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技術 金属帯のコイル内径自動測定装置

出願人 日新製鋼株式会社
発明者 岡野正樹
出願日 1994年12月27日 (26年0ヶ月経過) 出願番号 1994-325510
公開日 1996年7月12日 (24年5ヶ月経過) 公開番号 1996-178644
状態 特許登録済
技術分野 測定手段を特定しない測長装置 巻取り、巻戻し、材料蓄積装置
主要キーワード リール直径 湾曲セグメント 製造指令 拡縮移動 張力増加 直接出荷 硬質ゴム製 コイル製品
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年7月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

コイル内径オンライン自動測定が可能な金属帯のコイル内径自動測定装置を提供する。

構成

コイル内径自動測定装置10は、巻付信号発生手段21と、巻取りリール17の回転数を検出する回転数検出手段22と、金属帯11の走行長さを検出する走行長さ検出手段23と、演算手段24とを含む。巻付信号発生手段21は、巻取りリール17またはスリーブ20へ金属帯11が巻付けられたとき、巻付開始信号を発生する。演算手段24は、巻付開始時以降の回転数検出手段22と走行長さ検出手段23の出力から金属帯のコイル内径を算出することができる。これによってコイル内径自動測定装置10はコイル内径のオンライン自動測定を行うことができるので、コイル内径の製造指令値と製造実績値とを比較することが可能となり、コイル内径に関する異材出荷が確実に防止される。

概要

背景

金属帯、たとえば冷間圧延鋼帯溶融めっき鋼帯および電気めっき鋼帯等は、コイル状の製品として需要家に出荷されることが多い。コイル製品コイル内径は、需要家によって指定される製品仕様の1項目であり、通常複数種類設定されているコイル内径の中から指定される。製造時におけるコイル内径の設定変更は、巻取りリールゴムスリーブ(以下、スリーブという)を装着することによって行われる。装着されるスリーブの外径は、指定されたコイル内径と一致するように選定される。

図4は、巻取りリールにスリーブを装着して金属帯を巻取っている状況を示す斜視図である。巻取りリール4は、たとえば特開昭60−130418号公報に開示されているように拡縮型の巻取りリールであり、リール軸2と、その外周面に配置される複数の湾曲セグメント3とを含んで構成される。リール軸2は、軸線方向に摺動して、湾曲セグメント3を半径方向に拡縮移動させ、巻取りリール4のリール直径を拡縮することができる。スリーブ5は、硬質ゴム製部材であり、通常ゴム硬度Hs45〜50のものが使用される。またスリーブ5は、巻取りリール4のリール直径を縮小した状態で巻取りリール4に挿入され、リール直径を拡大して巻取りリール4に固定される。スリーブ5は弾性材料であるので、前記固定状態においては、スリーブ5の外径もリール直径とともに拡大する。金属帯1は、スリーブ5の外周面にコイル状に巻取られ、巻取り後、リール直径が縮小される。これによって、スリーブ5の外径もリール直径とともに縮小するので、金属帯1は巻取りリール4およびスリーブ5から取外される。

このようにコイル内径は、巻取りリール4のリール直径や使用したスリーブ5の外径と一致する。このため従来技術では、コイル内径を実測することなく、巻取りリール4やスリーブ5の使用実績に基づき、それらの値をコイル内径の製造実績値として用いるコイル内径の入力方法が採用されている。

概要

コイル内径のオンライン自動測定が可能な金属帯のコイル内径自動測定装置を提供する。

コイル内径自動測定装置10は、巻付信号発生手段21と、巻取りリール17の回転数を検出する回転数検出手段22と、金属帯11の走行長さを検出する走行長さ検出手段23と、演算手段24とを含む。巻付信号発生手段21は、巻取りリール17またはスリーブ20へ金属帯11が巻付けられたとき、巻付開始信号を発生する。演算手段24は、巻付開始時以降の回転数検出手段22と走行長さ検出手段23の出力から金属帯のコイル内径を算出することができる。これによってコイル内径自動測定装置10はコイル内径のオンライン自動測定を行うことができるので、コイル内径の製造指令値と製造実績値とを比較することが可能となり、コイル内径に関する異材出荷が確実に防止される。

目的

本発明の目的は、前記状況に鑑み、コイル内径に関する異材出荷を確実に防止するために、コイル内径のオンライン自動測定が可能な金属帯のコイル内径自動測定装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

巻取りリールまたは巻取りリールに装着されたスリーブへの金属帯の巻付開始信号を発生する巻付信号発生手段と、巻取りリールの回転数を検出する回転数検出手段と、金属帯の走行長さを検出する走行長さ検出手段と、巻付開始時以降の巻取りリールの回転数と、金属帯の走行長さとによって、金属帯のコイル内径演算して算出する演算手段とを含むことを特徴とする金属帯のコイル内径自動測定装置

請求項2

前記演算手段は、算出されたコイル内径の大小に応じて複数種類のコイル内径の分類に分ける手段を備えることを特徴とする請求項1記載の金属帯のコイル内径自動測定装置。

技術分野

0001

本発明は、金属帯オンラインコイル内径自動測定装置に関する。

背景技術

0002

金属帯、たとえば冷間圧延鋼帯溶融めっき鋼帯および電気めっき鋼帯等は、コイル状の製品として需要家に出荷されることが多い。コイル製品のコイル内径は、需要家によって指定される製品仕様の1項目であり、通常複数種類設定されているコイル内径の中から指定される。製造時におけるコイル内径の設定変更は、巻取りリールゴムスリーブ(以下、スリーブという)を装着することによって行われる。装着されるスリーブの外径は、指定されたコイル内径と一致するように選定される。

0003

図4は、巻取りリールにスリーブを装着して金属帯を巻取っている状況を示す斜視図である。巻取りリール4は、たとえば特開昭60−130418号公報に開示されているように拡縮型の巻取りリールであり、リール軸2と、その外周面に配置される複数の湾曲セグメント3とを含んで構成される。リール軸2は、軸線方向に摺動して、湾曲セグメント3を半径方向に拡縮移動させ、巻取りリール4のリール直径を拡縮することができる。スリーブ5は、硬質ゴム製部材であり、通常ゴム硬度Hs45〜50のものが使用される。またスリーブ5は、巻取りリール4のリール直径を縮小した状態で巻取りリール4に挿入され、リール直径を拡大して巻取りリール4に固定される。スリーブ5は弾性材料であるので、前記固定状態においては、スリーブ5の外径もリール直径とともに拡大する。金属帯1は、スリーブ5の外周面にコイル状に巻取られ、巻取り後、リール直径が縮小される。これによって、スリーブ5の外径もリール直径とともに縮小するので、金属帯1は巻取りリール4およびスリーブ5から取外される。

0004

このようにコイル内径は、巻取りリール4のリール直径や使用したスリーブ5の外径と一致する。このため従来技術では、コイル内径を実測することなく、巻取りリール4やスリーブ5の使用実績に基づき、それらの値をコイル内径の製造実績値として用いるコイル内径の入力方法が採用されている。

発明が解決しようとする課題

0005

先行技術である前記コイル内径測定法には、次のような問題がある。コイル内径の設定変更を行うときには、スリーブ5の装着や交換が行われるけれども、スリーブ5の装着や交換は人を介して行われるので、人為的なミスによって製造指令と異なるスリーブ5を巻取りリール4に装着し、製造指令と異なるコイル内径のコイル製品を製造するおそれがある。またコイル内径の製造実績入力は、これまで自動取込みの方法がなく、オペレータ手入力によって行われているので、製造指令どおりに製造を行ったと誤認しているオペレータは、現物コイルのコイル内径とは異なる製造指令どおりのコイル内径を入力することがある。

0006

このように従来技術では、需要家にコイル内径の異なるコイル製品が出荷される恐れがあるので、さらに人の介在する最終の出荷点検が行われ、異材出荷防止が図られている。前記最終の出荷点検は、コイル内径に関する異材出荷を防止するためには、有効な方法であるけれども、人が介在するので、さらに完璧を期するには人の介在しないコイル内径に関する異材出荷防止体制を確立することが望ましい。すなわち需要家に直結する直接出荷ラインにおいて、コイル内径をオンラインで自動的に測定して、コイル内径実績値を自動的に取込み、製造実績値と製造指令値とを比較して異材出荷を防止する異材出荷防止体制の確立が望まれる。このため、従来からそれを実現するために必要なコイル内径をオンラインで自動的に測定することのできるコイル内径自動測定装置の開発が要望されている。

0007

本発明の目的は、前記状況に鑑み、コイル内径に関する異材出荷を確実に防止するために、コイル内径のオンライン自動測定が可能な金属帯のコイル内径自動測定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

本発明は、巻取りリールまたは巻取りリールに装着されたスリーブへの金属帯の巻付開始信号を発生する巻付信号発生手段と、巻取りリールの回転数を検出する回転数検出手段と、金属帯の走行長さを検出する走行長さ検出手段と、巻付開始時以降の巻取りリールの回転数と、金属帯の走行長さとによって、金属帯のコイル内径を演算して算出する演算手段とを含むことを特徴とする金属帯のコイル内径自動測定装置である。また本発明の演算手段は、算出されたコイル内径の大小に応じて、複数種類のコイル内径の分類に分ける手段を備えることを特徴とする。

0009

本発明に従えば、巻取りリールまたは巻取りリールに装着されたスリーブへの金属帯の巻付開始信号を巻付信号発生手段から発生し、その信号に応答して巻付開始後の巻取りリールの回転数を回転数検出手段によって検出し、巻取りリールの回転数に対応する金属帯の走行長さを走行長さ検出手段によって検出し、それらを用いて演算手段によって金属帯のコイル内径を演算して算出することができる。これによって、コイル内径のオンライン自動測定を行うことができるので、コイル内径の製造指令値と製造実績値とを比較することが可能となり、コイル内径に関する異材出荷が確実に防止される。

0010

また本発明に従えば、算出されたコイル内径は、その大小に応じて演算手段によって複数種類のコイル内径の分類に分けられ、その分類に含まれるコイル内径は、全て分類代表値の示すコイル内径であると判断される。これによって算出されるコイル内径の算出精度は、該当する分類から外れない精度が確保されればよいので、高精度でなくてもよい。このため巻付開始信号発生手段、回転数検出手段および走行長さ検出手段は高精度品を用いなくても、コイル内径は正確かつ確実に測定される。

0011

図1は、本発明の一実施例であるコイル内径自動測定装置の全体構成を示すブロック図である。図1には、コイル内径自動測定装置10を備える調質圧延設備12の簡略化された構成も併せて示す。

0012

冷間圧延鋼帯などである金属帯11は、ペイオフリール13から巻戻され、入側ブライドルロール14を経て、調質圧延機15によって調質圧延され、出側ブライドルロール16を介して、巻取りリール17によって巻取られる。巻取りリール17の構成は、前記巻取りリール4の構成と同一である。巻取りに際しては、金属帯11の先端部が巻取りリール17にベルトラッパ18によって案内されて巻付けられる。金属帯11の先端部が巻取りリール17に、たとえば2〜3巻巻付けられた後には、ベルトラッパ18はオペレータの操作によって矢符19方向に巻取りリール17から離反する。また巻取りリール17には、弾性材料、たとえば硬質ゴムからなる円筒状のスリーブ20がコイル内径を変更するために装着される場合がある。

0013

コイル内径自動測定装置10は、巻付信号発生手段21と、巻取りリール17の回転数を検出する回転数検出手段22と、金属帯11の走行長さを検出する走行長さ検出手段23と、演算手段24とを含む。

0014

巻付信号発生手段21は、巻取りリール17またはスリーブ20に金属帯11が巻付けられたとき、巻付開始信号を発生する装置である。すなわち、前記巻付開始信号は、ベルトラッパ18をオペレータが巻取りリール17から離反させる操作をしたとき、または巻取りリール17の駆動モータ28の電流値が巻付開始後の張力増加に対応して予め定める値を越えたとき、のいずれかのタイミングで出力される。巻付開始信号は、巻付信号発生手段21から演算手段24へ出力される。なおベルトラッパ18の離反操作は、前述のように金属帯11が2〜3巻巻取りリール17に巻付けられた後に行われるけれども、後述のように検出精度上の問題は生じない。

0015

回転数検出手段22は、巻取りリール17に設けられたパルス発生器25とパルスカウンタ26とを含む。パルス発生器25は、巻取りリール17が1回転する毎に予め定める数のパルスを発生するので、パルスカウンタ26のカウント値から巻取りリール17の回転数を検出することができる。パルスカウンタ26の巻取りリール17の回転数を示すカウント値は、演算手段24へ出力される。

0016

走行長さ検出手段23は、出側ブライドルロール16に設けられたパルス発生器27とパルスカウンタ26とを含む。パルス発生器27は、金属帯11が予め定める一定長さだけ走行するたび毎にパルスを発生するので、パルスカウンタ26のカウント値から金属帯11の走行長さを検出することができる。パルスカウンタ26の金属帯11の走行長さを示すカウント値は演算手段24へ出力される。

0017

演算手段24は、たとえばマイクロコンピュータなどによって実現され、巻付開始時以降の回転数検出手段22と走行長さ検出手段23との出力から金属帯11のコイル内径を演算して算出することができる。また演算手段24は、算出されたコイル内径をその大小に応じて複数種類のコイル内径の分類に分けることができる。

0018

図2はコイル内径自動測定装置の動作を示すフローチャートであり、図3はコイル内径算出式導出するための説明図である。ステップs1では、初期条件の設定が行われる。初期条件としては、金属帯11の板厚t、複数種類のスリーブ20の外径(以後スリーブ外径と記す)たとえばd1,d2、巻取りリール拡大時のリール直径d3 などが設定される。金属帯11の板厚tとしては、製造指令値が用いられ、その値はたとえば1.0mmである。スリーブ外径は、需要家の要求コイル内径に対応して設定され、通常複数種類たとえばd1=610mm,d2=530mmなどに設定される。巻取りリール拡大時のリール直径d3 は、需要家の要求コイル内径の1つとして設定され、通常最も要求の多いコイル内径、たとえば508mmに設定される。

0019

ステップs2では、前記巻付開始信号が巻付信号発生手段21から出力されるか否かが判断される。巻付開始信号が出力されなければ、出力されるまで待機する。金属帯11の巻取りリール17またはスリーブ20への巻付けが開始されて巻付開始信号が出力されれば、ステップs3に進む。

0020

ステップs3では、巻取りリール17に設けられているパルス発生器25から発生されるパルスが計数される。発生パルスの計数は、巻付開始信号の出力に応答して行われる。前述のように巻取りリール17の1回転毎に発生するパルス数が予め定められているので、発生パルスを計数することによって、巻取りリールの回転数nを検出することができる。

0021

ステップs4では、出側ブライドルロール16に設けられているパルス発生器27から発生されるパルスのカウント数がパルス発生器25から発生されるパルスのカウント数に対応して計数される。前述のようにパルス発生器27は、金属帯11が予め定める一定長さだけ走行するたび毎にパルスを発生するので、発生パルスを計数することによって巻取りリール17の回転数nに対応した金属帯11の走行長さLを検出することができる。

0022

ステップs5では、検出された巻取りリール17の回転数nが予め定める回転数n0 以上であるか否かが判断される。本実施例のコイル内径測定装置10は、後述のようにコイルの全長にわたって測定しなくてもコイル内径を測定することができる。しかしながらコイル内径の測定精度は、巻取りリールの回転数nが大きくなるほど向上する。このため、前記予め定める回転数n0 は、必要なコイル内径の測定精度に合わせて設定される。ステップs5において、検出された巻取りリール17の回転数nが予め定める回転数n0 以上であればステップs6に進む。また検出された巻取りリール17の回転数nが予め定める回転数n0 未満であればステップs3に戻る。

0023

ステップs6では、演算手段24によってコイル内径Dが算出される。コイル内径Dの算出式は、図3に示すように導出される。巻取りリール17がn回転するとき、金属帯11の走行長さをL、板厚をtとすれば、コイル外径D1はD+2ntとなる。また巻取られたコイルの軸直角断面断面積図3斜線部)は、コイル内径Dと、走行長さLとを用いて別々に求められるので、次式(1)が成立する。

0024

0025

(1)式を、展開すれば、コイル内径Dの算出式(2)が求められる。

0026

0027

このように本実施例によれば、コイル内径Dは、前記巻取りリール17の回転数nと、それに対応する前記金属帯11の走行長さLとを用いてコイルの全長にわたって測定しなくても容易に算出することができる。なお前記予め定める巻取りリール17の回転数n0 としては、たとえば10回転が用いられる。コイル内径Dの算出後、ステップs6に進む。ステップs6以降は、演算手段24が算出されたコイル内径を、その大小に応じて複数種類のコイル内径の分類に分け、コイル内径を決定する動作を示している。

0028

ステップs7では、算出されたコイル内径がスリーブ外径d2 以上であるか否かが判断される。算出されたコイル内径がスリーブ外径d2 未満であれば、ステップs8に進み、コイル内径はd2 未満の分類に含まれるものと判断される。またd2 未満の分類に含まれるコイル内径は、全て分類代表値の示すコイル内径であると判断される。この分類の分類代表値は、巻取りリール17の拡大時のリール直径d3 、たとえば508mmである。なおこの分類においては、巻取時スリーブ20は用いられない。またステップs7において、算出されたコイル内径がスリーブ外径d2 以上であれば、ステップs9に進む。

0029

ステップs9では、算出されたコイル内径がスリーブ外径d1 以上であるか否かが判断される。算出されたコイル内径がスリーブ外径d1 未満であれば、ステップs10に進み、コイル内径はd2 以上d1 未満の分類に含まれるものと判断される。またこの分類に含まれるコイル内径は、全て分類代表値であるスリーブ外径d2 、たとえば530mmであると判断される。またステップs9において、算出されたコイル内径がスリーブ外径d1 以上であれば、ステップs11に進む。

0030

ステップs11では、コイル内径はd1 以上の分類に含まれると判断される。またこの分類に含まれるコイル内径は、全て分類代表値であるスリーブ外径d1、たとえば610mmであると判断される。

0031

このように本実施例によれば、コイル内径のオンライン自動測定を行うことができるので、コイル内径データが自動的に取込まれ、コイル内径の製造指令値と製造実績値とを比較することが可能となり、コイル内径に関する異材出荷が確実に防止される。また算出されるコイル内径は、その大小に応じて複数種類たとえば3種類のコイル内径の分類に分けられ、その分類に含まれるコイル内径は、全て分類代表値の示すコイル内径であると判断される。これによって算出されるコイル内径の算出精度は、該当する分類から外れない精度が確保されればよいので、高精度でなくてもよい。このため巻付開始信号発生手段21、回転数検出手段22および走行長さ検出手段23は高精度品を用いなくても、コイル内径が正確かつ確実に測定される。

0032

なお本実施例のコイル内径自動測定装置10は、調質圧延設備12ばかりでなく、溶融めっき設備、電気めっき設備蒸着めっき設備、連続焼鈍設備、その他需要家への直接出荷設備などにも好適に適用することができる。

発明の効果

0033

以上のように本発明によれば、コイル内径のオンライン自動測定を行うことができるので、コイル内径の製造指令値と製造実績値とを比較することが可能となり、コイル内径に関する異材出荷が確実に防止される。このため品質保証体制に関する需要家の信頼性が大幅に向上する。

0034

また本発明によれば、巻付開始信号発生手段、回転数検出手段および走行長さ検出手段は高精度品を用いなくても、コイル内径が正確かつ確実に測定される。このためコイル内径自動測定装置の信頼性が大幅に向上するとともに、その設備費や補修費が大幅に低減される。

図面の簡単な説明

0035

図1本発明の一実施例であるコイル内径自動測定装置の全体構成を示すブロック図である。
図2コイル内径自動測定装置の動作を示すフローチャートである。
図3コイル内径算出式を導出するための説明図である。
図4巻取りリールにスリーブを装着して金属帯を巻取っている状況を示す斜視図である。

--

0036

1,11金属帯
4,17巻取りリール
5,20スリーブ
10コイル内径自動測定装置
12調質圧延設備
15調質圧延機
16 出側ブライドルロール
18ベルトラッパ
21 巻付信号発生手段
22回転数検出手段
23走行長さ検出手段
24演算手段
25,27パルス発生器
26 パルスカウンタ

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