JPH03198916A - 拡縮式マンドレルの巻き戻し速度の制御方法及び制御装置 - 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、コイル状に巻き取られたストリップの巻き
戻し速度の制御方法及び制御装置に関し、特に、拡縮式
マンドレルに巻き取られたルーズコイルの巻戻し時の減
速開始時点を、適切に決定できるようにしたものである
。

〔従来の技術〕

巻軸にコイル状に巻き取られたストリップの巻き戻し時
において、コイル終端が巻軸から抜は出る場合に高速で
尻抜きをしてしまうと、ストリップが鞭打ち状の挙動を
示し、周囲の設備等を破損する恐れがあるので、コイル
の終端付近では、巻き戻し速度を減速すると共に、コイ
ルにかかっていた張力を保持するために、ピンチロール
を作動させる必要がある。

しかし、生産性の点から考えると、可能な限りコイルの
終端付近まで、高速で且つピンチロールを使用せずに操
業することが望ましい。

そこで、従来から、コイルの巻き戻し速度を効率的に制
御するために、例えば特公昭５２−５３０６号公報、特
公昭５１２０６２５号公報、特開昭５２−１５５１６４
号公報及び特開昭５４１３３４５３号公報等に記載され
るように、多くの技術が提案されている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ ここで、ストリップをコイルの状態で焼鈍する場合には
、高温時における各層間の密着を防止するために、それ
ら層間に予め分離剤を塗布しておくことが必要であり、
焼鈍後の各層間には微小な隙間が生じる。

そして、巻き戻し時のコイルにおいては、ストリップを
引き出す張力がコイル間の摩擦力に比べて大きい外径側
では、外側から巻き締まる方向で層間の隙間が無くなっ
ていくが、張力の影響を受けない内径側では、径が拡大
する方向で眉間の隙間が無くなっていくので、コイルの
状態を保持するために拡径する方向に常時力が加えられ
ているマンドレルは、コイル内径の拡大に従って拡径す
ることになる。

このため、コイルの巻き戻し時の速度制御を行うにあた
って、コイルの残り巻数を正確に把握するには、マンド
レルの径を測定することが必要となる。

しかしながら、上述した従来の技術では、マンドレルの
径を定数として取り扱っているので、コイルの残り巻数
を正確に把握することができず、このため、安全性を考
慮すると、定数としてのマンドレル径を若干大きめに設
定しなければならないので、結果として、早めの減速を
余儀無くされ、生産性の低下を招いていた。

ちなみに、本出願人は、特開平１−１６６８１８号公報
に開示されるように、マンドレル径に関係なく、コイル
の残り巻数を直接測定する技術を提案しているが、この
従来技術は、イメージセンサを使用しているため、イメ
ージセンサの解像力以上に板厚が薄いと、残り巻数の測
定誤差が大きくなってしまうという欠点がある。

本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題
に着目してなされたものであり、マンドレルの拡径に関
わりなく、コイルの残り巻数を正確に把握して、高精度
の速度制御が行える拡縮式マンドレルの巻き戻し速度の
制御方法及び制御装置を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項（１）記載の発明は
、拡縮式マンドレルにコイル状に巻かれたストリップの
巻き戻し速度の制御方法であって、前記巻き戻されたス
トリップの走行速度Ｖと、前記マンドレルの回転数Ｎと
、前記マンドレルの半径ｒとを連続して測定すると共に
、これら各値及び前記ストリップの板厚ｔから求められ
る前記コイルの残り巻数ｘ　｛＝　（ｖ／２ｚＮ−ｒ）
／ｔ｝に基づいて、前記コイルの巻き戻し速度を制御す
る。

また、請求項（２）記載の発明は、拡縮式マンドレルに
コイル状に巻かれたストリップの巻き戻し速度の制御装
置であって、前記巻き戻されたストリップの走行速度Ｖ
を連続して測定する速度測定手段と、前記マンドレルの
回転数Ｎを連続して測定する回転数測定手段と、前記マ
ンドレルの半径ｒを連続して測定する半径測定手段と、
測定された走行速度ｖ、回転数Ｎ、半径ｒ及び前記スト
リップの板厚ｔから前記コイルの残り巻数ｘ　（−（ｖ
／２πＮ　−ｒ　）　／　ｔ　）を演算する演算手段と
、この演算手段が演算した前記コイルの残り巻数Ｘに基
づいて前記コイルの巻き戻し速度を制御する速度制御手
段と、を備えた。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明にあっては、ストリップの走行
速度Ｖと、マンドレルの回転数Ｎと、マンドレルの半径
ｒとが連続して測定され、これら各値及びストリップの
板厚ｔから、コイルの残り巻数ｘ　｛＝　（ｖ／２ｚＮ
−ｒ）／ｔ｝が演算されるため、コイルの巻き戻しに従
ってマンドレルが拡径しても、正確な残り巻数Ｘが演算
される。そして、この正確な残り巻数Ｘに基づいてコイ
ルの巻き戻し速度が制御されるから、高精度の制御が実
行される。

また、請求項（２）記載の発明では、速度測定手段がス
トリップの走行速度Ｖを連続して測定し、回転数測定手
段がマンドレルの回転数Ｎを連続して測定し、半径測定
手段がマンドレルの半径ｒを連続して測定し、演算手段
が、それら測定された各値及びストリップの板厚ｔに基
づいてコイルの残り巻数ｘ　｛＝　（ｖ／２ｚＮ−ｒ）
／ｔ｝を演算するから、正確な残り巻数Ｘが演算される
。そして、速度制御手段が、演算手段が演算した残り巻
数Ｘに基づいてコイルの巻き戻し速度を制御するから、
高精度の制御が実行される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図は、本発明の一実施例を示す図である
。先ず、構成を説明する。

即ち、第１図に示すように、コイルｌは、拡縮式のマン
ドレル２に巻き取られていて、そこから引き出されたス
トリップ３は、プライドルロール４を経て、次工程のた
めの図示しない設備に送り込まれている。

そして、マンドレル２は、例えば第２図に示すように、
円筒状のコア２ａ内に進退自在に挿入された進退軸２ｂ
と、この進退軸２ｂの一端部に連結された油圧シリンダ
２Ｃと、進退軸２ｂの他端部に連結されたインナセグメ
ント２ｄ（図中、−部省略）と、このインナセグメント
２ｄに外嵌し且つ軸方向には移動不可能なアウタセグメ
ント２ｅ（図中、一部省略）とから構成されている。

但し、インナセグメント２ｄは、コア２ａの全周を覆う
円筒形であり、また、アウタセグメント２ｅは、インナ
セグメン）２ｄの周囲に周方向に離間して複数個設けら
れていて、それらアウタセグメン１−２ｅの外面が、マ
ンドレル２の外周面を形成している。

そして、インナセグメント２ｄの外面には、斜面２ｆが
形成され、アウタセグメント２ｅの内面には、斜面２ｆ
に整合する斜面２ｇが形成されていて、油圧シリンダ２
Ｃは、進退軸２ｂを図中左方に常時付勢している。

このため、進退軸２ｂと一体のインナセグメン１−２ｄ
も図中左方に付勢されるから、斜面２ｆ。

２ｇを介して、各アウタセグメント２ｅが、コア２ａか
ら離れる方向に付勢されている。従って、マンドレル２
には、拡径する方向に常時力がかかっている。

さらに、マンドレル２には、例えばポテンショメータ等
から構成され、進退軸２ｂの軸方向位置に基づいてマン
ドレル２の半径ｒを検出するりニアセンサ５が配設され
ている。

即ち、進退軸２ｂと共にインナセグメント２ｄが進退す
ると、斜面２ｒ及び２ｇの傾斜角に従って各アウタセグ
メント２ｅが径方向に移動するので、進退軸２ｂの軸方
向位置でマンドレル２の半径ｒが決まるから、進退軸２
ｂの位置をリニアセンサ５で常時監視していれば、半径
ｒを連続して測定することができる。

第１図に戻って、マンドレル２は、モータ７によって回
転駆動され、このモータ７には、マンドレル２の回転数
Ｎを測定するための回転計８が接続されている。

一方、プライドルロール４の回転軸には、ストリップ３
の走行速度Ｖを測定するための回転計９が接続されてい
る。

そして、回転計８が測定したマンドレル２の回転数Ｎと
、回転計９が測定したストリップ３の走行速度Ｖとがコ
イル径演算器１０に供給され、このコイル径演算器１０
において、下記の（１）式に従って、コイル１の外半径
Ｒが演算される。但し、πは円周率である。

Ｒ＝　ｖ　／　２πＮ　　　　　　　　・・・・・・（
１）さらに、コイル径演算器１０が演算した半径Ｒは、
リニアセンサ５が測定したマンドレル２の半径ｒと、ス
トリップ３の板厚ｔと共に、残り巻数演算器１１に供給
され、ここで、下記の（２）式に従って、コイルｌの残
り巻数Ｘが演算される。

ｘ＝（Ｒ−ｒ）／ｌ　　　　　　　・・・・・・（２）
そして、残り巻数Ｘは、モータ７の駆動回路１３に制御
信号Ｉを出力するコントローラ１２に供給される。

コントローラ１２は、コイルｌの残り巻数Ｘに基づき、
巻き戻し速度を減速する必要があるか否かを判定し、必
要ない場合には、ストリップ３が所定速度（例えば、１
２０ｍ／ｓ）で定速走行するような制御信号Ｉを駆動回
路１３に供給する一方、コイルｌの残り巻数Ｘが少なく
なって減速が必要となった場合には、例えば第３図に実
線で示すように、ストリップ３の走行速度を、上記所定
速度から極低速まで徐々に低下させた後、例えばストリ
ップ３の終点が送り出されるまで、極低速でストリップ
３を定速走行させるような制御信号■を駆動回路１３に
供給する。

次に、本実施例の作用効果を説明する。

即ち、上述したように、マンドレル２は拡径するので、
仮に半径ｒを定数にすると、残り巻数演算器１１で求め
られる残り巻数Ｘは、不正確な値になってしまうが、本
実施例では、リニアセンサ５によってマンドレル２の半
径ｒを連続して測定し、その測定された半径ｒに基づい
てコイル１の残り巻数Ｘを求めているため、常に正確な
残り巻数Ｘを求めることができる。

そして、その正確に求められた残り巻数Ｘに基づいて、
コントローラ１２がモータ７の駆動回路１３に制御信号
■を出力するため、第３図に実線で示すように、減速を
開始する時点を極力遅らせることができると共に、ピン
チロールの作動時間を極力短くすることできるので、生
産性の向上が図られる。

ちなみに、半径ｒを定数とした場合には、安全性を考慮
しなければならないので、第３図に破線で示すように、
早めに減速を開始しなければならず、極低速で走行する
時間が長くなる。本発明者等の実験によれば、本実施例
の構成であると、極低速での走行時間は４０秒以内で済
むが、半径ｒを一定値とした場合には、最大４分程度の
時間が費やされてしまう。つまり、本実施例の構成の方
が、約３分程度の時間を有効に使用することができる。

ここで、本実施例では、リニアセンサ５が半径測定手段
に対応し、回転計８が回転数測定手段に対応し、回転計
９が速度測定手段に対応し、コイル径演算器ＩＯ及び残
り巻数演算器１１が演算手段に対応し、電動モータ７、
コントローラ１２及び駆動回路１３が速度制御手段に対
応する。

なお、上記実施例では、プライドルロール４の回転数か
らストリップ３の走行速度Ｖを間接的に求めるようにし
ているが、これに限定されるものではなく、例えば、ド
ツプラー効果を利用した速度計でストリップ３の走行速
度を直接測定するようにしてもよい。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、マンドレルの半
径が変化してもコイルの残り巻数を正確に測定すること
ができるから、減速開始時点やピンチロール作動時点を
極力遅らせることができ、その結果、生産性の向上が図
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は拡縮
式のマンドレルの一例を示す側断面図、第３図は実施例
の作用効果の一例を説明するグラフである。 １・・・コイル、２・・・マンドレル、３・・・ストリ
ップ、５・・・リニアセンサ（半径測定手段）、７・・
・モータ、８・・・回転計（回転数測定手段）、９・・
・回転計（速度測定手段）、１０・・・コイル計演算器
、１１・・・残り巻数演算器、１２・・・コントローラ
、１３・・・駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）拡縮式マンドレルにコイル状に巻かれたストリッ
   プの巻き戻し速度の制御方法であって、前記巻き戻され
   たストリップの走行速度ｖと、前記マンドレルの回転数
   Ｎと、前記マンドレルの半径ｒとを連続して測定すると
   共に、これら各値及び前記ストリップの板厚ｔから求め
   られる前記コイルの残り巻数ｘ｛＝（ｖ／２πＮ−ｒ）
   ／ｔ｝に基づいて、前記コイルの巻き戻し速度を制御す
   ることを特徴とする拡縮式マンドレルの巻き戻し速度の
   制御方法。
2. （２）拡縮式マンドレルにコイル状に巻かれたストリッ
   プの巻き戻し速度の制御装置であって、前記巻き戻され
   たストリップの走行速度ｖを連続して測定する速度測定
   手段と、前記マンドレルの回転数Ｎを連続して測定する
   回転数測定手段と、前記マンドレルの半径ｒを連続して
   測定する半径測定手段と、測定された走行速度ｖ、回転
   数Ｎ、半径ｒ及び前記ストリップの板厚ｔから前記コイ
   ルの残り巻数ｘ｛＝（ｖ／２πＮ−ｒ）／ｔ｝を演算す
   る演算手段と、この演算手段が演算した前記コイルの残
   り巻数ｘに基づいて前記コイルの巻き戻し速度を制御す
   る速度制御手段と、を備えたことを特徴とする拡縮式マ
   ンドレルの巻き戻し速度の制御装置。