JP2007014985A - 圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件が変化しても、レーイング・フォーミング・ヘッドの線材の先端あるいは後端部の落下位置が所定の位置になるように制御することができる圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を得る。
【解決手段】 圧延された線材をリング状に成形してコンベヤ上に払い出すレーイング・フォーミング・ヘッド設備を有し、リング状になった線材（コイル）の先端あるいは後端部がコンベア上の落下したとき、その落下位置が所定の目標位置になるように制御するものにおいて、落下位置補正制御装置は、レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求めて、その相関関係を保存する相関関係保存手段と、その相関関係を用いてレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度目標値を補正する角度目標値補正手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、線材圧延ラインのレーイング・フォーミング・ヘッドにおける先端あるいは後端落下位置制御装置に関するものである。

圧延された線材をリング状に成形してコンベヤ上に払い出すレーイング・フォーミング・ヘッド設備を有する線材圧延機において、リング状になった線材(コイル)をコンベアで搬送するとき、コイルの先端部あるいは後端部が、コンベアロールあるいはガイドなどに引掛り、うまく搬送できなくなるという問題があった。
従来、このような問題を解決する手段として、コイルがコンベア上に落下したとき、その先端あるいは後端部が、コンベアの進行方向に対して、常に一定の方向(一般には逆向き)になるように制御する先端あるいは後端落下位置補正制御装置が提案されている。
従来の先端および後端の落下位置制御装置を図３に基づいて説明する。図３は先端部の制御例を示しているが、後端部に関しても、原理は同一である。
図３において、１は線材の圧延方向、２は仕上げ圧延機、３はピンチ・ロール、４はレーイング・フォーミング・ヘッド、５はコンベア、６は仕上げ圧延機入側材料検出器、７は仕上げ圧延機出側材料検出器、８はレーイング・フォーミング・ヘッド前材料検出器、９Ａは仕上げ圧延機駆動用電動機、９Ｂはピンチ・ロール駆動用電動機、９Ｃはレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機、１０は主幹制御装置、１１は線材である。
線材１１は、仕上げ圧延機２で圧延されて線材となり、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転により、リング形状となってコンベヤ５ヘ落下し、コンベヤ５で搬送される。レーイング・フォーミング・ヘッド４は、速度可変できるレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機９Ｃによって仕上げ圧延機２の速度に対してリード速度率を持って所定の一定速度で回転駆動されている。線材１１先端の位置は、仕上げ圧延機２に設けられた回転位置検出するパスル発信器（図示せず）によってトラッキングされる。一方、レーイング・フォーミング・ヘッド４の角度は、レーイング・フォーミング・ヘッド４に設けられた回転位置検出するパスル発信器（図示せず）によって検出される。この線材１１の位置検出結果と、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度検出結果から、その時点におけるレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転速度を維持したと仮定した場合、線材１１の先端がレーイング・フォーミング・ヘッド４に到達した時にレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度、すなわち線材１１の吐出し角度が何度になるかを予測演算することができる。この予測演算角度が、所定の設定角度になるように、すなわち、両者の角度の偏差が零になるようにレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機９Ｃの速度を加速、あるいは減速補正する。
このような従来の先端および後端の落下位置制御装置においては、材料先端あるいは、後端位置の検出(トラッキング)精度が問題になることが多く、この位置検出精度を向上させる装置が従来技術として提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−７１６２９号公報

従来の制御においては、線材の先端あるいは後端部位置検出をある程度精度よく検出できるようになった結果、線材の先端あるいは後端がレーイング・フォーミング・ヘッドに到達時したときのレーイング・フォーミング・ヘッドの角度、すなわち線材の吐出し角度を常に所定の設定角度に制御することができるようになった。
しかしながら、圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件が変化した場合、レーイング・フォーミング・ヘッドの線材の吐出し角度を所定の設定角度に制御できても、圧延諸条件に依存して、コイルが、コンベア上に落下したとき、その先端あるいは後端部の落下位置が、変化することがあった。このため圧延諸条件が、変化するたびに、吐出し角度の目標設定角度を再設定し、所要の落下位置になるように調整するか、あるいは、圧延諸条件の変化によって発生する落下位置の制御誤差を容認したまま使用していた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件が変化した場合においても、レーイング・フォーミング・ヘッドの線材の吐出し設定角度を再設定することなく、コイルが、コンベア上に落下したとき、その先端あるいは後端部の落下位置が所定の位置になるように制御することができる圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る圧延機の先端あるいは後端落下位置補正制御装置は、圧延された線材をリング状に成形してコンベヤ上に払い出すレーイング・フォーミング・ヘッド設備を有する線材圧延機であって、線材の先端あるいは後端がレーイング・フォーミング・ヘッド到達時にそのレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度が常に所定の位置になるように制御することによって、リング状になった線材（コイル）の先端あるいは後端部がコンベア上の落下したとき、その落下位置が所定の目標位置になるように制御するものにおいて、落下位置補正制御装置は、レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求めて、その相関関係を保存する相関関係保存手段と、その相関関係を用いて前記レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度目標値を補正する角度目標値補正手段とを備えたものである。

この発明によれば、レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求めて、その相関関係を保存する相関関係保存手段と、その相関関係を用いてレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度目標値を補正する角度目標値補正手段とを設けたので、圧延諸条件が変化した場合においても、その補正手段によって、圧延諸条件が変化に依存して生じる落下位置のずれが、予め、補正され、その補正量に基づいてレーイング・フォーミング・ヘッドの角度目標位置が設定される。したがって、レーイング・フォーミング・ヘッドの線材の吐出し設定角度を再設定することなく、コイルが、コンベア上に落下したとき、その先端あるいは後端部の落下位置が所定の位置になるように制御することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を示す構成図である。
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１において、１は線材の圧延方向、２は仕上げ圧延機、３はピンチ・ロール、４はレーイング・フォーミング・ヘッド、５はコンベア、６は仕上げ圧延機入側材料検出器、７は仕上げ圧延機出側材料検出器、８はレーイング・フォーミング・ヘッド前材料検出器、９Ａは仕上げ圧延機駆動用電動機、９Ｂはピンチ・ロール駆動用電動機、９Ｃはレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機、１０は主幹制御装置、１１は線材、１２は従来の主幹制御装置１０に接続された補正制御装置である。この補正制御装置１２は、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度、すなわち線材の吐出し角度と実際の落下位置との相関を求めて、その相関関係を保存する相関関係保存手段１２ａと、その相関関係を用いてレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度（線材の吐出し角度）目標値を補正する角度目標値補正手段１２ｂとから構成されている。
線材１１は、仕上げ圧延機２で圧延されて線材となり、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転により、リング形状となってコンベヤ５ヘ落下し、コンベヤ５で搬送される。レーイング・フォーミング・ヘッド４は、速度可変できるレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機９Ｃによって仕上げ圧延機２の速度に対してリード速度率を持って所定の一定速度で回転駆動されている。線材１１先端の位置は、仕上げ圧延機２に設けられた回転位置検出するパスル発信器（図示せず）によってトラッキングされる。一方、レーイング・フォーミング・ヘッド４の角度は、レーイング・フォーミング・ヘッド４に設けられた回転位置検出するパスル発信器（図示せず）によって検出される。この線材１１の位置検出結果と、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度検出結果から、その時点におけるレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転速度を維持したと仮定した場合、線材１１の先端がレーイング・フォーミング・ヘッド４に到達した時にレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度、すなわち線材１１の吐出し角度が何度になるかを予測演算することができる。この予測演算角度が、所定の設定角度になるように、すなわち、両者の角度の偏差が零になるようにレーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機９Ｃの速度を加速、あるいは減速補正している。

ここで、この発明においては、コイル先端の落下位置は圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件の影響を受けて変化するものの、圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件が同じであれば、レーイング・フォーミング・ヘッド４の吐出し角度と落下位置との関係には、再現性のある相関があるという知見に基づいて、上記補正制御装置１２によるレーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度（線材の吐出し角度）目標値を補正するものである。

以下にその動作について説明する。図１における補正制御装置１２は、圧延製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件に基づく、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度と、実際の落下位置との相関関係を保存する相関関係保存手段１２ａを備えている。圧延条件設定が変更された際、補正制御装置１２の角度目標値補正手段１２ｂは、蓄積されたデータから同条件での相関関係をピックアップし、従来の主幹制御装置１０に対して、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度（線材の吐出し設定角度）補正値として、補正をかける。例えば圧延製品サイズが決まれば、仕上げ鋼種、圧延仕上げ速度などの諸条件も一義的に決まる場合が多いので、制御を単純化して、圧延製品サイズの関数として、レーイング・フォーミング・ヘッド４の回転角度（線材の吐出し設定角度）を吐出し補正角度として蓄積してもよい。
補正された角度に対するレーイング・フォーミング・ヘッド４の速度制御は、従来の主幹制御装置１０にて実施される。

図２はこの発明の実施の形態２における圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を示す構成図である。
図２において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので、説明を省略する。１３はレーイング・フォーミング・ヘッド４からリング形状となってコンベヤ５に落下する付近で材料先端位置を測定できる場所に配置されたカメラである。このカメラ１３は、イメージ・スキャナ制御装置１４に接続され、更に補正制御装置１２に接続されている。
この実施の形態２の装置では、線材の先端あるいは後端のトラッキングシステムと連動して、コイルがコンベア５上に落下した瞬間のコンベア５上のイメージをスキャンし画像データとしてイメージ・スキャナ制御装置１４に蓄積し、その画像データを処理して先端部の落下位置を求める。この落下位置情報は、その当該材料のレーイング・フォーミング・ヘッド４の吐出し角度実績データとともに、補正制御装置１２へ送られ、両者のデータの比較により吐出し角度の補正値が演算される。
この補正値演算結果は、次材からの制御に対するレーイング・フォーミング・ヘッド４の吐出し角度設定に対する補正値として使用される。
補正制御装置１２に当該線材の製品サイズ、鋼種、速度、温度などの圧延諸条件を同時に入力し、補正値データとの相関関係として保存しておき、次材以降の圧延材に対して、圧延諸条件が変化した場合、保存された相関関係を用いて、補正値を変えてもよい。

以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１に対して、カメラ１３とイメージ・スキャナ装置１４を設け、落下位置実績を自動で検出するようにしたので、予め、圧延諸条件と補正値との相関関係を求めておかなくても、圧延条件の変化に伴う落下位置制御の誤差を防ぐことができる。また、圧延諸条件を補正制御装置１２に同時入力すれば圧諸延条件の変化による誤差を逐次、補正することができるので、より精度の高い落下位置制御が可能になる。

この発明の実施の形態１における圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２における圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を示す構成図である。 従来の圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置を示す構成図である。

符号の説明

１ 圧延方向
２ 仕上げ圧延機
３ ピンチ・ロール
４ レーイング・フォーミング・ヘッド
５ コンベア
６ 仕上げ圧延機入側材料検出器
７ 仕上げ圧延機出側材料検出器
８ レーイング・フォーミング・ヘッド前材料検出器
９Ａ 仕上げ圧延機駆動用電動機
９Ｂ ピンチ・ロール駆動用電動機
９Ｃ レーイング・フォーミング・ヘッド駆動用電動機
１０ 主幹制御装置
１１ 線材
１２ 補正制御装置
１２ａ 相関関係保存手段
１２ｂ 角度目標値補正手段
１３ カメラ
１４ イメージ・スキャナ制御装置

Claims (2)

1. 圧延された線材をリング状に成形してコンベヤ上に払い出すレーイング・フォーミング・ヘッド設備を有する線材圧延機であって、線材の先端あるいは後端がレーイング・フォーミング・ヘッド到達時にそのレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度が常に所定の位置になるように制御することによって、リング状になった線材（コイル）の先端あるいは後端部がコンベア上の落下したとき、その落下位置が所定の目標位置になるように制御する線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置において、
   前記落下位置補正制御装置は、レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求めて、その相関関係を保存する相関関係保存手段と、その相関関係を用いて前記レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度目標値を補正する角度目標値補正手段とを備えたことを特徴とする圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置。
2. レーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求める手段として、コンベヤ上の先端落下位置にコイルの形状を画像データとして蓄積し、その画像データを処理して、その出力から当該材の落下位置を検出し、その当該材のレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度実績値と落下位置検出結果とを比較することによってレーイング・フォーミング・ヘッドの回転角度と実際の落下位置との相関を求めることを特徴とする請求項１記載の圧延機の線材先端あるいは後端落下位置補正制御装置。

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