(57)【要約】【課題】より正確に鋼材などの材料の判別が可能な鋼材判別システムおよび鋼材判別方法を提供する。【解決手段】鋼材が指定された条件を満たす鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置であって、検査位置に鋼材を移動させる移送部と、前記移送部が前記検査位置に移動させた鋼材を押さえる押さえ部と、前記検査位置に移動された鋼材が前記押さえ部に押さえられた後に、該鋼材に対する蛍光Ｘ線分析を行って該鋼材の所定の成分の含有量を算出するＸ線分析部と、前記Ｘ線分析部によって求められた鋼材の所定の成分の含有量が、所定の基準を満たすか否かを判定し、所定の基準を満たさない場合に該鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別する判定部と、を備えることを特徴とする鋼材判別装置。【選択図】図１
2014021098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材が指定された条件を満たす鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置であって、
検査位置に鋼材を移動させる移送部と、
前記移送部が前記検査位置に移動させた鋼材を押さえる押さえ部と、
前記検査位置に移動された鋼材が前記押さえ部に押さえられた後に、該鋼材に対する蛍光Ｘ線分析を行って該鋼材の所定の成分の含有量を算出するＸ線分析部と、
前記Ｘ線分析部によって求められた鋼材の所定の成分の含有量が、所定の基準を満たすか否かを判定し、所定の基準を満たさない場合に該鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別する判定部と、
を備えることを特徴とする鋼材判別装置。
【請求項２】
鋼材の荷重を受ける荷重受け部を備え、前記検査位置において鋼材の重量を測定する秤量部をさらに備え、
前記荷重受け部に鋼材が支持される位置が前記検査位置であることを特徴とする請求項１に記載の鋼材判別装置。
【請求項３】
前記押さえ部は、鋼材を所定期間押さえた後、鋼材から離間し、
前記Ｘ線分析部は、前記押さえ部が鋼材から離間した後に該鋼材にＸ線を照射して前記蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の鋼材判別装置。
【請求項４】
鋼材の表面の少なくとも一部を研削する研削部をさらに備え、
前記Ｘ線分析部は鋼材の前記研削部によって研削された部分に対してＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の鋼材判別装置。
【請求項５】
コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを検出する渦電流検査部をさらに備え、
前記判定部は検出されたインダクタンスとインピーダンスとが所定の基準を満たすか否かを判定し、該所定の基準を満たさない場合に前記鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の鋼材判別装置。
【請求項６】
鋼材が指定された条件を満たす鋼材であるか否かを判別する鋼材判別方法であって、
検査位置に鋼材を移動させ、
前記検査位置に移動した鋼材を押さえ部によって押さえ、
前記検査位置に移動された鋼材が前記押さえ部に押さえられた後に、該鋼材に対する蛍光Ｘ線分析を行って該鋼材の所定の成分の含有量を算出し、
前記蛍光Ｘ線分析により求められた鋼材の所定の成分の含有量が、所定の基準を満たすか否かを判定し、
前記所定の基準を満たさない場合に該鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする鋼材判別方法。
【請求項７】
前記検査位置は、鋼材の重量を測定する秤量部が備える鋼材の荷重を受ける荷重受け部によって支持される位置であることを特徴とする請求項６に記載の鋼材判別方法。
【請求項８】
鋼材を所定期間押さえた後前記押さえ部を鋼材から離間させ、
前記押さえ部が鋼材から離間した後に該鋼材にＸ線を照射して前記蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の鋼材判別方法。
【請求項９】
鋼材の表面の少なくとも一部を研削し、
該鋼材の研削された部分に対してＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする請求項６から８のいずれか一つに記載の鋼材判別方法。
【請求項１０】
コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを検出し、
検出されたインダクタンスとインピーダンスとが所定の基準を満たすか否かを判定し、該所定の基準を満たさない場合に前記鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする請求項６から９のいずれか一つに記載の鋼材判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線分析装置を用いた鋼材等の材料の判別処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材等の材料の流通過程で鋼材の成分を分析して、指定された種類の鋼材と同じ鋼材であるか否かを判別することが行われている。そして、この判別処理を利用して、例えば、流通する鋼材の中に指定された種類の鋼材とは異なる鋼材（異材）が混入していないかどうかの検査（異材判別検査）が行われている。
【０００３】
異材判別の方法としては、Ｘ線分析装置を用いた検査方法がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、Ｘ線分析装置を用いた鋼材の判別システムにおいて、検査員が携帯型のＸ線分析装置を鋼材に押し当ててＸ線分析を行っていた工程を自動化した判別システムも提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２０７４６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０２６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線分析方法において、検査員が携帯Ｘ線分析装置を鋼材に押し当ててＸ線分析を行う場合には、手作業であるため判別処理の処理能力が低い。Ｘ線分析を自動化した場合、判別処理の処理能力は手作業の場合に比べて高いが、Ｘ線分析の精度が十分でない場合がある。
【０００７】
そこで、本願発明はより正確に鋼材の判別が可能な鋼材判別システムおよび鋼材判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）鋼材が指定された条件を満たす鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置であって、検査位置に鋼材を移動させる移送部と、前記移送部が前記検査位置に移動させた鋼材を押さえる押さえ部と、前記検査位置に移動された鋼材が前記押さえ部に押さえられた後に、該鋼材に対する蛍光Ｘ線分析を行って該鋼材の所定の成分の含有量を算出するＸ線分析部と、前記Ｘ線分析部によって求められた鋼材の所定の成分の含有量が、所定の基準を満たすか否かを判定し、所定の基準を満たさない場合に該鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別する判定部と、を備えることを特徴とする鋼材判別装置。
【０００９】
（２）（１）の構成において、鋼材の荷重を受ける荷重受け部を備え、前記検査位置において鋼材の重量を測定する秤量部をさらに備え、前記荷重受け部に鋼材が支持される位置が前記検査位置であることを特徴とする鋼材判別装置。（２）の構成によれば、秤量部が蛍光Ｘ線分析や長さ測定の検査位置となるため、効率よく複数の判定項目について測定が可能であり、かつ、押さえ部によって正確に成分分析が可能となる。
【００１０】
（３）（１）または（２）の構成において、前記押さえ部は、鋼材を所定期間押さえた後、鋼材から離間し、前記Ｘ線分析部は、前記押さえ部が鋼材から離間した後に該鋼材にＸ線を照射して前記蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする鋼材判別装置。（３）の構成によれば、より正確に鋼材を判別することができる。
【００１１】
（４）（１）から（３）のいずれかの構成において、鋼材の表面の少なくとも一部を研削する研削部をさらに備え、前記Ｘ線分析部は鋼材の前記研削部によって研削された部分に対してＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする鋼材判別装置。（４）の構成によれば、蛍光Ｘ線分析によってより正確に成分の含有量を求めることができ、より正確に鋼材を判別することができる。
【００１２】
（５）（１）から（４）のいずれかの構成において、コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを検出する渦電流検査部をさらに備え、前記判定部は検出されたインダクタンスとインピーダンスとが所定の基準を満たすか否かを判定し、該所定の基準を満たさない場合に前記鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする鋼材判別装置。（５）の構成によれば、蛍光Ｘ線分析だけでは区別できない鋼材についても異材判別ができる。
【００１３】
（６）鋼材が指定された条件を満たす鋼材であるか否かを判別する鋼材判別方法であって、検査位置に鋼材を移動させ、前記検査位置に移動した鋼材を押さえ部によって押さえ、前記検査位置に移動された鋼材が前記押さえ部に押さえられた後に、該鋼材に対する蛍光Ｘ線分析を行って該鋼材の所定の成分の含有量を算出し、前記蛍光Ｘ線分析により求められた鋼材の所定の成分の含有量が、所定の基準を満たすか否かを判定し、前記所定の基準を満たさない場合に該鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする鋼材判別方法。
【００１４】
（７）（６）の構成において、前記検査位置は、鋼材の重量を測定する秤量部が備える鋼材の荷重を受ける荷重受け部によって支持される位置であることを特徴とする鋼材判別方法。（７）の構成によれば、秤量部が蛍光Ｘ線分析や長さ測定の検査位置となるため、効率よく複数の判定項目について測定が可能であり、かつ、押さえ部によって正確に成分分析が可能となる。
【００１５】
（８）（６）または（７）の構成において、鋼材を所定期間押さえた後前記押さえ部を鋼材から離間させ、前記押さえ部が鋼材から離間した後に該鋼材にＸ線を照射して前記蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする鋼材判別方法。（８）の構成によれば、より正確に鋼材を判別することができる。
【００１６】
（９）（６）から（８）の構成において、鋼材の表面の少なくとも一部を研削し、該鋼材の研削された部分に対してＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行うことを特徴とする鋼材判別方法。（９）の構成によれば、蛍光Ｘ線分析によってより正確に成分の含有量を求めることができ、より正確に鋼材を判別することができる。
【００１７】
（１０）（６）から（９）のいずれかの構成において、コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを検出し、検出されたインダクタンスとインピーダンスとが所定の基準を満たすか否かを判定し、該所定の基準を満たさない場合に前記鋼材が指定された条件を満たす鋼材ではないと判別することを特徴とする鋼材判別方法。（１０）の構成によれば、蛍光Ｘ線分析だけでは区別できない鋼材についても異材判別ができる。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によれば、より正確に鋼材の判別が可能な鋼材判別システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の鋼材判別システムの構成図である。
【図２】鋼材判別システムを図１に示す矢印Ａ方向からみた平面図である。
【図３】鋼材判別システムの機能を示す機能ブロック図である。
【図４】レードル分析値ＤＢに格納されるデータテーブルの一例を示す。
【図５】鋼材判別システムにおける鋼材判別方法の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例の秤量部の揺れの試験結果を示すグラフである。
【図７】比較例の秤量部の揺れの試験結果を示すグラフである。
【図８】蛍光Ｘ線分析の精度試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の鋼材判別システム１の構成を示す構成図である。図２は、鋼材判別システム１の図１に示す矢印Ａ方向からみた平面図である。図に示す鋼材判別システム１は、鋼材判別システムの一例として、鋼材の製造ラインにおいて、ある工程（Ａ工程とする。）から別の工程（Ｂ工程とする。）に鋼材を移動させる際に、異材が混入していないかを確かめるために設置された鋼材判別システムである。図１に示す鋼材は円柱状のものであるが鋼材判別システム１の判別対象の鋼材の形態は特に限定されない。
【００２２】
鋼材判別システム１は、コンベア４と、研削部６と、移送部である切り出し部８と、秤量部１０と、Ｘ線分析部１２と、長さ測定部１４と、押さえ部１６と、搬送ローラ１８と、渦電流検査部２０と、制御部２２と、端末２４と、レードル分析値ＤＢ（データベース）２６などを備える。
【００２３】
コンベア４は、Ａ工程から搬送される鋼材を切り出し位置に順次搬送する。コンベア４は、１本ずつ鋼材を移動させる。コンベア４は、制御部２２によって制御される不図示の駆動装置によって、矢印の方向に回転するように制御される。コンベア４は、鋼材を切り出し位置に移動させ、その鋼材が後述の切り出し部８によって秤量部１０に移送されるまで停止し、鋼材が移送されたら次の鋼材を切り出し位置に移動させるように回転するという動作を繰り返すように制御される。なお、切り出し位置とは、切り出し部８によって秤量部１０に移動させる鋼材のコンベア４上での待機位置である。図１においては、コンベア４上の最も秤量部１０側にある鋼材の位置（研削部６の下方の位置）が切り出し位置である。
【００２４】
コンベア４は、図２に示すように、コンベアの幅方向に（Ｙ軸方向）に複数列配置される。なお、コンベア４は、鋼材を一本ずつ順次搬送できればどのような種類、構成のコンベアでもよい。
【００２５】
研削部６は、切り出し位置において鋼材の表面の少なくとも一部を研削する。本実施形態では、研削部６は鋼材の両端面の一方の面（図１の紙面手前側の面）を研削する。研削部６は、鋼材の表面に形成されている酸化皮膜である黒皮を研削して除去する。研削部６によって黒皮を除去するのは、Ｘ線分析部１２による鋼材の分析をより精度よく行うためである。研削部６は、鋼材の研削を行う際に研削を行う部分に接触して鋼材表面を研削し、研削が終了すると鋼材から離間する。なお、研削部６による黒皮の研削処理は、Ｘ線分析を行う部分に対して行われればよく、鋼材の端面に限られない。研削部６としては、例えば、グラインダが用いられる。
【００２６】
切り出し部８は、鋼材を支持する２つの支持部８ａ、８ｂを備え、コンベアの搬送方向上流側の支持部８ａによってコンベア４の切り出し位置にある鋼材を秤量部１０上に移動させるとともに、もう一方の支持部８ｂによって秤量部１０上にある鋼材を搬送ローラ１８上に移動させる。切り出し部８は、図１において矢印で示すように、上昇、下流側へ水平移動、降下、上流側へ水平移動、上昇という動作を繰り返すことで、切り出し位置から秤量部１０への鋼材の移動と秤量部１０から搬送ローラ１８への鋼材の移動を並行して行うことができる。切り出し部８は、例えば図１に示すように両端部に支持部８ａ、８ｂが形成されたＵ字型アーム状の部材を用いることができる。切り出し部８は、後述の制御部２２によって制御される駆動装置８Ｄによって駆動される。なお、図２に示すように、切り出し部８はＹ軸方向におけるコンベア４の間の位置に２つ並んで配置されており、鋼材を２箇所で支持して搬送することができる。切り出し部８はコンベア４から秤量部１０に移動させる部分と、秤量部１０から搬送ローラ１８に移動させる部分が別々の部材であってもよい。
【００２７】
秤量部１０は、鋼材の重量を測定する。秤量部１０は、Ｙ軸方向において４箇所で鋼材を支持して、鋼材の重量を測定する。秤量部１０は、鋼材を支持するために下方に凹んだ荷重受け部を有する。秤量部１０は、この荷重受け部に載置された鋼材の重量を測定する。この荷重受け部上が、重量測定と、Ｘ線分析部１２による蛍光Ｘ線分析や、長さ測定部１４による長さ測定などの検査が行われる検査位置である。なお、秤量部１０は、鋼材の重量を測定できればどのような方式でもよいが、例えば鋼材の荷重によって発生する歪を鋼材の重量に変換するロードセル式の秤量計が用いられればよい。
【００２８】
Ｘ線分析部１２は、蛍光Ｘ線分析によって鋼材の組成を分析する。Ｘ線分析部１２は、Ｘ線を照射するＸ線源と、Ｘ線の照射によって照射対象物から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出部などを備える。Ｘ線分析部１２は、検出部によって検出されたデータから鋼材に含まれる成分やその含有量を求めることができる。
【００２９】
長さ測定部１４は、鋼材の長さ（図においてＹ軸方向の長さ）を測定する。長さ測定部１４は鋼材の長さを測定できればどのような装置でもよいが、本実施形態では２つのカメラで両端部の位置を検出し、一端から他端までの距離を算出することにより鋼材の長さを求める。
【００３０】
押さえ部１６は、鋼材を秤量部１０に乗せた際に発生する揺れを押さえる。押さえ部１６は、図１に示すように、鋼材を押さえる押さえ面が上方に凹状にへこんだ凹部を有する形状である。この押さえ部１６の凹部によって秤量部１０の荷重受け部に載置された鋼材を押さえることで、鋼材が切り出し部８によって秤量部１０に載置された際に発生する揺れを速やかに収束させることができる。押さえ部１６は、制御部２２によって制御されて上下に移動する。鋼材を押さえる際には、鋼材に対して降下して鋼材を押さえる。押さえ部１６の鋼材を押さえる部分は、樹脂やプラスチックで形成されることが好ましい。
【００３１】
搬送ローラ１８は、秤量部１０での重量測定や蛍光Ｘ線分析などが完了して切り出し部８によって搬送ローラ１８上に移送された鋼材を、渦電流検査部２０のコイル内を通過させつつ、Ｂ工程に搬送する。搬送ローラ１８は、制御部２２によって制御される不図示の駆動装置によって駆動される。
【００３２】
渦電流検査部２０は、鋼材が渦電流検査部２０を通過する際に渦電流検査部２０のコイルに電流を流して鋼材に渦電流を発生させ、それによってコイルを貫く磁束が変化した状態において、コイルのインダクタンスとインピーダンスを測定する。インダクタンスとインピーダンスから、鋼材に含まれる炭素量を特定することができる。これは、鋼材に含まれる炭素の量が多いほど、インダクタンス値は小さくなり、インピーダンスは大きくなる傾向があるためである。炭素量とインダクタンスおよびインピーダンスとの関係を予め求めておくことで、渦電流検査部２０によって求められるインダクタンスとインピーダンスの値から、鋼材の炭素量を求めることができる。
【００３３】
従って、渦電流検査部２０による渦電流検査の結果から、炭素量の違いに基づく鋼種の識別が可能となる。蛍光Ｘ線分析では、炭素の有無を検出することができず、炭素の含有量のみが異なる鋼材を正確に判別できない。そこで、蛍光Ｘ線分析と、この渦電流検査部２０による分析とを組み合わせることで、炭素の含有量のみがことなる鋼材についても区別することができ、より正確に鋼材判別を行うことができる。
【００３４】
なお、本実施形態の渦電流検査部２０は、鋼材をコイルの内部に通過させてインダクタンスとインピーダンスを求める構造であるが、これに限られない。電流が流れているコイルに鋼材を近接させることで鋼材に渦電流が発生するので、コイルの内部を通す方式ではなく、コイルの近くを通過させる構造であってもよい。
【００３５】
制御部２２は本実施形態の鋼材判別システム１において、各機能を制御し、異材判別処理を実行する。制御部２２は、ＣＰＵなどのプロセッサ２２ａと、メモリ２２ｂなどを備えるコンピュータでよい。なお、制御部２２の機能の一部あるいは全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用回路で実現されてもよい。図１に示すように、制御部２２は、研削部６、切り出し部８、秤量部１０、Ｘ線分析部１２、長さ測定部１４、押さえ部１６、搬送ローラ１８、渦電流検査部２０の動作を制御する。異材判別は、鋼材の組成や鋼材の重量、長さなどの判定項目について試料について測定を行い、それぞれの測定値が所定の基準を満たすか否かを判定して行われる。そして判定を行った全ての項目について所定の基準を満たしていれば、対象の鋼材が指定された基準鋼材と同種の鋼材であると判別され、いずれかの項目について基準を満たしていなければ異材であると判別される。制御部２２によって行われる異材判別方法の詳細については後述する。
【００３６】
端末２４は、様々な入力を行う端末であり、異材判別を行う際の基準を設定するための入力が行われる。また、端末２４において、異材判別の結果が表示されてもよい。本実施形態の鋼材判別システム１では、上述のように、鋼材の重量、鋼材の長さ、鋼材の組成などについて、所定の基準を満たすか否かが判定され、異材判別が行われるので、端末２４から、これらの基準を設定する操作入力がなされる。端末２４は、基準を入力するための入力デバイスやディスプレイなどを備える。入力デバイスはマウスなどのポインティングデバイスやキーボードなどである。
【００３７】
レードル分析値ＤＢ２６は、鋼種ごとに、所定の成分の含有量の基準となるレードル分析値を格納する。レードル分析値とは、鋼材のレードル（取鍋）における化学分析値である。本実施形態では、レードル分析値は、後述する図４に示すように各鋼種において含有量として許容される範囲として登録される。制御部２２は、Ｘ線分析部１２による分析の結果と、レードル分析値ＤＢ２６に登録されているレードル分析値とを比較して、試料の鋼材の鋼種が指定された鋼種と同じであるか否かを判別する。レードル分析値ＤＢ２６の具体的なデータ構造例については後述する。
【００３８】
以上が本実施形態の鋼材判別システム１の構成である。
【００３９】
次に、本実施形態の鋼材判別システム１における異材判別処理方法について説明する。図３は、鋼材判別システム１の機能を示す機能ブロック図である。鋼材判別システム１は、入力取得部１００と、レードル分析値取得部１０２と、コンベア駆動制御部１０４と、研削制御部１０６と、切り出し部制御部１０８と、重量測定制御部１１０と、Ｘ線分析制御部１１２と、長さ測定制御部１１４と、押さえ部制御部１１６と、搬送ローラ制御部１１８と、渦電流検査制御部１２０と、判定部１２２と、出力部１２４と、を備える。
【００４０】
入力取得部１００は、端末２４などからの様々な入力を取得する。具体的には、入力取得部１００は、どのような鋼材について異材判別を行うのかを指定する情報である鋼材指定情報や、異材判別処理の開始を指示する入力などを取得する。鋼材指定情報は、鋼種や鋼材の重量、長さなどを指定する情報である。鋼種を指定する情報としては、鋼種を特定できればどのような識別情報でもよいが、例えば、ＪＩＳ規格などの規格番号が用いられればよい。また、入力取得部１００は、異材判別処理の実行指示を取得すると、各機能により各部が制御されて、判別に用いられる判定項目について測定が行われ、異材判別処理が実行される。なお、鋼材指定情報は、端末２４から入力される場合に限られず、例えば、鋼材の製造装置において設定される、鋼材の様々な製造条件を指定する情報（製造指令）から、必要な情報を抽出して鋼材指定情報が生成されてもよい。この場合には、制御部２２が製造指令が記憶されている所定の記憶領域（例えば、鋼材の製造装置の記憶装置）から製造指令を取得すればよい。
【００４１】
レードル分析値取得部１０２は、レードル分析値ＤＢ２６から、鋼材指定情報によって指定された鋼種の鋼材に含まれる所定の成分のレードル分析値を取得する。レードル分析値は、上述のように、指定された鋼種の鋼材と試料の鋼材とが、同じ組成の鋼材であるか否かを判定するための基準である。
【００４２】
なお、レードル分析値ＤＢ２６には鋼種を特定するために必要な成分についてのレードル分析値が登録されていればよく、鋼材の全ての含有成分について登録されている必要はない。レードル分析値ＤＢ２６にレードル分析値が登録される所定の成分としては、少なくとも、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏのいずれかであることが好ましい。これらの４種の成分の少なくともいずれかについてレードル分析値を基準として試料の鋼材の成分の判定を行うことで、より正確に鋼材の判別を行うことができる。
【００４３】
ここで、図４は、レードル分析値ＤＢ２６に格納されるデータテーブルの一例を示す。図４に示すデータテーブルでは、鋼材の鋼種を特定する情報である規格番号と、その鋼材のＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの４成分についてのレードル分析値とが対応付けられている。
【００４４】
レードル分析値取得部１０２は、入力取得部１００が鋼材指定情報を取得した場合に、その鋼材指定情報によって特定される鋼種に対応するレードル分析値をレードル分析値ＤＢ２６から取得する。例えば、判別する鋼材がＪＩＳ規格でいうＳ１２Ｃであると設定された場合、レードル分析値取得部１０２は、レードル分析値ＤＢ２６においてＳ１２Ｃに対応付けられているレードル分析値である、Ｍｎ：０．３０〜０．６０％を取得する（Ｓ１２Ｃは、代表鋼種をＳＣとする類似鋼種Ｓ１０Ｃ〜Ｓ２５Ｃの区分に含まれる鋼種である。）。また、判別する鋼材がＳＣＭ４２０であれば、レードル分析値取得部１０２は、レードル分析値ＤＢ２６から、ＳＣＭ４２０のレードル分析値として、Ｍｎ：０．５５〜０．９５％、Ｃｒ：０．８５〜１．２５％、Ｍｏ：０．１５〜０．３０％を取得する。
【００４５】
コンベア駆動制御部１０４は、コンベア４を駆動する駆動装置を制御して、コンベア４の動作をコントロールする。コンベア駆動制御部１０４は、切り出し部８が切り出し位置にある鋼材を秤量部１０に移動させた後、コンベア４を動かして次の鋼材を切り出し位置まで搬送して停止する。そしてその鋼材を切り出し部８が秤量部１０にむけて移動させたら再度コンベア４を動かすという制御を繰り返す。
【００４６】
研削制御部１０６は、研削部６の動作を制御する。研削制御部１０６は、コンベア４によって鋼材が切り出し位置に来た場合に、その切り出し位置の鋼材の端面を研削部６に研削させる。
【００４７】
切り出し制御部１０８は、切り出し部８による鋼材の移動を制御する。切り出し制御部１０８は、コンベア４によって鋼材が切り出し位置まで搬送された場合に、その切り出し位置にある鋼材を切り出し部８の支持部８ａで持ち上げて搬送し、秤量部１０に移す。切り出し制御部１０８は、さらに、秤量部１０においてＸ線分析や重量測定などが終了した場合に、切り出し部８の支持部８ｂによって鋼材を持ち上げて搬送し、搬送ローラ１８上に移動させる。
【００４８】
重量測定制御部１１０は、秤量部１０での重量測定処理を制御する。具体的には、重量測定制御部１１０は、秤量部１０の荷重受け部の上に鋼材が載置されると、その鋼材の重量を秤量部１０に測定させる。測定された鋼材の重量は、判定部１２２に出力され、指定された重量であるか否かの判定が行われる。
【００４９】
Ｘ線分析制御部１１２は、Ｘ線分析部１２を制御して、試料の鋼材に対して蛍光Ｘ線分析を行わせて、鋼材の成分の含有量を算出する。Ｘ線分析制御部１１２は、少なくともレードル分析値との比較を行う所定の成分について含有量を測定する。上述の例のＳＣ１２Ｃであれば、少なくともＭｎの含有量を算出し、ＳＣＭ４２０であれば、少なくともＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏのいずれかの含有量を算出する。
【００５０】
長さ測定制御部１１４は、長さ測定部１４を制御して、鋼材の長さを測定させる。上述の通り、長さ測定部１４は、鋼材の長さを測定するために鋼材の両端部をカメラで撮像する。長さ測定制御部１１４は、撮像された画像に対する画像処理により、鋼材の長さを算出する。
【００５１】
押さえ部制御部１１６は、押さえ部１６の動作を制御する。本実施形態では、押さえ部制御部１１６は、押さえ部１６の動作を制御して、鋼材が切り出し部８によって秤量部１０に載置された後、押さえ部１６によって鋼材を所定時間押さえさせて、秤量部１０に乗せられた鋼材の揺れを速やかに押さえる。所定時間押さえ部１６に押さえさせたら、押さえ部制御部１１６は、押さえ部１６を鋼材から離間させる。
【００５２】
押さえ部駆動制御部１１６は、予め設定される押さえ位置に押さえ部１６を移動させて鋼材の揺れを押さえさせる。押さえ位置は秤量部１０の位置や鋼材の大きさなどに応じて決定し、端末２４などから入力されて設定されればよい。また、押さえ部１６の位置は、押さえ部１６に位置検出器を配置して、位置検出器からの信号に基づき求められればよい。たとえば、位置検出器として鋼材との接触を検出するセンサを備え、そのセンサが鋼材に接触したことを検出したら、押さえ部駆動制御部１１６が押さえ部１６を停止させて鋼材を押さえることで鋼材の揺れを速やかに止めることができる。
【００５３】
搬送ローラ制御部１１８は、搬送ローラ１８を制御して、鋼材をＢ工程に搬送させる。本実施形態では、Ｂ工程に搬送される途中に渦電流検査部２０が配置されている。そのため搬送ローラ制御部１１８は渦電流検査部２０での渦電流検査が可能な速度で鋼材を搬送するように、搬送ローラ１８を制御する。
【００５４】
渦電流検査制御部１２０は、上述のように通過する鋼材に渦電流を発生させるように渦電流検査部２０を制御し、その際のコイルのインダクタンスとインピーダンスを求める処理を行う。
【００５５】
判定部１２２は、鋼材の長さや重量やＸ線分析値や渦電流検査部２０での測定値などが、それぞれの項目において設定される基準を満たすか否か判定し、試料が指定された鋼種の鋼材であるのか異材であるのかを判別する。判定部１２２は、所定の成分の含有量については、蛍光Ｘ線分析での結果とレードル分析値とを比較して判定する。長さや重量や渦電流検査部２０での測定結果については、鋼材指定情報から基準となる値を抽出して比較して判定する。
【００５６】
判定部１２２は、判定の結果いずれかの判定項目について基準を満たしていないとした場合には、試料は異材であると判別する。一方、判定部１２２は、すべての判定項目について、基準を満たすと判定した場合には、試料が指定された鋼材である（異材ではない）と判別する。
【００５７】
出力部１２４は、判定部１２２による判定結果を出力する。具体的には、例えば、端末２４などのディスプレイに判別結果を表示させたり、判別結果を所定の記憶領域に記憶させたりする。
【００５８】
以上が、本実施形態の鋼材判別システム１が備える機能である。
【００５９】
以上説明した異材判別ステム１の構成および機能によって、秤量部１０において鋼材の重量を測定すると共に、その秤量部１０に乗せられた鋼材の蛍光Ｘ線分析も行う鋼材判別システムにおいて、押さえ部１６によって秤量部１０に乗せられた鋼材の揺れを速やかに収束させることができる。揺れが収束している状態で蛍光Ｘ線分析が行われることで、蛍光Ｘ線分析の精度が向上するという効果が得られる。また、鋼材の揺れが速やかに収束することで、秤量部１０での鋼材の重量測定を速やかに行うことができ、処理効率がより向上する。
【００６０】
一方、押さえ部１６が無い場合には、秤量部１０に乗せられた鋼材の揺れが収まるまでに時間を要し、鋼材の重量測定および蛍光Ｘ線分析に時間を要する。そのため、異材判別処理の効率が低下する。また、揺れが存在する状態で蛍光Ｘ線分析が行われることで、蛍光Ｘ線分析の精度が低下し、例えば、成分が実際よりも多くあるいは少なく検出されたり、存在しないはずの成分が検出されたりしてしまう。
【００６１】
次に、本実施形態の鋼材判別システム１における異材判別処理の流れを説明する。図５は、鋼材判別システム１における異材判別方法の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
まず、入力取得部１００が、これから異材判別を行う鋼材を指定する鋼材指定情報を取得する（Ｓｔｅｐ１０１）。鋼材指定情報は、上述のように、端末２４から入力されるか、鋼材の製造システムにおいて登録される製造指令などから抽出されて生成される。
【００６３】
次に、コンベア駆動制御部１０４が、鋼材を切り出し位置まで搬送する（Ｓｔｅｐ１０２）。なお、切り出し位置まで鋼材を搬送する方法は、例えば、鋼材が切り出し位置に存在するか否かを検出するセンサを配置し、切り出し位置において鋼材が検出されるまで、コンベア駆動制御部１０４がコンベア４を動作させればよい。
【００６４】
次に、研削制御部１０６が、研削部６に切り出し位置にある鋼材の一部を研削させる（Ｓｔｅｐ１０３）。
【００６５】
次に、切り出し部制御部１０８が、切り出し位置にある鋼材を切り出し部８により移動させて検査位置である秤量部１０の荷重受け部上に乗せる（Ｓｔｅｐ１０４）。そして、押さえ部制御部１１６が、押さえ部１６に、秤量部１０に乗せられた鋼材を押さえさせる（Ｓｔｅｐ１０５）。
【００６６】
押さえ部制御部１１６は、押さえ部１６が鋼材を押さえ始めて所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１０６）。所定時間経過した場合には（Ｓｔｅｐ１０６のＹｅｓ）、押さえ部制御部１１６は、押さえ部１６を鋼材から離間させる（Ｓｔｅｐ１０７）。一方、所定時間経過していない場合には（Ｓｔｅｐ１０６のＮｏ）、押さえ部制御部１１６は所定時間経過するまでＳｔｅｐ１０６を繰り返す。
【００６７】
次に、重量測定制御部１１０が秤量部１０によって鋼材の重量を測定させ、Ｘ線分析制御部１１２がＸ線分析部１２に蛍光Ｘ線分析を実行させ、長さ測定制御部１１４が長さ測定部１４に鋼材の長さを測定させる（Ｓｔｅｐ１０８）。重量測定、蛍光Ｘ線分析、および長さ測定は、それぞれ所定のタイミングで行われればよく、同じタイミングで行われる必要はない。ただし、Ｘ線分析は、押さえ部１６によって揺れが収束してから行われることが好ましい。揺れが収束するタイミングは、鋼材の種類や秤量部１０や切り出し部８の構造等によって変わる。従って、Ｘ線分析を行うタイミングは、実際に判別する鋼材を秤量部１０に乗せて押さえ部１６によって鋼材を押さえ、揺れが十分に収束するタイミングを測定しておき、そのタイミングをＸ線分析を行うタイミングとして設定しておけばよい。また、長さの測定は揺れの影響は少ないので、秤量部１０に乗せられた後であれば特にタイミングは限定されず、押さえ部１６が離間する前でもよい。
【００６８】
重量測定と蛍光Ｘ線分析と長さ測定が終了したら、切り出し部制御部１０８が切り出し部８によって鋼材を搬送ローラ１８に移動させる（Ｓｔｅｐ１０９）。
【００６９】
そして、搬送ローラ制御部１１８が搬送ローラ１８を制御して鋼材を移動させて（Ｓｔｅｐ１１０）、渦電流検査制御部１２０が渦電流検査部２０によって渦電流検査を実行させる（Ｓｔｅｐ１１１）。
【００７０】
次に、判定部１２２が、各判定項目の測定値が各判定項目について設定される基準を満たすか否かを判定して異材判別を行う（Ｓｔｅｐ１１２）。判定部１２２は、所定成分の含有量について判定を行うために、基準であるレードル分析値をレードル分析値ＤＢ２６から取得し、測定された含有量がレードル分析値の許容範囲内であるか判定する。また、長さや重量や渦電流検査で求められるインダクタンス、インピーダンスについては、鋼材指定情報において指定された基準により判定を行う。なお、測定される項目（重量、長さ、成分、渦電流検査（インダクタンスとインピーダンス））の全ての項目について判定が行われなくてもよい。例えば、蛍光Ｘ線分析処理で求められる成分の含有量だけを判定項目としてもよい。
【００７１】
判定の結果、判定項目とした全ての項目について試料が基準を満たし、指定された鋼材であると判別された場合には（Ｓｔｅｐ１１２のＹｅｓ）、出力部１２４が合格である旨を出力する（Ｓｔｅｐ１１３）。そして、Ｓｔｅｐ１０１に戻り、次の鋼材について判別処理を繰り返す。
【００７２】
判定の結果、異材であると判別された場合には（Ｓｔｅｐ１１２のＮｏ）、出力部１２４が不合格であることを知らせるエラーを出力して（Ｓｔｅｐ１１４）、処理を終了する。
【００７３】
以上が、本実施形態の鋼材判別システム１における異材判別処理の流れである。
【実施例】
【００７４】
次に、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【００７５】
（秤量部における鋼材の揺れの収束についての試験）
実施形態で説明した秤量部１０に鋼材を乗せてから、押さえ部１６によって押さえた場合（実施例）と、鋼材を乗せてそのまま放置した場合（比較例）とで、それぞれの揺れの状態を測定した。図６には実施例の揺れを測定したグラフを示し、図７には比較例の揺れを測定したグラフを示す。グラフの縦軸は、重量を電気信号に変換する秤量部１０のロードセルからの出力値（電圧値）である。ロードセルの変形に応じて電圧値が変化するので、電圧値の変化が秤量部１０に乗せられた鋼材の揺れを表す。横軸は時間の経過を示す。鋼材を乗せた瞬間が０秒である。実施例では、スタートから０．５秒経過時から１．５秒経過時まで押さえ部により押さえる処理を行った。
【００７６】
図６に示す実施例の場合には、鋼材を乗せてから振幅が減衰している期間である（１）減衰期が０〜４秒の間であり、振幅が中程度で安定する（２）振幅安定期（中振動）が４〜５．５秒の間であり、振幅がさらに小さくなって安定する（３）振幅安定期（小振動）が５．５秒以降となっている。
【００７７】
これに対して、比較例の場合には、（１）減衰期が０〜６秒の間、（２）振幅安定期（中振動）が６〜９秒の間、（３）振幅安定期（小振動）が９〜１６秒の間、（４）振動なしが１６秒以降となっている。
【００７８】
従って、押さえ部によって押さえる実施例の場合には、より速やかに振動が収束していることがわかる。
【００７９】
（蛍光Ｘ線分析の測定精度試験）
実施形態で説明した鋼材判別システム１において異材判別処理を行った場合（実施例）と、同じシステムで押さえ部１６による押さえ処理を行わないで異材判別処理を行った場合（比較例）とで、蛍光Ｘ線分析処理の精度を調べた。具体的には、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの各成分について、蛍光Ｘ線分析で鋼材の含有量を求め、その鋼材の実際の正しい含有量と比較した。各鋼材を分類するため、各鋼材の４種類の成分の含有量に対する許容範囲を指定し、その許容範囲外の誤差が生じた場合にはその蛍光Ｘ線分析の測定をＮＧとした。４０００本の鋼材について異材判別を行いＮＧ率をそれぞれの成分について求めた。さらに、蛍光Ｘ線分析において含有していない成分を検出した場合の割合も算出した。図８に蛍光Ｘ線分析の精度試験の結果を示す。
【００８０】
図８の表に示すとおり、本発明の実施例では、比較例に比べてＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏのいずれの成分についてもＮＧ率が低い。一方、押さえ部１６によって押さえられないで測定された比較例については、ＮＧ率が高い。特に、Ｍｏ以外のＮＧ率は非常に高く、蛍光Ｘ線分析によって成分の含有量が正しく算出されていないので異材判別が困難である。
【００８１】
本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００８２】
１  鋼材判別システム
４  コンベア
６  研削部
８  切り出し部
１０  秤量部
１２  Ｘ線分析部
１４  長さ測定部
１６  押さえ部
２０  渦電流検査部
２２  制御部
２４  端末
２６  レードル分析値ＤＢ
【図１】
2014021098.tif 000003
【図２】
2014021098.tif 000004
【図３】
2014021098.tif 000005
【図４】
2014021098.tif 000006
【図５】
2014021098.tif 000007
【図６】
2014021098.tif 000008
【図７】
2014021098.tif 000009
【図８】
2014021098.tif 000010