JPH02133113A - レイングヘッドの位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は線材圧延機において、線材をコイル状に巻き
取るレイングヘッドから線材の尾端が吐出される時のレ
イングヘッドの角度を一定に制御するレイングヘッドの
位置制御装置に関するものである

【従来の技術】

第３図は例えば特公昭５４−３４１１３号公報に示され
る線材の先端の位置を制御するための従来のレイングヘ
ッドの位置制御装置を示すブロック図であり、図におい
て、１は矢印Ｙ方向に移送される線材、ＮＴは線材１が
通過する仕上圧延機、ＬＨは仕上圧延機ＮＴを通った線
材１をコイル状に巻回するレイングヘッド、２はレイン
グヘッドＬＨにより巻回された線材１のコイル、ＢＬは
コイル２が載置されるベルトコンベア、Ｍ１は仕上圧延
機ＮＴを駆動するモータ、ＰＬＧＩはモータＭ１の回転
を検出するパルス発信機、Ｍ２はレイングヘッドＬＨを
駆動するモータ、ＰＬＧ２はモータＭ２の回転を検出す
るパルス発信機、ＬＳはモータＭ２、即ちレイングヘッ
ドＬＨの所定の回転位置を検出するリミットスイッチで
ある．又、ＨＤＩ，ＨＤ２は仕上圧延機ＮＴの入口側と
出口側に設けられた線材検出器である。 第４図は制御回転を示すもので、第３図と対応する部分
には同一符号が付されている．第４図において、ＧＴは
パルス発信機ＰＬＧＩから出力されるパルスを所定の期
間に通過させるゲート、ＣＴＲＩはゲートｌを通過した
パルスをカウントするカウンタ、ＤＡＩはカウンタＣＴ
Ｒ　１のカウント値をアナログ値■，に変換するＤ／Ａ
変換器、ＣＴＲ２及びＣＴＲ３はパルス発信機ＰＬＧ２
から出力されるパルスをカウントするカウンタで、カウ
ンタＣＴＲ３はリミットスイッチＬＳによりリセットさ
れ、またカウント値がカウンタＣＴＲ３にブリセットさ
れるように成されている。ＤＡ２はカウンタＣＴＲ２の
カウント値をアナログ値■２に変換するＤ／Ａ変換器、
Ｒ．−Ｒ．は抵抗、ＲＨＩ，ＲＨ２，ＲＨ３，ＲＨ４は
調整用の抵抗、ＯＡＩ，ＯＡ２，ＯＡ３は上記アナログ
値Ｖ，，Ｖ．を加算した信号が通過する演算増幅器であ
る。 第５図はレイングヘッドの構成を示すもので、３は内部
が空洞の円錘体から成る本体、Ｄは本体３の頂部に設け
られた線材１の入口、Ｐは本体３の内面に設けられ一端
が入口Ｄに連通されたらせん状を成すパイプ、Ｅはパイ
プＰの他端に設けられた線材１の吐出口である。 次に動作について説明する。第３図において、線材１は
仕上圧延ａＮＴを通った後、レイングヘッドＬＨにより
巻回されてコイル２となり、このコイル２はベルトコン
ベアＢＬ上に載置される。 レイングヘッドＬＨはモータＭ２により回転されること
により、入口Ｄから送り込まれた線材１をパイプＰ内を
通過させた後、吐出口Ｅから吐出することにより、コイ
ル２を形成する。その場合、第６図に示すように、ベル
トコンベアＢＬ上に吐出されたコイル２の先端Ｔがベル
トコンベアＢＬの外側にはみ出して、付近のものに接触
したり、あるいはベルトコンベアＢＬに引っかかっても
つれたりし、このためラインを停止せざるを得ないこと
がある。このようなことを防止するために、コイル２の
先端Ｔが吐出口Ｅから吐出されるときに、ベルトコンベ
アＢＬ上の所定の位置に置かれるように、即ち、吐出口
Ｅが所定の回転位置となるように、レイングヘッドＬＨ
の回転を制御することが行われている。 第４図は上記制御を行う回路であり、その制御は線材１
の先端が線材検出器ＭＤＩを通過してから線材検出器Ｈ
Ｄ２に到達するまでの制御と、線材検出器ＨＤ２を通過
してから後の制御との２段階に分けて同様な制御を行な
うようにしている．まず、線材１の先端が洋羽検出器Ｈ
Ｄ２を通過してからの制御について説明すると、線材ｌ
の先端が線材検出器ＨＤ２にて検出されると、パルス発
信機ＰＬＧＩからのパルスがゲー｝ＧＴを通じてカウン
タＣＴＲ　１でカウントされる．このカウント値を、可
変抵抗器ＲＨ２により係数が決定されるＤ／Ａ変換器Ｄ
ＡＩで変換したアナログ値■１が、線材検出器ＨＤ２か
ら線材１の先端までの距離Ｓに相当する。即ち、線材１
がＳ　（ｍ）走行する間のモータＭ１の回転数をｎ，と
し、モータＭ２が１回転する時のパルス発信＠Ｐ　Ｌ　
Ｇ　１のパルス数をＰ８とすれば、ｎ，・Ｐ．パルスＳ
　（ｍ）に相当する。 一方、レイングヘッドＬＨ側のパルス発信ａＰＬＧ２の
出力パルスはカウンタＣＴＲ２及びＣＴＲ３でカウント
される。線材ｌの先端が線材検出器ＨＤ２に達するまで
はレイングヘッドＬＨが１回転するごとに、カウンタＣ
ＴＲ３はリミットスイッチＬＳでリセットされ再びゼロ
からカウントする。線材１の先端が線材検出器ＨＤ２に
達すると、カウンタＣＴＲ　３のカウント値がカウンタ
ＣＴＲ２にプリセットされる。カウンタＣＴＲ２はそれ
以後はパルス発信機ＰＬＯ２の出力パルスを連続的にカ
ウントする。 線材１の先端が線材検出機ＨＤ２に達した時のカウンタ
ＣＴＲ３のカウント値をＰ　Ｏ　、線材１の線材検出ｇ
，ＨＤ２からレイングヘッドＬＨの吐出口Ｅまでの距離
Ｓ　（ｍ）を走行する間に発生するパルス発信４ｉＰＬ
Ｇ２のパルス数をＰ２、レイングヘッドＬＨが１回転す
る間に発生するパルス発信機ＰＬＯ２のパルス数をＰ　
Ｌ−．レイングヘッドしＨの吐出口Ｅが吐出目標点に到
達した時のカウンタＣＴＲ３のカウント数を上ＰＬとし
た場合、Ｐｏ＋Ｐ３＝（Ｋ十了）ＰＬ　　・・・・−・
・・（１）但しＫ＝１．２．３・・・の整数 が成立する様にレイングヘッドＬＨの速度を上昇又は下
降させるように制御すれば、ベルトコンベアＢＬ上の望
ましい位置に線材１の先端を載置することができるはず
である。このためにＤ／Ａ変換器ＤＡＩ，ＤＡ２から得
られるアナログ値■．■２を加算し、この加算値を演算
増幅器ＯＡＩを通じて可変抵抗器ＲＨ４でゲイン調整し
、さらに演算増幅器ＯＡ２に通じた後、速度基準値■，
と加算されて演算増幅器ＯＡ３から制御信号■４として
出力される。この制御信号■４によりモータＶ２が制御
され、その速度が上記（１）式を満足するように上昇又
は下降される。 また線材１の先端Ｔが仕上圧延機ＮＴ入口側の線材検出
ｉＨＤ１から仕上圧延機ＮＴ出口側の線材検出器ＨＤ２
に達するまでの制御も同様にして行うことができる。以
上が、従来のレイングヘッドＬＨの位置制御装置による
、線材１の先端Ｔに関するレイングヘッドＬＨの角度制
御である。

【発明が解決しようとする課題】

従来のレイングヘッドの位置制御装置は以上のように構
成されているので、線材１の先端Ｔの位置制御を行うた
めに、レイングヘッドＬＨの速度は前記（１）式を満足
するように上昇又は下降するが、速度が上昇するか下降
するかは、制御開始時の線材１の先端Ｔの位置とレイン
グヘッドＬＨの吐出口Ｅの位置（角度）とによって決定
され、事前には判らない。また上述した従来例は線材１
の先端Ｔの位置制御に関するものであるが、線材１の尾
端の位置制御を考える場合、特に線材１がサイズの太い
物である場合は、線材１の尾端がレイングヘッドＬＨの
パイプＰを抜け出すための運動エネルギーが不足するた
め、線材１がパイプＰ内に引っかかってコブル等の発生
の原因となる。従って、大物の線材１の場合は、線材１
の尾端が仕上圧延機ＮＴを抜け出すときに、レイングヘ
ッドＬＨの速度を上昇させて、線材１に充分に運動エネ
ルギーを与えられる状態にして置く必要がある。しかし
ながら上述の従来例の場合は、制御開始前にはレイング
ヘッドＬＨの速度が上昇するか下降するかは不明である
ので、これをそのまま線材１の尾端の位置制御に適用す
ることはできない．また従来例に適用した場合、線材１
の尾端が仕上圧延機ＮＴを抜け出した後では、パルス発
信機ＰＬＧＩは線材１とは無関係となり、無駄な存在と
なるばかりか、線材１が抜け出した後の仕上圧延機ＮＴ
は負荷が減るため速度が上昇し、却って外乱の原因とな
り易い。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、線材の尾端の位置制御を行うことができ、そ
の際、レイングヘッドの速度を必ず上昇させる方向で制
御を行うことのできるレイングヘッドの位置制御装置を
得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係るレイングヘッドの位置制御装置は、線材
の尾端が所定の位置を通過したときにおけるレイングヘ
ッドの回転角を検出し、上記線材の尾端が上記所定位置
を通過してからレイングヘッドの吐出口まで進む時間と
この時間におけるレイングヘッドの回転角とを算出し、
この計算結果、上記検出された回転角及び目標値に基づ
いて位置制御信号を作るようにしたものである。

【作用】

この発明におけるレイングヘッドの位置制御装置は、線
材の尾端が線材検出器からレイングヘッドの吐出口まで
到達する間に、レイングヘッドの回転を制御してその吐
出口の角度を目標角度に修正すると共に、レイングヘッ
ドの速度を上昇させた状態で制御を行うことができる。

【実施例】

以下、この発明の実施例を図について説明する。 第１図においては、第３図と対応する部分には同一符号
を付して説明を省略する。ＣＴＲ４はパルス発信機ＰＬ
Ｇ２の出力パルスをカウントすると共にリミットスイッ
チＬＳでリセットされるカウンタ、ＨＬＤはカウンタＣ
ＴＲ４のカウント値を保持するホールド回路、４は線材
検出％ＨＤ１からレイングヘッドＬＨの吐出口Ｅまでの
距離Ｌ０を示す信号を出力するＬ０設定器、５は線材検
出器ＨＤ２からレイングヘッドＬＨの吐出口Ｅまでの距
離Ｌを示す信号を出力するし設定器、ＧｌはＬｏ設定器
４からの信号を通過させる接点、Ｇ２はＬ設定器５から
の信号を通過させ接点Ｇ１とは逆方向に開閉される接点
、６は定数Ｋを設定するＫ設定器、７は接点Ｇ１又はＧ
２からの信号と定数Ｋとを乗算する乗算器、８は接点Ｇ
１又はＧ２からの信号と線材１の速度■とを除算する除
算器、９はレイングヘッドＬＨの目標角度θ。を設定す
るθ。設定器、１０はホールド回路ＨＬＤ、乗算器７、
除算器８及びθ。設定器９の各出力値θ．θκ，Ｔ．ｏ
，Ｌ，　　θ。に基づいて所定の演算を行い、レイング
ヘッドＬＨの位置制御信号■，を求める主演算回路であ
る。上記パルス発信機ＰＬＧ２、リミットスイッチＬＳ
，カウンタＣＴＲ４及びホールド回路ＨＬＤにより、レ
イングヘッドＬＨの回転角を検出する回転角検出手段が
構成されている。また、上記Ｌ０設定器４、Ｌ設定器５
、接点Ｇｌ，Ｇ２、乗算器７、Ｋ設定器６、除算器８、
θ。設定器９及び主演算回路１０により、演算手段が構
成されている。 次に動作について説明する。前述した第３図の従来例は
線材１の先端を制御するものであるが、この実施例は線
材１の尾端を制御するものである。 即ち、レイングヘッドＬＨの吐出口Ｅから線材ｌの尾端
がベルトコンベアＢＬ上の所定の位置に置かれないと、
この尾端が先端の場合と同じように、ベルトコンベアＢ
Ｌから外側にはみ出して種々の不都合が生じる．従って
、線材１の尾端が吐出されるときは、吐出口Ｅの位置（
角度）を目標位置に制御する必要がある。また、その際
、線材１の尾端がレイングヘッドＬＨのパイプＰを抜け
出すことができるように、レイングヘッドの速度■を充
分に上昇させて、線材１に充分に大きな運動エネルギー
を与える必要がある。 この実施例による線材１の尾端位置制御は、第２図にも
示されるように、線材１の尾端が線材検出器ＨＤＩから
ＨＤ２に到達するまでの間に行われる予備制御と、線材
１の尾端が線材検出器ＨＤ２から吐出口Ｅに到達するま
での間に行われる本制御との２段階に分けて略同様にし
て行われる。 そして各段階において、レイングヘッドＬＨの位置制御
信号■，が得られる。 第１図において、パルス発信機ＰＬＯ２の出力パルスは
カウンタＣＴＲ４によりカウントされる。 このカウンタＣＴＲ４はレイングヘッドＬ｝ｌが１回転
する毎にリミットスイッチＬＳによりリセットされ、再
びゼロからカウントする。従って、レイングヘッドＬＨ
の１回転当りのパルス発信４ｉｌＰＬＧ２の出力パルス
数をＰＬとすれば、任意の時点でのレイングヘッドＬＨ
の吐出口Ｅの回転角θは、そのときのカウント値をＰ，
とすると、Ｐ１ θ＝　−７　ｘ　３６０゜−・・・・・・−・一・・・
−・−・−・−・−（２）として求められる。このθを
示すカウント値Ｐ１は線材検出器ＭＤＩ又はＨＤ２の検
出に応じてホールド回路ＨＬＤに保持される。 先ず、予備制御の段階について説明する。線材１が距Ｍ
Ｌｏを進むときのレイングヘッドＬＨの回転角θ８は、
レイングヘッドＬＨが線材１に対してあるリード率αを
持っているとすれば、θ．　＝　（１　＋　（ｌＭ）　
’　Ｌｏ　ｘ３６ｏ−πＤ ＝Ｋ−Ｌ．　　・−・・一・一−−一−・・・−・・・
・・一・−−一一−一・・一−−−−（３）但し、Ｄ＝
吐出口Ｅの回転直径、Ｋ＝（１＋α）／πＤＸ　３６０
＠ で求められる。上記（３）式は、接点Ｇ１が閉、接点Ｇ
２が開となることにより、Ｌ０設定器４からのＬ０信号
とＫとが乗算器７で乗算されることにより実行される。 また、線材１の尾端が線材検出器ＨＤＩで検出されたと
きのカウンタＣＴＲ４のカウント値がＰ０であったとす
ると、このカウント値Ｐ０を線材検出器ＨＤＩの検出に
応じてホールド回路ＨＬＤで保持することにより、この
ときのレイングヘッドＬＨの回転角θは、 Ｐ０ θ＝　−５　ｘ　３６０゜−・・・・・・・−・・・・
一−−−−−・−・−（４）で求められる。従って、そ
のまま何も制御しなければ、線材１の尾端が吐出口Ｅを
出るときのこの吐出口Ｅの回転角θ．は、 θＬＭ＝θ＋θ８ で求められる。よって、レイングヘッドＬＨの目標角（
目標位置）をθ。とすれば、α＝θＬＭ一θ。 の差分だけレイングヘッドＬＨの角度を修正すれば良い
ことになる。即ち、 ＝ＮＸ３６０°　＋α　・−・・・−・−・・・一・・
−・一・−（６）但し、α≦α＜　３６０’　、Ｎ＝０
．１．２．３・・・・・・の正の整数 また、線材１の尾端が線材検出器ＨＤＩより吐出口Ｅま
で進む時間ｔ０は、線材１の速度を■とすると、 で求められる。この（７）式は除算器８で実行される。 従って、この予備制御では、ｔ０の時間にレイングヘッ
ドＬＨの角度をαだけ修正すればよいことになる。主演
算回路１０は上記の修正を行うための位置制御信号ΔＶ
，を次式により計算する。 但し、Ｇｌ　：レイングヘッドＬＨとモータＭ２とのギ
ア比 このΔ■，は第２図に示すようにステップ状にモータＭ
２に供給され、これによって、線材１の尾端が線材検出
器ＭＤＩを通過してからちょうどｔ０時間後に、線材１
の尾端が吐出口Ｅから所定の角度を以って吐出されるこ
とになる。またその際、上記（６）式によりαは正とな
るように選ばれているため、Δ■，は正となり、レイン
グヘッドＬＨの速度Ｖを上昇させることができる。 次に本制御は、線材１の尾端が線材検出器ＨＤ２で検出
されたときに開始される。このとき接点Ｇ１が開となり
、接点Ｇ２が閉となる。これによって前記（３）式にお
いて、Ｌ．の代りにＬが適用されて、レイングヘッドＬ
Ｈの回転角θ３が求められる。そしてこのθえを用いて
上記（５），　（６）式により、Ｌ０に代えてＬが適用
されることにより、レイングヘッドＬＨの修正角αが求
められる。さらに線材１の尾端が線材検出器ＨＤ２を通
過してから吐出口Ｅまで進む時間ｔも、上記（７）式で
Ｌ０に代えてＬが適用されることにより求められる。こ
れらの計算結果に基づいて主演算回路１０は次式の演算
を行うことにより、位置制御信号Δ■，を求める。 ΔＶ，　＝　（−　＋Ｎ）＋ユ×Ｇ１・−・・−・−・
・（９）３６０ｔ 但し，、Ｎ＝０．１，２．３・・・・・・の正の整数上
記（９）式においては、αが正、Ｎが正の整数であるこ
とにより、Δ■，は正となり、レイングヘッドＬＨの速
度を上昇させることができる。 なお上記実施例では予備制御と本制御の２段階に分けて
いるが、本制御のみで充分制御が満足される場合は予備
制御を省略しても良い。また、制御出力■，の計算では
、実際のレイングヘッドＬＨの応答速度が（７），　（
８）式通りになるものとして値を求めているが、実際の
応答時間が問題となるほど遅れる場合は、その遅れに応
じて修正のための制御出力をかさあげしてやれば良い．

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、線材の尾端が所定の
位置を通過したときのレイングヘッドの回転角を検出し
、その後、線材がレイングヘッドの吐出口まで進行する
までの時間とこの時間での回転角とを算出し、この算出
結果と上記検出された回転角及び目標角とに基づいて、
レイングヘッドの位置を修正するように構成したので、
線材の尾端をベルトコンベア上の所定位置に吐出するこ
とができると共に、レイングヘッドの速度が上昇した状
態で吐出が行われるので、特にサイズの大きな大物の線
材の場合に、線材がレイングヘッドのパイプを抜け出す
のに必要な運動エネルギーを得ることができて動作を確
実に行うことができ、さらには線材の先端の位置制御を
行う装置に用いられている仕上圧延機側のパルス発信機
を省略することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレイングヘッドの位
置制御装置を示すブロック図、第２図は同装置の制御の
段階を示す特性図、第３図は従来のレイングヘッドの位
置制御装置を示すブロック図、第４図は同装置の制御回
路を示すブロック図、第５図はレイングヘッドの側面及
び正面図、第６図はレイングヘッドとベルトコンベアと
の関係を示す平面図である。 ＨＤ２は線材検出器、ＬＨはレイングヘッド、Ｅは吐出
口、ＰＬＯ２はパルス発信機、ＬＳはリミットスイッチ
、ＣＴＲ４はカウンタ、ＨＬＤはホールド回路、５はＬ
設定器、６はＫ設定器、７は乗算器、８は除算器、９は
θ。設定器、ｌＯは主演算回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線材の尾端が所定の位置を通過したことを検出する線材
   検出器と、この線材検出器の検出に応じてレイングヘッ
   ドの回転角を検出する回転角検出器と、線材が上記線材
   検出器から上記レイングヘッドの吐出口まで進む時間及
   びこの時間における上記レイングヘッドの回転角を計算
   すると共に、これらの計算結果、上記回転角検出器の検
   出値及び目標角度に基づいて所定の演算を行うことによ
   り、上記レイングヘッドの位置制御信号を出力する演算
   手段を備えたレイングヘッドの位置制御装置。