JP7076328B2 - Transfer device control method and transfer device - Google Patents
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Description
本開示は、搬送装置の制御方法及び搬送装置に関する。 The present disclosure relates to a control method of a transport device and a transport device.
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、板材に張力を付与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).
上述したような板材を搬送する装置においては、板材の搬送時において、板材の板幅中心位置が搬送ラインの中心からずれる(蛇行する)場合がある。最悪の場合、板材の一部が該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。 In the device for transporting the plate material as described above, the center position of the plate width of the plate material may deviate (meander) from the center of the transport line when the plate material is transported. In the worst case, an event may occur in which a part of the plate material is squeezed out from the pinch roll body and the plate material is damaged.
本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、ピンチロールを用いた板材の搬送において、板材の板幅中心位置を板幅中心目標位置に良好に制御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 invention is to satisfactorily control the plate width center position of the plate material to the plate width center target position in the transportation of the plate material using a pinch roll.
本発明者らは、板材の蛇行を抑制することが可能な搬送装置とその制御方法について鋭意研究を行った。本発明者らは、まず、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し、荷重が大きい側に板材が蛇行しているとみなして、荷重が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ことにより、荷重が小さい側に板材を逃がし蛇行を改善する従来技術の構成が有効と考えた。しかしながら、上記圧下位置制御を行った場合においても、荷重が小さい側に板材を逃がすことができず、蛇行を十分に改善できない場合があった。そこで、本発明者らは、従来技術の問題点を解決し、板材の板幅中心位置を目標値に良好に制御しながら搬送する装置の制御方法を見い出すに至った。 The present inventors have diligently studied a transport device capable of suppressing meandering of a plate material and a control method thereof. The present inventors first measure the load at both ends of the pinch roll in the axial direction, consider that the plate material is meandering to the side where the load is large, and relatively tighten the reduction position on the side where the load is large. We thought that the configuration of the conventional technique to improve the meandering by letting the plate material escape to the side where the load is small by controlling the reduction position in the direction is effective. However, even when the reduction position control is performed, the plate material cannot be released to the side where the load is small, and the meandering may not be sufficiently improved. Therefore, the present inventors have solved the problems of the prior art and have found a control method for a device for transporting the plate material while satisfactorily controlling the center position of the plate width to the target value.
本開示の一態様に係る搬送装置の制御方法は、板材を搬送する上下一対のピンチロールと、該ピンチロールを駆動する駆動装置と、少なくとも上下どちらか一方の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、少なくとも上下どちらか一方の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を備えた搬送装置において、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現在値を検出し、この板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に大きくする方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作し、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に小さくする方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作するよう構成されている。 A method for controlling a transport device according to one aspect of the present disclosure is to use a pair of upper and lower pinch rolls for transporting a plate material, a drive device for driving the pinch rolls, and at least one of the upper and lower pinch rolls at both ends in the axial direction. In a transfer device equipped with a reduction device for reducing the pinch roll and a load measuring device for measuring the load at at least one of the upper and lower pinch rolls in the axial direction, the center of the plate width of the plate material conveyed by the pinch roll. The target is to detect the current position value and bring this current value at the center of the plate width closer to the target value at the center of the plate width. Regarding the distribution of the load acting between them in the plate width direction, the work side and drive side of the pinch roll in the direction in which the load on the plate width center position target value side is relatively larger than the other with respect to the plate width center position current value. When the reduction device is operated and the pinch roll does not give the plate material a driving force in the transport direction, the current value of the plate width center position is used as a reference for the distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll in the plate width direction. It is configured to operate the reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll in a direction in which the load on the plate width center position target value side is relatively smaller than that on the other side.
また本開示の一態様に係る搬送装置の制御方法は、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、板幅中心位置現在値と板幅中心位置目標値との差に基づき、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を、荷重作用点位置現在値に比べて、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側になるように演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作するよう構成されており、逆に、ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、板幅中心位置現在値と板幅中心位置目標値との差に基づき、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を、荷重作用点位置現在値に比べて、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値と反対側になるように演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作するよう構成されている。 Further, the control method of the transport device according to one aspect of the present disclosure is to determine the difference between the current value of the center position of the plate width and the target value of the center position of the plate width when the pinch roll gives a driving force to the plate material in the transport direction. Based on this, the target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll is set to the plate width center position target value side with reference to the plate width center position current value compared to the current value of the load action point position. Based on the load action point position target value, the load target value on the work side and the drive side of the pinch roll is calculated, and the load target value on the work side and the drive side of the pinch roll is realized. It is configured to operate the rolling device on the working side and the driving side of the roll, and conversely, if the pinch roll does not give the plate material a driving force in the transport direction, the current value at the center position of the plate width and the plate width Based on the difference from the center position target value, the target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll is compared with the current value of the load action point position, and the plate is based on the current value of the center position of the plate width. Calculated so as to be on the opposite side of the width center position target value, and based on the load action point position target value, calculate the load target values on the working side and the driving side of the pinch roll, and calculate the working side and the driving side of the pinch roll. It is configured to operate the work-side and drive-side reduction devices of the pinch roll to achieve the load target value of.
また本開示の一態様に係る搬送装置の制御方法は、板材を搬送する上下一対のピンチロールと、該ピンチロールを駆動する駆動装置と、少なくとも上下どちらか一方の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、少なくとも上下どちらか一方の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を備えた搬送装置において、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現在値を検出し、この板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、板幅中心位置現在値と板幅中心位置目標値との差を板位置誤差として演算し、現在時刻の板位置誤差に加えて、現在時刻以前の板位置誤差の履歴を考慮して、板位置誤差制御量を演算し、該板位置誤差制御量に比例する値として荷重作用点位置オフセット量を演算し、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、板幅中心位置現在値から上記荷重作用点位置オフセット量を減算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作するよう構成されており、逆に、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、板幅中心位置現在値に上記荷重作用点位置オフセット量を加算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作するよう構成されている。 Further, the control method of the transport device according to one aspect of the present disclosure is a pair of upper and lower pinch rolls for transporting the plate material, a drive device for driving the pinch roll, and at least one of the upper and lower pinch rolls at both ends in the axial direction. In a transfer device equipped with a reduction device for reducing the pinch roll and a load measuring device for measuring the load at at least one of the upper and lower pinch rolls in the axial direction, the plate width of the plate material conveyed by the pinch roll. The current value of the center position is detected, and the goal is to bring the current value of the center position of the plate width closer to the target value of the center position of the plate width. In addition to the plate position error of the current time, the plate position error control amount is calculated in consideration of the history of the plate position error before the current time, and the load action point is calculated as a value proportional to the plate position error control amount. When the position offset amount is calculated and the pinch roll gives the plate material a driving force in the transport direction, the load action point position offset amount is subtracted from the current value of the plate width center position, and the distance between the plate material and the pinch roll is calculated. Calculate the target value of the load action point position of the acting load distribution, calculate the load target value of the work side and drive side of the pinch roll based on the load action point position target value, and calculate the work side and drive of the pinch roll. It is configured to operate the work-side and drive-side reduction devices of the pinch roll to achieve the side load target, and conversely, if the pinch roll does not give the plate a driving force in the transport direction. , The target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll is calculated by adding the load action point position offset amount to the current value of the plate width center position, and the load action point position target value is calculated. Based on this, the load target values on the work side and the drive side of the pinch roll are calculated, and the reduction device on the work side and the drive side of the pinch roll is operated so as to realize the load target values on the work side and the drive side of the pinch roll. It is configured as.
さらに本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、搬送装置近傍に配備された板端位置測定装置を利用して板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合と、そうでない場合に場合分けして、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transport device according to the present disclosure, the current value of the plate width center position of the plate material is detected by using the plate edge position measuring device installed in the vicinity of the transport device, and this is set as the plate width center position target. With the goal of approaching the value, the pinch roll is divided into cases where the plate material is given a driving force in the transport direction and cases where it is not, and the pinch roll is based on the above-mentioned method according to each case. Operate the reduction device on the work side and the drive side.
また本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、ピンチロールの軸方向両端部それぞれに配備された荷重測定装置により測定された作業側および駆動側の荷重測定値を利用して板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合と、そうでない場合に場合分けして、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transport device according to the present disclosure, the plate of the plate material uses the load measurement values on the work side and the drive side measured by the load measurement devices installed at both ends in the axial direction of the pinch roll. With the goal of detecting the current value of the width center position and bringing it closer to the plate width center position target value, it is divided into cases where the pinch roll gives the plate material a driving force in the transport direction and cases where it is not. , The reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated based on the above-mentioned method according to each case.
また本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、ピンチロールを駆動する電動機の電流の制御目標値または実績値を検出し、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、そうでないかを判定して場合分けし、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transport device according to the present disclosure, the current value of the electric motor for driving the pinch roll is detected with the aim of detecting the current value of the plate width center position and bringing it closer to the plate width center position target value. The control target value or the actual value of the Operate the reduction device on the work side and drive side of the pinch roll.
また本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、駆動装置からピンチロールに駆動トルクを伝達するスピンドル部に作用するトルクを測定し、その測定値に基づき、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、そうでないかを判定して場合分けし、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transport device according to the present disclosure, the drive torque is applied from the drive device to the pinch roll with the aim of detecting the current value of the plate width center position of the plate material and bringing it closer to the plate width center position target value. Based on the measured value, the torque acting on the spindle part that transmits the Accordingly, based on the method described above, the reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated.
また本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、板材に作用する張力を搬送装置の入側と出側の双方で測定し、これら入側張力測定値と出側張力測定値の差に基づき、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、そうでないかを判定して場合分けし、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transfer device according to the present disclosure, the tension acting on the plate material is transferred with the aim of detecting the current value of the plate width center position of the plate material and bringing it closer to the plate width center position target value. It is measured on both the entrance side and the exit side, and based on the difference between the input side tension measurement value and the exit side tension measurement value, it is determined whether the pinch roll gives the plate material a driving force in the transport direction or not. Then, the reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated based on the above-mentioned method according to each case.
また本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、板材の板幅中心位置現在値を検出し、これを板幅中心位置目標値に近づけることを目標として、板材からピンチロールに作用する搬送方向の力を搬送装置内において測定し、この搬送方向力測定値に基づき、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、そうでないかを判定して場合分けし、それぞれの場合に応じて前記した方法に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 Further, in one aspect of the control method of the transfer device according to the present disclosure, the current value of the plate width center position of the plate material is detected, and the transfer acting on the pinch roll from the plate material is aimed at bringing this closer to the plate width center position target value. The directional force is measured in the transport device, and based on this transport directional force measurement value, it is determined whether or not the pinch roll is applying the driving force toward the transport direction to the plate material, and the cases are classified. According to the above method, the reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated.
本開示の一態様に係る板材の搬送装置は、上下一対のピンチロールと、該ピンチロールを駆動する駆動装置と、少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに圧下装置と、少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに荷重測定装置と、該ピンチロールにおいて挟圧されている板材の板幅中心位置現在値を検出し、該板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に大きくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、逆に、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に小さくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、する制御装置と、を備える。 The plate material transporting device according to one aspect of the present disclosure includes a pair of upper and lower pinch rolls, a driving device for driving the pinch rolls, and at least one of the upper and lower pinch rolls at both ends in the axial direction, and at least. The load measuring device and the current value of the plate width center position of the plate material sandwiched by the pinch roll are detected at both ends of the pinch roll in either the upper or lower direction in the axial direction, and the plate width center position current value is used as the plate width. When the target is to approach the center position target value and the pinch roll gives the plate material a driving force in the transport direction, the load acting between the plate material and the pinch roll is distributed in the plate width direction. The reduction device on the work side and the drive side of the pinch roll is controlled in a direction in which the load on the target value side of the center position position of the plate width is relatively larger than that of the other, based on the current value of the center position of the plate width. When the pinch roll does not give a driving force to the plate material in the transport direction, the plate width is based on the current value of the plate width center position with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll. A control device for controlling the reduction device on the work side and the drive side of the pinch roll in a direction in which the load on the center position target value side is relatively smaller than that on the other side is provided.
本開示の一態様に係る板材の搬送装置は、上下一対のピンチロールと、該ピンチロールを駆動する駆動装置と、少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに圧下装置と、少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれにピンチロール荷重測定装置と、該ピンチロールにおいて挟圧されている板材の板幅中心位置現在値を検出し、該板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、該板幅中心位置現在値と該板幅中心位置目標値との差を板位置誤差として演算し、現在時刻の該板位置誤差に加えて、現在時刻以前の該板位置誤差の履歴を考慮して板位置誤差制御量を演算し、該板位置誤差制御量に比例する値として荷重作用点位置オフセット量を演算し、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、該板幅中心位置現在値から該荷重作用点位置オフセット量を減算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するように該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、逆に、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、該板幅中心位置現在値に該荷重作用点位置オフセット量を加算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するように該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、する制御装置と、を備える。 The plate material transporting device according to one aspect of the present disclosure includes a pair of upper and lower pinch rolls, a driving device for driving the pinch rolls, and at least one of the upper and lower pinch rolls at both ends in the axial direction, and at least. The pinch roll load measuring device and the current value of the plate width center position of the plate material sandwiched by the pinch roll are detected at both ends of the pinch roll in either the upper or lower direction in the axial direction, and the current value of the plate width center position is calculated. With the goal of approaching the plate width center position target value, the difference between the plate width center position current value and the plate width center position target value is calculated as the plate position error, and in addition to the plate position error at the current time, The plate position error control amount is calculated in consideration of the history of the plate position error before the current time, the load action point position offset amount is calculated as a value proportional to the plate position error control amount, and the pinch roll is the plate material. When a driving force is applied in the transport direction, the load action point position offset amount is subtracted from the current value of the plate width center position to determine the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll. Calculate the target value, calculate the load target value on the work side and drive side of the pinch roll based on the load action point position target value, and realize the load target value on the work side and drive side of the pinch roll. The subtraction device on the working side and the driving side of the pinch roll is controlled. The position offset amount is added to calculate the target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll, and the load on the work side and the drive side of the pinch roll is calculated based on the load action point position target value. It is provided with a control device that calculates a target value and controls a subtraction device on the working side and the driving side of the pinch roll so as to realize a load target value on the working side and the driving side of the pinch roll.
本開示によれば、ピンチロールを用いた板材の搬送において、板材の板幅中心位置を目標値に良好に制御することができる。 According to the present disclosure, in transporting a plate material using a pinch roll, the plate width center position of the plate material can be satisfactorily controlled to a target value.
以下、実施態様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、同一要素また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.
最初に、図2を参照して、本開示に係る板材の搬送装置100の概要を説明する。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。板材の搬送装置100は、ピンチロール1a、1bと、圧下装置3a、3bと、荷重測定装置4a、4bを、備えている。またピンチロール1a、1bはスピンドル7a、7b、ピニオンスタンド8を介して電動機6によって駆動される構成となっている。さらに図2の搬送装置100では、本開示の実施態様の一例として板材の作業側の板端位置を測定する板端位置測定装置5を備えている。
First, with reference to FIG. 2, an outline of the plate
ピンチロール1a、1bは、板材2を上下から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。上側のピンチロール1aにおける軸方向の一端側(作業側)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(駆動側)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における作業側はチョックを介して荷重測定装置4aに接続されており、駆動側はチョックを介して荷重測定装置4bに接続されている。
The pinch rolls 1a and 1b are rotating bodies that sandwich the
圧下装置3a、3bは、ピンチロール1aの作業側および駆動側(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の作業側を、設定されたピンチロール圧下位置で圧下する。圧下装置3bは、ピンチロール1aの駆動側を、設定されたピンチロール圧下位置で圧下する。
The
荷重測定装置4a、4bは、ピンチロール1bの作業側および駆動側それぞれにおける荷重を測定する。荷重測定装置4aは、ピンチロール1bの作業側における荷重を測定する。荷重測定装置4bは、ピンチロール1bの駆動側における荷重を測定する。
The
板材の板端位置測定装置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、板端位置を連続的に(常時)測定する。板端位置測定装置5は、例えば搬送装置100近傍の所定の位置に固定して配置されており、検出した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の板幅中心位置を導出する。あるいは、板端位置測定装置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の板幅中心位置を導出してもよい。なお、板端位置測定装置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、また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 plate end
次に、図1を参照して、本開示の搬送装置の制御方法の実施態様について詳細に説明する。まず板幅中心位置現在値を検出する。図2のように板端位置を連続的に測定できる装置5が搬送装置近傍に配備されている場合、この測定値と既知の板幅から板幅中心位置現在値を算出する。例えば、図2に示すようにラインセンターを原点としピンチロール軸に沿って作業側を正とする座標zを定義して位置を示すものとし、作業側に配備された板端位置測定装置5で測定された作業側板端位置をzWとし、既知の板幅をbとするとき、駆動側の板端位置はzW-bで推定されるから板幅中心位置現在値zCはこれらの平均値として次式で計算される。
なお板幅の値が不確定な場合は駆動側にも板端位置測定装置を配し、駆動側板端位置zDを実測して、作業側板端位置zWと駆動側板端位置zDの平均値として板幅中心位置現在値zCを算出する。板幅中心位置現在値は厳密にはピンチロール直下の板幅中心位置であることが好ましいが、板端位置測定装置5が搬送装置に十分近ければ上記計算値zCを板幅中心位置現在値とみなしてよい。さらに正確さを期する場合、搬送装置の入側と出側双方に板端位置測定装置を配備し、それぞれの実測値から計算される板幅中心位置zCの平均をとって板幅中心位置現在値とすることが好ましい。本開示では以上のように実測値から演算によって板幅中心位置現在値を得ることを“板幅中心位置現在値を検出”と表現している。
Next, an embodiment of the control method of the transport device of the present disclosure will be described in detail with reference to FIG. First, the current value of the center position of the plate width is detected. When a
If the plate width value is uncertain, a plate end position measuring device is also placed on the drive side, the drive side plate end position z D is actually measured, and the average of the work side plate end position z W and the drive side plate end position z D. As a value, the current value z C at the center position of the plate width is calculated. Strictly speaking, the current value of the plate width center position is preferably the plate width center position directly under the pinch roll. Can be regarded as. For further accuracy, plate edge position measuring devices are installed on both the entrance and exit sides of the transport device, and the plate width center position z C calculated from the measured values of each is taken as the average of the plate width center position. The current value is preferable. In the present disclosure, obtaining the current value of the center position of the plate width by calculation from the measured value as described above is expressed as "detecting the current value of the center position of the plate width".
図1のフローチャートに戻り本開示に係る搬送装置の制御方法の説明を続ける。板材2の板幅中心位置現在値を検出した後、ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えているかどうかを判定する。本開示に係る搬送装置の制御方法の一態様では、ピンチロール1a、1bを駆動している電動機6は板材2に所定の張力を付加するためトルク制御を実施する。これは具体的には電動機に供給する電流を制御することになる。そこで電動機の電流の制御目標値を抽出するか、または電流実績値を測定することにより、ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えているかどうかを判定する。
Returning to the flowchart of FIG. 1, the description of the control method of the transport device according to the present disclosure will be continued. After detecting the current value of the plate width center position of the
さらに図1のフローチャートにおいて、ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えていると判定された場合、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として、ピンチロールの作業側と駆動側のうち、板幅中心位置目標値側の荷重が相対的に大きくなる方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。この圧下位置操作について図3を用いて説明する。図3ではピンチロールの胴長中心となるラインセンター9に対して板幅中心位置現在値10は作業側に寄っている。ここでは説明を簡単にするため、このときの板幅中心位置目標値はラインセンター9に一致しているものとするが、目標値はその他の位置であっても差支えない。この場合、板材2を駆動側に戻すことが制御目標となるが、その時、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値10を基準として板幅中心位置目標値(ラインセンター9)側、すなわち駆動側の荷重が、作業側の荷重に比べて、相対的に大きくなる方向に圧下装置を操作する。具体的には作業側の圧下位置をロールギャップ開の方向、駆動側の圧下位置をロールギャップ閉の方向に操作する。このように作業側と駆動側で逆方向に同じ大きさだけ圧下位置操作を実施することを本開示では圧下レベリング操作と称するが、上記の圧下レベリング操作により、ピンチロール~板材間の荷重合計は変化することなく荷重分布が変化し、図3における板材2はピンチロール回転に伴い駆動側に戻る。
Further, in the flowchart of FIG. 1, when it is determined that the pinch rolls 1a and 1b give the plate material 2 a driving force in the transport direction, the plate width with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll. Based on the current value of the center position, operate the reduction device on the work side and drive side of the pinch roll in the direction in which the load on the plate width center position target value side of the work side and drive side of the pinch roll becomes relatively large. .. This reduction position operation will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the plate width center position
一方、ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えていないと判定された場合、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として、ピンチロールの作業側と駆動側のうち、板幅中心位置目標値側の荷重が相対的に小さくなる方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。図3の例では、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値10を基準として板幅中心位置目標値(ラインセンター9)側すなわち駆動側の荷重が、作業側の荷重に比べて、相対的に小さくなる方向に圧下装置を操作する。すなわち作業側ロールギャップ閉、駆動側ロールギャップ開の方向に圧下レベリング操作をすることで図3における板材2はピンチロール回転に伴い駆動側に戻る。なお、ピンチロールが板材に駆動力を与えていない場合とは、ピンチロールが板材に搬送方向の制動力を与えている場合と、無負荷状態すなわちアイドル状態でピンチロールが回転している場合の双方の場合を指している。
On the other hand, when it is determined that the pinch rolls 1a and 1b do not give the plate material 2 a driving force in the transport direction, the current value of the plate width center position is determined with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll. As a reference, the reduction device on the work side and the drive side of the pinch roll is operated in the direction in which the load on the plate width center position target value side is relatively small among the work side and the drive side of the pinch roll. In the example of FIG. 3, with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll, the load on the plate width center position target value (line center 9) side, that is, the drive side is based on the plate width center position
次に図1のフローチャートにおいてS1、S2で示されている圧下レベリング操作の詳細について、さらに具体的な実施態様を示して説明する。 Next, the details of the reduction leveling operation shown in S1 and S2 in the flowchart of FIG. 1 will be described by showing a more specific embodiment.
板材2の板幅をb、図4に示すようにラインセンター9を原点としピンチロール軸に沿って作業側を正とする座標zを定義して、板幅中心位置現在値10の座標をzC、板幅中心位置目標値の座標をzTとする。図4の例では説明を簡単にするためzT=0、すなわち板幅中心位置目標値はラインセンター9に一致しているものとする。このとき荷重作用点位置目標値zp_refを、例えば以下の式(2)により導出する。
ここで、δは制御パラメータである。式(2)は板幅中心位置現在値zCと板幅中心位置目標値zTとの差で板位置誤差を算出し、これに制御パラメータδを掛けたものを板幅中心位置現在値zCに加算して荷重作用点位置zp_refを演算している。なお荷重作用点位置とは作業側荷重測定装置による荷重測定値PWと駆動側荷重測定装置による荷重測定値PDの二つの力を、荷重およびモーメントバランスのとれる一つの集中荷重Pに置き換えた場合の荷重作用点の位置を示すものである。そして荷重PW,PDは板材からピンチロールに作用する荷重の反力であるから、当該荷重作用点位置は、板材とピンチロール間に作用する荷重分布を、荷重およびモーメントバランスの観点から集中荷重に置き換えた場合の荷重作用点位置とも一致する。
The plate width of the
Here, δ is a control parameter. In equation (2), the plate position error is calculated from the difference between the plate width center position current value z C and the plate width center position target value z T , and this is multiplied by the control parameter δ to obtain the plate width center position current value z. The load action point position z p_ref is calculated by adding to C. The load action point position is the two forces of the load measurement value P W by the work side load measurement device and the load measurement value P D by the drive side load measurement device replaced with one concentrated load P that can balance the load and moment. It shows the position of the load action point in the case. Since the loads P W and P D are reaction forces of the load acting on the pinch roll from the plate material, the load action point position concentrates the load distribution acting between the plate material and the pinch roll from the viewpoint of load and moment balance. It also matches the position of the load acting point when replaced with a load.
まずピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合、すなわち図1のS1の圧下レベリング操作の具体例について詳細に説明する。この場合、式(2)の制御パラメータδを負の値に設定する。例えば、δ=-0.5とすると、zT=0を考慮して、式(2)よりzp_ref=0.5zCが得られる。このようにすると、図4のようにzC>0すなわち板幅中心位置現在値10がラインセンター9より作業側にある場合は、荷重作用点位置目標値は板幅中心位置現在値10よりも駆動側に位置することになり、このことによって板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布20は、図4に示したように、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重、すなわち駆動側の荷重が、作業側に比べて相対的に大きくなる。
First, when the pinch roll applies a driving force to the plate material in the transport direction, that is, a specific example of the reduction leveling operation of S1 in FIG. 1 will be described in detail. In this case, the control parameter δ in the equation (2) is set to a negative value. For example, when δ = −0.5, z p_ref = 0.5 z C can be obtained from the equation (2) in consideration of z T = 0. In this way, when z C > 0, that is, the current value of the plate
上記した荷重作用点位置と板材~ピンチロール間の荷重分布の関係を定量的に示しておく。板材~ピンチロール間の荷重分布を直線分布で近似し、任意の位置の単位幅あたりの荷重pを次式で表現する。なお以後、単位幅あたりの荷重を線荷重と呼称する。
ここで、ζは板幅中心を原点とし作業側を正とする板幅方向座標、pCは板幅中心位置の線荷重、pdfは作業側板端の線荷重と駆動側板端の線荷重の差異である。式(3)の荷重分布による板幅中心まわりのモーメントMを計算すると次のようになる。
したがって、板材~ピンチロール間の荷重分布を力およびモーメントに関して等価な集中荷重で置き換えたときの力の作用点の板幅中心からの距離ζPは次式で計算される。
式(5)より、荷重作用点位置が板幅中心より駆動側にある場合、すなわちζP<0の場合、pdf<0となり、駆動側の板材~ピンチロール間荷重が作業側の板材~ピンチロール間荷重よりも大きくなることが理解できる。
The relationship between the above-mentioned load action point position and the load distribution between the plate material and the pinch roll is shown quantitatively. The load distribution between the plate material and the pinch roll is approximated by a linear distribution, and the load p per unit width at an arbitrary position is expressed by the following equation. Hereinafter, the load per unit width is referred to as a linear load.
Here, ζ is the plate width direction coordinate with the center of the plate width as the origin and the work side as positive, p C is the line load at the center position of the plate width, and pdf is the line load of the work side plate end and the line load of the drive side plate end. It is a difference. The moment M around the center of the plate width based on the load distribution in equation (3) is calculated as follows.
Therefore, the distance ζ P from the center of the plate width of the point of action of the force when the load distribution between the plate material and the pinch roll is replaced with the concentrated load equivalent in terms of force and moment is calculated by the following equation.
From equation (5), when the load action point position is on the drive side from the center of the plate width, that is, when ζ P <0, p df <0, and the load between the plate material on the drive side and the pinch roll is the plate material on the work side. It can be understood that the load is larger than the load between pinch rolls.
さて以上のように荷重作用点位置目標値zp_refが求められた後、圧下レベリング操作までの具体的手順の例について説明を続ける。まず、作業側および駆動側それぞれにおける荷重目標値PW_ref,PD_refを導出する。具体的には、式(2)で与えられた荷重作用点位置目標値zp_refに基づいて、ピンチロール荷重の左右差(作業側―駆動側)、すなわち差荷重の目標値Pdf_refを、ピンチロールのモーメントバランスから導かれる次式で計算する。
PW_ref,PD_refは、式(6)で計算されるPdf_refとトータル荷重の目標値P_ref=PW_ref+PD_refとから以下の式(7)および式(8)で計算される。
P W_ref and P D_ref are calculated by the following equations (7) and (8) from P df_ref calculated by the equation (6) and the target value P _ref = P W_ref + P D_ref of the total load.
次に、作業側および駆動側それぞれにおける荷重目標値PW_ref,PD_refと、荷重測定装置4a、4bにより測定される作業側および駆動側それぞれにおける荷重現在値と、に基づき、作業側および駆動側それぞれにおけるピンチロール圧下位置制御量の目標値を導出する。板材2の板厚、板幅、弾性定数を考慮した搬送装置の剛性を片側分でK、荷重測定装置4a、4bで測定された荷重の現在値をPW,PDとすると、ピンチロールの圧下位置修正量の作業側目標値ΔgW_refおよび駆動側目標値ΔgD_refは以下の式(9)および式(10)で与えられる。
ここでΔgW_ref,ΔgD_refは上下ピンチロール間隙を大きくする方向を正として定義している。これらの圧下位置修正量の目標値ΔgW_ref,ΔgD_refにスケールファクターαを掛けてピンチロール圧下位置制御量ΔgW,ΔgDを以下の式(11)および式(12)で演算する。
式(11)に基づいて導出した作業側ピンチロール圧下位置制御量の目標値ΔgWに基づき作業側の圧下装置3aを制御すると共に、式(12)に基づいて導出した駆動側ピンチロール圧下位置制御量の目標値ΔgDに基づき駆動側の圧下装置3bを操作して、作業側および駆動側それぞれのピンチロール圧下位置を制御する。このようにして圧下位置制御を行うことにより、制御の1サイクルが完結し、以後この一連の操作を繰り返すことで圧下レベリング操作による良好な蛇行制御が実現できる。
Here, Δg W_ref and Δg D_ref are defined as the direction in which the upper and lower pinch roll gaps are increased as positive. The target values Δg W_ref and Δg D_ref of these reduction position correction amounts are multiplied by the scale factor α to calculate the pinch roll reduction position control amounts Δg W and Δg D by the following equations (11) and (12).
The work-side pinch
なお上記の具体例では、圧下位置制御は作業側および駆動側で同じ方向の同時圧下成分が含まれることもあるが、この成分は作業側荷重と駆動側荷重の合計となるピンチロール荷重を制御することになる。一方、本開示の制御方法にとって本質的に重要なのは作業側と駆動側で逆方向となる圧下レベリング成分であり、この成分は作業側荷重と駆動側荷重の差異となる差荷重を制御する。そこで、同時圧下成分による荷重制御は他の制御機能に委ね、板の蛇行制御に関しては圧下レベリング操作に特化する方法も有効である。具体的には式(6)で計算される差荷重目標値Pdf_refと差荷重現在値Pdfとの差で差荷重制御量ΔPdfを算出し、これを達成するための圧下レベリング制御量目標値Δgdf_refを板材の板厚、板幅、弾性定数、そして搬送装置の変形特性を考慮して求め、これにスケールファクターを考慮して圧下レベリング制御量Δgdfを求める。 In the above specific example, the reduction position control may include a simultaneous reduction component in the same direction on the work side and the drive side, but this component controls the pinch roll load which is the sum of the work side load and the drive side load. Will be done. On the other hand, what is essentially important for the control method of the present disclosure is a reduction leveling component that is opposite in the working side and the driving side, and this component controls a differential load that is the difference between the working side load and the driving side load. Therefore, it is also effective to leave the load control by the simultaneous reduction component to other control functions and to specialize in the reduction leveling operation for the meandering control of the plate. Specifically, the differential load control amount ΔP df is calculated from the difference between the differential load target value P df_ref calculated by the equation (6) and the differential load current value P df , and the reduction leveling control amount target for achieving this is calculated. The value Δg df_ref is obtained in consideration of the plate thickness, the plate width, the elastic constant, and the deformation characteristics of the transport device, and the reduction leveling control amount Δg df is obtained in consideration of the scale factor.
次に図5を参照して、板幅中心位置現在値10がラインセンター9より駆動側にある場合の図1のS1の手続きについて説明する。この場合も荷重作用点位置は式(2)で計算する。δ=-0.5、zT=0を考慮すると、荷重作用点の位置は、図4の場合と同様にzp_ref=0.5zCとなる。しかしながら、図5の場合、zC<0であるから荷重作用点位置は板幅中心位置現在値10よりも作業側に位置することになる。したがって、図5の場合、図4とは逆に、作業側の板材~ピンチロール間荷重を駆動側の板材~ピンチロール間荷重に比べて大きくすることになる。
Next, with reference to FIG. 5, the procedure of S1 of FIG. 1 when the
次に、図6を参照して、図1のS2の圧下レベリング操作の具体例について説明する。S2の手続きはピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていないと判定された場合に実行する。この場合の手続きも、1点を除いて前記したS1の手続きと同じである。唯一異なる点は、式(2)の制御パラメータδを正の値に設定することである。例えば、式(2)においてδ=0.5、zT=0とするとzp_ref=1.5zCが得られる。これにより、図6に示すようにzC>0すなわち板幅中心位置現在値10がラインセンター9より作業側にある場合は、荷重作用点位置目標値は板幅中心位置現在値10よりもさらに作業側に位置することになり、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布20は、図6に示したように、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重、すなわち駆動側の板材~ピンチロール間荷重が、作業側の板材~ピンチロール間荷重に比べて相対的に小さくなる。上記のようにして荷重作用点位置目標値が得られた後の手続きはS1の手続きと全く同じである。
Next, a specific example of the reduction leveling operation of S2 in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The procedure of S2 is executed when it is determined that the pinch roll does not give the plate material a driving force in the transport direction. The procedure in this case is the same as the procedure of S1 described above except for one point. The only difference is that the control parameter δ in Eq. (2) is set to a positive value. For example, if δ = 0.5 and z T = 0 in the equation (2), z p_ref = 1.5 z C can be obtained. As a result, when z C > 0, that is, the current value of the plate
次に図7を参照して、板幅中心位置現在値10がラインセンター9より駆動側にある場合の図1のS2の手続きについて説明する。この場合も荷重作用点位置は式(2)で計算する。図6の実施例と同様にδ=0.5、zT=0とするとzp_ref=1.5zCが得られる。しかしながら、図7の場合、zC<0であるから荷重作用点位置は板幅中心位置現在値10よりも駆動側に位置することになる。したがって、図7の場合、図6とは逆に、作業側の板材~ピンチロール間荷重を駆動側の板材~ピンチロール間荷重に比べて小さくすることになる。
Next, with reference to FIG. 7, the procedure of S2 of FIG. 1 when the
本開示の搬送装置の制御方法の一態様では、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を算出する際、板幅中心位置現在値と板幅中心位置目標値との差を板位置誤差として演算し、現在時刻の板位置誤差に加えて、現在時刻以前の板位置誤差の履歴を考慮して、板位置誤差制御量を演算し、この板位置誤差制御量に基づいて荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。このように板位置誤差の履歴を利用するのは、制御のパフォーマンスを向上させるためであり、板位置誤差が小さくなりつつあるのか、あるいは大きくなりつつあるのか、または定常的に有意な板位置誤差を生じているか等、板位置誤差の過去の傾向を考慮して最適な制御を実施することが可能となる。この実施態様の具体例について以下に詳細に説明する。 In one aspect of the control method of the transport device of the present disclosure, when calculating the target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll, the plate width center position current value and the plate width center position target value are used. The difference is calculated as the plate position error, and in addition to the plate position error at the current time, the plate position error control amount is calculated in consideration of the history of the plate position error before the current time, and this plate position error control amount is used. Based on the calculation of the target value of the load action point position, the load target value of the work side and the drive side of the pinch roll is calculated based on the load action point position target value, and the load on the work side and the drive side of the pinch roll. Operate the reduction device on the work side and drive side of the pinch roll to achieve the target value. The reason for using the plate position error history in this way is to improve the control performance, and whether the plate position error is becoming smaller or larger, or a constantly significant plate position error. It is possible to carry out optimum control in consideration of the past tendency of the plate position error, such as whether or not the plate position error has occurred. Specific examples of this embodiment will be described in detail below.
板幅中心位置現在値を検出した後、板幅中心位置目標値との差をとって板位置誤差を演算し、現在時刻の板位置誤差に加えて、現在時刻以前の板位置誤差の履歴を考慮して、板位置誤差制御量を演算する。具体例をあげると、板幅中心位置が板幅中心位置目標値に近づいているか、あるいは遠ざかっているかをその速度情報とともに定量化するには、板位置誤差の履歴の時間に関する微分演算を行って考慮する。また板幅中心位置が板幅中心位置目標値に対して定常的な偏差を有しており、これを修正したい場合は板位置誤差の履歴の時間に関する積分演算を行って考慮する。この場合、板位置誤差制御量ΔzC_mを次式で演算して求める。
ここでΔzCは現在時刻の板位置誤差(ΔzC=zC-zT)、ΔzC_int(Tint)はΔzCの積分値、Tintは積分時間、ΔzC_dif(Tdif)はΔzCの微分値、Tdifは微分時間、αintは積分ゲイン、αdifは微分ゲインである。式(13)で計算される板位置誤差制御量ΔzC_mは、板位置誤差が大きくなりつつある場合、微分値が正の値となるので板位置誤差現在値に該微分値が加算され誤差を大きく評価する。また正値の定常的板位置誤差がある場合は積分値が正の値となるので板位置誤差現在値に該積分値が加算され誤差を大きく評価する。このような性質を有する板位置誤差制御量ΔzC_mに基づいて荷重作用点位置を決めることで、誤差の履歴を考慮した適正な制御が可能となる。そして、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合、式(2)においてδ<0としたのと同様の考え方に基づき、例えば、板位置誤差制御量ΔzC_mに正値の制御パラメータを掛けて板位置誤差制御量ΔzC_mに比例する荷重作用点位置オフセット量を演算し、これを板幅中心位置現在値から減算して荷重作用点位置目標値を求める。逆に、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、式(2)においてδ>0としたのと同様の考え方に基づき、板位置誤差制御量ΔzC_mに正値の制御パラメータを掛けて板位置誤差制御量ΔzC_mに比例する荷重作用点位置オフセット量を演算して、これを板幅中心位置現在値に加算して荷重作用点位置目標値を演算する。荷重作用点位置目標値が求められた後は、これまでの実施態様と同様に、荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するようにピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。
After detecting the current value of the center position of the plate width, the plate position error is calculated by taking the difference from the target value of the center position of the plate width. In consideration, the plate position error control amount is calculated. To give a specific example, in order to quantify whether the plate width center position is approaching or moving away from the plate width center position target value together with the velocity information, a differential operation regarding the time of the plate position error history is performed. Consider. Further, the plate width center position has a steady deviation from the plate width center position target value, and if it is desired to correct this, an integral calculation regarding the time of the history of the plate position error is performed and considered. In this case, the plate position error control amount Δz C_m is calculated by the following equation.
Here, Δz C is the plate position error of the current time (Δz C = z C −z T ), Δz C_int ( Tint ) is the integrated value of Δz C , Tint is the integrated time, and Δz C_dif ( T dif ) is Δz C. , T def is the differential time, α int is the integral gain, and α div is the differential gain. The plate position error control amount Δz C_m calculated by the equation (13) has a positive differential value when the plate position error is increasing, so the differential value is added to the current plate position error value to obtain an error. I highly appreciate it. If there is a constant plate position error of a positive value, the integrated value becomes a positive value, so the integrated value is added to the current plate position error value to greatly evaluate the error. By determining the position of the load acting point based on the plate position error control amount Δz C_m having such a property, appropriate control can be performed in consideration of the error history. Then, when the pinch roll gives a driving force to the plate material in the transport direction, for example, a positive value is set for the plate position error control amount Δz C_m based on the same concept as when δ <0 in the equation (2). The load action point position offset amount proportional to the plate position error control amount Δz C_m is calculated by multiplying the control parameters, and this is subtracted from the current value of the plate width center position to obtain the load action point position target value. On the contrary, when the pinch roll does not give the plate material a driving force in the transport direction, the plate position error control amount Δz C_m has a positive value based on the same concept as in the equation (2) where δ> 0. Multiply the control parameter to calculate the load action point position offset amount proportional to the plate position error control amount Δz C_m , and add this to the plate width center position current value to calculate the load action point position target value. After the load action point position target value is obtained, the load target values on the work side and the drive side of the pinch roll are calculated based on the load action point position target value as in the previous embodiments, and the pinch roll is calculated. Operate the work-side and drive-side reduction devices of the pinch roll to achieve the work-side and drive-side load targets.
本開示の搬送装置の制御方法の一態様では、ピンチロールの軸方向両端部それぞれに配備された荷重測定装置により測定される作業側および駆動側の荷重測定値から、板材の板幅中心位置現在値を検出し、この板幅中心位置現在値に基づき圧下レベリング操作を実施する。以下、図8を参照して、荷重測定値より板幅中心位置現在値を算出する方法の一例を具体的に説明する。図8では板材からピンチロールに作用する荷重Pを板材の板幅中心に作用する集中荷重で表現している。板材の板幅中心はラインセンター9よりzCの位置にあり、ピンチロールの軸方向両端部のうち作業側の荷重測定装置で測定される荷重測定値をPW、駆動側の荷重測定装置で測定される荷重測定値をPDとする。作業側荷重測定装置と駆動側荷重測定装置の距離をaとするとき、これらの荷重の間にはピンチロールのモーメントの平衡条件より次の関係式が成立する。
式(14)をzCについて解くと板幅中心位置現在値zCが次式で得られる。
式(15)によれば作業側および駆動側の荷重測定値より板材の板幅中心位置を求めることができる。ただし、式(15)は板材~ピンチロール間荷重分布が板幅方向に左右対称となっていることを前提とした計算式であり、左右非対称となっている場合は、その非対称性が荷重測定値の左右差PW-PDにおよぼす影響を除外した上で板幅中心位置zCを計算しなければならない。例えば、板材~ピンチロール間荷重分布が直線分布であり、作業側の線荷重と駆動側の線荷重との差異すなわち荷重分布左右差がpdfとなっている場合、この荷重分布左右差がPW-PDにおよぼす影響は、板幅をbとするとき、pdf・b2/(6a)で与えられるから式(15)の代わりに次式を用いて板幅中心位置zCを計算する。
When equation (14) is solved for z C , the plate width center position current value z C is obtained by the following equation.
According to the equation (15), the plate width center position of the plate material can be obtained from the load measurement values on the working side and the driving side. However, the formula (15) is a calculation formula on the premise that the load distribution between the plate material and the pinch roll is bilaterally symmetric in the plate width direction, and if it is bilaterally asymmetric, the asymmetry is the load measurement. The plate width center position z C must be calculated after excluding the influence on the left-right difference PWD - PD of the value. For example, when the load distribution between the plate material and the pinch roll is a linear distribution, and the difference between the line load on the work side and the line load on the drive side, that is, the left-right difference in the load distribution is pdf , this difference between the left and right load distributions is P. Since the influence on W -PD is given by pdf · b 2 / (6a) when the board width is b, the board width center position z C is calculated using the following formula instead of the formula (15 ) . do.
ここで荷重分布左右差pdfについては、例えば、初期設定の圧下位置では零を仮定し、その後の圧下レベリング操作Δgdfに対しては、ピンチロールと板材の弾性変形を考慮して計算される板材~ピンチロール間荷重分布左右差の変化量Δpdfを、例えば次式によって計算し、これを時系列的に積算することによって求めることができる。
ここで、mは板材を単位厚さだけピンチロール圧下したときの線荷重増分を表す板材の弾性定数であり、Dは、第二種平行剛性と呼ばれ、荷重分布左右差が単位量だけ変化したときにピンチロールを含めた搬送装置の弾性変形により生ずる板厚左右差を表わすパラメータであり、何れも設備仕様および板材の寸法と弾性係数が与えられれば公知の方法により予め計算できるものである。
Here, the load distribution laterality pdf is calculated by assuming zero at the default reduction position and considering the elastic deformation of the pinch roll and the plate material for the subsequent reduction leveling operation Δg df . The amount of change in the load distribution between the plate material and the pinch roll, Δpdf , can be calculated by, for example, the following equation and integrated over time.
Here, m is the elastic constant of the plate material representing the increase in the linear load when the plate material is pinch-rolled by the unit thickness, and D is called the
本開示の搬送装置の制御方法の一態様では、駆動装置からピンチロールに駆動トルクを伝達するスピンドル部に作用するトルクを測定し、その測定値に基づき、ピンチロールが板材に駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定し、その判定結果に基づき圧下レベリング操作を実施する。図2に示した搬送装置の模式図では、電動機6とその駆動力を上下に分配するピニオンスタンド8からなる駆動装置とピンチロール1a、1bがスピンドル7a、7bによって結合されている。この構成では電動機6による駆動力はすべてスピンドル7a、7bを介してピンチロール1a、1bに伝えられているので、スピンドル7a、7bに作用するトルクを測定することにより、ピンチロールから板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定することができる。
In one aspect of the control method of the transport device of the present disclosure, the torque acting on the spindle portion that transmits the drive torque from the drive device to the pinch roll is measured, and the pinch roll applies a driving force to the plate material based on the measured value. Whether or not it is given is determined, and a reduction leveling operation is performed based on the determination result. In the schematic diagram of the transport device shown in FIG. 2, a drive device including a motor 6 and a
本開示の搬送装置の制御方法の一態様では、板材に作用する張力を搬送装置の入側と出側の双方で測定し、これら入側張力測定値と出側張力測定値の差に基づき、ピンチロールが板材に駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定し、その判定結果に基づき圧下レベリング操作を実施する。図9には板材の搬送装置100の入側と出側にそれぞれ入側張力測定装置12、出側張力測定装置13を配備した板材搬送ラインを模式的に示す。薄板の搬送ラインでは、図9に示すように、テンションロール14-1、14-2に負荷される鉛直方向荷重を測定することで板材の張力を算出する方式を採用することが多いが、その他のどのような方式の張力測定装置であっても本開示の制御方法は同様に実施できる。これらの入側および出側張力測定装置で測定された入側張力測定値が出側張力測定値よりも大きい場合、その差分に相当する駆動力をピンチロールが板に対して加えていると判定できる。
In one aspect of the control method of the transport device of the present disclosure, the tension acting on the plate material is measured on both the entrance side and the exit side of the transfer device, and based on the difference between the input side tension measurement value and the exit side tension measurement value. It is determined whether or not the pinch roll applies the driving force to the plate material, and the reduction leveling operation is performed based on the determination result. FIG. 9 schematically shows a plate material transport line in which an inlet side
さらに本開示の搬送装置の制御方法の一態様では、板材からピンチロールに作用する搬送方向の力を搬送装置内において測定し、この搬送方向力測定値に基づき、ピンチロールが板材に駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定し、その判定結果に基づき圧下レベリング操作を実施する。本実施態様の一例となる搬送装置の構造を図10に示す。ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向11に向かう駆動力を与えると、その反作用としてピンチロール1a、1bは搬送方向とは逆方向の力を受ける。そしてピンチロール1a、1bに負荷された該反作用の力(反力)はピンチロールの軸方向両端部にあるピンチロールチョック15a、15bを介してピンチロールのハウジング16が受ける。そこで図10に示した実施態様ではピンチロールチョック15aとハウジング16の間に搬送方向力測定装置17a、17bを配し、ピンチロールチョック15aとハウジング16の間に作用する搬送方向力を測定し、ピンチロールチョック15bとハウジング16の間に搬送方向力測定装置17c、17dを配し、ピンチロールチョック15bとハウジング16の間に作用する搬送方向力を測定する。このようにして作業側と駆動側それぞれで測定された搬送方向力の合力を算出することで板材2からピンチロール1a、1bに作用する搬送方向力が検出でき、これに基づいてピンチロールが板材に駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定する。
Further, in one aspect of the control method of the transport device of the present disclosure, the force in the transport direction acting on the pinch roll from the plate material is measured in the transport device, and the pinch roll exerts a driving force on the plate material based on the measured value of the transport direction force. It is determined whether or not it is given, and the reduction leveling operation is performed based on the determination result. FIG. 10 shows a structure of a transport device as an example of this embodiment. When the pinch rolls 1a and 1b apply a driving force toward the
図11にはピンチロールに作用する搬送方向力を測定するための別の実施態様を示す。この例では、ピンチロールハウジング16は、基礎に固定されたフレームにピボット19を介して搬送方向に回動自在に結合されており、該ハウジングは板材2のパスライン近傍で搬送方向力測定装置17a、17bを介して該フレームによってピボット19を中心とする回動を抑えるように保持されている。このような構成とすることにより、板材からピンチロールに作用する搬送方向力を搬送方向力測定装置17a、17bによって測定することができる。このようにして作業側と駆動側それぞれで測定された搬送方向力の合力を算出することで板材2からピンチロール1a、1bに作用する搬送方向力が検出でき、これに基づいてピンチロールが板材に駆動力を与えているか、あるいは与えていないか、を判定する。
FIG. 11 shows another embodiment for measuring the transport direction force acting on the pinch roll. In this example, the pinch roll
[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、板材に張力を与えつつ面外変形を防止して板材を円滑に搬送するため、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、板材の一部が該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、作業側および駆動側の荷重を測定して、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レベリング制御を実施する装置が開示されている。この圧下レベリング制御の考え方は圧延機の蛇行制御の考え方と同じで、板材が蛇行した側の荷重が大きくなるので、これを検知して荷重が大きくなった側の圧下位置を相対的に締め込む方向に圧下レベリング制御を実施するものである。ここで具体例として、板材が作業側に寄った場合を考える。圧延の場合、作業側を締め込む圧下レベリング操作によって、作業側の圧下率そして伸び率が大きくなり、その結果、作業側の後進率が大きくなって入側板材が余り、上流側の板材は駆動側に傾くことになる。このように傾斜した板材を圧延することによって板材は駆動側に戻ることになる。ピンチロールによる搬送装置の場合、板材は圧延のように塑性変形することはないが、ピンチロール圧下により板材は弾性的に搬送方向に伸びるので、定性的には圧延と同様の蛇行制御効果が期待できると考えられてきた。
[Action and effect of this embodiment]
Conventionally, in a plate material manufacturing / processing line, in order to prevent out-of-plane deformation while applying tension to the plate material and smoothly transport the plate material, a device for sandwiching and transporting the plate material with a pair of upper and lower pinch rolls is used. In such a device, the center of the plate width deviates from the center of the plate manufacturing / processing line, and in the worst case, a part of the plate may be squeezed out from the pinch roll body and the plate may be damaged. .. In order to avoid such an event, for example, in
本発明者らは、以上のような考え方に基づき、特許文献1に開示されたものと同様の搬送装置と圧下レベリング制御方法を用いて実験を実施した。その結果、良好に蛇行制御できた条件もあったものの、圧下レベリング制御によって逆に蛇行が激しくなった場合も見られた。そこでピンチロールの蛇行特性と実験条件の関係を詳細に調査した結果、以下のようなことが明らかとなった。
Based on the above concept, the present inventors conducted an experiment using the same transfer device and reduction leveling control method as those disclosed in
(A)ピンチロール入側において板材に負荷されている張力と出側において板材に負荷されている張力とが等しい場合は、板材が蛇行した側の圧下位置を締め込む方向の圧下レベリング操作によって板材の蛇行が抑制され、安定した通板が実現できた。 (A) If the tension applied to the plate material on the entrance side of the pinch roll and the tension applied to the plate material on the exit side are equal, the plate material is operated by the reduction leveling operation in the direction of tightening the reduction position on the side where the plate material meanders. The meandering of the plate was suppressed, and a stable through plate could be realized.
(B)ピンチロールの入側張力が出側張力より大きい場合は、板材が蛇行した側の圧下位置を締め込む方向の圧下レベリング操作によって板材の蛇行が発散傾向となり、板位置を安定させることができなかった。逆に、板材が蛇行した側の圧下位置を開放する方向の圧下レベリング操作によって板材の蛇行が抑制され、安定した通板が実現できた。 (B) When the inlet tension of the pinch roll is larger than the outlet tension, the meandering of the plate material tends to diverge due to the reduction leveling operation in the direction of tightening the reduction position on the side where the plate material meanders, and the plate position can be stabilized. could not. On the contrary, the meandering of the plate material was suppressed by the reduction leveling operation in the direction of opening the reduction position on the side where the plate material meandered, and a stable plate passing could be realized.
(C)ピンチロールの出側張力が入側張力より大きい場合は、板材が蛇行した側の圧下位置を締め込む方向の圧下レベリング操作によって板材の蛇行が抑制され、安定した通板が実現できた。 (C) When the outward tension of the pinch roll is larger than the inlet tension, the meandering of the plate material is suppressed by the reduction leveling operation in the direction of tightening the reduction position on the side where the plate material meanders, and stable plate passage can be realized. ..
上記したように、入側張力が出側張力より大きい場合は、従来技術の圧下レベリング制御、すなわち板材が蛇行した側の圧下位置を相対的に締め込む圧下レベリング制御が機能しないばかりか、逆に蛇行を助長することが明らかとなった。そしてこの場合、従来技術とは逆方向、すなわち板材が蛇行した側の圧下位置を相対的に開放する圧下レベリング制御が有効であることが明らかとなった。 As described above, when the inlet tension is larger than the outlet tension, the conventional reduction leveling control, that is, the reduction leveling control that relatively tightens the reduction position on the meandering side of the plate material, does not work, and conversely, the reduction leveling control does not work. It became clear that it promoted meandering. In this case, it has been clarified that the reduction leveling control in the direction opposite to that of the prior art, that is, the reduction leveling control that relatively opens the reduction position on the side where the plate material meanders is effective.
この実験結果が普遍的なものかどうかを検討するため、上記現象のメカニズムについて考察した。 In order to examine whether the experimental results are universal, the mechanism of the above phenomenon was considered.
従来は、板材の弾性伸びが、ピンチロールの圧下レベリング操作による蛇行制御の基本メカニズムと考えられてきた。しかしながら、このメカニズムだけでは上記した入・出側張力バランス変化による蛇行特性の反転現象を説明することはできない。そこで本発明者らは、この現象のメカニズムについて鋭意検討した結果、次のような思考過程を経て新たなピンチロール蛇行メカニズムを想到するに至った。 Conventionally, the elastic elongation of the plate material has been considered as the basic mechanism of meandering control by the reduction leveling operation of the pinch roll. However, this mechanism alone cannot explain the reversal phenomenon of meandering characteristics due to the above-mentioned change in the tension balance between the inlet and outlet sides. Therefore, as a result of diligent studies on the mechanism of this phenomenon, the present inventors have come up with a new pinchroll meandering mechanism through the following thinking process.
従来の板材の弾性伸びによる蛇行メカニズムでは、ピンチロールから板材に作用するピンチ力、すなわち板厚方向の圧下力のみを考慮してきたが、この考え方だけでは入・出側張力バランスによる蛇行特性の反転現象を説明することはできない。そこで、入・出側張力バランスが、ピンチロールから板材に作用する力におよぼす影響について考察した。図12にはピンチロール近傍で板材に負荷される搬送方向の力を模式的に示している。図12では入側張力が出側張力より大きい場合を示しているが、この場合、板材に作用する搬送方向力の平衡条件によって、ピンチロールから板材に23a、23bの矢印で示したような搬送方向に向かう駆動力が作用していなければならない。言い換えると、ピンチロールから板材に駆動力23a、23bが作用しているので入側張力が出側張力より大きくなるのである。
In the conventional meandering mechanism by elastic elongation of a plate material, only the pinch force acting on the plate material from the pinch roll, that is, the rolling force in the plate thickness direction has been considered, but this idea alone reverses the meandering characteristics due to the balance of tension on the input / exit side. The phenomenon cannot be explained. Therefore, the effect of the on / out side tension balance on the force acting on the plate material from the pinch roll was considered. FIG. 12 schematically shows the force in the transport direction applied to the plate material in the vicinity of the pinch roll. FIG. 12 shows a case where the entry side tension is larger than the exit side tension. In this case, depending on the equilibrium condition of the transfer direction force acting on the plate material, the transfer from the pinch roll to the plate material as shown by the
図13には図12を上から見た平面図を示しており、この例では板材~ピンチロール間荷重分布20は作業側が大きくなっていると想定している。この場合、ピンチロールは板材の作業側を駆動側より強く挟圧しているので、ピンチロールから板材に作用する駆動力は作業側駆動力23a-1が駆動側駆動力23b-2よりも大きくなると考えられる。その結果、ピンチロールから板材に対してモーメント25が作用し、板材の進行速度は作業側が駆動側より僅かに速くなり、板材は図13に示したように傾くことになる。このように入側上流で作業側に傾いた板材がピンチロールによって搬送方向に送られることによって板材は作業側に蛇行することになる。すなわち圧下レベリング操作によって、圧下を強くし荷重が大きくなる側に蛇行することを説明することができる。なお、ピンチロールから板材に作用する駆動力は、実際には、板材とピンチロールの接触領域にわたって分布する力であるが、ここでは説明を簡単にするため、作業側と駆動側の矢印で代表させて示した。
FIG. 13 shows a plan view of FIG. 12 as viewed from above. In this example, it is assumed that the
図14には、図12とは逆に、出側張力が入側張力より大きい場合の板材に負荷される搬送方向の力を示している。この場合、板材に作用する搬送方向力の平衡条件によって、ピンチロールから板材に24a、24bの矢印で示したような搬送方向とは逆方向の制動力が作用していなければならない。言い換えれば、ピンチロールから板材に制動力24a、24bが作用しているので出側張力が入側張力より大きくなるのである。
Contrary to FIG. 12, FIG. 14 shows the force in the transport direction applied to the plate material when the exit side tension is larger than the entry side tension. In this case, depending on the equilibrium condition of the transport direction force acting on the plate material, the braking force in the direction opposite to the transport direction as shown by the
図15には図14を上から平面図を示しており、この例では板材~ピンチロール間荷重分布20は作業側が大きくなっていると仮定している。この場合、ピンチロールは板材の作業側を駆動側より強く挟圧しているので、ピンチロールから板材に作用する制動力は作業側制動力24a-1が駆動側制動力24b-2よりも大きくなると考えられる。その結果、ピンチロールから板材に対してモーメント25が作用し、板材の進行速度は作業側が駆動側より僅かに遅くなり、板材は図15に示したように傾くことになる。このように入側上流で駆動側に傾いた板材がピンチロールによって搬送方向に送られることによって板材は駆動側に蛇行することになる。すなわち圧下レベリング操作によって、圧下を強くし荷重が大きくなる側と反対側に蛇行することになる。この蛇行特性は板材の弾性伸びを考慮したメカニズムと定性的には同じである。
FIG. 15 shows a plan view of FIG. 14 from above, and in this example, it is assumed that the
以上の考察によって、ピンチロールから板材に作用する搬送方向力が駆動力であるか制動力であるかを把握することが蛇行制御にとって決定的に重要であることが判明した。さらに圧下レベリング操作による駆動力または制動力の左右バランスの変化を考慮することで上記実験事実の(B)、(C)を説明することができ、これらの現象が普遍的なものであることが確認できた。 From the above consideration, it was found that it is crucial for meandering control to grasp whether the transport direction force acting on the plate material from the pinch roll is the driving force or the braking force. Furthermore, the above experimental facts (B) and (C) can be explained by considering the change in the left-right balance of the driving force or the braking force due to the reduction leveling operation, and these phenomena are universal. It could be confirmed.
さらに圧下レベリング操作は、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布の左右バランスを変化させる手段として有効となるものであること、そして板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布の変化を介して、ピンチロールから板材に作用する駆動力または制動力の左右バランスを変化させることができ、これによって板材がピンチロールに進入する際の平面図上の傾きを変化させることができ、板材の蛇行制御が可能となることが判明した。 Furthermore, the reduction leveling operation is effective as a means for changing the left-right balance of the distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll in the plate width direction, and the plate width direction of the load acting between the plate material and the pinch roll. Through the change in distribution, the left-right balance of the driving force or braking force acting on the plate material from the pinch roll can be changed, thereby changing the inclination of the plate material on the plan view when it enters the pinch roll. It was found that the meandering control of the plate material was possible.
上記のような発見と考察を経て本発明はなされたものであり、ピンチロールで板材を狭圧し搬送する板材の搬送装置を用い、板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とする制御を、あらゆる状況に対応して良好に実施できる技術を開示している。特に、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えているかどうかを判定するステップが必須であり、駆動力を与えていると判定された場合は、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に大きくする方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作、逆に、ピンチロールが板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていないと判定された場合は、板材とピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心位置現在値を基準として板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に小さくする方向にピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作する。 The present invention has been made through the above-mentioned discoveries and considerations. Using a plate material transporting device that narrowly presses and transports the plate material with a pinch roll, the current value of the plate width center position is brought closer to the plate width center position target value. It discloses the technology that can perform the control aiming at the target in all situations. In particular, a step of determining whether or not the pinch roll is applying a driving force in the transport direction to the plate material is indispensable, and if it is determined that the pinch roll is applying the driving force, the load acting between the plate material and the pinch roll is determined. Regarding the distribution in the plate width direction, operate the reduction device on the work side and drive side of the pinch roll in the direction to make the load on the plate width center position target value side relatively larger than the other with respect to the plate width center position current value. On the contrary, when it is determined that the pinch roll does not give a driving force to the plate material in the transport direction, the current value of the plate width center position is used as a reference for the distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll in the plate width direction. The reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated in a direction in which the load on the plate width center position target value side is relatively smaller than that on the other side.
このような制御を実施することによって、あらゆる状態に対応した搬送装置の蛇行制御が実現できる。 By carrying out such control, meandering control of the transport device corresponding to all states can be realized.
[制御装置の例示]
図16に示すように、搬送装置100は、上述した制御方法を自動実行するための制御装置200をさらに備えていてもよい。制御装置200は、機能上の構成(以下、「機能モジュール」という。)として、張力情報取得部211と、回転制御部212と、駆動状態判定部213と、荷重作用点目標位置設定部214と、圧下位置制御部216と、位置情報取得部217とを有する。
[Example of control device]
As shown in FIG. 16, the
張力情報取得部211は、板材2の搬送状態に関する情報の一例として、ピンチロール1a,1bの入側および出側における板材2の張力の差異に関する情報を取得する。
The tension
回転制御部212は、板材2の搬送状態に応じてピンチロール1a,1bの回転トルクを調節するように回転駆動装置31を制御する。ピンチロール1a,1bの回転トルクは、回転駆動装置31がピンチロール1a,1bに付与する回転トルクである。例えば回転制御部212は、張力情報取得部211が取得した入出側張力差の情報を、予め設定された目標値に近づけるようにピンチロール1a,1bの回転トルクの目標値を設定し、当該目標値にピンチロール1a,1bの回転トルクを近づけるように電動機6を制御する。
The
位置情報取得部217は、板端位置測定装置5から板材2の縁の位置(上記板端位置)の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて板幅中心現在位置を導出する。例えば、位置情報取得部217は、上記式(1)により板幅中心現在位置を算出する。
The position
駆動状態判定部213は、ピンチロール1a,1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えているか与えていないかを判定する。
The drive
荷重作用点目標位置設定部214および圧下位置制御部216は、ピンチロール1a,1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えていると判定された場合、板材2とピンチロール1a,1b間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心現在位置10を基準として、ピンチロール1a,1bの作業側と駆動側のうち、板幅中心目標位置10A(例えばラインセンター9)側の荷重が相対的に大きくなる方向にピンチロール1a,1bの作業側および駆動側の圧下装置3a,3bを操作する。一方、ピンチロール1a、1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えていないと判定された場合、板材-ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、板幅中心現在位置10を基準として、ピンチロール1a,1bの作業側と駆動側のうち、板幅中心目標位置10A側の荷重が相対的に小さくなる方向にピンチロール1a,1bの作業側および駆動側の圧下装置3a,3bを操作する。
When the load action point target
荷重作用点目標位置設定部214は、圧下装置3a,3bによって制御される荷重作用点位置の目標位置(以下、「荷重作用点目標位置」という。)を設定する。荷重作用点位置は、ピンチロール1a,1bから板材2に作用する分布荷重と、荷重およびモーメントバランスの観点から等価な集中荷重の作用点位置である。荷重作用点目標位置設定部214は、ピンチロール1a,1bが板材2に駆動力を与えている場合には、板幅中心目標位置10Aに対する板幅中心現在位置10の誤差の大きさに応じたオフセット量にて板幅中心現在位置10から板幅中心目標位置10A側にオフセットした位置を荷重作用点目標位置とし、ピンチロール1a,1bが板材2に駆動力を与えていない場合には、上記オフセット量にて板幅中心現在位置10から板幅中心目標位置10Aの逆側にオフセットした位置を荷重作用点目標位置とする。例えば荷重作用点目標位置設定部214は、上記式(2)を用い、ピンチロール1a,1bが板材2に上記駆動力を与えている場合には式(2)の制御パラメータδを負の値に設定し、ピンチロール1a,1bが板材2に上記駆動力を与えていない場合には、式(2)の制御パラメータδを正の値に設定して荷重作用点目標位置を算出する。
The load action point target
なお、荷重作用点目標位置設定部214は、板幅中心現在位置10と板幅中心目標位置10Aとの差を板位置誤差として演算し、現在時刻の板位置誤差に加えて、現在時刻以前の板位置誤差の履歴を考慮して、板位置誤差制御量を演算し、この板位置誤差制御量に基づいて荷重作用点目標位置を演算してもよい。例えば荷重作用点目標位置設定部214は、上記式(13)で板位置誤差制御量ΔzC_mを計算する。そして、荷重作用点目標位置設定部214は、ピンチロール1a,1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合、式(2)においてδ<0としたのと同様の考え方に基づき、例えば、板位置誤差制御量ΔzC_mに正値の制御パラメータを掛けて板位置誤差制御量ΔzC_mに比例するオフセット量を演算し、これを板幅中心現在位置10から減算して荷重作用点目標位置を求める。逆に、荷重作用点目標位置設定部214は、ピンチロール1a,1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、式(2)においてδ>0としたのと同様の考え方に基づき、板位置誤差制御量ΔzC_mに正値の制御パラメータを掛けて板位置誤差制御量ΔzC_mに比例するオフセット量を演算して、これを板幅中心現在位置10に加算して荷重作用点目標位置を演算する。
The load acting point target
圧下位置制御部216は、荷重作用点位置を荷重作用点目標位置に近づけるように圧下装置3a,3bを制御する。例えば圧下位置制御部216は、まず作業側および駆動側それぞれにおける荷重目標値PW_ref,PD_refを上記式(6)~(8)に基づいて導出する。次に、圧下位置制御部216は、作業側および駆動側それぞれにおける荷重目標値PW_ref,PD_refと、荷重測定装置4a、4bにより測定される作業側および駆動側それぞれにおける荷重現在値と、に基づき、作業側および駆動側それぞれにおけるピンチロール圧下位置制御量の目標値を導出する。例えば圧下位置制御部216は、上記式(9)~(12)を用いてピンチロール圧下位置制御量ΔgW,ΔgDを演算する。圧下位置制御部216は、作業側ピンチロール圧下位置制御量の目標値ΔgWに基づき作業側の圧下装置3aを制御すると共に、駆動側ピンチロール圧下位置制御量の目標値ΔgDに基づき駆動側の圧下装置3bを操作して、作業側および駆動側それぞれのピンチロール圧下位置を制御する。
The reduction
制御装置200の構成を以上に例示したが、この構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば位置情報取得部217は、ピンチロール1a,1bの軸方向両端部それぞれに配備された荷重測定装置4a,4bにより測定される作業側および駆動側の荷重測定値から、板幅中心現在位置10を検出してもよい。例えば位置情報取得部217は、上記式(14)および(15)を用いて板幅中心現在位置10の座標zCを求めてもよい。板材-ピンチロール間の荷重分布が左右非対称となっている場合は、上記式(16)を用いて座標zCを計算してもよい。
The configuration of the
駆動状態判定部213は、回転駆動装置31からピンチロール1a,1bへの回転伝達軸に作用するトルクを検出するトルク測定装置による検出結果を、上記回転トルクに関する情報として取得してもよい。例えば搬送装置100は、スピンドル7a,7bに作用するトルクを検出するトルク測定装置32を備えていてもよく、駆動状態判定部213はトルク測定装置32の検出結果を上記回転トルクに関する情報として取得してもよい。スピンドル7a,7bは、電動機6の駆動力を上下に分配するピニオンスタンド8と、ピンチロール1a,1bとを接続する。この構成では電動機6による駆動力はすべてスピンドル7a、7bを介してピンチロール1a、1bに伝えられているので、スピンドル7a、7bに作用するトルクを測定することにより、ピンチロール1a,1bから板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えているか、あるいは与えていないかを判定することができる。
The drive
駆動状態判定部213は、ピンチロール1a,1bおよび板材2の間に作用する搬送方向の力に関する情報を取得し、当該情報に基づいてピンチロール1a,1bが駆動力を与えているか与えていないかを判定してもよい。例えば駆動状態判定部213は、図9の入側張力測定装置12、出側張力測定装置13の検出結果を、ピンチロール1a,1bおよび板材2の間に作用する搬送方向の力に関する情報として取得し、入側張力測定装置12による検出結果と出側張力測定装置13による検出結果との差に基づいてピンチロール1a,1bが駆動力を与えているか与えていないかを判定してもよい。
The drive
駆動状態判定部213は、上記搬送方向力測定装置17a,17b,17c,17d等のように、板材2からピンチロール1a,1bに作用する搬送方向の力を搬送装置100内において測定する力測定装置17による検出結果を取得してもよい。
The drive
図17は、制御装置200のハードウェア構成を例示する模式図である。図12に示すように、制御装置200は回路220を含む。回路220は、少なくとも一つのプロセッサ221と、メモリ222と、ストレージ223と、入出力ポート224とを含む。ストレージ223は、コンピュータによって読み取り可能な不揮発型の記憶媒体(例えばハードディスクまたはフラッシュメモリ)である。ストレージ223は、制御装置200の各機能モジュールを構成するためのプログラムを記憶している。メモリ222は、ストレージ223からロードしたプログラムおよびプロセッサ221による演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ221は、メモリ222と協働して上記プログラムを実行することで、制御装置200の各機能モジュールを構成する。入出力ポート224は、プロセッサ221からの指令に応じて、回転駆動装置31、荷重測定装置4a,4b、板端位置測定装置5、および圧下装置3a,3bとの間で電気信号の入出力を行う。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the hardware configuration of the
[制御装置による制御手順の例示]
続いて、板材の搬送装置の制御方法の一例として、制御装置200が実行する制御手順を例示する。図18に示すように、制御装置200は、まずステップS11,S12を実行する。ステップS11では、位置情報取得部217が、板材2の幅方向中心の板幅中心現在位置10を検出する。ステップS12では、ピンチロール1a,1bが板材2に搬送方向に向かう駆動力を与えているか与えていないかを駆動状態判定部213が確認する。
[Example of control procedure by control device]
Subsequently, as an example of the control method of the plate material transport device, the control procedure executed by the
ステップS12において、ピンチロール1a,1bが板材2に駆動力を与えていると判定した場合、制御装置200はステップS13を実行する。ステップS13では、荷重作用点目標位置設定部214が、板幅中心目標位置10Aに対する板幅中心現在位置10の誤差の大きさに応じたオフセット量にて板幅中心現在位置10から板幅中心目標位置10A側にオフセットした位置を荷重作用点目標位置とする。
When it is determined in step S12 that the pinch rolls 1a and 1b are applying the driving force to the
ステップS12において、ピンチロール1a,1bが板材2に駆動力を与えていないと判定した場合、制御装置200はステップS14を実行する。ステップS14では、荷重作用点目標位置設定部214が、板幅中心目標位置10Aに対する板幅中心現在位置10の誤差の大きさに応じたオフセット量にて板幅中心現在位置10から板幅中心目標位置10Aの逆側にオフセットした位置を荷重作用点目標位置とする。
If it is determined in step S12 that the pinch rolls 1a and 1b do not apply the driving force to the
次に、制御装置200はステップS15,S16,S17を実行する。ステップS15では、圧下位置制御部216が、ステップS13またはステップS14において設定された荷重作用点目標位置に応じて、荷重測定装置4a,4bで測定される荷重の目標値を導出する。ステップS16では、圧下位置制御部216が、ステップS15において導出された荷重目標値に応じて、圧下装置3a,3bの圧下位置修正量の目標値を導出する。ステップS17では、ステップS16において導出された圧下位置修正量の目標値に応じて、圧下位置制御部216が圧下装置3a,3bを制御する。以上で1サイクルの荷重制御手順が完了する。以後、制御装置200は、この一連の操作を所定の制御周期で繰り返す。これにより、圧下レベリング操作による良好な蛇行制御が継続的に実行される。
Next, the
1a、1b…ピンチロール、2…板材、3a、3b…圧下装置、4a、4b…荷重測定装置、5…板材の板端位置測定装置、6…電動機、7a、7b…スピンドル、8…ピニオンスタンド、9…ラインセンター、10…板幅中心位置現在値、11…板材の搬送方向、12…入側張力測定装置、13…出側張力測定装置、14a、14b…テンションロール、15a、15b…ピンチロールチョック(軸受箱)、16…ピンチロールハウジング、17a、17b、17c、17d…搬送方向力測定装置、18…フレーム、19…ピボット、20…板材~ピンチロール間荷重分布、21…入側張力、22…出側張力、23a、23b、23a-1、23a-2…ピンチロールから板材に作用する駆動力、24a、24b、24a-1、24a-2…ピンチロールから板材に作用する制動力、25…ピンチロールから板材に作用するモーメント、100…板材搬送装置。 1a, 1b ... pinch roll, 2 ... plate material, 3a, 3b ... reduction device, 4a, 4b ... load measuring device, 5 ... plate end position measuring device, 6 ... electric motor, 7a, 7b ... spindle, 8 ... pinion stand , 9 ... Line center, 10 ... Plate width center position current value, 11 ... Plate material transport direction, 12 ... Enter side tension measuring device, 13 ... Outer side tension measuring device, 14a, 14b ... Tension roll, 15a, 15b ... Pinch Roll chock (bearing box), 16 ... pinch roll housing, 17a, 17b, 17c, 17d ... transport direction force measuring device, 18 ... frame, 19 ... pivot, 20 ... plate material-pinch roll load distribution, 21 ... entry side tension, 22 ... Outward tension, 23a, 23b, 23a-1, 23a-2 ... Driving force acting on the plate material from the pinch roll, 24a, 24b, 24a-1, 24a-2 ... Braking force acting on the plate material from the pinch roll, 25 ... Moment acting on the plate material from the pinch roll, 100 ... Plate material transfer device.
Claims (11)
該ピンチロールにおいて挟圧されている板材の板幅中心位置現在値を検出し、該板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に大きくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作、逆に、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に小さくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を操作、することを特徴とする板材の搬送装置の制御方法。 A pair of upper and lower pinch rolls, a drive device for driving the pinch roll, a reduction device for each of at least one of the upper and lower pinch rolls in the axial direction, and at least one of the upper and lower pinch rolls in the axial direction. It is a control method of a plate material transporting device that has a load measuring device and narrowly presses and transports the plate material with the pair of upper and lower pinch rolls.
The pinch roll is conveyed to the plate material with the goal of detecting the plate width center position current value of the plate material pinched by the pinch roll and bringing the plate width center position current value closer to the plate width center position target value. When a driving force in the direction is applied, the load on the plate width center position target value side with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll with respect to the plate width center position current value. The reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll is operated in a direction in which the pinch roll is relatively larger than the other. Regarding the distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll in the plate width direction, the load on the plate width center position target value side is relatively smaller than the other with respect to the plate width center position current value. A method for controlling a plate material conveying device, which comprises operating and operating a reduction device on a working side and a driving side of the pinch roll.
該ピンチロールを駆動する駆動装置と、
少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに圧下装置と、
少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに荷重測定装置と、
該ピンチロールにおいて挟圧されている板材の板幅中心位置現在値を検出し、該板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に大きくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、逆に、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、該板材と該ピンチロール間に作用する荷重の板幅方向分布に関して、該板幅中心位置現在値を基準として該板幅中心位置目標値側の荷重を他方に比べて相対的に小さくする方向に該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、する制御装置と、を備える板材の搬送装置。 A pair of upper and lower pinch rolls,
The drive device that drives the pinch roll and
At least one of the upper and lower pinch rolls has a reduction device at both ends in the axial direction.
At least one of the upper and lower pinch rolls has a load measuring device at both ends in the axial direction,
The pinch roll is conveyed to the plate material with the goal of detecting the plate width center position current value of the plate material pinched by the pinch roll and bringing the plate width center position current value closer to the plate width center position target value. When a driving force in the direction is applied, the load on the plate width center position target value side with respect to the plate width direction distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll with respect to the plate width center position current value. Controls the reduction device on the working side and the driving side of the pinch roll in a direction that makes the pinch roll relatively larger than the other. Regarding the distribution of the load acting between the plate material and the pinch roll in the plate width direction, the load on the plate width center position target value side is relatively smaller than the other with respect to the plate width center position current value. A plate material transporting device including a control device for controlling a reduction device on a working side and a driving side of the pinch roll.
該ピンチロールを駆動する駆動装置と、
少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれに圧下装置と、
少なくとも上下どちらか一方のピンチロールの軸方向両端部それぞれにピンチロール荷重測定装置と、
該ピンチロールにおいて挟圧されている板材の板幅中心位置現在値を検出し、該板幅中心位置現在値を板幅中心位置目標値に近づけることを目標とし、該板幅中心位置現在値と該板幅中心位置目標値との差を板位置誤差として演算し、現在時刻の該板位置誤差に加えて、現在時刻以前の該板位置誤差の履歴を考慮して板位置誤差制御量を演算し、該板位置誤差制御量に比例する値として荷重作用点位置オフセット量を演算し、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えている場合は、該板幅中心位置現在値から該荷重作用点位置オフセット量を減算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するように該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、逆に、該ピンチロールが該板材に搬送方向に向かう駆動力を与えていない場合は、該板幅中心位置現在値に該荷重作用点位置オフセット量を加算して、板材とピンチロール間に作用する荷重分布の荷重作用点位置の目標値を演算し、該荷重作用点位置目標値に基づき、ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を演算し、該ピンチロールの作業側および駆動側の荷重目標値を実現するように該ピンチロールの作業側および駆動側の圧下装置を制御、する制御装置と、を備える板材の搬送装置。 A pair of upper and lower pinch rolls,
The drive device that drives the pinch roll and
At least one of the upper and lower pinch rolls has a reduction device at both ends in the axial direction.
A pinch roll load measuring device and a pinch roll load measuring device at both ends in the axial direction of at least one of the upper and lower pinch rolls.
The current value of the plate width center position of the plate material sandwiched by the pinch roll is detected, and the target is to bring the plate width center position current value closer to the plate width center position target value. The difference from the plate width center position target value is calculated as the plate position error, and the plate position error control amount is calculated in consideration of the history of the plate position error before the current time in addition to the plate position error at the current time. Then, the load action point position offset amount is calculated as a value proportional to the plate position error control amount, and when the pinch roll gives the plate material a driving force in the transport direction, the plate width center position current value. By subtracting the load action point position offset amount from, the target value of the load action point position of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll is calculated, and the work side of the pinch roll is calculated based on the load action point position target value. And the load target value on the drive side is calculated, and the subtraction device on the work side and the drive side of the pinch roll is controlled so as to realize the load target values on the work side and the drive side of the pinch roll, and conversely, the pinch roll. If no driving force is applied to the plate material in the transport direction, the load action of the load distribution acting between the plate material and the pinch roll is added by adding the load action point position offset amount to the current value of the plate width center position. Calculate the target value of the point position, calculate the load target value of the work side and the drive side of the pinch roll based on the load action point position target value, and realize the load target value of the work side and the drive side of the pinch roll. A plate material transporting device comprising a control device for controlling the subtraction device on the working side and the driving side of the pinch roll.
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