(57)【要約】【課題】蛇行修正機構が一つの場合であっても蛇行基準ロールの位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール上での鋼板の蛇行を抑制可能な鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、鋼板の搬送ラインに沿って設置された、鋼板の蛇行量を検出する複数の蛇行検出器と、鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構と、複数の蛇行検出器の検出値に基づいて蛇行修正機構の制御量を決定し、決定した制御量に従って蛇行修正機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。なお、制御装置は、複数の蛇行検出器のうちの一つをマスタ検出器、その他の蛇行検出器をスレーブ検出器とし、スレーブ検出器の検出値を用いてマスタ検出器の検出値を補正するとよい。【選択図】図１
2020164284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の搬送ラインに沿って設置された、鋼板の蛇行量を検出する複数の蛇行検出器と、
鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構と、
前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて前記蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする鋼板の蛇行制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の蛇行検出器のうちの一つをマスタ検出器、その他の蛇行検出器をスレーブ検出器とし、スレーブ検出器の検出値を用いてマスタ検出器の検出値を補正することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の蛇行制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、各蛇行検出器の検出値に基づいて複数の蛇行検出器の故障を監視することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の蛇行制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、故障していると判定された蛇行検出器の検出値を用いずに前記蛇行修正機構の制御量を決定することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の蛇行制御装置。
【請求項５】
鋼板の搬送ラインに沿って設置された複数の蛇行検出器を用いて鋼板の蛇行量を検出するステップと、
前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御するステップと、
を含むことを特徴とする鋼板の蛇行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼板の処理ラインは、鋼板の払出しや溶接等を行う入側セクション、焼鈍や圧延、酸洗等を行う中央セクション、及び鋼板の巻取りや切断を行う出側セクションによって構成されている。各セクションでは、通板のサポートや張力制御等を行うためのロールが備えられており、鋼板はロール上を通過して入側セクションから出側セクションまでの一連の工程を経ることになる。この工程を通板と呼ぶ。
【０００３】
鋼板は、ロールのすり減りや鋼板形状等の要因によって通板中にロールの中心位置から幅方向にずれることがある。この現象を蛇行と呼ぶ。鋼板の蛇行量が大きくなると、鋼板との接触による周辺設備の破損や急激な張力の変動による鋼板の破断が発生する可能性があり、大幅な生産ロスが懸念される。このような背景から、旧来より蛇行制御に関する技術が提案されている。なお、以下では、蛇行が問題となるため「中心を通板させたい」ロールを蛇行基準ロールと呼ぶ。
【０００４】
一般的な蛇行制御の装置としては、ＣＰＣ(Center  Position  Control)装置が知られており、ＣＰＣ装置は、蛇行検出器及び蛇行修正機構（以下、ステアリングロールともいう）を備えている。蛇行検出器としては、投光器と受光器の対やＡＷＣ(Automatic  Width  Control)等が例示でき、蛇行修正機構としては、ロール傾動機構等を例示できる。蛇行検出器は鋼板の幅方向位置を検出し、制御器が、蛇行検出器の検出値と目標位置との偏差を計算し、偏差が小さくなるように蛇行修正機構を制御する。
【０００５】
ＣＰＣ装置においては、蛇行検出器の設置位置と蛇行基準ロールの位置との間の距離が長いほど、その間で蛇行が発生して蛇行基準ロールの位置における目標位置に対する鋼板の幅方向位置の偏差が大きくなる。このため、特許文献１には、近接する複数のステアリングロールについて、下流ほど鋼板の蛇行量が大きくなるという現象に対し、複数の蛇行検出器の出力と複数のステアリングロールの傾きを用いて、上流のステアリングロールの傾きに補正をかける方法が記載されている。また、特許文献２には、蛇行基準ロールの前後に蛇行検出器を１台ずつ設け、それらの平均から蛇行量を推定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０８７６３号公報
【特許文献２】特開平７−２６７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、下流のステアリングロールの制御のために上流のステアリングロールを動作させるため、ステアリングロールが一式しかない場合や、ステアリングロール同士の間に張力段差を付ける機構（ブライドルロール等）が存在する場合には有効でない。また、蛇行検出器が一つでも故障した場合、下流のステアリングロールの動作に影響が生じるという問題がある。一方、特許文献２に記載の方法では、蛇行基準ロールの下流側に蛇行検出器を設けるスペースが無い場合は適用不可である上に、特許文献１に記載の方法と同様、蛇行検出器が一つでも故障した場合、蛇行制御が困難になる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、蛇行修正機構が一つの場合であっても蛇行基準ロールの位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール上での鋼板の蛇行を抑制可能な鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、鋼板の搬送ラインに沿って設置された、鋼板の蛇行量を検出する複数の蛇行検出器と、鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構と、前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて前記蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、前記複数の蛇行検出器のうちの一つをマスタ検出器、その他の蛇行検出器をスレーブ検出器とし、スレーブ検出器の検出値を用いてマスタ検出器の検出値を補正することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、各蛇行検出器の検出値に基づいて複数の蛇行検出器の故障を監視することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、故障していると判定された蛇行検出器の検出値を用いずに前記蛇行修正機構の制御量を決定することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、鋼板の搬送ラインに沿って設置された複数の蛇行検出器を用いて鋼板の蛇行量を検出するステップと、前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法によれば、蛇行修正機構が一つの場合であっても蛇行基準ロールの位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール上での鋼板の蛇行を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である蛇行制御処理を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成及びその動作について説明する。
【００１７】
〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置１は、蛇行基準ロール２上での鋼板Ｓの蛇行を抑制するための装置であり、鋼板Ｓの搬送方向に沿って設置された複数（ｎ台）の蛇行検出器１１１〜１１ｎ、ステアリングロール１２、及び制御装置１３を備えている。
【００１９】
複数の蛇行検出器１１１〜１１ｎは、設置位置における鋼板Ｓの蛇行量を検出し、検出した蛇行量を示す電気信号を制御装置１３に出力する。
【００２０】
ステアリングロール１２は、本発明に係る蛇行修正機構として機能し、鋼板Ｓの蛇行量を調整する。
【００２１】
制御装置１３は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、複数の蛇行検出器１１１〜１１ｎによって検出された鋼板Ｓの蛇行量に基づいて後述する蛇行制御処理を実行することにより、蛇行基準ロール２上での鋼板Ｓの蛇行量がゼロになるようにステアリングロール１２を制御する。
【００２２】
〔蛇行制御処理〕
次に、上記蛇行制御処理を実行する際の鋼板の蛇行制御装置１の動作について説明する。なお、以下の説明において、ｎは蛇行検出器の設置台数、ｉは１≦ｉ≦ｎを満足する整数、ｍはマスタ（メイン制御用）となる蛇行検出器の番号、Ｌｉは蛇行検出器ｉの設置位置と蛇行基準ロール２の位置との間の距離、ｘｉは蛇行検出器ｉにおいて検出された鋼板Ｓの蛇行量、ｘｉ，ｍ，ｒは蛇行検出器ｉを基準として蛇行検出器ｍから蛇行基準ロール２までに発生すると予測される鋼板Ｓの蛇行量、ｗｉは蛇行検出器ｉ（≠ｍ）による予測蛇行量ｘｉ，ｍ，ｒの重み係数、ａｉは蛇行検出器ｉ（≠ｍ）に対する重み係数ｗｉを決定するための任意の値、ｘｍ，ｒは蛇行検出器ｍから蛇行基準ロール２までに発生すると予測される鋼板Ｓの蛇行量、ｃｍは蛇行検出器ｍにおける予測蛇行量ｘｍ，ｒによる補正の程度を表す係数、ｘｍｔは蛇行検出器ｍにおける鋼板Ｓの目標位置、ｘｒｔは蛇行基準ロール２における鋼板Ｓの目標位置、ｆは蛇行検出器が故障していることを示す添字を示している。
【００２３】
本実施形態の蛇行制御処理では、鋼板の蛇行制御装置１は、蛇行検出器ｍの設置位置と蛇行基準ロール２の位置との間で発生すると予測される鋼板Ｓの蛇行に対し、予め蛇行検出器ｍにおける鋼板Ｓの目標位置をずらすことにより、蛇行基準ロール２における鋼板Ｓの位置を目標通りとする。具体的には、まず、制御装置１３は、任意の数字ｉについて、蛇行検出器ｉを基準として、蛇行検出器ｍの設置位置から蛇行基準ロール２の位置までに発生すると予測される鋼板Ｓの蛇行量（予測蛇行量）ｘｉ，ｍ，ｒを算出する。詳しくは、蛇行検出器ｉの設置位置と蛇行検出器ｍの設置位置との間で発生した蛇行量は（ｘｍ−ｘｉ）と表され、蛇行検出器ｉの設置位置と蛇行検出器ｍの設置位置との間の距離は（Ｌｍ−Ｌｉ）と表されるので、単位距離当たりの鋼板Ｓの蛇行量は（ｘｍ−ｘｉ）／（Ｌｍ−Ｌｉ）と表される。従って、鋼板Ｓの蛇行量ｘｉ，ｍ，ｒは以下に示す数式（１）により算出することができる。
【００２４】
【数１】
2020164284.tif 000003
【００２５】
しかしながら、マスタである蛇行検出器ｍの設置位置から設置位置が遠い蛇行検出器ほど、予測される蛇行量の誤差が大きくなることが考えられるため、制御装置１３は、各蛇行検出器による予測蛇行量ｘｉ，ｍ，ｒに重み係数ｗｉ（図２参照）を乗じた値ｗｉ×ｘｉ，ｍ，ｒを実質的な予測蛇行量とする。なお、重み係数ｗｉは、蛇行検出器ｉに対して設定可能なパラメータａｉを用いて以下に示す数式（２）のように表される。なお、図２において、符号Ｐ１は鋼板Ｓの幅方向中心位置を示し、符号Ｐ２は蛇行基準ロール２における鋼板Ｓの目標位置を示す。
【００２６】
【数２】
2020164284.tif 000004
【００２７】
次に、制御装置１３は、以下に示す数式（３）を用いて、各蛇行検出器の実質的な予測蛇行量から総合的な予測蛇行量ｘｍ，ｒを算出する。
【００２８】
【数３】
2020164284.tif 000005
【００２９】
次に、制御装置１３は、マスタの蛇行検出器ｍの予測蛇行量に対して加える補正係数をＣｍとし、蛇行基準ロール２における鋼板Ｓの目標位置ｘｒｔを用いて以下に示す数式（４）により、蛇行検出器ｍにおける鋼板Ｓの目標位置ｘｍｔを算出する。そして、制御装置１３は、ステアリングロール１２を制御することにより、蛇行検出器ｍにおける鋼板Ｓの位置を目標位置ｘｍｔに制御することにより、蛇行基準ロール２における鋼板Ｓの位置を目標位置に制御する。
【００３０】
【数４】
2020164284.tif 000006
【００３１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の蛇行制御処理では、制御装置１３が、複数の蛇行検出器１１１〜１１ｎの検出値に基づいてステアリングロール１２の制御量を決定し、決定した制御量に従ってステアリングロール１２を制御するので、ステアリングロール１２が一つの場合であっても蛇行基準ロール２の位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール２上での鋼板Ｓの蛇行を抑制することができる。
【００３２】
なお、複数の蛇行検出器１１１〜１１ｎの検出値を相互監視し、検出値が異常である蛇行検出器を故障検出器とすることが望ましい。具体的には、検出値に閾値ｄを設定し、任意の数字ｉ，ｊ，ｋに対しｘｉ−ｘｊ≦ｄ、ｘｊ−ｘｋ≧ｄ、ｘｋ−ｘｉ≧ｄであった場合、検出値ｘｋが他の検出値と比べて異常であることがわかる。従って、この場合は、蛇行検出器ｋは故障していると判定することができる。但し、故障判定の閾値や故障判定基準となる蛇行検出器の台数等は必ずしも例の通りでない。
【００３３】
また、マスタの蛇行検出器ｍにおける鋼板Ｓの目標位置ｘｍｔは、故障している蛇行検出器がある場合に大きな誤差を生じる可能性がある。このため、上記故障判定等により故障していることが判明した蛇行検出器については、自動又は手動で以下に示す数式（５）の通り、補正から除くことで誤差を小さくすることが可能である。但し、数式（５）において、ｘｉ，ｍ，ｒ，ｆは故障した蛇行検出器により検出された鋼板Ｓの蛇行量を示す。
【００３４】
【数５】
2020164284.tif 000007
【００３５】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１  鋼板の蛇行制御装置
２  蛇行基準ロール
１１１〜１１ｎ  蛇行検出器
１２  ステアリングロール
１３  制御装置
Ｓ  鋼板
【図１】
2020164284.tif 000008
【図２】
2020164284.tif 000009