JP2515028B2 - Rolling mill shape control method and apparatus for implementing this method - Google Patents

Rolling mill shape control method and apparatus for implementing this method

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JP2515028B2
JP2515028B2 JP1336704A JP33670489A JP2515028B2 JP 2515028 B2 JP2515028 B2 JP 2515028B2 JP 1336704 A JP1336704 A JP 1336704A JP 33670489 A JP33670489 A JP 33670489A JP 2515028 B2 JP2515028 B2 JP 2515028B2
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elongation
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英樹 前田
弘 長倉
滋 菱川
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Furukawa Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延板材の形状を制御しつつ圧延する圧延
機の形状制御方法及びこの方法を実施する装置に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rolling mill shape control method for rolling while controlling the shape of a rolled sheet material, and an apparatus for carrying out this method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、圧延機は、圧延ロールの長さ方向に並べて配
置され圧延ロールの表面の形状を制御するためにロール
冷却媒体を噴射する複数の冷却媒体噴射ノズル等のロー
ル冷却手段と、圧延板材の幅方向の形状を検出する形状
検出器とを備え、形状検出器からの出力信号に応じてロ
ール冷却手段を操作して圧延板材の形状を自動制御して
いる。ロール冷却手段が複数の冷却媒体噴射ノズルであ
る場合、これらの冷却媒体噴射ノズルは、形状検出器か
らの出力によって独立して制御されて圧延ロールのサー
マルクラウンを調整することにより圧延板材の形状を適
正に制御することが行われている。
In general, a rolling mill is arranged side by side in the length direction of a rolling roll, roll cooling means such as a plurality of cooling medium injection nozzles for injecting a roll cooling medium to control the shape of the surface of the rolling roll, and the width of the rolled plate material. A shape detector for detecting the shape in the direction is provided, and the shape of the rolled plate material is automatically controlled by operating the roll cooling means according to the output signal from the shape detector. When the roll cooling means is a plurality of cooling medium injection nozzles, these cooling medium injection nozzles are independently controlled by the output from the shape detector to adjust the thermal crown of the rolling roll to adjust the shape of the rolled plate material. Proper control is in place.

1つの従来技術の制御方法では、形状検出器からの出
力信号によって圧延ロールの長さ方向(圧延板材の幅方
向)に突っ張り張力が局部的に高くなっていると判断さ
れる板材部分に対してはロール冷却媒体の噴射を止め、
逆に圧延板材が延びて張力が低くなっていると判断され
る板材部分に対してはロール冷却媒体を噴射して板材を
制御しているが、これには冷却媒体噴射ノズルのON−OF
F制御を適用するのが一般的である。
According to one prior art control method, a plate material portion determined to have a locally high tensile tension in the length direction of the rolling roll (width direction of the rolled plate material) based on an output signal from the shape detector is used. Stops the injection of roll cooling medium,
On the other hand, the rolled sheet material is controlled by injecting a roll cooling medium to the sheet material portion where it is determined that the rolled sheet material is extended and the tension is low.
It is common to apply F control.

また、他の従来技術の制御方法では、このON−OFF制
御に代えて冷却媒体噴射ノズルの流量を連続的に調整す
ることができるような流量調査弁を用いて流量制御して
いる。
In another conventional control method, instead of this ON-OFF control, the flow rate control valve is used to control the flow rate by continuously adjusting the flow rate of the cooling medium injection nozzle.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、上記の従来技術は、いずれも形状検出器から
の出力信号にのみ着目してロール冷却媒体を制御するの
で、圧延ロールの長さ方向での制御方法が同一であるた
めにサーマルクラウンに起因するクオータ・バックル等
の局部伸びに対して充分な制御を行うことができない
し、また変化しようとする方向、即ち形状の変化率を補
償するための制御ロジックが組込まれていないのでオー
バーシュートが発生するケースがあり、圧延板材の形状
を精度よく制御することができなかった。
However, all of the above-mentioned conventional techniques control the roll cooling medium by paying attention only to the output signal from the shape detector, so that the control method in the length direction of the rolling roll is the same, which causes the thermal crown. It is not possible to sufficiently control local elongation such as quotas and buckles, and overshoot occurs because the control logic to compensate the changing direction, that is, the rate of change of shape is not incorporated. In some cases, the shape of the rolled plate could not be controlled accurately.

本発明の1つの目的は、上記の欠点を回避し、数式モ
デルによるシュミレーション等の複雑な計算をすること
なく、種々に変化する圧延条件に即応して効率よく圧延
板材の形状制御することができる圧延機の形状制御方法
を提供することにある。
One object of the present invention is to avoid the above-mentioned drawbacks, and to efficiently control the shape of a rolled sheet material by quickly responding to various changing rolling conditions without performing complicated calculations such as simulation using a mathematical model. It is to provide a shape control method for a rolling mill.

本発明の他の目的は、上記の方法を達成することがで
きる装置を提供することにある。
Another object of the invention is to provide a device capable of achieving the above method.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、上記の課題を解決するために、圧延時の圧
延ロールの表面の形状または状態を制御するアクチュエ
ータと圧延板材の幅方向の形状を検出する形状検出器と
を備えてこの形状検出器からの出力信号に応じてアクチ
ュエータを操作して圧延板材の形状を制御するようにし
た圧延機において、形状検出器の出力信号を複数の評価
指数に分解し、これをファジー量として求め、ファジー
推論によってアクチュエータの制御量を決定して圧延板
材の形状を制御するが、この評価指数は、伸び差率偏
差、伸び差率の変化率及び局部伸び評価指数を含み、こ
れらの3つの評価指数の内少なくとも2つの評価指数が
ファジー推論に用いられることを特徴とする圧延機の形
状制御方法を提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention includes an actuator that controls the shape or state of the surface of a rolling roll during rolling, and a shape detector that detects the shape in the width direction of a rolled plate material. In a rolling mill that controls the shape of the rolled sheet material by operating the actuator according to the output signal from the, the output signal of the shape detector is decomposed into multiple evaluation indices, and this is obtained as a fuzzy amount, and fuzzy inference is performed. The shape of the rolled sheet material is controlled by determining the control amount of the actuator by this evaluation index. This evaluation index includes the difference in elongation difference rate, the change rate of the elongation difference rate, and the local elongation evaluation index. The present invention provides a shape control method for a rolling mill, wherein at least two evaluation indexes are used for fuzzy reasoning.

本発明は、上記の課題を解決するために、圧延時の圧
延ロールの表面の形状または状態を制御するアクチュエ
ータと圧延板材の幅方向の形状を検出する形状検出器と
を備えてこの形状検出器からの出力信号に応じてアクチ
ュエータを操作して圧延板材の形状を制御するようにし
た圧延機において、形状検出器の出力信号を複数の評価
指数に分解し、これをファジー量として求め、ファジー
推論によって前記アクチュエータの制御量を決定するフ
ァジー推論手段を更に備えているが、この評価指数は、
伸び差率偏差、伸び差率の変化率及び局部伸び評価指数
を含み、これらの3つの評価指数の内少なくとも2つの
評価指数がをファジー推論に用いられることを特徴とす
る圧延機の形状制御装置を提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention includes an actuator that controls the shape or state of the surface of a rolling roll during rolling, and a shape detector that detects the shape in the width direction of a rolled plate material. In a rolling mill that controls the shape of the rolled sheet material by operating the actuator according to the output signal from the, the output signal of the shape detector is decomposed into multiple evaluation indices, and this is obtained as a fuzzy amount, and fuzzy inference is performed. The fuzzy inference means for determining the control amount of the actuator is further provided according to
A shape control device for a rolling mill including a difference in elongation difference rate, a rate of change in the elongation difference rate, and a local elongation evaluation index, and at least two evaluation indexes of these three evaluation indexes are used for fuzzy inference. Is provided.

〔作用〕[Action]

このように形状検出器からの出力信号に基く形状の測
定データをファジー量として求め、ファジー推論によっ
てロール冷却手段の如き圧延ロールの形状または状態を
制御するアクチュエータを操作するようにすると、種々
の圧延条件の変化に追従して常に圧延板状の形状を精度
よく制御することができる。
In this way, the measured data of the shape based on the output signal from the shape detector is obtained as a fuzzy amount, and an actuator for controlling the shape or state of the rolling roll such as roll cooling means is operated by fuzzy reasoning. It is possible to control the shape of the rolling plate with high accuracy by following changes in conditions.

また、形状の測定データを伸び差率偏差と伸び差率の
変化率と局部伸び評価指数とに分解し、これらの3つの
評価指数の内少なくとも2つの評価指数をファジー推論
に用いるが、この場合、すべての評価指数を総合した結
果が零であれば、圧延材料は目標形状通りであり、また
この総合の結果が零から離れる程目標形状からずれてい
ると判断するので、単に伸び率の板幅方向分布から形状
パラメータを求めてファジー制御する場合に比べて、形
状制御が一層精度よく行われる。特に、高い圧下率で高
速圧延する際に、圧延ロールの熱負荷が大きくなって圧
延材料に局部的な歪みが発生し易くなるが、局部伸び評
価指数を評価指数の1つとして選択してファジー制御す
ると、局部伸びの成長を制御し、圧延材料の全体的な形
状を著しく改善することができる。
Further, the measurement data of the shape is decomposed into a difference in elongation difference rate, a rate of change in the elongation difference rate, and a local elongation evaluation index, and at least two evaluation indexes of these three evaluation indexes are used for fuzzy inference. If the total result of all evaluation indexes is zero, it is judged that the rolled material is in accordance with the target shape, and the more the total result deviates from zero, the more it deviates from the target shape. The shape control is performed more accurately than in the case where fuzzy control is performed by obtaining the shape parameter from the widthwise distribution. In particular, when high-speed rolling is performed at a high reduction rate, the heat load of the rolling rolls becomes large and local strain is likely to occur in the rolled material. However, the local elongation evaluation index is selected as one of the evaluation indexes and fuzzy When controlled, the growth of local elongation can be controlled and the overall shape of the rolled material can be significantly improved.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、
第1図は本発明に係る圧延機の形状制御方法を実施する
装置を系統的に示し、圧延機10は、圧延すべき板材12を
圧延する上下のワークロール(圧延ロール)14と、中間
ロール16と、バックアップロール18とから成り、板材12
は巻戻機20からワークロール14の間を通って巻取機22に
巻取られる。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 systematically shows an apparatus for carrying out a shape control method for a rolling mill according to the present invention. A rolling mill 10 includes upper and lower work rolls (rolling rolls) 14 for rolling a plate material 12 to be rolled, and an intermediate roll. 16 and backup roll 18
Is taken up by the winder 22 from between the rewinder 20 and the work roll 14.

この圧延機10は、更に、ワークロール14の長さ方向
(バレル軸方向)に並べて配置されワークロールの表面
の形状または状態を制御するためにワークロール14にロ
ール冷却媒体を噴射する複数の冷却媒体噴射ノズル24
(第2図参照)を含むアクチュエータとしての外部ロー
ル冷却手段と、板材12の幅方向の形状を検出する形状検
出器26とを備えている。各冷却媒体噴射ノズル24には、
第2図に示すように、ロール冷却媒体タンク28から供給
ポンプ30、主配管32を介してそれぞれの弁装置34を通し
てロール冷却媒体が供給される。また、弁装置34には本
発明の方法によって算出される冷却媒体出力信号を受け
る弁指令装置36から制御指令が送られる。
The rolling mill 10 is further arranged in the lengthwise direction of the work roll 14 (barrel axis direction) and is provided with a plurality of cooling devices for injecting a roll cooling medium onto the work roll 14 in order to control the shape or state of the surface of the work roll 14. Medium injection nozzle 24
An external roll cooling means as an actuator including (see FIG. 2) and a shape detector 26 for detecting the shape of the plate material 12 in the width direction are provided. Each cooling medium injection nozzle 24,
As shown in FIG. 2, the roll cooling medium is supplied from the roll cooling medium tank 28 through the supply pump 30 and the main pipe 32 and the respective valve devices 34. Further, a control command is sent to the valve device 34 from the valve command device 36 which receives the cooling medium output signal calculated by the method of the present invention.

形状検出器26は、検出された形状に相応する出力信号
を伸び差率算出回路38に供給し、この伸び差率算出回路
38は、形状検出器26の出力信号(形状信号)を伸び差∈
(i)に変換する。尚、伸び差率の(i)は各冷却媒体
噴射ノズル24に対応するワークロールの長さ方向の位置
を表わすインデックスである。
The shape detector 26 supplies an output signal corresponding to the detected shape to the expansion difference rate calculation circuit 38, and this expansion difference rate calculation circuit
Reference numeral 38 designates an output signal (shape signal) of the shape detector 26 as a difference in elongation ε
Convert to (i). The expansion difference rate (i) is an index representing the position in the length direction of the work roll corresponding to each cooling medium injection nozzle 24.

冷却媒体出力算出回路40は、形状検出器26の出力信号
と目標とする形状設定値との偏差信号を複数の評価指数
に分解し、これをファジー量として求め、ファジー推論
によって複数の冷却媒体噴射ノズル24の各々の噴射量を
決定して弁指令装置36に冷却媒体出力信号α(i)を送
る。図示の実施例では、冷却媒体出力算出回路40は、伸
び差率算出回路38の出力である伸び差率∈(i)の供給
を受けて上記冷却媒体出力α(i)を以下にのべるよう
にして求める。
The cooling medium output calculation circuit 40 decomposes the deviation signal between the output signal of the shape detector 26 and the target shape setting value into a plurality of evaluation indexes, obtains this as a fuzzy amount, and injects a plurality of cooling media by fuzzy inference. The injection amount of each of the nozzles 24 is determined and the cooling medium output signal α (i) is sent to the valve command device 36. In the illustrated embodiment, the cooling medium output calculation circuit 40 is supplied with the expansion difference rate ε (i) which is the output of the expansion difference rate calculation circuit 38, and outputs the cooling medium output α (i) as follows. Ask for.

第3A図は目標形状として圧延板材の形状とを示し、同
図の実線は圧延板材の中央を零とし、2次関数で表示し
た場合の目標形状(目標伸び差率)∈rを示し、一点鎖
線は圧延板材の中央を零とした場合の圧延板材の形状
(実際伸び差率)∈の一例を示す。また、第3B図は目標
伸び差率∈rと実際伸び差率∈を形状検出器の分割幅毎
に離散値化して示し、それぞれ目標伸び差率は∈r
(i)、実際伸び差率は∈(i)で表わされる。上記目
標伸び差率∈r(i)と実際伸び差率は∈(i)から次
の3つの評価値を求める。
Fig. 3A shows the shape of the rolled plate as the target shape, and the solid line in the figure shows the target shape (target elongation difference ratio) ∈ r when the center of the rolled plate is zero and is expressed as a quadratic function. The chain line shows an example of the shape (actual elongation difference ratio) ε of the rolled plate when the center of the rolled plate is zero. Further, FIG. 3B shows the target difference in elongation ratio εr and the actual difference in elongation ratio ε in discrete values for each division width of the shape detector.
(I), the actual elongation difference rate is represented by ε (i). For the target rate of difference in elongation εr (i) and the rate of actual difference in elongation ε (i), the following three evaluation values are obtained.

(1)制御偏差A(i) これは目標伸び差率∈r(i)と実際伸び差率∈
(i)との差で評価する。
(1) Control deviation A (i) This is the target rate of difference in elongation εr (i) and the rate of actual difference in elongation ε.
Evaluation is made by the difference from (i).

A(i)=∈(i)−∈r(i) −−(1)式 (2)形状変化率B(i) これは実際伸び差率∈(i)の変化率(変化の方向)
として評価する。
A (i) = ε (i) −εr (i) −− (1) Equation (2) Shape change rate B (i) This is the change rate of the actual elongation difference rate ε (i) (direction of change).
Evaluate as.

B(i)=d∈(i)/dt −−−−(2)式 (3)局部伸び評価指数C(i) これはサーマルクラウンに起因する局部伸び部分の評
価である。
B (i) = dε (i) / dt −−−− (2) Expression (3) Local elongation evaluation index C (i) This is an evaluation of the locally expanded portion due to the thermal crown.

C(i) =∈(i)−{(∈(i−1)+∈(i+1))/2} −−−−(3)式 尚、(3)式において(i+1)はワークロールの長さ
方向のある位置iの次の検出位置であり、また(I−
1)はiの手前の位置である。
C (i) = ε (i)-{(ε (i-1) + ε (i + 1)) / 2} --- (3) Formula (3) In Formula (3), (i + 1) is the length of the work roll. Is a detection position next to a position i in the vertical direction, and (I-
1) is the position before i.

制御出力の決定は、上記の3つの評価値からファジー
(Fuzzy)推論によって行なわれる。推論ルールとして
は (1)If、制御偏差A(i)が少しマイナスで、且つ形
状変化率B(i)が少しプラス方向に増加中で、且つ極
部伸び評価指数C(i)が零ならば、冷却媒体出力α
(i)は現在値を保持する。
The control output is determined by fuzzy inference from the above three evaluation values. The inference rules are: (1) If, if the control deviation A (i) is slightly negative, the shape change rate B (i) is slightly increasing in the positive direction, and the pole stretch evaluation index C (i) is zero. For example, cooling medium output α
(I) holds the current value.

(2)If、制御偏差A(i)が零で、且つ形状変化率B
(i)が大きくマイナス方向に減少中で、且つ極部伸び
評価指数C(i)が少し大ならば、冷却媒体出力α
(i)を少し減少させる。
(2) If, control deviation A (i) is zero, and shape change rate B
If (i) is greatly decreasing in the negative direction and the pole part elongation evaluation index C (i) is slightly large, the cooling medium output α
(I) is slightly reduced.

(3)If、制御偏差A(i)が少しプラスで、且つ形状
変化率B(i)が零で、且つ極部伸び評価指数C(i)
が大きく大ならば、冷却媒体出力α(i)を大きく増加
させる。
(3) If, the control deviation A (i) is slightly positive, the shape change rate B (i) is zero, and the pole portion elongation evaluation index C (i)
Is large and large, the cooling medium output α (i) is greatly increased.

(4)以下省略−−−−− このようにファジー推論を用いて制御出力である冷却
媒体出力α(i)を決定するのに必要なA(i)、B
(i)、C(i)の如き評価指数は、メンバーシップ関
数を用いてそれぞれ定義するが、第4図にその一例を示
す。
(4) The following is omitted: A (i), B required to determine the cooling medium output α (i) which is the control output by using fuzzy reasoning in this way
The evaluation indexes such as (i) and C (i) are defined by using the membership function, one example of which is shown in FIG.

第4A図は偏差A(i)のファジー変数のメンバーシッ
プ関数を示し、第4B図は変化率B(i)のファジー変数
のメンバーシップ関数を示し、また第4C図は局部伸び評
価指数C(i)のファジー変数のメンバーシップ関数を
示す。これらの図において『PB』は『Positive Big』、
即ち『正で且つ大きい数の集り』を意味し、『PS』は
『Positive Small』、即ち『正で且つ小さい数の集り』
を意味し、『ZO』は『Zero』、即ち『零』を意味し、
『NS』は『Negative Small』、即ち『負で且つ小さい数
の集り』を意味し、また『NB』は『Negative Big』、即
ち『負で且つ大きい数の集り』を意味する。上記のパラ
メータを用いると、推論ルールは、例えば、前述の推論
ルール(1)は、If A(i)is NS and B(i)is PS a
nd C(i)is ZO,thenΔα(i)is ZO と記述され、本実施例では、このようなファジー制御規
則を外に74通り作成し、全体で75通り作成する必要があ
る。但し、制御規則の作成には熟練作業者の操作方法等
を参考にし、不要な規則は適宜削除することができる。
一例としてC(i)is ZOの場合の制御出力調整量(Δ
α)規則表を次の第1表に表わす。
Figure 4A shows the membership function of the fuzzy variable with deviation A (i), Figure 4B shows the membership function of the fuzzy variable with rate of change B (i), and Figure 4C shows the local growth evaluation index C ( The membership function of the fuzzy variable of i) is shown. In these figures, "PB" is "Positive Big",
That is, it means "a group of positive and large numbers", and "PS" is "Positive Small", that is, a group of positive and small numbers.
"ZO" means "Zero", that is, "zero",
"NS" means "Negative Small", that is, "a group of negative and small numbers," and "NB" means "Negative Big," that is, a group of negative and large numbers. Using the above parameters, the inference rule, for example, the above inference rule (1) is If A (i) is NS and B (i) is PS a
nd C (i) is ZO, then Δα (i) is ZO. In this embodiment, it is necessary to create 74 types of such fuzzy control rules and 75 types in total. However, the control rules can be created by referring to the operation method of a skilled worker and the unnecessary rules can be appropriately deleted.
As an example, in the case of C (i) is ZO, the control output adjustment amount (Δ
α) The rule table is shown in Table 1 below.

上記のPB〜NBに対応するΔα(i)の値は第2表に示
す通りである。
The values of Δα (i) corresponding to the above PB to NB are as shown in Table 2.

このファジー制御規則表によって冷却媒体出力α
(i)の調整量Δα(i)を算出し、この調整量Δα
(i)を前回の冷却媒体出力α(i)に加算して今回
の冷却媒体出力α(i)を次のようにして求める。
According to this fuzzy control rule table, the cooling medium output α
The adjustment amount Δα (i) of (i) is calculated, and this adjustment amount Δα
(I) is added to the previous cooling medium output α * (i) to obtain the current cooling medium output α (i) as follows.

α(i)=α(i)+Δα(i) −−−(4)式 この値からロール冷却媒体の噴射パターンを決定し、弁
指令装置36に冷却媒体出力α(i)を送る。
[alpha] (i) = [alpha] * (i) + [Delta] [alpha] (i) --- (4) Formula The injection pattern of the roll cooling medium is determined from this value, and the cooling medium output α (i) is sent to the valve command device 36.

第5図は第3図に示された冷却媒体出力算出回路40を
マイクロコンピュータで実現した場合のプログラムの一
例を示し、これは一定の起動周期、例えば、1秒で起動
される。
FIG. 5 shows an example of a program when the cooling medium output calculation circuit 40 shown in FIG. 3 is realized by a microcomputer, which is started at a constant start cycle, for example, 1 second.

尚、上記実施例では、伸び差率偏差A(i)、伸び差
率の変化率B(i)及び局部評価指数C(i)の3つの
ファジー量を用いてファジー推論によりロール冷却媒体
の噴射パターンを決定したが、本発明では、3つのファ
ジー量を同時に用いるのではなく、例えば、上記ファジ
ー量の2つのファジー量を組み合わせてもよく、また目
的によっては新たな評価指数を追加しこれを新たなファ
ジー量として追加してもよい。更に、上記実施例では、
1入力(伸び差率)・1出力(冷却媒体出力)のファジ
ー制御であったが、多入力(伸び差率と他のセンサー入
力)・多出力(冷却媒体出力と他のアクチュエータ出
力)のファジー制御に拡大することもできる。
In the above embodiment, the injection of the roll cooling medium is performed by fuzzy inference using three fuzzy amounts of the difference in elongation difference A (i), the rate of change in elongation difference B (i), and the local evaluation index C (i). Although the pattern is determined, in the present invention, instead of using three fuzzy quantities at the same time, two fuzzy quantities of the above fuzzy quantities may be combined, and a new evaluation index may be added depending on the purpose. It may be added as a new fuzzy amount. Further, in the above embodiment,
Although it was a fuzzy control of 1 input (expansion difference rate) and 1 output (cooling medium output), multiple inputs (expansion difference rate and other sensor inputs) and multiple outputs (cooling medium output and other actuator output) fuzzy It can also be extended to control.

第6図及び第7図は本発明に用いられるアクチュエー
タの変形例を示す。
6 and 7 show modified examples of the actuator used in the present invention.

第6図のアクチュエータは、ワークロール14の外面か
ら相応する領域を加熱するようにワークロールの長さ方
向に並べて配置された誘導加熱コイルまたは高周波加熱
素子の如き複数の外部加熱素子44を含む外部加熱手段42
から成っている。ファジー推論によって得られた制御出
力は、この外部加熱手段に供給されてワークロールの表
面の形状または状態を制御し、圧延板材12の形状を適正
に制御する。
The actuator of FIG. 6 includes an external heating element 44 such as an induction heating coil or a high frequency heating element arranged side by side along the length of the work roll so as to heat a corresponding region from the outer surface of the work roll 14. Heating means 42
Made of. The control output obtained by the fuzzy inference is supplied to the external heating means to control the shape or state of the surface of the work roll and appropriately control the shape of the rolled plate 12.

第7図のアクチュエータは、複数の分割された加熱領
域が形成されるように相互に間隔をあけてワークロール
内にその長手方向に並べて配置され例えば誘導加熱コイ
ル、高周波加熱素子、電気加熱素子及び蒸気流動管の如
き複数の内部加熱素子48を含む内部加熱手段46から成っ
ている。ファジー推論によって得られた制御出力は、こ
の内部加熱素子48に供給されてワークロール14の表面の
形状または状態を制御し、圧延板材12の形状を適正に制
御する。この内部加熱手段46は、相互に間隔をあけてワ
ークロール14内にその長さ方向に並べて配置された冷却
媒体流動管の如き複数の内部冷却素子を含む内部冷却手
段に置き換えてもよい。内部冷却手段の動作原理は、内
部加熱手段46の動作原理と全く同じである。
The actuator of FIG. 7 is arranged in the work roll side-by-side in the longitudinal direction thereof so as to form a plurality of divided heating regions, for example, an induction heating coil, a high frequency heating element, an electric heating element, and It comprises an internal heating means 46 including a plurality of internal heating elements 48 such as steam flow tubes. The control output obtained by fuzzy inference is supplied to the internal heating element 48 to control the shape or state of the surface of the work roll 14 and appropriately control the shape of the rolled plate 12. The internal heating means 46 may be replaced with an internal cooling means including a plurality of internal cooling elements such as a cooling medium flow pipe, which are arranged in the work roll 14 side by side in the lengthwise direction of the work roll 14. The operating principle of the internal cooling means is exactly the same as the operating principle of the internal heating means 46.

第8図乃至第10図は、本発明の更に他の異なる変形例
を示す。
8 to 10 show still another different modification of the present invention.

第8図の変形例では、圧延板材の形状制御は、中間ロ
ール16及びワークロール14のいずれかまたは両方をロー
ルの長さ方向(軸線方向)に変位して行なわれる。従っ
て、この変形例のアクチュエータは、中間ロール16また
はワークロール14を変位する変位手段から成っている。
ファジー推論によって得られた制御出力は、この変位手
段に供給されてワークロール14の表面の形状または状態
を制御し、圧延板材12の形状を適正に制御する。
In the modification of FIG. 8, the shape control of the rolled plate material is performed by displacing one or both of the intermediate roll 16 and the work roll 14 in the length direction (axial direction) of the roll. Therefore, the actuator of this modified example is composed of displacement means for displacing the intermediate roll 16 or the work roll 14.
The control output obtained by the fuzzy inference is supplied to the displacement means to control the shape or state of the surface of the work roll 14 and appropriately control the shape of the rolled plate 12.

第9図の変形例では、圧延板材の形状制御は、中間ロ
ール16及びワークロール14のいずれかまたは両方をロー
ルの長さ方向(軸線方向)に撓ませて行なわれる。従っ
て、この変形例のアクチュエータは、中間ロール16また
はワークロール14に曲げ力BFを与える曲げ手段50から成
っている。ファジー推論によって得られた制御出力は、
この曲げ手段に供給されてワークロール14の表面の形状
または状態を制御し、圧延板材12の形状を適正に制御す
る。尚、この曲げ手段50は、形状の領域(ゾーン)制御
が行なわれるように、ロール14または16の長さ方向に沿
って分割された状態で配置された複数の曲げエレメント
から成っていてもよい。
In the modification of FIG. 9, the shape control of the rolled plate material is performed by bending one or both of the intermediate roll 16 and the work roll 14 in the length direction (axial direction) of the roll. Therefore, the actuator of this modification includes the bending means 50 that applies the bending force BF to the intermediate roll 16 or the work roll 14. The control output obtained by fuzzy inference is
It is supplied to this bending means to control the shape or state of the surface of the work roll 14 and appropriately control the shape of the rolled plate material 12. The bending means 50 may be composed of a plurality of bending elements arranged in a divided state along the length direction of the roll 14 or 16 so that the area (zone) of the shape is controlled. .

第10図の変形例では、圧延板材の形状制御は、バック
アップロール18、中間ロール16及びワークロール14の少
なくとも1つのクラウンを変化させて行なわれる。従っ
て、この変形例のアクチュエータは、ロール18、16また
は14のクラウンを変化させるクラウン変化手段から成っ
ている。ファジー推論によって得られた制御出力は、こ
のクラウン変化手段に供給されてワークロール14の表面
の形状または状態を制御し、圧延板材12の形状を適正に
制御する。第10図の変形例では、バックアップロール18
がその内部に設けられた油充填空間54から成っているク
ラウン変化手段を有する。図示の実施例では、バックア
ップロール18は、ロール本体18Aとこのロール本体18Aに
設けられたスリーブ18Bとから成り、油充填空間54は、
スリーブ18Bの内面に設けられている。油導入通路56が
ロール本体18Aに油充填空間54に連通するように設けら
れている。クラウンは油充填空間54に充填される油の量
に応じて変化する。
In the modification of FIG. 10, the shape control of the rolled plate material is performed by changing at least one crown of the backup roll 18, the intermediate roll 16 and the work roll 14. Therefore, the actuator of this modification comprises crown changing means for changing the crown of the roll 18, 16 or 14. The control output obtained by the fuzzy inference is supplied to the crown changing means to control the shape or state of the surface of the work roll 14 and appropriately control the shape of the rolled plate 12. In the modification of FIG. 10, the backup roll 18
Has a crown changing means consisting of an oil-filled space 54 provided therein. In the illustrated embodiment, the backup roll 18 comprises a roll body 18A and a sleeve 18B provided on the roll body 18A, and the oil filled space 54 is
It is provided on the inner surface of the sleeve 18B. An oil introduction passage 56 is provided in the roll body 18A so as to communicate with the oil filling space 54. The crown changes according to the amount of oil filled in the oil filling space 54.

第8図乃至第10図の変形例から解るように、ワークロ
ール14の表面の形状または状態を制御するアクチュエー
タは、圧延板材12の形状をその幅方向に制御することが
できれば、種々の態様とすることができる。
As can be seen from the modified examples of FIGS. 8 to 10, the actuator for controlling the shape or state of the surface of the work roll 14 has various modes as long as the shape of the rolled plate 12 can be controlled in the width direction thereof. can do.

図示の実施例では、ワークロールの表面の形状または
状態を制御する1つのアクチュエータのみが用いられた
が、ファジー制御によって操作される2つまたはそれ以
上のアクチュエータをワークロールの表面の形状または
状態を制御するのに用いることができる。例えば、ロー
ル冷却手段と曲げ手段とを組み合わせてファジー制御に
よって操作することができる。
In the illustrated embodiment, only one actuator is used to control the shape or condition of the surface of the work roll, but two or more actuators operated by fuzzy control are used to control the shape or condition of the surface of the work roll. It can be used to control. For example, a roll cooling means and a bending means can be combined and operated by fuzzy control.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、蒸気のように、形状検出器からの出
力信号を複数の評価指数に分解し、ファジー推論によっ
てアクチュエータの制御出力を決定するようにしたので
複雑な計算を行うことなく種々の圧延条件の変化に追従
して圧延板材の形状を精度よく制御することができる実
益がある。
According to the present invention, like steam, the output signal from the shape detector is decomposed into a plurality of evaluation indexes, and the control output of the actuator is determined by fuzzy reasoning, so that various calculations can be performed without performing complicated calculations. There is a merit that the shape of the rolled sheet material can be accurately controlled by following changes in rolling conditions.

また、形状検出器の出力信号を伸び差率偏差と伸び差
率の変化率と局部伸び評価指数とに分解し、これらの3
つの評価指数の内少なくとも2つの評価指数をファジー
推論に用いるので、単に伸び率の板幅方向分布から形状
パラメータを求めてファジー制御する場合に比べて、形
状制御が一層精度よく行われる。特に、局部伸び評価指
数を選択すると、高い圧下率で高速圧延する際に発生し
易い圧延材料の局部伸びの成長を抑制し、全体的な形状
を著しく改善することができる。
Further, the output signal of the shape detector is decomposed into a difference in elongation difference ratio, a rate of change in the elongation difference ratio, and a local elongation evaluation index, and these 3
Since at least two evaluation indexes out of the two evaluation indexes are used for fuzzy inference, the shape control is performed with higher accuracy than in the case where the shape parameter is simply obtained from the distribution of elongation in the plate width direction and the fuzzy control is performed. In particular, when the local elongation evaluation index is selected, it is possible to suppress the growth of the local elongation of the rolled material, which tends to occur during high speed rolling at a high reduction ratio, and significantly improve the overall shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る圧延機の形状制御方法に用いられ
る装置の系統図、第2図は本発明に用いられるアクチュ
エータとしてのロール冷却媒体系統の系統図、第3A図は
目標形状と圧延板材の形状を示す線図、第3B図は目標伸
び差率と実際伸び差率との離散値を示す図、第4A乃至4C
図はメンバーシップ関数の形状を示す線図、第5図は本
発明の方法をコンピュータプログラムに従って処理する
場合のフローチャート、第6図は本発明の他の実施例に
用いられるアクチュエータを有するワークロールの斜視
図、第7図は本発明の更に他の実施例に用いられる他の
アクチュエータを有するワークロールの断面図、第8図
は本発明の他の制御方法によって制御されるロール手段
の正面図、第9図は本発明の更に他の制御方法によって
制御されるロール手段の側面図、第10図は本発明の他の
実施例に用いられるバックアップロールの断面図であ
る。 10……圧延機、12……圧延板材、14……ワークロール、
24……冷却媒体噴射ノズル、26……形状検出器、34……
弁装置、36……弁指令装置、38……伸び差率算出回路、
40……冷却媒体出力算出回路、42……外部加熱手段、44
……外部加熱素子、46……内部加熱手段、48……内部加
熱素子、50……曲げ手段、54……油充填空間、56……油
導入通路。
FIG. 1 is a system diagram of an apparatus used in a shape control method for a rolling mill according to the present invention, FIG. 2 is a system diagram of a roll cooling medium system as an actuator used in the present invention, and FIG. 3A is a target shape and rolling. A diagram showing the shape of the plate material, FIG. 3B is a diagram showing discrete values of the target differential expansion rate and the actual differential expansion rate, 4A to 4C.
FIG. 6 is a diagram showing the shape of the membership function, FIG. 5 is a flow chart when the method of the present invention is processed according to a computer program, and FIG. 6 is a work roll having an actuator used in another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view, FIG. 7 is a cross-sectional view of a work roll having another actuator used in yet another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a front view of roll means controlled by another control method of the present invention. FIG. 9 is a side view of roll means controlled by still another control method of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of a backup roll used in another embodiment of the present invention. 10 …… Rolling machine, 12 …… Rolled plate material, 14 …… Work roll,
24 …… Cooling medium injection nozzle, 26 …… Shape detector, 34 ……
Valve device, 36 ... Valve command device, 38 ... Expansion difference rate calculation circuit,
40: Cooling medium output calculation circuit, 42: External heating means, 44
…… External heating element, 46 …… Internal heating means, 48 …… Internal heating element, 50 …… Bending means, 54 …… Oil filling space, 56 …… Oil introduction passage.

フロントページの続き (72)発明者 長倉 弘 福井県坂井郡三国町黒目21―2 古河ア ルミニウム工業株式会社福井工場内 (72)発明者 菱川 滋 福井県坂井郡三国町黒目21―2 古河ア ルミニウム工業株式会社福井工場内 (56)参考文献 特開 平2−84211(JP,A)Front Page Continuation (72) Inventor Hiroshi Nagakura 21-2 Kurume, Mikuni-cho, Sakai-gun, Fukui Prefecture Furukawa Aluminum Industry Co., Ltd. Fukui Factory (72) Inventor Shigeru Hishikawa 21-2 Kurume, Mikuni-cho, Sakai-gun, Fukui Prefecture Aluminum Furukawa Fukui Factory, Kogyo Co., Ltd. (56) Reference JP-A-2-84211 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧延時の圧延ロールの表面の形状または状
態を制御するアクチュエータと圧延板材の幅方向の形状
を検出する形状検出器とを備えて前記形状検出器からの
出力信号に応じて前記アクチュエータを操作して前記圧
延板材の形状を制御するようにした圧延機において、前
記形状検出器の出力信号を複数の評価指数に分解し、こ
れをファジー量として求め、ファジー推論によって前記
アクチュエータの制御量を決定して圧延板材の形状を制
御し、前記評価指数は、伸び差率偏差、伸び差率の変化
率及び局部伸び評価指数を含み、前記3つの評価指数の
内少なくとも2つの評価指数が前記ファジー推論に用い
られることを特徴とする圧延機の形状制御方法。
1. An actuator for controlling the shape or state of the surface of a rolling roll at the time of rolling, and a shape detector for detecting the shape in the width direction of a rolled plate material are provided, and the shape detector is provided in accordance with an output signal from the shape detector. In a rolling mill in which an actuator is operated to control the shape of the rolled sheet material, the output signal of the shape detector is decomposed into a plurality of evaluation indexes, which is obtained as a fuzzy amount, and the actuator is controlled by fuzzy inference. The amount of the rolled sheet material is controlled by controlling the amount, and the evaluation index includes a difference in elongation difference, a rate of change in the elongation difference, and a local elongation evaluation index, and at least two evaluation indexes out of the three evaluation indexes are included. A shape control method for a rolling mill, which is used for the fuzzy inference.
【請求項2】圧延時の圧延ロールの表面の形状または状
態を制御するアクチュエータと圧延板材の幅方向の形状
を検出する形状検出器とを備えて前記形状検出器からの
出力信号に応じて前記アクチュエータを操作して前記圧
延板材の形状を制御するようにした圧延機において、前
記形状検出器の出力信号を複数の評価指数に分解し、こ
れをファジー量として求め、ファジー推論によって前記
アクチュエータの制御量を決定するファジー推論手段を
更に備え、前記評価指数は、伸び差率偏差、伸び差率の
変化率及び局部伸び評価指数を含み、前記3つの評価指
数の内少なくとも2つの評価指数が前記ファジー推論に
用いられることを特徴とする圧延機の形状制御装置。
2. An actuator for controlling the shape or state of the surface of a rolling roll at the time of rolling and a shape detector for detecting the shape in the width direction of a rolled plate material are provided, and the shape detector detects the shape or state of the rolled plate material in the width direction. In a rolling mill in which an actuator is operated to control the shape of the rolled sheet material, the output signal of the shape detector is decomposed into a plurality of evaluation indexes, which is obtained as a fuzzy amount, and the actuator is controlled by fuzzy inference. Fuzzy inference means for determining a quantity is further provided, and the evaluation index includes a difference in elongation difference, a change rate of the difference in elongation ratio, and a local elongation evaluation index, and at least two evaluation indexes of the three evaluation indexes are the fuzzy. A shape control device for a rolling mill characterized by being used for inference.
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