(57)【要約】【課題】自動制御の動作を補っているオペレータの監視動作に着目し、他のオペレータも同様の監視動作を実施できるように操業支援を行う方法、および装置を提供する。【解決手段】圧延材の状態を撮像する１ないし複数のカメラ４０と、カメラ４０の撮像画像を表示するモニタ５０と、圧延機のオペレータが注視したモニタ４０を特定する情報を記録する記録装置と、注視すべきモニタ４０を指示する指示手段６０と、を設け、カメラ４０で圧延材の状態を撮像してモニタ４０に撮像画像を表示する工程と、圧延材を長手方向に区分した区分ごとにオペレータが注視したモニタを検出する工程と、そのモニタを特定する情報を記録装置に記録する工程と、同種の圧延材を圧延する際に、記録装置に記録された情報に基づき、指示手段６０を用いて注視すべきモニタをオペレータに指示する工程と、を有する。【選択図】図１
2009050911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の操業を支援する方法であって、
圧延材の状態を撮像する１ないし複数のカメラと、
そのカメラの撮像画像を表示するモニタと、
圧延機のオペレータが注視した前記モニタを特定する情報を記録する記録装置と、
注視すべきモニタを指示する指示手段と、
を設け、
前記カメラで圧延材の状態を撮像して前記モニタに撮像画像を表示する工程と、
圧延材を長手方向に区分した区分ごとに前記オペレータが注視したモニタを検出する工程と、
そのモニタを特定する情報を前記記録装置に記録する工程と、
前記圧延材と同種の圧延材を圧延する際に、前記記録装置に記録された情報に基づき、前記指示手段を用いて注視すべきモニタをオペレータに指示する工程と、
を有することを特徴とする圧延機の操業支援方法。
【請求項２】
圧延機の操業を支援する装置であって、
圧延材の状態を撮像する１ないし複数のカメラと、
そのカメラの撮像画像を表示するモニタと、
圧延材を長手方向に区分した区分ごとに圧延機のオペレータが注視した前記モニタを特定する情報を記録する記録装置と、
注視すべきモニタを指示する指示手段と、
前記記録装置に記録された情報に基づき前記指示手段を制御するモニタ指示装置と、
を備え、
前記モニタ指示装置は、
前記オペレータが注視したモニタを検出し、
そのモニタを特定する情報を前記記録装置に記録し、
前記圧延材と同種の圧延材を圧延する際に、前記記録装置に記録された情報に基づき、前記指示手段を用いて注視すべきモニタをオペレータに指示する
ことを特徴とする圧延機の操業支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機の操業トラブルを未然に防止するための操業支援方法、および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、板材のタンデム圧延においては、しばしば圧延機および被圧延材の作業側と駆動側における種々の非対称に起因して、被圧延材に蛇行現象が発生することがある。例えば、板ウェッジがある場合には、板厚の厚い側で圧下率が大きくなり、板は圧下率の小さい側へ蛇行する。
この蛇行の程度が大きい場合には、被圧延材がサイドガイドに接触し、圧延トラブルの原因となる。また、同様に、安定な通板による安定操業の実現には、板形状を良好に制御する必要がある。
【０００３】
上述のような課題に対処するため、『タンデム圧延機における圧延材の蛇行に起因する絞り込みによる板破断を防止する。』ことを目的とした技術として、『圧延機入側および任意のスタンド出側で被圧延材の蛇行量を検出し、該検出した各蛇行量に基づいて中心位置制御装置の板中心目標値と各スタンドの圧下レベリング設定値に対して蛇行を修正し得る補正量を求め、該補正量を前記中心位置制御装置の板中心目標値および各スタンドの圧下レベリング設定値に加算することによって、圧延機出側での圧延材の蛇行を修正し、絞り込みによる板破断を防止する。』という技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、『次回圧延材の最先端部から良好な板クラウン、板形状で圧延する。』ことを目的とした技術として、『板クラウン計と平坦度計による測定値と、予測モデルによる各予測値との偏差から各モデル内の補正項を学習し、次回圧延材のセットアップに反映させる際、板クラウン測定値と同予測値の偏差を基に学習する板クラウン学習制御と、伸び差率測定値と同予測値との偏差を基に学習する形状学習制御を併用し、且つｉスタンドの前記伸び差率予測値Δεｉを、学習後のｉ、ｉ−１スタンド出側の板クラウン予測値Ｃｒi，Ｃｒi-1を用いて次式で算出する。
Δεi＝ξ×（Ｃｒi／Ｈi−Ｃｒi-1／Ｈ）
（ξ：補正係数、Ｈi，Ｈi-1：ｉ、ｉ−１スタンド出側板厚）』というものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８５８１８号公報（要約）
【特許文献２】特開平１１−１０４７２１号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１や特許文献２に記載の技術では、蛇行、形状、クラウンなどに関係する多くの因子を悪環境において計測しなければならないため、コストや耐久性の点で課題がある。したがってこれらの自動制御手法では、スタンド間の蛇行あるいは形状に起因するトラブルを十分には抑制できてはいない。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自動制御の動作を補っているオペレータの監視動作に着目し、他のオペレータも同様の監視動作を実施できるように操業支援を行う方法、および装置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】
本発明に係る圧延機の操業支援方法は、圧延機の操業を支援する方法であって、圧延材の状態を撮像する１ないし複数のカメラと、そのカメラの撮像画像を表示するモニタと、圧延機のオペレータが注視した前記モニタを特定する情報を記録する記録装置と、注視すべきモニタを指示する指示手段と、を設け、前記カメラで圧延材の状態を撮像して前記モニタに撮像画像を表示する工程と、圧延材を長手方向に区分した区分ごとに前記オペレータが注視したモニタを検出する工程と、そのモニタを特定する情報を前記記録装置に記録する工程と、前記圧延材と同種の圧延材を圧延する際に、前記記録装置に記録された情報に基づき、前記指示手段を用いて注視すべきモニタをオペレータに指示する工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る圧延機の操業支援方法では、オペレータが注視したモニタを記録することにより、オペレータが当該操業条件において操業異常を発生させる可能性があると予測した場所を抽出して記録しておき、同種の圧延材を圧延する際には表示器でその箇所をガイダンス表示するので、オペレータの個人差を低減して操業異常を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧延機の操業支援装置と、圧延機の構成とを示すものである。
図１上図は、圧延機の構成を側面から示している。圧延機１０ａ〜１０ｇは、圧延材１の圧延を行う熱間仕上圧延機である。圧延材１は、クロップシャー２０を通過して図１の右方向に進み、圧延機１０ａ〜１０ｇにより圧延処理を施され、コイラー３０に巻き取られる。
ここでは、以下の説明の便宜上、各圧延機１０ａ〜１０ｇに符号Ｆ１〜Ｆ７を付す。
【００１１】
図１下図は、本実施の形態１に係る圧延機の操業支援装置の構成を示している。
カメラ４０ａ〜４０ｉは、各圧延機間およびその前後における圧延材１の様子を撮像して、それぞれのカメラに接続されたモニタ５０ａ〜５０ｉに出力する。モニタ５０ａ〜５０ｉは、その撮像画像を画面表示して、圧延機のオペレータに提示する。
各モニタ５０ａ〜５０ｉには、それぞれ表示器６０ａ〜６０ｉが備えられている。
なお、カメラ４０ａ〜４０ｉは、図１のＦ１〜Ｆ７の間の区間、およびその前後の区間における圧延材１の画像を撮像できるように設置されている。
【００１２】
表示器６０ａ〜６０ｉは、例えばＬＥＤのような点灯装置からなり、モニタ指示装置８０の指示により点灯して、オペレータに注視すべきモニタを指示する役割を持つ。
視線検出装置７０は、視線検出によりオペレータが注視しているモニタを検出し、そのモニタを特定する情報（例えばモニタ番号など、以下同じ）をモニタ指示装置８０に出力する。
モニタ指示装置８０は、表示器６０ａ〜６０ｉの点灯動作を制御するとともに、視線検出装置７０が検出した、オペレータが注視しているモニタを特定する情報を、内部に備える記録装置に格納する役割を持つ。
これらの構成の詳細動作は後述する。
【００１３】
モニタ指示装置８０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の書込み可能な記録装置、視線検出装置７０から検出した注視モニタ情報を受け取るインターフェース、および動作制御を行う制御部を備えることにより構成できる。
制御部は、その機能を実現する回路デバイス等のハードウェアで構成してもよいし、マイコンやＣＰＵ等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして構成してもよい。
【００１４】
本実施の形態１における「記録装置」は、モニタ指示装置８０が備える記録装置がこれに相当する。両者を分離して構成してもよい。
また、「指示手段」は、表示器６０ａ〜６０ｉがこれに相当する。
【００１５】
図２は、圧延材１が図１の右方向に進む速度パターンと、時間経過との関係を表すグラフである。
熱間仕上圧延では、圧延材の長手方向に応じて蛇行や形状トラブルの要因が変化するため、圧延材を長手方向にいくつかに区分して捉える必要がある。以下の説明では、図２に示す圧延材の速度パターンに応じて、圧延材の先端がクロップシャー２０を通過してからの経過時間を「先端部」「加速部」「定常部」「尾端部」と区分する。
【００１６】
先端部は、圧延材１の先端がクロップシャー２０を通過してコイラー３０に巻き取られ始めるまでの時刻に対応する。この区間では、圧延機の圧下装置やベンディング装置などの設定誤差の影響を受け、蛇行や形状不良が発生する。
【００１７】
加速部は、コイラー３０巻き取り後からＴＯＰ速度まで加速する期間に対応する。
加速部では、加速に伴う加工発熱や油潤滑などの影響を受ける。
定常部では、比較的操業条件の変化は小さいが、圧延材の長さに応じて誤差が蓄積される。
【００１８】
尾端部は、圧延材１の減速を開始した後の時間帯に相当するものである。通常、圧延材１の末尾部位が図１の概ねＦ１〜Ｆ４に達するまでに減速を完了するように設定される。
この区間では、それまでの上流側圧延機による拘束がなくなり、蓄積された誤差が開放されて、絞りや板破断などのトラブルを誘発しやすい。
【００１９】
以上のような区分は、圧延材１の板厚や長さ、速度パターン（通板速度、ＴＯＰ速度）など、鋼種データを事前に入力しておくことにより、計算で適宜求めることができる。圧延機１０ａ〜１０ｇは、求められた区分に従って圧延速度等を設定し、圧延を行う。
【００２０】
次に、図１の構成および図２の区分にしたがって、本実施の形態１に係る圧延機の操業支援装置の動作を、ステップ毎に説明する。
【００２１】
（１）カメラによる圧延材１の撮像
カメラ４０ａ〜４０ｉは、図１のＦ１〜Ｆ７の間の区間、およびその前後の区間における圧延材１の画像を撮像し、モニタ５０ａ〜５０ｉに出力する。
（２）オペレータ注視モニタの検知
オペレータは、視線検出装置７０を装着し、圧延機１０ａ〜１０ｇの操業に伴う圧延材１の様子を、モニタ５０ａ〜５０ｉに表示される画像により監視する。
オペレータが注視しているモニタが、図２の各区分毎に視線検出装置７０により検出され、そのモニタを特定する情報がモニタ指示装置８０に記録される。
【００２２】
（３）注目回数あるいは注目時間の算出
モニタ指示装置８０は、視線検出装置７０が出力した、オペレータが注視しているモニタを特定する情報に基づき、そのモニタの注目回数あるいは注目時間を算出する。
算出した注目回数あるいは注目時間が所定の閾値を超えている場合には、オペレータがそのモニタに注目しているものと判断し、そのモニタを特定する情報を記録装置に記録する。
本ステップは、単に視線の流れに沿って一時的に視たモニタ等、操業状態の監視とは本質的に関係のないモニタに関しては、記録装置に記録しないよう、例えば該当モニタを注視した時間が１秒以上のもののみを記録する、などの処理を施し、真に操業状態の監視と関連のあるモニタ注視動作のみを記録するようにしたものである。
【００２３】
（４）記録したモニタ注視動作の再現
モニタ指示装置８０は、次に鋼種、サイズ等により判別された同種の圧延材を圧延する際、記録装置に記録されたオペレータのモニタ注視動作を読み出し、圧延材１の進行に従って、読み出したモニタ注視動作と同じタイミングで、注視モニタに対応する表示器を点灯させる。
オペレータは、点灯した表示器に対応するモニタを注視する。
【００２４】
なお、以上の説明では、図２のように経過時間により４区分を設けた例を説明したが、区分の仕方はこれに限られるものではなく、前述したように、操業を乱す要因の発生状況に応じて任意の区分方法を用いることができる。
また、表示器６０ａ〜６０ｉの構成は、ＬＥＤに限られるものではなく、オペレータに注視すべきモニタを指示できるものであれば、任意の構成を用いてよい。
【００２５】
以上のように、本実施の形態１によれば、オペレータが注視したモニタを区分にしたがって記録しておき、同種の圧延材を圧延する際、記録した注視動作を読み出して、同じタイミングで対応する表示器を点灯させるので、オペレータの交代等があっても、その個人差によらず、確実な監視動作を行うことができ、操業トラブルの発生を未然に抑えることができる。
例えば、非熟練オペレータや担当交替時の後任者に対して、注意すべき箇所を具体的に指示することができるため、途切れることなく監視を行って、操業異常を防止することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、本発明に係る圧延機の操業支援装置の概略構成を説明した。本実施の形態２では、図２の各区分における具体的な動作例について説明する。
【００２７】
図３は、先端部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。図３において、記載の都合から圧延材１の長さを短く表しているが、実際の圧延材は図３に示されるよりも長い場合が多いことを付言しておく。以後の図でも同様である。
【００２８】
図３の縦軸はオペレータが注視しているモニタを、横軸はライン上の位置を示す。また、着色部は先端部が存在する位置範囲（時間帯）を示している。
例えば、Ｆ１付近の着色部に対応する位置範囲を先端部が通過しているタイミングでは、まだ鋼板先端部がモニタに表示されていないが、縦軸Ｆ１２間のモニタを注視しており、Ｆ１２間のモニタに鋼板先端部が表示された後、先端部がＦ２付近の着色部に対応する位置範囲に達する様になると、縦軸Ｆ２３間のモニタを注視するように、切り替わっていく。
このように、図３では、ラインを通過していく先端部に対して、その直後に通過することになるライン下流側の状態を表すモニタを、先を読んで、切替えて、注視しているということを表している。
【００２９】
オペレータは、圧延機の操業を開始してから、圧延材１がコイラに巻き取られるまでの区間（即ち図２の先端部）では、主に圧延材１の先頭部位に着目してモニタを注視している。したがって、圧延材１の先頭部位の進捗に伴い、注視モニタは５０ａ〜５０ｉへと移動していく。
【００３０】
一方、圧延材１が仕上出側を通過した後は、オペレータはもはや圧延材１の先頭部位には着目する必要はなく、しかも先頭部位が仕上出側を通過してコイラー３０に到達するまでには時間的余裕があるため、次のトラブル発生を監視する目的で、オペレータは別のモニタを注視している。
すなわち、図３の両端矢印で示した区間における、オペレータの注視するモニタの中に、後任者に伝えるモニタが発生する。
【００３１】
圧延材１が図３の両端矢印で示した区間を通過し、コイラに巻き取られる直前には、オペレータは巻き取りの様子を監視するため、再度圧延材１の先頭部位に着目する。
【００３２】
なお、図３において、圧延材１の先端が圧延機を通過する際に、オペレータが着目するモニタを、着色して示した。
【００３３】
図４は、加速部もしくは定常部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。加速部もしくは定常部は、図２に示される時間帯により定義される。これは概ね、圧延材１の中央部位がＦ１〜Ｆ７を通過している時間帯に対応する。
図４において、コイラー３０に先端部が巻き取られた後、圧延材１の中央部位の通過している時間帯は、全てのモニタが監視している領域に鋼板が存在しているので、全てのモニタに同様に鋼板の状態が表示されている。
図４も、図３と同様に、オペレータが着目するものと思われる圧延材１の部位を着色して示した。ここでは、圧延材１の中央部位の経過に伴って、注視モニタが右方向へ移動しているものと仮定して記載している。ただし、これは１例であり、実際の監視動作はこれに限られるものではない。
【００３４】
加速部と定常部においても、先端部と同様に、オペレータがいずれのモニタを注視しているかをモニタ指示装置８０に記録する。
なお、この区間における実際の監視動作では、設定誤差や他の要因により蛇行や形状変動が発生しているモニタへの注目度が高くなる。
また、先端部と異なり、クロップ形状を確認する作業は発生しないので、クロップ形状を監視するモニタを注視する回数は比較的少なくなる。
【００３５】
図５は、尾端部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。
オペレータは、圧延材１の減速を開始して、圧延材１の尾端が図１の概ねＦ１〜Ｆ４に達するまでの区間（即ち図２の尾端部）では、主に圧延材１の末尾部位に着目してモニタを注視している。したがって、圧延材１の末尾部位の進捗に伴い、注視モニタは５０ａ〜５０ｉへと移動していく。
【００３６】
一方、圧延材１の末尾部位がＦ１スタンドを通過するまでは、特段のトラブル発生要因もなく、しかも末尾部位がＦ１スタンドを通過するまでには時間的余裕があるため、その他の部位におけるトラブル発生を監視する目的で、オペレータは別のモニタを注視している。
すなわち、図５の両端矢印で示した区間における、オペレータの注視するモニタの中に、後任者に伝えるモニタが発生する。
【００３７】
図６は、加速部における各モニタに対する注目回数および注目時間の事例を示すものである。
実際のモニタ監視動作では、視線の流れに沿って一時的にモニタを視たり、全体確認のために短時間のみモニタを視たり、といった動作が行われる。こうした動作は、操業トラブル発生の可能性を見越してモニタを監視しているものではないため、注視モニタの記録という観点からは、ノイズとなる。
そこで、操業状態の監視とは本質的に関係のないモニタへの視線の動きに関しては、記録装置に記録しないように、例えば前述のように、１秒以上注目したモニタのみを記録する、などの制約を課して、真に操業状態の監視と関連のあるモニタ注視動作のみを記録するようにする。
【００３８】
次に、モニタ指示装置８０では、（１）１回当たりの注目時間は短いが注目回数が多い場合や、（２）注目回数は少ないが１回当たりの注目時間が長い場合、などを考慮して、注視モニタを判定する。
図６の例では、注目時間または注目回数のいずれかが閾値を超えていれば、オペレータがそのモニタを注視しているものと判定することとした。
なお、判定手法はこれに限られるものではなく、監視動作を抽出できる手法であれば、任意の手法を用いてよい。
【００３９】
図７は、モニタ指示装置８０が最終的に注視モニタとして記録する情報の１例である。
モニタ指示装置８０には、視線検出装置７０が検出した注視モニタ情報から、図６で説明したような手法でノイズを除去し、真に操業状態の監視と関連のあるモニタ注視動作のみを記録する。
記録に際しては、圧延材１の鋼種、サイズ、温度などの圧延諸元と対応させて記録するようにする。
図７は、図６で注視モニタと判定した「Ｆ３４間＝モニタ５０ｄ」と、「Ｆ４５間＝モニタ５０ｅ」、「Ｆ５６間＝モニタ５０ｆ」とを、記録している様子を示している。
【００４０】
なお、図７ではテーブル形式により注視モニタ情報を格納している例を示しているが、これは１例であり、データ形式はこれに限られるものではない。また、格納する情報の内容も、図７に示すものに限られるものではない。
【００４１】
図８は、モニタ指示装置８０に記録された注視モニタ情報に基づき、注視すべきモニタを表示器によりオペレータに指示する様子を示すものである。ここでは、図７のようなデータがモニタ指示装置８０に記録されているものとする。
モニタ指示装置８０は、注視モニタを記録した時と同種の圧延材を圧延する際には、記録装置に記録されている図７のような注視モニタ情報を読み出し、それぞれの区分において、オペレータが注視すべきモニタを図７の「注視モニタ」列から取得する。
加速部に達すると、モニタ指示装置８０は、モニタ５０ｄ、５０ｅに対応する表示器６０ｄ、６０ｅを点灯させて、注視すべきモニタをオペレータに指示する。
【００４２】
以上、本実施の形態２では、図２の各区分における具体的な動作例について説明した。
【００４３】
実施の形態３．
実施の形態２の図８において、加速部で表示器６０ｄ、６０ｅを点灯させて、注視すべきモニタをオペレータに指示することを説明した。しかし、圧延材１の長さ、速度パターンによっては、加速部、定常部に対応する長さは数百ｍに達する場合もあり、必ずしもこの間ずっと表示器６０ｄ、６０ｅを点灯させておく必要があるわけではない。その他の区分でも同様である。
そこで、表示器の点灯に関し、以下の（１）〜（２）のいずれかの規則を適用する。
【００４４】
（１）区間の長さが比較的短い場合には、図７のような注視モニタ情報で指示されたモニタの表示器を、当該区間ずっと点灯させておく。
（２）区間の長さが比較的長い場合には、図７のような注視モニタ情報で指示されたモニタの表示器を、当該区間のうち最初の一定時間のみ点灯させておく。
【００４５】
モニタ指示装置８０が表示器を点灯させるに際し、このような規則を設けることにより、不要に長い期間表示器を点灯させておく必要がなくなる。
なお、上記（１）〜（２）のような規則は一例であり、表示器の点灯に関しその他の規則を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧延機の操業支援装置と、圧延機の構成とを示すものである。
【図２】圧延材１が図１の右方向に進む速度パターンと、時間経過との関係を表すグラフである。
【図３】先端部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。
【図４】加速部もしくは定常部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。
【図５】尾端部における注視モニタの情報を格納する様子を示すものである。
【図６】加速部における各モニタに対する注目回数および注目時間の事例を示すものである。
【図７】モニタ指示装置８０が最終的に注視モニタとして記録する情報の例である。
【図８】モニタ指示装置８０に記録された注視モニタ情報に基づき、注視すべきモニタを表示器によりオペレータに指示する様子を示すものである。
【符号の説明】
【００４７】
１  圧延材、１０ａ〜１０ｇ  圧延機、２０  クロップシャー、３０  コイラー、４０ａ〜４０ｉ  カメラ、５０ａ〜５０ｉ  モニタ、６０ａ〜６０ｉ  表示器、７０  視線検出装置、８０  モニタ指示装置。
【図１】
2009050911.tif 000003
【図２】
2009050911.tif 000004
【図３】
2009050911.tif 000005
【図４】
2009050911.tif 000006
【図５】
2009050911.tif 000007
【図６】
2009050911.tif 000008
【図７】
2009050911.tif 000009
【図８】
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