JP2730710B2 - 管絞り圧延機による圧延長さ制御方法 - Google Patents
管絞り圧延機による圧延長さ制御方法Info
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- JP2730710B2 JP2730710B2 JP4256794A JP25679492A JP2730710B2 JP 2730710 B2 JP2730710 B2 JP 2730710B2 JP 4256794 A JP4256794 A JP 4256794A JP 25679492 A JP25679492 A JP 25679492A JP 2730710 B2 JP2730710 B2 JP 2730710B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管絞り圧延機による圧
延長さ制御方法に関する。
延長さ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】管絞り圧延機（ストレッチレデューサ）
において圧延後の管の長さを所定値になるように制御す
る方法として、従来、たとえば特公昭51− 43469号公報
または特開昭60− 21114号公報に開示されているような
方法がある。すなわち、いずれの方法においても、各
スタンドのロール回転数とその配分を決定づける制御量
（以下、テーパ量と称する）との関係を求め、このテ
ーパ量と管の伸び率との関係を予め実験的に求める、
圧延後の管の長さが所定の長さになるように、前記の
テーパ量と各スタンドのロール回転数との関係および前
記のテーパ量と管の伸び率との関係により、各スタン
ドのロール回転数を調整しようとするものである。
において圧延後の管の長さを所定値になるように制御す
る方法として、従来、たとえば特公昭51− 43469号公報
または特開昭60− 21114号公報に開示されているような
方法がある。すなわち、いずれの方法においても、各
スタンドのロール回転数とその配分を決定づける制御量
（以下、テーパ量と称する）との関係を求め、このテ
ーパ量と管の伸び率との関係を予め実験的に求める、
圧延後の管の長さが所定の長さになるように、前記の
テーパ量と各スタンドのロール回転数との関係および前
記のテーパ量と管の伸び率との関係により、各スタン
ドのロール回転数を調整しようとするものである。
【０００３】また、特開昭62−248505号公報では、上記
したにおけるテーパ量と各スタンドのロール回転数と
の関係を求める際に、各スタンドのマスフローバランス
を崩さないように各スタンド回転数の修正値をそれぞれ
求めて回転数を調整するようにしたものである。
したにおけるテーパ量と各スタンドのロール回転数と
の関係を求める際に、各スタンドのマスフローバランス
を崩さないように各スタンド回転数の修正値をそれぞれ
求めて回転数を調整するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た前者の特公昭51− 43469号あるいは特開昭60− 21114
号の方法はいずれも、テーパ量という圧延特性には直接
関係しない独立した中間パラメータを用いるため、管
の伸び率とテーパ量との関係が種々変化し、それによっ
て圧延管の長さが変動すること、先進率は基準回転数
時のものと変化しないとしているため、実機において計
算通りの肉厚変化量が得られないこと、最終スタンド
回転数補正率とNo.１スタンド回転数補正率との差であ
る単位制御量当たりの伸ばし長さの偏差変化量（制御ゲ
イン）と相関のあるパラメータが不明であること、など
の問題が潜在しているのである。また、後者の特開昭62
−248505号の方法の場合は、各スタンドの先進率を一定
にしているため、計算通りの伸ばし長さの変化が得られ
ないという問題がある。
た前者の特公昭51− 43469号あるいは特開昭60− 21114
号の方法はいずれも、テーパ量という圧延特性には直接
関係しない独立した中間パラメータを用いるため、管
の伸び率とテーパ量との関係が種々変化し、それによっ
て圧延管の長さが変動すること、先進率は基準回転数
時のものと変化しないとしているため、実機において計
算通りの肉厚変化量が得られないこと、最終スタンド
回転数補正率とNo.１スタンド回転数補正率との差であ
る単位制御量当たりの伸ばし長さの偏差変化量（制御ゲ
イン）と相関のあるパラメータが不明であること、など
の問題が潜在しているのである。また、後者の特開昭62
−248505号の方法の場合は、各スタンドの先進率を一定
にしているため、計算通りの伸ばし長さの変化が得られ
ないという問題がある。
【０００５】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した管絞り圧延機による圧延長さ制御方法を
提供することを目的とする。
課題を解決した管絞り圧延機による圧延長さ制御方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のロール
スタンドからなる管絞り圧延機を用いて管を絞り圧延す
る際の圧延長さ制御方法であって、あらかじめ各スタン
ドにおける最大ストレッチ係数と設定ストレッチ係数か
らパラメータＫZ を求め、このパラメータＫZを用いて
各スタンドの単位制御量当たりの伸ばし長さの偏差変化
量である制御ゲインΦを求める工程と、シェルの伸ばし
長さ偏差およびチューブの伸ばし長さ偏差を測定して、
これら伸ばし長さ偏差と前記制御ゲインΦの関係式から
各スタンドに設定すべきテーパ量ＴＰを演算する工程
と、求められたテーパ量ＴＰを用いて各スタンドのロー
ル回転数パターンＨを求める工程と、得られた各スタン
ドのロール回転数パターンＨを用いて、各スタンドのロ
ール回転数パターンを自動制御する工程と、からなるこ
とを特徴とする管絞り圧延機による圧延長さ制御方法で
ある。
スタンドからなる管絞り圧延機を用いて管を絞り圧延す
る際の圧延長さ制御方法であって、あらかじめ各スタン
ドにおける最大ストレッチ係数と設定ストレッチ係数か
らパラメータＫZ を求め、このパラメータＫZを用いて
各スタンドの単位制御量当たりの伸ばし長さの偏差変化
量である制御ゲインΦを求める工程と、シェルの伸ばし
長さ偏差およびチューブの伸ばし長さ偏差を測定して、
これら伸ばし長さ偏差と前記制御ゲインΦの関係式から
各スタンドに設定すべきテーパ量ＴＰを演算する工程
と、求められたテーパ量ＴＰを用いて各スタンドのロー
ル回転数パターンＨを求める工程と、得られた各スタン
ドのロール回転数パターンＨを用いて、各スタンドのロ
ール回転数パターンを自動制御する工程と、からなるこ
とを特徴とする管絞り圧延機による圧延長さ制御方法で
ある。
【０００７】
【作 用】本発明者らは、上記の課題について鋭意研究
・実験を行った結果、最終スタンド回転数補正率とNo.
１スタンド回転数補正率との差である単位制御量当たり
の伸ばし長さの偏差変化量を最大ストレッチ係数に対す
る設定ストレッチ係数の割合のパラメータの関数で与え
るようにすれば、相関を有することを見出し、本発明を
完成させるに至った。
・実験を行った結果、最終スタンド回転数補正率とNo.
１スタンド回転数補正率との差である単位制御量当たり
の伸ばし長さの偏差変化量を最大ストレッチ係数に対す
る設定ストレッチ係数の割合のパラメータの関数で与え
るようにすれば、相関を有することを見出し、本発明を
完成させるに至った。
【０００８】すなわち、図３は、各スタンドにおける最
大ストレッチ係数Ｚmax と設定ストレッチ係数Ｚの配分
を例示した特性図であり、この設定ストレッチ係数Ｚ
は、下記(1) 式で関係付けることができる。 Ｚ＝ＫZ ・Ｚmax ─────(1) したがって、この(1) 式からパラメータＫZ は下記(2)
式で表される。
大ストレッチ係数Ｚmax と設定ストレッチ係数Ｚの配分
を例示した特性図であり、この設定ストレッチ係数Ｚ
は、下記(1) 式で関係付けることができる。 Ｚ＝ＫZ ・Ｚmax ─────(1) したがって、この(1) 式からパラメータＫZ は下記(2)
式で表される。
【０００９】 ＫZ ＝Ｚ／Ｚmax ─────(2) 一方、このパラメータＫZ を用いて、単位制御量当たり
の伸ばし長さの偏差変化量すなわち制御ゲインΦとの関
係を調査したところ、図４に示すようなよい相関関係を
得ることができた。この調査結果から、制御ゲインΦは
下記(3) に示すパラメータＫZ の関数として表すことが
でき、具体的にはたとえば(3a)に近似することができ
る。
の伸ばし長さの偏差変化量すなわち制御ゲインΦとの関
係を調査したところ、図４に示すようなよい相関関係を
得ることができた。この調査結果から、制御ゲインΦは
下記(3) に示すパラメータＫZ の関数として表すことが
でき、具体的にはたとえば(3a)に近似することができ
る。
【００１０】 Φ＝ｆ（ＫZ ） ─────(3) ＝ｂ−ａ・ＫZ ─────(3a) ここで、ａ，ｂは係数である。ところで、この制御ゲイ
ンΦは、図５に示すように、テーパ量（％）ＴＰと伸ば
し長さ変化量（％）の関係特性の勾配そのものである。
すなわち、テーパ量１％当たりの伸ばし長さ変化量
（％）が制御ゲインΦである。
ンΦは、図５に示すように、テーパ量（％）ＴＰと伸ば
し長さ変化量（％）の関係特性の勾配そのものである。
すなわち、テーパ量１％当たりの伸ばし長さ変化量
（％）が制御ゲインΦである。
【００１１】ストレッチレデューサ入側でのシェル（圧
延素管）の伸ばし長さ偏差をΔｓとし、ストレッチレデ
ューサ出側でのチューブ（圧延仕上管）の伸ばし長さ偏
差をΔｔとすると、設定すべきテーパ量ＴＰは下記(4)
式によって演算される。 ＴＰ＝（Δｓ−Δｔ）／Φ ─────(4) ここで求められたテーパ量ＴＰを用いて、各スタンドの
ロール回転数パターンＨを下記(5) 式で求める。
延素管）の伸ばし長さ偏差をΔｓとし、ストレッチレデ
ューサ出側でのチューブ（圧延仕上管）の伸ばし長さ偏
差をΔｔとすると、設定すべきテーパ量ＴＰは下記(4)
式によって演算される。 ＴＰ＝（Δｓ−Δｔ）／Φ ─────(4) ここで求められたテーパ量ＴＰを用いて、各スタンドの
ロール回転数パターンＨを下記(5) 式で求める。
【００１２】 Ｈ＝ｆ（ＴＰ） ─────(5) 得られた各スタンドのロール回転数パターンＨを用い
て、各スタンドのロール回転数パターンを自動的に制御
する。このようにして、各ロット毎に学習制御を行うこ
とにより、管の伸ばし長さを所定寸法に迅速に収束する
ことが可能となる。
て、各スタンドのロール回転数パターンを自動的に制御
する。このようにして、各ロット毎に学習制御を行うこ
とにより、管の伸ばし長さを所定寸法に迅速に収束する
ことが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照して詳しく説明する。図１は、本発明の制御方法の実
施例を示す制御系統図である。図において、１は圧延素
材であるホローブルーム、２はマンドレルミル、３はマ
ンドレルミル２で圧延されたシェルである。４はシェル
３の長さを計る測長計、５はストレッチレデューサ、６
はストレッチレデューサ５によって圧延されたチュー
ブ、７は該チューブ６の長さを計る測長計、８はストレ
ッチレデューサ５の各スタンドのロール回転数を制御す
る長さ演算制御装置であり、測長計４，７からの測定信
号ＬSM，ＬTMが入力されるとともに、シェル３の目標伸
ばし長さＬSS、チューブ６の目標伸ばし長さＬTSおよび
各スタンドにおける最大ストレッチ係数Ｚmax と設定ス
トレッチ係数Ｚがそれぞれ設定される。ここで、設定さ
れるシェル３の目標伸ばし長さＬSSの値はホローブルー
ム１の命令重量に応じてあらかじめ決められたものであ
り、またチューブ６の目標伸ばし長さＬTSの値も同様に
ホローブルーム１の命令重量に応じてあらかじめ決めら
れるものである。
照して詳しく説明する。図１は、本発明の制御方法の実
施例を示す制御系統図である。図において、１は圧延素
材であるホローブルーム、２はマンドレルミル、３はマ
ンドレルミル２で圧延されたシェルである。４はシェル
３の長さを計る測長計、５はストレッチレデューサ、６
はストレッチレデューサ５によって圧延されたチュー
ブ、７は該チューブ６の長さを計る測長計、８はストレ
ッチレデューサ５の各スタンドのロール回転数を制御す
る長さ演算制御装置であり、測長計４，７からの測定信
号ＬSM，ＬTMが入力されるとともに、シェル３の目標伸
ばし長さＬSS、チューブ６の目標伸ばし長さＬTSおよび
各スタンドにおける最大ストレッチ係数Ｚmax と設定ス
トレッチ係数Ｚがそれぞれ設定される。ここで、設定さ
れるシェル３の目標伸ばし長さＬSSの値はホローブルー
ム１の命令重量に応じてあらかじめ決められたものであ
り、またチューブ６の目標伸ばし長さＬTSの値も同様に
ホローブルーム１の命令重量に応じてあらかじめ決めら
れるものである。
【００１４】このように構成された長さ演算制御装置７
の制御手順について、以下に説明する。 前出(2) 式を用いて、各スタンドにおける最大スト
レッチ係数Ｚmax と設定ストレッチ係数Ｚからパラメー
タＫZ を求める。 前出(3) 式を用いて制御ゲインΦを求める。 測長計４によって今回圧延すべきシェル３の伸ばし
長さの測定信号ＬSMとその目標伸ばし長さＬSSとからシ
ェル３の伸ばし長さ偏差Δｓを演算し、一方測長計７に
よって測定された前パスで圧延されたチューブ６の伸ば
し長さの測定信号ＬTMとその目標伸ばし長さＬTSとから
チューブ６の伸ばし長さ偏差Δｔを演算する。 これらの伸ばし長さ偏差Δｓ，Δｔの算出には、常套的
に用いられる下記(6)式および(7) 式の演算式によって
なされる。 Δｓ＝｛（ＬSM−ＬSS）／ＬSS｝× 100（％） ─────(6) Δｔ＝｛（ＬTM−ＬTS）／ＬTS｝× 100（％） ─────(7) 求められたシェル３の伸ばし長さ偏差Δｓとチュー
ブ６の伸ばし長さ偏差Δｔとを用いて、前出(4) 式によ
って各スタンドに設定すべきテーパ量ＴＰを演算する。 求められたテーパ量ＴＰを用いて(5) 式で各スタン
ドのロール回転数パターンＨを求める。 得られた各スタンドのロール回転数パターンＨを用
いて、各スタンドのロール回転数パターンを自動制御す
る。
の制御手順について、以下に説明する。 前出(2) 式を用いて、各スタンドにおける最大スト
レッチ係数Ｚmax と設定ストレッチ係数Ｚからパラメー
タＫZ を求める。 前出(3) 式を用いて制御ゲインΦを求める。 測長計４によって今回圧延すべきシェル３の伸ばし
長さの測定信号ＬSMとその目標伸ばし長さＬSSとからシ
ェル３の伸ばし長さ偏差Δｓを演算し、一方測長計７に
よって測定された前パスで圧延されたチューブ６の伸ば
し長さの測定信号ＬTMとその目標伸ばし長さＬTSとから
チューブ６の伸ばし長さ偏差Δｔを演算する。 これらの伸ばし長さ偏差Δｓ，Δｔの算出には、常套的
に用いられる下記(6)式および(7) 式の演算式によって
なされる。 Δｓ＝｛（ＬSM−ＬSS）／ＬSS｝× 100（％） ─────(6) Δｔ＝｛（ＬTM−ＬTS）／ＬTS｝× 100（％） ─────(7) 求められたシェル３の伸ばし長さ偏差Δｓとチュー
ブ６の伸ばし長さ偏差Δｔとを用いて、前出(4) 式によ
って各スタンドに設定すべきテーパ量ＴＰを演算する。 求められたテーパ量ＴＰを用いて(5) 式で各スタン
ドのロール回転数パターンＨを求める。 得られた各スタンドのロール回転数パターンＨを用
いて、各スタンドのロール回転数パターンを自動制御す
る。
【００１５】本発明法を用いて、外径；158 mmφ×肉
厚；4.5 mmｔで目標伸ばし長さ22600mmＬのシェル３を1
0本、ストレッチレデューサ５で外径；60.5mmφ×肉
厚；3.9mmｔで目標伸ばし長さ；65000mm Ｌのチューブ
６に圧延した。その際に、パラメータＫZ ；0.65、制御
ゲインΦ；0.93と設定した。そのときの長さ不良率（目
標長さに対して±2.5 ％を超えた本数の割合）を図２
(a) に示した。なお、比較のために、従来法を用いて同
じ条件で圧延したときの結果を図２(b) に示した。
厚；4.5 mmｔで目標伸ばし長さ22600mmＬのシェル３を1
0本、ストレッチレデューサ５で外径；60.5mmφ×肉
厚；3.9mmｔで目標伸ばし長さ；65000mm Ｌのチューブ
６に圧延した。その際に、パラメータＫZ ；0.65、制御
ゲインΦ；0.93と設定した。そのときの長さ不良率（目
標長さに対して±2.5 ％を超えた本数の割合）を図２
(a) に示した。なお、比較のために、従来法を用いて同
じ条件で圧延したときの結果を図２(b) に示した。
【００１６】これらの図から明らかなように、セットア
ップ直後１本目については両者間にはほとんど差がない
のに対し、セットアップ後２本目以降については、従来
法に比し本発明法が約２／５程度とよい歩留りを示して
おり、より速く所定の管長さに収束させることがわか
る。
ップ直後１本目については両者間にはほとんど差がない
のに対し、セットアップ後２本目以降については、従来
法に比し本発明法が約２／５程度とよい歩留りを示して
おり、より速く所定の管長さに収束させることがわか
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ラメータＫZ を用いて単位制御量当たりの伸ばし長さの
偏差変化量である制御ゲインΦを決めて、テーパ量ＴＰ
を決定し、各スタンドのロール回転数パターンを制御す
るようにしたので、より速く所定の管長さに収束させる
ことでき、これによって製品の歩留りを大いに向上する
ことが可能である。
ラメータＫZ を用いて単位制御量当たりの伸ばし長さの
偏差変化量である制御ゲインΦを決めて、テーパ量ＴＰ
を決定し、各スタンドのロール回転数パターンを制御す
るようにしたので、より速く所定の管長さに収束させる
ことでき、これによって製品の歩留りを大いに向上する
ことが可能である。
【図１】本発明の制御方法の実施例を示す制御系統図で
ある。
ある。
【図２】(a) ，(b) は長さ不良率の推移を示す特性図で
ある。
ある。
【図３】各スタンドにおける設定および最大ストレッチ
係数の特性図である。
係数の特性図である。
【図４】パラメータＫZ と制御ゲインΦとの特性図であ
る。
る。
【図５】テーパ量ＴＰと伸ばし長さ変化量の関係図であ
る。
る。
１ ホローブルーム ２ マンドレルミル ３ シェル（圧延素管） ４，７ 測長計 ５ ストレッチレデューサ（絞り圧延機） ６ チューブ（圧延仕上管） ８ 長さ演算制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のロールスタンドからなる管絞り圧
延機を用いて管を絞り圧延する際の圧延長さ制御方法で
あって、あらかじめ各スタンドにおける最大ストレッチ
係数と設定ストレッチ係数からパラメータＫZ を求め、
このパラメータＫZ を用いて各スタンドの単位制御量当
たりの伸ばし長さの偏差変化量である制御ゲインΦを求
める工程と、シェルの伸ばし長さ偏差およびチューブの
伸ばし長さ偏差を測定して、これら伸ばし長さ偏差と前
記制御ゲインΦの関係式から各スタンドに設定すべきテ
ーパ量ＴＰを演算する工程と、求められたテーパ量ＴＰ
を用いて各スタンドのロール回転数パターンＨを求める
工程と、得られた各スタンドのロール回転数パターンＨ
を用いて、各スタンドのロール回転数パターンを自動制
御する工程と、からなることを特徴とする管絞り圧延機
による圧延長さ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256794A JP2730710B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 管絞り圧延機による圧延長さ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256794A JP2730710B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 管絞り圧延機による圧延長さ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106219A JPH06106219A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2730710B2 true JP2730710B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=17297538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4256794A Expired - Lifetime JP2730710B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 管絞り圧延機による圧延長さ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730710B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4256794A patent/JP2730710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06106219A (ja) | 1994-04-19 |
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