JPH0596324A - 巻取機制御装置 - Google Patents

巻取機制御装置

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JPH0596324A
JPH0596324A JP25658591A JP25658591A JPH0596324A JP H0596324 A JPH0596324 A JP H0596324A JP 25658591 A JP25658591 A JP 25658591A JP 25658591 A JP25658591 A JP 25658591A JP H0596324 A JPH0596324 A JP H0596324A
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JP
Japan
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speed
mandrel
winding
output
tension
Prior art date
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Pending
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JP25658591A
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English (en)
Inventor
Shinji Fujimoto
伸二 藤本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication of JPH0596324A publication Critical patent/JPH0596324A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、圧延材の設定張力を補正することで
圧延材がピンチロールでのスリップを防止し、巻取速度
を一定に制御することで圧延材の巻取張力を一定にして
巻取を良好に行うことが可能な巻取機制御装置を提供す
ることにある。 【構成】本発明は、圧延機で圧延された圧延材をピンチ
ロールを介して巻取機に巻取る巻取機制御装置におい
て、前記ピンチロールの速度を検出するピンチロール速
度検出手段と、前記巻取機の巻取速度を検出する巻取機
速度検出手段と、前記ピンチロール速度検出手段の出力
と前記巻取機速度検出手段の出力を入力し前記ピンチロ
ール速度と前記巻取機の巻取速度の偏差を求め,この速
度偏差を巻取機の巻取張力に換算する張力補正手段とを
備えているので、圧延材の尾端が圧延機を抜けた直後か
ら巻取機により巻取り完了する間,圧延機の巻取張力を
安定に保ち、これにより圧延材がピンチロールでスリッ
プすることを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はホットストリップミル等
の圧延機で圧延した圧延材をマンドレル等の巻取装置で
巻取る際の巻取機の制御装置に係り、特に、圧延終了後
より巻取完了まで材料速度と巻取張力に大きな変動が発
生しないように制御する巻取機制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は一般的な圧延機、例えばホットス
トリップミルの機械配置を示すもので、圧延機1で圧延
された圧延材2はホットランテーブル3とピンチロール
4とを介して巻取装置、例えばマンドレル5に巻取られ
る。
【0003】巻取中は良好な巻取特性を得るために張力
制御が行なわれる。すなわち、圧延中(圧延材2の尾端
が圧延機1に噛込まれている間)は圧延機1とピンチロ
ール4とマンドレル5との間で圧延材2の張力が設定張
力になるように制御され、また圧延材2の尾端が圧延機
1を抜けた後はピンチロール4とマンドレル5との間で
圧延材2の張力が設定張力になるように制御される。な
お、Dはマンドレル5のコイル径、Fは巻取張力であ
る。
【0004】従来、上記の如き張力制御を行う場合、マ
ンドレル5の駆動用電動機を電流制御し圧延機1の駆動
用電動機、ピンチロール4の駆動用電動機を速度制御す
ることによって、圧延材2にかかる張力が設定張力にな
るようにしている。
【0005】このような従来の巻取機制御装置を図3
(a),(b)のブロック図を参照して説明する。図3
(a)は、ピンチロール4の制御装置のブロック図であ
り、同図において、10はピンチロール駆動用直流電動
機であり、この電動機10には速度発電機11が機械的
に結合されている。速度基準発生手段12の出力と速度
発電機11の出力との速度偏差信号が速度制御増幅手段
13に入力される。速度制御増幅手段13の出力である
電流基準信号と、電流検出手段14の出力である電流検
出手段との電流偏差信号が電流制御増幅手段15に入力
される。位相制御手段16は電流制御増幅手段15の出
力である電流偏差増幅信号に基づいてゲート制御パルス
を出力し、逆並列サイリスタ電源17の出力電圧を変化
させてピンチロール駆動用電動機10の速度を制御す
る。
【0006】また、図3(b)はマンドレル5の制御装
置のブロック図であり、同図において、20はマンドレ
ル駆動用電動機、21はマンドレル駆動用電動機20と
機械的に結合した速度発電機である。速度基準発生手段
22の出力と速度発電機21の出力との速度偏差信号が
速度制御増幅手段23に入力され、速度制御増幅手段2
3の出力又は電流基準発生手段24の出力が電流基準信
号となり、この電流基準信号と電流検出手段25の出力
である電流検出信号との電流偏差信号が電流制御増幅手
段26に入力される。位相制御手段27は電流制御増幅
手段26の出力である電流偏差増幅信号に基づいてゲー
ト制御パルスを出力し、逆並列サイリスタ電源28の出
力電圧を変化させマンドレル駆動用電動機20を速度制
御、又は電流制御する。29はマンドレル駆動用電動機
20の界磁巻線で、界磁制御手段30によりコイル径と
界磁磁束とが比例するように制御される。
【0007】上記の如く構成された従来の巻取制御装置
において、圧延機1またはピンチロール4とマンドレル
5との間で張力制御を行う。まず、圧延材2がマンドレ
ル5に巻付く以前にはマンドレル5は速度制御で運転
し、圧延材2の圧延速度よりわずかにマンドレル5の巻
取速度を高めに速度設定される。圧延材2がマンドレル
5に巻付くと、所定のタイミングでマンドレル5は電流
制御に切替えられ張力制御に移行する。電流制御中はコ
イル径Dと界磁磁束Φが比例関係を保つように界磁制御
手段30によって界磁電流制御を行っている。従ってマン
ドレル5の巻取張力Fは電動機20の電機子電流Iaと
比例関係になり、電機子電流を制御することによって張
力制御を行っている。即ちモータトルクTはK1 を比例
定数とすると T=K1 ・Φ・Ia …(1) の関係があり、巻取張力FとモータトルクTとの関係
は、 T=F・D/2 …(2) となる。
【0008】従って、界磁磁束Φをコイル径Dと比例関
係を保つように制御すれば F=K2 ・Ia …(3) となり、巻取張力Fは電機子電流Iaに比例関係となる
ことが証明できる。但しK2 は比例定数とする。
【0009】また、界磁制御手段30はマンドレル5で
巻取中のコイル径Dに比例した信号(図示せず)を入力
とし、界磁磁束Φがコイル径Dに比例するように界磁電
流を制御する。
【0010】次に、図3(b)のマンドレル制御装置が
速度制御から電流制御への切替え動作を説明する。圧延
材2がマンドレル5に巻付く以前は、スイッチ31,3
2が閉、スイッチ33を開とし、速度基準発生手段22
の出力を速度基準として速度制御を行う。また圧延材2
がマンドレル5に巻付くと所定のタイミングでスイッチ
31,32を開、スイッチ33を閉に切替え電流基準発
生手段24の出力を電流基準とした電流制御に切替え
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の場合、圧延材2
が圧延機1で圧延されている間は圧延機1の圧延圧力が
強いため、圧延機1とピンチロール4との間でスリップ
することはないが、圧延材2が圧延機1を抜けた後はピ
ンチロール4とマンドレル5との間に張力がかかること
になる。このときマンドレル5の張力が急激にピンチロ
ール4の張力として作用するため圧延材2がピンチロー
ル4でスリップすることがある。またピンチロール4と
マンドレル5との間で張力制御を行なっている間、張力
設定が適性な値で与えられなかった場合も、前記同様に
ピンチロール4でスリップする。
【0012】これはピンチロール4を駆動する電動機が
マンドレル5を駆動する電動機より電動トルクが小さい
からであるが、ピンチロール4は圧延機1と異なり圧延
材2を圧延するものでないため、ピンチロール4と圧延
材2との間の摩擦力だけでは圧延材2にかかる張力を保
てないことになる。
【0013】そして、一度スリップが生じると、マンド
レル5は電流制御で駆動されているために加速され、ピ
ンチロール4とマンドレル5間の張力は減少し巻取を良
好に行うことができなくなる、という問題がある。
【0014】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的は圧延材の電流基準(設定張力)
を補正することで圧延材がピンチロールでのスリップを
防止し、巻取速度を一定に制御することで圧延材の巻取
張力を一定にして巻取を良好に行うことが可能な巻取機
制御装置を提供することにある。
【0015】
【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、圧延機で圧延された圧延材をピンチロー
ルを介して巻取機に巻取る巻取機制御装置において、前
記ピンチロールの速度を検出するピンチロール速度検出
手段と、前記巻取機の巻取速度を検出する巻取機速度検
出手段と、前記ピンチロール速度検出手段の出力と前記
巻取機速度検出手段の出力を入力し前記ピンチロール速
度と前記巻取機の巻取速度の偏差を求め,この速度偏差
を巻取機の巻取張力に換算する張力補正手段とを備え、
前記圧延材の尾端が前記圧延機を抜けた直後から前記巻
取機により巻取り完了する間,前記圧延機の巻取張力を
安定に保つようにしたことを特徴とするものである。
【0016】
【作用】本発明はピンチロールと巻取機の速度、つまり
ピンチロールと巻取機間の圧延材が巻取機に巻取られる
速度を一定に保つことによりピンチロールと巻取機間の
圧延材の張力を安定させ、これにより圧延材がピンチロ
ールでスリップすることを防止することができる。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例のブロック図で、図
中、図3(a),(b)と同一要素には同一の符号を付
し説明を省略する。本実施例では、ピンチロール4を駆
動する電動機10の回転数を検出するパルス発信器11
Aが、またマンドレル5を駆動する電動機20の回転数
を検出するパルス発信器21Aがそれぞれ取付けられ、
ピンチロール4の速度検出手段45とマンドレル5の巻
取速度検出手段46にて出力されるピンチロール速度と
巻取速度を入力し張力補正値を出力する張力補正演算手
段40とを新たに付加した構成となっている。
【0018】また、コイル径を演算するためにマンドレ
ル1回転毎にパルスを出力するマンドレル1回転パルス
検出手段47とマンドレル1回転パルス検出手段47の出
力を入力しコイル径を演算するコイル径演算手段48を
説明上付加してある(従来技術の図3(b)には説明上
不必要であるため付加してない)。
【0019】上記のように構成された本実施例の動作を
以下に説明する。まず、圧延材2がマンドレル5に巻付
くまでのコイル径Dは D=Di Di=マンドレル径 としてコイル径演算手段48より出力される。圧延材2
がマンドレル5に巻付いたタイミングでスイッチ47A
が閉し、スイッチ47Aを介しマンドレルパルス発信器
21Aの出力がマンドレル1回転検出手段47へ入力さ
れる。マンドレル1回転検出手段47はマンドレルパル
ス発信器21Aの出力パルスを一定周期毎にサンプリン
グし、一定周期間のパルス発信器21Aの出力パルス数
ΔPMを下記(4)式で演算する。 ΔPM =PMi−PMi-1 …(4) PMi;今回サンプリング値 PMi-1;前回サンプリング値 一定周期間のパルス数ΔPM の合計値PM は下記(5)
式で求める。 PM =PM +ΔPM …(5)
【0020】さらに、上記(5)式が下記(6)式の条
件を満たした時にマンドレル1回転検出信号を出力す
る。この時、サンプリング値の合計値PM を零にする。 マンドレル1回転当りのパルス数≦PM …(6) マンドレル1回転検出信号を入力したタイミングにてコ
イル径演算手段48は下記(7)式で演算し出力する。 D=D+2t …(7) t:圧延材の板厚
【0021】次に、マンドレル速度検出手段46はコイ
ル径演算手段48の出力とマンドレルパルス発信器21
Aの出力を入力し、マンドレルの巻取速度VM を演算す
る。マンドレル回転数NM (rps)は、マンドレルパ
ルス発信器21Aの出力パルスを一定周期(ts)間サ
ンプリングした値をΔPMVとすると、下記(8)式で求
められる。
【0022】
【数1】
【0023】マンドレルの巻取速度VM は次の(9)式
で求める。 VM =π×D×NM [mn/s] …(9) π:円周率 D:コイル径[mn] 同様に、ピンチロール速度検出手段45はピンチロール
パルス発信器11Aの出力とピンチロール径DPRを入力
し、ピンチロール速度VP を演算するピンチロール回転
数NP (rps)はピンチロールパルス発信器11Aの
出力パルスを一定周期t(SEC )間サンプリングした値
ΔPPVとすると、下記(10)式で求める。
【0024】
【数2】
【0025】ピンチロール速度VP は次の(11)式で
求める。 VP =π・DP ・NP [mn/s] …(11) π:円周率 DP :ピンチロール径[mn]
【0026】次に、張力補正演算手段40について説明
する。圧延材2がマンドレル5に巻付くまではスイッチ
44は開、圧延材2がマンドレル5に巻付いてからマン
ドレル5が速度制御から電流制御に切替えられたタイミ
ングでスイッチ44は閉する。比較手段41はマンドレ
ル速度検出手段46の出力VM とピンチロール速度検出
手段45の出力VP を入力し、スイッチ42の開又は閉
と速度偏差量ΔVを出力する。
【0027】速度偏差量ΔVは次の(12)式で求め
る。 ΔV=VM −VP …(12) また、スイッチ42はそれぞれ次の(13)式の成立時
閉,(14)式の不成立時開とする。 ΔV>0時、ΔV>α …(13) ΔV<0時、ΔV<−α …(14) α:固定値 PI制御手段43はスイッチ42を介し速度偏差量ΔV
を入力し速度偏差ΔVを張力値に変換し張力補正値ΔT
C を次の(15)式で求め、出力する。 ΔTC =ΔV(P+I/S ) …(15) P:比例ゲイン I:積分ゲイン 次に、スイッチ42が閉から開に切替ったタイミングに
てPI制御の出力はホールドされる。またスイッチ42
が開から閉に切替ったら再度PI制御は実施される。
【0028】張力補正値ΔTC は速度偏差ΔVが正の時
はマンドレル5とピンチロール4の間の圧延材2の張力
Fを減らす方向に、また速度偏差ΔVが負の時は圧延材
2の張力Fを増やす方向にスイッチ44を介し電流基準
発生手段24の出力に補正される。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来装置にみられた圧延材の尾端が圧延機を抜け時の急
激な張力変動を除去でき、また、設定張力が適性な値で
なくともピンチロールと圧延材の間にスリップが生じて
圧延材に傷を付けたり、巻取形状が悪化したりすること
を防止することができる。従って歩留りが向上し生産性
の向上した巻取機制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による巻取機制御装置の一実施例のブロ
ック図。
【図2】本発明が適用される巻取装置の機械配置を示す
概略構成図。
【図3】従来の巻取機制御装置で、同図(a)はピンチ
ロールの制御装置のブロック図、同図(b)はマンドレ
ルの制御装置のブロック図。
【符号の説明】
10,20…電動機、11,21…速度発電機、11
A,21A…パルス発信器、12,22…速度基準発生
手段、13,23…速度制御増幅手段、14,25…電
流検出手段、15,26…電流制御増幅手段、16,2
7…位相制御、17,28…逆並列サイリスタ電源、2
9…界磁巻線、30…界磁制御手段、40…張力補正演
算手段、41…比較手段、43…PI制御手段、45,
46…速度検出手段、47…マンドレル1回転検出手
段、48…コイル径演算手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機で圧延された圧延材をピンチロー
    ルを介して巻取機に巻取る巻取機制御装置において、前
    記ピンチロールの速度を検出するピンチロール速度検出
    手段と、前記巻取機の巻取速度を検出する巻取機速度検
    出手段と、前記ピンチロール速度検出手段の出力と前記
    巻取機速度検出手段の出力を入力し前記ピンチロール速
    度と前記巻取機の巻取速度の偏差を求め,この速度偏差
    を巻取機の巻取張力に換算する張力補正手段とを備え、
    前記圧延材の尾端が前記圧延機を抜けた直後から前記巻
    取機により巻取り完了する間,前記圧延機の巻取張力を
    安定に保つようにしたことを特徴とする巻取機制御装
    置。
JP25658591A 1991-10-03 1991-10-03 巻取機制御装置 Pending JPH0596324A (ja)

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JP25658591A JPH0596324A (ja) 1991-10-03 1991-10-03 巻取機制御装置

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JP (1) JPH0596324A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017148822A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 Jfeスチール株式会社 熱延鋼板の巻取方法および巻取装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017148822A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 Jfeスチール株式会社 熱延鋼板の巻取方法および巻取装置

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