JPH10103944A

JPH10103944A - 圧延板の形状検出装置

Info

Publication number: JPH10103944A
Application number: JP8281424A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Maeda; 恭志前田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延板３の板端部の平坦度を高精度に検出す
ることができると共に、圧延中の圧延板３の破断を防止
することができるように、板端部の張力を高精度に検出
する。【解決手段】圧延板３の幅方向における各部の張力を
測定するように複数のセンサーディスク８…を備えたセ
ンサーロール７と、このセンサーロール７を圧延板３の
幅方向に移動可能なロール移動機構１４と、ロール移動
機構１４によりセンサーロール７を所定の移動量で移動
させ、この移動の前後におけるセンサーディスク８…に
よる張力測定値、センサーディスク８のディスク幅Ｂ、
および移動量を基にして幅方向の張力測定値を求める形
状検出機５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延板の幅方向の
張力分布を基にして形状を検出する圧延板の形状検出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アルミ板等の非鉄金属や鋼板等
の薄板状の圧延板は、圧延機により圧延されて巻取機に
巻き取られる際に、幅方向の張力（形状）が形状検出装
置により測定され、所望の平坦度で圧延されているか否
かが確認されるようになっている。

【０００３】上記の形状検出装置は、従来、圧延機と巻
取機との間において複数のセンサーディスクを備えたセ
ンサーロール装置を圧延板の幅方向に配置し、この圧延
板の一方面に当接して回転させながら、各センサーディ
スク内に備えられた圧力センサを用いて圧延板との当接
により発生するラジアル荷重を検出する。そして、圧延
板に対して全面が当接しているセンサーディスクにおい
ては、このセンサーディスクからの検出信号をディスク
幅で除算することにより圧延板の幅方向の張力を求め
る。また、圧延板の板端部に位置して部分的に当接して
いるセンサーディスクにおいては、圧延板に対するセン
サーディスクの当接面と全面との割合をカバー率として
初期設定し、このカバー率を補正係数として用いること
により張力を求めるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、圧延板の板端部の張力をカバー率の補正に
より得る構成では、圧延の開始前にカバー率を正確に求
めて初期設定を十分に行っても、圧延の開始時に圧延板
が蛇行すると、初期設定したカバー率に誤差が生じるた
め、板端部における張力の検出精度が低下することにな
る。そして、この検出精度の低下は、板端部の平坦度の
測定を不正確にすると共に、圧延中のサーマルクラウン
により圧延板の板端部において極端に高い張力が発生し
たときに、この高い張力の発生を見過ごして圧延板の破
断を生じさせるという問題を招来することになる。

【０００５】そこで、本発明は、板端部の平坦度を高精
度に検出することができると共に、圧延中の圧延板の破
断を防止することができるように、板端部の張力を高精
度に検出することができる圧延板の形状検出装置を提供
しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧延板の幅方向の張力分布を基にして該
圧延板の形状を検出する圧延板の形状検出装置におい
て、前記圧延板の幅方向における各部の張力を測定する
ように複数のセンサーディスクを備えたセンサーロール
手段と、前記センサーロール手段を前記圧延板の幅方向
に移動可能なロール移動手段と、前記ロール移動手段に
より前記センサーロール手段を所定の移動量で移動さ
せ、この移動の前後における前記センサーディスクによ
る張力測定値と、該センサーディスクのディスク幅およ
び移動量とを基にして前記幅方向の張力分布を求める張
力分布算出手段とを備えたことを特徴としている。これ
により、センサーディスクのディスク幅の解像度で張力
分布を測定した場合と比較して、ディスク幅よりも小さ
な移動量に対応した幅方向の解像度で張力分布を測定す
ることができるため、圧延板の板端部の平坦度を高精度
に検出することができると共に、圧延中における張力変
動を確実に捕らえて圧延板の破断を防止することができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図５に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る圧
延板の形状検出装置は、図５に示すように、アルミ板等
の非鉄金属や鋼板等の薄板状の圧延板３の幅方向の張力
分布を検出することによって、圧延板３の形状を測定す
るものであり、圧延板３の幅方向の張力（荷重）分布を
検出するセンサーロール装置４と、センサーロール装置
４からの荷重信号等を基にして圧延板３の形状を求める
形状検出機５とを有している。尚、形状とは、圧延板３
の幅方向における平坦度を意味している。

【０００８】上記のセンサーロール装置４は、圧延機１
および巻取機２間に配設されており、圧延板３が圧延機
１から巻取機２に走行する際に、この圧延板３に面状に
当接するセンサーロール７を回転自在に有している。セ
ンサーロール７は、図１に示すように、圧延板３の幅方
向に配設された複数のセンサーディスク８…と、これら
のセンサーディスク８…を一体的に連結した回転軸９と
を有している。各センサーディスク８は、所定のディス
ク幅Ｂに設定されており、センサーディスク８の内部に
は、図示しない圧力センサが備えられている。そして、
圧力センサは、圧延板３がセンサーディスク８の外周面
に当接することにより発生するラジアル荷重（張力測定
値）を検出し、張力測定信号ａとして出力するようにな
っている。

【０００９】一方、センサーディスク８…を連結した回
転軸９は、両端部が支持部材１１・１１により回転自在
に軸支されており、走行する圧延板３に従動させてセン
サーディスク８…を回転させるようになっている。さら
に、回転軸９の一端側には、回転トランスミッタ部１０
が設けられており、回転トランスミッタ部１０は、回転
するセンサーディスク８…から出力される張力測定信号
ａを所定位置から外部の形状検出機５に出力させるよう
になっている。

【００１０】上記のセンサーロール７および回転トラン
スミッタ部１０は、支持部材１１・１１を介して台車１
２に設けられている。台車１２は、レール部材１３によ
り移動方向が圧延板３の幅方向に規制されていると共
に、ロッド部材１４ａ等を備えたロール移動機構１４に
より移動可能にされている。ロール移動機構１４は、形
状検出機５からセンサーロール移動・停止信号ｂが入力
されるようになっており、センサーロール移動・停止信
号ｂは、図３に示すように、ミドルレベルの停止指令電
圧と、ハイレベルの往動指令電圧と、ローレベルの復動
指令電圧との３段階の指令電圧からなっている。そし
て、図１に示すように、ロール移動機構１４は、これら
のセンサーロール移動・停止信号ｂの指令電圧に応じて
ロッド部材１４ａを進退移動させることによって、台車
１２（センサーロール７）を停止、往動、および復動さ
せるようになっている。

【００１１】また、ロール移動機構１４には、図示しな
い変位計が備えられており、変位計は、台車１２（セン
サーロール７）が中央測定位置、一方端測定位置、およ
び他方端測定位置に到達したときに移動完了信号ｃを形
状検出機５に出力するようになっている。

【００１２】上記の移動完了信号ｃおよび張力測定信号
ａが入力される形状検出機５は、図２の形状検出処理ル
ーチンを実行可能になっており、このルーチンの実行に
より算出された形状データを形状表示装置１５に出力す
ることによって、圧延板３の形状を図４の分布状態のよ
うに表示させるようになっている。即ち、形状検出機５
は、形状検出処理ルーチンを実行することによって、移
動完了信号ｃおよびセンサーロール移動・停止信号ｂを
用いてセンサーロール７を圧延板３の幅方向に往復移動
させ、センサーロール７が一方端測定位置、中央測定位
置、および他方端測定位置に到達したときに、これらの
測定位置におけるセンサーロール７からの張力測定信号
ａを取り込み、圧延板３の形状データを求めて形状表示
装置１５に出力するようになっている。

【００１３】次に、各測定位置の張力測定信号ａを基に
して圧延板３の形状データを求める方法を具体的に説明
する。

【００１４】センサーロール７における各センサーディ
スク８のディスク幅をＢ、圧延板３の張力分布をｆ
（ｘ）、ｘを圧延機の幅方向の中心部から測定した幅方
向の長さとすると、板中央からｎ番目のセンサーディス
ク８に付与される張力Ｆｎは、（１）式のように示すこ
とができる。

【００１５】

【数１】

【００１６】これに対し、センサーディスク８をδだけ
移動させたときのｎ番目のセンサーディスク８に掛かる
張力Ｆ’ｎは、（２）式のように示すことができる。

【００１７】

【数２】

【００１８】ここで、ｍ番目のセンサーディスク８上に
圧延板３の板端が存在していると仮定して（３）式のよ
うにｇm を定義する。

【００１９】

【数３】

【００２０】上式において、δを十分に小さくすると、
ｇm ＝ｆ（ｎＢ）とすることができる。これは、ディス
ク幅がＢであったものを任意に変更可能なδに置き換え
たものに相当することから、板端近傍での張力分布の幅
方向の解像度を向上させることができることを意味して
いる。さらに、ｘ＝ｎＢ以外の板端近傍の張力分布は、
ｘ＝ｎＢ＋δを基準に再度δ’（微小量）移動させるこ
とによって、同様に求めることができる。また、板端以
外のセンサーディスク８については、（４）式が成立す
る。

【００２１】

【数４】

【００２２】従って、圧延板３の板端部（ｋ＝１）にお
けるセンサーディスク８の張力ｇmを形状データとして
求めることができれば、圧延板３の中央部までの張力ｇ
m-1(δ) を形状データとして求めることが可能となる。

【００２３】上記の構成において、圧延板の形状検出装
置の動作について説明する。尚、以降の説明において
は、ディスク幅Ｂが２５ｍｍおよびディスク数が８０個
のセンサーディスク８…（ディスク番号ｎ＝１〜８０）
によりセンサーロール７を形成し、このセンサーロール
７をロール移動機構１４により５（ｍｍ）単位で移動さ
せることによって、１０２０ｍｍ幅の圧延板３の形状を
求めるものとする。

【００２４】先ず、図１および図２に示すように、セン
サーロール７を中央測定位置（０ｍｍ位置）に位置決め
し、測定数変数ｉを“１”に設定し、張力測定値Ｆｎ
（ｉ）等を格納する記憶部をクリアすることによって、
初期設定を行う（Ｓ１）。この後、図５に示すように、
圧延機１および巻取機２が作動されることによって、圧
延板３がセンサーロール７に所定の巻き付け角で面状に
当接されながら、圧延板３の巻き取りが開始されると、
図１に示すように、圧延板３とセンサーロール７との当
接により発生した各部のラジアル荷重（張力）がセンサ
ーロール７のセンサーディスク８…により検出される。
そして、この検出値である張力測定値F1(i) ...Fm
(i)...F80(i) が張力測定信号ａとして出力されると、
これらの張力測定値F1(i)...Fm(i)...F80(i)を取り込
み、各センサーディスク８のディスク番号ｎ（ｎ＝１〜
８０）に対応させながら図示しない記憶部に格納する
（Ｓ２）。

【００２５】全センサーディスク８…の張力測定値F1
(i)...Fm(i)...F80(i)の格納が完了すると、圧延板３の
板端に存在するセンサーディスク８（ディスク番号ｍ）
により測定された張力測定値Fm(i) を基準にして、他の
センサーディスク８により測定された各部（ｎ＝１〜８
０）の張力測定値F1(i)...F80(i)との張力差を求め、こ
れらの張力差およびディスク番号ｎ（ｎ＝１〜８０）を
圧延板３の形状データとして形状表示装置１５に出力す
る。そして、形状表示装置１５において、図４に示すよ
うに、張力差を縦軸、ディスク番号を横軸にとった棒グ
ラフを表示させることによって、中央測定位置において
測定した圧延板３の幅方向の形状を画面表示させる（Ｓ
３）。

【００２６】次に、図１および図３に示すように、所定
の待機時間（３秒）の経過後に、ロール移動機構１４に
対して往動指令電圧のセンサーロール移動・停止信号ｂ
を出力し、ロール移動機構１４のロッド部材１４ａを進
出させることによって、台車１２と共にセンサーロール
７を往動させる。そして、センサーロール７が往動によ
り中央測定位置から一方端測定位置（＋５ｍｍ位置）に
移動すると、この移動量δを監視していた変位計が移動
完了信号ｃを形状検出機５に出力する。これにより、移
動完了信号ｃによりセンサーロール７が一方端測定位置
に到達したことを認識し、センサーロール移動・停止信
号ｂを往動指令電圧から停止指令電圧に切り換えてセン
サーロール７を停止させる（Ｓ４）。

【００２７】この後、一方端測定位置におけるセンサー
ロール７の各センサーディスク８からの張力測定信号ａ
を取り込み、これらのセンサーディスク８…により測定
された張力測定値F'1(i)...F'm(i)...F'80(i) を各セン
サーディスク８のディスク番号ｎ（ｎ＝１〜８０）に対
応させながら図示しない記憶部に格納する（Ｓ５）。

【００２８】これらのセンサーディスク８…の張力測定
値F'1(i)...F'm(i)...F'80(i) の格納が完了すると、測
定数変数ｉが“１”であるか否かを判定することによっ
て、前回測定分の他方端測定位置（−５ｍｍ位置）にお
ける張力測定値F"1(i-1)...F"m(i-1)...F"80(i-1) が存
在するか否かを判定し（Ｓ６）、存在していれば（Ｓ
６，ＹＥＳ）、一方端測定位置において板端に存在する
ディスク番号ｍのセンサーディスク８により測定された
張力測定値Ｆ'm(k) と、他方端測定位置において板端に
存在するディスク番号ｍのセンサーディスク８により測
定された張力測定値Ｆ"m(k) と、ディスク幅Ｂおよび移
動量δとを基にして、ｇm ＝（Ｆ'm−Ｆ"m）・Ｂ／２δ
の関係式から板端部における新たな張力測定値ｇm を算
出する。

【００２９】さらに、この張力測定値ｇm とｇm-k ＝
（Ｆm-k −Ｆ'm-k）・Ｂ／２δ＋ｇm-k+1 の関係式とを
基にして各部の張力測定値g1(i)...g80(i)を算出する。
そして、板端に存在するセンサーディスク８（ディスク
番号ｍ）における張力測定値gm(i) を基準にして、各部
（ｎ＝１〜８０）の張力測定値g1(i)...g80(i)との張力
差を求め、これらの張力差およびディスク番号ｎ（ｎ＝
１〜８０）を圧延板３の形状データとして形状表示装置
１５に出力し、形状表示装置１５において、図４の点グ
ラフのように一方端測定位置において測定した圧延板３
の幅方向の形状を画面表示させる（Ｓ７）。

【００３０】上記のＳ７の実行後、およびＳ６において
第１回目の測定でないと判定した場合には（Ｓ１，ＹＥ
Ｓ）、図１および図３に示すように、所定の待機時間
（３秒）の経過後に、ロール移動機構１４に対して復動
指令電圧のセンサーロール移動・停止信号ｂを出力し、
ロール移動機構１４のロッド部材１４ａを後退させるこ
とによって、台車１２と共にセンサーロール７を復動さ
せる。そして、センサーロール７が復動により一方端測
定位置から中央測定位置に移動すると、この移動量δを
監視していた変位計が移動完了信号ｃを形状検出機５に
出力する。これにより、移動完了信号ｃによりセンサー
ロール７が中央測定位置に到達したことを認識し、セン
サーロール移動・停止信号ｂを復動指令電圧から停止指
令電圧に切り換えてセンサーロール７を停止させる（Ｓ
８）。

【００３１】この後、中央測定位置におけるセンサーロ
ール７の各センサーディスク８からの張力測定信号ａを
取り込み、これらのセンサーディスク８…により測定さ
れた張力測定値F1(i)...Fm(i)...F80(i)を各センサーデ
ィスク８のディスク番号ｎ（ｎ＝１〜８０）に対応させ
ながら図示しない記憶部に格納する（Ｓ９）。そして、
圧延板３の板端に存在するセンサーディスク８（ディス
ク番号ｍ）により測定された張力測定値Fm(i) を基準に
して、他のセンサーディスク８により測定された各部
（ｎ＝１〜８０）の張力測定値F1(i)...F80(i)との張力
差を求め、これらの張力差およびディスク番号ｎ（ｎ＝
１〜８０）を圧延板３の形状データとして形状表示装置
１５に出力し、図４の棒グラフを表示させることによっ
て、中央測定位置において測定した圧延板３の幅方向の
形状を画面表示させる（Ｓ１０）。

【００３２】次に、図１および図３に示すように、所定
の待機時間（３秒）の経過後に、ロール移動機構１４に
対して復動指令電圧のセンサーロール移動・停止信号ｂ
を出力し、ロール移動機構１４のロッド部材１４ａをさ
らに後退させることによって、台車１２と共にセンサー
ロール７を復動させる。そして、センサーロール７が復
動により中央測定位置から他方端測定位置（−５ｍｍ位
置）に移動すると、この移動量δを監視していた変位計
が移動完了信号ｃを形状検出機５に出力する。これによ
り、移動完了信号ｃによりセンサーロール７が他方端測
定位置に到達したことを認識し、センサーロール移動・
停止信号ｂを復動指令電圧から停止指令電圧に切り換え
てセンサーロール７を停止させる（Ｓ１１）。そして、
他方端測定位置におけるセンサーロール７の各センサー
ディスク８からの張力測定信号ａを取り込み、これらの
センサーディスク８…により測定された張力測定値F"1
(i)...F"m(i)...F"80(i) を各センサーディスク８のデ
ィスク番号ｎ（ｎ＝１〜８０）に対応させながら図示し
ない記憶部に格納する（Ｓ１２）。

【００３３】これらのセンサーディスク８…の張力測定
値F"1(i)...F"m(i)...F"80(i) の格納が完了すると、一
方端測定位置において測定された張力測定値Ｆ'm(k)
と、他方端測定位置において測定された張力測定値Ｆ"m
(k) とを基にして、ｇm ＝（Ｆ'm−Ｆ"m）・Ｂ／２δの
関係式から板端部における新たな張力測定値ｇm を算出
する。さらに、この張力測定値ｇm とｇm-k ＝（Ｆm-k
−Ｆ"m-k）・Ｂ／２δ＋ｇm-k+1 の関係式とを基にして
各部の張力測定値g1(i)...g80(i)を算出する。そして、
圧延板３の板端に存在するセンサーディスク（ディスク
番号ｍ）における張力測定値gm(i) を基準にして、各部
（ｎ＝１〜８０）の張力測定値g1(i)...g80(i)との張力
差を求め、これらの張力差およびディスク番号ｎ（ｎ＝
１〜８０）を圧延板３の形状データとして形状表示装置
１５に出力し、形状表示装置１５において、図４の点グ
ラフのように他方端測定位置において測定した圧延板３
の幅方向の形状を画面表示させる（Ｓ１３）。

【００３４】この後、図１および図３に示すように、所
定の待機時間（３秒）の経過後に、ロール移動機構１４
に対して往動指令電圧のセンサーロール移動・停止信号
ｂを出力し、ロール移動機構１４のロッド部材１４ａを
進出させることによって、台車１２と共にセンサーロー
ル７を往動させる。センサーロール７が往動により他方
端測定位置から中央測定位置に移動すると、この移動量
δを監視していた変位計からの移動完了信号ｃによりセ
ンサーロール７を停止させる（Ｓ１４）。

【００３５】上記のようにして一連の測定位置（中央→
一方端→中央→他方）における測定および形状の表示が
完了すると、測定数変数ｉを確認することによって、今
回の一連の測定および表示が最終回であるか否を判定し
（Ｓ１５）、最終回でなければ（Ｓ１５，ＮＯ）、測定
数変数ｉを“１”カウントアップした後（Ｓ１６）、Ｓ
２から再実行して測定および表示を行うことになる。一
方、最終回であれば（Ｓ１５，ＹＥＳ）、本ルーチンを
終了する。

【００３６】このように、本実施形態における圧延板の
形状検出装置は、図１に示すように、圧延板３の幅方向
における各部の張力を測定するように複数のセンサーデ
ィスク８…を備えたセンサーロール７（センサーロール
手段）と、このセンサーロール７を圧延板３の幅方向に
移動可能なロール移動機構１４（ロール移動手段）と、
ロール移動機構１４によりセンサーロール７を所定の移
動量δ（例えば５ｍｍ単位）で移動させ、この移動の前
後におけるセンサーディスク８…による張力測定値（例
えば図２のＳ２およびＳ５におけるF1(i)...Fm(i)...F8
0(i)およびF'1(i)...F'm(i)...F'80(i) ）、センサーデ
ィスク８のディスク幅Ｂ（例えば２５ｍｍ）、および移
動量δ（例えば５ｍｍ）を基にして幅方向の張力測定値
g1(i)...gm(i)...g80(i)を求める形状算出ルーチンを実
行可能な形状検出機５（張力分布算出手段）とを備えた
構成にされている。

【００３７】これにより、センサーディスク８のディス
ク幅Ｂの解像度で張力分布を測定した場合と比較して、
ディスク幅Ｂよりも小さな移動量δに対応した幅方向の
解像度で張力分布を測定することができるため、圧延板
３の板端部の平坦度を高精度に検出することができると
共に、圧延中における張力変動を確実に捕らえて圧延板
３の破断を防止することができるようになっている。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、圧延板の幅方向の張力分布を
基にして該圧延板の形状を検出する圧延板の形状検出装
置において、前記圧延板の幅方向における各部の張力を
測定するように複数のセンサーディスクを備えたセンサ
ーロール手段と、前記センサーロール手段を前記圧延板
の幅方向に移動可能なロール移動手段と、前記ロール移
動手段により前記センサーロール手段を所定の移動量で
移動させ、この移動の前後における前記センサーディス
クによる張力測定値と、該センサーディスクのディスク
幅および移動量とを基にして前記幅方向の張力分布を求
める張力分布算出手段とを備えた構成である。これによ
り、センサーディスクのディスク幅の解像度で張力分布
を測定した場合と比較して、ディスク幅よりも小さな移
動量に対応した幅方向の解像度で張力分布を測定するこ
とができるため、圧延板の板端部の平坦度を高精度に検
出することができると共に、圧延中における張力変動を
確実に捕らえて圧延板の破断を防止することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延板の形状検出装置の動作状態を示す説明図
である。

【図２】形状算出処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図３】圧延板の形状検出装置の動作のタイミングチャ
ートである。

【図４】張力差とセンサー番号との関係を示す説明図で
ある。

【図５】圧延板の形状検出装置の概略構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１圧延機２巻取機３圧延板４センサーロール装置５形状検出機７センサーロール８センサーディスク９回転軸１０回転トランスミッタ部１１支持部材１２台車１３レール部材１４ロール移動機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延板の幅方向の張力分布を基にして該
圧延板の形状を検出する圧延板の形状検出装置におい
て、前記圧延板の幅方向における各部の張力を測定するよう
に複数のセンサーディスクを備えたセンサーロール手段
と、前記センサーロール手段を前記圧延板の幅方向に移動可
能なロール移動手段と、前記ロール移動手段により前記センサーロール手段を所
定の移動量で移動させ、この移動の前後における前記セ
ンサーディスクによる張力測定値と、該センサーディス
クのディスク幅および移動量とを基にして前記幅方向の
張力分布を求める張力分布算出手段とを備えたことを特
徴とする圧延板の形状検出装置。