JPH0638991B2 - 鋼帯溶接部の検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続搬送される鋼帯の溶接点を確実に検出する
方法に関する。

〔発明の背景〕 連続搬送される鋼帯のプロセスラインにおいて、各種制
御を行う上で、鋼帯と鋼帯との接続部（溶接点）を正確
に検知することは非常に重要である。

鋼帯の溶接点を検出する従来の代表的な方法として、下
記の(1)〜(5)の方法がある。この内の(1)〜(3)はコンピ
ュータを利用しない単純な方法、(4)、(5)はコンピュー
タを利用した方法である。

(1)．溶接点の近傍に直径２０mm程度の穴を開け、溶接
点検出位置を通過する鋼帯の上下部に各々設置した投光
部と受光部の組み合わせによる光電スイッチ（穴セン
サ）により上記穴を検出し、それを溶接点と見なす方
法。

(2)．溶接点の近傍に直径２０mm程度の２個の穴を所定
の間隔で開け、前述(1)項と同様に設置した光学系イメ
ージセンサにより、穴の間隔を判定し、これにより溶接
点検出を目的とする穴を特定し、それを溶接点と見なす
方法。

(3)．溶接点検出位置に鋼帯に面するように磁気センサ
を設置し、渦電流損磁気抵抗の変化の検出により金属の
組成変化を読み取り、それを溶接点と判定する方法。

(4)．鋼帯の搬送開始位置を起点として、その起点から
の搬送量を積算し、溶接点検出位置に設置した前述(1)
〜(3)による何れかのセンサと組み合せて、その検出信
号と積算値とを比較し、それが一定誤算の範囲内にある
とき溶接点と判定する方法。

(5)．鋼帯の全長が搬送前に既知の値として使用できる
場合で、前回の溶接点検出を起点として，全長から搬送
量を減算して行き、これにより溶接点を判定する方法。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の各従来方法には、次のような問題があ
った。

(1)の穴センサは鋼帯の穴欠陥も検出するため、穴セン
サ単独では真の溶接点（穴）と穴欠陥との判別が困難と
なることがある。

(2)の光学系イメージセンサより判別する方法は、２個
の穴を所定の間隔で開けることが困難な場合には使用で
きない。また、鋼帯の形成不良等によるパスラインの変
動がある場合には、正確に検出するための取付及び調整
が困難となる。

(3)の磁気センサは、鋼帯の途中に組成欠陥がある場合
には、これを検出してしまうため真の溶接点との判別が
困難となることがある。また、光学系イメージセンサと
同様に鋼帯の形状不良等によるパスラインの変動がある
場合には、それらの取付位置、調整が困難となる。

(4)の鋼帯の搬送量と上記のセンサとの組み合せによる
方法では、鋼帯の溶接点前後に複数の穴欠陥や形状不良
があると、一時期に複数回の溶接点検出信号と同じ信号
が発生し、該信号が検出信号を使用する制御装置に悪影
響を与えることがある。

(5)の鋼帯の既知の全長から搬送量を減算する方法は、
鋼帯の全長が不明または既知であったとしてもそれが利
用できないない場合には、用いるとはできない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上述
の如き従来の各方法の問題点を一挙に解消した鋼帯の溶
接点の検出方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

このために本発明は、鋼帯の搬送量を検出する手段と、
上記鋼帯における磁気抵抗の変化部分を検出する手段
と、上記溶接部近傍に形成した穴を検出する手段とを設
け、上記磁気抵抗変化部分と上記穴の何れか一方の検出
を行った後に所定の搬送量の範囲内で他方の検出の有無
を判定し、該他方の検出有りの判定により上記溶接部の
検出信号を出力するように構成した。

〔実施例〕

以下、本発明の鋼帯の溶接点の検出方法について説明す
る。第１図は本発明の検出方法の概要を示す説明図であ
る。該図において、１は矢印Ａ方向に搬送（通板）され
る鋼帯、２は該鋼帯の溶接点、３は該溶接点２の近傍に
形成した穴である。４は搬送される鋼帯１の上方部と下
方部に対向配置された投光部４１と受光部４２との組み
合わせでなる穴センサ、５は該穴センサ４から鋼帯１の
搬送方向に距離Ｌ₁だけ隔てた位置で鋼帯１に面するよ
うに設置した磁気センサである。６は該磁気センサ５か
ら鋼帯１の搬送方向にさらに距離Ｌ₂だけ隔てた位置を
示し、ここに溶接点２が到達することにより溶接点検出
の信号が後記するコンピュータから出力する。

ここで、溶接点２から穴３までの距離をＬ₃、この距離
Ｌ₃のバラツキ誤差の最大値をＬ₄として、これらと
Ｌ₁、Ｌ₂との関係が次式を満足するように、上記穴セン
サ４と磁気センサ５の位置が設定される。

（Ｌ₁＋Ｌ₂）＞（Ｌ₃＋Ｌ₄）…(1) ７は鋼帯１の搬送に追従して回転する搬送ローラ、８は
該搬送ローラ７に取り付けたパルス発振器で、該パルス
発振器８は搬送ローラ７に同期して回転してパルスを発
振する。このパルスのカウント値の換算で鋼帯１の搬送
量（距離）が検出される。なお、搬送量の検出方法はこ
れに限らず種々の方法がある。

第２図は上記の穴センサ４、磁気センサ５及びパルス発
振器８からの信号を入力・処理して溶接点検出信号を出
力するコンピュータのブロック図である。

該図において、穴センサ４及び磁気センサ５からの信号
が割込入力回路９を介して、パルス発振器８からの信号
がパルス入力回路１０を介して、ディジタルスイッチ１
１であらかじめ設定された距離データＬ₁〜Ｌ₄がディジ
タル入力回路１２を介して、各々ＣＰＵ１３に取り込ま
れるようになっている。ここで、Ｌ₃には溶接点２と穴
３との位置関係を表すための符合を設ける。即ち、第１
図のように穴３が溶接点２より鋼帯１の搬送方向と反対
側にあるときは『＋』とし、搬送方向側にあるとき及び
どちらの場合もあり得るときは『−』とする。１４はＣ
ＰＵ１３の出力側に接続されたディジタル出力回路であ
る。

ＣＰＵ１３には以下のステップからなるプログラムが組
み込まれている。第３図乃至第７図はそのプログラムの
フローチャートである。第３図は全体を示すフローチャ
ートであり、ステップＳ１〜Ｓ９で構成される。Ｓ２〜
Ｓ５は判定ステップ、Ｓ６〜Ｓ９はこれら判定ステップ
から各々分岐された処理ステップである。各処理ステッ
プＳ６〜Ｓ９の詳細は第４図乃至第７図に示した。

なお、これらのフロートチャートに用いられている符合
の意味は下記の通りである。

Ｆ１：穴センサ４より検出割り込み有りで『１』 Ｆ２：磁気センサ５より検出割り込み有りで『１』 Ｆ３：穴センサ４検出後チェック中で『１』 Ｆ４：磁気センサ５検出後チェック中で『１』 Ｆ５：溶接点有りで『１』 Ｆ６：溶接点検出信号出力後抑制中で『１』 次に、第１図に示すステップＳ１〜Ｓ９の概要について
述べる。ステップＳ１では、プログラムの開始前に以下
のステップＳ２〜Ｓ９で使用する情報を初期化する。な
お、図中の設定値は後述の試験例で実施された実数値が
記載されている。

ステップＳ２、Ｓ６では、穴センサ４あるいは磁気セン
サ５の検出信号割り込みの有無の判定を行い、割り込み
有りの時、どりらの割り込みがあったかを記録し（Ｓ
２）、有りのときステップＳ６に分岐し、溶接点検出の
ための処理を行う必要があるか否かの決定を行う。

ステップＳ３、Ｓ７では、穴センサ４あるいは磁気セン
サ５のどちらかの検出信号割り込みを受けた（Ｆ３＝１
又はＦ４＝１）後、一定期間内にもう一方のセンサの検
出信号割り込みを受付けるまでの搬送量を判定する。

ステップＳ４、Ｓ８では、前記ステップＳ６において溶
接点検出を行った（Ｆ５＝１）後、その溶接点が当該検
出信号を出力する位置６に到達したか否かを判定し、そ
の到達により検出信号の出力を行う。

ステップＳ５、Ｓ９では、前記Ｓ８において検出信号の
出力を行った後、一定搬送量だけ溶接点検出機能を抑制
（Ｆ６＝１）する。

ステップＳ１はコンピュータの処理開始時に一度だけ実
行され、ステップＳ２〜Ｓ９は、その後繰り返し実行さ
れる。これによって、溶接点検出信号がディジタル出力
回路１４から外部に出力される。

さて、穴センサ４或いは磁気センサ５の検出割り込みが
あった時に実行されるステップＳ６は第３図に示すフロ
ーチャートのプログラムでなる。

ステップＳ６１では、溶接点検出信号出力処理を実行中
（Ｆ５＝１）であるか、溶接点検出機能が抑制中（Ｆ６
＝１）であるかの判定を行い、抑制中あるいは実行中で
あれば以後のステップＳ６２〜Ｓ６６の処理は行わない
でリターンする。

本判定を行う理由は、以下の当該処理工程で溶接点有り
と判定した時、それ以後各センサからの検出割り込みを
無視するためである。この結果、溶接点個所近傍におけ
る一度のみの溶接点検出が行われる。

ステップＳ６２では、現在までの積算値（今回積算値：
穴センサ４又は磁気センサ６のいずれかからの最初の検
出割込みがあった時点からの積算値であり、相当する距
離はＬ_Nである。）にパルス発振器８から取り込んだパ
ルスをカンウントするパルスカウンタのカウント値を加
えた値（前回積算値、相当する距離はＬ_O）を別の積算
メモリに記憶する。そして、パルスカウンタと今回積算
値をゼロクリアする。

このゼロクリア処理は前述のステップＳ７の処理におけ
る一定期間の判定を行うための御破算の機能として作用
する。積算値Ｌ_Oの転記は、今回の検出割り込みが穴セ
ンサ４からの信号であって、かつ、溶接点有りと判定し
た時、磁気センサ５の検出後から溶接点検出信号出力位
置６までの残長を計算するために行う。

ステップＳ６３では、ステップＳ２における検出が最初
のセンサ検出なのか後のセンサ検出なのかを判定する。
即ち、穴センサ４と磁気センサ５の一方が最初に検出さ
れた場合にはステップＳ６７に進み、後に他方のセンサ
が検出された場合には溶接点有りとしてステップＳ６４
に進む。

ステップＳ６４では、後の検出割込みがあったセンサの
種類によって溶接点有検出信号出力位置６までの距離
（Ｌ_Xとする）を、ディジタルスイッチ設定値Ｌ₂及び前
回積算値（Ｌ_O）から求める。

即ち、後に検出したセンサが穴センサ４（Ｆ１＝１）で
ある場合、 Ｌ_X＝Ｌ₂−Ｌ_O …(2) 後に検出したセンサが磁気センサ５（Ｆ１≠１）である
場合、 Ｌ_X＝Ｌ₂ …(3) とする。

ステップＳ６５では、溶接点があったこと（Ｆ５＝１）
を記憶する。これは以後の処理工程を実行するために必
要とされる共に、前述のステップＳ４の判定に使用され
る。

ステップＳ６６では、後に検出したセンサの検出済の記
憶を取り消す。これは溶接点有りの判定を得たことによ
り不用となったために行う。

ステップＳ６７では、最初に検出したセンサの種類に応
じて、その後に後のセンサ検出の可能性があるか否かを
ディジタルスイッチ設定値Ｌ₁、Ｌ₃、Ｌ₄により判定す
る。即ち、最初に検出したセンサが穴センサ４（Ｆ１＝
１）である場合、 Ｌ₁−Ｌ₃＋Ｌ₄＞０ …(4) 磁気センサ５（Ｆ≠１）である場合、 ｜Ｌ₃｜−Ｌ₁＋Ｌ₄＞０ …(5) として、式(4)または(5)を満足した場合は、可能性有り
と判定し、次のステップＳ６８を実行するが、可能性無
しならば、このままリターンする。

ステップＳ６８では、最初に検出したセンサが検出済で
あることを記憶する。これは次の処理工程を実行するた
めに必要であると共に、後に検出したセンサの検出割り
込みがあった場合、前述のステップＳ６３、Ｓ３の判定
に使用される。

次にステップＳ７の処理は第５図のフローチャートで示
すプログラムで実行される。ステップＳ７１では、搬送
量を示すパルスカウンタの値を読込んで今回積算値（Ｌ
_N）に加算し、最初のセンサの検出時点からの積算値
（Ｌ_N）を得て、その後パルスカウンタをゼロクリアす
る。

ステップＳ７２では、ディジタルスイッチ設定値Ｌ₁、
Ｌ₂、Ｌ₄及び今回積算値（Ｌ_N）により溶接点がチェッ
ク範囲を経過したか判定する。このチエック範囲は、最
初に検出したセンサが穴センサ４（Ｆ３＝１）である場
合 Ｌ₁−Ｌ₃＋Ｌ₄＜Ｌ_N …(6) 磁気センサ５（Ｆ３≠１）である場合 ｜Ｌ₃｜＋Ｌ₄−Ｌ₁＜Ｌ_N…(7) とし、上記式(6)または(7)を満足した場合は、チェック
範囲を経過したと判定して次のステップＳ７３を実行
し、満足しない場合はこのままリターンする。

ステップＳ７３では、最初に検出したセンサの検出済み
の記憶を取り消す。これはセンサのどちらか一方の検出
割り込みはあったが、チェック範囲を経過した（チェッ
ク範囲内に他方のセンサからの検出割込みが無かった）
ことによって溶接点と判定されなかったことを意味す
る。

次にステップＳ８の処理は第６図のフローチャートで示
すプログラムで実行される。ステップＳ８１では、パル
スカウンタの値を読み込んで今回積算値（Ｌ_N）に加算
し、パルスカウンタをゼロクリアする。得られる積算値
（Ｌ_N）は後に検出したセンサからの距離を示す。

ステップＳ８２では、今回積算値からの距離Ｌ_Nと前述
プログラムのステップＳ６４で求めたＬ_Xとにより溶接
点検出信号出力位置６に到達したか否かを判定する。

Ｌ_N＞Ｌ_X …(8) この式(8)を満足した場合は、到達したと判定し、次の
ステップＳ８３〜Ｓ８６を実行し、満足しない場合はリ
ターンする。

ステップＳ８３では、ディジタル出力回路１４を介して
溶接点検出信号を出力する。

ステップＳ８４では、ステップＳ６５で処理した溶接点
有りの記憶を取り消す。これは溶接点検出信号を出力し
たことにより前記記憶の役目が終了したためである。

ステップＳ８５では、パルスカウンタと今回積算値（Ｌ
_N）をゼロクリアする。これはステップＳ５、Ｓ９にお
ける一定期間のチェックを行うためのご破算の処理とし
て作用する。

ステップＳ８６では、さらに一定期間、当該検出機能を
抑制する必要があることを記憶する。

最後に、ステップＳ９の処理は第７図のフローチャート
で示すプログラムで実行される。ステップＳ９１では、
パルスカウンタの値を読込み今回積算値（Ｌ_N）に加算
し、当該パルスカウンタをゼロクリアする。得られる積
算値（Ｌ_N）は溶接点検出信号出力位置６からの距離に
相当する値である。

ステップＳ９２では、今回積算値（Ｌ_N）と抑制距離
（Ｌｉとする）とを比較し、抑制範囲外に到達したか否
かを判定する。

Ｌ_N＞Ｌｉ …(8) を満足した場合は、到達したと判定し、次のステップＳ
９３を実行し、満足しない場合はリターンする。

ステップＳ９３では、ステップＳ８６の記憶を取り消
す。これにより当該処理工程は終了し、再び穴センサ４
あるいは磁気センサ５の検出割り込みがあった時にはス
テップＳ２によって溶接点有無の判定機能が復帰する。

〔試験例〕

まず、各設定値を次のように設定した。

Ｌ₁＝２５（×１０mm） Ｌ₂＝３０（×１０mm） Ｌ₃＝３０（×１０mm） Ｌ₄＝１５（×１０mm） Ｌｉ＝１０（×１０mm） Ｌｉの値は鋼帯１の溶接点の近傍の実情によるが、上記
の設定値で充分であった。また、Ｌ₁〜Ｌ₄はディジタル
スイッチ１１によって設定入力する方法としているが、
実際にはＬｉと共にプログラム内部定数とした。さら
に、パルス発振器８から取り込む値は、１パルスが１０
mmの鋼帯搬送量になるように設計した。以上の条件で実
施した結果誤判定はなく、安定した動作が実証された。

〔発明の効果〕

以上から本発明によれば、次の結果がある。．鋼帯の
途中に穴欠陥があっても真の溶接点との判別ができる。
．溶接点検出を行うために開ける穴は１個でよい。
．鋼帯のパスライン変動に対しての誤検出がない。
．磁気センサ単独で行う場合に比較して調整がラフで
よく、仮に組成欠陥があっても誤検出がない。．鋼帯
の溶接点前後に複数の穴欠陥、形状不良があっても溶接
点として検出するのは１回のみである。．簡単で故障
の少ない経済的な溶接点検出装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の本発明の一実施例の検出方法に用いる
装置の使用状態を示す図、第２図は該検出方法に用いる
コンピュータのブロック図、第３図乃至第７図は該コン
ピュータに組み込まれるプログラムのフローチャートで
ある。 １…鋼帯、２…溶接点、３…穴、４…穴センサ、４１…
投光部、４２…受光部、５…磁気センサ、６…溶接点検
出信号出力位置、７…搬送ローラ、８…パルス発信器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送される鋼帯の先行材と後行材との溶接
   部を検出する方法において、 上記鋼帯の搬送量を検出する手段と、上記鋼帯における
   磁気抵抗の変化部分を検出する手段と、上記溶接部近傍
   に形成した穴を検出する手段とを設け、上記磁気抵抗変
   化部分と上記穴の何れか一方の検出を行った後に所定の
   搬送量の範囲内で他方の検出の有無を判定し、該他方の
   検出有りの判定により上記溶接部の検出信号を出力する
   ことを特徴とする鋼帯溶接部の検出方法。