1308086 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種連續性處理被加工材之設備的控制 方法，尤其係關於一種適於控制以線圈狀薄板材爲被壓延 材之連續壓延設備中之壓延速度的速度控制方法。 【先前技術】 連續性處理被加工材之設備中’有一種以形成經線圈 捲繞的條狀鋼板等薄板材爲對象之連續壓延設備’但在該 類連續壓延設備中，爲了連續處理被壓延材，一般係區分 有入側設備、中央設備以及出側設備。 因此，藉由第2圖說明上述之連續壓延設備之一例。 其中，在該第2圖之下側，顯示該類連續壓延設備之實際 機器之一例作爲參考例。 於第2圖中，首先，入側設備1係具有將經線圈捲繞 之被壓延材由放捲機（pay-off reel ) 1 1 1拉出，且供給至 出側設備3之壓延機1 3 1的作用，因此，此時爲了連續供 給被壓延材，而設有焊接機112，當被壓延材之繞圈拉出 1卷份時，即插入接下來之被壓延材的線圈至放捲機111 ，而將接下來之被壓延材的前端部焊接在之前之被壓延材 的後贿部。 接著，中央設備2係具有調整自此供給至壓延機131 之被壓延材之性質或表面之狀態的作用，因此具備酸洗槽 及連續燒鈍爐等設備。此時，由於均勻提供被壓延材之化 -4 - (2) 1308086 學處理或熱處理，因此必須將被壓延材之移動速度控制在 某一定範圍內。 接著，在出側設備3設有壓延機1 3 1，在此進行將被 壓延材壓延，以製成預定厚度之製品的處理，之後，纏繞 在收捲機（tension reel ) 132而形成製品線圈。此時，在 壓延機1 3 1的出側設有隨動剪機（flying shear ) 133，將 連續性受到壓延之被壓延材切斷成適當長度，而製成製品 ^ 單位的線圈。 此時，入側設備1與中央設備2之間設有入側活套（ looper) 4，在中央設備2與出側設備3之間設有出側活套 5，該等活套係供吸收被壓延材之流動速度差之用。 在此，所謂活套係指使圈環（loop )(彎曲延長部） 形成在帶狀被壓延材的機構，當如上所示形成圈環時，該 圈環的大小會產生變化，因此可先將被壓延材保持在由活 套設備的規模所界定之長度，因而藉由設置該活套，可在 φ 預定期間內吸收被壓延材之速度差。 如上所述，在入側設備1中，爲了進行被壓延材間的 焊接，必須暫時停止被壓延材。此外，在出側設備3中， 爲了進行被壓延材之切斷作業或製品規格的變更，必須減 * 慢壓延機131之壓延速度。另一方面，在中央設備2中， ^ 如上所述，必須將移動速度保持在某範圍內。亦即，在入 側設備1、中央設備2及出側設備3中，各被壓延材之移 動速度並不相同。 因此，爲了吸收此時之移動速度的差，而設置入側活 -5- (3) 1308086 套4與出側活套5，此時入側設備1與中央設備2之間的 速度差係由入側活套4所吸收，中央設備2與出側設備3 之間的速度差係由出側活套5所吸收。 但是，當壓延速度改變時，經壓延之被壓延材的板厚 或張力、形狀等亦會改變。因此，在壓延機131的入口， 必須將被壓延材的速度經常保持爲一定，因此在出側設備 3中，必須儘可能以使速度不會改變的方式進行控制。 | 因此，在某種習知技術中，已提出一種關於藉由入側 設備、中央設備以及出側設備，將捲繞1卷的線圏進行壓 延之期間的平均速度進行運算，使用其最小値作爲出側設 備3之速度控制目標値的方法（參照例如專利文獻〗）。 此外’在入側設備中，雖執行被壓延材之焊接作業， 惟此時依被壓延材種類的不同，會有焊接作業麻煩，而必 須長時間停止的情形’但此時已提出一種改變位在出側設 備之壓延機速度之方法的習知技術（參照例如專利文獻2 ί } ° 〔專利文獻1〕日本專利特開平6 - 5 2 0號公報 〔專利文獻2〕日本專利特開平6-122011號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 上述習知技術並未考量到被壓延材之移動速度的設定 係取決於作業人員的操作’而會有製品品質與製造效率之 維持受到作業人員之技術能力影響的問題。 -6- (4) 1308086 在前述習知技術中，亦包括在入側之焊接作業及在出 側之隨動切剪作業等所需時間，計算出預先壓延1卷線圈 所需平均速度’且將其最小値設定爲出側設備之速度目標 値，作業人員以形成該速度目標値的方式來進行控制。 因此，在壓延作業中，入側設備的動作延遲而由速度 目標値減慢速度時，或者由於比預期中更早完成動作而提 升速度時，作業人員必須觀察實際作業狀況來進行操作。 φ 而且，該設定速度的變更係隨同壓延機之加速與減速 之至少一方而變更，因此作業狀態不穩定，而有產生板厚 或張力變動之虞，因此，必須將變動抑制在某一定範圍內 ，但對此便需要作業人員熟練的高超技能，因此，在製品 品質與製造效率的維持上會產生問題。 此外，當爲上述連續壓延機時，實際上可能會產生更 加提升出側設備的速度以提高作業效率的情形，但此時在 上述習知技術中，係預先設有速度目標値。因此，此時必 φ 須由作業人員判斷作業狀態，而重新決定各設備之設定速 度，因此，基於這點，亦需要作業人員熟練的技能，而在 製品品質與製造效率的維持上會產生問題。 本發明之目的在提供一種得以自動設定被加工材之移 ' 動速度的連續處理設備之速度控制方法。 ' 上述目的係藉由以下手段來達成：在具備：運轉速度 或動作時序不同之複數個設備；用以吸收該等設備間之運 轉速度差的活套設備之連續處理設備之速度控制方法中， 根據前述複數個設備之運轉狀態決定前述活套設備之製品 -7- (6) 1308086 (發明之效果） 根據本發明，由於自動設定連續壓延設備中之入側設 備的速度與中央設備的速度以及出側設備的速度，因此可 在不受到作業人員之技術能力影響的情形下’經常有效運 用連續壓延設備。 【實施方式】 0 以下根據圖示之實施形態，詳細說明本發明之連續壓 延設備之壓延速度控制裝置。 第1圖係本發明之一實施形態，此係將本發明應用在 第2圖之連續壓延設備時之實施形態，因此，於該第1圖 中，入側設備1、中央設備2、出側設備3、入側活套4、 出側活套5係與第2圖的情形相同。 因此，如第2圖所示，入側設備1係具備：放捲機（ pay-off reel ) 111、焊接機112、以及該等之附帶設備。 φ 而該入側設備1爲了連續供給被壓材，在設備作業中，必 須執行第3圖（1)所示之作業。 首先，當被壓延材之線圈1卷份拉出後，即將接下來 之被壓延材的線圈插入放捲機1 1 1而使接下來之被壓延材 之前端部焊接於之前之被壓延材之後端部。 _ 首先，先行材（指之前之被壓延材）由放捲機111放 完後（步驟2 0 1 )，即使先行材之後端部停止在焊接機位 置（步驟202 )。接著，將後行材（指接下來之被壓延材 )之線圈插入先行材已消失之放捲機111 (步驟203 )， (7) 1308086 而準備壓延後行材。 接著，將後行材之前端部由線圈放出至焊接機位置（ 步驟204)，藉由焊接機來焊接先行材之後端部與後行材 之前端部（步驟205)。然後，當焊接一結束，即加速入 側設備1 (步驟206 )，而將被壓延材蓄積在入側活套4。 此外，在出側設備3係設有壓延機131與隨動剪機（ flying shear ) 133，在壓延機 131中壓延被壓延材以加工 成製品，但此時，於入側設備1中由於將所焊接的被壓延 材進行分割，因此於出側設備3中，必須在設備作業中執 行第3圖（2)所示之作業。 在被壓延材之線圈應分割的點一接近壓延機131，即 將出側設備3減速（步驟2 1 1 )。當減速一結束，即在焊 接點通過時間點，藉由隨動剪機1 3 3予以切斷（步驟2 1 2 )，而分割成線圈。當線圏的分割一結束，即將後行材之 前端盤繞在收捲機132(步驟213)。當盤繞一結束，即 將出側設備3加速（步驟2 Μ )，且將.被壓延材蓄積在出 側活套5。 此時，中央設備2最好以一定速度進行運轉’因而入 側活套4爲了防備入側設備1停止而增加活套量’即使在 入側設備1已停止時’亦可維持對中央設備2供給被壓延 材。 此外，出側活套5爲了防備出側設備3減速而使活套 量減少，而出側設備3的速度低於中央設備2的速度時， 必須蓄積剩下的被壓延材’因此必須保持充分的活套量。 -10- (8) 1308086 因此，在本實施形態中，詳情容後補陳，惟關於入側 活套4係求取最小蓄積量，而關於出側活套5則係求取大 大蓄積量來進行速度的控制。 在此，如上所述，在本實施形態中，於具備入側設備 1、中央設備2、出側設備3、入側活套4、出側活套5之 連續壓延設備中，如第1圖所示，復設有：入側速度差設 定裝置1 〇與出側速度差設定裝置1 1、入側活套所需量運 φ 算裝置12與出側活套所需量運算裝置13、中央速度設定 裝置1 4、以及入側活套量運算裝置1 5 1及出側活套量運算 裝置152 。 接著，首先，藉由入側速度差設定裝置1 0，根據入側 設備1與出側設備3的作業狀況，求取在入側活套4及出 側活套5所需之活套量，以使活套量成爲所需活套量的方 式，求取入側設備1與中央設備2之速度差作爲入側速度 差，使用出側速度差設定裝置11求取爲出側設備3與中 φ 央設備2之速度差的出側速度差。 此時，關於入側設備1及出側設備3由於分別具有最 低速度與最大速度，因此’變成在該範圍內設定與中央設 備2之間的速度差，因而會有不可能決定出預定速度差的 ' 情形。因此，此時係藉由中央速度設定裝置1 4來操作中 央設備2的速度。中央設備2的速度以固定値爲宜，惟若 在某範圍內，則可容許些微變動。 此外，此時，在入側速度差設定裝置1 0與出側速度 差設定裝置1 1中，求取活套所需量、與以入側活套量運 -11 - (9) 1308086 算裝置151與出側活套量運算裝置152運算而得之活套量 實績的差作爲活套量偏差，且亦求取維持該偏差所需之最 低速度差。 此時，若具有速度差，則活套量實績不會成爲活套所 需量，因此，必須對應活套量偏差的減少來降低速度差， 惟當速度變動率較大時，會形成對於板厚或張力的干擾， 因此將速度變動率抑制爲小於一般的變動率（1 /5至1 / 1 0 左右），以使其不會對板厚及張力造成干擾。 具體說明之，在入側速度差設定裝置1 0中，係對於 作爲入側活套所需量運算裝置1 2之運算結果的入側活套 所需量、及作爲以入側活套量運算裝置1 5 1運算而得之活 套量實績的差的入側速度差進行運算，在出側速度差設定 裝置11中，係對於作爲出側活套所需量運算裝置13之運 算結果的出側活套所需量、及作爲以出側活套量運算裝置 152運算而得之活套量實績的差的出側速度差進行運算。 接著，在此，若針對入側活套4及出側活套5加以說 明，該等活套均如第4圖所示，具備活套設備電動機3 02 及活套設備固定側滚筒3 03以及活套設備移動側滾筒304 ，活套設備移動側滾筒304係被製作成可藉由活套設備電 動機3 02左右移動。 因此，當藉由活套設備電動機302使活套設備移動側 滾筒304移動時，被壓延材之活套長度將會產生變化，而 可藉此任意控制被壓延材之蓄積量，但此時，對於活套設 備移動側滾筒3 04係由機械性制約來決定可移動範圍。 -12- (10) 1308086 在此’首先，第4圖（1)係蓄積量最大時的狀態，第4 圖（2)係蓄積量最小時的狀態，在該等狀態之間可變更蓄積 量。因此’將此時因機械性制約而來之活套量的最大値與 最小値分別稱爲機械性最大蓄積量、機械性最小蓄積量。 接著，入側活套量運算裝置151與出側活套量運算裝 置1 52係分別對入側活套4及出側活套5，根據活套設備 移動側滾筒3 (H的位置及活套的機械性構成來運算活套量 〇 此時，關於入側活套4，若在機械性最大蓄積量至最 低蓄積量爲止的範圍內具有活套蓄積量即可，關於出側活 套5’則在機械性最小蓄積量至最大蓄積量爲止的範圍內 具有活套蓄積量即可。具體說明之，此時之入側活套4及 出側活套5的所需蓄積量若按照第5圖所示的方法求取即 可。 首先，入側設備1係進行第3圖（1)所說明之作業，因 φ 此藉由第5圖（1)所示之速度模式進行運轉。接著，在此停 止入側設備1的低速時間係在由入側設備1中自步驟2 0 1 至步驟206爲止的處理所需時間加上充裕時間。其中，在 此所謂充裕時間係防備各作業未順利進行時預先考慮的預 備時間。 ‘接著，於該第5圖（1)中，以實線所示之入側設備速度 低於以虛線所示之中央設備速度的部分，係必須藉由入側 活套4補塡被壓延材的部分，由該部分來決定入側活套最 小蓄積量250。 -13- (11) 1308086 接著’關於出側設備3係以第5圖（2)所示之速度模式 予以運轉。此時’出側設備3係形成可一面運轉一面執行 第3圖（2)之步驟211至步驟214爲止之作業的機械構成， 因此基本上並不需要將出側速度設爲0。在此，低速時間 係在自步驟2 1 1至步驟2 1 4爲止之作業所需時間加上如先 前所述之充裕時間。 接著’在該第5圖（2)中，出側設備速度低於中央設備 ^ 速度的部分係蓄積在出側活套5的部分，而形成出側活套 所需蓄積量25 1。因此，出側設備3在低速運轉中，出側 活套5必須蓄積相對應的量，因此出側活套最大蓄積量係 由出側活套之機械性最大蓄積量減去出側活套所需蓄積量 251 者。 此時入側設備1與出側設備3中之速度的加減速率爲 預先決定。因此，若可預測自步驟201至步驟206爲止之 作業所需時間、及自步驟2 1 1至步驟2 1 4爲止之作業所需 ^ 時間’即可求取入側活套最小蓄積量2 5 0及出側活套所需 蓄積量251。 第6圖係顯示此時之活套所需量運算方法，活套所需 蓄積量1係將加減速率設爲Ct ^、低速時間設爲T〇、減速 速度設爲v〇、且將中央設備速度設爲V。’而可藉由下式 ‘ （1)求得。 1 = {(Vc-V〇) la 〇 + T〇} · (Vc-V〇) ......... (1) -14- (12) 1308086 但是，入側設備1與中央設備2以及出側設備3的狀 態係時時刻刻產生變化，因此，該活套所需量1必須按照 上述變化而適時運算且予以更新。以其例而言’將考慮到 出側設備3之所需活套量之例示於第7圖。 在此，首先，第7圖（1)係入側設備1在自步驟201至 步驟206爲止之作業開始之前的狀態下，在速度模式之現 在位置2 6 0之時間點的圖。在此，入側活套所需量2 6 1係 | 根據在由入側之步驟201至步驟206爲止之作業所需標準 時間中加上充裕時間之低速時間予以運算。 接著，第7圖（2)與第7圖（3)係在現在位置260之時 間點的狀態下，此時第7圖（2)係設定在結束至步驟202爲 止之作業時，第7圖（3)則係設定在僅至步驟201即結束作 業時。 如此一來，爲第7圖（2)之情形時，由於至步驟202結 束，因此入側活套所需量2 6 2係成爲在由入側之步驟2 0 3 φ 至步驟206爲止之作業所需標準時間中加上充裕時間者。 另一方面，爲第7圖（3)之情形時，由於僅至步驟201即結 束，因此入側活套量263係成爲在由入側之步驟202至步 驟206爲止之作業所需標準時間中加上充裕時間者。 ‘因此，第7圖（2)的情形可比第7圖（1)的情形更加減 少活套所需量’而第7圖（3)的情形必須比第7圖（1)的情 形增加活套所需量。 於入側速度差設定裝置10與出側速度差設定裝置U 中’係入側活套所需量運算裝置1 2與出側活套所需量蓮 -15- (13) 1308086 算裝置1 3之運算結果。根據入側活套所需量與出側活套 所需量、及以入側活套量運算裝置1 5 1與出側活套量運算 裝置1 52所運算之活套量實績的差，來運算中央設備2的 設定速度。 第8圖係顯示此時之出側速度差設定裝置1 1之處堙 槪要圖，於入側速度差設定裝置1 〇中亦實施相同的運算 。在此，現在若假設在出側設備3與中央設備2具有速度 I 差，此時，出側活套蓄積量會產生變化。因此，爲了將出 側活套蓄積量保持在一定的狀態下，必須將速度差設爲零 〇 此外，此時，如上所述，連續壓延設備係按照某個已 決定的加減速率而予以加減速。因此，速度差係對應活套 蓄積量而供與上限。因此，與中央的速度差爲△時，爲了 將該速度差△設爲〇，必須如第8圖所示般予以減速。但 是，如此一來，活套蓄積量變化量所示之面積部分的活套 φ 蓄積量會在減速時產生變化。 因此，此時係對應活套所需量與活套量之偏差△1， 設定以以下（2)式所示之速度差上限値AV。 . △ V=，（ 2 α 〇 · △ 1 ) ......... (2) 在此，如上所示，由於藉由中央設備2與入側設備1 之速度差來調整入側活套4之蓄積量，且藉由中央設備2 與出側設備3之速度差來調整出側活套5之蓄積量，因此 -16- (14) 1308086 ，例如當出側設備3減速時，係在出側活套5使蓄積開始 ，惟此時，若假設出側設備3之停止時間已延長，則會有 出側活套5之蓄積量變得不足之虞。 因此，此時必須將中央設備2的速度在某範圍內減慢 ，而使出側活套5之每單位時間的活套蓄積量減少。接著 ，執行該動作的是中央速度設定裝置14，顯示此時之中央 速度設定裝置14所進行之控制者爲第9圖。 I 如上所述，中央設備2係具有主要對被壓延材施行所 謂酸洗或退火之化學處理或熱處理之作用的設備，因此， 在設備內之處理時間，亦即中央設備速度將成爲重要的控 制要素’因此，在中央設備2的速度係必須在一定値範圍 內進行控制。 在此顯示該狀況的係位於第9圖上側的特性圖，此時 如圖所示，對於中央設備2的速度（以下稱爲中央速度） ’基於上述理由，預先設定上限速度與下限速度及一般使 φ 用速度’此時，上限速度與下限速度之間係形成上述之一 定値範圍。 接著’中央速度設定裝置1 4係使用第9圖下側所示 之控制規則，按照入側活套4與出側活套5之活套量與入 側設備1之設定速度（以下稱入側設備速度）、出側設備 3的設定速度（同樣地爲出側設備速度）等來設定中央速 度’且以提供上下限一定値範圍內之加減速的方法來進行 控制。 接著，首先，如控制規則1、3、4、6所示，當容許 -17- (15) 1308086 中央設備2加減速時，係按照各控制規則而適用中央速度 之減速或加速。 另一方面，如控制規則2、5、7所示，即使適用中央 速度之減速或加速，亦未改善活套量時係進行警報顯示， 要如何處置的判斷係委託作業人員。關於此時之處置，可 能有例如超過上下限値來操作看看中央設備2之速度、或 者即使活套蓄積量上下變動，亦觀察其變動幅度的狀態而 直接處理等各種處置方法。 因此，根據本實施形態，藉由自動設定入側設備1之 速度與中央設備2之速度及出側設備3之速度，結果可在 不受作業人員之技術能力影響的情形下，經常有效運用連 續壓延設備。 在此，如上述之控制規則3所示，活套蓄積量在預先 設定的適當範圍內，亦可當適用中央速度加速時，同時以 使出側設備速度亦加速的方式來構成中央速度設定裝置14 。如上所示之實施形態的情形下，當入側設備1有效率地 結束作業時，係隨著中央速度的加速，出側設備3之速度 ，亦即壓延速度亦增加，因此可提升生產效率。 但是，在該情形下，中央設備2之速度變化係比一般 的加減速率小，而必須抑制因加減速而對製品造成的影響 。如上所述，於壓延機中，一般係藉由加減速，而產生板 厚變動、張力變動、形狀變動等製品品質上的不良。因此 ，必須儘可能使其不要加減速。 因此，在本發明之實施形態中，係將加減速率α 〇抑 -18- (16) 1308086 制在一般之連續壓延設備中之加減速率的1 /5至1 /1 0 °此 時，可設爲可追蹤自動板厚控制或自動張力控制、自動形 狀控制之加減速率，因此’根據該實施形態’可抑制在品 質上產生不良。 但是，以上說明係就將本發明適用在具備入側設備與 中央設備、出側設備之連續壓延設備的情形作爲本發明之 實施形態加以記述，若爲具有用以吸收複數個生產設備與 該等生產設備之間之速度差之製品蓄積裝置的連續生產設 備，則本發明亦可適用於連續壓延設備以外之設備，自不 待言。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之連續壓延設備之速度控制方法 之一實施形態的方塊構成圖。 第2圖係顯示連續壓延設備之一例的說明圖。 第3圖係用以說明本發明之實施形態中之入側設備與 出側設備所需作業之流程圖。 第4圖係顯示本發明之實施形態中所使用之活套之一 例的說明圖。 第5圖係顯示本發明之實施形態中所需活套量之決定 方法的說明圖。 第6圖係本發明之實施形態中活套所需量運算方法的 說明圖。 第7圖係本發明之實施形態中活套所需量變更運算方 -19- (17) 1308086 法的說明圖。 第8圖係顯示本發明之實施形態中出側速度差設定裝 置之處理的說明圖。 第9圖係顯示本發明之實施形態中中央速度設定裝置 之動作的說明圖。 【主要元件符號說明】 I 1 :人側設備 2 :中央設備 3 :出側設備 4 :入側活套 5 :出側活套 I 〇 :入側速度差設定裝置 II :出側速度差設定裝置 1 2 :入側活套所需量運算裝置 φ 1 3 :出側活套所需量運算裝置 14:中央速度設定裝置 III :放捲機 1 1 2 :焊接機 131 :壓延機 132 :收捲機 133 :隨動剪機 151 :入側活套量運算裝置 152 :出側活套量運算裝置 -20- (18) (18)1308086 25 0 :入側活套最小蓄積量 251 :出側活套所需蓄積量 2 6 0 :現在位置 261 :入側活套所需量 262 :入側活套所需量 263 :出側活套所需量 3 Ο 1 :活套設備 3 0 2 :活套設備電動機 3 03 :活套設備固定側滾筒 3 04 :活套設備移動側滾筒