JP2646396B2 - 圧延機用圧下制御装置 - Google Patents

圧延機用圧下制御装置

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JP2646396B2
JP2646396B2 JP1223095A JP22309589A JP2646396B2 JP 2646396 B2 JP2646396 B2 JP 2646396B2 JP 1223095 A JP1223095 A JP 1223095A JP 22309589 A JP22309589 A JP 22309589A JP 2646396 B2 JP2646396 B2 JP 2646396B2
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保人 伊藤
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧延機用圧下制御装置に関し、特に、マンド
レルミルに用いられ、圧下ロールの位置決めを行う油圧
シリンダの制御を行うマンドレルミル用油圧圧下制御装
置に関する。
(従来の技術) 一般に、ストレッチ・レデューサを最終仕上工程で用
いる熱間継目無鋼管製造ラインでは、ストレッチ・レデ
ューサによる管端厚肉化現象のためクロップ代が大きく
なり、その結果、大幅に製品の歩留まりが低下してしま
う。
このため、ストレッチ・レデューサの前工程であるマ
ンドレルミルにおける圧延の際、予め圧延素管の管端部
をテーパ状に薄く形成してストレッチ・レデューサにお
ける管端厚肉化現象を相殺している。
ところで、マンドレルミルでは、圧延素管を取り巻く
ようにして複数の圧下ロールが配置され、各圧下ロール
を油圧シリンダで駆動して、圧延素管の通過に応じて油
圧シリンダを駆動制御し、これによって圧下ロールで圧
延素管の管端部をテーパ状に薄く形成している。
ここで、従来の圧下制御装置の概要について第4図を
参照して説明する。
マンドレルミルによる圧延サイクル中において油圧シ
リンダ(図示せず)の目標位置指令値及び油圧シリンダ
の位置検出値(例えば、位置センサで油圧シリンダの位
置を検出する)が減算器41に与えられ、目標位置指令値
と位置検出値との減算が行われる。これによって、減算
器41から偏差Δεが出力される。偏差Δεは比例ゲイン
補償器42でゲイン補償され、制御量(サーボ弁開度指令
値)としてサーボ弁(図示せず)に与えられ、サーボ弁
はこのサーボ弁開度指令値によってその開度が調整され
る。これによって油圧シリンダに送られる油圧が制御さ
れて、圧下ロールの位置決め制御が行われる。
(発明が解決しようとする課題) ところで、従来の圧下制御装置の場合、単にフィード
バック制御によって制御しているにすぎないから、油温
の変化よるサーボ弁の開度ずれ(サーボ弁の中立(NUL
L)位置ずれ)、比例ゲイン補償器のドリフト、及びマ
ンドレルミルのフリクション等による外乱の影響により
油圧シリンダの位置制御において所謂定常位置偏差(定
常偏差)が生じてしまう。つまり、第5図に示すように
実際の油圧シリンダ位置(Aで示す)と目標位置指令値
(Bで示す)との間に常に定常位置偏差分の乖離があ
る。
このように、従来の圧下制御装置では、位置検出値を
目標位置指令値に精度よく制御することができない。こ
のため、圧延素管を精度よく圧延することができず、製
品の品質の低下および歩留まりの低下が発生するという
問題点がある。特に、油圧シリンダの位置精度が悪い
と、圧延素管の管端部で、管の破れ或いは盛り上がり等
が発生し、製品として使用できなくなってしまう。
本発明の目的は圧延サイクルにおいて極めて精度よく
油圧シリンダの位置を目標位置指令値に制御することの
できる圧延機用圧下制御装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、圧延ライン中に配置された複数の圧
下ロールの位置決めを油圧シリンダで行い、圧延工程部
及び非圧延工程部を有する圧延サイクルにおいて前記圧
下ロールで材料の圧延を行う圧延機に用いられ、予め設
定された目標位置と前記油圧シリンダの実位置とを比較
して前記油圧シリンダをフィードバック制御する圧下制
御装置において、前記非圧延工程部で前記目標位置と前
記実位置との定常偏差をサンプリングするスイッチ手段
と、前記定常偏差を受け、該定常偏差を予め定められた
量だけ補正して補正定常偏差を求める定常偏差補正手段
とを有し、前記圧延工程部で前記補正定常偏差に基づい
て前記油圧シリンダを制御するようにしたことを特徴と
する圧延機用圧下制御装置が得られる。
(作用) 本発明では、圧延サイクル毎に非圧延工程部におい
て、上記の定常偏差をサンプリングする。そして、この
定常偏差を予め定められた量だけ補正して補正定常偏差
を求め、圧延サイクルにおいて、この補正定常偏差に基
づいて油圧シリンダの位置制御を行う。
上述のように、予め定常偏差を補償できるように定常
偏差を補正して補正定常偏差を求め、圧延工程部におい
て、この補正定常偏差に基づいて油圧シリンダの位置制
御を行っているから、圧延サイクルにおいて発生する定
常偏差を実質的に相殺することができ、油圧シリンダの
位置を目標位置指令値に極めて精度よく制御することの
できる。
(実施例) 以下本発明について実施例によって説明する。
第1図を参照して、本発明による油圧用圧下制御装置
は偏差算出器(減算器)11、定常偏差補償回路12、及び
比例ゲイン補償器13を備えており、定常偏差補償回路12
はスイッチ12a及び定常偏差補正部12bを有している。
第2図も参照して、マンドレルミルによる圧延サイク
ルは非圧延工程部22及び非圧延工程部22に続く圧延工程
部21を備えており、圧延工程部21は図示のように待機動
作部21a、圧延素管の先端部を圧延する先端動作部21b、
定常圧延部21c、及び圧延素管の後端部を圧延する後端
動作部21dを有している。マンドレルミルでは、非圧延
工程部22が終わると、圧延素管が圧延ローラにかみ込ま
れる直前に待機動作部21aが、かみ込みのタイミングで
先端動作部21bが行われ、その後、定常圧延部21cに移行
する。そして、圧延素管が抜ける直前に後端動作部21d
が行われて、1圧延サイクルが終了する。このようにし
て、順次複数の圧延素管に対して圧延サイクル繰り返さ
れる。
第1図に示すように、減算器11には油圧シリンダ(図
示せず)の目標位置指令値及び油圧シリンダの位置検出
値(例えば、位置センサで油圧シリンダの位置を検出す
る)が入力され、ここで、偏差が求められる。
非圧延工程部22においては、この偏差が比例ゲイン補
償器13に与えられ、ここで、ゲイン補償を受けて制御偏
差(サーボ弁開度指令値)としてサーボ弁(図示せず)
に入力される。そして、サーボ弁はこの制御偏差に応じ
て弁開度が調節され、サーボ弁を介して油圧が油圧シリ
ンダに与えられる。これによって油圧シリンダは圧延ロ
ールの位置決めを行う。
上述のようにして油圧シリンダの制御を行った際、制
御系に与えられる外乱によって位置検出値が目標位置指
令値に一致せず、位置検出値と目標位置指令値との間に
常に偏差がある状態に到達する。つまり、定常偏差が生
じてしまう。特に、油圧シリンダをプリセットした際、
上記の外乱の影響によって定常偏差が発生してしまう。
そこで、非圧延工程部22の開始点でスイッチ12aを閉
じる。これによって、減算器11からの定常偏差Δεがス
イッチ12を介して定常偏差補正部12bに与えられる。そ
して、非圧延工程部22の終了点でスイッチ12aを開く、
つまり、非圧延工程部22で2msec.毎に定常偏差Δεのサ
ンプリングを行う。
定常偏差補正部12bはリミッタ121及び積分器122を備
えている。リミッタ121には予めしきい値(例えば、±
1μm)が設定されており、リミッタ121では減算器11
によって2msec.毎に出力される定常偏差Δεを前記しき
い値をリミットとして、リミット定常偏差αを積分器12
2に出力する。このリミット定常偏差αは積分器122に入
力されて、積分器122で積分されて積分値βとして出力
される。なお、積分器122には予め定められたしきい値
(例えば、±500μm)が設定されたリミッタ(図示せ
ず)が備えられており、その結果、積分値βはこのしき
い値に押さえられる(例えば、±500μm)。
圧延工程部21において、積分値βは加算器123で定常
偏差Δεと加算され、補正定常偏差γとして出力され
る。この補正定常偏差は比例ゲイン補償器13でゲイン補
償されて、補正制御偏差(補正サーボ弁開度指令値)と
してサーボ弁に与えられる。サーボ弁は補正制御偏差に
応じてその開度が調節され、補正制御偏差に応じた油圧
が油圧シリンダに加えられる。
その後、フィードバック制御によって、減算器11で順
次定常偏差Δεを求め、積分値βを加算して、補正定常
偏差を求め、この補正定常偏差に基づいて油圧シリンダ
をが制御する。
1圧延サイクルの非圧延工程部22の開始点で再びスイ
ッチ12aが閉じられ、減算器11からの定常偏差Δε′が
サンプリングされる。その後、非圧延工程部22の終了点
でスイッチ12aが開かれる。積分器122からは定常偏差Δ
ε′に基づいて積分値β′がを出力される。加算器123
で定常偏差Δε′と積分値β′とを加算して補正定常偏
差γ′を出力する。圧延工程部21において、補正定常偏
差γ′に基づいて油圧シリンダが制御される。
以下同様にして非圧延工程部22において、減算器11か
らの定常偏差がサンプリングされて、補正定常偏差が求
められ、圧延工程部21で補正定常偏差に基づいて油圧シ
リンダが制御される。
なお、非圧延工程部22は通常の場合、制御同期が2mse
c.毎に存在するから、2msec.毎にサンプリングが行われ
ることになる。また、例えば、積分器122のリミッタに
入力される値が±500μmを越えた場合には、アラーム
として定常偏差異常信号が出力されるようにしてもよ
い。
上述のように、圧延工程部21では補正定常偏差に基づ
いて油圧シリンダを制御しているから、実質的に定常偏
差をゼロ付近に押さえることができる。つまり、第3図
に示すように油圧シリンダの位置(Cで示す)を目標位
置(Dで示す)に精度良く追従させることができる。ま
た、非圧延工程部22において外乱等が変化しても、つま
り、定常偏差が変化しても定常偏差に基づいて補正定常
偏差を求めているから、定常偏差を精度よく補正するこ
とができ、しかも、定常偏差を非圧延時に行っているか
ら、圧延時の動作の影響を受けず、真の定常偏差をとら
えることができる。
上述の実施例では、マンドレルミルに適用した場合に
ついて説明したが、圧延ロール及び油圧シリンダを備え
る圧延機に同様にして適用できる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明では、予め定常偏差を補
償できるように定常偏差を補正して補正定常偏差を求
め、圧延工程部において、この補正定常偏差に基づいて
油圧シリンダの位置制御を行っているから、圧延サイク
ルにおいて発生する定常偏差を実質的に相殺することが
でき、油圧シリンダの位置を目標位置指令値に極めて精
度よく制御することのできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による油圧圧下制御装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は圧延サイクルを説明するための
図、第3図は本発明による油圧圧下制御装置を用いた際
における油圧シリンダの位置と目標位置との関係を示す
図、第4図は従来の油圧圧下制御装置の一例を示すブロ
ック図、第5図は従来の油圧圧下制御装置を用いた際に
おける油圧シリンダの位置と目標位置との関係を示す図
である。 11……減算器、12……定常偏差補償回路、13……比例ゲ
イン補償器。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延ライン中に配置された複数の圧下ロー
    ルの位置決めを油圧シリンダで行い、圧延工程部及び非
    圧延工程部を有する圧延サイクルにおいて前記圧下ロー
    ルで材料の圧延を行う圧延機に用いられ、予め設定され
    た目標位置と前記油圧シリンダの実位置とを比較して前
    記油圧シリンダをフィードバック制御する圧下制御装置
    において、前記非圧延工程部で前記目標位置と前記実位
    置との定常偏差をサンプリングするスイッチ手段と、前
    記定常偏差を受け、該定常偏差を予め定められた量だけ
    補正して補正定常偏差を求める定常偏差補正手段とを有
    し、前記圧延工程部で前記補正定常偏差に基づいて前記
    油圧シリンダを制御するようにしたことを特徴とする圧
    延機用圧下制御装置。
JP1223095A 1989-08-31 1989-08-31 圧延機用圧下制御装置 Expired - Lifetime JP2646396B2 (ja)

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CN103447317B (zh) * 2013-09-05 2015-03-25 太原重工股份有限公司 周期轧管机上辊平衡装置的液压控制系统
JP7191532B2 (ja) * 2018-03-22 2022-12-19 日鉄エンジニアリング株式会社 圧延機及び圧延鋼材の製造方法

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