JPS63212010A - 速度同調装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧延機等のローラ回転速度とこのローラ上を
搬送される材料の送り速度とを自動的に同調させるため
の装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の圧延機用自動速度同調装置としては、第３図に示
すようなものがある。

この第３図において、１は圧延機、２はデフレクタロー
ル、３は巻取リールであって、被圧延材４は圧延機１で
圧延されデフレクタロール２上を通り巻取り−ル３に巻
き取られるようになっている。

また、Ｍｌは圧延ロール駆動モータ、Ｍ２はデフレクタ
ロール駆動モータ、ＴＧＩは圧延ロール速度検出器、Ｔ
Ｇ２はデフレクタロール速度検出器であり、５は圧延ロ
ール速度を設定する速度設定器、６は速度設定器５から
の信号を受けて速度指令信号を出力する速度指令器、７
は速度指令器６からの速度指令信号と圧延ロール速度検
出器ＴＧＩからの実圧延ロール速度信号との偏差に応じ
た制御信号を出力する速度制御器、８は速度制御器７か
らの制御信号を受けて圧延ロール駆動モータＭ１のため
の駆動電流を供給する電力変換装置である。

９は先進率設定器、１０は速度指令器６からの信号と先
進率設定器９からの信号とを受けて速度基準値ｖｂ情報
を出力する先進率補正器である。

１１は先進率補正器１０からの速度基準値ｖｂとデフレ
クタロール速度検出器ＴＧ２からの実速度Ｖｒとの偏差
に所要の定数（ゲイン）を掛は電流指令に変換する定数
掛算器、１２は定数掛算器１１からの指令信号と補正指
令Ｉａ−との偏差情報Ｉｄを受けて制御信号を出力する
電流制御器。

１３は電流制御器１２からの制御信号を受けてデフレク
タロール駆動モータＭ２のための駆動電流を供給する電
力変換装置、１４はデフレクタロール駆動モータＭ２の
電流値を検出する電流検出器、１５は電流検出器１４か
らの信号に所要の定数（ゲイン）を掛ける定数掛算器で
あり、先進率設定器９や先進率補正器１ｏで速度基準値
を設定する速度基準値設定手段ＶＭが構成され、定数掛
算器１１．ｆｆｉ流制御器１２．電力変換装置１３で速
度基準値設定手段ＶＭからの情報を受けてデフレクタロ
ール２が速度基準値ｖｂとなるようにデフレクタロール
駆動モータＭ２へ制御信号を出力するローラ速度制御手
段ＲＭが構成され、電流検出器１４．定数掛算器１５で
速度基準値ｖｂが被圧延材４の送り速度と異なる場合に
デフレクタロール駆動モータＭ２の電流値を検出してそ
の検出値に応じた補正信号をローラ速度制御手段ＲＭへ
出力する補正手段ＡＭを構成する。

次に動作について説明する。圧延機１の圧延ロール駆動
用モータＭ１への速度指令器６からの信号に基づき先進
率補正器１０が速度基準値ｖｂを設定し、この速度基準
値ｖｂとデフレクタロール速度検出器ＴＧ２で検出され
た実速度ｖｒとからデフレクタロール駆動モータＭ２を
制御してデフレクタロール２の回転速度が速度基準値ｖ
ｂとなるように制御される。そして、このとき速度基準
値ｖｂが被圧延材４の実速度と異なる場合にはモータ電
流値が電流検出器１４によって検出され。

この検出値に従って電流指令値Ｉｄが補正される。

すなわち、第３図に示した従来の速度同調装置は次の３
点を特徴とした同調方式によりデフレクタロール２の駆
動を行なっているのである。

（１）速度基準値ｖｂに従いデフレクタロール２を速度
制御する。

（２）速度基準値ｖｂが被圧延材４の実速度と異なる場
合には、モータＭ２の電流値を検出し、その値に従って
電流指令値を補正する。

（３）速度基準値ｖｂは圧延ロール速度より算出された
値であり、この値は圧延ロール速度から一義的に決定さ
れる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、このような従来の速度同調装置では、速
度基準値が圧延ロール速度から算出された計算値であり
、これが被圧延材の実速度と異なっている場合でも速度
基準値は変更せずに、モータ電流値を検出して補正指令
を出力することによってだけ対処しているので、下記の
問題が発生し、スリップの原因となる。

（１）モータ電流値からの補正指令量が大きく、加減速
時等に発生するモータ電流の微妙な変動により電流指令
値が大きく変動する。

（２）上記（１）項の問題点を除去するため、モータ電
流から補正指令量を求める際のゲインを小さくすると、
定常的にスリップする状態で、系が安定していまう。

（３）従って最終的にオペレータが速度基準値を微調整
しなければならない。

本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもの
で、速度基準値を強制的に増減方向に微小に変更し、こ
の変更に起因して生じるモータ電流値の変化から速度基
準値を自動的に調整できるようにした速度同調装置を提
供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明の速度同調装置は、モータによって駆
動されるローラの回転速度と同ローラ上を搬送される材
料の送り速度とを同調させる装置において、ローラ駆動
のための速度基準値を設定する速度基準値設定手段と、
同速度基準値設定手段からの情報を受けて上記ローラが
上記速度基準値となるように上記モータへ制御信号を出
力するローラ速度制御手段と、上記速度基準値が上記材
料の送り速度と異なる場合に上記モータの電流値を検出
してその検出値に応じた補正信号を上記ローラ速度制御
手段へ出力する補正手段とをそなえ、上記速度基準値を
増減方向に微小に変更させる速度基準値微小変更手段と
、上記速度基準値の増減方向への微小変更に伴って生じ
る上記の材料とローラとの摩擦に起因した上記モータの
増便変更電流値と減便変更電流値とに基づき上記速度基
準値を調整する速度基準値調整手段とが設けられたこと
を特徴としている。

［作　用］ 上述の本発明の速度同調装置では、ローラ速度制御手段
に−よってローラが速度基準値となるように制御され、
このとき速度基準値と材料の送り速度とが異なる場合に
補正手段からの補正信号によってローラの駆動状態が変
更補正されるが、更に加えて、速度基準値微小変更手段
により速度基準値を増減方向に微小に変更されることが
行なわれる。これにより材料とローラとの摩擦に起因し
たモータの増便変更電流値と減便変更電流値とが検出さ
れるが、これらの電流値に基づいて速度基準値調整手段
により速度基準値が調整される。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての速度同調装
置について説明すると、第１図はその全体構成を示すブ
ロック図、第２図はそのモータ電流とローラ速度との関
係を示すグラフであり、第１．２図中、第３図と同じ符
号はほぼ同様の部分を示している。すなわち、第１図に
おいて、１は圧延機、２はデフレクタロール（ローラ）
、３は巻取リールであって、被圧延材４は圧延機１で圧
延されデフレクタロール２上を通り巻取リール３に巻き
取られるようになっている。

また、Ｍｌは圧延ロール駆動モータ、Ｍ２はデフレクタ
ロール駆動モータ、ＴＧｌは圧延ロール速度検出器、Ｔ
Ｇ２はデフレクタロール速度検出器であり、５は圧延ロ
ール速度を設定する速度設定器、６は速度設定器５から
の信号を受けて速度指令信号を出力する速度指令器、７
は速度指令器６からの速度指令信号を圧延ロール速度検
出器ＴＧＩからの実圧延ロール速度信号との偏差に応じ
た制御信号を出力する速度制御器、８は速度制御器７か
らの制御信号を受けて圧延ロール駆動モータＭ１のため
の駆動電流を供給する電力変換装置である。

９は先進率設定器、１０は速度指令器６からの信号と先
進率設定器９からの信号とを受けて速度基準値ｖｂ情報
を出力する先進率補正器である。

１１は先進率補正器１０からの速度基準値ｖｂとデフレ
クタロール速度検出器ＴＧ２からの実速度ｖｒとの偏差
に所要の定数（ゲイン）を掛は電流指令に変換する定数
掛算器、１２は定数掛算器１１からの指令信号と補正指
令Ｉａｍとの偏差情報Ｉｄを受けて制御信号を出力する
電流制御器。

１３は電流制御器１２からの制御信号を受けてデフレク
タロール駆動モータＭ２のための駆動電流を供給する電
力変換装置、１４はデフレクタロール駆動モータＭ２の
電流値を検出する電流検出器、１５は電流検出器１４か
らの信号に所要の定数（ゲイン）を掛ける定数掛算器で
あり、先進率設定器９や先進率補正器１０で速度基準値
を設定する速度基準値設定手段ＶＭが構成され、定数掛
算器１１．′Ｋｉ流制御器１２．ｆｌ！力変換装誼１３
で速度基準値設定手段ＶＭからの情報を受けてデフレク
タロール２が速度基準値ｖｂとなるようにデフレクタロ
ール駆動モータＭ２へ制御信号を出力するローラ速度制
御手段ＲＭが構成され、電流検出器１４．定数掛算器１
５で速度基準値ｖｂが被圧延材４の送り速度と異なる場
合にデフレクタロール駆動モータＭ２の電流値を検出し
てその検出値に応じた補正信号をローラ速度制御手段Ｒ
Ｍへ出力する補正手段ＡＭを構成する。

また、１６は速度基準値ｖｂを増減方向に±ΔＶだけ微
小に変更させる速度基準値微小変更手段としての調整入
力指令部、１７は調整開始信号オンで閉じるスイッチで
あり、１８はメカロス電流値Ｉｎ（ｖｒ）を設定するメ
カロス電流値設定器、１９は電流検出器１４で検出され
た検出電流Ｉａとメカロス電流値設定器１８からのメカ
ロス電流値Ｉｍ（ｖｒ）との偏差を出力する引算器、２
ｏは引算器１９からの偏差、即ち速度基準値Ｖｂの増減
方向±ΔＶへの微小変更に伴って生じる被圧延材４とデ
フレクタロール２との摩擦に起因したデフレクタロール
駆動モータＭ２の増便変更電流値ｒと減側変更電流値Ｉ
−とをサンプリングするサンプリング手段、２１は上記
の電流値工ゝ、　Ｉ−がＩ”＞Ｏ，Ｉ−＜Ｏかどうかを
判断する第１の比較手段、２２は第１の比較手段２１で
工ゝ＞Ｏ，Ｉ”＜０の場合にスイッチ１７にオフ信号（
自動調整完了信号）を出力する自動調整完了信号出力部
。

２３はｌ　Ｉ”　Ｉ　＞　ｌ　Ｉ−１、Ｉ　Ｉ”　Ｉ　
＜　Ｉ　Ｉ−１かどうかを判断する第２の比較手段、２
４は第２の比較手段２３でｌ　Ｉ＋Ｉ　＞　Ｉ　Ｉ−１
の場合に＋ΔＶとし第２の比較手段２３でＩＩ◆Ｉ　＜
　Ｉ　Ｉ−１の場合に−ΔＶとして先進率補正器１０か
らの出力に積算値ΣΔＶを加算する速度基準値補正部で
あり、これらのメカロス電流値設定器１８．引算器１９
．サンプリング手段２０．第１の比較手段２１．自動調
整完了信号出力部２２．第２の比較手段２３゜速度基準
値補正部２４で、速度基準値ｖｂの増減方向への微小変
更に伴って生じる電流値工１とニーとに基づき速度基準
値ｖｂを調整する速度基準値調整手段２５が構成される
。

次に、本装置による速度同調原理について説明する。ｔ
Ｒ流検出器１４からのモータ実電流値をＩａ。

実板速度をＶｍ、メカロス電流値をＩｎ（ｖｒ）。

ロール速度をｖｒとすると、被圧延材４とデフレクタロ
ール２との摩擦に起因するモータの電流量■はロール速
度ｖｒと実板速度ｖｍとの差の単調増加関数であるから
、 工＝■ａ−Ｉｍ　（ｖｒ） ＝ｆ　（ｖｒ−ｖｍ） となる。ここで、ｆは単調増加関数である。

従って、今、ｖ　ｒ　）　ｖ　ｍとすると、■〉０とな
る。なお、ｖｒ＝ｖｍにて、Ｉ＝Ｏとなる。

ここで、ｖｒをｖｒ＋ΔＶとすると、この時の電流値工
０はＩ”＞Ｉとなり、ｖｒをｖｒ−ΔＶとすると、この
時の電流値■−はＩ−＜Ｉとなる。

よって工“＞Ｉ−＞Ｏとなり、Ｉ　Ｉ”　Ｉ　＞　ｌ　
Ｉ−１となる。

これより、ｖｒを小さくする方向に速度基準値を変更す
れば、ｖｒはｖｍに近づき、同調状態に近くなる。

同様に、ｖｒ（ｖｍの時、Ｉ＜Ｏとなるから、ｖｒｉｉ
−ｖｒ＋ΔＶとすると、工１は工“〉工となり、ｖｒを
ｖｒ−ΔＶとすると、ニーはＩ−＜Ｉとなる。

ヨッテＩ−＜Ｉ”＜０となり、ｌ　Ｉ−１＞　Ｉ　Ｉ”
　ｌとなる。

これより、ｖｒを大きくする方向に速度基準値を変更す
れば、ｖｒはｖｍに近づくことがわかる。

また、ｖｒ″ｒｖｍの段階においては。

ｖｒ−Δｖ　（ｖ　ｍ　（ｖ　ｒ＋ΔＶより、Ｉ−＜Ｏ
＜Ｉ”となり、電流値の符号が工１は正、ニーは負とな
る０以上の説明を図示すると、第２図にょうになる。

このようにして１本装置による同調原理は理解されるが
、次に速度同調手順について説明する。

まず、調整開始信号がオンし、スイッチ１７が閉じるこ
とにより、調整入力指令部１６からの入力指令信号±Δ
Ｖが入力可能状態となる。ついで、かかる調整入力指令
部１６より＋ΔＶ、−ΔＶを出力し、速度基準値ｖｂを
変化させる。そして、この変化に伴いモータ電流Ｉａ、
ロール速度ｖｒが変化するが、＋ΔＶの時の１＋、−Δ
Ｖの時のニーをサンプリング手段２０でサンプリングす
ることが行なわれる。このとき、Ｉ”＞Ｏ，Ｉ−＜Ｏな
らば。

同調状態と判断し、自動調整終了信号出力部２２からの
信号によりスイッチ１７を切って調整入力をオフ状態に
する。一方、工“とニーが同符号の時は、ｌ　Ｉ”　ｌ
　＞　ｌ　Ｉ−ｌならば、速度基準値補正部２４を＋Δ
Ｖ側にし、また、Ｉ　Ｉ”　Ｉ　＜　Ｉ　Ｉ−１ならば
、速度基準値補正部２４を−ΔＶ側にする。そして、更
に調整を継続する。

すなわち本装置を用いた速度同調方法は次の各ステップ
を自動的に実施し、オペレータの介入なしに被圧延材４
とデフレクタロール２との速度を自動的に同調させるこ
とができるのである。

（１）デフレクタロール２が回転している状態で強制的
に速度基準値を増減方向に微小に変更する。

（２）速度基準値の微小変更時（±ΔＶ変更時）のモー
タ実電流値Ｉａとメカロス電流値Ｉｍ（ｖｒ）との差ｒ
、Ｉ−を測定する。

（３）電流値工が実ロール速度ｖｒと実板速度ｖｍとの
差の単調増加関数として表わされることに着目し、ｌ　
Ｉ４″１と１ニー１とを比較し、絶対値の小さい方向へ
速度基準値を変更する。

（４）最終的に工９とニーの正負を判別して、Ｉ＋が正
。

ニーが負であることを確認して、速度が同調状態にある
判断を行なう。

（５）上記（１）〜（４）項を繰り返して速度基準値が
実板速度ｖｒに近づき、同調状態になるよう自動的に速
度基準値を変更する。

このようにして、本装置によれば、オペレータの介入な
しに速度基準値を自動的に調整できる。

これにより速度基準値を常時実材料速度と一致させるこ
とができるため、搬送材料とローラとの間のスリップを
防止できる。また、速度基準値と実材料速度との偏差が
微小であり、モータ電流値からの補正指令量のゲインを
小さくとれるため、モータ電流値の外乱による電流指令
変動が小さくなり、スリップの発生を防止できる。

なお、電流値Ｉの抽出を［実電流値Ｉａ−（メカロス電
流値Ｉｍ（ｖｒ）十加減速電流値）コとして行なえば、
加減速時でも上記実施例と同じ方法にて同調調整が可能
である。

また、本装置は、圧延機１で被圧延材４と同調して駆動
する全てのローラ（例えばタッチローラ。

アイロンローラ）について適用可能である。

さらに、本装置は、巻取装置や巻戻装置を有する設備で
、ローラを被圧延材に同調させる必要のある全設備（例
えばスリッタ、リワインダ、連続焼鈍装置りに適用可能
である。

なお、同調を必要とするローラの速度基準値を（圧延速
度×先進率）より求める手法以外の手法（例えばタッチ
ローラ周速、アイロンローラ周速。

デフレクタローラ周速２春取コイル径と巻取リール回転
数との関係式より導き出される巻取り周速）より求める
場合でも、本装置は有効である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の速度同調装置によれば、
モータによって駆動されるローラの回転速度と同ローラ
上を搬送される材料の送り速度とを同調させる装置にお
いて、ローラ駆動のための速度基準値を設定する速度基
準値設定手段と、同速度基準値設定手段からの情報を受
けて上記ローラが上記速度基準値となるように上記モー
タへ制御信号を出力するローラ速度制御手段と、上記速
度基準値が上記材料の送り速度と異なる場合に上記モー
タの電流値を検出してその検出値に応じた補正信号を上
記ローラ速度制御手段へ出力する補正手段とをそなえ、
上記速度基準値を増減方向に微小に変更させる速度基準
値微小変更手段と、上記速度基準値の増減方向への微小
変更に伴って生じる上記の材料とローラとの摩擦に起因
した上記モータの増便変更電流値と減側変更電流値とに
基づき上記速度基準値を調整する速度基準値調整手段と
を設けるという簡素な構成で、次のような効果ないし利
点が得られる。

（１）オペレータの介入なしに速度基準値を自動的に調
整できる。これにより速度基準値を常時実材料速度と一
致させることができるため、搬送材料とローラとの間の
スリップを防止できる。

（２）速度基準値と実材料速度との偏差が微小であり、
モータ電流値からの補正指令量のゲインを小さくとれる
ため、モータ電流値の外乱による電流指令変動が小さく
なり、スリップの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の一実施例としての速度同調装置を
示すもので、第１図はその全体構成を示すブロック図、
第２図はそのモータ電流とローラ速度との関係を示すグ
ラフであり、第３図は従来の速度同調装置の全体構成を
示すブロック図である。 図において、１−圧延機、２−デフレクタロール、３−
巻取リール、４−被圧延材、５−速度設定器、６−速度
指令器、７−速度制御器、８−電力変換装置、９−先進
率設定器、１〇−先進率補正器、１１一定数掛算器、１
２−電流制御器、１３−電力変換装置、１４・−電流検
出器、１５一定数掛算器、１６−速度基準値微小変更手
段としての調整入力指令部、１７−スイッチ、１８−メ
カロス電流値設定器、１９−引算器、２０−サンプリン
グ手段、２１−第１の比較手段、２２−自動調整完了信
号出力部、２３−第２の比較手段、２４・−速度基準値
補正部、２５−速度基準値調整手段、ＡＭ−補正手段、
Ｍｌ−圧延ロール駆動モータ、Ｍ２−デフレクタロール
駆動モータ、ＲＭ−ローラ速度制御手段、ＴＧｌ−圧延
ロール速度検出器、ＴＧ２−デフレクタロール速度検出
器、ＶＭ−速度基準値設定手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 ＠２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータによつて駆動されるローラの回転速度と同ローラ
   上を搬送される材料の送り速度とを同調させる装置にお
   いて、ローラ駆動のための速度基準値を設定する速度基
   準値設定手段と、同速度基準値設定手段からの情報を受
   けて上記ローラが上記速度基準値となるように上記モー
   タへ制御信号を出力するローラ速度制御手段と、上記速
   度基準値が上記材料の送り速度と異なる場合に上記モー
   タの電流値を検出してその検出値に応じた補正信号を上
   記ローラ速度制御手段へ出力する補正手段とをそなえ、
   上記速度基準値を増減方向に微小に変更させる速度基準
   値微小変更手段と、上記速度基準値の増減方向への微小
   変更に伴つて生じる上記の材料とローラとの摩擦に起因
   した上記モータの増側変更電流値と減側変更電流値とに
   基づき上記速度基準値を調整する速度基準値調整手段と
   が設けられたことを特徴とする、速度同調装置。