JP6959582B2 - Meander control method for strip-shaped base material in non-contact transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、連続して走行する帯状基材を1以上のフロータ群で浮上させて搬送ロールと非接触の状態で搬送する非接触搬送装置における帯状基材の蛇行制御方法に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling meandering of a strip-shaped base material in a non-contact transporting device in which a continuously traveling strip-shaped base material is floated by one or more floater groups and transported in a non-contact state with a transport roll.
鉄鋼製品の製造工程には、冷延鋼帯のような帯状基材を連続して走行させながら熱処理やめっき処理、塗装処理等、各種の処理を施す工程が存在する。このような工程においては、帯状基材を搬送する手段として、帯状基材をロールと接触させて支持しながら搬送する「ロール搬送」が一般的に用いられている。 In the manufacturing process of steel products, there are steps of performing various treatments such as heat treatment, plating treatment, and painting treatment while continuously running a strip-shaped base material such as a cold-rolled steel strip. In such a step, as a means for transporting the strip-shaped base material, "roll transport" is generally used in which the strip-shaped base material is transported while being in contact with the roll and supported.
しかしながら、例えば、冷延鋼帯のような帯状基材の表面に各種被膜を塗布した後、乾燥し、焼付けたりする工程や、帯状基材を連続して走行しながら高温で熱処理を施したりする工程においては、従来のロール搬送方法では、帯状基材と搬送ロールとの接触により、基材表面や基材表面に被覆した塗装膜に、擦り傷や剥離などの欠陥が発生し易いという問題がある。そこで、この問題を解決する方法の一つとして、気体等を基材の下面に噴射し、その圧力で帯状基材を浮上させる「フロータ」を配設し、帯状基材を搬送ロールとは非接触の状態として搬送する非接触搬送装置が開発されている。 However, for example, a step of applying various coating films to the surface of a strip-shaped base material such as a cold-rolled steel strip and then drying and baking the strip-shaped base material, or heat treatment at a high temperature while continuously running the strip-shaped base material is performed. In the process, the conventional roll transport method has a problem that defects such as scratches and peeling are likely to occur on the surface of the base material and the coating film coated on the surface of the base material due to the contact between the strip-shaped base material and the transport roll. .. Therefore, as one of the methods for solving this problem, a "floater" that injects gas or the like onto the lower surface of the base material and floats the band-shaped base material by the pressure is arranged, and the band-shaped base material is not a transport roll. A non-contact transfer device for transporting in a contact state has been developed.
しかし、このフロータを用いた非接触搬送装置では、帯状基材が浮上しており、支持体との接触による摩擦力が働かないため、帯状基材が横滑りして蛇行が発生したり、帯状基材を浮上させるために噴射した気流によって帯状基材がバタつく等、通板安定性に問題があることが指摘されている。そこで、浮上させた帯状基材の蛇行やバタつきを防止し、安定的に帯状基材を搬送するための検討が数多くなされてきた。 However, in the non-contact transfer device using this floater, the strip-shaped base material is levitated and the frictional force due to the contact with the support does not work, so that the strip-shaped base material slides sideways to cause meandering or the strip-shaped base. It has been pointed out that there is a problem with the stability of the plate, such as the strip-shaped base material fluttering due to the airflow jetted to float the material. Therefore, many studies have been made to prevent meandering and fluttering of the floating strip-shaped base material and to stably transport the strip-shaped base material.
例えば、蛇行矯正方法として、特許文献1には、気体の噴出により帯状基材を非接触下にカテナリ支持するフロータを用いた帯状基材の搬送方法において、フロータの両幅端部の外側に通常の帯状基材の搬送レベルより高さが高いサイドプレートを設置することによって、蛇行する帯状基材の両幅端部がサイドプレートに接触することなく搬送することを可能とした帯状基材の搬送方法が提案されている。しかし、この特許文献1のフロータは、基材幅方向の最も外側のサイドプレートのみの高さを高くしているため、帯状基材が大きな蛇行を起こさない限り、基材を中心へ戻そうとする駆動力が働かない。そのため、基材の蛇行量が小さい場合には、帯状基材を幅方向中央で搬送することは難しいという欠点がある。
For example, as a meandering correction method,
一方、特許文献2には、帯状基材が中心位置からずれたときに、強制的に矯正力を働かせる方法として、フロータの上方にガスジェットノズルを配置し、帯状基材のエッジ部分の上方または下方から帯状基材のずれ方向と逆方向に高圧ガスを吹き付けて蛇行を矯正する方法が開示されている。また、特許文献3には、フロータチャンバ内を分割し、幅方向のガス圧力を調整することで蛇行矯正を行う方法が開示されている。
On the other hand, in
しかしながら、特許文献2に開示の技術では、フロータ直上でガスを噴射しているため、フロータ上の帯状基材の安定浮上に悪影響を及ぼすという問題がある。また、特許文献3に開示の技術では、フロータの構造が複雑化し、設備コストが増大する。また、蛇行を矯正するために、幅方向の噴射ガスの圧力を変化させているため、特許文献2と同様、フロータ上の帯状基材の安定浮上に悪影響を及ぼすという問題もある。
However, in the technique disclosed in
本発明は、従来技術が抱える上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状基材をフロータで浮上させて搬送する非接触搬送装置において、フロータ出側における帯状基材の蛇行を安定して抑止することができる帯状基材の蛇行制御方法を提案することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a strip-shaped base material on the floater exit side in a non-contact transport device in which a strip-shaped base material is floated and transported by a floater. The purpose of the present invention is to propose a meandering control method for a strip-shaped base material that can stably suppress meandering.
発明者らは、上記課題の解決に向け、蛇行が発生する原因に着目して検討を重ねた。その結果、帯状基材の蛇行の発生原因の一つに、帯状基材の形状不良があること、したがって、フロータに通板する前の帯状基材の形状を測定し、その結果に基づいて、フロータに通板する直前の帯状基材の幅方向位置を予め蛇行を防止する方向に移動させておくことで、フロータ出側(下流側)における帯状基材の蛇行を低減できることを見出し、本願発明を開発するに至った。 The inventors have repeatedly studied the causes of meandering in order to solve the above problems. As a result, one of the causes of the meandering of the strip-shaped base material is the poor shape of the strip-shaped base material, and therefore, the shape of the strip-shaped base material before passing through the floater is measured, and based on the result, We have found that the meandering of the strip-shaped base material on the exit side (downstream side) of the floater can be reduced by moving the position in the width direction of the strip-shaped base material immediately before passing through the floater in the direction of preventing meandering in advance. Came to develop.
すなわち、本発明は、連続して走行する帯状基材の下方に配設した1以上のフロータ群から帯状基材の下面に気体を噴射して帯状基材を浮上させ、搬送ロールと非接触の状態にして帯状基材を搬送する非接触式搬送装置における帯状基材の蛇行制御方法において、上記フロータ群の上流側に、帯状基材の形状を測定する形状測定装置と、帯状基材の蛇行量を測定する入側蛇行計と、帯状基材の幅方向の通板位置を制御する蛇行制御装置とを配設し、上記形状測定装置で得られた帯状基材の形状測定結果に基づいて、上記蛇行制御装置を作動させ、上記入側蛇行計で測定した帯状基材の蛇行量が所定の値となるようフロータ群上流側の帯状基材の通板位置を予め移動させることを特徴とする蛇行制御方法を提案する。 That is, in the present invention, gas is injected from one or more floater groups arranged below the continuously traveling strip-shaped base material onto the lower surface of the strip-shaped base material to float the band-shaped base material, and the strip-shaped base material is not in contact with the transport roll. In the method of controlling the meandering of the band-shaped base material in the non-contact type transporting device that conveys the strip-shaped base material in a state, the shape measuring device for measuring the shape of the strip-shaped base material and the meandering of the strip-shaped base material are on the upstream side of the floater group. An entry-side meandering meter for measuring the amount and a meandering control device for controlling the position of the strip-shaped base material in the width direction are arranged, and based on the shape measurement result of the strip-shaped base material obtained by the above-mentioned shape measuring device. The feature is that the meandering control device is operated and the through plate position of the strip-shaped base material on the upstream side of the floater group is moved in advance so that the meandering amount of the strip-shaped base material measured by the entry-side meandering meter becomes a predetermined value. We propose a meandering control method.
本発明の蛇行制御方法は、上記形状測定装置で帯状基材の幅方向の高さ分布を測定し、その測定値に基づいて上記蛇行制御装置で帯状基材を予め移動させる方向と量を決定することを特徴とする。 In the meandering control method of the present invention, the height distribution of the strip-shaped base material in the width direction is measured by the shape measuring device, and the direction and amount of the strip-shaped base material to be moved in advance are determined by the meandering control device based on the measured values. It is characterized by doing.
また、本発明の蛇行制御方法は、上記形状測定装置で帯状基材の幅方向の伸び差率分布を測定し、その測定値に基づいて上記蛇行制御装置で帯状基材を予め移動させる方向と量を決定することを特徴とする。 Further, in the meandering control method of the present invention, the elongation difference ratio distribution in the width direction of the strip-shaped base material is measured by the shape measuring device, and the strip-shaped base material is moved in advance by the meandering control device based on the measured value. It is characterized by determining the amount.
また、本発明の蛇行制御方法は、上記フロータ群の下流側に設置した出側蛇行計でフロータ群下流の帯状基材の蛇行方向と量を測定し、その測定結果をフロータ上流側の蛇行制御装置にフィードバックして、上記フロータ群上流の帯状基材を予め移動させる方向と量を上記フロータ群出側の蛇行を解消する側に補正することを特徴とする。 Further, in the meandering control method of the present invention, the meandering direction and amount of the strip-shaped base material downstream of the floater group are measured by the output side meandering meter installed on the downstream side of the floater group, and the measurement result is used to control the meandering on the upstream side of the floater group. It is characterized in that the direction and amount of moving the strip-shaped base material upstream of the floater group in advance by feeding back to the apparatus are corrected to the side of eliminating the meandering on the floater group grouping side.
また、本発明の蛇行制御方法は、上記蛇行制御装置で帯状基材を予め移動する方向と量を、機械学習で決定することを特徴とする。 Further, the meandering control method of the present invention is characterized in that the direction and amount of movement of the strip-shaped base material in advance by the meandering control device are determined by machine learning.
また、本発明の蛇行制御方法は、上記機械学習で解析するデータは、少なくとも、帯状基材の幅方向の高さ分布および帯状基材の幅方向の伸び差率分布のうちの1以上と、フロータ入側における蛇行方向と量およびフロータ出側における蛇行方向と量のうちの1以上を含むことを特徴とする。 Further, in the meandering control method of the present invention, the data analyzed by the machine learning is at least one or more of the height distribution in the width direction of the strip-shaped base material and the elongation difference ratio distribution in the width direction of the strip-shaped base material. It is characterized by including one or more of the meandering direction and amount on the floater entry side and the meandering direction and amount on the floater exit side.
本発明によれば、非接触搬送装置のフロータ入側で測定した帯状基材の形状測定結果に基づいて、該形状に起因して起こるフロータ出側の帯状基材の蛇行方向と蛇行量を予測し、その蛇行を打ち消すよう、フロータ上流側の帯状基材の通板位置を予め移動させるようにしたので、フロータ下流側の帯状基材の蛇行を低減することができる。
また、本発明によれば、上記方法において、フロータ下流側に設置した蛇行計の測定結果をフロータ上流側の帯状基材の通板位置の移動方向および量の決定に反映させるようにしたので、フロータ下流側の蛇行量をより低減することができる。
さらに、本発明によれば、上記方法において、フロータ上流側における帯状基材の通板位置を移動する方向および量の決定を機械学習で行うようにしたので、フロータ下流側の蛇行量をさらに低減することができる。
According to the present invention, the meandering direction and the meandering amount of the strip-shaped base material on the floater exit side caused by the shape are predicted based on the shape measurement result of the strip-shaped base material measured on the floater inlet side of the non-contact transfer device. However, since the position of the strip-shaped base material on the upstream side of the floater is moved in advance so as to cancel the meandering, the meandering of the strip-shaped base material on the downstream side of the floater can be reduced.
Further, according to the present invention, in the above method, the measurement result of the meandering meter installed on the downstream side of the floater is reflected in the determination of the moving direction and the amount of the through plate position of the strip-shaped base material on the upstream side of the floater. The amount of meandering on the downstream side of the floater can be further reduced.
Further, according to the present invention, in the above method, the direction and amount of the strip-shaped base material to be moved on the upstream side of the floater are determined by machine learning, so that the meandering amount on the downstream side of the floater is further reduced. can do.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、連続して走行する帯状基材の下方に配設した1以上のフロータ群から帯状基材の下面に気体を噴射して帯状基材を浮上させ、搬送ロールと非接触の状態にして帯状基材を搬送する際、上記フロータ群の上流側に、帯状基材の形状を測定する形状測定装置と、帯状基材の蛇行量を測定する入側蛇行計と、帯状基材の幅方向の通板位置を制御する蛇行制御装置とを配設し、上記形状測定装置で得られた帯状基材の形状測定結果に基づいて、フロータ上を走行中に発生する蛇行の方向および量を予測し、上記予測した蛇行を打ち消すようフロータ群の上流側に設置した上記蛇行制御装置を介して、フロータ群上流側の帯状基材の通板位置を予め移動させることを特徴とする蛇行制御方法である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
In the present invention, gas is injected from one or more floater groups arranged below the continuously traveling strip-shaped base material onto the lower surface of the strip-shaped base material to levitate the strip-shaped base material so that it is in a non-contact state with the transport roll. When transporting the band-shaped base material, a shape measuring device for measuring the shape of the band-shaped base material, an inlet meander meter for measuring the meandering amount of the band-shaped base material, and a width of the band-shaped base material are on the upstream side of the floater group. A meandering control device that controls the position of the plate in the direction is provided, and the direction and amount of meandering that occurs while traveling on the floater is determined based on the shape measurement result of the strip-shaped base material obtained by the shape measuring device. A meandering control method characterized in that the through plate position of the strip-shaped base material on the upstream side of the floater group is moved in advance via the meandering control device installed on the upstream side of the floater group so as to predict and cancel the predicted meandering. Is.
図1は、一例として、本発明に好適に用いることができる、連続して走行する帯状基材を浮上させて搬送するフロータの側面図の一例を示したものである。このフロータは、帯状基材の下方から帯状基材の下面に向けて気体を噴射することで、帯状基材を浮上させて搬送しようとするものである。具体的には、走行する帯状基材1の下方に、フロータ2が配設されており、該フロータ2の内部は、図示されていないファン、ブロアなどから気体を供給することにより、大気圧より高い圧力に保持されている。上記フロータ2の内部の高圧気体は、上記フロータ上部の天板6に設けられた、帯状基材の幅方向に平行なスリット状の気体噴出口(スリットノズル)5から帯状基材の下面に向かって噴出される。上記スリットノズル5は、帯状基材進行方向の2箇所に設置され、それぞれの気体噴出方向は相対向している。そのため、スリットノズル5から噴出した気体は、上記帯状基材1とフロータ上部の天板6との間に閉じ込められて静圧が生じ、この静圧により帯状基材1は浮上した状態で支持される。
As an example, FIG. 1 shows an example of a side view of a floater that floats and conveys a continuously traveling strip-shaped base material that can be suitably used in the present invention. This floater attempts to float and transport the band-shaped base material by injecting gas from below the band-shaped base material toward the lower surface of the band-shaped base material. Specifically, a
図2は、上記図1に示したフロータのA−A断面を示したものである。フロータ上部の天板6の上には、帯状基材幅方向に、間隔を空けて複数のリブ板4が立設されており、このリブ板4により、スリットノズル5から噴射された気体が幅方向に流出することが抑止され、帯状基材1と天板6との間に静圧が発生するので、帯状基材1を安定的に浮上させることができる。なお、スリットノズル5から噴射された気体の帯状基材の長さ方向への流出を抑止する観点から、上記幅方向に間隔をあけて立設したリブ板4に加えて、帯状基材の長さ方向に間隔を空けて複数のリブ板を立設してもよい。さらに、上記幅方向に間隔を空けて立設したリブ板4の両外側、すなわち、天板6の両幅端部には、帯状基材の蛇行を防止するため、上記リブ板4よりも高さが高いサイドプレート3が立設されている。
FIG. 2 shows the AA cross section of the floater shown in FIG. A plurality of
ここで、図3を用いて、上記図1および図2に示したフロートが有する帯状基材の蛇行修正能力について説明する。帯状基材1が片側に蛇行した場合(図3では左側)、蛇行した側のサイドプレート3と帯状基材1との間の気体流路が狭くなるため、帯状基材1の下面に発生する静圧が高くなる。そのため、蛇行した側の帯状基材1の浮上量は大きくなり、図3のように帯状基材1は傾いた状態となる。帯状基材1の下面に働く静圧は、基材面に垂直な方向の力として作用する。この力は、鉛直方向と水平方向の力のベクトルに分けることができ、鉛直方向の力は帯状基材1の自重を支える浮上力となり、水平方向の力は帯状基材1の蛇行を矯正する修正力として働く。つまり、フロータ上の帯状基材1が傾くことで、下面にかかる静圧の水平方向の分力が発生し、蛇行を矯正する力となる。そのため、上記フロータ上では、帯状基材1は、蛇行し続けることなく搬送することができる。
Here, with reference to FIG. 3, the meandering correcting ability of the strip-shaped base material possessed by the floats shown in FIGS. 1 and 2 will be described. When the strip-shaped
しかし、上記のような蛇行矯正力が働くためには、帯状基材1の幅端部がサイドプレート3に十分に近づく必要があり、そのためにはある程度の量の蛇行が発生する必要がある。言い換えれば、上記の従来のフロータは、大きな蛇行に対しては有効であるが、小さな蛇行に対しては、蛇行修正力を殆ど期待することができない。
However, in order for the meandering correction force as described above to work, the width end portion of the strip-shaped
そこで、発明者らは、小さな蛇行も含めて、その発生原因について検討を重ねた結果、帯状基材の形状不良が密接に関係していることを突き止めた。
蛇行の原因となる帯状基材の形状不良には、以下の2つの場合が考えられる。
一つ目は、図4に示したように、帯状基材に幅方向に反りが発生して、帯状基材の幅方向に高さ差がある場合である。図4は、帯状基材に発生した下反りにより、右側の基材が大きく垂下している状態を示している。この状態は、先に図3で説明したフロータでの蛇行原理と同じであり、蛇行力が右側に作用し、帯状基材は右側に蛇行することになる。
Therefore, as a result of repeated studies on the cause of the occurrence, including small meandering, the inventors have found that the shape defect of the strip-shaped base material is closely related.
The following two cases can be considered as the poor shape of the strip-shaped base material that causes meandering.
The first is a case where the strip-shaped base material is warped in the width direction and there is a height difference in the width direction of the strip-shaped base material, as shown in FIG. FIG. 4 shows a state in which the base material on the right side is largely drooped due to the downward warp generated in the strip-shaped base material. This state is the same as the meandering principle in the floater described above in FIG. 3, and the meandering force acts on the right side, and the strip-shaped base material meanders on the right side.
二つ目は、図5に示したように、帯状基材の幅方向の伸び差率に違いがある場合である。帯状基材は、通常、張力を付与しつつ通板するが、帯状基材の幅方向で伸び差率に違いがある場合には、伸び差率が小さい側にかかる張力は大きく、伸び差率が大きい側にかかる張力は小さくなるため、伸び差率が小さい側が垂れ下がった状態でフロータ上を通過することになる。図5は、右側の伸び差率が大きいため、垂下した状態を示している。この場合も、帯状基材の右側は、左側より垂れ下がった状態でフロータ上を通過することになるため、蛇行力が右側に作用し、帯状基材は右側に蛇行する。 The second is the case where there is a difference in the elongation difference ratio in the width direction of the strip-shaped base material as shown in FIG. Normally, the strip-shaped base material is passed through while applying tension, but when there is a difference in the elongation difference ratio in the width direction of the strip-shaped base material, the tension applied to the side where the elongation difference ratio is small is large and the elongation difference ratio is large. Since the tension applied to the side with a large force is small, the side with a small stretch difference ratio hangs down and passes over the floater. FIG. 5 shows a hanging state because the elongation difference ratio on the right side is large. In this case as well, the right side of the strip-shaped base material passes over the floater in a state of hanging from the left side, so that the meandering force acts on the right side and the strip-shaped base material meanders to the right side.
しかしながら、このような帯状基材の形状不良に起因する蛇行は、例えば、図6に示したように、フロータ2群上流側に設置した形状測定装置9で帯状基材の形状を測定することで、フロータ2群出側(下流側)で帯状基材が蛇行する方向および量を予測することができる。そこで、フロータ2群上流側に設置した蛇行制御装置7で、上記予測された蛇行を打ち消すよう、フロータ2群上流側の帯状基材の通板位置を幅方向に予め移動させることで、フロータ2群出側における蛇行を抑制することができると考えられる。
However, the meandering caused by the poor shape of the strip-shaped base material is caused by, for example, measuring the shape of the strip-shaped base material with the
ここで、上記フロータの上流側に設置する形状測定装置9は、帯状基材の幅方向の高さ分布および/または帯状基材の幅方向の伸び差率分布を測定できるものであればよく、接触式、非接触式を問わないが、検出精度が、高さ分布を測定する場合には5mm以下、伸び差率を測定する場合は0.05%以下であることが好ましい。ここで、上記伸び差率とは、コイル等の帯状基材の長さの差(単位は%)であり、伸び差(単位はI−unit(1×10−5))と同義である。
Here, the
例えば、帯状基材の幅方向の高さ分布を測定する形状測定装置としては、2つの搬送ロール間でフリーな状態にある帯状基材の上方から、レーザ光等を帯状基材の表面に照射し、その反射光を受光して、光源からの距離を測定して幅方向の高さ分布を非接触で測定する方式や、幅方向に並べた電磁コイルの磁力の分布から幅方向の高さ分布を測定する方式がある。 For example, as a shape measuring device for measuring the height distribution in the width direction of the band-shaped base material, the surface of the band-shaped base material is irradiated with laser light or the like from above the band-shaped base material in a free state between the two transport rolls. Then, the reflected light is received and the distance from the light source is measured to measure the height distribution in the width direction in a non-contact manner, or the height in the width direction is measured from the distribution of the magnetic force of the electromagnetic coils arranged in the width direction. There is a method to measure the distribution.
また、帯状基材幅方向の伸び差率の分布を測定する形状測定装置としては、帯状基材の長さの差は、張力差となって接触ロール表面に生じる接触圧力(垂直荷重)分布を生じさせることを利用し、接触ローラの垂直荷重分布をローラ表面に幅方向に沿って設置した複数のセンサで測定する方式や、ライン速度計と基材長手方向に短い間隔で並べたレーザ変異計から得られた長手の基材傾きから実基材長と走行距離を把握することで計算する方式等を用いることができる。 Further, as a shape measuring device for measuring the distribution of the elongation difference ratio in the width direction of the strip-shaped base material, the difference in the length of the strip-shaped base material becomes a tension difference, and the contact pressure (vertical load) distribution generated on the contact roll surface is determined. A method of measuring the vertical load distribution of the contact roller with multiple sensors installed along the width direction on the roller surface, or a laser variation meter arranged at short intervals in the longitudinal direction of the base material with a line speedometer. It is possible to use a method of calculating by grasping the actual base material length and the mileage from the inclination of the long base material obtained from the above.
また、上記フロータの上流側に設置する蛇行制御装置7は、帯状基材の幅方向の通板位置を変更できるものであれば、その手段は制限されないが、応答性が早いものであることが好ましく、例えば、帯状基材を巻き付けたロールを傾斜(カントやスキュー)させることで通板位置を幅方向に変更するステアリング方式のCPC(Center Position Control)装置などが好適である。 Further, as long as the meandering control device 7 installed on the upstream side of the floater can change the through-plate position in the width direction of the strip-shaped base material, the means thereof is not limited, but the responsiveness is fast. Preferably, for example, a steering type CPC (Center Position Control) device that changes the through plate position in the width direction by inclining (canting or skewing) a roll around which a strip-shaped base material is wound is suitable.
ここで、上記蛇行制御装置による帯状基材の通板位置を幅方向にずらす量は、帯状基材の幅をW、帯状基材の蛇行量の許容範囲をW´とした場合には、W/100〜W´の範囲に設定するのが好ましい。ずらす量がW´を超えると、許容量を超える蛇行を自ら発生させることになり、好ましくない。一方、W/100未満では、正常時の蛇行量の範囲内であり、予め通板位置を調整する意味がないからである。より好ましくはW/80〜W´/1.2の範囲である。 Here, the amount of shifting the through plate position of the band-shaped base material by the meandering control device in the width direction is W when the width of the band-shaped base material is W and the allowable range of the meandering amount of the band-shaped base material is W'. It is preferable to set it in the range of / 100 to W'. If the amount of shift exceeds W', meandering exceeding the permissible amount will be generated by itself, which is not preferable. On the other hand, if it is less than W / 100, it is within the range of the normal meandering amount, and there is no point in adjusting the through plate position in advance. More preferably, it is in the range of W / 80 to W ′ / 1.2.
また、本発明においては、上記蛇行制御装置による帯状基材の蛇行量を、図6に示したフロータの上流側に設置した蛇行計8a(入側蛇行計)で通板位置の移動量を測定し、実際に予定した蛇行量が付与できているか否かを確認し、その結果を蛇行制御装置にフィードバックすることが好ましい。なお、上記蛇行計の方式は、帯状基材の蛇行量の測定精度が5mm以下のものであれば特に制限はなく、光学式、電磁式、超音波式等いずれの方式のものを用いてもよい。
Further, in the present invention, the meandering amount of the strip-shaped base material by the meandering control device is measured by the meandering
また、図6に示したように、フロータの下流側には、フロータ出側の帯状基材の蛇行量を測定する蛇行計8b(出側蛇行計)が設置されているのが一般的であるが、本発明においては、この測定結果を上述した蛇行制御装置7にフィードバックし、フロータ入側で付与する通板位置の変動量に反映させることで、蛇行の抑止効果をより高めることが好ましい。例えば、フロータの下流側で帯状基材が右側に蛇行している場合には、フロータ上流における帯状基材の通板位置を幅方向に移動させる方向と量を決定する際、フロータ出側の蛇行を打ち消す方向(左側)にずらすことで、フロータ出側の蛇行量をより小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 6, a
また、帯状基材が複雑な形状を有する場合がある。例えば、帯状基材の幅方向に高さ分布と伸び差率分布の両方が存在し、それらから予測される蛇行方向と量が相反していたりするような場合や、帯状基材の幅方向で、高さや伸び差率が複雑に変動しているような場合である。このような複雑な形状の場合には、高さ分布と伸び差率分布から予測される蛇行を比較し、蛇行に対する影響が大きい側に移動することが好ましいが、単純には判断できないことが多い。 In addition, the strip-shaped base material may have a complicated shape. For example, when both the height distribution and the elongation difference ratio distribution exist in the width direction of the strip-shaped base material, and the meandering direction and the amount predicted from them conflict with each other, or in the width direction of the strip-shaped base material. , The case where the height and the elongation difference rate fluctuate in a complicated manner. In the case of such a complicated shape, it is preferable to compare the meandering predicted from the height distribution and the elongation difference ratio distribution and move to the side where the influence on the meandering is large, but it is often not possible to simply judge. ..
そこで、このような場合の対処方法として、機械学習(Machine Learning)を活用することが好ましい。この機械学習は、人工知能(AI:Artificial Intelligence)の1種であり、機械に過去のデータを学習させ、データに潜む法則性やパターン、特性等を発見し、予測させる解決手法である。さらに、上記機械学習に、人間の神経を参考にしたニューラルネットワークを何層にも重ねることにより、データの分析と学習を強化した深層学習(Deep Learning)を活用した場合には、フロータ出側における蛇行量をより最小化することが可能となる。 Therefore, it is preferable to utilize Machine Learning as a coping method in such a case. This machine learning is a kind of artificial intelligence (AI), and is a solution method for making a machine learn past data to discover and predict the rules, patterns, characteristics, etc. hidden in the data. Furthermore, when deep learning that enhances data analysis and learning is utilized by superimposing multiple layers of neural networks that refer to human nerves on the above machine learning, it is on the floater side. It is possible to further minimize the amount of meandering.
ここで、本発明において機械に学習させる入力データとしては、帯状基材の幅方向の高さ分布と幅方向の伸び差率分布、フロータ入側および出側における蛇行方向や蛇行量等があるが、少なくとも、帯状基材幅方向の高さ分布および帯状基材幅方向の伸び差率分布のうちの1以上と、フロータ入側における帯状基材の蛇行方向と蛇行量を含むことが好ましく、さらには、フロータ出側における帯状基材の蛇行方向と蛇行量を含むことがより好ましい。その他の入力データとしては、帯状基材の厚みや幅、材質、帯状基材の通板条件(通板速度、付与する張力、フロータの圧力等)等を含ませてもよい。 Here, the input data to be learned by the machine in the present invention includes the height distribution in the width direction and the elongation difference ratio distribution in the width direction of the strip-shaped base material, the meandering direction and the meandering amount on the floater entry side and exit side. , At least one or more of the height distribution in the strip-shaped base material width direction and the elongation difference ratio distribution in the strip-shaped base material width direction, and the meandering direction and the meandering amount of the strip-shaped base material on the floater entry side are preferably included. More preferably includes the meandering direction and the meandering amount of the strip-shaped base material on the exit side of the floater. Other input data may include the thickness and width of the strip-shaped base material, the material, the plate-passing conditions of the strip-shaped base material (plate-passing speed, applied tension, floater pressure, etc.) and the like.
図7に示したように、図1および図2のフロータを、中心間距離を10mとして5台直列に配設したフロータ群から構成される非接触搬送装置を備えた塗装乾燥ラインに、板厚0.3mm×板幅1200mmの冷延鋼板を表1に示した各種条件で100トン(約35.4km)通板し、フロータ出側に設置した蛇行計で蛇行量の絶対値を全長にわたって測定し、その平均値から各通板条件における蛇行修正能力を評価する実験を行った。
この際、鋼板の通板速度は100m/min、鋼板に付与する張力は5.9N/mm2に設定した。また、鋼板通板時には、フロータの基本内圧を0.6kPaに設定して上記スリットノズルから気体を噴出させ、鋼板の浮上高さ(リブ板の頂上から鋼板幅方向の平均高さまでの距離)が25mmとなるようにフロータ内圧を調整した。
上記実験に用いた非接触搬送装置は、上記フロータ群の最下流の#5フロータの中心から10m下流に搬送ロール10が、その下流1mの位置に上記出側蛇行計8bが配設され、また、上記フロータ群の最上流の#1フロータの中心から50m上流に蛇行制御装置7が、その蛇行制御装置から5m下流に入側蛇行計8aが、さらに、上記入側蛇行計から3m下流に形状測定装置9が配設されている。
ここで、上記蛇行制御装置7は、冷延鋼板を90°で巻き付けたφ800mmのロールをスキューするステアリング方式のものを、上記形状測定装置9は、レーザで鋼板の幅方向10点の形状を測定し、その結果から鋼板走行方向の伸び率の板幅方向分布および鋼板板幅方向の反り量を算出するレーザ方式のものを、また、上記蛇行計8a、8bは、撮影した鋼板エッジ部の画像を画像処理して蛇行量を測定するカメラ方式のものを用いた。
また、上記フロータは、幅が1500mm、長さが1500mmであり、そのフロータの天板には、幅方向に沿って幅が20mmで長さが1500mmのスリットノズルが2つ、長さ方向に1100mmの間隔を有して設けられている。また、上記フロータの天板上の両幅端部には、高さが50mmのサイドプレートが立設され、さらに、そのサイドプレート間には、高さ25mmのリブ板が、幅方向に100mmの間隔をもって14枚、長さ方向に、500mmの間隔をもって2枚立設されている。
As shown in FIG. 7, the floaters of FIGS. 1 and 2 are placed in series on a coating drying line equipped with a non-contact transfer device composed of five floaters arranged in series with a center-to-center distance of 10 m. A cold-rolled steel sheet of 0.3 mm x 1200 mm in width is passed through 100 tons (about 35.4 km) under various conditions shown in Table 1, and the absolute value of the amount of meandering is measured over the entire length with a meandering meter installed on the outlet side of the floater. Then, an experiment was conducted to evaluate the meandering correction ability under each sheeting condition from the average value.
At this time, the sheet passing speed of the steel sheet was set to 100 m / min, and the tension applied to the steel sheet was set to 5.9 N / mm 2. When passing a steel plate, the basic internal pressure of the floater is set to 0.6 kPa to eject gas from the slit nozzle, and the floating height of the steel plate (distance from the top of the rib plate to the average height in the width direction of the steel plate) is increased. The floater internal pressure was adjusted so as to be 25 mm.
In the non-contact transfer device used in the above experiment, the
Here, the meandering control device 7 is a steering type that skews a roll of φ800 mm wound with a cold-rolled steel sheet at 90 °, and the
The floater has a width of 1500 mm and a length of 1500 mm, and the top plate of the floater has two slit nozzles having a width of 20 mm and a length of 1500 mm along the width direction and 1100 mm in the length direction. It is provided with an interval of. Further, side plates having a height of 50 mm are erected at both width ends on the top plate of the floater, and further, a rib plate having a height of 25 mm is 100 mm in the width direction between the side plates. 14 sheets are erected with an interval, and 2 sheets are erected with an interval of 500 mm in the length direction.
ここで、表1に示した各種通板条件を説明すると、No.1は、本発明を適用せず、かつ、フロータ出側の蛇行計8bで測定した蛇行値も考慮しない従来技術(比較例)である。
一方、No.2〜10は、フロータ群上流における鋼板移動量を±20mm、±40mmおよび±80mmの3水準に変化させた上で、さらに、各水準において、フロータ群上流における鋼板移動方向を、下記の3条件で決定した発明例である。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の伸び差率分布のみに基づいて決定する(No.2,5および8)。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の高さ分布のみに基いて決定する(No.3,6および9)。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の伸び差率分布と高さ分布の両方から決定する(No.4,および10)。
また、No.11〜13は、フロータ群上流における鋼板移動量を±40mmに設定した上で、さらに、フロータ群上流おける鋼板移動量を、下記の3条件で変化させた発明例である。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の伸び差率分布に、フロータ出側の平均蛇行量Sを加味して決定する(No.11)。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の高さ分布に、フロータ出側の平均蛇行量Sを加味して決定する(No.12)。
・フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板の伸び差率分布と高さ分布の両方に、さらに、フロータ出側の平均蛇行量Sを加味して決定する(No.13)。
また、No.14は、フロータ群上流おける鋼板移動量を設定せず、フロータ群上流に設置した形状測定装置で測定した鋼板幅方向の伸び差率分布と高さ分布に、さらにフロータ出側の平均蛇行量Sを加味し、機械学習の深層学習(Deep Learning)で、フロータ群上流おける鋼板移動量を決定した発明例である。
Here, the various plate passing conditions shown in Table 1 will be described as No.
On the other hand, No. In 2 to 10, the amount of steel sheet movement upstream of the floater group is changed to three levels of ± 20 mm, ± 40 mm, and ± 80 mm, and at each level, the direction of steel sheet movement upstream of the floater group is set to the following three conditions. This is an example of the invention determined in.
-Determine based only on the elongation difference ratio distribution in the steel plate width direction measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group (No. 2, 5 and 8).
-Determine based only on the height distribution in the steel plate width direction measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group (No. 3, 6 and 9).
-Determine from both the elongation difference ratio distribution in the steel plate width direction and the height distribution measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group (Nos. 4 and 10).
In addition, No. 11 to 13 are examples of inventions in which the amount of steel sheet moved upstream of the floater group is set to ± 40 mm, and the amount of steel sheet moved upstream of the floater group is changed under the following three conditions.
-Determining is made by adding the average meandering amount S on the exit side of the floater to the elongation difference ratio distribution in the steel plate width direction measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group (No. 11).
-The height distribution in the width direction of the steel plate measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group is determined by adding the average meandering amount S on the exit side of the floater (No. 12).
-Determining is made by further adding the average meandering amount S on the exit side of the floater to both the elongation difference ratio distribution and the height distribution of the steel sheet measured by the shape measuring device installed upstream of the floater group (No. 13).
In addition, No. In No. 14, the amount of movement of the steel plate in the upstream of the floater group was not set, and the elongation difference ratio distribution and the height distribution in the width direction of the steel plate measured by the shape measuring device installed in the upstream of the floater group were further added to the average meandering amount S on the exit side of the floater. This is an example of an invention in which the amount of moving steel plate in the upstream of the floater group is determined by deep learning of machine learning.
表1から、従来技術に、鋼板幅方向の伸び差率分布や高さ分布に基づいて、フロータ群上流おける鋼板の通板位置を移動させる本発明の方法を適用することで、フロータ出側の平均蛇行量を大幅に低減できること、特に、鋼板幅方向の伸び差率分布や高さ分布にフロータ出側の蛇行量Sを加味してフロータ群上流おける鋼板の通板位置を移動させる場合には、フロータ出側の平均蛇行量をより低減できることがわかる。さらに、鋼板幅方向の伸び差率分布、高さ分布およびフロータ出側の蛇行量Sに基づいて、機械学習によりフロータ群上流における鋼板の通板位置を移動させる場合には、フロータ出側の平均蛇行量を、比較例に対して1/5以下の10mm未満まで低減できることがわかる。 From Table 1, by applying the method of the present invention to move the through position of the steel sheet in the upstream of the floater group based on the elongation difference ratio distribution and the height distribution in the steel plate width direction to the prior art, the floater exit side The average meandering amount can be significantly reduced, especially when the meandering amount S on the floater outlet side is added to the elongation difference ratio distribution and height distribution in the steel sheet width direction to move the sheet passing position of the steel sheet upstream of the floater group. , It can be seen that the average meandering amount on the exit side of the floater can be further reduced. Further, when the sheet passing position of the steel sheet in the upstream of the floater group is moved by machine learning based on the elongation difference ratio distribution in the steel plate width direction, the height distribution, and the meandering amount S on the floater exit side, the average on the floater outlet side. It can be seen that the meandering amount can be reduced to less than 10 mm, which is 1/5 or less of that of the comparative example.
上記実施例においては、帯状基材が冷延鋼板である場合について説明したが、本発明の技術は、上記の冷延鋼板に限定されるものではなく、例えば、アルミ、銅やその他の金属、紙、プラスチックフィルム等の帯状基材にも好適に適用することができる。 In the above embodiment, the case where the strip-shaped base material is a cold-rolled steel sheet has been described, but the technique of the present invention is not limited to the above-mentioned cold-rolled steel sheet, and is, for example, aluminum, copper or other metal. It can also be suitably applied to a strip-shaped base material such as paper and plastic film.
1:帯状基材
2:フロータ
3:サイドプレート
4:リブ板
5:スリットノズル開口部
6:フロータ天板
7:蛇行制御装置
8a、8b:蛇行計
9:形状測定装置
10:搬送ロール
1: Band-shaped base material 2: Floater 3: Side plate 4: Rib plate 5: Slit nozzle opening 6: Floater top plate 7:
Claims (6)
上記フロータ群の上流側に、帯状基材の幅方向の高さ分布および/または帯状基材の幅方向の伸び差率分布を測定する形状測定装置と、帯状基材の蛇行量を測定する入側蛇行計と、帯状基材の幅方向の通板位置を制御する蛇行制御装置とを配設し、
上記形状測定装置で得られた帯状基材の形状測定結果に基づいて、上記蛇行制御装置を作動させ、上記入側蛇行計で測定した帯状基材の蛇行量がフロータ出側における帯状基材の蛇行を安定して抑止できる値となるようフロータ群上流側の帯状基材の通板位置を予め移動させることを特徴とする蛇行制御方法。 Gas is injected from one or more floaters arranged below the continuously traveling strip-shaped base material onto the lower surface of the strip-shaped base material to levitate the strip-shaped base material so that it is in non-contact with the transport roll. In the meandering control method of the strip-shaped base material in the non-contact type transporting device for transporting
On the upstream side of the floater group, a shape measuring device for measuring the height distribution in the width direction of the strip-shaped base material and / or the elongation difference ratio distribution in the width direction of the strip-shaped base material, and an input for measuring the meandering amount of the strip-shaped base material. A side serpentine meter and a serpentine control device for controlling the position of the through plate in the width direction of the strip-shaped base material are arranged.
Based on the shape measurement result of the band-shaped base material obtained by the shape measuring device, the meandering control device is operated, and the meandering amount of the band-shaped base material measured by the entrance side meandering meter is the meandering amount of the band-shaped base material on the floater exit side. A meandering control method characterized in that the through-plate position of the strip-shaped base material on the upstream side of the floater group is moved in advance so that the meandering can be stably suppressed.
The data analyzed by the above machine learning includes at least one or more of the height distribution in the width direction of the strip-shaped base material and the elongation difference ratio distribution in the width direction of the strip-shaped base material, and the meandering direction and amount on the floater entry side and the floater. The meandering control method according to claim 5, wherein one or more of the meandering direction and the amount on the exit side are included.
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