JP6558306B2 - 長尺材形状推定方法およびカテナリ制御システム - Google Patents
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Description
酸液を溜めた酸洗槽と、
前記酸洗槽の入側に設けられた入側ブライドルロールと、
前記酸洗槽の出側に設けられた出側ブライドルロールと、を備え、
長尺材が、前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間で前記酸液に浸かるように規定深さの撓みを持った状態で、前記長尺材が、前記入側ブライドルロールにより前記酸洗槽へ送り出され、前記出側ブライドルロールにより前記酸洗槽から槽外へ送り出される酸洗設備のカテナリ制御システムであって、
前記長尺材の弾性力による位置エネルギーと重力による位置エネルギーの両方を含む方程式を用いて、前記規定深さの撓みを満たす、前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間の前記長尺材の目標長さを算出する目標長さ計算部と、
前記入側ブライドルロールが前記長尺材上に定めた基準位置以降に送り出した材の長さと、前記出側ブライドルロールが前記基準位置以降に送り出した材の長さとの差が、前記目標長さと一致するように、前記入側ブライドルロールおよび前記出側ブライドルロールの少なくとも一方の速度を制御する速度フィードバック制御部と、を備えることを特徴とする。
酸液を溜めた酸洗槽と、前記酸洗槽の入側に設けられた入側ブライドルロールと、
前記酸洗槽の出側に設けられた出側ブライドルロールと、を備える酸洗設備において、前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間で前記酸液に浸かるように撓みを持たせた状態の長尺材の形状を推定する長尺材形状推定方法であって、
前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間における前記長尺材の形状を、剛体リンクをばね関節で接続した折れ線で近似し、
後述する式(1)、式(2)、式(11)を用いて、前記長尺材の形状を示すθiとベクトルpiを算出すること、を特徴とする。
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係るカテナリ制御システムを適用した酸洗設備の構成図である。図1に示す酸洗設備1は、霧状水滴やヒュームの充満するような連続ラインに設けられる。
以上説明したように、本発明の実施の形態1に係るカテナリ制御システム12によれば、長尺材18の弾性力による位置エネルギーと重力による位置エネルギーの両方を含む上述の方程式を用いることで、カテナリセンサ等の特別なセンサを用いずに、長尺材形状を高精度に推定できる。また、カテナリ制御システム12によれば、上述の方程式を用いて、目標カテナリ量(規定深さ)を満たす長尺材18の撓み部の目標長さLを高精度に算出し、目標長さLをフィードバック制御の目標値として用いて、フィードバックされる実績長さLcを目標長さLに一致させる速度フィードバック制御を実施し、長尺材18を安定走行させることができる。酸洗槽3内の特別なセンサを必要としないため、設備コストや故障発生を抑制でき、歩留まり向上を図れる。
ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、入側ブライドルロール4(入側駆動モータ7)の速度を補正することとしているが、これに限定されるものでない。例えば、速度補正演算器15の出力する速度補正値を用いて、出側ブライドルロール5(出側駆動モータ9)の速度を補正してもよい。また、入側ブライドルロール4(入側駆動モータ7)および出側ブライドルロール5(出側駆動モータ9)の両方の速度を補正してもよい。
図7は、カテナリ制御システム12が有する処理回路のハードウェア構成例を示すブロック図である。図5に示すカテナリ制御システム12内の各部は、当該システムが有する機能の一部を示し、各機能は処理回路により実現される。例えば、処理回路は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、入出力インターフェース104、システムバス105、入力装置106、表示装置107、ストレージ108および通信装置109を備えたコンピュータである。
2 酸液
3 酸洗槽
4 入側ブライドルロール
5 出側ブライドルロール
6 入側モータ軸
7 入側駆動モータ
8 出側モータ軸
9 出側駆動モータ
10 入側速度検出器
11 出側速度検出器
12 カテナリ制御システム
13 入側速度積分器
14 出側速度積分器
15 速度補正演算器
16 入側速度制御器
17 出側速度制御器
18 長尺材
20 目標長さ計算部
21 長尺材形状算出部
22 カテナリ量算出部
23 カテナリ量比較部
30 速度フィードバック制御部
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 入出力インターフェース
105 システムバス
106 入力装置
107 表示装置
108 ストレージ
109 通信装置
Claims (1)
- 酸液を溜めた酸洗槽と、
前記酸洗槽の入側に設けられた入側ブライドルロールと、
前記酸洗槽の出側に設けられた出側ブライドルロールと、を備え、
長尺材が、前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間で前記酸液に浸かるように規定深さの撓みを持った状態で、前記長尺材が、前記入側ブライドルロールにより前記酸洗槽へ送り出され、前記出側ブライドルロールにより前記酸洗槽から槽外へ送り出される酸洗設備のカテナリ制御システムであって、
前記規定深さの撓みを満たす、前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間の前記長尺材の目標長さを算出する目標長さ計算部と、
前記入側ブライドルロールが前記長尺材上に定めた基準位置以降に送り出した材の長さと、前記出側ブライドルロールが前記基準位置以降に送り出した材の長さとの差が、前記目標長さと一致するように、前記入側ブライドルロールおよび前記出側ブライドルロールの少なくとも一方の速度を制御する速度フィードバック制御部と、を備え、
前記目標長さ計算部は、
前記入側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールとの間における前記長尺材の形状を、剛体リンクをばね関節で接続した折れ線で近似し、
パラメータ設定値として下記のn、d、k、m、ベクトルg、φ 0 、φ end および仮の目標長さLを設定し、下記の式(1)、(2)、(11)を用いて、条件式(12)、(13)を満たす前記長尺材の形状を示すθ i とベクトルp i を算出し、前記長尺材の形状の最下点から推定カテナリ量を算出し、
前記推定カテナリ量と前記規定深さとの差が誤差範囲外である場合に、前記パラメータ設定値を変更して再び前記長尺材の形状および前記推定カテナリ量を算出し、
前記推定カテナリ量と前記規定深さとの差が前記誤差範囲以内である場合に、前記パラメータ設定値の前記仮の目標長さLを前記目標長さとすること、
を特徴とするカテナリ制御システム。
ベクトルpiは、i番目の関節の位置ベクトル、
ベクトルezは、ベクトルの外積の方向の単位ベクトル、
θiは、i−1番目のばね関節の位置における関節角、
φiは、i番目の剛体リンクが水平方向となす絶対角、
kは、板の弾性によるトルクを関節角で割ったばね定数、
lは、剛体リンクの長さ(l=L/n)、
mは、剛体リンクの質量、
nは、剛体リンクの本数
ベクトルgは、重力加速度ベクトル、
ベクトルλは、前記出側ブライドルロールの位置に係る拘束力、
ベクトルp n は、n番目の関節の位置ベクトル、
dは、カテナリ部スパン、
ベクトルe x は、水平方向の単位ベクトル、
εは、許容誤差、
φ end は、前記出側ブライドルロールが板を送り出す方向の絶対角、
δは、許容誤差、である。
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