JP3106077B2 - 金属帯のコイル内径自動測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯のオンラインコ
イル内径自動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、巻取りリールにゴムスリーブ（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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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、オペレータの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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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であって、金
属帯の先端部を巻取りリールに案内するベルトラッパが
巻取りリールから離反するとき、または巻取りリールの
駆動モータの電流値が予め定める値を越えるときに巻付
開始信号を発生する巻付信号発生手段と、巻付信号発生
手段の出力に応答し、巻付開始時以降の巻取りリールの
回転数を検出する回転数検出手段と、巻付開始時以降の
巻取りリールの回転数に対応する金属帯の走行長さを検
出する走行長さ検出手段と、回転数検出手段および走行
長さ検出手段の出力に応答し、巻付開始時以降の巻取り
リールの回転数ｎが予め定める回転数ｎ₀以上に達した
とき、巻付開始時以降の巻取りリールの回転数ｎと、そ
れに対応する金属帯の走行長さＬと、金属帯の板厚の製
造指令値ｔとからコイル内径Ｄを等式Ｄ＝（Ｌ／πｎ）
−ｎｔに基づい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、算出したコイル内径が複数種類のコ
イル内径の分類のいずれに含まれるかを判断し、含まれ
る分類の代表値をコイル内径として決定することを特徴
とする。

【０００９】

【作用】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
ベルトラッパが巻取りリールから離反するときなどに巻
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】

【実施例】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１
７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を導
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の断面積（図３の斜線部）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】

【数１】

【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】

【数２】

【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１
０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。

【００３３】

【発明の効果】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】

【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。

【符号の説明】

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

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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
   付信号発生手段であって、金属帯の先端部を巻取りリー
   ルに案内するベルトラッパが巻取りリールから離反する
   とき、または巻取りリールの駆動モータの電流値が予め
   定める値を越えるときに巻付開始信号を発生する巻付信
   号発生手段と、 巻付信号発生手段の出力に応答し、巻付開始時以降の巻
   取りリールの回転数を検出する回転数検出手段と、 巻付開始時以降の巻取りリールの回転数に対応する金属
   帯の走行長さを検出する走行長さ検出手段と、 回転数検出手段および走行長さ検出手段の出力に応答
   し、巻付開始時以降の巻取りリールの回転数ｎが予め定
   める回転数ｎ₀以上に達したとき、巻付開始時以降の巻
   取りリールの回転数ｎと、それに対応する金属帯の走行
   長さＬと、金属帯の板厚の製造指令値ｔとからコイル内
   径Ｄを等式Ｄ＝（Ｌ／πｎ）−ｎｔに基づいて算出する
   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。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、 前記算出したコイル内径が複数種類のコイル内径の分類
   のいずれに含まれるかを判断し、含まれる分類の代表値
   をコイル内径として決定す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。