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技術 丸棒の本数計数装置および本数計数方法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 岩田輝久桜井智康
出願日 2015年1月21日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2015-009437
公開日 2016年7月25日 (4年9ヶ月経過) 公開番号 2016-134074
状態 特許登録済
技術分野 物品の計数
主要キーワード 移動平均処理後 測定時間毎 通過パターン 表面プロフィール 丸棒鋼 S同士 駆動距離 目標数
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(2016年7月25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 (17)

課題

丸棒鋼等の丸棒の本数を高い精度で計数することができる丸棒の本数計数装置および本数計数方法を提供すること。

解決手段

丸棒を丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送する搬送部10と、搬送部10にて搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられ、通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定する2台の距離計11a,11bと、距離計11a,11bの測定結果から2台の距離計11a,11bの間を通過する丸棒の厚みを算出し、算出された厚みに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数する制御部12とを有する。

概要

背景

丸棒鋼の製造工程では、製造された丸棒鋼を計数し、所定の本数の束に結束する処理が行われる。丸棒鋼の計数方法としては、投受光センサを用いた計数方法や、距離計を用いた計数方法等がある。
投受光式センサを用いた計数方法では、丸棒鋼の搬送経路を挟んで投光器および受光器を設け、受光器の受光・非受光の検出結果から丸棒鋼の本数を計数する方法が知られている。また、距離計を用いた計数方法では、上方に距離計が設けられたスキッド上に多数の丸棒鋼を水平状態横置きし、丸棒鋼を転動させながら、距離計で丸棒鋼の表面プロフィールを作成し、作成されたプロフィール微分処理することで丸棒鋼の本数を計数する方法が知られている(例えば、特許文献1)。

概要

丸棒鋼等の丸棒の本数を高い精度で計数することができる丸棒の本数計数装置および本数計数方法を提供すること。丸棒を丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送する搬送部10と、搬送部10にて搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられ、通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定する2台の距離計11a,11bと、距離計11a,11bの測定結果から2台の距離計11a,11bの間を通過する丸棒の厚みを算出し、算出された厚みに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数する制御部12とを有する。

目的

本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、丸棒鋼等の丸棒の本数を高い精度で計数することができる丸棒の本数計数装置および本数計数方法を提供する

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

丸棒を該丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送する搬送部と、前記搬送部にて搬送される前記丸棒の搬送経路を挟んで設けられ、通過する前記丸棒までの距離をそれぞれ測定する2台の距離計と、前記距離計の測定結果から2台の前記距離計の間を通過する前記丸棒の厚みを算出し、算出された前記厚みに基づいて、搬送される前記丸棒の本数を計数する制御部とを有することを特徴とする丸棒の本数計数装置

請求項2

前記制御部は、算出された前記厚みから、前記距離計の測定時間または前記丸棒の搬送距離に対する前記厚みのプロフィールを作成し、前記プロフィールに急変箇所があるか否かを判断し、前記プロフィールに急変箇所がある場合には、前記プロフィールを分割処理し、前記プロフィールのうち、前記厚みが前記丸棒の直径よりも小さい第1の厚み閾値以上となる領域、および前記厚みが前記直径よりも大きな第2の厚み閾値以上となる領域の長さに応じて前記丸棒の本数を計数し、前記プロフィールに急変箇所がない場合には、前記プロフィールのうち前記厚みが前記第1の厚み閾値以上となる領域の長さに応じて前記丸棒の本数を計数することを特徴とする請求項1に記載の丸棒の本数計数装置。

請求項3

前記制御部は、前記搬送部の前記丸棒の搬送動作を制御し、前記丸棒の計数された本数の合計数が目標以上となった場合に、前記搬送動作を停止することを特徴とする請求項1または2に記載の丸棒の本数計数装置。

請求項4

前記搬送部は、前記丸棒を長手方向に垂直、且つ水平面に対して傾きを持って搬送し、2台の前記距離計は、鉛直方向に対して傾きを持って並んで設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の丸棒の本数計数装置。

請求項5

丸棒を該丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送し、搬送される前記丸棒の搬送経路を挟んで設けられる2台の距離計を用いて、前記距離計の間を通過する前記丸棒までの距離をそれぞれ測定し、前記距離計の測定結果から2台の前記距離計の間を通過する前記丸棒の厚みを算出し、算出された前記厚みに基づいて、搬送される前記丸棒の本数を計数することを特徴とする丸棒の本数計数方法

技術分野

0001

本発明は、丸棒鋼等の本数を計数する丸棒の本数計数装置および本数計数方法に関する。

背景技術

0002

丸棒鋼の製造工程では、製造された丸棒鋼を計数し、所定の本数の束に結束する処理が行われる。丸棒鋼の計数方法としては、投受光センサを用いた計数方法や、距離計を用いた計数方法等がある。
投受光式センサを用いた計数方法では、丸棒鋼の搬送経路を挟んで投光器および受光器を設け、受光器の受光・非受光の検出結果から丸棒鋼の本数を計数する方法が知られている。また、距離計を用いた計数方法では、上方に距離計が設けられたスキッド上に多数の丸棒鋼を水平状態横置きし、丸棒鋼を転動させながら、距離計で丸棒鋼の表面プロフィールを作成し、作成されたプロフィール微分処理することで丸棒鋼の本数を計数する方法が知られている(例えば、特許文献1)。

先行技術

0003

特開2005−157960号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、投受光式センサを用いた計数方法では、複数の丸棒鋼が接触した状態で投受光式センサを通過する場合、丸棒鋼間に隙間が生じないため、複数の丸棒鋼を一本の丸棒鋼として計数してしまう。このため、丸棒鋼の本数を高い精度で計数することができなかった。
また、特許文献1に記載の距離センサを用いた計数方法では、丸棒鋼が撓んで垂れた場合や重なった場合、曲がりが大きく丸棒鋼が浮き上がった場合等において、正常な表面プロフィールを得ることができない可能性があった。このため、丸棒鋼の挙動や形状によって、微分値が不安定となることで、丸棒鋼の本数を高い精度で計数することができない場合があった。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、丸棒鋼等の丸棒の本数を高い精度で計数することができる丸棒の本数計数装置および本数計数方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る丸棒の本数計数装置は、丸棒を丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送する搬送部と、搬送部にて搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられ、通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定する2台の距離計と、距離計の測定結果から2台の距離計の間を通過する丸棒の厚みを算出し、算出された厚みに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数する制御部とを有することを特徴とする。

0006

また、本発明の一態様に係る丸棒の本数計数方法は、丸棒を丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に長手方向に垂直な方向に搬送し、搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられる2台の距離計を用いて、距離計の間を通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定し、距離計の測定結果から2台の距離計の間を通過する丸棒の厚みを算出し、算出された厚みに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数することを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明に係る丸棒の本数計数装置および本数計数方法によれば、丸棒鋼等の丸棒の本数を高い精度で計数することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の一実施形態に係る丸棒鋼の本数計数装置を示す構成図である。
丸棒鋼の製造設備を示す構成図である。
本数計数装置の一部を示す平面図である。
本数計数装置の一部を示す側面図である。
第1および第2の距離計による測定方法を示す説明図である。
複数の丸棒鋼が接触して搬送される状態を示す側面図である。
第1および第2の距離計を通過する丸棒鋼の状態を示す説明図である。 (A)一本の丸棒鋼が通過する状態を示す説明図である。 (B)二本の丸棒鋼が距離計の測定方向に対して重なりを持たずに通過する状態を示す説明図である。 (C)二本の丸棒鋼が距離計の測定方向に対して小さな重なりを持って通過する状態を示す説明図である。 (D)二本の丸棒鋼が距離計の測定方向に対して大きな重なりを持って通過する状態を示す説明図である。
本発明の一実施形態に係る丸棒鋼の本数計数方法を示すフローチャートである。
図7(A)の通過状態における厚みのプロフィールを示すグラフである。
図9移動平均処理後の厚みのプロフィールを示すグラフである。
図7(B)の通過状態における、移動平均処理後の厚みのプロフィールを示すグラフである。
図7(C)の通過状態における、移動平均処理後の厚みのプロフィールを示すグラフである。
図12分割処理後の厚みのプロフィールを示すグラフである。
図7(D)の通過状態における、移動平均処理および分割処理後の厚みのプロフィールを示すグラフである。
(A)投受光式センサを用いた計数方法を示す模式図である。 (B)投受光式センサを用いた計数方法による測定結果を示すグラフである。
(A)1台の距離計を用いた計数方法を示す模式図である。 (B)1台の距離計を用いた計数方法による測定結果を示すグラフである。 (C)図16(B)の測定値を微分処理した結果を示すグラフである。

実施例

0009

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、実施形態ともいう)を説明する。ただし、図面は模式的なものであり、平面寸法等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

0010

<本数計数装置の構成>
まず、図1図5を参照して、本発明の一実施形態に係る丸棒の本数計数装置1の構成について説明する。本数計数装置1は、丸棒である丸棒鋼Sの本数を計数する装置であり、図1に示すように搬送部10と、第1の距離計11aと、第2の距離計11bと、制御部12と、記憶部13とを有する。丸棒鋼Sは、図2に示すように、丸棒鋼Sの素材を所定の形状に圧延する圧延装置5と、圧延された丸棒鋼Sの形状等を検査する検査装置6と、搬送される丸棒鋼Sの本数を計数する本数計数装置1と、計数された所定本数の丸棒鋼Sを一つの束に結束する結束装置4を有する製造設備にて製造される。

0011

搬送部10は、検査装置6に接続された搬送装置3の搬送方向下流側に接続され、検査装置6から搬送される丸棒鋼Sを、結束装置4へと丸棒鋼Sが延在する方向に垂直な方向に搬送するチェーンコンベアである。搬送部10は、図3に示すように、y軸方向に並んで設けられる、第1の搬送部10aと第2の搬送部10bとからなる。第1の搬送部10aと第2の搬送部10bとの離間距離は、搬送される丸棒鋼Sの長さよりも短く設けられる。

0012

第1の搬送部10aは、チェーン100aと、一対のプーリ101aと、複数の爪部102aとをそれぞれ有する。チェーン100aは、一対のプーリ101aの外周面に沿って設けられ、いずれか一方のプーリ101aの回転動作によって一対のプーリ101aの外周面に沿って駆動する。一対のプーリ101aは、第1の搬送部10aのx軸方向両端側にそれぞれ一対設けられ、いずれか一方のプーリ101aが不図示のモータ等の駆動手段による駆動力を受けて回転する。また、一対のプーリ101aが対向する方向は、図4に示すように、水平方向となるx軸方向に対して鉛直方向であるz軸方向に傾きを持つようにそれぞれ設けられる。複数の爪部102aは、チェーン100aの外側に突出して設けられる部材であり、チェーン100a上で、丸棒鋼Sが間に収まるように互いに所定距離だけ離間してそれぞれ設けられる。

0013

第2の搬送部10bは、第1の搬送部10aと同様な構造を有し、チェーン100bと、一対のプーリ101bと、複数の爪部102bとをそれぞれ有する。チェーン100bは、一対のプーリ101bの外周面に沿って設けられ、いずれか一方のプーリ101bの回転動作によって一対のプーリ101bの外周面に沿って駆動する。一対のプーリ101bは、第2の搬送部10bのx軸方向両端側にそれぞれ一対設けられ、いずれか一方のプーリ101bが不図示のモータ等の駆動手段による駆動力を受けて回転する。なお、第1の搬送部10aのプーリ101aの回転および第2の搬送部10bのプーリ101bの回転は、同調して行われる。また、一対のプーリ101bが対向する方向は、第1の搬送部10aと同様に、x軸方向に対してz軸方向に傾きを持つようにそれぞれ設けられる。複数の爪部102bは、第1の搬送部10aと同様に、チェーン100bの外側に突出して設けられる。

0014

上記構成の搬送部10は、プーリ101a,101bが回転し、チェーン100a,100bが駆動することで、搬送装置3から搬送される丸棒鋼Sをチェーン100a,100bが丸棒鋼Sの両端側をそれぞれ支持した状態でx軸正方向側へと搬送する。この際、一対のプーリ101a,101bが対向する方向がx軸に対して傾いているため、丸棒鋼Sは、爪部102a,102bの間に収まった状態で、鉛直方向上方であるx軸正方向側に上昇しながら搬送される。丸棒鋼Sがこのように搬送されることで、丸棒鋼S同士がばらけた状態で搬送され易くなる。また、丸棒鋼Sは、x軸正方向側端まで搬送された後、図4に示すように自然落下し、結束装置4へと回収される。

0015

第1および第2の距離計11a,11bは、レーザ距離計であり、搬送部10の搬送方向下流側となるx軸正方向側、且つy軸正方向側に、搬送部10を上下方向、すなわち、丸棒鋼Sの搬送方向および丸棒鋼Sの延在方向に略直行する方向に挟んで設けられる。また、第1および第2の距離計11a,11bは、図5に示す互いの離間距離がL(mm)となるように、第1の距離計11aが搬送部10の下方側、第2の距離計11bが搬送部の上方側にそれぞれ配される。さらに、第1および第2の距離計11a,11bは、対向する方向が、鉛直方向であるz軸方向に対して搬送方向であるx軸方向に傾いて設けられる。上記構成の第1および第2の距離計11a,11bは、第1および第2の距離計11a,11bの間を丸棒鋼Sが通過する際、第1および第2の距離計11a,11bから丸棒鋼Sの表面までの距離L1,L2(mm)を測定する。第1および第2の距離計11a,11bは、距離L1,L2の測定を一定時間おきに連続して行い、測定結果を制御部12へ送信する。

0016

制御部12は、第1および第2の距離計11a,11bから取得する距離L1,L2の測定結果に基づいて、後述する計数方法を用いて丸棒鋼Sの本数を計数する。また、制御部12は、搬送部10の搬送動作を制御し、丸棒鋼Sの計数結果に応じて搬送を停止させたりする。さらに、制御部12は、上位計算機2および記憶部13に接続され、丸棒鋼Sのサイズや結束装置4に搬送する目標本数等の製品情報を上位計算機2から取得し、第1および第2の距離計11a,11bおよび上位計算機2から取得したデータや制御部12にて作成される厚みのプロフィール等のデータを記憶部13に送信する。
記憶部13は、制御部12から取得する上記のデータ等を記憶する。

0017

<丸棒の本数計数方法>
次に、図5図14を参照して、本発明の一実施形態に係る丸棒の本数計数方法について説明する。上記構成の搬送部10では、丸棒鋼S同士がばらけた状態で搬送され易いが、丸棒鋼Sの寸法や形状等によっては、丸棒鋼S同士がばらけた状態とならずに、互いに接触した状態で搬送される場合がある。例えば、図6に示すように、搬送される丸棒鋼S1〜S5のうち、丸棒鋼S2〜S4の3本が互いに接触した状態で搬送される場合がある。この場合、丸棒鋼S3,S4が接触した状態で距離計11a,11b間を通過することとなる。2本の丸棒鋼Sが接触した状態で距離計11a,11b間を通過する場合、二本の丸棒鋼Sが距離計の測定方向に対して重なりを持たずに通過するパターン図7(B))、小さな重なりを持って通過するパターン(図7(C))および大きな重なりを持って通過するパターン(図7(D))の大きく分けて3つのパターンで通過することが考えられる。これに対して、本実施形態の丸棒鋼Sの本数計数方法によれば、上記の3パターンに加え、一本の丸棒鋼Sが通過する(図7(A))のいずれのパターンにおいても丸棒鋼Sの本数を精度よく計数することができる。

0018

まず、図8に示すように、制御部12は、上位計算機2から製品情報を取得する(S100)。製品情報は、製品グループNo、丸棒鋼Sの直径・長さ、結束装置4に搬送する丸棒鋼Sの目標本数を含む。ステップS100では、制御部12は、取得した製品情報に応じて、後述する第1および第2の厚み閾値dt1,dt2、ないし第1および第2の時間閾値Tt1,Tt2をそれぞれ設定し、測定の準備を行う。

0019

次いで、制御部12は、駆動手段に指令を出し、搬送部10のプーリ101a,101bを回転させることで、丸棒鋼Sの搬送を開始する(S102)。搬送部10による丸棒鋼Sの搬送は、一定の搬送速度で行われる。また、ステップS102では、搬送開始と同時に距離計11a,11bによる距離L1,L2の測定が行われる。なお、距離L1,L2の測定において、距離計11a,11b間に丸棒鋼Sがなく測定値が出ない場合には、測定結果を欠損値として制御部12へ送信する。

0020

さらに、制御部12は、距離計11a,11bから取得した距離L1,L2の測定結果から、丸棒鋼Sが検出されたか否かを判断する(S104)。ステップS104では、丸棒鋼Sの検出有無は、取得した距離L1,L2が欠損値か否かで判断され、距離L1,L2が欠損値でない場合に丸棒鋼Sが検出されたと判断する。
ステップS104の判断において丸棒鋼Sが検出されない場合、制御部12は、ステップS104の判断を繰り返す。

0021

一方、ステップS104の判断において丸棒鋼Sが検出された場合、制御部12は、取得した距離L1,L2から厚みd(mm)を算出する(S106)。厚みdの算出は、一定時間間隔で連続して取得された距離L1,L2から、下記(1)式を用いて測定時間毎に行われる。(1)式にて算出される厚みdは、図5に示すように、距離計11a,11b間における丸棒鋼Sが占める長さを示す。なお、厚みdの算出は、丸棒鋼Sが検出された時間から、次に欠損値が検出されるまでの間に取得されたすべての距離L1,L2について行われる。
d=L−(L1+L2) ・・・(1)

0022

その後、制御部12は、厚みdを移動平均処理することで厚みdのプロフィールを作成する(S108)。厚みdのプロフィールは、図9に示すように、横軸に距離L1,L2が測定された時間T、および縦軸に算出された厚みdで示される。しかし、距離L1,L2から得られたプロフィールは、図9の例のように、高周波成分の影響から、異常値を含む場合がある。このため、ステップS108では、プロフィールを移動平均処理することで、高周波成分の影響を除外する。移動平均処理では、移動平均を算出する時間Tから過去方向に所定測定回数分までの厚みdの値から平均値を算出する。この際、移動平均を算出する時間Tにおける厚みdが、平均値よりも所定分だけ大きい場合には、異常値として判断して除外し、プロフィールに含めないように処理する。なお、上記の移動平均処理における、所定測定回数分および厚みdの所定分については、距離計11a,11bの検出精度や、丸棒鋼Sの直径等に応じて適宜適当な値が設定される。移動平均処理をすることで、図10に示す厚みdのプロフィールが得られる。

0023

ステップS108の後、制御部12は、算出されたプロフィールから、急変箇所があるか否かを判断する(S110)。急変箇所は、時間Tに対する厚みdの変化量が基準を超え、且つ厚みdが第1の厚み閾値dt1以上となる領域である。厚みdの変化量の基準は、丸棒鋼Sの直径、搬送速度および距離計11a,11bの測定間隔によって異なるが、丸棒鋼Sの端部が確実に検出可能な値に設定される。また、第1の基準値dt1は、丸棒鋼Sの直径よりも小さい値であり、丸棒鋼Sの直径の概ね80%となる長さ(mm)である。

0024

ステップS110の判断において急変箇所がないと判断された場合、制御部12は、厚みdのプロフィールから、厚みdが第1の厚み閾値dt1以上となる領域である時間Taを抽出する(S112)。例えば、図7(A),(B)に示す通過パターンでは、図10および図11に示すように、ステップS110の判断において急変箇所がないと判断される。この際、図10に示すように、丸棒鋼Sが一本だけ通過する場合には、時間T1から時間T2までの領域が時間Taとして抽出される。また、図11に示すように、二本の丸棒鋼Sが接触した状態で通過する場合には、時間T3から時間T4までの領域、および時間T5および時間T6までの領域の2つの領域が時間Taとして抽出される。

0025

ステップS112の後、制御部12は、抽出した時間Taが第1の時間閾値Tt1以上となる領域の数を計数し、計数した領域の数を、通過した丸棒鋼Sの本数として、本数の合計数に足す(S114)。第1の時間閾値Tt1は、丸棒鋼Sの直径および搬送速度と、後述する第2の時間閾値Tt2とのバランスとから適宜設定される。例えば、丸棒鋼Sの直径をD(mm)および搬送速度をV(mm/s)とした場合、第1の時間閾値Tt1は、下記(2)式を満足するように設定されてもよい。ここでαは、第1の厚み閾値dt1を考慮して設定される係数である。
Tt1≧α×D/V ・・・(2)

0026

上記のように、距離計11a,11bを通過する丸棒鋼Sが図7(A),(B)のパターンである場合、ステップS114までの工程を経ることで、通過する丸棒鋼Sの本数を精度よく計数することができる。また、二本の丸棒鋼Sが距離計の測定方向に対する重なりが図7(C)よりも小さく、且つステップS110の判断において急変箇所がない場合においても、二本の丸棒鋼Sに応じた2つの領域が時間Taとして抽出されるため、2本の丸棒鋼Sが精度よく計数される。

0027

一方、ステップS110の判断において、急変箇所があると判断された場合、制御部12は、厚みdのプロフィールを分割処理する(S116)。例えば、図7(C),(D)に示す通過パターンでは、ステップS110の判断において急変箇所があると判断される。分割処理では、厚みdのプロフィールから、急変箇所の厚みdの値を欠損させることで、厚みdを2つの連続したプロフィールに分割する。例えば、図12に示す例では、急変箇所として時間T8から時間T9までの領域が検出される。その後、時間T8から時間T9までの領域を欠損させることにより、図12に示すプロフィールを図13に示す2つの連続したプロフィールに分割する。また、例えば、図7(D)に示す通過パターンにおいても、ステップS116によって分割処理が行われ、図14に示す2つの連続した領域に分割されたプロフィールが得られる。

0028

ステップS116の後、制御部12は、分割処理した2つの領域のうち、分割位置よりも前の領域から、厚みdが第1の厚み閾値dt1以上となる領域である時間Taを抽出する(S118)。ステップS118の処理は、ステップS112の処理と同様に行われる。
その後、制御部12は、ステップS118にて抽出された時間Taが第1の時間閾値Tt1以上か否かを判断する(S120)。ステップS120では、第1の時間閾値Tt1を用いた判断が行われることで、分割位置よりも前の領域において丸棒鋼Sが通過したかが判断される。なお、ステップS118において時間Taが抽出されない場合、時間Taが第1の時間閾値Tt1未満と判断された場合と同様に処理が行われる。

0029

ステップS120の判断において、時間Taが第1の時間閾値Tt1以上となる場合、制御部12は、分割位置よりも前の領域において丸棒鋼Sが1本通過したと判断し、本数の合計数に1を足す(S122)。例えば、図13に図示した例では、時間Taが第1の時間閾値Tt1以上となるため、分割位置よりも前の時点で丸棒鋼Sが1本通過したと判断される。一方、ステップS120の判断において時間Taが第1の時間閾値Tt1未満となる場合、分割位置よりも前の領域において丸棒鋼Sが通過していないと判断され、分割位置よりも前の領域での丸棒鋼Sの計数は行われない。例えば、図14に図示した例では、時間Taが第1の時間閾値Tt1未満となるため、丸棒鋼Sが未だ通過していないと判断される。

0030

ステップS120の判断において時間Taが第1の時間閾値Tt1未満となる場合、またはステップS122の後、制御部12は、分割処理した2つの領域のうち、分割位置よりも後の領域から、厚みdが第2の厚み閾値dt2以上となる領域である時間Tbを抽出する(S124)。例えば、図13および図14に図示した例では、時間Tbとして、時間T9から時間T10までの時間、および時間T13からT14までの時間がそれぞれ抽出される。ここで、第2の厚み閾値dt2は、丸棒鋼Sの直径よりも大きい値であり、丸棒鋼Sの直径の概ね120%となる長さ(mm)である。

0031

次いで、制御部12は、抽出された時間Tbが第2の時間閾値Tt2以上か否かを判断する(S126)。第2の時間閾値Tt2は、丸棒鋼Sの直径および搬送速度と、第1の時間閾値Tt1とのバランスとから適宜設定される。例えば、第2の時間閾値Tt2は、下記(3)式を満足するように設定されてもよい。ここでβは、第2の厚み閾値dt2を考慮して設定される係数である。
Tt2≧β×D/V ・・・(3)

0032

ステップS126の判断において、時間Tbが第2の時間閾値Tt2以上となる場合、制御部12は、分割位置よりも後の領域において丸棒鋼Sが2本通過したと判断し、本数の合計数に2を足す(S128)。一方、ステップS126の判断において、時間Tbが第2の時間閾値Tt2未満となる場合、制御部12は、分割位置よりも後の領域において丸棒鋼Sが1本通過したと判断し、本数の合計数に1を足す(S130)。例えば、図13に図示した例では、時間Tbが第2の時間閾値Tt2よりも短いため、分割位置よりも後の領域では丸棒鋼Sが1本通過したと判断される。なお、図13に図示した例では、分割位置よりも前の領域ですでに丸棒鋼Sが1本計数されているため、図13のプロフィール全体から合計2本の丸棒鋼Sが計数される。また、また、図14に図示した例では、時間Tbが第2の時間閾値Tt2よりも長いため、分割位置よりも後の領域では丸棒鋼Sが2本通過したと判断される。なお、図14に図示した例では、分割位置よりも前の領域では丸棒鋼Sが計数されていないため、図14のプロフィール全体から合計2本の丸棒鋼Sが計数される。

0033

ステップS114,S128,S130の後、制御部12は、丸棒鋼Sの本数の合計数が目標数以上か否かを判断する(S132)。
ステップS132の判断において、本数の合計数が目標数未満となる場合、ステップS104以降の処理が繰り返され、合計数が目標数以上となるまで計数動作が行われる。一方、ステップS132の判断において、本数の合計数が目標数以上となる場合、制御部12は、搬送部10の搬送動作を停止させ(S134)、丸棒鋼Sの本数計数動作が終了する。

0034

<変形例>
上記のように、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施形態では、本数計数装置1にて計数される丸棒が丸棒鋼であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、丸棒は、外形円柱の形状であれば、他の金属や樹脂等の他の素材からなるものや、円筒形状のものであってもよい。

0035

また、上記実施形態では、搬送部10は、丸棒鋼Sを水平面に対して上方に傾きを持って搬送されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、搬送部10は、丸棒鋼Sを、丸棒鋼Sの長手方向に垂直かつ水平面に平行な方向に搬送してもよい。なお、丸棒鋼Sの搬送方向が上記のように傾きを持つことにより、複数の丸棒鋼Sが互いに接触した状態で搬送されにくくすることができる。

0036

さらに、上記実施形態では、距離計11a,11bが対向する方向が、鉛直方向に対して傾きを持った方向としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、距離計11a,11bが対向する方向は、鉛直方向であってもよい。なお、距離計11a,11bを、鉛直方向に対して傾きを持った方向に並んで設け、且つ搬送部10の搬送方向下流側に設けることにより、丸棒鋼Sの搬送方向が水平面に傾きを持つ場合において、接触して搬送される丸棒鋼Sが離隔した状態で検出され易くなる。

0037

さらに、上記実施形態では、距離計11a,11bは、一定時間おきに連続して距離L1,L2を測定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、距離計11a,11bは、一定の搬送距離(搬送部10の駆動距離)毎に連続して距離L1,L2を測定してもよい。この際、搬送速度は必ずしも一定速度で行われなくてもよい。また、制御部12は、横軸に搬送距離および縦軸に厚みdでプロットされる、丸棒鋼Sの搬送距離に対する厚みdのプロフィールを作成し、得られたプロフィールに基づいて上記実施形態と同様に丸棒鋼Sの本数を計数してもよい。この際、ステップS110では、搬送距離に対する厚みdの変化量が所定量以上となる箇所を急変箇所として判断する。また、ステップS112,S118,S124では、プロフィールの時間Ta,Tbに対応した領域の長さとして、厚みdが第1および第2の厚み閾値dt1,dt2以上となる、2種類の距離La,Lbが用いられる。また、それぞれの距離La,Lbに対して、第1および第2の時間閾値Tt1,Tt2と同様に、閾値がそれぞれ設けられることでステップS120,S126と同様な判断が行われる。

0038

さらに、上記実施形態では、第1および第2の厚み閾値dt1,dt2は、80%および120%としたが、距離計11a,11bの測定精度や距離L1,L2の測定条件に応じて他の値が用いられてもよい。
さらに、上記実施形態では、ステップS106において、丸棒鋼Sのプロフィールを作成する際に、移動平均処理を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、距離L1,L2の測定結果の精度によっては、移動平均処理が行われなくてもよい。また、高周波数成分の影響を除去できれば、上記の移動平均処理の方法以外を用いて平均化が行われてもよい。

0039

さらに、上記実施形態では、ステップS134において、丸棒鋼Sの本数の合計数が目標数以上となる場合には、制御部12は、搬送部10の搬送動作を停止させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップS134では、丸棒鋼Sの本数の合計数が目標数超となる場合、制御部12は、上記の動作に加えて、本数の合計数が目標数を超えたことを異常として判断し、異常を示す信号を結束装置4に送信してもよい。結束装置4は、制御部12から異常を示す信号を取得した場合、搬送された複数の丸棒鋼Sの結束動作を停止し、異常を作業者に対して通知してもよい。

0040

<実施形態の効果>
(1)本発明の実施形態に係る丸棒の本数計数装置1は、丸棒鋼S等の丸棒を丸棒が延在する方向に対して垂直な方向に搬送する搬送部10と、搬送部10にて搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられ、通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定する2台の距離計11a,11bと、距離計11a,11bの測定結果から2台の距離計11a,11b間を通過する丸棒の厚みdを算出し、算出された厚みdに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数する制御部12とを有する。

0041

ここで、例えば投受光式センサを用いた計数方法の場合、図15(A)に示すように、搬送経路71を搬送される丸棒鋼Sを、投光器72および受光器73を用いて計数する。このとき、図15(B)に示すように、受光器73の受光量と、測定位置との関係が得られ、受光のオンオフと測定位置との関係から丸棒鋼Sの本数が計数される。しかし、図15(A)のように搬送される丸棒鋼S同士が接触して搬送される場合、図15(B)のように、接触して搬送された丸棒鋼S間では投光器72からの光を受光できないために、原理的に丸棒鋼Sを一本毎に計数することが困難であった。

0042

また、例えば特許文献1のように1台の距離計を用いた計数方法の場合、丸棒鋼が撓んで垂れた場合や重なった場合、曲がりが大きい場合等において、正常な表面プロフィールを得ることができず、微分値が不安定となるために、丸棒鋼の本数を高い精度で計数することができない場合があった。さらに、1台の距離計を用いた計数方法では、図16(A)に示すように、搬送経路71を接触した状態で搬送される丸棒鋼Sを距離計74で計数する場合、距離計74の測定結果から得られる原波形図16(B)のようになる。このとき、丸棒鋼Sが互いに接触している位置となる、測定時間Tcにおいては原波形の変化が小さくなる。このため、図16(C)に示すように、原波形の値を測定値で微分処理した微分値が小さくなる。特許文献1のような計数方法では、この微分値が閾値を超えたか否かで本数が計数されるが、図16(C)のように変化が小さい場合には、丸棒鋼Sが正確に計数されないことがあった。特に、丸棒鋼Sが撓んだり曲がったりすることで、正常な形状となっていない場合に、接触箇所において正しく計数されない可能性が高くなる。
これに対して、上記構成によれば、2台の距離計11a,11bで厚みを測定することにより、例えば図7(B)のように2本の丸棒鋼S同士が接触している場合においても、図11のように2本の丸棒鋼Sが分かれた状態で検出することができるため、丸棒の本数を高い精度で計数することができる。

0043

(2)制御部12は、算出された厚みdから距離計11a,11bの測定時間または丸棒の搬送距離に対する厚みdのプロフィールを作成し、プロフィールに急変箇所があるか否かを判断し、プロフィールに急変箇所がある場合には、プロフィールを分割処理し、プロフィールのうち、厚みdが丸棒の直径よりも小さい第1の厚み閾値dt1以上となる領域Ta、および厚みdが直径よりも大きな第2の厚み閾値dt2以上となる領域Tbの長さに応じて丸棒の本数を計数し、プロフィールに急変箇所がない場合には、プロフィールのうち厚みdが第1の厚み閾値dt1以上となる領域Taの長さに応じて丸棒の本数を計数する。上記構成によれば、例えば図7(C),(D)のように、距離計11a,11bが対向する方向に対して2本の丸棒鋼Sが重なって通過する場合においても、丸棒鋼Sの本数を精度よく計数することができる。

0044

(3)制御部12は、搬送部10の丸棒の搬送動作を制御し、丸棒の計数された本数の合計数が目標以上となった場合に、搬送動作を停止する。上記構成によれば、丸棒をリアルタイムに自動で計数することができる。また、(1)および(2)の構成を含む上記構成によれば、例えば特許文献1のように測定値の微分処理等の複雑な処理を行う必要がないため、計数に係る時間を安価な装置構成で短縮することができる。
(4)搬送部10は、丸棒を長手方向に垂直、且つ水平面に対して傾きを持って搬送し、2台の距離計11a,11bは、鉛直方向に対して傾きを持って並んで設けられる。上記構成によれば、搬送中の丸棒同士が接触しづらくなる。

0045

(5)本発明の実施形態にかかる丸棒の本数計数方法は、丸棒を長手方向に垂直な方向に搬送し(S102)、搬送される丸棒の搬送経路を挟んで設けられる2台の距離計11a,11bを用いて、距離計11a,11b間を通過する丸棒までの距離をそれぞれ測定し(S104)、距離計11a,11bの測定結果から2台の距離計11a,11b間を通過する丸棒の厚みを算出し(S106)、算出された厚みdに基づいて、搬送される丸棒の本数を計数する(S110〜S130)。上記構成によれば、上記(1)の構成と同様な効果を得ることができる。

0046

1 :本数計数装置
10 :搬送部
10a :第1の搬送部
10b :第2の搬送部
100a,100b :チェーン
101a,101b :プーリ
102a,102b :爪部
11a :第1の距離計
11b :第2の距離計
12 :制御部
13 :記憶部
2 :上位計算機
3 :搬送装置
4 :結束装置
5 :圧延装置
6 :検査装置
71 :搬送経路
72 :投光器
73 :受光器
74 :距離計
S,S1〜S5 :丸棒鋼
L :離間距離
L1,L2 :測定距離
d :厚み

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