JP3436078B2 - 長尺材の切断方法 - 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、長尺材の切断方法
に係り、特に、条材の製造に用いるのに好適な、圧延後
の長尺材を複数同時に切断する際に、ロスの少ない切断
を行うことが可能な長尺材の切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に長尺材、特に条材の一種である直
棒で短尺採取可のオーダーに対しては、圧延後の素材切
断時に、まずオーダー長さで切断していき、最後に、更
に短尺が切断採取可能である場合にのみ、短尺を採取し
ているが、この方法では、短尺長さに満たない切断残り
は、全て捨てることになり、ロスが大きい。

【０００３】このような問題を解決するべく、特開昭６
１−６５７１４では、フライングシャーで定寸に分割さ
れた長尺材と該定寸に満たない短尺材とが混在する所定
本数の条材群について、長尺材から所定の受注オーダー
の製品をクロップロス少なく切断できる切断パターンを
条材群の一次切断モードとして作成し、該一次切断モー
ドではクロップロスが許容値以上となる短尺材に対し、
それぞれその全長を、一次切断モードの前半部で完全に
切断されてしまう長さとした前半部と、各条材をローラ
上から個別に持ち上げるリフタに載置可能な長さで、且
つ、前記受注製品をクロップロスが許容値以下となるよ
う切断できる長さとした後半部とに仮想分割し、該後半
部の切断パターンを各短尺材の二次切断モードとし、次
に、前記一次切断モードに従ってフィードテーブル上の
全条材群を定寸機とコールドシャーにより切断し、条材
群中の特定の短尺材が一次切断モードから二次切断モー
ドに変わる変更点に達すると、全条材群を一旦リフタま
で逆送し、該特定の短尺材をリフタで持ち上げ、他の条
材を一次切断モードに従って切断し、このような逆送、
持ち上げ、切断を繰り返して一次切断モードを終了さ
せ、次に、リフタで持ち上げられている短尺材のうち、
二次切断モードの切断パターンが共通するものをフィー
ドテーブル上に下降させ、該二次切断モードに従い切断
すると共に、切断パターンが異なる点に達すると、リフ
タまで逆送して持ち上げ、再度、リフタ上の短尺材のう
ち、切断パターンが共通するものを下降させ、以後、切
断、逆送、持ち上げ、下降の動作を繰り返して二次切断
モードを終了させることが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、切断途中で切断パターンを変更（機械的に仕分
け）する必要があり、逆送が可能なように設備を改造す
る必要があるため、設備コストがかかるだけでなく、当
初の切断グループが固定であるため、歩留り向上率があ
まり向上できない等の問題点を有していた。

【０００５】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、特別な設備を必要とすることなく、
歩留り最適な切断を行うことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延後の長尺
材を複数同時に切断する長尺材の切断方法において、圧
延後の長尺材の長さと配置順を求め、切断後に必要な製
品の長さを考慮して、適宜設定した第１の長尺材群と、
その直後に配置された第２の長尺材群の長尺材全ての切
捨て量の合計が最少になるように、連続して配置され同
時に切断される複数の長尺材の組合せを決定し、決定さ
れた第１の長尺材群を切断する過程を順次繰り返すと共
に、次の組合せを決定する際は、当該組合せを決定する
際に次の組合せについて計算した結果は無視し、独立に
次の次の組合せとの２組の切捨て量の合計が最少となる
ようにして、前記課題を解決したものである。

【０００７】本発明においては、圧延ロット全体ではな
く、切断されるときの素材の組合せ（流れと称する）１
組ずつに対し、更に次の組を加えた２組の切断におい
て、圧延された長尺材の配置順と延べ長さ、好ましくは
加熱炉挿入後の素材の情報（圧延順序や重量）を用いて
求めた、圧延される長尺材の配置順と延べ長さを用い
て、切捨て量が最少となる切断パターン及び組合せを計
算し、順次圧延順の頭から１組ずつ決定する。２組目を
決定する際は、１組目を決定する際に２組目について計
算した結果は無視し、独立に３組目との２組を切捨て最
少とする計算を行う。このようにして、オンラインで小
負荷で、且つ最適な歩留りとなる切断方法の計算が可能
となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、条材、特に直棒に関して、
図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

【０００９】本実施形態による切断パターンの決定手順
を図１に示す。本実施形態においては、まずステップ１
００で、初期値を設定する。具体的には、圧延サイズ、
同時切断本数最大値、同最少値、短尺混入許容率、使用
可能短尺範囲等の計算前提値を入力すると共に、各種カ
ウンタ値をリセットする。

【００１０】次いでステップ１０２で、ビレット装入順
序、ビレット重量等のビレット装入情報を入力する。

【００１１】次いでステップ１０４で、例えば次式の関
係により、１ビレットから圧延される条材の延べ長さ
（アズロール長と称する）を計算する。

【００１２】 アズロール長＝（ビレット実重／ビレット単重） ×（ビレット断面積／製品断面積） …（１）

【００１３】ここで、ビレット実重はビレットの実際の
重量、ビレット単重はビレットの単位長さ当り重量であ
る。

【００１４】次いでステップ１０６に進み、１ロットの
装入完了、又は、１ロットが装入完了していない場合で
も、炉内本数が判定値（例えば６０本）以上となったこ
とにより、計算を開始するか否かを判定する。ここで、
１ロット装入完了又は炉内本数が判定値以上となるま
で、計算開始を待つのは、ロット毎に使用する短尺長を
一種決定して使用するので、最適な短尺長をできるだけ
多くのビレット情報から決定するためである。又、１ロ
ットの装入が完了していない場合でも、炉内本数が判定
値以上となったときに計算を開始するのは、圧延が開始
される前には計算完了しておかなければ、剪断割れを防
ぐための一定温度以上での剪断が不可能となるためであ
る。

【００１５】次いでステップ１０８に進み、使用短尺長
を決定する。使用短尺長は、各ビレットを単独で剪断し
た場合に、最も歩留りの良くなる短尺長をアズロール長
計算のときに求めておき、計算範囲内のビレットの最も
多くに対して最適となる短尺長を使用する。計算開始時
点で、そのロットが装入完了していない場合でも、そこ
までの情報で決定してしまい、その時点以降に装入され
た分についても、既に決定された短尺長をそのまま使用
する。

【００１６】次いで、１番目の流れから順に切断方法の
計算に入るが、ｎ番目の流れについて説明すると、ステ
ップ１１０で、ｎ番目の流れについて、同時切断本数が
最大同時切断本体数時の最適切断パターンと、そのとき
の屑長さｋ（ｎ）を計算する。次いでステップ１１２に
進み、次のｎ＋１番目の流れについて、同時切断本数が
最大同時切断本体数時の最適切断パターンと、そのとき
の屑長さｋ（ｎ＋１）を計算する。次いでステップ１１
４に進み、ステップ１１２の計算を、同時切断本数の最
大値−１本から、順次１本ずつ最少値まで変更して、繰
り返し計算する。

【００１７】ｎ＋１番目の流れについて同時切断本数を
変更した繰り返し計算が終了した時点で、ステップ１１
６に進み、ｎ番目の流れの同時切断本数を１本減とした
上で、ｎ＋１番目の流れを再構成の上、ｎ＋１番目の流
れについて最大同時切断本数から最少値まで順次変更し
て、繰り返し計算する。

【００１８】設定可能な同時切断本数の全てに対して繰
り返し計算した後、ステップ１１８で、ｎ番目の流れ切
断パターンを決定する。

【００１９】この際、切断能率が圧延能率を大きく下回
って圧延を阻害しないように、１つ前の流れの本数との
合計が、同時切断本数最大値＋最少値の値以上となる範
囲で切断パターン及び屑長さを計算し、その中で最も平
均屑長さが少ない流れ本数と切断パターンの組合せを採
用する。

【００２０】次いでステップ１２０に進み、終了判定す
る。具体的には、ビレットの本数をカウントしておき、
そのロットの本数が無くなれば、終了と判定する。な
お、１ロット装入完了前に計算を開始した場合には、装
入完了分の本数と計算完了分の本数の差が、例えば同時
切断本数最大値の２倍以下となった時点で、一旦計算を
止めておき、ロット装入完了又は、未計算本数が再び計
算開始判定値以上になった時点で、計算を再開すること
ができる。この場合、使用する短尺長は、既にそのロッ
トに対して決定済みのものを使用する。

【００２１】ステップ１２０において計算が終了してい
ないと判定されたときは、ステップ１２２に進み、ステ
ップ１１０に戻って、次の流れの計算を行う。

【００２２】このようにして、加熱炉挿入時の素材情報
を取り込んで、ロット全て装入済み又は所定値、例えば
６０本装入で計算開始し、切断する１組ずつで計算を区
切る方式としたため、オンラインコンピュータの端末で
も実施が可能となり、直棒の歩留りを向上させることが
可能となった。

【００２３】

【実施例】直径６０φ、約２トンのビレットから、定尺
６ｍ、短尺４．５〜５．５ｍ（計算では各ビレットを単
独で剪断した場合に最も歩留りが良くなる４．５ｍを使
用）、短尺混入率１０％以下、同時切断本数最大値５
本、最少値１本の場合について、従来例により、同時切
断本数最大値（５本）で切断していった場合と、本発明
により同時切断本数も変えながら、次の流れとの組合せ
で最も平均屑長さの少ない流れ本数と切断パターンの組
合せを採用していった場合を、図２に比較して示す。

【００２４】従来例では、ビレット番号１〜５からなる
流れ番号に対して６ｍの定尺を１６回切り、その後
４．５ｍの短尺を１回切る切断パターンで、平均屑長さ
が２．９ｍとなり、ビレット番号６〜１０の５本のビレ
ットで構成される流れ番号に対して、６ｍの定尺を１
５回、４．５ｍの短尺を３回切る切断パターンで、平均
屑長さが２．０ｍであったのに対して、本発明の実施例
による場合には、流れ番号はビレット番号１〜４で構
成され、その切断パターンは定尺１５回、短尺３回で平
均屑長さが１．４ｍ、流れ番号はビレット番号５〜７
で構成され、切断パターンは定尺１５回、短尺１回、定
尺１回で、平均屑長さが１．３ｍであり、流れ番号は
ビレット番号８〜９で構成され、切断パターンは定尺１
７回であり、平均屑長さは１．６ｍであった。

【００２５】これらをまとめると、従来例では、平均屑
長さが２．４５ｍ（裏歩留りは２．４５％）であったの
が、本発明の実施例では、平均屑長さが１．４３ｍ（表
歩留り１．４３％）となり、１．０２％歩留りが向上す
ることが確認できた。

【００２６】なお、切断パターンは、あくまで切断作業
の内容であって、短いビレットの場合、そのパターンの
途中で無くなってしまい、その余長が屑となる。計算例
でも、本数カウントや歩留りの計算は、正確に採取でき
る製品本数と屑長さを求めている。

【００２７】なお、上記計算例では、短尺長さを４．５
ｍと固定していたが、本発明によれば、ロット全体で最
も有利な短尺を使用することができ、歩留りは更に向上
する。

【００２８】本発明によれば、同時切断本数を増減して
いるので、同時に切ると不利になる組合せの可能性を低
下させることができる。更に、短尺混入率許容値ぎりぎ
りまで、短尺を採取することが可能となる等の理由で、
歩留り向上を図ることができる。

【００２９】なお、前記説明においては、本発明が直棒
の切断に適用され、且つ、加熱炉装入時のビレットの重
量と入炉順から圧延後の直棒の長さと配置順を求める例
を示したが、本発明の適用対象は、これに限定されず、
一般の条材、更には長尺材の切断に、同様に適用できる
と共に、圧延後の長さと配置順は圧延後に測定してもよ
いことは明らかである。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、既存の設備のみで実施
可能であり、設備投資が不要である。又、圧延順の条材
群毎に計算しているため、同時に計算する範囲が小さ
く、コンピュータの計算負荷が小さくなり、挿入ピッチ
やロットの大きさに制約されず、計算することが可能と
なり、計算を分割して行うことも可能である。更に、能
率や短尺混入率等の制約条件及び歩留りに対する効果
を、切断する素材１組のみでなく、次の組まで考慮して
２組での最適化を行うため、ロット全体での最適化計算
と遜色ない歩留り向上が可能となり、切断能力の平準化
も高いレベルで可能となる。特に、加熱炉装入後の素材
情報を用いた場合には、簡単に正確な計算が行え、ばら
つきが小さい等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における計算手順を示す流れ
図

【図２】従来例及び本発明の実施例による計算結果を比
較して示す線図

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延後の長尺材を複数同時に切断する長尺
   材の切断方法において、 圧延後の長尺材の長さと配置順を求め、 切断後に必要な製品の長さを考慮して、適宜設定した第
   １の長尺材群と、その直後に配置された第２の長尺材群
   の長尺材全ての切捨て量の合計が最少になるように、連
   続して配置され同時に切断される複数の長尺材の組合せ
   を決定し、 決定された第１の長尺材群を切断する過程を順次繰り返
   すと共に、 次の組合せを決定する際は、当該組合せを決定する際に
   次の組合せについて計算した結果は無視し、独立に次の
   次の組合せとの２組の切捨て量の合計が最少となるよう
   にした ことを特徴とする長尺材の切断方法。
2. 【請求項２】請求項１の方法において、前記長尺材が条
   材であり、且つ加熱炉挿入時の素材の重量と入炉順から
   圧延後の条材の長さと配置順を決めることを特徴とする
   長尺材の切断方法。