JP7234997B2 - コイルの位置認識装置及び位置認識方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コイルの位置認識装置及び位置認識方法に関する。
製鉄所では、クレーンでコイルを吊り上げ、空中を移動させた後、地上の所定の場所にコイルを吊り下げるコイルの搬送作業が行われる。例えば冷延鋼板の生産ラインへコイルを供給する際には、搬送台車やペイ台車等の台車によって入側ヤードに搬送されたコイルを、クレーンで吊り上げた後、地上のスキッドへ吊り下げる作業が行われる。
近年、オペレータの省力化ニーズの高まりやクレーン制御装置の高速化に伴い、クレーンの運転を自動化することが求められている。クレーンの運転を自動化するためには、載置されているコイルの位置をクレーンが正確に認識して吊り上げに行くこと、また、クレーンと載置されているコイルとが干渉することを確実に防止する必要がある。
このような背景から、特許文献１，２には、クレーンのコイル位置認識技術が提案されている。具体的には、特許文献１に記載の技術は、クレーン側に設置した三次元非接触センサを用いて目標物の三次元位置を計測する。また、特許文献２に記載の技術は、地上に設置された駆動機構付きのレーザー距離計を用いて光や超音波等を対象物へ照射し、反射された波を受信することにより、対象物の位置を認識する。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、三次元非接触センサを用いた目標物の位置計測装置はクレーン側の機上に設置されているために、メンテナンスや保守の面で手間が掛かる。一方、特許文献２に記載の技術では、レーザー距離計を対象物の高さで走査するための駆動機構が別途必要になるため、調整に手間が掛かり、機器費が高額になりやすい。
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、メンテナンス性及び保守性がよい、駆動機構を用いずにコイルの位置を認識可能なコイルの位置認識装置及び位置認識方法を提供することにある。
本発明に係るコイルの位置認識装置は、地上に設置された、レーザー光の光軸を水平面内で回転走査しながらレーザー光を射出し、レーザー光の反射光を受光することにより、処理対象のコイルの端面までの距離を測定する回転走査式レーザー距離計と、前記回転走査式レーザー距離計によって測定された距離及び測定時のレーザー光の回転角度に関する情報と、処理対象のコイルの幅に関する情報とを用いて、処理対象のコイルの位置座標を算出する制御装置と、を備えることを特徴とする。
本発明に係るコイルの位置認識方法は、地上に設置された、レーザー光の光軸を水平面内で回転走査しながらレーザー光を射出し、レーザー光の反射光を受光することにより、対象物までの距離を測定する回転走査式レーザー距離計を用いて、処理対象のコイルの端面までの距離を測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された距離及び測定時のレーザー光の回転角度に関する情報と、処理対象のコイルの幅に関する情報とを用いて、処理対象のコイルの位置座標を算出する算出ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、メンテナンス性及び保守性がよい、駆動機構を用いずにコイルの位置を認識可能なコイルの位置認識装置及び位置認識方法を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるコイルの位置認識装置について説明する。
〔コイル搬送システム〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるコイルの位置認識装置が適用されるコイル搬送システムの構成について説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるコイルの位置認識装置が適用されるコイル搬送システム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コイルの位置認識装置が適用されるコイル搬送システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるコイルの位置認識装置が適用されるコイル搬送システム１は、台車のスキッド上に載置されているコイルをクレーンにより搬送するシステムであり、回転走査式レーザー距離計２、台車・コイル位置測定制御装置３、及び自動クレーン制御装置４を備えている。
回転走査式レーザー距離計２は、地上に設置され、レーザー光の光軸を水平面内で回転走査しながらレーザー光を射出し、レーザー光の反射光を受光することにより、回転走査式レーザー距離計２からコイルの端面までの距離を測定する。回転走査式レーザー距離計２は、レーザー光の回転角度及び測定された距離を示す電気信号を台車・コイル位置測定制御装置３に出力する。なお、コイルの端面までの距離を正確に測定可能なように、台車における測定対象のコイルの載置位置（スキッド位置）及び幅の情報に基づいて、コイルが存在しない不必要な回転角度における測定結果をマスキング等の処理により除去することが望ましい。また、回転走査式レーザー距離計２の設置位置や回転角度の基準値は精度よく設定することが望ましい。また、回転走査式レーザー距離計２を台車等に載せて測定位置に運んで測定を実施するようにしてもよい。
台車・コイル位置測定制御装置３は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。台車・コイル位置測定制御装置３は、回転走査式レーザー距離計２から出力されたレーザー光の回転角度及び測定された距離を示す電気信号と、自動クレーン制御装置４を介して上位コンピュータ（Ｐ／Ｃ）５から取得した台車の各スキッドに載置されているコイルの幅情報と、を用いて、各コイルの径方向中心位置の座標（Ｘ座標、Ｙ座標）を算出する。そして、台車・コイル位置測定制御装置３は、各コイルの径方向中心位置の座標を示す電気信号を自動クレーン制御装置４に出力する。
具体的には、一般に、コイルＣ１～Ｃ３は、図２に示すようなレールＲ上を走行する台車１１（又はパレット）のスキッド１２ａ～１２ｃ上に載置された状態で間口に運ばれてくる。そこで、台車・コイル位置測定制御装置３は、以下に示すようにして各コイルの径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出する。すなわち、図３に示すコイルＣ１の径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出する場合、台車・コイル位置測定制御装置３は、以下に示す数式（１），（２）を用いてコイルＣ１の径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出する。同様にして、台車・コイル位置測定制御装置３は、コイルＣ２，Ｃ３の径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出する。そして、台車・コイル位置測定制御装置３は、各コイルの径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を示す電気信号を自動クレーン制御装置４に出力する。
ここで、Ｘ０はレーザー距離計１３から台車１１の端部までの距離、Ｘ１は台車１１の端部からスキッド１２ａのスキッド１２ａの中心位置までの距離（固定値）を示す。また、Ｌ１は回転走査式レーザー距離計２からコイルＣ１の端面までの直線距離、αはレーザー光の回転角度、Ｄ１はコイルＣ１の幅を示す。
自動クレーン制御装置４は、各コイルの径方向中心位置の座標に基づいてインバータ６を介してクレーンを駆動するモータ７を制御することにより、コイルを搬送する。
［実施例］
本実施例では、図４に示すようにスキッド１２上にコイルＣ１～Ｃ３を載置し、本発明手法によりコイルＣ１～Ｃ３の位置を認識できるかを検証した。コイルの位置測定の目標精度は、特許文献２に記載の従来のコイル位置認識方法の測定精度である±５０ｍｍに設定した。図５は、位置測定時のレーザー光のイメージを示している。回転走査式レーザー距離計２によりコイルＣ１～Ｃ３の端面（図中太線箇所）までの距離を計測し、台車・コイル位置測定制御装置３でコイルＣ１～Ｃ３の径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出した。本実施例は、オフラインのテストであるため、本来上位コンピュータ５から取得するコイル幅の情報は定数を入れて設定を行った。
本実施例では、図４に示すようにスキッド１２上にコイルＣ１～Ｃ３を載置し、本発明手法によりコイルＣ１～Ｃ３の位置を認識できるかを検証した。コイルの位置測定の目標精度は、特許文献２に記載の従来のコイル位置認識方法の測定精度である±５０ｍｍに設定した。図５は、位置測定時のレーザー光のイメージを示している。回転走査式レーザー距離計２によりコイルＣ１～Ｃ３の端面（図中太線箇所）までの距離を計測し、台車・コイル位置測定制御装置３でコイルＣ１～Ｃ３の径方向中心位置のＸ座標及びＹ座標を算出した。本実施例は、オフラインのテストであるため、本来上位コンピュータ５から取得するコイル幅の情報は定数を入れて設定を行った。
以下に示す表１に距離測定結果を示す。スキッド１２上に３個のコイルＣ１～Ｃ３を載置し、各コイルのＹ座標を算出し、演算値と実測値とを比較した。実測値は、測定基準位置より、手持ち式のレーザー距離計を使用し、各コイルの中心下端面部分までの距離を測定することにより得た。台車・コイル位置測定制御装置３での演算値と手持ちレーザー距離計の実測値とを比較したところ、演算値と実測値の偏差平均は０．６７ｍｍと少なく、従来方法の目標精度である±５０ｍｍを達成していた。このことから、本発明によれば、メンテナンス性及び保守性がよい、駆動機構を用いずにコイルの位置を認識可能なコイルの位置認識装置及び位置認識方法を提供することができ、また、従来方法の目標精度である±５０ｍｍ以内の制度で位置検出できることが確認された。
１ コイル搬送システム
２ 回転走査式レーザー距離計
３ 台車・コイル位置測定制御装置
４ 自動クレーン制御装置
５ 上位コンピュータ（Ｐ／Ｃ）
６ インバータ
７ モータ
１１ 台車
１２，１２ａ～１２ｃ スキッド
１３ レーザー距離計
Ｃ１～Ｃ３ コイル
２ 回転走査式レーザー距離計
３ 台車・コイル位置測定制御装置
４ 自動クレーン制御装置
５ 上位コンピュータ（Ｐ／Ｃ）
６ インバータ
７ モータ
１１ 台車
１２，１２ａ～１２ｃ スキッド
１３ レーザー距離計
Ｃ１～Ｃ３ コイル
Claims (2)
- 地上に設置された、レーザー光の光軸を水平面内で回転走査しながらレーザー光を射出し、レーザー光の反射光を受光することにより、台車のスキッド上に載置されている処理対象のコイルの端面までの距離を測定する回転走査式レーザー距離計と、
前記回転走査式レーザー距離計によって測定された距離及び測定時のレーザー光の回転角度に関する情報と、処理対象のコイルの幅に関する情報とを用いて、処理対象のコイルの位置座標を算出する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記台車における処理対象のコイルの載置位置及び幅の情報に基づいて、コイルが存在しないレーザー光の回転角度における前記距離の測定結果を除去することを特徴とするコイルの位置認識装置。 - 地上に設置された、レーザー光の光軸を水平面内で回転走査しながらレーザー光を射出し、レーザー光の反射光を受光することにより、対象物までの距離を測定する回転走査式レーザー距離計を用いて、台車のスキッド上に載置されている処理対象のコイルの端面までの距離を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定された距離及び測定時のレーザー光の回転角度に関する情報と、処理対象のコイルの幅に関する情報とを用いて、処理対象のコイルの位置座標を算出する算出ステップと、を含み、
前記算出ステップは、前記台車における処理対象のコイルの載置位置及び幅の情報に基づいて、コイルが存在しないレーザー光の回転角度における前記距離の測定結果を除去するステップを含むことを特徴とするコイルの位置認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020073825A JP7234997B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | コイルの位置認識装置及び位置認識方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020073825A JP7234997B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | コイルの位置認識装置及び位置認識方法 |
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| JP2021169361A JP2021169361A (ja) | 2021-10-28 |
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| JP2020073825A Active JP7234997B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | コイルの位置認識装置及び位置認識方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015134684A (ja) | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 五洋建設株式会社 | クレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2841117B2 (ja) * | 1990-09-19 | 1998-12-24 | 日立機電工業株式会社 | コイル位置検出装置 |
| JP3233676B2 (ja) * | 1992-03-30 | 2001-11-26 | 三菱重工業株式会社 | キャリアパレット上のコイル位置検出装置 |
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2020
- 2020-04-17 JP JP2020073825A patent/JP7234997B2/ja active Active
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| JP2015134684A (ja) | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 五洋建設株式会社 | クレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法 |
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| JP2021169361A (ja) | 2021-10-28 |
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