JPH03258408A - マンドレルミルのインパクトドロップ補償制御方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、シームレスパイプを製造するマンドレルミル
のシェル噛み込み時に発生するインパクトドロップを補
償するためのインパクトドロップ補償制御方法及び装置
に関する。

［従来の技術］ マンドレルミルの各スタンドのロール回転数は、ロール
径及び圧下量等より演算した設定速度を確保するため、
第５図に示すようなシステム構成により、ＡＳＲ（自動
速度制御）を行っている。すなわち、ビジネスコンピュ
ータ２０よりユーザー仕様が伝送されてくると、プロセ
スコンピュータ２１は、そのユーザー仕様に応じた製管
プロセスを自動作成し、データウェイ２２を通じてプロ
グラマブルコントローラ２３に諸情報を入力する。

プログラマブルコントローラ２３では各スタンドのロー
ル径及び圧下量等から演算により設定速度をそれぞれ定
め、自動速度制御装置２４にその速度指令を発する。自
動速度制御装置２４はその設定速度を保持するようロー
ル２５の駆動モータ２６を制御する。駆動モータ２６の
回転数は回転検出器２７により検出され、自動速度制御
装置２４にて設定速度と比較されその設定速度に一致す
るよう制御される。また、パルスジェネレータ２８によ
り駆動モータ２６の回転速度をプログラマブルコントロ
ーラ２３へフィードバックし、各スタンドの設定速度の
管理・補正を行っている。図中、２９は減速機である。

しかしながら、各スタンドでのシェル噛み込み時にはロ
ール回転数が低下しくインパクトドロップ）、これに対
する補償対策が講じられていないため、各スタンド間の
速度バランスが確保できないという問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］ このシェル噛み込み時のロール回転数の低下により速度
バランスが変化する状況を第６図に示す。

図に示すように、前段のスタンドロール２５　ｉ−ｉと
次段のスタンドロール２５．はシェル（素管）３０の圧
延中一定の速度差ΔＮを保つよう速度制御されているも
のであるが、シェル３０の噛み込みの瞬間にロール回転
数が低下し、かつスタンド間でシェル噛み込みの時間的
ずれが生じるため、前段のスタンドロールの回転数が回
復してくると、次段のスタンドロールのシェル噛み込み
時において前段の設定回転数との間で所定の速度差ΔＮ
より大なる速度差ΔＮ１が生じる。この速度バランスの
変化のため、スタンド間でシェル３０に異常な圧縮力Ｐ
が加わり、その結果シェルのトップ部に曲りが発生した
り、肉厚が不均一になるなど品質不良が発生するという
課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、シェル噛み込み時における速度バランスを一様
に保ち、スタンド間に異常な圧縮力が発生しないように
して高品質のバイブが得られるマンドレルミルのインパ
クトドロップ補償制御方法及び装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明に係るマンドレル
ミルのインパクトドロップ補償制御方法は、シェル噛み
込み時の速度低下率及びその低下時間を見込んだ速度制
御方法に係るもので、シェルの圧延開始前はシェル噛み
込み時に生じる設定速度に対する速度低下の割合（イン
パクトドロップ量）から求めた補償量をその設定速度に
上乗せしておき、シェル噛み込み時に上記低下時間が経
過した時点でその設定速度に戻すようにロール回転数を
制御することとしたものである。

また、本制御方法を実施するための制御装置は、マンド
レルミルの各スタンドのロール回転数を設定速度に保持
する制御装置において、シェルの噛み込み時の設定速度
に対する速度低下率とその最低速度までの低下時間を測
定・記憶する測定手段と、この速度低下率から所要の補
償量を演算する演算手段と、この算出された補償量をシ
ェルの圧延開始前に設定速度に上乗せするとともに、シ
ェル噛み込み時に低下時間が経過した時点で設定速度に
戻すようにロール回転数を制御する速度制御手段とを付
加したものである。

［作　用コ 第１図は各スタンドのシェル噛み込み時の速度低下率（
インパクトドロップ量）及び低下時間を模式的にあられ
したものである。任意のｉスタンドにおけるインパクト
ドロップ量り、（％）はシェル噛み込み時においてロー
ル回転数が最小値を示すときのそのスタンドの設定回転
数（設定速度）Ｎ　に対するその最小速度Ｎ　、の百分
率であらｌｌ１ｌｎ わされ、低下時間Ｔ＋はシェルの噛み込みによってロー
ル回転数が低下し始める時からその最小速度Ｎ　、　に
達するまでの経過時間であられされる。

１１＋Ｉｎ このインパクトドロップ量り、すなわち速度低下率及び
低下時間Ｔ、はシェルを圧延するときにスタンドごとに
ｎｊ定し、記憶しておく。そして次回の同様のシェルの
圧延時に上記速度低下率及び低工時間をそのままの形で
、あるいは経験により修正した形で反映させるのである
。つまり、上記速度低下率から必要な補償量（通常は速
度低下率の１００％を上乗せする。但し、外部設定によ
り係数を８０％とかに変えることができる。）を算出し
、こうして求められた補償量をシェルの圧延開始前に設
定速度Ｎ、に上乗せしておき、シェルの噛み込みを検出
しその経過時間が上記低下時間に達した時点で指令によ
りその設定速度Ｎ１に戻すようにロール回転数を制御す
る。このような速度制御方法をとることにより、各スタ
ンドのシェル噛み込み時の設定速度以下に低下する速度
低下分を最低限にとどめることができるため、各スタン
ド間の速度バランスを所定の速度差で一様に確保できる
。

［実施例コ 第２図は本発明の制御方法を実施する制御装置の一実施
例を示すブロック図であり、−例として従来のプログラ
マブルコントローラに下記機能を有するプログラムを付
加したものである。すなわち、シェルの噛み込み時から
の経過時間を計測するロードオン時間カウンタ部１と、
各スタンドのロール回転数の最小値を検出するインノく
クトドロップ量測定部２と、そのインパクトドロップ量
（速度低下率）をもとに所要の補償量を演算する補償量
演算部３とからなるインパクトドロ・ツブ補償制御部１
０を付加したものである。ロードオン時間カウンタ部１
とインパクトドロップ量測定部２により速度低下率及び
低下時間を測定・記憶する測定手段を構成している。

各スタンドでのシェルの噛み込みは各スタンドに設置し
たロードセル４により検出され、その荷重値はＡ／Ｄ変
換部５でディジタル信号に変換しロードオン時間カウン
タ部１に入力する。この時間カウンタ部１はシェルの噛
み込み時点からの経過時間を例えば２０ｍ５ごとにカウ
ントするとともに、そのカウント開始と同時にインパク
トドロップ量測定部２及び補償量演算部３を起動させる
。

インパクトドロップ量測定部２は、各スタンドのロール
駆動モータ２６（第５図参照）に連結したパルスジェネ
レータ２８により検出されるロール回転数が入力部６を
通して入力され、その回転数が最小となる値を検出し、
インパクトドロップ量を測定する。そして最小回転数を
検出した時、ロードオン時間カウンタ部１へ指令を出し
てその時までの経過時間を低下時間（通常、この低下時
間は６０〜１００ｍ５である。）として測定・記憶させ
る。これらインパクトドロップ量及び低下時間はシェル
１本ごとに測定し記憶される。

次に、インパクトドロップ量測定部２て検出されたイン
パクトドロップ量（速度低下率）は補償量演算部３へ送
られ、この演算部３でその速度低下率をもとにして所要
の補償量を演算する。この算出された補償量は、ロール
回転数演算部７により演算・設定されていた設定回転数
に上乗せした形でロール回転数制御部８に送られ、ロー
ル回転数制御部８は、シェルの圧延開始前にはこの補償
量を設定回転数に上乗せした形の速度指令を自動速度制
御装置２４へ送り、圧延が開始される。そして、シェル
の噛み込みをロードセル４により検出し、その経過時間
がロードオン時間カウンタ部１で上記低下時間に達した
時、ロール回転数制御部８の速度指令を設定回転数に下
げる速度指令に変更し自動速度制御装置２４へ送る。

シェルの噛み込みによって上述のようにイン、＜クトド
ロップが発生するが、圧延開始前にその速度低下率に見
合った所要の補償量が設定回転数に上乗せされているの
で、低下時間経過後には初期の設定回転数まで速度が下
がる結果、その設定回転数以下に速度が低下する部分を
最低限にとどめることができる。

第３図は１つのスタンドにおけるロール速度パターンを
示した図であり、この図から、シェルの圧延開始前の補
償量Ｓを上乗せした形の上乗せ回転数（Ｎ＋Ｓ）がシェ
ルの噛み込み時点から低下し、さらに低下時間Ｔ経過後
の速度指令によって設定回転数Ｎまで下げられ、この設
定回転数Ｎで圧延が行われる様子がわかる。しかも、低
下時間Ｔ経過後の設定回転数Ｎ以下に下がる速度低下部
分９は小さい。

また、第４図は本制御方法により得られる各スタンド間
の速度バランスの状況を示した模式図であり、シェルの
噛み込み時に生じる前段・次段のスタンド間の速度差Δ
Ｎは圧延中とほとんど変わらず一定に保持し得る。した
がって、各スタンド間の異常な圧縮力を解消することが
できるため、シェルのトップ部に生じる曲りゃ偏肉を防
止でき、品質が安定する。

なお、上記実施例ではプログラマブルコントローラによ
る制御方法を示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく通常の独立の制御方法・機構を採用し得るもの
であることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、各スタンドのシェルの噛
み込みによるインパクトドロップを見込んで速度低下率
から求められる所要の補償量を設定速度に上乗せした形
でシェルの圧延を開始し、その低下時間が経過した時点
で元の設定速度に戻すように各スタンドのロール回転数
を制御するものであるから、シェル噛み込み時における
速度バランスを一様に保つことができ、スタンド間の異
常な圧縮力を解消できるため、シェルトップ部の曲りや
偏肉の発生がなくなり、高品質のバイブが得られるとい
う効果がある。

また、本発明の制御装置は、各スタンドのシェルの噛み
込みによる速度低下率及び低下時間を圧延するシェルご
とに測定可能で、かつ補償量の演算が可能なため、その
測定・演算結果を次のシェルの圧延にそのままの形で、
あるいは適宜修正した形で反映させることができ、上記
効果を十分に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシェルの噛み込みによるインパクトドロップの
状況を示した模式図、第２図は本発明の制御方法に使用
する制御装置のブロック図、第３図は本発明により速度
制御される１つのスタンドの速度パターン図、第４図は
本発明を適用した場合のスタンド間の速度バランスの状
況を示した模式図、第５図は従来のスタンドロール速度
制御のシステム構成図、第６図は従来のスタンド間の速
度バランスの状況を示した模式図である。 １・・・ロードオン時間カウンタ部 ２・・・インパクトドロップ量測定部 ３・・・補償量演算部 ４・・・ロードセル ７・・・ロール回転数演算部 ８・・・ロール回転数制御部 １０・・・インパクトドロップ補償制御部２４・・・自
動速度制御装置 ２５・・・ロール ２８・・・パルスジェネレータ ３０・・・シェル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンドレルミルの各スタンドのロール回転数を設
   定速度に保持する制御方法において、 シェルの圧延開始前はシェル噛み込み時の設定速度に対
   する速度低下率から求めた補償量を前記設定速度に上乗
   せしておき、シェル噛み込み時には最低速度にまで低下
   する低下時間が経過した時点で前記設定速度に戻すよう
   に前記ロール回転数を制御することを特徴とするマンド
   レルミルのインパクトドロップ補償制御方法。
2. （２）マンドレルミルの各スタンドのロール回転数を設
   定速度に保持する制御装置において、 シェル噛み込み時の設定速度に対する速度低下率とその
   最低速度までの低下時間を測定・記憶する測定手段と、
   前記速度低下率から所要の補償量を演算する演算手段と
   、この算出された補償量をシェルの圧延開始前に前記設
   定速度に上乗せするとともに、シェル噛み込み時に前記
   低下時間が経過した時点で前記設定速度に戻すように前
   記ロール回転数を制御する速度制御手段とを具備するこ
   とを特徴とするマンドレルミルのインパクトドロップ補
   償制御装置。