JP4839971B2 - ルーパにおける搬送材料の張力制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明はプロセスラインに設置され、鉄鋼・紙・フィルム等の搬送材料を蓄積するルーパにおける搬送材料の張力制御方法及びその装置に係り、特に、搬送される材料相互間が不連続の搬送材料のルーパ内における張力制御方法及びその装置に関するものである。

通常、ルーパは処理を中断できない搬送ライン、即ち、例えば、材料の搬送を停止できない入側と製品を交換するために搬送を停止しなければならない出側を有する搬送ラインにおいて、その搬送ラインの入側と出側との間に設置される。そして、出側が停止中にはルーパは所定の張力を保ったまま材料を蓄積しながら出側の処理を待ち、製品の交換、例えば、巻取った製品を払い出し、次製品の巻取り準備が終了すると、出側は入側よりも高い速度で蓄積分を払い出し、所定の位置で入側と同じ速度になるように制御されている。なお、ルーパは蓄積分を払い出した時点でその速度が零、即ち、止まった状態で張力制御を行っていることになる。ルーパは上記のように制御されるが、搬送材から生産される製品によっては、入側と出側とが上記と反対になって出側が停止できない場合もある。

ところで、ルーパにおける搬送材料の張力制御装置として、従来、ルーパ速度制御器の利得を速度指令の偏差に応じて調整し、ルーパの入側および出側に設けた張力検出器からの出力の平均値を張力検出値としてルーパの張力制御する技術がある（例えば、特開平６−３１３２８号公報参照）。

特開平６−３１３２８号公報（要約の欄、段落０００３、図１）

上記特許文献に開示された技術は、ルーパを移動させる速度制御器の制御利得を、搬送材料の走行中の速度制御利得のままで制御すると、微小な速度の偏差に対して応答すべき速度制御出力の発生により、停止位置の近傍で振動を生じ、その結果、系の乱調を引き起こして搬送材料が破断する危険性があるのを防止するために提案されたものである。

しかし、例えば搬送される材料相互間に溶接点を有する材料を搬送する場合のように、搬送材料相互間が不連続の材料を搬送する場合には、ルーパの入側および出側に設けた張力検出器からの出力を指標として張力制御したのでは、ルーパ内を不連続点、例えば溶接点が通過している場合、設定張力とルーパ内張力測定点からのフィードバック値に相違が発生し、張力制御に余分な外乱を与えることになってしまう問題点がある。

この発明は、上記問題点を解消することを課題にするもので、搬送材料相互間が不連続の部分、例えば溶接点がルーパ内を通過している場合にルーパ内の張力移行期間における張力制御を正確に行うことができ、張力制御精度を向上させるルーパにおける搬送材料の張力制御方法及びその装置を提供するものである。

この発明に係るルーパにおける搬送材料の張力制御方法は、プロセスラインに設置され、搬送材料を蓄積するルーパ内の上記搬送材料の張力を制御するルーパにおける搬送材料の張力制御方法において、上記ルーパ内を相互間が不連続の複数の材料を搬送する際に、上記材料の不連続点を検出すると共に、上記ルーパの入側または出側基準点とルーパ内の搬送材料の張力を検出するテンションメータの取り付け位置、並びに張力設定値に基づいて張力傾斜を求め、この張力傾斜と上記不連続点の位置、並びに上記張力設定値に基づいて上記ルーパ内の推定張力設定値を得ることを特徴とするものである。

また、この発明に係るルーパにおける搬送材料の張力制御装置は、プロセスラインに設置され、搬送材料を蓄積するルーパ内の上記搬送材料の張力を制御するルーパにおける搬送材料の張力制御装置において、上記ルーパ内を相互間が不連続の複数の材料を搬送する際に、上記不連続点を検出する不連続点検出手段と、上記ルーパの入側または出側基準点とルーパ内の搬送材料の張力を検出するテンションメータの取り付け位置、並びに張力設定値に基づいて張力傾斜を求める張力傾斜算定手段と、上記張力傾斜算定手段により求められた張力傾斜と上記不連続点の位置、並びに上記張力設定値に基づいて上記ルーパ内の推定張力設定値を得る推定張力設定手段と、を備えたものである。

この発明によれば、ルーパ内を相互間が不連続の複数の材料を搬送する際に、その不連続点がルーパ内を通過しているような張力移行期間の張力制御を、張力傾斜による推定張力設定値を用いた最適張力に切り替えて移行することにより、精度の高い搬送材料の張力制御方法及び装置が得られる効果がある。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るルーパにおける搬送材料の張力制御方法及びその装置について好適な実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るルーパにおける搬送材料の張力制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、搬送材料１は矢印２に示す方向に搬送されている。搬送材料としては、線状、板状の鉄鋼、あるいは紙・フィルム等であるが、この実施の形態においては、説明の便宜上、板状の鉄鋼材料を例に挙げ、この板状鉄鋼材料の複数が先行、後行となって搬送される搬送材料、即ち、板状鉄鋼材料相互間に溶接点を有するような搬送材料として説明する。

ルーパ本体３はこの搬送材料１が搬送されるプロセスラインの入側と出側の途中に設置されており、入側と出側の運転状況により、矢印４に示すように上下運動するように制御される。なお、本実施の形態においては上下方向に運動する例を挙げているが、左右方向に運動するように制御されるものもある。ルーパ本体３を構成するドラム（図示せず。）の上下運動を司る回転軸５は減速機６を介し電動機７と連結されており、電動機７は駆動手段８を介して制御、駆動される。

張力制御手段９は、張力設定手段１０により設定されるルーパ本体３内の設定張力とルーパ本体３内の所定基準位置に設置されたテンションメータ１１の帰還信号を一致させる機能を有するものである。

張力傾斜算定手段１２は、ルーパ本体３内を移動する溶接点の位置を演算し、ルーパ本体３内の張力傾斜、即ち、張力の切り替えタイミングを求める機能を有し、ルーパ本体３の入側に設置された不連続点検出検出手段である溶接点検出手段１３からの信号を入力したタイミングから、ルーパ本体３の減速機６に取り付けたパルスジェネレータ１４のパルス信号と、ルーパ本体３の出側に取り付けられたパルスジェネレータ１５のパルス信号をカウントする。更に、張力傾斜算定手段１２は、上記のようにパルス信号をカウントすることにより、溶接点の走行距離をトラッキングし、ルーパ本体３内の溶接点の位置を演算すると共に、張力の切り替えタイミングを求め、推定張力設定手段１６に出力するものである。

推定張力設定手段１６は、張力傾斜算定手段１２から出力されるタイミングによって、溶接点を境とする前後の搬送材料１の張力設定値、ルーパ本体３内のテンションメータ１１の位置、及び溶接点の位置より、後述する演算方法により、推定張力設定値を求め、その結果を張力設定手段１０に出力する。張力設定手段１０は、推定張力設定手段１６からの出力によって、張力制御手段９に対して所定の張力基準を出力する。

実施の形態１に係るルーパにおける搬送材料の張力制御装置は上記にように構成されており、次に、推定張力設定手段１６による推定張力設定値の演算方法について図２を用いて説明する。

図２は、推定張力設定手段１６による推定張力設定の演算方法を説明する図で、横軸が溶接点位置、縦軸が張力設定値を示している。搬送材料１の溶接点を溶接点検出手段１３で検出すると、この検出信号、ルーパ本体３の入側に取り付けられたパルスジェネレータ１４からのパルス信号、及びルーパ本体３の出側に取り付けられたパルスジェネレータ１５のパルス信号により、張力傾斜算定部１２は溶接点の移動距離をトラッキングし、ルーパ本体３内の溶接点の位置を演算すると共に、張力の切り替えタイミングを算定し、推定張力設定手段１６に出力する。

推定張力設定手段１６は、張力傾斜算定手段１２で算定された張力の切り替えタイミングにより、次の演算式により推定張力設定値の演算を行い、ルーパ本体３内を移動する溶接点の位置により推定張力設定値を切り替えていく。即ち、推定張力設定値（kg）は次の式により演算され、張力設定手段1０に出力される。
推定張力設定値（kg）＝張力傾斜（kg/mm）＊溶接点位置（mm）＋溶接点より先行の搬送材料の張力設定値（kg）
ここで、
張力傾斜（kg/mm）＝（溶接点より先行の搬送材料の張力設定値−溶接点より後行の搬送材料の張力設定値）＊α／（テンションメータ位置−入側基準点）
張力傾斜（kg/mm）＝（溶接点より先行の搬送材料の張力設定値−溶接点より後行の搬送材料の張力設定値）＊β／（出側基準位置−テンションメータ位置）
α＋β＝１
α＝（テンションメータ位置−入側基準点）／（出側基準点−入側基準点）
但し、溶接点より後行の搬送材料の張力設定値−溶接点より先行の搬送材料の張力設定値＞０
β＝（出側基準点-テンションメータ位置）／（出側基準点−入側基準点）
但し、溶接点より先行の搬送材料の張力設定値−溶接点より後行の搬送材料の張力設定値＞０

推定張力設定手段１６の上記演算により推定張力の計算が行われ、ルーパ本体３内の溶接点の位置により推定張力設定値が切り替えられて行くことにより、ルーパ本体３内において、図２に示すように張力移行期間の張力制御が行われる。なお、破線で示す従来の張力制御技術、即ち、推定張力設定手段１６を設けずに、ルーパ本体３の入側および出側に設けた張力検出手段からの出力を指標として張力制御する技術に比べ、溶接点の位置によりダイナミックに張力設定値が切り替えられていることが理解される。なお、図２において、Ａはルーパ本体入側に溶接点が到着した時に切り替えられる張力設定値を示し、Ｂはルーパ本体出側に溶接点が到着した時に切り替えられる張力設定値を示している。

以上のように、実施の形態１によれば、推定張力設定手段１６により溶接点を有する搬送材料１を、ルーパ本体３内で上記の演算に基づいて最適な張力移行を実現するので、精度の高いルーパにおける搬送材料の張力制御方法及びその装置を得ることができる。

なお、上記実施の形態１では、搬送材料として、溶接点、即ち、不連続点がルーパ本体内を通過している平板状の鉄鋼を例に挙げて張力移行期間の張力制御装置及び方法について説明したが、鉄鋼としては線状でもよく、また、搬送される搬送材料相互間が連続していない紙・フィルム等の搬送材料にも適用できるものであり、この発明の技術思想の範囲内において、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。

この発明は、搬送される搬送材料相互間が連続していない搬送材料のルーパ内における張力制御に利用できる。

この発明の実施の形態１に係るルーパにおける搬送材料の張力制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態１の作用を説明する図で、推定張力設定手段による推定張力設定の演算方法を説明するである。

符号の説明

１ 搬送材料 ２ 搬送方向
３ ルーパ本体 ４ ルーパの移動方向
５ 回転軸 ６ 減速機
７ 電動機 ８ 駆動手段
９ 張力制御手段 １０ 張力設定手段
１１ テンションメータ １２ 張力傾斜算定手段
１３ 溶接点検出手段 １４、１５ パルスジェネレータ
１６ 推定張力設定手段

Claims (2)

1. プロセスラインに設置され、搬送材料を蓄積するルーパ内の上記搬送材料の張力を制御するルーパにおける搬送材料の張力制御方法において、
   上記ルーパ内を相互間が不連続の複数の材料を搬送する際に、上記材料の不連続点を検出すると共に、上記ルーパの入側または出側基準点とルーパ内の搬送材料の張力を検出するテンションメータの取り付け位置、並びに張力設定値に基づいて張力傾斜を求め、この張力傾斜と上記不連続点の位置、並びに上記張力設定値に基づいて上記ルーパ内の推定張力設定値を得ることを特徴とするルーパにおける搬送材料の張力制御方法。
2. プロセスラインに設置され、搬送材料を蓄積するルーパ内の上記搬送材料の張力を制御するルーパにおける搬送材料の張力制御装置において、
   上記ルーパ内を相互間が不連続の複数の材料を搬送する際に、上記不連続点を検出する不連続点検出手段と、
   上記ルーパの入側または出側基準点とルーパ内の搬送材料の張力を検出するテンションメータの取り付け位置、並びに張力設定値に基づいて張力傾斜を求める張力傾斜算定手段と、
   上記張力傾斜算定手段により求められた張力傾斜と上記不連続点の位置、並びに上記張力設定値に基づいて上記ルーパ内の推定張力設定値を得る推定張力設定手段と、
   を備えたことを特徴とするルーパにおける搬送材料の張力制御装置。

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