JPH07274590A - ステッピングシリンダのロッド位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスモータによって駆動されるステッピン
グシリンダのロッド位置制御装置において、該モータの
軸振動に基づく脱調を防止する。 【構成】 積算カウンタ１１₆からの現在のロッド位置
を表すロッド位置信号Ｌとロッド目標位置信号Ｌ₀との
偏差△Ｌが減算器１１₁から出力され、速度演算器１１₂
により電圧信号Ｅに変換され、それに応じてパルス発生
器１１₃から第１のパルス列が発生される。パルス列中
断時間設定回路１１₅は、パルス発生器１１₃の第１のパ
ルス列中の低速パルス群のパルス数を監視し、これら
と、励磁相検出器１１₄からのパルスモータ６の励磁相
状態を示す励磁状態信号Ｑとに応じて、中断時間Ｔを軸
振動周波数の整数倍ではなくかつ軸振動がほぼ減衰する
に要する時間となるように設定し、該時間Ｔをパルス発
生器に供給する。パルス発生器は、第１のパルス列の終
端から時間Ｔの経過後に第２のパルス列を発生する。第
１と第２のパルス列との間に、軸振動がほぼ減衰しかつ
軸振動周期の整数倍でない時間Ｔを介しているので、モ
ータの軸振動によって生じる脱調を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングシリンダ
のロッド位置制御装置に関し、特に、連続鋳造用のモー
ルド内部における湯面レベル制御を行うときに、モール
ド内への注湯量の調節手段として用いられているステッ
ピングシリンダのロッド位置を高精度で制御できるよう
にしたロッド位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において、モールド内部の湯面
レベルを所定の目標レベルに保つために湯面レベル制御
が行われており、これにより連続鋳造設備におけるブレ
ークアウト等の操業トラブルを回避できるとともに、湯
面レベルをほぼ一定に保持することにより、モールド内
での熔鋼の冷却、凝固状態を安定させることができるの
で、製品の品質を向上させることができるものである。
したがって、連続鋳造において湯面レベル制御は極めて
重要な制御である。この湯面レベル制御を行うために、
モールドへの注湯を行う注湯ノズルにスライディングノ
ズル、ストッパ等の開閉装置を付設し、またモールド内
部の湯面レベルをリアルタイムで検出するためのレベル
検出装置が設けられている。そして、レベル検出装置に
よって検出された実際の湯面レベルと目標レベルとの偏
差を求め、該偏差を無くすようにスライディングノズル
の開度を調節してモールド内への注湯量を制御すること
により、湯面レベルが目標レベルにほぼ一致するように
自動調節されている。

【０００３】従来、このようなスライディングノズル等
の開閉装置は一般に、油圧サーボシリンダとサーボ弁と
を備えた油圧駆動系によって駆動されていた。この駆動
系を用いた場合はサーボシリンダはモールドの真上に配
置されるが、サーボ弁は耐熱性があまり高くないのでサ
ーボシリンダの近傍に設置することができず、したがっ
て、サーボ弁とサーボシリンダとを接続する長いフレキ
シブルチューブ（油圧配管）を必要としていた。このよ
うな油圧サーボシリンダとサーボ弁を用いた従来例の湯
面レベル制御においては、湯面の変動が生じてから湯面
レベルの調節動作が実行されるまでにタイムラグが生
じ、応答特性の向上を図ることが困難であった。すなわ
ち、長いフレキシブルチューブが必要なことから、サー
ボ弁からの油圧によるフレキシブルチューブの拡張及び
該チューブの内部の滞留油の圧縮が生じて、サーボ弁か
らの情報がサーボシリンダに到達するまでに時間がかか
り、さらには情報が正確に伝達されない場合があった。
したがって、サーボ弁の動作に応じてサーボシリンダが
動作するまでの時間にタイムラグが生じたり、また正確
にスライディングノズルの開度を制御することができな
い等の問題点があり、近年における鋳込速度の高速化、
製品の高品質化等の要求を満足することができなかっ
た。

【０００４】この問題点を解決するため、サーボ弁とサ
ーボシリンダとを用いて湯面レベル調整用のスライディ
ングノズルの開度を制御する代わりに、ステッピングシ
リンダを用いてスライディングノズルの開度を制御する
装置を、本出願人は開発し既に実用化している。（例え
ば、特開平４−２６２４０７号、特開平４−２６２８４
５号、特開平４−２８１３９５号） 図３は、ステッピングシリンダを用いて湯面レベル制御
用のスライディングノズルの開閉制御を行うことができ
る従来例の制御装置を示している。図３において、１は
溶鋼Ｍを貯留するタンディッシュであり、タンディッシ
ュ内の溶鋼Ｍは、浸漬ノズル２を介してモールド（鋳
型）３に注入される。モールド３に注入された溶鋼Ｍ
は、モールドの内壁との接触により冷却され、外側を凝
固シェル４で被覆された鋳片として、モールド３の下方
に連続的に引き抜かれる。そしてこの引き抜きの間にさ
らに冷却され、圧延等の処理を施すための素材である鋳
片が製造される。浸漬ノズル２の中途にはゲート板５₁
を備えたスライディングノズル５が備えられており、パ
ルスモータ６の回転に応じて位置決めされるステッピン
グシリンダ７の動作に応じてゲート板５₁が移動するこ
とにより、スライディングノズル５の開度が調節され
る。それにより、タンディッシュ１からモールド３への
溶鋼Ｍの注入量が調節される。

【０００５】ステッピングシリンダ７は、パルスモータ
６の回転に応じて位置決めされるスプールを内蔵し、該
スプールとワークシリンダのロッドとが油圧力に応じて
バランスするように動作するアクチュエータである。こ
のような構成のステッピングシリンダは、油圧配管が実
質的に不要なことから、湯面レベル制御に用いた場合に
応答速度を大幅に向上させることができる。ステッピン
グシリンダ７のロッドの移動制御（ロッド位置制御）に
は、位置型の指令信号を必要とするが、一方、該ステッ
ピングシリンダ７のロッド位置制御を実行するパルスモ
ータ６の駆動制御には、速度型の制御指令を必要とす
る。そのため、湯面レベルを検出するレベル検出センサ
８からのレベル検出信号Ｈと目標レベル信号Ｈ₀との偏
差を減算器９により演算し、それに基づいて上位コント
ローラである開度制御部１０が、ステッピングシリンダ
のロッドの目標位置を表すロッド目標位置信号Ｌ₀を出
力する。このロッド目標位置信号は、スライディングノ
ズル５の開度量に対応づけられている。

【０００６】そして、下位コントローラであるシリンダ
制御部１１において、位置型の指令であるロッド目標位
置信号Ｌ₀を速度型の指令信号に変換し、パルスモータ
６の駆動回路１２に供給している。すなわちシリンダ制
御部１１は、開度制御部１０からのロッド目標位置信号
Ｌ₀を速度型の指令信号に変換するとともに、パルスモ
ータ６を駆動するパルス列中のパルスを積算カウントす
ることにより、ステッピングシリンダ７の現在のロッド
位置を表すロッド位置信号Ｌを求め、該ロッド位置信号
Ｌと開度制御部１０から与えられるロッド目標位置信号
Ｌ₀との偏差△Ｌを求める。そしてシリンダ制御部１１
は、この偏差△Ｌの絶対値に対応する数のパルスを含み
かつ該偏差の正負に対応している正転パルス列Ｐ⁺また
は逆転パルス列Ｐ^-を、駆動回路１２に供給するよう構
成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】スッテッピングシリン
ダを用いた上記従来例の湯面レベル制御においては、ス
テッピングシリンダのコントローラであるシリンダ制御
部１１から出力される正転パルス列Ｐ⁺または逆転パル
ス列Ｐ^-により、パルスモータ６の回転量及び正転／逆
転が制御されるが、以下のような問題が生じる。駆動回
路１２からパルス列がパルスモータ６に供給されている
期間中、該パルスモータの回転によりステッピングシリ
ンダ７のロッド位置が所定の速度で所定の方向（正又は
負の方向）に変化する。そして、パルス列の終端でロッ
ドは所定の目標位置に停止しようとするが、実際には目
標位置を越えてオーバーシュートを生じ、その後減衰す
る複数の振動を繰り返し、最終的に目標位置に整定する
挙動を示す。これは、パルスモータが固有の軸振動特性
を有していることから生じるものであり、その周期はパ
ルスモータの駆動停止時の励磁相状態によって異なって
いる。例えば、パルスモータが２相励磁状態で駆動され
ている場合の方が、３相励磁状態に比べて振動周期は大
きい。また、振動の振幅及び減衰時間は、パルス列中の
パルス数およびパルス周波数に応じて定まるものであ
る。

【０００８】この軸振動が十分に減衰しない状態で次の
パルス列が出力され、かつこの軸振動が前回のパルス列
と今回のパルス列との間の中断時間に等しい場合に、パ
ルスモータ６の停止位置、ひいてはこれにより決定され
るステッピングシリンダ７のロッド位置が所定の目標位
置から大きく外れる脱調現象が生じてしまう。この状態
を図４及び図５を参照して説明する。図４はステッピン
グシリンダのロッド位置の偏差△Ｌとパルスモータの速
度ＰＰＳ（パルス／セコンド；すなわち、パルスモータ
に供給されるパルス周波数）との関係を表しており、図
４に示されるように、偏差△Ｌの絶対値が△Ｌ₃〜△Ｌ₄
の場合は高速Ｖ_H（例えば、１０００ＰＰＳ）で、△Ｌ₂
〜△Ｌ₃の場合は中速Ｖ_M（例えば、６００ＰＰＳ）で、
△Ｌ₁〜△Ｌ₂の場合は低速Ｖ_L（例えば、３００ＰＰ
Ｓ）で、パルスモータを駆動する。偏差△Ｌが△Ｌ₁以
下の場合は不感帯であって、パルスモータは動作しな
い。そして偏差に応じて、図５（ａ）〜（ｄ）に示され
るパルス列がパルスモータに供給される。

【０００９】偏差△Ｌの絶対値が△Ｌ₃〜△Ｌ₄の範囲で
あった場合は、図５（ａ）に示されるように、ロッド位
置が移動されるに連れて順次速度が変更される、高速パ
ルス群ｐ_H、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lからな
る１つのパルス列Ｐが供給される。また、偏差△Ｌが△
Ｌ₂〜△Ｌ₃の範囲であった場合は、図５（ｂ）に示され
るように、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lからなる
パルス列Ｐが供給され、偏差△Ｌが△Ｌ₁〜△Ｌ₂の範囲
であった場合は、図５（ｃ）に示されるように、低速パ
ルス群ｐ_Lのみからなるパルス列Ｐが供給される。高速
パルス群と中速パルス群との間及び中速パルス群と低速
パルス群との間にはそれぞれ、適宜設定される休止時
間、例えば、１／（２Ｖ_M）及び１／（２Ｖ_L）が存在す
る。そして、シリンダ制御部で１回に制御できる偏差量
に限りがあるため、偏差△Ｌが２△Ｌ₃〜△Ｌ₄の場合
は、図５（ｄ）に示すように、２回に分けてパルス列を
出力し、１回目のパルス列Ｐ₁と２回目のパルス列Ｐ₂と
の間には、中断時間Ｔが存在する。同様にｎＬ₃〜（ｎ
−１）Ｌ₃ ［ｎは正の整数］の場合は、ｎ回に分けて
それぞれ中断時間を介してパルス列Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_n
を出力する。この場合、パルス列Ｐ₁〜Ｐ_n-1は、高速、
中速、及び低速パルス群を含む同一のパルス列であり、
パルス列Ｐ_nは、これらパルス群をすべて含む場合、中
速及び低速パルス群のみを含む場合、低速パルス群のみ
を含む場合の３通りがある。

【００１０】脱調現象の原因として、下記の２つのケー
スが考えられる。 ［ケース１］先に述べたように、パルスモータは励磁相
状態によって定まる軸振動周波数ｆ₀を有しており、該
周波数の周期ｔ₀（＝１／ｆ₀）又はその整数倍が、図５
（ｄ）における中断時間Ｔに一致する場合がある。この
ように、振動周期ｔ₀又はその整数倍に一致した中断時
間Ｔを挟んでパルス列が連続して出力された場合に、パ
ルスモータに共振現象が発生してしまう。したがって、
パルスモータの回転により決定されるステッピングシリ
ンダ６のロッド位置が所定の目標位置から大きく外れて
しまう脱調現象が発生してしまい、このような脱調現象
が生じると、モールド３内における溶鋼Ｍの以降の湯面
レベル制御が不可能となる。 ［ケース２］また、偏差△Ｌが、△Ｌ₁〜△Ｌ₂の位置で
何回か繰り返し発生したとき、この場合にも繰り返しの
間の中断時間が周期ｔ₀又はその整数倍に一致すると、
脱調現象が生じてしまう。このような問題は、連続鋳造
設備における湯面レベル制御の場合に限らず、ステッピ
ングシリンダのロッド位置制御により種種の制御を行う
各種の用途においても、全く同様に生じるものである。
なお、脱調現象はケース１で発生する確率よりも、ケー
ス２で発生する確率の方が高い。（なぜなら、ケース１
で発生する確率が高ければ、脱調現象が頻繁に発生する
はずであるが、現実にはそれほど頻繁ではない。）本発
明の目的は、このような従来例の問題点を解決して、ス
テッピングシリンダのロッド位置を制御するためのパル
スモータに対して、パルス列がある中断時間をおいて連
続して供給された場合でも、ステッピングシリンダのロ
ッド位置が所定の目標位置から外れることを防止できる
ようにした、ステッピングシリンダのロッド位置制御方
法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のステッピングシリンダのロッド位置制御装
置は、（ａ）ロッド位置の目標位置を表すロッド目標位
置信号を出力する目標位置信号供給手段と、（ｂ）現在
のロッド位置を表すロッド位置信号を出力する現在位置
信号供給手段と、（ｃ）ロッド目標位置信号に対するロ
ッド位置信号の偏差を検出して偏差信号を供給する手段
と、（ｄ）偏差信号に応じて、偏差をゼロにするように
パルスモータを駆動するためのパルス列であって、所定
の中断時間を介して時間軸上に配列された第１及び第２
のパルス列を発生するパルス発生手段と、（ｅ）第１の
パルス列の終端時のパルスモータの励磁相状態を検出し
て励磁相状態信号を供給する手段と、（ｆ）第１のパル
ス列中の最終群のパルス数を検出してパルス数信号を出
力する手段と、（ｇ）励磁相状態信号及びパルス数信号
に基づき、励磁相状態によって定まるパルスモータの固
有の軸振動周期の整数倍の時間ではなく、しかもパルス
数によって定まる軸振動がほぼ整定するまでの時間とな
るように、中断時間を設定し、該中断時間をパルス発生
手段に供給する中断時間設定手段とからなることを特徴
としている。このように中断時間を設定できるように構
成したことにより、パルスモータの脱調が防止され、ス
テッピングシリンダのロッドを目標位置に調整すること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１には、本発明の一実施例であるステッピ
ングシリンダのロッド位置制御装置が載されており、該
装置を、図３に示される湯面レベル制御装置の構成要素
であるシリンダ制御部１１として用いた場合を一例とし
て説明する。該シリンダ制御部は、減算器１１₁、速度
演算器１１₂、パルス発生器１１₃、励磁相検出器１
１₄、中断時間メモリテーブルを備えたパルス列中断時
間設定回路１１₅、積算カウンタ１１₆を有している。図
３に関して説明したように、湯面レベル制御装置におい
ては、レベル検出センサ８からのレベル信号Ｈと目標レ
ベル信号Ｈ₀との偏差△Ｈが減算器９によって求めら
れ、得られた偏差△Ｈが開度制御部１０へリアルタイム
で供給されている。開度制御部１０では、この偏差△Ｈ
を用いてＰＩＤ演算を実行し、湯面レベルを目標レベル
とするのに必要なスライディングノズル５の開度を求め
る。そして、この結果に基づきステッピングシリンダの
ロッドの目標位置を示すロッド目標位置信号Ｌ₀をシリ
ンダ制御部１１に出力する。

【００１３】シリンダ制御部１１において、積算カウン
タ１１₆は後述するように、ステッピングシリンダ７の
現在のロッド位置を表すロッド位置信号Ｌを出力してお
り、減算器１１₁は、積算カウンタ１１₆からのロッド位
置信号Ｌとロッド目標位置信号Ｌ₀との偏差△Ｌを求め
て、該偏差△Ｌを速度演算器１１₂に供給する。速度演
算器１１₂は、偏差△Ｌが予め定めた所定範囲の不感帯
ε（すなわち、図４における−△Ｌ₁〜△Ｌ₁の範囲）を
越えた値を有するときに動作し、偏差△Ｌの正負及びそ
の絶対値に応じて、正又は負の電圧信号Ｅを出力する。
速度演算器１１₂からの電圧信号Ｅは、パルス発生器１
１₃に供給されて該電圧信号Ｅの絶対値に対応する周波
数信号に変換され、電圧信号Ｅの符号が正であるか負で
あるかに応じて正転パルス列Ｐ⁺または逆転パルス列Ｐ^-
として駆動回路１２に供給される。調整が進んで偏差△
Ｌが図４に示される所定値△Ｌ₃、△Ｌ₂以下になると速
度が変更される。これらパルス列は、従来例に関して図
５（ａ）〜（ｃ）で説明したように、高速パルス群
ｐ_H、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lを適宜含み、
かつ図５（ｄ）に示されるように、複数のパルス列
Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_nを含む場合もある。正転パルス列Ｐ⁺
及び逆転パルス列Ｐ^-はまた、積算カウンタ１１₆及びパ
ルス列中断時間設定回路１１₅にも供給される。

【００１４】積算カウンタ１１₆には、動作開始時点に
おけるステッピングシリンダ７のロッド位置が初期設定
され、そして、パルス発生器１１₃からのパルス列が正
転パルス列Ｐ⁺である場合にはそのパルス列中のパルス
が到来する毎にカウント値に加算し、逆転パルス列Ｐ^-
である場合には減算して、カウンタ値を更新する。この
ようにして更新された積算カウンタ１１₆のカウント値
は、ステッピングシリンダ７のロッド位置をリアルタイ
ムで表すことになり、ロッド位置信号Ｌとして減算器１
１₁にフィードバックされる。励磁相検出器１１₄は、パ
ルスモータ６へのパルス列が停止したとき、すなわち１
つのパルス列の終端での励磁相状態を検出し、励磁相状
態信号Ｑをパルス列中断時間設定回路１１₅に供給す
る。

【００１５】また、パルス列中断時間設定回路１１
₅は、パルス発生器１１₃から発生されるパルス列Ｐ⁺ま
たはＰ^-を監視し、そのパルス列に含まれる最後のパル
ス群、すなわち低速パルス群ｐ_Lのパルス数を検出す
る。軸振動の周期ｔ₀は励磁相が異なれば相違し、また
励磁相が同一であってもパルスモータに供給されるパル
ス数が異なれば該軸振動の減衰時間が相違する。さら
に、パルスモータの脱調を防止するためには、パルス列
とパルス列との間の中断時間Ｔを、軸振動がある程度減
衰ししかも軸振動周期に一致しないように選択する必要
がある。したがって、パルス列中断時間設定回路１１₅
の中断時間メモリテーブルには、パルスモータ６のそれ
ぞれの励磁相状態に応じた軸振動周期ｔ₀、及び低速パ
ルス群のパルス数に応じて設定される整数ｍに応じて、 Ｔ＝ｍｔ₀＋α ただし、α＜ｔ₀ なる中断時間Ｔがあらかじめ記憶されている。図２に
は、中断時間Ｔと軸振動周期ｔ₀との関係が示されてお
り、ｍ＝２の場合を示している。時間αが存在するた
め、中断時間Ｔが励磁状態によって定まるパルスモータ
の固有の振動周期の整数倍の時間とは一致せず、パルス
モータの軸振動に起因する脱調現象は、２回目のパルス
列Ｐ₂の発生時には回避できる。中断時間設定回路１１₅
は、励磁相検出器１１₄からの励磁相状態信号Ｑおよび
検出した低速パルス群のパルス数に対応して、中断時間
メモリテーブルから中断時間Ｔを読み出し、これをパル
ス発生器１１₃に供給する。パルス発生器１１₃は、タイ
マーを備えており、パルス列中断時間設定回路１１₅か
ら供給された中断時間Ｔの経過後に、２回目のパルス列
Ｐ₂を供給する。なお、パルス列中断時間設定回路１１₅
にタイマーを設けて、該回路において１回目のパルス列
の終端からの時間を計時し、中断時間メモリテーブルか
ら読み出された中断時間Ｔを計時した時点で、パルス発
生器１１₃に２回目のパルス列を発生するよう指令して
もよい。

【００１６】駆動回路１２は、パルス発生器１１₃から
正転パルス列Ｐ⁺が供給されている場合にはそのままの
状態で、逆転パルス列Ｐ^-が供給されている場合には反
転してパルスモータ６に供給し、該パルスモータが供給
されたパルス列のパルス数に応じた回転角度だけ正転ま
たは逆転される。その結果、ステッピングシリンダ７の
ロッド位置は、開度制御部１０の出力であるロッド位置
指令信号Ｌ₀と積算カウンタ１１₆からのロッド位置信号
Ｌとの偏差△Ｌがゼロとなるように制御され、このよう
なロッド位置の制御により、モールド３内の湯面レベル
を適正に保持することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のステッピ
ングシリンダのロッド位置制御装置においては、少なく
とも１つのパルス群を含むパルス列の複数を中断時間を
介してパルスモータに供給する場合に、該中断時間を、
パルスモータの固有の軸振動がほぼ整定した後で、かつ
該軸振動周期の整数倍に一致しない時間に設定すること
ができるので、パルスモータの軸振動に起因する脱調現
象を回避することができる。したがって、ロッド位置を
所定の目標位置に正確に調整することができる。また、
本発明のロッド位置制御装置を連続鋳造設備における湯
面レベル制御装置に用いれば、該ロッド位置に応じてス
ライディングノズルの開度を高精度でかつ高速に調節で
きるので、湯面レベルの調整を高速かつ高精度に実行で
き、高品質の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロッド位置制御装置（シリ
ンダ制御部）を示すブロック図である。

【図２】図１のシリンダ制御部のパルス列中断時間設定
回路において設定される中断時間Ｔとパルスモータの軸
振動周期ｔ₀との関係を説明するためのタイミング図で
ある。

【図３】従来例の連続鋳造装置を示す概略図である。

【図４】スッテピングシリンダのロッド位置の目標位置
からの偏差△Ｌとパルスモータ駆動速度ＰＰＳとの関係
を示す説明図である。

【図５】ロッド位置の偏差△Ｌに応じて出力されるパル
ス列の異なるパターンを示す説明図である。

【符号の説明】

１ タンディッシュ ２ 浸漬ノズル ３ 鋳型 ４ 凝固シェル ５ スライディングノズル ６ パルスモータ ７ ステッピングシリンダ ８ 湯面レベルセン
サ Ｍ 溶鋼

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【数１】 Ｐ₁＝Ｔ｛（Ｄ₁＋Ｄ）／２−Ｈ₁＋ｔ｝Ｌ₁ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁）｝ ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁）−ｋＬ₁（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₁））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 Ｐ₂＝Ｔ｛（Ｄ＋Ｄ₂）／２−Ｈ₂＋ｔ｝Ｌ₂ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）｝ ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）−ｋＬ₂（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₂））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 の演算を実行することにより、第１及び第２の垂直荷重
を算出することを特徴とする張力測定装置。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】本発明に具備されるラインロール垂直荷重
決定手段は、第１及び第２のラインロールの上部に設け
られて垂直荷重を検出する第１及び第２のロードセル、
又は垂直荷重演算手段で構成されており、該垂直荷重演
算手段は、第１及び第２の垂直荷重をＰ₁、Ｐ₂、鋼帯の
目標とする設定張力をＴ、板厚をｔ、曲げ剛性をＫ_b、
第１及び第２のラインロールのロール径をＤ₁、Ｄ₂、セ
ンシングロールのロール径をＤ、センシングロールと第
１及び第２のラインロールとの間の水平距離をＬ₁、Ｌ₂
とした場合に、

【数４】 Ｐ₁＝Ｔ｛（Ｄ₁＋Ｄ）／２−Ｈ₁＋ｔ｝Ｌ₁ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁） ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁）−ｋＬ₁（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₁））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 Ｐ₂＝Ｔ｛（Ｄ＋Ｄ₂）／２−Ｈ₂＋ｔ｝Ｌ₂ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）｝ ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）−ｋＬ₂（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₂））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 の演算を実行することにより、第１及び第２の垂直荷重
を算出する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】以上の実施例においては、ラインロール
２、３の垂直荷重Ｐ₁、Ｐ₂を決定するための垂直荷重決
定手段としてのロードセル１１、１２を設けているの
で、該ロードセルを固定する固定部材１０を必要として
いる。しかしながら、設備制約等によりこのような固定
部材が得られない場合があり、このような場合にも適用
できる張力測定装置の実施例を以下に説明する。図３に
示すように、センシングロール４及びラインロール２、
３のロール径をＤ、Ｄ₁、Ｄ₂とし、目標とする設定張力
をＴとすると、ラインロール２、３に加わる曲げ力
Ｐ₁、Ｐ₂は、以下の式（１０）及び（１１）で表され
る。

【数１２】 Ｐ₁＝Ｔ｛（Ｄ₁＋Ｄ）／２−Ｈ₁＋ｔ｝Ｌ₁ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁）｝ ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₁）−ｋＬ₁（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₁））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 （１０） Ｐ₂＝Ｔ｛（Ｄ＋Ｄ₂）／２−Ｈ₂＋ｔ｝Ｌ₂ ^-1｛１−２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）｝ ・｛２ｓｉｎｈ（ｋＬ₂）−ｋＬ₂（１＋ｃｏｓｈ（ｋＬ₂））｝^-1 ただし、ｋ＝（Ｔ／Ｋ_ｂ）^1/2 （１１） したがって、図４に示すように、垂直荷重決定手段とし
て垂直荷重演算処理装置１４を設け、該演算処理装置に
より上記式（１０）及び式（１１）に基づいてラインロ
ール２及び３の垂直荷重Ｐ₁及びＰ₂を演算し、得られた
値を張力演算処理装置１３に供給することもできる。な
おこの場合、垂直荷重演算処理装置１４を別に設けるこ
となく、張力演算処理装置１３によって垂直荷重Ｐ₁、
Ｐ₂を演算するようにすることもできる。この図４に示
した実施例によっても、図１に示された実施例と同様に
高精度の張力測定が可能となることは明らかである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、鋼帯の張力測定におい
て、張力の垂直成分以外の荷重成分（鋼帯の曲げ力、鋼
帯の重量）に関して補正がなされるので、それらの影響
による張力検出誤差が補償され、鋼帯の真の張力を精度
よく測定することが可能になる。この高精度の張力測定
により、連続プロセスでの製品品質の安定化に大きく寄
与することができる。そして図４に関連して説明したよ
うに、センシングロール４の両側に位置するラインロー
ル２、３に加わる垂直荷重Ｐ₁、Ｐ₂を、式（１０）及び
（１１）に基づいて計算により求めることにより、これ
らラインロールに垂直荷重検出用のロードセルを取り付
ける必要がないので、ロードセル取り付けスペース等に
おける設備上の制約があっても、鋼帯の張力を正確に測
定することができる。図５のグラフは、巻き取り用のテ
ンションリール（不図示）に加えた校正張力Ｔ₀（横
軸）と、張力測定装置によって検出した検出張力Ｔ
₁（縦軸）との関係を表しており、実線が従来技術によ
る張力測定を示し、破線が本発明による張力測定を示し
ている。従来技術においては、鋼帯の曲げによる反力と
鋼帯重量の影響により、校正用張力Ｔ₀に対し検出張力
Ｔ₁が高めに指示されている（例えば、Ｔ₀＝１０トンに
対して、Ｔ₁≒２０トン）が、本発明では、それらの影
響は本発明の新規な構成によって的確に補正され（Ｔ₀
＝１０トンに対して、Ｔ₁≒１０トン）、本発明により
鋼帯の張力が精度よく測定されることがわかる。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 ステッピングシリンダのロッド位置制
御装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングシリンダ
のロッド位置制御装置に関し、特に、連続鋳造用のモー
ルド内部における湯面レベル制御を行うときに、モール
ド内への注湯量の調節手段として用いられているステッ
ピングシリンダのロッド位置を高精度で制御できるよう
にしたロッド位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において、モールド内部の湯面
レベルを所定の目標レベルに保つために湯面レベル制御
が行われており、これにより連続鋳造設備におけるブレ
ークアウト等の操業トラブルを回避できるとともに、湯
面レベルをほぼ一定に保持することにより、モールド内
での熔鋼の冷却、凝固状態を安定させることができるの
で、製品の品質を向上させることができるものである。
したがって、連続鋳造において湯面レベル制御は極めて
重要な制御である。この湯面レベル制御を行うために、
モールドへの注湯を行う注湯ノズルにスライディングノ
ズル、ストッパ等の開閉装置を付設し、またモールド内
部の湯面レベルをリアルタイムで検出するためのレベル
検出装置が設けられている。そして、レベル検出装置に
よって検出された実際の湯面レベルと目標レベルとの偏
差を求め、該偏差を無くすようにスライディングノズル
の開度を調節してモールド内への注湯量を制御すること
により、湯面レベルが目標レベルにほぼ一致するように
自動調節されている。

【０００３】従来、このようなスライディングノズル等
の開閉装置は一般に、油圧サーボシリンダとサーボ弁と
を備えた油圧駆動系によって駆動されていた。この駆動
系を用いた場合はサーボシリンダはモールドの真上に配
置されるが、サーボ弁は耐熱性があまり高くないのでサ
ーボシリンダの近傍に設置することができず、したがっ
て、サーボ弁とサーボシリンダとを接続する長いフレキ
シブルチューブ（油圧配管）を必要としていた。このよ
うな油圧サーボシリンダとサーボ弁を用いた従来例の湯
面レベル制御においては、湯面の変動が生じてから湯面
レベルの調節動作が実行されるまでにタイムラグが生
じ、応答特性の向上を図ることが困難であった。すなわ
ち、長いフレキシブルチューブが必要なことから、サー
ボ弁からの油圧によるフレキシブルチューブの拡張及び
該チューブの内部の滞留油の圧縮が生じて、サーボ弁か
らの情報がサーボシリンダに到達するまでに時間がかか
り、さらには情報が正確に伝達されない場合があった。
したがって、サーボ弁の動作に応じてサーボシリンダが
動作するまでの時間にタイムラグが生じたり、また正確
にスライディングノズルの開度を制御することができな
い等の問題点があり、近年における鋳込速度の高速化、
製品の高品質化等の要求を満足することができなかっ
た。

【０００４】この問題点を解決するため、サーボ弁とサ
ーボシリンダとを用いて湯面レベル調整用のスライディ
ングノズルの開度を制御する代わりに、ステッピングシ
リンダを用いてスライディングノズルの開度を制御する
装置を、本出願人は開発し既に実用化している。（例え
ば、特開平４−２６２４０７号、特開平４−２６２８４
５号、特開平４−２８１３９５号）図３は、ステッピン
グシリンダを用いて湯面レベル制御用のスライディング
ノズルの開閉制御を行うことができる従来例の制御装置
を示している。図３において、１は溶鋼Ｍを貯留するタ
ンディッシュであり、タンディッシュ内の溶鋼Ｍは、浸
漬ノズル２を介してモールド（鋳型）３に注入される。
モールド３に注入された溶鋼Ｍは、モールドの内壁との
接触により冷却され、外側を凝固シェル４で被覆された
鋳片として、モールド３の下方に連続的に引き抜かれ
る。そしてこの引き抜きの間にさらに冷却され、圧延等
の処理を施すための素材である鋳片が製造される。浸漬
ノズル２の中途にはゲート板５₁を備えたスライディン
グノズル５が備えられており、パルスモータ６の回転に
応じて位置決めされるステッピングシリンダ７の動作に
応じてゲート板５₁が移動することにより、スライディ
ングノズル５の開度が調節される。それにより、タンデ
ィッシュ１からモールド３への溶鋼Ｍの注入量が調節さ
れる。

【０００５】ステッピングシリンダ７は、パルスモータ
６の回転に応じて位置決めされるスプールを内蔵し、該
スプールとワークシリンダのロッドとが油圧力に応じて
バランスするように動作するアクチュエータである。こ
のような構成のステッピングシリンダは、油圧配管が実
質的に不要なことから、湯面レベル制御に用いた場合に
応答速度を大幅に向上させることができる。ステッピン
グシリンダ７のロッドの移動制御（ロッド位置制御）に
は、位置型の指令信号を必要とするが、一方、該ステッ
ピングシリンダ７のロッド位置制御を実行するパルスモ
ータ６の駆動制御には、速度型の制御指令を必要とす
る。そのため、湯面レベルを検出するレベル検出センサ
８からのレベル検出信号Ｈと目標レベル信号Ｈ₀との偏
差を減算器９により演算し、それに基づいて上位コント
ローラである開度制御部１０が、ステッピングシリンダ
のロッドの目標位置を表すロッド目標位置信号Ｌ₀を出
力する。このロッド目標位置信号は、スライディングノ
ズル５の開度量に対応づけられている。

【０００６】そして、下位コントローラであるシリンダ
制御部１１において、位置型の指令であるロッド目標位
置信号Ｌ₀を速度型の指令信号に変換し、パルスモータ
６の駆動回路１２に供給している。すなわちシリンダ制
御部１１は、開度制御部１０からのロッド目標位置信号
Ｌ₀を速度型の指令信号に変換するとともに、パルスモ
ータ６を駆動するパルス列中のパルスを積算カウントす
ることにより、ステッピングシリンダ７の現在のロッド
位置を表すロッド位置信号Ｌを求め、該ロッド位置信号
Ｌと開度制御部１０から与えられるロッド目標位置信号
Ｌ₀との偏差△Ｌを求める。そしてシリンダ制御部１１
は、この偏差△Ｌの絶対値に対応する数のパルスを含み
かつ該偏差の正負に対応している正転パルス列Ｐ⁺また
は逆転パルス列Ｐ^-を、駆動回路１２に供給するよう構
成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】スッテッピングシリン
ダを用いた上記従来例の湯面レベル制御においては、ス
テッピングシリンダのコントローラであるシリンダ制御
部１１から出力される正転パルス列Ｐ⁺または逆転パル
ス列Ｐ^-により、パルスモータ６の回転量及び正転／逆
転が制御されるが、以下のような問題が生じる。駆動回
路１２からパルス列がパルスモータ６に供給されている
期間中、該パルスモータの回転によりステッピングシリ
ンダ７のロッド位置が所定の速度で所定の方向（正又は
負の方向）に変化する。そして、パルス列の終端でロッ
ドは所定の目標位置に停止しようとするが、実際には目
標位置を越えてオーバーシュートを生じ、その後減衰す
る複数の振動を繰り返し、最終的に目標位置に整定する
挙動を示す。これは、パルスモータが固有の軸振動特性
を有していることから生じるものであり、その周期はパ
ルスモータの駆動停止時の励磁相状態によって異なって
いる。例えば、パルスモータが２相励磁状態で駆動され
ている場合の方が、３相励磁状態に比べて振動周期は大
きい。また、振動の振幅及び減衰時間は、パルス列中の
パルス数およびパルス周波数に応じて定まるものであ
る。

【０００８】この軸振動が十分に減衰しない状態で次の
パルス列が出力され、かつこの軸振動が前回のパルス列
と今回のパルス列との間の中断時間に等しい場合に、パ
ルスモータ６の停止位置、ひいてはこれにより決定され
るステッピングシリンダ７のロッド位置が所定の目標位
置から大きく外れる脱調現象が生じてしまう。この状態
を図４及び図５を参照して説明する。図４はステッピン
グシリンダのロッド位置の偏差△Ｌとパルスモータの速
度ＰＰＳ（パルス／セコンド；すなわち、パルスモータ
に供給されるパルス周波数）との関係を表しており、図
４に示されるように、偏差△Ｌの絶対値が△Ｌ₃〜△Ｌ₄
の場合は高速Ｖ_H（例えば、１０００ＰＰＳ）で、△Ｌ₂
〜△Ｌ₃の場合は中速Ｖ_M（例えば、６００ＰＰＳ）で、
△Ｌ₁〜△Ｌ₂の場合は低速Ｖ_L（例えば、３００ＰＰ
Ｓ）で、パルスモータを駆動する。偏差△Ｌが△Ｌ₁以
下の場合は不感帯であって、パルスモータは動作しな
い。そして偏差に応じて、図５（ａ）〜（ｄ）に示され
るパルス列がパルスモータに供給される。

【０００９】偏差△Ｌの絶対値が△Ｌ₃〜△Ｌ₄の範囲で
あった場合は、図５（ａ）に示されるように、ロッド位
置が移動されるに連れて順次速度が変更される、高速パ
ルス群ｐ_H、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lからな
る１つのパルス列Ｐが供給される。また、偏差△Ｌが△
Ｌ₂〜△Ｌ₃の範囲であった場合は、図５（ｂ）に示され
るように、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lからなる
パルス列Ｐが供給され、偏差△Ｌが△Ｌ₁〜△Ｌ₂の範囲
であった場合は、図５（ｃ）に示されるように、低速パ
ルス群ｐ_Lのみからなるパルス列Ｐが供給される。高速
パルス群と中速パルス群との間及び中速パルス群と低速
パルス群との間にはそれぞれ、適宜設定される休止時
間、例えば、１／（２Ｖ_M）及び１／（２Ｖ_L）が存在す
る。そして、シリンダ制御部で１回に制御できる偏差量
に限りがあるため、偏差△Ｌが２△Ｌ₃〜△Ｌ₄の場合
は、図５（ｄ）に示すように、２回に分けてパルス列を
出力し、１回目のパルス列Ｐ₁と２回目のパルス列Ｐ₂と
の間には、中断時間Ｔが存在する。同様にｎＬ₃〜（ｎ
−１）Ｌ₃ ［ｎは正の整数］の場合は、ｎ回に分けて
それぞれ中断時間を介してパルス列Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_n
を出力する。この場合、パルス列Ｐ₁〜Ｐ_n-1は、高速、
中速、及び低速パルス群を含む同一のパルス列であり、
パルス列Ｐ_nは、これらパルス群をすべて含む場合、中
速及び低速パルス群のみを含む場合、低速パルス群のみ
を含む場合の３通りがある。

【００１０】脱調現象の原因として、下記の２つのケー
スが考えられる。 ［ケース１］先に述べたように、パルスモータは励磁相
状態によって定まる軸振動周波数ｆ₀を有しており、該
周波数の周期ｔ₀（＝１／ｆ₀）又はその整数倍が、図５
（ｄ）における中断時間Ｔに一致する場合がある。この
ように、振動周期ｔ₀又はその整数倍に一致した中断時
間Ｔを挟んでパルス列が連続して出力された場合に、パ
ルスモータに共振現象が発生してしまう。したがって、
パルスモータの回転により決定されるステッピングシリ
ンダ６のロッド位置が所定の目標位置から大きく外れて
しまう脱調現象が発生してしまい、このような脱調現象
が生じると、モールド３内における溶鋼Ｍの以降の湯面
レベル制御が不可能となる。 ［ケース２］また、偏差△Ｌが、△Ｌ₁〜△Ｌ₂の位置で
何回か繰り返し発生したとき、この場合にも繰り返しの
間の中断時間が周期ｔ₀又はその整数倍に一致すると、
脱調現象が生じてしまう。このような問題は、連続鋳造
設備における湯面レベル制御の場合に限らず、ステッピ
ングシリンダのロッド位置制御により種種の制御を行う
各種の用途においても、全く同様に生じるものである。
なお、脱調現象はケース１で発生する確率よりも、ケー
ス２で発生する確率の方が高い。（なぜなら、ケース１
で発生する確率が高ければ、脱調現象が頻繁に発生する
はずであるが、現実にはそれほど頻繁ではない。）本発
明の目的は、このような従来例の問題点を解決して、ス
テッピングシリンダのロッド位置を制御するためのパル
スモータに対して、パルス列がある中断時間をおいて連
続して供給された場合でも、ステッピングシリンダのロ
ッド位置が所定の目標位置から外れることを防止できる
ようにした、ステッピングシリンダのロッド位置制御方
法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のステッピングシリンダのロッド位置制御装
置は、（ａ）ロッド位置の目標位置を表すロッド目標位
置信号を出力する目標位置信号供給手段と、（ｂ）現在
のロッド位置を表すロッド位置信号を出力する現在位置
信号供給手段と、（ｃ）ロッド目標位置信号に対するロ
ッド位置信号の偏差を検出して偏差信号を供給する手段
と、（ｄ）偏差信号に応じて、偏差をゼロにするように
パルスモータを駆動するためのパルス列であって、所定
の中断時間を介して時間軸上に配列された第１及び第２
のパルス列を発生するパルス発生手段と、（ｅ）第１の
パルス列の終端時のパルスモータの励磁相状態を検出し
て励磁相状態信号を供給する手段と、（ｆ）第１のパル
ス列中の最終群のパルス数を検出してパルス数信号を出
力する手段と、（ｇ）励磁相状態信号及びパルス数信号
に基づき、励磁相状態によって定まるパルスモータの固
有の軸振動周期の整数倍の時間ではなく、しかもパルス
数によって定まる軸振動がほぼ整定するまでの時間とな
るように、中断時間を設定し、該中断時間をパルス発生
手段に供給する中断時間設定手段とからなることを特徴
としている。このように中断時間を設定できるように構
成したことにより、パルスモータの脱調が防止され、ス
テッピングシリンダのロッドを目標位置に調整すること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１には、本発明の一実施例であるステッピ
ングシリンダのロッド位置制御装置が載されており、該
装置を、図３に示される湯面レベル制御装置の構成要素
であるシリンダ制御部１１として用いた場合を一例とし
て説明する。該シリンダ制御部は、減算器１１₁、速度
演算器１１₂、パルス発生器１１₃、励磁相検出器１
１₄、中断時間メモリテーブルを備えたパルス列中断時
間設定回路１１₅、積算カウンタ１１₆を有している。図
３に関して説明したように、湯面レベル制御装置におい
ては、レベル検出センサ８からのレベル信号Ｈと目標レ
ベル信号Ｈ₀との偏差△Ｈが減算器９によって求めら
れ、得られた偏差△Ｈが開度制御部１０へリアルタイム
で供給されている。開度制御部１０では、この偏差△Ｈ
を用いてＰＩＤ演算を実行し、湯面レベルを目標レベル
とするのに必要なスライディングノズル５の開度を求め
る。そして、この結果に基づきステッピングシリンダの
ロッドの目標位置を示すロッド目標位置信号Ｌ₀をシリ
ンダ制御部１１に出力する。

【００１３】シリンダ制御部１１において、積算カウン
タ１１₆は後述するように、ステッピングシリンダ７の
現在のロッド位置を表すロッド位置信号Ｌを出力してお
り、減算器１１₁は、積算カウンタ１１₆からのロッド位
置信号Ｌとロッド目標位置信号Ｌ₀との偏差△Ｌを求め
て、該偏差△Ｌを速度演算器１１₂に供給する。速度演
算器１１₂は、偏差△Ｌが予め定めた所定範囲の不感帯
ε（すなわち、図４における−△Ｌ₁〜△Ｌ₁の範囲）を
越えた値を有するときに動作し、偏差△Ｌの正負及びそ
の絶対値に応じて、正又は負の電圧信号Ｅを出力する。
速度演算器１１₂からの電圧信号Ｅは、パルス発生器１
１₃に供給されて該電圧信号Ｅの絶対値に対応する周波
数信号に変換され、電圧信号Ｅの符号が正であるか負で
あるかに応じて正転パルス列Ｐ⁺または逆転パルス列Ｐ^-
として駆動回路１２に供給される。調整が進んで偏差△
Ｌが図４に示される所定値△Ｌ₃、△Ｌ₂以下になると速
度が変更される。これらパルス列は、従来例に関して図
５（ａ）〜（ｃ）で説明したように、高速パルス群
ｐ_H、中速パルス群ｐ_M、低速パルス群ｐ_Lを適宜含み、
かつ図５（ｄ）に示されるように、複数のパルス列
Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_nを含む場合もある。正転パルス列Ｐ⁺
及び逆転パルス列Ｐ^-はまた、積算カウンタ１１₆及びパ
ルス列中断時間設定回路１１₅にも供給される。

【００１４】積算カウンタ１１₆には、動作開始時点に
おけるステッピングシリンダ７のロッド位置が初期設定
され、そして、パルス発生器１１₃からのパルス列が正
転パルス列Ｐ⁺である場合にはそのパルス列中のパルス
が到来する毎にカウント値に加算し、逆転パルス列Ｐ^-
である場合には減算して、カウンタ値を更新する。この
ようにして更新された積算カウンタ１１₆のカウント値
は、ステッピングシリンダ７のロッド位置をリアルタイ
ムで表すことになり、ロッド位置信号Ｌとして減算器１
１₁にフィードバックされる。励磁相検出器１１₄は、パ
ルスモータ６へのパルス列が停止したとき、すなわち１
つのパルス列の終端での励磁相状態を検出し、励磁相状
態信号Ｑをパルス列中断時間設定回路１１₅に供給す
る。

【００１５】また、パルス列中断時間設定回路１１
₅は、パルス発生器１１₃から発生されるパルス列Ｐ⁺ま
たはＰ^-を監視し、そのパルス列に含まれる最後のパル
ス群、すなわち低速パルス群ｐ_Lのパルス数を検出す
る。軸振動の周期ｔ₀は励磁相が異なれば相違し、また
励磁相が同一であってもパルスモータに供給されるパル
ス数が異なれば該軸振動の減衰時間が相違する。さら
に、パルスモータの脱調を防止するためには、パルス列
とパルス列との間の中断時間Ｔを、軸振動がある程度減
衰ししかも軸振動周期に一致しないように選択する必要
がある。したがって、パルス列中断時間設定回路１１₅
の中断時間メモリテーブルには、パルスモータ６のそれ
ぞれの励磁相状態に応じた軸振動周期ｔ₀、及び低速パ
ルス群のパルス数に応じて設定される整数ｍに応じて、 Ｔ＝ｍｔ₀＋α ただし、α＜ｔ₀ なる中断時間Ｔがあらかじめ記憶されている。図２に
は、中断時間Ｔと軸振動周期ｔ₀との関係が示されてお
り、ｍ＝２の場合を示している。時間αが存在するた
め、中断時間Ｔが励磁状態によって定まるパルスモータ
の固有の振動周期の整数倍の時間とは一致せず、パルス
モータの軸振動に起因する脱調現象は、２回目のパルス
列Ｐ₂の発生時には回避できる。中断時間設定回路１１₅
は、励磁相検出器１１₄からの励磁相状態信号Ｑおよび
検出した低速パルス群のパルス数に対応して、中断時間
メモリテーブルから中断時間Ｔを読み出し、これをパル
ス発生器１１₃に供給する。パルス発生器１１₃は、タイ
マーを備えており、パルス列中断時間設定回路１１₅か
ら供給された中断時間Ｔの経過後に、２回目のパルス列
Ｐ₂を供給する。なお、パルス列中断時間設定回路１１₅
にタイマーを設けて、該回路において１回目のパルス列
の終端からの時間を計時し、中断時間メモリテーブルか
ら読み出された中断時間Ｔを計時した時点で、パルス発
生器１１₃に２回目のパルス列を発生するよう指令して
もよい。

【００１６】駆動回路１２は、パルス発生器１１₃から
正転パルス列Ｐ⁺が供給されている場合にはそのままの
状態で、逆転パルス列Ｐ^-が供給されている場合には反
転してパルスモータ６に供給し、該パルスモータが供給
されたパルス列のパルス数に応じた回転角度だけ正転ま
たは逆転される。その結果、ステッピングシリンダ７の
ロッド位置は、開度制御部１０の出力であるロッド位置
指令信号Ｌ₀と積算カウンタ１１₆からのロッド位置信号
Ｌとの偏差△Ｌがゼロとなるように制御され、このよう
なロッド位置の制御により、モールド３内の湯面レベル
を適正に保持することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のステッピ
ングシリンダのロッド位置制御装置においては、少なく
とも１つのパルス群を含むパルス列の複数を中断時間を
介してパルスモータに供給する場合に、該中断時間を、
パルスモータの固有の軸振動がほぼ整定した後で、かつ
該軸振動周期の整数倍に一致しない時間に設定すること
ができるので、パルスモータの軸振動に起因する脱調現
象を回避することができる。したがって、ロッド位置を
所定の目標位置に正確に調整することができる。また、
本発明のロッド位置制御装置を連続鋳造設備における湯
面レベル制御装置に用いれば、該ロッド位置に応じてス
ライディングノズルの開度を高精度でかつ高速に調節で
きるので、湯面レベルの調整を高速かつ高精度に実行で
き、高品質の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロッド位置制御装置（シリ
ンダ制御部）を示すブロック図である。

【図２】図１のシリンダ制御部のパルス列中断時間設定
回路において設定される中断時間Ｔとパルスモータの軸
振動周期ｔ₀との関係を説明するためのタイミング図で
ある。

【図３】従来例の連続鋳造装置を示す概略図である。

【図４】スッテピングシリンダのロッド位置の目標位置
からの偏差△Ｌとパルスモータ駆動速度ＰＰＳとの関係
を示す説明図である。

【図５】ロッド位置の偏差△Ｌに応じて出力されるパル
ス列の異なるパターンを示す説明図である。

【符号の説明】 １ タンディッシュ ２ 浸漬ノズル ３ 鋳型 ４ 凝固シェル ５ スライディングノズル ６ パルスモータ ７ ステッピングシリンダ ８ 湯面レベルセン
サ Ｍ 溶鋼

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０２Ｐ 8/38 8/32 Ｈ０２Ｐ 8/00 ３０２ Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスモータを回転制御することにより
   ステッピングシリンダのロッド位置を目標位置に調節す
   るための制御装置において、 （ａ）ロッド位置の目標位置を表すロッド目標位置信号
   を出力する目標位置信号供給手段と、 （ｂ）現在のロッド位置を表すロッド位置信号を出力す
   る現在位置信号供給手段と、 （ｃ）前記ロッド目標位置信号に対する前記ロッド位置
   信号の偏差を検出して偏差信号を供給する手段と、 （ｄ）前記偏差信号に応じて、前記偏差をゼロにするよ
   うに前記パルスモータを駆動するためのパルス列であっ
   て、所定の中断時間を介して時間軸上に配列された第１
   及び第２のパルス列を発生するパルス発生手段と、 （ｅ）前記第１のパルス列の終端時の前記パルスモータ
   の励磁相状態を検出して励磁相状態信号を供給する手段
   と、 （ｆ）前記第１のパルス列中の最終群のパルス数を検出
   してパルス数信号を出力する手段と、 （ｇ）前記励磁相状態信号及び前記パルス数信号に基づ
   き、励磁相状態によって定まる前記パルスモータの固有
   の軸振動周期の整数倍の時間ではなく、しかも低速パル
   ス数によって定まる軸振動がほぼ整定するまでの時間と
   なるように、前記中断時間を設定し、該中断時間をパル
   ス発生手段に供給する中断時間設定手段とからなること
   を特徴とするステッピングシリンダのロッド位置制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロッド位置制御装置にお
   いて、前記中断時間設定手段は記憶手段を含み、該記憶
   手段は、前記パルスモータの種々の励磁相状態と種々の
   前記パルス数とに基づいて予め定められた複数の中断時
   間を記憶しており、検出された前記励磁相状態信号及び
   低速パルス数信号に基づいて、記憶された中断時間の１
   つが読み出されるよう構成されていることを特徴とする
   ロッド位置制御装置。
3. 【請求項３】 ノズルの開度を調節することにより、タ
   ンデイッシュからモールドへの溶鋼の量を調節してモー
   ルド内の溶鋼の湯面レベルを制御するための湯面レベル
   制御装置であって、前記ノズルの開度がステッピングシ
   リンダのロッドの位置を制御することにより調節される
   湯面レベル制御装置において、前記ステッピングシリン
   ダのロッドは、請求項１記載のロッド位置制御装置によ
   って制御されることを特徴とする湯面レベル制御装置。