TW201420473A - 片帶捲取裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之捲取裝置(2)具備有液壓裝置(9)、壓力檢測裝置(11)、壓力算出手段(18)、及控制手段(22)。液壓裝置(9)係用來使心軸(7)擴大及縮小之裝置。壓力檢測裝置(11)係檢測出液壓裝置(9)的作動液的壓力。壓力算出手段(18)係根據由壓力檢測裝置(11)所檢測出的壓力，來算出作用於心軸(7)之捆緊壓力。控制手段(22)係控制液壓裝置(9)。此外，控制手段(22)在片帶(3)的捲繞數達到w3之前係進行位置控制，在片帶(3)的捲繞數達到w3以後係進行定壓控制。

Description

片帶捲取裝置

本發明係關於用來捲取片帶(strip)之裝置。

熱軋生產線具備有用來捲取片帶之裝置。片帶係捲繞在捲取裝置的心軸(mandril)。

片帶的捲取開始時，就會有張力作用於片帶。利用此張力，對於片帶施加能夠使捲繞在心軸的部分更加緊密地捆緊之力。使得從外側覆蓋住片帶的前端之部分緊壓住前端部分，而會有在該從外側覆蓋上去的部分印出前端部分的印痕(top mark)之問題。

專利文獻1中揭示有一種用來捲取片帶之裝置。專利文獻1提出一種用來在片帶的捲取時防止印痕發生之技術。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開平7-136717號公報

專利文獻1中記載之裝置，係配合片帶的變形阻力而控制心軸的直徑。此控制方法有在捲取片帶之際產生鬆弛之虞。

本發明係為了解決如上所述的課題而完成者。本發明之目的在於提供一種可在滾軋生產線上捲取片帶之際，防止印痕及鬆弛之產生之捲取裝置。

本發明之片帶的捲取裝置係具備有：用來捲取片帶之心軸；用來使心軸擴大及縮小之液壓裝置；檢測出液壓裝置的動作液的壓力之壓力檢測裝置；根據壓力檢測裝置所檢測出的壓力來算出作用於心軸的捆緊壓力之壓力算出手段；記憶第一基準捲繞數之記憶手段；以及控制液壓裝置之控制手段；其中，控制手段係在片帶的捲繞數達到第一基準捲繞數之前，進行用來使心軸對應於片帶的捲繞數而擴大之位置控制，在片帶的捲繞數達到第一基準捲繞數以後，進行用來使由壓力算出手段所算出的捆緊壓力保持為一定之定壓控制者。

根據本發明之片帶捲取裝置，就可在滾軋生產線上捲取片帶之際，防止印痕及鬆弛之產生。

1‧‧‧精軋機

2‧‧‧捲取裝置

3‧‧‧片帶

4‧‧‧夾送輥

5‧‧‧前端檢測裝置

6‧‧‧捲繞機

7‧‧‧心軸

8‧‧‧單元輥

9‧‧‧液壓裝置

10‧‧‧位置檢測裝置

11‧‧‧壓力檢測裝置

12‧‧‧馬達

13‧‧‧伺服閥

14‧‧‧伺服控制器

15‧‧‧控制裝置

16‧‧‧缸體

17‧‧‧活塞

18‧‧‧壓力算出手段

19‧‧‧時間算出手段

20‧‧‧捲繞數算出手段

21‧‧‧直徑算出手段

22‧‧‧控制手段

23‧‧‧記憶手段

第1圖係顯示具備有本發明實施形態1之捲取裝置之滾軋生產線的主要部分之圖。

第2圖係顯示本發明實施形態1之捲取裝置的主要部分之圖。

第3圖係放大顯示第2圖中的B部分之圖。

第4圖係顯示本發明實施形態1之捲取裝置的詳細構成之圖。

第5圖係用來說明第4圖所示的控制裝置的功能之圖。

第6圖係用來說明本發明實施形態1之捲取裝置的動作之圖。

參照隨附的圖式來詳細說明本發明。在各圖中，相同或相當的部份都標記相同的符號。重複的說明將予以適當地簡化或省略。

實施形態1.

第1圖係顯示具備有本發明實施形態1之捲取裝置之滾軋生產線的主要部分之圖。第1圖係顯示該滾軋生產線為熱軋生產線之例。

熱軋生產線具備有精軋機1、及捲取裝置2。捲取裝置2係用來捲取經精軋機1加以滾軋過的片帶3(熱軋鋼板)之裝置。第1圖中省略了設置在捲取裝置2的上游側之輸出輥道(runout table)的圖示。第1圖中之箭號A係表示片帶3的搬送方向。

第2圖係顯示捲取裝置2的主要部分之圖。第3圖係放大顯示第2圖中的B部分之圖。第4圖係顯示捲取裝置2的詳細構成之圖。

捲取裝置2具備有夾送輥(pinch roll)4、前端檢測裝置5、及捲繞機(coiler)6。

夾送輥4係用來在片帶3到達捲繞機6之前使片帶3彎曲之輥，俾在之後利用捲繞機6來捲取片帶3。夾送輥4係設置在捲繞機6的上游側。

前端檢測裝置5係用來檢測片帶3的前端是否到達了檢測位置之裝置。前端檢測裝置5係由例如雷射感測器所構成。前端檢測裝置5係將檢測位置設定在夾送輥4與捲繞機6間的預定位置。

捲繞機6係用來捲繞片帶3之裝置。捲繞機6係具備有例如：心軸7、單元輥(unit roll)8、液壓裝置9、位置檢測裝置10、壓力檢測裝置11、馬達12、伺服閥(servovalve)13、伺服控制器14、及控制裝置15。

心軸7係實際將經精軋機1滾軋過的片帶3予以捲取的部分。心軸7具備有中空旋轉軸及扇形體(segment)。扇形體係以可徑向移動之方式設置於中空旋轉軸。亦即，心軸7係藉由扇形體之移動而擴大及縮小以增減其直徑。

單元輥8係用來輔助片帶3的捲取之輥。單元輥8係與心軸7相對向而配置成與心軸7平行。單元輥8係在將片帶3捲取至心軸7之際導引片帶3之面向外側的面。單元輥8係在心軸7的周圍配置複數個。第4圖係顯示在心軸7的周圍配置四個單元輥8之例。

液壓裝置9係用來使心軸7擴大及縮小之裝 置。液壓裝置9係由例如油壓裝置所構成。液壓裝置9具備有缸體(cylinder)16及活塞(piston)17。活塞17係藉由承受來自作動液的力而相對於缸體16移動。心軸7係隨著活塞17的位置變化而擴大及縮小。在第4圖所示的例中，伴隨著活塞17向右側移動，心軸7會在徑向擴大，伴隨著活塞17向左側移動，心軸7會在徑向縮小。

位置檢測裝置10係檢測出液壓裝置9的活 塞17的位置。由位置檢測裝置10所檢測出之位置的資訊係輸入至控制裝置15。

壓力檢測裝置11係檢測出液壓裝置9的作動液的壓力。壓力檢測裝置11所檢測出之壓力的資訊係輸入至控制裝置15。

馬達12係用來在片帶3的捲取時使心軸7 旋轉之裝置。馬達12具備有電流檢測裝置(未圖示)。電流檢測裝置係檢測出供給至馬達12之電流。由電流檢測裝置所檢測出之電流的資訊係輸入至控制裝置15。

伺服控制器14係控制伺服閥13。控制裝置 15係對於伺服控制器14輸出動作指令。亦即，伺服控制器14係根據從控制裝置15所輸入之動作指令來控制伺服閥13，以適當地使液壓裝置9動作。控制裝置15係由例如PLC(Programmable Logic Controller：可程式邏輯控制器)所構成。

控制裝置15具備有壓力算出手段18、時間 算出手段19、捲繞數算出手段20、直徑算出手段21、控 制手段22、及記憶手段23。各手段18至23係將控制裝置15所具有的功能以方塊加以表示者。

壓力算出手段18係算出作用於心軸7之捆 緊壓力。如第3圖所示，心軸7會在符號C所表示之方向旋轉，且開始片帶3之捲取。片帶3之捲取開始時，就會有張力D作用於片帶3。另外，片帶3之捲取開始時，就會進行使心軸7擴大之控制。因此，心軸7的擴大力E會作用於片帶3。

由於張力D及擴大力E作用於片帶3，所以 會有捆緊力F作用於心軸7。壓力算出手段18係算出片帶3正從心軸7承受之捆緊壓力。壓力算出手段18係根據由壓力檢測裝置11所檢測出的壓力來進行上述算出。

時間算出手段19係算出還要多少時間才會 開始片帶3之捲取。前端檢測裝置5係當片帶3的前端到達檢測位置時，將檢測訊號輸出至控制裝置15。片帶3的搬送速度係由未圖示的其他的控制裝置所控制。片帶3的搬送速度之資訊會從該控制裝置輸入至控制裝置15。時間算出手段19係根據前端檢測裝置5的檢測結果及片帶3的搬送速度，算出片帶3的前端還要多少時間(預測時間)才會到達心軸7的捲取位置。

捲繞數算出手段20係算出捲繞在心軸7上 之片帶3的圈數(以下將之稱為「片帶3的捲繞數」)。捲繞數算出手段20係根據片帶3的前端到達心軸7的捲取位置之時間點、及片帶3的搬送速度，來算出片帶3的目前 的捲繞數。上述時間點係可利用例如時間算出手段19的算出結果來算出。

直徑算出手段21係算出心軸7的直徑。如 上所述，心軸7係藉由液壓裝置9而擴大及縮小。直徑算出手段21係根據由位置檢測裝置10所檢測出的活塞17的位置，來算出心軸7的目前的直徑。

控制手段22係控制液壓裝置9。亦即，控 制手段22係輸出動作指令至伺服控制器14，來適當地使液壓裝置9動作。控制手段22係根據符號18至21所表示的各手段的算出結果，來進行液壓裝置9的控制。

控制手段22在進行液壓裝置9的控制上所 需的資訊，係記憶於記憶手段23中。舉例來說，記憶手段23中記憶有與片帶3的捲繞數有關之資訊。再者，記憶手段23中記憶有與捆緊壓力有關之資訊。記憶手段23中記憶有與心軸7的直徑有關之資訊。

第5圖係用來說明第4圖所示之控制裝置 15的功能之圖。第5圖之時刻0係表示片帶3的捲取開始之時刻。

如第5圖所示，控制裝置15在與心軸7的 直徑有關之資訊方面，記憶有開始直徑d0、一次直徑d1、二次直徑d2。開始直徑d0係開始片帶3的捲取時之心軸7的直徑。一次直徑d1係比開始直徑d0只大α(α>0)之直徑。二次直徑d2係比開始直徑d0只大β(β>α)之直徑。

控制裝置15係在片帶3的捲取開始後，基 本上對於液壓裝置9進行以下的控制。

控制裝置15在時刻0至時刻t1之期間，係進行使心軸7的直徑保持在開始直徑d0之控制，在時刻t1至時刻t2之期間係進行第一位置控制，在時刻t2至時刻t3之期間係進行第二位置控制，在時刻t3之後係進行定壓控制。

控制裝置15進行控制的切換之時刻t1,t2, t3，係根據片帶3的捲繞數而設定。亦即，控制裝置15係根據捲繞在心軸7的片帶3的圈數，來進行上述控制之切換。因此，控制裝置15在與片帶3的捲繞數有關之資訊方面，記憶有捲繞數w1、捲繞數w2(w2>w1)、捲繞數w3(w3>w2)。上述時刻t1係片帶3的捲繞數達到w1時之時刻。時刻t2係片帶3的捲繞數達到w2時之時刻。時刻t3係片帶3的捲繞數達到w3時之時刻。

第一位置控制及第二位置控制，係用來使 心軸7的直徑追隨目標值之控制。目標值係預先設定的值。舉例來說，控制裝置15在片帶3的捲繞數從w1達到w2之期間，進行使心軸7的直徑以一定的速度V_M1擴大之第一位置控制，在片帶3的捲繞數從w2到達w3之期間，進行使心軸7的直徑以一定的速度V_M2(V_M1<V_M2)擴大之第二位置控制。

在位置控制中，係依據片帶3的厚度來設定 擴大速度V_M1及V_M2。舉例來說，將擴大速度V_M1及V_M2設定為在捲取薄的片帶3之情況較小、在捲取厚的片帶3之情況較大之值。

定壓控制係用來使作用於心軸7之捆緊壓力保持為一定之控制。用來使捆緊壓力保持為一定之目標值，係預先設定的值、或是至定壓控制開始時才設定之值。舉例來說，控制裝置15係在片帶3的捲取數達到w3之後，進行使由壓力算出手段18所算出的捆緊壓力保持為一定之定壓控制。

以下，也參照第6圖來說明捲取裝置2的具體動作。第6圖係用來說明捲取裝置2的動作之圖。第6圖顯示捲取裝置2的動作的一例。

片帶3係在通過夾送輥4之後尚未到達捲繞機6之前通過前端檢測裝置5的檢測位置。此時，前端檢測裝置5係檢測出片帶3的前端已到達檢測位置。控制手段22係在由前端檢測裝置5檢測出片帶3已到達後至片帶3的捲繞數達到w1之期間，進行使心軸7的直徑保持在開始直徑d0之控制。第6圖中以L1來表示此期間。

在期間L1的途中，片帶3的前端到達心軸7的捲取位置。第6圖所示之0wrap係表示片帶3的捲取開始之時。在開始片帶3的捲取之時，在單元輥8與心軸7之間形成有略大於片帶3的厚度之間隙。

第6圖所示之1wrap係表示片帶3的第一圈捲取結束之時。在片帶3的捲取成為第二圈之前，單元輥8會向外側移動。藉此，使捲繞在心軸7的片帶3與單元輥8之間形成有略大於片帶3的厚度之間隙。在片帶3的捲取成為第三圈、第四圈…之時，單元輥8也與上述一樣 向外側移動。

控制手段22在片帶3的捲繞數達到w1時 開始進行第一位置控制。第一位置控制係一直進行到片帶3的捲繞數達到w2為止。第6圖中以L2來表示進行第一位置控制之期間。在期間L2內，控制手段22係使心軸7的直徑以一定的速度V_M1擴大。控制手段22係輸出能夠讓心軸7的直徑在片帶3的捲繞數達到w2時成為d1之動作指令給伺服控制器14。

控制手段22係在片帶3的捲繞數達到w2 時開始進行第二位置控制。第二位置控制係一直進行到片帶3的捲繞數達到w3為止。第6圖中以L3來表示進行第二位置控制之期間。在期間L3內，控制手段22係使心軸7的直徑以一定的速度V_M2擴大。控制手段22係輸出能夠讓心軸7的直徑在片帶3的捲繞數達到w3時成為d2之動作指令給伺服控制器14。

控制手段22係在片帶3的捲繞數達到w3 時結束位置控制而開始進行定壓控制。定壓控制係在片帶3的捲繞數達到w3後一直持續進行。第6圖中以L4來表示進行定壓控制之期間。在期間L4中，控制手段22係輸出能夠讓作用於心軸7之捆緊壓力保持為一定之動作指令給伺服控制器14。舉例來說，控制手段22係在片帶3的捲繞數達到w3時將由壓力算出手段18所算出之捆緊壓力設定為目標壓力。控制手段22係以作用於心軸7之捆緊壓力維持在上述設定的一定之目標壓力之方式控制液壓裝置 9。

另外，記憶手段23中亦可預先記憶目標壓 力p0來作為與捆緊壓力有關之資訊。在此情況下，控制手段22係以使作用於心軸7之捆緊壓力維持在一定之目標壓力p0之方式控制液壓裝置9。

在預先設定有目標壓力p0之情況時，有可 能發生在進行位置控制之時作用於心軸7之捆緊壓力達到目標壓力p0之情形。控制手段22係即使在片帶3的捲繞數達到w3之前，作用於心軸7之捆緊壓力亦達到目標壓力p0之情況時，在捆緊壓力達到目標壓力p0的時間點就結束位置控制而開始定壓控制。在此情況下，控制手段22係在定壓控制下進行使作用於心軸7之捆緊壓力維持在一定之目標壓力p0之控制。

亦有在片帶3的捲繞數達到w3之際，作用 於心軸7之捆緊壓力仍未達到目標壓力p0之情形。即使在此情況下，若片帶3的捲繞數達到w3之時之捆緊壓力為接近目標壓力p0之值，則直接開始進行定壓控制也不會發生什麼問題。不過，若片帶3的捲繞數達到w3之時之捆緊壓力為比目標壓力p0低很多之值，則可在第二位置控制之後進行第三位置控制，然後才開始定壓控制。

第三位置控制係用來使心軸7的直徑追隨目標值之控制。為了進行第三位置控制，在記憶手段23中記憶有作為與心軸7的直徑有關的資訊之三次直徑d3。三次直徑d3係比開始直徑d0只大γ(γ>β)之直徑。此 外，在記憶手段23中記憶有作為與片帶3的捲繞數有關的資訊之捲繞數w4(w4>w3)，且在記憶手段23中記憶有作為與捆緊壓力有關的資訊之下限壓力p1(p1<p0)。

控制手段22係在片帶3的捲繞數達到w3 之時的捆緊壓力比下限壓力p1低之情況時，在片帶3的捲繞數從w3達到w4之期間，進行使心軸7的直徑以一定的速度擴大之第三位置控制。在第三位置控制中，控制手段22係輸出能夠讓心軸7的直徑在片帶3的捲繞數達到w4時成為d3之動作指令給伺服控制器14。藉由進行第三位置控制，就可在使捆緊壓力接近目標壓力p0後開始進行定壓控制。

根據本發明之實施形態1，就可在滾軋生產 線上捲取片帶3之際，防止印痕及鬆弛之產生。

亦即，捲取裝置2係在片帶3之捲取變得穩 定之前進行位置控制。因此，可防止容易在捲取初期產生之片帶3之鬆弛。並且，捲取裝置2係在片帶3之捲取變穩定之後進行定壓控制。因此，可防止過度的捆緊壓力作用於心軸7，可抑制印痕之發生。

(產業上之可利用性)

本發明係可適用於用來在滾軋生產線上捲取片帶之裝置。本發明不僅可適用於熱軋生產線，亦可適用於冷軋生產線等之其他生產線。

7‧‧‧心軸

9‧‧‧液壓裝置

10‧‧‧位置檢測裝置

11‧‧‧壓力檢測裝置

12‧‧‧馬達

13‧‧‧伺服閥

14‧‧‧伺服控制器

15‧‧‧控制裝置

16‧‧‧缸體

17‧‧‧活塞

18‧‧‧壓力算出手段

19‧‧‧時間算出手段

20‧‧‧捲繞數算出手段

21‧‧‧直徑算出手段

22‧‧‧控制手段

23‧‧‧記憶手段

Claims (6)

1. 一種片帶的捲取裝置，係具備有：用來捲取片帶之心軸；用來使前述心軸擴大及縮小之液壓裝置；檢測出前述液壓裝置的作動液的壓力之壓力檢測裝置；根據前述壓力檢測裝置所檢測出的壓力，來算出作用於前述心軸的捆緊壓力之壓力算出手段；記憶第一基準捲繞數之記憶手段；以及控制前述液壓裝置之控制手段；其中，前述控制手段，在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數之前，係進行用來使前述心軸對應於前述片帶的捲繞數而擴大之位置控制，在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數以後，係進行用來使由前述壓力算出手段所算出的捆緊壓力保持為一定之定壓控制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之片帶的捲取裝置，其中，前述記憶手段係記憶有第一基準壓力，前述控制手段在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數之前，由前述壓力算出手段所算出的捆緊壓力就已達到前述第一基準壓力之情況時，係在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數之前就開始前述定壓控制。
3. 如申請專利範圍第2項所述之片帶的捲取裝置，其中， 前述控制手段在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數之前，由前述壓力算出手段所算出的捆緊壓力就已達到前述第一基準壓力之情況時，係開始進行用來使由前述壓力算出手段所算出的捆緊壓力以前述第一基準壓力維持為一定之前述定壓控制。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之片帶的捲取裝置，其中，前述記憶手段係記憶有基準直徑、及壓力比前述第一基準壓力低之第二基準壓力，前述控制手段在前述片帶的捲繞數達到前述第一基準捲繞數之時，由前述壓力算出手段所算出的捆緊壓力仍低於前述第二基準壓力之情況時，係進行用來使前述心軸的直徑成為前述基準直徑之位置控制之後，才開始進行前述定壓控制。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之片帶的捲取裝置，其中，前述記憶手段係記憶有捲繞數比前述第一基準捲繞數少之第二基準捲繞數，前述控制手段在前述位置控制中使前述心軸擴大之情況時，係使前述片帶的捲繞數達到前述第二基準捲繞數之後的前述心軸的直徑的擴大速度，比前述片帶的捲繞數達到前述第二基準捲繞數之前的前述心軸的直徑的擴大速度小。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之片帶的捲 取裝置，復具備有：在前述片帶的前端捲到前述心軸之前，檢測出前述片帶的前端是否到達檢測位置之前端檢測裝置；根據由前述前端檢測裝置所檢測出的結果及前述片帶的搬送速度，算出還要多少時間才會開始前述片帶的捲取之時間算出手段；根據由前述時間算出手段所算出的時間及前述片帶的搬送速度，算出前述片帶的捲繞數之捲繞數算出手段；檢測出前述液壓裝置的活塞位置之位置檢測裝置；以及根據由前述位置檢測裝置所檢測出的活塞位置，算出前述心軸的直徑之直徑算出手段。