TW201030182A - Electromagnetic vibration control device - Google Patents

Description

201030182 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，例如係有關於在熔融鋅電鍍鋼板製造設備中 所被使用之電磁制振裝置者。 【先前技術】 從先前技術起，例如在連續熔融鋅電鍍生產線中，係 0 進行有：對於一面通過熔融鋅槽而被拉上一面行走之鋼板 ，係經由從氣刀部（air knife，例如使用噴嘴所構成者） 來噴出加壓空氣或是加壓氣體，而將過剩之熔融鋅吹落， 並使其成爲所期望之電鍍厚度。於此種情況，若是鋼板在 相對於氣刀而接近遠離的方向上作振動，則噴嘴與鋼板間 之距離係變動，其結果，鋼板所受到之壓力（噴射力）係 會變動，電鍍之厚度係成爲不均一，而會有導致品質之劣 化的情形。 φ 因此，係考慮有一種制振裝置，其係具備有：在將行 走之鋼板作挾持的位置處而對向配置之一對的電磁石、和 被設置在各電磁石處並檢測出其與鋼板間之相對位置（距 離）的感測器，並根據各感測器所檢測出之與鋼板間的相 對位置（距離），來對於在各電磁石中所流動之電流作控 制，藉由此，來對於電磁石之吸引力作控制，並降低行走 之鋼板的振動（例如，專利文獻1、專利文獻2 )。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 -5- 201030182 〔專利文獻1〕日本特開平10-60614號公報 〔專利文獻2〕日本特開2000-334512號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題] 然而，先前技術之制振裝置，係僅根據鋼板之厚度， 而決定被使用來對於在電磁石中所流動之電流作控制之控 制增益。在此種制振裝置中，係僅對於鋼板之厚度作考慮 _ ，而以使作用在行走中之鋼板上的單位張力（在每單位面 積上所作用之張力（=作用在鋼板上之張力+鋼板之剖面 積））成爲一定的方式來進行控制。亦即是，係以能夠對 於鋼板之厚度爲相異的鋼板而亦可進行適當之制振的方式 ’來例如對於鋼板之厚度而想定複數之型態，並在控制部 中，記憶複數之對於每一型態而將控制增益附加了對應的 增益表（table)，而因應於行走中之鋼板的厚度，來決定 控制增益，並以使單位張力成爲一定的方式來進行控制。 @ 然而，依存於將制振裝置作導入之生產線的不同，亦 可考慮有：並非控制單位張力，而是以使作用在一面被朝 向略鉛直方向而作拉上一面行走之鋼板上的張力成爲一定 的方式來進行控制之情形。在此種進行將張力設爲一定之 生產線控制的情形中，例如，若是鋼板之厚度改變，則當 然的，作用在鋼板上之單位張力亦會改變，而可以想見， 會有無法安定地進行對於鋼板之制振，並使適當之控制成 爲困難的問題。 -6- 201030182 基本上，不論是在以使單位張力成爲一定的方式來進 行控制之情形中，或者是在以使張力成爲一定的方式來進 行控制之情形中，只要是僅根據鋼板之厚度來對控制增益 作決定的型態，則當除了鋼板之厚度以外的相關於鋼板之 資訊、例如鋼板之寬幅等有所變更的情況時，由於單位張 力亦會產生變化，因此，係無法對於此種變化柔軟地作對 應，而進行適當之控制一事係成爲困難。而，若是適當之 φ 控制係成爲困難，則係代表無法對於行走中之鋼板的振動 作適當的抑制，而電鍍之厚度係成爲不均一，並導致電鍍 鋼板之品質劣化。 本發明，係爲注目於此種問題而進行者，其主要目的 ，係在於提供一種：能夠亦對於鋼板之厚度以外的相關於 鋼板之資訊爲相異的鋼板作對應，並能夠對於行走中之鋼 板的振動適當地作抑制之電磁制振裝置。 〇 〔用以解決課題之手段〕 亦即是，本發明之電磁制振裝置，其構成係具備有： 作了對向配置之電磁石、和被設置於各電磁石處，且將在 相對向之電磁石之間行走之鋼板與各電磁石間之距離檢測 出來的感測器、和至少根據藉由感測器所檢測出之鋼板與 各電磁石間之距離，來對於在各電磁石處所流動之電流作 控制的控制部，該電磁制振裝置，係對於被施加了表面被 覆處理後而欲通過電磁石之間的鋼板之振動，在該電磁石 之間進行抑制控制，該電磁制振裝置，其特徵爲：將使用 201030182 於在各電磁石處所流動之電流的控制中的控制增益，至少 根據鋼板之厚度以及鋼板之寬幅來作決定。另外，通過兩 電磁石之間之鋼板的姿勢，係並未被特別作限定，只要從 鉛直姿勢、水平姿勢、傾斜姿勢之任一者來適宜作選擇即 可° 若是此種電磁制振裝置，則除了行走中之鋼板的厚度 (板厚）之外，亦將鋼板之寬幅（板寬幅）作爲在決定控 制增益時之參數來取入，藉由此，能夠將控制增益細分化 @ ，就算是對於不僅是板厚相異且板寬幅亦爲相異的鋼板， 亦能夠設定相對應之控制增益，藉由此，能夠根據該控制 增益來對於在各電磁石中所流動之電流作適當的控制。故 而，當將此種電磁制振裝置，與將附著在鋼板上之過剩之 熔融金屬吹落之氣刀部一同地配設在表面被覆處理生產線 (例如連續電鍍鋼板生產線或是表面塗裝生產線）處的情 況時，經由此電磁制振裝置，就算是對於板厚以及板寬幅 爲相異之鋼板，亦能夠利用被細分化了的控制增益來對於 ® 行走中之振動有效地作抑制，其結果，係成爲能夠將鋼板 與氣刀部間之距離維持在一定範圍內，而防止作用在鋼板 上之噴射力的變動，並能夠使經由表面被覆處理所形成之 被膜的厚度成爲均一或是略均一。又，在本發明之電磁制 振裝置中，作爲表面被覆處理，係可採用藉由通過熔融金 屬槽而進行之熔融電鍍處理。進而，在本發明之電磁制振 裝置中，亦可採用：對於在施加了表面被覆處理之後一面 作拉下一面使其通過電磁石之間的鋼板的振動作抑制控制 -8- 201030182 之型態、或者是對於在施加了表面被覆處理之後一面使其 作水平移動一面使其通過電磁石之間之鋼板的振動作抑制 控制之型態，但是，較理想，係構成爲：對於在施加了表 面被覆處理之後一面作拉上一面使其通過電磁石之間的鋼 板的振動作抑制控制。 又，電磁制振裝置，若是設爲除了板厚、板寬幅之外 ，亦更進而根據鋼板之種類（鋼種）來對於控制增益作決 φ 定，則能夠將控制增益之內容相較於先前技術而更加細分 化，就算是對於鋼種爲相異之鋼板，亦能夠對於行走中之 振動作抑制。 〔發明效果〕 若藉由本發明，則就算是對於除了鋼板之厚度以外的 相關於鋼板之資訊（具體而言，寬幅或是種類）成爲相異 的鋼板，亦能夠對於行走中之振動適當地作抑制，而能夠 φ 避免經由表面被覆處理所形成之被膜的厚度成爲不均一的 事態。 【實施方式】 以下，參考圖面，對於本發明之其中一種實施形態作 說明。 本實施形態之電磁制振裝置1，係如圖1中所示一般 ，例如在連續電鍍鋼板生產線L中，被配設在較熔融金屬 槽（在實施形態中，係適用熔融鋅槽Z)而更下流側處’ 201030182 並爲對於通過熔融鋅槽z且一面被拉上一面行走之鋼板s 的振動作抑制者。另外，在圖1中，係對於鋼板s之從側 面視之的狀態作模式性展示。又，連續電鍍鋼板生產線L (特別是’使用有熔融鋅之電鍍鋼板生產線，係被稱爲「 連續溶融辞電鑛生產線」（CGL: Continuous Galvanizing Line)) ’係在熔融鋅槽Z與電磁制振裝置1之間，設置 具備有將噴出口朝向了鋼板S之噴嘴A1的氣刀部A，並 藉由對於通過熔融鋅槽Z並一面被拉上一面行走之鋼板S 而從各噴嘴A1之噴出口來噴出加壓空氣或是加壓氣體， 來將過剩之熔融鋅吹落。熔融鋅槽Z以及氣刀部A，係可 使用既知者，故省略詳細之說明。 電磁制振裝置1，係如同圖1以及圖2中所示一般， 具備有：在能夠於厚度方向上而將鋼板S作挾持之位置處 而被作了對向配置之第1電磁石2A、第2電磁石2B;和 被設置在各電磁石（第1電磁石3A、第2電磁石2B)中 之與鋼板S相對向的面上，並檢測出與鋼板S間所相距之 距離的第1感測器3 A、第2感測器3 B ;和至少根據藉由 各感測器（第1感測器3 A、第2感測器3 B )所檢測出了 的鋼板S與各電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B) 間之距離，來對於在各電磁石（第1電磁石2A、第2電 磁石2B )中所流動之電流作控制的控制部4。 第1電磁石2A以及第2電磁石2B，係爲既知者，並 在身爲與鋼板S相對向之面的磁極面上形成有凹部，而在 各凹部中分別設置有第1感測器3 A、第2感測器3B。 201030182 第1感測器3 A以及第2感測器3 B，係將檢測面設定 爲與分別所對應之各電磁石（第1電磁石2A、第2電磁 石2B)之磁極面爲同一面或是略同一面，而被設置在將 鋼板S作挾持之相對向的位置處。第1感測器3A以及第 2感測器3 B，係檢測出直到鋼板S爲止之距離d 1、d2， 並將各別之檢測結果（第1檢測訊號、第2檢測訊號）輸 出至控制部4處。 φ 控制部4，係具備有：被輸入有從各感測器（第1感 測器3 A、第2感測器3 B )而來之輸出（第1檢測訊號、 第2檢測訊號）的控制器5 ;和至少將相關於控制增益之 指令（增益指令訊號）輸出至控制器5處之程序器6;和 根據控制器所輸出了的相關於在第1電磁石2A、第2電 磁石2B中所流動之電流的指令（電流指令訊號万），而 分別對於第1電磁石2A、第2電磁石2B供給電流之第1 放大器7A、第2放大器7B。 φ 控制器5，係具備有：將第1感測器3A所輸出之第1 檢測訊號與第2感測器3B所輸出之第2檢測訊號間的差 分計算出來之第1差分檢測手段51;和將第1差分檢測手 段51所輸出之差分値£^與程序器所輸出之相關於行走中 之鋼板S的適當之控制目標位置之指令（位置指令訊號） 間的差分計算出來之第2差分檢測手段53 ;和被輸入有第 2差分檢測手段53所輸出之差分値/3的PID控制手段54 ;和將PID控制手段54之因應於從第2差分檢測手段53 而輸入之差分値/δ所輸出之控制訊號α、與程序器6所輸 -11 - 201030182 出之電流指令訊號α，作加算之主加算手段5 5 ;和因應於 主加算手段5 5所輸出之加算値（控制訊號/3 )，來將相 關於在第1電磁石2Α、第2電磁石2Β中所流動之電流的 指令（電流指令訊號yS)輸出至第1放大器7Α以及第2 放大器7B處之電流控制手段56。另外，亦可與程序器6 分別獨立地，而設置將相關於行走中之鋼板S的適當之控 制目標位置的指令（位置指令訊號）作輸出之位置指令手 段（省略圖示）。於此情況，第2差分檢測手段53，係成 _ 爲將位置指令手段所輸出之位置指令訊號與第1差分檢測 手段5 1所輸出之差分値α間的差分計算出來者。 PID控制手段54，係如圖2中所示一般，由下述部分 所構成：被輸入有從第2差分檢測手段53而來之差分値 /3的增益決定手段541;和經由從此增益決定手段541而 來之輸出以及從程序器6而來之輸出（增益指令訊號）， 來進行在第1電磁石2Α、第2電磁石2Β中所流動之電流 的控制之比例控制手段542 ;和積分控制手段543 ;和微 @ 分控制手段544 ;以及被輸入有從沘些之比例控制手段 542、積分控制手段543、微分控制手段544而來之輸出的 PID控制用加算手段545。從PID控制用加算手段545所 輸出之控制訊號α，係被輸入至主加算手段55中。 在本實施形態中，於控制器5之中，係將第1差分檢 測手段51、第2差分檢測手段53、PID控制手段54、主 加算手段55、以及電流控制手段56，配設在控制電路基 板Β之上。另外，亦可想成經由此些之被配設在控制電路 -12- 201030182 基板B上的各手段 '亦即是經由控制器5，而構成本發明 之「控制部4」，於此情況，本發明之電磁制振裝置1， 係可說是具備有電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B )、和感測器（第1感測器3 A、第2感測器3 B )、和控 制器5 (相當於本發明之「控制部」）、和程序器6、以 及放大器（第1放大器7A、第2放大器7B)者。 在程序器6中，係如圖2中所示一般，將鋼板S之厚 ❹ 度（板厚）與鋼板S之寬幅（板幅）以及鋼板S之種類（ 鋼種）作爲參數（控制參數），而將對於此些之參數之組 合的每一者而各別作了設定的控制增益作表格（table )化 並作記億。亦即是，如圖2中所示一般，記憶複數個的對 於參數（板厚、板幅、鋼種）之組合的每一者而分別將適 用之控制增益附加了對應的增益表格。由在此程序器6中 所記憶之複數的增益表格，來選擇與行走中之鋼板S相對 應的增益表格，並根據此增益表格，來決定（設定）用以 對於在電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B)中所流 動之電流作控制的控制增益。在本實施形態中，例如係設 定6種形態之鋼種，1 5種形態之板厚，4種形態之板幅， 並將與對於各形態的每一者而作了適用之控制增益（P增 益、I增益、D增益、電流）附加有對應的3 60種之增益 表格作表格管理（矩陣管理），而適用在對於電磁石（第 1電磁石2A、第2電磁石2B )中所流動之電流的控制中 。另外，亦可對於鋼種、板厚、板幅之各形態數作適當的 增減，因應於此些之各參數的形態數量之變化，增益表格 -13- 201030182 數量亦會增減。 又，在本實施形態中，係設爲能夠藉由在身爲與電磁 制振裝置1爲相異裝置之對於生產線資訊作管理的生產線 資訊管理電腦（省略圖示）與程序器6之間之介面8，來 將生產線L側之資訊（亦即是，身爲相關於行走中之鋼板 S之資訊的板厚、板幅、鋼種、張力等）輸入至程序器6 中。另外，亦能夠將被輸入至介面8中之生產線L側的資 訊，顯示在未圖示之觸控面板或是操作盤處。 @ 接著，針對具備有此種構成之電磁制振裝置1的使用 方法以及作用作說明。 首先，由作業管理者直接、或是由作業管理電腦（該 作業管理電腦，係可爲兼用於上述之生產線資訊管理電腦 者、或者是與該生產線資訊管理電腦相異者）來自動地透 過介面8而輸入行走中之鋼板S的板厚、板幅、鋼種。藉 由此，行走中之鋼板S的板厚、板幅、鋼種，係被傳輸至 控制部4處，因應於鋼板S之板厚、板幅、鋼種，而對於 & 用以對各電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B)作控制 之控制增益作設定。如上述一般，控制增益，係經由因應 於鋼板S之扳厚、板幅、鋼種而記憶（內藏）在程序器6 中的增益表格，而被作決定。所被決定之控制增益，係作 爲相關於控制增益之指令（增益指令訊號），而被輸入至 控制器5 (具體而言，PID控制手段54 )中。 而後，如圖1中所示一般’對於通過熔融鋅槽Z並一 面被拉上一面在第1電磁石2A以及第2電磁石2B之間行 -14- 201030182 走的鋼板S，第1感測器3A以及第2感測器3B係分別檢 測出與鋼板S間相距之距離，並將各別之檢測資訊（第1 檢測訊號、第2檢測訊號）輸出至控制器5處。控制器5 ’係根據此些之檢測資訊（第1檢測訊號、第2檢測訊號 )以及從程序器6所輸出之增益指令訊號等，來將相關於 在第1電磁石2A、第2電磁石2B中所流動之電流的指令 (電流指令訊號；8 )，輸出至第1放大器7A以及第2放 φ 大器7B處。 具體而言，經由第1感測器3A所檢測出之第1檢測 訊號、和經由第2感測器3 B所檢測出之第2檢測訊號， 係被輸入至第1差分檢測手段51中，並藉由此第1差分 檢測手段5 1，而算出第1檢測訊號與第2檢測訊號間之差 分。此算出値（差分値α )與程序器6(或者是被與程序 器6另外獨立設置之位置指令手段）所輸出之位置指令訊 號，係被輸入至第2差分檢測手段53中，並藉由第2差 φ 分檢測手段53，而算出算出値（差分値α )與位置指令訊 號間之差分。藉由第2差分手段53所算出了的差分値沒 ，係被輸入至PID控制手段54中。在PID控制手段54中 ，係進而被輸入有程序器6所輸出之增益指令訊號。若作 詳述，則在PID控制手段54中之增益決定手段541處， 係被輸入有藉由第2差分檢測手段53所算出之差分値召 ，從此增益決定手段而來之輸出、以及身爲從程序器6而 來之輸出的增益指令訊號，係被輸入至比例控制手段542 、積分控制手段543以及微分控制手段544中，從此些之 -15- 201030182 比例控制手段542、積分控制手段543、微分控制手段544 而來之輸出，係被輸入至PID控制用加算手段545中。藉 由PID控制用加算手段545，從此些之比例控制手段542 、積分控制手段543、微分控制手段544而來之輸出係被 作加算，根據此加算値所得之控制訊號α，係被輸入至主 加算手段55中。藉由主加算手段55，從PID控制用加算 手段手段545所輸出之控制訊號α和從程序器6所輸出之 電流指令訊號α係被作加算，根據此加算値所得之控制訊 @ 號yS，係被輸入至電流控制手段56中。而後，藉由電流 控制手段5 6，來根據控制訊號yS而將相關於在各電磁石（ 第1電磁石2A、第2電磁石2B)中所流動之電流的訊號 (電流指令訊號/3)輸出至各放大器（第1放大器7A、 第2放大器7B)處。 經過以上之步驟而從控制器5所被輸出之電流指令訊 號卢，係被輸入至第1放大器7A以及第2放大器7B處， 而根據電流指令訊號所得到之電流，係從第1放大器7A φ 而被輸出至第1電磁石2A處，並且從第2放大器7B而被 輸出至第2電磁石2B處。如此這般，在第1電磁石2A、 第2電磁石2B中所流動之電流係被作控制，其結果，鋼 板S，係藉由各電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B )之吸引力而被定位在第1電磁石2A與第2電磁石2B間 之中間位置處，而行走中之振動係被作抑制。 故而，通過熔融鋅槽Z而一面被拉上一面行走之鋼板 S，係能夠將其與在構成氣刀部A之各噴嘴A1處之噴出 -16- 201030182 口間的距離維持在一定的範圍內’而防止作用在鋼 之噴射力的變動’並能夠設爲均一或者是略均一之 度。 又，更進而，本實施形態之電磁制振裝置工’ 述一般，由於係具備有將行走中之鋼板s的板厚、 鋼種作爲控制參數之增益表格，因此’藉由將行走 板s的板厚、板幅、鋼種輸入至控制部4中’根據 φ 在該當增益表格中之控制增益’能夠經過上述之步 於在各電磁石（第1電磁石2A、第2電磁石2B) 動之電流作控制。如此這般’本實施形態之電磁制 1，藉由利用對於板幅或是鋼種爲相異之鋼板s而 細分化之控制增益，相較於如同先前技術一般之僅 厚來決定控制增益並以使作用在行走中之鋼板的張 單位張力成爲一定的方式來進行控制的形態，係能 軟地作對應，而能夠有效地對於行走中之鋼板S的 Φ 抑制，並成爲在實用性上爲優良者。 另外，本發明，係並不被限定於上述之實施形 如，亦可採用：將使用在對於電磁石中所流動之電 制的控制增益，僅根據鋼板之厚度（板厚）以及鋼 幅（板幅）來作決定的形態。又，亦可設爲根據鋼 走速度或是鋼板之形狀來對控制增益作決定。 又，在上述之實施形態中，作爲熔融金屬槽， 示有熔融鋅槽，但是，代替此，亦可適用將熔融了 是鋁亦或是樹脂材料等作儲存之槽。又，係可設爲 板S處 電鍍厚 如同上 板幅、 中之鋼 被記錄 驟而對 中所流 振裝置 亦作了 根據板 力或是 夠更柔 振動作 態。例 流作控 板之寬 板之行 雖係例 的錫或 經由將 -17- 201030182 適當之表面處理材料噴霧至鋼板上，來施加表面被覆處理 。又，亦可作爲熔融電鍍處理以外之表面被覆處理，而適 用例如表面塗裝處理等。進而，本發明之電磁制振裝置， 係亦可爲對於在施加了表面被覆處理後而一面拉下一面通 過電磁石之間的鋼板之振動作抑制控制的裝置，或者是對 於在施加了表面被覆處理後而一面水平移動一面通過電磁 石之間之鋼板的振動作抑制控制之裝置。又，在上述之實 施形態中，雖係對於通過電磁石間之鋼板的姿勢爲鉛直時 _ 的情況作了展示，但是，在本發明中，鋼板係除了鉛直以 外之姿勢，亦可設爲以例如水平姿勢、傾斜姿勢之任一者 而通過電磁石間。 其他，針對各部之具體性構成，亦並不被限定於上述 之實施形態，在不脫離本發明之趣旨的範圍內，係可作各 種之變形。 〔產業上之利用可能性〕 @ 本發明，就算是對於除了鋼板厚度以外之鋼板的資訊 (具體而言，寬幅或種類）係爲相異的鋼板，亦能夠對於 行走中之振動適當地作抑制，並對於經由表面被覆處理所 形成之被膜的厚度成爲不均一的事態作迴避’而例如可使 用在熔融鋅電鍍鋼板製造設備等之設備中。 【圖式簡單說明】 〔圖1〕將本發明之其中一種實施形態的電磁制振裝 •18- 201030182 置之構成作模式性展示的圖。 〔圖2〕對於在同實施形態中之程序器（Sequencer) 內的表管理之槪要以及增益表的內容作模式性展示之圖。 【主要元件符號說明】 1 :電磁制振裝置 2A :第1電磁石 ⑩ 2 B :第2電磁石 3A :第1感測器 3B :第2感測器 4 :控制部 5 :控制器 6 :程序器 7A :第1放大器 7B :第2放大器 Ο 8 :介面 5 1 :第1差分檢測手段 53 :第2差分檢測手段 54 : PID控制手段 55 :主加算手段 5 6 :電流控制手段 541 :增益決定手段 542 :比例控制手段 543 :積分控制手段 -19- 201030182 5 44 :微分控制手段 545 : PID控制用加算手段 A :氣刀部 A1 :噴嘴 B :控制電路基板 L:連續電鍍鋼板生產線 S :鋼板 Z :熔融鋅槽 _ d 1 :直到鋼板S爲止之距離 d2 :直到鋼板S爲止之距離

Claims (1)

1. 201030182 七、申請專利範圍： 1. 一種電磁制振裝置，其構成係具備有：作了對向 配置之電磁石、和被設置於各電磁石處，且將在相對向之 電磁石之間行走之鋼板與各電磁石間之距離檢測出來的感 測器、和至少根據藉由前述感測器所檢測出之鋼板與各電 磁石間之距離，來對於在各電磁石處所流動之電流作控制 的控制部，該電磁制振裝置，係對於被施加了表面被覆處 φ 理後而欲通過前述電磁石之間的鋼板之振動，在該電磁石 之間進行抑制控制， 該電磁制振裝置，其特徵爲：將使用於在前述電磁石 處所流動之電流的控制中的控制增益，至少根據前述鋼板 之厚度以及前述鋼板之寬幅來作決定。 2 .如申請專利範圍第1項所記載之電磁制振裝置， 其中，前述表面被覆處理，係爲通過熔融金屬槽而進行之 熔融電鍍處理。 〇 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之電磁制 振裝置，其中，係對於在被施加了前述表面被覆處理之後 而被拉上並通過前述電磁石之間的鋼板之振動作抑制控制 〇 4·如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所 記載之電磁制振裝置，其中，將前述控制增益，進而根據 前述鋼板之種類來作決定。 -21 -