JP2586753B2 - ストリップ連続処理ラインのストリップ張力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はループカー，ループタワ
ー等のルーパーを備えた帯状金属（以下ストリップと称
す）の連続処理ラインにおけるストリップ張力を制御す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にストリップの酸洗、或いは熱処理
等を行う連続処理ラインにおいては、一のストリップの
後端に次のストリップの先端を溶接等にて連結し、順次
複数のストリップを連結した状態で処理が施されるよう
になっている。ところでこのような連続処理ラインにお
ける酸洗，或いは熱処理を施す処理装置においては、例
えば熱伸び，幅減少等の変形を均一とするため、ストリ
ップ張力を一定に維持する必要がある反面、処理装置の
入側ではストリップを順次溶接して連結するために、ま
た処理装置の出側ではストリップを定寸切断するために
夫々ストリップを一時的に停止せねばならない。このた
めこれら連結、切断に要する時間に搬送されるストリッ
プ長さに相当するストリップ長を貯め込んでおくバッフ
ァとしてのループカー、ループタワー等のルーパーが設
置される。ルーパーはその上流側、又は下流側の事情に
応じてストリップの貯込量を増大する方向又は貯込量を
減少する方向に移動させるが、このようなルーパーが移
動している間も処理装置の張力を一定に維持する必要
上、従来にあってはテンションメーターを用いてルーパ
ー駆動トルク、或いは駆動電流を制御する構成が一般に
採用され、又処理装置の入側又は出側での溶接，切断作
業終了後は、ルーパーを元の位置迄戻す必要があるた
め、入側又は出側のブライドルロール速度を調節してル
ーパーを所定の位置に戻すべくルーパー位置制御装置が
設置されている。

【０００３】図８は従来装置におけるルーパーによる張
力制御系を示すブロック線図、図９は同じく位置制御系
を示すブロック線図である。図８に示す張力制御装置で
は、ルーパー張力基準とテンションメータ等による張力
フィードバック値との張力偏差を比例積分要素11に入力
し、また張力基準は張力・電流変換回路12にて電流に変
換し、これと比例積分要素11の出力とを加え合わせて、
電流基準としてルーパー駆動電動機６の電流制御装置13
に入力し、ルーパー駆動電動機６を制御する。一方図９
においてはルーパーの位置基準と、位置フィードバック
値との位置偏差を位置制御装置21に入力し、その出力を
リレー接点22を介して入側ブライドルロールの速度基準
回路23の出力、即ち入側ブライドルロール速度基準と加
算して速度制御装置24に入力し、入側ブライドルロール
の駆動電動機７を制御する。入側ブライドルロールの速
度基準回路23には、切換スイッチ25を介して入側ブライ
ダルロールの停止時の速度基準又は入側追い込み時の速
度基準が選択的に入力されるようになっている。なお、
リレー接点22はルーパーが本来の停止位置又はその許容
範囲に位置して同期位置制御状態に入ったときにオン
し、それ以外はオフとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年の連続処
理ラインにおいては高速大量生産性及び品質の両面が重
視され、特に高速大量生産性のためにルーパー設備が大
型化される傾向にある。このためルーパー自体の慣性，
摩擦抵抗が大きくなり、例えばルーパーが一旦停止する
と、軸受部分等の摺動面における摩擦抵抗は静止摩擦抵
抗となり、動摩擦抵抗に比べて格段に大きいため、電流
を多少変化させても移動せず、また動き始めた時点では
電流が過大となっているため、ルーパーが急激な移動を
始める等のハンチング動作が生じ、結果的に電流による
張力制御が出来なくなるという問題があった。

【０００５】また逆にルーパーを停止させた場合には、
処理装置とその入側，出側の速度差のため、ルーパーが
微動し、本来の停止位置又はその許容範囲内を越えて移
動するため接点22が閉じ、位置制御系が動作してルーパ
ーは許容範囲内の位置に戻されるが、戻し終わると位置
制御動作が停止するため、再び前述の動作を繰り返す現
象が発生し、ストリップ張力が周期的に変動するという
問題があった。特に極微速でルーパーが移動したときは
摩擦抵抗が不安定なため、ルーパーが停止、移動を反復
し、結果的にストリップに大きな張力変動を生ぜしめ
る。

【０００６】このようなルーパー起動時の静止摩擦抵抗
と動摩擦抵抗との差異によって生ずる過渡的な張力変動
を防止する対策として、ルーパーの電流制御装置のマイ
ナーループとして速度制御ループを設け、入側，出側の
速度差を速度制御ループにて速度補正する装置が提案さ
れている（特開昭55-77919号公報) 。しかしこのような
装置ではルーパー起動時の張力変動を制御出来る反面、
ルーパー停止時には電流による張力制御が行われるた
めに静止摩擦の影響により張力が正確に制御出来ないこ
と、ルーパーの微少な移動が生じたとき位置制御系と
干渉し、ルーパー位置及び張力の周期的変動が生じる等
の問題があった。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、静止摩擦抵抗が働く
状態から動摩擦抵抗が働く状態への過渡的な段階でのル
ーパーの不安定な運動を規制してストリップに対する張
力変動を抑制するようにしたストリップ連続処理設備の
ストリップ張力制御装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るストリップ
連続処理ラインのストリップ張力制御装置はストリップ
をループさせて貯め込み、この貯込量を増加する方向又
は減少する方向に移動可能としたルーパーを備えたスト
リップ連続処理ラインのストリップ張力制御装置におい
て、前記ルーパーを、そのストリップ貯込量が増加する
方向又は減少する方向に周期的に移動させるようにした
ことを特徴とする。また本発明に係る他のストリップ連
続処理ラインのストリップ張力制御装置はストリップ連
続処理ラインのストリップ張力制御装置において、前記
ルーパーの上流側又は下流側のストリップ搬送速度基準
を周期的に変動させる手段を具備することを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明装置にあっては、ルーパーがそのストリ
ップ貯込量を増加する方向と減少する方向とに周期的に
移動することにより、静止摩擦抵抗が作用する状態から
動摩擦抵抗が作用する状態への過渡的な変化が低減され
る。

【００１０】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係る連続処理ライン
のストリップ張力制御装置を示す模式図であり、図中Ｓ
はストリップ、１は酸洗槽、或いは焼鈍炉等の処理装
置、２は入側ブライドルロール、３は出側ブライドルロ
ール、４はルーパー、10はストリップ張力制御装置を示
している。ストリップＳは矢符で示す如く、上流側から
入側ブライドルロール２、ルーパー４、ブライドルロー
ル５を経て処理装置１に供給され、所定の処理を施され
た後、出側ブライドルロール３を経、その後は図示しな
いルーパーを経てシャー等に送出されていくようになっ
ている。

【００１１】ルーパー４は複数の固定ロール4aと、複数
のロール4bを備えたループカー4c等にて構成されてお
り、入側ブライドルロール２を経たストリップをループ
カー4cのロール４b と固定ロール4aとの間に巻き掛ら
れ、ループさせた後ブライドルロール５に入るようにし
てある。ループカー4cと、ドラム4dとの間にはワイヤ４
eが張り渡され、またドラム４d にはルーパー駆動電動
機６が連結されている。７は入側ブライドルロール２の
駆動電動機、８はストリップの張力検出器、９はルーパ
ー駆動電動機６に付設されたパルスジェネレータ等で構
成されるルーパー４（具体的にはループカー4c）の速
度，位置検出器である。

【００１２】ストリップ張力制御装置10は前記張力検出
器８、速度，位置検出器９の検出信号を取り込み、これ
らと別途入力されたルーパー張力基準（張力検出器８設
置位置における張力基準）及びルーパー位置基準等に基
づきルーパー駆動電動機６、入側ブライドルロール駆動
電動機７を制御するようになっている。

【００１３】図２はストリップ張力制御装置10の張力制
御系を示すブロック線図であり、ルーパー張力基準と張
力検出器８により検出した張力フィードバック値との張
力偏差は比例積分要素11に入力される。またルーパー張
力基準は張力・電流変換装置12により電流値に変換さ
れ、比例積分要素11の出力と加え合わされて、電流基準
として電流制御装置13に入力され、ルーパー駆動電動機
６を制御する。

【００１４】図３は本発明装置における位置制御系を示
すブロック線図であり、ルーパー位置基準と速度，位置
検出器９で検出された位置フィードバック値との位置偏
差は位置制御装置21へ入力され、リレー接点22を経て入
側速度基準回路23から入力される入側ブライドルロール
２の速度基準及び周期振動発生回路30の出力と加算され
て速度制御装置24へ入力され、入側ブライドルロール２
の駆動電動機７を駆動制御する。入側速度基準回路23に
は切替スイッチ25を介して入側ブライドルロール２が停
止している時の速度基準、又は入側追込時の速度基準が
選択的に入力されるようになっている。

【００１５】前記周期振動発生回路30は図４に示す如き
波形の信号をリレー接点28を経て出力するようになって
いる。図４は周期振動発生回路30の出力である速度基準
補正量の時間的変化を示す波形図であり、略台形状をな
す信号となっている。勿論この波形については特に限定
するものではなく、周期的に変化するものであればよ
い。リレー接点22はルーパーが、例えば位置基準又はそ
の許容範囲内において同期位置制御に入った時にオン
し、それ以外の状態ではオフとなる。一方切替スイッチ
25が接点ａと接続されているときは入側ブライドルロー
ル２が停止しているときの速度基準が、また接点ｂと接
続されているときは入側ブライドルロール２が追い込み
状態にあるときの速度基準が、夫々入側速度基準回路23
へ入力されるようになっている。

【００１６】而してこのような本発明装置にあっては、
入側ブライドルロール２の駆動電動機７に周期振動発生
回路30から周期的に変化する制御信号が入力されること
となり、入側ブライドルロール２の速度基準が周期的に
変化せしめられる結果、ルーパー４は速度基準が大きく
なったときは処理装置１側に向けて、また速度基準が小
さくなったときは入側ブライドルロール２側に向けて周
期的に往復移動せしめられることとなる。なお折り返し
位置においては入側ブライドルロール２の駆動電動機７
の速度変化が漸減し、また漸増することから急激な減
速，加速がストリップ張力に与える影響を防止出来る。

【００１７】次に本発明装置と従来装置との比較試験結
果を示す。図５(a）は本発明装置におけるルーパー位置
（具体的にはループカー位置）とルーパー移動速度（具
体的にはループカー移動速度）を、また図５(b) はスト
リップ張力とルーパー駆動電動機６のトルクを示すグラ
フであり、横軸にはいずれも時間をとって示してある。
図６(a) は従来装置においてルーパーが微速で移動して
いるときのルーパー位置，ルーパー移動速度を、また図
６(b)はストリップ張力，ルーパー駆動電動機６のトル
クを示し、更に図７(a)は従来装置においてルーパーが
静止状態にあって張力が不足しているときのルーパー位
置，ルーパー移動速度を、また図７(b)は同じくストリ
ップ張力、ルーパー駆動電動機６のトルクを示してい
る。

【００１８】これらを対比すれば明らかな如く、本発明
装置にあっては入側ブライドルロール２の速度基準を周
期的に変化させ、ルーパーをそのストリップ貯込量が増
加する方向、又は減少する方向に移動させているから、
ストリップ張力の変動が大幅に抑制し得ていることが解
る。なお、上述の実施例は、処理装置の入側に設けたル
ーパー４の入側ブライドルロール２を駆動制御してルー
パー４を周期的に移動させる構成について説明したが、
何らこれに限るものではなく、処理装置１の出側に配し
たルーパーについてその出側のブライドルロールを駆動
制御してルーパーを周期的に移動させる場合にも適用し
得ることは言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く本発明装置においては、ルー
パーをそのストリップ貯込量が増加する方向と減少する
方向とに周期的に移動させることとしているから、静止
摩擦抵抗が作用する状態から動摩擦抵抗が作用する状態
へ移る際の摩擦抵抗の大きな変動による影響が低減され
て、ストリップの張力変動を大幅に抑制出来る優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の模式図である。

【図２】本発明の装置における張力制御系のブロック線
図である。

【図３】本発明装置における位置制御系のブロック線図
である。

【図４】本発明装置における周期振動発生回路の出力を
示す波形図である。

【図５】本発明装置におけるルーパー位置，ルーパー速
度，ストリップの張力，ルーパー駆動電動機のトルクの
時間的変化を示すグラフである。

【図６】従来装置におけるルーパー位置，ルーパー速
度，ストリップの張力，ルーパー駆動電動機のトルクの
時間的変化を示すグラフである。

【図７】他の従来装置におけるルーパー位置，ルーパー
速度，ストリップの張力，ルーパー駆動電動機のトルク
の時間的変化を示すグラフである。

【図８】従来装置の張力制御系を示すブロック線図であ
る。

【図９】従来装置の位置制御系を示すブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２ 入側ブライドルロール ３ 出側ブライドルロール ４ ルーパー ５ ブライドルロール ６ ルーパー駆動電動機 ７ 入側ブライドルロール駆動電動機 ８ 張力検出器 ９ 速度，位置検出器 11 比例積分要素 12 張力・電流変換回路 13 電流制御装置 21 位置制御装置 22 リレー接点 23 入側速度基準回路 24 速度制御装置 30 周期振動発生回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリップをループさせて貯め込み、こ
   の貯込量を増加する方向又は減少する方向に移動可能と
   したルーパーを備えたストリップ連続処理ラインのスト
   リップ張力制御装置において、前記ルーパーを、そのス
   トリップ貯込量が増加する方向又は減少する方向に周期
   的に移動させるようにしたことを特徴とするストリップ
   連続処理ラインのストリップ張力制御装置。
2. 【請求項２】 ストリップをループさせて貯め込み、こ
   の貯込量を増加する方向又は減少する方向に移動可能と
   したルーパーを備えたストリップ連続処理ラインのスト
   リップ張力制御装置において、前記ルーパーの上流側又
   は下流側のストリップ搬送速度基準を周期的に変動させ
   る手段を具備することを特徴とするストリップ連続処理
   ラインのストリップ張力制御装置。