(57)【要約】【課題】コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材上の決まった位置で鋼板を自動切断すること。【解決手段】コイルサンプル採取装置１の制御装置１１は、コイル径及び鋼板の板厚に応じてサンプルの切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、ガイド部材４上の目標位置でサンプルを切り出すように可動式のプラズマ切断機５の位置を制御する。これにより、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材４上の決まった位置で鋼板を自動切断することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置の制御方法であって、
コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算する計算ステップと、
前記計算ステップにおいて計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とするコイルサンプル採取装置の制御方法。
【請求項２】
コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置の制御装置であって、
コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する手段を備えることを特徴とするコイルサンプル採取装置の制御装置。
【請求項３】
コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置であって、
コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する制御手段を備えることを特徴とするコイルサンプル採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルサンプル採取装置の制御方法、コイルサンプル採取装置の制御装置、及びコイルサンプル採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、材料試験を実施するために、熱延工場において圧延された鋼板をコイル状に巻き取ることによって形成されたコイルから鋼板のサンプルを採取するコイルサンプル採取装置が知られている。具体的には、図５に示すように、従来のコイルサンプル採取装置は、コイルＣの口出し部にガイド部材４を当ててコイルＣを巻きほぐし、プラズマ切断機５によってコイルＣから鋼板のサンプルを切り出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８９５６３号公報
【特許文献２】特表２０１４−５０８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図６に示すように、従来のコイルサンプル採取装置では、コイルＣの径や鋼板の板厚が変化した場合、ガイド部材４上の決まった位置で鋼板のサンプルの切り出しを行うことができなくなる。具体的には、図６に示す例では、コイルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）の径の変化に応じて鋼板の切断位置がガイド部材４の長さ方向に沿って変化する。なお、図６中の符号２は、クレードルロールを示す。
【０００５】
鋼板のサンプルを切り出す際には大量ののろが発生するため、ガイド部材４上の決まった位置にはのろの吸い込み装置が配設されている。このため、ガイド部材４上の決まった位置で鋼板のサンプルの切り出しを行えない場合、吸い込み装置によってのろを回収できずガイド部材４上にのろが溜まったり、誤ってガイド部材４を切断したりしてしまう可能性がある。また、ガイド部材４上にのろが溜まった場合には、切断の度毎にガイド部材４上に溜まったのろを除去しなければならないので、鋼板のサンプルを連続的に切り出すことができなくなる。
【０００６】
なお、特許文献１には、コイルの尾端部を巻きほぐして人手で鋼板を切断する方法が開示されているが、鋼板のサンプルを自動で切り出すロジックは開示されていない。また、特許文献２には、鋼板のサンプルを自動で切り出すロジックが開示されているが、このロジックは固定位置にある切断機に鋼板を通して一定尺で鋼板を切断するものである。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材上の決まった位置で鋼板を自動で切断可能なコイルサンプル採取装置の制御方法、コイルサンプル採取装置の制御装置、及びコイルサンプル採取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るコイルサンプル採取装置の制御方法は、コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置の制御方法であって、コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算する計算ステップと、前記計算ステップにおいて計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るコイルサンプル採取装置の制御装置は、コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置の制御装置であって、コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るコイルサンプル採取装置は、コイルの口出し部にガイド部材を当ててコイルを巻きほぐし、可動式の切断機によってコイルから鋼板のサンプルを切り出すコイルサンプル採取装置であって、コイル径及び鋼板の板厚に応じて前記サンプルの切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、前記ガイド部材上の目標位置で前記サンプルを切り出すように前記切断機の位置を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコイルサンプル採取装置の制御方法、コイルサンプル採取装置の制御装置、及びコイルサンプル採取装置によれば、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材上の決まった位置で鋼板を自動で切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置が適用されるコイルサンプル採取装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である切断位置制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、鋼板の切断位置座標の算出方法を説明するための模式図である。
【図４】図４は、鋼板の切断位置座標の算出方法を説明するための模式図である。
【図５】図５は、従来のコイルサンプル採取装置の構成を説明するための模式図である。
【図６】図６は、従来のコイルサンプル採取装置の問題点を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置の構成及び動作について説明する。
【００１４】
〔コイルサンプル採取装置の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置が適用されるコイルサンプル採取装置の構成について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置が適用されるコイルサンプル採取装置１は、材料試験を実施するためにコイルＣから鋼板のサンプルを採取する装置であり、クレードルロール２、押さえロール３、ガイド部材４、及びプラズマ切断機５を主な構成要素として備えている。
【００１５】
クレードルロール２は、コイルＣを回転自在に支持する。コイルＣはクレードルロール２の回転によって巻きほぐされ、鋼板の先端部が口出しされる。コイルＣから口出しされた鋼板の先端部（口出し部）は、押さえロール３によってコイルＣの外周面に押し付けられつつガイド部材４に供給される。ガイド部材４は、コイルＣの外周面に当接可能なように回転軸４ａを介して回転自在に配設されている。ガイド部材４は、鋼板を切断した際に発生したのろを回収する吸い込み装置４ｂを備えている。プラズマ切断機５は、図５，６に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能に構成され、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置からの制御信号に従って、ガイド部材４上の目標位置において鋼板を切断する。
【００１６】
このような構成を有するコイルサンプル採取装置１では、本発明の一実施形態であるコイルサンプル採取装置の制御装置１１が、以下に示す切断位置制御処理を実行することによって、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材４上の決まった位置で鋼板を切断することを可能にする。以下、図２〜図４を参照して、本発明の一実施形態である切断位置制御処理を実行する際の制御装置１１の動作について説明する。
【００１７】
〔切断位置制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態である切断位置制御処理の流れを示すフローチャートである。図３及び図４は、鋼板の切断位置座標の算出方法を説明するための模式図である。図２に示すフローチャートは、コイルサンプル採取装置１の電源がオンされたタイミングで開始となり、切断位置制御処理はステップＳ１の処理に進む。なお、以下の説明では、ガイド部材４の回転軸４ａを原点Ｐ３（０，０）として、水平方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸として座標系を設定する。
【００１８】
ステップＳ１の処理では、制御装置１１が、上位コンピュータ１２からコイル径Ｄ及び鋼板の板厚ｔに関する情報を取得する。そして、制御装置１１は、上位コンピュータ１２から取得したコイル径Ｄの情報を用いて、コイルＣの中心位置Ｐ１から各クレードルロール２の中心位置を結んだ直線の中点Ｐ２までの距離αを算出する（図３（ａ）参照）。なお、クレードルロール２の中心位置及び半径は予め設定されているものとする。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ２の処理では、制御装置１１が、ステップＳ１の処理によって算出された距離αを用いて、コイルＣの中心位置Ｐ１のｙ座標βを算出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ３の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ３の処理では、制御装置１１が、ステップＳ２の処理によって算出されたｙ座標βを用いて、原点Ｐ３（０，０）からコイルＣの中心位置Ｐ１までの距離γ（図３（ａ）参照）を算出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２１】
ステップＳ４の処理では、制御装置１１が、コイルＣが真円であると仮定して、ステップＳ３の処理によって算出された距離γを用いて原点Ｐ３（０，０）からコイルＣとガイド４との接触点（ガイドコイル接触点）Ｐ４までの距離δ（図３（ａ）参照）を算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ５の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ５の処理では、制御装置１１が、コイル径Ｄ、ｙ座標β、及び距離γを用いて、水平方向の角度を０度としたときのガイド部材４の回転角度θ（図３（ａ）参照）を算出する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ６の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ６の処理では、制御装置１１が、コイルＣの外周面にガイド部材４及び鋼板Ｓが乗っている状態を仮定して、原点Ｐ３（０，０）とガイドコイル接触点Ｐ４とを結ぶ直線と、原点Ｐ３（０，０）と鋼板Ｓの切断位置Ｐ５とを結ぶ直線とがなす角度φ（図４参照）を算出する。具体的には、図４に示すように、制御装置１１は、ガイド部材４の鉛直方向中心に補助線Ｌ１を設定し、補助線Ｌ１からガイドコイル接触点Ｐ４及び切断位置Ｐ５それぞれに補助線を引き、角度φ１及び角度φ２を算出することにより、角度φを算出する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ７の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ７の処理では、制御装置１１が、ステップＳ６の処理によって算出された角度φ、鋼板Ｓの板厚ｔ、及びガイド部材４の長さＬ（回転軸４ａと切断位置間の水平距離、図３（ｂ）参照）を用いて、原点Ｐ３（０，０）から鋼板Ｓの切断位置Ｐ５までの距離ε（図４参照）を算出する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、切断位置制御処理はステップＳ８の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ８の処理では、制御装置１１が、ステップＳ７の処理によって算出された距離εを用いて鋼板Ｓの切断位置Ｐ５の座標（εｃｏｓ（θ＋φ），εｓｉｎ（θ＋φ））を算出し、切断位置Ｐ５の座標（εｃｏｓ（θ＋φ），εｓｉｎ（θ＋φ））を用いてガイド部材４の目標位置で鋼板を切断するための水平方向の位置補正Δｘを加えた切断位置Ｐ６の座標（εｃｏｓ（θ＋φ）＋Δｘ，εｓｉｎ（θ＋φ））を算出する。そして、制御装置１１が、切断位置Ｐ６において鋼板Ｓを切断するようにプラズマ切断機５を移動し、プラズマ切断機５は、切断位置Ｐ６において鋼板Ｓを切断する。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の切断位置制御処理は終了する。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である切断位置制御処理では、制御装置１１が、コイル径及び鋼板の板厚に応じて鋼板の切り出し位置の座標を計算し、計算された座標に基づいて、ガイド部材４上の目標位置で鋼板を切り出すようにプラズマ切断機５の位置を制御する。これにより、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材４上の決まった位置で鋼板を自動切断することができる。
【実施例】
【００２７】
本実施例では、実際にコイル径を変化させたときに制御装置１１による鋼板の切断位置がどのように変化したかを評価した。なお、コイル径は１２３０，１４３０，１６３０，１８３０，２０３０［ｍｍ］の５種類を用意し、鋼板の板厚は２０［ｍｍ］に固定した。評価結果を以下の表１に示す。表１に示すように、各コイル径に対してガイド部材の角度（ガイド角度）がずれるため鋼板の切断位置の座標はずれているが、その位置座標を目指して制御装置１１が位置制御を実施するため、切断位置は目標位置通りとなった。これにより、コイル径や鋼板の板厚が変化した場合であってもガイド部材４上の決まった位置で鋼板を自動切断できることが確認された。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  コイルサンプル採取装置
２  クレードルロール
３  押さえロール
４  ガイド部材
５  プラズマ切断機
１１  制御装置
１２  上位コンピュータ
Ｃ  コイル
Ｓ  鋼板
【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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