特許 7194035 加工品の製造装置及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】加工品の製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 43/02 20060101AFI20221214BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20221214BHJP

   B21D 43/00 20060101ALI20221214BHJP

   B21C 47/18 20060101ALI20221214BHJP

   B21D 43/28 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

B21D43/02 E

G05B19/418 Z

B21D43/00 A

B21D43/02 L

B21D43/02 H

B21C47/18 B

B21D43/28

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019021419

(22)【出願日】2019-02-08

(65)【公開番号】P2020127956

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】高橋 博文

(72)【発明者】

【氏名】住貞 健次

(72)【発明者】

【氏名】吉村 一八

【審査官】堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－１１１９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ４３／０２

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｂ２１Ｄ ４３／００

Ｂ２１Ｃ ４７／１８

Ｂ２１Ｄ ４３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先行する被加工体の末端部に後続の被加工体の先端部を接合する継ぎ部と、前記被加工体を所定の長さに切断する切断部と、を有し、被加工体を搬送する搬送ラインと、
前記搬送ラインによって搬送される前記被加工体の末端部を検知する検知部と、
前記検知部により検知された末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測する計測部と、
前記計測部により計測された末端部の所定位置から終端位置までの距離に基づき、前記被加工体の加工動作を制御する制御部と、
加工が予定される前記被加工体の加工長さに関する情報を加工順序と関連付けて蓄積する蓄積部と、を備え、
前記制御部は、前記計測部により計測される前記末端部の所定位置から終端位置までの距離から前記蓄積部に蓄積される前記被加工体の加工長さの総和を減算した値が最小となるように、前記蓄積部に蓄積される前記被加工体の加工長さの総和に関する組み合わせから選択されるいずれか１つに基づき、前記末端部における加工長さを決定し、前記蓄積部に蓄積される加工順序を変更して前記被加工体の加工動作を制御する
ことを特徴とする加工品の製造装置。

【請求項2】

前記搬送ラインは、前記被加工体に対してたるみを形成させるループ部を有し、
前記計測部は、前記たるみの深さを計測するとともに、計測された前記たるみの深さに基づき前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工品の製造装置。

【請求項3】

前記計測部は、前記末端部の厚みに基づき前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加工品の製造装置。

【請求項4】

前記切断部よりも搬送方向下流側に設けられ、前記搬送ライン上の被加工体を持ち上げるリフタを備え、
前記制御部は、前記リフタにより前記被加工体を持ち上げて、後続の被加工体を先通しさせる
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の加工品の製造装置。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか一項に記載の加工品の製造装置を用いた加工品の製造方法であって、
前記搬送ラインによって搬送される前記被加工体の末端部を検知する工程と、
検知された前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測する工程と、
計測された前記末端部の所定位置から終端位置までの距離から前記蓄積部に蓄積される前記被加工体の加工長さの総和を減算した値が最小となるように、前記蓄積部に蓄積される前記被加工体の加工長さの総和に関する組み合わせから選択されるいずれか１つに基づき、前記末端部における加工長さを決定し、前記蓄積部に蓄積される加工順序を変更して前記被加工体を加工する工程と、
を有する加工品の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の製造方法により製造される加工品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工品の製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼板の加工品の製造においては、被加工体である鋼板をコイル状に巻いたものを巻き戻し機（アンコイラ）から送り出して、ラインの下流側で切断、圧延等の加工を行う方法が知られている。このような加工は、連続的な加工処理を実現するために、先行する被加工体の末端部に後続する被加工体の先端部を接合して行われることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－１２４６０６号公報

【0004】

しかし、上記のような加工を行う場合、連続的な加工処理を実現することができる一方で、接合部（被加工体の終端）を含む加工品は最終製品として使用することができない。接合部を含む加工品の量が多くなるほど製品の生産効率の低下に繋がるおそれがあった。

【0005】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被加工体の終端を含む加工品の量を低減することができる加工品の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明にかかる一態様は、被加工体を搬送する搬送ラインと、前記搬送ラインによって搬送される前記被加工体の末端に位置する末端部を検知する検知部と、前記検知部により検知された末端部の物理量を計測する計測部と、前記計測部により計測された末端部の物理量に基づき、前記被加工体の加工動作を制御する制御部とから構成される。

【0007】

前記計測部は、前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測することが好ましい。

【0008】

また、前記搬送ラインは、前記被加工体に対してＵ字状のたるみを形成させるループ部を有し、前記計測部は、前記たるみの深さを計測するとともに、計測された前記たるみの深さに基づき前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測することが好ましい。

【0009】

また、前記計測部は、前記末端部の厚みに基づき前記末端部の所定位置から終端位置までの距離を計測することが好ましい。

【0010】

また、前記制御部は、前記計測部により計測される前記末端部の所定位置から終端位置までの距離に基づき前記被加工体の加工長さを制御することが好ましい。

【0011】

また、加工が予定される前記被加工体の加工長さに関する情報を蓄積する蓄積部を更に備え、前記制御部は、前記被加工体の加工長さを、前記蓄積部に蓄積される情報の中から選択される加工長さへと変更することが好ましい。

【0012】

また、前記制御部は、前記計測部により計測される前記末端部の所定位置から終端位置までの距離から、前記被加工体の加工長さの総和を減算した値が最小となるように、前記被加工体の加工長さを制御することが好ましい。

【0013】

また、本発明にかかる他の態様は、加工品の製造方法であって、被加工体を搬送する搬送工程と、前記搬送工程により搬送される前記被加工体の末端に位置する末端部の物理量を計測する計測工程と、前記計測工程による計測結果に基づき、前記被加工体の加工動作を制御する制御工程とから構成される。

【0014】

さらに、本発明にかかる他の態様は、加工品であって、上記製造方法により製造される。

【発明の効果】

【0015】

本発明にかかる態様によれば、最終製品として使用することができない被加工体の終端を含む加工品の量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】加工品の製造装置に関する構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図１に示す製造装置の一部構成を示すブロック図である。

【図3】被加工体の厚み及びループ部深さと被加工体の末端部長さとの関係を一例として示す説明図である。

【図4】被加工体の加工動作の制御について一例を示すフローチャートである。

【図5】被加工体の加工長さを変更する加工動作の制御について一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。

【0018】

［加工品の製造装置の構成］
図１に示すように、加工品の製造装置１０は、製造ライン１００と、製造ライン１００による加工制御を行う制御装置２００とを備える。製造装置１０は、コイル状に巻き取られた被加工体Ｗを連続的に引き出して、制御装置２００により制御される製造ライン１００上の各工程における加工処理を行うことにより最終製品である加工品を製造する。製造装置１０により製造される加工品は、例えば、デッキプレート等の金属製品であり、製造ライン１００で鋼板に曲げ加工や切断加工を施すことにより、デッキプレートが製造される。

【0019】

＜製造ライン＞
製造ライン１００は、アンコイラ１１、コイル継ぎ部１２、ループ部Ｌ、パンチ部１３、成形機１４、切断機１５、リフタ１６、スリッタ１７、パイラ１８及び結束機１９を備える。
アンコイラ１１は、コイル状に巻かれた被加工体を引き出して巻き癖を除去する。
コイル継ぎ部１２は、先行する被加工体の末端部に後続の被加工体の先端部を接合するために配置される。この接合処理を行うことで、２つの被加工体が接合点Ｃを介して連続的に接合される。これにより、アンコイラ１１から送り出される被加工体Ｗが終端に達した後も、被加工体Ｗが連続的に搬送される。
ループ部Ｌは、被加工体Ｗが自然に作るＵ字状のたるみを持たせる部分であり、製造ライン１００上においてコイル継ぎ部１２とパンチ部１３との間に配置される。ループ部Ｌは、被加工体Ｗにたるみを持たせることにより、被加工体Ｗの連続的な搬送動作と成形機１４等で行われる間欠的な加工動作との整合をとる役割を果たす。また、ループ部Ｌの下部には空間が確保されている。
パンチ部１３は、被加工体Ｗに切断位置をつけるために、被加工体Ｗの一部に孔をあけるものである。
成形機１４は、被加工体Ｗを所定形状に成形するものであり、被加工体Ｗに曲げ加工等を施す。
切断機１５は、成形された被加工体Ｗを所定の長さに切断するものである。切断機１５は、パンチ部１３によって形成された孔を検出した際に、その孔を規準として被加工体Ｗを切断する。
リフタ１６は、搬送される被加工体Ｗを持ち上げ、後続の被加工体Ｗを先通しするものである。
スリッタ１７は、被加工体Ｗから役物を作成する。
パイラ１８は、切断された被加工体Ｗを所定単位で積み重ねた積層体を形成するものである。
結束機１９は、上記積層体をバンド等の結束手段を用いて結束するものである。
なお、上記の製造ライン１００は一例であり、製造ライン１００に含まれる構成は上記に限られず、他の加工手段を備えていてもよい。

【0020】

＜制御装置＞
図１に示すように、製造ライン１００の動作は、制御装置２００によって制御されている。制御装置２００は、検知部２０、計測部３０、蓄積部４０、制御部５０及び入力部６０を備えている。

【0021】

（検知部）
検知部２０は、コイル継ぎ部１２の上方に配置され、被加工体Ｗの末端部を検知する。被加工体Ｗの末端部は、被加工体Ｗの末端に位置し、被加工体Ｗの所定位置から終端位置までの部分（領域）をさす。所定位置とは、例えば、図２に示すように、パンチ部１３を通過する直前の位置をさす。検知部２０が末端部を検知することにより、製造装置１０は、終端位置が間近に到来する被加工体Ｗに対して、通常状態と異なる加工動作を実行することができる。

【0022】

（計測部）
計測部３０は、終端が近傍に含まれる被加工体Ｗの末端部の長さを計測する。図２に示すように、計測部３０は、ループ部Ｌに位置する被加工体Ｗのたるみの深さを計測する計測センサ３０ａと、計測結果に基づき末端部の長さを演算する演算部３０ｂとを有する。

【0023】

計測センサ３０ａは、ループ部Ｌにおいて被加工体Ｗのたるみの先端位置に対して直上の位置に配置され、被加工体Ｗのたるみの基端位置から先端位置までの距離（以下「たるみ深さｈ」という）を計測する。

【0024】

演算部３０ｂは、計測センサ３０ａにより計測されたたるみ深さと被加工体Ｗの厚さｔとに基づき、被加工体Ｗにおける、成形機１３を通過する直前の位置から終端位置（あるいは接合点Ｃ）までの末端部長さＡを演算する。演算部３０ｂは、検知部２０によって被加工体Ｗの終端位置が検出された場合に演算を実行する。

【0025】

図３に示すように、演算部３０ｂによって演算される末端部長さＡは、たるみ深さｈと被加工体Ｗの厚みｔに依存して変化する。図３に示す末端長さＡは一例であり、ループ部Ｌと成形機１３との距離など製造ライン１００の条件に応じて適宜変更することができる。

【0026】

（蓄積部）
蓄積部４０は、加工が予定される被加工体Ｗの加工長さ、加工方法等、製造ライン１００上に搬送される被加工体Ｗの加工動作を実行するために必要な情報を加工順序と関連付けて蓄積する。

【0027】

（制御部）
制御部５０は、被加工体Ｗを予め設定された寸法通りに加工するために、蓄積部４０に蓄積される情報を活用して加工動作を制御する。制御部５０は、製造ライン１００の上記構成及び制御装置２００の上記構成と有線又は無線で通信自在に接続される。制御部５０は、通常状態においては、蓄積部に蓄積される情報に基づき予め設定された加工順序に沿って加工動作を制御する。

【0028】

（入力部）
入力部６０は、作業者等による各種情報の入力を受け付ける。制御部５０は、入力部６０に入力された情報に基づいて加工動作を制御することもできる。

【0029】

＜被加工体の加工動作の制御＞
図４及び図５において、被加工体の終端位置が検知された場合における被加工体の加工制御について説明する。

【0030】

図４に示すように、検知部２０は被加工体Ｗの末端部、すなわち被加工体Ｗの所定位置から終端位置までの部分（領域）を検知する（ステップＳ１）。

【0031】

末端部が検知されると、計測センサ３０ａはたるみ深さｈを計測する（ステップＳ２）。次に、演算部３０ｂは、計測されたループ深さｈと被加工体Ｗの厚みｔとに基づいて末端部長さＡを演算する（ステップＳ３）。

【0032】

次に、制御部５０は、演算された末端部長さＡから、蓄積部４０に蓄積される加工情報から組み合わせられる加工長さの総和値（末端部長さＡを超えない値）を減算した複数の減算値を算出する（ステップＳ４）。

【0033】

次に、制御部５０は、算出された複数の減算値の中で、末端部長さＡから、予定された順序に沿った加工長さの総和値を減算した減算値が最小値であるか否かを判定する（ステップＳ５）。減算値の最小値とは、蓄積部４０に蓄積される加工長さの総和値に関するすべての組み合わせにおける最小値（末端部長さＡを超えない値）のことをいう。

【0034】

上記減算値が最小値である場合には、制御部５０は、被加工体Ｗの加工長さを、予定された加工順序に沿った加工長さに決定し、加工動作を制御する（ステップＳ６）。

【0035】

一方、上記減算値が最小値でない場合には、制御部５０は、被加工体Ｗの加工長さを、上記減算値が最小値となる加工長さの総和値に関する組み合わせを選択し、選択された被加工体Ｗの加工長さの総和に基づき加工長さを決定する。制御部５０は、決定された被加工体Ｗの加工長さが加工順序として優先されるように、加工順序を変更して加工動作を制御する（ステップＳ７）。

【0036】

図５において、加工順序を変更する加工制御の具体例を説明する。予定された順序通りに加工制御を実施する場合には、末端部長さＡから加工長さの総和値を減算した減算値が６１０ｍｍである。一方、予定される加工長さの組み合わせの中で減算値が最小となる組み合わせは、加工長さが３５００ｍｍと４５００ｍｍとからなる組み合わせである（減算値が１１０ｍｍ）。

【0037】

制御部４０は、上記結果に基づき、加工長さが３５００ｍｍと４５００ｍｍとからなる組み合わせが優先されるように加工順序を変更し加工動作を制御する。

【0038】

上記制御により加工順序が変更された後は変更後の順序に沿って被加工体Ｗの加工処理がなされるが、例えばパイラ１５によって積層体が形成される段階においては、変更前の初期の順序に戻しておくことが必要な場合がある。その場合には、製造ライン１００に設けられるリフタ１６により被加工体Ｗを持ち上げて、本来先行して搬送されるべき後続の被加工体Ｗを先通しさせることにより下流工程における搬送順序を変更する。このように処理することにより、本来の順序に基づいて被加工体Ｗを積み重ねることができる。

【0039】

以上、被加工体Ｗの末端部長さＡを計測し、計測した結果に基づいて加工動作の制御を実行することにより、最終製品として使用することができない被加工体Ｗの終端が含まれる加工品（スクラップ品）の容積を低減（最小化）することができる。また上記制御によりスクラップ品が軽量化するので、当該スクラップ品の取り扱い性の向上や作業の安全性の向上を実現することができる。

【0040】

上記実施形態においては、制御部５０が計測センサ３０ａにより被加工体Ｗのたるみの深さに基づき加工体Ｗの末端部長さＡを計測（演算）したがこれに限られない。制御部５０は、末端部の画像分析によって末端部長さＡを計測（演算）するなどあらゆる手段を適用することができる。
また上記実施形態においては、計測部３０が末端部の物理量として末端部長さＡを計測したがこれに限られない。本発明は、計測部３０は、末端部の容積や重量等その他の物理量を計測することができる。
また上記実施形態においては、蓄積部４０に蓄積される加工情報の順序変更の処理を制御部５０が実行する例について説明したがこれに限られない。作業者が、計測された末端部長さＡに基づいて、制御装置２００に設けられる入力部６０を介して必要な情報を入力することによって加工順序を変更する態様を適用することもできる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 製造装置
１１ アンコイラ
１２ コイル継ぎ部
１３ パンチ部
１４ 成形機
１５ 切断機
１６ リフタ
１７ スリッタ
１８ パイラ
１９ 結束機
１００ 搬送ライン
２００ 制御装置
２０ 検知部
３０ 計測部
３０ａ 計測センサ
３０ｂ 演算部
４０ 蓄積部
５０ 制御部
Ｗ 被加工体
Ｌ ループ部
Ｃ 接合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】