JP2595191B2 - 圧延機の形状検出装置 - Google Patents
圧延機の形状検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、帯状板材を一定形状に
圧延する圧延機の形状制御装置において用いられる形状
検出装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】圧延により板材を製造するとき、板材を
平坦に圧延するために、例えば、４段圧延機の場合は、
圧延荷重、ワークロールベンディング、バックアップロ
ールクラウン、圧延油分布、ワークロールシフト等が、
また、例えば２０段圧延機の場合は、圧延荷重、ラテラ
ルアジャスト、バックアップロールクラウン、圧延油分
布等、多数の作動因子を調整している。 【０００３】そして、前記板材が平坦であるか否かを検
出するための形状検出用のセンサー（形状検出器）とし
て、板材に作用する板幅方向の張力分布を測定し、その
測定結果から検出した板材形状を示す信号を出力する張
力検出式形状検出ロール（以下、形状検出ロールとい
う）が設置され、その検出信号が、所定の値でないとき
は、前記圧延機の作動因子の設定値を変更して、形状の
良好な板材を製造するようにしている。 【０００４】図４は、一般的な板圧延の制御状況を示す
斜視図である。同図において、１は圧延される板材、２
は圧延機のワークロール、３は圧延機のバックアップロ
ール、４は圧延された板材１の形状を検出する張力式の
形状検出ロール、５は圧延機のワークロール２を冷却す
る冷却液を吐出するクーラントノズル、６は形状検出ロ
ール４の信号を受けて圧延機の制御因子へ制御出力する
信号処理装置、７は信号処理装置６から出力されたＡＴ
Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｉｌｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ）信号により動作し、圧延ロール左右間隙バランス
を変更するサーボ弁ブロック、８は信号処理装置６から
出力されたＨＣＣ（Ｈｏｔ／ＣｏｌｄＣｏｏｌａｎｔ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号により
圧延ロール冷却液（クーラント）の供給温度を制御する
クーラントヘッダ、９は信号処理装置６から出力された
ＡＴＣＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｒ
ｏｗｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号によりクーラントの流量
を制御する電気信号を空圧制御信号に変換する電空変換
式のクーラント流量制御装置、１０はクーラント流量制
御装置９が出力する空圧信号によりクーラント流量制御
を行なう圧力レデューサである。 【０００５】また、１１は信号処理装置６の動作を管理
する主操作盤、１２は主操作盤１１の作用を補助および
中継する補助操作盤、１３はデフレクタローラ、１４は
圧延された板材１を巻き取るマンドレル（心金）、１５
は板材１が巻き取られ形成したコイルである。 【０００６】図５は、従来の、形状検出ロールを備えた
圧延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【０００７】図５において、１７はパススケジュール設
定制御装置、１８はパススケジュール設定制御装置１７
により選定された現在圧延中の板材の目標形状設定値を
保持するメモリ、１９はメモリ１８の出力（板材目標形
状設定値）と形状検出ロール４の出力（検出された板材
形状）との差分を幅方向の位置量の多項式として近似計
算する回帰計算部、２０は回帰計算部１９の各項係数に
基づき圧延機各要素の駆動量を計算する変換式演算部、
２１は回帰計算部１９の各項係数に基づきクーラント流
量の演算を行なうクーラント流量制御演算部である。前
記の信号処理装置６は、パススケジュール設定制御装置
１７、メモリ１８、回帰計算部１９、変換式演算部２０
およびクーラント流量制御演算部２１により構成されて
いる。 【０００８】この従来の装置の形状制御圧延は、つぎの
ように行なわれる。 【０００９】パススケジュール設定制御装置１７によ
り、圧延される板材形状が目標形状となるときの形状検
出ロール４の出力パターンと同様なパターン（板材目標
形状設 定値）がメモリ１８に書き込まれ、それと形状検
出ロール４の出力信号との差が回帰計算部１９で、幅方
向ｘを変数とする数式として近似計算され、その近似式
の係数項の値によって、サーボ弁ブロック７、クーラン
トヘッダ８、電空変換式クーラント流量制御装置９がそ
れぞれ制御され、フィードバック制御を構成して、板材
形状を一定とするようにしている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
形状検出ロールにおいて、形状検出信号に誤差が入り、
そのために圧延製品形状が所定のものとならない場合が
ある。この誤差の典型的なものとして、マンドレル１４
に多量の板材が巻き取られると、形状検出ロール４の検
出特性が変化し、１コイル圧延の初期と終期とで板形状
が変化して、圧延製品の不良発生の原因となっている。
すなわち、多分割ロール式の形状検出ロール４の一つの
検出素子（ロール）の信号出力量は接触通過している板
材１（圧延材）の押圧力の幅方向分布に比例し、したが
って、マンドレル１４がコイル１５の重量で撓んで幅方
向不同に下がると、板材１の動きにつれ形状検出ロール
４が幅方向不等に押圧されるので、その形状検出信号に
誤差が混入する。また、デフレクタローラ１３において
も、板材１の張力が変化すると、デフレクタローラ１３
の撓みが変化し、同様に形状検出信号に誤差が含まれる
ことになる。 【００１１】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、板材の形状制御に用いられる板材目標形状設
定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形状
補正部を備えた形状検出装置であって、前記目標形状補
正量として、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレ
クタローラとの撓みに起因する形状検出ロールの板材形
状検出誤差を正確に求めることができるようにした、圧
延機の形状検出装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本願特許請求の範囲第１項記載の圧延機の形状検出
装置は、圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに
懸架してマンドレルに巻取りながら、前記板材の形状を
検出する圧延機の形状検出装置において、前記形状検出
ロールからの検出信号に基づき前記板材の圧延形状が一
定となるように行う形状制御に用いられる板材目標形状
設定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形
状補正部を備え、この目標形状補正部が、前記マンドレ
ルの板材コイル径を検出するコイル径検出手段と、同コ
イル径検出手段からの検出結果に基づき前記マンドレル
の撓み量の幅方向分布を演算するマンドレル撓み量演算
部と、前記マンドレル撓み量演算部からの演算結果か
ら、前記マンドレルの撓みによる前記形状検出ロールの
形状検出変化量を演算して求め、これを前記目標形状補
正量として出力する補正演算部とにより構成されている
ことを特徴とする。 【００１３】また、第２項記載の圧延機の形状検出装置
は、圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに懸架
しデフレクタローラにより案内してマンドレルに巻取り
ながら、前記板材の形状を検出する圧延機の形状検出装
置において、前記形状検出ロールからの検出信号に基づ
き前記板材の圧延形状が一定となるように行う形状制御
に用いられる板材目標形状設定値を修正するための目標
形状補正量を求める目標形状補正部を備え、この目標形
状補正部が、前記マンドレルの板材コイル径を検出する
コイル径検出手段と、同コイル径検出手段からの検出結
果に基づき前記マンドレルの撓み量の幅方向分布を演算
するマンドレル撓み量演算部と、前記デフレクタローラ
の撓み量の幅方向分布を前記形状検出ロールによって検
出された張力から演算するデフレクタローラ撓み量演算
部と、前記マンドレル撓み量演算部からの演算結果およ
び前記デフレクタローラ撓み量演算部からの演算結果か
ら、前記マンドレルとデフレクタローラとの撓みによる
前記形状検出ロールの形状検出変化量を演算して求め、
これを前記目標形状補正量として出力する補正演算部と
により構成されていることを特徴とする。 【００１４】 【作用】本発明による形状検出装置においては、形状検
出ロールからの検出信号に基づいて板材の圧延形状が一
定となるように行う形状制御に用いられる板材目標形状
設定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形
状補正部を備えており、マンドレルに装架されているコ
イルの直径を知り、それによりコイルの重量を計算して
マンドレルの撓み量を計算し、デフレクタローラを有す
る場合には、形状検出ロールにより検出された張力から
圧延張力を計算し、それによりデフレクタローラの撓み
量をも計算する。そして、この得られた撓み量に基づい
て、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレクタロー
ラとの撓みよる形状検出ロールの形状検出変化量（板材
形状検出誤差）を計算して求め、求めたこの値を前記目
標形状補正量として板材形状制御系に出力する。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図３を参照
して説明する。ここで、この実施例において、前記図
４、図５に示されるものと同一又は相当部分にはこれら
の図と同一符号を付すことによりその説明を省略する。 【００１６】本発明による形状検出装置は、圧延機の形
状制御装置に備えられるものであって、形状検出ロール
４と、この形状検出ロール４からの検出信号に基づき板
材の圧延形状が一定となるように行う形状制御に用いら
れる板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正
量ΔＳを求める後述する目標形状補正部１６とから構成
されている（図１参照）。 【００１７】ところで前述したように、形状検出ロール
４の一つの検出素子（ロール）の信号出力量は接触通過
している板材１（圧延材）の押圧力の幅方向分布に比例
する。従って、マンドレル１４がコイル１５の重量で撓
んで幅方向不同に下がると、板材１の動きにつれ形状検
出ロール４が幅方向不等に押圧されるので、形状検出信
号に誤差が混入する。また、デフレクタローラ１３にお
いても、圧延材の張力が変化すると、デフレクタローラ
１３の撓みが変化し、同様に形状検出信号の誤差の原因
となる。 【００１８】さて、マンドレル１４の撓みδ1 はコイル
重量に比例し、コイル重量Ｗは板幅一定のときはコイル
径Ｄから計算できる。 【００１９】また、デフレクタローラ１３の撓みδ2 は
圧延張力Ｆから計算できる。 【００２０】従って、形状検出ロール４及びデフレクタ
ローラ１３を備えた圧延装置においては、マンドレル１
４とデフレクタローラ１３との撓みによる形状検出ロー
ル４の誤差信号量（形状検出変化量）は巻き取られてい
るコイルの径Ｄと圧延張力Ｆにより決定されることにな
る。 【００２１】そこで、本実施例においては、コイル１５
の直径の変化を、マンドレル１４の巻取りモータの界磁
電流Ｉf から推定している。すなわち、巻取りモータを
定張力制御し、電機子電流を一定としているときは、コ
イル径に比例して界磁電流を増加させているので、この
定張力サーボ系が動作しているときの界磁電流値Ｉfは
コイル径Ｄと比例関係にあり、コイル径Ｄの代用信号と
して使用している。 【００２２】マンドレル１４の撓みによる形状検出量の
変化はマンドレル１４が片持ちか両持ちかの別、および
マンドレル１４の各部の機械的寸法で推定計算ができ
る。 【００２３】また、デフレクタローラ１３の撓みによる
形状検出量の変化は、形状検出ロール４の信号により圧
延張力Ｆを計算し、それを基に演算することができる。 【００２４】図１は本発明の一実施例による形状検出装
置の全体構成を示すブロック図であり、形状検出装置の
目標形状補正部１６の構成を示してある。 【００２５】図１において、３１はコイル径検出手段で
あって、巻取りモータの界磁電流値Ｉf の値を受け、そ
れをマンドレル１４の板材コイル径Ｄに換算する。３２
はコイル重量計算部であり、コイル径検出手段３１にて
求めたコイル径Ｄからコイル重量Ｗを演算する。３３は
マンドレル撓み量計算部であり、コイル重量計算部３２
にて求めたコイル重量Ｗからマンドレル撓み量の幅方向
分布を演算する。コイル重量計算部３２とマンドレル撓
み量計算部３３は、マンドレル撓み量の幅方向 分布を演
算するマンドレル撓み量演算部を構成している。 【００２６】３４は張力計算部であり、形状検出ロール
４の各検出ロールの出力を合計し、総張力Ｆを演算す
る。３５はデフレクタローラ撓み量演算部であって、張
力計算部３４にて求めた張力Ｆからデフレクタローラ１
３の撓み量の幅方向分布を演算する。３６は補正演算部
であって、マンドレル撓み量計算部３３、コイル径検出
手段３１及びデフレクタローラ撓み量演算部３５の出力
を受けて、マンドレル１４とデフレクタローラ１３との
撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量を演算し
て求め、これを後述する目標形状補正量として形状制御
系へ出力するものである。なお、デフレクタローラ１３
を備えない圧延装置の場合には、形状検出ロール４から
の検出信号は形状制御系へ入力されるものの目標形状補
正部１６には入力されず、補正演算部３６は、マンドレ
ル１４の撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量
を演算して求め、これを目標形状補正量として板材形状
制御系へ出力するようになっている。 【００２７】図２は図１に示す形状検出装置の目標形状
補正部の動作を説明するための説明図である。 【００２８】図２において、（３１）は界磁電流Ｉf と
コイル径Ｄとの関係を説明するグラフであり、コイル径
検出手段３１は、巻取りモータの界磁電流値Ｉ f からマ
ンドレル１４の板材コイル径Ｄを求める。（３２）はコ
イル径Ｄとコイル重量Ｗとの関係を説明するグラフであ
り、コイル重量計算部３２は、コイル径検出手段３１に
て求めたコイル径Ｄから、次式（１）によりコイル重量
Ｗを演算し求める。 【００２９】 Ｗ＝Ｋ2 ×（Ｄ2 −Ｄ0 2 ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｗ；コイル重量 Ｄ0 ；マンドレル径 Ｋ2 ；定数 【００３０】（３３）は幅方向位置ｘ i とマンドレル撓
み量δ 1i との関係を示すグラフであある。前記マンドレ
ル撓み量計算部３３は、コイル重量計算部３２にて求め
たコイル重量Ｗから、両持ち支持のマンドレルでは次式
（２）により、また片持ち支持のマンドレルでは次式
（２）’によりマンドレル撓み量の幅方向分布を演算す
る。 【００３１】 δ1i＝Ｋ2 Ｗ｛（ｘi ／Ｓ）−（２ｘi 3 ／Ｓ2 ）＋（ｘi 4 ／Ｓ4 ）｝ ・・・・（２） δ1i＝Ｋ2 Ｗ｛（ｘi ／Ｓ）＋（ｘi 2 ／Ｓ2 ）＋（ｘi 4 ／Ｓ4 ）｝ ・・・・（２）’ ｘi ；マンドレル軸端からの距離 δ1i ；ｘi におけるマンドレル撓み量 Ｓ；マンドレル軸支点間長さ Ｋ2 ；定数 【００３２】また、（３４）は形状検出ロール４の各素
子の出力を合計する計算式である。ここで、Ｆ i は形状
検出ロール４の各素子のディスクが受ける軸方向力であ
り、Ｆは軸方向総張力である。（３５）は幅方向位置ｘ
i とデフレクタローラ撓み量δ 2i との関係を示すグラフ
であり、前記デフレクタローラ撓み量演算部３５は、張
力計算部３４にて求めた張力Ｆからデフレクタローラ１
３の撓み量の幅方向分布を演算する。そして、前記補正
演算部３６は、マンドレル１４とデフレクタローラ１３
との撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量
〔（α 1 ・δ 1i ）＋（α 2 ・δ 2i ）〕を演算して求め、
この値を目標形状補正量ΔＳとして形状制御系へ出力す
る。なお、前記α 1 はマンドレル１４の撓みの形状検出
ロール出力への影響係数、α 2 はデフレクタローラ１３
の撓みの形状検出ロール出力への影響係数である。 【００３３】図３は、図１に示す形状検出装置を備えた
圧延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【００３４】図３に示すように、形状検出装置の目標形
状補正部１６からの前記目標形状補正量ΔＳが板材形状
制御系へ出力される。そして、パススケジュール設定制
御装置１７からの板材目標形状設定値を目標形状補正量
ΔＳによって修正したものが修正目標形状としてメモリ
１８に与えられ、以後は図５に示す装置と同様に、メモ
リ１８からの前記修正目標形状と前記形状検出ロール４
からの検出出力との差に基づき板材形状制御がなされる
ようになっている。 【００３５】したがって、本実施例の形状検出装置によ
ると、目標形状補正部１６においてマンドレル１４とデ
フレクタローラ１３との撓みに起因する形状検出ロール
４の形状検出変化量、つまりマンドレル１４とデフレク
タローラ１３との撓みに起因する板材形状検出誤差を求
め、これを目標形状補正量ΔＳとして出力するようにし
たものであるから、板材の形状制御に用いた場合、従来
ではコイル圧延初期と終期とで仕様許容値を超える板厚
変化がみられたものが、殆ど判別できない程度に改善さ
れて、不良発生率の大幅低下に寄与しうる。 【００３６】上記実施例は、デフレクタローラ１３を備
える圧延装置について説明したが、形状検出ロール４で
デフレクタローラ１３を兼用させる場合がある。この場
合には、目標形状補正部１６は、その構成要素のうち、
デフレクタローラ１３にかかわる要素３４，３５を省略
した構成とすればよい。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明による圧延機
の形状検出装置によれば、板材の形状制御に用いられる
板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正量を
求める目標形状補正部を備え、この目標形状補正部にお
いて、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレクタロ
ーラとの撓みに起因する形状検出ロールの形状検出変化
量、つまり板材形状検出誤差を求め、これを前記目標形
状補正量として出力するようにしたものであるから、板
材の形状制御に用いた場合、前記板材形状検出誤差の影
響を解消するように板材形状制御が行われるので、コイ
ルの巻始めと巻終 わりの板材形状の差を無くし、製品品
質、歩留りの大幅な向上に寄与することができる。
圧延する圧延機の形状制御装置において用いられる形状
検出装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】圧延により板材を製造するとき、板材を
平坦に圧延するために、例えば、４段圧延機の場合は、
圧延荷重、ワークロールベンディング、バックアップロ
ールクラウン、圧延油分布、ワークロールシフト等が、
また、例えば２０段圧延機の場合は、圧延荷重、ラテラ
ルアジャスト、バックアップロールクラウン、圧延油分
布等、多数の作動因子を調整している。 【０００３】そして、前記板材が平坦であるか否かを検
出するための形状検出用のセンサー（形状検出器）とし
て、板材に作用する板幅方向の張力分布を測定し、その
測定結果から検出した板材形状を示す信号を出力する張
力検出式形状検出ロール（以下、形状検出ロールとい
う）が設置され、その検出信号が、所定の値でないとき
は、前記圧延機の作動因子の設定値を変更して、形状の
良好な板材を製造するようにしている。 【０００４】図４は、一般的な板圧延の制御状況を示す
斜視図である。同図において、１は圧延される板材、２
は圧延機のワークロール、３は圧延機のバックアップロ
ール、４は圧延された板材１の形状を検出する張力式の
形状検出ロール、５は圧延機のワークロール２を冷却す
る冷却液を吐出するクーラントノズル、６は形状検出ロ
ール４の信号を受けて圧延機の制御因子へ制御出力する
信号処理装置、７は信号処理装置６から出力されたＡＴ
Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｉｌｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ）信号により動作し、圧延ロール左右間隙バランス
を変更するサーボ弁ブロック、８は信号処理装置６から
出力されたＨＣＣ（Ｈｏｔ／ＣｏｌｄＣｏｏｌａｎｔ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号により
圧延ロール冷却液（クーラント）の供給温度を制御する
クーラントヘッダ、９は信号処理装置６から出力された
ＡＴＣＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｒ
ｏｗｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号によりクーラントの流量
を制御する電気信号を空圧制御信号に変換する電空変換
式のクーラント流量制御装置、１０はクーラント流量制
御装置９が出力する空圧信号によりクーラント流量制御
を行なう圧力レデューサである。 【０００５】また、１１は信号処理装置６の動作を管理
する主操作盤、１２は主操作盤１１の作用を補助および
中継する補助操作盤、１３はデフレクタローラ、１４は
圧延された板材１を巻き取るマンドレル（心金）、１５
は板材１が巻き取られ形成したコイルである。 【０００６】図５は、従来の、形状検出ロールを備えた
圧延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【０００７】図５において、１７はパススケジュール設
定制御装置、１８はパススケジュール設定制御装置１７
により選定された現在圧延中の板材の目標形状設定値を
保持するメモリ、１９はメモリ１８の出力（板材目標形
状設定値）と形状検出ロール４の出力（検出された板材
形状）との差分を幅方向の位置量の多項式として近似計
算する回帰計算部、２０は回帰計算部１９の各項係数に
基づき圧延機各要素の駆動量を計算する変換式演算部、
２１は回帰計算部１９の各項係数に基づきクーラント流
量の演算を行なうクーラント流量制御演算部である。前
記の信号処理装置６は、パススケジュール設定制御装置
１７、メモリ１８、回帰計算部１９、変換式演算部２０
およびクーラント流量制御演算部２１により構成されて
いる。 【０００８】この従来の装置の形状制御圧延は、つぎの
ように行なわれる。 【０００９】パススケジュール設定制御装置１７によ
り、圧延される板材形状が目標形状となるときの形状検
出ロール４の出力パターンと同様なパターン（板材目標
形状設 定値）がメモリ１８に書き込まれ、それと形状検
出ロール４の出力信号との差が回帰計算部１９で、幅方
向ｘを変数とする数式として近似計算され、その近似式
の係数項の値によって、サーボ弁ブロック７、クーラン
トヘッダ８、電空変換式クーラント流量制御装置９がそ
れぞれ制御され、フィードバック制御を構成して、板材
形状を一定とするようにしている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
形状検出ロールにおいて、形状検出信号に誤差が入り、
そのために圧延製品形状が所定のものとならない場合が
ある。この誤差の典型的なものとして、マンドレル１４
に多量の板材が巻き取られると、形状検出ロール４の検
出特性が変化し、１コイル圧延の初期と終期とで板形状
が変化して、圧延製品の不良発生の原因となっている。
すなわち、多分割ロール式の形状検出ロール４の一つの
検出素子（ロール）の信号出力量は接触通過している板
材１（圧延材）の押圧力の幅方向分布に比例し、したが
って、マンドレル１４がコイル１５の重量で撓んで幅方
向不同に下がると、板材１の動きにつれ形状検出ロール
４が幅方向不等に押圧されるので、その形状検出信号に
誤差が混入する。また、デフレクタローラ１３において
も、板材１の張力が変化すると、デフレクタローラ１３
の撓みが変化し、同様に形状検出信号に誤差が含まれる
ことになる。 【００１１】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、板材の形状制御に用いられる板材目標形状設
定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形状
補正部を備えた形状検出装置であって、前記目標形状補
正量として、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレ
クタローラとの撓みに起因する形状検出ロールの板材形
状検出誤差を正確に求めることができるようにした、圧
延機の形状検出装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本願特許請求の範囲第１項記載の圧延機の形状検出
装置は、圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに
懸架してマンドレルに巻取りながら、前記板材の形状を
検出する圧延機の形状検出装置において、前記形状検出
ロールからの検出信号に基づき前記板材の圧延形状が一
定となるように行う形状制御に用いられる板材目標形状
設定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形
状補正部を備え、この目標形状補正部が、前記マンドレ
ルの板材コイル径を検出するコイル径検出手段と、同コ
イル径検出手段からの検出結果に基づき前記マンドレル
の撓み量の幅方向分布を演算するマンドレル撓み量演算
部と、前記マンドレル撓み量演算部からの演算結果か
ら、前記マンドレルの撓みによる前記形状検出ロールの
形状検出変化量を演算して求め、これを前記目標形状補
正量として出力する補正演算部とにより構成されている
ことを特徴とする。 【００１３】また、第２項記載の圧延機の形状検出装置
は、圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに懸架
しデフレクタローラにより案内してマンドレルに巻取り
ながら、前記板材の形状を検出する圧延機の形状検出装
置において、前記形状検出ロールからの検出信号に基づ
き前記板材の圧延形状が一定となるように行う形状制御
に用いられる板材目標形状設定値を修正するための目標
形状補正量を求める目標形状補正部を備え、この目標形
状補正部が、前記マンドレルの板材コイル径を検出する
コイル径検出手段と、同コイル径検出手段からの検出結
果に基づき前記マンドレルの撓み量の幅方向分布を演算
するマンドレル撓み量演算部と、前記デフレクタローラ
の撓み量の幅方向分布を前記形状検出ロールによって検
出された張力から演算するデフレクタローラ撓み量演算
部と、前記マンドレル撓み量演算部からの演算結果およ
び前記デフレクタローラ撓み量演算部からの演算結果か
ら、前記マンドレルとデフレクタローラとの撓みによる
前記形状検出ロールの形状検出変化量を演算して求め、
これを前記目標形状補正量として出力する補正演算部と
により構成されていることを特徴とする。 【００１４】 【作用】本発明による形状検出装置においては、形状検
出ロールからの検出信号に基づいて板材の圧延形状が一
定となるように行う形状制御に用いられる板材目標形状
設定値を修正するための目標形状補正量を求める目標形
状補正部を備えており、マンドレルに装架されているコ
イルの直径を知り、それによりコイルの重量を計算して
マンドレルの撓み量を計算し、デフレクタローラを有す
る場合には、形状検出ロールにより検出された張力から
圧延張力を計算し、それによりデフレクタローラの撓み
量をも計算する。そして、この得られた撓み量に基づい
て、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレクタロー
ラとの撓みよる形状検出ロールの形状検出変化量（板材
形状検出誤差）を計算して求め、求めたこの値を前記目
標形状補正量として板材形状制御系に出力する。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図３を参照
して説明する。ここで、この実施例において、前記図
４、図５に示されるものと同一又は相当部分にはこれら
の図と同一符号を付すことによりその説明を省略する。 【００１６】本発明による形状検出装置は、圧延機の形
状制御装置に備えられるものであって、形状検出ロール
４と、この形状検出ロール４からの検出信号に基づき板
材の圧延形状が一定となるように行う形状制御に用いら
れる板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正
量ΔＳを求める後述する目標形状補正部１６とから構成
されている（図１参照）。 【００１７】ところで前述したように、形状検出ロール
４の一つの検出素子（ロール）の信号出力量は接触通過
している板材１（圧延材）の押圧力の幅方向分布に比例
する。従って、マンドレル１４がコイル１５の重量で撓
んで幅方向不同に下がると、板材１の動きにつれ形状検
出ロール４が幅方向不等に押圧されるので、形状検出信
号に誤差が混入する。また、デフレクタローラ１３にお
いても、圧延材の張力が変化すると、デフレクタローラ
１３の撓みが変化し、同様に形状検出信号の誤差の原因
となる。 【００１８】さて、マンドレル１４の撓みδ1 はコイル
重量に比例し、コイル重量Ｗは板幅一定のときはコイル
径Ｄから計算できる。 【００１９】また、デフレクタローラ１３の撓みδ2 は
圧延張力Ｆから計算できる。 【００２０】従って、形状検出ロール４及びデフレクタ
ローラ１３を備えた圧延装置においては、マンドレル１
４とデフレクタローラ１３との撓みによる形状検出ロー
ル４の誤差信号量（形状検出変化量）は巻き取られてい
るコイルの径Ｄと圧延張力Ｆにより決定されることにな
る。 【００２１】そこで、本実施例においては、コイル１５
の直径の変化を、マンドレル１４の巻取りモータの界磁
電流Ｉf から推定している。すなわち、巻取りモータを
定張力制御し、電機子電流を一定としているときは、コ
イル径に比例して界磁電流を増加させているので、この
定張力サーボ系が動作しているときの界磁電流値Ｉfは
コイル径Ｄと比例関係にあり、コイル径Ｄの代用信号と
して使用している。 【００２２】マンドレル１４の撓みによる形状検出量の
変化はマンドレル１４が片持ちか両持ちかの別、および
マンドレル１４の各部の機械的寸法で推定計算ができ
る。 【００２３】また、デフレクタローラ１３の撓みによる
形状検出量の変化は、形状検出ロール４の信号により圧
延張力Ｆを計算し、それを基に演算することができる。 【００２４】図１は本発明の一実施例による形状検出装
置の全体構成を示すブロック図であり、形状検出装置の
目標形状補正部１６の構成を示してある。 【００２５】図１において、３１はコイル径検出手段で
あって、巻取りモータの界磁電流値Ｉf の値を受け、そ
れをマンドレル１４の板材コイル径Ｄに換算する。３２
はコイル重量計算部であり、コイル径検出手段３１にて
求めたコイル径Ｄからコイル重量Ｗを演算する。３３は
マンドレル撓み量計算部であり、コイル重量計算部３２
にて求めたコイル重量Ｗからマンドレル撓み量の幅方向
分布を演算する。コイル重量計算部３２とマンドレル撓
み量計算部３３は、マンドレル撓み量の幅方向 分布を演
算するマンドレル撓み量演算部を構成している。 【００２６】３４は張力計算部であり、形状検出ロール
４の各検出ロールの出力を合計し、総張力Ｆを演算す
る。３５はデフレクタローラ撓み量演算部であって、張
力計算部３４にて求めた張力Ｆからデフレクタローラ１
３の撓み量の幅方向分布を演算する。３６は補正演算部
であって、マンドレル撓み量計算部３３、コイル径検出
手段３１及びデフレクタローラ撓み量演算部３５の出力
を受けて、マンドレル１４とデフレクタローラ１３との
撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量を演算し
て求め、これを後述する目標形状補正量として形状制御
系へ出力するものである。なお、デフレクタローラ１３
を備えない圧延装置の場合には、形状検出ロール４から
の検出信号は形状制御系へ入力されるものの目標形状補
正部１６には入力されず、補正演算部３６は、マンドレ
ル１４の撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量
を演算して求め、これを目標形状補正量として板材形状
制御系へ出力するようになっている。 【００２７】図２は図１に示す形状検出装置の目標形状
補正部の動作を説明するための説明図である。 【００２８】図２において、（３１）は界磁電流Ｉf と
コイル径Ｄとの関係を説明するグラフであり、コイル径
検出手段３１は、巻取りモータの界磁電流値Ｉ f からマ
ンドレル１４の板材コイル径Ｄを求める。（３２）はコ
イル径Ｄとコイル重量Ｗとの関係を説明するグラフであ
り、コイル重量計算部３２は、コイル径検出手段３１に
て求めたコイル径Ｄから、次式（１）によりコイル重量
Ｗを演算し求める。 【００２９】 Ｗ＝Ｋ2 ×（Ｄ2 −Ｄ0 2 ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｗ；コイル重量 Ｄ0 ；マンドレル径 Ｋ2 ；定数 【００３０】（３３）は幅方向位置ｘ i とマンドレル撓
み量δ 1i との関係を示すグラフであある。前記マンドレ
ル撓み量計算部３３は、コイル重量計算部３２にて求め
たコイル重量Ｗから、両持ち支持のマンドレルでは次式
（２）により、また片持ち支持のマンドレルでは次式
（２）’によりマンドレル撓み量の幅方向分布を演算す
る。 【００３１】 δ1i＝Ｋ2 Ｗ｛（ｘi ／Ｓ）−（２ｘi 3 ／Ｓ2 ）＋（ｘi 4 ／Ｓ4 ）｝ ・・・・（２） δ1i＝Ｋ2 Ｗ｛（ｘi ／Ｓ）＋（ｘi 2 ／Ｓ2 ）＋（ｘi 4 ／Ｓ4 ）｝ ・・・・（２）’ ｘi ；マンドレル軸端からの距離 δ1i ；ｘi におけるマンドレル撓み量 Ｓ；マンドレル軸支点間長さ Ｋ2 ；定数 【００３２】また、（３４）は形状検出ロール４の各素
子の出力を合計する計算式である。ここで、Ｆ i は形状
検出ロール４の各素子のディスクが受ける軸方向力であ
り、Ｆは軸方向総張力である。（３５）は幅方向位置ｘ
i とデフレクタローラ撓み量δ 2i との関係を示すグラフ
であり、前記デフレクタローラ撓み量演算部３５は、張
力計算部３４にて求めた張力Ｆからデフレクタローラ１
３の撓み量の幅方向分布を演算する。そして、前記補正
演算部３６は、マンドレル１４とデフレクタローラ１３
との撓みによる形状検出ロール４の形状検出変化量
〔（α 1 ・δ 1i ）＋（α 2 ・δ 2i ）〕を演算して求め、
この値を目標形状補正量ΔＳとして形状制御系へ出力す
る。なお、前記α 1 はマンドレル１４の撓みの形状検出
ロール出力への影響係数、α 2 はデフレクタローラ１３
の撓みの形状検出ロール出力への影響係数である。 【００３３】図３は、図１に示す形状検出装置を備えた
圧延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【００３４】図３に示すように、形状検出装置の目標形
状補正部１６からの前記目標形状補正量ΔＳが板材形状
制御系へ出力される。そして、パススケジュール設定制
御装置１７からの板材目標形状設定値を目標形状補正量
ΔＳによって修正したものが修正目標形状としてメモリ
１８に与えられ、以後は図５に示す装置と同様に、メモ
リ１８からの前記修正目標形状と前記形状検出ロール４
からの検出出力との差に基づき板材形状制御がなされる
ようになっている。 【００３５】したがって、本実施例の形状検出装置によ
ると、目標形状補正部１６においてマンドレル１４とデ
フレクタローラ１３との撓みに起因する形状検出ロール
４の形状検出変化量、つまりマンドレル１４とデフレク
タローラ１３との撓みに起因する板材形状検出誤差を求
め、これを目標形状補正量ΔＳとして出力するようにし
たものであるから、板材の形状制御に用いた場合、従来
ではコイル圧延初期と終期とで仕様許容値を超える板厚
変化がみられたものが、殆ど判別できない程度に改善さ
れて、不良発生率の大幅低下に寄与しうる。 【００３６】上記実施例は、デフレクタローラ１３を備
える圧延装置について説明したが、形状検出ロール４で
デフレクタローラ１３を兼用させる場合がある。この場
合には、目標形状補正部１６は、その構成要素のうち、
デフレクタローラ１３にかかわる要素３４，３５を省略
した構成とすればよい。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明による圧延機
の形状検出装置によれば、板材の形状制御に用いられる
板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正量を
求める目標形状補正部を備え、この目標形状補正部にお
いて、マンドレル、あるいはマンドレルとデフレクタロ
ーラとの撓みに起因する形状検出ロールの形状検出変化
量、つまり板材形状検出誤差を求め、これを前記目標形
状補正量として出力するようにしたものであるから、板
材の形状制御に用いた場合、前記板材形状検出誤差の影
響を解消するように板材形状制御が行われるので、コイ
ルの巻始めと巻終 わりの板材形状の差を無くし、製品品
質、歩留りの大幅な向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による形状検出装置の全体構
成を示すブロック図である。 【図２】図１に示す形状検出装置の目標形状補正部の動
作を説明するための説明図である。 【図３】図１に示す形状検出装置を備えた圧延機の形状
制御装置の構成を示すブロック図である。 【図４】一般的な圧延の制御状況を示す斜視図である。 【図５】従来の、張力検出式形状検出ロールを備えた圧
延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【符号の説明】 １ 板材 ２ ワークロール ３ バックアップロール ４ 張力検出式形状検出ロール ５ クーラントノズル ６ 信号処理装置 ７ サーボ弁ブロック ８ クーラントヘッダ ９ 電空変換式クーラント流量制御装置 １０ 圧力レデューサ １１ 主操作盤 １２ 補助操作盤 １３ デフレクタローラ １４ マンドレル １５ コイル １６ 目標形状補正部 １７ パススケジュール設定制御装置 １８ メモリ １９ 回帰計算部 ２０ 変換式演算部 ２１ クーラント流量制御演算部 ３１ コイル径検出手段 ３２ マンドレル撓み量演算部としてのコイル重量計
算部 ３３ マンドレル撓み量演算部としてのマンドレル撓
み量計算部 ３４ 張力計算部 ３５ デフレクタローラ撓み量演算部 ３６ 補正演算部
成を示すブロック図である。 【図２】図１に示す形状検出装置の目標形状補正部の動
作を説明するための説明図である。 【図３】図１に示す形状検出装置を備えた圧延機の形状
制御装置の構成を示すブロック図である。 【図４】一般的な圧延の制御状況を示す斜視図である。 【図５】従来の、張力検出式形状検出ロールを備えた圧
延機の形状制御装置の構成を示すブロック図である。 【符号の説明】 １ 板材 ２ ワークロール ３ バックアップロール ４ 張力検出式形状検出ロール ５ クーラントノズル ６ 信号処理装置 ７ サーボ弁ブロック ８ クーラントヘッダ ９ 電空変換式クーラント流量制御装置 １０ 圧力レデューサ １１ 主操作盤 １２ 補助操作盤 １３ デフレクタローラ １４ マンドレル １５ コイル １６ 目標形状補正部 １７ パススケジュール設定制御装置 １８ メモリ １９ 回帰計算部 ２０ 変換式演算部 ２１ クーラント流量制御演算部 ３１ コイル径検出手段 ３２ マンドレル撓み量演算部としてのコイル重量計
算部 ３３ マンドレル撓み量演算部としてのマンドレル撓
み量計算部 ３４ 張力計算部 ３５ デフレクタローラ撓み量演算部 ３６ 補正演算部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】（１） 圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに
懸架してマンドレルに巻取りながら、前記板材の形状を
検出する圧延機の形状検出装置において、前記形状検出ロールからの検出信号に基づき前記板材の
圧延形状が一定となるように行う形状制御に用いられる
板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正量を
求める目標形状補正部を備え、この目標形状補正部が、 前記マンドレルの板材コイル径を検出するコイル径検出
手段と、同コイル径検出手段からの検出結果に基づき前
記マンドレルの撓み量の幅方向分布を演算するマンドレ
ル撓み量演算部と、前記マンドレル撓み量演算部からの
演算結果から、前記マンドレルの撓みによる前記形状検
出ロールの形状検出変化量を演算して求め、これを前記
目標形状補正量として出力する補正演算部とにより構成
されていることを特徴とする圧延機の形状検出装置。（２） 圧延された板材を張力検出式形状検出ロールに
懸架しデフレクタローラにより案内してマンドレルに巻
取りながら、前記板材の形状を検出する圧延機の形状検
出装置において、前記形状検出ロールからの検出信号に基づき前記板材の
圧延形状が一定となるように行う形状制御に用いられる
板材目標形状設定値を修正するための目標形状補正量を
求める目標形状補正部を備え、この目標形状補正部が、 前記マンドレルの板材コイル径を検出するコイル径検出
手段と、同コイル径検出手段からの検出結果に基づき前
記マンドレルの撓み量の幅方向分布を演算するマンドレ
ル撓み量演算部と、前記デフレクタローラの撓み量の幅
方向分布を前記形状検出ロールによって検出された張力
から演算するデフレクタローラ撓み量演算部と、前記マ
ンドレル撓み量演算部からの演算結果および前記デフレ
クタローラ撓み量演算部からの演算結果から、前記マン
ドレルとデフレクタローラとの撓みによる前記形状検出
ロールの形状検出変化量を演算して求め、これを前記目
標形状補正量として出力する補正演算部とにより構成さ
れていることを特徴とする圧延機の形状検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336094A JP2595191B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 圧延機の形状検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336094A JP2595191B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 圧延機の形状検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0724516A JPH0724516A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2595191B2 true JP2595191B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=18295637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5336094A Expired - Lifetime JP2595191B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 圧延機の形状検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595191B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0667521B2 (ja) * | 1986-06-11 | 1994-08-31 | 三菱重工業株式会社 | 圧延材の自動形状制御方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5336094A patent/JP2595191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0724516A (ja) | 1995-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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