JPH0629109B2 - カテナリー制御装置 - Google Patents

カテナリー制御装置

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JPH0629109B2
JPH0629109B2 JP1126806A JP12680689A JPH0629109B2 JP H0629109 B2 JPH0629109 B2 JP H0629109B2 JP 1126806 A JP1126806 A JP 1126806A JP 12680689 A JP12680689 A JP 12680689A JP H0629109 B2 JPH0629109 B2 JP H0629109B2
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catenary
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寛之 小出
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種プロセッシングラインにおいて二つの固
定位置間に懸垂されて連続移送される長尺材料のカテナ
リーを、所定のレベルが維持されるようにその駆動装置
を制御するカテナリー制御装置に関する。
〔従来の技術〕
この種のカテナリー制御装置の従来例としては、例えば
特開昭63-306156 号公報に開示されているように、材料
を搬送する一対のブライドルロールのいずれか一方を速
度制御する速度制御系と、一対のブライドルロール間の
材料のカテナリー中に前後の材料の寸法あるいは材質が
異なる接続個所が存在しないときは、他方のブライドル
ロールをカテナリー位置が所定のレベルを維持するよう
に制御する位置制御系と、ブライドルロール間の材料の
カテナリー長さを一定の値に制御する材料長さ一定制御
系と、ブライドルロール間における上述した接続個所の
有無により材料長さ一定制御系と位置制御系とを切換え
る切換機構とを備えている。そこで、ラインが起動する
と、速度制御系により材料は指定されたラインスピード
で送られるとともに、位置制御系によりカテナリーのレ
ベルが所定レベルを維持するようにレベル変動に対して
修正を行う。接続個所の位置についてはトラッキングが
行なわれており、これがカテナリー中に進入したとき、
切換機構で位置制御系を材料長さ一定制御系に切換える
ことにより、接続個所前後の材料重量差により生じるカ
テナリー形状の変化にもとづくカテナリーのレベルの変
動を防止しようとしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一般に同一レベルの2点間のカテナリー長さLは次式で
示される。
これより、 また、 ただし、L:2点間のカテナリー長さ S:2点間のスパン W:カテナリー材料の単位長当り重量 T:カテナリー材料の水平張力 D:カテナリーのディップ したがって、式(3) の示すように材料の水平張力Tが高
いとき、すなわち、カテナリーのディップDが浅いとき
は、式(2) の示すように単位長当りの張力Tの変化の値 が大きいので、カテナリーのレベルを修正するための駆
動モータに対する過負荷を引き起こす要因となっている
という欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のカテナリー制御装置は、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
材質の情報とよりカテナリー内の張力を演算する張力演
算回路と、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
材質の情報と、張力演算回路からのカテナリー張力とよ
りカテナリー位置検出器の位置におけるカテナリー高さ
を接続個所の位置に応じて順次に演算するカテナリー位
置指令器と、 張力演算回路からのカテナリー張力を監視するととも
に、カテナリー位置指令器により演算されたカテナリー
高さと、カテナリー中に前記接続個所が進入する以前に
前記カテナリー位置検出器により検出されたカテナリー
高さとの偏差を検出し、該偏差に対応して、または、カ
テナリー張力が所定値が超過したとき、いずいれか一方
の駆動装置の速度制御系に補正信号を入力させることに
より、前記長尺材料の送り速度を加減してカテカリーの
過大張力、また、カテナリー最低点の高さの変動を抑制
させるカテナリー位置制御器とを有している。
〔作 用〕
まず、カテナリー位置指令器および張力演算回路により
行なわれるカテナリーの高さと張力の演算内容を説明す
る。
[1]カテナリー曲線 一般に、カテナリー曲線は、その最低レベルの点(以
下、下死点と称する)を過ぎる水平方向にx軸をとり、
下死点を通ってx軸と直角にy軸をとると、 で表わされる。
いま、カテナリーを形成する長尺材料の長手方向の単位
長当り重量をW、水平張力をTとして、そのカテナリー
形状は と表現される。下死点の座標を(0,yb)とすると、式(1
-2) より となり、したがって を得る。一般には、 であるから括弧内の を展開して微小量の高次項を省略すると これを式(1-3) に代入して 式(1-4) を用いてストリップのカテナリー形状近似が可
能である。
[2]カテナリーの具体的計算 (1) カテナリー中に接続個所が存在しない場合 第2図(a) は入側ブライドロール1と出側ブライドルロ
ール2間に張られたカテリーを示す曲線図である。ただ
し、 s :ブライドルロール1,2間のスパン m :入側ブライドルロール1と下死点間の水平距離 n :下死点と出側ブライドルロール2間の水平距離 yoe:入側ブライドルロール1のx軸からの高さ yod:出側ブライドルロール2のx軸からの高さ 式(1-4) を用いて これより、 また、y軸を入口ブライドルロール1の位置に平行移動
して式(1-4) の座標変換を行うと、任意の位置xにおけ
るカテナリーの高さyは より、式(2-1) を用いて演算することができる。いまの
場合、下死点の高さ yb は、x=mとして 同様に、 (2) カテナリー中に接続個所が存在する場合 単位重量あるいは寸法の異なる長尺材料の接続個所がカ
テナリー中に進入すると、先行材料のカテナリーと後続
材料のカテナリーは、接続個所の前後でそれぞれ異なる
別のカテナリー曲線を形成する。
(i) 接続個所が後続材料カテナリーの下死点より手前の
位置にあるとき 第2図(b) は先行材料21と後続材料22の接続個所Pが、
入側ブライドルロール1から後続材料22の下死点D
での範囲内にあるときのカテナリー形状を示す。ただ
し、 x:接続個所Pのx座標 x:下死点Dのx座標 m:先行材料21の下死点Dのx座標とxとの差 n:出側ブライドルロール2のx座標と下死点D
x座標との差 d:接続個所Pの入側ブライドルロール1に対するデ
ィップ d:接続個所Pに対する後続材料22のディップ d:接続個所Pに対する先行材料21のディップ いま、先行材料21と後続材料22の長手方向単位重量をそ
れぞれW,Wとすると、第2図(b) より式(2-3) を
用いて、 また、力学的平衡関係より w1d1=w2d2 ……(2-9) が得られる。式(2-6),(2-7) および(2-9) より これより、 一方、式(1-4) より先行材料21の下死点Dの高さ yb
は、 式(2-5),(2-6),(2-7),(2-10),(2-11) を用いて、 これに式(2-8) を用いて整理することにより、 これより、 また、式(2-8) より、 これより任意の位置xでのカテナリーの高さyは、 x<xのとき(後続材料21)、式(2-2),(2-10)より ≦x<Sでは(先行材料22)、同様にして (ii)接続個所が先行材料カテナリーの下死点より前方の
位置に進んだとき 第2図(c) は接続個所Pが、先行材料21の下死点D
出側ブライドルロール2までの範囲内にあるときのカテ
ナリー形状を示す。ただし、 x:下死点Dのx座標 m:後続材料22の下死点Dのx座標 n:xとmとの差 その他の符号は同一として、(i) 項の場合と同様に より、 これより任意の位置xでのカテナリーの高さyは、 x<xのとき ≦x<Sでは (iii) 接続個所通過時の張力 カテナリー中に接続個所Pが進入したとき、先行材料2
1,後続材料22のサイズ、例えば幅×厚さをそれぞれd1
×t1,b2×t2、カテナリーユニットテンションをuとし
て、第2図(a) に示した接続個所Pのないとき(先行材
料21のみの場合)の下死点の高さを一定に保持するため
の水平張力Tは、 x≦nのとき T=−Ax0 2+b1×t1×u ……(2-20) ここで、 m<x≦Sのとき T= B(S-xo)2+b2×t2×u ……(2-21) ここで、 以上説明したように、式(2-14),2-15) または式(2-18),
(2-19) と、式(2-20),(2-21) を用いて張力演算回路と
カテナリー位置指令器により、接続個所Pがカテナリー
中を通過するとき任意の位置におけるカテナリー張力と
必要なカテナリー高さを演算することができる。そこ
で、適宜の位置に設定したカテナリー位置検出器により
接続個所Pが進入する以前におけるその位置のカテナリ
ー高さを検出して、この高さと接続個所が通過中のカテ
ナリー位置指令器の演算した高さとの偏差を検出し、ま
たは、過大なカテナリー張力を検出したとき、いずれか
一方の駆動装置の速度制御器を介してカテナリー送り速
度を制御することにより、カテナリーの下死点をほぼ一
定の高さに保持することができるので他の構造物への衝
突を回避し、また、駆動電動機の過負荷を防止できる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明のカテナリー制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
鉄鋼プロセッシングラインの連続熱処理炉3中をストリ
ップ4が、入側ブライドルロール1と出側ブライドルロ
ール2との間に張られて、それぞれ駆動電動機5,9に
より矢印方向に送られている。速度制御器8は駆動装置
7および駆動電動機5に直結された速度検出器6ととも
に駆動電動機5の速度制御ループを構成しており、一
方、速度制御器12は駆動装置11および駆動電動機9に直
結された速度検出器10とともに駆動電動機9の速度制御
ループを構成しており、いずれもライン速度指令器13か
らのライン速度指令値にしたがい、ストリップ4の送り
速度を制御する。カテナリー位置検出器15は連続熱処理
炉3の入側に配置されて、その位置でのストリップ4の
カテナリー部分の所定基準面からの高さを検出する。ト
ラッキング用カウンタ16は速度検出器6から入力される
パルス信号をカウントすることによりストリップ4の送
り長さを検出し、異なる種類のストリップ4の接続個所
(溶接点)の入側定位置到来を指示するリセット信号
(例えば溶接機の溶接完了信号など)によりリセットさ
れる。板サイズ情報発生器19は、予め、処理が予定され
ているストリップ4の板厚,板幅,単位長当りの重量な
どの板サイズ情報が格納される。張力演算回路20は、ト
ラッキング用カウンタ16からのカウンタ値と板サイズ情
報発生器19からの板サイズ情報によりカテナリー内の張
力を演算する。カテナリー位置指令器18はトラッキング
用カウンタ16から入力されるカウント値と張力演算回路
20からのカテナリー張力とを用い、板サイズ情報発生器
19から必要な板サイズ情報を読み出し、上述したように
カテナリー位置検出器15の位置におけるカテナリー高さ
を、溶接点の移動に応じて作用項で説明した各式を用い
て順次、演算する。カテナリー位置制御器14は溶接点が
到来する以前のカテナリー位置検出器15によるストリッ
プ4の高さとカテナリー位置指令器18の演算値との差を
算出し、または、張力演算回路20からの張力値を基準値
を超えたとき、それぞれ対応する補正信号を速度制御器
8に出力する。
次に、本実施例の動作を説明する。
溶接点のないストリップ4が連続熱処理炉3内を一定速
度で送られている間は、そのカテナリーの下死点の高さ
は一定で、カテナリー位置検出器15の検出した入側カテ
ナリー高さも一定であり、その値はカテナリー位置制御
器14に保持されている。いま、ストリップ4のサイズが
変って溶接機で溶接されると、その溶接点の到来がリセ
ット信号17により通知される。そこで、トラッキング用
カウンタ16はカテナリー中における溶接点の移行位置を
カウントし、カテナリー位置指令器18と張力演算回路20
はそれぞれ板サイズ情報発生器19から必要な板サイズ情
報を読み出して、時々刻々の溶接点の移動に伴い変動す
るカテナリー張力とカテナリー位置検出器15の位置にお
けるカテナリーの高さを演算し出力する。カテナリー位
置制御器14は入力されたカテナリー張力を監視して、張
力が基準値を超えたとき補正信号を出力する。また、溶
接点のないときのカテナリー高さとこのカテナリー位置
指令器18の演算値との差、すなわちカテナリー高さの変
動値に対応する補正信号を溶接点の移動のトラッキング
に合わせて出力する。これらの補正信号は速度制御器8
に入力されて、ライン速度指令器13の出力しているライ
ン速度指令値に過大なカテナリー張力とカテナリー高さ
の変動を解消する方向に加算または減算される。したが
って、カテナリー中のストリップ4の溶接点の進入,移
動にかかわらず、ストリップ4のカテナリーの下死点の
高さをほぼ一定に保持させて他の構造物への衝突を回避
するとともに、検出した張力を基準値内に制御している
のでストリップ長の変化による過大張力を発生せず、駆
動電動機の過負荷を防止することができる。
なお、上述した実施例では、入側ブライドルロール1の
速度に対して補正制御を行っているが、代りに出側ブラ
イドルロール2の速度に対して補正制御を行ってもよ
い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、予め設定された長尺材料
の接続個所の前後における材料の材質や寸法の情報と、
接続個所がカテナリー内に進入したときの移動位置のト
ラッキング情報とよりカテナリー張力とカテナリー位置
検出器の位置でのカテナリー高さを順次に演算し、過大
張力または接続個所が進入する以前の高さとの偏差に対
応する補正信号を生成して入側または出側での材料送り
速度を加減することにより、過大なカテナリー張力の発
生とカテナリー高さの変動を抑制することができ、確実
に長尺材料のカテナリー高さをほぼ一定に保つことがで
きるので、カテナリー部分の他の構造物への衝突を回避
するとともに、駆動電動機の過負荷を防止することがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のカテナリー制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第2図(a) は入側ブライドルロール
1と出側ブライドルロール2間の長尺材料のカテナリー
を示す曲線図、第2図(b) は先行材料と後続材料との接
続個所が、入側ブライドルロール1と後続材料の下死点
までの範囲内にあるときのカテナリー曲線図、第2
図(c) は接続個所が、先行材料の下死点Dと出側ブラ
イドルロール2までの範囲内にあるときのカテナリー曲
線図である。 1……入側ブライドルロール、 2……出側ブライドルロール、 3……連続熱処理炉、 4……ストリップ、 5,9……駆動電動機、 6,10……速度検出器、 7,11……駆動装置、 8,12……速度制御器、 13……ライン速度指令器、 14……カテナリー位置制御器、 15……カテナリー位置検出器、 16……トラッキング用カウンタ、 17……リセット信号、 18……カテナリー位置指令器、 19……板サイズ情報発生器、 20……張力演算回路、 21……先行材料、 22……後続材料、 P……接続個所、 D……先行材料の下死点、 D……後続材料の下死点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二つの固定位置間に懸垂され、それぞれの
    位置にある駆動装置により連続移送される長尺材料のカ
    テナリーの高さをカテナリー位置検出器で検出して、カ
    テナリー上の最低点の高さが所定の値に維持されるよう
    に駆動装置を制御するカテナリー制御装置において、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
    料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
    の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
    材質の情報とよりカテナリー内の張力を演算する張力演
    算回路と、 カテナリー中に存在する寸法または材質が異なる長尺材
    料の接続個所の位置のトラッキング情報と、該接続個所
    の前後にある先行材料と後続材料それぞれの寸法および
    材質の情報と、張力演算回路からのカテナリー張力とよ
    りカテナリー位置検出器の位置におけるカテナリー高さ
    を接続個所の位置に応じて順次に演算するカテナリー位
    置指令器と、 張力演算回路からのカテナリー張力を監視するととも
    に、カテナリー位置指令器により演算されたカテナリー
    高さと、カテナリー中に前記接続個所が進入する以前に
    前記カテナリー位置検出器により検出されたカテナリー
    高さとの偏差を検出し、該偏差に対応して、または、カ
    テナリー張力が所定値を超過したとき、いずれか一方の
    駆動装置の速度制御系に補正信号を入力させることによ
    り、前記長尺材料の送り速度を加減してカテナリーの過
    大張力、または、カテナリー最低点の高さの変動を抑制
    させるカテナリー位置制御器とを有することを特徴とす
    るカテナリー制御装置。
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