JPH06102284B2 - 鋼板の剪断装置 - Google Patents

鋼板の剪断装置

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JPH06102284B2
JPH06102284B2 JP60062049A JP6204985A JPH06102284B2 JP H06102284 B2 JPH06102284 B2 JP H06102284B2 JP 60062049 A JP60062049 A JP 60062049A JP 6204985 A JP6204985 A JP 6204985A JP H06102284 B2 JPH06102284 B2 JP H06102284B2
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steel plate
shearing
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D36/00Control arrangements specially adapted for machines for shearing or similar cutting, or for sawing, stock which the latter is travelling otherwise than in the direction of the cut
    • B23D36/0008Control arrangements specially adapted for machines for shearing or similar cutting, or for sawing, stock which the latter is travelling otherwise than in the direction of the cut for machines with only one cutting, sawing, or shearing devices
    • B23D36/0083Control arrangements specially adapted for machines for shearing or similar cutting, or for sawing, stock which the latter is travelling otherwise than in the direction of the cut for machines with only one cutting, sawing, or shearing devices for cutting off of the ends of the products, e.g. cropping shears

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Accessories And Tools For Shearing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、鋼板の剪断装置、特に、鋼板の輪郭形状の自
動認識結果に基づき鋼板の剪断を行う剪断装置に関す
る。
〔発明の背景〕
厚板精整ラインにおいては、鋼板の巾,長さを採取する
ために鋼板の形状寸法を認識することが必要である。従
来では、この形状認識はオペレータによつてなされた。
その手順としては、ラインを流れてくる鋼板を目視によ
り形状認識(採寸)し、次いで剪断機での剪断長さ,巾
を指定し、剪断指令を発することとしていた。この手順
は、ほとんどオペレータにまかされていた。
一方、製品寸法の要求は、一枚の鋼板に対して複雑にな
る傾向にあり、多種多様の製品寸法を一枚の鋼板より採
取することは、鋼板の長手方向,巾方向の連続した形状
寸法を考慮し判断しなくてはならない。従つて、正確
で、経済的な剪断は困難であつた。
また、鋼板の形状検出方法には、鋼板の変位を検出し、
その変位と張力との関係から形状検出する方法がある
(特公昭53−17071号)。この方法では、形状の自動認
識としては有力なものであるが、目的とする所が圧延機
の制御であり、且つ処理装置が大規模となるとの問題が
ある。剪断機の前処理としての形状認識のためには、よ
り簡単で経済的な形状検出を必要とする。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、TVカメラを用いて前処理としての形状
認識及びマーキング及び剪断を行つてなる剪断装置を提
供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、TVカメラで鋼板の端部(先端及び尾端)の認
識を行い、且つTVカメラで鋼板の両側面の認識を行い、
この2つの認識結果から剪断すべき大きさを自動的に決
定し、この決定後、剪断すべき位置にマーキングを施
し、剪断部では、このマーキングをTVカメラで認識し、
剪断指令を発生し、剪断を行わせる。
〔発明の実施例〕
第1図は、本発明による形状認識の説明図である。鋼板
10は、巾方向1.5m〜5m,長さ3m〜50m程度の大きさであ
る。この鋼板寸法を画像処理するには、測定精度が重要
となる。
厚板の場合、剪断後の製品寸法はmm単位であるため、画
像認識においても1mm以下の精度が要求される。このた
め、巾5mのものを測定するには、TVカメラを用いて全巾
を一回で測定すると、一画面にて認識可能な画素は、ラ
インセンサの使用により最大1024×1024(縦×横)であ
り、一画素の分解能=4.8mm(500mm/1024)となり、1mm
以下の精度を得ることはできない。
剪断のためには、鋼板の全形状をすべて認識することは
不用である。鋼板の端面の形状即ち輪郭のみの認識が可
能であればよい。端面には、鋼板の先端部と尾端部、及
び両側端部がある。上述の精度は、これらの端面でのこ
とである。
この端面での精度を上げるために、TVカメラを端面に沿
つて移動させて端面の部分毎に撮像を行い、複数の撮像
画像を合成して全体端面画像を得ることとする。この端
面の部分撮像は、1画素を1mmとする精度とする。
第1図は、鋼板10とその端面でのTVカメラの走査方向と
を示す図である。鋼板10に対して、TVカメラを先端部で
は巾方向に移動し、側面部でも長手方向に移動する。♯
1〜♯5は先端部での走査により得た画像番号を示す。
図では、1画面を1m×1mとしている。♯6〜♯10,♯11
〜♯15は側面部での画像番号を示す。このように、各位
置毎に鋼板の端部に凹凸があつた場合、端面方向に沿つ
てTVカメラで撮像を行うことによつて、その凹凸状況を
画像として得ることができる。且つその際の画像の精度
は、1mm単位にすることができる。
尚、端面形状撮像のためのTVカメラは、2台あるとよ
い。上下の長手方向を同時に撮影できるためである。先
端端面での♯1〜♯5の撮影は、その中の一台又は双方
を移動させて実現できる。
次に、一枚の鋼板を長手方向,巾方向に1mm単位で合成
された鋼板の形状寸法より製品の要求する寸法を最適な
位置で採取するためには複数枚の製品巾の最大長と画像
認識最小巾との間で、 複数枚の製品巾の最大長≦画像認識最小巾 ……(1) の関係があれば、巾については全製品を採取することが
可能である。
更に、長さについては、全ての製品の合計長と画像認識
有効長との間で、 全ての製品合計長≦画像認識有効長 ……(2) の関係があれば、長さについては全製品を採用すること
が可能である。
従つて、(1),(2)式を同時に満足すれば、1つの鋼板か
ら無駄のなく、最も効率のよい全製品を採取できること
になる。
一方、(1),(2)の両条件の一方のみを満足している場
合、及び両条件の両者を同時に満足しない場合もある。
こうした採取条件の判定は、端面で求めた複数枚の画像
を合成した上で行うことになる。
鋼板の製品剪断のための位置決定について第2図で説明
する。剪断位置決定の基準線を予め定めておく。T側基
準線,S側基準線,B側基準線,N側基準線が各基準線とな
る。T側基準側は、鋼板の先端部での基準線、B側基準
線は鋼板の尾端部での基準線、N側基準線とS側基準線
とは鋼板の領側面での基準線を示す。かかる4つの基準
線B,T,N,Sは、鋼板10が正常形状であるとした場合の基
準線である。
この4つの基準線B,T,S,Nに対して、鋼板10の4つの場
面がどの位置にあるかを各得られた画像より求める。こ
の位置検出は、TVカメラより得た画像データを取込んだ
画像処理装置によつて行う。第2図で、この場面位置と
は実線で示した形状位置である。
次に、かかる形状から、基準線より内側に存在する形状
の中で、先端,尾端,両側面の4つの端面それぞれで、
基準線より最大に離れた位置を検出する。この最大離れ
た位置は、各辺毎に1個所得られる。第2図で、位置T
1,N1,B1,S1が各辺での基準線より最大離れた位置であ
る。
次に、各基準線T,N,B,Sと各凹部位置T1,N1,B1,S1とよ
り、鋼板10の最小有効巾W,最小有効長Lとを求める。基
準有効巾Wr,基準有効長Lrを予め設定しておき、Wr<W,
Lr<Lとの両者を満足すれば、基準鋼板の大きさを満足
することとなり、最大数の製品採取が可能であることが
わかる。いずれか一方のみを満足するのであれば、その
範囲で、いずれも満足しなければその範囲で製品採取す
ることになる。
また、均一大きさの製品を採取するのではなく、種々の
異なる大きさを採取する場合には、形状に応じて採取す
ることになる。
また、基準大きさを満すものであつても、その基準大き
さの構成が均一大きさの集まりではなく、不均一大きさ
の集まりである場合にも、適用できる。この例を第2図
に示す。図では、互いに異なる形状の製品M1,M2,M3を採
取する場合を示している。一本の鋼板から予め採取可能
な製品見積りをしておけば、基準大きさは予め求めてお
くことができる。
かくして認識した形状、及び採取できる大きさが決まつ
た後、自動的なマーキング処理を行う。このマーキング
処理では、先ず製品M1,M2,M3を採取すべき位置の決定を
行う。図でA,B,C,Dはその採取位置を示す。この採取位
置は、鋼板の大きさ,及び採取すべき製品の大きさと数
とによつて自動的決定できる。次に、この自動決定した
位置に従つて剪断すべくマーキングを施す。このマーキ
ングは、その剪断位置の一部又は全部に色を塗る(スプ
レー)ことによつて行う。このマーキングは、剪断時の
剪断位置となる。
第3図は、形状自動検出・マーキング装置の実施例を示
す。2台のTVカメラ2,3は、TV駆動系5に取り付けられ
ている。このTVカメラ2,3は、矢印方向に移動可能であ
る。鋼板10は、矢印方向にラインを移動し、鋼板10の先
端面においては、その先端面に沿つてTVカメラ2,3が移
動して複数枚の画像を得る。更に、両側面に対しては、
該両側面の位置にTVカメラ2,3を持つてゆき、その位置
で撮像視野内を移動する鋼板10の撮像を行う。
センサ4は、鋼板10のTVカメラ2,3の視野内への突入の
検出に使う。この突入によつて鋼板の搬入を停止し、そ
の停止した上でTVカメラ2,3を端面方向に移動させて撮
影を行う。鋼板の停止を行わないでも撮影はできる。
画像処理装置7は、TVカメラ2,3で撮像した画面を次々
に取込み、合成し、鋼板10の周辺形状を得る処理を行
う。この画像合成に際しては、TV駆動軸5でのTVカメラ
位置信号を取込み画面識別番号に供せしめる。
メモリ8は、処理結果を格納する。演算装置9は、メモ
リ8に格納した周辺形状を示す画像を取込み、各基準線
T,N,B,Sに対しての形状の偏差を求め、次いで、その中
の最小凹部位置T1,N1,B1,S1を求める。この位置T1,N1,B
1,S1をもとに、剪断すべき最適位置の決定を行う。この
最適位置は、(1),(2)式を満足する条件のもとでは最大
製品採取可能となる位置であり、そうでなければその条
件の範囲内で最適剪断位置となる。
マーカ制御回路11は、上記決定した位置にマーキングを
施すべく、マーキング装置6を制御し巾方向と長手方向
同時のマーキングを行ない」印マーカを施す。
第4図はマーキングした鋼板を剪断する剪断装置の実施
例を示す。形状検出・マーキングを施したラインと剪断
させるラインとは、一連の直列のラインを構成する。18
はクロツプシヤー、19はサイドシヤーである。鋼板10は
クロツプシヤー前面に配置された鋼板検出センサ27にて
停止する。センサと同一位置に置かれたテレビカメラ30
を進行方向と逆に移動させ画像情報を画像処理装置21へ
入力する。画像判定層22では鋼板面上にマーキングされ
た」印13と一致するパターンを逐次判定処理し、一致し
た時点でのクロツプシヤー中心からテレビカメラまでの
距離LAを決定する。さらにローラーテーブル制御装置29
に対してLAの距離を設定し先端部の剪断位置をクロツプ
シヤー刃下まで移動させる。移動完了時点でクロツプシ
ヤー剪断指令装置23よりクロツプシヤー制御装置25に剪
断指令を出力する。以後14,15,16の剪断制御は製品寸法
長さより決定された距離をローラーテーブル制御装置29
へ設定することにより剪断可能である。この時テレビカ
メラ30は」印マーカを読取り、クロツプシヤー刃下まで
の搬送APCが正確に制御されているかを監視する役割を
成す。
クロツプシヤーでは」印マーカの1印部分を剪断し一部
分を残して次工程のサイドシヤー剪断機へ流す。
サイドシヤー剪断機19,20では鋼板の製品巾通りに鋼板
側面を剪断することにあるが、クロツプシヤーで先端部
を剪断された鋼板は、鋼板検出センサ28の検出にて停止
する。センサと同一位置に配置されたテレビカメラ12に
よりS側サイドシヤーの刃先より鋼板にマーキングされ
た−印マークを画像情報として画像処理装置21へ入力す
る。画像判定装置22では−印と一致するパターンを判定
しサイドシヤーS側刃下から−印マークまでの距離WA
演算決定する。決定されたWAと製品寸法WPよりサイドシ
ヤーのS側,N側の移動距離をサイドシヤー剪断指令装置
24にて計算する。
S側移動距離=WA N側移動距離=WN−WP+α WP:製品寸法巾 WN:N側刃下よりテレビカメラ中心距離 α:テレビカメラ中心から−印マークまでの偏差 と各々決定される。決定値はサイドシヤー制御装置26へ
設定し、鋼板の両側を剪断する。
〔発明の効果〕
本発明によれば人間の目視によらず正確に形状寸法を自
動的に検出できるので、剪断ラインでの採寸処理の完全
自動化及び省力化の効果がある。さらに、鋼板の輪郭形
状の撮像は、鋼板の端面に沿ってTVカメラを移動させて
撮像するようにしたので、輪郭形状の撮像精度が向上で
き、且つその検出した輪郭形状をもとに最小有効巾W及
び最小有効長Lを求め、これを予じめ設定した基準有効
巾Wr及び基準有効長Lrと比較し、該比較結果から最小有
効巾W及び最小有効長L内に製品として採取すべき位置
を特定化しマーキングをするようにしたので、製品採取
の最適位置の決定が可能となり、歩留向上に大きな効果
がある。また決定位置へのマーキングを巾方向と長手方
向同時のマーキングを施すようにしたので、マーキング
位置の検出が容易であり且つその自動判断が不可となっ
た場合でも、他の手動操作等によっても正確に剪断が可
能となり、全体の信頼性が向上する効果が得られる。
また、剪断機制御につき、マーカ位置に正確にクロップ
シャー及びサイドシャーの移動を行なうことができ、特
に、マーカからTVカメラ中心までの距離(偏差)αを考
慮したことにより、より正確に鋼板の剪断を行なうこと
ができ、且つ操作方法が本発明によれば画像認識にて剪
断位置を正確に把握できるため完全自動化及び省力化の
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の形状検出例の説明図、第2図は製品採
取及びマーキングの説明図、第3図は形状検出・マーキ
ング装置の実施例図、第4図は剪断装置の実施例図であ
る。 2,3,30,12……TVカメラ、10……鋼板、7……画像処理
装置、6……マーキング装置、18……クロツプシヤー、
19……サイドシヤー、25,26……シヤー制御装置、21…
…画像処理装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板の輪郭形状を撮像するTVカメラと、該
    TVカメラによって撮像した輪郭形状をもとに最小有効巾
    W及び最小有効長Lを求め該最小有効巾W及び最小有効
    長Lを予じめ設定した基準有効巾Wr及び基準有効長Lrと
    比較し該比較結果から上記最小有効巾W及び最小有効長
    L内に製品として採取すべき位置を特定化して上記鋼板
    に巾方向と長手方向同時のマーキングを自動的に行うマ
    ーキング手段と、該マーキング手段によるマーカを検出
    し鋼板の剪断を行う剪断手段とより成り、上記剪断手段
    は、鋼板のマーカを検出するTVカメラと、鋼板の長手方
    向先端部クロップシャー剪断機、鋼板の巾方向一端S側
    サイドシャー剪断機及び鋼板の巾方向他端N側サイドシ
    ャー剪断機と、上記マーカ検出TVカメラの検出によって
    上記クロップシャーと鋼板間の移動距離をクロップシャ
    ー刃下からマーカまでの距離LAにより定め、且つ、上記
    S側サイドシャーの移動距離をS側サイドシャー刃下か
    らマーカまでの距離WAにより定めるとともに、上記N側
    サイドシャーの移動距離をN側サイドシャー刃下から上
    記マーカ検出TVカメラの中心までの距離WN、製品寸法巾
    WP、マーカから上記マーカ検出TVカメラ中心までの偏差
    αにより定めるクロップシャー及びサイドシャー剪断指
    令装置と、該クロップシャー及びサイドシャー剪断指令
    装置の指令信号により上記クロップシャーと鋼板間の移
    動距離を制御するローラテーブル制御装置と、剪断を制
    御するクロップシャー制御装置と、上記S側及びN側各
    サイドシャーの移動距離及び剪断を制御するサイドシャ
    ー制御装置とを備えたことを特徴とする鋼板の剪断装
    置。
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