JP7097561B1

JP7097561B1 - 操作装置

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Publication number: JP7097561B1
Application number: JP2021196274A
Authority: JP
Inventors: 浩二奥嶋; 諒佐藤; 忠木村; 勝喬大友
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2041-12-02
Also published as: JP2023082469A

Abstract

【課題】分塊圧延機１００の運転に必要なオペレータの人員を削減する。【解決手段】分塊圧延機１００を操作する操作装置は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａと、分塊圧延機１００への制御信号を発生するコントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４と、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａから受け取った信号を変換してイーサネット信号切替機１３を介してコントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４に送る第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａとを有し、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａを使用する一人のオペレータが片手を分塊圧延機１００の圧延ロール及びマニピュレータの操作にそれぞれ割り当てて同時に操作できるように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、機械を操作するための操作装置に関し、例えば分塊圧延機を操作するための操作装置に関する。

従来、連続鋳造設備から供給されるか又は加熱炉で均熱されたスラブ、ブルーム、ビレットなどの鋼塊をロールで圧延して所定のサイズの鋼片に加工するために分塊圧延機が使用されている（特許文献１を参照）。分塊圧延機の運転には、鋼塊へのロールの圧下を一人のオペレータが操作し、ロールに向けて搬送される鋼塊を搬送方向とは交差する方向に移動するマニピュレータをもう一人のオペレータが操作するため、二人のオペレータを配置していた。

一方、コンピュータゲームなどを操作するために、ゲーミングコントローラとも称される手持ちで操作することができるようなハンドヘルドコントローラが提供されている。ハンドヘルドコントローラは、両手で担持できるような小型の筐体を有し、方向を操作できるスティック、押ボタンなど各種の入力手段を備えている（特許文献２を参照）。

特開昭６１－６７５０１号公報米国意匠特許第８７８４７５号明細書

前述した分塊圧延機のように、機械の有する複数の自由度について同時に操作するため、複数の運転にオペレータが必要とされることがあった。省力化の観点から、機械の運転に必要なオペレータの人員を削減することが求められている。

この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、運転のために複数のオペレータを必要としていた機械について、人員を削減することができるような機械の操作装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、この発明に係る操作装置は、少なくとも二つの自由度を有する機械を操作するための操作装置であって、手持ち式のコントローラと、コントローラから受け取った信号に基づいて機械を制御する制御信号を発生する信号操作装置とを含み、一人の操作者が片手をそれぞれ少なくとも一つの自由度に割り当ててコントローラを操作することにより、操作対象の機械を少なくとも二つの自由度の動作について同時に操作することができるように構成されている。

コントローラは、平面内で少なくとも８方向を特定することができる方向入力手段をさらに含んでもよい。コントローラは、段階的な入力が可能な段階入力手段をさらに含んでもよい。

信号操作装置は、操作対象の機械に制御信号を発生するプログラマブルロジックコントローラと、手持ちのコントローラから受け取った入力信号を変換してプログラマブルロジックコントローラに提供するコンピュータとを含んでもよい。手持ちのコントローラは、コンピュータに接続可能なＵＳＢコントローラであってもよい。

プログラマブルロジックコントローラとコンピュータとはイーサネットで接続され、コンピュータはイーサネットを介してプログラマブルロジックコントローラに向けて定期的に信号を送信し、プログラマブルロジックコントローラは信号が途切れると不具合が発生したと判断してもよい。手持ちのコントローラ及びコンピュータは、切り替えが可能なように２系統が並列して設けられてもよい。

機械は、分塊圧延機であって、圧延材に圧下して圧延する圧延ロールと、圧延材を支持して圧延ロールに向けて搬送するローラテーブルと、ローラテーブルに支持された圧延材をローラテーブルの搬送方向とは交差する方向に移動させるマニピュレータとを含み、手持ちのコントローラを用いて、一人の操作者が、圧延ロールの圧下と、マニピュレータによる圧延材の移動とを同時に操作することができるように構成されてもよい。

圧延ロールとローラテーブルとの間にあって、ローラテーブルによって搬送された圧延材を圧延ロールに供給するフィードローラをさらに含んでもよい。

分塊圧延機は、圧延ロールの圧下量を表示する圧下量表示盤をさらに含んでもよい。プログラマブルロジックコントローラは、分塊圧延機の圧延ロール及びマニピュレータをそれぞれ制御する信号を発生し、コンピュータは手持ちのコントローラから受け取った分塊圧延機の圧延ロール及びマニピュレータを操作する信号を変換してプログラマブルロジックコントローラに提供してもよい。

分塊圧延機は、ローラテーブルに支持された圧延材を回転させて圧下向きを変更させる転回装置をさらに含んでもよい。プログラマブルロジックコントローラは、分塊圧延機の転回装置を制御する信号をさらに発生し、コンピュータは手持ちのコントローラから受け取った分塊圧延機の転回装置を操作する信号をさらに変換してプログラマブルロジックコントローラに提供してもよい。

この発明によると、この出願に係る操作装置は、機械の運転のために必要とされていた複数の人員を削減し、省力化を実現することができる。

操作装置の概略的な構成を示す図である。ハンドヘルドコントローラの平面図である。ハンドヘルドコントローラのスティックへの入力を表示する図である。分塊圧延機の平面図である。分塊圧延機の側面図である。操作装置を用いて分塊圧延機を操作する一連の工程を示すフローチャートである。

以下、操作装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、操作対象の機械として分塊圧延機を例示するが、本実施の形態は分塊圧延機に限られずの他の種類の機械の操作に適用することもできる。

図１は、操作装置１０の概略的な構成を示す図である。操作装置１０において、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａ及び第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂは、それぞれ第１コントローラ信号処理パーソナルコンピュータ（以下、パーソナルコンピュータは、ＰＣという。）１２Ａ及び第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂを介してイーサネット信号切替機１３に接続している。イーサネット信号切替機１３はコントローラ信号インターフェースプログラマブルロジックコントローラ（以下、プログラマブルロジックコントローラは、ＰＬＣという。）１４に接続し、コントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４は操作対象である分塊圧延機１００に接続している。イーサネット信号切替機１３には、ディスプレイ１６が接続されている。また、コントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４には、コントローラ切替スイッチ１５が接続されている。

操作装置１０においては、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａから第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａを経てイーサネット信号切替機１３に至る経路Ａと、第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂから第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂを経てイーサネット信号切替機１３に至る経路Ｂとの同様の構成を有する２経路が用意され、安全のために冗長化が図られている。第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａ及び第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂは、第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａ及び第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂにユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）によって接続されている。第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａ及び第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂは、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａ又は第２ハンドヘルドコントローラ１１ＢからＵＳＢを経由して入力した信号をそれぞれ一般のデータ信号に変換している。

第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａ、第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂ、イーサネット信号切替機１３及びコントローラ信号インターフェースＰＬＣは、イーサネットによって接続されている。第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａ及び第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂは、コントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４に向けて定期的に信号を発生している。コントローラ信号インターフェースＰＬＣ１４は、第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａ又は第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂからの信号が途切れたときには、第１コントローラ信号処理ＰＣ１２Ａが属する経路Ａ又は第２コントローラ信号処理ＰＣ１２Ｂが属する経路Ｂに不具合が発生したと判定し、例えばディスプレイ１６に表示して操作装置１０のオペレータに通知する。不具合を知ったオペレータは、コントローラ切替スイッチ１５により経路Ａ及び経路Ｂの内で不具合が発生した経路から他の経路に切り換えることにより、分塊圧延機１００の運転を続行することができる。

図２は、経路Ａに属する第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａを示す平面図である。第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａは、パーソナルコンピュータのＵＳＢ端子に接続することができるＵＳＢコントローラである。このようなＵＳＢコントローラは、コンピュータゲームを楽しむために提供されるゲーミングコントローラとして各種のものが流通しているため、容易に入手することができる。

第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａは、操作するオペレータが両手で担持できる程度の大きさの筐体２０を有し、筐体２０の右半分２０Ｒは右手で握って把持でき、左半分２０Ｌは左手で握って把持できるように構成されている。右半分２０Ｒの前面には、右半分２０Ｒの右端を右手で握ったときに右手の親指が来る位置に右スティック２１が配置され、右スティック２１の図中右上の親指が届く範囲にボタン２３ａ、ボタン２３ｂ、ボタン２３ｃ及びボタン２４ｄの４個の押ボタンを一組として配置されたアクションボタン２３が配置されている。また、右半分２０Ｒの上端には、右半分２０Ｒの右端を右手で握ったときに人差し指が来る位置に右押ボタン２２が配置されている。

第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの筐体２０の左半分２０Ｌは、右半分２０Ｒに略鏡映対称な形状を有している。左半分２０Ｌの前面には、左半分２０Ｌの左端を左手で握ったときに左手の親指が来る位置に左スティック２７が配置され、左スティック２７の図中左上の親指が届く位置に十字ボタン２８が配置されている。また、左半分２０Ｌの上端には、左半分２０Ｌの左端を左手で握ったときに人差し指がある位置に左押ボタン２６が配置されている。

右半分２０Ｒに配置されたボタンの内、右スティック２１は、右手の親指によってスティックを倒す方向やスティックを倒す角度をきめ細かく操作することができる。右スティック２１は、倒れた方位によって方向を指定するとともに、倒れた角度によって強さの程度を段階的に指定して入力することができる。アクションボタン２３は、構成するボタン２３ａ、ボタン２３ｂ、ボタン２３ｃ及びボタン２４ｄにそれぞれ特定の機能を割り当てることができる。右押ボタン２２は、右手の人差し指によって容易に押圧できるため、頻繁に入力する操作に割り当てることができる。

左半分２０Ｌに配置されたボタンの内、左スティック２７は、左手の親指によってスティックを倒す方向や倒す角度をきめ細かく操作することができる。左スティック２７は、右スティック２１と同様に、スティックが倒れた方位によって方向を指定するとともに、スティックが倒れた角度によって強さの程度を段階的に指定して入力することができる。十字ボタン２８は、上下左右の四方向を指定して入力することができる。左押ボタン２６は、左手の人差し指によって容易に押圧できるため、頻繁に入力する操作に割り当てることができる。

なお、図２に示した第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａは、一例を示したものであり、このような構造に限られない。例えば、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの筐体２０において、右半分２０Ｒと左半分２０Ｌとは略鏡映対称な形状を有する必要はなく、全く異なる形状を有していてもよい。また、方位や強さの程度を入力する手段は右スティック２１や左スティック２７のようなスティックに限らず、段階的な入力が可能なレバー、アナログ出力もしくは傾倒した角度に応じてパルスを出力し、系統角度が分かる構造の入力装置であってもよい。ここでは、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａを例にとって説明したが、第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂも第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａと同様の構造及び機能を有している。

図３は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの右スティック２１の入力を表示した図である。図１に示した操作装置１０に備えられるディスプレイ１６には、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの右スティック２１への入力を表示することができる。図に示すように、平面内の第１方向について原点から正負の方向に３段階、第１方向に略直交する第２方向についても原点から正負の方向に３段階で入力を判別することができる。このため、スティックを倒す角度によって第１方向及び第２方向についてそれぞれ強さを３段階で指定して入力することができる。また、スティックを倒す方向によって、第１方向及び第２方向に限らず、第１方向及び第２方向から略４５度傾斜した４方向も含む８方向を指定して入力することができる。換言すると、第１方向及び第２方向に対応する上下左右の４方向だけでなく、左下や右上などの４方向も含む８個の方位について方向を指定することができる。

ここでは、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの右スティック２１を例にとって説明したが、左スティック２７についても同様に表示することができる。また、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａと同様な構造及び機能を有する第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂの右スティック２１及び左スティック２７についても同様である。

図４は、分塊圧延機１００の平面図である。図５は、分塊圧延機１００の左側面図である。図５の左側面図では、分塊圧延機１００の圧下機構１２０のみを取り出して示している。図５に示すように、分塊圧延機１００の圧下機構１２０は、下ロール１０１及び上ロール１０２から構成される一組の圧延ロールを有している。下ロール１０１及び上ロール１０２は挟持する圧延材の鋼塊２００を回転して搬送するとともに、上ロール１０２は鋼塊２００を圧下して鋼塊２００を圧延する。上ロール１０２の圧下量は、圧下機構１２０の上部に取り付けられた圧下量表示盤１２１のダイヤルゲージに表示される。

図４に示すように、分塊圧延機１００は分塊圧延のラインに沿って設けられている。ラインの上流側から供給されたスラブ、ブルーム、ビレットなどの略直方体状の鋼塊２００は、ラインの方向を搬送方向として搬送され、分塊圧延機１００によって加工される。ラインの上流側となる圧下機構１２０の前面には、ラインの上流に進む順に前面フィードローラ１０３、第１前面ローラテーブル１０４及び第２前面ローラテーブル１０５が設けられている。ラインの下流側となる圧下機構１２０の後面には、ラインの下流に進む順に後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７が設けられている。第１前面ローラテーブル１０４、第２前面ローラテーブル１０５及び後面ローラテーブル１０７は、鋼塊２００を支持するとともに、鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送することができる。前面フィードローラ１０３及び後面フィードローラ１０６は、それぞれ鋼塊２００を支持し、鋼塊２００を圧下機構１２０に向けて供給する。なお、分塊圧延機１００には第２前面ローラテーブル１０５のラインの上流側にさらに他のローラテーブルが設けられてもよく、後面ローラテーブル１０７の下流側にさらに他のローラテーブルが設けられてもよい。

第１前面ローラテーブル１０４の上には、ワークサイドから延び、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を押してドライブサイドに向けて移動させる前面ワークサイドマニピュレータ１１１と、ドライブサイドから延び、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を押してワークサイドに向けて移動させる前面ドライブサイドマニピュレータ１１２とが設けられている。ここで、ワークサイドは、分塊圧延機１００のラインセンターに対してオペレータ側であり図中下側である。ドライブサイドは、ラインセンターに対して駆動装置が設置された側であり、図中上側である。前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２は、第１前面ローラテーブル１０４の上で対向し、それぞれラインを横切る方向、すなわち鋼塊２００の搬送方向を横切る方向について駆動される。

前面ワークサイドマニピュレータ１１１には、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を転回させるためのフック１１９が設けられている。このフック１１９は、略直方体状の形状を有する鋼塊２００に前面ワークサイドマニピュレータ１１１を当接させ、搬送方向に延びる鋼塊２００の稜に引っ掛けて持ち上げることにより、鋼塊２００の略矩形状の断面について搬送方向を軸として鋼塊２００を略９０度の転回をさせて圧下向きを変えるための転回装置を構成している。

後面ローラテーブル１０７の上には、ワークサイドから延び、後面ローラテーブル１０７に支持された鋼塊２００を押してドライブサイドに向けて移動させる後面ワークサイドマニピュレータ１１３と、ドライブサイドから延び、後面ローラテーブル１０７に支持された鋼塊２００を押してワークサイドに向けて移動させる後面ドライブサイドマニピュレータ１１４とが設けられている。後面ワークサイドマニピュレータ１１３及び後面ドライブサイドマニピュレータ１１４は、後面ローラテーブル１０７の上で対向し、それぞれラインを横切る方向、すなわち鋼塊２００の搬送方向を横切る方向について駆動される。

図６は、操作装置１０を用いて分塊圧延機１００を操作する分塊圧延の一連の工程を示すフローチャートである。最初のステップＳ１においては、第１前面ローラテーブル１０４及び第２前面ローラテーブル１０５を駆動し、ラインの上流側にある連続鋳造設備又は加熱炉から搬送されてきた鋼塊２００を受け入れる。オペレータは第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａを操作し、ラインの上流側から鋼塊２００を受け入れ、順に第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４によって搬送し、第１前面ローラテーブル１０４において対向する前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との間で支持されるようにする。

ステップＳ１において、第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４におけるラインの下流方向への鋼塊２００の搬送は、第１経路Ａの第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば十字ボタン２８に割り付けてもよい。例えば、オペレータが十字ボタン２８の右側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン２８の左側を押すことによって上流への搬送を指示してもよく、十字ボタン２８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４のラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７も第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向へ搬送するように構成されていてもよい。

ステップＳ２においては、鋼塊２００を転回する。ステップＳ１において第１前面ローラテーブル１０４において対向する前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との間で支持された鋼塊２００に向けて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前進させ、前面ワークサイドマニピュレータ１１１が略直方体状の鋼塊２００に一つの面に当接するようにする。前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進と同時に、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２を後退させてもよい。そして、鋼塊２００の一つの面に当接した前面ワークサイドマニピュレータ１１１に設けられているフック１１９を鋼塊２００の下に差し込み、鋼塊２００の一つの面の下の稜に引っ掛けて持ち上げ、鋼塊２００がラインに沿った搬送方向を軸として略９０度にわたり回転し、一つの面が上になるように転回させる。

ステップＳ２における前面ワークサイドマニピュレータ１１１の操作は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば右スティック２１を操作することによって、前面ワークサイドマニピュレータ１１１の動作を指示してもよい。例えば、オペレータが右スティック２１を左に倒すことによって前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進を指示し、右に倒すことによって後退を指示してもよい。図３に示したように、右スティック２１によって強さを３段階に制御できるため、右スティック２１を左右に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示できるようにしてもよい。

同様に、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの右スティック２１を操作することによって、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の動作を指示してもよい。例えば、オペレータが右スティック２１を下に倒すことによって前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の前進を指示し、上に倒すことによって後退を指示してもよい。前面ドライブサイドマニピュレータ１１２についても、右スティック２１を上下に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示してもよい。

前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２は、右スティック２１によって同時に操作することができてもよい。例えば、前面ワークサイドマニピュレータ１１１が前進し、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２が前進し、前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との対向する間隔が閉じるときには、右スティック２１を左及び下に倒す操作を合成して右スティック２１を左下に倒すことができる。また、前面ワークサイドマニピュレータ１１１が後退し、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２が後退し、前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との対向する間隔が開くときには、右スティック２１を右及び上に倒す操作を合成して右スティック２１を右上に倒すことができる。右スティック２１を左下又は右上に倒すときにも、右スティック２１を倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の位置を３段階で指示してもよい。

鋼塊２００の角部に前面ワークサイドマニピュレータ１１１のフック１１９を引っ掛けて持ち上げ、鋼塊２００を転回させる操作は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば左スティック２７を操作することによって、フック１１９の上下方向の位置を指示してもよい。例えば左スティック２７を下に倒すとフック１１９が上昇し、下に倒すと下降するようにすることができる。図３に示した右スティックと同様に、左スティック２７も強さの程度を３段階で指示することができる。このため、左スティック２７を上下に倒す角度に応じてフック１１９を上昇又は下降させる位置を３段階で指示してもよい。

ステップＳ３においては、鋼塊２００を位置決めする。鋼塊２００は、ステップＳ２において転回されて第１前面ローラテーブル１０４に支持されている。位置決めは、前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進又は前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の前進によって鋼塊２００をラインに交差する方向、すなわち搬送方向に交差する方向に所定の位置まで移動させることによって行う。例えば、鋼塊２００がラインセンターにあるように位置決めしてもよい。また、下ロール１０１及び上ロール１０２の表面の所定の位置に周方向に延びる溝や段差が形成されている場合には、鋼塊２００がこれらに対応する位置にあるように、鋼塊２００をラインに沿った搬送方向に交差する方向に位置決めしてもよい。

前述したように、前面ワークサイドマニピュレータ１１１の操作は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば右スティック２１を左に倒すことによって前進を指示し、右に倒すことによって後退を指示してもよい。右スティック２１を左右に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示してもよい。前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の操作は、例えば右スティック２１を下に倒すことによって前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の前進を指示し、上に倒すことによって後退を指示してもよい。右スティック２１を上下に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示してもよい。また、例えば右スティック２１を左下に倒すことによって前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との対向する間隔を閉じ、右上に倒すことによって前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との対向する間隔を開くように指示してもよい。この場合にも、間隔を開閉する位置をそれぞれ３段階で指示してもよい。

ステップＳ４においては、１パス目の圧延のために上ロール１０２を所定の位置まで移動する。このため、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えばアクションボタン２３の内でボタン２３ａに上ロール１０２を１パス目の所定の位置まで移動する動作に割り当て、オペレータがアクションボタン２３のボタン２３ａを押下すると上ロール１０２が１パス目の所定の位置まで移動するようにしてもよい。

ステップＳ５においては、１パス目の圧延を実行する。ステップＳ３において第１前面ローラテーブル１０４上で位置決めされていた鋼塊２００を第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７によって圧下機構１２０を超えてラインの下流方向に向かうように所定の速度で搬送する。圧下機構１２０においては、下ロール１０１及び上ロール１０２は上流方向に隣接する前面フィードローラ１０３から供給された鋼塊２００をラインの下流方向に送るように所定の回転方向（以下、順方向という。）に回転するとともに、鋼塊２００を所定の厚さまで圧延して下流方向に隣接する後面フィードローラ１０６に提供する。１パス目の圧延を終えた鋼塊２００は、ラインの下流方向に後面フィードローラ１０６を越えて後面ローラテーブル１０７まで搬送される。

第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７による鋼塊２００のラインの下流方向への搬送は、ステップＳ１と同様に、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば十字ボタン２８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン２８の右側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン２８の左側を押すことによって上流への搬送を指示してもよく、十字ボタン２８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第１前面ローラテーブルのラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７は、第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送するように構成されていてもよい。

圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２の回転は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば左押ボタン２６を押圧することによって始動可能とされ、さらに例えば十字ボタン２８の右側を押して鋼塊２００をラインの下流側に搬送する指示を出すことによって順方向の回転が始動されてもよい。鋼塊２００は圧延を終えると、圧下機構１２０からラインの下流方向に後面フィードローラ１０６を越えて搬送されて後面ローラテーブル１０７上に支持される。圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２は、圧延を終えると回転が自動的に停止されてもよい。

ステップＳ６においては、２パス目の圧延のために上ロール１０２を所定の位置まで移動する。このため、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えばアクションボタン２３の内でボタン２３ｂに上ロール１０２を２パス目の所定の位置まで移動する動作に割り当て、オペレータがアクションボタン２３のボタン２３ｂを押下すると上ロール１０２が１パス目の所定の位置まで移動するようにしてもよい。

ステップＳ７においては、２パス目の圧延を実行する。ステップＳ５の１パス目の圧延を受けた鋼塊２００は、後面ローラテーブル１０７上に搬送されている。この鋼塊２００を後面ローラテーブル１０７、後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４によって圧下機構１２０を超えてラインの上流方向に向かうように所定の速度で搬送する。圧下機構１２０においては、下ロール１０１及び上ロール１０２は下流方向に隣接する後面フィードローラ１０６から供給された鋼塊２００をラインの上流方向に送るように所定の回転方向（以下、逆方向という。）に回転し、鋼塊２００を所定の厚さまで圧延して上流方向に隣接する前面フィードローラ１０３に提供する。２パス目の圧延を終えた鋼塊２００は、ラインの上流方向に前面フィードローラ１０３を越えて第１前面ローラテーブル１０４まで搬送される。

後面ローラテーブル１０７、後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４による鋼塊２００のラインの上流方向への搬送は、ステップＳ１及びＳ５と同様に、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの十字ボタン２８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン２８の左側を押すことによって鋼塊２００のラインの上流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン２８の右側を押すことによって下流への搬送を指示してもよく、十字ボタン２８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。後面ローラテーブル１０７のラインの上流側にある後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４は、後面ローラテーブル１０７に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送するように構成されていてもよい。

圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２の回転は、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの例えば左押ボタン２６を押圧することによって始動可能とされ、さらに例えば十字ボタン２８の左側を押して鋼塊２００をラインの上流側に搬送する指示を出すことによって逆方向の回転が始動されてもよい。鋼塊２００は圧延を終えると、圧下機構１２０からラインの上流方向に後面フィードローラ１０６を越えて搬送されて第１前面ローラテーブル１０４上に支持される。圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２は、圧延を終えると回転が自動的に停止されてもよい。

ステップＳ８においては、鋼塊２００を搬出する。ステップＳ７において２パス目の圧延を終えて第１前面ローラテーブル１０４に支持されている。この鋼塊２００を第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７によってライン下流方向にある次の工程に向けて搬出する。前面フィードローラ１０３と後面フィードローラ１０６との間にある圧下機構１２０は、鋼塊２００が通過できるように上ロール１０２は上昇している。第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７による鋼塊２００のラインの下流方向への搬送は、ステップＳ１、Ｓ５及びＳ７と同様に、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの十字ボタン２８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン２８の右側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン２８の左側を押すことによって上流への搬送を指示してもよく、十字ボタン２８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第１前面ローラテーブル１０４のラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７も第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向へ搬送するように構成されていてもよい。

なお、図６に示した一連の工程では、ステップＳ７の２パス目の圧延を終えた後に圧延材を搬出したが、これに限られない。圧延材の仕上がりサイズに応じて１パス目及び２パス目の圧延を繰り返してもよい。

また、図６に示した一連の工程において、オペレータは操作装置１０の経路Ａに属する第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａを使用していたが、これに限らず経路Ｂに属する第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂを使用してもよい。操作装置１０は分塊圧延機１００の信頼性を確保して操作するため、第１ハンドヘルドコントローラ１１Ａの属する経路Ａ及び第２ハンドヘルドコントローラ１１Ｂの属する経路Ｂの２経路を用意して二重化して冗長性を確保している。経路Ａ又は経路Ｂの一方の経路に不具合が見つかったときには、コントローラ切替スイッチ１５によって他方の経路に切り換えられる。

上述のように、本実施の形態の操作装置によると、分塊圧延機１００を一人のオペレータにより操作することができる。また、本実施の形態の操作装置は、分塊圧延機１００に限らず、少なくとも二つの自由度を有する機械を操作するために、一人のオペレータが片手をそれぞれ少なくとも一つの自由度に割り当ててコントローラを操作することにより、操作対象の機械を少なくとも二つの自由度の動作について同時に操作することができる。したがって、本実施の形態によると、分塊圧延機１００などの機械の操作に必要な人員を削減することにより、省力化を達成することができる。

この発明は、分塊圧延機など機械の操作に利用することができる。

１０操作装置
１１Ａ第１ハンドヘルドコントローラ
１１Ｂ第２ハンドヘルドコントローラ
１２Ａ第１コントローラ信号処理ＰＣ
１２Ｂ第２コントローラ信号処理ＰＣ
１３イーサネット信号切替機
１４コントローラ信号インターフェースＰＬＣ
１５コントローラ切替スイッチ
１６ディスプレイ
１００分塊圧延機
１０１下ロール
１０２上ロール
２００鋼塊

Claims

少なくとも二つの自由度を有する機械を操作するための操作装置であって、
手持ち式のコントローラと、
前記コントローラから受け取った信号に基づいて機械を制御する制御信号を発生する信号操作装置と
を含み、
一人の操作者が片手をそれぞれ少なくとも一つの自由度に割り当てて前記コントローラを操作することにより、操作対象の機械を少なくとも二つの自由度の動作について同時に操作することができるように構成され、
前記信号操作装置は、前記操作対象の機械に制御信号を発生するプログラマブルロジックコントローラと、前記手持ちのコントローラから受け取った入力信号を変換して前記プログラマブルロジックコントローラに提供するコンピュータとを含み、
前記機械は、分塊圧延機であって、
圧延材に圧下して圧延する圧延ロールと、
前記圧延材を支持して前記圧延ロールに向けて搬送するローラテーブルと、
前記ローラテーブルに支持された圧延材を前記ローラテーブルの搬送方向とは交差する方向に移動させるマニピュレータと
を含み、
前記手持ちのコントローラを用いて、一人の操作者が、前記圧延ロールの圧下と、前記マニピュレータによる圧延材の移動とを同時に操作することができるように構成された操作装置。
前記コントローラは、平面内で少なくとも８方向を特定することができる方向入力手段をさらに含む請求項１に記載の操作装置。
前記コントローラは、段階的な入力が可能な段階入力手段をさらに含む請求項１又は２に記載の操作装置。
前記手持ちのコントローラは、前記コンピュータに接続可能なＵＳＢコントローラである請求項１から３のいずれか一項に記載の操作装置。
前記プログラマブルロジックコントローラと前記コンピュータとはイーサネットで接続され、前記コンピュータは前記イーサネットを介して前記プログラマブルロジックコントローラに向けて定期的に信号を送信し、前記プログラマブルロジックコントローラは前記信号が途切れると不具合が発生したと判断する請求項１から４のいずれか一項に記載の操作装置。
前記手持ちのコントローラ及び前記コンピュータは、切り替えが可能なように２系統が並列して設けられた請求項１から５のいずれか一項に記載の操作装置。
前記圧延ロールと前記ローラテーブルとの間にあって、前記ローラテーブルによって搬送された圧延材を前記圧延ロールに供給するフィードローラをさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の操作装置。
前記分塊圧延機は、前記圧延ロールの圧下量を表示する圧下量表示盤をさらに含む請求項１から７のいずれか一項に記載の操作装置。
前記プログラマブルロジックコントローラは、前記分塊圧延機の圧延ロール及びマニピュレータをそれぞれ制御する信号を発生し、前記コンピュータは前記手持ちのコントローラから受け取った前記分塊圧延機の圧延ロール及びマニピュレータを操作する信号を変換して前記プログラマブルロジックコントローラに提供する請求項１から８のいずれか一項に記載の操作装置。
前記分塊圧延機は、前記ローラテーブルに支持された圧延材を回転させて圧下向きを変更させる転回装置をさらに含む請求項１から８のいずれか一項に記載の操作装置。
前記プログラマブルロジックコントローラは、前記分塊圧延機の転回装置を制御する信号をさらに発生し、前記コンピュータは前記手持ちのコントローラから受け取った前記分塊圧延機の転回装置を操作する信号をさらに変換して前記プログラマブルロジックコントローラに提供する請求項１０に記載の操作装置。