JPS6132090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、素材を通すロール間隙を持つて対向
される一対のワークロールを作動ロールとして、
上記作動ロールに対応してロール間隙を調整する
二段式圧延機の、あるいは上記ワークロールを支
持するバツクアツプロールを作動ロールとして、
上記作動ロールに対応してロール間隙を調整する
四段式圧延機の自動制御方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

この種の圧延機の自動制御方法としては、特公
昭46―9934号公報などに所載されているものが知
られている。ここでは、ロール間隙に入る素材の
厚さについての信号およびその素材が圧延機に入
つた時の圧延負荷の変動を示す信号から、間接的
に作動ロールの偏心を推計し、ロールの偏心およ
び長円化による被圧延材料への影響を除去しよう
としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記自動制御方法では、素材への圧延
負荷変動値が大きい場合についての誤差修正が必
要であり、被圧延素材の厚さに対する絶対値の相
違でも誤差修正が必要であり、コンピユータ制御
上の正確さを期待することができない。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、
作動ロール間における角位置対応の偏心総量、す
なわち作動ロールのチヨツクの相対距離の変動分
を、素材を含まない段階で予め測定し、これをコ
ンピユータ側にストアして置いて、圧延時の補正
段階で基準データとして使用し、少なくとも圧延
時におけるワークロール間隙の変動については、
制御フアクタの主要部から除去しておけるように
改良した圧延機の自動制御方法を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的のため、本発明は、素材を通すロール
間隙を持つて対向される一対のワークロールある
いは上記ワークロールを支持するバツクアツプロ
ールを作動ロールとして、上記作動ロールに対応
してロール間隙を調整するものにおいて、上記作
動ロールのチヨツクの相対距離を偏心総量とし
て、上記ワークロールの間隙を零とした状態での
測定段階で、１ビートサイクルの間、上記作動ロ
ールを回転させて、その角位置対応で上記偏心総
量を測定し、この情報をコンピユータ側にストア
し、補正段階では、上記角位置対応で素材をワー
クロール間に供給しつつ、上記１ビートサイクル
でコンピユータ側にストアされた情報に基づく現
実の偏心量を表示する信号でワークロール間隙を
補正することを特徴としたものであり、上記１ビ
ートサイクルは、その作動ロールの測定基点から
両作動ロールが再びその測定基点が一致するまで
の長さに設定されていることを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

このような方式では、各作動ロールは互いに相
違した角速度で回転されることが本質的に重要で
ある。２つの作動ロールの偏心成分は、それぞれ
周期的であるが、それらの相違した角速度のため
に僅かに異なつた周期となる。その結果、偏心成
分の総量（偏心総量）の変化は低周期ビートを持
ち、１つのビートサイクルは作動ロールの多くの
回転にわたる。例えばこの明細書で例示するビー
トサイクルは、小さい側の作動ロール（バツクア
ツプロール）は他の作動ロール（バツクアツプロ
ール）より、１ビートサイクルの間に１回転多く
回転することになる。この１ビートサイクルで、
偏心総量の変化は繰返されるわけで、これをコン
ピユータ側にストアして置けば、無条件に、作動
ロールの角位置に同期した一定の補正ができ、ロ
ール偏心に基づくワークロール間隙の変動につい
ては、制御フアクタの主要部から除去できること
になる。実際問題として、作動ロールは必ずしも
正確な同じ直径ではないし、上記作動ロール間に
は常にある僅かな角速度の差が存在しているの
で、偏心総量の変化の同期は、作動ロールの多数
回転を経過しなければ得られないのであり、この
ような本発明の制御方法は非常に有効である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を四段式圧延機、すな
わちワークロールを支持するバツクアツプロール
を作動ロールとする場合の事例に基づいて、図面
を参照して具体的に説明する。

今、第１図において、油圧制御圧延機は、互い
に窓４を有する一対のハウジング２を具備してい
る。底部バツクアツプロール６は上記窓４中に支
持されたチヨツク８中にその端で支持されてい
る。上記バツクアツプロール１０はハウジングの
窓に位置された一対の液圧ラム１４によつて移動
可能なチヨツク１２にその両端で支持され、上記
ラム１４はロードセル１６によつて窓の頂部から
離されている。一対のワークロール１８，２０は
バツクアツプロール６および１０の間に位置され
ている。

各液圧ラムは別々のサーボバルブ２１を介して
液圧流体を供給され、上記バルブの操作は一対の
制御器２２によつて制御される。上記ラム１４の
ピストン１４ａの移動は、別々の線形変位変換器
２４によつて測定れる。この変換器２４は各ラム
のピストンとシリンダとの間に接続されている。
バツクアツプロール６，１０の各々は作動ロール
として働き、そこに接続された角位置変換器２６
を具備する。

圧延機操作のための制御は、圧延機の各側にお
いて一致しており、また制御器２２の各側におい
て、ライン２８上の負荷基準信号、ロードセル１
６からのライン３０上の圧延負荷信号、選択的に
は圧力変換器APTからの信号、およびライン３
２上における線形変位変換器からの信号をうけ
る。

加うるに、上記制御器は、合計器３６からのラ
イン３４上の信号を受け、上記制御器からの出力
信号はライン３８上でサーボバルブ２１に供給さ
れる。上記制御器は操作の２個のモード（負荷制
御および位置制御）を有する。

コンピユータ４０は角位置変換器２６からの信
号および変換器２４の各々からの信号をうけ、位
置基準信号をうけている合計器３６に対して信号
を供給する。

上記コンピユータは、時分割を用いることによ
り、変換器２６からうけた作動ロールの角位置信
号が圧延機の両側で同じであつて、順次、完全に
独立して圧延機の両側から受ける。

ロール間隙に素材がなく、ワークロールが負荷
下で面接された状態で、作動ロールは正常な速度
で回転される。線形変位変換器２４からの信号が
コンピユータに供給され、同様に角位置変換器２
６からの信号が供給される。この段階は、測定段
階として、通常、正確に１ビートサイクル、継続
される。しかしこれは、精度を高め、他のランダ
ムな騒乱から起こる誤差を減少するために、２あ
るいはそれ以上の完全なビートサイクル、延長す
る方が有利である。

測定段階の間、２個の作動ロールの偏心総量は
コンピユータによつて受けられ、同様に、２個の
作動ロールの角位置を表示する信号が受けられ
る。上記コンピユータは、上記作動ロールの１つ
における回転角の一定増加に対応した時間間隔で
偏心の総量を表示する信号を得る。上記コンピユ
ータでは上記作動ロールの角位置の各々につい
て、ビートサイクルの間、上記作動ロールの各回
転における上記位置のための取得値が平均され、
上記角位置対応で作動ロールの偏心を表示する資
料を準備する。

第２図において上側グラフは、時間に関してプ
ロツトした２個の作動ロール（バツクアツプロー
ル）のうち、小径のものの平均値からのロール半
径の逸脱である偏心量Ｘを示し、また下側グラフ
は、時間に関してプロツトした他の作動ロールに
おける偏心量Ｙを示す。ここでは、１ビートサイ
クルについて上記作動ロールの完全な１回転毎に
時間軸上のマークが示されていて、この１ビート
サイクルは、誇張して示す例では頂部作動ロール
の６回転および底部作動ロールの５回転である。
X₁〜X₆は連続回転の間、頂部作動ロール上の単
一測定点での偏心値である。またY₁〜Y₆は底部
作動ロール上の対応する偏心値である。X₁〜X₆
は頂部作動ロールの単一測定点X₁＝X₂＝X₃＝…
X₆上の同じ点を表示するので、X₁〜X₆の平均値
はX₁に等しい。下側グラフは、底部作動ロール
まわりに等しい間隔で示される６個の分割点を
Y₁〜Y₆で示している。或る平均電流値、DCレベ
ルがＹから除かれ、それによつてＹが零の平均値
を現に持つと仮定すれば、Y₁〜Y₆の平均値は実
質的に零になる。この近似値は、測定点の数が増
大すると改善され、Y₁〜Y₆の平均値が零に等し
くなると仮定することに合理性を持つ。コンピユ
ータの入力は、下側グラフに点X₁〜X₆およびY₁
〜Y₆で示されるようにＸ＋Ｙの合計である。上
記コンピユータは、X₁＋Y₁，X₂＋Y₂，…X₆＋Y₆
の平均値を持つ６個の読取値の平均を取るように
プログラムされる。この平均値は、X₁〜X₆の平
均値をY₁〜Y₆の平均値に加えた値に等しい。

X₁〜X₆の平均値はX₁であり、Y₁〜Y₆の平均値
は零であるから、結果はX₁である。このため、
計算器は頂部作動ロールのために値X₁を計上す
る。

このようにして、１ビートサイクルで、頂部作
動ロールと底部作動ロールとの単一測定点の一致
が実現される場合、この間の所定時分割における
ＸおよびＹの値は、例えばX₇で示すような中間
の分割点での値として、偏心パターンＸおよびＹ
における総合の偏心差Ｙ＋Ｙの全てを完全にコン
ピユータで引出されることになる。

そしてコンピユータのメモリに対しては、プロ
ツトした全ての測定値の平均に対して、偏心パタ
ーンが、各測定点での半径方向の逸脱のテーブル
としてストアされる。

素材がワークロール間で圧延される補正段階に
おいては、２個の作動ロールの偏心総量は、アナ
ログ補正信号としてコンピユータから送られ、一
緒に加えられた作動ロール回転に同期してコンピ
ユータの記憶テーブルから読取られる。この場
合、デーブルからの読取りは、作動ロールの１つ
のまわりにおける先のプロツトによる分割点に対
応する時間、あるいは等しい時間間隔でなされ
る。上記コンピユータは、記憶テーーブル中の全
てについて書込みができていて、１ビートサイク
ルにおける改善された作動ロールの回転での平滑
な制御出力を与える。さらに上記コンピユータ
は、液圧位置制御システムにおける動作遅れを部
分的に補正する信号により制御をするが、ワーク
ロール間隙についての情報を処理して上記補正信
号を制御フアクタから除外しておける。

この発明の特徴は、適当な状況のものでは、と
くに可逆油圧平板圧延機以外の圧延機にも、基本
システムを拡大して採用することができる。幾つ
かの応用を以下に列記する。

１ 上述の圧延機操作の測定段階の間、圧延機は
一定負荷制御のもとで稼動され、１ビートサイ
クルにおける偏心総量の情報は上記シリンダ変
位変換器から得られる。圧延機は二者択一的
に、一定位置制御（すなわち、変位変換器によ
つて測定される所定シリンダ延長）のもとで操
作できるが、しかし、ワークロールは接触しか
つ負荷されている。そして、偏心総量の情報
は、測定圧延負荷変動（ロードセル１６あるい
は圧力変換器からコンピユータへ供給される）
から導かれる。これらの負荷変動は、コンピユ
ータによつて対応する変位に変換でき、圧延機
スプリング定数を用いる時（予め知られてい
る）解析され、前述のようにメモリにストアさ
れる。

２ 非逆圧延機、とくに狭い速度範囲を持つ圧延
機では、偏心測定のクローズト・ループ方式が
よりよい正確度を与えるであろう。測定段階に
続き、補正段階に先行する他のステージの間、
圧延機は位置制御下に稼動され、そして圧延負
荷変動は（選択１として）モニターされるが、
しかし同時に、上記コンピユータからの予備偏
心補正パターンが、シリンダ位置の基準に対す
る補正として送られる。始めに、予備補正はａ
ゼロかｂ測定段階において予め測定された偏心
パターンにすることができる。上記コンピユー
タは、圧延負荷変動の情報を用いて、予備偏心
パターンを漸次、刷新する。この目的は、負荷
変動を零値へと減少することで、どんな負荷変
動もクローズト・ループ自己修正システム中の
信号として考慮する点にある。圧延機がそれ自
体、フイードバツク・ループ内に含まれている
ので、その誤差は最小となろう。これらの誤差
は、コンピユータの入力，出力中に利得誤差を
含んでおり、液圧位置制御中にあり、上記位置
制御中、運動遅れを含む。同様に、圧延機スプ
リング定数の仮定値は重要ではないだろうが、
それは、より長く正確な測定を達成し、最終的
に達成された確度は、すて難い。上記確度は、
ほとんど測定段階と同じ状態のもので稼動され
る圧延機から、通常の圧延に際して生ずるそれ
らの状態へ大きく誘導する。

３ 通過時間が充分に長い圧延機においては、ス
トリツプが圧延機中にいる後においても、記憶
偏心パターンに刷新プロセスを連続するよう
に、選択２が延長できる。このオンライン更新
プロセスは、記憶偏心パターン中に連続的に編
入されるべき偏心の低変化（例えばロールの摩
耗、温度膨脹のための）を得ることができる。
ストリツプが圧延機中にある時、負荷変動は、
偏心より他の理由（例えばストリツプ導入ゲー
ジにおける変動）で起こるであろう。けれど
も、これらは作動ロール（バツクアツプロー
ル）の回転に同期しておらず、更新プロセスが
充分緩やかである条件で、僅かな誤差ももたら
さないであろう。

４ 見かけの偏心は、ロール圧延における対応変
化を起こすロール円周上の硬さ変化によつて
も、もたらされる。この見かけ偏心は圧延負荷
に依存し、多分、材料の厚さにも依存するであ
ろう。これを許容するため、２個以上の偏心パ
ターンのセツトがコンピユータ中に記憶でき、
圧延機の公知の作動状態に対応する現実のパタ
ーン得るのに用いられる書込み（負荷に関し
て）がされる。負荷の場合、パターンの必要な
セツトは、異なつた負荷レベル下で２以上の回
数、測定段階が繰返されることにより誘導でき
る。

５ 計画は、四段式圧延機におけるワークロール
偏心のためにも追加的に利用されるべく、容易
に拡大できる。上記ワークロールが独立に駆動
されるなら、それらの直径はある意味で異なら
されていなければならず、各々は前述の角位置
測定で適合されねばならない。ワークロール偏
心測定は、かくしてバツクアツプロール偏心測
定に平行して進行される。２つの測定の間の相
互作用を最小にするために、コンピユータに補
正規定を編入することが必要になろう。もし仮
に、ワークロールがピニオン・ボツクスを介し
て共通駆動されるならば、一方のロールのみが
角位置測定をうけ、ワークロールパターンの１
つのセツトのみが記憶される（両ワークロール
の総合偏心になる） なお、上記実施例では、バツクアツプロールを
作動ロールとして採用した四段式圧延機の自動制
御方法につき述べているが、ワークロールを作動
ロールとする二段式圧延機について、ワークロー
ルを作動ロールとする場合にも、本発明の制御方
法は採用されること勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上詳述したようになるので、１ビ
ートサイクルにわたつて作動ロールの偏心総量を
測定し、これをコンピユータ側にストアしておい
て、これを補正段階で上記作動ロールの回転に同
期して読出し、制御フアクタからワークロール間
隙の変動量の影響を除いて、制御性を改善するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る四段式圧延機の概略正面
図、第２図は圧延機の作動ロールの偏心量を概略
的に示す図表である。 ２…ハウジング、４…窓、６…バツクアツプロ
ール、８…チヨツク、１０…バツクアツプロー
ル、１２…チヨツク、１４…ラム、１４ａ…ピス
トン、１６…ロードセル、１８…ワークロール、
２０…ワークロール、２１…サーボバルブ、２２
…制御器、２４…線形変位変換器、２６…角位置
変換器、２８，３０，３２，３４…ライン、３６
…合計器、３８…ライン、４０…コンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 素材を通すロール間隙を持つて対向される一
   対のワークロールあるいは上記ワークロール支持
   するバツクアツプロールを作動ロールとして、上
   記作動ロールに対応してロール間隙を調整するも
   のにおいて、上記作動ロールのチヨツクの相対距
   離を偏心総量として、上記ワークロールの間隙を
   零とした状態での測定段階で、１ビートサイクル
   の間、上記作動ロールを回転させて、その角位置
   対応で上記偏心総量を測定し、この情報をコンピ
   ユータ側にストアし、補正段階では、上記角位置
   対応で素材をワークロール間に供給しつつ、上記
   １ビートサイクルでコンピユータ側にストアされ
   た情報に基づく現実の偏心量を表示する信号でワ
   ークロール間隙を補正することを特徴としたもの
   であり、上記１ビートサイクルは、その作動ロー
   ルの測定基点から両作動ロールが再びその測定基
   点が一致するまでの長さに設定されていることを
   特徴とする圧延機の自動制御方法。