JPS60250819A - 加工機制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 Ｎ（Ｎは整数で、かつＮ〉２）以上の加工スタンドｋ　
；？Ｔ　′ｆる加工設備に関し、任意の１以上の加工ス
タンドの稼動中の開放２は締込み制即に係る。

〔発明の背景〕

酸洗ライン等の前処理工程と、圧延機群の直結化を行な
い操業効率の向上を目標とする連続圧延が近年、著しい
進歩をとげている。しかし、当該圧延に於いても、各ロ
ールスタンドの作業ロールは材料の破断、キズ付き或は
−足圧処置ごとの摩耗により非足期的又は定期的に交換
する必要があり、これが本圧延方式に於ける操業の高効
率式を阻む要因となっていた。従来、この作業ロールの
交換作業は一旦圧延を停止させ、ロール間を充分に開放
した後ロールを交換し、交換後のロール開度を再設定し
て、再度、起動するような手段によって行なわｎていた
ため、この期間は全く圧延が進行せず、いわゆる圧延上
のロス・タイムと化していた。このロス・タイムを必要
とする大きな理由は、圧延中にロール交換全行なうと、
当該スタンドの開放又は締込みに伴ない当該スタンドの
先進率の変化及びこれによってひき起こされる当該スタ
ンド前後の張力、厚みの大巾な変化を誘発し、遂には板
切れを発生せしめる懸念が存在することにある。

又、一般に圧延中に於いて、任意のスタンドを被圧延材
と非接触の状態迄開放したり、逆に非接触状態から被圧
延材に接触し、かつ適正開度に設定する過程では、この
スタンド′ｆ：除く、他の全スタンドの再セツトアンプ
計算を行なう方法が考えられる。しかし不法では、ロー
ルスタンドの駆動電動機容量に余力がろり、かつ１以上
のロールスタンドの作業ロールを同時に、又は近接した
タイミングで組替しようとする時、全スタンドのセット
アツプ１直が何回か繰返えし演算を必要とし、又、複数
スタンドの作業ロールを交換するには、その相互１１：
ｉ」の干渉を含む過渡状態の解析と制御が複雑なものと
なり、これが本演算の精度を低下さぞ、演算の適中度の
面で、大きな課題を持っていた。

以上、ここでは、圧延技術について述べたが、この課題
は連続プロセスを形成するフィルム、紙等の刀ロエ設備
に於いても同様である。

〔発明の目的〕

本発明は圧延中であっても圧延を中断することなくロー
ル交換等をおこなうことができる加工機の制御装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は圧延スタンドのうち任意のスタンドのロール交
換をおこなうとき、当該スタンドに隣接する上流あるい
は下流スタンドの上下ロール周速腿を異ならしめるいわ
ゆる異速度運転必るいは等速制御とし、ロール交換等に
よる板厚変化を速度制御で補償するところに特徴かめる
。

〔発明の実施例〕

はじめに本発明の基健となる事項について述べる。

本発明の基本となるところは、任意のロールスタンドに
於ける作業ロールの開放又は締込みに伴なう同スタンド
前後の厚与の変化を隣接する上下流スタンドの上下作業
ロールの運度比を変更せしめて、これを補償し、又、前
記、任意、のロールスタンドの開放又は締込みに伴なう
同スタンド前後の張力変化を隣接する上下流スタンドの
各上下作業ロール速度を同時に変更せしめて補償するこ
とにある。以下に本発明の原理的構成について説明する
。

今、連続するＮスタンド・タンデム・ミル中の任意の第
１スタンドを開放する場合の当該スタンド及び隣接上下
流スタンドに於ける圧延現象全考察する。

第１図は、被圧延材１が同図左方より右方に向って圧延
される場合の第（ｉ−１）スタンド２、第１スタンド３
、第（ｉ＋１）スタンド４部分を示すものでろる。前記
各スタンドのロール周速度はＶ＋−＋　＋　Ｖ＋　＋　
Ｖ、＋１とし、又、各スタンドの前方（出側）張力とそ
の厚みを夫々’＋−＋　＋　ｔｌ　＋ｔ＋十＋、及びｈ
ｌ−１・　ｈ、・　ｈ皿十貫°とする。

さて、谷スタンドの作業ロールが全て圧延に適用されて
いる状態から、第１スタンドのみ全開放する過程につい
ては、例えば、第１スタンドの圧下をΔＳｌだけ開放し
た時、その先進率ｆ、は、この基準直よりΔｆ、たけ変
化する。即ち定置的には、 ここに、（δｆ／θＳ）は、第１スタンドに於ける圧下
の先進率に及ぼす影響係数を示す。従って、第１スタン
ドの先進率はｆ、からΔｆ、に変化して、その結果、出
出１ｊ板厚はＶ＋（ｉ十ｆ計Δｆ、）となる。第１スタ
ンド作業ロールの開放の前後に於いて、被圧延材のマス
フローは一定であるから、ΔＳＩ　丈開放した際の第１
スタンド出側厚み１１′は、 となる。

一万、第１スタンド圧下を完全に開放した場合の第（ｉ
−１）スタンド出側厚みは、≠蓋スタンド出側厚みと等
しくなり、一般に第（ｉ−１）スタンドに第１スタンド
負担分の圧延動力を負荷させることはできないから基本
的には、ｈＩ−３＜１１１−１　’　＜　ｈ　ｌなる第
（ｉ−１）スタンド出側厚みを新たに設定する必要があ
る。

第１スタンド出側厚みｈｌを前記り、　−＜に制御する
には、第（ｉ＋１）スタンドの上下作業ロールの真速比
制御でメジ、一方、第（ｉ−１）スタンド出側板厚り、
、をｈｌ、−３に制御するのは、第（ｉ−１）スタンド
の上下作業ロールの真速比制御に依ることが本発明の骨
子である。

でて、第１スタンドと、第（ｉ＋ｉ　）スタンド間につ
いては、第１スタンドを開放する過程での厚みｈ′と、
最終目標厚みｈｌ−１の偏差Δｂ、はΔｈ、　”ｈ’ｌ
　”ｌ−１ で与えられる。

そして、この厚与を得る≠（ｉ＋１　）スタンドの上下
作業ロールの周速比をγ漠＋１　とすれば、その所侠異
速比修正量Δγ＋＋１は、 となる。ここに、（θｈＩ／θγ１＋、）は第（ｉ＋１
）スタンドにおける周速比の変化分に対する第１スタン
ドの出側厚み変化分を示す影響係数である。

また、第（ｉ−１）〜第１スタンド間についても同様に
下記の如く説明出来る。即ち第１スタンド圧ド開放に伴
なう第（ｉ−１）出典厚み偏差Δｈ、−１は、 Δｈ、、＝ｈ、、−ｈ’−、・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（５）で与えられ、同様にして、第
（ｉ−１）に於ける所要周速比Δγト、は となる。

次に第１スタンド出側張力の制御法について述べる。第
１スタンドが完全に開放された状態では、厚みと同様に
第（ｉ−１）スタンド出側と、第１スタンド出側は同一
張力ｔＩ、とならねばならない。

−ｈｌ　第１スタンドの圧下開放量Δ鉤　と、第（ｉ−
１）スタンド周速比γト、の変化に伴なって第（ｉ−１
）スタンドの受ける前方張力変動Δｔ、−１は、 今、Δ８＋＋Δγト、にてΔｔＩ−１が受ける影響と、
ｔ、′　へ移行するに要する補正量を、第（ｉ−１）ス
タンド上下作業ロールの同時速度変更鼠ΔＶｔ−。

に依って積極的に補正するには、（７）式にこの補正項
を付与して （ｔ、、−ｔｉ　）十Δ　ｔ、−１ となる。ここで、終局の目的はΔ１．−．　を苓とする
ことにらり、（８）式の左辺中、Δ１．−．　を０とお
けば、所望の速度変化蓋ΔＶト、は、 で決足がロエ能となる。

他方、第１スタンドの圧下開放型ΔｓＩと、第（ｉ＋ｘ
　）スタンドの周速比γ１＋１　の変化に伴なって第（
ｉ＋ｉ　）スタンドの受ける後方張力変動　Δ１．　は
同様にして、 又、ＩＩが、ｔ／、へ移行するに要する補正量を、。

第（ｉ＋ｘ）スタンド上下作業ロールの同時速度変化量
ΔＶ、＋１　に依り積極的に補正するには（１０）式に
この補正項を付与して、 （１，−１ζ）＋Δｔ。

となるから、Δｔ−０とすれば、所望の制釘量ΔＶ、十
、は１ 即ち、第１０−ルスタンドの開放時には、既述の（４）
、　（６）式を成立せしめ乍ら、上下作業ロールの周速
比を制御し、かつ（９）、（１２）式を時々刻々成立せ
しめながら、第（ｉ−１）と第（ｉ＋１）スタンドの圧
延速度を変化させれば、第１スタンドの前後方張力は、
第１スタンドロール開放後の目標張力ｔｌ、に収東させ
ることが可能でめバ第１スタンドのロールを圧延中に於
いても開放することがｉ５Ｊ能となる。

さらに、第１スタンドに於いて、第１スタンドロール開
放状態から、ロール開度を閉する楊陰に、既述の（４）
、　（６）、　（９）、（１２）式は同様に成立し、同
様の手段及びロール間抜の、第１スタンド前後張力ｔＩ
−１＋　’Ｉ　を作ることが可能である。

又、第（ｉ＋ｘ　）スタンド、第（ｉ−ｔ）スタンドの
等速制御を実行する過程に於いて、第（ｉ＋１）、第（
ｉ−１）スタンド上下ロールの等速修正に伴ない第（ｉ
＋１）スタンド前方張力、第（ｉ−１）スタンド後方張
力か同時に変化する。

このため、第（ｉ＋１）スタイドの速度修正に田なう第
（ｉ＋２）スタンドの同期所要補正量ΔＶ＋＋２は、常
に、質量保存則が全スタンド間で成立することから、 ｈ＋−１−＋　（Ｖｌ　＋＋十ΔＶＩ−ｈ　）　（１＋
ｆ　Ｉ＋ｌ＋Δｆ山）＝ｈＩ＋２＜ＶＩ＋２＋Δ■ＩＩ
２）　（１＋ｆｌ＋２）・・・・・・・・・（１３） となる。この相関は、Ｊ（ｉ−１）スタンドの上下作業
ロール等速修正についても同様である。

即ち、 １】＋−＋　（Ｖｌ−＋十ΔＶ＋−＋）　ｌ＋ｆｔ−１
＋ΔＬ−＋　）＝ｈｌＬ２　（Ｖｌ−２＋ΔＶｌ−２）
　（１＋ｆｌ−２）となる。

第（ｉ＋２）スタンドより下流の全スタンドについては
（１３）式が、第（ｉ−２）スタンドより上流の全スタ
ンドについては（１４）式が同様に成立するから（１３
）　、　（１４）式に工・つて、全スタンドの同期速度
制御、いわゆるサクセソシプ制御を行ない全スタンド間
張力変動を抑制する。尚、第１スタンド圧下を操作時、
（１４）式に於ける第（ｉ−１）スタンドの出側目標厚
みり、−、はｈ（となる。

本発明にかかる具体的な一実施例を第２図に示す。以下
第２図について説明する。

第２図において、部品番号１〜４は第１図と同様である
。又、部品番号２００，３００，４００番台は、夫々、
第（ｉ−１）、第１、第（ｉ＋１）スタンドの部品番号
を示し、例えば第（ｉ−１）スタンドにの２０１，２０
２．・・・に於ける０１゜０２で与えられる下２桁は、
谷スタンドについて共通である。

さて、各スタンドは、スケジュール設定装置７から与え
られた圧延スケジュールに対応し、演算装置５にて所望
の圧下量と、谷スタンド圧延速度を演算される。算出さ
れた演算結果は圧下については、第（ｉ−１）スタンド
では、圧下制御装置２２１で経て圧下駆動装置２２０に
付与され、所駕の圧下開匿を設定する。−万、圧延速度
は第一の速度指令装置２０３にて上下作業ロールの周速
比、即ち相互ロールの回転速度比を設定し、当該出力は
上ロール指令装置２０１又は下ロール指令装置２１１に
与えられ、該信号は夫々の作業ロールを駆動しく駆動電
動機は図示省略）、該結果は速度発電機、又は、パルス
発電機２０２，２１２にて実績瞭検出を行ない、いわゆ
る速度一定判（財）系（以下ＡＳＦＬ系と略す）を形成
する。又、第２の速度指令装置２１３は、上下ロールを
等量丈制脚する場合に用いるために設け、当該出力は等
しく上下作業ロールのＡＳＲ系へ付与される。

この過程において、演算に要する各種定数、影譬係数は
、記憶装置６に格納きれており、必要により、演算装Ｒ
５からデータ検索する。演算装置５の演算は、一定条件
又は−短周期による管理下におかれ、これはタイミング
装置８により統轄される。又、ロール交換を必要とする
スタンド、及び当該スタンドの現状圧延点からどの点に
於いてロール開放を開始するかは操作盤に備えた設定器
（例えはテイジタルスイツテ、デンキーなど）９１にて
設定され、その読込タイミングをスイッチ９２にて設定
装置９に付与し、当該信号を受信して演算装置５は、図
示省略されたトラッキング装置ケ介在してロール開放づ
−ベきスタンドの開放タイミングを認識する。

ここでは以下、第１スタンドヲ圀放するケースについて
説明する。第１スタンド３のロール開放タイミングに達
したら、演算装Ｒ５はまず、同スタンド開放後の第（ｉ
−１）、第（ｉ＋１）スタンド間目標板厚をスケジュー
ル演算装置７からの指令にもとづき認識する。そして、
既に記憶された影響係数及び先進率等の当該データを記
憶装置６より検索し、一部は設定装置９を介して入力さ
２する圧延条件、入力データに依存し、演ｎは既述（４
）及び（６）式を用いて第（ｉ十１）、第（ｉ−１）ス
タンドの補正すべき真速比ｆ：算出し、前記第１の速度
指令装置４０３及び２０３へ出力する。同時に演算装置
５は（９）、（１２）式の演算全実行し、第（ｉ　十ｉ
　）　、第（ｉ−１）スタンドの上下作業ロール同時速
度補正量を算出し、前記第２の速度指令装置４Ｉ３，２
１３へ付与して第１スタンド開於後の目標張力を得る。

前記、第（ｉ＋１）、第（ｉ−１）スタンド上下作業ロ
ールの真速比の修正と、等速度修正量とは微少時間毎に
修正演算し、互に同期をとって制御しなければ安定な圧
延の実現が困難であることは自明である。即ち、一方丈
が高速に修正を行なわれると、スタンド間に強力の不均
一を生じ、いわゆるテンションバランスが崩壊し、遂に
は被圧延材の破断を生ぜしめ鵠従ってこの同期制御には
、予め記憶装置６に記憶さｎたＡＳＲ系の応答性能を用
い、タイミング装置８０作用により、演算装置５にて微
少タイミング（時間内）に於ける適正な制呻出力量が算
出される。さらに具体的には、ＡＳＲ系の応答性能の最
大１ｌＩＩにて、ランプ関数状に全補正出力を当該制御
系に付与するような手段による。

尚、この速度制御の過程に於いて第（ｉ＋１）、１（ｉ
−１）スタンドの制＃によシ、第（１十日スタンドの前
方張力及び第（ｉ−ｉ）スタンドの使方張力変化を誘発
し、これらは、さらに、当該スタンドの上流スタンド及
び下流スタンド張力の変化を生じさせるから、既述（１
３）　、　（１４）式に示す相関にて、第（ｉ＋１）、
第（ｉ−’ｌ）スタンドの速度修正と同期していわゆる
サクセツ７プと呼ばれる第（ｉ＋１）スタンドから下流
全スタンド、第（ｉ−１）スタンドρ）ら上流全スタン
ドの速度制御が行なわれる。

又、第２図に於いて、演算装置５、タイミング装置８、
記憶装置６、設定装置９（飢互に独立の装置として示し
たが、こｎらを一括しｃ制菌用計算機又はマイコンに置
換することも容易に類推可能であり、さらに、第１及び
第２の速度指令装置を包含しでも、本願の特質を損なう
ことはない。

又、スケジュール設定装置７は、通常、計算機階層構成
の上位に位置するセントアンプ計算機が、この機能を遂
行することが多いが、応用例としで、本装置を前記用計
算斂又マイコンに包含することも可能である。

同、前記第（ｉ＋１）、第（ｉ−１＞スタンドの上下作
業ロールを真速比制御する際、一般に真速圧延では、高
速ロール側匡破圧延材が摺曲する性質を有するため、真
速比が経験的に得られる成る敷居値を越える場合には、
第（ｉ＋１）スタンドの上ロールを下ロールより高速に
設足し、第（ｉ−１）スタンドの下ロールを上ロールよ
す高速に設定する等の真速制御を行ない、岐圧延材に与
える応力を均一化することが行なわれる。

またスタンド間には張力計２５０，３５０゜４５０．・
・・が備えられ、実績張力を演算装置でモニタする。当
該出力はスタンド間（展力の変化として把えられ、既述
（９）及び（１２）式に反映され、スタンド間張力の一
定化維持に寄与する。

〔発明の効果〕

本発明によると圧延中にロール交換等をおこなっても目
標板厚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる原理的構成を補足する説明、第
２図は本発明にかかる具体的一実施例を示す。 １・・・被圧延材、２，３．４・・・第（ｉ−ｘ）、第
１１第（ｉ＋ｘ　）スタンド、５・・・演算装置、６・
・・記憶装置、７・・・スケジュール設定装置、８・・
・タイミング装置、９・・・設定装置、９１・・・設足
器、９２・・・スイッチ、２０１，２１１・・・速度一
定判御（Ａｉ）装置、２０２，２１２・・・速度発電機
又はパルス発電機、２０３・・・第１の速度指令装置（
真速用）、２１．、ｌ）３・・・第２の速度指令装置（
等速用）、２２０・・・圧下駆動装置、２２１・・・圧
下制御装置、２５０゜蛎−ｌ′２ｆｔｔｌ クー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎ（Ｎは整数で、かつＮ〉２）スタンド以上の力Ｕ
   エスタンドを有する圧延等の加工設備であって稼動中に
   １台以上のスタンドの作業ロールヲ交換する等のために
   、消該スタンドの圧下装置を開放するための圧下制御装
   置を備えた加工機制御装置において、該スタンドの圧下
   装置の作動に対応して、当社スタンドの隣接上流又（は
   ／及び下流スタンドの上下作業ロール速度比を制御する
   ための第１の速度制御装置と、該作業ロール交換等の対
   象スタンドの圧下の作動に対応して当該スタンドの前後
   方張力の変化を検出するための張力検出装置と、該張力
   検出装置の出力信号に、Ｊ：、！２１該スタンドの隣接
   上流又は／及び下流スタンドの上下作業ロール連関を同
   時に制御するための第２の速度制御装置とを備え、前記
   圧下装置の開放により、ロール交換等の対象スタンド及
   び隣接上流又は／及び下流スタンドの圧下操作、上下作
   業ロールの同時速度制御又は異なる速度制御をおこない
   、稼動中においても、作業ロールを被加工材との接触状
   態から、非接触状態へ遷移させることを特徴とする加工
   機制御装置。 ２、前記特許請求の範囲の第１項記載において、作業ロ
   ール交換等の対象となる第１スタンドの、隣接上下流第
   （ｉ−１）及び（ｉ＋１）スタンドの第２の速度制御装
   置は、第（ｊ−２）、（ｊ−３）・・・・・・及び第（
   ｉ＋２　）　、第（ｉ＋３）・・・・・・へ該速度制御
   出力の従属関数を各スタンド圧下率に応じて、直列的に
   制御補正出力する手段を備えて成る加工機制御装置。