(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップの先端とテンションリールに挿入したスリーブの段付部とを位置合わせして上記ストリップが上記スリーブへ巻付けを開始する段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置において、
上記巻付け開始位置から所定距離手前の位置に上記ストリップ先端を停止させる手段と、上記テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記所定距離手前の位置に上記スリーブの段付部を停止させる手段と、上記ストリップと上記テンションリールとを同時に同速度で移動・回転させ、上記巻付け開始位置において上記ストリップ先端と上記スリーブの段付部とを位置合わせして巻付けを開始する手段と、を備えたことを特徴とする段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置。
【請求項２】
上記巻付け開始位置から上記ストリップ先端を停止させる位置までの距離をＬ、上記テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記スリーブの段付部を停止させる位置までの距離を両位置間の角度θ（ｄｅｇ．）と上記スリーブの直径Ｄとで表したときに成立する下式
Ｌ＝π×Ｄ×θ÷３６０゜
従って、
θ＝（３６０゜×Ｌ）／（π×Ｄ）
に基づき、上記スリーブの直径Ｄの変化に応じて、上記スリーブの段付部の停止位置θを変化させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置。
【請求項３】
上記巻付け開始位置から上記ストリップ先端を停止させる位置までの距離をＬ、上記テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記スリーブの段付部を停止させる位置までの距離を両位置間の角度θ（ｄｅｇ．）と上記スリーブの直径Ｄとで表したときに等号が成立すべき下式
Ｌ＝π×Ｄ×θ÷３６０゜
が、微少な誤差で成立せず精度良い位置合わせが行えない場合、ストリップ先端の停止位置から巻付け開始位置までのストリップが移動する距離Ｌに微調補正長ΔＬを加えるか、またはスリーブの段付部の停止位置から上記巻付け開始位置までのテンションリールが回転する角度θに微調補正角Δθを加えることにより精度良い位置合わせを可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置。
【請求項４】
複数のテンションリールを有し、上記複数のテンションリールそれぞれに対してスリーブの段付部停止手段を設け、使用するテンションリールに応じて上記スリーブの段付部停止手段を切替えることにより、複数のテンションリールにおけるストリップ先端と上記スリーブの段付部との位置合わせ制御を可能にしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はテンションリールに取り付けられた段付スリーブへのストリップ巻付けプロセスラインにおけるスリーブ段付部とストリップ先端との巻付け位置合わせ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は鉄鋼プロセスラインにおける従来の巻付け装置を示す断面図である。図において、１はストリップ、２はストリップ１を巻き取るテンションリール、３はテンションリール２で巻き取られたコイル、４はストリップ１を切断するシャー、５はストリップ１をテンションリール２に導くピンチロール、６はテンションリール２の中心部分のマンドレル、７はテンションリール２に挿入され、ストリップ１を巻き付けるスリーブであり、テンションリール２はマンドレル６とスリーブ７とからなる。
【０００３】
次に、動作について説明する。ストリップ１はプロセスラインの中央セクションで加工された後に出側セクションのシャー４およびピンチロール５を経てテンションリール２に挿入されているスリーブ７に巻き取られてコイル３となる。
規定のコイル３が形成されると、ストリップ１はシャー４で切断され、スリーブ７はコイル３とともにテンションリール２から抜き取られて次工程へと送られる。
【０００４】
その後、テンションリール２には新しいスリーブ７が挿入され、シャー４で切断された後のストリップ１が新コイル３としてスリーブ７に巻き取られる。このとき、スリーブ７は少しへこんだ溝を有する段付スリーブ７を使用しており、コイル３の巻き始めでストリップ１の先端をスリーブ７の溝状の段付部に一致させてテンションリール２の巻き取りを開始する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
鉄鋼プロセスラインにおける従来の巻付け装置は以上のようであり、スリーブ７の段付部にストリップ１の先端が一致するように巻付け位置合わせを行う際に、精度良く巻付け位置合わせを制御することが困難であるという問題点があった。
これを解決するものとして、人が手動で行うことも考えられるが時間がかかり過ぎるという問題点があった。
【０００６】
また、例えば特開平４−３４５４５３号公報にはパルスジェネレータを使用して各位置を検出し、ストリップを弛ませて段付部に突き当てた後、張力運転を行って巻付け位置合わせを制御する方法が開示されている。この場合、巻付け位置合わせを自動運転で行うことができるが、弛ませるとか、張力運転とかいう複雑な制御が必要であった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するために成されたもので、ストリップの先端をスリーブの段付部に自動運転で、簡単に精度良く位置合わせを行うことができ、良好なコイルを形成することのできる巻付け位置合わせ制御装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置は、巻付け開始位置から所定距離手前の位置にストリップ先端を停止させる手段と、テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記所定距離手前の位置にスリーブの段付部を停止させる手段と、上記ストリップと上記テンションリールとを同時に同速度で移動・回転させ、上記巻付け開始位置において上記ストリップ先端と上記スリーブの段付部とを位置合わせして巻付けを開始する手段と、を備えるようにしたものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係る段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置は、上記巻付け開始位置から上記ストリップ先端を停止させる位置までの距離をＬ、上記テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記スリーブの段付部を停止させる位置までの距離を両位置間の角度θ（ｄｅｇ．）と上記スリーブの直径Ｄとで表したときに成立する下式
Ｌ＝π×Ｄ×θ÷３６０゜
従って、
θ＝（３６０゜×Ｌ）／（π×Ｄ）
に基づき、上記スリーブの直径Ｄの変化に応じて、上記スリーブの段付部の停止位置θを変化させるようにしたものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係る段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置は、上記巻付け開始位置から上記ストリップ先端を停止させる位置までの距離をＬ、上記テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記スリーブの段付部を停止させる位置までの距離を両位置間の角度θ（ｄｅｇ．）と上記スリーブの直径Ｄとで表したときに等号が成立すべき下式
Ｌ＝π×Ｄ×θ÷３６０゜
が、微少な誤差で成立せず精度良い位置合わせが行えない場合、ストリップ先端の停止位置から巻付け開始位置までのストリップが移動する距離Ｌに微調補正長ΔＬを加えるか、またはスリーブの段付部の停止位置から上記巻付け開始位置までのテンションリールが回転する角度θに微調補正角Δθを加えることにより精度良い位置合わせを可能としたものである。
【００１１】
この発明の請求項４に係る段付スリーブ巻付け位置合わせ制御装置は、複数のテンションリールを有し、上記複数のテンションリールそれぞれに対してスリーブの段付部停止手段を設け、使用するテンションリールに応じて上記スリーブの段付部停止手段を切替えることにより、複数のテンションリールにおけるストリップ先端と上記スリーブの段付部との位置合わせ制御を可能にしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。図１において、１はストリップ、２はストリップ１を巻き取るテンションリール、４はストリップ１を切断するシャー、５はストリップ１をテンションリール２に導くピンチロール、６はテンションリール２の中心部分のマンドレル、７はテンションリール２に挿入され、ストリップ１を巻き付けるスリーブ、８はピンチロール５の軸に取り付けられたパルスジェネレータ（以下、ＰＬＧと称す）、９はマンドレル６の軸に取り付けられたＰＬＧ、１０はストリップ１の有無を検出するセンサ、１１は段付スリーブ７の段付部を検出するセンサである。Ａはストリップ１の停止位置、ＢはＡよりＬ（ｍｍ）離れた巻付け開始位置、Ｃは段付部の停止位置であり、ＢとＣとの成す角をθ（ｄｅｇ．）とする。
【００１３】
次に、動作について説明する。図２は図１に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。図２に示すように、ＰＬＧ８，９及びセンサ１０，１１からの信号は巻付け位置合わせ制御装置１２に取り込まれ、巻付け自動ロジックを開始する。
まず、センサ１０がオンしてからＰＬＧ８からの出力パルス数を計測して、ストリップ１の先端位置を検出する（処理１３）。また、センサ１１がオンしてからＰＬＧ９からの出力パルス数を計測してスリーブ７の段付部の位置を検出する（処理１４）。
【００１４】
処理１３により、ストリップ１の先端が図１のＡの位置で停止するようにライン運転を行う（処理１５）。また、処理１４により、スリーブ７の段付部が図１のＣの位置で停止するようにテンションリール２を回転させる（処理１６）。
その後、ストリップ１とテンションリール２とを同時に運転することにより図１のＢの位置でストリップ１の先端がスリーブ７の段付部に到着して巻付けを開始する（処理１７）ように制御する。
【００１５】
このとき、処理１７において、ストリップ１がＡからＢまで距離Ｌ（ｍｍ）を移動するのと同時に、テンションリール２はＣからＢまでの角度θ（ｄｅｇ．）を回転する。ストリップ１とスリーブ７とは同じ速度で動くことから、同じ距離を移動して図１のＢの位置でストリップ１の先端がスリーブ７の段付部に到着するためには、スリーブ７の直径をＤ（ｍｍ）とすると、
Ｌ（ｍｍ）＝π×Ｄ（ｍｍ）×θ（ｄｅｇ．）÷３６０°
∴θ（ｄｅｇ．）＝（３６０×Ｌ）／（π×Ｄ）−−−−−−（１）
となる。
【００１６】
従って、処理１６において、式（１）で求めた角θによって図１のＣの位置を決定することにより、処理１７において、図１のＢの位置でストリップ１の先端をスリーブ７の段付部に自動運転で、精度良く位置合わせを行うことができ、巻付けを開始することができる。
【００１７】
実施の形態２．
上記実施の形態１ではテンションリールの回転が上巻きの場合について説明を行ったが、ここでは上巻きに対して下巻きの場合について説明を行う。
【００１８】
図３はこの発明の実施の形態２の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図３において、Ａ′はストリップ１の停止位置、ＥはＡ′よりＬｄ（ｍｍ）離れた巻付け開始位置、Ｆは段付部の停止位置であり、ＥとＦとの成す角をθｄ（ｄｅｇ．）とすると、式（１）より、
θｄ（ｄｅｇ．）＝（３６０×Ｌｄ）／（π×Ｄ）
で求めた角度θｄによって、図３のＦの位置にスリーブ７の段付部を停止させた後、図３のＥの位置でストリップ１の巻付けを開始する。
【００１９】
図４は図３に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図４に示すように、ストリップ停止位置選択ロジックにおいて停止位置を選択する（処理１８）。処理１８で選択されたストリップ１停止位置から距離Ｌを設定し、角θを決定してＦの位置を決定し、スリーブ７の段付部が図５のＦの位置で停止するようにテンションリール２を回転させる（処理１６）。
【００２０】
この様にすれば、テンションリール２の巻付け方向が変化し、距離Ｌが変化してもストリップ１先端をスリーブ７段付部に精度良く位置合わせを行うことができ、巻付けを開始することができる。
【００２１】
実施の形態３．
上記実施の形態１および２ではスリーブが固定している場合について説明を行ったが、巻付けるストリップの種類・板厚などによりスリーブの種類が変化する。この場合、スリーブの直径が変化することになり、当然の事ながら式（１）よりθが変化する。
【００２２】
図５はこの発明の実施の形態３の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図５において、スリーブ７の直径はＤ′となっており、ＡからＢまでの距離Ｌ（ｍｍ）は変化しないので、式（１）より、
θ′（ｄｅｇ．）＝（３６０×Ｌ）／（π×Ｄ′）
で求めた角度θ′によって、図５のＣ′の位置にスリーブ７の段付部を停止させた後、図５のＢの位置でストリップ１の巻付けを開始する。
【００２３】
図６は図５に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図６に示すように、使用スリーブ選択ロジックにおいてスリーブ７を選択する（処理１９）。処理１９で選択されたスリーブ７の直径から角θを決定してＣ′の位置を決定し、スリーブ７の段付部が図５のＣ′の位置で停止するようにテンションリール２を回転させる（処理１６）。
【００２４】
この様にすれば、スリーブ７の種類が変化し、スリーブ７直径が変化してもストリップ１先端をスリーブ７段付部に精度良く位置合わせを行うことができ、巻付けを開始することができる。
【００２５】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３の方法について説明を行ってきたが、ストリップの材質や装置の機械的な癖などによって必ずしも精度良く位置合わせが行えない場合がある。ここではそういった微小な誤差が生じる場合について説明を行う。
ストリップ１先端の停止位置の誤差やスリーブ７の段付部停止位置の誤差が生じた場合には微調補正角Δθ（ｄｅｇ．）によって補正を行う。従って、式（１）は
θ″（ｄｅｇ．）＝（３６０×Ｌ）／（π×Ｄ）＋Δθ
で求めた角度θ″によって、スリーブ７の段付部の停止位置を決定させる。
【００２６】
図７はこの発明の実施の形態４の巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図７に示すように、操作盤上のボリューム２０から微調補正角Δθを巻付け位置合わせ制御装置１２に取り込む。処理１６において、微調補正角Δθから角θを決定し、スリーブ７の段付部が停止する位置を決定してテンションリール２を回転させる。
【００２７】
同様にして、ストリップ１の停止位置Ａと巻付け開始位置Ｂとの距離を補正する微調補正長ΔＬによって、
Ｌ″＝Ｌ＋ΔＬ
の補正を行って求めたＬ″によって、ストリップ１の停止位置Ａを決定してストリップ１を停止させる。
【００２８】
この様にして微小な誤差を一度補正すれば、ストリップ１先端をスリーブ７段付部に常に精度良く位置合わせを行うことができ、巻付けを開始することができる。
【００２９】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５の巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。実施の形態１〜４と同じものについては詳しい説明は省略する。
図８に示すように、実施の形態１〜４それぞれの状況に応じてスリーブ７段付部の停止位置を決定してストリップ１の先端をスリーブ７の段付部に自動運転で位置合わせを行っている。
この様にすれば、いかなる状況下においても常に、精度良くストリップ１の先端をスリーブ７の段付部に自動運転で位置合わせすることができる。
【００３０】
実施の形態６．
プロセスラインではテンションリールを２台以上使用して交互に使用することが一般的である。上記実施の形態１〜５ではテンションリールが一台の場合について説明を行ったが、ここではテンションリールが２台の場合について説明を行う。
【００３１】
図９はこの発明の実施の形態６の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。実施の形態１と同じものについては詳しい説明は省略する。図９において、２ａはテンションリール、５ａはピンチロール、６ａはマンドレル、７ａはスリーブ、８ａ，９ａはＰＬＧ、１１ａはセンサ、Ａ１はストリップ１の停止位置、Ｂ１は巻付け開始位置、Ｃ１は段付部の停止位置であり、テンションリール２とテンションリール２ａとは同じ動きを行う。
【００３２】
図１０は図９の巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。図１０に示すように、ＰＬＧ８，９，９ａ及びセンサ１０，１１，１１ａからの信号は巻付け位置合わせ制御装置１２に取り込まれ、実施の形態１と同様にして巻付け自動ロジックを開始する。
【００３３】
まず、センサ１０がオンしてからＰＬＧ８からの出力パルス数を計測して、ストリップ１の先端位置を検出する（処理１３）。また、センサ１１ａがオンしてからＰＬＧ９ａからの出力パルス数を計測してスリーブ７の段付部の位置を検出する（処理１４ａ）。
【００３４】
処理１３により、ストリップ１の先端が図９のＡ１の位置で停止するようにライン運転を行う（処理１５）。また、処理１４ａにより、スリーブ７の段付部が図９のＣ１の位置で停止するようにテンションリール２ａを回転させる（処理１６ａ）。
その後、ストリップ１とテンションリール２ａとを同時に運転することにより図９のＢ１の位置でストリップ１の先端がスリーブ７ａの段付部に到着して巻付けを開始する（処理１７）。
【００３５】
テンションリール２ａにおいてスリーブ７ａのコイル３を完成させた後、ストリップ１は次のコイルの形成に移る。再度、処理１３を経てストリップ１の先端は図９のＡの位置で停止するようにライン運転を行う（処理１５）。また、処理１４により、スリーブ７の段付部が図９のＣの位置で停止するようにテンションリール２を回転させる（処理１６）。
その後、ストリップ１とテンションリール２とを同時に運転することにより図９のＢの位置でストリップ１の先端がスリーブ７の段付部に到着して巻付けを開始する（処理１７）。
【００３６】
この様にすれば、テンションリールを交互に使用することができ、プロセスラインにおける作業能率を向上することができる。
また、テンションリールが３台以上の場合においても同様に機能させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、巻付け開始位置から所定距離手前の位置にストリップ先端を停止させる手段と、テンションリールの円周上で上記巻付け開始位置から上記所定距離手前の位置にスリーブの段付部を停止させる手段と、上記ストリップと上記テンションリールとを同時に同速度で移動・回転させ、上記巻付け開始位置において上記ストリップ先端と上記スリーブの段付部とを位置合わせして巻付けを開始する手段と、を備えるようにしたので、巻付けの方向にかかわらず、ストリップの先端をスリーブの段付部に自動運転で精度良く位置合わせを行うことができる。
【００３８】
また、スリーブの直径の変化に応じて、スリーブの段付部の停止位置を変化させるようにしたので、スリーブの種類にかかわらず、ストリップの先端をスリーブの段付部に自動運転で、精度良く位置合わせを行うことができる。
【００３９】
また、ストリップ先端の停止位置から巻付け開始位置までのストリップが移動する距離に微調補正長を加えるか、またはスリーブの段付部の停止位置から上記巻付け開始位置までのテンションリールが回転する角度に微調補正角を加えるようにしたので、ストリップ先端の停止位置の誤差やスリーブの段付部停止位置の誤差などの誤差を補正することができ、ストリップの先端をスリーブの段付部に位置合わせを行う際に、より精度良くできる。
【００４０】
また、複数のテンションリールを有し、上記複数のテンションリールそれぞれに対してスリーブの段付部停止手段を設け、使用するテンションリールに応じて上記スリーブの段付部停止手段を切替えることにより、複数のテンションリールにおけるストリップ先端と上記スリーブの段付部との位置合わせ制御を可能にしたので、テンションリールを交替に使用することができ、プロセスラインにおける作業能率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。
【図４】図３に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。
【図６】図５に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４の巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４の巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図９】この発明の実施の形態６の巻付け位置合わせ制御装置を示す断面図である。
【図１０】図９に示す巻付け位置合わせ制御装置の機能説明図である。
【図１１】鉄鋼プロセスラインにおける従来の巻付け装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ストリップ、２，２ａ  テンションリール、７，７ａ  スリーブ、
８，８ａ，９，９ａ  ＰＬＧ、１０，１１，１１ａ  センサ、
Ａ，Ａ１，Ａ′  ストリップ停止位置、Ｂ，Ｂ１，Ｅ  巻付け開始位置、
Ｃ，Ｃ１，Ｃ′，Ｆ  スリーブ段付部停止位置。
【図１】
0003626036.tif 000002
【図２】
0003626036.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003626036.tif 000008
【図８】
0003626036.tif 000009
【図９】
0003626036.tif 000010
【図１０】
0003626036.tif 000011
【図１１】
0003626036.tif 000012