JP2001096310A - コイル先端部の通板方法、及び、ペイオフリールの逆転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル先端通板時に発生する巻き締まりによ
る擦り疵を防止する。 【解決手段】 通板運転を開始する前にペイオフリール
２０を逆転させ、コイル外巻き部の巻き弛みを吸収した
ことを、ペイオフリールの逆転が停止したこと、及び、
ペイオフリールの張力が所定値に達したことにより検知
し、それによって、ペイオフリール下流に設置された通
板用ロール（２２、２３、２７、３０）を回転させて通
板を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル先端部の通
板方法、及び、ペイオフリールの逆転制御方法に係り、
帯状金属板、特に鋼板を処理する連続プロラスラインの
入側において、コイル払出し用のペイオフリールに装入
されたコイルの先端部を前コイルの尾端部と接合すべ
く、切断機、溶接機等に順次通板していく際に、コイル
層間で鋼板が擦れ合うことにより発生する擦り疵を防止
することが可能な、コイル先端部の通板方法、及び、そ
の際のペイオフリールの逆転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に、帯状鋼板（ストリップと称す
る）を処理する連続プロセスライン入側の機器配置の例
を示す。この連続プロセスラインの入側における先尾端
処理の概要は、次のようになる。

【０００３】まず、コイル１０を払い出すためのペイオ
フリール（ＰＯＲ）２０から前コイルの払出しが完了す
ると、前コイルの尾端部分がシャー３２でカットされ、
次コイルの先端と溶接すべく、溶接機３６まで送られて
待機する。

【０００４】次にペイオフリール２０のマンドレルに装
入されたコイル１０は、該ペイオフリールマンドレル単
独の速度一定制御により、コイル先端部が、デフレクタ
ロール２２（デフレクタピンチロール２３）もしくはレ
ベラ２６のレベリングロール２７又はシャー前ピンチロ
ール３０まで送られる。

【０００５】ペイオフリールマンドレルの速度一定制御
が完了して停止した後、コイル先端部は、前記デフレク
タロール２２（デフレクタピンチロール２３）もしくは
レベリングロール２７又はシャー前ピンチロール３０を
閉とすることにより拘束状態となる。この状態で、デフ
レクタロール２２（デフレクタピンチロール２３）もし
くはレベリングロール２７又はシャー前ピンチロール３
０を、速度制御により進行方向に回転させることによっ
て、コイル先端部をシャー３２もしくは溶接機３６まで
通板する。

【０００６】この際、板の蛇行やロールへの噛み込み等
を防止して、円滑な通板を行うため、前記デフレクタロ
ール２２（デフレクタピンチロール２３）もしくはレベ
リングロール２７又はシャー前ピンチロール３０を、速
度一定制御で通板を開始すると同時に、ペイオフリール
２０を電流一定制御によってライン進行方向と逆方向に
張力をかける。この状態で、前記デフレクタロール２２
（デフレクタピンチロール２３）もしくはレベリングロ
ール２７又はシャー前ピンチロール３０を回転させ、シ
ャー３２へ次コイルを送って先端部のカットを行う。

【０００７】カットした後、デフレクタロール２２（デ
フレクタピンチロール２３）もしくはレベリングロール
２７又はシャー前ピンチロール３０を開き、図２に矢印
Ａで示すように、サイドガイド２８を閉じることによっ
て、ストリップ１２の中心とラインセンタを合致させ
る。このサイドガイド２８によりストリップ１２のセン
タリングを行う際は、前記デフレクタロール２２（デフ
レクタピンチロール２３）もしくはレベリングロール２
７又はシャー前ピンチロール３０を開いているので、コ
イル先端部がロールから抜けるのを防止するため、ペイ
オフリール２０の張力はオフとしている。

【０００８】次に、コイル先端部を溶接機３６に送るた
めに、再びデフレクタロール２２（デフレクタピンチロ
ール２３）もしくはレベリングロール２７又はシャー前
ピンチロール３０を閉じ、ペイオフリール２０の張力を
オンとして通板を行う。

【０００９】溶接機３６による溶接中は、前コイル尾端
部と現コイル先端部との位置ずれ等を防止するため、ペ
イオフリール２０の張力は一般的にオフとされている。

【００１０】溶接完了後、再度ペイオフリール２０の張
力をかけ、それと同時にペイオフリール２０下流の前記
デフレクタロール２２（デフレクタピンチロール２３）
もしくはレベリングロール２７又はシャー前ピンチロー
ル３０を駆動して、溶接部の目視点検を行う点検位置３
８、及び、溶接部の破断防止のためにノッチを入れるノ
ッチャ４０に溶接部が順次送られる。

【００１１】ノッチが入れられた後は、入側ライン運転
が開始され、ストリップ１２はブライドルロール４２を
経由して入側ルーパ４４に送られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このようにしてコイル
先端を、シャー３２、溶接機３６あるいは点検位置３８
に送る直前は、既に述べた理由により、ペイオフリール
２０の張力がオフとなっているが、この張力が切られた
状態では、コイル１０の外巻きはスプリングバックによ
り、弛んだ状態となっている。通板を開始すると、板を
通板させるためのロール、即ちデフレクタロール２２
（デフレクタピンチロール２３）、レベリングロール２
７及びシャー前ピンチロール３０を進行方向に駆動させ
ると同時に、ペイオフリール２０の張力をオンとしてい
るため、図３乃至図５に示すように、コイル外巻き部に
擦り疵を発生させている。図３は、上から、レベリング
ロール２７の回転数、ペイオフリール２０の回転数、及
びペイオフリール電流を示している。

【００１３】コイル外巻きが巻き弛んだ状態で、通板開
始と同時に、レベリングロール２７を含むペイオフリー
ル下流のロールを駆動させ、又、同時にペイオフリール
の張力をかけるようにしているので、運転開始直後は、
ペイオフリール２０が巻き弛みを吸収するために逆転し
ているが、弛みがとれた時点でレベリングロール２７の
回転数に追従するため、図３にＢで示す如く、コイル外
巻き部に張り返しを発生させている。更に、レベリング
ロール２７も、図３にＣで示す如く、コイルの慣性力に
振られて速度が低下している。又、図４（Ａ）に示す如
く、コイル外巻きが巻き弛んだ状態で張力をかけると、
ペイオフリール２０としては弛みをとる方向（ライン進
行方向逆転方向）に回転するが、下流のロールは張力オ
ンと同時にライン進行方向に回転するため、図４（Ｂ）
に示す如く、巻き弛みがとれた時点で、ペイオフリール
２０の張力及びコイル１０の慣性力による力がコイル外
巻き部にかかってしまい、擦り疵（巻き締まり疵と称す
る）を発生させている。

【００１４】又、図５に示すように、擦り疵はコイル外
巻き部のみならず、コイル内部の層間でも、巻き締まる
形でも発生している。

【００１５】なお、上記説明は、張力オフ状態で通板を
開始した場合について説明しているが、例えばノッチャ
位置送り時のように、張力オン状態で通板を開始する場
合であっても、静止状態でかける張力の大きさは、電動
機の静止電流制限等により、通常の運転張力値より極め
て低く設定されるため、張力オン状態とは言え、少なか
らずコイル外巻き部に巻き弛みが生じた状態となってい
る。従って、この状態でロールを駆動させると、上記で
述べたように、外巻き部の張り返しを少なからず発生さ
せてしまう。これらの疵は不良となり、下流の工程で切
り捨てられるため、歩留まり悪化の要因となっていた。

【００１６】なお、特開平６−２９７０３５には、スト
リップ先端部がライン出側のテンションリールに到達し
て所定の張力がストリップに作用するまでの間、ペイオ
フリールにおいて、スナバロールを回転させながらコイ
ル外周部を押さえ付けて、コイル外巻き部の巻き弛みに
よる圧着疵の発生を防止することが記載されているが、
特にコイルが大きくなると、スナバロールの押付力を上
げなければならず、十分に巻き弛みを解消することがで
きない。又、スナバロールによる折れ疵が発生すること
もある等の問題点を有していた。

【００１７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、スナバロールを追加したりすること
なく、簡単な構成で、入側先端通板時のコイル巻き締ま
りにより発生する擦り疵を確実に防止することを課題と
する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、帯状金属板を
処理する連続プロセスラインの入側において、コイル払
出し用のペイオフリールに装入されたコイルの先端部を
前コイルの尾端部と接合すべく、切断機、溶接機等に順
次通板していくコイル先端部の通板方法において、通板
運転を開始する前にペイオフリールを逆転させ、コイル
外巻き部の巻き弛みを吸収したことを、ペイオフリール
の逆転が停止したこと、及び、例えば張力検出ロール等
によって検知したペイオフリールの張力が所定値に達し
たことにより検知し、それらの判定を基に、ペイオフリ
ール下流に設置された通板用ロールを回転させて通板を
開始させることにより、前記課題を解決したものであ
る。

【００１９】又、コイル先端部の通板時に、ペイオフリ
ールを逆転させてコイル外巻き部の巻き弛みを吸収する
際に、ペイオフリールを速度制限付きの電流制御により
逆転させて、巻き弛みを滑らかに吸収するようにしたも
のである。

【００２０】本発明によれば、コイル先端を通板する際
に、スプリングバックによって生じたコイル１０の外巻
きの巻き弛みを、ペイオフリール２０のマンドレルをス
トリップ１２の進行方向と逆方向に回転させて吸収さ
せ、コイル１０の外巻きの弛みがとれたことを、例えば
ペイオフリール２０の回転検出器であるパイロットジェ
ネレータ（ＰＬＧ）のフィードバック信号により検出
し、更に、張力検出ロール等によりコイル先端部とコイ
ル間の張力が所定値になったことを検出して、レベリン
グロール２７等の下流の通板ロールを駆動させて先端部
の通板運転を開始させることにより、従来制御時（コイ
ル外巻きが弛んだ状態で通板ロールを駆動させていた）
のコイル外巻き部分の張り返しを無くし、これによって
発生していた巻き締まりによる擦り疵を削減することが
できる。

【００２１】又、コイル外巻きの弛みを吸収させるペイ
オフリールの逆転方法として、単に一定張力を入れるの
みであれば、例えばコイル外巻きの弛みが大きい場合等
に、ペイオフリールの逆転速度を徐々に加速させてしま
い、弛みが無くなった時点で相当大きな逆転速度となっ
ている可能性があり、下流の通板ロールを停止させてい
るとは言え、停止した時点でコイル外巻き部の張り返し
（巻き締まり）を発生することがある。コイル外巻き部
の巻き弛みを吸収した時点の速度を低速に抑えるため、
逆転速度を速度制御で制御する方法があるが、この方法
であると、速度制御系の応答が、前記ペイオフリール逆
転停止検出及び張力確立検出よりも格段に速い。即ち、
実際に逆転停止もしくは張力を確立して、それを検出す
るまでに数秒単位の時間がかかるが、速度制御系は、数
ミリ秒単位で速度を追従させようとする。従って、駆動
制御装置は、逆転が停止した瞬間に指令通りに速度を追
従させようとして、その能力上限までトルクを発生させ
てしまう。そのため、停止した瞬間に巻き締まりを発生
させる、もしくは、瞬間的に駆動制御装置の能力上限ま
でのトルクが発生するので、下流のロールで拘束してい
る先端部がロール間で滑ってロール疵を発生させる。又
は、先端部を拘束しているロールのブレーキが破損する
等の問題が発生する。

【００２２】そこで、本発明では、速度制御器（ＡＳ
Ｒ）に逆転速度の制限値としての指令を加えると共に、
ＡＳＲ出力、即ち電流指令出力にＰＯＲ逆転巻き弛み吸
収時の張力基準としての張力指令を上限リミット値とし
て与える。こうすることにより、ペイオフリールが逆転
し始めた時、初期段階では、コイルの慣性もしくはメカ
ニカルロス等により速度指令値としての逆転速度の制限
値まで速度が上がらないので、結果的にＡＳＲが飽和し
た状態となって、ＡＳＲ出力の制限値であるＰＯＲ逆転
巻き弛み吸収時の張力基準により張力制御されるが、加
速して逆転速度が制限値まで上がると、ＡＳＲの出力が
逆側に作用して、逆転速度を制限値に抑え込む。よっ
て、逆転速度制限値を低速度に設定しておけば、巻き弛
みを吸収したときに逆転速度が大となって張り返しは発
生しないし、ＰＯＲ逆転巻き弛み吸収時の張力基準で、
ＡＳＲ出力である電流指令値の出力を常時抑え込んでい
るので、過トルクによる巻き締まりも発生せず、コイル
の厚み、幅、材質等に関係なく、極めて円滑にコイル外
巻きの巻き弛みを吸収することができ、擦り疵を発生さ
せる要因となっている張り返しを無くすことが可能とな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２４】本実施形態は、図６に示すような、ペイオ
フリール２０駆動用のシステム及び装置により構成され
る。

【００２５】本実施形態においては、除算器５０で速度
基準ＬＶｒをコイル径Ｄで除することにより、ペイオフ
リールマンドレルの回転速度指令を作成し、ペイオフリ
ール駆動モータ６６の回転数を検出するパイロットジェ
ネレータ（ＰＬＧ）６８からの回転数フィードバック
（ＦＢ）信号Ｒｆとの差をとることによって、速度制御
器（ＡＳＲ）５６への回転数指令を作成する。該ＡＳＲ
５６の出力は電流指令出力となり、該ＡＳＲ出力の上限
を押え込むため、乗算器５２で張力基準ＴＥｒにコイル
径Ｄを乗じて得たトルク基準（電流基準）ＴＲｒを該電
流指令出力の上限リミット値とする電流指令値を上限リ
ミッタ５８で作成する。この上限リミッタ５８出力の電
流指令値を、電流検出器６４で検出される、ペイオフリ
ール駆動モータ６６の駆動電流に対応する電流ＦＢ信号
Ｉｆとの差をとった値が、電流制御のマイナーループと
して、電流制御器（ＡＣＲ）６０に与えられる。該ＡＣ
Ｒ６０の出力に応じた点呼タイミングが、駆動制御装置
６２のパルス増幅部に入力される。

【００２６】ここで、一般的に、破線Ｄより右に示す部
分はハードウェア、左側に示す部分はソフトロジックで
構成されることが多い。

【００２７】以下、図７を参照して、本実施形態の作用
を説明する。

【００２８】先端部通板開始指令が与えられると、除算
器５４により逆転速度制限値ＶＲｌをコイル径Ｄで除し
た回転数指令値が、ＡＳＲ５６にマイナス、即ち逆転指
令として加えられる。同時に、巻き弛み吸収時の張力基
準値（ＴＥｒ）に対応するトルク基準ＴＲｒを、ＡＳＲ
５６の出側に電流上限リミット値として与える。このと
き、速度基準ＬＶｒは０に保持したままとする。

【００２９】逆転指令及び張力基準が与えられた直後の
初期状態では、逆転指令値（逆転速度制限値ＶＲｌ）が
与えられていても、ＡＳＲ５６の出側は、張力計基準値
で上限を抑え込まれており、更には、コイルの慣性もし
くはペイオフリールのメカニカルロス等の損失があるた
め、ペイオフリールの回転数としては、指令に追従せ
ず、ＡＳＲ５６の指令値は、常時マイナスとなり、従っ
て、ＡＳＲ５６の出力は、常時上限に飽和した状態とな
っているので、結果的に、張力基準に基づいた電流値に
オープンループで出力制限されている状態となってい
る。

【００３０】ここで、逆転速度が上昇して、ＰＯＲ回転
数フィードバック信号Ｒｆが逆転速度制限値ＶＲｌを超
えた場合、ＡＳＲ５６の入力がプラスに反転すると共
に、出力がマイナス側に作用する形で、ＡＳＲ５６の飽
和状態が解け、ペイオフリール回転数に制限をかける形
で、速度制御運転に切り替わる。

【００３１】図８に、先端通板運転の開始タイミング作
成手順を示す。先端通板開始指令が入力（ステップ１０
０）されると、ペイオフリールの張力をオン（ステップ
１０２）として、前記のコイル外巻きの巻き弛み吸収動
作（ＰＯＲ逆転速度制限値ＶＲｌ入力（ステップ１０
４）及びＰＯＲ張力制限値ＴＥｒ入力（ステップ１０
６））を行う。

【００３２】外巻きの弛み吸収が完了したことをＰＯＲ
２０の回転数フィードバック信号Ｒｆで判別し（ステッ
プ１０８）、又、先端部とコイル間の張力が所定値（Ｐ
ＯＲ張力基準値ＴＥｒ）となったことを張力検出ロール
２４等で判断し（ステップ１１０）、それらの判定を基
に、逆転停止及び張力値確立となった場合、ペイオフリ
ール２０の下流側ロール群（デフレタクロール２２、デ
フレクタピンチロール２３、レベリングロール２７、シ
ャー前ピンチロール３０）を起動して、通板運転を開始
させる（ステップ１１２）。

【００３３】このように制御することにより、コイル巻
き締まりに起因する擦り疵を削減することができた。

【００３４】なお、前記説明においては、本発明が、鋼
板を処理する連続プロセスラインに適用されていたが、
本発明の適用対象はこれに限定されず、鋼板以外の帯状
金属板一般を処理する連続プロセスラインにも同様に適
用できることは明らかである。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、スナバロール等を用い
ることなく、簡単な構成で、入側先端通板時のコイル巻
き締まりにより発生する擦り疵を防止することが可能と
なり、歩留り向上を図ることができる。

【００３６】又、従来の制御方法では張り返し発生時に
度々発生していた、レベリングロールの過電流トリップ
も皆無となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるプロセスライン入側の機器
配置例を示す工程図

【図２】図１のプロセスラインにおいて、サイドガイド
によりセンタリングしている状態を示す平面図

【図３】従来の制御により先端通板時にコイル外巻き部
に張り返しが発生している状態を示す線図

【図４】コイル外巻き部の巻き締まり疵の発生状態を示
す側面図

【図５】同じくコイル内部の層間における巻き締まり疵
の発生状態を示す側面図

【図６】本発明に係るペイオフリール制御系統の実施形
態を示すブロック線図

【図７】前記実施形態による制御時における、先端通板
時のレベリングロール回転数、ペイオフリール回転数及
びペイオフリール電流の関係の例を示すタイムチャート

【図８】同じくコイル先端通板開始手順を示す流れ図

【符号の説明】

１０…コイル １２…帯状鋼板（ストリップ） ２０…ペイオフリール（ＰＯＲ） ２２…デフレクタロール ２３…デフレクタピンチロール ２４…張力検出ロール ２６…レベラ ２７…レベリングロール ３０…シヤー前ピンチロール ５０、５４…除算器 ５６…速度制御器（ＡＳＲ） ５２…乗算器 ５８…上限リミッタ ６０…電流制御器（ＡＣＲ） ６２…駆動制御装置 ６４…電流検出器 ６６…ペイオフリール駆動モータ ６８…パイロットジェネレータ（ＰＬＧ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状金属板を処理する連続プロセスライン
   の入側において、コイル払出し用のペイオフリールに装
   入されたコイルの先端部を前コイルの尾端部と接合すべ
   く、切断機、溶接機等に順次通板していくコイル先端部
   の通板方法において、 通板運転を開始する前にペイオフリールを逆転させ、 コイル外巻き部の巻き弛みを吸収したことを、ペイオフ
   リールの逆転が停止したこと、及び、ペイオフリールの
   張力が所定値に達したことにより検知し、 それによってペイオフリール下流に設置された通板用ロ
   ールを回転させて通板を開始させることを特徴とするコ
   イル先端部の通板方法。
2. 【請求項２】コイル先端部の通板時に、ペイオフリール
   を逆転させてコイル外巻き部の巻き弛みを吸収する際
   に、ペイオフリールを速度制限付きの電流制御により逆
   転させて、巻き弛みを滑らかに吸収することを特徴とす
   るペイオフリールの逆転制御方法。