切削装置及切削方法
【专利摘要】本发明提供一种切削装置，能够以准确的量迅速切削粒状物。具体为，切削装置具备：贮存槽；称量槽；送料器，从贮存槽向称量槽切削粒状物；称重器，测定称量槽的重量；估计量计算部，在依照预先设定的渐减规则使送料器的动作速度逐渐减少时，计算出在送料器停止之前切削的估计切削量；所需量计算部，从目标切削量减去根据称重器的测定值求出的已切削的粒状物的量而计算出所需切削量；及送料器控制部，如下控制送料器，在估计切削量低于所需切削量时与渐减规则相比使渐减的程度减小，在估计切削量超过所需切削量时与渐减规则相比使渐减的程度增大，并使动作速度逐渐减少。
【专利说明】切削装置及切削方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种切削装置及切削方法。
【背景技术】
[0002] 在高炉等中需要以所希望的量切削并供给粒状原料。以往，广泛使用一种切削装 置，其具备：贮存槽，贮存原料；称量槽，用于称量原料；送料器，从贮存槽向称量槽切削原 料；及称重器，测定称量槽的重量。由于在这种切削装置中，在向送料器发出停止指令后也 因为送料器的惯性运动等而发生原料流入的现象（以下称为"流入"），因此很难以准确的 量切削原料。对此，例如在专利文献1中公开有一种切削装置，能够切换使送料器以高速运 行的高速动作和使送料器以低速运行的低速动作，并随着原料的切削量接近所希望的值而 从高速动作切换至低速动作。
[0003] 专利文献1 :日本国专利第2608968号
[0004] 为了在上述切削装置中使切削量的准确性提高，优选将低速动作时的切削速度抑 制为较低，同时延长低速动作期间。但是，降低低速动作的切削速度或延长低速动作期间 时，则切削的高速性下降。因此，很难使切削量的准确性及切削速度同时成立。
【发明内容】
[0005] 于是，本发明的目的在于提供一种装置及方法，能够以准确的量迅速切削粒状物。
[0006] 本发明所涉及的切削装置具备：贮存槽，贮存粒状物；称量槽，用于称量粒状物； 送料器，从贮存槽向称量槽切削粒状物；称重器，测定称量槽的重量；估计量计算部，在依 照预先设定的渐减规则使送料器的动作速度逐渐减少时，作为估计切削量计算出在送料器 停止之前切削的粒状物的量；所需量计算部，作为所需切削量计算出从目标切削量减去根 据称重器的测定值求出的已切削的粒状物的量后的量；及送料器控制部，如下控制送料器， 在估计切削量低于所需切削量时与渐减规则相比使渐减的程度减小，在估计切削量超过所 需切削量时与渐减规则相比使渐减的程度增大，并使动作速度逐渐减少。
[0007] 本发明所涉及的切削方法包括：通过送料器从贮存粒状物的贮存槽向用于称量粒 状物的称量槽切削粒状物；通过称重器测定称量槽的重量；在依照预先设定的渐减规则使 送料器的动作速度逐渐减少时，作为估计切削量计算出在送料器停止之前切削的粒状物的 量；作为所需切削量计算出从目标切削量减去根据称重器的测定值求出的已切削的粒状物 的量后的量；以及如下控制送料器，在估计切削量低于所需切削量时与渐减规则相比使渐 减的程度减小，在估计切削量超过所需切削量时与渐减规则相比使渐减的程度增大，并使 动作速度逐渐减少。
[0008] 根据本发明，能够以准确的量迅速切削粒状物。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是表示本实施方式所涉及的切削装置的概略构成的模式图。 图2是表示控制器的功能构成的框图。 图3是表示切削速度的控制顺序的流程图。 图4是例示数据采用范围的曲线图。 图5是例示切削速度的推移的曲线图。 符号说明 1-切削装置；2-贮存槽；3-送料器；5-称量槽；6-称重器；14-所需量计算部；15-估 计量计算部；16-送料器控制部；20-相关信息设定部；Rl-数据采用范围。
【具体实施方式】
[0010] 下面，参照附图对本发明正合适的实施方式详细进行说明。对具有相同部件或相 同功能的部件标注相同的符号，省略重复的说明。
[0011] 如图1所示，切削装置1具备：C存槽2、送料器3、变频器4、称量槽5、称重器6及 控制器10。切削装置1是用于切削向高炉输送的粒状原料或粒状还原材料等并进行称量的 装置。粒状原料例如为铁矿石。粒状还原材料例如为焦炭。以下，将这些原料或还原材料 称为"粒状物"。
[0012] 贮存槽2是用于贮存切削对象即粒状物的槽。送料器3设置在贮存槽2的下部， 通过振动来切削贮存槽2内的粒状物。变频器4调节送料器3的动作速度。动作速度例如 为每单位时间内的送料器3的工作量。具体而言，变频器4例如调节送料器3产生的振动 的振幅及频率的至少一个。增大送料器3产生的振幅及频率的至少一个相当于增大送料器 3的动作速度。另外，送料器3不限于振动式，也可以是旋转式送料器或带式送料器等。
[0013] 称量槽5是用于称量从贮存槽2切削的粒状物的槽。称量槽5配置在贮存槽2的 下方，收容从贮存槽2下部切削的粒状物。称重器6例如是通过测力传感器测定称量槽5 的重量的装置。
[0014] 控制器10例如是控制用计算机，介由变频器4而控制送料器3。如图2所示，控 制器10具有目标值取得部11、重量取得部12、存储部13、所需量计算部14、估计量计算部 15、送料器控制部16及相关信息设定部20。上述各部示出功能上的构成，在硬件上不需要 相互分离。控制器10在一定周期（以下称为"控制周期"）内反复进行运算以及向变频器 4进行指令输出，由此控制送料器3。
[0015] 目标值取得部11取得由用户输入的目标切削量。重量取得部12从称重器6取得 称量槽5的重量。存储部13例如是半导体存储器，储存后述的各种值等。
[0016] 所需量计算部14计算出从目标切削量减去根据称重器6的测定值求出的已切削 的粒状物的量后的量（以下称为"所需切削量"）。
[0017] 估计量计算部15在依照预先设定的渐减规则使送料器3的动作速度逐渐减小时， 计算出送料器3停止之前所切削的粒状物的量（以下称为"估计切削量"）。
[0018] 渐减规则例如被设定为以一定的比率使动作速度逐渐减小。此时，渐减规则被设 定为按每个控制周期从动作速度减去一定的量（以下称为"渐减量")。渐减量（渐减规则） 储存在存储部13中，估计量计算部15从存储部13取得渐减量。渐减量也可以由用户来进 行设定。
[0019] 估计量计算部15对根据动作速度求出的切削速度进行积分，由此计算出估计切 削量。切削速度是每单位时间内从贮存槽2切削的粒状物的重量。切削速度是通过将动作 速度与切削速度的相关信息适用于动作速度而求出的。相关信息储存在存储部13中，估计 量计算部15从存储部13取得相关信息。相关信息例如用函数来表现，该函数的参数（以 下称为"相关参数"）被储存在存储部13中。
[0020] 送料器控制部16计算出送料器3的动作速度，介由变频器4来控制送料器3,以便 以该动作速度进行动作。所计算的动作速度被写入存储部13。
[0021] 送料器控制部16从存储部13、所需量计算部14及估计量计算部15分别取得在之 前的处理中设定的最近的动作速度（以下称为"已设定的动作速度"）、所需切削量及估计 切削量，用它们来设定动作速度。
[0022] 当估计切削量与所需切削量一致时，送料器控制部16取得存储部13中储存的上 述渐减量，从已设定的动作速度减去该渐减量而设定动作速度。即，依照上述渐减规则而使 动作速度逐渐减小。
[0023] 当估计切削量低于所需切削量时，送料器控制部16不变更已设定的动作速度。 艮P，不使动作速度减小。这包含在与渐减规则相比使动作速度的渐减程度减小的情况中。
[0024] 当估计切削量超过所需切削量时，送料器控制部16取得存储部13中储存的上述 渐减量，设定比其大的渐减量，从已设定的动作速度减去所设定的渐减量而设定动作速度。 艮P，与上述渐减规则相比使动作速度的渐减程度增大。
[0025] 另外，切削开始时，动作速度被设定于初始值。该初始值储存在存储部13中。动 作速度的初始值也可以由用户来进行设定。
[0026] 相关信息设定部20设定由估计量计算部15使用的上述相关信息。例如，相关信 息设定部20设定上述相关参数，将其写入存储部13。相关信息设定部20具有切削速度计 算部21、数据采用判定部22、滤波器运算部23及相关参数设定部24。
[0027] 切削速度计算部21使用由重量取得部12取得的称重器6的测定值而计算出切削 速度。例如切削速度计算部21将称重器6的测定值与上个控制周期中的称重器6的测定 值的差计算为切削速度。以下，将由切削速度计算部21计算出的切削速度称为"实测切削 速度"。
[0028] 数据采用判定部22根据在之前的处理中设定的最新的相关信息（以下称为"已设 定的相关信息"），判定可否采用实测切削速度。
[0029] 滤波器运算部23对由数据采用判定部22采用的实测切削速度实施滤波。以下， 将实施了滤波的切削速度称为"修正切削速度"。滤波器运算部23例如是卡尔曼滤波器，使 用将已设定的相关信息适用于送料器3的动作速度而求出的切削速度以及实测切削速度， 计算出修正切削速度。
[0030] 相关参数设定部24根据送料器3的动作速度和修正切削速度而计算出上述相关 参数，将该相关参数覆写至送料器3中。例如，相关参数被设定为，使利用上述函数而计算 出的切削速度成为接近修正切削速度的值。相关参数也可以使用在本次的控制周期和过去 数次的控制周期中分别计算出的多个修正切削速度来进行设定。另外，切削开始时，相关参 数（相关信息）被设定于初始值。该初始值储存在存储部13中。相关参数的初始值也可 以由用户来进行设定。
[0031] 控制器10通过控制送料器3而执行本实施方式所涉及的切削方法。以下，说明由 控制器10执行的控制顺序。
[0032] 如图3所示，控制器10首先通过目标值取得部11取得目标切削量Ws (步骤S01)。 之后，控制器10将动作速度V及相关信息设定于存储部13中储存的初始值（步骤S02)。
[0033] 之后，控制器10通过重量取得部12取得称量槽5的重量（步骤S03)。之后，控制 器10通过所需量计算部14计算出已切削的粒状物的量（以下称为"已切削重量"）Wp (步 骤S04)。已切削重量Wp通过从由重量取得部12取得的重量减去空称量槽5的重量而进行 计算。之后，控制器10通过所需量计算部14计算出所需切削量Wr (步骤S05)。所需切削 量Wr通过从目标切削量Ws减去已切削重量Wp而进行计算。
[0034] 之后，控制器10通过估计量计算部15计算出估计切削量Wx (步骤S06)。估计切 削量Wx例如通过下式进行计算。 (式1)
【权利要求】
1. 一种切削装置，其特征在于，具备： 胆存槽，胆存粒状物； 称量槽，用于称量所述粒状物； 送料器，从所述胆存槽向所述称量槽切削所述粒状物； 称重器，测定所述称量槽的重量； 估计量计算部，在依照预先设定的渐减规则使所述送料器的动作速度逐渐减少时，作 为估计切削量计算出在所述送料器停止之前切削的所述粒状物的量； 所需量计算部，作为所需切削量计算出从目标切削量减去根据所述称重器的测定值求 出的已切削的所述粒状物的量后的量； 及送料器控制部，如下控制所述送料器，在所述估计切削量低于所述所需切削量时与 所述渐减规则相比使渐减的程度减小，在所述估计切削量超过所述所需切削量时与所述渐 减规则相比使渐减的程度增大，并使动作速度逐渐减少。
2. 根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于， 所述送料器控制部如下控制所述送料器，在所述估计切削量低于所述所需切削量时， 不使动作速度减小。
3. 根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于， 还具备相关信息设定部，根据所述称重器的测定值求出切削速度，根据该切削速度和 所述送料器的动作速度，设定切削速度与所述送料器的动作速度的相关信息， 所述估计量计算部对将通过所述相关信息设定部设定的所述相关信息适用于所述送 料器的动作速度而求出的切削速度进行积分，从而计算出所述估计切削量。
4. 根据权利要求3所述的切削装置，其特征在于， 所述相关信息设定部W将已设定的所述相关信息适用于所述送料器的动作速度而求 出的切削速度为基准来设定数据采用范围，当根据所述称重器的测定值求出的切削速度处 于所述数据采用范围外时，不进行基于该切削速度的所述相关信息的设定。
5. 根据权利要求3或4所述的切削装置，其特征在于， 所述相关信息设定部使用将已设定的所述相关信息适用于所述送料器的动作速度而 求出的切削速度W及根据所述称重器的测定值求出的切削速度，计算出修正切削速度，并 根据所述修正切削速度来设定所述相关信息。
6. -种切削方法，其特征在于，包括： 通过送料器从胆存粒状物的胆存槽向用于称量所述粒状物的称量槽切削所述粒状 物； 通过称重器测定所述称量槽的重量； 在依照预先设定的渐减规则使所述送料器的动作速度逐渐减少时，作为估计切削量计 算出在所述送料器停止之前切削的所述粒状物的量； 作为所需切削量计算出从目标切削量减去根据所述称重器的测定值求出的已切削的 所述粒状物的量后的量； W及如下控制所述送料器，在所述估计切削量低于所述所需切削量时与所述渐减规则 相比使渐减的程度减小，在所述估计切削量超过所述所需切削量时与所述渐减规则相比使 渐减的程度增大，并使动作速度逐渐减少。
7. 根据权利要求6所述的切削方法，其特征在于， 如下控制所述送料器，在所述估计切削量低于所述所需切削量时，不使动作速度减小。
8. 根据权利要求6或7所述的切削方法，其特征在于， 还包括根据所述称重器的测定值求出切削速度，根据该切削速度和所述送料器的动作 速度，设定切削速度与所述送料器的动作速度的相关信息， 对将所述相关信息适用于所述送料器的动作速度而求出的切削速度进行积分，计算出 所述估计切削量。
9. 根据权利要求8所述的切削方法，其特征在于， W将已设定的所述相关信息适用于所述送料器的动作速度而求出的切削速度为基准 来设定数据采用范围，当根据所述称重器的测定值求出的切削速度处于所述数据采用范围 外时，不进行基于该切削速度的所述相关信息的设定。
10. 根据权利要求8或9所述的切削方法，其特征在于， 使用将已设定的所述相关信息适用于所述送料器的动作速度而求出的切削速度W及 根据所述称重器的测定值求出的切削速度，计算出修正切削速度，并根据所述修正切削速 度来设定所述相关信息。
【文档编号】G05B19/18GK104460498SQ201410478971
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】合志春文 申请人:株式会社安川电机