(57)【要約】【課題】搬送される鋼帯の払出しをリールによって行う鋼帯の処理ラインで、フリーループを形成した場合でも、リールに巻かれた鋼帯のコイル径を正確に演算する。【解決手段】搬送される鋼帯１の払出しを行うペイオフリール２と、搬送用のピンチロール４との間に、所定範囲内の長さに維持されるフリーループ５が形成された処理ラインで、リール回転速度とロール回転速度とに基づいて前記リールのコイル径を演算すると共に、演算されたコイル径をフリーループ長さの変化量に基づいて補正する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状物を巻いたコイルから該帯状物を払出す第一のリール、該払出された帯状物がフリーループを形成できるフリーループ形成帯、及び該フリーループ形成帯の終端であって前記第一のリールと異なる一端に配置されたフリーループ帯終端ロール又は第二のリールを有する前記帯状物の搬送設備で、
前記第一のリールの回転速度と、前記フリーループ帯終端ロール又は第二のリールの回転速度とに基づいて前記リールのコイル径を演算すると共に、演算されたコイル径をフリーループ長さの変化量に基づいて補正することを特徴とするコイル径演算方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯に代表される帯状物の払出しをリールによって行い、この帯状物に各種の処理を施す、或いは単に搬送するライン（以下、処理ラインと称す）において、リールに巻かれた帯状物のコイル径を演算する方法であり、特に処理ラインにフリーループが形成された場合のものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばリールで払出す鋼帯のコイル径が所定の大きさに達したときに、リールを的確に減速・停止させる等の目的で、鋼帯の搬送に同期して回転するロール回転速度ｎとロール直径ｄとの積を、リール回転速度Ｎで除算して、鋼帯のコイル径Ｄ（＝ｎ・ｄ／Ｎ）を演算する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また一方で、所定時間ごとのリールによる鋼帯の払出し量と、ロールによる鋼帯の送出し量との偏差を吸収するためには、両者の間にフリーループを形成することが望ましく、このフリーループが所定範囲よりも長くなるときには、例えばリールの払出し速度を低下させて鋼帯の折れ曲がりや下端部の擦れ等を防止し、逆に所定範囲よりも短くなるときには、リールの払出し速度を増加させて張力変動に起因したロールでのスリップ等を防止する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−７０２５７号公報
【特許文献２】
特開昭６０−６５４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２に記載された従来例のように、帯状物の処理ラインにフリーループを形成して、このフリーループの長さが所定範囲内で維持されるようにリールの回転速度を変化させた状態で、上記特許文献１に記載された従来例のように、リール回転速度及びロール回転速度からコイル径Ｄを算出してしまうと、フリーループを長くするためにリールの回転速度を早くしたときにはコイル径Ｄが実際よりも小さく演算され、逆にフリーループを短くするためにリールの回転速度を遅くしたときにはコイル径Ｄが実際よりも大きく演算され、正確なコイル径を演算することができないという未解決の課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、搬送される帯状物の払出しをリールによって行う処理ラインで、フリーループを形成した場合でも、リールに巻かれた帯状物のコイル径を正確に演算することができるコイル径演算方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のコイル径演算方法では、フリーループが形成された処理ラインで、リールによる帯状物の払出し量と、ロールによる帯状物の送出し量との間に生じる差分が、フリーループ長さの変化量と等しくなることに着目した。本発明は、帯状物を巻いたコイルから該帯状部を払出す第１のリール、該払出された帯状物がフリーループを形成できるフリーループ形成帯、及び該フリーループ形成帯の終端であって前記第一のリールと異なる一端に設置されたフリーループ帯終端ロール又は第二のリールを有する前記帯状物を搬送する設備で、前記第一のリールの回転速度と、前記フリーループ帯終端ロール又は第二のリールの回転速度とに基づいて前記第一のリールの（担持するコイルの）コイル径を演算すると共に、演算されたコイル径をフリーループ長さの変化量に基づいて補正することを特徴とするコイル径演算方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る処理ラインの一実施形態を示す概略構成図である。図中、１は一般冷延鋼板や表面処理鋼板等の鋼帯であり、ペイオフリール２（払い出しを行う：第１のリール）に巻かれている。このペイオフリール２から鋼帯１が払出され、デフレクタロール３Ａ及び３Ｂと、上下一対のピンチロール４とを順に経て、図示しないテンションリール等で巻取られることで搬送されるように構成されている。そして、鋼帯１におけるデフレクタロール３Ａ及び３Ｂの間には、側面から見て略Ｕ字型となるように鋼帯１を自重によって懸垂させて、ペイオフリール２からの払出し量と、ピンチロール４での送り量との差分を吸収するフリーループ５が形成されている。
【０００９】
本実施形態では、ペイオフリール２から、ピンチロール４の区間をフリーループ形成帯１０と称する。ピンチロール４は、フリーループ帯終端ロールである。本実施形態では、フリーループ帯終端はピンチロール４であるが、巻取りリール等の別のリールでもよい。フリーループ長さはペイオフリール２から、ピンチロール４までの鋼帯に沿った長さである。フリーループ長さを定義するフリーループ長さの端部位置は、フリーループの端部がリールの場合には鋼帯がコイルから払出される位置とし、フリーループの端部がロールの場合には鋼帯とロールの接触位置とすればよいが、必要な制御精度を満たす場合にはリールやロールの回転心の位置としてもよい。
【００１０】
また、フリーループ５の下方には、フリーループ５の下端までの距離Ｙを検出するレーザ式や超音波式等の距離センサ６が設けられている。この距離センサ６の検出結果からフリーループ５が所定範囲内の長さに維持されるように、ペイオフリール２が回転する、すなわちフリーループ長さが所定範囲よりも長くなるときにはペイオフリール２の回転速度を減少させ、フリーループ長さが所定範囲よりも短くなるときにはペイオフリール２の回転速度を増加させるように構成されている。
【００１１】
また、ペイオフリール２及びピンチロール４の夫々には、回転速度に応じたパルス信号を出力・カウントして、単位時間あたりのペイオフリール２のリール回転速度Ｎ、及びピンチロール４のロール回転速度ｎを検出する速度センサ７及び８が設けられている。
そして、距離センサ６で検出されるフリーループ５の下端までの距離Ｙと、速度センサ７及び８で検出されるペイオフリール２のリール回転速度Ｎ、及びピンチロール４のロール回転速度ｎとが、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ９に入力される。
【００１２】
このコントローラ９は、後述する図２のコイル径演算処理を実行して、入力された各種信号からペイオフリール２に巻かれた鋼帯１のコイル径Ｄを演算すると共に、演算されたコイル径をもとに処理ラインを減速・停止させる機能を併せ持っている。
次に、コントローラ９で実行されるコイル径演算処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００１３】
先ず、ステップＳ１では、フリーループ５の下端までの距離Ｙと、リール回転速度Ｎと、ロール回転速度ｎとを読込み、ステップＳ２に移行する。
このステップＳ２では、ペイオフリール２からの払出し量と、ピンチロール４を通過した送り量（搬送された長さ）とが略等しいものとして、ステップＳ１で読込まれたリール回転速度Ｎ及びロール回転速度ｎ、並びにピンチロール４の直径ｄを用い、下記（１）式に従ってペイオフリール２に巻かれた鋼帯１のコイル径Ｄを算出する。
Ｄ＝ｎ・ｄ／Ｎ            ・・・・・・（１）
【００１４】
次に、ステップＳ３に移行して、フリーループ長さの変化量ΔＬを算出する。本実施形態では、フリールー長さＬはデフレクタロール３Ａ及び３Ｂ間のみで変化するので、フリーループ長さの変化量ΔＬを算出するには、デフレクタロール３Ａ及び３Ｂ間の長さＬの変化量をフリーループ長さの変化量ΔＬとしてよい。このフリーループ長さＬは、図３に示すように、鋼帯弛度が０であるときの鋼帯１と距離センサ６との距離をａ、デフレクタロール３Ａ及び３Ｂ間の高低差をｂ、デフレクタロール３Ａ及び３Ｂ間の水平距離をｃ、鋼帯１の弛み量（フリーループ高さ）をＨとすると、下記（２）、（３）式に示した懸垂線の近似式に従って算出することができる。
Ｌ＝ｃ＋（８Ｈ２／３ｃ）＋（ｂ２／２ｃ）        ・・・（２）
Ｈ＝ａ−Ｙ                                                    ・・・（３）
【００１５】
次いで、（ｉ−１）回の処理で算出されたフリーループ長さＬ（ｉ−１）を、（ｉ）回の処理で算出されたフリーループ長さＬ（ｉ）を減じてフリーループ長さの変化量ΔＬ（＝Ｌ（ｉ−１）−Ｌ（ｉ））を算出する。なお、ｉは２以上の整数である。
次に、ステップＳ４に移行して、ロール回転速度ｎ及びロール直径ｄから算出される処理ラインの搬送速度Ｖ（＝ｎ・ｄπ）を用いて、下記（４）式に従って所定時間Δｔの間にピンチロール４を通過した分の鋼帯長さＳを算出する。ここで、所定時間Δｔとは、このコイル径演算処理が実行される周期である。
Ｓ＝Ｖ・Δｔ                                                ・・・・・・（４）
【００１６】
次に、ステップＳ５に移行して、前記ステップＳ２で算出された基本コイル径Ｄに対する補正係数Ｋを算出する。この補正係数Ｋは、所定時間Δｔの間にペイオフリール２が、ピンチロール４を通過した分の鋼帯長さＳと、フリーループ長さの変化量ΔＬとを加算した値（Ｓ＋ΔＬ）を用い、下記（５）式に従って算出する。
Ｋ＝Ｓ／（Ｓ＋ΔＬ）                                ・・・・・・（５）
【００１７】
次に、ステップＳ６に移行して、下記（６）式に従って前記ステップＳ２で算出された基本コイル径Ｄを、ステップＳ６で算出された補正係数Ｋで補正したコイル径Ｄ’を算出したら、続いて移行するステップＳ７でコイル径Ｄ’に基づいて処理ラインの減速・停止を制御し、前記ステップＳ１に戻る。
Ｄ’＝Ｄ・Ｋ                                                ・・・・・・（６）
【００１８】
このように、上記の実施形態では、ペイオフリール２での払出し量と、ピンチロール４での送出し量との間に生じる差分が、フリーループ長さの変化量ΔＬと等しくなることに着目し、リール回転速度Ｎ及びロール回転速度ｎから演算されるコイル径Ｄを、フリーループ長さの変化量ΔＬが既に払出されたとして演算するよう補正している。
【００１９】
次に、本発明のコイル径演算方法でペイオフリール２のコイル径を演算した場合の効果を、実験結果に基づいて説明する。
ここでは、板厚０．２ｍｍの鋼帯１を２００ｍ／ｍｉｎの速度で搬送し、払出し開始時のコイル径が６００ｍｍ、ピンチロール４のロール径が３１０ｍｍの処理ラインで、コイル径を１ｓｅｃ毎に演算する。図４（ａ）は、フリーループ高さＨの変化を示すグラフであり、図４（ｂ）は、このフリーループ長さの変化に応じて、コイル径を補正する前（Ｄ）と、補正した後（Ｄ’）との演算結果を比較したグラフである。なお、点線で示された直線は、処理ラインにフリーループ５を形成せず、前記（１）に従ってコイル径を演算した場合の理論値である。
【００２０】
この図４（ｂ）に示したグラフから明らかなように、理論値に対するコイル径の演算誤差が、補正前では６ｍｍ程度であったが、本発明のコイル径演算方法で補正をすると１ｍｍ以下まで抑制することができる。このようにコイル径の演算精度を向上させることによって、鋼帯１の低速搬送期間を短縮することができ、結果として生産効率の向上を図ることができる。
なお、上記一実施形態では、処理ラインにフリーループが一つ形成された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、処理ラインに複数のフリーループが形成された場合であっても本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のコイル径演算方法によれば、フリーループが形成される帯状物を搬送する設備で、リール回転速度と、もう一方のリール又はロール回転速度とに基づいて払出しを行うリールのコイル径を演算すると共に、演算されたコイル径をフリーループ長さの変化量に基づいて補正するように構成されているので、払出しを行うリールに巻かれた帯状物のコイル径を正確に演算できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における概略構成図である。
【図２】コイル径演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】フリーループを説明する図である。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  鋼帯
２  ペイオフリール（第一のリール）
３  デフレクタロール
４  ピンチロール
５  フリーループ
６  距離センサ
７、８  速度センサ
９  コントローラ
１０  フリーループ形成帯
【図１】
2005015194.tif 000003
【図２】
2005015194.tif 000004
【図３】
2005015194.tif 000005
【図４】
2005015194.tif 000006