JPH0780639A

JPH0780639A - 鋼板切断装置及び鋼板切断方法

Info

Publication number: JPH0780639A
Application number: JP24603793A
Authority: JP
Inventors: Masanao Yamamoto; 政尚山本; Takamitsu Kobayashi; 隆光小林
Original assignee: Mishima Kosan Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mishima Kosan Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ＮＣを採用した鋼板切断における作業効率及
び切断品質の向上が図れるようにする鋼板切断装置を提
供する。【構成】鋼板切断装置２０は、素材に関する各種のデ
ータを保存するホストコンピュータ１０に接続されてい
る。そして、鋼板切断装置２０は、ホストコンピュータ
１０から与えられるデータを用いて切断作業指示のため
のデータを作成するデータ作成用計算機２１、このデー
タ作成用計算機２１からのデータに基づいてＮＣを行う
ためのデータを作成するＮＣデータ変換装置２２、この
ＮＣデータ変換装置２２から与えられるデータに基づい
て切断のためのケガキを行うケガキ装置２３、このケガ
キ装置２３及びＮＣデータ変換装置２２からのデータに
より切断処理のための各種の条件データを貯えるデータ
サーバ２４、及びデータサーバ２４から与えられるデー
タに基づいて素材に対する実際の切断を実行する切断機
２５の各々を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延された厚板鋼
板をガス切断する鋼板切断装置に係り、特に、切断作業
を自動化し、省力化、品質向上並びに作業環境の改善を
図るのに好適な鋼板切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所においては、熱間圧延された厚板
鋼板は、切断機を用いて所定の製品寸法に切断される。
この切断の方式には大別して、ダブルサイドシャー、エ
ンドシャー等の機械的な切断方式と、ガス、プラズマ、
レーザ等を用いた溶断方式とがある。機械的な切断方式
は高能率切断が可能であるが、切断厚さに制限がある。
（現状では厚さが約５０ｍｍ以上の鋼板の切断は行えな
い。）また、１枚の素材から複雑な形の板取りを行う時
や、素材の形状に横曲がり（キャンバー）が大きい場合
には適用できない。

【０００３】そこで、このような場合には溶断方式が用
いられる。したがって、一般には、機械的な切断機及び
溶断方式の切断機の両方が厚板圧延工場に設置されてい
る。なお、溶断方式の切断（以下、総称してガス切断と
言う）は、機械的な切断方式に比べて多大の工数を必要
とし、生産性が低く、加えて作業環境が悪いため、近
年、省力化及び自動化の推進が求められている。

【０００４】ところで、上記したガス切断は門型構造の
ガス切断機をレール上に走らせ、定盤（テーブル）上に
配材された被切断鋼板（サイドに耳がつき、先尾端部に
クロップがついている圧延のままの鋼板、以下、「素
材」という）を所定の製品寸法に切断する構成がとられ
ている。

【０００５】そして、この切断作業は、素材をクレーン
（または他の搬送手段）によって、配材後、以下の手順
で仕上げていくものである。

【０００６】まず、作業者は、各素材毎に切り代を
考慮して切断製品寸法、所要試験片寸法線（ケガキ線）
を鋼板表面に記入するこのケガキ線を狙って切断機を移行させながら切断
作業を実施する切断後、断面の検査（特に、湯玉やドロス残り、断
面の粗さ、火口疵、寸法精度等）や手入れを行う打刻、表示作業を行う製品をクレーンまたは他の搬送手段によって払い出
す。

【０００７】なお、鋼板の切断に関する技術には、例え
ば、特開平１−９５８７２号公報がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、素材の平面形状及び所定の基準線から
の載置状態を形状認識装置によって認識し、切断予定線
を決定した後、その場（素材をクレーン等によって他の
場所に移動させない）で切断対象材を１枚ずつ、前記
〜までの一連の作業をシリーズに行うものである。

【０００９】圧延されたままの素材には、その端部には
巻き込みがあり、極部的な反りが発生しているケースが
あり、必ずしも素材の平面形状からだけで、製品取りを
決定することはできない。特に最近の高歩留り設計で切
り捨て代が少なくなった状況下では問題になる。また、
素材の厚さが比較的厚いガス切り素材の場合には巻き込
み量が大きくなる傾向があるため、その判断は目視かあ
るいは別の検出器を用いた手段を必要とする。（この問
題に対する本発明での解決策は後述のティーチング方法
の所で詳述する。）また、数値制御（以下ＮＣ）を用い
て自動切断をする場合には、数値入力が不可欠である
が、１枚の素材から複数の製品やテストピース（ＴＰ）
取りの切断パターンは多種多様である。

【００１０】従って、その都度ＮＣに対して数値入力を
行うことは極めて煩わしい。このため、切断完了までに
多大な時間を要すほか、作業ミスも生じやすい。この結
果、作業能率及び生産性の低下を招いていた。

【００１１】もし、コンピュータを用い、製品やＴＰ取
り設計、ＮＣによるケガキ線記入、切断機種の自動選定
（切断可能板厚限界、能率比較から決定）、ＮＣ切断条
件指示（使用切断トーチナンバーの選択、各トーチの移
行順序並びに切断速度指示等）が自動的にスケジューリ
ングされれば、作業能率も自由度も飛躍的に向上させる
ことが可能である。

【００１２】さらに、従来例のように、切断作業の各機
能（ケガキ、切断、打刻表示）を同一場所で連続して処
理すれば、複数の鋼板に対する並列的な処理を行うこと
ができないので、作業能率が悪いという欠点がある。

【００１３】そこで、本発明の目的は、ＮＣを採用した
鋼板切断における作業能率、及び切断品質の向上、省力
化が図れるようにする鋼板切断装置及びその方法を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、数値制御により切断対象の素材上に請
求項１において、圧延後の素材から要求された製品をガ
ス切断その他により溶断する作業に際して、製品取りが
可能な前記素材の有効範囲を認識する機能と、前記素材
表面上にケガキを行う機能を有した数値制御ケガキ装置
と、前記素材の有効範囲内から製品取り計画をたてると
同時に、切断トーチ選択、トーチ運行ルート設定、速度
設定等よりなる諸切断条件を自動的に決定する計算機
と、前記素材に対し数値制御切断を行う複数の切断機と
を設置し、前記ケガキ装置及び前記切断機を制御する制
御手段とを備え、前記素材に対する自動ケガキ及び自動
切断を行う装置を有するものであり、また、請求項２に
おいて上記装置を用いて前記素材に対し、ホスト計算機
からの素材についての製品データを基に、ケガキから製
品切断までの段取り設計をリアルタイムに行い、これら
の情報に基づいて、前記ケガキ装置及び前記切断機を制
御して、自動ケガキ及び自動切断を行うようにしてい
る。

【００１５】

【作用】上記した手段によれば、ケガキ専用機と異種の
複数の切断機を夫々設置し、これらに対してコンピュー
タ側で被切断素材に関するデータに基づいて製品の板取
りを実施し、これに基づいて素材上にケガキ線を自動的
に入れ、同時に切断条件を自動設定し、この条件に基づ
いて自動切断が行われる。その上、ケガキ、切断、打刻
表示の各機能を大きく３分割し、複数の素材処理を同時
並行作業化が図れるので、切断効率の向上、省力化、マ
スプロ化、作業環境の改善等を図ることが可能になる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】図１は本発明による鋼板切断装置の一実施
例を示すブロック図であり、図２は本発明による鋼板切
断装置が適用される鋼板切断ラインの模式的構成を示す
平面図である。さらに、図３は図１の鋼板切断装置の処
理を示すフローチャートである。

【００１８】図１に示すように、鋼板切断装置２０は、
素材に関する各種のデータ（素材ナンバー、製品製造ナ
ンバー、予定製品サイズ、製品枚取り、寸法公差、テス
トピースナンバー、サイズ、枚数等）を保存するホスト
コンピュータ１０に接続されている。

【００１９】そして、鋼板切断装置２０は、ホストコン
ピュータ１０から与えられるデータを用いて切断作業指
示のためのデータを作成するデータ作成用計算機２１、
このデータ作成用計算機２１からのデータに基づいてＮ
Ｃ（数値制御）を行うためのデータを作成するＮＣデー
タ変換装置２２、このＮＣデータ変換装置２２から与え
られるデータに基づいて切断のためのケガキを行うケガ
キ装置２３、このケガキ装置２３及びＮＣデータ変換装
置２２からのデータにより切断処理のための各種の条件
データを貯えるデータサーバ２４、及びデータサーバ２
４から与えられるデータに基づいて素材に対する実際の
切断を実行する切断機２５の各々を備えて構成される。
なお、このデータ作成用計算機２１はホストコンピュー
タ１０から素材、製品データを受信し、また、ケガキ装
置を使ったティーチング結果をもとに、ネスティングす
る。さらに、自動ケガキ並びに自動切断条件を設定し、
また切断実績をホストコンピュータ１０へ送信する等の
機能を有している。

【００２０】図２に示すように、切断機２５は複数台
（ここでは２５ａと２５ｂの２台を示す）からなり、こ
れら切断機２５ａ，２５ｂは、搬送テーブル３１の後段
に配設されたケガキ装置２３に隣接して順次配設されて
いる。また、ケガキ装置２３及び切断機２５ａ，２５ｂ
に隣接させて、ケガキの完了したケガキ完了材３２及び
切断の完了した切断完了材３３を仮に置くための仮置き
場３４が設けられている。さらに仮置き場３４に隣接さ
せて搬送テーブル３５が配設され、この搬送テーブル３
５の後段の上部には打刻機３６及びマーキング装置３７
が設置されている。

【００２１】また、ケガキ装置２３、切断機２５ａ，２
５ｂ、仮置き場３４及び搬送テーブル３５の各々の上部
へ移動可能な天井クレーン３８が、建屋の天井部に走行
可能にして配置されている。なお、切断機２５ｂには、
ここではＮＣによるガス切断機を用いており、切断機２
５ａにはプラズマ＆ガス切断兼用機を用いている。そし
て、切断機２５ａ，２５ｂの各々は、切断定盤を備えて
いる。

【００２２】ここで、製品の流れについて説明すると、
搬送テーブル３１によってケガキ装置２３に搬入された
素材に対し、ケガキが自動的に行われ、ケガキの完了し
たケガキ完了材３２は仮置き場３４へ搬入される。ここ
で対象とする素材は、サイドに耳及び端部にクロップを
有し、複数のテストピース（ＴＰ）も付いている。ま
た、キャンバーが大きく、複数の製品を分割切断するケ
ースや、素材によっては増板（長さが予定以上に長い）
処置、板減（切替え）処置をとるケースがある。更に、
平坦度の悪い板も存在する。すなわち、アズロール素材
を被切断対象材としているため、アズ長さに応じ、増し
板、板減があり得る。従って、リアルタイムに製品寸法
修正を行う機能を必要とする。

【００２３】ケガキ完了材３２は、指令に従って仮置き
場３４から切断機２５ａ，２５ｂまたは未切断のまま搬
送テーブル３５へ天井クレーン３８により移送される。
ここで、未切断のまま搬送テーブル３５に移送させるケ
ースとは、もし、後工程に手動ガス切断（ポータブル切
断）や、他の自動ガス切断工程を有す場合に有効であ
る。即ち、すでにケガキ線が記入されている素材で、し
かも切断前に複数製品の打刻、表示が実施されていれ
ば、他のガス切断工程の作業能率も向上させる意味があ
る、また、切断機２５ａまたは切断機２５ｂによって切
断を完了した切断完了材３３は、再び仮置き場３４へ搬
入され、ついで天井クレーン３８によって搬送テーブル
３５上へ移され、打刻機３６及びマーキング装置３７に
搬入される。

【００２４】ケガキ装置２３におけるケガキ作業は、
（１）素材供給→（２）バーコードを素材の表面に貼付
（この意味は後述する）→（３）ケガキ装置に搭載して
いるバーコード読取り器を用いバーコードナンバーを読
込む→（４）ティーチング→（５）ネスティング→
（６）ＮＣケガキ、切断条件自動設定→（７）ＮＣデー
タに変換→（８）ＮＣデータをデータサーバに転送（バ
ッファリング）→（９）自動ケガキ（素材の表面に所定
の製品、ＴＰ取りのケガキ線を記入、また、製品、ＴＰ
ナンバーを自動記入）→（１０）ケガキ済の素材の払い
出し、以上の各過程を経て行われる。

【００２５】このように、ケガキ作業の段階では、複数
の素材をまとめて処理すると同時に、全ての切断段取り
を終える。そして、ＮＣ切断に必要な諸データは、素材
ナンバー（バーコードナンバーと一致）をキーにして、
データサーバに貯える。

【００２６】ここで、バーコードを使った意味を補足説
明する。前記のケガキを完了した素材は、仮置き場３４
に複数枚仮置きすることになるが、切断機２５ａまたは
２５ｂに素材が供給された時点では必ず、素材ナンバー
を切断機２５ａ又は２５ｂに認識させる必要があり、こ
れをハンド入力すると、その煩わしさと同時に入力ミス
を起こす危険性があるため機械的に素材ナンバーをマッ
チングさせる目的でバーコードを使った。

【００２７】次に、仮置き場３４から切断機の定盤に素
材が供給された後、切断機２５ａまたは２５ｂにおける
切断作業は、次の手順で実行される。

【００２８】（１）切断機に搭載されているバーコード
読取り器を用い素材の表面上に貼付されているバーコー
ドのナンバーを読み取る→（２）バーコードのナンバー
に該当する条件の素材の切断条件をデータサーバに対し
自動的に要求、切断機のＮＣコントローラにそのデータ
を転送→（３）ケガキ線を利用し素材の定盤上での傾き
読取り→（４）その傾き角を基本にして、ケガキ線に沿
って、製品並びにテストピースのＮＣ切断→（５）製品
検査、手入れ→（６）払い出し。

【００２９】なお、前記ケガキ線は次の理由から必要で
ある。

【００３０】Ｉ．素材をティーチング→ネスティングし
た場所と切断場所は異なるため、切断機で切り込みを開
始する時点では、機械操作上、切り込み開始点を示す目
印が必要となる。

【００３１】従って、素材上にケガキ線が記入されてい
ると切り込み開始点が明確になると同時に作業ミスを防
止できる。

【００３２】ＩＩ．前記（３）の素材の定盤上での傾き
角を読み取る時、少なくとも、矩形状のケガキ線の内、
一本は必要である。残りの切断予定線（ケガキ線）はデ
ータサーバ内には記憶されており、機械の動作上は問題
なく全ての切断予定ルート（線が素材上記入されていな
くともよい）上をＮＣ切断はできる。従って、最低１本
の素材の傾き角が読み取れる長さ（４〜５ｍ程度）のケ
ガキ線があれば、これに沿って切断前に切断機を移送
し、素材の傾き角を切断機のＮＣコントローラに認識さ
せることによって自動切断は可能である。

【００３３】ＩＩＩ．素材の平面形状は不定形であるた
め、矩形状のケガキ線が素材の表面に記入されていれ
ば、切断予定線がオペレータに判るため、オペレータと
しては、安心して作業ができる利点がある。

【００３４】次に、図１の構成による鋼板切断装置の切
断（溶断）処理について、図３を参照して説明する。な
お、図３における“Ｓ”はステップを意味している。

【００３５】まず、図２に示したように、素材がケガキ
装置２３へ搬入され（Ｓ１０１）、このケガキ装置によ
って、ティーチングが行われる（Ｓ１０２）。

【００３６】ティーチング処理とは、ケガキ装置に搭載
されているＣＣＤカメラを利用し、ケガキ装置と共にカ
メラの位置を素材の外縁に沿って移動させながら、オペ
レータの目視と遠隔操作によって、素材の外周点を最低
４点から２０点程度までの各座標点をデータ作成用計算
機２１に記憶させる。つまり、平面形状が不定形な素材
の健全部から所定の製品を切断するために、その素材の
健全範囲を認知することである。もし、この時に、鋼板
端部の巻き込みや局部的な板反りがある場合には、予
め、素材の表面にチョーク等で、その不健全部に印を付
けておき、ＣＣＤカメラを通して素材の外縁と合わせて
見えるようにしておけば、その部分を排除した形で健全
範囲を認知することが可能である。また、ティーチング
処理前に、前記バーコードをホストコンピュータ１０か
らの情報に基づき発行し、素材の表面に貼付、更には、
このバーコードを、これもケガキ装置に搭載されている
バーコード読取り器で読取り、先のティーチングデータ
と共に、データ作成用計算機２１に記憶させる。この
間、素材のティーチング座標点を記憶するためには、素
材は定盤（またはテーブル）上に静止させておく。

【００３７】次にデータ作成用計算機２１はネスティン
グ（製品並びにＴＰ取り設計）を行う（Ｓ１０３）。

【００３８】ネスティングとは、先のティーチングによ
って認知された素材の健全範囲のほぼ中央部から、ホス
トコンピュータ１０からの情報に基づき、製品並びにＴ
Ｐ取りの切り出し位置を決定するものである。この処理
を自動的に行うことで、最短時間で、正確に、製品並び
にＴＰ取り設計が可能になる。

【００３９】次に、ＮＣデータ変換装置２２によりデー
タ作成用計算機２１からのデータをＮＣ切断を行うため
に必要なＮＣデータ、すなわち、ＮＣケガキ条件（トー
チ移行順設定並びに、所要の製造ナンバー等の記入位置
（座標）の設定）及びＮＣ切断条件（切断機選定、切断
パスルート設定並びに、トーチ以降順序、トーチ速度、
加減速、トーチ先端と鋼板との間隔設定等）に変換する
（Ｓ１０４）。このケガキ条件データに基づいてケガキ
装置２３は、自動的にケガキ処理を行う（Ｓ１０５）。
ケガキ内容は、前述の如く、鋼板上へのケガキ線の自動
記入、鋼板上に製造ナンバー及びテストピースナンバー
を自動記入するものである。ケガキを完了した素材は、
天井クレーン３８によって仮置き場３４へ搬送される。

【００４０】このケガキ実績は、データサーバ２４に蓄
積され、前記のＮＣ切断条件とともに切断時に読み出さ
れ、指定された切断機２５ａ，２５ｂの自動切断制御デ
ータとして使われる（Ｓ１０６）。尚、切断の前に、仮
置き場３４から切断対象の素材が天井クレーン３８を用
いて（その操作は手動による）切断機２５の定盤へ搬入
される。

【００４１】この自動切断の際、切断機２５ａ，２５ｂ
に搭載されているバーコード読取り器でバーコードを読
み込んでトラッキングが行われ、前述のように、データ
サーバからの切断条件に基づいて自動切断が開始され
る。切断した製品は次の工程へ搬送され（Ｓ１０７）、
付属していたテストピース（ＴＰ）は試験片加工センタ
へ送られる。また、その切断製品に対する切断実績は、
ホストコンピュータ１０に取り込まれる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は、請求
項１において、圧延後の素材から要求された製品をガス
切断その他により溶断する作業に際して、製品取りが可
能な前記素材の有効範囲を認識する機能と、前記素材表
面上にケガキを行う機能を有した数値制御ケガキ装置
と、前記素材の有効範囲内から製品取り計画をたてると
同時に、切断トーチ選択、トーチ運行ルート設定、速度
設定等よりなる諸切断条件を自動的に決定する計算機
と、前記素材に対し数値制御切断を行う複数の切断機と
を設置し、前記ケガキ装置及び前記切断機を制御する制
御手段とを備え、前記素材に対する自動ケガキ及び自動
切断を行う装置を設け、また、請求項２において、前記
素材に対し、ホスト計算機からの素材についての製品デ
ータを基に、ケガキから製品切断までの段取り設計をリ
アルタイムに行い、これらの情報に基づいて、前記ケガ
キ装置及び前記切断機を制御して、自動ケガキ及び自動
切断を行うようにしたので、切断効率の向上、省力化、
作業環境の改善等を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鋼板切断装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明による鋼板切断装置が適用される鋼板切
断ラインの模式的構成を示す平面図である。

【図３】図１の鋼板切断装置の処理を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０ホストコンピュータ２０鋼板切断装置２１データ作成用計算機２２ＮＣデータ変換装置２３ケガキ装置２４データサーバ２５切断機２５ａ，２５ｂ切断機３１搬送テーブル３２ケガキ完了材３３切断完了材３４仮置き場３５搬送テーブル３６打刻機３７マーキング装置３８天井クレーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延後の素材から要求された製品をガス
切断その他により溶断する作業に際して、製品取りが可
能な前記素材の有効範囲を認識する機能と、前記素材表
面上にケガキを行う機能を有した数値制御ケガキ装置
と、前記素材の有効範囲内から製品取り計画をたてると
同時に、切断トーチ選択、トーチ運行ルート設定、速度
設定等よりなる諸切断条件を自動的に決定する計算機
と、前記素材に対し数値制御切断を行う複数の切断機と
を設置し、前記ケガキ装置及び前記切断機を制御する制
御手段とを備え、前記素材に対する自動ケガキ及び自動
切断を行うことを特徴とする鋼板切断装置。
【請求項２】圧延後の素材から要求された製品をガス
切断その他により溶断する作業に際して、数値制御ケガ
キ装置により製品取りが可能な素材の有効範囲を認識
し、前記表面上にケガキを行い、計算機により前記素材
の有効範囲内から製品取り計画をたてると同時に、切断
トーチ選択、トーチ運行ルート設定、速度設定等により
諸切断条件を自動的に決定し、数値制御切断を行う複数
の切断機を設置して、前記素材に対し、ホスト計算機か
らの素材についての製品データを基に、ケガキから製品
切断までの段取り設計をリアルタイムに行い、これらの
情報に基づいて、前記ケガキ装置及び前記切断機を制御
して、自動ケガキ及び自動切断を行うことを特徴とする
鋼板切断方法。