(57)【要約】【課題】耐熱性よく簡便・迅速にスラブの積み形状を測定するスラブ積み形状測定装置および方法を提供することを目的とする。【解決手段】山積みされたスラブを搬送する移動機の横に、搬送方向と直角にかつ山積み方向に複数配置した通過センサと、該通過センサからの信号に基づいて、前記スラブの山積み状態を求めるデータ収集演算装置とを備える。【選択図】図１
2007199029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
山積みされたスラブを搬送する移動機の横に、搬送方向と直角にかつ山積み方向に複数配置した通過センサと、
該通過センサからの信号に基づいて、前記スラブの山積み状態を求めるデータ収集演算装置とを備えることを特徴とするスラブ積み形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスラブ積み形状測定装置において、
前記通過センサは、光学式通過センサであることを特徴とするスラブ積み形状測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスラブ積み形状測定装置において、
前記光学式通過センサは、レ−ザ光を絞った微小スポット光の通過センサであることを特徴とするスラブ積み形状測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスラブ積み形状測定装置において、
前記データ収集演算装置は、前記スラブの全体高さ、前記スラブ中の各スラブの高さ、および／または前記スラブ中の各スラブの回転ズレを算出すること特徴とするスラブ積み形状測定装置。
【請求項５】
山積みされたスラブを搬送する移動機の横に、搬送方向と直角にかつ山積み方向に複数配置した通過センサからセンサ信号を入力する信号入力工程と、
入力されたセンサ信号に基づき、前記スラブの全体高さを算出するスラブ全体高さ算出工程と、
算出された全体高さと、予め用意されたスラブ装入順および厚さ情報から、前記スラブの段積み枚数を推定する段積み枚数推定工程と、
前記情報から推定した前記スラブ中の各スラブの高さ位置からスラブ毎の分離を行うスラブ毎の分離工程と、
分離された各スラブ単位の厚さ方向の平均幅から予め用意されたスラブの幅情報によりスラブの回転ズレ量を算出する回転ズレ算出工程とを有することを特徴とするスラブ積み形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブヤ−ドで積まれたスラブを天井クレ−ンにより自ラインに装入するスラブの自動搬送作業において、吊荷のスラブの積み形状を測定し、スラブ高さ、回転ズレ等のスラブ荷姿を測定するスラブ積み形状測定装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延工場では、スラブを加熱炉に装入する場合、スラブヤ−ドに山積みされたスラブ、または、連続鋳造工場から台車や搬送テ−ブルにより搬送されたスラブを1枚ずつスラブリフタで加熱炉装入側に供給する。スラブリフタは通常、天井クレ−ンから吊り下げられており、吊り上げるスラブの幅に開閉可能なハンガを開き、スラブ側面を長手方向２箇所で掴んでスラブを１枚ずつ吊り上げる。このため、天井クレ−ンを自動で動かす場合には、掴むスラブの高さ、回転ズレ等の正確な情報が無いとスラブが掴めなかったり、スラブにスラブリフタが衝突する等の問題が発生することとなる。
【０００３】
このため従来は、スラブリフタ（以降単にリフタ）本体から分銅をワイヤ−で吊り下げ、このワイヤ−に取付けたスイッチで分銅がスラブに接触したことを検出して高さを求める接触式によるスラブ認識の方法を行っていた。
【０００４】
非接触式の方法としては、特許文献１に開示されたスラブ荷姿の検出方法がある。この方法は、スラブ斜め上方と垂直上方からスリット光を照射し、クレ−ン上に設置した、受光器によりスリット光を検出することにより、スラブ高さとスラブエッジ位置を求めるものである。
【０００５】
また、特許文献２には、リフタの掴み位置に投光器と受光器から構成される測定器を設けてスラブの厚みと下側スラブとの隙間を測定することでリフタの掴み位置を正確に測定する方式が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、スラブなどの対象物の幅および長さなどの二次元寸法を計測するための装置として、撮像式二次元センサと、撮像式一次元センサと、前記一次元センサを前記対象物に対してスキャンさせるための手段と、前記両センサの出力を処理するための処理装置とを有する幅長さ計測装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１−２４２３９２号公報
【特許文献２】実開昭６２−５９６７９号公報
【特許文献３】特開平５−３４１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リフタから分銅を吊り下げて測定する接触方式では、分銅が接触するまで高さ位置がわからないため、リフタを吊荷に接近させる場合に、すぐに止まれるゆっくりしたスピ−ドで確認する必要がある。また、スラブの積み付け段数が多い場合には早く検出し、段数が少ない場合には、ゆっくりしたスピ−ドで長い時間リフタを下げていく必要があるなどの理由で、近年の工場の生産能力に対しては測定時間がネックとなっていた。さらに、スラブの回転ズレ情報がわからないため、リフタの開き方が小さいと衝突する危険もあった。
【０００８】
特許文献１により開示されたスラブ荷姿の検出方法では、非接触で測定するため分銅を使うよりも短時間で測定できるが、スラブを掴みに行くたびに測定する必要があるため、測定時間がかかる、また、リフタが移動により振れていると正確に測定できない等の問題があった。さらに、近年行われている連続鋳造したスラブをすぐに熱間圧延する場合にはスラブ温度が高く、熱による装置故障の問題もあった。
【０００９】
また、特許文献２により開示された装置では、リフタの掴み位置に投光器と受光器が設置されているため、さらに熱の影響を受けやすく、熱対策が問題となっていた。また、プリントアウトされた情報と鋼板コイル現品を照合して欠陥の有無およびその位置を把握しなければならないため、煩雑となって作業者に与える負荷が大きく、それゆえ欠陥を見落してしまい破断に至ってしまう可能性があるいう問題があった。
【００１０】
さらに、特許文献３により開示された装置では、撮像式一次元センサをスラブに対してスキャンさせるための移動手段が必要であり、この部分の熱対策が問題であるとともに、撮像式二次元センサと撮像式一次元センサという２種類のセンサを用いるため、設備費が高価になるという問題もあった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐熱性よく簡便・迅速にスラブの積み形状を測定するスラブ積み形状測定装置および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】
【００１２】
本発明の請求項１に係る発明は、山積みされたスラブを搬送する移動機の横に、搬送方向と直角にかつ山積み方向に複数配置した通過センサと、該通過センサからの信号に基づいて、前記スラブの山積み状態を求めるデータ収集演算装置とを備えることを特徴とするスラブ積み形状測定装置である。
【００１３】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスラブ積み形状測定装置において、前記通過センサは、光学式通過センサであることを特徴とするスラブ積み形状測定装置である。
【００１４】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項２に記載のスラブ積み形状測定装置において、前記光学式通過センサは、レ−ザ光を絞った微小スポット光の通過センサであることを特徴とするスラブ積み形状測定装置である。
【００１５】
また本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスラブ積み形状測定装置において、前記データ収集演算装置は、前記スラブの全体高さ、前記スラブ中の各スラブの高さ、および／または前記スラブ中の各スラブの回転ズレを算出すること特徴とするスラブ積み形状測定装置である。
【００１６】
さらに本発明の請求項５に係る発明は、山積みされたスラブを搬送する移動機の横に、搬送方向と直角にかつ山積み方向に複数配置した通過センサからセンサ信号を入力する信号入力工程と、入力されたセンサ信号に基づき、前記スラブの全体高さを算出するスラブ全体高さ算出工程と、算出された全体高さと、予め用意されたスラブ装入順および厚さ情報から、前記スラブの段積み枚数を推定する段積み枚数推定工程と、前記情報から推定した前記スラブ中の各スラブの高さ位置からスラブ毎の分離を行うスラブ毎の分離工程と、分離された各スラブ単位の厚さ方向の平均幅から予め用意されたスラブの幅情報によりスラブの回転ズレ量を算出する回転ズレ算出工程とを有することを特徴とするスラブ積み形状測定方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るスラブ積み形状測定装置および方法では、山積みスラブ移動中に通過センサを用いて、スラブ全体高さ、段積み枚数推定、回転ズレなどを算出するようにしたので、リフタとスラブの衝突や、スラブが掴めないという異常をなくすとともに、クレーンのサイクルタイムネック解消が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について、以下に図面を参照して説明を行う。図２は、本発明の対象とするスラブのスラブ積み付け例を示す図である。図に示すように複数段に積み上げられるか、もしくは1段で積まれた状態でスラブヤ−ドから搬送されてくる。搬送されるスラブの大きさは、後工程の製品のサイズにより、厚さ、長さ共にまちまちであるとともに、スラブヤ−ドで積みつけられる時に必ずしもきれいに積まれるとは限らない。例えば、図２の下から２番目のスラブのように、回転ズレが生じた状態で積みつけられているスラブもある。
【００１９】
これらスラブの回転ズレ量、および積みつけられた高さが判っていないと、スラブを掴みにいく天井クレ−ンのリフタの通常設定開度では狭すぎて、スラブを掴めない、もしくは衝突するという事態が発生する。そこで本発明では、段積みされた各スラブの高さ情報と各スラブの回転ズレを計測し、この結果を天井クレ−ンに送信しようとするものである。
【００２０】
図３は、本発明を説明する模式図である。本発明では、スラブヤ−ドで段積みされたスラブが搬送される移動機の横に通過センサを垂直に複数台並べた柱をスラブの搬送方向とは直角に設置する。通過センサは、例えば、レ−ザを発信する投光側とレ−ザスポット光を受光する受光側から構成されている。
【００２１】
図３（ａ）は、スラブがセンサ通過前、（ｂ）は、スラブがセンサ通過時の様子を模式的に示している。スラブがセンサ通過前には、受光側のセンサはすべてＯＮまたはＯＦＦのどちらかの状態（受光をＯＮとするかＯＦＦとするかは信号処理により変る）であるが、スラブ通過によりレ−ザ光が遮られた場合には、センサが通過前の逆の状態となる。
【００２２】
この投受光器をセットとして、高さ方向に平行に複数個のセンサを配置する。このセンサの間隔が、高さ方向の分解能となるため、精度が必要な場合には多くのセンサを並べる必要がある。このため、レ−ザ光を光学的に絞って、スポット光を小さくした通過センサを使用するのが望ましい。精度が必要でない場合には、レ−ザではなくＬＥＤタイプの光電センサのような多少広がりがある物でも対応可能である。測定対象がスラブの場合には、長さが１０ｍ程度の物から６ｍ程度の物までさまざまの長さがある。このため通過センサは対向する投受光センサの距離が長くても、受光位置で投光された光のスポット径が小さいほど精度良く位置を検出できる。
【００２３】
図１は、本発明を実施するための装置構成例を示す図である。図中、１はスラブ、２は搬送テーブル、３は搬送ローラ、４は投光側センサ、５は受光側センサ、６は搬送速度検出器、７はセンサ信号入力装置、８はデータ収集演算装置、９は送信装置、１０は計算機をそれぞれ表す。
【００２４】
スラブ１を搬送する移動機として、この例では搬送テーブル２および搬送ローラ３を示しているが、投光側センサ４および受光側センサ５間をスラブ１を移動させるものであればどのような方式の移動機であっても構わない。
【００２５】
スラブ１を搬送する移動機からスラブの搬送量を知るため、この例では搬送ローラ３に取り付けた搬送速度検出器（ＰＬＧ（パルス発信器））からの信号を、受光側センサ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号とともに、センサ信号入力装置７に入力する。このセンサ信号入力装置７は、パソコンに取り付けたＰＩＯボ−ドまたはＡ／Ｄボ−ドでもかまわない。
【００２６】
そして、センサ信号入力装置７からの信号はデ−タ収集演算装置８にて、スラブ搬送に合わせて通過センサのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、スラブシルエット形状を求める。さらに、山積みスラブの全体高さの算出、装入順のスラブ厚さ情報（プロセスコンピュータなどの計算機１０から入力する）からスラブの段積み数と各スラブ高さ位置算出、およびスラブの端部位置を求めることでスラブの回転ズレ算出を行う。
【００２７】
これらの情報を送信装置９を経由してクレ−ンに送ることで、山積みスラブがクレ−ンのスラブ積み下ろし位置まで移動機により搬送されると、各スラブの高さ位置、各スラブの回転ズレ量に合わせたリフタ開度で直接掴みにくることが可能となり、測定時間の短縮及び、スラブとリフタの衝突防止を実現することが可能となり、自動クレ−ンでのスラブの搬送が実現できる。
【００２８】
図１０は、データ収集演算装置での処理手順例を示すフローチャートである。まず、Step０１として、センサ信号入力装置７からセンサ信号を入力する信号入力工程がある。移動機上をスラブが搬送されていくと、今まで全ての光が通過していたものが、前述の図３（ｂ）に示すようにスラブによって光の一部が遮られるようになる。この時の通過センサのＯＮ、ＯＦＦ信号を、スラブの搬送ピッチで記録していくと、図４のようになる。図４は、センサ測定例を示す図であり、通過センサが遮られた時の信号をＯＮとして黒丸をつけて表している。この図で黒丸が付いている部分が、スラブのシルエット形状を示していることになる。
【００２９】
次にStep０２として、Step０１で得た情報からまず、段積みされたスラブの全体高さを求めることが出来る（スラブ全体高さ算出工程）。これは各搬送ピッチでの一番高い部分でＯＮとなったセンサの高さ情報（図５）を、各搬送ピッチで測定されたセンサの最大高さから求める。もしくは、高さ方向のセンサのピッチをスラブの厚さに対して十分細かいピッチで設置している場合には、高さ情報の平均値を求めても良い。この場合、スラブ表面のスケ−ル等による微小な盛り上がり部分での誤差の影響をなくすことが可能である。
【００３０】
次にStep０３（段積み枚数推定工程）として、スラブ全体の高さ情報と、クレ−ンで熱間圧延工程に装入するスラブの情報を利用する。熱間圧延工場のプロセスコンピュータではあらかじめ、次に装入するスラブがどのようなサイズのものかの情報を数時間もしくは数日分の情報をもっている。このため、測定した全体高さ情報から次に装入されるスラブの厚さ情報を減算していき、ほぼゼロになる厚さ枚数まで、スラブが山積みされていると推定する。これによりスラブの段積み枚数の推定ができ、図６の例では、段積み４枚の場合を示している。
【００３１】
次にStep０４（スラブ毎の分離工程）として、スラブの装入順とスラブの厚さ情報から推定した各スラブの高さ位置（図６(1)〜(4)）を使い、シルエット形状デ−タに対して、高い方から順番にスラブ毎の分離を行う。こうすることで、スラブ単位での情報に分離することが出来る。
【００３２】
最後にStep０５（回転ズレ算出工程）として、まず分離された、各スラブ単位の厚さ方向の平均幅を求めることで、スラブの端部位置がわかる（図７）。この平均幅から予め用意されたスラブの幅情報により、スラブの回転ズレ量がわかり（図８）、リフタを使いスラブを掴む場合のリフタの開度を、上述の測定幅＋余裕代に調整する（図９）。
【００３３】
以上説明した本発明により、リフタとスラブの衝突や、スラブが掴めないという異常をなくすとともに、クレーンのサイクルタイムネック解消が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を実施するための装置構成例を示す図である。
【図２】本発明の対象とするスラブのスラブ積み付け例を示す図である。
【図３】本発明を説明する模式図である。
【図４】センサ測定例を示す図である。
【図５】スラブ全体高さ算出例を示す図である。
【図６】スラブ高さ位置推定例を示す図である。
【図７】各スラブ幅測定例を示す図である。
【図８】スラブ幅測定例（上面図）を示す図である。
【図９】リフタ開度設定例を示す図である。
【図１０】データ収集演算装置での処理手順例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１          スラブ
２          搬送テーブル
３          搬送ローラ
４          投光側センサ
５          受光側センサ
６          搬送速度検出器
７          センサ信号入力装置
８          データ収集演算装置
９          送信装置
１０          計算機
【図１】
2007199029.tif 000003
【図２】
2007199029.tif 000004
【図３】
2007199029.tif 000005
【図４】
2007199029.tif 000006
【図５】
2007199029.tif 000007
【図６】
2007199029.tif 000008
【図７】
2007199029.tif 000009
【図８】
2007199029.tif 000010
【図９】
2007199029.tif 000011
【図１０】
2007199029.tif 000012