JPH06122006A - ロール切換型圧延機のロールベンディング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロールベンディングのためのコントローラ、
検出器およびサーボ弁を共通で使用してロール切換えを
行う。 【構成】 ロール径に対応して、ベンドシリンダ２１，
２２が装着される。ベンドシリンダ２１は複動シリンダ
であり、ピストン２１ｐによって仕切られるシリンダ室
２１ｒ，２１ｈの圧力ｐｒ，ｐｈは、圧力検出器２５，
２６によって検出される。ベンド力演算器３０は、圧力
ｐｒ，ｐｈに受圧面積をそれぞれ乗算し、その差として
実効出力Ｆｃを算出する。コントローラ３１は、板厚制
御装置などから与えられるベンド力指令Ｆｂを目標値と
して、実効出力Ｆｃを制御量とし、偏差を出力としてサ
ーボ弁２７を変位駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延条件に応じて複数
のロール径のロールを交換して使用されるロール切換型
圧延機に対して、ロールベンディングを行うためのロー
ルベンディング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、鋼や非鉄金属等の板圧延機に
おいては、たとえば特開平１−２７７０９号公報で開示
されているようなロールベンディング装置を用いて板幅
方向の平坦化などが図られている。圧延機においては、
板と直接接触するワークロールの直径が圧延反力や圧延
限界板厚等の圧延特性を決定する大きな要素となる。し
たがって、圧延材料、圧下率、板厚等の圧延条件に合わ
せて最適なロール径を選定する必要がある。

【０００３】図５は、本件出願人が実開平３−１２０９
０５号公報で提案しているロール切換型圧延機の基本的
な構造を示す。ハウジング１の上部には圧下シリンダ１
ａが設けられる。金属板等の圧延材は上下一対のワーク
ロール２ａ，２ｂによって圧延される。ワークロール２
ａ，２ｂの上下には、中間ロール３ａ，３ｂを介在させ
てバックアップロール４ａ，４ｂがそれぞれ設けられ
る。圧下シリンダ１ａによって発生される圧下力はこれ
らのバックアップロール４ａ，４ｂおよび中間ロール３
ａ，３ｂを介してワークロール２ａ，２ｂに伝達され
る。

【０００４】ワークロール２ａ，２ｂは、圧延方向の前
後に設けられるカセット５および位置調整手段６によっ
て保持される。カセット５には上下方向に変位可能にベ
ンドブロック７ａ，７ｂが収納される。ベンドブロック
７ａ，７ｂはワークロール２ａ，２ｂのチョック８ａ，
８ｂにそれぞれ結合している。上側のベンドブロック７
ａには、ロッド９の上端が固定されており、ロッド９の
下端は下側のベンドブロック７ｂ内に形成されるベンド
シリンダ１０内のピストンに固定される。ベンドシリン
ダ１０内のピストンが変位駆動されると、ベンドブロッ
ク７ａ，７ｂおよびチョック８ａ，８ｂを介してワーク
ロール２ａ，２ｂがベンディング力を受ける。

【０００５】図６は、図５図示の圧延機に対するベンデ
ィング力を制御するための系統図の一例を示す。ベンド
シリンダ１０は複動シリンダであり、ピストンによって
仕切られる２つのシリンダ室の圧力は圧力検出器１１，
１２によってそれぞれ検出される。圧力検出器１１，１
２によって検出された圧力を表す信号は、圧力コントロ
ーラ１３，１４に検出量としてそれぞれ与えられる。圧
力コントローラ１３，１４は３ウエイサーボ弁１５，１
６をそれぞれ変位駆動する。サーボ弁１５，１６の１次
側には油圧源１７から作動油が供給され、タンク１８に
は作動油が排出される。各圧力コントローラ１３，１４
へは、圧力指令演算器１９からの圧力指令が目標値とし
て与えられる。各圧力コントローラ１３，１４は、圧力
指令と検出圧力との偏差が小さくなるように各サーボ弁
１５，１６を変位駆動する。圧力指令演算器１９では、
板の形状制御装置などから与えられるベンド力指令に基
づいて、各圧力コントローラ１３，１４に与えるべき圧
力指令を算出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５図示の構成におい
ては、ワークロール２ａ，２ｂのロール径を変えるとき
には、ベンディングブロック７ａ，７ｂも交換し、ベン
ドシリンダ１０もロール径に応じて使い分ける必要があ
る。したがって、ワークロール２ａ，２ｂを別のロール
径のものに交換するときには、ベンディングブロック７
ａ，７ｂも交換する。このため、図６図示のような制御
系もベンドシリンダの交換に従って交換する必要があ
る。

【０００７】図６図示の制御系において、圧力検出器１
１，１２やサーボ弁１５，１６などは図５図示のハウジ
ング１内に据付けられて用いられる。このため、圧力検
出器１１，１２やサーボ弁１５，１６を交換することは
非常に困難である。これらを複数設けておき、油圧配管
系統を切換可能に形成することは、配管系統が複雑化す
るので得策ではない。

【０００８】本発明の目的は、圧力検出器やサーボ弁を
切換える必要がなく、しかもベンディング力の制御が容
易なロール切換型圧延機のロールベンディング制御装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延条件に応
じて複数のロール径のロールを交換して使用されるロー
ル切換型圧延機のロールベンディング制御装置におい
て、交換されるロール径に対応して装着され、ロールへ
のベンディング力を発生させるための複数のベンドシリ
ンダと、装着されたベンドシリンダに作動流体を供給し
てベンディング力を発生させるサーボ弁と、装着された
ベンドシリンダへ供給される作動流体の圧力を検出する
圧力検出器と、装着されたベンドシリンダに対応して制
御パラメータが切換えられ、圧力検出器からの出力に応
答し、検出された圧力に基づいてベンドシリンダの実効
出力を算出し、発生すべきベンディング力と実効出力と
の偏差を小さくするようにサーボ弁を変位駆動する制御
器とを含むことを特徴とするロール切換型圧延機のロー
ルベンディング制御装置である。

【００１０】また本発明は、前記ベンドシリンダは、複
動シリンダであり、前記圧力検出器はピストンによって
仕切られる各シリンダ室の圧力を検出し、前記制御器は
検出された圧力値にピストンの受圧面積を乗算してピス
トンの両側に作用する力を算出し、両側に作用する力の
差を実効出力として算出することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、ロール切換型圧延機は、圧延
条件に応じて複数のロール径のロールを交換して使用さ
れる。ロールへのベンディング力を発生させるためのベ
ンドシリンダは、交換されるロール径に対応して装着さ
れる。装着されたベンドシリンダへは、サーボ弁から作
動流体が供給されてベンディング力が発生される。装着
されたベンドシリンダへ供給される作動流体の圧力は圧
力検出器によって検出される。圧力検出器によって検出
された圧力は、制御器によってベンドシリンダの実効出
力として算出される。制御器は、装着されたベンドシリ
ンダに対応して制御パラメータが切換えられ、発生すべ
きベンディング力と実効出力との偏差が小さくなるよう
にサーボ弁を変位駆動する。ロール径を切換えても、圧
力検出器およびサーボ弁を切換える必要はないので、制
御系の構成を複雑化することなくロールの交換を行うこ
とができる。また、制御器は実効出力と発生すべきベン
ディング力とに基づいて制御するので、ベンディング力
の制御を容易に行うことができる。

【００１２】また本発明に従えば、ベンドシリンダは複
動シリンダであり、圧力検出器はピストンによって仕切
られる各シリンダの圧力を検出する。制御器は検出され
た圧力値にピストンの受圧面積を乗算してピストンの両
側に作用する力を算出し、両側に作用する力の差を実効
出力として算出する。複動シリンダの実効出力を直接算
出することができるので、ベンドシリンダが交換されて
も容易に実効出力を算出することができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例によるロールベン
ディング制御装置の制御系の構成を示す。ベンドシリン
ダ２１，２２はいずれも継手２３，２４に着脱可能であ
る。ピストン径が大きいベンドシリンダ２１はロール径
の大きいロールを用いるときに使用し、ピストン径の小
さいベンドシリンダ２２はロール径の小さいロールを用
いる場合に使用する。ベンドシリンダ２１内にはピスト
ン２１ｐが挿通され、その一方表面にはベンドシリンダ
２１外部に延びるロッド２１ｄが接続される。ベンドシ
リンダ２１の内部はピストン２１ｐによってロッド側の
シリンダ室２１ｒとラム側のシリンダ室２１ｈとに仕切
られる。継手２３，２４は、ロッド側シリンダ室２１ｒ
およびラム側シリンダ室２１ｈにそれぞれ連通する。継
手２３，２４にベンドシリンダ２１を装着したとき、ロ
ッド側のシリンダ室２１ｒおよびラム側のシリンダ室２
１ｈへ供給される作動油の圧力ｐｒ，ｐｈは、圧力検出
器２５，２６によってそれぞれ検出される。継手２３，
２４は４ウエイサーボ弁２７の２次側に接続される。サ
ーボ弁２７の１次側には油圧源２８およびタンク２９が
接続される。圧力検出器２５，２６によって検出された
圧力ｐｒ，ｐｈは、ベンド力演算器３０に与えられる。
ベンド力演算器３０は、与えられた圧力からピストン２
１ｐの両側に作用する力を算出し、その差として実効出
力Ｆｃをコントローラ３１に与える。制御器であるコン
トローラ３１は、板厚制御装置などから与えられるベン
ド力指令Ｆｂを目標値とし、実効出力Ｆｃを制御量とし
て偏差を求め、偏差の実効値が小さくなるようにサーボ
弁２７を変位駆動するための出力を導出する。

【００１４】図２は、図１図示のベンド力演算器３０お
よびコントローラ３１のより詳細な構成を示す。ベンド
力演算器３０内には、切換スイッチ４１、乗算器４２，
４３、切換スイッチ４４、乗算器４５，４６、加算器４
７，４８および比較器４９が含まれる。コントローラ３
１内には、切換スイッチ５１、リミッタ５２，５３、加
算器５４、比較器５５、切換スイッチ５６、ＰＩコント
ローラ５７，５８および加算器５９が含まれる。切換ス
イッチ４１，４４，５１はロールの交換時、すなわちベ
ンドシリンダの交換時に切換えられ、制御パラメータを
切換える。図１図示のベンドシリンダ２１が装着されて
いるときには、ピストン２１ｐのロッド側の受圧面積は
Ａ１ｒであり、ラム側の受圧面積はＡ１ｈであるので、
切換スイッチ４１，４４は乗算器４２，４５側に切換え
られる。切換スイッチ５１は、ベンドシリンダ２１に適
合した第１リミッタ５２側に切換えられる。切換スイッ
チ５６は、利得の大きなＰＩコントローラ５７側に切換
えられる。図１図示のベンドシリンダ２２を装着すると
きには、切換スイッチ４１，４４は乗算器４３，４６
側、切換スイッチ５１は第２のリミッタ５３側、切換ス
イッチ５６は第２のＰＩコントローラ５８側にそれぞれ
切換えられる。乗算器４３，４６は、ベンドシリンダ２
２のロッド側およびラム側の受圧面積Ａ２ｒ，Ａ２ｈを
それぞれ乗算する。乗算器４２，４３からの出力は加算
器４７に与えられる。乗算器４５，４６からの出力は加
算器４８に与えられる。加算器４７，４８からは、切換
スイッチ４１，４４によって切換えられた側の乗算器４
２，４５；４３，４６からの出力がそれぞれ導出され
る。この出力は、比較器４９によって比較され、ラム側
に対するロッド側の差が実効出力Ｆｃとしてコントロー
ラ３１の比較器５５に与えられる。

【００１５】コントローラ３１の切換スイッチ５１は、
板厚制御装置や圧延形状などの制御装置から与えられる
ベンド力指令をリミッタ５２，５３に切換えて与える。
リミッタ５２，５３は、図１図示のベンドシリンダ２
１，２２の最大許容ベンド力が設定される。

【００１６】図３は、図１図示の実施例におけるロール
ベンディング力を発生するための構成を示す。圧延機の
ハウジングの側壁６１間には、上下のワークロール６２
ａ，６２ｂおよび上下の中間ロール６３ａ，６３ｂが配
置される。側壁６１には凹所６４が設けられ、カセット
６５および位置調整手段６６が嵌合する。カセット６５
のワークロール６２ａ，６２ｂ側には、上下にベンドブ
ロック６７ａ，６７ｂがそれぞれ上下方向に変位自在に
装着される。下側のベンドブロック６７ｂ内にはベンド
シリンダ２１が形成され、ピストン２１ｐに連結される
ロッド２１ｄの先端は上側のベンドブロック６７ａに固
定される。ワークロール６２ａ，６２ｂはチョック６８
ａ，６８ｂによって軸支される。ベンドブロック６７
ａ，６７ｂ側に形成される案内突起６９ａ，６９ｂがチ
ョック６８ａ，６８ｂ側の案内溝７０ａ，７０ｂに嵌合
しているので、ピストンに発生する力をワークロール６
２ａ，６２ｂ間にベンディング力として伝達することが
できる。

【００１７】位置調整手段６６側にも、上下にベンドブ
ロック７１ａ，７１ｂが上下に変位自在に装着される。
ベンドブロック７１ａ，７１ｂにはレール７２ａ，７２
ｂがそれぞれ形成される。レール７２ａ，７２ｂには、
チョック６８ａ，６８ｂにそれぞれ形成される係止溝７
３ａ，７３ｂがそれぞれ係止される。このようにしてチ
ョック６８ａ，６８ｂは、ワークロール６２ａ，６２ｂ
の軸線方向に引出し、または挿入することができる。下
側のベンドブロック７１ｂ内にもベンドシリンダが形成
され、ピストンに連結されるロッド７４の先端が上側の
ベンドブロック７１ａに固定される。このベンドシリン
ダの制御もベンドブロック６７ｂ内のベンドシリンダ２
１と同様にして行う。

【００１８】図４は、図２図示のリミッタ５２，５３の
動作特性を示す。大径ロール用のリミッタ５２の最大許
容入力は、小径ロール用のリミッタ５３の最大許容出力
よりも大きくなる。図２図示の切換スイッチ５１によっ
て切換えられたリミッタ５２，５３からの出力は、加算
器５４を介して比較器５５に与えられる。比較器５５は
ベンド力指令を目標値とし、ベンド力演算器３０から与
えられる実効出力Ｆｃを制御量として偏差ｅを導出す
る。導出された制御量ｅは、切換スイッチ５６によって
切換えられて、ＰＩコントローラ５７，５８にそれぞれ
与えられる。大径ロール用のＰＩコントローラ５７の利
得は小径ロール用のＰＩコントローラ５８の利得よりも
大きく設定される。ＰＩコントローラ５７，５８からの
出力は、加算器５９を介して導出され、図１図示のサー
ボ弁２７に与えられる。

【００１９】図２図示のベンド力演算器３０およびコン
トローラ３１は、たとえばマイクロコンピュータシステ
ムによって実現され、乗算器４２，４３；４５，４６に
おける定数の切換えや、リミッタ５２，５３における最
大許容入力値の切換え、ＰＩコントローラ５７，５８に
おける利得の切換えなどの制御パラメータの切換えは、
ソフトウエアによって比較的容易に実現することができ
る。また、２種類のベンドシリンダ２１，２２について
切換えを行っているけれども、さらに多くのベンドシリ
ンダに対応して切換えるようにしてもよいことは勿論で
ある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロールと
ともにベンドシリンダを交換しても、ロールベンディン
グ制御を行うための制御器、圧力検出器およびサーボ弁
を共通に使用することができるので、制御系のハードウ
エアの構成を簡素化することができる。また、発生すべ
きベンディング力と、圧力検出器からの出力に基づいて
算出されたベンドシリンダの実効出力との偏差を小さく
するように制御するので、制御のためのソフトウエアも
簡略化される。

【００２１】また本発明によれば、ベンドシリンダとし
て複動シリンダを用い、実効出力はピストンの両側に作
用する力の差として算出される。ピストンの両側に作用
する力は、圧力検出器によって検出された圧力値とピス
トンの受圧面積とを乗算して算出する。ロールの交換に
伴ってベンドシリンダのピストンの受圧面積が変化して
も、圧力検出器によって検出される圧力と変化した受圧
面積とを乗算してピストンの両側に作用する力を容易に
算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な制御系の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１図示のベンド力演算器３０およびコントロ
ーラ３１の電気的構成を示すブロック図である。

【図３】図１図示の実施例によって制御するロールベン
ディング装置の機械的構成を示す概略的な側断面図であ
る。

【図４】図２図示のリミッタ５２，５３の動作特性を示
すグラフである。

【図５】従来からのロール切換型圧延機の側断面図であ
る。

【図６】図５図示の圧延機におけるロールベンディング
制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２１，２２ ベンドシリンダ ２１ｐ ピストン ２１ｒ，２１ｈ シリンダ室 ２３，２４ 継手 ２５，２６ 圧力検出器 ２７ サーボ弁 ３０ ベンド力演算器 ３１ コントローラ ４２，４３，４５，４６ 乗算器 ５２，５３ リミッタ ５７，５８ ＰＩコントローラ ６２ａ，６２ｂ ワークロール ６３ａ，６３ｂ 中間ロール ６５ カセット ６７ａ，６７ｂ，７１ａ，７１ｂ ベンドブロック ６８ａ，６８ｂ チョック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延条件に応じて複数のロール径のロー
   ルを交換して使用されるロール切換型圧延機のロールベ
   ンディング制御装置において、 交換されるロール径に対応して装着され、ロールへのベ
   ンディング力を発生させるための複数のベンドシリンダ
   と、 装着されたベンドシリンダに作動流体を供給してベンデ
   ィング力を発生させるサーボ弁と、 装着されたベンドシリンダへ供給される作動流体の圧力
   を検出する圧力検出器と、 装着されたベンドシリンダに対応して制御パラメータが
   切換えられ、圧力検出器からの出力に応答し、検出され
   た圧力に基づいてベンドシリンダの実効出力を算出し、
   発生すべきベンディング力と実効出力との偏差を小さく
   するようにサーボ弁を変位駆動する制御器とを含むこと
   を特徴とするロール切換型圧延機のロールベンディング
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記ベンドシリンダは、複動シリンダで
   あり、 前記圧力検出器はピストンによって仕切られる各シリン
   ダ室の圧力を検出し、 前記制御器は検出された圧力値にピストンの受圧面積を
   乗算してピストンの両側に作用する力を算出し、両側に
   作用する力の差を実効出力として算出することを特徴と
   する請求項１記載のロール切換型圧延機のロールベンデ
   ィング制御装置。