KR20240113918A

KR20240113918A - winding control system

Info

Publication number: KR20240113918A
Application number: KR1020247020515A
Authority: KR
Inventors: 마사토 마루야마; 다츠야 츠카모토
Original assignee: 가부시키가이샤 티마이크
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-07-23
Also published as: TW202410986A; WO2024033996A1; JPWO2024033996A1; CN118475418A

Abstract

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템은, 압연재를 코일에 권취하는 맨드릴을 회전 구동하는 전동기를 구동 제어하는 전동기 구동 제어 장치와, 상기 압연재의 1 점을 검출함으로써 상기 압연재의 미단의 통과를 나타내는 검출 신호를 출력하는 미단 센서와, 상기 미단의 위치를 트래킹하는 권취 제어 장치와, 상기 마무리 압연기와 상기 맨드릴 사이에 형성되고 상기 미단의 형상의 정보를 포함하는 제 1 화상 데이터를 촬상하는 제 1 카메라와, 상기 검출 신호가 발해진 타이밍에 상기 제 1 화상 데이터를 화상 해석하고, 상기 화상 데이터의 화상 해석의 결과에 기초하여, 상기 미단의 위치를 보정하는 보정치를 생성하여 상기 권취 제어 장치에 출력하는 화상 해석 장치를 구비한다. 권취 제어 장치는, 상기 보정치를 이용하여, 미단의 위치를 보정한다.The winding control system according to the embodiment includes an electric motor drive control device that drives and controls an electric motor that rotates and drives a mandrel for winding a rolled material into a coil, and a device that indicates passage of the tail end of the rolled material by detecting one point of the rolled material. a tail end sensor that outputs a detection signal, a winding control device that tracks the position of the tail end, and a first camera formed between the finishing mill and the mandrel and capturing first image data including information on the shape of the tail end. and image-analyzing the first image data at the timing when the detection signal is emitted, and generating a correction value for correcting the position of the tail end based on the result of the image analysis of the image data and outputting it to the winding control device. Equipped with an image analysis device. The winding control device corrects the position of the tail end using the correction value.

Description

winding control system

본 발명의 실시형태는, 압연재의 권취 제어 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a winding control system for rolled materials.

열간 압연 라인 등의 압연 라인에 있어서는, 압연재를 코일에 권취하는 공정이 설치된다. 이와 같은 공정은 자동화되어 있고, 압연재의 미단 (尾端) 을 적절한 위치에 권취하도록 권취 제어가 이루어진다. 권취 제어에서는, 압연재의 미단의 위치를 트랙킹함으로써, 코일 상태에서의 미단의 위치가 제어된다.In rolling lines such as hot rolling lines, a process of winding rolled materials into coils is provided. This process is automated, and winding control is performed so that the tail end of the rolled material is wound to an appropriate position. In winding control, the position of the tail end in a coiled state is controlled by tracking the position of the tail end of the rolled material.

압연재의 미단의 검출에는 CMD (Cold Metal Detector) 가 사용되며, CMD 는, 마무리 압연기의 배출측 패스 라인의 1 점을 감시하여, 패스 라인에서 반송되는 압연재의 유무를 판정함으로써 미단의 통과를 검출한다.A CMD (Cold Metal Detector) is used to detect the back end of the rolled material. The CMD monitors one point on the pass line on the discharge side of the finishing mill and determines the presence or absence of the rolled material being conveyed from the pass line to ensure that the end end passes. detect.

권취 제어에서는, 미단의 위치를 트래킹하여, 미단의 위치에 따른 권취의 속도 패턴이 설정된다. 설정된 속도 패턴으로 압연재를 코일에 권취함으로써, 권취 종료시에 압연재의 미단은, 코일의 원하는 위치가 되도록 제어된다.In winding control, the position of the tail end is tracked, and a winding speed pattern according to the position of the tail end is set. By winding the rolled material into a coil at a set speed pattern, the tail end of the rolled material is controlled to be at the desired position of the coil at the end of winding.

CMD 는, 압연재의 폭 방향의 1 점을 검출하기 때문에, 압연재의 미단의 형상이 반송 방향에 수직인 직선상이 되지 않는 경우에는, 미단의 위치를 정확하게 검출할 수 없다. 그 때문에, CMD 에 의해 미단의 위치를 트래킹했을 경우에는, 권취 종료시에 미단의 위치가 적절한 위치로부터 어긋나는 경우가 있다. 권취 종료 후의 미단의 위치가 적절한 위치로부터 어긋난 경우에는, 코일로부터 미단의 처짐을 발생시켜 코일의 재치에 지장을 일으키는 경우가 있다.Since CMD detects one point in the width direction of the rolled material, if the shape of the tail end of the rolled material does not form a straight line perpendicular to the conveyance direction, the position of the tail end cannot be accurately detected. Therefore, when the position of the tail end is tracked by CMD, the position of the tail end may deviate from the appropriate position at the end of winding. If the position of the tail end after completion of winding deviates from the appropriate position, the tail end may sag from the coil, causing trouble in mounting the coil.

권취 종료 후에 미단의 위치가 어긋나 있는 경우에는, 현장의 오퍼레이터가 육안으로 미단의 위치를 확인하면서, 맨드릴을 회전 구동하여 미단의 위치를 조정할 필요가 있다.If the position of the tail end is misaligned after winding is completed, it is necessary for the operator in the field to adjust the position of the tail end by rotating the mandrel while checking the position of the tail end with the naked eye.

일본 특허출원 2013-94798호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2013-94798

본 발명의 실시형태는 이와 같은 문제에 대처하기 위해 이루어진 것으로, 미단의 형상에 따라서 미단의 위치를 보정하여, 적절한 미단의 위치에서 권취하는 권취 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention were made to deal with such problems, and the purpose is to provide a winding control system that corrects the position of the tail end according to the shape of the tail end and takes winding at an appropriate position of the tail end.

본 발명의 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템은, 마무리 압연기로부터 배출된 압연재를, 상기 마무리 압연기의 배출측에서 코일에 권취하는 맨드릴을 회전 구동하는 전동기를 구동 제어하는 전동기 구동 제어 장치와, 상기 마무리 압연기의 배출측에 형성되고, 상기 압연재의 1 점을 검출함으로써 상기 압연재의 미단의 통과를 나타내는 검출 신호를 출력하는 미단 센서와, 상기 미단의 위치를 상기 맨드릴의 회전 각도로서 트래킹하는 권취 제어 장치와, 상기 마무리 압연기와 상기 맨드릴 사이에 형성되어 상기 미단의 형상의 정보를 포함하는 제 1 화상 데이터를 출력하는 제 1 카메라와, 상기 검출 신호가 발해진 타이밍에 상기 제 1 화상 데이터를 화상 해석하고, 상기 제 1 화상 데이터의 화상 해석의 결과에 기초하여, 상기 미단의 위치를 보정하는 보정치를 생성하여 상기 권취 제어 장치에 출력하는 화상 해석 장치를 구비한다. 상기 권취 제어 장치는, 상기 검출 신호의 수신에 의해 상기 미단의 위치를 가(假)미단 위치로 하여 트래킹을 개시하고, 상기 가미단 위치, 상기 보정치 및 미리 설정된 목표 각도에 기초하여, 상기 맨드릴의 회전 속도를 설정하는 제 1 속도 지령치를 생성하여 상기 전동기 구동 제어 장치에 출력한다.A winding control system according to an embodiment of the present invention includes an electric motor drive control device that drives and controls an electric motor that rotates and drives a mandrel that winds the rolled material discharged from a finishing mill into a coil at the discharge side of the finishing mill, and the finishing A tail end sensor formed on the discharge side of the rolling mill and outputting a detection signal indicating passage of the tail end of the rolled material by detecting one point of the rolled material, and a winding control that tracks the position of the tail end as a rotation angle of the mandrel. an apparatus, a first camera formed between the finishing mill and the mandrel to output first image data including information on the shape of the tail end, and image analysis of the first image data at a timing when the detection signal is emitted; and an image analysis device that generates a correction value for correcting the position of the tail end based on a result of image analysis of the first image data and outputs it to the winding control device. Upon receiving the detection signal, the winding control device starts tracking with the position of the tail end as the false end position, and based on the false end position, the correction value, and the preset target angle, the mandrel A first speed command value that sets the rotation speed is generated and output to the motor drive control device.

본 발명의 실시형태에 의하면, 미단의 형상에 따라서 미단의 위치를 보정하여, 적절한 미단의 위치에서 권취하는 권취 제어 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a winding control system is provided that corrects the position of the tail end according to the shape of the tail end and takes winding at an appropriate position of the tail end.

도 1 은, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템을 예시하는 모식적인 블록도이다.
도 2 는, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템이 적용된 열간 압연 공정을 예시하는 모식도이다.
도 3A 는, 압연재의 미단의 형상의 예이다.
도 3B 는, 압연재의 미단의 형상의 예이다.
도 3C 는, 압연재의 미단의 형상의 예이다.
도 4 는, 실시형태에 관련된 권취 제어 장치 및 화상 해석 장치를 예시하는 모식적인 블록도이다.
도 5A 는, 도 3A 의 미단의 형상으로부터 화상 해석에 의해 목표 미단 위치를 결정하는 방법을 설명하는 모식도이다.
도 5B 는, 도 3B 의 미단의 형상으로부터 화상 해석에 의해 목표 미단 위치를 결정하는 방법을 설명하는 모식도이다.
도 5C 는, 도 3C 의 미단의 형상으로부터 화상 해석에 의해 목표 미단 위치를 결정하는 방법을 설명하는 모식도이다.
도 6 은, 목표 미단 위치를 결정하기 위한 정의식의 예이다.
도 7A 는, 압연재의 권취 종료 후에 미단 위치의 수정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7B 는, 압연재의 권취 종료 후에 미단 위치의 수정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8 은, 목표 미단 위치에서 압연재를 권취 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로 차트의 예이다.
도 9 는, 압연재의 권취 종료 후에 미단 위치의 수정의 동작을 설명하기 위한 플로 차트의 예이다.1 is a schematic block diagram illustrating a take-up control system according to an embodiment.
Fig. 2 is a schematic diagram illustrating a hot rolling process to which the winding control system according to the embodiment is applied.
Fig. 3A is an example of the shape of the tail end of a rolled material.
Fig. 3B is an example of the shape of the tail end of the rolled material.
Fig. 3C is an example of the shape of the tail end of the rolled material.
Fig. 4 is a schematic block diagram illustrating a winding control device and an image analysis device according to the embodiment.
FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a method of determining the target tail end position by image analysis from the shape of the tail end in FIG. 3A.
FIG. 5B is a schematic diagram explaining a method of determining the target tail end position by image analysis from the shape of the tail end in FIG. 3B.
FIG. 5C is a schematic diagram explaining a method of determining the target tail end position by image analysis from the shape of the tail end in FIG. 3C.
Figure 6 is an example of a definition equation for determining the target tail end position.
Fig. 7A is a schematic diagram for explaining correction of the position of the tail end after completion of winding of the rolled material.
Fig. 7B is a schematic diagram for explaining correction of the position of the tail end after completion of winding of the rolled material.
Figure 8 is an example of a flow chart for explaining the operation of controlling the winding of the rolled material at the target end position.
Fig. 9 is an example of a flow chart for explaining the operation of correcting the position of the tail end after completion of winding of the rolled material.

이하에, 본 발명의 각 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.Below, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이고, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 부분간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또, 동일한 부분을 나타내는 경우라도, 도면에 의해 서로의 치수나 비율이 다르게 나타나는 경우도 있다.In addition, the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as those in reality. In addition, even when showing the same part, the dimensions or proportions may appear different depending on the drawing.

또한, 본원 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 관하여 전술한 것과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.In addition, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with respect to the previous drawings are given the same reference numerals, and detailed descriptions are omitted as appropriate.

도 1 은, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템을 예시하는 모식적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram illustrating a take-up control system according to an embodiment.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 은, 권취 제어 장치 (10) 와, 화상 해석 장치 (20) 와, 카메라 (25a) 와, 미단 센서 (30) 와, 전동기 구동 제어 장치 (60) 를 구비한다. 이 예에서는, 권취 제어 장치 (10) 및 화상 해석 장치 (20) 는, 제어 네트워크 (102) 를 통해서 통신 가능하게 접속되어 있다. 화상 해석 장치 (20) 에는, 카메라 (25a) 가 접속되어 있다. 카메라 (25a) 는, 후술하는 도 2 에 나타내는 마무리 압연기 (201) 의 압연재 (1) 의 배출측에 형성되고, 마무리 압연기 (201) 로부터 배출되는 압연재 (1) 의 미단의 형상을 촬상하도록 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, the winding control system 100 according to the embodiment includes a winding control device 10, an image analysis device 20, a camera 25a, a tail sensor 30, and an electric motor drive. It is provided with a control device (60). In this example, the winding control device 10 and the image analysis device 20 are connected to enable communication through the control network 102. A camera 25a is connected to the image analysis device 20. The camera 25a is formed on the discharge side of the rolled material 1 of the finishing mill 201 shown in FIG. 2, which will be described later, and is configured to image the shape of the tail end of the rolled material 1 discharged from the finishing mill 201. It is formed.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 은, 카메라 (25b) 를 추가로 구비할 수 있다. 카메라 (25b) 는, 도 2 에 나타내는 맨드릴 (80) 에 권취된 코일의 측방에 배치된다. 카메라 (25b) 에서는, 권취 종료 후의 압연재의 미단의 위치를 촬상하도록 형성되어 있다.The take-up control system 100 according to the embodiment may further include a camera 25b. The camera 25b is disposed on the side of the coil wound on the mandrel 80 shown in FIG. 2. The camera 25b is configured to image the position of the tail end of the rolled material after completion of winding.

화상 해석 장치 (20) 는, 카메라 (25a, 25b) 에 의해 촬상된 화상에 기초하여 생성되고 출력된 화상 데이터를 각각 화상 해석하고, 제어 네트워크 (102) 를 통해서, 권취 제어 장치 (10) 에 송신한다. 화상 데이터는, 압연재 (1) 의 미단의 형상을 포함하는 화상 데이터 및 압연재 (1) 의 미단의 위치를 포함하고 있다.The image analysis device 20 analyzes image data generated and output based on the images captured by the cameras 25a and 25b, respectively, and transmits the image data to the winding control device 10 through the control network 102. do. The image data includes image data including the shape of the tail end of the rolled material 1 and the position of the tail end of the rolled material 1.

권취 제어 장치 (10) 는, 리모트 IO 반 (40) 을 통해서, 미단 센서 (30) 에 통신 가능하게 접속되어 있다. 미단 센서 (30) 는, 마무리 압연기의 배출측의 패스 라인에서 반송되는 압연재의 유무를 검출하도록 형성되어 있다. 미단 센서 (30) 는 CMD 이고, 예를 들어, 압연재의 미단을 검출한 경우에 액티브한 검출 신호를 권취 제어 장치 (10) 에 출력한다. 미단 센서 (30) 는, 압연재 (1) 의 미단을 검출할 때까지 액티브이고, 미단을 검출함으로써 비액티브가 되는 검출 신호를 출력하는 것이어도 된다. 이하에서는, 특별히 언급하지 않는 한, 미단 센서 (30) 는, 압연재의 미단을 검출한 경우에 액티브한 검출 신호를 출력하는 것으로 한다.The take-up control device 10 is communicatively connected to the end sensor 30 via the remote IO board 40. The rear end sensor 30 is formed to detect the presence or absence of the rolled material conveyed in the pass line on the discharge side of the finishing rolling mill. The tail end sensor 30 is a CMD, and outputs an active detection signal to the winding control device 10 when, for example, the tail end of the rolled material is detected. The tail end sensor 30 may be active until the tail end of the rolled material 1 is detected, and may output a detection signal that becomes inactive by detecting the tail end. Hereinafter, unless otherwise specified, the tail end sensor 30 outputs an active detection signal when the tail end of the rolled material is detected.

권취 제어 장치 (10) 는 리모트 IO 반 (50) 을 통해서 전동기 구동 제어 장치 (60) 에 접속되어 있다. 전동기 구동 제어 장치 (60) 는, 맨드릴 (80) 에 기계적으로 결합된 전동기 (70) 에 접속되어 있다. 전동기 구동 제어 장치 (60) 는, 권취 제어 장치 (10) 로부터 출력되는 속도 지령치를 입력하고, 전동기 (70) 에 형성된 속도 센서에 의해 검출된 전동기 (70) 의 회전 속도의 실측치를 입력한다. 전동기 구동 제어 장치 (60) 는, 전동기 (70) 의 속도 실측치가 속도 지령치에 추종하도록, 전동기 (70) 를 구동한다. 전동기 구동 제어 장치 (60) 및 전동기 (70) 는, 이러한 센서가 달린 속도 제어의 경우에 한정되지 않고, 센서리스 속도 제어로 하는 것도 물론 가능하다.The winding control device 10 is connected to the electric motor drive control device 60 through a remote IO board 50. The electric motor drive control device 60 is connected to an electric motor 70 that is mechanically coupled to the mandrel 80. The electric motor drive control device 60 inputs the speed command value output from the winding control device 10 and inputs the actual measured value of the rotational speed of the electric motor 70 detected by the speed sensor provided in the electric motor 70. The electric motor drive control device 60 drives the electric motor 70 so that the actual speed value of the electric motor 70 follows the speed command value. The electric motor drive control device 60 and the electric motor 70 are not limited to such sensor-equipped speed control, and sensorless speed control is of course also possible.

권취 제어 장치 (10) 는, 카메라 (25a) 에 의해 취득된 압연재의 미단의 형상을 포함하는 화상 데이터 (제 1 화상 데이터) 에 기초하여 목표 각도의 보정치를 계산한다. 목표 각도란, 압연재를 맨드릴에 코일로서 권취하고, 권취를 종료한 코일의 둘레에 있어서의 미단의 위치를 맨드릴의 회전 각도로 환산한 각도이다.The winding control device 10 calculates a correction value of the target angle based on image data (first image data) including the shape of the tail end of the rolled material acquired by the camera 25a. The target angle is an angle obtained by winding the rolled material as a coil around a mandrel and converting the position of the tail end around the coil after completion of winding into the rotation angle of the mandrel.

권취 제어 장치 (10) 는, 계산된 목표 각도의 보정치를 사용하여, 미리 설정된 목표 각도를 보정한다. 권취 제어 장치 (10) 는, 미단 센서 (30) 에 의해 검출된 미단의 위치를 나타내는 회전 각도가 보정된 목표 각도에 일치하도록 속도 지령치를 생성하여, 전동기 구동 제어 장치 (60) 에 출력한다. 전동기 구동 제어 장치 (60) 는, 속도 지령치에 따라서, 미단이 원하는 위치가 되도록 맨드릴 (80) 을 회전 구동한다.The take-up control device 10 corrects the preset target angle using the calculated correction value of the target angle. The winding control device 10 generates a speed command value so that the rotation angle indicating the position of the tail end detected by the tail end sensor 30 matches the corrected target angle, and outputs it to the electric motor drive control device 60. The electric motor drive control device 60 rotates the mandrel 80 so that the tail end is at a desired position in accordance with the speed command value.

권취 제어 장치 (10) 는, 예를 들면, 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC) 이다. PLC 는, 하드웨어로 실현되어도 되고, 컴퓨터 장치에 실장된 소프트웨어에 의한 가상 PLC 등이어도 된다. 후술하는 권취 제어 장치 (10) 를 구성하는 각 부의 기능은, PLC 인 권취 제어 장치 (10) 상에서 동작하는 프로그램이나 소프트웨어의 1 개 이상의 스텝에서 실현된다. 권취 제어 장치 (10) 를 동작시키는 프로그램이나 소프트웨어는, 예를 들면, 권취 제어 장치 (10) 의 내부나 외부에서 접속된 기억 장치에 격납된다. 권취 제어 장치 (10) 는, 기억 장치에 격납된 프로그램이나 소프트웨어를 적절히 읽어내어, 후술하는 각 부의 기능을 실현한다.The winding control device 10 is, for example, a programmable logic controller (PLC). The PLC may be realized as hardware, or may be a virtual PLC using software mounted on a computer device. The functions of each part constituting the winding control device 10, which will be described later, are realized in one or more steps of a program or software that runs on the winding control device 10, which is a PLC. The program or software that operates the winding control device 10 is stored, for example, in a storage device connected inside or outside the winding control device 10. The winding control device 10 appropriately reads programs and software stored in the storage device and realizes the functions of each unit described later.

화상 해석 장치 (20) 는, 예를 들어 컴퓨터 장치이다. 후술하는 화상 해석 장치 (20) 를 실현하는 각 부의 기능은, 컴퓨터 장치인 화상 해석 장치 (20) 를 구성하는 프로그램이나 소프트웨어의 1 개 이상의 스텝에서 실현된다. 화상 해석 장치 (20) 를 동작시키는 프로그램이나 소프트웨어는, 예를 들면, 화상 해석 장치 (20) 의 내부나 외부에서 접속된 기억 장치에 격납된다. 화상 해석 장치 (20) 는, 기억 장치에 격납된 프로그램이나 소프트웨어를 적절히 읽어내어, 후술하는 각 부의 기능을 실현한다.The image analysis device 20 is, for example, a computer device. The functions of each unit that realizes the image analysis device 20, which will be described later, are realized in one or more steps of a program or software that constitutes the image analysis device 20, which is a computer device. Programs and software that operate the image analysis device 20 are stored, for example, in a storage device connected inside or outside the image analysis device 20. The image analysis device 20 appropriately reads programs and software stored in the storage device and realizes the functions of each unit described later.

권취 제어 장치 (10) 및 화상 해석 장치 (20) 는, 상이한 PLC 및 컴퓨터 장치에 각각 실장되는 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 1 대의 컴퓨터 장치에 이들 구성 요소의 전부, 혹은 일부를 실장함으로써 실현되어도 된다.The winding control device 10 and the image analysis device 20 are not limited to being respectively mounted on different PLCs and computer devices, and can be realized by, for example, mounting all or part of these components on one computer device. It's okay.

도 2 는, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템이 적용된 열간 압연 공정을 예시하는 모식도이다.Fig. 2 is a schematic diagram illustrating a hot rolling process to which the winding control system according to the embodiment is applied.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 공정에서는, 마무리 압연기 (201) 의 배출측에 맨드릴 (80) 이 형성되어 있다. 압연재 (1) 는, 도 2 상에서 우측에서 좌측을 향하는 굵은 실선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (201) 로부터 맨드릴 (80) 을 향하여 반송된다. 압연재 (1) 는, 맨드릴 (80) 의 앞쪽에 형성된 핀치 롤 (R1) 에 의해 장력이 조정되면서 맨드릴 (80) 에 코일 (1a) 로서 감겨진다. 또한, 도 1 의 압연재 (1) 에 연속하여 그려져 있는 파선은, 압연재 (1) 가 반송되어 온 패스 라인을 나타내고 있다.As shown in FIG. 2, in the hot rolling process, a mandrel 80 is formed on the discharge side of the finishing mill 201. The rolled material 1 is conveyed from the finishing mill 201 toward the mandrel 80, as indicated by the thick solid arrow pointing from right to left in FIG. 2 . The rolled material 1 is wound around the mandrel 80 as a coil 1a while the tension is adjusted by the pinch roll R1 formed in front of the mandrel 80. In addition, the broken line drawn continuously on the rolled material 1 in FIG. 1 represents the pass line along which the rolled material 1 has been conveyed.

권취 종료시 각도 (θf) 는, 권부점 (卷付点) (Pw) 을 기준으로 하여 정의할 수 있다. 권부점 (Pw) 은, 반송되어 온 압연재 (1) 가 코일 (1a) 에 감기기 시작하는 점이다. 권취 종료시 각도 (θf) 의 기준의 위치는, 권부점 (Pw) 과 맨드릴 (80) 의 회전 중심을 연결하는 직선으로 할 수 있다. 권취 종료시의 미단의 위치를 코일 (1a) 의 둘레 위로 했을 때의 미단의 위치 (Pf) 와 맨드릴 (80) 의 회전 중심을 연결하는 직선이 기준의 위치로부터 형성하는 각도가 권취 종료시 각도 (θf) 로 정의된다. 또한, 상기 서술한 설명은 설명의 단순화를 위해서, 압연 공정을 도 2 에 나타낸 바와 같은 2 차원 평면으로 한 경우의 것이고, 실제로는, 권부점 (Pw) 은 도 2 의 지면에 수직인 직선이며, 맨드릴 (80) 의 회전 중심은 맨드릴 (80) 의 회전의 중심축이고, 도 2 의 지면에 수직인 직선이다. 즉, 권취 종료시 각도 (θf) 는, 2 개의 평면 내의 각도를 나타내고 있다. 권취 종료시의 각도에 대해서는, 후술하는 도 7A 및 도 7B 에 관련된 설명에 있어서도 동일하다.The angle (θf) at the end of winding can be defined based on the winding point (Pw). The winding point Pw is the point at which the conveyed rolled material 1 begins to be wound around the coil 1a. The reference position of the angle θf at the end of winding can be a straight line connecting the winding point Pw and the rotation center of the mandrel 80. The angle formed by the straight line connecting the position of the tail end (Pf) and the center of rotation of the mandrel 80 when the position of the tail end at the end of winding is placed on the circumference of the coil 1a from the reference position is the angle (θf) at the end of winding. It is defined as In addition, for the sake of simplicity of explanation, the above-described explanation is for the case where the rolling process is set to a two-dimensional plane as shown in FIG. 2, and in reality, the winding point Pw is a straight line perpendicular to the paper surface of FIG. 2, The center of rotation of the mandrel 80 is the central axis of rotation of the mandrel 80, and is a straight line perpendicular to the plane of FIG. 2. That is, the angle θf at the end of winding represents the angle within two planes. The angle at the end of winding is the same in the explanation related to FIGS. 7A and 7B described later.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 마무리 압연기 (201) 의 배출측에 미단 센서 (30) 및 카메라 (25a) 가 형성되어 있다. 미단 센서 (30) 는, 패스 라인에서 반송되어 오는 압연재 (1) 의 유무를 검출하도록 형성되어 있다. 미단 센서 (30) 는, 예를 들면 압연재 (1) 의 폭 방향의 길이의 거의 중앙에서 압연재 (1) 의 유무를 검출하도록 배치되어 있다. 카메라 (25a) 는, 압연재 (1) 의 미단의 형상의 전체를 촬상하도록 배치되어 있다.In the winding control system 100 according to the embodiment, a rear end sensor 30 and a camera 25a are formed on the discharge side of the finishing mill 201. The rear end sensor 30 is formed to detect the presence or absence of the rolled material 1 conveyed through the pass line. The end sensor 30 is arranged to detect the presence or absence of the rolled material 1, for example, at approximately the center of the width direction length of the rolled material 1. The camera 25a is arranged to capture the entire shape of the tail end of the rolled material 1.

미단 센서 (30) 에 의해 압연재 (1) 의 미단을 검출하고, 검출한 지점에서부터 권부점 (Pw) 까지의 미단의 이동 거리는, 압연재 (1) 의 반송 속도를 적분함으로써 구할 수 있다. 압연재 (1) 의 반송 속도는, 맨드릴 (80) 의 회전 속도 및 코일 (1a) 의 반경의 곱으로 계산된다. 따라서, 맨드릴 (80) 의 회전 속도를 제어함으로써, 압연재 (1) 의 미단을 적절한 위치가 되도록, 압연재 (1) 를 권취할 수 있다.The tail end of the rolled material 1 is detected by the tail end sensor 30, and the moving distance of the tail end from the detected point to the winding point Pw can be obtained by integrating the conveyance speed of the rolled material 1. The conveyance speed of the rolled material 1 is calculated as the product of the rotational speed of the mandrel 80 and the radius of the coil 1a. Therefore, by controlling the rotational speed of the mandrel 80, the rolled material 1 can be wound so that the tail end of the rolled material 1 is in an appropriate position.

도 3A ∼ 도 3C 를 이용하여 후술하는 바와 같이, 미단 센서 (30) 에 의해 검출되는 미단의 검출 위치인 가미단 위치 (P1) 는, 미단의 형상에 의해, 실제의 미단의 위치인 실(實)미단 위치 (P2) 보다 반송 방향의 진행측에 위치하는 경우가 있다. 즉, 미단 센서 (30) 에 의해 검출된 가미단 위치 (P1) 를 트래킹하여 맨드릴 (80) 에서의 권취 위치를 결정하면, 미단의 형상에 따라서는, 원래 원하는 목표 각도인 권취 종료시 각도 (θf) 에 대응하는 권취 종료시의 위치 (Pf) 로부터 어긋나게 된다.As will be described later using FIGS. 3A to 3C, the tail end position P1, which is the detection position of the tail end detected by the tail end sensor 30, is the actual position of the tail end, depending on the shape of the tail end. ) It may be located on the forward side of the conveyance direction rather than the tail end position (P2). That is, if the winding position on the mandrel 80 is determined by tracking the lower end position P1 detected by the lower end sensor 30, depending on the shape of the lower end, the winding end angle θf, which is the originally desired target angle. It deviates from the position (Pf) at the end of winding corresponding to .

그래서, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 압연재 (1) 의 미단의 형상을 카메라 (25a) 로 촬상하고, 촬상된 미단의 형상을 포함하는 화상으로부터 생성된 화상 데이터에 기초하여, 미단의 위치를 보정한다. 권취 제어 시스템 (100) 은, 미단의 위치의 보정치를 사용하여, 원하는 권취 종료시의 위치 (Pf) 가 되도록 맨드릴 (80) 의 회전 각도를 제어한다.Therefore, in the winding control system 100 according to the embodiment, the shape of the tail end of the rolled material 1 is imaged with the camera 25a, and based on image data generated from the image including the imaged shape of the tail end, Correct the position of the tail end. The winding control system 100 uses a correction value for the position of the tail end to control the rotation angle of the mandrel 80 to achieve the desired position Pf at the end of winding.

압연재의 미단의 형상의 예와, 각각의 형상에 있어서의 미단 위치에 관해 설명한다.Examples of the shape of the tail end of the rolled material and the position of the tail end in each shape will be described.

도 3A ∼ 도 3C 는, 압연재의 미단의 형상의 예이다.3A to 3C are examples of the shape of the tail end of the rolled material.

도 3A ∼ 도 3C 에서는, 압연재 (1) 의 반송 방향을 X 축으로 하고, 압연재 (1) 의 폭 방향을 Y 축으로 한다. 압연재 (1) 는, X 축의 부 (負) 방향으로 반송되는 것으로 한다. 미단 센서 (30) 는, 압연재 (1) 의 폭 (W) 의 1/2 이 되는 위치에 배치되는 것으로 한다. 이들의 예에서는, 워크 사이드측의 압연재 (1) 의 에지가 Y 축의 부 (負) 측이 되고, 드라이브 사이드측의 압연재 (1) 의 에지가 Y 축의 정 (正) 측이 된다.3A to 3C, the conveyance direction of the rolled material 1 is set to the X-axis, and the width direction of the rolled material 1 is set to the Y-axis. The rolled material 1 is assumed to be conveyed in the negative direction of the X-axis. The end sensor 30 is arranged at a position that is 1/2 of the width W of the rolled material 1. In these examples, the edge of the rolled material 1 on the work side side becomes the negative side of the Y axis, and the edge of the rolled material 1 on the drive side side becomes the positive side of the Y axis.

이하에서는, 「미단」이라고 하는 경우에는, 압연재의 반송 방향에 따른 2 개의 에지 사이의 단부 중, 선행하는 단부인 선단의 반대측의 단부를 말하는 것으로 한다. 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 미단 중, 코일에 대한 권취 위치를 제어하기 위해 트래킹하는 미단의 위치를 XY 좌표로 나타내고, 미단 위치라고 하기로 한다. 미단 센서 (30) 에 의해 검출되는 미단 위치를 가미단 위치 (P1) 라고 하기로 한다. 또한, 미단 중 최후미의 미단 위치를 실미단 위치 (P2) 라고 하기로 하고, 코일에 대한 권취 종료시의 미단 위치를 목표 미단 위치 (P3) 라고 하기로 한다. 목표 미단 위치 (P3) 는, 가미단 위치 (P1) 와 실미단 위치 (P2) 사이의 위치, 또는, 실미단 위치 (P2) 에 일치시켜도 된다. 상기 서술한 바와 같이 정의된 XY 좌표에 있어서, 원점 (0, 0) 은 가미단 위치 (P1) 가 되고, 가미단 위치 (P1) 가 기준 위치가 된다.Hereinafter, in the case of the "tail end", it refers to the end opposite to the leading end, which is the leading end, among the ends between two edges along the conveyance direction of the rolled material. In the winding control system 100 according to the embodiment, the position of the tail end that is tracked to control the winding position with respect to the coil is expressed by XY coordinates and is referred to as the tail end position. The bottom end position detected by the bottom end sensor 30 will be referred to as the bottom end position (P1). Additionally, the position of the last of the tail ends is referred to as the actual end position (P2), and the tail end position at the end of winding around the coil is referred to as the target tail end position (P3). The target tail end position (P3) may be a position between the bottom end position (P1) and the bottom end position (P2), or may be coincident with the bottom end position (P2). In the XY coordinates defined as described above, the origin (0, 0) becomes the marginal position (P1), and the marginal position (P1) becomes the reference position.

도 3A ∼ 도 3C 에 나타내는 바와 같이, 압연재 (1) 는, 압연재 (1) 의 두께나 온도, 압연기의 압하 제어의 편차 등에서 기인하여, 마무리 압연기 (201) 로부터 배출되는 미단의 형상은 다양하다.3A to 3C, the shape of the tail end of the rolled material 1 discharged from the finishing mill 201 varies due to the thickness and temperature of the rolled material 1, variations in rolling reduction control of the rolling mill, etc. do.

도 3A 에 나타내는 미단의 형상은, 압연재 (1) 의 워크 사이드의 에지측 부분 및 드라이브 사이드의 에지측 부분보다, 압연재 (1) 의 중앙 부근의 부분이 X 축의 정방향, 즉 압연재 (1) 가 반송되는 방향 반대의 방향으로 길게 신장되어 있다. 이 경우에는, 가미단 위치 (P1) 는, 트래킹해야 할 실미단 위치 (P2) 에 거의 일치한다. 실미단 위치 (P2) 를 XY 좌표로 나타내면, (0, 0) 이다.In the shape of the tail end shown in FIG. 3A, the portion near the center of the rolled material 1 is in the positive direction of the ) is elongated in the direction opposite to the direction in which it is conveyed. In this case, the negative end position (P1) almost coincides with the substantive end position (P2) to be tracked. If the position of Silmidan (P2) is expressed in XY coordinates, it is (0, 0).

도 3B 에 나타내는 미단의 형상은, 압연재 (1) 의 워크 사이드의 에지측 부분 및 드라이브 사이드의 에지측 부분이, 압연재 (1) 의 중앙 부근의 부분보다 X 축의 정방향, 즉 압연재 (1) 가 반송되는 방향 반대의 방향으로 길게 신장되어 있다. 이 경우에는, 가미단 위치 (P1) 는, 트래킹해야 할 실미단 위치 (P2) 보다 X 축의 정측에 있다. 실미단 위치 (P2) 를 XY 좌표로 나타내면, (Xb, Yb) 이며, Xb ＞ 0 이다. 또한, 도 3B 에 나타낸 미단의 형상은, 피시테일이라고 불린다.The shape of the tail end shown in FIG. 3B is such that the edge side portion of the work side and the edge side portion of the drive side of the rolled material 1 are located in the positive direction of the ) is elongated in the direction opposite to the direction in which it is conveyed. In this case, the outer edge position (P1) is on the positive side of the X-axis than the actual edge position (P2) to be tracked. If the Silmidan position (P2) is expressed in XY coordinates, it is (Xb, Yb), and Xb > 0. Additionally, the shape of the tail end shown in Fig. 3B is called a fishtail.

도 3C 에 나타내는 미단의 형상은, 압연재 (1) 의 드라이브 사이드의 에지측 부분이, 압연재 (1) 의 중앙 부근의 부분 및 워크 사이드의 에지측 부분보다 X 축의 정방향, 즉 압연재 (1) 가 반송되는 방향의 반대의 방향으로 신장되어 있다. 또한, 압연재 (1) 의 중앙 부근의 부분은, 워크 사이드의 에지측 부분보다, 압연재 (1) 가 반송되는 방향의 반대의 방향으로 길게 되어 있다. 이 경우에는, 가미단 위치 (P1) 는, 트래킹해야 할 실미단 위치 (P2) 보다 X 축의 정측에 있다. 실미단 위치 (P2) 를 XY 좌표로 나타내면, (Xc, Yc) 이고, Xc ＞ 0 이다.In the shape of the tail end shown in FIG. 3C, the edge side portion of the drive side of the rolled material 1 is located in the positive direction of the ) is extended in the direction opposite to the direction in which it is conveyed. Additionally, the portion near the center of the rolled material 1 is longer than the edge side portion of the work side in the direction opposite to the direction in which the rolled material 1 is conveyed. In this case, the outer edge position (P1) is on the positive side of the X-axis than the actual edge position (P2) to be tracked. If the Silmidan position (P2) is expressed in XY coordinates, it is (Xc, Yc), and Xc > 0.

도 3B 및 도 3C 에 나타낸 미단의 형상의 경우에는, 실미단 위치 (P2) 가 가미단 위치 (P1) 보다 늦게 권취되기 때문에, 가미단 위치 (P1) 를 트랙킹하여 권취 위치를 제어하면, 권취되지 못한 나머지 부분을 발생시키게 된다. 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 트래킹하는 미단 위치를 미단의 형상에 따라서 보정하기 때문에, 권취되지 못한 나머지 부분이 발생하기 어렵게 할 수 있다.In the case of the shape of the tail end shown in FIGS. 3B and 3C, the actual end position (P2) is wound later than the tail end position (P1), so if the winding position is controlled by tracking the tail end position (P1), it will not be wound. It causes the remaining parts that were not completed. In the winding control system 100 according to the embodiment, the position of the tail end being tracked is corrected according to the shape of the tail end, so that it is difficult to prevent the unwinding remaining portion from occurring.

권취 제어 장치 (10) 및 화상 해석 장치 (20) 의 구체적인 구성예에 대해서 상세하게 설명한다.Specific structural examples of the winding control device 10 and the image analysis device 20 will be described in detail.

도 4 는, 실시형태에 관련된 권취 제어 장치 및 화상 해석 장치를 예시하는 모식적인 블록도이다.Fig. 4 is a schematic block diagram illustrating a winding control device and an image analysis device according to the embodiment.

먼저, 권취 제어 장치 (10) 의 구성에 대해 설명한다.First, the configuration of the winding control device 10 will be described.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 권취 제어 장치 (10) 는, 미단 검출 스위치 (11) 와, 회전각 변환부 (12) 와, 목표 각도 설정부 (14) 와, 속도 지령 연산부 (15) 와, 미단 위치 보정 스위치 (16) 를 포함한다.As shown in FIG. 4, the winding control device 10 includes a tail end detection switch 11, a rotation angle conversion unit 12, a target angle setting unit 14, a speed command calculation unit 15, and a tail end detection switch 11. Includes a position correction switch (16).

미단 검출 스위치 (11) 는, 맨드릴 (80) 에 형성된 펄스 제너레이터 (82) 로부터 펄스 신호가 입력한다. 펄스 제너레이터 (82) 는, 도 4 에서는 「PG」라고 표기되어 있다. 펄스 제너레이터 (82) 는, 맨드릴 (80) 의 회전 각도에 따른 펄스 신호를 출력한다. 미단 검출 스위치 (11) 가 닫혀진 경우에, 펄스 신호는, 미단 검출 스위치 (11) 로부터 회전각 변환부 (12) 에 출력된다.The tail detection switch 11 receives a pulse signal from the pulse generator 82 formed on the mandrel 80. The pulse generator 82 is indicated as “PG” in FIG. 4 . The pulse generator 82 outputs a pulse signal according to the rotation angle of the mandrel 80. When the tail end detection switch 11 is closed, a pulse signal is output from the tail end detection switch 11 to the rotation angle conversion unit 12.

미단 검출 스위치 (11) 는, 미단 센서 (30) 에 의한 가미단 위치 (P1) 의 검출에 의해 개폐된다. 미단 센서 (30) 가 압연재 (1) 의 미단을 검출하고, 액티브한 검출 신호를 출력한 경우에, 미단 검출 스위치 (11) 는 닫혀진다. 미단 검출 스위치 (11) 가 닫힘으로써, 펄스 신호는 회전각 변환부 (12) 에 출력된다.The bottom end detection switch 11 is opened and closed by detection of the bottom end position P1 by the bottom end sensor 30. When the tail end sensor 30 detects the tail end of the rolled material 1 and outputs an active detection signal, the tail end detection switch 11 is closed. When the tail end detection switch 11 is closed, the pulse signal is output to the rotation angle conversion unit 12.

회전각 변환부 (12) 는, 입력된 펄스 신호를 적산하여, 가미단 위치 (P1) 의 이동 거리를 계산하고, 가미단 위치 (P1) 를 트래킹한다. 회전각 변환부 (12) 는, 가미단 위치 (P1) 를 맨드릴 (80) 의 회전 각도 [rad] 로 변환하고, 맨드릴 (80) 의 회전 각도의 검출치 (θs) 로서 속도 지령 연산부 (15) 에 출력한다.The rotation angle conversion unit 12 integrates the input pulse signal, calculates the moving distance of the negative end position P1, and tracks the negative end position P1. The rotation angle conversion unit 12 converts the lower end position P1 into the rotation angle [rad] of the mandrel 80, and uses the speed command calculation unit 15 as the detected value θs of the rotation angle of the mandrel 80. Printed to

속도 지령 연산부 (15) 는, 회전각 변환부 (12) 로부터 출력되는 맨드릴 (80) 의 회전 각도의 검출치 (θs) 와 목표 각도 (θg0) 의 차분 (Δθ) 을 입력하고, 입력한 차분 (Δθ) 이 0 이 되도록 속도 지령치 (N*) 를 산출한다. 속도 지령 연산부 (15) 는, 산출한 속도 지령치 (N*) 를 전동기 구동 제어 장치 (60) 에 출력한다. 속도 지령 연산부 (15) 는, 예를 들면 PI 연산기이고, 입력된 데이터를 비례 적분 연산하여 출력한다.The speed command calculation unit 15 inputs the difference Δθ between the detected value θs of the rotation angle of the mandrel 80 output from the rotation angle conversion unit 12 and the target angle θg0, and calculates the input difference ( Calculate the speed command value (N*) so that Δθ) becomes 0. The speed command calculation unit 15 outputs the calculated speed command value (N*) to the motor drive control device 60. The speed command calculation unit 15 is, for example, a PI calculator, and performs a proportional integral calculation on the input data and outputs the output.

목표 각도 (θg0) 는, 이 예에서는, 목표 각도 설정부 (14) 에 미리 설정되어 있다. 목표 각도 설정부 (14) 는, 권취 제어 장치 (10) 내의 기억부에 설정되어도 되고, 외부의 기억 장치에 설정되어도 된다. 권취 제어 장치 (10) 를 실현하는 프로그램에 고정치로서 설정되어 있어도 된다. 프로그램에 설정되는 고정치는, 예를 들면 압연재 (1) 의 강종마다 상위 계산기에 의해 지정된 데이터를 적용하도록 해도 된다.The target angle θg0 is set in advance in the target angle setting unit 14 in this example. The target angle setting unit 14 may be set in a storage unit within the winding control device 10 or may be set in an external storage device. It may be set as a fixed value in the program implementing the winding control device 10. The fixed value set in the program may, for example, apply data specified by a host computer to each steel type of the rolled material 1.

미단 위치 보정 스위치 (16) 는, 미단의 형상에 기초하는 미단 위치의 보정치 (θc) [rad] 를 입력한다. 보정치 (θc) 는, 화상 해석 장치 (20) 에 의해 연산되어 화상 해석 장치 (20) 로부터 출력된다. 화상 해석 장치 (20) 에 의해 미단 위치의 보정치 (θc) 가 결정되면, 미단 위치 보정 스위치 (16) 는 닫혀지고 보정치 (θc) 를 출력한다.The tail end position correction switch 16 inputs a correction value θc [rad] of the tail end position based on the shape of the tail end. The correction value θc is calculated by the image analysis device 20 and output from the image analysis device 20. When the correction value θc of the tail end position is determined by the image analysis device 20, the tail end position correction switch 16 is closed and outputs the correction value θc.

목표 각도 (θg0) 는, 보정치 (θc) 를 연산기 (17) 에서 가산함으로써 보정된다. 보정된 목표 각도 (θg) 는, 연산기 (13) 에 출력된다. 연산기 (13) 는, 맨드릴 (80) 의 회전 각도의 검출치 (θs) 와 미단 형상에 따라 보정된 목표 각도 (θg) 와의 차분 (Δθ) 을 출력한다.The target angle θg0 is corrected by adding the correction value θc in the calculator 17. The corrected target angle θg is output to the calculator 13. The calculator 13 outputs a difference Δθ between the detected value θs of the rotation angle of the mandrel 80 and the target angle θg corrected according to the tail end shape.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 권취 제어 장치 (10) 는, 미단 위치 수정부 (18) 를 추가로 포함할 수 있다. 미단 위치 수정부 (18) 는, 상기 서술한 권취 제어 장치 (10) 의 구성 요소에 의해 압연재 (1) 의 권취의 종료 후에 기능한다. 미단 위치 수정부 (18) 는, 화상 해석 장치 (20) 에 의해 취득된 권취 종료 후의 코일에서의 미단의 위치의 화상 데이터에 기초하여, 적절한 미단의 위치로 되도록, 속도 지령치를 생성하여 출력한다. 권취 종료 후의 코일의 상태에서의 적절한 미단의 위치는, 미리 설정되어 있다. 미단 위치 수정부 (18) 는, 예를 들어 PI 제어기를 포함하고 있고, 미단 위치 수정부 (18) 의 PI 제어기는, 적절한 미단 위치의 회전 각도와의 차분을 0 으로 하도록 속도 지령치를 생성하여 출력한다.In the take-up control system 100 according to the embodiment, the take-up control device 10 may further include a tail end position correction unit 18. The tail end position correction unit 18 functions after completion of winding of the rolled material 1 by the components of the winding control device 10 described above. The tail end position correction unit 18 generates and outputs a speed command value so that the tail end is in an appropriate position, based on image data of the position of the tail end in the coil after completion of winding acquired by the image analysis device 20. The appropriate position of the tail end in the state of the coil after completion of winding is set in advance. The tail end position correction unit 18 includes, for example, a PI controller, and the PI controller of the tail end position correction unit 18 generates and outputs a speed command value so that the difference with the rotation angle of the appropriate tail end position is 0. do.

권취 제어 장치 (10) 는, 전환 스위치 (19) 에 의해, 속도 지령 연산부 (15) 의 출력 및 미단 위치 수정부 (18) 의 출력을 전환하여 출력한다. 전환 스위치 (19) 는, 미단을 트래킹하고 있는 통상의 권취 동작의 경우에는, 속도 지령 연산부 (15) 에 의해 생성된 속도 지령치를 출력한다. 전환 스위치 (19) 는, 압연재 (1) 의 권취 종료 후에 화상 해석 장치 (20) 가 생성하는 전환 신호에 따라서, 속도 지령 연산부 (15) 의 출력으로부터 미단 위치 수정부 (18) 의 출력으로 접속을 전환한다. 권취 제어 장치 (10) 는, 전환 스위치 (19) 의 전환에 의해, 미단 위치 수정부 (18) 가 생성하는 속도 지령치를 출력한다.The take-up control device 10 switches the output of the speed command calculating section 15 and the output of the tail end position correction section 18 by the changeover switch 19 and outputs the output. The changeover switch 19 outputs the speed command value generated by the speed command calculation unit 15 in the case of a normal winding operation tracking the tail end. The changeover switch 19 is connected from the output of the speed command calculating section 15 to the output of the tail end position correction section 18 in accordance with the changeover signal generated by the image analysis device 20 after completion of winding of the rolled material 1. Switch . The winding control device 10 outputs the speed command value generated by the tail end position correction unit 18 by switching the changeover switch 19.

미단 위치 수정부 (18) 에 의해, 권취 종료 후의 코일 상태에서의 미단의 위치를 적절하게 조정할 수 있어, 사람의 손에 의한 조정 작업을 생략하는 것이 가능해진다.By using the tail end position correction unit 18, the position of the tail end in the coiled state after winding can be appropriately adjusted, making it possible to omit adjustment work by human hands.

다음으로, 화상 해석 장치 (20) 의 구성에 대해 설명한다.Next, the configuration of the image analysis device 20 will be described.

화상 해석 장치 (20) 는, 제 1 화상 해석부 (21) 와, 각도 보정 연산부 (22) 를 포함한다. 화상 해석 장치 (20) 는, 카메라 (25a) 에 의해 촬상된 화상으로부터 생성되어 출력된 화상 데이터를 제 1 화상 해석부 (21) 에 입력한다. 제 1 화상 해석부 (21) 는, 화상 데이터를 화상 해석하여, 미단의 보정 위치를 결정한다. 각도 보정 연산부 (22) 는, 보정된 미단 위치의 데이터를 사용하여, 회전 각도의 보정치 (θc) 를 계산하여 출력한다.The image analysis device 20 includes a first image analysis unit 21 and an angle correction calculation unit 22. The image analysis device 20 inputs image data generated and output from an image captured by the camera 25a to the first image analysis unit 21. The first image analysis unit 21 performs image analysis on the image data and determines the correction position of the tail end. The angle correction calculation unit 22 calculates and outputs a correction value θc of the rotation angle using the data of the corrected rear end position.

제 1 화상 해석부 (21) 는, 가미단 위치 (P1)을 회전 각도의 보정치 (θc) 의 기준으로 하기 위해서, 가미단 위치 (P1) 를 포착한 화상 데이터를 확실하게 취득할 필요가 있다. 예를 들어, 화상 해석부 (21) 는, 미단 센서 (30) 에 의해 가미단 위치 (P1) 가 검출되는 타이밍을 포함한 전후의 시각의 복수의 화상 데이터를 취득한다. 복수의 화상 데이터로부터, 이하 설명하는 방법으로 가미단 위치 (P1) 를 검출하여 기준 위치로 설정한다. 화상 해석부 (21) 가 카메라 (25a) 로부터 취득하는 화상 데이터는, 예를 들면 동영상 데이터를 이용할 수 있다. 화상 해석부 (21) 는, 예를 들어, 미단 센서 (30) 에 의해 가미단 위치 (P1) 를 검출한 타이밍의 전후 몇 초 (예를 들어 전후 3 초) 의 동영상 데이터를 기억하고, 취득한 동영상 데이터로부터 가미단 위치 (P1) 를 결정한다.The first image analysis unit 21 needs to reliably acquire image data capturing the false edge position P1 in order to use the false edge position P1 as a reference for the correction value θc of the rotation angle. For example, the image analysis unit 21 acquires a plurality of image data at times before and after including the timing at which the upper end position P1 is detected by the lower end sensor 30. From a plurality of image data, the edge position P1 is detected by the method described below and set as the reference position. The image data that the image analysis unit 21 acquires from the camera 25a can be, for example, video data. The image analysis unit 21 stores, for example, video data several seconds before and after (for example, 3 seconds before and after) the timing at which the upper end position P1 is detected by the lower end sensor 30, and performs the acquired video. Determine the lateral end position (P1) from the data.

화상 해석부 (21) 에 의한 가미단 위치 (P1) 의 결정 방법의 예 및 미단 위치의 보정의 구체적인 방법의 예에 대해 설명한다.An example of a method for determining the bottom end position P1 by the image analysis unit 21 and a specific example of a method for correcting the bottom end position will be described.

도 5A ∼ 도 5C 는, 도 3A ∼ 도 3C 의 미단의 형상을 화상 해석에 의해 결정하는 방법을 설명하는 모식도이다.5A to 5C are schematic diagrams illustrating a method of determining the shape of the tail end of FIGS. 3A to 3C by image analysis.

도 5A ∼ 도 5C 의 화상 데이터에서는, 가상적인 기준축으로서, X 축 (제 1 축) 이 미리 설정된다. X 축은, 미단 센서 (30) 가 배치된 위치에 맞춰 설정된다. 예를 들면, X 축은, 압연재 (1) 의 폭의 거의 1/2 이 되는 위치에 설정된다. X 축의 위치는, 미단 센서 (30) 의 위치에 맞춰 미리 교정하도록 해도 된다. 카메라 (25a) 는, 압연재 (1) 의 미단이나 에지를 화상의 휘도의 정보로서 포함하는 화상 데이터를 취득한다. 제 1 화상 해석부 (21) 는, 화상 데이터의 화상의 휘도 변화를 판정함으로써, 압연재 (1) 의 에지나 미단을 식별할 수 있다. 화상 해석부 (21) 는, 미리 설정된 X 축에, 취득한 화상 데이터를 중첩하여, 화상의 휘도가 변화되는 점을 가미단 위치 (P1) 로 하고, 기준 위치로 설정한다. Y 축 (제 2 축) 도 가상적인 기준 축으로서, 기준 위치를 통과하도록 설정된다. 화상 데이터는, 기준 위치로부터 Y 축의 정방향 및 부방향으로 각각 복수로 구분된다.In the image data of FIGS. 5A to 5C, the X-axis (first axis) is set in advance as a virtual reference axis. The X axis is set to match the position where the tail sensor 30 is placed. For example, the X axis is set at a position that is approximately half the width of the rolled material 1. The position of the X axis may be calibrated in advance to match the position of the tail sensor 30. The camera 25a acquires image data including the tail end and edge of the rolled material 1 as information on the luminance of the image. The first image analysis unit 21 can identify the edge or tail end of the rolled material 1 by determining the change in luminance of the image of the image data. The image analysis unit 21 superimposes the acquired image data on the preset The Y axis (second axis) is also a virtual reference axis and is set to pass through the reference position. The image data is divided into a plurality of pieces in the positive and negative directions of the Y axis from the reference position.

미단 센서 (30) 가 발광부 및 수광부를 포함하고, 발광부로부터 출사된 광선을 수광부에서 수광함으로써 압연재의 유무를 검출하는 광학식 센서인 경우에는, 이하의 방법으로 해도 된다. 이 경우에는, 카메라 (25a) 는, 광선의 압연재 (1) 에서의 조사 지점을 화상 데이터에 포함시킬 필요가 있다. 카메라 (25a) 는, 미단 센서 (30) 의 발광부로부터 출사되는 광선의 조사 지점을 포함하는 연속 화상 또는 동영상을 촬상한다. 카메라 (25a) 는, 반송되는 압연재 (1) 에 조사되는 광선을 압연재 (1) 와 함께 연속적으로 촬상하여, 연속 화상의 광선의 궤적이 미단에 교차하는 타이밍을 포함하는 데이터를 취득한다. 제 1 화상 해석부 (21) 는, 압연재 (1) 의 미단과 미단 센서 (30) 의 광선에 의한 궤적이 교차하는 점을 가미단 위치 (P1) 로 하고, 기준 위치로 설정한다. 이 경우에는, 광선의 궤적이 X 축이고, 가미단 위치 (P1) 에서 X 축에 교차하는 Y 축이 설정된다. 화상 데이터는, 상기 서술한 예와 마찬가지로, 기준 위치로부터 Y 축의 정방향 및 부방향으로 각각 복수로 구분된다.If the tail sensor 30 is an optical sensor that includes a light emitting unit and a light receiving unit and detects the presence or absence of a rolled material by receiving the light emitted from the light emitting unit at the light receiving unit, the following method may be used. In this case, the camera 25a needs to include the irradiation point of the light beam on the rolled material 1 in the image data. The camera 25a captures continuous images or moving images including the irradiation point of the light emitted from the light emitting portion of the tail sensor 30. The camera 25a continuously captures images of light irradiated on the rolled material 1 to be conveyed together with the rolled material 1, and acquires data including the timing at which the trace of the light ray in the continuous image intersects the tail end. The first image analysis unit 21 sets the point where the trail of the tail end of the rolled material 1 and the light beam of the tail end sensor 30 intersects as the tail end position P1, and sets it as the reference position. In this case, the trajectory of the light ray is the X axis, and the Y axis intersecting the X axis is set at the end position (P1). Similar to the above-described example, the image data is divided into a plurality of pieces in the positive and negative directions of the Y axis from the reference position.

도 5A ∼ 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 화상 데이터 (DT) 는, 이 예에서는, Y 축 방향에 대해 4 개의 구분 (α, β, γ, δ) 으로 구분된다. 구분 (α, β, γ, δ) 의 Y 축 방향의 길이는 임의로 설정할 수 있고, 이 예에서는, Y 축 방향의 길이는 동일하게 하고 있다. 즉, 화상 데이터 (DT) 에 있어서는, 각 구분은 등간격으로 설정되어 있다.As shown in FIGS. 5A to 5C, the image data DT is divided into four divisions (α, β, γ, δ) in the Y-axis direction in this example. The length of the division (α, β, γ, δ) in the Y-axis direction can be set arbitrarily, and in this example, the length in the Y-axis direction is set to be the same. That is, in the image data DT, each division is set at equal intervals.

화상 해석부 (21) 에서는, 각 구분을 추가로 복수의 소구분으로 구분하고, 각각 소구분마다의 X 좌표를 이용하여, 각 구분의 구분 미단 위치를 결정한다. 구분 미단 위치는, 각 구분의 미단의 위치를 나타내고 있다. 소구분의 Y 축 방향의 길이는 임의로 설정할 수 있고, 예를 들어 각 구분에서 등간격이다. 구분 미단 위치는, 소구분의 X 좌표의 산술 평균을 계산함으로써 구해진다.The image analysis unit 21 further divides each division into a plurality of subdivisions, and uses the X coordinate for each subdivision to determine the position of the end of each division. The position of the bottom of the division indicates the position of the bottom of each division. The length of the subdivisions in the Y-axis direction can be set arbitrarily, for example, each division is at equal intervals. The position of the end of the division is obtained by calculating the arithmetic mean of the X coordinates of the subdivision.

도 5A 에 나타낸 예에서는, 구분 (α) 의 구분 미단 위치는 αa 이고, 구분 (β) 의 구분 미단 위치는 βa 이고, 구분 (γ) 의 구분 미단 위치는 γa 이고, 구분 (δ) 의 구분 미단 위치는 δa 이다. 도 5B 에 나타낸 예에서는, 구분 (α) 의 구분 미단 위치는 αb 이고, 구분 (β) 의 구분 미단 위치는 βb 이고, 구분 (γ) 의 구분 미단 위치는 γb 이고, 구분 (δ) 의 구분 미단 위치는 δb 이다. 도 5C 에 나타낸 예에서는, 구분 (α) 의 구분 미단 위치는 αc 이고, 구분 (β) 의 구분 미단 위치는 βc 이고, 구분 (γ) 의 구분 미단 위치는 γc 이고, 구분 (δ) 의 구분 미단 위치는 δc 이다.In the example shown in Fig. 5A, the segment tail position of segment (α) is αa, the segment tail position of segment (β) is βa, the segment tail position of segment (γ) is γa, and the segment tail position of segment (δ) is αa. The location is δa. In the example shown in Fig. 5B, the segment tail position of segment (α) is αb, the segment tail position of segment (β) is βb, the segment tail position of segment (γ) is γb, and the segment tail position of segment (δ) is βb. The position is δb. In the example shown in Fig. 5C, the segment tail position of segment (α) is αc, the segment tail position of segment (β) is βc, the segment tail position of segment (γ) is γc, and the segment tail position of segment (δ) is αc. The position is δc.

제 1 화상 해석부 (21) 는, 계산한 각 구분의 구분 미단 위치를 기억한다. 제 1 화상 해석부 (21) 는, 기억한 구분 미단 위치를 이용하여, 목표 미단 위치 (P3) 를 결정한다. 이 예에서는, 목표 미단 위치 (P3) 는, 가미단 위치 (P1) 와 실미단 위치 (P2) 사이의 위치가 된다. 예를 들면, 가늘고 긴 피시테일 형상의 미단 형상인 경우에 목표 미단 위치 (P3) 를 실미단 위치 (P2) 로 하면, 압연재 (1) 로서 무효한 부분을 권취하는 길이가 길어지는 경우에는 바람직한 설정이다. 강재의 속성 등에 따라서, 목표 미단 위치 (P3) 는, 임의로 적절한 위치가 설정되고, 실미단 위치 (P2) 로 설정되어도 된다. 제 1 화상 해석부 (21) 는, 목표 미단 위치 (P3) 을 결정하기 위한 정의식을 사용하여, 목표 미단 위치 (P3) 를 결정한다.The first image analysis unit 21 stores the position of the bottom end of each calculated segment. The first image analysis unit 21 determines the target tail end position P3 using the stored segment tail end position. In this example, the target bottom end position (P3) is a position between the bottom end position (P1) and the bottom end position (P2). For example, in the case of an elongated fishtail-shaped tail end shape, if the target tail end position (P3) is set to the actual tail end position (P2), it is desirable if the length for winding the ineffective portion as the rolled material 1 becomes longer. It's a setting. Depending on the properties of the steel material, etc., the target tail end position P3 may be arbitrarily set to an appropriate position, or may be set to the real end position P2. The first image analysis unit 21 determines the target tail end position P3 using a definition equation for determining the target tail end position P3.

도 6 은, 목표 미단 위치를 결정하기 위한 정의식의 예이다.Figure 6 is an example of a definition equation for determining the target tail end position.

도 6 의 테이블 (21T) 의 예에서는, 각 구분의 구분 미단 위치의 크기에 따라 순위가 매겨진 조합이 행 방향으로 나열되어 있다. 이 예에서는, 구분 (α) 의 구분 미단 위치를 α1 로 하고, 구분 (β) 의 구분 미단 위치를 β1 로 하고, 구분 (γ) 의 구분 미단 위치를 γ1 로 하고, 구분 (δ) 의 구분 미단 위치를 δ1 로 하고 있다. 테이블 (21T) 에서는, 구분 미단 위치의 크기의 순위를 숫자로 나타내고 있다. 이 예에서는, 숫자가 작을수록 구분 미단 위치의 크기가 크다.In the example of the table 21T in Fig. 6, combinations ranked according to the size of the position at the bottom of each division are arranged in the row direction. In this example, the segment bottom position of segment (α) is set to α1, the segment bottom position of segment (β) is set to β1, the segment bottom position of segment (γ) is set to γ1, and the segment bottom position of segment (δ) is set to α1. The position is set to δ1. In the table 21T, the rank order of the size of the position at the end of the division is indicated by numbers. In this example, the smaller the number, the larger the size of the position at the end of the segment.

예를 들어, 첫번째 행의 조합은, 구분 미단 위치의 크기가 α1 ＞ β1 ＞ γ1 ＞ δ1 이다. 두번째 행의 조합은, 구분 미단 위치의 크기가 α1 ＞ β1 ＞ δ1 ＞ γ1 이다. 테이블 (21T) 에는, 구분 미단 위치의 크기의 조합이 망라되어 격납되어 있다. 도면에는 나타내고 있지 않지만, 복수의 구분 미단 위치의 크기가 동등한 경우의 조합도 망라된다.For example, in the combination of the first row, the size of the position at the end of the division is α1 > β1 > γ1 > δ1. In the combination of the second row, the size of the position at the end of the division is α1 > β1 > δ1 > γ1. In the table 21T, combinations of sizes of the division tail end positions are stored. Although not shown in the drawing, combinations in which the sizes of a plurality of division end positions are equal are also covered.

테이블 (21T) 의 가장 우측의 열에는, 구분 미단 위치의 크기의 조합에 대한 목표 미단 위치 (P3) 의 설정을 위한 정의식이 격납되어 있다. 예를 들어, 첫번째 행 ∼ 6 번째 행의 조합에서는, α1 및 β1 의 평균치를 목표 미단 위치 (P3) 으로 하고, 7 번째 행 및 8 번째 행의 조합에서는, α1 을 목표 미단 위치 (P3) 으로 하도록 정의되어 있다.In the rightmost column of the table 21T, a definition equation for setting the target tail end position P3 for a combination of the sizes of the segment tail end positions is stored. For example, in the combination of the 1st to 6th rows, the average value of α1 and β1 is set as the target bottom position (P3), and in the combination of the 7th and 8th rows, α1 is set as the target bottom position (P3). It is defined.

화상 해석부 (21) 는, 기억한 구분 미단 위치 (α1, β1, γ1, δ1) 의 값을 참조하여, 테이블 (21T) 로부터 해당하는 조합을 추출한다. 화상 해석부 (21) 는, 추출한 조합의 정의식을 사용하여, 목표 미단 위치 (P3) 를 설정하고, 각도 보정 연산부 (22) 에 출력한다. 이 예와 같이, 구분 미단 위치의 조합을 테이블 등에 미리 설정해 두면, 해당하는 조합을 검색하여 추출함으로써 목표 미단 위치 (P3) 를 결정할 수 있기 때문에, 연산 부담이 적고, 고속으로 목표 미단 위치 (P3) 를 결정할 수 있다. 또한, 코일을 권취한 후, 코일을 결속하는 경우에, 결속 방법에 따라서 구분을 변경할 수 있다는 장점도 있다.The image analysis unit 21 refers to the stored values of the segment tail positions (α1, β1, γ1, δ1) and extracts the corresponding combination from the table 21T. The image analysis unit 21 sets the target tail end position P3 using the defined expression of the extracted combination and outputs it to the angle correction calculation unit 22. As in this example, if the combination of segmented end positions is set in advance in a table, etc., the target end position (P3) can be determined by searching and extracting the corresponding combination, so the computational burden is small and the target end position (P3) can be reached at high speed. can be decided. Additionally, when binding the coils after winding them, there is also an advantage that the classification can be changed depending on the binding method.

각도 보정 연산부 (22) 는, 목표 미단 위치 (P3) 를 맨드릴 (80) 의 회전 각도로 변환하여, 목표 각도 (θg0) 에 대한 보정치 (θc) 로서, 권취 제어 장치 (10) 에 출력한다.The angle correction calculation unit 22 converts the target tail end position P3 into a rotation angle of the mandrel 80 and outputs it to the take-up control device 10 as a correction value θc for the target angle θg0.

화상 해석 장치 (20) 는, 제 2 화상 해석부 (23) 를 추가로 포함할 수 있다. 제 2 화상 해석부 (23) 는, 카메라 (25b) 에 의해 촬상된 권취 종료시의 미단의 위치를 포함하는 화상으로부터 생성된 화상 데이터를 취득한다.The image analysis device 20 may further include a second image analysis unit 23. The second image analysis unit 23 acquires image data generated from an image captured by the camera 25b and including the position of the tail end at the end of winding.

목표 미단 위치 (P3) 의 정의나 결정의 방법에 대해서는 상기 서술에 한정되지 않고, 강재의 종류 등에 따라서 적절하게 설정된다. 예를 들어, 구분 미단 위치가 가장 큰 값을 목표 미단 위치 (P3) 로 해도 되고, 상기 서술한 바와 같이, 실미단 위치 (P2) 를 목표 미단 위치 (P3) 로 해도 된다. 구분수를 충분히 큰 n 개로 하고, 각 구분의 Y 축의 중심의 값을 구분 미단치로 하여, 구분 미단치의 최대값의 k1 배 (0 ＜ k1 ＜ 1) 를 목표 미단 위치 (P3) 로 하거나, 구분 미단치의 최소값과 최대값의 차분의 k2 배 (0 ＜ k2 ＜ 1) 를 목표 미단 위치 (P3) 로 하거나 해도 된다.The definition and determination method of the target end position P3 are not limited to the above description and are appropriately set depending on the type of steel material, etc. For example, the largest value of the segmented tail end position may be set as the target tail end position (P3), and as described above, the actual end position (P2) may be set as the target tail end position (P3). The number of divisions is sufficiently large n, the value of the center of the Y axis of each division is set as the division final value, and k1 times the maximum value of the division final value (0 < k1 < 1) is set as the target trailing edge position (P3), or k2 times the difference between the minimum and maximum values (0 < k2 < 1) may be set as the target bottom position (P3).

도 7A 및 도 7B 는, 압연재의 권취 종료 후에 미단 위치의 수정을 설명하기 위한 모식도이다.7A and 7B are schematic diagrams for explaining correction of the position of the tail end after completion of winding of the rolled material.

도 7A 및 도 7B 에 나타내는 바와 같이, 카메라 (25b) 는 맨드릴 (80) 에 권취된 코일 (1a) 의 측방에 배치되어, 권취 종료시의 미단의 위치를 촬상한다.As shown in FIGS. 7A and 7B, the camera 25b is disposed on the side of the coil 1a wound on the mandrel 80 and captures the position of the tail end at the end of winding.

도 7A 에는, 미단의 위치가 적절하지 않은 경우의 예가 도시되어 있다. 미단의 위치는, 예를 들어, 기준 위치로부터의 회전 각도 (제 1 종료 각도) (θ1) [rad] 로 나타낸다. 기준 위치는 임의로 설정하는 것이 가능하며, 이 예에서는, 맨드릴 (80) 의 중심에서부터 연직 하방을 향하는 직선을 기준 위치로 하고 있다.Figure 7A shows an example of a case where the position of the tail end is not appropriate. The position of the tail end is expressed by, for example, a rotation angle (first end angle) (θ1) [rad] from the reference position. The reference position can be set arbitrarily, and in this example, a straight line pointing vertically downward from the center of the mandrel 80 is used as the reference position.

도 7B 에는, 미단의 위치가 적절한 경우의 예가 도시되어 있다. 제 2 화상 해석부 (23) 는, 적절한 미단의 위치에 관한 정보를 갖고 있다. 적절한 미단의 위치에 관한 정보는, 미리 설정되어 있다. 기준 위치로부터의 회전 각도 (제 2 종료 각도) (θ0) [rad] 로서 미리 설정되어 있다. 예를 들어, 기준 위치로부터의 회전 각도 (θ0) 는, 목표 각도 (θg0) 로 해도 된다.Figure 7B shows an example where the position of the tail end is appropriate. The second image analysis unit 23 has information regarding the appropriate position of the tail end. Information regarding the appropriate position of the tail end is set in advance. The rotation angle (second end angle) from the reference position is preset as (θ0) [rad]. For example, the rotation angle θ0 from the reference position may be the target angle θg0.

도 7A 에 나타내는 바와 같이, 권취 종료 후의 미단의 위치가 적절하지 않은 경우에는, 미단이 코일 (1a) 로부터 떨어져 아래로 처져 있는 경우가 있다. 제 2 화상 해석부 (23) 는, 미단의 처진 상태와 그 때의 회전 각도 (θ1) 의 관계의 데이터베이스를 미리 가지고 있다. 제 2 화상 해석부 (23) 는, 데이터베이스를 참조하여, 취득한 화상 데이터 (제 2 화상 데이터) 의 미단의 상태로부터 회전 각도 (θ1) 의 크기를 판정한다. 제 2 화상 해석부 (23) 는, 회전 각도 (θ1) 와 미리 설정된 회전 각도 (θ0) 의 차분을 계산하여, 권취 제어 장치 (10) 에 출력한다.As shown in Fig. 7A, when the position of the tail end after completion of winding is not appropriate, the tail end may be separated from the coil 1a and hang down. The second image analysis unit 23 previously has a database of the relationship between the sagging state of the tail end and the rotation angle θ1 at that time. The second image analysis unit 23 refers to the database and determines the size of the rotation angle θ1 from the state of the tail end of the acquired image data (second image data). The second image analysis unit 23 calculates the difference between the rotation angle θ1 and the preset rotation angle θ0, and outputs the difference to the winding control device 10.

권취 제어 장치 (10) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 회전 각도의 차분을 0 으로 하도록 속도 지령치를 생성한다.As described above, the winding control device 10 generates a speed command value so that the difference in rotation angle is set to 0.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 의 일련의 동작에 대해서, 플로 차트를 참조하여 설명한다.A series of operations of the take-up control system 100 according to the embodiment will be explained with reference to the flow chart.

도 8 은, 목표 미단 위치에서 압연재를 권취 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로 차트의 예이다.Fig. 8 is an example of a flow chart for explaining the operation of controlling the winding of the rolled material at the target end position.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 스텝 S1 에 있어서, 권취 제어 장치 (10) 는 가미단 위치 (P1) 를 검출한다.As shown in Fig. 8, in step S1, the winding control device 10 detects the tail end position P1.

스텝 S2 에 있어서, 화상 해석 장치 (20) 는, 압연재 (1) 의 미단을 포함하는 화상 데이터를 취득한다. 화상 해석 장치 (20) 는, 취득한 화상 데이터에 기초하여, 기준 위치를 설정하고 목표 미단 위치 (P3) 를 결정한다.In step S2, the image analysis device 20 acquires image data including the tail end of the rolled material 1. The image analysis device 20 sets a reference position and determines the target tail end position P3 based on the acquired image data.

스텝 S3 에 있어서, 목표 미단 위치 (P3) 를 회전 각도로 변환하고, 회전 각도의 보정치 (θc) 로서 권취 제어 장치 (10) 에 출력한다.In step S3, the target tail end position P3 is converted into a rotation angle and output to the take-up control device 10 as a correction value θc for the rotation angle.

스텝 S4 에 있어서, 권취 제어 장치 (10) 는, 펄스 제너레이터 (82) 로부터 출력되는 펄스 신호를 적산함으로써 가미단 위치 (P1) 의 이동 거리를 계산하고, 맨드릴 (80) 의 회전 각도의 검출치 (θs) 로 변환한다.In step S4, the winding control device 10 calculates the moving distance of the lower end position P1 by integrating the pulse signal output from the pulse generator 82, and calculates the detected value of the rotation angle of the mandrel 80 ( Convert to θs).

스텝 S5 에 있어서, 권취 제어 장치 (10) 는, 목표 각도 (θg0) 를 보정치 (θc) 에 의해 보정하여, 보정된 목표 각도 (θg) 를 산출한다.In step S5, the take-up control device 10 corrects the target angle θg0 by the correction value θc and calculates the corrected target angle θg.

스텝 S6 에 있어서, 권취 제어 장치 (10) 는, 회전 각도의 검출치 (θs) 와 목표 각도 (θg0) 의 차분 (Δθ) 이 0 이 되도록, 속도 지령치 (N*) 를 생성하여, 전동기 구동 제어 장치 (60) 에 출력한다.In step S6, the winding control device 10 generates a speed command value N* such that the difference Δθ between the detection value θs of the rotation angle and the target angle θg0 is 0, and performs electric motor drive control. Output to device 60.

상기 서술한 각 스텝을 실행함으로써, 압연재 (1) 는, 맨드릴 (80) 에 코일로서 권취된다.By executing each step described above, the rolled material 1 is wound around the mandrel 80 as a coil.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 은, 상기 서술한 각 스텝 S1 ∼ S6 의 순서에 관계없이 동작하는 것이 가능하다. 예를 들어, 스텝 S4 는, 스텝 S2 보다 전이어도 되고, 동시에 처리가 되어도 된다.The take-up control system 100 according to the embodiment can operate regardless of the order of each step S1 to S6 described above. For example, step S4 may be before step S2 or may be processed simultaneously.

코일에 대한 권취 종료 후의 미단의 위치의 조정을 실시하는 경우에는, 추가로 이하의 동작을 실행한다.When adjusting the position of the tail end after completion of winding the coil, the following operations are additionally performed.

도 9 는, 압연재의 권취 종료 후에 미단 위치를 수정하는 동작을 설명하기 위한 플로 차트의 예이다.Fig. 9 is an example of a flow chart for explaining the operation of correcting the rear end position after completion of winding of the rolled material.

압연재 (1) 의 권취가 일단 종료되고, 맨드릴 (80) 이 정지하면, 제 2 화상 해석부 (23) 가 동작을 개시한다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 스텝 S11 에 있어서, 제 2 화상 해석부 (23) 는, 코일 (1a) 의 측면의 화상 데이터를 취득한다.Once the winding of the rolled material 1 is completed and the mandrel 80 is stopped, the second image analysis unit 23 starts operation. As shown in FIG. 9 , in step S11, the second image analysis unit 23 acquires image data of the side surface of the coil 1a.

스텝 S12 에 있어서, 화상 해석 장치 (20) 는, 입력한 화상 데이터를 화상 해석하고, 데이터베이스에 기초하여, 미단의 위치에 대응하는 회전 각도 (θ1) 를 결정하고, 회전 각도 (θ1) 를 권취 제어 장치 (10) 에 출력한다.In step S12, the image analysis device 20 analyzes the input image data, determines the rotation angle θ1 corresponding to the position of the tail end based on the database, and performs winding control of the rotation angle θ1. Output to device (10).

스텝 S13 에 있어서, 권취 제어 장치 (10) 는, 화상 해석 장치 (20) 로부터 출력된 회전 각도 (θ1) 와 기준 회전 각도 (θ0) 의 차분을 연산기 (24) 에 의해 산출한다. 권취 제어 장치 (10) 에서는, 미단 위치 수정부 (18) 는, 회전 각도의 차분 (θ1－θ0) 이 0 이 되도록, 속도 지령치를 생성하고, 생성한 속도 지령치를 전동기 구동 제어 장치 (60) 에 출력한다.In step S13, the winding control device 10 calculates the difference between the rotation angle θ1 output from the image analysis device 20 and the reference rotation angle θ0 by the calculator 24. In the winding control device 10, the tail end position correction unit 18 generates a speed command value so that the difference in rotation angle (θ1-θ0) is 0, and sends the generated speed command value to the electric motor drive control device 60. Print out.

이와 같이 하여, 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 은, 적절한 미단의 위치의 코일로 할 수 있다.In this way, the winding control system 100 according to the embodiment can be configured with a coil at an appropriate tail end position.

상기 서술에서는, 권취 제어 장치 (10) 는, 가미단 위치 (P1) 에 기초하는 회전 각도의 검출치 (θs) 를 트래킹하여, 검출치 (θs) 가, 미단의 형상에 기초하여 보정된 목표 각도 (θg) 가 되도록 맨드릴의 회전 각도 제어를 실시하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가미단 위치 (P1) 에 기초한 검출치 (θs) 를 미단의 형상에 기초하여 보정하고, 보정된 회전 각도가 소정의 목표 각도 (θg) 가 되도록 맨드릴의 회전 각도 제어를 실시하도록 해도 된다.In the above description, the winding control device 10 tracks the detected value θs of the rotation angle based on the tail end position P1, and the detected value θs is the target angle corrected based on the shape of the tail end. Although the rotation angle of the mandrel is controlled to be (θg), it is not limited to this. For example, even if the detected value θs based on the lower end position P1 is corrected based on the shape of the lower end, and the rotation angle of the mandrel is controlled so that the corrected rotation angle becomes a predetermined target angle θg, do.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 의 효과에 대해서 설명한다.The effect of the take-up control system 100 according to the embodiment will be described.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 은, 압연재 (1) 의 미단의 형상을 촬상하도록 형성된 카메라 (25a) 에 접속된 화상 해석 장치 (20) 를 구비하고 있다. 화상 데이터를 화상 해석 장치로 화상 해석함으로써, 미단의 형상을 적절히 판정할 수 있다. 실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 권취 제어 장치는, 화상 해석 장치 (20) 에 의해 판정된 미단의 형상에 기초하여, 미단 센서 (30) 에 의해 검출된 미단의 위치를 보정하여 목표 각도가 되도록 맨드릴 (80) 의 회전 각도를 제어할 수 있다. 그 때문에, 다양한 미단의 형상의 경우에도, 적절한 권취 위치에서 권취를 종료할 수 있다.The take-up control system 100 according to the embodiment includes an image analysis device 20 connected to a camera 25a configured to image the shape of the tail end of the rolled material 1. By analyzing image data with an image analysis device, the shape of the tail end can be appropriately determined. In the winding control system 100 according to the embodiment, the winding control device corrects the position of the tail end detected by the tail end sensor 30 based on the shape of the tail end determined by the image analysis device 20 to reach the target. The rotation angle of the mandrel 80 can be controlled to achieve an angle. Therefore, even in the case of various tail shapes, winding can be completed at an appropriate winding position.

실시형태에 관련된 권취 제어 시스템 (100) 에서는, 화상 해석 장치 (20) 는, 권취가 종료된 코일 상태에서의 미단의 위치를 판정할 수 있다. 권취 제어 장치 (10) 는, 화상 해석 장치 (20) 에 의해 판정된 권취 종료 후의 미단의 위치를 소정의 적절한 위치로 할 수 있다. 그 때문에, 종래, 오퍼레이터의 육안에 의한 추가 작업을 생략할 수 있어, 압연 공정에 있어서의 생산성을 향상시킬 수 있다.In the winding control system 100 according to the embodiment, the image analysis device 20 can determine the position of the tail end in a coil state in which winding has been completed. The winding control device 10 can set the position of the tail end after completion of winding determined by the image analysis device 20 to a predetermined appropriate position. Therefore, conventional additional work performed by the operator's visual observation can be omitted, and productivity in the rolling process can be improved.

이와 같이 하여, 미단의 형상에 따라서 미단의 위치를 보정하고, 적절한 미단의 위치에서 권취하는 권취 제어 시스템이 실현된다.In this way, a winding control system is realized that corrects the position of the tail end according to the shape of the tail end and takes winding at an appropriate position of the tail end.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들의 실시형태는 예로서 제시한 것으로, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 등가물의 범위에 포함된다. 또, 전술한 각 실시형태는, 서로 조합하여 실시할 수 있다.Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, as well as the invention described in the claims and their equivalents. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 : 압연재, 1a : 코일, 10 : 권취 제어 장치, 11 : 미단 검출 스위치, 12 : 회전각 변환부, 14 : 목표 각도 설정부, 15 : 속도 지령 연산부, 16 : 미단 위치 보정 스위치, 18 : 미단 위치 수정부, 20 : 화상 해석 장치, 21 : 제 1 화상 해석부, 22 : 각도 보정 연산부, 23 : 제 2 화상 해석부, 25a, 25b : 카메라, 30 : 미단 센서, 60 : 전동기 구동 제어 장치, 70 : 전동기, 80 : 맨드릴, 82 : 펄스 제너레이터, 100 : 권취 제어 시스템, 102 : 제어 네트워크1: rolled material, 1a: coil, 10: winding control device, 11: bottom end detection switch, 12: rotation angle conversion unit, 14: target angle setting unit, 15: speed command calculation unit, 16: bottom end position correction switch, 18: End position correction unit, 20: Image analysis device, 21: First image analysis unit, 22: Angle correction calculation unit, 23: Second image analysis unit, 25a, 25b: Camera, 30: End sensor, 60: Motor drive control device , 70: electric motor, 80: mandrel, 82: pulse generator, 100: winding control system, 102: control network

Claims

An electric motor drive control device that drives and controls an electric motor that rotates and drives a mandrel that winds the rolled material discharged from the finishing mill into a coil at the discharge side of the finishing mill;
a bottom end sensor provided on the discharge side of the finishing mill and outputting a detection signal indicating passage of the bottom end of the rolled material by detecting one point of the rolled material;
a winding control device that tracks the position of the tail end as a rotation angle of the mandrel;
a first camera formed between the finishing mill and the mandrel to output first image data including information on the shape of the tail end;
Image-analyzing the first image data at the timing when the detection signal is emitted, generating a correction value for correcting the position of the tail end based on the result of the image analysis of the first image data, and outputting it to the winding control device. Equipped with an image analysis device,
The winding control device,
Upon receipt of the detection signal, tracking is started with the position of the lower end as the lower end position,
A winding control system that generates a first speed command value that sets a rotational speed of the mandrel based on the low end position, the correction value, and the preset target angle and outputs it to the electric motor drive control device.

According to claim 1,
The image analysis device has a first axis that serves as a virtual reference having a direction parallel to the conveyance direction of the rolled material,
The image analysis device,
wherein the first image data recognizes the shape of the lower end including the lower end position as information on the boundary between brightness and darkness,
Let the intersection of the light and dark boundary information of the first image data and the first axis be a reference position corresponding to the upper midpoint position,
A winding control system, wherein the shape of the hem is determined based on a separation distance along the first axis from the reference position.

According to claim 2,
The image analysis device has a virtual second axis orthogonal to the first axis,
The image analysis device,
Dividing the first image data into a plurality of segments at predetermined intervals in the direction of the second axis,
Let each position of the plurality of divisions be a separation distance along the first axis from the reference position,
A winding control system that determines the shape of the tail end based on each position of the plurality of divisions.

The method according to any one of claims 1 to 3,
It is further provided with a second camera that outputs second image data including a side surface of the coil after completion of winding of the rolled material,
The image analysis device determines the first end angle of the tail end of the rolled material on the side surface of the coil, based on the second image data,
The take-up control device generates a second speed command value so that the first end angle becomes a preset second end angle and outputs it to the electric motor drive control device.