JP5481795B2 - Looper equipment - Google Patents
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Description
本発明は、帯状鋼板などの帯状の金属帯を搬送しつつ処理するプロセスラインに設けられて、複数の固定ロール及び移動式ロールを備えた多ストランド式のルーパー設備に関するものである。 The present invention relates to a multi-strand looper facility that is provided in a process line for processing a belt-shaped metal strip such as a strip-shaped steel plate while being transported, and includes a plurality of fixed rolls and movable rolls.
従来のルーパー設備としては、例えば特許文献1に記載した技術がある。この特許文献1に記載のような設備80は、模式図である図9のように、多段に配置した固定ロール81と移動式ロール82とで、順次、金属帯85を搬送するように構成されている。上記移動式ロール82は、ルーパー台車83によって移動可能な構成となっており、電動機84を駆動することで、ルーパー台車83の位置、つまり各移動式ロール82の固定ロールに対する位置を調整する。なお、図9では、一つのルーパー台車に複数の移動式ロール82を連結している場合を例示しているが、各移動式ロール82毎にルーパー台車を設けた場合も同様である。
As a conventional looper facility, for example, there is a technique described in
なお、本発明が対象とする、このようなルーパーは多ストランド式ルーパーと呼ばれる。
特許文献1に記載のルーパー設備では、全ての移動式ロール82を、1台の電動機84で駆動して移動させる構成とし、当該1台の電動機84を、金属帯85の張力が設定張力に対応したトルクとなるように、駆動制御している。
ここで、上記ルーパー設備80内の金属帯について、金属帯85を通板させるロール81,82間で区画される各金属帯部分をストランドと呼び、その条数をストランド数と定義する。例えば、図9に示すルーパー設備80では、ストランド数が6条となる。
また、特許文献2に記載のルーパー設備では、移動式ロール毎に個別の電動機を対応付けて、各移動式ロールを個別に進退可能としている。
Note that such a looper targeted by the present invention is called a multi-strand looper.
In the looper facility described in
Here, regarding the metal band in the
Further, in the looper facility described in Patent Document 2, each mobile roll can be advanced and retracted individually by associating an individual electric motor with each mobile roll.
この特許文献2に記載の技術は、ルーパー設備入側のルーパー台車をマスター側とし、ルーパー設備出側のルーパー台車をスレーブ側としている。そして、マスター側の電動機を、設定張力となるように速度制御する。一方、スレーブ側の電動機を、入側のルーパー台車の位置と出側のルーパー台車の位置との位置偏差信号に基づき、入側のルーパー台車の位置に出側のルーパー台車が追従するように、速度制御する。
なお、特許文献2の技術では、金属帯の張力を測定していない。
In the technique of Patent Document 2, the tension of the metal band is not measured.
特許文献1のルーパー設備では、1台の電動機で各移動式ロールを、同じストロークで移動させながら、設定張力となるように制御している。このため、各ストランド間での張力偏差が大きくなる傾向となる。
すなわち、図9のように、1台の電動機で全ての移動式ロールを一緒に移動させる構成にあっては、電動機84で制御できる張力は、下記式のような6条のストランドの張力TLi(i=1〜6)を合算した和張力Ttotalとなる。
Ttotal = ΣTLi(i=1〜6)
In the looper facility of
That is, as shown in FIG. 9, in the configuration in which all the movable rolls are moved together by one electric motor, the tension that can be controlled by the
Ttotal = ΣTLi (i = 1 to 6)
例えば、各ロールを挟んだストランド間の張力減少量を△Tとすれば、各ストランドでの張力は、図10に示す模式図のような分布となり、(6×ΔT)の張力偏差が、ルーパー設備の入側と出側との間で発生する。なお、図10中の破線は、1ストランド当たりの設定張力値を示す。
このような、張力偏差が発生すると、低張力部では、金属帯の弛み発生による蛇行や、固定部との干渉によるスリ疵などが発生する原因となる。また、高張力部では、ロールスリップによるロール疵や金属帯の腹伸びなどが発生する原因となる。
これに対し、特許文献1では、サポートロールを駆動して、さらには加減速補償を行っている。しかし、サポートロール自体は鋼板と線接触であって拘束しているものではなく、鋼板張力には何ら影響を与えない。
For example, if the tension reduction amount between the strands sandwiching each roll is ΔT, the tension in each strand has a distribution as shown in the schematic diagram of FIG. 10, and the tension deviation of (6 × ΔT) is the looper. Occurs between the entry and exit sides of equipment. In addition, the broken line in FIG. 10 shows the set tension value per strand.
When such a tension deviation occurs, in the low tension portion, meandering due to the slack of the metal band, or a thread due to interference with the fixed portion may occur. Moreover, in a high tension part, it becomes a cause by which roll wrinkles by roll slip, belly stretch of a metal strip, etc. generate | occur | produce.
On the other hand, in
また、特許文献1の技術では、全ての移動式ロールの有効ストローク量を同じにする必要がある。このため、ルーパー設備を設ける建屋において、一部の移動式ロールを、その他の移動ロールよりも大きくストロークすることが可能となっていても、それに対応出来ない。すなわち、建屋の有効スペースを無駄にしているケースもあり、この場合には、ルーパーが本来もつことが出来る有効貯蔵量にロスを生じる。
Moreover, in the technique of
一方、特許文献2に記載したルーパー設備では、各移動式ロール毎に個別の電動機を配置しているが、各電動機を全て速度制御している分、張力変動は発生し易いという課題がある。特に、ルーパー設備の入側をマスターとしているため、ルーパー設備の出側での張力変動を抑えにくい。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、張力変動を抑えつつ各ストランド間の張力偏差を小さく抑えることが可能なルーパー設備を提供することを課題としている。
On the other hand, in the looper facility described in Patent Document 2, an individual electric motor is arranged for each mobile roll, but there is a problem that tension fluctuation easily occurs because the speed of all the electric motors is controlled. In particular, since the entrance side of the looper facility is used as a master, it is difficult to suppress fluctuations in tension on the exit side of the looper facility.
This invention is made paying attention to the above points, and makes it a subject to provide the looper equipment which can suppress the tension | tensile_strength deviation between each strand small, suppressing a tension fluctuation.
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載した発明は、複数の固定ロール及び移動式ロールで搬送方向を変更しつつ金属帯を搬送すると共に、複数の移動式ロールの位置を、電動機を駆動することで移動可能とし、上記電動機を駆動制御するルーパー設備において、
上記複数の移動式ロールを、複数の組に区分すると共に、各組の移動式ロール群の移動を個別の電動機で実施可能とし、
複数組のうちの一つの組の移動式ロール群を駆動制御する電動機をマスター電動機とし、その他の各組の移動式ロール群を駆動制御する電動機をスレーブ電動機とし、
マスター電動機を設定張力に対応したトルクにトルク制御し、
各スレーブ電動機を、当該スレーブ電動機で移動させる移動式ロール群の位置がマスター電動機に対応する移動式ロール群の位置に追従するように、速度制御し、
少なくとも1つの固定ロールを回転駆動する固定ロール用の電動機を備え、
固定ロールの前後での金属帯の張力差が小さくなるように、当該固定ロール用の電動機を駆動制御することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
The plurality of mobile rolls are divided into a plurality of groups, and each group of mobile rolls can be moved by an individual electric motor.
An electric motor that drives and controls one set of mobile roll groups among a plurality of sets is a master motor, and an electric motor that drives and controls each other set of mobile roll groups is a slave motor,
Torque the master motor to a torque corresponding to the set tension,
Speed control is performed so that the position of the movable roll group in which each slave motor is moved by the slave motor follows the position of the movable roll group corresponding to the master motor ,
An electric motor for a fixed roll that rotationally drives at least one fixed roll;
The electric motor for the fixed roll is driven and controlled so that the difference in tension between the metal bands before and after the fixed roll is reduced .
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、固定ロール通過時における金属帯搬送速度と固定ロールの周速と差が小さくなるように固定ロールを回転駆動することで、固定ロールの前後での金属帯の張力差が小さくすることを特徴とするものである。
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、金属帯の搬送方向における一番出側に位置する移動式ロールを含む組の移動式ロール群を移動させる電動機を、マスター電動機とすることを特徴とするものである。
次に、請求項4に記載した発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した構成に対し、スレーブ電動機が移動させる移動式ロールと他のロールとの間の金属帯の張力を検出する張力検出手段と、張力検出手段が検出した張力と設定張力との偏差に応じて、対応するスレーブ電動機の速度制御の制御量を補正する張力偏差補正手段と、を備えることを特徴とする。
Next, the invention described in claim 2 is configured to rotate the fixed roll so that the difference between the metal band conveying speed and the peripheral speed of the fixed roll when passing through the fixed roll is reduced with respect to the configuration described in
Next, the invention described in claim 3 is a set of mobile rolls including the mobile roll located on the most exit side in the transport direction of the metal strip in the configuration described in
Next, the invention described in claim 4 is to configuration described in any one of
次に、請求項5に記載した発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した構成に対し、移動式ロールの移動可能な最大幅を有効ストローク長と定義したときに、
マスター電動機に対応する移動式ロール群の有効ストローク長とは異なる有効ストローク長の移動式ロール群に対応したスレーブ電動機に対する速度制御は、マスター電動機に対応する有効ストローク長に対する、当該対応するスレーブ電動機に対応する有効ストローク長の比率に応じて、追従させる位置を補正することを特徴とするものである。
Next, in the invention described in claim 5, when the maximum movable width of the movable roll is defined as the effective stroke length with respect to the configuration described in any one of
The speed control for the slave motor corresponding to the mobile roll group having an effective stroke length different from the effective stroke length of the mobile roll group corresponding to the master motor is applied to the corresponding slave motor for the effective stroke length corresponding to the master motor. The following position is corrected in accordance with the ratio of the corresponding effective stroke length.
請求項1に係る発明によれば、マスター側をトルク制御して設定張力に制御することで張力変動を抑え、さらに、スレーブ側の位置をマスター側に追従させることで、各ストランド間の張力分布を均一化に近づけることが可能となる。
特に、請求項3に記載の発明によれば、特に、ルーパー設備出側での張力変動を抑えることが可能となる。
また、請求項4に係る発明によれば、スレーブ側を速度制御しても設定張力分だけ補正することで、より各ストランド間の張力分布を均一化に近づけることが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the tension distribution is controlled by controlling the torque on the master side to control the tension, and further, the tension distribution between the strands by causing the slave side to follow the master side. Can be made closer to homogenization.
In particular, according to the third aspect of the present invention, it is possible to suppress a variation in tension particularly on the exit side of the looper facility.
According to the fourth aspect of the present invention, even if the speed of the slave side is controlled, the tension distribution between the strands can be made more uniform by correcting the amount corresponding to the set tension.
また、請求項5に係る発明によれば、各電動機に対応する移動式ロールの有効ストローク長を、建屋のスペースを有効活用できる機械設計が可能となる。 Moreover, according to the invention which concerns on Claim 5 , the mechanical design which can utilize effectively the space of a building for the effective stroke length of the mobile roll corresponding to each electric motor is attained .
次に本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係るルーパー設備7を説明するための模式的構成図である。
なお、本実施形態では、金属帯として帯状鋼板6を例に挙げて説明する。もっとも、アルミ板など他の金属帯のルーパー設備に本願発明を適用しても構わない。
Next, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a
In the present embodiment, the
(構成)
図1に示す設備の構成例は、連続鋼板処理設備であって、上流側から、ペイオフリール1、シャー2、ウエルダー3、及び入側ブライドルロール4が配置され、入側ブライドルロール4から、鋼板6が連続的にルーパー設備7内に送り込まれる。また、ルーパー設備7の出側には、中央ブライドルロール8、及び中央処理部9が配置され、ルーパー設備7から排出された鋼板6は、連続的に中央処理部9に搬送される。上記中央処理部9は、酸洗、めっき、圧延、洗浄、加熱などのライン心臓部である。なお、中央ブライドルロール8は、中央セクション側の速度を決定するためのロールである。
(Constitution)
The configuration example of the facility shown in FIG. 1 is a continuous steel plate processing facility, in which a
このルーパー設備7は、横型6ストランド式のルーパー設備であって、3台の電動機10a〜10cでルーパーを制御する場合の設備例である。ただし、本願発明の適用は、縦型ルーパー設備であっても良いし、ストランド数も5条以下若しくは7条以上であっても良い。また、1台の電動機が分担するストランド数なども異なっていても良い。例えば1台の電動機で2台のルーパー台車(4条のストランド)を移動可能に構成しても良い。図1中では、符号6a〜6fが、それぞれストランドを指す。
This
すなわち、図1に示す実施形態のルーパー設備7は、3台の移動式ロール11a〜11cと、各移動式ロール11a〜11c間で通板方向を変更する2台の固定ロール12a、12bとを備える、6ストランド式のルーパー設備である。
また、各移動式ロール11a〜11c毎に個別のルーパー台車13a〜13cが設けられている。そして、各ルーパー台車13a〜13cを移動させることで、各移動式ロール11a〜11cは、それぞれ固定ロール12a、12bに対し接近離隔するように、個別に移動可能となっている。
That is, the
In addition,
各ルーパー台車13a〜13cは、個別のワイヤー14a〜14cで個別のドラム15a〜15cと連結している。そして、各ドラム15a〜15cを上記個別の電動機10a〜10cで駆動可能となっている。各電動機10a〜10cは、コントローラ20からの指令に応じて駆動制御される。この構成によって、各ルーパー台車13a〜13cは、個別の電動機10a〜10cを駆動することで、固定ロール12a、12bに対し独立して進退、つまり移動可能となっている。
Each
また、各ドラム15a〜15cには回転数センサ16a〜16c(パルスジェネレータ)が設けられている。この回転数センサ16a〜16cで各ドラム15a〜15cの回転数を検出することで、各ルーパー台車13a〜13c、つまり対応する移動式ロール11a〜11cの各移動量を検出することが可能となっている。上記回転数センサ16a〜16cは、ルーパー台車13a〜13cの位置検出器を構成する。
The
また、各固定ロール12a、12bには、張力検出器17a、17bが設けられている。各張力検出器17a、17bは、鋼板6から対応する固定ロール12a、12bに負荷される荷重状態から、鋼板6の張力を測定するものである。
また、本実施形態では、各固定ロール12a、12bを駆動可能な固定側電動機19a、19bを備え、固定側電動機19a、19bは、コントローラ20からの指令に応じて固定ロール12a、12bをそれぞれ回転駆動する。
Further,
Further, in the present embodiment, fixed-side
コントローラ20は、図2に示すように、移動式ロール制御部20A、固定ロール制御部20B、及びロール位置演算部20Cを備える。
ロール位置演算部20Cは、各ドラム15a〜15cに設けた回転数センサ16a〜16cからの信号を積分処理等することで、各移動式ロール11a〜11cの位置実績を求める。もちろん、ルーパー台車13a自体の位置を直接、検出しても構わない。
As shown in FIG. 2, the
The roll position calculation unit 20C obtains the actual position of each of the
次に、移動式ロール制御部20Aを、図3に示す制御ブロックを参照しつつ説明する。
ここで、本実施形態では、ルーパー出側に一番近い移動式ロール11cを移動させる電動機10cをマスター電動機とし、他の2台の電動機10a、10bをスレーブ電動機とする。
移動式ロール制御部20Aは、マスター制御部20Aa、第1スレーブ制御部20Ab、及び第2スレーブ制御部20Acを備える。
Next, the mobile
Here, in this embodiment, the
The
まず、マスター制御部20Aaについて説明する。
マスター制御部20Aaは、入側セクション速度基準Vi(入側ブライドルロール4位置での目標鋼板速度)と中央セクション速度基準Vo(中央ブライドルロール8位置での目標鋼板速度)を入力し、減算器23で、入側セクション速度基準Viと中央セクション速度基準Voとの速度偏差を求め、乗算器24に出力する。乗算器24では、ストランド数の逆数(1/6)を乗算して、各移動式ロール11a〜11cで吸収する速度偏差、つまり電動機10a〜10cの速度基準mpmを作成して、加算器25に出力する。
First, the master control unit 20Aa will be described.
The master control unit 20Aa inputs the input section speed reference Vi (target steel plate speed at the input bridle roll 4 position) and the central section speed reference Vo (target steel plate speed at the
加算器25では、速度基準mpmに対し、異常時の補償のために、適当な大きさの速度バイアス26を加算して変換処理部27に出力する。
変換処理部27は、ドラム15cの径や減速比に基づき、入力した速度基準mpmについて、ライン速度からモータ回転数に変換処理する。続いて、減算器28で、対象とするドラム15cに設けた回転数センサ16cからの速度帰還値を減算して偏差をとり、速度調節器29に出力する。速度調節器29は、比例・積分調節器であって、マスター電動機10cへのトルク指令に変換して、トルク制限器30に出力する。
The
The
一方、ルーパー張力設定値TLSを入力し、乗算器31でストランド定数32(分担比:この実施形態では2/6=1/3)を乗算して、負担すべき張力を求め、変換処理部33に出力する。
変換処理部33では、ドラム15cの径や減速比に基づいて、張力をトルクに変換処理して加算器34に出力する。
加算器34では、加減速補償演算部35が演算した加減速補償の補正値を加算し、続いて加算器36では、機械損演算部37が演算した機械損失分の補正値を加算して、トルク指令値を求め、そのトルク指令値をトルク制限器30に出力する。
加減速補償演算部35は、ドラム15cやルーパー台車13cその他の慣性分に応じた加減速補償分のトルク補正値を算出する。
On the other hand, the looper tension set value TLS is input, the
The conversion processing unit 33 converts the tension into torque based on the diameter and reduction ratio of the
In the
The acceleration / deceleration
機械損演算部37は、ドラム15cやルーパー台車13cでの機械損失分に応じたトルク補正値を算出する。
トルク制限器30は、速度調節器29からの卜ルク指令を、トルク指令値により制限して、電流調節器38に出力する。
ここで、上述のように、速度基準mpmに対し、適当な大きさの速度バイアス26を加算することで、入側ブライドルロール4および中央ブライドルロール8に拘束されてルーパー台車13cは動くために、速度帰還値が速度指令値に対して追従しなくなり、速度調節器29は出力飽和してしまう。ただし、上記トルク制限器30によりトルク指令値の制限を受けるため、通常状態では、張力設定値TLSに基づくトルク指令値が電流調節器38に出力されることになる。
The
The
Here, as described above, by adding the
ここで、上記のように、速度バイアス26を与えることで速度調節器29を出力飽和させているのは、板破断やワイヤー切れなどにより電動機10cに対する拘束が無くなった場合に、電動機10cの暴走を防止するためである。仮に、トルク制御中に何らかの異常が発生して、電動機10cに対する拘束がなくなった場合には、電動機10cは、速度基準mpmと速度バイアス26とを加算した値で、速度制御されることになる。
Here, as described above, the output of the
電流調節器38に入力したトルク指令値は、インバータ39を介してマスター電動機10cに与えられる。これによって、マスター電動機10cは、第5及び第6ストランド6e、6fが設定張力となるように、トルク制御される。
ここで、本実施形態では、マスター電動機10cの制御として、トルク制御を採用している。このとき、マスター電動機10cの制御を速度制御として、実張力と設定張力値TLSとの偏差を張力調節器を介して速度調節器の入側で加算して補償する手法もある。ただし、入側ルーパーの場合、中央ブライドルロール8があるとはいえ、ルーパーの速度、張力変動などが擾乱として中央セクションに伝播するケースがある。したがって、速度制御より応答の早いトルク制御を採用することが好ましい。
The torque command value input to the
Here, in this embodiment, torque control is adopted as control of the master
次に、第1及び第2スレーブ制御部20Ab、20Acの処理を、図3に基づき説明する。ただし、第1スレーブ制御部20Abと、第2マスター制御部20Acとは処理が同じである。したがって、第1スレーブ制御部20Abの処理を代表させて説明する。なお、符号は、第2マスター制御部20Acの符号も併せて付す。
第1スレーブ制御部20Abは、移動式ロール11a、11bの位置が、マスター側の移動式ロール11cに追従するように速度制御を行う。
Next, processing of the first and second slave control units 20Ab and 20Ac will be described with reference to FIG. However, the first slave control unit 20Ab and the second master control unit 20Ac have the same processing. Therefore, the processing of the first slave control unit 20Ab will be described as a representative. In addition, a code | symbol is also attached | subjected also about the code | symbol of 2nd master control part 20Ac.
The first slave control unit 20Ab performs speed control so that the positions of the
まず、マスター側のルーパー台車13cの位置実績LLcと、スレーブ側のルーパー台車13a、13bの位置実績LLa、LLbとを取得する。位置実績LLc、LLa、LLbは、ロール位置演算部20Cから取得する。そして、減算器40a、40bで、マスター側のルーパー台車位置実績LLcと、スレーブ側のルーパー台車位置実績LLa、LLbとの位置偏差を算出して、速度調節器41a、41bに出力する。
First, the actual position LLc of the
速度調節器41a、41bは、比例・積分調節器であって、上記位置偏差を速度偏差に換算して加算器42a、42bに出力する。加算器42a、42bは、上記位置偏差を解消すべく、上記位置偏差に応じた速度偏差を、速度基準mpm値に加算する。これによって、スレーブ側のルーパー台車13a、13bが、マスター側のルーパー台車13cに追従して移動するようになる。
The
一方、ルーパー張力設定値TLSを入力し、乗算器43a、43bでストランド定数44a、44b(分担比:この実施形態では1/3)を乗算して、負担すべき張力を求め、減算器45a、45bに出力する。減算器45a、45bでは、負担すべき張力から張力測定値TLa、TLbを減算して張力偏差を求め、張力調節器46a、46bに出力する。張力調節器46a、46bは、比例・積分調節器であって、張力偏差に応じた速度偏差を求め、加算器42a、42bに出力する。加算器42a、42bは、張力偏差を解消すべく、張力偏差に応じた速度偏差を、速度基準mpm値に加算する。これによって、張力偏差分の補償が行われる。
On the other hand, the looper tension set value TLS is input, and the
上記加算器42a、42bでの加算によって位置偏差及び張力偏差分だけ補償された速度基準は、変換処理部47a、47bに出力される。変換処理部47a、47bでは、ドラム15a、15bの径や減速比に基づき、入力した速度基準を、ライン速度からモータ回転数に変換処理する。続いて、減算器48a、48bで、対象とするドラム15a、15bに設けた回転数センサ16a、16bからの速度帰還値を減算して偏差をとり、速度調節器49a、49bに出力する。速度調節器49a、49bは、比例・積分調節器であって、電動機10a、10bへのトルク指令に変換し、電流調節器50a、50b及びインバータ51a、51bを介してスレーブ電動機10a、10bに与えられる。
The speed reference compensated by the position deviation and the tension deviation by the addition in the
次に、固定ロール制御部20Bの処理について説明する。固定ロール制御部20Bは、図4に示すように、上段側固定ロール制御部20Ba、及び下段側固定ロール制御部20Bbを備える。
上段側固定ロール制御部20Baは、図4に示すような処理で行われる。
すなわち、中央セクション速度基準Voと、上段ルーパー台車13c(マスター側のルーパー台車)の速度V13cを入力して、減算器60bで、当該中央セクション速度基準Voと上段ルーパー台車13cの速度V13cとの偏差を算出して、変換処理部61bに出力する。変換処理部61bでは、固定ロール12bの径などに基づき、ライン速度をモータ回転数に変換処理する。続いて、減算器62bで、対象とする固定ロール12bに設けた回転数センサ67bからの速度帰還値を減算して偏差をとり、速度調節器63bに出力する。速度調節器63bは、比例・積分調節器であって、固定側電動機19bへのトルク指令に変換し、電流調節器64b及びインバータ65bを介して上段側固定ロール12b用の電動機19bに与えられる。これによって、中央セクション速度基準Voから上段ルーパー台車13cの速度V13cを差分した速度を目標とする速度制御が行われる。
Next, the process of the fixed
The upper stage fixed roll control unit 20Ba is performed by the process as shown in FIG.
That is, the central section speed reference Vo and the speed V13c of the
下段側固定ロール制御部20Bbは、図4に示すような処理で行われる。
すなわち、入側セクション速度基準Viと下段ルーパー台車13aの速度V13aとを入力し、減算器60aで、中央セクション速度基準Voと上段ルーパー台車13aの速度V13aとの偏差を算出して、変換処理部61aに出力する。変換処理部61aでは、固定ロール12aの径などに基づき、ライン速度をモータ回転数に変換処理する。続いて、減算器で62a、対象とする固定ロール12aに設けた回転数センサ67aからの速度帰還値を減算して偏差をとり、速度調節器63aに出力する。速度調節器63aは、比例・積分調節器であって、固定側電動機19aへのトルク指令に変換し、電流調節器64a及びインバータ65aを介して下段側固定ロール12a用の固定側電動機19aに与えられる。これによって、入側セクション速度基準Viから下段ルーパー台車13aの速度V13aを差分した速度を目標とする速度制御が行われる。
The lower stage fixed roll control unit 20Bb is performed by the process as shown in FIG.
That is, the input section speed reference Vi and the speed V13a of the
(作用・効果)
図1のように、ペイオフリール1から払い出された帯状の鋼板6は、シャー2で、先端不良質部を切り落とされた後、ウエルダー3で、先行板の鋼板尾端部と溶接される。
溶接後、入側ブライドルロール4によって、ルーパー設備7内に連続して鋼板6が送り込まれる。
中央処理部9は、酸洗、めっき、圧延、洗浄、加熱などのライン心臓部であり、速度変動、張力変動などは極力与えないことが望ましい。また、ウエルダー3での溶接時は、入側セクションは停止する。それを補償して定常時と同様、中央セクション側に連続的に鋼板6を供給するために、あらかじめ鋼板6を貯蔵しておくのがルーパーの目的である。
(Action / Effect)
As shown in FIG. 1, the strip-shaped
After welding, the
The
定常時は、入側溶接などのイベントに備えるため鋼板6を可能な限り貯蔵、すなわちルーパー台車13a〜13cを長端限付近までもっていくように、中央セクションと入側セクションを同期させておく。そして、ルーパー設備7入側での減速や停止などの際は、貯蔵した鋼板6を中央セクションに供給することで、中央セクションの速度などの状態を定常化する。入側の減速、停止などのイベントが終了したら、ルーパー設備7入側を中央セクションよりも増速することで、ルーパー台車13aを長端限付近までもっていき、入側と中央セクション速度を同期させる。上記の繰り返しにより鋼板6の連続処理が行われる。
At regular times, in order to prepare for events such as entry-side welding, the
このとき、ルーパー設備7の出側で設定張力値TLSとなるように、マスター電動機10cをトルク制御することで、第5,第6ストランド6e、6f位置の鋼板6の張力を、できるだけ設定張力に制御する。また、マスター側移動式ロール11cの位置に追従するようにスレーブ側移動式ロール11a、11bを速度制御する。
これによって、ルーパー設備7の出側での張力変動を抑えつつ、ルーパー内の張力分布が改善される。この結果、ロール疵、擦り傷、蛇行などの設備トラブルを低減若しくは解消可能となる。本実施形態による張力分布の例を図5(a)に示す。
At this time, the tension of the
As a result, the tension distribution in the looper is improved while suppressing fluctuations in tension on the exit side of the
更に、スレーブ側について、速度制御に対して実張力補正を行うことで、スレーブ側を速度制御しても、張力変動を小さく抑えることが可能となる。
また、帯状の鋼板6がロールを通過する際、ロールの機械損失、鋼板6の曲げ損失、さらに加減速時であればロールの慣性力により、鋼板搬送方向から見て、ロール入側張力より出側張力が減少する。これらによっても、鋼帯に張力変動が発生する。
Furthermore, by performing actual tension correction for speed control on the slave side, even if speed control is performed on the slave side, fluctuations in tension can be kept small.
Further, when the strip-shaped
これに対し、本実施形態では、張力偏差が無くなるように、すなわち、固定ロール通過時における鋼帯搬送速度と固定ロールの周速とが一致するように、固定ロール12a、12bをそれぞれ回転駆動することで、上記ロールの機械損失、鋼板6の曲げ損失などによる張力変動が抑えられる。この結果、図5(b)に示すように、さらに張力変動が低減して、固定ロール通過前後の張力偏差ΔTが解消され、ルーパー内の張力分布がより均一化する。
On the other hand, in the present embodiment, the fixed
ここで、ロールによる機械損失は、転がり抵抗であり、図6に示すように回転数が上昇するにつれて大きくなる。
また、鋼板6の曲げ損失は一般的に(1)式で表される。
曲げ損失 = E・W・t2/{12・(R+1/(2t))2} ・・・(1)
ここで、
E:ヤング率[kg/mm2]
W:板幅[mm]
t:板厚[mm]
R:ロール径[mm]
を指す。
Here, the mechanical loss due to the roll is rolling resistance, and increases as the rotational speed increases as shown in FIG.
Further, the bending loss of the
Bending loss = E · W · t 2 / {12 · (R + 1 / (2t)) 2 } (1)
here,
E: Young's modulus [kg / mm 2 ]
W: Plate width [mm]
t: Thickness [mm]
R: Roll diameter [mm]
Point to.
(変形例)
ここで、上記実施形態では、各電動機10a〜10cで一つの各ルーパー台車13a〜13c(一つの移動式台車)を駆動する場合を例示している。移動式ロールが多い場合などにあっては、各電動機でそれぞれ複数のルーパー台車(複数の移動式ロール群)を駆動制御する構成としても良い。
(Modification)
Here, in the said embodiment, the case where each one looper trolley |
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様である。但し、図7に示すように、各ルーパー台車13a〜13cの有効ストローク量が異なる場合の例である。
(構成)
本実施形態では、図7に示すように、第1ルーパー台車13aの有効ストローク量をL−aとし、第2ルーパー台車13aの有効ストローク量をL−bとし、第3ルーパー台車13a(マスター)の有効ストローク量をL−cとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, about the apparatus similar to the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 7, this is an example in which the effective stroke amounts of the
(Constitution)
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the effective stroke amount of the
本実施形態の移動式ロール制御部20Aの制御ブロックを、図8に示す。上記第1実施形態と同様に、移動式ロール制御部20Aは、マスター制御部20Aaと、第1及び第2スレーブ制御部20Ab、20Acと、を備える。マスター制御部20Aaは、上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
第1及び第2スレーブ制御部20Ab、20Acについても、基本的に上記第1実施形態と同様である。入力したマスター側のルーパー台車13cの位置実績LLcと、スレーブ側のルーパー台車13a、13bの位置実績LLa、LLbを、それぞれ比率換算部71、72a、72bで、各ルーパー台車13a〜13cの有効ストローク量に対する比に換算したのち減算器に出力する。
FIG. 8 shows a control block of the mobile
The first and second slave control units 20Ab and 20Ac are basically the same as those in the first embodiment. The input position results LLc of the master
マスター側の台車用の比率換算部71は、下記式によって、換算する。
Rm = (位置実績LLc/L−c)
第1スレーブ側の台車用の比率換算部は、下記式によって、換算する。
Rs1 = (位置実績LLb/L−a)
第2スレーブ側の台車用の比率換算部は、下記式によって、換算する。
Rs2 = (位置実績LLa/L−b)
The
Rm = (position result LLc / L-c)
The ratio conversion unit for the cart on the first slave side performs conversion according to the following formula.
Rs1 = (position result LLb / La)
The ratio conversion unit for the cart on the second slave side performs conversion according to the following formula.
Rs2 = (position result LLa / L-b)
また、上記各減算器40a、40bで減算することで算出した、位置の比での偏差は、それぞれ速度調節器41a、41bに出力される。
速度調節器41a、41bでは、入力した比の偏差に対し、対応する有効ストローク量L−a若しくはL−bを乗算して、有効ストロークL−a若しくはL−bに対応する位置偏差に変換した後に、その位置偏差に応じた速度に換算して加算器42a、42bに出力する。なお、必ずしも、いったん位置偏差に変換しなくても良い。
その他の処理や構成については、上記第1実施形態と同様である。
Further, deviations in position ratios calculated by subtracting by the
In the
Other processes and configurations are the same as those in the first embodiment.
(作用効果)
各ルーパー台車13a〜13cの現在位置を、各ルーパー台車13aの有効ストロークに対する比として0〜100%で表すように信号変換することにより、各ルーパー台車13a〜13cの有効ストロークを余すことなく活用することができるようになる。すなわち、各ルーパー台車13a〜13cの有効ストロークが異なる場合でも、比率制御できるようになるので、狭い建屋の中であってもスペースを有効活用できる機械設計が可能となり、ライン生産能力の向上に寄与できる。
その他の作用効果は、上記第1実施形態と同様である。
(Function and effect)
The current position of each
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
(変形例)
上記実施形態では、各台車の位置実績を、それぞれ一旦各台車での有効ストロークに対する比に換算しているが、これに限定しない。例えば、マスター側のルーパー台車13cの位置実績だけを、下記式などによって、スレーブ側の有効ストローク位置に換算した換算値LLdとするようにしても良い。
LLd = LLc・{(L−a)/(L−c)}
(Modification)
In the said embodiment, although the position performance of each trolley is once converted into the ratio with respect to the effective stroke in each trolley, it is not limited to this. For example, only the actual position of the master
LLd = LLc · {(L−a) / (L−c)}
1 ペイオフリール
2 シャー
3 ウエルダー
4 入側ブライドルロール
6 鋼板(金属帯)
7 ルーパー設備
8 中央ブライドルロール
9 中央処理部
10a、10b スレーブ電動機
10c マスター電動機
11a、11b スレーブ側移動式ロール
11c マスター側移動式ロール
12a、12b 固定ロール
13a、13b スレーブ側ルーパー台車
13c マスター側ルーパー台車
15a〜15c ドラム
16a〜16c 回転数センサ
17a、17b 張力検出器
19a、19b 固定側電動機
20 コントローラ
20A 移動式ロール制御部
20Aa マスター制御部
20Ab 第1スレーブ制御部
20Ac 第2スレーブ制御部
20B 固定ロール制御部
20Ba 上段側固定ロール制御部
20Bb 下段側固定ロール制御部
20C ロール位置演算部
71、72a、72b 比率換算部
TLS ルーパー張力設定値
Vi 入側セクション速度基準
Vo 中央セクション速度基準
1 Payoff reel 2 Shear 3 Welder 4
7
Claims (5)
上記複数の移動式ロールを、複数の組に区分すると共に、各組の移動式ロール群の移動を個別の電動機で実施可能とし、
複数組のうちの一つの組の移動式ロール群を駆動制御する電動機をマスター電動機とし、その他の各組の移動式ロール群を駆動制御する電動機をスレーブ電動機とし、
マスター電動機を設定張力に対応したトルクにトルク制御し、
各スレーブ電動機を、当該スレーブ電動機で移動させる移動式ロール群の位置がマスター電動機に対応する移動式ロール群の位置に追従するように、速度制御し、
少なくとも1つの固定ロールを回転駆動する固定ロール用の電動機を備え、
固定ロールの前後での金属帯の張力差が小さくなるように、当該固定ロール用の電動機を駆動制御することを特徴とするルーパー設備。 In the looper equipment that transports the metal strip while changing the transport direction with a plurality of fixed rolls and mobile rolls, and that allows the positions of the plurality of mobile rolls to be moved by driving the motor, and controls the drive of the motor. ,
The plurality of mobile rolls are divided into a plurality of groups, and each group of mobile rolls can be moved by an individual electric motor.
An electric motor that drives and controls one set of mobile roll groups among a plurality of sets is a master motor, and an electric motor that drives and controls each other set of mobile roll groups is a slave motor,
Torque the master motor to a torque corresponding to the set tension,
Speed control is performed so that the position of the movable roll group in which each slave motor is moved by the slave motor follows the position of the movable roll group corresponding to the master motor ,
An electric motor for a fixed roll that rotationally drives at least one fixed roll;
A looper facility characterized in that the electric motor for the fixed roll is driven and controlled so that the difference in tension between the metal bands before and after the fixed roll is reduced .
張力検出手段が検出した張力と設定張力との偏差に応じて、対応するスレーブ電動機の速度制御の制御量を補正する張力偏差補正手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載したルーパー設備。 Tension detection means for detecting the tension of the metal band between the movable roll and other rolls moved by the slave motor,
In accordance with the deviation between the tension and the set tension the tension detected by the detecting means and the tension deviation correcting means for correcting the control amount of the speed control of the corresponding slave motor, characterized in that it comprises the claims 1 to 3 The looper equipment described in any one of the above.
マスター電動機に対応する移動式ロール群の有効ストローク長とは異なる有効ストローク長の移動式ロール群に対応したスレーブ電動機に対する速度制御は、マスター電動機に対応する有効ストローク長に対する、当該対応するスレーブ電動機に対応する有効ストローク長の比率に応じて、上記追従させる位置を補正することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載したルーパー設備。 When the maximum movable width of the mobile roll is defined as the effective stroke length,
The speed control for the slave motor corresponding to the mobile roll group having an effective stroke length different from the effective stroke length of the mobile roll group corresponding to the master motor is applied to the corresponding slave motor for the effective stroke length corresponding to the master motor. The looper facility according to any one of claims 1 to 4 , wherein the following position is corrected in accordance with a ratio of a corresponding effective stroke length.
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