JP2010132953A

JP2010132953A - めっき付着量測定装置

Info

Publication number: JP2010132953A
Application number: JP2008308647A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oda; 真嗣小田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】従来のめっき付着量測定装置は、金属板の端部の位置を検出した後に付着量計ヘッドを変位させる必要があるので、測定に要する時間が長くなり、めっき付着量の調整精度が低くなっている。
【解決手段】本発明によるめっき付着量測定装置は、第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂが金属板１の幅方向１Ｗに沿って互いに離間して配置され、金属板１の幅方向１Ｗに関して第１対向検出センサ３Ａと第２対向検出センサ３Ｂとの間に付着量計ヘッド４が配置される構成である。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属板に付着しためっきの量を測定するめっき付着量測定装置に関し、特に、第１及び第２対向検出センサが金属板の幅方向に沿って互いに離間して配置され、金属板の幅方向に関して第１対向検出センサと第２対向検出センサとの間に付着量計ヘッドが配置されることで、めっき付着量の測定に要する時間を短縮でき、めっき付着量の調整精度を向上できるようにするための新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種のめっき付着量測定装置としては、例えば特許文献１等に示されている構成が挙げられる。図５は、従来のめっき付着量測定装置を示す平面図である。図において、例えば亜鉛めっきが施された鋼板等の金属板１は、ライン方向１Ｌに沿って搬送されている。この金属板１の表面には、センサ体２が対向されている。このセンサ体２は、周知の駆動手段によって、金属板１の幅方向１Ｗに沿って変位可能に設けられている。

センサ体２には、対向検出センサ３Ａと、付着量計ヘッド４とが設けられている。対向検出センサ３Ａは、例えばレーザ光の投光部及び受光部等から構成され、幅方向１Ｗに沿って変位される際に金属板１に対向しているか否かを検出するものである。後述するように、対向検出センサ３Ａが出力する信号は、幅方向１Ｗに沿う金属板１の第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置を検出するために利用される。

付着量計ヘッド４は、例えばＸ線付着量計等から構成され、金属板１に付着しためっきの量を測定するものである。具体的には、付着量計ヘッド４は、オペレーション位置ＯＰ、センタ位置ＣＮ、及びドライブ位置ＤＲでめっき付着量を測定するものである。オペレーション位置ＯＰ及びドライブ位置ＤＲは、第１及び第２端部１ａ，１ｂから所定距離だけ内方に移動した位置である。センタ位置ＣＮは、幅方向１Ｗに沿う金属板１の中心位置である。

センサ体２には、コンピュータ等からなる制御手段５が接続されている。制御手段５は、幅方向１Ｗに沿うセンサ体２の変位を制御するとともに、対向検出センサ３Ａからの信号に基づいて第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置を検出する。また、制御手段５は、検出した第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置に基づいて付着量計ヘッド４の測定動作を制御する。

すなわち、制御手段５は、センサ体２を幅方向１Ｗに沿って変位させつつ、対向検出センサ３Ａに金属板１が対向しているか否かを判定し、対向検出センサ３Ａに金属板１が対向していないと判定した場合に、第１端部１ａの位置を検出する。

また、制御手段５は、第１端部１ａを検出した後に、センサ体２の変位方向を逆転させて、センサ体２をオペレーション位置ＯＰまで変位させる。制御手段５は、センサ体２がオペレーション位置ＯＰまで変位された際に、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。

さらに、制御手段５は、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が終了した後に、センサ体２をセンタ位置ＣＮまで変位させて、センタ位置ＣＮでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。センタ位置ＣＮは、金属板１の幅の情報から特定される。幅の情報は、初期値もしくは直前に検出した第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置から得られる。なお、初回時、すなわち第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置の初期値を得る前は、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が終了した後に、所定の設定距離だけセンサ体２を変位させて、その位置でめっき付着量測定が実施される。

さらにまた、制御手段５は、センタ位置ＣＮでのめっき付着量測定が終了した後に、センサ体２を幅方向１Ｗに沿って変位させつつ、対向検出センサ３Ａに金属板１が対向しているか否かを判定し、対向検出センサ３Ａに金属板１が対向していないと判定した場合に、第２端部１ｂの位置を検出する。制御手段５は、第２端部１ｂを検出した後に、センサ体２をドライブ位置ＤＲまで変位させて、ドライブ位置ＤＲでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。

この後、センタ位置ＣＮ、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が実施される。すなわち、センサ体２が幅方向１Ｗに沿って往復されながら、周期的にめっき付着量測定が実施される。めっき付着量の測定結果は、例えばガスワイピングノズルからのガス吹付け量の制御等のめっき付着量の調整に利用される。

特開平１０−２７３７６５号公報

上記のような従来のめっき付着量測定装置では、幅方向１Ｗに関して対向検出センサ３Ａと付着量計ヘッド４とが同じ位置に配置されているので、第１又は第２端部１ａ，１ｂを検出した後に、オペレーション位置ＯＰ又はドライブ位置ＤＲまで付着量計ヘッド４を変位させる必要があり、測定に要する時間が長くなっている。このため、測定結果をめっき付着量制御にフィードバックできる間隔が延び、めっき付着量の調整精度が低くなる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、めっき付着量の測定に要する時間を短縮でき、めっき付着量の調整精度を向上できるめっき付着量測定装置を提供することである。

本発明に係るめっき付着量測定装置は、金属板の幅方向に沿って変位可能に設けられたセンサ体と、前記センサ体に設けられ、前記幅方向に沿って変位される際に前記金属板に対向しているか否かを検出する対向検出手段と、前記センサ体に設けられ、対向する前記金属板に付着しためっきの量を測定する付着量計ヘッドと、前記センサ体に接続され、前記幅方向に沿う前記センサ体の変位を制御するとともに、前記幅方向に沿う前記金属板の第１及び第２端部の位置を前記対向検出手段からの信号に基づいて検出し、検出した前記第１及び第２端部の位置に基づいて前記付着量計ヘッドの測定動作を制御する制御手段とを備え、前記対向検出手段は、前記幅方向に沿って互いに離間して配置された第１及び第２対向検出センサを含み、前記付着量計ヘッドは、前記幅方向に関して前記第１対向検出センサと前記第２対向検出センサとの間に配置されている。
また、前記制御手段は、前記金属板の幅の情報を記憶しており、前記第１及び第２対向検出センサの現在の位置と前記幅の情報とに基づいて、前記第１及び第２対向検出センサと前記第１及び第２端部との離間距離を求め、前記離間距離が所定値以下の場合は第１速度で前記センサ体を変位させ、前記離間距離が所定値よりも大きい場合は前記第１速度よりも速い第２速度で前記センサ体を変位させる。

本発明のめっき付着量測定装置によれば、第１及び第２対向検出センサが金属板の幅方向に沿って互いに離間して配置され、金属板の幅方向に関して第１対向検出センサと第２対向検出センサとの間に付着量計ヘッドが配置されるので、端部が検出される際に付着量計ヘッドを測定位置に位置させることができる。これにより、付着量計ヘッドを測定位置まで変位させる時間を省略でき、めっき付着量の測定に要する時間を短縮でき、めっき付着量の調整精度を向上できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による連続溶融亜鉛めっき設備を概略的に示す構成図である。図において、鋼板等の金属板１は、亜鉛ポット１０内に溜められた溶融亜鉛１１に浸漬されている。この溶融亜鉛１１に浸漬された金属板１は、シンクロール１２によって搬送方向が反転されて、溶融亜鉛１１から引き上げられる。亜鉛ポット１０の上方には、ガスワイピングノズル１３が配置されており、ガスワイピングノズル１３から金属板１にガスが吹き付けられることで、金属板１に付着する亜鉛めっきの量が調整される。

上方に引き上げられた金属板１は、空冷設備（図示しない）によって冷却されながら搬送されるとともに、ウォータクエンチ１４に導入される。ウォータクエンチ１４は金属板１を水冷するものであり、ウォータクエンチ１４を通過した金属板１は、ブライドルロール設備１５に導入される。ブライドルロール設備１５の近傍には、金属板１の表側及び裏側の面に対向するように、一対のめっき付着量測定装置１６が配置されている。めっき付着量測定装置１６は、金属板１に付着しためっきの量を測定するものであり、この測定結果は、ガスワイピングノズル１３からのガス吹付け量の制御等に利用される。

なお、めっき付着量測定装置１６が配置される位置はウォータクエンチ１４の直後でも良いが、より好ましくは亜鉛ポット１０にできるだけ近い場所が良い。ガスワイピングノズル１３からウォータクエンチ１４の間の冷却装置と干渉しない位置（図１において点線で示す領域）であれば任意の位置に取り付けることができ、亜鉛ポット１０に近いほど、コイル長手方向の測定結果フィードバックが早くなる。

次に、図２は、図１のめっき付着量測定装置１６を示す平面図である。めっき付着量測定装置１６には、センサ体２と制御手段５とが設けられている。センサ体２は、金属板１の表面に対向されており、周知の駆動手段によって、金属板１の幅方向１Ｗに沿って変位可能に設けられている。

センサ体２には、第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂからなる対向検出手段３と、付着量計ヘッド４とが設けられている。第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂは、幅方向１Ｗに沿って互いに離間して配置されている。これら第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂは、例えばレーザ光の投光部及び受光部等から構成され、幅方向１Ｗに沿って変位される際に金属板１に対向しているか否かを検出するものである。後述するように、第１対向検出センサ３Ａが出力する信号は、幅方向１Ｗに沿う金属板１の第１端部１ａの位置を検出するために利用され、第２対向検出センサ３Ｂが出力する信号は、幅方向１Ｗに沿う金属板１の第２端部１ｂの位置を検出するために利用される。

付着量計ヘッド４は、例えばＸ線付着量計等から構成され、金属板１の表面に付着しためっきの量を測定するものである。具体的には、付着量計ヘッド４は、オペレーション位置ＯＰ、センタ位置ＣＮ、及びドライブ位置ＤＲでめっき付着量を測定するものである。オペレーション位置ＯＰ及びドライブ位置ＤＲは、第１及び第２端部１ａ，１ｂから所定距離だけ内方に移動した位置である。センタ位置ＣＮは、幅方向１Ｗに沿う金属板１の中心位置である。

付着量計ヘッド４は、幅方向１Ｗに関して第１対向検出センサ３Ａと第２対向検出センサ３Ｂとの間に配置されている。具体的には、付着量計ヘッド４は、第１対向検出センサ３Ａが金属板１に対して非対向となるときにオペレーション位置ＯＰに位置し、第２対向検出センサ３Ｂが金属板１に対して非対向となるときにドライブ位置ＤＲに位置するように配置されている。なお、図２に示すように、ライン方向１Ｌに関する付着量計ヘッド４の配置位置は、ライン方向１Ｌに関する第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂの配置位置からずれていてよい。

センサ体２には、コンピュータ等からなる制御手段５が接続されている。制御手段５は、第１及び第２対向検出センサ３Ａ，３Ｂからの信号に基づいて第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置を検出するとともに、検出した第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置に基づいて、付着量計ヘッド４の測定動作を制御する。

すなわち、制御手段５は、センサ体２を幅方向１Ｗに沿って変位させつつ、第１対向検出センサ３Ａに金属板１が対向しているか否かを判定し、第１対向検出センサ３Ａに金属板１が対向していないと判定した場合に、第１端部１ａの位置を検出する。

ここで、幅方向１Ｗに関して第１対向検出センサ３Ａと第２対向検出センサ３Ｂとの間に付着量計ヘッド４が配置されているので、第１端部１ａの位置が検出された際には、付着量計ヘッド４がオペレーション位置ＯＰに位置されている。
制御手段５は、第１端部１ａを検出した際に、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。

さらに、制御手段５は、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が終了した後に、センサ体２をセンタ位置ＣＮまで変位させ、センタ位置ＣＮでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。センタ位置ＣＮは、金属板１の幅の情報から特定される。幅の情報は、初期値もしくは直前に検出した第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置から得られる。なお、初回時、すなわち第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置の初期値を得る前は、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が終了した後に、所定の設定距離だけセンサ体２を変位させて、その位置でめっき付着量測定が実施される。

なお、幅の情報は、予め制御手段５に記録させておいてもよい。これにより、第１及び第２端部１ａ，１ｂの位置の初期値を得る前であっても、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が終了した後に、センサ体２をセンタ位置ＣＮに変位させ、センタ位置ＣＮでのめっき付着量測定を実施できる。

さらにまた、制御手段５は、センタ位置ＣＮでのめっき付着量測定が終了した後に、センサ体２を幅方向１Ｗに沿って変位させつつ、第２対向検出センサ３Ｂに金属板１が対向しているか否かを判定し、第２対向検出センサ３Ｂに金属板１が対向していないと判定した場合に、第２端部１ｂの位置を検出する。

ここで、幅方向１Ｗに関して第１対向検出センサ３Ａと第２対向検出センサ３Ｂとの間に付着量計ヘッド４が配置されているので、第２端部１ｂの位置が検出された際には、付着量計ヘッド４がドライブ位置ＤＲに位置されている。
制御手段５は、第２端部１ｂを検出した際に、ドライブ位置ＤＲでのめっき付着量測定を付着量計ヘッド４に実施させる。

この後、センタ位置ＣＮ、オペレーション位置ＯＰでのめっき付着量測定が実施される。すなわち、センサ体２が幅方向１Ｗに沿って往復されながら、周期的にめっき付着量測定が実施される。

次に、作用について説明する。図３は図２のめっき付着量測定装置１６によって得られる測定時間短縮を示す説明図である。図３の（ａ），（ｂ）では、横軸を時間とし、縦軸を幅方向１Ｗに関する付着量計ヘッド４の位置とすることで、付着量計ヘッド４の軌跡を示している。図３の（ａ）は実施の形態１の付着量計ヘッド４の軌跡を示し、図３の（ｂ）は従来装置の付着量計ヘッド４の軌跡を示している。なお、ここで説明する従来装置とは、図５に示す構成の装置である。

図３において、Ｔ１は、センタ位置ＣＮでの測定が終了してからオペレーション位置ＯＰでの測定が開始されるまでの第１準備時間を示し、Ｔ２は、オペレーション位置ＯＰでの測定時間を示し、Ｔ３は、オペレーション位置ＯＰでの測定が終了してからセンタ位置ＣＮでの測定が開始されるまでの第２準備時間を示している。

図３の（ｂ）に示すように、従来装置の第１準備時間Ｔ１には、第１端部１ａの位置を検出するために付着量計ヘッド４を変位させるサーチ時間Ｔ４と、第１端部１ａの位置を検出した後に付着量計ヘッド４をオペレーション位置ＯＰまで変位させるためのセット時間Ｔ５が含まれている。セット時間Ｔ５が必要とされるのは、幅方向１Ｗに関して対向検出センサ３Ａと付着量計ヘッド４とが同じ位置に配置されているためのである（図５参照）。

これに対して、実施の形態のめっき付着量測定装置１６では、幅方向１Ｗに関して第１対向検出センサ３Ａと第２対向検出センサ３Ｂとの間に付着量計ヘッド４が配置されているので、第１端部１ａの位置が検出された際に付着量計ヘッド４がオペレーション位置ＯＰに位置している。従って、図３の（ａ）に示すように、第１端部１ａの位置が検出された際に、オペレーション位置ＯＰでの測定が直ぐさま開始される。

これにより、実施の形態のめっき付着量測定装置１６では、セット時間Ｔ５を省略でき、測定に要する時間、すなわちセンタ位置ＣＮでの測定が終了してからオペレーション位置ＯＰでの測定が終了されるまでの時間（Ｔ１＋Ｔ２）を短縮できる。従って、めっき付着量の調整に測定結果をフィードバックできる間隔も短くでき、めっき付着量の調整精度を向上できる。

なお、図３では、センタ位置ＣＮでの測定が終了してからオペレーション位置ＯＰでの測定が終了されるまでの時間（Ｔ１＋Ｔ２）を短縮する旨を表しているが、センタ位置ＣＮでの測定が終了してからドライブ位置ＤＲでの測定が終了されるまでの時間についても、同様に短縮される。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２によるめっき付着量測定装置によって得られる測定時間短縮を示す説明図である。なお、実施の形態２のめっき付着量測定装置の全体としての構成は、実施の形態１の構成と同様であるので、構成の説明に図２を援用する。

図４の（ａ）は実施の形態２の付着量計ヘッド４の軌跡を示し、図４の（ｂ）は実施の形態１の付着量計ヘッド４の軌跡を示している。図４の（ｂ）に示すように、実施の形態１の構成では、第１端部１ａを検出するまでの間（センタ位置ＣＮからオペレーション位置ＯＰまで付着量計ヘッド４を変位させる間）の速度が低速Ｓ１とされている。これは、従来装置のように付着量計ヘッド４を高速Ｓ２で変位させると（図３の（ｂ）参照）、センサ体２の慣性によって、付着量計ヘッド４をオペレーション位置ＯＰで停止させることができず、位置ずれが生じる可能性があるためである。なお、従来装置では、第１端部１ａを検出してから付着量計ヘッド４をオペレーション位置ＯＰに戻す際に位置ずれを修正できるので、第１端部１ａを検出するまでの間の速度を高速Ｓ２としている。

これに対して、図４の（ａ）に示すように、センタ位置ＣＮからオペレーション位置ＯＰまで付着量計ヘッド４を変位させる際の速度が低速Ｓ１（第１速度）と高速Ｓ２（第２速度）とで切り替えられている。すなわち、実施の形態２の制御手段５は、センタ位置ＣＮでの測定が終了した後に、第１対向検出センサ３Ａの現在の位置と幅の情報とに基づいて、第１対向検出センサ３Ａと第１端部１ａとの離間距離を求める。また、制御手段５は、離間距離が所定値以下の場合は低速Ｓ１でセンサ体２を変位させ、離間距離が所定値よりも大きい場合は高速Ｓ２でセンサ体２を変位させる。

これにより、慣性によって位置ずれが生じる可能性を低減しつつ、オペレーション位置ＯＰを検出するまでの時間を短縮でき、めっき付着量の調整精度をさらに向上できる。

なお、図４では、センタ位置ＣＮでの測定が終了してからオペレーション位置ＯＰでの測定が終了されるまでの時間を短縮する旨を表しているが、センタ位置ＣＮでの測定が終了してからドライブ位置ＤＲでの測定が終了されるまでの時間についても、同様に短縮される。すなわち、制御手段５は、第２対向検出センサ３Ｂと第２端部１ｂとの離間距離についても同様に求め、この離間距離に基づいて変位速度を低速Ｓ１と高速Ｓ２とで切り替える。

本発明の実施の形態１による連続溶融亜鉛めっき設備を概略的に示す構成図である。図１のめっき付着量測定装置を示す平面図である。図２のめっき付着量測定装置によって得られる測定時間短縮を示す説明図である。本発明の実施の形態２によるめっき付着量測定装置によって得られる測定時間短縮を示す説明図である。従来のめっき付着量測定装置を示す平面図である。

符号の説明

１金属板
１ａ，１ｂ第１及び第２端部
１Ｗ幅方向
２センサ体
３対向検出手段
３Ａ，３Ｂ第１及び第２対向検出センサ
４付着量計ヘッド
５制御手段

Claims

金属板（１）の幅方向（１Ｗ）に沿って変位可能に設けられたセンサ体（２）と、
前記センサ体（２）に設けられ、前記幅方向（１Ｗ）に沿って変位される際に前記金属板（１）に対向しているか否かを検出する対向検出手段（３）と、
前記センサ体（２）に設けられ、対向する前記金属板（１）に付着しためっきの量を測定する付着量計ヘッド（４）と、
前記センサ体（２）に接続され、前記幅方向（１Ｗ）に沿う前記センサ体（２）の変位を制御するとともに、前記幅方向（１Ｗ）に沿う前記金属板（１）の第１及び第２端部（１ａ，１ｂ）の位置を前記対向検出手段（３）からの信号に基づいて検出し、検出した前記第１及び第２端部（１ａ，１ｂ）の位置に基づいて前記付着量計ヘッド（４）の測定動作を制御する制御手段（５）と
を備え、
前記対向検出手段（３）は、前記幅方向（１Ｗ）に沿って互いに離間して配置された第１及び第２対向検出センサ（３Ａ，３Ｂ）を含み、
前記付着量計ヘッド（４）は、前記幅方向（１Ｗ）に関して前記第１対向検出センサ（３Ａ）と前記第２対向検出センサ（３Ｂ）との間に配置されている
ことを特徴とするめっき付着量測定装置。
前記制御手段（５）は、前記金属板（１）の幅の情報を記憶しており、前記第１及び第２対向検出センサ（３Ａ，３Ｂ）の現在の位置と前記幅の情報とに基づいて、前記第１及び第２対向検出センサ（３Ａ，３Ｂ）と前記第１及び第２端部（１ａ，１ｂ）との離間距離を求め、前記離間距離が所定値以下の場合は第１速度（Ｓ１）で前記センサ体（２）を変位させ、前記離間距離が所定値よりも大きい場合は前記第１速度（Ｓ１）よりも速い第２速度（Ｓ２）で前記センサ体（２）を変位させることを特徴とする請求項１記載のめっき付着量測定装置。