JP2006284284A

JP2006284284A - 鋼板長さの補正方法及びその装置

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Publication number: JP2006284284A
Application number: JP2005102492A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yokoyama; 賢治横山; Yoshitaka Komiyama; 義高小宮山; Jiro Katayama; 二郎片山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】鋼板が斜行して搬送された場合に長さの補正機能を有する高精度の長さ測定装置。
【解決手段】搬送ライン上方に設置され、且つ、搬送ラインの搬送方向と直行するライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチを用いて、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に、これらの各光スイッチが反応するタイミングをそれぞれ検出し、各光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出し、この位置データから最小二乗法を適用し、幅方向剪断線の縁を形成する直線を算出する。この直線と搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインとの間の交差角度を算出し、搬送ライン上に設置された測長計により測定された測長値を、前記交差角度を使って補正する板状被測定物の長さ補正方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送ライン上で移送される鋼板の長さの測定方法に関するものである。

近年、厚鋼板の需要家での自動化、省力化の進展に伴い、鋼板製品の形状に対して高い寸法形状が求められるようになってきており、厚鋼板等の矩形の板状物が高度に自動化、省力化された製造ラインに原料として供給される場合、板状物の幅、長さ、直角度等について高精度の寸法形状が求められる。従って、鋼板製造側においても、製造された鋼板の幅、長さ等は厳密に検査され、鋼板の寸法形状が高精度に維持されている。

搬送ライン上を移送される鋼板の長さ測定方法としては、作業者がライン内に立ち入ってコンベックスルーラーで測定する方法以外に、従来から接触式測長ロールが多く用いられており、多くの技術が提案されている。例えば特許文献１では、接触式ロールとこの回転数を計測・演算する計測手段とで構成されており、計測手段によりロールの回転数、回転時間が計測され、鋼板の移動速度、移動量が演算・測定される。また、最近では、レーザドップラー速度計を応用した測定装置が開発されており、例えば特許文献２では鋼板の移動速度に比例するレーザドップラー周波数がパルス信号として出力され、該パルス信号が演算処理され鋼板の移動速度、移動量が測定される。さらには、特許文献３においては、接触式測長ロールとレーザドップラー速度計を併用した測定装置が開示されている。

特開昭５１−３２６５８号公報特開平１−９７８０４号公報特開平８−１４６０２５号公報

しかしながら、作業者が検査対象の鋼板の製造ライン内に立ち入り、手作業で鋼板の長さ測定をする場合は、鋼板の搬送を一次停止する必要があり、精整・検査ラインの能率低下を招くという問題がある。また、鋼板の搬送ラインでは様々な幅の鋼板がテーブルローラ上を搬送されるので、テーブルローラの偏摩耗が発生する場合があり、このような場合には、テーブルロール上を搬送される鋼板が斜行して搬送されるので、接触式測長ロールやレーザードップラー速度計による鋼板の自動長さ測定では、鋼板が斜行すると、鋼板の長さを鋼板の長手方向に斜めに測定することになり測定誤差が出るという問題がある。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、鋼板の搬送ラインにおいて、鋼板の搬送速度を低下させることなく、鋼板が斜行して搬送された場合に長さの補正機能を有する高精度の長さ測定装置を提供するものである。

本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。
第一の発明に係る板状被測定物の長さ補正方法は、搬送ライン上を搬送されてくる板状の被測定物体の長さ測定方法であって、搬送ライン上方に設置され、且つ、搬送ラインの搬送方向と直行するライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチを用いて、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に、これらの各光スイッチが反応するタイミングをそれぞれ検出し、各光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出し、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインの位置と被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置とから、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインと被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線との間の交差角度を算出し、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計により測定された測長値を、前記交差角度を使って補正する。

第一の発明によると、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置は、複数個の光スイッチによって検出されており、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に各光スイッチが反応するタイミングは、正確且つ容易に検出可能であり、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置が高精度で算出される。高精度に算出された被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線と、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインとの間の交差角度を高精度に算出できる。

光スイッチとしては、例えば、レーザー反射式の光スイッチを用いることができ、レーザー光を投光し、投光したレーザー光が被測定物体の縁に当たって反射された場合に、その反射光を受光して被測定物体の縁の存在を検出できる。

また、光スイッチとして、レーザー透過式の光スイッチを用いることもでき、レーザー光を投光し、投光したレーザー光が途中で散乱されることなく受光されるか否かによって、被測定物体の縁の存在を検出できる。これらの光スイッチは、レーザー光の受光の有無によって、オン状態とオフ状態が切り替わるだけなので、オン状態とオフ状態とが切り替わるタイミングを正確に検出することは容易である。また、搬送ラインを搬送される被測定物体の寸法に対応して、必要且つ十分な光スイッチを設置することにより被測定物体の縁の位置を高精度に検出できる。

更には、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出するときは、各光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の中から少なくとも３箇所以上の点の位置を算出し、これらの算出された各箇所の点の位置から、例えば、最小二乗法を用いて、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を決定する。従って、算出される被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置の誤差を小さく抑えるために、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に反応する光スイッチの個数を３個以上とすることが好ましい。

第二の発明に係る板状被測定物の長さ補正装置は、搬送ライン上を搬送されてくる板状の被測定物体の長さを測定する装置であって、搬送ライン上方に設置され、且つ、搬送ラインの搬送方向と直行するライン幅方向に並び、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に反応する複数個の光スイッチと、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計と、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に、複数の光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出し、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインの位置と被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置とから、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインと被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線との間の交差角度を算出し、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計により測定された測長値を、前記交差角度を使って補正する演算部とを備える。

本発明は、上記のような、板状被測定物の長さ補正方法及びその長さ補正装置であるので、迅速に、光スイッチの設置ラインと被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線との間の交差角度を算出可能とする板状被測定物の長さ補正方法及びその長さ補正装置を提供できる。

本発明を実施するための最良の形態を図１，図２を参照して説明する。
図１は鋼板長さ測長値Ｌｍと演算された交差角度θ_１と斜行角度θ_２と鋼板長Ｌａの関係を示す図である。図２は搬送ライン上の光スイッチ、速度計、演算装置の設置位置関係及び鋼板の搬送状態を示す図２―１が平面図、図２―２が側面図である。

鋼板１０の搬送ライン１３の上流に、鋼板を矩形に剪断して、所定の寸法の鋼板１０を製造可能に構成された剪断装置１５が設置されている。剪断装置１５は従来あるものと同様の構成を有している。搬送ライン１３には基台に支承された複数の搬送ロール１４が設置され、剪断装置１５を出た鋼板１０を下流に搬送可能に構成されている。搬送ライン１３の下流側に架台２１が設置され、架台２１は、搬送ライン１３の両側に、搬送ライン１３に対して垂直方向に設置された２１Ｖと、搬送ライン１３の搬送方向と直交して搬送ライン１３を跨いで搬送ライン１３の上方に設置された２１Ｈより構成されており、速度計２２や光スイッチ２３、が取り付けられている。架台２１Ｈには複数個の光スイッチ２３が等間隔に並んで支承されている。各光スイッチ２３はレーザー反射式の光スイッチである。各光スイッチ２３は投光部（図示せず）からレーザー光を下方の搬送ライン１３に向けて投光し、光スイッチ２３の直下の搬送ライン１３上に鋼板１０が存在するとき、投光部から投光されたレーザー光が光スイッチ２３の受光部（図示せず）によって受光され、受光部がレーザー光を受光すると光スイッチ２３がオン状態となり、受光部がレーザー光を受光しないと光スイッチ２３がオフ状態となる構成を有している。光スイッチ２３のオン／オフ状態は演算装置２４に送られる。

架台２１には速度計２２が設置されており、搬送ロール１４の回転量を検出して、架台２１の下を通過する鋼板１０の搬送速度を算出し、算出した鋼板１０の搬送速度を演算装置２４に送る構成となっている。速度計２２はレーザドップラー速度計を使用したが、接触式測長ロールを使用してもよい。
演算装置２４は架台２１の脇に設置されている。演算装置２４は、次に示すプログラムを有している。

（１）各光スイッチ２３の設置位置と、各光スイッチ２３のオン／オフ状態となるタイミングと、速度計が算出した鋼板１０の搬送速度とから、搬送ライン１３上の鋼板１０の搬送方向と交差する方向に延びる縁１１Ｔ、１１Ｂの位置を検出するプログラムである。尚、鋼板１０の幅方向の縁（剪断線）１１Ｔは搬送ライン１３の下流側に位置し、鋼板１０の幅方向の縁（剪断線）１１Ｂは搬送ライン１３の上流側に位置している。本プログラムは具体的には、各光スイッチ２３がオン状態とオフ状態との間で切り替わるタイミングと、速度計２２が検出した鋼板１０の搬送速度とから、各光スイッチ２３の直下を通過した鋼板１０の縁１１Ｔまたは１１Ｂの中の各箇所の点が搬送ライン１３上である時刻に占める位置を算出し、算出された各箇所の点の位置に最小二乗法を適用して直線を引き、この直線を鋼板１０の縁１１Ｔまたは１１Ｂとする構成を有している。

（２）次に、鋼板１０の縁を形成する直線１１Ｔまたは１１Ｂと搬送ライン１３の幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインとの間の交差角度θ_１を算出する。この交差角度θ_１が、鋼板１０が搬送ライン１３の搬送方向となす斜行角度であり、この角度θ_１はθ_２と同じであるから、測長計で測定した鋼板の長さＬｍから正確な鋼板の長さＬａは、Ｌａ＝Ｌｍｃｏｓθ_１として算出される。

次に、本発明に係る板状被測定物の長さ補正方法及び長さ補正装置を用いて実施した検証試験結果を説明する。
発明例として上述した長さ補正方法および長さ補正装置を用いて搬送ラインを搬送されてくる鋼板を検証した。搬送ライン１３上の鋼板１０の搬送方向と交差する方向に延びる縁１１Ｔ、１１Ｂの位置を検出するために、搬送ライン幅５２００ｍｍに渡って光スイッチ２３を１６個配列した。鋼板長さの測長機器としてはレーザードップラー速度計を架台２１に設置した。また、架台２１の脇に演算装置２４を設置して交差角度θ１の算定や鋼板長さの補正値の算出を行った。鋼板長さの実測値は、鋼板を搬送テーブル上に停止して、作業者がコンベックスルールを鋼板に当てて測定した結果を採用した。

図３―１に本発明例による鋼板長さを測定した場合の測長誤差（実測値―測長計値）の頻度を示す。バラツキのσは２．０３であった。
図３―２は、比較例で、レーザードップラー速度計による鋼板長さの測定値のみを使用して、本願発明の鋼板の斜行による長さ補正は行わなかった例である。バラツキのσは３．８９であった。

以上に示したように、本発明による測長値補正技術を用いると従来技術よりも測長精度が向上することがわかる。

本発明は、搬送物の斜行状態を検知できるので鋼板のみでなくダンボール等の梱包物を搬送ラインで搬送する場合の荷物の斜行状態のチェック等の用途にも適用できる。

鋼板長さ測長値Ｌｍと演算された交差角度θ_１と斜行角度θ_２と鋼板長Ｌａの関係を示す図である搬送ライン上の光スイッチ、速度計、演算装置の設置位置関係及び鋼板の搬送状態を示す平面図である。搬送ライン上の光スイッチ、速度計、演算装置の設置位置関係及び鋼板の搬送状態を示す側面図である。本発明例による鋼板長さを測定した場合の測長誤差（実測値―測長計値）の頻度を示す図である。従来技術による鋼板長さを測定した場合の測長誤差（実測値―測長計値）の頻度を示す図である。

符号の説明

１０鋼板
１１Ｔ搬送方向と交差する方向に延びる鋼板の下流側の縁（幅方向剪断線）
１１Ｂ搬送方向と交差する方向に延びる鋼板の上流側の縁（幅方向剪断線）
１１Ｎ搬送方向に延びる鋼板の縁（長さ方向剪断線）
１１Ｓ搬送方向に延びる鋼板の縁（長さ方向剪断線）
１３搬送ライン
１４搬送ロール
１５剪断装置
２１Ｖ架台（搬送ラインに垂直方向）
２１Ｈ架台（搬送方向に直角な幅方向）
２２速度計
２３光スイッチ
２４演算装置
θ１、θ２斜行角度

Claims

搬送ライン上を搬送されてくる板状の被測定物体の長さ測定方法であって、
搬送ライン上方に設置され、且つ、搬送ラインの搬送方向と直行するライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチを用いて、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に、これらの各光スイッチが反応するタイミングをそれぞれ検出し、各光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出し、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインの位置と被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置とから、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインと被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線との間の交差角度を算出し、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計により測定された測長値を、前記交差角度を使って補正することを特徴とする板状被測定物の長さ補正方法。
搬送ライン上を搬送されてくる板状の被測定物体の長さを測定する装置であって、
搬送ライン上方に設置され、且つ、搬送ラインの搬送方向と直行するライン幅方向に並び、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に反応する複数個の光スイッチと、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計と、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線に、複数の光スイッチが反応するタイミングと、各光スイッチの位置と、被測定物体の搬送速度とから、被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置を算出し、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインの位置と被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線の位置とから、搬送ライン幅方向に並ぶ複数個の光スイッチの設置ラインと被測定物体の搬送方向と交差する方向に延びる先尾端の幅方向剪断線との間の交差角度を算出し、搬送ライン上に設置された板状被測定物体の長さを計測する測長計により測定された測長値を、前記交差角度を使って補正する演算部とを備えることを特徴とする板状被測定物の長さ補正装置。