JP3359487B2 - 鋼板の自動アライニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延後の厚鋼板の
両端耳切／縦切剪断機において、両端耳および幅を剪断
するための前処理装置としての厚鋼板の自動アライニン
グ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱間圧延された厚鋼板は、熱間
矯正機で形状矯正され、次いで目的とする製品サイズと
するために両端耳剪断機、条切剪断機および仕上剪断機
等で目標とする製品サイズに剪断されるが、これら剪断
機に厚鋼板を送り込み板取り範囲を最大限に有効裡に導
くためにはアライニング作業を如何に最適条件で行うか
鍵を握ると言われている。

【０００３】従来、このアライニングのためにはスリッ
ト光線を厚鋼板表面に投射して光マークを該厚鋼板表面
に付し剪断位置を明示する剪断線表示装置と、搬送ロー
ラーテーブルの複数箇所のローラー間に設けた複数のマ
グネットシフターにより厚鋼板を吸着し、該搬送ローラ
ーテーブルの幅方向に移動させ、前記剪断線表示装置に
よる光マークを見ながら作業員が前記搬送ローラーテー
ブルの幅方向に移動するマグネットシフターを操作して
アライニング作業を行ってきた。しかし、この従来法
は、厚鋼板のアライニング作業と剪断機操作とにそれぞ
れ作業員を配置する必要に加え、人手による作業のため
に人手を要しアライニング精度も悪く剪断不良が発生し
ていた。これらの問題を解決すべく特開昭５４−５３８
５号公報には、ローラーテーブルの両端を抱え込むＣ型
状の固定および可動フレーム、マグネットシフター、記
憶制御装置の組み合わせにより両端耳剪断機、回転刃ス
リッテイング剪断機の自動運転を実施させ、作業員の半
減と歩留り向上および所要時間の短縮を可能にする装置
が提案されている。

【０００４】しかしながら、上記装置はアライニングの
ための鋼板エッジ検出が光電管方式であること、エッジ
剪断のための固定フレーム側への鋼板移動量をタイマー
値で操作していることから鋼板エッジ検出がリニアに把
握できないため位置決め精度が悪く、これに起因して歩
留りが悪い上所要時間も改善されないという問題点があ
る。また、前記公報では厚鋼板自身のプロフィルと撓み
等の情報は一切参酌することなくアライニングされるた
め厚鋼板毎のプロフィル、固有特性に応じたアライニン
グが実施されないという別の問題点もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決すべく鋼板エッジ検出手段にリニアセンサーを採
用し、かつ鋼板たわみを考慮して搬送テーブルローラー
間およびマグネットシフター間にアイドルビームを設置
してアライニング状態の変化に追随して対応するととも
に、固定側剪断ライン側への厚鋼板移動を容易に行うこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決すべくなされたものであり、圧延後に形状矯正され
た厚鋼板を幅方向端部の耳ないし幅を耳切／幅切剪断機
で剪断するための前処理装置としての、搬送ローラーテ
ーブル、前記搬送ローラーテーブル間の厚鋼板走行方向
に複数配置されたマグネットシフターよりなる該厚鋼板
のアライニング装置において、走行する厚鋼板の鋼板先
端部を検出する鋼板先端部検出器と、上表面で前記厚鋼
板が幅方向にスライドするための複数のコロまたはベア
リングを一列に埋め込み、かつ前記搬送ローラーテーブ
ル間で前記マグネットシフターに連動して昇降可能な複
数本のアイドルビームと、前記搬送ローラーテーブル間
に鋼板端部検出器と、前記鋼板先端部検出器および鋼板
端部検出器からの検出信号を整理し、記憶シーケンスに
従って前記アイドルビーム、マグネットシフターに対し
ての指令制御と移動指令制御をする記憶制御装置からな
る厚鋼板の自動アライニング装置を要旨とするものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、エッジ検出をリニアに
把握し、かつ鋼板プロフィルおよび撓み情報を常に把握
しつつ剪断ラインへのアライニングを行い得るものであ
る。その方法として、鋼板エッジ検出手段にリニアセン
サーを採用し、かつ鋼板たわみを考慮して搬送テーブル
ローラー間およびマグネットシフター間にアイドルビー
ムを設置してアライニング状態の変化に追随して対応す
るとともに、固定側剪断ライン側への厚鋼板移動を容易
に行うことが出来、しかもアライニングに必要な情報が
逐次記憶装置に伝送され、処理される情報に基づき最適
アライニング情報でアイドルビームおよびマグネットシ
フターに指示されるため、アライニング作業は全くの無
人化が可能になった。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を図面に基づいて本発明の一実
施例を説明する。図１は、厚板圧延終了後において、本
発明装置を実施するに際しての精整設備の全体ライン構
成の概略を平面で模式的に示したもので、通常圧延ライ
ン１で熱延および熱間矯正された厚鋼板Ｓは冷却床２に
搬送され、次いで前記厚鋼板は板反り、クロップ形状と
クロップ長等を含む厚鋼板全体のプロフィルを検出し、
最終的な製品形状に矯正する部位および最適切断クロッ
プ長を確定する平面形状計３、鋼板の下反り部分を矯正
する下反り矯正機４、剪断ライン５内に配置された鋼板
先端部を検出する鋼板先端検出器６、前記平面形状計３
で得た情報を基に図示しない中央ＣＰＵで処理された情
報を基に有効長さに剪断するための位置決めと必要最小
限の先端部のクロップを剪断する分割剪断機１０、長手
方向エッジ側の不揃いな耳部を切断し目標幅とする耳切
／縦切剪断機１１、尾端クロップ剪断を含め最終製品の
目標サイズに剪断する仕上剪断機１２から構成される。

【０００９】図２は、本発明によるアライニング装置の
概略構成図である。本発明によるアライニング装置は、
図１に示した分割剪断機７と耳切／幅切剪断機８間に設
置され、次に述べる構成をとる。先ず、前述の分割剪断
機７で先端クロップ部分を剪断され搬送テーブルロール
１０上を走行する厚鋼板の先端部分を検出する鋼板先端
検出器９と、前記搬送テーブルロールに電気的に接続さ
れ鋼板搬送距離を検出する搬送距離検出器１１、前記搬
送テーブルロール１０間に適宜設置され厚鋼板長手方向
の撓みに応じて昇降自在でかつ表面に複数のコロを設け
厚鋼板の横方向への移動を可能にするアイドルビーム１
２と、前記搬送テーブルロール間にで厚鋼板走行ライン
の下面に位置するように設置され厚鋼板を吸着し、かつ
厚鋼板長手方向の適宜の位置に複数設けた上下左右に移
動可能なマグネットシフター１３と、厚鋼板エッジ部を
リニアーに検出する板端部検出器１４から構成されてい
る。

【００１０】前記アイドルビーム１２は、その表面近傍
に複数のコロないしはベアリングを埋め込まれたビーム
であり、厚鋼板の幅以上の長さを有し、前記厚鋼板の幅
方向で、かつ前記搬送テーブルロール間に厚鋼板の長手
方向に複数台設置されている。従って、厚鋼板はこのア
イドルビーム１２上を厚鋼板幅方向に自由にスライドす
ることが可能になる。また、このアイドルビーム１２
は、後述するマグネットシフター１３の昇降と連動して
昇降可能であり、連動動作のタイミングは、マグネット
シフター１３の昇降機構の特性に合わせてタイマーで調
整される。特に、下降時の厚鋼板を平坦な状態で搬送テ
ーブルロール１０上に降ろすために、パスライン面の下
降位置を一致させることが重要である。アイドルビーム
１２の昇降機構は、エアー駆動により片持ち支持で行わ
れるが水平昇降されることが望ましい。前記アイドルビ
ーム１２は、厚鋼板長手方向の撓みを低減させることが
可能であり、特に、マグネットシフター１３より外側の
オーバーハング部の垂れを防止する効果があり、本発明
装置においては必須の構成である。

【００１１】また、前記マグネットシフター１３は、厚
鋼板の長手方向に厚鋼板の長さに対応して複数台設置さ
れるが、厚鋼板先端部側および尾端部側にそれぞれ設置
されることが好ましい。これは、前述のアイドルビーム
１２の存在が厚鋼板中間部での撓みや垂れを解消するこ
とから最小単位での設置で充分であることによる。勿
論、厚鋼板中間部に更に前記マグネットシフターを追加
的に使用してもよいが、制御系の増設、多点支持となる
ための各マグネットシフターの移動量に対応した速度比
率制御および同期制御が要求されるため、アイドルビー
ムを使用する方が効果的である。このマグネットシフタ
ー１３の本体の昇降は、油圧ないしエアーによる昇降機
構で駆動され、厚鋼板幅方向への移動は電動ないし油圧
サーボモーターで駆動される。また、厚鋼板に吸着し移
動させるためにマグネットシフター１３に励磁電流が付
与される。この励磁電流は、マグネットシフター１３へ
のオンタイミング時はパスラインより上面で励磁されて
該厚鋼板を吸着・移動させ、オフタイミング時はパスラ
インより下面で遮断される。

【００１２】更に、本発明装置の一部を構成する板端部
検出器１４は、厚鋼板の長手方向に複数台設置される
が、通常剪断される厚鋼板サイズを考慮すれば５台程度
で充分である。この板端部検出器１４は、ＣＣＤ型セン
サーで、光源とセンサーを対向させ、厚鋼板による光の
遮光境界位置を検出する機能を有するために厚鋼板端部
をリニアーに検出することができる。前記板端部検出器
１４の検出範囲は、搬送テーブルロール端部付近で耳切
／幅切剪断機８の固定側刃位置を基準に−２０〜＋２０
０ｍｍ程度の許容範囲を持ち、その範囲を越える厚鋼板
端部の検出は前述のマグネットシフター１３を板端部検
出器１４の視野に入るまで搬送テーブルロール１０端部
側に厚鋼板を走行・移動させることになる。アライニン
グ作業中は、厚鋼板端部の検出が前記板端部検出器１４
により継続して計測されるが、アライニング完了後は現
在の厚鋼板端部位置をプロセス管理ＣＰＵに実績報告さ
れる。なお、板端部検出器１４による厚鋼板端部の検出
許容範囲値に対するチェックを前記プロセス管理ＣＰＵ
で行っているが、プログラマブルコントローラ（ＰＬ
Ｃ）に機能分担させることも可能である。

【００１３】次に、本実施例でのアライニング手順を図
３に基づいて説明する。分割剪断機７で先端クロップ部
分を剪断された厚鋼板は、搬送テーブルロール１０上を
搬送され、鋼板先端検出器６で鋼板の先端部が基準位置
を通過したことを検知し、次いで鋼板の停止位置の選択
・決定をプロセス管理ＣＰＵで行う。前述の先端部の停
止・決定の実行は、プロセス管理ＣＰＵからプログラマ
ブルコントローラを経て行われる。前記先端部の停止位
置は、厚鋼板長に応じて複数の停止箇所で停止可能とし
てあるが、現状ラインでは３ケ所ある。また、この停止
位置は、マグネットシフター１３および板端部検出器１
４の設置位置と厚鋼板先端、尾端部位置との相対的な関
係により最適な停止位置を選択され、併せて耳切／幅切
剪断機の処理能力を最大限に発揮させる意味からも、ま
た板配置（板詰め合わせ）の観点からも最適停止位置が
選択されることになる。本発明装置においては、停止位
置は固定されているが、厚鋼板先端、尾端部のオーバー
ハング部の垂れを考慮した可変停止も可能なように構成
してある。

【００１４】次いで、アライニング動作に移行すること
になる。厚鋼板が走行停止された時点で、前記板端部検
出器１４から発せられた信号に基づきプロセス管理ＣＰ
Ｕでアイドルビーム１２とマグネットシフター１３の選
択指令を発し、これをプログラマブルコントローラから
マグネットシフターに対して昇降指令、走行速度指令お
よびマグネット電流指令を出すと共にアイドルビーム１
２に対し昇降指令を発すると両者が上昇タイミングおよ
び励磁タイミングを適正に調整されて同期して上昇し、
前記停止状態にある厚鋼板全体を持ち上げ、かつ吸着す
る。また、この段階において前記マグネットシフター１
３の選択と同時に厚鋼板先端部および尾端部に位置する
板端部検出器を選択する。アライニング目標位置は、予
め測定してある図示しない平面形状計で採取したデータ
を元に、板端部検出器で検出された検出位置（厚鋼板先
端側および尾端側）に相当する厚鋼板の板幅と耳切／幅
切剪断機のの剪断位置（剪断代＋板幅余裕）との関係か
らプロセス管理ＣＰＵで算出される。

【００１５】アライニング作業の方法は、厚鋼板の先端
側および尾端側の端部を各々のアライニング目標位置と
なるように位置決めするために、粗アライニングと精ア
ライニングが行われる。前者は２段階で、後者は１段階
で実施される。先ず、粗アライニング１（ＡＰＣ１）で
は、厚鋼板端部が板端部検出器１４の視野外にある時に
その視野内まで移動させる操作である。次いで、粗アラ
イニング２（ＡＰＣ２）では、厚鋼板先端部および尾端
部が目標位置までの移動量が同じになるように厚鋼板を
平行移動させる。これらの一連の操作は、前記マグネッ
トシフター１３およびアイドルビーム１２で行う。特
に、厚鋼板先端部および尾端部に位置調整を行うマグネ
ットシフター１３は相互に独立して駆動可能に構成され
ているため、後に完了する端部移動により先に完了した
端部位置が変動するような相互干渉が防止できるメリッ
トがある。

【００１６】前記粗アライニングが終了すると、精アラ
イニング作業となるが、これは最終的に厚鋼板の各端部
がアライニング目標位置に移動させる操作で厚鋼板先端
部および尾端部は同時に移動させ、かつ同時にアライニ
ングを完了させものである。このアライニング完了操作
は、厚鋼板の両端の端部位置が、各々所定の許容誤差範
囲内にあるとプロセス管理ＣＰＵで判断された時にアラ
イニング完了とされるが、前記許容誤差範囲とは板取り
の目標値に対する限界値として通常±１〜２ｍｍ程度と
される。

【００１７】前記精アライニングが完了すると、アイド
ルビーム１２とマグネットシフター１３に対して降下指
令を発し、前記アイドルビーム１２とマグネットシフタ
ー１３が同期して降下されると同時に厚鋼板の各端部位
置が確認される。一方、前述の一連のアライニング作業
が完了した時点で厚鋼板の両端の端部位置のアライニン
グが許容誤差範囲内にあるか否かを判定し、もし許容誤
差範囲を越えており剪断不可の場合には前述の粗アライ
ニングおよび精アライニング作業を繰り返して実施され
る。これをリトライと称しており、通常このリトライは
１〜２回程度が適当である。また、厚鋼板端部のいずれ
か一方の端部が許容誤差範囲を越えている場合には、一
旦両端部を前記許容誤差範囲外に移動させて、前述の粗
アライニングおよび精アライニング作業を繰り返して許
容誤差範囲内に再度アライニングすることが望ましい。
この場合、厚鋼板先端部の停止位置を変更することは、
作業サイクル、前後の厚鋼板との干渉が発生することか
ら得策ではない。また、前記リトライが規定の回数を超
過したような場合には、アラームを出力して手動操作に
切り換えてアライニングすることになる。

【００１８】

【発明の効果】上述したように、本発明は、従来のアラ
イニング作業においてスポット的な厚鋼板先端停止部お
よび端部検出に依存していたために完全な自動化が図れ
なかったことや、長尺の厚鋼板のアライニングライン上
での撓みが全く考慮されていなかったたものが、本発明
では前述の厚鋼板先端部および端部検出がリニアーに行
われ、かつ一連の情報が逐次記憶装置に伝送され、処理
される情報に基づき最適アライニング情報がアイドルビ
ームおよびマグネットシフターに指示されるため、全く
の無人化が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による剪断ライン全体構成を平面的に示
した図。

【図２】本発明による自動アライニング装置の概略を示
した側面図。

【図３】本発明によるアライニング操作のブロック図。

【符号の説明】

１…圧延ライン ２…冷却床 ３…平面形状計 ４…下反り矯正機 ５…剪断ライン ６…鋼板先端検出器 ７…鋼板剪断機 ８…耳切／幅切剪断機 ９…仕上剪断機 １０…搬送テーブルロール １１…搬送距離検出器 １２…アイドルビーム １３…マグネットシフター １４…鋼板端部検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 成幸 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 栃木 勉 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−5285（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−183014（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 39/14 B21B 15/00 B23D 33/02 B23D 36/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延後に形状矯正された厚鋼板を幅方向
   端部の耳ないし幅を耳切／縦切剪断機で剪断するための
   前処理装置としての搬送テーブルロール、前記搬送テー
   ブルロール上の厚鋼板走行方向に複数配置されたマグネ
   ットシフターよりなる該厚鋼板のアライニング装置にお
   いて、走行する厚鋼板の鋼板先端部を検出する鋼板先端
   部検出器と、上表面で前記厚鋼板が幅方向にスライドす
   るための複数のコロまたはベアリングを一列に埋め込
   み、かつ前記搬送テーブルロール間で前記マグネットシ
   フターに連動して昇降可能な複数本のアイドルビーム
   と、前記搬送テーブルロール間に設置され鋼板側端部検
   出器と、前記鋼板先端部検出器および鋼板端部検出器か
   らの検出信号を整理し、記憶シーケンスに従って前記ア
   イドルビーム、マグネットシフターに対しての指令制御
   と移動指令制御をする記憶制御装置からなることを特徴
   とする厚鋼板の自動アライニング装置。