溶接形鋼の製造方法及び製造装置
【課題】溶接形鋼のウェブ素材やフランジ素材の横継部を、低コストで高精度で、さらに確実に検出及び除去する方法を提供する。
【解決手段】送給機構15により、第1の横継部23aをする第1の鋼帯2aと、第2の横継部23bを有する第2の鋼帯2bとを連続して送給しながらＨ形の断面形状に組み合わせ、溶接機9により、突き合せ部の溶接を行った後に、横継部除去機構12により横継部を含む部分を除去することによって溶接Ｈ形鋼24を製造する。刻印機構4により、溶接電極の接触位置を除いた、第1の横継部23ａの近傍、及び第2の横継部23ｂの近傍に、刻印を設け、検出機構6により、設けられた刻印を検出して、第1の横継部23aの位置、及び第2の横継部23bの位置を検出する。横継部除去機構12は、第1の横継部23aを含む部分、及び第2の横継部23bを含む部分を、検出機構6により検出された位置に基づいて、除去する。
【解決手段】送給機構15により、第1の横継部23aをする第1の鋼帯2aと、第2の横継部23bを有する第2の鋼帯2bとを連続して送給しながらＨ形の断面形状に組み合わせ、溶接機9により、突き合せ部の溶接を行った後に、横継部除去機構12により横継部を含む部分を除去することによって溶接Ｈ形鋼24を製造する。刻印機構4により、溶接電極の接触位置を除いた、第1の横継部23ａの近傍、及び第2の横継部23ｂの近傍に、刻印を設け、検出機構6により、設けられた刻印を検出して、第1の横継部23aの位置、及び第2の横継部23bの位置を検出する。横継部除去機構12は、第1の横継部23aを含む部分、及び第2の横継部23bを含む部分を、検出機構6により検出された位置に基づいて、除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば溶接Ｈ形鋼のような溶接形鋼の製造方法及び製造装置に関し、具体的には、ウェブ素材である鋼帯の接合部やフランジ素材である鋼帯の接合部である横継部の位置を確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接Ｈ形鋼や溶接溝形鋼さらには溶接Ｔ形鋼といった溶接形鋼（以降の説明は溶接Ｈ形鋼を例にとって行う）は、コイルから巻き戻されたウェブ素材である１枚の鋼帯と、同様にコイルから巻き戻されたフランジ素材である２枚の鋼帯とを送給しながら所定のＨ形の断面形状に組み合わせた後に、ウェブ素材とフランジ素材との２箇所の突き合せ部を例えば高周波抵抗溶接機により溶接することによって、製造される。
【０００３】
ウェブ素材及びフランジ素材をいずれも連続的に供給して生産性を高めるため、コイルから巻き戻されるウェブ素材、及びフランジ素材である鋼帯の後端は、いずれも、次のコイルから巻き戻される次の鋼帯の先端に、フラッシュバット溶接等により接合されることが多い。このため、ウェブ素材及びフランジ素材のいずれにも、フラッシュバット溶接等による接合部（本明細書では「横継部」という）が存在することが多い。
【０００４】
横継部は、横継ぎ部以外の他の部位と比較して、寸法や形状が変動し易いために品質が著しく劣る可能性がある。このため、溶接Ｈ形鋼の製造工程では、通常、例えば高周波抵抗溶接機により溶接された長尺の溶接Ｈ形鋼における、横継部が存在する部分の存在位置を検出し、横継部を含む部分を不良部として製造工程内に配設される切断機によって切断及び除去する。
【０００５】
特許文献１、２には、先行鋼帯と後行鋼帯とのフラッシュバット溶接に際してアプセットを加える際に、横継部の板幅方向に発生する凸部を検出することによって、横継部の位置を検出する方法が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１、２により開示された方法では、発生した凸部の高さが小さい場合には横継部の位置を検出できなかったり、あるいは横継部が生じた鋼帯に不可避的に発生する振動の影響により横継部の位置を誤って検出することがあり、横継部の位置の検出精度の低下が避けられない。また、横継部に発生する凸部は、フラッシュバット溶接工程以降の各工程での搬送や加工の障害になることがあるため、フラッシュバット溶接後に早期に平坦に切削して除去することが望ましいが、特許文献１、２により開示された方法を実施するためには少なくとも凸部を検出するまでの間は凸部を除去できないという問題もある。
【０００７】
特許文献３には、横継部を塗料でマーキングし、このマーキングを光学センサーにより検出することによって横継部を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公平３−０４６３２８号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７３８号公報
【特許文献３】特許第４０５９２３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溶接Ｈ形鋼の製造工程では、ウェブ素材やフランジ素材の鋼帯として、表面に黒皮が生成した熱延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板といった様々な品種の鋼帯が使用される。鋼帯の品種が異なれば反射する光量も変動する。このため、特許文献３により開示された方法による横継部を高い精度で検出するためには、塗料の塗布部と未塗布部を検出する際に、鋼帯の品種に応じた最適な塗料を鋼帯毎に個別に設定する必要があり、設定の手間とコストが嵩む。また、鋼帯に塗布された塗料が鋼帯の表面から通板ロールの表面へ付着して正しいマーキング位置以外の部分にも転写されると、誤作動を生じさせる可能性もある。
【００１０】
本発明は、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みてなされたものであり、例えば溶接Ｈ形鋼といった溶接形鋼のウェブ素材やフランジ素材の横継部を、低コストで簡便かつ高精度で確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造する方法及び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】
【００１１】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、
（ａ）横継部の近傍に刻印を打刻し、その刻印を検出することで上記課題を解決できること、及び
（ｂ）刻印はウェブ素材やフランジ素材に存在する他の表面疵と明確に識別できるようにするために、その刻設位置や大きさに特徴を持たせて打刻することが好ましいこと
を知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせ、ウェブ素材及びフランジ素材の突き合せ部の溶接を行った後に第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継ぎ部を含む部分を除去することによって溶接形鋼を製造する方法において、所定の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、所定の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材の少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、第１の横継部の近傍、及び／又は、第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印工程と、この刻印工程により設けられた刻印を検出することによって、第１の横継部の位置、及び／又は、第２の横継部の位置を検出する検出工程とを有し、第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分は、検出工程により検出された位置に基づいて、除去されることを特徴とする溶接形鋼の製造方法である。
【００１３】
別の観点からは、本発明は、２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせる送給機構と、ウェブ素材及びフランジ素材の突き合せ部の溶接を行う溶接機と、所定の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、所定の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材の少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、第１の横継部の近傍、及び／又は、第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印機構と、この刻印機構により設けられた刻印を検出することによって、第１の横継部の位置、及び／又は、第２の横継部の位置を検出する検出機構と、検出機構により検出された位置に基づいて、第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分を除去する横継部除去機構とを備えることを特徴とする溶接形鋼の製造装置である。この本発明に係る製造装置における検出機構は、ウェブ素材及び／又はフランジ素材に存在する表面疵を検出する疵探傷装置であることが好ましい。
【００１４】
これらの本発明における刻印は、
（Ａ）第１の横継部の延設方向、及び／又は、第２の横継部の延設方向に対して、±４５°交差する方向により囲まれた領域に設けられること、
（Ｂ）第１の横継部の延設方向、及び／又は、第２の横継部の延設方向へ、５ｍｍ以上の長さを有すること、
（Ｃ）ウェブ素材、及び／又は、フランジ素材の複数の箇所に設けられること
がそれぞれ好ましい。
【００１５】
これらの本発明では、ウェブ素材における第１の横継ぎ部を含む位置、及び／又は、フランジ素材における第２の横継部を含む位置に対して、溶接が行われた後であって第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分の除去が行われる前に、第１の横継部及び／又は第２の横継部に、目視可能なマーキングを行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば溶接Ｈ形鋼といった溶接形鋼のウェブ素材やフランジ素材の横継部を、低コストで簡便かつ高精度で、さらに定量化して確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る溶接Ｈ形鋼の製造装置を概略的に示す説明図である。
【図２】図２は、ウェブ素材である第１の鋼帯の表面に存在する表面疵を例示する説明図である。
【図３】図３（ａ）は、溶接機による高周波抵抗溶接を行われる前のウェブ素材である第１の鋼帯に刻設された刻印を示す説明図であり、図３（ｂ）は、溶接機による高周波抵抗溶接を行われた溶接Ｈ形鋼に残存する刻印を示す説明図であり、図３（ｃ）は、後述する検出機構により撮影画像を示す説明図であり、さらに、図３（ｄ）は、刻印を拡大して示す説明図である。
【図４】図４は、探傷装置の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を、添付図面を参照しながら、説明する。以降の説明では溶接形鋼が溶接Ｈ形鋼である場合を例にとるが、本発明は、例えば溶接溝形鋼や溶接Ｔ形鋼といった溶接Ｈ形鋼以外の溶接形鋼にも同様に適用される。
【００１９】
１. 本発明に係る製造装置
図１は、本発明に係る溶接Ｈ形鋼の製造装置０を概略的に示す説明図である。
製造装置０は、送給機構１５と、溶接機９と、刻印機構４と、検出機構６と、横継部除去機構１２とを備えるので、これらを順次説明する。
【００２０】
［送給機構１５］
アンコイラー（巻き戻し機）１ａによりコイルから巻き戻されたウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａは、ルーパー１６ａを介して溶接機９へ送給される。また、アンコイラー（巻き戻し機）１ｂによりコイルから巻き戻されたフランジ素材である１枚の第２の鋼帯２ｂは、ルーパー１６ｂを介してスリッター８へ送給され、スリッター８により２枚に分割された後、溶接機９へ送給される。図１における符号５ａは、第１の鋼帯２ａのトラッキング処理を行うためのＰＬＧであり、符号５ｂは、第２の鋼帯２ｂのトラッキング処理を行うためのＰＬＧである。ＰＬＧ５ａ、５ｂは、検出したデータを後述するトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信することによって、第１の鋼帯２ａ、第２の鋼帯２ｂのトラッキング処理を行う。
【００２１】
１枚の第１の鋼帯２ａと２枚の第２の鋼帯２ｂとは、溶接機９の入側で所定のＨ形の断面形状に組み合わされる。
第１の鋼帯２ａ及び第２の鋼帯２ｂをいずれも連続的に供給するために、コイルから巻き戻された第１の鋼帯２ａの後端は次のコイルから巻き戻される次の第１の鋼帯２ａ’の先端に横継機（フラッシュバット溶接機）３ａにより接合されるとともに、コイルから巻き戻された第２の鋼帯２ｂの後端は次のコイルから巻き戻される次の第２の鋼帯２ｂ’の先端に横継機（フラッシュバット溶接機）３ｂにより接合される。
【００２２】
このため、第１の鋼帯２ａ及び２ａ’からなるウェブ素材には、フラッシュバット溶接による接合部である第１の横継部２３ａが存在するとともに、第２の鋼帯２ｂ及び２ｂ’からなるフランジ素材には、フラッシュバット溶接による接合部である第２の横継部２３ｂが存在する。
【００２３】
このようにして、送給機構１５は、第１の横継部２３ａを有するウェブ素材である第１の鋼帯２ａと、第２の横継部２３ｂを有するフランジ素材である第２の鋼帯２ｂとを連続して送給しながら所定のＨ形の断面形状に組み合わせる。
【００２４】
［溶接機９］
溶接機９は、所定のＨ形の断面形状に組み合わされたウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａとフランジ素材である２枚の第２の鋼帯２ｂとの２箇所の突き合せ部を、高周波抵抗溶接機により溶接することによって、溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００２５】
なお、溶接機９の下流側には、溶接Ｈ形鋼２４のトラッキング処理を行うためのＰＬＧ１１が配設されており、ＰＬＧ１１は、検出したデータをトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信することにより、溶接Ｈ形鋼２４のトラッキング処理を行う。
【００２６】
このように、溶接機９は、ウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａとフランジ素材である２枚の第２の鋼帯２ｂとの２箇所の突き合せ部を溶接する。
【００２７】
［刻印機構４］
刻印機構４は、横継箇所打刻機４ａ及び４ｂを備える。
横継箇所打刻機４ａは、送給機構１５によって所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材である第１の鋼帯２ａの少なくとも一方の表面であって第１の横継部２３ａの近傍に、後述する刻印を設ける。この刻印は、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた位置に設けられる。
【００２８】
同様に、横継箇所打刻機４ｂは、送給機構１５によって所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材である第２の鋼帯２ｂの少なくとも一方の表面であって第２の横継部２３ｂの近傍に、後述する刻印を設ける。
【００２９】
図２は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを例示する説明図である。
図２に例示するように、ウェブ素材やフランジ素材の表面には、例えば圧延ロールや通板ロールに異物が噛み込むことによって形成された押し込み疵や、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの長手方向へ延在する擦り疵といった各種の表面疵１７ａ〜１７ｃが不可避的に存在する。製造装置０では、後述する検出機構６を用いて、刻印機構４による刻印を検出することにより第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂの位置を検出するため、横継箇所打刻機４ａ、４ｂによる刻印は、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別できるように打刻することが好ましい。この内容を説明する。
【００３０】
図３（ａ）は、溶接機９による高周波抵抗溶接を行われる前のウェブ素材である第１の鋼帯２ａに刻設された刻印２５を示す説明図であり、図３（ｂ）は、溶接機９による高周波抵抗溶接を行われた溶接Ｈ形鋼２４に残存する刻印２５を示す説明図であり、図３（ｃ）は、後述する検出機構６により撮影画像を示す説明図であり、さらに、図３（ｄ）は、刻印２５を拡大して示す説明図である。
【００３１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置２６を除いた位置であって、第１の横継部２３ａの延設方向に対して、±４５°交差する２方向により囲まれた領域の内部に設けられることが好ましく、横継箇所打刻機４ｂによる刻印は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた位置であって、第２の横継部２３ｂの延設方向に対して、±４５°交差する２方向により囲まれた領域に設けられることが好ましい。これにより、検出機構６は、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別して、第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂの位置を正確に検出することができる。
【００３２】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５は、第１の横継部２３ａの延設方向（図３（ｃ）及び図３（ｄ）における左右方向）へ５ｍｍ以上の長さを有することが好ましく、横継箇所打刻機４ｂによる刻印は、第２の横継部２３ｂの延設方向へ５ｍｍ以上の長さを有することが好ましい。これにより、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５や横継箇所打刻機４ｂによる刻印を、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別することができる。
【００３３】
横継箇所打刻機４ａによる刻印２５や横継箇所打刻機４ｂによる刻印（以下、これらを「刻印２５等」と総称する）の寸法は、例えば、深さ０．３ｍｍ、長さ×５ｍｍ程度とすることが特に好ましい。刻印２５等の寸法が小さ過ぎると検出機構６による検出が不安定になり、反対に極端に大きいと検出漏れはなくなるものの、後工程である高周波抵抗溶接を行う溶接機９の給電チップ等が刻印２５等に引掛かり、設備トラブルが誘発されるおそれがあるからである。刻印２５等の寸法をこのように設定することによって、表面疵１７ａ〜１７ｃと確実に識別することができる。
【００３４】
さらに、横継箇所打刻機４ａ、４ｂによる刻印２５等は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａ、及び／又は、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂの複数の箇所に設けられることが好ましい。これにより、刻印機構４による刻印２５等を、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別することができる。
【００３５】
例えば、少なくとも第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの進行方向と直交する方向（第１の横継部２３ａや第２の横継ぎ部２３ｂの延設方向）から±４５°交差する２方向により囲まれた領域の内部に、第１の横継部２３ａや第２の横継ぎ部２３ｂの延設方向への長さが５ｍｍ以上である部分を含む刻印２５等を、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの両面にそれぞれ２箇所ずつ刻設する。このようにして、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂに刻印２５等を設けることにより、後述する検出機構６によって、刻印２５等を、表面疵１７ａ〜１７ｃから明確かつ容易に識別することが可能になり、検出機構６の検出精度を格段に向上することができる。
【００３６】
［検出機構６］
検出機構６は、刻印機構４により設けられた刻印２５等の位置を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出する。検出機構６は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを検出するための探傷装置６ａと、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを検出するための探傷装置６ｂと、トラッキング及び横継取合せ制御装置７とを有する。
【００３７】
図４は、探傷装置６ａの構成例を示す説明図である。なお、探傷装置６ｂは探傷装置６ａと同一の構成を有するので、以降の説明は探傷装置６ａについて行い、探傷装置６ｂの説明は省略する。
【００３８】
図４に示すように、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａは、ルーパー１６ａを介して、探傷装置６ａに送給される。探傷装置６ａは、架台１８に搭載された中空の箱体からなるハウジング１９を備える。ハウジング１９の内部には、上下一対の搬送ロール２０ａ、２０ｂと、搬送ロール２０ａ、２０ｂの下流側に配置された下搬送ロール２０ｃが配設される。また、ハウジング１９の天井には、第１の鋼帯２ａの表面疵１７ａ〜１７ｃを撮影するための、レーザやカメラ等の撮像装置２１と、撮像装置２１によるデータを信号処理する演算装置２２とが配設される。演算装置２２の演算結果は、図１におけるトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信される。
【００３９】
刻印２５等を表面疵１７ａ〜１７ｃと識別するために、上述した刻印の特徴（第１の横継部２３ａの延設方向、及び／又は、第２の横継部２３ｂの延設方向に対して±４５°交差する方向により囲まれた領域内に存在するか否か、第１の横継部２３ａの延設方向、及び／又は、第２の横継部２３ｂの延設方向への長さが５ｍｍ以上であるか否か、刻印２５等の寸法が例えば深さ０．３ｍｍ、長さ×５ｍｍ程度であるか否か、第１の鋼帯２ａ、及び／又は、第２の鋼帯２ｂの複数の箇所に設けられているか否か）を閾値として予め演算装置２２に設定しておく。例えば、予め、第１の鋼帯２ａ、第２の鋼帯２ｂそれぞれの正常部（表面疵１７ａ〜１７ｃや刻印２５等が存在しない部分）の凹凸量と、刻印２５等が存在する部分の凹凸量との比率を確認し、閾値を例えば２０倍として設定する。これにより、表面疵１７ａ〜１７ｃとは異なり自然には発生し難い特徴を有する刻印２５等であることを、より容易かつ確実に識別することができる。
【００４０】
第１の鋼帯２ａに存在する第１の横継部２３ａが探傷装置６ａを通過する時や、第２の鋼帯２ｂに存在する第２の横継部２３ｂが探傷装置６ｂを通過する時に、探傷装置６ａ、６ｂにより検出された測定対象の凹凸量が、演算装置２２に設定された閾値を超える場合には、トラッキング及び横継取合せ制御装置７は、測定対象は、表面疵１７ａ〜１７ｃではなく、刻印２５等であると検出する。
【００４１】
このように、検出機構６は、刻印機構４により設けられた刻印２５等を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出する。なお、以上の説明では、検出機構６の要素として、探傷装置６ａ、６ｂを用いる場合を例にとったが、製造装置０は探傷装置に限定されるものではなく、探傷装置６ａ、６ｂに替えてＣＣＤカメラ等の画像認識装置や簡便な凹凸計を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
［横継部除去機構１２］
横継部除去機構１２は、溶接Ｈ形鋼２４の切断機により構成される。トラッキング及び横継取合せ制御装置７は、ＰＬＧ５ａ、５ｂとＰＬＧ１１とから送信されるデータに基づいて、第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂを検出した位置（探傷装置６ａ、６ｂによる探傷位置）から切断機１２までトラッキング処理を行い、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂが切断機１２を通過するタイミングで切断機１２が第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を切断するように、切断機１２へ指令を出力する。これにより、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂが製品である溶接Ｈ形鋼２４に混入することが防止される。
【００４３】
切断された、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む溶接Ｈ形鋼２４は、リジェクトテーブル１４へ排出され、スクラップとして回収される。
なお、溶接機９の出側に、溶接Ｈ形鋼２４に目視可能なマーキング（例えば着色スプレーマーキング）を行うことができるマーキング装置１０を配置しておき、トラッキング及び横継取合せ制御装置７が、溶接Ｈ形鋼２４における第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂがマーキング装置１０を通過するタイミングで着色スプレーマーキングを行うように指令をマーキング装置１０に出力することにより、検査員が検査テーブル１３において、製品である溶接Ｈ形鋼２４に横継ぎ部２３ａ、２３ｂが含まれていないことを目視検査等で発見し易くなるため、好ましい。
【００４４】
このように、横継部除去機構１２は、検出機構６により検出された位置に基づいて、第１の横継部２３ａを含む部分、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を除去する。
製造装置０は、以上のように構成される。次に、製造装置０により溶接Ｈ形鋼２４を製造する状況を説明する。
【００４５】
２．本発明に係る製造方法
図１に示すように、製造装置０では、送給機構１５により、第１の横継部２３ａを有するウェブ素材である第１の鋼帯２ａと、第２の横継部２３ｂを有するフランジ素材である第２の鋼帯２ｂとを連続して送給する。
【００４６】
次に、刻印機構４により、所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前の第１の鋼帯２ａの少なくとも一方の表面、及び／又は、所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前の第２の鋼帯２ｂの少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置２６を除いた、第１の横継部２３ａの近傍、及び／又は、第２の横継部２３ｂの近傍に、刻印２５を設ける。
【００４７】
次に、検出機構６により、刻印機構４により設けられた刻印２５を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出し、トラッキング処理する。
【００４８】
次に、送給機構１５により第１の鋼帯２ａと、２枚の第２の鋼帯２ｂとを所定のＨ形の断面形状に組み合わせる。
次に、溶接機構９により、第１の鋼帯２ａ及び２枚の第２の鋼帯２ｂの突き合せ部の溶接を行って溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００４９】
さらに、横継部除去機構である切断機１２により、溶接Ｈ形鋼２４における第１の横継部２３ａを含む部分、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を、検出機構６により検出された位置に基づいて、除去することによって、第１の横継部２３ａ及び第２の横継部２３ｂをいずれも含まない製品である溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００５０】
このようにして、本発明によれば、溶接Ｈ形鋼２４のウェブ素材２ａの横継部２３ａやフランジ素材２ｂの横継部２３ｂを、低コストで簡便かつ高精度で、さらに定量化して確実に検出及び除去して、第１の横継部２３ａ及び第２の横継部２３ｂをいずれも含まない製品である溶接Ｈ形鋼２４を製造することができるようになる。
【符号の説明】
【００５１】
０ 本発明に係る製造装置
１ａ、１ｂ アンコイラー（巻き戻し機）
２ａ ウェブ素材（第１の鋼帯）
２ｂ フランジ素材（第２の鋼帯）
３ａ、３ｂ 横継機
４ 刻印機構
４ａ、４ｂ 横継個所打刻機
５ａ、５ｂ ＰＬＧ
６ 検出機構
６ａ、６ｂ 鋼板表面の探傷装置
７ トラッキング及び横継取合せ制御装置
８ スリッター
９ 溶接機（高周波抵抗溶接機）
１０ マーキング装置
１１ ＰＬＧ
１２ 横継部除去機構（切断機）
１３ 検査テーブル
１４ リジェクトテーブル
１５ 送給機構
１６ａ、１６ｂ ルーパー
１７ 表面疵
１８ 架台
１９ ハウジング
２０ａ〜２０ｃ 搬送ロール
２１ 撮像装置
２２ 演算装置
２３ａ 第１の横継部
２３ｂ 第２の横継部
２４ 溶接Ｈ形鋼
２５ 刻印
２６ 溶接電極の接触位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば溶接Ｈ形鋼のような溶接形鋼の製造方法及び製造装置に関し、具体的には、ウェブ素材である鋼帯の接合部やフランジ素材である鋼帯の接合部である横継部の位置を確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接Ｈ形鋼や溶接溝形鋼さらには溶接Ｔ形鋼といった溶接形鋼（以降の説明は溶接Ｈ形鋼を例にとって行う）は、コイルから巻き戻されたウェブ素材である１枚の鋼帯と、同様にコイルから巻き戻されたフランジ素材である２枚の鋼帯とを送給しながら所定のＨ形の断面形状に組み合わせた後に、ウェブ素材とフランジ素材との２箇所の突き合せ部を例えば高周波抵抗溶接機により溶接することによって、製造される。
【０００３】
ウェブ素材及びフランジ素材をいずれも連続的に供給して生産性を高めるため、コイルから巻き戻されるウェブ素材、及びフランジ素材である鋼帯の後端は、いずれも、次のコイルから巻き戻される次の鋼帯の先端に、フラッシュバット溶接等により接合されることが多い。このため、ウェブ素材及びフランジ素材のいずれにも、フラッシュバット溶接等による接合部（本明細書では「横継部」という）が存在することが多い。
【０００４】
横継部は、横継ぎ部以外の他の部位と比較して、寸法や形状が変動し易いために品質が著しく劣る可能性がある。このため、溶接Ｈ形鋼の製造工程では、通常、例えば高周波抵抗溶接機により溶接された長尺の溶接Ｈ形鋼における、横継部が存在する部分の存在位置を検出し、横継部を含む部分を不良部として製造工程内に配設される切断機によって切断及び除去する。
【０００５】
特許文献１、２には、先行鋼帯と後行鋼帯とのフラッシュバット溶接に際してアプセットを加える際に、横継部の板幅方向に発生する凸部を検出することによって、横継部の位置を検出する方法が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１、２により開示された方法では、発生した凸部の高さが小さい場合には横継部の位置を検出できなかったり、あるいは横継部が生じた鋼帯に不可避的に発生する振動の影響により横継部の位置を誤って検出することがあり、横継部の位置の検出精度の低下が避けられない。また、横継部に発生する凸部は、フラッシュバット溶接工程以降の各工程での搬送や加工の障害になることがあるため、フラッシュバット溶接後に早期に平坦に切削して除去することが望ましいが、特許文献１、２により開示された方法を実施するためには少なくとも凸部を検出するまでの間は凸部を除去できないという問題もある。
【０００７】
特許文献３には、横継部を塗料でマーキングし、このマーキングを光学センサーにより検出することによって横継部を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公平３−０４６３２８号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７３８号公報
【特許文献３】特許第４０５９２３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溶接Ｈ形鋼の製造工程では、ウェブ素材やフランジ素材の鋼帯として、表面に黒皮が生成した熱延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板といった様々な品種の鋼帯が使用される。鋼帯の品種が異なれば反射する光量も変動する。このため、特許文献３により開示された方法による横継部を高い精度で検出するためには、塗料の塗布部と未塗布部を検出する際に、鋼帯の品種に応じた最適な塗料を鋼帯毎に個別に設定する必要があり、設定の手間とコストが嵩む。また、鋼帯に塗布された塗料が鋼帯の表面から通板ロールの表面へ付着して正しいマーキング位置以外の部分にも転写されると、誤作動を生じさせる可能性もある。
【００１０】
本発明は、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みてなされたものであり、例えば溶接Ｈ形鋼といった溶接形鋼のウェブ素材やフランジ素材の横継部を、低コストで簡便かつ高精度で確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造する方法及び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】
【００１１】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、
（ａ）横継部の近傍に刻印を打刻し、その刻印を検出することで上記課題を解決できること、及び
（ｂ）刻印はウェブ素材やフランジ素材に存在する他の表面疵と明確に識別できるようにするために、その刻設位置や大きさに特徴を持たせて打刻することが好ましいこと
を知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせ、ウェブ素材及びフランジ素材の突き合せ部の溶接を行った後に第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継ぎ部を含む部分を除去することによって溶接形鋼を製造する方法において、所定の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、所定の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材の少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、第１の横継部の近傍、及び／又は、第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印工程と、この刻印工程により設けられた刻印を検出することによって、第１の横継部の位置、及び／又は、第２の横継部の位置を検出する検出工程とを有し、第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分は、検出工程により検出された位置に基づいて、除去されることを特徴とする溶接形鋼の製造方法である。
【００１３】
別の観点からは、本発明は、２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせる送給機構と、ウェブ素材及びフランジ素材の突き合せ部の溶接を行う溶接機と、所定の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、所定の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材の少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、第１の横継部の近傍、及び／又は、第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印機構と、この刻印機構により設けられた刻印を検出することによって、第１の横継部の位置、及び／又は、第２の横継部の位置を検出する検出機構と、検出機構により検出された位置に基づいて、第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分を除去する横継部除去機構とを備えることを特徴とする溶接形鋼の製造装置である。この本発明に係る製造装置における検出機構は、ウェブ素材及び／又はフランジ素材に存在する表面疵を検出する疵探傷装置であることが好ましい。
【００１４】
これらの本発明における刻印は、
（Ａ）第１の横継部の延設方向、及び／又は、第２の横継部の延設方向に対して、±４５°交差する方向により囲まれた領域に設けられること、
（Ｂ）第１の横継部の延設方向、及び／又は、第２の横継部の延設方向へ、５ｍｍ以上の長さを有すること、
（Ｃ）ウェブ素材、及び／又は、フランジ素材の複数の箇所に設けられること
がそれぞれ好ましい。
【００１５】
これらの本発明では、ウェブ素材における第１の横継ぎ部を含む位置、及び／又は、フランジ素材における第２の横継部を含む位置に対して、溶接が行われた後であって第１の横継部を含む部分、及び／又は、第２の横継部を含む部分の除去が行われる前に、第１の横継部及び／又は第２の横継部に、目視可能なマーキングを行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば溶接Ｈ形鋼といった溶接形鋼のウェブ素材やフランジ素材の横継部を、低コストで簡便かつ高精度で、さらに定量化して確実に検出及び除去して溶接形鋼を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る溶接Ｈ形鋼の製造装置を概略的に示す説明図である。
【図２】図２は、ウェブ素材である第１の鋼帯の表面に存在する表面疵を例示する説明図である。
【図３】図３（ａ）は、溶接機による高周波抵抗溶接を行われる前のウェブ素材である第１の鋼帯に刻設された刻印を示す説明図であり、図３（ｂ）は、溶接機による高周波抵抗溶接を行われた溶接Ｈ形鋼に残存する刻印を示す説明図であり、図３（ｃ）は、後述する検出機構により撮影画像を示す説明図であり、さらに、図３（ｄ）は、刻印を拡大して示す説明図である。
【図４】図４は、探傷装置の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を、添付図面を参照しながら、説明する。以降の説明では溶接形鋼が溶接Ｈ形鋼である場合を例にとるが、本発明は、例えば溶接溝形鋼や溶接Ｔ形鋼といった溶接Ｈ形鋼以外の溶接形鋼にも同様に適用される。
【００１９】
１. 本発明に係る製造装置
図１は、本発明に係る溶接Ｈ形鋼の製造装置０を概略的に示す説明図である。
製造装置０は、送給機構１５と、溶接機９と、刻印機構４と、検出機構６と、横継部除去機構１２とを備えるので、これらを順次説明する。
【００２０】
［送給機構１５］
アンコイラー（巻き戻し機）１ａによりコイルから巻き戻されたウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａは、ルーパー１６ａを介して溶接機９へ送給される。また、アンコイラー（巻き戻し機）１ｂによりコイルから巻き戻されたフランジ素材である１枚の第２の鋼帯２ｂは、ルーパー１６ｂを介してスリッター８へ送給され、スリッター８により２枚に分割された後、溶接機９へ送給される。図１における符号５ａは、第１の鋼帯２ａのトラッキング処理を行うためのＰＬＧであり、符号５ｂは、第２の鋼帯２ｂのトラッキング処理を行うためのＰＬＧである。ＰＬＧ５ａ、５ｂは、検出したデータを後述するトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信することによって、第１の鋼帯２ａ、第２の鋼帯２ｂのトラッキング処理を行う。
【００２１】
１枚の第１の鋼帯２ａと２枚の第２の鋼帯２ｂとは、溶接機９の入側で所定のＨ形の断面形状に組み合わされる。
第１の鋼帯２ａ及び第２の鋼帯２ｂをいずれも連続的に供給するために、コイルから巻き戻された第１の鋼帯２ａの後端は次のコイルから巻き戻される次の第１の鋼帯２ａ’の先端に横継機（フラッシュバット溶接機）３ａにより接合されるとともに、コイルから巻き戻された第２の鋼帯２ｂの後端は次のコイルから巻き戻される次の第２の鋼帯２ｂ’の先端に横継機（フラッシュバット溶接機）３ｂにより接合される。
【００２２】
このため、第１の鋼帯２ａ及び２ａ’からなるウェブ素材には、フラッシュバット溶接による接合部である第１の横継部２３ａが存在するとともに、第２の鋼帯２ｂ及び２ｂ’からなるフランジ素材には、フラッシュバット溶接による接合部である第２の横継部２３ｂが存在する。
【００２３】
このようにして、送給機構１５は、第１の横継部２３ａを有するウェブ素材である第１の鋼帯２ａと、第２の横継部２３ｂを有するフランジ素材である第２の鋼帯２ｂとを連続して送給しながら所定のＨ形の断面形状に組み合わせる。
【００２４】
［溶接機９］
溶接機９は、所定のＨ形の断面形状に組み合わされたウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａとフランジ素材である２枚の第２の鋼帯２ｂとの２箇所の突き合せ部を、高周波抵抗溶接機により溶接することによって、溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００２５】
なお、溶接機９の下流側には、溶接Ｈ形鋼２４のトラッキング処理を行うためのＰＬＧ１１が配設されており、ＰＬＧ１１は、検出したデータをトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信することにより、溶接Ｈ形鋼２４のトラッキング処理を行う。
【００２６】
このように、溶接機９は、ウェブ素材である１枚の第１の鋼帯２ａとフランジ素材である２枚の第２の鋼帯２ｂとの２箇所の突き合せ部を溶接する。
【００２７】
［刻印機構４］
刻印機構４は、横継箇所打刻機４ａ及び４ｂを備える。
横継箇所打刻機４ａは、送給機構１５によって所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前のウェブ素材である第１の鋼帯２ａの少なくとも一方の表面であって第１の横継部２３ａの近傍に、後述する刻印を設ける。この刻印は、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた位置に設けられる。
【００２８】
同様に、横継箇所打刻機４ｂは、送給機構１５によって所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前のフランジ素材である第２の鋼帯２ｂの少なくとも一方の表面であって第２の横継部２３ｂの近傍に、後述する刻印を設ける。
【００２９】
図２は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを例示する説明図である。
図２に例示するように、ウェブ素材やフランジ素材の表面には、例えば圧延ロールや通板ロールに異物が噛み込むことによって形成された押し込み疵や、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの長手方向へ延在する擦り疵といった各種の表面疵１７ａ〜１７ｃが不可避的に存在する。製造装置０では、後述する検出機構６を用いて、刻印機構４による刻印を検出することにより第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂの位置を検出するため、横継箇所打刻機４ａ、４ｂによる刻印は、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別できるように打刻することが好ましい。この内容を説明する。
【００３０】
図３（ａ）は、溶接機９による高周波抵抗溶接を行われる前のウェブ素材である第１の鋼帯２ａに刻設された刻印２５を示す説明図であり、図３（ｂ）は、溶接機９による高周波抵抗溶接を行われた溶接Ｈ形鋼２４に残存する刻印２５を示す説明図であり、図３（ｃ）は、後述する検出機構６により撮影画像を示す説明図であり、さらに、図３（ｄ）は、刻印２５を拡大して示す説明図である。
【００３１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置２６を除いた位置であって、第１の横継部２３ａの延設方向に対して、±４５°交差する２方向により囲まれた領域の内部に設けられることが好ましく、横継箇所打刻機４ｂによる刻印は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａとの突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた位置であって、第２の横継部２３ｂの延設方向に対して、±４５°交差する２方向により囲まれた領域に設けられることが好ましい。これにより、検出機構６は、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別して、第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂの位置を正確に検出することができる。
【００３２】
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５は、第１の横継部２３ａの延設方向（図３（ｃ）及び図３（ｄ）における左右方向）へ５ｍｍ以上の長さを有することが好ましく、横継箇所打刻機４ｂによる刻印は、第２の横継部２３ｂの延設方向へ５ｍｍ以上の長さを有することが好ましい。これにより、横継箇所打刻機４ａによる刻印２５や横継箇所打刻機４ｂによる刻印を、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別することができる。
【００３３】
横継箇所打刻機４ａによる刻印２５や横継箇所打刻機４ｂによる刻印（以下、これらを「刻印２５等」と総称する）の寸法は、例えば、深さ０．３ｍｍ、長さ×５ｍｍ程度とすることが特に好ましい。刻印２５等の寸法が小さ過ぎると検出機構６による検出が不安定になり、反対に極端に大きいと検出漏れはなくなるものの、後工程である高周波抵抗溶接を行う溶接機９の給電チップ等が刻印２５等に引掛かり、設備トラブルが誘発されるおそれがあるからである。刻印２５等の寸法をこのように設定することによって、表面疵１７ａ〜１７ｃと確実に識別することができる。
【００３４】
さらに、横継箇所打刻機４ａ、４ｂによる刻印２５等は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａ、及び／又は、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂの複数の箇所に設けられることが好ましい。これにより、刻印機構４による刻印２５等を、表面疵１７ａ〜１７ｃと明確に識別することができる。
【００３５】
例えば、少なくとも第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの進行方向と直交する方向（第１の横継部２３ａや第２の横継ぎ部２３ｂの延設方向）から±４５°交差する２方向により囲まれた領域の内部に、第１の横継部２３ａや第２の横継ぎ部２３ｂの延設方向への長さが５ｍｍ以上である部分を含む刻印２５等を、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂの両面にそれぞれ２箇所ずつ刻設する。このようにして、第１の鋼帯２ａや第２の鋼帯２ｂに刻印２５等を設けることにより、後述する検出機構６によって、刻印２５等を、表面疵１７ａ〜１７ｃから明確かつ容易に識別することが可能になり、検出機構６の検出精度を格段に向上することができる。
【００３６】
［検出機構６］
検出機構６は、刻印機構４により設けられた刻印２５等の位置を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出する。検出機構６は、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを検出するための探傷装置６ａと、フランジ素材である第２の鋼帯２ｂの表面に存在する表面疵１７ａ〜１７ｃを検出するための探傷装置６ｂと、トラッキング及び横継取合せ制御装置７とを有する。
【００３７】
図４は、探傷装置６ａの構成例を示す説明図である。なお、探傷装置６ｂは探傷装置６ａと同一の構成を有するので、以降の説明は探傷装置６ａについて行い、探傷装置６ｂの説明は省略する。
【００３８】
図４に示すように、ウェブ素材である第１の鋼帯２ａは、ルーパー１６ａを介して、探傷装置６ａに送給される。探傷装置６ａは、架台１８に搭載された中空の箱体からなるハウジング１９を備える。ハウジング１９の内部には、上下一対の搬送ロール２０ａ、２０ｂと、搬送ロール２０ａ、２０ｂの下流側に配置された下搬送ロール２０ｃが配設される。また、ハウジング１９の天井には、第１の鋼帯２ａの表面疵１７ａ〜１７ｃを撮影するための、レーザやカメラ等の撮像装置２１と、撮像装置２１によるデータを信号処理する演算装置２２とが配設される。演算装置２２の演算結果は、図１におけるトラッキング及び横継取合せ制御装置７へ送信される。
【００３９】
刻印２５等を表面疵１７ａ〜１７ｃと識別するために、上述した刻印の特徴（第１の横継部２３ａの延設方向、及び／又は、第２の横継部２３ｂの延設方向に対して±４５°交差する方向により囲まれた領域内に存在するか否か、第１の横継部２３ａの延設方向、及び／又は、第２の横継部２３ｂの延設方向への長さが５ｍｍ以上であるか否か、刻印２５等の寸法が例えば深さ０．３ｍｍ、長さ×５ｍｍ程度であるか否か、第１の鋼帯２ａ、及び／又は、第２の鋼帯２ｂの複数の箇所に設けられているか否か）を閾値として予め演算装置２２に設定しておく。例えば、予め、第１の鋼帯２ａ、第２の鋼帯２ｂそれぞれの正常部（表面疵１７ａ〜１７ｃや刻印２５等が存在しない部分）の凹凸量と、刻印２５等が存在する部分の凹凸量との比率を確認し、閾値を例えば２０倍として設定する。これにより、表面疵１７ａ〜１７ｃとは異なり自然には発生し難い特徴を有する刻印２５等であることを、より容易かつ確実に識別することができる。
【００４０】
第１の鋼帯２ａに存在する第１の横継部２３ａが探傷装置６ａを通過する時や、第２の鋼帯２ｂに存在する第２の横継部２３ｂが探傷装置６ｂを通過する時に、探傷装置６ａ、６ｂにより検出された測定対象の凹凸量が、演算装置２２に設定された閾値を超える場合には、トラッキング及び横継取合せ制御装置７は、測定対象は、表面疵１７ａ〜１７ｃではなく、刻印２５等であると検出する。
【００４１】
このように、検出機構６は、刻印機構４により設けられた刻印２５等を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出する。なお、以上の説明では、検出機構６の要素として、探傷装置６ａ、６ｂを用いる場合を例にとったが、製造装置０は探傷装置に限定されるものではなく、探傷装置６ａ、６ｂに替えてＣＣＤカメラ等の画像認識装置や簡便な凹凸計を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
［横継部除去機構１２］
横継部除去機構１２は、溶接Ｈ形鋼２４の切断機により構成される。トラッキング及び横継取合せ制御装置７は、ＰＬＧ５ａ、５ｂとＰＬＧ１１とから送信されるデータに基づいて、第１の横継部２３ａや第２の横継部２３ｂを検出した位置（探傷装置６ａ、６ｂによる探傷位置）から切断機１２までトラッキング処理を行い、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂが切断機１２を通過するタイミングで切断機１２が第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を切断するように、切断機１２へ指令を出力する。これにより、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂが製品である溶接Ｈ形鋼２４に混入することが防止される。
【００４３】
切断された、第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む溶接Ｈ形鋼２４は、リジェクトテーブル１４へ排出され、スクラップとして回収される。
なお、溶接機９の出側に、溶接Ｈ形鋼２４に目視可能なマーキング（例えば着色スプレーマーキング）を行うことができるマーキング装置１０を配置しておき、トラッキング及び横継取合せ制御装置７が、溶接Ｈ形鋼２４における第１の横継部２３ａ、及び／又は、第２の横継部２３ｂがマーキング装置１０を通過するタイミングで着色スプレーマーキングを行うように指令をマーキング装置１０に出力することにより、検査員が検査テーブル１３において、製品である溶接Ｈ形鋼２４に横継ぎ部２３ａ、２３ｂが含まれていないことを目視検査等で発見し易くなるため、好ましい。
【００４４】
このように、横継部除去機構１２は、検出機構６により検出された位置に基づいて、第１の横継部２３ａを含む部分、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を除去する。
製造装置０は、以上のように構成される。次に、製造装置０により溶接Ｈ形鋼２４を製造する状況を説明する。
【００４５】
２．本発明に係る製造方法
図１に示すように、製造装置０では、送給機構１５により、第１の横継部２３ａを有するウェブ素材である第１の鋼帯２ａと、第２の横継部２３ｂを有するフランジ素材である第２の鋼帯２ｂとを連続して送給する。
【００４６】
次に、刻印機構４により、所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前の第１の鋼帯２ａの少なくとも一方の表面、及び／又は、所定のＨ形の断面形状に組み合わされる前の第２の鋼帯２ｂの少なくとも一方の表面であって、突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置２６を除いた、第１の横継部２３ａの近傍、及び／又は、第２の横継部２３ｂの近傍に、刻印２５を設ける。
【００４７】
次に、検出機構６により、刻印機構４により設けられた刻印２５を検出することによって、第１の横継部２３ａの位置、及び／又は、第２の横継部２３ｂの位置を検出し、トラッキング処理する。
【００４８】
次に、送給機構１５により第１の鋼帯２ａと、２枚の第２の鋼帯２ｂとを所定のＨ形の断面形状に組み合わせる。
次に、溶接機構９により、第１の鋼帯２ａ及び２枚の第２の鋼帯２ｂの突き合せ部の溶接を行って溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００４９】
さらに、横継部除去機構である切断機１２により、溶接Ｈ形鋼２４における第１の横継部２３ａを含む部分、及び／又は、第２の横継部２３ｂを含む部分を、検出機構６により検出された位置に基づいて、除去することによって、第１の横継部２３ａ及び第２の横継部２３ｂをいずれも含まない製品である溶接Ｈ形鋼２４を製造する。
【００５０】
このようにして、本発明によれば、溶接Ｈ形鋼２４のウェブ素材２ａの横継部２３ａやフランジ素材２ｂの横継部２３ｂを、低コストで簡便かつ高精度で、さらに定量化して確実に検出及び除去して、第１の横継部２３ａ及び第２の横継部２３ｂをいずれも含まない製品である溶接Ｈ形鋼２４を製造することができるようになる。
【符号の説明】
【００５１】
０ 本発明に係る製造装置
１ａ、１ｂ アンコイラー（巻き戻し機）
２ａ ウェブ素材（第１の鋼帯）
２ｂ フランジ素材（第２の鋼帯）
３ａ、３ｂ 横継機
４ 刻印機構
４ａ、４ｂ 横継個所打刻機
５ａ、５ｂ ＰＬＧ
６ 検出機構
６ａ、６ｂ 鋼板表面の探傷装置
７ トラッキング及び横継取合せ制御装置
８ スリッター
９ 溶接機（高周波抵抗溶接機）
１０ マーキング装置
１１ ＰＬＧ
１２ 横継部除去機構（切断機）
１３ 検査テーブル
１４ リジェクトテーブル
１５ 送給機構
１６ａ、１６ｂ ルーパー
１７ 表面疵
１８ 架台
１９ ハウジング
２０ａ〜２０ｃ 搬送ロール
２１ 撮像装置
２２ 演算装置
２３ａ 第１の横継部
２３ｂ 第２の横継部
２４ 溶接Ｈ形鋼
２５ 刻印
２６ 溶接電極の接触位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせ、前記ウェブ素材及び前記フランジ素材の突き合せ部の溶接を行った後に前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継ぎ部を含む部分を除去することによって溶接形鋼を製造する方法において、
前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記ウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記フランジ素材の少なくとも一方の表面であって、前記突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、前記第１の横継部の近傍、及び／又は、前記第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印工程と、該刻印工程により設けられた刻印を検出することによって、前記第１の横継部の位置、及び／又は、前記第２の横継部の位置を検出する検出工程とを有し、
前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継部を含む部分は、前記検出工程により検出された位置に基づいて、除去されること
を特徴とする溶接形鋼の製造方法。
【請求項２】
前記刻印は、前記第１の横継部の延設方向、及び／又は、前記第２の横継部の延設方向に対して、±４５°交差する方向により囲まれた領域内に設けられる請求項１に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項３】
前記刻印は、前記第１の横継部の延設方向、及び／又は、前記第２の横継部の延設方向へ、５ｍｍ以上の長さを有する請求項１又は請求項２に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項４】
前記刻印は、前記ウェブ素材、及び／又は、前記フランジ素材の複数の箇所に設けられる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項５】
前記ウェブ素材における前記第１の横継ぎ部を含む位置、及び／又は、前記フランジ素材における前記第２の横継部を含む位置に対して、前記溶接が行われた後であって該第１の横継部を含む部分、及び／又は、該第２の横継部を含む部分の除去が行われる前に、該第１の横継部及び／又は該第２の横継部に、目視可能なマーキングを行う請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項６】
２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせる送給機構と、
前記ウェブ素材及び前記フランジ素材の突き合せ部の溶接を行う溶接機と、
前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記ウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記フランジ素材の少なくとも一方の表面であって、前記突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、前記第１の横継部の近傍、及び／又は、前記第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印機構と、
該刻印機構により設けられた刻印を検出することによって、前記第１の横継部の位置、及び／又は、前記第２の横継部の位置を検出する検出機構と、
前記検出機構により検出された位置に基づいて、前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継部を含む部分を除去する横継部除去機構と
を備えることを特徴とする溶接形鋼の製造装置。
【請求項７】
前記検出機構は、前記ウェブ素材及び／又は前記フランジ素材に存在する表面疵を検出する疵探傷装置である請求項６に記載された溶接形鋼の製造装置。
【請求項１】
２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせ、前記ウェブ素材及び前記フランジ素材の突き合せ部の溶接を行った後に前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継ぎ部を含む部分を除去することによって溶接形鋼を製造する方法において、
前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記ウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記フランジ素材の少なくとも一方の表面であって、前記突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、前記第１の横継部の近傍、及び／又は、前記第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印工程と、該刻印工程により設けられた刻印を検出することによって、前記第１の横継部の位置、及び／又は、前記第２の横継部の位置を検出する検出工程とを有し、
前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継部を含む部分は、前記検出工程により検出された位置に基づいて、除去されること
を特徴とする溶接形鋼の製造方法。
【請求項２】
前記刻印は、前記第１の横継部の延設方向、及び／又は、前記第２の横継部の延設方向に対して、±４５°交差する方向により囲まれた領域内に設けられる請求項１に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項３】
前記刻印は、前記第１の横継部の延設方向、及び／又は、前記第２の横継部の延設方向へ、５ｍｍ以上の長さを有する請求項１又は請求項２に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項４】
前記刻印は、前記ウェブ素材、及び／又は、前記フランジ素材の複数の箇所に設けられる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項５】
前記ウェブ素材における前記第１の横継ぎ部を含む位置、及び／又は、前記フランジ素材における前記第２の横継部を含む位置に対して、前記溶接が行われた後であって該第１の横継部を含む部分、及び／又は、該第２の横継部を含む部分の除去が行われる前に、該第１の横継部及び／又は該第２の横継部に、目視可能なマーキングを行う請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された溶接形鋼の製造方法。
【請求項６】
２枚の鋼帯の接合部である第１の横継部を有するウェブ素材である第１の鋼帯と、２枚の鋼帯の接合部である第２の横継部を有するフランジ素材である第２の鋼帯とを連続して送給しながら所定の断面形状に組み合わせる送給機構と、
前記ウェブ素材及び前記フランジ素材の突き合せ部の溶接を行う溶接機と、
前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記ウェブ素材の少なくとも一方の表面、及び／又は、前記所定の断面形状に組み合わされる前の前記フランジ素材の少なくとも一方の表面であって、前記突き合せ部の溶接用の溶接電極の接触位置を除いた、前記第１の横継部の近傍、及び／又は、前記第２の横継部の近傍に、刻印を設ける刻印機構と、
該刻印機構により設けられた刻印を検出することによって、前記第１の横継部の位置、及び／又は、前記第２の横継部の位置を検出する検出機構と、
前記検出機構により検出された位置に基づいて、前記第１の横継部を含む部分、及び／又は、前記第２の横継部を含む部分を除去する横継部除去機構と
を備えることを特徴とする溶接形鋼の製造装置。
【請求項７】
前記検出機構は、前記ウェブ素材及び／又は前記フランジ素材に存在する表面疵を検出する疵探傷装置である請求項６に記載された溶接形鋼の製造装置。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２３７９０（Ｐ２０１２−２２３７９０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３１４６（Ｐ２０１１−９３１４６）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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