JP2011016143A - Method and apparatus for manufacturing welded wide flange shape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接H形鋼の製造方法および製造装置に関し、具体的には、熱延コイルから払い出された長尺のウェブ材およびフランジ材を送給しながら断面H形に組み合わせた後にウェブ材およびフランジ材を溶接することによって長尺の溶接H形鋼を組み立て、この長尺の溶接H形鋼を切断機により切断することによって製造される所望の長さを有する溶接H形鋼を、その表面欠陥を確実に検出しながら、製造する方法および装置に関する。本発明は、建材に多用される溶接軽量H形鋼の製造に特に好適に用いられる。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a welded H-shaped steel, and more specifically, a web after combining a long web material and a flange material discharged from a hot-rolled coil into a cross-sectional H shape. Assembling a long welded H-section steel by welding a steel material and a flange material, and cutting the long welded H-section steel with a cutting machine, a welded H-section steel having a desired length is produced. The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing while reliably detecting surface defects. The present invention is particularly suitably used for the production of welded lightweight H-section steel frequently used for building materials.
図4は、通常の溶接軽量H形鋼2の製造工程の一例を模式的に示す説明図であり、図5は、図4に示す製造装置1における溶接機10付近を抽出および拡大して概念的に示す斜視図である。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing an example of a manufacturing process of a normal welded light-weight H-section steel 2, and FIG. 5 is a concept in which the vicinity of the
図4および図5に例示するように、溶接H形鋼2は、ペイオフリール3、3、3により払い出された熱延コイル4、4、4からなる長尺のウェブ材5、フランジ材6、6を送給しながらレベラー7、7、7により矯正した後、ウェブアップセッター8により垂直の搬送姿勢で送給されるウェブ材5および水平の搬送姿勢で送給されるフランジ材6、6を高周波加熱装置9、9により急速に加熱・昇温してから断面H形に組み合わせ、一対の加圧ロール10a、10bを有する溶接機10により、位置10cにおいてウェブ材5およびフランジ材6、6を接合することによって長尺の溶接H形鋼2とする。
As illustrated in FIGS. 4 and 5, the welded H-section steel 2 is composed of a
その後、長尺の溶接H形鋼2は、溶接ビード成形装置11による溶接ビードの切削と、冷却装置12による冷却と、矯正ロール13aを有する矯正装置13による矯正とを行なわれ、図示しない切断機により所望の長さに切断されることによって、所望の長さを有する溶接H形鋼とされる。なお、図4における符号14は、ウェブ材5およびフランジ材6、6をなす熱延コイル4を順次接合するためのコイル継ぎ溶接機を示す。
Thereafter, the long welded H-section steel 2 is subjected to cutting of the weld bead by the weld
このようにして製造される溶接H形鋼、とりわけウェブ厚:2.3〜6.0mm,フランジ厚:2.3〜12.0mm程度であって建材に使用される溶接軽量H形鋼に対しては、ウェブおよびフランジそれぞれに微小な疵(表面欠陥)が存在しない美麗な外観を有することが求められている。しかし、溶接H形鋼は、素材であるウェブ材およびフランジ材自体に熱間圧延工程で疵が発生したり、上述した図4、5により示す製造工程で疵が発生することがある。溶接軽量H形鋼の製造工程で発生する表面欠陥を探傷するための発明がこれまでにも提案されている。 Welded H-section steel manufactured in this way, especially for welded light-weight H-section steel with web thickness of 2.3 to 6.0 mm and flange thickness of 2.3 to 12.0 mm used for building materials Therefore, the web and the flange are each required to have a beautiful appearance with no minute wrinkles (surface defects). However, in the welded H-shaped steel, wrinkles may be generated in the hot rolling process in the web material and the flange material itself, or wrinkles may be generated in the manufacturing process shown in FIGS. Inventions for detecting flaws in the manufacturing process of welded lightweight H-section steel have been proposed so far.
例えば特許文献1や特許文献2には、ウェブ材およびフランジ材の溶接終了後の長尺の溶接H形鋼のウェブおよびフランジの突合せ溶接部を、オンラインで超音波探傷する発明が開示されている。このように、溶接H形鋼の製造では、一般的に、下流の精整工程で目視による表面検査が行なわれてきた。精整工程で表面検査が行われてきた理由は、製品出荷の直前に表面検査をするので出荷判定を行なうことができること、つまり最終製品の品質保証に重点があったためと、ウェブおよびフランジの溶接後の搬送工程等で溶接H形鋼に新たに発生する表面欠陥等も検出できるからである。 For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose an on-line ultrasonic inspection of a long welded H-shaped steel web and flange butt weld after completion of welding of the web material and the flange material. . As described above, in the manufacture of welded H-section steel, generally, surface inspection by visual inspection has been performed in a downstream refining process. The reason why surface inspection has been performed in the refining process is that the surface inspection is performed immediately before product shipment, so that it is possible to make a shipment judgment, that is, the emphasis was placed on quality assurance of the final product, and web and flange welding. This is because surface defects and the like newly generated in the welded H-section steel can be detected in a subsequent transport process or the like.
しかし、長尺の溶接H形鋼の表面検査では、フランジの外面2個所、フランジの内面4個所およびウェブ上下面2個所の合計8箇所の表面欠陥の有無を検査する必要があり、目視による検査では長尺の溶接H形鋼の全長について表面欠陥の有無を検査することは事実上不可能であった。検査漏れを解消するには、検査員を増員したり、検査員に代わる検査装置を新たに設置しなければならず、いずれにしても溶接H形鋼の製造コストの上昇は否めない。 However, in the surface inspection of long welded H-section steel, it is necessary to inspect for surface defects in two places, two on the outer surface of the flange, four on the inner surface of the flange, and two on the upper and lower surfaces of the web. Then, it was virtually impossible to inspect the entire length of the long welded H-shaped steel for the presence of surface defects. In order to eliminate the inspection omission, it is necessary to increase the number of inspectors or to newly install an inspection device in place of the inspectors. In any case, the manufacturing cost of the welded H-section steel cannot be denied.
さらに、製品での表面欠陥が検出されても、この欠陥の深さが深い場合には、特に溶接軽量H形鋼では、手入痕も外観品質上不合格とされることから手入れによる補修が不可能であるため、スクラップとせざるを得なくなり、歩留りの低下が大きく不経済であった。 Furthermore, even if a surface defect is detected in the product, if the depth of the defect is deep, especially with a welded lightweight H-section steel, the maintenance mark will also be rejected in terms of appearance quality, so that repair by maintenance is not possible. Since it was impossible, it had to be scrapped, and the yield was greatly reduced, which was uneconomical.
また、溶接H形鋼に発生する表面欠陥の発生要因を、その発生要因となる上流の処理工程へフィードバックする場合にも、非常な手間および時間を要する。従来は、表面欠陥の発見および指摘が有った場合には、その後に欠陥サンプルを取り寄せて表面欠陥の発生原因を解明することとなるが、検査位置から表面欠陥の発生要因となる処理までの工程数が多い上、数多くのラインが介在し且つ各ラインでの処理タイミングに応じて仕掛かり品の順番が前後すること等の理由により、表面欠陥の発生要因を特定することが困難であるとともに、それ自体が煩雑な作業であった。また、発生した表面欠陥に対する対応も遅くなる。 In addition, it takes a lot of labor and time to feed back the cause of the surface defect generated in the welded H-section steel to the upstream processing step that is the cause of the occurrence. Conventionally, when a surface defect is found and pointed out, a defect sample is collected afterwards to elucidate the cause of the surface defect, but from the inspection position to the process that causes the surface defect. It is difficult to identify the cause of surface defects due to the large number of processes, the presence of many lines, and the order of work in progress depending on the processing timing of each line. As such, it was a complicated task. Moreover, the response | compatibility with respect to the generated surface defect becomes slow.
特に、熱延コイル(鋼帯)そのものに表面欠陥があった場合と、溶接H形鋼の製造工程(組立て・溶接工程、精整工程、搬送工程)で発生した表面欠陥とを識別することが困難となるケースも少なくない。 In particular, it is possible to discriminate between the case where there is a surface defect in the hot rolled coil (steel strip) itself and the surface defect generated in the manufacturing process (assembly / welding process, refining process, transport process) of the welded H-shaped steel. There are many cases where it becomes difficult.
なお、熱延鋼鈑の製造工程における表面欠陥の探傷は、品質保証の観点からは、製品である熱延鋼鈑から抜き取り調査的に行うことで従来十分であるとされ、溶接H形鋼において行なわれている、その全面および全長の表面欠陥の検査を行う必要性や利点は特に指摘されていなかった。 In addition, from the viewpoint of quality assurance, flaw detection of surface defects in the manufacturing process of hot-rolled steel sheets is considered to be sufficient in the past by conducting a survey from a hot-rolled steel sheet, which is a product. The necessity and advantage of conducting the inspection of the entire surface and the entire surface of the surface defects were not particularly pointed out.
鋼板の表面欠陥の代表的な検査手法として、反射光による方法が広く用いられている。レーザー光を鋼板の表面に投射し、反射光を光電変換し、その変換出力(電圧波形)またはその微分出力を閾値と比較し、閾値以上である場合に疵ありと判定する。自動車用や製缶用の冷延鋼板やめっき鋼板等は、製鋼工程、熱間圧延工程、酸洗工程、冷間圧延工程、めっき工程などを経て製造されるが、表面欠陥の発生は、製綱・熱間圧延の上工程からめっき工程自身までとさまざまな工程で発生する。特に、熱延工程においては黒皮スケールが表層に存在するため、非金属介在物を発見し難く、また上述したように熱間圧延工程以降での疵発生によって、冷間工程やめっき工程での表面疵の検査が主流となっており、黒皮スケール段階での疵検査は目視検査が主体となっている。 As a representative inspection method for surface defects of a steel plate, a method using reflected light is widely used. Laser light is projected onto the surface of the steel sheet, the reflected light is photoelectrically converted, the converted output (voltage waveform) or its differential output is compared with a threshold value, and if it is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is a defect. Cold rolled steel sheets and plated steel sheets for automobiles and cans are manufactured through steelmaking processes, hot rolling processes, pickling processes, cold rolling processes, plating processes, etc. It occurs in various processes, from the upper process of the steel and hot rolling to the plating process itself. In particular, in the hot rolling process, a black skin scale exists on the surface layer, so it is difficult to find non-metallic inclusions, and as described above, the occurrence of wrinkles after the hot rolling process results in the cold process and the plating process. Inspection of surface wrinkles is the mainstream, and wrinkle inspection at the black skin scale stage is mainly visual inspection.
表面欠陥(表面疵)の従来の表示手段は、例えば、目視検査の結果を示す情報を製品に貼付し、その下流工程でこの情報を参照しながら、鋼板の表面の疵位置を特定していた。しかし、この方法では、表面欠陥を、下流工程側で効率的にかつ正確に検出することは困難であり、正確な表面欠陥の位置を検出できないため、良品または不良品の仕分けに適さず、表面欠陥を有する製品を出荷してしまう可能性があった。また、熱間圧延工程での目視検査は、鋼板の表面および裏面の同時検査が難しく、要員面や設備面で効率が悪い。 The conventional display means of surface defects (surface defects), for example, affixed information indicating the result of visual inspection to the product, and identified the defect position on the surface of the steel sheet while referring to this information in the downstream process. . However, with this method, it is difficult to detect surface defects efficiently and accurately on the downstream process side, and the position of the surface defects cannot be detected accurately. Therefore, this method is not suitable for sorting non-defective products or defective products. There is a possibility that a product having a defect will be shipped. Further, in the visual inspection in the hot rolling process, simultaneous inspection of the front and back surfaces of the steel sheet is difficult, and the efficiency is poor in terms of personnel and equipment.
特許文献3〜5には、表面欠陥の発生部を再検査する際に容易にこの発生部を識別可能とするためのマーキング装置に係る発明が開示されている。
しかし、特許文献3〜5により開示された発明を、溶接H形鋼の製造工程に流用するためには、作業者が長尺の溶接H形鋼のウェブまたはフランジに記されたマーキングを目視により確認する必要がある。しかし、鋼鈑とは異なり、溶接H形鋼は複雑な断面形状を有することから目視での確認が困難な死角部や、目視での視認が困難な部位が多く、もれなくマーキングを確認することは極めて難しい。このため、特許文献3〜5により開示されるような、本来は鋼鈑の表面欠陥の検査を対象とする発明を、溶接H形鋼の表面欠陥の検査に単に流用したのでは、表面欠陥を確実に検査することはできない。
However, in order to divert the inventions disclosed in
本発明は、このような従来の技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、熱延コイルから払い出された長尺のウェブ材およびフランジ材を送給しながら断面H形に組み合わせた後にウェブ材およびフランジ材を溶接することによって長尺の溶接H形鋼を組み立て、この長尺の溶接H形鋼を切断機により切断することによって製造される所望の長さを有する溶接H形鋼を、その表面欠陥を確実に検出しながら、製造することができる製造方法および製造装置を提供することを目的とし、これにより、表面欠陥を有する溶接H形鋼が出荷されることを未然に防止し、また表面欠陥が発生した際の対策(手入れ、切下げ等の処置)をとり易く、かつ表面欠陥に対する対応を迅速にとることができるようにするものである。 The present invention has been made in view of the problems of such a conventional technique, and after combining a long web material and a flange material discharged from a hot-rolled coil into an H-shaped cross section while feeding them. A long welded H-section steel is assembled by welding a web material and a flange material, and a welded H-section steel having a desired length is manufactured by cutting the long welded H-section steel with a cutting machine. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of manufacturing while reliably detecting the surface defects, thereby preventing the welded H-section steel having the surface defects from being shipped. In addition, it is easy to take measures (treatment such as care and devaluation) when a surface defect occurs, and to take a quick response to the surface defect.
本発明は、熱延コイルから払い出された長尺のウェブ材およびフランジ材を送給しながら、断面H形に組み合わせた後にウェブ材およびフランジ材を溶接することによって、長尺の溶接H形鋼を組み立て、長尺の溶接H形鋼を切断機により切断することによって所望の長さを有する溶接H形鋼を製造する方法であって、
第1の工程:熱延コイルから払い出された後であって断面H形に組み合わされる前に、スリットレーザー光を用いた光切断法によりウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を、ウェブ材およびフランジ材それぞれの長手方向について測定することによってウェブ材およびフランジ材それぞれの三次元形状を求めること、
第2の工程:求めた三次元形状に基づいてウェブ材およびフランジ材それぞれの欠陥部位の位置を特定すること、
第3の工程:ウェブ材およびフランジ材の溶接を行なわれた後に、特定した欠陥部位をマーキングすること、および
第4の工程:マーキングした欠陥部位を切断機により切り下げること、または、所望の長さを有する溶接H形鋼のうちで欠陥部位を含む溶接H形鋼の欠陥の程度に応じて、溶接H形鋼の出荷の可否を判断すること
を含むことを特徴とする溶接H形鋼の製造方法である。
The present invention provides a long welded H-shape by welding the web material and the flange material after being combined into a H-shaped cross section while feeding the long web material and the flange material discharged from the hot-rolled coil. A method of producing a welded H-section steel having a desired length by assembling steel and cutting a long welded H-section steel with a cutting machine,
First step: After being discharged from the hot-rolled coil and before being combined with the H-shaped cross section, the cross-sectional shape in the width direction of each of the web material and the flange material is obtained by a light cutting method using a slit laser beam. Obtaining a three-dimensional shape of each of the web material and the flange material by measuring the longitudinal direction of each of the web material and the flange material;
2nd process: Specifying the position of each defect part of a web material and a flange material based on the calculated | required three-dimensional shape,
Third step: After the web material and the flange material are welded, the identified defective part is marked, and the fourth step: the marked defective part is cut down by a cutting machine, or a desired length Manufacture of welded H-section steel, comprising determining whether or not shipment of welded H-section steel is possible according to the degree of defect of welded H-section steel including a defective portion Is the method.
この本発明に係る溶接H形鋼の製造方法では、第1の工程においてウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を測定する前後において、一対のロールによってウェブ材およびフランジ材を押さえることによってウェブ材およびフランジ材それぞれのばたつきを抑制することが望ましい。 In the method for manufacturing a welded H-section steel according to the present invention, the web material and the flange material are pressed by a pair of rolls before and after measuring the cross-sectional shapes in the width direction of the web material and the flange material in the first step. It is desirable to suppress flapping of the web material and the flange material.
別の観点からは、本発明は、(i)長尺のウェブ材およびフランジ材を払い出して長尺のウェブ材およびフランジ材を送給するアンコイラーと、(ii)送給される長尺のウェブ材およびフランジ材を断面H形に組み合わせた後にウェブ材およびフランジ材を溶接することによって、長尺の溶接H形鋼を組み立てる溶接機と、(iii)長尺の溶接H形鋼を切断することによって所望の長さを有する溶接H形鋼とする切断機とを備え、さらに、(iv)アンコイラーと溶接機との間に配置されて、スリットレーザー光を用いた光切断法によりウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を、ウェブ材およびフランジ材それぞれの長手方向について測定することによってウェブ材およびフランジ材それぞれの三次元形状を求める疵検査装置と、(v)溶接機と切断機との間に配置されて、長尺のH形鋼のウェブまたはフランジにマーキングするマーキング装置と、(vi)疵検査装置により求められた三次元形状に基づいてウェブ材およびフランジ材それぞれの欠陥部位の位置を特定し、特定した欠陥部位にマーキングする指令をマーキング装置へ出力し、さらに、特定した欠陥部位を切り下げる指令を切断装置へ出力するか、または、所望の長さを有する溶接H形鋼のうちで欠陥部位を含む溶接H形鋼を欠陥の検査工程へ搬送する指令を出力する制御装置とを備えることを特徴とする溶接H形鋼の製造装置である。 From another point of view, the present invention provides (i) an uncoiler for feeding out a long web material and a flange material to feed the long web material and the flange material, and (ii) a long web to be fed. A welding machine for assembling a long welded H-shaped steel by welding the web material and the flanged material after combining the material and the flange material into a cross-sectional H shape, and (iii) cutting the long welded H-shaped steel And (iv) a web material and a flange formed by an optical cutting method using a slit laser beam, which is disposed between the uncoiler and the welding machine. A cross-sectional shape in the width direction of each material is measured in the longitudinal direction of each of the web material and the flange material to obtain a three-dimensional shape of each of the web material and the flange material. An apparatus, (v) a marking device arranged between a welding machine and a cutting machine to mark a long H-shaped steel web or flange, and (vi) a three-dimensional shape determined by a wrinkle inspection device Based on the position of the defective part of each of the web material and the flange material based on the output, a command to mark the specified defective part is output to the marking device, and further, a command to cut down the specified defective part is output to the cutting device, or And a control device for outputting a command for conveying the welded H-section steel including a defective portion among the welded H-section steel having a desired length to a defect inspection process. Device.
この本発明に係る溶接H形鋼の製造装置は、疵検査装置においてウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を測定する測定部の上流および下流に配置されて、ウェブ材およびフランジ材を押さえることによってウェブ材およびフランジ材それぞれのばたつきを抑制する一対のロールを備えることが望ましい。 The manufacturing apparatus for welded H-section steel according to the present invention is disposed upstream and downstream of a measuring unit that measures cross-sectional shapes in the width direction of the web material and the flange material in the wrinkle inspection device. It is desirable to provide a pair of rolls that suppress the flapping of the web material and the flange material by pressing.
本発明によれば、所望の長さを有する溶接H形鋼を、その表面欠陥を確実に検出しながら、製造することができるようになり、これにより、表面欠陥を有する溶接H形鋼が出荷されることを未然に防止し、また表面欠陥が発生した際の対策(手入れ、切下げ等の処置)をとり易く、かつ表面欠陥に対する対応を迅速にとることができるようになる。 According to the present invention, it becomes possible to manufacture a welded H-section steel having a desired length while reliably detecting the surface defects, whereby the welded H-section steel having a surface defect is shipped. It is easy to take measures (care, treatment, etc.) when surface defects occur, and it is possible to quickly take measures against surface defects.
すなわち、本発明によれば、(a)溶接される前の溶接H形鋼のウェブ材およびフランジ材における表面欠陥を疵検出装置により検出するので、溶接H形鋼のウェブおよびフランジの表面欠陥を目視等により検出する場合に比較して、表面欠陥、特にウェブ材およびフランジ材の素材である熱延コイルに起因する表面欠陥の検出精度を顕著に向上することができ、溶接H形鋼の表面欠陥を確実に検出することができるとともに、(b)溶接H形鋼に発生する表面欠陥のうち、ウェブ材およびフランジ材の素材である熱延コイルに起因する表面欠陥を特定することができるので、溶接H形鋼の製造工程で発生する表面欠陥を識別でき、表面欠陥に対する対応(例えば、表面欠陥の発生原因の除去や製品における表面欠陥の手入れや切下げ処置等)を迅速にとることが可能になり、溶接H形鋼の歩留りの向上と製品の品質向上とを図ることができる。 That is, according to the present invention, (a) the surface defects in the web material and the flange material of the welded H-shaped steel before welding are detected by the wrinkle detection device. Compared with the case of detecting by visual inspection or the like, it is possible to remarkably improve the detection accuracy of surface defects, particularly surface defects caused by hot-rolled coils that are materials of web materials and flange materials, and the surface of the welded H-section steel. Since defects can be reliably detected, (b) among surface defects generated in the welded H-section steel, surface defects caused by hot-rolled coils that are materials of the web material and the flange material can be identified. , Can identify surface defects that occur in the manufacturing process of welded H-shaped steel, and deal with surface defects (for example, removal of the cause of surface defects, treatment of surface defects in products, and devaluation treatment) The becomes possible to promptly take, it is possible to achieve a quality improvement and product yield of the welded H-shaped steel.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る溶接H形鋼21の製造装置20の構成例を模式的に示す説明図であり、図2は、この製造装置20における疵検査装置22を概念的に示す説明図であり、さらに、図3は、この疵検査装置22を概念的に示す正面図である。なお、以降の説明では、図4、5の図中符号に示す構成要素と同一の構成要素には同一の図中符号を付することによって重複する説明を適宜省略する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a manufacturing apparatus 20 for welded H-
本発明に係る溶接H形鋼21の製造装置20は、アンコイラー3と、疵検査装置22と、溶接機10と、マーキング装置23と、切断機24と、制御装置25とを備えるので、これらの構成要素を順次説明する。
Since the manufacturing apparatus 20 of the welded H-
[アンコイラー3]
アンコイラー3は、アンコイラー3aおよびアンコイラー3bからなる。アンコイラー3aは、熱延コイル4から長尺のウェブ材5を払い出し、ルーパー26を介して、ウェブ材5を溶接機10へ送給する。また、アンコイラー3bは、熱延コイル4から長尺のフランジ材6を払い出し、ルーパー26を介してウェブ材5を送給し、スリッタ27によりウェブ材5を二つに分割し、二つのウェブ材5を溶接機10へ送給する。
[Uncoiler 3]
The
アンコイラー3a、3bはこの種のものとして慣用されるものであればよく、当業者にとっては周知であるので、アンコイラー3a、3bに関するこれ以上の説明は省略する。
[疵検査装置22]
疵検査装置22は、ルーパー26と溶接機10との間(すなわちアンコイラー3aと溶接機10との間)、および、ルーパー26と溶接機10との間(すなわちアンコイラー3bと溶接機10との間)にそれぞれ配置されて、ウェブ材5およびフランジ材6、6の三次元形状を求めるものである。図1に示す二つの疵検査装置22は、ウェブ材5、フランジ材6、6の表面および裏面における疵を検出する。
Since the uncoilers 3a and 3b may be those commonly used as this type and are well known to those skilled in the art, further description of the uncoilers 3a and 3b is omitted.
[Wrinkle inspection device 22]
The
図2に示すように、疵検査装置22は、レーザー光発信装置22aと、カメラ22bと、カメラ撮影画像の信号処理パソコン22cとを備えるものであり、スリットレーザー光を用いた光切断法により、ウェブ材5、フランジ材6、6の幅方向の断面形状をレーザー光発信装置22aおよびカメラ22bにより測定することを、ウェブ材5、フランジ材6、6の長手方向へ連続的に繰り返すことによって、鋼板表面の3次元形状を求める。そして、得られた3次元形状のデータを、信号処理パソコン22cにより信号処理することにより、ウェブ材5、フランジ材6、6の表面および裏面における欠陥部位を特定する。レーザー光発信装置22aおよびカメラ22bは、Cフレーム構造の測定台車(図示しない)に搭載され、ウェブ材5またはフランジ材6の表面および裏面を同時に測定する。
As shown in FIG. 2, the
カメラの撮影画像から得られた断面形状を画像化し、画像処理することで疵領域の有無を判定する。疵がある場合には制御装置25(図1に示す例では上位プロセスコンピュータ)にNG信号を出力し、制御装置25では、検出した疵の位置をトラッキングする。
The cross-sectional shape obtained from the photographed image of the camera is imaged and image processing is performed to determine the presence or absence of a wrinkle region. If there is a wrinkle, an NG signal is output to the control device 25 (the host process computer in the example shown in FIG. 1), and the
このように、疵検査装置22は、スリットレーザー光を用いた光切断法によりウェブ材6およびフランジ材6、6それぞれの幅方向の断面形状を、ウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの長手方向について測定することによってウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの三次元形状を求めるものである。
As described above, the
また、図2に示すように、疵検査装置22においてウェブ材5,フランジ材6、6それぞれの幅方向の断面形状を測定する測定部22dの上流および/または下流に配置されて、ウェブ材5,フランジ材6,6を押さえることによってウェブ材5,フランジ材6,6それぞれのばたつきを抑制する一対のロール28を備えることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 2, the
[溶接機10]
溶接機10は、送給される長尺のウェブ材5およびフランジ材、6、6を断面H形に組み合わせた後に、ウェブ材5およびフランジ材6、6を溶接することによって、長尺の溶接H形鋼2を組み立てるものである。
[Welding machine 10]
The
溶接機10はこの種のものとして慣用されるものであればよく、当業者にとっては周知であるので、溶接機10に関するこれ以上の説明は省略する。
[マーキング装置23]
マーキング装置23は、溶接機10と切断機24との間に配置されて、長尺の溶接H形鋼2のウェブ2aまたはフランジ2b、2bにマーキングするためのものである。
Any
[Marking device 23]
The marking device 23 is disposed between the welding
マーキング装置23は、疵位置をトラッキングした後、溶接機10の下流でスプレーマーキングする。スプレーマーキングは、長尺の溶接H形鋼2のフランジ2bの外面(2面)、フランジ2の内面(4面)、ウェブ2aの2面のうちで疵のある部位に対して行なう。
The marking device 23 performs spray marking downstream of the
マーキング装置23はこの種のものとして慣用されるものであればよく、当業者にとっては周知であるので、マーキング装置23に関するこれ以上の説明は省略する。
[切断機24]
切断機24は、搬送される溶接H形鋼24と同期して走行しながらこの長尺の溶接H形鋼24を切断することによって所望の長さを有する溶接H形鋼21とするものである。
The marking device 23 only needs to be commonly used as this type, and is well known to those skilled in the art, so further description of the marking device 23 is omitted.
[Cutting machine 24]
The cutting machine 24 cuts the long welded H-section steel 24 while traveling in synchronization with the transported welded H-section steel 24 to obtain a welded H-
切断機24はこの種のものとして慣用されるものであればよく、当業者にとっては周知であるので、切断機24に関するこれ以上の説明は省略する。
[制御装置25]
制御装置25は、疵検査装置22により求められた三次元形状に基づいてウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの欠陥部位の位置を特定し、制御装置25は、特定した欠陥部位にマーキングする指令をマーキング装置23へ出力する。
The cutting machine 24 may be any one commonly used as this type and is well known to those skilled in the art, and thus further description of the cutting machine 24 is omitted.
[Control device 25]
The
そして、制御装置25は、(I)特定した欠陥部位を切り下げる指令を切断装置24へ出力するか、または、(II)所望の長さを有する溶接H形鋼21のうちでマーキングされた欠陥部位を含む溶接H形鋼21を欠陥の検査工程29へ搬送する指令を出力する。
And the
本発明に係る溶接H形鋼21の製造装置20は、以上のように構成される。次に、この製造装置20を用いて溶接H形鋼21を製造する状況を説明する。
図1において、ペイオフリール3a、3bにより熱延コイル4、4から払い出された長尺のウェブ材5およびフランジ材6、6は、送給されながら、断面H形に組み合わされた後に溶接機10によりウェブ材5およびフランジ材6、6を溶接されることによって、長尺の溶接H形鋼2に組み立てられる。そして、長尺の溶接H形鋼2は切断機24により切断されることによって、所望の長さを有する溶接H形鋼7として製造される。
The manufacturing apparatus 20 of the welded H-
In FIG. 1, the
本発明では、熱延コイル4、4から払い出された後であって断面H形に組み合わされる前に、疵検査装置22により、スリットレーザー光を用いた光切断法によりウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの幅方向の断面形状が、ウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの長手方向について測定されることによって、ウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの三次元形状が求められる。
In the present invention, after being fed out from the hot rolled coils 4 and 4 and before being combined into the H-shaped cross section, the
制御装置25は、疵検査装置22により求められた三次元形状に基づいてウェブ材5およびフランジ材6、6それぞれの欠陥部位の位置を特定するとともに、ウェブ材5およびフランジ材6、6の溶接を行なわれた後に、特定した欠陥部位をマーキングするように、マーキング装置23に指令を出力する。この指令により、マーキング装置23は特定された欠陥部位へのマーキングを行なう。
The
そして、制御装置25は、マーキングした欠陥部位を切断機24により切り下げるか、または、所望の長さを有する溶接H形鋼7のうちで欠陥部位を含む溶接H形鋼7の欠陥の程度に応じて、溶接H形鋼7の出荷の可否を判断し、出荷できないと判断される場合には、溶接H形鋼21を欠陥の検査工程29へ搬送する指令を出力する。
And the
このように、欠陥部位の処置は、製造ラインの後端に配置する切断機24にてこの欠陥部位をトラッキングして切下げるか、もしくは製品をラインから検査工程29へオフラインし、検査員による再検査を行なうこととすればよい。 In this way, the defective part is treated by tracking down the defective part with the cutting machine 24 arranged at the rear end of the production line or by taking the product off-line from the line to the inspection process 29 and re-inspecting by the inspector. An inspection may be performed.
以上説明したように、本発明によれば、所望の長さを有する溶接H形鋼21を、その表面欠陥を確実に検出しながら、製造することができるようになり、これにより、表面欠陥を有する溶接H形鋼21が出荷されることを未然に防止し、また表面欠陥が発生した際の対策(手入れ、切下げ等の処置)をとり易く、かつ表面欠陥に対する対応を迅速にとることができるようになる。
As described above, according to the present invention, the welded H-
すなわち、本発明によれば、溶接機10により溶接される前のウェブ材5およびフランジ材6、6における表面欠陥を疵検出装置22により検出するので、長尺の溶接H形鋼2のウェブ2aおよびフランジ2b、2bの表面欠陥を目視等により検出する場合に比較して、表面欠陥、特にウェブ材5またはフランジ材6、6の素材である熱延コイルに起因する表面欠陥の検出精度を顕著に向上することができ、溶接H形鋼21の表面欠陥を確実に検出することができる。
That is, according to the present invention, since the surface defect in the
また、本発明によれば、溶接H形鋼21に発生する表面欠陥のうち、ウェブ材5およびフランジ材6、6の素材である熱延コイル4に起因する表面欠陥を特定することができるので、溶接H形鋼21の製造工程で発生する表面欠陥とを識別でき、表面欠陥に対する対応(例えば、表面欠陥の発生原因の除去や製品における表面欠陥の手入れや切下げ処置等)を迅速にとることが可能になり、溶接H形鋼21の歩留りの向上と製品の品質向上とを図ることができる。
Moreover, according to this invention, since the surface defect which originates in the hot rolled coil 4 which is the raw material of the
本発明に係る製造装置20によれば、ウェブ材5およびフランジ材6、6の表面疵を疵検出装置22により検出し、この疵部をトラッキング装置にて追跡し、溶接機10による溶接後に、マーキング装置23により溶接H形鋼2の疵部にマーキングを施す。マーキングされた部位は、通常の場合には、溶接H形鋼の状態で切断機24により切下げられる。
According to the manufacturing apparatus 20 according to the present invention, the surface flaws of the
これに対し、本願前には、熱延工程よりマーキングされたもの、又は情報として疵位置が識別された鋼板を溶接H形鋼の製造ラインにて仕分けするためには、検査員をラインサイドに配置し疵部位を探さなければならず、効率的でなかった。特に溶接H形鋼2に成形した後は、フランジの外面2個所、フランジの内面4個所およびウェブ上下面2個所の計8箇所について表面欠陥の有無をチェックする必要があり検査員の配置場所の制約、検査員の配置複数化など現実的でなかった。 On the other hand, before the present application, in order to sort the steel sheet marked by the hot rolling process or the steel plate whose heel position is identified as information in the production line of the welded H-section steel, the inspector should be on the line side. It was not efficient because it had to be placed and searched for the heel part. In particular, after forming the welded H-section steel 2, it is necessary to check for surface defects at a total of 8 locations, 2 on the outer surface of the flange, 4 on the inner surface of the flange, and 2 on the upper and lower surfaces of the web. It was not realistic because of restrictions, multiple inspectors.
1 製造装置
2 溶接H形鋼
3 ペイオフリール
3a、3b アンコイラー
4 熱延コイル
5 ウェブ材
6 フランジ
7 レベラー
8 ウェブアップセッター
9 高周波加熱装置
10 溶接機
10a,10b 加圧ロール
10c 位置
11 溶接ビード成形装置
12 冷却装置
13 矯正装置
13a 矯正ロール
14 コイル継ぎ溶接機
20 本発明に係る製造装置
21 溶接H形鋼
22 疵検査装置
22a スリットレーザー光発信装置
22b カメラ
22c 信号処理パソコン
22d 測定部
23 マーキング装置
24 切断機
25 制御装置
26 ルーパー
27 スリッタ
28 ロール
29 検査工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 2 Welded H-
Claims (4)
第1の工程:前記熱延コイルから払い出された後であって断面H形に組み合わされる前に、スリットレーザー光を用いた光切断法により前記ウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を、該ウェブ材およびフランジ材それぞれの長手方向について測定することによって該ウェブ材およびフランジ材それぞれの三次元形状を求めること、
第2の工程:求めた三次元形状に基づいて前記ウェブ材およびフランジ材それぞれの欠陥部位の位置を特定すること、
第3の工程:前記ウェブ材およびフランジ材の溶接を行なわれた後に、特定した欠陥部位をマーキングすること、および
第4の工程:マーキングした該欠陥部位を前記切断機により切り下げること、または、所望の長さを有する溶接H形鋼のうちで前記欠陥部位を含む溶接H形鋼の欠陥の程度に応じて、溶接H形鋼の出荷の可否を判断すること。 A long welded H-section steel is assembled by welding the web material and the flange material after being combined into a cross-section H shape while feeding the long web material and the flange material discharged from the hot rolled coil. A method for producing a welded H-section steel having a desired length by cutting the long welded H-section steel with a cutting machine, comprising the following first to fourth steps: A method for producing a welded H-section steel,
First step: After being discharged from the hot-rolled coil and before being combined into a cross-section H-shaped, the cross-sectional shape in the width direction of each of the web material and the flange material by a light cutting method using a slit laser beam Determining the three-dimensional shape of each of the web material and the flange material by measuring the longitudinal direction of the web material and the flange material,
2nd process: Specifying the position of each defective part of the web material and the flange material based on the obtained three-dimensional shape,
Third step: After the web material and the flange material are welded, the identified defective portion is marked, and the fourth step: the marked defective portion is cut down by the cutting machine, or desired Judging whether or not shipment of the welded H-section steel is possible according to the degree of the defect of the welded H-section steel including the defect portion among the welded H-section steel having a length of.
前記アンコイラーと前記溶接機との間に配置されて、スリットレーザー光を用いた光切断法により前記ウェブ材およびフランジ材それぞれの幅方向の断面形状を、該ウェブ材およびフランジ材それぞれの長手方向について測定することによって該ウェブ材およびフランジ材それぞれの三次元形状を求める疵検査装置と、
前記溶接機と前記切断機との間に配置されて、前記長尺の溶接H形鋼のウェブまたはフランジにマーキングするマーキング装置と、
前記疵検査装置により求められた三次元形状に基づいて前記ウェブ材およびフランジ材それぞれの欠陥部位の位置を特定し、特定した欠陥部位にマーキングする指令を前記マーキング装置へ出力し、さらに、特定した欠陥部位を切り下げる指令を前記切断装置へ出力するか、または、前記所望の長さを有する溶接H形鋼のうちで欠陥部位を含む溶接H形鋼を欠陥の検査工程へ搬送する指令を出力する制御装置と
を備えることを特徴とする溶接H形鋼の製造装置。 An uncoiler that feeds out the long web material and the flange material by feeding out the long web material and the flange material, and the web material and the flange material after combining the long web material and the flange material into a cross-section H shape. A welding machine that assembles a long welded H-section steel by welding, and a cutting machine that cuts the long welded H-section steel into a welded H-section steel having a desired length, and ,
A cross-sectional shape in the width direction of each of the web material and the flange material is arranged between the uncoiler and the welder by a light cutting method using a slit laser beam, and the longitudinal direction of each of the web material and the flange material. A wrinkle inspection device for determining the three-dimensional shape of each of the web material and the flange material by measuring,
A marking device disposed between the welding machine and the cutting machine for marking the web or flange of the long welded H-section steel;
Based on the three-dimensional shape obtained by the wrinkle inspection device, the position of the defective portion of each of the web material and the flange material is specified, and a command to mark the specified defective portion is output to the marking device, and further specified. A command to cut down the defective part is output to the cutting device, or a command to convey the welded H-shaped steel including the defective part out of the welded H-shaped steel having the desired length to the defect inspection process is output. An apparatus for producing welded H-section steel, comprising: a control device.
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