JP4861903B2 - 通板設備及び通板設備の作業開始時間判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、通板設備と、通板設備の作業開始時間を判定する作業開始時間判定方法に関する。

従来より、通板設備として、例えば、コイル状となっている板材を装着する巻出リールと、この巻出リールの下流側に配置されて板材を通板させながら圧延する圧延装置と、この圧延装置の下流側に配置されて圧延された板材を巻き取る巻取リールとを備えたものがある。
圧延装置を備えた通板設備においては、当該設備の稼働状況を把握するために、作業を開始した作業開始時間や作業を終了した作業終了時間等を作業者によって人為的に記録していた。このような方法では、例えば、作業者が慌てていたり、記録に不慣れであった場合、記録ミスや記録忘れが発生する虞があり、正確に設備の稼働状況を把握することは困難である。

そこで、近年では、自動的に作業開始時間や作業終了時間などを記録する自動記録方法が実用化されている。このように、自動記録方法においては、作業開始の判定や作業終了の判定を正確にすることが必要であり、これらの判定をする技術として特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１は、圧延装置を対象とするもので、下記に示す信号が出力されたことをもって作業開始されたことを判定している。
１．板材を積載するコイルカーが巻出リールに向かう信号
２．板材を巻出リールへ把持する信号
３．板材の一端を一方の巻き取りリールにクランプし巻き締めを行ったときの張力信号
これら３つの信号の論理積によって作業開始を判断している。
特許３６３４３４９号

特許文献１に開示された方法では、作業開始を判定するためには、作業手順（コイルカーの移動→板材把持→クランプ）、言い換えれば、出力される信号の順が決定されていることが前提である。板材を圧延するにあたっては、板材を圧延装置に通板させる前段階処理中に、コイル状の板材の装着のやり直しや割り込み作業によって発生した圧延板材の変更といった様々な作業が発生することが実情である。そのため、特許文献１に示す技術では作業開始の判定を正確にすることは困難であった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、作業開始時間を正確に判定することができる通板設備及び通板設備の作業開始時間判定方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、コイル状に巻回された板材を装着可能で板材を加工する加工装置に向けて板材を通板させる巻出リールと、この巻出リールの下流側に配置されて前記加工装置によって加工された前記板材を巻き取る巻取リールと、前記巻出リールに板材を装着した際に出力されたセット信号を記憶可能な制御部とを備えた通板設備であって、
前記制御部は、前記セット信号が入力される毎にセット時刻を記憶するセット時刻記憶部と、前記板材が前記加工装置に通板されて加工処理を開始する加工開始時間を記憶する加工開始時間記憶部と、前記セット時刻と加工開始時間とに基づいて作業開始時間を判定する作業開始判定部とを備えている点にある。

前記作業開始判定部は、セット時刻記憶部に記憶された複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を、前記作業開始時間と判定するように構成されていることが好ましい。
前記制御部は、加工装置に通板される板材の通板速度が閾値以上となったときの時間を、前記加工開始時間とすることが好ましい。また、前記加工装置は、板材を圧延する圧延装置であることが好ましい。
本発明における課題解決のための他の技術的手段は、コイル状となっている板材を巻出リールに装着して、この巻出リールから加工装置に向けて板材を通板させることで板材を加工する通板設備で、当該通板設備の作業開始時間を判定する通板設備の作業開始時間判定方法であって、前記板材を巻出リールに装着する毎にセット時刻を記憶し、前記板材が加工装置に通板された加工開始時間を記憶しておき、前記セット時刻と加工開始時間とに基づいて通板設備での作業開始時間を判定する点にある。

前記複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を、前記作業開始時間と判定することが好ましい。

本発明によれば、作業開始時間を正確に判定することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の通板設備の全体図を示している。この通板設備１は、巻出リール２と、加工装置３と、巻取リール４と、制御部５とを備えている。
巻出リール２は最上流側に配置され、この巻出リール２から下流側に向けて順に、加工装置３、巻取リール４が配置されている。
巻出リール２は、コイル状に巻回された板材６を着脱自在に装着するもので、中心部分が径方向に拡大又は縮小するものとなっている。コイル状となっている板材６の中央の孔部分を巻出リール２に挿入してこの状態から巻出リール２の中心部を径外方向に拡大することにより板材６を巻出リール２に装着することができ、板材６を装着した状態から巻出リール２の中心部を径内方向に縮小することにより板材６を巻出リール２から取り外すことができる。

板材６を巻出リール２に装着したセット信号（例えば、中心部が拡大して停止した際の信号）Ｓ１は制御部５に入力されるようになっている。
加工装置３は、板材６を圧延する圧延装置であって、板材６を圧延するワークロール１０と、このワークロール１０をバックアップするバックアップロール１１とを有している。なお、圧延装置３は、巻出リール２の近傍で板材６をサポートするピンチロール１２、フラットナー１３、ブライドルロール１４、センサロール１５を有するものであってもよい。

巻取リール４は、加工された板材６を巻き取るものであって、巻出リール２と同様に中心部分が径方向に拡大又は縮小するものである。巻取リール４の中心部を径外方向に拡大した状態で板材６を巻き取り、巻取リール４の中心部を径内方向に縮小することにより板材６を巻取リール４から取り外すことができる。板材６を巻取リール４により巻き取ることを示す巻き取り信号（例えば、中心部が拡大して停止した際の信号）Ｓ２は制御部５に入力されるようになっている。
制御部５は、巻出リール２、巻取リール４、圧延装置３を制御するもので、プロセスコンピュータやパーソナルコンピュータなどにより構成されている。制御部５には、巻出リール２によるセット信号Ｓ１や巻取リール４による巻き取り信号Ｓ２、圧延装置３に通板している板材６の通板速度等が入力されるようになっている。

この制御部５は、通板設備１における様々な情報を記憶する記憶部２０と、作業開始判定部２１とを備えている。
記憶部２０は、セット信号Ｓ１が入力された時間を記憶するセット時刻記憶部２２と、板材６が圧延装置３に通板されて加工処理を開始する加工開始時間を記憶する加工開始時間記憶部２３とを備えている。
セット時刻記憶部２２は、セット信号Ｓ１が制御部５に入力された時間（時刻）を記憶するものであって、巻出リール２の中心部が拡大して停止する毎に停止した時間を記憶するようになっている。

加工開始時間記憶部２３は、圧延装置３に板材６が通板されときの加工開始時間（後述する圧延開始時間）を記憶するもので、制御部５に入力された板材６の通板速度が閾値以上となった時間を加工開始時間として記憶する。なお、加工開始時間記憶部２３は、圧延装置３の圧延荷重が閾値以上となった時間を記憶し、その時間を加工開始時間としてもよい。
作業開始判定部２１は、セット時刻と加工開始時間とに基づいて圧延装置３での圧延作業が開始された作業開始時間を判定するもので、セット時刻記憶部２２に記憶された複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を、作業開始時間と判定するように構成されている。

以下、通板設備１の動作と、作業開始時間判定方法について、詳しく説明する。制御部５には板材６の通板速度は入力されているものとする。
通板設備１で板材６を圧延するには、まず、コイル状に巻いた板材６を巻出リール２の中心部に位置させて巻出リール２の中心部を径外方向に拡大させ、板材６を巻出リール２に装着する。巻出リール２の中心部は板材６を装着した時点で停止するようになっており、巻出リール２からセット信号Ｓ１が制御部５に入力されるようになっている。セット信号Ｓ１が制御部５に入力されるとセット時刻記憶部２２はセット信号Ｓ１が入力されたセット時刻を記憶する。

ここで、例えば、巻出リール２の中心部の拡大を停止してセット信号Ｓ１が制御部５に入力された後、板材６が巻出リールに完全に装着されてないため中心部を縮小させて巻出リール２への装着をやり直し、再び巻出リール２の中心部を拡大後停止させた場合であっても、装着をやり直したセット信号Ｓ１のセット時刻はセット時刻記憶部２２に記憶されるようになっている。
巻出リール２への板材６の装着が完了すると、巻出リール２をゆっくり回転させて、板材６の先端側をピンチロール１２、フラットナー１３、ブライドルロール１４に通過させ、ワークロール１０へ通板させる。さらに、板材６の先端側をワークロール１０から送り出してセンサロール１５を通過させ巻取リール４に装着する。板材６を巻取リール４に装着した時、巻き取り信号Ｓ２が制御部５に入力される。

巻取リール４への板材６を装着が完了すると、ワークロール１０等の回転を上げることで板材６の通板速度を徐々に上昇させ、板材６の圧延を開始する。板材６の通板速度が上昇して当該通板速度が閾値を超えると、加工開始時間記憶部２３は通板速度が閾値を超えた時間を加工開始時間として記憶する。
板材６の通板速度は、所定の速度まで上昇して一定となり、巻出リール２に巻き取られている板材６が少なくなると次第に減速する。通板速度が閾値以下になると、実質的に板材６の圧延が終了する。そして、巻出リール２上に巻いた板材６が無くなり圧延された全ての板材６が巻取リール４へ巻き取られた時点で、圧延が終了する。なお、制御部５の内部には時間（時刻）をカウントする内部タイマが設けられているため、セット時刻は正確にセット時刻記憶部２２に記憶することができる。

作業開始判定部２１は、セット時刻記憶部２２に記憶された複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を作業開始時間と判定する。
図２は、板材６を圧延する際のタイムチャートを示している。
図２に示すように、板材６を圧延する工程（以降、圧延工程ということがある）は、圧延装置３に板材６を通板させて所定の圧延速度で荷重圧延をする圧延作業と、この圧延作業の前にコイル状の板材を巻出リール２に装着したり、板材の先端部を巻取リール４に装着する等の前段取作業と、圧延後の板材６を巻取リール４から取り外すなどの後段取作業とに分けることができる。

前段取作業において、ポイントＰ１時点で巻出リール（ＰＯＲ）２に板材６の装着がされたとすると、ポイントＰ１でセット信号Ｓ１が出力されて、その信号が制御部５に入力される。そうすると、ポイントＰ１で、セット信号Ｓ１が出力された時間、言い換えれば、制御部５に入力された時間がセット時刻Ｔ１としてセット時刻記憶部２２に記憶される。
さて、巻出リール２に板材６を装着後、区間Ａで板材６の装着のやり直しが発生したとすると、区間Ａの最初のポイントＰ２では、巻出リール２の中心部が縮小されて巻出リール２に対する板材６の位置調整等が開始されることからセット信号Ｓ１は出力されなくなる。そして、区間Ａの最後のポイントＰ３では、板材６の位置調整等を行った後に巻出リール２の中心部が再び拡大されることから、セット信号Ｓ１が出力され、その時間がセット時刻Ｔ３としてセット時刻記憶部２２に記憶される。

巻出リール２に対する板材６の装着が完了後は、板材６をピンチロール１２、フラットナー１３、ブライドルロール１４を経てワークロール１０へ通板させ、板材６を巻取リール４に装着してから、通板速度を徐々に上げる。
そして、通板速度がポイントＰ４で閾値を超えたとすると、ポイントＰ４での時間（加工開始時間）Ｔ４が記憶され、前段取作業から圧延作業に移行する。
図２に示すように、通板速度が閾値を超えて圧延が開始された時点から圧延工程を遡ってみると、板材６が巻出リール２に装着されたことを示すセット信号が出力されたポイントは、ポイントＰ１、ポイントＰ３との２つあるが、ポイントＰ１以降では板材６の装着をやり直しており、ポイントＰ３以降では板材６の装着をやり直すことはなく、圧延作業に移行しているため、ポイントＰ３にて板材６の装着が完全に完了していることが分かる。

即ち、圧延が開始された時点ポイント３での加工開始時間Ｔ４から遡って、セット信号Ｓ１が出力された最も直近の時間（セット時刻Ｔ３）が、板材６の装着が完全に完了した時間を示している。
本発明では、セット信号Ｓ１が出力される毎に、その時間（セット時刻）を記憶し、各セット時刻から加工開始時間までの時間差が最も小さな時間を、作業開始時間と作業開始判定部２１によって判定するようにしているので、板材６の装着が完全に完了した時間（作業開始時間）を正確に把握することができる。

通板速度が閾値を超えた時点で、板材６の圧延開始となるため、通板速度が閾値を超えた時間（圧延開始時間）を圧延作業が開始された時間と見ることができる。
圧延作業が開始されると、通板速度は所定の速度まで上昇して一定となり、巻出リール２に巻き取られている板材６が少なくなると次第に減速し、通板速度が閾値以下になる。 通板速度が閾値以下となった時点で、板材６の圧延が終了したことになるため、通板速度が閾値以下となった時間は、圧延終了時間と見ることができる。この圧延終了時間は、後段取りを開始する時間（ハンドリング開始時間）と見ることができる。

そして、全ての板材６が巻取リール４へ巻き取られると、巻取リール４の中心部が縮小し、巻取リール４から板材６が取り外されるので、一連の作業終了するため、その時間が作業終了時間となる。
なお、巻取リール４の中心部を縮小した際、巻き取り信号Ｓ２が出力されなくなるため、制御部５は、巻き取り信号Ｓ２が出力されなくなった時間をもって作業終了時間を把握することができる。
以上、まとめると、図２のタイムチャートに示すように、巻出リール２に板材６を装着して当該板材６を圧延装置３に導入できるようになった時点（前段取作業にて一番最後にセット信号がＯＮになった時点）を作業開始とすることができ、通板速度が閾値を超えて圧延が開始された時点を圧延開始とすることができ、通板速度が閾値よりも低下して圧延が終了した時点を圧延終了とすることができ、巻き取り信号がＯＮからＯＦＦになった時点（通板速度が略零となった時点）を作業終了とすることができる。

図３は、通板設備１の稼働状況を示したものである。即ち、本発明の通板設備１によって、作業開始時間、圧延開始時間、ハンドリング開始時間（圧延終了時間）、作業終了時間等を記憶しておき、それぞれの時間と、この時間に対応した作業内容（イベントのステータス）を制御部５に設けられた表示部（例えば、モニタ）に表示した例である。図３の処理明細は、ステータスでの詳細な内容を表示する部分である。
図２、３に示すように、作業開始時間から次の作業時間までの差（作業開始のイベントから次の作業開始のイベントまでの時間）を計算することで、板材６の装着が完了してから当該板材６が巻取リール４へ巻き取られるまでの時間を把握することができる。

圧延開始から圧延終了までの差を計算することで、圧延装置３が板材６に対して所定の通板速度で所定の荷重をかけて圧延した時間を把握することができる。
作業開始時間から作業終了時間までの差を計算することで、通板設備１において板材６を巻出リール２に装着完了してから当該板材６が完全に巻取リール４に巻き取られるまでの間で、板材６を通板設備１に通板させた合計時間を把握することができる。
これら作業時間、圧延時間、通板時間の計算は作業者によって行うのではなく、制御部５の記憶部２０に記憶された作業開始時間、圧延開始時間、ハンドリング開始時間、作業終了時間を用いて制御部５によって自動的に計算することで求めることができるようになっている。制御部５によって計算された作業時間、圧延時間、通板時間を表示部に表示するようにしてもよい。

このように作業時間、圧延時間、通板時間を把握することによって、圧延工程での作業状態を監視することが可能となる。例えば、圧延時間に比べて作業時間が非常に長い場合、前段取りや後段取りに時間が掛かり、巻出リール６への板材６の装着に手間取ったと見ることができるし、圧延時間に比べて通板時間が非常に長い場合、板材６の先端を巻取リール４に装着するのに時間が掛かっているか又は板材６を圧延装置３に通す際に時間が掛かったと見ることもできる。
以上、本発明の通板設備１によれば、板材６を巻出リール２に装着する際に、当該板材６の装着やり直し、或いは、圧延する板材６の種類を変更するなどの割り込み作業等によって巻出リール２の拡大・縮小が繰り返し行われてチャタリングが発生したとしても、作業時間開始を正確に把握することができる。

通板設備１及び通板設備１の作業開始時間判定方法は、上記実施形態に限定されない。即ち、通板設備１は圧延装置３を具備したものであったが、圧延装置３の代えて加工装置３を、板材６の表面等の洗浄を行う洗浄装置にしてもよいし、板材６の表面を研磨する研磨装置にしてもよいし、その他、テンションレベラー装置にしてもよい。

本発明の通板設備の全体図である。 板材を圧延するタイムチャートである。 通板設備の稼働状況を示したものである。

符号の説明

１ 通板設備
３ 加工装置
２１ 作業開始判定部
２２ セット時刻記憶部
２３ 加工開始時間記憶部

Claims (6)

1. コイル状に巻回された板材を装着可能で加工装置に向けて前記板材を通板させる巻出リールと、この巻出リールの下流側に配置されて前記加工装置によって加工された前記板材を巻き取る巻取リールと、前記巻出リールに板材を装着した際に出力されたセット信号を記憶可能な制御部とを備えた通板設備であって、
   前記制御部は、前記セット信号が入力される毎にセット時刻を記憶するセット時刻記憶部と、前記板材が前記加工装置に通板されて加工処理を開始する加工開始時間を記憶する加工開始時間記憶部と、前記セット時刻と加工開始時間とに基づいて作業開始時間を判定する作業開始判定部とを備えていることを特徴とする通板設備。
2. 前記作業開始判定部は、セット時刻記憶部に記憶された複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を、前記作業開始時間と判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の通板設備。
3. 前記制御部は、加工装置に通板される板材の通板速度が閾値以上となったときの時間を、前記加工開始時間とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の通板設備。
4. 前記加工装置は、板材を圧延する圧延装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通板設備。
5. コイル状となっている板材を巻出リールに装着して、この巻出リールから加工装置に向けて板材を通板させることで板材を加工する通板設備で、当該通板設備の作業開始時間を判定する通板設備の作業開始時間判定方法であって、
   前記板材を巻出リールに装着する毎にセット時刻を記憶し、前記板材が加工装置に通板された加工開始時間を記憶しておき、前記セット時刻と加工開始時間とに基づいて通板設備での作業開始時間を判定することを特徴とする通板設備の作業開始時間判定方法。
6. 前記複数のセット時刻の中で、加工開始時間までの時間差が最も小さなセット時刻を、前記作業開始時間と判定することを特徴とする請求項５に記載の通板設備の作業開始時間判定方法。

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