(57)【要約】  【課題】鋼板をその終端近くにまで巻き戻したときのリールと鋼板の間に不揃速による摩擦が生じ、鋼板に擦り傷が発生するのを防止する。また、モータの逆転による暴走を防止する。  【解決手段】コントローラ１４が設定する張力設定値を電流指令とする電流制御アンプ１２によってモータ１Ａの電流を制御し、速度変化検出器１８が速度変化の検出でリールと鋼板Ａとの間の不揃速の発生を検出し、この検出で切替スイッチ１７Ａから１７Ｂに切り替え、コントローラ４が出力する速度設定する速度設定値と、速度検出器１５によるフィードバック制御を行い、速度制御アンプ１６の出力を電流制御アンプの電流指令としてモータの速度を制御し、リールの周速と鋼板の速度を揃速させる。最終的には速度指令を零にしてモータを停止させる。  【選択図】  図１
2006130509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を巻回したコイルから該鋼板を巻き戻すとき、該コイルのリールに機械結合したモータの電流制御によって鋼板の巻き戻しに一定の張力を加えるアンコイラーのモータ制御装置において、
鋼板の巻き戻しがその終端近くになって該鋼板と前記リールとの間に不揃速が発生し始めたことを検出する不揃速検出手段と、
前記不揃速検出手段が前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速を検出したとき、前記リールの回転が前記鋼板と同じ周速でかつ同じ巻き戻し方向になるよう前記モータを速度制御する制御手段とを備えたことを特徴とするアンコイラーのモータ制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速検出により、コントローラの張力設定値を電流指令とする前記モータの電流制御から、前記コントローラの速度設定値を速度指令とする前記モータの速度制御に切り替える構成を特徴とする請求項１に記載のアンコイラーのモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速検出により、前記コントローラの張力設定値を一定値とする張力一定制御から、前記コントローラの速度設定値を一定値とする速度一定制御に切り替える構成を特徴とする請求項１に記載のアンコイラーのモータ制御装置。
【請求項４】
前記不揃速検出手段は、前記モータの速度変化、またはモータの電流変化、またはモータの制御電流変化のいずれかで不揃速を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンコイラーのモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板を巻回したコイルから鋼板を巻き戻して供給するアンコイラーに係り、特に鋼板の巻き戻しにモータによって一定の張力を加えるモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼分野及び鉄鋼二次加工分野では、比較的薄い鋼板をリールに巻回したコイルを製造および金属素材として製造／加工ラインで取り扱っている。この種、コイルから鋼板を巻き戻して供給するアンコイラー（金属コイルの供給装置、ペイオフリール）は、例えば、図２に示すスリッターシステムに組み込まれる。
【０００３】
同図において、アンコイラー１の回転軸にリールが装着されたコイル２の鋼板Ａの先端を引き出してテンションリール３やガイドローラ４を経てスリッター５位置まで巻き戻し、さらにローラジグ６やガイドローラ７等を経てリコイラー８に巻き取る。このリコイラー８による鋼板巻き取り長さが設定値になるタイミングでスリッター５による鋼板の切断を行うことで、リコイラー８には所定の長さ毎に切断した鋼板を巻き取る。
【０００４】
ここで、アンコイラー１はコイル２のリール軸に直流機または交流機になるモータ１Ａを機械結合した構成とし、モータ１Ａは鋼板Ａの巻き戻し方向Ｒとは逆の巻き取り方向Ｗに駆動トルク（制動トルク）が発生するよう、モータ１Ａを速度制御またはトルク制御し、巻き戻される鋼板Ａに一定の張力を加え、巻き戻し鋼板に「たるみ」等が発生するのを防ぐようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような張力制御を行う制御装置１Ｂは、モータ１Ａの回転方向（駆動トルク発生方向）を制御でき、かつ速度制御できる半導体式電力変換器とそのコントローラで構成され、基本的には、鋼板の巻き戻しによって変化するコイルの外径変化にも一定の張力になるよう、モータ１Ａの電流を制御する。
【特許文献１】特開平０６−２７８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のモータ制御装置では、鋼板がその終端近くまで巻き戻されると、コイルのリールと鋼板との間の拘束力が小さくなり、モータ１Ａで駆動されているリールが逆転方向（巻き取り方向）に回転し始め、その逆回転速度を制御できない状態が発生してしまう。この現象の発生では、リールと鋼板との間に摩擦を伴う不揃速を起こし、鋼板の表面を傷つけてしまい、製品の品質低下が生じる。また、モータ１Ａが逆転し、高速回転に入ってしまう暴走のおそれがある。
【０００７】
この対策として、上記の現象が発生したときに、モータ１Ａが逆転側に回転するのを防止した回路を付加する場合もあるが、リールと鋼板との間の摩擦発生を無くすことはできなかった。
【０００８】
以上のように、モータの電流制御のみでアンコイラーの張力制御を行う方式では、鋼板をその終端近くにまで巻き戻したときのリールと鋼板の摩擦による品質の低下が問題となっていた。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決したアンコイラーのモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記の課題を解決するため、鋼板の巻き戻しが終端近くになって鋼板とリールとの間に不揃速が発生し始めたことを検出し、リールの回転が鋼板と同じ周速でかつ同じ巻き戻し方向になるよう、モータを張力一定制御から速度一定制御に切り替えるようにしたもので、以下の装置を特徴とする。
【００１１】
（１）鋼板を巻回したコイルから該鋼板を巻き戻すとき、該コイルのリールに機械結合したモータの電流制御によって鋼板の巻き戻しに一定の張力を加えるアンコイラーのモータ制御装置において、
鋼板の巻き戻しがその終端近くになって該鋼板と前記リールとの間に不揃速が発生し始めたことを検出する不揃速検出手段と、
前記不揃速検出手段が前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速を検出したとき、前記リールの回転が前記鋼板と同じ周速でかつ同じ巻き戻し方向になるよう前記モータを速度制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
（２）前記制御手段は、前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速検出により、コントローラの張力設定値を電流指令とする前記モータの電流制御から、前記コントローラの速度設定値を速度指令とする前記モータの速度制御に切り替える構成を特徴とする。
【００１３】
（３）前記制御手段は、前記鋼板とリールとの間で発生した不揃速検出により、前記コントローラの張力設定値を一定値とする張力一定制御から、前記コントローラの速度設定値を一定値とする速度一定制御に切り替える構成を特徴とする。
【００１４】
（４）前記不揃速検出手段は、前記モータの速度変化、またはモータの電流変化、またはモータの制御電流変化のいずれかで不揃速を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のとおり、本発明によれば、鋼板の巻き戻しが終端近くになって鋼板とリールとの間に不揃速が発生し始めたことを検出し、リールの回転が鋼板と同じ周速でかつ同じ巻き戻し方向になるよう、モータを張力一定制御から速度一定制御に切り替えるようにしたため、鋼板をその終端近くにまで巻き戻したときのリールと鋼板との摩擦による擦り傷の発生などを防止し、品質の低下の問題を解消できる。
【００１６】
また、モータ１Ａの逆転による暴走を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態を示すモータ制御回路図である。同図は、誘導機構成のモータ１Ａをインバータ装置で駆動する場合を示すが、直流機とサイリスタレオナードや直流チョッパ等に置換できる。
【００１８】
インバータ装置１１は、交流電源ＡＣを直流に変換し、周波数と電圧とを制御した交流電力に変換し、モータ１Ａの電流制御でその駆動を行う。電流制御アンプ１２は、設定される電流指令に対して、インバータ装置１１の出力電流を検出する電流検出器１３の検出電流をフィードバック信号としてモータ１Ａに供給する電流を制御する。コントローラ１４は、コイル２の張力（トルク）を制御するための張力指令値を電流制御アンプ１２に出力し、インバータ装置１１の電流指令値として発生する。
【００１９】
以上までの構成は、コントローラ１４からの張力指令値を基にしたモータ１Ａの電流制御になり、従来の張力一定制御方式によるモータ制御に相当する。
【００２０】
ここで、本実施形態では、鋼板Ａをその終端近くにまで巻き戻したときのリールと鋼板Ａとの間の不揃速を無くした巻き戻しを実現し、およびモータ１Ａの逆転による暴走防止を実現するため、以下の構成要素を付加している。
【００２１】
速度検出器１５はモータ１Ａの速度を検出する。コントローラ１４は張力設定値を出力する機能の他に、モータ１Ａの速度設定値を出力する機能を設ける。速度制御アンプ１６は、コントローラ１４から出力する速度設定値と速度検出器１５で検出するモータ速度によるフィードバック制御を行い、電流制御アンプ１２の電流指令として出力する。切替スイッチ１７Ａと１７Ｂは、電流制御アンプ１２への電流指令を張力設定値と速度設定値に切り替える。鋼板とリールとの間の不揃速検出手段としての速度変化検出器１８は、速度検出器１５により検出するモータ１Ａの速度が一定値以上に変化したことを検出し、この検出で切替スイッチ１７Ａから１７Ｂに切り替える。
【００２２】
以上の構成によるモータ制御を説明する。通常時、コイルの巻き戻しは、従来と同様に、切替スイッチ１７Ａを閉じ、切替スイッチ１７Ｂを開放しておき、コントローラ１４からの張力設定値を電流制御アンプ１２の電流指令値として、インバータ装置１１の電流制御でモータ１Ａを駆動し、コイル２から巻き戻す鋼板に一定の張力を加える張力一定制御を行う。
【００２３】
上記の張力一定制御では、コントローラ１４は、張力設定値を一定に維持しておく他、速度検出器１５の検出速度を記憶および更新しておき、この検出速度に一致する速度設定値を発生しておく。このとき、速度制御アンプ１６の出力はほぼ零になる。
【００２４】
次に、コイル２から巻き戻す鋼板が終端近くになり、鋼板とリールとの間の拘束力が小さくなってその間に不揃速が発生し始めたとき、一定に張力制御されているモータ１Ａに逆回転方向の速度変化が現れたことを速度変化検出器１８が検出し、切替スイッチ１７Ａから１７Ｂに切り替える。また、速度変化検出器１８によるスイッチ切替信号を入力するコントローラ１４は、速度設定値をスイッチ切替信号の入力直前の値に保持する。これにより、モータ１Ａの速度変化が速度制御アンプ１６の入力偏差にも現れ、速度制御アンプ１６の出力が速度変化を戻す方向の極性で変化し始める。
【００２５】
これら切替制御により、速度制御アンプ１６の出力によるモータ１Ａの速度制御を行い、鋼板とリールとの間に不揃速が発生し始めるスイッチ切替信号の入力直前の速度にモータ１Ａを速度一定制御し、鋼板とリールとの間の不揃速を無くした巻き戻しを得る。この制御状態は、鋼板の終端がコイル２から完全に解き放たれるまで続け、鋼板とリールとの間の摩擦を無くし、鋼板の表面が傷つくのを防止する。コントローラ１４は、鋼板の終端がコイル２から完全に解き放たれると予測される時間以上の後、速度指令値を零にしてモータ１Ａを停止させる。
【００２６】
なお、モータ１Ａの速度一定制御において、コイル２の周速が僅かに変化する場合には、この変化に応じてコントローラ１４の速度設定値を僅かに変化させればよい。
【００２７】
また、本実施形態では、コントローラ１４による張力設定により張力一定制御を行う場合を示すが、コントローラ１４は速度制御アンプ１６を利用して、その速度指令を鋼板の巻き戻し速度よりも僅かに遅くして張力一定制御を行う方式とすることができる。この場合、切替スイッチ１７Ａ，１７Ｂおよび速度変化検出器１８に代えて、コントローラ１４による速度変化検出と速度指令の切り替えを行う構成で実現される。
【００２８】
また、本実施形態では、リールと鋼板の不揃速を検出する手段として、速度変化検出器１８によりモータ１Ａの速度変化から不揃速を検出する場合を示すが、電流検出器１３によるモータ１Ａの電流変化や電流制御アンプ１２の出力変化から検出することができる。
【００２９】
また、本実施形態は、コントローラ１４、制御アンプ１２、１６、速度変化検出器１８等で構成される各制御要素は、コンピュータ構成、ディジタル回路構成またはアナログ回路構成のいずれでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態を示すモータ制御回路。
【図２】スリッターシステムの構成例。
【符号の説明】
【００３１】
１  アンコイラー
１Ａ  モータ
２  コイル
１１  インバータ装置
１２  電流制御アンプ
１３  電流検出器
１４  コントローラ
１５  速度検出器
１６  速度制御アンプ
１７Ａ，１７Ｂ  切替スイッチ
１８  速度変化検出器
【図１】
2006130509.tif 000003
【図２】
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