JPH07108551A - カレンダ装置の自動厚み制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カレンダロール1a, 1bと厚みセンサ9a, 9bと
の間の距離のために生じるデッドタイムを補償する。 【構成】 厚みセンサ9a及び9bで検出した厚み信号c1及
びc2と予め設定された厚み設定信号ａとの偏差をカレン
ダロール1a, 1bのギャップ信号とすると共に、電気的あ
るいは機械的遅れを補償するために、材質条件、圧延条
件及び環境条件などによるギャップ補償装置13を設け、
該ギャップ補償装置13によるギャップ補償信号d1, d2に
より前記ギャップ信号を補償することを特徴とする。圧
延条件として圧延負荷の状況を追加してバンク19の変動
の補償も行うことができる。ロードセル10a, 10bによる
他、駆動モータ８の電流でも圧延負荷の状況は判る。 【効果】 厚み設定変更時の高速応答が可能になり、速
度変更時の厚みの変動を防止でき、更にはバンク変動に
よる厚み変動を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シートの厚みを一定に
制御するために、厚みの設定値と検出値との偏差を演算
する厚み偏差演算装置の出力をギャップ指令とし、カレ
ンダロールを支える軸箱間のギャップを検出するギャッ
プセンサからのギャップ検出信号と前記ギャップ指令と
の偏差を演算するギャップ演算装置により、カレンダロ
ールの軸箱の移動を制御するカレンダ装置の自動厚み制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カレンダ設備によりシートを形成する場
合、シート厚みは品質上最も重要な要素であるが、カレ
ンダ速度、材質、ロールギャップやバンク（カレンダロ
ール間の材料の溜まり量）などに影響を受ける。

【０００３】図２はカレンダ装置の基本構造を示す図
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示し、1a, 1bは
カレンダロール、2aと2b及び2cと2dはそれぞれカレンダ
ロール1a及び1bを支える軸箱、3a及び3bはそれぞれ軸箱
2aと2c及び2bと2dを支えるフレーム、4a及び4bはカレン
ダロール1aと1bとの間の間隙を調整する押しねじ、5a及
び5bはギャップモータ、6a及び6bはそれぞれギャップモ
ータ5a及び5bの回転を押しねじ4a及び4bの移動量に変換
する変換器、７はシートである。19は圧延材料のバンク
を示す。カレンダロール1bを支える軸箱2c及び2dはそれ
ぞれフレーム3a及び3bに固定され、カレンダロール1aを
支える軸箱2a及び2bは軸箱2c及び2dとのギャップが調節
できるようにフレーム3a及び3bに支持されている。

【０００４】このような装置にてシート７を成形する場
合、カレンダロール1a，1bには非常に大きい圧延荷重が
掛かり、その結果カレンダロール1aと1bの変形、押しね
じ4aと4bの変形、及びフレーム3aと3bの変形が発生す
る。これらの変形量の合計は、成形するシート７の厚み
に対して数十％から百％を越すほどの影響を与えること
がある。

【０００５】このような装置で製造するシートの厚みを
制御する場合、従来は成形直後のシートの厚みを測定す
る厚みセンサからの厚み検出信号と、厚み設定信号との
偏差によって、カレンダロールを支える軸箱間のギャッ
プ検出信号を用いてギャップモータ6a及び6bを制御する
ギャップ演算装置によりギャップモータ6a及び6bを間欠
的にオン・オフ制御していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の装置では圧延条件（速度、荷重）の変化に応答す
ることは難しく、次のような問題点がある。 （１）厚みセンサがカレンダロールのシート送り出し側
に設置されており、しかもカレンダ設備によっては厚み
センサがカレンダロールからかなり離れた位置に設置さ
れている場合もり、このことによりデッドタイムが生じ
て高速応答とすることが困難である。 （２）ギャップモータオン・オフ制御の場合、圧延時の
機械変形量が大きいために、厚み変化に対する修正操作
は間欠的であり応答が遅くなる。

【０００７】本発明は前述した問題点に鑑みて創案され
たもので、前記の問題点を解決し、厚みセンサとカレン
ダロールとの間の距離が若干離れていても円滑に厚みが
制御できる、カレンダ装置のカレンダロールギャップ補
償制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるカレンダ装
置の自動厚み制御装置は、成形されたシートの厚みを検
出し厚み検出信号を出力する厚みセンサの他に、カレン
ダロールを支える軸箱に軸箱間のギャップを検出してギ
ャップ検出信号を出力するセンサを取り付け、前記厚み
センサからの厚み検出信号をフィードバックとする厚み
演算装置の厚み偏差信号出力を、ギャップ検出信号をフ
ィードバックとするギャップ演算装置の入力とする自動
厚み制御装置において、速度変化に対応する変動値又は
それに比例した値を軸箱ギャップ補償量として速度補償
信号を出力するギャップ補償装置を設け、前記厚み偏差
信号に加えて、速度変化に対し補償することを特徴とす
る。

【０００９】つまり、その目的を達成するための手段
は、樹脂・ゴムなどの物質用カレンダ装置によりシート
を形成する厚み制御方法において、一対のカレンダロー
ルと、この一対のカレンダロールを軸支するそれぞれの
軸箱と、一対のカレンダロールのうちの１本のカレンダ
ロールを駆動してカレンダロール間のギャップを可変す
る、前記軸箱に掛合し且つカレンダロールの両端に位置
するギャップモータと、カレンダロールを駆動する駆動
モータと、カレンダロールの前記シートの送り出し側に
設けられた厚みセンサと、前記一対のカレンダロールの
軸箱間のギャップを検出するためにカレンダロールの両
端部に位置するギャップセンサと、場合によってはシー
トの圧延荷重を検出するカレンダロールの両端部に位置
するロードセルとから構成され、厚み設定信号とギャッ
プ検出信号との偏差によりギャップモータを制御するギ
ャップ演算装置に、厚みセンサの厚み検出信号とは関係
無くシートの出来上がりに対応して軸箱間のギャップを
補正するギャップ補償装置を備えて、カレンダロールと
厚みセンサとの間の距離によるデッドタイムの間も最適
な自動厚み制御を行うものである。

【００１０】この軸箱のギャップ補償装置の補償パター
ンは、圧延材質及び機械構造から計算して設定すること
もできるが、カレンダロールの本数が増えた場合のロー
ルの干渉や、ロール軸箱を支えるフレームの変形の計算
が非常に難しい。従って、補償パターンは生産状態での
実測により設定するのが簡単であり且つ正確である。実
測は無制御の状態でシート厚み、軸箱ギャップ、ロール
速度、ロール駆動モータの電流及び圧延荷重を記録しな
がら速度を変化させる。この時のシート厚みの変動量を
測定しパターン化する。

【００１１】厚み設定値によって変動量が異なるので、
数種の厚み設定値でデータを採取する。圧延荷重の記録
により厚み変動量の補正を行う。カレンダロールの本数
が少ないほどバンクや材質の影響を受け易いので、実測
データは多いほどよい。カレンダロールの本数が多い場
合には、最終圧延条件は安定しているので、速度に対す
る補償だけでもよいが、カレンダロールの本数が少ない
場合は、圧延荷重や軸箱ギャップの変化量、特に２本ロ
ールの場合はロール駆動モータの電流により補償パター
ンを補正する必要があり、このような演算にはファジー
演算が適している。

【００１２】このようにして実測した速度に対するシー
ト厚みの変動パターンの一例を図３に示す。前述したよ
うな補償装置を装備することにより、速度変化や圧延荷
重変化時の厚み変化をギャップ修正動作に適用して、高
速に且つ連続的に補償を行って、厚み変動を最小限に抑
えることが可能である。

【００１３】

【作用】本発明によるカレンダ装置の自動厚み制御装置
の作用については、以下に述べる一実施例の説明におい
て同時に説明する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のカレンダ装置のカレンダロー
ルギャップ補償制御装置の一実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明によるカレンダ装置のカレン
ダロールギャップ補償制御装置の一実施例のブロック線
図であり、図２と同一符号は同一機能部分を示してい
る。

【００１６】カレンダ装置の機構部分は、図１に示した
ものと同様に、一対のカレンダロール1a, 1bと、この一
対のカレンダロール1a及び1bをそれぞれ軸支する軸箱2a
と2b及び2cと2dと、カレンダロールのギャップを可変す
るために一対のカレンダロール1a及び1bのうちの一方の
カレンダロール1aの両端に掛合した軸箱2a及び2bの位置
を移動するギャップモータ5a及び5bなどから構成されて
いる。他方のカレンダロール1bを駆動するために駆動モ
ータ８が配設されており、一対のカレンダロール1a及び
1bのシート７の送り出し側ににおいてシートの両端付近
にそれぞれ厚みセンサ9a及び9bが設けられ、カレンダロ
ール1aの両端にはシート７の圧延荷重を検出する一対の
ロードセル10a, 10bが設けられ、二対の軸箱2aと2c及び
2bと2dの間のそれぞれのギャップε１及びε２を検出す
るギャップセンサ11a 及び11b が設けられている。

【００１７】駆動モータ制御装置15は速度指令信号ｇを
入力として駆動モータ８にモータ速度指令信号ｖを送り
駆動モータ８の速度検出器18からのフィードバックを受
けて駆動モータ８を制御している。CTがその駆動電流を
検出してモータ負荷信号ｊを出力する。ギャップモータ
5a及び5bはギャップ演算装置12a 及び12b の出力を入力
とするギャップ制御装置16a 及び16b により制御され
る。ロードセル10a 及び10b からはそれぞれ圧延荷重信
号f1及びf2が出力される。ギャップセンサ11a 及び11b
からはそれぞれ軸箱間のギャップ信号b1及びb2が出力さ
れる。カレンダロールの両端付近の厚みセンサ9a及び9b
からはそれぞれ厚み検出信号c1及びc2が出力される。厚
み演算装置14は予め設定された厚み設定信号ａと厚みセ
ンサ9a及び9bからの厚み信号c1及びc2との偏差信号を演
算し、偏差信号k1及びk2をギャップ補償装置13へ出力し
ている。

【００１８】従来のカレンダ装置と異なるところは、厚
み設定信号ａとギャップ信号b1及びb2との偏差によりそ
れぞれギャップモータ5a及び5bを制御するギャップ演算
装置12a 及び12b に、ギャップ補償装置13からの補償信
号d1及びd2をそれぞれ取り入れるようにしたことであ
る。このギャップ補償装置13は、カレンダロール1a及び
1bと厚みセンサ９との間の距離によるデッドタイムを補
償するために、厚みセンサ9a及び9bからの厚み検出信号
c1及びc2とは無関係に、シート７の出来上がりに対して
軸箱間のギャップを補正する諸条件を入力するようにし
ている。

【００１９】図１にはすべての実施例に使用する回路が
すべて同時に記載されているが、第１の実施例において
は、ギャップ補償装置13に与える諸条件として、予め設
定された厚み設定信号ａ、ギャップセンサ11a 及び11b
からのそれぞれ軸箱間のギャップ信号b1及びb2、ロード
セル10a 及び10b からはそれぞれ圧延荷重信号f1及びf
2、速度指令器（図示せず）からの速度指令信号ｇ及び
厚み演算装置14からの厚み偏差信号k1及びk2を入力して
いる。前記ロードセル10a 及び10b からのそれぞれ圧延
荷重信号f1及びf2の代わりに、第２の実施例では、厚み
設定信号ａを入力し、ギャップセンサ11a 及び11b から
のそれぞれ軸箱間のギャップ信号b1及びb2との差を機械
変形量として使用し、第３の実施例では、駆動モータ８
の出力を監視する負荷信号ｊを入力して、圧延荷重信号
に代えている。

【００２０】前記のように構成されたギャップ補償装置
13は、圧延状態変化をギャップ変化量として演算予測
し、演算器17a 及び17b へギャップの補償信号d1及びd2
として出力し、ギャップ指令に補償として加え、厚み変
動を抑えると共に、厚み変更時の応答を速くするように
している。

【００２１】本実施例では一対のカレンダロールの場合
について説明しているが、二対又は三対のカレンダロー
ルを有するカレンダ装置においても、その最終段のカレ
ンダロールに本方式を採用することが可能である。

【００２２】次にその作用について説明する。カレンダ
装置が運転されている時、前述したように、カレンダロ
ール1a及び1bと厚みセンサ9a, 9bとの間は、従来の装置
では厚み変動を制御することはできない。本発明ではこ
の間を厚みセンサ9a, 9bからの厚み信号c1, c2の代わり
に、ギャップ補償装置13の補償信号d1, d2を、その厚み
の変動補正値としてギャップモータ制御系に与えてい
る。

【００２３】すなわち、樹脂やゴム等のシート７は、厚
み設定信号ａ、並びにこの設定信号ａによる軸箱間のギ
ャップε１，ε２の設定、更にはモータ速度指令信号ｖ
により回転する駆動モータ８により、カレンダロール1
a, 1b間から送出されている。もちろんギャップモータ5
a, 5bは、演算器17a, 17b、ギャップ演算装置12a, 12b
及びギャップモータ制御装置16a, 16bを介して制御され
ている。

【００２４】このようにして送り出されるシート７は、
この系で制御しきれないカレンダロール1a, 1bと厚みセ
ンサ9a, 9bとの間などにおいては、ギャップ補償装置13
がこの点を補っている。

【００２５】ギャップ補償装置13には、ギャップ演算装
置12a, 12bにも入力されている厚み設定信号ａと、速度
指令器からの速度指令信号ｇと、厚み演算装置14からの
偏差信号k1, k2と、駆動モータ８の負荷信号ｊと、ロー
ドセル10a, 10bからの圧延荷重信号f1, f2と、ギャップ
センサ11a, 11bからのギャップ信号b1, b2等が入力され
て、その出力d1, d2は演算器17a, 17b及びギャップ演算
装置12a, 12bを介してギャップモータ制御装置16a, 16b
へ入力される。ギャップモータ制御装置16a からはギャ
ップ制御信号m1がギャップモータ5aに、ギャップモータ
制御装置16b からはギャップ制御信号m2がギャップモー
タ5bに与えられる。

【００２６】以上のごとくして、厚み検出までのデッド
タイムや、圧延状態の変動等の短周期変動に対し、ギャ
ップ補償装置13にて補正を行い、長周期変動に対して
は、厚み検出信号による厚み制御の両者で制御する厚み
制御方法を取り入れたのが、本発明のカレンダ装置の自
動厚み制御装置の特徴である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
厚み設定変更時の高速応答が可能になり、速度変更時の
厚みの変動を防止でき、更にはバンク変動による厚み変
動を防止できる。

【００２８】よって、本発明のカレンダ装置のカレンダ
ロールギャップ補償制御装置は、樹脂・ゴムなどの物質
用カレンダ装置において、極めて有用性の高いカレンダ
ロールギャップ補償制御装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカレンダ装置のカレンダロールギ
ャップ補償制御装置の一実施例のブロック線図である。

【図２】カレンダ装置の基本構造を示す図で、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図を示している。

【図３】速度に対するシート厚みの変動パターンを実測
した一例を示すグラフである。

【符号の説明】

1a, 1b カレンダロール 2a, 2b, 2c, 2d カレンダロールを支える軸箱 3a, 3b 軸箱を支えるフレーム 4a, 4b カレンダロールの間の間隙を調整する押しねじ 5a, 5b ギャップモータ 6a, 6b ギャップモータの回転を押しねじの移動量に変
換する変換器 ７ シート ８ カレンダロールを駆動するために駆動モータ ９ 厚みセンサ 10a, 10b ロードセル 11a, 11b ギャップセンサ 12a, 12b ギャップ演算装置 13 ギャップ補償装置 14 厚み演算装置 15 駆動モータ制御装置 16a, 16b ギャップモータ制御装置 17a, 17b 加減算器 18 駆動モータの速度検出器 19 圧延材料のバンク ε１，ε２ 軸箱の間のギャップ ａ 予め設定された厚み設定信号 b1, b2 ギャップ信号 c1, c2 厚み検出信号 d1, d2 補償信号 ｅ 材質信号 f1, f2 圧延荷重信号 ｇ 速度指令信号 ｈ 温度信号 ｊ 負荷信号 k1，k2 偏差信号 m1, m2 ギャップ制御信号 ｖ モータ速度指令信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂・ゴムなどの物質をシート状に成形
   するカレンダ装置における、成形されたシート（７）の
   厚みを検出し厚み検出信号（c1, c2）を検出する厚みセ
   ンサ（9a, 9b）の他に、カレンダロール（1a, 1b）を支
   えている軸箱（2a, 2b, 2c, 2d）に軸箱間のギャップ
   （ε1 ，ε2 ）を検出してギャップ検出信号（b1, b2）
   を出力するギャップセンサ（11a, 11b）を取り付け、前
   記厚みセンサ（9a, 9b）からの厚み検出信号（c1, c2）
   をフィードバックとする厚み演算装置（14）の厚み偏差
   信号（k1, k2）出力を、ギャップ検出信号（b1, b2）を
   フィードバックとするギャップ演算装置（12a, 12b）の
   入力とする自動厚み制御装置において、 速度変化に対応する変動値又はそれに比例した値を軸箱
   ギャップ補償量として速度補償信号（d1, d2）を出力す
   るギャップ補償装置（13）を設け、前記厚み偏差信号
   （b1, b2）に加えて、速度変化に対し補償することを特
   徴とするカレンダ装置の自動厚み制御装置。
2. 【請求項２】 前記速度補償信号（d1, d2）を圧延荷重
   信号（f1, f2）によって補正し、変速運転状態と低速運
   転状態とにおけるバンク（18）変動等の補償を合わせて
   行うことを特徴とする請求項１記載のカレンダ装置の自
   動厚み制御装置。
3. 【請求項３】 前記圧延荷重信号（f1, f2）に代えて厚
   み設定信号（ａ）−ギャップ検出信号（b1, b2）を機械
   変形量として使用することを特徴とする請求項２記載の
   カレンダ装置の自動厚み制御装置。
4. 【請求項４】 前記圧延荷重信号（f1, f2）に代えてロ
   ール（1b）駆動モータ（5a, 5b）の電流検出値を圧延荷
   重として使用することを特徴とする請求項２記載のカレ
   ンダ装置の自動厚み制御装置。