JP2018181141A

JP2018181141A - 鋼管１本毎の自動識別管理方法

Info

Publication number: JP2018181141A
Application number: JP2017082813A
Authority: JP
Inventors: 知哉曽和; Tomoya Sowa
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-19
Also published as: JP6771420B2

Abstract

【課題】自動読取り時の誤読が無く、貼付したラベルまたはＩＣタグの着脱やレーザー加工部の切除などの人的作業を必要とすることのない鋼管１本毎の自動識別管理方法を提供する。【解決手段】複数の製造工程で加工処理が施される鋼管１、２の１本毎の自動識別管理方法であって、鋼管の製造情報を符号化した２次元コードを、該２次元コードを構成するセルをそれぞれ複数のドットに分割して当該鋼管の外表面に印字するステップと、前記印字後の当該鋼管が搬送されてきた際、各カメラ５１−５６の視野の合計が前記鋼管の全周の外表面を覆うように配置された６台以上のカメラによって２次元コードの印字を自動で読取るステップと、を備える。前記読取り情報を管理情報として自動で記録し、前記管理情報を必要に応じて随時取り出せるようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管の製造工程で、その規格や製造情報を識別し、鋼管に施すべき加工処理を管理する鋼管の識別管理方法に係り、特に、複数の製造工程で加工処理が施される継目無鋼管の鋼管１本毎の自動識別管理方法に関する。

継目無鋼管は、ビレットの製造から加熱、圧延、熱処理、精整、検査など複数の製造工程を経て製造され、製造部門では、製品規格や要求性能毎に各製造工程で施す加工処理を複数の工場間を移動する鋼管に対し詳細に管理する必要がある。また、近年では、品質保証の観点から、各鋼管の製造履歴を自動で記録することによって製品１本毎の製造履歴を管理することも要求されるようになり、各製造工程において鋼管１本毎に所定の項目の製造情報（例えば、品種、圧延番号、カット番号、ピース番号等）を自動で付加し、後続の製造工程を行う工場で該製造情報を自動で読取る技術が必要となっている。

従来、鋼管１本毎の識別管理は、鋼管の内面または外面に製品規格などの所定の項目を印字する、あるいは所定の項目を印字したラベルを貼付する等の方法で行われてきた。しかし、上記の従来方法では、それぞれ以下のような問題点があった。

鋼管の内面または外面に印字する方法では、鋼管の外面に印字した場合は、鋼管が搬送中に回転するため、回転中に文字を判読することが困難であることに加え、擦れ等によって印字された文字が消失または不鮮明になって文字を認識する際に誤読する可能性があること、また、鋼管の内面に印字する場合は、印字場所が管端部に限定されるため印字する文字数に制限があるとともに、小径鋼管では、機械的に印字することが不可能である等の問題があった。また、印字したラベルを貼付する方法では、貼付したラベルを自動で剥がすことが困難であり、ラベルを剥がしやすい仕様にすると製造過程でラベルが剥離して脱落するという問題があった。

そこで、特許文献１に、電気的絶縁性を有する軽量固体のホルダーにＩＣタグを装着し、前記ホルダーを、衝撃エネルギーの吸収が可能な接着媒体を介して鋼管の内面に貼り付ける一方で、前記鋼管の開口面に対向する位置に読取用アンテナを配設して、前記ＩＣタグに保存された情報を前記読取用アンテナで読取る鋼管の識別管理方法が開示されている。

また、特許文献２には、管情報を符号化したマトリクスコードを、幅の周角度が３０°以下となるようにレーザー光により管端部に加工するステップと、鋼管が回転しながら搬送される際に、該マトリクスコードをリニアセンサー型カメラによって自動で読取るステップと、該マトリクスコードをエリアセンサー型カメラによって手動で読取るステップとを備え、マトリクスコードを読取ることで、それぞれの鋼管に応じた製造情報および品質情報を管番号毎に識別・記録することにより製造履歴を管理し、必要に応じて、管情報を取り出せるようにした鋼管の生産管理方法が開示されている。

特開２００９−３０１３９１号公報特許第５１９６０８２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、ラベルを貼付する場合と同様にＩＣタグの着脱を自動化することが困難であり、使用したＩＣタグを回収して再利用する際にも人的作業負荷が発生するという問題があった。

また、特許文献２に開示されている方法は、マトリクスコードをレーザー光によって管表面に加工する際に発生する熱が鋼管の組織等に影響を与えるため、最終製品に前記マトリクスコードを残すことが困難であるとともに、加工時間が長いという問題があった。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、自動読取り時の誤読が無く自動で識別でき、かつ貼付したラベルまたはＩＣタグの着脱やレーザー加工部の切除などの人的作業を必要とすることのない鋼管１本毎の自動識別管理方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上述の課題を解決するため、鋼管の製造情報を鋼管に印字する方法、および印字された製造情報を自動で読取る方法などについて鋭意検討した結果、以下の要旨からなる発明を完成した。
（１）複数の製造工程で加工処理が施される鋼管の１本毎の自動識別管理方法であって、鋼管の製造情報を符号化した２次元コードを、該２次元コードを構成するセルをそれぞれ複数のドットに分割して当該鋼管の外表面に印字するステップと、前記鋼管が搬送されてきた際に、各カメラの視野の合計が前記鋼管の全周の外表面を覆うように配置された６台以上のカメラによって前記２次元コードの印字を自動で読取るステップと、を備え、前記読取り情報を管理情報として自動で記録し、前記管理情報を必要に応じて随時取り出せるようにしたことを特徴とする鋼管１本毎の自動識別管理方法。
（２）前記分割するドット数を４ドット、９ドット、または１６ドットのいずれかとすることを特徴とする（１）に記載の鋼管１本毎の自動識別管理方法。
（３）前記鋼管の直径が１６５〜４４０ｍｍであることを特徴とする（１）または（２）に記載の鋼管１本毎の自動識別管理方法。

本発明により、自動読取り時の誤読が無く、貼付したラベルまたはＩＣタグの着脱やレーザー加工部の切除などの人的作業を必要とすることのない鋼管１本毎の自動識別管理が可能となる。また、２次元コードを構成するセルをそれぞれ複数のドットに分割して印字することで、印字後の乾燥時間が従来の１／４以下に短縮でき、鋼管の生産性が向上できる。

２次元コードの印字を比較した図である。本発明における搬送スキッドにおける６台のカメラの配置例と各撮像領域を模式的に示す図である。

次に、本発明の実施形態について以下に説明する。
継目無鋼管は、製品規格や要求性能毎に、ビレットの製造から加熱、圧延、熱処理などのロット単位で処理するバッチ処理工程と、精整、検査などの管１本単位で処理する１本処理工程を経て製造される。そのため、製造部門では、特に、前記バッチ処理工程から前記１本処理工程へ移動する時点で、鋼管１本毎に識別し当該鋼管に施すべき加工処理を管理するための製造情報を鋼管に付加し、鋼管１本毎に識別管理して前記１本処理を施す必要がある。

そこで、本発明では、まず、最終のバッチ処理工程である熱処理が施された後に、当該鋼管の製造情報を２次元コードに符号化し、該２次元コードを構成するセルをそれぞれ複数のドットに分割して前記鋼管の外表面に印字するステップを備える。２次元コードを構成する各セルを図１に示すように複数のドットに分割して印字することにより、分割しない場合に比べ、１ドット当たりの塗料面積が小さくなるため、印字後の塗料の乾燥時間が短縮され、塗料のたれや滲みを抑制することができる。例えば、図１（ａ）に示すように、印字サイズ４８ｍｍ、１６セル×１６セルの２次元コードをドット径３ｍｍのドット印字機で印字した従来法の場合、１ドット当たりの塗料面積は約７．１ｍｍ^２であるのに対し、図１（ｂ）に示すように、前記２次元コードの各セルを４ドットに分割してドット径１．５ｍｍのドット印字機で印字した本発明法の場合、１ドット当たりの塗料面積は従来法の約１／４である約１．８ｍｍ^２となり、塗料面積に均等に塗料が付着したとすると塗料面積と塗料の乾燥時間は比例関係にあるため、塗料の乾燥時間が従来法の約１／４になる。さらに、鋼管の搬送過程で印字の擦れが発生した場合でも、図１（ｂ）の２次元コードでは、各セルが４ドットに分割して印字されているため、印字されたすべてのドットが消滅する確率が低減し、後工程での読取率が低下することを抑制できる。また、分割するドット数は、４ドット、９ドットまたは１６ドットのいずれかとすることが好ましい。セルを分割する際の最小の分割数が４ドット（縦２×横２）であり、また最大の分割数は、２次元コード（ＤａｔａＭａｔｒｉｘ）の特性上最低でも縦８セルが必要であり、実用に使用する印字機のドット数縦３２ドットを考慮すると、縦４×横４の１６ドットを最大の分割数とすることが望ましい。

また、２次元コードを印字する位置は、配置する読取用のカメラの位置や視野の範囲によって決まるが、対象とする鋼管の外径が１６５〜４４０ｍｍである製造ラインの場合には、２次元コードの印字とスキッドレールとが干渉しない位置、すなわち管端から管軸方向に６００ｍｍ以内の位置とするのが望ましい。さらに、２次元コードが鋼管の外表面の複数個所に印字されていると読取率を向上することができるため、２次元コードを前記鋼管の当該位置の外表面円周上で等間隔の複数個所に印字することが好ましい。

また、本発明では、図２に示すように、次工程に向けて搬送スキッドレール３上を回転しながら搬送される鋼管を搬送スキッドに配設されたストッパ４により一時停止させることが好ましい。移動距離が１０ｍ以上の一般的な搬送スキッドでは、搬送スキッドレール３上を回転して移動する鋼管の移動速度は１．５ｍ／ｓ以上となり、鋼管が回転移動中ではカメラによる前記２次元コードの読取率が９０％以下となるため、カメラで読取る際に鋼管をストッパ４により一時（約１００ｍｓ）停止させて読取率を向上させる。

次に、本発明では、各カメラの視野の合計が一時停止した鋼管の管端から管軸方向に３００〜５５０ｍｍの範囲における全周の外表面を覆うように最大径４４０ｍｍの鋼管が停止した位置において中心から約７００ｍｍ離れてサテライト状に配置された６台以上のカメラによって前記２次元コードの印字を自動で読取るステップを備える。６台以上のカメラを配置することにより、対象とする最大径から最小径の鋼管の全周の外表面を各カメラの視野を併せた全視野の範囲内とすることができ、前記鋼管の外表面に印字された前記２次元コードを確実に読取ることができる。

さらに、本発明では、前記読取り情報を工程の管理情報として自動で記録し、前記管理情報を必要に応じて随時取り出せるようにする。後続の工程では、搬送されてきた鋼管の製造履歴を含む情報を必要に応じて随時取り出せるため、鋼管１本毎に識別管理することができる。

なお、上述のカメラによる自動読取りで２次元コードの読取り不良が発生した場合にオペレータの人的介入で当該鋼管の識別管理ができるように、２次元コードに加え、鋼管１本毎を識別する識別管理番号等の文字を印字しておくことが望ましい。

また、本発明における２次元コードの印字は、鋼管製造工程において、鋼管の品質等に影響するものではないため、最終製品に品質情報として残すことも可能であり、出荷先における当該製品の識別管理に供することができる。

外径：１６５〜４４０ｍｍの継目無鋼管を製造する工場において、鋼管を熱処理工程から精整工程へ移動させる際、精整工程の搬送スキッドへ搬送する前に当該鋼管の製造情報を符号化した２次元コードを印字し、前記鋼管が前記搬送スキッドに搬送された後、図２に示すように配置した６台のカメラで前記２次元コードを読取り、その読取精度から本発明によって鋼管１本毎の自動識別管理が可能であることを確認した。

２次元コードの印字には表１に示す仕様のマークテック社製印字機を使用し、精整工程の搬送スキッドのスキッドレールと干渉しない鋼管の管端から管軸方向に４００ｍｍ入った位置の外表面に表３に示す型式の２次元コードを印字した。

また、印字した２次元コードの読取装置として、表２に示す仕様の２次元コード読取用カメラ（キーエンス社製オートフォーカスコードリーダＳＲ−１０００Ｗ）６台（カメラ５１〜５６）を、前記搬送スキッドにおいて前記印字した位置が撮像範囲となる管軸方向の垂直断面上で、図２に示すように、ストッパ４で停止した当該設備において最大径である外径４４０ｍｍの鋼管２の同心円となる半径７０３ｍｍの円周上の真上をカメラ５１の配置位置として、前記円周上の円周方向６０°間隔でサテライト状に配置した。この場合、各カメラのチューニング（事前設定）を当該カメラから６００ｍｍの位置で行うと、前記鋼管２の全周を隣接するカメラの視野が重複する領域とすることができ、鋼管２が停止した際に２次元コードの印字が鋼管２の外表面のどの円周方向位置であっても前記６台のカメラの内のいずれかのカメラで前記２次元コードを読取ることができる。

そこで、上記のカメラ配置を本発明例として、当該工場において対象となる最小径（１６５ｍｍ）の鋼管１および最大径（４４０ｍｍ）の鋼管２に印字された２次元コードの読取りを行い、読取精度を読取率とマッチングレベル（２次元コードの印字品質による読取りやすさを１００段階で評価する指標）で評価した。また、比較例として、前記６台のカメラの内の図２に示すカメラ５１だけを読取装置とした場合の読取精度も評価した。

上記各鋼管に印字された２次元コードの読取精度を評価した結果、表３に示すように、本発明例は何れも優れた読取精度を有していることが明らかになった。したがって、読取り情報を管理情報として記録し、前記管理情報を必要に応じて随時取り出せるようにすることにより鋼管１本毎の自動識別管理ができることが確認された。

１最小径（１６５ｍｍ）の鋼管
２最大径（４４０ｍｍ）の鋼管
３スキッドレール
４ストッパ
５１カメラ
５２カメラ
５３カメラ
５４カメラ
５５カメラ
５６カメラ

Claims

複数の製造工程で加工処理が施される鋼管の１本毎の自動識別管理方法であって、
鋼管の製造情報を符号化した２次元コードを、該２次元コードを構成するセルをそれぞれ複数のドットに分割して当該鋼管の外表面に印字するステップと、
前記鋼管が搬送されてきた際に、各カメラの視野の合計が前記鋼管の全周の外表面を覆うように配置された６台以上のカメラによって前記２次元コードの印字を自動で読取るステップと、
を備え、
前記読取り情報を管理情報として自動で記録し、前記管理情報を必要に応じて随時取り出せるようにしたことを特徴とする鋼管１本毎の自動識別管理方法。
前記分割するドット数を４ドット、９ドット、または１６ドットのいずれかとすることを特徴とする請求項１に記載の鋼管１本毎の自動識別管理方法。
前記鋼管の直径が１６５〜４４０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管１本毎の自動識別管理方法。