JP3198060B2 - 鋼板の位置・振動制御装置 - Google Patents
鋼板の位置・振動制御装置Info
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Description
理ライン等において、その走路を走行する帯板状の鋼板
の振動と位置を抑制し、均一な表面を施すことができる
鋼板の位置・振動制御装置に関する。
板状の鋼板に表面処理を施す溶融亜鉛メッキラインにお
いては、溶融亜鉛槽から引き上げられた鋼板を走行させ
ながら、噴出ノズルによって過剰な溶融亜鉛メッキを吹
き落として所要のメッキ厚とすることが行なわれてい
る。ところが、この表面処理過程において、鋼板は安定
に静止しているわけでなく、振動を生じながら走行して
いる。そのため、噴出ノズルと鋼板との距離が均一に保
てずに、メッキ厚が不均一になるという不都合が生じて
いる。
に、鋼板の走行路を挟んで対向する一対の電磁石と、鋼
板の走行位置を検出する位置検出器とを設け、位置検出
器によって検出された鋼板の位置のずれ量に応じて、電
磁石を励磁して鋼板の振動を抑制する装置が開発されて
いる。
と電磁石を離して設置すると、これらの間に節が存在す
るような振動がある場合に制御回路が発振を起こし安定
が悪いという問題が生じていた。一方、電磁石の内部に
位置検出器を組み込むタイプのものもがあるが、このタ
イプにおいては上述した問題は発生しないものの、電磁
石の位置でしか振動抑制や位置制御を行なうことができ
なかった。すなわち、電磁石から離れた位置における鋼
板の振動や走行位置を制御することはできなかった。ま
た、噴出ノズルの近傍や鍍金層の近傍には電磁石を設置
するスペースがないため、このタイプのものは用いるこ
とができず、噴出ノズルと鋼板との位置を直接的に制御
することができないという問題があった。
であり、電磁石から離れた位置の鋼板振動や走行位置を
良好に制御することができ、しかも、発振のない安定し
た制御を行うことができる鋼板の位置・振動制御装置を
提供することを目的とする。
するためになされたものであり、請求項1に記載の鋼板
の位置・振動制御装置は、走行する鋼板を挟んで対向配
置される一対の電磁石からなるアクチュエータと、前記
アクチュエータ付近における前記鋼板の位置を測定する
第1の位置測定手段と、前記鋼板に所定の処理を行う処
理手段の近傍において前記鋼板の位置を測定する第2の
位置測定手段と、前記第1、第2の位置測定手段の出力
信号の各々の低域成分を取り出すフィルタ手段と、前記
フィルタ手段が取り出した各低域成分の値および所定の
目標値に基づき、前記第2の位置測定手段の出力信号の
低域成分の値が、前記目標値に対応する値となるような
位置指令値を生成する位置指令調整器と、前記位置指令
調整器によって生成された位置指令値をもとに、位置制
御および制振制御のための指令信号を生成する制御手段
と、前記制御手段により生成された指令信号に従い、駆
動電流を前記アクチュエータに供給する駆動電流供給手
段とを具備することを特徴とする。
置は、請求項1に記載の位置指令調整器が、前記各低域
成分、各ライン条件、鋼板条件および目標値の関係を記
憶したテーブルを有し、このテーブルに基づいて前記位
置指令値を生成することを特徴とする。
置は、請求項1に記載の位置指令調整器は、前記各低域
成分、各ライン条件、鋼板条件および目標値の関係に基
づきファジイ推論に従って前記位置指令値を生成するこ
とを特徴とする。
置は、請求項1に記載の位置指令調整器は、前記各低域
成分、各ライン条件、鋼板条件および目標値を入力と
し、前記位置指令値を出力とするニューラルネットワー
クを有することを特徴とする。
置は、請求項1乃至4いずれかに記載の鋼板の位置・振
動制御装置を前記鋼板の幅方向に複数設けたことを特徴
とする。
置は、走行する鋼板を挟んで対向配置される一対の電磁
石からなるアクチュエータを前記鋼板の長手方向に列状
に設けてアクチュエータ列を構成し、さらに、前記アク
チュエータ列を鋼板の幅方向に複数設けてアクチュエー
タマトリックスを構成するとともに、前記各アクチュエ
ータ付近における前記鋼板の位置を測定する第1の位置
検出器と、前記各アクチュエータ列に対応して前記鋼板
に所定の処理を行う複数の処理手段と、前記各処理手段
の近傍において前記鋼板の位置を測定する第2の位置測
定手段と、前記第1、第2の位置測定手段の出力信号の
各々の低域成分を取り出す第1のフィルタ手段と、各ア
クチュエータ列毎に、前記フィルタ手段が取り出した各
低域成分の値および所定の目標値に基づき、前記第2の
位置測定手段の出力信号の低域成分の値が、前記目標値
に対応する値となるような位置指令値を生成する位置指
令調整器と、前記位置指令調整器によって生成された位
置指令値をもとに、位置制御および制振制御のための指
令信号を生成するコントローラと、前記コントローラに
より生成された指令信号に従い、駆動電流を当該アクチ
ュエータ列に含まれる前記各アクチュエータに供給する
駆動電流供給手段とを具備することを特徴とする。
施形態を説明する。(1)第1の実施形態 A.第1の実施形態の構成 図1は本発明の第1の実施形態を示す概略構成図、図2
は図1に示すI−I線矢視図である。図1、2において、
符号1は、図示せぬ溶融亜鉛槽からローラ2を介して引
き上げられ、上下方向に張設された状態で走行する鋼板
である。この鋼板1に圧縮空気等を噴出して、過剰なメ
ッキを吹き落とす一対のワイピングノズル(噴出ノズ
ル)3が、鋼板1を挟んで対向するように設けられてい
る。そして、このワイピングノズル3の一方(図示の右
側)の上部に、鋼板1の振動による変位を検出するノズ
ルセンサ4が設けられている。また、一対の電磁石5
が、鋼板1を挟んで対向するように設けられている。そ
して、この電磁石5の一方(図示の右側)には、鋼板1
の変位を検出する電磁石センサ6が内蔵されている。さ
らに、ノズルセンサ4および電磁石センサ6の出力信号
がそれぞれ信号XB、XAとして供給されるコントロー
ラ10が設けられている。コントローラ10は、信号X
B,XAに基づいて電磁石5を励磁するための励磁信号
を作成する。
図3の回路図を用いて説明する。ノズルセンサ4の出力
信号XBは、ローパスフィルタ11に供給され、その直
流成分(低域成分)である信号XdBのみが抽出され
る。信号XdBは、ノズルセンサ4の出力信号の直流成
分であるから、振動成分を除外した場合のノズルセンサ
4と鋼板との距離を示す。
ローパスフィルタ12に供給され、その直流成分である
信号XdAが抽出される他、偏差検出点14に減算信号
として供給される。信号XdAは上述した信号XdBと
同様に、振動成分を除外した場合の電磁石センサ6と走
行鋼板1との距離を示す信号となる。
抽出された位置信号XdA,XdBは、位置指令調整器
15に供給される。位置指令調整器15は、鋼板1の走
行すべき位置が設定値Xrとして供給されており、供給
されたXdA,XdB,Xrの各値の関係から、XdB
=Xrとなるような、位置指令信号XrAを生成する。
すなわち、ノズルセンサ4と鋼板1との距離がXrにな
るような位置指令信号XrAを生成する。この場合、位
置指令調節器15は、各ライン条件、鋼板条件における
XdA,XdB,Xrの各値とXrAの値の関係を表わ
すテーブルを予め記憶しており、このテーブルに基づい
て位置指令信号XrAを生成する。なお、テーブルは、
数学的解析、実験、コンピューターシュミレーション等
によって、各値の関係を予め求めて設定される。一方、
XdA,XdB,Xrの各値およびライン条件、鋼板条
件に基づき、ファジイ理論やニューラルネットワークの
学習方法などを用いることによって、位置指令信号Xr
Aを生成するように構成することもできる。すなわち、
各低域成分、各ライン条件、鋼板条件および目標値の関
係に基づきファジイ推論に従って位置指令信号XrAを
生成するように構成してもよく、同様に、前記各低域成
分、各ライン条件、鋼板条件および目標値を入力とし、
前記位置指令信号XrAを出力とするニューラルネット
ワークを有するように構成してもよい。
差検出点14に加算信号として供給される。偏差検出点
14は、信号XAと位置指令信号XrAの偏差を検出し
て、この偏差信号を位置制御・制振コントローラ16に
供給する。位置制御・制振コントローラ16は、例え
ば、PID制御を行なうようになっており、偏差検出点
14から供給された検出信号に応じた駆動指令を、パワ
ーアンプ(駆動電流供給手段)17を介して電磁石5に
供給する。なお、位置制御・制振コントローラ16の処
理内容の詳細については後述する。
において、図1、2における鋼板1は、ローラ2から上
方に向かって、振動を生じた状態で引き上げられくる。
すると、ノズルセンサ4および電磁石センサ6は、各々
鋼板1までの距離を示す信号XB,XAを出力する。
パスフィルタ11,12によって直流成分が抽出され、
それぞれの部位における鋼板1までの距離(振動を除外
した平均的な距離)を示す信号となる。そして、位置信
号調節器15は、2カ所の部位における位置(信号X
A、XB)と設定値Xrに基づいて、位置指令信号Xr
Aを生成する。ここで、説明の簡略化のために振動成分
を除外して考察すると、生成されたXrAは、電磁石セ
ンサ6の出力信号XAと比較されることによって、位置
制御・制振コントローラ16は、XdB=Xrとなるよ
うな直流信号(位置が変動していれば脈流的な信号)を
電磁石駆動指令として出力する。これにより、上下方向
に張設状態にある鋼板1は、電磁石5によって、図面右
または左側に引っ張られる。この引っ張りによる位置変
動はノズルセンサ4付近にも影響を及ぼすが、前述のよ
うにXdB=Xrとなるように電磁石駆動信号が生成さ
れるから、ノズルセンサ4付近の鋼板位置、すなわち、
ワイピングノズル3付近の鋼板位置は、設定位置Xrに
一致する。
6の信号XAが供給されている。信号XAは、振動成分
を含む信号であり、これが減算信号として位置指令Xr
Aに重畳されている。ここで、説明の簡略化のために、
振動成分に着目して考察すると、位置制御・制振コント
ローラ16は、減算信号XAに応じて振動を抑制するよ
うな電磁石駆動信号を出力する。この結果、電磁石5は
鋼板1に対し、その振動を抑制する電磁力を与える。こ
の場合、鋼板1は上下方向に張設された状態で振動して
いるから、電磁石5の位置において振動が抑制されれ
ば、張設された上下方向全体にわたって振動が低減され
る。
に対し、ワイピングノズル3付近において位置制御と、
振動抑制制御が同時に行われていることがわかる。これ
によって、ワイピングノズル3から噴出される圧縮空気
が均一に吹き付けられるように鋼板1の位置が制御さ
れ、同時にその振動が抑制される。
れる場合に、この鋼板の位置および振動抑制する制御装
置について説明する。A.第2の実施形態の構成 図4は本発明の第2の実施形態を示す概略構成図、図5
は図4に示すII−II線矢視図である。なお、前述した第
1の実施形態と同一の構成要素には図1、2、3と同一
の符号を付し、これらの説明は省略する。
んで対向するように一対の電磁石5a,5b,5cが鋼
板19の幅方向に3組設けられている。そして、この電
磁石5a,5b,5cの一方(図4の右側)には、鋼板
19の変位を検出する電磁石センサ6a,6b,6cが
それぞれに設けられている。また、電磁石5a,5b,
5c下部にも、鋼板19の変位を検出するノズルセンサ
4a,4b,4cが電磁石センサ6a,6b,6cと同
じ間隔で、鋼板19の幅方向に沿って設けられている。
さらに、電磁石センサ6a,6b,6cの出力信号XA
1,XA2,XA3、およびノズルセンサ4a,4b,
4cの出力信号XB1,XB2,XB3は、それぞれコ
ントローラ20に供給されている。
図6の回路図を用いて説明する。ノズルセンサ4aの出
力信号XB1はローパスフィルタ11aへ、ノズルセン
サ4bの出力信号XB2はローパスフィルタ11bへ、
ノズルセンサ4cの出力信号XB3はローパスフィルタ
11cへと各々供給されている。そして、それぞれのの
直流成分であるXdB1,XdB2,XdB3が抽出さ
れる。すなわち、鋼板20と各ノズルセンサ4a,4
b,4cとの距離が、振動成分を除外した位置として、
それぞれ示されることとなる。
力信号XA1,XA2,XA3は、各ローパスフィルタ
12a,12b,12cに供給され、それぞれの直流成
分であるXdA1,XdA2,XdA3が抽出される。
そして、これら信号XA1,XA2,XA3は、各偏差
検出点14a,14b,14cに減算信号として供給さ
れる。
12cにより抽出された位置信号XdA1,XdA2,
XdA3およびローパスフィルタ11a,11b,11
cによりにより抽出された位置信号XdB1,XdB
2,XdB3は、位置指令調整器25に供給される。位
置指令調整器25は、鋼板19の走行すべき位置設定値
がXr1,Xr2,Xr3として供給されいる。そし
て、供給されたXdA1,XdB1,Xr1の各値の関
係からXr1=XdB1となるような位置指令信号Xr
A1を生成する。同様に、Xr2=XdB2となるよう
な位置指令信号XrA2が、Xr3=XdB3となるよ
うな位置指令信号XrA3がそれぞれ生成されている。
さて、生成された位置指令信号XrA1,XrA2,X
rA3は、それぞれの偏差検出点14a,14b,14
cに加算信号として供給される。
振動信号XA1と位置指令信号XrA1の偏差、振動信
号XA2と位置指令信号XrA2の偏差、振動信号XA
3と位置指令信号XrA3の偏差をそれぞれ検出して、
各位置制御・制振コントローラ16a,16b,16c
に供給する。位置制御・制振コントローラ16aは供給
された検出信号に応じた駆動指令を電磁石5aへ、位置
制御・制振コントローラ16bは電磁石5bへ、位置制
御・制振コントローラ16cは電磁石5cへと各々供給
する。
において、図4、5における湾曲した鋼板19は、ロー
ラ2から走行通路を上方に向かって、振動を生じた状態
で引き上げられくる。すると、各ノズルセンサ4a,4
b,4cは、それぞれの鋼板19までの距離を示す信号
XB1,XB2,XB3を、各電磁石センサ6a,6
b,6cはそれぞれの鋼板19までの距離を示す信号X
A1,XA2,XA3を出力する。
ローパスフィルタ11a,11b,11cによって直流
成分が抽出され、それぞれの部位における位置信号Xd
A1,XdA2,XdA3となる。また、信号XB1,
XB2,XB3は、それぞれローパスフィルタ12a,
12b,12cによって直流成分が抽出され、それぞれ
の部位における位置信号XdB1,XdB2,XdB3
となる。そして、位置信号調節器25は、これらの部位
における位置と湾曲した鋼板19の設定値Xr1,Xr
2,Xr3に基づいて、位置指令信号XrA1,Xr
2,Xr3を生成する。
6a,16b,16cは、XdB1=Xr1,XdB2=
Xr3,XdB3=Xr3となるような直流信号を電磁
石駆動指令として出力する。これにより、上下方向に張
設状態にある鋼板19は、幅方向設けられた各電磁石5
a,5b,5cによって、図面右または左側に引っ張ら
れ、各ノズルセンサ4a,4b,4c付近の鋼板位置
と、湾曲した鋼板19についての設定位置Xr1,Xr
2,Xr3とが一致する。
号XA1,XA2,XA3は、各偏差検出点14a,1
4b,14cに供給される。そして、各振動信号XA
1,XA2,XA3は、これが減算信号として位置指令
信号XrA1,XrA2,XrA3にそれぞれ重畳さ
れ、各位置制御・制振コントローラ16a,16b,1
6cに供給される。
けられた3組の電磁石5a,5b,5cが、この鋼板1
9の各部位の振動成分と逆相の電磁力をそれぞれ与える
ことで、振動を確実に抑制する。それと同時に、各ノズ
ルセンサ4a,4b,4cが検出した鋼板19の各部位
と、湾曲した鋼板19についての設定位置Xr1,Xr
2,Xr3とが一致するように走行位置の制御がされる
ので、生成される鋼板の形状に応じた位置制御が可能と
なる。
側の中心から凹となって反っている場合、鋼板19中心
部の電磁石5bの吸引力を強め、凹となっている鋼板1
9を平らに矯正することも可能である。この場合、鋼板
19の走行すべき位置設定値Xrを 1つだけ設定して
おき、この位置設定値Xrと位置信号XdAの全てが一
致するようにコントローラ20を構成すればよい。
で対向する一対の電磁石5および電磁石5の一方に内蔵
される電磁石センサ6の組み合わせを長手方向に列状に
配置し、かつ、この列を複数設ける。そして、各列をノ
ズルセンサ4、4……に対応して配置し、同一列にある
電磁石センサ6、6……とノズルセンサ4の出力信号に
基づいて、その列の電磁石5の励磁を制御する。この場
合の制御は、前述の実施形態で用いたコントローラ20
を用いる。すなわち、鋼板1の位置および振動抑制の制
御を各列毎にコントローラ20を用いて行う。なお、他
の列の電磁石センサ6やノズルセンサ4の出力信号を参
照するように制御してもよい。
1に所定の処理を行うものとしてワイピングノズル3を
用いたが、処理装置はこれに限定されることはない。す
なわち、他の処理を行う装置が用いられる場合でも、こ
の発明の適用は可能である。さらに、電磁石センサ6
は、電磁石5の近傍であれば、電磁石5に内蔵されなく
てもよい。また、電磁石5の一組の個数は、3個に限定
されることはなく、3個以上の複数個でもよい。
抽出し、これに基づいて電磁石を制御することから、電
磁石から離れた位置の鋼板振動や走行位置を良好に制御
することができ、しかも、発振のない安定した制御を行
うことができる。よって、噴出ノズルの近傍に電磁石を
設置しなくとも、鋼板に均一なメッキ厚を施すことがで
きる。
ある。
る。
ある。
る。
の組み合わせ、ならびにノズルセンサを複数列配置した
構成図である。
ズルセンサ(第2の位置検出器)、5…電磁石(アクチ
ュエータ)、6…電磁石センサ(第1の位置検出器)、
11,12…ローパスフィルタ(第1のフィルタ手
段)、14…偏差検出点、15…位置指令調節器、16
…位置制御・制振コントローラ、17…パワーアンプ
(駆動電流供給手段)。
Claims (6)
- 【請求項1】 走行する鋼板を挟んで対向配置される一
対の電磁石からなるアクチュエータと、 前記アクチュエータ付近における前記鋼板の位置を測定
する第1の位置測定手段と、 前記鋼板に所定の処理を行う処理手段の近傍において前
記鋼板の位置を測定する第2の位置測定手段と、 前記第1、第2の位置測定手段の出力信号の各々の低域
成分を取り出すフィルタ手段と、 前記フィルタ手段が取り出した各低域成分の値および所
定の目標値に基づき、前記第2の位置測定手段の出力信
号の低域成分の値が、前記目標値に対応する値となるよ
うな位置指令値を生成する位置指令調整器と、 前記位置指令調整器によって生成された位置指令値をも
とに、位置制御および制振制御のための指令信号を生成
する制御手段と、 前記制御手段により生成された指令信号に従い、駆動電
流を前記アクチュエータに供給する駆動電流供給手段と
を具備することを特徴とする鋼板の位置・振動制御装
置。 - 【請求項2】 前記位置指令調整器は、前記各低域成
分、各ライン条件、鋼板条件および目標値の関係を記憶
したテーブルを有し、このテーブルに基づいて前記位置
指令値を生成することを特徴とする請求項1記載の鋼板
の位置・振動制御装置。 - 【請求項3】 前記位置指令調整器は、前記各低域成
分、各ライン条件、鋼板条件および目標値の関係に基づ
きファジイ推論に従って前記位置指令値を生成すること
を特徴とする請求項1記載の鋼板の位置・振動制御装
置。 - 【請求項4】 前記位置指令調整器は、前記各低域成
分、各ライン条件、鋼板条件および目標値を入力とし、
前記位置指令値を出力とするニューラルネットワークを
有することを特徴とする請求項1記載の鋼板の位置・振
動制御装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4いずれかに記載の鋼板の
位置・振動制御装置を前記鋼板の幅方向に複数設けたこ
とを特徴とする鋼板の位置・振動制御装置。 - 【請求項6】 走行する鋼板を挟んで対向配置される一
対の電磁石からなるアクチュエータを前記鋼板の長手方
向に列状に設けてアクチュエータ列を構成し、さらに、
前記アクチュエータ列を鋼板の幅方向に複数設けてアク
チュエータマトリックスを構成するとともに、 前記各アクチュエータ付近における前記鋼板の位置を測
定する第1の位置検出器と、 前記各アクチュエータ列に対応して前記鋼板に所定の処
理を行う複数の処理手段と、 前記各処理手段の近傍において前記鋼板の位置を測定す
る第2の位置測定手段と、 前記第1、第2の位置測定手段の出力信号の各々の低域
成分を取り出す第1のフィルタ手段と、 各アクチュエータ列毎に、前記フィルタ手段が取り出し
た各低域成分の値および所定の目標値に基づき、前記第
2の位置測定手段の出力信号の低域成分の値が、前記目
標値に対応する値となるような位置指令値を生成する位
置指令調整器と、 前記位置指令調整器によって生成された位置指令値をも
とに、位置制御および制振制御のための指令信号を生成
するコントローラと、 前記コントローラにより生成された指令信号に従い、駆
動電流を当該アクチュエータ列に含まれる前記各アクチ
ュエータに供給する駆動電流供給手段とを具備すること
を特徴とする鋼板の位置・振動制御装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27113296A JP3198060B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 鋼板の位置・振動制御装置 |
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JP27113296A JP3198060B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 鋼板の位置・振動制御装置 |
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JPH10114453A JPH10114453A (ja) | 1998-05-06 |
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1996
- 1996-10-14 JP JP27113296A patent/JP3198060B2/ja not_active Expired - Fee Related
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