JPS60199524A - 張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は巻取機または巻戻し機を向えた処理ラインにお
いて、この巻取機または巻戻し磯と、直近の駆動ロール
との間の材料張力制御を行なう張力制御装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕圧端ラインまた
はプロセスラインでの材料に心安な張力は材料自体の形
状および材質、ならびに、ラインの構造から略決定され
、目標張力に刈して変動のないことが望まれる。

いま、＠取機を定速回転させた＠会の鳴動１炊出力、亀
ｄ依トルクおよび回転連成の間には、機械損、スリップ
寺を無視すると次式の関係があるＯＰ＝ｇ・ω・Ｔ＝ｇ
・２π・Ｎ−Ｔ　・・・・・・・・・（１）但し、Ｐ：
′亀動磯出力　（Ｗ） ｇ：慣性糸数 ω：角速度　（ｒａｄ／ｓ） Ｔ：トルク　〔〜−ｍ〕 Ｎ：回転速度　〔γｐｓ） である。

一方、巷ＪＩＩ慎の加ｇ速中ｌこ、篤動磯の加減速に必
要なトルクＴ、は次式でめられる。

但し、Ｔｔ：％動磯力日減速に必要なトルクＧＤ” Ｊ：慣性モーメント　／４ である。

したがって１巻取機の加Ｖ、連中の材料張力Ｆは上記ｔ
ＺＪ式および１３１式を用いて次式のように衣わされる
。

但し、■：゛−動慎電圧 工：ｔＩＬ動機’４機子゛１流 Ｄ：コイル外径 である。

また、定数なに１電ＭＪＪ機界磁磁束をφとするＶ＝に
φＮ　となるから（４）式は次式のように誓き替えられ
る。

ここで、界磁磁束φをコイルの外径りに比例させたとす
れば材料張力Ｆは次式で表わされる。

＝に、・Ｉ　Ｋｌ・工、・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（６）但し、Ｋ＋　、に２　、Ｋｓ　：定
数 ｌＩ：加減速屯流 電流る。

このように、界ａｋ磁束φとコイルの外径りとを比例さ
せたとき巻取機の速度が一定であれば、（６）式の第２
項は零となり材料張力Ｆは亀＠磯の畦磯子電流Ｈこ比例
する。従って、ｔｌｔ製機の亀磯子亀ｉＩを一定にすれ
ば、材料退力を一定にすることができる。

また、巻取機の加減速時には（６）式第２項の回転速度
微分値ｄＮ／ｄｔが加減速量に比例するため加速時には
正の張力が作用し、減速時には負の張力が作用する。加
減速補償はこの張力Ｆに作用する分を設定基準に加算し
て張力を一定に保っている。

第１図は上述した関係に基づく従来の眼力制御装置の俗
成を示すブロック図で、巻取機１ｆこ巻取られる材料２
の速度は、ライン速度検出ロール３に結合されたライン
速度検出器４で検出され、巻取機１の回転速度は回転速
度検出器５で検出されてこれら両検出１ぎ号がコイル外
径検出装置７に加えられる。このコイル外径検出１ｉｔ
７はライン速度検出ロール３のｌｆｔ径に対応する信号
とライン速度１ｇ号とを栄じ、次いで、＠敵機の回転速
度信号で除してコイル外径信号を界磁磁束１６１Ｊ御装
置８に加える。この界嫡磁束動御装置８はコイル外径信
号に比例した＃ＩＬ訛を′亀＃ｌ愼６の界磁巻線に流す
ものである。

かくして、畦＠＊６の界磁磁束はコイルの外径曇こ比例
した埴となる。

一方、張力基準を設定して１ｔｌＬ磯子′Ｉｔ流に換算
した信号を出力する張力基準設定装置９と、上述した加
減速補償を行なうに必要な演算をして１ａ機子′社流に
換算した信号を出力する加減速補償装置装置１０とが設
けられ、両川力信号が加算器１０こよって加算されて電
流制＠装置１２に加えられる。この電流割帥装渡］２は
入力信号ｔこ比例した値にＩｇ励磯６の奄償子ａ訛を制
御する。

ところで、巻取機工が厚さｔの材料をｎ回舎取るとコイ
ルの外径は２ｔｎだけ壇加する。匠がってライン速度が
一定であってもコイル外径は常会こ増加し、巻取機回転
速ｅＮは、Ｎ＝ち一〇が成立することからも明らかなよ
うにコイル外径に反比９１］して減速することになる。

この減速分は実買的すこ上記（３）式の演算を行なう加
減速演算装置１０によって補償される。

第２図はこの７１１］＃；速補慣演Ｊ４．装置１０の評
細な偶成を示すブロック図で、第１図と同一の符号を付
したものは、それぞれ同一の賛素を示し、ている。

この加減速補償装置はコイルｉ″Ｊ衣定器２１の設定信
号と、上記コイル外径検出装置７のコイル外径信号とす
こ基いて、コイル慣性検山襞ｙＩｔ２２がコイルのはず
み車効果を検出する一万、巻取機自体の機械慣性を機械
慣性設足器るで設定し、両川力信号、すなイつち、ＣＤ
”ｆこ対応する信号が加算器々で加え合わされる。また
、この７ＪＱ鼻器かの出力は割典器２５によつでコイル
外径信号で割鼻される。

一方、ライン速Ｋを決めるライン速度基準器かの出力信
号がライン速度の愛化皺を検出する微分器ｎによって領
分され、次いで、この領分器ｎの出力と上記辿ｊ鼻器６
の出力とが昇器’２２３１こよって畑は曾わされて加減
速トルクＪｉｌｔこ対応する加減速イｍｊＸＡｇ号ｓ２
９が出力される。

この加減速補償信号８２９は張力基準信号に、７１１］
え合わされて電流’＋＋？ｌＩ御ｖｃｔｔ１２（第１図
）に入力されるが、例えば、ライン速度が一定であれば
ライン速度基準器２６の出力は不変で、領分器かの出力
は苓となる。この結果、加減速補償・は号も当然に苓と
なる。

前述したように、巻取機のコイル外径が巻太つたとき巻
取機回転速度も遅くなるので、この＠通分を補償しなけ
ればならないが、かかる儒成ではトルク補償縁を零にし
てしまい、＠散機回転速度の減速分岐流が全て材料の張
力に転侯されて過大張力となることがあった。

この現象はライン速度が大きいときほど、材料板厚が大
きいときほど、さらに、コイル外径が小さいときはどｄ
Ｎ／ｄｔが大となってより囲者であった。

〔発明の目的〕

不発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
ライン速度が一定のときおよび加減速中のどちらの状態
でも＠取扱の加隙１こ俵する的確なｇ慎子−流を流し得
、これをこよって目襟慢力に対する変動を著しくはく仰
さえ得る張力１ｔｉｌＪ　ｔａｕ装置の提供を目的とす
る。

〔発明の概安〕

この目的を達成するために本発明は、材料張力基準を加
減速補償して巻取機または巻戻し磯と直近の駆動ロール
との間の材料張力を一定に制御する張力側（卸装置φこ
おいて、コイル外径検出装置と、このコイル外在検出装
置の出力を用いて、コイル巻装部材を甘めだコイルの慣
性モーメントを算出すると共に、コイルの外径で除専し
て出力する演鼻手段と、材料の速度基準を発生する速度
基′＄器と、この速度基準を前記コイル外注検出器の出
力で除其して回転速度基準を発生する回転速度基準検出
器と、この回転速度基準を領分する領分器と、この微分
器の出力および前記医井手段の出力な任ｔけ合わせる乗
Ａ、器とを具備し、この釆與器の出力を〃口秋運桶慣−
とすることを脣倣としＣいる。

〔発明の実施例〕

以下、蹟付図囲をｌ照して不発明の一実施例について説
明する。

ｍ１３図は本発明の一実施例の卯減連袖償演尊装＊ｔｃ
Ｄ構成を示すブロック図で、第２図と同一の符号を付し
たものはそれぞれ同一の狭累を示している。そして、ラ
イン速度基＄器２６と微分器がとの間に、ライン速度基
準１１号をコイル外径１ｇ号で味丼Ｔることすこより巻
取機回転速度基準をめる巻取機回転速度基準検出器３１
′ｆ：付加した点が第２図と異っている。

すなわち、巻取機回転速度基準検出器３１はライン速度
基準器２６の出力とコイル外径検出装置７の出力とから
巻取機回転速度の目標イ１をめて領分器２召こ加えるこ
とにより、実際に必壁な巻取機の回転速度基準瀘をめ、
次いで、”來’Ｊ４器あ１こ入力して加減速トルク輩に
対応する加減速補償（ｇ号ｓ３２ヶ求めている。

かくして、コイル巻太りによる巻取機の回転速度基準に
対して正しい７ＪＱ焦運補償菫が得られると共に、（社
）ＩＬ１１恢−機子゛電流が的°碓−こ凛葬制御され、
この結果、ライン速度の加減速８よびコイル径の変化ｔ
こ関係なく材料張力を目標値に一致させることができる
。

なお、この失ゐ例ではコイル外＆［山襞ば７の出力信号
を用いて回転速度の目標値をめているが、このコイル外
イを構出装置７の出力信号の代わりに、回転速度検出器
５の出力信号を１史用することも考えらイＬる。しかし
、この回転速ｅ慣出？第５の出力はフィードバックｔｔ
ｔｌＪ御を行なった１直であるので適切ではないと言え
る。

すなわち、加減速補慎虚は巻取機の回転速度を変化させ
るための電流を、速度変化と同時に′電動＋＆　Ｉａ＜
＆子ｆこ与えるものであり、回転速度恢出６５の出力を
用いたのでは回転速度・演出器および電流制御装置昏の
ｄれによって７Ｊｌ］減運袖偵ｌこ遅れを生じ、これが
張力変動の原因となるからである。

ところで、上記実厖例では演昇式と谷粥成要素との関係
を理解し易くするために、コイル外径と界磁輯束とが比
クリする？ｌ＋ｌＪ碑方式昏こついて説明したが、この
内省が比クリしない１ｔ１１制御万式、クリえは、最大
トルク’＋ＩＩＩＪ御方式にも同様にして本祐明を通用
することができる。

ｆｌおまた、上ｄ己実施的では巻取機とこの菅枢機手１
１の駆動ロールとの間の張力制御について説明したが、
Ｉａ決し愼とこの会決し機の後の駆動ロールとの間の眼
力制御にも本発明を適用し得ることは百うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く本発明の張力制御装置
は、加減速補償鷺をめるとき、速度基準をコイルの外径
で除した埴を微分しているので、速度基準が一定であっ
たとしてもコイル外径の変化に対応して変化する加減速
袖偵世が得られ、これによってライン速度の加減速およ
びコイル外径の変化に関係なく材料張力を−Ｈｉこ保持
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ま従来装置の全坏悔成を示すブロック図、集２
図はこの従来装置の王ｊＡＩな要索の旺細な燐酸を示す
ブロック図、第３図は本発明の一夫−クリの主要な要素
の評細な構成を示すブロック図である。 １・・巻取機、２・・・材料、４・・ライン速度侠出器
、５・・・回転速度検出器、６・・直流′［ｌＬ動磯、
７　・コイル外径検出装置、８・・・界ｍ磁束制御装置
、９・・走力基準設定装置、１０　、１０ａ・・・加痙
速補慣設定装置、１２・・・′電流制御装置、η・・・
コイル慣性検出装置、乙・・・憬械慣性設定器、あ・・
・ライン速度基１■器、２７・・・微分器、３１・・・
巻取扱回転運度基準恢出器。 出願人代理人　猪股　渭 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 材料張力基準を／Ｊｌｌ減速補償して巻取慎韮たは巻戻
   し愼と直近のｍ動ロールとの間の材料走力を一定に制御
   する張力１ｔｉｌＪ帥装置に２いて、コイル外性恢出鉄
   直と、このコイル外径恢出装置の出力を用いて、コイル
   舎装部材を含めたコイルの慣性モーメントを算出すると
   共に、コイルの外性で両耳して出力する演葬手段と、材
   料の速度基準を発生する速度基準器と、この速厩−、４
   準を前記コイル外性恢出器の出力で除其して回転速度基
   準を発生する回転速度基準伏出器と、この回転速度基準
   を微分する微分器と、この微分器の出力およびＭ’＋Ｉ
   記演昇＋段の出力を掛は合わせる米算器とを具備し、こ
   の来ｎ器の出力を加誠速補慣輩とすることを特徴とする
   張力市ｉＪｍ装置。