JPH064663U - 棒鋼材の残留磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 棒鋼材の残留磁気検査作業に際し、残留磁気
の有無程度を作業員に依らず、自動的に精度良く測定し
作業効率が良く、かつ、信頼性の高い棒鋼材の残留磁気
検出装置を提供することを目的とする。 【構成】 棒鋼材の残留磁気検出装置において、棒鋼材
が通過し得る孔を設けた残留磁気検出コイルと、前記残
留磁気検出コイルを遮蔽する磁気遮蔽ケ−スと、残留磁
気検出コイルの出力信号を増幅処理する増幅波形処理器
と、残留磁気検出コイルの直前に設け棒鋼材の位置を検
知する棒鋼材位置センサと、棒鋼材の鋼種、寸法の条件
を設定する条件設定器と、増幅波形処理器と棒鋼材位置
センサおよび条件設定器の出力信号に基ずいて前記棒鋼
材の残留磁気の有無、強度を演算判定せしめるマイコン
を設けたことを特徴とする棒鋼材の残留磁気検出装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、棒鋼材の残留磁気検査作業において、残留磁気検査精度の向上なら びに残留磁気検査作業の能率向上を図るべき棒鋼材の残留磁気検出装置に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

棒鋼材の微小表面疵検査のため、圧延、引抜き、研削工程などの後、渦流探傷 に際し磁化されて後工程ユ−ザでの支障を生ずることを除くため脱磁作業を行っ ている。しかしながら、従来の棒鋼材の残留磁気検査作業は、作業員が市販のガ ウスメ−タを使用して脱磁後の前記棒鋼材の残留磁気を全数測定して出荷してい た。しかし、数万本／月の棒鋼材を作業員が一本毎に測定する作業では、前記ガ ウスメ−タの棒鋼材への接触の仕方あるいはメ−タ値の読み違えなどにより残留 磁気の有る棒鋼材を見逃してしまうことが若干あった。

【０００３】 また、従来のガウスメ−タを使用した棒鋼材の残留磁気検査作業では、作業能 率が良くなく作業員の手間を要し、測定値の記録も十分でなかった。

【０００４】 また、棒鋼材に残留磁気が有ることは、昨今の加工機械の自動化と相まって、 例えば搬送コンベアから次工程へ落下しないとか切削屑が刃物にまつわり付く等 ユ−ザ−での作業工程に障害を与えるものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、棒鋼材の残留磁気検査作業に際し、残留磁気の有無程度を作業員に 依らず、自動的に精度良く測定可能で作業効率が良く、かつ、信頼性の高い棒鋼 材の残留磁気検出装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するためになされた本考案は、棒鋼材の残留磁気検出装置にお いて、棒鋼材が通過し得る孔を設けた残留磁気検出コイルと、雑磁界から前記残 留磁気検出コイルを遮蔽する磁気遮蔽ケ−スと、前記残留磁気検出コイルの出力 信号を増幅処理する増幅波形処理器と、前記残留磁気検出コイルの直前に設け棒 鋼材の位置を検知する棒鋼材位置センサと、棒鋼材の鋼種、寸法の条件を設定す る条件設定器と、前記増幅波形処理器と前記棒鋼材位置センサおよび前記条件設 定器の出力信号に基ずいて前記棒鋼材の残留磁気の有無、強度を演算判定せしめ るマイコンを設けたことを特徴とする棒鋼材の残留磁気検出装置である。

【０００７】 すなわち、本考案の棒鋼材の残留磁気検出装置では、前記棒鋼材の残留磁気検 出手段として、残留磁気を有する棒鋼材が容易に通過し得る孔を設けたコイルを 使用し、被検査材である棒鋼材がコイルを通過した時にコイルが発生する電圧を 検出して利用している。いわゆる電磁誘導の法則を応用している。しかし、前記 電圧は微弱であるめ前記棒鋼材の残留磁気検出装置に利用するには多々問題があ ったが本考案者等は種々実験を重ねた結果、下記に説明する本考案の構成により 実用化に成功したものである。

【０００８】 まず、本考案装置の設置されている環境は、本考案装置に係わる機械設備駆動 用電動機や制御盤はもとより、隣接の機械設備の電気機器・配線が多く設備され ており、従って、前記残留磁気検出コイルは雑多の磁界中に置かれ、電磁誘導・ 静電誘導による雑音電圧を多く発生し易い環境である。なお、本考案装置により 検出しょうとする前記棒鋼材の残留磁束密度は１０ガウス程度である。

【０００９】 残留磁気検出コイルは、被検査材である前記棒鋼材が容易に通過し得る径の孔 を中心に有する、非磁性電気絶縁物で製作された巻枠にマグネットワイヤを多数 回巻いた円筒形状のコイルである。なお、残留磁気検出コイルの端子間には、必 要によりダンピング用抵抗器などを接続する。

【００１０】 そして、磁気遮蔽ケ−スは、透磁性の良い鋼板で製作され前記残留磁気検出コ イルの外周と側面を覆って設ける。なお、該磁気遮蔽ケ−スにはコイルの出力端 子を設け、また、取付け足などの設置部材を付属させる。

【００１１】 増幅波形処理器は、残留磁気検出コイルとマイコンとの間に電気的に接続した 残留磁気検出コイルが発生した微弱電圧を増幅および波形処理してマイコンに入 力する。

【００１２】 棒鋼材位置センサは、残留磁気検出コイルの棒鋼材進入側直前かつ棒鋼材位置セ ンサを通過する前記棒鋼材に近接して設け、棒鋼材が残留磁気検出コイルを通過 中であること等を検知し、かつ、棒鋼材が残留磁気検出コイルに進入および残留 磁気検出コイルから排出されるタイミングを検知する。棒鋼材位置センサが検知 した上述の信号は前記マイコンに与える。

【００１３】 条件設定器は、本考案装置に係わる機械の運転操作室内に設置された、下記に 説明するマイコンに作業員が棒鋼材の材質、寸法（径）等の検査条件を設定指令 するための、いわゆるキ−ボ−ドである。

【００１４】 マイコンは、前記運転操作室内に設置され、増幅波形処理器と棒鋼材位置セン サおよび条件設定器ならびにマイコンに記憶せしめた残留磁気の有無判定ソフト ウェアにより棒鋼材の残留磁気の有無、強度を演算判定する。そして、マイコン に付帯したデスプレイに被検査材の検査条件や残留磁気の判定レベル等を数字・ 図表・記号で表示すると共に残留磁気の有無判定結果を表示する。

【００１５】 また、マイコンからは前記本考案装置に係わる機械設備の駆動用制御盤に制御 信号を与える。制御信号とは、例えば、残留磁気の強度が前記判定レベルを超過 したときには棒鋼材を自動的に再び脱磁器を通す工程をなさせるとか、必要によ り警報機器を作動させる電気的信号である。

【００１６】 警報機器は、本考案装置に係わる機械設備の運転操作室内もしくは室外または 運転操作室内および室外にもうけたベル・警告灯などであり、前記マイコンから の出力信号で作動する。

【００１７】

【作用】

上述のように構成された本考案の棒鋼材の残留磁気検出装置は、残留磁気検出 コイルを磁気遮蔽ケ−スで覆うことにり、上述の様な残留磁気検出上著しい妨害 を生ずる雑多な電磁誘導・静電誘導を排除すると共に残留磁気検出感度を向上し 棒鋼材の残留磁気検出を効率的にする。 すなわち、前記残留磁気を有する棒鋼材が該残留磁気検出コイルを通過すると 略残留磁束密度と棒鋼材の太さ並びに棒鋼材の通過速度に比例したパルス電圧を 発生するが、そのパルス電圧を効率的に捕らえるために多数巻数の電気コイルを 用いている。

【００１８】 しかし、多数巻数の電気コイルを用いると残留磁気検出感度は向上するが該残 留磁気検出コイル自身の浮遊容量あるいは接続されるリ−ド線の静電容量により 共振回路を形成し、検出されたパルス電圧が異常に大きくなったりパルス波形が 振動波形となって継続する場合がある。上述の弊害を除くため本考案装置におい てはダンピング用電気部品を前記残留磁気検出コイルに並列接続している。

【００１９】 磁気遮蔽ケ−スは、本考案装置に係わる機械設備駆動用電動機や制御盤はもと より隣接の機械設備の電気機器・配線から発生する雑多な磁界による電磁誘導・ 静電誘導で前記残留磁気検出コイルが雑音電圧を誘起することを防止するため及 び残留磁気検出コイルの残留磁気検出感度の向上を図る。 すなわち、該磁気遮蔽ケ−スは、残留磁気検出コイルが上述の雑多な磁界と鎖 交したり、雑多な静電誘導を受けないように電磁遮蔽・静電遮蔽すると共に、被 試験材である棒鋼材の微弱な残留磁束に対しては磁気回路を形成することとなる ため微弱な残留磁束によるパルス電圧の発生を効率的とする。さらに、磁気遮蔽 ケ−スは、残留磁気検出コイルを外傷から保護する効果も有する。

【００２０】 増幅波形処理器は、前記残留磁気検出コイルの出力電圧はｍＶオ−ダの微弱電 圧であるため、その出力信号を伝送中のＳ／Ｎ比向上およびマイコンへの入力に 適した電圧・波形に増幅波形処理する。

【００２１】 棒鋼材位置センサは、被検査棒鋼材の有無を検知するセンサであるが、単に被 検査棒鋼材の有無を検知するだけで無く、該被検査棒鋼材の先端と後端が前記残 留磁気検出コイルを通過するタイミングを検知して前記マイコンに与えることで ある。すなわち、残留磁気を有する棒鋼材が残留磁気検出コイルに進入および残 留磁気検出コイルから排出されるタイミングを検知してマイコンに与えることに より、前記マイコンは前記残留磁気検出コイルが検出した信号は真の残留磁気に よる信号か雑音信号であるかの演算実行がし易くなり判定精度の向上に有利に作 用するものである。

【００２２】 上述の演算実行がし易くなる作用を詳しく説明すると、残留磁気が有る棒鋼材 の先端が残留磁気検出コイルに進入した時点および該棒鋼材の後端が排出された 時点に該残留磁気検出コイルはパルス電圧を発生するので、棒鋼材が残留磁気検 出コイルに進入・排出された時点を除いた時点に発生したパルス電圧は雑音信号 と判定できる。さらに、残留磁気が有る棒鋼材が残留磁気検出コイルに進入・排 出された時点に発生するパルス電圧の極性は必ずプラス・マイナスが逆極性であ るので、この条件を、前記進入・排出された時点と組合わせることにより判定精 度を大きく向上し得る。

【００２３】 条件設定器は、下記に説明するマイコンに作業員が被検査材である前記棒鋼材 の材質・寸法・残留磁気検出コイルを通過する速度などの条件および残留磁気の 有無の判定レベルなどの検査条件を設定指令するキ−ボ−ドである。なお、残留 磁気の有無判定結果の表示の方式や、マイコンが記録集計した統計的資料の表示 方式についても指令し得る。

【００２４】 マイコンは、前記棒鋼材に残留磁気が有ると判定すると、該マイコンからの出 力信号である前記制御信号を本考案装置に係わる機械の駆動用制御盤に与える。 また、制御信号は残留磁気が有る棒鋼材を自動的に再び脱磁器を通す工程をなさ せ、警報機器を作動させる。

【００２５】 また、残留磁気の強度が一定値以上である場合や、前記被検査材の規定本数内 に設定本数以上の棒鋼材に残留磁気が有る場合には前記被検査材自体の異常もし くは被検査材の前工程の異常または前記本考案装置に係わる機械設備の異常が考 えられるので上記警報機器を作動させて作業者に報知もしくは警報と共に本考案 装置に係わる工程を自動停止させることもできる。

【００２６】 さらに、前記マイコンで前記被検査材の材質・検査本数・検査所要時間・残留 磁気が有った本数などを記録集計する統計的作業をもなさしめ得る。

【００２７】 警報機器は、本考案装置に係わる機械設備の運転操作室内もしくは室外または 運転操作室内および室外に設けたベル・警告灯などであり、前記マイコンからの 出力信号で作動し、作業員に棒鋼材の残留磁気有無および工程・設備の異常を報 知する。

【００２８】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を説明する。図１は本考案の棒鋼材の残留磁気検出装 置の構成を示したブロック図である。本実施例で用いた残留磁気検出コイル１は 、中心に約３５ｍｍφの孔を有し外形≒８０ｍｍφ、長さ≒１７０ｍｍの樹脂製 巻枠に０．２９ｍｍφのホルマ−ル線を１０，０００回巻いたものである。 なお、本実施例では残留磁気検出コイル１にダンピング用として１ｋΩ（５Ｗ 型）の固定抵抗器を並列接続した。

【００２９】 磁気遮蔽ケ−ス１０（図２に示す）は、一般構造用圧延鋼板（ＳＳ３４）の板 厚＝２．３ｍｍを用いて、前記残留磁気検出コイル１の全外周を覆う形状に製作 した。なお形状の詳細は、その中心部に棒鋼材２０あるいは戻し棒鋼材２９が通 過し得る孔を有し、また上下２分割可能として前記残留磁気検出コイル１を収納 している。なお、本実施例では１０ガウスの残留磁気を有す８．０ｍｍφの丸棒 鋼を通過速度９ｍ／分で残留磁気検出コイル１に通した時、該残留磁気検出コイ ル１の発生パルス電圧は約２００ｍＶ（Ｐ−Ｐ）であった。

【００３０】 増幅波形処理器１１は、定格入力電圧＝±５Ｖ（Ｐ−Ｐ），定格入力周波数＝ ０〜１，０００Ｈｚ，定格出力電圧＝±１５Ｖ（Ｍａｘ），増幅率＝１００倍（ 連続可変）の定格で、周波数帯域フィルタおよび入・出力電圧の上下限リミッタ （各々５レンジ切替可能）を内蔵した増幅器を使用した。

【００３１】 棒鋼材位置センサ２は、インダクタンス変動金属感知型の近接センサを使用し 、その出力電圧は棒鋼材２０（または戻し棒鋼材２９）が位置センサ２に近接し て有るとき約１０Ｖ，無いときは２Ｖ以下である。

【００３２】 条件設定器３は、本考案装置に係わる機械設備の運転操作室内に設置されたマ イコン４に付属した、いわゆるキ−ボ−ドである。

【００３３】 マイコン４は、本考案装置に係わる機械設備の運転操作室内に設置され、前記 増幅波形処理器１０を経由して前記残留磁気検出コイル１と棒鋼材位置センサ２ および前記条件設定器３からの信号・指令を受入れ、マイコン４に記憶せしめた 残留磁気の有無判定等のソフトウェアにより棒鋼材２０の残留磁気の有無、強度 を演算判定する。そして、マイコン４に付帯したデスプレイに被検査材の検査条 件や残留磁気の判定レベル等を数字・図表・記号で表示すると共に残留磁気の有 無判定結果を運転員に表示し、また、条件設定器３の設定条件に従って、駆動用 制御盤５あるいは警報機器６へ必要な出力信号を与える。

【００３４】 なお、マイコン４に、本実施例でも被検査材の材質・検査本数・検査所要時間 ・残留磁気が有った本数などを記録集計する統計的作業をもさせている。

【００３５】 また、マイコン４からは本考案装置に係わる機械設備の駆動用制御盤５に制御 信号を与える。制御信号とは、例えば、残留磁気の強度が条件設定器３で与えた 定レベルを超過したときには棒鋼材２０を自動的に再び脱磁器２５を通す工程を なさせるとか、必要により警報機器６を作動させる電気的信号である。

【００３６】 駆動用制御盤５は、本考案装置に係わる機械設備の運転操作室内に設置された 、本考案装置に係わる機械設備の運転操作用の電気機器・配線を収容した制御盤 である。

【００３７】 警報機器６は、本実施例では、運転操作室内および室外に電子音警報器と回転 警告灯を設置している。

【００３８】 ７は、本考案装置に係わる棒鋼材の加工設備を表したブロックであり、その詳 細は図２で説明する。図２は本考案装置を組込んだ棒鋼材加工設備の平面略図を 示した図である。

【００３９】 棒鋼材２０は、本実施例では８．０ｍｍφ×３．５ｍ長の丸棒鋼で、給材テ− ブル２１から送りロ−ラウェイ２２によりセンタレス・グラインダ２３へ搬送さ れ研削加工される。次に渦流探傷機２４で疵の有無を検査し、脱磁器２５を経て 本考案装置に係わる残留磁気検出コイル１を通過する。この通過の際に棒鋼材２ ０は、送りロ−ラウェイ２２の側面かつ残留磁気検出コイル１の直前に設けた棒 鋼材位置センサ２に近接して通過する。なお、通過速度は９ｍ／分である。

【００４０】 棒鋼材２０に残留磁気が無いと判定されたとき（残留磁気が１０ガウス以下の とき）は成品テ−ブル２６へ、残留磁気が有ると判定されたときは戻し材テ−ブ ル２７へ搬出される。残留磁気が有ると判定された戻し棒鋼材２９は、戻しロ− ラウェイ２８を経て再脱磁テ−ブル３０へ搬送し待機させ、再脱磁テ−ブル３０ に貯った戻し棒鋼材２９の数量と工程のタイミングを見計らい給材テ−ブル２１ から送られる棒鋼材２０の搬送を一時中断して、戻し棒鋼材２９を再度脱磁器２ ５から残留磁気検出コイル１を通過させる。

【００４１】 経験によれば、戻し棒鋼材２９は再び脱磁器２５を通せば殆どの場合完全に脱 磁されるが、残留磁気検出コイル１が再び残留磁気が有ると検出した場合は上述 の再脱磁工程は繰返し行われる。

【００４２】

【考案の効果】

本考案は、従来の棒鋼材の残留磁気検査作業は作業員が数万本／月の棒鋼材を 一本毎にガウスメ−タで測定していたためメ−タ値の読み違えなどにより残留磁 気の有る棒鋼材を見逃ししてしまうことが若干あったり、作業能率が良くない等 の課題を解決して棒鋼材の残留磁気検査作業を自動的に精度良く測定可能で作業 効率が良く、かつ、信頼性の高い棒鋼材の残留磁気検出装置を提供することが可 能となり、産業上寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の棒鋼材の残留磁気検出装置の構成を示
した一実施例のブロック図である。

【図２】本考案の棒鋼材の残留磁気検出装置を組込んだ
一実施例の棒鋼材加工設備の平面略図である。

【符号の説明】

１ 残留磁気検出コイル 10 磁気遮蔽ケ−ス 11 増幅波形処理器 ２ 棒鋼材位置センサ ３ 条件設定器 ４ マイコン ５ 駆動用制御盤 ６ 警報機器 ７ 棒鋼材の加工・探傷・脱磁・残留磁気検査設備 20 棒鋼材 21 給材テ−ブル 22 送りロ−ラウェイ 23 センタレス・グラインダ 24 渦流探傷機 25 脱磁器 26 成品テ−ブル 27 戻し材テ−ブル 28 戻しロ−ラウェイ 29 戻し棒鋼材 30 再脱磁テ−ブル

フロントページの続き (72)考案者 児玉 文明 愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地 愛知製 鋼株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒鋼材の残留磁気検出装置において、棒
   鋼材が通過し得る孔を設けた残留磁気検出コイルと、雑
   磁界から前記残留磁気検出コイルを遮蔽する磁気遮蔽ケ
   −スと、前記残留磁気検出コイルの出力信号を増幅処理
   する増幅波形処理器と、前記残留磁気検出コイルの直前
   に設け棒鋼材の位置を検知する棒鋼材位置センサと、棒
   鋼材の鋼種、寸法の条件を設定する条件設定器と、前記
   増幅波形処理器と前記棒鋼材位置センサおよび前記条件
   設定器の出力信号に基ずいて前記棒鋼材の残留磁気の有
   無、強度を演算判定せしめるマイコンを設けたことを特
   徴とする棒鋼材の残留磁気検出装置。