JP2001179333A - 金属帯の巻取装置の制御方法 - Google Patents

金属帯の巻取装置の制御方法

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JP2001179333A
JP2001179333A JP36866799A JP36866799A JP2001179333A JP 2001179333 A JP2001179333 A JP 2001179333A JP 36866799 A JP36866799 A JP 36866799A JP 36866799 A JP36866799 A JP 36866799A JP 2001179333 A JP2001179333 A JP 2001179333A
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JP
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coil
tail end
mandrel
stop position
winding
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JP36866799A
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English (en)
Inventor
Kazunari Yuasa
一成 湯浅
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 金属帯の巻き取りの際のコイル停止位置
を確実に所定位置に収めることのできる圧延コイルの停
止位置制御方法を提供する。 【手段】 マンドレルを備えた金属帯の巻取装置を用い
て金属帯をコイル形状にマンドレルに巻き取るに当り、
上記コイル外周上の所定位置においてコイル尾端の通過
を検知し、該所定位置を基準にコイル尾端停止位置を演
算してコイル尾端部がコイル尾端目標停止位置に収まる
ようにコイルの回転を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、圧延された金属帯をコイルに
巻き取る際の巻き取り装置の制御手段に係り、特に熱間
圧延された金属帯をコイル状態に巻き取る際のコイルの
停止位置の制御方法に関する。
【0002】鋼の熱間圧延などの金属の連続圧延におい
ては、圧延された金属帯はコイル状に巻き取られるが、
その際、コイルの結束・搬送などの取り扱いを容易にす
るために、一般に金属帯の尾端がコイル下方の一定目標
位置に収まるようにコイルを停止させる制御が行われて
いる。
【0003】この目的のために用いられている制御手段
の代表例は、光電スイッチなどのセンサーにより金属帯
の尾端を検出するとともに、尾端長さ、コイル径などか
ら該尾端がコイル下方の一定目標範囲に収まるようにコ
イルの回転角度を求め、これによってコイルを回転する
電動機を制御するものである。
【0004】図3はかかるコイル停止位置制御に係る概
念図であり、ここに示すように圧延された金属帯1はピ
ンチロール2を経て、マンドレル7に巻き取られるよう
になっている。その際、金属帯の尾端は、光電管センサ
ー14によって検知され、下式によってコイルの回転停
止までの角度θが計算される。
【0005】すなわち、図3において、 巻き取りコイル6の直径:D 光電管センサー14〜コイル巻き付け開始点Pまでの距
離:L1 尾端停止目標角度:α コイル巻き付け角度:δ コイル6の中心点O、光電管センサー14の中心点M、
コイル巻き付け開始点Pとの作る角度∠OMP:γ とすると、L3、βを設定値として、尾端検出に用いる
光電管センサー14を通過後、尾端停止目標位置までの
コイル回転角度θは、 θ=δ+α+2L1/D(rad)+2nπ(n;整数)・・・(1) で与えられる。ここで、 δ=π−β−(π/2−γ)(rad) =π−β+sin-1(D/2L3)(rad) また、 L3={L1 2+(D/2)21/2 である。したがって、L3およびDを測定すれば、コイ
ル停止までのコイル回転角度θを計算できる。
【0006】巻き取りコイル6の直径Dの測定には、一
般的にラップカウンター方式が用いられる。この方式
は、 D=D0+2tN ここで、 D0:コイルの内径 t:板厚 N:巻き取り開始後のマンドレル回転数 の関係を用い、D0、t、Nから巻き取りコイル6の直
径Dを測定する方式である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光電管
センサー14により金属帯1の尾端を検出する場合、尾
端形状がタン形状のとき、あるいはフィッシュテール形
状であっても、光電管センサー14設定位置と金属帯の
長手方向の中心が金属帯通過時に相対的に横ずれしてい
るときは、金属帯尾端通過検知時点が実際の通過時点よ
りも早くなるという問題を生ずる。また、前記ラップカ
ウンター方式によるコイル径Dの測定値も誤差を生じや
すい。特に板厚tが大きいときにはその傾向が著しい。
その結果、コイル停止までの回転角度θの計算値が不正
確になり、帯鋼尾端が所定位置に収まらなくなるという
問題が生ずる。
【0008】本発明は、上記従来技術のコイル停止位置
制御手段の有する問題点を解決することを目的とし、金
属帯の巻き取りの際のコイル停止位置を確実に所定位置
に収めることのできる圧延コイルの停止位置制御方法を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、金属帯をコ
イル形状に巻き取る際のラッパーロールの動きに着目
し、そのコイル直径方向の移動を検知すればコイル上に
おいて直接金属帯尾端の通過とコイル直径を検知できる
こと、及びその尾端通過点とコイル直径を基準にすれば
コイル停止までの回転角度を決定できることを発見し、
本発明を完成した。
【0010】したがって、本発明は、マンドレルを備え
た金属帯の巻取装置の制御方法であって、金属帯をコイ
ル形状にマンドレルに巻き取るに当り、上記コイル外周
上の所定位置においてコイル尾端の通過を検知し、該所
定位置を基準にコイル尾端停止位置を演算してコイル尾
端部がコイル尾端目標停止位置に収まるようにコイルの
回転を停止させることとする金属帯の巻取装置の制御方
法である。
【0011】また、本発明は、マンドレルとラッパーロ
ールを備えた巻取装置により金属帯をコイル形状にマン
ドレルに巻き取るに当り、上記ラッパーロールのうち少
なくとも1のラッパーロールにおけるコイル直径方向の
位置変化によって、コイル尾端の通過時刻及びコイル外
径を検知し、前記ラッパーロール位置と、前記コイル尾
端通過時刻と、前記コイル外径に基づいて、コイル尾端
部停止位置を演算し、該コイル尾端部がコイル尾端目標
停止位置に収まるようにコイルの回転を停止させること
とする金属帯の巻取装置の制御方法である。
【0012】
【発明の実施形態】以下、マンドレルとラッパーロール
を備えた巻き取り装置により金属帯をコイルに巻き取る
場合を例に取り、図1に基づき具体的に説明する。図1
は本発明を実施するための装置の全体構成を示す概念図
である。ここに示されているように、金属帯1は、仕上
げ圧延機(図示していない)で所定の厚みに圧延され、
ランアウトテーブル(図示していない)で所定の冷却が
行われた後に、ピンチロール2を経てマンドレル7で巻
き取られる。
【0013】この形式の巻き取り装置では、金属帯1の
巻き終わり時には、金属帯1の尾端22が200〜30
0m/minの速度でピンチロール2を通過し、巻き取
り装置の制御モードは尾端定位置停止制御モードに移行
する。これによりマンドレル7の回転数は減速され、ラ
ッパーロール3でコイル6の外周をある一定圧力で押付
け、帯鋼1の尾端22がフリーになるためにコイル6が
巻き弛むことを防止する。ラッパーロールは3はマンド
レル7とコイル6を挟み、複数個配置されている(本例
では3a,3b,3c,3dの4個)。
【0014】本例においては、上記複数のラッパーロー
ル(3a〜3d)のうち少なくとも1のラッパーロール
におけるコイル直径方向の位置変化によって金属帯尾端
の通過を検知する。具体的には、例えばラッパーロール
3aをコイル6に押し付けるためのラッパーロール押し
つけシリンダー4aにラッパーロール押しつけシリンダ
ー位置検出器5aを付設してラッパーロール押しつけシ
リンダー4aのコイル6の直径方向の位置変化を検出す
るようにすればよい。ラッパーロール押しつけシリンダ
ー位置検出器5aとしては差動トランスなどを利用する
ことができる。これにより、コイル6上を帯鋼1の尾端
22が通過するとき、帯鋼1の厚さに相当する分だけラ
ッパーロール3aがコイル中心側に移動したことをもっ
て金属帯尾端の通過として検知することができ、同時に
コイルの実際の直径Dも測定することができる。
【0015】上記により得られた帯鋼1の尾端部22の
通過信号は、演算処理装置(たとえばプログラマブルロ
ジックコントローラ、PLC)13に入力される。演算
処理装置13には、上記尾端部22の通過信号を受けて
尾端部が所定位置、例えばコイルカー8のコイル受けロ
ーラ21の直前、に停止するために必要な回転角度など
マンドレルの回転速度を制御するための諸因子を演算す
るに必要なプログラムが内蔵されている。
【0016】したがって、これにより、コイル停止まで
に必要な回転角度が速度制御装置12に対して与えら
れ、電動機駆動電源10、マンドレル駆動電動機9の制
御が行われる。なお、マンドレル駆動電動機9には回転
検出器11が付設され、その出力が速度制御装置12に
対してフィードバックされるようになっている。しか
し、このフィードバック制御機構は必ずしも設ける必要
はない。
【0017】コイル6を所定位置において回転停止させ
るためには、演算処理装置13を用いて、図2に示すよ
うに、コイル巻き取り速度Vを制御するのがよい。すな
わち、コイル巻き取り終了時期の初期段階においては、
ほぼ減速可能な最大レートで減速してマンドレル7の停
止予定の1.5〜1.0回転前を目安にコイル巻き取り速度を
一次減速速度V1とする。ついで、マンドレル7の停止
予定の0.5回転前を目安に2次減速速度V2まで減速す
る。このように減速した状態でコイル6を停止させれ
ば、正確に演算処理装置13の与えた最終目標位置で停
止させることができる。また、従来の方法では、金属帯
の尾端位置の検出は1回だけしか行えなかったが、本発
明では、最低でも、コイル回転停止までの回転数(通常
2〜3回)の数だけは行うことができ、より正確に圧延
コイルの停止位置制御を行うことができる。
【0018】以上、本発明の1実施形態を説明したが、
本発明は以下に述べるように種々の形態で実施しうる。
まず、コイル尾端の通過を検知するラッパーロール3に
付設するラッパーロール押しつけシリンダー位置検出器
5は、上記実施形態に示したように少なくとも1のラッ
パーロール(本例では3a)について設ければよいが、
2あるいはそれ以上のラッパーロールについて付設して
もよい。このようにすれば、より多くのポイントに置い
て金属帯尾端の通過が確認でき、それによりより正確な
コイル停止位置の計算が可能になる。
【0019】また、前記の実施形態においては、金属帯
尾端の停止位置をコイルカー8のコイル受けローラ21
の直前としたが、これに限られるものではなく、例えば
ラッパーロール3cの直前としてもよい。
【0020】さらに、上記の例ではコイル巻き取り速度
Vを2段階で低下させながら帯鋼尾端を検出し、コイル
停止位置を定めるようになっているが、これについても
例えば1段に減速すること、あるいは無段階に減速させ
ることを含め、特に制限はない。
【0021】さらに、本発明においてはラッパーロール
押しつけシリンダー位置検出器の機能を利用して巻き取
りコイル6の直径を測定し、その結果から演算装置13
によりGD2を計算し、慣性を考慮することによって速
度制御装置に対して無理のない減速指令を出力するよう
にすることもできる。これは比較的板厚が厚い、例えば
5mm以上の鋼帯を巻き取る場合減速を的確に行うのに
好都合であり、これによりより正確に圧延コイルの停止
位置制御を行うことができる。
【0022】また、上記実施例においては、金属板尾端
22の検出をラッパーロール3のコイル直径方向の位置
変化により検出することとしたが、コイル外周上におい
て尾端の検出できるものならば、本発明の目的である金
属帯の巻き取りの際、金属帯尾端停止位置を確実に所定
位置に収めるという目的を達しうる。
【0023】したがって、金属板尾端22の検出をラッ
パーロール3およびそれに付帯する位置検出手段に代え
て、例えばコイル外周上の所定位置に設置したイメージ
センサー等の光学的手段に代えて尾端の末端部が通過す
るのを検知するようにしてもよい。この場合には、ラッ
パーロール3は所定圧力でコイル表面を押さえつける機
能さえ持てばよく、従って、ラッパーロール押しつけシ
リンダー位置検出器5は有さないものとすることができ
る。
【0024】このように、光学的手段により金属帯尾端
の検出を行うときは、板厚が薄くてラッパーロール押し
つけシリンダー位置検出器5では、金属帯尾端の検出が
困難になるようなとき、例えば、板厚が1mm以下でも
尾端検出を行うことができ、それによりコイル停止位置
制御を的確に行うことができる。
【0025】なお、本発明を適用して巻き取ることので
きる金属帯は、熱延鋼帯などの比較的板厚の厚いものの
他、アルミ板、冷延板にも適用できる。
【0026】
【発明の効果】本発明は帯鋼の尾端位置をコイル外周上
において直接検出するようにしたので、コイル回転停止
までの回転角度の制御を極めて正確に行えるようになっ
た。これにより、コイル尾端を目標位置に停止させるこ
とができるためコイル結束時にコイルが巻き緩むことが
なくなりコイル結束、梱包の作業効率が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施するための装置の全体構成を示
す概念図である。
【図2】 本発明を実施する場合のコイル巻き取り速度
およびラッパーロール位置の経過時間との関係を示すグ
ラフである。
【図3】 巻き取り装置におけるコイル停止位置制御に
係る概念図である。
【符号の説明】
1:金属帯 2:ピンチロール 3:ラッパーロール 4:ラッパーロール押しつけシリンダー 5:ラッパーロール押しつけシリンダー位置検出器 6:コイル 7:マンドレル 8:ストリッパーカー 9:マンドレル駆動電動機 10:電動機駆動電源 11:回転位置検出器 12:速度制御装置 13:演算処理装置 14:光電センサー 15:尾端目標停止位置 21:ローラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンドレルを備えた金属帯の巻取装置の
    制御方法であって、 金属帯をコイル形状にマンドレルに巻き取るに当り、上
    記コイル外周上の所定位置においてコイル尾端の通過を
    検知し、該所定位置を基準にコイル尾端停止位置を演算
    してコイル尾端部がコイル尾端目標停止位置に収まるよ
    うにコイルの回転を停止させることを特徴とする金属帯
    の巻取装置の制御方法。
  2. 【請求項2】マンドレルとラッパーロールを備えた巻取
    装置により金属帯をコイル形状にマンドレルに巻き取る
    に当り、 上記ラッパーロールのうち少なくとも1のラッパーロー
    ルにおけるコイル直径方向の位置変化によって、コイル
    尾端の通過時刻及びコイル外径を検知し、前記ラッパー
    ロール位置と、前記コイル尾端通過時刻と、前記コイル
    外径に基づいて、コイル尾端部停止位置を演算し、該コ
    イル尾端部がコイル尾端目標停止位置に収まるようにコ
    イルの回転を停止させることを特徴とする金属帯の巻取
    装置の制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101113336B1 (ko) * 2009-12-25 2012-02-29 주식회사 키텍엔지니어링 권취코일의 엔드부 검출 장치 및 방법
JP2014069195A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Jfe Steel Corp 巻取装置及び鋼板尾端停止位置の制御方法
CN113617877A (zh) * 2021-06-30 2021-11-09 武汉钢铁有限公司 一种卷取控制方法、装置、介质及设备

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