JP2004306141A - 金属帯形状制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属帯の蛇行と幅変更に対応することのできる安価な金属帯形状制御装置を提供する。
【解決手段】 中央部付近が突出する金属帯（１）の帯面側に帯中央を挟む位置２箇所に金属帯に対して非接触で配置される第１及び第２の電磁石装置（５）と、金属帯の反りを低減させるように第１及び第２の電磁石装置を制御する制御装置（３）とを備えた金属帯形状制御装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オンラインで金属帯の反りなどの形状を非接触で測定して非接触で前記金属帯の形状を矯正する金属帯形状制御装置に関する。

金属帯を製造するラインにおいて、その金属帯の形状を反りの無い状態に保つことは、金属帯の品質を良くするばかりでなく、その製造ラインの能率を向上させることにもつながる重要な要素である。

図１２は、溶融亜鉛鍍金金属帯の製造ラインの構成を示す図である。

前工程から搬送された金属帯７０は、先ず加熱炉７１において焼鈍及び表面の還元処理をされた後、溶融亜鉛ポット７２内に浸漬しながら通板されその表面に溶融亜鉛が付着する。

そして、溶融亜鉛ポット７２後に設置されてあるワイピングノズル７３から噴出するガスにより、金属帯に付着した鍍金を絞り取ることで鍍金付着量の調整が行われる。

続くプロセスである合金化炉７４においては金属帯のＦｅと亜鉛の合金化層を形成し、冷却帯７５において冷却し、化成処理７６で特殊の防錆、耐食処理を施し、コイルに巻き取られて出荷される。なお、合金化する場合には化成処理を行わない場合も多い。

図１３は、金属帯の上流方向から見たワイピングノズルと金属帯の位置関係を示す図である。

ワイピングノズル７３からはワイピングガス７７が金属帯７０の表裏に板幅方向に均一に圧力がかかるようにスリット状に噴出されている。従って、図１３に示すように金属帯７０が反っている場合には、金属帯との距離などが異なるためワイピングガスの圧力が均一とならず、金属帯の幅方向に付着量のムラが発生することになる。

この問題点の解決方法として、電磁石を用いて非接触で金属帯の形状を矯正する技術が知られている。

図１４は従来の金属帯形状制御装置の構成を説明する図である。

この技術は、金属帯７０の幅方向に設置された非接触の位置センサ７８で金属帯の形状を測定し、同じく金属帯７０の幅方向に設置された電磁石７９を用いて金属帯７０に対して吸引力８０を与えることで、金属帯７０の反りなどの形状不良を矯正しようとするものである（例えば、特許文献１参照）。

図１５は従来の金属帯形状制御装置の他の構成例を示す図である。

本実施例では、複数個の電磁石７９を架台８１上に配置し、架台８１を金属帯７０の幅方向に移動させることで、金属帯７０の蛇行に対応させるように構成している（例えば、特許文献２参照）。

図１６は従来の金属帯形状制御装置の他の構成例を示す図である。

本実施例では、通板される金属帯７０の最大幅を含む領域に表裏一対の電磁石７９を複数台並べ、蛇行と幅変更に応じて金属帯７０を制御する電磁石７９を切替えて使用するように構成している（例えば、特許文献３参照）。
特開平６−２５８１４号公報 実開平５−３０１４８号公報 特開平７−２５６３４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術を実機の金属帯の形状制御に適用する際には、製造ラインまたは処理ラインにおいて、制御対象である金属帯７０の幅が変更される場合及び金属帯７０が通板中に蛇行する場合にも対応できるように制御装置が構成されていなければならない。

また、特許文献２に記載の技術の構成では架台８１の移動機構及び移動機構の制御装置が必要となりその設備化のためのコストを要する。

また、電磁石７９を移動させることで、本環境において発生して装置に堆積しているＺｎ粉が飛散する結果、そのＺｎ粉が金属帯７０に付着して金属帯７０の品質の劣化（不良品の発生）を生じさせ易くなる。

更に、四百数十度の溶融亜鉛の存在する環境下において移動機構を設けることは、熱の影響によって移動機構の故障などを発生させる可能性が高いという問題がある。

特許文献３に記載の技術の構成では電磁石７９を多数設置するため、電磁石７９の設備費用のみならず、電磁石７９の重量に耐え得る構造の設置台を設けなければならず多額のコストを要するという問題点がある。

このように、従来技術を実機に適用しようとした場合には、電磁石の設置に要する費用を低減することが必要となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、金属帯７０の蛇行と幅変更に対応することのできる安価な金属帯形状制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解消するための本発明は、中央部付近が突出する金属帯の帯面側に帯中央を挟む位置２箇所に金属帯に対して非接触で配置される第１及び第２の電磁石装置と、金属帯の反りを低減させるように第１及び第２の電磁石装置を制御する制御装置とを備えた金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、第１及び第２の電磁石が配置される金属帯の帯面側と反対面側にその帯幅方向の中央部付近に金属帯に対して非接触で配置される第３の電磁石装置を備えるとともに、制御装置は、金属帯の反りを低減するように第３の電磁石装置を制御する金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、各電磁石装置は、それぞれ１以上の電磁石を含む電磁石群である金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、制御装置は、電磁石出力に対する手動操作入力を受け付けこの入力に基づいて電磁石装置を制御する金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、金属帯の反りを帯幅方向を望む金属帯側方から非接触で測定する光学的測定装置を備え、制御装置は、光学的測定装置により測定された金属帯の反り情報に基づいて電磁石装置を制御する金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、光学的測定装置は、金属帯の側方に配置され当該金属帯の側方からの映像を撮影する撮像手段により測定を行う金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、金属帯が電磁石装置を通過した後の位置で金属帯における一面又は表裏両面に対して接触する１本または２本の振動抑制ロールを備えた金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、金属帯が電磁石装置を通過した後の位置で第１及び第２の電磁石装置と同じ側の金属帯帯面に対して接触する１本の振動抑制ロールを備えた金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の発明である金属帯形状制御装置において、金属帯の反りは、金属帯を方向転換させるロールとの接触により略Ｃ状に生ずるものである金属帯形状制御装置である。

また本発明は、略Ｃ状に突出した側の反対側における帯幅方向の中央部付近に設けられかつ１以上の電磁石を含む第１の電磁石群と、略Ｃ状に突出した側にその帯幅方向の中央部を挟む位置２箇所に設けられかつそれぞれ１以上の電磁石を含む第２及び第３の電磁石群とを備え、第１乃至第３の電磁石群により略Ｃ状の反りを低減させるように金属帯を形状制御する金属帯形状制御装置である。

また本発明は、中央部付近が突出する金属帯の帯面側にその帯幅方向の中央部付近に金属帯に対して非接触で配置される第１の圧力流体噴出手段と、第１の圧力流体噴出手段が配置される金属帯の帯面側と反対面側に帯中央を挟む位置２箇所に金属帯に対して非接触で配置される第２及び第３の圧力流体噴出手段と、金属帯の反りを低減させるように第１乃至第３の圧力流体噴出手段を制御する制御装置とを備えた金属帯形状制御装置である。

本発明を適用することによって、特別な設備を新たに設けることなく矯正装置の設置台数を低減することができるため、安価に金属帯形状制御装置を構成することができる。

図１は本発明の第1の実施形態に係る金属帯形状制御装置の構成を示す図である。

本金属帯形状制御装置は、図中上方に移動する金属帯１の幅方向に配された位置センサ２、この位置センサ２からの信号を受けて制御信号を出力する制御器３、制御信号を出力する先を切替える切替器４及び切替器４によって選択され制御器３からの制御信号によって金属帯の形状を矯正する複数の電磁石５で構成されている。

図２は金属帯１の上流方向から見た電磁石５の配置を示す図である。

電磁石５は主として、金属帯１の凹面側の中央部領域６ａ、金属帯１の凸面側の一方の端部領域６ｂ及び金属帯１の凸面側の他方の端部領域６ｃの３つの領域にそれぞれ配置されている。

いま、生産最大幅をもつ金属帯１が蛇行をしながらラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最大通板可能領域をＷａとし、生産最小幅をもつ金属帯１が蛇行をしながらラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最小通板可能領域をＷｂとする。

前記中央部領域６ａはＷｂで定義される領域内に設けられ、この中央部領域６ａには一台以上の電磁石群５ａを設置する。また、前記端部領域６ｂ、６ｃはＷａで定義される領域からＷｂで定義される領域を除く両端の領域に設けられ、この端部領域６ｂ、６ｃにはそれぞれ複数個の電磁石を配置した電磁石群５ｂ、５ｃを設置する。

更に、最小板幅の形状制御を行うため、Ｗｂで定義される領域の金属帯１の凸面側の両端部に、それぞれ一台ずつ電磁石５ｄ、５ｅを設置する。尚、以下の説明では電磁石５ｄは電磁石群５ｂに含め、電磁石５ｅは電磁石群５ｃに含めて説明する。

図３は金属帯１に反りが発生する原因を説明する図である。

溶融亜鉛ポット内に設置されてあるロール７によって金属帯１がロール接触時に曲げられた後、ロール７から離れるときに曲げ戻される応力を受けることで、金属帯１の表裏面にはロール７の曲げと曲げ戻しによって長手方向と幅方向共に引っ張り応力と圧縮応力を受けることになる。

ロール７から離れる直前の位置８では、ロール７と接触している金属帯１の面に引っ張り応力８ａ、その反対の面に圧縮応力８ｂが作用している。

従って、金属帯１がロールから離れて拘束力がなくなった位置９では、ロール７と接触している金属帯１の面で引っ張り応力が開放され元に戻ろうとする力９ａが働き、その反対の面では圧縮応力が開放され元に戻ろうとする力９ｂが働くため、その応力分布によって金属帯１の断面が略Ｃ状となる反りが発生すると考えられている。

このため、金属帯製造ラインまたは金属帯処理ラインなどで搬送される金属帯１がロールによって曲げと曲げ戻しを受けるプロセスでは前述のような反りは常に発生する可能性があり、また反りなどが発生する場合、反りの発生メカニズムから考察するとその反りの方向はロールの配置等の各々のラインの特性によって定まっていることが多い。

従って、電磁石を配置する際には、予め定まった反りの形状に適した位置に設置することが可能となる。本電磁石の配置はこの知見と考察に基づいて構成したものである。

即ち、電磁石は金属帯１の表面と裏面に全面にわたって配置する必要はなく、略Ｃ状に突出した側と反対側の帯幅方向の中央部付近に第１の電磁石群を設け、略Ｃ状に突出した側の帯幅方向の中央部を挟む位置２箇所に第２及び第３の電磁石群を配置し、各々の電磁石群の吸引力を金属帯１に作用させることで略Ｃ状の反り形状を平坦な形状に制御することが可能となる。

次に、以上の構成の金属帯形状制御装置の動作を説明する。

金属帯１を製造する際、オペレータは位置センサ２の位置を製造する金属帯の幅に合わせて変更する。具体的には、位置センサ２が金属帯１の中央部と両端部に位置するように位置センサ２の幅方向位置を調整する。

更に、オペレータは製造する金属帯の幅に合わせて、形状制御を行う電磁石をそれぞれの電磁石群５ａ、５ｂ、５ｃから１台以上選択する。１台以上選択としたのは、反りを矯正する場合には、電磁力を及ぼすべき範囲を対象材の厚みなどの属性に応じて適切に設定できるようにするためであり、一台のみの電磁石を選択することに限定するものではない。オペレータがこの選択結果に基づいて切替器４を操作すると選択された電磁石に制御信号が送られるように切替器４内部の回路が切替えられる。

以上のように構成された装置では、位置センサ２で測定した金属帯１の位置信号は制御器３に入力されて制御演算が行われ、その結果の制御信号が切替器４を介して選択された電磁石５に送られることで形状制御が行われる。

尚、金属帯１が蛇行した場合には、オペレータが蛇行を目視などで確認し、位置センサ２の再調整と電磁石５の再選択を行った後、形状制御を再開すれば良い。

ここで、切替器４の切替え方法は自動と手動の何れの方法によっても構成することができる。例えば自動で切替える場合は、金属帯の幅または蛇行の発生を自動で検出し、その幅に対応して予め定められたパターンに従って電磁石を選択するように構成すれば良い。

このような構成の金属帯形状制御装置によれば電磁石の設置台数を従来の約半数以下と大幅に減少させることができる。

尚、電磁石５の制御は、制御器３を用いた自動処理でなくても、オペレータによる手動操作で実現することができる。この場合、オペレータは位置センサ２の出力を表示器（図示していない）により監視しながら、形状を矯正するように電磁石５を操作することで所望の結果を得ることができる。

従来技術の構成では電磁石５が隙間無く配置されていたためオペレータによる目視観察が阻害されていたが、本構成では電磁石の数が減少したことに伴い、監視が容易に行えることから手動操作が可能となったものである。

また、本実施例では電磁石５を用いて金属帯の形状を制御したが、電磁石５の代わりに流体圧力パッドを用いて構成することもできる。流体圧力パッドはその吹き出し口より流体を噴出する構造を有しており、その噴出する流体の圧力により金属帯１を押し付けて形状を矯正するものである。

電磁石５が金属帯を吸引する作用を及ぼすものであるのに対して、流体圧力パッドは金属帯を押出す作用を及ぼす点が異なるのみであるため、流体圧力パッドの設置位置と電磁石５の設置位置が、金属帯１に対して面対称となる位置に流体圧力パッドを配置することによって同様の形状制御を行うことができる。

流体圧力パッドを用いて構成することで、磁石が使えない環境や対象、例えば対象物が強磁性体でない場合であっても、本制御装置を適用することができる。

但し、電磁石と流体圧力パッドを比較すると、本発明を実現する上では電磁石の方が好ましい。その理由は次の通りである。（１）空力アクチュエータを溶融金属浴上で使用すると、気流により金属帯が不必要に冷却され、品質上の問題が生じ得る。（２）電磁石に比べ装置が大きく、ワイピングノズル１１直上への設置は困難となる。また、配管や送風機もスペースを取るため現実の実施が難しい。（３）電磁石に比べ所要電力が大きく、ランニングコストが高くなる。

図４は本発明に係る形状制御装置の第２の実施の形態を示す構成図である。尚、同図において図１または図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本形状制御装置は、図中上方に移動する金属帯１の側面に配された形状センサ１０、この形状センサ１０からの計測信号を受けて制御演算を行い制御信号を出力する制御器３、制御信号を所定の位置の電磁石５に送出す切替器４及びこの制御信号によって金属帯の形状を矯正する複数の電磁石５で構成されている。

図５は、金属帯の上流方向から見た形状センサと電磁石の配置を示す図である。

形状センサ１０は、金属帯１の側面に設置された投光器１０ａと対向する側面に設置された受光器１０ｂとで構成されている。尚、図示していないが必要であればガスパージ装置を設けて撮影光路を整えるように構成する。

また、電磁石５は図２で説明したように、金属帯１の凹面側の中央部領域６ａと、金属帯１の凸面側の両端部領域６ｂ、６ｃの３つの領域に配置されている。

次に、以上の構成の形状制御装置の動作を説明する。

投光器１０ａからは平行な光が出射されるが、金属帯１がこの光を遮るため受光器１０ｂ上には金属帯１の影と光が生ずる。図５に示すように、影の幅は金属帯１の反りの程度に対応して形成され、この幅は受光器２ｂ上の影の両端点である位置Ｘ１と位置Ｘ２を観測することによって把握することができる。

受光器２ｂは測定した前記位置Ｘ１と前記位置Ｘ２を制御器３に送信する。制御器３ではこの位置Ｘ１と位置Ｘ２に基づいて複数の電磁石５を制御して金属帯１の形状を矯正する。

図６は制御器の制御内容を示す流れ図である。

制御器３は、複数の電磁石５の内から予め定めた順序に従って、最初に制御する電磁石を選択する（Ｓ１）。次に、受光器１０ｂから送信された位置Ｘ１と位置Ｘ２が共に所定の範囲以内にあるかどうかを調べる（Ｓ２）。両値が所定の範囲内にあれば、それは金属帯１の反り量が小さく矯正の必要が無いため制御動作は行わず初期状態で待機する。いずれかの値が所定の範囲外にあれば金属帯１の反り量が大きく矯正の必要があるため次のステップの制御動作を開始する。

先ず、選択された電磁石５に対して、所定の制御信号を加えた出力を行う（Ｓ３）。この電磁石５への出力動作と並行して形状センサ２の出力値、即ち位置Ｘ１と位置Ｘ２を読み取り、位置Ｘ１あるいは位置Ｘ２が所定の目標値との偏差を小さくする方向に移動したかどうかを調べる（Ｓ４）。

偏差が小さくなるように金属帯１の位置が移動した場合は、その電磁石５に所定量の制御信号を加算して出力する（Ｓ５）。

前記出力結果、金属帯１の位置が変化しない、あるいは金属帯１の目標位置との偏差が大きくなるように金属帯１の位置が移動した場合は、その電磁石５は現在の出力で固定し変更は行わない（Ｓ６）。

以上の手順を全ての電磁石５について実施したかどうかを調べ（Ｓ７）、全ての電磁石５について実施していなければ、次の電磁石に対して処理を行う（Ｓ８）。全ての電磁石５について実施していれば初期の状態に戻り、最初の電磁石５から同様の手順で処理を行う。

尚、電磁石５の制御は、制御器３を用いた自動処理でなくても、オペレータによる手動操作で実現することができる。

この場合、オペレータは受光器１０ｂから送信された位置Ｘ１と位置Ｘ２を表示器（図示していない）により監視しながら、図６で説明した手順に従って制御器３を操作し、個々の電磁石５を制御する信号を出力させることで所望の結果を得ることができる。

以上のように金属帯の側方から非接触で金属帯の反りを測定し、その値に基づいて制御するように形状制御装置を構成すれば、従来設備上の制約があったため測定できなかった制御しようとする部分の反りを直接測定できるため、精度良く形状を制御することができる。尚、本実施形態では形状センサ１０として投光器１０ａと受光器１０ｂの組み合わせを用いたが、これに代わる光学的測定装置として撮像カメラを用いてもよい。撮像カメラを用いる場合の制御の一例は以下の通りである。まず、撮像結果を画像処理して上記位置Ｘ１及びＸ２の位置を算出する。この位置Ｘ１、Ｘ２に基づいて図６の処理を実行する。あるいは、各電磁石５の出力調整により位置Ｘ１−Ｘ２間の距離が短くなるような適宜の制御を実行する。

図７は、本発明に係る形状制御装置の第３の実施の形態を示す構成図である。本図では、第１、第２の実施の形態と比べて電磁石５の設置位置と設置数が異なっている。

図３で説明したように、金属帯１の反り発生メカニズムから考察すると、金属帯１の反りの方向はロールの配置等のそれぞれのラインの特性によって定められ、そこで図７に示すラインの構成では、金属帯１の両端が溶融金属浴１２内に設置されているロール７の方向に反り、金属帯１の中央部がロール７の反対方向に反った略Ｃ形状となる。

この略Ｃ形状を平坦な形状に制御するためには、図１に示したように、略Ｃ状に突出した側と反対側の帯幅方向の中央部付近に第１の電磁石群を設け、略Ｃ状に突出した側の帯幅方向の中央部を挟む位置２箇所に第２及び第３の電磁石群を配置し、各々の電磁石群の吸引力を金属帯１に作用させれば良い。

ところで、本図に示すラインにおいては垂直方向に移動する金属帯１にはその進行方向である垂直方向に張力が作用しているため、金属帯１がその側面から見て左右方向に変動した場合には、その金属帯１には元の位置に戻そうとする復元力が作用することになる。

このため、金属帯１の両端部に配置した第２及び第３の電磁石群の吸引力は、金属帯１の両端部のみに局部的に作用することとなる結果、中央部に配された第１の電磁石群を作動させなくても金属帯１の略Ｃ形状を平坦にできる場合が多い。

本実施の形態は係るラインの特性に基づいて構成するものであって、図８に示すように電磁石群を金属帯１の略Ｃ形状の突出した側の両端部のみに配置する構成としている。本実施の形態によれば、第１、第２の実施形態よりも電磁石をさらに少なくした構成であっても金属帯１の形状を平坦に制御することができる。

図９は、本発明に係る形状制御装置の第４の実施の形態を示す構成図である。本構成では、第３の実施の形態と比べて電磁石５の後段に金属帯１をロール７と反対側の面から押さえるタッチロール１３を配した点が異なっている。

このタッチロール１３は、金属帯１の振動を抑制しパスラインを安定させる目的で設置されているもので、例えば自動車用外板など合金化溶融亜鉛めっき材の製造の際に、図示していない合金化炉とともに用いられることの多い設備である。通常は、めっき直後において金属帯１と接触する設備を配置することは好ましいことではないが、合金化溶融亜鉛めっき材の製造においてはめっきの後段で合金化処理が行われるため、タッチロール１３が接触する程度の影響はこの合金化処理によって目に見えない程度に消えてしまうのである。

ここで、タッチロール１３をロール７と反対側の面にのみ配置しているのは、金属帯１には電磁石５の吸引力によってロール７の側から電磁石５の側の方向に力が働いているため、この力を受ける側にタッチロール１３を設けて金属帯１の振動を抑制するように拘束するためである。

尚、タッチロール１３を１本使用する形態は、この形態に限定されるものではない。電磁石５と反対側にタッチロール１３を１本のみ設ける場合であっても、金属帯１に押し込むようにタッチロール１３を配置することで振動抑制の効果を発揮することができる。このタッチロール１３と金属帯１の接触点が振動の節となり、表裏一対のタッチロール１３で押さえるのと同様な状況となるためである。即ち、金属帯１の表面又は裏面の何れの側に設けるものであってもタッチロール１３を１本で構成する形態が成立する。

本実施の形態によれば、金属帯１の振動をタッチロール１３によって抑制できるため、より安定性の高い金属帯形状制御装置を提供することができる。

図１０は、本発明に係る形状制御装置の第５の実施の形態を示す構成図である。本構成では、第４の実施の形態においてタッチロール１３を金属帯１の表裏面に配した点が異なっている。

本実施の形態では、タッチロール１３が金属帯１の表裏両面に接触してしまうというデメリットもあるが、より確実に金属帯１を拘束できるため、振動抑制の点では第４の実施の形態よりも優れている。

このように、ラインの特性によっては前述の構成のタッチロール１３を用いることで、金属帯１の振動も抑制できる更に安定した金属帯形状制御装置を構成することができる。

タッチロール１３の構成に関しては、金属帯１の品質の観点と操業安定性の観点の両面から最適な形態を選定すれば良い。一般に、品質上の観点では、タッチロール１本を電磁石５側に配置、タッチロール２本を配置、タッチロール１本を電磁石５と反対側に配置の順に優れている。また、操業安定性の観点では、タッチロール２本を配置、タッチロール１本を電磁石５側に配置、タッチロール１本を電磁石５と反対側に配置の順に優れている。

本発明は、このようにロール７、電磁石５、タッチロール１３の種々の組み合わせの形態の下で適用することが可能であり、金属帯１の製造形態に合せて柔軟に構成することができる。

図１１は本発明の形状制御装置を金属帯の塗装ラインに適用した例を示す図である。

前工程から搬送された金属帯３０は、先ず前処理炉３１において金属帯表面の油脂、可燃性物質などを燃焼除去した後、コータ３２において表裏面に塗装が行われる。続いて塗料を乾燥させるためオーブン３３内で加熱され、その後コイルに巻き取られて出荷される。

以上の構成のプロセスでは、コータ３２によるコーティングからオーブン３３を出るまでは、塗料が乾燥していないため、移動する金属帯を支えてガイドするロールは設けられていない。従って、オーブン３３内において、金属帯に反りなどが発生した場合、乾燥ムラによる品質低下を生ずることがあった。しかしながらオーブン３３内は高温であり、従来技術による金属帯の反りを測定する計測器をオーブン内に設置するには環境対策が必要であることから、その実施が困難であった。

本適用例では、オーブン３３の一部を透明な耐熱材で構成し、その耐熱材を通して側面から金属帯の反り量を計測し、その計測結果に基づいてオーブン３３の前後に設置した非接触の形状矯正装置により金属帯の形状を制御するように構成してある。

以上のように本発明は、連続溶融亜鉛鍍金ライン、塗装ライン、連続電気鍍金ライン、連続焼鈍ライン、金属帯の各種予熱炉及び熱処理炉等の、金属帯の製造ラインや処理ラインについて広く適用することができる。

また、以上に説明した各実施の形態の構成によれば種々の効果を得ることができる。

本発明を適用することによって、特別な設備を新たに設けることなく矯正装置の設置台数を低減することができるため、安価に金属帯形状制御装置を構成することができる。

また、矯正装置の設置台数が低減できるため、オペレータは制御しようとする金属帯の部位を容易に目視で確認することができ、直接矯正装置を操作することができる。このため、更に安価に金属帯形状制御装置を構成することができる。

また、金属帯の側面から金属帯の形状を測定する手段と組み合わせて装置を構成すれば、制御しようとする金属帯の部位を精度良く測定できるため、精度良く金属帯の形状を制御することができる。

尚、本発明は次のような構成として特定することもできる。

本発明は、金属帯の製造ラインまたは処理ラインに設置されて、オンライン走行中の金属帯の反りを含む形状を非接触で測定する測定装置と、測定装置での測定値に基づいて金属帯の形状を矯正するための信号を出力する制御装置と、制御装置から出力される信号に基づいて金属帯の形状をオンラインで矯正する矯正装置とを備えた金属帯形状制御装置であって、矯正装置は、金属帯の第１の面に対向し、生産最小幅をもつ金属帯がラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最小通板可能領域内に設置された一台以上の電磁石からなる第１の電磁石群と、金属帯の第１の面の裏面に対向し、生産最大幅をもつ金属帯がラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最大通板可能領域から最小通板可能領域を除いた領域内に設置された一台以上の電磁石からなる第２の電磁石群と、金属帯の第１の面の裏面に対向し、最小通板可能領域内の両端部分にそれぞれ一台ずつ配置された第３の電磁石群とを備えた金属帯形状制御装置である。

また本発明は、金属帯の製造ラインまたは処理ラインに設置されて、オンライン走行中の金属帯の反りを含む形状を非接触で測定する測定装置と、測定装置での測定値に基づいて金属帯の形状を矯正するための信号を出力する制御装置と、制御装置から出力される信号に基づいて金属帯の形状をオンラインで矯正する矯正装置とを備えた金属帯形状制御装置であって、矯正装置は、金属帯の第１の面に対向し、生産最小幅をもつ金属帯がラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最小通板可能領域内に設置された一台以上の流体圧力パッドからなる第１の流体圧力パッド群と、金属帯の第１の面の裏面に対向し、生産最大幅をもつ金属帯がラインを通板するときのラインの幅方向に占める領域である最大通板可能領域から最小通板可能領域を除いた領域内に設置された一台以上の流体圧力パッドからなる第２の流体圧力パッド群と、金属帯の第１の面の裏面に対向し、最小通板可能領域内の両端部分にそれぞれ一台ずつ配置された第３の流体圧力パッド群とを備えた金属帯形状制御装置である。

さらに本発明は、上記記載の金属帯形状制御装置において、測定装置は、金属帯の一方の側面に配置され、平行光を出射する投光器と、金属帯の投光器に対向する他方の側面に配置され、投光器から金属帯の影である投影形状を受光する受光器とを備えた金属帯形状制御装置である。

また本発明は、上記記載の金属帯形状制御装置において、制御装置は、手動操作で金属帯の形状を矯正するための信号を出力することを特徴とする金属帯形状制御装置である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第1の実施形態に係る金属帯形状制御装置の構成図。 金属帯の上流方向から見た電磁石の配置を示す図。 金属帯に反りが発生する原因を説明する図。 本発明に係る形状制御装置の第２の実施の形態を示す構成図。 金属帯の上流方向から見た形状センサと電磁石の配置を示す図。 本発明の金属帯形状制御装置の制御内容を示す流れ図。 本発明に係る形状制御装置の第３の実施の形態を示す構成図。 本発明に係る形状制御装置の電磁石の構成を示す図。 本発明に係る形状制御装置の第４の実施の形態を示す構成図。 本発明に係る形状制御装置の第５の実施の形態を示す構成図。 本発明の形状制御装置を金属帯の塗装ラインに適用した例を示す図。 溶融亜鉛鍍金金属帯の製造ラインの構成を示す図。 金属帯の上流方向から見たワイピングノズルと金属帯の位置関係を示す図。 従来の金属帯形状制御装置の構成を説明する図。 従来の金属帯形状制御装置の他の構成を示す図。 従来の金属帯形状制御装置の他の構成を示す図。

符号の説明

１…金属帯、２…位置センサ、３…制御器、４…選択器、５…電磁石、５ａ…電磁石群、５ｂ…電磁石群、５ｃ…電磁石群、１０…形状センサ、１０ａ…投光器、１０ｂ…受光器、１１…ワイピングノズル、１２…溶融金属浴、１３…タッチロール。

Claims (11)

1. 金属帯の製造ラインまたは処理ラインに設けられるとともに、前記金属帯における帯幅方向の中央部付近がその端部に比べて突出するように帯幅方向に生じる金属帯の反りを、オンラインで形状制御する金属帯形状制御装置であって、
   前記中央部付近が突出する金属帯の帯面側に、帯中央を挟む位置２箇所に前記金属帯に対して非接触で配置される第１及び第２の電磁石装置と、
   前記金属帯の反りを低減させるように、前記第１及び第２の電磁石装置を制御する制御装置と
   を備えたことを特徴とする金属帯形状制御装置。
2. 前記第１及び第２の電磁石が配置される前記金属帯の帯面側と反対面側に、その帯幅方向の中央部付近に前記金属帯に対して非接触で配置される第３の電磁石装置を備えるとともに、
   前記制御装置は、前記金属帯の反りを低減するように、前記第３の電磁石装置を制御することを特徴とする請求項１記載の金属帯形状制御装置。
3. 各電磁石装置は、それぞれ１以上の電磁石を含む電磁石群であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属帯形状制御装置。
4. 前記制御装置は、電磁石出力に対する手動操作入力を受け付け、この入力に基づいて電磁石装置を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の金属帯形状制御装置。
5. 前記金属帯の反りを、帯幅方向を望む金属帯側方から非接触で測定する光学的測定装置を備え、
   前記制御装置は、前記光学的測定装置により測定された金属帯の反り情報に基づいて、電磁石装置を制御することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の金属帯形状制御装置。
6. 前記光学的測定装置は、前記金属帯の側方に配置され当該金属帯の側方からの映像を撮影する撮像手段により測定を行うことを特徴とする請求項５に記載の金属帯形状制御装置。
7. 前記金属帯が電磁石装置を通過した後の位置で、前記金属帯における一面又は表裏両面に対して接触する１本または２本の振動抑制ロールを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の金属帯形状制御装置。
8. 前記金属帯が電磁石装置を通過した後の位置で、前記第１及び第２の電磁石装置と同じ側の金属帯帯面に対して接触する１本の振動抑制ロールを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の金属帯形状制御装置。
9. 前記金属帯の反りは、金属帯を方向転換させるロールとの接触により略Ｃ状に生ずるものであることを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか一項に記載の金属帯形状制御装置。
10. 金属帯の製造ライン又は処理ラインに設けられるとともに、接触ロールの通過によりその断面が略Ｃ状に反った金属帯を形状制御する金属帯形状制御装置であって、
    前記略Ｃ状に突出した側の反対側における帯幅方向の中央部付近に設けられ、かつ１以上の電磁石を含む第１の電磁石群と、
    前記略Ｃ状に突出した側に、その帯幅方向の中央部を挟む位置２箇所に設けられ、かつそれぞれ１以上の電磁石を含む第２及び第３の電磁石群とを備え、
    前記第１乃至第３の電磁石群により前記略Ｃ状の反りを低減させるように前記金属帯を形状制御することを特徴とする金属帯形状制御装置。
11. 金属帯の製造ライン又は処理ラインに設けられるとともに、前記金属帯における帯幅方向の中央部付近がその端部に比べて突出するように帯幅方向に生じる金属帯の反りを、オンラインで形状制御する金属帯形状制御装置であって、
    前記中央部付近が突出する金属帯の帯面側に、その帯幅方向の中央部付近に前記金属帯に対して非接触で配置される第１の圧力流体噴出手段と、
    前記第１の圧力流体噴出手段が配置される前記金属帯の帯面側と反対面側に、帯中央を挟む位置２箇所に前記金属帯に対して非接触で配置される第２及び第３の圧力流体噴出手段と、
    前記金属帯の反りを低減させるように、前記第１乃至第３の圧力流体噴出手段を制御する制御装置と
    を備えたことを特徴とする金属帯形状制御装置。

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