JP2014219356A - 走間シャー用切断長さ決定装置および走間シャーの鋼板切断長さ決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断すべき鋼板の板取り長さを正確に設定して精度良く切断することができる走間シャー用切断長さ決定装置を提供する。【解決手段】搬送される鋼板Ｗの先端部Ｗｓを走間シャー４の出側にて板取り長さＬの範囲に亘って撮像し、その撮像された鋼板Ｗの画像から鋼板の先端部Ｗｓの位置情報を画像処理により取得し、その取得した鋼板先端部Ｗｓの逐次の位置情報に基づいて、鋼板Ｗを切断すべき所期の位置が走間シャー４の切断位置Ｘｏに到達する到達時刻ｔ１を予測し、その予測した到達時刻ｔ１に基づいて走間シャー４の回転刃による押圧を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板連続処理ライン（鋼板製造プロセスライン）に設けられてパスライン上下に対向する一対の回転刃により走行状態の鋼板を剪断する走間シャーに好適な、走間シャー用切断長さ決定装置および走間シャーの鋼板切断長さ決定方法に関する。

従来の鋼板連続処理ライン（鋼板製造プロセスライン）では、走間シャーにより切断すべき所期の板取り長さは、走間シャーの入側に設けた測長ロールの回転を、ロール回転速度検出器（ＰＬＧ）により計数し、その計数値に基づいて決定されていた。なお、このような所期の板取りの後に、その板取り後の寸法を測定するために、板取り後の鋼板を撮像し、その撮像により得られた信号を画像処理することで寸法検査を行う技術が複数開示されている（例えば特許文献１ないし２参照）。

特開２００２−３７０１９４号公報 特開平６−１８２２８号公報

ところで、測長ロールの回転をロール回転速度検出器（ＰＬＧ）により計数する板取り長さの決定方法であると、測長ロールと鋼板とのスリップ等により、測長ロールの回転の計数値と実際に送られた鋼板の長さとの間に誤差が発生するという問題がある。特に、サンプル板を採取する場合に、設備制約上の理由からラインを一旦停止させる必要があるときには、停止後の起動時にスリップがより発生し易いため看過できない問題である。

このような問題に対し、例えば上記特許文献１ないし２記載の技術であると、板取り後の鋼板の寸法を測定することはできるものの、板取りする前に、所期の切断すべき板取り長さを予測して決定することはできない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、走間シャーにより切断すべき板取り長さを正確に設定して精度良く切断する上で好適な、走間シャー用切断長さ決定装置および走間シャーの鋼板切断長さ決定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る走間シャー用切断長さ決定装置は、鋼板連続処理ラインに設けられてパスライン上下に対向する一対の回転刃により走行状態の鋼板を剪断する走間シャーに用いられて、前記走間シャーにより切断すべき前記鋼板の板取り長さを決定する切断長さ決定装置であって、前記走間シャーの出側に設けられて搬送される鋼板の先端部を板取り長さの範囲に亘って撮像可能に設置された撮像手段と、該撮像手段で撮像された鋼板の画像から鋼板の先端部の位置情報を取得可能に処理する画像処理手段と、該画像処理手段から取得した鋼板先端部の逐次の位置情報に基づいて、前記鋼板の板取り長さを決定する板取り長さ決定手段とを備えることを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る走間シャー用切断長さ決定装置において、前記板取り長さ決定手段は、前記走間シャーの切断位置に前記鋼板を切断すべき所期の位置が位置するときの鋼板先端部の位置を算出し、さらに、前記画像処理手段から取得した鋼板先端部の逐次の位置情報から前記鋼板の搬送速度を算出するとともに、前記搬送速度から前記鋼板を切断すべき所期の位置が前記走間シャーの切断位置に到達する到達時刻を予測し、その予測した到達時刻に基づいて前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることは好ましい。
また、前記板取り長さ決定手段は、前記走間シャーの切断位置に対し、前記到達時刻における前記走間シャーの回転刃の位置のずれ量を予測し、その予測したずれ量分だけ前記到達時刻を補正して前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることは好ましい。

さらに、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る走間シャーの鋼板切断長さ決定方法は、鋼板連続処理ラインに設けられてパスライン上下に対向する一対の回転刃により走行状態の鋼板を剪断する走間シャーに用い、前記走間シャーにより切断すべき前記鋼板の板取り長さを決定する方法であって、搬送される鋼板の先端部を前記走間シャーの出側にて板取り長さの範囲に亘って撮像する撮像工程と、その撮像された鋼板の画像から鋼板の先端部の位置情報を画像処理により取得する画像処理工程と、その取得した鋼板先端部の逐次の位置情報に基づいて、前記鋼板の板取り長さを決定する板取り長さ決定工程とを含むことを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る走間シャーの鋼板切断長さ決定方法において、前記板取り長さ決定工程は、前記走間シャーの切断位置に前記鋼板を切断すべき所期の位置が位置するときの鋼板先端部の位置を算出し、前記画像処理工程で取得した鋼板先端部の逐次の位置情報から前記鋼板の搬送速度を算出するとともに、前記搬送速度から前記鋼板を切断すべき所期の位置が前記走間シャーの切断位置に到達する到達時刻を予測し、その予測した到達時刻に基づいて前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることは好ましい。
また、前記板取り長さ決定工程は、前記走間シャーの切断位置に対し、前記到達時刻における前記走間シャーの回転刃の位置のずれ量を予測し、その予測したずれ量分だけ前記到達時刻を補正して前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることは好ましい。

本発明によれば、搬送される鋼板の先端部を走間シャーの出側にて板取り長さの範囲に亘って撮像し、その撮像された鋼板の画像から鋼板先端部の位置情報を画像処理により取得し、その取得した鋼板先端部の逐次の位置情報に基づいて、走間シャーの回転刃による押圧を開始させるので、板取りする前に、鋼板先端部の位置に基づき切断位置を決定することができる。特に、測長ロールの回転をロール回転速度検出器（ＰＬＧ）により計数して板取り長さを決定するという従来の間接的な移動量の情報に基づく演算に比べ、鋼板先端部を直接撮像して得られた逐次の位置情報に基づいて演算しているので、測長ロールと鋼板とのスリップ等により、測長ロールの回転に基づく計数値と実際に送られた鋼板の長さとの間に誤差が発生するという問題が解消される。そのため、切断すべき板取り長さを正確に設定して精度良く切断することができる。

本発明の一態様に係る走間シャー用切断長さ決定装置を備える鋼板連続処理ラインの一実施形態であって、同図ではその要部を模式図にて示している。 図１の板取り長さ決定部で実行される板取り長さ決定処理のフローチャートである。 板取り長さ決定処理において監視される鋼板先端部の逐次の位置を説明する図であり、同図は、ＣＣＤカメラでの撮像範囲と、その撮像範囲内で逐次に撮像された鋼板の画像を模式的に示している。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この鋼板連続処理ライン（鋼板製造プロセスライン）１は、鋼板Ｗが搬送ロール３によってライン進行方向（同図の右から左）に搬送されるようになっている。搬送ロール３の下流には、パスライン上下に対向する一対の測長ロール８が設けられている。測長ロール８には、ロール回転速度検出器（ＰＬＧ）９が付設されている。鋼板Ｗが搬送されると測長ロール８が回転し、測長ロール８の回転によってロール回転速度検出器（ＰＬＧ）９のパルスをカウントすることにより鋼板Ｗの進行速度が計測されるようになっている。

測長ロール８の下流には、走間シャー４が設けられている。走間シャー４は、パスライン上下に対向する一対の回転刃４ａ，４ｂを有する。一対の回転刃４ａ，４ｂは、駆動ギヤ機構５を介して駆動モータ６に接続されており、駆動モータ６が駆動されることにより、設定された回転数でライン進行方向に向けてそれぞれ回転駆動されるようになっている。回転刃４ａには、刃部位置検出器７が付設されており、刃部位置検出器７により、せん断用の回転刃４ａ，４ｂの刃部の位置を検出可能とされている。走間シャー４は、押圧動作機構（不図示）を有し、この押圧動作機構の駆動により、一対の回転刃４ａ，４ｂが押圧作動されて走行状態の鋼板Ｗを剪断可能になっている。

ここで、この鋼板連続処理ライン１は、切断長さ決定装置を備え、この切断長さ決定装置は、図１に示す、ＣＣＤカメラ１０、画像処理部１２および板取り長さ決定部１４を備えて構成されている。
詳しくは、ＣＣＤカメラ１０は、撮像手段として走間シャー４の出側に且つパスライン上方に設けられている。ＣＣＤカメラ１０は、搬送される鋼板Ｗの先端部Ｗｓを所期の切断すべき板取り長さの範囲（図３参照）に亘って撮像可能に設置されている。

ＣＣＤカメラ１０で撮像された鋼板Ｗの画像は、画像処理手段である画像処理部１２に送られるようになっている。画像処理部１２は、画像処理により鋼板Ｗの鋼板先端部Ｗｓの位置情報を取得可能に処理し、先端部Ｗｓの位置情報を板取り長さ決定手段である板取り長さ決定部１４に送る。
板取り長さ決定部１４は、画像処理部１２から取得した鋼板先端部Ｗｓの逐次の位置情報に基づいて、鋼板Ｗを切断すべき板取り長さを決定する板取り長さ決定処理を実行し、走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂを押圧駆動させる信号を出力するようになっている。なお、板取り長さ決定部１４には、画像処理部１２からの鋼板先端部Ｗｓの位置情報の他、ロール回転速度検出器９からの鋼板Ｗの進行速度情報、および刃部位置検出器７からの回転刃４ａの刃部の位置を情報が入力される。

板取り長さ決定部１４は、コンピュータを含む装置により構成され、板取り長さ決定処理が実行されると、図２に示すステップＳ１に処理が移行する。ステップＳ１では、予測位置Ｘｍを算出してステップＳ２に移行する。ここで、この予測位置Ｘｍとは、切断位置Ｘｏ（図１参照）から鋼板先端部Ｗｓまでの長さが、切断すべき所期の板取り長さＬ（図１参照）と一致したときの鋼板先端部Ｗｓの位置である。所期の板取り長さＬ、および切断位置Ｘｏは既知の値であるから、ＣＣＤカメラ１０での撮像画像上において、搬送方向のいずれの位置が予測位置Ｘｍとなるかを算出することができる。

ステップＳ２では、ＣＣＤカメラ１０での撮像画像から搬送速度ｖを算出してステップＳ３に移行する。但し、搬送速度ｖは、画像処理部１２から取得した鋼板先端部Ｗｓの逐次の位置情報（図３でのＸ１，Ｘ２）に基づいて、ｖ＝ｌ／（Ｔ２−Ｔ１）から求める。なお、Ｔ１は、鋼板先端部Ｗｓが位置Ｘ１に位置したときの時刻、Ｔ２は、鋼板先端部Ｗｓが位置Ｘ２に位置したときの時刻、ｌは、位置Ｘ１と位置Ｘ２間の距離である。

ステップＳ３では、ステップＳ２で算出された搬送速度ｖから、上記予測位置Ｘｍに鋼板先端部Ｗｓが到達する到達時刻ｔ１を予測してステップＳ４に移行する。続くステップＳ４では、予測された到達時刻ｔ１における、回転刃４ａの切断位置Ｘｏからのずれ量ΔＸ（図１参照）を予測してステップＳ５に移行する。ここで、ずれ量ΔＸは、切断位置Ｘｏに対する回転刃４ａの周方向の位置であって、「（ａ（ｔ１−Ｔ１）＋ｂ）／回転刃周長」の「小数点以下部分の値」に回転刃周長を積算することで求められる。但し、ａは、回転刃周速、ｂは、時刻Ｔ１時点での回転刃４ａの切断位置Ｘｏからのずれ量の測定値である。ずれ量の測定値ｂは、上記刃部位置検出器７から取得することができる。

ステップＳ５では、鋼板先端部Ｗｓが、「Ｘｍ−ΔＸ」となるときの補正到達時刻ｔ１’を、上記搬送速度ｖに基づいて予測してステップＳ６に移行する。続くステップＳ６では、補正到達時刻ｔ１’−αのときに一対の回転刃４ａ，４ｂによる押圧（つまりせん断）を開始する指令を走間シャー４の制御部に出力して処理を終える。なお、αは余裕代であって、α＜（回転刃周長／回転刃周速）である。

次に、この鋼板連続処理ライン１の備える走間シャー用切断長さ決定装置の動作（つまり、走間シャーの鋼板切断長さ決定方法でもある）、およびその作用・効果について説明する。
この鋼板連続処理ライン１が操業されると、鋼板Ｗが搬送ロール３によってライン進行方向に搬送される。搬送される鋼板Ｗにより測長ロール８が回転し、その回転によってロール回転速度検出器９により計測された鋼板Ｗの進行速度が板取り長さ決定部１４に入力される。

ここで、この鋼板連続処理ライン１は上記切断長さ決定装置を備え、この切断長さ決定装置は、上記板取り長さ決定処理が実行されると、走間シャー４の下流のＣＣＤカメラ１０で鋼板先端部Ｗｓを撮像し、その撮像画像を画像処理部１２で画像処理し、板取り長さ決定部１４は、画像処理により得られた鋼板先端部Ｗｓの逐次の位置情報に基づいて、走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂを押圧駆動させる信号を出力する。

これにより、この鋼板連続処理ライン１の切断長さ決定装置によれば、測長ロール８の回転をロール回転速度検出器（ＰＬＧ）９により計数して板取り長さＬを決定するという従来の間接的な移動量の情報に基づく演算に比べ、鋼板先端部Ｗｓを直接撮像して得られた逐次の位置情報に基づいているので、直接的な移動量の情報に基づく演算を行うことができる。そのため、測長ロール８と鋼板Ｗとのスリップ等により、測長ロール８の回転に基づく計数値と実際に送られた鋼板Ｗの長さとの間に誤差が発生するという問題が解消されるため、切断すべき板取り長さＬを正確に設定して精度良く切断することができる。

特に、本実施形態の切断長さ決定装置によれば、板取り長さ決定部１４は、走間シャー４の切断位置Ｘｏに鋼板Ｗを切断すべき所期の位置が位置するときの鋼板先端部Ｗｓの位置を算出し、さらに、画像処理部１２から取得した鋼板先端部Ｗｓの逐次の位置情報から鋼板Ｗの搬送速度ｖを算出するとともに、その搬送速度ｖから鋼板Ｗを切断すべき所期の位置が走間シャー４の切断位置Ｘｏに到達する到達時刻ｔ１を予測し、その予測した到達時刻ｔ１に基づいて走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂによる押圧を開始させるので、切断すべき板取り長さＬを正確に設定して精度良く切断する上で好適である。

また、本実施形態の切断長さ決定装置によれば、板取り長さ決定部１４は、走間シャー４の切断位置Ｘｏに対し、到達時刻ｔ１における走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂの位置のずれ量ΔＸを予測し、その予測したずれ量ΔＸ分だけ到達時刻ｔ１を補正した補正到達時刻ｔ１’に基づき走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂによる押圧を開始させるので、切断すべき板取り長さＬを正確に設定して精度良く切断する上でより好適である。
さらに、この板取り長さ決定部１４は、補正到達時刻ｔ１’に対して、余裕代αをも考慮して走間シャー４の回転刃４ａ，４ｂによる押圧を開始させるので、切断すべき板取り長さＬを正確に設定して精度良く切断する上でより一層好適である。

なお、本発明に係る走間シャー用切断長さ決定装置および走間シャーの鋼板切断長さ決定方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。例えば、上記実施形態では、鋼板連続処理ライン１に測長ロール８およびロール回転速度検出器（ＰＬＧ）９を従来同様に備える例で説明したが、これに限らず、本発明の走間シャー用切断長さ決定装置を構成する、ＣＣＤカメラ１０、画像処理部１２および板取り長さ決定部１４を備えれば、測長ロール８およびロール回転速度検出器（ＰＬＧ）９を不要とすることができる。

１ 鋼板連続処理ライン（鋼板製造プロセスライン）
３ 搬送ロール
４ 走間シャー
４ａ，４ｂ 回転刃
５ 駆動ギヤ機構
６ 駆動モータ
７ 刃部位置検出器
８ 測長ロール
９ ロール回転速度検出器（ＰＬＧ）
１０ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１２ 画像処理部（画像処理手段）
１４ 板取り長さ決定部（板取り長さ決定手段）
Ｗ 鋼板
Ｗｓ 鋼板先端部（鋼板の先端部）

Claims (6)

1. 鋼板連続処理ラインに設けられてパスライン上下に対向する一対の回転刃により走行状態の鋼板を剪断する走間シャーに用いられて、前記走間シャーにより切断すべき前記鋼板の板取り長さを決定する切断長さ決定装置であって、
   前記走間シャーの出側に設けられて搬送される鋼板の先端部を板取り長さの範囲に亘って撮像可能に設置された撮像手段と、該撮像手段で撮像された鋼板の画像から鋼板の先端部の位置情報を取得可能に処理する画像処理手段と、該画像処理手段から取得した鋼板先端部の逐次の位置情報に基づいて、前記鋼板の板取り長さを決定する板取り長さ決定手段とを備えることを特徴とする走間シャー用切断長さ決定装置。
2. 前記板取り長さ決定手段は、前記走間シャーの切断位置に前記鋼板を切断すべき所期の位置が位置するときの鋼板先端部の位置を算出し、さらに、前記画像処理手段から取得した鋼板先端部の逐次の位置情報から前記鋼板の搬送速度を算出するとともに、前記搬送速度から前記鋼板を切断すべき所期の位置が前記走間シャーの切断位置に到達する到達時刻を予測し、その予測した到達時刻に基づいて前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることを特徴とする請求項１に記載の走間シャー用切断長さ決定装置。
3. 前記板取り長さ決定手段は、前記走間シャーの切断位置に対し、前記到達時刻における前記走間シャーの回転刃の位置のずれ量を予測し、その予測したずれ量分だけ前記到達時刻を補正して前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることを特徴とする請求項２に記載の走間シャー用切断長さ決定装置。
4. 鋼板連続処理ラインに設けられてパスライン上下に対向する一対の回転刃により走行状態の鋼板を剪断する走間シャーに用い、前記走間シャーにより切断すべき前記鋼板の板取り長さを決定する方法であって、
   搬送される鋼板の先端部を前記走間シャーの出側にて板取り長さの範囲に亘って撮像する撮像工程と、その撮像された鋼板の画像から鋼板の先端部の位置情報を画像処理により取得する画像処理工程と、その取得した鋼板先端部の逐次の位置情報に基づいて、前記鋼板の板取り長さを決定する板取り長さ決定工程とを含むことを特徴とする走間シャーの鋼板切断長さ決定方法。
5. 前記板取り長さ決定工程は、前記走間シャーの切断位置に前記鋼板を切断すべき所期の位置が位置するときの鋼板先端部の位置を算出し、前記画像処理工程で取得した鋼板先端部の逐次の位置情報から前記鋼板の搬送速度を算出するとともに、前記搬送速度から前記鋼板を切断すべき所期の位置が前記走間シャーの切断位置に到達する到達時刻を予測し、その予測した到達時刻に基づいて前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることを特徴とする請求項４に記載の走間シャーの鋼板切断長さ決定方法。
6. 前記板取り長さ決定工程は、前記走間シャーの切断位置に対し、前記到達時刻における前記走間シャーの回転刃の位置のずれ量を予測し、その予測したずれ量分だけ前記到達時刻を補正して前記走間シャーの回転刃による押圧を開始させることを特徴とする請求項５に記載の走間シャーの鋼板切断長さ決定方法。

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