JPH0640038B2 - 形状検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属板に働いている板幅方向の張力変化量を
精度良く検出し得るようにした形状検出装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 圧延板幅方向の張力分布を調整することにより圧延機で
圧延された板の平面形状が良好になるよう制御すること
は従来から行われており、斯かる制御を行う際には圧延
材幅方向張力分布を測定するために形状検出装置が使用
されている。

従来の形状検出装置の一例を第５図〜第９図(イ)(ロ)によ
り説明すると、第５図中a は回転自在な測定用ロール
で、測定用ロールa の外周凹部には、第６図に示すよう
に例えば多数の荷重検出器b が螺旋状に配列されてい
る。又各荷重検出器b で検出した金属板s の荷重信号は
増幅器c へ出力し得るようになっており、増幅器c で増
幅された荷重信号は演算器d へ加え得るようになってい
る。更に、位置検出器e で検出した各荷重検出器b の位
置信号も演算器d へ加え得るようになっている。而し
て、演算器d では、各荷重検出器b からの信号を位置検
出器e からの信号を基にしてどの番地の荷重か演算し、
その結果からモニターf に金属板幅方向の張力分布を表
示したり、或いは他の機器で所定の処理を行って金属板
の張力制御を行う、等している。

上記従来装置では、荷重検出器b からの荷重信号は、測
定用ロールa が金属板s から与えられる荷重によって撓
んだり、或いは測定用ロールa の温度が金属板からの伝
導熱によって高温になったりせず、若しくは圧延機モー
タや巻取り機リールモータにより金属板張力値が変動し
ない場合には、第７図(イ)に示すように、荷重検出の際
の基準となる出力値Ｖは経時的に然程変化せず、従っ
て、荷重検出器b から出力される出力変化量ΔＶから得
られる金属板s の張力は正確なものになる。

なお、従来の形状検出装置に使用される荷重検出器とし
ては、例えば第９図(イ)に示すように、測定用ロールa
に 180度位相をずらして１円周方向に２組の荷重検出器
b を設け、金属板s に対して最も離れた荷重検出器b(第
９図(イ)の場合は下側)からの出力を基準とし、金属板s
を直下部（第９図(イ)の場合は上側）に来た荷重検出器b
により検出した出力値と前記基準となる出力値との差
を採って張力変化量が検出されるか、或いは第９図(ロ)
に示すように、測定用ロールa 内部に組込まれた４個の
荷重検出器b によりブリッジを組み、金属板s の張力に
よる荷重によって発生するブリッジのアンバランスから
出力変化量が検出される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上述の従来装置では、測定用ロールa は金
属板s により与えられる荷重によって撓むため、荷重検
出器b からの出力値が変化して荷重検出器b からの出力
値は第７図(ロ)に示すようになり、この場合には荷重検
出器出力値の基準をどのレベルにするかによって張力値
が変動し、正確な張力変化を検出することができない。

又、金属板s の温度が測定用ロールa の温度よりも高
く、ロール温度が上昇する場合には、測定用ロールa は
金属板s の温度の影響を受け、荷重検出器b の出力値が
第７図(ハ)に示すように大きく変動する。このため、ロ
ール温度変化を考慮に入れずに基準となる出力値Ｖを第
７図(ハ)に示すように一律に定めると、出力変化量ΔＶ
は実際の出力変化と全く異なり、基準出力値の採り方の
いかんによっては出力変化量ΔＶがマイナスになり、求
められた張力は全く信頼性に欠けるものとなる。

更に、金属板に働いている張力値が圧延機モータや巻取
り機リールモータの制御のために変動する場合や機械的
なリール、スピンドル等の捩り振動によって変動する場
合には、荷重検出器b からの出力値は第７図(ニ)に示す
ようになり、この変動は一定ではなく、荷重検出器b の
配置を第６図に示すように螺旋状にした場合は、荷重検
出器b のうちある荷重検出器で張力検出を行っている場
合には、他の荷重検出器では張力の検出が行われず、測
定用ロールa が或る角度回転して初めて金属板s の全幅
に亘って張力が求められることになり、従ってこの間に
第７図(ニ)に示すような出力値変動がある場合には基準
となる出力値が変動するため荷重検出器の位相差から出
力値に誤差が生じる。すなわち、金属板s の張力の変動
が位相差となり、第８図(イ)(ロ)(ハ)に示すように各荷重
検出器の出力値に誤差が生じる。このように、各荷重検
出器b の位相差による金属板幅方向の誤差をなくすに
は、何れの荷重検出器b によっても同一タイミングで幅
方向の荷重を検出することが必要である。なお、第８図
(イ)(ロ)(ハ)は夫々異なる荷重検出器によって検出した出
力値を表わしている。

本発明は上述の実情に鑑み、板幅方向の張力変化量を精
度良く求めることを目的としてなしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、回転自在に支持され且つ外周に金属板が巻付
けられて接するようにしたロールと、該ロール外周にロ
ール軸線方向へ所要の間隔で直線的に配列された複数の
荷重検出器と、該荷重検出器の中心がロールの１回転ご
とにロールと金属板が接触し始める位置の近傍に来たら
指令信号を出力するようにした位置検出器と、該位置検
出器からの指令信号が与えられて後一定時間経過したら
指令信号を出力するようにした遅延回路と、前記位置検
出器からの指令信号が与えられたら前記各荷重検出器に
金属板による荷重が働く直前の各荷重検出器よりの荷重
信号をリセットすると共に前記遅延回路からの指令信号
が与えられたら荷重検出器の中心が荷重直下点に至る直
前の各荷重信号をホールドする第１のホルダーと、前記
荷重検出器の中心が金属板による荷重直下点を通過した
ときの検出値のピーク値をホールドする第２のホルダー
と、両ホルダーからの荷重信号を基にロールの１回転ご
とに金属板の張力を求める演算器とを設けたものであ
る。

［作 用］ ロールの１回転ごとに荷重検出器の中心がロールと金属
板が接触し始める位置の近傍に来ると位置検出器からは
指令信号が出力されて第１、第２のホルダー及び遅延回
路に与えられ、遅延回路からは位置検出器からの指令信
号が与えられて一定時間経過後に第１のホルダーに対し
指令信号が与えられる。

一方、第１のホルダーには、位置検出器からの指令信号
が与えられると荷重検出器に金属板による荷重が働く直
前の荷重信号が各荷重検出器から与えられてリセットさ
れると共に前記遅延回路からの指令信号が与えられると
荷重検出器の中心が荷重直下点に至る直前の各荷重信号
がホールドされ、第２のホルダーには荷重検出器の中心
が金属板による荷重直下点を通過したときの検出値のピ
ーク値がホールドされ、演算器では両ホルダーでホール
ドされたうえ与えられた荷重信号を基に金属板の張力が
求められる。このため金属板の張力変化量を正確に求め
られることが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しつつ説明す
る。

第１図〜第４図は本発明の一実施例である。

第１図及び第２図中1 は回転自在な測定用ロール、2 は
測定用ロール1 の外周部に長手方向へ向って略等間隔で
直線状に配列された複数のロードセル等の荷重検出器で
あり、各荷重検出器2 で検出された荷重信号は、測定用
ロール1 の軸部に設けた増幅器3 へ出力し得るようにな
っており、増幅器3 からは荷重信号をスリップリング4
を介して第１のホルダー5及び第２のホルダー6に送信し
得るようになっている。

測定用ロール1 の回転位置を検出する近接スイッチ等の
位置検出器7 を測定用ロール1 側部に配設し、該位置検
出器7 で検出した位置信号を前記ホルダー5,6 へ送信し
得るようにすると共に遅延回路8 を介してホルダー5 へ
送信し得るようにし、ホルダー5,6 から取出された信号
を基に演算器9 において張力を求め得るようになってい
る。

張力検出の際は、荷重検出器2 を具備せる測定用ロール
1 は金属板s の送り速度に同期して回転している。而し
て荷重検出器2 に大きな荷重検出器2 に大きな荷重が働
く直前、すなわち荷重検出器2 の中心線ｌが第２図の直
線ｌ_１（荷重検出器2 の中心が測定用ロール1 と金属板
s が接触し始める位置の近傍）に来たら、位置検出器7
からの指令信号（第３図(イ)参照）はホルダー5,6 及び
遅延回路8 に与えられる。

一方、各荷重検出器2 で検出された荷重信号は、増幅器
3 で増幅され、スリップリング4 を経てホルダー5,6 へ
リセットされるが（第３図(ハ)参照）、ホルダー5 に
は、リセット開始後一定時間Δｔ経過後に遅延回路8 か
ら送られて来る指令信号（第３図(ロ)参照）により荷重
検出器2 が荷重直下点に至る直前の荷重値がホールドさ
れる（第３図(ニ)参照）。又ホルダー6 では荷重検出器2
からの荷重信号が逐次リセットされ、荷重検出器2 が
荷重直下点を通過した後その中心線ｌが第２図の直線ｌ
_２に達して位置検出器2 がオフになるまでに荷重検出器
2 により検出された荷重信号のピーク値がホルダー6 に
ホールドされる（第３図(ホ)参照）。ホルダー5,6 でホ
ールドされた荷重信号は演算器9 へ送られ、演算器9 で
はホルダー5 からの荷重信号を基準として荷重延いては
張力が演算される。

上述のようにして荷重検出器2 が最大荷重点を通過する
直前の荷重信号を基準として金属板s の張力を求める
と、測定用ロール1 が撓んだり或いは温度の影響を受け
る場合でも正確な張力値を求めることができる。又全て
の荷重検出器2 により金属板s 同一断面の張力分布を同
時に求めることができるため、金属板s の張力分布も正
確に求めることができる。

なお、本発明の実施例では荷重検出器としてロードセル
を使用する場合について説明したが、ロードセルに限ら
ず歪ゲージ、磁歪ゲージ等種々の荷重検出器を使用でき
ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更を加え得ること、等は勿論である。

［発明の効果］ 本発明の形状検出装置によれば、 (I) 測定用ロールが撓んでもその撓み変化による検出
変動を小さく抑えることができる、 (II) 測定用ロールの温度が変化しても同一タイミング
でロール幅方向の荷重検出値が得られ、しかも精度が良
い、 (III) 圧延機モータや巻取り機リールのモータ制御に
よって金属板に掛かっている張力値が変化しても同一タ
イミングでロール幅方向の荷重検出値が得られ、しかも
精度が良い、 (IV) (I)〜(III)により金属板に働いている板幅方向張
力変化量が精度良く求められる、 等、種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の形状検出装置の一実施例の説明図、第
２図は第１図のII方向矢視図、第３図(イ)〜(ホ)は第１図
に示す各機器の作動のタイミングを表わす説明用グラ
フ、第４図は第１図の装置により検出される荷重の説明
用グラフ、第５図は従来の形状検出装置の一例の説明
図、第６図は第５図の装置に使用する測定用ロールの斜
視図、第７図(イ)〜(ニ)は単体の荷重検出器で検出する出
力値の説明用グラフ、第８図(イ)〜(ハ)は第５図の装置に
示すように配列された荷重検出器で検出する出力値の説
明用グラフ、第９図(イ)(ロ)は従来の荷重検出器の説明図
である。 図中1 は測定用ロール、2 は荷重検出器、3 は増幅器、
4 はスリップリング、5,6 はホルダー、7 は位置検出
器、8 は遅延回路、9 は演算器を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 月井 克 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第二工場内 (72)発明者 田島 三之 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第二工場内 (56)参考文献 特開 昭59−85930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−47424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−23446（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−81737（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−156583（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在に支持され且つ外周に金属板が巻
   付けられて接するようにしたロールと、該ロール外周に
   ロール軸線方向へ所要の間隔で直線的に配列された複数
   の荷重検出器と、該荷重検出器の中心がロールの１回転
   ごとにロールと金属板が接触し始める位置の近傍に来た
   ら指令信号を出力するようにした位置検出器と、該位置
   検出器からの指令信号が与えられて後一定時間経過した
   ら指令信号を出力するようにした遅延回路と、前記位置
   検出器からの指令信号が与えられたら前記各荷重検出器
   に金属板による荷重が働く直前の各荷重検出器よりの荷
   重信号をリセットすると共に前記遅延回路からの指令信
   号が与えられたら荷重検出器の中心が荷重直下点に至る
   直前の各荷重信号をホールドする第１のホルダーと、前
   記荷重検出器の中心が金属板による荷重直下点を通過し
   たときの検出値のピーク値をホールドする第２のホルダ
   ーと、両ホルダーからの荷重信号を基にロールの１回転
   ごとに金属板の張力を求める演算器とを設けたことを特
   徴とする形状検出装置。