JP2005157960A

JP2005157960A - 丸鋼材の本数カウント方法及び本数カウント装置

Info

Publication number: JP2005157960A
Application number: JP2003398883A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yoshida; 成樹吉田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】本発明は、製造工程のオンラインで丸鋼材の本数を従来より精度良く計数可能な丸鋼材の本数カウント方法及びカウント装置を提供することを目的としている。
【解決手段】多数の丸鋼材をスキッド上に水平状態に横置きし、転動させながら、各丸鋼材をセンサで検出し、検出した本数を合計する丸鋼材の本数カウント方法及びそれに利用する装置を改良した。具体的には、前記スキッドの上方にセンサとしての距離計を設け、該距離計で前記丸鋼材の表面プロフィールを作成してから、そのプロフィールを微分処理した信号とすると共に、別途該信号の大きさに対して適切な上下２つの閾値を設定し、先端がそれぞれ上方閾値より上方に、下方閾値より下方になる連続する信号を、１本の丸鋼材と数える方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、丸鋼材の本数カウント方法及び本数カウント装置に係わり、特に、鋼管、棒鋼等の断面が円形の鋼材（以下、丸鋼材と称する）を製造するに際して、製品本数をオンラインで精度良く数える技術に関する。

鋼管、棒鋼等の丸鋼材を製造するに際しては、製品の本数管理及び歩留り管理のために、製造した製品及び不良品の本数をオンラインで精度良くカウントする必要がある。そのため、従来より、丸鋼材をスキッド上に横置きし、水平状態で転動しながら、該丸鋼材をセンサ等で検出するセンシング技術が用いられてきた。ところが、そのような従来技術には、下記のような問題があった。
（１）ノンタクトスイッチ方式のセンサを用いる場合
このカウント方法は、図３（ａ）に示すように、センサ１をスキッド２に配置しておき、その上を丸鋼材３が通過する際に発する信号をパルス４で捕らえ、捕捉したパルス４の数を本数とするものである。ところが、スキッド２の上を転がる丸鋼材３は、常に、図３（ａ）に示すように、お互いの間隔がセンサ１の幅より大きいとは限らず、図３（ｂ）に示すように、丸鋼材３の曲り等に起因してセンサ１の上方で浮き上がったり、重なったりする。そのような現象が起きた場合には、該センサ１による検出が不能又は不調になり、正しいパルス４が発生しないので、所謂「カウントミス」が起きる。また、図３（ｃ）に示すように、センサ１の検出分解能より小径の丸鋼材３は、同一時刻にセンサ１の上を複数本通過することがあるが、このような場合には、パルス４は１個しか生じないので、同様に「カウントミス」となる。さらに、スキッドに代え、ドグ５と称する爪を備えたチェーンコンベアを利用しても、図３（ｄ）に示すように、丸鋼材３の浮き上がり、所謂「２本乗り」等の現象が起き、検出の精度が出ないことが多い。

（２）投受光型方式のセンサを用いる場合
このカウント方法は、図４に示すように、投光器６及び受光器７を用いて各丸鋼材３の間を通過した光を、パルス信号として検出するものである。しかしながら、スキッド２の上を移動する丸鋼材３の流れに隙間が生じない場合には、原理的にパルスの発生はなく、カウント漏れが多いという欠点がある。
（３）画像処理、
このカウント方法は、ビデオカメラ等でスキッド上の一定位置を通過する丸鋼材を撮影し、その画像を処理することで、通過本数を知るものである。しかしながら、その画像処理はリアルタイムで行えないので、実用し難い。

本発明は、かかる事情に鑑み、製造工程のオンラインで丸鋼材の本数を従来より精度良く計数可能な丸鋼材の本数カウント方法及びカウント装置を提供することを目的としている。

発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。

すなわち、本発明は、多数の丸鋼材をスキッド上に水平状態に横置きし、転動させながら、各丸鋼材をセンサで検出し、検出した本数を合計する丸鋼材の本数カウント方法において、前記スキッドの上方にセンサとしての距離計を設け、該距離計で前記丸鋼材の表面プロフィールを作成してから、そのプロフィールを微分処理した信号とすると共に、別途該信号の大きさに対して適切な上下２つの閾値を設定し、先端がそれぞれ上方閾値より上方に、下方閾値より下方になる連続する信号を、１本の丸鋼材と数えることを特徴とする丸鋼材の本数カウント方法である。この場合、隣り合う前記信号の先端が連続して上方の閾値を上方に超え、引き続き引き続き下方の閾値を連続して下方に超える時には、３本と数えるのが良い。また、前記丸鋼材が、鋼管又は棒鋼であることが好ましい。

さらに、本発明は、丸鋼材を水平状態に横置き、転動させるスキッドと、該丸鋼材の存在を電気信号として検出するセンサとを備えた丸鋼材の本数カウント装置において、前記センサをスキッドの上方に設けた距離計とすると共に、該距離計で得た前記丸鋼材の表面プロフィールを作成してから、該プロフィールを微分処理した信号となし、該信号を長尺丸鋼材の径に応じた上下２つの閾値と比較して、１本の丸鋼材と判定する演算器を備えたことを特徴とする丸鋼材の本数カウント装置である。この場合、前記距離計はレーザー距離計であり、あるいは前記演算器の出力情報を作業者に表示するＣＲＴを備えているのが好ましい。

本発明では、丸鋼材を検出するセンサに距離計を採用し、該丸鋼材の表面プロフィールの微分処理を行うようにした。その結果、従来のノンタクトスイッチ方式や投受光型センサ方式の方法ではカウントできなかった場合でも、丸鋼材を精度良くカウントできるようになった。

以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明実施のための最良の形態を説明する。

まず、発明者は、丸鋼材を検出する手段について見直し、丸鋼材の上方よりその表面プロフィールを観察するのが良いと考えた。これにより、図３（ｂ）及び（ｄ）に示したような丸鋼材３の浮き上がりや重なりがあっても、表面プロフィールは上方から検出されるので、カウントミスが発生せず、従来より精度の高い計数ができると判断したのである。
そして、具体的なセンサとして距離計を採用することにした。

つまり、距離計８を、図１（ａ）に示すように、水平に置かれた丸鋼材３の上方に配置すれば、その設置位置から丸鋼材３の表面までの鉛直距離を測定することで、頂上が丸いほぼ山形の表面プロフィール９を図１（ｂ）のように非接触で検出できる。

さらに、発明者は、得られた前記表面プロフィール９を微分処理すれば、検出精度を従来より一層高めることになると考えた。この微分処理により、丸鋼材３の断面視で上方に向かう部分は、出力チャートの上で図１（ｃ）のような上向きの信号１０として、下方に向かう部分は、下向きの信号１１として明確に示されるからである。

したがって、得られた信号１０，１１に対して丸鋼材３の製造ラインで生じるノイズ等による信号を除去すれば、丸鋼材３の検出は従来より精度良く行えることになる。そこで、ノイズ除去の閾値１２を図１（ｄ）に示すよう上下に二本設け、それら閾値１２の上方のものを上方に、下方のものを下方に横切る信号をワンセットにして、１本の丸鋼材３とカウントすることにした。なお、前記ノイズの大きさは、検出対象の丸鋼材３の外径に応じて変化するので、前記閾値１２も丸鋼材３の外径に応じてした変更する必要がある。しかしながら、その値は、事前に試験操業等で決めれば良い。

また、本発明では、表面プロフィール９を上方にある距離計８からの距離で測定しているので、頻度は少ないが、図２（ａ）に示すように、３本の丸鋼材３で表面プロフィール９が矢印で示すように「昇り→昇り→降り→降り」になる重なりも起きる恐れがある。この場合には、微分処理で得られる信号１０，１１は、図２（ｂ）に示すようになり、上方及び下方の閾値１２を交互に横切るののではなく、同一の閾値１２を連続して横切るようになる。そこで、本発明では、図２（ｂ）に示したように、隣り合う２本の信号の先端が連続して上方の閾値１２を上方に超え、引き続き引き続き下方の閾値を連続して下方に超える時には、３本の丸鋼材３があると判断することにした。これにより、計数精度はより一層高められるからである。

従って、以上述べた本発明に係る丸鋼材の測定方法を実現するには、イメージとして図５に示すような装置になる。つまり、センサ１として前記スキッド２の上方に設けた距離計８と、該距離計８で得た前記丸鋼材の表面プロフィール９を作成してから、該プロフィール９を微分処理した信号となし、該信号を丸鋼材３の径に応じた上下２つの閾値１２と比較して、１本の丸鋼材３と判定する演算器１３を備えたものである。この場合、前記距離計８は、超音波距離計、機械接触式距離計等を利用しても良いが、各技術分野で実績のあるレーザー距離計の利用が好ましい。また、演算器１３としては、通常のパソコンで良く、該演算器１３の出力情報を作業者に表示する所謂「マン・マシン・インターフェイス（ＭＭＩ）１４」としては、ＣＲＴを利用すれば良い。

素材であるコイル状鋼帯をアンコイラーで巻き戻して連続的に走行させ、一群の成形ロールによって円筒状に成形した後、突き合わせた該鋼帯の幅方向両端を溶接し、引き続き多段に配置したサイザー等の絞り圧延機でサイズを整え、電縫鋼管を製造した。なお、電縫鋼管の鋼種は、炭素鋼で、サイズは外径２１．７〜１１４．３ｍｍΦ、肉厚１．８〜７．５ｍｍである。そして、最終工程として、得られた電縫鋼管の外観形状の良否、疵の有無、目標サイズの達成等について検査し、その検査に合格したものを製品とし、不合格品を選別した。その際、生産した製品及び不合格品の本数の計数をオンラインで行ったが、その計数に本発明を適用した。その結果を、従来法（前記ノンタクト方式のセンサ利用）による計数結果と比較し、表１に示す。なお、表１の「正しい本数」とは、作業者が後に実際に肉眼で確認した数であり、「実測計数」とは、本発明あるいは従来の本数カウント装置による数である。

表１より、本発明に係る方法は、従来の方法より計数精度が高いことが明らかである。

本発明に係る丸鋼材の本数カウント方法を説明する図であり、（ａ）はスキッドの上を転動する丸鋼材の断面を、（ｂ）は得られた表面プロフィールを、（ｃ）は該表面プロフィールの微分処理した後の信号を、（ｄ）該信号に対する閾値を示している。３本の鋼管が特殊な重なりを起こした場合の本数カウントを説明する図であり、（ａ）は重なりの状態を示す断面を、（ｂ）は表面プロフィールの微分処理後の信号形状を示す。ノンタクトスイッチ方式のセンサを用いる従来の本数カウント方法を説明する図であり、（ａ）は丸鋼材が理想的に転動している状態を、（ｂ）は丸鋼材に浮き上がり、重なりが生じている状態を、（ｃ）は、小径の丸鋼材を転動させた場合を、（ｄ）は、スキッドに代え、チェーンコンベアを利用した場合を示す。投受光型センサを用いた本数カウント方法を説明する図である。本発明に係る丸鋼材の本数カウント装置を示すイメージ図である。

符号の説明

１センサ
２スキッド
３丸鋼材
４パルス
５ドグ
６投光器
７受光器
８距離計
９表面プロフィール
１０上向きの信号
１１下向きの信号
１２閾値
１３演算器
１４マン・マシン・インターフェイス（ＭＭＩ）

Claims

多数の丸鋼材をスキッド上に水平状態に横置きし、転動させながら、各丸鋼材をセンサで検出し、検出した本数を合計する丸鋼材の本数カウント方法において、
前記スキッドの上方にセンサとしての距離計を設け、該距離計で前記丸鋼材の表面プロフィールを作成してから、そのプロフィールを微分処理した信号とすると共に、別途該信号の大きさに対して適切な上下２つの閾値を設定し、先端がそれぞれ上方閾値より上方に、下方閾値より下方になる連続する信号を、１本の丸鋼材と数えることを特徴とする丸鋼材の本数カウント方法。
隣り合う前記信号の先端が連続して上方の閾値を上方に超え、引き続き下方の閾値を連続して下方に超える時には、３本と数えることを特徴とする請求項１記載の丸鋼材の本数カウント方法。
前記丸鋼材が、鋼管又は棒鋼であることを特徴とする請求項１又は２記載の丸鋼材の本数カウント方法。
丸鋼材を水平状態に横置き、転動させるスキッドと、該長尺丸鋼材の存在を電気信号として検出するセンサとを備えた丸鋼材の本数カウント装置において、
前記センサをスキッドの上方に設けた距離計とすると共に、該距離計で得た前記丸鋼材の表面プロフィールを作成してから、該プロフィールを微分処理した信号となし、該信号を長尺丸鋼材の径に応じた上下２つの閾値と比較して、１本の丸鋼材と判定する演算器を備えたことを特徴とする丸鋼材の本数カウント装置。
前記距離計がレーザー距離計であることを特徴とする請求項４記載の丸鋼材の本数カウント装置。
さらに、前記演算器の出力情報を作業者に表示するＣＲＴを備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の丸鋼材の本数カウント装置。