JPH07178429A

JPH07178429A - 金属帯通板用ロールのヘルパーモータによる回転駆動制御方法

Info

Publication number: JPH07178429A
Application number: JP5324772A
Authority: JP
Inventors: Toshio Izawa; 利夫井沢
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】金属帯の通板速度に追随して、金属帯に接触
して回転する通板用およびこれに準ずるロールの回転速
度を、高精度に同調させる。【構成】形状検出ロール１は、予め定められ基準とな
る金属帯２の通板速度に同調するように、ヘルパーモー
タ３によって回転駆動される。板速計８は、金属帯２の
通板速度を検出する。形状検出ロール１の回転速度は、
回転検出器４によって検出される。速度指令回路６は、
検出された回転速度と通板速度との偏差を、形状検出ロ
ール１自体の慣性モーメントとその速度計の機械的損失
とに基づき予め定める基本補正分と、主として金属帯２
と形状検出ロール１との間の摩擦変動による変動補正分
と、加減速変動補正分とによって補正して速度指令を求
め、駆動回路５を介してヘルパーモータ３を回転駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば金属帯の連続
冷間圧延設備ラインまたはリバース式冷間圧延設備ライ
ンや連続焼鈍酸洗設備ラインなど、種々の加工設備ライ
ンに、そのライン毎の加工設備仕様やその設備構造条件
等を踏まえて予め標準化し規定されている通板速度など
の諸条件に従って、加速および減速しながら金属帯を通
板して所望とする加工処理を施すに際し、この加工設備
ライン内に配置されていてヘルパーモータによってかか
る金属帯の通板速度に同調しながら回転されるロールの
回転駆動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば金属帯の連続冷間圧
延設備ラインまたはリバース式冷間圧延設備ラインや連
続焼鈍酸洗設備ラインなど種々の加工設備ラインに、そ
のライン毎の加工設備仕様および能力や設備構造条件等
を踏まえて予め標準化し規定されている通板速度などの
諸条件に従って、加速および減速しながら種々様々な金
属帯を通板して所望とする加工処理が施されている。こ
れらのライン毎に所望とする加工処理する目的（機能）
が異なるだけでなく、それぞれの加工設備仕様（たとえ
ば連続に対してリバースとかバッチ処理といった形式、
加工設備ライン内の諸装置の種類や配置構成…）および
能力や詳細な設備装置の構造条件、さらにライン内で加
工処理可能な金属帯の対象範囲（種類、寸法、重量、
…）などが異なっており、一方そのライン内で加工処理
するために通板する金属帯は単にその種類や寸法（厚
さ、幅、長さ）や重量が異なり種々様々であるばかりで
はなく、金属帯を種々に加工処理して製品化していく上
で、金属帯毎にＪＩＳなどの規定を満たし多種多様な需
要家の要求する品質規格を満足させるために定めた製造
仕様（製造条件）が異なっている。

【０００３】したがって、これらの相違点を踏まえた
上、金属帯の製品化においては、この製造仕様（製造条
件）も含めて予め標準化が行われている。このような製
造仕様（製造条件）には、ライン内の詳細な設備装置の
構造条件をも踏まえた上で、製品化に向けて加工処理す
る金属帯に応じて、それぞれ金属帯自体に起因する条
件、品質規格を満たすための製造仕様そのものに起因す
る条件、金属帯の通板条件、ロール自体に起因する条件
などが予め定められている。

【０００４】これらのうち、金属帯自体に起因する条件
としては、金属帯の主として種類や寸法や重量があり、
製造仕様そのものに起因する条件としては、品質規格に
由来する製品の種類（化学組成など）や表面仕上げ（表
面粗さをも含む）や機械的諸性質や表面および内部品質
事項（表面疵や欠陥の有無やその分布、表面清浄度、内
部組織、介在物等）や寸法や重量や梱包を満たしながら
製品化していくための製造ルーティング（工程順）や各
工程における製造諸条件などがある。

【０００５】金属帯の通板条件としては、たとえば冷間
圧延の場合には、圧延スケジュールとしての加減速レー
トと最高速度および／または最低速度を定めた金属帯の
通板速度やパス回数やリダクション量の規制や被圧延金
属帯の温度規制、使用する圧延油の種類や使用条件（圧
延油をかける位置や機構、濃度、流量、温度など）、使
用し圧延機内に組込むロールの材質や表面仕上げ（表面
粗度を含む）やロール径やロール同士のペアとか組合わ
せ条件などがあり、また連続焼鈍酸洗の場合には、焼鈍
炉の有効炉長やその加熱構成条件をはじめ、各酸洗槽の
有効浸漬長さや酸の種類やその組合わせ条件やその使用
条件（濃度、温度など）などと絡めて金属帯の通板条件
としての加減速レートと最高速度および／または最低速
度などがあり、さらに冷間圧延および酸洗の両方の場合
に共通する条件として、通板する金属帯に付与される張
力、金属帯通板用ロールへの金属帯の巻付け量やその巻
付け角度、金属帯通板用ロールへの金属帯の接触面積や
その面圧などがある。

【０００６】ロール自体に起因する条件としても、金属
帯通板用ロールの構造形状や寸法やその外周面の粗さや
自重、そのロールの軸受や駆動機構、ロール外周面状況
（油等の潤滑物質の有無やその程度など）などがある。

【０００７】つまり、以上に詳述したように、金属帯を
製品化するには、予め標準化された製造仕様（製造条
件）に基づいて、種々の加工設備ラインに通板しライン
毎および予め定められている種々様々で複雑に絡む諸々
の条件に従いかつ果しながら、最終的に定められている
品質規格を満足する製品に製造しなければならないので
ある。

【０００８】したがって、諸々の条件のうちの１つであ
る金属帯の通板速度を取出してみても、加工設備ライン
毎に異なるとともに通板する金属帯毎に異なるといって
も過言ではない。そして、この金属帯の通板速度は各加
工設備ライン毎の加工処理能力を決定するので極力大き
い方が望ましいのであるが、たとえば冷間圧延において
予め定められている通板速度より大きすぎると板厚精度
不良や表面仕上げ不良などの品質不良につながり、また
連続焼鈍酸洗において大きすぎると焼鈍不足および酸洗
不足などにつながるとともに、小さすぎると過焼鈍およ
び過酸洗などの品質不良につながるので、非常に重要な
条件であり、主要な基準となる条件なのである。

【０００９】さて、このような種々の加工設備ライン
に、通板しようとする金属帯に応じて予め定められてい
て基準となる通板速度に従って加速および減速しながら
種々様々な金属帯を通板して所望とする加工処理を施す
に際し、加工設備ライン内に金属帯の通板用等のために
配置されたデフレクタロール、形状検出ロール、張力を
付与するブライドルロールなどの事例にみられるごと
く、ヘルパーモータによってかかる金属帯の通板速度に
同調するように回転駆動されるロールが使用されてい
る。

【００１０】このようなヘルパーモータにより回転駆動
されるロールとしては、具体的に図６に示す金属帯の冷
間圧延設備ライン内において、金属帯の通板用ロールに
準ずるものとして、通板する金属帯に直接接触し回転し
ながら金属帯の形状を検出する形状検出ロール１０１
や、その金属帯の通板路を変更し案内するデフレクタロ
ール１１５などがある。

【００１１】以下、このようなヘルパーモータによって
回転駆動される金属帯の通板用ロールとして、この形状
検出ロール１０１を１つの事例とし、これを中心に説明
していくことにする。

【００１２】形状検出ロール１０１は、冷間圧延後の金
属帯１０２の形状を測定するための検出用ロールとして
用いられる。金属帯１０２の通板速度に同調させるた
め、形状検出ロール１０１はヘルパーモータ１０３によ
って回転駆動される。ヘルパーモータ１０３の制御は、
形状検出ロール１０１の回転を検出する回転検出器（パ
ルスジェネレータＰＬＧ）１０４からの出力に基づい
て、駆動回路１０５を介して行われる。駆動回路１０５
には、速度指令回路１０６からヘルパーモータ１０３の
回転速度に対応した速度指令を表す信号が与えられる。
形状検出ロール１０１と金属帯１０２との密着性を高め
るため、押えロール１０７が設けられる。金属帯１０２
の板厚が薄いようなときには、押えロール１０７の下降
量を多くし、形状検出ロール１０１に対する金属帯１０
２の巻付け量を多くする。形状検出ロール１０１の位置
での金属帯１０２の通板速度は、板速計１０８によって
検出し計測される。板速計１０８は、たとえばレーザ・
ドップラ効果によって、金属帯１０２の通板速度を非接
触で計測する。

【００１３】形状検出ロール１０１は、最終圧延機１１
０の出側に設けられる。最終圧延機１１０のロールの回
転検出器（ＰＬＧ）１１１からの出力もまた、金属帯１
０２の通板速度として用いることができる。形状検出ロ
ール１０１の下流側には、金属帯１０２に予め定める張
力を与えるテンションロール１１２が設けられる。テン
ションロール１１２の回転速度を検出する回転検出器１
１３の出力もまた、通板速度の検出のために用いること
ができる。テンションロール１１２の下流側には、金属
帯１０２を巻取るリール１１４が設けられる。

【００１４】図７は、金属帯１０２の板幅方向に対する
張力分布の表示例である。形状検出ロール１０１は複数
の区間に分割され、各区間からの出力を板幅方向に表示
すれば、金属帯１０２の板幅方向における張力分布がリ
アルタイムに表示可能である。

【００１５】図８および図９は、ヘルパーモータ１０３
を付帯する形状検出ロール１０１の構造および形状を示
す。図８は正面図、図９は断面図をそれぞれ示す。形状
検出ロール１０１は、軸受１２１，１２２で支持され、
カップリング１２３を介して接続されるヘルパーモータ
１０３からの駆動力によって回転する。形状検出ロール
１０１は、複数の分割ロール１２４によって構成され、
複数の区間に分割される。

【００１６】図９は、図８の切断面線ＩＸ−ＩＸから見
た断面図である。分割ロール１２４の軸１２５は、スチ
ールコア１２６に差込まれている。スチールコア１２６
は、隙間１２７を有する。この隙間１２７は、外側から
の力によってスチールコア１２６を変形しやすくしてい
る。この変形量は、ロードセルであるプレスダクタ１２
８によって検出される。スチールコア１２６の外側に
は、円筒状のスリーブ１２９が嵌め込まれる。スリーブ
１２９は、金属帯１０２と接触し、その張力に対応して
変形する。

【００１７】形状検出ロール１０１は、複数の分割ロー
ル１２４に分割されており、それぞれ金属帯１０２に接
触しているので、その回転が金属帯１０２の通板速度と
同調しないと、双方の接触面でスリップが発生し、金属
帯１０２の表面に疵が付き、性質が悪化する。また、長
期使用により形状検出ロール１０１における各分割ロー
ル１２４の表面も汚れたり損傷したりする。

【００１８】ヘルパーモータ１０３による形状検出ロー
ル１０１の回転を、被圧延金属帯１０２の圧延速度に追
随して回転させるために、たとえば最終圧延機１１０の
圧延駆動モータの回転数を検出するパルスジェネレータ
（ＰＬＧ）である回転検出器１１１が使用される。圧延
ロールの回転速度を圧延された金属帯１０２の通板速度
に換算し、速度指令回路１０６に入力として取込み、速
度指令を発生させる。このような形状検出ロール１０１
をその分割ロール１２４の軸１２５芯を中心にして回転
させる上で、形状検出ロール１０１自体の構造や形状や
構成材質や自重によって決定される慣性モーメントが関
係し、付帯されるヘルパーモータ部分をも含めて形状検
出ロール１０１の軸１２５と軸受１２１，１２２との間
における主として摩擦損失等々によって決定される駆動
系の機械的損失（メカロス）が発生する。このうちの慣
性モーメントはほとんど変化しないにしても、駆動系の
機械的損失（メカロス）は保全上の影響も受けて駆動系
の軸芯不一致やバランス変動、軸受内におけるベアリン
グ部の摩耗等によるガタツキ、潤滑程度やその状況など
によって若干変化することがある。

【００１９】従来は、このヘルパーモータ１０３を含む
形状検出ロール１０１自体の慣性モーメントと形状検出
ロール１０１の駆動系の機械的損失とを合わせた補正が
単に行われていたのである。すなわち、形状検出ロール
１０１を金属帯１０２の存在しない無負荷の状態で段階
的に回転させて、その回転速度に対するヘルパーモータ
の駆動電流値を、両者を合わせた補正値として測定し、
この測定値をヘルパーモータ１０３に速度指令を与える
速度指令回路１０６内のマイクロコンピュータに入力
し、データとして予め設定しておき、形状検出ロール１
０１を金属帯１０２の存在する負荷状態で回転させると
きに速度指令回路１０６から発せられる速度指令に、自
動的にかかる設定値が補正値として加えられ、ヘルパー
モータ１０３による形状検出ロール１０１の回転駆動制
御が行われていたのである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷間圧
延後の金属帯１０２に接触し追随して形状検出ロール１
０１を回転させようとするときに、前述のごとく速度指
令に自動的にかかる設定値が補正値として加えられるだ
けでは、金属帯１０２の通板速度に追随して形状検出ロ
ール１０１の回転を充分に同調させることができない。
このために、形状検出ロール１０１による金属帯１０２
の形状測定精度が単に悪くなるだけではなく、金属帯１
０２の長手方向の位置とその形状との関係が正確につか
めないという問題点がある。また、双方の接触面でスリ
ップが発生し、そのスリップ疵により金属帯の表面品質
に悪影響を与えるとともに、形状検出ロール１０１にお
ける各分割ロール１２４の表面にも汚れや摩耗や損傷な
どの悪影響を及ぼすのである。さらに、一般的に通板速
度を上げるほど、また急激な加速および減速をするほど
スリップが発生しやすくなってかかる悪影響が助長され
るので、通板速度を充分に上げるとともに大きな加減速
レートを採ることができず、能率や生産性を上げること
ができないという問題点がある。

【００２１】したがって本発明の目的は、以上に説明す
る諸問題点を解消するために、金属帯の通板速度に追随
して、金属帯に接触して回転する通板用およびこれに準
ずるロールの回転速度を、高精度に同調させることがで
きる金属帯通板用ロールのヘルパーモータによる回転駆
動制御方法を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定められ
基準となる金属帯の通板速度に同調しながら、金属帯を
通板させるロールのヘルパーモータによる回転駆動を制
御する方法において、金属帯の通板速度を検出し、検出
された金属帯の通板速度とロール回転速度に基づき算定
される周速との偏差に、ロール自体の慣性モーメントと
その駆動系の機械的損失とに基づき予め定める基本補正
分と、金属帯自体に起因する条件やその通板条件および
ロール自体に起因する条件等によって変動する主として
金属帯とロールとの間の摩擦変動による変動補正分と、
加速および減速を伴う金属帯の通板速度の変速に基づき
変動する加減速変動補正分とを加えた速度指令を求め、
求められた速度指令に従って、ヘルパーモータによりロ
ールを回転駆動することを特徴とする金属帯通板用ロー
ルのヘルパーモータによる回転駆動制御方法である。

【００２３】また本発明は、前記速度指令に従ってヘル
パーモータにより回転駆動されるロールの回転速度に追
従して通板される金属帯の通板速度と速度指令との偏差
をフィードバックして、前記主として金属帯とロールと
の間の摩擦変動による変動補正分を修正することを特徴
とする。

【００２４】

【作用】本発明に従えば、予め定められ基準となる金属
帯の通板速度に同調しながら、金属帯を通板させるロー
ルのヘルパーモータによる回転駆動を制御する。回転駆
動のための速度指令は、金属帯の通板速度を検出し、ロ
ール回転速度に基づき算定される周速との偏差に、基本
補正分と、主として金属帯とロールとの間の摩擦変動に
よる変動補正分と、加減速変動補正分を加えて求められ
る。基本補正分は、ロール自体の慣性モーメントとその
駆動系の機械的損失とに基づき予め定められる。主とし
て金属帯とロールとの間の摩擦変動による変動補正分
は、金属帯自体に起因する条件やその通板条件およびロ
ール自体に起因する条件等によって変動する。加減速変
動補正分は、加速および減速を伴う金属帯の通板速度の
変速に基づき変動する。金属帯自体や通板条件やロール
自体などに起因する条件は種々様々であるので、特に主
として金属帯とロールとの間の変動補正分による変動が
大きく、これを速度指令の補正に用いるので、通板速度
と周速との偏差を容易に小さくすることができる。これ
によって金属帯とロールとの間のスリップが少なくな
り、金属帯の表面の疵やロールの表面の疵の発生を防止
することができる。また、金属帯通板用ロールが、たと
えば形状検出ロールであるときには、板幅方向について
の形状検出の精度が向上し、検出した形についての金属
帯の長手方向に対する位置精度も向上する。

【００２５】また本発明に従えば、主として金属帯とロ
ールとの間の摩擦変動による変動補正分を、通板速度と
速度指令との偏差をフィールドバックして修正する。こ
れによって、変動補正分に対する学習機能による修正が
達成され、種々の要因によって変動する変動補正分がよ
り適切な値に修正され、スリップなどの発生が軽減され
る。

【００２６】

【実施例】本発明の一実施例を、図１〜図４によって説
明する。ヘルパーモータによって回転駆動される金属帯
の通板用ロールとして、金属帯の冷間圧延における形状
検出ロールを一実施例として取上げて、これを中心に説
明していくことにする。

【００２７】図１は、形状検出ロールの回転駆動制御に
関連する概略的な電気的構成を示すブロック図であり、
図２は図１の電気的構成全体の動作を実現するための詳
細で具体的な電気的構成を示すブロック図であり、図３
は図２における基本補正分と主として金属帯とロールと
の間の摩擦変動による変動補正分との各補正部分に関す
る電気的構成を示すブロック図であり、図４は図１の電
気的構成によって実施される動作を示すフローチャート
である。

【００２８】図１に示す金属帯の冷間圧延において、形
状検出ロール１は、冷間圧延後の金属帯２の形状を検出
し、測定するために用いられ、板幅方向に複数に分割さ
れており、各分割区間毎に金属帯の張力を検出し、リア
ルタイムに板幅方向の各分割区間毎の張力分布を測定し
表示する。すなわち、この各分割区間毎の張力分布状態
から金属帯２の形状が判る。

【００２９】前記従来の技術において説明したように、
圧延しようとする金属帯に対して製造仕様（製造条件）
によって予め定められて基準となる圧延通板速度や張力
に従って、金属帯を冷間圧延するに際して、形状検出ロ
ール１が金属帯２の通板速度に同調して回転するよう
に、ヘルパーモータ３が設けられる。ヘルパーモータ３
は、直流モータであり、その回転軸の延長上に回転検出
器４が設けられる。ヘルパーモータ３の駆動回路５は、
回転検出器４からの信号に応答して速度指令を発生する
速度指令回路６によって制御される。形状検出ロール１
における張力の検出を確実に行うため、押えロール７が
設けられる。押えロール７によって金属帯２は形状検出
ロール１に押付けられ、基準平面からの前後方向の傾斜
角αおよびβの和が巻付け角度となる。金属帯２の通板
速度は、板速計８によって検出される。板速計８は、た
とえばレーザ・ドップラ効果を利用して、通板速度を計
測する。板速計８からの出力は、速度指令回路６に与え
られる。速度指令回路６では、通板速度に対応してヘル
パーモータ３を回転駆動するための速度指令を発生す
る。

【００３０】図２のブロック図には、図１に示す形状検
出ロール１を回転駆動するヘルパーモータ３の駆動回路
５とその速度指令回路６との詳細で具体的な電気的構成
が示される。この速度指令回路６内には、基本補正回路
１０、変動補正回路１１〜１７、加減速変動補正回路２
０、速度増加制限回路２１、速度減少制限回路２２、演
算回路５１、比較回路５２、電流制御回路５３が含まれ
ている。

【００３１】このような各回路のうち、まず基本補正回
路１０内には、極薄レンジ関数発生器３２および普通レ
ンジ関数発生器３３が含まれ、金属帯２の板厚に応じて
切換えながら使用される。この極薄レンジ関数発生器３
２は、金属帯の板厚が薄く、巻付け角が１０°となると
きに選択される。一方普通レンジ関数発生器３３は、巻
付け角が５°のときに選択される。このような基本補正
回路１０から出力される基本補正分およびその設定と、
この基本補正分をさらに補正するための主として金属帯
２と形状検出ロール１との間の摩擦変動による変動補正
分を出力する変動補正回路１１〜１７およびこの変動補
正分の設定などについては、図３によって後記し説明す
る。この基本補正回路１０および変動補正回路１１〜１
７（１１，１２，…）からの補正値出力は、出力アッテ
ネータ３４を介して導出される。

【００３２】加減速変動補正回路２０内には、微分器３
０および出力アッテネータ３１などが含まれ、この回路
２０内から次のようにして加減速変動補正分が出力アッ
テネータ３１を介して導出される。

【００３３】すなわち、この加減速変動補正回路２０
は、一物体である金属帯２を予め定められている通板速
度まで加速したりあるいはその速度から減速したりする
ためには必ず力を必要とする原理に従って、このように
加減速中における金属帯２を予め定められた張力に一定
に保つために設けられている。ヘルパーモータ３と、こ
れを付帯する形状検出ロール１とは、いずれも回転体で
あるので、次の第１式が成立する。

【００３４】

【数１】

【００３５】ここでＴは、加減速トルクであり、Ｊは慣
性モーメントであり、ωは角速度であり、ｔは時間であ
る。重力単位系で表すと、

【００３６】

【数２】

【００３７】ここでＧは形状検出ロール１およびヘルパ
ーモータ３の回転体の合計質量であり、Ｄはその回転半
径の２倍であり、ｇは重力の加速度である。回転速度が
Ｎ（ｒｐｍ）であれば、

【００３８】

【数３】

【００３９】となり、加減速トルクＴは次の第４式のよ
うに表される。

【００４０】

【数４】

【００４１】加減速中においては、第４式に示す加減速
トルクＴを加減することによって、金属帯２の張力が一
定に保たれる。この加減速トルクＴは、加減速レート：
ｄＮ／ｄｔ（これを速度：Ｓに換算したｄＳ／ｄｔ）に
よって加減される。

【００４２】つまり、冷間圧延中の金属帯２は加減速レ
ート：ｄＮ／ｄｔ（ｄＳ／ｄｔ）によって加減速トルク
Ｔを加減しながら加速したりあるいは減速したりするの
であるが、この加減速レート：ｄＮ／ｄｔを全く任意に
変化させることはできない。通常、冷間圧延設備ライン
の設備仕様などを踏まえて圧延しようとする金属帯２の
種類や寸法や重量などをはじめとする製造仕様（製造条
件）に基づいて、加減速レート：ｄＮ／ｄｔが予め許容
幅を有するように設定されているか、または幾種類かが
設定されており、この設定範囲内から選んで加減速され
る。したがって加減速変動補正回路２０からは、たとえ
ば停止状態から立上げるときなどの加速時や、金属帯の
通板を終了する停止時などに出力が導出され、形状検出
ロール１の回転速度の変化が追随しやすいようにしてい
る。

【００４３】速度増加制限回路２１および速度減少制限
回路２２は、たとえば図１に示す板速計８によって検出
される通板速度と、回転検出器４によって検出される形
状検出ロール１の回転速度との偏差に対応する出力を導
出する。速度増加制限回路２１は回転速度が通板速度よ
りも大きいとき出力を導出し、速度減少制限回路２２は
回転速度が通板速度よりも小さいとき出力を導出する。
速度増加制限回路２１内には、入力アッテネータ３５、
固定レベル調節器３６、演算回路３７、ダイオード３８
および警報用ボルテージセンサ３９が含まれる。演算回
路３７の入力側では、板速計８などから検出された金属
帯の通板速度と、入力アッテネータ３５を介して導出さ
れる通板速度の比例分と、固定レベル調節器３６から導
出される固定分とが加算され、回転検出器４からの回転
速度が減算される。演算回路３７は、入力信号の極性を
反転して振幅を２倍に増幅する。ダイオード３８は、演
算回路３７の出力が正のときにのみ信号を導出する。し
たがって速度増加制限回路２１からは、回転速度の方が
通板速度よりも大きい場合に形状検出ロール１を減速さ
せるための偏差信号が導出される。この偏差信号の値が
警戒値よりも大きくなると、警報用ボルテージセンサ３
９が作動し、警報が発生される。

【００４４】速度減少制限回路２２では、演算増幅回路
４０を介して入力アッテネータ４５に通板速度が与えら
れる。入力アッテネータ４５からの出力は、通板速度の
比例分として、固定レベル調節器４６からの固定分とと
もに通板速度から減算され、演算回路４７の入力側に与
えられる。演算回路４７の入力側では、さらに回転速度
も減算される。演算回路４７の出力側には、ダイオード
４８が挿入される。ダイオード４８はダイオード３８と
は逆方向に接続される。このため速度減少制限回路２２
からは、回転速度が通板速度よりも小さい場合に形状検
出ロール１を加速させるための偏差信号が導出される。
この偏差信号の振幅が、警戒値よりも大きくなると、警
戒用ボルテージセンサ４９が作動し、警報が発生され
る。

【００４５】出力アッテネータ３４からの補正値出力、
出力アッテネータ３１からの加減速変動補正値出力、速
度増加制限回路２１および速度減少制限回路２２からの
出力は、演算回路５１の入力側においてそれぞれ加えら
れる。速度増加制限回路２１からの出力は加算され、速
度減少制限回路２２からの出力は減算され、出力アッテ
ネータ３４からの出力は減算される。出力アッテネータ
３１からの加減速変動補正値出力は、加速時には減算さ
れ、減速時には加算される。演算回路５１の出力は、比
較回路５２において、交流電源波形と比較され、電流制
御回路５３を介して駆動回路５４に対するパルス制御信
号を発生する。このパルス制御信号によってヘルパーモ
ータ３が回転駆動される。駆動回路５４は、たとえばサ
イリスタレオナードによって構成される。ヘルパーモー
タ３は直流モータであり、たとえば４ｋＷ程度の計画の
ものが好適に使用される。回転速度は、たとえば６００
〜１０００ｒｐｍである。交流電源波形は、フィードバ
ックループ５５を介して比較回路５２の入力側に戻され
る。

【００４６】なお、速度増加制限回路２１および速度減
少制限回路２２は、通板速度と回転速度との偏差が、デ
ッドバンド外となるときに、速やかに偏差を小さくする
出力を導出し、スリップによる金属帯２の表面の疵の発
生を防ぐするようにすることもできる。また、金属帯２
の通板速度は、最終圧延機の圧延速度や、テンションロ
ールの回転速度を検出して求めるようにすることもでき
る。

【００４７】図３は、図２の基本補正回路１０および変
動補正回路１１〜１７に関連する構成をさらに詳しく示
す。基本補正回路は、形状検出ロール１とヘルパーモー
タ３との慣性モーメントと両者の駆動系における主とし
て摩擦損失などによる機械的損失を補正するために設け
られる。補正用の関数は、金属帯２を形状検出ロール１
に接触させない無負荷の状態で、ヘルパーモータ３の回
転速度を段階的に上げて行くときの測定値を極薄レンジ
関数発生器３２に設定する。極薄レンジ関数発生器３２
は、金属帯２の板厚が薄く、巻付け角が１０°となると
きに選択される。金属帯２の板厚が厚いときには、巻付
け角を５°にし、普通レンジ関数発生器３３を選択す
る。普通レンジ関数発生器３３には、巻付け角が小さい
分だけ接触面積が小さくなって機械的損失が大きくなる
ので、極薄レンジ関数発生器３２に設定したデータを、
一定の比率だけ増加させて設定する。

【００４８】変動補正回路１１〜１７は、金属帯２の種
類、板厚、および幅によって代表させて、変動する機械
的損失を補正するための関数を発生させる。変動する機
械的損失は、これらの代表値ばかりでその全体が決定さ
れるのではなく、金属帯についてはその表面仕上げや、
金属帯の通板条件については付与される。張力、通板速
度などによっても異なる。またロール自体の外周面の粗
さや潤滑の程度とか、ロール外周面における圧延油の有
無およびその付着程度などによっても変動する。しかし
ながらその圧延しようとする金属帯の材料諸元の寄与率
が最大であるので、その種類、板厚および板幅を代表値
として、変動補正回路１１〜１７をスイッチ１１ｓ〜１
７ｓによって選択できるようにする。

【００４９】この基本補正回路１０内の切換スイッチの
切換えや、変動補正回路１１〜１７内のスイッチ１１ｓ
〜１７ｓの制御は、マイクロコンピュータなどを含んで
実現される処理装置６０によって行われる。処理装置６
０内には、さらに、わずかながら変動する基本補正回路
１０内の設定データを自動的に測定して修正する自動測
定手段６１と、検出された回転速度と検出された通板速
度との偏差を蓄積し演算処理して、少なからず変動する
変動補正回路１１〜１７内の各設定データにフィードバ
ックしてそれぞれ修正する変動分補正手段６２とが含ま
れる。自動測定手段６１を設けてあるので、極薄レンジ
関数発生器３２および普通レンジ関数発生器３３に対す
る設定データの修正された再設定が容易である。形状検
出ロール１に関する慣性モーメントやその機械的損失
は、前述のごとく保全上でいずれかの部分を交換したよ
うなときとかその保全状況によって変動する。また交換
しないでも、長期間にわたり使用すると、軸受内におけ
るベアリング部の摩耗等によるガタツキ、バランス不
良、潤滑程度やその状況変化などが生じて、経時的に変
動する。自動測定手段６１を用いれば、この基本補正分
の測定およびそれによる設定データの修正が容易とな
る。

【００５０】変動分補正手段６２は、検出された回転速
度と検出された通板速度との偏差を各代表条件毎にフィ
ードバックして、主として金属帯２と形状検出ロール１
との間の摩擦変動による変動補正分を修正する。これに
よって、多くの要因によって変化する摩擦損失を適正に
修正することができるような学習機能が達成される。

【００５１】図４は、本実施例の動作の考え方をフロー
チャートに準じて表す。ステップａ１から動作を開始
し、ステップａ２ではまず通板しようとする金属帯２の
代表条件としての種類、板厚および板幅を入力する。ス
テップａ３では、金属帯２が通板中であるか否かが判断
される。通板中であるときには、ステップａ４に移る。
ステップａ４では、金属帯２の種類、板厚および板幅に
適合するスイッチ１１ｓ〜１７ｓが自動的に選択され、
変動補正値の選択が行われる。これによってステップａ
５で選択された変動補正回路１１〜１７から変動補正値
が出力される。さらにステップａ６では、基本補正回路
１０内における切換スイッチが適合するように切換えら
れ、同回路１０から適正な基本補正値が出力される。

【００５２】ステップａ３で、金属帯２が通板中である
ときは、ステップａ７で、金属帯の種類、板厚および板
幅によって決定される適合する加減速レートの選択が行
われる。次のステップａ８では、金属帯の加減速が行わ
れているか否かを判断する。加減速が行われているとき
にはステップａ９に移り、適正な加減速変動補正値が出
力される。ステップａ８で金属帯の加減速が行われてい
ないと判断されるときには、ステップａ９での加減速変
動補正値の出力は行われない。

【００５３】ステップａ１０では、基本補正回路１０か
らの基本補正値出力、変動補正回路１１〜１７からの変
動補正値出力、および加減速変動補正回路２０からの加
減速変動補正値出力が加え合わされる。次にステップａ
１１では、ステップａ１０で加え合わされた結果に基づ
いて速度指令が発生され、ヘルパーモータ３を回転駆動
する。これによって次のステップａ１２で形状検出ロー
ル１が回転駆動される。次のステップａ１３では、形状
検出ロール１と金属帯２との各速度に偏差があるか否か
が判断される。偏差があると判断されるときには、ステ
ップａ１４とステップａ１５とに移る。ステップａ１４
では、金属帯２と形状検出ロール１との速度偏差が求め
られ、ステップａ１０における演算値を、速度偏差が小
さくなる方向に修正する。またステップａ１５では図３
の変動分補正手段６２による変動補正値修正が行われ、
ステップａ５での変動補正値出力のための設定データを
修正するための学習機能が達成される。

【００５４】図５は、図４のステップａ１５における変
動補正値修正のための原理を示す。図５（１）に示すよ
うに、金属帯２の検出された通板速度と形状検出ロール
１の検出された回転速度とは、破線で示す一致状態から
実線で示すように変動する。これに対応して図５（２）
に示すように、形状ロール回転速度Ｎ（ｒｐｍ）に対す
るモータ電流Ｉ（Ａ）のように変動補正値が修正され
る。ただし、機械的な損失は種々の要因によって変化す
るので、設定データを直ちに書換える、すなわち再設定
するよりも、少しずつ修正する方が、全体的には同調精
度が向上すると期待される。すなわち、少しずつ修正す
れば、偏差が蓄積され、平均的な変動補正が可能とな
る。

【００５５】以上の実施例では、金属帯２の厚みを板幅
方向に検出する形状検出ロール１を中心に説明している
けれども、図６について説明したように、デフレクタロ
ールやブライドルロールなど、ヘルパーモータによって
回転駆動される金属帯通板用ロール一般にも本発明の技
術的思想が適用されるのは勿論である。

【００５６】形状検出ロール１では、金属帯２の張力を
Ｓとすると、板幅方向に分割した各区間における応力偏
差は、次の第５式のように求められる。

【００５７】 Δσｉ＝（Ｆｉ−Ｆ）／Ｆ×Ｓ／（ｂ×ｃ） …（５）ここで、Δσｉは第ｉ番目の区間における応力偏差値で
あり、Ｆｉはｉ番目の区間における垂直力であり、Ｆは
各区間の垂直力の平均値であり、ｂは板幅であり、ｃは
板厚である。スリップが生じなければ、板幅方向の測定
精度が向上し、長手方向についても正確な位置関係にお
ける測定値が精度が良く求まる。また金属帯２に疵が付
きにくいばかりではなく、形状検出ロール１自体の表面
にも疵が付きにくくなり摩耗も大幅に減少される。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属帯の
通板速度とロールの周速との偏差に、基本補正分と主と
して金属帯とロールとの間の摩擦変動による変動補正分
と加減速補正分とを加えた速度指令によって行う。基本
補正分は、ロール自体の慣性モーメントとその駆動系の
機械的損失とに基づき予め定められる。主として金属帯
とロールとの間の摩擦変動による変動補正分は、金属帯
自体に起因する条件やその通板条件およびそのロール自
体に起因する条件等によって変動する。加減速変動補正
分は、加速および減速を伴う金属帯の通板速度の変速に
基づく。特に変動補正分によって速度指令を修正するの
で、通板速度とロール周速との偏差が小さくなり、金属
帯の通板速度に追随して金属帯に接触して回転する通板
用およびこれに準ずるロールの回転速度を、高精度に同
調させることができる。高精度に同調するので、金属帯
とロールとの間にはスリップが生じにくくなり、疵など
の発生が防止される。金属帯通板用ロールが、たとえば
形状検出ロールであるときには、スリップがないので、
形状検出の精度が向上し、さらに検出した形状に対する
金属帯の長手方向の位置の精度も向上する。

【００５９】また本発明によれば、通板速度と速度指令
との偏差をフィールドバックして、主として金属帯とロ
ールとの間の摩擦変動による変動補正分を修正するの
で、種々の要素によって変動する変動補正分に対する学
習を行い、より適切な補正値に修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のための形状検出ロールの回
転駆動制御に関連する概略的な電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の電気的構成全体の動作を実現するための
詳細で具体的な電気的構成を示すブロック図である。

【図３】図２の基本補正分と、主として金属帯とロール
との間の摩擦変動による変動補正分とに関する電気的構
成を示すブロック図である。

【図４】図１の電気的構成による実施例の動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】変動補正分のフィールドバックによる修正の原
理を示すグラフである。

【図６】従来からの形状検出ロール１０１の使用状態を
示す簡略化した側面図である。

【図７】図６に示す形状検出ロール１０１からの出力の
表示状態を示すグラフである。

【図８】図６に示す形状検出ロール１０１の正面図であ
る。

【図９】図８の切断面線ＩＸ−ＩＸから見た断面図であ
る。

【符号の説明】

１形状検出ロール２金属帯３ヘルパーモータ４回転検出器５駆動回路６速度指令回路７押えロール８板速計１０基本メカロス補正回路１１〜１７変動メカロス補正回路２０加減速変動補正回路２１速度増加制限回路２２速度減少制限回路３０微分器５１演算回路５２比較回路５３電流制御回路５４駆動回路６１自動測定手段６２変動分補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６５Ｈ 23/18 ＺＧ０１Ｌ 5/04 ＢＧ０５Ｄ 13/62 Ｅ 7740−3ＨＨ 7740−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められ基準となる金属帯の通板速
度に同調しながら、金属帯を通板させるロールのヘルパ
ーモータによる回転駆動を制御する方法において、金属帯の通板速度を検出し、検出された金属帯の通板速度とロール回転速度に基づき
算定される周速との偏差に、ロール自体の慣性モーメン
トとその駆動系の機械的損失とに基づき予め定める基本
補正分と、金属帯自体に起因する条件やその通板条件お
よびロール自体に起因する条件等によって変動する主と
して金属帯とロールとの間の摩擦変動による変動補正分
と、加速および減速を伴う金属帯の通板速度の変速に基
づき変動する加減速変動補正分とを加えた速度指令を求
め、求められた速度指令に従って、ヘルパーモータによりロ
ールを回転駆動することを特徴とする金属帯通板用ロー
ルのヘルパーモータによる回転駆動制御方法。
【請求項２】前記速度指令に従ってヘルパーモータに
より回転駆動されるロールの回転速度に追従して通板さ
れる金属帯の通板速度と速度指令との偏差をフィードバ
ックして、前記主として金属帯とロールとの間の摩擦変
動による変動補正分を修正することを特徴とする請求項
１記載の金属帯通板用ロールのヘルパーモータによる回
転駆動制御方法。