JP2014223972A - 蛇行抑制制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼板の蛇行をより一層抑制することができる蛇行抑制制御方法を提供する。
【解決手段】 蛇行抑制制御方法は、第１ステアリング装置１０を駆動することにより、走行する鋼板２の蛇行を抑制する方法であって、蛇行検出工程と、蛇行状態判断工程と、ゲイン変更工程とを含む。蛇行検出工程では、蛇行センサ１１が、第１ステアリング装置１０を通過する鋼板２の蛇行量及び蛇行速度を検出する。蛇行状態判断工程では、蛇行状態判断部１２ｃが、蛇行センサ１１によって検出された蛇行量及び蛇行速度に基づいて、鋼板２の状態が異常な蛇行状態であるか否かを判断する。ゲイン変更工程では、蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板の状態が異常な蛇行状態であると判断された場合、ゲイン設定部１２ａが、第１ステアリング装置１０の駆動を駆動制御部１２ｅが制御するときの駆動ゲインを、第１ステアリング装置１０を通過する鋼板２の蛇行状態に応じて変更する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、走行する鋼板の蛇行を抑制する蛇行抑制制御方法に関する。

例えば、鋼板に熱処理を行う連続焼鈍ラインのような設備においては、鋼板を複数のロールで支持し、鋼板を搬送することが行われている。このような鋼板を搬送する設備においては、鋼板の蛇行を抑制するため、鋼板の蛇行を制御するステアリング装置が設けられている。このステアリング装置は、揺動可能なステアリングロールを備えている。ステアリング装置では、鋼板がロールのセンター位置を通るように、ステアリングロールを揺動させて、鋼板の蛇行を抑制している。このようなステアリング装置を備える設備として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

特開平５−３９５２８号公報

ここで、鋼板の搬送時に、鋼板が予期せず、異常な蛇行をする場合がある。この異常な蛇行は、例えば、鋼板の形状不良に起因して発生する場合が多い。ステアリング装置を備えた設備においては、鋼板の異常な蛇行の発生時にも、鋼板の蛇行をより一層抑制することが求められている。

そこで、本発明は、鋼板の蛇行をより一層抑制することができる蛇行抑制制御方法を提供することを目的とする。

本発明の蛇行抑制制御方法は、ステアリング装置を駆動することにより、走行する鋼板の蛇行を抑制する方法であって、蛇行検出工程と、蛇行状態判断工程と、ゲイン変更工程とを含む。蛇行検出工程では、蛇行検出部が、ステアリング装置を通過する鋼板の蛇行量及び蛇行速度を検出する。蛇行状態判断工程では、蛇行状態判断部が、蛇行検出部によって検出された蛇行量及び蛇行速度に基づいて、鋼板の状態が異常な蛇行状態であるか否かを判断する。ゲイン変更工程では、蛇行状態判断部によって鋼板の状態が異常な蛇行状態であると判断された場合、ゲイン変更部が、ステアリング装置の駆動を駆動制御部が制御するときの駆動ゲインを、ステアリング装置を通過する鋼板の蛇行状態に応じて変更する。

この蛇行抑制制御方法では、鋼板の状態が異常な蛇行状態であると判断された場合、ステアリング装置の駆動を制御するときの駆動ゲインを蛇行状態に応じて変更する。このように、鋼板の蛇行状態が異常な場合に蛇行状態に応じて駆動ゲインを変更することで、異常な蛇行状態に応じた駆動ゲインによってステアリング装置を駆動することができ、鋼板の蛇行をより一層抑制することができる。また、実際に生じている鋼板の蛇行状態に基づいて駆動ゲインを変更することができるため、鋼板の蛇行をより好適に抑制することができる。

ステアリング装置は複数設けられ、ゲイン変更工程において、ゲイン変更部は、鋼板の走行方向の上流側に設けられたステアリング装置における駆動ゲインの変更結果に基づいて、下流側に設けられたステアリング装置における駆動ゲインを変更することが好ましい。ここで、形状不良の部位を含む鋼板を搬送する場合、上流側のステアリング装置において異常な蛇行が修正されても、下流側のステアリング装置を形状不良の部位が通過する際に再び異常な蛇行が生じることがある。また、下流側のステアリング装置での鋼板の蛇行は、上流側のステアリング装置での蛇行に一致する傾向がある。これは、鋼板の異常な蛇行を誘発させる形状不良の部位が、形状不良の状態が維持されたままで下流側のステアリング装置に進入するために生じる。そこで、下流側に設けられたステアリング装置における駆動ゲインを変更する際に、上流側に設けられたステアリング装置における駆動ゲインの変更結果を引き継ぐことで、予め、下流側のステアリング装置の駆動ゲインを適切な値に変更することができる。

ゲイン変更工程においてゲイン変更部は、下流側に設けられたステアリング装置の駆動ゲインを、下流側に設けられたステアリング装置を通過するときの鋼板の蛇行状態と、上流側に設けられたステアリング装置の駆動ゲインの変更結果とに基づいて変更することが好ましい。この場合には、上流側での駆動ゲインの変更結果に加え、更に、下流側に設けられたステアリング装置に進入する鋼板の蛇行状態に応じて駆動ゲインを変更することができ、鋼板の蛇行を抑制可能なように、より適切に下流側の駆動ゲインを変更することができる。

ゲイン変更工程においてゲイン変更部は、少なくとも、蛇行量及び蛇行速度に基づいて駆動ゲインを変更してもよい。この場合には、鋼板の蛇行状態を表す、蛇行量及び蛇行速度に基づいて駆動ゲインを変更することが可能となる。

蛇行抑制制御方法は、修正不可判断工程と、速度変更工程とを更に含むことができる。修正不可判断工程では、蛇行状態判断部が、鋼板の蛇行がステアリング装置によって修正できない蛇行であるか否かを判断する。速度変更工程では、蛇行状態判断部によって鋼板の蛇行がステアリング装置によって修正できない蛇行であると判断された場合、鋼板速度制御部が、鋼板の走行速度を遅くする。これにより、鋼板の蛇行がステアリング装置によって修正できない場合に、鋼板の走行速度を遅くすることで、鋼板の蛇行量の更なる増加等を抑制することができる。また、オペレータの操作によらずに自動で鋼板の走行速度を遅くすることができる。

本発明によれば、鋼板の蛇行をより一層抑制することができる。

実施形態に係る連続焼鈍設備の概略構成を示す図である。 図１の第１ステアリング装置を示す図であり、（ａ）は側方から見た図、（ｂ）は上方から見た図である。 図１の第１〜第４ステアリング制御部の構成を示すブロック図であり、（ａ）は第１ステアリング制御部を示し、（ｂ）は第２〜第４ステアリング制御部を示す。 第１ステアリング制御部で行われる処理の流れを示すフローチャートである。 ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ算出処理を示すフローチャートである。 鋼板速度制御処理の流れを示すフローチャートである。 鋼板の減速及び加速の状態を示す図である。 第２〜第４ステアリング制御部で行われる処理の流れを示すフローチャートである。 各ステアリング装置に設定されるゲイン値を示す一覧表である。 形状不良部位を有する鋼板を搬送した時の蛇行量を示す図である。

以下、本発明に係る蛇行抑制制御方法を適用した連続焼鈍設備の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、連続焼鈍設備１は、連続的に供給される鋼板２に対して熱処理を行い、熱処理後の鋼板２を排出する。連続焼鈍設備１は、複数の搬送ロール３、第１ステアリング装置１０、第２ステアリング装置２０、第３ステアリング装置３０、第４ステアリング装置４０、蛇行センサ（蛇行検出部）１１，２１，３１及び４１、第１ステアリング制御部１２、第２ステアリング制御部２２、第３ステアリング制御部３２、及び、第４ステアリング制御部４２を含んで構成される。なお、図１において、連続焼鈍設備１内に設けられた熱処理機構等については、省略してある。

搬送ロール３は、回転可能なロールであり、鋼板２を支持する。搬送ロール３は、鋼板２の搬送方向（走行方向）に沿って複数配置される。なお、鋼板２は、連続焼鈍設備１内をジグザグ状に搬送される。

第１ステアリング装置１０は、鋼板２の蛇行を抑制するものである。具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１ステアリング装置１０は、一対のステアリングロール１０ｂ、ステアリングロール１０ｂを支持する支持フレーム１０ｃ、及び、ステアリングロール１０ｂを駆動する油圧シリンダ１０ａを含んで構成される。ステアリングロール１０ｂは、走行する鋼板２を支持すると共に、ステアリングロール１０ｂの傾斜により鋼板２における幅方向の走行位置を制御する。

支持フレーム１０ｃは、一対のステアリングロール１０ｂの両端を回転可能に支持する。支持フレーム１０ｃは、ステアリングロール１０ｂの回転軸の方向が鋼板２の搬送方向に対して点Ｘを中心軸として揺動可能となるように、第１ステアリング装置１０の筐体等に取り付けられる。油圧シリンダ１０ａの先端は、支持フレーム１０ｃに接続される。油圧シリンダ１０ａを駆動する（油圧シリンダ１０ａの先端部を伸縮させる）ことで、支持フレーム１０ｃを揺動させることができる。このように、油圧シリンダ１０ａが支持フレーム１０ｃと共にステアリングロール１０ｂを揺動させることで、ステアリングロール１０ｂが傾斜し、鋼板２の走行位置を制御することができる。

第２〜第４ステアリング装置２０〜４０についても、第１ステアリング装置１０と同様の構成を有しており、油圧シリンダ２０ａ，３０ａ，４０ａによってステアリングロールを駆動することで鋼板２の走行位置を制御することができる。このように、第１〜第４ステアリング装置１０〜４０によって鋼板２の走行位置（幅方向の位置）を制御することで、鋼板２の蛇行を抑制することができる。なお、第１〜第４ステアリング装置１０〜４０は、鋼板２の搬送方向の上流側から下流側に向かって順に配置される。

蛇行センサ１１は、第１ステアリング装置１０を通過した直後の鋼板２の蛇行状態を検出する。同様に、蛇行センサ２１〜４１は、それぞれ、第２〜第４ステアリング装置２０〜４０を通過した直後の鋼板２の蛇行状態を検出する。本実施形態において蛇行センサ１１〜４１は、鋼板２の蛇行量Ｃ１と、蛇行速度Ｖ１とを検出する。

第１ステアリング制御部１２は、第１ステアリング装置１０に設けられた油圧シリンダ１０ａの駆動を制御する。即ち、第１ステアリング制御部１２は、第１ステアリング装置１０を通過する鋼板２の蛇行を制御する。より詳細には、第１ステアリング制御部１２は、図３（ａ）に示すように、ゲイン設定部（ゲイン変更部）１２ａ、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂ、蛇行状態判断部１２ｃ、鋼板速度制御部１２ｄ、駆動制御部１２ｅ、及び、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆを含んで構成される。なお、第１ステアリング制御部１２は、物理的には、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータシステムによって構成される。

駆動制御部１２ｅは、第１ステアリング装置１０を通過する鋼板２の蛇行が抑制されるように、油圧シリンダ１０ａの駆動を制御する。具体的には、駆動制御部１２ｅは、ゲイン設定部１２ａによって設定された駆動ゲインを常時参照し、設定された駆動ゲインを用いて油圧シリンダ１０ａの駆動を制御する。

蛇行状態判断部１２ｃは、蛇行センサ１１によって検出された蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１に基づいて、第１ステアリング装置１０を通過する鋼板２が異常な蛇行を行っているか否かを判断する。ここで、蛇行状態判断部１２ｃは、鋼板２の形状不良に起因して発生する蛇行を、異常な蛇行として判断する。具体的には、蛇行状態判断部１２ｃは、次の式（１）を満たす場合、又は、式（２）を満たす場合に、鋼板２が異常な蛇行を行っているものとして判断する。
Ｖ１（ｔ）＞Ｖ２×α （１）
Ｃ１（ｔ）＞δ×β （２）
但し、Ｖ２は第１ステアリング装置１０における最大修正可能速度、αは０＜α＜１を満たす定数、δはＫ１・Ｋ２・Ｌ＾Ｘ／Ｙによって算出される蛇行推定量（なお、Ｋ１は鋼板２の材質に応じた係数、Ｋ２は鋼板２のテンション、Ｌはフリースパンの長さ、Ｘ及びＹは所定の定数とする。）、βは０＜１＜１を満たす定数とする。なお、α及びβは、現場において適宜調整される。

ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板２が異常な蛇行を行っていると判断されると、ゲイン設定部１２ａがゲインを変更する際のゲイン補正係数ＰＧｍａｘを算出する。具体的には、まず、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、所定の時間間隔で、蛇行センサ１１によって検出される蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１を所定数、蓄積する。ここで、蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１は、Δｔの時間間隔で時刻ｔｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは蓄積するデータの数の上限を表し、現場において適宜調整される）毎に取得され、取得された蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１をそれぞれ「Ｃ１（ｔｉ）」及び「Ｖ１（ｔｉ）」で表すものとする。

次に、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、蓄積された蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１を、次の式（３）に代入し、時刻ｔｉ毎にゲイン補正係数ＰＧｉを算出する。
ＰＧｉ＝Ａ×Ｖ１（ｔｉ）＋Ｂ×Ｃ１（ｔｉ） （３）
ここで、Ａ及びＢは定数であり、現場において適宜調整される。

ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、時刻ｔｉ毎に算出したゲイン補正係数ＰＧ１〜ＰＧｎのうち、最も値が大きいゲイン補正係数ＰＧｉを、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘとして決定する。以下、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘを、他のＰＧｍａｘ算出部２２ｂ等で算出された値と区別するために、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１と表す。

ＰＧｍａｘ送信部１２ｆは、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂで設定されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を、第２〜第４ステアリング制御部２２〜４２にそれぞれ設けられたゲイン設定部（ゲイン変更部）２２ａ〜４２ａ（図３（ｂ）参照）に送信する。なお、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆは、蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板２が異常な蛇行を行っていると判断された部位が第２〜第４ステアリング装置２０〜４０に到達するタイミングで、それぞれ、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を各ゲイン設定部２２ａ〜４２ａに送信する。また、鋼板２の所定の部位がどの位置まで搬送されたかは、例えば、鋼板２の走行速度から求めたり、連続焼鈍設備１の制御装置が把握している値を用いる等、既存の方法によって取得することができる。

ゲイン設定部１２ａは、駆動制御部１２ｅが第１ステアリング装置１０の油圧シリンダ１０ａの駆動を制御するときの駆動ゲインを設定する。以下、第１ステアリング装置１０の油圧シリンダ１０ａを駆動するときに用いる駆動ゲインを駆動ゲインＰ１とも表す。ゲイン設定部１２ａは、通常状態、即ち、蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板２が蛇行状態であると判断されていない場合、予め定められたゲイン値γ１を、駆動ゲインＰ１として設定する(図９の「正常時」欄参照)。なお、ゲイン値γ１は、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において油圧シリンダ１０ａを駆動する際に用いる値として、予め設定される。

また、ゲイン設定部１２ａは、蛇行状態判断部１２ｃによって、鋼板２が蛇行状態であると判断されている場合、駆動ゲインＰ１として、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を以下の式（４）に代入して得られる値を設定する(図９の「異常判断・条件１」欄参照)。
Ｐ１＝γ１×ＰＧｍａｘ１ （４）

鋼板速度制御部１２ｄは、ゲイン設定部１２ａによって駆動ゲインＰ１を「γ１×ＰＧｍａｘ１」に変更して油圧シリンダ１０ａの駆動を制御しているにもかかわらず、鋼板２の蛇行が増大する場合、鋼板２の搬送速度を遅くする。鋼板速度制御部１２ｄは、鋼板２の蛇行が修正方向に向かい、且つ、蛇行量が所定値未満となるまで、鋼板２を減速させる。なお、鋼板速度制御部１２ｄは、鋼板２を搬送する駆動モータ、或は、鋼板２を搬送する駆動モータを制御する制御装置に対し、鋼板２の搬送速度が遅くなるように指示を出す。さらに、鋼板速度制御部１２ｄは、ゲイン設定部１２ａによって駆動ゲインＰ１を「γ１×ＰＧｍａｘ１」に変更して油圧シリンダ１０ａの駆動を制御する場合に限定されず、常時、鋼板２の蛇行量が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合に、鋼板２を減速させる。

次に、第２ステアリング制御部２２は、第２ステアリング装置２０に設けられた油圧シリンダ２０ａの駆動を制御する。即ち、第２ステアリング制御部２２によって、第２ステアリング装置２０を通過する鋼板２の蛇行を制御する。より詳細には、第２ステアリング制御部２２は、図３（ｂ）に示すように、ゲイン設定部２２ａ、ＰＧｍａｘ算出部２２ｂ、蛇行状態判断部２２ｃ、鋼板速度制御部２２ｄ、及び、駆動制御部２２ｅを含んで構成される。なお、第２ステアリング制御部２２は、物理的には、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータシステムによって構成される。

ここで、ＰＧｍａｘ算出部２２ｂ、蛇行状態判断部２２ｃ、鋼板速度制御部２２ｄ、及び、駆動制御部２２ｅの各機能は、上述した第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂ、蛇行状態判断部１２ｃ、鋼板速度制御部１２ｄ、及び、駆動制御部１２ｅの各機能と同様であるため、詳細な説明を省略する。

なお、ＰＧｍａｘ算出部２２ｂは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂと同様に、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ２を算出する。

ゲイン設定部２２ａは、駆動制御部２２ｅが第２ステアリング装置２０の油圧シリンダ２０ａの駆動を制御するときの駆動ゲインを設定する。以下、第２ステアリング装置２０の油圧シリンダ２０ａを駆動するときに用いる駆動ゲインを駆動ゲインＰ２とも表す。ゲイン設定部２２ａは、通常状態、即ち、蛇行状態判断部２２ｃによって鋼板２が蛇行状態であると判断されていない場合、予め定められたゲイン値γ２を、駆動ゲインＰ２として設定する(図９の「正常時」欄参照)。なお、ゲイン値γ２は、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において油圧シリンダ２０ａを駆動する際に用いる値として、予め設定される。

また、ゲイン設定部２２ａは、蛇行状態判断部２２ｃによって、鋼板２が蛇行状態であると判断されている場合、駆動ゲインＰ２として、ＰＧｍａｘ算出部２２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ２を以下の式（５）に代入して得られる値を設定する(図９の「異常判断・条件３」欄参照)。
Ｐ２＝γ２×ＰＧｍａｘ２ （５）

また、ゲイン設定部２２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部２２ｃによって鋼板２が異常蛇行していないと判断されている場合、駆動ゲインＰ２として、以下の式（６）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件１」欄参照)。
Ｐ２＝γ２×ＰＧｍａｘ１ （６）

さらに、ゲイン設定部２２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部２２ｃによって鋼板２が異常蛇行していると判断されている場合、駆動ゲインＰ２として、以下の式（７）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件２」欄参照)。
Ｐ２＝γ２×ＰＧｍａｘ２×ＰＧｍａｘ１ （７）

なお、ゲイン設定部２２ａは、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信した後、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１の算出の基となった、鋼板２が異常蛇行を行った部位が第２ステアリング装置２０を通過するまで、式（６）又は式（７）で算出される値を駆動ゲインＰ２として設定する。

次に、第３ステアリング制御部３２は、第３ステアリング装置３０に設けられた油圧シリンダ３０ａの駆動を制御する。即ち、第３ステアリング制御部３２によって、第３ステアリング装置３０を通過する鋼板２の蛇行を制御する。より詳細には、第３ステアリング制御部３２は、図３（ｂ）に示すように、ゲイン設定部３２ａ、ＰＧｍａｘ算出部３２ｂ、蛇行状態判断部３２ｃ、鋼板速度制御部３２ｄ、及び、駆動制御部３２ｅを含んで構成される。なお、第３ステアリング制御部３２は、物理的には、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータシステムによって構成される。

ここで、ＰＧｍａｘ算出部３２ｂ、蛇行状態判断部３２ｃ、鋼板速度制御部３２ｄ、及び、駆動制御部３２ｅの各機能は、上述した第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂ、蛇行状態判断部１２ｃ、鋼板速度制御部１２ｄ、及び、駆動制御部１２ｅの各機能と同様であるため、詳細な説明を省略する。

なお、ＰＧｍａｘ算出部３２ｂは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂと同様に、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ３を算出する。

ゲイン設定部３２ａは、駆動制御部３２ｅが第３ステアリング装置３０の油圧シリンダ３０ａの駆動を制御するときの駆動ゲインを設定する。以下、第３ステアリング装置３０の油圧シリンダ３０ａを駆動するときに用いる駆動ゲインを駆動ゲインＰ３とも表す。ゲイン設定部３２ａは、通常状態、即ち、蛇行状態判断部３２ｃによって鋼板２が蛇行状態であると判断されていない場合、予め定められたゲイン値γ３を、駆動ゲインＰ３として設定する(図９の「正常時」欄参照)。なお、ゲイン値γ３は、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において油圧シリンダ３０ａを駆動する際に用いる値として、予め設定される。

また、ゲイン設定部３２ａは、蛇行状態判断部３２ｃによって、鋼板２が蛇行状態であると判断されている場合、駆動ゲインＰ３として、ＰＧｍａｘ算出部３２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ３を以下の式（８）に代入して得られる値を設定する(図９の「異常判断・条件３」欄参照)。
Ｐ３＝γ３×ＰＧｍａｘ３ （８）

また、ゲイン設定部３２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部３２ｃによって鋼板２が異常蛇行していないと判断されている場合、駆動ゲインＰ３として、以下の式（９）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件１」欄参照)。
Ｐ３＝γ３×ＰＧｍａｘ１ （９）

さらに、ゲイン設定部３２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部３２ｃによって鋼板２が異常蛇行していると判断されている場合、駆動ゲインＰ３として、以下の式（１０）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件２」欄参照)。
Ｐ３＝γ３×ＰＧｍａｘ３×ＰＧｍａｘ１ （１０）

なお、ゲイン設定部３２ａは、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信した後、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１の算出の基となった、鋼板２が異常蛇行を行った部位が第３ステアリング装置３０を通過するまで、式（９）又は式（１０）で算出される値を駆動ゲインＰ３として設定する。

次に、第４ステアリング制御部４２は、第４ステアリング装置４０に設けられた油圧シリンダ４０ａの駆動を制御する。即ち、第４ステアリング制御部４２によって、第４ステアリング装置４０を通過する鋼板２の蛇行を制御する。より詳細には、第４ステアリング制御部４２は、図３（ｂ）に示すように、ゲイン設定部４２ａ、ＰＧｍａｘ算出部４２ｂ、蛇行状態判断部４２ｃ、鋼板速度制御部４２ｄ、及び、駆動制御部４２ｅを含んで構成される。なお、第４ステアリング制御部４２は、物理的には、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータシステムによって構成される。

ここで、ＰＧｍａｘ算出部４２ｂ、蛇行状態判断部４２ｃ、鋼板速度制御部４２ｄ、及び、駆動制御部４２ｅの各機能は、上述した第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂ、蛇行状態判断部１２ｃ、鋼板速度制御部１２ｄ、及び、駆動制御部１２ｅの各機能と同様であるため、詳細な説明を省略する。

なお、ＰＧｍａｘ算出部４２ｂは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ算出部１２ｂと同様に、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ４を算出する。

ゲイン設定部４２ａは、駆動制御部４２ｅが第４ステアリング装置４０の油圧シリンダ４０ａの駆動を制御するときの駆動ゲインを設定する。以下、第４ステアリング装置４０の油圧シリンダ４０ａを駆動するときに用いる駆動ゲインを駆動ゲインＰ４とも表す。ゲイン設定部４２ａは、通常状態、即ち、蛇行状態判断部４２ｃによって鋼板２が蛇行状態であると判断されていない場合、予め定められたゲイン値γ４を、駆動ゲインＰ４として設定する(図９の「正常時」欄参照)。なお、ゲイン値γ４は、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において油圧シリンダ４０ａを駆動する際に用いる値として、予め設定される。

また、ゲイン設定部４２ａは、蛇行状態判断部４２ｃによって、鋼板２が蛇行状態であると判断されている場合、駆動ゲインＰ４として、ＰＧｍａｘ算出部４２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ４を以下の式（１１）に代入して得られる値を設定する(図９の「異常判断・条件３」欄参照)。
Ｐ４＝γ４×ＰＧｍａｘ４ （１１）

また、ゲイン設定部４２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部４２ｃによって鋼板２が異常蛇行していないと判断されている場合、駆動ゲインＰ４として、以下の式（１２）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件１」欄参照)。
Ｐ４＝γ４×ＰＧｍａｘ１ （１２）

さらに、ゲイン設定部４２ａは、第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信し、且つ、蛇行状態判断部４２ｃによって鋼板２が異常蛇行していると判断されている場合、駆動ゲインＰ４として、以下の式（１３）で算出される値を設定する(図９の「異常判断・条件２」欄参照)。
Ｐ４＝γ４×ＰＧｍａｘ４×ＰＧｍａｘ１ （１３）

なお、ゲイン設定部４２ａは、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信した後、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１の算出の基となった、鋼板２が異常蛇行を行った部位が第４ステアリング装置４０を通過するまで、式（１２）又は式（１３）で算出される値を駆動ゲインＰ４として設定する。

次に、各ステアリング制御部で行われる処理の流れについて説明する。まず、第１ステアリング制御部１２で行われる処理の流れについて説明する。図４に示すように、ゲイン設定部１２ａは、駆動ゲインＰ１として、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において用いられるゲイン値γ１を設定する（ステップＳ１０１）。次に、蛇行状態判断部１２ｃは、蛇行センサ１１によって検出された蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１に基づいて鋼板２の蛇行状態を検出し（ステップＳ１０２：蛇行検出工程）、鋼板２が異常な蛇行を行っているか否かを判断する（ステップＳ１０３：蛇行状態判断工程）。鋼板２が異常な蛇行を行っていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理へ戻る。

蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板２が異常な蛇行を行っていると判断された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を算出する(ステップＳ１０４)。ここで、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいて行われる、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ算出処理の流れについて説明する。図５に示すように、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、所定の時間間隔（Δｔ間隔）で、蛇行センサ１１によって検出される蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１を所定数、蓄積する（ステップＳ２０１）。次に、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１が取得された時刻毎に上述の式（３）を用いてゲイン補正係数ＰＧを算出する（ステップＳ２０２）。ゲイン補正係数ＰＧの算出後、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂは、最も値が大きいゲイン補正係数ＰＧを、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１として決定する（ステップＳ２０３）。

図４に戻り、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆは、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を、第２ステアリング制御部２２、第３ステアリング制御部３２、及び、第４ステアリング制御部４２に送信する（ステップＳ１０５）。このとき、蛇行状態判断部１２ｃによって鋼板２が異常な蛇行を行っていると判断された部位が第２〜第４ステアリング装置２０〜４０に到達するタイミングで、それぞれ、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を各ゲイン設定部２２ａ〜４２ａに送信する。

ゲイン設定部１２ａは、鋼板２の蛇行が異常な蛇行状態であると判断されると、ゲイン値γ１が設定されていた駆動ゲインＰ１を、上述の式（４）に従って、ゲイン値「γ１×ＰＧｍａｘ１」に変更する（ステップＳ１０６：ゲイン変更工程）。駆動ゲインＰ１が変更された以降において、駆動制御部１２ｅは、変更されたゲイン値を用いて第１ステアリング装置１０の油圧シリンダ１０ａの駆動を制御する。

次に、蛇行状態判断部１２ｃは、第１ステアリング装置１０によって修正しようとする方向に鋼板２が蛇行（移動）しているか否か、かつ、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満か否かを判断する（ステップＳ１０７：修正不可判断工程）。修正方向に鋼板２が蛇行し、かつ、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１０１の処理へ戻る。一方、修正方向に鋼板２が蛇行していない場合、又は、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満でない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、蛇行状態判断部１２ｃは、鋼板２の蛇行量が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０８：修正不可判断工程）。ここでの所定値とは、この値を超えると鋼板２が搬送ロール３から脱落する可能性が生じ得る値とする。

鋼板２の蛇行量が所定値以上でない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、上述のステップＳ１０４の処理へ戻る。一方、鋼板２の蛇行量が所定値以上である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、鋼板速度制御部１２ｄは、鋼板２の速度を遅くする鋼板速度制御処理を行う（ステップＳ１０９）。

ここで、鋼板速度制御部１２ｄ等で行われる鋼板速度制御処理の詳細について説明する。図６に示すように、鋼板速度制御部１２ｄは、鋼板２の搬送速度を遅くする（ステップＳ３０１：速度変更工程）。ここでは、図７に示すように、鋼板２の速度Ｖをランプ状に減速させる（時刻ｔ１〜ｔ２）。減速率は、現場において適宜調整される。次に、蛇行状態判断部１２ｃは、第１ステアリング装置１０によって修正しようとする方向に鋼板２が蛇行（移動）し、かつ、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満か否かを判断する（ステップＳ３０２）。修正方向に鋼板２が蛇行していない場合、又は、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満でない場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、上述のステップＳ３０１の処理へ戻り、鋼板２の速度を更に遅くする。

修正方向に鋼板２が蛇行し、かつ、蛇行量Ｃ_１が許容蛇行量Ｃ_２未満である場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、蛇行状態判断部１２ｃは、鋼板２の蛇行量が所定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。鋼板２の蛇行量が所定値未満でない場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、上述のステップＳ３０１の処理へ戻る。鋼板２の蛇行量が所定値未満である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、ゲイン設定部１２ａは、駆動ゲインＰ１を、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において用いられるゲイン値γ１までランプ状に戻す（ステップＳ３０４）。そして、鋼板速度制御部１２ｄは、鋼板２の速度を図７に示すように加速させる（図７の時刻ｔ２以降）（ステップＳ３０５）。鋼板２を加速させる際に、鋼板２のヒートサイクルに伴う制御を行いながら加速させる。鋼板速度制御処理が終了すると、上述のステップＳ１０１の処理へ戻る。

なお、図６を用いて説明した鋼板速度制御処理は、駆動ゲインの変更後（図４のステップＳ１０６）、修正方向に鋼板２が蛇行しておらず（図４のステップＳ１０７：ＮＯ）、且つ、蛇行量が所定値以上のとき（図４のステップＳ１０８：ＹＥＳ）に行う場合に限定されず、常時行っているものとする。このように、鋼板２の速度を遅くする制御を常時行うことで、鋼板２が搬送ロール３から脱落することが防止できる。

次に、第２〜第４ステアリング装置２０〜４０で行われる処理の流れについて説明する。ここで、第２〜第４ステアリング装置２０〜４０で行われる処理は互いに同様であるため、第２ステアリング装置２０を代表させて説明する。図８に示すように、ゲイン設定部２２ａは、鋼板２の搬送方向の上流側において鋼板２の蛇行を制御する第１ステアリング制御部１２のＰＧｍａｘ送信部１２ｆから送信されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信したか否かを判断する（ステップＳ４０１）。

ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信していない場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）、ゲイン設定部２２ａは、駆動ゲインＰ２として、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態において用いられるゲイン値γ２を設定する（ステップＳ４０２）。一方、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信している場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、ゲイン設定部２２ａは、駆動ゲインＰ２として、上述の式（６）に従って、ゲイン値「γ２×ＰＧｍａｘ１」を設定する（ステップＳ４０３：ゲイン変更工程）。なお、ゲイン設定部２２ａは、ＰＧｍａｘ送信部１２ｆからゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１を受信した後、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１の算出の基となった、鋼板２が異常蛇行を行った部位が第２ステアリング装置２０を通過するまで、ステップＳ４０１での判断を「ＹＥＳ」とし、ステップＳ４０３の処理を行う。

次に、蛇行状態判断部２２ｃは、蛇行センサ２１によって検出された蛇行量Ｃ１及び蛇行速度Ｖ１に基づいて鋼板２の蛇行状態を検出し（ステップＳ４０４：蛇行検出工程）、鋼板２が異常な蛇行を行っているか否かを判断する（ステップＳ４０５：蛇行状態判断工程）。鋼板２が異常な蛇行を行っていない場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、ステップＳ４０１の処理へ戻る。蛇行状態判断部２２ｃによって鋼板２が異常な蛇行を行っていると判断された場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、ＰＧｍａｘ算出部２２ｂは、ゲイン補正係数ＰＧｍａｘ２を算出する(ステップＳ４０６)。ステップ２０６での処理の詳細は、図５を用いて説明した処理と同様である。

次に、ゲイン設定部２２ａは、ステップＳ４０２でゲイン値γ２が設定された駆動ゲインＰ２を、上述の式（５）に従って、ゲイン値「γ２×ＰＧｍａｘ２」に変更する、或は、ステップＳ４０３でゲイン値「γ２×ＰＧｍａｘ１」が設定された駆動ゲインＰ２を、上述の式（７）に従って、ゲイン値「γ２×ＰＧｍａｘ２×ＰＧｍａｘ１」に変更する（ステップＳ４０７：ゲイン変更工程）。以降の処理（ステップＳ４０８〜４１０）は、図４を用いて説明したステップＳ１０７〜１０９と同様であり、詳細な説明を省略する。

以上のようにして設定される第１〜第４ステアリング装置１０〜４０毎のゲイン値を、図９に示す。図９において、「正常時」とは、鋼板２が異常蛇行をしていない正常状態を示す。また、「異常判断・条件１」とは、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１が算出され、且つ、蛇行状態判断部２２ｃ〜４２ｃによって鋼板２が異常蛇行していないと判断された場合を示す。「異常判断・条件２」とは、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１が算出され、且つ、蛇行状態判断部２２ｃ〜４２ｃにおいて鋼板２が異常蛇行していると判断された場合を示す。「異常判断・条件３」とは、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂにおいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１が算出されておらず、且つ、蛇行状態判断部２２ｃ〜４２ｃにおいて鋼板２が異常蛇行していると判断された場合を示す。

図１０に、形状不良部位を有する鋼板２を搬送した時の蛇行量を示す。この形状不良部位は、各蛇行状態判断部１２ｃ〜４２ｃにおいて、鋼板２が蛇行していると判断される蛇行を引き起こすものとする。この場合、図１０に示すように、第１ステアリング装置１０を通過した直後の領域Ａにおいては、ゲイン設定部１２ａにおいて、駆動ゲインＰ１がゲイン値「γ１×ＰＧｍａｘ１」に設定されることで、鋼板２の蛇行を好適に抑制することができた。

また、第２ステアリング装置２０を通過した直後の領域Ｂにおいては、ＰＧｍａｘ算出部１２ｂで算出されたゲイン補正係数ＰＧｍａｘ１がゲイン設定部２２ａでの駆動ゲインＰ２の設定に引き継がれ、駆動ゲインＰ２がゲイン値「γ２×ＰＧｍａｘ２×ＰＧｍａｘ１」に設定される。これにより、予め、第２ステアリング装置２０の動作感度を上げておくことができ、鋼板２の形状不良部位に起因する蛇行を素早く抑制することができた。

本実施形態は以上のように構成され、蛇行状態判断部１２ｃ等によって鋼板２の状態が異常な蛇行状態であると判断された場合、ゲイン設定部１２ａ等が第１ステアリング装置１０等の駆動を制御するときの駆動ゲインを蛇行状態に応じて変更する。このように、鋼板２の蛇行状態が異常な場合に蛇行状態に応じて駆動ゲインを変更することで、異常な蛇行状態に応じた駆動ゲインによって第１ステアリング装置１０等を駆動することができ、鋼板２の蛇行をより一層抑制することができる。また、実際に生じている鋼板２の蛇行状態に基づいて駆動ゲインを変更することができるため、鋼板２の蛇行をより好適に抑制することができる。

ここで、形状不良の部位を含む鋼板２を搬送する場合、鋼板２の搬送方向の上流側の第１ステアリング装置１０において異常な蛇行が修正されても、下流側の第２〜第４ステアリング装置２０〜４０を形状不良の部位が通過する際に再び異常な蛇行が生じることがある。また、下流側の第２〜第４ステアリング装置２０〜４０での鋼板２の蛇行は、上流側の第１ステアリング装置１０での蛇行に一致する傾向がある。これは、鋼板２の異常な蛇行を誘発させる形状不良の部位が、形状不良の状態が維持されたままで下流側の第２〜第４ステアリング装置２０〜４０に進入するために生じる。そこで、下流側に設けられた第２〜第４ステアリング装置２０〜４０における駆動ゲインを変更する際に、上流側に設けられた第１ステアリング装置１０における駆動ゲインの変更結果を引き継ぐことで、予め、下流側の第２〜第４ステアリング装置２０〜４０の駆動ゲインを適切な値に変更することができる。

上流側の第１ステアリング装置１０での駆動ゲインの変更結果を引き継ぐことに加え、更に、下流側に設けられた第２〜第４ステアリング装置２０〜４０のそれぞれに進入する鋼板２の蛇行状態に応じて、駆動ゲインを変更する。これにより、鋼板２の蛇行を抑制可能なように、より適切に下流側の第２〜第４ステアリング装置２０〜４０の駆動ゲインを変更することができる。

ゲイン設定部１２ａ〜４２ａは、上述した式（３）に示すように、蛇行センサ１１〜４１によって検出される鋼板２の蛇行量及び蛇行速度に基づいてゲイン補正係数ＰＧｍａｘを算出し、算出したゲイン補正係数ＰＧｍａｘを用いて駆動ゲインを変更することができる。

鋼板２の蛇行が第１〜第４ステアリング装置１０〜４０によって修正できない場合に、鋼板速度制御部１２ｄ〜４２ｄが鋼板２の走行速度を遅くすることで、鋼板２の蛇行量の更なる増加等を抑制することができる。また、オペレータの操作によらずに鋼板速度制御部１２ｄ〜４２ｄの制御により、自動で鋼板２の走行速度を遅くすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、連続焼鈍設備１に設けられた第１ステアリング装置１０等の駆動を制御するときの駆動ゲインを変更するものとしたが、連続焼鈍設備１以外の設備に設けられた第１ステアリング装置１０等の駆動を制御するときの駆動ゲインを変更することもできる。

また、連続焼鈍設備１には、第１〜第４ステアリング装置１０〜４０を設けるものとしたが、１台のステアリング装置のみを設け、このステアリング装置の駆動を制御するときの駆動ゲインを第１ステアリング装置１０の場合と同様に変更することができる。

１…連続焼鈍設備、２…鋼板、１０…第１ステアリング装置（上流側のステアリング装置）、１１，２１，３１，４１…蛇行センサ（蛇行検出部）、１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ…蛇行状態判断部、１２ａ，２２ａ、３２ａ，４２ａ…ゲイン設定部（ゲイン変更部）、１２ｅ，２２ｅ，３２ｅ，４２ｅ…駆動制御部、１２ｄ，２２ｄ，３２ｄ，４２ｄ…鋼板速度制御部、２０，３０，４０…第２〜第４ステアリング装置（下流側のステアリング装置）。

Claims (5)

1. ステアリング装置を駆動することにより、走行する鋼板の蛇行を抑制する蛇行抑制制御方法であって、
   蛇行検出部が、前記ステアリング装置を通過する前記鋼板の蛇行量及び蛇行速度を検出する蛇行検出工程と、
   蛇行状態判断部が、前記蛇行検出部によって検出された前記蛇行量及び前記蛇行速度に基づいて、前記鋼板の状態が異常な蛇行状態であるか否かを判断する蛇行状態判断工程と、
   前記蛇行状態判断部によって前記鋼板の状態が異常な蛇行状態であると判断された場合、ゲイン変更部が、前記ステアリング装置の駆動を駆動制御部が制御するときの駆動ゲインを、前記ステアリング装置を通過する前記鋼板の蛇行状態に応じて変更するゲイン変更工程と、
   を含む蛇行抑制制御方法。
2. 前記ステアリング装置は複数設けられ、
   前記ゲイン変更工程において、前記ゲイン変更部は、前記鋼板の走行方向の上流側に設けられた前記ステアリング装置における前記駆動ゲインの変更結果に基づいて、下流側に設けられた前記ステアリング装置における前記駆動ゲインを変更する、請求項１に記載の蛇行抑制制御方法。
3. 前記ゲイン変更工程において前記ゲイン変更部は、下流側に設けられた前記ステアリング装置の前記駆動ゲインを、
   下流側に設けられた前記ステアリング装置を通過するときの前記鋼板の蛇行状態と、
   上流側に設けられた前記ステアリング装置の前記駆動ゲインの変更結果と、
   に基づいて変更する、請求項２に記載の蛇行抑制制御方法。
4. 前記ゲイン変更工程において前記ゲイン変更部は、少なくとも、前記蛇行量及び前記蛇行速度に基づいて前記駆動ゲインを変更する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛇行抑制制御方法。
5. 前記蛇行状態判断部が、前記鋼板の蛇行が前記ステアリング装置によって修正できない蛇行であるか否かを判断する修正不可判断工程と、
   前記蛇行状態判断部によって前記鋼板の蛇行が前記ステアリング装置によって修正できない蛇行であると判断された場合、鋼板速度制御部が、前記鋼板の走行速度を遅くする速度変更工程と、
   を更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛇行抑制制御方法。

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