JP2018126768A - Arithmetic unit and arithmetic method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板の板形状の矯正に用いられるテンションレベラを制御するための値を算出する演算装置および演算方法に関する。 The present invention relates to a calculation device and a calculation method for calculating a value for controlling a tension leveler used for correcting a plate shape of a metal plate.
圧延工程における形状制御技術の進歩に伴い、圧延後の金属帯の形状不良は改善されているが、圧延工程における形状制御には限界がある。圧延後の金属帯には、耳伸び、中伸び、クオータ伸び、または、各種伸びが複雑に組み合わされた複合伸びといった形状不良が生じることが多い。 With the progress of shape control technology in the rolling process, the shape defect of the metal strip after rolling has been improved, but there is a limit to the shape control in the rolling process. In many cases, the metal strip after rolling has shape defects such as ear elongation, middle elongation, quarter elongation, or composite elongation in which various elongations are combined in a complicated manner.
このような形状不良を矯正し、金属帯を平坦な板形状に加工する手段として、テンションレベラが多く使用されている。テンションレベラは、金属帯に引張応力(張力)を加えつつ、金属帯の上下に複数本配置されたワークロールによって金属帯に繰り返し、曲げ加工を施す設備である。一般的に、テンションレベラでは、上記曲げ加工において塑性変形を付与するために小径のワークロールが用いられる。また、金属帯の板厚が薄くなるほど、ワークロールのロール径を小さくすることが要求される。薄板の矯正においては、ロール径30mm以下の小径ワークロールが用いられる場合がある。 Tension levelers are often used as means for correcting such shape defects and processing a metal strip into a flat plate shape. The tension leveler is a facility that repeatedly applies bending to a metal band by a plurality of work rolls arranged above and below the metal band while applying tensile stress (tension) to the metal band. Generally, in a tension leveler, a small-diameter work roll is used to impart plastic deformation in the bending process. Moreover, it is requested | required that the roll diameter of a work roll should be made small, so that the plate | board thickness of a metal strip | belt becomes thin. In the correction of a thin plate, a small-diameter work roll having a roll diameter of 30 mm or less may be used.
このようなテンションレベラを用いて、圧延後の金属帯(以下、矯正前原板と称することがある)の形状が矯正される。ここで、各種の形状不良に対応して矯正前原板を十分に矯正するためには、一般に、0.2%以上の高い伸び率を矯正前原板に付与することが求められる。しかし、この場合、小径のワークロールが撓むことにより、金属帯の形状が悪化しやすい。 Using such a tension leveler, the shape of a rolled metal strip (hereinafter sometimes referred to as a pre-correcting original plate) is corrected. Here, in order to sufficiently correct the original plate before correction corresponding to various shape defects, it is generally required to give a high elongation rate of 0.2% or more to the original plate before correction. However, in this case, the shape of the metal band is likely to deteriorate due to the bending of the small-diameter work roll.
テンションレベラは、ワークロールを中間ロールおよびバックアップロールによって支持する構成である場合が多い。しかし、この場合であっても、小径ワークロールの撓みを完全に抑制することは困難である。そこで、複数の分割部を有する分割バックアップロールにおける各分割部を個別に圧下することにより、各分割部のクラウニング量(偏移量)を個別に調整可能な分割バックアップロール圧下調整装置が開発されている。 The tension leveler is often configured to support a work roll with an intermediate roll and a backup roll. However, even in this case, it is difficult to completely suppress the bending of the small-diameter work roll. In view of this, a split backup roll reduction adjusting device has been developed that can individually adjust the crowning amount (deviation amount) of each divided part by individually reducing each divided part in a divided backup roll having a plurality of divided parts. Yes.
小径ワークロールの撓みを補正し、矯正前原板を良好な板形状に矯正するためには、分割バックアップロール圧下調整装置の各クラウニング量を適正に設定することが求められる。例えば、特許文献1には、テンションレベラの入側および出側の少なくともいずれかにおいて板材の形状不良を評価し、得られた情報に基づいてロールクラウン調整量等のレベラ条件を制御する方法が記載されている。
In order to correct the deflection of the small-diameter work roll and correct the original plate before correction into a good plate shape, it is required to appropriately set each crowning amount of the divided backup roll reduction adjusting device. For example,
特許文献1に記載の方法では、板材の幅方向に並設された応力計測手段を用いて、板材の幅方向の応力分布を求め、それに基づいてレベラ条件を制御する。より詳しくは、上記応力計測手段を用いて、板材の幅方向における複数箇所のそれぞれについて、板材の板厚方向における平均応力を計測する。ここで、例えば耳波が極端に生じている板材は、両端側が圧縮となり、板幅方向の中央部付近が引張となる応力分布を有する。この応力分布は、例えば次のようにグラフ化することができる。横軸を板幅方向とし、縦軸を上記平均応力の測定値とし、かつ圧縮応力を負、引張応力を正とすると、上記応力分布は、上に凸の曲線として表される。一方、例えば中伸びが生じている板材は、逆に下に凸の曲線として表される。つまり、このような曲線の凹凸およびその大きさによって、板材の形状(応力分布の度合い)が表される。
In the method described in
特許文献1に記載の方法では、板材の応力分布の山谷の度合い(例えば応力計測手段による計測値の最大値と最小値との差)を平坦度として求め、この平坦度に基づいてレベラ条件を制御して、板材の形状を矯正している。しかしながら、矯正後の形状を予測する制御用の数式モデルについては、具体的に記載されておらず、レベラ条件を補正するための補正値がどのように得られるか不明である。そして、上記平坦度に基づく形状評価では、各種伸びが複雑に組み合わされた複合伸びの形状不良を評価し難く、複合伸びを矯正することは難しい。
In the method described in
本発明の目的は、種々の形状不良を有する金属板を、良好な板形状に矯正することができるように、分割バックアップロールを備えるテンションレベラを制御する制御値を算出することができる演算装置および演算方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an arithmetic device capable of calculating a control value for controlling a tension leveler provided with a divided backup roll so that a metal plate having various shape defects can be corrected into a good plate shape. It is to provide a calculation method.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様における演算装置は、軸方向に配置された複数の分割部をそれぞれ有する複数の分割バックアップロールを備え、前記分割部の、金属板に対する偏移量を制御することにより前記金属板の板形状を矯正するテンションレベラを制御する制御値を算出する演算装置であって、前記テンションレベラによって前記金属板に与えられる張力、および前記偏移量を補正するための補正量を算出する算出部を備え、前記算出部は、前記金属板の幅方向に沿って配列する2点間の伸び率差の目標値と、前記テンションレベラにて矯正された前記金属板の形状に基づいて算出された、前記目標値に対応する実測値との差に及ぼす、前記張力の補正量の影響度、および前記偏移量の補正量の影響度をそれぞれ示す影響係数を含む数式を用いて前記補正量を算出することを特徴としている。 In order to solve the above problems, an arithmetic device according to one aspect of the present invention includes a plurality of divided backup rolls each having a plurality of divided portions arranged in the axial direction, and the deviation of the divided portions with respect to the metal plate An arithmetic unit that calculates a control value for controlling a tension leveler that corrects the plate shape of the metal plate by controlling the amount, and corrects the tension applied to the metal plate by the tension leveler and the deviation amount A calculation unit that calculates a correction amount for performing the correction, and the calculation unit corrects the target value of the elongation difference between two points arranged along the width direction of the metal plate and the tension leveler. The degree of influence of the correction amount of the tension and the degree of influence of the correction amount of the shift amount on the difference from the actually measured value corresponding to the target value calculated based on the shape of the metal plate are respectively shown. It is characterized by calculating the correction amount using the formula that contains a sound factor.
本発明の一態様における演算方法は、軸方向に配置された複数の分割部をそれぞれ有する複数の分割バックアップロールを備え、前記分割部の、金属板に対する偏移量を制御することにより前記金属板の板形状を矯正するテンションレベラを制御する制御値を算出する演算方法であって、該演算方法は、前記テンションレベラによって前記金属板に与えられる張力、および前記偏移量を補正するための補正量を算出する方法であり、前記金属板の幅方向に沿って配列する2点間の伸び率差の目標値と、前記テンションレベラにて矯正された前記金属板の形状に基づいて算出された、前記目標値に対応する実測値との差を算出する差算出工程と、前記算出した差に及ぼす、前記張力の補正量の影響度、および前記偏移量の補正量の影響度をそれぞれ示す影響係数を、前記金属板の種類に応じて決定する影響係数決定工程と、決定された前記影響係数を含む数式を用いて、前記算出した差に基づいて、前記張力の補正量および前記偏移量の補正量を算出する補正量算出工程と、を含む。 The calculation method according to an aspect of the present invention includes a plurality of divided backup rolls each having a plurality of divided portions arranged in the axial direction, and controls the deviation amount of the divided portions with respect to the metal plate. A calculation method for calculating a control value for controlling a tension leveler that corrects the plate shape of the plate, the calculation method comprising: a correction for correcting the tension applied to the metal plate by the tension leveler and the deviation amount This is a method for calculating the amount, which is calculated based on the target value of the elongation difference between two points arranged along the width direction of the metal plate and the shape of the metal plate corrected by the tension leveler. A difference calculating step of calculating a difference from an actual measurement value corresponding to the target value, an influence of the correction amount of the tension, and an influence of the correction amount of the deviation amount on the calculated difference. The influence coefficient is determined according to the type of the metal plate, and an equation including the determined influence coefficient is used, and based on the calculated difference, the tension correction amount and the And a correction amount calculation step of calculating a correction amount of the shift amount.
本発明の一態様によれば、種々の形状不良を有する金属板を、良好な板形状に矯正することができるように、分割バックアップロールを備えるテンションレベラを制御する制御値を算出することができる。 According to one aspect of the present invention, a control value for controlling a tension leveler provided with a divided backup roll can be calculated so that a metal plate having various shape defects can be corrected to a good plate shape. .
本発明の実施の形態について、図1〜図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本明細書において、「A〜B」とは、A以上B以下であることを示している。 The embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The following description is for better understanding of the gist of the invention and does not limit the present invention unless otherwise specified. Moreover, in this specification, "A-B" has shown that it is A or more and B or less.
以下の説明においては、本発明の一態様における演算装置についての理解を容易にするために、先ず、上記演算装置が算出する値(制御値および補正量)を用いて制御が行われるテンションレベラを備える形状矯正設備の概要を、図1および図2に基づいて説明する。次に、本発明の知見について概略的に説明し、その後、上記演算装置が用いる数式モデル、および該数式モデルを用いた形状制御について詳細に説明する。 In the following description, in order to facilitate understanding of the arithmetic device according to one aspect of the present invention, first, a tension leveler that is controlled using values (control value and correction amount) calculated by the arithmetic device is described. An outline of the shape correction equipment provided will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Next, the knowledge of the present invention will be schematically described, and then the mathematical model used by the arithmetic device and shape control using the mathematical model will be described in detail.
(形状矯正設備の概略的構成)
図1は、本実施の形態における演算装置が算出する値を用いて制御が行われるテンションレベラ3を備える形状矯正設備1の構成を示す概略図である。形状矯正設備1は、金属板8の形状不良を矯正する設備であり、リコイラ、アンコイラ、または圧延設備の後の工程等に設置される。
(Schematic configuration of shape correction equipment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
金属板8は、例えば、薄い鋼帯のコイルから巻き出された鋼帯である。また、金属板8は、圧延設備(図示せず)から送られてきた金属帯であってもよく、金属の種類は特に限定されない。
The
図1に示すように、テンションレベラ3は、ローラレベラ30と、ローラレベラ30の入側および出側に設けられた張力付加装置2とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ローラレベラ30は、金属板8の厚さ方向の両側(金属板8の上下側)に配置されたワークロール31と、ワークロール31を支持する中間ロール32と、中間ロール32を介してワークロール31を支持する上側バックアップロール(分割バックアップロール)33および下側バックアップロール(分割バックアップロール)34とを備えている。図1において、これらのロールは、紙面に対して垂直方向が長手方向となっており、金属板8は紙面上を左方向から右方向へと流れて形状矯正されるようになっている。
The
本実施の形態のローラレベラ30は、金属板8の上側が、11本のワークロール31、12本の中間ロール32、および11本の上側バックアップロール33により構成され、下側が、12本のワークロール31、13本の中間ロール32、および12本の下側バックアップロール34により構成されている。
In the
図2は、ローラレベラ30を、金属板8が通過する方向から見た場合の各ロールの構成を模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of each roll when the
図2に示すように、11本の上側バックアップロール33および12本の下側バックアップロール34はそれぞれ9個に均等に分割され、9個の分割部を備えている。下側バックアップロール34を構成する分割部を、ワークサイドからドライブサイドへと順に分割部341〜349とする。
As shown in FIG. 2, the eleven upper backup rolls 33 and the twelve lower backup rolls 34 are each equally divided into nine parts, each having nine division parts. The division part which comprises the lower
ここで、ドライブサイドとは、ローラレベラ30において、ワークロール31を回転させるためのモータ(図示せず)が設けられている側であり、ワークサイドとは、ローラレベラ30を挟んでドライブサイドの反対側である。
Here, the drive side is a side of the
なお、分割バックアップロールは、金属板8の上下少なくとも一方側に設けられていればよく、上側バックアップロール33および下側バックアップロール34のうちいずれかが、分割バックアップロールとなっていればよい。つまり、テンションレベラ3は、軸方向に配置された複数の分割部をそれぞれ有し、金属板8の上下少なくとも一方側に設けられた複数の分割バックアップロールを備えている構成である。
In addition, the division | segmentation backup roll should just be provided in at least one side of the upper and lower sides of the
また、分割バックアップロールの分割数は特に限定されるものではなく、分割バックアップロールがn個(n=2s+1、sは整数)の分割部を備える構成であればよい。 Further, the number of divisions of the divided backup roll is not particularly limited as long as the divided backup roll includes n division units (n = 2s + 1, s is an integer).
テンションレベラ3が備える張力付加装置2は、一般にブライドルロールと呼ばれる装置である。張力付加装置2は、ワークロール31の入側および出側に設けられており、金属板8に張力を付加することができる。張力付加装置2は、金属板8に与える張力を調整することができればよく、具体的な態様は特に限定されない。
The
また、形状矯正設備1は、分割バックアップロール圧下調整装置(制御機構)4、形状検出器7、およびプロセスコンピュータ(演算装置)6を備えている。
In addition, the
本実施の形態の分割バックアップロール圧下調整装置4は、それぞれ9個に均等に分割された12本の下側バックアップロール34の、各分割部を圧下および開放し、各分割部のクラウニング量を調整する。この場合、各分割部には、分割バックアップロール圧下調整装置4によって制御されて、該分割部を偏移させる駆動機構が備えられている。
The divided backup roll
なお、分割バックアップロールの各分割部に対する複数の分割バックアップロール圧下調整装置4を設けてもよい。この場合、プロセスコンピュータ6から送信された制御値、または制御値の補正量に基づいて、複数の分割バックアップロール圧下調整装置4のそれぞれが対応する分割部を偏移させて、該分割部のクラウニング量を調整する。
In addition, you may provide the some division | segmentation backup roll reduction | decrease
ここで、下側バックアップロール34の分割部を圧下するとは、分割部を鉛直上方向に偏移させることを意味し、開放するとは鉛直下方向に偏移させることを意味する。そして、分割部のクラウニング量とは、分割部の偏移量(例えば、単位はmm)を意味する。本実施の形態では、各分割部の基準位置のクラウニング量を0とし、分割部を圧下した場合のクラウニング量を正の値とする。
Here, rolling down the divided portion of the
換言すれば、クラウニング量は、金属板に対する偏移量と表現できる。金属板8の矯正を行う場合に、各分割部を圧下および開放するとは、金属板8に対して分割部を偏移させることを意味しており、分割部の偏移によりワークロール31の撓みを矯正することができる。
In other words, the crowning amount can be expressed as a shift amount with respect to the metal plate. When correcting the
また、分割バックアップロール圧下調整装置4は、12本の下側バックアップロール34のそれぞれの分割部(12×9個の分割部)のクラウニング量について、以下のように制御を行う。すなわち、12本の下側バックアップロール34はそれぞれ、分割部341〜349を備えており、例えば分割部341のクラウニング量をx(mm)とする場合、分割バックアップロール圧下調整装置4は、12本の下側バックアップロール34の12個の分割部341のクラウニング量が全てx(mm)となるように制御する。他の分割部342〜349についてもそれぞれ同様に、12本の下側バックアップロール34の12個の分割部が、同じクラウニング量にて等しく制御される。つまり、分割バックアップロール圧下調整装置4は、12本の下側バックアップロール34のそれぞれにおける一端からn番目の分割部に同じ偏移量を与えるように制御する。
Further, the divided backup roll
形状検出器7は、テンションレベラ3の出側に設置された、矯正された後の金属板8の形状を検出する装置であり、検出結果を示す信号をプロセスコンピュータ6に出力する。
The
プロセスコンピュータ6は、詳しくは後述するが、入力された金属板8の情報および形状検出器7の出力信号に基づいて、テンションレベラ3を制御する。
Although described in detail later, the process computer 6 controls the
さらに、形状矯正設備1は、プロセスコンピュータ6を制御する上位コンピュータ5を備えている。上位コンピュータ5は、制御パラメータ等を表示する表示部5a(例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置)、および制御パラメータを変更するための入力を受け付ける入力部5b(例えば、マウス、キーボード)を備えている。
Further, the
詳しくは後述するが、本発明の一態様における演算装置は、上記プロセスコンピュータ6に含まれる装置として実現することができる。 Although described in detail later, the arithmetic device according to one embodiment of the present invention can be realized as a device included in the process computer 6.
(発明の知見の概略的な説明)
以下、形状矯正設備1を例にして、本発明の一態様における演算装置の技術的思想について説明する。なお、ここでは上述の形状矯正設備1を例にするが、ワークロール31等のローラ数が異なるテンションレベラに対しても同様に本発明が適用される。また、中間ロール32を備えていない構成であっても、本発明を適用することができる。
(Schematic explanation of the findings of the invention)
Hereinafter, the technical idea of the arithmetic device according to one aspect of the present invention will be described using the
なお、本発明の一態様における演算装置は、板厚が1.0mm以下の薄板を対象としており、0.03mm〜0.30mmの薄板の形状矯正に好適に用いることができる。また、本発明の一態様における演算装置が用いられる形状矯正設備1は、ワークロール31のロール径が30mm以下であってよく、例えばロール径が16mmのワークロール31を備える。
Note that the arithmetic device in one embodiment of the present invention targets a thin plate having a thickness of 1.0 mm or less, and can be suitably used for shape correction of a thin plate having a thickness of 0.03 mm to 0.30 mm. Moreover, the
一般的に、圧延等により形成された薄板には、耳伸び,中伸び等の単純な形状不良だけでなく、クオータ伸び、および各種伸びが複雑に組合わさった複合伸びが発生する。クオータ伸びとは、薄板の板幅中央よりもクオータ部の伸び率が大きいことを意味する。これらの形状不良を防止するためには、板形状を複数の指標で評価し制御することが要求される。そこで、板形状を、板幅方向(幅方向ともいう)の板端部からの距離が異なる複数の箇所における伸び率を用いて評価することとする。 In general, a thin plate formed by rolling or the like generates not only simple shape defects such as ear elongation and middle elongation, but also quarter elongation and complex elongation in which various elongations are combined in a complex manner. The term “quarter elongation” means that the elongation ratio of the quarter portion is larger than the center of the plate width of the thin plate. In order to prevent these shape defects, it is required to evaluate and control the plate shape with a plurality of indices. Therefore, the plate shape is evaluated by using the elongation ratios at a plurality of locations at different distances from the plate end in the plate width direction (also referred to as the width direction).
本発明者らは、薄板の上記複数の箇所における伸び率を用いて、板形状を、板幅中央に対称な成分(対称成分)と、板幅中央に非対称な成分(非対称成分)とにより評価することとしたとき、以下のような新たな知見を得た。 The inventors of the present invention evaluated the plate shape by using a component that is symmetric at the center of the plate width (symmetric component) and a component that is asymmetric at the center of the plate width (asymmetric component), using the elongation at the plurality of locations of the thin plate. When I decided to do so, I got the following new findings.
すなわち、本発明者らは、矯正後の薄板の上記対称成分が、テンションレベラ3の張力およびクラウニング量と線形関係にあること、並びに、矯正後の薄板の上記非対称成分が、テンションレベラ3のクラウニング量と線形関係にあることを見出した。そして、この線形関係を取り込んだ数式モデル(矯正後形状予測式)を作成し、該数式モデルを用いてテンションレベラの制御値を補正することにより、種々の形状不良を有する薄板を、良好な板形状に矯正することを実現した。
That is, the present inventors have found that the symmetric component of the thin plate after correction has a linear relationship with the tension and the crowning amount of the
より詳しくは、例えばテンションレベラ3の出側に設けられた形状検出器7を用いて、矯正後の薄板の形状を検出し、この検出した情報に基づいて、矯正後の形状における上記対称成分および上記非対称成分の実測値を算出することができる。板形状の上記実測値と目標値とに基づいて、上記数式モデルを用いて、上記張力およびクラウニング量の補正量を算出することができる。この補正量に基づいて、テンションレベラの制御値を補正することにより、種々の形状不良を有する薄板を、良好な板形状に矯正することができる。
More specifically, for example, the
なお、良好な板形状とは、板端部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差、およびクオータ部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差が小さく、板形状が平坦であることを意味する。この新たな知見について、図1に示す形状矯正設備1を参照して順に説明する。
A good plate shape is an elongation difference between the elongation at the plate end and the elongation at the center of the plate width, and an elongation difference between the elongation at the quarter and the elongation at the center of the plate width. Is small and the plate shape is flat. This new knowledge will be described in order with reference to the
始めに、薄板としての金属板8の、矯正後の状態の上記対称成分および上記非対称成分、並びに、上記対称成分の実測値および上記非対称成分の実測値について、定義を説明する。なお、説明の便宜上、以下では、金属板8の板幅方向における一端側をワークサイド、他端側をドライブサイドと称する。
First, the definitions of the symmetric component and the asymmetric component in the corrected state of the
(矯正後の対称成分)
矯正後の状態の上記対称成分を示す値として、板幅方向に沿って配列し、かつ板幅中央に対称な2点のうちの一方の点と板幅中央との間の伸び率差(第1伸び率差)と、上記2点のうちの他方の点と板幅中央との間の伸び率差(第2伸び率差)との平均値を用いる。前記板幅中央に対称な2点の組には、(i)ワークサイドにおける板端部とドライブサイドにおける板端部との組(第1の組み合わせ)、および(ii)ワークサイドにおけるクオータ部とドライブサイドにおけるクオータ部との組(第2の組み合わせ)が含まれる。このことは、後述する矯正後の非対称成分、上記対称成分の実測値、および上記非対称成分の実測値についても同様である。
(Symmetric component after correction)
As a value indicating the symmetric component in the state after correction, an elongation difference (first) between one point of the two points arranged in the plate width direction and symmetrical to the plate width center and the plate width center. (1 elongation difference) and an average value of the elongation difference (second elongation difference) between the other of the two points and the center of the plate width is used. The set of two points symmetrical to the center of the plate width includes (i) a set of a plate end on the work side and a plate end on the drive side (first combination), and (ii) a quota on the work side. A set (second combination) with a quota unit on the drive side is included. The same applies to an asymmetric component after correction, a measured value of the symmetric component, and a measured value of the asymmetric component described later.
具体的には、矯正後の金属板8における、ワークサイドにおける板端部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差と、ドライブサイドにおける板端部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差との平均値をεeとする。このεeを矯正後の板端部に関する対称成分と称する。
Specifically, in the straightened
また、矯正後の金属板8における、ワークサイドにおけるクオータ部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差と、ドライブサイドにおけるクオータ部の伸び率と板幅中央の伸び率との間の伸び率差との平均値をεqとする。このεqを矯正後のクオータ部に関する対称成分と称する。
Further, in the straightened
(矯正後の非対称成分)
矯正後の状態の上記非対称成分を示す値として、前記板幅中央に対称な2点のうちの一方の点と他方の点との間の伸び率差(第3伸び率差)を用いる。
(Asymmetric components after correction)
As a value indicating the asymmetric component in the state after correction, an elongation difference (third elongation difference) between one point and the other of the two points symmetrical to the center of the plate width is used.
具体的には、矯正後の金属板8における、ワークサイドにおける板端部の伸び率とドライブサイドにおける板端部の伸び率との間の伸び率差をεe’とする。このεe’を矯正後の板端部に関する非対称成分と称する。また、矯正後の金属板8における、ワークサイドにおけるクオータ部の伸び率とドライブサイドにおけるクオータ部の伸び率との間の伸び率差をεq’とする。このεq’を矯正後のクオータ部に関する非対称成分と称する。
Specifically, in the straightened
(上記対称成分の実測値)
矯正後の金属板8の形状を、形状検出器7を用いて検出し、該検出した情報に基づいて算出された実測値であって、上記矯正後の板端部に関する対称成分εeに対応する実測値をεe1(第1の組み合わせに基づく第1実測値)とする。具体的には、形状検出器7を用いて、矯正後の金属板8におけるワークサイドの板端部とドライブサイドの板端部と板幅中央との形状を検出した情報に基づいて、上記εeに対応する実測値εe1を求める。このεe1を矯正後の板端部に関する対称成分の実測値と称する。
(Measured value of the above symmetric component)
The shape of the corrected
また、上記矯正後のクオータ部に関する対称成分εqに対応する上記実測値をεq1(第2の組み合わせに基づく第1実測値)とする。このεq1を矯正後のクオータ部に関する対称成分の実測値と称する。 Further, the measured value corresponding to the symmetric component εq related to the corrected quarter part is defined as εq 1 (first measured value based on the second combination). This εq 1 is referred to as an actually measured value of the symmetric component with respect to the corrected quarter part.
(上記非対称成分の実測値)
矯正後の金属板8の形状を、形状検出器7を用いて検出し、該検出した情報に基づいて算出された実測値であって、上記矯正後の板端部に関する非対称成分εe’に対応する実測値をεe’1(第1の組み合わせに基づく第2実測値)とする。このεe’1を矯正後の板端部に関する非対称成分の実測値と称する。
(Measured value of the above asymmetric component)
The shape of the
また、上記矯正後のクオータ部に関する非対称成分εq’に対応する上記実測値をεq’1(第2の組み合わせに基づく第2実測値)とする。このεq’1を矯正後のクオータ部に関する非対称成分の実測値と称する。 Further, the actual measurement value corresponding to the asymmetric component εq ′ relating to the corrected quarter portion is εq ′ 1 (second actual measurement value based on the second combination). The εq '1 is referred to as the measured value of the asymmetric component related quota portion after straightening.
なお、評価位置としての板端部およびクオータ部は、板形状を適切に表すことができ、且つ後述する数式モデルの精度が高いものとなるように、経験的に定めてよい。例えば、板端部とは、金属板8の板幅方向における、金属板8の板面の端から25mmの位置であってよい。また、クオータ部(中間部)とは、金属板8の板幅方向において、板幅中央部と板端部との間に位置する部分であり、クオータ部の位置は、板幅中央部と板端部との間において特に限定されないが、例えば、板幅中央部から板端部までの距離の40%の位置とすることができる。設定した板端部およびクオータ部を共通して用いて、上記εe、εq、εe’、およびεq’が求められる。
Note that the plate end portion and the quarter portion as the evaluation position may be determined empirically so that the plate shape can be appropriately represented and the accuracy of a mathematical model described later is high. For example, the plate end portion may be a
また、本実施の形態の形状検出器7は、金属板8における上記設定した板端部およびクオータ部の形状を検出して、該検出した情報をプロセスコンピュータ6に送信する。該検出した情報に基づいて、上記εe1、εq1、εe’1、およびεq’1が求められる。
In addition, the
矯正後の金属板8の板形状に影響を及ぼす要因には、金属板8の寸法、材質(変形抵抗等)、および矯正前の板形状、並びに、テンションレベラ3のインターメッシュ、張力、および分割バックアップロール圧下調整装置4による各分割部のクラウニング量、等がある。このうち、金属板8の寸法および材質については、板厚、板幅、金属種毎に区分することにより、区分内での寸法の変化および材質の変化が、矯正後の金属板8の板形状に及ぼす影響を小さくすることができる。また、金属板8の反りを安定化させるという観点から、テンションレベラ3のインターメッシュを固定してレベラ矯正することとする。
Factors affecting the plate shape of the
また、矯正前の金属板8の板形状の影響は、形状検出器7にて検出された金属板8の板形状の実測値に反映されている。そのため、形状検出器7にて検出した情報に基づいて算出した板形状の実測値を考慮すれば、矯正前の金属板8の板形状の影響は考慮しなくてよい。
Further, the influence of the plate shape of the
この場合、形状変化に及ぼす主要因(矯正後形状予測式において考慮すべき主要因)は、テンションレベラ3の張力、および分割バックアップロール圧下調整装置4による各分割部のクラウニング量ということができる。そこで、テンションレベラ3の張力、および分割バックアップロール圧下調整装置4による各分割部のクラウニング量が、矯正後の金属板8の板形状に及ぼす定量的な影響を検討した。
In this case, the main factors affecting the shape change (main factors to be considered in the post-correction shape prediction formula) can be said to be the tension of the
本発明者らの検討により得られた結果について、図3〜6を用いて以下に説明する。なお、以下の説明において、それぞれの図に示す変動パラメータ以外の矯正条件は固定されている。 The results obtained by the study by the present inventors will be described below with reference to FIGS. In the following description, correction conditions other than the variation parameters shown in the respective drawings are fixed.
図3は、矯正後の板端部に関する対称成分εeおよびクオータ部に関する対称成分εqに及ぼす、張力Tの影響を示すグラフである。張力Tは、張力付加装置2によって金属板8に与えられている張力を意味している。張力Tの単位は、例えばN/mm2である。なお、伸び率差は10−5を単位とし、この単位をIunitで表示した(以下の記載においても同様に、Iunitとは10−5を表す単位である)。
FIG. 3 is a graph showing the influence of the tension T on the symmetric component εe for the plate edge after correction and the symmetric component εq for the quarter portion. The tension T means the tension applied to the
図3に示すように、矯正後の板端部に関する対称成分εeおよびクオータ部に関する対称成分εqはいずれも、張力Tの増加とともに減少し、張力Tとほぼ線形関係にある。なお、張力Tの範囲は特に限定されるものではないが、少なくとも250〜600N/mm2の範囲において、対称成分εeおよび張力T、並びに対称成分εqおよび張力Tは、いずれもほぼ線形関係にある。 As shown in FIG. 3, the symmetric component εe regarding the plate end portion after correction and the symmetric component εq regarding the quarter portion both decrease with an increase in the tension T and have a substantially linear relationship with the tension T. The range of the tension T is not particularly limited. However, in the range of at least 250 to 600 N / mm 2 , the symmetric component εe and the tension T, and the symmetric component εq and the tension T are almost in a linear relationship. .
図4の(a)〜(d)および図5は、矯正後の板端部に関する対称成分εeおよびクオータ部に関する対称成分εqに及ぼす、各分割部のクラウニング量の影響を示すグラフである。なお、本実施の形態において、クラウニング量としては、圧下側を正、開放側を負とした。 FIGS. 4A to 4D and FIG. 5 are graphs showing the influence of the crowning amount of each divided portion on the symmetric component εe regarding the plate edge portion after correction and the symmetric component εq regarding the quarter portion. In the present embodiment, the crowning amount is positive on the reduction side and negative on the open side.
図4の(a)は、対称成分εeおよび対称成分εqに及ぼす、ワークサイドから1番目の分割部341のクラウニング量および9番目の分割部349のクラウニング量の平均値Cr1の影響を示すグラフである。図4の(b)は、対称成分εeおよび対称成分εqに及ぼす、ワークサイドから2番目の分割部342のクラウニング量および8番目の分割部348のクラウニング量の平均値Cr2の影響を示すグラフである。図4の(c)は、対称成分εeおよび対称成分εqに及ぼす、ワークサイドから3番目の分割部343のクラウニング量および7番目の分割部347のクラウニング量の平均値Cr3の影響を示すグラフである。図4の(d)は、対称成分εeおよび対称成分εqに及ぼす、ワークサイドから4番目の分割部344のクラウニング量および6番目の分割部346のクラウニング量の平均値Cr4の影響を示すグラフである。図5は、対称成分εeおよび対称成分εqに及ぼす、ワークサイドから5番目の分割部345のクラウニング量Cr5の影響を示すグラフである。
FIG. 4A is a graph showing the influence of the average value Cr 1 of the crowning amount of the
図4の(a)に示すように、平均値Cr1の増加とともに対称成分εeが増加し、対称成分εqはほとんど変化しない。このことは、図4の(b)および(c)においても同様であり、平均値Cr2または平均値Cr3の増加とともに対称成分εeが増加し、対称成分εqはほとんど変化しない。 As shown in FIG. 4A, the symmetric component εe increases as the average value Cr 1 increases, and the symmetric component εq hardly changes. This also applies to (b) and (c) of FIG. 4, the symmetric component εe increases as the average value Cr 2 or the average value Cr 3 increases, and the symmetric component εq hardly changes.
一方、図4の(d)に示すように、平均値Cr4の増加とともに対称成分εeが減少し、対称成分εqはほとんど変化しない。また、図5に示すように、分割部345のクラウニング量Cr5の増加とともに対称成分εeおよび対称成分εqのいずれもが減少した。
On the other hand, as shown in FIG. 4D, the symmetric component εe decreases as the average value Cr 4 increases, and the symmetric component εq hardly changes. Further, as shown in FIG. 5, both the symmetric component εe and the symmetric component εq decreased as the crowning amount Cr 5 of the
このように、分割バックアップロールにおける分割部の位置により、分割部のクラウニング量の影響度は異なるが、対称成分εeおよび対称成分εqはそれぞれ、平均値Cr1、平均値Cr2、平均値Cr3、平均値Cr4、およびクラウニング量Cr5と線形関係にある。 As described above, the influence of the crowning amount of the divided portion varies depending on the position of the divided portion in the divided backup roll, but the symmetric component εe and the symmetric component εq are the average value Cr 1 , the average value Cr 2 , and the average value Cr 3, respectively. , Average value Cr 4 , and crowning amount Cr 5 .
つまり、n個(n=2s+1、sは整数)の分割部を備える分割バックアップロールにおいて、分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量の平均値Cri(i=1、2、3、・・・、s)、並びに分割バックアップロールの一端からs+1番目の分割部のクラウニング量Crs+1はそれぞれ、対称成分εeおよび対称成分εqと線形関係にある。 That is, in a divided backup roll having n (n = 2s + 1, s is an integer) divided units, the average value Cr i (the crowning amount of the i-th and (n + 1−i) -th divided unit from one end of the divided backup roll). i = 1, 2, 3,..., s) and the crowning amount Cr s + 1 of the s + 1-th divided portion from one end of the divided backup roll are linearly related to the symmetric component εe and the symmetric component εq, respectively.
図6の(a)〜(d)は、矯正後の板端部に関する非対称成分εe’およびクオータ部に関する非対称成分εq’に及ぼす、各分割部のクラウニング量の影響を示すグラフである。 FIGS. 6A to 6D are graphs showing the influence of the crowning amount of each divided portion on the asymmetric component εe ′ related to the plate edge after correction and the asymmetric component εq ′ related to the quarter portion.
図6の(a)は、非対称成分εe’および非対称成分εq’に及ぼす、ワークサイドから1番目の分割部341のクラウニング量と9番目の分割部349のクラウニング量との間の差Cr1’の影響を示すグラフである。図6の(b)は、非対称成分εe’および非対称成分εq’に及ぼす、ワークサイドから2番目の分割部342のクラウニング量と8番目の分割部348のクラウニング量との間の差Cr2’の影響を示すグラフである。図6の(c)は、非対称成分εe’および非対称成分εq’に及ぼす、ワークサイドから3番目の分割部343のクラウニング量と7番目の分割部347のクラウニング量との間の差Cr3’の影響を示すグラフである。図6の(d)は、非対称成分εe’および非対称成分εq’に及ぼす、ワークサイドから4番目の分割部344のクラウニング量と6番目の分割部346のクラウニング量との間の差Cr4’の影響を示すグラフである。
FIG. 6A shows the difference Cr 1 ′ between the crowning amount of the
図6の(a)に示すように、クラウニング量の差Cr1’の増加とともに、非対称成分εe’および非対称成分εq’がいずれも増加した。図6の(b)および(c)に示すように、クラウニング量の差Cr2’または差Cr3’の増加とともに、非対称成分εe’が減少し、非対称成分εq’はほとんど変化しない。また、図6の(d)に示すように、クラウニング量の差Cr4’の増加とともに非対称成分εq’が増加し、非対称成分εe’はほとんど変化しない。 As shown in FIG. 6A, both the asymmetric component εe ′ and the asymmetric component εq ′ increased as the crowning difference Cr 1 ′ increased. As shown in FIGS. 6B and 6C, the asymmetric component εe ′ decreases and the asymmetric component εq ′ hardly changes as the crowning difference Cr 2 ′ or the difference Cr 3 ′ increases. Further, as shown in FIG. 6D, the asymmetric component εq ′ increases with an increase in the crowning amount difference Cr 4 ′, and the asymmetric component εe ′ hardly changes.
このように、分割バックアップロールにおける分割部の位置により、分割部のクラウニング量の影響度は異なるが、非対称成分εe’および非対称成分εq’はそれぞれ、クラウニング量の差Cr1’、Cr2’、Cr3’、およびCr4’と線形関係にある。 As described above, the degree of influence of the crowning amount of the split portion differs depending on the position of the split portion in the split backup roll, but the asymmetric component εe ′ and the asymmetric component εq ′ are different in the crowning amount difference Cr 1 ′, Cr 2 ′, It has a linear relationship with Cr 3 ′ and Cr 4 ′.
つまり、n個(n=2s+1、sは整数)の分割部を備える分割バックアップロールにおいて、分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量の差Cri’(i=1、2、3、・・・、s)はそれぞれ、非対称成分εe’および非対称成分εq’と線形関係にある。 That is, in a divided backup roll having n (n = 2s + 1, s is an integer) divided units, the difference Cr i ′ (crown amount difference between the i-th and (n + 1−i) -th divided units from one end of the divided backup roll. i = 1, 2, 3,..., s) are linearly related to the asymmetric component εe ′ and the asymmetric component εq ′, respectively.
以上の各要因相互の関係から、本発明者らは、以下のことを見出した。すなわち、先ず、以上の各要因相互の関係における、それぞれの線形関係(増加の傾き)を表す影響係数を、ae、bei、bes+1、aq、bqi、bqs+1、cei、cqiとする。これらの影響係数は、テンションレベラ3のインターメッシュを固定した場合、金属板8の板厚、板幅、および金属種等に基づいて定めることができる。
The present inventors have found the following from the relationship between the above factors. That is, first, the influence coefficients representing the respective linear relationships (increases in increase) in the above-described mutual relationships among the factors are ae, be i, be s + 1 , aq, bq i, bq s + 1 , ce i , cq i and To do. These influence coefficients can be determined based on the plate thickness, plate width, metal type, and the like of the
ここで、前述のように定義される矯正後の対称成分εe、εq、および矯正後の非対称成分εe’、εq’を算出するにあたって、伸び率差は差の絶対値ではないため、以下の計算により求めることとする。また、矯正後の金属板8について形状検出器7が検出した情報に基づいて、同様の計算により、εe1、εq1、εe’1、およびεq’1を求めることとする。そして、CriおよびCri’についても、以下の計算により求めることとする。
Here, since the elongation difference is not the absolute value of the difference in calculating the corrected symmetrical components εe and εq and the corrected asymmetric components εe ′ and εq ′ as defined above, the following calculation is performed. It is determined by Further, εe 1 , εq 1 , εe ′ 1 , and εq ′ 1 are obtained by the same calculation based on the information detected by the
矯正後の金属板8における、ワークサイドにおける板端部の伸び率をEeW、ドライブサイドにおける板端部の伸び率をEeD、板幅中央の伸び率をEc、ワークサイドにおけるクオータ部の伸び率をEqW、ドライブサイドにおけるクオータ部の伸び率をEqDで表すこととする。また、ワークサイドからi番目の分割部のクラウニング量をCAi、ワークサイドから(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量をCAn+1−iとして表すこととする。
In the
εe=((EeW−Ec)+(EeD−Ec))/2
εq=((EqW−Ec)+(EqD−Ec))/2
εe’=EeW−EeD
εq’=EqW−EqD
Cri=(CAi+CAn+1−i)/2 (i=1、2、3、・・・s)
Cri’=CAi‐CAn+1−i (i=1、2、3、・・・s)
本発明者らは、矯正後の金属板8の形状を検出した情報に基づいて算出した実測値に基づいて、以下の式(1)〜(4)の数式モデルを用いて、テンションレベラ3の張力およびクラウニング量を補正した場合の、矯正後の金属板8の板形状を予測することができることを見出した。
εe = ((Ee W −Ec) + (Ee D −Ec)) / 2
εq = ((Eq W −Ec) + (Eq D −Ec)) / 2
εe ′ = Ee W −Ee D
εq ′ = Eq W −Eq D
Cr i = (CA i + CA n + 1-i) / 2 (i = 1,2,3, ··· s)
Cr i ′ = CA i −CA n + 1−i (i = 1, 2, 3,... S)
Based on the actual measurement value calculated based on the information obtained by detecting the shape of the
ここで、nは、分割バックアップロールにおける分割部の個数であり、n=2s+1である。sは整数である。また、影響係数ae、bei、bes+1、aq、bqi、bqs+1、cei、cqi(i=1、2、3、・・・、s)は、金属板8の板幅、板厚、材質(例えば金属種)等の区分毎にテーブル設定されていてよく、または種々の矯正条件の関数として数式化されていてもよい。
Here, n is the number of division units in the division backup roll, and n = 2s + 1. s is an integer. Further, the influence coefficients ae, be i, be s + 1 , aq, bq i, bq s + 1 , ce i , cq i (i = 1, 2, 3,..., S) are the plate width and plate of the
また、ΔTは、張力の変化量(補正量)である。ΔCriは、分割バックアップロールの一端からi番目の分割部のクラウニング量と、(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量との平均値の補正量である。ΔCrs+1は、分割バックアップロールの一端からs+1番目の分割部のクラウニング量の補正量である。ΔCri’は、分割バックアップロールの一端からi番目の分割部のクラウニング量と、(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量との差の補正量である(i=1、2、3、・・・、s)。 ΔT is the amount of change (correction amount) in tension. ΔCr i is a correction amount of an average value of the crowning amount of the i-th divided portion and the crowning amount of the (n + 1−i) -th divided portion from one end of the divided backup roll. ΔCr s + 1 is a correction amount of the crowning amount of the s + 1-th divided portion from one end of the divided backup roll. ΔCr i ′ is a correction amount for the difference between the crowning amount of the i-th divided portion from one end of the divided backup roll and the crowning amount of the (n + 1−i) -th divided portion (i = 1, 2, 3, ..., s).
本実施の形態における、金属板8の板形状の制御について検討したテンションレベラ3は、下側バックアップロール34が9個に分割されているので、s=4、n=9に相当する。
In the present embodiment, the
なお、バックアップロールが異なる分割数(分割部の個数)であっても、sの値を変更することにより上記式(1)〜(4)は有効である。 Even if the backup roll has a different number of divisions (number of division units), the above formulas (1) to (4) are effective by changing the value of s.
また、矯正後の対称成分εe、εq、および矯正後の非対称成分εe’、εq’、並びに、クラウニング量に関するCriおよびCri’は、上記以外の計算式で求めてもよい。上記式(1)〜(4)を用いてΔT、ΔCri、ΔCrs+1およびΔCri’を求めることができるように、計算の規則が統一されていればよい。 Further, the symmetric components εe and εq after correction, the asymmetric components εe ′ and εq ′ after correction, and Cr i and Cr i ′ related to the crowning amount may be obtained by calculation formulas other than the above. It is only necessary that the calculation rules are unified so that ΔT, ΔCr i , ΔCr s + 1, and ΔCr i ′ can be obtained using the above formulas (1) to (4).
本実施の形態における、テンションレベラ3の出側に配置された形状検出器7に基づく形状制御では、金属板8の板幅方向の複数箇所の形状を、形状検出器7を用いて連続的に検出し、その検出した情報を用いる。例えば、形状検出器7は、金属板8の板端部、クオータ部、および板幅中央の計5箇所の形状を検出し、検出した情報をプロセスコンピュータ6に送信する。
In the shape control based on the
上記検出した情報を用いて、矯正後の板端部に関する対称成分の実測値εe1、非対称成分の実測値εe’1、測定結果におけるクオータ部に関する対称成分εq1、非対称成分εq’1を算出する。そして、矯正後形状における板端部に関する対称成分εeの目標値(第1目標値)をεe0、非対称成分εe’の目標値(第2目標値)をεe’0、矯正後形状におけるクオータ部に関する対称成分εqの目標値(第1目標値)をεq0、非対称成分εq’の目標値(第2目標値)をεq’0として、第1式としての上記式(1)および式(2)、並びに第2式としての上記式(3)および式(4)に代入する。
Using the detected information, calculates the measured value .epsilon.e 1 symmetric components associated plate end portion after straightening, found .epsilon.e the asymmetric component '1,
これにより、上記各目標値εe0、εe’0、εq0、εq’0となるように、張力の変化量ΔT、分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量の平均値の変化量ΔCri、分割バックアップロールの一端からs+1番目(中央位置)の分割部のクラウニング量の変化量ΔCrs+1、および分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部のクラウニング量の差の変化量ΔCri’を算出することができる。この張力の変化量ΔT、平均値の変化量ΔCri、クラウニング量の変化量ΔCrs+1、差の変化量ΔCri’に基づいて、テンションレベラ3の制御量を補正すればよい。
As a result, the tension change amount ΔT and the i-th and (n + 1−i) -th divided portions from one end of the divided backup roll are set so that the target values εe 0 , εe ′ 0 , εq 0 , and εq ′ 0 are obtained. The amount of change ΔCr i of the average value of the crowning amount, the amount of change ΔCr s + 1 of the crowning amount of the divided portion s + 1 (center position) from one end of the divided backup roll, and the i-th and (n + 1−i) of one end of the divided backup roll It is possible to calculate the change amount ΔCr i ′ of the difference in the crowning amount of the th division part. The control amount of the
これにより、種々の形状不良を有する金属板8を、良好な板形状に矯正することができる。
Thereby, the
なお、以上の説明では、ワークサイドにおける板端部およびクォ−タ部(2箇所)と、ドライブサイドにおける板端部およびクォ−タ部(2箇所)と、板幅中央(1箇所)と、の計5箇所で金属板8の板形状を評価し、上記式(1)〜(4)に基づいてレベラ条件を算出している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ワークサイドにおける3点以上の箇所と、ドライブサイドにおける3点以上の箇所と、板幅中央との計7箇所以上で金属板8の板形状を評価してもよい。この場合、変数を増加させた形状予測式を用いて、レベラ条件を算出することができる。
In the above description, the plate end and the quarter portion (two places) on the work side, the plate end and the quarter portion (two places) on the drive side, the plate width center (one place), The plate shape of the
(本発明の一態様における演算装置の構成)
上記式(1)〜(4)を用いて、テンションレベラ3を制御するための値を算出する、本発明の一態様における演算装置について、図7に基づいて以下に説明する。図7は、形状矯正設備1が含むプロセスコンピュータ6の概略的な構成を示すブロック図である。
(Configuration of arithmetic device in one embodiment of the present invention)
An arithmetic device according to one embodiment of the present invention that calculates a value for controlling the
本発明の一態様における演算装置は、例えば形状矯正設備1が含むプロセスコンピュータ6の一機能として実現することができる。なお、本発明の一態様における演算装置は、プロセスコンピュータ6とは異なるコンピュータ(例えば、上位コンピュータ5)を用いて実現されてよく、ハードウェアは特に限定されない。
The arithmetic device according to one aspect of the present invention can be realized as one function of the process computer 6 included in the
図7に示すように、プロセスコンピュータ6は、制御部10および記憶部20を備えている。この制御部10には、プロセスコンピュータ6の外部に設けられた上位コンピュータ5、形状検出器7、およびテンションレベラ3が接続されている。
As shown in FIG. 7, the process computer 6 includes a
制御部10は、影響係数決定部11、主演算部12(算出部)、装置制御部13、および実測値算出部14を備えている。主演算部12は、差算出部12aと補正量算出部12bとを備えている。記憶部20は、影響係数データ21および制御パラメータ22を格納している。
The
制御部10は、プロセスコンピュータ6全体の動作を制御する、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部10が備える各部は、例えばCPUによって動作するソフトウェアとして実現されてよい。
The
制御部10における、影響係数決定部11、主演算部12、装置制御部13、および実測値算出部14の詳細な説明は、プロセスコンピュータ6が実行する、テンションレベラ3を制御するための値を算出する処理の流れの一例の説明と合わせて後述する。
Detailed descriptions of the influence
記憶部20は、制御部10において用いられる各種データを記憶する不揮発性の記憶装置である。
The
影響係数データ21は、上記式(1)〜(4)が含む各影響係数を、金属板8の寸法および材質(板厚、板幅、金属種)に対応付けてテーブル設定したデータ、または、矯正条件に応じて影響係数を所定の関数を用いて算出するために用いられる係数を格納したデータである。影響係数データ21は、上位コンピュータ5に入力された矯正条件に対応する影響係数を、該影響係数データ21に基づいて影響係数決定部11が設定することができるようなデータであればよい。
The
制御パラメータ22は、各種の矯正条件を含む。この矯正条件としては、特に限定されないが、様々な条件が考えられる。そのため、記載の簡略化のために、ここで具体例を全て挙げることはないが、例えば、ワークロール31のロール本数、インターメッシュ、回転速度、径、摩擦係数、金属板8に与える曲率等がある。制御パラメータ22は、少なくとも、金属板8の寸法および材質に関するデータを含む。制御パラメータ22に基づいて、上記式(1)〜(4)が含む各影響係数を決定でき、上記式(1)〜(4)を用いて、テンションレベラ3を制御するための値を算出することができればよい。
The
また、制御パラメータ22は、テンションレベラ3による矯正後に目標とする金属板8の板形状を規定する板形状目標値(例えば、εe0、εe’0、εq0、εq’0)を含む。例えば、矯正後の板形状が平坦(板幅方向の各箇所で伸び率差が0)であることを目標とすれば、εe0、εe’0、εq0、εq’0がいずれも0であることが板形状目標値となる。
The
ここで、上記目標値εe0、εe’0、εq0、εq’0は、金属板8の所望の矯正後の板形状に応じて、種々設定されてよい。例えば、金属板8の矯正後の板形状(製品形状)として、中伸び不可または耳伸び不可といった要求がある場合がある。例えば、中伸び不可の場合には、目標とする板形状が少し耳伸びとなるように、目標値εe0、εq0を設定してよい。このことは、以降の説明においても同様である。
Here, the target values εe 0 , εe ′ 0 , εq 0 , εq ′ 0 may be variously set according to the desired plate shape after correction of the
上記制御パラメータ22は、ユーザが、上位コンピュータ5の入力部5bを介して入力することができる。制御パラメータ22の入力方法は特に限定されない。また、上位コンピュータ5に予め各種の矯正条件が入力されていてもよい。
The
(処理の流れ)
上記のような本発明の一態様における演算装置としてのプロセスコンピュータ6が実行する処理の流れの一例を、図8を用いて説明する。図8は、プロセスコンピュータ6が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
(Process flow)
An example of the flow of processing executed by the process computer 6 as the arithmetic device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the flow of processing executed by the process computer 6.
図8に示すように、ユーザは、入力部5bに、矯正対象である金属板8の寸法および材質等の情報を入力する(ステップ1;以下S1のように略記する)。
As shown in FIG. 8, the user inputs information such as the size and material of the
そして、ユーザは、入力部5bに、テンションレベラ3による矯正後に目標とする金属板8の板形状を規定する板形状目標値εe0、εe’0、εq0、およびεq’0を入力する(S2)。
Then, the user inputs plate shape target values εe 0 , εe ′ 0 , εq 0 , and εq ′ 0 that define the target plate shape of the
なお、上記S1、S2の順番は限定されない。S1、S2にて入力されたデータは、プロセスコンピュータ6に送信され、記憶部20にて制御パラメータ22として記憶される。
The order of S1 and S2 is not limited. The data input in S1 and S2 is transmitted to the process computer 6 and stored as a
次に、影響係数決定部11は、制御パラメータ22の情報に基づいて、影響係数データ21の中から、適切な影響係数を決定する(S3:影響係数決定工程)。本実施の形態では、s=4であることから、影響係数ae、bei、bes+1、aq、bqi、bqs+1、cei、cqi(i=1、2、3、4;s=4)を決定する。
Next, the influence
その後、金属板8の矯正を開始する(S4)。
Thereafter, correction of the
矯正中において、形状検出器7は、矯正後の金属板8の板幅方向における、複数箇所の形状を検出する(S5)。本実施の形態では、形状検出器7は、金属板8のワークサイドの板端部およびクオータ部、ドライブサイドの板端部およびクオータ部、並びに板幅中央の計5箇所の形状を検出する。形状検出器7が検出した情報は、実測値算出部14に送信される。なお、形状検出器7が検出した情報は伸び率であってもよいし、伸び率を算出するための情報であってもよい。
During correction, the
実測値算出部14は、受信した情報に基づいて、矯正後の金属板8の板幅方向における、複数箇所間の伸び率差および伸び率差の平均の実測値を算出する(S6)。本実施の形態では、上記5箇所についての情報に基づいて、矯正後の金属板8の板形状の実測値εe1、εq1、εe’1、およびεq’1を算出する。そして、算出したこれらの実測値は、主演算部12に送信される。
Based on the received information, the actual measurement
次に、主演算部12の差算出部12aは、制御パラメータ22に記憶されている板形状目標値εe0、εe’0、εq0、およびεq’0と、実測値算出部14から受信した実測値εe1、εq1、εe’1、およびεq’1とに基づいて、互いに対応する目標値と実測値との差を算出する(S7:差算出工程)。
Next, the difference calculation unit 12 a of the
そして、主演算部12の補正量算出部12bは、この算出した差の値、および影響係数決定部11が決定した上記影響係数に基づいて、上記式(1)〜(4)を用いて、連立方程式を解くことにより、張力の補正量、および分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の補正量を算出する(S8:補正量算出工程)。なお、上記式(1)〜(4)の解を求める方法は特に限定されず、既知の方法を用いればよい。例えば、張力T、および分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の何れか1つ若しくは複数の値を固定してもよい。或いは、分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の間に関係式を与えてもよい。求めた張力Tの補正量、および分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の補正量が仕様範囲内となっていればよい。
Then, the correction
そして、装置制御部13は、上記算出した張力Tの補正量を用いて張力付加装置2を制御し、算出した分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の補正量を用いて、分割バックアップロール圧下調整装置4を制御する(S9)。
Then, the
以上のように、金属板8の板形状を、板幅中央に対称な成分(対称成分)と、板幅中央に非対称な成分(非対称成分)とにより評価することにより、種々の形状不良に対応することができる。そして、種々の形状不良を有する金属板8を、所望の板形状(所望の目標値)とするために適切なテンションレベラ3の制御値の補正量を、矯正後の金属板8の板形状を検出して算出した板幅方向の複数箇所の伸び率差に基づいて、上記式(1)〜(4)を用いて、矯正中に算出することができる。
As described above, the shape of the
したがって、種々の形状不良を有する金属板8を、良好な板形状に矯正することができるように、分割バックアップロールを備えるテンションレベラ3を制御するための値を算出することができる。
Therefore, it is possible to calculate a value for controlling the
なお、本発明の一態様における演算装置は、テンションレベラ3を制御する制御装置の一部として実現されてもよい。
Note that the arithmetic device according to one aspect of the present invention may be realized as part of a control device that controls the
(実施例)
本発明の一実施例および比較例について、図9および図10を用いて以下に説明する。
(Example)
One example and a comparative example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.
本実施の形態の形状矯正設備1を用いて、板厚0.08mm、板幅650mm、鋼種SUS304の鋼帯(金属板8)のコイルについて、コイル全長にわたって金属板8の形状矯正を行った。なお、板端部及びクオータ部の評価位置については、板端部を板端から25mmの位置、クオータ部を板幅中央から板端までの距離の40%の位置とした。また、矯正後形状の対称成分の目標値εe0、εq0をそれぞれ8Iunit、3Iunitとし、矯正後形状の非対称成分の目標値εe’0、εq’0をいずれも0Iunitとした。
Using the
形状検出器7を用いて、テンションレベラ3による矯正後の金属板8のワークサイドの板端部およびクオータ部、ドライブサイドの板端部およびクオータ部、並びに板幅中央の計5箇所の形状を検出した。矯正後の金属板8の板幅方向における各部の伸び率を算出するとともに、張力Tおよび分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量の補正量を算出し、該補正量に基づいて張力およびクラウニング量を調整した。
Using the
また、比較のため、形状検出器7により検出した形状の情報に基づいて、オペレータが張力Tおよび分割部341〜349のそれぞれのクラウニング量を変更して、上記と同様のコイルについて、形状矯正を行った。
For comparison, based on the shape information detected by the
本実施の形態の形状矯正設備1を用いて形状矯正を行った場合は、図9に示すように、形状矯正を開始した時点では、矯正後形状の対称成分εe、εqの実測値と目標値との差の絶対値はそれぞれ16Iunit、13Iunitと大きかったが、その後、差は減少し、安定した状態となった。安定した状態において、矯正後形状の対称成分εe、εqの実測値と目標値との差の絶対値はいずれも5Iunit以内に収まっていた。
When shape correction is performed using the
これに対して、形状検出器7により検出した形状の情報に基づいて、オペレータが矯正条件を調整した場合は、図10に示すように、形状矯正を開始した時点において、矯正後形状の対称成分εe、εqの実測値と目標値との差の絶対値はそれぞれ18Iunitおよび12Iunitと大きく、その後減少したが、5Iunit以内に収まらなかった。
On the other hand, when the operator adjusts the correction condition based on the shape information detected by the
(変形例)
分割バックアップロール圧下調整装置4は、上側バックアップロール33を制御する構成であってもよい。その場合、上側バックアップロール33の分割部を圧下するとは、分割部を鉛直下方向に偏移させることを意味する。
(Modification)
The divided backup roll
〔ソフトウェアによる実現例〕
プロセスコンピュータ6の制御ブロック(特に、影響係数決定部11、主演算部12、装置制御部13、および実測値算出部14)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of software implementation]
The control blocks of the process computer 6 (in particular, the influence
後者の場合、上位コンピュータ5およびプロセスコンピュータ6は、各機能を実現するソフトウェアである情報処理プログラムの命令を実行するCPU、前記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、前記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the host computer 5 and the process computer 6 include a CPU that executes instructions of an information processing program that is software for realizing each function, and a ROM in which the program and various data are recorded so as to be readable by the computer (or CPU). (Read Only Memory) or a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like. Then, the computer (or CPU) reads the program from the recording medium and executes it to achieve the object of the present invention. As the recording medium, a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. The program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program. The present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
3:テンションレベラ
4:分割バックアップロール圧下調整装置
6:プロセスコンピュータ(演算装置)
7:形状検出器
8:金属板
12:主演算部(算出部)
34:下側バックアップロール(分割バックアップロール)
341〜349:分割部
3: Tension leveler 4: Divided backup roll pressure reduction device 6: Process computer (computing device)
7: Shape detector 8: Metal plate 12: Main calculation unit (calculation unit)
34: Lower backup roll (split backup roll)
341-349: Dividing part
Claims (9)
前記テンションレベラによって前記金属板に与えられる張力、および前記偏移量を補正するための補正量を算出する算出部を備え、
前記算出部は、前記金属板の幅方向に沿って配列する2点間の伸び率差の目標値と、前記テンションレベラにて矯正された前記金属板の形状に基づいて算出された、前記目標値に対応する実測値との差に及ぼす、前記張力の補正量の影響度、および前記偏移量の補正量の影響度をそれぞれ示す影響係数を含む数式を用いて前記補正量を算出することを特徴とする演算装置。 A plurality of divided backup rolls each having a plurality of divided portions arranged in the axial direction are provided, and a tension leveler that corrects the plate shape of the metal plate is controlled by controlling the amount of shift of the divided portion with respect to the metal plate. An arithmetic device for calculating a control value to be
A calculation unit that calculates a correction amount for correcting the tension applied to the metal plate by the tension leveler and the shift amount;
The calculation unit is calculated based on a target value of an elongation difference between two points arranged along the width direction of the metal plate and a shape of the metal plate corrected by the tension leveler. Calculating the correction amount using a mathematical formula including an influence coefficient indicating the degree of influence of the correction amount of the tension and the influence of the correction amount of the shift amount on the difference from the actually measured value corresponding to the value. An arithmetic unit characterized by the above.
前記金属板の幅方向に沿って配列し、板幅中央に対称な2点のうちの一方の点と板幅中央との間の第1伸び率差と、前記2点のうちの他方の点と前記板幅中央との間の第2伸び率差との平均値についての目標値を第1目標値とし、前記矯正された金属板の形状に基づいて算出された前記平均値を第1実測値とし、
前記第1式は、前記第1目標値と前記第1実測値との差に及ぼす、前記張力の補正量の影響度、および前記偏移量の補正量の影響度をそれぞれ示す影響係数を含み、
前記一方の点と前記他方の点との間の第3伸び率差の目標値を第2目標値とし、前記矯正された金属板の形状に基づいて算出された前記第3伸び率差を第2実測値とし、
前記第2式は、前記第2目標値と前記第2実測値との差に及ぼす、前記偏移量の補正量の影響度を示す影響係数を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の演算装置。 The calculation unit calculates the correction amount using the first expression and the second expression,
A first elongation difference between one of the two points symmetrical to the center of the plate width and the center of the plate width, and the other of the two points, arranged along the width direction of the metal plate The first target value is the target value for the average value of the second elongation difference between the center of the plate and the center of the plate width, and the average value calculated based on the shape of the corrected metal plate is a first actual measurement. Value and
The first equation includes an influence coefficient that indicates an influence degree of the correction amount of the tension and an influence degree of the correction amount of the shift amount on the difference between the first target value and the first actual measurement value. ,
The target value of the third elongation difference between the one point and the other point is set as the second target value, and the third elongation difference calculated based on the shape of the corrected metal plate is the first value. 2 Measured value,
The said 2nd type | formula includes the influence coefficient which shows the influence degree of the correction amount of the said deviation | shift amount which influences the difference of the said 2nd target value and the said 2nd actual value. The computing device described.
前記第1式は、前記分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部の偏移量の平均値(i=1、2、3、・・・、s)の補正量、並びに前記分割バックアップロールの一端から(s+1)番目の分割部の偏移量の補正量、の影響度をそれぞれ示す影響係数を含み、
前記第2式は、前記分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部の偏移量の差(i=1、2、3、・・・、s)の補正量、の影響度をそれぞれ示す影響係数を含んでおり、
前記算出部は、前記偏移量の補正量として、前記複数の分割バックアップロールのそれぞれにおける一端からn番目の分割部の偏移量(n=1、2、3、・・・、2s+1)の補正量をそれぞれ算出することを特徴とする請求項2に記載の演算装置。 Each of the plurality of divided backup rolls has n (n = 2s + 1, s is an integer) divided units,
The first equation is a correction amount of an average value (i = 1, 2, 3,..., S) of deviation amounts of the i-th and (n + 1-i) -th divided portions from one end of the divided backup roll. In addition, each of the divided backup rolls includes an influence coefficient indicating the degree of influence of the correction amount of the deviation amount of the (s + 1) -th divided portion from one end of the divided backup roll,
The second equation is a correction amount for a difference (i = 1, 2, 3,..., S) of deviation amounts of the i-th and (n + 1−i) -th divided portions from one end of the divided backup roll, Including an influence coefficient indicating the degree of influence of
The calculation unit calculates a deviation amount (n = 1, 2, 3,..., 2s + 1) of the n-th division unit from one end of each of the plurality of divided backup rolls as a correction amount of the deviation amount. The arithmetic unit according to claim 2, wherein each of the correction amounts is calculated.
前記第1式および第2式はそれぞれ、前記第1の組み合わせに基づく式と前記第2の組み合わせに基づく式との2つの式を含んでいることを特徴とする請求項2または3に記載の演算装置。 As the two points symmetrical to the center of the plate width, a combination of one end in the plate width direction of the metal plate as the one point and the other end as the other point is referred to as a first combination, and the metal A combination in which the intermediate portion that is closer to the center of the plate width than the end portion in the plate width direction of the plate is the one point and the other intermediate portion is the second point is referred to as a second combination,
The said 1st type | formula and 2nd type | formula each include two formulas, the formula based on the said 1st combination, and the formula based on the said 2nd combination, The said 2nd formula is characterized by the above-mentioned. Arithmetic unit.
εe0:前記第1の組み合わせに基づく前記第1目標値
εq0:前記第2の組み合わせに基づく前記第1目標値
εe1:前記第1の組み合わせに基づく前記第1実測値
εq1:前記第2の組み合わせに基づく前記第1実測値
ΔT:張力の補正量
n:前記分割バックアップロールの分割部の個数(n=2s+1、sは整数)
ΔCri:前記分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部の偏移量の平均値の補正量
ΔCrs+1:前記分割バックアップロールの一端からs+1番目の分割部の偏移量の補正量
ae、bei、bes+1、aq、bqi、bqs+1:影響係数
である) The arithmetic unit according to claim 4, wherein the first expression is expressed by the following expressions (1) and (2).
εe 0 : the first target value based on the first combination εq 0 : the first target value based on the second combination εe 1 : the first measured value based on the first combination εq 1 : the first The first measured value based on the combination of 2 ΔT: Tension correction amount n: Number of divided parts of the divided backup roll (n = 2s + 1, s is an integer)
ΔCr i : Correction amount of an average value of deviation amounts of the i-th and (n + 1−i) -th divided portions from one end of the divided backup roll ΔCr s + 1 : Deviation of the s + 1-th divided portion from one end of the divided backup roll Correction amount ae, be i, be s + 1 , aq, bq i, bq s + 1 : influence coefficients)
εe’0:前記第1の組み合わせに基づく前記第2目標値
εq’0:前記第2の組み合わせに基づく前記第2目標値
εe’1:前記第1の組み合わせに基づく前記第2実測値
εq’1:前記第2の組み合わせに基づく前記第2実測値
n:前記分割バックアップロールの分割部の個数(n=2s+1、sは整数)
ΔCri’:前記分割バックアップロールの一端からi番目および(n+1−i)番目の分割部の偏移量の差の補正量
cei、cqi:影響係数
である) The arithmetic unit according to claim 4, wherein the second equation is expressed by the following equations (3) and (4).
εe ′ 0 : the second target value based on the first combination εq ′ 0 : the second target value based on the second combination εe ′ 1 : the second actual value based on the first combination εq ′ 1 : the second actual measurement value based on the second combination n: the number of divided parts of the divided backup roll (n = 2s + 1, s is an integer)
ΔCr i ′: correction amount of difference between deviation amounts of i-th and (n + 1−i) -th divided portions from one end of the divided backup roll ce i, cq i : influence coefficient)
該演算方法は、前記テンションレベラによって前記金属板に与えられる張力、および前記偏移量を補正するための補正量を算出する方法であり、
前記金属板の幅方向に沿って配列する2点間の伸び率差の目標値と、前記テンションレベラにて矯正された前記金属板の形状に基づいて算出された、前記目標値に対応する実測値との差を算出する差算出工程と、
前記算出した差に及ぼす、前記張力の補正量の影響度、および前記偏移量の補正量の影響度をそれぞれ示す影響係数を、前記金属板の種類に応じて決定する影響係数決定工程と、
決定された前記影響係数を含む数式を用いて、前記算出した差に基づいて、前記張力の補正量および前記偏移量の補正量を算出する補正量算出工程と、を含むことを特徴とする演算方法。 A plurality of divided backup rolls each having a plurality of divided portions arranged in the axial direction are provided, and a tension leveler that corrects the plate shape of the metal plate is controlled by controlling the amount of shift of the divided portion with respect to the metal plate. An arithmetic method for calculating a control value to be
The calculation method is a method of calculating a tension applied to the metal plate by the tension leveler and a correction amount for correcting the shift amount,
The actual value corresponding to the target value calculated based on the target value of the elongation difference between two points arranged along the width direction of the metal plate and the shape of the metal plate corrected by the tension leveler. A difference calculating step for calculating a difference from the value;
An influence coefficient determining step of determining an influence coefficient indicating the influence degree of the correction amount of the tension and the influence degree of the correction amount of the shift amount on the calculated difference, depending on the type of the metal plate;
A correction amount calculating step of calculating a correction amount of the tension and a correction amount of the shift amount based on the calculated difference using a mathematical expression including the determined influence coefficient. Calculation method.
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