JP6393666B2 - 搬送鋼板挙動検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロールによって搬送される鋼板の搬送時の挙動を検出する搬送鋼板挙動検出方法に関する。

鋼板を搬送する搬送ラインは、パスラインPLに沿ってほぼ等間隔に並列配置された複数のテーブルローラで構成されている。
搬送ラインにおける搬送中に鋼板が蛇行すると製品の品質を損なったり、設備の損傷を招くことになったりすることがある。このため、鋼板が蛇行をしないよう対策をとる必要がある。

鋼板が蛇行する大きな原因としてロールの軸芯がずれている場合がある。そこで、並列配置された複数のロールの芯出しをするために、ロール芯の相対関係を測定することが求められ、このような方法として、例えば特許文献１に開示された「テーブルローラの芯出し検査方法」がある。

この特許文献１に開示された方法は、「鋼板を搬送する並列配置された複数のテーブルローラの芯出しを検査する方法であって、前記テーブルローラの上方の所定位置からワークサイドとドライブサイドのローラ面までの距離を順次測定し、これら距離の測定値とあらかじめ与えられた基準値とを比較して、ローラの芯ずれの有無を判定することを特徴とする」（特許文献１の請求項１参照）ものである。

また、搬送される鋼板の蛇行量を検出する装置としては、特許文献２に開示された「鋼板の蛇行量検出装置」がある。
特許文献２に開示されたものは、「鋼板処理ラインで処理される鋼板の蛇行量を検出する装置であって、前記圧延処理ラインの駆動側と操作側における板側端部上方に扇形状の放射線ビームを発生させる放射線発生器を設置し、該放射線発生器に対向した前記圧延処理ラインの下方の位置にそれぞれ放射線検出器を配置し、該放射線検出器からの検出信号を用いて板側端部位置を判定して、鋼板の蛇行量を演算する演算処理装置を設けてなること特徴とする」ものである（特許文献２の請求項１参照）。

なお、近年では、測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当てた前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いた測定方法が着目されており、これに関する技術が特許文献３に開示されている。

特開平８−１０５７３０号公報 特開平８−９４３４１号公報 特開２０１２−１７３２５７号公報

特許文献１に開示された方法のように、ロールの軸芯のずれを求めるという方法では、全てのロールについて測定が必要となり、測定に時間を要するという問題がある。
また、搬送される鋼板に蛇行が発生する原因は、ロールの軸芯のずれのみではないため、上記の方法では蛇行の発生箇所を特定できない場合もある。

また、特許文献２に開示された方法のように、測定機器を搬送される鋼板の上方に設置して、測定機器の下方を通過する鋼板の端部位置を測定する方法では、測定機器が設置されている箇所で蛇行が発生しているかどうかの検出しかできず、蛇行発生の原因となる箇所を特定することができない。そのため、蛇行発生箇所を特定するには、測定したい搬送区間に複数の測定機器を設置しなければならず、また測定データの解析に長時間を要するという問題もある。さらに、大きな蛇行が発生した場合には、測定不能な距離まで鋼板が離れてしまうという問題も生ずる。

このように従来の方法では、ロール上を搬送される鋼板の蛇行が、搬送ラインにおけるどの位置でどの程度発生したかを簡易かつ精度よく検出することはできず、かかる技術の開発が望まれていた。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、ロール上を搬送される鋼板の搬送時の蛇行の発生位置と蛇行量を簡易かつ精度よく求めることができる搬送鋼板挙動検出方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る搬送鋼板挙動検出方法は、ロール上を搬送される鋼板の搬送時の挙動を検出する方法において、
測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当接した前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いるものであって、
前記再反射ターゲットを搬送される鋼板上の所定箇所に設置する再反射ターゲット設置工程と、再反射ターゲットが設置された前記鋼板を、前記ロールによって搬送して、搬送中の前記鋼板上の所定箇所の座標を随時取得する座標取得工程と、該座標取得工程で取得された座標に基づいて前記鋼板の蛇行の発生位置と蛇行量を求めることで鋼板挙動を検出する鋼板挙動検出工程とを備えたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記再反射ターゲット設置工程は、前記再反射ターゲットを前記鋼板の搬送方向の前部と後部の２箇所に設置し、
前記座標取得工程は、前記２個の再反射ターゲットのそれぞれについて３次元レーザトラッカーによって座標を取得し、
前記鋼板挙動検出工程は、各３次元レーザトラッカーの座標を共通の座標上で比較することにより前記鋼板の回転移動量を検出することを特徴とするものである。

本発明においては、３次元レーザトラッカーを用いると共に、再反射ターゲットを搬送される鋼板上の所定箇所に設置する再反射ターゲット設置工程と、再反射ターゲットが設置された前記鋼板を、前記ロールによって搬送して、搬送中の前記鋼板上の所定箇所の座標を随時取得する座標取得工程と、該座標取得工程で取得された座標に基づいて前記鋼板の蛇行の発生位置と蛇行量を求めることで鋼板挙動を検出する鋼板挙動検出工程とを備えたことにより、搬送されている鋼板の蛇行の発生位置と発生量を精度よく検出することができ、適切な修理等を行うことが可能となる。

本実施の形態１に係る搬送鋼板挙動検出方法の工程の説明図である。 本実施の形態１に係る搬送鋼板挙動検出方法における座標取得工程の説明図である。 本実施の形態１に係る搬送鋼板挙動検出方法における再反射ターゲットの設置方法の説明図である。 本実施の形態１における鋼板挙動検出工程を説明するグラフである。 本実施の形態２に係る搬送鋼板挙動検出方法における座標取得工程の説明図である。 本実施の形態２に係る再反射ターゲットの設置位置の説明図である。 本実施の形態２における鋼板挙動検出工程を説明するグラフである。

［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る搬送鋼板挙動検出方法は、３次元レーザトラッカー１（図２参照）を用いるものであって、図１に示すように、再反射ターゲット設置工程と、座標取得工程と、鋼板挙動検出工程とを備えている。
まず、３次元レーザトラッカー１について説明し、その後で本発明の各工程を説明する。

＜３次元レーザトラッカー＞
３次元レーザトラッカー１は、特許文献３にも記載されているように、測定対象物に再反射ターゲット３の球面部を当接して、再反射ターゲット３にレーザ光を照射して、その反射光から測定対象物の空間座標を求めるものである。
再反射ターゲット３は、入射したレーザ光を入射方向に反射する構造になっている。

このような３次元レーザトラッカー１による測定は一般的に以下のように行う。
測定対象物の近傍に３次元レーザトラッカー１を設置し、再反射ターゲット３の球面部を測定対象物の表面に当接させる。そして、３次元レーザトラッカー１からレーザ光を再反射ターゲット３に向けて出射し、再反射ターゲット３で反射した光を再び３次元レーザトラッカー１で受け取る。このときのエンコーダの値とレーザ干渉計の値とから、再反射ターゲット３が当接している測定対象物の空間座標（３次元位置情報）を得る。空間座標の取得や、取得された空間座標に基づく演算等は、３次元レーザトラッカー１に付随するＰＣ（パーソナルコンピュータ）１５（図５参照）が所定のプログラムを実行することで実現される各手段によって行われる。

再反射ターゲット３を移動する物体に設置した場合、３次元レーザトラッカー１は再反射ターゲット３の移動に追従してレーザ光の照射をして、３次元位置情報を取得することができる。

なお、以下の説明において、３次元レーザトラッカー１による空間座標の取得は、特に説明しないが上述した操作によって行うものである。

＜再反射ターゲット設置工程＞
再反射ターゲット設置工程は、再反射ターゲット３を搬送される鋼板５上の所定箇所に設置する工程である。
再反射ターゲット３の設置方法としては、例えば図３に示すように、鋼板５上にネスト７を置き、ネスト７上に再反射ターゲット３を置く。そして、ネスト７と鋼板５、ネスト７と再反射ターゲット３をそれぞれ接着剤９で固定する。

なお、再反射ターゲット３を設置する所定箇所としては、鋼板５の搬送方向前部又は後部が好ましいが、鋼板５の端部に近すぎると搬送中に鋼板５が撓むため、例えば最先端、最後端から１ｍ程度離すのが好ましい。本実施の形態では、鋼板の後端から１ｍ前方側で、幅方向の端から１ｍ内側の位置に再反射ターゲット３を設置した。

＜座標取得工程＞
座標取得工程は、再反射ターゲット３が設置された鋼板５を、図２に示すように、搬送ロール１１及びピンチロール１３（No.1PR、No.2PR、No.3PR、No.4PR）によって搬送して、搬送中の鋼板５上の所定箇所の座標を随時取得する工程である。
具体的には、図２に示すように、鋼板５と共に移動する再反射ターゲット３に３次元レーザトラッカー１からレーザ光を照射して移動する鋼板５の所定箇所の座標を、例えば所定の移動距離毎（移動間隔）で随時取得する。

＜鋼板挙動検出工程＞
鋼板挙動検出工程は、座標取得工程で取得された座標に基づいて鋼板５の蛇行の発生位置と蛇行量を求めることで鋼板挙動を検出する工程である。
鋼板挙動検出工程においては、例えば搬送方向の位置を横軸とし、蛇行量を縦軸としたグラフを作成することで、蛇行発生箇所と蛇行量を容易に求めることができる。

図４は、鋼板挙動検出工程における上述したグラフの一例を示したものであり、以下、図４に基づいて鋼板挙動検出工程を詳細に説明する。
図４の横軸はライン方向の位置（単位：ｍ）を示しており、横軸上における図中三角印がNo.1PR（ピンチロール）の位置、菱形印がNo.2PR（ピンチロール）、四角印がNo.3PR（ピンチロール）の位置を示している。
また、縦軸は鋼板幅方向のずれ量（単位：ｍｍ）であり、再反射ターゲット３を設置した所定箇所の位置を0.00としている。
さらに、図４においては、搬送されている鋼板５を二点鎖線で示しており、鋼板５の全長は１３ｍで、後端から１ｍの位置に再反射ターゲット３を設置している。

図４に示されるように、鋼板５の所定位置（再反射ターゲット３が設置された位置）が０ｍのときに、鋼板５の先端は１２ｍの位置、すなわちNo.3PRに乗る位置にある。その後、搬送が進むにしたがってずれ量が大きくなり、最大で５ｍｍのずれが発生していることが分かる。その後、再反射ターゲット３がNo.3PRを過ぎると蛇行量は減少傾向に転じている。
このことから、No.3PRに問題があると判断して装置の点検をしたところ、No.3PRに摩耗やプレート取付ボルトの弛みが確認された。そこで、No.3PRの補修を実施したところ、それ以後は蛇行が発生しなかった。

以上のように、本実施の形態によれば、鋼板５の蛇行の発生位置と発生量を的確に把握することができ、適切な修理等を行うことが可能となる。
つまり、本実施の形態によれば、全ての搬送ロール１１、ピンチロール１３についてロール軸芯のずれを測定する必要がないので、迅速な測定ができる。また、蛇行発生箇所が特定できれば、当該発生箇所にあるロール軸芯のずれ等の検査をし、仮に搬送ロール１１又はピンチロール１３に問題がない場合には他の蛇行原因を探るきっかけとなり、この意味でも適切な修理を行うことができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、再反射ターゲット３を鋼板５の後部に１個設置した例であった。
再反射ターゲット３が１個の場合、鋼板５の移動量や横ずれについては計測することができるが、鋼板５の回転や、鋼板５の前部と後部の同時測定を行うことができない。
換言すれば、鋼板５の前部と後部を同時測定すれば、鋼板５の回転発生箇所が把握でき、強いては蛇行発生原因となっているロールを精度よく把握できる。

そこで、本実施の形態では、鋼板５の回転や鋼板５の前部と後部の同時測定を可能にするため、再反射ターゲット設置工程で、再反射ターゲット３を鋼板５の搬送方向の前部と後部の２箇所に設置し（図６参照）、座標取得工程では、２個の再反射ターゲット３のそれぞれについて３次元レーザトラッカー１によって座標を取得し（図５参照）、鋼板挙動検出工程では、各３次元レーザトラッカー１の座標を共通の座標上で比較することにより鋼板５の回転移動量を検出する（図７参照）ことを特徴とするものである。

なお、本実施の形態の再反射ターゲット設置工程では、図６に示すように、鋼板５の前端と後端から内側に１ｍ入り、幅方向から１ｍ内側に入った位置にそれぞれ再反射ターゲット３を設置した。
また、座標取得工程では、図５に示すように、各３次元レーザトラッカー１によって、鋼板所定位置の座標が取得され、各ＰＣ１５に入力される。

図７は、本実施の形態の鋼板挙動検出工程における上述したグラフの一例を示したものであり、図７に基づいて鋼板挙動検出工程を詳細に説明する。
図７の横軸と縦軸は実施の形態１と同様である。すなわち、横軸はライン方向の位置（単位：ｍ）であり、図中三角印がNo.1PR（ピンチロール）の位置、菱形印がNo.2PR（ピンチロール）、四角印がNo.3PR（ピンチロール）の位置を示している。また、縦軸は鋼板幅方向のずれ量（単位：ｍｍ）であり、再反射ターゲット３を設置した所定箇所の位置を0.00としている。

図７のグラフを見ると、前端側のグラフ及び後端側の各グラフから鋼板にずれが発生していることが分かり、また前端側と後端側のグラフの同位置におけるずれ量が異なっていることから鋼板５がライン方向に対してわずかに回転していることが分かる。
このように、再反射ターゲット３を２個用いることによって、搬送中の鋼板５の回転の有無と回転量を求めることができ、より的確に搬送する鋼板５の挙動を検知することができる。結果として、どこで蛇行が発生しているかをより精度よく把握することができる。

１ ３次元レーザトラッカー
３ 再反射ターゲット
５ 鋼板
７ ネスト
９ 接着剤
１１ 搬送ロール
１３ ピンチロール
１５ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）

Claims (2)

1. ロール上を搬送される鋼板の搬送時の挙動を検出する方法において、
   測定対象物に再反射ターゲットを当接して、該再反射ターゲットにレーザ光を照射して、その反射光から再反射ターゲットを当接した前記測定対象物の空間座標を求める３次元レーザトラッカーを用いるものであって、
   前記再反射ターゲットを搬送される鋼板上の所定箇所に設置する再反射ターゲット設置工程と、
   再反射ターゲットが設置された前記鋼板を、前記ロールによって搬送して、搬送中の前記鋼板上の所定箇所の座標を随時取得する座標取得工程と、
   該座標取得工程で取得された座標に基づいて前記鋼板の蛇行の発生位置と蛇行量を求めることで鋼板挙動を検出する鋼板挙動検出工程とを備えたことを特徴とする搬送鋼板挙動検出方法。
2. 前記再反射ターゲット設置工程は、前記再反射ターゲットを前記鋼板の搬送方向の前部と後部の２箇所に設置し、
   前記座標取得工程は、前記２個の再反射ターゲットのそれぞれについて３次元レーザトラッカーによって座標を取得し、
   前記鋼板挙動検出工程は、各３次元レーザトラッカーの座標を共通の座標上で比較することにより前記鋼板の回転移動量を検出することを特徴とする請求項１記載の搬送鋼板挙動検出方法。