JPH11277135A - コイル払い出し方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、コイル状に巻かれた帯状材または
線状材を処理部に払い出す際の、払い出し初期の払い出
し方法と装置に関する。 【解決手段】 ペイオフリールと処理部の間に設置され
たピンチロールで帯状材または線状材の先端部が通過し
た後ピンチを行い、少なくともペイオフリールと処理部
の間に張力が確定するまでの間、ペイオフリールとピン
チロールの間の張力をフィードバック制御によって一定
に制御しつつ、ペイオフリールとピンチロールの速度制
御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル状に巻かれ
た帯状材または線状材を払い出す際の、払い出し初期の
払い出し方法と装置に関するものであり、とくに、表面
の庇を嫌う鋼帯の処理部に好適である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、処理部における処理のために、
帯状材または線状材を巻き取り、払い出すにあたって
は、処理部にて全体の速度管理を行い、コイルへの巻き
取りとコイルからの払い出しのブロックでは張力制御に
主眼をおきつつ、その下位で速度制御を行う（例えば、
特開平3-77710 号公報に記載）。

【０００３】以下では、帯状材または線状材を鋼帯で代
表させ、その払い出しに絞って説明を行う。鋼帯のコイ
ル払い出し装置において、鋼帯の先端部がまだ処理部に
達していなかったり、処理部側でまだ鋼帯を拘束するま
でに至らず、コイル払い出し装置との間に張力を付与で
きない状態であるときは、ライン全体との兼ね合いで速
度・張力を制御する必要はないものの、コイルの巻き緩
みを防止するための張力をペイオフリールとピンチロー
ルとで鋼帯に付与する必要がある（特に、スナバーロー
ルなどのコイルの巻き緩みを防止する機構を備えていな
いペイオフリールの場合がそうである）。

【０００４】しかしながら、上述の一般的な張力制御機
構すなわち張力制御の下位に速度制御を設ける方式は、 (1) ペイオフリールの引っ張りに対抗する力が存在しな
い。すなわち、ピンチロールだけでは力不足である。 (2) 払い出し中に加減速、停止が発生することが多く、
張力変動が大きい。とくにコイルの「緩み」方向に大き
く張力変動した場合、張力制御だけでは対応することが
できない。

【０００５】以上の理由から、このような場合の張力制
御には不向きであると言える。そのため、払い出し装置
の場合、一般的にはペイオフリールと出側に設けたピン
チロールの速度制御を行い、巻き緩み防止に必要な張力
は両者の速度のバランスで付与するという方式が用いら
れている。図３に、その方法を説明する。

【０００６】ピンチロール２は、ペイオフリール１の下
流に設置される。鋼帯Ｓがペイオフリール１から巻き戻
されピンチロール２に達するまで、鋼帯の張力はフリー
となる。そのため、このフリーである期間をできるだけ
短くする必要があり、ピンチロール２はペイオフリール
１の直後に設置することが好ましい。ここで、ペイオフ
リール１、ピンチロール２ともに駆動式であり、これら
の送り出し速度（または回転速度）は、速度制御装置4
a、4bによって速度制御される（ここでは図示しない
が、速度を検出してフィードバックをかけるようにして
速度制御を行ってもよい）。

【０００７】速度制御装置4a、4bは、さらに、やはりこ
こでは図示しない上位制御装置から設定速度の指令を受
け取っている。図３において、鋼帯の払い出し時の動作
は以下の通りである。鋼帯Ｓの先端部がピンチ可能な位
置までピンチロール２を通過した段階で、この通過を図
示しないセンサーで検出し（例えば、ペイオフリールの
回転数カウントや、別途設置の速度測定用ロールの回転
数カウントあるいは光学的に鋼帯先端部の通過を検出す
る方式などで検知しても良い）、ピンチロール２を圧下
し、鋼帯Ｓをピンチする。

【０００８】鋼帯Ｓの先端部が処理部５にまで到達して
処理部との間に張力が生じるまでの間、ペイオフリール
１とピンチロール２の速度制御を行いながら鋼帯Ｓを払
い出していく。このとき、前記の上位制御装置は、ペイ
オフリール１の払い出し速度が相対的にピンチロール２
の送り出し速度より僅かに遅くなるように設定速度を決
定する。こうすることで、ペイオフリールとピンチロー
ルの間に一定の張力が発生する。

【０００９】もし、この張力をかけないとすると、コイ
ルに巻き緩みが発生し、鋼帯同士がすれて鋼帯にすり疵
が発生する。なお、張力をかけすぎると、コイルの巻き
締まりでやはり鋼帯同士がすれるので疵が発生する。ま
た、ピンチロールがスリップすることから張力を維持で
きなくなり、張力が低下し、緩みが発生し、疵発生の原
因となる。

【００１０】なお、処理部に鋼帯の先端部が到達し、処
理部とペイオフリールとの間に張力が発生した後は、ラ
インと払い出し装置の間の定常的な速度・張力制御に移
行する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ピンチロー
ルは速度制御に対し、ほぼ一定の応答性を有するが、ペ
イオフリールの速度指令に対する応答性は、ペイオフリ
ールの慣性が装入されているコイルのサイズによって異
なるため、大きく変動する。このため、速度設定で意図
したとおりの速度差を得ることが出来ず、その結果、張
力も一定にならず変動することになるため、張力不足に
よる緩みが発生し、疵発生の原因となる。また逆に、張
力過剰による巻き締まりも発生する。すなわち、この張
力の変動のために表面品質上のトラブルが発生すること
になる。

【００１２】しかも、近年、鋼帯に対する表面性状への
要求がますます厳しくなってきており、このような疵が
品質不良と評価される場合が従来に比べ増大してきてい
る。本発明は、上記問題を解決し、コイル寸法が変動し
ても張力一定制御が可能な、払い出し方法と装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、コイル状に巻
かれた帯状材または線状材をペイオフリールから処理部
に払い出すに際し、ペイオフリールと処理部の間に設置
されたピンチロールで帯状材または線状材の先端部が通
過した後ピンチを行い、少なくともペイオフリールと処
理部の間に張力が確立するまでの間、ペイオフリールと
ピンチロールの間の張力をフィードバック制御によって
一定に制御しつつ、ペイオフリールとピンチロールの速
度制御を行うことを特徴とするコイル払い出し方法によ
って上記課題を解決したのである。すなわち、本発明の
特徴は速度制御の下位に、張力のフィードバック制御を
設け、一定の張力を維持させることにある。

【００１４】また、上記張力一定の制御を、ペイオフリ
ールの速度制御に張力のフィードバック制御を重畳させ
て行う、すなわち、張力のフィードバック制御をペイオ
フリールの速度制御の下位に設けることが好適であるこ
とを見出したのである。そして、ペイオフリールと、該
ペイオフリールと処理部の間に設置されたピンチロール
を制御してコイル状に巻かれた帯状材または線状材の払
い出しの制御を行うコイル払い出し制御装置であって、
あらかじめ設定した設定速度に基づき、ペイオフリール
（駆動設備を含む）に速度制御出力を出力するペイオフ
リール速度制御装置と、ペイオフリールとピンチロール
の間の張力を検知し、あらかじめ設定した設定張力から
の偏差に基づき、前記ペイオフリール速度制御装置から
出力される速度制御出力に対し補正を行うペイオフリー
ル張力制御装置と、少なくとも払い出された帯状材また
は線状材の先端部をピンチしてからペイオフリールと処
理部の間に張力が確立するまで、ピンチロールを設定速
度で駆動するピンチロール速度制御装置と、を有するこ
とを特徴とするコイル払い出し制御装置によって上記課
題を解決したのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に本発明の構成を示す。以
下、図１において、図３との相違点を重点的に説明す
る。本発明においては、ペイオフリール１と速度制御装
置4aの間に張力フィードバック（ＦＢ）制御装置３を設
けたことが特徴である。

【００１６】ここで、ペイオフリール１などのモータ負
荷電流等からペイオフリールにかかる張力を検知するこ
とができる（張力測定ロール等を別に設けて測定するよ
うにしても良い）。張力ＦＢ制御装置３は、この検知し
た張力値と、図示しない上位制御装置から与えられる設
定張力との差を基にして、ペイオフリール速度制御装置
4aから出力される速度制御出力に対し速度補正を行って
ペイオフリール（の駆動系）に出力する。

【００１７】次に、図１に基づき、その動作を説明す
る。図３に示した従来例と同様、ペイオフリール１とピ
ンチロール２は、張力を発生するように速度差を設定さ
れて速度制御される。通常、速度が一定の状態ではこの
制御のままで不都合はない。今、大径のコイルを払い出
していて、速度指令に減速方向の変化があったとする。
そうすると、ペイオフリールの応答性は鈍感であるた
め、その減速がピンチロールの減速より遅れることにな
る。

【００１８】この結果、図３の従来技術では張力が低下
することになるため、巻き緩みによる疵が発生する危険
が大きくなる。一方、図１に示す本発明の場合は、張力
低下を検出した張力ＦＢ制御装置３よりフィードバック
がかかり、その応答性の悪い分を補償する出力が速度制
御装置4aからの出力に加算されることになり、張力は一
定に保たれる。

【００１９】別のケースとして、小径のあるいは小径と
なったコイルを払い出していて、速度指令に減速方向の
変化があったとする。そうすると、ペイオフリールの応
答性は敏感であるため、ペイオフリールの減速がピンチ
ロールの減速より先に進行することになる。その結果、
従来技術のままでは張力が上昇するが、本発明の場合
は、張力上昇を検出した張力ＦＢ制御装置３により、そ
の応答性の良すぎる分を補償する出力が得られ、その出
力分が速度制御装置4aの出力から差し引かれることにな
るため、張力は一定に保たれるのである。

【００２０】むろん、この間も速度制御は機能し続けて
おり、速度制御の補正分として、上記の張力制御分が重
畳されるのである。なお、加速の場合も、張力の変化方
向が逆となるだけで、上述の説明と同様である。ペイオ
フリールおよびピンチロールの一方もしくは両方の速度
制御装置において、速度のフィードバック制御を行って
もよい。これにより、速度制御および定常制御における
張力制御の精度は向上する。ただし、加減速時には速度
ＦＢのみによっては張力を安定させることはできず、張
力ＦＢ制御により張力の一定が保たれる。

【００２１】また、ピンチロール２と速度制御装置4bの
間に張力ＦＢ制御装置３を入れるようにしても良いが、
ピンチロールはペイオフリールに比べて鋼帯保持力が弱
いので、ピンチロール側単独で張力制御しようとしても
スリップしてしまい、張力制御が機能しない可能性があ
る。そのため、上述のように、ペイオフリール側での制
御を主とすることが好ましい。

【００２２】

【実施例】連続冷間圧延設備の入側コイル払い出し装置
に、図１に示す本発明の制御装置と、図３に示す従来の
制御装置を適用し、比較検討を行った。その結果を、本
発明例と従来例の比較として図２に示す。図２は、鋼帯
の先端不良による切捨量を両者で比較している。

【００２３】ここで、鋼帯の冷間圧延設備は、とくに疵
の発生しやすい無塗油コイルを扱うものとした。なお、
本発明による制御は、鋼帯の先端がピンチロールにピン
チされた時点から処理部との間に張力が確立する時点ま
で、例えば、処理部の上流に鋼帯のクランプ装置を有す
る鋼帯接合装置（図示せず）がある場合（連続処理ライ
ンに多い）は、接合装置入側のクランプ装置によりクラ
ンプされる時点まで機能させ、その後は、通常の速度・
張力制御に移行させている。

【００２４】疵の発生により、従来例では25ｍ前後の先
端部切り捨てを必要とする場合も発生していた。しか
し、本発明の適用により、先端部切り捨ては多くても７
ｍ程度となり、鋼帯の歩留まり向上に大きく寄与してい
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の適用により、帯状材または線状
材の先端部からの張力一定制御が可能となり、疵発生を
防止できるようになったため、帯状材または線状材の歩
留まり向上に大きく寄与できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル払い出し装置の構成図である。

【図２】本発明を適用した例と従来例のコイルの切捨長
を比較するグラフである。

【図３】従来のコイル払い出し装置の構成図である。

【符号の説明】

１ ペイオフリール ２ ピンチロール ３ 張力ＦＢ（フィードバック）制御装置 4a、4b 速度制御装置 ５ 処理部 Ｓ 鋼帯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル状に巻かれた帯状材または線状材
   をペイオフリールから処理部に払い出すに際し、ペイオ
   フリールと処理部の間に設置されたピンチロールで帯状
   材または線状材の先端部が通過した後ピンチを行い、少
   なくともペイオフリールと処理部の間に張力が確立する
   までの間、ペイオフリールとピンチロールの間の張力を
   フィードバック制御によって一定に制御しつつ、ペイオ
   フリールとピンチロールの速度制御を行うことを特徴と
   するコイル払い出し方法。
2. 【請求項２】 上記張力一定の制御を、ペイオフリール
   の速度制御に張力のフィードバック制御を重畳させて行
   うことを特徴とする請求項１記載のコイル払い出し方
   法。
3. 【請求項３】 ペイオフリールと、該ペイオフリールと
   処理部の間に設置されたピンチロールを制御してコイル
   状に巻かれた帯状材または線状材の払い出しの制御を行
   うコイル払い出し制御装置であって、 あらかじめ設定した設定速度に基づきペイオフリールに
   速度制御出力を出力するペイオフリール速度制御装置
   と、 ペイオフリールとピンチロールの間の張力を検知し、あ
   らかじめ設定した設定張力からの偏差に基づき、前記ペ
   イオフリール速度制御装置から出力される速度制御出力
   に対し補正を行うペイオフリール張力制御装置と、 少なくとも払い出された帯状材または線状材の先端部を
   ピンチしてからペイオフリールと処理部の間に張力が確
   立するまで、ピンチロールを設定速度で駆動するピンチ
   ロール速度制御装置と、を有することを特徴とするコイ
   ル払い出し制御装置。