JP2017100161A - Piercer mill shaft cor measuring system, piercer mill shaft core measuring method, and program - Google Patents

Piercer mill shaft cor measuring system, piercer mill shaft core measuring method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piercer mill shaft core measuring system in which the way to move a shaft core of a cored bar or a pass line in order to decrease an eccentric uneven thickness is identified online.SOLUTION: In displacement between a shaft core of a cored bar 13 and a shaft core of a billet 20 occurring when pierced by a piercer mill, a shaft core displacement amount and the direction cannot be identified easily because the displacement of the shaft core between the cored bar 13 and the billet 20 and also other factors are involved during piercing. However, the present inventors discover the fact that the displacement between the shaft core of the cored bar 13 and that of the billet 20 has correlation with the displacement amount and direction when a plug 12 comes in contact with the billet 20 and the displacement occurs first. Then, the displacement amount between the pre-initiation of the piercing and the immediately after the initiation of the piercing is derived by the displacement amount of the cored bar 13 (horizontal direction shift amount ΔX') due to the shaft core displacement in a horizontal direction (X-axis direction) and the displacement amount of the cored bar 13 (vertical direction shift amount ΔY'_t) due to the shaft core displacement in a vertical direction (Y-axis direction) using a two-dimensional laser displacement gauge 15, and the amount of the shaft core displacement and the direction are determined, and whereby the occurrence of the shaft core displacement can be decreased.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ピアサミル軸芯測定システム、ピアサミル軸芯測定方法、およびプログラムに関し、特に、ピアサミル(穿孔機)における芯金の軸心のずれを測定するために用いて好適なものである。   The present invention relates to a piercer mill axis measurement system, a piercer mill axis measurement method, and a program, and is particularly suitable for use in measuring the deviation of the axis of a core metal in a piercer mill (piercing machine).

継目無鋼管等の継目無管を製造する手法として、ピアサミル(穿孔機)を用いて、加熱炉で加熱されたビレット等の素材から中空素管を製造する手法がある。
ピアサミルとして、一対の傾斜ロールと、プラグとを備えるものがある。一対の傾斜ロールは、ビレットのパスラインを挟んで相互に間隔を有して対向し、且つ、パスラインに対して傾斜するように配置される。ピアサミルは、傾斜ロールによりビレットを周方向に回転させながらプラグ(芯金)に押し込み、素材を穿孔および圧延して中空素管にする。
As a technique for producing a seamless pipe such as a seamless steel pipe, there is a technique for producing a hollow shell from a material such as a billet heated in a heating furnace by using a piercer mill (piercing machine).
Some piercer mills include a pair of inclined rolls and a plug. The pair of inclined rolls are disposed so as to face each other with a space between each other across the billet pass line and to be inclined with respect to the pass line. The piercer mill pushes the billet into the plug (core metal) while rotating the billet in the circumferential direction by an inclined roll, and drills and rolls the material into a hollow shell.

ピアサミルでは、プラグおよび芯金の軸芯と、ビレット(素材)やパスラインの軸芯とのずれが課題となる。このような軸芯のずれが生じた状態で穿孔および圧延を行うと、中空素管で偏芯偏肉が生じる。特に、1次偏肉は、次工程での排除または抑制が困難である。ピアサミルの次段において、ピアサミルで製造された中空素管の厚みはγ線肉厚計により測定されるが、γ線肉厚計では平均肉厚が測定されるため、前述した軸芯のずれによる偏肉を検知するのは困難である。また、最終工程においては超音波肉厚計等を用いて中空素管に生じている偏肉を検知することが行われているが、その偏肉の検知の結果をピアサミルにおける操業に反映させるまでに時間を要する。   In the piercer mill, a shift between the axis of the plug and the core metal and the axis of the billet (material) or the pass line becomes a problem. If piercing and rolling are performed in a state where such an axial misalignment has occurred, an eccentric thickness deviation occurs in the hollow shell. In particular, primary uneven thickness is difficult to eliminate or suppress in the next step. In the next stage of the piercer mill, the thickness of the hollow shell tube manufactured by the piercer mill is measured by a γ-ray thickness gauge, but the average thickness is measured by the γ-ray thickness gauge, which is due to the deviation of the shaft core described above. It is difficult to detect uneven thickness. Also, in the final process, it is possible to detect the uneven thickness generated in the hollow shell using an ultrasonic wall thickness gauge etc., but until the result of detecting the uneven thickness is reflected in the operation in the Pierce mill Takes time.

中空素管における偏芯偏肉の生成要因は多岐にわたるが、前述した軸芯のずれの、偏芯偏肉の生成要因に占める割合は小さくない。そこで、特許文献1には、以下の技術が開示されている。ピアサミルの入側に配置されたレーザ発光装置から、パスラインの軸芯に一致するようにレーザスポットを照射する。このレーザスポットを傾斜ロール部等にて軸方向から撮影し、このレーザスポットが画像の中心に位置するように傾斜ロールの軸芯を調整する。このようにして撮影された画像を用いて、レーザスポット中心が各ロール部において画像の中心となるように各ロール軸芯を調整する。   There are a variety of factors causing the eccentric thickness deviation in the hollow shell, but the ratio of the above-described axial deviation to the factor causing the eccentric thickness deviation is not small. Therefore, Patent Document 1 discloses the following technique. A laser spot is emitted from a laser light emitting device arranged on the entrance side of the piercer mill so as to coincide with the axis of the pass line. The laser spot is photographed from the axial direction by an inclined roll unit or the like, and the axis of the inclined roll is adjusted so that the laser spot is positioned at the center of the image. Using the image thus taken, each roll axis is adjusted so that the center of the laser spot is the center of the image in each roll unit.

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、オフラインで測定を行わなければならない。このようなオフラインの作業は、頻繁に行うことはできず、例えば、数か月に1回の頻度でしか行われない。また、実際の穿孔・圧延操業においては、例えば、1日に数百回程度の穿孔・圧延が実施されており、その都度設備に負荷がかかることで、前述した軸芯のずれが生じることになる。従って、操業中にオンラインで早期に軸芯のずれを検出することができない。そこで、ピアサミルにおける操業の段階で(即ち、オンラインで)、プラグ(芯金)の軸芯と、ビレット(素材)やパスラインの軸芯とのずれを測定することが望まれる。この種の技術として、特許文献2〜4に記載の技術がある。   However, in the technique described in Patent Document 1, measurement must be performed offline. Such off-line work cannot be performed frequently, for example, only once every several months. In actual drilling / rolling operations, for example, drilling / rolling is performed several hundred times a day, and the load on the equipment is applied each time. Become. Therefore, it is not possible to detect an axial misalignment at an early stage online during operation. Therefore, it is desired to measure the deviation between the axis of the plug (core metal) and the axis of the billet (material) or pass line at the operation stage of the Piercer mill (that is, online). As this type of technology, there are technologies described in Patent Documents 2 to 4.

特許文献2には、以下の技術が開示されている。ピアサミルの出側にレーザ変位計を設置し、穿孔・圧延時の芯金の振幅を測定する。芯金の振幅と偏肉量とに相関があることに基づき、測定した芯金の振幅が管理値を外れた場合には、偏肉が大きいため、芯金を取り替える。   Patent Document 2 discloses the following technique. A laser displacement meter is installed on the exit side of the piercer mill to measure the amplitude of the metal core during piercing and rolling. Based on the fact that there is a correlation between the amplitude of the core metal and the amount of uneven thickness, if the measured amplitude of the core metal deviates from the control value, the thickness of the core metal is large and the core metal is replaced.

特許文献3には、以下の技術が開示されている。傾斜ロールの出側に変位測定器を設置し、穿孔・圧延時の芯金、シェル(穿孔中の素材)の振幅を測定する。穿孔・圧延時の芯金・シェルの振れ回り振幅とシェルの偏肉率とに相関があることに基づき、芯金またはシェルの振れ回り振幅を監視する。この振れ回り振幅が大きい場合には、圧延の停止、素材の偏熱の防止、芯金の傾斜・偏芯の調節、穿孔機の位置調節といった偏肉防止対策を施す。   Patent Document 3 discloses the following technique. A displacement measuring device is installed on the exit side of the inclined roll to measure the amplitude of the cored bar and shell (material being drilled) during drilling and rolling. Based on the fact that there is a correlation between the swinging amplitude of the core metal / shell during piercing / rolling and the uneven thickness ratio of the shell, the swinging amplitude of the core metal or shell is monitored. When this swinging amplitude is large, measures to prevent uneven thickness such as rolling stop, prevention of material heat deviation, adjustment of the inclination and eccentricity of the cored bar, and position adjustment of the drilling machine are taken.

また、特許文献4には、以下の技術が開示されている。穿孔・圧延時のシェルの軸芯に対して直角方向の一断面のみが視野内に入るように一軸CCDカメラを設置する。この一軸CCDカメラを使用して、穿孔・圧延時のシェルの上下振動の振幅を測定する。   Patent Document 4 discloses the following technique. A uniaxial CCD camera is installed so that only one cross section in a direction perpendicular to the axis of the shell at the time of piercing / rolling falls within the field of view. Using this single-axis CCD camera, the amplitude of the vertical vibration of the shell during drilling and rolling is measured.

特開平6−153200号公報JP-A-6-153200 特開2005−211912号公報JP 2005-2111912 A 特開昭61−119318号公報JP 61-119318 A 特開平4−157005号公報JP-A-4-157005

しかしながら、特許文献2に記載の技術では、芯金のどの部分の振幅を測定するのかが明らかではなく、中空素管の偏芯偏肉が生じている場合に、芯金又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかを特定することが容易ではない。また、芯金の振幅が大きい場合に、芯金の交換という措置をとることが記載されているものの、その措置が必ずしも有効であるとは言えない。例えば、素材の偏熱やピアサミルに生じるガタによっても芯金の振幅は変動するからである。   However, in the technique described in Patent Document 2, it is not clear which part of the core bar to measure the amplitude, and when the eccentric eccentric thickness of the hollow shell has occurred, the core bar or the shaft core of the pass line It is not easy to specify in which direction the eccentric eccentric thickness of the hollow shell is reduced. Further, although it is described that a measure of replacing the core metal is taken when the amplitude of the core metal is large, it cannot be said that the measure is necessarily effective. This is because, for example, the amplitude of the metal core also varies depending on the uneven heat of the material and the backlash generated in the piercer mill.

また、特許文献3に記載の技術では、穿孔・圧延時の芯金・シェルの振れ回り振幅とシェルの偏肉率とに相関があるとしている。しかしながら、穿孔・圧延中の芯金やシェルの振れ回り量と中空素管の偏芯偏肉とは必ずしも精度よく一致しない。例えば、芯金とシェルの振れ回りが同期した場合には、中空素管の偏芯偏肉の検知精度は低下するからである。従って、芯金又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかを特定することが容易ではなく、また、どのような措置をとるのが有効であるのかを特定することも容易ではない。   Further, in the technique described in Patent Document 3, there is a correlation between the swinging amplitude of the cored bar / shell during piercing / rolling and the thickness deviation ratio of the shell. However, the amount of runout of the cored bar or shell during piercing / rolling and the eccentric thickness deviation of the hollow shell do not always match with high accuracy. For example, when the whirling of the metal core and the shell are synchronized, the accuracy of detecting the eccentric thickness deviation of the hollow shell is reduced. Therefore, it is not easy to specify in which direction the shaft core of the metal core or the pass line is moved to reduce the eccentric thickness of the hollow shell, and what measures are effective. It is not easy to specify whether or not.

また、特許文献4に記載の技術では、シェルの上下方向のみの振幅を測定する。従って、水平方向の振幅を測定することができないことに加え、芯金又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかを特定することが容易ではなく、また、どのような措置をとるのが有効であるのかを特定することも容易ではない。   In the technique described in Patent Document 4, the amplitude of only the vertical direction of the shell is measured. Therefore, in addition to being unable to measure the amplitude in the horizontal direction, it is not easy to specify in which direction the eccentric core thickness of the hollow shell is reduced by moving the core of the core bar or pass line. Also, it is not easy to specify what measures are effective.

以上のように特許文献2〜4に記載の技術では、中空素管の偏芯偏肉が生じている場合に、芯金の軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかを特定することが容易ではなかった。また、前述したように、特許文献2〜4に記載の技術では、中空素管の偏芯偏肉が生じている場合に、どのような措置をとるのが有効であるのかを特定することが容易ではない。この場合、芯金の軸芯とラインの軸芯のずれのみを抽出することが考えられるが、特許文献2〜4に記載の技術では、その手立てがない。   As described above, in the techniques described in Patent Documents 2 to 4, when the eccentric eccentric thickness of the hollow shell is generated, the eccentric eccentric thickness of the hollow basic tube can be changed by moving the shaft core of the core metal in any direction. It was not easy to specify whether to reduce. In addition, as described above, in the techniques described in Patent Documents 2 to 4, it is possible to specify what measures are effective when an eccentric thickness deviation of the hollow shell occurs. It's not easy. In this case, it is conceivable to extract only the misalignment between the shaft core of the metal core and the shaft core of the line. However, the techniques described in Patent Documents 2 to 4 do not provide such a method.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、中空素管の偏芯偏肉が生じている場合に、素材の偏熱やピアサミルに生じるガタによる芯金の振れ回りを除き、芯金とビレットの軸芯ずれのみを抽出し、芯金の軸芯とパスラインとのずれが生じた場合に、芯金又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかをオンラインで特定できるようにすることを第1の目的とする。
また、芯金の軸芯とパスラインとのずれのみを可及的に抽出できるようにすることを第2の目的とする。
これは、穿孔が開始され、プラグ、芯金、および傾斜ロール等による素材の穿孔が進められると芯金とパスラインとの軸芯ずれ以外に、素材の偏熱による振れ、又は、設備のガタによる振れ等が、合算された振れ周りを測定することになり、芯金とパスラインの軸芯ずれのみを抽出することが不可能である為である。
The present invention has been made in view of the above problems, and when the eccentric eccentric thickness of the hollow shell has occurred, the heat of the material and the runout of the core due to the backlash generated in the piercer mill are reduced. Except for the core misalignment of the core metal and billet, if the misalignment between the core core and the pass line occurs, the direction of the hollow core tube should be changed in which direction A first object is to enable online identification of whether the eccentric thickness deviation is reduced.
It is a second object of the present invention to be able to extract as much as possible the deviation between the axis of the cored bar and the pass line.
This is because, when drilling is started and the drilling of the material with a plug, a core metal, an inclined roll, etc. is advanced, the shaft core and the pass line are misaligned in addition to the shaft center misalignment, This is because, for example, the runout due to the above causes a measurement of the total runout, and it is impossible to extract only the misalignment between the core metal and the pass line.

本発明のピアサミル軸芯測定システムは、中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、前記芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出するピアサミル軸芯測定システムであって、前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定手段と、前記測定手段によりピアサミルにてビレットの穿孔開始前と開始後の異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する第1の導出手段と、を有することを特徴とする。   The piercer mill shaft measuring system according to the present invention includes a plug that is pushed into a material for manufacturing a hollow shell, and a longitudinal end of the plug that is coaxial with the plug at an end opposite to the material. A cored bar arranged in such a manner, an inclined roll for rotating the material about its longitudinal axis as a rotation axis, and a holding roll arranged in the axial direction for holding the cored bar. A piercer mill shaft core measuring system for deriving a deviation between the axis of the cored bar and a pass line in the piercer mill having a measuring means disposed on the exit side of the piercer mill, at least in two different directions Measuring means for optically measuring the position of the cored bar in the core of the cored bar measured at different timings before and after the start of drilling of the billet by the piercer mill by the measuring unit Based on the location, the amount of movement of the metal core, and having a, a first derivation means for deriving at each of two different directions perpendicular to each other the longitudinal axis of said metal core.

本発明のピアサミル軸芯測定方法は、中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、前記芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出するピアサミル軸芯測定方法であって、前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定工程と、前記測定工程によりピアサミルにてビレットの穿孔開始前と開始後の異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する導出工程と、を有することを特徴とする。   The method of measuring a piercer mill axis according to the present invention includes a plug pushed into a material to produce a hollow shell, and a longitudinal end of the plug that is coaxial with the plug at an end not facing the material. A cored bar arranged in such a manner, an inclined roll for rotating the material about its longitudinal axis as a rotation axis, and a holding roll arranged in the axial direction for holding the cored bar. A piercer mill axis measuring method for deriving a deviation between an axis of the cored bar and a pass line in the piercer mill having a measuring means disposed on the exit side of the piercer mill, wherein at least two directions different from each other A measurement step of optically measuring the position of the metal core in the step, and a position of the metal core measured at different timings before and after the start of billet drilling by the piercer mill by the measurement process. There are, the amount of movement of the metal core, characterized by having a a deriving step of deriving in each of two different directions perpendicular to each other the longitudinal axis of said metal core.

本発明のプログラムは、中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、前記芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出することをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定手段によりピアサミルにてビレットの穿孔開始前と開始後の異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する導出工程をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The program of the present invention is arranged so as to be coaxial with the plug at a plug that is pushed into the material to produce a hollow shell, and an end of the plug that is not opposed to the material in the longitudinal direction. In a piercer mill having a cored bar, an inclined roll for rotating the material about a longitudinal axis thereof, and a holding roll arranged in the axial direction for holding the cored bar, A program for causing a computer to derive a deviation between an axis of a core bar and a pass line, and measuring means arranged on the exit side of the piercer mill, at least in two different directions Based on the position of the core metal measured at different timings before and after the start of drilling of the billet by a piercer mill by a measuring means for optically measuring the position of the core metal in , The amount of movement of the metal core, characterized in that to execute a derivation step of deriving the respective longitudinal axis perpendicular mutually different two directions of the core metal into the computer.

本発明によれば、芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて芯金の移動量を、ピアサミルの出側に配置される測定手段によりピアサミルにてビレットの穿孔開始前と開始後(特には、開始直後が好ましい)の異なるタイミングで測定された芯金の位置に基づいて導出する。従って、中空素管の偏芯偏肉が生じている場合に、素材の偏熱やピアサミルに生じるガタによる芯金の振れ回りを除き、芯金とビレットの軸芯ずれのみを抽出し、芯金の軸芯とパスラインとのずれが生じた場合に、芯金又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせば中空素管の偏芯偏肉が低減するのかをオンラインで特定することができる。
また、芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて芯金の移動量を、所定の測定時間内において、ピアサミルの出側に配置される測定手段により異なるタイミングで測定された芯金の位置に基づいて導出する。従って、導出される芯金の移動量に、芯金の軸芯とパスラインとがずれていること以外に起因する移動量が含まれることを抑制することができる。よって、芯金の軸芯とパスラインとのずれのみを可及的に抽出することができる。
According to the present invention, the amount of movement of the metal core in each of two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the metal core is measured and the drilling of the billet is started in the piercer mill by the measuring means arranged on the exit side of the piercer mill. Derivation is based on the position of the core bar measured at different timings before and after the start (in particular, immediately after the start is preferable). Therefore, when the eccentric eccentric thickness of the hollow shell has occurred, only the shaft misalignment of the core metal and billet is extracted, excluding the heat of the material and the runout of the core metal due to the backlash generated in the piercer mill. When a deviation between the shaft core and the pass line occurs, it is possible to specify online in which direction the shaft core of the core metal or the pass line is moved to reduce the eccentric eccentric thickness of the hollow shell.
In addition, the amount of movement of the core metal in each of two mutually different directions perpendicular to the longitudinal axis of the core metal is measured at different timings within a predetermined measurement time by measuring means arranged on the exit side of the piercer mill. Derived based on the position of the cored bar. Accordingly, it is possible to suppress the movement amount of the derived cored bar from including the amount of movement other than the deviation of the axis of the cored bar from the pass line. Therefore, it is possible to extract as much as possible the deviation between the axis of the metal core and the pass line.

ピアサミル軸芯測定システムの構成の第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a structure of a piercer mill axial center measuring system. 軸芯ズレの一例を概念的に説明する図である。It is a figure which illustrates notionally an example of an axial misalignment. 軸芯ズレ演算装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a functional structure of an axial misalignment calculating apparatus. ビームプロファイルの第1の例を概念的に示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a beam profile notionally. ビームプロファイルと、そのピークの第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a beam profile and its peak. 鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差を導出する方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the method of deriving | leading-out the distance difference with respect to the reference | standard peak position in a perpendicular direction (Y-axis direction) of the measurement peak position in a perpendicular direction (Y-axis direction). 軸芯ズレ演算装置の動作の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of operation | movement of an axial misalignment calculating apparatus. 軸芯ズレ演算装置により導出された鉛直方向移動量と水平方向移動量の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the perpendicular | vertical direction movement amount and the horizontal direction movement amount derived | led-out by the axial center deviation calculating device. 芯金の軸芯の調整前後におけるビレットの振れ回り量の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the amount of deflections of a billet before and after adjustment of the axis of a metal core. ピアサミル軸芯測定システムの構成の第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of a structure of a piercer mill axial center measuring system. ビームプロファイルの第2の例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the 2nd example of a beam profile. ビームプロファイルと、そのピークの第2の例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the 2nd example of a beam profile and its peak. 穿孔と測定についてのタイムチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time chart about perforation and a measurement.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態を説明する。
<ピアサミル軸芯測定システムの構成>
図1は、ピアサミル軸芯測定システムの構成の一例を示す図である。具体的に図1(a)は、ピアサミル軸芯測定システムの全体構成の一例を示す図である。図1(b)は、ビレット20のパスラインPLに沿う方向(図1(a)に示す白抜き矢印線の方向)から見た場合の芯金13と2次元レーザ変位計15との位置関係の一例を示す図である。本実施形態では、穿孔機(ピアサミル)10を用いて、素材の一例であるビレット20に対し、穿孔および圧延を行い、中空素管を製造する場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
<Configuration of piercer mill shaft measurement system>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a piercer mill shaft measuring system. Specifically, FIG. 1A is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the piercer mill shaft measurement system. FIG. 1B shows the positional relationship between the metal core 13 and the two-dimensional laser displacement meter 15 when viewed from the direction along the pass line PL of the billet 20 (the direction of the white arrow line shown in FIG. 1A). It is a figure which shows an example. In the present embodiment, a case where a hollow shell is manufactured by drilling and rolling a billet 20 which is an example of a raw material using a punching machine (piercer mill) 10 will be described.

穿孔機10は、一対の傾斜ロール11a、11bと、プラグ12と、芯金13と、ガイド14と、を有する。尚、穿孔機10は、これらの他に、ピアサミルとして必要な公知の構成を有する。例えば、穿孔機10は、芯金13を保持するために軸方向に配備された複数の保持ロールも有する。
傾斜ロール11a、11bは、パスラインPLを介して相互に間隔を有して対向する位置に配置される。傾斜ロール11a、11bは、ピアサミル出側から入側に向けて傾斜した状態になっている。傾斜ロール11a、11bは、ビレット20を、周方向に(即ち、ビレット20の長手方向の軸を回転軸として)回転させ、プラグ12と共にビレット20を圧延する。図1(a)に示すように、ビレット20のトップ側の端面の中心部には、プラグ12の位置を、ビレット20の中心に誘導するための凹部であるセンタリングポンチ穴21が形成されている。
The punching machine 10 includes a pair of inclined rolls 11 a and 11 b, a plug 12, a cored bar 13, and a guide 14. In addition to these, the punching machine 10 has a known configuration necessary as a piercer mill. For example, the drilling machine 10 also has a plurality of holding rolls arranged in the axial direction to hold the cored bar 13.
The inclined rolls 11a and 11b are arranged at positions facing each other with a space therebetween via the pass line PL. The inclined rolls 11a and 11b are inclined from the piercer mill exit side toward the entry side. The inclined rolls 11 a and 11 b rotate the billet 20 in the circumferential direction (that is, using the longitudinal axis of the billet 20 as a rotation axis) and roll the billet 20 together with the plug 12. As shown in FIG. 1 (a), a centering punch hole 21, which is a recess for guiding the position of the plug 12 to the center of the billet 20, is formed at the center of the end surface on the top side of the billet 20. .

尚、傾斜ロール11a、11bは、コーン型であってもよいし、バレル型であってもよい。図1では、穿孔機10が、一対の傾斜ロール11a、11bを備える2ロール式である場合を例に挙げて示す。しかしながら、穿孔機10は、2ロール式に限定されない。例えば、パスラインPLに沿う方向から見た場合に、パスラインPLを軸とする回転対称の位置関係になるように、パスラインPLの周りに配置された3つ以上の傾斜ロールを穿孔機10が備えてもよい。   The inclined rolls 11a and 11b may be a cone type or a barrel type. In FIG. 1, the case where the punch 10 is a two-roll type provided with a pair of inclined rolls 11a and 11b is shown as an example. However, the punch 10 is not limited to the two-roll type. For example, when viewed from the direction along the pass line PL, three or more inclined rolls arranged around the pass line PL are arranged so as to have a rotationally symmetrical positional relationship about the pass line PL. May be provided.

プラグ12は、一対の傾斜ロール11a、11bの間の位置であって、且つ、プラグ12の長手方向の軸がパスラインPL(の軸芯)と一致する位置を目標位置として配置される。プラグ12は、その横断面の形状が円形状であり、且つ、その外径は、プラグ12の先端から後端に向かって大きくなる。このように、プラグ12の形状は、略砲弾状である。   The plug 12 is a position between the pair of inclined rolls 11a and 11b, and a position where the longitudinal axis of the plug 12 coincides with the pass line PL (its axis) is set as a target position. The plug 12 has a circular cross section, and its outer diameter increases from the front end to the rear end of the plug 12. Thus, the shape of the plug 12 is substantially bullet-like.

プラグ12は、ビレット20を穿孔および圧延するときに、ビレット20のトップ側の端面(つまり、プラグ12と対向する端面)の中央部に押し込まれ、ビレット20を穿孔する。   When the billet 20 is pierced and rolled, the plug 12 is pushed into the center of the end surface on the top side of the billet 20 (that is, the end surface facing the plug 12) to pierce the billet 20.

芯金13は、パスラインPL(の軸芯)の方向に延在する部材であり、プラグ12を所定の位置に配置するための部材である。芯金13の先端は、プラグ12の基端面と結合される。例えば、プラグ12の基端面は軸方向に凹んだ結合部を有し、芯金13の先端部は、当該結合部に挿入され、固定される。このとき、プラグ12の長手方向の軸と芯金13の長手方向の軸とが一致するようにする(即ち、プラグ12と芯金13が同軸になるようにする)。前述したように、プラグ12の目標位置は、プラグ12の長手方向の軸がパスラインPLと一致する位置である。従って、芯金13の目標位置も、芯金13の長手方向の軸がパスラインPLと一致する位置である。尚、以下の説明では、プラグ12の長手方向の軸、芯金13の長手方向の軸を、必要に応じて、プラグ12の軸芯、芯金13の軸芯と略称する。   The metal core 13 is a member that extends in the direction of the pass line PL (its axial core), and is a member for arranging the plug 12 at a predetermined position. The distal end of the core metal 13 is coupled to the proximal end surface of the plug 12. For example, the base end surface of the plug 12 has a coupling portion that is recessed in the axial direction, and the distal end portion of the cored bar 13 is inserted into the coupling portion and fixed. At this time, the longitudinal axis of the plug 12 and the longitudinal axis of the core metal 13 are matched (that is, the plug 12 and the core metal 13 are coaxial). As described above, the target position of the plug 12 is a position where the longitudinal axis of the plug 12 coincides with the pass line PL. Therefore, the target position of the cored bar 13 is also a position where the longitudinal axis of the cored bar 13 coincides with the pass line PL. In the following description, the longitudinal axis of the plug 12 and the longitudinal axis of the core metal 13 are abbreviated as the axial core of the plug 12 and the axial core of the core metal 13 as necessary.

ガイド14は、傾斜ロール11a、11bの前方(Z軸の正の方向側)に配置される。ガイド14は、ビレット20の振動を抑制する。ビレット20の振動とは、例えば、側面視または平面視でパスラインPLに垂直な方向にビレット20が往復移動することである。   The guide 14 is disposed in front of the inclined rolls 11a and 11b (on the positive direction side of the Z axis). The guide 14 suppresses vibration of the billet 20. The vibration of the billet 20 is, for example, that the billet 20 reciprocates in a direction perpendicular to the pass line PL in a side view or a plan view.

2次元レーザ変位計15は、芯金13の水平方向(X軸方向)および測定方向(Y/sinθ軸方向)の変位をオンラインで測定するためのものである。測定方向は、2次元レーザ変位計15の視野方向(光軸方向)である。即ち、測定方向は、図1(a)の一点鎖線に沿う方向であって、2次元レーザ変位計15から芯金13に向かう方向である。   The two-dimensional laser displacement meter 15 is for measuring the displacement of the cored bar 13 in the horizontal direction (X-axis direction) and the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) online. The measurement direction is the visual field direction (optical axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15. That is, the measurement direction is a direction along the alternate long and short dash line in FIG. 1A and is a direction from the two-dimensional laser displacement meter 15 toward the cored bar 13.

本実施形態では2次元レーザ変位計15は、光切断法により測定を行う。即ち、2次元レーザ変位計15は、ライン状のレーザ光を対象物に照射して、その反射光を高さデータとして取得し、2次元レーザ変位計15と対象物との測定方向(光軸方向)の距離を、三角測量に基づいて測定する。以下の説明では、この距離を必要に応じて測定距離Lと称する(図1(a)を参照)。これにより、芯金13の測定方向の位置が測定される。   In the present embodiment, the two-dimensional laser displacement meter 15 performs measurement by an optical cutting method. That is, the two-dimensional laser displacement meter 15 irradiates the object with line-shaped laser light, acquires the reflected light as height data, and measures the measurement direction (optical axis) between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the object. Direction) distance based on triangulation. In the following description, this distance is referred to as a measurement distance L as necessary (see FIG. 1A). Thereby, the position of the measurement direction of the metal core 13 is measured.

尚、2次元レーザ変位計15は、測定対象からの反射光から測定対象までの距離を2次元で測定する技術である為、本実施形態に記載の芯金13を測定した場合には、円弧状の反射光の測定データとして取得されることになるが、以下では、そうして取得された円弧状の測定値を、ビームプロファイルと称することとする。
また、反射光を受光する受光センサの画素が、芯金13の水平方向(X軸方向)に並ぶように2次元レーザ変位計15を配置する。これにより、受光したビームプロファイルのピーク位置が芯金13までの距離となり、受光センサの水平方向の画素の値から、芯金13の水平方向(X軸方向)の位置が測定される。尚、2次元レーザ変位計15自体は、公知の技術で実現することができる。
Note that the two-dimensional laser displacement meter 15 is a technique for measuring the distance from the reflected light from the measurement object to the measurement object in two dimensions, and therefore, when the metal core 13 described in the present embodiment is measured, Although it is acquired as measurement data of the arc-shaped reflected light, hereinafter, the acquired arc-shaped measurement value will be referred to as a beam profile.
In addition, the two-dimensional laser displacement meter 15 is arranged so that the pixels of the light receiving sensor that receives the reflected light are arranged in the horizontal direction (X-axis direction) of the cored bar 13. As a result, the peak position of the received beam profile becomes the distance to the metal core 13, and the horizontal position (X-axis direction) of the metal core 13 is measured from the horizontal pixel value of the light receiving sensor. The two-dimensional laser displacement meter 15 itself can be realized by a known technique.

本実施形態では、レーザ光の波長λを405[nm]とする。ただし、芯金13は熱間材ではないため、レーザ光の波長λは制限されない。
図1(a)に示すように、2次元レーザ変位計15は、穿孔機10の出側に設置される。2次元レーザ変位計15は、パスラインPLに対して角度θ、水平方向(X軸方向)に対して角度φを設けて設置される。また、本実施形態では、水平方向(X軸方向)において芯金13を中心とする100[mm]の領域を、2次元レーザ変位計15の水平方向(X軸方向)における視野幅とする。ただし、2次元レーザ変位計15の視野内に、芯金13の最上端(Y軸の負の方向の端部)を含む数mmの領域が含まれていれば、2次元レーザ変位計15の水平方向(X軸方向)における視野幅は、このようなものに限定されない。
In the present embodiment, the wavelength λ of the laser light is 405 [nm]. However, since the cored bar 13 is not a hot material, the wavelength λ of the laser beam is not limited.
As shown in FIG. 1A, the two-dimensional laser displacement meter 15 is installed on the exit side of the drilling machine 10. The two-dimensional laser displacement meter 15 is installed with an angle θ with respect to the pass line PL and an angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction). Further, in the present embodiment, an area of 100 [mm] centered on the cored bar 13 in the horizontal direction (X-axis direction) is defined as a visual field width in the horizontal direction (X-axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15. However, if the field of view of the two-dimensional laser displacement meter 15 includes a region of several millimeters including the uppermost end (end portion in the negative direction of the Y-axis) of the core bar 13, the two-dimensional laser displacement meter 15 The visual field width in the horizontal direction (X-axis direction) is not limited to this.

芯金13の径は多岐に亘り、種々の径を有する芯金13が使用される。本実施形態では、説明を簡単にするため、2次元レーザ変位計15と芯金13との光軸方向における最短距離が400[mm]になる位置に2次元レーザ変位計15を設置する。即ち、本実施形態では、前述した測定距離Lの基準値は400[mm]になる。また、本実施形態では、2次元レーザ変位計15の受光センサの測定分解能は、測定距離Lの基準値(=400[mm])において、0.3[mm/pixel]であるものとする。尚、以下の説明では、この測定分解能を、必要に応じて、基準分解能と称する。2次元レーザ変位計15の受光センサの測定分解能は、受光センサの画素配列に応じて、任意に設定することが可能である。尚、2次元レーザ変位計15の受光センサの測定分解能は、受光センサの1画素当たりの実空間における距離であり、この測定分解能を用いることにより、画素の数から、実空間における距離が得られる。   The diameter of the cored bar 13 varies widely, and the cored bar 13 having various diameters is used. In this embodiment, in order to simplify the explanation, the two-dimensional laser displacement meter 15 is installed at a position where the shortest distance between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the cored bar 13 in the optical axis direction is 400 [mm]. That is, in the present embodiment, the reference value of the measurement distance L described above is 400 [mm]. In this embodiment, the measurement resolution of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15 is 0.3 [mm / pixel] at the reference value (= 400 [mm]) of the measurement distance L. In the following description, this measurement resolution is referred to as a reference resolution as necessary. The measurement resolution of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15 can be arbitrarily set according to the pixel array of the light receiving sensor. The measurement resolution of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15 is a distance in the real space per pixel of the light receiving sensor. By using this measurement resolution, the distance in the real space can be obtained from the number of pixels. .

また、本実施形態では、芯金13の径が変わっても、測定距離Lの基準値が400[mm]となるように、2次元レーザ変位計15の位置を変えるようにする場合を例に挙げて説明する。ただし、測定距離Lの基準値を400[mm]に維持すると、2次元レーザ変位計15と設備の干渉等が生じる場合には、測定距離Lの基準値を変更することになる。   Further, in the present embodiment, as an example, the position of the two-dimensional laser displacement meter 15 is changed so that the reference value of the measurement distance L is 400 [mm] even if the diameter of the cored bar 13 is changed. I will give you a description. However, if the reference value of the measurement distance L is maintained at 400 [mm], the reference value of the measurement distance L is changed when interference between the two-dimensional laser displacement meter 15 and equipment occurs.

また、図1(a)に示すように、本実施形態では、角度θを45[°]にする。ただし、穿孔機10による操業を阻害しない範囲であれば、角度θは45[°]に限定されない。また、図1(b)に示すように、本実施形態では、2次元レーザ変位計15は、水平方向(X軸方向)に対する角度φが90[°]となるように設置される。即ち、本実施形態では、2次元レーザ変位計15は、鉛直方向(Y軸方向)に沿うように設置される。
尚、以上の条件の下、穿孔機10による操業を阻害しない範囲で可及的に芯金13に近くなるように、2次元レーザ変位計15を設置するのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 1A, in the present embodiment, the angle θ is set to 45 [°]. However, the angle θ is not limited to 45 [°] as long as the operation by the drilling machine 10 is not hindered. As shown in FIG. 1B, in the present embodiment, the two-dimensional laser displacement meter 15 is installed such that the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction) is 90 [°]. That is, in the present embodiment, the two-dimensional laser displacement meter 15 is installed along the vertical direction (Y-axis direction).
Note that, under the above conditions, it is preferable to install the two-dimensional laser displacement meter 15 so as to be as close as possible to the cored bar 13 as long as the operation by the drilling machine 10 is not hindered.

図1(a)および図13において、先端検知器16は、ガイド14に沿って、図示しない搬送機構によってZ軸の負の方向に搬送されてくるビレット20のトップ側の端面(Z軸の負の方向側の端面)を検知すると、測定開始トリガ信号1301を送信する。この時点では測定自体はまだ開始されてはいないが、測定開始トリガ信号1301に起因して、所定のオフセット時間OTのタイマーが開始される。尚、図13において、上下方向にのびる破線は、時刻t1〜t4において、ビレット20のトップ側の端面が到達する位置の一例を示す。
本実施形態では、時刻t1においてビレット20のトップ側の端面が検知されて以後、オフセット時間OTを通じて搬送され続けるビレット20のトップ側の端面が、オフセット時間OTが経過した時点で、正規の測定開始位置(測定開始時刻t2のところで上下方向にのびる破線の位置)に位置するように、先端検知器16の位置が定められる。
尚、前記正規の測定開始位置は、例えば、ビレット20のトップ側の端面とプラグ12の先端とが僅かに間隔を有する位置である。
In FIG. 1A and FIG. 13, the tip detector 16 has a top end face (Z-axis negative surface) of the billet 20 that is transported along the guide 14 in the negative direction of the Z-axis by a transport mechanism (not shown). , The measurement start trigger signal 1301 is transmitted. Although the measurement itself has not yet started at this time, a timer for a predetermined offset time OT is started due to the measurement start trigger signal 1301. In FIG. 13, the broken line extending in the vertical direction indicates an example of the position where the end surface on the top side of the billet 20 reaches at time t1 to t4.
In this embodiment, after the end side on the top side of the billet 20 is detected at time t1, the end side on the top side of the billet 20 that continues to be conveyed through the offset time OT starts normal measurement when the offset time OT has passed. The position of the tip detector 16 is determined so as to be positioned at a position (a position of a broken line extending in the vertical direction at the measurement start time t2).
The normal measurement start position is, for example, a position where the top end surface of the billet 20 and the tip of the plug 12 are slightly spaced.

そして、オフセット時間OTの経過後に、正規の測定開始位置を通過したビレット20のトップ側の端面に対し、後述する測定が実際に開始されることとなり、所定の時間にわたってずれ量の測定が行われる。
即ち、ビレット20のトップ側の端面がプラグ12の先端に接触するまでに、測定が開始されてから更なる時間が掛かるため(測定開始時刻t2から、ビレット20のトップ側の端面がプラグ12の先端に接触する時刻t3までの時間PTを参照)、所定の測定時間MTを当該時間より長く定めておくことで、ビレット20の穿孔開始前(ビレット20の穿孔を開始すると想定される時刻t3よりも前)の芯金13の変位と穿孔開始後(ビレット20の穿孔を開始すると想定される時刻t3よりも後)の芯金13の変位とを、両方とも取得することが可能となる。そして、所定の測定時間MTが経過し時刻t4になると、測定を終了する。
Then, after the lapse of the offset time OT, the measurement described later is actually started with respect to the end face on the top side of the billet 20 that has passed the normal measurement start position, and the deviation amount is measured over a predetermined time. .
That is, since it takes a further time after the measurement is started until the end surface on the top side of the billet 20 contacts the tip of the plug 12 (from the measurement start time t2, the end surface on the top side of the billet 20 is connected to the plug 12). By setting a predetermined measurement time MT to be longer than the time period PT (see time PT until time t3 at which the tip contacts the tip), before the start of drilling of the billet 20 (from time t3 when the drilling of the billet 20 is assumed to start) It is possible to acquire both the displacement of the core bar 13 before and the displacement of the core bar 13 after the start of drilling (after time t3 when the drilling of the billet 20 is assumed to start). Then, when the predetermined measurement time MT elapses and time t4 is reached, the measurement is terminated.

先端検知器16は、例えば、投光器と受光器とを有する。例えば、投光器から投光された光が受光器で受光されなくなると、ビレット20のトップ側の端面を検知するように先端検知器16を構成することができる。先端検知器16自体は、公知の技術で実現することができる。尚、穿孔機10による中空素管の製造ラインに既存のものを先端検知器16として利用してもよいし、専用の先端検知器16を新たに設置してもよい。   The tip detector 16 includes, for example, a projector and a light receiver. For example, the tip detector 16 can be configured to detect the end surface on the top side of the billet 20 when light projected from the projector is no longer received by the light receiver. The tip detector 16 itself can be realized by a known technique. In addition, the existing thing may be utilized as the front-end | tip detector 16 in the manufacturing line of the hollow shell by the punching machine 10, and you may newly install the exclusive front-end | tip detector 16. FIG.

軸芯ズレ演算装置100は、先端検知器16から送信された測定開始トリガ信号1301を受信してから所定のオフセット時間が経過すると、そのタイミングから所定の測定時間MTにおける2次元レーザ変位計15の測定結果に基づいて、パスラインPLと芯金13の軸芯との、水平方向(X軸方向)および鉛直方向(Y軸方向)のそれぞれにおけるずれ量を演算する。所定の測定時間MTは、例えば、ビレット20のトップ側の端面にプラグ12が接触する直前と直後を含む一定期間のみにおいて、2次元レーザ変位計15による測定結果が得られるように予め定められる。例えば、所定の測定時間MTは、0.01[s]以上0.5[s]以下の範囲の中から定められる。
尚、以下の説明では、パスラインPLと芯金13の軸芯とのずれを必要に応じて軸芯ズレと称する。また、軸芯ズレ演算装置100は、軸芯ズレによるずれ量と、軸芯ズレの方向を演算する。また、先端検知器16の配置に応じて前述した所定のオフセット時間が決まるので、先端検知器16の配置によっては、前述した所定のオフセット時間は0(ゼロ)になることもある。
When the predetermined offset time elapses after receiving the measurement start trigger signal 1301 transmitted from the tip detector 16, the axial misalignment calculation apparatus 100 receives the measurement of the two-dimensional laser displacement meter 15 at the predetermined measurement time MT from that timing. Based on the measurement result, the amount of deviation between the pass line PL and the axis of the cored bar 13 in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) is calculated. The predetermined measurement time MT is determined in advance so that a measurement result by the two-dimensional laser displacement meter 15 is obtained only during a certain period including immediately before and after the plug 12 contacts the end surface on the top side of the billet 20, for example. For example, the predetermined measurement time MT is determined from the range of 0.01 [s] to 0.5 [s].
In the following description, the deviation between the pass line PL and the axis of the core 13 is referred to as an axis misalignment as necessary. In addition, the shaft misalignment calculating device 100 calculates the amount of deviation due to the shaft misalignment and the direction of the shaft misalignment. In addition, since the predetermined offset time described above is determined according to the arrangement of the tip detector 16, the predetermined offset time described above may be 0 (zero) depending on the arrangement of the tip detector 16.

図2は、軸芯ズレの一例を概念的に説明する図である。具体的に図2(a)は、軸芯ズレが生じていない場合を示し、図2(b)は、軸芯ズレが生じている場合を示す。
図2(a)に示すように、プラグ12および芯金13の軸芯とパスラインPLとが一致している場合、軸芯ズレは生じていないことになる。
FIG. 2 is a diagram for conceptually explaining an example of axial misalignment. Specifically, FIG. 2A shows a case where no axial misalignment occurs, and FIG. 2B shows a case where an axial misalignment occurs.
As shown in FIG. 2A, when the axis of the plug 12 and the cored bar 13 and the pass line PL are coincident with each other, there is no axial misalignment.

一方、図2(b)に示す例では、プラグ12および芯金13の軸芯とパスラインPLとが一致せず、ずれ量AGの軸芯ズレが生じていることを示す。尚、図2(b)では、表記の都合上、鉛直方向(Y軸方向)における軸芯ズレを示すが、軸芯ズレは、水平方向(X軸方向)の成分と鉛直方向(Y軸方向)の成分とを含む。前述した軸芯ズレによるずれ量の絶対値(総合的なずれ量)は、水平方向(X軸方向)の成分の2乗と、鉛直方向(Y軸方向)の成分の2乗との和の平方根で表される。   On the other hand, in the example shown in FIG. 2B, the axis of the plug 12 and the core 13 and the pass line PL do not coincide with each other, indicating that there is an axial misalignment of the deviation amount AG. 2B shows the axial misalignment in the vertical direction (Y-axis direction) for convenience of description, the axial misalignment is a component in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction). ) Ingredients. The absolute value (total displacement) of the deviation due to the axial misalignment described above is the sum of the square of the component in the horizontal direction (X-axis direction) and the square of the component in the vertical direction (Y-axis direction). Expressed as square root.

尚、以下の説明では、軸芯ズレによるずれ量を必要に応じて移動量と称し、水平方向(X軸方向)の軸芯ズレによる芯金13のずれ量を必要に応じて水平方向移動量と称し、鉛直方向(Y軸方向)の軸芯ズレによる芯金13のずれ量を必要に応じて鉛直方向移動量と称する。
軸芯ズレ演算装置100は、これら水平方向移動量および鉛直方向移動量の少なくとも何れか一方の絶対値が、夫々に対して予め設定されている閾値を上回るか否かを判定する。
In the following description, the amount of deviation due to the axial misalignment is referred to as a movement amount as necessary, and the amount of deviation of the core bar 13 due to the axial misalignment in the horizontal direction (X-axis direction) is the horizontal direction moving amount as necessary. The shift amount of the metal core 13 due to the axial misalignment in the vertical direction (Y-axis direction) is referred to as the vertical movement amount as necessary.
The shaft misalignment calculating device 100 determines whether or not the absolute value of at least one of the horizontal direction movement amount and the vertical direction movement amount exceeds a threshold value set in advance for each.

出力装置200は、軸芯ズレ演算装置100により、水平方向移動量および鉛直方向移動量の少なくとも何れか一方が、夫々に対して予め設定されている閾値を上回ると判定されると、そのときの水平方向移動量、鉛直方向移動量、軸芯ズレによるずれ量、および軸芯ズレの方向の情報を出力する。出力の形態は、例えば、コンピュータディスプレイへの表示、外部装置への送信、および記憶媒体への記憶の少なくとも何れか1つを採用することができる。   When it is determined by the shaft misalignment calculation device 100 that at least one of the horizontal movement amount and the vertical movement amount exceeds a preset threshold value for each of the output devices 200, Information on the amount of movement in the horizontal direction, the amount of movement in the vertical direction, the amount of deviation due to axial misalignment, and the direction of axial misalignment is output. As the output form, for example, at least one of display on a computer display, transmission to an external device, and storage on a storage medium can be adopted.

<軸芯ズレ演算装置100>
次に、軸芯ズレ演算装置100の一例について詳細に説明する。
軸芯ズレ演算装置100のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または、専用のハードウェアを用いることにより実現される。図3は、軸芯ズレ演算装置100の機能的な構成の一例を示す図である。以下に、軸芯ズレ演算装置100が有する機能の一例を説明する。
<Axial misalignment calculation device 100>
Next, an example of the shaft misalignment calculation device 100 will be described in detail.
The hardware of the axis misalignment calculation device 100 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces, or dedicated hardware. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the shaft misalignment calculation apparatus 100. Below, an example of the function which the axis misalignment calculating apparatus 100 has is demonstrated.

[先端検知判定部101]
先端検知判定部101は、先端検知器16により、ビレット20のトップ側の端面が検知されたか否かを判定する。前述したように、先端検知器16は、ビレット20のトップ側の端面を検知すると、測定開始トリガ信号1301を送信する。従って、先端検知判定部101は、測定開始トリガ信号1301を受信すると、先端検知器16により、ビレット20のトップ側の端面が検知されたと判定し、所定のオフセット時間OTの計時用のタイマーの起動を開始する。
[Lead edge detection determination unit 101]
The tip detection determination unit 101 determines whether or not the tip detector 16 has detected the top end surface of the billet 20. As described above, the tip detector 16 transmits the measurement start trigger signal 1301 when detecting the top end surface of the billet 20. Therefore, when the tip detection determination unit 101 receives the measurement start trigger signal 1301, the tip detection unit 16 determines that the top end surface of the billet 20 has been detected, and starts a timer for measuring a predetermined offset time OT. To start.

[ビームプロファイル作成部102]
ビームプロファイル作成部102は、先端検知判定部101により、ビレット20のトップ側の端面が検知されたと判定されてから所定のオフセット時間OTが経過すると、そのタイミングから所定の測定時間MTが経過するまでの間、2次元レーザ変位計15の測定結果に基づいて、ビームプロファイルを、所定のサンプリング周期で繰り返し作成する。本実施形態では、ビームプロファイルは、2次元レーザ変位計15から見た場合の、芯金13の水平方向(X軸方向)および測定方向の位置を示す情報である。前述したように、測定方向は、2次元レーザ変位計15の視野方向(光軸方向)である(図1(a)の一点鎖線を参照)。また、前述したように、所定の測定時間MTは、例えば、ビレット20のトップ側の端面にプラグ12が接触する直前と直後の期間のみにおいて、2次元レーザ変位計15による測定結果が得られるように予め定められる。前述したように、所定の測定時間MTは、例えば、0.01[s]以上0.5[s]以下の時間である。また、所定のサンプリング周期は、例えば1[ms]である。
[Beam profile creation unit 102]
When a predetermined offset time OT elapses after the tip end detection determination unit 101 determines that the end face on the top side of the billet 20 has been detected by the tip detection determination unit 101, the beam profile creation unit 102 continues until a predetermined measurement time MT elapses from that timing. Based on the measurement result of the two-dimensional laser displacement meter 15, a beam profile is repeatedly created at a predetermined sampling period. In this embodiment, the beam profile is information indicating the position of the cored bar 13 in the horizontal direction (X-axis direction) and the measurement direction when viewed from the two-dimensional laser displacement meter 15. As described above, the measurement direction is the visual field direction (optical axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15 (see the one-dot chain line in FIG. 1A). In addition, as described above, the predetermined measurement time MT is such that, for example, the measurement result by the two-dimensional laser displacement meter 15 can be obtained only in the period immediately before and immediately after the plug 12 contacts the top end surface of the billet 20. Predetermined. As described above, the predetermined measurement time MT is, for example, a time of 0.01 [s] to 0.5 [s]. The predetermined sampling period is, for example, 1 [ms].

図4は、ビームプロファイルの一例を概念的に示す図である。
前述したように、2次元レーザ変位計15の受光センサの画素は、芯金13の水平方向(X軸方向)に並ぶように配置される。従って、図4において、X軸の値は、2次元レーザ変位計15の受光センサの画素の位置に対応する。また、Y/sinθ軸の値は、2次元レーザ変位計15により測定される測定距離Lに対応する。尚、以上のことは、後述する図5、図11、図12においても同じである。
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of a beam profile.
As described above, the pixels of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15 are arranged so as to be aligned in the horizontal direction (X-axis direction) of the cored bar 13. Therefore, in FIG. 4, the value of the X axis corresponds to the pixel position of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15. The value of the Y / sin θ axis corresponds to the measurement distance L measured by the two-dimensional laser displacement meter 15. The above also applies to FIGS. 5, 11, and 12 described later.

尚、ここで、ビームプロファイルについて注釈を記載すると、図1に記載の説明図でいえば、2次元レーザ変位計15と芯金13との間で計測されるビームプロファイルは、芯金13に反射したレーザ変位計15のレーザ光の反射像を意味するため、2次元レーザ変位計15に向かって上側半円状のビームプロファイルとなる。即ち、半円状のビームプロファイルのピーク位置が2次元レーザ変位計15の最近傍点となる。
しかしながら、図4以降においては、グラフ表記の都合上、2次元レーザ変位計15から遠ざかる方向をY軸の正の方向、言い換えればY軸上方向となるように上下反転して記載している。即ち、半円状のビームプロファイルのピーク点が、2次元レーザ変位計15の最近傍点となるように、即ち、グラフ上同一プロファイル中の最下点となるように記載している。尚、このことは、後述する図5、図11、図12においても同様である。
Here, if an annotation is described for the beam profile, the beam profile measured between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the core metal 13 is reflected on the core metal 13 in the explanatory diagram shown in FIG. In order to mean a reflected image of the laser beam of the laser displacement meter 15, the beam profile has an upper semicircular shape toward the two-dimensional laser displacement meter 15. That is, the peak position of the semicircular beam profile is the closest point of the two-dimensional laser displacement meter 15.
However, in FIG. 4 and subsequent figures, for convenience of graph notation, the direction away from the two-dimensional laser displacement meter 15 is vertically inverted so as to be the positive direction of the Y axis, in other words, the upward direction of the Y axis. That is, it is described so that the peak point of the semicircular beam profile is the closest point of the two-dimensional laser displacement meter 15, that is, the lowest point in the same profile on the graph. This also applies to FIGS. 5, 11, and 12 described later.

このようなビームプロファイル400が所定のサンプリング周期で繰り返し作成される。本実施形態では、ビームプロファイル作成部102は、所定のサンプリング周期で繰り返し作成されるビームプロファイル400の移動平均をとり、各サンプリング周期におけるビームプロファイルを作成する。例えば、所定のサンプリング周期が1[ms]であり、5[ms]ごとに移動平均をとる場合、5つのビームプロファイル400の移動平均をとる。そして、その移動平均後の値を、当該5つのビームプロファイル400の作成時刻のうちの最先の作成時刻におけるビームプロファイルとする。以下の説明では、特に断らない限り、ビームプロファイルと称する場合には、この移動平均後のビームプロファイルであるものとする。   Such a beam profile 400 is repeatedly created at a predetermined sampling period. In this embodiment, the beam profile creation unit 102 takes a moving average of the beam profile 400 that is repeatedly created at a predetermined sampling period, and creates a beam profile at each sampling period. For example, when a predetermined sampling period is 1 [ms] and a moving average is taken every 5 [ms], a moving average of five beam profiles 400 is taken. Then, the value after the moving average is set as the beam profile at the earliest creation time among the creation times of the five beam profiles 400. In the following description, unless otherwise specified, when referred to as a beam profile, it is assumed to be a beam profile after this moving average.

[ピーク位置抽出部103]
前述したように本実施形態では、光切断法を用いるため、ビームプロファイルにおけるピークの位置から、2次元レーザ変位計15と芯金13との間の距離が導出される。そこで、ピーク位置抽出部103は、ビームプロファイル作成部102により作成されるビームプロファイルのそれぞれからピークの位置を抽出する。本実施形態では、ピーク位置抽出部103は、8画素ごとに(1つの)ビームプロファイルの移動平均をとり、その移動平均後のビームプロファイルのピークの位置を抽出する。尚、以下の説明では、特に断らない限り、ビームプロファイルのピークと称する場合には、このようにして抽出されるピークであるものとする。
[Peak position extraction unit 103]
As described above, since the optical cutting method is used in this embodiment, the distance between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the cored bar 13 is derived from the peak position in the beam profile. Therefore, the peak position extraction unit 103 extracts the peak position from each of the beam profiles created by the beam profile creation unit 102. In the present embodiment, the peak position extraction unit 103 takes a moving average of (one) beam profile every 8 pixels, and extracts the position of the peak of the beam profile after the moving average. In the following description, unless otherwise specified, the term “beam profile peak” refers to a peak extracted in this manner.

図5は、ビームプロファイルと、そのピークの一例を概念的に示す図である。
具体的に図5(a)は、ビレット20の穿孔開始前の芯金13の軸芯の位置と、穿孔開始後の芯金13の軸芯の位置の変化が小さい場合のビームプロファイル501、502の関係と、そのピーク501a、502aの関係を示す図である。一方、図5(b)は、ビレット20の穿孔開始前の芯金13の軸芯の位置と、穿孔開始後の芯金13の軸芯の位置の変化が大きい場合のビームプロファイル501、503の関係と、そのピーク501a、503aの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram conceptually showing an example of a beam profile and its peak.
Specifically, FIG. 5A shows beam profiles 501 and 502 when the change in the position of the shaft core of the core bar 13 before the start of drilling of the billet 20 and the position of the shaft core of the core bar 13 after the start of drilling are small. And the relationship between the peaks 501a and 502a. On the other hand, FIG. 5B shows the beam profiles 501 and 503 in the case where the change in the position of the shaft core of the core metal 13 before the drilling of the billet 20 and the position of the shaft core of the core metal 13 after the drilling start are large. It is a figure which shows the relationship and the relationship of the peaks 501a and 503a.

プラグ12および芯金13の軸芯が、ビレット20のトップ側の端面の中心(即ち、パスラインPL)から大きくずれていなければ、2次元レーザ変位計15と芯金13との距離は、穿孔開始前と穿孔開始直後とで大きくずれない。このため、図5(a)に示すように、穿孔開始前と穿孔開始直後とで、ビームプロファイル501、502は大きく異ならない。ここで、このビームプロファイル501、502は、穿孔開始前と穿孔開始直後のあるタイミングのビームプロファイルの一例である。   If the shaft cores of the plug 12 and the cored bar 13 are not greatly deviated from the center of the end face on the top side of the billet 20 (that is, the pass line PL), the distance between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the cored bar 13 is There is no significant deviation between before start and immediately after drilling. For this reason, as shown in FIG. 5A, the beam profiles 501 and 502 do not differ greatly before and after the start of drilling. Here, the beam profiles 501 and 502 are examples of beam profiles at a certain timing before the start of drilling and immediately after the start of drilling.

一方、前述したように本実施形態では、ビレット20のトップ側の端面の中心部に、ビレット20の中心に誘導するためのセンタリングポンチ穴21が形成されている。従って、プラグ12および芯金13の軸芯が、ビレット20のトップ側の端面の中心(即ち、パスラインPL)から大きくずれた状態で、穿孔が開始されると、プラグ12および芯金13は、センタリングポンチ穴21の方向に誘導される。このため、図5(b)に示すように、穿孔開始前と穿孔開始直後とで、ビームプロファイル501、503は大きく異なる。ここで、このビームプロファイル501、503は、穿孔開始前と穿孔開始直後のあるタイミングのビームプロファイルの一例である。   On the other hand, as described above, in the present embodiment, the centering punch hole 21 for guiding the billet 20 to the center is formed at the center of the end face on the top side of the billet 20. Accordingly, when the drilling is started in a state where the shaft cores of the plug 12 and the core metal 13 are largely deviated from the center of the end face on the top side of the billet 20 (that is, the pass line PL), the plug 12 and the core metal 13 are , Guided in the direction of the centering punch hole 21. For this reason, as shown in FIG. 5B, the beam profiles 501 and 503 are greatly different before and after the start of drilling. Here, the beam profiles 501 and 503 are examples of beam profiles at a certain timing before the start of drilling and immediately after the start of drilling.

[座標変換部104]
座標変換部104は、測定開始時のビームプロファイルと、測定開始後の各ビームプロファイルのピークの位置に基づいて、水平方向(X軸方向)と鉛直方向(Y軸方向)のそれぞれにおけるピークの位置の距離差を導出する。
尚、前述したように、ここでいう測定開始時とは、先端検知判定部101により、ビレット20のトップ側の端面が検知されたと判定され所定のオフセット時間OTが経過したタイミングであり、その際の測定では、穿孔開始前のピーク位置が取得されることになる。また、ここでいう測定開始後とは、測定開始時よりも後のタイミングであるため、その際の測定では、穿孔開始前のピーク位置と穿孔開始後のピーク位置とが取得されることになる。
[Coordinate converter 104]
The coordinate conversion unit 104 determines the peak position in each of the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) based on the beam profile at the start of measurement and the peak position of each beam profile after the start of measurement. The distance difference is derived.
As described above, the measurement start time here is a timing at which the tip detection determination unit 101 determines that the end face on the top side of the billet 20 has been detected and a predetermined offset time OT has elapsed. In this measurement, the peak position before the start of drilling is obtained. In addition, since the measurement after the start here is a timing after the start of the measurement, the peak position before the start of drilling and the peak position after the start of drilling are acquired in the measurement at that time. .

ここで、測定開始時のビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置をY0とする。また、測定開始後のビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置をY´とする。例えば、図5(a)および図5(b)において、測定開始時のビームプロファイルがビームプロファイル501であるとすると、測定開始時のビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置Y0は、ピーク501aのY/sinθ軸の値になる。また、測定開始後の各ビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置Y´は、ピーク502a、503aのY/sinθ軸の値になる。   Here, the peak position in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of the beam profile at the start of measurement is Y0. The peak position in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of the beam profile after the start of measurement is Y ′. For example, in FIGS. 5A and 5B, assuming that the beam profile at the start of measurement is the beam profile 501, the position of the peak in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of the beam profile at the start of measurement. Y0 is the value of the Y / sin θ axis of the peak 501a. The peak position Y ′ in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of each beam profile after the start of measurement is the value of the Y / sin θ-axis of the peaks 502a and 503a.

尚、以下の説明では、測定開始時のビームプロファイルのピークの位置(穿孔開始前のピーク位置)を、必要に応じて、基準ピーク位置と称する。また、測定開始後の各ビームプロファイルのピークの位置を、必要に応じて、測定ピーク位置と称する。   In the following description, the peak position of the beam profile at the start of measurement (peak position before the start of drilling) is referred to as a reference peak position as necessary. The peak position of each beam profile after the start of measurement is referred to as a measurement peak position as necessary.

座標変換部104は、測定方向(Y/sinθ軸方向)における測定ピーク位置Y´の、測定方向(Y/sinθ軸方向)における基準ピーク位置Y0に対する距離差ΔY´を導出する(ΔY´=Y0−Y´)。尚、以下の説明では、この距離差ΔY´を、必要に応じて、Y軸方向の距離差ΔY´と称する。そして、座標変換部104は、Y軸方向の距離差ΔY´と、パスラインPLに対する2次元レーザ変位計15の角度θとに基づいて、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tを導出する。   The coordinate conversion unit 104 derives a distance difference ΔY ′ from the measurement peak position Y ′ in the measurement direction (Y / sin θ axis direction) with respect to the reference peak position Y0 in the measurement direction (Y / sin θ axis direction) (ΔY ′ = Y0). -Y '). In the following description, this distance difference ΔY ′ is referred to as a Y-axis direction distance difference ΔY ′ as necessary. Then, the coordinate conversion unit 104 determines the vertical position of the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) based on the distance difference ΔY ′ in the Y-axis direction and the angle θ of the two-dimensional laser displacement meter 15 with respect to the pass line PL. A distance difference ΔY′_t with respect to the reference peak position in the direction (Y-axis direction) is derived.

図6は、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tを導出する方法の一例を説明する図である。
図6において、測定開始時のビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置Y0は、2次元レーザ変位計15と、測定開始時の芯金13の表面15aとの最短距離になる。また、測定開始後のビームプロファイルの測定方向(Y/sinθ軸方向)におけるピークの位置Y´は、2次元レーザ変位計15と、測定開始後の芯金13の表面15bとの最短距離になる。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method for deriving a distance difference ΔY′_t between a measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and a reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction).
In FIG. 6, the peak position Y0 in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of the beam profile at the start of measurement is the shortest distance between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the surface 15a of the metal core 13 at the start of measurement. Become. The peak position Y ′ in the measurement direction (Y / sin θ-axis direction) of the beam profile after the start of measurement is the shortest distance between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the surface 15b of the cored bar 13 after the start of measurement. .

図6に示すように、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tは、以下の(1)式で表される。
ΔY´_t=(Y0−Y´)×sinθ ・・・(1)
従って、座標変換部104は、(1)式の計算を行って、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tを導出する。
本実施形態では、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tが、前述した鉛直方向移動量になる。
As shown in FIG. 6, the distance difference ΔY′_t between the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and the reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction) is expressed by the following equation (1).
ΔY′_t = (Y0−Y ′) × sin θ (1)
Accordingly, the coordinate conversion unit 104 calculates the equation (1) to derive a distance difference ΔY′_t between the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and the reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction). To do.
In the present embodiment, the distance difference ΔY′_t between the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and the reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction) is the above-described vertical movement amount.

また、座標変換部104は、以下の(2)式の計算を行って、X軸方向における測定ピーク位置の、X軸方向における基準ピーク位置に対する距離差ΔX´を導出する。
ΔX´=(X0−X´)×αi ・・・(2)
(2)式において、X0は、X軸方向における基準ピーク位置であり、X´は、X軸方向における測定ピーク位置であり、αiは、2次元レーザ変位計15の受光センサの測定分解能である。
本実施形態では、X軸方向における測定ピーク位置の、X軸方向における基準ピーク位置に対する距離差ΔX´が、前述した水平方向移動量になる。
Further, the coordinate conversion unit 104 calculates the following equation (2) to derive a distance difference ΔX ′ between the measurement peak position in the X-axis direction and the reference peak position in the X-axis direction.
ΔX ′ = (X0−X ′) × αi (2)
In equation (2), X0 is a reference peak position in the X-axis direction, X ′ is a measurement peak position in the X-axis direction, and αi is a measurement resolution of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15. .
In the present embodiment, the distance difference ΔX ′ between the measurement peak position in the X-axis direction and the reference peak position in the X-axis direction becomes the horizontal movement amount described above.

尚、以下の説明では、2次元レーザ変位計15の受光センサの測定分解能αiを、必要に応じて、測定分解能αiと略称する。
測定距離Lの基準値をLsとし、測定距離Lの測定値をLmとし、基準分解能をαsとすると、測定分解能αiは、以下の(3)式により計算される。
αi=αs×Lm/Ls ・・・(3)
本実施形態では前述したように、測定距離Lの基準値Lsは、400[mm]であり、基準分解能αsは、0.3[mm/pixel]である。また、測定距離Lの測定値Lmは、以下の(4)式により計算される。
Lm=Y´ ・・・(4)
In the following description, the measurement resolution αi of the light receiving sensor of the two-dimensional laser displacement meter 15 is abbreviated as measurement resolution αi as necessary.
When the reference value of the measurement distance L is Ls, the measurement value of the measurement distance L is Lm, and the reference resolution is αs, the measurement resolution αi is calculated by the following equation (3).
αi = αs × Lm / Ls (3)
In this embodiment, as described above, the reference value Ls of the measurement distance L is 400 [mm], and the reference resolution αs is 0.3 [mm / pixel]. Further, the measurement value Lm of the measurement distance L is calculated by the following equation (4).
Lm = Y ′ (4)

[判定部105]
判定部105は、座標変換部104により導出された水平方向移動量ΔX´の絶対値が予め設定されている閾値を上回るか否かを判定する。また、判定部105は、座標変換部104により導出された鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値が予め設定されている閾値を上回るか否かを判定する。尚、水平方向移動量ΔX´の絶対値に対する閾値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値に対する閾値は、個別に設定される。
[Determining unit 105]
The determination unit 105 determines whether the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ derived by the coordinate conversion unit 104 exceeds a preset threshold value. Further, the determination unit 105 determines whether or not the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t derived by the coordinate conversion unit 104 exceeds a preset threshold value. Note that the threshold for the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ and the threshold for the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t are individually set.

[移動量・移動方向演算部106]
移動量・移動方向演算部106は、判定部105により、水平方向移動量ΔX´の絶対値又は、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値が予め設定されている閾値を越えた場合に、座標変換部104により導出された、水平方向移動量ΔX´と、鉛直方向移動量ΔY´_tとに基づいて、軸芯ズレによるずれ量Dと、軸芯ズレの方向ηとを導出する。本実施形態では、移動量・移動方向演算部106は、以下の(5)式の計算を行うことにより、軸芯ズレによるずれ量Dを導出する。また、移動量・移動方向演算部105は、以下の(6)式の計算を行うことにより、軸芯ズレの方向ηを導出する。
D={(ΔX´)2+(ΔY´_t)21/2 ・・・(5)
η=tan-1(ΔY´_t/ΔX´) ・・・(6)
[Moving amount / moving direction calculation unit 106]
When the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ or the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds a preset threshold value by the determination unit 105, the movement amount / movement direction calculation unit 106 Based on the horizontal direction movement amount ΔX ′ and the vertical direction movement amount ΔY′_t derived by the conversion unit 104, the deviation amount D due to the axial misalignment and the axial misalignment direction η are derived. In the present embodiment, the movement amount / movement direction calculation unit 106 derives the deviation amount D due to the misalignment of the shaft center by calculating the following equation (5). Further, the movement amount / movement direction calculation unit 105 derives the direction η of the axial misalignment by calculating the following equation (6).
D = {(ΔX ′) 2 + (ΔY′_t) 2 } 1/2 (5)
η = tan −1 (ΔY′_t / ΔX ′) (6)

[出力部107]
出力部107は、水平方向移動量ΔX´の絶対値が閾値を上回る場合と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値が閾値を上回る場合の少なくとも何れか一方の場合に、当該水平方向移動量ΔX´と、当該鉛直方向移動量ΔY´_tと、当該水平方向移動量ΔX´および当該鉛直方向移動量ΔY´_tから導出される軸芯ズレによるずれ量Dおよび軸芯ズレの方向とを出力装置200に出力する。
[Output unit 107]
The output unit 107 outputs the horizontal movement amount in the case where the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ exceeds the threshold value and / or the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value. ΔX ′, the vertical movement amount ΔY′_t, the horizontal movement amount ΔX ′, the shift amount D due to the axial misalignment derived from the vertical movement amount ΔY′_t, and the direction of the axial misalignment are output. Output to the device 200.

<動作フローチャート>
次に、図7のフローチャートを参照しながら、本実施形態の軸芯ズレ演算装置100の動作の一例を説明する。
まず、ステップS701において、先端検知判定部101は、先端検知器16により、ビレット20のトップ側の端面(先端)が検知されるまで待機する。そして、先端検知器16により、ビレット20のトップ側の端面(先端)が検知されると、ステップS702に進む。
<Operation flowchart>
Next, an example of the operation of the axial misalignment calculation apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S <b> 701, the tip detection determination unit 101 stands by until the tip detector 16 detects the top side end surface (tip) of the billet 20. When the tip detector 16 detects the end surface (tip) on the top side of the billet 20, the process proceeds to step S702.

ステップS702に進むと、ビームプロファイル作成部102は、所定のオフセット時間OTが経過するまで待機する。そして、所定のオフセット時間が経過すると、ステップS703に進む。
ステップS703に進むと、ビームプロファイル作成部102は、2次元レーザ変位計15の測定結果に基づいて、ビームプロファイルを作成する。前述したように、ビームプロファイルは、所定のサンプリング周期で繰り返し作成され、このようにして作成された複数のビームプロファイルの所定の時間における移動平均値が、最終的なビームプロファイルになる。
In step S702, the beam profile creation unit 102 waits until a predetermined offset time OT has elapsed. Then, when a predetermined offset time has elapsed, the process proceeds to step S703.
In step S703, the beam profile creating unit 102 creates a beam profile based on the measurement result of the two-dimensional laser displacement meter 15. As described above, the beam profile is repeatedly generated at a predetermined sampling period, and a moving average value at a predetermined time of the plurality of beam profiles generated in this manner becomes a final beam profile.

次に、ステップS704において、ピーク位置抽出部103は、ステップS703で作成されたビームプロファイルのピークの位置を抽出する。前述したように、ピーク位置抽出部103は、ビームプロファイルの所定の画素における移動平均値から、当該ビームプロファイルのピークの位置を抽出する。
次にステップS705に進む。ステップS705に進むと、ピーク位置抽出部103は、所定の測定時間MTが経過したか否かを判定する。この判定の結果、所定の測定時間MTが経過した場合には、ステップS706へ進む。一方、所定の測定時間MTが経過していない場合には、ステップS703に戻り、次のタイミングにおけるビームプロファイルの作成、ピークの位置の抽出を行う。そして、所定の測定時間MTが経過するまで、ステップS703〜S705の処理を繰り返し行う。
次に、ステップS706において、座標変換部104は、(1)式の計算を行うことにより、鉛直方向移動量ΔY´_tを導出すると共に、(2)式および(3)式の計算を行うことにより、水平方向移動量ΔX´を導出する。
Next, in step S704, the peak position extraction unit 103 extracts the peak position of the beam profile created in step S703. As described above, the peak position extraction unit 103 extracts the peak position of the beam profile from the moving average value in a predetermined pixel of the beam profile.
Next, the process proceeds to step S705. In step S705, the peak position extraction unit 103 determines whether or not a predetermined measurement time MT has elapsed. As a result of the determination, if the predetermined measurement time MT has elapsed, the process proceeds to step S706. On the other hand, if the predetermined measurement time MT has not elapsed, the process returns to step S703 to create a beam profile and extract a peak position at the next timing. Then, the processes in steps S703 to S705 are repeated until a predetermined measurement time MT elapses.
Next, in step S706, the coordinate conversion unit 104 calculates the expression (1) to derive the vertical movement amount ΔY′_t, and calculates the expressions (2) and (3). Thus, the horizontal movement amount ΔX ′ is derived.

次に、ステップS707において、判定部105は、水平方向移動量ΔX´の絶対値が閾値を上回るか否かと、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値が閾値を上回るか否かを判定する。この判定の結果、水平方向移動量ΔX´の絶対値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値との少なくとも何れか一方が閾値を上回る場合には、ステップS708に進む。
次に、ステップS708に進むと、移動量・移動方向演算部106は、(5)式の計算を行うことにより、軸芯ズレによるずれ量Dを導出すると共に、(6)式の計算を行うことにより、軸芯ズレの方向ηを導出する。
次に、ステップS709に進み、出力部107は、当該水平方向移動量ΔX´と、当該鉛直方向移動量ΔY´_tと、当該水平方向移動量ΔX´および当該鉛直方向移動量ΔY´_tから導出される軸芯ズレによるずれ量Dおよび軸芯ズレの方向ηとを出力装置200に出力する。そして、図7のフローチャートによる処理を終了する。
Next, in step S707, the determination unit 105 determines whether or not the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ exceeds the threshold value and whether or not the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value. As a result of this determination, if at least one of the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ and the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value, the process proceeds to step S708.
Next, in step S708, the movement amount / movement direction calculation unit 106 calculates the expression (5), thereby deriving the deviation amount D due to the axial misalignment and calculating the expression (6). Thus, the direction η of the axial misalignment is derived.
In step S709, the output unit 107 derives from the horizontal movement amount ΔX ′, the vertical movement amount ΔY′_t, the horizontal movement amount ΔX ′, and the vertical movement amount ΔY′_t. The deviation amount D due to the axial misalignment and the direction η of the axial misalignment are output to the output device 200. And the process by the flowchart of FIG. 7 is complete | finished.

一方、ステップ707において、水平方向移動量ΔX´の絶対値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値との何れもが閾値を上回らない場合には、ステップS709に進み、図7のフローチャートによる処理を終了する。
なお、図7のフローと異なるが、水平方向移動量ΔX´の絶対値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値との何れもが閾値を上回らない場合であっても、ステップS708およびS709へと進み、前述したように、当該水平方向移動量ΔX´と、当該鉛直方向移動量ΔY´_tと、軸芯ズレによるずれ量Dおよび軸芯ズレの方向ηとを出力し、図7のフローチャートによる処理を終了するようにしても良い。
On the other hand, if neither the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ nor the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value in step 707, the process proceeds to step S 709, according to the flowchart of FIG. The process ends.
Although different from the flow of FIG. 7, even if neither the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ nor the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value, steps S708 and S709 are performed. As described above, the horizontal movement amount ΔX ′, the vertical movement amount ΔY′_t, the deviation amount D due to the axial misalignment, and the axial misalignment direction η are output, as shown in FIG. You may make it complete | finish the process by a flowchart.

図8は、本実施形態の軸芯ズレ演算装置100により導出された鉛直方向移動量801と水平方向移動量802の一例を示す図である。尚、前述したように本実施形態では、所定の測定時間MTは、0.01[s]以上0.5[s]以下の範囲の中から定められるが、図8では、説明および表記の都合上、長期間にわたって、鉛直方向移動量801と水平方向移動量802を導出した結果を示す。図8に示す例では、時刻tにおいて、鉛直方向移動量801が約2[mm]、水平方向移動量802が約1[mm]となり、それぞれ閾値を上回った。したがって、この時刻tにおいて、穿孔が開始したと判定することができる。
本実施形態の軸芯ズレ演算装置100では、最終的に、閾値を上回るずれ量について導出している(S708、S709)ため、(閾値の設定にもよるが、)図8における、時刻t以降のデータが、ずれ量として得られることになり、結果として、ずれを是正するための芯金13又はパスラインの移動方向や量を把握することができるようになる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the vertical movement amount 801 and the horizontal movement amount 802 derived by the axial misalignment calculation apparatus 100 of the present embodiment. As described above, in the present embodiment, the predetermined measurement time MT is determined from the range of 0.01 [s] or more and 0.5 [s] or less. However, in FIG. The results of deriving the vertical movement amount 801 and the horizontal movement amount 802 over a long period of time are shown. In the example shown in FIG. 8, at time t, the vertical movement amount 801 is about 2 [mm] and the horizontal movement amount 802 is about 1 [mm], which exceed the threshold values. Therefore, it can be determined that perforation has started at time t.
In the axial misalignment calculation apparatus 100 of the present embodiment, since the deviation amount exceeding the threshold value is finally derived (S708, S709), after time t in FIG. 8 (depending on the setting of the threshold value). As a result, it becomes possible to grasp the moving direction and amount of the core bar 13 or the pass line for correcting the deviation.

<まとめ>
以上のように本実施形態では、2次元レーザ変位計15による測定の結果に基づいて、水平方向(X軸方向)の軸芯ズレによる芯金13のずれ量(水平方向移動量ΔX´)と、鉛直方向(Y軸方向)の軸芯ズレによる芯金13のずれ量(鉛直方向移動量ΔY´_t)を導出する。従って、水平方向(X軸方向)と鉛直方向(Y軸方向)の双方の方向における芯金13のずれを測定することができる。従って、芯金13の軸芯をどの方向にどれだけ動かせば、ビレット20の偏芯偏肉が生じている場合に、ビレット20の偏熱やピアサミルに生じるガタによる芯金13の振れ回りを除き、芯金13とビレット20の軸芯ズレのみを抽出し、芯金13の軸芯とパスライン20とのずれが生じた場合に、芯金13又はパスラインの軸芯をどの方向に動かせばビレット20の偏芯偏肉が低減するのかをオンラインで特定することができる。
<Summary>
As described above, according to the present embodiment, based on the result of measurement by the two-dimensional laser displacement meter 15, the shift amount (horizontal movement amount ΔX ′) of the metal core 13 due to the axial misalignment in the horizontal direction (X-axis direction) and The deviation amount (vertical movement amount ΔY′_t) of the metal core 13 due to the axial misalignment in the vertical direction (Y-axis direction) is derived. Therefore, it is possible to measure the deviation of the cored bar 13 in both the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction). Accordingly, if the eccentricity of the billet 20 is caused by how much the shaft core of the cored bar 13 is moved in any direction, excluding the heat of the billet 20 and the swinging of the cored bar 13 due to the backlash generated in the piercer mill. When only the axial misalignment between the core bar 13 and the billet 20 is extracted and the axis core of the core bar 13 and the pass line 20 are displaced, in which direction the axis of the core bar 13 or the pass line is moved. It can be specified online whether the eccentric thickness deviation of the billet 20 is reduced.

図9は、芯金13の軸芯の調整前後におけるビレット20の振れ回り量の一例を概念的に示す図である。具体的に図9(a)は、本実施形態の手法の場合を示し、図9(b)は、従来の(特許文献2〜4に記載の)手法の場合を示す。
図9(a)に示すように本実施形態では、水平方向移動量ΔX´と鉛直方向移動量ΔY´_tとを導出するので、軸芯ズレによるずれ量Dと、軸芯ズレの方向ηとを導出することができる(図9(a)の実線の矢印線902が、軸芯ズレによるずれ量Dと、軸芯ズレの方向ηとを表す)。従って、これを相殺するように、芯金13の軸芯の位置を調整すればよい(図9(a)の破線の矢印線901が、芯金13の軸芯の位置の調整量と調整方向を表す)。このように芯金13の軸芯の位置を調整することによって、ビレット20の振れ回りを、実線の楕円903から、破線の楕円904のように抑制させることができる。
FIG. 9 is a diagram conceptually showing an example of the amount of swing of the billet 20 before and after the adjustment of the axis of the core bar 13. Specifically, FIG. 9A shows the case of the method of the present embodiment, and FIG. 9B shows the case of the conventional method (described in Patent Documents 2 to 4).
As shown in FIG. 9A, in the present embodiment, since the horizontal direction movement amount ΔX ′ and the vertical direction movement amount ΔY′_t are derived, the deviation amount D due to the axial misalignment, the axial misalignment direction η, (A solid arrow line 902 in FIG. 9A represents the shift amount D due to the axial misalignment and the direction η of the axial misalignment). Therefore, the position of the shaft core of the core metal 13 may be adjusted so as to cancel this (the broken arrow line 901 in FIG. 9A indicates the adjustment amount and the adjustment direction of the position of the shaft core of the core metal 13). Represents). By adjusting the position of the shaft core of the core bar 13 in this way, the swing of the billet 20 can be suppressed from a solid-line ellipse 903 to a broken-line ellipse 904.

一方、図9(b)に示すように従来の手法では、シェル又は、芯金13の振れ周り量のみにおいて導出されるに過ぎない。従って、図9(b)の矢印線に示すように、この方向については、芯金13又はシェルの振れ周り方向であって、芯金とパスラインの軸芯ズレとは、必ずしも一致しない。言い換えれば、この方向に芯金又はパスラインの調整を行うことは、軸芯ズレの修正にはならない。   On the other hand, as shown in FIG. 9B, in the conventional method, it is derived only by the amount of vibration around the shell or the cored bar 13. Therefore, as shown by the arrow line in FIG. 9B, this direction is the direction around the runout of the core bar 13 or the shell, and the core misalignment between the core bar and the pass line does not necessarily match. In other words, adjusting the metal core or the pass line in this direction does not correct the shaft misalignment.

また、図9(b)に示すように、従来の手法では、芯金13又はシェルの振れ回り量を示すこの測定値が、芯金13の軸芯とパスラインPLとのずれによるものなのか、それとも前述したようなその他の要因であるのかを特定することができない。
これに対し、本発明者らは、芯金13とビレット20の軸芯とのズレが、プラグ12がビレット20に接触し最初にズレを生じた際のズレ量と方向に相関があることを突き止めた。そこで、本実施形態では、所定の測定時間MTにおける2次元レーザ変位計15の測定結果に基づいて、水平方向移動量ΔX´と鉛直方向移動量ΔY´_tを導出する。例えば、ビレット20のトップ側の端面の温度分布に偏りが生じている場合や、穿孔機10にガタが生じている場合には、それらの影響による軸芯ズレは、穿孔を開始してからある程度の時間が経過してから生じる。従って、芯金13の先端部(トップ側)を測定することで、穿孔開始直前から直後までの微小な移動量を捉えることが可能となり、温度分布に偏りが生じている場合の移動量や、穿孔機10に生じたガタによる移動量が発生する時間になるまでの、2次元レーザ変位計15の測定結果に基づいて、水平方向移動量ΔX´と鉛直方向移動量ΔY´_tを導出することにより、芯金13の軸芯とパスラインPLとのずれのみを可及的に抽出し、軸芯ズレの量とその方向を把握することができる。
Further, as shown in FIG. 9 (b), in the conventional method, is this measured value indicating the amount of run-out of the cored bar 13 or the shell due to a deviation between the axis of the cored bar 13 and the pass line PL? It is not possible to specify whether this is another factor as described above.
On the other hand, the present inventors have found that the displacement between the metal core 13 and the shaft core of the billet 20 has a correlation with the displacement amount and direction when the plug 12 comes into contact with the billet 20 for the first time. I found it. Therefore, in the present embodiment, the horizontal movement amount ΔX ′ and the vertical movement amount ΔY′_t are derived based on the measurement result of the two-dimensional laser displacement meter 15 at the predetermined measurement time MT. For example, when the temperature distribution of the end face on the top side of the billet 20 is uneven or when the punching machine 10 has a backlash, the axial misalignment due to the influence is somewhat after the start of drilling. Occurs after the time elapses. Therefore, by measuring the tip portion (top side) of the core bar 13, it is possible to capture a minute amount of movement from immediately before the start of drilling to immediately after, and the amount of movement when the temperature distribution is biased, Deriving the horizontal movement amount ΔX ′ and the vertical movement amount ΔY′_t based on the measurement result of the two-dimensional laser displacement meter 15 until the time when the movement amount due to the play generated in the punching machine 10 occurs is reached. Accordingly, it is possible to extract as much as possible the deviation between the axis of the core 13 and the pass line PL, and to grasp the amount and direction of the axis misalignment.

さらに、1台の2次元レーザ変位計15による簡単な構成で、2つの方向(X軸方向およびY軸方向)の軸芯ズレによる芯金13のずれ量をオンラインで高速に且つ高精度に検出することができる。
従って、軸芯ズレが生じている場合の、芯金13の調整方向および調整量が明確になり、シェルの振れ回りを的確に且つ迅速に抑制することが可能になる。
また、2次元レーザ変位計15の、芯金13の周方向における設置位置の制限がないことから、2次元レーザ変位計15と設備とが干渉することを抑制することができる。
In addition, with a simple configuration using a single two-dimensional laser displacement meter 15, the amount of misalignment of the core 13 due to misalignment in the two directions (X-axis direction and Y-axis direction) can be detected online at high speed and with high accuracy. can do.
Therefore, the adjustment direction and the adjustment amount of the cored bar 13 when the axial misalignment occurs are clarified, and the swinging of the shell can be suppressed accurately and quickly.
Moreover, since there is no restriction | limiting of the installation position in the circumferential direction of the metal core 13 of the two-dimensional laser displacement meter 15, it can suppress that the two-dimensional laser displacement meter 15 and an installation interfere.

<変形例>
本実施形態のように、1台の2次元レーザ変位計15を用いれば、構成が簡単になると共に、設備との干渉を容易に抑制することができるので好ましい。しかしながら、2次元レーザ変位計の数は1台に限定されない。例えば、芯金13の水平方向(X軸方向)の変位を光学的に測定するセンサと、芯金13の鉛直方向(Y軸方向)の変位を光学的に測定するセンサとを個別に設けてもよい。また、芯金13の変位を測定する方向は、水平方向(X軸方向)と鉛直方向(Y軸方向)に限定されず、相互に異なる2つの方向であれば、どの方向であってもよい。その他、2次元センサではなく3次元センサを用いてもよい。
<Modification>
It is preferable to use one two-dimensional laser displacement meter 15 as in this embodiment because the configuration is simplified and interference with equipment can be easily suppressed. However, the number of two-dimensional laser displacement meters is not limited to one. For example, a sensor that optically measures the displacement in the horizontal direction (X-axis direction) of the cored bar 13 and a sensor that optically measures the displacement in the vertical direction (Y-axis direction) of the cored bar 13 are separately provided. Also good. The direction in which the displacement of the core bar 13 is measured is not limited to the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction), and may be any direction as long as they are two different directions. . In addition, a three-dimensional sensor may be used instead of the two-dimensional sensor.

また、本実施形態では、水平方向移動量と鉛直方向移動量を導出する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、芯金13のずれ量を導出する方向は、水平方向(X軸方向)および鉛直方向(Y軸方向)に限定されず、芯金13の軸芯に垂直な相互に異なる2つの方向であれば、どの方向であってもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the horizontal direction movement amount and the vertical direction movement amount are derived has been described as an example. However, the direction of deriving the amount of deviation of the cored bar 13 is not limited to the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction), but in two different directions perpendicular to the axis of the cored bar 13. Any direction is acceptable.

また、本実施形態では、水平方向移動量ΔX´と、鉛直方向移動量ΔY´_tと、軸芯ズレによるずれ量Dと、軸芯ズレの方向ηとを出力する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、水平方向移動量ΔX´および鉛直方向移動量ΔY´_tから、軸芯ズレの方向ηと軸芯ズレによるずれ量Dが得られる。従って、水平方向移動量ΔX´および鉛直方向移動量ΔY´_tを出力する場合には、軸芯ズレの方向ηと軸芯ズレによるずれ量Dの少なくとも何れか一方を出力しなくてもよい。また、軸芯ズレによるずれ量Dと軸芯ズレの方向ηから、水平方向移動量ΔX´および鉛直方向移動量ΔY´_tが得られる。従って、軸芯ズレによるずれ量Dと軸芯ズレの方向ηを出力する場合には、水平方向移動量ΔX´および鉛直方向移動量ΔY´_tを出力しなくてもよい。即ち、軸芯ズレによるずれ量Dと軸芯ズレの方向ηを特定する情報が出力されるようにしていればよい。また、水平方向移動量ΔX´の絶対値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値との少なくとも何れか一方が閾値を上回るか否かに関わらず、これらの情報を出力してもよい。   Further, in the present embodiment, a case where the horizontal direction movement amount ΔX ′, the vertical direction movement amount ΔY′_t, the deviation amount D due to the axial misalignment, and the axial misalignment direction η are output will be described as an example. did. However, this is not always necessary. For example, from the horizontal direction movement amount ΔX ′ and the vertical direction movement amount ΔY′_t, the axial misalignment direction η and the shift amount D due to the axial misalignment can be obtained. Therefore, when outputting the horizontal direction movement amount ΔX ′ and the vertical direction movement amount ΔY′_t, it is not necessary to output at least one of the axial center shift direction η and the shift amount D due to the shaft center shift. Further, a horizontal movement amount ΔX ′ and a vertical movement amount ΔY′_t are obtained from the deviation amount D due to the axial misalignment and the direction η of the axial misalignment. Therefore, when outputting the shift amount D due to the shaft misalignment and the direction η of the shaft misalignment, the horizontal movement amount ΔX ′ and the vertical movement amount ΔY′_t may not be output. That is, it is only necessary to output information for specifying the shift amount D due to the shaft misalignment and the direction η of the shaft misalignment. Further, these pieces of information may be output regardless of whether or not at least one of the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ and the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds a threshold value.

また、本実施形態では、水平方向移動量ΔX´の絶対値と、鉛直方向移動量ΔY´_tの絶対値との少なくとも何れか一方が閾値を上回ると判定された後に、当該水平方向移動量ΔX´および当該鉛直方向移動量ΔY´_tから、軸芯ズレによるずれ量Dおよび軸芯ズレの方向ηの導出を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、水平方向移動量ΔX´および鉛直方向移動量ΔY´_tの導出に続けて、軸芯ズレによるずれ量Dおよび軸芯ズレの方向ηの導出をしてもよい。   In the present embodiment, after it is determined that at least one of the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ and the absolute value of the vertical movement amount ΔY′_t exceeds the threshold value, the horizontal movement amount ΔX is determined. The case where the deviation amount D due to the axial misalignment and the direction η of the axial misalignment are derived from 'and the vertical movement amount ΔY'_t has been described as an example. However, this is not always necessary. For example, following the derivation of the horizontal direction movement amount ΔX ′ and the vertical direction movement amount ΔY′_t, the deviation amount D due to the axial misalignment and the axial misalignment direction η may be derived.

また、本実施形態では、水平方向移動量ΔX´の絶対値および水平方向移動量ΔX´の絶対値が閾値を上回っているか否かを判定する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、これに代えてまたは加えて軸芯ズレによるずれ量Dが閾値を上回っているか否かを判定してもよい。   In the present embodiment, the case where it is determined whether or not the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ and the absolute value of the horizontal movement amount ΔX ′ exceed a threshold value has been described as an example. However, this is not always necessary. For example, instead of or in addition to this, it may be determined whether or not the deviation amount D due to axial misalignment exceeds a threshold value.

また、本実施形態では、(6)式に示すように、軸芯ズレの方向ηを、水平方向(X軸方向)からの角度で表す場合を例に挙げて説明した。ただし、軸芯ズレの方向を示す情報であれば、必ずしも(6)式により、軸芯ズレの方向を導出する必要はない。   Further, in the present embodiment, as shown in the equation (6), the case where the axis misalignment direction η is represented by an angle from the horizontal direction (X-axis direction) has been described as an example. However, as long as the information indicates the direction of the axial misalignment, it is not always necessary to derive the direction of the axial misalignment by the expression (6).

また、本実施形態では、所定のオフセット時間OTを設ける場合を例に挙げて説明したが、所定のオフセット時間OTを設けなくてもよい。   In the present embodiment, the case where the predetermined offset time OT is provided has been described as an example, but the predetermined offset time OT may not be provided.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、水平方向(X軸方向)に対する角度φが90[°]になるように、2次元レーザ変位計15を配置する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、2次元レーザ変位計15の水平方向(X軸方向)に対する角度φが90[°]以外の角度である場合について説明する。このように本実施形態と第1の実施形態は、2次元レーザ変位計15の配置が異なることによる構成および処理の一部が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図9に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the two-dimensional laser displacement meter 15 is arranged so that the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction) is 90 [°] has been described as an example. On the other hand, in this embodiment, the case where the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15 is an angle other than 90 [°] will be described. Thus, the present embodiment and the first embodiment are mainly different in configuration and part of processing due to the different arrangement of the two-dimensional laser displacement meter 15. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

図10は、ピアサミル軸芯測定システムの構成の一例を示す図である。具体的に図10(a)は、ピアサミル軸芯測定システムの全体構成の一例を示す図であり、図1(a)に対応する図である。図10(b)は、パスラインPLに沿う方向(図10(a)に示す白抜き矢印線の方向)から見た場合の芯金13と2次元レーザ変位計15との位置関係の一例を示す図であり、図1(b)に対応する図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of the piercer mill axis measurement system. Specifically, FIG. 10A is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the piercer mill axis measurement system, and corresponds to FIG. FIG. 10B shows an example of the positional relationship between the metal core 13 and the two-dimensional laser displacement meter 15 when viewed from the direction along the pass line PL (the direction of the white arrow line shown in FIG. 10A). It is a figure shown, and it is a figure corresponding to FIG.1 (b).

図1(b)と図10(b)を比べると明らかなように、本実施形態では、2次元レーザ変位計15は、水平方向(X軸方向)に対する角度φとして45[°]の角度を設けて設置される。本実施形態のピアサミル軸芯測定システムのその他の構成は、第1の実施形態と同じである。   As is apparent from a comparison between FIG. 1B and FIG. 10B, in the present embodiment, the two-dimensional laser displacement meter 15 has an angle of 45 [°] as the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction). Installed and installed. Other configurations of the piercer mill shaft measuring system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

図11は、ビームプロファイル1100の一例を概念的に示す図である。第1の実施形態で説明した図4に示すようにしてX軸、Y/sinθ軸を定めた場合、図11に示す向きでビームプロファイル1100が作成される。
図12は、ビームプロファイルと、そのピークの一例を概念的に示す図である。具体的に図12(a)は、ビレット20の穿孔開始前の芯金13の軸芯の位置と、穿孔開始後の芯金13の軸芯の位置の変化が小さい場合のビームプロファイル1201、1202と、そのピーク1201a、1202aを示す図であり、図5(a)に対応する図である。一方、図12(b)は、ビレット20の穿孔開始前の芯金13の軸芯の位置と、穿孔開始後の芯金13の軸芯の位置の変化が大きい場合のビームプロファイル1201、1203と、そのピーク1201a、1203aを示す図であり、図5(b)に対応する図である。
FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating an example of the beam profile 1100. When the X axis and the Y / sin θ axis are determined as shown in FIG. 4 described in the first embodiment, the beam profile 1100 is created in the direction shown in FIG.
FIG. 12 is a diagram conceptually illustrating an example of a beam profile and its peak. Specifically, FIG. 12A shows beam profiles 1201 and 1202 when the change in the position of the shaft core of the core bar 13 before the start of drilling of the billet 20 and the position of the shaft core of the core bar 13 after the start of drilling are small. And peaks 1201a and 1202a, corresponding to FIG. 5 (a). On the other hand, FIG. 12B shows beam profiles 1201 and 1203 when the position of the shaft core of the core bar 13 before the drilling of the billet 20 and the position of the shaft core of the core bar 13 after the drilling start are large. FIG. 6 is a diagram showing the peaks 1201a and 1203a and corresponding to FIG. 5 (b).

第1の実施形態では、(1)式により計算される、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tが鉛直方向移動量になる。また、(2)式および(3)式により計算される、X軸方向における測定ピーク位置の、X軸方向における基準ピーク位置に対する距離差ΔX´が水平方向移動量になる。   In the first embodiment, the distance difference ΔY′_t between the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and the reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction) calculated by the expression (1) is moved in the vertical direction. It becomes quantity. Further, the distance difference ΔX ′ between the measured peak position in the X-axis direction and the reference peak position in the X-axis direction calculated by the expressions (2) and (3) is the horizontal movement amount.

これに対し、本実施形態では、鉛直方向移動量ΔYYは、以下の(7)式により計算され、水平方向移動量ΔXXは、以下の(8)式により計算される。
ΔYY=ΔY´_t×cosφ−ΔX´×sinφ ・・・(7)
ΔXX=ΔY´_t×sinφ+ΔX´×cosφ ・・・(8)
On the other hand, in the present embodiment, the vertical movement amount ΔYY is calculated by the following equation (7), and the horizontal movement amount ΔXX is calculated by the following equation (8).
ΔYY = ΔY′_t × cos φ−ΔX ′ × sin φ (7)
ΔXX = ΔY′_t × sin φ + ΔX ′ × cos φ (8)

従って、移動量・移動方向演算部105は、(7)式の計算を行うことにより、鉛直方向移動量ΔYYを導出し、(8)式の計算を行うことにより、水平方向移動量ΔXXを導出する。   Therefore, the movement amount / movement direction calculation unit 105 derives the vertical movement amount ΔYY by calculating the equation (7), and derives the horizontal movement amount ΔXX by calculating the equation (8). To do.

そして、移動量・移動方向演算部105は、(5)式、(6)式に代えて、以下の(9)式、(10)式の計算を行うことにより、軸芯ズレによるずれ量Dと軸芯ズレの方向ηを導出する。
D={(ΔXX)2+(ΔYY)21/2 ・・・(9)
η=tan-1(ΔYY/ΔXX) ・・・(10)
Then, the moving amount / moving direction calculation unit 105 calculates the deviation amount D due to the misalignment of the axis by performing the following equations (9) and (10) instead of the equations (5) and (6). And the direction η of the axial misalignment is derived.
D = {(ΔXX) 2 + (ΔYY) 2 } 1/2 (9)
η = tan −1 (ΔYY / ΔXX) (10)

以上のように、2次元レーザ変位計15の水平方向(X軸方向)に対する角度φが90[°]以外の角度であっても、前述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、2次元レーザ変位計15の水平方向(X軸方向)に対する角度φを調整することにより、2次元レーザ変位計15と設備とが干渉することを抑制することができる。
また、本実施形態においても第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
As described above, even when the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15 is an angle other than 90 [°], the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. it can. Further, by adjusting the angle φ with respect to the horizontal direction (X-axis direction) of the two-dimensional laser displacement meter 15, it is possible to suppress interference between the two-dimensional laser displacement meter 15 and the equipment.
Also in the present embodiment, various modifications described in the first embodiment can be employed.

(その他の実施形態)
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a computer-readable recording medium in which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

(請求項との関係)
以下に、請求項と実施形態との関係の一例を示す。尚、本発明が前述した実施形態に限定されないことは、変形例等において説明した通りである。
<請求項1、5、12、13>
プラグは、例えば、プラグ12を用いることにより実現される。
芯金は、例えば、芯金13を用いることにより実現される。
素材は、例えば、ビレット20を用いることにより実現される。
傾斜ロールは、例えば、傾斜ロール11a、11bを用いることにより実現される。
測定手段は、例えば、2次元レーザ変位計15を用いることにより実現される。
少なくとも相互に異なる2つの方向は、例えば、X軸方向とY/sinθ軸方向(測定方向)を用いることにより実現される。
第1の導出手段は、例えば、ビームプロファイル作成部102、ピーク位置抽出部103、および座標変換部104を用いることにより実現される。
芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向は、例えば、X軸方向とY軸方向を用いることにより実現される。
芯金の移動量は、例えば、X軸方向における測定ピーク位置の、X軸方向における基準ピーク位置に対する距離差ΔX´と、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_tにより実現される。
<請求項2、3>
検知手段は、例えば、先端検知器16を用いることにより実現される。
<請求項4>
穿孔開始前は、例えば、先端検知判定部101により、ビレット20のトップ側の端面が検知されたと判定され所定のオフセット時間OTが経過してから、ビレット20のトップ側の端面がプラグ12の先端に接触するまでのタイミングにより実現される。穿孔開始後は、ビレット20のトップ側の端面がプラグ12の先端に接触した後(より好ましくは接触した直後)のタイミングにより実現される。
<請求項6>
前記第2の測定方向における前記芯金の移動量は、例えば、Y軸方向の距離差ΔY´により実現される。また、前記パスラインに対する前記測定手段の角度は、例えば、角度θにより実現される。また、前記第2の移動量導出方向における前記芯金の移動量は、鉛直方向(Y軸方向)における測定ピーク位置の、鉛直方向(Y軸方向)における基準ピーク位置に対する距離差ΔY´_t((1)式)により実現される。
<請求項7>
前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向に対する前記測定手段の角度は、例えば、角度φにより実現される((7)式も参照)。
<請求項8>
前記測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された、前記第1の測定方向における前記芯金の位置は、例えば、2次元レーザ変位計15の計測結果(ビームプロファイル)に基づいて得られるX軸方向における測定ピーク位置X´により実現される。
1つの前記画素当たりの実空間における距離である基準分解能は、例えば、基準分解能αsにより実現される。
前記第2の測定方向における前記測定手段と前記芯金との間の基準距離は、例えば、測定距離Lの基準値Ls(本実施形態の例では400[mm])により実現される。
前記測定手段により測定された前記第2の測定方向における前記芯金の位置に基づき定まる前記第2の測定方向における前記測定手段と前記芯金との間の測定距離は、測定距離Lの測定値Lm((4)式)により実現される。
前記第1の移動量導出方向における前記芯金の移動量は、例えば、X軸方向における測定ピーク位置の、X軸方向における基準ピーク位置に対する距離差ΔX´((2)式)により実現される。
<請求項9>
前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向に対する前記測定手段の角度は、例えば、角度φにより実現される((8)式も参照)。
<請求項10>
軸芯の総合的な移動量は、例えば、軸芯ズレによるずれ量D((5)式)により実現される。
軸芯の移動方向は、例えば、軸芯ズレの方向η((6)式)により実現される。
第2の導出手段は、例えば、移動量・移動方向演算部105を用いることにより実現される。
<請求項11>
判定手段は、例えば、判定部106を用いることにより実現される。
出力手段は、例えば、出力部107および出力装置200を用いることにより実現される。
(Relationship with claims)
Below, an example of the relationship between a claim and embodiment is shown. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, as described in the modification and the like.
<Claims 1, 5, 12, 13>
The plug is realized by using the plug 12, for example.
The cored bar is realized, for example, by using the cored bar 13.
The material is realized by using, for example, the billet 20.
The inclined roll is realized, for example, by using inclined rolls 11a and 11b.
The measuring means is realized by using a two-dimensional laser displacement meter 15, for example.
At least two different directions are realized by using, for example, the X-axis direction and the Y / sin θ-axis direction (measurement direction).
The first derivation means is realized by using, for example, the beam profile creation unit 102, the peak position extraction unit 103, and the coordinate conversion unit 104.
Two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the cored bar are realized by using, for example, the X-axis direction and the Y-axis direction.
The amount of movement of the mandrel is, for example, the distance difference ΔX ′ from the measurement peak position in the X-axis direction to the reference peak position in the X-axis direction and the vertical direction (Y-axis of the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction)) This is realized by the distance difference ΔY′_t with respect to the reference peak position in the direction).
<Claims 2 and 3>
A detection means is implement | achieved by using the front-end | tip detector 16, for example.
<Claim 4>
Prior to the start of drilling, for example, the tip detection determination unit 101 determines that the end surface on the top side of the billet 20 has been detected, and after the predetermined offset time OT has elapsed, the end surface on the top side of the billet 20 is the tip of the plug 12. It is realized by the timing until it touches. After the start of drilling, it is realized at a timing after the top end surface of the billet 20 contacts the tip of the plug 12 (more preferably, immediately after contact).
<Claim 6>
The amount of movement of the metal core in the second measurement direction is realized by, for example, a distance difference ΔY ′ in the Y-axis direction. Further, the angle of the measuring means with respect to the pass line is realized by an angle θ, for example. Further, the movement amount of the metal core in the second movement amount derivation direction is the distance difference ΔY′_t () between the measurement peak position in the vertical direction (Y-axis direction) and the reference peak position in the vertical direction (Y-axis direction). (Equation (1))
<Claim 7>
The angle of the measuring means with respect to the horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the cored bar is realized, for example, by an angle φ (see also equation (7)).
<Claim 8>
The position of the metal core in the first measurement direction measured by the measurement means at different timings before and after the start of drilling is, for example, a measurement result (beam profile) of the two-dimensional laser displacement meter 15 The measurement peak position X ′ in the X-axis direction obtained based on
The reference resolution, which is a distance in the real space per one pixel, is realized by the reference resolution αs, for example.
The reference distance between the measurement means and the cored bar in the second measurement direction is realized by, for example, a reference value Ls of the measurement distance L (400 [mm] in the example of the present embodiment).
The measurement distance between the measurement means and the metal core in the second measurement direction determined based on the position of the metal core in the second measurement direction measured by the measurement means is a measured value of the measurement distance L. This is realized by Lm (Equation (4)).
The movement amount of the metal core in the first movement amount derivation direction is realized by, for example, a distance difference ΔX ′ (equation (2)) between the measurement peak position in the X-axis direction and the reference peak position in the X-axis direction. .
<Claim 9>
The angle of the measuring means with respect to the horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the cored bar is realized, for example, by an angle φ (see also equation (8)).
<Claim 10>
The total movement amount of the shaft center is realized by, for example, a shift amount D (equation (5)) due to a shaft center shift.
The moving direction of the shaft center is realized by, for example, the shaft misalignment direction η (equation (6)).
The second derivation means is realized by using the movement amount / movement direction calculation unit 105, for example.
<Claim 11>
The determination unit is realized by using the determination unit 106, for example.
An output means is implement | achieved by using the output part 107 and the output device 200, for example.

10:穿孔機、11a〜11b:傾斜ロール、12:プラグ、13:芯金、14:ガイド、15:2次元レーザ変位計、16:先端検知器、100:軸芯ズレ演算装置、200:出力装置、101:先端検知判定部、102:ビームプロファイル作成部、103:ピーク位置抽出部、104:座標変換部、105:判定部、106:移動量・移動方向演算部、107:出力部   10: punching machine, 11a to 11b: inclined roll, 12: plug, 13: cored bar, 14: guide, 15: two-dimensional laser displacement meter, 16: tip detector, 100: axial misalignment calculation device, 200: output Apparatus: 101: tip detection determination unit, 102: beam profile creation unit, 103: peak position extraction unit, 104: coordinate conversion unit, 105: determination unit, 106: movement amount / movement direction calculation unit, 107: output unit

Claims (15)

中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出するピアサミル軸芯測定システムであって、
前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定手段と、
前記測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する第1の導出手段と、
を有することを特徴とするピアサミル軸芯測定システム。
A plug that is pushed into the material to produce a hollow shell, and a cored bar that is arranged so as to be coaxial with the plug at the end of the plug in the longitudinal direction that does not face the material, An axis core of the core bar in a piercer mill having an inclined roll for rotating the material about its longitudinal axis as a rotation axis and a holding roll arranged in the axial direction for holding the core bar; A piercer mill axis measurement system that derives a deviation from a pass line,
Measuring means disposed on the exit side of the piercer mill, wherein the measuring means optically measures the position of the core metal in at least two different directions;
Based on the position of the core bar measured at different timings before and after the start of drilling by the measuring means, the amount of movement of the core bar is mutually perpendicular to the longitudinal axis of the core bar. First deriving means for deriving in each of two different directions;
A piercer mill shaft measuring system.
前記素材の長手方向の端面のうち、前記プラグと対向する方の端面を検知する検知手段をさらに有し、
前記第1の導出手段は、前記素材の長手方向の端面のうち、前記プラグと対向する方の端面が前記検知手段により検知されたタイミング、または、当該タイミングより所定のオフセット時間が経過してから、所定の測定時間内に前記測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出することを特徴とする請求項1に記載のピアサミル軸芯測定システム。
Of the end faces in the longitudinal direction of the material, further comprising a detecting means for detecting the end face facing the plug,
The first derivation unit is configured to detect the end surface facing the plug among the end surfaces in the longitudinal direction of the material, or after a predetermined offset time has elapsed from the timing. , Based on the position of the core metal measured by the measuring means at different timings before and after the start of drilling within a predetermined measurement time, the movement amount of the core metal is determined in the longitudinal direction of the core metal 2. The piercer mill axis measuring system according to claim 1, wherein the piercer mill axis measuring system is derived in each of two different directions perpendicular to the axis of the axis.
前記所定の測定時間は、0.01[s]以上0.5[s]以下であることを特徴とする請求項2に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The piercer mill axis measurement system according to claim 2, wherein the predetermined measurement time is 0.01 [s] or more and 0.5 [s] or less. 前記第1の導出手段は、前記測定手段により穿孔開始前に測定された前記芯金の位置と、前記測定手段により穿孔開始後に測定された前記芯金の位置のそれぞれとに基づいて、前記穿孔開始後のそれぞれのタイミングにおける前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The first derivation unit is configured to perform the drilling based on the position of the cored bar measured before the drilling is started by the measuring unit and the position of the cored bar measured after the drilling is started by the measuring unit. The amount of movement of the cored bar at each timing after the start is derived in each of two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the cored bar. 2. The piercer mill axis measurement system according to item 1. 前記測定手段による測定方向である前記2つの方向は、前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向である第1の測定方向と、前記測定手段の視野方向である第2の測定方向であり、
前記芯金の移動量の導出方向である前記2つの方向は、前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向である第1の移動量導出方向と、鉛直方向である第2の移動量導出方向であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。
The two directions which are measurement directions by the measurement means are a first measurement direction which is a horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the core bar and a second measurement direction which is a visual field direction of the measurement means. Yes,
The two directions which are the derivation directions of the movement amount of the core metal are the first movement amount derivation direction which is a horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the core metal and the second movement amount which is a vertical direction. The piercer mill axis measurement system according to any one of claims 1 to 4, wherein the piercing direction is a derivation direction.
前記第1の導出手段は、前記測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された、前記第2の測定方向における前記芯金の位置から、前記第2の測定方向における前記芯金の移動量を導出し、導出した前記第2の測定方向における前記芯金の移動量と、前記パスラインに対する前記測定手段の角度と、を用いて、前記第2の移動量導出方向における前記芯金の移動量を導出することを特徴とする請求項5に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The first deriving unit is configured to measure in the second measurement direction from the position of the cored bar in the second measurement direction, measured by the measurement unit at different timings before and after the start of drilling. Deriving the amount of movement of the cored bar, and using the derived amount of movement of the cored bar in the second measuring direction and the angle of the measuring means with respect to the pass line, the second moving amount derivation direction The piercer mill shaft measurement system according to claim 5, wherein a movement amount of the mandrel is derived. 前記第1の導出手段は、前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向に対する前記測定手段の角度をさらに用いて、前記第2の移動量導出方向における前記芯金の移動量を導出することを特徴とする請求項6に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The first deriving unit derives the movement amount of the core bar in the second movement amount deriving direction by further using the angle of the measuring unit with respect to a horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the core bar. The piercer mill axis measurement system according to claim 6 characterized by things. 前記測定手段は、前記第1の測定方向に沿って配置された複数の画素を有し、
前記第1の導出手段は、前記測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された、前記第1の測定方向における前記芯金の位置と、1つの前記画素当たりの実空間における距離である基準分解能と、前記第2の測定方向における前記測定手段と前記芯金との間の基準距離と、前記測定手段により測定された前記第2の測定方向における前記芯金の位置に基づき定まる前記第2の測定方向における前記測定手段と前記芯金との間の測定距離と、を用いて、前記第1の移動量導出方向における前記芯金の移動量を導出することを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。
The measurement means has a plurality of pixels arranged along the first measurement direction,
The first deriving unit is configured to measure the position of the mandrel in the first measurement direction and the actual per pixel measured by the measuring unit at different timings before and after the start of drilling. A reference resolution which is a distance in space, a reference distance between the measuring means and the cored bar in the second measuring direction, and a position of the cored bar in the second measuring direction measured by the measuring means The movement amount of the metal core in the first movement amount deriving direction is derived using the measurement distance between the measurement means and the metal core in the second measurement direction determined based on The piercer mill axis measurement system according to any one of claims 5 to 7.
前記第1の導出手段は、前記芯金の長手方向の軸に垂直な水平方向に対する前記測定手段の角度をさらに用いて、前記第1の移動量導出方向における前記芯金の移動量を導出することを特徴とする請求項8に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The first derivation means derives the movement amount of the core metal in the first movement amount derivation direction by further using the angle of the measurement means with respect to a horizontal direction perpendicular to the longitudinal axis of the core metal. The piercer mill shaft measuring system according to claim 8. 前記第1の導出手段により導出された、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向における前記芯金の移動量に基づいて、前記芯金の総合的な移動量と、前記芯金の移動方向を導出する第2の導出手段をさらに有することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。   Based on the movement amount of the metal core in two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the metal core, derived by the first derivation means, The piercer mill shaft measurement system according to any one of claims 1 to 9, further comprising second derivation means for deriving a moving direction of the cored bar. 前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向における前記芯金の移動量の絶対値の少なくとも何れか1つと、これらの移動量から導出される前記芯金の総合的な移動量の絶対値との少なくとも何れか1つが閾値を上回っているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向における前記芯金の移動量の絶対値の少なくとも何れか1つと、前記芯金の総合的な移動量の絶対値との少なくとも何れか1つが閾値を上回っていると判定されると、前記芯金の総合的な移動量と、前記芯金の移動方向とを特定する情報を出力する出力手段と、をさらに有することを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。
At least one of the absolute values of the movement amount of the core metal in two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the core metal, and the total movement of the core metal derived from these movement amounts Determining means for determining whether at least one of the absolute value of the quantity exceeds a threshold value;
By the determination means, at least one of absolute values of the movement amount of the core metal in two different directions perpendicular to the longitudinal axis of the core metal, and the absolute value of the total movement amount of the core metal Output means for outputting information for specifying a total movement amount of the core metal and a movement direction of the core metal when it is determined that at least any one of the values exceeds a threshold value; The piercer mill axis measurement system according to claim 1, wherein the piercer mill axis measurement system is provided.
前記測定手段は、1台の装置により構成されることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The piercer mill axis measurement system according to any one of claims 1 to 11, wherein the measuring means is configured by a single device. 前記素材の長手方向の端面のうち、前記プラグと対向する方の端面の中央部に凹部が形成されていることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載のピアサミル軸芯測定システム。   The piercer mill axis measurement according to any one of claims 1 to 12, wherein a concave portion is formed in a central portion of an end surface facing the plug among end surfaces in a longitudinal direction of the material. system. 中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、前記芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出するピアサミル軸芯測定方法であって、
前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定工程と、
前記測定工程により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する導出工程と、
を有することを特徴とするピアサミル軸芯測定方法。
A plug that is pushed into the material to produce a hollow shell, and a cored bar that is arranged so as to be coaxial with the plug at the end of the plug in the longitudinal direction that does not face the material, A shaft core of the core bar in a piercer mill having an inclined roll for rotating the material about its longitudinal axis as a rotation axis and a holding roll disposed in the axial direction for holding the core bar A piercer mill axis measurement method for deriving the deviation between the pass line and
Measuring means arranged on the exit side of the piercer mill, wherein the measuring step optically measures the position of the metal core in at least two different directions;
Based on the position of the cored bar measured at different timings before and after the start of drilling by the measurement step, the amount of movement of the cored bar is mutually perpendicular to the longitudinal axis of the cored bar. A derivation step for deriving in each of two different directions;
A piercer mill shaft measuring method characterized by comprising:
中空素管を製造するために素材に押し込まれるプラグと、前記プラグの長手方向の端部のうち前記素材と対向しない方の端部に前記プラグと同軸になるように配置される芯金と、前記素材を、その長手方向の軸を回転軸として回転させるための傾斜ロールと、前記芯金を保持するための軸方向に配備された保持ロールと、を有するピアサミルおける、前記芯金の軸芯とパスラインとのずれを導出することをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ピアサミルの出側に配置される測定手段であって、少なくとも相互に異なる2つの方向における前記芯金の位置を光学的に測定する測定手段により、穿孔開始前と穿孔開始後とする異なるタイミングで測定された前記芯金の位置に基づいて、前記芯金の移動量を、前記芯金の長手方向の軸に垂直な相互に異なる2つの方向のそれぞれにおいて導出する導出工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A plug that is pushed into the material to produce a hollow shell, and a cored bar that is arranged so as to be coaxial with the plug at the end of the plug in the longitudinal direction that does not face the material, A shaft core of the core bar in a piercer mill having an inclined roll for rotating the material about its longitudinal axis as a rotation axis and a holding roll disposed in the axial direction for holding the core bar A program for causing a computer to derive a deviation between a path line and
Measuring means disposed on the exit side of the piercer mill, wherein the measuring means optically measures the position of the core metal in at least two different directions at different timings before and after the start of drilling. Causing the computer to execute a derivation step for deriving the amount of movement of the metal core in each of two mutually different directions perpendicular to the longitudinal axis of the metal core based on the measured position of the metal core. A program characterized by
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