JPH01191027A - 形状張力検出装置 - 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、圧延板材の形状および張力をオンラインで測
定する装置に関するものである。

［従来の技術］ （１）張力計測装置 圧延操業において、圧延材の張力は圧延仕上り寸法に大
きな影響を与える。また、多スタンド圧延の場合、各ス
タンドの調和運転のためになんらかの手段でスタンド間
の張力を計測し制御する必要がある。

第４図はロードセルを利用した１０一ル式の張力測定器
の例であって、５１は張力を計測される板材、５２は入
側の案内ロール、５３は出側の案内ロール、５４はテン
ションメーターロール、５５はロードセルである。

板材５１が張力Ｔで引張られるとテンションメーターロ
ール５４は上方への力Ｆを受け、その力Ｆをロードセル
５５により計測して、次式（１）より張力Ｔを算出する
ものである。

Ｆ＝２７”ｓｉｎα　　　　　　　　−−（１）（２）
形状検出装置 ところで１本発明は、特定の形状検出器に張力測定機能
を付加したものであるので、基礎となった形状検出器に
ついて説明する。

圧延板材のオンライン形状検出器としては「板圧延の理
論と実際」　（日本鉄鋼協会）Ｐ、２６５〜２７０に示
すような種類のものがあるが、ロール接触張力計方式の
一例として、特開昭５４−６８２８３号公報で開示され
た「可撓性板材の幅方向にわたる歪力分布測定用構体」
の概念を発展させた形状検出機を第５〜７図に示す６ 第５図（ａ）は同形状検出機の形状検出ロールの斜視図
、同図（ｂ）は円板相互の圧電素子の取付は角度関係を
示す模式図であり、１〜６は図示黒点の位置に対応する
円周外面の１点の押圧力を感知する圧電素子８ａ〜８ｆ
が例外面の直下に設置されている薄型の第１〜第６の円
板、７は１〜６のような円板多数が同軸に積み重ねられ
相互に固定されて軸方向に長い円筒を形成している検出
ロール、８ａ〜８ｆは第１〜第６の円板１〜６に各１つ
づつ取付けられている第１〜第６の圧電素子、９ａは圧
電素子８ａ〜８ｆの電荷信号を電圧信号に変換する第１
のチャージアンプ、１ｏは所定張力を与えられ検出ロー
ル７に接触しながら走行する表面平坦度を検査される板
材である。

各円板１〜６は、第５図（ｂ）に示すように圧電素子８
ａ〜８ｆの取り付は角度を４０’単位でずらせた状態で
重ね合わせられており、かつ１２０″毎の合計３カ所に
は圧電素子が存在しないように組立られている。

この検出ロール７に板材１ｏが接触走行するようにされ
ると、前記検出ロール７は回転しながら前記圧電素子８
ａ〜８ｆが板材１０に対向する瞬間に板材１ｏの押圧力
に比例した大きさのパルス信号が出力されるように構成
されている。

各圧電素子８ａ〜８ｆで検出された押圧力信号は、それ
ぞれの位相が異なる６枚の円板１〜６分を合計して、第
１のチャージアンプ９ａで電圧に変換され、加算された
１点のアナログ信号として出力される。

第６図はそのアナログ信号出力の一例を示すもので、検
出ロール７の１回転につき６つのパルスが出力され、検
出ロール７回転角度と同期検出すればパルスがいずれの
円板１〜６より発信されたものかが検知できるようにさ
れている。また、検出ロール７の１回転中、パルス生成
のない時間（第６図で４１１２０．２４０，３６０”　
）があり、それが圧電素子８ａ〜８ｆの零点出力を表示
しているので、図中矢印１１を計測する方法により計測
系のドリフトを消去するようにされている。

第７図は、同形状検出機のブロック図であって。

９ｂ〜９ｃは第２〜第３のチャージアンプ、１２８〜１
２ｃは第１〜第３のロータリトランスミッタ、１４は計
算機、１５は検出ロール回転角度検出器、１６は形状表
示装置である。検出ロール７は周面を平面に切り開いた
形で示されている。

前記の電圧に変換された押圧力信号は、第１のロータリ
トランスミッタ１２ａによって検出ロール７から外部に
取り出され、計算機１４では各円板１〜６よりのパルス
の大きさを検出ロール回転角度検出器１５の信号により
分離し読み取って、板材１０の幅方向各位置での円板１
〜６への押圧力から凹凸等の板平坦度情報を演算し、形
状表示装置１６に表示させている。

［解決しようとする課題］ しかしながら、従来の張力計測器では次のような問題点
がある。

（１）第４図の張力計測器では、ドリフトの影響を避け
ることができず計測精度がよくない。

（２）第５〜７図の形状検出機のような張力検出型の形
状検出機の形状信号を合計して張力に換算している例も
あるが、検出ロール１回転の平均として得られるもので
あり、ある瞬間の張力を測定することはできない。その
ため張力検出器として別の装置を設ける必要がある。

本発明は、上記の問題点を解決しようとするもので、精
度、応答性のよい張力信号をあわせ出力する形状検出機
を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の形状張力検出装置は、単位円板に感圧素子が配
置されていない外周角度複数位置に追加して配設された
前記円板外周所定の有感角度範囲内への押圧力に感度を
有し同円板外周の前記有感角度範囲以外の不感角度範囲
への押圧力に感度を有さない複数の追設感圧素子と、前
記検出ロールの所定の不感角度が前記不感角度範囲とな
る追設感圧素子複数箇の出力を加算して出力する加算出
力手段と、同加算出力手段の出力信号の前記有感角度範
囲期間の出力値から前記不感角度期間の出力値を減算し
て前記板材の前記検出ロールへの押圧力を演算する計算
機部とが設けられたことを特徴としている。

［作用］ 生産ラインでの機器計測の大きな問題は、短時間内なら
温度ドリフト、長期間であれば損耗による性能変化であ
る。張力計測においても、ロードセルへの伝熱等で温度
ドリフトが生じ、計測精度が低下する。

一方、張力検出方式の形状検出機は、やや構造は複雑で
あるがドリフトを消去する手段を有するのが特徴である
。

本発明は、張力検出方式の形状検出機に若干の感圧素子
を追加設置して張力計測機能を付加させようとするもの
で、従来形状検出機としては感圧素子が配置されていな
い検出円板角度位置に感圧素子を検出ロールの幅全面に
わたって追加配置し。

追加製子分を形状検出部分とは独立に、且つ、検出ロー
ルの１回転中にいずれの素子の感圧出力もない零信号期
間を有するように加算してから検出ロール外に信号出力
させ、前記出力信号の素子感圧パルスの大きさから前記
零信号期間の大きさを減算してドリフトを消去した張力
信号を検出ロール１回転中に複数回演算して表示装置に
出力するようにしている。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

なお、既述の符号は同一の部分を示しており、説明を省
略する。

第１図（ａ）は、一実施例としての形状張力検出装置の
検出ロールの斜視図、同図（ｂ）は円板上の追設圧電素
子の取付は角度関係を示す模式図であり、１７ａ〜１７
ｒは円板１〜６に追加設置された追設感圧素子としての
追設圧電素子、１８は複数の追設圧電素子１７ａ〜１７
ｒの電荷信号を加算しながら電圧信号に変換する加算出
力手段としての追設チャージアンプである。

第２図は、同実施例の形状張力検出装置のブロック図で
あり、１９は検出ロール７内で生成した信号を外部に導
出する追設ロータリトランスミッタ、２０はドリフトを
消去した張力計測値を演算出力する計算機部、２１は張
力計測値を表示する張力値表示装置である。なお、本実
施例において、円板は１〜６の６箇に、また追設圧電素
子も１７ａ〜１７ｒの１８箇に限定されるものではなく
、第２図に一部図示のように、形状検出機の仕様にあわ
せ相当数が設置されるものとする。

本実施例の形状張力検出装置はこのように構成されてお
り、次のように動作する。

本装置の、形状検出部分と張力計測部分は独立に動作し
、形状検出部分の動作は従来と全く同様である。追加設
置された圧電素子等も形状検出部分へは影響のないよう
にされている。

張力計測用にすべての円板１〜６の円周１２０°毎にに
圧電素子１７ａ〜１７ｒが付加装置され、同角度に設置
された素子は並列接続され追設チャージアンプ１８によ
って他の角度素子信号と加算され電圧信号として出力さ
れる。この加算出力の例を第３図に示すが、検出ロール
７の１回転中に１２０．２４０，３６０”に位置するの
３つの押圧力パルス２１ａ〜２１ｃと６０，１８０，２
７０°に位置する不感期間レベル２２とが認められ、毎
回転３回の押圧力信号が出力されている。

この加算出力は追設ロータリトランスミッタ１９を経由
して検出ロール７外に導かれ、計算機部２０において、
押圧力パルス（２１ａ〜２１ｃのいずれか）の高さから
不感期間レベル２２の高さの減算が行われて、押圧力演
算値が得られ、同押圧力演算値をＦとして前記（１）式
の計算によって板材１０の張力Ｔが検出ロール１回転あ
たり複数回の速度で演算され、必要に応じて圧延機制御
系に供給されると同時に、張力値表示器２１に表示され
る。

このようにして、本実施例の形状張力検出装置により検
出ロール１回転あたり複数パルスの張力信号が得られ、
応答速度を向上することができ、且つ、圧電素子のドリ
フトを消去して精度のよい張力計測信号を得ることがで
きる。

なお、本実施例では、形状検出用および張力検出用の押
圧力センサとして、圧電素子を使用しているが、ロード
セルのような力を検出することのできる他のセンサを使
用しても同一機能が達せられる。

［発明の効果］ 本発明の形状張力検出装置は、単位円板に感圧素子が配
置されていない外周角度複数位置に追加して配設された
前記円板外周所定の有感角度範囲内への押圧力に感度を
有し同円板外周の前記有感角度範囲以外の不感角度範囲
への押圧力に感度を有さない複数の追設感圧素子と、前
記検出ロールの所定の不感角度が前記不感角度範囲とな
る追設感圧素子複数箇の出力を加算して出力する加算出
力手段と、同加算出力手段の出力信号の前記有感角度範
囲期間の出力値から前記不感角度期間の出力値を減算し
て前記板材の前記検出ロールへの押圧力を演算する計算
機部とが設けられたので、形状検出機で形状検出と同時
に応答が速く精度のよい張力測定ができて、新たに張力
測定器を設けることなく高精度の圧延制御を行って、品
質向上、投資節減等大きな経済的利益を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は一実施例の形状張力検出装置の検出ロー
ルの斜視図、第１図（ｂ）は同実施例の形状張力検出装
置の追設圧電素子の取付は角度関係を示す模式図、第２
図は同実施例の形状張力検出装置のブロック図、第３図
は実施例装置の張力信号加算出力波形を示すグラフ、第
４図は従来の張力測定器の模式的な側断面図、第５図（
ａ）は従来の形状検出機の検出ロールの斜視図、第５図
（ｂ）は同従来の形状検出機の圧電素子の取付は角度関
係を示す模式図、第６図は同従来の形状検出機のアナロ
グ信号出力波形を示すグラフ、第７図は同従来の形状検
出機のブロック図である。 １〜６・・・・・・第１〜第６の円板、７・・・・・・
検出ロール、１０・・・・・・板材、１５・・・・・・
検出ロール回転角度検出器、１７ａ〜１７ｒ・・・・・
・追設感圧素子としての追設圧電素子、１８・・・・・
・加算出力手段としての追設チャージアンプ、１９・・
・・・・追設ロータリトランスミッタ、２ｏ・・・・・
・計算機部、２１・・・・・・張力値表示装置。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代理人　　弁理士　　小　林　　傅 第３図 時間（検出ロールｆ）回転角度な表示）−第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周に単数あるいは複数箇の感圧素子を配置した
   円板を複数箇積層固定して形成した円筒形の検出ロール
   の、前記感圧素子の出力によって、前記検出ロール周面
   に張力を与えられながら接触し走行する板材の表面凹凸
   形状を検出する形状検出装置において、前記円板に前記
   感圧素子が配置されていない外周角度複数位置に追加し
   て配設された前記円板外周所定の有感角度範囲内への押
   圧力に感度を有し同円板外周の前記有感角度範囲以外の
   不感角度範囲への押圧力に感度を有さない複数の追設感
   圧素子と、前記検出ロールの所定の不感角度が前記不感
   角度範囲となる追設感圧素子複数箇の出力を加算して出
   力する加算出力手段と、同加算出力手段の出力信号の前
   記有感角度範囲期間の出力値から前記不感角度期間の出
   力値を減算して前記板材の前記検出ロールへの押圧力を
   演算する計算機部とが設けられたことを特徴とする形状
   張力検出装置。