(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材と上流側の後行材とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：
先行材と後行材とを接合する接合装置よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段；
該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出する間隔検出手段；及び
該間隔検出手段が検出した間隔を予め定めた許容範囲の上限値と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止する、搬送制御手段；
を設けたことを特徴とする、連続熱間圧延設備の制御装置。
【請求項２】
仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材と上流側の後行材とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：
先行材と後行材とを接合する接合装置よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段；
該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出する間隔検出手段；及び
該間隔検出手段が検出した間隔に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける間隔制御手段；
を設けたことを特徴とする、連続熱間圧延設備の制御装置。
【請求項３】
仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材と上流側の後行材とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：
先行材と後行材とを接合する接合装置よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段；
該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出する間隔検出手段；及び
該間隔検出手段が検出した間隔を予め定めた許容範囲の上限値と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止し、前記間隔が前記許容範囲以内の場合には、間隔検出手段が検出した間隔に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける、搬送制御手段；
を設けたことを特徴とする、連続熱間圧延設備の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続熱間圧延設備の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続熱間圧延とは、圧延設備（仕上圧延機）よりも上流側において、スラブ毎に独立している複数の圧延対象材の先行材の尾端（下流側端）と後行材の先端（上流側端）とを搬送しながら突き合わせ両者を溶接して、圧延材を途切れなく連続的に圧延設備に送り込み、圧延動作の停止期間をなくするものであり、熱延鋼板の製造コストを低減するうえで極めて高い効果が得られる。
【０００３】
この種の連続熱間圧延に関連する従来技術としては、例えば次に示すものが公知である。
【０００４】
特開昭５７−１０９５０４号公報
特開昭６０−２４４４０１号公報
特開昭６１−８８９０３号公報
特開昭６１−１７６４０５号公報
特開昭６３−１０１０１１号公報
特開平４−１２３８０４号公報
特開平４−３００００１号公報
特開平４−３３３３０５号公報
特開平４−３６７３０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
連続熱間圧延においては、圧延材である先行材と後行材とを同時に搬送しながら、後行材の速度制御により、先行材の尾端に後行材の先端を突き合わせるように正確な位置制御を実施しなければならない。また、仕上圧延工程においては、圧延機出側の圧延材の板厚が一定になるように制御されるが、仕上圧延機入側の圧延材の板厚および板温は一定ではないので、仕上圧延機入側の圧延材、即ち先行材の搬送速度は常時変動する。従って、後行材の速度制御及び位置制御は難しい。
【０００６】
このような制御を実施するためには、先行材の尾端位置と後行材の先端位置とをそれぞれ正確に把握しておく必要がある。このため、圧延材の搬送制御においては、特定の位置で圧延材端の通過を検知する位置センサと、圧延材の実際の搬送速度を検知する速度センサを用いて、圧延材端位置のトラッキングを実施する必要がある。即ち、位置センサが圧延材端の通過を検知した時点から、速度センサが検知している速度情報を積分することによって得られる、位置センサの設置位置からの圧延材の走行距離を、圧延材端の位置情報として利用する。
【０００７】
しかしながら、位置センサが出力する情報および速度センサが検出する情報には、それぞれ検出誤差が含まれている。特に、速度センサの検出誤差は、積分計算によって累積するので、圧延材の走行距離が長くなるにつれて、トラッキング誤差が増大する。
【０００８】
多数の位置センサを互いに異なる位置に設置して、比較的短い距離を圧延材が走行する毎に、累積誤差相当の位置の補正を実施するように制御すれば、トラッキング誤差を低減することができる。しかし、多数の位置センサを設置すると、大幅な設備コストの上昇を招く。
【０００９】
また、連続熱間圧延においては、先行材の尾端位置と後行材の先端位置との間隔を正確に把握することが重要であるが、先行材の位置と後行材の位置とは互いに異なる速度センサからの情報に基づいてトラッキングせざるを得ないので、先行材の尾端位置に関するトラッキング誤差と、後行材の先端位置に関するトラッキング誤差とは必ずしも一致しない。従って、検出される（計算によって求められる）先行材の尾端位置と後行材の先端位置との間隔に誤差が生じるのは避けられない。
【００１０】
従って本発明は、先行材の尾端位置と後行材の先端位置との間隔をより正確に把握しうる連続熱間圧延設備の制御装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材（Ｂ１）と上流側の後行材（Ｂ２）とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：先行材と後行材とを接合する接合装置（５９）よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段（７５）；該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔（Ｐｄ）を検出する間隔検出手段（１６２）；及び該間隔検出手段が検出した間隔を予め定めた許容範囲の上限値と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止する、搬送制御手段（１５，１６３，１６６）；を設ける。
【００１２】
また、請求項２の発明では、仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材（Ｂ１）と上流側の後行材（Ｂ２）とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：先行材と後行材とを接合する接合装置（５９）よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段（７５）；該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出する間隔検出手段（１６２）；及び該間隔検出手段が検出した間隔に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける間隔制御手段（１５，１６４）；を設ける。
【００１３】
また、請求項３の発明では、仕上圧延設備よりも上流側で、互いに独立した複数の圧延対象材である下流側の先行材（Ｂ１）と上流側の後行材（Ｂ２）とを搬送中に接合する連続熱間圧延設備の制御装置において：先行材と後行材とを接合する接合装置（５９）よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置され、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段（７５）；該一次元撮像手段の撮像範囲内を先行材の尾端と後行材の先端とが通過する時に、前記一次元撮像手段が撮像した情報を入力して、少なくとも先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出する間隔検出手段（１６２）；及び該間隔検出手段が検出した間隔を予め定めた許容範囲の上限値と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止し、前記間隔が前記許容範囲以内の場合には、間隔検出手段が検出した間隔に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける、搬送制御手段（１５，１６３，１６６，１６４）；を設ける。
【００１４】
なお上記括弧内に示した記号は、後述する実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したものであるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要素のみに限定されるものではない。
【００１５】
本発明においては、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段（７５）が、接合装置（５９）よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置されている。従って、先行材と後行材とが多少の間隔をおいて連なるように同時に搬送される時には、先行材の尾端と後行材の先端とが一次元撮像手段の位置を通過する際に、一次元撮像手段が撮像する一次元画像中には、先行材の尾端と後行材の先端とが同時に現われる。従って、先行材の尾端と後行材の先端とが接合装置の位置に到達する前に、一次元撮像手段が撮像した１組の一次元画像情報に基づいて、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出することができる。ここで検出される間隔は、累積誤差を含まず、先行材の速度が変動する場合でもその影響を受けないので、非常に正確である。
【００１６】
請求項１においては、搬送制御手段（１６３，１６６）は、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）を予め定めた許容範囲の上限値（Ｐｄｍａｘ）と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止する。即ち、先行材の尾端と後行材の先端との間隔が前記許容範囲を外れる場合には、接合装置に到達する前に間隔の誤差を修正できないので、接合装置において先行材と後行材との接合動作が不完全になる。従って、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止するのが望ましい。
【００１７】
請求項２においては、間隔制御手段（１６４）は、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける。先行材の尾端と後行材の先端とが一次元撮像手段に到達するまでの間には、それらの位置検出においてトラッキング誤差が生じるのは避けられないが、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）に基づいて後行材の搬送速度を制御すれば、接合装置（５９）の位置に到達する前に、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を目標値に近づくように修正することができ、接合動作をより確実にすることができる。
【００１８】
請求項３においては、搬送制御手段（１６３，１６６，１６４）は、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）を予め定めた許容範囲の上限値（Ｐｄｍａｘ）と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止し、前記間隔（Ｐｄ）が前記許容範囲以内の場合には、間隔検出手段が検出した間隔に応じて後行材の搬送速度を制御し、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を予め定めた目標値に近づける。
【００１９】
【発明の実施の形態】
一形式の連続熱間圧延設備の主要部分の構成を概略で図６に示す。図６を参照して説明する。粗圧延設備の最終スタンド５１から出る圧延材Ｂ３は、コイル状に巻き取られてコイルボックス５２に入り、次の工程に送られる。粗圧延が終了した圧延材は、次に仕上圧延されるが、連続的に仕上圧延を実施するために、コイル毎（スラブ毎）に互いに独立している圧延材は、搬送されながら、仕上圧延設備の第１スタンド６２に入る前に互いに連結される。この制御については後で詳細に説明する。
【００２０】
コイルボックス５２中のコイルから引き出された圧延材が搬送される通路又はその周囲には、出側ガイド５４，簡易レベラ５５，レベラガイド５６，接合用シャ−（切断装置）５７，レベラ５８，連結装置（接合装置）５９，ＣＳガイド６０などが設置されている。詳細については後述するが、連結装置５９には自走台車と該台車上に搭載された自走子台車が含まれており、該自走子台車上には、溶接機とクランプ機構が搭載されている。圧延材の先行材Ｂ１の尾端１ａと後行材Ｂ２の先端２ａとの溶接を実施する際には、溶接機及びクランプ機構は自走台車によって圧延材と同一方向に走行し、クランプ機構が先行材Ｂ１の尾端１ａと後行材Ｂ２の先端２ａとの相対位置を固定した状態で、溶接機が溶接作業を自動的に実施する。
【００２１】
先行材Ｂ１と後行材Ｂ２の搬送速度は、通常はほぼ同一に設定されるが、先行材Ｂ１と後行材Ｂ２を連結する時には、一時的に後行材Ｂ２の搬送速度が増大し、後行材Ｂ２の先端２ａが先行材Ｂ１の尾端１ａに追い付くように制御される。図６の設備では、接合用シャ−５７とレベラ５８との間の「追い付き区間」において、後行材Ｂ２の先端２ａが先行材Ｂ１の尾端１ａに追い付くように制御される。そして、レベラ５８とＣＳガイド６０との間の「台車走行区間」において、連結装置５９が走行しながら、後行材Ｂ２の先端２ａと先行材Ｂ１の尾端１ａとを溶接する。従って、仕上圧延設備６２には連続的に圧延材が送り込まれるので、連続的に仕上圧延が実施される。
【００２２】
図６に示す設備における先行材Ｂ１と後行材Ｂ２との連結工程の状態推移は、標準状態では次のようになる。
【００２３】
１．先行材Ｂ１の尾端（１ａ）のクロップを接合用シャ−５７で切断した後、５秒間を経過した時点（時刻０秒とする）：
ａ．後行材Ｂ２の先端（２ａ）のクロップを接合用シャ−５７で切断
ｂ．ＣＳガイド６０を継続締込
ｃ．出側ガイド５４を締込
ｄ．レベラガイド５６を締込
２．後行材Ｂ２の先端が先行材Ｂ１の尾端に追い付いた時（時刻１２秒）：
ａ．後行材Ｂ２と先行材Ｂ１の搬送速度を同一にする
ｂ．ＣＳガイド６０を継続締込
ｃ．出側ガイド５４を継続締込
ｄ．レベラガイド５６を継続締込
３．時刻１４秒：
ａ．連結装置５９のクランプ機構を接合
ｂ．ＣＳガイド６０を開放
ｃ．出側ガイド５４を締込
ｄ．レベラガイド５６を締込
４．溶接完了（時刻１９秒）：
ａ．連結装置５９のクランプ機構を開放
ｂ．ＣＳガイド６０を開放
ｃ．出側ガイド５４を締込
ｄ．レベラガイド５６を締込
５．圧延材の接合部が仕上圧延機に到達（時刻３６秒）：
ａ．ＣＳガイド６０を締込
ｂ．出側ガイド５４を締込
ｃ．レベラガイド５６を締込
６．後行材Ｂ２の尾端がレベラガイド５６を通過：
ａ．ＣＳガイド６０を締込
ｂ．出側ガイド５４を開放
ｃ．レベラガイド５６を開放
７．時刻８３秒：
ａ．後行材Ｂ２の尾端クロップを接合用シャ−５７で切断
ｂ．ＣＳガイド６０を締込
ｃ．出側ガイド５４を開放
ｄ．レベラガイド５６を開放
図６には示されていないが、圧延材の搬送路には、圧延材を搬送するために多数のテ−ブルロ−ルが設置されている。特にこの実施例では、図２に示すように「追い付き区間」に設置された多数のテ−ブルロ−ルＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，・・・の各々には、それぞれ個別に速度制御可能な駆動装置（電気モ−タ）Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，・・・が連結されている。また、「追い付き区間」以外の部分については、一般的な設備と同様に、互いに隣接する複数のテ−ブルロ−ルを共通の駆動装置に連結し、駆動装置の数を低減してある。
【００２４】
図２を参照すると、「追い付き区間」の最上流のテ−ブルロ−ルＴＲ１と接合用シャ−５７との間には、板検出器（Ｌａｓｅｒ  Ｃｏｌｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）ＬＣＭＤおよび板速検出器（Ｌａｓｅｒ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）ＬＤＶ１が設置されており、「追い付き区間」の最下流のテ−ブルロ−ルＴＲ６の下流側には、板速検出器（Ｌａｓｅｒ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）ＬＤＶ２が設置されている。板検出器ＬＣＭＤの設置位置は、板速検出器ＬＤＶ１よりも下流であり、板速検出器ＬＤＶ２よりも上流である。板検出器ＬＣＭＤは、それが対向している搬送路上の特定の位置に圧延材が存在するか否かを識別する。
【００２５】
テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ６の駆動制御系の構成を図１に示す。図１を参照して説明する。駆動速度切換制御部１００は、それに入力される信号Ｖ１，Ｖ２，Ｘ１およびＸ２に基づいて、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆを生成する。目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆは、それぞれドライバ３１，３２，３３，３４，３５および３６に入力される。ドライバ３１は駆動装置Ｍ１の駆動速度が目標速度信号Ｖａと一致するように制御し、ドライバ３２は駆動装置Ｍ２の駆動速度が目標速度信号Ｖｂと一致するように制御し、ドライバ３３は駆動装置Ｍ３の駆動速度が目標速度信号Ｖｃと一致するように制御し、ドライバ３４は駆動装置Ｍ４の駆動速度が目標速度信号Ｖｄと一致するように制御し、ドライバ３５は駆動装置Ｍ５の駆動速度が目標速度信号Ｖｅと一致するように制御し、ドライバ３６は駆動装置Ｍ６の駆動速度が目標速度信号Ｖｆと一致するように制御する。
【００２６】
板検出器ＬＣＭＤが出力する信号は、先端検出１２および尾端検出１１に入力される。尾端検出１１では、板検出器ＬＣＭＤが出力する信号に基づいて、板（圧延材）検出状態から非検出状態への切換りを、圧延材の尾端が板検出器ＬＣＭＤの位置を通過したものとみなし、その時に信号を出力する。また先端検出１２では、板検出器ＬＣＭＤが出力する信号に基づいて、非検出状態から板検出状態への切換りを、圧延材の先端が板検出器ＬＣＭＤの位置を通過したものとみなし、その時に信号を出力する。
【００２７】
尾端検出１１の出力信号は、積分器１３にリセット信号として印加され、先端検出１２の出力信号は、積分器１４にリセット信号として印加される。積分器１３は、板速検出器ＬＤＶ２が出力する信号Ｖ１を積分した結果を信号Ｘ１として出力し、積分器１４は、板速検出器ＬＤＶ１が出力する信号Ｖ２を積分した結果を信号Ｘ２として出力する。積分器１３は、板検出器ＬＣＭＤの位置で圧延材の尾端が検出された時に積分動作がリセットされるので、積分器１３が出力する積分値Ｘ１は、圧延材（先行材Ｂ１）の尾端が板検出器ＬＣＭＤの位置を通過してからの当該圧延材の移動距離であり、図２に示すように、先行材Ｂ１の尾端位置に相当する。また、積分器１４は、板検出器ＬＣＭＤの位置で圧延材の先端が検出された時に積分動作がリセットされるので、積分器１４が出力する積分値Ｘ２は、圧延材（後行材Ｂ２）の先端が板検出器ＬＣＭＤの位置を通過してからの当該圧延材の移動距離であり、図２に示すように、後行材Ｂ２の先端位置に相当する。
【００２８】
また、「追い付き区間」を先行材Ｂ１と後行材Ｂ２とが通過する際には、板速検出器ＬＤＶ２が出力する信号Ｖ１は、先行材Ｂ１の実際の搬送速度に相当し、板速検出器ＬＤＶ１が出力する信号Ｖ２は、後行材Ｂ２の実際の搬送速度に相当する。
【００２９】
速度決定１５では、入力される信号Ｖ１，Ｖ２，Ｘ１およびＸ２に基づいて、目標速度信号Ｖｓを生成する。この目標速度信号Ｖｓは速度制御装置ＡＳＲに目標値として入力される。速度制御装置ＡＳＲは、簡易レベラ５５のピンチロ−ルに接続された駆動装置（電気モ−タ）Ｍ０の駆動速度（圧延材Ｂ２の搬送速度）がＶｓと一致するように制御する。
【００３０】
なお、図１に示す各要素のうち、尾端検出１１，先端検出１２，積分器１３，１４，速度決定１５，及び駆動速度切換制御部１００は、実際にはプロセスコンピュ−タのソフトウェア処理によって実現される。ドライバ３１〜３６ならびに速度制御装置ＡＳＲはハ−ドウェアとして存在している。
【００３１】
図１の駆動速度切換制御部１００に相当する「駆動速度切換」処理の内容を図３に示す。図３を参照して説明する。ステップ１０１では、信号Ｖ１，Ｖ２，Ｘ１およびＸ２をそれぞれ入力する。続くステップ１０２では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌａと比較する。定数Ｌａは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ１との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌａ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ１をまだ抜けていない場合には、次にステップ１１１に進み、そうでなければステップ１０３に進む。
【００３２】
ステップ１０３では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌｂと比較する。定数Ｌｂは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ２との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌｂ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ１とＴＲ２の間に存在する場合には、次にステップ１１２に進み、そうでなければステップ１０４に進む。
【００３３】
ステップ１０４では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌｃと比較する。定数Ｌｃは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ３との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌｃ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ２とＴＲ３の間に存在する場合には、次にステップ１１３に進み、そうでなければステップ１０５に進む。
【００３４】
ステップ１０５では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌｄと比較する。定数Ｌｄは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ４との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌｄ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ３とＴＲ４の間に存在する場合には、次にステップ１１４に進み、そうでなければステップ１０６に進む。
【００３５】
ステップ１０６では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌｅと比較する。定数Ｌｅは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ５との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌｅ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ４とＴＲ５の間に存在する場合には、次にステップ１１５に進み、そうでなければステップ１０７に進む。
【００３６】
ステップ１０７では、信号Ｘ１の値、即ち先行材Ｂ１の尾端位置を定数Ｌｆと比較する。定数Ｌｆは、図２に示すように、板検出器ＬＣＭＤの位置とテ−ブルロ−ルＴＲ６との距離に相当する。そして、「Ｘ１≦Ｌｆ」であると、即ち先行材Ｂ１の尾端位置がテ−ブルロ−ルＴＲ５とＴＲ６の間に存在する場合には、次にステップ１１６に進み、そうでなければステップ１１７に進む。
【００３７】
ステップ１１１では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ１，Ｖ１，Ｖ１，Ｖ１，Ｖ１およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ６は全て、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動される。
【００３８】
ステップ１１２では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ１，Ｖ１，Ｖ１，Ｖ１およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ２〜ＴＲ６は全て、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動され、テ−ブルロ−ルＴＲ１は後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００３９】
ステップ１１３では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ２，Ｖ１，Ｖ１，Ｖ１およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ３〜ＴＲ６は全て、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動され、テ−ブルロ−ルＴＲ１及びＴＲ２は後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００４０】
ステップ１１４では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ１，Ｖ１およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ４〜ＴＲ６は、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動され、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ３は後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００４１】
ステップ１１５では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ１およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ５及びＴＲ６は、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動され、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ４は後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００４２】
ステップ１１６では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ２およびＶ１を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ６は、先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１と一致する速度で駆動され、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ５は後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００４３】
ステップ１１７では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，ＶｅおよびＶｆとして、それぞれＶ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ２およびＶ２を出力する。従ってこの場合、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ６は全て、後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２と一致する速度で駆動される。
【００４４】
つまりこの実施例では、テ−ブルロ−ルＴＲ１〜ＴＲ６のそれぞれについて、それを先行材Ｂ１の尾端が通過するまでの間は、板速検出器ＬＤＶ２が検出した先行材Ｂ１の実際の搬送速度Ｖ１が、当該テ−ブルロ−ルの駆動速度としてセットされ、通過が完了した時に、当該テ−ブルロ−ルの駆動速度は、板速検出器ＬＤＶ１が検出した後行材Ｂ２の実際の搬送速度Ｖ２に切換えられる。従って、先行材Ｂ１の尾端と後行材Ｂ２の先端との間隔が非常に小さい場合であっても、先行材Ｂ１が乗っている全ての（追い付き区間の）テ−ブルロ−ルの駆動速度は、先行材Ｂ１の搬送速度と一致し、後行材Ｂ２が乗っている全てのテ−ブルロ−ルの駆動速度は、後行材Ｂ２の搬送速度と一致するので、先行材Ｂ１の搬送系と後行材Ｂ２の搬送系とが互いに干渉することがなく、圧延材とテ−ブルロ−ルとの間でスリップが生じないので、先行材Ｂ１と後行材Ｂ２のいずれについても、安定した搬送が実現する。
【００４５】
なおこの実施例では、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ及びＶｆを、板速検出器ＬＤＶ２が検出した搬送速度Ｖ１又は板速検出器ＬＤＶ１が検出した搬送速度Ｖ２と同一に定めているが、速度Ｖ１に所定のラグ率を掛けた結果、又は速度Ｖ２に所定のリ−ド率を掛けた結果を、目標速度信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ及びＶｆに定めてもよい。
【００４６】
図１に示す「速度決定」１５で実行される処理の一部分を図４に示す。この処理においては、先行材Ｂ１の尾端に後行材Ｂ２の先端が追い付くように、速度制御装置ＡＳＲに印加する速度信号Ｖｓの制御を実施する。速度制御装置ＡＳＲは、搬送する圧延材の速度が速度信号Ｖｓと一致するように、簡易レベラ５５のピンチロ−ルを駆動する電気モ−タＭ０の速度を制御する。
【００４７】
通常は、電気モ−タＭ０の速度は、仕上圧延機６２入側の圧延材の搬送速度と一致するように制御されるが、先行材Ｂ１の尾端と後行材Ｂ２の先端とが図６に示す「追い付き区間」を通過する際には、図４に示す処理により、電気モ−タＭ０の速度が制御され、後行材Ｂ２の先端が先行材Ｂ１の尾端に追い付くように制御される。
【００４８】
また、図４の処理を実施する時の、先行材と後行材の搬送速度の変化、ならびに先行材尾端１ａの位置と後行材先端２ａの位置の変化を図５に示す。
【００４９】
図４および図５を参照して説明する。図４の処理が起動されるのは、後行材先端２ａの位置が板検出器ＬＣＭＤと対向する基準位置に達した時（Ｘ２＝０の状態）である。またその時、標準状態では、先行材尾端１ａの位置Ｘ１は７．５ｍ（基準位置に対して）になる。従って、最初の先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔は７．５ｍである。
【００５０】
最初のステップ１５１では、Ｘ２を予め定めた位置Ｐ０と比較し、後行材先端２ａが位置Ｐ０に到達するまで待つ。その間は、後行材Ｂ２の速度が先行材Ｂ１の速度と同一になるように速度信号Ｖｓがセットされる。この例では、Ｐ０＝１．０ｍである。Ｘ２≧Ｐ０（図５の時刻：ｔ１）になると、次のステップ１５２に進む。
【００５１】
ステップ１５２では、後行材Ｂ２の速度が、予め定めた一定の加速度ΔＶ２ｕで増大するように、Ｖｓ＝Ｖ２ｍａｘになるまで速度信号Ｖｓの更新、即ち加速制御を繰り返す。この例では、ΔＶ２ｕ＝１．０ｍ／ｓｅｃ２、Ｖ２ｍａｘ＝２５５ｍ／分である。後行材の加速によって、Ｖ１＜Ｖ２になるので、図５に示すように、先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔は徐々に小さくなる。加速が終了すると、即ちＶ２＝Ｖ２ｍａｘ（図５の時刻：ｔ２）になると次のステップに進む。またこの時にはＶｓ＝Ｖ２ｍａｘに保持される。
【００５２】
ステップ１５３および１５４では、減速を開始するタイミング（図５の時刻：ｔ３）を検出するための処理を実行する。ステップ１５３では、まず信号Ｘ１，Ｘ２，Ｖ１およびＶ２を入力し、これらの信号に基づき、後述する計算を実行して距離Ｌ１およびＬ２を求める。距離Ｌ１は、先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの相対距離の、減速を開始してからＶ２＝Ｖ１になるまでの期間（ｔ３〜ｔ４）中の減少量であり、距離Ｌ２は現時点での先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔（Ｘ１−Ｘ２）である。
【００５３】
減速中の減速度を一定（ΔＶ２ｄ）と仮定すると、図５に示す点ａ，ｂ，ｃを頂点とする直角三角形の面積が、距離Ｌ１になる。従って、距離Ｌ１は次式で求められる。
【００５４】
【数１】
0003634013.tif 000002
ステップ１５４では、減速終了時の先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔の目標値ΔＬを距離Ｌ１に加算した結果と距離Ｌ２とを比較する。そして、Ｌ１＋ΔＬ＞Ｌ２になるまで、ステップ１５３，１５４の処理を繰り返し、Ｌ１＋ΔＬ＞Ｌ２になると（時刻：ｔ４）、次のステップ１５５に進む。つまり、減速を終了する時点（時刻：ｔ４）における先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔が目標値ΔＬと一致するようなタイミング（時刻：ｔ３）で、ステップ１５４から１５５に進む。
【００５５】
ステップ１５５では、最新の信号Ｖ１を入力し、それを基準値Ｖ１ｒとして保持する。
【００５６】
ステップ１５６では、基本的には、後行材の搬送速度が予め定めた一定の減速度ΔＶ２ｄで低下するように、Ｖ１＝Ｖ２になるまで速度信号Ｖｓを更新する。また、最新の信号Ｖ１を入力し、速度Ｖ１とステップ１５５で定めた基準値Ｖ１ｒとの差分を、補償量Ｖｃとして速度信号Ｖｓに加算する。
【００５７】
ステップ１５３，１５４においては、減速中に先行材の搬送速度Ｖ１が一定であると仮定して減速開始タイミングを決定しているが、実際には先行材の搬送速度Ｖ１が変動するので、その変動分を補償しないと、減速終了時の先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔が目標値ΔＬから大きくずれる可能性がある。しかしステップ１５６では、減速開始タイミングでサンプリングされた実際の先行材の搬送速度Ｖ１ｒと各時点の搬送速度Ｖ１との差分Ｖｃが、速度信号Ｖｓに常時加算されるので、搬送速度Ｖ１が変動する場合であっても、減速終了時（時刻：ｔ４）の先行材尾端１ａと後行材先端２ａとの間隔が、目標値ΔＬに正確に維持される。Ｖ１＝Ｖ２になり、減速動作が終了すると、ステップ１５６から次のステップ１５７に進む。
【００５８】
ステップ１５７では、先行材の速度Ｖ１を入力してそれを速度信号Ｖｓにセットし、後行材が先行材と同一の速度で搬送されるように制御する。また、先行材と後行材の間隔の微調整（ＡＰＣ制御）を実施する。即ち、信号Ｖ１，Ｖ２，Ｘ１およびＸ２を入力し、Ｖ１とＶ２との偏差が目標範囲（例えば２ｍ／分）内に入り、同時に先行材尾端と後行材先端との間隔（Ｘ１−Ｘ２）が目標範囲内に入るように速度信号Ｖｓを微調整する。
【００５９】
ＡＰＣ制御が完了すると、即ちＶ１とＶ２との偏差が目標範囲に入り、先行材尾端と後行材先端との間隔が目標範囲内に入ると、その状態が維持されるように速度信号Ｖｓが制御される。そして、先行材尾端と後行材先端は、次の台車走行区間に進み、走行しながら溶接によって連結される。
【００６０】
この実施例においては、図６に示すように、追い付き区間と台車走行区間との間に、ＣＣＤカメラ７５が設置されている。このＣＣＤカメラ７５は、圧延材の搬送方向（Ｘ方向）に沿って多数の（例えば４０９６個の）受光素子が１列に配列された一次元ＣＣＤイメ−ジセンサを撮像素子として用いたカメラであり、撮像面（受光面）を圧延材の搬送経路に対向させた状態で、固定設備に動かないように取付けてある。この例では、圧延材の搬送経路上のＸ方向の１ｍの範囲を一次元画像として同時に入力できるように、ＣＣＤカメラ７５の視野の大きさが調整してある。
【００６１】
ＣＣＤカメラ７５の視野内を各圧延材の端部が通過する時には、圧延材の有無に応じた変化が一次元画像中に現われるので、この変化位置を圧延材端位置として検出することができる。例えば、圧延材の進行方向の下流側から上流側に向かって画像情報を処理する場合には、圧延材有から圧延材無しに変化する位置が先行材の尾端位置であり、圧延材無しから圧延材有に変化する位置が後行材の先端位置である。
【００６２】
ＣＣＤカメラ７５が存在する位置は、追い付き区間より下流側であるので、この位置では、先行材の尾端と後行材の先端との間隔は比較的小さい（間隔の目標値：１５０ｍｍ）。従って、ＣＣＤカメラ７５が撮像する画像には、先行材の尾端と後行材の先端とが同時に映るので、ＣＣＤカメラ７５の出力する画像情報を入力することによって、トラッキングをすることなく、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を直接検出することができる。このようにして検出される間隔は、累積誤差などを含まないので、トラッキングによって検出される位置情報Ｘ１，Ｘ２と比べると、非常に正確である。
【００６３】
図１に示す速度決定１５の処理の一部分を図７に示す。図４の処理によってＡＰＣ制御が完了した後で、つまり先行材の尾端の近傍に後行材の先端が追い付いてそれらの間隔が一定になるように制御された状態で、図７に示す処理が実行される。図７を参照して説明する。
【００６４】
ステップ１６１では、積分器１３が出力する先行材の尾端位置Ｘ１および積分器１４が出力する後行材の先端位置Ｘ２の入力を繰り返し、先行材の尾端位置Ｘ１が基準位置Ｐｒ１に到達するまで待機する。Ｘ１≧Ｐｒ１になると、次のステップ１６２に進む。
【００６５】
ステップ１６２では、まずＣＣＤカメラ７５の出力する画像情報ＳＧ１を入力する。そして、画像情報ＳＧ１中に現われる先行材尾端の位置から、実際の先行材の尾端位置Ｐｘ１を求め、また画像情報ＳＧ１中に現われる後行材先端の位置から、実際の後行材の先端位置Ｐｘ２を求める。即ち、一次元の画像情報ＳＧ１を、圧延材の進行方向の下流側から上流側に向かって処理し、画像濃度レベルが、圧延材有から圧延材無しに変化する位置を先行材の尾端位置として、また圧延材無しから圧延材有に再び変化する位置を後行材の先端位置としてそれぞれ検出する。そして、予め定めた計算式を用いて、検出された各位置を、ＣＣＤカメラ７５の視野内の位置座標から、実際の圧延材の搬送路上の位置に換算し、Ｐｘ１，Ｐｘ２を求める。
【００６６】
続いて、検出した実際の位置Ｐｘ１と、積分器１３が出力する先行材の尾端位置Ｘ１との差をトラッキング誤差ΔＰ１として求め、検出した実際の位置Ｐｘ２と、積分器１４が出力する後行材の先端位置Ｘ２との差をトラッキング誤差ΔＰ２として求め、これらの基づいて積分器１３，１４におけるトラッキング誤差を補正する。また、検出した位置Ｐｘ１，Ｐｘ２から、それらの差分を、先行材尾端と後行材先端との間隔Ｐｄとして求める。
【００６７】
次のステップ１６３では、求めた間隔Ｐｄを予め定めた上限値Ｐｄｍａｘ  と比較する。上限値Ｐｄｍａｘ  は、先行材の尾端位置が台車走行区間内の特定の基準位置に到達するまでに許容値以内に修正可能な間隔である。Ｐｄ＜Ｐｄｍａｘ  であれば次にステップ１６４に進み、そうでなければステップ１６６に進む。
【００６８】
即ち、先行材尾端と後行材先端との間隔Ｐｄが異常に大きく、台車走行区間内での正常な溶接が不可能な場合には、ステップ１６６で、後行材の搬送速度を決定する速度信号Ｖｓに停止指令（速度零）を出力するとともに、連結装置５９に接合停止指令を出力する。これによって、後行材の搬送および連結装置５９の走行，溶接等の動作は中止され、先行材を圧延したところで連続圧延動作は中断される。これによって、溶接の失敗による操業への悪影響を最小限に抑えることができる。
【００６９】
ステップ１６４では、位置情報Ｘ１，Ｘ２および速度情報Ｖ１，Ｖ２を入力し、ステップ１６２で検出された間隔Ｐｄとその目標値（例えば１５０ｍｍ）との偏差を修正するように、速度信号Ｖｓを制御する（ＡＰＣ制御）。この制御によって、先行材尾端と後行材先端との間隔が予め定めた目標値に近づくように、位置が調整される。そして、溶接すべき先行材尾端と後行材先端は、それらの間隔が目標値に維持されたまま、台車走行区間に送り込まれる。
【００７０】
連結装置５９の主要部分の構成を図８に示す。また、図８のＩＸ−ＩＸ線断面を図９に示す。図８及び図９を参照して説明する。圧延材Ｂ１，Ｂ２の搬送経路に隣接する位置に、該搬送経路と平行な向きで１対のレ−ル８８，８９が敷設されている。そしてこのレ−ル８８，８９の上に、圧延材Ｂ１，Ｂ２の搬送経路をまたぐ形で門型の親台車８１が配置されている。親台車８１は、回動自在な車輪を介してレ−ル８８，８９上に乗っており、親台車８１はレ−ル８８，８９に沿ってＸ軸方向に移動自在になっている。親台車８１は、電気モ−タ（Ｍ１２）を含む駆動機構を搭載しており、親台車８１の車輪は、この駆動機構によって駆動される。従って、親台車８１は自走台車である。
【００７１】
親台車８１の上面には、１対のレ−ル９５，９６が、前記レ−ル８８，８９と平行な向きで設置されている。このレ−ル９５，９６の上に、回動自在な車輪を有する子台車８２が配置されており、子台車８２はレ−ル９５，９６に沿って、親台車８１上の所定の範囲内を、Ｘ軸方向に、親台車８１に対して相対的に移動自在になっている。子台車８２は、電気モ−タ（Ｍ１１）を含む駆動機構を搭載しており、子台車８２の車輪は、この駆動機構によって駆動される。従って、子台車８２は自走台車である。
【００７２】
子台車８２上には、圧延材の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向、即ち圧延材Ｂ１，Ｂ２の幅方向（Ｙ方向）に沿って配置された１対のガイドレ−ル８６，８７が備わっている。そしてこのガイドレ−ル８６，８７上に、２台の横行台車８３，８４が乗っている。また、外周面にねじが形成されたねじ棒８５が、ガイドレ−ル８６，８７と平行な向きに設置されている。そして、横行台車８３，８４の係合部８３，８４ａに形成されたナットが、ねじ棒８５と螺合している。ねじ棒８５は、その両端近傍が回動自在に支持されており、一端に電気モ−タＭ１０の出力軸が連結されている。電気モ−タＭ１０を駆動すると、ねじ棒８５が回動し、ねじ棒８５外周のねじと螺合しているナット、即ち係合部８３，８４ａが、矢印Ｙ方向又はその反対方向に直線的に移動する。従って、横行台車８３，８４をＹ方向に動かすことができる。
【００７３】
横行台車８３および８４の下端に、圧延材Ｂ１，Ｂ２の搬送経路と対向する形で、レ−ザ溶接ト−チＷ１およびＷ２がそれぞれ支持されている。レ−ザ溶接ト−チＷ１およびＷ２は、横行台車８３および８４の移動に伴なって、Ｙ方向、即ち先行材と後行材の溶接線に沿う方向に移動する。
【００７４】
また、横行台車８３には、２つのＣＣＤカメラ９１及び９２が搭載されている。ＣＣＤカメラ９１及び９２は、各々、Ｘ方向に向かって１列に並んだ多数の撮像素子を備える一次元撮像装置であり、各々の下方を搬送される圧延材Ｂ１，Ｂ２の位置を撮像するように撮像面を下に向けて設置してある。またこの例では、ＣＣＤカメラ９１の視野の大きさはＣＣＤカメラ９２の視野よりも充分に大きく、更に、ＣＣＤカメラ９２の視野全体がＣＣＤカメラ９１の視野内に含まれるように予め調整してある。例えば、ＣＣＤカメラ９１の視野は圧延材搬送路上の１ｍの範囲に調整され、ＣＣＤカメラ９２の視野は圧延材搬送路上の３００ｍｍの範囲に調整される。また、検出誤差を低減するために、この例ではＣＣＤカメラ９１及び９２として、リニアセンサを用いている。
【００７５】
ＣＣＤカメラ９１，９２が撮像して得られる一次元画像情報を処理することにより、圧延材端位置を検出することができる。例えば、一次元画像情報を圧延材搬送方向の下流側から上流側に向かって走査する場合、画像濃度が圧延材有レベルから圧延材無しレベルに変化する位置、および画像濃度が圧延材無しレベルから再び圧延材有レベルに変化する位置が、それぞれ先行材尾端位置および後行材先端位置に対応する。ＣＣＤカメラ９１の視野は比較的広いので、それが出力する画像情報を利用する場合には、広い範囲に渡って、圧延材端位置を検出することができるが、位置精度は比較的粗い。また、ＣＣＤカメラ９２がの視野は狭いので、それが出力する画像情報を利用する場合には、高精度の位置情報が得られるが、位置検出が可能な範囲は狭い。この実施例では、後述するように、２つのＣＣＤカメラ９１，９２をその時の条件に応じて使い分けている。
【００７６】
先行材尾端と後行材先端との溶接を実施する時には、先行材尾端と後行材先端との間隙を充分に小さくするとともに、その間隙の変化を防止し、かつその位置と溶接機位置とが変化するのを避ける必要がある。この目的を達成するために、親台車８１上には圧延材を固定するクランプ機構が設けてある。このクランプ機構は、図９に示すように、先行材の尾端近傍を挟持して固定するクランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂと、後行材の先端近傍を挟持して固定するクランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂを備えている。クランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂで先行材の尾端近傍を挟むことによって、先行材と親台車８１との相対位置が固定される。また、クランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂで後行材の先端近傍を挟むことによって、親台車８１と後行材との相対位置が固定される。このクランプ機構は更に、図示しない突き合せ機構を備えている。この突き合せ機構は、後行材を挟持するクランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂを機械的にＸ方向に移動する機能を有しており、その突き合せ動作によって、先行材尾端と後行材先端との間隙を、レ−ザ溶接機による溶接が確実にできる程度まで小さくすることができる。
【００７７】
なお、図８に示す昇降テ−ブル９９は、通常は上昇位置に移動して圧延材Ｂ１，Ｂ２を支持するが、親台車８１が接近すると、それと干渉しないように、自動的に下降して退避する。
【００７８】
連結装置５９に関連する制御系の構成を図１０に示す。なお図１０は、主として図６の台車走行区間の近傍を示している。親台車８１を駆動する電気モ−タＭ１２は速度制御装置３０２に接続され、子台車８２を駆動する電気モ−タＭ１１は位置制御装置３０３に接続され、前記クランプ機構及び突き合せ機構はクランプ制御装置３０４に接続され、横行台車８３，８４を駆動する電気モ−タＭ１０及びレ−ザ溶接ト−チＷ１，Ｗ２は溶接制御装置３０５に接続されている。
【００７９】
台車制御３０１は、プロセスコンピュ−タのソフトウェア処理によって実現されるものであり、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２，ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３，および前述の位置情報Ｘ１，Ｘ２を入力し、速度制御装置ＡＳＲ，３０２，位置制御装置３０３，クランプ制御装置３０４及び溶接制御装置３０５を制御する。
【００８０】
台車制御３０１には、図１１に示す「親台車制御」，図１２に示す「後行材制御」，および図１３に示す「子台車制御」が含まれており、これらの処理は実質上同時に（並列的に）実行される。まず、図１１を参照して「親台車制御」を説明する。
【００８１】
ステップ１７１では、先行材尾端位置Ｘ１を繰り返し入力し、追い付き区間にある所定の基準位置Ｐｒ２（図５参照）に先行材尾端が到達するのを待つ。先行材尾端が基準位置Ｐｒ２に到達すると、次のステップ１７２に進み、親台車８１の走行を開始する。即ち、電気モ−タＭ１２を駆動して、圧延材の搬送方向と同一の方向（Ｘ方向）に連結装置５９を移動する。
【００８２】
次のステップ１７３では、先行材の速度Ｖ１を入力し、この速度Ｖ１と一致するように親台車８１の走行速度Ｖｔを制御する。この例では、図５に示すように、親台車８１の走行を開始してから走行速度がＶ１に到達するまでの加速期間中は、加速度が一定になるように速度Ｖｔを制御する。
【００８３】
更にステップ１７３では、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２を入力して、先行材の尾端が検出されたか否かを識別し、先行材の尾端が検出されるまでステップ１７３の処理を繰り返す。図５に示すように、親台車８１の加速期間中は、連結装置５９の位置Ｘ３は、先行材尾端よりも下流に位置し、Ｖｔ＜Ｖ２であるため、先行材尾端は徐々に連結装置５９の位置に近づく。先行材尾端が連結装置５９にある程度近づくと、先行材尾端がＣＣＤカメラ９１の視野に入るので、信号ＳＧ２から先行材尾端の位置を検出することができる。先行材尾端がＣＣＤカメラ９１の視野に入ると、次のステップ１７４に進む。
【００８４】
ステップ１７４では、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２を入力し、先行材の尾端位置を検出して、先行材の尾端位置が特定の領域内に入ったか否かを識別する。特定の領域は、ＣＣＤカメラ９１の視野のうち、もう一方のＣＣＤカメラ９２の視野と共通な領域である。先行材の尾端位置がＣＣＤカメラ９２の視野から外れている場合には、次にステップ１７６に進み、先行材の尾端位置がＣＣＤカメラ９２の視野にも確実に入っている場合には、ステップ１７５に進む。
【００８５】
ステップ１７５では、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３を入力し、より正確な先行材の尾端位置を検出する。即ち、ＣＣＤカメラ９２の視野はＣＣＤカメラ９１の視野に比べて狭いので、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３に基づいて先行材の尾端位置を検出すると、位置検出精度が上がる。
【００８６】
ステップ１７６では、検出された先行材の尾端位置（ＣＣＤカメラ９１，９２の視野に対する相対位置）が予め定めた視野内の目標位置に近づくように、速度制御装置３０２に与える速度信号を制御する。これによって、親台車８１の位置（速度）は、先行材の尾端位置に追従するように自動的に調整される。ここで、先行材の尾端位置がＣＣＤカメラ９２の視野を外れている場合には、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２に基づいて検出された位置情報（ステップ１７４で得た位置情報）を制御に利用し、先行材の尾端位置がＣＣＤカメラ９２の視野に入っている場合には、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３に基づいて検出された位置情報（ステップ１７５で得た位置情報）を制御に利用する。従って、先行材の尾端位置が目標位置に近い場合には、位置精度の非常に高い倣い制御が実現する。
【００８７】
先行材の尾端位置が目標位置と一致していない場合には、ステップ１７７からステップ１７４に戻り、上記の倣い制御を繰り返す。そして、先行材の尾端位置が目標位置と一致すると、ステップ１７７からステップ１７８に進む。
【００８８】
ステップ１７８では、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、クランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂを先行材に押圧して、該クランプ部材で先行材尾端を挟持する。これによって、親台車８１と先行材とが一時的に固定される。また、先行材のクランプ処理が完了したことを示すために、ここでフラグ１に１をセットする。
【００８９】
次のステップ１７９では、先行材の速度を示す速度信号Ｖ１を入力し、親台車８１の走行速度がＶ１と一致するように、速度制御装置３０２に与える速度指示値を制御する。つまり、先行材と同一の速度で親台車を走行させる。溶接動作が完了するまで、ステップ１７９の処理が繰り返される。溶接が完了すると次のステップ１７Ａに進む。
【００９０】
ステップ１７Ａでは、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、クランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂによる先行材のクランプを解除して、親台車８１を先行材から切り離す。そして、速度制御装置３０２に停止信号を与えて親台車８１の走行を停止した後、速度制御装置３０２に信号を与えて、所定の基準位置（初期位置）に親台車８１が戻るように、位置を制御する。
【００９１】
次に、図１２を参照して「後行材制御」を説明する。ステップ１８１では、後行材の先端が先行材の尾端に追い付いたか否かを調べる。即ち、図７に示す処理が完了したか否かを調べる。図５に示す時刻ｔ４のように、後行材の先端位置が先行材の尾端に追い付くと、次のステップに進む。
【００９２】
ステップ１８２では、親台車８１の走行速度の情報、即ち台車制御３０１が速度制御装置３０２に与える速度指示値を入力し、それと後行材の速度Ｖ２とが一致するように、速度制御装置ＡＳＲに与える速度信号Ｖｓを制御する。これによって、後行材Ｂ２は、その搬送速度が親台車８１の速度に同期するように制御される。速度同期が完了すると、次のステップ１８３に進む。
【００９３】
ステップ１８３では、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２を入力し、後行材先端の位置検出の有無を調べる。後行材の先端位置がＣＣＤカメラ９１の視野内に入ると、ステップ１８３で後行材先端位置が検出されるので、次のステップ１８４に進む。
【００９４】
ステップ１８４では、ＣＣＤカメラ９１が出力する信号ＳＧ２を入力して、後行材の先端位置（ＣＣＤカメラ９１の視野に対する相対位置）を調べ、後行材の先端位置が特定の範囲内に入っているか否かを識別する。即ち、ＣＣＤカメラ９１の視野のうち、ＣＣＤカメラ９２の視野と一致する領域内に、後行材の先端位置が存在するか否かを調べる。そして、後行材の先端位置がＣＣＤカメラ９２の視野内であれば次にステップ１８５に進み、視野外であればステップ１８６に進む。
【００９５】
ステップ１８５では、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３を入力して、より正確な後行材の先端位置（ＣＣＤカメラ９２の視野に対する相対位置）を検出する。そして次のステップ１８６に進む。
【００９６】
ステップ１８６では、ステップ１８４で検出された後行材の先端位置、又はステップ１８５で検出された後行材の先端位置に基づいて、後行材の位置を制御する。即ち、後行材先端のＣＣＤカメラ９１，９２の視野に対する相対位置が、予め定めた基準位置に近づくように、速度制御装置ＡＳＲに与える速度信号Ｖｓを制御する。これによって、連結装置５９の位置に倣うように、後行材の先端位置が制御される。
【００９７】
連結装置５９の基準位置と後行材先端位置とが比較的離れている場合には、ＣＣＤカメラ９１が撮像した画像に基づいて検出された後行材先端位置がステップ１８６の制御に利用され、連結装置５９の基準位置と後行材先端位置とが比較的近い場合には、ＣＣＤカメラ９２が撮像した画像に基づいて検出された後行材先端位置がステップ１８６の制御に利用される。
【００９８】
ＣＣＤカメラ９１の視野は比較的広いので、連結装置５９の基準位置と後行材先端位置との距離が比較的大きい場合であっても、後行材の倣い制御を実施することができる。また、ＣＣＤカメラ９２の視野は比較的狭いので、ＣＣＤカメラ９２の信号ＳＧ３に基づいて検出された後行材先端位置を利用することによって、位置精度の高い倣い制御が実現する。
【００９９】
先行材尾端と後行材先端との溶接を実施する場合に、例えばア−ク溶接や、誘導加熱を利用する場合には、先行材尾端と後行材先端との間隙が比較的大きい場合であっても溶接が可能である。しかしこの実施例のように、レ−ザ溶接機を用いて溶接をする場合には、先行材尾端と後行材先端との間隙が大きいと溶接ができないので、先行材尾端と後行材先端との位置合せに高い精度が要求される。この実施例では、２つのＣＣＤカメラ９１，９２を使い分けることによって、高精度の位置合せを実現している。
【０１００】
検出された後行材の先端位置が所定の基準位置に正確に一致するまで、ステップ１８６の後行材倣い制御が繰り返される。後行材の先端位置が基準位置と一致すると、ステップ１８７から次のステップ１８８に進む。初期状態ではフラグ２がクリアされているので、ステップ１８８からステップ１８９に進む。
【０１０１】
ステップ１８９では、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、クランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂを後行材に押圧して、該クランプ部材で後行材先端を挟持する。これによって、親台車８１と後行材とが一時的に固定される。続いて、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、機械的にクランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂを、親台車８１上でＸ方向（先行材に近づく方向）に所定量動かす。この突き合せ動作によって、クランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂに挟持された後行材が、クランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂによって固定されている先行材に近づくので、先行材尾端と後行材先端との間隙が充分に小さくなる。特に、突き合せを実施する前に、先行材と後行材とをそれぞれ連結装置５９に対して正確に位置合せすることによって、間隙を非常に小さくすることが可能になる。ステップ１８９では、更に、後行材のクランプおよび突き合せ処理が完了したことを示すために、フラグ２に１をセットする。
【０１０２】
フラグ２がセットされた後で、先行材尾端と後行材先端との突き合せ部分が溶接される。溶接動作が完了するまでの間は、ステップ１８６が繰り返し実行されるので、後行材の速度は親台車８１と同一の速度になるように制御される。溶接動作が完了すると、ステップ１８Ａからステップ１８Ｂに進む。
【０１０３】
ステップ１８Ｂでは、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、クランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂでの後行材のクランプを解除して、親台車８１と後行材とを切り離す。またここで、フラグ２をクリアする。
【０１０４】
続くステップ１８Ｃでは、先行材の速度信号Ｖ１に基づいて、それと同一の速度で後行材が搬送されるように、速度制御装置ＡＳＲに与える速度信号Ｖｓを制御する。
【０１０５】
次に、図１３を参照して「子台車制御」を説明する。最初のステップ１９１では、位置制御装置３０３に所定の指示を与えて、子台車８２を親台車８１上の所定の基準位置に位置決めしたあと、電気モ−タＭ１１の駆動を停止し、子台車８２を親台車８１上に固定する。
【０１０６】
次のステップ１９２では、フラグ２がセットされるまで待機する。即ち、先行材のクランプと後行材のクランプが完了するのを待つ。フラグ２がセットされると次のステップ１９３に進む。
【０１０７】
ステップ１９３では、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３を入力し、先行材尾端位置と後行材先端位置とを検出し、それらの突き合せが正しく実施されているか否かを識別する。もしも間隙が大きすぎる場合には、クランプ制御装置３０４に所定の信号を送り、間隙を微調整するように、クランプ部材ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂをＸ方向に動かす。先行材尾端と後行材先端との突き合せが完了し、間隙が充分小さくなると、次のステップ１９４に進む。
【０１０８】
ステップ１９４では、ＣＣＤカメラ９２が出力する信号ＳＧ３を入力し、接合予定位置、即ち先行材尾端と後行材先端との突き合せ部の位置を検出し、この位置がＣＣＤカメラ９２の視野内の予め定めた基準位置と一致するように、位置制御装置３０３を介して電気モ−タＭ１１を駆動し、子台車８２のＸ方向の位置を調整する。
【０１０９】
クランプ部材ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂ，ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂによって先行材と後行材をクランプした状態では、溶接すべき先行材尾端と後行材先端との突き合せ部と親台車８１との位置関係が固定される。ところが、溶接線は圧延材の搬送方向Ｘと直交する向き（Ｙ方向）に対して多少ずれた方向を向いている場合もあるので、先行材と後行材を溶接ト−チＷ１，Ｗ２に対して正確に位置決めしてからクランプしたとしても、溶接のために横行台車８３，８４をＹ方向に移動すると、溶接ト−チＷ１，Ｗ２の位置がＸ方向に多少溶接線からずれる可能性がある。また、親台車８１は比較的慣性が大きいので、位置決めの応答性が悪く、クランプを実施する直前に先行材の速度が急激に変化すると、先行材と後行材の突き合せ部と親台車８１との関係が目標位置から多少ずれる可能性もある。
【０１１０】
図８に示すように、ＣＣＤカメラ９２は溶接ト−チＷ１に隣接する位置に設置されているので、溶接線、即ち先行材尾端と後行材先端との突き合せ部と溶接ト−チＷ１との位置が一致しているか否かを、常時正確に識別することができる。そして、位置がずれている場合には、ステップ１９４の処理によって子台車８２の位置が調整され、溶接ト−チＷ１，Ｗ２のＸ方向の位置が修正されるので、溶接ト−チＷ１，Ｗ２は溶接線に倣って移動する。
【０１１１】
ステップ１９５では、溶接制御装置３０５に指示を送り、溶接動作を開始する。これにより、溶接制御装置３０５は、溶接ト−チＷ１，Ｗ２の付勢を開始するとともに、電気モ−タＭ１０を駆動して、溶接ト−チＷ１，Ｗ２を支持する横行台車８３，８４を、一定の速度で同時にＹ方向に移動する。溶接を実施している間も、ステップ１９４が繰り返し実行されるので、必要に応じて溶接ト−チＷ１，Ｗ２の位置が修正される。
【０１１２】
溶接が完了すると、ステップ１９５から１９６に進み、溶接が完了したことを示すフラグ３をセットした後、位置制御装置３０３に所定の指示を出力して、子台車８２の位置を所定の初期位置に戻す。
【０１１３】
なお、図７に示すステップ１６６によって、接合停止指令が出力された場合には、親台車８１の走行が中止され、子台車８２や横行台車８３，８４も動かない。また、溶接ト−チＷ１，Ｗ２も付勢されない。従って、先行材と後行材との接合に失敗して、操業を中断した場合でも、次に操業を再開するまでに行なわざるを得ない余分な作業が最小限で済む。
【０１１４】
なお上記実施例においては、単一の子台車８２上に２つの溶接ト−チＷ１，Ｗ２を設置したが、親台車８１上に独立した２つの子台車を設けてそれぞれの子台車に溶接ト−チＷ１，Ｗ２を設置すれば、溶接ト−チのそれぞれと溶接線とをより正確に位置合せすることができる。その場合には、ＣＣＤカメラ９２を溶接ト−チＷ２に隣接する位置にもう１つ設置し、溶接ト−チ毎に個別に位置検出と位置調整を実施するのが望ましい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明した実施例においては、圧延対象材の搬送方向に向かって多数の受光素子が配列された一次元撮像手段（７５）が、接合装置（５９）よりも上流側の位置に、その受光面が圧延対象材の搬送経路と対向する形で設置されている。従って、先行材と後行材とが多少の間隔をおいて連なるように同時に搬送される時には、先行材の尾端と後行材の先端とが一次元撮像手段の位置を通過する際に、一次元撮像手段が撮像する一次元画像中には、先行材の尾端と後行材の先端とが同時に現われる。従って、先行材の尾端と後行材の先端とが接合装置の位置に到達する前に、一次元撮像手段が撮像した１組の一次元画像情報に基づいて、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を検出することができる。ここで検出される間隔は、累積誤差を含まず、先行材の速度が変動する場合でもその影響を受けないので、非常に正確である。
【０１１６】
請求項１によれば、搬送制御手段（１６３，１６６）は、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）を予め定めた許容範囲の上限値（Ｐｄｍａｘ）と比較して、前記間隔が前記許容範囲を外れる場合には、前記接合装置の接合動作を禁止して、後行材の搬送を停止するので、不完全な溶接が実施されたり、溶接に失敗したまま異常な操業が継続されるのを防止することができる。従って、先行材と後行材との接合に失敗して、操業を中断した場合でも、次に操業を再開するまでに行なわざるを得ない余分な作業が最小限で済む。
【０１１７】
また請求項２によれば、間隔検出手段（１６２）が検出した間隔（Ｐｄ）に応じて後行材の搬送速度を制御するので、トラッキング誤差が生じている場合であっても、接合装置（５９）の位置に到達する前に、先行材の尾端と後行材の先端との間隔を目標値に近づくように修正することができ、接合動作をより確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の設備の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】図６の設備の追い付き区間を詳細に示す正面図である。
【図３】図１の制御部１００の処理を示すフロ−チャ−トである。
【図４】図１の速度決定１５における処理の一部分を示すフロ−チャ−トである。
【図５】追い付き区間での各要素の速度と位置の変化を示すタイムチャ−トである。
【図６】実施例の連続圧延設備の主要構成要素を示す正面図である。
【図７】図１の速度決定１５における処理の一部分を示すフロ−チャ−トである。
【図８】圧延材の搬送方向Ｘと直交する方向から見た連結装置５９の主要部分の縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線から見た断面図である。
【図１０】図６の台車走行区間の設備と連結装置５９の制御系を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す台車制御３０１の処理の一部分を示すフロ−チャ−トである。
【図１２】図１０に示す台車制御３０１の処理の一部分を示すフロ−チャ−トである。
【図１３】図１０に示す台車制御３０１の処理の一部分を示すフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
１ａ：尾端                      ２ａ：先端
１１：尾端検出                  １３，１４：積分器
１２：先端検出                  ５１：粗圧延設備の最終スタンド
５２：コイルボックス            ５４：出側ガイド
５５：簡易レベラ                ５６：レベラガイド
５７：接合用シャ−              ５８：レベラ
５９：連結装置（接合装置）      ６０：ＣＳガイド
６２：仕上圧延設備の第１スタンド
７５：ＣＣＤカメラ              ８１：親台車
８２：子台車                    ８３，８４：横行台車
８３ａ，８４ａ：係合部          ８５：ねじ棒
８６，８７：ガイドレ−ル        ８８，８９：レ−ル
９１，９２：ＣＣＤカメラ        ９５，９６：レ−ル
１００：駆動速度切換制御部
Ｍ１０，Ｍ１１，Ｍ１２：電気モ−タ
Ｗ１，Ｗ２：レ−ザ溶接ト−チ    Ｂ１〜Ｂ３：圧延材
Ｂ１：先行材                    Ｂ２：後行材
ＬＣＭＤ：板検出器              ＬＤＶ１，ＬＤＶ２：板速検出器
ＴＲ１〜ＴＲ６：テ−ブルロ−ル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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