JPS6240137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼片疵取装置における切込み検知方
法に関し、カツターと鋼片表面との間のギヤツプ
変動、或いは電源電圧の変動による誤差をなくし
疵取り深さ精度及び信頼性の向上を図ることを目
的とするものである。

分塊された鋼片には、製鋼段階及び分塊圧延中
に発生した疵があり、そのまま圧延されると製品
に疵が残る。そのため分塊工程と圧延工程の間に
検査精製工程が設けられ、鋼片表面疵の検査及び
疵取作業が行なわれている。鋼片疵取装置は、検
査工程において得られた疵情報（疵の深さ、位置
に関する情報）に基づいてカツターの位置決めを
行ない、このカツターにより鋼片の疵部位を切削
除去するものであり、例えば特公昭55―25006号
公報等において公知である。この種の装置では、
カツターの疵部位への正確な位置決め精度が要求
される。しかしながら、鋼片の形状は曲り変形を
伴なうことが多く、定形状ではないため、各鋼片
毎にダイレクト倣い動作をしながら切削疵取りを
行なう必要がある。

そこで、このダイレクト倣い動作を行なうには
第１図或いは第２図に示す如く、鋼片１の変形を
検出する倣いセンサー２を設けなければならない
が、カツター３の切削深さをカツター３直下の位
置において実測することは、実際上困難であるた
め、倣い接触部４と変位検出器５とから成る倣い
センサー２をカツターユニツト６側に備え、カツ
ター３の近傍における鋼片１の表面とカツター３
との距離を検出する方法（第１図）、或いはカツ
ター３直下位置の鋼片１の裏面側に接触する倣い
ローラ７と変位検出器８とから成る倣いセンサー
２を使用し、鋼片１の裏面側から曲りを検出する
方法（第２図）等が採られている。そのため、鋼
片１の断面形状によつては、倣いセンサー２によ
る検出値は必ずしも実際のカツター３の切削深さ
に一致しない。従つて、カツター３の切削深さ検
出精度を向上させるには、何等かの方法によりカ
ツター３が鋼片表面に切込んだ時点、即ち切込み
開始時点を検知し、その点からの相対変位を倣い
センサー２により検出する必要がある。つまり、
カツター３と鋼片表面のギヤツプ変動巾ｇを除去
するギヤツプエリミネータの機能が必要である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、カ
ツターの鋼片表面への切込み開始時点の検知方法
として、切削に伴なうカツター回転駆動電流の増
大を検知する簡便でかつ機構的な故障の懸念のな
い方法を採用すると共に、その回転駆動電流が切
削に伴なう負荷の変化だけでなく、電源電圧、周
波数の変化等によつても変化するため、これらの
外乱の影響を抑えて検知精度の向上を図り、疵取
り深さ精度及び信頼性を改善するようにしたもの
であり、その特徴とするところは、倣いセンサー
で鋼片を検出して倣い動作しながら、三相交流モ
ータで駆動されるカツターにより鋼片表面の疵を
切削するようにした鋼片疵取装置において、三相
交流モータの各相瞬時電流の絶対値信号を得て、
この各絶対値信号を合成して合成信号を求める一
方、切削開始直前における合成信号のピークホー
ルド値を求めておき、このピークホールド値と合
成信号とを比較して切込み検知信号を検知する点
にある。

以下、図示の実施例について本発明を詳述する
と、第３図において、１０は鋼片で、長手方向に
移動する。１１はカツターユニツトで、鋼片１０
表面の疵を切削し除去するためのカツター１２を
備え、そのカツター１２はギヤー機構１３を介し
て三相交流モータ１４により回転駆動される。カ
ツターユニツト１１は鋼片１０に対して遠近方向
に移動自在であつてボールスクリユー１５を介し
て直流サーボモータ１６により往復駆動される。
つまり、サーボアンプ１７により直流サーボモー
タ１６を作動させると、ボールスクリユー１５に
より切込み方向への直線変位に変換され、カツタ
ー１２、三相交流モータ１４を含むカツターユニ
ツト１１が鋼片１０側へと接近し、カツター１２
により鋼片１０の表面疵を切削し除去する。

カツター１２の位置制御は、カツター１２近傍
の倣いセンサー１８，１９からプログラマブルコ
ントローラ２０のマルチプレクサ２１、Ａ／Ｄコ
ンバータ２２、CPU２３、Ｄ／Ａコンバータ２
４を経てサーボアンプ１７に至るループと、直流
サーボモータ１６に連動するパルスジエネレータ
２５からプログラマブルコントローラ２０のカウ
ンタ２６、CPU２３、Ｄ／Ａコンバータ２４を
経てサーボアンプ１７に至るループとの２系統が
あり、またそのCPU２３には切込み位置デー
タ、始点位置データ、中間位置データ、待機位置
データ、切込み速度データ等が予めプログラム処
理されており、倣いセンサー１８，１９からの位
置フイードバツク信号、パルスジエネレータ２５
からの位置フイードバツク信号を適宜演算処理し
てＤ／Ａコンバータ２４を介してサーボアンプ１
７に出力する。カツター１２が第４図に示す始
点位置から同に示す中間位置（高速接近させる
ための位置）に達する間には、直流サーボモータ
１６にモジユール化されたパルスジエネレータ２
５よりのパルスカウント値をフイードバツク信号
としてCPU２３に入力し、これによつてカツタ
ー１２の位置制御を行なう。そして、第４図，
に示すように、倣いセンサー１８，１９が鋼片
１０の表面に接触した待機位置、切込み位置にお
いては、倣いセンサー１８，１９で検知した位置
フイードバツク信号をCPU２３に戻し、これに
よつて位置制御を行なう。この場合、倣いセンサ
ー１８，１９は切削する鋼片１０の幅位置に応じ
て何れか一方に切替わり、その位置フイードバツ
ク信号がマルチプレクサ２１を通じてCPU２３
へと送られる。待機位置より切込み動作に入る時
は、ギヤツプエリミネータ２７が後述のようにし
て切込み検知信号（割込み信号）を発生するま
で、一定速度でカツター１２が切込み、その割込
み信号が発生すると、その位置より目標切削深さ
だけ加えた位置を目標とする倣い制御に移る。カ
ツター１２の移動速度はタコジエネレータ２８で
検出され、速度フイードバツク信号としてサーボ
アンプ１７の入力側に送られる。

ギヤツプエリミネータ２７は第５図に示す如く
構成されており、次のようにして切込み検知信号
を発生する。即ち、第５図において、カツター駆
動用の三相交流モータ１４のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の
各相には電流検出器２９Ｒ，２９Ｓ，２９Ｔが介
装されており、この電流検出器２９Ｒ，２９Ｓ，
２９Ｔが各相の駆動電流を検出し、シヤント抵抗
３０Ｒ，３０Ｓ，３０Ｔの電位差を差動アンプ３
１Ｒ，３１Ｓ，３１Ｔを介して、各相瞬間電流波
形に相似する電圧波形〔第６図参照〕の電圧信号
３２Ｒ，３２Ｓ，３２Ｔを得る。次に、この各相
の電圧信号３２Ｒ，３２Ｓ，３２Ｔを絶対値検出
回路３３Ｒ，３３Ｓ，３３Ｔに入力し、第６図に
示すような絶対値波形の絶対値信号３４Ｒ，３４
Ｓ，３４Ｔに変換し、更に位相が120゜ずつ異な
る３相の各絶対値信号３４Ｒ，３４Ｓ，３４Ｔを
ダイオード３５Ｒ，３５Ｓ，３５Ｔを介して合成
し、各相瞬時電流の最大値の合成波形である合成
信号３６を得る。このように３相の各絶対値信号
３４Ｒ，３４Ｓ，３４Ｔを合成することにより約
2.8ms周期でピーク値を検出できるので、切削に
伴なう駆動電流の立上がりをすばやく検出でき
る。ピーク検出ホールド回路３７は、コントロー
ラ２０からのモード切替信号Ａ，Ｂの組合せによ
りピーク検出モード（Ａ＝１，Ｂ＝０）、ホール
ドモード（Ａ＝０，Ｂ＝０）、リセツトモード
（Ａ＝０，Ｂ＝１）の３モード動作を行なうデバ
イスである。合成信号３６は電源電圧の変動によ
つて変化するので、カツター切込み動作に入る前
に一定時間、ピーク検知モードに切替えてピーク
検知を行ない。カツター切込み指令と同時に、そ
の検知時間内のピーク値をホールド（ホールドモ
ード）し、比較器３８の基準信号３９とする。そ
して合成信号３６自身との比較を比較器３８で行
ない、その時の合成信号３６が基準信号３９より
も大の状態を検知し、それをカツター１２の鋼片
１０表面に対する切込み検知信号４０として出力
する。つまり、カツター１２が始点及び中間位置
にある時にはリセツトモードであり、待機指令タ
イミングでピーク検知モードに切替り、切込み指
令タイミングまでの間に電流ピーク値が検知され
る。そして、切込み指令タイミングで前記ピーク
値がホールドされ、カツター１２は定速で鋼片１
０に接近すると共に、鋼片１０への切込みによる
電流上昇が比較器３８によりチエツクされ、切込
み検知信号４０を発生する。この後、前述の如く
倣い制御に移る。

電流検出器２９Ｒ，２９Ｓ，２９Ｔと差動アン
プ３１Ｒ，３１Ｓ，３１Ｔとを結ぶケーブルの片
線、例えば電流検出器２９Ｒのケーブルが断線す
ると、電圧信号３２Ｒ或いは絶対値検出回路３３
Ｒの絶対値信号３４Ｒは最大振幅に振り切る。そ
こで２乗平均回路４１Ｒによりその実効値を求め
（電圧信号３２Ｒは直流信号でないため）、そのレ
ベルが基準値をこえると、比較器４２Ｒによりス
イツチ４３Ｒがオンし、絶対値信号３４Ｒを遮断
するので、そのまま継続運転が可能であり、高い
信頼性を得ることができる。２乗平均回路４１Ｒ
はスイツチ４３Ｒがチヤタリングを繰返さないよ
うに、比較器４２Ｒの入力を直流化するためのも
のである。なお比較器４２Ｒの動作時には、断線
その他の異常として警報出力されるものとする。

なお鋼片１０の断面形状の変動は、第７図に示
すように鋼片圧延機の圧延ロール４４，４５のカ
リバー溝４４ａ，４５ａの摩耗による変形に起因
するものであり、そのため鋼片ロツト単位の断面
形状差はあつても各１本毎の鋼片１０内における
断面形状差は、両端部を除いて極めて小である。
従つて、鋼片１０の送りに伴なうカツター直下の
断面形状変化は通常無視できるので、前述のよう
な倣い方式とギヤツプエリミネータ２７との併用
で鋼片１０の全長において十分な倣い精度を得る
ことが可能である。

また倣いセンサー１８，１９の方式には、他に
も各種考えられ、その電気信号に変換する手段と
しても、ポテンシヨメータ、差動トランス、マグ
ネスケール、インダクトシン等がある。

本発明によれば、三相交流モータの各相瞬時電
流の絶対値信号を得て、この各絶対値信号を合成
して合成信号を求める一方、切削開始直前におけ
る合成信号のピークホールド値を求めておき、こ
のピークホールド値と合成信号とを比較して切込
み検知信号を検知するため、簡便でかつ機構的な
故障の懸念もなく、鋼片断面形状のバラツキに対
しても精度良く切込み検知信号を得ることがで
き、カツターの切削深さを高精度に制御できる。
また１相だけの駆動電流の増大で判断する場合に
は、交番電流のゼロクロス近傍において負荷の増
大を検知することは極めて困難であり、交番電流
の周期とカツターの切込みタイミングとの関係で
検出誤差を生じるが、このような問題もない。更
に電源電圧の変動、周波数の変化等によつても駆
動電流は変化するが、これらの外乱の影響も抑え
ることができ、検知精度、信頼性が向上する。

因みに第８図は、鋼片：Ｓ１５Ｃ、切込み速
度：9.7mm／sec、送り速度：静止状態の条件にお
いて、１相の絶対値信号を比較器３８に直接入力
した時の比較信号電圧と切込み深さ及び断面積と
の関係を示すデータであり、これによれば、比較
信号電圧レベルが無負荷レベルに近い程、深さの
バラツキ幅は減少し、検知精度が向上することが
判る。しかし、逆に外乱の影響を受けやすくな
る。そのため外乱による誤動作を除去するには、
比較信号電圧レベルを高く設定しなければならな
い。然るに本発明では、この外乱の影響を除去
し、比較信号レベルを無負荷レベルに近づけるこ
とを可能にするもので、これによつて検知精度が
著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例を示す断面図、第３
図乃至第７図は本発明の一実施例を例示するもの
であつて、第３図はカツター位置制御装置のブロ
ツク図、第４図は動作説明図、第５図はギヤツプ
エリミネータのブロツク図、第６図は信号処理過
程を示す説明図、第７図は鋼片圧延部の断面図、
第８図は比較例を示す説明図である。 １０…鋼片、１２…カツター、１４…三相交流
モータ、２７…ギヤツプエリミネータ、２９Ｒ，
２９Ｓ，２９Ｔ…電流検出器、３３Ｒ，３３Ｓ，
３３Ｔ…絶対値検出回路、３４Ｒ，３４Ｓ，３４
Ｔ…絶対値信号、３６…合成信号、３７…ピーク
検知ホールド回路、３８…比較器、４０…切込み
検知信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 倣いセンサーで鋼片を検出して倣い動作しな
   がら、三相交流モータで駆動されるカツターによ
   り鋼片表面の疵を切削するようにした鋼片疵取装
   置において、三相交流モータの各相瞬時電流の絶
   対値信号を得て、この各絶対値信号を合成して合
   成信号を求める一方、切削開始直前における合成
   信号のピークホールド値を求めておき、このピー
   クホールド値と合成信号とを比較して切込み検知
   信号を検知することを特徴とする鋼片疵取装置に
   おける切込み検知方法。