特許 7149440 操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-28

(45)【発行日】2022-10-06

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20220929BHJP

   B21B 1/02 20060101ALI20220929BHJP

   G06F 3/0482 20130101ALI20220929BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 L

B21B1/02 Z

G06F3/0482

G06F3/01 510

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022070118

(22)【出願日】2022-04-21

【審査請求日】2022-04-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000176833

【氏名又は名称】三菱製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】田中 翔三

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 諒

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２１３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０６５９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０１４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７１９２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０４－１９／０５

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４６

Ｇ０５Ｂ ２３／００－２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも二つの自由度を有する分塊圧延機を操作するための操作装置であって、
圧延材に圧下して圧延する圧延ロールと、
前記圧延材を支持して前記圧延ロールに向けて搬送するローラテーブルと、
前記ローラテーブルに支持された圧延材を前記ローラテーブルの搬送方向とは交差する方向に移動させるマニピュレータと、
複合現実の表示が可能であり、前記分塊圧延機が含まれる視界において前記分塊圧延機の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータを含む画像を前記視界に重ね合わせて表示するスマートグラスと
を含み、
前記分塊圧延機の少なくとも二つの自由度は、パススケジュールにしたがう前記マニピュレータによる前記圧延ロールのカリバーの選択と、前記圧延ロールの圧下量とを含む操作装置。

【請求項2】

前記スマートグラスは、前記分塊圧延機の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータを含む画像が、それぞれ前記分塊圧延機の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部の該当部分に関連付けられるように表示する請求項１に記載の操作装置。

【請求項3】

前記スマートグラスは、前記分塊圧延機が含まれる視界において死角となる部分を撮像した画像をさらに表示する請求項１に記載の操作装置。

【請求項4】

前記スマートグラスは、前記視界に表示する画像の配置を任意に設定することができる請求項１に記載の操作装置。

【請求項5】

前記スマートグラスは、前記視界に表示する画像の内容の少なくも一部の選択が可能なメニューを表示し、前記メニューを操作することで前記表示する画像の内容の少なくとも一部を変更する請求項１に記載の操作装置。

【請求項6】

前記スマートグラスはスピーカを含み、前記スピーカは前記分塊圧延機の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータに関連付けられた音を出力する請求項１に記載の操作装置。

【請求項7】

前記分塊圧延機に提供する制御信号を生成するプログラマブルロジックコントローラと、前記プログラマブルロジックコントローラから受け取ったデータを画像データに変換して前記スマートグラスに提供する表示器用コンピュータをさらに含む請求項１に記載の操作装置。

【請求項8】

前記スマートグラスに提供する画像データは、前記パススケジュール、前記圧下量及び前記カリバーを含む請求項７に記載の操作装置。

【請求項9】

ハンドヘルドコントローラと、前記ハンドヘルドコントローラから受け取った入力データを前記プログラマブルロジックコントローラに対応するように変換して前記プログラマブルロジックコントローラに提供するコントローラ用コンピュータとをさらに含む請求項８に記載の操作装置。

【請求項10】

前記スマートグラスは前記パススケジュールを表示し、前記ハンドヘルドコントローラから前記パススケジュールを変更する入力があると、前記コントローラ用コンピュータは前記ハンドヘルドコントローラから入力されたデータを変換して前記プログラマブルロジックコントローラに送り、前記プログラマブルロジックコントローラは前記コントローラ用コンピュータからのデータに基づいて前記パススケジュールを変更する請求項９に記載の操作装置。

【請求項11】

前記プログラマブルロジックコントローラは前記パススケジュールを変更すると前記変更したパススケジュールのデータを前記表示器用コンピュータに送り、前記表示器用コンピュータは前記プログラマブルロジックコントローラからの前記変更したパススケジュールのデータを画像データに変換して前記スマートグラスに送り、前記スマートグラスは前記変更したパススケジュールの画像を表示する請求項９に記載の操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、機械を操作するための操作装置に関し、例えば分塊圧延機を操作するための操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、連続鋳造設備から供給されるか又は加熱炉で均熱されたスラブ、ブルーム、ビレットなどの鋼塊をロールで圧延して所定のサイズの鋼片に加工するために分塊圧延機が使用されている（特許文献１を参照）。分塊圧延機の運転には、鋼塊へのロールの圧下を一人のオペレータが操作し、ロールに向けて搬送される鋼塊を搬送方向とは交差する方向に移動するマニピュレータをもう一人のオペレータが操作するため、二人のオペレータを配置していた。

【0003】

一方、作業者の視界に入る設備等の実景に稼働状況などの情報を重畳して表示することができるスマートグラスの技術が提供されている（特許文献２を参照）。また、鋼管手入れガイダンスシステムであって、鋼管の疵手入れをするオペレータに、探傷工程で検出した鋼管の疵の位置をレーザーポインターで示すとともに、何番目の疵でどの程度の疵であるかをウェアラブルモニターで眼前に表示する技術が開示されている（特許文献３を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６１－６７５０１号公報

【文献】特開２０１７－１０２２４２号公報

【文献】特開２０１８－３６１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述した分塊圧延機のように、機械の有する複数の自由度について同時に操作するため、複数の運転にオペレータが必要とされることがあった。省力化の観点から、機械の運転に必要なオペレータの人員を削減することが求められている。

【0006】

この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、運転のために複数のオペレータを必要としていた機械について、人員を削減することができるような機械の操作装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の課題を解決するために、この出願に係る操作装置は、少なくとも二つの自由度を有する機械を操作するためのものであって、複合現実の表示が可能であり、機械が含まれる視界において機械の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータを含む画像を視界に重ね合わせて表示するスマートグラスを含む。

【0008】

スマートグラスは、機械の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータを含む画像が、それぞれ機械の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部の該当部分に関連付けられるように表示してもよい。スマートグラスは、機械が含まれる視界において死角となる部分を撮像した画像をさらに表示してもよい。

【0009】

スマートグラスは、視界に表示する画像の配置を任意に設定することができてもよい。スマートグラスは、視界に表示する画像の内容の少なくも一部の選択が可能なメニューを表示し、メニューを操作することで表示する画像の内容の少なくとも一部を変更してもよい。スマートグラスはスピーカを含み、スピーカは機械の少なくとも二つの自由度の少なくとも一部のデータに関連付けられた音を出力してもよい。

【0010】

機械は、分塊圧延機であって、圧延材に圧下して圧延する圧延ロールと、圧延材を支持して圧延ロールに向けて搬送するローラテーブルと、ローラテーブルに支持された圧延材をローラテーブルの搬送方向とは交差する方向に移動させるマニピュレータとを含み、機械の少なくとも二つの自由度は、パススケジュールにしたがうマニピュレータによる圧延ロールのカリバーの選択と、圧延ロールの圧下量とを含んでもよい。

【0011】

分塊圧延機に提供する制御信号を生成するプログラマブルロジックコントローラと、プログラマブルロジックコントローラから受け取ったデータを画像データに変換してスマートグラスに提供する表示器用コンピュータをさらに含んでもよい。スマートグラスに提供する画像データは、パススケジュール、圧下量及びカリバーを含んでもよい。

【0012】

ハンドヘルドコントローラと、ハンドヘルドコントローラから受け取った入力データをプログラマブルロジックコントローラに対応するように変換してプログラマブルロジックコントローラに提供するコントローラ用コンピュータとをさらに含んでもよい。

【0013】

スマートグラスはパススケジュールを表示し、ハンドヘルドコントローラからパススケジュールを変更する入力があると、コントローラ用コンピュータはハンドヘルドコントローラから入力されたデータを変換してプログラマブルロジックコントローラに送り、プログラマブルロジックコントローラはコントローラ用コンピュータからのデータに基づいてパススケジュールを変更してもよい。

【0014】

プログラマブルロジックコントローラはパススケジュールを変更すると変更したパススケジュールのデータを表示器用コンピュータに送り、表示器用コンピュータはプログラマブルロジックコントローラからの変更したパススケジュールのデータを画像データに変換してスマートグラスに送り、スマートグラスは変更したパススケジュールの画像を表示してもよい。

【発明の効果】

【0015】

この出願に係る操作装置は、機械の運転のために必要とされていた複数の人員を削減し、省力化を実現することができる。また、オペレータの操作を支援し、オペレータによるヒューマンエラーを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】操作装置の概略的な構成を示す図である。

【図2】スマートグラスの斜視図である。

【図3】ハンドヘルドコントローラの平面図である。

【図4】分塊圧延機の平面図である。

【図5】分塊圧延機の左側面図である。

【図6】オペレータ室から見下ろした分塊圧延機である。

【図7】オペレータ室からスマートグラスを介して見下ろした分塊圧延機である。

【図8】操作装置を用いて分塊圧延機を操作する一連の工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、操作装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、操作対象の機械として分塊圧延機を例示するが、本実施の形態は分塊圧延機に限られずの他の種類の機械の操作に適用することもできる。

【0018】

図１は、操作装置２０の概略的な構成を示す図である。操作装置２０において、スマートグラス１０、プロジェクタ２１及びビデオカメラ２２は、表示器用パーソナルコンピュータ（以下、パーソナルコンピュータは、ＰＣという。）２５に接続している。スマートグラス１０と表示器用ＰＣ２５は、ブルートゥース(登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）などの無線回線により接続されているが、これに限らず、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）などの有線回線によって接続されてもよい。プロジェクタ２１及びビデオカメラ２２と表示器用ＰＣ２５とは、ＵＳＢなどの有線回線により接続されている。表示器用ＰＣ２５は、さらにプログラマブルロジックコントローラ（以下、プログラマブルロジックコントローラは、ＰＬＣという。）２７に接続している。表示器用ＰＣ２５とＰＬＣ２７とは、イーサネットなどによって接続されている。

【0019】

表示器用ＰＣ２５は、ＰＬＣ２７から提供された一般のデータをスマートグラス１０及びプロジェクタ２１のような表示器用の適切な画像データに変換してスマートグラス１０及びプロジェクタ２１に提供している。また、ビデオカメラ２２から提供された映像データに所定の変換を施してスマートグラス１０及びプロジェクタ２１に提供している。

【0020】

また、操作装置２０において、ハンドヘルドコントローラ３０はコントローラ用ＰＣ２６に接続し、コントローラ用ＰＣ２６はイーサネットによってＰＬＣ２７に接続している。ハンドヘルドコントローラ３０とコントローラ用ＰＣ２６とは、ＵＳＢなどの有線回線によって接続されてもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線回線により接続されてもよい。コントローラ用ＰＣ２６は、ハンドヘルドコントローラ３０への入力信号を一般のデータ信号に変換してＰＬＣ２７に提供している。ＰＬＣ２７は、操作装置２０の操作対象である分塊圧延機１００に接続され、分塊圧延機１００の運転を操作するための制御信号を生成している。ＰＬＣ２７には、分塊圧延機１００から動作状態などを知らせる信号が送られている。

【0021】

図２は、スマートグラス１０の斜視図である。スマートグラス１０は、一般の眼鏡と類似した構造を有し、スマートグラス１０を装着するオペレータの左眼及び右眼に対応する一組の表示部１２と、表示部１２を支持するとともに、左右の両端近くで耳掛けを形成するフレーム１１とを有している。表示部１２は、透明な樹脂などによって形成され、オペレータがスマートグラス１０を装着したときに、オペレータの視界に画像などを重畳して表示することにより複合現実を実現する。スマートグラス１０は、このような複合現実を可能にするように、図示しない画像を提供する光学システムや画像信号を処理するためのプロセッサを有している。また、スマートグラス１０は、オペレータに対して音を発するために、左右の耳掛け少なくとも一方の付近にスピーカ１３を有している。スマートグラス１０は、図示しないインターフェース装置を介してブルートゥース(登録商標）やＵＳＢなどにより表示器用ＰＣ２５と通信することができる。

【0022】

図３は、ハンドヘルドコントローラ３０の平面図である。ハンドヘルドコントローラ３０は、コンピュータゲームを楽しむために提供されるゲーミングコントローラとしてＰＣのＵＳＢ端子に接続することができる各種のＵＳＢコントローラが流通しているため、容易に入手することができる。

【0023】

ハンドヘルドコントローラ３０は、操作するオペレータが両手で担持できる程度の大きさの筐体を有している。筐体の右半分の前面には、筐体の右半分の右端を右手で握ったときに右手の親指が来る位置に右スティック３１が配置され、右スティック３１の図中右上の親指が届く範囲に４個の押ボタンを一組として配置されたアクションボタン３３が配置されている。また、筐体の右半分の上端には、筐体の右端を右手で握ったときに人差し指が来る位置に右押ボタン３２が配置されている。

【0024】

ハンドヘルドコントローラ３０の筐体の左半分は、筐体の右半分に略鏡映対称な形状を有している。筐体の左半分の前面には、筐体の左半分の左端を左手で握ったときに左手の親指が来る位置に左スティック３７が配置され、左スティック３７の図中左上の親指が届く位置に十字ボタン３８が配置されている。また、筐体の左半分の上端には、筐体の左半分の左端を左手で握ったときに人差し指がある位置に左押ボタン３６が配置されている。

【0025】

図４は、分塊圧延機１００の平面図である。図５は、分塊圧延機１００の左側面図である。図５の左側面図では、分塊圧延機１００の圧下機構１２０のみを取り出して示している。図５に示すように、分塊圧延機１００の圧下機構１２０は、下ロール１０１及び上ロール１０２から構成される一組の圧延ロールを有している。下ロール１０１及び上ロール１０２は挟持する圧延材の鋼塊２００を回転して搬送するとともに、上ロール１０２は鋼塊２００を圧下して鋼塊２００を圧延する。下ロール１０１及び上ロール１０２には、鋼塊２００を所定幅に圧延することができるように、軸方向に対応する位置に、周方向に延びる所定幅で所定深さの溝状のカリバー１０１ａ、１０２ａが並列に形成されている。上ロール１０２の圧下量は、圧下機構１２０の上部に取り付けられた圧下量表示盤１２１のダイヤルゲージに表示される。

【0026】

図４に示すように、分塊圧延機１００は分塊圧延のラインに沿って設けられている。ラインの上流側から供給されたスラブ、ブルーム、ビレットなどの略直方体状の鋼塊２００は、ラインの方向を搬送方向として搬送され、分塊圧延機１００によって加工される。ラインの上流側となる圧下機構１２０の前面には、ラインの上流に進む順に前面フィードローラ１０３、第１前面ローラテーブル１０４及び第２前面ローラテーブル１０５が設けられている。ラインの下流側となる圧下機構１２０の後面には、ラインの下流に進む順に後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７が設けられている。第１前面ローラテーブル１０４、第２前面ローラテーブル１０５及び後面ローラテーブル１０７は、鋼塊２００を支持するとともに、鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送することができる。前面フィードローラ１０３及び後面フィードローラ１０６は、それぞれ鋼塊２００を支持し、鋼塊２００を圧下機構１２０に向けて供給する。なお、分塊圧延機１００には第２前面ローラテーブル１０５のラインの上流側にさらに他のローラテーブルが設けられてもよく、後面ローラテーブル１０７の下流側にさらに他のローラテーブルが設けられてもよい。

【0027】

第１前面ローラテーブル１０４の上には、ワークサイドから延び、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を押してドライブサイドに向けて移動させる前面ワークサイドマニピュレータ１１１と、ドライブサイドから延び、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を押してワークサイドに向けて移動させる前面ドライブサイドマニピュレータ１１２とが設けられている。ここで、ワークサイドは、分塊圧延機１００のラインセンターに対して作業側であり図中下側である。ドライブサイドは、ラインセンターに対して駆動装置が設置された側であり、図中上側である。前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２は、第１前面ローラテーブル１０４の上で対向し、それぞれラインを横切る方向、すなわち鋼塊２００の搬送方向を横切る方向について駆動される。そして、前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２は、鋼塊２００が圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロールの所望のカリバー１０１ａ、１０２ａに向かうように鋼塊２００の位置を設定する。

【0028】

前面ワークサイドマニピュレータ１１１には、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００を転回させるためのフック１１９が設けられている。このフック１１９は、略直方体状の形状を有する鋼塊２００に前面ワークサイドマニピュレータ１１１を当接させ、搬送方向に延びる鋼塊２００の角部に引っ掛けて持ち上げることにより、鋼塊２００の略矩形状の断面について搬送方向を軸として鋼塊２００を略９０度の転回をさせて圧下向きを変えるための転回装置を構成している。

【0029】

後面ローラテーブル１０７の上には、ワークサイドから延び、後面ローラテーブル１０７に支持された鋼塊２００を押してドライブサイドに向けて移動させる後面ワークサイドマニピュレータ１１３と、ドライブサイドから延び、後面ローラテーブル１０７に支持された鋼塊２００を押してワークサイドに向けて移動させる後面ドライブサイドマニピュレータ１１４とが設けられている。後面ワークサイドマニピュレータ１１３及び後面ドライブサイドマニピュレータ１１４は、後面ローラテーブル１０７の上で対向し、それぞれ鋼塊２００の搬送方向を横切る方向について駆動される。そして、後面ワークサイドマニピュレータ１１３及び後面ドライブサイドマニピュレータ１１４は、鋼塊２００が圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロールの所望のカリバー１０１ａ、１０２ａに向かうように鋼塊２００の位置を設定する。

【0030】

図４には、オペレータ室５０も示されている。オペレータ室５０は、分塊圧延機１００に鋼塊２００が供給される第１前面ローラテーブル１０４、第２前面ローラテーブル１０５などのラインの上流側の真上に設けられている。オペレータ室５０においては、圧下機構１２０の左側面を見下ろすことができるように、窓ガラスが嵌められた窓５１の窓際に向かって作業台５６とオペレータ席５５とが設けられている。作業台５６には、オペレータ席５５に座ったオペレータが装着するスマートグラス１０、オペレータが操作するハンドヘルドコントローラ３０が用意されている。また、作業台５６上にはプロジェクタ２１も備えられている。プロジェクタ２１は、窓ガラスや図示しないスクリーンに画像を投影することができる。

【0031】

また、図４には、ビデオカメラ２２も示されている。ビデオカメラ２２は、圧下機構１２０の右側面側に設置されている。ビデオカメラ２２は、オペレータ席５５のオペレータからは死角になるような圧下機構１２０の後面となる圧下機構１２０の右側面側の映像を撮像している。

【0032】

図６は、オペレータ室５０の窓５１から見下ろした分塊圧延機１００を示す図である。正面には分塊圧延機１００の対向する圧下機構１２０の左側面が見え、窓５１の真下から圧下機構１２０に向かって第１前面ローラテーブル１０４など圧下機構１２０の上流側のラインが延びている。圧下機構１２０の圧下量表示盤１２１には、上ロール１０２の圧下量が表示されている。第１前面ローラテーブル１０４上にはラインの方向を長手方向として鋼塊２００が載置されている。鋼塊２００は、圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロールの所望のカリバー１０１ａ、１０２ａに向かうように、前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２によって、鋼塊２００の搬送方向を横切る方向について位置が設定されている。

【0033】

図７は、オペレータ室５０からスマートグラス１０を介して見下ろした分塊圧延機１００を示す図である。スマートグラス１０の表示部１２には分塊圧延機１００に重畳して画像が表示されることにより複合現実が実現されている。詳しくは、分塊圧延機１００を含む視界内において、分塊圧延機１００に一部が重なるように、表示部１２に表示する画像の種類のメニューとなる画像一覧の画像３０１が表示されている。画像一覧の画像３０１においては、表示可能な画像の種類として、圧下量表示画像、パススケジュール画像及び後面モニタ画像の３種類が、それぞれの選択又は非選択を示すチェックボックスとともに示されている。なお、表示可能な画像には、表や文字なども含まれるものとする。対応するチェックボックスを選択又は非選択とすることにより該当する種類の表示又は非表示とを切り替えることができるが、圧下量表示画像、パススケジュール画像及び後面モニタ画像のいずれもチェックボックスにチェックが入れられて選択され、これらすべての種類が表示されている。このような画像一覧の画像３０１における選択又は非選択は、ハンドヘルドコントローラ３０を操作することで入力することができる。視界における画像一覧の画像３０１の位置も、ハンドヘルドコントローラ３０を操作することで上下及び左右の方向に移動することができる。

【0034】

同様にスマートグラス１０を介する分塊圧延機１００を含む視野において、上ロール１０２の圧下量を示す圧下量表示画像３０２が、関連する上ロール１０２の近くの位置に分塊圧延機に１００に一部が重なるように表示されている。圧下量表示画像３０２には、「ロール圧下量」のタイトルとロール圧下量の数値が表示されている。パススケジュールを示すパススケジュール画像３０３も、関連する下ロール１０１及び上ロール１０２の近くの位置に分塊圧延機１００に一部が重なるように表示されている。パススケジュール画像３０３には、「パススケジュール」のタイトルと、対応するパス番号、カリバー番号及び鋼塊２００の厚さが表として表示されている。カリバー番号はパススケジュール画像３０３に含まれているが、圧延に使用するカリバー番号を表示する別の画像を追加してもよい。視界における圧下量表示画像３０２及びパススケジュール画像３０３の位置も、それぞれハンドヘルドコントローラ３０を操作することで上下及び左右の方向に移動することができる。

【0035】

図４に示したようにビデオカメラ２２は分塊圧延機１００の右側面側に配置され、オペレータ室５０の視点からは圧下機構１２０の後面側にある。ビデオカメラ２２によって撮像した映像を表示する後面モニタ画像３０４は、関連する圧下機構１２０と重なるように表示されている。後面モニタ画像３０４も、ハンドヘルドコントローラ３０を操作することで上下及び左右の方向に移動することができる。

【0036】

図８は、操作装置２０を用いて分塊圧延機１００を操作する分塊圧延の一連の工程を示すフローチャートである。操作装置２０を用いて分塊圧延機１００を操作するときには、一人のオペレータがオペレータ室５０のオペレータ席５５に作業台５６に向かって座り、スマートグラス１０を装着して窓５１から操作対象の分塊圧延機１００を見下ろして作業の状況を確認しながら両手で把持したハンドヘルドコントローラ３０を操作する。このとき、スマートグラス１０の表示部１２には図７に示したように、見下ろした分塊圧延機１００に重畳して圧下量表示画像３０２、パススケジュール画像３０３及び後面モニタ画像３０４が表示され、複合現実が実現される。分塊圧延の一連の工程は、このような複合現実の環境において実施される。

【0037】

最初のステップＳ１においては、第１前面ローラテーブル１０４及び第２前面ローラテーブル１０５を駆動し、ラインの上流側にある連続鋳造設備又は加熱炉から搬送されてきた鋼塊２００を受け入れる。オペレータはハンドヘルドコントローラ３０を操作し、ラインの上流側から鋼塊２００を受け入れ、順に第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４によって搬送し、第１前面ローラテーブル１０４において対向する前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との間で支持されるようにする。

【0038】

ステップＳ１において、第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４におけるラインの下流方向への鋼塊２００の搬送は、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば十字ボタン３８に割り付けてもよい。例えば、オペレータが十字ボタン３８の上側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン３８の左側を押すことによって下流への搬送を指示してもよく、十字ボタン３８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４のラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７も第２前面ローラテーブル１０５及び第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向へ搬送するように構成されていてもよい。

【0039】

ステップＳ２においては、鋼塊２００を転回する。ステップＳ１において第１前面ローラテーブル１０４において対向する前面ワークサイドマニピュレータ１１１と前面ドライブサイドマニピュレータ１１２との間で支持された鋼塊２００に向けて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前進させ、前面ワークサイドマニピュレータ１１１が略直方体状の鋼塊２００に一つの面に当接するようにする。前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進と同時に、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２を後退させてもよい。そして、鋼塊２００の一つの面に当接した前面ワークサイドマニピュレータ１１１に設けられているフック１１９を鋼塊２００の下に差し込み、鋼塊２００の一つの面の下の角部に引っ掛けて持ち上げ、鋼塊２００がラインに沿った搬送方向を軸として略９０度にわたり回転し、一つの面が上になるように転回させる。

【0040】

ステップＳ２における前面ワークサイドマニピュレータ１１１の操作は、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば右スティック３１を操作することによって、前面ワークサイドマニピュレータ１１１の動作を指示してもよい。例えば、オペレータが右スティック３１を左に倒すことによって前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進を指示し、右に倒すことによって後退を指示してもよい。右スティック３１によって強さが３段階に制御でき、右スティック３１を左右に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示できるようにしてもよい。右スティック３１によって前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる３段階に応じて、スマートグラス１０のスピーカ１３から区別できるような音を出力してオペレータに知らせるようにしてもよい。

【0041】

同様に、ハンドヘルドコントローラ３０の右スティック３１を操作することによって、前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の動作を指示してもよい。例えば、オペレータが右スティック３１を上に倒すことによって前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の前進を指示し、下に倒すことによって後退を指示してもよい。前面ドライブサイドマニピュレータ１１２についても、右スティック３１を上下に倒す角度に応じて前面ワークサイドマニピュレータ１１１を前後に移動させる位置を３段階で指示してもよい。右スティック３１によって前面ドライブサイドマニピュレータ１１２を前後に移動させる３段階に応じて、スマートグラス１０のスピーカ１３から区別できるような音を出力してオペレータに知らせるようにしてもよい。前面ドライブサイドマニピュレータ１１２に対応する音は、前面ワークサイドマニピュレータ１１１と対応する音と区別できるような音であってもよい。

【0042】

鋼塊２００の角部に前面ワークサイドマニピュレータ１１１のフック１１９を引っ掛けて持ち上げ、鋼塊２００を転回させる操作は、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば左スティック３７を操作することによって、フック１１９の上下方向の位置を指示してもよい。例えば左スティック３７を下に倒すとフック１１９が上昇し、下に倒すと下降するようにすることができる。右スティック３１と同様に、左スティック３７も強さの程度を３段階で指示することができ、左スティック３７を上下に倒す角度に応じてフック１１９を上昇又は下降させる位置を３段階で指示するようにしてもよい。左スティック３７によってフック１１９を上昇又は下降させる３段階の位置に応じて、スマートグラス１０のスピーカ１３から区別できるような音を出力してオペレータに知らせるようにしてもよい。フック１１９に対応する音は、前面ワークサイドマニピュレータ１１１及び前面ドライブサイドマニピュレータ１１２に対応する音と区別できるような音であってもよい。

【0043】

ステップＳ３においては、鋼塊２００を位置決めする。鋼塊２００は、ステップＳ２において転回されて第１前面ローラテーブル１０４に支持されている。位置決めは、前面ワークサイドマニピュレータ１１１の前進又は前面ドライブサイドマニピュレータ１１２の前進によって鋼塊２００をラインに交差する方向、すなわち搬送方向に交差する方向に所定の位置まで移動させることによって行う。オペレータは、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示されたパススケジュール画像３０３を見て第１回のパスが第２カリバーであることを確認し、鋼塊２００が下ロール１０１及び上ロール１０２に形成された複数のカリバー１０１ａ、１０２ａの内で第２カリバーに対応する位置にあるように移動させる。

【0044】

なお、必要がある場合には、オペレータはパススケジュール画像３０３に表示されたパススケジュールを変更することができる。この場合には、ハンドヘルドコントローラ３０の適切なボタンを操作して分塊圧延機１００を操作するモードからパススケジュールの編集などをするモードに切り換える。そして、スマートグラス１０の表示部１２に表示されたパススケジュール画像３０３を見ながらハンドヘルドコントローラ３０を操作してパススケジュールを編集する。例えば、パスの削除や追加をしたり、特定のパスのカリバーや数値を変更したりすることができる。ハンドヘルドコントローラ３０に入力されたパススケジュールを変更するデータは、コントローラ用ＰＣ２６によってＰＬＣ２７に対応する一般のデータに変換されてＰＬＣ２７に送られ、ＰＬＣ２７においてパススケジュールが変更される。ＰＬＣ２７において変更されたパススケジュールは、一般のデータとしてコントローラ用ＰＣ２６に送られ、画像データに変換されてスマートグラス１０に送られ、変更されたパススケジュール画像３０３として表示される。パススケジュールの編集を終えると、オペレータはハンドヘルドコントローラ３０の適切なボタンを操作してパススケジュールの編集などをするモードから分塊圧延機１００を操作するモードに切り換える。

【0045】

ステップＳ４においては、１パス目の圧延のために上ロール１０２を所定の位置まで移動する。このため、ハンドヘルドコントローラ３０の例えばアクションボタン３３の４つのボタンの内で上部のボタンに上ロール１０２を上昇させる動作に割り当て、下部のボタンに上ロール１０２を下降させる動作に割り当て、オペレータが上部のボタン及び下部のボタンを操作することにより、上ロール１０２が所定の高さに移動するようにしてもよい。オペレータは、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示されたパススケジュール画像３０３を見て第１回のパスでは第２カリバーで鋼塊２００を厚さ３１０．０ｍｍに圧延することを確認し、圧下量表示画像３０２を見ながら上ロール１０２が適切な圧下量になるようにアクションボタン３３の上部のボタン又は下部のボタンを押して上ロール１０２の昇降を操作する。ここで、上ロール１０２の圧下量は、圧下量表示盤１２１にも表示されるが、圧下量表示画像３０２には数値となって表示される。

【0046】

ステップＳ５においては、１パス目の圧延を実行する。ステップＳ３において第１前面ローラテーブル１０４上で第２カリバーに対応するように位置決めされていた鋼塊２００を第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７によって圧下機構１２０を超えてラインの下流方向に向かうように所定の速度で搬送する。圧下機構１２０においては、下ロール１０１及び上ロール１０２は上流方向に隣接する前面フィードローラ１０３から供給された鋼塊２００をラインの下流方向に送るように所定の回転方向（以下、順方向という。）に回転するとともに、鋼塊２００が第２カリバーによって所定の厚さまで圧延され、下流方向に隣接する後面フィードローラ１０６に進むようにする。１パス目の圧延を終えた鋼塊２００は、ラインの下流方向に後面フィードローラ１０６を越えて後面ローラテーブル１０７まで搬送される。

【0047】

第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７による鋼塊２００のラインの下流方向への搬送は、ステップＳ１と同様に、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば十字ボタン３８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン３８の上側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン３８の下側を押すことによって上流への搬送を指示してもよく、十字ボタン３８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第１前面ローラテーブルのラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７は、第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送するように構成されていてもよい。

【0048】

圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２の回転は、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば左押ボタン３６を押圧することによって始動可能とされ、さらに例えば十字ボタン３８の上側を押して鋼塊２００をラインの下流側に搬送する指示を出すことによって順方向の回転が始動されてもよい。鋼塊２００は圧延を終えると、圧下機構１２０からラインの下流方向に後面フィードローラ１０６を越えて搬送されて後面ローラテーブル１０７上に支持される。圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２は、圧延を終えると回転が自動的に停止されてもよい。ここで、後面ローラテーブル１０７上に支持された鋼塊２００のように圧下機構１２０の下流側はオペレータ室５０からの死角となってオペレータが目視することはできないが、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示された後面モニタ画像３０４の映像によって確認することができる。

【0049】

ステップＳ６においては、２パス目の圧延のために上ロール１０２を所定の位置まで移動する。このため、ハンドヘルドコントローラ３０の例えばアクションボタン３３の４つのボタンの内で上部のボタンに割り当てられた上ロール１０２を上昇させる動作、下部のボタンに割り当てられた上ロール１０２を下降させる動作について、オペレータが上部のボタン及び下部のボタンを操作することにより、上ロール１０２が所定の高さに移動するようにしてもよい。オペレータは、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示されたパススケジュール画像３０３を見て第２回のパスの第１回のパスと同じく第２カリバーで鋼塊２００を今度は２５０．０ｍｍに圧延することを確認し、圧下量表示画像３０２を見ながら上ロール１０２が適切な圧下量になるようにアクションボタン３３の上部のボタン又は下部のボタンを押して上ロール１０２の昇降を操作する。

【0050】

ステップＳ７においては、２パス目の圧延を実行する。ステップＳ５の１パス目の圧延を受けた鋼塊２００は、後面ローラテーブル１０７上において第２カリバーに対応する位置に搬送されている。この鋼塊２００を後面ローラテーブル１０７、後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４によって圧下機構１２０を超えてラインの上流方向に向かうように所定の速度で搬送する。圧下機構１２０においては、下ロール１０１及び上ロール１０２は下流方向に隣接する後面フィードローラ１０６から供給された鋼塊２００をラインの上流方向に送るように所定の回転方向（以下、逆方向という。）に回転し、鋼塊２００を第２カリバーによって所定の厚さまで圧延して上流方向に隣接する前面フィードローラ１０３に提供する。２パス目の圧延を終えた鋼塊２００は、ラインの上流方向に前面フィードローラ１０３を越えて第１前面ローラテーブル１０４まで搬送される。ここで、後面ローラテーブル１０７上に支持された鋼塊２００のように圧下機構１２０の下流側はオペレータ室５０からの死角となってオペレータが目視することはできないが、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示された後面モニタ画像３０４の映像によって確認することができる。

【0051】

後面ローラテーブル１０７、後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４による鋼塊２００のラインの上流方向への搬送は、ステップＳ１及びＳ５と同様に、ハンドヘルドコントローラ３０の十字ボタン３８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン３８の下側を押すことによって鋼塊２００のラインの上流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン３８の上側を押すことによって下流への搬送を指示してもよく、十字ボタン３８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。後面ローラテーブル１０７のラインの上流側にある後面フィードローラ１０６、前面フィードローラ１０３及び第１前面ローラテーブル１０４は、後面ローラテーブル１０７に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向に搬送するように構成されていてもよい。

【0052】

圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２の回転は、ハンドヘルドコントローラ３０の例えば左押ボタン３６を押圧することによって始動可能とされ、さらに例えば十字ボタン３８の下側を押して鋼塊２００をラインの上流側に搬送する指示を出すことによって逆方向の回転が始動されてもよい。鋼塊２００は圧延を終えると、圧下機構１２０からラインの上流方向に後面フィードローラ１０６を越えて搬送されて第１前面ローラテーブル１０４上に支持される。圧下機構１２０の下ロール１０１及び上ロール１０２は、圧延を終えると回転が自動的に停止されてもよい。

【0053】

ステップＳ７の第２パスの圧延に続いて、さらに所望の回数のパスまで圧延を続けてもよい。例えば、図７のスマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に表示されたパススケジュール画像３０３のように、第９パスまで圧延を続けてもよい。所望の回数のパスが終了すると、次のステップＳ８に進む。

【0054】

ステップＳ８においては、鋼塊２００を搬出する。圧延を終えた鋼塊２００は、第１前面ローラテーブル１０４又は後面ローラテーブル１０７に支持されている。この鋼塊２００を第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７によってライン下流方向にある次の工程に向けて搬出する。前面フィードローラ１０３と後面フィードローラ１０６との間にある圧下機構１２０は、第１前面ローラテーブル１０４に支持された鋼塊２００が通過できるように上ロール１０２は上昇している。第１前面ローラテーブル１０４、前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７による鋼塊２００のラインの下流方向への搬送は、ステップＳ１、Ｓ５及びＳ７と同様に、ハンドヘルドコントローラ３０の十字ボタン３８を操作することによってもよい。例えば、オペレータが十字ボタン３８の上側を押すことによって鋼塊２００のラインの下流への搬送を指示してもよい。なお、十字ボタン３８の下側を押すことによって上流への搬送を指示してもよく、十字ボタン３８を離すと鋼塊２００の搬送が停止されてもよい。第１前面ローラテーブル１０４のラインの下流側にある前面フィードローラ１０３、後面フィードローラ１０６及び後面ローラテーブル１０７も第１前面ローラテーブル１０４に同期して鋼塊２００をラインの上流方向又は下流方向へ搬送するように構成されていてもよい。

【0055】

本実施の形態の操作装置においては、スマートグラス１０の表示部１２において分塊圧延機１００を含む視界内に圧下量表示画像３０２、パススケジュール画像３０３及び後面モニタ画像３０４が表示され複合現実が実現されている。圧下量表示画像３０２は関連する上ロール１０２の近くに、パススケジュール画像３０３は関連する圧下機構１２０の近くに、後面モニタ画像３０４も死角を発生させている圧下機構の近くに、該当する自由度等と関連付けられて表示されている。また、圧下量表示画像３０２、パススケジュール画像３０３及び後面モニタ画像３０４の位置は視界内で上下及び左右に所望の位置に移動することができ、画像一覧の画像３０１によって所望の画像のみを選択して表示することもできる。このような複合現実の提供によって、オペレータによる分塊圧延作業の全体の把握が容易になり、オペレータは他を参照することなくスマートグラス１０の複合現実によって支援されて分塊圧延の作業を実施することができるようになる。したがって、分塊圧延の作業を１人のオペレータによって実施することが可能になり、作業をするオペレータの負担も軽減される。

【0056】

このように、本実施の形態の操作装置によると、分塊圧延機１００を１人のオペレータにより操作することができる。また、本実施の形態の操作装置は、分塊圧延機１００に限らず、複合現実を実現することによって二つの自由度を有する機械の操作を容易に把握することにより、一人のオペレータで操作することを可能にしている。したがって、本実施の形態によると、分塊圧延機１００などの機械の操作に必要な人員を削減することにより、省力化を達成することができる。また、オペレータの操作を支援し、オペレータによるヒューマンエラーを削減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

この発明は、分塊圧延機など機械の操作に利用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１０ スマートグラス
１２ 表示部
１３ スピーカ
２０ 操作装置
２２ ビデオカメラ
２５ 表示器用ＰＣ
２６ コントローラ用ＰＣ
２７ ＰＬＣ
１００ 分塊圧延機
１０１ 下ロール
１０２ 上ロール
２００ 鋼塊

【要約】

【課題】分塊圧延機１００の運転に必要なオペレータの人員を削減する。
【解決手段】分塊圧延機１００を操作する操作装置２０は、分塊圧延機１００を含む視界に画像を表示してオペレータに複合現実を提供するスマートグラス１０と、ハンドヘルドコントローラ３０と、分塊圧延機１００を制御するＰＬＣ２７と、ＰＬＣ２７からの信号を画像データに変換してスマートグラスに提供する表示器用ＰＣ２５と、ハンドヘルドコントローラ３０への入力信号を変換してＰＬＣに提供するコントローラ用ＰＣ２６とを有している。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】