JPS62280155A - 薄物材の巻取張力の制御方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は、圧延、酸洗等の処理を行った後のスチール
箔等の薄物材ストリップをリールに巻取る際の張力の制
御方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にプロセスから送り出されてくる薄物材をストリッ
プコイルとして巻取リールに巻取る際は、ストリップの
破断や形状不良等を生じないようにその張力を一定に制
御する必要がある。

従来、その制御は巻取リールのモータの電流と界＆ｔ１
磁束を制御することにより行われていた。すなわち、モ
ータ電流■、界［磁束Φ、巻取コイルＤと張力Ｆとの間
にはＦ＝に−Ｉ・Φ／Ｄの関係が成立するから、電流■
を一定に保つと共に、巻き太りにより増大するコイル径
りに合わせて界磁磁束Φを変化させΦ／Ｄを一定に保つ
ようにして張力を一定に制御する方式である。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の巻取張力の制御方法にあって
は、例えばスチール箔のような超ＷＩ’ｊｌＪ材に対し
て不適当である。つまりそのような超薄物材を巻取る場
合、まず張力自体が０．１〜１．０ｋｇ／ｌ■２と極め
て小さい。更にライン速度も１００ｍ。

ｐ、ｍ未満と遅いため巻取リールとその駆動モータとの
間に介装される減速機の減速比を大きくとる傾向にある
。それ故、機械的損失が、制御しようとする張力に比較
して大きくなり、かつまた機械的損失そのものが巻取り
速度や温度の影響あるいは機械の使用による劣化等で変
動して一定値とはならないから演算式通りの制御が困難
であり、張力制御精度が極めて悪いという問題点があっ
た。

そこで、対策として、ストリップの実張力をテンション
メータで測定して、上記従来の張力制御の誤差分を補正
するようにしたテンシゴンメータモニタ制御方式が提供
されているが、先に述べたようにストリップ張力そのも
のが極めて小さい値であるから、その測定精度にも限界
があり、従って制御精度も十分に満足できるものではな
かった。

この発明は、上記従来例の問題点に着目してなされたも
のであり、従来のように巻取リールの駆動モータの電流
と界磁磁束を制御することにより巻取張力を一定に保つ
方法に代えて、巻取リールの前段に独立してストリップ
張力を一定に保ち得るテンション調節装置を別途に配設
し、その張力調整用ロールの位置制御を巻取リールの速
度制御を介して行わしめることにより、結果として巻取
リールの動力伝達系の機械的損失や加減速時の張力変動
に全く影響されずに一定張力で巻取り可能となる薄物材
圧延における巻取張力の制御方法を提供することを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、巻取リールの
前段に、薄物ストリップの張力に応動してその張力を調
整するロールを備えたテンション調節装置を配設すると
ともに、前記ロールの変位量を検出し、該変位量検出値
を補正値として前記巻取リールのストリップ巻取速度制
御系に入力することにより当該巻取リールの巻取速度を
制御して、前記薄物ストリップの張力を一定値に保持す
ることを特徴とする。

〔作用〕

この発明においては、テンション調節装置の有するロー
ルを介して薄物材ストリップに一定の大きさに制御され
た加重を付与することにより、ストリップに所定の巻取
張力を与える。このため、ストリップの張力変動に応じ
て上記テンション付与ロールが変位してストリップの張
力変動を補償する。一方、ストリップ巻取リールは、ス
トリップの巻き太りに従ってリール回転数を減少させる
ことにより周速を一定に保つように巻取速度制御されて
おり、巻取中にストリップの張力の変動によって、前記
ロールが変位したときにその変位量に応じて巻取リール
速度制御の指令出力を補正する。これにより、前記ロー
ル位置を、張力調整可能範囲内に維持し、ストリップを
常に一定張力で巻取ることができて、巻取リールの動力
伝達系の機械的損失や、ライン速度の加減速による張力
変動に影響されない高精度の張力制御が可能である。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は、この発明の一実施例を示すブロック図である。

図中１はスチール箔等の薄物材からなるストリップ２の
圧延プロセスである。この圧延プロセス１で圧延された
ストリップ２は、その出側から巻取り−ル３に移送され
てコイル状に巻き取られる。

４はその巻取り−ル３の前段に配設されストリップ２の
巻取張力を調節するテンション調節装置である。このテ
ンション調節装置４は、ストリップ２に対して下方から
転接するデフレクタロール５ａ、５ｂと、これらデフレ
クタロール５ａ、５ｂ間の中央部に配置されてストリッ
プ２に対し上方から転接し、その張力を調整可能なダン
サロール６と、このダンサロール６をワイヤシーブ７を
介して上方に吊り上げるカウンタウェイト８と、このカ
ウンタウェイト８に対向してダンサロール６を下方に引
張るワイヤ９と、このワイヤ９を巻き取るウィンチ１０
と、このウィンチ１０を回転駆動する駆動モータ１１（
以下、テンションモータという）とこのモータ１１の電
流を一定に制御することにより、ウィンチＩＯで巻取る
ワイヤ９の張力、ひいてはこのワイヤ張力と平衡するス
トリップ２の張力を制御するテンションモータ制御回路
１２と、テンションモータ１１の回転からダンサロール
６の変位量を検出するロール位置検出器１３とから構成
されている。しかして、上記テンションモータ制御回路
１２は、テンションモータ１１のトルクを一定値に維持
するように、モーータ電流を制御するものであり、予め
所定の大きさの張力に見合う電流値を張力指令値として
設定する張力設定器１４と、モータ１１の負荷電流を検
出する電流検出器１５からの検出信号をフィードバック
信号として用い、前記張力指令値と比較する比較部１６
と、この比較部１６から出力される両者の偏差信号が供
給される張力調節器１７と、その張力調節信号がモータ
１１を過負荷から保護する電流制限抵抗１８を介して供
給されるサイリスクで構成されるテンションモータ駆動
回路１９とを備えている。

一方、巻取り−ル３は、速度制御装置２０によって速度
制御される巻取モータ２１により減速機２２を介して回
転駆動される。

速度制御装置２０は、速度制御回路２３と、その速度指
令値を補正する、コイル径演算器２４及びダンサロール
位置補正回路２５とで構成されている。

速度制御回路２３は、入力されたコイル径演算器２４の
巻取コイル径出力に基づき巻取りリール３の周速を一定
とする速度指令値を算出し、これを出力する速度指令値
演算器２６と、この速度指令値及び巻取モータ２１のタ
コジェネレータで構成される回転速度検出器２７からの
速度フィードバック信号が供給される比較部２８と、こ
の比較部２８から出力される両者の偏差信号が供給され
る速度調節器２９と、その速度調節出力信号及び巻取モ
ータ２１の負荷電流を検出する電流検出器３０からのフ
ィードバック信号が供給される比較部３１と、この比較
部３１から出力される両者の偏差信号が供給される電流
調節器３２と、巻取モータ２１を過負荷から保護する電
流制限抵抗３３を介して前記電流調節器３２からの信号
が供給されるサイリスクで構成される巻取モータ駆動回
路３４とを備えている。

コイル径演算器２４は、前記デフレフクロール５ａの回
転数を検出するパルスジェネレータ３５からのパルス検
出信号を読込み、その単位時間当りのパルス数から算出
したデフレフクロール５ａの回転数ｎと、予め設定され
たデフレフクロール５ａの直径ｄとに基づき、デフレフ
クロール５ａの周速度従ってストリップ２の移送速度Ｖ
を算出すると共に、巻取駆動モータ２１の回転数を検出
するパルスジェネレータ３６からのパルス検出信号を読
込み、その単位時間当りのパルス数から巻取り−ル３の
回転数Ｎを算出し、これらの算出値に基づいて巻取りコ
イル径１）−ｖ／π・Ｎを求め、その結果を速度指令演
算器２６に出力する。

ダンサロール位置補正回路２５は、ストリップ２の張力
に応じて上下方向に変位するダンサロール６の中立位置
を設定する位置設定器３７と、この位置設定器３７から
のダンサロール設定位置指令及び先に述べたロール位置
検出器１３から出力されたダンサロール６の現在位置検
出信号とが供給される比較部３８と、この比較部３８か
ら出力される両者の偏差信号が供給される位置調節器３
９とを備えている。そしてこの位置調節器３９には、更
に前記コイル径演算器２４からの巻取コイル径演算値り
が供給され、ダンサロール位置の調整ゲインを巻取コイ
ル径の変化に応じて補正したものを、比較部２８に出力
する。これにより、速度指令演算器２６からの巻取モー
タ速度指令値をダンサロール６の変位量に応じて補正し
、ダンサロール６を常に張力調整可能範囲内に維持する
ように制御する。

上記テンション調節装置４による巻取張力の制御は次の
とおり行われる。

今、プロセス１で圧延されたストリップ２が、ダンサロ
ール６に与えられているトルクとストリップ張力とが平
衡状態にある定常状態で、巻取り−ル３に巻き取られつ
つあるものとする。この定常状態では、ダンサロール６
が中温位置Ｎ０にあり、したがってダンサロール位置検
出器１３の出力は、中立位置に応じた値となる。この位
置検出信号がダンサロール位置補正回路２５の比較部３
８に供給される。一方、比較部３８には、位置設定器３
７からの中立位置を指令する指令信号が供給されている
ので、両者の偏差信号は零となる。

この、偏差信号が位置調節器３９に供給されるので、位
置調節器３９の出力信号も零となり、結局、速度制御回
路２３においてダンサロール６の位置による補正を行わ
ないことになる。したがって、速度制御回路２３では、
その速度指令演算器２６でコイル径演算器２４の出力に
基づき巻取リール３のコイル径の増加に伴い速度指令値
を減少させて、駆動モータ２１を制御し、巻取り−ル３
の周速を一定とするように制御する。この定常状態での
巻取中に、ラインの加減速等の影響を受けて、ストＩＪ
フプ２の張力が例えば増大する方向に変化すると、テン
ションモータ１１の出力トルクとの平衡が破れてウィン
チ１０が回転し、ダンサロール６は中立位置から上方に
変位し始める。するとその変位の方向と変位量は、ウィ
ンチ１０の回転を介してダンサロール位置検出器１３に
よりいち早（検出され、その検出信号がダンサロール位
置補正回路２５における比較部３８に出力される。

このため、比較部３８からは、その出力信号と位置設定
器３７で設定されている中立位置指令信号との差値に応
じた偏差信号が出力されて、これが位置調節器３９に供
給される。位置調節器３９は、その偏差信号に応じて巻
取り−ル３の回転速度を補正する（この場合は、回転速
度を減少させる）位置調節信号を巻取モータ駆動制御回
路の比較器２８に出力するが、このときコイル径演算器
２４から供給される巻取コイル径りの大小により巻取り
速度補正のゲインを変える必要がある。これは巻取り速
度（すなわちストリップ２の移送速度Ｖ）は巻取コイル
径りと巻取リール回転数Ｎの積となるからであり、回転
数補正ゲインは、コイル径が比較的小であれば大きく、
反対にコイル径が比較的大であれば小さくする。

かくして、速度指令演算器２６からの指令信号と巻取り
モータ２１の回転速度検出器２７からのフィードバック
信号との偏差値はその時の巻取コイル径に応じて補正さ
れて比較部２８から出力され、速度調節器２９．比較部
３１．電流調節器３２、電流制限抵抗３３．＠取モータ
駆動回路３４を経て、巻取モータ２１の回転数を減少さ
せる。

こうして、巻取り−ル３の周速が遅くなると、ストリッ
プ２の張力が減少されるので、定トルク制御されている
テンションモータ１１によりワイヤ９がウィンチ１０に
巻き取られて、ダンサロール６が中立位置Ｎ０に同かっ
て変位するから、ストリップ張力の変動は補償される。

同様に、ストリップ２の張力が減少した場合にも、上記
と逆の動作を行ってストリップ張力を一定に維持するこ
とができる。

なお、上記実施例においては、テンション調節装置４と
してテンションモータ１１．ウィンチ１０、ワイヤ９か
らなる駆動機構で駆動されるダンサロール６を適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、例えばテンションモータの回転軸に直結された枢軸
に回転アームを設け、この回転アームの先端にストリッ
プに転接するロールを設けるようにしても良く、要は巻
取り−ル３の入側におけるストリップ２の張力変動を吸
収して、ストリップ２に所定の張力を付与できる構成を
存することである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、巻取リールの
前段に薄物ストリップの張力に応動してストリップ張力
を調整するテンション調節装置を配設すると共に、その
テンション調節装置のテンションロールの変位分を、巻
取リールの速度制御により補正するようにしたので、巻
取リールの動力伝達系の機械的損失やライン速度加減速
時の張力変動に全く影響されることなく、高精度の巻取
張力制御ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。 図中、２は薄物ストリップ、３は巻取リール、４はテン
ション調節装置、６はダンサロール、１３はダンサロー
ル位置検出器、２０は（巻取リールの）速度制御装置で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻取リールの前段に、薄物ストリップの張力に応動して
   その張力を調整するロールを備えたテンション調節装置
   を配設するとともに、前記ロールの変位量を検出し、該
   変位量検出値を補正値として前記巻取リールのストリッ
   プ巻取速度制御系に入力することにより当該巻取リール
   の巻取速度を制御して、前記薄物ストリップの張力を一
   定値に保持することを特徴とする薄物材の巻取張力の制
   御方法。