JP5246161B2

JP5246161B2 - トラッキング装置

Info

Publication number: JP5246161B2
Application number: JP2009521458A
Authority: JP
Inventors: 稔橘
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: US20100181167A1; WO2009004703A1; TWI337164B; TW200902407A; KR20100022062A; US8074788B2; CN101687599B; JPWO2009004703A1; KR101044541B1; CN101687599A

Description

この発明は、複数の搬送テーブル間を移動する搬送材の位置を正確にトラッキングするトラッキング装置に関するものである。

圧延設備の材料搬送等に用いられている従来のトラッキング装置では、搬送材の先尾端位置にトラッキングを発生させるとともに、搬送テーブルのロール回転（搬送テーブルの速度）信号に基づいて搬送材の移動距離を演算し、その先尾端位置をトラッキングしていた（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１記載のトラッキング装置では、搬送テーブルの加減速率に基づき、搬送テーブルと搬送材とのスリップ量を演算し、トラッキングの補正を行っていた。

日本特開２００５−１５１８８平号公報

特許文献１記載のものでは、スリップ量の演算基準となる搬送テールの加減速が、搬送テーブルのロールの回転に応じたパルス信号に基づいて算出されている。しかし、このような補正方法では、トラッキングの誤差を搬送行程に渡って所定の範囲内に抑えることが難しく、上記誤差が累積されると、トラッキング精度が著しく低下するといった問題があった。特に、複数の搬送テーブルを使用する圧延設備のように、搬送材を長距離に渡って搬送する必要がある場合には、搬送材が実際には前の搬送テーブル上を移動しているにも関わらず、次の搬送テーブルに搬送材が移ったように認識されるといった問題が生じてしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数の搬送テーブル間を移動する搬送材にスリップが生じた場合でも、搬送材とそのトラッキング位置とを精度良く一致させることができるトラッキング装置を提供することである。

この発明に係るトラッキング装置は、圧延ラインにおいて、鋼板からなる搬送材を目的の場所まで搬送する複数の搬送テーブルと、隣接して配置された搬送テーブルの任意の境界位置近傍に設けられ、搬送材の有無を検出するセンサと、搬送材の先尾端トラッキングを発生させ、所定の搬送テーブルの搬送速度を速度基準にして、先尾端トラッキングの位置を算出するトラッキング発生手段と、先尾端トラッキングの位置に基づいて、速度基準を、何れか１つの搬送テーブルの搬送速度に切替設定する速度基準設定手段と、センサの検出信号に所定の時間遅れを発生させるディレイタイマと、ディレイタイマの動作によって生じる先尾端トラッキングの時間遅れを補正する時間遅れ補正手段と、センサの検出信号及び先尾端トラッキングの位置に基づいて、搬送材のスリップの有無を判定するスリップ判定手段と、スリップ判定手段によってスリップ有りが判定された場合に、先尾端トラッキングを所定のセンサの検出位置を基準に速度変化量を０にして停止させるとともに、先尾端トラッキング停止後に所定のセンサの検出信号が切り換わると、時間遅れ補正手段の補正内容に基づいて、ディレイタイマの動作によって生じる先尾端トラッキングの時間遅れも考慮して、スリップによる位置ずれを解消するように先尾端トラッキングを再開させる修正手段と、を備え、速度基準設定手段は、搬送材のトラッキングの中心が位置する搬送テーブルの搬送速度を、先尾端トラッキングの位置を算出する際の速度基準に設定するものである。

この発明によれば、複数の搬送テーブル間を移動する搬送材にスリップが生じた場合でも、搬送材とそのトラッキング位置とを精度良く一致させることができる。

この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の具体的動作を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の具体的動作を説明するための図である。

符号の説明

１搬送材、２搬送テーブル、３搬送テーブル、４搬送テーブル、
５搬送テーブル、６ローラ、７センサ、８センサ、９センサ、
１０トラッキング発生手段、１１速度基準設定手段、
１２チャタリング除去手段、１３時間遅れ補正手段、
１４スリップ判定手段、１５修正手段、１６トラッキング、
１７オンディレイタイマ、１８オフディレイタイマ

この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるトラッキング装置を示す構成図である。１は搬送材であり、例えば、圧延ラインにおける鋼板等に相当する。搬送材１は、複数の搬送テーブル２乃至５により、所定場所から目的の場所（搬送先）まで搬送される。搬送テーブル２乃至５は、例えば、ローラ６がモータ等で駆動されることにより、ローラ６上に載置された搬送材１を、所定の速度で搬送する。なお、図１の搬送テーブル２乃至５は、搬送先までに設置された搬送テーブルのうち、任意の区間に設置されたものを示している。

また、搬送材１の搬送方向に隣接して配置された搬送テーブル２乃至５の各境界位置近傍には、搬送材１の有無を検出するセンサ７乃至９が設けられている。即ち、センサ７によって搬送テーブル２及び３の境界位置における搬送材１の有無が、センサ８によって搬送テーブル３及び４の境界位置における搬送材１の有無が、センサ９によって搬送テーブル４及び５の境界位置における搬送材１の有無が検出される。なお、図１では搬送テーブル２乃至５の全ての境界位置にセンサが配置されている場合を示したが、必要な境界位置にのみセンサを配置するようにしても良い。

また、トラッキング装置には、トラッキング発生手段１０、速度基準設定手段１１、チャタリング除去手段１２、時間遅れ補正手段１３、スリップ判定手段１４、修正手段１５が備えられている。

搬送材１のトラッキング１６は、トラッキング発生手段１０によって発生される。例えば、上記トラッキング発生手段１０は、搬送材１に識別番号（ＩＤ）や材料といった所定の情報を付与するとともに、搬送材１の搬送方向先端位置に対応する先端トラッキングと、搬送材１の搬送方向尾端位置に対応する尾端トラッキングとを発生させる。そして、トラッキング発生手段１０は、所定の搬送テーブルの搬送速度（ロール回転数等）を速度基準にして、先尾端トラッキングの位置を算出する。

速度基準設定手段１１は、トラッキング発生手段１０が先尾端トラッキングの位置を算出する際に用いる上記速度基準を設定するための手段であり、上記速度基準を、先尾端トラッキングの位置に基づいて、何れか１つの搬送テーブルの搬送速度に切替設定する。例えば、速度基準設定手段１１は、トラッキング１６の中心が位置する搬送テーブルの搬送速度に、上記速度基準を順次切り替える。

具体的に、図１では、搬送材１の長さが１つの搬送テーブル長よりも短く、搬送中の搬送材１全体が、搬送速度α［ｍ／ｓ］の搬送テーブル３上を移動している場合が示されている。かかる場合、トラッキング発生手段１０は、搬送テーブル３の搬送速度αを速度基準としてサンプリング周期の変化量を積算し、先尾端トラッキングの位置を決定する。

チャタリング除去手段１２は、センサ７乃至９の検出信号からチャタリングを除去するための回路等で構成される。また、時間遅れ補正手段１３は、上記チャタリング除去手段１２の動作によって生じる先尾端トラッキングの時間遅れを補正するための回路等で構成される。なお、チャタリング除去手段１２及び時間遅れ補正手段１３の具体的動作については後述する。

スリップ判定手段１４は、センサ７乃至９の検出信号と先尾端トラッキングの位置とに基づいて、搬送材１のスリップの有無を判定する。そして、上記スリップ判定手段１４によって搬送材１のスリップ有りが判定された場合には、上記修正手段１５によって、スリップにより生じた搬送材１とトラッキング１６との位置ずれが修正される。具体的に、修正手段１５は、先ず、先尾端トラッキングを所定のセンサの検出位置を基準にして停止させるとともに、先尾端トラッキング停止後における上記所定のセンサの検出信号に応じて、上記スリップによる位置ずれを解消するように先尾端トラッキングを再開させる。

次に、スリップによって上記位置ずれが生じた際のトラッキング装置の動作について説明する。なお、以下においては、便宜上、搬送材１が搬送テーブル２から搬送テーブル５の方向（図の右側）に向かって搬送される場合を前進、搬送テーブル５から搬送テーブル２の方向（図の左側）に向かって搬送される場合を後進という。

図１はスリップが生じたことによって、トラッキング１６が実際の搬送材１よりも前進方向にずれた状態を示している。スリップによって上記ずれが生じると、修正手段１５は、先ず、先端トラッキングが次に到達するセンサの検出位置、即ちセンサ８の検出位置を基準にして、トラッキング１６を停止させる。具体的には、先端トラッキングがセンサ８の検出位置に達した際に、センサ８によって搬送材１が検出されていない場合に、スリップ判定手段１４によって搬送材１のスリップ有りが判定される。そして、スリップ判定手段１４によってスリップ有りが判定されると、修正手段１５は、先端トラッキングをセンサ８の検出位置近傍の所定位置に合わせた状態で、トラッキング１６を停止させる。また、修正手段１５は、トラッキング１６の停止後にセンサ８によって搬送材１が検出されると、その検出のタイミングに合わせてトラッキング１６の前進を再開させるように、トラッキング発生手段１０に対して動作信号を出力する。

したがって、搬送中に生じたスリップによって搬送材１が僅かな時間減速或いは停止した場合であっても、センサ７乃至９の各検出位置、即ち搬送テーブル２乃至５の各境界位置においてトラッキング１６の位置修正が可能になり、トラッキング精度を向上させることができる。

図２はこの発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図であり、搬送材１の長さが１つの搬送テーブル長よりも長く、搬送中の搬送材１の先端が搬送テーブル４上に、中間部が搬送テーブル３上に、尾端が搬送テーブル２上に配置されている場合を示している。図２に示す場合では、搬送材１の搬送方向における中心位置が搬送テーブル３上に配置されている。したがって、トラッキング発生手段１０は、搬送テーブル３の搬送速度αを速度基準にしてサンプリング周期の変化量を積算し、先端トラッキング及び尾端トラッキングの位置を算出する。

また、図２は、図１と同様に、スリップによってずれが生じた状態を示している。かかる場合、修正手段１５は、先ず、先端トラッキングが次に到達するセンサの検出位置、即ちセンサ９の検出位置を基準にして、トラッキング１６を停止させる。そして、修正手段１５は、トラッキング１６の停止後にセンサ９によって搬送材１が検出されると、その検出のタイミングに合わせてトラッキング１６の前進を再開させるように、トラッキング発生手段１０に対して動作信号を出力する。

以上の動作により、搬送テーブル２乃至５の各境界位置において、トラッキング１６の位置修正が可能となり、搬送材１が複数の搬送テーブルに常時跨った状態で搬送される場合でも、対応が可能となる。

図３はこの発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。図３に基づいて、図２に示した搬送材１の尾端側のトラッキング修正について説明する。なお、図３は、搬送中の搬送材１の尾端が、搬送テーブル２上に配置されている場合を示している。

スリップによって図３に示すずれが生じた場合、修正手段１５は、先ず、尾端トラッキングが次ぎに到達するセンサの検出位置、即ちセンサ７の検出位置を基準にして、トラッキング１６を停止させる。具体的には、尾端トラッキングがセンサ７の検出位置に達した際に、センサ７によって搬送材１が未だに検出されている場合に、スリップ判定手段１４によって搬送材１のスリップ有りが判定される。そして、スリップ判定手段１４によってスリップ有りが判定されると、修正手段１５は、尾端トラッキングをセンサ７の検出位置近傍の所定位置に合わせた状態で、トラッキング１６を停止させる。また、修正手段１５は、トラッキング１６の停止後にセンサ７によって搬送材１が検出されなくなると、その検出されなくなったタイミングに合わせてトラッキング１６の前進を再開させるように、トラッキング発生手段１０に対して動作信号を出力する。

このように、先端側のトラッキング修正に加え、尾端側のトラッキング修正も同時に実施することにより、搬送材１とそのトラッキング位置とを、更に精度良く一致させることができるようになる。

図４はこの発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。図４に基づいて、搬送材１が後進する場合の先端側のトラッキング修正について説明する。なお、図４は、搬送材１の長さが１つの搬送テーブル長よりも長く、搬送中の搬送材１の先端が搬送テーブル３上に配置されている場合を示している。

スリップによってトラッキング１６が実際の搬送材１よりも後進方向にずれてしまった場合、修正手段１５は、先ず、先端トラッキングが次に到達するセンサの検出位置、即ちセンサ７の検出位置を基準にして、トラッキング１６を停止させる。具体的には、先端トラッキングがセンサ７の検出位置に達した際に、センサ７によって搬送材１が検出されていない場合に、スリップ判定手段１４によって搬送材１のスリップ有りが判定される。そして、スリップ判定手段１４によってスリップ有りが判定されると、修正手段１５は、先端トラッキングをセンサ７の検出位置近傍の所定位置に合わせた状態で、トラッキング１６を停止させる。また、修正手段１５は、トラッキング１６の停止後にセンサ７によって搬送材１が検出されると、その検出のタイミングに合わせてトラッキング１６の後進を再開させるように、トラッキング発生手段１０に対して動作信号を出力する。

以上の動作により、搬送テーブル２乃至５の各境界位置において、トラッキング１６の位置修正が可能となり、搬送材１が後進する場合であっても対応が可能となる。

図５はこの発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の他の動作例を説明するための図である。図５に基づいて、図４に示した搬送材１の尾端側のトラッキング修正について説明する。なお、図５は、搬送中の搬送材１の尾端が、搬送テーブル５上に配置されている場合を示している。

スリップによって図５に示すずれが生じた場合、修正手段１５は、先ず、尾端トラッキングが次に到達するセンサの検出位置、即ちセンサ９の検出位置を基準にして、トラッキング１６を停止させる。具体的には、尾端トラッキングがセンサ９の検出位置に達した際に、センサ９によって搬送材１が未だに検出されている場合に、スリップ判定手段１４によって搬送材１のスリップ有りが判定される。そして、スリップ判定手段１４によってスリップ有りが判定されると、修正手段１５は、尾端トラッキングをセンサ９の検出位置近傍の所定位置に合わせた状態で、トラッキング１６を停止させる。また、修正手段１５は、トラッキング１６の停止後にセンサ９によって搬送材１が検出されなくなると、その検出されなくなったタイミングに合わせてトラッキング１６の後進を再開させるように、トラッキング発生手段１０に対して動作信号を出力する。

このように、先端側のトラッキング修正に加え、尾端側のトラッキング修正も同時に実施することにより、後進の場合にもトラッキング精度を向上させることができる。
以上は、搬送材１が前進及び後進する場合における先尾端トラッキングの修正方法である。かかる修正方法を採用することにより、手動操作等が介入して、不規則な搬送パターンが採用されたり、前進及び後進の繰り返しが行われたりしても、対応が可能となる。

次に、図６及び図７に基づいて、チャタリング除去手段１２及び時間遅れ補正手段１３等を含めた具体的動作を説明する。なお、図６及び図７は、この発明の実施の形態１におけるトラッキング装置の具体的動作を説明するための図であり、図６はチャタリング除去手段１２の機能を示している。トラッキング装置が圧延ライン等で使用されている場合、センサ７乃至９は、熱や蒸気の発生、油の使用等、その環境が極めて悪いところに設置される。このため、センサ７乃至９から直接入力される信号には、チャタリングが含まれている。

上記チャタリングに関しては、例えば、オンディレイタイマ１７及びオフディレイタイマ１８を追加することにより、問題を解決できる。そして、チャタリング除去手段１２は、オンディレイタイマ１７（又はオフディレイタイマ１８）を介した後の信号をセンサ信号として出力する。但し、オンディレイタイマ１７及びオフディレイタイマ１８の追加により、上記センサ信号には、実際に搬送材１がセンサ７乃至９の検出位置に到達した時間よりも所定の時間遅れが発生する。

次に、図７に基づいて、時間遅れ補正手段１３を含めたトラッキング装置の機能を説明する。なお、図７に関しては、前進する搬送材１の先端トラッキングを行う場合を例にする。

トラッキング装置では、先ず、トラッキング発生手段１０により、搬送材１にＩＤや材料といった所定の情報を付与するとともに、搬送材１の先端位置に先端トラッキングを発生させる。また、速度基準設定手段１１は、トラッキング発生手段１０が先尾端トラッキングの位置を算出する際に用いる速度基準を設定する。なお、速度基準設定手段１１は、例えば、下記条件に適合する搬送テーブルＸを求めることにより、トラッキング１６の中心位置がどの搬送テーブル上にあるのかを判断する。
搬送テーブルＸの下流端位置＜先端トラッキング位置−（搬送材長さ／２）＜搬送テーブルＸの上流端位置

そして、トラッキング発生手段１０は、上記条件式に基づいて得られた速度基準のサンプリング周期の変化量を積算することにより、現在の先端トラッキングの位置を算出する。即ち、直近に得られた先端トラッキングの位置（過去値）に速度基準のサンプリング周期の変化量を加算することによって、現在の先端トラッキングの位置（現在値）を得る。

ここで、搬送材１にスリップが生じていない場合、トラッキング装置は、各センサ７乃至９の検出位置において先端トラッキングのキャリブレーションを行う。即ち、センサ７乃至９のうちの１つがＯＦＦからＯＮに切り換わったタイミングで、先端トラッキングの位置をそのセンサの検出位置を基準にして修正する。但し、センサ信号は上述のようにチャタリング除去機能が付加されているため、チャタリング除去による時間遅れを考慮した値（例えば、ＯＮに切り換わったセンサの検出位置に、搬送材１がＴ１秒間で進む距離を加算した値）を、キャリブレーション値として使用する。

一方、先端トラッキングが所定のセンサの検出位置に達した際に、そのセンサによって搬送材１が検出されていない場合には、そのセンサによって搬送材１が検出されるまで、速度基準のサンプリング周期の変化量を０にして、その変化量を直近に得られた先端トラッキングの位置（過去値）に加算する。即ち、先端トラッキングを停止させる。

以下は、トラッキング発生手段１０による先端トラッキングβ_ｈ（ｍ）と尾端トラッキングβ_ｔ（ｍ）との算出例である。
β_ｈ＝Σ{α（Ｘ）×ＰＬＣ周期（ｍｓ）／１０００}＋先端トラッキング発生位置
β_ｔ＝Σ{α（Ｘ）×ＰＬＣ周期（ｍｓ）／１０００}＋尾端トラッキング発生位置
ここで、α（Ｘ）は搬送材１の中心が位置する搬送テーブルの速度（ｍ／ｓ）である。

また、以下は、スリップ判定手段１４によってスリップ有りが判定された場合における修正手段１５の動作例を示している。
１）搬送材１が前進する際の先端トラッキング修正
β_ｈ≧所定のセンサ位置、が成立し、且つ上記所定のセンサがＯＦＦの場合に、ＰＬＣ周期（ｍｓ）＝０として、先尾端トラッキングを停止させる。
２）搬送材１が前進する際の尾端トラッキング修正
β_ｔ≧所定のセンサ位置、が成立し、且つ上記所定のセンサがＯＮの場合に、ＰＬＣ周期（ｍｓ）＝０として、先尾端トラッキングを停止させる。
３）搬送材１が後進する際の先端トラッキング修正
β_ｈ≦所定のセンサ位置、が成立し、且つ上記所定のセンサがＯＦＦの場合に、ＰＬＣ周期（ｍｓ）＝０として、先尾端トラッキングを停止させる。
４）搬送材１が後進する際の尾端トラッキング修正
β_ｔ≦所定のセンサ位置、が成立し、且つ上記所定のセンサがＯＮの場合に、ＰＬＣ周期（ｍｓ）＝０として、先尾端トラッキングを停止させる。

この発明の実施の形態１によれば、複数の搬送テーブル間を移動する搬送材１にスリップが生じた場合でも、搬送材１とそのトラッキング位置とを精度良く一致させることができるようになる。また、速度基準設定手段１１によって、先端トラッキングと尾端トラッキングとを確実に同期させることができるようにもなる。

以上のように、この発明にかかるトラッキング装置によれば、複数の搬送テーブル間を移動する搬送材とそのトラッキング位置とを精度良く一致させることができ、搬送距離が長い場合や、環境が極めて悪い場合にも容易に対応できる。

Claims

圧延ラインにおいて、鋼板からなる搬送材を目的の場所まで搬送する複数の搬送テーブルと、
隣接して配置された前記搬送テーブルの任意の境界位置近傍に設けられ、前記搬送材の有無を検出するセンサと、
前記搬送材の先尾端トラッキングを発生させ、所定の前記搬送テーブルの搬送速度を速度基準にして、先尾端トラッキングの位置を算出するトラッキング発生手段と、
先尾端トラッキングの位置に基づいて、前記速度基準を、何れか１つの前記搬送テーブルの搬送速度に切替設定する速度基準設定手段と、
前記センサの検出信号に所定の時間遅れを発生させるディレイタイマと、
前記ディレイタイマの動作によって生じる先尾端トラッキングの時間遅れを補正する時間遅れ補正手段と、
前記センサの検出信号及び先尾端トラッキングの位置に基づいて、前記搬送材のスリップの有無を判定するスリップ判定手段と、
前記スリップ判定手段によってスリップ有りが判定された場合に、先尾端トラッキングを所定の前記センサの検出位置を基準に速度変化量を０にして停止させるとともに、先尾端トラッキング停止後に前記所定のセンサの検出信号が切り換わると、前記時間遅れ補正手段の補正内容に基づいて、前記ディレイタイマの動作によって生じる先尾端トラッキングの時間遅れも考慮して、スリップによる位置ずれを解消するように先尾端トラッキングを再開させる修正手段と、
を備え、
前記速度基準設定手段は、前記搬送材が複数の前記搬送テーブルの上に配置されている場合は、前記搬送材のトラッキングの中心が位置する前記搬送テーブルの搬送速度を、先尾端トラッキングの位置を算出する際の速度基準に設定することを特徴とするトラッキング装置。
スリップ判定手段は、先端トラッキングが所定のセンサの検出位置に達した際に、前記所定のセンサによって搬送材が検出されていない場合に、前記搬送材のスリップ有りを判定することを特徴とする請求項１に記載のトラッキング装置。
スリップ判定手段は、尾端トラッキングが所定のセンサの検出位置に達した際に、前記所定のセンサによって搬送材が検出されている場合に、前記搬送材のスリップ有りを判定することを特徴とする請求項１に記載のトラッキング装置。