JP6943271B2 - 溶接点トラッキング修正方法及び溶接点トラッキング修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接点トラッキング修正方法及び溶接点トラッキング修正装置に関する。

従来、圧延機において圧延材のトラッキング（位置追跡）のずれが発生した場合、それが定常的なものであるときには、オペレータがチャート等を用いてずれの有無を調べ、そのずれ分を求めてバッチ処理的にずれを修正することが行われていた。しかしながら、圧延材のトラッキングのずれが突発的なものであるときには、オペレータが常に監視することはできないのでずれを修正することはできない。このような背景から、特許文献１には、圧延材のトラッキングのずれを自動的に修正する方法が提案されている。具体的には、特許文献１には、圧延機の圧延荷重の変化率（圧延荷重の時間に関する一回（階）微分値）が予め設定した閾値を超えたタイミングを圧延材の溶接点が圧延機を通過したタイミングとして検出して圧延材のトラッキングのずれを修正する方法が記載されている。

特開平９−３２３１１１号公報

しかしながら、本発明の発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の方法のように圧延機の圧延荷重の変化率を用いて圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを検出しようとすると、圧下位置を徐々に変化させて板厚を変更する走間板厚変更時の圧下位置動作による圧延荷重の変化と溶接点前後の圧下条件の違いによる圧延荷重の変化という２つの変化が重ね合わさっているために、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出できない場合があった。結果、圧延材の溶接点トラッキングのずれを精度よく修正できない場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出して圧延材の溶接点トラッキングのずれを精度よく修正可能な溶接点トラッキング修正方法及び溶接点トラッキング修正装置を提供することにある。

本発明に係る溶接点トラッキング修正方法は、圧延機において圧延される圧延材の溶接点トラッキングのずれを修正する溶接点トラッキング修正方法であって、前記圧延機の圧延荷重を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された圧延荷重を時間に関して二回微分し、二回微分値の絶対値が所定の閾値以上になった時点を前記圧延材の溶接点が前記圧延機を通過したタイミングとして検出し、該タイミングに基づいて前記溶接点トラッキングのずれを修正する修正ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る溶接点トラッキング修正装置は、圧延機において圧延される圧延材の溶接点トラッキングのずれを修正する溶接点トラッキング修正装置であって、前記圧延機の圧延荷重を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された圧延荷重を時間に関して二回微分し、二回微分値の絶対値が所定の閾値以上になった時点を前記圧延材の溶接点が前記圧延機を通過したタイミングとして検出し、該タイミングに基づいて前記溶接点トラッキングのずれを修正する修正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る溶接点トラッキング修正方法及び溶接点トラッキング修正装置によれば、走間板厚変更時の圧下位置動作によって変化する圧延荷重を取り除き、溶接点前後の圧下条件の違いによって変化する圧延荷重のみを取り出すことができるので、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出して圧延材の溶接点トラッキングのずれを精度よく修正することができる。

図１は、圧延材の溶接点が圧延機を通過するときの圧延荷重の変化の様子を示す図である。 図２は、圧延材の溶接点が圧延機を通過したときの圧延荷重の実績値を時間に関して一回微分した場合と二回微分した場合とを比較した図である。 図３は、圧延荷重の実績値の時間に関する一回微分値及び二回微分値の絶対値を用いて圧延材の溶接点が圧延機を通過したタイミングを検出した場合における溶接点トラッキングずれの低減効果を示した図である。 図４は、本発明の一実施形態である圧延制御装置の構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る溶接点トラッキング修正方法及び溶接点トラッキング修正装置について説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は、圧延材の溶接点が圧延機を通過するときの圧延荷重の変化の様子を示す図である。本発明の発明者らは、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧延材の溶接点が圧延機を通過するときの圧延荷重の変化が、走間板厚変更時の圧下位置の変化（圧下位置動作）による影響と溶接点通過時の圧下条件（板厚、板幅、変形抵抗等）の変化（違い）による影響との重ね合わせとなることを知見した。

ここで、図１（ａ）に示すように、走間板厚変更時の圧下位置は時間に比例して変化するので、走間板厚変更時の圧下位置の変化によって圧延荷重は線形に変化する。これに対して、図１（ｂ）に示すように、溶接点通過時の圧下条件は溶接点で急激に変化するので、溶接点通過時の圧下条件の変化によって圧延荷重は非線形に変化する。

そこで、本発明の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、圧延荷重の実績値を時間に関して二回微分することによって、走間板厚変更時の圧下位置の変化による線形的な影響を取り除き、溶接点通過時の圧下条件の変化による非線形的な影響のみを抽出することにより、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出できるという技術思想を想到するに至った。

図２（ａ）〜（ｄ）は、圧延材の溶接点が圧延機を通過したときの圧延荷重（和荷重Ｐ）の実績値を時間に関して一回微分した場合と二回微分した場合とを比較した図である。図２（ｃ）に示すように、圧延荷重の実績値の時間に関する一回微分（∂Ｐ／∂Ｔ）の絶対値では、圧下位置の変化による圧延荷重への影響が残り、溶接点通過時の圧下条件の変化による圧延荷重への影響と混在してしまうため、圧延荷重が閾値より大きい点が複数検出され（点Ｐ１）、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出することが困難であった。

これに対して、図２（ｄ）に示すように、圧延荷重の実績値の時間に関する二回微分（∂^２Ｐ／∂Ｔ^２）の絶対値では、圧下位置の変化による圧延荷重への影響が取り除かれ、溶接点通過時の圧下条件の変化による圧延荷重への影響のみを抽出できるため、圧延荷重が閾値より大きい点（点Ｐ２）が絞られている。これにより、二回微分値の絶対値が所定の閾値以上になった時点を圧延材の溶接点が圧延機を通過したタイミングとして検出することにより、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出できることが確認された。

図３は、圧延荷重の実績値の時間に関する一回微分値（従来例）及び二回微分値（発明例）の絶対値を用いて溶接点が圧延機を通過したタイミングを検出した場合における溶接点トラッキングずれの低減効果を示した図である。図３において、０ｓｔｄは第１圧延スタンド通過前における溶接点トラッキングずれを示し、１ｓｔｄ〜３ｓｔｄはそれぞれ圧延材の搬送方向に沿って順に配置された第１〜第３圧延スタンドにおける溶接点トラッキングずれを示す。図３に示すように、圧延荷重の実績値の時間に関する二回微分値の絶対値を用いることにより一回微分値の絶対値を用いた場合と比較して溶接点が各圧延スタンドを通過したタイミングを精度よく検出できるので、各圧延スタンドにおける溶接点トラッキングずれを小さくすることができた。

図４は、上記技術思想が適用された本発明の一実施形態である圧延制御装置の構成を示す模式図である。図４に示すように、本発明の一実施形態である圧延制御装置１は、圧延機が備える一対の圧延ロールＲの圧下位置を制御することにより、圧延機において圧延される圧延材Ｓの板厚を目標板厚に制御する装置であり、荷重計２、板厚計３、及び制御装置４を備えている。

荷重計２は、一対の圧延ロールＲの圧延荷重の実績値を測定し、測定された圧延荷重の実績値を示す電気信号を出力する。

板厚計３は、一対の圧延ロールＲによって圧延された圧延材Ｓの板厚を測定し、測定された板厚を示す電気信号を出力する。

制御装置４は、板厚計３によって測定された圧延材Ｓの板厚に基づいて圧延材Ｓを目標板厚に圧延するために必要な一対の圧延ロールＲの圧延荷重を計算する。そして、制御装置４は、荷重計２によって測定された圧延荷重が計算された圧延荷重になるように一対の圧延ロールＲの圧下位置を制御する。

また、制御装置４は、荷重計２によって測定された圧延荷重の実績値の時間に関する二回微分値を算出し、二回微分値の絶対値が所定の閾値以上になったタイミングを圧延材Ｓの溶接点が圧延ロールＲを通過したタイミングとして検出する。そして、制御装置４は、検出されたタイミングに基づいて溶接点トラッキングずれを修正する。

なお、制御装置４は、ある一定期間の間だけ上述した二回微分値の絶対値を算出し、ある一定期間内で二回微分値の絶対値が所定の閾値以上、且つ、最も大きくなったタイミングを圧延材Ｓの溶接点が圧延ロールＲを通過したタイミングとして検出することが望ましい。ここで、ある一定期間としては、溶接点トラッキング技術を利用して溶接点が圧延ラインの所定範囲内（例えば第１圧延スタンドと第２圧延スタンドの間等）にあると判断される時間を例示できる。これにより、溶接点の通過以外の理由で圧延荷重が変化したのにもかかわらず溶接点トラッキングが修正されることを抑制できる。

また、本発明の適用範囲は、本実施形態に限定されることはなく、複数の圧延スタンドからなる圧延機の複数の状態量や制御量の実績値を所定周期で検出するセンシング機構と、セットアップによって決定される圧延機の動作点や目標の設定値とその実績値との誤差がなくなるように圧延機を制御する制御装置と、を備える圧延制御装置全般に適用することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る溶接点トラッキング修正方法は、圧延機において圧延される圧延材の溶接点トラッキングのずれを修正する溶接点トラッキング修正方法であって、圧延機の圧延荷重を検出する検出ステップと、検出ステップにおいて検出された圧延荷重を時間に関して二回微分し、二回微分値の絶対値が所定の閾値以上になった時点を圧延材の溶接点が圧延機を通過したタイミングとして検出し、検出されたタイミングに基づいて溶接点トラッキングのずれを修正する修正ステップと、を含むので、圧延材の溶接点が圧延機を通過するタイミングを精度よく検出して溶接点トラッキングのずれを精度よく修正することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 圧延制御装置
２ 荷重計
３ 板厚計
４ 制御装置
Ｒ 圧延ロール
Ｓ 圧延材

Claims (2)

1. 圧延機において圧延される圧延材の溶接点トラッキングのずれを修正する溶接点トラッキング修正方法であって、
   前記圧延機の圧延荷重を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおいて検出された圧延荷重を時間に関して二回微分し、溶接点が圧延ラインの所定範囲内にあると判断される時間内で二回微分値の絶対値が所定の閾値以上、且つ、最も大きくなった時点を前記圧延材の溶接点が前記圧延機を通過したタイミングとして検出し、該タイミングに基づいて前記溶接点トラッキングのずれを修正する修正ステップと、
   を含むことを特徴とする溶接点トラッキング修正方法。
2. 圧延機において圧延される圧延材の溶接点トラッキングのずれを修正する溶接点トラッキング修正装置であって、
   前記圧延機の圧延荷重を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された圧延荷重を時間に関して二回微分し、溶接点が圧延ラインの所定範囲内にあると判断される時間内で二回微分値の絶対値が所定の閾値以上、且つ、最も大きくなった時点を前記圧延材の溶接点が前記圧延機を通過したタイミングとして検出し、該タイミングに基づいて前記溶接点トラッキングのずれを修正する修正手段と、
   を備えることを特徴とする溶接点トラッキング修正装置。

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