(57)【要約】【課題】従来構成では、駆動モータの回転速度の上限値を一定値として、金属帯の処理効率が低下しないように容量が大きい駆動モータを採用するので、過剰な性能を有する駆動モータを使用することになり、設備コストの増大の要因になっている。【解決手段】本発明による搬送速度制御装置では、上限値変更部１２０が、鋼板６の処理条件に基づいて決定される第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側張力値Ｔｉｎと出側張力値Ｔｏｕｔとの差から駆動モータ２０ａ，２２ａの負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を算出して、該負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に基づいて駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値を変更する。【選択図】図２
2011236008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの処理セクション（２）を含む金属帯（６）の処理設備において、前記処理セクション（１〜５）の前部及び後部の少なくとも一方に配置されたブライドルロール（２０，２２）の駆動モータ（２０ａ，２２ａ）の動作を制御することで、前記処理セクション（２）での前記金属帯（６）の搬送速度を制御する搬送速度制御装置であって、
前記金属帯（６）の処理条件に基づいて決定される前記ブライドルロール（２０，２２）の入側張力値（Ｔｉｎ）と出側張力値（Ｔｏｕｔ）との差から前記駆動モータ（２０ａ，２２ａ）の負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を算出するとともに、該負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に基づいて前記駆動モータ（２０ａ，２２ａ）の回転速度の上限値を変更する上限値変更部（１２０）
を備えていることを特徴とする搬送速度制御装置。
【請求項２】
前記上限値変更部（１２０）は、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）のときに前記駆動モータ（２０ａ，２２ａ）が定格電流で駆動された場合の前記駆動モータ（２０ａ，２２ａ）の回転速度であるモータ条件許容速度（Ｖｌｉｍ１）を前記回転速度の前記上限値とすることを特徴とする請求項１記載の搬送速度制御装置。
【請求項３】
前記上限値変更部（１２０）は、
前記モータ条件許容速度（Ｖｌｉｍ１）が、予め設定された制限速度（Ｖｌｉｍ２）未満となる場合には、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に対応する前記モータ条件許容速度（Ｖｌｉｍ１）を前記回転速度の前記上限値とし、
前記モータ条件許容速度（Ｖｌｉｍ１）が前記制限速度（Ｖｌｉｍ２）以上となる場合には、前記制限速度（Ｖｌｉｍ２）を前記回転速度の前記上限値とする
ことを特徴とする請求項２記載の搬送速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブライドルロールの駆動モータの動作を制御することで処理セクションでの金属帯の搬送速度を制御する搬送速度制御装置に関し、特に、ブライドルロールの負荷に基づいて駆動モータの回転速度の上限値を変更するようにすることで、金属帯の処理効率を維持しつつ、過剰な性能を有する駆動モータの使用を回避でき、設備コストの増大を防止できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の搬送速度制御装置としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成が用いられている。すなわち、従来の搬送速度制御装置では、例えば酸洗や圧延等の処理セクションでの金属帯の処理に必要な時間を、例えば素材、板厚、及び板幅等の金属帯の処理条件に基づいて算出している。そして、処理セクションの前後の少なくとも一方に配置されたブライドルロールの駆動モータの動作を制御して、少なくとも算出した必要処理時間の間は金属帯が処理セクション内に位置するように金属帯の搬送速度を制御している。
【０００３】
ここで、この種の搬送速度制御装置では、駆動モータやその他の部材の保護を目的として、ブライドルロールの駆動モータの回転速度の上限値が設定される。この回転速度の上限値は、一般に、処理設備で処理する金属帯の中で負荷が最も大きな金属帯を搬送しても、駆動モータ等に異常が生じない程度の一定の速度に設定される。すなわち、上述の金属帯の搬送速度の制御は、設定された上限値を駆動モータの回転速度が超えない範囲で行われるものである。
【０００４】
一方で、搬送速度の上限値が上述のように設定されるため、負荷が小さな金属帯でも、負荷が大きな金属帯に対応した遅い速度でしか搬送できず、金属帯の処理効率が低下してしまう。このため、従来構成では、金属帯の処理効率が低下しないように、容量が十分に大きい駆動モータを採用して、大きな設定上限値を得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５５１５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来構成では、駆動モータの回転速度の上限値を一定値として、金属帯の処理効率が低下しないように容量が大きい駆動モータを採用するので、過剰な性能を有する駆動モータを使用することになり、設備コストの増大の要因になっている。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、金属帯の処理効率を維持しつつ、過剰な性能を有する駆動モータの使用を回避でき、設備コストの増大を防止できる搬送速度制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る搬送速度制御装置は、少なくとも１つの処理セクションを含む金属帯の処理設備において、処理セクションの前部及び後部の少なくとも一方に配置されたブライドルロールの駆動モータの動作を制御することで、処理セクションでの金属帯の搬送速度を制御する搬送速度制御装置であって、金属帯の処理条件に基づいて決定されるブライドルロールの入側張力値と出側張力値との差から駆動モータの負荷を算出するとともに、該負荷に基づいて駆動モータの回転速度の上限値を変更する上限値変更部を備える。
【０００９】
また、上限値変更部は、算出した負荷のときに駆動モータが定格電流で駆動された場合の駆動モータの回転速度であるモータ条件許容速度を、回転速度の上限値とする。
また、上限値変更部は、モータ条件許容速度が、予め設定された制限速度未満となる場合には、算出した負荷に対応するモータ条件許容速度を回転速度の前記上限値とし、モータ条件許容速度が制限速度以上となる場合には、制限速度を回転速度の前記上限値とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の搬送速度制御装置によれば、上限値変更部は、金属帯の処理条件に基づいて決定されるブライドルロールの入側張力値と出側張力値との差から駆動モータの負荷を算出するとともに、該負荷に基づいて駆動モータの回転速度の上限値を変更するので、容量が小さい駆動モータを採用した場合でも、負荷に応じて駆動モータの回転速度の上限値（金属帯の搬送速度の上限値）を大きくできる。これにより、金属帯の処理効率を維持しつつ、過剰な性能を有する駆動モータ等の使用を回避でき、設備コストの増大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による搬送速度制御装置が適用される鋼板の酸洗・冷延設備を示す構成図である。
【図２】図１の搬送速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の上限値変更部によって変更される駆動モータの回転速度の上限値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による搬送速度制御装置１００が適用される鋼板の酸洗・冷延設備を示す構成図である。図において、金属帯の処理設備である酸洗・冷延設備には、複数の処理セクションが含まれている。すなわち、酸洗・冷延設備には、処理セクションとして、溶接セクション１、メカニカルデスケールセクション２、酸洗セクション３、冷延セクション４、及び巻取セクション５が含まれている。
【００１３】
溶接セクション１には、一対のペイオフリール１０と、溶接機１１と、第１ブライドルロール１２とが設けられている。ペイオフリール１０は、コイル（鋼板が円柱状に巻き取られたもの）から鋼板６を送り出すものである。溶接機１１は、一方のペイオフリール１０のコイルの鋼板６の終端と他方のペイオフリール１０のコイルの鋼板６の先端とを溶接するものであり、コイルの切り替わりが行われても鋼板６を酸洗・冷延設備に連続的に供給するためのものである。第１ブライドルロール１２は、ライン方向７（鋼板の搬送方向）に沿う溶接セクション１の後部に配置されたものであり、周知のように鋼板が巻き掛けられた複数のロールから構成されたものである。この第１ブライドルロール１２のロールは、図示しない駆動モータにより駆動される。すなわち、第１ブライドルロール１２は、鋼板６に所定の張力を付与しつつ、鋼板６を搬送するものである。
【００１４】
メカニカルデスケールセクション２には、第２ブライドルロール２０と、圧延機２１と、第３ブライドルロール２２とを含むものである。第２及び第３ブライドルロール２０，２２は、ライン方向７に沿うメカニカルデスケールセクション２の前部及び後部に配置されたものであり、該前部及び後部において鋼板６に所定の張力を付与しつつ鋼板６を搬送するものである。圧延機２１は、鋼板６の圧延を行うものである。より詳細に説明すると、圧延機２１は、鋼板６の表面に微少なクラックを生じさせながら鋼板６を圧延するものである。この微少なクラックは、後述の鋼板６の酸洗をより効率的に行うためのものである。
【００１５】
酸洗セクション３には、第４ブライドルロール３０と、酸タンク３１と、第５ブライドルロール３２とが含まれている。第４及び第５ブライドルロール３０，３２は、ライン方向７に沿う酸洗セクション３の前部及び後部に配置されたものであり、該前部及び後部において鋼板６に所定の張力を付与しつつ鋼板６を搬送するものである。酸タンク３１は、鋼板６の酸洗を行うものである。この酸タンク３１での酸洗では、前述の鋼板６の表面に形成された微少なクラックによって、鋼板６の表面の酸化層がより短時間で剥落される。
【００１６】
冷延セクション４は、第６ブライドルロール４０と、圧延機４１と、第７ブライドルロール４２とを含むものである。第６及び第７ブライドルロール４０，４２は、ライン方向７に沿う冷延セクション４の前部及び後部に配置されたものであり、該前部及び後部において鋼板６に所定の張力を付与しつつ鋼板６を搬送するものである。圧延機４１は、複数の圧延機が直列に配置されたものであり、所望の板厚まで鋼板６を徐々に圧延するものである。
【００１７】
巻取セクション５は、第８ブライドルロール５０と、切断機５１と、テンションリール５２とを含むものである。第８ブライドルロール５０は、巻取セクション５の前部において鋼板６に所定の張力を付与しつつ鋼板６を搬送する。切断機５１は、鋼板６を所定の長さ毎に切断するものである。テンションリール５２は、鋼板６を巻き取ることでコイルを形成するものである。
【００１８】
図１では簡易的に示すが、上述の各処理セクション１〜５に含まれる各ブライドルロール１２，２０，２２，３０，３２，４０，４２，５０の駆動モータには、搬送速度制御装置１００が接続されている。搬送速度制御装置１００は、メカニカルデスケールセクション２の第２ブライドルロール２０を含む、各ブライドルロール１２，２０，２２，３０，３２，４０，４２の駆動モータの動作を制御することで、各処理セクション１〜５での鋼板６の搬送速度を制御するものである。なお、速度差が大きくなる処理セクション間には、鋼板６の速度差を吸収するためのルーパ８が設けられている。
【００１９】
次に、図２は、図１の搬送速度制御装置１００の構成を示すブロック図であり、図３は、図２の上限値変更部１２０によって変更される駆動モータの回転速度の上限値を示すグラフである。なお、図２では、搬送速度制御装置１００によってメカニカルデスケールセクション２での搬送速度制御が行われる旨を説明するが、搬送速度制御装置１００は、他の処理セクション１，３〜５での搬送速度制御を行うこともできる。
【００２０】
搬送速度制御装置１００には、速度制御部１１０、上限値変更部１２０、及びコイル切替検出部１３０が含まれている。速度制御部１１０は、第２及び第３ブライドルロール２０，２２の駆動モータ２０ａ，２２ａに対して制御指令１１０ａを入力して、これら駆動モータ２０ａ，２２ａの動作を制御することで、メカニカルデスケールセクション２での鋼板６の搬送速度を、所定の張力を保ちながら制御するものである。張力を検出する手段としては、張力検出器（張力検出ロールなど）を設置する場合もあれば、ブライドルロールのモータ負荷電流から算出する場合もある。上限値変更部１２０は、上限値変更指令１２０ａを速度制御部１１０に入力して、速度制御部１１０の駆動モータ２０ａ，２２ａの動作制御における回転速度の上限値を変更するものである。すなわち、速度制御部１１０は、上限値変更指令１２０ａで示される回転速度の上限値までの範囲で、駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度を制御する。
【００２１】
コイル切替検出部１３０は、溶接セクション１でのコイル切り替えが実施されることを検出するものである。このコイル切替検出部１３０は、コイル切り替えが実施されることを検出した場合に、コイル切替情報１３０ａを上限値変更部１２０に入力する。上限値変更部１２０は、コイル切替情報１３０ａの入力を検出した場合に、駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値を変更する必要があるか否かを判定する。
【００２２】
具体的には、上限値変更部１２０は、コイル切替情報１３０ａの入力を検出した場合に、鋼板６の処理条件から決定される第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側張力値Ｔｉｎ［ｋＮ］と出側張力値Ｔｏｕｔ［ｋＮ］との差から駆動モータ２０ａ，２２ａの負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を算出する。また、上限値変更部１２０は、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を算出した後に、コイル切替情報１３０ａの入力を検出する前後で負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に変化が生じるか否かを判定し、変化が生じると判定した場合に、駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値を変更する必要があると判定する。
【００２３】
なお、第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側張力値Ｔｉｎ及び出側張力値Ｔｏｕｔは、以下の式（１），（２）ように表すことができる。
Ｔｉｎ＝（ｔｉｎ×ｈｉｎ×Ｗ）／１０００    ・・・・（１）
Ｔｏｕｔ＝（ｔｏｕｔ×ｈｏｕｔ×Ｗ）／１０００  ・・・・（２）
但し、ｔｉｎは第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側におけるユニット張力設定値［Ｎ／ｍｍ２］であり、ｔｏｕｔは第２及び第３ブライドルロール２０，２２の出側におけるユニット張力設定値［Ｎ／ｍｍ２］であり、ｈｉｎは第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側における鋼板６の板厚［ｍｍ］であり、ｈｏｕｔは第２及び第３ブライドルロール２０，２２の出側における鋼板６の板厚［ｍｍ］であり、Ｗは第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側及び出側での鋼板６の板幅［ｍｍ］である。なお、ｔｉｎ及びｔｏｕｔは、通板される鋼種、板厚、及び板幅で区分される層別テーブルからのルックアップ方式で決定される。この実施の形態では、入側張力値Ｔｉｎ［ｋＮ］及び出側張力値Ｔｏｕｔ［ｋＮ］の決定に係る上述の鋼板６の処理条件とは、これらｔｉｎ，ｔｏｕｔ，ｈｉｎ，ｈｏｕｔ，Ｗである。コイル切替検出部１３０は、コイル切り替えが実施されることを検出した場合に、切換え後のコイルにおけるｔｉｎ，ｔｏｕｔ，ｈｉｎ，ｈｏｕｔ，Ｗを検出し、これらｔｉｎ，ｔｏｕｔ，ｈｉｎ，ｈｏｕｔ，Ｗをコイル切替情報１３０ａに含めて上限値変更部１２０に入力する。
【００２４】
上限値変更部１２０は、回転速度の上限値を切換える必要があると判定した場合、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に基づいて、駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値を決定する。
【００２５】
具体的には、上限値変更部１２０は、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を下記の式（３）に代入して、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）のときに駆動モータ２０ａ，２２ａが定格電流で駆動された場合の駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度であるモータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１［ｒｐｍ］を算出する。
Ｖｌｉｍ１＝α×（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）＋β    ・・・・（３）
但し、α，βは、所定のモデルパラメータであり、駆動モータ２０ａ，２２ａの特性により決定される定数である。
【００２６】
また、上限値変更部１２０は、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１が第２及び第３ブライドルロール２０，２２の機械的条件により決定される機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２［ｒｐｍ］未満となるか否かを判定する。なお、第２及び第３ブライドルロール２０，２２の機械的条件とは、例えば第２及び第３ブライドルロール２０，２２の回転軸の強度等である。また、機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２とは、機械的条件を原因とする例えば振動等の異常が第２及び第３ブライドルロール２０，２２に生じない最大限の駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度であり、設備設計時に予め設定された制限速度（一定値）である。
なお、制限速度は、機械を保護するために機械条件許容速度を下回る値に設定してもよいことは云うまでもない。
【００２７】
ここで、図３に示すように、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１は、駆動モータ２０ａ，２２ａの負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に対して反比例の関係を有する。すなわち、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１は、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）が小さくなるほど大きくなり、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）が大きくなるほど小さくなる。一方で、機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２は、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）の増減に拘わらず一定値とされている。すなわち、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１は、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）が所定値Ｌ１よりも大きい場合に機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２未満となる。
【００２８】
上限値変更部１２０は、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１が機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２未満であると判定した場合に、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に対応するモータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１を駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値とする。また、上限値変更部１２０は、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１が機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２以上であると判定した場合に、機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２を駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値とする。換言すると、上限値変更部１２０は、回転速度の上限値の増大を機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２までに制限している。
【００２９】
上限値変更部１２０は、回転速度の上限値を決定した後に、上限値変更指令１２０ａを速度制御部１１０に入力する。速度制御部１１０は、鋼板６の溶接部、すなわちコイルの切り替わり部がメカニカルデスケールセクション２に進入される際に、上限値変更指令１２０ａに基づいて回転速度の上限値の変更を適用する。なお、鋼板６の溶接部は、周知の溶接部検出センサ（図示せず）によって検出できる。
【００３０】
このような搬送速度制御装置１００では、上限値変更部１２０は、鋼板６の処理条件から決定される第２及び第３ブライドルロール２０，２２の入側張力値Ｔｉｎと出側張力値Ｔｏｕｔとの差から駆動モータ２０ａ，２２ａの負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）を算出するとともに、該負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に基づいて駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度の上限値を変更するので、容量が小さい駆動モータ２０ａ，２２ａを採用した場合でも、負荷に応じて搬送速度の上限値を大きくできる。これにより、金属帯の処理効率を維持しつつ、過剰な性能を有する駆動モータ２０ａ，２２ａの使用を回避でき、設備コストの増大を防止できる。換言すると、従来の回転速度の上限値Ｖｐは、図３において一点鎖線で示すように、処理設備で処理する金属帯の中で最も大きな負荷Ｌｍａｘを生じさせる金属帯に合わせて一定値とされていたが、本実施の形態では、負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）が小さくなるにつれて回転速度の上限値を大きくでき、駆動モータ２０ａ，２２ａの容量を最大限利用できる。
【００３１】
また、上限値変更部１２０は、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）のときに駆動モータ２０ａ，２２ａが定格電流で駆動された場合の駆動モータ２０ａ，２２ａの回転速度であるモータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１を回転速度の前記上限値とするので、より確実に駆動モータ２０ａ，２２ａの容量を最大限利用できる。
【００３２】
また、上限値変更部１２０は、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１が予め設定された機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２未満となる場合には、算出した負荷（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）に対応するモータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１を回転速度の上限値とし、モータ条件許容速度Ｖｌｉｍ１が機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２以上となる場合には、機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２を回転速度の上限値とするので、回転速度の上限値の増大を機械条件許容速度Ｖｌｉｍ２までに制限でき、設備を保護できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  溶接セクション（処理セクション）
２  メカニカルデスケールセクション（処理セクション）
３  酸洗セクション
４  冷延セクション
５  巻取セクション
６  鋼板（金属帯）
２０，２２  ブライドルロール
２０ａ，２２ａ  駆動モータ
１００  搬送速度制御装置
１２０  上限値変更部
【図１】
2011236008.tif 000003
【図２】
2011236008.tif 000004
【図３】
2011236008.tif 000005