(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に把持する後端クランプと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に把持する先端クランプと、走行している先行圧延材の後端と後行圧延材の先端を切削加工する加工装置と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を合わせ、先行圧延材と後行圧延材を圧縮して接合する圧接装置とを備えた圧延材接合装置に設けられ前記先行圧延材の後端を撮像する撮像処理装置と、を備え、
前記圧延材接合装置が加速を開始するとともに時間の計測を開始し、この計測時間が所定時間になったかを調べ、所定時間になったら前記撮像処理装置により前記後端部が所定位置にあるかを判定し、
さらに、撮像処理装置の判定結果に基づいて、前記後端部が所定位置にあれば次の接合指示を出し、所定位置になければ作業中止又は修正処理の指示を出す制御装置を備え、
前記所定時間は、予め設定した加速度で前記圧延材接合装置が加速を開始してから、前記先行圧延材の走行速度に到達し前記先行圧延材の後端部が前記所定位置である接合基準線の位置に来る時間であることを特徴とする圧延材接合装置の接合前状態監視装置。
【請求項２】
圧延材接合装置の加速後、圧延材接合装置が加速されて前記先行圧延材の走行速度と等しい速度になったかを判定し、等しい速度になったら、前記計測時間が所定時間になったかを調べることを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置の接合前状態監視装置。
【請求項３】
前記撮像処理装置は、前記先行圧延材と後行圧延材の接合前に、前記先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部の合わせ状態が所定の範囲内にあるかを判定することを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置の接合前状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備において圧延材とともに走行しながら、先行する圧延材の後端と後行する圧延材の先端とを接合する圧延材接合装置に設けられた接合前状態を監視する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備では加熱炉から供給されるスラブをスラブ単位ごとに粗圧延機及び仕上圧延機で圧延し、所望の板厚のストリップ材を得ている。しかしかかる方法ではスラブ単位ごとに圧延作業が行われるため圧延生産効率が劣ることになるので、連続して圧延作業を行うことが要望されていた。またこのようにスラブ単位で圧延する場合、圧延材の端部（先端部と後端部）に欠陥を生じ易く圧延材の歩留まりを低下させ、かつ噛込みや尻抜け等のため圧延速度を高速化しにくい問題点があった。このため粗圧延機で圧延された先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端部とを接合して仕上圧延機に供給する圧延材接合装置が開発されている。このような圧延材接合装置として、圧延材と同速度で走行する台車上で先行圧延材の後端と後行圧延材の先端とを突き合わせ、または重ね合せて圧接する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの台車の走行速度が適切でないと先行圧延材の後端が予め定めた時間に接合位置に来ず、先行圧延材の後端と後行圧延材の前端とを適切に突き合わせたり、重ね合わせすることができない。また先行圧延材の後端と後行圧延材の先端とが適切な突き合わせまたは重ね合せ状態になっていないと必要な圧接強度が得られない。
【０００４】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明は、先行圧延材の後端が適切な位置にあることを監視するとともに先行圧延材の後端と後行圧延材の先端とが適切な突き合わせまたは重ね合せ状態にあることを監視する圧延材接合装置の接合前状態監視装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に把持する後端クランプと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に把持する先端クランプと、走行している先行圧延材の後端と後行圧延材の先端を切削加工する加工装置と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を合わせ、先行圧延材と後行圧延材を圧縮して接合する圧接装置とを備えた圧延材接合装置に設けられ前記先行圧延材の後端を撮像する撮像処理装置と、を備え、前記圧延材接合装置が加速を開始するとともに時間の計測を開始し、この計測時間が所定時間になったかを調べ、所定時間になったら前記撮像処理装置により前記後端部が所定位置にあるかを判定し、さらに、撮像処理装置の判定結果に基づいて、前記後端部が所定位置にあれば次の接合指示を出し、所定位置になければ作業中止又は修正処理の指示を出す制御装置を備え、前記所定時間は、予め設定した加速度で前記圧延材接合装置が加速を開始してから、前記先行圧延材の走行速度に到達し前記先行圧延材の後端部が前記所定位置である接合基準線の位置に来る時間である。
【０００６】
かかる構成により先行圧延材の後端が所定の時間に所定の接合位置にあれば、台車は正常な速度で走行しているので、次の接合作業の工程に移ることができるが、その位置にない場合は、次工程への移行を中止または修正作業などの制御を行なうことが可能になるので、接合不良の発生を防止することができる。
【０００７】
好ましくは、圧延材接合装置の加速後、圧延材接合装置が加速されて前記先行圧延材の走行速度と等しい速度になったかを判定し、等しい速度になったら、前記計測時間が所定時間になったかを調べる。
【０００８】
また、好ましくは、前記撮像処理装置は、前記先行圧延材と後行圧延材の接合前に、前記先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部の合わせ状態が所定の範囲内にあるかを判定する。
かかる構成により先行圧延材の後端と後行圧延材の先端の突き合わせや重り具合が適正な状態であれば次の接合作業の工程に移ることができるが、適正な状態でない場合は、次工程への移行を中止または修正作業などの制御を行なうことが可能になるので、接合不良の発生を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお各図において同一の符号は同一の意味を表す。
図１は本発明の実施形態の構成を示す圧延材接合装置の側面図である。なお、本実施形態では重ね合わせ圧接の場合を説明するが、突き合わせ圧接にも容易に適用できる。図１において、本圧延材接合装置１０は、矢印で示す圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロール１４と、台車１２上に取付けられ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ピンチロール１６と、先行圧延材１の後端部を水平に把持して昇降可能な後端クランプ１８と、後行する圧延材２の先端部を水平に把持する先端クランプ２０と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置２２と、加工面を還元状態に保持する還元炎バーナ２４ａ，２４ｂと、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置２６とを備えている。
【００１０】
後端ピンチロール１４の前部にはサイドガイドローラ２８ａが設けられ、先端ピンチロール１６の後部にはサイドガイドローラ２８ｂが設けられており、圧延材１，２の幅方向の移動をガイドする。
【００１１】
後端ピンチロール１４の前方には複数の案内ローラ３８を傾斜状に備え、先行圧延材１がなだらかな曲線となって降下するようする出側傾斜テーブル３０が設けられており、先端ピンチロール１６の後方には複数の案内ローラ３８を傾斜状に備え、後行圧延材２がなだらかな曲線となって上昇するようにする入側傾斜テーブル３２が設けられている。出側傾斜テーブル３０、入側傾斜テーブル３２は台車１２に設けられたヒンジ４０を中心に回動する。出側傾斜テーブル３０はテーブル用シリンダ３４ａにより回動され、入側傾斜テーブル３２はテーブル用シリンダ３４ｂにより回動する。
【００１２】
圧接装置２６の支柱をガイドとして昇降ユニット３６が設けられ、昇降ユニット用シリンダ３７により昇降する。昇降ユニット３６には後端ピンチロール１４、後端クランプ１８、サイドガイドローラ２８ａおよびテーブル用シリンダ３４ａが搭載されている。昇降ユニット３６は後端ピンチロール１４と後端クランプ１８に把持された先行圧延材１の後端部下面を後述するカッター２３の上面に接触させる加工高さＨと、先行圧延材１の後端部を後行圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間で昇降する。後端ピンチロール１４は上下一対のロールからなり、駆動装置により上段ロールは昇降する。上段ロールは降下したとき先行圧延材１の後端部を水平に挟持し、上昇した時、下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。後端クランプ１８は先行圧延材１の後端面が圧延方向で圧接するのに必要な位置にきたとき先行圧延材１を把持し位置決めを行う。位置決めには後述するテレビカメラ１１０と画像処理装置１１１が用いられる。かかる構成により、後端クランプ１８により先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、昇降ユニットシリンダ３７により先行圧延材１を加工高さＨに保持して、カッター２３で先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工することができ、次に先行圧延材１の後端部を水平に保持したまま、昇降ユニット３６を降下して先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせ、圧接装置２６により圧縮して接合することができる。
【００１３】
先端ピンチロール１６は、上段ロールと下段ロールよりなり、上段ロールが降下して後行圧延材２の先端部を水平に挟持し、上昇したとき下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。先端クランプ２０は後行圧延材２の前端面が圧延方向で圧接するのに必要な位置にきたとき後行圧延材２を把持し位置決めを行う。後端クランプ１８と先端クランプ２０との位置決めにより先行圧延材１の後端と後行圧延材２先端の重なり代が確保される。
【００１４】
加工装置２２には、斜めの軸心を有する回転式のカッター２３が設けられ、斜め方向に移動して上下方向に間隔を開いて設定された圧延材１，２間に入り先行圧延材１の後端下面と後行圧延材２の先端上面を切削する。カッター２３は回転切削しながら圧延材１，２の板幅方向に移動し全板幅を切削する。
【００１５】
還元炎バーナ２４ａ、２４ｂは、コークス炉ガス、ＬＰＧ、ＬＮＧ等の可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて還元炎を生成し加工面に吹き付けて酸化を防ぐ。還元炎バーナ２４ａは昇降ユニット３６に取付けられて昇降し、還元炎バーナ２４ｂは図示しない支持材を介して台車１２に取付けられ、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面の加工面に向けて還元ガスを吹きつけ、還元状態に保持し切削面の酸化を防ぐ。
【００１６】
圧接装置２６には、複数（本件の場合は、３本）の油圧シリンダ２６ａが板幅方向に配置されている。油圧シリンダ２６ａはフレーム２６ｂに支持され、フレーム２６ｂは支柱２６ｃに支持されている。この支柱２６ｃの下方は台車１２に固定されている。油圧シリンダ２６ａのロッド先端は上金型装置２６ｄに固定され、上金型装置２６ｄの下方には油圧シリンダ２６ａからの圧縮荷重を支える下金型装置２６ｅが台車１２に固定されている。油圧シリンダ２６ａにより上金型装置２６ｄを圧下することにより先行圧延材１の上面と後行圧延材２の下面を押圧し、圧延材１、２とほぼ同一厚さに圧接する。
【００１７】
台車１２は、複数の車輪１３を有し、圧延方向に延びたレール３上を走行する。Ｂは圧延装置の圧延高さであり、圧延材１または２は複数のローラ４上で支持され圧延方向に移動する。レール３はローラ４を跨ぐ位置に配置され、圧接高さＬを圧延高さＢより高くして、レール３より高い位置で台車１２が走行できるようにしている。入側傾斜テーブル３２は圧延材１を圧延装置の圧延高さＢから先端ピンチロール１６に案内し、出側傾斜テーブル３０は後端ピンチロール１４から圧延高さＢに案内する。出側傾斜テーブル３０および入側傾斜テーブル３２を破線で示す位置に回動することにより既存の圧延装置をそのまま稼働させることができる。
【００１８】
図２は第１実施形態の接合部近傍の構造を示す図である。後端クランプ１８および先端クランプ２０は同じ構造で、圧延材１，２を受ける下部受け台１０１と、圧延材１，２を挟んで押圧する上部押し台１０２と、上部押し台１０２を押圧する押圧シリンダ１０３からなる。後端クランプ１８と先端クランプ２０の間には上金型装置２６ｄと下金型装置２６ｅが配置されており、接合するときの先行圧延材１の後端は上金型装置２６ｄの接合基準線Ｋ上の基準位置に来るように計画されている。
【００１９】
図３は図２のＸ−Ｘ矢視図を示す。上金型装置２６ｄと下金型装置２６ｅの横にはテレビカメラ１１０が配置され、先行圧延材１の後端と上金型装置２６ｄとの位置関係を撮影できるようになっており、撮影された画像は画像処理装置１１１で処理され、その結果は圧延材接合装置１０を制御する制御装置１１２に入力される。
【００２０】
先行圧延材１は圧延設備により所定の速度で図１に示す圧延方向に走行している。圧延材接合装置１０はこの先行圧延材１と同速度になるよう加速し、接合を行う所定時間に、後端ピンチロール１４により先行圧延材後端が上金型装置２６ｄの接合基準線Ｋ上の基準位置となるよう制御される。その位置になった時に後端クランプ１８で先行圧延材後端部を把持する。圧延材接合装置１０の速度が遅い場合は、所定時間において先行圧延材後端は接合基準線Ｋより前方（後端クランプ１８側）となり、速度が速い場合は先行圧延材後端は接合基準線Ｋより後方（先端クランプ２０側）となる。ここで所定時間とは、先行圧延材１の走行速度を計測しておき、予め設定した加速度で加速を開始してから先行圧延材１の走行速度に到達しそのとき丁度先行圧延材後端が接合基準線Ｋの位置に来る時間ｔｏをいう。
【００２１】
前記所定時間に先行圧延材後端が接合基準線Ｋの位置に来るか否かをテレビカメラ１１０で監視し、来ていない（先行圧延材後端は接合基準線Ｋより前方）か通り過ぎた（先行圧延材後端は接合基準線Ｋより後方）場合は、画像処理装置１１２で得られた画像よりその状況を制御装置１１２に知らせる。制御装置１１２はこの情報により来てない場合は圧延材接合装置１０を加速し、通り過ぎた場合は減速する等の修正処理を行なう。
【００２２】
上記の動作を図４の動作フロー図により説明する。
図２において、Ｂ点は接合基準線Ｋの上流側Ｌｏの位置を示し、このＢ点には先行圧延材後端が通過するのを検出する図示しないセンサが設けられている。このＢ点を先行圧延材後端が通過するのをセンサで検出する（Ｓ１）。通過を検出すると圧延材接合装置１０（台車１２）は加速を開始するとともに時間の計測を開始する（Ｓ２）。この台車１２の速度ｖが先行圧延材１の速度ｖｏと等しくなったか否か監視し（Ｓ３）、等しくなると、計測した時間ｔが所定時間ｔｏとなったか調べる（Ｓ４）。一方テレビカメラ１１０は接合基準線Ｋの位置に先行圧延材後端が来るのを撮影しており（Ｓ５）、画像処理装置１１１は入力さる画像を解析処理し（Ｓ６）、図２に示す上金型装置２６ｄの端面からの先行圧延材後端の突出量ｂを演算している（Ｓ７）。ステップＳ４で計測時間ｔが所定時間ｔｏとなったとき、突出量ｂが上金型装置２６ｄの端面と接合基準線Ｋとの距離ｂｏになったか判定し（Ｓ８）、ｂｏになっていれば正常（Ｓ９）として、圧延材接合装置１０も含め圧延設備を制御する上位コンピュータに通知する（Ｓ１０）。ｂｏになっていなければ異常としてアラームを発生し（Ｓ１１）、上位コンピータに通知する（Ｓ１２）。上位コンピータは正常であれば次の接合作業の指示を出し、異常であれば作業中止や修正処理などの指示をする。
【００２３】
次に第２実施形態について説明する。本実施形態では図３に示したハードウエアを用いて、先行圧延材１後端と後行圧延材２先端との重ね合わせ代が適切か否かの判断を行うものである。図５は第２実施形態の圧延材の重ね合わせ代を説明する図である。先行圧延材１は圧延設備により所定の速度で図１に示す圧延方向に走行している。圧延材接合装置１０はこの先行圧延材１と同速度になるよう加速し、接合を行う所定時間に、後端ピンチロール１４により先行圧延材後端が上金型装置２６ｄの所定位置となるよう制御される。その位置になった時に後端クランプ１８で先行圧延材後端部を把持する。一方後行圧延材２も圧延設備により所定の速度で送り出されており、先端ピンチロール１６により後行圧延材先端が下金型装置２６ｅの所定位置にくるよう制御し、その位置になった時に先端クランプ２０で後行圧延材先端部を把持する。これにより接合に必要な先行圧延材１後端と後行圧延材２先端の重ね代Ｌを確保する。
【００２４】
接合を行う所定時間に先行圧延材後端と後行圧延材先端の重ね代Ｌが所定の範囲内にあるか否かをテレビカメラ１１０で監視し、画像処理装置１１２で得られた画像よりその重ね代Ｌの状況を制御装置１１２に知らせる。制御装置１１２はこの情報により重ね代Ｌが所定の範囲内であれば、次の接合工程へ移り、所定の範囲外であれば、次の接合工程への移行し停止し、修正作業を行う。
【００２５】
上記の動作を図６に示す動作フロー図で説明する。
テレビカメラ１１０は接合部を撮影しており（Ｓ２１）、画像処理装置１１１は得られた画像を解析処理し（Ｓ２２）、図５に示す先行圧延材後端と後行圧延材先端のラップ代Ｌを演算している（２３）。このラップ代Ｌが接合を行う所定時間に予め定めた適切な値Ｌｏになっているか判定し（Ｓ２４）、Ｌｏになっていれば接合作業を継続し（２５）、Ｌｏになっていなければ、接合作業を中止する（Ｓ２６）。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、先行圧延材後端が所定時間に所定位置にきているか否かを監視し、来ていない場合は圧延材接合装置の走行速度を変更する等の修正措置をとることができる。また先行圧延材後端と後行圧延材先端の重り代Ｌを監視し、所定の範囲にない場合、次工程への移行を停止し修正措置をとることができる。これにより結合不良の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す側面図である。
【図２】第１実施形態の接合部近傍の構造を示す図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】第１実施形態の動作フロー図である。
【図５】第２実施形態の接合部近傍の構造を示す図である。
【図６】第２実施形態の動作フロー図である。
【符号の説明】
１、２  圧延材
３  レール
４  ローラ
１０  圧延材接合装置
１２  台車
１３  車輪
１４  後端ピンチロール
１６  先端ピンチロール
１８  後端クランプ
２０  先端クランプ
２２  加工装置
２３  カッター
２４ａ、２４ｂ  還元炎バーナ
２６  圧接装置
２６ａ  油圧シリンダ
２６ｂ  フレーム
２６ｃ  支柱
２６ｄ  上金型装置
２６ｅ  下金型装置
２８ａ，２８ｂ  サイドガイドローラ
３０  出側傾斜テーブル
３２  入側傾斜テーブル
３４ａ，３４ｂ  テーブル用シリンダ
３６  昇降ユニット
３７  昇降ユニット用シリンダ
３８  案内ローラ
４０  ヒンジ
１０１  下部受け台
１０２  上部押し台
１０３  押圧シリンダ
１１０  テレビカメラ
１１１  画像処理装置
１１２  制御装置
Ｈ  加工高さ
Ｌ  圧接高さ
Ｂ  圧延高さ
Ｋ  接合基準線
【図１】
0003683087.tif 000002
【図２】
0003683087.tif 000003
【図３】
0003683087.tif 000004
【図４】
0003683087.tif 000005
【図５】
0003683087.tif 000006
【図６】
0003683087.tif 000007