JP7071171B2 - Transport device and transport method - Google Patents
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Description
本開示は、搬送装置及び搬送方法に関する。 The present disclosure relates to a transport device and a transport method.
板材の製造ラインにおいては、板材の面外変形を防止しながら板材を円滑に搬送すべく、上下一対のピンチロールで板材を挟圧し、板材に張力を付加しつつ搬送する装置が用いられる(例えば特許文献1参照)。 In the plate material production line, in order to smoothly convey the plate material while preventing out-of-plane deformation of the plate material, a device is used in which the plate material is sandwiched by a pair of upper and lower pinch rolls and the plate material is conveyed while applying tension (for example). See Patent Document 1).
板材の製造ラインでは、板材の板幅中心位置が製造ラインの中心から外れ、板材の一部がピンチロール胴部から咬みだし板材が損傷することが問題となる場合がある。このような問題を避けるべく、特許文献1に開示されている装置では、ピンチロールのプロフィルとベンディング力の制御に加えて、作業側及び駆動側のピンチロール荷重を測定して、荷重が大きい側に板材が移動していると判断し、荷重が大きい側の圧下位置を相対的に締め込んでいる。なお、以下では作業側と駆動側の圧下装置を逆方向に操作することを圧下レベリング、同方向に操作することを同時圧下と呼称し、作業側と駆動側を合わせた簡略表現として「左右」という表現も用いる。 In a plate material production line, there may be a problem that the plate width center position of the plate material deviates from the center of the production line, a part of the plate material bites out from the pinch roll body, and the plate material is damaged. In order to avoid such a problem, in the apparatus disclosed in Patent Document 1, in addition to controlling the profile and bending force of the pinch roll, the pinch roll load on the working side and the driving side is measured and the load side is large. It is judged that the plate material is moving, and the reduction position on the side where the load is large is relatively tightened. In the following, operating the reduction device on the work side and the drive side in the opposite direction is called reduction leveling, and operating in the same direction is called simultaneous reduction. Is also used.
ここで、例えば図5に示すように、板材の板厚分布が均一でない等の事情によって、板材幅方向における板材の一端部のみがピンチロールに接している場合を考える。この状態で、荷重が大きい側(一端部)の圧下位置が相対的に絞め込まれ、ピンチロールによる板材の搬送が開始されると、板材に加わるモーメントによって、板材はライン中心から一端部方向に急激に移動・逸脱し、板材がライン中心から外れる場合がある。このような事象を避けるための対策としては、板材に付加する張力を所定の目標値よりも小さい値に抑えて操業することが有効な場合が多い。しかしながら、これでは板材に張力を付加するというピンチロールの本来の機能を十分に活用することができず、状況によっては所定の張力を得るためピンチロールを増設する必要が生じることがある。 Here, for example, as shown in FIG. 5, consider a case where only one end of the plate material is in contact with the pinch roll in the plate material width direction due to circumstances such as uneven distribution of the plate material thickness. In this state, the reduction position on the side with a large load (one end) is relatively narrowed down, and when the transfer of the plate material by pinch roll is started, the plate material moves from the center of the line to one end due to the moment applied to the plate material. The plate material may move or deviate suddenly and deviate from the center of the line. As a measure to avoid such an event, it is often effective to suppress the tension applied to the plate material to a value smaller than a predetermined target value for operation. However, in this case, the original function of the pinch roll of applying tension to the plate material cannot be fully utilized, and depending on the situation, it may be necessary to add a pinch roll in order to obtain a predetermined tension.
本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、搬送開始時において板材がライン中心から外れることを抑制することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to prevent the plate material from deviating from the center of the line at the start of transportation.
本開示の一態様に係る搬送装置は、板材を狭圧するピンチロールと、ピンチロールの軸方向両端部それぞれにおいてピンチロールを圧下する圧下装置と、ピンチロールの軸方向両端部それぞれにおける荷重を測定する荷重測定装置と、ピンチロールを回転させて板材に所定の張力を付加し、ピンチロールに板材を搬送させる駆動装置と、ピンチロールにより搬送されている板材の、板幅中心位置を測定する位置測定装置と、制御部と、を備え、制御部は、軸方向両端部それぞれにおいてピンチロールの圧下を開始するように圧下装置を制御することと、荷重測定装置から軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値を取得し、軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、初期荷重に到達した場合に、軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、位置測定装置により測定された板幅中心位置に近づくように、圧下装置を制御することと、荷重作用点位置と板幅中心位置との離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、所定の許容範囲内である場合に、板材に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置を制御することと、を実行するように構成されている。 The transport device according to one aspect of the present disclosure measures the load at each of the pinch roll that narrowly presses the plate material, the reduction device that presses the pinch roll at each of the axial end portions of the pinch roll, and the axial end ends of the pinch roll. Position measurement to measure the center position of the plate width of the load measuring device, the drive device that rotates the pinch roll to apply a predetermined tension to the plate material and conveys the plate material to the pinch roll, and the plate material conveyed by the pinch roll. A device and a control unit are provided, and the control unit controls the reduction device so as to start the reduction of the pinch roll at each of the axial end portions, and the current load value at each of the axial end portions from the load measuring device. To determine whether the pinch roll load current value, which is the total of the current load values at both ends in the axial direction, has reached the predetermined initial load, and when the initial load is reached, both ends in the axial direction. Controlling the reduction device so that the load action point position derived from the current load value in each part approaches the plate width center position measured by the position measuring device, and the load action point position and the plate width center position. To determine whether or not the separation distance is within a predetermined allowable range, and to control the pinch roll drive device so as to apply a predetermined tension to the plate material when the separation distance is within a predetermined allowable range. , Is configured to run.
本開示に係る搬送装置では、ピンチロールの圧下が開始された後にピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かが判定され、軸方向両端部の荷重現在値から導出される荷重作用点位置が板材の板幅中心位置に近づくように、圧下装置が制御される。ここで、例えば図5に示すように、ピンチロールが板材の一端部のみと接触しているような場合には、当該一端部の荷重が大きく、荷重作用点位置は当該一端部となる。本開示に係る搬送装置では、荷重作用点位置を板材の板幅中心位置に近づけるように制御されるため、板材の他端部の圧下位置が相対的に締め込まれる。そして、荷重作用点位置と板幅中心位置との離間距離が許容範囲内となった場合すなわち荷重作用点位置が板幅中心位置に十分近づいた場合に、ピンチロールによる板材の搬送が開始されるので、板材がライン中心に沿って搬送されることとなる。すなわち、本開示に係る搬送装置によれば、搬送開始時において板材がライン中心から外れることを抑制することができる。 In the transfer device according to the present disclosure, it is determined whether or not the current value of the pinch roll load has reached a predetermined initial load after the reduction of the pinch roll is started, and the load is derived from the current value of the load at both ends in the axial direction. The reduction device is controlled so that the position of the point of action approaches the center position of the plate width of the plate material. Here, for example, as shown in FIG. 5, when the pinch roll is in contact with only one end of the plate material, the load on the one end is large and the position of the load acting point is the one end. In the transport device according to the present disclosure, since the position of the load acting point is controlled to be close to the plate width center position of the plate material, the reduction position of the other end of the plate material is relatively tightened. Then, when the separation distance between the load acting point position and the plate width center position is within the allowable range, that is, when the load acting point position is sufficiently close to the plate width center position, the transfer of the plate material by the pinch roll is started. Therefore, the plate material is transported along the center of the line. That is, according to the transport device according to the present disclosure, it is possible to prevent the plate material from deviating from the center of the line at the start of transport.
制御部は、離間距離が板材の板幅の1/6以下である場合に、離間距離が所定の許容範囲内であると判定してもよい。板幅中心位置との離間距離が板幅の1/6以下とされることにより、板材における板材幅方向の全域がピンチロールと接触することになるので、ピンチロールから板材に張力を適切に付加することができると共に、安定的に板材を搬送することができる。 The control unit may determine that the separation distance is within a predetermined allowable range when the separation distance is 1/6 or less of the plate width of the plate material. By setting the distance from the center position of the plate width to 1/6 or less of the plate width, the entire area of the plate material in the plate width direction comes into contact with the pinch roll, so tension is appropriately applied from the pinch roll to the plate material. At the same time, the plate material can be stably transported.
制御部は、ピンチロールを回転させた状態において、荷重作用点位置が板幅中心位置に近づくように、圧下装置を制御することを更に実行するように構成されていてもよい。これにより、ピンチロールから板材に張力を付加された搬送が開始された後においても、板材を蛇行させずに安定的に搬送することができる。 The control unit may be configured to further control the reduction device so that the load acting point position approaches the plate width center position in the state where the pinch roll is rotated. As a result, even after the transfer with tension applied to the plate material from the pinch roll is started, the plate material can be stably conveyed without meandering.
本開示の一態様に係る搬送方法は、板材を狭圧するピンチロールと、ピンチロールの軸方向両端部それぞれにおいてピンチロールを圧下する圧下装置と、ピンチロールの軸方向両端部それぞれにおける荷重を測定する荷重測定装置と、ピンチロールを回転させて板材に所定の張力を付加し、ピンチロールに板材を搬送させる駆動装置と、ピンチロールにより搬送されている板材の、板幅中心位置を測定する位置測定装置と、を備える搬送装置を用い、軸方向両端部それぞれにおいてピンチロールの圧下を開始するように前記圧下装置を制御することと、荷重測定装置から軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値を取得し、軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、初期荷重に到達した場合に、軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、位置測定装置により測定された板幅中心位置に近づくように、圧下装置を制御することと、荷重作用点位置と板幅中心位置との離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、所定の許容範囲内である場合に、ピンチロールを回転させて板材に所定の張力を付加するように駆動装置を制御することと、を含む。 In the transport method according to one aspect of the present disclosure, the pinch roll that narrowly presses the plate material, the reduction device that presses the pinch roll at each of the axial end portions of the pinch roll, and the load at each of the axial end portions of the pinch roll are measured. Position measurement to measure the center position of the plate width of the load measuring device, the drive device that rotates the pinch roll to apply a predetermined tension to the plate material and conveys the plate material to the pinch roll, and the plate material conveyed by the pinch roll. Using the device and the transport device equipped with the device, the reduction device is controlled so as to start the reduction of the pinch roll at each of both ends in the axial direction, and the current load value at each end in the axial direction is acquired from the load measuring device. , Judgment whether the pinch roll load current value, which is the total of the current load values at both ends in the axial direction, has reached a predetermined initial load, and when the initial load is reached, at both ends in the axial direction. Controlling the reduction device so that the load action point position derived from the current load value approaches the plate width center position measured by the position measuring device, and the separation distance between the load action point position and the plate width center position. However, it is determined whether or not it is within the predetermined allowable range, and when it is within the predetermined allowable range, the drive device is controlled so as to rotate the pinch roll and apply a predetermined tension to the plate material. And, including.
本開示によれば、ピンチロールから板材に張力を付加された搬送時において板材がライン中心から外れることを抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to prevent the plate material from deviating from the center of the line during transportation when tension is applied to the plate material from the pinch roll.
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[板材搬送装置]
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る板材搬送装置100(搬送装置)の概要を説明する。板材搬送装置100は、板材2の製造・処理ラインにおいて、上下一対のピンチロール1a,1bで板材2を挟持しながら所定の搬送方向に板材2を搬送する装置である。板材搬送装置100は、ピンチロール1a,1bと、圧下装置3a,3bと、ロードセル4a,4b(荷重測定装置)と、位置測定装置5と、ピンチロール駆動装置6(駆動装置)と、コントローラ50(制御部)と、を備えている。
[Plate transfer device]
First, with reference to FIG. 1, the outline of the plate material transfer device 100 (conveyor device) according to the present embodiment will be described. The plate
ピンチロール1a,1bは、上下から板材2を所定の圧力で挟持し、所定の搬送方向に板材2を搬送する回転体である。ピンチロール1a,1bは、ピンチロール駆動装置6に回転力を付加されて回転し、挟持した板材2に張力を付加して板材2を搬送する。ピンチロール1a,1bは、駆動側DSにおいてピンチロール駆動装置6に接続されており、ピンチロールトルクを介して板材2に張力を付加する。ピンチロール1a,1bは、例えば凸クラウン形状とされている。上側のピンチロール1aにおける軸方向の一端側(駆動側DS)はチョックを介して圧下装置3aに接続されており、軸方向の他端側(作業側WS)はチョックを介して圧下装置3bに接続されている。下側のピンチロール1bにおける駆動側DSはチョックを介してロードセル4aに接続されており、作業側WSはチョックを介してロードセル4bに接続されている。
The
圧下装置3a,3bは、ピンチロール1aの駆動側DS及び作業側WS(軸方向両端部)それぞれにおいてピンチロール1aを圧下する。圧下装置3aは、ピンチロール1aの駆動側DSを圧下する。圧下装置3bは、ピンチロール1aの作業側WSを圧下する。圧下装置3a,3bは、コントローラ50の制御に応じてピンチロール1aの圧下を開始する。
The
ロードセル4a,4bは、ピンチロールの駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重を測定する。ロードセル4bは、ピンチロール1bの作業側WSにおける荷重を測定する。ロードセル4a,4bは、駆動側DS及び作業側WSにおける荷重現在値を連続的に(常時)測定し、コントローラ50に出力する。当該コントローラ50に出力された荷重値は、圧下装置3a,3bの圧下制御に用いられる(詳細は後述)。
The
位置測定装置5は、ピンチロール1a,1bによって搬送されている板材2の板幅中心位置zCを測定する。位置測定装置5は、板材2の板幅中心位置zCを連続的に(常時)測定する。位置測定装置5は、例えば所定の位置に固定して配置されており、検出した板材の板端位置と既知である板材2の板幅とから、搬送されている板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCを導出する。或いは、位置測定装置5は、板材2の板幅が既知でない場合には、板材2の板材幅方向における両端位置を測定することにより板材2の板幅中心位置zCを導出してもよい。位置測定装置5は、測定した板材2の板幅中心位置zCを、コントローラ50に出力する。なお、位置測定装置5による位置測定方法は限定されるものではなく、例えば、フォトマイクロセンサ、エリアセンサ、光電センサ、近接センサ、ファイバセンサ、又はレーザセンサ等の既知のセンサを用いることができる。
The
ピンチロール駆動装置6は、ピンチロール1a,1bを回転させて板材2に所定の張力を付加し、ピンチロール1a,1bに板材2を搬送させる。ピンチロール駆動装置6は、コントローラ50からの制御信号に応じて、ピンチロール1a,1bを回転させる。
The pinch
コントローラ50は、ピンチロール1a,1bが板材2に接している状態において、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおいてピンチロール1aの圧下を開始するように圧下装置3a,3bを制御することと、ロードセル4a,4bから駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値を取得し、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、初期荷重に到達した場合に、ロードセル4a,4bからから取得した駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、位置測定装置5により測定された板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下装置3a,3bを制御することと、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、所定の許容範囲内であると共に、ピンチロール荷重現在値が所定の設定荷重に到達したことを確認した場合に、板材2に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置6を制御することと、を実行するように構成されている。
The
以下、コントローラ50の具体的な構成例を説明する。コントローラ50は、機能モジュールとして、圧下開始部7と、荷重判定部8と、圧下制御部9と、荷重作用点位置判定部10と、駆動制御部11とを有する。
Hereinafter, a specific configuration example of the
圧下開始部7は、ピンチロール1a,1bが板材2に接している状態において、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおいてピンチロール1aの圧下を開始するように圧下装置3a,3bを制御する。圧下開始部7は、ピンチロール1a,1bが板材2に接しているか否かを、以下の方法により検知することができる。すなわち、圧下開始部7は、例えば、上下ピンチロール1a,1bの間隔が板材2の板厚よりも小さくされている場合において、板材2がピンチロール1a,1bに咬み込んだ際にロードセル4a,4bによって測定される荷重現在値の変化から、ピンチロール1a,1bに板材2が接していることを検知する。或いは、上下ピンチロール1a,1bの間隔が板材2の板厚よりも大きい状態で板材2を導入する場合には、圧下開始部7は、ピンチロール1a、1bの近傍に板材2の検知器を配備することにより、ピンチロール1a,1bに板材2が接していることを検知する。
The
圧下開始部7は、ピンチロール1a,1bに板材2が接していることを検知すると、直ちに、圧下装置3a,3bを同時圧下(駆動側DS及び作業側WS同時圧下)させ、ピンチロール1a,1bによる板材2の狭圧を開始させる。ピンチロール1a,1bによる板材2の狭圧が開始されることにより、ロードセル4a,4において測定される荷重が徐々に増大していく。
Upon detecting that the
荷重判定部8は、ロードセル4a,4bから駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値を取得し、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定する。ここで、初期荷重は、ピンチロール1a,1bによって板材2が搬送される際の駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重の合計、すなわち板材2に所定の張力を付加するために必要な設定荷重よりも小さい荷重とされる。初期荷重は、例えば設定荷重の10~20%程度とされる。
The
なお、設定荷重は例えば以下のようにして決める。例えば、板厚1mm、板幅1000mmの板材2に単位断面積あたり10MPaの張力を付加する場合、ピンチロール1a,1bから板材2に付加すべきトータル張力は10kNとなる。ピンチロール1a,1bと板材2との間の摩擦係数が種々の変動要因を考慮しても例えば0.2以上となると想定される場合には、ピンチロール1a,1bと板材2との間でスリップを生じない設定荷重は、10kN×0.5/0.2=25kN以上ということになる。ここで、0.5というファクターを掛けている理由は、板材2の上下面に作用する摩擦力を考慮し、片面分から供給すべき摩擦力を演算しているためである。
The set load is determined as follows, for example. For example, when a tension of 10 MPa per unit cross-sectional area is applied to a
初期荷重に到達したことが、圧下制御部9の処理が開始される契機となるため、例えば板材2の板厚差が大きい場合(ピンチロール1a,1bと板材2との接触状態が不均一になりやすい場合)等においては、初期荷重を極力小さくし、圧下制御部9の処理が速やかに開始されるように制御することが好ましい。
When the initial load is reached, the processing of the reduction control unit 9 is started. Therefore, for example, when the plate thickness difference of the
圧下制御部9は、初期荷重に到達した場合に、ロードセル4a,4bからから取得した駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、位置測定装置5により測定された板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下レベリングを行う。圧下レベリングとは、圧下装置3a,3bの駆動側DS及び作業側WSそれぞれを互いに逆方向に操作することをいう。
When the initial load is reached, the reduction control unit 9 measures the position of the load action point derived from the current load value in each of the drive side DS and the work side WS acquired from the
圧下制御部9は、以下の(1)式により、荷重作用点位置を求める。以下の(1)式では、駆動側DS及び作業側WSの圧下位置間距離をa、ロードセル4a,4bの測定値をPD,PWとし、板材2とピンチロール1a,1b間に作用する荷重分布を板材2に付加される荷重及びモーメントの観点で等価な集中荷重に置き換えた場合の荷重作用点位置をzPとする。
The reduction control unit 9 obtains the position of the load acting point by the following equation (1). In the following equation (1), the distance between the reduction positions of the drive side DS and the work side WS is a, and the measured values of the
ここで、例えば圧下レベリング開始時点において、図5のように板材2における作業側WSの端部のみがピンチロール1aに接触している場合、荷重作用点位置は作業側WSの端部となる。この場合、ライン中心LCの近傍にある板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに荷重作用点位置を近づけるべく、駆動側DSの圧下位置を絞め込み、作業側WSの圧下位置を開放する方向に圧下レベリングを行う。当該圧下レベリングは、上述した特許文献1に開示されている従来の圧下レベリング(荷重の大きい側の圧下位置を更に絞め込む)とは逆方向の制御である。
Here, for example, at the start of reduction leveling, when only the end portion of the working side WS in the
荷重作用点位置判定部10は、圧下レベリングの結果、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、所定の許容範囲内となっているか否かを判定する。荷重作用点位置判定部10は、例えば荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、板材2の板材幅方向の長さの1/6以下である場合に、当該離間距離が所定の許容範囲内であると判定する。
As a result of the reduction leveling, the load acting point
図4は、例えば図5に示したように板材2が作業側WSの端部のみでピンチロール1aと接触した状態から駆動側DSの圧下位置を相対的に絞め込むように圧下レベリングが行われ、板材2の全幅とピンチロール1aとが接触し始めた状態を示しており、ピンチロール1a及び板材2の単位幅あたりの荷重(線荷重)の幅方向分布を模式的に示している。この状態では、駆動側DSの端部の線荷重が零の、三角形分布線荷重となっている。この場合の荷重作用点位置は、線荷重分布を示す三角形の重心となる。当該重心は、板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCから板幅bの1/6だけ作業側WSに寄った位置となる。この状態になると、板材2の全幅とピンチロール1aとが接触しているので、図6に示すような板材2の上流側を作業側WSに回転させる方向のモーメントが作用する状態を回避することができ(詳細は後述)、安定した通板を実現することができる。以上より、離間距離の許容範囲は、板材2の板材幅方向の長さの1/6以下とされる。
In FIG. 4, for example, as shown in FIG. 5, reduction leveling is performed so that the reduction position of the drive side DS is relatively narrowed from the state where the
駆動制御部11は、上記離間距離が所定の許容範囲内である場合に、ピンチロール1a,1bを回転させて板材2に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置6を制御する。より詳細には、駆動制御部11は、離間距離が所定の許容範囲であると共に、ピンチロール荷重現在値が所定の設定荷重に到達した場合に、ピンチロール1a,1bに所定のトルク増分を与え板材2に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置6を制御する。なお、ピンチロール荷重現在値が設定荷重に到達した後も、板厚変動等の外乱に備えて、設定荷重を維持すべく圧下装置3a,3bの同時圧下制御(駆動側DS及び作業側WS同時圧下)は継続して実施される。
The
また、圧下制御部9は、ピンチロール1a、1bが回転している状態(板材2が搬送されている状態)においては、荷重作用点位置が板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下レベリングを行う。当該圧下レベリング制御は、ピンチロール1a,1bから作用する張力によって板材2が図6のように傾くことを避けるために、荷重作用点位置と板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCとの距離は、板幅の1/6以下となる範囲で制御されることが好ましい。
Further, in the reduction control unit 9, when the pinch rolls 1a and 1b are rotating (the
図2に示されるように、コントローラ50は、一つ又は複数のプロセッサ53と、メモリ54と、ストレージ55と、入出力ポート56と、入力部57とを有する回路51により構成される。入出力ポート56は、入力部57からユーザの入力に係る制御信号を受け、位置測定装置5から板材2の板幅中心位置zCに係る制御信号を受け、ロードセル4a,4bから駆動側DS及び作業側WSそれぞれの荷重に係る制御信号を受け、圧下装置3a,3bに制御信号を出力し、ピンチロール駆動装置6にピンチロール駆動に係る制御信号を出力する。入力部57は入出力ポート56に接続され、オペレータによる入力を受け付ける。入力部57は、例えば、操作スイッチ、キーボード、マウス又はタッチパネル等により構成される。入力部57は、例えば、ネットワーク回線を介して入出力ポート56に接続されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
ストレージ55は、コントローラ50による処理を実行させるためのプログラムを記録している。ストレージ55は、コンピュータ読み取り可能であればどのようなものであってもよい。具体例として、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等が挙げられる。メモリ54は、ストレージ55からロードしたプログラム及びプロセッサ53の演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ53は、メモリ54と協働してプログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。
The
なお、コントローラ50のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ50の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により構成されていてもよい。
The hardware configuration of the
[板材搬送処理]
次に、搬送方法の一例として、コントローラ50が行う、搬送開始時における板材2の搬送処理手順を説明する。図3に示すように、コントローラ50は、ステップS1~S10を実行する。
[Plate transport processing]
Next, as an example of the transport method, the transport processing procedure of the
ステップS1では、圧下開始部7が、板材2がピンチロール1aに到達しているか否かを判定する。具体的には、圧下開始部7は、ピンチロール1a,1bが板材2に接しているか否かを検知することにより、当該判定を行う。板材2がピンチロール1aに到達していると判定された場合にはステップS2が実行され、到達していないと判定された場合には所定時間経過後に再度ステップS1が実行される。
In step S1, the
ステップS2では、圧下開始部7が、圧下装置3a,3bを同時圧下(駆動側DS及び作業側WS同時圧下)させ、ピンチロール1a,1bによる板材2の狭圧を開始させる。
In step S2, the
ステップS3では、荷重判定部8が、ロードセル4a,4bから駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値を取得し、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定する。ピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達していると判定された場合には、ステップS4及びステップS6が実行される。
In step S3, the
ステップS4では、圧下制御部9が、荷重作用点位置が板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下レベリングを行う。
In step S4, the reduction control unit 9 performs reduction leveling so that the position of the load acting point approaches the plate width center position zC in the plate width direction of the
ステップS5では、圧下レベリングの結果、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、所定の許容範囲内となっているか(荷重作用点位置が板幅中心に近接しているか)否かを判定する。荷重作用点位置判定部10は、例えば荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、板材2の板材幅方向の長さの1/6以下である場合に、当該離間距離が所定の許容範囲内であると判定する。許容範囲内であると判定された場合には、ステップS7が完了していることを条件にステップS9が実行され、許容範囲内でないと判定された場合には引き続き圧下レベリング(ステップS4)が実行される。
In step S5, as a result of the reduction leveling, is the separation distance between the load acting point position and the plate width center position zC within a predetermined allowable range (whether the load acting point position is close to the plate width center)? Judge whether or not. For example, when the distance between the load action point position and the plate width center position zC is 1/6 or less of the length of the
ステップS6では同時圧下が継続され、ステップS7において荷重判定部8によりピンチロール荷重現在値が、板材2に所定の張力を付加するために必要な設定荷重に到達しているか否かが判定される。到達していないと判定された場合には圧下が継続される(ステップS6)。
Simultaneous reduction is continued in step S6, and in step S7, the
ステップS9では、駆動制御部11が、ピンチロール1a,1bに所定のトルク増分を与え板材2に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置6を制御する。
In step S9, the
ステップS9によって板材2の搬送が開始された後、ステップS10では、圧下制御部9が、ピンチロール1a、1bが回転している状態(板材2が搬送されている状態)においては、通板安定のために、圧下装置3a,3bの駆動側DS及び作業側WSそれぞれを制御し圧下レベリングを行う。また、ステップS8において設定荷重を維持するための同時圧下制御が行われる。以上のように搬送作業中は、通板安定のための圧下レベリング制御と設定荷重を維持するための同時圧下制御を継続的に実施することで、定常的に安定な搬送作業を実施する。
After the transfer of the
[本実施形態の作用効果]
従来、板材の製造・処理ラインにおいては、板材の面外変形を防止し、板材に張力を付加しながら板材を円滑に搬送するため、駆動された上下一対のピンチロールで板材を挟圧し搬送する装置が用いられる。このような装置においては、板材の板幅中心が該板材製造・処理ラインの中心から外れ、最悪の場合、板材の一部がピンチロール胴部から咬み出し板材が損傷する事象が発生し得る。当該事象を回避するために、例えば特許文献1には、ピンチロールのプロフィルとベンディング力の制御に加えて、作業側及び駆動側の荷重を測定して、荷重の大きい側に板材が移動していると判断し、荷重の大きい側の圧下位置を相対的に締め込む方向の圧下位置制御を実施する装置が開示されている。当該装置では、荷重を測定して荷重が大きい側の圧下位置を相対的に締め込む、すなわち、少なくとも一時的には作業側と駆動側のうち荷重が大きい側の荷重がさらに増大する方向に圧下レベリングを実施する。
[Action and effect of this embodiment]
Conventionally, in a plate material manufacturing / processing line, in order to prevent out-of-plane deformation of the plate material and smoothly convey the plate material while applying tension to the plate material, the plate material is sandwiched and conveyed by a pair of driven upper and lower pinch rolls. The device is used. In such an apparatus, the center of the plate width of the plate material deviates from the center of the plate material manufacturing / processing line, and in the worst case, a part of the plate material may be squeezed out from the pinch roll body and the plate material may be damaged. In order to avoid such an event, for example, in Patent Document 1, in addition to controlling the profile and bending force of the pinch roll, the load on the working side and the driving side is measured, and the plate material moves to the side where the load is large. Disclosed is a device that controls the reduction position in a direction in which the reduction position on the side with a large load is relatively tightened. In this device, the load is measured and the reduction position on the side with the larger load is relatively tightened, that is, the reduction is performed in the direction in which the load on the work side and the drive side, which has the larger load, further increases, at least temporarily. Carry out leveling.
特許文献1に開示されたような装置では、板材の搬送を開始する際、板材の先端をピンチロールで挟圧した状態で所定の設定荷重に到達した後に、ピンチロールの駆動装置を操作して板材に張力を与える。しかしながら、当該張力が付加された直後に、板材の進行に伴って板材がライン中心から幅方向に急激に移動・逸脱する事象が発生し得る。当該事象を回避するための対策として、例えば板材に付与する張力を所定の目標値よりも小さい値に抑えて操業することが考えられる。しかしながら、当該対策では、板材に張力を付加するというピンチロールの本来の機能を十分に活用することができず、場合によっては所定の張力を得るためピンチロールを増設する必要が生じることもある。 In the device as disclosed in Patent Document 1, when the transfer of the plate material is started, the pinch roll drive device is operated after reaching a predetermined set load with the tip of the plate material pinched by the pinch roll. Tension is applied to the plate material. However, immediately after the tension is applied, an event may occur in which the plate material rapidly moves or deviates from the center of the line in the width direction as the plate material progresses. As a measure for avoiding the event, for example, it is conceivable to suppress the tension applied to the plate material to a value smaller than a predetermined target value for operation. However, with this measure, the original function of the pinch roll of applying tension to the plate material cannot be fully utilized, and in some cases, it may be necessary to add a pinch roll in order to obtain a predetermined tension.
本発明者らは、ピンチロールから板材に張力を付与する過程と板材の挙動の関係について検討を重ね、以下の(A)及び(B)の知見を得た。 The present inventors have repeatedly investigated the relationship between the process of applying tension to the plate material from the pinch roll and the behavior of the plate material, and obtained the following findings (A) and (B).
(A)一般に板材の搬送を開始する際は、まず圧下装置を操作して所定の設定荷重になるまで板材をピンチロールで挟圧する。そして所定の設定荷重が実現された時点で駆動装置を操作して板材に所定の張力を付加する。このとき板材の板厚分布によってはピンチロールと板材の接触状態が不均一になっている場合がある。例えば、図5に示す例では、板材2の作業側WSの板厚が駆動側DSの板厚に比べて大きくなっている。この場合、ピンチロール荷重が小さい条件では、ピンチロール1aは板材2の作業側WSの端部のみと接触することになる。この状態でピンチロール駆動装置6を操作して板材2に搬送方向の張力を付加すると、その駆動力はピンチロール1aと板材接触面を介して板材2に伝達され、板材2の作業側WS端部に集中的に搬送方向力が付加されることとなる。その結果、図6に示すように板材2の上流側を作業側WSに回転させる方向のモーメントが作用し、板材2の上流側は作業側WSに傾くことになる。そしてピンチロール1a、1bの回転に伴って板材2はピンチロール軸に垂直に進行するため板材2は作業側WSに寄って行くと考えられる。
(A) Generally, when starting the transfer of the plate material, first, the reduction device is operated to pinch the plate material with a pinch roll until a predetermined set load is reached. Then, when a predetermined set load is realized, the drive device is operated to apply a predetermined tension to the plate material. At this time, the contact state between the pinch roll and the plate material may be non-uniform depending on the plate thickness distribution of the plate material. For example, in the example shown in FIG. 5, the plate thickness of the working side WS of the
(B)上記の搬送開始時において、ピンチロール荷重が設定荷重になる前後で特許文献1に記載されたような圧下レベリングを実施する場合を考える。特許文献1の圧下レベリングでは、荷重の大きい側の圧下位置を相対的に絞め込む操作を実施するので、例えば図5のように作業側WSの端部のみがピンチロール1aと接触している状態で圧下レベリングを実施すると、荷重の大きい側すなわち作業側WSの圧下位置を駆動側DSに比べて絞め込むことになるので、より一層、作業側WSの端部に局所的にピンチロール1aが接触することになる。このため、特許文献1に記載されたような圧下レベリングを実施した後にピンチロール駆動装置6を操作したとしても、図6に示すような板材2の上流側を作業側WSに回転させる方向のモーメントが作用して、板材2が作業側WSに寄って行く現象を回避することができない。
(B) Consider a case where the reduction leveling as described in Patent Document 1 is performed before and after the pinch roll load becomes the set load at the start of the above transfer. In the reduction leveling of Patent Document 1, since the operation of relatively narrowing the reduction position on the side with a large load is performed, for example, as shown in FIG. 5, only the end portion of the WS on the working side is in contact with the
上記知見に基づき、本発明者らは、板材の搬送を開始する際の従来技術の問題点を解決し、板材を板材製造・処理ラインの幅方向中心位置に良好に保持しつつピンチロール駆動装置を操作して板材に張力を付加する方法に想到した。 Based on the above findings, the present inventors have solved the problems of the prior art when starting the transportation of the plate material, and while holding the plate material well at the center position in the width direction of the plate material manufacturing / processing line, the pinch roll drive device. I came up with a method of applying tension to the plate material by manipulating.
すなわち、本実施形態の板材搬送装置100は、板材2を狭圧するピンチロール1a,1bと、ピンチロール1a,1bの駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおいてピンチロール1aを圧下する圧下装置3a,3bと、ピンチロール1a,1bの駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重を測定するロードセル4a,4bと、ピンチロール1a,1bを回転させて板材2に所定の張力を付加することによりピンチロール1a,1bに板材2を搬送させるピンチロール駆動装置6と、ピンチロール1a,1bにより搬送されている板材2の、板材幅方向における板幅中心位置zCを測定する位置測定装置5と、コントローラ50と、を備え、コントローラ50は、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおいてピンチロール1aの圧下を開始するように圧下装置3a,3bを制御することと、ロードセル4a,4bから駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値を取得し、駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、初期荷重に到達した場合に、ロードセル4a,4bからから取得した駆動側DS及び作業側WSそれぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、位置測定装置5により測定された板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下装置3a,3bの駆動側DS及び作業側WSを制御することと、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、所定の許容範囲内である場合に、ピンチロール荷重現在値が所定の設定荷重に到達したことを確認したうえで、ピンチロール1a,1bを回転させて板材2に所定の張力を付加するようにピンチロール駆動装置6を制御することと、を実行するように構成されている。
That is, the plate
当該板材搬送装置100では、ピンチロール1a,1bの圧下が開始された後にピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かが判定され、駆動側DS及び作業側WSの荷重現在値から導出される荷重作用点位置が板材2の板材幅方向における板幅中心位置zCに近づくように、圧下装置3a,3bの駆動側DS及び作業側WSが制御される。ここで、例えば図5に示すように、ピンチロール1aが板材2の一端部のみと接触しているような場合には、当該一端部の荷重が大きく、荷重作用点位置は当該一端部となる。板材搬送装置100では、荷重作用点位置を板材2の板幅中心位置zCに近づけるように制御されるため、板材2の他端部の圧下位置が相対的に締め込まれる。そして、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が許容範囲内となった場合すなわち荷重作用点位置が板幅中心位置zCに十分近づいた場合に、ピンチロール1a,1bによる板材2の搬送が開始されるので、板材2がライン中心clに沿って搬送されることとなる。すなわち、板材搬送装置100によれば、搬送開始時において板材2がライン中心clから外れることを抑制することができる。
In the plate
コントローラ50は、荷重作用点位置と板幅中心位置zCとの離間距離が板材2の板材幅方向の長さの1/6以下である場合に、当該離間距離が上述した所定の許容範囲内であると判定する。板幅中心位置zCとの離間距離が板幅の1/6以下とされることにより、板材2における板材幅方向の全域がピンチロール1a,1bと接触することになるので、ピンチロール1a,1bから板材2に張力を適切に付加することができる。また、板材2における板材幅方向の全域がピンチロール1a,1bと接触していることにより、板材2の端部のみでピンチロールと接触した場合のように板材2に対して上流側を作業側WSに回転させる方向のモーメントが作用する状態とならず、安定的に板材2を搬送することができる。
When the separation distance between the load acting point position and the plate width center position zC is 1/6 or less of the length of the
コントローラ50は、板材2に所定の張力が付加された後、板厚変動等の外乱に備えてピンチロール設定荷重を維持するためのピンチロール同時圧下制御と通板安定のための圧下レベリング制御を継続的に実施する。圧下レベリング制御は、基本的に板材が寄った側の圧下装置を相対的に絞め込む制御となるが、このときもピンチロールから作用する張力によって板材が図6のように傾くことを避けるため、荷重作用点位置と板幅中心位置との距離は1/6以下となる範囲で制御を実施する。これにより、ピンチロール1a,1bによる板材2の搬送が開始された後においても、板材2を蛇行させずに安定的に搬送することができる。
After a predetermined tension is applied to the
以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、荷重作用点位置を定める際に板材における線荷重分布を直線分布と仮定したが、ピンチロールプロフィルや板厚分布によって線荷重分布が曲線分布となる場合であっても、荷重作用点位置と板幅中心位置zCの距離とを所定の許容範囲に抑えることによって、上述した制御を行うことができる。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, when determining the position of the load acting point, the linear load distribution in the plate material was assumed to be a linear distribution, but even if the linear load distribution becomes a curved distribution due to the pinch roll profile or the plate thickness distribution, the load acting point position is used. The above-mentioned control can be performed by suppressing the distance of the plate width center position z C to a predetermined allowable range.
1a,1b…ピンチロール、2…板材、3a,3b…圧下装置、4a,4b…ロードセル(荷重測定装置)、5…位置測定装置、6…ピンチロール駆動装置(駆動装置)、50…コントローラ(制御部)、100…板材搬送装置、DS…駆動側、WS…作業側、zC…板幅中心位置。 1a, 1b ... pinch roll, 2 ... plate material, 3a, 3b ... reduction device, 4a, 4b ... load cell (load measuring device), 5 ... position measuring device, 6 ... pinch roll driving device (driving device), 50 ... controller ( Control unit), 100 ... Plate transfer device, DS ... Drive side, WS ... Work side, z C ... Plate width center position.
Claims (4)
前記ピンチロールの軸方向両端部それぞれにおいて前記ピンチロールを圧下する圧下装置と、
前記ピンチロールの前記軸方向両端部それぞれにおける荷重を測定する荷重測定装置と、
前記ピンチロールを回転させることにより、前記板材に付加される張力を所定の張力に調整し、前記ピンチロールに前記板材を搬送させる駆動装置と、
前記ピンチロールにより搬送されている前記板材の、板幅中心位置を測定する位置測定装置と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記軸方向両端部それぞれにおいて前記ピンチロールの圧下を開始するように前記圧下装置を制御することと、
前記荷重測定装置から前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値を取得し、前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、
前記初期荷重に到達した場合に、前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、前記位置測定装置により測定された前記板幅中心位置に近づくように、前記圧下装置を制御することと、
前記荷重作用点位置と前記板幅中心位置との離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、
前記所定の許容範囲内である場合に、前記ピンチロールに所定のトルク増分を与え前記板材に付加される張力を所定の張力に調整するように前記駆動装置を制御することと、を実行するように構成されている、搬送装置。 A pinch roll that narrows the plate material and
A reduction device that reduces the pinch roll at both ends in the axial direction of the pinch roll, and a reduction device that reduces the pinch roll.
A load measuring device for measuring the load at both ends of the pinch roll in the axial direction, and a load measuring device.
A drive device that adjusts the tension applied to the plate material to a predetermined tension by rotating the pinch roll and conveys the plate material to the pinch roll.
A position measuring device for measuring the center position of the plate width of the plate material conveyed by the pinch roll, and a position measuring device.
With a control unit,
The control unit
Controlling the reduction device so as to start the reduction of the pinch roll at each of the both ends in the axial direction.
Whether or not the pinch roll load current value, which is the sum of the current load values at each of the axial end portions, has reached a predetermined initial load by acquiring the current load value at each of the axial end portions from the load measuring device. Judgment and
When the initial load is reached, the reduction device is such that the position of the load action point derived from the current load value at each of the both ends in the axial direction approaches the center position of the plate width measured by the position measuring device. To control and
Determining whether or not the separation distance between the load acting point position and the plate width center position is within a predetermined allowable range, and
To control the drive device to apply a predetermined torque increment to the pinch roll and adjust the tension applied to the plate to a predetermined tension when the pinch roll is within the predetermined allowable range. It is configured in the transport device.
前記軸方向両端部それぞれにおいて前記ピンチロールの圧下を開始するように前記圧下装置を制御することと、
前記荷重測定装置から前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値を取得し、前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値の合計であるピンチロール荷重現在値が所定の初期荷重に到達したか否かを判定することと、
前記初期荷重に到達した場合に、前記軸方向両端部それぞれにおける荷重現在値から導出される荷重作用点位置が、前記位置測定装置により測定された前記板幅中心位置に近づくように、前記圧下装置を制御することと、
前記荷重作用点位置と前記板幅中心位置との離間距離が、所定の許容範囲内であるか否かを判定することと、
前記所定の許容範囲内である場合に、前記ピンチロールに所定のトルク増分を与え前記板材に付加される張力を所定の張力に調整するように前記駆動装置を制御することと、を含む搬送方法。 A pinch roll that narrowly presses the plate material, a reduction device that reduces the pinch roll at each of the axial ends of the pinch roll, a load measuring device that measures the load at each of the axial ends of the pinch roll, and the pinch. By rotating the roll, the tension applied to the plate material is adjusted to a predetermined tension, and the plate width of the drive device for transporting the plate material to the pinch roll and the plate material conveyed by the pinch roll. Using a transfer device equipped with a position measuring device for measuring the center position,
Controlling the reduction device so as to start the reduction of the pinch roll at each of the both ends in the axial direction.
Whether or not the pinch roll load current value, which is the sum of the current load values at each of the axial end portions, has reached a predetermined initial load by acquiring the current load value at each of the axial end portions from the load measuring device. Judgment and
When the initial load is reached, the reduction device is such that the position of the load action point derived from the current load value at each of the both ends in the axial direction approaches the center position of the plate width measured by the position measuring device. To control and
Determining whether or not the separation distance between the load acting point position and the plate width center position is within a predetermined allowable range, and
A transport method comprising controlling the drive device to adjust the tension applied to the plate material to a predetermined tension by giving a predetermined torque increment to the pinch roll when the pinch roll is within the predetermined allowable range. ..
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