JPH03288757A - 巻取機の位置制御装置 - 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】 ［産業上の利用分灯］ 本発明ｚＪ主として鋼４１シ等の＋１（状物をその幅方
向のエツジを同一平面」二に揃えた状態で巻取り、又こ
れから巻き戻すための巻取機の位置制御装置乙こ関する
。

〔従来の技術〕

一般に４１）状物を巻取る場合には、その幅方向のエツ
ジ部位置か巻取機において同一平面上に揃うよう巻取る
ことか、良好な巻姿を得、またその後の取扱い過程にお
いて製品品質を損なわないために巻取過程における重要
な管理項目となっている。

帯状物を巻取機に巻取ったときその幅方向のエツジ部か
位置ずれする理由は帯状物自体のｄｌ＋す、及び（般送
過程での蛇行にあることは従来より知られている。

このため従来にあってじ１を散機による巻取位置よりも
所要距離前方において・ａ）状物の幅方向変位量、即ち
蛇行量を検出し、これに列応さセて巻取機の位置を蛇行
方向に移動制１卸する方法及び装着か提案されている　
（特開昭５６−８２７５４　Ｍ　、実開昭５５９２６４
４号）。

第５図は従来装置の模式図であり、図中１は銅帯等の４
１）状物、２は巻取機、３はアクチュエータ、４は巻取
機２の前方に所定の距離を隔てて配設された搬送ロール
を示している。帯状物１は１般送Ｉコル４を経て所定の
張力を付与されつつ巻取機１乙こ巻取られるようになっ
ている。

巻取機２の次数位置直前には帯状物１ｃこおｉ）る幅方
向のエツジ部位置を検出する位置検出器５か設置されて
おり、その検出値は調節器１６に入力され、該調節器１
６からは巻取機２に対する位置制御卸（８号がアクチュ
エータ３に出力され、４ｉＦ状物Ｉのエツジ部変位量乙
こ対応して巻取機２に対する位置ｔ制御が行われるよう
になっている。

ところてこのような従来装置にあって（，１、位置検出
器５と巻取機２との中間での帯状物の位置変位を可及的
に小さくするために位置検出器５は巻取機２に接近して
設置されており、蛇行量が少ないときは巻取機２を追従
させ得るが、蛇行量か大きくなると巻取機２の位置側で
卸が遅れて帯状物のエツジ部が不揃いになることが避Ｌ
Ｊられないという問題かあった。

大きな蛇行にも追従させるべく制御ゲインを高めること
も考えられるが、この場合には制？３１１系か不安定と
なり、逆に定常状態でハンチングが生し帯状物のエツジ
部を揃えるのは困難である。

第６図は帯状物の蛇行状態及びこれに対応する巻取機の
制御状態を示す波形図であり、第６図（イ）は帯状物の
蛇行１（Ｓ）の時間的推移を、第６図（ロ）は帯状物の
蛇行速度（Ｖ、）の変化を、第６図（ハ）は制御出力の
推移を、第６図（−＝　）は巻取機の位：〆？（ＳＲ）
の変化量を、笛６図（ホ）は４１）状物の蛇行量ど巻取
機の位置との位置偏差（ΔＳ）の推移を、夫々縦軸にと
って示しである。なお、横軸はいずれも時間である。

第６図（イ）、（ロ）から明らかなように、帯状物か正
常位置から所定速度で幅方向にＳだけ移動し、その位置
で所定時間留まった後、再び所定速度で旧位置に戻る如
くに蛇行したとする。これに幻して巻取機に対する制御
出力は第６図（ハ）に示す如くにその応答が遅延するた
め、巻取機は第６図に）に破線で示す・訃状物の蛇行量
に幻し実線で示す如くに位置変位を行うこととなるから
、帯状物の蛇行量と巻取機の位置変位とに第６図（ホ）
に示す如き差が生しることとなる。

この対策として従来第７図に示ず知き装置か提案されて
いる（特開昭５６−８２７５４号）。第７図は他の従来
装置を示す模式図であり、この従来装置にあっては搬送
ロール４に速度検出器］７を設ｉ）ると共に、搬送ロー
ル４の直後にいま一つの）ｉ：・状物１におけるエツジ
部位置を検知する位置検出器６を設ｉｌｌである。そし
−ζ位置検出器Ｇの検出（ｉｌ’ｊを１ｉｉｉ記速度検
出器１７の検出値と共にタイ１、デイレ−１８を介して
調節器］９に入力すると５乙こ、速度検出ＲＨ］７の検
出値を調節器１６にも入力するようにしである。

タイムデイレ−１８は位置検出器〔ｊを通過した）ｉ：
・状物の位置が位置検出器５に達するに要する時間（Ａ
／ｖ、ｖ：帯状物の搬送速度）と等しい時間だし３時間
を遅らせて調節器１９に出力するようにホ′っている。

両調節器１６．１９の出力値は夫々加算器２０に入力さ
れて加算され、その和に相当する出力がアクチＪ、エー
タ３に出力され、巻取機２を＋１）状物１の幅方向位置
ずれ量に相応させて同方向に略同量だＵ移動制御するよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしこのようなｊＪ決にあっては、制御の安定性、１
．シ、容性の問題は解消し得るものの、タイツ、デイレ
−１８の時間遅れ補償ソフ１−が複雑となる外、トラッ
キング演算に高速応答性か必要とされる結果、設＆ｉｆ
　＝＋ス１〜か高くなるという難点かあった。

木発明者は安価な設ｂｔｕコストて、しかも応答性に優
れた巻取機の位置制御卸を行うべく実験、研究を行った
結果、謂）状物の蛇行は）般送ロールの出側を起点とし
て発生していることに着目し、帯状物の巻取機直近にお
りるエツジ部位置及び１般送Ｉ：Ｉルの出側直近におＵ
るエツジ部位置の各検出に加えて、巻取機の移動位置を
検出し、この巻取機の位置と前記エツジ部位置との差に
基づいて高応答高粘度の巻取機位置制御を行えることを
知見した。

本発明１コかかる知見に鑑みなされたものであって、そ
の目的とするところは安価な設備で優れた巻姿が得られ
る巻取機の位置制御装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る巻取機の位置制御装置は、巻取機に巻き取
られ、又はこれから巻き戻されていく帯状物の幅方向に
お＋３る変位量を、帯状物の長さ方向における相異なる
２つの位置で検出し、これらに対応して巻取機を前記帯
状物の幅方向に移動制御する装置において、巻取機の移
動位置を検出する巻取機位置検出器と、該巻取機位置検
（］口））の検出信号とｉｉｉ記）１）状物の巻取機に
近い位置での変イ０量の検出信号との差を時間で積分す
る積分器と、前記巻取機位置検出器の検出信号と前記帯
状物の巻取機から遠い位置ての変位量の検出信冒との差
を時間で微分する微分器と、前記積分器及び微分器の各
演算結果を加算する加算器とを具備し、この加算結果に
基づいて前記巻取器の移動位置を制御することを第１発
明の特徴とする。

また、前記巻取機位置検出器、前記積分器、前記微分器
及び前記加算器と、巻取機の移動速度を検出する巻取機
速度検出器と、加算器の加算結果と前記巻取機速度検出
器の検出結果との差に基づいて帯状物の幅方向に対する
巻取機の移動速度を制御する手段とを具備することを第
２発明の特徴とする。

〔作用〕

第１発明においては、積分器により巻取機位置検出器に
よる巻取機の移動位置の検出信号と、帯状物の巻取機に
近い位置での幅方向の変位量の検出信号との差が時間で
積分され、また、微分器により巻取機の移動位置の検出
信号と、巻取機から遠い位置での変位量の検出信号との
差が時間で微分される。これらの演算結果は加算器にて
加算され、その加算結果に基づいて巻取機の移動位置が
制御される。

第２発明においては、前記積分器及び微分器の演算結果
が加算された結果と、巻取機速度検出器による巻取機の
移動速度の検出結果との差に基づいて巻取機の移動速度
が制御される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る巻取機の位置制御装置（以下本発
明装置という）の制御系を示すブロック図であり、図中
１は鋼板等の帯状物、２は巻取機、３はアクチュエータ
、４は１般送ロールを示している。

なお、ここに巻取機とは帯状物を巻取る巻取機（コイラ
）及び既に巻き取った状態の帯状物をを戻す巻戻し機（
アンコイラ）のいずれの意味をも含むものとする。実施
例は帯状物を巻取る巻取機として使用した場合である。

帯状物１は図示しない冷延設備で圧延されて矢符方向か
ら搬送され、搬送ロール４を通過した後、１般送ロール
４による適正な張力を付与されつつ巻取機２に巻取られ
るようになっている。巻取機２の巻取位置直前と、殿送
ロール４の直後とには夫々帯状物１の幅方向の一端部の
エツジ部位置を検出する位置検出器５，６が設置されて
いる。

位置検出器５の出力信号は、アクチュエータ３の操作量
から帯状物１の幅方向における巻取機２の移動位置を検
出する巻取機位置検出器８の検出信号との差を求めた後
、低周波通過フィルタ９を通して高周波成分をカットし
た後に、比例積分制御器１１に入力される。

一方、位置検出器６の検出信号は、前記巻取機位置検出
器８の検出信号との差を求めた後、高周波通過フィルタ
１０を通して低周波成分をカッ１−した後に、比例微分
割？ｆｆｌ器１２に入力される。

比例積分制御器１１及び比例微分制御器１２の出力は加
算器１３にて合成された後、位置制御器７に入力されて
アクチュエータ３を駆動するようになっている。

ここで上記位置検出器５乙こあっては、低周波通過フィ
ルタ９により低周波成分が比例積分制御される為、帯状
物１の急峻な蛇行量の変化に対して若干応答性が低くな
るものの、鋼板端部の波うち、又は鋼板の振ＩＪＩによ
る外乱の影響がなくなり、また巻取機２の直近に設けで
ある為、高精度の制御が可能となる。

一方、位置検出器６にあっては、高周波フィルタ１０に
より高周波成分が比例微分制御される上に、巻取機２か
ら離れた搬送ロール４の出側に設けである為、精度的に
は低くなるものの、高応答の制御が可能となり、帯状物
（の比較的ゆっくりとしま た蛇行に対する追従性が増す。

このように、−上記２つの位置検出器による：１．す両
方式を組み合せることにより、精度と応答性との両方を
満足できることになる。

なお、位置検出器５及び６ば、上述した如く目的が異な
るので、夫々の目的に応して、前者は高精度型、後者は
高応答型を選択する等の工夫によりコストの低減、精度
、応答性の向上を図れるという利点がある。

第２図は第２発明に係る実施例を示す制御系のブロック
図である。この実施例では第１図に示した加算器１３の
出力と、アクチュエータ３から帯状物１の幅方向におけ
る巻取機２の移動速度を検出する巻取機速度検出器１５
の出力との差を求め、これを速度制御器１４に入力し、
アクチュエータ３を駆動するようになっている。

その他の構成は第１図に示した実施例と実質的に同しで
あり、対応する部分に同し番号をイリして説明を省略す
る。

このような構成にあっては、巻取機の移動速度２ がフィードバック制御される結果、より一層高い精度の
位置制ネ卸を行い得ることとなる。

第３図は第１図に示す実施例における帯状物の蛇行及び
これに対する各部の制御信号を示す波形図であり、第３
図（イ）は蛇行！　（Ｓ）の時間＋（ｌ移を、第３図（
ロ）は蛇行速度（■５）の推移を、第３図（ハ）は制御
出力の経時的変化を、第３図に）は巻取機位置（Ｓ、ｌ
）の変化を、第３図（ホ）は帯状物の蛇行量と巻取機位
置との偏差（ΔＳ）を夫々縦軸にとり、また横軸には時
間をとって示しである。

第３図（イ）、（ロ）から明らかなように、帯状物が所
定の速度で所定量幅方向に変位し、その位置で所定時間
経過した後、再び所定の速度で旧位置に復す１■する如
く蛇行したとすると、巻取機には第３図（ハ）に示す如
く第３図（ロ）に示す蛇行速度（Ｖ、）に対応した遅れ
のない制御信号が出力される結果、第３図に）に示す如
く破線で示す帯状物の変位に対応して実線で示す如くに
その位置が変化し、破線で示す帯状物の蛇行量との偏差
は第３図（ポ）に明らかな如く僅かに存在するもののそ
の差は極めて小さくなっていることか解る。

第４．８図は第１図に示す本発明装置と第５図に示す従
来装置とを用いて冷延薄鋼板を巻取ったときの比較試験
結果を示すグラフであり、縦軸にｆｌｉｉＩ板のエツジ
部の位置ずれ発生度数を、また横軸にエツジ部の位置ず
れ量（祁）をとって示しである。

なお試験条件は次のとおりである。

冷延鋼板寸法；厚さ０．５叩、幅１０００＋＋ｍ巻取っ
た後のコイル直径：］５５５００ｍｍりスピード：８０
０ｍ／分 このグラフから明らかな如くエツジ部の位置ずれ量は、
従来装置に依った場合にｌ；Ｊ’、　２、０１ｌ１１１
前後の位置ずれ度数が最も多く発生しており、しかも最
大位置ずれ星は５、０　ｍ＋＋に達しているのに対し、
本発明装置にあっては位置ずれ量は１．０山以下の位置
ずれ度数が最も多く、しかも最大位置ずれ量は２．０１
以下となっており、巻姿が大幅に向」ニジていることが
解る。

なお、上述の実施例は本発明を帯状物の巻取機として使
用した場合につき説明したか、何らこれに限るものでは
なく、既に巻取った状態の４１＋ｆ状物を巻戻ず巻戻し
機として使用する場合にも適用し得ることは勿論である
。

〔効果〕

以上の如く本発明装置にあっては、設備コストが安価で
あり、しかも巻取機の移動位置を検出した値と、）ｉ）
状物の幅方向の変位量を巻取機に近い位置で検出した値
との差に基づいて巻取機の位置を積分器９卸する方式と
、前記巻取器の移動位置の検出値と前記変位量を巻取機
から遠い位置で検出した値との差に基づいて巻取器の位
置を微分制御する方式とを組め合せているので、夫々の
長所である高精度と高応答性の両方を確保でき、優れた
巻姿が得られるようになる等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の制御系を示すブロック図、５ 第２図は第２発明の実施例を示すブロック図、第３図は
本発明装置におＬ３る帯状物の蛇行量とこれに対する制
御内容を示すグラフ、第４図し１第１図に示す本発明装
置の巻取り試験結果を示すクラン、第５．７図は従来装
置のブロック図、第６図は第５図に示す従来装置におけ
る帯状物の蛇行量とこれに対する制御内容を示すグラフ
、第８図は第５図に示す従来装置の巻取り試験結果を示
すグラフである。 １・・・器状物　２・・・巻取機　３・・・アクチュエ
ータ４・・・搬送ロール　５，６・・・位置検出器７・
・位置制御器　８・・・巻取機位置検出器　９・・・低
周波フィルタ　１０・・・高周波フィルタ　１１・・比
例積分器　１２・・・比例微分器　１３・・・加算器６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、巻取機に巻き取られ、又はこれから巻き戻されてい
   く帯状物の幅方向における変位量を、帯状物の長さ方向
   における相異なる２つの位置で検出し、これらに対応し
   て巻取機を前記帯状物の幅方向に移動制御する装置にお
   いて、巻取機の移動位置を検出する巻取機位置検 出器と、 該巻取機位置検出器の検出信号と前記帯状 物の巻取機に近い位置での変位量の検出信号との差を時
   間で積分する積分器と、 前記巻取機位置検出器の検出信号と前記帯 状物の巻取機から遠い位置での変位量の検出信号との差
   を時間で微分する微分器と、 前記積分器及び微分器の各演算結果を加算 する加算器と を具備し、この加算結果に基づいて前記巻 取器の移動位置を制御することを特徴とする巻取機の位
   置制御装置。 ２、巻取機に巻き取られ、又はこれから巻き戻されてい
   く帯状物の幅方向における変位量を、帯状物の長さ方向
   における相異なる２つの位置で検出し、これらに対応し
   て巻取機を前記帯状物の幅方向に移動制御する装置にお
   いて、巻取機の移動位置を検出する巻取機位置検 出器と、 巻取機の移動速度を検出する巻取機速度検 出器と、 前記巻取機位置検出器の検出信号と前記帯 状物の巻取機に近い位置での変位量の検出信号との差を
   時間で積分する積分器と、 前記巻取機位置検出器の検出信号と前記帯 状物の巻取機から遠い位置での変位量の検出信号との差
   を時間で微分する微分器と、 前記積分器及び微分器の各演算結果を加算 する加算器と、 該加算器の加算結果と前記巻取機速度検出 器の検出結果との差に基づいて帯状物の幅方向に対する
   巻取機の移動速度を制御する手段と を具備することを特徴とする巻取機の位置 制御装置。 ３、前記積分器は、前記巻取機位置検出器の検出信号と
   前記帯状物の巻取機に近い位置での変位量の検出信号と
   の差の低周波成分を時間で積分し、前記微分器は、前記
   巻取機位置検出器の検出信号と前記帯状物の巻取機から
   遠い位置での変位量の検出信号との差の高周波成分を時
   間で微分する請求項１、又は２記載の巻取機の位置制御
   装置。