JPH0416369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スキユーターニングロールにより鋼
管を搬送するラインにおいて、先行する鋼管と後
行する鋼管との間隔を所定値に制御する方法に関
する。

〔従来の技術〕

製管された鋼管外表面に樹脂コーテイングする
工程があるが、この工程へは鋼管をスキユーター
ニングロールにより、回転させながら且つ鋼管相
互に所定の間隔を持たせながら搬送する。

第４図は従来のこの種装置（特公昭54−34991
号）を示し、２はスキユーターニングロール、１
は該ロールの駆動電動機、１０は先行鋼管、１１
は後行鋼管である。これらの鋼管は矢印方向に搬
送され、図示しない樹脂コーテイング工程へ運ば
れる。４はロール２のスキユー角θを調整する電
動機、３はこれらの電動機の制御装置（Ｆ，Ｂは
相互を区別する符号）、５，６，７は光電式検出
器である。８，９はパルスジエネレータで、８は
ギヤを介して前面ロール群の後端ロール駆動電動
機へまた９はギヤを介して後面ロール群の前端ロ
ール駆動電動機へ連結される。パルスジエネレー
タ８，９の出力は第５図の回路へ送られ、前面ロ
ール群速度指令I₁の発生に供される。

即ち、先行鋼管１０の後端が光電式検出器５を
通過するときスイツチS₁が閉じ、光電式検出器６
を通過するときスイツチS₂が閉じ、カウンタ１２
はこれらの間のパルスジエネレータ９の発生パル
スを計数する。また後行鋼管１１の先端が光電式
検出器５に至るときスイツチS₃が閉じ、光電式検
出器６に至るときスイツチS₄が閉じ、カウンタ１
５はこれらの間のパルスジエネレータ８の発生パ
ルスを計数する。これらのカウンタ１２，１５の
計数値は、先行鋼管の後端が検出器５から６へ至
る間の該後端の移動時間（カウンタ１２）、後行
鋼管の先端が検出器５から６へ至る間の該先端の
移動時間（カウンタ１５）を示しており、該後端
が検出器６へ至るまでの間に該先端が検出器５へ
至つたとしてこのときから該検出器６へ至るまで
のカウンタ１２と１５の計数値の差は先、後行鋼
管１０，１１の速度偏差を示す。速度偏差演算器
１４は、積算器１３，１６を介してカウンタ１
２，１３の計数値を取込み、上記速度偏差を求め
る。

速度偏差演算器１４が出力する該速度偏差は、
リミツタ１７、デジタル／アナログ変換器１８を
介して関数発生器１９に入力し、こゝで該間隔を
所望値にするに必要な前面ロール群速度指令値に
され、加算器２０を介して前面ロール群の制御装
置３Ｆへ出力される。加算器２０のもう一つの入
力は手動にて設定される後面ロール群同調速度指
令I₂で、制御装置３Ｆへ出力される前面ロール群
速度指令I₁は関数発生器１９の出力と後面ロール
群同調速度指令I₂との和になる。前面ロール群速
度指令I₁は後行鋼管１１の先端が光電式検出器６
を通過するとき出力され、後行鋼管１１は光電式
検出器６，７間で先行鋼管１０に対する追いかけ
制御を行なわれ、間隔を所望値にする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の追いかけ制御による鋼管間隔精度は
500±200mm程度で、高精度とは言い難い。樹脂コ
ーテイング工程では樹脂（これは液状のものを
800mm程度の幅の帯状にして回転する鋼管上に連
続的に供給される）の損失を防ぐため鋼管間隔は
100〜150mmにするのが適当である。なお、コーテ
イングした樹脂は鋼管間で切断して、各鋼管の端
で樹脂の処理を行う必要があるので、鋼管間隔を
０にすることは不適当である。

従来方式で間隔精度がでないのは、スキユータ
ーニングロールのスキユー角の設定誤差、スキユ
ーターニングロールの材質の相違による鋼管とス
キユーターニングロールとの間の滑りの差異、及
びスキユーターニングロールの摩耗等により鋼管
搬送速度がばらつき、鋼管速度検出区間である光
電式検出器５，６間と実際の速度制御を行なう光
電式検出器６，７間の鋼管搬送速度が異なるため
である。間隔精度がでないと、鋼管間隔を大幅に
短縮しようとすると、先行鋼管と後行鋼管の衝突
を生じる。

それ故本発明は、スキユー角設定誤差、ロール
材質の差異による滑りの相違、及びロール摩耗に
より鋼管搬送速度にばらつきを生じる搬送ライン
において、鋼管間隔を高精度に、安定に制御する
方法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、スキユーターニングロールにより鋼
管を搬送し、先行鋼管と後行鋼管の間隔を、先行
鋼管がのる後面ロール群に対する後行鋼管がのる
前面ロール群の回転速度比を変更することにより
所望値に追い掛け制御する鋼管搬送制御方法にお
いて、鋼管端部を検出する複数の検出器により複
数に分割した制御区間Ｈの各区間の先行鋼管後端
および後行鋼管先端の各通過速度を予め求め、搬
送制御に際して、前記検出器群の手前に設けた検
出器により鋼管間隔Linを検出し、先行鋼管に対
する後行鋼管の速度倍率Ｋ、前記検出器群の入側
における鋼管間隔Lin、及び出側における目標鋼
管間隔Loutにより追い掛け制御期間中の搬送距
離Ｄを算出し、該搬送距離Ｄ、制御区間Ｈ、およ
び前記通過速度により制御開始タイミングを求め
て該タイミングで前面ロール群の速度変更を指示
し、更に、該制御区間の出側で鋼管間隔を測定
し、目標鋼管間隔であれば速度変更停止を指示す
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明は、複数の電動機により駆動されるスキ
ユーターニングロールをスキユー角θだけ振るこ
とによりスパイラル状に鋼管を搬送するラインに
おいて、スキユーターニングロールのスキユー角
の設定誤差、スキユーターニングロール材質の差
異による鋼管とスキユーターニングロールとの間
の滑りの相違、及びスキユーターニングロールの
摩耗等により、鋼管の搬送速度が場所によつて一
定ではないが、同一場所、同一長の鋼管では再現
性があることを利用して、先行鋼管と後行鋼管と
の間隔を制御する。即ち、鋼管端を検出する複数
の検出器により各検出器間の先行鋼管後端及び後
行鋼管先端の各通過速度を求め、得られた先行鋼
管後端と後行鋼管先端の速度分布等より、後行鋼
管の追い掛け制御開始点を演算し、後行鋼管を搬
送するスキユーターニングロールの回転速度を制
御し、鋼管間隔が正確に所望値になるようにす
る。

〔実施例〕

本発明のシステム構成を第１図に示す。第４図
と同じ部分には同じ符号が付してあり、そして２
２〜２６は鋼管端を検出する光電式検出器、２
７，２８は鋼管間隔を測定する光電式検出器、２
９は追いかけ制御領域の出側のスキユーターニン
グロール駆動電動機に連結されたパルスジエネレ
ータ、３０は各光電式検出器間の鋼管端通過速
度、後行鋼管の追い掛け速度及び追い掛け制御開
始点を演算する計算機である。また２１は鋼管外
表面にポリエチレン被覆を行なう押出機である。

第２図に示すように先行鋼管１０の搬送速度を
V₁、後行鋼管１１の搬送速度をV₂として最初は
V₁＝V₂であり、そして追い掛け制御は後行鋼管
１１の搬送速度V₂をKV₁にして行ない（Ｋは追
い掛け速度倍率）、追い掛け制御終了で再びV₂を
V₁に戻す。追い掛け制御開始時の鋼管間隔を
Lin、追い掛け制御完了時の鋼管間隔をLout、追
い掛け制御時間をΔT、追い掛け制御中の鋼管搬
送距離をＤとすれば次式が成立する。

Ｄ−Lin＝V₁・ΔT ……(1) Ｄ−Lout＝Ｋ・V₁・ΔT ……(2) (1)式よりΔTは ΔT＝（Ｄ−Lin）／V₁ ……(3) (3)式を(2)式に代入して整理すると Lout＝Ｄ−Ｋ（Ｄ−Lin） ……(4) 従つて、追い掛け速度倍率Ｋを一定とすれば、
追い掛け制御開始前の鋼管間隔Lin（これは実測
する）により定まる鋼管搬送距離Ｄで、目標とす
る鋼管間隔Loutが得られる。

鋼管速度V₁，V₂は前、後面スキユーターニン
グロール群の搬送速度でもあるが、前述の理由で
両者が必しも一致しない。従つて鋼管搬送速度
V₁，V₂をスキユーターニングロール駆動電動機
に連結したパルスジエネレータにより求めると誤
差が生じる。光電式検出器などで直接求めても、
測定結果は測定位置、鋼管のサイズなどにより変
る。しかし測定位置及び鋼管サイズを一定とすれ
ばほゞ同じ結果が得られる。そこで本発明では追
い掛け制御運転に入る前に試験用に鋼管を２本通
し、光電（レーザ）式検出器２２，２３，２４，
２５，２６で先行鋼管の後端と後行鋼管の先端の
速度を求め、第３図に示す如き速度パターンを求
める。この図で実線は先行鋼管の速度V₁、点線
は後行鋼管の速度である。この測定を行なうとき
は追い掛け制御はしないのでスキユーターニング
ロール駆動電動機の速度は同じであるが、前述の
理由で鋼管搬送速度は搬送位置の関数（この場合
鋼管は同種類）として変り、これが速度差Δv₁〜
Δv₅を生じる原因である。搬送鋼管の長さは９〜
18m、制御区間Ｈは4m程度であり、先行鋼管１
０の後端が検出器２２から検出器２３まで（区間
l₁）進行する間に該先行鋼管１０に接触するスキ
ユーターニングロールが第３図の区間l₁の実線速
度を決め、後行鋼管１１の先端が検出器２２から
検出器２３まで進む間に該後行鋼管１１が接触す
るスキユーターニングロールが第３図の区間l₁の
点線速度を決め、以下同様である。本発明では第
３図の速度パターンをメモリに記憶しておく。

追い掛け制御運転に入ると、光電式検出器群２
２〜２６の手前に配置した光電式検出器２７で、
先行鋼管後端と後行鋼管先端との間隔Linを測定
する。追い掛け速度倍率Ｋは一定とし、出側の鋼
管間隔Loutは目標値とし、(4)式より必要な搬送
距離Ｄを求める。

Ｄ＝（Ｋ・Lin−Lout）／（Ｋ−１） ……(5) この(5)式は(4)式を変形したものであり、そして
Ｄを求める計算は、各光電式検出器の出力を取込
む計算機３０が行なう。光電式検出器群２２〜２
６の出側には２７と同様な光電式検出器２８を配
置してあり、該検出器２８は出側鋼管間隔Lout
を測定する。搬送距離Ｄはこの光電式検出器２８
より上流側（検出器２２〜２６側）とし、計算機
３０は距離Ｄを計算すると、第３図の速度パター
ンから後行鋼管先端が距離Ｄの始端に至るタイミ
ングを求め、このタイミングで制御装置３Ｆに速
度倍率Ｋだけの増速指令を与える。

鋼管速度は刻々変るので、上記タイミングを求
める計算は積分計算になるが、簡単には該当区間
の後行鋼管搬送速度の平均値を用いればよい。例
えば、光電式検出器２７の出力を用いて搬送距離
Ｄを算出したら追い掛け制御区間Ｈとの差Ｃ＝Ｈ
−Ｄを求め、区間Ｃにおける後行鋼管の平均速度
を第３図より求めて該区間Ｃを走行するに要する
時間Δtを算出し、後行鋼管の先端が光電式検出
器２２に到着したことを検知してそれよりΔt時
間後に制御装置３Ｆに増速指令を与えればよい。
或いは該区間Ｃを求めたら、パルスジエネレータ
２９の出力により走行長を求め、Ｃになるとき増
速指令を与えてもよい。

光電式検出器２８は鋼管間隔を測定し、それが
目標値Loutになると計算機３０は制御装置３Ｆ
に増速停止を指示する。このとき鋼管はまだ距離
Ｄを走行していない又は既に走行し終つているこ
とがあり得る（各種の誤差により）が、所定間隔
になつた時点で追い掛け制御を中止する。このよ
うにすれば、少なく共光電式検出器２８の位置で
は鋼管間隔は目標値Loutに高精度で等しくなる。
その後はまたずれ始めるので、光電式検出器２８
等はポリエチレン被覆を行なう押出機２１の可及
的直前に置くのがよい。

第４図の従来装置は押出機２１の遥か（30m程
度）手前に置かれており、光電式検出器５，６の
間隔は50cm、光電式検出器６，７の間隔は1m程
度である。既設設備ではこの第４図装置はその
まゝにして更に第１図装置を追加すると、第１図
装置に到来する鋼管の間隔はほゞ揃つており
（500±200mm程度）、これを所望間隔（100±20mm）
に高精度に容易に制御することができる。

前記(4)式はV₂＝Ｋ・V₁として求めたものであ
るが、第３図から明らかなように正確にこのよう
にすることは容易でなく、搬送速度制御はスキユ
ーターニングロール駆動電動機の制御装置３Ｆ，
３Ｂに与える速度目標値をV₁，KV₁にして行な
うだけあるから、算出した距離Ｄには誤差が含ま
れる。しかしこれは光電式検出器２８により修正
できる。また搬送距離Ｄ内での第３図速度偏差の
平均値Δvを求め、速度倍率ＫをΔvで修正する
と、実際の鋼管の追い掛け速度倍率を常に一定に
することができる。

〔発明の効果〕

本発明により個々のターニングロールのスキユ
ー角の設定誤差、ターニングロール材質の差異に
よる鋼管とターニングロールとの間のすべりの違
い、およびターニングロールの摩耗等による鋼管
搬送実速にばらつきを生ずるラインに於て、鋼管
間隔を目標値に高精度に安定に制御することが可
能となつた。この結果、鋼管間隔距離の短縮精度
は従来の±200mmから本発明の±20mmに高めるこ
とができ、これにより、鋼管表面に連続的に樹脂
の被覆を行うラインに於て鋼管間隔を短縮するこ
とにより、樹脂の原単位が向上し、コスト削減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図
は動作説明図、第３図は速度パターンの一例を示
すグラフ、第４図は従来例を示す装置構成図、第
５図はその制御系の構成を示すブロツク図であ
る。 図面で、１……電動機、２……スキユーターニ
ングロール、３……制御装置、４……スキユー角
調整用電動機、５，６，７……光電式検出器、
８，９……パルスジエネレータ、１０……先行鋼
管、１１……後行鋼管、１２……カウンタ、１３
……積算器、１４……速度偏差演算器、１５……
カウンタ、１６……積算器、１７……リミツタ回
路、１８……Ｄ／Ａ変換器、１９……関数発生
器、２０……加算器、２１……押出機、２２，２
３，２４，２５，２６……光電式検出器、２７，
２８……光電式検出器、２９……パルスジエネレ
ータ、３０……計算機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スキユーターニングロールにより鋼管を搬送
   し、先行鋼管と後行鋼管の間隔を、先行鋼管がの
   る後面ロール群に対する後行鋼管がのる前面ロー
   ル群の回転速度比を変更することにより所望値に
   追い掛け制御する鋼管搬送制御方法において、 鋼管端部を検出する複数の検出器により複数に
   分割した制御区間Ｈの各区間の先行鋼管後端およ
   び後行鋼管先端の各通過速度を予め求め、 搬送制御に際して、前記検出器群の手前に設け
   た検出器により鋼管間隔Linを検出し、 先行鋼管に対する後行鋼管の速度倍率Ｋ、前記
   検出器群の入側における鋼管間隔Lin、及び出側
   における目標鋼管間隔Loutにより追い掛け制御
   期間中の搬送距離Ｄを算出し、 該搬送距離Ｄ、制御区間Ｈ、および前記通過速
   度により制御開始タイミングを求めて該タイミン
   グで前面ロール群の速度変更を指示し、 更に、該制御区間の出側で鋼管間隔を測定し、
   目標鋼管間隔であれば速度変更停止を指示するこ
   とを特徴としたスキユーターニングロールによる
   鋼管搬送制御方法。 ２ 速度倍率Ｋは、搬送距離Ｄ内での制御区間の
   各区間における先行鋼管後端および後行鋼管先端
   の各通過速度の差の平均値で修正されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のスキユータ
   ーニングロールによる鋼管搬送制御方法。