JP7505652B2 - Crop shear cutting control system - Google Patents

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Description

本開示は、クロップシャーの切断制御システムに関する。 The present disclosure relates to a crop shear cutting control system.

クロップシャーは、例えば鉄鋼プラントの熱間圧延ラインに設置され、搬送走行中の被切断材(鋼材)の先端あるいは尾端の形状不良部をクロップ切断するために用いられる。クロップシャーは、電動機のような駆動装置を駆動源とし、変速機を介して上下の切断刃で被切断材を切断するように構成されている。被切断材の歩留まりを向上させるためには、クロップシャーにより被切断材を所望の設定位置で精度良く切断する必要がある。 Crop shears are installed, for example, in hot rolling lines in steel plants, and are used to crop out defective parts at the leading or trailing ends of the material (steel) being cut while it is being transported. Crop shears are driven by a drive device such as an electric motor, and are configured to cut the material with upper and lower cutting blades via a transmission. To improve the yield of the material being cut, it is necessary for the crop shear to cut the material with high precision at the desired set position.

熱間圧延ラインの粗圧延機出側には形状測定装置が設置され、被切断材の先端あるいは尾端の形状が測定される。測定した形状から被切断材の切断位置が設定される。プログラマブルロジックコントローラ(以下、「PLC」と記す)と搬送テーブルに取り付けられたレゾルバ等の速度検出器やクロップシャー出側に取り付けられたメジャーリングロールにより検出された速度を用いて被切断材の移動量を求め、この移動量からトラッキング制御をPLCにて行いクロップシャーの駆動タイミングを演算し、設定された切断位置で切断されるように構成されている。A shape measuring device is installed at the exit of the roughing mill in the hot rolling line, and the shape of the leading or trailing end of the material to be cut is measured. The cutting position of the material to be cut is set from the measured shape. The movement amount of the material to be cut is calculated using a programmable logic controller (hereinafter referred to as "PLC") and a speed detector such as a resolver attached to the conveying table, and the speed detected by a measuring roll attached to the exit of the crop shear, and tracking control is performed from this movement amount by the PLC to calculate the drive timing of the crop shear so that the material is cut at the set cutting position.

例えば、下記特許文献1に開示された制御装置によりクロップシャーを制御するときは、被切断材検出器により被切断材を検出した後に、クロップシャーを起動するタイミングを演算する。この演算では、クロップシャー及び被切断材の加速率が一定であるものとして、被切断材の検出時点の速度と、被切断材の現在位置とに基づいて、クロップシャーの起動タイミングを算出する。以下、クロップシャーの起動タイミングの演算方法について説明する。For example, when controlling a crop shear using the control device disclosed in Patent Document 1 below, the timing to start the crop shear is calculated after the workpiece detector detects the workpiece. In this calculation, the acceleration rates of the crop shear and the workpiece are assumed to be constant, and the start timing of the crop shear is calculated based on the speed of the workpiece at the time of detection and the current position of the workpiece. The method for calculating the start timing of the crop shear is described below.

先ず、クロップシャーの起動タイミングを生成するための距離LCUTは、下式(1)のように表される。下式(1)中、LMSは、被切断材検出器からクロップシャーの中心までの距離(設備上の絶対距離=一定値)であり、LSETは、被切断材の切断長さ(設定値)であり、Lは、クロップシャーが起動してから切断が実行されるまでに被切断材が進む距離である。
[式1]
CUT=LMS-LSET-L・・・(1)
First, the distance L CUT for generating the start timing of the crop shear is expressed by the following formula (1): In the following formula (1), L MS is the distance from the workpiece detector to the center of the crop shear (absolute distance on the equipment = constant value), L SET is the cutting length of the workpiece (set value), and L S is the distance that the workpiece travels from when the crop shear is started until cutting is performed.
[Formula 1]
L CUT = L MS - L SET - L S ... (1)

上式(1)中のLMS及びLSETは固定値である。このため、Lに誤差が含まれていなければ、設定した切断位置通りに被切断材を切断することができる。しかし、Lは、下式(2)の通り速度の関数を含んでいる。下式(2)中、Lは、クロップシャーが起動してから切断するまでに回転する距離(一定)であり、Vは、被切断材の移動量(設定値)であり、Kは、リード率(設定値)であり、αは、クロップシャーの加速度(一定)である。Vは、材料速度に相当する。材料速度Vが一定であればLの誤差が小さいが、材料速度Vが変動するとLの誤差が大きくなる。
[式2]

Figure 0007505652000001
In the above formula (1), L MS and L SET are fixed values. Therefore, if L S does not include an error, the workpiece can be cut exactly at the set cutting position. However, L S includes a function of speed as shown in the following formula (2). In the following formula (2), L c is the distance (constant) that the crop shear rotates from when it starts to when it cuts, V is the movement amount (set value) of the workpiece, K is the lead rate (set value), and α is the acceleration (constant) of the crop shear. V corresponds to the material speed. If the material speed V is constant, the error of L s is small, but if the material speed V fluctuates, the error of L s becomes large.
[Formula 2]
Figure 0007505652000001

材料速度Vの変動分を補正するために、クロップシャー起動後のクロップシャー周速度と材料速度を比較し、クロップシャーの速度基準に速度補正を行う切断点追跡制御がある。クロップシャーが起動し、切断刃が切断を開始するまでの時間tは、下式(3)のように表される。下式(3)中、lは、クロップシャー切断刃の下死点までの距離(弧長)であり、ΔLは、クロップシャー切断開始点から下死点までの距離(弧長)であり、Vは、クロップシャー切断速度である。クロップシャー切断速度Vは、後述する速度基準に対応する。
[式3]
=(l-ΔL)/V=(l-ΔL)/K・V・・・(3)
In order to correct the fluctuation of the material speed V, there is a cutting point tracking control that compares the crop shear peripheral speed and the material speed after the crop shear is started, and performs speed correction based on the crop shear speed standard. The time ts from when the crop shear is started until the cutting blade starts cutting is expressed by the following formula (3). In the following formula (3), ls is the distance (arc length) to the bottom dead center of the crop shear cutting blade, ΔLs is the distance (arc length) from the crop shear cutting start point to the bottom dead center, and Vb is the crop shear cutting speed. The crop shear cutting speed Vb corresponds to the speed standard described later.
[Formula 3]
ts = ( ls - ΔLs ) / Vb = ( ls - ΔLs ) / K · V ... (3)

一方、同一時刻における材料の被切断点が切断開始点に達するまでに要する時間tは、下式(4)のように表される。下式(4)中、lは、被切断材被切断点が下死点に達するまでの距離であり、lは、被切断材被切断点の切断開始点から下死点までの距離である。
[式4]
=(l-l)/V・・・(4)
On the other hand, the time tb required for the cut point of the material to reach the cut start point at the same time is expressed as the following formula (4): In the following formula (4), lb is the distance until the cut point of the material to be cut reaches the bottom dead point, and lc is the distance from the cut start point of the material to the bottom dead point.
[Formula 4]
t b =( l b - l c ) / V (4)

は、下式(5)のように表される。下式(5)中、LCUTは、切断トラッキング開始からカット開始位置までの距離であり、LTRKは、クロップシャー起動後におけるカット切断点位置までの距離である。
[式5]
=LMS-LCUT-LTRK・・・(5)
Ib is expressed as in the following formula (5): In the following formula (5), L CUT is the distance from the start of cut tracking to the cut start position, and L TRK is the distance to the cut point position after the crop shear is started.
[Formula 5]
l b = L MS - L CUT - L TRK (5)

上式(3)と上式(4)が等しくなるように、即ち、t=tとなるように制御すれば良く、これにより下式(6)が得られる。
[式6]
(l-ΔL)/K-(l-l)=0・・・(6)
It is only necessary to perform control so that the above formula (3) and the above formula (4) are equal, that is, so that t s =t b , thereby obtaining the following formula (6).
[Formula 6]
(l s -ΔL s )/K-(l b -l c )=0 (6)

上式(6)より、材料の移動量に対し切断刃の移動量が常に一定の関係になるように切断刃速度を制御すれば良い。 From the above equation (6), the cutting blade speed can be controlled so that the amount of cutting blade movement always maintains a constant relationship with the amount of material movement.

以上の制御による切断刃速度の補正量vは、下式(7)のように表される。下式(7)中、kは、位置制御ゲイン(=Δc/3)である。
[式7]
v=k{(l-ΔL)/K-(l-l)}
=k{(l-ΔL)/K-(LMS-LCUT-LTRK-l)}・・・(7)
The amount of correction v of the cutting blade speed by the above control is expressed by the following formula (7): In the following formula (7), k s is a position control gain (=Δc/3).
[Formula 7]
v = k s {(l s - ΔL s )/K - (l b -l c )}
= k s {( l s - ΔL s ) / K - ( L MS - L CUT - L TRK - l c ) } ... (7)

また、下記特許文献2には、歩留まり向上させるために、被切断材の切断長さLSETを形状検出器によって測定することで、設定された切断点での切断精度を向上させる方法が開示されている。 Furthermore, the following Patent Document 2 discloses a method for improving the cutting accuracy at a set cutting point by measuring the cutting length L SET of the workpiece with a shape detector in order to improve the yield.

日本特開2012-66313号公報Japanese Patent Publication No. 2012-66313 日本特開2012-170997号公報Japanese Patent Publication No. 2012-170997

しかしながら、レゾルバやメジャーリングロールのような速度検出器を用いても、実際には被切断材の速度変動が生じ、その結果として、各速度検出器を使用してのトラッキングに誤差が存在することになり、設定された切断点での切断精度に誤差が発生してしまう。このような速度変動は、仕上圧延機の圧下率変動、被切断材の表面の凹凸(平坦でないこと)、速度検出器における被切断材の滑りなどに起因する。しかも、切断トラッキング開始以降、被切断材の実際の位置を検出し補正する仕組みがないため、各速度検出器で検出した被切断材の速度を使用してトラッキング制御を行わざるを得ない。However, even when speed detectors such as resolvers and measuring rolls are used, the speed of the workpiece fluctuates in reality, which results in errors in tracking using each speed detector, causing errors in the cutting accuracy at the set cutting point. Such speed fluctuations are caused by fluctuations in the reduction rate of the finishing rolling mill, unevenness (non-flatness) of the surface of the workpiece, and slippage of the workpiece on the speed detector. Furthermore, since there is no mechanism for detecting and correcting the actual position of the workpiece after cutting tracking begins, tracking control must be performed using the speed of the workpiece detected by each speed detector.

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被切断材の速度変動が生じたとしても、設定された切断点での被切断材の切断誤差を可及的に抑制することが可能なクロップシャーの切断制御システムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and aims to provide a cutting control system for a crop shear that is capable of minimizing cutting errors of the workpiece at a set cutting point, even if speed fluctuations occur in the workpiece.

第1の観点は、熱間圧延ラインを搬送走行中の被切断材を切断するクロップシャーの切断制御システムに関連する。切断制御システムは、クロップシャーの入側に配置され、搬送走行中の被切断材の画像を検出する画像検出器を備える。画像検出器により検出された画像データから被切断材の先端位置あるいは尾端位置及び移動量を求め、求めた被切断材の先端位置あるいは尾端位置及び移動量に基づいてクロップシャーの切断刃の駆動速度を補正する。 The first aspect relates to a cutting control system for a crop shear that cuts the material being cut while it is being transported along a hot rolling line. The cutting control system is disposed on the entry side of the crop shear and is equipped with an image detector that detects an image of the material being cut while it is being transported. The leading or trailing end position and amount of movement of the material being cut are obtained from image data detected by the image detector, and the drive speed of the cutting blade of the crop shear is corrected based on the obtained leading or trailing end position and amount of movement of the material being cut.

第2の観点は、第1の観点に加えて、次の特徴を更に有する。切断制御システムは、被切断材の速度を検出する速度検出器を更に備える。速度検出器で検出された速度から切断刃の速度基準を算出し、被切断材の先端位置あるいは尾端位置及び移動量を用いて速度基準を補正する。 The second aspect has the following features in addition to those of the first aspect. The cutting control system further includes a speed detector that detects the speed of the material to be cut. A speed reference for the cutting blade is calculated from the speed detected by the speed detector, and the speed reference is corrected using the leading or trailing end position and the amount of movement of the material to be cut.

第3の観点は、第1または第2の観点に加えて、次の特徴を更に有する。切断制御システムは、クロップシャーを起動した後に、移動量をクロップシャーの弧長移動量と比較して補正を行うように構成される。The third aspect has the following features in addition to the first or second aspect: After starting the crop shear, the cutting control system is configured to compare the movement amount with the arc length movement amount of the crop shear to perform correction.

第4の観点は、第2の観点に加えて、次の特徴を更に有する。切断制御システムは、画像検出器からの画像データの伝送遅れを考慮して補正を行うように構成される。The fourth aspect has the following features in addition to the second aspect: The cutting control system is configured to perform correction taking into account a transmission delay of image data from the image detector.

本開示によれば、各速度検出器で検出された被切断材の速度ではなく、画像検出器で検出された被切断材の画像データから求めた被切断材の位置及び移動量に基づいてクロップシャーの切断刃の駆動速度を補正するように構成した。これにより、被切断材の速度変動が生じたとしても、設定された切断点での被切断材の切断誤差を可及的に抑制することが可能である。According to the present disclosure, the drive speed of the cutting blade of the crop shear is corrected based on the position and movement amount of the workpiece determined from the image data of the workpiece detected by the image detector, rather than the speed of the workpiece detected by each speed detector. This makes it possible to minimize cutting errors of the workpiece at the set cutting point, even if the speed of the workpiece fluctuates.

実施の形態によるクロップシャーの切断制御システムを備える熱間圧延ラインの構成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a hot rolling line equipped with a cutting control system for a crop shear according to an embodiment. 画像識別装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image identification device. 切断制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a cutting control device. クロップシャーの切断刃速度の補正について説明するための図である。13 is a diagram for explaining correction of a cutting blade speed of a crop shear. FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that elements common to each drawing will be given the same reference numerals and duplicate explanations will be omitted.

図1は、実施の形態によるクロップシャーの切断制御システムを備える熱間圧延ラインの構成を説明するための図である。 Figure 1 is a diagram illustrating the configuration of a hot rolling line equipped with a crop shear cutting control system according to an embodiment.

熱間圧延ラインLには、粗圧延機1と仕上圧延機2が設置されている。以下の説明では、粗圧延機1を上流側、仕上圧延機2を下流側とする。粗圧延機1と仕上圧延機2の間には、被切断材Mである鋼材(圧延材)を搬送し、図示省略するレゾルバ等の速度検出器が付設された搬送テーブル3が設置されている。熱間圧延ラインLには、搬送テーブル3上を搬送走行中の被切断材Mの先端あるいは尾端をクロップ切断可能なクロップシャー4が更に配置されている。クロップシャー4は、クロップシャー駆動装置40により駆動される。本実施の形態では、被切断材Mの先端を切断する場合を例に説明する。 The hot rolling line L is equipped with a roughing mill 1 and a finishing mill 2. In the following description, the roughing mill 1 is the upstream side, and the finishing mill 2 is the downstream side. Between the roughing mill 1 and the finishing mill 2, a conveying table 3 is installed, which conveys the steel material (rolled material) to be cut M and is equipped with a speed detector such as a resolver (not shown). The hot rolling line L is further equipped with a crop shear 4 capable of cropping the leading or trailing end of the material M to be cut while being conveyed and traveling on the conveying table 3. The crop shear 4 is driven by a crop shear drive device 40. In this embodiment, the case of cutting the leading end of the material M to be cut will be described as an example.

粗圧延機1の出側には、被切断材Mの形状を測定可能な形状検出器5が設置されている。形状検出器5の下流側には、被切断材Mの先端の通過を検出可能な被切断材検出器としての鋼材端検出器6が設置されている。クロップシャー4の下流側、且つ、仕上圧延機2の入側には、被切断材Mの尾端速度を検出可能なメジャーリングロール7が設置されている。A shape detector 5 capable of measuring the shape of the material M to be cut is installed at the exit side of the roughing mill 1. A steel end detector 6 is installed downstream of the shape detector 5 as a material to be cut detector capable of detecting the passage of the leading end of the material M to be cut. A measuring roll 7 capable of detecting the tail end speed of the material M to be cut is installed downstream of the crop shear 4 and at the entry side of the finishing mill 2.

熱間圧延ラインLには、本実施の形態による切断制御システムが設けられている。切断制御システムは、被切断材Mの画像を検出する画像検出器8と、画像識別装置80と、切断制御装置10を有する。The hot rolling line L is provided with a cutting control system according to this embodiment. The cutting control system has an image detector 8 that detects an image of the workpiece M, an image identification device 80, and a cutting control device 10.

画像検出器8は、鋼材端検出器の下流側、且つ、クロップシャー4の入側に設定される例えばCCDカメラである。画像検出器8は、画像識別装置80に接続されている。 The image detector 8 is, for example, a CCD camera that is set downstream of the steel material end detector 6 and at the inlet side of the crop shear 4. The image detector 8 is connected to an image identification device 80.

図2は、画像識別装置80の構成の一例を示す図である。画像識別装置80は、画像入力部81と、設備長入力部82と、ピクセル・長さ変換部83と、材料位置検出部84と、材料速度検出部85を備える。 Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of the image recognition device 80. The image recognition device 80 includes an image input unit 81, an equipment length input unit 82, a pixel-to-length conversion unit 83, a material position detection unit 84, and a material speed detection unit 85.

画像入力部81は、画像検出器8の画像データ(画像情報)をリアルタイムで取り込み、材料位置検出部84に出力する。設備長入力部82は、予め設定した画像エリアの長さ情報を取り込み、ピクセル・長さ変換部83に出力する。ピクセル・長さ変換部83は、画像1ピクセル当たりの長さを導き出し、材料位置検出部84に出力する。材料位置検出部84は、画像入力部81から入力される画像データから被切断材Mの先端を検出し、検出した被切断材Mの先端をトラッキング情報として切断点追跡制御部17及び材料速度検出部85に出力する。材料速度検出部85は、被切断材Mの先端と、画像1ピクセル当たりの長さとから、被切断材Mの移動量を演算する。即ち、画像データのフレームレート(1秒当たりのコマ数)と、被切断材Mの端部の位置の1フレーム当たりの移動量とから、被切断材Mの実際の移動量(速度)が求められる。材料速度検出部85は、求めた被切断材Mの移動量をトラッキング情報として後述の切断点追跡制御部17に出力する。The image input unit 81 takes in image data (image information) from the image detector 8 in real time and outputs it to the material position detection unit 84. The equipment length input unit 82 takes in length information of a preset image area and outputs it to the pixel-to-length conversion unit 83. The pixel-to-length conversion unit 83 derives the length per pixel of the image and outputs it to the material position detection unit 84. The material position detection unit 84 detects the tip of the workpiece M from the image data input from the image input unit 81, and outputs the detected tip of the workpiece M to the cutting point tracking control unit 17 and the material speed detection unit 85 as tracking information. The material speed detection unit 85 calculates the movement amount of the workpiece M from the tip of the workpiece M and the length per pixel of the image. That is, the actual movement amount (speed) of the workpiece M is obtained from the frame rate (number of frames per second) of the image data and the movement amount per frame of the end position of the workpiece M. The material speed detection unit 85 outputs the calculated movement amount of the workpiece M to the cutting point tracking control unit 17 described later as tracking information.

切断制御装置10は、切断点設定部11と、先端速度検出部12と、尾端速度検出部13と、クロップシャー演算タイミング発生部14と、クロップシャー起動演算部15と、クロップシャー駆動制御部16と、切断点追跡制御部17を備える。 The cutting control device 10 comprises a cut point setting unit 11, a leading edge speed detection unit 12, a tail edge speed detection unit 13, a crop shear calculation timing generation unit 14, a crop shear start calculation unit 15, a crop shear drive control unit 16, and a cut point tracking control unit 17.

切断点設定部11は、形状検出器5により測定された被切断材Mの形状から切断点(切断位置)を設定する。先端速度検出部12は、搬送テーブル3に接続され、被切断材Mの先端速度を検出する。尾端速度検出部13は、メジャーリングロール7に接続され、被切断材Mの尾端速度を検出する。クロップシャー演算タイミング発生部14は、鋼材端検出器6による被切断材Mの先端(または尾端)の検出を入力とし、クロップシャー4の演算タイミングを発生する。クロップシャー起動演算部15は、クロップシャーの演算タイミングが入力されると、被切断材Mの切断点並びに被切断材Mの先端速度及び尾端速度からクロップシャー4の起動タイミングを演算する。クロップシャー駆動制御部16は、演算結果である起動タイミングに到達すると、被切断材Mの先端速度あるいは尾端速度に応じた速度基準を演算する。切断点追跡制御部17は、画像識別装置80から入力された被切断材Mの位置情報、即ち、被切断材Mの端部及び移動量から、クロップシャー4の速度補正量を演算し、演算した速度補正量をクロップシャー駆動制御部16に出力する。クロップシャー駆動制御部16は、演算した速度基準に、切断点追跡制御部17から入力された速度補正量を足しこみ、クロップシャー駆動装置40を駆動する。The cutting point setting unit 11 sets the cutting point (cutting position) from the shape of the workpiece M measured by the shape detector 5. The leading edge speed detection unit 12 is connected to the conveying table 3 and detects the leading edge speed of the workpiece M. The tail edge speed detection unit 13 is connected to the measuring roll 7 and detects the tail edge speed of the workpiece M. The crop shear calculation timing generation unit 14 receives the detection of the leading edge (or tail edge) of the workpiece M by the steel end detector 6 as input and generates the calculation timing of the crop shear 4. When the crop shear calculation timing is input, the crop shear start calculation unit 15 calculates the start timing of the crop shear 4 from the cutting point of the workpiece M and the leading edge speed and tail edge speed of the workpiece M. When the start timing, which is the calculation result, is reached, the crop shear drive control unit 16 calculates a speed reference according to the leading edge speed or tail edge speed of the workpiece M. The cutting point tracking control unit 17 calculates a speed correction amount for the crop shear 4 from the position information of the workpiece M input from the image identification device 80, i.e., the end and movement amount of the workpiece M, and outputs the calculated speed correction amount to the crop shear drive control unit 16. The crop shear drive control unit 16 adds the speed correction amount input from the cutting point tracking control unit 17 to the calculated speed reference, and drives the crop shear drive device 40.

ここで、画像データはデジタルデータであることから伝送遅れは生じるが、定周期処理であるため、遅れ時間からの速度誤差は求めることができる。切断点追跡制御部17は、この速度誤差分を速度補正量に加味することができる。Here, since the image data is digital data, a transmission delay occurs, but since it is a periodic process, the speed error from the delay time can be obtained. The break point tracking control unit 17 can add this speed error to the speed correction amount.

切断制御装置10の具体的構造に限定はないが、一例として次のようなものであってもよい。図3は、切断制御装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。切断制御装置10の機能は、図3に示す処理回路により実現することができる。同様に、画像識別装置80の機能も、図3に示す処理回路により実現することができる。この処理回路は、専用ハードウェア10aであってもよい。この処理回路は、プロセッサ10b及びメモリ10cを備えていてもよい。この処理回路は、一部が専用ハードウェア10aとして形成され、更にプロセッサ10b及びメモリ10cを備えていてもよい。図3の例は、処理回路の一部が専用ハードウェア10aとして形成されるとともに、処理回路がプロセッサ10b及びメモリ10cをも備えている。 There is no limitation on the specific structure of the cutting control device 10, but an example may be as follows. Figure 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the cutting control device 10. The functions of the cutting control device 10 can be realized by the processing circuit shown in Figure 3. Similarly, the functions of the image identification device 80 can be realized by the processing circuit shown in Figure 3. This processing circuit may be dedicated hardware 10a. This processing circuit may include a processor 10b and a memory 10c. This processing circuit may be partially formed as dedicated hardware 10a, and further include a processor 10b and a memory 10c. In the example of Figure 3, a part of the processing circuit is formed as dedicated hardware 10a, and the processing circuit also includes a processor 10b and a memory 10c.

処理回路の少なくとも一部が、少なくとも1つの専用ハードウェア10aであってもよい。この場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、又はこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路が、少なくとも1つのプロセッサ10b及び少なくとも1つのメモリ10cを備えてもよい。この場合、切断制御装置10の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ10cに格納される。プロセッサ10bは、メモリ10cに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。プロセッサ10bは、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSPとも呼ばれる。メモリ10cは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ等が該当する。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、切断制御装置10の各機能を実現することができる。
At least a part of the processing circuit may be at least one dedicated hardware 10a. In this case, the processing circuit may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof. The processing circuit may include at least one processor 10b and at least one memory 10c. In this case, each function of the cutting control device 10 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. The software and firmware are written as a program and stored in the memory 10c. The processor 10b realizes the functions of each part by reading and executing the program stored in the memory 10c. The processor 10b is also called a CPU (Central Processing Unit), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP. The memory 10c may be, for example, a non-volatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, or an EEPROM . In this manner, the processing circuitry can realize each function of the cutting control device 10 by hardware, software, firmware, or a combination thereof.

図4は、クロップシャー4の切断刃速度の補正について説明するための模式図である。図4では、姿勢の異なるクロップシャー4a,4b,4cが示されている。4aは、起動点P1でのクロップシャーを示し、4bは、切断開始点P2でのクロップシャーを示し、4cは、下死点P3でのクロップシャーを示している。 Figure 4 is a schematic diagram for explaining the correction of the cutting blade speed of the crop shear 4. In Figure 4, crop shears 4a, 4b, and 4c with different postures are shown. 4a shows the crop shear at the starting point P1, 4b shows the crop shear at the cutting start point P2, and 4c shows the crop shear at the bottom dead center P3.

図4に示すように、被切断材Mの切断する先端部分(ハッチングを付した部分)の長さ(設定値)をLSET、材料速度をV、鋼材端検出器6からクロップシャー4の中心までの距離(設備上の絶対距離=一定値)をLMSとすると、クロップシャー4の起動タイミングを生成する距離LCUTは、下式(8)のように表される。
[式8]
CUT=LMS-LSET-L・・・(8)
As shown in FIG. 4, if the length (set value) of the tip portion (hatched portion) of the workpiece M to be cut is LSET , the material speed is V, and the distance from the steel end detector 6 to the center of the crop shear 4 (absolute distance on the equipment = constant value) is LMS , then the distance LCUT that generates the start timing of the crop shear 4 is expressed by the following equation (8).
[Formula 8]
L CUT = L MS - L SET - L s ... (8)

ここで、上式(8)中、Lは、クロップシャー4aが起動してからクロップシャー4bによる切断が実行されるまでに被切断材Mが進む距離である。鋼材端検出器6から距離LCUTだけ離れた位置P1に被切断材Mの切断点が到着すると、クロップシャー4aを起動する。即ち、P1は、クロップシャー起動点である。その後、被切断材Mの切断点のクロップシャー起動点P1からの距離LTRKをトラッキングする。LTRKのトラッキングは、クロップシャー起動点P1からクロップシャー4bの切断開始点P2まで行われる。言い換えると、画像データから求められた被切断材Mの移動量は、クロップシャー4の弧長lと比較される。 Here, in the above formula (8), L_S is the distance that the workpiece M travels from when the crop shear 4a is started until cutting is performed by the crop shear 4b. When the cutting point of the workpiece M arrives at position P1, a distance L_CUT away from the steel end detector 6, the crop shear 4a is started. In other words, P1 is the crop shear start point. Thereafter, the distance L_TRK of the cutting point of the workpiece M from the crop shear start point P1 is tracked. Tracking of L_TRK is performed from the crop shear start point P1 to the cutting start point P2 of the crop shear 4b. In other words, the movement amount of the workpiece M calculated from the image data is compared with the arc length L_s of the crop shear 4.

前述の式(7)のとおり、切断点追跡制御部17によるクロップシャー4の切断刃速度の補正量vは、下式(9)で求めることができる。下式(9)中、ΔLは、クロップシャー4bの切断開始点P2からクロップシャー4cの下死点P3までのクロップシャー4の弧長移動量である。
[式9]
v=k{(l-ΔL)/K-(LMS-LCUT-LTRK-l)}・・・(9)
As in the above-mentioned formula (7), the correction amount v of the cutting blade speed of the crop shear 4 by the cutting point tracking control unit 17 can be obtained by the following formula (9): In the following formula (9), ΔL S is the arc length movement amount of the crop shear 4 from the cutting start point P2 of the crop shear 4b to the bottom dead point P3 of the crop shear 4c.
[Formula 9]
v = k s {(l s - ΔL s ) / K - (L MS - L CUT - L TRK - l c )} (9)

本実施の形態では、上式(9)のLTRKに、画像識別装置80の材料位置検出部84及び材料速度検出部85の出力信号が入力される。そして、上式(9)で求められた補正量vがクロップシャー駆動制御部16に出力される。これにより、被切断材Mの速度Vが変動したとしても、実際の被切断材Mの位置がトラッキングされる。これにより、切断制御装置10によるトラッキング制御の誤差を可及的抑制することができる。 In this embodiment, the output signals of the material position detection unit 84 and the material speed detection unit 85 of the image identification device 80 are input to L TRK in the above equation (9). Then, the correction amount v calculated in the above equation (9) is output to the crop shear drive control unit 16. As a result, even if the speed V of the workpiece M varies, the actual position of the workpiece M is tracked. This makes it possible to suppress errors in the tracking control by the cutting control device 10 as much as possible.

以上説明したように、本実施の形態によれば、鋼材端検出器6の下流側に設けられた画像検出器8の画像データから被切断材Mの位置及び実速度を求め、求めた位置及び実速度からクロップシャー4の切断刃の速度の補正量vを求めることで、設定された切断点での被切断材の切断誤差を可及的に抑制することができる。 As described above, according to this embodiment, the position and actual speed of the workpiece M are obtained from the image data of the image detector 8 provided downstream of the steel end detector 6, and a correction amount v for the speed of the cutting blade of the crop shear 4 is obtained from the obtained position and actual speed, thereby minimizing cutting errors of the workpiece M at the set cutting point.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記実施の形態では、被切断材Mの先端を切断する場合を例に説明したが、被切断材Mの尾端を切断する場合にも適用することができる。上述した実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、上述した実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention. In the above embodiment, the case of cutting the tip of the material M to be cut is described as an example, but it can also be applied to the case of cutting the tail end of the material M to be cut. When the number, quantity, amount, range, etc. of each element is mentioned in the above embodiment, the present invention is not limited to the mentioned number, unless it is specifically stated or clearly specified in principle. In addition, the structure etc. described in the above embodiment is not necessarily essential to the present invention, except when it is specifically stated or clearly specified in principle.

L…熱間圧延ライン、M…被切断材、3…搬送テーブル(速度検出器)、4…クロップシャー、7…メジャーリングロール(速度検出器)、8…画像検出器 L...hot rolling line, M...material to be cut, 3...conveyor table (speed detector), 4...crop shear, 7...measuring roll (speed detector), 8...image detector

Claims (4)

熱間圧延ラインを搬送走行中の被切断材を切断するクロップシャーの切断制御システムにおいて、
前記クロップシャーの入側に配置され、搬送走行中の前記被切断材の画像を検出する画像検出器を備え、
前記画像検出器により検出された画像データから前記被切断材の先端位置あるいは尾端位置及び移動量を求め、求めた前記被切断材の前記先端位置あるいは前記尾端位置及び前記移動量に基づいて前記クロップシャーの切断刃の駆動速度を補正するように構成されるクロップシャーの切断制御システム。
In a cutting control system for a crop shear that cuts materials traveling on a hot rolling line,
An image detector is provided at the inlet side of the crop shear to detect an image of the workpiece during transport,
A cutting control system for a crop shear configured to determine the leading end position or tail end position and amount of movement of the material to be cut from image data detected by the image detector, and to correct the drive speed of the cutting blade of the crop shear based on the determined leading end position or tail end position and amount of movement of the material to be cut.
前記被切断材の速度を検出する速度検出器を更に備え、前記速度検出器で検出された速度から前記切断刃の速度基準を算出し、前記被切断材の前記先端位置あるいは前記尾端位置及び前記速度を用いて前記速度基準を補正するように構成される請求項1に記載のクロップシャーの切断制御システム。 The crop shear cutting control system of claim 1 further comprises a speed detector that detects the speed of the material to be cut, and is configured to calculate a speed reference for the cutting blade from the speed detected by the speed detector, and to correct the speed reference using the leading end position or the trailing end position and the speed of the material to be cut. 前記クロップシャーを起動した後に、前記移動量を前記クロップシャーの弧長移動量と比較して前記補正を行うように構成される請求項1または請求項2に記載のクロップシャーの切断制御システム。 The crop shear cutting control system of claim 1 or claim 2 is configured to compare the movement amount with the arc length movement amount of the crop shear and perform the correction after starting the crop shear. 前記画像検出器からの前記画像データの伝送遅れを考慮して前記補正を行うように構成される請求項2に記載のクロップシャーの切断制御システム。 The crop shear cutting control system of claim 2, configured to perform the correction taking into account a transmission delay of the image data from the image detector.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014219356A (en) 2013-05-10 2014-11-20 Jfeスチール株式会社 Apparatus for determining cut length for flying shear, and method of determining steel plate cut length of flying shear
JP2017159412A (en) 2016-03-10 2017-09-14 Jfeスチール株式会社 Crop shear cutting control method and crop shear cutting control device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08257831A (en) * 1995-03-27 1996-10-08 Nisshin Steel Co Ltd Control method of crop shear

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014219356A (en) 2013-05-10 2014-11-20 Jfeスチール株式会社 Apparatus for determining cut length for flying shear, and method of determining steel plate cut length of flying shear
JP2017159412A (en) 2016-03-10 2017-09-14 Jfeスチール株式会社 Crop shear cutting control method and crop shear cutting control device
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