JPH075206B2 - ラッパーロール駆動系のクリアランス監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、圧延鋼帯を巻き取るダウンコイラのラッパー
ロールに関し、ラッパーロールの鋼帯外周への追従制御
が良好に行えるよう、常に駆動系のクリアランスを監視
する装置に関するものである。

（ロ）従来技術 鋼帯をコイル状に巻き取るダウンコイラーには、鋼帯の
巻き付きを良くするために鋼帯外周を接触支持するラッ
パーロールが設けられている。そして、該ラッパーロー
ルは鋼帯先端がダウンコイラーに侵入直後に鋼帯を押さ
え込み、完全に巻き締まるまでの間、鋼帯外周をマンド
レルに向けて押し付けている。

しかし、鋼帯先端の位置する部分の２層目以降には、そ
の部分が段差状のためラッパーロールにより押し付ける
と段状の疵（トップマーク）が発生する。

従来このトップマーク部は次工程にて切断除去されてい
たが、歩留まり向上のため該段差部のみラッパーロール
押し付け力を緩める方法が特開昭59−169619号に提案さ
れた。これは、マンドレル回転に合わせ前記段差部でラ
ッパーロールを退避させる際に、鋼帯巻き太りに伴いラ
ッパーロール押え位置及び鋼帯外周長が変化し、適切な
段差部での退避動作が合わなくなるのを補正する制御手
段に関するもので、トップマークによる歩留まり低下の
改善に効果を上げている。しかし、段差部での退避が大
き過ぎると鋼帯巻き緩みとなりコイル内での擦り傷やハ
ンドリング中でのトラブルの原因となることより、より
適切な段差部でのラッパーロール押し付け退避量とすべ
く、先に特開昭63−188424号に、より高精度な制御手段
を提案した。これは、鋼帯板厚分だけ段差部でラッパー
ロール押し付け位置を退避させようとするものである
が、ラッパーロール駆動系はその設置環境が苛酷なこと
よりクリアランスの変化が大きく、このような極めて精
度良くラッパーロール押し付け位置を調整する制御によ
り効果を発揮するには、駆動系のクリアランス管理精度
を高める必要があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上記従来の問題であった、ラッパーロール駆動
系のクリアランス管理精度に関し、最良の状態より時間
経過に伴う各部の損摩耗の進行程度を常時監視し、機械
系のクリアランスが制御上問題となる以前に機械系の補
修取り替えを指示する監視装置を設けることにある。言
い換えると、機械系の損摩耗を常時監視又は測定し最適
補修取り換え時期を知らせる、設備保護監視装置の提供
にある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のラッパーロール駆動系のクリアランス監視装置
は、先端部に鋼帯外周を接触支持するラッパーロールを
設け、他端部を支点軸により回動自在に軸支されたフレ
ームと、該フレームに一端を軸着し鋼帯に対してラッパ
ーロールを接離駆動するシリンダーとよりなるラッパー
ロール駆動系において、前記シリンダーにピストン位置
検出器と加速度計とを設け、該シリンダーへの流体供給
系に積算流量計を設け、フレーム端の支点軸に回転角度
計を設けると共に、前記前記各検出器の出力を演算器に
入力し、前記積算流量計により、シリンダーへの流体供
給量を求め、前記ピストン位置検出器によりシリンダー
内のピストンの移動量を求め、前記演算器において流体
供給量をピストン有効径で除した値とピストン移動量と
を比較して流体シリンダー内部の流体漏れを検出し、前
記ピストン位置検出器によるピストンの移動量と、前記
回転角度計によりフレームの動き角度を求め、支点軸と
シリンダー取付け位置までのアーム長ｒにより該部分の
動き量として両者を比較し、クレビス部のクリアランス
を検出し、前記シリンダーに取り付けた加速度計によ
り、該シリンダーの取付け部回りのトラニオン部のクリ
アランスを検出することにより、上記課題を解決してい
る。

（ホ）作用 ラッパーロールは、最良の状態より時間経過に伴い各部
が損摩耗する。特に、高温多湿環境下でありながら設置
スペース及び高速動作を要求されるため充分な保護カバ
ー等の設置が難しく、支点軸等に摩耗が進行する。この
ような摩耗が大きくなると、トップマーク防止制御動作
に対して応答が遅れ、効果的にトップマークの発生、鋼
帯コイルの巻き緩み等の問題と共に、ラッパーロール駆
動系全体に対しても振動の増加により機械系の損傷等が
発生する。このため、本発明の装置では下記の機構によ
り、各部分の異常でクリアランス量を検出する。

流体シリンダー内部の流体漏れ検出 シリンダーへの流体供給系に設けた積算流量計により、
シリンダーへの流体供給量を求め、一方前記シリンダー
に設けたピストン位置検出器によりシリンダー内のピス
トンの移動量を求め、流体供給量をピストン有効径で除
した値とピストン移動量とを比較する。シリンダー内部
に漏れがあれば、両者は一致せず、内部漏れを検出でき
る。

クレビス部のクリアランス検出 前記ピストン位置検出器によるピストンの移動量と、フ
レーム端の支点軸に設けた回転角度計によりフレームの
動き角度を求め、支点軸とシリンダー取り付け位置まで
のアーム長ｒより該部分の動き量とし、両者を比較す
る。シリンダー取り付けクレビス部等に、過大なクリア
ランスがあると、両者は一致せず、異常摩耗を検出でき
る。

トラニオン部のクリアランス検出 シリンダーのピストン移動方向に対して直角方向のクリ
アランスは前項クレビス部のクリアランス検出手段では
検出は困難である。しかし、シリンダー作動時にはシリ
ンダー位置変位として現れ、制御上大きな誤差となり、
さらに設備的にも異常振動の元となる為シリンダー本体
に取り付けた加速度計により、シリンダー本体の取り付
け部回りのクリアランスを監視する。つまり、流体圧供
給時のシリンダー本体の加速度計出力値を測定し異常に
大きな加速度が掛かる場合は、シリンダー取り付け部の
クリアランス増加と判断する。

（ヘ）実施例 本発明のラッパーロール駆動系のクリアランス監視装置
の実施例について、図を参照しながら、より詳しく説明
する。

本発明の監視装置は、第１図に最もよく示すように、圧
延材３を巻き取るダウンコイラ４におけるラッパーロー
ル５の位置及び圧力を制御する流体圧シリンダー10によ
り、マンドレル14上に巻き取られた圧延材３の段差部７
を回避させるラッパーロール駆動系30に適用される。

本発明の監視装置においては、シリンダー10に位置検出
器16を設けてシリンダー10のピストンロッド17の変位量
を検出し、シリンダー加速度計18を設けてシリンダー10
の作動時の変位量を検出し、シリンダー10への流体供給
系に積算流量計19を設けてピストンロッド17の設定変位
量を求める。なお、13は流体供給を制御するサーボ弁ま
たは、切換弁である。ラッパーロール・フレーム８の支
点軸９に角度計11を設けてフレーム８の角変位量を検出
し、前記各検出値にもとづいて前記ラッパーロール駆動
系30の機械各部のクリアランスを、演算器40にて検出す
る。

次に、第２図から第４図までを参照して、駆動系30の機
械各部のクリアランス検出ロジックについて説明する。

第２図は、流体シリンダー内部の流体漏れ検出ロジック
を示す。この流体漏れ検出においては、シリンダー10の
ボトム側の流量を積算流量計19で求め、ピストン有効断
面積で除して求められるピストンロッド設定変位量と、
ロッド位置検出器16により求められるピストンロッド変
位量とを比較する。流体シリンダー内部に漏れ21があれ
ば、両者は一致せず異常を検知できる。

第３図は、クレビス15の異常クリアランス検出ロジック
を示す。この異常クリアランス検出においては、ピスト
ンロッド17の変位をクレビス15の取り付け部のフレーム
８のアーム長ｒで除して求められるラッパーロール・フ
レーム８の角度設定変位量と、角度計11により求められ
る角度変位とを比較する。クレビス15のクリアランスが
大きくなると、両者は一致せず、クレビス15の異常クリ
アランスを検出できる。

第４図は、トラニオン12の異常クリアランス検出ロジッ
クを示す。この異常クリアランス検出においては、流体
シリンダー10の油等の圧力流体を供給して、ピストンロ
ッド17を動作させる際、シリンダー10の本体にはピスト
ンロッド17に対して加わる推力と等しい力が反作用とし
てピストンロッド17の移動方向とは反対の方向に加わ
る。このとき、トラニオン12に過大のクリアランスがあ
ると、シリンダー10の本体は上記反作用による力により
同方向に動き、加速度計18に信号が現れる。この現象を
利用して、トラニオン12の異常クリアランスを検出でき
る。ただし、ラッパーロールの性格上、ロールを介して
鋼帯巻き取り時の振動がシリンダーに伝わることより、
シリンダーの作動状況に合わせた振動のみを取り出し、
管理値とする必要がある。

（ト）効果 本発明によれば、ダウンコイラ用ラッパーロール駆動系
に過大のクリアランスが発生した場合、これを初期段階
で検出できるので、ラッパーロール駆動系の本体の機能
を大きく損なうことがなく、巻き取り材の疵増加による
歩留の低下を最小限に抑えることができる。

また、本発明は、ダウンコイラ用ラッパーロールに限ら
ず、油圧サーボ系により位置制御を行っている装置等に
おいて、アクチュエータが何らかの機械部分を介して接
続されている場合も適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクリアランス監視装置を備えた、ラ
ッパーロール駆動系の説明図。第２図は、本発明による
流体シリンダー内部の流体漏れ検出ロジックの説明図。
第３図は、クレビス部の異常クリアランス検出ロジック
の説明図。第４図は、トラニオン部の異常クリアランス
検出ロジックの説明図。 1:ホットランテーブル、2:ピンチロール 3:圧延材、4:ダウンコイラ 5:ラッパーロール、7:段差部 8:ラッパーロール・フレーム 9:支点軸、10:流体シリンダー 11:角度計、12:トラニオン 13:サーボ弁、14:マンドレル 15:クレビス、16:位置検出器 17:ピストンロッド、18:加速度計 19:積算流量計 30:ラッパーロール駆動系、40:演算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダウンコイラー巻き取り鋼帯外周を接触支
   持するラッパーロールであって、先端部にラッパーロー
   ルを設け他端部を支点軸により回動自在に軸支されたフ
   レームと、該フレームに一端を軸着し鋼帯に対して接離
   駆動するシリンダーとよりなるラッパーロール駆動系に
   おいて、前記シリンダーにピストン位置検出器と加速度
   計とを設け、該シリンダーへの流体供給系に積算流量計
   を設け、フレーム端の支点軸に回転角度計を設け、前記
   各検出器の出力を演算器に入力し、前記積算流量計によ
   りシリンダーへの流体供給量を求め、前記ピストン位置
   検出器によりシリンダー内のピストンの移動量を求め、
   前記演算器において流体供給量をピストン有効径で除し
   た値とピストン移動量とを比較して流体シリンダー内部
   の流体漏れを検出し、前記ピストン位置検出器によるピ
   ストンの移動量と、前記回転角度計によりフレームの動
   き角度を求め、支点軸とシリンダー取付け位置までのア
   ーム長ｒにより該部分の動き量として両者を比較し、ク
   レビス部のクリアランスを検出し、前記シリンダーに取
   り付けた加速度計により、該シリンダーの取付け部回り
   のトラニオン部のクリアランスを検出することを特徴と
   するラッパーロール駆動系のクリアランス監視装置。