JPH02187264A - フレームプレーナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板の切断工程において用いられるフレーム
プレーナーに関する。

（従来の技術） 従来より熱間圧延・矯正を終えたｊ７仮鋼板は、切断を
行って所望の寸法に仕上げられている。

特に厚板綱板の切断に際しては従来から、オフラインで
たとえばガス切断またはプラズマ切断が行われていたが
、その後厚板鋼板の需要が増加するとともに、このオフ
ラインにおける切断１去では多大な工数を必要とし生産
性が低いため、生産性の向上を目的として省力化・自動
化が１１を進されてきた。

そして近年に至り、たとえばフレームプレーナーと呼ば
れる鋼板切断装置を用いて鋼板をオンラインで切断する
方法が広く行われている。この方法は、鋼板の周囲に大
型の門形台車用のレールを設置し、前記門形台車に複数
台のガス切断装置またはプラズマ切断装置を搭載し、同
時に多数の鋼板の切断を可能とする方法である。この方
法は、オペレーターである作業者が、切断する鋼板の寸
法を切断開始前に採寸した後に、この寸法を手作業でフ
レームプレーナーの制御部に入力して、前記フレームプ
レーナーに鋼板を切断させる方法である。

またいわゆる光切断法を用いて、フレームプレーナーに
取りつけられたセンサーが切断しようとする鋼板の外周
回合てをトレースして鋼板の全体形状を認識することに
より切断位置を決定して、鋼板の切断を行う方法が広く
知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこれらの公知方法では、高精度で短時間でかつ製
造コストを上昇させずに鋼板を切断することはできない
。

すなわち鋼板の寸法をオペレーターが実際に採寸してか
らフレームプレーナーの制御部に入力する方法では、鋼
板の形状をオペ−レータ−が測定した後にフレームプレ
ーナーに入力する必要があるため、鋼板の寸法の測定に
時間がかかり、多くの工数を要するとともに、測定の際
に誤差が生じるため正確な寸法を入力することが困難で
ある。

したがってその改善が望まれる。

また光切断法を用いた方法では、切断しようとする鋼板
の全周囲を切断前に計δＩＩＩする必要があるため、計
測および計測に先行するセンシングに多くの時間を要す
る。又、まくれ込み、表面−１−ズ等の切下げは、オペ
レータの目視判断による入力により行われており、形状
のみ自動測定するのはあまり効果がなかった。したがっ
てやはりその改善が望まれる。

以上詳述してきた公知方法では、綱板を高精度に短時間
でかつコストを上昇させずに切断することはできなかっ
たのである。

ここに本発明の目的は、上記の課題を解決することが可
能なフレームプレーナーを従供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は上記の課題を解決するため種々検討を重ねた
結果、 （ａ）フレームプレーナー上に設置する２次元センサー
と （ｂ）ｔ［反上に設置するターゲットと（Ｃ）前記のセ
ンサーが測定するターゲットの測定値とこの時のフレー
ムプレーナーの位置とから綱板の正確な切断位置を演算
する演算器と を具備するフレームプレーナーを用いることにより、上
記の課題を解決することが可能であることを知見した。

すなわち ■鋼板のセンシングを行うに際して、鋼板上のフレーム
プレーナーに設置された２次元センサーを用いてセンシ
ングを行うとともに ■鋼板の形状を上記のセンサーに正確に検出させるため
に、鋼板上の複数の部位にターゲットを設置しておき、
このターゲットが設置された部位のみを前記■のセンサ
ーでセンシングを行うことにより、現状オペレータの判
断にたよっている切下判断処理を含めて、鋼板の切断を
高精度で短時間でかつコストを上昇させずに行うことが
可能なフレームプレーナーを捉供できることを知見して
、本発明を完成した。

ここに本発明の要旨とするところは、鋼板の上方に設置
され、鋼板の上方を縦横に移動して鋼板を所望の寸法に
切断する切断機を有するフレームプレーナーであって、 （ｉ）前記フレームプレーナーの枠に設置されたセンサ
ーと、 （ｉｉ）鋼板上の複数の部位に設置されたターゲットと
、 （ｉｕ）前記センサーが感知する前記ターゲット位置と
この時のフレームプレーナーの位置とから鋼板形状を認
識し、Ｉ板切断位置を演算する演算器と を備えたことを特徴とするフレームプレーナーである。

（作用） 以下本発明を実施例とともに詳述する。なおこれはあく
までも本発明の例示であり、これにより本発明が不当に
制限されるものではない。

本発明の構成は前述したように、フレームプレーナーに
設置されたセンサー、綱板表面の複数の部位に設置され
たターゲットおよび演算器を具備するフレームプレーナ
ーである。

この構成を第１図を用いて詳述する。

第１図は本発明にかかるフレームプレーナーを示す略式
斜視図である。鋼板４の上方にあって鋼板の上方を縦横
に移動し鋼板を切断するフレームプレーナー１には、鋼
板４の表面を走査するセンサー２が設置されている。ま
た鋼板４０表面にはターゲット３が複数設置されている
。さらに第１図において５はフレームプレーナー１に取
り付けられたガス切断器であり、６はフレームプレーナ
ー１の演算器である。

まずセンサー２を第２図を用いて説明する。

第２図は本発明にかかるセンサーを示す略式説明図であ
る。このセンサー２としては非分割型素子（ＰＳＤ）を
用いた、光スポットの２次位置を計測することが可能な
光点位置計測センサーを用いることが望ましい、すなわ
ち−船釣に位置計測を行うことが可能なセンサーとして
は、ビジコンやＣＣＤ等の走査型映像素子によるもの、
フォトダイオードアレイ等の分割素子によるもの等が知
られているが、本発明においては応答速度が高い点や連
続的に計測することが可能な点からたとえば半導体等を
用いた非分割型素子を具備するセンサーを用いることが
望ましい。第２図においてセンサー本体２の先端部のセ
ンサーヘッド２１の内部には赤外フィルター２２と背景
光除去回路（図示しない）とが内蔵されており、後述す
るターゲット３が発する光取外の光の影響を受けること
なく、正確にターゲット３の位置を検出することができ
る構造となっている。

このようにしてセンサーヘッド２１に検出されたターゲ
ット３から入射した光は、前述した非分割型素子に入力
される。この非分割型素子は矩形の平板状シリコンの表
面にＰ層、裏面にＮ層およびその中間に１層を具備する
構造が例示され、入射された光に比例した電荷を発生す
る。発生した電荷は光電流となってＰ層の表面を通過し
、各辺に設置された複数の電極から出力される。、Ｐ層
はその全面について−様な電気抵抗値を有するように作
られているため、光電流は複数の電極までの距離に逆比
例して分割されて電極から取り出される。

このようにして複数の電極から取り出された光電流は、
光スポットの電流として、すなわちセンサーの視野内に
おけるターゲットの設置位置を正確に伝える電流として
演算器（第１図中の６）に出力される。そして演算器に
おいて、後述する、フレームプレーナー１のこの時の位
置データとともに電圧変換、除算が行われ、フレームプ
レーナー１に対するターゲット３の設置位置に対応した
２次元座標電圧が作られる。そして鋼板の形状・寸法を
このターゲット設置位置を頂点とする多角形として演算
機は記憶し、オペレーターによ′り入力された、切断し
ようとする鋼板の形状・寸法と前記記憶した多角形の形
状・寸法と比較して鋼板の切断位置を決定する。そして
この決定した切断位置によりフレームプレーナー移動信
号をフレームプレーナー１の駆動部に出力する。

センサー２の、フレームプレーナー１における取りつけ
位置は特に制限を要するものではないが、センサーの処
理範囲を最適にするためにはフレームプレーナー１の幅
方向の中央部であることが望ましい。またターゲット３
までの距離を５００〜１０００閣程度とすると、センサ
ー２の視野範囲は鋼板４上において５００　ｘ５００　
ｍｍ程度の矩形となり、ターゲット３を検知することが
容易となっ°Ｃ好適である。

またセンサーの取り付り方法としてはフレームプレーナ
ー１の動きによりぐらついたり、最悪の場合に脱落した
りしないように、ボルトおよび固定板等を介して確実に
しっかりと固定しておくことが望ましい。

さらにその設置数も特に制限はなく１個でもよいが、検
出に要する時間を短縮化するとともに検出精度を高める
ためには、フレームプレーナーのトーチヘッドに４個程
度の個数設置しておくことがさらに望ましい。　−１ 次に鋼板４の表面上に設置されるターゲット３について
説明する。第１図において切断される綱板４の表面には
、前記センサー２によりその位置を検出されるためのタ
ーゲラ］・３が複数設置されている。本発明において用
いるターゲットは前述のセンサー２によりその存在位置
を確認されることができるものであればよく、その型式
等については特に制限を必要とするものではないが、本
発明においてターゲット３として赤外Ｌ［！Ｄの点光源
のクーゲットを用いることが望ましい、すなわち前述し
たセンサーのヘッド２１には、赤外フィルター２２と背
景光除去回路とを用いているため、この１Ｅｔｌターゲ
ツト３以外の発する光を完全に除去してターゲット３の
設置位置を正確に得ることができるからである。

このＬＥＩ）ターゲット３の設置数は特に制限を要する
ものではなく、切断しようとする鋼板４の形状・寸法等
にあわせて適宜選定すればよいが、鋼板４の正確な形状
を認識するためには、オペレータは目視で鋼板４の概形
を認識・判断して、ＬＥＤターゲット３が凸形多角形の
頂点となるように、１．１ｉＤターゲツト３を綱板４上
に設置することが望ましい。

また鋼板４上にキズ等の不良部が存在する場合には、こ
の不良部と段部との境界部へターゲット３を設置すれば
よい。

つまり最終的には四角形の鋼板を切り出すことを目的と
するため、その母材の形状は凸形の多角形として簡略化
を図ればよいのである。

さらに、切断前の母材の概形寸法データを、例えば生産
管理ＣＰυからフレームプレーナーの演算機に伝送させ
ることにより、母材上の一点にクーゲット３を設置すれ
ば母材を凸形の多角形として認識することもできる。

また鋼板４の表面への設置はオペレーターが行うが、従
来のフレームプレーナーの切断法における鋼板４の採寸
のように、多大な工数を必要とせず、ＬＥＤターゲット
を単に鋼板４上に設置するだけでよいため、大幅な工数
低減をはかることができる。また従来の方法にかかる演
算機においては鋼板のコーナ一部における演算論理が複
雑で処理時間の遅延を生じていたが、本発明にかかる処
理装置においては、鋼板を凸図形として認識されるため
演算論理が極めて簡略であり、演算処理時間を大幅に低
減することができる。

なお鋼板４の上方を縦横に移動するフレームプレーナー
１の位置検出は、綱板の長さ方向の位置の検出はフレー
ムブし・−ナーの枠の外に設置した位置検出器で、また
鋼板の幅方向の位置の検出はフレームプレーナー１の枠
に設置された検出器によることが例示される。これらの
検出器の設置位置についても特に制限を要さないことは
いうまでもない。また検出器としては、レーザー干渉計
、凹型台車の車両の回転数をカウントするＰＬＧまたは
フレームプレーナー１の駆動モーターのコンミテータが
発するパルス波の検出器等を用いればよく、制限を必要
とするものではない。

このよ・うにして鋼板４に対して最適な切断位置をｊ１
供されたフレームプレーナー１は、事前に教示された、
鋼板４の上方における移動データを前記最適値に変換し
て、鋼板４の切断を行うのである。これを第３図を用い
てさらに詳細に説明する。

第３図は本発明にかかるフレームプレーナー１の平面図
であり、第３図の矢印方向に鋼板４は送られてきて、フ
レームプレーナー１により所望の寸法に切断されている
。

また＠板上のＡ点、１３点、０点およびＤ点は１．Ｆｌ
’１ターゲット３が設置される位置を示す。

まず搬送されてきた鋼板４がフレームプレーナー１内の
所定の位置に停止すると、オペレーターが前記Ａ点ない
しＤ点にり、［！Ｄターゲント３を設置する。ここでは
、ＬＥＤクーゲント３の設置位置は、４点であるが、特
にこれに限定されるものではなく、切断しようとする鋼
板の形状に合わせて適宜選定すればよい。

そしてフレームプレーナー１はまず鋼板の上方を縦横に
移動して、フレームプレーナー１に取りつけられたセン
サー２が前記ＬＥＤターゲット３の設置位置Ａ点ないし
Ｄ点を正確に測定する。センサー２は第４図に示すよう
に、センサーの視野に対応したセンサー座標内のある１
点（第４図中のＸ印部）として、Ｌ［！Ｄツタ−ット３
の位置を２次元座標（ｘ＋、ｙ＋）、　（ｘｚ、ｙｚ）
、　（×１、Ｖ３）および（に４、ｙ＜’）　　として
認識する。

そしてこれらの４点の測定時のフレームプＩ／　−ナー
１の位置すなわちトーチヘッドの位置（ｘｌ、Ｙ、）、
（に２、Ｙｔ）、（Ｘｉ、ｙｓ）および（Ｘ４、Ｙ４）
のデータとこれらに対応するセンサー座標内のターゲッ
ト位置　（Ｘｌ’ｓ　ｙ＋）、　（Ｘｔｚ　Ｙｚ）、　
（Ｘｓ、ｙｓ）および（Ｘ４、ｙｉ）とから、ＬＥＤタ
ーゲット３のフレームプレーナーに対する絶対的な設置
位置（χ１、ｙｒ）を下式に基づいて算出する。すなわ
ち（ＸＰＩＩ　、ＹＰｌｌ）　＝　（Ｘ１１％　ｙｌｌ
）＋　（ｘａ、　ｙ、）ただしこの例においては、ｎ＝
１．２．３または４そして演算器６においてＩｔｆｆ４
の形状を、（ｘ、１、Ｙ、１）、（Ｘ、２、ＹＰり、（
×７３、Ｙｐｚ）および（ｘ、４、ＹＰ４）を頂点とす
る四角形として認識しく第３図中の破線で囲まれた四角
形）、切断しようとする形状が前記四角形内に収容され
るように比較演算して、切断位置を決定するのである。

またこの演算の結果、切断しようとする形状が前記四角
形内に収容することが不可能である場合には、演算器が
異常信号を発する回路を演算器に設けておき、前記異常
信号に基づいてオペレーターがＬｌ！Ｄターゲット３の
設置位置を変更してから再度センサー２によるタフゲッ
ト３の検出、切断位置の決定を繰り返して、鋼板の切断
位置を決定すればよいことは言うまでもない。

（発明の効果） 以上詳述してきたように、本発明により■従来法のよう
に切断前に採寸等の工数の多大な作業を必要としないた
め、フレームプレーナーのオペレーターは１人で十分と
なり、大幅な省力化を図ることができる。

■従来法のように鋼板の外周全ての測定を必要としない
ため、測定時間が大幅に短縮されることとなり、生産性
が向上する ■鋼板をＬＥＤターゲットが存在する位置を頂点とする
、簡単な形状の多角形として認識するため板取りの演算
を行うときの演算論理が極めて簡素化され、演算速度を
高めることが可能となるとともに、簡単な計算で板取り
が決定されるため誤差が極めて少ない正確な仮取りを行
うことができる。

０簡単な構成からなる設備であるため安価であるととも
に、既に設置されているフレームプレーナーに容易に付
加することができる。

という効果を得られることとなった。

かかる効果を有する本発明の実用上の効果は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるフレームプレーナーを示す略
式斜視図； 第２図は、本発明にかかるフレームプレーナーにおいて
用いるセンサーの略式斜視図：＃中学第３図は、本発明
にかかるフレームプレーナー４１図 ３：ターゲット　　　　　　４：鋼板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼板の上方に設置され、鋼板の上方を縦横に移動して鋼
   板を所望の寸法に切断する切断機を有するフレームプレ
   ーナーであって、 （ｉ）前記フレームプレーナーの枠に設置されたセンサ
   ーと、 （ｉｉ）鋼板上の複数の部位に設置されたターゲットと
   、 （ｉｉｉ）前記センサーが感知する前記ターゲット位置
   とこの時のフレームプレーナーの位置とから鋼板の形状
   を認識し、鋼板切断位置を決定する演算器と を備えたことを特徴とするフレームプレーナー。