JPH06304634A - 圧延機の自動板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 圧延材を出側リールに巻き取る際に入側又は
出側リールの回転に対して周期的に発生する出側板厚変
動を除去する事によって板厚精度を向上させ、もって生
産性を向上させる事を可能とする圧延機の自動板厚制御
方法を提供する。 【構成】 圧延材を入側リール４から圧延ロールを経て
出側リール５に巻き取る際に、圧延材の出側板厚偏差を
測定し、該出側板厚偏差に基づいてロールギャップを修
正する圧延機の自動板厚制御方法において、入側又は出
側リールの回転に対して周期的に発生する出側板厚変動
を、前記測定した出側板厚偏差から検出し、該出側板厚
変動が発生した時点における出側板厚偏差と、前回の出
側板厚変動が発生した時点におけるロールギャップ修正
量とから、今回の出側板厚変動が発生する時点における
ロールギャップ修正量を演算し、この演算結果に基づい
てロールギャップを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延機のロールギャッ
プを修正することによって圧延材の板厚を自動的に制御
する、圧延機の自動板厚制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧延機により圧延される圧延材
の板厚を一定にする板厚制御においては、圧延材の出側
板厚偏差を測定し、この測定値に基づいて自動的に制御
を行うフィードバック自動板厚制御が多く行われてい
る。

【０００３】従来の圧延機のフィードバック自動板厚制
御方法としては、例えば図５にブロック図で示したよう
な装置による制御方法がある。以下、この図を用いて説
明する。

【０００４】この図において、１は圧延機、２は出側厚
み計、３は圧延材、１０はＰＩコントローラ、９は圧下
制御装置である。ＰＩコントローラ１０はさらに、積分
演算回路１０１、比例演算回路１０２、加算器１０３か
ら構成されている。

【０００５】圧延機１によって圧延された圧延材３は、
圧延後さらに送られて圧延機１の出側に設置された出側
厚み計２に達する。出側厚み計２では圧延材３の出側板
厚偏差が測定され、ＰＩコントローラ１０に入力され
る。ＰＩコントローラ１０内において、出側厚み計２で
測定された出側板厚偏差は、積分演算回路１０１と比例
演算回路１０２とに入力される。そして、積分動作のた
めの演算が積分演算回路１０１によって行われ、かつ比
例動作のための演算が比例演算回路１０２によって行わ
れ、両回路１０１、１０２からの出力が加算器１０３で
加算されて、制御量であるロールギャップ修正量が算出
される。この計算結果が圧延機１の圧下制御装置９へ出
力され、これに基づいて圧下制御装置９が作動し、ロー
ルギャップが修正される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】圧延材の板厚が比較的
厚い場合には、圧延材を出側リールに巻き取っていく際
に、巻き始めの部分が段差を形成することとなり、コイ
ルの断面形状が真円形ではなく局部的に直径の大きい歪
んだ円形になる。この様子を図４(a) に示す。この状態
で圧延材を巻いていくと、図４(b) 乃至図４(c) に示す
ように、局部的に直径の大きくなった部分に圧延材が巻
き重ねられる瞬間に引っ張りが発生し、その瞬間に圧延
材の圧延ロール部分にあった部分が引っ張りを受けて板
厚が薄くなる。同様に、入側リールにおいても、圧延材
が巻き取られていって細ってくる際にコイルの断面形状
が歪んだ円形になり、圧延材が部分的に薄くなる。この
現象が入側又は出側リールの回転毎に周期的に発生する
ので、出側板厚偏差を測定すると、その時間的変化には
周期的なマイナスの変動が見られる。

【０００７】圧延材の板厚精度を向上するためには、こ
の入側又は出側リールの回転に対して周期的に発生する
出側板厚変動を除去する制御を行わなければならない。
この制御を従来の圧延機の自動板厚制御方法によって行
うことを考えてみる。従来の圧延機の自動板厚制御方法
においては、従来の技術の項で説明したようにＰＩ制御
を行っている。入側又は出側リールの回転に対して周期
的に発生する出側板厚変動に対してＰＩ制御によって追
従するためには、比例ゲインを大きい値に設定しなけれ
ばならない。しかし、比例ゲインを大きい値に設定する
とハンチングが発生して板厚を乱してしまう。また、圧
延機と出側厚み計との間には幾らかの距離があるので、
これに由来する検出遅れによって制御の遅れを生じ、こ
れが外乱となって板厚を乱してしまう。以上のように、
従来のＰＩ制御では入側又は出側リールの回転に対して
周期的に発生する出側板厚変動に対処することはできな
かった。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決すべき課題と
してなされたもので、圧延材を出側リールに巻き取る際
に入側又は出側リールの回転に対して周期的に発生する
出側板厚変動を除去することによって板厚精度を向上さ
せ、もって生産性を向上させることを可能とする圧延機
の自動板厚制御方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、圧延材を入側リールから圧延ロールを経て出側リー
ルに巻き取る際に、圧延材の出側板厚偏差を測定し、該
出側板厚偏差に基づいてロールギャップを修正する圧延
機の自動板厚制御方法において、入側又は出側リールの
回転に対して周期的に発生する出側板厚変動を、前記測
定した出側板厚偏差から検出し、該出側板厚変動が発生
した時点における出側板厚偏差と、前回の出側板厚変動
が発生した時点におけるロールギャップ修正量とから、
今回の出側板厚変動が発生する時点におけるロールギャ
ップ修正量を演算し、この演算結果に基づいてロールギ
ャップを修正することを特徴とするものである。

【００１０】請求項２に係る本発明は、請求項１に記載
した圧延機の自動板厚制御方法において、入側又は出側
リールの回転に対して周期的に発生する出側板厚変動の
検出が、出側板厚偏差のマイナス値が所定値よりも大き
くなる周期と入側及び出側リールの回転周期とを比較し
てなされることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１に係る本発明では、入側又は出側リー
ルの回転に対して周期的に発生する出側板厚変動を検出
し、該出側板厚変動が発生した時点における出側板厚偏
差と、前回の出側板厚変動が発生した時点におけるロー
ルギャップ修正量とから、今回の出側板厚変動が発生す
る時点におけるロールギャップ修正量を演算し、ロール
ギャップを修正する。

【００１２】従って、ロールギャップの修正を繰り返す
毎に、ロールギャップ修正量が検出された出側板厚変動
に基づいて補正されていくので、入側又は出側リールの
回転に対して周期的に発生する出側板厚変動を速やかに
除去することができ、よって板厚精度を向上させ、もっ
て生産性を向上させることができる。

【００１３】請求項２に係る本発明では、入側又は出側
リールの回転に対して周期的に発生する出側板厚変動の
検出が、出側板厚偏差のマイナス値が所定値よりも大き
くなる周期と入側及び出側リールの回転周期とを比較し
てなされる。

【００１４】従って、入側又は出側リールの回転に対し
て周期的に発生する出側板厚変動と、その他の外乱等に
よる出側板厚変動とを正確に区別することができ、よっ
て確実に板厚を制御することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係る圧延機の自動板厚制御方法
の一実施例における装置のブロック図である。なお、図
５と同一の符号を付しているものは、従来の技術の項で
既に説明したものと同一であるので、説明を省略するこ
とにする。

【００１６】この図において、４は入側リール、５は出
側リールである。該入側リール４には未圧延の圧延材３
が巻き付けられており、該出側リール５には圧延機１で
圧延された圧延材３が巻き取られる。６は出側パルスジ
ェネレータである。該出側パルスジェネレータ６は前記
出側リール５に連動しており、一周期毎に一回、前記出
側リール５の巻き始めの部分に圧延材３が巻き重ねられ
る瞬間にパルス信号を出力する。６′は入側パルスジェ
ネレータである。該入側パルスジェネレータ６′は前記
入側リール４に連動しており、一周期毎に一回、前記入
側リール４の巻き始めの部分から圧延材３が巻き出され
る瞬間にパルス信号を出力する。７は板厚変動検出回路
であり、出側厚み計２によって測定された圧延材３の出
側板厚偏差と、前記出側パルスジェネレータ６及び前記
入側パルスジェネレータ６′の出力信号とが入力され、
入側リール４又は出側リール５の回転に対して周期的に
発生する出側板厚変動を検出する。入側リール４又は出
側リール５の回転に対して周期的に発生する出側板厚変
動が該板厚変動検出回路７によって検出された場合に
は、制御量演算器８によって制御量であるロールギャッ
プ修正量の演算が行われ、圧下制御装置９に出力されて
ロールギャップの修正が行われる。

【００１７】図２は、本発明に係る圧延機の自動板厚制
御方法の一実施例におけるフローチャートである。

【００１８】この図において、ステップＳ１では、出側
厚み計２によって測定された圧延材３の出側板厚偏差が
板厚変動検出回路７に入力される。

【００１９】ステップＳ２では、板厚変動検出回路７に
入力された出側板厚偏差が入側リール４又は出側リール
５の回転に対して周期的に発生する出側板厚変動による
ものであるか否かを判断する動作のうちの前半の動作が
行われる。板厚変動検出回路７に入力された出側板厚偏
差のマイナス値と、所定のしきい値とを比較し、出側板
厚偏差のマイナス値がしきい値よりも大きければ、その
出側板厚偏差は入側リール４又は出側リール５の回転に
対して周期的に発生する出側板厚変動によるものである
可能性があるので、次のステップＳ３に移る。出側板厚
偏差のマイナス値がしきい値よりも小さければ、ステッ
プＳ１に戻る。

【００２０】ステップＳ３では、出側パルスジェネレー
タ６及び入側パルスジェネレータ６′の信号が板厚変動
検出回路７に入力される。

【００２１】ステップＳ４では、前記ステップＳ２に引
き続いて後半の動作が行われる。ステップＳ２における
しきい値よりも大きい出側板厚偏差のマイナス値の検出
と、ステップＳ３における出側パルスジェネレータ６及
び入側パルスジェネレータ６′からの信号の入力とが同
じ時点で発生しているか否か、及び入側又は出側のいず
れのリールの周期毎かを調べる。同じ時点で発生してい
る場合は、出側板厚偏差のマイナス値がしきい値よりも
大きくなる周期と出側リールの回転周期が一致している
と考え、その出側板厚偏差は入側リール４又は出側リー
ル５の回転に対して周期的に発生する出側板厚変動によ
るものであると判断し、次のステップＳ５に移る。発生
時点が異なる場合は、ステップＳ１に戻る。

【００２２】但し、出側リール５に圧延材３を巻き重ね
るに従って、及び入側リール４の圧延材３が巻き細るに
従って、断面形状の歪み具合が変化することが考えられ
るので、出側パルスジェネレータ６又は入側パルスジェ
ネレータ６′が信号を出力した瞬間と圧延材３が引っ張
りを受ける瞬間とは厳密には一致しない。このことを考
慮して、前記ステップＳ４においては、所定の許容範囲
で一致しているか否かを判断すればよいことにする。

【００２３】ステップＳ５では、制御量であるロールギ
ャップ修正量の計算式が、１回目の制御と２回目以降の
制御とで異なるので、制御が１回目であるのかあるいは
２回目以降であるのかを判断する。１回目であればステ
ップＳ６へ移り、２回目以降であればステップＳ７へ移
る。

【００２４】ステップＳ６では、１回目の制御における
ロールギャップ修正量を、制御量演算器８によって次式
で計算する。 ΔＳ₁ ＝（１＋ｍ／Ｍ）Δｈ₁ ………………………(1) ここで ΔＳ₁ ： １回目のロールギャップ修正量 Δｈ₁ ： １回目の出側板厚偏差 ｍ ： 材料の変形抵抗 Ｍ ： ミル定数

【００２５】ステップＳ７では、２回目以降の制御にお
けるロールギャップ修正量を、制御量演算器８によって
次式で計算する。 ΔＳ_i ＝ΔＳ_i-1 ＋（１＋ｍ／Ｍ）Δｈ_i （ｉ＝２，３，…） …(2) ここで ΔＳ_i ： 今回のロールギャップ修正量 ΔＳ_i-1 ： 前回のロールギャップ修正量 Δｈ_i ： 今回の出側板厚偏差

【００２６】ステップＳ８では、前記ステップＳ６また
はステップＳ７において計算されたロールギャップ修正
量を、入側リール４又は出側リール５の巻き始めの部分
に圧延材３が巻き重ねられる瞬間に圧下制御装置９に出
力してロールギャップを修正するために、出側パルスジ
ェネレータ６又は入側パルスジェネレータ６′からの信
号を待つ。出側パルスジェネレータ６又は入側パルスジ
ェネレータ６′から信号が出力された時、次のステップ
Ｓ９に移る。

【００２７】ステップＳ９では、ロールギャップ修正量
を圧下制御装置９に出力してロールギャップを修正す
る。

【００２８】ステップＳ１０では、圧延材３の圧延が続
く場合には板厚制御を続行しなければならないので、圧
延材３の圧延が更に続くか否かを判断し、続く場合には
ステップＳ１に戻る。

【００２９】図３は、本発明に係る圧延機の自動板厚制
御方法の有無による、圧延材３の出側板厚偏差の時間的
変化の相違を示した図である。

【００３０】図３(a) は、本発明に係る圧延機の自動板
厚制御方法を実施しない場合の、圧延材３の出側板厚偏
差の時間的変化を示している。出側リール５の１回転毎
にマイナスの出側板厚変動が発生している。入側リール
４の１回転毎に対しても同様である。

【００３１】図３(b) は、本発明に係る圧延機の自動板
厚制御方法を実施した場合の、圧延材３の出側板厚偏差
の時間的変化を示している。図３(b) で見られた出側板
厚変動が除去されていく様子が分かる。

【００３２】図３(c) は、制御量であるロールギャップ
修正量の時間的変化を示している。ロールギャップ修正
量が、出側板厚偏差の変化に従って毎回修正されていく
様子が分かる。

【００３３】また、以上の実施例においては、出側リー
ル５の回転を出側パルスジェネレータ６で、また入側リ
ール４の回転を入側パルスジェネレータ６′で検出した
が、近接スイッチ等、他の検出手段を用いても良いのは
いうまでもない。

【００３４】さらにまた、以上の実施例においては、入
側リール４及び出側リール５の回転対して周期的に発生
する出側板厚変動を、出側板厚偏差のマイナス値にしき
い値を設けて検出したが、波形をＦＦＴ分析したり、一
次微分波形を用いて検出しても本発明を実施することが
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、この発明
によると、入側リール及び出側リールの回転に対して周
期的に発生する出側板厚変動を除去することができるの
で、板厚精度を向上させ、もって生産性を大幅に向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧延機の自動板厚制御方法の一実
施例における装置のブロック図である。

【図２】本発明に係る圧延機の自動板厚制御方法の一実
施例におけるフローチャートである。

【図３】本発明に係る圧延機の自動板厚制御方法の有無
による、圧延材の出側板厚偏差の時間的変化の相違を示
した図である。

【図４】リールの回転に対して周期的に発生する出側板
厚変動を説明するための図である。

【図５】従来技術による圧延機の自動板厚制御方法の一
例における装置のブロック図である。

【符号の説明】

１…圧延機、 ２…出側厚み計、 ３…圧延材、 ４…
入側リール、 ５…出側リール。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材を入側リールから圧延ロールを経て
   出側リールに巻き取る際に、圧延材の出側板厚偏差を測
   定し、該出側板厚偏差に基づいてロールギャップを修正
   する圧延機の自動板厚制御方法において、入側又は出側
   リールの回転に対して周期的に発生する出側板厚変動
   を、前記測定した出側板厚偏差から検出し、該出側板厚
   変動が発生した時点における出側板厚偏差と、前回の出
   側板厚変動が発生した時点におけるロールギャップ修正
   量とから、今回の出側板厚変動が発生する時点における
   ロールギャップ修正量を演算し、この演算結果に基づい
   てロールギャップを修正することを特徴とする圧延機の
   自動板厚制御方法。
2. 【請求項２】入側又は出側リールの回転に対して周期的
   に発生する出側板厚変動の検出が、出側板厚偏差のマイ
   ナス値が所定値よりも大きくなる周期と入側及び出側リ
   ールの回転周期とを比較してなされることを特徴とする
   請求項１記載の圧延機の自動板厚制御方法。