JPH0398905A - 搬送ローラテーブルの速度制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は搬送ローラテーブルの速度制御装置、より詳細
には、長尺の搬送材料を載置して搬送するために搬送方
向に沿って適宜間隔で配置された複数の搬送テーブルロ
ーラと、これらの搬送テーブルローラに個々に結合され
た駆動用の誘導電動機と、これらの誘導電動機に共通に
設けられた可変周波数・可変電圧電源装置とを備えた搬
送ロ−ラテーブルの速度制御装置に関する。

（従来の技術） 上述の搬送ローラテーブルには、単に材料の搬送を行え
ばよいとするだけでなく、速度制御機能を必要とするも
のも多い。たとえば棒鋼圧延設備における材料搬送の場
合がそれである。棒鋼圧延設備においては、圧延された
棒鋼材料を、搬送テーブルにより下流の冷却床へ搬送す
る。以下、棒鋼圧延設備における搬送テーブルの場合に
ついて説明する。

この種の棒鋼材料を搬送する搬送テーブルでは、次のよ
うな速度制御が必要とされる。

（１）　　上流の圧延機の圧延速度は圧延材によって挿
々の値に設定されるので、その都度の設定圧延速度に同
期して、搬送テーブルの搬送速度も種々の値に設定可能
であること、 （２）　　上記の設定速度に対して、高い速度制御機能
を有していること、 などがそれである。

ここで後者の（２）項について、棒鋼材料を冷却床へ取
込む際のスライディングゲートの制御の場合について詳
述してみる。

スライディングゲートというのは、棒鋼材料を滑走させ
、所定の位置に棒鋼材料を停止させる装置であって、滑
走停止距離をＳとしたとき、所定の停止位置から滑走停
止距離Ｓだけ上流側に棒鋼材料が到達したときに、搬送
テーブルから材料を取込むように制御される。滑走停止
距離Ｓは、搬送テーブル上の材料搬送速度をｖ１スライ
ディングゲートと搬送材料との間の摩擦係数をμ、重力
加速度をｇとすれば、 Ｌ−ｖ２／（２μｇ） で与えられる。したがって、搬送テーブルが高い速度制
御機能を有していれば、設定速度Ｖ　を用Ｓ いて、滑走停止距ＩｉＳを、 Ｓ−ｖ　　２／（２μｇ） Ｓ として制御することにより、所定の停止精度を確保する
ことができる。

前記の（１）　．　（２）の要件を考慮して、従来、第
４図に示すような搬送ローラテーブルの速度制御装置が
採用されている。

第４図の速度制御装置を適用する搬送ローラテーブル装
置においては、長尺の搬送材料１を載置してこれを搬送
するために、その搬送方向に沿って適宜間隔で配置され
た複数の搬送テーブルローラ２と、これらの搬送テーブ
ルローラに個々に結合された駆動用の誘導電動機３と、
これらの誘導電動機に共通に設けられた可変周波数・可
変電圧電源装置（以下、ｒＶＶＶＦＪという）４とが備
えられている。搬送材料１の搬送速度基準が搬送速度設
定装置５で設定される。ここで設定された搬送速度基準
は回転速度設定装置６によりローラ径Ｄ　を用いて誘導
電動機３の回転速度に変換さ『 れ、その出力が回転速度基準としてＶＶＶＦ４に与えら
れる。ＶＶＶＦ４は、特定の誘導電動機に取付けられた
速度検出器７によって検出された特定の誘導電動機３の
回転速度が、回転速度設定装置６から与えられる回転速
度基準に一致するように制御動作する。

ＶＶＶＦによる誘導電動機の速度制御方ｌ去には一般に
大別して次の２つがある。

第１は、前述の回転速度基準に基づき、オーブンルーブ
で出力周波数を制御する方法である。この場合は、出力
周波数Ｆと共に出力電圧Ｖをも変化させ、両者の比Ｖ／
Ｆが一定になるように制御する。以下、この方式をｒＶ
／Ｆ制御方式」と称することにする。

第２は、第４図に示すように複数台の誘導電動機のうち
の１台に速度検出器７を取付け、それによって検出され
る回転速度を複数台の誘導電動機の代表回転速度として
ＶＶＶＦ４にフィードバックし、これが前記の回転速度
基準に一致するように制御する方法である。以下、この
方式を「速度フィードバック方式」と称することにする
。

（発明が解決しようとする課題） 前述の従来装置では、前記棒鋼圧延設備のように高い速
度制御精度を必要とする用途に対しては、速度制御誤差
が大きく、所定の速度制御精度を確保するのが困難であ
った。以下、その理由について若干の説明を加える。

従来の速度制御方法における速度制御誤差の主要因とし
ては、 （１）　　誘導電動機の負荷の変化に伴って、すベリＳ
が変化すること、 （２）　　回転速度基準の演算に際して用いるローラ径
Ｄ　と、実際の有効ローラ径Ｄ　との間に食い『　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａ
違いがあること、 などが考えられる。

（１〉の、すべりＳの変化による誤差についてみると、
Ｖ／Ｆ制御方式では、単位重量の叉なる材料が搬送され
ると、それに伴って搬送テーブルローラ駆動用誘導電動
機の負荷が穴なって来るため、すベリＳが変化するが、
この影響が考慮されていない。したがって、搬送材料の
種類すなわち単位重量の差によって搬送速度に誤差が発
生する。上記第２の速度フィードバック方式では、速度
検出器を取付けた１台の誘導電動機については、すべり
補正を行っていることになる。しかしながら、第５図に
示すように、搬送材料１は一般に多少は湾曲しているた
め、搬送材料１と搬送テーブルロ−ラ２との間の接触状
態が不規則になり、各電動機が分担する搬送負荷も異な
り、それに応じて各電動機のすベリＳも異なってくる。

また搬送中、搬送材料の重心は常に移動するため、速度
検出器を取付けた電動機の負荷も常に変化することにな
る。したがって、複数台の電動機のうちの１台の速度を
検出し、すべりＳを補正したとしても、材料搬送速度に
対する有効な補正対策とはならない。

（２）のローラ径Ｄ　の誤差についてみると、第『 ５図に例示したように搬送材料が湾曲していると、搬送
テーブルローラと材料との接触の態様が微妙に変化し、
ｖ−ｎπＤ　の関係が成立しなくなる。

『 ここで、■は材料の実際搬送速度、ｎはローラ同転速度
、Ｄ　は搬送ローラ径である。すなわち、ｒ 上式の搬送ローラ径Ｄ　と搬送時の有効ローラ径ｒ とは必ずしも一致しないのである。

以上述べたように従来行われているＶ／Ｆ制御方式ある
いは速度フィードバック方式は、いずれにしても、ロー
ラ径誤差によって発生する速度制御誤差に対しては、一
切考慮されていない。

したがって本発明は、従来の制御方式において考慮され
ていなかった、すベリＳおよびローラ径Ｄ　の誤差の影
響を同時に捕正し、高精度の速度ｒ 制御を実現できる搬送ローラテーブルの速度制御装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の搬送ローラテーブルの速度制御装置は、搬送材
料が前記搬送ローラテーブル上にほぼ完全に載置された
状態でその搬送材料の実搬送速度を検出する第１の手段
と、搬送材料の搬送速度基準を設定する第２の手段と、
第１の手段によって険出された実搬送速度と第２の手段
によって設定された搬送速度基準との差を速度偏差とし
て漬算する第３の手段と、この第３の手段によって算出
された速度偏差を記憶する第４の手段と、第２の手段に
よって設定された搬送速度基準を第４の手段に記憶され
た速度偏差によって補正して回転速度基準を出力する第
５の手段と、回転速度基準に従って可変周波数・可変電
圧電源装置の出力を制御する第６の手段とを具備したこ
とを特徴とする。

（作　用） 第１図に示すように、長尺の搬送材料１を載置してこれ
を矢印Ｐの方向に搬送するために、その搬送方向に沿っ
て適宜間隔で配置された複数の、ここでは例示的に７個
の、搬送テーブルローラ２が設けられているものとする
。これらの搬送テーブルローラは個々に直結された誘導
電動機３によって駆動される。ここには搬送テーブルロ
ーラ２の個数に対応して７台の誘導電動機３が図示され
ている。これらの誘導電動機はそれぞれ共通に設けられ
たＶＶＶＦ４を電源として運転される。搬送材料１の実
際の搬送速度Ｖ　が、搬送材料１がｒ 搬送テーブルローラ２上にほぼ完全に乗り移った状態で
、材料速度検出器８によって検出される。

搬送材料１の搬送速度基準Ｖ　が搬送速度設定装Ｓ 置５で設定される。ここで設定された搬送速度基準Ｖ　
は回転速度設定装置６によりローラ径ＤｒＳ を用いて誘導電動機３の回転速度基準に変換される。ま
た、搬送速度設定装置５で設定された搬送速度基準Ｖ　
と、材料速度検出器８によって検出Ｓ された実際の搬送速度Ｖ　との間の偏差が、速度ｒ 偏差ΔＶとして減算器９によって求められる。この速度
偏差ΔＶは速度補正量として速度補正量記憶装置１０に
よって記憶される。この記憶内容は、次の搬送材料が搬
送テーブルローラ２上に新たに乗り移り、材料速度検出
器８による新たな材料速度検出値によって記憶内容が更
新されるまで保持され、当該搬送材料１の搬送期間中、
搬送速度基準Ｖ　に対する補正量として用いられる。四
転速Ｓ 度設定装置６は、搬送速度基準Ｖ　および速度偏Ｓ 差ΔＶ１並びにローラ径Ｄ　に基づいて、回転速ｒ 度基準ｎ　を、 Ｓ ｎ　鱈（Ｖ　＋ΔＶ）／（πＤ　） Ｓ　　　　　　　　Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｒとして求める。ＶＶＶＦ４は、この回転速度基
準ｎ　が達成されるような出力を発生して各誘導電Ｓ 動機３を駆動する。

このように搬送速度基準■　に速度煽差Δ■にＳ よる補正を加えることにより、たとえ誘導電動機のすベ
リＳが変化し、ローラ径と実際の有効ローラ径との間に
食い違いがあったとしても、それらを自動的に補償し、
高い速度制御精度を確保することができる。

（実施例） 第２図は、本発明の速度制御装置のより詳細な実施例を
示すものである。

この実施例においては、第１図に示した制御装置部分の
大部分および材料速度検出器８の一部がコントローラ２
０によってカバーされている。搬送ローラテーブルの上
流側に所定間隔Ｌだけ離して、たとえば熱塊検出器から
なる一対の材料検出器１１．１２が配設されており、そ
の検出信号はＩ／Ｏポート２１を介してコントローラ２
０内の材料速度演算回路２２に導入される。材料速度演
算回路２２にはクロツクジエネレータ２３から繰返し周
波数ｆ　のクロックパルスも入力される。

Ｃ 第２図における材料速度演算回路２２の作用を、第２図
のタイムチャートを参照して説明する。

各材料検出器１１．１２の出力は、それぞれ搬送材料１
の先端が材料検出器１１．１２の設置点に到達するとオ
ンとなり、搬送材料１の尾端が材料検出器１１．１２の
設置点を通過するとオフとなる。そこで、たとえば各材
料検出器１１．１’２の立ち下がり点すなわちオンから
オフへと変わる点を基準として両時点間の時間ｔを測定
することにすれば、その時間ｔと両材料検出器１１．１
２の設置間隔Ｌとから、搬送材料１の搬送速度Ｖｒを、 Ｖ　　　−Ｌ／ｔ ｒ として算出することができる。

搬送材料１の尾端が両材料検出器１１．１２の設置点間
を通過する時間ｔは、クロツクジエネレータ２３から出
力されるクロックパルスの繰返し周波数ｆ　と、時間ｔ
内に材料速度演算回路２２Ｃ 内でカウントされるクロックパルス数Ｎに基づき、ｔ−
Ｎ／ｆｏ として測定される。したがって、予め分かつている間隔
Ｌの間を峙間ｔで搬送されたものとすると、材料搬送速
度Ｖ　は、 『 Ｖ　　−Ｌ／ｔ−ｆ　　Ｌ／Ｎ ｒＣ として算出することができる。材料速度演算回路２２は
以上の原理に従って材料搬送速度Ｖ　を算ｒ 出する。

第３図には、搬送ローラテーブルを駆動する複数台の誘
導電動機３の各回転速度の平均値の時間的変化が示され
ている。区間Ａは材料１が搬送口−ラテーブルにまだ到
来しない無負荷状態に対応する無負荷回転速度ｎ。の状
態にある。ここで口−ラ２の直径をＤ　、搬送速度設定
装置５にょっｒ て設定された搬送速度基準をＶ　とすれば、無負Ｓ 荷回転速度ｎ。は、 ｎｏ−Ｖ８／（πＤｒ） である。

区間Ｂは搬送材料１が搬送テーブル上に到達した時の誘
導電動機３の回転速度の変化状態を示すものである。こ
の区間においては、まず材料１の重心が搬送テーブル側
に移るに従って誘導電動機３のすべりＳの平均値が次第
に増加し、平均四転速度ｎつまり材料速度Ｖが減少する
。さらに、搬送材料尾端が当該搬送テーブルの上流端に
到達すると、すなわち搬送材料１が完全に当該搬送テー
ブルに乗り移ると、平均回転速度ｎは一定値ｎｌに落ち
着く。材料検出器１１．１２による材料通過検出に基づ
いて算出された材料搬送速度Ｖ　は、ｒ 平均回転速度ｎが上記の回転速度ｎ１に対応するもので
あり、この材料搬送速度Ｖ　と搬送速度基ｒ 準をＶ　との間の偏差すなわち速度偏差ΔＶが、Ｓ 従来のＶ／Ｆ制御において発生していた速度誤差分に相
当する。

そこで、搬送速度設定装置５によって設定された搬送速
度基準Ｖ　はＩ／Ｏボート２４を介してＳ コントローラ２０内に導入され、この搬送速度基準Ｖ　
と材料速度演算回路２２によって算出されＳ た材料搬送速度Ｖ　との差が速度偏差ΔＶとして『 減算回路２５により求められる。この速度偏差ΔＶはメ
モリ２６によって記憶保持され、回転速度設定回路２７
に人力される。回転速度設定回路２７は搬送速度設定装
置５によって設定された搬送速度基準Ｖ　を速度偏差Δ
Ｖによって補正したＳ 上で回転速度基準ｎ　を前述した次の計算式によＳ って算出する。

ｎ　　−（Ｖ　　＋ΔＶ）／（πＤ　）Ｓ　　　　　　
　Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒなお、搬送
速度設定装置５は、材料搬送前に搬送速度を所定値にブ
リセットするディジタルスイッチからなる設定器であっ
てもよいし、搬送テーブルの上流側の圧延機の速度に基
づき演算によって算出し設定する装置であってもよい。

このようにして回転速度基準の補正を行えば、従来のＶ
／Ｆ制御の場合に発生していた速度制御誤差、すなわち
、 （１）　　負荷の変化によって発生するすベリＳの変化
、 （２）　　回転速度基準を演算する際に用いるローラ径
Ｄ　と実際の有効ローラ径との違い、ｒ によって発生する搬送速度設定値Ｖ　と実搬送速Ｓ 度の誤差分が補正されることになる。上記のようにして
求められた回転速度基準ｎ　はＩ／ＯポーＳ ト２８を介してＶＶＶＦ４に対して与えられ、それに従
って誘導電動機３の回転速度が制御される。

なお、第３図において区間Ｃは、回転速度基準の補正を
行った後で当該搬送テーブルによって材料が搬送される
区間であり、この区間における回転速度基準は上記の速
度ｎ　とされることになる。

Ｓ 〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、従来、負荷の変化
によって発生する誘導電動機のすベリＳの変化、および
回転速度基準を演算する際に用いるローラ径Ｄ　と実際
の有効ローラ径との違い、ｒ によって発生していた、搬送速度設定値Ｖ　と実Ｓ 際の搬送速度との間の偏差が、合理的に補正されるため
、材料搬送時において所定の搬送速度設定値Ｖ　と実際
の搬送速度との間の誤差を大躯に低Ｓ 減することができる。そのため、棒鋼圧延設備における
搬送ローラテーブルにおいても高い速度制御精度を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略構成を示すブロック図、第２
図は本発明の一実施例を示すプロ・ノク図、第３図は第
２図の装置の作用を説明するための夕イムチャート、第
４図は従来の搬送ローラテーブルの速度制御装置のブロ
ック図、第５図は搬送材料の搬送状態を示す模式図であ
る。 １・・・搬送材料、２・・・搬送テーブルローラ、３・
・・誘導電動機、４・・・可変周波数・可変電圧電源装
置（ＶＶＶＦ）　、５・・・搬送速度設定装置、６・・
・回転速度設定装置、８・・・材料速度検出器、９・・
・減算回路、１０・・・速度補正量記憶装置、１１．１
２・・・材料検出器、２０・・・コントローラ、２２・
・・材料速度演算回路、２５・・・減算回路、２６・・
・メモリ、２７・・・回転速度設定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 長尺の搬送材料を載置して搬送するために搬送方向に沿
   って適宜間隔で配置された複数の搬送テーブルローラと
   、これらの搬送テーブルローラに個々に結合された駆動
   用の誘導電動機と、これらの誘導電動機に共通に設けら
   れた可変周波数・可変電圧電源装置とを備えた搬送ロー
   ラテーブルの速度制御装置において、 前記搬送材料が前記搬送ローラテーブル上にほぼ完全に
   載置された状態でその搬送材料の実搬送速度を検出する
   第１の手段と、前記搬送材料の搬送速度基準を設定する
   第２の手段と、前記第１の手段によって検出された実搬
   送速度と前記第２の手段によって設定された搬送速度基
   準との差を速度偏差として演算する第３の手段と、この
   第３の手段によって算出された速度偏差を記憶する第４
   の手段と、前記第２の手段によって設定された搬送速度
   基準を前記第４の手段に記憶された速度偏差によって補
   正して回転速度基準を出力する第５の手段と、前記回転
   速度基準に従って前記可変周波数・可変電圧電源装置の
   出力を制御する第６の手段と を具備したことを特徴とする搬送ローラテーブルの速度
   制御装置。