JPH08197135A - ダウンコイラのトラッキング調整方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ストリップ先端のトラッキング精度を高め、
正確な段差回避制御を行うことができ、かつトラッキン
グ調整時の多大な労力と時間を低減することのできるト
ラッキング調整方法とその装置を提供する。 【構成】 押付け力一定制御のラッパロール７の変位信
号ｙよりストリップの段差部Ｂを求める段差部演算器２
８ａと、段差部演算器の出力を元に、トラッキングデー
タを修正する修正演算器２８ｂとを備え、少なくとも１
つのラッパロールを押付け力一定で２巻き目以降のスト
リップ１に押し付け、ラッパロールの変位の急変点から
ストリップの段差部の位置を求め、それをもとにストリ
ップ段差部のトラッキングデータを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホットストリップミル
の段差回避制御機能を装備したダウンコイラ（巻き取り
機）におけるストリップ先端のトラッキングデータの調
整方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダウンコイラは、ホットストリップミル
（熱間仕上げ圧延機）のライン末端部に設置され、圧延
されたストリップ（圧延材）を巻き取る装置である。周
知のダウンコイラは、マンドレルの周りに配置されたラ
ッパロールを空圧シリンダでマンドレルに押し付け、そ
の間にストリップを挟んでストリップのゆるみを防止し
ていた。しかし、かかる空圧シリンダを用いたダウンコ
イラでは、ストリップ先端部と２巻き目以降のストリッ
プが重なる段差部にラッパロールが衝突し、ストリップ
の段差部裏側（下面）にトップマークと呼ばれる叩き傷
ができる問題点があった。

【０００３】この問題点を解決するために、図５及び図
６に示すような段差回避制御機能を装備したダウンコイ
ラが提案され、一部で実施されている。図５において、
ホットストリップミル（図示せず）で圧延されたストリ
ップ１（圧延材）は、上ピンチロール２、下ピンチロー
ル３よりなるピンチロール装置４によって方向を変えら
れダウンコイラ５へ案内される。ダウンコイラ５では、
マンドレル６の周りに配置された複数のラッパロール７
で、ストリップ１をマンドレル６に押付けて巻き付け
る。この図では、ラッパロール７は、ＮＯ１からＮＯ４
までの４個のラッパロール７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄから
なる。各ラッパロール７は、フレーム８（ＮＯ１ラッパ
ロール７ａ用のみ示す）で支持され、フレーム８は回転
軸９を中心に油圧シリンダ１０によりマンドレル６とラ
ッパロール７との間を開閉自在に保持されている。油圧
シリンダ１０への作動油の流出・流入量はサーボ弁１１
で制御され、フレーム８の回転角を測ることによりラッ
パロール７の位置を検出して位置制御が行われ、また、
シリンダ１０のロッド側とヘッド側の圧力を検出してシ
リンダ１０の押付け力を求めて押付け力一定制御が行わ
れる。そのため、フレーム８の回転軸９には回転角度検
出器１２が、シリンダ１０のロッド側とヘッド側には、
各々圧力検出器１３、１４が設けられている。なお１８
は、制御装置、１９は油圧源である。

【０００４】上述したダウンコイラは、従来、以下のよ
うに制御されていた。図６（Ａ）はマンドレル６のまわ
りに巻かれたストリップ１の段差部Ａの拡大図であり、
図６（Ｂ）は従来の制御におけるラッパロールの軌跡と
制御方法との関係図である。図６（Ｂ）において、スト
リップ１の進入前は、ラッパロール７とマンドレル６と
の隙間（ギャップＧ）を一定に保持するように各ラッパ
ロール７は位置制御される。通常、このギャップＧは、
ラッパロール７にストリップ１が衝突しないように、ス
トリップ１の厚みよりもわずかに大きく設定される。こ
の状態で、ストリップ１が進入すると、ギャップＧの間
をストリップ１が通過して最初の１巻き目が巻き取られ
る。

【０００５】次いで、図６（Ａ）に示すように、ストリ
ップ先端部Ｂと２巻き目のストリップ１が重なって段差
部Ａが形成されると、段差回避制御（ＡＪＣ；Automati
c Jumping Control ）が行われる。すなわち、ラッパロ
ールの軌跡は、図６（Ｂ）に示すように最初の１巻き目
は一定のギャップＧに位置制御されるが、ストリップ先
端部Ｂの位置を追跡するトラッキング装置１５からの指
令をもとに、段差部Ａが各ラッパロール７に近づくと、
位置制御によりラッパロール７を引き上げ（ジャン
プ）、段差部Ａを通過後に即座に押付け力一定制御に切
り換え、ラッパロール７をストリップ１に押し付ける。
このようにして、段差部Ａにラッパロール７が衝突し
て、２巻き目以降のストリップ１の裏側に叩き傷（トッ
プマーク）ができるのを防止しながら、２巻き目以降は
常に複数のラッパロール７でストリップ１をマンドレル
６に押し付け、ストリップ１がマンドレル６に例えば５
巻きほど巻かれ、ラッパロール７を開放しても巻きゆる
みが生じない状態になると、ラッパロール７を退避する
ようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のラッパロ
ールの制御では、ストリップ先端Ｂの追跡精度（トラッ
キングの精度）を高めることが、正確な段差回避制御の
ために重要となる。すなわち、ストリップ先端Ｂの軌跡
は、板厚の相違やマンドレルへの巻きゆるみ等により変
動するため、正確なストリップ先端の予測（追跡）は困
難であり、この予測がずれるとラッパロールが段差部Ａ
に衝突し、段差部Ａのストリップに傷が生じる問題点が
ある。このため、従来は、種々の板厚、板幅、巻き取り
速度に応じて大量のデータを採取し、ストリップ先端の
各ラッパーロールへのトラッキングの合わせ込みを行っ
ていたが、この作業には、熟練した調整員でも多大な時
間（例えば数カ月）を要し、従来から調整上のネックと
なっていた。

【０００７】かかる問題点を解決するために、ラッパロ
ールを支持するフレームに応力検出器を取り付け、フレ
ームに作用する応力を測定し、この応力値が所定の許容
値を超えたか否かで段差回避の良否を診断する「コイラ
の板段差回避診断方法」が提案されている（特開平５−
２７７５５６号）。しかし、この診断方法では、しきい
値（所定の許容値）の設定が困難であり、正常の状態で
もしきい値を超えてしまう場合があり、診断精度が低
く、かつ実際に段差回避に失敗するまで、段差回避制御
の良否を判断できない問題点があった。

【０００８】本発明は、上述した種々の問題点を解決す
るために創案されたものである。すなわち、本発明は、
ストリップ先端のトラッキング精度を高め、正確な段差
回避制御を行うことができ、かつトラッキング調整時の
多大な労力と時間を低減することのできるトラッキング
調整方法とその装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
ラッパロールによりストリップをマンドレルに押し付け
ながら、ストリップ先端部と２巻き目以降のストリップ
で形成される段差部において各ラッパロールを回避させ
るダウンコイラのトラッキング調整方法において、少な
くとも１つのラッパロールを押付け力一定で２巻き目以
降のストリップに押し付け、該ラッパロールの変位の急
変点からストリップの段差部の位置を求め、それをもと
にストリップ段差部のトラッキングデータを修正するこ
とを特徴とするダウンコイラのトラッキング調整方法が
提供される。

【００１０】また、本発明によれば、ストリップがまわ
りに巻き付けられるマンドレルと、マンドレルのまわり
に配置された複数のラッパロールと、各ラッパロールを
マンドレルに対して移動する複数のロール移動装置と、
各ロール移動装置を制御して各ラッパロールの位置制御
と押付け力制御をおこなうロール制御装置と、マンドレ
ルより上流側に設置されストリップの先端を検出する先
端検出器と、該先端検出器の信号を受けてストリップ先
端の位置を追跡するトラッキング装置と、を備えたダウ
ンコイラのトラッキング調整装置において、少なくとも
１つのラッパロールを押付け力一定制御とし、該押付け
力一定制御のラッパロールの変位信号よりストリップの
段差部を求める段差部演算器と、該段差部演算器の出力
を元に、トラッキングデータを修正する修正演算器とを
備えた、ことを特徴とするダウンコイラのトラッキング
調整装置が提供される。

【００１１】本発明の好ましい実施例によれば、前記段
差部演算器により、ラッパロールの変位信号ｙを一定間
隔ΔＴ毎にサンプリングし、該変位信号の差分Δｙ＝ｙ
_i −ｙ _i-1が正から負に大きく変化する点を段差位置と
する。また、前記段差部演算器により、変位信号ｙを微
分し、該微分値が正から負に大きく変化する場合の微分
値０の点を段差位置としてもよい。

【００１２】また、前記各ロール移動装置は、ラッパロ
ールをマンドレルに対して移動する油圧シリンダと、該
油圧シリンダへの作動油の流出・流入量を制御するサー
ボ弁と、を備える。更に、前記トラッキング装置は、回
動する１対のピンチロールからなりその間にストリップ
を挟持して所定の方向に導くピンチロール装置と、ピン
チロールの回転によりパルスを発生するパルス発生器
と、該パルス数からストリップ先端の位置を追跡する位
置演算器と、を備える。

【００１３】

【作用】上記本発明の方法及び装置によれば、少なくと
も１つのラッパロールを押付け力一定で２巻き目以降の
ストリップに押し付け、段差部演算器によりラッパロー
ルの変位の急変点からストリップの段差部の位置を求め
るので、最初の段差部が所定のラッパロールを通過した
時点で、正確な段差位置を知ることができ、それをもと
に修正演算器によりストリップ段差部のトラッキングデ
ータを修正するので、トラッキング調整時に多大の労力
と時間を費やすことなく、短時間にストリップ先端Ｂの
トラッキング精度を高め、正確な段差回避制御を行うこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付し、重複した説明を省略する。図１は、本
発明による調整装置を備えたダウンコイラの全体構成図
である。図１のダウンコイラ５は、図５のダウンコイラ
と同様に、ストリップ１がまわりに巻き付けられるマン
ドレル６と、マンドレル６のまわりに配置された複数の
ラッパロール７と、各ラッパロール７をマンドレル６に
対して移動する複数のロール移動装置２０と、各ロール
移動装置２０を制御して各ラッパロール７の位置制御と
押付け力制御をおこなうロール制御装置２２とを備えて
いる。図１において、ラッパロール７は、ＮＯ１からＮ
Ｏ４までの４個のラッパロール７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
からなる。また、各ロール移動装置２０は、ラッパロー
ル７をマンドレル６に対して移動する油圧シリンダ１０
と、油圧シリンダ１０への作動油の流出・流入量を制御
するサーボ弁（図示せず）とを備える。

【００１５】更に、図１のダウンコイラ５は、マンドレ
ル６より上流側に設置されストリップ１の先端を検出す
る先端検出器２４と、先端検出器２４の信号を受けてス
トリップ先端の位置を追跡するトラッキング装置２６と
を備える。先端検出器２４は、例えば、光電センサー、
レーザセンサー、等であり、光線又はレーザ光をストリ
ップが遮ることによりその先端を無接触に検出するよう
になっている。トラッキング装置２６は、ピンチロール
装置４に設けられたパルス発生器２５、及び位置演算器
２７を備える。ピンチロール装置４は、回動する１対の
ピンチロール２、３からなりその間にストリップ１を挟
持して所定の方向に（すなわち、マンドレル６とＮＯ１
ラッパロール７ａの間に向けて）導く。また、パルス発
生器２５は、ピンチロール２、３のいずれかの回転軸に
取り付けられ、ピンチロールの回転によりパルスを発生
する。更に、位置演算器２７は、パルス発生器２５のパ
ルス数からストリップ先端の位置を追跡するようになっ
ている。

【００１６】更に、本発明のトラッキング調整装置２８
は、少なくとも１つのラッパロールを押付け力一定制御
とし、この押付け力一定制御のラッパロールの変位信号
よりストリップの段差部を求める段差部演算器２８ａ
と、該段差部演算器の出力を元に、トラッキングデータ
を修正する修正演算器２８ｂとを備えている。２９は、
トラッキング装置２６へ各種データ（巻き取られるスト
リップ１の板厚、板幅、巻き取り速度など）を与えるプ
ロセス計算機２９である。その他は、図１のダウンコイ
ラ５は、図５の従来の段差回避機能を有するダウンコイ
ラ（以下、ＡＪＣコイラと呼ぶ）とほぼ同様である。

【００１７】図２は、本発明のトラッキング調整装置の
作動図であり、図３はその原理図である。以下、図１乃
至図３を参照して本発明によるダウンコイラのトラッキ
ング調整方法を説明する。まず、図３に示すように、巻
き取り前に、巻き取るストリップ１の板厚に応じて各ラ
ッパロール７とマンドレル６間のギャップＧが位置制御
で設定される。熱間仕上げ圧延機（図示せず）で圧延さ
れたストリップ１は、ピンチロール装置４によって方向
を変えられダウンコイラ５へ案内される。ストリップ１
のダウンコイラ５への進入はピンチロール４とダウンコ
イラ５間に設置された先端検出器２４で検知され、その
瞬間からストリップ先端Ｂは下ピンチロール３の回転軸
に接続されたパルス発生器２５のパルス数を計数するこ
とにより追跡される。

【００１８】図２（Ａ）に示すように、ストリップ先端
Ｂが距離Ｌ1 ＋Ｗ1 だけ進み、ＮＯ１ラッパロール７ａ
の下方（マンドレル６との間）を通過する時、通常のＡ
ＪＣコイラではトラッキング装置２６からの指令によ
り、図６に示したように、ラッパロール７は位置制御で
ジャンプして、段差部Ａを飛び越える。段差部Ａが通過
した後、ラッパロール７は押し付け力一定制御でストリ
ップ１をマンドレル６に押し付ける。このようにして、
段差部Ａとラッパロール７との衝突が回避される。他の
ラッパロール７についても、同様にして段差部Ａとの衝
突が回避される。しかし、本発明のトラッキング調整方
法では、このようにＡＪＣを行うラッパロール７のうち
の１つを押付け力一定制御のままとしておき、故意に段
差部Ａとラッパロール７を衝突させて、段差部Ａの位置
をラッパロールの変位波形から知ることにより、ストリ
ップ段差部Ａのトラッキングを調整する。

【００１９】すなわち、本発明では、例えばＮＯ１ラッ
パロール７ａを図２（Ａ）に示す段差部Ａの１巻き目が
形成される前に、ギャップＧを保っている位置制御から
押付け力一定制御に切り替える。そうすると、図３
（Ｂ）に示すように、先端検出器２４がストリップ１の
先端Ｂを検出後、距離Ｌ1 ＋Ｗ1 だけ進んだ後、段差部
Ａにラッパロール７が衝突する。その結果、図３（Ｂ）
に示すように、段差部Ａとラッパロール７が衝突した時
点で、ラッパーロール変位は突変するので、その位置が
段差部であると判断できる。次に、図２（Ｂ）のよう
に、２巻き目の段差（３巻き目にはいるところ）ができ
ると、図３（Ｂ）に示すように、１巻き目の段差から距
離Ｗ2 だけ進んだ後に、段差部Ａとラッパロール７が衝
突する。その時点で、ラッパーロール変位は突変するの
で、その位置が段差部であると判断できる。このように
して、ストリップ１がマンドレル６に巻き付いていく毎
の段差部Ａの位置を知ることができるので、これらのデ
ータを板厚、板幅、速度をパラメータ毎に記録すること
により、トラッキングデータを修正することができる。

【００２０】図４は、本発明による段差位置演算方法の
一例である。図１の本発明のトラッキング調整装置２８
では、ストリップ１の先端検出装置２４の信号と下ピン
チロール３の回転軸に取り付けられたパルス発生器２５
からの下ピンチロール３の回転に伴って発生するパルス
ａとＮＯ１ラッパロールの回転軸９に取り付けられた回
転角度検出器１２の信号ｂが取り込まれている。ストリ
ップ１の先端Ｂが先端検出装置２４を通過すると、その
出力信号ｃがオンし、この瞬間からパルス発生器２５の
パルスの計数がスタートする。パルス発生器２５は、下
ピンチロール１回転でＮパルス出力するので、１パルス
毎にストリップ１は距離πＤ／Ｎだけ進むことになる。
従って、図２（Ａ）に示すように、距離Ｌ1 ＋Ｗ1 分だ
けパルス発生器２５の出力パルスを計数した時、１巻き
目の段差が存在するはずであるが、実際は、ストリップ
１の厚みや巻き取り速度等の影響により、ずれが生じ
る。本発明では、ストリップ１の段差部Ａとラッパロー
ル７とを衝突させて、その時のラッパロール７の変位ｙ
を回転角度検出器１２の出力信号より、ｙ＝Ｌθより求
め、段差位置を図３で述べたように求める。具体的に
は、図４に示すように、トラッキング調整装置２８内
で、ラッパロール７の変位信号ｙを△Ｔ毎にサンプリン
グして、その差分△ｙ＝ｙi −ｙi-1 を求め、その値が
図４の下図のように、正から負へ大きく変化する時点を
段差位置Ｃとする。なお、ｉは現時点、ｉ−１は１時点
前（△Ｔ前）を示す。また、段差部演算器２８ａによ
り、変位信号ｙを微分し、この微分値が正から負に大き
く変化する場合の微分値０の点を段差位置としてもよ
く、或いはその他の手段により段差部を検出してもよ
い。

【００２１】このようにして、ストリップ１がダウンコ
イラ５に進入後、ストリップ１の先端が作る段差部Ａを
正確にトラッキングして段差回避制御（ＡＪＣ）が行え
るので、ストリップ１と段差部Ａの衝突を確実に防ぐこ
とができ、叩き傷の無いコイルを得ることが出来る。

【００２２】上述した本発明の方法及び装置によれば、
少なくとも１つのラッパロールを押付け力一定で２巻き
目以降のストリップに押し付け、段差部演算器によりラ
ッパロールの変位の急変点からストリップの段差部の位
置を求めるので、最初の段差部が所定のラッパロールを
通過した時点で、正確な段差位置を知ることができ、そ
れをもとに修正演算器によりストリップ段差部のトラッ
キングデータを修正するので、トラッキング調整時に多
大の労力と時間を費やすことなく、短時間にストリップ
先端Ｂのトラッキング精度を高め、正確な段差回避制御
を行うことができる。

【００２３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
に変更できることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】上述したように、本発明の方法及び装置
によれば、 従来、種々の板厚、板幅、巻き取り速度
に応じて大量のデータを採取し、ストリップ先端の各ラ
ッパーロールへのトラッキングの合わせ込みを行ってい
たが、本発明により、このような多大の時間を要する作
業を必要としなくなり、 その結果、最短の時間で、
熟練した調整員以外の誰でも、トラッキング調整が出来
るようになり、 操業条件が変わってトラッキングが
ずれても、本発明により、即座にトラッキングの調整が
できるようになるので、正確なＡＪＣが最短時間で行な
うことができる。

【００２５】従って、本発明のダウンコイラのトラッキ
ング調整方法と装置は、ストリップ先端のトラッキング
精度を高め、正確な段差回避制御を行うことができ、か
つトラッキング調整時の多大な労力と時間を低減するこ
とのできる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダウンコイラ調整装置の全体構成図で
ある。

【図２】本発明のダウンコイラ調整装置の作動図であ
る。

【図３】本発明のダウンコイラ調整装置の原理図であ
る。

【図４】本発明の段差位置演算方法の一例である。

【図５】従来のＡＪＣコイラの構成図である。

【図６】従来のＡＪＣコイラの制御動作図である。

【符号の説明】

１ ストリップ ４ ピンチロール装置 ５ ダウンコイラ ６ マンドレル ７ ラッパロール １０ 油圧シリンダ １１ サーボ弁 １２ 回転角度検出器 １３、１４ 圧力検出器 ２０ ロール移動装置 ２２ ロール制御装置 ２４ 先端検出器 ２５ パルス発生器 ２６ トラッキング装置 ２７ 位置演算器 ２８ トラッキング調整装置 ２８ａ 段差部演算器 ２８ｂ 修正演算器 ２９ プロセス計算機

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のラッパロールによりストリップを
   マンドレルに押し付けながら、ストリップ先端部と２巻
   き目以降のストリップで形成される段差部において各ラ
   ッパロールを回避させるダウンコイラのトラッキング調
   整方法において、 少なくとも１つのラッパロールを押付け力一定で２巻き
   目以降のストリップに押し付け、該ラッパロールの変位
   の急変点からストリップの段差部の位置を求め、それを
   もとにストリップ段差部のトラッキングデータを修正す
   ることを特徴とするダウンコイラのトラッキング調整方
   法。
2. 【請求項２】 ストリップがまわりに巻き付けられるマ
   ンドレルと、マンドレルのまわりに配置された複数のラ
   ッパロールと、各ラッパロールをマンドレルに対して移
   動する複数のロール移動装置と、各ロール移動装置を制
   御して各ラッパロールの位置制御と押付け力制御をおこ
   なうロール制御装置と、マンドレルより上流側に設置さ
   れストリップの先端を検出する先端検出器と、該先端検
   出器の信号を受けてストリップ先端の位置を追跡するト
   ラッキング装置と、を備えたダウンコイラのトラッキン
   グ調整装置において、 少なくとも１つのラッパロールを押付け力一定制御と
   し、該押付け力一定制御のラッパロールの変位信号より
   ストリップの段差部を求める段差部演算器と、該段差部
   演算器の出力を元に、トラッキングデータを修正する修
   正演算器とを備えた、ことを特徴とするダウンコイラの
   トラッキング調整装置。
3. 【請求項３】 前記段差部演算器により、ラッパロール
   の変位信号ｙを一定間隔ΔＴ毎にサンプリングし、該変
   位信号の差分Δｙ＝ｙ_i −ｙ _i-1が正から負に大きく変
   化する点を段差位置とする、ことを特徴とする請求項２
   に記載のダウンコイラのトラッキング調整装置。
4. 【請求項４】 前記段差部演算器により、変位信号ｙを
   微分し、該微分値が正から負に大きく変化する場合の微
   分値０の点を段差位置とする、ことを特徴とする請求項
   ２に記載のダウンコイラのトラッキング調整装置。
5. 【請求項５】 前記各ロール移動装置は、ラッパロール
   をマンドレルに対して移動する油圧シリンダと、該油圧
   シリンダへの作動油の流出・流入量を制御するサーボ弁
   と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のダウン
   コイラのトラッキング調整装置。
6. 【請求項６】 前記トラッキング装置は、回動する１対
   のピンチロールからなりその間にストリップを挟持して
   所定の方向に導くピンチロール装置と、ピンチロールの
   回転によりパルスを発生するパルス発生器と、該パルス
   数からストリップ先端の位置を追跡する位置演算器と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のダウンコイ
   ラのトラッキング調整装置。