JP6040639B2 - 圧延機の制御システムおよび制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機の制御システムおよび制御方法に関する。

圧延機による圧下量は、圧延機のワークロール間の開度および圧延荷重により基本的に定まる。したがって、圧延機による圧下量の制御において、ワークロール間の開度および圧延荷重を適正に制御することが非常に重要である。具体的には、ワークロール間の開度の制御は、ワークロールの位置を調整する油圧シリンダ内に供給される油量を制御することによって行われる。なお、油圧シリンダ内に供給される油量は、油圧シリンダ内における油柱の高さをもって規定されるので、この量を油柱高さと云い、ワークロール間の開度の制御における制御量として用いられる。また、圧延荷重の制御は、ワークロールを圧下する油圧シリンダ内に供給される油圧を制御することによって行われる。

ところで、被圧延材の端部の圧延に対する圧延機の制御は大きな困難が伴う。なぜならば、ワークロールの間に被圧延材が噛み込まれる際の衝撃により、油圧シリンダ内の油柱高さが変動してしまうからである。そこで、前工程の圧延における圧延荷重およびロール開度を実測し、この実測値と次工程の圧延における噛み込み速度から次工程の圧延における噛み込み時の圧延荷重の変動を推定して、油圧シリンダ内の油柱高さを補正する方法が実施されている（特許文献１，２参照）。

特開昭６３−７２４１６号公報 特開平０６−３０４６３５号公報

しかしながら、ワークロールの間に被圧延材が噛み込まれる際の油圧シリンダ内の油柱高さの変動は、噛み込み時の圧延荷重の変動値のみには依存せず、圧延荷重の変化率にも依存する。すなわち、被圧延材の端部の形状が異なれば、圧延荷重の変動値が同じでも、その変化率が異なり、油圧シリンダ内の油柱高さの変動に影響が生じる。従来技術では、被圧延材が噛み込まれる端部の形状を考慮していないので、油圧シリンダ内の油柱高さの変動の補正に誤差が生じ、圧延精度に誤差が発生するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、被圧延材の端部の形状に起因する圧延荷重の変化率により発生する圧延精度の誤差を抑制することができる圧延機の制御システムおよび制御方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の圧延機の制御システムは、前圧延工程の圧延機の出側に設けられ、次圧延工程における被圧延材の先端の形状を測定する形状測定手段と、前記形状測定手段による測定に基づいて前記被圧延材の先端の位置から圧延の目標幅に至る最初の位置までの長さとしてのクロップ長を取得するクロップ長取得手段と、前記前圧延工程におけるワークロール間の開度および圧延荷重の実績を取得して、前記次圧延工程における圧延荷重を予測する圧延荷重予測手段と、前記次圧延工程における前記被圧延材の噛み込み速度を取得する設定速度取得手段と、前記クロップ長と前記次圧延工程における圧延荷重および前記被圧延材の噛み込み速度とに基づいて、前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度にかかる補正量を計算する補正量計算手段と、前記補正量に基づいて前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度を補正する開度調節手段とを備えることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の圧延機の制御方法は、少なくとも前圧延工程と次圧延工程とを有する圧延工程により被圧延材を圧延する圧延機の制御方法であって、前記前圧延工程において圧延された前記被圧延材の先端の位置から圧延の目標幅に至る最初の位置までの長さとしてのクロップ長を取得するクロップ長取得ステップと、前記前圧延工程におけるワークロール間の開度および圧延荷重の実績を取得して、前記次圧延工程における圧延荷重を予測する圧延荷重予測ステップと、前記次圧延工程における前記被圧延材の噛み込み速度を取得する設定速度取得ステップと、前記クロップ長と前記次圧延工程における圧延荷重および前記被圧延材の噛み込み速度とに基づいて、前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度にかかる補正量を計算する補正量計算ステップと、前記補正量に基づいて前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度を補正する開度調節ステップとを含むことを特徴とする。

本発明にかかる圧延機の制御システムおよび制御方法は、被圧延材の端部の形状に起因する圧延荷重の変化率により発生する圧延精度の誤差を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態にかかる圧延機の構成例を示す断面図である。 図２は、被圧延材の端部形状の代表例を示す平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかる圧延機の制御システムの概略構成を示す模式図である。 図４は、本発明の第２実施形態にかかる圧延機の制御システムを適用するリバース式圧延工程を示す模式図である。 図５は、本発明の第２実施形態にかかる圧延機の制御システムの概略構成を示す模式図である。 図６は、本発明の実施形態にかかる開度調節機構の詳細構成を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法を示すフローチャートである。 図８は、従来技術と本発明の実施形態とを比較した被圧延材における製品化可能領域の平面図である。

以下に、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムおよび制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

〔圧延機〕
図１は、本発明の実施形態にかかる圧延機の構成例を示す断面図である。図１に示されるように、本発明の実施形態にかかる圧延機１は、被圧延材Ｍのパスラインを挟んで上下に１対のワークロール２ａ，２ｂを備える構造である。上側のワークロール２ａは、上方に配置されたバックアップロール３ａによって下方に圧延荷重が印加される構造を有している。一方、下側のワークロール２ｂは、下方に配置されたバックアップロール３ｂによって上方に圧延荷重が印加される構造を有している。このように１対のワークロール２ａ，２ｂは、被圧延材Ｍをそれぞれ上下から圧延荷重を印加する構成となっている。

ワークロール２ａ，２ｂは、それぞれワークロールチョック４ａ，４ｂを介して、圧延機１のハウジング５に固定されている。ワークロールチョック４ａ，４ｂは、ワークロール２ａ，２ｂの軸を回転可能に保持する機構であり、ワークロール２ａ，２ｂの軸受けとその周辺機構を一体化したユニットである。ワークロールチョック４ａ，４ｂと圧延機１のハウジング５とは、シリンダ６を介して結合されており、ワークロール２ａ，２ｂが上下に駆動し得るよう構成されている。

同様に、バックアップロール３ａ，３ｂは、それぞれバックアップロールチョック７ａ，７ｂを介して、圧延機１のハウジング５に固定されている。バックアップロールチョック７ａ，７ｂは、バックアップロール３ａ，３ｂの軸を回転可能に保持する機構であり、バックアップロール３ａ，３ｂの軸受けとその周辺機構を一体化したユニットである。

上側のバックアップロールチョック７ａと圧延機１のハウジング５とは、圧下シリンダ８を介して結合されており、圧下シリンダ８は、圧延機１が被圧延材Ｍを圧延する圧延荷重を調整する機能を担っている。一方、下側のバックアップロールチョック７ｂと圧延機１のハウジング５とは、開度調整機構９を介して結合されており、開度調整機構９は、ワークロール２ｂの上下方向の位置を調整することにより、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度が調整される構成である。

〔端部形状〕
次に、圧延機１により圧延される被圧延材Ｍの端部形状について説明する。

図２は、圧延機１により圧延される被圧延材Ｍの端部形状の代表例を示す平面図である。図２には、被圧延材Ｍの端部形状の代表例として、（ａ）凹型の端部形状と（ｂ）凸型の端部形状とが記載されている。

図２に示されるように、被圧延材Ｍの端部形状は矩形にはならない。したがって、被圧延材Ｍの端部は、製品として出荷できず、適切な長さに剪断される。この剪断される被圧延材Ｍの端部の長さは、一般にクロップ長と呼ばれている。具体的には以下のように規定される。

各被圧延材には製品幅Ｗ_０が定められており、被圧延材Ｍは、この製品幅Ｗ_０に余裕量を加えた目標幅Ｗに至るまで圧延される。また、通常の圧延工程は、複数回の圧延工程からなり、各圧延工程において目標幅Ｗが設定されている。被圧延材Ｍの先端の位置Ｐ_０から被圧延材Ｍの幅が目標幅Ｗに至る最初の位置をＰ_１とすると、位置Ｐ_０から位置Ｐ_１までの長さがクロップ長Ｃである。

被圧延材Ｍのクロップ長の測定については、以下のように実施することが考えられる。１つの方法は、被圧延材Ｍの幅方向に在荷センサを配列し、被圧延材Ｍを長手方向に搬送しながら走査することにより、先端の位置Ｐ_０および目標幅Ｗに至る最初の位置Ｐ_１を検出する方法である。もう１つの方法は、被圧延材Ｍの端部の２次元画像を撮像し、撮像された被圧延材Ｍの端部形状から先端の位置Ｐ_０および目標幅Ｗに至る最初の位置Ｐ_１を検出する方法である。

〔制御システム〕
図３は、本発明の第１実施形態にかかる圧延機の制御システムの概略構成を示す模式図である。図３に示されるように、本発明の第１実施形態にかかる圧延機の制御システムは、第１の圧延機１ａと、第２の圧延機１ｂと、制御部１０とを備える。また、第１の圧延機１ａおよび第２の圧延機１ｂの出側には、形状測定器１１が設けられ、形状測定器１１が第１の圧延機１ａおよび第２の圧延機１ｂにより圧延された被圧延材Ｍの端部の形状を測定する。

第１の圧延機１ａおよび第２の圧延機１ｂは、同一の圧延ラインＬに設けられている。そして、第１の圧延機１ａにより圧延された被圧延材Ｍは、次に第２の圧延機１ｂにより圧延される。

第１の圧延機１ａおよび第２の圧延機１ｂは、荷重計１３と開度計１４と開度調節機構９とを備える。荷重計１３は、それぞれ第１の圧延機１ａおよび第２の圧延機１ｂに設けられたロードセルにより構成され、ワークロール２ａ，２ｂが被圧延材Ｍに印加する圧延荷重の実績を測定する。開度計１４は、それぞれ開度調節機構９における油圧シリンダの油柱高さを測定することにより、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を測定する。開度調節機構９は、後に詳述するように、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を調節するための油圧シリンダの油柱高さを制御するための機構である。

制御部１０は、第１の圧延機１ａによる圧延工程の実績に基づいて、第２の圧延機１ｂによる圧延工程におけるワークロール２ａ，２ｂ間の開度をフィードフォワード制御する制御手段である。

制御部１０は、クロップ長取得手段１０ａと、圧延荷重予測手段１０ｂと、設定速度取得手段１０ｃと、補正量計算手段１０ｄとを備える。これら制御部１０における各手段は、ハードウェアとして構成することも、ソフトウェアとして構成することもできる。例えば、制御部１０は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラー）により構成され得る。

クロップ長取得手段１０ａは、第１の圧延機１ａの出側に設けられた形状測定器１１により測定された被圧延材Ｍの先端部のクロップ長を取得する。図２を参照しながら説明したように、クロップ長Ｃとは、被圧延材Ｍの先端の位置Ｐ_０から目標幅Ｗに至る最初の位置Ｐ_１までの長さである。クロップ長取得手段１０ａは、形状測定器１１により測定された被圧延材Ｍの先端部の形状から、このクロップ長Ｃを算出する。

圧延荷重予測手段１０ｂは、第１の圧延機１ａのワークロール２ａ，２ｂ間の開度および圧延荷重の実績を取得して、第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重を予測する手段である。すなわち、圧延荷重予測手段１０ｂは、第１の圧延機１ａの荷重計１３および開度計１４からの出力に基づいて、第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重を予測する。第１の圧延機１ａのワークロール２ａ，２ｂ間の開度および圧延荷重の実績が解ると、第１の圧延機１ａにより圧延された被圧延材Ｍの板厚ｈは、以下の式（１）により計算される。

ｈ ＝ ｄ＋Ｐ／Ｋ ・・・（１）
ここで、ｄはワークロール２ａ，２ｂ間の開度であり、Ｐは被圧延材Ｍに印加される圧延荷重であり、Ｋは第１の圧延機１ａのミル剛性である。同様の関係式が第２の圧延機１ｂにおいても成り立つ。なお、一般に第１の圧延機１ａのミル剛性Ｋと第２の圧延機１ｂのミル剛性Ｋ’とは異なる値であるが、装置に固有の既知定数である。したがって、圧延荷重予測手段１０ｂは、上記式（１）に基づいて、第１の圧延機１ａのワークロール２ａ，２ｂ間の開度ｄおよび圧延荷重Ｐの実績から第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重を予測することができる。

設定速度取得手段１０ｃは、第２の圧延機１ｂに被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度を取得する手段である。第２の圧延機１ｂに被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度は、オペレーターによるマニュアル設定または計算機による自動設定により定まる。したがって、設定速度取得手段１０ｃは、マニュアル設定または自動設定された設定値を設定入力手段１２から受信し、第２の圧延機１ｂに被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度を取得する。

補正量計算手段１０ｄは、クロップ長取得手段１０ａの出力と、圧延荷重予測手段１０ｂの出力と、設定速度取得手段１０ｃの出力とに基づいて、第２の圧延機１ｂの開度調節機構９に対する補正量を計算する。すなわち、補正量計算手段１０ｄは、第１の圧延機１ａにより圧延された被圧延材Ｍの先端部のクロップ長と、第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重の予測値と、第２の圧延機１ｂに被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度とに基づいて、第２の圧延機１ｂの開度調節機構９に対する補正量を計算する。

補正量計算手段１０ｄが行う補正量ΔＳの計算は、例えば以下の式（２）が用いられる。
ΔＳ＝α×Ｆ×Ｖ／Ｃ ・・・（２）
ここで、αは、実験により定められる定数であり、開度調節機構９の油圧シリンダ内の油柱のバネ定数、被圧延材Ｍの幅、および被圧延材Ｍの塑性定数などに依存する定数である。また、Ｆは、第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重の予測値であり、Ｖは、第２の圧延機１ｂに被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度であり、Ｃは、第１の圧延機１ａにより圧延された被圧延材Ｍの先端部のクロップ長である。

また、補正量計算手段１０ｄが行う補正量ΔＳの計算は、例えば以下の式（３）が用いられる。
ΔＳ＝α×Ｆ×ｆ（ΔＡ／Δｔ） ・・・（３）
ここで、ΔＡ／Δｔは、被圧延材Ｍが第２の圧延機１ｂのワークロール２ａ，２ｂの間に噛み込まれる幅の時間変化量であり、ｆは、被圧延材Ｍの端部形状に基づいて選択される関数である。つまり、図２に例示したように、被圧延材Ｍの端部形状は異なるので、これらの形状に基づいて最適な関数ｆが選択される。すなわち、上記式（２）では、被圧延材Ｍの端部における圧延荷重は、先端の噛み込み時からクロップ長の終点の圧延まで直線的に変化すると仮定しているが、上記式（３）では、この圧延荷重の変化が一般化されている。

上記のように計算された補正量ΔＳは、第２の圧延機１ｂの開度調節機構９に送信され、第２の圧延機１ｂによる被圧延材Ｍの圧延工程におけるワークロール２ａ，２ｂ間の開度調節の補正に用いられる。

図４は、本発明の第２実施形態にかかる圧延機の制御システムを適用するリバース式圧延工程を示す模式図であり、図５は、本発明の第２実施形態にかかる圧延機の制御システムの概略構成を示す模式図である。

圧延機１による被圧延材Ｍの圧延方法として、リバース式圧延工程と云われる方法がある。図４に示されるように、リバース式圧延工程では、被圧延材Ｍが同一の圧延機１を複数回往復して通板されることにより、被圧延材Ｍが所望の厚さにまで圧延される。図４には、被圧延材Ｍが圧延機１に通板され被圧延材Ｍ’となり、さらに被圧延材Ｍ’が反対方向から圧延機１に通板される様子が図示されている。

図４に示されるように、前圧延工程における被圧延材Ｍの先端および尾端は、それぞれ次圧延工程における被圧延材Ｍの尾端および先端となる。したがって、圧延機１の出側に設けられる形状測定器１１は、被圧延材Ｍの尾端の形状を測定することにより、次圧延工程における被圧延材Ｍの先端の形状を測定することになる。また、リバース式圧延工程では、圧延機１の出側と入側の役割も反転するので、形状測定器１１が圧延機１の出側および入側のそれぞれに設けられている。

図５に示される制御システムは、リバース式圧延工程において本発明を適用した実施形態である。図５に示されるように、本発明の第２実施形態にかかる圧延機の制御システムは、圧延機１と制御部１０とを備え、圧延機１の出側および入側のそれぞれに形状測定器１１が設けられている。

圧延機１は、圧延ラインＬにて被圧延材Ｍをリバース圧延工程により圧延する装置である。制御部１０は、圧延機１の前圧延工程の実績データを入力し、同一の圧延機１の次圧延工程の制御を行う制御手段である。制御部１０は、同一の圧延機１から信号を入力して出力するのであるが、前圧延工程と次圧延工程とでは、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度および圧延荷重の設定が異なるので、制御部１０が行う制御は、フィードフォワード制御である。この点を考慮して、図５には、同一の圧延機１を重複して記載している。

第１実施形態と同様に、圧延機１は、荷重計１３と開度計１４と開度調節機構９を備える。荷重計１３は、圧延機１に設けられたロードセルにより構成され、ワークロール２ａ，２ｂが被圧延材Ｍに印加された圧延荷重の実績を測定する。開度計１４は、開度調節機構９における油圧シリンダの油柱高さを測定することにより、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を測定する。開度調節機構９は、後に詳述するように、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を調節するための油圧シリンダの油柱高さを制御するための機構である。

第１実施形態と同様に、制御部１０は、クロップ長取得手段１０ａと、圧延荷重予測手段１０ｂと、設定速度取得手段１０ｃと、補正量計算手段１０ｄとを備える。クロップ長取得手段１０ａ、圧延荷重予測手段１０ｂ、設定速度取得手段１０ｃ、および補正量計算手段１０ｄの機能は、第１実施形態と同様であるのでここでは説明を省略する。なお、第２実施形態では、同一の圧延機１を用いるので、前圧延工程と次圧延工程とにおいてミル剛性Ｋが同一の値になることが第１実施形態とは異なる。

図６は、本発明の実施形態にかかる開度調節機構９の詳細構成を示す模式図である。本発明の実施形態にかかる開度調節機構９の構成は、本発明の第１実施形態にかかる制御システムおよび本発明の第２実施形態にかかる制御システムにおいて共通の構成である。

図６に示されるように、開度調節機構９は、油圧シリンダ９ａと、サーボ弁９ｂと、フォースモータ９ｃと、開度制御部９ｄと、油柱高さセンサー９ｅとを備える。油圧シリンダ９ａは、内部の油量すなわち油柱高さが調節されることにより、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を変更する。サーボ弁９ｂは、フォースモータ９ｃにより駆動されるサーボ弁９ｂ内部のスプール９ｆの位置を変更することにより、油圧シリンダ９ａに供給される油量を調整するアクティブ弁である。

開度制御部９ｄは、油圧シリンダ９ａに設けられた油柱高さセンサー９ｅが測定した油柱高さの実測値と予め定められた油柱高さの設定値との偏差に基づいて、フォースモータ９ｃを制御してサーボ弁９ｂ内部のスプール９ｆの位置を変更する制御手段である。なお、油圧シリンダ９ａに設けられた油柱高さセンサー９ｅは、油圧シリンダ９ａ内部の油柱高さを測定することにより、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度を測定する開度計１４として機能する。

図６に示されるように、制御部１０の補正量計算手段１０ｄにより計算された補正量ΔＳは、油柱高さの設定値に加算されることにより、油圧シリンダ９ａ内部の油柱高さに反映される。結果、制御部１０の補正量計算手段１０ｄにより計算された補正量ΔＳは、ワークロール２ａ，２ｂ間の開度にも反映される。

〔制御方法〕
次に、図７を参照しながら本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法について説明する。以下では、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムの構成にかかる図面を参照しながら、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法を説明するが、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法の実施は、これら図面の構成により限定されるものではない。

図７は、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法を示すフローチャートである。始めに、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法は、前圧延工程によるクロップ長を取得する（ステップＳ１）。すなわち、前圧延工程の圧延機１ａの出側に設けられた形状測定器１１が、被圧延材Ｍの端部形状を測定し、制御部１０のクロップ長取得手段１０ａが、被圧延材Ｍの端部形状からクロップ長を取得する。

次に、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法は、次圧延工程の圧延荷重を予測する（ステップＳ２）。すなわち、荷重計１３および開度計１４が、前圧延工程における圧延荷重およびワークロール２ａ，２ｂ間の開度の実績を測定し、制御部１０の圧延荷重予測手段１０ｂが、前圧延工程における圧延荷重およびワークロール２ａ，２ｂ間の開度の実績に基づいて、次圧延工程における圧延荷重を予測する。

一方、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法は、次圧延工程における被圧延材Ｍの噛み込み速度を取得する（ステップＳ３）。すなわち、制御部１０の設定速度取得手段１０ｃは、マニュアル設定または自動設定された設定値を設定入力手段１２から受信し、次圧延工程において被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度を取得する。

その後、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法は、上記ステップＳ１〜Ｓ３に基づいて、開度調節機構９に対する補正量を計算する（ステップＳ４）。すなわち、制御部１０の補正量計算手段１０ｄは、前圧延工程により圧延された被圧延材Ｍの先端部のクロップ長と、次圧延工程における圧延荷重の予測値と、次圧延工程において被圧延材Ｍが噛み込まれる際の被圧延材Ｍの速度とに基づいて、次圧延工程の圧延機１ｂの開度調節機構９に対する補正量を計算する。この補正量の計算には、先述の式（１）または式（２）が用いられる。

最後に、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御方法は、次圧延工程の圧延機１ｂの開度調節機構９に補正量を反映し（ステップＳ５）、処理を終了する。すなわち、制御部１０の補正量計算手段１０ｄにより計算された補正量は、油柱高さの設定値に加算されることにより、開度調節機構９の油圧シリンダ９ａ内部の油柱高さに反映される。結果、制御部１０の補正量計算手段１０ｄにより計算された補正量は、次圧延工程の圧延機１ｂのワークロール２ａ，２ｂ間の開度にも反映される。

〔効果〕
最後に、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムおよび制御方法の効果について説明する。

図８は、従来技術と本発明の実施形態とを比較した被圧延材における製品化可能領域の平面図である。図８（ａ）は、従来技術にかかる被圧延材の製品化可能領域を図示し、図８（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる被圧延材の製品化可能領域を図示している。

図８（ａ）および（ｂ）を比較すると明らかなように、本発明の実施形態にかかる被圧延材の製品化可能領域は、従来技術にかかる被圧延材の製品化可能領域よりも広い。このように本発明の実施形態にかかる被圧延材の製品化可能領域が拡大した理由は、油圧シリンダ内の油柱高さの変動誤差が抑制されたことにより、被圧延材Ｍの端部における圧延の精度が向上し、その結果、被圧延材Ｍの端部における板厚などの形状精度が向上したからである。すなわち、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムおよび制御方法によれば、従来は剪断していた被圧延材Ｍの端部における製品化可能領域が拡大し、製品の歩留まり率が向上する。

以上より、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムは、第１の圧延機１ａの出側に設けられ、第２の圧延機１ｂにおける被圧延材Ｍの先端の形状を測定する形状測定器１１と、形状測定器１１による測定に基づいて被圧延材Ｍの先端の位置から圧延の目標幅に至る最初の位置までの長さとしてのクロップ長を取得するクロップ長取得手段１０ａと、第１の圧延機１ａのワークロール２ａ，２ｂ間の開度および圧延荷重の実績を取得して、第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重を予測する圧延荷重予測手段１０ｂと、第２の圧延機１ｂにおける被圧延材Ｍの噛み込み速度を取得する設定速度取得手段１０ｃと、クロップ長と第２の圧延機１ｂにおける圧延荷重と第２の圧延機１ｂにおける被圧延材Ｍの噛み込み速度とに基づいて、第２の圧延機１ｂのワークロール２ａ，２ｂ間の開度にかかる補正量を計算する補正量計算手段１０ｄと、補正量計算手段１０ｄが計算する補正量に基づいて第２の圧延機１ｂの圧延機におけるワークロール２ａ，２ｂ間の開度を補正する開度調節機構９とを備えるので、従来は剪断していた被圧延材Ｍの端部における製品化可能領域が拡大し、製品の歩留まり率が向上する。

また、本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムは、第１の圧延機１ａと第２の圧延機１ｂとは同一の圧延機１であり、被圧延材Ｍが同一の圧延機１を往復して通板されるいわゆるリバース式圧延工程に適用可能である。

本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムの開度調節機構９は、油圧シリンダ９ａ内の油量を調節することにより第２の圧延機１ｂにおけるワークロール２ａ，２ｂ間の開度を調整し、補正量計算手段１０ｄが計算する補正量は、油圧シリンダ９ａ内の油量に関する補正量であるので、被圧延材の端部の形状に起因する油圧シリンダ内の油柱高さの変動誤差を抑制することができる。

本発明の実施形態にかかる圧延機の制御システムの補正量は、先述の式（２）により計算されるので、先端の噛み込み時からクロップ長の終点の圧延まで直線的に変化する圧延荷重の変化率に対して適切な補正量が計算される。

１，１ａ，１ｂ 圧延機
２ａ，２ｂ ワークロール
３ａ，３ｂ バックアップロール
４ａ，４ｂ ワークロールチョック
５ ハウジング
６ シリンダ
７ａ，７ｂ バックアップロールチョック
８ 圧下シリンダ
９ 開度調節機構
９ａ 油圧シリンダ
９ｂ サーボ弁
９ｃ フォースモータ
９ｄ 開度制御部
９ｅ 油柱高さセンサー
１０ 制御部
１０ａ クロップ長取得手段
１０ｂ 圧延荷重予測手段
１０ｃ 設定速度取得手段
１０ｄ 補正量計算手段
１１ 形状測定器
１２ 設定入力手段
１３ 荷重計
１４ 開度計

Claims (4)

1. 前圧延工程の圧延機の出側に設けられ、次圧延工程における被圧延材の先端の形状を測定する形状測定手段と、
   前記形状測定手段による測定に基づいて前記被圧延材の先端の位置から圧延の目標幅に至る最初の位置までの長さとしてのクロップ長を取得するクロップ長取得手段と、
   前記前圧延工程におけるワークロール間の開度および圧延荷重の実績を取得して、前記次圧延工程における圧延荷重を予測する圧延荷重予測手段と、
   前記次圧延工程における前記被圧延材の噛み込み速度を取得する設定速度取得手段と、
   前記クロップ長と前記次圧延工程における圧延荷重および前記被圧延材の噛み込み速度とに基づいて、前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度にかかる補正量を計算する補正量計算手段と、
   前記補正量に基づいて前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度を補正する開度調節手段と、
   を備え、
   前記補正量は、下式のΔＳとして計算されることを特徴とする圧延機の制御システム。
   ΔＳ＝α×Ｆ×Ｖ／Ｃ
   ここで、Ｆは、前記次圧延工程の圧延機における圧延荷重の予測値であり、Ｖは、前記次圧延工程の圧延機に前記被圧延材が噛み込まれる際の前記被圧延材の速度であり、Ｃは、前記前圧延工程の圧延機により圧延された前記被圧延材の先端部のクロップ長であり、αは定数である。
2. 前記前圧延工程の圧延機と前記次圧延工程の圧延機とは同一の圧延機であり、前記被圧延材が前記同一の圧延機を往復して通板されることにより前記前圧延工程と前記次圧延工程とが構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧延機の制御システム。
3. 前記開度調節手段は、油圧シリンダ内の油量を調節することにより前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度を調整し、
   前記補正量は、前記油圧シリンダ内の油量に関する補正量であること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の圧延機の制御システム。
4. 少なくとも前圧延工程と次圧延工程とを有する圧延工程により被圧延材を圧延する圧延機の制御方法であって、
   前記前圧延工程において圧延された前記被圧延材の先端の位置から圧延の目標幅に至る最初の位置までの長さとしてのクロップ長を取得するクロップ長取得ステップと、
   前記前圧延工程におけるワークロール間の開度および圧延荷重の実績を取得して、前記次圧延工程における圧延荷重を予測する圧延荷重予測ステップと、
   前記次圧延工程における前記被圧延材の噛み込み速度を取得する設定速度取得ステップと、
   前記クロップ長と前記次圧延工程における圧延荷重および前記被圧延材の噛み込み速度とに基づいて、前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度にかかる補正量を計算する補正量計算ステップと、
   前記補正量に基づいて前記次圧延工程の圧延機におけるワークロール間の開度を補正する開度調節ステップと、
   を含み、
   前記補正量は、下式のΔＳとして計算されることを特徴とする圧延機の制御方法。
   ΔＳ＝α×Ｆ×Ｖ／Ｃ
   ここで、Ｆは、前記次圧延工程の圧延機における圧延荷重の予測値であり、Ｖは、前記次圧延工程の圧延機に前記被圧延材が噛み込まれる際の前記被圧延材の速度であり、Ｃは、前記前圧延工程の圧延機により圧延された前記被圧延材の先端部のクロップ長であり、αは定数である。

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