JPS5853063B2 - 移動中にストリップに被覆を施す方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基板を被覆する方法に関し、特に連続被覆工程
で生じる材料の被覆厚の平均値、最小値及び分布を自動
的に制御する方法に関する。

説明する応用例は連続亜鉛めっきラインである。

しかしながら本発明に用いる装置は被覆厚を制御するア
クチュエタと被覆厚を測定するゲージとを有する連続被
覆工程に一般的に適用可能である。

本装置はシートの幅より小さい点（スポット）上の与え
られた最小被覆重量を満たすと共にシートの幅に亘って
与えられた平均被覆重量を保持する装置を備えている。

本装置はこれらの平均及び最小被覆重量のような工程デ
ータを周期的に記録する装置も備えている。

本発明が目的とする型式の標準的な被覆操作では、銅、
すす、アルミニウム等のストリップ材料が、新たな巻か
れたストリップの先端を以前のストリップの後端に溶接
する鼎接機を含む入力部所から洗滌タンクを通して入力
ループ部を構成する貯蔵部へ送られる。

入力ループの最も簡単な型式は標準的には５０フイ−Ｎ
１５ｍ）の深さのループ・ピットへ落ち込むストリップ
の単一のループから基本的に構成される。

その代りに貯蔵ループは「ループ車」に取付けられた固
定ローラの組としてもよい。

ループ車はループを適当に短く又ハ長くスることを可能
にするためにモータによって駆動される。

ループ貯蔵部からストリップは焼な筐し炉を通り、約９
００１１１″（４８０℃）の公称湯度の溶融亜鉛浴のよ
うな被覆浴に進む。

被覆浴において被覆されたストリップは被覆材を冷却す
るのに十分な距離だけ上方に自由走行する。

この走行の間に被覆ストリップは移動ストリップの各側
面に配置された一対のエアナイフを通過する。

これらのエアナイフは加圧空気を被覆面に吹きつけて過
剰被覆材を浴槽に向けて下方へ落すことによって被覆厚
を調節する。

空気流は通常ストリップに対して下向きの角度で当てら
れ、この角度の調節は一般に操作員の必要に応じて行な
われる。

エアナイフは又ストリップから移動可能であり、空気流
の圧力も調節可能である。

ストリップの両側で等しい圧力を保持することにより装
置は最も効果的に動作することがわかっている。

それ故エアナイフ圧に対する調節は両方のエアナイフに
等しく行なわれる。

被覆部所から、ストリップはエアナイフ位置から数百フ
ィートの測定部所へと走行する。

これは測定装置が効果的に動作する環境を与える被覆浴
に最も近い点である。

従来の被覆重量測定はストリップから試験片を取り、各
片の被覆重量を測定することによって行なっている。

ＡＳＴＭ（アメリカ試験材料学会）の要件によると、３
個の片（クーポン）又は試験片はストリップから打抜か
れる。

片は一般に約２〜１／２インチ（６Ｃ１ｎ、）径でスト
リップの中央と各縁から約２インチ（５机）の位置から
取られる。

片の重量が測定され、次いで亜鉛被覆を酸浴処理で除去
し、ストリップ上の被覆重量を決定するために被覆を剥
離した片の重量を再び測定する。

このような試験方法はＡＳＴＭ計量−剥離一計量（ｗｅ
ｉｇｈ−５ｔｒｉｐ −ｗｅｉｇｈ ） （ＷＳ Ｗ
）試験法と呼ばれている。

一般的に２つのＡＳＴＭ要件を満たさなければならない
。

１）全ての片の平均被覆重量は第１の最小平均総被覆重
量より小ぐてはならない。

２）各片の被覆重量は第２の最小平均被覆重量よυ小さ
くてはならない。

例えばＡＳＴＭＧ−９０仕様では、最小平均総被覆重量
は、９０ｏ７／／ｆｔ２であシ、各片は少くとも８０ｏ
ｚ／ｆｔ２の被覆重量をもたなければならない。

加えである場合には少なくとも総被覆の規定パーセント
が試験片の各面上になければならない。

しかしながら固有の装置制限のため、ス） ＩＪツブの
全幅に亘って一方の縁から他方１で正確に一様な被覆を
得ることは殆んど困難である。

一般に、縁の被覆厚は指定された最小平均総重量よう小
さく、被覆厚はストリップの中央に向って増加する。

本発明の主要な目的は不充分な被覆重量又は不適正な被
覆分布のためにライン監視員又は顧客によってはねられ
る被覆ストリップ材の量を最少とするように被覆操作に
対する自動制御を行なうことである。

さらに、この自動制御操作は分当り２００から１２００
フイート（６０ｍから３６０ｍ）ないしこれ以上の速度
で移動するストリップに行なわなければならない。

本発明が最初に開発された特定のラインでは、ストリッ
プは分当り６００フイー）（１８０ｍ）の速度で移動し
ている。

本発明によるとディジタル・コンピュータは被覆の厚さ
を測定するゲージを含むストリップライン上の様々なセ
ンサや装置に接続されている。

標準的ニはコンピュータはウェスチングハウス社モデル
Ｐ２５００ディジタルθプロセス制御コンピュータであ
り、ゲージはニューフレオニツク・データ・システム・
モデル２００亜鉛被覆ゲージである。

この亜鉛被覆ゲージは亜鉛メッキ製品の亜鉛厚を測定す
るために放射性同位体（アメリシウＡ２４１）からのＸ
ｉ形輻射を用いている２つのゲージ・ヘッド（上部及び
底部）はストリップの各面上の被覆の独立した測定を与
える。

ゲージ・ヘッドは冷却塔の最初の下降路のエアナイフか
ら約２３０フイート（７０ｍ）下方に取付けられている
。

制御している時、コンピュータは移動する亜鉛メッキ・
ストリップの全幅に亘ってゲージ・ヘッドを連続的に横
切らせる。

各前進横断（操作員の側からラインの駆動側へ）の間ゲ
ージ・ヘッドはコンピュータへ被覆重量信号を送る。

ゲージ・ヘッドが復帰横断をしている間コンピュータは
前進横断の間に累計された被覆重量データを試験し、１
、ストリップの各側の平面被覆重量 ２、ストリップの全（両側）平均被覆重量３、例えばＡ
ＳＴＭ指定Ａ３２５−６５Ｔに指示されているようにス
トリップ上の従来の計量剥離−計量（ＷＳＷ）試験位置
（縁−中央一縁における被覆重量 ４、ストリップ上の最小点総計（両側）被覆（例えば２
１７２インチ又は６３− ”７２ｍｍ幅ヲカハーする） を決定する。

コンピュータはこれらのデータを操作員によって入力さ
れた目標（設定点）仕様と比較し、以下の補正調節を行
なう。

１、全被覆又は最小点（最小スポット）が仕様を満たさ
なかった場合には圧力補正要因（ΔＫ）を調節する（Δ
にの意味は後述する） ２、縁から縁、そして面から而への被覆を平衡させるこ
とが必要である場合にはエアナイフ位置（ナイフ対スト
リップ距離）を調節する。

この過程は各ゲージ横断の後に繰返される。

本発明を実施するための基本装置は第１図にブロック線
区で示しである。

焼な１し炉又は他の前被覆処理（図示せず）から出たス
トリップ２は例えば９００’Ｆ（４８０℃）のオーダー
の温度の溶融亜鉛又はアルミニウムを含む被覆浴４へ下
向きに走行する。

ストリップ２は浴中に配置されたローラ６の周囲を走行
し、方向変更ローラ８へ向って実質的に垂直の上方走行
を開始する。

この時点で垂直路は浴から出た被覆ストリップがストリ
ップ上の被覆が冷却するのに十分な距離だけ支持されず
に走行し、かつストリップから除かれた過剰被覆が浴へ
流れ落ちることを可能にする。

被覆浴４の直上の移動するストリップの両側にストリッ
プから過剰被覆を除去し、それにより印加された被覆に
対して重量制御及び分布制御を行なうため被覆ストリッ
プに加圧流体を吹つける１組の流体ノズル１０，１２が
ある。

任意の適当な流体を用いてよいが、これらの装置は一般
的に「エアナイフ」と呼ばれ、例えば米国特許第３４０
６６５６号、３４５９５８９号、 ３６７０６９５号に詳細に記述されている。

エアナイフはストリップが亜鉛メッキ浴から出た時にス
トリップに空気ジェットを吹つけ、亜鉛メッキ浴はスト
リップ上の溶融亜鉛の量を測定し、被覆重量を調節する
。

エアナイフは亜鉛浴の上方そしてストリップの対向［９
物理的に配置されている。

亜鉛メッキ浴の上方のナイフの高さそしてストリップか
らの各ナイフの距離は独立に調節可能である。

この調節は各ナイフの各端部に２個のモータを設けた８
個の駆動モータの組によって行なわれる。

１個のモータは亜鉛メッキ浴上方のナイフ端の高さを調
節しくすなわち該端部を上下する）、１個のモータはナ
イフの端部からストリップへの水平距離を調節しくすな
わち端部をストリップの方へ又はストリップから離れる
ように移動させる）。

各ナイフの各端部は他方とは独立に調節できるため、ナ
イフが傾いたり、ねじれてストリップに対して所望の位
置を取る。

ストリップに対するエアナイフの位置は与えられた空気
圧とライン動作条件で除去される亜鉛の量を決定する（
ナイフがストリップに近づくにつれてより亜鉛が除去さ
れる）。

傾き又はストリップとエアナイフとの間の距離を調節す
ることがストリップの被覆重量の分布を制御する手段と
なる。

良好な被覆重量制御はエアナイフ圧力制御と位置制御と
を必要とする。

圧力変化は被覆重量レベルを制御するために用いられ、
位置変化はストリップを横切る重量分布そしてストリッ
プの側面から側面へ（上面から下面へ）の重量分布を制
御するために用いられる。

本発明を実施する装置は連続亜鉛メッキ被覆工程を制御
するためにエアナイフ圧力とエアナイフ位置の両方の制
御を含む。

被覆制御部所を通過した後、被覆ストリップはストリッ
プの両側に配置された一対の走査ゲージ１４．１６から
構成される測定部所へ移動する。

ゲージはストリップの各面の被覆量を測定し、測定され
た被覆重量を表わす信号を発生し、該信号は以下に説明
する方法でエアナイフの圧力と位置を調節するために用
いられる。

測定部所を離れた後、被覆ストリップは出口部所へ移動
し、ここで既知の方法で巻取られてコイルにされるか又
はシートに切断される。

本発明の好適な実施例はニューフレオニツク・データ１
システム社（Ｎｕｃｌｅｏｎｉｃ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ。

Ｉｎｃ、）製造のモデル２００で指定されるＸ線螢光オ
ンライン被覆重量ゲージを用いている。

ゲージ及びその操作法はニューフレオニツク・データ・
システム説明書ＤＢ−２００に記述されている。

モデル２００被覆重量ゲージは同位体Ｘ線螢光技術を用
いて鋼上の様々な材料の被覆厚を測定し、被覆厚の非破
壊非接触分析を行なう。

この装置は被覆重量を測定するためストリップの両側に
取付けた測定ヘッドと、ヘッド横断装置、横断１駆動輪
理部、及び操作員コンソールと読出しコンソールと一緒
の被覆重量測定電子装置から構成されている。

前記横断７駆動輪理部はストリップ２を横切るＸ線螢光
被覆重量ゲージを１駆動する。

ヘッド横断装置をそなえたモータを制御するもので、上
記説明書ＤＢ−２００で周知である。

本発明で用いた特定のモデルはディジタル・コンピュー
タ又は同様の装置のような他の装置に測定及び状態情報
を伝送するための電子的インターフェースを含み、この
ような外部装置がゲージ測定ヘッドの操作を制御するこ
とを可能にする。

測定ヘッドはＸ線エネルギ光を発し、その結果生成する
Ｘ線螢光を検出する。

解析されるべき所望の信号を選択し、検出信号の発生率
を計数する測定電子装置によって検出信号は解析される
。

用いている被覆材の型式に応じて適当なＸ線信号を選択
することにより、計数率は被覆材厚と関係づけられるこ
とが知られている。

従って、電子回路は被覆厚と直接関係する出力信号を発
生できる。

ディジタル計数率を処理することによって平方フィート
当りオンスの被覆厚を表示するディジタル及びアナログ
読出しが行なわれる。

ゲージの動作モードはライン操作員又はディジタル・コ
ンピュータ論理部によって選択される。

測定ヘッドはローラから離れた準備位置に保持され、ス
トリップの全幅を自動的に走査し、ストリップ上の３個
の位置を自動的にサンプルし、ストリップ上の任意の位
置に手動で位置決めできる。

本発明で用いている別のモードでは、全操作は摩耗破損
し易い電子機械部品を殆んど用いずにディジタル・コン
ピュータ論理部（又は配線によるディジタル論理回路）
によって制御される。

被覆重量データはＸ線被覆重量ゲージがストリップを走
査する間に周期的（標準的には０．５秒）にゲージから
集められる。

標準的な応用例では、データ収集モードの間Ｘ線被覆重
量ゲージは秒当り１インチの速度でストリップを走査し
、ストリップの縁に到達した後秒当り４インチ（１０ｍ
、）の速度で後退する。

走査及び後退のこの過程はディジタル・コンピュータの
指令下でゲージのハードウェアにより自動的に行なわれ
る。

ゲージがストリップを走査してデータを得ている時は、
ゲージはサンプリング時間の間一定距離（約０．５イン
チ）（約Ｉｃｍ）移動する。

このようにしてストリップの不連続領域で被覆材の重量
測定を行い、１／２秒毎にゲージによってディジタル・
コンピュータへ２片の被覆情報が送られる。

この情報は前の１／２秒のゲージ・ヘッド走行時のゲー
ジ・ヘッドが「見た」上部及び下部（底部）被覆重量か
ら構成される。

測定された被覆重量を表わす信号から成る測定部所出力
は配線による論理回路又はディジタル・コンピュータの
型式の論理回路に印加され、これらの論理回路は測定部
所データを演算してエアナイフ圧力及び移動ストリップ
に対する位置を制御する信号を与える。

以下の説明の一部はブロック線図で示した配線による論
理回路を参照し、他はディジタル・コンピュータへのプ
ログラム可能な命令を表わすフローチャートを参照して
いる。

本発明では、ウェスチングハウスＰ２５００プロセス制
ｍコンピュータを用いているが、他のディジタル・コン
ピュータも適当である。

Ｐ２５００コンピュータはウェスチングハウス誌ＥＢ−
２３−３０１、■９７１年５月号、Ｂ−１３５，１９７
１年１月号、Ｂ−１４４，１９７１年１０月号、Ｂ−１
３２，１９７１年４月号改訂版１．５Ａ１２６．１９７
１年１０月号に記述されている。

開示のある部分は配線による論理部を、そして他の部分
はフローチャートを参照しているが、一方は他方から、
そして逆も得られることは明らかである。

本発明の制御論理部はエアナイフの２面、すなわち空気
圧とストリップに対するナイフ位置を制御する。

圧力変化は被覆重量レベルを制御するために用いられ、
位置変化は被覆重量レベルを制御するために用いられる
。

必要な圧力は空気圧を被覆重量設定点、エアナイフ形状
、ストリップ・ライン速度と関係づける数字モデルから
決定される。

使用した被覆重量−圧力モデルの式は ここで ｋｏ−位置因子 Δに一圧力補正因子 ■−ストリップ速度 ｎ−与えられた亜鉛メッキ・ラインで定 数の指数（標準的には１．４） ＣＤ−平均被覆重量設定点 である。

エアナイフ圧力制御装置のブロック線図を第２図に示す
。

平均被覆設定点ＣＤと最小被覆設定点Ｃａは操作員によ
り論理回路に入れられる。

標準的にはこれは操作員コンソール上のサムホイール（
ｔｈｕｍｂ −ｗｈｅｅｌ ） ・スイッチ又は同様
の装置から、又は生産コードを含むデータ・カードによ
ってコンピュータに適当な設定点値を手動で設定するこ
とにより行なわれる。

位置因子Ｋｏは制御が開始された時にエアナイフの水平
、垂直、角度位置により以前の経験に基づいて公称値に
設定しておくことが望ましい。

Ｋｏは実１験的に決定できるが、標準的には操作員がエ
アナイフ圧力を初期値に設定する。

なぜなら平均被覆設定点ＣＤ、ストリップ・ライン速度
■、操作員設定圧Ｐは既知であり、Ｋｏの初期値は上記
した数学モデルを用いて計算できる。

Ｋｏの標準値は０．０００７５０である。

最初Δには零に等しい。最初に予めセットされた以後計
算されるエアナイフ圧力設定点Ｐはエア・ナイフ圧力制
御器を制御してエアナイフの圧力出力を調節する。

これらの圧力制御器は印加される電気信号に比例してバ
ルブを流れる空気圧を調節する電気空気圧動作のバルブ
形式である。

標準的な空気供給制御装置はバウア他の米国特許第３４
９４３２４号に示されている。

この米国特許はストリップ・ライン速度の関数として空
気圧を制御する装置を開示している。

エアナイフへの空気圧は圧力設定点信号ＰＫよって制御
されるように修正できるバタフライ弁によって制御され
、本発明の制御装置の関数としてエアナイフ圧を調節す
る。

被覆ストリップがラインを下って行くと、走査Ｘ線ゲー
ジを含む測定部所を通過する。

通常の自動操作モードでは、ゲージ（これはストリップ
の両面で源及び検出ヘッドを含む）は標準的には６２イ
ンチ（１５７，５／７７７、）のストリップの全幅をデ
ータ収集モードでは秒当り約１インチ（２，５ｃ１ｎ、
）の速度で横断してサンプリング情報を得、各１／２秒
毎にコンピュータに送る。

この情報は各サンプリング位置で上部及び底部被覆重量
から構成される。

配線による部品回路により、Ｘ線被覆重量ゲージがスト
リップを走査しながらそのゲージからサンプルされて周
期的に集められた被覆重量データは２個のシフトレジス
タに入り、各シフトレジスタは少なくとも可能なサンプ
リング位置と同じ記憶ブロック又はセル、すなわち最大
の可能なストリップ幅をインチで表わしたものを１／２
で割ったものを含む。

従って最大６２インチ幅のストリップには少なくとも１
２４のサンプリング位置がある。

測定部所は被覆部所から相当距離が離れているため（本
発明ではこの距離は２３０フイート（６９ｍ ）である
）、サンプルされた被覆重量情報を！初の２個のシフト
レジスタに送るのと同時に別に２つの情報を対応する別
のシフトレジスタに記憶しなければならない。

これらは測定している被覆ストリップの該当部分に対す
る被覆重量設定点と圧力補正因子である。

適当な追跡装置を用いてエアナイフから被覆ゲージ１で
の被覆重量設定点や圧力補正因子等の情報を記録し追跡
して、エアナイフの動作状態の変化と被覆ゲージによる
この変化の検出との間のむだ時間を補正しなければなら
ない。

このような追跡装置は本発明者の仲間の「プロセス・デ
ータ追跡装置」と題する米国特許４１０９１４２号に記
述されている。

簡潔さと理解の容易のために、本発明は被覆部所と測定
部所との間に遅延がないという仮定のもとに最初に説明
し、以後実際に発生する遅延により必要となる修正を説
明する。

上述したように、測定ゲージの走査横断中ストリップを
横切る各サンプル位置で測定した被覆重量に対応する情
報をシフトレジスタのような記憶装置に記憶する。

第３図に示すように測定した上部及び底部に被覆重量Ｔ
ｊとＢｊの各々を別々のレジスタＢＲ，とＳＲ２に記憶
する。

データ収集走査完了時に測定ヘッドは走査トレースより
速い速度でストリップを横切る非走査復帰（後退）を行
なう、実際には復帰速度は秒当り約４インチ（１０ＣＩ
ｎ、）である。

全ての計算及び制御調節はこの復帰期間に行なわれる。

走査トレースの間に行なわれる唯一の操作はシフトレジ
スタＳＲ，とＳＲ２への被覆重量の収集と記憶及びスト
リップ・ライン速度と被覆設定点変化の関数としてエア
ナイフ圧の調節である。

しかしながら必要ならトレース期間に計算制御し、復帰
期間にデータを収集するように装置を変更できる。

エアナイフ圧力の制御は測定した被覆重量データ及び平
均被覆重量と最小点被覆重量を表わす被覆重量設定点デ
ータとの間の差に基づいている。

圧力制御操作はＰ２５００又は同様のコンピュータを適
当にプログラムすることにより、又は第３図に概略的に
図示する配線による論理回路によって行なわれる。

Ｐ２５００に対してプログラマが適当な命令を得ること
ができる対応するフローチャートが第５図に示されてい
る。

第３図の配線による論理部を参照すると、各走査位置に
対して測定された上部及び底部被覆重量は共に加算され
、第３のシフトレジスタＳＲ３に記憶される。

レジスタＳＲ３は少なくともシフトレジスタＳＲ，とＳ
Ｒ２と同じ記憶ブロック又はセルを含む。

レジスタＳＲ３はストリップ上の各走査位置に対する全
被覆重量を含む。

これらの重量は平均化回路ＡＵ、（ＡＵは種々の製造業
者からモジュラ−・ユニットとして市販されている公知
の演算装置である）で平均される。

平均化回路ＡＵ、の出力はストリップの両面上の被覆の
平均測定重量を表わす信号ＣＴ′″′Ｃある。

この信号は演算装置ＡＵ２の一方の入力に印加され、選
択された平均被覆重量設定点Ｃ８（これは生産コード指
定の標準値形成部分であり、標準的にはＡＳＴＭ要件に
基づいている）が回路ＡＵ２の第２人力に印加される。

この装置は平均総計被覆重量ｃＴと平均被覆設定点との
間の差を計算して誤差信号ξａを発生する。

ＡＵ３で指示される他の回路は最小測定点被覆重量を計
算する。

これはＳＲ３に記憶された測定増分総計被覆重量の連続
した群を平均し、次いで計算した群平均の最小を選択す
ることによって行なわれる。

レジスタＳＲ３の記憶セルをＣＴ１ 。ＣＴ２．・・・
ｐｃ ％と指定し、各群で平均されたｎ 値の数が例えばＭ＝５に対応して従来のＡＳＴＭＷＳＷ
試験片と等価な区域の被覆を反映するとすると、回路Ａ
Ｕ３はセルＣＴ、からＣＴ５１．ＣＴ２からＣＴ６．Ｃ
Ｔ３からＣ、・・’ｔＣＴｎ−４から７ ＣＴｎから構成される連続する群の平均を計算し、ＡＵ
３の出力はこれらの平均値の内の最小を表わす信号Ｃｍ
から戒る。

最小点選択を行なう相当簡単な回路を第３Ａ図、に示し
、これはＭ平均化の連続する群をつくるため適当なスイ
ッチング回路を通してレジスタＳＲ３に接続された平均
化回路ＡＵ３ａ を含む。

平均化回路ＡＵ３ａの出力は２セル・シフトレジスタ５
Ｒ３ｂＫ印加される。

そのレジスタは被壊読出し型でもよい。

レジスタセル５ＲＣ−１はＡＵ３ ａによって計算され
た最近の点被覆重量値を記憶し。

セル５ＲＣ−２はその前に計算された点被覆重量を記憶
する。

これらのシフトレジスタ・セルは、比較回路ＡＵ ３ｃ
に接続されている。

比較回路ＡＵ３ｃはレジスタ５Ｒ３ｂに記憶された２個
の点被覆重量を比較し、２つの比較値の内の小さい方を
セル５ＲＣ−２に記憶する。

次に続く計算された点被覆重量はセル５ＲＣ−２に記憶
された値と以後比較するためにセル５ＲＣ−１に供給さ
れる。

この操作はレジスタＳＲ３のＭ個のセルの各群が平均さ
れ、比較され、最後に計算された最小点被覆重量値がセ
ル５ＲＣ−２に記憶される筐で続行する。

計算された最小点被覆重量ｃｍは回路ＡＵ４の一方の入
力に印加される。

最小点被覆重量設定点値Ｃａは回路ＡＵ４の第２の入力
に印加され、この回路ＡＵ、はこれら２つの値の差を計
算して誤差信号ξｍを与える。

所定の最小点設定点Ｃａは点ＣＤと同様に生産コードの
既知の関数であり、標準的にはＡＳ’ＴＭ規準と関係し
ている。

両眼差信号ξａとξｍは以後の計算に用いるために誤差
信号ξａとξｍのより負の方を選択する比較回路ＡＵ５
の各入力に印加される。

選択された誤差信号は絶対的な装置誤差ξＴとなる。

回路ＡＵ、の出力ξＴは以下の式に従って圧力補正因子
を計算する回路ＡＵ６の入力に送られる。

△ＫＰ＝にξ０＋△ＫＰ−１ ここでＫは制御装置の動的応答（ダイナ□ツクレスポン
ス）を決定する利得因子であり。

△Ｋｏ＝０ △ＫｐはＰ番目の走査の圧力補正因子。

△ＫＰ−１は測定ヘッドの直ぐ前の走査の圧力補正因子
である。

動的応答とは、システムに対して静的又は緩慢に変化す
る入力とは反対に、入力信号の速い微小変化に対する応
答をいう。

回路ＡＵ６で計算されたΔにの最新値は計算回路ＡＵ７
と単一セルメモリＭ１ に送られ、ここで次の補正
が計算される１で記憶される。

メモリセルＭ、は第４図に示すように大きなレジスタＳ
Ｒ５の１部である。

回路ＡＵ７は上述したようにエアナイフの流体圧を制御
するために印加される流体圧信号Ｐを計算する。

この過程の正味の効果は利得Ｋを有する積分型制御器で
ある。

コンピュータは次いで必要に応じて上で与えた数字モデ
ルに従ってエアナイフ圧を調節し、所要の平均被覆重量
を保持し、又は被覆重量平均を設定点より上に上げ、必
要なら所要の最小点被覆を保持する。

第４図は第３図の圧力制御論理回路の修正例を示す。

第４図の回路はエアナイフと測定ゲージとの間の距離に
起因する遅延因子を考慮に入れている。

第３図に対して上述したものに対応する第４図の回路素
子には第３図の対応する素子と同じ参照符号が付しであ
る。

ストリップがエアナイフから測定ゲージ１で移動するた
めに被覆ストリップの特定点がかかる移動時間中に操作
員は顧客の注文仕様の変化のために被設定点ＣＤとＣａ
を変え得る。

レジスタＳＲ。〜ＳＲ３と同数の記憶位置を有するシフ
トレジスタＳＲ４が設けられ、そこに各走査増分すなわ
ち各走査不連続点に対する平均被覆重量設定点データＣ
Ｄ、を記憶する。

データＣＤｊＯ値は上述した米国特許４１０９１４２号
に記述されているようにＳＲ４中の記憶に対して利用で
きるようにされる。

増分設定点データは平均化回路ＡＵ１２で平均される。

ここで増分とはストリップ上の不連続点に対するものを
いう。

回路ＡＵ、２の出力は現在の設定点ＣＤと共に回路ＡＵ
、３Ｖｃ印加されて現在の設定点ＣＤと計算された平均
設定点との間の差を得る。

現在ノ設定点は操作員によってコンピュータにセットさ
れた最新の設定点値であり、測定しているストリップ位
置が被覆部所を通過した時にコンピュータに設定された
設定点とは異なっている。

以後の使用のために前の圧力補正因子データを記憶する
ため別のシフトレジスタＳＲ５が設ケられている。

上述したＣＤｊデータと同様に、前述の追跡装置によっ
て前の圧力補正因子データ（ΔＫ）がＳＲ５の記憶で利
用可能となる。

走査期間に１回の圧力補正因子の調節のみが行なわれる
が、測定ゲージがストリップを横断する間ストリップも
連続的にゲージを通り過ぎている。

従って測定しているストリップ上の点ｊＩ／ｃ対応する
調節は点ｊ１又はｊ＋１が被覆部所を通過する時に行な
われる調節と異なる。

記憶された増分圧力補正因子は平均化回路ＡＵ、３で平
均され、最新の補正と平均された補正との間の差は回路
ＡＵ、４で決定される。

この平均化は走査中に異なる圧力補正因子を補償する非
常に簡単な技術でもある。

もち論より精巧な技術が可能である。

回路ＡＵ、、ＡＵ、３．ＡＵ、４の各々の出力は加算回
路ＡＵ、５に印加されて修正された測定平均被覆重量Ｃ
ＭｏＤ を得る。

この修正された測定平均被覆重量は現在の平均被覆重量
設定点ＣＤと共に誤差決定回路ＡＵ２に印加されて測定
平均被覆重量と現在の平均被覆設定点との間の誤差ξａ
を決定する。

修正された増分総計被覆重量ＣＭＯＤ・は以下のように
計算される。

現在の最小点設定点とストリツブ位置ｊＫ対応する記憶
された最小点設定点ＣＤｊとの間の差は回路ＡＵ１６で
計算される。

同様に、最新の圧力補正因子△ＫＰとス） ＩＪツブ位
置ｊに対応する圧力補正因子△Ｋｊとの間の差は回路Ａ
Ｕ、７で計算される。

回路ＡＵ、６とＡＵ、７の出力は増分総計被覆重量ＣＴ
□と共に回路ＡＵ、８で加算され、結果はシフトレジス
タＳＲ，に記憶される。

このシフトレジスタＳＲ６は修正された増分測定総計被
覆重量ＣＭＯＤ□、・・・ｊ ＣＭＯＤｎを含む。

測定された最小点被覆重量は第３図に関して上述したよ
うにＳＲ３に記憶されたものの代りにＳＲ６に記憶され
た値を用いる回路ＡＵ３で計算され、修正された測定最
小点被覆重量Ｃｍと最小点被覆設定点Ｃａとの間の誤差
は回路ＡＵ４で計算される。

装置誤差ξ１は回路ＡＵ５で決定され、圧力補正因子は
上述したように回路ＡＵ、で決定される。

この装置によって実行される制御機能の第２の型式は被
覆ストリップに対するエアナイフの位置の制御に関する
。

特に、エアナイフの端部はストリップ上の被覆重量の分
布を制御する手段となるように調整可能にされている。

従って、エアナイフ端の一方又は両方をストリップから
離すか又は接近させることにより、又はストリップの走
行方向に移動させることにより、エアジェツト・スロッ
トは２方向に傾く。

エアナイフ自体の移動は、各エアナイフ端に２個のＡＣ
モータによって制御されて該端部なストリップから離す
か又は接近させるように、ストリップの面に大体平行な
面で上下させる。

標準的にはモータはリレー操作され、論理回路から適当
な信号を受取った時に予めセットした時間、例えば１／
２から１秒のオーダーでリレーを閉じることによりモー
タが付勢される。

１／２秒のモータ動作は被覆重量に十分測定可能な変化
を生じ得る約１／３２インチ（Ｑ、８ｍｍ）のナイフ端
移動を生じる。

この説明の目的上エアナイフ端の遠近移動形式での補正
動作のみを記述する。

エアナイフの端部の遠近移動から横取される補正動作は
この特定の端部が移動可能な時にのみ行なわれる。

安定性とむだ時間の補償要求のため、移動すべき端部の
適格性は以下のように決定される。

１）最後のエアナイフ位置変更によって影響される材料
が被覆ゲージを通過し、２）要求された移動か同じエア
ナイフの第２の連続する移動を横取しない場合にのみ端
部が補正移動可能であること、また、１回のゲージ走査
期間に１つのエアナイフ端のみが移動される（走査期間
はデータ収集走査とデータを収集しない復帰とを含む）
。

飼えば、上部エアナイフの一端が特定のゲージ走査の終
了時に補正されると、底部エアナイフは同一の走査で補
正可能であるとは見なされない。

瞥た。上部エアナイフの一端が前のゲージ走査期間で補
正移動を行なうと、現在の走査期間中補正可能であると
は見なされない。

エアナイフ位置の制御の操作はストリップの両面（上部
及び底部）の縁近くの同様な位置で等しいか又は大体等
しい被覆を確保する。

エアナイフ端位置制御のデータは以下の方法で得られる
。

上述したように、増分測定被覆重量データは例えばシフ
トレジスタＳＲ，とＳＲ２のいくつかのセルに記憶され
る。

従ってこれらのレジスタはストリップの幅に亘って測定
した被覆重量を表わすものを与える。

これらのセル内のある群は前回に試験片が打抜かれたス
トリップ上の位置に大体対応しているものと考えられる
。

ＡＳＴＭ規準の下では（ＷＳＷ）試験片は直径２−１／
２インチ（６，３Ｃ７ｎ、）の縁片又はストリップの各
線から２インチ（５□□□）の点から取った試験片であ
る。

本発明の好適な実施例では、各測定増分（すなわち各軍
連続測定点）は１／２インチ（１，３Ｃ１ｎ、）の幅（
距離）を有する、それ酸５個の測定点が１つのＡＳＴＭ
試験片に対応する。

本発明による測定から得られる対応するデータはシフト
レジスタＳＲ，のセルＴ５−Ｔ９とＴｎ−９−Ｔｎ−５
及びシフトレジスタＳＲ２のメモリ・セルＢ、−Ｂ９と
Ｂｎ−９Ｂｎ−５に記憶される。

各群の５つの値は共に例えば回路ＡＵ、、ＡＵ、２．Ａ
Ｕ、３ と同様の平均化回路で平均され、ＡＳＴＭ試験
片に対応し、以後試験片データと呼ぶ４つの値を得る。

これらの４個の縁被覆重量は共に平均されて縁被覆重量
設定点をつくる。

この縁被覆重量設定点は個個の試験片データと比較され
る。

縁被覆重量設定点と個々の試験片データとの間の差が所
定の公差を超えた場合、制御信号が適当なエアナイフ端
に印加されて該端部に必要な補正を行ない、変化する重
量を規定の公差レベルに揃える。

第６図のフローチャートはＰ２５００コンピュ−タによ
って行なわれる操作を表わし、被覆及び測定部所の間の
遅延に関する操作を含む。

前述の米国特許４１０９１４２号の装置から供給される
追跡情報はＰ２５００コンピュータノ適当な入力に与え
られる。

追跡情報はストリップが様々な操作部所を走行している
間にス） ＩＪツブ上の特定の点を位置決めする位置チ
ェックを含む。

エアナイフ位置制御のため、エアナイフ位置変更を行な
ったことを示す情報は追跡装置に供給され、この情報は
ストリップに追従する速度で追銭装置中を移動するため
エアナイフ位置変更を行なったストリップ上の点がエア
ナイフ（被覆制御部所）から測定ゲージ（測定部所）へ
正確に追跡可能である。

コンピュータは測定ゲージ位置に対応する追跡装置位置
から最後の位置変更情報の通過を検出するように命令さ
れる。

被覆操作の物理的制限（例えば熱、はこり等）がなく、
従って測定部所をエアナイフ部所のすぐ隣りに隣接して
配置できる場合には、位置制御装置は実質的にこの段階
を省いてよい。

コンピュータがエアナイフ位置変更を行なったストリッ
プ上の点がゲージを通過したと決定した時、コンピュー
タは現在の生産コード情報（現在測定ゲージを通過して
いるストリップ上の点がエアナイフ位置を通過した時に
有効な生産コード情報と区別される）を基にして公差限
界を計算し、計算した平均重量から現在許容される試験
片重量偏差を決定するように命令される。

ストリップがエアナイフ位置から測定ゲージ位置へ移動
している時に生産コードが変更された場合公差限界も変
化する。

典型的なＧ−９０生産物（ＡＳＴＭ指定）の例示公差限
界値は平方フィート当り０．０３から０．０５オンス（
０，０１５〜０．０２５ｆｆ／ｃｒＡ）である。

ある場合には新たな顧客仕様要求のため被覆操作中に生
産コードが変化する。

例えば、１人の顧客の注文が完了して新たな顧客の注文
に関する生産コードを論理回路に入れる。

それ故、シフトレジスタＳＲ，とＳＲ２のセルに記憶さ
れた測定被覆重量データはエアナイフと測定ゲージとの
間の距離に起因する遅延因子を考慮するために修正され
なければならないことがわかる。

この過程は前述の追跡装置により、かつ第４図の修正圧
力制御論理部で記述したように変化した生産コードの関
数として前の被覆重量に基づいて現在の被覆重量を求め
る新規な装置によって可能となる。

上述したように、４個の測定領域の平均重量値（設定点
平均を指示）を得るために試験片ゲージを計算する。

エアナイフ移動を支配する規則のため、コンピュータは
試験片データの各組を連続的に所定の順序で設定点平均
と比較するように命令される。

便宜上、ストリップの上縁に対応する試験片データは各
々Ａ、Ｂと指示され、ストリップの底部に対しては各々
Ｃ，Ｄと指示される。

例えば、コンピュータは最初に縁Ａデータを設定点平均
と比較する。

縁Ａデータが計算した公差限界内にあると決定された場
合、コンピュータは次に縁Ｂデータを検査し、これを縁
Ｄデータまで続ける。

試験片データの全てが計算した公差限界内にあることが
わかった場合、これ以上補正動作は行なわれず、位置制
御操作は終了する。

縁Ａデータが計算した公差限界の外にあることカワかっ
た場合、コンピュータは次いでストリップ縁Ａに対応す
るエアナイフ端が補正移動可能であるかどうかを決定す
る。

このエアナイフ端が不能であることが見出された場合、
すなわち直前の走査期間に該エアナイフ端に対して補正
移動を行なった場合にはコンピュータは直後に続く走査
期間にこの端部を補正移動可能とするように命令する。

縁Ａデータが計算した公差限界内にある場合、コンピュ
ータは次に縁Ｂデータを試験するように命令する（すな
わち縁Ｂ試験片データを設定点平均と比較する）か又は
コンピュータは縁Ｃデータの検査に進む。

縁Ｂが規定した公差限界内にある場合、コンピュータは
縁Ｃデータを設定点平均と比較するように命令し、縁Ｃ
データが公差限界外に、Ｓる場合コンピュータは再びス
トリップ縁ＣＫ。

対応するエアナイフ縁が補正可能であるかどうかを決定
する。

エアナイフ端Ｃが可能である場合、制御信号が発生され
て、端部Ｃを制御する適当なＡＣモータが操作され、次
の走査期間に短い移動が生じ、コンピュータはこの現在
の走査期間の残りの位置制御操作を終了するよう（Ｃ命
令する。

位置制御操作は走査期間に補正エアナイフ移動を行なっ
た時か又は縁を検査した後、どちらかが先に起ると直ち
に終了する。

わずかな変更により、上述したエアナイフ位置制御機能
は必要に応じて異なって被覆されたストリップ（等しく
ない上部及び底部被覆）を与えるために使用可能である
。

この修正は、各試験片データを設定点平均と比較する前
に設定点平均（４個の試験片データの平均）に乗算する
ことである。

より大きな被覆を必要とするストリップの面からの試験
片データに用いる乗数は他方の而からの試験片データに
用いる乗数より大きい。

典型的な値はより大きな被覆が必要なストリップの面に
１．０、他方の面に０．５である。

これら２つの乗数の比はもち論ストリップの各面の相対
被覆を決定する。

ストリップの各面（上部及び底部）上の試験片データに
異なる乗数を用いることにより、所要の被覆重量設定点
の規定パーセントがストリップの各面に付着されること
に注意されたい。

簡単のため上述した説明は単一走査からの試験片データ
のみを説明しているが、被覆重量設定値生戊法として実
際には現在の走査プラス少なくとも１回の以前の走査を
基にした平均試験片データを用いることが望ましいとわ
かっている。

すなわち、少なくとも１回以上の走査からの計算値を貯
え、測定しながらこれらの走査の結果値を平均して被覆
重量測定値を求めることが望ましい。

従って所定の被覆重量測定では平均される走査回数は２
から４の範囲である。

開示した制御装置は、連続被覆ラインで生産された材料
の平均被覆重量が最小許容値と最小点被覆重量仕様が常
に満たされていることを保証する十分高い最大値の間で
変化することを可能にする手段となる。

これはス） ＩＪツブの縁上の被覆重量を互いに一定の
公差内で変化させるように被覆重量の分布を制御する手
段ともなる。

上述したように、ＡＳＴＭに設定された標準試験では、
試験片として３つの片をストリップから打ち抜くことが
要求されている。

１つは中央から取り、２つは各線から約２インチ離れた
場所から取ることが要求されている。

これらの打抜き片は計量され、亜鉛被覆は酸浴処理によ
って取り除かれる。

試験片に付けられた被覆の重量を求めるために再びその
ストリップ片が計量される。

このような従来の標準試験の手段に対して本発明では、
非破壊試験を導入して改良を図っている。

すなわち、試験片を切り出すことを不要にしている。

さらに、標準試験の試験片の計量−剥離一計量（ＷＳＷ
）技術を用いた計量可能なストリップ部分よりも多い部
分を測定できる。

ストリップの多領域が測定されるためＷＳＷ測定のみな
らず被覆重量の分布（プロフィール）を正確に決定する
ことができる。

このため、標準のＡＳＴＭ技術で達成されるものよりも
さらにすぐれた品質管理が維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被覆制御装置の概略図である。 第２図は制御装置の主な特徴を表わすブロック線図であ
る。 第３図は圧力制御回路のブロック線図である。第３ａ図
は最小点被覆回路のブロック線図である。 第４図は修正した圧力制御回路のブロック線図である。 第５図はディジタル・コンピュータによって行なわれる
圧力制御操作のフローチャートである。 第６図はディジタル・コンピュータによって行なわれる
エアナイフ位置制御機能のフローチャートである。 ２・・・・・・ストリップ、４・・・・・・被覆浴、１
０，１２・・・・・・流体ノズル、１４，１６・・・・
・・走査ゲージ。 ＡＵ・・・・・・演算回路、ＳＲ・・・・・・シフトレ
ジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストリップが被覆装置、被覆制御装置、次いで被覆
   重量測定装置を通過する移動中のス） ＩＪツブ被覆工
   程で移動する板ストリップに施される被覆材の重量と分
   布とを制御する方法に耘いて。 前記ストリップを横切る複数個の不連続領域で前記板上
   の被覆材の重量を測定し、前記各不連続領域における被
   覆材の重量を表わす電気信号を発生する段階と。 前記複数個の不連続領域と数が対応する複数個の記憶装
   置に前記信号を記憶する段階と、第１の演算機能回路に
   おいて、前記記憶された被覆重量測定値の内の少なくと
   もあるものを組合せる段階と、 第２の演算機能回路において前記組合された測定被覆重
   量と所定の被覆重量設定点とを比較し、その差を表わす
   電気信号を発生する段階と、第３の演算機能回路にむい
   て前記差信号から被覆補正信号を発生する段階と、 前記被覆制御装置に前記被覆補正信号を伝送する段階と
   、 前記ストリップが前記被覆制御装置を通過する間に前記
   補正信号に従って前記板ストリップの少なくとも一部の
   被覆材の重量を変更するように前記被覆制御装置を調整
   する段階と、 を含む移動する板ストリップに施される被覆材の重量と
   分布とを制御する方法。 ２ 前記被覆制御装置が前記被覆装置の下流に配置され
   て、前記ストリップから過剰被覆を除去する流体圧ジェ
   ットと該ジェン）Ｋ加圧流体を供給する装置とを含み、 前記被覆補正信号を前記流体供給装置に伝送する段階と
   、 前記被覆補正信号の値に従って前記ジェットに供給され
   る流体圧を調節する段階と。 を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記被覆制御装置が前記被覆装置の下流に配置され
   て、前記ストリップから過剰被覆を除去する流体圧ジェ
   ットと前記ストリップに対する前記ジェットの位置を変
   更させる装置とを含み。 該位置変更装置へ前記被覆制御信号を伝送する段階と。 前記被覆補正信号の値に従って前記ストリップに対する
   前記ジェットの位置を変更する段階と、を含む特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記被覆装置は被覆浴を含む特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５ 前記被覆装置はスプレーである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ６ 前記被覆装置は単一板浴中の前記被覆制御装置と一
   体である特許請求の範囲第１項記載の方法。