JP2018515345A - 可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置および当該装置を使用した剪断方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置および当該装置を用いた剪断方法に関する。この方法は、剪断機（５）の前方に厚さ測定装置（４）および長さ測定装置（３）を順次に配置するステップと、制御装置を用いて、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って厚さ測定装置（４）を通過する帯材のプロファイルを識別し、剪断機（５）における帯材の位置を判断すると共に、帯材のプロファイルを連続可変厚さ板材の所定のプロファイルと比較することによって、剪断を行うタイミングを決定するステップとを含む。この装置および方法は、供給された連続可変厚さ材料ロールを、使用者が直接に使用できる連続可変厚さ板材に効率的且つ正確に剪断することができる。

Description

技術分野
本発明は、可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断方法に関する。この方法は、所定の形状に従って、供給された可変厚さ材料ロールを自動的に剪断することができる。

背景技術
自動車の軽量化という目標を達成するために、現在の自動車産業は、図１に示すように、圧延によって得られた厚さが連続的に変化する帯材（可変厚さ帯材）を多く使用している。このような可変厚さ帯材は、単一のシートに圧延されてもよく、ロール状に圧延されてもよい。ロール状の圧延は、より効率的であるが、その後の剪断に位置決めを行う必要がある。

圧延の制御を容易にするために、所定の出口厚さプロファイルは、周期的である。帯材の厚さが周期的に変化するため、その後の剪断も周期的になる。

現行の横剪断ユニットは、一定の長さで切断する機能を全て備えている。すなわち、これらの剪断ユニットは、操作員が入力したデータに従って、板材を均一長さに切断することができる。これらの剪断ユニットは、均一厚さの帯材ロールを剪断できるが、周期的に変化する厚さを有する帯材の場合、均一長さに剪断するのみで、要件を満たす板材を剪断することができない。図２に示すように、位置Ａは、要求された剪断点である。剪断ユニットが位置Ｂで剪断する場合、剪断後の板材は、長さＬという要件を満しているが、使用できない。したがって、剪断を行う時に、剪断される帯材の厚さプロファイルを識別し、追跡することによって、剪断機を所定の剪断位置に位置させるように制御する必要がある。また、剪断後の板材が完成品の要件を満たすか否かを判断し、分別して堆積する必要がある。

欧州特許ＥＰ０９３７５２１Ａ２は、連続可変厚さ板材の矯正に関する特許である。制御システムは、供給される材料に形成された、各プロファイル周期の始点および終点を示すマーク孔に従って、矯正ローラを作動する。したがって、帯材の可変厚さ圧延を行った後、各プロファイル周期の始点と終点との接合位置にマークが標記される。当該特許は、連続可変厚さ板材の矯正を記載したが、剪断を言及していない。

中国特許２０１４１０８２８７５２．７は、ロールギャップの出口で帯材にマークを標記し、剪断時にそのマークを識別することを記載したが、剪断の実施方法を言及していない。

発明の概要
本発明は、可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断方法を提供する。図３に示すように、本発明の方法は、供給された連続可変厚さ材料ロールを、使用者が直接に使用できる連続可変厚さ板材に効率的且つ正確に剪断することができる。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的な解決策を提供する。
可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置は、制御装置と、順次に配置された矯正装置、長さ測定装置、厚さ測定装置および剪断機とを備え、長さ測定装置、厚さ測定装置および剪断機は、制御装置によって制御され、帯材は、矯正装置を通過してから、長さ測定装置による長さ測定および厚さ測定装置による厚さ測定を行った後、剪断機によって剪断される。

上述した本発明の可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置を使用した自動剪断方法は、剪断機の前方に厚さ測定装置を配置し、厚さ測定装置の前方に長さ測定装置を配置するステップと、制御装置を用いて、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを識別し、剪断機における帯材の位置を判断すると共に、帯材のプロファイルを連続可変厚さ板材の所定のプロファイルと比較することによって、剪断を行うタイミングを決定するステップと、制御装置を用いて、剪断後の板材が合格であるか否かを判断することによって、板材を完成品スタックまたは廃棄物スタックに堆積するステップとを含む。

好ましい解決策として、可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置は、マーク検出装置をさらに備え、マーク検出装置は、長さ測定装置と厚さ測定装置との間に配置され、制御装置によって制御される。

上述した本発明の可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置を使用した自動剪断方法は、剪断機の前方に厚さ測定装置を配置し、厚さ測定装置の前方に長さ測定装置を配置し、長さ測定装置の前方にマーク識別装置を配置するステップと、制御システムを用いて、マーク識別装置によって識別された帯材上のマークに従って剪断位置を判断し、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを識別し、剪断機における帯材の位置を判断すると共に、帯材のプロファイルを連続可変厚さ板材の所定のプロファイルと比較することによって、帯材が寸法精度を満たすか否かを判断し、剪断を行うタイミングを決定するステップと、制御システムを用いて、剪断後の板材を完成品スタックまたは廃棄物スタックに堆積するかを判断するステップとを含む。

本発明の装置および方法の有益な効果は、主に、供給された連続可変厚さ材料ロールを、使用者が直接に使用できる連続可変厚さ板材に効率的且つ正確に剪断することができることにある。

可変厚さ圧延を示す概略図である。 剪断位置の偏差を示す概略図である。 可変厚さ圧延を行うための目標プロファイルの設定を示す概略図である。 実施例１によって提供された自動剪断方法を示す図である。 実施例１によって提供された自動剪断方法を示す図である。 可変厚さ圧延機の配置を示すフレーム図である。 圧延後の帯材を示す概略図である。 サンプルを示す概略図である。

実施形態の詳細な説明
図２は、圧延する必要のある帯材のために予め設定した圧延プロファイルを示している。圧延機を容易に制御するために、通常、圧延プロファイルは、周期ごとに設定される。

図６は、圧延を行うための圧延機の構成を示す概略図である。マーキング装置は、圧延機のロールギャップの出口に配置される。制御システムは、長さ測定装置の測定結果に従って、設定した各周期の始点と終点との接合位置にマークＯを標記する。このマークは、機械方法、レーザ法または色噴射法を用いて行うことができる。図中、１０は、ローラ、１１は、左側巻取機、１２は、左側厚さ測定装置、１３は、右側巻取機、１４は、右側厚さ測定装置、１５は、マーキング装置、１６は、左側速度計、および、１７は、右側速度計を各々示している。

図７に示すように、圧延後の帯材は、設定した各周期の始点と終点との接合位置に識別可能なマークを有する。

本実施例によって提供された可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置の構造は、図４に示される。この自動剪断装置は、制御装置と、順次に配置された矯正装置１、長さ測定装置３、厚さ測定装置４および剪断機５とを備え、制御装置は、長さ測定装置３、厚さ測定装置４および剪断機５を制御する。

この実施例に基づく剪断方法は、剪断機５の前方に厚さ測定装置４を配置し、厚さ測定装置の前方に長さ測定装置３を配置し、制御システムは、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを識別し、剪断機における帯材の位置を判断する。剪断の開始時に、帯材の最初の部分が剪断機を通過するが、この時点では、サイズが設定したプロファイルとはかなり異なるため、制御システムは、廃棄物を剪断する長さに従って剪断を行うタイミングを制御し、剪断後の板材を廃棄物スタックに堆積する。制御システムは、帯材のプロファイルが設定したプロファイルと一致し且つ所定の剪断位置が剪断機に到着したことを判断すると、剪断命令を発し、剪断後の板材を完成品スタックに堆積する。

本実施例によって提供された可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置の構成は、図５に示される。実施例１との相違点として、本実施例の自動剪断装置は、マーク検出装置をさらに備え、マーク検出装置は、長さ測定装置と厚さ測定装置との間に配置され、制御装置によって制御される。

本実施例の方法と実施例１の方法との相違点は、圧延時に帯材２上に形成されたマーク（図７を参照）を使用して判断することにある。したがって、厚さ測定装置４は、剪断機５の前方に配置され、長さ測定装置３は、厚さ測定装置の前方に配置され、マーク識別装置９は、長さ測定装置の後方に配置される。剪断の開始時に、帯材の最初の部分が剪断機を通過するが、剪断点のマークが帯材２に現れないため、制御システムは、廃棄物を剪断する長さに従って剪断を行うタイミングを制御し、剪断後の板材を廃棄物スタックに堆積する。剪断点のマークが帯材上に現れると、制御システムは、マーク識別装置９によって識別された帯材のマークに従って剪断位置を決定し、剪断位置まで追跡し、剪断機を制御して剪断を行う。同時に、制御システムは、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って帯材が寸法精度を満すか否かを判断し、剪断後の板材６を完成品スタックまたは廃棄物スタックに堆積するかを決定する。

応用例
可変厚さ圧延の目標プロファイルは、以下のように設定される。

厚さ：ｈ１＝２．０ｍｍ、ｈ２＝１．０ｍｍ、
長さ：Ｌｅｎ１＝２５０ｍｍ、Ｔ１＝１００ｍｍ、Ｌｅｎ２＝５００ｍｍ、Ｔ２＝１００ｍｍ、Ｌｅｎ３＝２５０ｍｍ。

以下、２つの自動剪断方法を紹介する。
帯鋼ロールを剪断ユニットに装入する前に、上記のプロファイル設定データを制御システムに入力する。サンプルのプロファイルは、各々が均一厚さを有する３つの均厚部（厚さ２．０／１．０／２．０ｍｍ、長さ２５０／５００／２５０ｍｍ）と、２つの移行部（長さ１００／１００ｍｍ）を含む。

その後、以下の２つの方法を用いて、自動剪断を行うことができる。
１）方法Ｉ
図４に示すように、長さ測定装置３および厚さ測定装置４は、剪断機５の前方に配置されている。

制御システムは、矯正された帯材を測定し、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って、厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを判断し（図８の反曲点１、２、３および４の位置を特定することが重要である）、剪断機における帯材の位置を判断すると共に、プロファイルを入力した設定プロファイルと比較することによって、剪断を行うタイミングを決定する。

剪断を行う原則として、１つのサンプルの長さで測定しても、上記の反曲点が現れないまたは上記の反曲点が完全に現れない場合、帯材の剪断を行い、剪断物を廃棄物スタック８に堆積する。そうでない場合、各部分の厚さおよび長さを設定値と比較することによって、誤差範囲内のサンプルを完成品スタック７に堆積し、誤差範囲外のサンプルを廃棄物スタック８に堆積する。

２）方法ＩＩ
図５を参照して、この方法と方法Ｉとの相違点は、圧延時に帯材上に形成されたマーク（図７を参照）を使用して判断することにある。したがって、マーク識別装置９と長さ測定装置３と厚さ測定装置４とは、剪断機５の前方に配置され、制御システムは、マーク識別装置９によって識別された帯材のマークに従って剪断位置を決定する。

この方法はより簡単であり、制御システムは、剪断機をマーク位置に位置するように制御する。同時に、制御システムは、図８の反曲点１、２、３、４の位置を特定し、各部分の厚さおよび長さを設定値と比較することによって、誤差範囲内のサンプルを完成品スタック７に堆積し、誤差範囲外のサンプルを廃棄物スタック８に堆積する。

上記の方法の両方は、特別なアルゴリズムを使用して、反曲点を特定する。
上記に説明した実施形態は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではない。本発明の特許請求の範囲内の形状、構成、特徴および精神に従ってなされた同等の変形および修正は、本発明の特許請求の範囲内に含まれるべきである。

１ 矯正装置、２ 帯材、３ 長さ測定装置、４ 厚さ測定装置、５ 剪断機、６ 板材、７ 完成品スタック、８ 廃棄物スタック、９ マーク識別装置、１０ ローラ、１１ 左側巻取機、１２ 左側厚さ測定装置、１３ 右側巻取機、１４ 右側厚さ測定装置、１５ マーキング機、１６ 左側速度計、１７ 右側速度計。

Claims (4)

1. 可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置であって、
   制御装置と、順次に配置された矯正装置、長さ測定装置、厚さ測定装置および剪断機とを備え、
   前記長さ測定装置、前記厚さ測定装置および前記剪断機は、前記制御装置によって制御され、
   帯材は、矯正装置を通過してから、前記長さ測定装置による長さ測定および前記厚さ測定装置による厚さ測定を行った後、前記剪断機によって剪断される、可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置。
2. マーク検出装置をさらに備え、
   前記マーク検出装置は、前記長さ測定装置と前記厚さ測定装置との間に配置され、前記制御装置によって制御される、請求項１に記載の可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置。
3. 請求項１に記載の可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置を使用した自動剪断方法であって、
   剪断機の前方に厚さ測定装置を配置し、前記厚さ測定装置の前方に長さ測定装置を配置するステップと、
   制御装置を用いて、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って前記厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを識別し、前記剪断機における帯材の位置を判断すると共に、帯材のプロファイルを連続可変厚さ板材の所定のプロファイルと比較することによって、剪断を行うタイミングを決定するステップと、
   前記制御装置を用いて、剪断後の板材が合格であるか否かを判断することによって、前記板材を完成品スタックまたは廃棄物スタックに堆積するステップとを含む、自動剪断方法。
4. 請求項２に記載の可変厚さを有する冷間圧延板用の自動剪断装置を使用した自動剪断方法であって、
   剪断機の前方に厚さ測定装置を配置し、前記厚さ測定装置の前方に長さ測定装置を配置し、前記長さ測定装置の後方にマーク識別装置を配置するステップと、
   制御システムを用いて、前記マーク識別装置によって識別された帯材上のマークに従って剪断位置を判断し、長さ追跡データおよび厚さ測定値に従って前記厚さ測定装置を通過する帯材のプロファイルを識別し、前記剪断機における帯材の位置を判断すると共に、帯材のプロファイルを連続可変厚さ板材の所定のプロファイルと比較することによって、前記帯材が寸法精度を満たすか否かを判断し、剪断を行うタイミングを決定するステップと、
   前記制御システムを用いて、剪断後の板材を完成品スタックまたは廃棄物スタックに堆積するかを判断するステップとを含む、自動剪断方法。