JP2015182084A - 鋼帯の巻取り合否判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼帯巻取り時に鋼帯が傾く周期的な変化による振動が発生した場合にも、巻取りの合否判定を行うことができる鋼帯の巻取り合否判定方法を提供する。
【解決手段】鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定するにあたり、鋼帯コイル２または巻取り直前の鋼帯１の幅方向の異なる位置ついて、それぞれの位置の距離を測定可能な複数の距離計１１ａ，１１ｃを設け、これら距離計同士の距離測定値の差を算出するか、または、これら距離計における距離測定値を所定の周期的変化としてフィッティングし、これらの位相差を算出し、距離測定値の差または位相差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行う鋼帯の巻取り合否判定方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定方法に関する。

鋼帯を製造するラインにおいて、鋼帯コイルの巻取り姿は、次工程または出荷先での払い出し時の鋼帯の挙動を決める重要な要素である。例えば、鋼帯コイルの幅方向に巻取りムラがあれば、払い出し直後に鋼帯が幅方向（左右）に蛇行し、鋼帯コイルの厚さ方向に巻取りムラ（コイルの偏芯）があれば、払い出し直後に鋼帯が上下に振動し、鋼帯に掛かる張力が変動しやすい。

このような問題を解決するために、前者の場合は、鋼帯コイルの幅方向の凹凸（鋼帯コイル側面の凹凸）にて合否を判定し、後者の場合は鋼帯コイルの端面の巻きの緻密さにて巻取りの合否を判定している。例えば、前者では特許文献１に例示される投光器で巻取りを監視し、後者では特許文献２に例示される距離計によるコイル厚さ方向の巻取りを監視している。

実開昭６４−０４９３０９号公報 特開平１１−２７７１３４号公報 特開平１０−３２３７１４号公報

しかしながら、鋼帯巻取り時にコイル厚さ方向の周期的な変化による振動が発生した場合、従来は、単一の計測点を用いた巻取り外形の測定のみであったため、合否の詳細な判定は不可能であった。これは、鋼帯を巻き取る際に、リールマンドレルの円周方向凹凸のため、鋼帯コイルの厚さ方向に周期的な偏芯が発生し、他方、鋼帯幅方向の傾きの周期的な変化が発生し、これらを区別することができないためである。その結果、鋼帯幅方向の傾きの周期的変化を原因とする鋼帯のバタツキを予測できず、次工程または出荷先での鋼帯払い出し時に、当て疵等の問題を引き起こしていた。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、鋼帯巻取り時に鋼帯が傾く周期的な変化による振動が発生した場合にも、巻取りの合否判定を行うことができる鋼帯の巻取り合否判定方法を提供することを課題とする。

なお、特許文献３には、本発明のように、コイル巻取り時にコイル幅方向２箇所からの距離を測定し、その差を求めることが記載されているが、特許文献３は、測定した距離の差が生じた場合、鋼帯の横振れ（鋼帯の幅方向の巻きずれ）が発生したものと仮定して、この鋼帯の横振れを判定するものであり、特許文献１と同様に鋼帯の幅方向の巻きずれを検知するために活用されるものに過ぎない。したがって、特許文献３は、コイル厚さ方向の巻きずれを原因とする巻取合否判定を行うものではなく、以下に詳しく述べる本発明とは異なる技術である。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の（１）から（３）を提供する。
（１）鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定方法であって、
鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯の幅方向の異なる位置について、それぞれの位置の距離を測定可能な複数の距離計を設け、これら距離計同士の距離測定値の差を算出し、その距離測定値の差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行うことを特徴とする、鋼帯の巻取り合否判定方法。

（２）鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定方法であって、
鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯の幅方向の異なる位置について、それぞれの位置の距離を測定可能な複数の距離計を設け、これら距離計における距離測定値を所定の周期的変化としてフィッティングし、これらの位相差を算出し、この位相差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行うことを特徴とする、鋼帯の巻取り合否判定方法。

（３）前記複数の距離計は、鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯における少なくとも幅方向左右両端付近の位置の距離を測定可能であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の鋼帯の巻取り合否判定方法。

本発明によれば、複数の距離計により鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯の幅方向の異なる位置について、それぞれの位置の距離を測定し、これら距離計同士の距離測定値の差を算出するか、または、これら距離計における距離測定値を所定の周期的変化としてフィッティングし、これらの位相差を算出し、距離測定値の差または位相差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行うので、鋼帯巻取り時に鋼帯が傾く周期的な変化による振動が発生した場合にも、巻取りの合否判定を行うことができる。

本発明に係る鋼帯の巻取り合否判定方法を説明するため、鋼帯コイルを進行方向右側から見た斜視図である。 本発明に係る鋼帯の巻取り合否判定方法を説明するため、鋼帯コイルを正面から見た図である。 距離計の設置位置の別の例を示す鋼帯コイルを進行方向右側から見た斜視図である。 従来の鋼帯の巻取り合否判定方法を行う際の距離計の配置位置を説明するため、鋼帯コイルを正面から見た図である。 本発明の第１の態様に係る鋼帯の巻取り合否判定方法を説明するための図である。 本発明の第２の態様に係る鋼帯の巻取り合否判定方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例における２つの距離計の実測値の差と、フーリエ解析結果を示す図である。 本発明の第２の実施例における２つの距離計の実測値と、正弦波でフィッティングした際の波形を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る巻取り合否判定方法を説明するため、鋼帯コイルを進行方向右側から見た斜視図であり、図２は鋼帯コイルを正面から見た図である。

これらの図において、符号１は巻取り対象の鋼帯であり、２は鋼帯コイル、４はスリーブ、１１ａ、１１ｃは距離計である。距離計１１ａ、１１ｃは、鋼帯コイル２の下方に設けられている。これらは鋼帯コイル２の幅方向に沿って配列されており、鋼帯進行方向左側端部付近に距離計１１ａ、鋼帯進行方向右側端部付近に距離計１１ｃが配置されている。

距離計１１ａ、１１ｃは、振動量の算出を容易にする観点から、鋼帯コイル２の中心軸の直下に設けることが好ましいが、これに限るものではなく、図３に示すように、巻取り直前の鋼帯１の直下に設けてもよく、直上に設けてもよい。

従来は、鋼帯コイルの厚さ方向の巻取り外形のみを測定するため、図４に示すように、鋼帯コイル２（鋼帯１）の幅方向中央のみに距離計１１ｂを取り付け、距離実績からコイルの巻取り姿を判断していた。これに対し、本発明では、鋼帯コイル２（鋼帯１）の幅方向中央のみに距離計を設けるのではなく、鋼帯コイル２（鋼帯１）の幅方向に沿って複数の距離計を設ける。本例では、幅方向左右両端付近に距離計１１ａ，１１ｃを取り付けている。そして、以下の２つの態様により、鋼帯幅方向の傾きによる巻取った鋼帯コイルの周期的な変化による振動を起因とする巻取り合否判定を行う。

第１の態様は、鋼帯コイル２（鋼帯１）の左端および右端の距離差による合否判定手法である。図５に距離計１１ａおよび距離計１１ｃの距離実測値の差を示す。鋼帯１が上下に振動、蛇行していたとしても、傾いていなければ距離実測値の差は０または一定値をとる（図５の（１））。しかし、鋼帯１が傾いた場合は、図５の（２）のように、距離実測値の差が周期的に変化し、または図５の（３）のように、瞬間的に実測値の差が大きくなる。

個々の距離計の実測値が許容範囲内であっても、（２）であれば払い出し時に振動し、共振現象の起因となる可能性があり、また（３）では瞬間的な大きなバタツキとなる可能性があり、これらによって、鋼帯が偏って設備に接触したり、強打されて、予期せぬ疵を発生させる原因となる。また、鋼帯に加わる張力が不安定になって鋼帯処理中に予期しないムラを発生させ、品質上の問題にもなる。

従来は、特許文献３に記載されているとおり、この原因を鋼帯の横振れと仮定していたため、コイル厚さ方向の巻き取りによる影響は考慮外であり、充分に巻取り状態を判定できていなかったわけである。

本発明では、単に距離計１１ａと１１ｃとの実測値の差を求めて判定するだけでなく、より明確に判定するために、距離計１１ａと１１ｃとの実測値の差をフーリエ解析し、特定の周期的変化が現れて閾値を超えたら（２）の状態になったとし、距離実測値の差が閾値を超えたら（３）の状態になったとして、厚さ方向の巻取り不良とする。

第１の態様では、２つの距離計の実測値の差をとることによって、鋼帯巻取り時に鋼帯が傾く周期的な変化による振動が発生した場合でも鋼板厚さ方向の巻取りの合否判定を行うことができる。

第２の態様は、距離計１１ａ，１１ｃの実測値を所定の周期的変化としてフィッティングし、位相差を測定する手法である。鋼帯を巻き取る際、図６で示すように、鋼帯はおおよそ巻取った鋼帯の回転速度に応じた周波数で振動している。

したがって、例えば、その周波数以下で最も振幅の大きい正弦波で距離計１１ａ，１１ｃの距離実測値をフィッティングし、その正弦波の位相差がしきい値を超えた場合に巻取り不良とする。これにより、鋼帯巻取り時に鋼帯幅方向に傾く周期的な変化による振動が発生した場合でも、巻取りの合否判定を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、鋼帯コイルまたは鋼帯の幅方向の左右両端付近にそれぞれ設置された２個の距離計を用いた場合について示したが、３個以上の距離計を使用してもよく、３個目以降の距離計の設置位置は幅方向の左右両端付近に限らない。

以下に本発明の実施例について説明する。
＜第１の実施例＞
第１の実施例では、図１、２に示すように、巻取り中の鋼帯コイル下方の幅方向左右両端付近の位置に距離計１１ａ，１１ｃを取り付け、２種類の鋼帯について巻取りの際にこれらの距離計の測定値の差を求めた。その際の距離実測値の差を（２）′、（３）′として図７に示す。また、図７には（２）′のフーリエ解析結果を併せて示す。

図７に示すように、（２）′の鋼帯では、距離計１１ａ，１１ｃの実測値の差が周期的に変化し、フーリエ解析でピークが現れた。そして、鋼帯の払い出し時に、そのピークが現れた領域で鋼帯の上下方向のバタツキが確認された。また、（３）′の鋼帯では、距離計１１ａ，１１ｃの実測値の差のピークが現れた。そして、鋼帯の払い出し時に、そのピークの箇所にて鋼帯の上下方向のバタツキが確認された。

＜第２の実施例＞
第２の実施例では、図３に示すように、鋼帯巻取直前の鋼帯直下の位置に距離計１１ａ，１１ｃを取り付け、鋼帯の巻取りの際に、これらの距離計の測定値を把握した。その際の各距離計の実測値および正弦波でフィッティングした波形の一部を図８に示す。

図８に示すように、各距離計の実測値に同様の周期性があり、これらは正弦波でフィッティングすることができ、フィッティングによりこれらの波は約９０度の位相差が発生していることを確認することができる。そして、鋼帯の払い出し時に、位相差が発生している領域で、鋼帯の上下方向のバタツキが確認された。

＜比較例＞
比較例では、図４に示すように、鋼帯コイル下方の幅方向中央に１つの距離計１１ｂを取り付け、鋼帯の巻取りの際に、この距離計の測定値を把握した。この際の周期的な距離の変化は、距離計が一つであるがゆえに、マンドレルの凹凸によるものか、鋼帯の傾きの周期的な変化によるものかを判断することができなかった。

１ 鋼帯
２ 鋼帯コイル
４ スリーブ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 距離計

Claims (3)

1. 鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定方法であって、
   鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯の幅方向の異なる位置について、それぞれの位置の距離を測定可能な複数の距離計を設け、これら距離計同士の距離測定値の差を算出し、その距離測定値の差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行うことを特徴とする、鋼帯の巻取り合否判定方法。
2. 鋼帯を製造するラインにおいて鋼帯を巻き取る際の巻取り合否判定方法であって、
   鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯の幅方向の異なる位置について、それぞれの位置の距離を測定可能な複数の距離計を設け、これら距離計における距離測定値を所定の周期的変化としてフィッティングし、これらの位相差を算出し、この位相差に基づいて鋼帯の厚さ方向の巻取り合否判定を行うことを特徴とする、鋼帯の巻取り合否判定方法。
3. 前記複数の距離計は、鋼帯コイルまたは巻取り直前の鋼帯における少なくとも幅方向左右両端付近の位置の距離を測定可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋼帯の巻取り合否判定方法。

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