(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置において、
可動ビームを昇降させる偏芯輪の回転位置を検出する位置検出手段と、
前記可動ビームを昇降させる駆動モーターの出力トルクの変化率を検出するトルク変化率検出手段と、
前記トルクの変化率及び前記偏芯輪の回転位置に基づいて、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出する載降荷検出手段と
を具備したことを特徴とするウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置。
【請求項２】
前記載降荷検出手段により、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出すると、可動ビームの中間的な加速を開始するよう制御するビーム昇降中間加速制御手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置。
【請求項３】
前記載降荷検出手段により、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出すると、可動ビームの前進動作及び又は後退動作を開始するよう制御するビーム前後進制御手段を具備したことを特徴とする請求項１又は２記載のウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置。
【請求項４】
可動ビームを昇降させる駆動モーターの出力トルク値に基づき、そのトルク変化率を算出するトルク変化率算出機能と、
前記トルク変化率及び前記可動ビームを昇降させる偏芯輪の回転位置に基づいて、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出する載降荷検出機能と
を有する制御プログラムを記録し、ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置に読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉は従来から鋼材を加熱するために広く用いられている。
このウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉の炉内には、複数の固定ビームと、機械的に結合された複数の可動ビームとが設けられている。鋼材は炉内固定ビーム上に１本毎に装入されると、可動ビームが上昇、前進、下降、後退の１サイクル運転されることで炉内に取り込まれる。これと同時に１サイクル運転によって炉内の全鋼材が可動ビームの前進ストローク長さ分ほど前進搬送される。
【０００３】
ここで、上昇、下降ストロークは機械的に固定量であるが、前進ストロークは鋼材幅と鋼材間ピッチに応じて一定になるよう前進制御される。ビーム下降させた後、前進ストローク長さ分ほどビーム後退させて１サイクル運転が完了し、ビーム待機位置に停止して次材の装入、または炉出側にて加熱鋼材の抽出を待つこととなる。
【０００４】
炉の挿入口では次材が可動ビーム停止に固定ビーム上に装入され、炉内先行材は可動ビームにより炉内搬送される。そして、炉の抽出口では炉内を搬送されながら加熱された鋼材が可動ビーム停止中に抽出され、圧延等の次工程へ送られる。
【０００５】
図２は加熱炉の炉内構成を説明する平面図である。
加熱炉２の加熱炉装入扉９の前に鋼材１が準備されて装入扉９が開かれ、鋼材１が炉内装入位置の固定ビーム３上に置かれると再び装入扉が閉められて装入完了する。
【０００６】
図２に示すように、鋼材１は鋼材長手方向とビーム長手方向が直交するよう積載され、装入後は可動ビーム４の上昇、前進、下降、後退の１サイクル動作により抽出側へ搬送される。
【０００７】
炉内に装入された鋼材１が可動ビームの１サイクル動作が繰り返されて抽出位置に到達すると、加熱炉抽出扉１０が開らかれ、炉内で加熱された鋼材が炉外に抽出される。
【０００８】
図３は可動ビームの機構を説明する平面図である。
可動ビーム４は同一外径、同一偏芯寸法で同期した偏芯角で回転する複数の偏芯輪７（偏芯輪７ａ〜７ｇ、以下単に偏芯輪７ともいう）に支えられている。偏芯輪７はギヤ６（ギア６ａ〜６ｄ、以下単にギア６ともいう）を介して昇降駆動モーター５により回転駆動される。また可動ビーム４は前後進駆動油圧シリンダ８により押し引きされて前後進動作する。
【０００９】
図４は偏芯輪の回転角とビーム昇降位置との動作推移を説明する側面図である。
図４（ａ）は可動ビーム位置が下降限位置にあり、偏芯輪７の回転角θが０°の状態，すなわち待機位置にあることを示す。この時、可動ビーム４の昇降位置は下降限にあり炉内鋼材１は固定ビーム３上にある。
【００１０】
図４（ｂ）は可動ビーム４が搬送動作を開始して偏芯輪７が正転方向にθ＝θ３°ほど回転し、可動ビーム４の上面が固定ビーム３の上面まで上昇して鋼材１が可動ビーム４に接した状態，すなわち載荷位置（材タッチ位置）を示す。
【００１１】
図４（ｃ）は偏芯輪７が材タッチ位置より更に正転方向に回転して可動ビーム４が固定ビームから鋼材１を押し上げ、可動ビーム位置が上昇限、偏芯輪回転角が１８０°の状態，すなわち上昇限位置を示す。
【００１２】
図４（ｄ）は偏芯輪７が上昇限位置より更に正転方向に回転して可動ビーム４の上面が固定ビームの上面まで下降して偏芯輪回転角がθ＝θ８°ほど回転し、可動ビーム上の鋼材１が固定ビーム３に接した状態，すなわち降荷位置（材置き位置）を示す。図４（ｄ）に示す材置き位置より偏芯輪７を更に正転方向に回転させると偏芯輪回転角θは３６０°となり、可動ビーム位置は下降限位置へ戻って偏芯輪回転を停止させる。
【００１３】
図５は偏芯輪が１回転中の可動ビーム駆動モーター速度と同モーター軸に加わる負荷トルクの推移の一例を示す図である。
以下、同図に示す偏芯輪回転角θの推移に沿って、図４も用いつつウォーキングビームの運転サイクルについて説明する。
【００１４】
まず、図５における偏芯輪回転角θが０°の位置は下降限位置（図４（ａ））である。可動ビーム駆動モーター５を下降限位置から高速のＮ１ｒｐｍに正転加速させて可動ビーム４を上昇させる。
【００１５】
次に、載荷時に鋼材１に与える衝撃を少なくするため、ビーム上昇速度を下げる動作を行う。即ち、偏芯輪回転角θがθ１°の位置にて減速させ、θ２°の位置にてモーター速度を低速のＮ２ｒｐｍまで減速完了させる。
【００１６】
低速のＮ２ｒｐｍ速度のままで偏芯輪回転角がθ３°の載荷位置（図４（ｂ））に至り、θ４°にて駆動モーター５を高速のＮｌｒｐｍまで再加速させる。偏芯輪回転角がθ５°にて駆動モーター５を減速させ、可動ビーム上昇限位置（図４（ｃ））、偏芯輪回転角θが１８０°にて停止させる。
【００１７】
ビーム前進後、可動ビーム駆動モーター５を上昇限位置（図４（ｃ））から高速のＮｌｒｐｍに正転加速させて可動ビームを下降させる。降荷時に鋼材１に与える衝撃を少なくするため、ビーム下降速度を下げる動作を行う。すなわち偏芯輪回転角θがθ６°の位置にて減速を開始させ、θ７°の位置にてモーター速度を低速のＮ３ｒｐｍまで減速完了させる。
【００１８】
低速のＮ３ｒｐｍ速度のままで偏芯輪回転角がθ８°の材置き位置（図４（ｄ））に至り、θ９°にて駆動モーター５を高速のＮｌｒｐｍ迄再加速させる。偏芯輪回転角がθ１０°にて駆動モーター５を減速させ、可動ビーム下降限位置（図４（ａ））、偏芯輪回転角θが３６０°にて停止させる。そして、ビームの後退が行われ、可動ビームは偏芯輪回転角θが３６０°の最初の下降限位置、つまり待機位置に戻り、１サイクルが終了する。
【００１９】
他方、モーター負荷トルクは鋼材１と可動ビーム４の荷重をモーター軸トルクに換算したものであり、偏芯輪回転角θの正弦三角関数となる。モーター出力トルクはこの荷重トルクにフリクション・トルクと慣性加減速トルクが加わる。
【００２０】
図５には偏芯輪回転角に対応してモータ速度Ｎの他、モーター負荷トルクＴも示されている。
同図に示すように、偏芯輪回転角がθ３°の材タッチ位置にて鋼材重量が加わるため、荷重トルクがステップ状に増加する。荷重トルクのステップ増加代は炉内全鋼材の重量に比例する。
【００２１】
偏芯輪回転角θが１８０°を越えると荷重トルクは逆負荷トルクがモーター軸に加わり、偏芯輪回転角θがθ８°の材置き位置にて鋼材重量が無くなるため、荷重トルクがステップ状に減少する。荷重トルクのステップ減少代は炉内全鋼材の重量に比例する。
【００２２】
ところで、炉内の１サイクル搬送は装入動作、加熱のための必要時間確保、抽出動作を待って行われるが、鋼材の鋼種、サイズによっては前工程からの装入動作周期や後工程への抽出動作周期がビームの１サイクルより早い場合も多い。また、加熱のための必要時間も短い場合もある。
【００２３】
このような場合であっても、ビームの１サイクル搬送時間を待って前工程からの装入、後工程への抽出が行われざるを得ない。しかし、これでは、加熱炉の前工程と後工程を含む全体工程の稼働率がウォーキング・ビームのサイクル時間で抑えられることになる。
【００２４】
ウォーキング・ビームの１サイクル時間を短くするためには、ビーム昇降の１サイクル・ストローク長さ、前後進の１サイクル・ストローク長さを小さくするか、ビーム昇降速度、前後進速度を高くすることが必要となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビーム昇降ストロークは固定ビームで支えられた加熱鋼材に垂れ下がりがあっても可動ビームに当てないために、また可動ビームで支えられた鋼材に垂れ下がりがあっても固定ビームに当てないために十分な距離が必要である。すなわち固定と可動両ビームに跨がって接触したまま可動ビームを前後進させると鋼材１が斜行して炉内搬送されることとなるため、抽出作業が困難となったり、炉内で鋼材１がビーム上から落下する恐れもある。
【００２６】
他方、ビーム昇降速度、前後進速度を高くしてビーム上の鋼材１を激しく動かすと前記同様に鋼材１の斜行が発生し易くなるため、鋼材１がビーム３，４上でズレたりしないようにビーム昇降速度、前後進速度は十分低くすることが必要である。
【００２７】
ウォーキング・ビームの１サイクル時間を短くするためのもう一つの方法としてビーム上昇の中間加速開始を早めるため、載荷位置θ３と中間加速開始位置θ４との差を縮小したり、ビーム下降の中間加速開始を早めるため、降荷位置θ８と中間加速開始位置θ９との間隔を縮小することも考えられる。しかし、載荷位置θ３、降荷位置θ８はいずれも載荷見込み位置、降荷見込み位置であり、実際の載荷位置、降荷位置に対しては誤差を持つため、θ３とθ４、θ８とθ９の検出位置を近接させると可動ビーム４への載荷または降荷が完了しない内に加速が開始され、載荷時や降荷時に鋼材１に与える衝撃を緩和することができない。したがって、載荷位置θ３と中間加速開始位置θ４との検出位置間隔、及び降荷位置θ８と中間加速開始位置θ９との検出位置間隔は十分広く確保する必要がある。
【００２８】
また、可動ビーム４が上昇停止位置θ＝１８０°や下降停止位置θ＝３６０°に達することを待つことなく、ビームの前進や後退を行うことも考えられるが、この前後進は、可動ビームへの鋼材載荷や固定ビームへの鋼材降荷を確実に検出することなく行うと上記した不都合が生じ得る。すなわち固定と可動両ビームにまたがって接触したまま可動ビーム４を前後進させると鋼材１が斜行し問題を生じるものである。
【００２９】
したがって、ビーム昇降ストローク、前後進ストロークを小さくしたり、ビーム昇降速度、前後進速度を高くしたり、ビーム偏芯輪の回転位置検出によりビーム昇降の中間加速開始タイミングを早める方法では鋼材１の斜行発生等を来さずにウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を短縮することは困難であった。
【００３０】
本発明は、このような実情を考慮してなされたもので、鋼材の斜行発生等を来すことなくウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を短縮して設備稼働率を向上させることができるウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置において、可動ビームを昇降させる偏芯輪の回転位置を検出する位置検出手段と、可動ビームを昇降させる駆動モーターの出力トルクの変化率を検出するトルク変化率検出手段と、トルクの変化率及び前記偏芯輪の回転位置に基づいて、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出する載降荷検出手段とを具備したウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置である。
【００３２】
本発明は、このような手段を設けたので、駆動モーターの出力トルクに基づき、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを確実に検出することができる。例えば図５のθ３やθ８のタイミングに示される如く鋼材載荷時又は降荷時には駆動モーターの出力トルクに急激な変化が生じるので、これを利用するものである。さらに、偏芯輪の回転位置をも確認し、この回転位置が所定の範囲にあるか否かで、鋼材載荷及び又降荷があったことを確実に検出する。
【００３３】
また、請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、載降荷検出手段により、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出すると、可動ビームの中間的な加速を開始するよう制御するビーム昇降中間加速制御手段を具備したウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置である。
【００３４】
本発明は、このような手段を設けたので、請求項１に対応する発明と同様な作用効果が得られる他、鋼材の斜行発生等を来すことなくウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を短縮することができる。つまり、載降荷検出手段により、確実な鋼材載荷時又は降荷時の検出があったのちに、可動ビームの中間的な加速を開始することで、無駄な待ち時間を生じることなくすぐに可動ビームの中間加速がなされる。また、すでに鋼材載荷又は降荷がなされているので、ウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を短縮しつつも鋼材の斜行発生を防止することができる。
【００３５】
また、請求項３に対応する発明は、請求項１又は２に対応する発明において、載降荷検出手段により、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出すると、可動ビームの前進動作及び又は後退動作を開始するよう制御するビーム前後進制御手段を具備したウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置である。
【００３６】
本発明は、このような手段を設けたので、請求項１又は２に対応する発明と同様な作用効果が得られる他、鋼材の斜行発生等を来すことなくウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間をより一層短縮することができる。つまり、載降荷検出手段により、確実な鋼材載荷時又は降荷時の検出があったのちに、可動ビームの前後進を開始するためである。なお、すでに鋼材載荷又は降荷がなされているので、ウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間をより一層短縮しつつも鋼材の斜行発生を防止することができる。
【００３７】
さらに、請求項４に対応する発明は、可動ビームを昇降させる駆動モーターの出力トルク値に基づき、そのトルク変化率を算出するトルク変化率算出機能と、トルク変化率及び前記可動ビームを昇降させる偏芯輪の回転位置に基づいて、鋼材が可動ビーム上へ載荷したこと、及び又は鋼材が固定ビーム上へ降荷したことを検出する載降荷検出機能とを有する制御プログラムを記録し、ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置に読み取り可能な記録媒体である。
本発明は、このような手段を設けたので、その制御プログラムを読み込んだ制御装置において請求項１に対応する発明と同様な作用効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置の構成例を示すブロック図である。このウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置は、制御プログラムを読み取り可能に構成されており、その読み取られたプログラム従って以下の制御を行うものである。
【００３９】
図１に示すビーム搬送制御装置は、例えば従来技術にて図２〜図５により説明したようなウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉について用いられる。したがって、本実施形態ではウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉についての説明は省略し、ビーム搬送制御装置についてのみ説明するとともに図１において図２〜図５と同一部分には同一符号を付する。
【００４０】
また、本実施形態では、動作時点に相違はあるもののウォーキング・ビームの運転サイクルのパターンは図５に示した場合と同様であるので、各タイミングにおける回転角θ，速度Ｎ及びトルクＴについて図５と同様な符号を用いるものとする。
【００４１】
このビーム搬送制御装置は、可動ビーム昇降駆動モーター５を制御するモーター速度制御装置１５並びに可動ビーム前後進駆動油圧シリンダ８を駆動する油圧制御装置１３に対して、偏芯輪回転位置検出器１１を基づき夫々ビーム昇降制御装置１４及びビーム前後進制御装置１２により可動ビーム４の動作を制御するものである。
【００４２】
また、この可動ビーム４の動作制御を行うために、モーター速度制御装置１５からの出力が演算器１６，１７，１８、鋼材載荷検出器２１及び鋼材降荷検出器２２にて順次処理されるようになっている。
【００４３】
鋼材載荷検出器２１からの出力を受けたビーム前進指令信号発生器１９及びビーム上昇中間加速指令信号発生器２３により、ビーム前後進制御装置１２及びビーム昇降制御装置１４に対して夫々前進，上昇制御が要求される。一方、鋼材降荷検出器２２からの出力を受けたビーム後退指令信号発生器２０及びビーム下降中間加速指令信号発生器２４により、ビーム前後進制御装置１２及びビーム昇降制御装置１４に対して夫々後退，下降制御が要求されるようになっている。
【００４４】
以下、各部の構成について詳しく説明する。
回転位置検出器１１は、可動ビームの偏芯輪７の回転軸に直結されたものであり、偏芯輪回転角θの検出値を出力する。その検出値出力は、ビーム前後進制御装置１２、ビーム昇降制御装置１４、鋼材載荷検出器２１及び鋼材降荷検出器２２に入力される。
【００４５】
ビーム前後進制御装置１２は、基本的には、偏芯輪回転角θとビーム昇降制御装置１４より昇降動作完了信号とを入力して油圧制御装置１３に対してビーム前進、後退指令信号を出力する。しかし、この条件を満たさなくてもビーム前進指令信号発生器１９又はビーム後退指令信号発生器２０からの信号を受けると油圧制御装置１３に対する指令信号を出力するようになっている。
【００４６】
油圧制御装置１３は、ビーム前進、後退指令信号を入力するとビーム前後進駆動油圧シリンダ８を前進、後退動作させる。
ビーム昇降制御装置１４は、偏芯輪回転角θとビーム前後進制御装置１２よりビーム前後進動作完了信号とを入力し、ビーム昇降駆動モーター速度制御装置１５に対して運転速度指令信号を出力する。しかし、この条件を満たさなくてもビーム上昇中間加速指令信号発生器２３又はビーム下降中間加速指令信号発生器２４からの信号からの信号を受けるとビーム昇降駆動モーター速度制御装置１５に対する指令信号を出力するようになっている。
【００４７】
速度制御装置１５は、ビーム昇降駆動モーター５を速度制御運転する。
演算器１６は、モーター速度制御装置１５により、その負荷電流によってビーム昇降駆動モーターの運転トルクＴｍを得て、これを（１）式の演算に代入してトルクの時間変化率ａを出力する。
【００４８】
ｄＴｍ／ｄｔ＝ａ                                        …（１）
演算器１７は、トルク変化率ａを入力し、演算器１７が持つ固定値であるトルク変化率基準値ａ０と比較演算して（２）式が成立するときトルク変化検出信号を出力する。
【００４９】
ａ≧ａ０                                                …（２）
荷重トルクのステップ増加代は炉内全鋼材の重量に比例するため、固定値ａ０は炉内全鋼材重量が最小値のときに発生するトルク変化率とする。
【００５０】
鋼材載荷検出器２１は、演算器１７よりトルク変化検出信号と検出器１１より偏芯輪回転位置θを入力し、θが（３）式の条件を満たすときにトルク変化検出信号が入力されると鋼材載荷検出信号を出力する。
【００５１】
θ４＞θ＞θ２                                          …（３）
信号発生器１９は、検出器２１より鋼材載荷検出信号を入力すると、可動ビーム前進指令信号を可動ビーム前後進制御装置１２に出力する。
【００５２】
信号発生器２３は、鋼材載荷検出信号を入力すると、可動ビーム上昇中間加速指令信号を可動ビーム昇降制御装置１４に出力する。
この信号発生器１９からの可動ビーム前進指令信号によって、可動ビーム前後進制御装置１２は、可動ビーム４の上昇限への到達を待たずに可動ビームを前進させる。同様に、信号発生器２３からの可動ビーム上昇中間加速指令信号によって、可動ビーム昇降制御装置１４は、可動ビーム偏芯輪回転角がθ４のビーム上昇中間加速位置への到達を待たずに可動ビームの上昇動作を中間加速させる。
【００５３】
演算器１８は、トルク変化率ａを入力し、演算器が持つ固定値であるトルク変化率基準値ａ１と比較演算して（４）式が成立するときトルク変化検出信号を出力する。
【００５４】
｜ａ｜≧｜ａ１｜                                        …（４）
荷重トルク絶対値のステップ減少代は炉内全鋼材の重量に比例するため、固定値｜ａ１｜は炉内全鋼材重量が最小値のときに発生するトルク変化率とする。
【００５５】
鋼材降荷検出器２２は、演算器１８よりトルク変化検出信号と検出器１１より偏芯輪回転位置θを入力し、θが（５）式の条件を満たすときにトルク変化検出信号が入力されると鋼材降荷検出信号を出力する。
【００５６】
θ７＞θ＞θ９                                          …（５）
信号発生器２０は、検出器２２より鋼材降荷検出信号を入力すると、可動ビーム後退指令信号を出力する。
【００５７】
信号発生器２４は、鋼材降荷検出信号を入力すると、可動ビーム下降中間加速指令信号を出力する。
この信号発生器２０からの可動ビーム後退指令信号によって、可動ビーム前後進制御装置１２は、可動ビーム４の下降限への到達を待たずに可動ビームを後退させる。同様に、信号発生器２４からの可動ビーム下降中間加速指令信号によって、可動ビーム昇降制御装置１４は、可動ビーム偏芯輪回転角がθ９のビーム下降中間加速位置への到達を待たずに可動ビームの下降動作を中間加速させる。
【００５８】
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態に係るウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置の動作について説明する。
ウォーキング・ビームの基本的な運転サイクルは、従来技術において図５により説明した動作と同様である。本実施形態のウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置では、この基本動作に、中間的な可動ビーム４の昇降加速動作及び可動ビームの前後進動作が加わる。以下、この点のみを説明する。
【００５９】
まず、可動ビーム４の上昇中に、可動ビーム上への鋼材１が載荷すると、図５の偏芯輪回転角θ３に示すように、モーター速度制御装置１５からのビーム昇降駆動モーターの運転トルクＴｍは、急激に上昇する。これにより可動ビーム上へ鋼材１が載荷されたことが検出される。この検出は、演算器１６，１７、鋼材載荷検出器２１の上記処理によるものである。
【００６０】
この検出により鋼材載荷検出器２１からは鋼材載荷検出信号が出力され、当該信号はビーム上昇中間加速指令信号発生器２３に入力される。この結果、ビーム上昇中間加速指令信号発生器２３からビーム昇降制御装置１４に対し、ビーム上昇の中間加速指令信号が出力される。したがって、偏芯輪回転位置検出器１１からの中間加速開始位置検出を待たずにビーム上昇の中間加速が開始される。この時点では、鋼材が可動ビーム４に確実に載荷されたことが確認されているのであるから、中間加速を開始してもなんら支障が生じることもない。
【００６１】
一方、鋼材載荷検出信号は、ビーム前進指令信号発生器１９にも入力され、ビーム前後進制御装置１２に対してビーム前進指令信号が出力される。したがって、ビーム上昇が上昇限への到達を待たずにビームの前進が開始される。また、このビーム前進についても、鋼材が可動ビーム４に確実に載荷されかつさらに上昇中なのであるから、支障が生じることはない。
【００６２】
次に、可動ビーム４の降下中の動作について説明する。
まず、可動ビーム４の降下中に、可動ビーム上の鋼材１が固定ビーム３に降荷すると、図５の偏芯輪回転角θ８に示すように、モーター速度制御装置１５からのビーム昇降駆動モーターの運転トルクＴｍは、急激に上昇する。これにより固定ビーム上へ鋼材１が降荷されたことが検出される。この検出は、演算器１６，１７、鋼材降荷検出器２２の上記処理によるものである。
【００６３】
この検出により、鋼材降荷検出器２２からは鋼材降荷検出信号が出力され、当該信号はビーム降下中間加速指令信号発生器２４に入力される。この結果、ビーム降下中間加速指令信号発生器２４からビーム昇降制御装置１４に対し、ビーム降下の中間加速指令信号が出力される。したがって、偏芯輪回転位置検出器１１からの中間加速開始位置検出を待たずにビーム降下の中間加速が開始される。この時点では、鋼材１が固定ビーム３に確実に降荷されたことが確認されているのであるから、中間加速を開始してもなんら支障が生じることもない。
【００６４】
一方、鋼材降荷検出信号は、ビーム後退指令信号発生器２０にも入力され、ビーム前後進制御装置１２に対してビーム後退指令信号が出力される。したがって、ビーム下降が下降限への到達を待たずにビームの後退が開始される。また、このビーム後退についても、鋼材１が固定ビーム３に確実に載荷されかつ可動ビーム４がさらに下降中なのであるから、支障が生じることはない。
【００６５】
上述したように、本発明の実施の形態に係るウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置は、可動ビーム４の偏芯輪回転位置検出器１１にて、偏芯輪の回転位置を確認しつつ、可動ビーム駆動モーター制御装置１５からのモーター負荷トルクの変化率に基づき、鋼材載荷又は鋼材降荷を検出するようにしたので、可動ビーム上への鋼材載荷と固定ビーム上への鋼材降荷を確実かつ、早く検出することができる。
【００６６】
また、このウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置では、この確実かつ早く検出された可動ビーム上への鋼材載荷又は固定ビーム上への鋼材降荷に基づき、ビーム昇降の中間加速開始やビーム前後進開始を行うようにしたので、鋼材が固定と可動両ビームにまたがって接触したまま可動ビームが前後進し鋼材が斜行することを防止することができ、かつ、ウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を大幅に短縮することができる。これにより、ひいては設備稼働率を向上させることができる。
【００６７】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、実施形態に記載した手法は、計算機に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含むものである。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、モータに発生するトルク変化率から可動ビームへの鋼材載荷と固定ビームへの鋼材降荷を確実に検出し、これに応じてビーム中間加速及び前後進を行うようにしたので、鋼材の斜行発生等を来すことなくウォーキング・ビームの１サイクル搬送時間を短縮して設備稼働率を向上させることができるウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置及び記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉のビーム搬送制御装置の構成例を示すブロック図。
【図２】ウォーキング・ビーム式鋼材加熱炉の炉内構成を説明する平面図。
【図３】可動ビームの機構を説明する平面図。
【図４】偏芯輪の回転角とビーム昇降位置との動作推移を説明する側面図。
【図５】偏芯輪が１回転中の可動ビーム駆動モーター速度と同モーター軸に加わる負荷トルクの推移の一例を示す図。
【符号の説明】
１…鋼材
２…加熱炉
３…固定ビーム
４…可動ビーム
５…可動ビーム昇降駆動モーター
６…ギヤ
７…偏芯輪
８…可動ビーム前後進駆動油圧シリンダ
９…加熱炉装入扉
１０…加熱炉抽出扉
１１…偏芯輪回転位置検出器
１２…可動ビーム前後進制御装置
１３…油圧制御装置
１４…ビーム昇降制御装置
１５…モーター速度制御装置
１６，１７，１８…演算器
１９…ビーム前進指令信号発生器
２０…ビーム後退指令信号発生器
２１…鋼材載荷検出器
２２…鋼材降荷検出器
２３…ビーム上昇中間加速指令信号発生器
２４…ビーム下降中間加速指令信号発生器
【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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