5 +3ε 4,4 −6ε 4,5 +3ε 4,6 +2ε 5,5 −4ε 5,6
+2ε 5,7 +ε 6,6 −2ε 6,7 +ε 6,8 )...(11), each of which includes a measurement error component in the fourth term. The influence of each of the above measurement error components on measurement accuracy should be strictly evaluated.
The concrete calculation of the square root of the sum of products (hereinafter referred to as the accumulation of measurement errors) is as follows. For y c 2,4 , √(-1) 2 +2 2 +1 2 +(-2) 2 +1 2 =√11≒3.32
...(12) For y c 3,5 , √(-2) 2 +3 2 +2 2 +(-4) 2 +2 2 +1 2 +
(-2) 2 +1 2 =43≒6.56...(13) For y c 4,6 , √(-3) 2 +4 2 +3 2 +(-6) 2 +3 2 +2 2 +(-4) 2
+2 2 +1 2 +(-2) 2 +1 2 =109≒10.44...(14) √(-4) for y c 5,7 2 +5 2 +4 2 +(-8) 2 +4 2 +3 2 +( -6) 2
+3 2 +2 2 +(-4) 2 +2 2 +1 2 +(-2) 2 +1 2 =221≒1
4.87
...(15) For y c 6,8 , √(-5) 2 +6 2 +5 2 +(-10) 2 +5 2 +4 2 +(-8) 2 +4 2 +3 2 +(-6) 2 +3 2 +2 2 +(-4) 2 +2 2 +1 2
+(-2) 2 +1 2 =√391≒19.77...(16) As is clear from equations (12) to (16), in the sequential three-point method as described above, the As a result, the accumulation of measurement errors increases dramatically, and due to the cumulative effect of measurement errors, the correction value includes a large error component at the latter half of the measurement position.
Accurate surface profile measurements cannot be performed. Incidentally, Table 1 shows the accumulation at each measurement point.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、距離センサ夫々に存在する零点の狂い量を後
述するようにして求め、実測した被測定物の表面
プロフイールからこの零点の狂い量に起因する測
定誤差成分を減算することにより真の表面プロフ
イールを求めることとし、また、距離センサの距
離測定値より零点の狂い量を補正し、補正後の距
離測定値に基づき真の表面プロフイールを求める
こととして、精度のよい表面プロフイール測定が
行える表面プロフイール測定方法を提供すること
を目的とする。
第1発明に係る表面プロフイール測定方法は、
移動方向に等間隔にて距離センサをr(r≧4)
個配した測定ユニツトを、被測定物の表面に沿わ
せるようにして移動させ、該測定ユニツトが距離
センサの配置間隔分移動する都度の距離測定値を
得、r個の内の任意の1個の距離センサの前記被
測定物の表面に接近、離反する方向への測定ユニ
ツトの移動が直線ではないことに起因する偏位
量、前記距離センサを基準とした他のr−1個の
距離センサ夫々の前記方向への首振量及びこれら
の偏位量、首振量がない場合の1つの測定点毎に
定まる真の距離を未知数とし、これらと前記距離
測定値との関係を表す多数の第1連立一次方程式
を得、次いで、この第1連立一次方程式におい
て、表面プロフイール特定のための基準線とすべ
き、前記被測定物の表面に対して或る傾きを有す
る直線が一義的に定まるように、前記未知数の任
意の2つの値を0として、前記第1連立一次方程
式を解くことにより前記被測定物の表面プロフイ
ールを求める方法であつて、前記距離センサに存
在する、距離測定方向における計測基準位置(零
点)からの位置ずれ量に相当する距離センサ個々
の零点の狂い量を、任意の2つの距離センサの零
点を結ぶ直線を基準にして残りr−2個の距離セ
ンサの零点の狂い量を未知数として解くべく、ま
た、該零点の狂い量に起因して前記表面プロフイ
ール中に含まれる測定誤差成分を求めるべく、前
記距離センサをその表面上の任意の2点間を結ぶ
基準線と他の任意の1点との間の前記距離測定方
向距離が既知である基準測定物の表面に沿わせる
ようにして移動させ、前記第1連立一次方程式同
様の第2連立一次方程式及び/又は任意の1個の
距離センサの前記基準測定物の表面に接近、離反
する方向への偏位量、前記距離センサに対する他
のr−1個の内のr−2個以下の距離センサ夫々
の前記方向への首振量及びこれらの偏位置、首振
量がない場合の1つの測定点毎に定まる真の距離
を未知数とし、これらと前記任意の1個と前記r
−2個以下の距離センサの距離測定値との関係を
示す一又は複数の第3連立一次方程式を得、該第
2連立一次方程式及び/又は第3連立一次方程式
を、前記表面プロフイール特定のための基準線と
して前記基準測定物の表面に係る基準線を選定し
て解くことにより、前記距離測定方向距離が既知
である点における真の距離を求め、これらの距離
の差として前記測定誤差成分を求め、次いで、第
2連立一次方程式及び/又は第3連立一次方程式
を夫々解く過程で得られる、前記偏位量、首振
量、及び真の距離を求める際の各距離測定値の係
数で作られる行列の或る行の或る要素の和として
求められ、前記測定誤差成分に影響を与える値
と、測定誤差成分と、前記未他数との間の定量的
な関係を定めるr−2個の第4連立一次方程式を
得、該第4連立一次方程式を解くことによりr−
2個の未知数の解を得、この解より前記被測定物
の表面プロフイール中に含まれる前記測定誤差成
分を求め、この測定誤差成分を表面プロフイール
から減算することにより真の表面プロフイールを
求めることを特徴とする。
第2の発明では移動方向に等間隔にて距離セン
サをr(r≧4)個配した測定ユニツトを、被測
定物の表面に沿わせるようにして移動させ、該測
定ユニツトが距離センサの配置間隔分移動する都
度の距離測定値を得、r個の内の任意の1個の距
離センサの前記被測定物の表面に接近、離反する
方向への偏位量、前記距離センサを基準とした他
のr−1個の距離センサ夫々の前記方向への首振
量及びこれらの偏位量、首振量がない場合の1つ
の測定点毎に定まる真の距離を未知数とし、これ
らと前記距離測定値との関係を表す多数の第1連
立一次方程式を得、次いで、この第1連立一次方
程式において、表面プロフイール特定のための基
準線とすべき、前記被測定物の表面に対して或る
傾きを有する直線が一義的に定まるように、前記
未知数の任意の2つの値を0として、前記第1連
立一次方程式を解くことにより前記被測定物の表
面プロフイールを求める方法であつて、前記距離
センサに存在する、距離測定方向における計測基
準位置(零点)からの位置ずれ量に相当する距離
センサ個々の零点の狂い量を、任意の2つの距離
センサの零点を結ぶ直線を基準にして残りr−2
個の距離センサの零点の狂い量を未知数として解
くべく、また、該零点の狂い量に起因して前記表
面プロフイール中に含まれる測定誤差成分を求め
るべく、前記距離センサをその表面上の任意の2
点間を結ぶ基準線と他の任意の1点との間の前記
距離測定方向距離が既知である基準測定物の表面
に沿わせるようにして移動させ、前記第1連立一
次方程式同様の第2連立一次方程式及び/又は任
意の1個の距離センサの前記基準測定物の表面に
接近、離反する方向への偏位量、前記距離センサ
に対する他のr−1個の内のr−2個以下の距離
センサ夫々の前記方向への首振量及びこれらの偏
位置、首振量がない場合の真の距離を未知数と
し、これらと前記任意の1個と前記r−2個以下
の距離センサの距離測定値との関係を示す一又は
複数の第3連立一次方程式を得、該第2連立一次
方程式及び/又は第3連立一次方程式を、前記表
面プロフイール特定のための基準線として前記基
準測定物の表面に係る基準線を選定して解くこと
により、前記距離測定方向距離が既知である点に
おける真の距離を求め、これらの距離の差として
前記測定誤差成分を求め、次いで、第2連立一次
方程式及び/又は第3連立一次方程式を夫々解く
過程で得られる、前記偏位量、首振量、及び真の
距離を求める際の各距離測定値の係数で作られる
行列の或る行の或る要素の和として求められ、前
記測定誤差成分に影響を与える値と、測定誤差成
分と、前記未他数との間の定量的な関係を定める
r−2個の第4連立一次方程式を得、該第4連立
一次方程式を解くことによりr−2個の未知数の
解を得、前記被測定物の表面プロフイール測定時
に得られる前記距離測定値からこの解の影響分を
排除すべく補正し、補正後の距離測定値について
前記第1連立一次方程式同様の第5連立一次方程
式を得、該第5連立一次方程式を同様にして解く
ことにより真の表面プロフイールを求めることを
特徴とする。
第3の発明では、移動方向に等間隔にて距離セ
ンサを3個配した測定ユニツトを、被測定物の表
面に沿わせるようにして移動させ、該測定ユニツ
トが距離センサの配置間隔分移動する都度の距離
測定値を得、3個の内の任意の1個の距離センサ
の前記被測定物の表面に接近、離反する方向への
偏位量、前記距離センサを基準とした他の2個の
距離センサ夫々の前記方向への首振量及びこれら
の偏位量、首振量がない場合の真の距離を未知数
とし、これらと前記距離測定値との関係を表す多
数の第1連立一次方程式を得、次いで、この第1
連立一次方程式において、表面プロフイール特定
のための基準線とすべき、前記被測定物の表面に
対して或る傾きを有する直線が一義的に定まるよ
うに、前記未知数の任意の2つの値を0として、
前記第1連立一次方程式を解くことにより前記被
測定物の表面プロフイールを求める方法であつ
て、前記距離センサに存在する、距離測定方向に
おける計測基準位置(零点)からの位置ずれ量に
相当する距離センサ個々の零点の狂い量を、任意
の2つの距離センサの零点を結ぶ直線を基準にし
て残り1個の距離センサの零点の狂い量を未知数
として解くべく、また、該零点の狂い量に起因し
て前記表面プロフイール中に含まれる測定誤差成
分を求めるべく、前記距離センサをその表面上の
任意の2点間を結ぶ基準線と他の任意の1点との
間の前記距離測定方向距離が既知である基準測定
物の表面に沿わせるようにして移動させ、前記第
1連立一次方程式同様の第6連立一次方程式を
得、該第6連立一次方程式を、前記表面プロフイ
ール特定のための基準線として前記基準測定物の
表面に係る基準線を選定して解くことにより、前
記距離測定方向距離が既知である点における真の
距離を求め、これらの距離の差として前記測定誤
差成分を求め、次いで、第6連立一次方程式を解
く過程で得られる、前記偏位量、首振量、及び真
の距離を求める際の各距離測定値の係数で作られ
る行列の或る行の或る要素の和として求められ、
前記測定誤差成分に影響を与える値と、測定誤差
成分と、前記未知数との間の定量的な関係を定め
る一次方程式を得、該一次方程式を解くことによ
り未知数の解を得、この解より前記被測定物の表
面プロフイール中に含まれる前記測定誤差成分を
求め、この測定誤差成分を表面プロフイールから
減算することにより真の表面プロフイールを求め
ることを特徴とする。
第4の発明では、移動方向に等間隔にて距離セ
ンサを3個配した測定ユニツトを、被測定物の表
面に沿わせるようにして移動させ、該測定ユニツ
トが距離センサの配置間隔分移動する都度の距離
測定値を得、3個の内の任意の1個の距離センサ
の前記被測定物の表面に接近、離反する方向への
偏位量、前記距離センサを基準とした他の2個の
距離センサ夫々の前記方向への首振量及びこれら
の偏位量、首振量がない場合の真の距離を未知数
とし、これらと前記距離測定値との関係を表す多
数の第1連立一次方程式を得、次いで、この第1
連立一次方程式において、表面プロフイール特定
のための基準線とすべき、前記被測定物の表面に
対して或る傾きを有する直線が一義的に定まるよ
うに、前記未知数の任意の2つの値を0として、
前記第1連立一次方程式を解くことにより前記被
測定物の表面プロフイールを求める方法であつ
て、前記距離センサに存在する、距離測定方向に
おける計測基準位置(零点)からの位置ずれ量に
相当する距離センサ個々の零点の狂い量を、任意
の2つの距離センサの零点を結ぶ直線を基準にし
て残り1個の距離センサの零点の狂い量を未知数
として解くべく、また、該零点の狂い量に起因し
て前記表面プロフイール中に含まれる測定誤差成
分を求めるべく、前記距離センサをその表面上の
任意の2点間を結ぶ基準線と他の任意の1点との
間の前記距離測定方向距離が既知である基準測定
物の表面に沿わせるようにして移動させ、前記第
1連立一次方程式同様の第6連立一次方程式を
得、該第6連立一次方程式を、前記表面プロフイ
ール特定のための基準線として前記基準測定物の
表面に係る基準線を選定して解くことにより、前
記距離測定方向距離が既知である点における真の
距離を求め、これらの距離の差として前記測定誤
差成分を求め、次いで、第6連立一次方程式を解
く過程で得られる、前記偏位量、首振量、及び真
の距離を求める際の距離測定値の係数で作られる
行列の或る行の或る要素の和として求められ、前
記測定誤差成分に影響を与える値と、測定誤差成
分と、前記未知数との間の定量的な関係を定める
一次方程式を得、該一次方程式を解くことにより
未知数の解を得、前記被測定物の表面プロフイー
ル測定時に得られる前記距離測定値からこの解の
影響分を排除すべく補正し、補正後の距離測定値
について前記第1連立一次方程式同様の第5連立
一次方程式を得、該第5連立一次方程式を同様に
して解くことにより真の表面プロフイールを求め
ることを特徴とする。
また、r=3なる場合は上記未知数は1個であ
るので、上記第2連立一次方程式に基づきこの未
知数の解を得ることとする。
〔実施例〕
以下本発明を、r=5とする場合の実施例を示
す図面に基づいて詳述する。第1図は本発明に係
る表面プロフイール測定方法の実施状態を示す模
式的平面図、第2図は第1図の左側断面図であ
る。
圧延機から取外され、図示しない支持部材によ
り支持された圧延ロール1の表面からその径方向
に適長離隔した位置には、該圧延ロール1の軸長
方向に平行にして1対のレール2,2を並設して
ある。レール2,2間には測定ユニツト3の直方
体状のセンサ取付台3aを跨設してある。センサ
取付台3aの下面中央には該センサ取付台3aよ
りも狭幅であつて、略同長の長手寸法を有する角
柱状の螺合体3bを固着してある。螺合体3bの
中央には長手方向にネジ穴3cを穿設してあり、
該ネジ穴3cにはレール2,2間にこれに平行に
横架した螺杆4を螺合させてある。螺杆4の一側
端部は電動機5の出力軸に連結してあり、該電動
機5の駆動により回転される。螺杆4が回転する
と、これに螺合した螺合体3b、つまり測定ユニ
ツト3は図中白抜矢符で示す測定方向に螺条送り
されることになる。電動機5にはロータリエンコ
ーダ6を連結してあり、電動機5の出力軸と一体
回転する螺杆4の回転数、換言すればこれにより
螺条送りされる測定ユニツト3の移動量に応じた
数だけのパルスを発し、このパルスを演算装置1
0に与える。
センサ取付台3a上にはレール2,2の延設方
向にLだけの距離を隔てて5個の距離センサ3
1,32,33,34,35を並設してある。各
距離センサ31,32,33,34,35の圧延
ロール1側には夫々の接触子31a,32a,3
3a,34a,35aが位置している。各接触子
31a,32a,33a,34a,35aの高さ
位置は圧延ロール1の軸心の高さ位置と同一に定
められている。そして、圧延ロール1の表面に凹
凸が存在する場合でも、接触子31a,32a,
33a,34a,35a夫々の先端が常時ロール
表面に対して所定の接触圧で摺接するように、セ
ンサ取付台3a上に固定された距離センサ31,
32,33,34,35夫々のセンサ本体31
b,32b,33b,34b,35bに弾持され
ている。距離センサ31,32,33,34,3
5は圧延ロール1の表面〜センサ本体31b,3
2b,33b,34b,35b夫々の間の離隔距
離を測定し、測定結果を演算装置10に入力す
る。
演算装置10はロータリエンコーダ6からのパ
ルスを計数することにより、測定ユニツト3が距
離センサ配置間距離Lだけ移動したことを検出す
るとその都度前述の従来方法で説明したのと同様
の各距離センサ31,32,33,34,35出
力ym i,jを逐次読込んで蓄積する。そして、この蓄
積データに基づき次に述べるような演算を実行す
ることにより、各距離センサ31,32,33,
34,35の移動中の偏位量、首振量及び表面プ
ロフイール値を求める。
次に演算装置10の演算内容について説明す
る。今、測定ユニツト3が第1測定位置(i=
1)から第n測定位置(i=n)迄移動し、その
都度各距離センサ31,32,33,34,35
出力を読込んだとすると、演算装置10は各距離
センサ31,32,33,34,35夫々につい
てn個、合計5n個の距離測定値ym i,j(i=1、2…
n、j=1、2…n+4)を得る。演算装置10
はこの5n個の距離測定値ym i,j夫々について、前述
の従来法で明した如き関係を作成する。そうする
と、下記(17)式に示す5n個の連立一次方程式を得
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the amount of deviation of the zero point existing in each distance sensor is determined as described below, and the amount of deviation of the zero point caused by the amount of deviation of the zero point is determined from the surface profile of the measured object. The true surface profile is determined by subtracting the measurement error component, and the deviation of the zero point is corrected from the distance measurement value of the distance sensor, and the true surface profile is determined based on the corrected distance measurement value. An object of the present invention is to provide a surface profile measurement method that can perform surface profile measurement with high accuracy. The surface profile measuring method according to the first invention includes:
Distance sensors r (r≧4) at equal intervals in the direction of movement
The individually arranged measuring units are moved along the surface of the object to be measured, and each time the measuring unit moves by the distance sensor arrangement interval, a distance measurement value is obtained, and an arbitrary one of r pieces is obtained. The amount of deviation of the distance sensor caused by the movement of the measuring unit in the direction toward and away from the surface of the object to be measured is not in a straight line, and the amount of deviation of the other r-1 distance sensors based on the distance sensor. The amount of swing in each of the above directions, the amount of deviation thereof, and the true distance determined for each measurement point when there is no amount of swing are taken as unknowns, and a large number of variables representing the relationship between these and the distance measurement value are calculated. A first simultaneous linear equation is obtained, and then, in the first simultaneous linear equation, a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured is uniquely determined as a reference line for specifying the surface profile. In this method, the surface profile of the object to be measured is determined by solving the first simultaneous linear equations, with any two values of the unknown quantities set to 0, The amount of deviation of the zero point of each distance sensor corresponding to the amount of positional deviation from the measurement reference position (zero point) is calculated from the zero point of the remaining r-2 distance sensors using the straight line connecting the zero points of any two distance sensors as a reference. In order to solve for the amount of deviation as an unknown quantity and to obtain the measurement error component included in the surface profile due to the amount of deviation at the zero point, the distance sensor is connected to a reference line connecting any two points on the surface thereof. A second simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation and/or the amount of deviation of any one distance sensor in the direction toward or away from the surface of the reference object; The amount of swing in the direction, the offset position of these, and the true distance determined for each measurement point when there is no amount of swing are taken as unknowns, and these, the arbitrary one, and the r
- Obtain one or more third simultaneous linear equations indicating a relationship between the distance measurements of two or less distance sensors, and apply the second simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations to the surface profile identification. By selecting and solving the reference line on the surface of the reference measurement object as the reference line, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is determined, and the measurement error component is calculated as the difference between these distances. Then, the deviation amount, the head vibration amount, and the coefficient of each distance measurement value when finding the true distance obtained in the process of solving the second simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations, respectively. r-2 values that are determined as the sum of certain elements in certain rows of the matrix and that determine the quantitative relationship between the value that affects the measurement error component, the measurement error component, and the undifferentiated number; By obtaining the fourth simultaneous linear equations and solving the fourth simultaneous linear equations, r-
Obtain solutions to the two unknowns, use these solutions to find the measurement error component included in the surface profile of the object to be measured, and subtract this measurement error component from the surface profile to find the true surface profile. Features. In the second invention, a measurement unit in which r (r≧4) distance sensors are arranged at equal intervals in the movement direction is moved along the surface of the object to be measured, and the measurement unit Obtain a distance measurement value each time the distance is moved, and calculate the amount of deviation of any one of the r distance sensors in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, using the distance sensor as a reference. The amount of swing of each of the other r-1 distance sensors in the above direction, the amount of deviation thereof, and the true distance determined for each measurement point when there is no amount of swing are taken as unknowns, and these and the distance A number of first simultaneous linear equations expressing the relationship with measured values are obtained, and then, in the first simultaneous linear equations, a certain value is calculated for the surface of the object to be measured, which is to be used as a reference line for specifying the surface profile. A method for determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations by setting any two values of the unknowns to 0 so that a straight line having an inclination is uniquely determined, the method comprising: Calculate the amount of deviation of each zero point of each distance sensor corresponding to the amount of positional deviation from the measurement reference position (zero point) in the distance measurement direction, which exists in the sensor, with the remaining r -2
In order to solve the amount of deviation of the zero point of the distance sensor as an unknown quantity, and to find the measurement error component included in the surface profile due to the amount of deviation of the zero point, the distance sensor is 2
A second simultaneous linear equation similar to the first Simultaneous linear equations and/or the amount of deviation of any one distance sensor in the direction toward or away from the surface of the reference measurement object, r-2 or less of the other r-1 with respect to the distance sensor Let the amount of swing of each distance sensor in the above direction, their offset position, and the true distance when there is no amount of swing be unknowns, and these, the arbitrary one, and the r-2 or less distance sensors. One or more third simultaneous linear equations indicating the relationship with the distance measurement value are obtained, and the second simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations are used as the reference line for specifying the surface profile of the reference measurement object. By selecting and solving the reference line on the surface of A certain row of a matrix created by the coefficients of the deviation amount, head vibration amount, and each distance measurement value when determining the true distance obtained in the process of solving the equation and/or the third simultaneous linear equations, respectively. obtain r-2 fourth simultaneous linear equations that determine a quantitative relationship between a value that is determined as a sum of elements and that affects the measurement error component, the measurement error component, and the undifferentiated number. , by solving the fourth simultaneous linear equations to obtain solutions for r-2 unknowns, and correcting to eliminate the influence of this solution from the distance measurement value obtained when measuring the surface profile of the object to be measured, The method is characterized in that a fifth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation is obtained for the corrected distance measurement value, and the true surface profile is obtained by solving the fifth simultaneous linear equation in the same manner. In the third invention, a measurement unit having three distance sensors arranged at equal intervals in the movement direction is moved along the surface of the object to be measured, and the measurement unit is moved by the distance between the distance sensors. Obtain a distance measurement value each time, and determine the amount of deviation of any one of the three distance sensors in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, and the amount of deviation of the other two distance sensors based on the distance sensor. The amount of swing of each distance sensor in the above-mentioned direction, the amount of deviation thereof, and the true distance when there is no amount of swing are taken as unknowns, and a large number of first simultaneous linear equations expressing the relationship between these and the distance measurement value are set as unknowns. get the equation, then this first
In the simultaneous linear equations, any two values of the unknowns are set to 0 so that a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured, which should be the reference line for specifying the surface profile, is uniquely determined. As,
A method of determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations, the distance corresponding to the amount of positional deviation from the measurement reference position (zero point) in the distance measurement direction, which exists in the distance sensor. In order to solve the amount of deviation of the zero point of each sensor with respect to the straight line connecting the zero points of any two distance sensors, the amount of deviation of the zero point of the remaining one distance sensor as an unknown quantity, and also to solve the amount of deviation of the zero point of the remaining distance sensor, In order to find the measurement error component included in the surface profile, the distance in the distance measurement direction between the reference line connecting the distance sensor between two arbitrary points on the surface and another arbitrary point is determined. A sixth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation is obtained by moving it along the surface of a known reference measurement object, and the sixth simultaneous linear equation is used as a reference line for specifying the surface profile. By selecting and solving the reference line on the surface of the reference measurement object, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is determined, the measurement error component is determined as the difference between these distances, and then , the sum of a certain element in a certain row of a matrix made of the coefficients of the deviation amount, the head vibration amount, and each distance measurement value when determining the true distance, obtained in the process of solving the sixth simultaneous linear equations. is required as,
Obtain a linear equation that determines the quantitative relationship between the value that affects the measurement error component, the measurement error component, and the unknown, obtain a solution to the unknown by solving the linear equation, and use this solution to The present invention is characterized in that the measurement error component included in the surface profile of the object to be measured is determined, and the true surface profile is determined by subtracting this measurement error component from the surface profile. In the fourth invention, a measurement unit having three distance sensors arranged at equal intervals in the movement direction is moved along the surface of the object to be measured, and the measurement unit is moved by the distance at which the distance sensors are arranged. Obtain a distance measurement value each time, and determine the amount of deviation of any one of the three distance sensors in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, and the amount of deviation of the other two distance sensors based on the distance sensor. The amount of swing of each distance sensor in the above-mentioned direction, the amount of deviation thereof, and the true distance when there is no amount of swing are taken as unknowns, and a large number of first simultaneous linear equations expressing the relationship between these and the distance measurement value are set as unknowns. get the equation, then this first
In the simultaneous linear equations, any two values of the unknowns are set to 0 so that a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured, which should be the reference line for specifying the surface profile, is uniquely determined. As,
A method of determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations, the distance corresponding to the amount of positional deviation from the measurement reference position (zero point) in the distance measurement direction, which exists in the distance sensor. In order to solve the amount of deviation of the zero point of each sensor with respect to the straight line connecting the zero points of any two distance sensors, the amount of deviation of the zero point of the remaining one distance sensor as an unknown quantity, and also to solve the amount of deviation of the zero point of the remaining distance sensor, In order to find the measurement error component included in the surface profile, the distance in the distance measurement direction between the reference line connecting the distance sensor between two arbitrary points on the surface and another arbitrary point is determined. A sixth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation is obtained by moving it along the surface of a known reference measurement object, and the sixth simultaneous linear equation is used as a reference line for specifying the surface profile. By selecting and solving the reference line on the surface of the reference measurement object, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is determined, the measurement error component is determined as the difference between these distances, and then , as the sum of a certain element in a certain row of a matrix created by the coefficients of the deviation amount, the head vibration amount, and the distance measurement value when finding the true distance, obtained in the process of solving the sixth simultaneous linear equations. obtain a linear equation that determines a quantitative relationship between a value that is calculated and influences the measurement error component, the measurement error component, and the unknown, obtain a solution to the unknown by solving the linear equation, Correcting the distance measurement value obtained when measuring the surface profile of the object to be measured to eliminate the influence of this solution, and obtaining a fifth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation for the corrected distance measurement value, The present invention is characterized in that the true surface profile is obtained by similarly solving the fifth simultaneous linear equations. Further, when r=3, since the number of unknowns is one, a solution to this unknown is obtained based on the second simultaneous linear equations. [Example] The present invention will be described in detail below based on drawings showing an example in which r=5. FIG. 1 is a schematic plan view showing an implementation state of the surface profile measuring method according to the present invention, and FIG. 2 is a left sectional view of FIG. 1. A pair of rails 2 are installed parallel to the axial direction of the roll 1 at a position radially apart from the surface of the roll 1 which has been removed from the rolling mill and supported by a support member (not shown). , 2 are installed in parallel. A rectangular parallelepiped sensor mounting base 3a of a measurement unit 3 is provided between the rails 2, 2. A prismatic threaded body 3b having a longitudinal dimension narrower than the sensor mount 3a and approximately the same length is fixed to the center of the lower surface of the sensor mount 3a. A screw hole 3c is drilled in the center of the screw body 3b in the longitudinal direction,
A screw rod 4, which is horizontally suspended between the rails 2 and 2, is screwed into the screw hole 3c. One end of the screw rod 4 is connected to the output shaft of an electric motor 5, and is rotated by the drive of the electric motor 5. When the screw rod 4 rotates, the screw assembly 3b screwed thereon, that is, the measurement unit 3, is threaded in the measurement direction shown by the white arrow in the figure. A rotary encoder 6 is connected to the electric motor 5, and the number of rotations of the screw rod 4 that rotates integrally with the output shaft of the electric motor 5 is determined by the number of rotations, or in other words, the number of rotations corresponds to the amount of movement of the measuring unit 3 that is threaded. A pulse is emitted and this pulse is sent to the calculation device 1.
Give to 0. Five distance sensors 3 are mounted on the sensor mounting base 3a at a distance of L in the extending direction of the rails 2, 2.
1, 32, 33, 34, and 35 are arranged in parallel. Each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35 has a contactor 31a, 32a, 3 on the rolling roll 1 side.
3a, 34a, and 35a are located. The height position of each contactor 31a, 32a, 33a, 34a, 35a is determined to be the same as the height position of the axis of the rolling roll 1. Even if there are irregularities on the surface of the rolling roll 1, the contacts 31a, 32a,
Distance sensors 31 fixed on the sensor mount 3a such that the tips of each of 33a, 34a, 35a are always in sliding contact with the roll surface with a predetermined contact pressure.
32, 33, 34, 35 each sensor body 31
b, 32b, 33b, 34b, and 35b. Distance sensor 31, 32, 33, 34, 3
5 is the surface of the rolling roll 1 to the sensor body 31b, 3
The separation distance between each of 2b, 33b, 34b, and 35b is measured, and the measurement results are input to the calculation device 10. By counting pulses from the rotary encoder 6, the arithmetic unit 10 detects that the measuring unit 3 has moved by the distance L between the distance sensor arrangements, and each time it detects that the measuring unit 3 has moved by the distance L between the distance sensor arrangements, it activates each distance sensor 31 in the same manner as described in the conventional method described above. , 32, 33, 34, 35 outputs y m i,j are sequentially read and accumulated. Based on this accumulated data, each distance sensor 31, 32, 33,
34 and 35 during movement, the amount of deflection, the amount of head vibration, and the surface profile value are determined. Next, the content of calculations performed by the calculation device 10 will be explained. Now, the measuring unit 3 is at the first measuring position (i=
1) to the nth measurement position (i=n), each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35
Assuming that the output is read, the arithmetic unit 10 calculates n distance measurements for each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35, a total of 5n distance measurements y m i,j (i=1, 2...
n, j=1, 2...n+4). Arithmetic device 10
For each of these 5n distance measurement values y m i,j , the relationship as explained in the conventional method described above is created. Then, we obtain 5n simultaneous linear equations shown in equation (17) below.
【表】
但し、yj、di、kiについては前述の従来法で説
明したものと同様であり、本発明では5個の距離
センサを使用するため、第3図に示すように距離
センサ32,34の首振量はki、また、距離セン
サ31,35の首振量は2kiとなる。また、測定
誤差εi,jについては後述するので、ここでは無視
する。なお、(17)式は請求の範囲で言う第1連立一
次方程式に相当する。
さて、(17)式は行列の積を用いて下記(18)式で示さ
れる。
Ax→=b→ ……(18)
但し、Aは(17)式において未知数yj、di、kiの係
数で作られる(5n、3n+4)行列、x→は未知数
yj、di、kiの(3n+4、1)行列、b→は距離測定
値ym i,jの(5n、1)行列である。
(18)式の詳細は下記(19)式で示される。[Table] However, y j , d i , and k i are the same as those explained in the conventional method above, and since five distance sensors are used in the present invention, the distance sensors are The amount of vibration of the distance sensors 32 and 34 is k i , and the amount of vibration of the distance sensors 31 and 35 is 2k i . Furthermore, since the measurement error ε i,j will be described later, it will be ignored here. Note that equation (17) corresponds to the first simultaneous linear equations in the claims. Now, equation (17) can be expressed as equation (18) below using matrix multiplication. Ax→=b→ ...(18) However, A is a (5n, 3n+4) matrix created by the coefficients of unknowns y j , d i , k i in equation (17), and x→ is an unknown.
A (3n+4,1) matrix of y j , d i , k i and b→ is a (5n,1) matrix of distance measurements y m i,j . The details of equation (18) are shown in equation (19) below.
【表】
但し、行列Aの空白部分は全て0である。
さて、先に述べたように表面プロフイールは各
測定点における相対的な凹凸を求めればよく、各
測定点における或る特定基準線から表面に至る距
離の絶対量を求める必要はない。
そこで、今第4図に示すようにn+4個の測定
点〔,…, n+1 , n+2 , n+3
、 n+4 〕の中の、任意の二測定点l,m
(1≦l<n+4)における真の表面プロフイー
ル値yl、ynを結ぶ直線を前述の基準線Cに代え、
仮基準線C″として選定し、この仮基準線C″〜各
測定点間距離を真の表面プロフイール値〔表面プ
ロフイールとしては圧延ロール1表面の,を
結ぶ線からの凹凸〕とする。
なお、上記した仮基準線C″は仮基準線C′と同
意のものである。
そうすると、上記(17)式で示す連立一次方程式で
は、yl=0、yn=0となり、仮基準線C″を基準に
した連立一次方程式、つまりyj、di、kiの値が
C″を基準にした値となる連立一次方程式に改め
られる。これにより行列Aは第l、m列が消去さ
れた(5n、3n+2)行列A1となり、また、ベク
トルx→はyl、ynを消去された(3n+2、1)行列
x→1となる。従つて(18)式は(20)式に、また、(19)式
は
(21)式に改められる。
A1x→1=b→ ……(20)[Table] However, all blank parts of matrix A are 0. Now, as mentioned above, the surface profile can be obtained by determining the relative unevenness at each measurement point, and there is no need to determine the absolute amount of distance from a certain reference line to the surface at each measurement point. Therefore, as shown in Fig. 4, n+4 measurement points [,..., n+1, n+2, n+3
, n+4 ], any two measurement points l, m
Replace the straight line connecting the true surface profile values y l and y n at (1≦l<n+4) with the reference line C mentioned above,
A temporary reference line C'' is selected, and the distance between this temporary reference line C'' and each measurement point is defined as the true surface profile value (the surface profile is the unevenness from the line connecting the surface of the rolling roll 1). Note that the temporary reference line C'' mentioned above is the same as the temporary reference line C'. Then, in the simultaneous linear equations shown in equation (17) above, y l = 0, y n = 0, and the temporary reference line The simultaneous linear equations based on C″, that is, the values of y j , d i , and k i are
The matrix A is changed to a system of linear equations whose values are based on C''. As a result, the matrix A becomes a (5n, 3n + 2) matrix A 1 with the l and mth columns deleted, and the vectors x→ are y l , y The (3n+2, 1) matrix x→ 1 with n eliminated. Therefore, equation (18) is changed to equation (20), and equation (19) is changed to equation (21). A 1 x→ 1 =b→ ……(20)
【表】
但し、行列A1の空白部分は全て0である。
なお、仮基準線C″の定め方としては、上述の
如く異なる2測定点における表面プロフイール値
yl、ynを結ぶ、つまりyl、ynを同時に0とする組
合せに係るものに限るものではなく、未知数yj、
di、kiの以下の如き組合せであつてもよい。
即ち、yjとdiとの組合せであつて、第5図aに
示すように任意の1つの測定点、例えばにおけ
る表面プロフイール値y3と、他の測定点 m+2
における偏位量dnを0とする、つまり両点を結
ぶ直線C″であつてもよい。この場合に2点を通
る直線は一義的に定まることは明白であり、上記
(17)式においてy3=0、dn=0としてこれを解く
と、直線C″を基準とする表面プロフイールが得
られることになる。
また、yiとkiとの組合せであつて、第5図bに
示すようにy3=0、kn=0とする、つまり傾き
が測定点 m+2 における測定ユニツト3の傾き
と同一であつて、y3を0とする、つまり測定点
を通る直線C″であつてもよい。この場合にも直
線C″は一義的に定まることは明白であり、上記
(17)式において、y3=0、kn=0としてこれを解
くと、直線C″を基準とする表面プロフイールが
得られることになる。
また、dj2つの組合せであつて、第5図cに示
すように、例えば測定点, m+2 における
d2、dnを0とする、つまり両点を結ぶ直線C″で
あつてもよい。この場合も直線C″は一義的に定
まり、上記(17)式においてd2=0、dn=0として、
これを解くと、直線C″を基準とする表面プロフ
イールが得られることになる。
また、diとkiとの組合せであつて、第5図dに
示すように、例えば測定点における偏位量d2を
0とする点を通り、測定点 m+2 におけるkn
を0とする、つまり傾きが測定点 m+2 におけ
る測定ユニツト3の傾きと同一であつて、d2=0
とする直線C″であつてもよい。この場合も直線
C″は一義的に定まり、上記(17)式においてd2=0、
kn=0として、これを解くと、直線C″を基準と
する表面プロフイールが得られることになる。
なお、未知数yj、di、kiの2個の組合せとして
は6通りであるが、ki2個の組合せに係る場合
は、2つの傾きを与えても直線は特定できないの
で、この場合には仮基準線C″は存在しない。ま
た、第5図aに示す組合せであつても、例えば第
5図eに示すようにy3=0、d1=0の組合せであ
る場合は、直線が圧延ロール1の表面に直交する
ので仮基準線とはなり得ず、斯かる組合せは除外
される。
従つて、上記(17)式において未知数yj、di、kiの
任意の2つの値を同時に0にする組合せの内、ki
同士を除く組合せであつて、また、これらの2つ
の値を同時に0にする点を結ぶ直線が前記圧延ロ
ール1の表面に対して或る傾きを有するような直
線が得られる組合せであれば、仮基準線C″が存
在する。
さて、再び上記(20)式に戻つて、行列Aは正方行
列でなく、その逆行列A-1が存在しないのでこの
ままでは解くことができない。然るに(20)式は未知
数の個数(3n+2)よりも方程式の数が多い。
そこで、最小2乗法を用いれば(20)式を解くことが
できる。以下にこの解法の手順を説明する。
先ず、(20)式の両辺に行列A1の転置行列At 1を左
から夫々掛け合せる。
At 1×A1×x→1=At 1×b→ ……(22)
但し、At 1の詳細は下記(23)式で示される。[Table] However, all blank parts of matrix A1 are 0. The temporary reference line C'' is determined by determining the surface profile value at two different measurement points as described above.
It is not limited to combinations that connect y l and y n , that is, make y l and y n 0 at the same time, but also unknown numbers y j ,
The following combinations of d i and k i may be used. That is, it is a combination of y j and d i , and the surface profile value y 3 at any one measurement point, for example, as shown in FIG.
It is also possible to set the deviation amount d n to 0, that is, the straight line C'' connecting the two points. In this case, it is obvious that the straight line passing through the two points is uniquely determined, and the above
If we solve Equation (17) with y 3 = 0 and d n = 0, we will obtain a surface profile with the straight line C'' as the reference. Also, for the combination of y i and k i , As shown in Figure 5b, y 3 =0, k n =0, that is, the slope is the same as the slope of the measuring unit 3 at measuring point m+2, and y 3 is 0, that is, passing through the measuring point. It may be a straight line C″. It is clear that the straight line C″ is uniquely determined in this case as well, and the above
In equation (17), if we solve this by setting y 3 = 0 and k n = 0, we will obtain a surface profile based on the straight line C''. Also, if d j is a combination of two As shown in Figure c, for example, at the measurement point m+2
It is also possible to set d 2 and d n to 0, that is, a straight line C'' connecting both points. In this case, the straight line C'' is also uniquely defined, and in the above equation (17), d 2 = 0, d n = As 0,
Solving this will yield a surface profile based on the straight line C''. Also, as shown in Figure 5d, the combination of d i and k i , for example, the deviation at the measurement point. k n at measurement point m+2 passing through the point where the quantity d 2 is 0
is 0, that is, the slope is the same as the slope of the measuring unit 3 at the measuring point m+2, and d 2 =0.
It may also be a straight line C″. In this case, the straight line
C″ is uniquely defined, and in the above equation (17), d 2 =0,
If k n = 0 and solve this problem, a surface profile based on the straight line C'' will be obtained. Note that there are six combinations of the two unknowns y j , d i , and k i . , k i , a straight line cannot be specified even if two slopes are given, so in this case, the temporary reference line C'' does not exist. Furthermore, even in the combination shown in FIG. 5a, if y 3 =0 and d 1 =0 as shown in FIG. 5e, the straight line is perpendicular to the surface of the rolling roll 1. It cannot be used as a temporary reference line, and such combinations are excluded. Therefore, in the above equation (17), among the combinations that simultaneously make any two values of the unknowns y j , d i , k i 0, k i
If it is a combination excluding each other, and a straight line connecting the points that make these two values 0 at the same time has a certain slope with respect to the surface of the rolling roll 1, A temporary reference line C'' exists. Now, returning to equation (20) above, matrix A is not a square matrix and its inverse matrix A -1 does not exist, so it cannot be solved as is. However, (20) There are more equations than the number of unknowns (3n+2).
Therefore, equation (20) can be solved by using the method of least squares. The steps for this solution will be explained below. First, both sides of equation (20) are multiplied by the transposed matrix A t 1 of the matrix A 1 from the left. A t 1 ×A 1 ×x→ 1 =A t 1 ×b→ (22) However, the details of A t 1 are shown in the following equation (23).
【表】
そうすると、At 1×A1は(3n+2、3n+2)の
正方行列となり、その逆行列(At 1×A1)-1が存在
するので、上記(22)式は解くことができる。
即ち、
(At 1×A1)-1×At 1×A1×x→1=(A
t 1×A1)-1×At 1×b→……(24)
となり、
x→1=(At 1×A1)-1×At 1×b→ ……(25)
となる。
従つて、(25)式で示される演算を実行するこ
とにより、仮基準線C″を基準とする表面プロフ
イール値y1、y2…yl-1、yl+1…yn-1、yn+1…yo、
yo+1、yo+2、yo+3、yo+4偏位量d1、d2…do及び首
振り量k1、k2…ko夫々を一括して求めることがで
きる。
本発明のここまでの説明は上述の特願昭59−
281287号で提案した逐次r点法の説明と同内容で
あり、このように最小2乗法を用いて上記(20)式を
解く場合は、先願で詳しく説明したように、従来
の逐次三点法とはことなり、測定誤差εi,jの累積
を大幅に低減できるので、本発明による場合は測
定誤差の累積を考慮する必要はない。
さて、〔発明が解決しようとする問題点〕の項
で説明したように、距離センサに零点の狂い量が
存在する場合は、距離測定値ym i,j中にはこの零点
の狂い量が含まれていることになる。この零点の
狂い量をyzとすると、測定値ym i,jは下記(26)式
で示される。
ym i,j=yj−di+(i−j+1)ki+1z(j-i+
1)(逐次三点法)
ym i,j=yj−di+(i−j+1)ki+1z(j-i+
1)(逐次三点法)
ym i,j=yj−di+(i−j+2)ki+yz(j-i+1)(逐次五
点法)……(26)
そして、上述した如く本発明による場合はεi,j
を無視できるので、以下yzについて説明する。
今、距離センサ31,32,33,34,35
夫々の零点の狂い量をyz1、yz2、yz3、yz4、yz5と
すると、yz1は距離測定値ym 1,1、ym 2,2…ym o,oに、yz2
は距離測定値ym 1,2、ym 2,3…ym o,o+1に、yz3は距離測定
値ym 1,3、ym 2,4…ym o,o+2に、yz4は距離測定値ym 1,4、y
m 2,5
…ym o,o+3に、またyz5は距離測定値ym 1,5、ym 2,6…
ym o,o+4に夫々含まれることになる。
従つて、上記(25)式によつて表面プロフイー
ル値yj、偏位量di、首振量kiを求める際に、これ
らに現れるyz1、yz2、yz3、yz4、yz5の影響は、今、
例えばこれらの未知数の内の第p番目、即ち、ベ
クトルx→1の第p行の要素についてみると、下記
(27)式で表される。
(Ep,1+Ep,6+…+Ep,5o-4)×yz1
(Ep,2+Ep,7+…+Ep,5o-3)×yz2
(Ep,3+Ep,8+…+Ep,5o-2)×yz3
(Ep,4+Ep,9+…+Ep,5o-1)×yz4
(Ep,5+Ep,10+…+Ep,5o)×yz5 ……(27)
ここにEp,q(p=1、2…l−1、l+1、m
−1、m+1…n+4、q=1…5n)は上記
(25)式の行列(At 1×A1)-1×At 1の各要素である。
今、測定回数nを、例えば17として、つまり測
定点として21点(∵n+4=17)と、測定データ
ym i,jとして85個(∵17×5=85)を得たものとす
ると、上記(27)式は下記(28)式で表される。
(Ep,1+Ep,6+…+Ep,81)yz1
(Ep,2+Ep,7+…+Ep,82)yz2
(Ep,3+Ep,8+…+Ep,83)yz3
(Ep,4+Ep,9+…+Ep,84)yz4
(Ep,5+Ep,10+…+Ep,85)yz5 ……(28)
そして、測定点,を基準点、つまりy1=
0、y21=0として上記(20)式を解くことにより、
yj、di、kiを求める場合の測定点〜夫々にお
けるyz1、yz2、yz3、yz4、yz5の影響、つまり上記
(28)式の( )内の値(以下零点の狂い量の影
響倍率という)を求めると、下記第2表に示すよ
うになる。
そして、この結果を第6図に示す。第6図は縦
軸に零点の狂い量の影響倍率を、また、横軸に各
測定点を示すグラフである。なお、yz4に関する
影響倍率は中央の測定点を中心にしてyz2に関
する影響倍率と左右対称になつており、また、同
様にyz5に関する影響倍率はyz1に関する影響倍率
と左右対称になつている。
第6図から明らかなように各距離センサ31,
32,33,34,35の零点の狂い量の影響倍
率は測定点において極大となる弓なり状の曲線
となつて現れる。そして、この影響倍率が上記
(25)式を解くことにより求められるプロフイー
ル値yjに含まれることになるので、表面プロフイ
ール値yjの誤差も同様に中央の測定点における
値が極大となる弓なり状の曲線となつて現れる。
以下この弓なり状の誤差発生量を弓なり発生量と
いう。なお、この弓なり発生量は特許請求の範囲
でいう測定誤差成分に相当する。
従つて、今、仮に各距離センサ31,32,3
3,34,35の零点の狂い量を1μmとすると、
中央の測定点における弓なり量は増幅されて約
7〜14μmとなり、また、上述した如くこの程度
の零点の狂い量を較正するための零点基準盤の製
作が困難であるため、このままでは精度のよい表
面プロフイール測定が行えないことになる。然る
に、このような各距離センサ31,32,33,
34,35の零点の狂い量の存在が測定精度に及
ぼす悪影響は定量的に把握できるので、各距離セ
ンサ31,32,33,34,35の零点の狂い
量を求め、更にこれに起因する誤差成分を求め、
この誤差成分の値を上記表面プロフイール値yjよ
り排除することとすれば、各距離センサ31,3
2,33,34,35の零点の較正を行うことな
く、表面プロフイールを正確に測定することがで
きる。以下この手順について説明する。
各測定点における弓なり発生量と各距離センサ
31,32,33,34,35の零点の狂い量と
の間には下記(29)式で示す関係が成立する。
ΔCj=F1,5yz1+F2,5yz2+F3,51z3+F4,51z4+F5,5yz
5
……(29)
但し、ΔCjは第j測定点における弓なり発生量
であり、また、F1,5、F2,5、F3,5、F4,5、F5,5は上
記(27)式中のyz1、1z2、yz3、yz4、yz5の各係数
であり、下記(30)式で示される。なお、F1,5、
F2,5、F3,5、F4,5、F5,5は特許請求の範囲で言う測
定誤差成分に影響を与える値に相当する。
F1,5=Ep,1+Ep,6+…+Ep,5o-4
F2,5=Ep,2+Ep,7+…+Ep,5o-3
F3,5=Ep,3+Ep,8+…+Ep,5o-2
F4,5=Ep,4+Ep,9+…+Ep,5o-1
F5,5=Ep,5+Ep,10+…+Ep,5o ……(30)
ところで5個の距離センサ31,32,33,
34,35の零点の狂い量yz1、yz2、yz3、yz4、
yz5を求める場合には、必ずしも特定基準線から
の各距離センサ31,32,33,34,35
夫々の零点の狂い量の絶対量を求めることは必要
でなく、以下に示す理由により5個の内の任意の
2つのセンサの零点の狂い量を0として、つまり
両センサの零点を結ぶ直線を仮基準線として、残
り3個の距離センサの零点のこの仮基準線からの
狂い量を求めることとしてもよい。
即ち、例えば第7図に示すように各距離センサ
31,32,33,34,35の零点に狂い量が
存在しないと仮定した場合の、これらの零点を結
ぶ直線(特定基準線)をVとし、また、測定ユニ
ツト3が任意の測定点にある場合の距離センサ3
2,34の零点を結ぶ直線V′を仮基準線とする
と、各距離センサ31,32,33,34,35
の零点の狂い量yz1、yz2、yz3、yz4、yz5は仮基準
線V′については夫々y′z1、y′z2、y′z3、y′z4、y′
z5と
なる。但し、これらの値の正負は特定基準線Vか
ら遠去かる向きを正とし、その逆向きを負とす
る。
そうすると、yz1とy′z1、yz2とy′z2、yz3とy′z3、
yz4とy′z4及びyz5とy′z5との間には第7図に示す幾
何学的関係により下記(31)式に示す関係が成立
する。[Table] Then, A t 1 ×A 1 becomes a square matrix of (3n+2, 3n+2), and its inverse matrix (A t 1 ×A 1 ) -1 exists, so equation (22) above can be solved. . That is, (A t 1 ×A 1 ) -1 ×A t 1 ×A 1 ×x→ 1 = (A
t 1 ×A 1 ) -1 ×A t 1 ×b → ...(24), and x→ 1 = (A t 1 ×A 1 ) -1 ×A t 1 ×b→ ...(25) . Therefore, by performing the calculation shown in equation (25), the surface profile values y 1 , y 2 ...y l-1 , y l+1 ...y n-1 , based on the temporary reference line C'' are obtained. y n+1 …y o ,
y o+1 , y o+2 , y o+3 , y o+4 deviation amounts d 1 , d 2 ... d o and swing amounts k 1 , k 2 ... k o can be calculated at once. can. The description of the present invention up to this point has been made in the above-mentioned patent application filed in 1983.
The content is the same as the explanation of the sequential r-point method proposed in No. 281287, and when solving the above equation (20) using the least squares method, as explained in detail in the previous application, the conventional sequential three-point method is Unlike the method, the accumulation of measurement errors ε i,j can be significantly reduced, so in the case of the present invention, there is no need to consider the accumulation of measurement errors. Now, as explained in the [Problems to be Solved by the Invention] section, if the distance sensor has a zero point deviation, this zero point deviation will be present in the distance measurement value y m i,j . It will be included. If the amount of deviation of this zero point is y z , the measured value y m i,j is expressed by the following equation (26). y m i,j =y j −d i +(i−j+1)k i +1 z(j−i+
1) (Sequential three-point method) y m i,j =y j −d i +(i−j+1)k i +1 z(j−i+
1) (Sequential three-point method) y m i,j =y j −d i +(i-j+2)k i +y z(j-i+1) (Sequential five-point method)...(26) And the above According to the present invention, ε i,j
can be ignored, so y and z will be explained below.
Now distance sensors 31, 32, 33, 34, 35
If the amount of deviation of each zero point is y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , y z5 , y z1 is the distance measurement value y m 1,1 , y m 2,2 ...y m o,o , y z2
is the distance measurement value y m 1,2 , y m 2,3 …y m o,o+1 , and y z3 is the distance measurement value y m 1,3 , y m 2,4 …y m o,o+2 , y z4 is the distance measurement y m 1,4 , y
m 2,5
…y m o,o+3 and y z5 are distance measurements y m 1,5 , y m 2,6 …
They will be included in y m o and o+4, respectively. Therefore, when calculating the surface profile value y j , deviation amount d i , and head vibration amount k i using the above equation (25), y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , y z5 that appear in these The influence of
For example, looking at the pth of these unknowns, that is, the element in the pth row of the vector x→ 1 , it is expressed by the following equation (27). (E p,1 +E p,6 +…+E p,5o-4 )×y z1 (E p,2 +E p,7 +…+E p,5o-3 )×y z2 (E p,3 +E p, 8 +…+E p,5o-2 )×y z3 (E p,4 +E p,9 +…+E p,5o-1 )×y z4 (E p,5 +E p,10 +…+E p,5o ) ×y z5 ...(27) Here E p,q (p=1, 2...l-1, l+1, m
−1, m+1...n+4, q=1...5n) are each element of the matrix (A t 1 ×A 1 ) −1 ×A t 1 in the above equation (25). Now, let's say that the number of measurements n is 17, that is, 21 measurement points (∵n+4=17), and the measurement data
Assuming that 85 pieces (∵17×5=85) are obtained as y m i,j , the above equation (27) is expressed by the following equation (28). (E p,1 +E p,6 +…+E p,81 )y z1 (E p,2 +E p,7 +…+E p,82 )y z2 (E p,3 +E p,8 +…+E p, 83 )y z3 (E p,4 +E p,9 +…+E p,84 )y z4 (E p,5 +E p,10 +…+E p,85 )y z5 …(28) And the measurement point, is the reference point, i.e. y 1 =
By solving the above equation (20) with 0, y 21 = 0,
When calculating y j , d i , k i , the influence of y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , y z5 at each measurement point, that is, the value in parentheses in equation (28) above (hereinafter the zero point The influence factor of the amount of deviation) is calculated as shown in Table 2 below. The results are shown in FIG. FIG. 6 is a graph in which the vertical axis shows the influence magnification of the amount of deviation of the zero point, and the horizontal axis shows each measurement point. Note that the influence multiplier for y z4 is symmetrical with the influence multiplier for y z2 around the center measurement point, and similarly, the influence multiplier for y z5 is symmetrical with the influence multiplier for y z1 . There is. As is clear from FIG. 6, each distance sensor 31,
The influence magnification of the amount of deviation of the zero points 32, 33, 34, and 35 appears as a bow-shaped curve that becomes maximum at the measurement point. Since this influence magnification is included in the profile value y j obtained by solving equation (25) above, the error in the surface profile value y j will similarly be a curved shape where the value at the central measurement point is maximum. It appears as a shaped curve.
Hereinafter, this bow-shaped error occurrence amount will be referred to as the bow occurrence amount. Note that the amount of bowing corresponds to the measurement error component in the claims. Therefore, now, suppose each distance sensor 31, 32, 3
Assuming that the deviation of the zero points of 3, 34, and 35 is 1 μm,
The amount of arching at the center measurement point is amplified to about 7 to 14 μm, and as mentioned above, it is difficult to manufacture a zero point reference board to calibrate this amount of zero point deviation, so if it is left as is, it will not be possible to obtain a high accuracy. Surface profile measurements will not be possible. However, each such distance sensor 31, 32, 33,
Since it is possible to quantitatively grasp the negative effect of the amount of deviation in the zero points of distance sensors 34 and 35 on measurement accuracy, the amount of deviation in the zero points of each distance sensor 31, 32, 33, 34, and 35 can be determined, and furthermore, the error caused by this can be determined. Find the ingredients,
If this error component value is excluded from the surface profile value y j , each distance sensor 31, 3
The surface profile can be measured accurately without calibration of the zero points of 2, 33, 34, 35. This procedure will be explained below. The relationship expressed by the following equation (29) holds between the amount of arching at each measurement point and the amount of zero point deviation of each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35. ΔC j =F 1,5 y z1 +F 2,5 y z2 +F 3,5 1 z3 +F 4,5 1 z4 +F 5,5 y z
Five
...(29) However, ΔC j is the amount of bow occurrence at the j-th measurement point, and F 1,5 , F 2,5 , F 3,5 , F 4,5 , F 5,5 are the above ( 27) Each coefficient of y z1 , 1 z2 , y z3 , y z4 , and y z5 in the formula, and is expressed by the following formula (30). In addition, F 1,5 ,
F 2,5 , F 3,5 , F 4,5 , and F 5,5 correspond to values that affect the measurement error component referred to in the claims. F 1,5 =E p,1 +E p,6 +…+E p,5o-4 F 2,5 =E p,2 +E p,7 +…+E p,5o-3 F 3,5 =E p, 3 +E p,8 +…+E p,5o-2 F 4,5 =E p,4 +E p,9 +…+E p,5o-1 F 5,5 =E p,5 +E p,10 +…+E p,5o ...(30) By the way, the five distance sensors 31, 32, 33,
34, 35 zero point deviation y z1 , y z2 , y z3 , y z4 ,
When calculating y z5 , it is not necessary to use each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35 from the specific reference line.
It is not necessary to find the absolute amount of deviation of each zero point, but for the reason shown below, the deviation of the zero points of any two sensors out of the five sensors is set to 0, that is, the straight line connecting the zero points of both sensors is As a temporary reference line, the amount of deviation of the zero points of the remaining three distance sensors from this temporary reference line may be determined. That is, for example, as shown in FIG. 7, assuming that there is no deviation in the zero points of each distance sensor 31, 32, 33, 34, and 35, let V be the straight line (specific reference line) connecting these zero points. , and the distance sensor 3 when the measurement unit 3 is located at an arbitrary measurement point.
Assuming that the straight line V' connecting the zero points of 2 and 34 is a temporary reference line, each distance sensor 31, 32, 33, 34, 35
The zero point deviations y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , y z5 are y′ z1 , y′ z2 , y′ z3 , y′ z4 , y′ respectively for the temporary reference line V′.
It becomes z5 . However, regarding the sign of these values, the direction away from the specific reference line V is positive, and the opposite direction is negative. Then, y z1 and y′ z1 , y z2 and y′ z2 , y z3 and y′ z3 ,
Between y z4 and y' z4 and between y z5 and y' z5 , the relationship shown in the following equation (31) is established due to the geometrical relationship shown in FIG.
【表】
この証明は以下の通りである。直線V,V′と、
線分yz1、yz2、yz3、yz4、yz5及びこれらの延長線
との交点をH,I,J,K,L,M,N,O,
P,Qとする。また、K点を通り直線Vに平行な
補助線Uを引き、この補助線との交点をRと
し、また、線分の延長線との交点をSとす
る。
yz1は下記(32)式で表される。
yz1=+y′z1 ……(32)
但し、y′z1の符号はyz1の符号と逆である。
は(=yz2)との和であり、は△
RIK∽△KOSの関係より1/2に等しい。
ここにはyz2−yz4に等しい。
そうすると、は下記(33)式で示される。
=yz2+1/2(yz2−yz4)=3/2yz2−1/2yz4
……(33)
従つて、(33)式を(32)式に代入することに
より、
yz1=y′z1+3/2yz2−1/2yz4 ……(34)
となる。
yz2=y′z2+yz2=yz2の証明は第5図より明らか
である。
次にyz3について説明する。yz3は下記(35)式
で示される。
yz3=y′z3+ ……(35)
は、また=1/2より
下記(36)式で表わされる。
=1/2(+)=1/2yz4+1/2yz2
……(36)
従つて、(36)式を(35)式に代入することに
より
yz3=y′z3+1/2yz2+1/2yz4 ……(37)
となる。
yz4=y′z4+yz4=yz4の証明は第5図より明らか
である。
次に、yz5について説明する。yz5は下記(38)
式で示される。
yz5=+y′z5 ……(38)
第7図においてOを通り直線Vに平行な補助線
W、また、Qを通り直線Vに平行な補助線Xを引
く。そして、補助線Wととの交点をY、補助
線Xととの交点をZとする。そうすると、
PQ=(=yz4)−で表され、また、△YKO
∽△ZOQより、
=1/2=1/2(yz2−yz4) ……(39)
と表されるので、は
=yz4−1/2(yz2−yz4)=−1/2yz2+3/2yz4
……(40)
となる。
従つて、yz5は(40)式を(38)式に代入する
ことにより、
yz5=y′z5−1/2yz2+3/2yz4 ……(41)
さて、上記(29)式に戻つて、例えば測定点と
してを選定し、yz1、yz2、yz3、yz4、yz5に上記
第2表で示した狂い量の倍率を掛け合して、これ
らの和を求めると、下記(42)式で表される。
−2.98yz1+1.97yz2+2.46yz3+1.09yz4−2.54yz5
……(42)
(42)式を展開すると下記(43)式になる。
−2.98(y′z1+3/2yz2−1/2yz4)+1.97yz2+2.
46(y′z3+1/2yz2+1/2yz4)+1.09yz4
−2.54(y′z5−1/2yz2+3/2yz4)=−2.98y′
z1+2.46y′z3−2.54y′z5……(43)
さて、(43)式中には距離センサ31,33,
35の仮基準線V′からの零点の狂い量に関する
項のみが残り、距離センサ32,34の零点に関
する項は消去される。つまり5個の距離センサ
夫々の零点の狂い量を求める際に、5個の内の2
つの距離センサの零点を結ぶ直線を仮基準線に定
め、残り3個の距離センサの零点の狂い量をこの
仮基準線からの狂い量として求めることとして
も、任意の測定点における距離測定値に含まれる
弓なり発生量ΔCjが求まることになり、従つて、
上記仮定が正しいことが数学的に証明される。
なお、上述の説明では仮基準線V′として距離
センサ32,34の零点を結ぶ直線を選定した
が、5個の内の任意の2つの距離センサの零点を
結ぶ直線を仮基準線に定めてもよいことは勿論で
ある。また、何れの距離測定点についても同様で
ある。更には、上述の説明では5個の距離センサ
31,32,33,34,35を用いた、いわば
逐次五点法とでも呼ぶべき測定方法について述べ
たが、上記(17)式で示す如き1つの距離測定値ym i,j
について各距離測定値相互の関係により定まる、
yj、di、kiを未知数とする連立一次方程式を得る
ためには、測定ユニツトが1つの測定点から他の
測定点に移動する間に、圧延ロール1表面の共通
の2測定点に当接する距離センサの配置であれば
よい。つまり、距離センサの個数としては3個以
上であればよい。
また、このことより5個の距離センサを装備し
た測定ユニツト3であつても、測定ユニツト3が
配置間距離Lだけ移動する都度の全距離センサ3
1,32,33,34,35の距離測定値を全て
読込む必要はなく、第8図に破線で示すように5
個の内の1個又は2個の距離センサの測定値ym i,j
の読込みを除外することとしてもよい。
即ち、第8図aに示すものは距離センサ35の
距離測定値ym i,jの読込みを除外する、言わば逐次
四点法とでも呼ぶべき測定方法であり、第8図b
に示すものは距離センサ34,35の距離測定値
ym i,jの読込みを除外する、言わば逐次三点法とで
も呼ぶべき測定方法であり、また、第8図cに示
すものは距離センサ32,34の距離測定値ym i,j
の読込みを除外する、言わば1つ飛び逐次三点法
とでも呼ぶべき測定方法である。
さて、逐次四点法、逐次三点法及び1つ飛び逐
次三点法による場合の上記(17)式に相当する連立一
次方程式は夫々下記(44)、(45)、(46)式で表さ
れる。[Table] The proof is as follows. Straight lines V, V',
Line segments y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , y z5 and their intersections with extensions are H, I, J, K, L, M, N, O,
Let them be P and Q. Further, draw an auxiliary line U parallel to the straight line V passing through point K, and let R be the point of intersection with this auxiliary line, and S be the point of intersection with the extension of the line segment. y z1 is expressed by the following formula (32). y z1 =+y′ z1 ...(32) However, the sign of y′ z1 is opposite to that of y z1 . is the sum of (=y z2 ), and is △
From the relationship RIK∽△KOS, it is equal to 1/2. Here it is equal to y z2 −y z4 . Then, is expressed by the following equation (33). =y z2 +1/2 (y z2 −y z4 )=3/2y z2 −1/2y z4 ...(33) Therefore, by substituting equation (33) into equation (32), y z1 = y ′ z1 +3/2y z2 −1/2y z4 ...(34) The proof of y z2 =y′ z2 +y z2 =y z2 is clear from FIG. Next, y z3 will be explained. y z3 is expressed by the following equation (35). y z3 = y' z3 + ... (35) is also expressed by the following equation (36) from =1/2. =1/2(+)=1/2y z4 +1/2y z2
...(36) Therefore, by substituting equation (36) into equation (35), y z3 = y′ z3 +1/2y z2 +1/2y z4 ...(37). The proof of y z4 =y′ z4 +y z4 =y z4 is clear from FIG. Next, y z5 will be explained. y z5 is below (38)
It is shown by the formula. y z5 =+y' z5 (38) In FIG. 7, draw an auxiliary line W passing through O and parallel to the straight line V, and an auxiliary line X passing through Q and parallel to the straight line V. The intersection with the auxiliary line W is defined as Y, and the intersection with the auxiliary line X is defined as Z. Then,
It is expressed as PQ=(=y z4 )−, and △YKO
From ∽△ZOQ, it is expressed as =1/2=1/2(y z2 −y z4 ) ...(39), so =y z4 −1/2(y z2 −y z4 )=−1/ 2y z2 +3/2y z4
...(40) becomes. Therefore, y z5 can be calculated by substituting equation (40) into equation (38), y z5 = y′ z5 −1/2y z2 + 3/2y z4 ...(41) Now, returning to equation (29) above, For example, if you select y z1 , y z2 , y z3 , y z4 , and y z5 as the measurement points and multiply them by the magnification of the amount of deviation shown in Table 2 above to find the sum of these, the following is obtained. It is expressed by equation (42). −2.98y z1 +1.97y z2 +2.46y z3 +1.09y z4 −2.54y z5
...(42) Expanding equation (42), we get equation (43) below. −2.98(y′ z1 +3/2y z2 −1/2y z4 )+1.97y z2 +2.
46(y′ z3 +1/2y z2 +1/2y z4 )+1.09y z4 −2.54(y′ z5 −1/2y z2 +3/2y z4 )=−2.98y′
z1 +2.46y′ z3 −2.54y′ z5 ...(43) Now, in equation (43), distance sensors 31, 33,
Only the term related to the amount of deviation of the zero point from the temporary reference line V' of distance sensor 35 remains, and the term related to the zero point of distance sensors 32 and 34 is deleted. In other words, when determining the amount of deviation of the zero point of each of the five distance sensors, two of the five
You can set a straight line connecting the zero points of two distance sensors as a temporary reference line, and find the amount of deviation of the zero points of the remaining three distance sensors as the amount of deviation from this temporary reference line. The amount of bowing included ΔC j can be found, and therefore,
It is mathematically proven that the above assumption is correct. In the above explanation, the straight line connecting the zero points of the distance sensors 32 and 34 was selected as the temporary reference line V', but it is also possible to set the straight line connecting the zero points of any two distance sensors among the five as the temporary reference line. Of course, this is a good thing. The same applies to all distance measurement points. Furthermore, in the above explanation, a measurement method that could be called a sequential five-point method using five distance sensors 31, 32, 33, 34, and 35 was described, but the two distance measurements y m i,j
is determined by the relationship between each distance measurement value,
In order to obtain simultaneous linear equations with y j , d i , and k i as unknowns, it is necessary to It is sufficient that the distance sensors are in contact with each other. In other words, the number of distance sensors may be three or more. Also, from this, even if the measuring unit 3 is equipped with five distance sensors, the total distance sensor 3 is
It is not necessary to read all the distance measurement values 1, 32, 33, 34, and 35;
Measured value of one or two distance sensors y m i,j
It is also possible to exclude the reading of . That is, the method shown in FIG. 8a is a measurement method that excludes the reading of the distance measurement value y m i,j of the distance sensor 35, which can be called a sequential four-point method, and the method shown in FIG. 8b
What is shown is the distance measurement value of distance sensors 34 and 35.
This is a measurement method that can be called a sequential three-point method that excludes the reading of y m i,j, and the method shown in FIG.
This is a measurement method that excludes the reading of data, so to speak, and can be called a sequential three-point method. Now, the simultaneous linear equations corresponding to the above equation (17) when using the sequential four-point method, sequential three-point method, and one-step sequential three-point method are expressed by the following equations (44), (45), and (46), respectively. be done.
【表】【table】
【表】【table】
次に本発明の効果について具体的実施例に基づ
き説明する。この実施例に供する測定対象物40
(零調基準盤も兼ねる)は、第10図に示すよう
に測定点として21点を測定した平坦度良好な平坦
面の、第5、9、14測定点,,に厚さ60μ
mのフイルム42,42,42を貼付して凹凸を
形成したものである。また、仮基準線C″特定の
ための基準点として測定点,を選定した。
下記第3表に遂次五点法により測定した各測定
点における距離測定値ym i,jを、下記第4表にこの
場合の零点の狂い量の倍率を、また下記第5表に
表面プロフイール値yjの演算結果を示す。
また、逐次四点法、逐次三点法及び1つ飛び三
点法による場合の中央の測定点におけるyz1、
yz2、yz5の影響倍率F′1,4、F′3,4、F″1,3、F″3,3、
F
1,3、F3,3、F5,3〔(59)式参照〕を計算し
た結果を下記第6表に示す。
Next, the effects of the present invention will be explained based on specific examples. Measurement object 40 used in this example
(also serves as a zero adjustment reference board) is a flat surface with good flatness, where 21 measurement points were measured as shown in Figure 10, and the thickness was 60μ at the 5th, 9th, and 14th measurement points.
M films 42, 42, 42 are attached to form irregularities. In addition, measurement points were selected as reference points for identifying the temporary reference line C''. Table 3 below shows the distance measurement values y m i,j at each measurement point measured by the sequential five-point method. Table 4 shows the magnification of the deviation amount of the zero point in this case, and Table 5 below shows the calculation results of the surface profile value y j.In addition, the calculation results using the sequential four-point method, sequential three-point method, and skip-one three-point method are shown in Table 5 below. y z1 at the central measurement point in case,
Influence factor of y z2 , y z5 F′ 1,4 , F′ 3,4 , F″ 1,3 , F″ 3,3 ,
F
The results of calculating 1,3 , F 3,3 and F 5,3 [see formula (59)] are shown in Table 6 below.
【表】
また、逐次四点法、逐次三点法及び1つ飛び逐
次三点法による場合の中央の測定点における弓
なり発生量ΔC11′、C11″、C11は以下の値となつ
た。
ΔC11′=−0.233
ΔC11″=−0.440
ΔC11=−0.106 ……(61)
そうすると、上記(59)式は下記(62)式で示
される。
−0.233=616yz1+16yz3
−0.440=−32yz1+32yz3
−0.106=−8yz1+16yz3−8yz5 ……(62)
(62)式よりyz1、yz3、yz5を求めると以下に示
す値になる。
yz1=0.014mm
yz3=−0.0004
yz5=−0.0017 ……(63)
但し、yz2=yz4=0である。
そして、第4表に示す各測定点における影響倍
率及び上記(29)式よりΔCjを求め、下記(64)
式に示す演算を実行することにより各測定点にお
ける真の表面プロフイール値yc jを求める。
yc j=yj−ΔCj ……(64)
今、計算例として第1測定点における真の表
面プロフイール値yc 1の求め方を挙げる。
yc 1=0.072−(5.40yz1−5.13yz3+4.89yz5)=0
.072−{5.40×0.014
−5.13×(−0.0004)+4.89×(−0.0017)=
0.001mm……(65)
そして、上記(65)式と同様の演算を行うこと
により各測定点における真の表面プロフイール値
yc jを求める。下記第7表にこの演算結果を示す。[Table] In addition, the amount of arching ΔC 11 ′, C 11 ″, and C 11 at the center measurement point when using the sequential four-point method, sequential three-point method, and one-stop sequential three-point method were as follows. ΔC 11 ′=−0.233 ΔC 11 ″=−0.440 ΔC 11 =−0.106 (61) Then, the above equation (59) can be expressed as the following equation (62). −0.233=616y z1 +16y z3 −0.440=−32y z1 +32y z3 −0.106=−8y z1 +16y z3 −8y z5 ...(62) Calculating y z1 , y z3 , and y z5 from equation (62) is shown below. Becomes a value. y z1 =0.014mm y z3 =−0.0004 y z5 =−0.0017 (63) However, y z2 =y z4 =0. Then, calculate ΔC j from the influence magnification at each measurement point shown in Table 4 and the above formula (29), and use the following formula (64).
The true surface profile value y c j at each measurement point is determined by executing the calculation shown in the formula. y c j =y j −ΔC j (64) Now, as a calculation example, how to obtain the true surface profile value y c 1 at the first measurement point will be described. y c 1 =0.072−(5.40y z1 −5.13y z3 +4.89y z5 )=0
.072−{5.40×0.014 −5.13×(−0.0004)+4.89×(−0.0017)=
0.001mm……(65) Then, by performing the same calculation as the above equation (65), the true surface profile value at each measurement point is calculated.
Find y c j . Table 7 below shows the results of this calculation.
【表】【table】
【表】
そして、第11図に弓なり発生量を含んだ表面
プロフイール値yjによる場合の誤差と真の表面プ
ロフイール値yc jによる場合の差とを対比して示
す。
第11図から明らかなように本発明方法による
場合は、各距離センサの零点の狂い量yzによる誤
差成分の影響を排除できるので精度のよい表面プ
ロフイール測定が行なえる。
また、上述した如く本発明方法に使用する零調
基準盤は、少なくとも1つの測定点の表面〜これ
以外の任意の2測定点の表面を結ぶ直線間距離が
既知であればよく、測定平面全体を高精度平坦面
に加工する必要はなく、従つてその製作が容易で
あり本発明法を実施する上で何等不都合を招来す
るものではない。
なお、上述の実施例では各距離センサの零点の
狂い量yzを夫々求め、次いでこの狂い量と被測定
物の各測定点における影響倍率との積である弓な
り発生量を求め、表面プロフイール値からこの弓
なり発生量を減算することにより真の表面プロフ
イール値yc jを求めることとしたが、このような手
順に限るものではなく、求めた零点の狂い量yzの
影響分を、上述した如くこれらを含んだ距離測定
値ym i,jより補正することにより零点の狂い量に影
響されない距離測定値y′m i,jを得、該距離測定値y′m i
,j
について上述した如く連立一次方程式(特許請求
の範囲で言う第5連立一次方程式に相当する)を
得、これを最小2乗法により解くことにより真の
表面プロフイール値yc jを求めることとしてもよ
い。[Table] FIG. 11 shows a comparison between the error when using the surface profile value y j including the amount of arching and the difference when using the true surface profile value y c j . As is clear from FIG. 11, according to the method of the present invention, it is possible to eliminate the influence of the error component due to the deviation amount yz of the zero point of each distance sensor, so that highly accurate surface profile measurement can be performed. Furthermore, as mentioned above, the zero adjustment reference board used in the method of the present invention only needs to have a known distance between the straight lines connecting the surface of at least one measurement point to the surface of any two other measurement points, and the distance between the entire measurement plane There is no need to process the material into a high-precision flat surface, and therefore, it is easy to manufacture and does not cause any inconvenience in implementing the method of the present invention. In the above embodiment, the amount of deviation y and z of the zero points of each distance sensor is determined, and then the amount of arching, which is the product of this amount of deviation and the influence magnification at each measurement point of the object to be measured, is determined, and the surface profile value is calculated. We decided to find the true surface profile value y c j by subtracting the amount of bowing from , but the procedure is not limited to this. By correcting the distance measurement value y m i,j that includes these values, a distance measurement value y′ m i,j that is not affected by the amount of deviation of the zero point is obtained, and the distance measurement value y′ m i
,j
As described above, simultaneous linear equations (corresponding to the fifth simultaneous linear equations in the claims) may be obtained and the true surface profile value y c j may be determined by solving them using the least squares method.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
4)個配した測定ユニツトを、被測定物の表面に
沿わせるようにして移動させ、該測定ユニツトが
距離センサの配置間隔分移動する都度の距離測定
値を得、r個の内の任意の1個の距離センサの前
記被測定物の表面に接近、離反する方向への測定
ユニツトの移動が直線ではないことに起因する偏
位量、前記距離センサを基準とした他のr−1個
の距離センサ夫々の前記方向への首振量及びこれ
らの偏位量、首振量がない場合の1つの測定点毎
に定まる真の距離を未知数とし、これらと前記距
離測定値との関係を表す多数の第1連立一次方程
式を得、次いで、この第1連立一次方程式におい
て、表面プロフイール特定のための基準線とすべ
き、前記被測定物の表面に対して或る傾きを有す
る直線が一義的に定まるように、前記未知数の任
意の2つの値を0として、前記第1連立一次方程
式を解くことにより前記被測定物の表面プロフイ
ールを求める方法であつて、 前記距離センサに存在する、距離測定方向にお
ける計測基準位置(零点)からの位置ずれ量に相
当する距離センサ個々の零点の狂い量を、任意の
2つの距離センサの零点を結ぶ直線を基準にして
残りr−2個の距離センサの零点の狂い量を未知
数として解くべく、また、該零点の狂い量に起因
して前記表面プロフイール中に含まれる測定誤差
成分を求めるべく、前記距離センサをその表面上
の任意の2点間を結ぶ基準線と他の任意の1点と
の間の前記距離測定方向距離が既知である基準測
定物の表面に沿わせるようにして移動させ、前記
第1連立一次方程式同様の第2連立一次方程式及
び/又は任意の1個の距離センサの前記基準測定
物の表面に接近、離反する方向への偏位量、前記
距離センサに対する他のr−1個の内のr−2個
以下の距離センサ夫々の前記方向への首振量及び
これらの偏位置、首振量がない場合の1つの測定
点毎に定まる真の距離を未知数とし、これらと前
記任意の1個と前記r−2個以下の距離センサの
距離測定値との関係を示す一又は複数の第3連立
一次方程式を得、該第2連立一次方程式及び/又
は第3連立一次方程式を、前記表面プロフイール
特定のための基準線として前記基準測定物の表面
に係る基準線を選定して解くことにより、前記距
離測定方向距離が既知である点における真の距離
を求め、これらの距離の差として前記測定誤差成
分を求め、次いで、第2連立一次方程式及び/又
は第3連立一次方程式を夫々解く過程で得られ
る、前記偏位量、首振量、及び真の距離を求める
際の各距離測定値の係数で作られる行列の或る行
の或る要素の和として求められ、前記測定誤差成
分に影響を与える値と、測定誤差成分と、前記未
知数との間の定量的な関係を定めるr−2個の第
4連立一次方程式を得、該第4連立一次方程式を
解くことによりr−2個の未知数の解を得、 この解より前記被測定物の表面プロフイール中
に含まれる前記測定誤差成分を求め、この測定誤
差成分を表面プロフイールから減算することによ
り真の表面プロフイールを求めることを特徴とす
る表面プロフイール測定方法。 2 移動方向に等間隔にて距離センサをr(r≧
4)個配した測定ユニツトを、被測定物の表面に
沿わせるようにして移動させ、該測定ユニツトが
距離センサの配置間隔分移動する都度の距離測定
値を得、r個の内の任意の1個の距離センサの前
記被測定物の表面に接近、離反する方向への偏位
量、前記距離センサを基準とした他のr−1個の
距離センサ夫々の前記方向への首振量及びこれら
の偏位量、首振量がない場合の1つの測定点毎に
定まる真の距離を未知数とし、これらと前記距離
測定値との関係を表す多数の第1連立一次方程式
を得、次いで、この第1連立一次方程式におい
て、表面プロフイール特定のための基準線とすべ
き、前記被測定物の表面に対して或る傾きを有す
る直線が一義的に定まるように、前記未知数の任
意の2つの値を0として、前記第1連立一次方程
式を解くことにより前記被測定物の表面プロフイ
ールを求める方法であつて、 前記距離センサに存在する、距離測定方向にお
ける計測基準位置(零点)からの位置ずれ量に相
当する距離センサ個々の零点の狂い量を、任意の
2つの距離センサの零点を結ぶ直線を基準にして
残りr−2個の距離センサの零点の狂い量を未知
数として解くべく、また、該零点の狂い量に起因
して前記表面プロフイール中に含まれる測定誤差
成分を求めるべく、前記距離センサをその表面上
の任意の2点間を結ぶ基準線と他の任意の1点と
の間の前記距離測定方向距離が既知である基準測
定物の表面に沿わせるようにして移動させ、前記
第1連立一次方程式同様の第2連立一次方程式及
び/又は任意の1個の距離センサの前記基準測定
物の表面に接近、離反する方向への偏位量、前記
距離センサに対する他のr−1個の内のr−2個
以下の距離センサ夫々の前記方向への首振量及び
これらの偏位置、首振量がない場合の真の距離を
未知数とし、これらと前記任意の1個と前記r−
2個以下の距離センサの距離測定値との関係を示
す一又は複数の第3連立一次方程式を得、該第2
連立一次方程式及び/又は第3連立一次方程式
を、前記表面プロフイール特定のための基準線と
して前記基準測定物の表面に係る基準線を選定し
て解くことにより、前記距離測定方向距離が既知
である点における真の距離を求め、これらの距離
の差として前記測定誤差成分を求め、次いで、第
2連立一次方程式及び/又は第3連立一次方程式
を夫々解く過程で得られる、前記偏位量、首振
量、及び真の距離を求める際の各距離測定値の係
数で作られる行列の或る行の或る要素の和として
求められ、前記測定誤差成分に影響を与える値
と、測定誤差成分と、前記未他数との間の定量的
な関係を定めるr−2個の第4連立一次方程式を
得、該第4連立一次方程式を解くことによりr−
2個の未知数の解を得、 前記被測定物の表面プロフイール測定時に得ら
れる前記距離測定値からこの解の影響分を排除す
べく補正し、補正後の距離測定値について前記第
1連立一次方程式同様の第5連立一次方程式を
得、該第5連立一次方程式を同様にして解くこと
により真の表面プロフイールを求めることを特徴
とする表面プロフイール測定方法。 3 移動方向に等間隔にて距離センサを3個配し
た測定ユニツトを、被測定物の表面に沿わせるよ
うにして移動させ、該測定ユニツトが距離センサ
の配置間隔分移動する都度の距離測定値を得、3
個の内の任意の1個の距離センサの前記被測定物
の表面に接近、離反する方向への偏位量、前記距
離センサを基準とした他の2個の距離センサ夫々
の前記方向への首振量及びこれらの偏位量、首振
量がない場合の真の距離を未知数とし、これらと
前記距離測定値との関係を表す多数の第1連立一
次方程式を得、次いで、この第1連立一次方程式
において、表面プロフイール特定のための基準線
とすべき、前記被測定物の表面に対して或る傾き
を有する直線が一義的に定まるように、前記未知
数の任意の2つの値を0として、前記第1連立一
次方程式を解くことにより前記被測定物の表面プ
ロフイールを求める方法であつて、前記距離セン
サに存在する、距離測定方向における計測基準位
置(零点)からの位置ずれ量に相当する距離セン
サ個々の零点の狂い量を、任意の2つの距離セン
サの零点を結ぶ直線を基準にして残り1個の距離
センサの零点の狂い量を未知数として解くべく、
また、該零点の狂い量に起因して前記表面プロフ
イール中に含まれる測定誤差成分を求めるべく、
前記距離センサをその表面上の任意の2点間を結
ぶ基準線と他の任意の1点との間の前記距離測定
方向距離が既知である基準測定物の表面に沿わせ
るようにして移動させ、前記第1連立一次方程式
同様の第6連立一次方程式を得、該第6連立一次
方程式を、前記表面プロフイール特定のための基
準線として前記基準測定物の表面に係る基準線を
選定して解くことにより、前記距離測定方向距離
が既知である点における真の距離を求め、これら
の距離の差として前記測定誤差成分を求め、次い
で、第6連立一次方程式を解く過程で得られる、
前記偏位量、首振量、及び真の距離を求める際の
各距離測定値の係数で作られる行列の或る行の或
る要素の和として求められ、前記測定誤差成分に
影響を与える値と、測定誤差成分と、前記未知数
との間の定量的な関係を定める一次方程式を得、
該一次方程式を解くことにより未知数の解を得、
この解より前記被測定物の表面プロフイール中に
含まれる前記測定誤差成分を求め、この測定誤差
成分を表面プロフイールから減算することにより
真の表面プロフイールを求めることを特徴とする
表面プロフイール測定方法。 4 移動方向に等間隔にて距離センサを3個配し
た測定ユニツトを、被測定物の表面に沿わせるよ
うにして移動させ、該測定ユニツトが距離センサ
の配置間隔分移動する都度の距離測定値を得、3
個の内の任意の1個の距離センサの前記被測定物
の表面に接近、離反する方向への偏位量、前記距
離センサを基準とした他の2個の距離センサ夫々
の前記方向への首振量及びこれらの偏位量、首振
量がない場合の真の距離を未知数とし、これらと
前記距離測定値との関係を表す多数の第1連立一
次方程式を得、次いで、この第1連立一次方程式
において、表面プロフイール特定のための基準線
とすべき、前記被測定物の表面に対して或る傾き
を有する直線が一義的に定まるように、前記未知
数の任意の2つの値を0として、前記第1連立一
次方程式を解くことにより前記被測定物の表面プ
ロフイールを求める方法であつて、 前記距離センサに存在する、距離測定方向にお
ける計測基準位置(零点)からの位置ずれ量に相
当する距離センサ個々の零点の狂い量を、任意の
2つの距離センサの零点を結ぶ直線を基準にして
残り1個の距離センサの零点の狂い量を未知数と
して解くべく、また、該零点の狂い量に起因して
前記表面プロフイール中に含まれる測定誤差成分
を求めるべく、前記距離センサをその表面上の任
意の2点間を結ぶ基準線と他の任意の1点との間
の前記距離測定方向距離が既知である基準測定物
の表面に沿わせるようにして移動させ、前記第1
連立一次方程式同様の第6連立一次方程式を得、
該第6連立一次方程式を、前記表面プロフイール
特定のための基準線として前記基準測定物の表面
に係る基準線を選定して解くことにより、前記距
離測定方向距離が既知である点における真の距離
を求め、これらの距離の差として前記測定誤差成
分を求め、次いで、第6連立一次方程式を解く過
程で得られる、前記偏位量、首振量、及び真の距
離を求める際の距離測定値の係数で作られる行列
の或る行の或る要素の和として求められ、前記測
定誤差成分に影響を与える値と、測定誤差成分
と、前記未知数との間の定量的な関係を定める一
次方程式を得、該一次方程式を解くことにより未
知数の解を得、 前記被測定物の表面プロフイール測定時に得ら
れる前記距離測定値からこの解の影響分を排除す
べく補正し、補正後の距離測定値について前記第
1連立一次方程式同様の第5連立一次方程式を
得、該第5連立一次方程式を同様にして解くこと
により真の表面プロフイールを求めることを特徴
とする表面プロフイール測定方法。[Claims] 1 Distance sensors r (r≧
4) Move the individually arranged measurement units along the surface of the object to be measured, obtain a distance measurement value each time the measurement unit moves by the distance sensor arrangement interval, and measure any one of the r pieces. The amount of deviation due to the fact that the movement of the measurement unit in the direction of approaching and away from the surface of the object to be measured of one distance sensor is not in a straight line, and the amount of deviation of other r-1 distance sensors based on the distance sensor The amount of swing of each distance sensor in the above direction, the amount of deviation thereof, and the true distance determined for each measurement point when there is no amount of swing are taken as unknowns, and the relationship between these and the distance measurement value is expressed. A number of first simultaneous linear equations are obtained, and in the first simultaneous linear equations, a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured is uniquely determined as a reference line for specifying the surface profile. A method for determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations with any two values of the unknown quantities set to 0, The amount of deviation of the zero point of each distance sensor corresponding to the amount of positional deviation from the measurement reference position (zero point) in the direction is calculated from the remaining r-2 distance sensors using the straight line connecting the zero points of any two distance sensors as a reference. Connecting the distance sensor between any two points on the surface in order to solve for the amount of deviation at the zero point as an unknown quantity and to obtain a measurement error component included in the surface profile due to the amount of deviation at the zero point. A second simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation and /or the amount of deviation of any one distance sensor in the direction toward or away from the surface of the reference measurement object, and each of r-2 or less distance sensors among other r-1 distance sensors with respect to the distance sensor; The amount of swing in the direction, the offset position of these, and the true distance determined for each measurement point when there is no amount of swing are taken as unknowns, and these, the arbitrary one, and the r-2 or less points One or more third simultaneous linear equations representing the relationship with the distance measurement value of the distance sensor are obtained, and the second simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations are used as the reference line for specifying the surface profile. By selecting and solving the reference line on the surface of the reference object, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is determined, the measurement error component is determined as the difference between these distances, and then the measurement error component is determined as the difference between these distances. One of the matrices created by the coefficients of each distance measurement value when determining the deviation amount, head vibration amount, and true distance obtained in the process of solving the two simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations, respectively. r-2 fourth simultaneous linear equations that determine a quantitative relationship between a value that is determined as a sum of certain elements in a row and that affects the measurement error component, the measurement error component, and the unknown quantity; Then, by solving the fourth simultaneous linear equations, solutions for r-2 unknowns are obtained. From these solutions, the measurement error component included in the surface profile of the object to be measured is determined, and this measurement error component is A surface profile measuring method characterized by obtaining a true surface profile by subtracting from the profile. 2 Distance sensors r (r≧
4) Move the individually arranged measurement units along the surface of the object to be measured, obtain a distance measurement value each time the measurement unit moves by the distance sensor arrangement interval, and measure any one of the r pieces. the amount of deviation of one distance sensor in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, the amount of swing of each of the other r-1 distance sensors in the direction with respect to the distance sensor, and Using the true distance determined for each measurement point when there is no deviation or head vibration as an unknown, a number of first simultaneous linear equations expressing the relationship between these and the distance measurement values are obtained, and then, In this first simultaneous linear equation, any two of the unknowns are determined so that a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured, which is to be the reference line for specifying the surface profile, is uniquely determined. A method of determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations with a value of 0, the method comprising: determining the positional deviation of the distance sensor from the measurement reference position (zero point) in the distance measurement direction; In order to solve the amount of deviation of the zero points of each distance sensor corresponding to the amount, using the straight line connecting the zero points of any two distance sensors as a reference, and the amount of deviation of the zero points of the remaining r-2 distance sensors as unknowns, In order to find the measurement error component included in the surface profile due to the amount of deviation of the zero point, the distance sensor is measured between a reference line connecting arbitrary two points on the surface and another arbitrary point. A second simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation and/or the reference of any one distance sensor is moved along the surface of the reference object whose distance is known. The amount of deviation in the direction approaching or moving away from the surface of the object to be measured, the amount of swing of each of r-2 or less distance sensors among the other r-1 distance sensors in the direction with respect to the distance sensor, and these deviations. Let the true distance in the case where there is no position or amount of head vibration be unknown, and these, the arbitrary one, and the r-
Obtain one or more third simultaneous linear equations indicating the relationship between the distance measurement values of two or less distance sensors, and
The distance in the distance measurement direction is known by solving the simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations by selecting a reference line related to the surface of the reference measurement object as a reference line for specifying the surface profile. Find the true distance at the point, find the measurement error component as the difference between these distances, and then calculate the deviation amount, neck, obtained in the process of solving the second simultaneous linear equations and/or the third simultaneous linear equations, respectively. It is determined as the sum of a certain element in a certain row of a matrix created by the coefficient of each distance measurement value when determining the amount of vibration and the true distance, and the value that affects the measurement error component and the measurement error component. , by obtaining r-2 fourth simultaneous linear equations that determine the quantitative relationship between the undifferentiated numbers, and solving the fourth simultaneous linear equations, r-
Obtaining solutions for the two unknowns, correcting the distance measurement value obtained when measuring the surface profile of the object to be measured to eliminate the influence of this solution, and calculating the first simultaneous linear equations for the corrected distance measurement value. A surface profile measuring method characterized in that a true surface profile is obtained by obtaining a similar fifth simultaneous linear equation and solving the fifth simultaneous linear equation in the same manner. 3. A measurement unit with three distance sensors arranged at equal intervals in the movement direction is moved along the surface of the object to be measured, and the distance measurement value is obtained each time the measurement unit moves by the distance sensor arrangement interval. obtained, 3
The amount of deviation of any one of the distance sensors in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, and the amount of deviation of each of the other two distance sensors in the direction with respect to the distance sensor. The amount of head vibration, the amount of deviation thereof, and the true distance in the absence of the amount of head vibration are taken as unknown quantities, and a number of first simultaneous linear equations expressing the relationship between these and the distance measurement value are obtained, and then this first In the simultaneous linear equations, any two values of the unknowns are set to 0 so that a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured, which should be the reference line for specifying the surface profile, is uniquely determined. A method of determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations, which corresponds to the amount of positional deviation of the distance sensor from the measurement reference position (zero point) in the distance measurement direction. In order to solve the amount of deviation of the zero point of each distance sensor, using the straight line connecting the zero points of any two distance sensors as a reference, and the amount of deviation of the zero point of the remaining distance sensor as an unknown,
In addition, in order to obtain a measurement error component included in the surface profile due to the amount of deviation of the zero point,
The distance sensor is moved along the surface of the reference object for which the distance in the distance measurement direction between a reference line connecting arbitrary two points on the surface and one other arbitrary point is known. , obtain a sixth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation, and solve the sixth simultaneous linear equation by selecting a reference line related to the surface of the reference measurement object as a reference line for specifying the surface profile. By this, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is found, the measurement error component is found as the difference between these distances, and then the sixth simultaneous linear equations are solved.
A value that is determined as the sum of a certain element in a certain row of a matrix made of the coefficients of the deviation amount, head vibration amount, and each distance measurement value when determining the true distance, and that affects the measurement error component. and obtain a linear equation that defines a quantitative relationship between the measurement error component and the unknown quantity,
Obtain the solution to the unknown by solving the linear equation,
A surface profile measuring method characterized in that the measurement error component included in the surface profile of the object to be measured is determined from this solution, and the true surface profile is determined by subtracting this measurement error component from the surface profile. 4. A measurement unit with three distance sensors arranged at equal intervals in the movement direction is moved along the surface of the object to be measured, and the distance measurement value is obtained each time the measurement unit moves by the distance sensor arrangement interval. obtained, 3
The amount of deviation of any one of the distance sensors in the direction toward or away from the surface of the object to be measured, and the amount of deviation of each of the other two distance sensors in the direction with respect to the distance sensor. The amount of head vibration, the amount of deviation thereof, and the true distance in the absence of the amount of head vibration are taken as unknown quantities, and a number of first simultaneous linear equations expressing the relationship between these and the distance measurement value are obtained, and then this first In the simultaneous linear equations, any two values of the unknowns are set to 0 so that a straight line having a certain slope with respect to the surface of the object to be measured, which should be the reference line for specifying the surface profile, is uniquely determined. A method for determining the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations, the method comprising: calculating the surface profile of the object to be measured by solving the first simultaneous linear equations; In order to solve the amount of deviation of the zero point of each distance sensor, using the straight line connecting the zero points of any two distance sensors as a reference, and the amount of deviation of the zero point of the remaining one distance sensor as an unknown, we also calculate the amount of deviation of the zero point. In order to find the measurement error component included in the surface profile due to The first object is moved along the surface of the reference object whose distance is known.
Obtain the sixth simultaneous linear equation similar to the simultaneous linear equation,
By solving the sixth simultaneous linear equations by selecting a reference line related to the surface of the reference object as a reference line for specifying the surface profile, the true distance at the point where the distance in the distance measurement direction is known is determined. , the measurement error component is determined as the difference between these distances, and then the distance measurement value when determining the deviation amount, head vibration amount, and true distance obtained in the process of solving the sixth simultaneous linear equations a linear equation that is determined as the sum of a certain element in a certain row of a matrix made of coefficients and determines a quantitative relationship between a value that affects the measurement error component, the measurement error component, and the unknown quantity; obtain a solution to the unknown by solving the linear equation, correct the distance measurement value obtained when measuring the surface profile of the object to be measured to remove the influence of this solution, and obtain the corrected distance measurement value. A method for measuring a surface profile, characterized in that a fifth simultaneous linear equation similar to the first simultaneous linear equation is obtained for , and the true surface profile is obtained by solving the fifth simultaneous linear equation in the same manner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6593185A JPS61223512A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Method for measuring surface profile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6593185A JPS61223512A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Method for measuring surface profile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223512A JPS61223512A (en) | 1986-10-04 |
| JPH0556443B2 true JPH0556443B2 (en) | 1993-08-19 |
Family
ID=13301198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6593185A Granted JPS61223512A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Method for measuring surface profile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61223512A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6375608A (en) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for measuring roll profile |
| JPH0615970B2 (en) * | 1987-09-01 | 1994-03-02 | 三菱重工業株式会社 | Roll profile measurement method |
| CN105345663A (en) * | 2015-11-25 | 2016-02-24 | 厦门理工学院 | Grinding wheel device capable of monitoring grinding working conditions in real time |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP6593185A patent/JPS61223512A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61223512A (en) | 1986-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR920010735B1 (en) | Roll profile measuring method and device | |
| EP3492862B1 (en) | Device and method for evaluating three-dimensional surface roughness | |
| KR101912647B1 (en) | Method for thickness measurement on measurement objects and device for applying the method | |
| JPH0556443B2 (en) | ||
| EP2899500B1 (en) | Method for compensating measurement errors due to thermally induced structural deformations in a coordinate measurement machine | |
| JPH0556442B2 (en) | ||
| US20050204572A1 (en) | Surface profile measurement, independent of relative motions | |
| JPH087063B2 (en) | Flatness measuring device | |
| JPH0435005B2 (en) | ||
| JPS6288912A (en) | Method and instrument for measuring surface profile | |
| JP2003075147A (en) | Method and device for measurement of flatness | |
| WO2006064445A1 (en) | Sequential multi-probe method for measurement of the straightness of a straightedge | |
| JP2988645B2 (en) | Measurement method of sheet material distortion shape | |
| JPH07146125A (en) | Straightness measuring device | |
| US20250224223A1 (en) | Comparative caliper and method for measuring using the same | |
| RU2311613C1 (en) | Method of determining flatness of moving sheet of material | |
| GB2253056A (en) | Method of determining the geometric dimensions of a testpiece by means of gauging with mechanical contact | |
| JPH0579832A (en) | Measuring method for camber of plate material | |
| JPS61100606A (en) | Measuring of surface profile | |
| US6513256B1 (en) | Device for moving objects in order to compare the dimensions of said objects and method for comparing dimensions using same | |
| CN119187246B (en) | Dynamic dimension measuring method for bar | |
| KR20190128565A (en) | Apparatus for measuring the surface of an object having a linear cross-sectional shape and Measuring Method Using Same | |
| JP5009560B2 (en) | Apparatus for measuring the shape of a thin object to be measured | |
| JPH01180411A (en) | Surface profile measuring method | |
| JPH07117404B2 (en) | Surface profile measurement method |