特許 6791866 金属素板を切断する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791866

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】金属素板を切断する方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20201116BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20201116BHJP

   B23K 26/04 20140101ALI20201116BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/38 A

   G01B11/00 H

   B23K26/04

   B23K26/03

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-544578(P2017-544578)

(86)(22)【出願日】2016年4月25日

(65)【公表番号】特表2018-512278(P2018-512278A)

(43)【公表日】2018年5月17日

(86)【国際出願番号】EP2016059202

(87)【国際公開番号】WO2016135350

(87)【国際公開日】20160901

【審査請求日】2018年8月21日

(31)【優先権主張番号】102015203221.3

(32)【優先日】2015年2月23日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】520151792

【氏名又は名称】シューラー・プレッセン・ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈｕｌｅｒ Ｐｒｅｓｓｅｎ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100086793

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅士

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】ザイツ・アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】グローセ・ジャン−ペーター

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１３１６５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５１１６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２６８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２１２０８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／３８

Ｂ２３Ｋ ２６／０３

Ｂ２３Ｋ ２６／０４

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断する方法であって、
搬送方向ｘおよび当該搬送方向ｘに直交する横方向ｙに動かされる少なくとも1つのレーザと、前記少なくとも1つのレーザを動かすための所定の切断経路を記述する切断経路座標を記憶したコンピュータと、からなるレーザ切断装置を設ける過程と、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップ上の無作為な点の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を同時に決定する過程であって、前記無作為な点が前記金属ストリップ上に付された独特のマークではない、過程と、
前記金属ストリップが前記第１のｘ座標ｘ１から前記搬送方向ｘに所定の第１の距離ｄｘ１動かされたまさにその時点における前記無作為な点の、前記ｙ基準に対する第２のｙ座標ｙ２を決定する過程と、
前記第１のｙ座標ｙ１と前記第２のｙ座標ｙ２との差を求めることによって第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を決定する過程と、
前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を用いて、前記所定の切断経路を表す切断経路座標を補正する過程と、
前記金属ストリップが連続的に搬送方向ｘに搬送される間、前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１によって補正された前記所定の切断経路に沿って前記少なくとも１つのレーザを動かすことによって前記金属素材を切断する過程と、
を備える、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第１のｙ座標ｙ１を測定する第１のｙ測定装置（Ｍ_ｙ１）を設ける過程と、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第２のｙ座標ｙ２を測定する第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）を設ける過程であって、前記第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）は、前記第１のｙ測定装置（Ｍ_ｙ１）から前記所定の第１の距離ｄｘ１下流に配置される、過程と、
前記ｘ基準に対する前記金属ストリップのｘ座標を測定する第１の変位測定装置（Ｍ_ｘ１）を設ける過程と、
を備える、方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法において、さらに、
前記第２のｙ座標ｙ２の決定の地点から所定の第２の距離ｄｘ２のところにある第３のｙ座標ｙ３を決定する過程と、
前記第２のｙ座標ｙ２と前記第３のｙ座標ｙ３との差を求めることによって第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２を決定する過程と、
前記所定の切断経路を表す前記切断経路座標を、前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１に対する前記第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２の、搬送経路上における変化又は経時的な変化を考慮して、補正する過程と、
を備える、方法。

【請求項4】

請求項３に記載の方法において、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第３のｙ座標ｙ３を測定する第３のｙ測定装置（Ｍ_ｙ３）を設ける過程であって、前記第３のｙ測定装置は、前記第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）から前記所定の第２の距離ｄｘ２下流に配置される、過程、
を備える、方法。

【請求項5】

搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断する方法であって、
搬送方向ｘおよび当該搬送方向ｘに直交する横方向（幅方向）ｙに動かされる少なくとも１つのレーザと、前記少なくとも１つのレーザを動かすための所定の切断経路を記述する切断経路座標を記憶したコンピュータと、からなるレーザ切断装置を設ける過程と、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップ（１）の表面上の無作為な点（Ｐ）の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を、ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって同時に決定する過程であって、前記無作為な点が前記金属ストリップ（１）に付された独特のマークではなく、前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）が前記無作為な点の位置座標ｘｙ及び当該位置座標ｘｙの経時的な変化又は移動の変化の決定を可能にする、過程と、
前記金属ストリップが前記搬送方向ｘに所定の第３の距離ｄｘ３動かされると、前記ｘおよびｙ基準に対する前記金属ストリップの前記表面の前記無作為な点（Ｐ）の第２のｘ座標ｘ２及び第２のｙ座標ｙ２を、前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって同時に決定する過程と、
前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２から決定されたベクトル（Ｖ）を用いて、第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を決定する過程と、
前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を用いて、前記所定の切断経路を表す切断経路座標を補正する過程と、
前記金属ストリップが連続的に搬送方向ｘに搬送される間、前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３によって補正された前記所定の切断経路に沿って前記少なくとも１つのレーザを動かすことによって前記金属素材を切断する過程と、
を備える、方法。

【請求項6】

請求項５に記載の方法において、さらに、
前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）から所定の第４の距離ｄｘ４のところに配置された第４のｙ測定装置（Ｍ_ｙ４）により前記金属ストリップの第４のｙ座標ｙ４を測定し、当該第４のｙ座標ｙ４を用いて前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を補正する過程、
を備える、方法。

【請求項7】

請求項５または６に記載の方法において、さらに、
前記金属ストリップの第４のｘ座標ｘ４を第２の変位測定装置（Ｍ_ｘ２）により測定し、当該第４のｘ座標ｘ４を用いて前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を補正する過程、
を備える、方法。

【請求項8】

請求項５から７のいずれか一項に記載の方法において、第１の前記座標ペアｘ１ｙ１が、ある時点ｔ１に前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって検出された表面構造から決定される、方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法において、前記表面構造が、時点ｔ１に生成された二次元又は三次元の表面画像から決定される、方法。

【請求項10】

請求項８または９に記載の方法において、第２の前記座標ペアｘ２ｙ２が、前記時点ｔ１よりも後の他の時点ｔｎに前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって検出された他の表面構造から算出される、方法。

【請求項11】

請求項９に記載の方法において、前記表面画像がストリップ流れ測定装置（ＢＦ）を用いて生成され、当該ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）が、カメラと、光学マウスセンサと、距離センサと、コンフォーカルクロマティック距離センサのうちのいずれか一つを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送方向に連続的に搬送される金属ストリップ（金属帯）から金属素材を切断する所定の切断経路を補正する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、搬送方向（すなわち、ｘ方向）に連続的に搬送される金属ストリップから金属素材をレーザ切断装置により切断する所定の切断経路を補正する方法が開示されている。上記切断経路は、切断プログラムにおける多数の連続切断経路座標で規定される。上記切断経路を補正するために、ストリップエッジのｙ方向のずれが、搬送方向において前後に配置された２つのストリップエッジ測定装置により連続的に測定される。そして、測定されたｙ方向のずれに基づいて、上記切断経路座標が補正される。さらに、搬送速度の変動が変位測定装置により検出されて、これが上記切断経路座標の補正において考慮される。

【0003】

この既知の方法では、金属ストリップのエッジが直線状に延びていることを暗黙の前提としている。しかし、実際には当てはまらない。事実、金属ストリップのエッジは、数センチメートルから数メートルの範囲の第１の波長を持つうねり又は対応する凹凸を有している。さらに、ストリップのエッジは、いわゆる反り又は長手方向の曲率を有することがあり、その曲率半径は通常１００ｍを超える。具体的に述べると、上記の既知の方法においてストリップエッジにそのようなうねりがあると、測定されたｙ方向の距離が、所定のｙ方向基準からの当該金属ストリップの中線の実際のずれを正確に表さないという結果を招く。したがって、上記の切断経路座標の補正だけでは常に十分とは限らない。複数の部分セクションからなる輪郭の場合、それぞれの部分セクションの端部同士が正しく揃わなかったり互いに正しく移っていかなかったりするという結果を招き得る。

【0004】

特許文献２には、金属素材を切断する切断経路を補正する他の方法が開示されている。この方法は、金属ストリップのうちの、レーザ切断装置に面する上側にマークを置くことを伴う。上記マークは、金属ストリップの上方に取り付けられたカメラにより検出される。連続する画像を比較することにより、上記マークのｙ方向のずれ、ひいてはｙ基準からの金属ストリップの中線のずれが決定される。決定されたｙ方向のずれが、上記切断経路を補正するのに用いられる。この既知の方法では、補正の精度が、金属ストリップ上に置かれた上記マークの品質に依存する。通常、これらのマークは吹付け塗布された塗料ドットとされるが、実際には時と場合によってその外周にばらつきが生じる。これは、金属ストリップのｙ方向のずれの決定の精度の低下に繋がりかねない。しかも、吹付け塗布された塗料ドットが金属ストリップの表面に適切に付着しない場合もあり、これは切断経路座標の補正を途切れさせたり著しく妨げたりする可能性がある。最後に、金属素材が切断された後は、金属ストリップに吹付け塗布された塗料ドットが、後で当該金属素材の吹付け塗装の邪魔になるので除去されなければならないが、これは多大な手間を要する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１３２０３３８４号明細書

【特許文献2】国際公開第２００９／１０５６０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消することである。具体的な目標は、連続的に移送される金属ストリップの切断経路のとりわけ正確な補正を可能にする方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

これは、請求項１および５の構成により達成される。本発明の好都合な実施形態は、請求項２から４および請求項６から１２の構成として記載されている。

【0008】

本発明の第１の態様は、搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断するための所定の切断経路を補正する方法であって、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップの表面上の点の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を同時に決定する過程と、
前記金属ストリップが前記第１のｘ座標ｘ１から前記搬送方向ｘに所定の第１の距離ｄｘ１動かされたまさにその時点における前記点の、前記ｙ基準に対する第２の座標ｙ２を決定する過程と、
前記第１のｙ座標ｙ１と前記第２のｙ座標ｙ２との差を取ることによって第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を決定する過程と、
前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を用いて、前記所定の切断経路を表す（記述する）切断経路座標を補正する過程と、
を備える、方法を提案する。

【0009】

本発明によれば、金属ストリップの表面上の無作為な点（随意に選ばれた点）が検出される。例えば、それは、金属ストリップのエッジ上の点であってもよい。従来技術から出発して、点の検出は、当該点の第１の位置座標ｘ１ｙ１を検出することを伴い、これをｘおよびｙ基準に対して行う。金属ストリップが搬送方向ｘに所定の距離ｄｘ１動かされると、同じ点の第２の位置座標ｘ２ｙ２が前記ｙ基準に対して検出される。前記ｘ基準については、例えば、決まった（固定の）前記所定の第１の距離ｄｘ１から導き出される。

【0010】

金属ストリップの表面上の、第１の位置座標ｘ１ｙ１により定まる点の位置の変化を本発明のように観測することにより、従来技術から知られている方法の不正確さを回避することができる。具体的に述べると、本発明にかかる方法の実行では、金属ストリップ上に独特のマーク（他から分離したマーク）を付す（置く、載置するまたは貼付する）必要がない。提案する方法は、ｙ座標が金属ストリップの凹凸のあるエッジにて決定された場合にも、高精度な補正を提供する。

【0011】

本発明にかかる方法は、金属素材を切断する切断経路を、当該素材を縁取る（取り囲む）部分セクションの端部同士が互いに正しく移っていけるほど十分正確に補正することができる。部分セクション同士の重複する端部の領域における素材の仕上げ加工する手間を省くことができる。

【0012】

本発明の有利な一実施形態において、前記方法は、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第１のｙ座標ｙ１を測定する第１のｙ測定装置を設ける過程と、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第２のｙ座標ｙ２を測定する第２のｙ測定装置を設ける過程であって、前記第２のｙ測定装置は、前記第１のｙ測定装置から前記所定の第１の距離ｄｘ１下流に配置される、過程と、
前記ｘ基準に対する前記金属ストリップのｘ座標を測定する第１の変位測定装置を設ける過程と、
を備える。

【0013】

有利なことに、前記第１および前記第２のｙ測定装置は、ｙ基準からのストリップエッジの距離を測定することを可能にする測定装置である。好都合なことに、前記第１および第２のｙ測定装置として、同一構造の測定装置を使用することができる。前記ｙ測定装置は、ストリップエッジ（ストリップの側端）の位置を検出する従来からの測定装置であってもよい。好ましくは、光学式の測定装置が、これを実現するのに使用される。有利なことに、前記第１の変位測定装置は、金属ストリップに当接する測定ホイールを有する機械式の変位センサである。この構成は、金属ストリップの正確な移動量、特には、金属ストリップの前記第１の距離ｄｘ１分のオフセット量の検出を可能にする。この構成は、金属ストリップが前記第１のｙ測定装置から前記第１の距離ｄｘ１下流のところに位置したまさにその時点における、前記第２の測定装置による前記第２のｙ座標の測定を可能にする。

【0014】

本発明にかかる方法の第１の態様の有利な他の実施形態において、当該方法は、さらに、
前記第２のｙ座標ｙ２の決定の地点から所定の第２の距離ｄｘ２のところにある第３のｙ座標ｙ３を決定する過程と、
前記第２のｙ座標ｙ２と前記第３のｙ座標ｙ３との差を求めることによって第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２を決定する過程と、
前記所定の切断経路を表す前記切断経路座標を、前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１に対する前記第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２の、搬送経路上における変化又は経時的な変化を考慮して、補正する過程と、
を備える。

【0015】

提案のこの実施形態によれば、前記第２のｙ測定装置の下流で、金属ストリップ上の被観測点の位置のさらなる変化が観測される。この観測の地点での前記点の位置は、第３の位置座標ｘ３ｙ３により定まる。前記第１の位置座標ｘ１ｙ１と、前記第２の位置座標ｘ２ｙ２と、前記第３の位置座標ｘ３ｙ３とを比較することにより、金属ストリップが反りを有しているか否かを推測し、かつ、反りを有している場合には長手方向の曲率の半径の大きさを推測することができる。これにより、ストリップの反りを追加で考慮に入れた第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２を決定できる。また、前記切断経路の座標のなお一層正確な補正が可能になる。

【0016】

有利な一実施形態において、前記方法は、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第３のｙ座標ｙ３を測定する第３のｙ測定装置を設ける過程であって、前記第３のｙ測定装置は、前記第２のｙ測定装置から前記所定の第２の距離ｄｘ２下流に配置される、過程、
を備える。

【0017】

第１、第２および第３のｙ測定装置を前記搬送方向に互いに前後に、それぞれ定められた第１の距離ｄｘ１、第２の距離ｄｘ２で配置する提案の配置構成は、特に、前記第１の変位測定装置と組み合わせることにより、金属ストリップ上の点の正確な位置、および当該金属ストリップが前記第１の距離ｄｘ１分および前記第２の距離ｄｘ２分動いた後のその点の位置の変化を決定できる。

【0018】

本発明の第２の態様は、搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断するための所定の切断経路を補正する方法であって、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップの表面上の第１の点の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を、ストリップ流れ測定装置によって同時に決定する過程と、
前記金属ストリップが前記搬送方向ｘに所定の第３の距離ｄｘ３動かされると、前記ｘおよびｙ基準に対する前記金属ストリップの前記表面の前記第１の点の第２のｘ座標ｘ２及び第２のｙ座標ｙ２を、前記ストリップ流れ測定装置によって同時に決定する過程と、
前記ストリップ流れ測定装置によって座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２から決定されたベクトルを用いて、第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を決定する過程と、
前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を用いて、前記所定の切断経路を表す切断経路座標を補正する過程と、
を備える、方法を提案する。

【0019】

本発明の第２の態様によれば、金属ストリップの表面の少なくとも１つの点、すなわち、当該金属ストリップの材料により形成される表面上の点が観測される。この点は、例えば、光学的に検出可能な高さであってもよく、かつ／または、材料が特異であってもよい。前記ｘおよびｙ基準に対する前記点の位置座標ｘ１ｙ１が、ストリップ流れ測定装置により同時に決定される。後の時点で、すなわち、金属ストリップが搬送方向に所定の第３の距離ｄｘ３動かされると、前記ｘおよびｙ基準に対する前記点の第２の位置座標ｘ２ｙ２が決定される。そして、これらの座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２からベクトルが決定される。そして、このベクトルに基づいて第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３が算出されて、当該第３の補正値Ｋ_ｙ３で前記所定の切断経路を表す切断経路座標が最終的に補正される。提案のようにベクトルを決定することは、前記第３のｙ補正値の高速な算出および前記切断経路座標の高速な補正を可能にする。前記ベクトルは、高クロック周波数で繰り返し算出されてもよい。これにより、前記切断経路座標の高速な、特に正確な補正が可能になる。

【0020】

有利な一実施形態において、前記方法の第２の態様は、さらに、
前記ストリップ流れ測定装置から所定の第４の距離ｄｘ４のところに配置された第４のｙ測定装置により前記金属ストリップの第４のｙ座標ｙ４を測定し、当該第４のｙ座標ｙ４を用いて前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を動的に補正する過程、
を備える。

【0021】

前記第４のｙ座標ｙ４を測定することにより、金属ストリップの反り、特には、当該反りの半径を検出することが可能になる。これにより、前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を、金属ストリップの反りを考慮に入れて動的に補正することを可能になる。これにより、また、前記切断経路を表す切断経路座標の特に正確な補正を可能になる。

【0022】

有利な他の実施形態では、前記金属ストリップの第４のｘ座標ｘ４が第２の変位測定装置によって測定され、当該第４のｘ座標ｘ４が前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３の動的な補正に用いられる。これによれば、前記第４の距離ｄｘ４の特に正確な決定、ひいては前記第４のｙ座標ｙ４の特に正確な決定が可能になる。

【0023】

有利なことに、第１の前記座標ペアｘ１ｙ１は、ある時点ｔ１に前記ストリップ流れ測定装置によって検出された表面構造から決定される。前記表面構造は、時点ｔ１に生成された二次元又は三次元の表面画像から決定されてもよい。第２の前記座標ペアｘ２ｙ２は、前記時点ｔ１よりも後の第２の時点ｔｎに前記ストリップ流れ測定装置によって検出された他の表面構造から算出されてもよい。時点ｔ１に検出された表面構造とそれよりも後に検出された他の表面構造とを比較することにより、前記点Ｐの位置の変化を決定することが可能となる。前記点Ｐの位置の変化は、開始座標ｘ１ｙ１と終了座標ｘ２ｙ２とを有するベクトルで表されてもよい。具体的に述べると、このベクトルは、画像相関法に従って決定されてもよい。

【0024】

前記表面画像は、ストリップ流れ測定装置を用いて生成されてもよい。当該ストリップ流れ測定装置は、カメラ、好ましくは、光学マウスセンサ、光学モーションセンサ、距離センサ、好ましくは、コンフォーカルクロマティック（色収差共焦点）距離センサ、および角度センサ（角度エンコーダ）を有するドラッグホイールのうちのいずれか一つを含む。前述したストリップ流れ測定装置は、前記点Ｐの位置座標ｘｙ及び当該位置座標ｘｙの経時的な変化又は移動の変化が決定されること（この決定は、本発明にかかる方法に必要である）を可能にする。

【0025】

前記点は、前記金属ストリップのストリップエッジ（ストリップ側縁）、前記金属ストリップの先端、または前記金属ストリップの上側もしくは下側に位置するものであってもよい。本発明の第１の態様において前記点は有利なことにはストリップエッジに位置するものであり、本発明の第２の態様において前記点は有利なことには金属ストリップの上側に位置するものである。

【0026】

以下では、本発明の例的な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】点Ｐの第１の位置座標ｘ１ｙ１の決定の様子を示す図である。

【図2】点Ｐの第２の位置座標ｘ２ｙ２の決定の様子を示す図である。

【図3】点Ｐの第３の位置座標ｘ３ｙ３の決定の様子を示す図である。

【図4】本発明の第２の態様における、位置座標の決定用の測定配置構成を示す概略図である。

【図5】図４のストリップ流れ測定装置による第１の位置座標ｘ１ｙ１の決定の様子を示す図である。

【図6】図４のストリップ流れ測定装置による第２の位置座標ｘ２ｙ２の決定の様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１〜図４において、参照符号１は、搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップを指す。参照符号２は、金属ストリップ１を搬送する装置（図示せず）の外枠を概して指し、これら装置は、例えば、コンベアベルト、搬送ローラ、またはローラ矯正機である。当該装置のうちの図１〜図４に示されている部分の下流には、金属ストリップ１を所定の形状を有する金属素板（シート状金属素材）に切断するレーザ切断装置（図示せず）が配置されている。通常、前記レーザ切断装置は、搬送方向ｘ及び当該搬送方向ｘに直交する横方向（幅方向）ｙに動かされることが可能な少なくとも１つのレーザを含む。前記レーザのそれぞれを前記ｘおよびｙ方向に動かすために、例えば、電気サーボモータを設けることが可能である。通常、そのようなサーボモータを制御するに、前記レーザのそれぞれを動かすための所定の切断経路を記述する切断経路座標を記憶したコンピュータが設けられる。前記切断経路座標は、前記装置の中央面（すなわち、例えば、外枠２の真ん中の面であって、前記ｘｙ方向に延びている中央面Ｍ）を基準として切断経路を記述するものである。

【0029】

実際には、金属ストリップ１が搬送されているときにストリップ中央ＢＭが前記切断装置の中央面Ｍと合致しないという状態が生じる。この場合、前記所定の切断経路が金属ストリップ１のエッジを越えて延びるものとなる結果、前記金属素材が前記所定の形状を有さないという状態が生じ得る。これに対処するために、前記切断経路を記述する前記切断経路座標は、ストリップ中央ＢＭの実際の位置に関連付けられるように本発明にかかる方法に従って常時補正される。

【0030】

図１〜図３に概略的に示す前記方法の第１の例では、これを実現するために、金属ストリップ１の一つのエッジにおける点Ｐが、第１のｙ測定装置Ｍ_ｙ１により検出される。第１のｙ測定装置Ｍ_ｙ１は、外枠２上の決まった位置（固定位置）にあるｙ基準Ｒからの前記点Ｐのｙ方向の距離を測定するのに用いられる。これと同時に、第１の変位測定装置Ｍ_ｘ１が、前記基準Ｒに対する前記点Ｐの第１のｘ座標ｘ１を決定するのに用いられる。前記点Ｐの第１の位置座標ｘ１ｙ１が記憶される。

【0031】

第１のｙ測定装置Ｍｙ１から第１の距離ｄｘ１下流には、第２のｙ測定装置Ｍｙ２が配置されている。金属ストリップ１が搬送方向ｘに前記距離ｄｘ１動かされたことを第１の変位測定装置Ｍ_ｘ１が検出すると、第２のｙ測定装置Ｍ_ｙ２が、金属ストリップ１のエッジまでの距離から第２のｙ座標ｙ２を決定するのに用いられる。したがって、第１の位置座標ｘ１ｙ１及び第２の位置座標ｘ２ｙ２は、金属ストリップ１のエッジ上の同一の点Ｐの正確な位置を常に記述する。

【0032】

図１〜図４から見て取れるように、金属ストリップ１のエッジはエッジうねりＷを有する。同一の点Ｐの位置の変化を観測することにより、エッジうねりＷが原因となって補正の決定が不正確になるという危険を回避することができる。なお、前記点Ｐの位置変化の観測は、各観測時にｘ及びｙ座標を同時に検出するため、可能である。

【0033】

第１のｙ１と第２のｙ座標ｙ２との差が、第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を決定するのに用いられる。第１の補正値Ｋ_ｙ１は、前記切断経路座標のｙ座標を補正するために用いられる。

【0034】

第１のｙ座標ｙ１と第２のｙ座標ｙ２とを比較することにより、中央面Ｍからのストリップ中央ＢＭのずれを決定し、これを補正することが可能である。対照的に、金属ストリップ１が反り、すなわち、大きい半径の曲率を有しているか否かについては識別できない。このような反りを検出するために、第２のｙ測定装置Ｍ_ｙ２から第２の距離ｄｘ２下流に第３のｙ測定装置Ｍ_ｙ３を設けることが可能である。なお、ｄｘ１＝ｄｘ２とするのが望ましい。

【0035】

この場合、第１の変位測定装置Ｍ_ｘ１と、ｙ測定装置Ｍ_ｙ１，Ｍ_ｙ２，Ｍ_ｙ３とを同じクロックサイクルで動作させることが可能である。

【0036】

金属ストリップ１が搬送方向ｘに第２の距離ｄｘ２動かされたことを第１の変位測定装置Ｍ_ｘ１が検出すると、第３のｙ測定装置Ｍ_ｙ３が、前記点Ｐから当該第３のｙ測定装置Ｍ_ｙ３までの距離を測定することによって第３のｙ座標ｙ３を決定する。第２のｙ座標ｙ２と第３のｙ座標ｙ３との差が第１のｙ座標ｙ１と第２のｙ座標ｙ２との差と比較され、この比較により、反りが存在するか否かを決定できる。さらに、当該反りの方向及び当該反りの大きさも決定できる。具体的には、ｙ１−ｙ２＝Δ１，ｙ２−ｙ３＝Δ２とし、Δ１＝Δ２であれば金属ストリップ１は反りを有さないが、Δ１≠Δ２であれば金属ストリップ１は反りを有する。差：Δ１−Δ２＝Δ３が、当該反りの半径を推測するために用いられる。さらに、この差Δ３の正負の符号から、金属ストリップ１のエッジの反り又は湾曲の方向が推測される。

【0037】

なお、上記の関係式はｄｘ１＝ｄｘ２のときに成り立つ。ｄｘ１がｄｘ２と等しくないときには、ｄｘ１とｄｘ２との比から得られる係数を用いて上記の関係式が適応される必要がある。

【0038】

図４〜図６に、本発明にかかる方法の第２の例を概略的に示す。これらの図では、参照符号ＢＦが付されたストリップ流れ測定装置の上流に、第２の変位測定装置Ｍ_ｘ２が配置されている。

【0039】

図５及び図６に、ストリップ流れ測定装置ＢＦの機能を概略的に示す。ストリップ流れ測定装置ＢＦは、例えば、光学マウスセンサと同様の装置であってもよい。カメラ（例えば、１８×１８ＣＣＤ）が、金属ストリップ１の表面の点Ｐを含む表面構造を撮像するのに用いられる。前記点Ｐは、例えば、金属ストリップ１の表面上の凹みであってもよい。当該凹みは、前記カメラで撮像された画像に暗く写る。金属ストリップ１が搬送方向ｘに距離ｄｘ３動かされると、前記カメラが、当該金属ストリップ１における前記表面構造の他の画像を撮影する。前記点の第２の位置座標ｘ２ｙ２が決定される。そして、画像相関法又は何らかの同様の方法がベクトルＶを決定するために用いられる。このベクトルＶは、前記点Ｐの移動の速度及び方向を記述する。

【0040】

ベクトルＶの決定の精度を向上させるために、前記点Ｐを含む前記表面構造の画像を２つのみならず、より多く撮影してもよい。前記第３の距離ｄｘ３は、例えば、０．１〜３．０ｍｍとされる。いずれにせよ、第１の座標ペアｘ１ｙ１及び第２の座標ペアｘ２ｙ２が、前記ベクトルで規定される。

【0041】

具体的に述べると、一般的な算出法を用いてベクトルＶから座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２を決定することが可能であり、さらに、当該座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２から第３の補正値Ｋｙ３を決定することが可能である。本発明の第２の態様が金属ストリップの反りを決定するためには、本発明の第１の態様と同様に、ストリップ流れ測定装置ＢＦから第４の距離ｄｘ４下流に第４のｙ測定装置Ｍｙ４を設ける。第４のｙ測定装置Ｍｙ４は、第３の補正値Ｋｙ３を補正するための第４のｙ座標ｙ４を決定するのに用いられる。第４のｙ測定装置Ｍｙ４により、位置（例えば、金属ストリップ１のストリップエッジの位置）が常に測定されて、当該位置からｙ数値のドリフト（変動）が決定され得る。前記第４の距離ｄｘ４が判明していれば、測定されたドリフトを用いて、ストリップ流れ測定装置ＢＦにより決定された第３のｙ補正値Ｋｙ３が動的に補正可能である。
なお、本発明は、実施態様として以下の内容を含む。
〔実施態様１〕
搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断するための所定の切断経路を補正する方法であって、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップ上の点の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を同時に決定する過程と、
前記金属ストリップが前記第１のｘ座標ｘ１から前記搬送方向ｘに所定の第１の距離ｄｘ１動かされたまさにその時点における前記点の、前記ｙ基準に対する第２の座標ｙ２を決定する過程と、
前記第１のｙ座標ｙ１と前記第２のｙ座標ｙ２との差を求めることによって第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を決定する過程と、
前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１を用いて、前記所定の切断経路を表す切断経路座標を補正する過程と、
を備える、方法。
〔実施態様２〕
実施態様１に記載の方法において、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第１のｙ座標ｙ１を測定する第１のｙ測定装置（Ｍ_ｙ１）を設ける過程と、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第２のｙ座標ｙ２を測定する第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）を設ける過程であって、前記第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）は、前記第１のｙ測定装置（Ｍ_ｙ１）から前記所定の第１の距離ｄｘ１下流に配置される、過程と、
前記ｘ基準に対する前記金属ストリップのｘ座標を測定する第１の変位測定装置（Ｍ_ｘ１）を設ける過程と、
を備える、方法。
〔実施態様３〕
実施態様１または２に記載の方法において、さらに、
前記第２のｙ座標ｙ２の決定の地点から所定の第２の距離ｄｘ２のところにある第３のｙ座標ｙ３を決定する過程と、
前記第２のｙ座標ｙ２と前記第３のｙ座標ｙ３との差を求めることによって第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２を決定する過程と、
前記所定の切断経路を表す前記切断経路座標を、前記第１のｙ補正値Ｋ_ｙ１に対する前記第２のｙ補正値Ｋ_ｙ２の、搬送経路上における変化又は経時的な変化を考慮して、補正する過程と、
を備える、方法。
〔実施態様４〕
実施態様３に記載の方法において、さらに、
前記ｙ基準に対する前記金属ストリップの前記第３のｙ座標ｙ３を測定する第３のｙ測定装置（Ｍ_ｙ３）を設ける過程であって、前記第３のｙ測定装置は、前記第２のｙ測定装置（Ｍ_ｙ２）から前記所定の第２の距離ｄｘ２下流に配置される、過程、
を備える、方法。
〔実施態様５〕
搬送方向ｘに連続的に搬送される金属ストリップから金属素材を切断するための所定の切断経路を補正する方法であって、
ｘおよびｙ基準に対する、前記金属ストリップの表面上の点（Ｐ）の第１のｘ座標ｘ１及び第１のｙ座標ｙ１を、ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって同時に決定する過程と、
前記金属ストリップが前記搬送方向ｘに所定の第３の距離ｄｘ３動かされると、前記ｘおよびｙ基準に対する前記金属ストリップの前記表面の前記点（Ｐ）の第２のｘ座標ｘ２及び第２のｙ座標ｙ２を、前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって同時に決定する過程と、
前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって座標ペアｘ１ｙ１及び座標ペアｘ２ｙ２から決定されたベクトル（Ｖ）を用いて、第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を決定する過程と、
前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を用いて、前記所定の切断経路を表す切断経路座標を補正する過程と、
を備える、方法。
〔実施態様６〕
実施態様５に記載の方法において、さらに、
前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）から所定の第４の距離ｄｘ４のところに配置された第４のｙ測定装置（Ｍ_ｙ４）により前記金属ストリップの第４のｙ座標ｙ４を測定し、当該第４のｙ座標ｙ４を用いて前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を動的に補正する過程、
を備える、方法。
〔実施態様７〕
実施態様５または６に記載の方法において、さらに、
前記金属ストリップの第４のｘ座標ｘ４を第２の変位測定装置（Ｍ_ｘ２）により測定し、当該第４のｘ座標ｘ４を用いて前記第３のｙ補正値Ｋ_ｙ３を動的に補正する過程、
を備える、方法。
〔実施態様８〕
実施態様５から７のいずれか一つに記載の方法において、第１の前記座標ペアｘ１ｙ１が、ある時点ｔ１に前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって検出された表面構造から決定される、方法。
〔実施態様９〕
実施態様８に記載の方法において、前記表面構造が、時点ｔ１に生成された二次元又は三次元の表面画像から決定される、方法。
〔実施態様１０〕
実施態様８または９に記載の方法において、第２の前記座標ペアｘ２ｙ２が、前記時点ｔ１よりも後の他の時点ｔｎに前記ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）によって検出された他の表面構造から算出される、方法。
〔実施態様１１〕
実施態様８から１０のいずれか一つに記載の方法において、前記表面画像がストリップ流れ測定装置（ＢＦ）を用いて生成され、当該ストリップ流れ測定装置（ＢＦ）が、カメラ（、好ましくは、光学マウスセンサ）と、距離センサ（、好ましくは、コンフォーカルクロマティック距離センサ）と、角度センサを有するドラッグホイールとのうちのいずれか一つを含む、方法。
〔実施態様１２〕
実施態様１から１１のいずれか一つに記載の方法において、前記点が、前記金属ストリップのストリップエッジ、前記金属ストリップの先端、または前記金属ストリップの上側もしくは下側に位置する、方法。

【符号の説明】

【0042】

１ 金属ストリップ
２ 外枠
ＢＦ ストリップ流れ測定装置
ＢＭ ストリップ中央
ｄｘ１ 第１の距離
ｄｘ２ 第２の距離
ｄｘ３ 第３の距離
ｄｘ４ 第４の距離
Ｋ_ｙ１ 第１のｙ補正値
Ｋ_ｙ２ 第２のｙ補正値
Ｋ_ｙ３ 第３のｙ補正値
Ｍ 中央面
Ｍ_ｘ１ 第１の変位測定装置
Ｍ_ｘ２ 第２の変位測定装置
Ｍ_ｙ１ 第１のｙ測定装置
Ｍ_ｙ２ 第２のｙ測定装置
Ｍ_ｙ３ 第３のｙ測定装置
Ｍ_ｙ４ 第４のｙ測定装置
Ｐ 点
Ｒ 基準
Ｖ ベクトル
Ｗ エッジうねり
ｘ１ｙ１ 第１の座標ペア
ｘ２ｙ２ 第２の座標ペア
ｙ１ 第１のｙ座標
ｙ２ 第２のｙ座標
ｙ３ 第３のｙ座標
ｙ４ 第４のｙ座標

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】