JPH01301012A - 棒材端末検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は棒材をその長手方向に移動して切断装置に導び
き該棒材を先端から次々と定寸に切断してゆく装置にお
いてその棒材の後端の移動を確実。

正確に検出しようとする装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に数メートルないし拍数メートルの棒鋼（以下棒材
という）を一直線状に複数本位べて例えば誘導加熱炉に
通し所定温度に加熱した後、これを定寸切断装置に導び
き一定長に切断してこれを次々と鍛造機に供給する過程
では棒材の継目が必ずしも定期的に切断位置に来るとは
限らない。

このため従来から継目が鍛造製品に入るのを防ぐため棒
材の後端をビームセンサにより検出し棒材の後端部分お
よび先端部分を除外することにより継目が製品化される
のを防ぐようにしている。そこでビームセンサが棒材の
後端の通過を検知してから該棒材の後端が切断個所に位
置するまでのフィードローラの必要な回転数を演算する
ことによってその後端の移動を知り得るようにすること
が考えられるが、フィードローラが例えば摩耗してフィ
ードローラの回転数と棒材の実移動量との関係が変わっ
て来たようなとき或いは材質によりフィードローラと棒
材との間で作用する摩擦力が変わったようなときに正確
にはその位置が把握できなくなるおそれがあった。

また、従来のような単一のビームセンサにより棒材の後
端の通過を検出するものでは、その後端すなわち継目が
カッタとストッパ間にてそのどちら寄りにあるのか知る
ことができない。ところが棒材の先端部や後端部は成る
範囲変形していることがあり、従って継目に近いものも
継目の影響を受けることがあったが、従来ではその継目
の位置を正確に把握することができなかったため上記選
定を適格にすることが出来なかった。

さらには単一のビームセンサによる棒材後端の検出では
そのビーム中にちょうど棒材後端が停止することがある
と該センサのオン・オフ作動が不定になり検出ミスをお
こすおそれがあった。

［発明の目的］ 本発明は上記欠点を解消し棒材の継目の移動を確実、正
確に検出し得るようにしようとするものである。

［目的を達成するための手段］ 本発明の棒材端末検出装置は上記目的を達成するため、
一直線状に並べられた複数本の棒材をフィードローラに
より移送し、該棒材の先端をストッパに突き当てるべく
該フィードローラを過回転させた後、カッタを作動させ
て該棒材の先端から一定長を次々と切断して定寸切断品
を製作する棒材切断装置において、フィードローラによ
り移送される棒材の移動径路中に該棒材の後端の通過を
ビームセンサにより検出する第１検出地点と第２検出地
点とをその間に少なくとも該棒材の許容最大切断長より
も長い距離ｄ０を離して配設しフィードローラにはその
回転に従いパルスを出すパルスゼネレータを設けると共
にそのパルスを計数するカウンタを設け、棒材を１切断
長分移送させるためフィードローラが回転を始めてから
停止するまでの間にパルスゼネレータが出すパルス数γ
と、棒材の後端が第１検出地点を通過してから切断のた
めにフィードローラが最初に停止するまでにパルスゼネ
レータが出すパルス数α′と、棒材の後端が両検出地点
を通過する間に停止する該棒材の停止回数ｎと、棒材の
後端が両検出地点間で最後に停止してから第２検出地点
を通過するまでの間にパルスゼネレータが出すパルス数
βとを夫々検出し、これらのパルス数および停止回数を
基として、棒材の後端が第２検出地点を通過してから該
棒材の後端がストッパとカッタ間に至るまでの切断回数
を次式の演算結果の整数ｍより求め、ストッパとカッタ
間における棒材の後端の偏位を次式の演算結果の端数Ｑ
より求めることにより、各切断品の継目の有無およびそ
の継目の偏位を判別し得るようにしたことを特徴とする
棒材切断装置における棒材端末検出装置。

＝ｍ＋Ｑ ただし上式のｄ２は第２検出地点とカッタとの間の距離
である。またＣは棒材の切断長に対するフィードローラ
の過回転の割合で、切断長の設定時にその切断長に対し
一定の割合を所要過回転量として見込んで上式に算入す
る。

［作用］ ２つの検出地点を棒材の後端が実際に移動するときにカ
ウントされるパルス数を基に該棒材の後端がカッタ、ス
トッパ間に至るときを演算により求めるので、その演算
された結果は常に正確に該棒材の後端の位置を把握でき
るものとなる。従って作動不良のおそれは殆んどなくな
り、検出結果に対する信頼性が格段に向上する。

［実施例］ 第１図に示した実施例は請求項１に記載の発明に対応す
るもので以下この実施例を説明する。

第１図において、ｌは棒材、２は該棒材の後端に一直線
状に並べられた次の棒材、３は先行する棒材１の先端が
当たっているストッパ、４はフィードローラ、５は該フ
ィードローラ４とストッパ３間に設けられたカッタであ
る。フィードローラ４はモータ暉動により矢印の方向に
回転動し、その回転に従いパルスを出すパルスゼネレー
タＰＧがこれに設けられ、６はこのパルスゼネレータＰ
Ｇで発生したパルスを計数するカウンタである。

フィードローラ４が回転すると棒材１は矢印の方向に移
送され、その先端がストッパ３に当たって衝止する。な
お、棒材２はこの棒材１の後端を追うように送りローラ
（図示せず）の回転動により進行する。しかして棒材１
，２の移動径路中にはビームセンサよりなる第１検出地
点Ｓ工と第２検出地点８つが距離ｄ工を離して設けられ
ている。なおこの距＠ｄ□はこの切断装置の許容最大切
断長よりも長く、シかもこの実施例の場合第２検出地点
Ｓ２とカッタ５との距離ｄ２に等しくしである。

カッタ５とストッパ３との距ｔｉｅがこの切断装置にて
いまセットされている切断長で、その切断長ｅはストッ
パ３を前後動させることで調節できるようになっている
。

演算装置７には棒材１の後端が通過するときに検出され
る両検出地点Ｓ□ｐｓｚからの信号と、カウンタ６の計
数値と、カッタ５のカット作動信号が入力される。

しかして、第１図上方に併記した段階状の線図は横軸に
棒材１の後端の移動（破断線で示す）Ｆｉを採り縦軸に
パルスゼネレータＰＧから出るパルス数を採りその関係
を表わしたものである。このように階段状をなすのは棒
材１の先端がストッパ３に当たってからなおもフィード
ローラ４は過回転（オーバーフィード）して棒材１の先
端が隙間なくストッパ３に当たり停止し得るようにして
いるからである。なおその過回転量は切断長ｅの１０％
程度が見込まれるがその割合はコントローラにて適宜調
節できる。

さてこの棒材切断装置において、棒材１の後端１′が第
２検出地点Ｓ２を通過してからストッパとカッタ５の間
に至るまでの切断回数は演算装置７にて演算される次の
（１）式の整数ｍとして求められる。また、ストッパ３
とカッタ５の間における後端１′の停止位置は（１）式
の演算結果の端数Ｑとして求められる。

＝ｍ＋Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ただしく１）式中 ｎは、棒材１の後端１′が両検出地点Ｓ１．Ｓ。

間を通過する間に該棒材１が停止した回数。

γは、棒材１を１切断長分移送させるためフィードロー
ラ４が回転を始めてから停止するまでの間にパルスゼネ
レータＰＧが出すパルス数（第１図に示す）。

α′は、棒材１の後端１′が第１検出地点Ｓ１を通過し
てから切断のためフィードローラ４が最初に停止するま
でにパルスゼネレータＰＧが出すパルス数（第１図に示
す）。

βは、棒材１の後端１′が両検出地点Ｓ□ｌｓ２間で最
後に停止してから第２検出地点Ｓ２を通過するまでの間
にパルスゼネレータＰＧが出すパルス数（第１図に示す
）。

ｄｌは、両検出地点Ｓ□ｌｓＺ間の距離。

ｄ２は、第２検出地点Ｓ２とカッタ５の間の距離。

Ｃは、棒材の切断長ｅに対するフィードローラ４の過回
転の割合で切断長ｅの設定の時にその切断長ｅに対し一
定の割合を所要過回転量として見込んでおく。

次に上記（１）式が導き出された経緯を説明する。

まず、第１検出地点Ｓ１と第２検出地点８２間（距離ｄ
□）で出来る切断品の個数ｎ′を求めると、その数ｎ′
はＳｌ、Ｓ２間を通過するときのパルス数を材料個数に
換算することで次の（２）式で表わされる。

ｎ’　＝　（ｎ−１）＋ｚ＋ｘ ここで２は第１図に示したように棒材１の後端１′が第
１検出地点Ｓ□を通過した後最初に停止したときの該後
端１′と第１検出地点Ｓ工との間の距離を切断回数に換
算した値で（α’−ｂ）／ａである。また、Ｘは棒材１
の後端１′が第１検出地点Ｓ１と第２検出地点８２間に
て最後に停止してから第２検出地点Ｓ２を通過する間の
距離を切断回数に換算した値でβ／ａである。また、ａ
は棒材１が１切断長移動するのにパルスゼネレータＰＧ
が発生するパルス数であるがこれはオーバーフィードの
開始時点が不明のため実測できない。またｂはフィード
ローラのオーバーフィードに対応するパルス数でこれも
実測不能である。ところがａ、ｂはγ、Ｃを用いて次式
（３）（４）にて表わされる。

これを上記（２）式に代入し、 Ｌ＋Ｃ となる。これがＳｌ、Ｓ２間（距離ｄ１）で出来る切断
品の個数である。

一方、第２検出地点Ｓ２とカッタ５間距離（ｄ２）で出
来る材料個数ｎ″は比例計算すればよいからこうして距
離ｄＺにて出来る材料個数ｎ　を求めることができたが
、棒材１の後端１′　（継目に同じ）の位置を把握する
ためには、この距離ｄ２で出来る切断品の個数に上記Ｘ
の値をプラスすればよい。

即ち、棒材１の後端１′が第２検出地点Ｓ、を通過する
前の停止状態で考えるとス１−ツバ３からその後端１′
までの切断個数ｙは、 ｙ　＝　ｎ　＋　ｘ　＋　１　　　　　　　　　　　（
７）で表わされる。（ただし上記の＋１はカッタ５から
ストッパ３の間の１個分を加算した結果である）ところ
がＸは、 であるから、（７）式に上記（６）式および（８）式を
代入すると となる。これが上記（１）式である。

しかしてこの算出結果を整数ｍと端数Ｑにわけると、整
数ｍは棒材の後端が第２検出地点Ｓ２を通過してから該
棒材の後端がストッパ３とカッタ５間に至るまでの切断
回数になる。一方端数Ｑは、継目のストッパ３からの距
離を切断個数相当分で表わすものとなる。

次に第１図の実施例にて棒状１の場合を例にして一例を
（１）式を用いて算出してみると、この例では、ｄ、＝
ｄ、、ｃ＝０．１；　ｎ＝３、ｃｃ’＝２９、ｎ＝１６
、γ＝４０であったとすれば、：４．５８ となり、ｍ＝４、Ｑ＝０．５８となる。

つまり、棒材１の後端が第２図検出地点Ｓ２を通過して
から４回切断が行われた時に出来たものが継目がある切
断品であることが判り、しかもその継目の位置はストッ
パ３から０６５８の位置、即ち切断品の全長を１とした
場合にストッパ３から０．５８の比率の位置にあること
が判明する。即ちこの場合の継目位置は切断品の真中よ
り少しカッタ側寄り（ｏ、ｏｇ個分相当）位置にあるこ
とが判明する。

このように継目が略々真中にあるときはこのｍ（＝４）
回目の切断品中に棒材１の後端の変形部分と棒材２の前
端の変形部分とが略々含まれていると考えてよいのでこ
のｍ回目の切断品のみを排棄する。これに対して継目が
ストッパ３の近くにあるときはそのｍ回目の切断品と（
ｍ−１）回目の切断品とを排棄することで変形部分が製
品化されるのを防ぐ。また継目がカッタ５の近くにある
ときはｍ回目の切断品と（ｍ＋１）回目の切断品を同様
の理由で排棄する。即ち、この装置の検出誤差を個数換
算でδとすると、この誤差δと端数Ｑとの大小を次の（
イ）〜（ハ）に従い判別して徘棄すべき切断品を決める
。

（イ）δくＱく１−δの場合ｍ回目を排棄する。

（ロ）Ｑ≧１−δの場合（ｍ＋１）回目とｍ回目を徘棄
する。

（ハ）Ｑ≦δの場合ｍ回目と（ｍ−１）回目を排棄する
。

このようにして端数Ｑの大きさに応じて排棄すべき切断
品を選定することにより継目とその近傍が製品化される
ことを防ぐと同時に歩留りを向上することができる。

第１図の実施例は２つの検出地点Ｓ工ｌｓ２に夫々１つ
ずつビームセンサを設けたものについて説明したが、各
検出地点Ｓ１．Ｓ２に第２図に示したようにビームセン
サを２つずつ棒材の許容最小切断長よりも短い間隔を置
いて配設し、そのいずれか一方のビームセンサが作動す
ることで該各検出地点を棒材の後端が通過したことを検
出するようにすることで検出ミスを防止できる。第２図
はこのように各検出地点Ｓ□ｔｓ２に夫々２つのビーム
センサＰＨＩ、ＰＨ１’　、ＰＨ２，ＰＨ２’　を配設
したものである。こうして各検出地点ごとに２つのビー
ムセンサを設けることで棒材後端の通過をより確実に検
出し得る。即ち単一のビームセンサでは移動径路を横断
するビーム中に偵度棒材後端が停止しビームを部分的に
遮断しているような場合に該センサが作動しない場合が
あり、そのために検出ミスを起こすおそれがあるのに対
し、ダブルビームを用い許容最小切断長よりも短間隔の
２点にて棒材後端を検出するようにすればいずれか一方
のビームセンサは必ず作動するので検出ミスが防止でき
る。

さらにこのようにダブルビームを用いることで次に説明
する効果的な利用ができる。即ち第１図の実施例ではフ
ィードローラの過回転の割合Ｃについて切断長の設定時
に一定値を見込んでその値（例えば前例では０．１）を
（１）式に代入するほかなかったので正確を欠くきらい
があったが、この割合Ｃはダブルビームを用いた場合法
のように演算により正確に求めることが可能となる。即
ちこれは棒材を１切断長分移送させる間にその両ビーム
センサのいずれもが作動した場合の両ビームセンサが作
動する間にパルスゼネレータが出したパルス数を基とし
て演算により求めるもので、いま第２図に示したように
、棒材１が１切断長分移送される間にビームセンサＰＨ
Ｉ、ＰＨ１’のいずれもが作動したときそのビームセン
サＰＨＩ、ＰＨ１′が作動する間にパルスゼネレータＰ
Ｇが出すパルス数ΔＰ工をカウントする。また同様に棒
材１が１切断長分移送される間にビームセンサＰＨ２、
ＰＨ２’のいずれもが作動したときそのビームセンサＰ
Ｉ’ｔ２．ＰＨ２’が作動する間にパルスゼネレータＰ
Ｇが出すパルス数ΔＰ２をカウントする。ＰＨ１，ＰＨ
１’間の距離Δｄ工およびＰＩＩ２．ＰＨ２’間の距離
△ｄ２は定数であるから。

１パルス当たりの距離Ｘ□ｌ　Ｘ、は、Ｘ工＝Δｄ工／
ΔＰ１ Ｘ２＝Δｄ、／ΔＰ２ にて計算される。ここでＸ工、Ｘ２は常に最新の値を採
ってもよいが、最新の値が何らかの一時的外乱により異
常値になるのをさけるため例えば過去５回の平均Ｘを採
る。　ここで第２図に示す距離ｄ工′を用いて１力ツト
分の有効長ＬＡは次式より算出できる。

Ｌ　Ａ　＝　ｄ　ｉ’−４−（１０） ただしく１０）式中ｎは検出地点Ｓ工ｔＳＺ間での棒材
１の停止回数である。

このｄ　１／は、検出地点Ｓ、、Ｓ２間の各ビームセン
サ間距離ｄ工と、上記平均又と、棒材１が移動開始して
からその後端１′がビームセンサＰＨ１を通過するまで
にパルスゼネレータＰＧが出すパルス数Ｕと、棒材１の
後端１′が両検出地点Ｓ０，８２間で最後に停止してか
らその後端１′がビームセンサＰＨ２を通過するまでの
間にパルスゼネレータＰＧが出すパルス数Ｖを使えば次
式のように表わされる。

ｄ１’　＝ｄ□＋ｕＸ−ｖＸ　　　　　　　　（１１ｙ
このため（１０）式の有効長ＬＡはさらに次式で表され
る。

そうすると過回転の割合Ｃは次式にて求められる。

γηＸ ただし上式中γは前記（１）式に用いたγと同じく棒材
１が１切断長分移送させるためフィードローラが回転を
始めてから停止するまで間にパルスゼネレータＰＧが出
すパルス数である。

こうして（１３）式より演算した過回転の割合Ｃを（１
）式に代入することで（１）式の演算結果に対する信頼
性はさらに向上する。なお上記Ｘは運転中毎回更新して
ゆき常に新しいデータを使用することによりフィードロ
ーラの摩耗等の影響もそのデータ中に加味されるので、
常に正確に過回転量を把握できる。

以上の実施例は２つの検出地点Ｓ１．　Ｓ２を備えたも
のについて説明したが、両検出地点Ｓ工ｔＳＺの誤検出
に基づく誤作動を防ぐためにはさらに第３検出地点Ｓ、
を設備し、この第３検出地点Ｓ、から得られたデータと
前記第１検出地点Ｓ　Ｘ　を第２検出地点Ｓ２から得ら
れたデータとを照合し、その整合性を判定することによ
り演算結果に対する信頼性をさらに高いものとすること
ができる。即ち、第３図に示したように、第１検出地点
Ｓ１と第２検出Ｓ２と第３検出地点Ｓ、と夫々その間に
棒材の許容最大切断長よりも長い距離を離して配設し、
棒材の後端が各検出を通過するときのカウンタのパルス
計算値どうしの整合性を判定するようにすることにより
さらに検出精度が向上する。なおこの場合も各検出地点
Ｓ工ｌ　ｓａｔ　ｓ、にはビームセンサを２つずつ並設
して前記ダブルビーム方式を採ることにより、検出ミス
をなくすと同時に過回転割合の正確な把握を可能にする
。

［発明の効果］ 以上実施例について説明したように本発明の棒材端末検
出装置は、棒材の後端の移動を正確に検出することがで
きるので、継目が製品化されるのを防ぐと共に歩留を向
上させる有益な効果がある。

４、図面の簡単説明 第１図は本発明の一実施例を示した棒材端末検出装置の
作動説明用図、第２図は同上装置のダブルビーム方式の
場合の作動説明用図、第３図は３つの検出地点を設けた
場合の同上のビームセンサの配置図である。

１．２・・・棒材、１′・・・棒材の後端、３・・・ス
トッパ、４・・・フィードローラ、５・・・カッタ、６
・・・カウンタ、７・・・演算装置、ＰＧ・・・パルス
ゼネレータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一直線状に並べられた複数本の棒材をフィードロ
   ーラにより移送し、該棒材の先端をストッパに突き当て
   るべく該フィードローラを過回転させた後、カッタを作
   動させて該棒材の先端から一定長を次々と切断して定寸
   切断品を製作する棒材切断装置において、フィードロー
   ラにより移送される棒材の移動径路中に該棒材の後端の
   通過をビームセンサにより検出する第１検出地点と第２
   検出地点とをその間に少なくとも該棒材の許容最大切断
   長よりも長い距離ｄ＿１を離して配設し、フィードロー
   ラにはその回転に従いパルスを出すパルスゼネレータを
   設けると共にそのパルスを計数するカウンタを設け、棒
   材を１切断長分移送させるためフィードローラが回転を
   始めてから停止するまでの間にパルスゼネレータが出す
   パルス数γと、棒材の後端が第１検出地点を通過してか
   ら切断のためにフィードローラが最初に停止するまでに
   パルスゼネレータが出すパルス数α′と、棒材の後端が
   両検出地点を通過する間に停止する該棒材の停止回数ｎ
   と、棒材の後端が両検出地点間で最後に停止してから第
   ２検出地点を通過するまでの間にパルスゼネレータが出
   すパルス数βとを夫々検出し、これらのパルス数および
   停止回数を基として、棒材の後端が第２検出地点を通過
   してから該棒材の後端がストッパとカッタ間に至るまで
   の切断回数を次式の演算結果の整数ｍより求め、ストッ
   パとカッタ間における棒材の後端の偏位を次式の演算結
   果の端数Ｑより求めることにより、各切断品の継目の有
   無およびその継目の偏位を判別し得るようにしたことを
   特徴とする棒材切断装置における棒材端末検出装置。 ｛（ｎ−１）＋（α＾１＋β）（１＋ｃ）／γ−ｃ｝・
   （ｄ＿２／ｄ＿１）＋β（１＋ｃ）／γ＋１＝ｍ＋Ｑ ただし上式のｄ＿２は第２検出地点とカッタとの間の距
   離である、またｃは棒材の切断長に対するフィードロー
   ラの過回転の割合で、切断長の設定時にその切断長に対
   し一定の割合を所要過回転量として見込んで上式に算入
   する。
2. （２）各検出地点にビームセンサを２つずつ棒材の許容
   最小切断長よりも短い間隔を置いて配設し、そのいずれ
   か一方のビームセンサが作動することで該各検出地点を
   棒材の後端が通過したことを検出するようにした請求項
   １に記載の棒材切断装置における棒材端末検出装置。
3. （３）各検出地点にビームセンサを２つずつ棒材の許容
   最小切断長よりも短い間隔を置いて配設し、請求項１に
   記載の過回転の割合ｃを棒材を１切断長分移送させる間
   にその両ビームセンサのいずれもが作動した場合の両ビ
   ームセンサが作動する間にパルスゼネレータが出すパル
   ス数を基として演算により求め、さらにこの割合ｃを運
   転中に最新の上記パルス数を繰り入れることで更新する
   ことを特徴とした棒材切断装置における棒材端末検出装
   置。
4. （４）ビームセンサによる第１検出地点と第２検出地点
   と第３検出地点とを夫々その間に棒材の許容最大切断長
   よりも長い距離を離して配設し、棒材の後端が各検出地
   点を通過するときのカウンタのパルス計数値どうしの整
   合性を判定するようにした請求項１または２または３に
   記載の棒材切断装置における棒材端末検出装置。