CN109070164A - 对辊偏心度的完全补偿 - Google Patents

Abstract

一种用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料（3）的轧机机架，其具有上面的辊组（U）和下面的辊组（L），所述辊组带有相应的工作辊（1U、1L）和支撑辊（2U、2L）。在正常运行中轧制所述扁平的轧制材料（3）。在此，控制机构（4）借助第一和第二参量（RUB、RLB、φ1UB、φ1LB、RUW、RLW、φ2UW、φ2LW）连续地求取与转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）有关的补偿值（ε），作为所述轧机机架的至少一个辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）的函数，所述第一和第二参量表征所述轧机机架的支撑辊（2U、2L）的和工作辊（1U、1L）的偏心度。所述控制机构（4）以所述补偿值（ε）修正用于所述轧机机架的辊隙目标值（s*），并相应地给所述轧机机架加载。在此，检测所述轧机机架的仅仅所述工作辊（1U、1L）的或者仅仅所述支撑辊（2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）。从所检测的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）中求取其他辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）。但对于所求取的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW），分别检测基准转动位置的经过情况，并将其输送给所述控制机构（4）。

Description

对辊偏心度的完全补偿

技术领域

本发明涉及用于轧机机架的运行方法，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料，

- 其中，轧机机架具有上面的辊组和下面的辊组，

- 其中，上面的辊组至少具有一个上面的工作辊和一个上面的支撑辊，并且下面的辊组至少具有一个下面的工作辊和下面的支撑辊，

- 其中，轧机机架至少有时在正常运行中运行，

- 其中，在扁平的轧制材料的轧制期间，轧机机架在正常运行中运行，

- 其中，在扁平的轧制材料的轧制期间，用于轧机机架的控制机构连续地：

-- 借助第一参量和第二参量求取与轧机机架的至少一个辊的转动位置有关的补偿值，作为轧机机架的至少一个辊的转动位置的函数，所述第一参量表征轧机机架的支撑辊的偏心度，作为轧机机架的至少一个辊的转动位置的函数，所述第二参量表征轧机机架的工作辊的偏心度；

-- 以所求取的补偿值修正用于轧机机架的辊隙目标值；并且

-- 根据修正的辊隙目标值调节轧机机架的辊隙，

从而借助轧机机架按照修正的辊隙目标值轧制扁平的轧制材料。

此外，本发明还涉及用于轧机机架的控制机构的计算机程序，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料，其中，该计算机程序包括可由控制机构直接处理的机器代码，其中，通过控制机构对机器代码进行的处理引起了：控制机构使得轧机机架按照这种运行方法运行。

此外，本发明还涉及用于轧机机架的控制机构，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料，其中，如此构造该控制机构，从而该控制机构使得轧机机架按照这种运行方法运行。

此外，本发明还涉及用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料的轧机机架，其中，轧机机架受这种控制机构的控制。

背景技术

开篇所提到的类型的运行方法例如由DE 24 16 867 A1或对应的US 3 893 317 A已知。

发明内容

本发明的目的在于，提出可行方案，借此能够在全部可能的情况下以尽可能简单的方式修正在轧制扁平的轧制材料时出现的总偏心度。求取和修正应当可以特别是无关于由轧机机架的哪个辊以何种份额引起总偏心度地进行。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于轧机机架的运行方法得以实现，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料。根据本发明的运行方法的有利的设计是从属权利要求2至9的主题。

根据本发明，通过如下方式对开篇所提到的类型的运行方法予以设计：

- 检测轧机机架的仅仅工作辊的或者仅仅支撑辊的转动位置，并由控制机构予以接收；

- 由控制机构从那些其转动位置被检测的辊的转动位置中求取那些其转动位置未被检测的辊的转动位置；并且

- 对于其转动位置未被检测、而是被求取的那些辊，分别检测基准转动位置的经过情况，并将其输送给控制机构。

通过这种做法，不仅能补偿任何偏心度，而无关于该偏心度是由工作辊引起还是由支撑辊引起。更确切地说，可行的是，只给一部分辊—即工作辊或支撑辊—设置位置传感器，而尽管如此却能在长期的辊运行中以高的精度求取那些没有位置传感器的辊的转动位置。

特别地，为了轧制扁平的轧制材料，必须对轧机机架的工作辊施加轧制力矩。这通过机架驱动件来进行。通常，机架驱动件直接作用到工作辊上。在很少的个别情况下，驱动支撑辊，从而使得机架驱动件间接地作用到工作辊上。另外，机架驱动件通常具有位置传感器，这些位置传感器直接输出表征相应的机架驱动件的转动位置的位置信号。借助于这些信号可以—必要时结合布置在机架驱动件与受驱动的辊之间的传动件的传动比—直接求取受驱动的辊的转动位置。因此对于这些辊，为了检测它们的转动位置，并不需要自己的位置传感器。更确切地说，这些辊的转动位置可以由受驱动的辊的转动位置结合滚动条件予以求取。但通过根据本发明的这种设计，可以避免经过辊的多个转圈而有转动位置的偏差的累积，因为随着相应的辊每次经过相应的基准转动位置，可以实现新的同步。

在本发明的一种优选的设计中，轧机机架有时在校准运行中运行，在所述校准运行中，借助轧机机架并不轧制扁平的轧制材料。在这种情况下可行的是，控制机构在校准运行中：

- 针对上面的辊组的以及下面的辊组的多个规定的初始转动位置，如此控制轧机机架，从而使得上面的工作辊靠置在下面的工作辊上，并且这些辊相互贴靠地滚动；

- 在这些辊相互贴靠地滚动期间，在起始于相应的初始转动位置的相应的检测长度上分别检测表征辊隙变化的信号的、与至少一个辊的转动位置有关的曲线；并且

- 借助检测的曲线求取第一和第二参量。

在有些情况下足够的是，初始转动位置的数量等于1，控制机构因而仅仅针对上面的辊组的一个唯一的初始转动位置，在下面的辊组的一个唯一的初始转动位置的配合作用下，在这些辊相互贴靠地滚动期间，在起始于这两个初始转动位置的检测长度上检测表征辊隙变化的信号的曲线。这种做法特别是在下述情况下可以是足够的：支撑辊的直径在足够的程度上互不相同，并且工作辊的直径在足够的程度上互不相同，或者可以一方面仅针对两个支撑辊一起且另一方面针对两个工作辊一起分别求取偏心度份额。相反，如果支撑辊的直径几乎相同，和/或工作辊的直径几乎相同，且要针对所有的四个辊分别求取自己的补偿份额，则在很多情况下都需要初始转动位置的数量大于1。根据需要而定，初始转动位置的数量例如为2、3、4、…。

如果初始转动位置的数量例如为2，则在检测两个辊组之一相对于另一辊组的行进曲线之后，转动规定的滚动长度。该滚动长度可以例如相当于相应辊组的两个辊之一的半圈。然后检测另一行进曲线。因而两个辊组的初始转动位置的改变并不重要。只需要彼此相对转动。

替代于在校准运行中独立地求取第一和第二参量，可行的是，控制机构的第一和第二参量由上级的控制机构或者由操作人员预先给定。例如，可以在磨床车间中打磨辊时对第一和第二参量进行相应的求取，从而这些参量在辊安装到轧机机架中时就已经是已知的。

在所述运行方法的一种优选的设计中规定，

- 第一参量表征支撑辊的与支撑辊的转动位置有关的偏心度；

- 第二参量表征工作辊的与工作辊的转动位置有关的偏心度；并且

- 控制机构根据工作辊的以及支撑辊的转动位置求取补偿值。

在有些情况下可以足够的是，一方面针对支撑辊且另一方面针对工作辊分别求取偏心度份额，并且借助两个偏心度份额求取补偿值。特别是当支撑辊的直径彼此大小相同并且工作辊的直径彼此大小相同时，这种简化的做法可以是足够的。

但实际上，工作辊相互间通常具有略微不同的直径。这同样适用于支撑辊相互间的情况。因此优选以下述方式设计所述运行方法：

- 相互独立地求取或检测轧机机架的支撑辊的转动位置，并且相互独立地求取或检测轧机机架的工作辊的转动位置；

- 第一参量包括那些表征由上面的支撑辊引起的、与上面的支撑辊的转动位置有关的偏心度的参量，且包括那些表征由下面的支撑辊引起的、与下面的支撑辊的转动位置有关的偏心度的参量；

- 第二参量包括那些表征由上面的工作辊引起的、与上面的工作辊的转动位置有关的偏心度的参量，且包括那些表征由下面的工作辊引起的、与下面的工作辊的转动位置有关的偏心度的参量；并且

- 控制机构根据上面的和下面的工作辊的以及上面的和下面的支撑辊的相应的转动位置求取补偿值。

在这种情况下，补偿值具有四个偏心度份额，它们的总和等于补偿值，即，上面的支撑辊、下面的支撑辊、上面的工作辊和下面的工作辊各有一个偏心度份额。

在本发明的另一优选的设计中，在正常运行中，在轧制停歇期间，在所述轧制停歇期间并不轧制扁平的轧制材料，轧机机架的辊与在轧制刚刚被轧制的扁平的轧制材料期间的转动方向相逆地进行转动。由此，特别是在并非检测全部的转动位置，而是由所检测的位置推导出一些转动位置的情况下，可以使误差最小化，这些误差否则会由于经过辊的多个转圈引起的转动位置偏差的累积而累加。

在本发明的另一优选的设计中，在轧制停歇期间，在所述轧制停歇期间并不轧制所述扁平的轧制材料，上面的和/或下面的辊组如此转动，从而在轧制下一个扁平的轧制材料时使得成本函数最小化，由工作辊的和支撑辊的偏心度的总和形成的总偏心度、总偏心度的第一时间导数和/或总偏心度的第二时间导数被考虑到所述成本函数中。通常，在该成本函数中仅考虑这三个参量之一。但也可行的是，在该成本函数中考虑这些参量中的多个。通常，在正常运行中使成本函数最小化。但如果下一个要轧制的扁平的轧制材料的特性已经是已知的，则也可以在校准运行结束时进行所述最小化。

在仅把总偏心度考虑到成本函数中的情况下，可以使要予以补偿的总偏心度最小化。以类似的方式，在仅把总偏心度的第一时间导数考虑到成本函数中的情况下，可以使得下述速度最小化，必须以该速度调节辊隙。以类似的方式，在仅把总偏心度的第二时间导数考虑到成本函数中的情况下，可以使得下述加速度最小化，必须以该加速度调节辊隙。

在很多情况下，根据本发明的做法已经导致出色的结果。但在有些情况下会发生的是，尽管把辊隙目标值修正了所求取的补偿值，还是会出现剩余偏心度。为了也补偿这种剩余偏心度，优选地规定，控制机构在轧制扁平的轧制材料期间检测表征剩余偏心度的信号。在这种情况下，控制机构可以借助剩余偏心度跟踪第一和第二参量。

此外，所述目的还通过一种具有权利要求10的特征的计算机程序来实现。根据本发明，对开篇所提到的类型的计算机程序予以如下设计：通过控制机构对计算机程序进行的处理引起，该控制机构使得轧机机架按照根据本发明的运行方法运行。

此外，所述目的还通过一种具有权利要求11的特征的控制机构来实现。根据本发明，对该控制机构予以如下设计：该控制机构使得轧机机架按照根据本发明的运行方法运行。

此外，所述目的还通过一种具有权利要求12的特征的轧机机架来实现。根据本发明，对开篇所提到的类型的轧机机架予以如下设计：该轧机机架受根据本发明的控制机构的控制。

附图说明

本发明的上述特性、特征和优点及其实现方式和方法结合对实施例的如下说明将变得更加清晰且更易于理解，结合附图来详述所述实施例。在此，在示意图中：

图1示出了轧机机架的立体图；

图2示出了图1的轧机机架的侧视图；

图3示出了流程图；

图4示出了两个工作辊和两个支撑辊；

图5示出了偏心度信号的一条时间曲线；

图6示出了辊圆周上的相关路程；

图7示出了偏心度信号的两条时间曲线；

图8示出了辊圆周上的相关路程；

图9示出了一个辊及其半径变化；

图10示出了流程图；

图11示出了测得的和相关的建模的偏心度的比较；

图12示出了辊圆周上的相关路程；并且

图13示出了流程图。

具体实施方式

根据图1和2，轧机机架具有上面的辊组U和下面的辊组L。上面的辊组U具有上面的工作辊1U和上面的支撑辊2U。下面的辊组L具有下面的工作辊1L和下面的支撑辊2L。借助该轧机机架轧制由金属制成的扁平的轧制材料3。该扁平的轧制材料3可以尤其是厚钢板或金属带。扁平的轧制材料3由金属构成，该金属可以尤其是钢。替代地，该金属可以是铝、铜、黄铜或另一种金属。

轧机机架受控制机构4控制。如此构造该控制机构4，从而它按照将在下面详述的运行方法使得轧机机架工作。

通常，控制机构4被构造成可编程的控制机构4。在这种情况下，通过计算机程序5来实现对控制机构4的相应构造，从而该控制机构按照所述运行方法来使得轧机机架工作，利用所述计算机程序对控制机构4予以编程。计算机程序5包括可由控制机构4直接处理的机器代码6。在这种情况下，通过控制机构4对机器代码6进行的处理引起了：控制机构4按照相应的运行方法来使得轧机机架工作。

由控制机构4使得轧机机架至少有时在正常运行中运行。特别地，对扁平的轧制材料3的轧制在正常运行中进行。通常，由控制机构4还使得轧机机架有时也在校准运行中运行。在校准运行中，借助轧机机架3并不轧制扁平的轧制材料。下面假定由控制机构4使得轧机机架交替地在正常运行中或者在校准运行中运行。

控制机构4因此按照图3首先在步骤S1中检查轧机机架是否在正常运行中运行。如果轧机机架在正常运行中运行，控制机构4就在步骤S2中检查当前是否轧制了轧制材料3。如果当前轧制了轧制材料3，控制机构4就过渡至步骤S3至S7。

在步骤S3中确定目标辊隙s*。在步骤S4中，控制机构4接收轧机机架的至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。在步骤S5中，控制机构4求取与轧机机架的至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW有关的补偿值ε。这种求取借助参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW来进行，作为轧机机架的至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW的函数，这些参量表征轧机机架的辊1U、1L、2U、2L的总偏心度。参量RUB、RLB、φ1UB、φ1LB是第一参量，作为轧机机架的至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW的函数，所述第一参量表征轧机机架的支撑辊2U、2L的偏心度。以类似的方式，参量RUW、RLW、φ2UW、φ2LW是第二参量，作为轧机机架的至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW的函数，所述第二参量表征工作辊1U、1L的偏心度。第一参量RUB、RLB、φ1UB、φ1LB和第二参量RUW、RLW、φ2UW、φ2LW的含义将在后续的过程中变得清楚。

在步骤S6中，控制机构4以在步骤S4中求取的补偿值ε来修正辊隙目标值s*。在步骤S7中，控制机构4根据修正的辊隙目标值来调节轧机机架的辊隙s。由此借助轧机机架按照修正的辊隙目标值将扁平的轧制材料3由初始厚度轧制到最终厚度。

控制机构从步骤S7又回到步骤S1。因此在扁平的轧制材料3的轧制期间由控制机构4连续地执行步骤S1至S7的顺序。

如果控制机构4虽然使得轧机机架在正常运行中运行，但当前未轧制扁平的轧制材料，则控制机构4从步骤S2过渡至步骤S8。在步骤S8中采取将稍后详述的其他措施。

如果控制机构4使得轧机机架未在正常运行中运行，则轧机机架处于校准运行中。在这种情况下，控制机构过渡至步骤S9至S14。在校准运行中，求取第一和第二参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。

在步骤S9中，调节轧机机架的上面的辊组U的规定的初始转动位置和下面的辊组L的规定的初始转动位置。例如，可以如此调节两个初始转动位置，从而使得上面的工作辊1U和上面的支撑辊2U的在图4中示出的（仅仅假设存在的）点直接彼此相对，并且以类似的方式，下面的工作辊1L和下面的支撑辊2L的在图4中示出的（仅仅假设存在的）点直接彼此相对。为此目的，可以例如使得轧机机架上行，从而上面的工作辊1U和下面的工作辊1L不接触。然后，两个辊组U、L相互独立地转动到它们各自的初始转动位置中。

为了使得两个辊组U、L能够相互独立地转动到它们各自的初始转动位置中，上面的辊组U的辊1U、2U从下面的辊组L的辊1L、2L处提升。为了转动辊组U、L本身，可以例如按照图1中的图示存在用于两个辊组U、L的相互独立的驱动件7U、7L。替代地，可以存在共同的驱动件，其例如与下面的辊组L持久地连接，但通过可松开的耦接件与上面的辊组U连接。在这种情况下，首先使得上面的辊组U过渡到其初始转动位置中，然后松开耦接件，并使得下面的辊组L过渡到其起始位置中。之后又将耦接件关闭。

在两个辊组U、L转动到它们各自的初始转动位置中之后，控制机构4在步骤S10中如此控制轧机机架，从而使得辊隙s关闭。辊隙s的关闭是在扁平的轧制材料未处于辊隙s中的情况下进行的。因而随着辊隙s的关闭，上面的工作辊1U靠置在下面的工作辊1L上。

然后，控制机构4在步骤S11中如此控制轧机机架，从而使得辊1U、1L、2U、2L相互贴靠地滚动。这种状态—即辊1U、1L、2U、2L相互贴靠地滚动—针对相当大的长度L0被保持。该长度L0在下面称为检测长度L0。检测长度L0起始于辊组U、L的相应的初始转动位置。尤其如此分配所述检测长度的尺寸，从而使得所有的辊1U、1L、2U、2L都完成多个完整的转圈。

在辊1U、1L、2U、2L的滚动期间，控制机构4在步骤S11中同时也在检测长度L0上检测信号F、s的曲线，该信号表征辊隙s的变化。信号F、s—显然—与至少一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW有关。例如，控制机构4可以在步骤S11的范围内在恒定地调节辊隙s的情况下以辊隙受控的方式保持轧机机架，并作为表征性的信号s、F检测相关的轧制力F。同样，控制机构4可以相反地使得轧机机架在步骤S11的范围内以轧制力受控的方式以恒定的轧制力F来运行，并作为表征性的信号s、F检测所产生的辊隙s。在两种情况下，所检测的信号s、F都直接反映了总偏心度ε。图5—纯示范性地—示出了在轧制力控制的情况下在30m的检测长度L0上所产生的辊隙s的变化，其中，工作辊1U、1L的直径约为1.00m，并且支撑辊2U、2L的直径约为1.65m。图6纯示范性地示出了工作辊1U、1L和支撑辊2U、2L的对应的转数。

在有些情况下，仅针对唯一一个初始转动位置对执行步骤S9至S11的做法就可以足够了。在这种情况下，控制机构4直接过渡至步骤S14。否则，控制机构4首先过渡至步骤S12。在步骤S12中，控制机构4检查它是否已针对全部需要的初始转动位置对都执行了步骤S9至S11的做法。只有当情况如此时，控制机构4才过渡至步骤S14。

如果情况并非如此，控制机构4从步骤S12过渡至步骤S13。在步骤S13中，控制机构4选择下一初始转动位置对。控制机构然后从步骤S13回到步骤S9。

其他初始转动位置的对数和相关的位置本身可以根据需要来确定。下面的辊组L的初始转动位置可以根据需要而不改变，而上面的辊组U分别以上面的工作辊1U或上面的支撑辊2U的预定的角度转动。相反的做法也是可行的。也可行的是，转动两个辊组U、L。

特别是在只有唯一一个其他的初始转动位置对的情况下，预定的角度可以例如像图4中的虚线所示的那样与上面的支撑辊2U的半圈对应。在这种情况下，按照图7中的图示附加地产生信号s、F的另一种曲线。图8示出了工作辊1U、1L和支撑辊2U、2L的相关的转数。

在步骤S14中，控制机构4借助所检测的曲线求取第一和第二参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。这种求取的根据将在下面详述。

理想地，辊8应是完美圆形的，即绝对没有偏心度。但实际情况并非如此。图9—很夸张地—示出了辊8的半径r的变化，作为辊8的转动位置φ相对于基准位置的函数。在数学上，半径r可以描述为转动位置φ的函数：

，

r0在此表示辊8的平均的（理想的）半径。δri表示第i个干扰的份额。δi表示第i个干扰的相位位置。

对于支撑辊2U、2L来说，所有的干扰都是重要的，因为只有半径对辊隙s起作用。而对于工作辊1U、1L来说，只有直线的干扰才是重要的，因为对于工作辊1U、1L来说，直径对辊隙s起作用。此外，如果针对全部的辊1U、1L、2U、2L只考虑具有最低有效频率的干扰—即对于支撑辊2U、2L为第一干扰，且对于工作辊1U、1L为第二干扰—则合成的偏心度ε可以描述为：

。

在此，

- RUB是上面的支撑辊2U的偏心度幅度；

- RUW是上面的工作辊1U的偏心度幅度；

- RLB是下面的支撑辊2L的偏心度幅度；

- RLW是下面的工作辊1U的偏心度幅度；

- φ1UB是上面的支撑辊2U的偏心度的第一干扰的相位位置；

- φ2UW是上面的工作辊1U的偏心度的第二干扰的相位位置；

- φ1LB是下面的支撑辊2L的偏心度的第一干扰的相位位置；

- φ2LW是下面的工作辊1U的偏心度的第二干扰的相位位置；

- φUB是上面的支撑辊2U的转动位置；

- φUW是上面的工作辊1U的转动位置；

- φLB是下面的支撑辊2L的转动位置；并且

- φLW是下面的工作辊1U的转动位置。

在方程2中有八个参量是未知的，即四个偏心度幅度RUB、RUW、RLW、RLB和四个相位位置φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。

为了确定这八个参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW，现在可以着手解决优化问题，借此使得标准偏差最小化。于是人们试图找到

的最小值，其中，ε是针对某些转动位置φUB、φUW、φLB、φLW测得的偏心度，并且ε'是针对相同的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW根据方程2算得的偏心度。l是在辊1U、1L、2U、2L的圆周上走过的路程。这种优化对于本领域技术人员来说是常见的。对转动位置φUB、φUW、φLB、φLW的求取可以无问题地进行，因为辊1U、1L、2U、2L的（平均的）半径是已知的，此外，初始转动位置（对于l = 0而言）是已知的，且最终满足滚动条件，也就是说，辊1U、1L、2U、2L在滚动时走过相同的路程。

在个别情况下，检测仅仅唯一一个辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW，而其他辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW则由所检测的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW结合辊1U、1L、2U、2L的已知的半径或直径推导得出，这样就可以足够了。但由于滑动运动和由于偏心度引起的半径波动，这特别是在较大的路径上变得太不准确。

可行的是，按照图1中的图示，借助相应的转动位置传感器9U、9L，既检测轧机机架的支撑辊2U、2L的又检测其工作辊1U、1L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。所检测的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW在这种情况下输送给控制机构4，并被控制机构4接收。对于同类的辊对1U、1L、2U、2L—通常为支撑辊2U、2L—在这种情况下为此需要一对附加的转动位置传感器9U、9L。而另一对同类的辊1U、1L、2U、2L—通常为工作辊1U、1L—则借助轧机机架驱动件7U、7L予以驱动。轧机机架驱动件7U、7L通常在内部具有转动位置传感器。其信号可以根据本发明被考虑用来求取受驱动的辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。

替代地，可以足够的是：为每个辊组U、L仅仅检测相应辊组U、L的辊1U、1L、2U、2L之一的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。在这种情况下，由控制机构4仅接收这些转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。在这种情况下，相应辊组U、L的相应另一辊2U、2L、1U、1L的转动位置φUB、φLB、φUW、φLW由控制机构4借助相应辊组U、L的如下辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW予以求取，所述辊的转动位置φUB、φLB、φUW、φLW被检测。在这种情况下，无论在正常运行中还是在校准运行中都采取这种做法。

由于根据本发明（例如）仅检测工作辊1L、1U的转动位置φUW、φLW，而支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB则由工作辊1U、1L的转动位置φUW、φLW推导得出，所以存在如下风险：在较大的路径上（其对应于支撑辊2U、2L的多个完整的转圈）支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB变得太不准确。为了解决这个问题，可以有两种替代的设计，但这些设计在原则上也可以相互组合。

一方面可行的是，在轧制停歇期间，轧机机架的辊1U、1L、2U、2L与下述转动方向相逆地进行转动，辊1U、1L、2U、2L在最后轧制的扁平的轧制材料3的轧制期间沿着所述转动方向转动。辊1U、1L、2U、2L因而往回转动。这种往回转动是图3的步骤S8的一种可行的设计。与之相应地，轧机机架在这个时间点在正常运行中运行。往回转动因而在两个扁平的轧制材料3的轧制之间的通常的轧制停歇的范围内实施。不涉及校准运行，在该校准运行中求取第一和第二参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。通过这种措施实现了：虽然在一个单独的扁平的轧制材料3的轧制期间会累积误差，但随后又对所积累的误差予以减小。

但根据本发明，给支撑辊2U、2L指配基准信号传感器10U、10L。基准信号传感器10U、10L虽然并非在360°的整个角度范围内检测支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB。但它们分别输出一信号（例如脉冲），如果相应支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB与预定的基准转动位置对应的话。由此在支撑辊2U、2L连续地转动时，借助基准信号传感器10U、10L分别检测基准转动位置的经过情况。相应的信号当然输送给控制机构4。该控制机构因此可以—无论在正常运行中还是在校准运行中—在相应的支撑辊2U、2L的每个完整的转圈之后，使得相应的支撑辊2U、2L的转动运动相对于相应辊组U、L的工作辊1U、1L的转动运动进行新的同步。

相反的做法当然也是可行的，也就是检测支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB，工作辊1U、1L的转动位置φUW、φLW由支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB推导得出，并针对工作辊1U、1L分别检测基准转动位置的经过情况。

上面已介绍了一种做法，在该做法中（无论在正常运行中还是在校准运行中），相互独立地求取或检测支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φLB，并且同样相互独立地求取或检测工作辊1U、1L的转动位置φUW、φLW。即明确地检测或求取全部四个转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。在这种情况下，作为辊1U、1L、2U、2L的部分偏心度的总和，得到总偏心度ε。

因此，针对每个辊1U、1L、2U、2L，控制机构4根据相应辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW求取相关的由相应辊1U、1L、2U、2L引起的部分偏心度，并将这些部分偏心度累加至总偏心度ε。控制机构4因而在正常运行中，根据上面的和下面的工作辊1U、1L的以及上面的和下面的支撑辊2U、2L的相应的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW求取补偿值ε。

为了能够求取四个所提到的部分偏心度，控制机构4必须也知道对应的表征性的参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。因而在校准运行的范围内，控制机构4针对上面的支撑辊2U求取表征其部分偏心度的参量RUB、φUB。以类似的方式，在校准运行中也针对下面的支撑辊2L、上面的工作辊1U和下面的工作辊1L，分别对表征相应的辊2L、1U、1L的部分偏心度的两个参量RUW、RLW、RLB、φ2UW、φ1LB、φ2LW进行求取。

支撑辊2L、2U的半径或直径通常彼此相同大小。同样，工作辊1U、1L的半径或直径通常彼此相同大小。如果能保证在两次校准之间，与下面的辊组L的辊1L、2L相比在上面的辊组U的辊1U、2U之间只出现一个足够小的滑动，则由支撑辊2U、2L引起的部分偏心度可以累加起来，并且同样，由工作辊1U、1L引起的部分偏心度可以累加起来。在这种情况下也得到总偏心度，作为支撑辊2U、2L的和工作辊1U、1L的部分偏心度的总和。但在这种情况下，该总和只有两个相加项，即分别为由支撑辊2U、2L引起的部分偏心度和由工作辊1U、1L引起的部分偏心度。在这种情况下在正常运行中，控制机构4根据工作辊1U、1L之一的转动位置φUW、φLW求取用于工作辊1U、1L的部分偏心度，并根据支撑辊2U、2L之一的转动位置φUB、φLB求取用于支撑辊2U、2L的部分偏心度。此外，该控制机构在这种情况下把两个部分偏心度累加至总偏心度ε。因而在这种情况下在正常运行中，控制机构4也根据工作辊1U、1L的以及支撑辊2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW求取补偿值ε。在校准运行的范围内，在这种情况下，控制机构4针对两个支撑辊2U、2L求取表征其部分偏心度的一致的参量，例如偏心度幅度和相位位置。同样，在校准运行中在这种情况下，控制机构4针对两个工作辊1U、1L求取表征其部分偏心度的一致的参量，例如偏心度幅度和相位位置。

此外，在轧制停歇期间按照图10中的图示可以存在步骤S21至23。这些步骤S21至23是图1的步骤S8的一种可能的设计。

根据图10，控制机构4在步骤S21中求取成本函数K。在该成本函数K中可以—用相应的加权因子α0至α2加权—例如考虑总偏心度ε、总偏心度ε的第一时间导数和/或总偏心度ε的第二时间导数。可行的是，所有三个加权因子α0至α2都不同于0。替代地可行的是，只有两个加权因子α0至α2不同于0。但三个加权因子α0至α2中的至少一个必须不同于0。加权因子α0至α2可以固定地提供给控制机构4，或者由使用者在参数化的范围内确定。控制机构4在这种情况下还在步骤S22中求取成本函数K在轧制长度L1上的最小值。其因而形成积分

，

并以如下方式使得该积分最小化：其改变辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW，对此开始轧制下一个扁平的轧制材料3。轧制长度L1—以辊1U、1L、2U、2L的外表面为参考—是如下长度：辊1U、1L、2U、2L在该长度上轧制所述扁平的轧制材料3。然后在步骤S23中，控制机构4相应地调节辊1U、1L、2U、2L的转动位置φUB、φUW、φLB、φLW。控制机构4因而使得上面的和/或下面的辊组U、L如此转动，从而使得在轧制下一个扁平的轧制材料3时的成本函数K最小。

可行的是，在步骤S23的范围内，关闭轧机机架。在这种情况下，两个辊组U、L只能一起转动。替代地，可以打开轧机机架。在这种情况下，两个辊组U、L可以相互独立地转动。

本发明的做法导致出色的结果。图11纯示范性地示出了在测得的（M）偏心度ε和相关的建模的（C）偏心度ε、即借助偏心度幅度RUB、RUW、RLW、RLB和相位位置φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW求取的偏心度ε之间的比较，其中，偏心度幅度RUB、RUW、RLW、RLB和相位位置φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW借助偏心度ε的测得的曲线求取。图12示出了辊1U、1L、2U、2L的转圈的相关曲线。

在理想情况下，通过接入补偿信号ε，完全地补偿辊1U、1L、2U、2L的偏心度。但由于热效应、磨损等可能发生的是，尽管以所求取的补偿值ε修正了辊隙目标值s*，但只进行了不完全的补偿，即残留有剩余偏心度εr。因此可行的是，控制机构4按照图13中的图示，在扁平的轧制材料3的轧制期间在步骤S31中，检测信号F、Z，该信号表征剩余偏心度εr。该信号F、Z可以例如是轧制力F，或者是在轧机机架之前或之后在扁平的轧制材料3中占优势的牵引力Z。扁平的轧制材料3的在轧机机架的出料侧测得的厚度也可以用作信号。

在这种情况下，控制机构4一方面可以在步骤S32中在当前—即在扁平的轧制材料3的轧制期间—补偿剩余偏心度εr。在这种情况下，控制机构4因而不仅以补偿值ε而且附加地也以剩余偏心度εr修正辊隙目标值s*。此外，在这种情况下，控制机构4可以在步骤S33中跟踪第一和第二参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。甚至可行的是，控制机构4完全借助剩余偏心度εr求取第一和第二参量RUB、RLB、φ1UB、φ1LB、RUW、RLW、φ2UW、φ2LW，从而各个偏心度的幅度RUB、RLB、RUW、RLW因而首先具有值0。在这种情况下，相位位置φ1UB、φ1LB、φ2UW、φ2LW起初并不紧要。

在阐述本发明的范围中，在上面作为第一和第二参量RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW，采用了偏心度幅度RUB、RUW、RLW、RLB和相位位置φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW。但辊1U、1L、2U、2L的偏心度替代地也可以通过对应的正弦和余弦函数的幅度AUB、BUB、ALB、BLB、AUW、BUW、ALW、BLW来描述。因此代替方程2也可以基于如下方程5：

。

本发明具有很多优点。特别是可以求取和补偿全部的辊偏心度。这与所述偏心度是由工作辊1U、1L引起还是由支撑辊2U、2L引起无关地适用。此外，可以更为快速地并且更为精确地求取辊偏心度。另外，当轧机机架除了具有工作辊1U、1L和支撑辊2U、2L之外，还具有其他辊、特别是布置在工作辊1U、1L和支撑辊2U、2L之间的中间辊时，也可以求取辊偏心度。

尽管已详细地通过优选的实施例进一步介绍和描述了本发明，但本发明并不受这些公开的例子的限制，且本领域技术人员可以从中推导出其他变型，而不偏离于本发明的保护范围。

附图标记清单：

1L、1U 工作辊

2L、2U 支撑辊

3 扁平的轧制材料

4 控制机构

5 计算机程序

6 机器代码

7U、7L 轧机机架驱动件

8 辊

9U、9L 转动位置传感器

10U、10L 基准信号传感器

C 建模的偏心度

K 成本函数

L、U 辊组

L0 检测长度

L1 轧制的长度

M 测得的偏心度

r 半径

r0 平均半径

RUB、RUW、RLW、RLB 偏心度幅度

s 辊隙

s* 目标辊隙

Sl至S33 步骤

α0至α2 加权因子

δri 干扰

ε 补偿值

ε、ε'、εr 偏心度

φi 相位位置

φUB、φUW、φLB、φLW 转动位置

φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW 偏心度相位。

Claims (12)

1.用于轧机机架的运行方法，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料（3），

- 其中，所述轧机机架具有上面的辊组（U）和下面的辊组（L），

- 其中，所述上面的辊组（U）至少具有一个上面的工作辊（1U）和一个上面的支撑辊（2U），并且所述下面的辊组（L）至少具有一个下面的工作辊（1L）和一个下面的支撑辊（2L），

- 其中，所述轧机机架至少有时在正常运行中运行，

- 其中，在所述扁平的轧制材料（3）的轧制期间，所述轧机机架在正常运行中运行，

- 其中，在所述扁平的轧制材料（3）的轧制期间，用于所述轧机机架的控制机构（4）连续地：

-- 借助第一参量（RUB、RLB、φ1UB、φ1LB）和第二参量（RUW、RLW、φ2UW、φ2LW）求取与所述轧机机架的至少一个辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）有关的补偿值（ε），作为所述轧机机架的至少一个辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）的函数，所述第一参量表征所述轧机机架的支撑辊（2U、2L）的偏心度，作为所述轧机机架的至少一个辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）的函数，所述第二参量表征所述轧机机架的工作辊（1U、1L）的偏心度；

-- 以所求取的补偿值（ε）修正用于所述轧机机架的辊隙目标值（s*）；并且

-- 根据修正的辊隙目标值调节所述轧机机架的辊隙（s），

从而借助所述轧机机架按照修正的辊隙目标值轧制所述扁平的轧制材料（3），

其特征在于：

- 检测所述轧机机架的仅仅所述工作辊（1U、1L）的或者仅仅所述支撑辊（2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW），并由所述控制机构（4）予以接收；

- 由所述控制机构（4）从那些其转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）被检测的辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）中求取那些其转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）未被检测的辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）；并且

- 对于其转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）未被检测、而是被求取的那些辊（1U、1L、2U、2L），分别检测基准转动位置的经过情况，并将其输送给所述控制机构（4）。

2.按照权利要求1所述的运行方法，其特征在于，所述轧机机架有时在校准运行中运行，在所述校准运行中，借助所述轧机机架并不轧制扁平的轧制材料（3），并且所述控制机构（4）在校准运行中：

- 针对所述上面的辊组（U）的以及所述下面的辊组（L）的多个规定的初始转动位置如此控制所述轧机机架，从而使得所述上面的工作辊（1U）靠置在所述下面的工作辊（1L）上，并且这些辊（1U、1L、2U、2L）相互贴靠地滚动；

- 在这些辊（1U、1L、2U、2L）相互贴靠地滚动期间，在起始于相应的初始转动位置的相应的检测长度（L0）上，分别检测表征辊隙（s）的变化的信号（s、F）的、与至少一个辊（1U、1L、2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）有关的曲线；并且

- 借助所检测的曲线求取第一和第二参量（RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW）。

3.按照权利要求2所述的运行方法，其特征在于，初始转动位置的数量大于1。

4.按照权利要求1所述的运行方法，其特征在于，所述控制机构（4）的第一和第二参量（RUB、RLB、φ1UB、φ1LB、RUW、RLW、φ2UW、φ2LW）由上级的控制机构或者由操作人员预先给定。

5.按照前述权利要求中任一项所述的运行方法，

- 所述第一参量（RUB、RLB、φ1UB、φ1LB）表征所述支撑辊（2U、2L）的与所述支撑辊（2U、2L）的转动位置（φUB、φLB）有关的偏心度；

- 所述第二参量（RUW、RLW、φ2UW、φ2LW）表征所述工作辊（1U、1L）的与所述工作辊（1U、1L）的转动位置（φUW、φLW）有关的偏心度；并且

- 所述控制机构（4）根据所述工作辊（1U、1L）的以及所述支撑辊（2U、2L）的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）求取所述补偿值（ε）。

6.按照权利要求5所述的运行方法，其特征在于，

- 相互独立地求取或检测所述轧机机架的支撑辊（2U、2L）的转动位置（φUB、φLB），并且相互独立地求取或检测所述轧机机架的工作辊（1U、1L）的转动位置（φUW、φLW）；

- 所述第一参量（RUB、RLB、φ1UB、φ1LB）包括那些表征由上面的支撑辊（2U）引起的、与上面的支撑辊（2U）的转动位置（φUB）有关的偏心度的参量（RUB、φ1UB），且包括那些表征由下面的支撑辊（2L）引起的、与下面的支撑辊（2L）的转动位置（φLB）有关的偏心度的参量（RLB、φ1LB）；

- 所述第二参量（RUW、RLW、φ2UW、φ2LW）包括那些表征由上面的工作辊（1U）引起的、与上面的工作辊（1U）的转动位置（φUW）有关的偏心度的参量（RUW、φ2UW），且包括那些表征由下面的工作辊（1L）引起的、与下面的工作辊（1L）的转动位置（φLW）有关的偏心度的参量（RLW、φ2LW）；并且

- 所述控制机构（4）根据上面的和下面的工作辊（1U、1L）的以及上面的和下面的支撑辊（2U、2L）的相应的转动位置（φUB、φUW、φLB、φLW）求取所述补偿值（ε）。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的运行方法，其特征在于，在正常运行中，在轧制停歇期间，在所述轧制停歇期间并不轧制扁平的轧制材料（3），轧机机架的辊（1U、1L、2U、2L）与在轧制刚刚被轧制的扁平的轧制材料（3）期间的转动方向相逆地进行转动。

8. 按照前述权利要求中任一项所述的运行方法，其特征在于，在轧制停歇期间，在所述轧制停歇期间并不轧制扁平的轧制材料（3），上面的和/或下面的辊组（U、L）如此转动，从而在轧制下一个扁平的轧制材料（3）时使得成本函数（K）最小化，由所述工作辊（1U、1L）的偏心度和所述支撑辊（2U、2L）的偏心度的总和形成的总偏心度（ε）、所述总偏心度（ε）的第一时间导数（）和/或所述总偏心度（ε）的第二时间导数（）被考虑到所述成本函数中。

9.按照前述权利要求中任一项所述的运行方法，其特征在于，在轧制扁平的轧制材料（3）期间，所述控制机构（4）检测表征剩余偏心度（εr）的信号（F、Z），并且借助所述剩余偏心度（εr）跟踪第一和第二参量（RUB、RUW、RLW、RLB、φ1UB、φ2UW、φ1LB、φ2LW），尽管以所求取的补偿值（ε）修正了所述辊隙目标值（s*），还是出现了所述剩余偏心度。

10.用于轧机机架的控制机构（4）的计算机程序，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料（3），其中，该计算机程序包括可由所述控制机构（4）直接处理的机器代码（6），其中，通过所述控制机构（4）对所述机器代码（6）进行的处理引起了：所述控制机构（4）使得所述轧机机架按照根据前述权利要求中任一项的运行方法运行。

11.用于轧机机架的控制机构，所述轧机机架用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料（3），其中，如此构造所述控制机构，从而该控制机构使得所述轧机机架按照根据权利要求1至9中任一项的运行方法运行。

12.用于轧制由金属制成的扁平的轧制材料（3）的轧机机架，其中，所述轧机机架受根据权利要求11的控制机构（4）的控制。