(57)【要約】【課題】オフラインでの厚鋼板の切断を、切断作業者なしで自動で行うことが可能な厚鋼板の切断方法を提供する。【解決手段】本発明の厚鋼板の切断方法では、仮置き場から架台上に各鋼板を搬送する際には、各厚鋼板の識別情報とクレーンの位置情報とに基づいて、架台上でどの厚鋼板がどの位置に載置されたのかを把握する。その後、架台に載置された複数の厚鋼板を撮像装置で撮影して、架台上での各々の厚鋼板の正確な位置情報を得る。これにより、切断作業者によるティーチングなしで、自動で厚鋼板のオフライン切断が可能となる。【選択図】図１
2018039050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一以上の厚鋼板を仮置き場から搬送して作業場に載置し、前記一以上の厚鋼板を前記作業場で切断する厚鋼板の切断方法であって、
厚鋼板を前記仮置き場から前記作業場に移動させる際に、その移動情報を取得するとともに、当該移動情報に基づき得られる座標を前記厚鋼板の一次的な位置情報とし、
前記厚鋼板を前記作業場に載置した後に、当該厚鋼板を撮像して得られる画像情報を用いて前記一次的な位置情報を修正し、厚鋼板の最終的な位置情報を取得し、
前記最終的な位置情報、及び厚鋼板の製品情報に基づいて切断予定ラインを決定し、
当該切断予定ラインに沿って厚鋼板を切断することを特徴とする厚鋼板の切断方法。
【請求項２】
架台と、
複数の厚鋼板を仮置き場から搬出して、前記架台に載置するクレーンと、
前記クレーンを作動させる第１作動装置と、
前記架台の上方に設置され、前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置を作動させる第２作動装置と、
前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を切断する切断機と、
前記切断機を作動させる第３作動装置と、
前記第１乃至第３作動装置を統括する中央制御装置と、
を有する切断システムを用いて、オフラインで前記複数の厚鋼板を切断する厚鋼板の切断方法であって、
前記第１作動装置が前記クレーンを動かして、前記複数の厚鋼板を前記仮置き場から順次前記架台に載置し、
前記クレーンで吊り上げる前記複数の厚鋼板の識別情報を前記中央制御装置に入力し、
前記第１作動装置が、前記クレーンから前記複数の厚鋼板を離したときの前記クレーンの位置情報を前記中央制御装置に入力し、
前記中央制御装置が前記第２作動装置を操作して、前記撮像装置で前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を撮影し、
前記第２作動装置が、前記撮像装置から得た撮像データを前記中央制御装置に入力し、
前記中央制御装置が、入力された前記識別情報、前記クレーンの位置情報、及び前記撮像データに基づいて、前記架台上での各々の前記厚鋼板の正確な位置情報を作成し、
前記中央制御装置が、各々の前記厚鋼板の正確な位置情報と、予め保持する各々の前記厚鋼板の切断情報とに基づいて、各々の前記厚鋼板の切断予定ラインを設定し、
前記中央制御装置が、設定した前記切断予定ラインを数値制御データに変換して、前記第３作動装置に入力し、
前記第３作動装置が、入力された前記数値制御データに基づいて前記切断機を作動させて、前記切断機が前記複数の厚鋼板を前記切断予定ラインのとおりに切断する
各工程を有することを特徴とする厚鋼板の切断方法。
【請求項３】
前記クレーンが、切断工場の天井に設置された天井クレーンである請求項２に記載の厚鋼板の切断方法。
【請求項４】
前記切断機が、ガス、プラズマ、又はレーザによる溶断方式である請求項２又は３に記載の厚鋼板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板をオフラインで切断する厚鋼板の切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所において、熱間圧延にて製造された厚鋼板は、切断機を用いて切断されて、所定の製品寸法を有する製品厚鋼板となる。この切断工程は、まず、圧延されたままの厚鋼板をライン上で切断するライン切断工程から始まる。
【０００３】
ライン切断工程では、圧延されたままの厚鋼板をライン上で搬送しながら、種々の切断を行う。種々の切断とは、厚鋼板の先端及び尾端の製品とならない部分を切断する工程と、厚鋼板の幅方向両端部の製品とならない部分を切断する工程と、厚鋼板を縦横に切断する工程と、を含む。このライン切断工程での厚鋼板の切断は、最終的な製品厚鋼板の寸法を考慮して行う。すなわち、ライン切断工程を経た多くの切断厚鋼板は、最終的な製品寸法を有する製品厚鋼板となる。しかしながら、１つの厚鋼板からどのような製品寸法の厚鋼板を切りだすか（これを板取りという）を考慮すると、ライン切断工程で最終的な製品寸法にまで厚鋼板を切断することが困難なことがある。そのため、ライン切断工程を経た一部の切断厚鋼板は、ある程度の形状にまで切断された半製品厚鋼板となる。このライン切断工程で得られた製品厚鋼板は、寸法や表面性状の検査を経て出荷され、半製品厚鋼板は、寸法や表面性状の検査を経て、ラインから外して、切断工場内の仮置き場に載置される。
【０００４】
その後、ライン切断工程で得られた半製品厚鋼板は、オフラインで最終的な製品寸法にまで切断されて、製品厚鋼板となる。このオフライン切断工程では、仮置き場に載置されている半製品厚鋼板をクレーンで搬送して架台に載置し、この架台上で半製品厚鋼板を切断して、製品厚鋼板を得る。
【０００５】
ここで、ライン切断工程に関する技術としては、特許文献１が知られている。特許文献１には、ラインの上方に設置したＣＣＤカメラで該ライン上を流れてくる厚鋼板を撮影して、厚鋼板の形状および載置状態を認識する工程と、認識された厚鋼板の形状および載置状態から切断予定線を決定する工程と、ライン上のスラットコンベア上に厚鋼板を搬送して所定の位置で停止させる工程と、厚鋼板をスラットコンベア上で前記切断予定線のとおりにガス切断する工程と、を有する厚鋼板の切断方法が記載されている。
【０００６】
また、オフライン切断工程は従来、以下の手順で行っていた。
（１）クレーン作業者が、仮置き場に載置されている半製品厚鋼板をクレーンで吊り上げ、架台上に載置する。
（２）切断作業者は、架台に乗って、架台上に載置された厚鋼板の識別番号を確認する。
（３）切断作業者は、確認した識別番号をコンピュータに入力し、該コンピュータ内に予め保存されている、厚鋼板の切断命令書（厚鋼板からどのような寸法の製品厚鋼板を切りだすかに関する情報、すなわち厚鋼板の切断予定ラインの情報）を出力、印刷する。
（４）切断作業者は、切断命令書に基づいて、ＣＡＤ上で切断位置を入力し、切断計画を作成する。
（５）切断作業者は、切断計画に基づいて、切断機上の運転台に上がり、切断機を走行させ、切断の基準となる座標を切断機に入力する。この操作はティーチングと呼ばれる。
（６）切断作業者は、切断機から降り、架台から外に出て、切断機のスイッチを押して、切断機が厚鋼板の切断を行う。
（７）切断作業者は、切断後の製品厚鋼板の表面性状の検査や手入れ（表面研磨や溶接補修）を行い、さらに打刻・表示を行う。
（８）切断作業者はクレーン作業者に連絡し、クレーン作業者が製品厚鋼板を払い出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−９５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようなオフライン切断工程では、切断作業者が厚鋼板の識別番号を確認してコンピュータに入力する作業を行ったり、切断作業者が切断機に切断の基準となる座標を入力するティーチングを行ったりする必要があり、切断作業が極めて煩雑で、能率が低いという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、オフラインでの厚鋼板の切断を、切断作業者なしで自動で行うことが可能な厚鋼板の切断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】
【００１０】
上記課題を解決するべく本発明者らは以下の着想に基づいて、本発明を完成させた。まず、クレーン作業者がクレーンで吊り上げる厚鋼板の識別情報をコンピュータに入力するとともに、厚鋼板を架台に載置する際のクレーンの位置情報をコンピュータが取得することによって、どの厚鋼板が架台上の概略どの位置に載置されたのかをコンピュータが認識することができる。以下、この技術を「オフライントラッキング技術」と称する。次に、架台上に載置された厚鋼板を撮像装置によって撮影して、架台上での厚鋼板の正確な位置情報を得る。そうすれば、切断作業者が切断機に基準点を入力しなくとも（すなわち切断作業者がティーチングを行わなくても）、コンピュータが切断機の行うべき動作を自動で決定することができるのである。
【００１１】
上記着想に基づき完成された本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）一以上の厚鋼板を仮置き場から搬送して作業場に載置し、前記一以上の厚鋼板を前記作業場で切断する厚鋼板の切断方法であって、
厚鋼板を前記仮置き場から前記作業場に移動させる際に、その移動情報を取得するとともに、当該移動情報に基づき得られる座標を前記厚鋼板の一次的な位置情報とし、
前記厚鋼板を前記作業場に載置した後に、当該厚鋼板を撮像して得られる画像情報を用いて前記一次的な位置情報を修正し、厚鋼板の最終的な位置情報を取得し、
前記最終的な位置情報、及び厚鋼板の製品情報に基づいて切断予定ラインを決定し、
当該切断予定ラインに沿って厚鋼板を切断することを特徴とする厚鋼板の切断方法。
【００１２】
（２）架台と、
複数の厚鋼板を仮置き場から搬出して、前記架台に載置するクレーンと、
前記クレーンを作動させる第１作動装置と、
前記架台の上方に設置され、前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置を作動させる第２作動装置と、
前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を切断する切断機と、
前記切断機を作動させる第３作動装置と、
前記第１乃至第３作動装置を統括する中央制御装置と、
を有する切断システムを用いて、オフラインで前記複数の厚鋼板を切断する厚鋼板の切断方法であって、
前記第１作動装置が前記クレーンを動かして、前記複数の厚鋼板を前記仮置き場から順次前記架台に載置し、
前記クレーンで吊り上げる前記複数の厚鋼板の識別情報を前記中央制御装置に入力し、
前記第１作動装置が、前記クレーンから前記複数の厚鋼板を離したときの前記クレーンの位置情報を前記中央制御装置に入力し、
前記中央制御装置が前記第２作動装置を操作して、前記撮像装置で前記架台に載置された前記複数の厚鋼板を撮影し、
前記第２作動装置が、前記撮像装置から得た撮像データを前記中央制御装置に入力し、
前記中央制御装置が、入力された前記識別情報、前記クレーンの位置情報、及び前記撮像データに基づいて、前記架台上での各々の前記厚鋼板の正確な位置情報を作成し、
前記中央制御装置が、各々の前記厚鋼板の正確な位置情報と、予め保持する各々の前記厚鋼板の切断情報とに基づいて、各々の前記厚鋼板の切断予定ラインを設定し、
前記中央制御装置が、設定した前記切断予定ラインを数値制御データに変換して、前記第３作動装置に入力し、
前記第３作動装置が、入力された前記数値制御データに基づいて前記切断機を作動させて、前記切断機が前記複数の厚鋼板を前記切断予定ラインのとおりに切断する
各工程を有することを特徴とする厚鋼板の切断方法。
【００１３】
（３）前記クレーンが、切断工場の天井に設置された天井クレーンである上記（２）に記載の厚鋼板の切断方法。
【００１４】
（４）前記切断機が、ガス、プラズマ、又はレーザによる溶断方式である上記（２）又は（３）に記載の厚鋼板の切断方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の厚鋼板の切断方法によれば、オフラインでの厚鋼板の切断を、切断作業者なしで自動で行うことができる。そのため、オフラインでの切断作業能率が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による厚鋼板の切断方法で用いる切断システム１００のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による厚鋼板の切断方法で用いる切断システム１００の模式上面図である。
【図３】仮置き場１２に載置された厚鋼板Ｓを天井クレーン２０で吊り上げる際の模式図である。
【図４】図２のＩ方向から見た架台１０の周辺の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、本発明の一実施形態による厚鋼板の切断方法で用いる切断システム１００は、架台１０と、天井クレーン２０と、この天井クレーンを作動させる第１作動装置３０と、撮像装置としてのＣＣＤカメラ４０と、このＣＣＤカメラを作動させる第２作動装置５０と、切断機６０と、この切断機を作動させる第３作動装置７０と、第１乃至第３作動装置を統括する中央制御装置としての中央コンピュータ８０と、を有する。
【００１８】
本発明の厚鋼板の切断方法は、この切断システム１００を用いて、オフラインで複数の厚鋼板を切断するものである。すなわち、本実施形態において「厚鋼板」とは、圧延されたままの厚鋼板ではなく、背景技術の欄で記載したように、既にライン切断工程を経た半製品厚鋼板を意味するものである。以下、図２〜図４も参照して、本発明の厚鋼板の切断方法の一実施形態を説明する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、ライン切断工程で切断された厚鋼板Ｓは、切断工場内の仮置き場１２に積み重ねて載置されている。各厚鋼板Ｓには、図２中に模式的に「Ａ−１」、「Ｂ−１」と記載したように、識別情報としての識別番号が打刻されている。本実施形態では、簡易的例示として、仮置き場の左側の山に積み重ねられている厚鋼板の識別番号を、上から順に、「Ａ−１」、「Ａ−２」、「Ａ−３」、「Ａ−４」、「Ａ−５」とし、右側の山に積み重ねられている厚鋼板の識別番号を、上から順に、「Ｂ−１」、「Ｂ−２」、「Ｂ−３」、「Ｂ−４」、「Ｂ−５」とする。
【００２０】
図２に示すように、作業場としての架台１０は、仮置き場１２の近くに設置されている。また、図２及び図３に示すように、天井クレーン２０は、切断工場の天井に設置されている。本実施形態では、まず、図１も参照して、第１作動装置３０が天井クレーン２０を動かして、複数の厚鋼板Ｓを仮置き場１２から順次架台１０に載置する。具体的には、クレーン作業者が第１作動装置３０を操作して、第１作動装置３０が天井クレーン２０を動かす。そして、天井クレーン２０が複数の厚鋼板Ｓを順次吊り上げて仮置き場１２から搬出して架台１０に載置する。本実施形態では、簡易的例示として、図２及び図３に示す左側の山に積み重ねられている５枚の厚鋼板「Ａ−１」〜「Ａ−５」と、右側の山に積み重ねられている上から２枚の厚鋼板「Ｂ−１」及び「Ｂ−２」の計７枚の厚鋼板Ｓを、架台１０に載置する。
【００２１】
このとき、図１を参照して、クレーン作業者は、天井クレーン２０で吊り上げる複数の厚鋼板Ｓの識別番号を中央コンピュータ８０に入力する。これにより、中央コンピュータ８０は、架台１０上に順次載置される厚鋼板Ｓの識別番号を認識する。
【００２２】
また、厚鋼板Ｓを仮置き場１２から作業場としての架台１０に移動させる際に、その移動情報を取得するとともに、当該移動情報に基づき得られる座標を前記厚鋼板の一次的な位置情報とする。具体的に、本実施形態では、第１作動装置３０は、天井クレーン２０から複数の厚鋼板Ｓを離したときの天井クレーン２０の位置情報を中央コンピュータ８０に入力する。天井クレーン２０の位置情報は、例えば、図２に示すように、切断工場の所定点Ｏを基準としたＸＹ座標における位置（以下、「クレーン座標」という。）が挙げられる。中央コンピュータ８０は、クレーン作業者により入力された厚鋼板の識別番号と、第１作動装置３０により入力されたクレーン座標とに基づいて、どの厚鋼板Ｓが架台１０上の概略どの位置に載置されたのか（すなわち、厚鋼板の一次的な位置情報）を認識することができる。すなわち、図２における簡易的例示では、中央コンピュータ８０は、架台１０の上面視（図２）で一列目の左側から順番に「Ａ−１」、「Ａ−２」、「Ａ−３」、「Ａ−４」の厚鋼板が載置されており、二列目の左側から順番に「Ａ−５」、「Ｂ−１」、「Ｂ−２」の厚鋼板が載置されていることを認識する。これがオフライントラッキング技術による架台上の厚鋼板の識別である。
【００２３】
しかしながら、このように、架台１０上での各厚鋼板Ｓの位置情報の精度が低い状態では、切断機６０は各厚鋼板Ｓを正確に切断予定ラインＬに沿って切断することはできない。この点、従来技術では、既述のとおり、切断作業者がティーチングを行うため、切断予定ラインＬに沿った正確な切断が可能である一方で、切断作業の能率が低かった。
【００２４】
そこで本実施形態では、厚鋼板Ｓを作業場としての架台１０に載置した後に、当該厚鋼板Ｓを撮像して得られる画像情報を用いて、前記一次的な位置情報を修正し、厚鋼板の最終的な位置情報を取得する。すなわち、本実施形態では、図２及び図４に示すように、架台１０の上方にＣＣＤカメラ４０を設置している。そして、図１に示すように、中央コンピュータ８０が第２作動装置５０を操作して、ＣＣＤカメラ４０で架台１０に載置された複数の厚鋼板Ｓを撮影する。第２作動装置５０は、ＣＣＤカメラ４０から撮像データを取得し、取得した撮像データを中央コンピュータ８０に入力する。
【００２５】
中央コンピュータ８０は、クレーン作業者により入力された厚鋼板の識別番号と、第１作動装置３０により入力されたクレーン座標と、第２作動装置５０により入力された撮像データに基づいて、架台１０上での各々の厚鋼板Ｓの正確な位置情報（最終的な位置情報）を作成する。厚鋼板Ｓの正確な位置情報の作成の例としては、架台１０上に所定点を基準とした直交座標を設定して、各厚鋼板Ｓの輪郭の座標を撮像データから作成することが挙げられる。
【００２６】
次に、前記最終的な位置情報、及び厚鋼板の製品情報に基づいて切断予定ラインを決定する。ここで、中央コンピュータ８０には、各厚鋼板Ｓの切断情報（厚鋼板の製品情報）が予め記録されている。厚鋼板の切断情報とは、背景技術の欄で説明した切断命令書に相当する情報であり、具体的には、厚鋼板からどのような寸法の製品厚鋼板を切りだすかに関する情報、すなわち厚鋼板の切断予定ラインの情報である。図２における簡易的例示では、各厚鋼板Ｓの切断予定ラインを破線Ｌで図示した。
【００２７】
本実施形態では、ＣＣＤカメラ４０によって厚鋼板Ｓの正確な位置情報が得られている。そのため、中央コンピュータ８０は、各々の厚鋼板Ｓの正確な位置情報と、予め保持する各々の厚鋼板Ｓの切断情報とに基づいて、各々の厚鋼板Ｓの切断予定ラインＬを自動で設定することができる。
【００２８】
その後、当該切断予定ラインＬに沿って厚鋼板を切断する。具体的に、中央コンピュータ８０は、設定した切断予定ラインを数値制御データ（ＮＣデータ）に変換して、第３作動装置７０に入力する。第３作動装置７０は、入力されたＮＣデータに基づいて切断機６０を作動させて、切断機６０が複数の厚鋼板Ｓを切断予定ラインＬのとおりに切断する。
【００２９】
本発明で用いる切断機としては、厚鋼板のオフライン切断工程で用いられる公知の又は任意の切断機を用いることができ、例えば、ガス、プラズマ、又はレーザによる溶断方式の切断機を挙げることができる。
【００３０】
本実施形態で用いる切断機６０は、図２及び図４に示すように、架台１０を挟んで互いに平行に設置された一対のレール６２と、この一対のレール６２に両端部が連結し、架台１０を囲むように設置された門型のフレームプレーナ６４と、このフレームプレーナ６４に取り付けられ、架台１０の上方に設置されたトーチ６６と、を有する。フレームプレーナ６４は、レール６２と連結して鉛直方向に延在する一対の脚部６４Ａと、該脚部間を連結して水平方向に延在する腕部６４Ｂとからなる。トーチ６６からは架台１０上の厚鋼板に向けてレーザが照射可能である。フレームプレーナ６４がレール６２に沿って移動し、トーチ６６がフレームプレーナの腕部６４Ｂに沿って移動しつつ、トーチ６６からレーザ光線を発射することによって、架台１０上の厚鋼板Ｓを所望の切断ラインＬに沿って切断することができる。
【００３１】
以上説明した本実施形態によれば、従来のオフライン切断工程で行っていた、切断作業者が厚鋼板の識別番号を確認してコンピュータに入力する作業や、切断作業者によるティーチングが不要となる。すなわち、オフラインでの厚鋼板の切断を、切断作業者なしで自動で行うことができる。そのため、オフラインでの切断作業能率が格段に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の厚鋼板の切断方法によれば、オフラインでの厚鋼板の切断を、切断作業者なしで自動で行うことができる。そのため、オフラインでの切断作業能率が格段に向上する。
【符号の説明】
【００３３】
１００  切断システム
１０  架台
１２  仮置き場
２０  天井クレーン
３０  第１作動装置
４０  ＣＣＤカメラ
５０  第２作動装置
６０  切断機
６２  レール
６４  フレームプレーナ
６６  トーチ
７０  第３作動装置
８０  中央コンピュータ
Ｓ  厚鋼板
Ｌ  切断予定ライン
【図１】
2018039050.tif 000003
【図２】
2018039050.tif 000004
【図３】
2018039050.tif 000005
【図４】
2018039050.tif 000006