JP2524438B2 - 管状鋼材連続製造ラインのトラッキング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造管工程の管状鋼材搬
送ラインにおける鋼板のトラッキング方法に関する。

【０００２】鋼板を円筒状に曲げ、その両端縁突合せ部
を接合（鍛接）して鋼管にする工程がある。この造管工
程の搬送ラインに流れるものは、最初は鋼板（スケル
プ）であり、造管及び切断後は鋼管である。本発明はそ
の鋼板のトラッキング、特にセンサの誤検出を排除し信
頼性を向上させる方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】この種の鋼管製造工程を図４を参照して
説明する。１１はスリッタであり、ホットコイルを輪切
りにし、細帯状鋼板（スケルプ）を作る。スケルプコイ
ルは、ロ−ディングコンベアおよびアンコイラ１２、ル
−パ−１３を経て予熱炉１６及び加熱炉１７へ送られ、
ミル１８で管状に曲げられ、両側縁を接合されて鋼管に
なる。その後、ロ−タリ−ホットソ−ＲＨＳで所定長に
切断され、個々の鋼管になる。次に冷却床２０に入り、
ここで冷却される。鋼管は冷却床で２分され（例えば長
さ１１ｍのものが切断されて５．５ｍにされる）、各々
がＩ系及びII系の鋼管となってその後の処理を受ける。
その後の処理はＩ系、II系とも同じであり、矯正機２
３，２４による矯正、面取機２５，２６による面取り、
水圧機２７，２８による水圧試験、ＥＣＴ（渦流探傷
機）による探傷が含まれる。これらが全てＯＫのものは
検査部３０へ送られ、目視による外観検査などが行なわ
れる。矯正機，面取り，水圧試験で不良のものに対して
は抜出し修正が行なわれ、ＥＣＴで疵検出されたものは
不合格クレ−ドルへ送られる。

【０００４】造管は連続して行なわれる。そのため、フ
ラッシュバット溶接機ＦＢＷではコイル終端を次のコイ
ルの始端へ溶接する。ＭＷはメジャ−リングホイ−ルで
あり、スケルプの走行長を計測する。１４はスケルプ中
継（上記のフラッシュバット溶接部）検出器、１５はＸ
線厚み計である。図示しないが、鋼管搬送路上各所にパ
イプセンサが置かれ、ＲＨＳでの切断前は上記中継（な
かつぎ）を基準にした走行長によるトラッキング、切断
後は個々の鋼管をセンスしての鋼管本数によるトラッキ
ングが行なわれる。トラッキングの目的は、鋼管（素
材）の各部分に関する操業実績値と当該鋼管（製品）と
の紐付けなどである。

【０００５】一般に鋼管を溶接し、連続的に通板するプ
ロセッシングラインにおいて溶接部をトラッキングする
場合、溶接部近傍に穴を開け、各トラッキングポイント
でその穴を光電管で検出しトラッキングする方法が用い
られる。この方法では、溶接部近傍の穴を検出する精度
が高いため、図５に示す如く、光電管の信号を受けて、
溶接部通過完了のトラッキングを行ない、光電管の次の
トラッキングポイントまでのゾ−ン長（距離）をＭＷ
（メジャ−リングホイ−ル）測長器にプリセットし、測
長器からのオ−バ−フロ−信号で次のトラッキングポイ
ントも溶接部通過完了とトラッキングする。しかし、あ
る種の連続鋼管製造設備では、穴を開けることにより、
圧延時の切れが発生することがあるので、この種の高精
度の検出手段を利用不可能であり、溶接部通過検出精度
の落ちる検出器を使用せざるを得ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】溶接部（なかつぎ部）
の検出精度が悪いと、正しくトラッキングできず、操業
を停止せざるを得ない場合も発生するので、このような
不都合をなくすることを本発明は課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、鍛接鋼管製造ラインにおいて、
連続的に鋼管を造管する前の連続通板工程においてスケ
ルプを連続に溶接時に正確なスケルプ長を測定すると共
に、溶接部にカラ−リングを行ない；トラッキングポイ
ントに設置したメジャ−リングホイ−ルからのスケルプ
の所定長の移動につき１パルスの測長信号と、トラッキ
ングポイントの色検出機又は疵検出機が発生するスケル
プ溶接部の色検出信号又は疵検出信号をもとに、色検出
信号又は疵検出信号が発生してからのスケルプの移動長
を計測し、移動長計測値が前記スケルプ長の場合には、
色検出信号又は疵検出信号が発生したときがスケルプ通
過完了とトラッキングし；移動長計測値が前記スケルプ
長を所定長以上越えても色検出信号又は疵検出信号が発
生し無かった時、該所定長は次のスケルプの通過済み長
さとすることにより、次スケルプの色検出信号又は疵検
出信号の妥当性チェック精度を求め；更に、強制中継ぎ
入力に応答して介入機能を実行し、強制中継ぎ入力開始
の時には、色検出信号又は疵検出信号を無効にすること
により、移動長計測値が前記スケルプ長を越えてもトラ
ッキング更新を禁止し、強制中継ぎ入力終了の時には、
移動長計測値が前記スケルプ長より一定以上短いか又は
長くても、スケルプ通過完了とトラッキングする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、予め測定によって得られたス
ケルプ長さと、メジャ−リングホイ−ルによって検出さ
れるスケルプ移動長とを比較することによって、トラッ
キングの誤りを修正することができる。これによって、
途中で操業を停止することなく連続的に鋼管を製造する
ことができる。

【０００９】

【実施例】図１は、スケルプ１中継検出が発生した後、
スケルプ２に対する中継検出の妥当性チェックの内容
を、時間とパルス値で表わしている。図１を参照して説
明する。

【００１０】時間ｔ１で発生したスケルプ１の中継検出
位置を基準とし、スケルプ２の中継予測位置（のパルス
数）Ｙ２は、スケルプ２の長さをＬ２、メジャ−リング
ホイ−ルのパルスレ−トをｋとすると、Ｙ２＝Ｐ１＋Ｌ
２／ｋの計算式から求めることができる。また、許容範
囲の下限値及び上限値を各々Ｃ１，Ｃ２（定数）とする
と、許容範囲（のパルス数）はＹ２−Ｃ１からＹ２＋Ｃ
２の間と定めることができる。

【００１１】例えば、図１の時間ｔ２’で色検出信号又
は疵検出信号が発生した場合、その時のパルス値はＰ
２’であり、許容範囲外にあるため誤信号と判断され
る。

【００１２】また、図１の時間ｔ２で色検出信号又は疵
検出信号が発生した場合、その時のパルス値はＰ２であ
り、許容範囲内にあるため中継信号と判断される。ま
た、スケルプ２の中継位置はこの時点でＰ２と決定され
る。

【００１３】以降、スケルプ３，スケルプ４，・・・と
連続して同様の考え方で中継検出の妥当性チェックを行
なうことができる。

【００１４】図２は、スケルプ２の中継が未検出となり
自動バックアップをした場合の、スケルプ３に対する許
容範囲を求める方法を、時間とパルス値で表わしてい
る。

【００１５】パルス値を一定周期（例えば１秒毎）で監
視し、その値が許容範囲の上限Ｙ２＋Ｃ２を越えてもス
ケルプ２に対する色検出信号又は疵検出信号が発生しな
い場合、自動的に中継検出のバックアップを行なう。

【００１６】その後、スケルプ３の中継予測位置を求め
るが、基準となるスケルプ２の中継位置を正確にとらえ
ていないため、スケルプ２の中継位置を求める必要があ
る。仮に、スケルプ２の中継位置を自動バックアップの
発生した位置Ｙ２＋Ｃ２とすると、スケルプ３の中継予
測位置はＹ２＋Ｃ２＋Ｌ３／ｋとなる。この時、実際の
スケルプ２の中継位置がＹ２であったならば、スケルプ
３の中継予測位置はＣ２分だけずれ、自動バックアップ
が連続して発生すると、スケルプｎの中継予測位置に関
してはＣ２の誤差が累積されることになる。

【００１７】このため、自動バックアップで中継検出し
た場合、スケルプ２の中継位置はＹ２にあったものとみ
なす。これによって、スケルプ３の中継予測位置Ｙ３
は、Ｙ３＝（Ｙ２＋Ｃ２）＋Ｌ３／ｋ−Ｃ２＝Ｙ２＋Ｌ
３／ｋから求められる。

【００１８】図３は、本発明による色検出信号又は疵検
出信号の妥当性チェック、及び中継バックアップ機能の
処理手順を示している。図３を参照して各処理ステップ
の内容を説明する。

【００１９】まず、色検出機又は疵検出機で検出した色
検出信号又は疵検出信号の発生によって「ＳＴＡＲＴ
１」に進む。、ステップ（ａ）ではＭＷ（メジャ−リン
グホイ−ル）からの測長値入力を行なう。入力するタイ
ミングは色検出信号又は疵検出信号発生の直後とし、そ
の時のＭＷカウント値（パルス数）をＰｎとしてメモリ
に記憶する。ここでは、Ｐｎが１０５であった場合を想
定し以下の説明を続ける。

【００２０】ステップ（ｂ）では色検出信号又は疵検出
信号の妥当性チェックを行なう。妥当性チェックとは、
色検出信号又は疵検出信号が中継の許容範囲に入ってい
るか否かを判定するものであり、その時の許容範囲は、
予め予測されている今回スケルプ中継予測位置Ｙｎを基
準とし、許容範囲下限値Ｃ１（定数）を差し引いた値
（Ｙｎ−Ｃ１）から許容範囲上限値Ｃ２（定数）を加え
た値（Ｙｎ＋Ｃ２）までの範囲をいう。ステップ（ａ）
で入力したＰｎが許容範囲内に入っていれば、中継信
号、入っていなければ誤信号と判定する。例えば、Ｃ
１，Ｃ２が５、Ｙｎが１００をとる場合を想定すると、
１００−５≦Ｐｎ（１０５）≦１００＋５となりＰｎは
中継信号とみなされる。

【００２１】ステップ（ｃ）では、トラッキング処理を
行なうが、ステップ（ｂ）で中継信号と判定された時に
はじめてトラッキング処理される。トラッキング処理で
は、今回スケルプを次ゾ−ンに移動させるとともに、次
回スケルプ通過量（次回スケルプが自ゾ−ンを既に通過
した量）計算を行ないその結果をＴ(n+1)としてメモリ
に記憶する。この場合、Ｔ(n+1)は常に０になる。

【００２２】ステップ（ｄ）では、次回スケルプ中継位
置予測を行なう。この時、予測位置Ｙ(n+1)は、今回ス
ケルプ中継位置Ｐｎに、今回スケルプ長さＬｎをパルス
レ−トｋ（定数）を使ってパルス値換算した値（Ｌｎ／
ｋ）を加え、更に次回スケルプ通過量Ｔ(n+1)を差し引
いたパルス換算値となる。ここで求められたＹ(n+1)
は、メモリに記憶し、次回スケルプ中継妥当性チェック
の基準とされる。例えば、Ｌｎが１００、ｋが０．５を
とる場合を想定すると、 Ｙ(n+1)＝１０５＋１００／０．５−０＝３０５とな
る。

【００２３】ステップ（ｅ）はアラ−ム出力で、（ｂ）
にて誤信号と判定された場合に出力し、オペレ−タに注
文を促す。

【００２４】次にオペレ−タが目視で中継位置を確認し
ながら手動バックアップ釦を押下することにより「ＳＴ
ＡＲＴ２」に進む。

【００２５】ステップ（ｆ）ではＭＷ測長値入力を行な
う。入力するタイミングは手動バックアップの発生直後
とし、その時のＭＷカウント値（パルス）をＰｎとして
メモリに記憶する。

【００２６】その後、前述したステップ（ｃ）以降の処
理を行なうが、手動バックアップは何らかの原因により
トラッキングが大きくずれた時に使用されるため、発生
位置の妥当性チェックは行なわない。つまりこの処理は
最優先の信号（イベント）として位置付けられる。

【００２７】色検出信号又は疵検出信号が抜けた場合の
対策として、自動バックアップ機能がある。そのため一
定周期（例えば１秒毎）に「ＳＴＡＲＴ３」に進む。

【００２８】ステップ（ｇ）では現時点のＭＷ測長値入
力を行ない、その時のＭＷカウント値（パルス）をＰｔ
としてメモリに記憶する。ここでは、Ｐｔが３０６をと
る場合を想定する。

【００２９】ステップ（ｈ）では、中継信号未検出のチ
ェックを行なう。このチェックでは、ステップ（ｇ）で
入力したＰｔが、予め予測されている今回スケルプ中継
予測位置Ｙｎを基準として許容範囲上限値Ｃ２（定数）
を加えた値（Ｙｎ＋Ｃ２）を越えているかを判定する。
Ｙｎ＋Ｃ２＜Ｐｔの場合は中継信号未検出と判断する。
また、Ｙｎ＋Ｃ２≧Ｐｔの場合には処理を終了する。例
えば、Ｙｎが３００、Ｃ２が５をとる場合を想定する
と、３００＋５＜Ｐｔの条件が成立するため、中継は未
検出であったと判断する。

【００３０】ステップ（ｉ）では、トラッキング処理を
行なうが、（ｈ）で中継未検出と判断された時にはじめ
てトラッキング処理される。トラッキング処理では、前
述のステップ（ｃ）と同様に今回スケルプを次ゾ−ンに
移動させるとともに、次回スケルプ通過量計算（次回ス
ケルプが自ゾ−ンを既に通過した量）を行ない、その結
果をＴ(n+1)としてメモリに記憶する。自動バックアッ
プの発生位置は、本来の中継があったと思われる位置
（(h)で記述したＹｎ)よりＰｔ−Ｙｎ分だけ進んだ位置
であるため、次回スケルプ通過量Ｔ(n+1)はＰｔ−Ｙｎ
で表わす。例えば、Ｙｎが３００、Ｐｔが３０６の場合
においては、Ｔ(n+1)＝３０６−３００＝６となる。

【００３１】その後、前述のステップ（ｄ）以降の処理
を行なうが、自動バックアップの場合は次回スケルプ通
過量を計算しているので次回スケルプ中継位置予測
（(d)にて行なう)が正確にできるため、仮に自動バック
アップが複数回連続して発生してもトラッキングの精度
に与える影響を極力小さくすることが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、検出
精度があまり高くない中継検出機を使用したトラッキン
グであっても、操業を停止させる必要のない信頼性の高
いトラッキングシステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 スケルプ１中継検出の前後の時間とパルス値
の対応を示すグラフである。

【図２】 スケルプ２の中継位置前後の時間とパルス値
の対応を示すグラフである。

【図３】 妥当性チェックと中継バックアップの処理手
順を示すフロ−チャ−トである。

【図４】 鋼管製造工程の構成例を示すブロック図であ
る。

【図５】 従来のトラッキング処理の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１：スリッタ １２：アンコ
イラ １３：ル−パ− １４：スケル
プ中継検出器 １５：Ｘ線厚み計 １６：予熱炉 １７：加熱炉 １８：ミル ２０：冷却床 ２３，２４：
矯正機 ２５，２６：面取機 ２７，２８：
水圧機 ＥＣＴ：渦流探傷機 ＲＨＳ：ロ−
タリ−ホットソ− ＦＢＷ：フラッシュバット溶接機 ＭＷ：メジャ
−リングホイ−ル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍛接鋼管製造ラインにおいて、連続的に
   鋼管を造管する前の連続通板工程においてスケルプを連
   続に溶接時に正確なスケルプ長を測定すると共に、溶接
   部にカラ−リングを行ない；トラッキングポイントに設
   置したメジャ−リングホイ−ルからのスケルプの所定長
   の移動につき１パルスの測長信号と、トラッキングポイ
   ントの色検出機又は疵検出機が発生するスケルプ溶接部
   の色検出信号又は疵検出信号をもとに、色検出信号又は
   疵検出信号が発生してからのスケルプの移動長を計測
   し、移動長計測値が前記スケルプ長の場合には、色検出
   信号又は疵検出信号が発生したときがスケルプ通過完了
   とトラッキングし；移動長計測値が前記スケルプ長を所
   定長以上越えても色検出信号又は疵検出信号が発生し無
   かった時、該所定長は次のスケルプの通過済み長さとす
   ることにより、次スケルプの色検出信号又は疵検出信号
   の妥当性チェック精度を求め；更に、強制中継ぎ入力に
   応答して介入機能を実行し、強制中継ぎ入力開始の時に
   は、色検出信号又は疵検出信号を無効にすることによ
   り、移動長計測値が前記スケルプ長を越えてもトラッキ
   ング更新を禁止し、強制中継ぎ入力終了の時には、移動
   長計測値が前記スケルプ長より一定以上短いか又は長く
   ても、スケルプ通過完了とトラッキングすることを特徴
   とする、管状鋼材連続製造ラインのトラッキング方法。