JPH012710A - 圧延機ワ−クロ−ル水平移動型自動板厚制御装置 - Google Patents
圧延機ワ−クロ−ル水平移動型自動板厚制御装置Info
- Publication number
- JPH012710A JPH012710A JP62-156259A JP15625987A JPH012710A JP H012710 A JPH012710 A JP H012710A JP 15625987 A JP15625987 A JP 15625987A JP H012710 A JPH012710 A JP H012710A
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- work roll
- rolling
- plate thickness
- roll
- control device
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- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
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- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、圧延設備における被圧延材の厚み制御装置に
係り、自動板厚制御に好適な制御装置に関する。
係り、自動板厚制御に好適な制御装置に関する。
圧延設備において板厚を制御する方法としては、圧延ロ
ール(ワークロール及びバックアップロール等)を上下
方向(通板方向と垂直の方向)に・Ellかすことによ
り、ワークロール間のギャップを制御して板厚を制御す
る方式が広く用いられている。
ール(ワークロール及びバックアップロール等)を上下
方向(通板方向と垂直の方向)に・Ellかすことによ
り、ワークロール間のギャップを制御して板厚を制御す
る方式が広く用いられている。
一方、圧延時におけるワークロールの水゛1′一方向の
たわみをなくシ、被圧延材の幅方向の板厚分布(板形状
)を政庁するへ1点から、ワークロールを圧延ライン方
向に移jlす1(オフセット)させろ方θ;が提案され
ている(特開昭61−189809号公報)。
たわみをなくシ、被圧延材の幅方向の板厚分布(板形状
)を政庁するへ1点から、ワークロールを圧延ライン方
向に移jlす1(オフセット)させろ方θ;が提案され
ている(特開昭61−189809号公報)。
この方法によれば、ワークロールな圧延ライン方向へオ
フセットさせ、このオフセット量を1選定することによ
り、ワークロールに加えられる各種水平力(圧延力の水
平分力、トルクによる水平力及び張力による水平力)を
平衡させ、もってワークロールの水平方向の曲りを防止
するものである。
フセットさせ、このオフセット量を1選定することによ
り、ワークロールに加えられる各種水平力(圧延力の水
平分力、トルクによる水平力及び張力による水平力)を
平衡させ、もってワークロールの水平方向の曲りを防止
するものである。
同様の目的から、オフセットされたワークロールを水平
方向にベンディングさせる方法が特開昭58−1169
13号公報に記載されている。また、オフセラ!−され
たワークロールに当接される水平押えロールの押え力を
加減する方法が特開昭59−185514号公報に記載
されている。
方向にベンディングさせる方法が特開昭58−1169
13号公報に記載されている。また、オフセラ!−され
たワークロールに当接される水平押えロールの押え力を
加減する方法が特開昭59−185514号公報に記載
されている。
従来の板厚制御方法は、高速制御を実現するために油圧
シリンダにより、前記したように縦方向に圧延ロール(
ワークロール及びバックアンプロール等)全体を動かす
方式であった。
シリンダにより、前記したように縦方向に圧延ロール(
ワークロール及びバックアンプロール等)全体を動かす
方式であった。
この場合、これら圧延ロールにかかる1000〜150
0 トンに及ぶ圧延荷重に対抗して圧延ロールを動かす
必要があり、強力な油圧シリンダ及び大容量のサーホバ
ルブが必要であった。
0 トンに及ぶ圧延荷重に対抗して圧延ロールを動かす
必要があり、強力な油圧シリンダ及び大容量のサーホバ
ルブが必要であった。
また、板厚制御に必要なロールギャップを検出する装置
として1位置検出器を−設けるとするとロールギャップ
を直接d111定せねばならず、1μrn以上の分解能
が必要となってしまい装置が大型化するものであった。
として1位置検出器を−設けるとするとロールギャップ
を直接d111定せねばならず、1μrn以上の分解能
が必要となってしまい装置が大型化するものであった。
このため、機械機構が大型化し共振周波数が60〜90
Hzとなり制御の高速化を図るに際して、板厚を修正
する周期の周波数である制御周波数は前記共振周波数の
1/3程度といわれ20〜30Hzが限界であった。圧
延設備は、生産性を高める目的から圧延速度を高速化し
てきており、板厚制御に必要な圧延ロールのギャップ制
御の応答性はますます高いものが要求されてきている。
Hzとなり制御の高速化を図るに際して、板厚を修正
する周期の周波数である制御周波数は前記共振周波数の
1/3程度といわれ20〜30Hzが限界であった。圧
延設備は、生産性を高める目的から圧延速度を高速化し
てきており、板厚制御に必要な圧延ロールのギャップ制
御の応答性はますます高いものが要求されてきている。
また既存の圧延設備においても圧延の高品質化を図るた
め、電動機でロールギャップを制御していたものが油圧
圧下に改造されてきた。
め、電動機でロールギャップを制御していたものが油圧
圧下に改造されてきた。
しかし、油圧圧下装置が大型のため、大きな改造を必要
としているのみならず前記共振周波数の問題を有してい
る。
としているのみならず前記共振周波数の問題を有してい
る。
また、」二記した各公開特許公報記載の技術は、もっば
らワークロールの曲がり(たわみ)の修正に関するもの
であり、板厚の制御という点については何も言及されて
いない。
らワークロールの曲がり(たわみ)の修正に関するもの
であり、板厚の制御という点については何も言及されて
いない。
本発明は、新設、既設両方の設備に適用でき、従来より
飛躍的に応答性を高め、かつ装置としては、小型化を図
ることができる板厚制御装置を提供することを目的とす
るものである。
飛躍的に応答性を高め、かつ装置としては、小型化を図
ることができる板厚制御装置を提供することを目的とす
るものである。
尚、本願明細&中で高速制御というときは、制御数波数
が約30 Hz以上のものをいうとする。
が約30 Hz以上のものをいうとする。
自動板厚制御の性能向上のためには、圧下装置の応答性
能の向上が必須であるが、1000〜1500トンの荷
重に対抗して制御する圧延ロールの縦方向制御では、従
来の応答の限界の壁を克服できない。
能の向上が必須であるが、1000〜1500トンの荷
重に対抗して制御する圧延ロールの縦方向制御では、従
来の応答の限界の壁を克服できない。
そこで、圧延ロールのうちワークロールを水平方向に移
f’J(オフセット)することにより同様の効果が/(
)られることが判明した。このとき、圧延ロールの水平
方向荷重は10〜20トン程度であり、荷重としては、
従来の縦方向の約100分の1を制御すればよいことに
なる。本発明は、ワークロールをバックアップロールの
中心位置に対しで、あらかじめ5〜b させつる構造を有する圧延機に対して特に有効である。
f’J(オフセット)することにより同様の効果が/(
)られることが判明した。このとき、圧延ロールの水平
方向荷重は10〜20トン程度であり、荷重としては、
従来の縦方向の約100分の1を制御すればよいことに
なる。本発明は、ワークロールをバックアップロールの
中心位置に対しで、あらかじめ5〜b させつる構造を有する圧延機に対して特に有効である。
冷間圧延機においては、ワークロールをオフセットする
ことは、前記文献にみるように板の形状を改善する上で
重要なファクタとなりつつある。これを板厚精度向上の
観点から考え直すと、圧延中にワークロールオフセット
を動かすことは、板J!Xに大きな影響を与えうろこと
になるため、本発明はこれを積極的に利用したものであ
る。
ことは、前記文献にみるように板の形状を改善する上で
重要なファクタとなりつつある。これを板厚精度向上の
観点から考え直すと、圧延中にワークロールオフセット
を動かすことは、板J!Xに大きな影響を与えうろこと
になるため、本発明はこれを積極的に利用したものであ
る。
すなわち本発明は、板厚を意味するワークロールのギャ
ップSの変化分ΔSを検出する手段と、バックアップロ
ールに対するワークロールの水平方向のオフセット量δ
を検出する手段と、前記手段によって検出されたΔSと
δ及びワークロールの半径R1とバックアップロールの
半径R2とによって、ΔSをキャンセルすべく前記オフ
セラ1〜量の変化分Δδを R1+Rz Δδ=□ΔS δ の式をもとに演算する手段と、演算されたΔδの分だけ
ワークロールの前記水平方向オフセット量を変化させる
油圧シリンダを働かせるためのサーボバルブと、を有す
ることを特徴とする圧延機ワークロール水平移動型自動
板厚制御装置である。
ップSの変化分ΔSを検出する手段と、バックアップロ
ールに対するワークロールの水平方向のオフセット量δ
を検出する手段と、前記手段によって検出されたΔSと
δ及びワークロールの半径R1とバックアップロールの
半径R2とによって、ΔSをキャンセルすべく前記オフ
セラ1〜量の変化分Δδを R1+Rz Δδ=□ΔS δ の式をもとに演算する手段と、演算されたΔδの分だけ
ワークロールの前記水平方向オフセット量を変化させる
油圧シリンダを働かせるためのサーボバルブと、を有す
ることを特徴とする圧延機ワークロール水平移動型自動
板厚制御装置である。
ワークロールを水平方向にオフセットすることにより板
厚制御上の種々の利点が発生する。■先ず、オフセット
(移!I!11)をさせる油圧シリンダは、従来の約1
15の200φ程度でよく、油量もその分少なくなる。
厚制御上の種々の利点が発生する。■先ず、オフセット
(移!I!11)をさせる油圧シリンダは、従来の約1
15の200φ程度でよく、油量もその分少なくなる。
よってシリンダを制御するサーボ弁も小型のものでよく
、従来の約1710の1 On /see程度である。
、従来の約1710の1 On /see程度である。
このため、油圧系統が小型化できる。■このため機械機
構の共振点を高域にシフト可能となる。従来の機械機構
(油圧系)は、その共振周波数が40〜80Hz程度で
あったが、小型化することにより、共振周波数が1OO
Hz以上となる。共振周波数は、その制御系の応答を決
める重要なファクタであり、共振周波数の約1/3が応
答限界であるといわれており制御周波数は30 I(z
以上となる。よって共振周波数の高域化は、すなわち、
応答性能の白土につながる。
構の共振点を高域にシフト可能となる。従来の機械機構
(油圧系)は、その共振周波数が40〜80Hz程度で
あったが、小型化することにより、共振周波数が1OO
Hz以上となる。共振周波数は、その制御系の応答を決
める重要なファクタであり、共振周波数の約1/3が応
答限界であるといわれており制御周波数は30 I(z
以上となる。よって共振周波数の高域化は、すなわち、
応答性能の白土につながる。
テ5)また、仮りに水平方向にワークロールを1mm移
動させると圧延ロールのロールギャップの変化分ΔSは
。
動させると圧延ロールのロールギャップの変化分ΔSは
。
ΔS=□×δXΔδ ・・・(1)Rt+Rz
となり、19μn1程度になる。
但し、Rt、Rz:ワークロール及びバックロール半径
(RJ+ Rz= 4121+on)
δ:オフセット量
(δ=8mm)
Δδ:オフセットーjlの変化分
(δ=1n++o)
すなわち、式(1)で表わされるように大幅なギア比低
減効果がある。このためワークロールのオフセット量(
位置)を10μm程度の分解能で検出すればよく、従来
の1μm単位で測定できる磁気式スケールは不要となり
、位置検出方式も大幅な小型化が可能となる。
減効果がある。このためワークロールのオフセット量(
位置)を10μm程度の分解能で検出すればよく、従来
の1μm単位で測定できる磁気式スケールは不要となり
、位置検出方式も大幅な小型化が可能となる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。Fi
lは、圧延(12のワークロール3のギャップSの制御
により、所定の厚さに圧延される。圧延荷重を支えるバ
ックアップロール4に対して、ワークロール3が圧延方
向(水平方向)にオフセラ1−される。オフセットは、
ワークロールチョック5を圧延方向の入側及び出側より
、油圧シリンダ6.7 を使用し、駆動する。片側のシ
リンダ6は、バランス圧力を発生させ、他方のシリンダ
7はシリンダの位置決めをおこなうため、シリンダ軸に
位置検出器8を取付はオフセット敏を検出する。また、
圧延方向出側には、板の厚みを8目1!Iするための厚
み計9を設置する。圧延速度は回転検出器10により検
知する。圧延荷重は圧延荷重検出器11によって検知す
る。
lは、圧延(12のワークロール3のギャップSの制御
により、所定の厚さに圧延される。圧延荷重を支えるバ
ックアップロール4に対して、ワークロール3が圧延方
向(水平方向)にオフセラ1−される。オフセットは、
ワークロールチョック5を圧延方向の入側及び出側より
、油圧シリンダ6.7 を使用し、駆動する。片側のシ
リンダ6は、バランス圧力を発生させ、他方のシリンダ
7はシリンダの位置決めをおこなうため、シリンダ軸に
位置検出器8を取付はオフセット敏を検出する。また、
圧延方向出側には、板の厚みを8目1!Iするための厚
み計9を設置する。圧延速度は回転検出器10により検
知する。圧延荷重は圧延荷重検出器11によって検知す
る。
これらの信号を入力する自動板厚制御装置の全体ブロッ
ク12を図中に示す。オフセント、鼠検出器8によって
検出されたオフセット量δは、検出信号が演算器13に
より数値化されることにより制御ブロック14に送られ
る。その結果演算されたオフセット量変化分Δδと、前
記オフセラ1〜$lkδは比較演算器15によって比較
演算がなされ。
ク12を図中に示す。オフセント、鼠検出器8によって
検出されたオフセット量δは、検出信号が演算器13に
より数値化されることにより制御ブロック14に送られ
る。その結果演算されたオフセット量変化分Δδと、前
記オフセラ1〜$lkδは比較演算器15によって比較
演算がなされ。
正流パターンを゛算出する演算器16及びサーボアンプ
17を通ってサーボバルブ18を働かせる。
17を通ってサーボバルブ18を働かせる。
ところでワークロープギャップSは次の(2)式により
算出する。
算出する。
KK K
So :ロックオン時のワークロールギャップ値
Po:ロックオン時の圧延荷重
に:ミルバネ定数
ΔP:板厚による圧延荷重変化
α:制御ゲイン(スケールファクタ)
ギャップSは、初期設定に対する変化分のみを制御する
ことになるので、上記(2)式中ΔS=αΔP/K
・・・(3)が制御1.tとなる。
ことになるので、上記(2)式中ΔS=αΔP/K
・・・(3)が制御1.tとなる。
第2図は、ワークロールのオフセット量δにより、ロー
ルギャップSが変化する様子を説明するための図である
。ワークロールの半径をIり1、バックアップロールの
半径をR2とすると、そのときのロールギャップは、下
記(4)式で表わせる。
ルギャップSが変化する様子を説明するための図である
。ワークロールの半径をIり1、バックアップロールの
半径をR2とすると、そのときのロールギャップは、下
記(4)式で表わせる。
自動板厚制御を実施する場合、変化範囲は小さいため、
(4)式のδに対する微分値が係数となる。
(4)式のδに対する微分値が係数となる。
、上って。
δ
ロールギャップ変化分ΔSとオフセット量δ及びオフセ
ット量δ及びオフセット量変化分Δδは(5)式で関係
づけられる。第3図は(4)式をグラフ化したものであ
る。したがってギャップ変化分ΔSをオフセット位置に
変換するためにオフセット量変化分Δδは、 Δ5=((Rs+Rz)/δ)XΔS ・・・(6)
で近似的に表わされる。
ット量δ及びオフセット量変化分Δδは(5)式で関係
づけられる。第3図は(4)式をグラフ化したものであ
る。したがってギャップ変化分ΔSをオフセット位置に
変換するためにオフセット量変化分Δδは、 Δ5=((Rs+Rz)/δ)XΔS ・・・(6)
で近似的に表わされる。
第4図は、第1図中の制御ブロック14の詳411を示
す図である。
す図である。
荷重検出器7からの荷重Pの信号をうけてロックオン回
路21により、荷重変化分(ΔP)を演算する。これを
ロックギャップ位置に換算するための回路22によりα
/Kを乗じ、ワークロールギャップ変化分(ΔSl)を
求める。一方、圧延機2の出側にはJグみ計9を設け、
板厚変差(Δhl)を検出する。この板厚偏差Δh1に
、乗算?ta 23により速度を乗じ、積分器24を通
しロールギャップ変換器25によりロールギャップ変化
分(Δ32)を求める。これらを加算器2Gにより演算
しより正しいロールギャップ変化分(ΔS2)を求め、
オフセット位置変換器27により、ワークロールを水平
に移動させる移動量(Δδ)を求める。この式は前記(
5)式より算出される。
路21により、荷重変化分(ΔP)を演算する。これを
ロックギャップ位置に換算するための回路22によりα
/Kを乗じ、ワークロールギャップ変化分(ΔSl)を
求める。一方、圧延機2の出側にはJグみ計9を設け、
板厚変差(Δhl)を検出する。この板厚偏差Δh1に
、乗算?ta 23により速度を乗じ、積分器24を通
しロールギャップ変換器25によりロールギャップ変化
分(Δ32)を求める。これらを加算器2Gにより演算
しより正しいロールギャップ変化分(ΔS2)を求め、
オフセット位置変換器27により、ワークロールを水平
に移動させる移動量(Δδ)を求める。この式は前記(
5)式より算出される。
本実施例は、BISRA AGC(ビスラ−オートゲ
ージコントロール)及びモニタAGCを例にして示した
が他のAGC方式でも全く同様に適用可能である。すな
わち、第4図におけるオフセット位置変換器27を追加
するだけで適用できる。
ージコントロール)及びモニタAGCを例にして示した
が他のAGC方式でも全く同様に適用可能である。すな
わち、第4図におけるオフセット位置変換器27を追加
するだけで適用できる。
尚、一般にBISRA AGCとは、圧延機の圧延荷
重検出器により板厚変動を荷重変動として検出するもの
であり、荷重が増加する変動を検出したときは板厚が増
加する変動が生じたものとして、荷重をさらに入きくす
る制御をいう。また−般にモニタAGCとは、圧延機の
出側の板の板厚を直接に検出し、制御するものをいう。
重検出器により板厚変動を荷重変動として検出するもの
であり、荷重が増加する変動を検出したときは板厚が増
加する変動が生じたものとして、荷重をさらに入きくす
る制御をいう。また−般にモニタAGCとは、圧延機の
出側の板の板厚を直接に検出し、制御するものをいう。
さらに1本実施例の板厚制御装置は板厚微修正を高速で
おこなうためのものであり、ワークロールのオフセット
量は第2図におけるバックアップロール2の角度で1°
以内の動きで達成される。
おこなうためのものであり、ワークロールのオフセット
量は第2図におけるバックアップロール2の角度で1°
以内の動きで達成される。
このような板厚微修正以外の大幅な板厚(6正は従来と
同様にバックアップロールの上下動によっておこなわれ
るが、この大幅な板n修正は、本実施例では高速制御を
必要とされない。したがって。
同様にバックアップロールの上下動によっておこなわれ
るが、この大幅な板n修正は、本実施例では高速制御を
必要とされない。したがって。
本実施例は例えば薄板圧延に使用される。
また1本実施例によれば圧延機全体を小型化できるので
経済性が向上し、また、既設圧延機に対する改造も容易
となる。さらに、薄板材に対しても、ワークロールの移
動ストローク長さの約1750の値でロールギャップが
変化するためきめこまかい精度のよい制御が可能となる
。
経済性が向上し、また、既設圧延機に対する改造も容易
となる。さらに、薄板材に対しても、ワークロールの移
動ストローク長さの約1750の値でロールギャップが
変化するためきめこまかい精度のよい制御が可能となる
。
また、従来の位置検出器は圧延機直下の油圧シリンダの
中に磁気式直線スケールを設置せねばならず、構造及び
メインテナンス1−1鐙点があったが、本実施例では、
通常の回転形の位置検出器でよく構造がfIfl 1l
i−となり、メインテナンス性も格段に向上する。
中に磁気式直線スケールを設置せねばならず、構造及び
メインテナンス1−1鐙点があったが、本実施例では、
通常の回転形の位置検出器でよく構造がfIfl 1l
i−となり、メインテナンス性も格段に向上する。
本発明により、油圧系機械機構を小型化できるので、そ
の共振周波数を高くでき、従って高い周波数の板厚変化
をも制御可能となり、高品質の圧IA機を得ることがで
きる。これにより、応答性能をよくできる。
の共振周波数を高くでき、従って高い周波数の板厚変化
をも制御可能となり、高品質の圧IA機を得ることがで
きる。これにより、応答性能をよくできる。
4、M面c/)flfl’liな説明
第1図は本発明に係る一実施例の全体を示す図、第2図
は第1図の実施例の原理を説明する図、第3図は第2図
をグラフ化したし1、第4図は第1図の部分的1仔細図
である。
は第1図の実施例の原理を説明する図、第3図は第2図
をグラフ化したし1、第4図は第1図の部分的1仔細図
である。
1・・・被圧延材(板)、2・・・圧延機、3・・・ワ
ークロール、4・・・バックアップロール、5・・・ワ
ークロールチョック、6,7・・油圧シリンダ、8・・
・位置検出器、10・・・回転検出器、11・・・圧延
荷重検出器、L2・・・自動板厚制御装置、13・・・
オフセット量数値化演算器、14・・・制御ブロック、
15・・・比較演算!d:;、L6・・・電流パターン
算出器、17・・・サーボアンプ、18・・・サーボバ
ルブ。
ークロール、4・・・バックアップロール、5・・・ワ
ークロールチョック、6,7・・油圧シリンダ、8・・
・位置検出器、10・・・回転検出器、11・・・圧延
荷重検出器、L2・・・自動板厚制御装置、13・・・
オフセット量数値化演算器、14・・・制御ブロック、
15・・・比較演算!d:;、L6・・・電流パターン
算出器、17・・・サーボアンプ、18・・・サーボバ
ルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、バツクアツプロールおよびワークロールを有し、ワ
ークロールが圧延ライン方向にオフセットされた圧延設
備における自動板厚制御装置において、ワークロールの
ギャップSの変化分ΔSを検出する手段と、ワークロー
ルのオフセット量δを検出する手段と、前記手段によつ
て検出されたΔSとδ及びワークロールの半径R_1と
バックアップロールの半径R_2とによつて、ΔSをキ
ャンセルすべく前記オフセット量の変化分Δδを Δδ=(R_1+R_2)/δΔS の式をもとに演算する手段と、演算されたΔδの分だけ
ワークロールの前記水平方向オフセット量を変化させる
油圧シリンダを働かせるためのサーボバルブと、を有す
ることを特徴とする圧延機ワークロールの水平移動型自
動板厚制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62156259A JPH07100165B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 圧延機ワ−クロ−ル水平移動型自動板厚制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62156259A JPH07100165B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 圧延機ワ−クロ−ル水平移動型自動板厚制御装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH012710A true JPH012710A (ja) | 1989-01-06 |
JPS642710A JPS642710A (en) | 1989-01-06 |
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