JPH02305750A - カテナリー制御装置 - 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〕 本発明は、各種プロセッシングラインにおいて二つの固
定位置間に懸垂されて連続移送される長尺材料のカテナ
リーを、所定のレベルが維持されるようにその駆動装置
を制御するカテナリー制御装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のカテナリー制御装置の従来例としては、例えば
特開昭６３−３０６１５６号公報に開示されているよう
に、材料を搬送する一対のプライドルロールのいずれか
一方を速度制御する速度制御系と、一対のプライドルロ
ール間の材料のカテナリー中に前後の材料の寸法あるい
は材質が異なる接続個所か存在しないときは、他方のプ
ライドルロールをカテナリー位置が所定のレベルを維持
するように制御する位置制御系と、プライドルロール間
の材料のカテナリー長さを一定の値に制御する材料長さ
一定制御系と、プライドルロール間における上述した接
続個所の有無により材料長さ一定制御系と位置制御系と
を切換える切換機構とを備えている。そこで、ラインが
起動すると、速度制御系により材料は指定されたライン
スピードで送られるとともに、位置制御系によりカテナ
リーのレベルが所定レベルを維持するようにレベル変動
に対して修正を行う。接続個所の位置についてはトラッ
キングが行なわれており、これがカテナリー中に進入し
たとき、切換機構で位置制御系を材料長さ一定制御系に
切換えることにより、接続個所前後の材料重量差により
生じるカテナリー形状の変化にもとづくカテナリーのレ
ベルの変動を防止しようとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に同一レベルの２点間のカテナリー長さしは次式で
示される７ これより、 また、 ただし、Ｌ：２点間のカテナリー長さ Ｓ：２点間のスパン Ｗ：カテナリー材料の単位長当り重量 Ｔ：カテナリー材料の水平張力 Ｄ：カテナリーのディップ したかって、式（３）の示すように材料の水平張力Ｔが
高いとき、すなわち、カテナリーのディップＤが浅いと
きは、式（２）の示すように単位長当ナリーのレベルを
修正するための駆動モータに対する過負荷を引き起こす
要因となっているという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のカテナリー制御装置は、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
の前後にある先行材料と後続材料そわぞれの寸法および
材質の情報とよりカテナリー内の張力を演算する張力演
算回路と、カテナリー中に存在する寸法または材質が異
なる長尺材料の接続個所の位ｊ位のトラッキング情報と
、該接続個所の前後にある先行材料と後続材料それぞれ
の寸法および材質の情報と、張力演算回路からのカテナ
リー張力とよりカテナリー位置検出器の位置におけるカ
テナリー高さを接続個所の位置に応じて順次に演算する
カテナリー位置指令器と、 張力演算回路からのカテナリー張力を監視するとともに
、カテナリー位置指令器により演算されたカテナリー高
さと、カテナリー中に前記接続個所が進入する以前に前
記カテナリー位置検出器により検出されたカテナリー高
さとの偏差を検出し、該偏差に対応して、または、カテ
ナリー張力が所定値を超過したとき、いずれか一方の駆
動装置の速度制御系に補正信号を入力させることにより
、前記長尺材料の送り速度を加減してカテナリーの過大
張力、・または、カテナリー最低点の高さの変動を抑制
させるカテナリー位置制御器とを有している。

〔作　用〕

まず、カテナリー位置指令器および張力演算回路により
行なわれるカテナリーの高さと張力の演算内容を説明す
る。

［１］力テナリー曲線 一般に、カテナリー曲線は、その最低レベルの点（以下
、下死点と称する）を過ぎる水平方向にＸ軸をとり、下
死点を通ってＸ軸と直角にｙ軸をとると、 で表わされる。

いま、カテナリーを形成する長尺材料の長平方向の単位
長当り重せをＷ、水平張力をＴとして、そのカテナリー
形状は と表現される。下死点の座標を（０，ｙｂ）とするがっ
て ると これを式（１−３）に代入して 式（１−４）を用いてストリップのカテナリー形状近似
が可能である。

［２コカテナリーの具体的計算 （１）カテナリー中に接続個所が存在しない場合第２図
（ａ）は入側プライドルロール１と出側プライドルロー
ル 曲線図である。ただし、 Ｓ　ニブライドルロール１，２間のスパンｍ　：入側プ
ライドルロール１と下死点間の水平距離 ｎ　：下死点と出側プライドルロール２間の水平距離 ’１０ｅ：入側プライドルロール上のＸ軸からの高さ ｙｏｄ：出側プライドルロール２のＸ軸からの高さ 式（１−４）を用いて また、ｙ軸を入口ブライドルロール上の位置に平行移動
して式（］−４）の座標変換を行うと、任意の位置Ｘに
おけるカテナリーの高さｙは より、式（２−１）を用いて演算することかできる。

いまの場合、下死点の高さｙｂは、ｘ＝ｍとして同様に
、 （２）カテナリー中に接続個所が存在する場合単位重量
あるいは寸法の異なる長尺材料の接続個所がカテナリー
中に進入すると、先行材料のカテナリーと後続材料のカ
テナリーは、接続個所の前後でそれぞれ異なる別のカテ
ナリー曲線を形成する。

（＋）接続個所が後続材料カテナリーの下死点より手前
の位置にあるとき 第２図（ｂ）は先行材料２１と後続材料２２の接続個所
Ｐが、入側プライドルロール１から後続材料２２の下死
点Ｄ２までの範囲内にあるときのカテナリー形状を示す
。ただし、 ｘｏ＝接続個所ＰのＸ座標 ｘ２：下死点Ｄ２のＸ座標 ｍＩ＝先行材料２上の下死点ＤＩのＸ座標とｘｏとの差 ｎｌ：出側プライドルロール２のＸ座標と下死点り，の
Ｘ座標との差 ｄｏ＝接続個所Ｐの入側プライドルロール１に対するデ
ィップ ｄ２：接続個所Ｐに対する後続材料２２のデイツブ ｄｌ：接続個所Ｐに対する先行材料２上のディップ いま、先行材料２１と後続材料２２の長手方向単位型■
をそれぞれＷ　＋　、　Ｗ　２とすると、第２図（ｂ）
より式（２−３）を用いて、 ｍ、＋ｎ、＝　５−ＸＯ−７−−−−（２−ａ）また、
力学的平衡関係より Ｗ＋ｄ＋　＝Ｌｄ２　　　　　　　　　　・・・・・−
（２−９）が得られる。式（２−６）　、　（２−７）
および（２−９）よりこれより、 一方、式（１−４）より先行材料２上の下死点り、の高
さｙｂは、 式（２−５）　、　（２−８）　、　（２−７）　、　
（２−１０）　、　（２−１１）を用いて、ｙａｅ　＝
　’Ｉ　ｂ　＋　ｄ　Ｉ＋　ｄ。

これに式（２−８）を用いて整理することにより、これ
より、 ｙｏｄ）ｌ　　　　　　　　　　　　　ｍ・・・（２−
１２）また、式（２−８）より、 ｙｏｄ））　　　　　　　　　　　　　　・・−−−−
（２−１３）これより任意の位置Ｘでのカテナリーの高
さｙは、 ｘ＜ｘ、のどさく後続材料２１）、式（２−２）。

（２−１０）より ・・・・−（２−１４） Ｘｏ≦ｘ＜Ｓでは（先行材料２２）、同様にして （ｉｉ）接続個所が先行材料カテナリーの下死点より旧
友の位置に進んだとき 第２図（Ｃ）は接続個所Ｐが、先行材料２上の下死点り
、と出側プライドルロール２までの範囲内にあるときの
カテナリー形状を示す。ただし、ｘ、：下死点り、のＸ
座標 ｍ２＝後続材料２２の下死点Ｄ２のＸ座標ｎ２　：　ｘ
ｏとｍ２との差 その他の符号は同一・とじて、（ｉ）項の場合と同様に Ｗ２ｄｚ＝　Ｌｄ＋ Ｉｎ２＋０２：ｘＯ より、 ＋　２７　ｊｙｏａ　　ｙｏｉ）　）　　　　　　・・
・・・−（２−１６）ｙ、＋））　　　　　　　　　　
　　・・・・・・（２−１７）これより任意の位置Ｘで
のカテナリーの高さｙは、 ｘ＜ｘｏのとき Ｗ２ Ｙ　＝　’Ｊｏｅ＋　　Ｘ（Ｘ−２１１１２）　　　　
・・・−（２−１８）Ｔ Ｘｏ≦ｘ＜Ｓでは ・・・−（２−１９１ （ｉｉｉ）接続個所通過時の張力 カテナリー中に接続個所Ｐが進入したとき、先行材料２
！、後続材料２２のサイズ、例えば幅Ｘ厚さをそれぞれ
す、ｘｔ、、　ｂ２Ｘｔ２、カテナリーユニットテンシ
ョンをＵとして、第２図（ａ）に示した接続個所Ｐのな
いときく先行材料２上のみの場合）の下死点の高さを一
定に保持するための水平張力Ｔは、 Ｘｏ≦ｎのとき Ｔ　＝　−Ａｘ。”＋　ｂ、ｘ　ｔ、ｘ　ｕ　　　　・
＝”−（２−２０）ｂ、ｘ　ｔ、ｘ　ｕ　−ｂ２Ｘ　ｔ
２ｘ　ｕここで・Ａ“　　　　ｍＸＳ ｍ＜ｘ。≦Ｓのとき Ｔ＝　Ｂ（Ｓ−ｘｏ）２＋ｂ２ｘｔ２ｘｕ　　−−−−
−−（２−２１）ｂ、ｘ　　ｔ、Ｘ　　ｕ　　−ｂ２ｘ
　　ｔ、Ｘ　　ｕここで、Ｂ＝□ ＸＳ 以上説明したように、式（２−１４）　、　（２−１５
）または式（２−１８）　、　（２−１９）と、式（２
−２０）　、　（２−２１）を用いて張力演算回路とカ
テナリー位置指令器により、接続個所Ｐがカテナリー中
を通過するとき任意の位置におけるカテナリー張力と必
要なカテナリー高さを演算することができる。そこで、
適宜の位置に設定したカテナリー位置検出器により接続
個所Ｐが進入する以前におけるその位置のカテナリー高
さを検出して、この高さと接続個所が通過中のカテナリ
ー位置指令器の演算した高さとの偏差を検出し、または
、過大なカテナリー張力を検出したとき、いずれか一方
の駆動装置の速度制御器を介してカテナリー送り速度を
制御することにより、カテナリーの下死点をほぼ一定の
高さに保持することができるので他の構造物への衝突を
回避し、また、駆動電動機の過負荷を防止できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明のカテナリー制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

鉄鋼プロセッシングラインの連続熱処理炉３中をストリ
ップ４が、入側プライドルロールｌと出側プライドルロ
ール２との間に張うわて、それぞれ駆動′電動機５．９
により矢印方向に送られている。速度制御器８は駆動装
置７および駆動電動機５に直結された速度検出器６とと
もに駆動電動機５の速度制御ループを構成しており、一
方、速度制御器１２は駆動装置１１および駆動電動機９
に直結された速度検出器１０とともに駆動電動機９の速
度制御ループを構成しており、いずれもライン速度指令
器１３からのライン速度指令値にしたがい、ストリップ
４の送り速度を制御する。カテナリー位置検出器１５は
連続熱処理炉３の入側に配置されて、その位置でのスト
リップ４のカテナリ一部分の所定基準面からの高さを検
出する。トラッキング用カウンタ１６は速度検出器６か
ら人力されるパルス信号をカウントすることによりスト
リップ４の送り長さを検出し、異なる種類のストリップ
４の接続個所く溶接点）の大測定位置到来を指示するリ
セット信号（例えば溶接機の溶接完了信号など）により
リセットされる。板サイズ情報発生器１９は、予め、処
理が予定されているストリップ４の板厚、板幅、単位長
当りの重量などの板サイズ情報が格納される。張力演算
回路２０は、トラッキング用カウンタ１６からのカウン
ト値と板サイズ情報発生器１９からの板サイズ情報によ
りカテナリー内の張力を演算する。カテナリー位置指令
器１８はトラッキング用カウンタ１６から人力されるカ
ウント値と張力演算回路２０からのカテナリー・逼力と
を用い、板サイズ情報発生器＋９から必要な板サイズ情
報を読み出し、上述したようにカテナリー位置検出器１
５め位置におけるカテナリー高さを、溶接点の移動に応
じて作用項で説明した各式を用いて順次、演算する。カ
テナリー位置制御器１４は溶接点が到来する以筋のカテ
ナリー位置検出器１５によるストリップ４の高さとカテ
ナリー位置指令器１８の演算値との差を算出し１．また
は、張力演算回路２０からの張力値が基準値を超えたと
き、そわぞれ対応する補正信号を速度制御器８に出力す
る。

次に、木実施例の動作を説明する。

溶接点のないストリップ４か連続熱処理炉３内を一定速
度で送られている間は、そのカテナリーの下死点の高さ
は一定で、カテナリー位置検出器１５の検出した入側カ
テナリー高さも一定であり、その値はカテナリー位置制
御器■４に保持されている。いま、ストリップ４のサイ
ズが変フて溶接機で溶接されると、その溶接点の到来が
リセット信号１７により通知される。そこで、トラッキ
ング用カウンタ１６はカテナリー中における溶接点の移
行位置をカウントし、カテナリー位置指令器１８と張力
演算回路２０はそれぞれ板サイズ情報発生器１９から必
要な板サイズ情報を読み出して、時々刻々の溶接点の移
動に伴い変動するカテナリー張力とカテナリー位置検出
器１５の位置におけるカテナリーの高さを演算し出力す
る。カテナリー位置制御器１４は入力されたカテナリー
張力を監視して、張力が基準値を超えたとき補正信号を
出力する。また、溶接点のないときのカテナリー高さと
このカテナリー位置指令器１８の演算値との差、すなわ
ちカテナリー高さの変動値に対応する補正信号を溶接点
の移動のトラッキングに合わせて出力する。

これらの補正信号は速度制御器８に入力されて、ライン
速度指令器１３の出力しているライン速度指令値に過大
なカテナリー張力とカテナリー高さの変動を解消する方
向に加算または減算される。したがって、カテナリー中
のストリップ４の溶接点の進入、移動にかかわらず、ス
トリップ４のカテナリーの下死点の高さをほぼ一定に保
持させて他の構造物への衝突を回避するとともに、検出
した張力を基準値内に制御しているのでストリップ長の
変化による過大張力が発生せず、駆動電動機の過負荷を
防止することかできる。

なお、上述した実施例では、入側プライドルロール上の
速度に対して補正制御を行っているが、代りに出側プラ
イドルロール２の速度に対して補正制御を行ってもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、予め設定された長尺材料
の接続個所の前後における材料の材質や寸法の情報と、
接続個所がカテナリー内に進入したときの移動位置のト
ラッキング情報とよりカテナリー張力とカテナリー位１
η検出器の位置でのカテナリー高さを順次に演算し、過
大張力または接続個所が進入する以面の高さとの偏差に
対応する補正信号を生成して入側または出側での材料送
り速度を加減することにより、過大なカテナリー張力の
発生とカテナリー高さの変動を抑制することができ、確
実に長尺材料のカテナリー高さをほぼ一定に保つことが
できるので、カテナリ一部分の他の構造物への衝突を回
避するとともに、駆動電動機の過負荷を防止することが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカテナリー制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第２図（ａ）は入側プライドルロー
ルｌと出側プライドルロール２間の長尺材料のカテナリ
ーを示す曲線図、第２図（１））は先行材料と後続材料
との接続個所が、入側プライドルロール１と後続材料の
下死点Ｄ２までの範囲内にあるときのカテナリー曲線図
、第２図（Ｃ）は接続個所が、先行材料の下死点Ｄ１と
出側プライドルロール２までの範囲内にあるときのカテ
ナリー曲線図である。 ■・・・入側プライドルロール、 ２・・・出側プライドルロール、 ３・・・連続熱処理炉、 ４・・・ストリップ、 ５．９・・・駆動電動機、 ６、ｌＯ・・・速度検出器、 ７、ＩＩ・・・駆動装置、 ８．１２・・・速度制御器、 １３・・・ライン速度指令器、 Ｉ４・・・カテナリー位置制御器、 １５・・・カテナリー位置検出器、 １６・・・トラッキング用カウンタ、 １７・・・リセット信号、 １Ｂ・・・カテナリー位置指令器、 １９−・・板サイズ情報発生器、 ２０・・・張力演算回路、 ２１・・・先行材料、 ２２・・・後続材料、 Ｐ・・・接続個所、 Ｄｌ・・・先行材料の下死点、 Ｄ２・・・？＆続材料の下死点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二つの固定位置間に懸垂され、それぞれの位置にあ
   る駆動装置により連続移送される長尺材料のカテナリー
   の高さをカテナリー位置検出器で検出して、カテナリー
   上の最低点の高さが所定の値に維持されるように駆動装
   置を制御するカテナリー制御装置において、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
   料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
   の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
   材質の情報とよりカテナリー内の張力を演算する張力演
   算回路と、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
   料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
   の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
   材質の情報と、張力演算回路からのカテナリー張力とよ
   りカテナリー位置検出器の位置におけるカテナリー高さ
   を接続個所の位置に応じて順次に演算するカテナリー位
   置指令器と、 張力演算回路からのカテナリー張力を監視するとともに
   、カテナリー位置指令器により演算されたカテナリー高
   さと、カテナリー中に前記接続個所が進入する以前に前
   記カテナリー位置検出器により検出されたカテナリー高
   さとの偏差を検出し、該偏差に対応して、または、カテ
   ナリー張力が所定値を超過したとき、いずれか一方の駆
   動装置の速度制御系に補正信号を入力させることにより
   、前記長尺材料の送り速度を加減してカテナリーの過大
   張力、または、カテナリー最低点の高さの変動を抑制さ
   せるカテナリー位置制御器とを有することを特徴とする
   カテナリー制御装置。