JPH06122010A - 圧延機のロールベンディング制御装置 - Google Patents

圧延機のロールベンディング制御装置

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JPH06122010A
JPH06122010A JP4277411A JP27741192A JPH06122010A JP H06122010 A JPH06122010 A JP H06122010A JP 4277411 A JP4277411 A JP 4277411A JP 27741192 A JP27741192 A JP 27741192A JP H06122010 A JPH06122010 A JP H06122010A
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pressure
force
bending
roll
cylinder
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Kametaro Okuyama
亀太郎 奥山
Shigeyuki Takino
茂之 瀧野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成を簡易化して、制御のための複雑なアル
ゴリズムを不要とし、調整が容易でしかも高度な応答を
実現する。 【構成】 ワークロール23,24にベンド力を発生さ
せるベンドシリンダ20は、4ウェイサーボ弁33を介
して与えられる作動油の圧力によって変位駆動される。
作動油の圧力は圧力検出器31,32によって検出さ
れ、力演算器39内の演算によってピストン21のロッ
ド側およびラム側の力として求められる。ラム側とロッ
ド側との力の差は実効シリンダ出力として力制御コント
ローラ40に与えられる。力制御コントローラ40は、
ベンド力指令を目標値とし、実効シリンダ出力を制御量
として、その偏差である力信号をムービングコイル36
に与えて4ウェイサーボ弁33のスプール34を変位さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延機のロールに曲げ
荷重を付加してロールクラウンを制御するための圧延機
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、圧延機において板幅方向の板
厚変化を小さくして平坦にするため、ロールクラウン制
御が行われている。このためにロール端部に油圧装置な
どによって力を加え、ロールに曲げ作用を与えて、圧延
時に適当なクラウンを与えるような制御が実現されてい
る。
【0003】図3は、6段式の圧延機1のロール配置を
示す。鋼板などの圧延材2は、上下のワークロール3,
4間に挟まれて圧延される。ワークロール3,4は、圧
延条件によってそのロール径が小さい方が圧延特性が良
好な場合があるけれども、ロール径が小さいほどロール
としての剛性は不足する。このため中間ロール5,6お
よびバックアップロール7,8がそれぞれ上下に設けら
れ、ワークロール3,4の剛性を補強している。図3図
示のような圧延機1におけるロールクラウン制御はワー
クロール3,4間に曲げ荷重を付加したり、ワークロー
ル3,4と中間ロール5,6との間に曲げ荷重を付加す
るロールベンディング方式によって行われることが多
い。
【0004】ロールベンディングについての典型的な先
行技術は、たとえば特開平1−27709号公報に開示
されている。この先行技術では、上下側の一方または両
方の中間ロールにベンディング力を付与している。
【0005】図4は、ロールベンディング方式を実現す
るための従来からの制御装置の例を示す。ベンドシリン
ダ10は、たとえば図3図示のワークロール3,4の軸
受間あるいはワークロール3と中間ロール5との軸受
間、およびワークロール4と中間ロール6との軸受間に
設けられる。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各シリンダ室の圧力は
圧力検出器11,12によって検出される。圧力検出器
11,12からは、検出された圧力に対応する電気的出
力が圧力コントローラ13,14にそれぞれ与えられ
る。圧力コントローラ13,14は、3ウェイサーボ弁
15,16をそれぞれ変位駆動する。3ウェイサーボ弁
15,16の一次側ポートには油圧源17およびタンク
18が接続され、油圧源17から作動油が供給され、タ
ンク18へ作動油が排出される。各圧力コントローラ1
3,14は、圧力指令演算器19からの圧力指令に応答
し、圧力検出器11,12によって検出される圧力が圧
力指令に一致するように各3ウェイサーボ弁15,16
のスプールをそれぞれ変位駆動する。圧力指令演算器1
9は、ロールクラウン制御のために与えられるベンド力
指令に応答し、各圧力コントローラ13,14に与える
圧力指令を発生させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4図示のような従来
からの圧延機のロールベンディング制御装置において
は、ベンドシリンダ10から1つのベンド力を得るため
に、圧力検出器11,12、圧力コントローラ13,1
4および3ウェイサーボ弁15,16によってそれぞれ
形成される2つの制御系が必要である。しかも、良好な
圧延状態を得るためには、2つの制御系の挙動を揃える
必要がある。これらの2つの制御系に対する圧力指令
は、圧力指令演算器19に対するベンド力指令に基づい
て発生される。しかしながら、1つのベンド力指令から
2つの圧力指令を取出すためのアルゴリズムにおいて
は、2つの圧力指令の分け方を一義的に決定することは
できず、何らかの制限を考慮したアルゴリズムを必要と
する。さらに過度的な応答、たとえばベンド力指令の変
更時に2つの圧力指令を連続的に変更させて円滑に制御
状態を変えるためのアルゴリズムも必要である。
【0007】本発明の目的は、単一の制御系によって実
現され、複雑なアルゴリズムが不要で、調整を容易に行
うことができ、しかも応答性能の向上した圧延機のロー
ルベンディング制御装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機のロー
ルにベンド力指令信号によって与えられる曲げ荷重を付
加してロールクラウンを制御するための圧延機のロール
ベンディング制御装置において、ロールに曲げ荷重を与
える複動シリンダと、複動シリンダ内でピストンによっ
て仕切られる各シリンダ室の圧力を検出する圧力検出器
と、複動シリンダの各シリンダ室に二次側ポートが接続
される4ウェイサーボ弁と、圧力検出器からの出力に応
答して、複動シリンダのピストンに発生する力を算出す
る演算器と、演算器の出力に応答して、ピストンに発生
する力をベンド力指令信号によって与えられる曲げ荷重
から差引いて、偏差の絶対値が減少する方向にサーボ弁
のスプールを変位駆動する制御器とを含むことを特徴と
する圧延機のロールベンディング制御装置である。
【0009】
【作用】本発明に従えば、複動シリンダはロールクラウ
ンを制御するための曲げ荷重をロールに与える。圧力検
出器は、複動シリンダ内で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する。4ウェイサーボ弁の二
次側ポートは、複動シリンダの各シリンダ室に接続され
る。演算器は、圧力検出器からの出力に応答して、複動
シリンダのピストンに発生する力を算出する。制御器
は、演算器の出力に応答して、ピストンに発生する力を
ベンド力指令信号によって与えられる曲げ荷重から差引
いて、偏差の絶対値が減少する方向にサーボ弁のスプー
ルを変位駆動する。単一の4ウェイサーボ弁を用いて制
御系が構成されるので、制御のために複雑なアルゴリズ
ムは不要であり、調整が容易でかつ高速応答が可能であ
る。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例による制御装置の概
略的な構成を示す。複動シリンダであるベンドシリンダ
20内にはピストン21が挿通される。ピストン21の
一方からはロッド22が軸線方向に延びる。ベンドシリ
ンダ20は、圧延機のワークロール23,24間に介在
される。ロッド22の先端は上側のワークロール23の
軸受であるチョック25に連結される。
【0011】ベンドシリンダ20内の空間は、ピストン
21によってロッド側のシリンダ室27およびラム側の
シリンダ室28に仕切られる。各シリンダ室27,28
には、管路29,30を介して作動油が供給される。管
路29,30の圧力は、圧力検出器31,32によって
検出される。各管路29,30は、4ウェイサーボ弁3
3の二次側ポートに接続される。4ウェイサーボ弁33
の内部には、スプール34が挿通する。スプール34
は、3個のピストン34pと各ピストン34p間を接続
するロッド34rによって構成される。スプール34
は、ムービングコイル36を励磁することによって、図
1の左右方向に変位する。
【0012】圧力検出器31,32が検出する圧力を表
す電気的信号は、力演算器39に与えられる。力演算器
39は、ピストン21のラム側に発生する力とロッド側
に発生する力との差を出力として算出し、力制御コント
ローラ40に与える。力制御コントローラ40は、ベン
ド力指令が目標値として与えられ、ピストン出力を制御
量として動作制御信号としての力信号を発生してムービ
ングコイル36を駆動し、スプール34を変位させる目
標値と制御量とが一致するように制御する。
【0013】図2は、図1図示の制御装置のうち主とし
て電気的な制御系をより詳細に示す。図1の制御系と対
応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、力
演算器39内に乗算器41,42および比較器43が設
けられ、圧力検出器31,32から検出された圧力を力
に変換し、力の差からピストン出力を求めていることで
ある。すなわち、ロッド側のシリンダ室27の圧力は圧
力検出器31によって検出され、乗算器41によってロ
ッド側受圧面積Arが乗算される。ラム側のシリンダ室
28の圧力は圧力検出器32によって検出され、乗算器
42においてラム側受圧面積Ahを乗算する。ロッド側
受圧面積Arは、ラム側受圧面積Ahよりもロッド22
の断面積だけ小さくなる。乗算器41,42からの出力
は比較器43によって減算され、次の数1の式によって
表される実効シリンダ出力Fcが算出される。
【0014】
【数1】Fc = ph × Ah − pr × Ar ここでphはラム側の圧力であり、prはロッド側の圧
力である。
【0015】力制御コントローラ40内には、比較器4
4、PIコントローラ45およびサーボアンプ46が含
まれる。比較器44には、ベンド力指令Fbおよび力演
算器39からの実効シリンダ出力Fcが与えられる。比
較器44は次の数2に従って、ベンド力指令Fbと実効
シリンダ出力Fcとの偏差eを算出する。
【0016】
【数2】e = Fb − Fc この偏差eはPIコントローラ45に与えられ、比例制
御弁として動作する4ウェイサーボ弁33への指令出力
が導出される。PIコントローラ45からの指令出力
は、サーボアンプ46によって電力増幅されてムービン
グコイル36に与えられる。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、単一の4
ウェイサーボ弁を用いて複動シリンダを変位駆動し、上
下に曲げ荷重を与えてロールベンディングを行うことが
できる。制御系には単一の4ウェイサーボ弁が含まれる
だけであるので、その制御のためのアルゴリズムは簡略
化され圧延機の調整も容易であり、しかも高速応答が可
能である。
【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装置の構成を
示すブロック図である。
【図2】図1図示の実施例における電気的な制御系を示
すブロック図である。
【図3】従来からの6段式圧延機の概略的なロール配置
を示す斜視図である。
【図4】従来からのロールベンディング制御装置の制御
系を示すブロック図である。
【符号の説明】
20 ベンドシリンダ 21 ピストン 22 ロッド 23,24 ワークロール 25,26 チョック 27 ロッド側のシリンダ室 28 ラム側のシリンダ室 31,32 圧力検出器 33 4ウェイサーボ弁 34 スプール 35 凹所 39 力演算器 40 力制御コントローラ 41,42 乗算器 43 比較器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機のロールにベンド力指令信号によ
    って与えられる曲げ荷重を付加してロールクラウンを制
    御するための圧延機のロールベンディング制御装置にお
    いて、 ロールに曲げ荷重を与える複動シリンダと、 複動シリンダ内でピストンによって仕切られる各シリン
    ダ室の圧力を検出する圧力検出器と、 複動シリンダの各シリンダ室に二次側ポートが接続され
    る4ウェイサーボ弁と、 圧力検出器からの出力に応答して、複動シリンダのピス
    トンに発生する力を算出する演算器と、 演算器の出力に応答して、ピストンに発生する力をベン
    ド力指令信号によって与えられる曲げ荷重から差引い
    て、偏差の絶対値が減少する方向にサーボ弁のスプール
    を変位駆動する制御器とを含むことを特徴とする圧延機
    のロールベンディング制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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