JP2003200314A - 旋回式サイドトリマ設備及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な制御を用いて帯板材の両端部を切断す
る旋回式サイドトリマ設備及びその制御方法を提供す
る。 【解決手段】 トリマの横行移動手段及び旋回移動手
段、又は、横行移動手段若しくは旋回移動手段の最大の
移動能力を用いて、最終的な目標位置近くまでナイフを
移動し、ナイフ位置計測手段により、実際のナイフの移
動位置が最終的な目標位置に対して所定の基準値内であ
ることを確認し、実際のナイフの移動位置と最終的な目
標位置とのずれ量に基づき、ずれ量が小さくなるよう
に、旋回移動手段の目標角度及び横行移動手段の目標位
置を設定して、最終的な目標位置にナイフを移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋回式サイドトリ
マ設備及びその制御方法に関し、例えば、連続して送ら
れてくるストリップ（帯鋼板）の端部の切断加工による
所定の板幅の成形に適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】サイドトリマ設備は、鋼片から圧延さ
れ、連続して送られてくるストリップ等の帯板材を、最
終製品の用途に応じて、所定の板幅揃えるために、その
端部を切断加工するものである。

【０００３】図９は、従来のサイドトリマ設備を上面か
ら見た概略図である。図９に示すように、従来のサイド
トリマ設備２１は、ストリップ２の板幅方向の両側に対
称的に配置されたトリマ３，４を有しており、駆動側ト
リマ（以下、ＤＳトリマと呼ぶ。）３と、操作側トリマ
（以下、ＷＳトリマと呼ぶ。）４に分かれている。各々
のトリマ３、４は、ストリップ２を切断加工する丸ナイ
フ５と、前記丸ナイフ５を支持するハウジング６を有
し、又、両トリマ３、４は、１つの支持台７上に設置さ
れている。

【０００４】図示していないが、支持台７上には、スト
リップ２の進行方向に直角にトリマ横行軸が設置されて
おり、このトリマ横行軸は、２つの送りねじを一直線状
に、互いに逆ねじの方向に配置して、連動して回転する
ように構成されている。ＤＳトリマ３及びＷＳトリマ４
は、各々の送りねじに係合するように取付けられてお
り、トリマ横行軸に接続された図示していないトリマ横
行回転電動機により、送りねじが回転して、ＤＳトリマ
３及びＷＳトリマ４がトリマ横行軸に沿って互いに逆向
きに移動して、丸ナイフ５の位置、つまり、トリミング
の板幅を設定することとなる。

【０００５】図９では、トリマ３、４の詳細な構成は図
示していないが、トリマ３、４はストリップ２を上下か
ら挟み込むように、２つの丸ナイフ５を有しており、上
下の丸ナイフ５が回転しながら、ストリップ２を挟み込
むことで、ストリップ２の切断加工を行っている。上下
の丸ナイフ５を回転させるため、トリマ３、４には刃用
回転電動機が設置されていることもあり、ストリップ２
の進行速度に同調しながら回転してトリミングを行う。

【０００６】連続して送られてくるストリップ２は、同
一の板幅、板厚の場合もあるが、板幅等が異なる場合、
先行材２ａに、後行材２ｂが板継ぎ溶接部２ｃで溶接さ
れて送られるため、板幅の変更を識別するために、溶接
点識別孔（Welding Point）２ｄが設けられている。
又、ストリップ２の板幅を変更した場合、板継ぎ溶接部
２ｃに角部ができるが、その角部によるストリップ２の
搬送時のトラブルを回避するために、その角部を排除す
るようにノッチャー８により円弧状のノッチャー部（切
り込み）２ｅを形成する。又、このノッチャー部２ｅ
は、トリマ３，４の横行移動をする場所としても使用さ
れている。

【０００７】ストリップ２のプロセスラインのサイドト
リマ設備２１の前後には、前方の方にはストリップ２に
ノッチ（切り込み）を成形するノッチャー８を配し、後
方にはトリマ３、４にて切断されたストリップ２の端部
の切り口を整える図示していないマッシャーロールが配
されており、更に、後方にストリップを所定の長さに揃
断する出側シャー９が配されている。

【０００８】サイドトリマ設備２１での板幅変更にとも
なう一連の動作を説明する。連続して送られてくる圧延
されたストリップ２のトリミングの板幅を変更する場
合、通常は先行材２ａに、板幅の異なる後行材２ｂを溶
接して連続して送り出している。プロセスライン上流側
に設けたストリップ２の進行速度を調整するループ内に
先行材２ａを一時的に溜め、その先行材２ａに後行材２
ｂを、ラインを停止すること無く、溶接を行う。その
時、同時に溶接点の識別を行う溶接点識別孔２ｄの穴を
設ける。

【０００９】サイドトリマ設備２１には溶接点識別孔２
ｄを検出する図示していない溶接点識別孔検出器（Weld
ing Point Detector）が設けてあり、ストリップ２の溶
接点識別孔２ｄがサイドトリマ設備２１に到達すると、
溶接点識別孔検出器により、溶接点識別孔２ｄが検出さ
れて、板幅変更のためのトラッキング動作を開始する。
この時、ストリップ２の進行速度は、減速を開始し、最
終的には一時停止する。

【００１０】一時停止するタイミングは、前述したノッ
チャー部２ｅが上下の丸ナイフ５の位置に来て、上下の
丸ナイフ５とストリップ２が接触しなくなった時に行
う。上下の丸ナイフ５がストリップ２を切断している間
は、当然、上下の丸ナイフ５がストリップ２と接してい
るため、その状態で一時停止を行っても、丸ナイフ５、
つまりトリマ３、４を板幅（横行）方向に移動すること
はできない。

【００１１】ラインの一時停止中に、トリマ３、４を板
幅方向外側に待避させて、手動で、後行材２ｂに合わせ
た丸ナイフ５と交換し、クリアランスとラップを調整す
る。その後、トリマ３、４を新たなトリミングの位置に
設定して、ストリップ２を低速度で、再び進行させ、ト
リミングを再開する。ストリップ２上のトリミングの軌
跡としては、図９中の点線で示す切断軌跡２ｈのように
なる。

【００１２】トリミングの再開後、ライン運転に切り替
えて、進行速度を通常の速度まで加速して連続トリミン
グを開始する。トリミングされたストリップ２は、その
端部をマッシャーロールにより切り口を整えられて、出
側シャー９によって所定の長さに切断されて搬出され
る。トリミングにより切り離された端部は、スクラップ
ボール等により、巻き取られる。

【００１３】上記サイドトリマ設備２１では、サイドト
リマ設備２１を一時的に停止して、トリミングの板幅設
定、上下の丸ナイフ５の交換及びそのクリアランス、ラ
ップの調整等は手動又は自動操作で行っている。通常は
様々な板幅のストリップ２を組み合わせて溶接し、その
ストリップ２を所定の板幅になるようにトリミングして
いる。

【００１４】しかしながら、サイドトリマ設備２１を停
止してナイフ位置の変更を行う場合、準備操作に多大な
時間が必要で作業効率が悪いこと、サイドトリマ設備２
１が停止してもプロセスラインのその他の設備は停止で
きないため、ストリップ２を一時的に貯蔵するループ等
を大型化する必要があること等により、サイドトリマ設
備２１の板幅変更作業は、プロセスラインの自動化及び
生産性向上の点で大きな障害となっていた。

【００１５】又、ストリップ２の進行の一時停止を行う
ために、進行速度を徐々に減速しながら完全に停止させ
る必要があるため、ストリップ２がライン停止すること
により、ロールマークがつき、スクラップが発生し、製
品の歩留まりを悪くしていた。又、トリミング再開時に
丸ナイフ５がストリップ２に切り込む衝撃により、スト
リップ端部で亀裂が発生し、ストリップ破断によるライ
ン停止、多量のスクラップの発生などにより歩留まりを
悪化させていた。

【００１６】又、先行材２ａのトリミングされた端部
と、後行材２ｂのトリミングされた端部の間には、ノッ
チャー部２ｅがあるため、切断軌跡２ｈから分かるよう
に、互いに切り離されており、トリミング再開時には、
後行材２ｂのトリミングされた端部を再度スクラップボ
ール等に巻き直ししなければならない問題があった。さ
らに、再開後の最初のトリミングされたストリップ２に
は、端部に角状の飛び出しがあり、作業の安全性の問題
もあった。

【００１７】上記サイドトリマ設備２１に対して、トリ
ミングを連続的に行いながらストリップのトリミングの
板幅を任意に変更できる設備として、トリマの旋回機能
を有した旋回式サイドトリマ設備がある。

【００１８】一連のプロセスラインに組み込まれている
旋回式サイドトリマ設備は、ストリップの板幅を変更す
るために一時停止をすることはなく、ストリップのトリ
ミングを連続的に行いながら、ナイフの位置の移動を行
っている。そのため、ナイフの位置の移動中は、ストリ
ップが所定の板幅とならないため、ナイフの移動中の長
さのストリップがスクラップとなってしまう。

【００１９】上記旋回式サイドトリマ設備では、スクラ
ップとなるストリップをできるだけ少なくすることが重
要である。特に、サイドトリミングを行いながらのナイ
フの位置の移動であるため、ナイフ及びストリップに過
剰な負荷を与えて破損しないように、ナイフの位置の移
動を行わなければならず、ナイフの旋回移動及び横行移
動に制限ができてしまう。従って、ナイフ及びストリッ
プに過剰な負荷をかけずに、かつ、最短で板幅を変更す
る必要がある。

【００２０】上記旋回式サイドトリマ設備では、ナイフ
及びストリップに過剰な負荷をかけずに、変更終了位置
までにナイフの位置変更を行うために、事前に変更開始
位置から変更終了位置を多数のポイントで分割し、その
ポイントごとのナイフの位置を算出し、ナイフがその位
置へ移動するための横行移動及び旋回移動の制御値を算
出して、ナイフ位置の制御を行っている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、ナイフ
及びストリップに過剰な負荷をかけること無く位置の変
更をするためには、ナイフの位置の移動がスムーズな軌
跡であれば理想的であり、そのためには軌道修正のため
のポイントが多いほどよい。そのために事前に軌道修正
のポイントの数に分割し、ナイフの位置の軌跡の計算を
行う。しかしながら、分割数が多い場合、膨大な制御計
算と計算結果のための制御機器のメモリ量が多く必要で
あり、又、計算時間も必要となる。したがって、あらか
じめ板幅を変更することが分かっていた場合、変更開始
位置にたいして、かなり早い時点から計算を始めなけれ
ばならない。又、開始位置直前に、板幅を変更すること
になった場合、計算が間に合わず、無駄なスクラップを
出すこととなる。

【００２２】逆に分割ポイント数が少ない（軌道修正の
間隔が広い）場合は、ナイフ位置の軌跡が階段状にな
り、特にナイフに負荷がかかりトラブルの原因となり、
又、移動機構自体にも負荷がかかることとなる。

【００２３】又、上記方法でも、ストリップの板厚、移
動速度、制御機器の誤差等からの影響があるためにナイ
フが計算軌跡上をμｍオーダーの精度で通過することは
難しく、変更終了位置直前になって、ナイフ位置の補正
が必要となり、変更終了位置迄にナイフ位置の変更を終
了させるため、無理にナイフの横行移動及び旋回移動を
行う場合が多い。そのような場合、ナイフの刃の消耗を
早めるばかりか、ナイフの破損事故やストリップの折れ
が起こることにもなりかねない。又、補正量が大きい場
合はその補正量に追従できずに、変更終了位置を過ぎて
もナイフ位置の変更が終了できずに余分なスクラップを
作ることとなり、ストリップの歩留まりを下げることと
なる。通常は、上記補正量を考慮して最初からスクラッ
プ量を大きくとっている場合が多い。

【００２４】本発明は、上記問題に鑑み、簡単なナイフ
位置の制御を行うことにより、ナイフに負荷をかけずに
連続的に板幅の変更を行う旋回式サイドトリマ設備及び
その制御方法を提供する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る旋回式サイドトリマ設備は、帯板材の走行ライ
ンの両側に配され、前記帯板材を切断するナイフを有す
る切断手段と、前記切断手段を前記帯板材の板幅方向に
移動する横行移動手段と、前記切断手段を水平面内に旋
回する旋回移動手段と、前記両移動手段により移動した
ナイフの位置を測定するナイフ位置計測手段とを有する
旋回式サイドトリマ設備において、前記横行移動手段及
び前記旋回移動手段、又は、前記横行移動手段若しくは
前記旋回移動手段の最大の移動能力を用いて、最終的な
目標位置近くまで前記ナイフを移動する制御手段を備え
たことを特徴とする。

【００２６】上記課題を解決する本発明に係る旋回式サ
イドトリマ設備は、前記ナイフ位置計測手段により、実
際のナイフの移動位置が最終的な目標位置に対して所定
の基準値内であることを確認し、実際のナイフの移動位
置と最終的な目標位置とのずれ量に基づき、前記ずれ量
が小さくなるように、前記旋回移動手段の目標角度及び
前記横行移動手段の目標位置を設定して、最終的な目標
位置に前記ナイフを移動する制御手段を備えたことを特
徴とする。

【００２７】上記課題を解決する本発明に係る旋回式サ
イドトリマ設備は、前記横行移動手段及び前記旋回移動
手段の制御を開始するまでに、前記横行移動手段及び前
記旋回移動手段の移動能力に基づいて、前記ナイフが移
動に要する前記帯板材の長さを算出し、前記横行移動手
段及び前記旋回移動手段の制御の開始位置を算出する演
算手段を備えたことを特徴とする。

【００２８】上記課題を解決する本発明に係る旋回式サ
イドトリマ設備の制御方法は、前記横行移動手段及び前
記旋回移動手段、又は、前記横行移動手段若しくは前記
旋回移動手段の最大の移動能力を用いて、最終的な目標
位置近くまで前記ナイフを移動することを特徴とする。

【００２９】上記課題を解決する本発明に係る旋回式サ
イドトリマ設備の制御方法は、前記ナイフ位置計測手段
により、実際のナイフの移動位置が最終的な目標位置に
対して所定の基準値内であることを確認し、実際のナイ
フの移動位置と最終的な目標位置とのずれ量に基づき、
前記ずれ量が小さくなるように、前記旋回移動手段の目
標角度及び前記横行移動手段の目標位置を設定して、最
終的な目標位置に前記ナイフを移動することを特徴とす
る。

【００３０】上記課題を解決する本発明に係る旋回式サ
イドトリマ設備の制御方法は、前記横行移動手段及び前
記旋回移動手段の制御を開始するまでに、前記横行移動
手段及び前記旋回移動手段の移動能力に基づいて、前記
ナイフが移動に要する前記帯板材の長さを算出して、前
記横行移動手段及び前記旋回移動手段の制御の開始位置
を算出することを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る実施形態の
一例を示す旋回式サイドトリマ設備を上面から見た概略
図である。図９において説明した従来のサイドトリマ設
備２１と同じ構成要素については、同じ符号を付し、重
複する説明は省略する。

【００３２】図１に示すように、旋回式サイドトリマ設
備１は、ストリップ２の板幅方向の両側に対称的に配置
され、切断手段となる駆動側トリマ（以下、ＤＳトリマ
と呼ぶ。）３と操作側トリマ（以下、ＷＳトリマと呼
ぶ。）４を有しており、各々のトリマ３、４は、ストリ
ップ２を切断する丸ナイフ５と、丸ナイフ５を支持する
ハウジング６を有し、両トリマ３、４は一つの支持台７
上に設置されている。

【００３３】図１中で図示していない構成要素として、
支持台７上にはトリマ３，４をストリップ２の板幅方向
に移動可能とする横行移動手段のトリマ横行軸及びトリ
マ横行回転電動機が設置されており、更に、トリマ３，
４を水平面内で旋回可能とする旋回移動手段のトリマ旋
回軸及びトリマ旋回回転電動機を有している。上記トリ
マ横行軸による板幅方向の横行移動と上記トリマ旋回軸
による旋回移動により、ストリップ２のトリミングの板
幅を変更するべく、丸ナイフ５の位置を移動できるよう
になっている。上記のように、横行移動及び旋回移動を
行い、ナイフの位置（トリミングの板幅）を制御する機
能をＡＷＣ（Automatic Width Changing）と呼ぶ。

【００３４】又、上記以外に図示していない構成要素と
して、旋回式サイドトリマ設備１は、ストリップ２の両
端の丸ナイフ５の位置（トリミングの板幅）を測定する
ナイフ位置計測手段のスキャニング計測器と、ＡＷＣの
制御開始のトラッキングとなる溶接点識別孔２ｄを検出
するための溶接点識別孔検出器を有している。

【００３５】又、旋回式サイドトリマ設備１では、スト
リップ２の板厚等の条件によって、上下の丸ナイフ５の
クリアランス、ラップを自動的に調整するため、上下の
丸ナイフ５の水平位置を設定するクリアランス調整機構
と、鉛直方向の位置を設定するラップ調整機構を有して
おり、各々回転電動機を有している。通常は板幅変更の
たびにクリアランス及びラップを自動的に調整してい
る。その他の付加機構は、図９に示すサイドトリマ設備
２１と同じであり、本発明とは直接関係しないため説明
は省略する。

【００３６】上記旋回式サイドトリマ設備１は、ストリ
ップ２のトリミングの板幅が一定の場合は、トリマ３、
４は、その位置を動くこと無くストリップ２のトリミン
グを行う。そして、ストリップ２のトリミングの板幅が
変更になる場合、トリマ３、４が旋回移動及び横行移動
を行い、丸ナイフ５がストリップ２の所定の板幅の位置
に来るように、トリマ３、４ごと丸ナイフ５の位置を移
動させる。この場合、ストリップ２は、停止することな
く丸ナイフ５の位置（トリミングの板幅）を変更するた
め、旋回式サイドトリマ設備１は、連続的にトリミング
しながら丸ナイフ５の位置を移動することとなり、例え
ば、図１に示す切断軌跡２ｆのようなトリミングの軌跡
パターンを通過することとなる。

【００３７】図２、図３は、本発明に係る実施形態の一
例を示す旋回式サイドトリマ設備のＡＷＣの制御のブロ
ック図である。全ブロックを１つの図に図示できないた
め、２つの図に分けて図示した。又、制御動作を分かり
易くするために、各ブロックにおいて制御されている機
器を図中右側に簡単に記載した。

【００３８】図２に示すように、ＡＷＣ制御装置１０
は、その上位にストリップのプロセスラインを管理する
ライン制御装置１１がオンラインで接続されており、ラ
イン制御装置１１から送られ、板幅の変更情報となる指
示値（コイルデータ）に基づいて、板幅、丸ナイフの回
転速度等を制御している。指示値（コイルデータ）とし
ては、例えば、先行材のコイル幅、板厚、後行材のコイ
ル幅、板厚、トリミングの板幅、トリミングパターン、
丸ナイフのクリアランスの基準値、ラップの基準値等が
工程毎にＡＷＣ制御装置１０に指示される。又、ＡＷＣ
制御装置１０には、コンピュータ１２が接続されてお
り、コンピュータ１２もオンラインでＡＷＣ制御装置１
０の動作状態、制御値のモニタ等を行っている。

【００３９】ＡＷＣ制御装置１０内には、プログラムを
有する演算回路１０ａが内蔵されており、ライン制御装
置１１の指示値（コイルデータ）に基づき、下記に説明
する制御機器の制御値の計算を行っている。

【００４０】ＡＷＣ制御装置１０の下位には、後述する
被制御機器を駆動する複数の制御ブロックがあり、各々
の制御ブロックは、回転電動機１３と、回転電動機１３
の回転速度を制御する速度制御回路１４と、回転電動機
１３を駆動する信号を発生させる駆動回路１５と、回転
電動機１３の回転により一定回転角でパルスを発生させ
るパルスタコジェネレータ１６とを有している。

【００４１】演算回路１０ａにより計算された制御値に
基づいて、ＡＷＣ制御装置１０は、各制御ブロックへ制
御値を指示し、その制御値に基づいて速度制御回路１４
が、回転電動機１３の回転速度に該当する制御信号を出
力し、その制御信号に基づいて、駆動回路１５は駆動信
号を回転電動機１３へ出力して、回転電動機１３を回転
させる。

【００４２】回転電動機１３には、被制御機器が接続さ
れており、例えば、制御ブロックＡにおいては、被制御
機器としてトリマ横行軸１７が接続されており、回転電
動機１３が回転することにより、トリマ横行軸１７が回
転して、ＤＳトリマ３、ＷＳトリマ４が板幅方向に移動
する。この時、パルスタコジェネレータ１６により、回
転電動機１３の回転角をカウントして、そのカウント数
をフィードバック値として速度制御回路１４及びＡＷＣ
制御装置１０に送り、カウント数に比例する移動距離及
び移動速度を算出して、回転電動機１３の駆動信号を制
御する。

【００４３】制御ブロックＡは、前述したようにトリマ
横行軸１７を制御しており、これによりトリマのナイフ
の位置、つまり、ストリップの板幅を制御している。制
御ブロックＢ，Ｃは、トリマ旋回軸を制御しており、こ
れによりトリマのナイフの旋回位置、つまり、ストリッ
プ進行方向に対するナイフの角度を制御している。制御
ブロックＤは、マッシャーロールの回転軸を制御してい
る。制御ブロックＥ、Ｆは、丸ナイフ回転軸を制御して
おり、これによりストリップの進行速度に同期してトリ
ミングを行っている。制御ブロックＧ，Ｈは、トリマの
丸ナイフのクリアランスを制御しており、これによりト
リマの上下の丸ナイフの水平方向の隙間を制御してい
る。制御ブロックＩ、Ｊは、トリマの丸ナイフのラップ
を制御しており、これによりトリマの上下の丸ナイフの
鉛直方向の位置を制御している。

【００４４】図４は、トリミングの板幅変更時のライン
速度の変化の一例を時間軸に沿って示した図である。

【００４５】旋回式サイドトリマ設備１は、通常はスト
リップ２を、ライン速度で移動させてトリミングを行っ
ている。トリミングの板幅変更の場合は、ライン速度よ
り低速である自動幅替え速度まで減速して、板幅変更の
一連の動作を行い、板幅変更が終了すると、加速して再
びライン速度でトリミングを行う。

【００４６】下記に、具体的なトリミングの板幅変更時
の動作を説明する。事前にライン制御装置１１より送ら
れてきた指示値に基づいて、ＡＷＣ制御装置１０の演算
回路１０ａにて、ナイフの移動に要するストリップの長
さを算出し、このストリップの長さからＡＷＣの制御開
始位置を算出する。ストリップ２の溶接点識別孔２ｄが
旋回式サイドトリマ設備１の所定の位置に到達すると、
溶接点識別孔検出器によりトラッキングされ、ＡＷＣの
制御開始位置を目標としてライン速度を減速する。そし
て板幅変更の開始点に達すると軌跡パターン信号を出力
して、自動幅替え速度に切り換わり、板幅変更の一連の
動作が開始される。

【００４７】一連の動作が始まると、トリマ横行軸１７
及びトリマ旋回軸の最大移動能力に該当する信号が、ト
リマ横行軸１７及びトリマ旋回軸の速度制御回路１４に
入力され、その出力を駆動回路１５に入力して駆動信号
を発生させ、トリマ横行軸１７及びトリマ旋回軸の回転
電動機１３が駆動される。

【００４８】ＤＳトリマ３、ＷＳトリマ４の旋回軸を、
トリマ旋回軸の最大移動能力、つまり最大旋回角に旋回
させ、その旋回軸の旋回角度に同期するように、ＤＳト
リマ３、ＷＳトリマ４がトリマ横行軸１７上を左右に横
行移動する。この移動によって、各々のトリマ３、４の
丸ナイフ５の位置、つまりストリップの板幅が制御され
る。

【００４９】この時、ＤＳトリマ３、ＷＳトリマ４の丸
ナイフ５は、丸ナイフ回転軸の回転電動機により、自動
幅替え速度に同期しながら、ストリップ２の両端をトリ
ミングする。

【００５０】又、丸ナイフ５のクリアランス調整機構及
びラップ調整機構は、ストリップ２の板厚の変化量によ
り、起動タイミングを決定され、溶接点識別孔２ｄがト
ラッキングされることにより、クリアランス信号及びラ
ップ信号が出力され、起動タイミングを図って動作が開
始される。上記信号値に対する現在のクリアランス及び
ラップをパルスタコジェネレータにより検出し、その検
出信号をフィードバックすることで、クリアランス及び
ラップを自動的に所定の量に制御している。

【００５１】図５は、自動幅替え時のナイフ移動位置の
軌跡の一例を示す図である。自動幅替えモードにおける
ナイフ移動位置の軌跡はストリップの板継ぎ溶接部２ｃ
の形状によって、図５（ａ）に示すＶカットモードと、
図５（ｂ）に示すＮカットモードの大きく２つに分けら
れる。

【００５２】板幅の変更は、トリミングしながら行う自
動幅替え（トリム）モードの他に、設備を一時停止して
行う停止幅替え（停止）モードがあり、通常は自動幅替
え（トリム）モードで設備を運用し、自動幅替えモード
に適さないような条件の場合に、停止幅替え（停止）モ
ードを選択する。

【００５３】図５（ａ）に示すＶカットモードは、板継
ぎ溶接部２ｃにノッチャー部２ｅがある場合に対応し、
指示値（コイルデータ）に入力されたノッチャー部２ｅ
の大きさ、深さ、位置等の情報を基に、ナイフの移動位
置の軌跡を算出する。その軌跡の一例が図５（ａ）に示
す切断軌跡２ｆとなる。又、図５（ｂ）に示すＮカット
モードは、板継ぎ溶接部２ｃにノッチャー部２ｅがない
場合に対応し、ノッチャー部の形状等を考慮すること無
く、ナイフの移動位置の軌跡を算出する。その軌跡の一
例が図５（ｂ）に示す切断軌跡２ｇとなる。

【００５４】又、本設備では、ストリップ２の状況に応
じて、指示値（コイルデータ）にデータを入力すること
で、上記以外の軌跡に対応させることも可能である。

【００５５】図６、図７は本設備における、トリミング
の板幅変更時のフローチャートである。一連の動作を簡
単に説明する。

【００５６】通常、本設備は、ライン運転を行ってお
り、圧延され、連続して送られてくるストリップを、所
定の進行速度において、所定の板幅にトリミングを行っ
ている（ステップＳ１）。この時、各トリマの旋回軸
は、ストリップの進行方向に対して所定のトーイン角度
を保持している。

【００５７】オーダーチェンジ、つまり、ストリップの
トリミングの板幅の変更をする場合、本設備の上位制御
機器であるライン制御装置にコイルデータ、トリマ上下
刃データ等を入力し、これらのデータが、本設備へ送ら
れてきて、幅替えモードとなる（ステップＳ２〜Ｓ
４）。

【００５８】トリムモード（自動幅替えモード）に適さ
ない条件の場合は、停止モードとなり、本設備を一時停
止して、板幅変更等を手動で行い、その後、再びライン
速度を加速する（ステップＳ５→Ｓ１１→Ｓ２０）。

【００５９】トリムモード（自動幅替えモード）の場合
は、任意のトリミングパターンが選択され、コイルデー
タに基づき、ナイフの移動に要するストリップの長さが
算出され、ＡＷＣ制御の開始位置が設定される。そし
て、ライン速度を自動幅替え速度まで減速する（ステッ
プＳ５→Ｓ６〜Ｓ８）。

【００６０】溶接点識別孔２ｄをトラッキングすると、
自動幅替え速度にする。この時、適正な速度でない場合
は、ラインコントロール異常としてエラーとなる（ステ
ップＳ９、Ｓ１０→Ｓ１２）。

【００６１】適正な速度である場合は、算出したＡＷＣ
の制御開始点から、ＡＷＣの制御、つまり、トリミング
の板幅変更のための、トリムの旋回移動及び横行移動を
始める（ステップＳ１０→Ｓ１３、Ｓ１４）。

【００６２】ＡＷＣの制御は、自動幅替え速度で行い、
トーイン角からトリマ旋回軸の最大旋回角度へ旋回す
る。そのため、トリマ、即ちナイフがより大きな旋回角
を有することになり、ナイフには旋回方向とは逆の横向
きの力が、ストリップにより働く。従って、この力につ
りあう力をナイフに与えるように、トリマ横行軸を制御
して、ストリップの板折れをさせること無く、ナイフの
位置を横行移動させる（ステップＳ１５）。

【００６３】各々のトリマの上下の丸ナイフのクリアラ
ンス及びラップの調整は、ストリップの板厚の変化量に
より起動タイミングを決定されており、溶接点識別孔２
ｄのトラッキング時に、その起動タイミング及び調整値
を出力して、適切なタイミングで自動的に調整を行う
（ステップＳ１６）。

【００６４】ナイフの位置が目標位置近くまで移動して
きた場合、即ち、所定のトリミングの板幅に近づいてき
た場合、旋回角を元のトーイン角度へ戻し始め、トリム
横行軸の移動速度も旋回角にしたがって減速する（ステ
ップＳ１７）。

【００６５】最終的には、通常のトーイン角度に復帰し
た時点で旋回動作を停止し、その時のナイフの位置がト
リミングの板幅となり、ＡＷＣ動作の終了となる（ステ
ップＳ１８、Ｓ１９）。

【００６６】そしてライン速度を加速して、再び所定の
ライン速度にてトリミングを行う（ステップＳ２０，Ｓ
２１）。

【００６７】図８は、本発明に係る実施形態の一例を示
すナイフ位置制御のフローチャートである。これは、図
６、図７のフローチャートにおいて、ナイフ位置制御に
必要な計算とナイフ位置制御に注目して具体的に説明す
るものである。

【００６８】本実施例では、ナイフの移動制御機器の最
大移動能力、つまりトリマ旋回軸の最大旋回角度及びト
リマ横行軸の最大横行速度にて、最終的なナイフの移動
位置へ制御することが特徴である。この実施例では、事
前の複雑な軌跡計算は不要であり、その計算結果を演算
回路内のメモリに保存しておく必要も無く、簡単な制御
方法によりナイフ位置の移動を行っている。具体的に
は、図８のフローチャートにしたがって説明する。

【００６９】本実施例では、ＡＷＣの制御開始前にナイ
フの移動に必要なストリップの長さのみを計算して、新
たな板幅でのトリミング開始位置から前記移動長を逆算
して、ＡＷＣの動作開始点のみを決定する。この計算
は、トリマ旋回軸の旋回角度、旋回速度及びトリマ横行
軸の横行速度と、図５に示すような、ＡＷＣ制御時のト
リミングのパターン形状等の条件に応じて算出してい
る。したがってこの計算により、ＡＷＣの制御開始位置
とＡＷＣの制御終了位置及びナイフの最終目標位置が設
定される（ステップＳａ−１〜Ｓａ−２）。

【００７０】次に、旋回目標角度がトリマ旋回軸の最大
旋回角度に設定され、各旋回軸が作動し、又、横行目標
位置も設定され、上記旋回角度に対応する最大横行速度
になるように、横行軸も上記旋回軸と同時に作動する
（ステップＳａ−３〜Ｓａ−６）。例えば、トリマ旋回
軸の最大旋回角度は、ストリップの板厚、進行速度等に
制限され、最大仕様能力の旋回角度が１０度の能力を持
つ設備であれば、最適な条件の場合、最大旋回角度は１
０度に設定され、横行軸の最大動作速度は、旋回角とス
トリップの進行速度で設定される。従って、本設備で
は、装置の仕様能力以上にナイフの位置制御を行うこと
が無く、ナイフやストリップ等に余分な負荷をかけるこ
とがない。

【００７１】上記旋回軸、横行軸の作動による、各トリ
マのナイフ位置の移動は、ナイフ位置計測手段であるス
キャニング計測器により一定時間間隔、例えば１００ｍ
ｓｅｃ．等でスキャニングされており、各トリマのナイ
フ位置が計測され、ナイフの最終目標位置と、実際のナ
イフの移動位置が比較される（ステップＳａ−７、Ｓａ
−８）。

【００７２】ナイフの最終目標位置と、上記計測結果に
よる実際のナイフ位置を比較して、その差が所定の基準
値内（例えば、最終目標位置から数ｍｍ以内）でない場
合は、上記旋回軸、横行軸の制御条件で動作を続ける
（ステップＳａ−８→Ｓａ−３〜Ｓａ−６）。

【００７３】ナイフの最終目標位置と、上記計測結果に
よる実際のナイフ位置を比較して、その差が所定の基準
値内である場合は、旋回軸の角度を通常のトーイン角度
へ戻す方向に緩やかに旋回を始め、この旋回動作に合わ
せて、横行軸も減速動作を始める。この時、最終目標位
置とのずれ量に基づいて旋回軸の目標旋回角度及び横行
軸の目標位置の補正量の計算を行い、新たな旋回目標角
度及び横行目標位置を設定し、最終目標位置へナイフが
移動するように制御する。ナイフの位置精度を保つた
め、最終的には、旋回軸が微少角を持って、最終目標位
置へ接近していきく（ステップＳａ−８→Ｓａ−９〜Ｓ
ａ−１２）。

【００７４】上記計測結果による実際のナイフ位置が、
ナイフの最終目標位置となった場合、即ち、所定のトリ
ミングの板幅となった場合、ＡＷＣの制御が完了とな
る。この時、最終目標位置において、旋回軸がトーイン
角度を保持している状態となる（ステップＳａ−８→Ｓ
ａ−１３）。

【００７５】

【発明の効果】請求項１乃至請求項４に係る発明によれ
ば、帯板材の走行ラインの両側に配され、前記帯板材を
切断するナイフを有する切断手段と、前記切断手段を前
記帯板材の板幅方向に移動する横行移動手段と、前記切
断手段を水平面内に旋回する旋回移動手段と、前記両移
動手段により移動したナイフの位置を測定するナイフ位
置計測手段とを有する旋回式サイドトリマ設備におい
て、前記横行移動手段及び前記旋回移動手段、又は、前
記横行移動手段若しくは前記旋回移動手段の最大の移動
能力を用いて、最終的な目標位置近くまで前記ナイフを
移動する制御手段を備えた構成であるので、事前の複雑
な軌跡計算は不要であり、その計算結果を演算回路内の
メモリに保存しておく必要も無く、簡単な制御方法によ
りナイフ位置の移動を行うことができ、又、ナイフや帯
板材への負荷も小さくなる。

【００７６】請求項２乃至請求項５に係る発明によれ
ば、前記ナイフ位置計測手段により、実際のナイフの移
動位置が最終的な目標位置に対して所定の基準値内であ
ることを確認し、実際のナイフの移動位置と最終的な目
標位置とのずれ量に基づき、前記ずれ量が小さくなるよ
うに、前記旋回移動手段の目標角度及び前記横行移動手
段の目標位置を設定して、最終的な目標位置に前記ナイ
フを移動する制御手段を備えた構成であるので、最終的
な目標位置に対して、精度良く位置制御を行うことがで
きる。

【００７７】請求項３乃至請求項６に係る発明によれ
ば、前記横行移動手段及び前記旋回移動手段の制御を開
始するまでに、前記横行移動手段及び前記旋回移動手段
の移動能力に基づいて、前記ナイフが移動に要する前記
帯板材の長さを算出し、前記横行移動手段及び前記旋回
移動手段の制御の開始位置を算出する演算手段を備えた
構成であるので、事前にナイフ移動に要する帯板材の長
さを予想でき、無駄なスクラップを減らすことができ、
又、事前の複雑な軌跡計算は不要であり、短時間での演
算処理が可能であるため、直前でのトリミング条件の変
更等がある場合でも、柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の一例を示す旋回式サイ
ドトリマ設備の概略図である。

【図２】本発明に係る実施形態の一例を示す旋回式サイ
ドトリマ設備のＡＷＣ制御のブロック図である。

【図３】本発明に係る実施形態の一例を示す旋回式サイ
ドトリマ設備のＡＷＣ制御のブロック図である。

【図４】自動での板幅変更時のストリップのライン速度
の一例を示す図である。

【図５】自動での板幅変更時のストリップのトリミング
の軌跡の一例を示す図である。（ａ）は、Ｖカットモー
ドでの軌跡パターンを示す図であり、（ｂ）は、Ｎカッ
トモードでの軌跡パターンを示す図である。

【図６】板幅変更時のサイドトリマ設備のフローチャー
トである。

【図７】板幅変更時のサイドトリマ設備のフローチャー
トである。

【図８】本発明に係る実施形態の一例を示すナイフ位置
制御のフローチャートである。

【図９】従来のサイドトリマ設備の概略図である。

【符号の説明】

１ 旋回式サイドトリマ設備 ２ ストリップ ２ａ 先行材 ２ｂ 後行材 ２ｃ 板継ぎ溶接部 ２ｄ 溶接点識別孔 ２ｅ ノッチャー部 ２ｆ 切断軌跡 ２ｇ 切断軌跡 ２ｈ 切断軌跡 ３ 駆動側トリマ ４ 操作側トリマ ５ 丸ナイフ ５ａ 上部丸ナイフ ５ｂ 下部丸ナイフ ６ ハウジング ７ 支持台 ８ ノッチャー ９ 出側シャー １０ ＡＷＣ制御装置 １０ａ 演算回路 １１ ライン制御装置 １２ コンピュータ １３ 回転電動機 １４ 速度制御回路 １５ 駆動回路 １６ パルスタコジェネレータ １７ トリマ横行軸 １８ マッシャーロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨川 方雄 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 服部 英則 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 Ｆターム(参考） 3C039 CB24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯板材の走行ラインの両側に配され、
   前記帯板材を切断するナイフを有する切断手段と、前記
   切断手段を前記帯板材の板幅方向に移動する横行移動手
   段と、前記切断手段を水平面内に旋回する旋回移動手段
   と、前記両移動手段により移動したナイフの位置を測定
   するナイフ位置計測手段とを有する旋回式サイドトリマ
   設備において、 前記横行移動手段及び前記旋回移動手段、又は、前記横
   行移動手段若しくは前記旋回移動手段の最大の移動能力
   を用いて、最終的な目標位置近くまで前記ナイフを移動
   する制御手段を備えたことを特徴とする旋回式サイドト
   リマ設備。
2. 【請求項２】 請求項１記載の旋回式サイドトリマ設
   備において、 前記ナイフ位置計測手段により、実際のナイフの移動位
   置が最終的な目標位置に対して所定の基準値内であるこ
   とを確認し、実際のナイフの移動位置と最終的な目標位
   置とのずれ量に基づき、前記ずれ量が小さくなるよう
   に、前記旋回移動手段の目標角度及び前記横行移動手段
   の目標位置を設定して、最終的な目標位置に前記ナイフ
   を移動する制御手段を備えたことを特徴とする旋回式サ
   イドトリマ設備。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の旋回式サ
   イドトリマ設備において、 前記横行移動手段及び前記旋回移動手段の制御を開始す
   るまでに、前記横行移動手段及び前記旋回移動手段の移
   動能力に基づいて、前記ナイフが移動に要する前記帯板
   材の長さを算出し、前記横行移動手段及び前記旋回移動
   手段の制御の開始位置を算出する演算手段を備えたこと
   を特徴とする旋回式サイドトリマ設備。
4. 【請求項４】 帯板材の走行ラインの両側に配され、
   前記帯板材を切断するナイフを有する切断手段と、前記
   切断手段を前記帯板材の板幅方向に移動する横行移動手
   段と、前記切断手段を水平面内に旋回する旋回移動手段
   と、前記両移動手段により移動したナイフの位置を測定
   するナイフ位置計測手段とを有する旋回式サイドトリマ
   設備の制御方法において、 前記横行移動手段及び前記旋回移動手段、又は、前記横
   行移動手段若しくは前記旋回移動手段の最大の移動能力
   を用いて、最終的な目標位置近くまで前記ナイフを移動
   することを特徴とする旋回式サイドトリマ設備の制御方
   法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の旋回式サイドトリマ設
   備の制御方法において、 前記ナイフ位置計測手段により、実際のナイフの移動位
   置が最終的な目標位置に対して所定の基準値内であるこ
   とを確認し、 実際のナイフの移動位置と最終的な目標位置とのずれ量
   に基づき、前記ずれ量が小さくなるように、前記旋回移
   動手段の目標角度及び前記横行移動手段の目標位置を設
   定して、最終的な目標位置に前記ナイフを移動すること
   を特徴とする旋回式サイドトリマ設備の制御方法。
6. 【請求項６】 請求項４又は請求項５記載の旋回式サ
   イドトリマ設備の制御方法において、 前記横行移動手段及び前記旋回移動手段の制御を開始す
   るまでに、前記横行移動手段及び前記旋回移動手段の移
   動能力に基づいて、前記ナイフが移動に要する前記帯板
   材の長さを算出して、前記横行移動手段及び前記旋回移
   動手段の制御の開始位置を算出することを特徴とする旋
   回式サイドトリマ設備の制御方法。