JP2001349795A - 張力・歪み測定装置および張力・歪み調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単および安価な構成であると共に、帯状体
５１の表面を傷つけることなく張力や張力バランスを高
精度に求めることができ、さらに、張力バランスを容易
に認識可能にする。 【解決手段】 帯状体１の幅方向右側および幅方向左側
の変位量を非接触で検出して変位量信号としてそれぞれ
出力する非接触変位計３・３と、変位量信号の周波数分
析結果から幅方向右側および幅方向左側の１次固有振動
数をそれぞれ求め、これら各１次固有振動数に基づいて
幅方向右側および幅方向左側の張力をそれぞれ求め、さ
らに両張力に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよ
び歪み相対差を示す管理情報を求める張力演算器４と、
管理情報を出力する表示装置１２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅板等の帯状体の
振動に基づいて帯状体の張力や歪みの状態を測定する張
力・歪み測定装置および張力・歪み調整方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、銅板やアルミ板、鋼板等の帯状
体の通板もしくは巻き取りは、帯状体の走行経路上の前
後にロールをそれぞれ配置し、各ロールで帯状体を挟持
しながら送り出すと共に、所定の張力を帯状体に付与す
ることにより行われる。この際、ロール間における幅方
向の張力や歪みのバランスに崩れが生じた場合には、帯
状体の走行が不安定になったり、巻きずれが起きる等の
問題が生じる。また、圧延工程の製造ラインにおいて
は、圧延ロールの出入り口で幅方向における張力や歪み
のバランスに崩れが生じると、帯状体の板厚が変動する
という問題が生じる。

【０００３】従って、帯状体の製造ラインにおいては、
幅方向における張力や歪みのバランスを知ることが生産
性や品質を向上させる上で極めて重要なものとなってお
り、従来から帯状体の張力および張力バランスを測定す
る各種の方法が実施および提案されている。

【０００４】即ち、従来において、張力を測定する場合
には、図１４に示すように、走行する帯状体５１の上流
側および下流側に案内ローラ５２をそれぞれ配置して帯
状体５１を支持し、案内ローラ５２間において中間ロー
ル５３を帯状体５１に押し付ける。そして、中間ロール
５３に生じた反力をロードセル５４で測定し、ロードセ
ル５４による測定値Ｆと走行角度αとを基にして張力を
求める方法や装置が一般的に採用されている。

【０００５】また、幅方向の張力バランスの測定は、上
述の中間ロールおよびロードセルを幅方向に複数配置す
る分割ロードセル方式で行われたり、図１５に示すよう
に、帯状体５１の幅方向に配置した複数の変位センサ５
５により各配置箇所の固有振動数を測定することで行わ
れるような方法や装置が提案されている（特開平７−２
１８３５８号公報、特開平７−２７５３５号公報、特開
平１０−５８４０号公報、特開平１０−１７０３６３号
公報等）。そして、特開平７−２１８３５８号公報の装
置においては、情報処理装置のモニター装置５６に幅方
向の張力分布を画面表示することによって、オペレータ
に対して張力バランスを報知可能な構成が提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、張力と張力バランスとの両者を得ようと
した場合、中間ロール５３やロードセル５４、変位セン
サ５５等の多くの機器が必要となって設備コストが高騰
すると共に、機器構成が複雑化するという問題がある。

【０００７】さらに、図１４に示すように、中間ロール
５３を帯状体５１に押し当てて張力を測定したときに、
中間ロール５３が帯状体５１の表面に傷をつける場合が
ある。また、帯状体５１が非常に小さな張力で走行して
いる場合には、帯状体５１の曲げ剛性によりロードセル
５４に反力が生じるため、ロードセル５４の測定値Ｆを
基にして得られる張力Ｔに大きな誤差が生じることにな
る。

【０００８】また、特開平７−２１８３５８号公報の装
置においては、オペレータがモニター装置５６の画面表
示を目視することにより張力バランスを確認することが
可能になっているが、確認する際に、幅方向に連続的に
変化する分布状態から幅方向の左側および右側の張力を
それぞれ認識する必要がある。従って、例えばオペレー
タがモニター装置５６を視認しながら帯状体５１の張力
をリアルタイムで調整する場合において、モニター装置
５６を目視してから張力バランスを認識して調整を開始
するまでに時間遅れが生じ易いという問題がある。ま
た、オペレータの代わりに自動制御する場合であって
も、連続的に変化する分布状態から左右の張力バランス
を認識するための演算処理が必要になる。

【０００９】そこで、本発明は、簡単および安価な構成
であると共に、帯状体５１の表面を傷つけることなく張
力や張力バランスを高精度に求めることができ、さら
に、張力バランスを容易に認識することができる張力・
歪み測定装置および張力・歪み調整方法を提供するもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、長手方向の２点の位置で支持さ
れた帯状体の振動を計測することにより張力および歪み
の状態を測定可能な張力・歪み測定装置であって、前記
帯状体の幅方向右側および幅方向左側の変位量を非接触
で検出して変位量信号としてそれぞれ出力する変位量検
出手段と、前記変位量信号の周波数分析結果から幅方向
右側および幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ求
め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向右側およ
び幅方向左側の張力をそれぞれ求める張力算出手段と、
前記両張力に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよ
び歪み相対差を示す管理情報を求める演算手段と、前記
管理情報を出力する出力手段とを備えていることを特徴
としている。

【００１１】上記の構成によれば、出力手段から出力さ
れた管理情報をオペレータにより目視可能にすることに
よって、管理情報で示された張力バランス度合いや歪み
相対差により帯状体の幅方向の状態をオペレータに対し
て即座に認識させることができる。この結果、オペレー
タによる帯状体の張力制御が高い応答性でもって容易に
行われることから、幅方向の張力バランス度合いや歪み
相対差に起因した不具合を防止することができると共
に、張力制御（管理）時におけるオペレータの負担を低
減することができる。また、張力制御装置をオペレータ
に代えて導入した場合であっても、オペレータの場合と
同様に、張力制御を高い応答性でもって容易に行うこと
ができる。

【００１２】また、上記の構成によれば、帯状体の変位
量が変位量検出手段により非接触で検出されているた
め、帯状体の表面を傷つけることなく管理情報を高精度
に求めることができる。さらに、幅方向右側および幅方
向左側にそれぞれ１台の変位計を配設すれば、各側の変
量を検出することができるため、簡単および安価な構成
の変位量検出手段で管理情報を得ることもできる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の張力
・歪み測定装置であって、前記張力算出手段は、前記変
位量信号の周波数スペクトルを最大エントロピー法で処
理することによって、前記周波数分析結果を得ることを
特徴としている。上記の構成によれば、ノイズ成分が極
めて十分に除去された周波数分析結果を得ることができ
るため、この周波数分析結果から１次固有振動数を確実
に求めることができる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１に記載の張力
・歪み測定装置であって、前記張力算出手段は、前記変
位量信号の周波数スペクトルを移動平均することによっ
て、前記周波数分析結果を得ることを特徴としている。
上記の構成によれば、ノイズ成分が十分に除去された周
波数分析結果を得ることができるため、この周波数分析
結果から１次固有振動数を確実に求めることができる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の張力・歪み測定装置であって、前記出
力手段は、現時点の管理情報を棒グラフ化して画面表示
することを特徴としている。上記の構成によれば、管理
情報を棒グラフ化して画面表示することによって、張力
バランス度合いや歪み相対差を図形情報としてオペレー
タに報知することができるため、オペレータが現時点の
帯状体の状態を容易に認識することができる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の張力・歪み測定装置であって、前記出
力手段は、所定期間における管理情報を折れ線グラフ化
して画面表示することを特徴としている。上記の構成に
よれば、張力バランス度合いや歪み相対差の履歴を折れ
線グラフの画面表示を目視することにより容易に認識す
ることができる。

【００１７】請求項６の発明は、張力・歪み調整方法で
あって、長手方向の２点の位置で支持された帯状体の幅
方向右側および幅方向左側の変位量を非接触で検出して
変位量信号とし、該変位量信号の周波数分析結果から幅
方向右側および幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ
求め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向右側お
よび幅方向左側の張力をそれぞれ求めた後、これら張力
に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよび歪み相対
差を示す管理情報を求めて出力する張力測定工程と、前
記管理情報に基づいて前記帯状体の幅方向右側および幅
方向左側の張力および歪みを調整する調整工程とを有す
ることを特徴としている。上記の構成によれば、管理情
報中の張力バランス度合いや歪み相対差により帯状体の
幅方向の状態をオペレータや張力制御装置に対して即座
に認識させることができる。この結果、帯状体の張力制
御が高い応答性でもって容易に行われることから、幅方
向の張力バランス度合いや歪み相対差に起因した不具合
を防止することができる。また、帯状体の変位量が非接
触で検出されているため、帯状体の表面を傷つけること
なく管理情報を高精度に求めることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１３に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
張力・歪み測定装置は、図１に示すように、銅板やアル
ミ板、鋼板等の帯状体１の製造ラインに適用される。こ
の製造ラインには、第１支持ロール８と第２支持ロール
９とが帯状体１の走行方向（長手方向）の前後（２点）
にそれぞれ配設されている。第１支持ロール８は、任意
の速度で回転駆動される駆動ローラ８ａと、回転自在に
設けられた従動ローラ８ｂとを備えており、両ローラ８
ａ・８ｂは、帯状体１の両面を挟持しながら搬送してい
る。

【００１９】一方、第２支持ロール９は、帯状体１の走
行方向に対して前後に並列配置され、任意の速度で回転
駆動される駆動ローラ９ａ・９ａと、帯状体１を介して
駆動ローラ９ａ・９ａに対向配置され、回転自在に設け
られた従動ローラ９ｂ・９ｂとを備えている。また、第
２支持ロール９の配設位置には、圧延ロール２が配設さ
れている。圧延ロール２は、駆動ローラ９ａ・９ａと帯
状体１との間に配置された上側圧延ローラ２ａと、従動
ローラ９ｂ・９ｂと帯状体１との間に配置された下側圧
延ローラ２ｂとを備えている。そして、これらの駆動ロ
ーラ９ａと従動ローラ９ｂとは、帯状体１を回転自在に
挟持しており、挟持力（圧下力）が幅方向の左側および
右側において変更可能にされている。

【００２０】上記の圧延ロール２には、挟持力（圧下
力）を左右で個別に調節可能な張力調節器１０が接続さ
れている。張力調節器１０には、右側張力用ツマミ１０
ａと左側張力用ツマミ１０ｂとが設けられている。これ
らのツマミ１０ａ・１０ｂは、“小”から“大”までの
範囲で回動自在にされており、“小”の回動位置で帯状
体１の張力が減少し、“大”の回動位置で帯状体１の張
力が増大するように、圧延ロール２に対して張力指令信
号を出力する。

【００２１】上記の帯状体１の張力は、本実施形態の張
力・歪み測定装置で測定されている。張力・歪み測定装
置は、帯状体１の振動を非接触で検出する一対の非接触
変位計３を有している。非接触変位計３は、図２および
図３に示すように、帯状体１の幅方向における右側（第
１チャンネル）および左側（第２チェンネル）の２箇所
に配置されており、各箇所の帯状体１の変位を検出す
る。尚、両非接触変位計３は、幅方向の右側および左側
にそれぞれ配置されていれば、任意の場所に取り付け可
能であるが、端部から等距離の位置に配置されるよう
に、幅方向中央に対して左右対称の位置に配置されてい
ることが高い測定精度を得る上で望ましい。特に、高い
測定精度を得る場合には、幅方向中央に対して左右対称
の両端部に配置されていることが望ましい。また、非接
触変位計３としては、光反射式変位計や渦電流式変位計
等を挙げることができる。

【００２２】上記の各非接触変位計３は、図１に示すよ
うに、変位量信号の出力を増幅したり、アナログ信号を
デジタル信号に変換して出力する信号変換器１１を介し
て張力演算器４に接続されている。張力演算器４は、図
７の張力算出ルーチンを実行可能になっており、張力算
出ルーチンを実行することによって、最大エントロピー
法（Maximum Entropy Method、以下、ＭＥＭ法と称す
る。）により振動の周波数応答を求め、この応答結果か
ら得た１次固有振動数に基づいて帯状体１の幅方向左側
および幅方向右側の張力をそれぞれ算出した後、これら
の張力を管理情報として表示装置１２に画面表示して張
力バランス度合いや歪みの相対差を認識可能する。尚、
張力算出ルーチンによる張力の算出方法の詳細について
は後述する。

【００２３】また、張力演算器４は、算出した張力を画
面表示する表示装置１２に接続されている。表示装置１
２は、張力演算器４からの切替指令等によって、各種の
表示モードに切替え可能にされている。表示モードに
は、偏差画面モードや時間変動画面モード等が存在し、
偏差画面モードは、幅方向左側（ＷＳ）および幅方向右
側（ＤＳ）の管理情報である張力と、両側の平均張力と
を棒グラフ化して示す。また、時間変動画面モードは、
幅方向左側（ＷＳ）および幅方向右側（ＤＳ）の所定期
間における張力の変化状態を折れ線グラフ化して示す。

【００２４】上記の構成において、張力・歪み測定装置
を用いた張力・歪み調整方法について説明する。

【００２５】先ず、帯状体１の前後を挟持する第１支持
ロール８および第２支持ロール９が回転駆動されること
によって、帯状体１が所定の張力となるように走行され
る。この際、帯状体１は、走行方向の両端が各ロール８
・９でそれぞれ支持された状態になっているため、両ロ
ール８・９間の中央部を振動の腹とした振動モードの１
次固有振動数ｆや、高次の振動モードの振動数で振動す
る。

【００２６】〔張力測定工程〕次に、帯状体１の振動が
幅方向右側および幅方向左側に配置された第１チャンネ
ルおよび第２チャンネルの非接触変位計３・３により計
測され、右側および左側における帯状体１の変位量を示
す変位量信号が信号変換器１１を介して張力演算器４に
それぞれ入力される。これらの変位量信号が張力演算器
４に入力されると、図７に示すように、張力測定ルーチ
ンを実行中の張力演算器４は、各側の変位量信号を取り
込んだ後、変位量信号をデジタル量の変位量データに変
換し、図示しないメモリに一時的に格納する（Ｓ１）。
この後、メモリから所定時間分の左側の変位量データを
読み出し（Ｓ２）、この変位量データに基づいて張力演
算処理を実行することにより幅方向左側（ＷＳ）の張力
を求める（Ｓ３）。

【００２７】即ち、図８に示すように、所定時間分の変
位量データの中から所定のデータ点数Ｎの変位量データ
を抜き出し、これらの変位量データを板振動データとし
て取り込む。尚、データ点数Ｎは、最短時間でＭＥＭ法
による周波数分析を完了することができるように、張力
の算定誤差ε、一次共振周波数ｆ、非接触変位計３のサ
ンプリング周波数ｆs としたときに、Ｎ≧２ｆs ／（ε
ｆ）（但し、ε＝ΔＴ／Ｔ）の関係を満たす値に設定さ
れている（Ｓ１１）。

【００２８】この後、板振動データをＭＥＭ法に用いる
ことによって、周波数スペクトルＰ(f) を求める。ここ
で、ＭＥＭ法の内容を概説すると、与えられたＮ点の時
系列データ｛ｘｉ｝を仮定したｍ点の予測誤差フィルタ
γm に通し、そのときの出力Ｐm が最小になるように、
ｍ＝１から漸化的にフィルタ係数γm 、フィルタ出力Ｐ
m 、および自己相関関数Ｃm を計算する手法である。
尚、周波数スペクトルＰ(f) は、求まった自己相関関数
Ｃm から下記式（１）・（２）に示すWiener-Khintchin
e の関係式を利用して計算する（Ｓ１２）。

【００２９】

【数１】

【００３０】

【数２】

【００３１】フィルタ出力Ｐm は、図６に示すように、
予測誤差フィルタγm に時系列データ｛ｘi ｝を前向き
に通す場合の出力｛ｙi ｝と後ろ向きに通す場合の出力
｛ｙ'i｝との２乗和で示される下記式（３）により定義
される。そして、この（３）式に基づいて、エントロピ
ーに略相当するフィルタ出力Ｐm が最小となるように条
件を課すことで係数を決定する。

【００３２】

【数３】

【００３３】具体的には、図９のフローチャートに示す
ように、ｍ（≧３）を入力し（Ｓ２１）、漸化式（Ａ
式）に基づいてγm,m を求める（Ｓ２２）。そして、既
に求まっているγm-1,k と漸化式（Ａ式）で求めたγm,
m とから、Levinsonアルゴリズムに従ってγm,k を計算
する（Ｓ２３）。この後、（Ｃ）式からＰm を算出し
（Ｓ２４）、（Ｄ）式から自己相関関数Ｃm を算出した
後（Ｓ２５）、（Ｅ）式からエントロピーを最大にする
周波数スペクトルＰ(f) を求める（Ｓ２６）。

【００３４】上記のＭＥＭ法により周波数スペクトルＰ
(f) を求めると、図１１に示すように、ノイズ成分が十
分に除去された周波数分析結果を得ることができる。そ
して、図８のＳ１３を実行し、下限周波数ｋ１から上限
周波数ｋ２の範囲において、振幅が最大となる卓越した
ピーク周波数成分ｆ０を検出し（Ｓ１３）、このピーク
周波数成分ｆ０を１次固有振動数ｆとして下記式（４）
に代入することによって、幅方向左側（ＷＳ）の張力Ｔ
ｌを算出する（Ｓ１４）。尚、（４）式中において、
Ｔ：張力値、Ｌ：支持間長さ、ｆ：１次固有振動数、
ρ：帯状体比重、Ａ：帯状体断面積である。

【００３５】

【数４】

【００３６】次に、本演算ルーチンから図７の張力測定
ルーチンにリターンし、メモリから右側の変位量データ
を読み出し（Ｓ４）、上述の張力演算処理を実行するこ
とにより幅方向右側（ＤＳ）の張力Ｔｒを求める（Ｓ
５）。この後、両張力Ｔｌ・Ｔｒを下記式（５）に代入
することによって、幅方向の平均張力Ｔtotal （総張
力）を求める（Ｓ６）。

【００３７】

【数５】

【００３８】そして、各側の張力Ｔｌ・Ｔｒからなる管
理情報と平均張力Ｔtotal とを表示装置１２に出力す
る。この際、表示装置１２の表示モードが偏差画面モー
ドに設定されている場合には、図４に示すように、現時
点における各側の張力Ｔｌ・Ｔｒと平均張力Ｔtotal と
が棒グラフ化して示されると共に、目標値や板幅、板厚
等の数値が表示される。また、表示モードが時間変動画
面モードに設定されている場合には、図５に示すよう
に、各側の張力Ｔｌ・Ｔｒおよび平均張力Ｔtotalの所
定期間における変化状態が折れ線グラフ化して示される
（Ｓ７）。

【００３９】〔調整工程〕これにより、オペレータが帯
状体１の張力を調整する際に、表示装置１２を偏差画面
モードに設定した場合には、図４に示すように、現状の
張力バランス度合いや、この張力バランス度合いに対し
て比例関係にある歪みの相対差を棒グラフを通じて図形
情報として認識することが可能になる。この結果、表示
装置１２を目視した瞬間に張力バランス度合い等を認識
し、両側の張力を同等にするように、張力調節器１０の
ツマミ１０ａ・１０ｂを操作することができるため、例
えば帯状体１を高速で走行させた場合でも、制御遅れに
よる張力バランスの崩れに起因した蛇行等の不具合を生
じ難いものとすることができる。また、切替指令を表示
装置１２に入力することによって、表示モードを偏差画
面モードから時間変動画面モードに切り換えた場合に
は、図５に示すように、各側の張力Ｔｌ・Ｔｒおよび平
均張力Ｔtotal の所定期間における変化状態が折れ線グ
ラフ化して示されるため、張力の変化の履歴を容易に確
認することができる。

【００４０】尚、本実施形態においては、ＭＥＭ法によ
り得た周波数分析結果に基づいてピーク周波数成分ｆ０
（１次固有振動数）を求める場合について説明している
が、これに限定されるものではなく、ＦＦＴ(Fast Four
ier Transform)処理で得た周波数分析結果を移動平均す
ることによりピーク周波数成分ｆ０（１次固有振動数）
を求めるようになっていても良い。

【００４１】具体的には、図７のＳ３やＳ５における張
力演算処理の実行時に、図１０に示すように、所定時間
分の変位量データの中から２のべき乗個数の変位量デー
タを抜き出し、これらの変位量データを板振動データと
して取り込む（Ｓ３１）。そして、これらの板振動デー
タをＦＦＴ処理に用いることによって、周波数スペクト
ルＰ(f) を求める。尚、このＦＦＴ処理で得られた周波
数スペクトルＰ(f) は、図１２に示すように、１次固有
振動数の周波数成分の他に大きなピーク値を有するノイ
ズ成分が多数存在している（Ｓ３２）。そこで、次に、
分析周波数域内における全周波数成分についてＮ₂ 個ず
つ下式（６）に基づいて移動平均する。そして、図１３
に示すように、１次固有振動数の周波数成分が他の周波
数成分に対して際立って大きなピーク値を有する状態に
する（Ｓ３３）。

【００４２】

【数６】

【００４３】上記のようにして移動平均された周波数分
析結果を求めると、下限周波数ｋ１から上限周波数ｋ２
の範囲において、振幅が最大となる卓越したピーク周波
数成分ｆ０を検出する（Ｓ３４）。そして、このピーク
周波数成分ｆ０を１次固有振動数ｆとして（４）式に代
入することによって、張力を算出する（Ｓ３５）。この
後、本演算ルーチンから図７の張力測定ルーチンにリタ
ーンすることによって、表示装置１２に張力の状態を各
種表示モードで画面表示する。

【００４４】以上のように、本実施形態の張力・歪み測
定装置は、図１に示すように、長手方向の２点の位置で
支持された帯状体１の振動を計測することにより張力お
よび歪みの状態を測定可能なものであって、帯状体１の
幅方向右側および幅方向左側の変位量を非接触で検出し
て変位量信号としてそれぞれ出力する非接触変位計３・
３（変位量検出手段）と、変位量信号の周波数分析結果
から幅方向右側および幅方向左側の１次固有振動数をそ
れぞれ求め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向
右側および幅方向左側の張力をそれぞれ求める張力算出
手段（張力演算器４における図７のＳ１〜Ｓ５）と、両
張力に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよび歪み
相対差を示す管理情報を求める演算手段（張力演算器４
における図７のＳ３・Ｓ５・Ｓ６）と、管理情報を出力
する表示装置１２（出力手段）とを備えた構成にされて
いる。

【００４５】尚、本実施形態においては、幅方向右側お
よび幅方向左側にそれぞれ１台の非接触変位計３を配置
した場合について説明しているが、各側に複数台の非接
触変位計３を配置していても良い。また、本実施形態に
おいては、幅方向右側および幅方向左側の張力を管理情
報としているが、幅方向右側および幅方向左側の歪みを
管理情報としても良いし、張力と歪みの両方を管理情報
としても良い。そして、張力と歪みの両方を管理情報と
した場合には、張力と歪みとを単独または集合して各表
示モードで任意に切替え可能に画面表示できることが望
ましい。

【００４６】また、本実施形態の張力・歪み調整方法
は、長手方向の２点の位置で支持された帯状体１の幅方
向右側および幅方向左側の変位量を非接触で検出して変
位量信号とし、変位量信号の周波数分析結果から幅方向
右側および幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ求
め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向右側およ
び幅方向左側の張力をそれぞれ求めた後、これら張力に
基づいて幅方向の張力バランス度合いおよび歪み相対差
を示す管理情報を求めて出力する張力測定工程と、管理
情報に基づいて帯状体１の幅方向右側および幅方向左側
の張力および歪みを調整する調整工程とを有した構成に
されている。

【００４７】尚、本実施形態においては、調整工程がオ
ペレータにより人手で行われているが、管理情報に基づ
いて各側の張力を制御可能な張力制御装置により自動で
行われるようになっていても良い。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明は、長手方向の２点の位
置で支持された帯状体の振動を計測することにより張力
および歪みの状態を測定可能な張力・歪み測定装置であ
って、前記帯状体の幅方向右側および幅方向左側の変位
量を非接触で検出して変位量信号としてそれぞれ出力す
る変位量検出手段と、前記変位量信号の周波数分析結果
から幅方向右側および幅方向左側の１次固有振動数をそ
れぞれ求め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向
右側および幅方向左側の張力をそれぞれ求める張力算出
手段と、前記両張力に基づいて幅方向の張力バランス度
合いおよび歪み相対差を示す管理情報を求める演算手段
と、前記管理情報を出力する出力手段とを備えている構
成である。

【００４９】上記の構成によれば、出力手段から出力さ
れた管理情報をオペレータにより目視可能にすることに
よって、管理情報で示された張力バランス度合いや歪み
相対差により帯状体の幅方向の状態をオペレータに対し
て即座に認識させることができる。この結果、オペレー
タによる帯状体の張力制御が高い応答性でもって容易に
行われることから、幅方向の張力バランス度合いや歪み
相対差に起因した不具合を防止することができると共
に、張力制御（管理）時におけるオペレータの負担を低
減することができる。また、張力制御装置をオペレータ
に代えて導入した場合であっても、オペレータの場合と
同様に、張力制御を高い応答性でもって容易に行うこと
ができる。

【００５０】また、上記の構成によれば、帯状体の変位
量が変位量検出手段により非接触で検出されているた
め、帯状体の表面を傷つけることなく管理情報を高精度
に求めることができる。さらに、幅方向右側および幅方
向左側にそれぞれ１台の変位計を配設すれば、各側の変
量を検出することができるため、簡単および安価な構成
の変位量検出手段で管理情報を得ることもできる。

【００５１】請求項２の発明は、請求項１に記載の張力
・歪み測定装置であって、前記張力算出手段は、前記変
位量信号の周波数スペクトルを最大エントロピー法で処
理することによって、前記周波数分析結果を得る構成で
ある。上記の構成によれば、ノイズ成分が極めて十分に
除去された周波数分析結果を得ることができるため、こ
の周波数分析結果から１次固有振動数を確実に求めるこ
とができる。

【００５２】請求項３の発明は、請求項１に記載の張力
・歪み測定装置であって、前記張力算出手段は、前記変
位量信号の周波数スペクトルを移動平均することによっ
て、前記周波数分析結果を得る構成である。上記の構成
によれば、ノイズ成分が十分に除去された周波数分析結
果を得ることができるため、この周波数分析結果から１
次固有振動数を確実に求めることができる。

【００５３】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の張力・歪み測定装置であって、前記出
力手段は、現時点の管理情報を棒グラフ化して画面表示
する構成である。上記の構成によれば、管理情報を棒グ
ラフ化して画面表示することによって、張力バランス度
合いや歪み相対差を図形情報としてオペレータに報知す
ることができるため、オペレータが現時点の帯状体の状
態を容易に認識することができる。

【００５４】請求項５の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の張力・歪み測定装置であって、前記出
力手段は、所定期間における管理情報を折れ線グラフ化
して画面表示する構成である。上記の構成によれば、張
力バランス度合いや歪み相対差の履歴を折れ線グラフの
画面表示を目視することにより容易に認識することがで
きる。

【００５５】請求項６の発明は、張力・歪み調整方法で
あって、長手方向の２点の位置で支持された帯状体の幅
方向右側および幅方向左側の変位量を非接触で検出して
変位量信号とし、該変位量信号の周波数分析結果から幅
方向右側および幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ
求め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向右側お
よび幅方向左側の張力をそれぞれ求めた後、これら張力
に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよび歪み相対
差を示す管理情報を求めて出力する張力測定工程と、前
記管理情報に基づいて前記帯状体の幅方向右側および幅
方向左側の張力および歪みを調整する調整工程とを有す
る構成である。上記の構成によれば、管理情報中の張力
バランス度合いや歪み相対差により帯状体の幅方向の状
態をオペレータや張力制御装置に対して即座に認識させ
ることができる。この結果、帯状体の張力制御が高い応
答性でもって容易に行われることから、幅方向の張力バ
ランス度合いや歪み相対差に起因した不具合を防止する
ことができる。また、帯状体の変位量が非接触で検出さ
れているため、帯状体の表面を傷つけることなく管理情
報を高精度に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】張力・歪み測定装置の概略構成を示す説明図で
ある。

【図２】帯状体の説明図である。

【図３】非接触変位計の配置状態を示す説明図である。

【図４】表示装置が偏差画面モードで画面表示する状態
を示す説明図である。

【図５】表示装置が時間変動画面モード画面表示する状
態を示す説明図である。

【図６】予測誤差フィルタの内容を示す説明図である。

【図７】張力測定ルーチンのフローチャートである。

【図８】張力演算ルーチンのフローチャートである。

【図９】ＭＥＭ計算ルーチンのフローチャートである。

【図１０】張力演算ルーチンのフローチャートである。

【図１１】周波数分析結果のグラフである。

【図１２】周波数分析結果のグラフである。

【図１３】周波数分析結果のグラフである。

【図１４】従来例を示すものであり、張力測定装置の動
作状態を示す説明図である。

【図１５】従来例を示すものであり、張力測定装置の斜
視図である。

【符号の説明】

１ 帯状体 ２ 圧延ロール ３ 非接触変位計 ４ 張力演算器 ８ 第１支持ロール ９ 第２支持ロール １０ 張力調節器 １０ａ 右側張力用ツマミ １０ｂ 左側張力用ツマミ １１ 信号変換器 １２ 表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇津野 秀夫 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 金尾 健志 山口県下関市長府港町14番１号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内 Ｆターム(参考） 2F051 AA13 AB04 AC01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向の２点の位置で支持された帯状
   体の振動を計測することにより張力および歪みの状態を
   測定可能な張力・歪み測定装置であって、 前記帯状体の幅方向右側および幅方向左側の変位量を非
   接触で検出して変位量信号としてそれぞれ出力する変位
   量検出手段と、 前記変位量信号の周波数分析結果から幅方向右側および
   幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ求め、これら各
   １次固有振動数に基づいて幅方向右側および幅方向左側
   の張力をそれぞれ求める張力算出手段と、 前記両張力に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよ
   び歪み相対差を示す管理情報を求める演算手段と、 前記管理情報を出力する出力手段とを備えていることを
   特徴とする張力・歪み測定装置。
2. 【請求項２】 前記張力算出手段は、 前記変位量信号の周波数スペクトルを最大エントロピー
   法で処理することによって、前記周波数分析結果を得る
   ことを特徴とする請求項１に記載の張力・歪み測定装
   置。
3. 【請求項３】 前記張力算出手段は、 前記変位量信号の周波数スペクトルを移動平均すること
   によって、前記周波数分析結果を得ることを特徴とする
   請求項１に記載の張力・歪み測定装置。
4. 【請求項４】 前記出力手段は、現時点の管理情報を棒
   グラフ化して画面表示することを特徴とする請求項１な
   いし３の何れか１項に記載の張力・歪み測定装置。
5. 【請求項５】 前記出力手段は、所定期間における管理
   情報を折れ線グラフ化して画面表示することを特徴とす
   る請求項１ないし３の何れか１項に記載の張力・歪み測
   定装置。
6. 【請求項６】 長手方向の２点の位置で支持された帯状
   体の幅方向右側および幅方向左側の変位量を非接触で検
   出して変位量信号とし、該変位量信号の周波数分析結果
   から幅方向右側および幅方向左側の１次固有振動数をそ
   れぞれ求め、これら各１次固有振動数に基づいて幅方向
   右側および幅方向左側の張力をそれぞれ求めた後、これ
   ら張力に基づいて幅方向の張力バランス度合いおよび歪
   み相対差を示す管理情報を求めて出力する張力測定工程
   と、 前記管理情報に基づいて前記帯状体の幅方向右側および
   幅方向左側の張力および歪みを調整する調整工程とを有
   することを特徴とする張力・歪み調整方法。