JPH0332422A - プロセスラインのロール駆動制御装置 - 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、金属ストリップ等の処理対象物を走行させ
るためにプロセスラインに設けられたロールの駆動制御
装置に関し、特に、製品の損傷等の原因となる処理対象
物とロールとの間のスリップを防止できるようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

例えば鋼帯等の金属ストリップに種々の処理を施すプロ
セスラインにおいては、従来からロールを使用して金属
ストリップを走行させている。

そして、そのロールの駆動制御は速度制御が主であると
共に、速度制御の精度不良による金属ストリップとロー
ルとのスリップに対しては、ロールを回転駆動させる電
動モータ等の回転トルクを検出して回転速度の垂下特性
をとり、速度を合わせる制御方法がとられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような制御方法では、速度制御の
応答性が向上するように制御ループゲインを大きく設定
しなければならないが、垂下特性を入れるとそれに相反
してしまうし、スリップが生じるとモータの回転トルク
がなくなってしまうから、さらにスリップを助長させて
しまうという欠点がある。

また、垂下特性付きの速度制御装置を用いずに、可能な
限り速度制御精度を向上させる制御方法もあるが、この
ような方法であっても、速度指令値そのものの演算精度
の問題や、ロール加減速時の応答性を向上させるために
制御系のゲインを上げた場合に制御系が不安定になって
しまうという問題があり、充分な機能を発揮できない。

そこで本発明は、このような従来の技術における種々の
問題点に着目し、本来ロールは、ストリップには力を与
えないで、ストリップの走行に必要な摩擦力とロールや
ストリップの慣性による加減速力とを与えればよいこと
から、ロールの駆動制御をトルクを主として行うことに
より、スリップの発生を防止することができるロールの
駆動制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、金属ストリップ
等の処理対象物を走行させるためにプロセスラインに設
けられたロールの駆動制御装置であって、指令値に応し
て前記ロールを回転駆動させる回転駆動手段と、前記ロ
ールの目標回転速度。

前記ロールに加わる前記処理対象物の重量２前記ロール
の慣性モーメント及び前記処理対象物の慣性モーメント
に基づいて前記ロールの目標駆動トルクを演算する目標
駆動トルク演算手段と、前記ロールに発生している実駆
動トルクを検出する実駆動トルク検出手段と、前記実駆
動トルクが前記目標駆動トルクに一致するように前記回
転駆動手段に指令値を出力する制御手段と、前記ロール
の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、前記目
標回転速度と前記実回転速度との偏差が小さくなる方向
に前記目標駆動トルクを補正する補正手段と、を備えた
。

（作用） 目標駆動トルク演算手段が、ロールの目標回転速度、ロ
ールに加わる金属ストリップ等の処理対象物の重量、ロ
ールの慣性モーメント及び処理対象物の慣性モーメント
に基づいて、処理対象物の走行に必要な目標駆動トルク
を演算すると共に、制御手段が、目標駆動トルクと、実
駆動トルク検出手段が検出した実駆動トルクとが一致す
るように、ロールを回転駆動する回転駆動手段に指令値
を出力する。

従って、ロールには、処理対象物の走行に必要な回転駆
動トルクが発生するから、ロールと処理対象物との間に
スリップが発生することなく、処理対象物が走行する。

また、ロールと処理対象物との間にスリップが発生して
も、ロールの実回転速度が上昇して目標回転速度との偏
差が大きくなり、補正手段が、その偏差を小さくする方
向に目標駆動トルクを補正するため、大きなスリップは
防止される。

〔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図及び第２図は、本発明の一実施例を示した図面で
あり、これは、金属ストリップ２に種々の処理を施すプ
ロセスラインｌに、本発明に係る駆動制御装置３を適用
したものである。

先ず、構成を説明すると、トルク演算器４は、摩擦トル
ク演算器４ａ、加減速トルク演算器４ｂ及び加算ｈ４ｃ
を有していて、例えばマイクロコンピュータ等から構成
されている。

トルク演算器４には、金属ストリップ２を走行可能に支
持する複数のローラ１ａ〜ＩＣの内この駆動制御装置３
が制御対象とするローラ１ｂが負担する金属ストリップ
２の重量Ｗ（金属ストリップの幅Ｗ、厚みｔ、密度ρ及
びローラ１ｂが受は持つ長さｌによって決まる値）と、
そのローラ１ｂの慣性モーメント（はずみ車効果）ＣＤ
Ｉ２と、金属ストリップ２の慣性モーメントＧ　Ｄ　Ｚ
　”と、ローラ１ｂの目標回転速度■８とが供給され、
これら多値に基づき、摩擦トルク演算器４ａ及び加減速
トルク演算器４ｂが摩擦トルク及び加減速トルりを演算
し、それら両トルクが加算器４Ｃによって加算されて、
目標駆動トルクτ８として出力される。

目標駆動トルクτ、は、加算器５を経て、トルク調節器
６に供給される。

そして、トルク調節器６は、インバータドライバ７に指
令値を出力し、インバータドライバ７は、その指令値に
応じて、ローラ１ｂに連結された電動モータ８の交流可
変速制御を行う。

一方、電動モータ８の回転軸には、速度検出器９が連結
されていて、その速度検出器９が検出したローラｌｂの
実回転速度Ｖｙは、トルク検出器１０にはそのまま供給
され、加算器１１には反転して供給される。

また、トルク検出器ｌＯは、実回転速度ｖＦの他に、イ
ンバータドライバ７の作動状況や電動モータ８の駆動電
流等が供給され、それら多値に基づきローラｌｂに発生
している実駆動トルクτ。

を検出する。

トルク検出器１０が検出した実駆動トルクτ。

は、加算器５に反転して供給される。

また、加算器１１には、実回転速度■ｒの他に目標回転
速度Ｖ、ｌが供給されていて、それら再回転速度の偏差
５（ＶＩＥ　　ＶＦ）が演算され、その偏差Ｓが速度調
節器１２に供給される。

速度調節器１２は、供給される偏差Ｓに基づき、例えば
第２図に示すような記憶テーブルを参照して、補正値Ａ
を決定する。

補正値Ａは、偏差Ｓが零を中心とした所定範囲（所謂デ
ッドバンド）内に収まっている場合には零であるが、偏
差Ｓがその所定範囲外の値となると、偏差Ｓの増減に伴
って増減する。

そして、補正値Ａは、加算器５に供給され、この加算器
５において、目標駆動トルクτＲに加算される。

次に、上記実施例の動作を説明する。

トルク演算器４の摩擦トルク演算器４ａにおいて、目標
速度■８と重量Ｗとに基づいて摩擦トルクが演算され、
加減速トルク演算器４ｂにおいて、ローラｌｂの慣性モ
ーメント（１；Ｄ、”と金属ストワンプ２の慣性モーメ
ントＧＤ、”とに基づいて加減速トルクが演算され、そ
れら両トルクが加算器４Ｃにおいて加算されて、目標駆
動トルクτ８として出力される。

なお、ロール１ｂが液体中に配設されている場合には、
その液体の比重や粘性等によって、摩擦トルクを補正す
る必要がある。

そして、目標駆動トルクτ、は、加算器５に供給され、
この加算器５において実駆動トルクτＦとの差（τ８−
τＦ）が演算され、これがトルク調節器６に供給される
。

なお、この場合、後述するように、ロール１ｂの実回転
速度Ｖ、と目標回転速度■８との偏差Ｓが第２図に示す
所定範囲外の値であると、それに応じた補正値Ａが加算
器５に供給され、加算器５の出力は適宜補正されること
になる。

そして、加算器５の出力がトルク調節器６に供給される
と、インバータドライバ７を介して電動モータ８が駆動
するから、ローラｌｂに回転駆動トルクが発生する。

一方、トルク検出器１０がローラ１ｂに発生している実
駆動トルクτ、を検出し、これが加算器５に供給されて
目標駆動トルクτ８との差が演算されるから、結局、ロ
ーラ１ｂに生じる実駆動トルクτ、は、目標駆動トルク
τえに落ち着く。

従って、ローラｌｂには、金属ストリップ２を走行させ
るに充分な駆動トルクが発生するから、金属ストリップ
２の走行速度とロール１ｂの回転速度とが完全に同期す
る（所謂、ノンスリップ制御が実行される）ことになり
、金属ストリップ２とロール１ｂとの間にはスリップの
発生が防止される。

スリップの発生が防止されると、これに起因していた金
属ストリップ２の損傷が低減すると共に、金属ストリッ
プ２の張力の変動が抑制され、走行時の金属ストリップ
２の蛇行や破断が防止されるから、生産性が向上するこ
とになる。

また、万が一金属ストリップ２とロール１ｂとの間にス
リップが発生した場合であっても、ロール１ｂの回転ト
ルクが減少する分、実回転速度■。

が上昇し、これに伴って加算器１１が演算する偏差Ｓが
変化（増大）するから、速度調節器１２によって決定さ
れる補正値Ａも増大し、その結果、加算器５において、
スリップを減らす方向に目標駆動トルクτ、が補正され
るため、金属ストリップ２とロール１ｂとの間のスリッ
プは抑制され、それが極端に大きくなってしまうような
ことはない。

ここで、上記実施例では、インバータドライバ７及び電
動モータ８が回転駆動手段に対応し、トルク演算器４が
目標駆動トルク演算手段に対応し、トルク検出器ｌＯが
実駆動トルク検出手段に対応し、加算器５及びトルク調
節器６が制御手段に対応し、速度検出器９が実回転速度
検出手段に対応し、加算器５．１１及び速度調節器１２
が補正手段に対応する。

なお、上記実施例では、金属ストリップ２を走行するた
めのローラの駆動制御装置として本発明を用いた場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、他
の処理対象物を走行するローラであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、金属ストリップ
等とローラとの間のスリップが防止されると共に、万が
一スリップが発生しても、スリップが抑制され、それが
極端に大きくなってしまうようなことはないので、スリ
ップに起因していた金属ストリップ等の損傷が低減する
と共に、金属ストリップ等の張力の変動が抑制され、走
行時の金属ストリップ等の蛇行や破断が防止されるから
、生産性が向上す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の構成を示すブロック図、第
２図は速度調節器の人出力量の特性の一例を示すグラフ
である。 ｌ・・・プロセスライン、ｌａ〜１ｃ・・・ローラ、２
・・・金属ストリップ、３・・・駆動制御装置、４・・
・トルク演算器、５・・・加算器、６・・・トルク調節
器、７・・・インバータドライバ、８・・・電動モータ
、９・・・速度検出器、１０・・・トルク検出器、１１
・・・加算器、１２・・・速度調節器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ストリップ等の処理対象物を走行させるため
   にプロセスラインに設けられたロールの駆動制御装置で
   あって、指令値に応じて前記ロールを回転駆動させる回
   転駆動手段と、前記ロールの目標回転速度、前記ロール
   に加わる前記処理対象物の重量、前記ロールの慣性モー
   メント及び前記処理対象物の慣性モーメントに基づいて
   前記ロールの目標駆動トルクを演算する目標駆動トルク
   演算手段と、前記ロールに発生している実駆動トルクを
   検出する実駆動トルク検出手段と、前記実駆動トルクが
   前記目標駆動トルクに一致するように前記回転駆動手段
   に指令値を出力する制御手段と、前記ロールの実回転速
   度を検出する実回転速度検出手段と、前記目標回転速度
   と前記実回転速度との偏差が小さくなる方向に前記目標
   駆動トルクを補正する補正手段と、を備えたことを特徴
   とするプロセスラインのロール駆動制御装置。