JPH04238626A - 鋼帯の巻取り制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷延鋼板，ブライト材
等の鋼帯を巻取りマンドレルに巻取る際に実施される巻
取り制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板の製造ラインにおいては、各工
程間での鋼帯の引継ぎを好便に行わしめるため、連続的
に送出される鋼帯を巻取機にてコイル状に巻取ることが
行われている。巻取機での巻取りは、鋼帯の送出方向と
直交する軸回りに回転駆動される巻取りマンドレルの周
面に鋼帯の先端を巻付け、後続する鋼帯を連続的に巻取
る手順にて実施されるが、この巻取りを一定の張力下に
て行わしめるべく、巻取り実施中に鋼帯に付与される張
力を検出し、これを予め設定された基準張力と比較して
、両者の偏差を解消すべく巻取りマンドレルの駆動を制
御する、即ち、前記基準張力を目標値として巻取りマン
ドレルの駆動を制御する巻取り制御が従来から実施され
ている。

【０００３】巻取りマンドレルへの鋼帯の巻付けは、該
鋼帯の先端をこれの送出速度よりやや大きい（　１１０
〜　１３０％）一定の周速を有して回転中の巻取りマン
ドレルの周面に押し付け、両者間に生じる摩擦抵抗を利
用して行わせるのが一般的である。このとき、鋼帯の押
し付けに伴う摩擦抵抗により巻取りマンドレルの回転速
度が鋼帯の速度に一致するまで低下し、同時に巻取りマ
ンドレルの駆動動力、具体的には、巻取りマンドレル駆
動用のモータの負荷電流が増大するから、この負荷電流
が所定値に達したことで巻付けの完了を判定でき、この
時点から前述した巻取り制御に移行することにより、一
定張力下での鋼帯の巻取りを確実に行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが以上の如く行
われる鋼帯の巻取りにおいては、巻取りマンドレルへの
鋼帯の巻付けに際して両者間にスリップが生じた場合、
巻取りマンドレルの回転速度が鋼帯の速度に一致するま
で低下せず、前記モータの負荷電流が所定レベルにまで
立ち上がらないことがあり、このとき、前述した張力監
視下での巻取り制御への移行がなされず、定速度での巻
取りマンドレルの駆動が継続されて、張力不足のまま巻
取りが行われる結果、内径側に巻き緩みが生じたコイル
が得られる難点があった。そして、重度の巻き緩みが生
じたコイルは、内径側が軸長方向一側に突出したテレス
コープ状の巻き姿を呈し、次工程での利用が不可能とな
る問題が生じ、また、軽度の巻き緩みにより、ずれのな
い正常な巻き姿を呈するコイルが得られた場合において
も、これを次工程に利用する際に、巻取り張力の不足に
より巻締まりを招来し、該工程の正常な操業を阻害する
難点がある。

【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、鋼帯の巻付け初期における巻取りマンドレルと
の間でのスリップの発生を低減し、適正な張力下での巻
取りへの移行を確実に行わせて、張力不足による各種の
不都合を未然に解消し得る鋼帯の巻取り制御方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼帯の巻取
り制御方法は、定速度にて回転する巻取りマンドレルに
鋼帯の先端を巻付け、該鋼帯を連続的に巻取るに際し、
該鋼帯の張力又は前記巻取りマンドレルの駆動用電動機
電流を検出し、これらを予め設定された基準張力又は該
基準張力に相当する基準電流に一致せしめるべく前記巻
取りマンドレルの駆動を制御する鋼帯の巻取り制御方法
において、前記基準張力よりも小さい初期基準張力を設
定し、また巻取りマンドレルと鋼帯との間のスリップの
有無を検出して、まず初期基準張力を目標値として前記
制御を開始し、その後、スリップの非検出に応じて前記
基準張力に至るまで目標値を漸増させつつ前記制御を継
続して、この漸増中にスリップが検出されたとき、これ
が解消されるまでの間、前記初期基準張力を下限として
目標値を漸減することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、巻取り初期には正規の基準
張力よりも小さい初期基準張力を目標値として巻取りマ
ンドレルの駆動制御を開始し、その後、スリップが発生
していないことを条件として、前記目標値を正規の基準
張力に至るまで漸増させつつ前記制御を継続すると共に
、この間にスリップが検出された場合、初期基準張力を
下限として目標値を漸減させつつ制御を継続してスリッ
プ状態の解消を図り、スリップの解消を条件として再度
目標値を漸増して、正規の基準張力下での良好な巻取り
状態への確実な移行を実現する。

【０００８】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は本発明に係る鋼帯の巻取り制御方法
（以下本発明方法という）の実施状態を示す模式的ブロ
ック図である。

【０００９】図中１は、図示しない圧延機の最終スタン
ドから所定の速度を有して送出される鋼帯であり、該鋼
帯１を巻取る巻取りマンドレル２は、送出経路の下流側
に送出方向と直交する軸心を有して設置されており、モ
ータ２０の発生力により軸心回りに回転するようになし
てある。而して鋼帯１は、巻取りマンドレル２の周上に
、図示の如きコイル状をなして巻取られる。

【００１０】モータ２０は、電流制御器及び位相制御器
等を含む駆動制御部３からの指令に応じて動作する電源
３０からの給電により駆動されるようになしてあり、電
源３０からモータ２０へ実際に供給されるモータ電流は
、両者をつなぐ給電線の中途に設置された電流検出器２
１にて、またモータ２０の回転速度、即ち巻取りマンド
レル２の回転速度は、モータ２０の回転軸に装着された
回転速度検出器２２にて夫々検出されている。また、巻
取りマンドレル２による巻取り位置よりもやや上流側の
鋼帯１の裏面には、検出ロール２５が押し当ててあり、
この検出ロール２５には、これの支承荷重として鋼帯１
への付加張力を検出する張力検出器２６と、これの回転
速度として鋼帯１の進入速度を検出する鋼帯速度検出器
２７とが設置してある。 更に、巻取りマンドレル２の回転に応じてこれに巻取ら
れる鋼帯１のコイル径は、前記回転速度検出器２２の出
力と前記鋼帯速度検出器２７の出力とを入力とするコイ
ル径演算回路２３にて演算されており、この演算結果は
、前記回転速度検出器２２の検出結果と共に速度計２４
に与えられ、これらから鋼帯１の巻取り速度が算出され
るようになしてある。

【００１１】前記駆動制御部３へは、速度制御部４及び
張力制御部５の出力、並びに前記電流検出器２１の検出
結果が与えられている。速度制御部４には、前記速度計
２４から出力される鋼帯１の巻取り速度と、外部から設
定される速度基準値とが与えられており、速度制御部４
は、現状の巻取り速度と速度基準値との偏差を解消する
ために必要な駆動電流の変更量を算出し、この結果を駆
動制御部３へ与える動作をなす。

【００１２】一方張力制御部５には、鋼帯１と巻取りマ
ンドレル２との間におけるスリップの有無を後述する如
く検出するスリップ検出器６の出力と、巻取張力設定器
７及び初期張力設定器８の各設定値とが与えられている
。巻取張力設定器７には、定常巻取り時に鋼帯１に付加
すべき適正な基準張力が、また、初期張力設定器８には
、前記基準張力よりも小さく、巻取り初期に目標値とし
て用いる初期基準張力が夫々設定してある。張力制御部
５は、切換器５０とレート回路５１とを備え、切換器５
０の切換位置に応じて巻取張力設定器７及び初期張力設
定器８のいずれか一方の設定値を選択し、レート回路５
１を経て電流基準出力として送出する動作をなし、前記
切換器５０の切換は、スリップ検出器６の出力に応じて
行われるようになしてある。

【００１３】切換器５０における図示の切換位置は、ス
リップ検出器６にてスリップの検出がなされない場合で
あり、この場合、巻取張力設定器７に設定された基準張
力が張力制御部５の出力となり、逆にスリップ検出器６
によりスリップが検出された場合、初期張力設定器８に
設定された初期基準張力が張力制御部５の出力となる。 即ち、張力制御部５の出力は、切換器５０における切換
え動作に応じて基準張力から初期基準張力へ、また逆に
初期基準張力から基準張力へ変更されるが、この変更は
、レート回路５１の動作により緩やかに行われる。なお
、レート回路５１におけるレートは、鋼帯１の材質及び
寸法（厚さ，幅等）に応じて適宜に変更してもよい。

【００１４】図２はスリップ検出器６の内部構成の一例
を示すブロック図である。スリップ検出器６には、図１
に示す如く、電流検出器２１によるモータ電流の検出値
及び張力検出器２６による張力の検出値が夫々与えられ
、また、前記コイル径演算回路２３の出力の微分演算を
実行してこの結果を出力する変化率演算回路９から、巻
取りマンドレル２上での鋼帯１のコイル径の変化率が与
えられており、更には、張力制御部５の出力側から張力
基準へ緩やかに変化する張力設定値、即ち、前記電流基
準出力が与えられている。

【００１５】スリップ検出器６は、電流検出器２１によ
る検出電流と張力制御部５からの電流指令値とを比較し
、両者の偏差が所定範囲内にあるときハイレベルの出力
をなす電流一致検出器６０、前記変化率演算回路９の演
算結果が負でないときハイレベルの出力をなすコイル径
正常増加検出器６１、及び張力検出器２６による検出結
果と前記張力設定値とを比較し、両者の偏差が所定範囲
内にあるときハイレベルの出力をなす張力一致検出器６
２と、これらからの出力の負の論理積を求めるＮＡＮＤ
回路６３とを備え、該ＮＡＮＤ回路６３の出力をスリッ
プ検出信号として出力する構成となっている。即ちスリ
ップ検出器６は、巻取りマンドレル２の駆動電流、巻取
りマンドレル２上でのコイル径の増加量、及び鋼帯１の
実張力の内、いずれか１つが適正値から大きく外れたと
きスリップが発生したと判定して、ハイレベルの信号を
出力する。

【００１６】以上の如き構成の巻取り装置においては、
巻取りマンドレル２は、これの配設位置に鋼帯１の先端
が達するまでの間、該鋼帯１の送給速度よりもやや大な
る定速度にて無負荷状態で回転しており、この巻取りマ
ンドレル２に達した鋼帯１の先端は、ベルトラッパ等の
図示しない押し付け手段の動作により回転中の巻取りマ
ンドレル２の周面に押し付けられ、該周面との間の摩擦
により巻取りマンドレル２に巻付く。この間スリップ検
出器６においては、例えば、巻取りマンドレル２の駆動
電流、即ちモータ２０の負荷電流の異常によりスリップ
状態であるとの判定がなされており、張力制御部５の出
力は、初期張力設定器８に設定された初期基準張力とな
っている。従って巻取りマンドレル２の駆動用モータ２
０は、初期基準張力を目標値として駆動制御される。

【００１７】一方、巻取りマンドレル２の回転速度は、
鋼帯１の押し付けに伴う摩擦抵抗により低下し、これに
伴って駆動用モータ２０への負荷電流及び鋼帯１への付
加張力が増し、スリップ検出器６により非スリップ状態
であるとの判定がなされて、張力制御部５の切換器５０
が切換えられる。この結果、巻取張力設定器７に設定さ
れた前記基準張力がレート回路５１に与えられ、駆動制
御部５からの張力指令は、初期基準張力から基準張力へ
漸増し、これに応じた駆動制御部３の動作により巻取り
マンドレル２の駆動用モータ２０への負荷電流が除々に
増し、最終的に前記基準張力下での巻取りに移行せしめ
られる。

【００１８】また、この張力指令の漸増中にスリップが
生じた場合、これに伴って巻取りマンドレル２の駆動電
流、巻取りマンドレル２上でのコイル径の増加量、及び
鋼帯１の実張力のいずれかに異常が生じることから、ス
リップ検出器６のハイレベル出力により切換器５０の切
換位置が変更されて、初期張力設定器８に設定された初
期基準張力がレート回路５１に与えられる。これにより
、張力制御部５からの張力指令は初期基準張力を下限と
して漸減することとなり、巻取りマンドレル２の駆動ト
ルクが減少し、鋼帯１との間の滑りの発生が緩和される
。そしてこの緩和作用によりスリップ状態が解消された
場合、スリップ検出器６のローレベル出力により前記切
換器５０の再度の切換えがなされ、駆動制御部３への張
力指令が前記基準張力に至るまで漸増されて、基準張力
下での鋼帯１の巻取りが行われる。

【００１９】以上の如き動作は、鋼帯１の巻付け開始後
、数巻の巻取りがなされるまでの間に行われ、この間に
主として生じる鋼帯１のスリップが有効に抑制される結
果、以降の巻取りが前記基準張力下にて確実に行われ、
良好な巻姿を呈する製品コイルを安定して得ることがで
きる。

【００２０】図３は以上の如く行われる本発明方法と、
巻取り初期から最終的な基準張力を目標値として行われ
る従来法とにおいて、巻取り開始時点からの各部の状態
変化を調べた結果を示すタイムチャートである。本図に
示す如く従来法においては、巻取り初期に巻取りマンド
レル２のモータ電流が急低下し、巻取りマンドレル２の
周速度と鋼帯１の速度とが一致していない部分が生じて
おり、この間に張力が略０なる状態で鋼帯１の巻取りが
なされているのに対し、本発明方法においては、モータ
電流の低下及び張力の不一致によりスリップの発生が検
出されて、スリップ検出器６のハイレベル出力により張
力指令値が漸減される結果、スリップ状態が速やかに解
消されて、十分な張力下にて巻取りが行われることがわ
かる。

【００２１】なお本実施例に示すスリップ検出器６は、
鋼帯１の張力、巻取りマンドレル２上でのコイル径、及
び巻取りマンドレル２の駆動電流の内、いずれか一つの
異常によりスリップ状態を検出する構成としたが、鋼帯
１の巻取り状態に関連する他の状態量の検出結果により
スリップ検出を行うようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法においては
、正規の基準張力とこれよりも小さい初期基準張力を設
定する一方、巻取り中の鋼帯のスリップを検出し、巻取
り初期には初期基準張力を目標値として巻取りマンドレ
ルの駆動制御を開始し、スリップの非検出を条件として
基準張力に至るまで目標値を漸増させつつ前記制御を継
続して、この間にスリップが検出された場合、初期基準
張力を下限として目標値を漸減させてスリップ状態の解
消を図り、スリップの解消を条件として再度目標値を漸
増するから、巻取り初期に発生する鋼帯のスリップを有
効に低減でき、正規の基準張力下での巻取りへの確実な
移行がなされて、張力不足による巻緩み部分を有せず良
好な巻姿を呈する製品コイルが得られ、このコイルの次
工程への適用に際しての種々の不都合の発生を未然に防
止し得る等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施状態を示す模式的ブロック図
である。

【図２】スリップ検出器の内部構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明方法の実施時における巻取り初期の各部
の状態変化の様子を示すタイムチャートである。

【図４】従来法の実施時における巻取り初期の各部の状
態変化の様子を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１　　鋼帯 ２　　巻取りマンドレル ３　　駆動制御部 ４　　速度制御部 ５　　張力制御部 ６　　スリップ検出器 ７　　巻取張力設定器 ８　　初期張力設定器 ９　　変化率演算回路 ２１　　電流検出器 ２２　　回転速度検出器 ２３　　コイル径演算回路 ２４　　速度計 ２５　　検出ロール ２６　　張力検出器 ２７　　鋼帯速度検出器 ５０　　切換器 ５１　　レート回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定速度にて回転する巻取りマンドレル
   に鋼帯の先端を巻付け、該鋼帯を連続的に巻取るに際し
   、該鋼帯の張力又は前記巻取りマンドレルの駆動用電動
   機電流を検出し、これらを予め設定された基準張力又は
   該基準張力に相当する基準電流に一致せしめるべく前記
   巻取りマンドレルの駆動を制御する鋼帯の巻取り制御方
   法において、前記基準張力よりも小さい初期基準張力を
   設定し、また巻取りマンドレルと鋼帯との間のスリップ
   の有無を検出して、まず初期基準張力を目標値として前
   記制御を開始し、その後、スリップの非検出に応じて前
   記基準張力に至るまで目標値を漸増させつつ前記制御を
   継続して、この漸増中にスリップが検出されたとき、こ
   れが解消されるまでの間、前記初期基準張力を下限とし
   て目標値を漸減することを特徴とする鋼帯の巻取り制御
   方法。