JPH07209108A

JPH07209108A - 帯材圧延時の張力測定方法および装置

Info

Publication number: JPH07209108A
Application number: JP6020011A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Yamada; 龍三山田; Minoru Moriyama; 稔森山
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】帯材の幅方向における任意の位置の張力を測
定する。【構成】帯材１２の走行経路を挟むように配設した支
持部材２２の上部水平片２２ａに、帯材１２を指向する
ノズル２４が配設される。ノズル２４から吹出された圧
縮空気により、帯材１２が厚み方向に変位される。支持
部材２２の下部水平片２２ｂに、帯材１２を挟んでノズ
ル２４と対向して変位センサ２８が配設される。センサ
２８により検出した帯材１２の変位量に基づいて、算出
手段３０が張力を算出する。支持部材２２は、帯材１２
の幅方向に移動自在に配設したスライダ３４に配設され
る。スライダ３４には、位置決めモータ４２により正逆
方向に走行する無端ベルト４０が固定される。すなわ
ち、モータ４２を正逆駆動することにより、ノズル２４
および変位センサ２８が帯材１２の幅方向における任意
の位置に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、帯材圧延時の張力測
定方法および装置に関し、更に詳細には、例えば圧延後
の金属帯鋼の如く、断面が薄板状をなす長尺帯材の幅方
向における任意の位置の張力を測定することのできる張
力測定方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】例えば金属の帯鋼に代表される帯材の圧延
に際して、精度の良い圧延を行なうには、圧延中に帯材
に加わる幅方向における各位置の張力が均一となるのが
望ましく、このため圧延された帯材における幅方向の張
力の分布を測定し、そのデータに基づいて圧延機を調節
することが行なわれている。この帯材の張力を測定する
装置としては、帯材の幅方向にロードセルを埋め込んだ
張力検出ロールを、帯材に接触させて張力を求める手段
や、電磁石で帯材に変位を与えて、その変位量から張力
を求める手段等が知られている。

【０００３】前記張力検出ロールを使用する場合は、ロ
ールが帯材に接触するため、該帯材の表面に傷が付く問
題がある。また、電磁石を使用する場合は、オーステナ
イト系ステンレス鋼の如き非磁性材料の張力測定には使
用できず、帯材の材質が限定される欠点が指摘される。

【０００４】前記諸種の問題に対処する一つの提案が、
本件出願人により特願平４−１９１０５９号に係る発明
「金属帯板圧延時の板幅方向の張力分布測定方法および
これに用いる装置」として出願されている。この発明に
係る装置では、帯板を挟んで対向する流体の吹付け手段
と変位センサとを、該帯板の幅方向に所定間隔で複数基
配置してある。すなわち、各吹付け手段により帯板に流
体を吹付け、このときの帯板の変位を対応する変位セン
サにより検出し、この検出値に基づいて張力を測定する
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した張力測定装置
は、帯板の張力を非接触で測定し得るので、帯板を傷付
けることがなく、しかも帯板の材質が限定されたりする
ことはないので、それなりに評価し得るものであった。
しかるに、吹付け手段および変位センサが複数基配設さ
れているので、製造コストが嵩むと共にメンテナンスが
煩雑となっていた。また、各センサの特性にはバラツキ
があるため、帯板の幅方向における複数の位置での張力
の値の精度にバラツキを生ずる問題があった。

【０００６】更に、吹付け手段および変位センサは所要
の間隔をもって固定的に配設されているので、張力を測
定する位置の変更を要する場合や、オーダ変更により帯
板の幅寸法が変更された場合には、これに迅速に対応し
得ない欠点がある。また各変位センサの間は、変位を検
出することのできない不感帯となる問題も指摘される。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、前述した従来技術に係る張
力測定方法および装置に内在している諸種の欠点に鑑
み、これを好適に解決するべく提案されたものであっ
て、帯材の幅方向における任意の位置の張力を測定する
ことができ、測定位置の変更や帯材の幅寸法の変更等に
も迅速に対応し得る新規な張力測定方法および装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した問題点を解決
し、所期の目的を好適に達成するため本発明に係る帯材
圧延時の張力測定方法は、圧延機により圧延されて走行
中の帯材に対して厚み方向から流体を吹付ける流体吹付
け手段と、流体の吹付けにより生ずる帯材の変位を検出
する変位検出手段とを、前記帯材の幅方向に移動させる
ことにより、前記変位検出手段の検出値に基づいて帯材
の幅方向における任意の位置の張力を測定するようにし
たことを特徴とする。

【０００９】また、前記目的を達成するための本願の別
の発明に係る帯材圧延時の張力測定装置は、圧延機によ
り圧延されて走行中の帯材に対して、その厚み方向から
流体を吹付ける流体吹付け手段と、前記流体の吹付けに
より生ずる帯材の変位を検出する変位検出手段と、前記
流体吹付け手段および変位検出手段を、前記帯材の幅方
向に移動させる移動手段と、前記変位検出手段の検出値
に基づいて帯材の張力を算出する算出手段とを備え、前
記流体吹付け手段および変位検出手段を帯材の幅方向に
移動することにより、該帯材の幅方向における任意の位
置の張力を算出し得るよう構成したことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に係る帯材圧延時の張力測定方
法および装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面
を参照しながら以下説明する。図１は、本発明の好適な
実施例に係る張力測定装置の概略構成図であり、該装置
１０は、金属帯材１２の圧延装置１４の所要位置に配置
される。圧延装置１４では、ロール体１６から引出され
た帯材１２は、該帯材１２の走行経路を挟んで上下に配
置された複数のロール群を備えた圧延機１８により所要
の圧延が施され、この帯材１２は下流側の巻取りロール
２０に巻取られるようになっている。

【００１１】前記圧延機１８と巻取りロール２０との間
に、前記張力測定装置１０が配置される。この張力測定
装置１０は、図１に示す如く、帯材１２の走行経路を挟
むように配設されたコ字状を呈する支持部材２２を備
え、該支持部材２２の帯材１２と平行に延在する上部水
平片２２ａに、帯材１２を指向するノズル２４が配設さ
れている。ノズル２４には、図示しない供給源からチュ
ーブ２６を介して圧縮空気が供給されるようになってお
り、図２に示す如く、ノズル２４から所要圧で吹出され
た圧縮空気によって、帯材１２を厚み方向に変位させる
よう構成される。なお、ノズル２４から吹出される圧縮
空気の圧力は、帯材１２の厚み寸法や材質等により適宜
調整される。

【００１２】また支持部材２２の下部水平片２２ｂに
は、帯材１２を挟んでノズル２４と対向する位置に変位
センサ２８が配設され、該センサ２８により帯材１２の
変位を検出するようになっている。そして、この変位セ
ンサ２８により検出した値に基づいて、後述する算出手
段３０が張力を算出するよう設定される。なお、変位セ
ンサ２８としては、渦流変位計、超音波変位計、レーザ
ー距離計、光学センサ、自動焦点光学センサ等が好適に
使用可能である。

【００１３】前記帯材１２の走行経路の下方に、図１に
示す如く、走行方向に所定間隔離間して平行に配設され
た一対のガイドレール３２,３２が、走行方向と交差す
る方向(帯材１２の幅方向)に所要長さで延在している。
このガイドレール３２,３２に摺動自在に配設したスラ
イダ３４に、前記支持部材２２の下部水平部２２ｂが配
設固定してある。またガイドレール３２,３２の延在方
向に所定間隔離間して、駆動プーリ３６と従動プーリ３
８とが図示しない固定部に回転自在に配設され、両プー
リ３６,３８間に巻掛けた無端ベルト４０の適宜部位
に、前記スライダ３４が固定されている。前記駆動プー
リ３６に、サーボモータやステッピングモータ等の位置
決めモータ４２が接続され、該モータ４２を正逆駆動す
ることにより正逆方向に走行する無端ベルト４０に伴っ
て、前記支持部材２２が帯材１２の幅方向に移動する。
これにより、前記ノズル２４および変位センサ２８を、
帯材１２の幅方向における任意の位置に移動させること
ができる。なお、ノズル２４および変位センサ２８の正
確な位置制御を行なうために、プーリ３６,３８および
ベルト４０としては、歯付きのものを使用することが推
奨される。

【００１４】前記変位センサ２８により検出された帯材
１２の変位量(検出値)は、図１に示す算出手段３０に入
力され、該算出手段３０により張力が算出されるよう設
定されている。張力を算出する式としては、例えば以下
の計算式が用いられる。Ｆ＝Ｋ・ｆ／ｄＦ：張力Ｋ：定数ｆ：圧縮空気の加圧力ｄ：変位なお、帯材１２における幅方向の端縁部近傍では、端縁
部からの離間距離により変位量が変化するので、適宜の
補正を行なうようになっている。

【００１５】前記算出手段３０により算出された張力の
データは、制御手段４４に入力され、該制御手段４４で
は帯材１２の幅方向における張力分布(図３参照)に応じ
て、前記圧延機１８をフィードバック制御するよう構成
される。なお制御手段４４では、前記位置決めモータ４
２の駆動制御を行ない、前記ノズル２４および変位セン
サ２８を、予め設定された張力の測定位置に移動させる
ようになっている。また張力分布のデータは、制御手段
４４に設けたモニター(図示せず)に表示されて、オペレ
ータが確認し得るようになっている。

【００１６】

【実施例の作用】次に、実施例に係る張力測定装置によ
る測定の実際につき、図４のフローチャートを参照して
説明する。圧延装置１４により圧延中の帯材１２の張力
測定を行なう際には、該帯材１２の材質や幅寸法等に応
じて測定する位置を、予め前記制御手段４４に入力す
る。張力測定装置１０の始動により、位置決めモータ４
２が所要方向に駆動され、無端ベルト４０の走行により
支持部材２２が帯材１２の幅方向に移動される。そし
て、前記ノズル２４および変位センサ２８が予め設定さ
れた位置に到来すると、位置決めモータ４２が停止す
る。次いで、前記チューブ２６を介してノズル２４に圧
縮空気が供給され、この圧縮空気が帯材１２に厚み方向
から吹付けられ、図２に示すように該帯材１２の対応部
位が下方に変位する。前記変位センサ２８では、帯材１
２の変位を検出し、この検出値が算出手段３０に入力さ
れ、前述した計算式により張力が算出される。そして、
得られた張力のデータは、前記制御手段４４に入力され
る。

【００１７】前述した張力測定を、帯材１２の幅方向に
おける複数の位置で行なうことにより、該帯材１２にお
ける幅方向の張力分布が、例えば図３に示すグラフのよ
うに得られる。実施例のグラフでは、幅方向に張力のバ
ラツキがあるので、この場合は、張力が幅方向に均一と
なるように、前記制御手段４４により圧延機１０が調節
される。この調整としては、圧延機１８における圧延ロ
ールを幅方向に傾動させたり、バックアップロールのた
わみを変化させることによる圧下量調整や、帯材１２の
幅方向に供給する冷却油の供給量を調整することが挙げ
られる。なお、帯材１２における張力の測定位置や数
は、前記制御手段４４への入力設定の変更により簡単に
変えることができる。

【００１８】本実施例では、ノズル２４と変位センサ２
８とを１基のみ使用するので、コストを低減し得ると共
に、メンテナンスを簡略化し得る。また、帯材１２にお
ける張力の測定位置の変更や、帯材１２の幅寸法の変更
に迅速に対応することができる。しかも、帯材１２の幅
方向における全ての位置の張力を測定することが可能
で、不感帯を生じない利点がある。また、張力測定装置
１０による張力測定により得られたデータに基づいて、
前記圧延機１８の調整を自動で行なうことができる。

【００１９】なお、図４のフローチャートに示す測定方
法は、帯材１２における幅方向の複数の測定位置での張
力分布を測定するものであるが、実施例装置では、図５
のフローチャートに示す如く、帯材１２における幅方向
の連続した張力分布を測定することも可能である。すな
わち、前記ノズル２４および変位センサ２８を帯材１２
の幅方向一端に移動させる。そして、ノズル２４から圧
縮空気を帯材１２の厚み方向から吹付けながら、ノズル
２４および変位センサ２８を帯材１２の幅方向に連続的
に移動させることにより、該変位センサ２８で帯材１２
の変位を連続的に検出する。変位センサ２８での検出値
が算出手段３０に入力されることにより、前述した計算
式に基づいて帯材１２の幅方向における連続的な張力が
算出される。更に、張力データが前記制御手段４４に入
力されて、連続的な張力分布がモニターに表示される。
このように、帯材１２の幅方向における連続的な張力分
布を測定する場合は、ノズル２４および変位センサ２８
を所要位置で停止させる必要はないので、測定時間を短
縮することができる。

【００２０】

【別実施例について】図６は、張力測定装置１０の別の
実施例を示すものであって、圧縮空気の吹出しノズル２
４および変位センサ２６を、帯材１２における厚み方向
の一方の側に並列に配設したものである。すなわち、帯
材１２の走行経路の下方に摺動自在に配設されたスライ
ダ３４に、矩形状の支持台４６が配設され、この支持台
４６には、上方を指向してノズル２４が配設されてい
る。また、支持台４６に保持片４８が突設され、該保持
片４８に、ノズル２４と並列の関係で変位センサ２６が
配設されている。従って、この別実施例では、ノズル２
４から吹出された圧縮空気により帯材１２は上方に変位
し、このときの変位が下方に位置する変位センサ２６に
より検出される。

【００２１】図６に示す別実施例のように、帯材１２の
走行経路の下方にノズル２４と変位センサ２８とを配設
する構成では、測定装置１０をコンパクトにすることが
できる。また、支持台４６を安定して移動させることが
可能となる。

【００２２】図７および図８は、張力測定装置１０の更
に別の実施例を示すものであって、変位センサ２８とし
て渦流変位計を採用すると共に、ノズル２４および変位
センサ２６を図６に示す実施例の如く帯材１２における
厚み方向の一方の側に同軸的に配設したものである。す
なわち、支持台４６に配設された渦流変位計からなる変
位センサ２８は、図８に示す如く同軸の中空部５０を有
しており、この中空部５０にノズル２４が一体的に組込
まれている。この別実施例の構成では、図６に示す実施
例よりも更に装置１０をコンパクト化することができ
る。

【００２３】

【変形例について】実施例では、ノズルおよび変位セン
サの移動手段として、プーリ−無端ベルトの組合わせを
例に挙げて説明したが、本願はこれに限定されるもので
なく、スプロケット−チェンの組合わせであってもよ
い。また、支持部材や支持台に配設したラックに、位置
決めモータにより正逆回転されるピニオンを噛合させる
構成であってもよい。更に、支持部材や支持台に配設し
たナットに、位置決めモータにより正逆回転されるボー
ルねじを螺挿する構成も採用可能である。更にまた、ノ
ズルと変位センサとを独立した移動手段により移動させ
るようにしてもよい。

【００２４】また、図１の実施例装置において、帯材を
挟んで上方に変位センサを配設すると共に下方にノズル
を配設する構成や、図６および図７に示す実施例装置に
おいて、帯材の上方にノズルおよび変位センサを配設す
る構成を採用することができる。更に、実施例の張力測
定装置は、金属に限らず合成樹脂製の薄板やフィルム等
の張力の測定にも利用し得るものである。なお、ノズル
から吹出す流体としては、気体に限らず水や油等の液体
を使用することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る帯材圧
延時の張力測定方法および装置によれば、流体の吹付け
手段および変位検出手段を帯材の幅方向に移動させて、
該帯材の幅方向における任意の位置の張力を測定するこ
とができる。すなわち、張力の測定位置や測定数の変更
を簡単に行なうことができ、オーダ変更に伴う帯材の幅
寸法の変更に迅速に対応することが可能である。

【００２６】また、単一の変位検出手段により帯材の変
位を検出するので、複数の検出値の間に精度のバラツキ
が生ずることはなく、性能管理が容易になると共に、メ
ンテナンスも簡略化し得る。更に、得られた張力のデー
タを圧延機にフィードバックし得るので、常に精度の良
い圧延を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る張力測定装置の概
略構成図である。

【図２】帯材の変位を検出する状態を示す説明図であ
る。

【図３】帯材の幅方向における複数の位置の張力を測定
した結果を示すグラフ図である。

【図４】実施例に係る張力測定装置による張力測定時の
フローチャート図である。

【図５】実施例に係る張力測定装置による別方法による
張力測定時のフローチャート図である。

【図６】本発明の好適な別の実施例に係る張力測定装置
の要部を示す説明図である。

【図７】本発明の好適な更に別の実施例に係る張力測定
装置の要部を示す説明図である。

【図８】図７に示す張力測定装置のノズルおよび変位セ
ンサの概略断面図である。

【符号の説明】

１２帯材１８圧延機２４ノズル２８変位センサ３０算出手段３４スライダ３６駆動プーリ３８従動プーリ４０無端ベルト４２位置決めモータ４４制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延機(18)により圧延されて走行中の帯
材(12)に対して厚み方向から流体を吹付ける流体吹付け
手段(24)と、流体の吹付けにより生ずる帯材(12)の変位
を検出する変位検出手段(28)とを、前記帯材(12)の幅方
向に移動させることにより、前記変位検出手段(28)の検
出値に基づいて帯材(12)の幅方向における任意の位置の
張力を測定するようにしたことを特徴とする帯材圧延時
の張力測定方法。
【請求項２】圧延機(18)により圧延されて走行中の帯
材(12)に対して、その厚み方向から流体を吹付ける流体
吹付け手段(24)と、前記流体の吹付けにより生ずる帯材(12)の変位を検出す
る変位検出手段(28)と、前記流体吹付け手段(24)および変位検出手段(28)を、前
記帯材(12)の幅方向に移動させる移動手段(34,36,38,4
0,42)と、前記変位検出手段(28)の検出値に基づいて帯材(12)の張
力を算出する算出手段(30)とを備え、前記流体吹付け手段(24)および変位検出手段(28)を帯材
(12)の幅方向に移動することにより、該帯材(12)の幅方
向における任意の位置の張力を算出し得るよう構成した
ことを特徴とする帯材圧延時の張力測定装置。
【請求項３】前記流体吹付け手段(24)と変位検出手段
(28)とは、前記帯材(12)を挟んで厚み方向に対向的に配
設される請求項２記載の帯材圧延時の張力測定装置。
【請求項４】前記流体吹付け手段(24)と変位検出手段
(28)とは、前記帯材(12)の厚み方向一側に並列に配設さ
れる請求項２記載の帯材圧延時の張力測定装置。
【請求項５】前記流体吹付け手段(24)と変位検出手段
(28)とは、前記帯材(12)の厚み方向一側において同軸的
に配設される請求項２記載の帯材圧延時の張力測定装
置。
【請求項６】前記算出手段(30)により算出された帯材
(12)の張力に基づいて、前記圧延機(18)をフィードバッ
ク制御する制御手段(44)を備えた請求項２記載の帯材圧
延時の張力測定装置。