JPH05204467A - リールの張力制御方法およびその制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、リール速度の微分演算を必要と
せず、また予め計測するリール機械損などの初期データ
の準備することなく、高精度にリール巻取張力を制御す
ることにある。 【構成】 通板材のリール張力を受けるブライドルロー
ル２ａ，２ｂと通板材巻取リール３とを有する通板材の
巻取設備において、ロール側制御系にロールモータート
ルク制御装置１３を設け、一方、リール側制御系にリー
ル速度制御装置２６を設け、トルク制御装置１３ではリ
ール張力設定値から求めた運転トルク基準値に基づいて
ブライドルロールを駆動するロール駆動モーター４ａ，
４ｂのトルク制御を実施し、リール速度制御装置２６で
はロール駆動モーター４ａの回転速度，速度設定値およ
びリールコイル径に基づいてモータ速度基準値を求めて
リール駆動モーター５の速度制御を実施するリールの張
力制御装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブライドルロールと巻
取リールとを有する巻取設備などに利用されるリールの
張力制御方法およびその制御装置に係わり、特に通板材
の通板速度変更時でもリール張力を適切に制御する技術
を付加したリールの張力制御方法およびその制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の巻取設備は、鋼板などの通板材
の途中に係合させて通板材のリール張力を受けとめるブ
ライドルロールとこのブライドルロールを通ってくる通
板材を所定の巻取張力で巻き取る巻取リールなどによっ
て構成されている。

【０００３】ところで、通板材を巻き取る巻取リールの
巻取張力は、その通板材の品種，寸法などに応じて予め
所定の張力に設定されている。なぜならば、張力の過大
または過少により、巻取リールに巻き取られる通板材コ
イルに疵が付いたり、コイルの形状が緩んで崩れたりす
るためである。ゆえに、巻き取り中の張力は常に高精度
であることが望まれる。

【０００４】そこで、従来の巻取設備においては、巻取
リールに可変制御可能なリール駆動モーターを取り付
け、巻取リールの巻取張力が常に所定の張力となるよう
にリール駆動モーターを可変制御する構成となってい
る。具体的には巻取コイルが巻太りの状態にある場合に
はそのコイル径に応じてリール駆動モーターのトルクを
増加させたり、通板速度が変化したときには巻取コイル
を含む巻取リールの慣性分の加減速トルクを補償制御し
たり、或いは巻取リールの回転速度の変化に応じてリー
ル機械損トルクを補償制御する方法をとっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
巻取設備においては、通板材の通板速度変更時には専ら
をリール駆動モーターのトルク補償を行うことにより、
巻取リールの巻取張力が常に所定の張力となるように制
御している。

【０００６】しかし、通板速度変化に対する巻取リール
の慣性分トルク補償制御は、巻取リールの回転速度の微
分速度を行う必要があることから、通常の四則演算に較
べて高速な演算を必要とする問題がある。

【０００７】なお、通板速度の加減速率が固定となって
いる巻取設備では、簡易なトルク補償制御手段として、
加減速期間中，リール回転速度の微分演算を行うことな
く、一定の通板速度加減速率のもとにリール慣性分のト
ルク補償を行ってリール巻取張力が所定の張力となるよ
うに制御しているが、実際の加減速開始タイミングおよ
び終了タイミングと補償トルクの入・切タイミングとを
合致させることが難しく、その結果、加減速開始時と加
減速終了時に巻取リールの張力に変動をもたらす問題が
ある。

【０００８】また、リール機械損トルクの補償制御につ
いては、運転されるべき通板速度の全範囲について予め
リール回転速度に応じた機械損を計測しておき、この計
測された初期データをもとにリール回転速度に応じた機
械損トルクを補償しているが、当該機械損トルクは機械
の運転時間の経過などによって変化することがあるの
で、適正な機械損トルクの補償を行うことが難しく、こ
のため所定の張力を維持できない問題がある。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、リール速度の微分演算を必要とせず、また予め計測
するリール機械損などの初期データの準備することな
く、高精度にリール巻取張力を制御できるリールの張力
制御方法を提供することを目的とする。また、本発明の
他の目的は、比較的簡易な構成を取り入れて安定にリー
ル巻取張力を制御するリールの張力制御装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は上記課題を解決するために、通板材のリール張力を受
けとめるブライドルロールと前記通板材を巻き取る巻取
リールとを有する通板材の巻取設備において、

【００１１】前記ブライドルロールを駆動するロール駆
動モーターに対してトルク制御を実施し、また前記巻取
リールを駆動するリール駆動モーターに対して前記ブラ
イドルロールの帰還速度に基づいて速度制御を実施する
ことにより、所定のリール巻取張力を得るように制御す
るリールの張力制御方法である。

【００１２】次に、請求項２に対応する発明は、通板材
のリール張力を受けとめるブライドルロールと前記通板
材を巻き取る巻取リールとを有する通板材の巻取設備に
おいて、

【００１３】前記通板材の張力設定値を用いて求められ
た運転トルク基準値に基づいて前記ブライドルロールを
駆動するロール駆動モーターのトルク制御を実施するロ
ールモータートルク制御装置と、前記ロール駆動モータ
ーの帰還速度から通板速度を求めるとともに、この通板
速度と通板速度設定値との偏差に応じて通板速度補正量
を求めて通板速度基準値を出力する通板速度制御装置
と、この通板速度制御装置によって得られた通板速度基
準値とリールコイル径検出器からのリールコイル径とか
ら速度基準値に相当するリール駆動モーターの速度補正
量を演算してリール駆動モーター速度基準値を求め、こ
のリール駆動モーター速度基準値に基づいて前記リール
駆動モーターの速度制御を実施するリール速度制御装置
とを備えたリールの張力制御装置である。

【００１４】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、ブライドルロールを駆動す
るロール駆動モーターのトルク制御によりリールの巻取
張力制御を実施し、通板速度はブライドルロールの帰還
速度を用いてリール駆動モーターの速度制御を実施する
ので、従来のようにリール駆動モーターをトルク制御す
ることにより通板張力制御を行っていたときに発生して
いた通板速度変化に対する慣性分トルク補償制御による
張力の誤差変動およびリール速度変化に応じた機械損ト
ルク補償制御による張力の誤差変動を防止でき、高精度
にリール張力制御を行うことができる。

【００１５】次に、請求項２に対応する発明は、ロール
モータートルク制御装置においてリール張力設定値から
運転基準トルクを求めてロール駆動モーターのトルク制
御を実施し、一方、リールモーター速度制御装置では、
ロール駆動モーターの速度から求めた通板速度，通板速
度設定値およびリールコイル径などを用いてリール駆動
モーターの速度基準値を求めてリール駆動モーターの速
度制御を実施するので、簡易な構成で張力制御を実現で
き、通板速度変更時でもリール機械損や加減速負荷トル
クの変動を受けずに安定にリール巻取張力を制御でき
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明装置の一実施例について図１を
参照して説明する。同図において１は鋼板などの通板材
であって、この通板材１の通板途中にはリール張力を受
けとめるブライドルロール２ａ，２ｂが設けられ、さら
にブライドルロール２ａ，２ｂを通ってきた通板材１に
所定の巻取張力を付与するように巻き取る巻取リール３
が設けられている。４ａ，４ｂは通板材１に所定の通板
張力を与えるようにブライドルロール２ａ，２ｂを駆動
するロール駆動モーター、５は巻取リール３が所定の巻
取張力を得るように駆動するリール駆動モーターであ
る。

【００１７】前記ブライドルロール２ａ，２ｂ側の制御
系おいては、巻取リール３の巻取張力を設定する張力設
定部１１と、この張力設定部１１の張力設定値に基づい
てロール駆動モータ４ａ，４ｂの運転トルク基準値を求
める基準トルク演算手段１２と、この演算手段１２によ
って求めた各運転トルク基準値に基づいてロール駆動モ
ーター４ａ，４ｂをトルク制御するロールモータートル
ク制御装置１３とによって構成され、さらにロールモー
タートルク制御装置１３にてロール駆動モータ４ａ，４
ｂの回転速度を取り込む構成となっている。

【００１８】一方、巻取リール３側の制御系は次のよう
に構成されている。ロールモータートルク制御装置１３
にて取り込んだロール駆動モータ４ａ，４ｂの回転速度
から通板材１の通板速度を求める通板速度演算手段２１
が設けられ、ここで得られた通板速度が通板速度制御装
置２２に送られる。この通板速度制御装置２２は、通板
速度と速度設定部２３からの通板速度設定値とから通板
速度偏差を求めるとともに、この通板速度偏差に相当す
る通板速度補正量を求め、この通板速度補正量を通板速
度設定値に加えて通板速度基準値を求める機能をもって
いる。

【００１９】２４はリールモーター速度補正量演算手段
であって、これは通板速度基準値とリールコイル径検出
器２５からのコイル径とから通板速度基準値に相当する
リールモーター速度補正量を求めた後、この補正量と通
板速度基準値とを用いて最終的なリールモーター速度基
準値を求めるものである。２６はリールモーター速度基
準値に基づいてリール駆動モーター５を速度制御するリ
ールモーター速度制御装置である。

【００２０】次に、以上のような装置の動作について説
明する。予め張力設定部１１および速度設定部２３にそ
れぞれ所定の張力Ｔ₀ および所定の速度Ｖ₀ を設定す
る。つまり、張力設定部１１には通板材１の品種，寸法
などに応じてブライドルロール２ａ，２ｂと巻取リール
３との間を通板する通板材１の所定の張力Ｔ₀ を設定
し、一方、速度設定部２３には巻取リール３のリール巻
取張力が所定の値となるような所定の通板速度Ｖ₀ を設
定する。

【００２１】この状態において通板材１の巻き取り動作
を開始すると、基準トルク演算手段１２では、張力設定
部１１からの張力設定値Ｔ₀ を用いて下記する（１）式
および（２）式に基づいて、ブライドルロール２ａ，２
ｂを駆動するロール駆動モーター４ａ，４ｂの運転トル
ク基準値ｔａ，ｔｂを求める。 ｔａ＝（ｄａ／２）・Ｔ₀ ・Ｋ ……（１） ｔｂ＝（ｄｂ／２）・Ｔ₀ ・（１−Ｋ） ……（２） 但し、ｄａはブライドルロール２ａのロール径、ｄｂは
ブライドルロール２ｂのロール径、Ｋはブライドルロー
ル２ａの負荷分担率である。

【００２２】そして、以上のようにして求めたロール駆
動モーター４ａ，４ｂの運転トルク基準値ｔａ，ｔｂは
それぞれロールモータートルク制御装置１３に送られ
る。よって、ロールモータートルク制御装置１３は、各
運転トルク基準値ｔａ，ｔｂに基づいてロール駆動モー
ター４ａ，４ｂのトルク制御を実施するので、通板材１
の通板張力を張力設定値Ｔ₀ に近ずくように制御するこ
とができる。このとき、通板速度演算手段２１では、ロ
ールモータートルク制御装置１３からブライドルロール
２ａの回転速度ｎを取り込み、 ｖ＝π・ｄａ・ｎ ……（３）

【００２３】なる演算式に基づいて通板速度ｖを求めて
通板速度制御装置２２に送っている。ゆえに、この通板
速度制御装置２２においては、通板速度演算手段２１で
求めた通板速度ｖと速度設定部２３の通板速度設定値Ｖ
₀ とから通板速度偏差を求めた後、この通板速度偏差に
応じた通板速度補償量△Ｖを得た後、下記する（４）式
に基づき、つまり Ｖ＝Ｖ₀ ＋△Ｖ ……（４） なる演算式により、通板速度設定値Ｖ₀ に通板速度補償
量△Ｖを加えて通板速度基準値Ｖを求めた後、次のリー
ルモーター速度補正演算手段２４に送出する。このリー
ルモーター速度補正演算手段２４は、通板速度基準値Ｖ
を受けとると、当該基準値Ｖとリールコイル径検出器２
５からのコイル径Ｄとを用いて、 Ｎ₀ ＝（Ｖ₀ ／Ｄ） ……（５） によってリールモーター速度基準値Ｎ₀ を求める一方、
通板速度補正量△Ｖに応じたリールモーター速度補正量
△Ｎとを用いて、 Ｎ＝Ｎ₀ ＋△Ｎ ……（６）

【００２４】なる演算式によって最終的なリールモータ
ー補正速度基準値Ｎを求めた後、リールモーター速度制
御装置２６に送り、ここでリール駆動モータ５を速度制
御する。

【００２５】ゆえに、リールモーター速度制御装置２６
においてリール駆動モーター５をリールモーター補正速
度基準値Ｎを目標値として速度制御を実施するので、通
板材１の速度を通板速度設定値Ｖ₀ となるように制御す
ることができる。

【００２６】その結果、本実施例の装置においては、ロ
ールモータートルク制御装置１３を用いてリール張力設
定値の下にブライドルロール２ａ，２ｂを駆動するロー
ル駆動モーター４ａ，４ｂに対してトルク制御を実施
し、一方、リールモーター速度制御装置２６において
は、前記ブライドルロール２ａ，２ｂの帰還速度と速度
設定値とに基づいて巻取リール３を駆動するリール駆動
モーター５に対して速度制御を実施することにより、巻
取リール３の慣性分トルク補償制御回路や機械損トルク
補償制御回路が不要になり、これら補償制御回路を用い
たことによって起因する張力誤差を未然に防ぐことがで
きる。

【００２７】しかも、通板材１の通板張力はブライドル
ロール２ａ，２ｂのトルク制御によって行われるので、
リールコイル径の検出誤差が大きい場合でも、リール巻
取張力の制御を精度よく行うことができる。

【００２８】この結果、鋼板コイルの品種や寸法などに
応じた所定の張力でリール巻き取りができ、リール巻取
張力の過大または過少による鋼板表面の疵発生や巻取コ
イルの形クズレを未然に防止することができる。なお、
本発明は上記実施例に限定されずに種々変形して実施で
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。

【００３０】請求項１の発明では、リール速度の微分演
算を必要とせず、また予め計測するリール機械損などの
初期データの準備することなく、高精度にリール巻取張
力を制御できる。

【００３１】請求項２の発明は、比較的簡易な構成で実
現でき、通板速度変更時でもリール機械損や加減速負荷
トルクの変動を受けずに安定にリール巻取張力を制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わるリールの張力制御装置の一実
施例を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１…通板材、２ａ，２ｂ…ブライドルロール、３…巻取
ロール、４ａ，４ｂ…ロール駆動モーター、５…リール
駆動モータ、１１…張力設定部、１２…基準トルク演算
手段、１３…ロールモータートルク制御装置、２１…通
板速度演算手段、２２…通板速度制御装置、２３…速度
設定部、２４…リールモーター速度補正演算手段、２５
…リールコイル径検出器、２６…リールモーター速度制
御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通板材のリール張力を受けとめるブライ
   ドルロールと前記通板材を巻き取る巻取リールとを有す
   る通板材の巻取設備において、 前記ブライドルロールを駆動するロール駆動モーターに
   対してトルク制御を実施し、また前記巻取リールを駆動
   するリール駆動モーターに対して前記ブライドルロール
   の帰還速度に基づいて速度制御を実施することにより、
   所定のリール巻取張力となるように制御することを特徴
   とするリールの張力制御方法。
2. 【請求項２】 通板材のリール張力を受けとめるブライ
   ドルロールと前記通板材を巻き取る巻取リールとを有す
   る通板材の巻取設備において、 前記通板材の張力設定値を用いて求められた運転トルク
   基準値に基づいて前記ブライドルロールを駆動するロー
   ル駆動モーターのトルク制御を実施して前記通板材の張
   力を制御するロールモータートルク制御装置と、 前記ロール駆動モータの帰還速度から通板速度を求める
   とともに、この通板速度と通板速度設定値との偏差に応
   じて通板速度補正量を求めて通板速度基準値を出力する
   通板速度制御装置と、 この通板速度制御装置によって得られた通板速度基準値
   とリールコイル径検出器からのリールコイル径とから速
   度基準値に相当するリール駆動モーターの速度補正量を
   演算してリール駆動モーター速度基準値を求め、このリ
   ール駆動モーター速度基準値に基づいて前記リール駆動
   モーターの速度制御を実施するリール速度制御装置とを
   備えたことを特徴とするリールの張力制御装置。