JP3665018B2 - 旋回式サイドトリマ設備及びその制御方法 - Google Patents

Description

【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２ｂ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２ｄを検出する図示していない溶接点識別孔検出器（Welding 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２１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、変更開始位置に対して、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、ナイフ位置制御の軌跡計算を効率的に行い、ナイフ位置を正確に計算軌跡上に制御することにより、ナイフに負荷をかけずに連続的に板幅の変更を行い、無駄なスクラップを少なくするナイフ位置制御を行う旋回式サイドトリマ設備及びその方法を提供する。
【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所定時間間隔毎に測定するスキャニング計測器とを有する旋回式サイドトリマ設備において、板幅の変更に要する前記帯板材の長さを少数の中間点により分割する第１手順と、板幅の変更情報に基づいて、前記中間点における、前記ナイフの板幅方向への移動予定位置を算出する第２手順と、前記中間点と対応する前記ナイフの移動予定位置に基づき、前記中間点により分割された１つの区間を更に細かく分割して、前記１つの区間の前記ナイフの板幅方向への第２移動予定位置を軌跡として算出する第３手順と、前記軌跡上の前記ナイフの第２移動予定位置と前記スキャニング計測器による実際のナイフの位置を比較して、そのずれ量を算出する第４手順と、前記ずれ量に基づき、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すると共に、前記旋回移動手段を前記目標角度に、前記横行移動手段を前記目標位置に制御して、前記ナイフの移動位置を前記軌跡上に制御する第５手順とを有し、各中間点間で、順次前記第１手順〜前記第５手順を繰り返し制御して、最終的な目標位置に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の制御方法は、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所定時間間隔毎に測定するスキャニング計測器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、板幅の変更に要する前記帯板材の長さを少数の中間点により分割する第１手順と、板幅の変更情報に基づいて、前記中間点における、前記ナイフの板幅方向への移動予定位置を算出する第２手順と、前記中間点と対応する前記ナイフの移動予定位置に基づき、前記中間点により分割された１つの区間を更に細かく分割して、前記１つの区間の前記ナイフの板幅方向への第２移動予定位置を軌跡として算出する第３手順と、前記軌跡上の前記ナイフの第２移動予定位置と前記スキャニング計測器による実際のナイフの位置を比較して、そのずれ量を算出する第４手順と、前記ずれ量に基づき、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すると共に、前記旋回移動手段を前記目標角度に、前記横行移動手段を前記目標位置に制御して、前記ナイフの移動位置を前記軌跡上に制御する第５手順とを有し、順次各中間点間で前記第１手順〜前記第５手順を繰り返し制御して、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。
【００２７】
【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。
【００２８】
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ＤＳ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１０の動作状態、制御値のモニタ等を行っている。
【００３５】
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、本発明に係るナイフの位置制御のための軌跡パターンの計算を行っている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５ａ、５ｂの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５ａ、５ｂ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５ａ、５ｂ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５ａ、５ｂ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５ａ、５ｂの鉛直方向の位置を制御している。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ナイフの移動予定位置の軌跡パターンを算出する。この時、中間点により適切に分割された、１つの分割区間についてナイフの移動予定位置の軌跡パターンを算出する。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、ナイフ位置の変更開始点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。
【００４３】
一連の動作が始まると、ＡＷＣ制御装置１０において計算されたナイフの移動予定位置の軌跡パターンを制御する信号が、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。
【００４４】
算出されたナイフの移動予定位置の軌跡パターンにしたがうように、ＤＳトリマ３、ＷＳトリマ４の旋回軸を旋回移動させ、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。
【００４５】
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、軌跡パターンに沿ってストリップ２の両端をトリミングする。
【００４６】
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。
【００４７】
図５は、自動幅替え時のナイフの移動予定位置の軌跡パターン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の移動予定位置の軌跡パターン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つに主に分けられる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、ナイフの移動予定位置の軌跡パターンを算出する。その軌跡パターンの一例が図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、ナイフの移動予定位置の軌跡パターンを算出する。その軌跡パターンの一例が図５（ｂ）に示す切断軌跡２ｇとなる。
【００５０】
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、上記以外の軌跡パターンに対応させることも可能である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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〜Ｓ４）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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、ナイフの移動予定位置の軌跡パターンの計算を行い、軌跡パターンの位置データを算出する。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）。
【００５６】
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）。
【００５７】
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）。
【００５８】
ＡＷＣの制御は、算出したナイフの移動予定位置の軌跡パターンに基づき、自動幅替え速度で、所定のストリップの長さに納まるように行う。従って、算出した軌跡パターンをナイフが辿れるように、トーイン角から所定の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。最終的には指示値により算出された旋回角に達すると旋回を停止する（ステップＳ１５）。
【００５９】
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２ｄ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）。
【００６０】
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）。
【００６１】
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）。
【００６２】
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，Ｓ２１）。
【００６３】
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、ナイフの移動位置の軌道計算とナイフ移動位置制御に注目して具体的に説明するものである。
【００６４】
本実施例では、ＡＷＣの制御開始位置からＡＷＣの制御終了位置までを、少数の中間点で大きく分割し、その分割した中間点間の区間について、更に、細かく分割してナイフの移動予定位置の軌跡計算を行い、各中間点間の区間について順次軌跡計算を行いながら、ナイフの移動位置を計算軌跡上に制御することが特徴である。この実施例では、演算回路内のメモリを大量に使わず、有効に使うことができ、又、必要最低限の事前計算を行うことで、短時間での演算処理を可能とした。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。
【００６５】
本実施例では、ＡＷＣの制御開始前に、ＡＷＣの制御開始位置からＡＷＣの制御終了位置までを、少数の中間点で大きく複数に、例えば、２段階に分割して、その中間点の中間目標位置（ストリップの長さ方向の位置）を設定し、その中間目標位置に対するナイフの移動予定位置（ストリップの板幅方向の位置）の制御計算を行う（ステップＳａ−１〜Ｓａ−３）。
【００６６】
次に、ＡＷＣの制御開始位置から最初の中間目標位置（又は、各中間目標位置間）を、更に細かく複数に、例えば２００分割にして、その細かい分割点でのナイフの移動予定位置の軌跡計算を行う。上記軌跡計算は、ＡＷＣの制御開始位置から最初の中間目標位置までの間（又は、各中間目標位置間）を直線で結ぶ線形の近似軌跡計算としてもよいし、曲線形の近似軌跡計算としてもよい（ステップＳａ−４）。
【００６７】
上記軌跡計算に基づき、旋回目標角度が設定され、各旋回軸が旋回目標角度になるように作動する。又、旋回目標角度に対応して、横行目標位置も設定され、上記旋回軸と同時に横行軸も作動する（ステップＳａ−５〜Ｓａ−８）。
【００６８】
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１００ｍｓｅｃ．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る（ステップＳａ−９）。
【００６９】
各中間目標位置間の上記軌跡計算による計算上のナイフ位置と、上記計測結果による実際のナイフ位置を比較して、その位置にずれが無く、且つ、最終的な移動目標位置でなければ、次の目標位置に対して、旋回目標角度及び横行目標位置が設定され、旋回軸及び横行軸が作動する（ステップＳａ−１０→Ｓａ−１３→Ｓａ−５〜Ｓａ−８）。
【００７０】
各中間目標位置間の上記軌跡計算による計算上のナイフ位置と、上記計測結果による実際のナイフ位置を比較して、その位置にずれがある場合は、ずれ量を計算し、そのずれ量に基づく補正移動量を計算して、再度、中間目標位置までの移動軌跡の計算を行い、その計算に基づく次の目標位置に対して、旋回目標角度及び横行目標位置が設定され、旋回軸及び横行軸が作動する（ステップＳａ−１０→Ｓａ−１１、１２→Ｓａ４〜Ｓａ−８）。
【００７１】
上記軌跡計算及び制御を各中間目標位置間で順次繰り返して行い、各中間目標位置間において、計算上の軌跡の位置にナイフの移動位置を制御している。最終的には、ナイフの位置精度を保つため、旋回軸が微少角を持って、最終目標位置へ接近していき、ＡＷＣの制御終了位置において、ナイフが最終目標位置であることを計測して、即ち、所定のトリミングの板幅であることを確認して、ＡＷＣの制御が完了となる（ステップＳａ−１０→Ｓａ−１３、１４）。この時、ナイフが最終目標位置の近くまで来ると、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し、この旋回動作に合わせて、横行軸も動作し、そして、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。
【００７２】
上記軌跡計算及び制御により、ナイフ位置の制御を効率的に行うことができ、しかも、ナイフ位置がスムーズな軌跡となるため、ナイフやストリップに余分な負荷をかけることが無くなる。又、事前の計算軌跡上にナイフ位置を制御するため無駄なスクラップを出すことも無くなる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項２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所定時間間隔毎に測定するスキャニング計測器とを有する旋回式サイドトリマ設備において、板幅の変更に要する前記帯板材の長さを少数の中間点により分割する第１手順と、板幅の変更情報に基づいて、前記中間点における、前記ナイフの板幅方向への移動予定位置を算出する第２手順と、前記中間点と対応する前記ナイフの移動予定位置に基づき、前記中間点により分割された１つの区間を更に細かく分割して、前記１つの区間の前記ナイフの板幅方向への第２移動予定位置を軌跡として算出する第３手順と、前記軌跡上の前記ナイフの第２移動予定位置と前記スキャニング計測器による実際のナイフの位置を比較して、そのずれ量を算出する第４手順と、前記ずれ量に基づき、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すると共に、前記旋回移動手段を前記目標角度に、前記横行移動手段を前記目標位置に制御して、前記ナイフの移動位置を前記軌跡上に制御する第５手順とを有し、各中間点間で、順次前記第１手順〜前記第５手順を繰り返し制御して、最終的な目標位置にナイフを移動する制御手段を備えたことで、演算回路内のメモリを大量に用いず、有効に使うことができ、又、必要最低限の事前計算を行うことで、短時間での演算処理が可能である。そのため、直前でのトリミング条件の変更等のために、再計算が必要な場合でも柔軟に対応できる。例えば、ライン速度が変更になった場合でも、分割数を変更せず、再計算できるため、迅速に演算処理が終了し、その結果を反映した制御動作が可能である。
【００７４】
又、中間点間ではスキャニング毎にナイフの位置確認を行い、位置制御を行うため、ナイフの位置を計算軌跡上に精度良く制御することができ、その軌跡もスムーズなものとなるため、ナイフや帯板材への負荷が小さくなる。
【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

Claims (2)

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所定時間間隔毎に測定するスキャニング計測器とを有する旋回式サイドトリマ設備において、
   板幅の変更に要する前記帯板材の長さを少数の中間点により分割する第１手順と、
   板幅の変更情報に基づいて、前記中間点における、前記ナイフの板幅方向への移動予定位置を算出する第２手順と、
   前記中間点と対応する前記ナイフの移動予定位置に基づき、前記中間点により分割された１つの区間を更に細かく分割して、前記１つの区間の前記ナイフの板幅方向への第２移動予定位置を軌跡として算出する第３手順と、
   前記軌跡上の前記ナイフの第２移動予定位置と前記スキャニング計測器による実際のナイフの位置を比較して、そのずれ量を算出する第４手順と、
   前記ずれ量に基づき、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すると共に、前記旋回移動手段を前記目標角度に、前記横行移動手段を前記目標位置に制御して、前記ナイフの移動位置を前記軌跡上に制御する第５手順とを有し、
   各中間点間で、順次前記第１手順〜前記第５手順を繰り返し制御して、最終的な目標位置に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. 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所定時間間隔毎に測定するスキャニング計測器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、
   板幅の変更に要する前記帯板材の長さを少数の中間点により分割する第１手順と、
   板幅の変更情報に基づいて、前記中間点における、前記ナイフの板幅方向への移動予定位置を算出する第２手順と、
   前記中間点と対応する前記ナイフの移動予定位置に基づき、前記中間点により分割された１つの区間を更に細かく分割して、前記１つの区間の前記ナイフの板幅方向への第２移動予定位置を軌跡として算出する第３手順と、
   前記軌跡上の前記ナイフの第２移動予定位置と前記スキャニング計測器による実際のナイフの位置を比較して、そのずれ量を算出する第４手順と、
   前記ずれ量に基づき、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すると共に、前記旋回移動手段を前記目標角度に、前記横行移動手段を前記目標位置に制御して、前記ナイフの移動位置を前記軌跡上に制御する第５手順とを有し、
   順次各中間点間で前記第１手順〜前記第５手順を繰り返し制御して、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。

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