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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024022838
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】形鋼の形状測定方法、及び、形鋼の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21C 51/00 20060101AFI20240214BHJP
G01B 11/02 20060101ALI20240214BHJP
G01B 11/25 20060101ALI20240214BHJP
B21B 38/04 20060101ALI20240214BHJP
B21B 1/09 20060101ALI20240214BHJP
【ＦＩ】
B21C51/00 L
G01B11/02 Z
G01B11/25
B21B38/04 Z
B21B1/09
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022126217
(22)【出願日】2022-08-08
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ＪＦＥ技報 Ｎｏ．４８ ２０２１年８月 ステンレス鋼・形鋼特集号 ８４頁～８９頁
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村岡 稔基
(72)【発明者】
【氏名】安岡 優一
(72)【発明者】
【氏名】藤本 健一郎
(72)【発明者】
【氏名】椋木 慶太
(72)【発明者】
【氏名】大久保 孝則
(72)【発明者】
【氏名】脇田 健太郎
【テーマコード（参考）】
2F065
4E002
【Ｆターム（参考）】
2F065AA01
2F065AA06
2F065AA21
2F065AA22
2F065AA24
2F065AA30
2F065AA45
2F065AA51
2F065AA52
2F065DD06
2F065FF09
2F065GG04
2F065HH05
2F065JJ05
2F065JJ25
2F065MM02
2F065MM06
2F065QQ17
4E002AC07
4E002AC11
(57)【要約】
【課題】寸法の測定精度を向上させることができる形鋼の形状測定方法、及び、形鋼の製造方法を提供すること。
【解決手段】形鋼の形状測定方法は、長手方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼の断面の形状を表した断面プロフィールを、光切断法によって測定する断面プロフィール測定工程と、断面プロフィールを用いて形鋼の形状を測定する形状測定工程と、を有し、形状測定工程は、断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、測定基準位置を基準にして断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】形鋼の形状測定方法は、長手方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼の断面の形状を表した断面プロフィールを、光切断法によって測定する断面プロフィール測定工程と、断面プロフィールを用いて形鋼の形状を測定する形状測定工程と、を有し、形状測定工程は、断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、測定基準位置を基準にして断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼の前記断面の形状を表した断面プロフィールを、光切断法によって測定する断面プロフィール測定工程と、
前記断面プロフィールを用いて前記形鋼の形状を測定する形状測定工程と、
を有し、
前記形状測定工程は、
前記断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、
前記測定基準位置を基準にして前記断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程と、
を有することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記断面プロフィールを用いて前記形鋼の形状を測定する形状測定工程と、
を有し、
前記形状測定工程は、
前記断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、
前記測定基準位置を基準にして前記断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程と、
を有することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項2】
請求項１に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記特定部位の寸法として、フランジ幅、フランジ厚さ、フランジ足先部のＲ形状、山部のＲ形状、直角度、ウェブ高さ、ウェブ厚さ、ウェブ先端の形状、ウェブ反り、辺高さ、辺厚さ、辺足先部のＲ形状、辺反り、及び、球部高さの中から選ばれる１種以上の測定を実施することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記特定部位の寸法として、フランジ幅、フランジ厚さ、フランジ足先部のＲ形状、山部のＲ形状、直角度、ウェブ高さ、ウェブ厚さ、ウェブ先端の形状、ウェブ反り、辺高さ、辺厚さ、辺足先部のＲ形状、辺反り、及び、球部高さの中から選ばれる１種以上の測定を実施することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項3】
請求項２に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記断面プロフィールに対して、
フランジ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第１の近似直線、または、フランジ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第２の近似直線のいずれか一方から第１の基準線を設定するか、あるいは、前記第１の近似直線と前記第２の近似直線との間の中心を通る直線を第１の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記断面プロフィールに対して、
フランジ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第１の近似直線、または、フランジ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第２の近似直線のいずれか一方から第１の基準線を設定するか、あるいは、前記第１の近似直線と前記第２の近似直線との間の中心を通る直線を第１の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項4】
請求項２に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記断面プロフィールに対して、
ウェブ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第３の近似直線、または、ウェブ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第４の近似直線のいずれか一方から第２の基準線を設定するか、あるいは、前記第３の近似直線と前記第４の近似直線との間の中心を通る直線を第２の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記断面プロフィールに対して、
ウェブ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第３の近似直線、または、ウェブ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第４の近似直線のいずれか一方から第２の基準線を設定するか、あるいは、前記第３の近似直線と前記第４の近似直線との間の中心を通る直線を第２の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項5】
請求項２に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記断面プロフィールに対して、前記屈曲部にて互いに接続された第１の辺と第２の辺とのうちの前記第１の辺において、辺内面の直線部分を近似した第５の近似直線、または、辺外面の直線部分を近似した第６の近似直線のいずれか一方から第３の基準線を設定するか、あるいは、前記第５の近似直線と前記第６の近似直線との間の中心を通る直線を第３の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記断面プロフィールに対して、前記屈曲部にて互いに接続された第１の辺と第２の辺とのうちの前記第１の辺において、辺内面の直線部分を近似した第５の近似直線、または、辺外面の直線部分を近似した第６の近似直線のいずれか一方から第３の基準線を設定するか、あるいは、前記第５の近似直線と前記第６の近似直線との間の中心を通る直線を第３の基準線と設定し、
前記測定基準位置とすることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項6】
請求項３に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記フランジ幅の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第１の直線を引き、
フランジ足先部を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第２の直線を引き、
前記第１の直線と前記第２の直線との間の距離を前記フランジ幅として算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記フランジ幅の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第１の直線を引き、
フランジ足先部を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第２の直線を引き、
前記第１の直線と前記第２の直線との間の距離を前記フランジ幅として算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項7】
請求項３に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記フランジ厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
フランジの幅方向の任意の位置における、前記第１の基準線と直交する方向でフランジ内面とフランジ外面との間の距離を前記フランジ厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記フランジ厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
フランジの幅方向の任意の位置における、前記第１の基準線と直交する方向でフランジ内面とフランジ外面との間の距離を前記フランジ厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項8】
請求項３に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記フランジ足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の近似直線を延長した第３の直線を引き、
前記第１の基準線に垂直で、且つ、フランジ先端と接する第４の直線を引き、
前記第３の直線と前記第４の直線との交点と、前記第３の直線及び前記第４の直線のそれぞれのフランジ部との接点と、の間の距離を算出することで、前記フランジ足先部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記フランジ足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の近似直線を延長した第３の直線を引き、
前記第１の基準線に垂直で、且つ、フランジ先端と接する第４の直線を引き、
前記第３の直線と前記第４の直線との交点と、前記第３の直線及び前記第４の直線のそれぞれのフランジ部との接点と、の間の距離を算出することで、前記フランジ足先部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項9】
請求項３に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記山部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の近似直線を延長した第５の直線を引き、
前記第１の基準線に垂直で、且つ、前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通る第６の直線を引き、
前記第５の直線と前記第６の直線との交点と、前記第５の直線及び前記第６の直線のそれぞれの前記山部との接点と、の間の距離を算出することで、前記山部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記山部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の近似直線を延長した第５の直線を引き、
前記第１の基準線に垂直で、且つ、前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通る第６の直線を引き、
前記第５の直線と前記第６の直線との交点と、前記第５の直線及び前記第６の直線のそれぞれの前記山部との接点と、の間の距離を算出することで、前記山部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項10】
請求項３に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の基準線に対して垂直で、且つ、ウェブ先端から任意の距離を除いたウェブ外面とただ１点の接点を持つ第７の直線を引き、
前記第７の直線と、前記ウェブ先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出する、あるいは、前記第１の基準線と前記ウェブ外面との交点から任意の距離だけウェブ部側に入ったウェブ部上の点と、前記第７の直線との間の距離を算出することによって、
前記直角度を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の基準線に対して垂直で、且つ、ウェブ先端から任意の距離を除いたウェブ外面とただ１点の接点を持つ第７の直線を引き、
前記第７の直線と、前記ウェブ先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出する、あるいは、前記第１の基準線と前記ウェブ外面との交点から任意の距離だけウェブ部側に入ったウェブ部上の点と、前記第７の直線との間の距離を算出することによって、
前記直角度を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項11】
請求項４に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記ウェブ高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線とフランジ外面との交点を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第８の直線を引き、
ウェブ先端を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第９の直線を引き、
前記第８の直線と前記第９の直線との間の距離を前記ウェブ高さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記ウェブ高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線とフランジ外面との交点を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第８の直線を引き、
ウェブ先端を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第９の直線を引き、
前記第８の直線と前記第９の直線との間の距離を前記ウェブ高さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項12】
請求項４に記載の形鋼の形状測定方法において、
ウェブ部の高さ方向の任意の位置における、前記第２の基準線と直交する方向で前記ウェブ外面と前記ウェブ内面との間の距離を前記ウェブ厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
ウェブ部の高さ方向の任意の位置における、前記第２の基準線と直交する方向で前記ウェブ外面と前記ウェブ内面との間の距離を前記ウェブ厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項13】
請求項４に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記ウェブ先端の形状の測定は、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線に対して垂直で、且つ、前記ウェブ先端に接する第１０の直線を引き、
前記ウェブ外面または前記ウェブ内面のいずれかに沿った第１１の直線と前記第１０の直線との交点と、前記第１０の直線及び前記第１１の直線のそれぞれのウェブ部との接点と、の間の距離を算出することによって、前記ウェブ先端の形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記ウェブ先端の形状の測定は、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線に対して垂直で、且つ、前記ウェブ先端に接する第１０の直線を引き、
前記ウェブ外面または前記ウェブ内面のいずれかに沿った第１１の直線と前記第１０の直線との交点と、前記第１０の直線及び前記第１１の直線のそれぞれのウェブ部との接点と、の間の距離を算出することによって、前記ウェブ先端の形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項14】
請求項４に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記ウェブ反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線とウェブ最端部との交点から、任意の距離だけウェブ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１２の直線を引き、
前記第２の基準線とフランジ部との交点から、任意の距離だけ前記フランジ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１３の直線を引き、
前記第１２の直線及び前記第１３の直線と、前記ウェブ外面または前記ウェブ内面と、の接点を第１４の直線で結び、
前記ウェブ内面または前記ウェブ外面と前記第１４の直線との間の距離を算出することによって、前記ウェブ反りを測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記ウェブ反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第２の基準線とウェブ最端部との交点から、任意の距離だけウェブ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１２の直線を引き、
前記第２の基準線とフランジ部との交点から、任意の距離だけ前記フランジ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１３の直線を引き、
前記第１２の直線及び前記第１３の直線と、前記ウェブ外面または前記ウェブ内面と、の接点を第１４の直線で結び、
前記ウェブ内面または前記ウェブ外面と前記第１４の直線との間の距離を算出することによって、前記ウェブ反りを測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項15】
請求項５に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記辺高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第３の基準線から所定距離だけ前記第２の辺側に入った前記第２の辺における辺外面上の点を通り、且つ、前記第３の基準線に対して垂直な第１５の直線を引き、
前記第１の辺における辺先部の先端点を通り、且つ、前記第３の基準線に垂直な第１６の直線を引き、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１５の直線と前記第１６の直線との間の距離を辺高さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記辺高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第３の基準線から所定距離だけ前記第２の辺側に入った前記第２の辺における辺外面上の点を通り、且つ、前記第３の基準線に対して垂直な第１５の直線を引き、
前記第１の辺における辺先部の先端点を通り、且つ、前記第３の基準線に垂直な第１６の直線を引き、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１５の直線と前記第１６の直線との間の距離を辺高さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項16】
請求項５に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記辺厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の前記第３の基準線が延びる方向の任意の位置で、前記第３の基準線に対して垂直な第１７の直線を引き、
前記第１７の直線上において、前記第１の辺における辺内面と辺外面との間の距離を辺厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記辺厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の前記第３の基準線が延びる方向の任意の位置で、前記第３の基準線に対して垂直な第１７の直線を引き、
前記第１７の直線上において、前記第１の辺における辺内面と辺外面との間の距離を辺厚さとして算出することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項17】
請求項５に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記辺足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の辺外面に沿って延びた第１８の直線を引き、
前記第３の基準線に対して垂直であって、前記第１の辺の辺足先部の先端点を通り、且つ、前記第１８の直線と交わる第１９の直線を引き、
前記第３の基準線と直交する方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１の辺の辺足先部の先端点との間の距離を算出し、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１８の直線が前記第１の辺の辺外面と最も前記第１の辺の辺足先部側で接する点との間の距離を算出することによって、
前記辺足先部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記辺足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の辺外面に沿って延びた第１８の直線を引き、
前記第３の基準線に対して垂直であって、前記第１の辺の辺足先部の先端点を通り、且つ、前記第１８の直線と交わる第１９の直線を引き、
前記第３の基準線と直交する方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１の辺の辺足先部の先端点との間の距離を算出し、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１８の直線が前記第１の辺の辺外面と最も前記第１の辺の辺足先部側で接する点との間の距離を算出することによって、
前記辺足先部のＲ形状を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項18】
請求項５に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第３の基準線に対して垂直で、且つ、辺足先部の先端点から任意の距離を除いた辺外面とただ１点の接点を持つ第２０の直線を引き、
前記第２０の直線と、前記辺足先部の先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出することによって、前記直角度を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第３の基準線に対して垂直で、且つ、辺足先部の先端点から任意の距離を除いた辺外面とただ１点の接点を持つ第２０の直線を引き、
前記第２０の直線と、前記辺足先部の先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出することによって、前記直角度を測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項19】
請求項５に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記辺反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の辺足先部の先端点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２１の直線を引き、
前記第３の基準線から所定距離だけ前記第３の基準線と直交する方向で内側の位置で、前記第３の基準線と平行な第２２の直線を引き、
前記第２２の直線と前記第２の辺の辺外面とが交わる点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２３の直線を引き、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第２１の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点と、前記第２３の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点とを結ぶ第２４の直線を引き、
前記第２４の直線と前記第１の辺の辺外面との間の距離を算出することによって、前記辺反りを測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記辺反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、
前記第１の辺の辺足先部の先端点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２１の直線を引き、
前記第３の基準線から所定距離だけ前記第３の基準線と直交する方向で内側の位置で、前記第３の基準線と平行な第２２の直線を引き、
前記第２２の直線と前記第２の辺の辺外面とが交わる点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２３の直線を引き、
前記第３の基準線の延びる方向で、前記第２１の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点と、前記第２３の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点とを結ぶ第２４の直線を引き、
前記第２４の直線と前記第１の辺の辺外面との間の距離を算出することによって、前記辺反りを測定することを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項20】
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の形鋼の形状測定方法において、
前記形鋼は、山形鋼または球平形鋼であることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
前記形鋼は、山形鋼または球平形鋼であることを特徴とする形鋼の形状測定方法。
【請求項21】
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の形鋼の形状測定方法によって、前記形鋼の形状を測定する工程を備えることを特徴とする形鋼の製造方法。
【請求項22】
請求項２０に記載の形鋼の形状測定方法によって、前記形鋼の形状を測定する工程を備えることを特徴とする形鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、形鋼の形状測定方法、及び、形鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、形鋼の寸法を自動測定する方法としては、複数のセンサを配置して被測定材が走間中に自動測定する方法と、被測定材を停止させた状態でセンサを走査させて自動測定する方法とが知られている。
【0003】
特許文献１には、Ｈ形鋼に対して所定の光を照射する光源部と、Ｈ形鋼からの反射光を入力する複数個のラインセンサと、各ラインセンサからの受光信号よりＨ形鋼のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部と、Ｈ形鋼の表面までの距離を測定する複数個の光波距離計と、エッジ位置検出部及び光波距離計からの測定信号を入力して、Ｈ形鋼の所定の外形寸法を演算する演算処理部とから構成した寸法測定装置を用いて、Ｈ形鋼の寸法を測定する方法が開示されている。
【0004】
特許文献２及び特許文献３には、山形鋼とバルブプレート（一般には球平形鋼ともいう）寸法演算方法と、その装置に関する技術とが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平０６－２８１４２９号公報
【特許文献2】特開２００８－１８５４９１号公報
【特許文献3】特開２００８－１８５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に開示された方法では、寸法測定装置によってＨ形鋼の搬送方向と直交する方向の同一断面における表面形状を、Ｈ形鋼の全周にわたって、且つ、Ｈ形鋼の長手方向の全長にわたって検出することができず、寸法測定装置の校正時に、Ｈ形鋼の各寸法の測定方向となる基準面を設定していた。そのため、寸法測定装置によってＨ形鋼の寸法を測定する際に、Ｈ形鋼を搬送する搬送テーブルの摩耗や搬送中のＨ形鋼のバタツキなどによって、測定断面が傾いて測定方向がずれることにより、幅寸法が小さく測定されてしまうなどの寸法の測定精度が悪化するという問題があった。
【0007】
特許文献２及び特許文献３に開示された方法のうち、山形鋼の寸法演算方法を例にすると、静止状態の山形鋼に対して、レーザー距離計を走査して、レーザー距離計の距離データ、傾斜角、及び、走査中のレーザー距離計の位置データから前記山形鋼の断面形状、すなわち断面プロフィールを求める。そして、この断面プロフィールのうち、山形鋼の短辺側の外側両端の角部となる２点を求め、この２点から、断面プロフィールの基準の傾きを補正している。このように２点の位置からのみ、傾きを補正しているため、この２点の測定誤差がそのまま、傾き補正の誤差につながる。特に、短辺先端には丸みが付与されている場合も多く、傾き補正を正確に行える代表点を選択するのは困難である。このような結果として、その後の各部の寸法演算の誤差が大きくなる、という問題があった。また、測定においては、レーザー距離計を山形鋼の幅方向に移動させていく必要があり、寸法計測に時間がかかるという問題や、移動時のレーザー距離計の振動や移動位置の測定誤差が山形鋼の寸法測定誤差につながる、という問題もあった。
【0008】
なお、上述した各問題については、搬送方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼の寸法を測定する場合に同様に生じ得る。
【0009】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、寸法の測定精度を向上させることができる形鋼の形状測定方法、及び、形鋼の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、長手方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼の前記断面の形状を表した断面プロフィールを、光切断法によって測定する断面プロフィール測定工程と、前記断面プロフィールを用いて前記形鋼の形状を測定する形状測定工程と、を有し、前記形状測定工程は、前記断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、前記測定基準位置を基準にして前記断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程と、を有することを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記特定部位の寸法として、フランジ幅、フランジ厚さ、フランジ足先部のＲ形状、山部のＲ形状、直角度、ウェブ高さ、ウェブ厚さ、ウェブ先端の形状、ウェブ反り、辺高さ、辺厚さ、辺足先部のＲ形状、辺反り、及び、球部高さの中から選ばれる１種以上の測定を実施することを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記断面プロフィールに対して、フランジ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第１の近似直線、または、フランジ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第２の近似直線のいずれか一方から第１の基準線を設定するか、あるいは、前記第１の近似直線と前記第２の近似直線との間の中心を通る直線を第１の基準線と設定し、前記測定基準位置とすることを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記断面プロフィールに対して、ウェブ内面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第３の近似直線、または、ウェブ外面の図面上の形状が直線となる部分を近似した第４の近似直線のいずれか一方から第２の基準線を設定するか、あるいは、前記第３の近似直線と前記第４の近似直線との間の中心を通る直線を第２の基準線と設定し、前記測定基準位置とすることを特徴とするものである。
【0014】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記断面プロフィールに対して、前記屈曲部にて互いに接続された第１の辺と第２の辺とのうちの前記第１の辺において、辺内面の直線部分を近似した第５の近似直線、または、辺外面の直線部分を近似した第６の近似直線のいずれか一方から第３の基準線を設定するか、あるいは、前記第５の近似直線と前記第６の近似直線との間の中心を通る直線を第３の基準線と設定し、前記測定基準位置とすることを特徴とするものである。
【0015】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記フランジ幅の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第１の直線を引き、フランジ足先部を通り、且つ、前記第１の基準線に対して垂直の第２の直線を引き、前記第１の直線と前記第２の直線との間の距離を前記フランジ幅として算出することを特徴とするものである。
【0016】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記フランジ厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、フランジの幅方向の任意の位置における、前記第１の基準線と直交する方向でフランジ内面とフランジ外面との間の距離を前記フランジ厚さとして算出することを特徴とするものである。
【0017】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記フランジ足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の近似直線を延長した第３の直線を引き、前記第１の基準線に垂直で、且つ、フランジ先端と接する第４の直線を引き、前記第３の直線と前記第４の直線との交点と、前記第３の直線及び前記第４の直線のそれぞれのフランジ部との接点と、の間の距離を算出することで、前記フランジ足先部のＲ形状を測定することを特徴とするものである。
【0018】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記山部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の近似直線を延長した第５の直線を引き、前記第１の基準線に垂直で、且つ、前記第１の基準線から一定距離だけウェブ部側に入ったウェブ外面の点を通る第６の直線を引き、前記第５の直線と前記第６の直線との交点と、前記第５の直線及び前記第６の直線のそれぞれの前記山部との接点と、の間の距離を算出することで、前記山部のＲ形状を測定することを特徴とするものである。
【0019】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の基準線に対して垂直で、且つ、ウェブ先端から任意の距離を除いたウェブ外面とただ１点の接点を持つ第７の直線を引き、前記第７の直線と、前記ウェブ先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出する、あるいは、前記第１の基準線と前記ウェブ外面との交点から任意の距離だけウェブ部側に入ったウェブ部上の点と、前記第７の直線との間の距離を算出することによって、前記直角度を測定することを特徴とするものである。
【0020】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記ウェブ高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第２の基準線とフランジ外面との交点を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第８の直線を引き、ウェブ先端を通り、且つ、前記第２の基準線に対して垂直な第９の直線を引き、前記第８の直線と前記第９の直線との間の距離を前記ウェブ高さとして算出することを特徴とするものである。
【0021】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、ウェブ部の高さ方向の任意の位置における、前記第２の基準線と直交する方向で前記ウェブ外面と前記ウェブ内面との間の距離を前記ウェブ厚さとして算出することを特徴とするものである。
【0022】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記ウェブ先端の形状の測定は、前記断面プロフィールに対して、前記第２の基準線に対して垂直で、且つ、前記ウェブ先端に接する第１０の直線を引き、前記ウェブ外面または前記ウェブ内面のいずれかに沿った第１１の直線と前記第１０の直線との交点と、前記第１０の直線及び前記第１１の直線のそれぞれのウェブ部との接点と、の間の距離を算出することによって、前記ウェブ先端の形状を測定することを特徴とするものである。
【0023】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記ウェブ反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第２の基準線とウェブ最端部との交点から、任意の距離だけウェブ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１２の直線を引き、前記第２の基準線とフランジ部との交点から、任意の距離だけ前記フランジ部の内側の位置に前記第２の基準線と垂直な第１３の直線を引き、前記第１２の直線及び前記第１３の直線と、前記ウェブ外面または前記ウェブ内面と、の接点を第１４の直線で結び、前記ウェブ内面または前記ウェブ外面と前記第１４の直線との間の距離を算出することによって、前記ウェブ反りを測定することを特徴とするものである。
【0024】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記辺高さの測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第３の基準線から所定距離だけ前記第２の辺側に入った前記第２の辺における辺外面上の点を通り、且つ、前記第３の基準線に対して垂直な第１５の直線を引き、前記第１の辺における辺先部の先端点を通り、且つ、前記第３の基準線に垂直な第１６の直線を引き、前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１５の直線と前記第１６の直線との間の距離を辺高さとして算出することを特徴とするものである。
【0025】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記辺厚さの測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の辺の前記第３の基準線が延びる方向の任意の位置で、前記第３の基準線に対して垂直な第１７の直線を引き、前記第１７の直線上において、前記第１の辺における辺内面と辺外面との間の距離を辺厚さとして算出することを特徴とするものである。
【0026】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記辺足先部のＲ形状の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の辺の辺外面に沿って延びた第１８の直線を引き、前記第３の基準線に対して垂直であって、前記第１の辺の辺足先部の先端点を通り、且つ、前記第１８の直線と交わる第１９の直線を引き、前記第３の基準線と直交する方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１の辺の辺足先部の先端点との間の距離を算出し、前記第３の基準線の延びる方向で、前記第１８の直線と前記第１９の直線とが交わる点と、前記第１８の直線が前記第１の辺の辺外面と最も前記第１の辺の辺足先部側で接する点との間の距離を算出することによって、前記辺足先部のＲ形状を測定することを特徴とするものである。
【0027】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記直角度の測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第３の基準線に対して垂直で、且つ、辺足先部の先端点から任意の距離を除いた辺外面とただ１点の接点を持つ第２０の直線を引き、前記第２０の直線と、前記辺足先部の先端から任意の距離だけ離れた位置との間の距離を算出することによって、前記直角度を測定することを特徴とするものである。
【0028】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記辺反りの測定では、前記断面プロフィールに対して、前記第１の辺の辺足先部の先端点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２１の直線を引き、前記第３の基準線から所定距離だけ前記第３の基準線と直交する方向で内側の位置で、前記第３の基準線と平行な第２２の直線を引き、前記第２２の直線と前記第２の辺の辺外面とが交わる点から所定距離だけ前記第３の基準線の延びる方向で内側の位置で、前記第３の基準線に垂直な第２３の直線を引き、前記第３の基準線の延びる方向で、前記第２１の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点と、前記第２３の直線と前記第１の辺の辺外面とが交わる点とを結ぶ第２４の直線を引き、前記第２４の直線と前記第１の辺の辺外面との間の距離を算出することによって、前記辺反りを測定することを特徴とするものである。
【0029】
また、本発明に係る形鋼の形状測定方法は、上記の発明において、前記形鋼は、山形鋼または球平形鋼であることを特徴とするものである。
【0030】
また、本発明に係る形鋼の製造方法は、上記の発明の形鋼の形状測定方法によって、前記形鋼の形状を測定する工程を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0031】
本発明に係る形鋼の形状測定方法、及び、形鋼の製造方法は、寸法の測定精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下に、本発明に係る形鋼の形状測定方法、形鋼の製造方法、形鋼の形状測定装置、及び、形鋼の製造設備の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0034】
図１は、実施形態に係る形鋼２の製造設備１０の要部の概略構成を示した図である。実施形態に係る形鋼２の製造設備１０に適用される形鋼２の製造方法においては、不等辺不等厚山形鋼、等辺等厚山形鋼、及び、球平形鋼などの長手方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼２の形状を測定する工程を備えている。実施形態に係る形鋼２の製造設備１０では、形鋼圧延工程などによって目的とする形状に成形された形鋼２が、形状測定装置１などを用いた検査工程で形状や寸法などの検査が行われる。本実施形態の検査工程では、形鋼搬送装置３で検査対象の形鋼２を、形鋼２の長手方向に搬送中に、形状測定装置１によって形鋼２の形状や寸法を測定する。また、実施形態における形鋼２の製造設備１０では、形状測定装置１による形鋼の測定の後工程に検査床があり、形状測定装置１の測定結果を基にして、作業者が形鋼２の形状や寸法などの最終判定を行っている。
【0035】
図１に示すように、形鋼搬送装置３は、形鋼２を長手方向に沿って搬送するための装置である。本実施形態の形鋼搬送装置３には、搬送方向に沿って配列した複数の搬送ローラ３１が設けられており、複数の搬送ローラ３１によって形鋼２を下側から支持して、形鋼２を長手方向に向けて搬送可能となっている。
【0036】
また、図１に示すように、形鋼搬送装置３には、形状測定装置１の入口側（搬送方向上流側）と出口側（搬送方向下流側）とのそれぞれに、形鋼２の幅方向で対向する一対の入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂ及び一対の出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂが配置されている。すなわち、一対の入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂ及び一対の出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂは、搬送ローラ３１上に配置された形鋼２を挟んで対向配置している。一対の入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂ及び一対の出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂは、形鋼２の搬送方向と直交する幅方向で位置を変更可能に設けられている。そして、一対の入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂ及び１対の出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂの前記幅方向の位置を、形鋼搬送装置３で搬送される形鋼２の種類やサイズに応じて変更する。これにより、一対の入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂによって形鋼２の搬送をガイドして、形鋼２の斜行を低減し、形状測定装置１に形鋼２が衝突することを抑制するとともに、形状測定装置１の測定領域Ｆ（図３参照）内に形鋼２を通過させることができる。また、一対の出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂによって、形状測定装置１の測定領域Ｆ内を通過した後の形鋼２の搬送をガイドして、形鋼２の斜行を低減しつつ、後工程に形鋼２を搬送することができる。本願発明においては、このような設備構成とすることによって、搬送移動中の形鋼に対しても、短時間で精度よく寸法を測定することができる。
【0037】
実施形態に係る形状測定装置１に適用される形鋼２の形状測定方法は、搬送される形鋼２の搬送方向と直交する断面の表面形状を表した断面プロフィールを、光切断法によって測定する断面プロフィール測定工程と、前記断面プロフィールを用いて形鋼２の形状を測定する形状測定工程と、を有する。さらに、形状測定工程は、前記断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置を設定する基準位置設定工程と、測定基準位置を基準にして前記断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する寸法演算工程とを有する。
【0038】
図２は、実施形態に係る形状測定装置１の概略構成の一例を示したブロック図である。図２に示すように、実施形態に係る形状測定装置１は、複数の第１のセンサである８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈ、入力装置１１０、制御装置１２０、寸法演算装置である演算処理装置１３０、表示装置１４０、及び、回転装置であるチルト装置１６０などを備えている。なお、本明細書においては、複数の第１のセンサである測定センサ１００が８つの例について説明するが、複数の第１のセンサである測定センサの個数は８に限定されない。
【0039】
図３は、実施形態に係る形状測定装置１の８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈの配置位置の一例を示した図である。なお、図３は、形鋼２の搬送方向で上流側から見た図である。図３に示すように、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈは、搬送される形鋼２の周りを囲むように支持部材１１に支持されて配置されている。本実施形態では、形状測定装置１における形鋼２の搬送方向と直交する断面で左右対称となるように、支持部材１１の内周に環状で配置されている。また、本実施形態では、形状測定装置１に搬送された形鋼２に対して、形鋼２の上方に３つの測定センサ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｈが配置され、形鋼２の幅方向で２つの測定センサ１００Ｃ，１００Ｇが形鋼２を挟むように対向配置され、形鋼２の下方に３つの測定センサ１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆが配置されている。なお、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈが、初期位置であるホームポジションに位置するときに、測定センサ１００Ａは最上位置に位置しており、測定センサ１００Ｅが最下位置に位置している。
【0040】
８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈは、形鋼２の搬送方向で位置を揃えて配置されており、光切断法を用いて、形鋼２の搬送方向と直交する方向の同一断面における表面形状を、形鋼２の全周にわたって測定する。実施形態に係る形状測定装置１では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈに囲まれた所定の測定領域Ｆ内を形鋼２が通過する際に、形鋼２の所定の断面における表面形状の測定が行われる。
【0041】
なお、実施形態に係る形状測定装置１においては、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈの構成が同じであり、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈを特に区別しない場合には、単に測定センサ１００と記載する。
【0042】
図４は、実施形態に係る測定センサ１００の概略構成の一例を示した図である。図４に示すように、光切断法を用いて形鋼２の形状を測定する測定センサ１００は、第１の光源であるスリット光源１０１、第１の撮像手段である撮像装置１０２、及び、筐体１０３などによって構成されている。
【0043】
スリット光源１０１は、例えば、半導体レーザー素子及びレンズを一体化したスリットレーザー光源を用いて実現され、所定の波長帯域の二次元レーザー光であるスリット光Ｌｉ１を形鋼２の表面２ａに照射する。実施形態に係る形状測定装置１では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈのそれぞれに設けられたスリット光源１０１から、形鋼２の表面２ａとして形鋼２の同一断面の外周面に、スリット光Ｌｉ１を照射するように設定されている。
【0044】
撮像装置１０２は、スリット光源１０１に対して形鋼２の搬送方向で上流側に配置されており、形鋼２の表面２ａで反射したスリット光Ｌｉ１の反射光Ｌｉ２を、スリット光Ｌｉ１の照射方向とは別の方向から撮像する。また、撮像装置１０２は、撮影した反射光Ｌｉ２に関する信号を、後述する演算処理装置１３０に出力する。
【0045】
筐体１０３は、スリット光源１０１及び撮像装置１０２を収容する収容部材であって、スリット光Ｌｉ１及び反射光Ｌｉ２が遮られないように、形鋼２と対向する側の面が開口した箱形状であり、支持部材１１（図３参照）に固定されている。
【0046】
ここで、実施形態に係る形状測定装置１は、チルト装置１６０（図２参照）によって、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈが配置された支持部材１１を、形鋼２の搬送方向に延びる回転軸線ＡＸを中心に回転させて傾けることが可能なように構成されている。そして、実施形態に係る形状測定装置１では、形鋼２として、断面形状が非対称である不等辺不等厚山形鋼や球平形鋼などを測定する場合に、ホームポジションで最上位置にある測定センサ１００Ａのスリット光Ｌｉ１が形鋼２のウェブに照射されるようにする。すなわち、図５に示すように、測定センサ１００Ａがウェブに対して垂直となる位置に位置するように、チルト装置１６０によって回転軸線ＡＸを中心に支持部材１１（８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈ）を回転させて傾けることができる。このように、寸法測定を行う形鋼の形状に合わせて、測定センサ１００の配置を変更することで、より精度の高い寸法測定を行うことができる。より具体的には、測定を行う形鋼のウェブ面やフランジ面に対して、垂直方向から計測できるように、測定センサを位置させることによって、形鋼のウェブ厚さ、ウェブ高さ、フランジ幅、及び、フランジ厚さなどの測定を最も精度よく行うことができるのである。
【0047】
図２に戻って、入力装置１１０は、物理スイッチやタッチパネルなどを用いて構成されており、作業者の入力操作に対応して、測定開始を指示する開始指示信号、測定終了を指示する終了指示信号、及び、測定対象の形鋼２の種類やサイズに関する信号などの各種信号を制御装置１２０に出力する。
【0048】
制御装置１２０は、入力装置１１０からの各種信号をもとに、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈ、及び、チルト装置１６０の動作などを制御する。
【0049】
演算処理装置１３０は、断面プロフィール生成部１３１と、基準設定部１３２と、寸法演算部１３３とを備えている。断面プロフィール生成部１３１は、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈのそれぞれの撮像装置１０２から出力されたデータをもとに、三角測量によって形鋼２の表面上における反射光Ｌｉ２の反射位置（スリット光Ｌｉ１の照射位置）と撮像装置１０２との間の距離を、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈ毎に演算して求めて、８つの二次元プロフィールとして取得する。そして、演算処理装置１３０は、形鋼２の同一断面における８つの二次元プロフィールを合成し、形鋼２の同一断面における全周の表面形状の情報として、１つの断面プロフィールを生成する。基準設定部１３２は、断面プロフィールにおける寸法の測定基準位置（基準線）を設定する。寸法演算部１３３は、前記測定基準位置（基準線）を基準にして断面プロフィールにおける特定部位の寸法を演算する。
【0050】
なお、演算処理装置１３０は、生成した断面プロフィールの形鋼２における長手方向の位置を、形状測定装置１の入口側（搬送方向上流側）に配置されたレーザードップラー式速度計４（図１参照）が測定した、形鋼２の搬送速度（移動速度）などを用いて導出している。演算処理装置１３０は、生成した断面プロフィールに基づいて、基準設定部１３２と寸法演算部１３３とにより、形鋼２の寸法を演算して導出する。また、演算処理装置１３０は、生成した断面プロフィールに関する信号や、導出した形鋼２の寸法に関する信号などの各種信号を、表示装置１４０に出力する。
【0051】
なお、実施形態に係る形状測定装置１は、形鋼２の搬送中に形鋼２の表面形状の測定を行うため、形鋼２の長手方向で連続的に複数の断面プロフィールを生成し、この生成した複数の断面プロフィールを形鋼２の長手方向で結合することによって、形鋼２の長手方向にわたる表面形状の情報である三次元プロフィールを生成することができる。
【0052】
表示装置１４０は、演算処理装置１３０から出力された各種信号に基づいて、形鋼２の断面プロフィール（表面形状）や寸法などをディスプレイに表示する。
【0053】
図１に戻って、実施形態に係る形鋼２の製造設備１０では、製造ライン上で形鋼２の形状を測定するオンライン位置と、形状測定装置１のメンテナンスを行う、製造ラインから外れたオフライン位置との間を、リトラクト装置５によって形状測定装置１が移動可能に構成されている。
【0054】
図１に示すように、実施形態に係る形鋼２の製造設備１０には、形状測定装置１のオフライン位置に対応させてサンプル測定用装置６が設置されている。サンプル測定用装置６は、例えば、アルミニウム合金で作製されたサンプル試験片を備えている。そして、オフライン位置で形状測定装置１にサンプル試験片の形状を測定させて、作業者が形状測定装置１の動作確認や測定精度の確認などを行う。
【0055】
また、実施形態に係る形鋼２の製造設備１０では、形状測定装置１の８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈの校正を行う校正装置を、形状測定装置１に搭載することができる。校正装置は、形状測定装置１がオフライン位置に位置するときに、形状測定装置１の内部に格納された校正専用の試験片を用いて、形状測定装置１の８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈの校正を自動的に行うことが可能となっている。
【0056】
また、実施形態に係る形鋼２の製造設備１０には、形状測定装置１によって形鋼２の形状の測定が行われる前に、形鋼２の表面に付着した水滴を、形鋼２の表面に空気を吹き付けて除去するためのエアパージを設置することができる。実施形態に係る形鋼２の製造設備１０では、エアパージによって形鋼２の表面から水滴を除去して、形状測定装置１によって形鋼２の形状の測定を行うことにより、水滴による疵の過検出や水濡れによる断面プロフィールの欠損を抑制することができる。
【0057】
次に、実施形態に係る形状測定装置１による形鋼２の寸法の測定方法の一例について説明する。実施形態に係る形状測定装置１では、例えば、形鋼２の長手方向に１［ｍｍ］ピッチで、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによって測定した断面プロフィールのうち、２５［ｍｍ］毎の断面プロフィールを用いて、形鋼２の断面における特定部位の寸法の測定を行う。このような処理が、断面プロフィール測定工程に相当する。また、実施形態に係る形状測定装置１では、形鋼２の種類やサイズごとに作成した寸法測定プログラムに、各寸法の測定ロジックが組み込まれている。本実施形態においては、搬送方向と直交する断面で一箇所の屈曲部を有する形鋼２として不等辺不等厚山形鋼、等辺等厚山形鋼、及び、球平形鋼の断面における特定部位の寸法を測定する際の測定ロジックについて説明する。すなわち、以下、形状測定工程について、そして、基準位置設定工程及び寸法演算工程という形状測定工程に含まれる工程についても説明する。
【0058】
図６は、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００の一例を示した図である。なお、図６に示した断面プロフィール２００は、不等辺不等厚山形鋼を搬送方向で下流側から見た断面に相当する。図６中、符号２１０はフランジ部、符号２１１はフランジ内面、符号２１２はフランジ外面、符号２１３はフランジ足先部、符号２２０はウェブ部、符号２２１はウェブ内面、符号２２２はウェブ外面、符号２２３はウェブ足先部、及び、符号２３０は山部である。
【0059】
本実施形態において、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００を用いて寸法測定を行うにあたり、まず、Ｘ軸とＹ軸を備える２次元座標平面上における断面プロフィール２００の座標（座標位置）を決定する。例えば、ウェブの厚み方向をＹ軸方向として、このＹ軸と直交する方向をＸ軸方向とするＸ軸とＹ軸との２次元座標表面上における断面プロフィール２００の座標を決める。
【0060】
図７は、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００において第１の基準線ＢＬ１の設定方法の一例を示した図である。実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法においては、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００に対して、図７中のＹ軸方向で山部２３０（ウェブ外面２２２）からウェブ厚さｔ１の公称値に所定距離ａ１を加えた範囲（図７中のＹ軸方向でウェブ外面２２２と直線Ｌ１との間の範囲）、及び、図７中のＹ軸方向でフランジ足先部２１３から所定距離ｓ１の範囲（図７中のＹ軸方向でフランジ足先部２１３と直線Ｌ２との間の範囲）を除いた、フランジ内面２１１及びフランジ外面２１２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分を近似した近似直線Ｌ３，Ｌ４を引く。近似直線Ｌ３，Ｌ４を得るには、一般的な直線近似の手法を用いることができ、例えば、最小二乗法や最小絶対値法を採用することができるほか、直交回帰直線（最小距離二乗法）を用いることもできる。なお、ここでいう「図面上の形状が直線となる部分」とは、製造目標としている製品形状として直線状となる部分であり、実際には、製造のばらつきなどにより、直線形状とはならずに湾曲形状となる部分や凹凸部が含まれる場合もある。
【0061】
そして、「（１）近似直線Ｌ３を第１の基準線ＢＬ１とする。」、「（２）近似直線Ｌ４を第１の基準線ＢＬ１とする。」、及び、「（３）近似直線Ｌ３と近似直線Ｌ４との間の中心を通る直線を第１の基準線ＢＬ１とする。」という３つの方法から選択して、第１の基準線ＢＬ１を設定することができる。なお、（１）または（２）の方法を選択する場合は、使用しない近似直線は算出する必要はない。図７では（３）の方法を示している。
【0062】
また、この第１の基準線ＢＬ１の延びる方向が、断面プロフィール２００における不等辺不等厚山形鋼の高さ方向となり、第１の基準線ＢＬ１は断面プロフィール２００における寸法の方向を決める役割を有する。この第１の基準線ＢＬ１の設定にあたり、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィールデータ中の、フランジを構成する部分の多数のデータを用いているため、正確な基準線として設定できるのである。このように、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、且つ、山部２３０及びフランジ足先部２１３の影響を受けることなく、フランジ部２１０を基準とした第１の基準線ＢＬ１を設定することができる。
【0063】
さらには、フランジ内面２１１及びフランジ外面２１２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分を近似した近似直線Ｌ３，Ｌ４において、山部２３０からウェブ厚さｔ１の公称値に所定距離ａ１を加えた範囲分を除くことによって、フランジ部２１０とウェブ部２２０との接続部分におけるＲ形状を除外し、フランジ足先部２１３から所定距離ｓ１の範囲分を除くことによって、フランジ足先部２１３の非直線部を除外し、フランジ内面２１１及びフランジ外面２１２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分に対して、より平行に近い第１の基準線ＢＬ１を設定することができる。
【0064】
なお、所定距離ａ１としては、上記の山部２３０からウェブ厚さｔ１の公称値に所定距離ａ１を加えた位置が、測定対象の不等辺不等厚山形鋼の前記接続部分におけるＲ形状の範囲に含まれないように設定することが好ましい。また、所定距離ｓ１としては、上記のフランジ足先部２１３から所定距離ｓ１だけ離れた箇所が、フランジ足先部２１３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。
【0065】
図８は、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００において第２の基準線ＢＬ２の設定方法の一例を示した図である。
【0066】
実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法においては、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィール２００に対して、図８中のＸ軸方向で山部２３０（フランジ外面２１２）からフランジ厚さｔ２の公称値に所定距離ａ２を加えた範囲（図８中のＸ軸方向でフランジ外面２１２と直線Ｌ５との間の範囲）、及び、図８中のＸ軸方向でウェブ足先部２２３から所定距離ｓ２の範囲（図８中のＸ軸方向でウェブ足先部２２３と直線Ｌ６との間の範囲）を除いた、ウェブ内面２２１及びウェブ外面２２２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分を近似した近似直線Ｌ７，Ｌ８を引く。近似直線Ｌ７，Ｌ８を得るには、一般的な直線近似の手法を用いることができ、例えば、最小二乗法や最小絶対値法を採用することができるほか、直交回帰直線（最小距離二乗法）を用いることもできる。
【0067】
そして、「（１）近似直線Ｌ７を第２の基準線ＢＬ２とする。」、「（２）近似直線Ｌ８を第２の基準線ＢＬ２とする。」、及び、「（３）近似直線Ｌ７と近似直線Ｌ８との間の中心を通る直線を第２の基準線ＢＬ２とする。」という３つの方法から選択して、第２の基準線ＢＬ２を設定することができる。なお（１）または（２）の方法を選択する場合は、使用しない近似直線は算出する必要はない。図８では（３）の方法を示している。
【0068】
また、この第２の基準線ＢＬ２の延びる方向が、断面プロフィール２００における不等辺不等厚山形鋼の幅方向となり、第２の基準線ＢＬ２は断面プロフィール２００における寸法の方向を決める役割を有する。この第２の基準線ＢＬ２の設定にあたり、不等辺不等厚山形鋼の断面プロフィールデータ中の、ウェブを構成する部分の多数のデータを用いているので、正確な基準線として設定できるのである。このように、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、且つ、山部２３０及びウェブ足先部２２３の影響を受けることなく、ウェブ部２２０を基準とした第２の基準線ＢＬ２を設定することができる。
【0069】
さらには、ウェブ内面２２１及びウェブ外面２２２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分を近似した近似直線Ｌ７，Ｌ８において、山部２３０からフランジ厚さｔ２の公称値に所定距離ａ２を加えた範囲分を除くことによって、フランジ部２１０とウェブ部２２０との接続部分におけるＲ形状を除外し、ウェブ足先部２２３から所定距離ｓ２の範囲分を除くことによって、ウェブ足先部２２３の非直線部を除外し、ウェブ内面２２１及びウェブ外面２２２のそれぞれの図面上の形状が直線となる部分に対して、より平行に近い第２の基準線ＢＬ２を設定することができる。
【0070】
なお、所定距離ａ２としては、上記の山部２３０からフランジ厚さｔ２の公称値に所定距離ａ２を加えた位置が、測定対象の不等辺不等厚山形鋼の前記接続部分におけるＲ形状の範囲に含まれないように設定することが好ましい。また、所定距離ｓ２としては、上記のウェブ足先部２２３から所定距離ｓ２だけ離れた箇所が、ウェブ足先部２２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。
【0071】
図９は、不等辺不等厚山形鋼のフランジ幅Ｂ及びフランジ厚さｔ２の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼のフランジ幅Ｂの測定では、断面プロフィール２００に対して、第１の基準線ＢＬ１を引き、第１の基準線ＢＬ１から所定距離ｓ３だけウェブ部２２０側に入ったウェブ外面２２２上に点Ｐ３を取る。なお、第１の基準線ＢＬ１から所定距離ｓ３だけウェブ部２２０側に入った点Ｐ３を指定する理由としては、山部２３０の形状不良の影響を除外するためであり、第１の基準線ＢＬ１よりもウェブ足先部２２３側に設定することが好ましいが、所定距離ｓ３を大きく取り過ぎた場合、直角度やウェブ反りの影響を受けてしまう。そのため、所定距離ｓ３としては、０～２０［ｍｍ］の範囲に設定することが好ましい。次に、点Ｐ３を通り、且つ、第１の基準線ＢＬ１に対して垂直な直線である垂線Ｌ９を引く。次に、フランジ足先部２１３の先端に点Ｐ４を取る。つぎに、点Ｐ４を通り、且つ、第１の基準線ＢＬ１に垂直な直線である垂線Ｌ１０を引く。そして、第１の基準線ＢＬ１の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、垂線Ｌ９と垂線Ｌ１０との間の距離をフランジ幅Ｂとして算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢、山部２３０の形状、フランジ足先部２１３の形状、及び、ウェブ反りによらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のフランジ幅Ｂの測定結果を得ることができる。
【0072】
また、不等辺不等厚山形鋼のフランジ厚さｔ２の測定では、フランジ部２１０のフランジ幅方向（第１の基準線ＢＬ１が延びる方向）の任意の位置で、第１の基準線ＢＬ１に対して垂直な直線である垂線Ｌ１１を引く。垂線Ｌ１１を引く任意の位置は、製品仕様や規格によって設定することができる。そして、垂線Ｌ１１上において、フランジ内面２１１とフランジ外面２１２との間の距離をフランジ厚さｔ２として算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のフランジ厚さｔ２の測定結果を得ることができる。
【0073】
図１０は、不等辺不等厚山形鋼のフランジ足先部２１３のＲ形状の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼のフランジ足先部２１３のＲ形状の測定では、断面プロフィール２００に対して、第１の基準線ＢＬ１を引く。次に、フランジ部２１０のフランジ外面２１２に沿って延びた直線Ｌ１２を引く。次に、第１の基準線ＢＬ１に対して垂直であって、フランジ足先部２１３の、第１の基準線ＢＬ１が延びる方向で、最下端点となる点Ｐ５を通り、且つ、直線Ｌ１２と交わる直線である垂線Ｌ１３を引く。次に、直線Ｌ１２と垂線Ｌ１３とが交わる点を交点Ｐ６とする。次に、直線Ｌ１２がフランジ外面２１２と最もフランジ足先部２１３側で接する点を接点Ｐ７とする。次に、第１の基準線ＢＬ１と直交する方向（不等辺不等厚山形鋼の幅方向）で、点Ｐ５と交点Ｐ６との間の距離Ｄ１を算出し、第１の基準線ＢＬ１の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ６と接点Ｐ７との間の距離Ｄ２を算出する。そして、算出した距離Ｄ１と距離Ｄ２とから、フランジ足先部２１３のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のフランジ足先部２１３のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、不等辺不等厚山形鋼のフランジ足先部２１３のＲ形状は製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ１と距離Ｄ２とがわかれば、フランジ足先部２１３の先端形状の概略がわかることから、距離Ｄ１と距離Ｄ２との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0074】
図１１は、不等辺不等厚山形鋼の山部２３０のＲ形状（曲面形状）の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼の山部２３０のＲ形状の測定では、断面プロフィール２００に対して、第１の基準線ＢＬ１を引く。次に、フランジ部２１０のフランジ外面２１２に沿って延びた直線Ｌ１４を引く。この直線Ｌ１４は、第１の基準線ＢＬ１を求める際の近似直線Ｌ４を延長したものに相当する。次に、ウェブ部２２０のウェブ外面２２２に沿って延び、直線Ｌ１４と交わる直線である直線Ｌ１５を引く。次に、直線Ｌ１５がウェブ外面２２２と最もフランジ部２１０側で接する点を接点Ｐ８とする。次に、直線Ｌ１４と直線Ｌ１５とが交わる点を交点Ｐ９とする。次に、直線Ｌ１４がフランジ外面２１２と最もウェブ部２２０側で接する点を接点Ｐ１０とする。次に、接点Ｐ８と交点Ｐ９との間の距離Ｄ３を算出し、交点Ｐ９と接点Ｐ１０との間の距離Ｄ４を算出する。そして、算出した距離Ｄ３と距離Ｄ４とから、山部２３０のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、且つ、ウェブ反り及び直角度の影響を受けることなく、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼の山部２３０のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、不等辺不等厚山形鋼の山部２３０のＲ形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ３と距離Ｄ４とがわかれば、山部２３０の形状の概略がわかることから、距離Ｄ３と距離Ｄ４との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0075】
図１２は、不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定では、断面プロフィール２００に対して、第１の基準線ＢＬ１を引く。次に、第１の基準線ＢＬ１に対して垂直であって、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ１から任意の距離の範囲を除いたウェブ外面２２２の部分とただ１点の接点Ｐ１２で接する直線Ｌ１６を引く。次に、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ１１から所定距離ｓ４だけウェブ部２２０の内側に入ったウェブ外面２２２上の点を点Ｐ１３とする。また、所定距離ｓ４としては、上記のウェブ足先部２２３から所定距離ｓ４だけ離れた箇所が、ウェブ足先部２２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。そして、第１の基準線ＢＬ１の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、直線Ｌ１６と点Ｐ１３との間の距離ｃ１を算出し、算出した距離ｃ１から直角度を判断する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢や、製造過程で形状欠陥の発生し易いウェブ足先部２２３の形状及び山部２３０の形状によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定結果を得ることができる。
【0076】
図１３は、不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定ロジックの他例を示す図である。不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定では、断面プロフィール２００に対して、第１の基準線ＢＬ１を引く。次に、第１の基準線ＢＬ１に対して垂直であって、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ１４から所定距離ｓ５の範囲（図１３中のＸ軸方向で先端点Ｐ１４と直線Ｌ１８との間の範囲）を除いたウェブ外面２２２の部分とただ１点の交点Ｐ１５で交わる直線Ｌ１９を引く。また、所定距離ｓ５としては、上記のウェブ足先部２２３から所定距離ｓ５だけ離れた箇所が、ウェブ足先部２２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。次に、第１の基準線ＢＬ１と平行であって、第１の基準線ＢＬ１から所定距離ｓ６だけウェブ部２２０の内側の任意の位置に直線Ｌ２０を引く。所定距離ｓ６を大きく取り過ぎた場合には、直角度やウェブ反りの影響を受けてしまう。そのため、所定距離ｓ６としては、０～２０［ｍｍ］の範囲に設定することが好ましい。次に、直線Ｌ２０とウェブ外面２２２とが交わる点を交点Ｐ１６とする。そして、第１の基準線ＢＬ１の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、直線Ｌ１９と交点Ｐ１６との間の距離ｃ２を算出し、算出した距離ｃ２から直角度を判断する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢や、製造過程で形状欠陥の発生し易いウェブ足先部２２３の形状及び山部２３０の形状によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼の直角度の測定結果を得ることができる。
【0077】
図１４は、不等辺不等厚山形鋼のウェブ高さＡ及びウェブ厚さｔ１の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼のウェブ高さＡの測定では、断面プロフィール２００に対して、前述と同様の手順により第２の基準線ＢＬ２を引き、第２の基準線ＢＬ２とフランジ外面２１２とが交わる点を交点Ｐ１７とする。次に、交点Ｐ１７を通り、且つ、第２の基準線ＢＬ２に対して垂直な直線である垂線Ｌ２１を引く。次に、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ１８を通り、且つ、第２の基準線ＢＬ２に対して垂直な直線である垂線Ｌ２２を引く。そして、第２の基準線ＢＬ２の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の幅方向）で、垂線Ｌ２１と垂線Ｌ２２との間の距離をウェブ高さＡとして算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢、ウェブ足先部２２３の形状、直角度、及び、ウェブ反りによらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のウェブ高さＡの測定結果を得ることができる。
【0078】
また、不等辺不等厚山形鋼のウェブ厚さｔ１の測定では、ウェブ部２２０のウェブ高さ方向（第２の基準線ＢＬ２が延びる方向）の任意の位置で、第２の基準線ＢＬ２に対して垂直な直線である垂線Ｌ２３を引く。そして、垂線Ｌ２３上において、ウェブ内面２２１とウェブ外面２２２との間の距離をウェブ厚さｔ１として算出する。垂線Ｌ２３を引く位置は、製品仕様や規格などによって設定することができる。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のウェブ厚さｔ１の測定結果を得ることができる。
【0079】
図１５は、不等辺不等厚山形鋼のウェブ足先部２２３の先端形状の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼のウェブ足先部２２３の先端形状の測定では、断面プロフィール２００に対して、第２の基準線ＢＬ２を引く。次に、第２の基準線ＢＬ２に対して垂直であって、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ１９を通る（接する）直線Ｌ２４を引く。次に、ウェブ部２２０のウェブ外面２２２に沿って延び、直線Ｌ２４と交わる直線Ｌ２５を引く。次に、ウェブ部２２０のウェブ内面２２１に沿って延び、直線Ｌ２４と交わる直線Ｌ２６を引く。次に、直線Ｌ２４と直線Ｌ２５とが交わる点を交点Ｐ２０とする。次に、直線Ｌ２４がウェブ足先部２２３と最もウェブ外面２２２側で接する点を接点Ｐ２１とする。次に、直線Ｌ２５がウェブ外面２２２と最もウェブ足先部２２３側で接する点を接点Ｐ２２とする。次に、直線Ｌ２４がウェブ足先部２２３と最もウェブ内面２２１側で接する点を接点Ｐ２４とする。次に、直線Ｌ２６がウェブ内面２２１と最もウェブ足先部２２３側で接する点を接点Ｐ２５とする。
【0080】
次に、第２の基準線ＢＬ２の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ２０と接点Ｐ２２との間の距離Ｄ５を算出する。次に、第２の基準線ＢＬ２と直交する方向（不等辺不等厚山形鋼の幅方向）で、交点Ｐ２０と接点Ｐ２１との間の距離Ｄ６を算出する。次に、第２の基準線ＢＬ２の延びる方向（不等辺不等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ２３と接点Ｐ２５との間の距離Ｄ７を算出する。次に、第２の基準線ＢＬ２と直交する方向（不等辺不等厚山形鋼の幅方向）で、交点Ｐ２０と接点Ｐ２４との間の距離Ｄ８を算出する。
【0081】
そして、算出した距離Ｄ５と距離Ｄ６、及び、距離Ｄ７と距離Ｄ８から、ウェブ足先部２２３の先端形状を算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の不等辺不等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のウェブ足先部２２３の先端形状の測定結果を得ることができる。なお、不等辺不等厚山形鋼のウェブ足先部２３３の先端形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ５、距離Ｄ６、距離Ｄ７、及び、距離Ｄ８がわかれば、ウェブ足先部２３３の先端形状の少なくとも概略がわかることから、距離Ｄ５、距離Ｄ６、距離Ｄ７、及び、距離Ｄ８の４つの値を以ってウェブ足先部２３３の先端形状の指標とすることができる。
【0082】
図１６は、不等辺不等厚山形鋼のウェブ反りＷａ１の測定ロジックを示す図である。不等辺不等厚山形鋼のウェブ反りＷａ１の測定では、断面プロフィール２００に対して、前述と同様の手順により第２の基準線ＢＬ２を引く。次に、ウェブ足先部２２３の先端点Ｐ２６から所定距離ｓ７だけウェブ部２２０の高さ方向（第２の基準線ＢＬ２の延びる方向）で内側の任意の位置で、第２の基準線ＢＬ２に垂直な直線である垂線Ｌ２７を引く。また、所定距離ｓ７としては、上記のウェブ足先部２２３から所定距離ｓ７だけ離れた箇所が、ウェブ足先部２２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。ただし、所定距離ｓ７が大きすぎるとウェブ反りＷａ１の値に影響を及ぼすので、所定距離ｓ７は、５～１５［ｍｍ］の範囲に設定することが好ましい。次に、垂線Ｌ２７とウェブ外面２２２とが交わる点を交点Ｐ２７とする。次に、第２の基準線ＢＬ２とフランジ外面２１２とが交わる点を交点Ｐ２８とする。次に、交点Ｐ２８から所定距離ｓ８だけウェブ部２２０の高さ方向（第２の基準線ＢＬ２の延びる方向）で内側の任意の位置で、第２の基準線ＢＬ２に垂直な直線である垂線Ｌ２８を引く。また、所定距離ｓ８としては、山部２３０から所定距離ｓ８だけ離れた箇所が、山部２３０の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。ただし、所定距離ｓ８が大きすぎるとウェブ反りＷａ１の値に影響を及ぼすので、所定距離ｓ８は、１０～２０［ｍｍ］の範囲に設定することが好ましい。次に、第２の基準線ＢＬ２とウェブ外面２２２とが交わる点を交点Ｐ２９とする。次に、交点Ｐ２７と交点Ｐ２９とを結ぶ直線Ｌ２９を引く。次に、第２の基準線ＢＬ２の延びる方向で、直線Ｌ２９の任意の位置に垂線Ｌ３０を引く。なお、垂線Ｌ３０は、直線Ｌ２９とウェブ外面２２２との間の距離が最大値となる位置に引く。そして、垂線Ｌ３０上における、直線Ｌ２９とウェブ外面２２２との間の距離をウェブ反りＷａ１として算出する。これにより、実施形態に係る溝形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の溝形鋼の姿勢や、製造過程で形状欠陥の発生し易いウェブ足先部２２３の形状及び山部２３０の形状によらず、より精度の高い不等辺不等厚山形鋼のウェブ反りＷａ１の測定結果を得ることができる。
【0083】
図１７は、等辺等厚山形鋼の断面プロフィール３００の一例を示した図である。なお、図１７に示した断面プロフィール３００は、等辺等厚山形鋼を搬送方向で下流側から見た断面に相当する。図１７中、符号３１０は辺、符号３１１は辺内面、符号３１２は辺外面、符号３１３は辺足先部、符号３２０は辺、符号３２１は辺内面、符号３２２は辺外面、符号３２３は辺足先部、及び、符号３３０は山部である。
【0084】
本実施形態において、等辺等厚山形鋼の断面プロフィール３００を用いて寸法測定を行うにあたり、まず、Ｘ軸とＹ軸を備える２次元座標平面上における断面プロフィール３００の座標（座標位置）を決定する。例えば、Ｘ軸とＹ軸との２次元座標表面上における断面プロフィール３００の座標を決める。
【0085】
図１８は、等辺等厚山形鋼の断面プロフィール２００において基準線ＢＬ３の設定方法の一例を示した図である。実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法においては、等辺等厚山形鋼の断面プロフィール３００に対して、図１８中のＹ軸方向で山部３３０（辺外面３２２）から辺厚さｔ１１の公称値に所定距離ａ１１を加えた範囲、及び、図１８中のＹ軸方向で辺足先部３１３から所定距離ｓ１１の範囲を除いた、辺内面３１１及び辺外面３１２のそれぞれの直線部分を近似した近似直線Ｌ４１，Ｌ４２を引く。近似直線Ｌ４１，Ｌ４２を得るには、一般的な直線近似の手法を用いることができ、例えば、最小二乗法や最小絶対値法を採用することができるほか、直交回帰直線を用いることもできる。そして、近似直線Ｌ４１と近似直線Ｌ４２との間の中心を通る直線を基準線ＢＬ３として引く。なお、基準線ＢＬ３としては、不等辺不等厚山形鋼の場合と同様に、近似直線Ｌ４１や近似直線Ｌ４２を基準線ＢＬ３とすることもできる。この基準線ＢＬ３の延びる方向が、断面プロフィール３００における等辺等厚山形鋼の高さ方向となり、基準線ＢＬ３は断面プロフィール３００における寸法の方向を決める役割を有する。このように、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず辺３１０を基準とした基準線ＢＬ３を設定することができる。なお、所定距離ａ１１としては、上記の山部３３０から辺厚さｔ１１の公称値に所定距離ａ１１を加えた位置が、測定対象の等辺等厚山形鋼の山部３３０におけるＲ形状の範囲に含まれないように設定することが好ましい。また、所定距離ｓ１１としては、上記の辺足先部３１３から所定距離ｓ１１だけ離れた箇所が、辺足先部３１３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。
【0086】
この基準線ＢＬ３の設定にあたり、等辺等厚山形鋼の断面プロフィールデータ中の、辺を構成する部分の多数のデータを用いているので、正確な基準線として設定できるのである。このように、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法においては、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈにより、光切断法によって取得した断面プロフィール３００上に、等辺等厚山形鋼の形状及び姿勢に基づいた、寸法測定の基準となる基準線ＢＬ３を設定することによって、寸法の測定精度を向上させることができる。
【0087】
図１９は、等辺等厚山形鋼の辺高さＡＤ及び辺厚さｔＡ１の測定ロジックを示す図である。等辺不等厚山形鋼の辺高さＡＤの測定では、断面プロフィール３００に対して、基準線ＢＬ３を引き、基準線ＢＬ３から所定距離ｓ１２だけ辺３２０側に入った辺外面３２２上に点Ｐ４２を取る。次に、点Ｐ４２を通り、且つ、基準線ＢＬ３に対して垂直な直線である垂線Ｌ４３を引く。次に、辺足先部３１３の先端点Ｐ４３を通り、且つ、基準線ＢＬ３に垂直な直線である垂線Ｌ４４を引く。そして、基準線ＢＬ３の延びる方向（等辺等厚山形鋼の高さ方向）で、垂線Ｌ４３と垂線Ｌ４４との間の距離を辺高さＡＤとして算出する。これにより、実施形態に係る不等辺不等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の辺高さＡＤの測定結果を得ることができる。
【0088】
また、等辺等厚山形鋼の辺厚さｔＡ１の測定では、辺３１０の辺高さ方向（基準線ＢＬ３が延びる方向）の任意の位置で、基準線ＢＬ３に対して垂直な直線である垂線Ｌ４５を引く。垂線Ｌ４５は、製品仕様や規格などに従って設定することができ、例えば、辺足先部３１３から辺高さＡＤの半分の値であるＡＤ／２だけ離れた位置をとることができる。そして、垂線Ｌ４５上において、辺内面３１１と辺外面３１２との間の距離を辺厚さｔＡ１として算出する。これにより、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の辺厚さｔＡ１の測定結果を得ることができる。
【0089】
図２０は、等辺等厚山形鋼の辺足先部３１３のＲ形状（曲面形状）の測定ロジックを示す図である。等辺等厚山形鋼の辺足先部３１３のＲ形状の測定では、断面プロフィール３００に対して基準線ＢＬ３を引く。次に、辺３１０の辺外面３１２に沿って延びた直線Ｌ４６を引く。次に、基準線ＢＬ３に対して垂直であって、辺足先部３１３の先端点Ｐ４４を通り、且つ、直線Ｌ４６と交わる直線Ｌ４７を引く。次に、直線Ｌ４６と直線Ｌ４７とが交わる点を交点Ｐ４５とする。次に、直線Ｌ４６が辺外面３１２と最も辺足先部３１３側で接する点を接点Ｐ４６とする。次に、基準線ＢＬ３と直交する方向（等辺等厚山形鋼の幅方向）で、交点Ｐ４５と先端点Ｐ４４との間の距離Ｄ９を算出し、基準線ＢＬ３の延びる方向（等辺等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ４５と接点Ｐ４６との間の距離Ｄ１０を算出する。そして、算出した距離Ｄ９と距離Ｄ１０とから、辺足先部３１３のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の辺足先部３１３のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、等辺等厚山形鋼の辺足先部３１３のＲ形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ９と距離Ｄ１０とがわかれば、辺足先部３１３の先端形状の概略がわかることから、距離Ｄ９と距離Ｄ１０との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0090】
図２１は、等辺等厚山形鋼の山部３３０のＲ形状の測定ロジックを示す図である。等辺等厚山形鋼の山部３３０のＲ形状の測定では、断面プロフィール３００に対して基準線ＢＬ３を引く。次に、辺３１０の辺外面３１２に沿って延びた直線Ｌ４８を引く。次に、基準線ＢＬ３に対して垂直であって、辺３２０の辺外面３２２に沿って延び、直線Ｌ４８と交わる直線である垂線Ｌ４９を引く。次に、垂線Ｌ４９が辺外面３２２と最も辺３１０側で接する点を接点Ｐ４７とする。次に、直線Ｌ４８と垂線Ｌ４９とが交わる点を交点Ｐ４８とする。次に、直線Ｌ４８が辺外面３１２と最も辺３２０側で接する点を接点Ｐ４９とする。次に、基準線ＢＬ３と直交する方向（等辺等厚山形鋼の幅方向）で、接点Ｐ４７と交点Ｐ４８との間の距離Ｄ１１を算出し、基準線ＢＬ３の延びる方向（等辺等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ４８と接点Ｐ４９との間の距離Ｄ１２を算出する。そして、算出した距離Ｄ１１と距離Ｄ１２とから、山部３３０のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の山部３３０のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、等辺等厚山形鋼の山部３３０ＲのＲ形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ１１と距離Ｄ１２とがわかれば、山部３３０の形状の概略がわかることから、距離Ｄ１１と距離１２との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0091】
図２２は、等辺等厚山形鋼の直角度の測定ロジックを示す図である。等辺等厚山形鋼の直角度の測定では、断面プロフィール３００に対して基準線ＢＬ３を引く。次に、基準線ＢＬ３に対して垂直であって、山部３３０から所定の距離の範囲を除いた辺外面３２２の部分とただ１点の接点Ｐ５１で接する直線Ｌ５０を引く。接点Ｐ５１は、山部３３０近傍の非直線部の影響を受けない程度に山部３３０から離れていることが好ましく、その位置は製品仕様や規格に従って設定することができる。次に、辺足先部３２３の先端点Ｐ５０から所定距離ｓ１３だけ辺３２０の内側に入った辺外面３２２上の点を点Ｐ５２とする。また、所定距離ｓ１３としては、上記の辺足先部３２３から所定距離ｓ１３だけ離れた箇所が、辺足先部３２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましく、例えば、辺足先部３２３の曲面形状の起点とすることができる。そして、基準線ＢＬ３の延びる方向で、直線Ｌ５０と点Ｐ５２との間の距離ｃ３を算出し、算出した距離ｃ３から直角度を判断する。これにより、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の直角度の測定結果を得ることができる。
【0092】
図２３は、等辺等厚山形鋼の辺反りの測定ロジックを示す図である。等辺等厚山形鋼の辺反りの測定では、断面プロフィール３００に対して基準線ＢＬ３を引く。次に、辺足先部３１３の先端点Ｐ５３から所定距離ｓ１４だけ辺３１０の高さ方向（基準線ＢＬ３の延びる方向）で内側の位置で、基準線ＢＬ３に垂直な直線である垂線Ｌ５２を引く。所定距離ｓ１４としては、上記の辺足先部３１３から所定距離ｓ１４だけ離れた箇所が、辺足先部３１３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。次に、垂線Ｌ５２と辺外面３１２とが交わる点を交点Ｐ５４とする。次に、基準線ＢＬ３から所定距離ｓ１５だけ辺３２０の幅方向（基準線ＢＬと直交する方向）で内側の位置で、基準線ＢＬ３と平行な直線Ｌ５３を引く。所定距離ｓ１５としては、山部３３０から所定距離ｓ１５だけ離れた箇所が、山部３３０の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。一方、所定距離ｓ１５を大きく取り過ぎた場合、辺３２０の反りの影響を受けてしまう。そのため、所定距離ｓ１５としては、２０［ｍｍ］以下の範囲に設定することが好ましい。次に、直線Ｌ５３と辺外面３２２とが交わる点を交点Ｐ５５とする。次に、交点Ｐ５５から所定距離ｓ１６だけ辺３１０の高さ方向（基準線ＢＬ３の延びる方向）で内側の位置で、基準線ＢＬ３に垂直な直線である垂線Ｌ５４を引く。所定距離ｓ１６としては、山部３３０から所定距離ｓ１６だけ離れた箇所が、山部３３０の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。次に、垂線Ｌ５４と辺外面３１２とが交わる点を交点Ｐ５６とする。次に、基準線ＢＬ３の延びる方向（等辺等厚山形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ５４と交点Ｐ５６とを結ぶ直線Ｌ５５を引く。次に、直線Ｌ５５と垂直であって、直線Ｌ５５を４等分する複数の垂線Ｌ５６，Ｌ５７，Ｌ５８を引く。そして、各垂線Ｌ５６，Ｌ５７，Ｌ５８上において、直線Ｌ５５と辺外面３１２との間の距離Ｗａ１１，Ｗａ１２，Ｗａ１３を算出し、算出した各距離Ｗａ１１，Ｗａ１２，Ｗａ１３の最大値を辺反りとする。これにより、実施形態に係る等辺等厚山形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の等辺等厚山形鋼の姿勢によらず、より精度の高い等辺等厚山形鋼の辺反りの測定結果を得ることができる。
【0093】
図２４は、球平形鋼の断面プロフィール４００の一例を示した図である。なお、図２４に示した断面プロフィール４００は、球平形鋼を搬送方向で下流側から見た断面に相当する。図２４中、符号４１０は球部、符号４１１は球部側面、符号４１２は球部上面、符号４２０はウェブ部、符号４２１はウェブ下面（ウェブ内面）、符号４２２はウェブ上面（ウェブ外面）、符号４２３はウェブ足先部、及び、符号４３０は山部である。
【0094】
本実施形態において、球平形鋼の断面プロフィール４００を用いて寸法測定を行うにあたり、まず、Ｘ軸とＹ軸を備える２次元座標平面上における断面プロフィール４００の座標（座標位置）を決定する。例えば、Ｘ軸とＹ軸との２次元座標表面上における断面プロフィール４００の座標を決める。
【0095】
図２５は、球平形鋼の断面プロフィール４００において基準線ＢＬ４の設定方法の一例を示した図である。この基準線ＢＬ４は、不等辺不等厚山形鋼における第２の基準線ＢＬ２に相当する基準線であり、本願発明でいう第２の基準線となる。
【0096】
実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法においては、断面プロフィール４００に対して、図２５中のＸ軸方向でウェブ足先部４２３の先端点Ｐ６１から所定距離ｓ２１の範囲（図２５中のＸ軸方向でウェブ足先部４２３の先端点Ｐ６１と直線Ｌ６１との間の範囲）、及び、図２５中のＸ軸方向で球部４１０の最端点Ｐ６２（球部側面４１１）から所定距離ｓ２２の範囲（図２５中のＸ軸方向で球部側面４１１と直線Ｌ６２との間の範囲）を除いた、ウェブ下面４２１及びウェブ上面４２２のそれぞれの直線部分を近似した近似直線Ｌ６３，Ｌ６４を引く。所定距離ｓ２１としては、上記のウェブ足先部４２３から所定距離ｓ２１だけ離れた箇所が、ウェブ足先部４２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。また、所定距離ｓ２２としては、上記の球部４１０の最端点Ｐ６２（球部側面４１１）から所定距離ｓ２２だけ離れた箇所が、球部４１０近傍の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。近似直線Ｌ６３，Ｌ６４を得るには、一般的な直線近似の手法を用いることができ、例えば、最小二乗法や最小絶対値法を採用することができるほか、直交回帰直線を用いることもできる。そして、近似直線Ｌ６３と近似直線Ｌ６４との間の中心を通る直線を基準線ＢＬ４として引く。なお、基準線ＢＬ４としては、不等辺不等厚山形鋼や等辺等厚山形鋼の場合と同様に、近似直線Ｌ６３や近似直線Ｌ６４を基準線ＢＬ４とすることもできる。この基準線ＢＬ４の延びる方向が、断面プロフィール４００における球平形鋼の幅方向となり、基準線ＢＬ４は断面プロフィール４００における寸法の方向を決める役割を有する。このように、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、ウェブ部４２０を基準とした基準線ＢＬ４を設定することができる。
【0097】
この基準線ＢＬ４の設定にあたり、球平形鋼の断面プロフィールデータ中の、ウェブを構成する部分の多数のデータを用いているので、正確な基準線として設定できるのである。このように、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法においては、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈにより、光切断法によって取得した断面プロフィール４００上に、球平形鋼の形状及び姿勢に基づいた、寸法測定の基準となる基準線ＢＬ４を設定することによって、寸法の測定精度を向上させることができる。
【0098】
図２６は、球平形鋼のウェブ高さＡ２１、ウェブ厚さｔ２１、及び、球部高さｈの測定ロジックを示す図である。球平形鋼のウェブ高さＡ２１の測定では、断面プロフィール４００に対して、基準線ＢＬ４を引き、基準線ＢＬ４に対して垂直であって、ウェブ足先部４２３の先端点Ｐ６３を通る直線である垂線Ｌ６５を引く。次に、基準線ＢＬ４と球部側面４１１とが交わる交点Ｐ６４を通り、基準線ＢＬ４に対して垂直な直線である垂線Ｌ６６を引く。そして、基準線ＢＬ４の延びる方向（球平形鋼の幅方向）で、垂線Ｌ６５と垂線Ｌ６６との間の距離をウェブ高さＡ２１として算出する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼のウェブ高さＡ２１の測定結果を得ることができる。
【0099】
また、球平形鋼のウェブ厚さｔ２１の測定では、垂線Ｌ６６からウェブ高さＡ２１の公称値ＡＨの半分の距離（ＡＨ／２）だけ、ウェブ部４２０のウェブ高さ方向（基準線ＢＬ４が延びる方向）で内側の位置で、基準線ＢＬ４に対して垂直な直線である垂線Ｌ６７を引く。そして、垂線Ｌ６７上において、ウェブ下面４２１とウェブ上面４２２との間の距離をウェブ厚さｔ２１として算出する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼のウェブ厚さｔ２１の測定結果を得ることができる。
【0100】
また、球平形鋼の球部高さｈの測定では、基準線ＢＬ４と球部側面４１１とが交わる交点Ｐ６４から所定距離ｓ２３だけ、基準線ＢＬ４が延びる方向で球部４１０の内側の位置に、基準線ＢＬ４に対して垂直な直線である垂線Ｌ６８を引く。所定距離ｓ２３としては、上記の交点Ｐ６４から所定距離ｓ２３だけ離れた箇所が、山部４３０の影響を十分に除外できる距離として所定距離ｓ２３は、例えば、１０～２５［ｍｍ］とすることが好ましい。次に、垂線Ｌ６８とウェブ下面４２１とが交わる点を交点Ｐ６５とする。次に、交点Ｐ６５を通り、基準線ＢＬ４と平行な直線Ｌ６９を引く。次に、最高点Ｐ６６を通り、基準線ＢＬ４と平行な直線Ｌ７０を引く。そして、基準線ＢＬ４と直交する方向（球平形鋼の高さ方向）で、直線Ｌ６９と直線Ｌ７０との間の距離を球部高さｈとして算出する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼の球部高さｈの測定結果を得ることができる。
【0101】
図２７は、球平形鋼のウェブ足先部４２３のＲ形状の測定ロジックを示す図である。球平形鋼のウェブ足先部４２３のＲ形状の測定では、断面プロフィール４００に対して前述と同様の手順により基準線ＢＬ４を引く。次に、ウェブ部４２０のウェブ下面４２１に沿って延びた直線Ｌ７１を引く。次に、基準線ＢＬ４に対して垂直であって、基準線ＢＬ４とウェブ足先部４２３の先端点Ｐ６７を通り、且つ、直線Ｌ７１と交わる直線Ｌ７２を引く。次に、直線Ｌ７１と直線Ｌ７２とが交わる点を交点Ｐ６８とする。次に、直線Ｌ７１がウェブ下面４２１と最もウェブ足先部４２３側で接する点を接点Ｐ６９とする。次に、基準線ＢＬ４と直交する方向（球平形鋼の高さ幅方向）で、先端点Ｐ６７と交点Ｐ６８との間の距離Ｄ２１を算出し、基準線ＢＬ４の延びる方向（球平形鋼の幅方向）で、交点Ｐ６８と接点Ｐ６９との間の距離Ｄ２２を算出する。そして、算出した距離Ｄ２１と距離Ｄ２２とから、ウェブ足先部４２３のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼のウェブ足先部４２３のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、球山形鋼のウェブ足先部４２３のＲ形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ２１と距離Ｄ２２とがわかれば、ウェブ足先部４２３の先端形状の少なくとも概略がわかることから、距離Ｄ２１と距離Ｄ２２との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0102】
図２８は、球平形鋼の山部４３０のＲ形状の測定ロジックを示す図である。球平形鋼の山部４３０のＲ形状の測定では、断面プロフィール４００に対して基準線ＢＬ４を引く。次に、ウェブ部４２０のウェブ下面４２１に沿って延びた直線Ｌ７３を引く。次に、基準線ＢＬ４に対して垂直であって、球部４１０の球部側面４１１に沿って延び、直線Ｌ７３と交わる直線である垂線Ｌ７４を引く。次に、直線Ｌ７３がウェブ下面４２１と最も球部４１０側で接する点を接点Ｐ７０とする。次に、直線Ｌ７３と垂線Ｌ７４とが交わる点を交点Ｐ７１とする。次に、基準線ＢＬ４の延びる方向（球平形鋼の幅方向）で、接点Ｐ７０と交点Ｐ７１との間の距離Ｄ２３を算出し、基準線ＢＬ４と直交する方向（球平形鋼の高さ方向）で、交点Ｐ７１と基準線ＢＬ４との間の距離Ｄ２４を算出する。そして、算出した距離Ｄ２３と距離Ｄ２４とから、山部４３０のＲ形状を算出する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼の山部４３０のＲ形状の測定結果を得ることができる。なお、球平形鋼の山部４３０のＲ形状は、製品仕様において定義される。例えば、距離Ｄ２３と距離Ｄ２４とがわかれば、山部４３０の形状の概略がわかることから、距離Ｄ２３と距離Ｄ２４との２つの値を以って「Ｒ形状」の指標、とすることができる。
【0103】
図２９は、球平形鋼の直角度の測定ロジックを示す図である。球平形鋼の直角度の測定では、断面プロフィール４００に対して、球部側面４１１の直線となる部分に沿う基準の垂線Ｌ７５を引く。なお、基準の垂線Ｌ７５は、図７に示した近似直線Ｌ４と同様の方法で引くことができる。次に、基準の垂線Ｌ７５に対して垂直であって、ウェブ下面４２１上で最も下方となる点Ｐ７２を通過する直線Ｌ７６を引く。次に、基準の垂線Ｌ７５に平行であって所定距離ｓ２７だけウェブ部４２０へ向かった直線を直線Ｌ７７とする。所定距離ｓ２７としては、上記の山部４３０から所定距離ｓ２７だけ離れた箇所が、山部４３０の影響を十分に除外できる値に設定することが好ましい。そして、直線Ｌ７７とウェブ下面４２１とが交わる点を点Ｐ７３とする。次に、ウェブ足先部４２３の先端点Ｐ７４を通り、垂線Ｌ７５に平行な直線Ｌ７８を引く。そして、直線Ｌ７８に平行であって所定距離ｓ２４だけウェブ部４２０の内側に入った直線を直線Ｌ７９とする。所定距離ｓ２４としては、上記のウェブ足先部４２３から所定距離ｓ２４だけ離れた箇所が、ウェブ足先部４２３の影響を十分に除外できる値に設定することが好ましい。そして、直線Ｌ７９とウェブ下面４２１とが交わる点を点Ｐ７５とする。点Ｐ７３から直線Ｌ７６までの距離を距離ｃ５、点Ｐ７５から直線Ｌ７６までの距離を距離ｃ４として、距離ｃ５と距離ｃ４とのうちの絶対値の大きいほうの値で直角度を判断する。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼の直角度の測定結果を得ることができる。
【0104】
図３０は、球平形鋼のウェブ反りの測定ロジックを示す図である。球平形鋼のウェブ反りの測定では、断面プロフィール４００に対して基準線ＢＬ４を引く。次に、ウェブ足先部４２３の先端点Ｐ７６から所定距離ｓ２５だけウェブ部４２０の高さ方向（基準線ＢＬ４の延びる方向）で内側の任意の位置に、基準線ＢＬ４に垂直な直線である垂線Ｌ８０を引く。所定距離ｓ２５としては、上記のウェブ足先部４２３の先端点Ｐ７６から所定距離ｓ２５だけ離れた箇所が、ウェブ足先部４２３の非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。次に、垂線Ｌ８０とウェブ下面４２１とが交わる点を交点Ｐ７７とする。次に、基準線ＢＬ４と球部側面４１１とが交わる交点Ｐ７８から所定距離ｓ２６だけウェブ部４２０の高さ方向（基準線ＢＬ３４の延びる方向）で内側の任意の位置に、基準線ＢＬ４に対して垂直な直線である垂線Ｌ８１を引く。所定距離ｓ２６としては、上記の交点Ｐ７８から所定距離ｓ２６だけ離れた箇所が、山部４３０近傍の非定常部や非直線部を十分に除外できる値に設定することが好ましい。次に、垂線Ｌ８１とウェブ下面４２１とが交わる点を交点Ｐ７９とする。次に、基準線ＢＬ４の延びる方向（球平形鋼の幅方向）で、交点Ｐ７７と交点Ｐ７９とを結ぶ直線Ｌ８２を引く。次に、直線Ｌ８２と垂直であって、直線Ｌ８２を４等分する複数の垂線Ｌ８３，Ｌ８４，Ｌ８５を引く。そして、各垂線Ｌ８３，Ｌ８４，Ｌ８５上において、直線Ｌ８２とウェブ下面４２１との間の距離Ｗａ２１，Ｗａ２２，Ｗａ２３を算出し、算出した各距離Ｗａ２１，Ｗａ２２，Ｗａ２３の最大値をウェブ反りとする。これにより、実施形態に係る球平形鋼の形状測定方法では、８つの測定センサ１００Ａ～１００Ｈによる測定時の球平形鋼の姿勢によらず、より精度の高い球平形鋼のウェブ反りの測定結果を得ることができる。
【実施例0105】
本実施例では、不等辺不等厚山形鋼のサンプル試験片の各寸法（ウェブ高さ、フランジ幅、ウェブ厚さ、フランジ厚さ、直角度、ウェブ反り）を、実施形態に係る形鋼２（不等辺不等厚山形鋼）の形状測定方法を用いた形状測定装置１によって測定した。なお、本実施形態では、オンラインで形鋼搬送装置３によって搬送されている搬送中のサンプル試験片の測定を５回繰り返して行った。このとき、形状測定装置１の入口側と出口側のそれぞれについて、入口側可変ガイド３２ａ，３２ｂと、出口側可変ガイド３３ａ，３３ｂとによって、測定中の不等辺不等厚山形鋼の搬送時の左右位置を決め、斜行を防止するガイドを行った。また、比較のために、本実施形態での測定を行った不等辺不等厚山形鋼の測定部位から断面形状を確認できるカットサンプルを切り出した。そして、従来から行っている、ノギス、マイクロメータ、直定規、及び、隙見ゲージを用いた手動の測定方法でも各寸法を測定した。この手動測定も５回繰り返して行い、５回手動測定した寸法の平均値を本実施例での寸法精度を評価するための「真値」とした。
【0106】
図３１は、サンプル試験片の各寸法について、実施形態に係る形状測定装置１によって測定された寸法と、５回手動測定した寸法の平均値との差（寸法差）をプロットした図である。図３１では、第１の基準線ＢＬ１を図７に示した方法で決定し、第２の基準線ＢＬ２を図８に示した方法で決定し、寸法を演算した場合を適合例１として、白塗りの丸の記号で示している。また、特許文献２及び特許文献３に開示された方法を模倣して、フランジ外面２１２上の代表２点から第１の基準線ＢＬ１を決定し、ウェブ外面２２２上の代表２点から第２の基準線ＢＬ２を決定し、寸法を演算した場合を適合例２として、白塗りの三角形の記号で示している。また、図３１中の「３σ」は、適合例１について、５回繰り返した寸法測定のばらつきの標準偏差をσとしたときのσの３倍の値であって、ばらつきの程度を示している。
【0107】
【符号の説明】
【0108】
１ 形状測定装置
２ 形鋼
３ 形鋼搬送装置
４ レーザードップラー式速度計
５ リトラクト装置
６ サンプル測定用装置
１０ 製造設備
３１ 搬送ローラ
３２ａ，３２ｂ 入口側可変ガイド
３３ａ，３３ｂ 出口側可変ガイド
１００ 測定センサ
１１０ 入力装置
１２０ 制御装置
１３０ 演算処理装置
１４０ 表示装置
１６０ チルト装置
２００ 断面プロフィール
２１０ フランジ部
２１１ フランジ内面
２１２ フランジ外面
２１３ フランジ足先部
２２０ ウェブ部
２２１ ウェブ内面
２２２ ウェブ外面
２２３ ウェブ足先部
２３０ 山部
３００ 断面プロフィール
３１０ 辺
３１１ 辺内面
３１２ 辺外面
３１３ 辺足先部
３２０ 辺
３２１ 辺内面
３２２ 辺外面
３２３ 辺足先部
３３０ 山部
４００ 断面プロフィール
４１０ 球部
４１１ 球部側面
４１２ 球部上面
４２０ ウェブ部
４２１ ウェブ下面
４２２ ウェブ上面
４２３ ウェブ足先部
４３０ 山部
２ 形鋼
３ 形鋼搬送装置
４ レーザードップラー式速度計
５ リトラクト装置
６ サンプル測定用装置
１０ 製造設備
３１ 搬送ローラ
３２ａ，３２ｂ 入口側可変ガイド
３３ａ，３３ｂ 出口側可変ガイド
１００ 測定センサ
１１０ 入力装置
１２０ 制御装置
１３０ 演算処理装置
１４０ 表示装置
１６０ チルト装置
２００ 断面プロフィール
２１０ フランジ部
２１１ フランジ内面
２１２ フランジ外面
２１３ フランジ足先部
２２０ ウェブ部
２２１ ウェブ内面
２２２ ウェブ外面
２２３ ウェブ足先部
２３０ 山部
３００ 断面プロフィール
３１０ 辺
３１１ 辺内面
３１２ 辺外面
３１３ 辺足先部
３２０ 辺
３２１ 辺内面
３２２ 辺外面
３２３ 辺足先部
３３０ 山部
４００ 断面プロフィール
４１０ 球部
４１１ 球部側面
４１２ 球部上面
４２０ ウェブ部
４２１ ウェブ下面
４２２ ウェブ上面
４２３ ウェブ足先部
４３０ 山部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】