JPS5941132B2 - 形状検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は薄鋼板、例えばストリップの如き帯状体の幅
方向における張力分布を知ることにより、その形状を検
出する形状検出装置に関するものである。

一般に前記帯状体の冷間圧延に際し、その板厚精度と共
に重要なことは形状（平担度ともいう）である。

しカルながら、冷間圧延では圧延中、高い張力をかけて
圧延するので、被圧延体即ち帯状体の弾性伸びのために
該帯状体に、例えば中伸びまたは耳波等の形状不良が発
生していても、その変位値が減少又は消失して検出でき
ないのが普通である。

従つて上記の如く高い張力を付加した状態では、帯状体
の形状不良部を直接検出することはできないが、該帯状
体の幅方向の張力分布を知ることにより、間接的に形状
を検出できることはよく知られている。従来、この張力
分布を測定する装置としては、例えば帯状体の幅方向に
沿つて設けた複数個の測定用分割ロールにストレーンゲ
ージを貼付して張力を測定する方法あるいは磁歪現象を
応用した測定方法等が周知である。

しかしながら、これらの方法においては（１）帯状体の
上下方向の動揺等による測定誤差が大きい。

（２）幅方向に設けられる検出素子数が取付機構等に原
因して、せいぜい数個程度に限られるため、板幅方向の
張力分解能が悪い。

（３）一般に精度が不充分である。

等の欠点を有し、必ずしも充分な信頼性を得るまでに至
つていない。

これらの欠点を解消した従来の改良装置を第１図に示す
。

第１図において、１は被測淀体即ち帯状体で、２は例え
ばデフレクターロールの如き支持ロールである。３は駆
動信号発生器で、例えば矩形波発信器で構成される。

３ａは増幅器である。

４は検出ヘツドで、被測定体の幅方向に沿いかつ適宜の
係止手段により被測定体表面に適宜間隔をもつて離隔し
て設けられる。

該検出ヘツド４は外力印加装置４ａと変位検出器４ｂで
構成される。外力印加装置４ａは、被測定体１の幅方向
に沿い断面コ字状の磁極Ａに励磁コイルＢを設けた電磁
石からなり、変位検出器４ｂは被測定体１の幅方向に沿
つた基本部Ｃに複数個の変位測定用電極Ｄを被測定体表
面に臨ませて設け、かつ外力印加装置４ａと一体的に設
けられる。なお、変位検出器４ｂは外力印加装置４ａと
別体に設けてもよく、また外力印加装置は上記の如く電
磁石に限るものではなく、例えば圧縮空気の如き非接触
で力の印加が可能なものであればよく、本願の目的を逸
脱しない範囲において任意の手段を採用することができ
るものである。

４ｃは例えば静電容量一電圧変換器の如き変位変換回路
である。

９は信号処理回路で、極性切替器５、積分回路６、サン
プルホールド回路７および前記各装置５，６，７に連設
せしめたタイミング発生回路８で構成され、タイミング
発生回路８は前記各装置５，６，７および矩形波発信器
３にそれぞれ連設されている。

信号処理回路９は表示装置制御装置１０を介して、例え
ばＣＲＴモニターの如き表示装置１１に連設される。ま
た、信号処理回路９はロールクラウン制御回路１２を介
しロールクラウン調整装置１３へ連設することもできる
。なお変位変換回路４Ｃ、極性切替器５、積分回路６及
びサンプルホールド回路７は検出ヘツド４毎に設けられ
ている。

次にこの作用について述べる。

まず矩形波発振器３で周期ＴＣの矩形波を駆動信号とし
て発生せしめる。

次いでこの駆動信号を増幅器３ａにおいて、増幅し、こ
の増幅信号を外力印加装置４ａを介して被測定体１表面
に外力として印加し、被測定体１に変位ｐ（Ｘｔ）を発
生させる。被測定体表面に発生した変位Ｐ（Ｘｔ）は、
変位検出器４ｂに設けた変位検出用電極Ｄで該変位を静
電容量として検出し、信号変換器即ち静電容量一電圧変
換器で電圧信号に変換せしめる。被測定体１の幅方向に
沿つて設けた複数個の変位検出用電極Ｄは、その対応す
る被測定体各部の変位をそれぞれ同様に検出し、電圧信
号に変換したのち信号処理回路９に入力される。前記変
位検出信号は極性切替器５で、後述の第２図ａに示すよ
うに期間Ｔ２においては極性切替したのち、つまり周期
Ｔ１における面積と周期Ｔ２における面積との和を取つ
たのち積分回路６に入力し、該積分回路で矩形波周期Ｔ
毎に積分を行つて張力信号以外の雑音を除去し、式１に
おける被測定体各部の張力にかかわる部分のみを算出し
て、サンプルホールド回路７に入力し、サンプルホール
ドする。タイミング発生回路３は矩形波発生器３からの
参照信号に基いて、極性切替器５の極性切替タイミング
、積分回路６のりセツトタイミング、およびサンプルホ
ールド回路７のサンプルホールドタイミング等の各タイ
ミングを制御する。サンプルホールド回路７の出力Ｃ（
ｘ１），Ｃ（Ｘ２），・・・，Ｃ（Ｘｎ）は、表示装置
用制御回路１０を介して例えばＣＲＴモニターの如き表
示装置１１に表示され、オペレーターの監視に供せられ
るとともに、形状調整のためのデータとして用いられる
。また、被測定体即ち帯状体の自動形状制御を行う場合
は、サンプルホールド回路７の出力を表示系とは別に自
動制御系即ちロールクラウン制御回路１２を介して、ロ
ールクラウン調整装置に入力せしめることによつて目的
を達することができる。上述の外力印加装置４ａによる
単位幅当りの駆動外力ｆ（ｔ）と信号処理回路９の出力
である板幅方向座標Ｘにおける幅方向張力分布の関数Ｃ
（ｘ）は、次のように表わされる。

ここに ｘ：幅方向座標 ｕ（ｘ）：ｘにおける単位幅当りの張力（ユニツトテン
シヨン）Ｌ：ロール間スパン ｔ：板厚 第２図は、改良装置及びこの発明の形状検出装置を説明
するための波形図である。

ここで、第２図ａは周期Ｔの矩形波２１を示す図、第２
図ｂは該矩形波周期Ｔごとに発生する駆動外力ｆ（ｔ）
の波形２２を示す図、第２図ｃは、該駆動外力ｆ（ｔ）
によつて変位せしめられる。帯状被測定体の変位Ｐ（Ｘ
，ｔ）の信号波形２３を、変位検出器４ｂで検出した変
位検出値を示す図、又、第２図ｄは改良装置において矩
形波周期Ｔにもとづいて積分する積分タイミングを示す
図、第２図ｅはこの発明の装置における積分タイミング
を示す図である。次に積分回路６における積分動作につ
いて詳しく説明する。矩形波２１の周期Ｔに基づいて、
外力印加装置４ａから駆動外力ｆ（ｔ）を発生させる場
合に、駆動外力ｆ（ｔ）は２２ａに示す過渡状態をもつ
ている。さらに、被測定体１が，駆動外力ｆ（ｔ）を受
けて変位する塙合についても、変位開始から変位完了ま
での過渡状態２３ａをもつ。又矩形波周期２１が（ＮＴ
＋−Ｔ）の時点で零となり、駆動外力ｆ（ｔ）を零にし
ようとする場合についても、同様の過渡状態２２ｂをも
つ。したがつて、変位信号２３も過渡状態２３ｂをもつ
ことになる。このような状態における変位信号２３を、
矩形波周期Ｔと同じ積分タイミングＳｌ，Ｓ２によつて
積分することは、変位信号２３の定常状態における積分
値だけでなく、過渡状態にある変位信号２３ａ及び２３
ｂをふくめた変位信号を積分していることになる。すな
わち、変位Ｐ（Ｘ，ｔ）を矩形波周期ごとに積分すると
いう本来の目的に過渡状態における変位Ｐ（Ｘ，ｔ）と
いう誤差をもち込んでいることになる。

又、駆動外力ｆ（ｔ）の過渡状態２２ａ、２２ｂの値は
駆動外力ｆ（ｔ）の絶対値が変化することに対応して変
動するため、変位信号２３の過渡状態２３ａ，２３ｂも
当然影響を受けて変動をする。

さらに駆動外力ｆ（ｔ沖絶対値が変化しない状態におい
ても式（１）よりみてわかるように、変位信号２３の絶
対値は変化する。この状態においては、変位信号２３の
過渡状態２３ａ，２３ｂは一定となり得ない。このよう
に変位信号２３の定常値に対する過渡状態２３ａ，２３
ｂの占有率は一定ではなく、常に変動する状態にあるた
め、変位信号２３の積分値にふくまれる誤差は常に変動
せざるを得ない。

この改良装置の積分においては、以上に説明したように
、変位量Ｐ（Ｘ，ｔ）の過渡状態を含めて、同期積分を
しているため、張力信号以外の雑音は消去しているにも
かかわらず、変位量Ｐ（Ｘ，ｔ）の過渡信号を誤差要因
として含めて処理するという欠点があつた。この発明は
、上記のような欠点を除去するためになされたもので、
張力信号以外の雑音を消去することはもとより、積分動
作において、変位信号Ｐ（Ｘ，ｔ）の過渡状態を除去す
ることにより、変位信号Ｐ（Ｘ，ｔ）の定常信号のみを
積分処理することのできる装置を提供することを目的と
している。

以下、この発明の一実施例を第２図、第３図に基づいて
説明する。

第３図において、３８は前述した信号処理回路９におけ
る極性切換器５及びサンプルホールド回路７のタイミン
グとは独立した別個のタイミングを発生させる積分タイ
ミング発生回路である。

その他は第１図と同じ構成である。第２図ｅの２５は該
積分タイミング発生回路３８の波形である。変位信号２
３の立ち上がり時における過渡状態２３ａについては、
前述したように誤差要因となるため過渡状態２３ａが完
了し、変位信号２３が定常状態に達した時期以降に、変
位信号２３の積分を開始するように、積分開始時期を矩
形波周期信号の立ち上り時点ＮＴよりおくらせる。すな
わち、積分タイミング波形２５に示す如く、矩形波周期
信号２１よりおくれ時間２５ａの後に変位信号２３をＴ
１の期間にわたつて積分する。

次に矩形波２１がＮＴ＋−Ｔの時点で印加外力ｆ（ｔ）
を零にもどそうとする時点において、被測定体１がもと
の状態に復帰する場合の変位信号２３の過渡状態２３ｂ
についても、同様の考えにより過渡状態２３ｂが完了し
た後に変位信号２３を積分することを開始するように、
積分タイミングのおくれ時間２５ｂを設ける。すなわち
、矩形波周期信号２１が立ち下がつた時点ＮＴ＋−Ｔに
おいて、Ｔ１の積分動作を完了させ、過渡状態２３ｂが
完了するまでの期間２５ｂにわたつて、積分動作を停止
し、おくれ時間２５ｂの後に、再びＴ２の期間にわたつ
て、変位信号２３を積分することにより式（１）のＣ（
ｘ）が導出される。ここで、積分中断期間２５ａと２５
ｂは予め過渡状態２３ａ，２３ｂより大きくかつ同一の
値に取れば、積分時間Ｔ１とＴ２とは等しくなり、Ｔ１
における外乱分と、Ｔ２における外乱分とはおたがいに
相殺されるという外乱除去効果は充分発揮される。

以上のように変位信号２３の積分を実行するようにすれ
ば、変位信号２３の定常状態における変位量ｐ（Ｘ，ｔ
）のみを積分することができ、精度の高い同期積分を実
現させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形状検出装置を示すプロツク図、第２図
は第１図及び第３図のプロツク図の動作を説明するため
の波形図、第３図はこの発明の形状検出装置の主要部を
示すプロック図でぁる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定体の幅方向に沿い、かつ上記被測定体の表面
   と一定距離離れて設けられ、矩形波、駆動信号に従つて
   上記被測定体に外力を印加する外力印加装置、上記幅方
   向に沿つて複数個設けられ上記被測定体の変位を検出す
   る変位検出器、この各変位検出器からの出力をそれぞれ
   積分し上記外力印加装置の外力による張力相当分を導出
   する複数の積分回路、上記矩形波信号に従つた外力によ
   つて変位する被測定体の過渡状態に対応した時間を予め
   削除して同一時間上記積分回路が積分するように指令信
   号を送出するタイミング発生回路を備え、上記各積分回
   路の出力から上記被圧延材の幅方向に関する張力分布を
   求めるようにした形状検出装置。