JP6245144B2

JP6245144B2 - 形状検出装置

Info

Publication number: JP6245144B2
Application number: JP2014229865A
Authority: JP
Inventors: 健司井海田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: JP2016093815A

Description

本発明は、圧延設備における被圧延材の形状を検出する形状検出装置に関する。

従来より、鋼板等の被圧延材を圧延する圧延機、圧延機によって圧延された被圧延材をコイル状に巻き取るテンションリール、及び圧延機とテンションリールとの間に設けられた接触式のロール型形状計を備える圧延設備が知られている。このような圧延設備では、圧延機によって圧延された被圧延材をテンションリールで巻き取る間にロール型形状計を利用して被圧延材の幅方向の張力分布が計測される。そして、測定された張力分布を被圧延材の幅方向の伸び率分布として扱い、伸び率が幅方向で一定となるようにベンダーやレベリングといった圧延機のロールギャップ補正機構がフィードバック制御される。

ところが、上述の圧延設備では、被圧延材の幅方向の形状を正確に計測できないことがある。詳しくは、ロール型形状計は被圧延材の幅方向に配列された複数のセルによって構成され、各セルが接触する被圧延材から受ける荷重を張力として扱っている。被圧延材の幅方向端部に対向するセルの位置では、検出される張力は低位であり、張力を正確に測定できない。このため、被圧延材の幅方向端部に接触するセルについては、予め張力未検出として運用することが一般的である。これにより、上述の圧延設備では、被圧延材の幅方向端部の張力を検出することができず、被圧延材の幅方向の形状が実際とは異なる形状に認識される場合がある。

このような背景から、特許文献１には、被圧延材の幅方向端部を挟むように被圧延材の幅方向に伸びる１次元イメージセンサと投光器とを配置し、投光器で照射される光が被圧延材の幅方向端部で遮光された部分とそのまま１次元イメージセンサで受光される部分との境界位置を検出することによって被圧延材の幅方向端部の形状を判定する技術が提案されている。また、特許文献２には、ロール型形状計で得られた被圧延材の形状データにレーザ変位計を用いて計測された被圧延材を巻き取ったコイルの形状データを加え、被圧延材の形状を総合的に判定する技術が提案されている。さらに、特許文献３には、被圧延材とレーザ変位計のセンサヘッドとの間の距離の変動から被圧延材の形状を判定する技術が提案されている。

特開２００４−２５７８５９号公報特開２００２−３５８３２号公報特開２０１０−２４３２４８号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、被圧延材の幅方向端部位置の微小な移動を測定するために、被圧延材自体の幅が変動した場合、形状不良の過検出が発生する。また、特許文献２記載の技術では、コイルから圧延機までの距離が遠いためにフィードバック制御の際に遅れが生じる。また、コイルにはコイル径が大きくなるに従って被圧延材の様々な形状が積層されるために、今現在圧延している被圧延材の位置の形状を正しく判定することができない。また、特許文献３記載の技術では、センサヘッドから被圧延材までの距離のみを指標として被圧延材の形状を判定しているために、何らかの理由で被圧延材がばたつく等の被圧延材の形状以外の要因で測定距離が変動した場合、被圧延材の形状を正確に判定できなくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、被圧延材の幅方向端部の形状を精度高く検出可能な形状検出装置を提供することにある。

本発明に係る形状検出装置は、被圧延材の幅方向に沿って配列された複数のセルを有し、各セルが接触する被圧延材から受ける張力を検出するロール型形状計と、前記ロール型形状計の近傍に配置された、前記被圧延材の幅方向端部位置を検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部によって検出された被圧延材の幅方向端部位置に基づいて被圧延材の幅方向端部が接触する前記セルを特定し、特定されたセルにおける被圧延材の被覆率を算出し、算出された被覆率に基づいて当該セルが被圧延材から受けた張力を補正し、補正された張力を利用して被圧延材の幅方向端部の形状を検出する演算処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る形状検出装置は、上記発明において、前記エッジ検出部は、被圧延材の幅方向に沿って被圧延材の一方の表面に対向配置された投光器と、被圧延材の他方の表面に対向配置された、前記投光器から照射された光を受光する受光器と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る形状検出装置によれば、被圧延材の幅方向端部の形状を精度高く検出することができる。

図１は、本発明の一実施形態である形状検出装置が適用される圧延設備の構成を示す模式図である。図２は、図１に示すロール型形状計、投光器、及び受光器の配置位置を説明するための模式図である。図３は、本発明の一実施形態である形状検出処理の流れを示すフローチャートである。図４は、鋼板のエッジ位置とセルの位置との関係の一例を示す図である。図５は、張力の補正処理を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である形状検出装置について詳しく説明する。

〔圧延設備の構成〕
始めに、図１，２を参照して、本発明の一実施形態である形状検出装置が適用される圧延設備の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である形状検出装置が適用される圧延設備の構成を示す模式図である。図２は、図１に示すロール型形状計、投光器、及び受光器の配置位置を説明するための模式図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である形状検出装置が適用される圧延設備１は、鋼板Ｓを圧延する圧延機２、圧延機２によって圧延された鋼板Ｓをコイル状に巻き取るテンションリール３、及び圧延機２とテンションリール３との間に設けられた接触式のロール型形状計４を備えている。

図２に示すように、ロール型形状計４は、鋼板Ｓの幅方向に配列された、鋼板Ｓの下面に対向する複数のセル４ａを備え、各セルが接触する鋼板Ｓから受ける荷重を張力として検出することによって鋼板Ｓの幅方向の張力分布を検出する。また、ロール型形状計４の鋼板搬送方向下流側には、投光器５及び受光器６が配置されている。

投光器５は、ロール型形状計４と同様に鋼板Ｓの下面に対向するように配置され、鉛直上方方向に光を照射する。受光器６は、鋼板Ｓの上面に対向するように配置され、投光器５が照射した光を受光する。受光器６を利用して投光器５が照射した光の受光位置を検出することによって、投光器５と受光器６との間を通過する鋼板Ｓの幅方向端部位置（以下、エッジ位置と表記）を検出することができる。

本実施形態では、投光器５及び受光器６は、ロール型形状計４の鋼板搬送方向下流側に配置されているが、ロール型形状計４の鋼板搬送方向上流側に配置してもよいし、鋼板搬送方向下流側及び鋼板搬送方向上流側の両方に配置してもよい。但し、ロール型形状計４と投光器５及び受光器６との間の距離は５［ｍ］以内にすることが望ましい。

このような構成を有する圧延設備１では、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成された制御装置７が以下に示す形状検出処理を実行することによって鋼板Ｓの幅方向端部（以下、エッジ部と表記）の形状を検出する。以下、図３〜図５を参照して、形状検出処理を実行する際の制御装置７の動作について説明する。

〔形状検出処理〕
図３は、本発明の一実施形態である形状検出処理の流れを示すフローチャートである。図４は、鋼板のエッジ位置とセルの位置との関係の一例を示す図である。図５は、張力の補正処理を説明するための図である。

図３に示すフローチャートは、鋼板Ｓの先端部がロール型形状計４の上面を通過したタイミングで開始となり、形状検出処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、制御装置７が、ロール型形状計４から各セルが接触する鋼板Ｓから受ける荷重データを鋼板Ｓの張力データとして取得する。また、制御装置７は、受光器６から鋼板Ｓのエッジ位置情報を取得し、取得したエッジ位置情報に基づいて鋼板Ｓのエッジ部が接触しているセル４ａを特定する。そして、制御装置７は、特定したセル４ａが鋼板Ｓと幅方向で接触している割合を被覆率Ｃとして算出する。

具体的には、図４に示すように、制御装置７は、各セル４ａの幅方向端部の座標値ｘ_１〜ｘ_１４を予め記憶しており、鋼板Ｓのエッジ位置座標ＸＥ１，ＸＥ２がどのセル４ａの幅方向端部の座標値範囲にあるかを特定することによって鋼板Ｓのエッジ部が接触しているセル４ａを特定する。そして、制御装置７は、特定したセル４ａの幅方向端部の座標値と鋼板Ｓのエッジ位置座標とを用いて被覆率Ｃを算出する。なお、図４において、ｘ方向及びｙ方向はそれぞれ鋼板Ｓの幅方向及び搬送方向を示している。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、形状検出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御装置７が、ステップＳ１の処理において鋼板Ｓのエッジ部が接触していると特定されたセル４ａが検出した張力Ｔ_０をステップＳ２の処理において算出された被覆率Ｃで除算することによって、セル４ａの全面が鋼板Ｓで覆われている場合の張力Ｔを算出する。すなわち、制御装置７は、被覆率Ｃを用いて鋼板Ｓのエッジ部が接触していると特定されたセル４ａが検出した張力Ｔ_０を補正する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、形状検出処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置７は、ステップＳ２の処理において補正された張力Ｔを含む各セルから出力された張力に基づいて、鋼板Ｓの長さ方向の伸び率が幅方向で一定となるようにベンダーやレベリングといった圧延機２のロールギャップ補正機構を制御する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、一連の形状検出処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である形状検出処理では、制御装置７が、投光器５及び受光器６によって検出された鋼板Ｓのエッジ位置に基づいて鋼板Ｓのエッジ部が接触するセル４ａを特定し、特定されたセル４ａにおける鋼板Ｓの被覆率Ｃを算出し、算出された被覆率Ｃに基づいてセル４ａが鋼板Ｓから受けた張力Ｔ_０を補正し、補正された張力Ｔ_０を利用して鋼板Ｓのエッジ部の形状を検出するので、鋼板Ｓのエッジ部の形状を精度高く検出することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１圧延設備
２圧延機
３テンションリール
４ロール型形状計
５投光器
６受光器
７制御装置
Ｓ鋼板

Claims

被圧延材の幅方向に沿って配列された複数のセルを有し、各セルが接触する被圧延材から受ける張力を検出するロール型形状計と、
前記ロール型形状計の近傍に配置された、前記被圧延材の幅方向端部位置を検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部によって検出された被圧延材の幅方向端部位置がどのセルの幅方向端部の座標値範囲にあるかを特定することによって被圧延材の幅方向端部が接触する前記セルを特定し、特定されたセルにおける被圧延材の被覆率を算出し、算出された被覆率に基づいて当該セルが被圧延材から受けた張力を補正し、補正された張力を利用して被圧延材の幅方向端部の形状を検出する演算処理部と、
を備えることを特徴とする形状検出装置。
前記エッジ検出部は、被圧延材の幅方向に沿って被圧延材の一方の表面に対向配置された投光器と、被圧延材の他方の表面に対向配置された、前記投光器から照射された光を受光する受光器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の形状検出装置。