TWI654043B - 分割切斷控制裝置 - Google Patents

Abstract

實施形態提供一種分割切斷控制裝置，即使在軋延機的最終站與飛剪機之間的距離比分割切斷後的製品長度短之情況，也可算出餘料的長度。分割切斷控制裝置係具備演算部。前述演算部係檢測出分割切斷後的金屬材料的前端的位置，從前述前端計算出最終的分割切斷位置，且計算出從前述最終的分割切斷位置到尾端之餘料長度。

Description

分割切斷控制裝置

本發明的實施形態係關於用於軋延機的最終站與設於軋延機的下游之飛剪機之間的距離比分割切斷後的製品長度短之設備之分割切斷控制裝置。

已知有用於軋延製程之分割切斷控制裝置，包含：設於軋延機的出料側且安裝有脈衝發訊機之測長滾筒、對軋延材進行分割切斷之飛剪機、以及檢測軋延材的通過之材料檢測器(例如專利文獻1等)。此種分割切斷控制裝置係根據材料檢測器及脈衝發訊機輸出的資料而計算出材料的前端距離，且在算出的該前端距離等於電腦所指定的切斷長度時，使飛剪機起動，將材料分割切斷。

但由於材料的重量的參差不齊、電腦的計算的誤差，若持續按照指定的製品切斷長度實施分割切斷，誤差的影響會集中在最終的分割材。在最終的分割材的長度並不適切之情況下，會有在下游的設備發生無法搬送最終的分割材等的問題之虞。

專利文獻1係利用設於軋延機的出料側之測長滾筒來算出尾端長度。然後根據計算出的尾端長度來 求出最終的分割材的餘料的長度，再將分割長度修正為能夠讓分割切斷的長度落在容許範圍內者。如此，專利文獻1之分割切斷控制裝置係藉由使包含最終的分割材之軋延材的長度在預先設定的容許範圍內，而防止可能因軋延機之後的下游的設備條件等而發生的問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

(專利文獻1)日本特開昭63-260720號公報

上述的方法必須確保最終站與飛剪機之間有足夠長的距離。由於此距離足夠長，才可在材料的尾端脫離最終站後，利用設在最終站的出料側之測長滾筒來進行尾端的追蹤計測。然而，最終站與飛剪機之間的距離短之設備中，在材料的分割切斷時，其材料的尾端還在軋延中，無法進行尾端追蹤，所以無法算出餘料的長度。

本實施形態的目的在於提供一種分割切斷控制裝置，即使在軋延機的最終站與飛剪機之間的距離比分割切斷後的製品長度短之情況，也可算出餘料的長度。

根據本發明的實施形態，提供一種利用飛剪機將軋延過後的金屬材料予以分割切斷然後將之供給到下個製程之分割切斷控制裝置。此分割切斷控制裝置具 備：檢測出分割切斷後的金屬材料的前端的位置，從前述前端計算出最終的分割切斷位置，且計算出從前述最終的分割切斷位置到尾端之餘料長度之演算部。

根據實施形態之分割切斷控制裝置，演算部檢測出分割切斷後的金屬材料的前端的位置，從前述前端起計算出最終的分割切斷位置，且計算出從最終的分割切斷位置起到尾端之餘料長度，所以即使在軋延機的最終站與飛剪機之間的距離比分割切斷後的製品長度短之情況，也可算出餘料的長度。

1a‧‧‧前端材

1b、1c、1d‧‧‧產能材

10‧‧‧分割切斷控制裝置

10a‧‧‧演算部

11‧‧‧前端追蹤部

12‧‧‧第一距離設定部

13‧‧‧加法器

14‧‧‧餘料長度算出部

15‧‧‧餘料長度判定部

16‧‧‧尾端追蹤部

17‧‧‧飛剪機驅動部

20‧‧‧最終站

21‧‧‧測力器

22‧‧‧測長滾筒

24‧‧‧飛剪機

30‧‧‧熱金屬偵測器(HMD)

32‧‧‧測長滾筒

100‧‧‧軋延工廠

C0、C1、CR‧‧‧切斷訊號

C2‧‧‧訊號

CC‧‧‧驅動訊號

D‧‧‧分割切斷位置

Ht‧‧‧前端距離

L‧‧‧製品長度

L1‧‧‧第一距離

Lr‧‧‧餘料長度

Lmin‧‧‧容許餘料長度

Lcrop‧‧‧距離

nr、ns‧‧‧轉速

S1~S11‧‧‧步驟

T‧‧‧前端

tr‧‧‧尾端通過訊號

ts‧‧‧初始化訊號

tt‧‧‧尾端脫離訊號

X1、X2‧‧‧座標

第1圖係例示實施形態之分割切斷控制裝置的方塊圖。

第2圖係用來說明實施形態之分割切斷控制裝置的動作之鋼板的示意圖。

第3圖係用來說明實施形態之分割切斷控制裝置的動作之流程圖的例。

以下，參照圖式來說明本發明的各實施形態。

圖式為示意或概念的圖，各部分的厚度與寬度的關係、部分與部分間大小的比率等，並非一定與現實的物品相同。而且，即使是表示同一部分之情況時，也有在圖式 中以互不相同的尺寸、比率來表示之情況。

又，在本說明書及各圖中，關於已顯示的圖，對於與前述者為相同的要素係標記相同的符號且適當地省略詳細的說明。

第1圖係例示本實施形態之分割切斷控制裝置的方塊圖。

第1圖中，示意顯示分割切斷控制裝置10所動作的軋延工廠100的構成例。軋延工廠100係包含一個以上的軋延站，第1圖中顯示複數個軋延站之中的最終站20。鋼材係在搬送滾筒上往圖中的箭號的方向搬送，送至下游的製程，其中，該鋼材係包含經最終站20軋延過的前端材1a及產能材1b。軋延站可為熱間軋延亦可為冷間軋延。接受軋延的金屬材料不限於鋼材，亦可為銅、鋁等其他的金屬材料。

在最終站20的出料側設有飛剪機24。飛剪機24係將從最終站20送來的鋼材分割切斷。先被分割切斷的前端材1a係被搬送至下游的製程，被分割掉前端材1a的產能材1b係接在前端材1a之後被搬送。在此情況下，包含產能材1b的尾端之後端部係持續進行至少最終站20的軋延動作。

飛剪機24係於從前端材1a分割切斷產能材1b時產生初始化訊號ts。初始化訊號ts係供給至分割切斷控制裝置10。

軋延站為了監視軋延負載而設有測力器。 最終站20也設有測力器21，由測力器21的值變小可檢測出產能材1b的尾端已脫離最終站20。根據測力器21的輸出，產生表示產能材1b的尾端已脫離之尾端脫離訊號tt。尾端脫離訊號tt係供給至分割切斷控制裝置10。

經檢測出其尾端已脫離最終站之產能材1b係由分割切斷控制裝置10判定是否為最終材而執行製品長度之分割切斷。

若可檢測出產能材1b的尾端已脫離最終站，則亦可採用其他的手段來取代測力器21。例如亦可藉由監視驅動最終站20之電動機驅動裝置的輸出電流來產生尾端脫離訊號tt。

在最終站20與飛剪機24之間設有測長滾筒22。測長滾筒22與其他的搬送滾筒(未圖示)一起搬送載置於其上部之鋼材(包含前端材1a及產能材1b)。

測長滾筒22係包含例如旋轉編碼器。測長滾筒22可輸出轉速(單位時間的旋轉次數)ns的資料。測長滾筒22輸出的轉速ns的資料係供給至分割切斷控制裝置10，用以算出產能材1b的移動距離。轉速ns的資料係以例如旋轉編碼器所輸出的單位時間的脈衝數之形態輸出。根據測長滾筒22的半徑及計數的測長滾筒22所輸出的脈衝數，可計算出產能材1b的移動距離。

在最終站20與飛剪機24之間還設有熱金屬偵測器(Hot Metal Detector；HMD)30。在本例中，HMD 30係設於測長滾筒22與飛剪機24之間。經包含最終站20之 軋延站軋延後的鋼材係發熱而呈高溫。HMD 30藉由檢測從最終站20送過來的鋼材的溫度而可檢測出鋼材的尾端是否通過。HMD 30檢測到尾端通過之時，將尾端通過訊號tr供給至分割切斷控制裝置10。

若可檢測出產能材1b的尾端已從最終站20脫離，則亦可採用其他的手段而不限於HMD。例如，可採用光感測器等來檢測產能材1b的尾端之通過並產生尾端通過訊號tr。

在飛剪機24的出料側設有測長滾筒32。此測長滾筒32與入料側的測長滾筒22一樣地，內設有旋轉編碼器且輸出轉速nr的資料。轉速nr的資料係與測長滾筒22的轉速ns的資料的情況一樣地，例如可藉由計數脈衝數來計算出尾端的位置或是依據尾端的位置而定之收尾切斷(crop cut)的位置。從測長滾筒32輸出之轉速nr的資料係供給至分割切斷控制裝置10。

接著說明分割切斷控制裝置10的構成。分割切斷控制裝置10係具備演算部10a，該演算部10a包含：前端追蹤部11、餘料長度算出部14、及餘料長度判定部15。分割切斷控制裝置10的演算部10a還具備尾端追蹤部16。

分割切斷控制裝置10係輸入初始化訊號ts。初始化訊號ts係於從產能材1b分割切斷前端材1a時產生。分割切斷控制裝置10係輸入轉速ns的資料。轉速ns的資料係供給自測長滾筒22。轉速ns的資料係累計至 藉由監視測力器21的輸出而檢測出尾端脫離訊號tt為止。

分割切斷控制裝置10係根據初始化訊號ts、轉速ns、及尾端脫離訊號tt，計算出前端距離Ht。前端距離Ht係指從鋼材的前端T起到藉由飛剪機24分割切斷的位置為止的長度。

分割切斷控制裝置10係根據計算出的前端距離Ht，計算出將產能材1b分割切斷後的餘料長度Lr。分割切斷控制裝置10係在計算出的餘料長度Lr比預先設定的長度短之情況下，進行尾端的收尾切斷。分割切斷控制裝置10係在計算出的餘料長度Lr為預先設定的長度以上之情況下，再進行分割切斷。預先設定的長度係例如根據餘料在搬送滾筒上搬送所需的最小的長度而設定。

前端追蹤部11係連接於飛剪機24。飛剪機24係在從產能材1b分割切斷前端材1a之情況時，輸出初始化訊號ts。前端追蹤部11係接收初始化訊號ts，進行產能材1b的前端T的位置的初始化。

前端追蹤部11係接收初始化訊號ts、轉速ns的資料、及尾端脫離訊號tt的供給。前端追蹤部11係從初始化訊號ts起到尾端脫離訊號tt輸入為止，累計轉速ns的資料。前端追蹤部11係根據累計的轉速ns及測長滾筒22的半徑而計算出前端距離Ht。

前端追蹤部11係根據尾端脫離訊號tt之有無，判定是要進行通常的分割切斷，還是要進行最終材的切斷。在未接收到尾端脫離訊號tt之情況時，前端追蹤部 11係產生用以進行通常的分割切斷之切斷訊號C0，並將切斷訊號C0供給至飛剪機驅動部17。飛剪機驅動部17係根據切斷訊號C0而供給驅動訊號CC至飛剪機24。飛剪機24係根據驅動訊號CC而從產能材1b分割切斷前端材1a。

而在接收到尾端脫離訊號tt之情況時，前端追蹤部11係輸出前端距離Ht的資料，以供用來進行是否要進行最終材的切斷之判定。前端距離Ht的資料係供給至加法器13的一輸入端。第一距離設定部12的輸出係供給加法器13的另一輸入端。第一距離設定部12中儲存有最終站20與飛剪機24之間的第一距離L1的資料。加法器13係將前端距離Ht的資料與第一距離L1的資料相加並輸出。

餘料長度算出部14係連接至加法器13的輸出端。餘料長度算出部14係計算出將產能材1b分割切斷所設定的製品長度L之情況時的餘料長度Lr。

餘料長度判定部15係連接至餘料長度算出部14的輸出端。餘料長度判定部15係進行餘料長度算出部14所計算出的餘料長度Lr與預先設定的容許餘料長度Lmin之比較。所計算出的餘料長度Lr為容許餘料長度Lmin以上時，餘料長度判定部15係對於飛剪機驅動部17供給切斷訊號C1以進行製品長度L之切斷。飛剪機驅動部17係根據切斷訊號C1而對於飛剪機24供給驅動訊號CC。飛剪機24係根據驅動訊號CC而切斷產能材1b。

餘料長度判定部15的另一輸出端係連接至 尾端追蹤部16。尾端追蹤部16的輸出端係連接至飛剪機驅動部17。在餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin短之情況時，餘料長度判定部15不產生切斷訊號C1，而將用以進行收尾切斷之訊號C2供給至尾端追蹤部16。

第2圖係用以說明本實施形態之分割切斷控制裝置的動作之鋼板的示意圖。第2圖的上段的圖係顯示餘料長度比容許餘料長度短之情況之產能材1c的例。第2圖的下段的圖係顯示餘料長度大於或等於容許餘料長度之情況之產能材1d的例。第2圖係取X軸作為座標軸。在X軸上，假設最終站20係配置於原點O，飛剪機24係設於X軸的正方向，其座標為L1。L1為在上述說明中定義的第一距離。

如第2圖所示，產能材1c、1d的餘料長度Lr係根據前端距離Ht、第一距離L1、及分割切斷後的製品長度L而計算出。具體而言，餘料長度Lr係利用以下的式(1)而求出。

Lr=Ht+L1-L (1)

如第2圖的上段的圖所示，產能材1c之情況時，前端T的座標為X1，全長X1=Ht+L1。將X1減去製品長度L，則餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin短。此情況下，若再以製品長度L進行分割切斷，則成為比容許餘料長度Lmin短之長度的餘料。

如第2圖的下段的圖所示，產能材1d之情 況時，前端T的座標為X2(>X1)，產能材1d的全長X2=Ht+L1。將全長減去製品長度L，則餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin長或與容許餘料長度Lmin相等。此情況下，即使再分割切斷出製品長度L，餘料也會成為比容許餘料長度Lmin長或與容許餘料長度Lmin相等之長度。

在未確保有充分的分割切斷後的餘料長度Lr之情況，就有無法穩定地搬送餘料之虞。例如，分割切斷前後的鋼材，都是載置在搬送滾筒上，藉由搬送滾筒之轉動加以搬送。搬送滾筒係以預先設定的間隔設置，分割切斷後的餘料必須以至少兩個搬送滾筒加以支持及搬送。

相對於搬送滾筒間的距離，若分割切斷後的餘料的長度不具有充分的長度，就無法穩定地搬送餘料。

此種軋延加工生產線中，設定有容許餘料長度Lmin來作為對於可穩定地搬送餘料之設備而言必要的最小的長度。

本實施形態之分割切斷控制裝置10中，在餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin短之情況下，不對餘料進行分割切斷。取代地，利用HMD 30及測長滾筒32進行尾端追蹤，然後在鋼材的尾端附近的適當的位置進行收尾切斷。適當的位置係例如由尾端追蹤部16預先設定，可設定為沿X軸的正方向從尾端起達距離Lcrop之位置。

回到第1圖繼續說明。尾端追蹤部16係與HMD 30及測長滾筒32連接。尾端追蹤部16係可依據訊號C2而動作。HMD 30係在餘料長度Lr判定為比容許餘料長 度Lmin短之後，產生尾端通過訊號tr。尾端追蹤部16係藉由尾端通過訊號tr初始化，並從測長滾筒32的旋轉速度的累計，計算出收尾切斷的位置。尾端追蹤部16係在不對餘料進行分割切斷之產能材1b到達收尾切斷位置時，對飛剪機驅動部17輸出切斷訊號CR。飛剪機驅動部17係根據切斷訊號CR而將驅動訊號CC供給至飛剪機24。飛剪機24係根據驅動訊號CC而對產能材1b進行收尾切斷。

分割切斷控制裝置10中，在餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin長或與容許餘料長度Lmin相等之情況下，係在預定的分割切斷位置D進行分割切斷。

分割切斷控制裝置10亦可具備演算部，該演算部係將儲存在未圖示的記憶裝置中之程式載入而執行各步驟。分割切斷控制裝置10的演算部例如可為CPU。第1圖中的各構成要素之一部分或全部亦可藉由演算部執行程式而加以實現。

分割切斷控制裝置10亦可為可程式邏輯控制器(PLC)，亦可為由PLC的CPU執行程式之形態。

接著，利用流程圖來說明本實施形態之分割切斷控制裝置的一連串的動作。第3圖係用來說明本實施形態之分割切斷控制裝置的動作之流程圖的例。

如第3圖所示，在步驟S1，前端追蹤部11係接收隨著前端材的分割切斷而產生的初始化訊號ts，前端追蹤部11係藉由接收到之初始化訊號ts而將前端距離Ht初始化。

測長滾筒22係因鋼材的搬送而旋轉而輸出測長滾筒22的轉速ns的資料。在步驟S2，前端追蹤部11係接收測長滾筒22的轉速ns的資料，前端追蹤部11係根據初始化訊號ts及轉速ns的資料而計算出前端距離Ht。

在步驟S3，前端追蹤部11係判定鋼材的尾端是否脫離最終站20。在鋼材的尾端已脫離最終站20時，前端追蹤部11係從最終站20的測力器21接收到尾端脫離訊號tt。在接收到尾端脫離訊號tt時，處理進入到下一個步驟S4。而在未接收到尾端脫離訊號tt時，處理前進到步驟S11。步驟S11中，分割切斷控制裝置10係進行通常的分割切斷之動作。

在步驟S11，前端距離Ht達製品長度L時，處理前進到步驟S7，在步驟S7，以製品長度L進行分割切斷。而前端距離Ht未達製品長度時，處理回到步驟S2。

在步驟S3，前端追蹤部11接收到尾端脫離訊號tt時，在步驟S4，加法器13係將前端距離Ht加第一距離L1並予以輸出。

在步驟S5，餘料長度算出部14係按照式(1)而計算出餘料長度Lr。

在步驟S6，餘料長度判定部15係進行餘料長度Lr與容許餘料長度Lmin之比較。餘料長度Lr大於或等於容許餘料長度Lmin時，處理進入到下一步驟S7。

在步驟S7，餘料長度判定部15係將用來切斷鋼材之訊號供給至飛剪機24，以將鋼材分割切斷成指定 的製品長度L。飛剪機24係按照切斷訊號，在設定的位置將鋼材分割切斷。

在步驟S6，餘料長度Lr比容許餘料長度Lmin短時，處理前進到步驟S8。

在步驟S8，HMD 30係檢測鋼材的尾端是否已通過。HMD 30係將表示尾端已通過之尾端通過訊號tr供給至尾端追蹤部16。尾端追蹤部16係將尾端的位置初始化。

設於飛剪機24的後方之測長滾筒32係輸出轉速nr的資料。轉速nr的資料係供給至尾端追蹤部16。

在步驟S9，尾端追蹤部16係根據尾端通過訊號tr及轉速nr的資料而計算出鋼材的尾端的位置。尾端追蹤部16係從計算出的尾端的位置，計算出收尾切斷的位置。更具體言之，根據尾端通過訊號tr而將尾端的位置初始化。尾端追蹤部16係根據轉速nr的資料及測長滾筒32的半徑，計算出鋼材的移動距離，並從初始化的尾端位置計算出實際的尾端的位置。

尾端追蹤部30係在鋼材的位置到達預先設定的收尾切斷位置時，將收尾切斷訊號供給至飛剪機24。

在步驟S10，飛剪機24係在鋼材的適切的位置進行收尾切斷。

接著，說明本實施形態之分割切斷控制裝置10的效果。

本實施形態之分割切斷控制裝置10可檢測出藉由飛 剪機24將前端材1a從產能材1b分割切斷的時點，從該時點開始累計測長滾筒22的旋轉數而計算出產能材1b的前端距離Ht。因此，即使最終的分割材的尾端仍在軋延中而無法進行尾端追蹤，也可從前端距離Ht、第一距離L1、及指定的製品長度L計算出餘料的長度。

例如，最終站20與飛剪機24之間的距離係10m左右之情況，而製品長度L超過10m時，就難以進行最終材的尾端檢出。在此種情況下，若從最終材分割切斷餘料，則會有餘料的長度變到比容許餘料長度Lmin短之情形，而可能成為下游的製程的問題。另一方面，若不論餘料的長度太短或尚足夠的情況，都不進行最終材的分割切斷而全部廢棄，則會使軋延工廠的生產率降低而不是很理想。

對此，本實施形態之分割切斷控制裝置10係如上述，可藉由前端追蹤而判定要不要做最終材的分割切斷。因此，藉由進行與容許餘料長度Lmin之比較而可適切地判定是否要對最終材進行分割切斷。在餘料長度Lr足夠之情況下，可進行分割切斷。而在餘料長度Lr不夠之情況下，不進行分割切斷，所以不會有對下游的設備造成問題之虞。不管在什麼情況都可不廢棄最終材而予以活用，所以可使軋延工廠的生產率提高。

本實施形態之分割切斷控制裝置10在餘料長度Lr不足的情況下，可使用HMD 30及測長滾筒32輸出的資料而進行尾端追蹤。因此，對於不進行分割切斷之 最終材，也可適切地進行收尾切斷，而可將最終材用於其他的用途等而加以活用。

如上所述，可實現一種分割切斷控制裝置10，即使在軋延機的最終站與飛剪機之間的距離比分割切斷後的製品長度短之情況，也可算出餘料的長度。

以上說明了本發明的數個實施形態，惟此等實施形態係提出來作為例子而並非限定發明的範圍。此等創新的實施形態能夠以其他的各種形態實施，並可在未脫離發明的意旨之範圍內進行各種省略、置換、變更。此等實施形態及其變形都包含在發明的範圍及意旨內，並且包含在申請專利範圍記載的發明及其均等的範圍內。

Claims (4)

1. 一種分割切斷控制裝置，係利用飛剪機將軋延後的金屬材料分割切斷並供給到下個製程，該分割切斷控制裝置係具備：演算部，檢測出分割切斷後的金屬材料的前端的位置，從前述前端計算出最終的分割切斷位置，且計算出從前述最終的分割切斷位置到尾端之餘料長度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分割切斷控制裝置，其中，前述演算部係包含：前端追蹤部，利用搬送滾筒的輸出而追蹤前述前端的位置，且計算出從前述前端到尾端的距離，該搬送滾筒係輸出與搬送前述金屬材料的距離對應之訊號；以及餘料長度算出部，根據前述前端到前述尾端的距離及分割切斷後的製品長度，而計算出餘料的長度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之分割切斷控制裝置，其中，前述演算部還包含：餘料長度判定部，在前述餘料的長度大於或等於預先設定的容許餘料長度時，進行最終的分割切斷，而在前述餘料的長度比前述容許餘料長度短時，不進行前述最終的分割切斷。
4. 如申請專利範圍第1項所述之分割切斷控制裝置，其 中，前述演算部還包含：尾端追蹤部，藉由檢測出尾端之訊號而初始化，且計算出前述尾端的位置。