JPH0760347A - 捲取機の尾端停止位置制御方法 - Google Patents
捲取機の尾端停止位置制御方法Info
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- JPH0760347A JPH0760347A JP20960393A JP20960393A JPH0760347A JP H0760347 A JPH0760347 A JP H0760347A JP 20960393 A JP20960393 A JP 20960393A JP 20960393 A JP20960393 A JP 20960393A JP H0760347 A JPH0760347 A JP H0760347A
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- JP
- Japan
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- deceleration
- winding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 捲取設備により帯状圧延材を捲取停止させる
場合、減速開始後、被捲取材の尾端を最短時間で目標位
置にて停止させるための尾端停止位置制御方法におい
て、減速開始ポイントの最適化により、停止位置精度の
向上と停止に必要な時間の短縮を図ることを目的とす
る。 【構成】 従来の尾端停止位置制御方法に対し、ＧＤ2
に加え被捲取材の材質、サイズを考慮した最大減速レー
トを計算し、減速開始ポイントをリアルタイムに演算し
（減速開始点演算部）、演算結果と実際の尾端位置が一
致した時点で減速を開始し（減速指令出力部）、尾端を
目標位置にて正確に停止させる。 【効果】 モータの能力を最大限に利用しながら定位置
停止制御をすることにより、捲取後のオペレータの介入
が不要となる。また、捲取後の空転をミニマムに出来、
最尾端部の捲取品質を保持しつつ、最短時間で捲取を完
了できる。
場合、減速開始後、被捲取材の尾端を最短時間で目標位
置にて停止させるための尾端停止位置制御方法におい
て、減速開始ポイントの最適化により、停止位置精度の
向上と停止に必要な時間の短縮を図ることを目的とす
る。 【構成】 従来の尾端停止位置制御方法に対し、ＧＤ2
に加え被捲取材の材質、サイズを考慮した最大減速レー
トを計算し、減速開始ポイントをリアルタイムに演算し
（減速開始点演算部）、演算結果と実際の尾端位置が一
致した時点で減速を開始し（減速指令出力部）、尾端を
目標位置にて正確に停止させる。 【効果】 モータの能力を最大限に利用しながら定位置
停止制御をすることにより、捲取後のオペレータの介入
が不要となる。また、捲取後の空転をミニマムに出来、
最尾端部の捲取品質を保持しつつ、最短時間で捲取を完
了できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱間圧延機出側に設置さ
れている捲取設備に係わり、特に、被捲取材の尾端を目
標位置で停止させる尾端停止位置制御方法に関するもの
である。
れている捲取設備に係わり、特に、被捲取材の尾端を目
標位置で停止させる尾端停止位置制御方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】捲取設備により帯状圧延材を捲取り停止
させる場合、減速開始後、被捲取材の尾端を最短時間で
目標位置にて停止させるため、尾端停止位置制御装置が
利用されている。
させる場合、減速開始後、被捲取材の尾端を最短時間で
目標位置にて停止させるため、尾端停止位置制御装置が
利用されている。
【０００３】捲取設備の基本的な構成と従来の尾端停止
位置制御装置の構成を図１に示す。図１において、仕上
圧延機を抜けた被捲取材は、ピンチロールを通過し捲取
機に捲取られる。ここで、ピンチロール及びマンドレル
を駆動する各々の電動機にはその回転数を検出するパル
ス発信機（ＰＬＧ）が設置されており、また、ピンチロ
ールの手前（仕上圧延機側）には尾端停止位置制御の起
点となる尾端通過検出器が設置されている。
位置制御装置の構成を図１に示す。図１において、仕上
圧延機を抜けた被捲取材は、ピンチロールを通過し捲取
機に捲取られる。ここで、ピンチロール及びマンドレル
を駆動する各々の電動機にはその回転数を検出するパル
ス発信機（ＰＬＧ）が設置されており、また、ピンチロ
ールの手前（仕上圧延機側）には尾端停止位置制御の起
点となる尾端通過検出器が設置されている。
【０００４】コイル径演算手段は先述の発信器のサンプ
リングによりカウントされたピンチロール及びマンドレ
ルの回転パルスに基づいてコイル径を計算する。図２に
示すように、コイル径演算の方法には比例方式と捲き太
り方式の２種類があるが、一般的には、精度の高い比例
方式を使い、捲き太り方式はバックアップとして利用す
る。
リングによりカウントされたピンチロール及びマンドレ
ルの回転パルスに基づいてコイル径を計算する。図２に
示すように、コイル径演算の方法には比例方式と捲き太
り方式の２種類があるが、一般的には、精度の高い比例
方式を使い、捲き太り方式はバックアップとして利用す
る。
【０００５】トラッキング部は検出器からの尾端通過の
信号を受け、その時点のコイル径とマンドレルの回転速
度より板尾端の位置を計算し、予め定めた減速開始ポイ
ントに到達した時に減速指令を出力する。
信号を受け、その時点のコイル径とマンドレルの回転速
度より板尾端の位置を計算し、予め定めた減速開始ポイ
ントに到達した時に減速指令を出力する。
【０００６】また、速度基準出力部は、減速指令を受信
した時点のマンドレル回転速度から、目標停止位置にて
零速度となるような減速レートdN/dtで速度基準を設定
出力しマンドレルを停止させる。
した時点のマンドレル回転速度から、目標停止位置にて
零速度となるような減速レートdN/dtで速度基準を設定
出力しマンドレルを停止させる。
【０００７】ここで、尾端の停止位置が目標位置よりず
れた場合には、尾端停止位置制御の再起動、あるいは、
オペレータの手動による位置合わせが必要となる。ま
た、大幅に停止タイミングが遅れた場合には、マンドレ
ルの空転により被捲取材の巻形状や品質に悪影響を与え
る。
れた場合には、尾端停止位置制御の再起動、あるいは、
オペレータの手動による位置合わせが必要となる。ま
た、大幅に停止タイミングが遅れた場合には、マンドレ
ルの空転により被捲取材の巻形状や品質に悪影響を与え
る。
【０００８】例えば特開平３−４７６２２号公報に示さ
れるように、減速を開始するタイミング（減速開始ポイ
ント）は、設備の調整段階で設定され、操業時には不変
である。つまり、捲取速度や捲取材の種類に関わらず、
減速開始ポイントは一定である。
れるように、減速を開始するタイミング（減速開始ポイ
ント）は、設備の調整段階で設定され、操業時には不変
である。つまり、捲取速度や捲取材の種類に関わらず、
減速開始ポイントは一定である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御方法で
は、減速開始時のマンドレル回転速度が大きすぎる場
合、あるいは、コイルのはずみ車効果（ＧＤ2）が大き
すぎる場合、目標位置で止めることはできなくなり、尾
端停止位置制御の再起動、あるいは、オペレータの介入
が必要となる。逆に、減速開始時のマンドレル回転速度
が小さすぎる場合、あるいは、コイルのはずみ車効果が
小さすぎる場合には、目標位置に到達するまでの時間を
最小限にすることはできなくなる。これらの問題は、い
ずれも操業上のロスタイムとなる。
は、減速開始時のマンドレル回転速度が大きすぎる場
合、あるいは、コイルのはずみ車効果（ＧＤ2）が大き
すぎる場合、目標位置で止めることはできなくなり、尾
端停止位置制御の再起動、あるいは、オペレータの介入
が必要となる。逆に、減速開始時のマンドレル回転速度
が小さすぎる場合、あるいは、コイルのはずみ車効果が
小さすぎる場合には、目標位置に到達するまでの時間を
最小限にすることはできなくなる。これらの問題は、い
ずれも操業上のロスタイムとなる。
【００１０】また、本発明が対象とする熱間圧延におい
ては、被捲取材の品種が多品種に亙っており、材が厚
く、硬い場合、厚さ、硬さという要因がブレーキ作用に
大きく影響を与える。従って、例えば特開平２−８０１
１６号公報のように、ＧＤ2のみで最大減速レートdN/dt
を計算しても、実際のレートとの間に誤差が生じ、正確
な位置で停止させることはできない。
ては、被捲取材の品種が多品種に亙っており、材が厚
く、硬い場合、厚さ、硬さという要因がブレーキ作用に
大きく影響を与える。従って、例えば特開平２−８０１
１６号公報のように、ＧＤ2のみで最大減速レートdN/dt
を計算しても、実際のレートとの間に誤差が生じ、正確
な位置で停止させることはできない。
【００１１】本発明は上記の問題を解決することを課題
とする。
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、熱間圧延機出側に設けられた捲取機の
回転を検出して捲取コイル径を演算すると共に、被捲取
材の尾端を検出して捲取機の所定点に停止させる速度基
準を演算する尾端停止位置制御方法において、電動機の
減速能力，被捲取材のはずみ車効果（ＧＤ2），板厚，
および板硬さに基づいて最大減速レートを演算し、この
最大減速レートにより現在の回転数から零速度まで減速
するために必要な停止距離をリアルタイムで演算し、減
速開始ポイントを目標停止位置から逆算し、被捲取材の
尾端が前記減速開始ポイントに一致した時点で減速を開
始し、最短時間で目標停止位置に尾端を停止する。
に、本発明では、熱間圧延機出側に設けられた捲取機の
回転を検出して捲取コイル径を演算すると共に、被捲取
材の尾端を検出して捲取機の所定点に停止させる速度基
準を演算する尾端停止位置制御方法において、電動機の
減速能力，被捲取材のはずみ車効果（ＧＤ2），板厚，
および板硬さに基づいて最大減速レートを演算し、この
最大減速レートにより現在の回転数から零速度まで減速
するために必要な停止距離をリアルタイムで演算し、減
速開始ポイントを目標停止位置から逆算し、被捲取材の
尾端が前記減速開始ポイントに一致した時点で減速を開
始し、最短時間で目標停止位置に尾端を停止する。
【００１３】
【作用】本発明は、マンドレルを停止させるために必要
な距離（以下、これを停止距離という）、即ち、被捲取
材のはずみ車効果，板厚および硬さより最短時間で停止
できるような減速レートを求め、減速開始ポイントをリ
アルタイムで演算し、演算結果と実際の尾端位置が一致
した時点で減速を開始し、尾端を目標位置にて正確に停
止させることを特徴とするものである。
な距離（以下、これを停止距離という）、即ち、被捲取
材のはずみ車効果，板厚および硬さより最短時間で停止
できるような減速レートを求め、減速開始ポイントをリ
アルタイムで演算し、演算結果と実際の尾端位置が一致
した時点で減速を開始し、尾端を目標位置にて正確に停
止させることを特徴とするものである。
【００１４】本発明によれば、減速開始ポイントの最適
化を図ることにより、常に最短時間で尾端を目標位置に
停止させることができる。
化を図ることにより、常に最短時間で尾端を目標位置に
停止させることができる。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例の構成を図３に示す。この
実施例では、図１と対比すると、減速レート演算部，減
速開始点演算部，及び、演算結果と実位置との比較を行
い、両者が一致した時点で減速開始の指令を出力する減
速指令出力部が付加されている。
実施例では、図１と対比すると、減速レート演算部，減
速開始点演算部，及び、演算結果と実位置との比較を行
い、両者が一致した時点で減速開始の指令を出力する減
速指令出力部が付加されている。
【００１６】減速レート演算部の動作を説明する。ここ
では、まずコイル，マンドレル，軸，減速機（図示せ
ず）及び電動機内部の回転体の、全体のはずみ車効果
（ＧＤ2：慣性モ−メントの４倍）を計算する。全体の
はずみ車効果ＧＤ2は次式により求められる。
では、まずコイル，マンドレル，軸，減速機（図示せ
ず）及び電動機内部の回転体の、全体のはずみ車効果
（ＧＤ2：慣性モ−メントの４倍）を計算する。全体の
はずみ車効果ＧＤ2は次式により求められる。
【００１７】 ＧＤ2＝ＧＤ2 C＋ＧＤ2 M ・・・(1) ＧＤ2 C：コイル分のはずみ車効果 ＧＤ2 M：コイル以外のはずみ車効果 ＧＤ2 Mは、マンドレル，軸，減速機及び電動機内部の回
転体のそれぞれについて求めたはずみ車効果を電動機軸
に働く力に換算（１／減速比の２乗）した値の総和であ
り、変化しないので、予め計算した固定値を用いる。ま
たコイルのはずみ車効果ＧＤ2 Cは次式により求める。ま
た、ＧＤ2 Cは時々刻々と変化するので繰り返し計算し、
最新の計算結果を利用する。ＧＤ2 Cも電動機軸に働く力
に換算した値を用いている。
転体のそれぞれについて求めたはずみ車効果を電動機軸
に働く力に換算（１／減速比の２乗）した値の総和であ
り、変化しないので、予め計算した固定値を用いる。ま
たコイルのはずみ車効果ＧＤ2 Cは次式により求める。ま
た、ＧＤ2 Cは時々刻々と変化するので繰り返し計算し、
最新の計算結果を利用する。ＧＤ2 Cも電動機軸に働く力
に換算した値を用いている。
【００１８】 ＧＤ2 C＝(π/8)ρＬ(Ｄ4−ｄ4)×(N1/N2)2×１０3［Kg・m2］ ・・・・(2) Ｇ：全質量 Ｄ：コイルの直径［ｍ］ ｄ：マンドレルの直径［ｍ］ ρ：密度［g/m3］ Ｌ：幅［ｍ］ Ｎ１：コイル軸の回転速度［ｒｐｍ］ Ｎ２：電動機軸の回転速度［ｒｐｍ］ 次に、減速レート演算部は、はずみ車効果ＧＤ2と電動
機出力トルクＴM及び負荷トルクＴLの関係から、電動機
による最大減速レートα0（正の値）を算出する。即ち
α0は以下のようにして求められる。
機出力トルクＴM及び負荷トルクＴLの関係から、電動機
による最大減速レートα0（正の値）を算出する。即ち
α0は以下のようにして求められる。
【００１９】 ＴM ＝Kφ・Ｉ ・・・（３） Ｉ：減速時に電動機の電機子に流れる電流 Kφ：トルク定数(Kg・m/A) ＴL ＝（ＧＤ2／375）×（ｄＮ／ｄｔ） ・・・（４） Ｎ：電動機の回転数（回転速度） Ｉを減速時に流れる最大電流値ＩMAXとし、ＴM＝ＴLと
おき、次式からα0が求められる。
おき、次式からα0が求められる。
【００２０】 α0 ＝375・Kφ・（ＩMAX／ＧＤ2） ・・・（５） 以上のように求められたα0に対して、板厚ｈおよび板
硬さＣ（カーボン当量）を考慮し、以下の様に補正項を
加え最大減速レートα１（正の値）を求める。 α１＝α0＋ａ・Ｃ＋ｂ・ｈ 但し、ａ及びｂについては、図４に示すように、過去の
実績データから重回帰分析により得られた値を利用す
る。ａ及びｂは共に正の値である。
硬さＣ（カーボン当量）を考慮し、以下の様に補正項を
加え最大減速レートα１（正の値）を求める。 α１＝α0＋ａ・Ｃ＋ｂ・ｈ 但し、ａ及びｂについては、図４に示すように、過去の
実績データから重回帰分析により得られた値を利用す
る。ａ及びｂは共に正の値である。
【００２１】速度基準出力部は、減速レ−ト演算部が出
力する最新の最大減速レートα１に基づいて速度基準を
出力する（図５参照）。
力する最新の最大減速レートα１に基づいて速度基準を
出力する（図５参照）。
【００２２】減速開始点演算部は、図５に示すように、
速度基準に対する実績速度を予測し、停止までに必要な
距離を演算する。ここで、基準に対する実績の遅れ要素
として、電流応答（電流が負側最大電流まで変化するま
での時間）を考慮している。従って、停止距離Ｓは、面
積Ｓ1とＳ2の和となり、以下のように求められる。
速度基準に対する実績速度を予測し、停止までに必要な
距離を演算する。ここで、基準に対する実績の遅れ要素
として、電流応答（電流が負側最大電流まで変化するま
での時間）を考慮している。従って、停止距離Ｓは、面
積Ｓ1とＳ2の和となり、以下のように求められる。
【００２３】図５より、減速開始から減速レート（実
績）が基準のレートα１に一致するまでの時間ｔ1、及
び、零速度となるまでの時間ｔ2は次式により表わされ
る。
績）が基準のレートα１に一致するまでの時間ｔ1、及
び、零速度となるまでの時間ｔ2は次式により表わされ
る。
【００２４】 ｔ1＝ＩMAX／（dI/dt） ， ｔ2＝ｔ1＋Ｎ１／α１・・・（６） dI/dt：電流応答 Ｎ1：時刻ｔ1でのマンドレル回転数（回転速度） また、０≦ｔ≦ｔ1のとき、マンドレル回転数Ｎ（ｔ）
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
【００２５】 Ｎ(t)＝Ｎ0−（α1 t）dt ＝Ｎ0−α1・t2／2 ・・・（７) 従って、Ｓ1，Ｓ2及びＳは次式で表わされる。
【００２６】 Ｓ1＝Ｎ(t)ｄｔ ＝Ｎ0・ｔ1−α1 t１3／6 ・・・（８） Ｓ2＝Ｎ1・（ｔ2−ｔ1）／2 ・・・（９） （Ｎ1＝Ｎ0−α1・ｔ12／2） Ｓ＝Ｓ1＋Ｓ2 ・・・（10） 減速開始点演算部は、以上の演算により得られる最新の
停止距離Ｓと目標停止位置から、減速開始ポイントをリ
アルタイムに演算する。捲取りの進行に伴なってコイル
径が増大するので、はずみ車効果ＧＤ2が増大し、最大
減速レートα１が減少し、停止距離Ｓが増大する。従っ
て、減速開始ポイントは、捲取りの進行に伴なって目標
停止位置から離れる方向（鋼板の進行方向と逆の方向）
に移動する。
停止距離Ｓと目標停止位置から、減速開始ポイントをリ
アルタイムに演算する。捲取りの進行に伴なってコイル
径が増大するので、はずみ車効果ＧＤ2が増大し、最大
減速レートα１が減少し、停止距離Ｓが増大する。従っ
て、減速開始ポイントは、捲取りの進行に伴なって目標
停止位置から離れる方向（鋼板の進行方向と逆の方向）
に移動する。
【００２７】減速指令出力部は、演算された最新の減速
開始ポイントＰ（検出器からの距離）と実際の鋼板の尾
端位置Ｑ（検出器からの距離）とを比較し、Ｑ≧Ｐにな
ったとき、減速開始指令を出力する。
開始ポイントＰ（検出器からの距離）と実際の鋼板の尾
端位置Ｑ（検出器からの距離）とを比較し、Ｑ≧Ｐにな
ったとき、減速開始指令を出力する。
【００２８】減速開始指令が出力されると、速度基準出
力部は、それが出力する速度基準（速度目標値）を最大
の減速レートα１に従って図５に示すように更新する。
力部は、それが出力する速度基準（速度目標値）を最大
の減速レートα１に従って図５に示すように更新する。
【００２９】この減速開始ポイントは、電動機の能力を
最大限に利用した最大減速レートに基づき、更に速度基
準に対する速度実績の遅れを考慮して算出されているた
め、尾端を減速開始ポイントから最短時間で目標位置に
て正確に停止させることができる。
最大限に利用した最大減速レートに基づき、更に速度基
準に対する速度実績の遅れを考慮して算出されているた
め、尾端を減速開始ポイントから最短時間で目標位置に
て正確に停止させることができる。
【００３０】なお、減速開始指令を出力した後も、捲取
りを継続するので、コイル径が時々刻々と変化し、はず
み車効果ＧＤ2が増大し、最大減速レートα１が減少
し、停止距離Ｓが増大する。従って実際には、板厚，回
転速度等に基づいてコイル径の変化を予測し、停止距離
Ｓの変化量を予め考慮して減速開始ポイントＰを決定し
ている。
りを継続するので、コイル径が時々刻々と変化し、はず
み車効果ＧＤ2が増大し、最大減速レートα１が減少
し、停止距離Ｓが増大する。従って実際には、板厚，回
転速度等に基づいてコイル径の変化を予測し、停止距離
Ｓの変化量を予め考慮して減速開始ポイントＰを決定し
ている。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の尾端停
止制御方法を採用することにより、被捲取材の尾端を最
短時間で正確に定位置で停止させることができる。
止制御方法を採用することにより、被捲取材の尾端を最
短時間で正確に定位置で停止させることができる。
【００３２】この結果、以下の効果がある。
【００３３】モータの能力を最大限に利用しながら定
位置停止制御をすることにより、捲取後のオペレータの
介入が不要となる。
位置停止制御をすることにより、捲取後のオペレータの
介入が不要となる。
【００３４】捲取後の空転をミニマムにでき、捲取品
質を保持しつつ、最短時間で捲取を完了できる。
質を保持しつつ、最短時間で捲取を完了できる。
【図１】 従来の尾端停止位置制御系を示すブロック図
である。
である。
【図２】 コイル径演算方法を示すブロック図である。
【図３】 実施例における尾端停止位置制御系を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】 板厚及びカ−ボン当量と最大減速レートとの
相関を示すグラフである。
相関を示すグラフである。
【図５】 減速開始後の回転速度の変化を示すタイムチ
ャ−トである。
ャ−トである。
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間圧延機出側に設けられた捲取機の回
転を検出して捲取コイル径を演算すると共に、被捲取材
の尾端を検出して捲取機の所定点に停止させる速度基準
を演算する尾端停止位置制御方法において、電動機の減
速能力，被捲取材のはずみ車効果，板厚，および板硬さ
に基づいて最大減速レートを演算し、この最大減速レー
トにより現在の回転数から零速度まで減速するために必
要な停止距離をリアルタイムで演算し、減速開始ポイン
トを目標停止位置から逆算し、被捲取材の尾端が前記減
速開始ポイントに一致した時点で減速を開始し、最短時
間で目標停止位置に尾端を停止することを特徴とする尾
端停止位置制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20960393A JPH0760347A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 捲取機の尾端停止位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20960393A JPH0760347A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 捲取機の尾端停止位置制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760347A true JPH0760347A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16575551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20960393A Withdrawn JPH0760347A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 捲取機の尾端停止位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760347A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061664A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이구택 | 강판의 후단부 권취제어장치 및 그 제어방법 |
| CN110316617A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-10-11 | 李进丁 | 无托盘可变径多连杆绕线系统 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20960393A patent/JPH0760347A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061664A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이구택 | 강판의 후단부 권취제어장치 및 그 제어방법 |
| CN110316617A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-10-11 | 李进丁 | 无托盘可变径多连杆绕线系统 |
| CN110316617B (zh) * | 2019-09-04 | 2024-01-23 | 李进丁 | 无托盘可变径多连杆绕线系统 |
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