JPH11254139A - 溶接台車の走行制御装置 - Google Patents
溶接台車の走行制御装置Info
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- JPH11254139A JPH11254139A JP6356598A JP6356598A JPH11254139A JP H11254139 A JPH11254139 A JP H11254139A JP 6356598 A JP6356598 A JP 6356598A JP 6356598 A JP6356598 A JP 6356598A JP H11254139 A JPH11254139 A JP H11254139A
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Abstract
の、速度追従精度を高くする。溶接台車に鋼板を保持し
た後の鋼板の張力変動を回避する。 【解決手段】 移動する先行鋼板の尾端及び後行鋼板の
先端を保持した上で、溶接手段を用いて、鋼板と共に走
行し前記尾端と先端を溶接する溶接台車の走行制御装置
において、溶接台車が先行鋼板の尾端及び後行鋼板の先
端を保持するまでは溶接台車を速度制御し、保持後は、
溶接台車の走行抵抗に相当する走行抵抗補償トルクと、
溶接台車の慣性を速度目標値の変動だけ加減速するに相
当する加減速補償トルクを出力するように、溶接台車の
走行制御方式を切り替えることを特徴とする。
Description
後行鋼板の先端を接合することによりエンドレス操業を
行うことを狙った鉄鋼圧延ラインや表面処理ラインなど
において、先,後鋼板同士を走間にて溶接する溶接台車
に関するものである。
板と溶接台車の相対速度を零にする必要がある。ライン
速度そのものを零とすることが可能なラインの場合は問
題が無いが、それが不可能な場合、従来は表面処理ライ
ンなどにおいてはライン内にルーパーと呼ばれる鋼板蓄
積装置を設け、その入,または出側においては生産ライ
ンの速度を保ちながら、蓄積装置の反対側では鋼板を止
めて溶接することを可能としていた。
のように、鋼板が分厚く、また温度管理が厳しい場合に
は、ルーパーなどを用いて鋼板速度を零とすることは不
可能である。従ってこのような場合には溶接台車を鋼板
の移動速度に追従させることが行なわれている。すなわ
ち、図3に示すように鋼板に対して溶接台車の拘束を解
除している状態で、先行鋼板の尾端に後鋼鋼板の先端を
溶接すべきタイミングになると、図4に示すように溶接
台車の走行を開始して先行鋼板の速度(下流の仕上圧延
機の圧延速度)への増速を行ない、溶接台車の走行速度
が先行鋼板の速度に合致したときに、図5に示すよう
に、溶接台車の増速を止めて溶接台車上の先行材クラン
パにて先行鋼板を保持(拘止)する。その後後行鋼板が
増速してその先端が図6に示すように溶接台車の所定位
置に達すると、後行鋼板の増速を止めて、図7に示すよ
うに後行材クランパにて後行鋼板を保持する。そして図
8に示すように、溶接台車を鋼板と同速度で走行駆動し
つつ、先行鋼板の尾端に後行鋼板の先端を溶接する。
には、溶接台車の走行速度を先行鋼板の速度に厳密に追
従させ、鋼板と溶接台車の相対速度を零とすることが必
要となり、溶接台車は速度制御装置を有することが必須
となる。
ムの概要を示す。レーザドップラー式板速度計51は、
鋼板に対して照射したレーザ光の反射により鋼板検出を
行うとともに、反射光の周波数ずれから先行鋼板の移動
量を検出し、鋼板検出中は先行鋼板の速度に同期した速
度同期パルスを発生する。レーザドラップラー板速度計
51が設置出来ない場合や板速度計故障の場合のため
に、先行鋼板の移動速度と実質上同一速度の周速度で回
転するローラにパルス発生器52が結合しており、この
パルス発生器52が、ローラの所定微小角度の回転につ
き1パルスの速度同期パルスを発生する。目標発生器6
0は板速度計51もしくはパルス発生器52が発生する
速度同期パルスに基づいて先行鋼板の速度を算出する。
先行鋼板の尾端が鋼板検出器53を通過すると鋼板検出
器53が鋼板検出から非検出に切換わり、これに応答し
て目標発生器60が、速度同期パルスのカウント(尾端
の移動距離計測)を開始すると共に、溶接台車の略所定
長の走行の間に、溶接台車の走行速度を先行鋼板の速度
にまで増速するための増速パタ−ン(カウント値対応の
速度目標値すなわち時系列の速度目標値分布)を演算に
より決定し、速度同期パルスのカウント値に対応する速
度目標値を減算器11に出力する。一方、溶接台車の車
輪の所定微小角度の回転につき1パルスの速度同期パル
スをパルス発生器41が発生して溶接台車の走行速度を
表わす速度実績値が減算器11に与えられる。
速度実績値)を速度制御装置12に与える。速度制御装
置12は通常PID(比例,積分,微分)演算器であ
り、速度偏差に対応する通電電流値をモ−タドライバに
与える。すなわち、速度偏差を零とするためのモ−タ電
流値を算出してそれを目標電流としてモ−タドライバ2
0dに与える。モ−タドライバ20dは、溶接台車の車
輪を回転駆動する電気モ−タ20mの通電電流値を目標
電流値とするように、電気モ−タ20mに通電する。
を先行鋼板の移動速度に合せるためには、鋼板速度を速
度目標値とする厳密な速度制御を行う必要がある。一方
で、溶接台車が先行鋼板と速度同期を完了し、溶接のた
めに先,後行鋼板の先,尾端を保持(拘束)した後の状
態を考えると、鋼板は先端ないしは尾端を溶接台車によ
り拘束され、他方を熱延仕上圧延機や通板用ピンチロー
ル等に拘束される状態となるため、溶接台車の速度が圧
延機あるいはピンチロールの通板速度と完全に一致しな
かった場合は、図10に示すように、速度差が鋼板の張
力として蓄積される問題が発生する。
束した後は、溶接台車を更に厳密に速度制御することが
必要になるわけであるが、現実にはパルス発生器41,
52などの速度検出器の誤差、ノイズによる制御性能の
低下や、圧延機やピンチロールのロール磨耗等に起因す
る通板速度の乱れによって、溶接台車速度を鋼板速度に
完全に一致させることは不可能である。このため通常
は、溶接台車の速度制御系にドルーピングを加えること
により、速度誤差がある場合でも、速度に張力が変動す
ることを防止しようとしている。ドル−ピングとは、上
述の溶接台車の速度制御の場合には、溶接台車の電気モ
−タ20mに急峻なトルク変動が発生しないように、そ
のトルクTSの大きさに応じて溶接台車の目標速度を補
正するものである。例えば、先行鋼板の速度(台車目標
速度)をS0、圧延機が先行鋼板に与えるトルクをT
0、ドルーピングゲインをDGとおいた時、 目標速度補正値y1=DG×S0×TS/T0 ・・・(1) を補正値として、その分溶接台車の目標速度を下げる。
ドルーピングゲインDGは、先行鋼板の張力変動の許容
範囲に従って定められる。
て鋼板への初期の速度追従性が悪化するという問題があ
った。また鋼板拘束後に関しても、ドルーピングが効果
を発揮するのは鋼板張力がある程度大きくなった状態で
あるので、鋼板の張力変動は避けられないという問題が
ある。本発明はこの種の問題を改善することを目的とす
る。
鋼板の尾端及び後行鋼板の先端を保持した上で、溶接手
段を用いて、鋼板と共に走行し前記尾端と先端を溶接す
る溶接台車の走行制御装置において、溶接台車が先行鋼
板の尾端及び後行鋼板の先端を保持するまでは溶接台車
を速度制御し、保持後は、溶接台車の走行抵抗に相当す
る走行抵抗補償トルクと、溶接台車の慣性を速度目標値
の変動だけ加減速するに相当する加減速補償トルクを出
力するように、溶接台車の走行制御方式を切り替えるこ
とを特徴とする。
及び後行鋼板の先端を拘束するまでは、速度制御によっ
て溶接台車が鋼板速度に追従し、追従性が高い。したが
って、 溶接台車速度が鋼板速度に同期するまでの時間を短縮
でき、溶接台車の助走区間を短縮できる、 鋼板と溶接台車の相対速度誤差を小さくでき、鋼板を
保持するクランパの機械強度を小さく設定できる、とい
った利点がある。
車の走行抵抗に相当する走行抵抗補償トルクと、溶接台
車の慣性を速度目標値の変動分だけ加減速するに相当す
る加減速補償トルクを出力するように、溶接台車の走行
制御方式を切り替えるので、鋼板保持後も鋼板に対する
溶接台車の速度追従性も高い。すなわち、溶接台車は自
身の走行抵抗を打ち消す分の力と自身を加減速する力に
ついては発生するが、鋼板の張力に起因する外力に対し
ては何ら抵抗力を発しないので、溶接台車の前後張力差
に応じて台車は自由に動くことができ、張力が大きく変
動することを防止できる。このことによって鋼板を保持
するクランパの機械強度を小さく設定しても、溶接動作
に対して張力が悪影響を及ぼすことを防止できる。
の演算は台車の加減速率に台車の慣性を乗じることによ
り行うが、台車加減速率の演算には、台車速度目標値を
用いる方法と、台車速度実績値を用いる方法の2種類が
ある。
この実施態様を、図9に示す溶接台車の速度制御装置に
適用する場合について説明すると、図1の機械装置30
が、図9上の電気モ−タ20mの出力軸と車輪とを連結
する動力伝達機構に、図1のトルク発生器20が図9上
のモ−タドライバ20dおよび電気モ−タ20mに、該
当する。図1の速度検出器40は、図9に示すパルス発
生器41とそれが発生する速度同期パルスに基づいて溶
接台車の走行速度(速度実績値)を算出する演算器を含
む。図9に示す目標発生器52が発生する速度目標値
が、図1に示す走行制御装置10の減算器11および第
2切替スイッチSW2のC接点に与えられる。
5,6)は厳密な速度制御を行うために第1切替スイッ
チSW1を図示A接点側に切り替えておく。これにより
PID演算器であるフィ−ドバック制御器12による速
度制御が有効となって、溶接台車の速度が、目標発生器
60が与える速度目標値に厳密に制御される。
鋼板への速度追従(速度同期)を完了すると(図6)、
溶接台車は先行材尾端および後行材先端をクランパによ
り保持する(図7)が、保持すると同時に第1切替スイ
ッチSW1を図示B接点側に切り替える。スイッチSW
1の切替えとともに、フィ−ドバック制御器12の出力
は無効となり、代わりに走行抵抗補償トルクに相当す
る、外部から与えられているトルク基準と、加減速補償
トルク演算器13から出力されるトルク基準の、加算値
が有効になる。すなわちトルク発生器20(の中のモ−
タドライバ)に与えられる。これにより、走行制御装置
10は、鋼板の張力に起因する外力に対しては何ら抵抗
力を発しない制御系となる。
微分器14および乗算器15による、溶接台車の加減速
相当トルクの演算は、溶接台車の加減速率に、外部から
与えられる台車の慣性値を乗じることにより行うが、台
車加減速率の演算には、速度目標値を用いる態様(第2
切替スイッチSW2を図1上のC接点側に接の状態)
と、台車の実速度すなわち速度実績値を用いる態様(第
2切替スイッチSW2を図1上のD接点側に接の状態)
の2種類がある。厳密な台車の加減速率を用いたい場合
には第2切替スイッチSW2をD接点側に接とするが、
速度実績値のノイズが問題になる場合、または目標発生
器60から送られる速度目標値の加減速分のみ制御した
い場合には、第2切替スイッチSW2はC接点側に接と
する。
の速度目標値と速度実績値(SPEED)ならびに後行鋼板の
張力(TENSION 1)および先行鋼板の張力(TENSION 2)を、
図2に示し、比較例として、図9の従来の制御系による
ものを図11に示す。いずれのデ−タも、先行鋼板への
速度追従(速度同期)を完了した後のものである。
外乱によって鋼板張力が大きく変動してしまうことが分
かる。これに対して、本発明の図1に示す実施態様によ
れば、図2に示すように、張力変動が小さく抑えられる
ことが分かる。
ブロック図である。
御に用いた場合の、溶接台車の速度目標値と速度実績値
(SPEED)ならびに後行鋼板の張力(TENSION 1)および先行
鋼板の張力(TENSION 2)を示すグラフである。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、溶接台車が待機中の状態を示す。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、溶接台車が走行を開始する状態を示す。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、溶接台車の走行速度が先行鋼板の移動速
度に達した状態を示す。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、溶接台車が先行鋼板の移動速度と同じ速
度で走行し、後行鋼板が先行鋼板の移動速度に合致した
状態を示す。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、溶接台車,先行鋼板および後行鋼板が、
クランプにより一体連接となった状態を示す。
るために溶接する溶接台車の3者の位置関係を示すブロ
ック図であり、先行鋼板と後行鋼板を連続とするために
溶接している状態を示す。
を示すブロック図である。
先行鋼板および後行鋼板を、クランプにより一体連接と
した状態での、先行,後行鋼板に張力が発生する原因を
示すブロック図である。
合の、溶接台車の速度目標値と速度実績値(SPEED)なら
びに後行鋼板の張力(TENSION 1)および先行鋼板の張力
(TENSION 2)を示すグラフである。
器 16:加算器 20d:モ−
タドライバ 20m:電気モ−タ 41:パル
ス発生器 51:レーザドップラー式板速度計 52:パルス発生器 53:鋼板
検出器
Claims (1)
- 【請求項1】移動する先行鋼板の尾端及び後行鋼板の先
端を保持した上で、溶接手段を用いて、鋼板と共に走行
し前記尾端と先端を溶接する溶接台車の走行制御装置に
おいて、 溶接台車が先行鋼板の尾端及び後行鋼板の先端を保持す
るまでは溶接台車を速度制御し、保持後は、溶接台車の
走行抵抗に相当する走行抵抗補償トルクと、溶接台車の
慣性を速度目標値の変動だけ加減速するに相当する加減
速補償トルクを出力するように、溶接台車の走行制御方
式を切り替えることを特徴とする溶接台車の走行制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06356598A JP3533080B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 溶接台車の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06356598A JP3533080B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 溶接台車の走行制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11254139A true JPH11254139A (ja) | 1999-09-21 |
JP3533080B2 JP3533080B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=13232900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06356598A Expired - Fee Related JP3533080B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 溶接台車の走行制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3533080B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06356598A patent/JP3533080B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3533080B2 (ja) | 2004-05-31 |
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