专利名称：板带材中心位置控制装置、方法和程序以及板带材切边机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制沿一个方向输送的板带材的在宽度方向(与输送方向垂直的方向)上的中心位置的装置、板带材中心位置控制方法以及使计算机实施该方法的程序。
背景技术：
用于控制沿一个方向输送的板带材(例如称为钢板(带钢))的在宽度方向上的中心位置的装置例如被组装应用在进行板带材切边的板带材切边机中。在该板带材切边机中，为了将板带材准确地切边，使所输送的板带材的中心位置(在板带材宽度方向(与板带材输送方向垂直的方向)上的中心位置)或边缘位置(在板带材宽度方向上的两边缘的位 置)位于目标位置是必不可少的工作。图12示出传统的板带材切边机的结构的例子。图12所示的传统的板带材切边机500包括用于控制在从上游向下游的方向A上输送的控制板带材800的在宽度方向B上的中心的位置的中心位置控制器510、设置在中心位置控制器510下游且用于剪切板带材800的边缘的剪切装置520、在中心位置控制器510和剪切装置520之间设置在中心位置控制器510附近的且用于检测板带材800的在宽度方向B上的中心的位置并发送表示该中心位置的检测信号的板带材位置检测传感器530、在剪切装置520上游设于剪切装置520附近的且用于向下压紧板带材800的夹紧辊540以及接收来自板带材位置检测传感器530的检测信号并根据该检测信号控制中心位置控制器510的操作的控制器550。中心位置控制器510包括可在所输送的板带材800的在宽度方向上移动的活动辊511以及根据控制器550所实施的控制使活动辊511沿板带材800的宽度方向B移动的致动器512。当活动辊511在板带材800的宽度方向B上移动时，板带材800随着活动辊511的移动也与活动辊511同方向地移动。当从板带材位置检测传感器530收到表示板带材800的在其宽度方向B上的中心的位置的检测信号时，控制器550计算检测中心位置与理论中心位置(板带材输送线的中心位置)之间的偏差。接着，控制器550通过致动器520使活动辊511移动，直到偏差变为零，从而将板带材800的在宽度方向B上的中心位置修正至目标中心位置。由此一来，板带材800通常以其中心位置保持在目标中心位置的状态被输送。SP，因为不会出现蛇行地输送板带材800，所以，剪切装置520也可以准确地执行板带材800的切边。如上所述，根据图12所示的传统板带材修剪装置500，修正板带材800的在中心位置控制器510附近的蛇行是可能的，但同时出现以下问题，因为剪切装置520距中心位置控制器510比较远，所以很难或几乎不可能修正板带材800的在中心位置控制器510之后发生的蛇行。 为解决该问题，可以想到板带材修剪装置600，其如图13所示在剪切装置520附近设有板带材位置检测传感器530。通常，在所输送的板带材800上发生蛇行是因为板带材输送线的布置情况和板带材本身的弯曲形状(称为翘曲)。换句话说，板带材800会因多种蛇行发生因素而蛇行。因此，如果像如图13所示的板带材修剪装置600那样，板带材位置检测传感器530与中心位置控制器510间隔布置，则在中心位置控制器510和板带材位置检测传感器530之间发生蛇行发生因素，很难进行防止板带材蛇行的控制。为此，如图14所示，有人提出了一种板带材切边机700，它配备有设置在中心位置控制器510附近的第一板带材位置检测传感器531和设置在剪切装置520附近的第二板带材位置检测传感器532 (例如专利文献1-3)。 在图14所示的板带材切边机700中，第一板带材位置检测传感器531检测在中心位置控制器510附近的板带材800的实际中心位置(宽度方向B上的中心位置)并发送表示检测中心位置的检测信号给控制器550。收到来自第一板带材位置检测传感器531的检测信号的控制器550计算处所检测到的、在中心位置控制器510附近的板带材800的实际中心位置与理论(设计)中心位置之间的偏差(以下称第一偏差)。第二板带材位置检测传感器532同样检测在剪切装置520附近的板带材800的实际中心位置(宽度方向B上的中心位置)并发送表示检测中心位置的检测信号给控制器550。收到来自第二板带材位置检测传感器532的检测信号的控制器550计算处所检测到的、在修剪器520附近的板带材800的实际中心位置与理论(设计)中心位置之间的偏差(以下称第二偏差)。然后，控制器550将第二偏差与第一偏差相加(或相减)并根据该计算值进行中心位置控制器510的控制。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利公告号3513396专利文献2 :日本专利公告号2560940专利文献3 :日本专利公告号250382
发明内容
本发明要解决的问题根据图14所示的板带材切边机700，对于基于来自第二板带材位置检测传感器532的检测信号所计算出的第二偏差，可以理论上无延迟(即在相位差为零的状态下)地进行板带材800的蛇行控制。然而，在板带材切边机700中有如下的问题。如果第二偏差与第一偏差相加以进行控制，则在第一和第二偏差的绝对值相等但符号相反(一为正，一为负)的情况下，在第一和第二偏差的相加值为零，将出现变为平衡状态的情况(由这种平衡状态引起的不可消除的偏差被称为“偏移量”)。例如，假设第一偏差为_2mm且第二偏差为+2mm，那么在此情况下，需要进行板带材800的蛇行修正控制，直到第二偏差(+2mm)变为零。但如果单纯地进行第二偏差与第一偏差相加的控制，那么变为修正对象的偏差为2-2=0mm。结果，不进行板带材800的蛇行修正控制。因此，第二板带材位置检测传感器532所检测到的第二偏差+2_还是未被消除，出现了 +2_偏移量依然出现在剪切装置520的上游附近的状态。在发生这样的偏移量的情况下，不能正确进行板带材800的切边。鉴于这种与传统的板带材切边机相关的问题，本发明的目的在于提供板带材中心位置控制装置、板带材中心位置控制方法以及使计算机实施该方法的程序，它们均可以可靠消除上述偏移量。问题的解决方案·
为了实现上述目的，本发明提供一种板带材中心位置控制装置，包括用于控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的中心位置控制器；第一传感器，其在板带材输送方向上设置在中心位置控制器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；第二传感器，其在板带材输送方向上设置在所述第一传感器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；以及控制器，其接收来自第一传感器的所述检测信号和来自第二传感器的所述检测信号并根据这些检测信号来控制所述中心位置控制器的操作，其中，所述控制器计算出来由自第一传感器的所述检测信号所表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及由来自第二传感器的所述检测信号所表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差，并且进行以下控制，在每个控制单位时间将第二偏差/ N(N是2以上的正整数)加到第一偏差，直到第二偏差变为零。本发明还提供一种板带材中心位置控制装置，包括用于控制板带材的在宽度方向上的中心位置的中心位置控制器；第一传感器，其在板带材输送方向上设置在所述中心位置控制器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；第二传感器，其在板带材输送方向上设置在所述第一传感器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；以及控制器，其接收来自第一传感器的所述检测信号和来自第二传感器的所述检测信号并根据这些检测信号来控制所述中心位置控制器的操作，其中，所述控制器计算出由来自所述第一传感器的所述检测信号所表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及由来自所述第二传感器的所述检测信号所表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差，并且进行以下控制，根据式(I)由第二偏差计算出第一演算值，在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差，直到第二偏差变为零。第一演算值=D/TXC1(I)D :第二偏差T :将第一传感器和第二传感器之间距离除以板带材输送速度所获得的值(时间)Cl :常数。在上述的板带材中心位置控制装置中，所述控制器最好进行以下控制，根据式(2)和(3)由第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值，按照预定合成比例由第一、第二和第三演算值计算出合成值，并且取代第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到第一偏差。第二演算值=DXC2 (2)C2 :常数第三演算值=EX C3 (3)E :每个控制周期的D的变化C3 :常数。而且，在上述的板带材中心位置控制装置中，最好设有所述控制起发出时钟信号的时钟信号发送器，所述控制单位时间等于所述时钟信号的发送周期。
本发明还提供一种板带材切边机，其包括上述的板带材中心位置控制装置和设置在所述第二传感器的下游且用于剪切掉所述板带材的边缘的剪切装置，其中，所述第一传感器设置成比所述剪切装置更靠近所述板带材中心位置控制装置，所述第二传感器设置成比所述板带材中心位置控制装置更靠近所述剪切装置。本发明还提供一种借助中心位置控制器控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法，包括在板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一步骤；在比在第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二步骤；计算出在第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差和在第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差的第三步骤；在每个控制单位时间将第二偏差/N(N为2以上的正整数)加到第一偏差直到第二偏差变为零的第四步骤。本发明还提供一种借助中心位置控制器控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法，包括在板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一步骤；在比在第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二步骤；计算出在第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差并且根据式(I)由第二偏差计算出第一演算值的第三步骤；在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差直到第二偏差变为零的第四步骤。第一演算值=D/TXC1(I)D :第二偏差T :将在第一步骤中检测所述中心位置的位置与在第二步骤中检测所述中心位置的位置之间的距离除以板带材输送速度所获得的值(时间)Cl :常数。上述的板带材中心位置控制方法最好还包括根据式(2)和(3)由第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值的第五步骤，以及根据预定合成比例由所述第一、第二和第三演算值计算出合成值的第六步骤，其中，在第四步骤中，取代所述第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到所述第一偏差，直到第二偏差变为零。第二演算值=DXC2 (2)C2 :常数第三演算值=EX C3 (3)
E :在每个控制单位时间周期第二偏差(D)的变化C3 :常数。本发明还提供一种用于使计算机实施用于借助中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法的程序，在第一步骤中所述程序执行的处理包括在板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一处理；在比在第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二处理；计算出在第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差的第三处理；在每个控制单位时间将所述第二偏差/ N(N是2以上的正整数)加到所述第一偏差直到第二偏差变为零的第四处理。本发明还提供一种用于使计算机实施用于借助中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法的程序，在第一步骤中所述程序执行的处理包括在板带材输送方向上在中心位置控制器的下游检测所述中心位置的·的第二处理；计算出在第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差并且根据式(I)由所述第二偏差计算出第一演算值的第三处理；在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差直到第二偏差变为零的第四处理。第一演算值=D/TXC1(I)D :第二偏差T :将在第一步骤中检测所述中心位置的位置与在第二步骤中检测所述中心位置的位置之间的距离除以板带材输送速度所获得的值(时间)Cl :常数。上述程序最好还包括根据式(2)和(3)由所述第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值的第五处理；根据预定合成比例由所述第一、第二和第三演算值计算出合成值的第六处理，其中，在第四处理中，取代所述第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到第一偏差，直到第二偏差变为零。第二演算值=DXC2 (2)C2 :常数第三演算值=EX C3 (3)E :每个控制周期的第二偏差(D)的变化C3 :常数。发明效果因为在图14所示的传统的板带材切边机700中仅进行单纯地将第二偏差与第一偏差相加的控制，所以结果出现在剪切装置520附近出现偏移量的问题。相反，在根据本发明的板带材中心位置控制装置中，在每个预定时间(控制单位时间)将第二偏差/ N(N是2以上的正整数)加到第一偏差。或者，在每个预定时间(控制单位时间)将根据式(I)由第二偏差计算出的第一演算值加到第一偏差。因此，即使第一偏差和第二偏差的各自绝对值相同，也不会产生偏移量。
图I为示出根据本发明第一实施例的板带材中心位置控制装置的结构的示意图。图2为示出根据本发明第一实施例的板带材中心位置控制装置所用的控制器的结构的一个例子的框图。图3为表示根据本发明第一实施例的板带材中心位置控制装置所执行的操作的流程图。图4(A)和图4(B)为分别表示第二偏差和第一偏差与时间之间的关系的曲线图。图5为表示根据本发明第二实施例的板带材中心位置控制装置所执行的操作的流程图。图6(A)、图6(B)和图6 (C)为分别表示第二偏差、第一演算值和第一偏差计算值与 时间之间的关系的曲线图。图7为示出根据本发明第二实施例的板带材中心位置控制装置的结构的示意图。图8为表示根据本发明第二实施例的板带材中心位置控制装置所执行的操作的流程图。图9(A)至图9(E)是分别表示第二偏差、第一演算值、第二演算值、第三演算值和第一偏差计算值与和时间之间的关系的曲线图。图10为表示第一演算值、第二演算值和第三演算值的合成的一个例子的曲线图。图11为表示在根据本发明第二实施例的第一演算值随时间变化的曲线图。图12为示出传统板带材切边机的结构的一个例子的示意图。图13为示出传统板带材切边机的结构的一个例子的示意图。图14为示出传统板带材切边机的结构的一个例子的示意图。
具体实施例方式(第一实施例)图I为示出根据本发明第一实施例的板带材中心位置控制装置100的结构的示意图。根据本实施例的板带材中心位置控制装置100包括用于控制在从上游向下游的方向A上输送的板带材800的在宽度方向B上的中心的位置的中心位置控制器110 ;在板带材800的输送方向A上设置在中心位置控制器110的下游的、用于检测板带材800的在宽度方向B上的实际中心位置并发送表示该中心位置的检测信号的第一传感器121 ;在板带材800的输送方向A上设置在第一传感器121的下游的、用于检测板带材800的在宽度方向B上的实际中心位置并发送表示该中心位置的检测信号的第二传感器122 ;和接收来自第一和第二传感器121和122的检测信号并根据这些检测信号来控制中心位置控制器110的操作的控制器130。在第二传感器122的下游例如设置用于剪切掉板带材800的边缘的剪切装置140。在第二传感器122与剪切装置140之间在剪切装置140的上游设有向下压迫板带材800以阻止板带材800上浮的夹紧辊150。本实施例的板带材中心位置控制装置100与剪切装置140及夹紧辊150 —起构成板带材切边机。换句话说，本实施例的板带材中心位置控制装置100是板带材切边机的一部分。在板带材切边机中，在中心位置控制器110与剪切装置140之间，第一传感器121设置得比剪切装置140更靠近中心位置控制器110。在中心位置控制器110与剪切装置140之间，第二传感器122设置得比中心位置控制器110更靠近剪切装置140。中心位置控制器110包括可在所输送的板带材800的宽度方向B上移动的活动辊111以及根据由控制器130实施的控制使活动辊111沿板带材800的宽度方向B移动的致动器112。 当活动辊111沿板带材800的宽度方向B移动时，板带材800根据活动辊111的移动距尚随活动棍111的移动沿览度方向B移动。如下所述，控制器130根据来自第一和第二传感器121和122的检测信号控制该中心位置控制器110的操作，使板带材800的中心位置与目标中心位置一致地进行板带材800的蛇行控制。具体说，控制器130发送电信号到致动器112，致动器122根据所接收的电信号驱动活动棍111。根据电信号的符号(正或负)和大小(电压)确定活动棍111的移动方向和活动辊111的移动距离。图2为表示控制器130的结构的一个例子的框图。控制器130包括中央处理器(CPU) 131，第一存储器132，第二存储器133，用于将各种命令和/或数据输入到中央处理器131的输入接口 134，用于输出由中央处理器131执行的处理结果的输出接口 135，以及用于中央处理器131与其它部件电连接的总线136。第一和第二存储器132和133均包括半导体存储器如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或集成电路(IC)存储器卡，或者包括例如软盘、硬盘或光盘等存储介质。在第一实施例中，第一存储器132由ROM构成，第二存储器133由RAM构成。第一存储器132存储有由中央处理器131执行的各种控制程序以及其它的固定数据。第二存储器133存储有各种数据和参数并且提供针对中央处理器131的工作区域。即，第二存储器133存储中央处理器131为执行程序而临时需要的数据。中央处理器131从第一存储器132读出程序并执行程序，即，中央处理器131根据存在第一存储器132中的程序来操作。图3为表示根据本实施例的板带材中心位置控制装置100所执行的操作的流程图。以下参考图1-3来解释本实施例的板带材中心位置控制装置100的操作。首先，第一传感器121在每个预定时间周期(例如每O. 5秒)在第一传感器121所处的位置检测板带材800的在其宽度方向B上的实际中心位置并且发送表示该中心位置的检测信号给控制器130 (步骤SI 10)。接着，第二传感器122在每个预定时间(例如每O. 5秒)在第二传感器122所处的位置检测板带材800的在宽度方向B上的实际中心位置并且发送表示该中心位置的检测信号给控制器130 (步骤S120)。当从第一传感器121收到检测信号时，控制器130就计算出该检测信号所表示的板带材800的实际中心位置与理论中心位置之间的偏差(以下称为第一偏差)。同样，当从第二传感器122收到检测信号时，控制器130计算出该检测信号所表示的板带材800的实际中心位置与理论中心位置之间的偏差(以下称为第二偏差)(步骤S130)。在计算出第一和第二偏差后，控制器130在每个预定控制单位时间将第二偏差/N加到第一偏差，直到第二偏差变为零，其中，N是2以上的正整数(步骤S140)。在这里，可任意选择“控制单位时间”。例如在控制器130的内部可设有发出时钟信号的时钟信号发送器，或者可以设计为接收从设在控制器130外的时钟信号发送器所发出的时钟信号，在此情况下，时钟信号的发送周期或接收周期可被选择作为控制单位时间。而且，整数N值是可以预定的。或者，整数N可被设定成是根据例如板带材800输送速度的其它因素而变化的变量。图4㈧和图4(B)是分别表示第二偏差和第一偏差与时间之间的关系的曲线图。如图4(A)所示，假设在控制器130开始板带材800蛇行控制之前(即在从时刻TO 到时刻Tl的期间)的阶段中产生了第二偏差X[mm]。这意味着在板带材800的目标位置Wl (在图I中用实线示出)与板带材800的实际位置W2(在图I中用破折线示出)之间的差等于X [mm]。假设控制器130在时刻Tl开始上述的板带材800蛇行控制。也就是，控制器130开始了在每个控制单位时间将第二偏差/ N加到第一偏差的控制(步骤S140)。结果，第二偏差开始逐渐减小并且在时刻T2变为零。即，在第二偏差变为零的时刻，发送到致动器112的电信号的值变为零，利用控制器130的蛇行控制暂停一次(如果第二偏差从O上升，则重新开始利用控制器130的蛇行控制)。如图4(B)所示，当第二偏差变为零时的第一偏差的值是不定的。第一偏差不总是等于0，而是可以取各种数值。因为在图14所示的传统板带材切边机700中第二偏差被简单加到第一偏差，所以造成在剪切装置520附近出现偏移。与此相反，在本实施例的板带材中心位置控制装置100中，第二偏差不再被简单加到第一偏差，而是在每个预定时间(控制单位时间)将第二偏差/ N加到第一偏差。因而，即使第一和第二偏差的各自绝对值是相等的，也不会产生偏移量。例如在第一偏差为-2mm而第二偏差为+2_的情况下，在传统的板带材切边机700中成为修正对象的偏差为2-2=0_。结果，不实施板带材800蛇行控制。因而，+2_的偏移量还留在剪切装置520附近。与此不同，在本实施例的板带材中心位置控制装置100中，当第二偏差为+2mm时，假设N=IO且控制单位时间为O. 5秒，在每O. 5秒的控制单位时间将+0. 2mm加到第一偏差(-2mm)。因而，每个控制单位时间(即每O. 5秒)第一偏差减小+0. 2mm,因此不再产生偏移。如上所解释地，根据本实施例的板带材中心位置控制装置100，即便第一和第二偏差的各自绝对值相等，也能不产生偏移地保证可靠完成板带材800蛇行控制。为了证明利用本实施例的板带材中心位置控制装置100的板带材蛇行控制性能的提高，在相同条件下对图14所示的传统板带材切边机700和本实施例的板带材中心位置控制装置100都测量板带材800的最大偏差。
在图14所示的传统板带材切边机700中，板带材800在设置第二板带材位置检测传感器532的位置处的最大偏差为约±6mm。与此相比，在本实施例的板带材中心位置控制装置100中，板带材800在设置第二板带材位置检测传感器532的位置处的最大偏差为约±1_到2_。这样，根据本实施例的板带材中心位置控制装置100，在能够阻止偏移量出现的同时，与过去相比能够使所输送的板带材800的最大偏差减小了大约70%到80%。(第二实施例)在根据上述第一实施例的板带材中心位置控制装置100中，在每个控制单位时间将第二偏差/ N(N是2以上的正整数)加到第一偏差，但在本实施例的板带材中心位置控制装置中，取代第二偏差/ N和第一偏差地，利用根据第二和第一偏差所算出的值来实施板带材800蛇行控制。 图5为表示根据本实施例的板带材中心位置控制装置所执行的操作的流程图。在计算出第一和第二偏差(步骤S130)后，控制器130根据式(I)计算第一演算值(步骤S150)，其中，第一演算值=D/TXC1(I)D :第二偏差T :通过将第一传感器121和第二传感器122之间的距离除以板带材800输送速度所获得的值(时间)Cl :常数。在计算出第一演算值之后或之前，控制器130根据式(2利用第一偏差计算出第一偏差计算值(步骤S160)，其中，第一偏差计算值=FXCO (2)F :第一偏差CO :常数。在式⑴和⑵中的常数Cl和CO表示增益。每Imm偏差要施加到致动器112的电压根据式⑴和⑵来定。例如，假设增益为O. lV/mm时，在发生IOmm偏差场合中将输出如下算出的电压，并且致动器112将根据该电压进行操作，其中，10 [mm] X O. I [O. lV/mm] =1 [V]。也就是，通过改变常数(增益)，能够根据该常数改变板带材800的蛇行修正速度。在算出第一演算值和第一偏差计算值后，控制器130在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差计算值，直到第二偏差变为零(步骤S170)。图6(A)、图6(B)和图6 (C)是表示第二偏差、第一演算值和第一偏差计算值与时间之间的关系的曲线图。如图6 (A)所示，与图4 (A)的场合相似，假定在控制器130开始板带材800蛇行控制之前(即在从时刻TO到时刻Tl的期间)的阶段中产生了第二偏差X[mm]。假设控制器130在时刻Tl开始实施上述蛇行控制。控制器130根据式(I)计算
出第一演算值。图6(B)为表示第一演算值的变化的曲线图。
控制器130在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差计算值(步骤S170)。结果，如图6(A)所示，第二偏差开始逐渐下降并在时刻T2变为O。S卩，当第二偏差变为O时，发送到致动器112的电信号的值变为0，因此，由控制器130实施的蛇行控制暂停一次(如果第二偏差从O上升，重新开始借助控制器130的蛇行控制)。如图6(C)所示，当第二偏差变为O时的第一偏差是不定的。第一偏差不总是等于0，而是可以取各种数值。如上所述，在本实施例的板带材中心位置控制装置中，分别用常数(增益)C1和CO针对第二偏差和第一偏差计算出第一演算值和第一偏差计算值。因为通过改变常数(增益)Cl和CO能控制板带材800的蛇行修正速度，所以可以进行根据实况的板带材800蛇行控制。 根据本实施例的板带材中心位置控制装置的结构不限于上述实施例，而是可做各种改变。例如在本实施例的板带材中心位置控制装置中，式(I)和(2)中的常数(增益)C1和CO是固定值，但也可用根据板带材800输送速度而变化的变量来取代常数Cl和CO。(第三实施例)板带材800输送速度越高，板带材800的蛇行频率也越高，导致板带材800会开始摆动。当板带材800的蛇行频率这样高时，则与之相应地需要进行更可靠的板带材蛇行控制。根据下述的本发明第三实施例的板带材中心位置控制装置200即便在板带材800的蛇行频率高的场合中也能可靠进行板带材蛇行控制。图7为示出根据本发明第三实施例的板带材中心位置控制装置200的结构的示意图。根据本实施例的板带材中心位置控制装置200与根据第一实施例的板带材中心位置控制装置100相比，仅在控制器130操作方面有所不同，除此之外具有相同的结构。与第一实施例的情况相似，本实施例中的控制器130在收到来自第一传感器121的检测信号时计算出第一偏差，接着，在收到来自第二传感器122的检测信号时，计算出第二偏差。然后，与第二实施例的场合相似，控制器130计算出第一演算值和第一偏差计算值。然后，本实施例中的控制器130根据式(3)和(4)由第二偏差计算出第二演算值和第三演算值，其中，第二演算值=DXC2 (3)C2 :常数第三演算值=EX C3 (4)E :每个控制周期的D的变化C3 :常数。控制周期例如表示构成控制器130的中央处理器(CPU) 131的演算周期。中央处理器131按照时钟时间周期来操作，因此，演算也在每个时钟周期进行。一般，控制周期是在约Ims至约50ms范围内，本实施例中的中央处理器131的时钟周期为约I. 5ms。但除时钟时间周期外的适当的周期均可被用作控制周期。
在计算出第一至第三演算值之后，本实施例中的控制器130根据预定合成比例将第一至第三演算值合成而计算出合成值。然后，取代第二实施例中的第一演算值地，本实施例中的控制器130在每个控制单位时间将合成值加到第一偏差计算值，直到第二偏差变为O。图8为表示根据本实施例的板带材中心位置控制装置200所执行的操作的流程图。以下参照图7和图8来解释根据本实施例的板带材中心位置控制装置200的操作。与根据第二实施例的板带材中心位置控制装置一样，实施步骤SI 10、S120、S130、S140、S150 和 S160。 然后，控制器130根据式(2)由第二偏差计算出第二演算值(步骤S210)。然后，控制器130根据式(3)由第二偏差计算出第三演算值(步骤S220)。在计算出第一至第三演算值之后，控制器130根据预定合成比例合成第一至第三演算值而计算出合成值(步骤S230)。然后，取代在第二实施例中的第一演算值地，控制器130在每个控制单位时间将合成值加到第一偏差计算值，直到第二偏差变为O (步骤S240)。图9(A)至图9(E)是分别表示第二偏差、第一演算值、第二演算值、第三演算值和第一偏差计算值与时间之间的关系的曲线图。其中的图9(A)、图9(B)和图9(E)是与图6 (A)、图6 (B)和图6(C)相同的曲线图。图10为表示将第一演算值、第二演算值及第三演算值合成的一个例子的曲线图。如图10所示，对于第二偏差A，第一演算值B、第二演算值C及第三演算值D以波浪曲线形式被示出。上述的合成比例等于第一演算值B、第二演算值C及第三演算值D的各增益之间的比例。而且，合成意味着简单相加。例如，在第一演算值B、第二演算值C及第三演算值D的各增益为3、2和4的情况下，第一至第三演算值B、C及D以3:2:4的比例简单相加。作为结果而获得的值作为合成值。第一演算值B对应于第二偏差的积分值。第一演算值B的符号在第二偏差变为O的时刻改变。具体说，第一演算值B在相位相对于第二偏差有90度延迟的状态下改变。然而，因为包括第一演算值B的合成值被加到第一偏差计算值直到第二偏差变为0，所以可以确保消除第二偏差。第二演算值C与第二偏差的变化成比例地改变。第二演算值C的相位不相对于第二偏差改变。具体说，第二演算值C在相对于第二偏差的相位差为零的状态下被输出。第三演算值D对应于第二偏差的微分值。第三演算值D在第二偏差变化的瞬间输出大的值，此后，对蛇行控制不产生影响(参见图9 (D))。这样，通过改变合成比例地将其相位相对于第二偏差提前的第三演算值D、其相位与第二偏差相同的第二演算值C以及其相位相对于第二偏差延迟的第一演算值B相加，能提高对板带材800蛇行控制的控制性。
如上所述，根据本实施例的板带材中心位置控制装置200，与根据第一和第二实施例的板带材中心位置控制装置相似地，能够阻止偏移量的产生，并且与过去相比，能够使所输送的板带材800的最大偏差减小了约70%到80%。在本实施例的板带材中心位置控制装置200中，还进行使第一演算值随时间推移而改变的控制。图11为表示在本实施例中的第一演算值随时间变化的曲线图。板带材800不以恒定速度来输送，而是以随时间而变的速度来输送。为纺织随时间而变的板带材输送速度所引起的自摆振，从外部输入表示板带材输送速度的线性速度信号，用于根据线性速度信号所表示的输送速度变化地改变演算出的积分时间，如图11所
/Jn ο 具体说，设定在板带材输送速度最高时是最佳的积分时间并与由线性速度信号所表示的输送速度成比例地延长积分时间。由此保证能提高板带材800蛇行控制精度。附图标记100根据本发明第一实施例的板带材中心位置控制装置110中心位置控制器111活动辊112致动器121第一传感器122第二传感器130控制器140剪切装置150夹紧辊200根据本发明第三实施例的板带材中心位置控制装置
权利要求
1.一种板带材中心位置控制装置，包括 中心位置控制器，其用于控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置； 第一传感器，所述第一传感器在板带材输送方向上设置在所述中心位置控制器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号; 第二传感器，所述第二传感器在板带材输送方向上设置在所述第一传感器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；以及 控制器，它接收来自所述第一传感器的所述检测信号和来自所述第二传感器的所述检测信号并根据这些检测信号来控制所述中心位置控制器， 其中，所述控制器计算出由来自所述第一传感器的所述检测信号表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差和由来自所述第二传感器的所述检测信号表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差，并且在每个控制单位时间将所述第二偏差/N加到所述第一偏差，直到所述第二偏差变为零，其中N是2以上的正整数。
2.一种板带材中心位置控制装置，包括 中心位置控制器，其用于控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置； 第一传感器，所述第一传感器在板带材输送方向上设置在所述中心位置控制器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号; 第二传感器，所述第二传感器在板带材输送方向上设置在所述第一传感器的下游并且检测所述板带材的在宽度方向上的实际中心位置并发送表示所述中心位置的检测信号；以及 控制器，其接收来自所述第一传感器的所述检测信号和来自所述第二传感器的所述检测信号并根据这些检测信号来控制所述中心位置控制器， 其中，所述控制器计算出由来自所述第一传感器的所述检测信号表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差和由来自所述第二传感器的所述检测信号表示的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差，并根据式(I)由所述第二偏差计算出第一演算值，并且在每个控制单位时间将所述第一演算值加到所述第一偏差，直到所述第二偏差变为零，其中， 第一演算值=D/TXC1 (I) D :第二偏差 T :将所述第一和第二传感器之间的距离除以板带材输送速度所获得的值，即时间 Cl :常数。
3.如权利要求2所述的板带材中心位置控制装置，其特征是，所述控制器根据式(2)和(3)由所述第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值，根据预定合成比例由所述第一、第二和第三演算值计算出合成值，并且取代所述第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到所述第一偏差，其中， 第二演算值=DX C2 (2) C2:常数第三演算值=EX C3 (3) E :每个控制周期的D的变化 C3 :常数。
4.如权利要求I至3中任何一项所述的板带材中心位置控制装置，其特征是，还包括所述控制发出时钟信号的时钟信号发送器，所述控制单位时间等于所述时钟信号的发送周期。
5.一种板带材切边机,包括 根据权利要求I至4中任一项所述的板带材中心位置控制装置； 设置在所述第二传感器下游的且将所述板带材切边的剪切装置； 其中，所述第一传感器设置成比所述剪切装置更靠近所述板带材中心位置控制装置；以及 所述第二传感器设置成比所述板带材中心位置控制装置更靠近所述剪切装置。
6.一种借助中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法，包括 在板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一步骤；在比在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二步骤； 计算出在所述第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在所述第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差的第三步骤， 在每个控制单位时间将所述第二偏差/N加到所述第一偏差直到所述第二偏差变为零的第四步骤，其中，N是2以上的正整数。
7.一种借由中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法，包括 板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一步骤；在比在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二步骤； 计算出在所述第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在所述第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差并根据式(I)由所述第二偏差计算出第一演算值的第三步骤；以及 在每个控制单位时间将所述第一演算值加到所述第一偏差直到所述第二偏差变为零的第四步骤，其中， 第一演算值=D/TXC1 (I) D :第二偏差 T :在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置与在所述第二步骤中检测所述中心位置的位置之间的距离除以板带材输送速度所获得的值，即时间Cl :常数。
8.如权利要求7所述的板带材中心位置控制方法，还包括 根据式(2)和(3)由所述第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值的第五步骤，以及 根据预定合成比例由所述第一、第二和第三演算值计算出合成值的第六步骤， 其中，在第四步骤中，取代所述第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到所述第一偏差，直到所述第二偏差变为零，其中， 第二演算值=DX C2 (2) C2:常数 第三演算值=EX C3 (3) E :每个控制周期的第二偏差(D)的变化 C3 :常数。
9.一种用于使计算机实施借助中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法的程序，在第一步骤中所述程序执行的处理包括 在板带材输送方向上在所述中心位置控制器的下游检测所述中心位置的第一处理；在比在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二处理； 计算出在所述第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在所述第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差的第三处理； 在每个控制单位时间将第二偏差/N加到所述第一偏差直到所述第二偏差变为零的第四处理，其中N是2以上的正整数。
10.一种用于使计算机实施借助中心位置控制器来控制所输送的板带材的在宽度方向上的中心位置的板带材中心位置控制方法的程序，在第一步骤中所述程序执行的处理包括 在板带材输送方向上在所述中心控制器的下游检测所述中心位置的第一处理； 在比在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置更下游的位置上检测所述中心位置的第二处理； 计算出在所述第一步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第一偏差以及在所述第二步骤中检测到的所述板带材的实际中心位置与理论中心位置之间的第二偏差并根据式(I)由所述第二偏差计算出第一演算值的第三处理；以及 在每个控制单位时间将所述第一演算值加到所述第一偏差直到所述第二偏差变为零的第四处理，其中， 第一演算值=D/TXC1 (I) D :第二偏差 T :在所述第一步骤中检测所述中心位置的位置和在所述第二步骤中检测所述中心位置的位置之间的距离除以板带材输送速度所获得的值，即时间Cl :常数。
11.如权利要求10所述的程序，其特征是，还包括 根据式(2)和(3)由所述第二偏差分别计算出第二演算值和第三演算值的第五处理，以及根据预定合成比例由所述第一、第二和第三演算值计算出合成值的第六处理， 其中，在第四处理中，取代所述第一演算值地在每个控制单位时间将所述合成值加到所述第一偏差，直到所述第二偏差变为零，其中， 第二演算值=DX C2 (2) C2:常数 第三演算值=EX C3 (3) E :每个控制周期的第二偏差(D)的变化 C3 :常数。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种板带材中心位置控制装置，其能解决在板带材输送期间出现的偏移问题。板带材中心位置控制装置(100)包括中心位置控制器(110)、检测板带材(800)的在宽度方向上的实际中心位置的第一传感器(121)、设置在第一传感器下游且用于检测板带材的在宽度方向上的实际中心位置的第二传感器(122)以及控制所述中心位置控制器的操作的控制器(130)。所述控制器由第一和第二传感器的检测值计算出第一偏差和第二偏差，根据式(1)由第二偏差计算出第一演算值，并且在每个控制单位时间将第一演算值加到第一偏差，直到第二偏差变为零，其中，第一演算值=D/T×C1(1)D第二偏差T第一和第二传感器之间的距离除以板带材输送速度所获得的值(时间)C1常数。
文档编号B23D19/06GK102892696SQ201080063228
公开日2013年1月23日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者太田佳孝, 今義秋 申请人:株式会社尼利可