JP2015043124A - 鋼管本数計数装置および鋼管本数計数方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管の重なりが発生しても鋼管本数を正確に計数でき、ストッパ等の設備を設置する必要のない計数装置を提供する。
【解決手段】鋼管１をその長手方向と直交する方向に搬送する搬送ラインにおいて、鋼管１の本数を計数する装置であって、搬送ラインの上方位置に配置されたレーザ距離計３と、該レーザ距離計３により連続的に測定した鋼管表面との距離を入力する距離入力手段と、前記鋼管表面との距離を波形として時系列に保存する手段と、前記波形から信号処理によって鋼管１の通過本数を計数する演算手段５と、を備えたことを特徴とする鋼管本数計数装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管をその長手方向と直交する方向に搬送する搬送ラインにおいて、鋼管の本数を正確にカウントする鋼管本数計数装置および鋼管本数計数方法に関する。

鋼管の製造工程において、定尺に切断された鋼管の数を計数する技術としては従来から、多くの装置や方法が開発されてきた。例えば、スキッド上を転動する鋼管がスキッド下方に設置された光源から投射される光を遮断するのをスキッド上方に設置された光センサで検出する最も普通の計数装置があるが、これでは複数本の鋼管が接触して通過した時、または複数本の鋼管が重なって通過した時、これを１本と計数し、計数誤差を生じるという問題があった。

そこで、特許文献１に、配列された被計数材に上方から光を照射し、その反射光をアレイ状に並列した光電検出素子上に結像させ、これを電気信号に変換して連続変化信号となし、設定レベルを超える信号数を計数する配列材の計数方法が開示されている。また、特許文献２には、レーザ光等の光ビームを光検出物に照射しその反射光を検出しパイプ等の棒状材を計数する場合に、被照射材の表面平滑度を一様に保って反射光レベルを高めるため、レーザ光等の光ビームの照射に先立ってパイプ等の表面に水、油、塗料、その他の平滑化用液状物を噴霧あるいは塗布しつつ進行するパイプ等の計数方法が開示されている。

さらに、上記の技術では鋼管の重なりや不整列のときに計数誤差を生じるとして、鋼管が転動するスキッドの鋼管供給端に鋼管の重なりを解除する可動ゲートストッパおよび前記スキッドの鋼管排出端に鋼管の転動を一時停止させる停止ストッパを設け、両ストッパ間に鋼管を一時停止させて、スキッド下方に設けた光源からの光が鋼管にさえぎられて生ずる陰影をスキッドの上方に設けたＣＣＤカメラで撮像し、その撮像された陰影の合計の幅と１本の鋼管の直径の陰影との比を鋼管の本数として計数する方法が特許文献３に開示されている。

特公昭５３−８５０４号公報 特開昭５０−２８３７４号公報 特開平１０−２６９３３７号公報

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載の反射光を検出して計数する方法は、鋼管の表面性状や曲がり等に起因する鋼管の重なりによって計数誤差が生じるという問題があり、また特許文献３ではこのような問題を解消したものであるが、スキッドに停止ストッパおよび可動ゲートストッパを設置し、鋼管を一時停止させる必要があるため、設備費用の増加および鋼管の搬送効率の低下などの問題があった。

本発明は、上述の課題を解決し、曲がり等に起因する鋼管の重なりが発生しても鋼管本数を正確に計数でき、ストッパ等の設備を設置する必要のない鋼管本数計数装置を提供することを目的としてなされたものであり、その要旨は次のとおりである。
（１）鋼管をその長手方向と直交する方向に搬送する搬送ラインにおいて、鋼管の本数を計数する装置であって、前記搬送ラインの上方位置に配置されたレーザ距離計と、該レーザ距離計により連続的に測定した鋼管表面との距離を入力する距離入力手段と、前記鋼管表面との距離を波形として時系列に保存する手段と、前記波形から信号処理によって鋼管の通過本数を計数する演算手段と、を備えたことを特徴とする鋼管本数計数装置。
（２）前記レーザ距離計を鋼管の搬送方向に移動させる機構を有することを特徴とする（１）に記載の鋼管本数計数装置。
（３）（１）または（２）に記載の鋼管本数計数装置を鋼管長手方向の２箇所以上の位置に配置し、各箇所の計数値を照合して鋼管本数を確定することを特徴とする鋼管本数計数方法。

本発明に係る鋼管本数計数装置の全体構成の一例を示す概略図である。 本発明に係る鋼管本数計数装置による測定例を示す模式図である。

本発明の鋼管本数計数装置は、鋼管を長手方向と直交する方向に搬送する搬送ラインにおいて、搬送される鋼管の上方にレーザ距離計を配置し、通過する鋼管の表面までの距離を連続的に測定する。そして、この測定した値を時系列に波形として保存する手段を有する装置に入力し、入力波形から下記に示す信号処理を行うことによって鋼管の通過本数を計数する。

レーザ距離計で測定された鋼管表面との距離は、鋼管が通過する際の測定開始から測定終了まで通過する鋼管群の上表面形状に相似して変化する。すなわち、鋼管載置面とレーザ距離計との距離（Ｈ）から通過する鋼管表面との距離の測定値（Ｘ）を引いた値(Ｙ＝Ｈ−Ｘ)の波形は、通過した鋼管群の載置形状に対応する。また、通過する鋼管群の単位移動距離当たりの前記Ｙの変化量ΔＹは、通過する鋼管の先頭側面がレーザ距離計に検知された時に最大となり、通過する鋼管の後尾側面が検知された時に最小となる。

したがって、通過した鋼管群に重なり等がなく鋼管が整列している場合には、前記Ｙの最大値（Ｙmax）は一定値となり通過した鋼管径（Ｄ）と一致するとともに、前記変化量ΔＹの最大または最小を示すピーク数が通過した鋼管の本数に一致する。
一方、通過する鋼管群に重なりがある場合には、前記Ｙの入力波形から前記変化量ΔＹの各ピークを検出し、最大を示す最初のピークと最小を示す最後のピークの間隔Ｌ（各ピーク間の距離）および前記Ｙの最大値Ｙmaxに対し一定の閾値を設け、通過した鋼管群の配列状況を検定することで、前記変化量ΔＹの最大または最小を示すピーク数から通過した鋼管群の鋼管本数を計数することができる。

また、鋼管が停止して載置されている場合にも鋼管本数の計数を可能とするため、前記レーザ距離計を鋼管の搬送方向に移動させる機構が具備されていることが好ましい。
さらに、鋼管の曲がりや複数の重なりによる計数誤差を極力減少させるため、前記鋼管本数計数装置を鋼管長手方向の２箇所以上の位置に配置し、各箇所の計数値を照合して検証できることが好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に示す一実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の鋼管の本数計数装置を鋼管径がφ１５．９〜１７７．８ｍｍである鋼管の搬送ラインに設置した場合の全体構成を示す概略図である。鋼管１は搬送トレー２に乗せられて鋼管の長手方向と垂直な方向に１２．６ｍ/ｍｉｎ（＝２１０ｍｍ）/ｓの搬送速度で搬送される。図１でＡは鋼管が距離測定位置で重なりがなく整列している状態を示し、Ｂは鋼管の曲がりによって距離測定位置で鋼管が重なっている状態を示す。レーザ距離計３は、前記搬送トレー２の上方５００ｍｍの位置に設置され、通過する鋼管１の表面との距離を連続して測定する。この際、前記レーザ距離計３のサンプリングタイムを２０μｓ（５０ｋＨｚ）、測定範囲を４００±１００ｍｍに設定した。シーケンサ５は、前記レーザ距離計３によって連続的に測定された値がアンプ４で増幅されて入力され、この入力データを波形として時系列に保存するとともに、前記波形から以下のような信号処理で鋼管１の通過本数として計数する。本実施例では、シーケンサのサンプリングピッチが１ｍｍ以下となるようにシーケンサのサンプリングタイムを設定した。こうして計数された本数はモニター６に表示される。

まず、レーザ距離計３から入力されたレーザ距離計３と鋼管１の表面との距離Ｘ（ｍｍ）を搬送トレー２の下面（鋼管載置面）から鋼管１の上表面までの高さＹ（＝５００−Ｘ）（ｍｍ）に変換する。次に、通過した鋼管群の載置形状に対応する前記高さＹの時系列データから、搬送トレー２の単位移動距離当たりの前記高さＹの変化量ΔＹを検出し、前記変化量ΔＹの最大を示す最初のピークと最小を示す最後のピークとのピーク間毎の前記高さＹの最大値Ｙmax（ｋ）（ｋ＝１，２，３，・・・・）と前記ピーク間の距離Ｌ（ｋ）（ｋ＝１，２，３，・・・・）を演算する。

図２は、鋼管径Ｄが１５．９ｍｍの場合に測定して得られた高さＹとその変化量ΔＹの入力データを搬送トレーの移動距離に対する推移を示す波形として図示した模式図である。前記Ｙmax（ｋ）の最小値Ｙmax minは１本の鋼管が重なることなく搬送トレー上にある場合に検出される高さＹであり、搬送される鋼管径Ｄ（＝１５．９ｍｍ）に一致する。また、鋼管が重なることなく搬送トレー上に整列している場合は、前記変化量ΔＹの波形で最大を示すピークと最小を示すピークが交互に検出され、前記距離Ｌ（ｋ）も前記鋼管径すなわち前記Ｙmax minとほぼ等しくなる（図２中ａ、ｂ）。したがって、前記変化量ΔＹの波形がこのように最大を示すピークと最小を示すピークが交互に検出される場合には鋼管本数Ｎ（ｋ）をＮ（ｋ）＝１として計数する。

一方、前記変化量ΔＹの波形で最大を示すピークが連続して出現した後に最小を示すピークが検出される場合（図２中ｃ、ｄ）または最大を示すピークの後に、最小を示すピークが連続して検出される場合（図２中ｅ）は、Ｌ（ｋ）＞Ｙmax minおよびＹmax（ｋ）＞Ｙmax minとなり、搬送トレー上の鋼管が重なっていることを示している。したがって、検出誤差も考慮し、Ｌ（ｋ）≧１．５×Ｙmax minまたはＹmax（ｋ）≧１．５×Ｙmax minの場合に鋼管本数Ｎ（ｋ）をＮ（ｋ）＝２として計数する処理を行う。

上述の方法で計数されたＮ（ｋ）の合計が、搬送トレーに載ってレーザ距離計の下方を通過した鋼管の本数である。
本発明法で計数したところ３５０回中３４８回が正解で、スキッド上を転動する鋼管がスキッド下方に設置された光源から投射される光を遮断するのをスキッド上方に設置された光センサで検出する最も普通の計数装置を用いた従来法の正解率６０〜８０％に対し、本発明法の正解率は９９．４％であった。

１ 鋼管
２ 搬送トレー
３ レーザ距離計
４ アンプ
５ シーケンサ
６ モニター

Claims (3)

1. 鋼管をその長手方向と直交する方向に搬送する搬送ラインにおいて、鋼管の本数を計数する装置であって、
   前記搬送ラインの上方位置に配置されたレーザ距離計と、
   該レーザ距離計により連続的に測定した鋼管表面との距離を入力する距離入力手段と、
   前記鋼管表面との距離を波形として時系列に保存する手段と、
   前記波形から信号処理によって鋼管の通過本数を計数する演算手段と、
   を備えたことを特徴とする鋼管本数計数装置。
2. 前記レーザ距離計を鋼管の搬送方向に移動させる機構を有することを特徴とする請求項１に記載の鋼管本数計数装置。
3. 請求項１または２に記載の鋼管本数計数装置を鋼管長手方向の２箇所以上の位置に配置し、各箇所の計数値を照合して鋼管本数を確定することを特徴とする鋼管本数計数方法。

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