JPH04189246A - 巻取機の制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、仕上スタンドで仕上処理された被処理材を、
ピンチロールを介して巻取機に所定の張力をもって巻取
るための巻取機の制御装置に関するものである。

（従来の技術） 巻取機に巻取られる被処理材には、圧延された板材や線
材のほかにも種々ありうる。ここでは−例として、金属
圧延機によって圧延されたストリップの場合について、
第３図を参照しながら、まず従来技術を説明する。

第３図は仕上圧延スタンド２て仕上圧延されたストリッ
プ１をピンチロール３を介して巻取機４に巻取る構成の
ものを示している。ピンチロール３は、通常、上ピンチ
ロールおよび下ピンチロールからなり、それぞれ固有の
駆動装置により個別に駆動されるのが通例であるが、両
者は内容的に同一であるため、以下においては上下の区
別を省略して説明する。

巻取機４はストリップ１が巻付くまでは、これを円滑に
巻付かせるために、ストリップ１の速度にリード分と言
われるわずかな速度分だけ加えた値となるように速度制
御され、巻付き後は張カー定で巻取るために張力制御さ
れる。

したがって、この種の巻取装置においては、ピンチロー
ル３から出て巻取機４に向かうストリップ１の先端か巻
取機４に巻付いた瞬間に、巻取機４と仕上スタンド２と
の間でストリップ１に巻取機４のリード分による過大張
力が発生し、それが仕上スタンド２の出側でストリップ
１に板幅変動（局部的幅縮み）を引き起こす原因となる
。この局部的幅縮みをネッキングと称する。第４図はコ
イラー幅計によって測定されたストリップ１の幅測定信
号の出力例を示すもので、符号５の部分がネッキング部
を示している。この例では、ストリップ１の頭部付近に
ネッキング部５すなわち局部的幅縮みを生じ、これが製
品の板幅精度を著しく悪化させている。

このネッキングを防止するためには、原理的にストリッ
プ１が巻取機４に巻付いた瞬間に、ビ〉チロール３と巻
取機４との間でストリップ１に張力を持たせ、ピンチロ
ール３と仕上スタンド２との間で張力を減らすようにす
れば、仕上スタンド２の出側でストリップ１にかかる張
力か減り、上述のネッキングを防止することができるも
のと考えられる。

このような考え方に基づき、ネッキング防止対策として
構成されている従来の装置を第５図および第６図を参照
して説明する。

第５図に示すようにピンチロール３は仕上スタンド２の
出側速度ｖＦＤとそれに対するリード率αとの積Ｓ　−
α・ＶＰＤを掛算器６により求め′る。

この積Ｓ１はリードタイミング制御回路７を介して加算
器８に導かれ、ここで仕上スタンド出側速度ｖＦＤに加
算される。加算器８によって得られた和Ｓ２−ＶＰ、＋
Ｓ１とネッキング防止率βとの積Ｓ　−β・Ｓ２が掛算
器９により求められる。この積Ｓ３はネッキング防止タ
イミング制御回路１０を介して加算器１１に導かれ、こ
こで加算器８によって求められた和Ｓ２に加算され速度
基準Ｖ　ＲＥ””　Ｓ　２　＋Ｓ　ａが求められ、この
速度基準ＶＲＥに従ってピンチロール３の速度制御が行
われる。

ネッキング防止タイミング制御回路１０は、第６図に示
すように、掛算器９によって求められた積Ｓ３の信号を
ある期間だけ存効にして加算器１１に導くための回路手
段であって、ネッキング防止「入」タイミング制御回路
１０ａと、ネッキング防止「切」タイミング制御回路１
０ｂと、ゲート回路１０ｃとからなっている。ネッキン
グ防止「入」タイミング制御回路１０ａは、ストリップ
１の先端がピンチロール３と巻取機４との間の適当な位
置に達した時点でネッキング防止「入」タイミング信号
を発してゲート回路１０ｃを開き、ネッキング防止「切
」タイミング制御回路１０ｂは、ストリップ１の先端が
巻取機４に巻付いた時にネッキング防止「切」タイミン
グ信号を発してゲート回路１０ｃを閉じる。積Ｓ３の信
号はゲート回路１０ｃが開いている間だけここを通過す
る。

ネッキング防止「入」タイミング制御回路１０ａは、よ
り具体的には、ピンチロール３の所定回転角度ごとにパ
ルスを発信するパルス発信器１２の出力パルスを、スト
リップ１の先端が材料検出器１３によって検出された時
点からカウント開始してストリップ１の先端を追跡し、
時間Ｔ１が経過してピンチロール３と巻取機４との間の
最も適当な位置に達した時点でネッキング防止「入」タ
イミング信号を発する。ネッキング防止「切」タイミン
グ制御回路１０ｂは、巻取機４を駆動する駆動電動機１
４の速度制御もしくは電流制御を実施する駆動制御装置
１５から電流信号をフィードバック信号として入力し、
その値があるレベルに達することによってストリップ１
が巻取機４に巻付いたことを検出する巻取機ロードリレ
ーのオン時点から一定時間Ｔ２後にネッキング防止「切
」タイミング信号を出力する。かくして、ゲート回路１
０ｃすなわちネッキング防止タイミング制御回路１０は
、両タイミング制御回路１０ａ、１０ｂがそれぞれの信
号を発する２点間に掛算器９の出力を有効として加算器
１１に送出する。なお、リードタイミング制御回路７は
ネッキング防止タイミング制御回路１０のオンタイミン
グど同一タイミングをもって掛算器６の出力を切るよう
に制御される。

第７図は、以上の装置による巻取機実速度Ｖ。Ａ（２点
鎖線）と、ピンチロールの速度基準ＶＲＥ（実線）と、
ピンチロールの実速度ｖＰＲ（１点鎖線）と、仕上出側
速度Ｖ６．（破線）との関係を示したもので、時間Ｔ１
は制御回路１０ａにより、また時間Ｔ２は制御回路１０
ｂにより、それぞれ検出される。時間Ｔ　およびＴ２に
より制御されたピンチロール速度基準ｖＲＥによりピン
チロール実速度ＶＦＲ’ネッキング防止率β分だけ減速
させ、ピンチロール３に一時的にバックテンショ／を持
たせるように制御する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べた従来の手法による制御では、ネッキング防止
タイミング制御回路１０の時間調整が必要であるが、そ
のタイミングが早すぎると仕上スタンド２に対してピン
チロール３が遅すぎる設定（ラグ設定）となることもあ
り、その場合は、ピンチロール３が円滑にストリップ１
を巻取機４へ案内することができなくなる虞れがある。

また、ピンチロール速度基準ｖＲＥがネッキング防止制
御によりステップ状に変化するため、円滑な制御が不可
能である。また、ネッキング防止率βの設定も一定であ
る。

本発明は従来技術における上述の不都合を除去するため
になされたもので、巻取機を速度制御から張力制御へと
切換える際にピンチロール自身にバックテンションを持
たせ、かつ、その値を所望量に制御してピンチロールと
仕上スタンド間の張力を減らし、それによって円滑なネ
ッキング防止を可能とするための巻取機の制御装置を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（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による巻取機の制御装
置は、仕上スタンドで仕上処理された被処理材を、ピン
チロールを介して巻取機に゛所定の張力をもって巻取る
ための巻取機の制御装置において、被処理材の仕上スタ
ンド出側速度の変化率からピンチロールの必要とする加
減速トルクを演算する第１の手段と、ピンチロールのフ
リクショントルクを演算する第２の手段と、巻取機に被
処理材が巻付いた後のバックテンション基準を与える第
３の手段と、加減速トルク、フリクショントルクおよび
バックテンション基準を加算してそれをピンチロールを
駆動する電動機の電流基準に変換する第４の手段と、こ
の電流基準と電動機の実電流との偏差を演算する第５の
手段と、この第５の手段の出力を入力として制御演算を
行う第６の手段と、巻取機のロードオンと同時にインパ
クト張力の一部をピンチロールに肩代わりさせるべく第
６の手段の出力をピンチロールの速度基準に補正量とし
て加える第７の手段とを具備したことを特徴とする。

（作　用） この発明においては、巻取機ロードオンと同時にピンチ
ロールに所望のパターンを有するバックテンションを発
生させ、その結果、巻取機と仕上スタンドとの間に働く
インパクト張力のうち、ピンチロールおよび仕上スタン
ド間の分を、その立上がりのタイミングでインパクト的
に減らすことにより、過大張力に到るのを抑えて目標値
にまで立上がるようにするものであって、それにより、
仕上スタンド出側の幅落ち、すなわちネッキングの発生
を防止するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明を、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものである。

第１図の制御装置は、バックテンション基準回路２０、
加減速分トルク演算回路２１、およびフリクショントル
ク演算回路２２を備えている。

バックテンション基準回路２０は、時間の関数として任
意のパターンを持つことのできる、ピンチロール３（第
３図参照）に対する張力基準”ＰＲを与える回路である
。この張力基準ＴＰＲが負の場合には、ピンチロール３
はストリップ１に対して負のトルクを発生することにな
る。第２図（ａ）はバックテンション基準回路２０によ
って発生される張力基準”ＰＲのパターンの一例を示す
ものである。

加減速分トルク演算回路２１は（１）式に従い、ピンチ
ロール３の加減速時に必要とする加減速分トルクτ　を
演算する。

Ｃ τ　唸＋Ａ−ＧＤ　　２／（１２０ｇ）１ａｃ　　　　
　　　ＰＲ ｘ　（１／ＤＰＲ）　　（ｄｖ／ｄｔ）−（１）ただし
、 Ａ　　　：ピンチロール３のギヤー比 ＧＤ　２：ピンチロール３の慣性モーメンＲ ト［ｋｇ　　−ゴ］ Ｄ　　　：ピンチロール３の直径［ｍ］Ｒ ｇ　　　：重力加速度−９，８［ｍ／ｓ２］ｄｖ／ｄｔ
　　：仕上出側速度変化率［ｒｐｍ／ｓｌフリクション
トルク演算回路２２はピンチロール３のフリクショント
ルクτｆｒを回転速度の関数として演算する。

フリクショントルク演算回路２２によって演算されたフ
リクショントルクτｆｒ’加減速分トルク演算回路２１
によって演算された加減速分トルクτ　、およびバック
テンション基準回路２０からＣ 出力される張力基準ＴＰＲは、加算器２３．２４により
加算され、トルク・電流変換回路２５に入力され、ここ
でピンチロール３を駆動する電動機の電流基準■　ＰＨ
に変換される。トルク・電流変換回路２５の出力として
得られる電流基準ＩＰｌ？と、ピンチロール駆動電動機
実電流ＩＰＲとの差すなわち電流偏差Δ’ＰＲが減算器
２６によって算出され、この電流偏差Δ■ＰＲが比例積
分制御回路すなわちＰＩ制御回路２７に入力され、ここ
でＰＩ動作演〜　算が行われる。なお、ピンチロール駆
動電動機実電流ＩＰＲは、ピンチロール３がモータ動作
時はマイナス（−）で、発電機動作（ブレーキ動作）時
はプラス（＋）の極性となる。

ピンチロール３が所望のバックテンションを有するべく
ＰＩ制御回路２７によって行われたＰＩ制御演算の出力
信号は、ネッキング防止タイミング制御回路２８を介し
て加算器１１に導かれ、加算器８の出力すなわちピンチ
ロール速度基準に対するネッキング防止用の補正出力と
なる。ネッキング防止タイミング制御回路２８は巻取機
ロードオンの時点から、バックテンション基準回路２０
の出力がゼロになるような時間に設定されたタイマー時
間後の期間、ＰＩ制御回路２７の出力を加算器１１に入
力させる。一方、ピンチロールリード率αはリードタイ
ミング制御回路７の出力時点すなわち巻取機ロードオン
のタイミングで、加算器８への入力を遮断させる。

以上の構成によれば、ストリップ１が巻取機４に巻付き
、巻取機ロードオンのタイミングから、ピンチロール３
は第２図（ａ）のピンチロール張力基準ＴＰＨに従って
バックテンションを生ずるべく減速し、徐々にその値を
ゼロにして行くことにより、その期間、巻取機４および
仕上スタンド２間の張力（第２図（ｂ）参照）の一部を
ピンチロール３が肩代わりをすることになり、仕上スタ
ンド出側張力を第２図（ｃ）に示すように滑らかに発生
させることができる。なお、張力基準のピーク値を変え
ることによりネッキング防止に最適な値を選択すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、ストリップ先端のトラッキ
ング回路を必要とすることなく、しかもピンチロールの
バックテンションを制御することにより巻取機巻付きと
同時に発生するインパクト張力の実パターンに近い形で
それを除去することができ、巻取機への巻付き開始時の
ネッキングを効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による巻取機の制御装置の−実絶倒を示
すブロック図、第２図は本発明の詳細な説明するための
タイムチャート、第３図は巻取機から仕上スタンドまで
の一般的な構成を示す概念図、第４図はコイラー幅計に
よる測定結果の一例を示すタイムチャート、第５図およ
び第６図は従来の巻取機の制御装置の一例を示すブロッ
ク図、第７図は従来装置の作用を説明するためのタイム
チャートである。 １・・・ストリップ、２・・・仕上スタンド、３・・・
ビンチロール、４・・・巻取機、６・・・掛算器、８・
・・加算器、１１・・・加算器、２０・・・バックテン
ション基準回路、２１・・・加減速分トルク演算回路、
２２・・・フリクショントルク演算回路、２３．２４．
２６・・・加算回路、２５・・・トルク・電流変換回路
、２７・・・Ｐ　Ｉ−制御回路、２８・・・ネッキング
防止タイミング制御回路、２９・・・リードタイミング
制御回路。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 張力凰隼ＴＰＲ 第２図 千−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 仕上スタンドで仕上処理された被処理材を、ピンチロー
   ルを介して巻取機に所定の張力をもって巻取るための巻
   取機の制御装置において、 被処理材の仕上スタンド出側速度の変化率から前記ピン
   チロールの必要とする加減速トルクを演算する第１の手
   段と、前記ピンチロールのフリクショントルクを回転速
   度の関数として演算する第２の手段と、前記巻取機に被
   処理材が巻付いた後のバックテンション基準を与える第
   ３の手段と、前記加減速トルク、フリクショントルクお
   よびバックテンション基準を加算してそれを前記ピンチ
   ロールを駆動する電動機の電流基準に変換する第４の手
   段と、この電流基準と前記電動機の実電流との偏差を演
   算する第５の手段と、この第５の手段の出力を入力とし
   て制御演算を行う第６の手段と、前記巻取機のロードオ
   ンと同時にインパクト張力の一部を前記ピンチロールに
   肩代わりさせるべく前記第６の手段の出力をピンチロー
   ルの速度基準に補正量として加える第７の手段とを具備
   したことを特徴とする巻取機の制御装置。