JPH11201745A - 圧延材の形状検出装置及び形状検出方法 - Google Patents

圧延材の形状検出装置及び形状検出方法

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JPH11201745A
JPH11201745A JP10007786A JP778698A JPH11201745A JP H11201745 A JPH11201745 A JP H11201745A JP 10007786 A JP10007786 A JP 10007786A JP 778698 A JP778698 A JP 778698A JP H11201745 A JPH11201745 A JP H11201745A
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Haruyuki Hosokawa
晴行 細川
Soichi Kitagawa
聡一 北川
Masayoshi Okamoto
雅好 岡本
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状検出ローラの一回転中に張力変動が有る
場合、その張力変動が形状検出に影響しないように補正
して、真の形状を検出できるようにした圧延材の形状検
出方法及び検出装置を提供すること。 【解決手段】 軸方向に沿い且つ回転方向に所定角度づ
つずれて配置された複数のセンサ14を有する形状検出ロ
ーラ4 が、圧延材1 に接触し且つその圧延速度と同期し
て回転することにより、該各センサ14が前記圧延材1 か
ら受ける荷重を検出し、前記検出ローラ4 が一回転した
後に前記各センサ14からの検出信号を処理して、前記圧
延材1 の形状を検出する方法において、前記センサ14と
は別の張力検出手段5 により、前記圧延材1 の張力を、
前記各センサ14の荷重検出と同時に検出し、前記各セン
サ14からの検出信号を処理して前記圧延材1 の形状を求
める際、前記検出した張力値を補正値として用いて、前
記圧延材1 の形状を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧延材の形状検出
装置及び形状検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷間圧延設備における圧延材の形状検出
装置として、例えば、特公平7−92380号公報、特
開平7−77468号公報等に記載のものが公知であ
る。前記従来の圧延材の形状検出ロールは、ロール軸方
向に積層又は埋設されたセンサ(荷重検出センサ)を所
定の位相角度をもたせた構造とするもので、該形状検出
ローラを圧延材の圧延速度と同期して回転させることに
より、圧延材の形状を検出するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のものは、形
状検出ロールを一回転させてデータサンプリング及び処
理するため、一回転中に急激な張力変動があると、位相
角度をもたせて螺旋状にセンサを配置している構造上、
真の形状ではなく不連続な歪んだ形状として検出してし
まうという問題があった。
【0004】例えば、高速度で運転されるタンデム型圧
延機では、操業効率を高めるため、入側・出側にルーパ
設備を持たせ、溶接させ連続した操業が可能である設備
を採用している。高速で走る被圧延材であっても、上記
溶接点は材料接合部分での板破断を防止するために、張
力を低下させて低速で圧延させる操業方法をとってい
る。このとき、形状検出ロールのセンサは位相角を持た
せて螺旋状に配置されており、位相角毎に張力変動を受
けることになり、一回転後のデータをサンプリング処理
するため、結果として不連続な形状と処理され、検出誤
差が生じてしまう。
【0005】また、圧延中に圧延速度、張力、圧延荷重
等のプロセス状態を変化させると、形状に与える主要因
である「摩擦係数」「ワークロールクラウン」「変形抵
抗値」が急激に変化し、結果として形状も変化していま
う。このような過渡状態の形状検出を正確に行うことは
非常に重要な課題である。例えば、定常圧延中に圧延速
度が一定で急激な張力変化を生じた場合、形状に影響を
及ぼす主要因である「摩擦係数」「ワークロールクラウ
ン」「変形抵抗値」の変化を伴い、結果としてワークロ
ール直下での形状が変化する。現状の接触式形状検出ロ
ールの構造上、上記のような現象が発生した場合、セン
サ配置角度毎に張力変動分を含んだデータとして処理さ
れ、不連続な形状値として検出誤差を生じてしまう。
【0006】そこで、本発明は、形状検出ローラの一回
転中に張力変動が有る場合、その張力変動が形状検出に
影響しないように補正して、真の形状を検出できるよう
にした圧延材の形状検出方法及び検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明方法の
特徴とするところは、軸方向に沿い且つ回転方向に所定
角度づつずれて配置された複数のセンサを有する形状検
出ローラが、圧延材に接触し且つその圧延速度と同期し
て回転することにより、該各センサが前記圧延材から受
ける荷重を検出し、前記検出ローラが一回転した後に前
記各センサからの検出信号を処理して、前記圧延材の形
状を検出する方法において、前記センサとは別に設けら
れた張力検出手段により、前記圧延材の張力を、前記各
センサの荷重検出と同時に検出し、前記各センサからの
検出信号を処理して前記圧延材の形状を求める際、前記
検出した張力値を補正値として用いて、前記圧延材の形
状を求める点にある。
【0008】より具体的には、前記張力検出手段により
検出された各センサ位置(n)における張力Tn から、
前記形状検出ローラの一回転中の平均張力TAVG を、 TAVG =Σ(1/n)Tn として算出し、各センサからの検出信号を処理して得ら
れる圧延材の形状をRnとして求め、前記張力値を補正
値として用いて、補正後の前記圧延材の形状を、 RAVG n =Rn (TAVG /Tn ) として求めることができる。
【0009】また、本発明装置の特徴とするところは、
軸方向に沿い且つ回転方向に所定角度づつずれて配置さ
れた複数のセンサを有する形状検出ローラが、圧延材に
接触し且つその圧延速度と同期して回転することによ
り、該各センサが前記圧延材から受ける荷重を検出し、
前記検出ローラが一回転した後に前記各センサからの検
出信号を処理して、前記圧延材の形状を検出する形状検
出装置において、前記センサとは別に、圧延材の張力を
検出する張力検出手段が設けられ、前記圧延材の張力
を、前記各センサの荷重検出と同時に検出し、前記各セ
ンサからの検出信号を処理して前記圧延材の形状を求め
る際、前記検出した張力値を補正値として用いて、前記
圧延材の形状を求める形状検出補正手段が設けられた点
にある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1において、圧延材1 の形状検出
装置2 は、圧延機3 の巻取側に設けられ、圧延材1 に接
触して圧延速度と同期回転する形状検出ローラ4 と、該
ローラ4 とは別に設けられた張力検出手段5 と、前記検
出ローラ4 と張力検出手段5 からの検出信号を処理して
圧延材1 の形状を求める処理装置6 とからなる。
【0011】図2に示すように、前記形状検出ローラ4
は、複数枚のディスク7 を回転軸の軸心方向に積層して
成り、前記回転軸の両端部は、軸受装置8 を介して回転
自在に支持されている。この回転軸の一端は、図示省略
のモータ等の駆動手段に軸継手9 を介して結合され、圧
延速度と同期回転可能とされている。回転軸の他端に、
チャージアンプ10と回転角度検出器11と回転トランスミ
ッタが取り付けられている。
【0012】前記軸受装置9 は、前記張力検出手段5 を
介してベース13に取り付けられている。この張力検出手
段5 は、ロードセル等の荷重計からなり、軸受荷重を検
出して圧延材1 の張力を求めるものである。尚、この張
力検出手段5 は、ルーパーに設けた荷重計等から構成す
ることもできる。図3に示す如く、前記形状検出ローラ
4 を構成する各ディスク7 には、その周方向一か所に圧
電素子からなるセンサ14が内蔵されている。そして、形
状検出ローラ4 が回転して、圧延材1 とセンサ14との関
係が図3(a)の状態から同図(b)の状態に至ると、
同図(c)に示すように、該センサ14から検出信号が出
力される。
【0013】図4に示すように各ディスク7 の前記セン
サ14は、軸方向に沿い且つ回転方向に所定角度づつずれ
て配置されている。所定角度の内、数カ所には、センサ
が配置されていないディスクが存在する。以下、この位
置をNULL点と言う(図7においては、0°、120
°、240°がNULL点であり、図8においては、0
°、90°、180°、270°がNULL点であ
る。)。
【0014】図5に示すように、各ディスク7 はグルー
プ分けされ、同一グループ内のセンサ14は、同一のチャ
ンネルのチャージアンプ10に接続され、各センサ14から
の出力信号は、前記回転トランスミッタ12を介して処理
装置6 に伝送される。そして、前記処理装置6 には、前
記各センサ14からの検出信号を処理して前記圧延材1 の
形状を求める際、前記張力検出手段5 からの張力値を補
正値として用いて、前記圧延材1 の形状を求める形状検
出補正手段15が設けられている。
【0015】図6により、前記処理装置6 の機能を説明
する。形状検出ローラ4 を圧延材1 に接触させて同期回
転させ、形状検出ローラ4 の回転角度を前記回転角度検
出器11で検出する一方、センサ14からの信号を受信する
(S1)と共に、また各NULL点の出力値を検出する
(S2)。図7に示すように、前記形状検出ローラ4 か
らの波形信号は、ドリフトとユラギを含んだものとな
る。そこで、ドリフトを求めて当該ドリフトの補正を行
い(S3)、ユラギの振幅、位相、オフセットの計算を
行い(S4)、当該ユラギの補正を行う(S5)。尚、
前記ドリフト補正及びユラギ補正処理は、特公平7−9
2380号公報に記載の如く公知の処理であるので、そ
の詳細説明は省略する。
【0016】ドリフト補正及びユラギ補正された形状デ
ータRn は、図8の下部に示す如くである。ここで、R
の下添え字nは、センサの位置(30°、60°……)
を示し、また図中のRの上添え字の(A)……(F)
は、チャージアンプのチャンネルを示す。尚、図7と図
8のデータの関連性はなく、単なる例示にすぎない。前
記図8の下部の形状データは、同図上部に示す如く、張
力変動が有った場合のものであり、このような張力変動
が発生すると、前記形状検出補正手段15により、張力変
動補正が行われる(S6)。
【0017】即ち、形状検出ロールからの形状信号と、
張力計からの張力信号を同時サンプリングし、図8に示
すように、張力変動が発生した場合、次式により一回転
中の平均張力TAVG を算出し、平均張力下での形状値に
補正する(S7)。 TAVG =Σ(1/n)Tn いま、平均張力値TAVG における形状平均値をRAVG
すると、次式が成立する。
【0018】RAVG /TAVG =R30/T30 故に、 RAVG 30=R30(TAVG /T30) RAVG 60=R60(TAVG /T60) ………… RAVG 330 =R330 (TAVG /T330 ) 前記RAVG 30〜RAVG 330 は、平均張力時TAVG 上での
形状として処理されるので、一回転中の張力変動の影響
を受けることなく、平均張力値(TAVG )上での正確な
形状として表示することができる。
【0019】なお、本発明方法は、グリップ張力変動を
除去する場合にも適用できる。即ち、圧延機から繰り出
された圧延材をリールに巻き取るときに、その巻き取り
始端がリール外周面上の段差となり、圧延材を巻いたコ
イルが局部的にコブ状となり、圧延材がこの段差と形状
検出ローラの外面とに対して接線状になったとき、この
段差により巻き取り張力が変動するといったグリップ張
力変動が発生する。このグリップ張力変動は、形状検出
ローラによる形状検出に誤差を生じさせる。そこで、グ
リップ張力変動がある場合、本発明方法の張力補正を行
い、グリップ張力変動を除去することができる。
【0020】尚、本発明は、前記実施の形態に限定され
るものではない。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、形状検出ロールが一回
転中に発生する張力変動により、センサ取付位相角毎に
荷重が発生した場合でも、検出誤差を解消することがで
き、正確な形状検出が行える。またタンデム圧延機にお
いて、コイル間を溶接した部分を通過させる時に生じる
張力変動に関して、従来であれば正確な形状検出が不可
能であった為に自動形状制御が不可能であったが、本発
明によれば、溶接部分通過時における形状検出が正確に
でき、自動形状制御運転が可能になり、製品の歩留が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の形状検出装置の配置図である。
【図2】図2は形状検出ローラの正面図である。
【図3】図3は形状検出ローラの詳細を示し、同図
(a)は非荷重点出力時の圧延材とローラの接触状態を
示し、同図(b)は最大荷重出力時の圧延材とローラの
接触状態を示し、同図(c)はセンサの出力波形を示
す。
【図4】図4は形状検出ローラの各ディスクに配置され
たセンサの配置角度の一例を示す図面である。
【図5】図5は、本発明の形状検出装置を示す構成図で
ある。
【図6】図6は、本発明方法のフローチャトである。
【図7】図7は、形状検出ロールからの形状信号を示す
とともに、ユラギとドリフトの説明図である。
【図8】図8は、張力変動が発生した時の、形状検出ロ
ールからの出力波形を示すグラフである。
【符号の説明】
1 圧延材 4 形状検出ローラ 5 張力検出手段 6 処理装置 14 センサ 15 形状検出補正手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に沿い且つ回転方向に所定角度づ
    つずれて配置された複数のセンサを有する形状検出ロー
    ラが、圧延材に接触し且つその圧延速度と同期して回転
    することにより、該各センサが前記圧延材から受ける荷
    重を検出し、前記検出ローラが一回転した後に前記各セ
    ンサからの検出信号を処理して、前記圧延材の形状を検
    出する方法において、 前記センサとは別の張力検出手段により、前記圧延材の
    張力を、前記各センサの荷重検出と同時に検出し、前記
    各センサからの検出信号を処理して前記圧延材の形状を
    求める際、前記検出した張力値を補正値として用いて、
    前記圧延材の形状を求めることを特徴とする圧延材の形
    状検出方法。
  2. 【請求項2】 前記張力検出手段により検出された各セ
    ンサ位置(n)における張力(Tn )から、前記形状検
    出ローラの一回転中の平均張力(TAVG )を、 TAVG =Σ(1/n)Tn として算出し、 各センサからの検出信号を処理して得られる圧延材の形
    状をRn として求め、 前記張力値を補正値として用いて、補正後の前記圧延材
    の形状(RAVG n )を、 RAVG n =Rn (TAVG /Tn ) として求めることを特徴とする請求項1記載の圧延材の
    形状検出方法。
  3. 【請求項3】 軸方向に沿い且つ回転方向に所定角度づ
    つずれて配置された複数のセンサを有する形状検出ロー
    ラが、圧延材に接触し且つその圧延速度と同期して回転
    することにより、該各センサが前記圧延材から受ける荷
    重を検出し、前記検出ローラが一回転した後に前記各セ
    ンサからの検出信号を処理して、前記圧延材の形状を検
    出する形状検出装置において、 前記センサとは別に、圧延材の張力を検出する張力検出
    手段が設けられ、 前記圧延材の張力を、前記各センサの荷重検出と同時に
    検出し、前記各センサからの検出信号を処理して前記圧
    延材の形状を求める際、前記検出した張力値を補正値と
    して用いて、前記圧延材の形状を求める形状検出補正手
    段が設けられたことを特徴とする圧延材の形状検出装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100421826C (zh) * 2006-09-29 2008-10-01 燕山大学 分片内孔压磁式板形仪
CN101985134A (zh) * 2010-11-04 2011-03-16 中色科技股份有限公司 一种接触式板形测量仪
JP2014219425A (ja) * 2010-12-22 2014-11-20 キストラー ホールディングアクチエンゲゼルシャフト 力センサ・システム及び圧延中の薄膜ストリップ又は金属薄板ストリップの力を測定する方法

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