(57)【要約】【課題】連続処理設備のペイオフリールのマンドレルに、金属帯コイルを安全かつ確実に装入する方法を提案する。【解決手段】連続処理設備の入側ペイオフリールに金属帯コイルを装入する方法であって、マンドレル（スリーブ）の外径を検出するステップ１と、上記ステップ１で検出した外径とコイル内径とを対比するステップ２と、上記スリーブを交換またはスリーブの着脱を行うステップ３と、マンドレルとコイル内径の調芯を行うステップ４と、上記ステップ４で調芯後のコイルをマンドレルに装入するステップ５とからなり、上記ステップ２で対比した結果が適合していないときは、上記コイル内径とマンドレル（スリーブ）の外径が適合するまで、上記ステップ３、ステップ１および２を上記順で繰り返して行い、上記ステップ２で対比した結果が適合したときに、ステップ３からステップ４に移行することを特徴とするマンドレルへの金属帯コイル装入方法。【選択図】図２
2020171950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯コイルを巻き戻しながら連続して金属帯に処理を施す連続処理設備における入側ペイオフリールのマンドレルへの金属帯コイル装入方法であって、
マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径を検出するステップ１と、
上記ステップ１で検出した外径とコイル内径とを対比するステップ２と、
上記スリーブを交換またはスリーブの着脱を行うステップ３と、
マンドレルとコイル内径の調芯を行うステップ４と、
上記ステップ４で調芯後のコイルをマンドレルに装入するステップ５とからなり、
上記ステップ２で対比した結果が適合していないときは、上記コイル内径とマンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径が適合するまで、上記ステップ３、ステップ１および２を上記順で繰り返して行い、
上記ステップ２で対比した結果が適合したときに、ステップ３からステップ４に移行することを特徴とするマンドレルへの金属帯コイル装入方法。
【請求項２】
上記マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径を検出するステップ１の前に、コンピュータ内に保存された、処理予定のコイルの内径データと、上記コイルの直前に処理したコイルの内径データまたは上記連続処理設備の現時点におけるマンドレル径またはスリーブ径のデータとを対比し、両者が適合していないときは、スリーブの交換またはスリーブの着脱を行うステップ６を有することを特徴とする請求項１に記載のマンドレルへの金属帯コイル装入方法。
【請求項３】
上記マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径の検出を、ＣＣＤ画像素子、投光・受光型の光電センサ、レーザー距離計、および、投受光型光電センサと再帰性反射板またはコーナーキューブミラーとの組み合わせのいずれか１以上の手段を用いて行うことを特徴とする請求項１または２に記載のマンドレルへの金属帯コイル装入方法。
【請求項４】
上記金属帯コイルは、鋼板コイルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマンドレルへのコイル装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンドレルへのコイル装入方法に関し、具体的には冷延鋼板を処理する設備等におけるペイオフリールのマンドレルへの金属帯コイル装入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷延鋼板などに連続的に熱処理や表面処理等を施す連続処理設備においては、入側設備においてコイル状に巻き取られた鋼板を巻き戻して、中央の処理設備に鋼板を供給する方式がとられている。上記のコイルを巻き戻しつつ、鋼板を払い出す入側設備は、ペイオフリール１と称され、図１に示したように、コイル４の内径に挿入してコイルを回転させるマンドレル２と、該マンドレルを駆動させる電動モータ３とから構成されている。上記マンドレルは、コイル内径に挿入する際には縮小しており、コイル内径に挿入した後、拡大してコイル内径に密着させる拡縮機能を有している。
【０００３】
連続処理設備に供給されるコイルの内径は、その処理設備の前工程の出側設備（テンションリール）の巻取り径によって決定されるが、冷延鋼板の場合、一般的に２０インチ、２２インチ、２４インチ、２６インチ等の寸法が採用されている。そこで、連続処理設備のペイオフリールは、上記のような種々のコイル内径に対応するため、マンドレル自体の外径は小径（例えば、２０インチ）としておき、それより大きい内径のコイルに対しては、上記マンドレルに外径が異なるゴム製のスリーブ５を装着し、マンドレルの外径を変化させる方法が採用されている。
【０００４】
なお、上記ペイオフリールには、付帯設備として、コイル４の内径にマンドレル２を挿入するため、コイルを載置した状態でマンドレルの軸芯方向（水平方向）に搬送するコイルカー６が配設されており、該コイルカー６は、マンドレルにコイルを装入する際、マンドレルの中心とコイル内径の中心とを揃える（調芯）ため、高さを調整する昇降機能を有しているのが一般的である。また、上記スリーブの着脱は、このコイルカーを用いて行われる。
【０００５】
ところで、上記のような種々の内径を有するコイルを連続処理設備のペイオフリールに装入するに際しては、ペイオフリールに装入するコイル内径に合わせて、マンドレルの外径（スリーブの外径）を変更する必要がある。というのは、例えば、マンドレルの外径（スリーブの外径）が、コイル内径より小さ過ぎると、拡大後のマンドレル外径（装着したスリーブの外径）がコイル内径に十分に密着しないため、コイルを回転させて鋼板を巻き戻すことができない。一方、マンドレルの外径（スリーブの外径）が、コイル内径より大きいと、コイルの内径にマンドレル（スリーブ）を挿入することができず、そのまま挿入を強行すると、コイルの転倒のような重大トラブルを引き起こしかねないからである。
【０００６】
上記のようなトラブルは、例えば、工程情報を管理しているコンピュータ等に保存されている、ペイオフリールのマンドレル外径またはそれに装着されたスリーブ外径のデータと、コイル内径のデータとの照合が確実に行われていれば、防止することができる。しかし、実際には、信号の伝送異常やシーケンス不良によって、上記照合にミスが起こり、コイル転倒等のトラブルが起こるおそれがある。
【０００７】
そこで、上記のコイル転倒のような重大トラブルを防止する技術が幾つか提案されている。たとえば、特許文献１には、コイル搬送用コイルカーがコイルを安定に搬送している状態下における走行駆動用電動モータの実績負荷電流値を検出し、該電流値の変動量に基づいてコイルの転倒可能性を判断することで、マンドレル挿入時のコイル転倒を防止する方法が開示されている。また、特許文献２には、ペイオフリールのマンドレルにコイルを挿入する際に、マンドレルに内蔵された複数個の鉄板検出用の検出器によって、コイル内周面とマンドレル周面との間隙の異常接近の有無を調べ、マンドレルがどの回転位置にあっても、コイル内径部の変形による誤動作，異物による誤動作，制御装置の誤動作等による異常状態の有無を検出し、異常状態でなければ、コイル挿入自動制御を施すことによって、ペイオフリールへのコイル挿入時の転倒を防止する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１４２７６３号公報
【特許文献２】特開平６−２９７０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された方法は、マンドレルにコイルを挿入する際、コイルがマンドレルやスリーブに接触または衝突することによって、コイルを搬送するコイルカーの電流値が顕著に大きくなることを利用しているため、コイルとマンドレル（スリーブ）の衝突を未然に防止することができず、コイルを損傷したり、コイル転倒が発生したりする可能性がある。また、上記特許文献２に開示された方法は、マンドレル内部に検出器を設置したり、信号線を敷設するスペースが必要となるため、少なくとも、マンドレルの改造や専用マンドレルの新設が必要となり、設備費用の増大を招くなどの問題がある。さらに、上記特許文献１および２の方法では、マンドレル（スリーブ）の外径がコイル内径より小さ過ぎたときの問題には対処できない。
【００１０】
本発明は、従来技術が抱える上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大幅な設備改造を行うことなく、かつ、コイル転倒等のトラブルを発生することなく、ペイオフリールのマンドレルに、コイル内径に安全かつ確実に装入することができる、マンドレルへのコイル装入方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を重ねた。その結果、ペイオフリールのマンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブにコイルを装入する際、マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径を検出し、その結果と、コイルが有する内径とを対比し、両者が適合している場合にのみ、マンドレルへのコイルの装入を実行するようにすることで、マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径とコイル内径との不適合によるトラブルの発生を防止することができることを知見し、本発明を開発するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、金属帯コイルを巻き戻しながら連続して金属帯に処理を施す連続処理設備における入側ペイオフリールのマンドレルへの金属帯コイル装入方法であって、マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径を検出するステップ１と、上記ステップ１で検出した外径とコイル内径とを対比するステップ２と、上記スリーブを交換またはスリーブの着脱を行うステップ３と、マンドレルとコイル内径の調芯を行うステップ４と、上記ステップ４で調芯後のコイルをマンドレルに装入するステップ５とからなり、上記ステップ２で対比した結果が適合していないときは、上記コイル内径とマンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径が適合するまで、上記ステップ３、ステップ１および２を上記順で繰り返して行い、上記ステップ２で対比した結果が適合したときに、ステップ３からステップ４に移行することを特徴とするマンドレルへの金属帯コイル装入方法を提案する。
【００１３】
本発明のマンドレルへの金属帯コイル装入方法は、上記マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径を検出するステップ１の前に、コンピュータ内に保存された、処理予定のコイルの内径データと、上記コイルの直前に処理したコイルの内径データまたは上記連続処理設備の現時点におけるマンドレル径またはスリーブ径のデータとを対比し、両者が適合していないときは、スリーブの交換またはスリーブの着脱を行うステップ６を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のマンドレルへの金属帯コイル装入方法は、上記マンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径の検出を、ＣＣＤ画像素子、投光・受光型の光電センサ、レーザー距離計、および、投受光型光電センサと再帰性反射板またはコーナーキューブミラーとの組み合わせのいずれか１以上の手段を用いて行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のマンドレルへのコイル装入方法における上記金属帯コイルは、鋼板コイルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、マンドレルの外径またはマンドレルに装着されたスリーブの外径をスリーブサイズ検出センサにより直接検出し、その結果とコイル内径とを対比し、合致している場合にのみ、マンドレルにコイルを装入するようにしたので、マンドレルまたはスリーブ外径の相違による重大トラブルを未然に防止することができる。また、本発明が提案するスリーブサイズ検出センサは、マンドレルの改造等、大きな設備改造を必要としないので、安価にトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】連続処理設備の入側設備の一例を説明する図である。
【図２】本発明のマンドレルへの金属帯コイル装入方法を示すシーケンスの一例図である。
【図３】本発明のスリーブサイズ検出センサの一例を説明する図である
【図４】本発明のマンドレルへの金属帯コイル装入方法を示すシーケンスの他の例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、先述したように、鋼板を連続的に処理する連続処理設備の入側設備であるペイオフリールの一例を示す概略図である。ペイオフリール１は、マンドレル２を有しており、電動モータ３にてマンドレル２を回転し、マンドレル２に装入されたコイル４を巻き戻して鋼板を払い出す機能を有している。また、上記入側設備には、付帯設備として、コイル４をマンドレル２に装入するため、コイルをマンドレル軸心方向に搬送するコイルカー６が設けられており、さらに、上記コイルカー６には、コイル４をマンドレル２に装入する際、コイル内径とマンドレルの中心軸の高さを合わせる高さ調芯を行うための昇降機能を有している。
【００１９】
本発明のマンドレルへの金属帯コイル装入方法について、図２に示したフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、「金属帯コイル」を、単に「コイル」とも略記する。
まず、本発明においては、連続処理設備で処理しようとしているコイルの内径と、その時点における連続処理設備のマンドレルまたはマンドレルに装着したスリーブの外径が適合しているか否かを確認するため、スリーブサイズ検出センサを用いて、マンドレルまたはマンドレルに装着されているスリーブの外径の検出を行う（ステップ１）。なお、「マンドレルまたはマンドレルに装着されているスリーブ」のことを、説明を簡略するため、単に「マンドレル（スリーブ）」とも称することとする。
【００２０】
ここで、本発明において、コイルの内径と、マンドレル（スリーブ）の外径とが「適合」しているとは、マンドレル（スリーブ）の外径とコイルの内径とが完全に一致していることではなく、マンドレル収縮時のマンドレル（スリーブ）外径が、コイル内径よりも若干小さく、かつ、マンドレルを拡張したときに、マンドレル（スリーブ）の外径がコイル内径より大きくなって、コイル内径に圧着される状態であることをいう。
【００２１】
また、上記マンドレル（スリーブ）の外径を検出する手段（スリーブサイズ検出センサ）としては、例えば、入側設備のマンドレル（スリーブ）の部分をＣＣＤ撮像素子で撮像し、その撮像した画像を２値化処理して、マンドレル（スリーブ）の外径を検出する方法や、図３（ａ）に示したように、投光型・受光型の光電センサをマンドレルの両サイドに、マンドレル（スリーブ）の外径毎に設置し、光が透過または遮断されているセンサの信号からマンドレル（スリーブ）の外径を検出する方法を用いてもよい。なお、上記投光型・受光型の光電センサに代えて、レーザー距離計を用いてもよい。
【００２２】
さらに、図３（ｂ）に示したように、投受光型光電センサと反射板をマンドレルの両サイドに設置し、投光した光の反射光の有無から、マンドレル（スリーブ）の外径を検出してもよい。なお、上記反射板には、振動による光軸のずれに起因した誤検知を防止するため、反射光を入射光と並行になるよう反射させる再帰性のあるコーナーキューブミラー等を用いることが好ましい。
【００２３】
次いで、上記ステップ１で検出したマンドレル（スリーブ）の外径と、処理しようとしているコイルの内径とを対比する（ステップ２）。ここで、上記コイル内径の寸法は、処理しようとしているコイルを、コイルに巻き取った前工程のコイルデータを用いてもよいし、連続処理設備の入側で何らかの手段を用いて実測した値を用いてもよい。
【００２４】
次いで、上記ステップ２で検出したマンドレル（スリーブ）の外径とコイルの内径とを対比した結果、両者が適合していない場合には、マンドレルに装着したスリーブを交換したり、マンドレルにスリーブを装着あるいはマンドレルからスリーブを取り外したりして、マンドレル（スリーブ）の外径をコイル内径に整合させる（ステップ３）。
【００２５】
次いで、上記ステップ３で、スリーブ交換またはスリーブの着脱を行った後、再度、ステップ１および２を経て、コイル内径と、マンドレル（スリーブ）の外径が適合しているか否かを確認し、適合していない場合は、適合するまで、ステップ３、ステップ１およびステップ２を上記順で繰り返して行う。
【００２６】
一方、ステップ２で、コイル内径と、マンドレル（スリーブ）の外径が適合していることが確認された場合には、コイルカー６を昇降させて、マンドレルとコイル内径の中心軸とを一致させる調芯を行ない（ステップ４）、その後、コイルカー６を水平移動させて、コイルをマンドレルに装入する（ステップ５）。
【００２７】
上記した１〜５の一連のステップを実施することで、コイル内径とマンドレル（スリーブ）の外径とが適合していることを確認した上で、マンドレルへのコイル装着を行うことが可能となるので、コイル内径とマンドレル（スリーブ）の外径不適合によるコイル転倒等のトラブルを確実に防止することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記図２に示したフローチャートの例に限定されるものではなく、例えば、図４に示したように、図２に示したマンドレル（スリーブ）の外径を検出するステップ１の前に、コンピュータ内に保存された、処理予定のコイルの内径データと、上記コイルの直前に処理したコイルの内径データまたは上記連続処理設備の現時点におけるマンドレル径またはスリーブ径のデータとを対比するステップ６を設け、両者が適合していないときは、スリーブの交換またはスリーブの着脱を行うステップ３に移行するようにしてもよい。こうすることで、コイル内径と、マンドレル（スリーブ）の外径との不適合をより事前に把握することができるだけでなく、コイル内径（スリーブ）の外径不適合によるトラブルをより確実に防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の技術は、冷延鋼板等の鋼板コイルのマンドレルへの装入方法に限定されるものではなく、例えば、アルミ合金や銅合金、チタン合金等の非鉄金属コイルのマンドレルへの装入方法にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１：ペイオフリール
２：マンドレル
３：電動モータ
４：金属帯コイル
５：スリーブ
６：コイルカー
７：スリーブサイズ検出センサ
８：反射板またはコーナーキューブミラー
【図１】
2020171950.tif 000003
【図２】
2020171950.tif 000004
【図３】
2020171950.tif 000005
【図４】
2020171950.tif 000006