JPS62197211A - ミル剛性検出値を利用した板厚制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延機のいわゆるゲージメータ方式による自
動板厚制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、自動板厚制御方法においては、例えば、「厚板の
圧延における板厚精度の検討」（塑性と加工、第２５巻
、第２８６号、ｐｐ９８２〜９８６．１９８４年１１月
発行）にも示されているように、次のようにして板厚を
制御している。

すなわち、圧延スタンドのロール開度をＳ、圧延荷重を
Ｐ、ミル剛性をＭとしたとき、ゲージメータ式 ％式％（１） を用いてロール間隙中の板厚りを計算し、この計算板厚
りが目標板厚ｈｏに近づくようにロール開度Ｓを時々刻
々修正するというものである。

この制御系はゲージメータＡＧＣ方式と称され、具体的
には、例えば、第４図に示すように構成されている。板
厚制御の開始に当たっては、まず、板１の先端がワーク
ロール３ａ、３ｂ間にかみ込んだ直後のロール開度Ｓｏ
及び圧延荷重ＰＯをそれぞれロール開度検出器４及び圧
力検出器５により検出して、これらの値をホールドし、
下記（２）式から圧延直後の板厚ｈｏを計算して、この
り。

を目標値として記憶する。

ｈ　ｏ＝Ｓｏ＋Ｐｏ／Ｍ　　　　・−−・（２）そして
、板の後続の部分では、（１）式により時々刻々計算し
た出側板厚りと上記（２）式により計算し記憶した目標
値ｈｏとの偏差を次式（３）から求め、 Δｈ＝ｈ−ｈ。

＝（Ｓ−８ｏ）十（Ｐ−Ｐｏ）／Ｍ ＝ΔＳ＋ΔＰ／Ｍ　　　　・・・・・・・・・（３）こ
の偏差ΔｈがＯに近づくようにロール開度修正量ΔＳ１
１を次式（４）で算出し、 Δ５−＝−（ΔＰ　／Ｍ）・ｋ　　・・・・・・・・・
（４）（５）式によってこのロール開度修正量ΔＳ＊と
ΔＳの和を制御ゲインｇを介して、ロール圧下装置６に
指令値Ｕとして与える。

ｕ＝ｇ・（ΔＳ＋ΔＳ−） Δ　Ｐ ２ｇ・（ΔＳ＋−ｋ）　　　・・・・・・・・・（５）
これにより、ロール開度Ｓが時々刻々修正されて板厚制
御が行われる。前記（４）式におけるｋはチューニング
率と呼ばれミル剛性値の調整を行うパラメータである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記制御方式による板厚精度の良否は、前記文献にも指
摘されているように、ミル剛性Ｍの推定精度に大きく依
存している。すなわち、ミル剛性Ｍの推定値の精度が良
い場合には、板厚精度は良いが、ミル剛性の推定値の精
度が悪い場合には、板厚精度は悪下する。このミル剛性
Ｍは、被圧延材の寸法や使用ロール寸法によって変化す
るものである。

この点、従来の方法では、（５）式中のミル剛性値Ｍを
一定値に決定し、チューニング率ｋを種々の寸法の被圧
延材やロールに対して全般的にほどほどの板厚精度が得
られるような一定値に調整し。

板厚制御を行っているのが実情であり、板厚精度の向上
に限界があった。

なお、連続圧延機の出側に板厚検出装置を設け、板厚基
準値からの偏差信号を利用して各スタンドのミルスプリ
ング定数を推定する試み（特開昭６０−２３８０１０号
参照）があるが、基本的には、実測出側板厚とゲージメ
ータ板厚（最終スタンド）とが等しいことを条件として
ミルスプリング定数を推定するにすぎず、したがって、
かがる条件を前提とする限り、そのミルスプリング定数
の推定精度にも限界があることは明らかである。

それ故、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、ミル剛性値Ｍを圧延中に時々刻々精度良く検出し、
被圧延材の寸法やロール寸法等の変化に応じて最良の圧
延板厚精度を得ることができる板厚制御方法を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明による板厚制御方法
においては、要するに、ロール間隙の下流側に板厚検出
器を設置して出側板厚を検出し、この検出部位がロール
間隙中にあったときのロール開度と、被圧延材の同一部
位についての前記検出板厚との差を圧延荷重の線形式と
して表現し、ミル剛性値をこの線形式中の係数とみなし
、この係数を圧延中の所定のタイミング毎に逐次最小自
乗誤差同定則を用いて逐次推定して、ミル剛性値を精度
良く検出するようにし、時々刻々検出されるミル剛性検
出値Ｍを（５）式に使うことによって板厚の制御を行わ
んとするものである。すなわち、本発明においては、ゲ
ージメータ板厚の精度が出側検出板厚の利用によって最
小自乗誤差の意味において最良となるよう時々刻々ミル
剛性値を修正して板厚制御を行うようにしたものである
。

以下に本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本発明における板厚制御方法の一実施例を示
す制御ブロック図である。同図において、圧下装置６に
与える指令値Ｕを算出する基本的な制御ループは、前述
の第４図のものと同様であり、この制御ループのミル剛
性Ｍにつき、ゲージメータ板厚の精度が出側検出板厚を
利用して最小自乗誤差の意味で最良となるよう、ミル剛
性検出部７を設けている。

そして、ミル剛性検出部７の入力信号として、ロール開
度検出器４で検出したロール開度Ｓ及び圧力検出器５で
検出した圧延荷重Ｐをそれぞれ導入すると共に、ワーク
ロール３ａ、３ｂの間隙の下流側に距離りだけ離れた所
に設置したＸ線板厚検出器８により検出した出側検出板
厚ｈｘをミル剛性検出部７に導入している。このＸ線板
厚検出器８は、従来から行われているモニターＡＧＣ方
式による積分制御の制御ループを構成するときに使用す
るものを転用することができる。

なお、周知の如くロール開度検出器４はマグネスケール
や差動トランスにより構成され、圧力検出器５はロード
セルにより構成されている。更にワークロール３ａ、３
ｂの駆動モータにパルスジェネレータ９を取り付けて被
圧延材の材料速度（圧延速度）■を検出し、この検出し
た材料速度Ｖをミル剛性検出部７に入力して、被圧延材
の圧下部位が板厚検出器８に到達する間の移送遅れを求
めることができる。

第１図の上記制御系は計算機を用いたオンライン制御シ
ステムとして実現され、そこでは、例えば、第２図のフ
ローチャートにしたがって処理が実行される。なお、以
下の説明においては時刻ｔにおけるロール開度Ｓ、圧延
荷重Ｐ、検出出側板厚ｈｘ及び材料速度ＶをそれぞれＳ
　（ｔ）、Ｐ　（ｔ）、ｈｘ（ｔ）及びＶ　（ｔ）とし
て示す。

（フローチャートの説明） 被圧延材の同一部位においては（６）式が成立する。

Δｈｘ＝ΔＳ＋（１／Ｍ）ΔＰ十Δ５ｏｆｆ−（６）−
７＝ 但し、Δｈ　ｘ＝　ｈ　ｘ−ｈｒｅｆ、Δ５＝Ｓ−８ｏ
、 八Ｐ　＝　Ｐ　−Ｐｏ、 ｈｒｅｆ　：目標板厚、 Ｓｏ、ＰｏＣ板かみ込み時のロール開度及び圧延荷重、 Δ５ｏｆｆ：目標板厚とかみ込み時板厚とのオフセット
・ 上記（６）式において、未知パラメータベクトル（ａヲ
［１／Ｍ　　ＡＳｏｆｆ］”（Ｔｌｔｌ、転置）トＬ、
ソノパラメータを次に示す逐次最小自乗誤差同定則によ
り同定すると共に、その同定結果を用いて、ロール開度
修正量を計算し制御を行う。

以下にフローチャートの各ステップについて詳細を示す
。

５ＴＥＰ１： メータベクトルの初期同定値Ｏｏ＝［α０　βｏ］Ｔを
設定する。

８ＴＥＰ２： カウンタを１＝０にリセットし、続いてワークロール３
ａ、３ｂ間に板１の先端がかみ込んだ直後のロール開度
５（０）及び圧延荷重Ｐ（０）を測定し、これらをメモ
リする。

５ＴＥＰ３： カウンタを１歩前進させる。

５ＴＥＰ４： 現時刻ｔにおけるロール開度５（ｔ）、圧延荷重Ｐ　（
ｔ）、出側板厚ｈｘ（ｔ）及び材料速度■（ｔ）を測定
する。

５ＴＥＰ５： 上記の手順で得られたデータから、ロール開度偏差Δ５
（ｔ）、圧延荷重偏差Δｐ　（ｔ）、検出板厚偏差Δｈ
ｘ（ｔ）をそれぞれ次式 ％式％（７） により算出する。

５ＴＥＰ６： ロール間隙直下から板厚検出器８までの距離りの間の被
圧延材の移送遅れを次式 ％式％（１０） により算出する。

５ＴＥＰ７： 観測値をｙｔ＝Δｈｘ（ｔ）−ΔＳ　（ｔ−ＤＩＥＬＡ
Ｙ）とし、データベクトルをＸｔ＝　［ΔＰ（ｔ　−Ｄ
ＥＬＡＹ）　　　１１とする。

Ｓ　ＴＥ　Ｐ　８： ５ＴＥＰ７で得られたデータベクトルＺｔにより、共分
散行列を次式 ％式％） により更新し、続いてその共分散行列及び観測値により
、未知パラメータベクトルの同定値を次式％式％（１２
） により更新する。

５ＴＥＰ９： 第１図中の１０のミル剛性値の逆数（１／Ｍ＝αｔ）を
上記の手順により同定したパラメータαｔに設定する。

５ＴＥＰＩＯ： ロール圧下装置６に与える指令値ｕ　（ｔ）を次式％式
％（１３） により計算し、制御信号として圧下装置６に与える。

５ＴＥＰＩＩ： 材料速度Ｖ（ｔ）が一定値以上かどうかを判別する。一
定値以上であれば、５ＴＥＰ３へもどって上述の動作を
繰り返し、一定値以下であれば板圧延動作の終了と判断
して制御を終了する。

本発明による板厚制御方法と従来の板厚制御方法との各
制御結果を比較して第３図に示す。同図は４段圧延機に
より黄銅を圧延した場合を示しており、同定制御を開始
するとミル剛性の推定精度が時々刻々改善されるのに伴
い、最初±５μｍ程度であった板厚精度が±３μｍ程度
にまで改善されていることがわかる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、板厚端１１一 度に大きく影響し、かつ、被圧延材の寸法やロール寸法
に応じて変化するミル剛性を、計算板厚の精度が出側検
出板厚の利用による最小自乗誤差の意味で最良となるよ
う圧延中に時々刻々修正して板厚制御を行うようにした
ので、出側板厚の変動を最小限に抑えて高精度の板圧延
を実現することが可能となる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る板厚制御方法の制御ブ
ロック図、 第２図は上記制御系におけるオンライン制御システム例
のフローチャート、 第３図（ａ）、（ｂ）は本発明法と従来法との各制御結
果を示す図で、（ａ）は板厚の変動状況を示し、（ｂ）
は圧延量と板厚変動の関係を示し、第４図は従来の板厚
制御方法の制御ブロック図である。 １・・・被圧延材（板）、　　　２・・・圧延スタンド
、３ａ３ｂ・・・ワークロール、４・・・ロール開度検
出器、５・・・圧力検出器、　　　６・・・圧下装置、
＝１２− ７・・・ミル剛性検出部、　８・・・板厚検出器、９・
・・パルスジュネレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延スタンドの圧延荷重及びロール開度を検出し、この
   圧延荷重及びロール開度検出値と該圧延スタンドのミル
   剛性値を使ってロール間隙中の板厚を計算し、該計算板
   厚と目標板厚とを比較して、その差が零に近づくように
   ロール開度修正量を算出し、このロール開度修正量をロ
   ール圧下系に与えることによって圧延スタンドの出側板
   厚が前記目標板厚に近づくように制御するゲージメータ
   方式による板厚制御方法において、圧延スタンドの下流
   側に板厚検出器を設置し、まず圧延中に圧延荷重とロー
   ル開度検出値を被圧延材の部位毎に記憶しておき、ロー
   ル直下から前記板厚検出器までの移送遅れを考慮して、
   被圧延材の検出板厚と同一部位がロール間隙中にあった
   時のロール開度及び圧延荷重を前記記憶値中から抽出し
   、前記検出板厚と該ロール開度の差を該圧延荷重の線形
   式として表現し、ミル剛性値をこの線形式中の係数とみ
   なし、該係数を圧延中の所定のタイミング毎に逐次形同
   定則を用いて逐次推定してミル剛性値を検出し、このミ
   ル剛性検出値を用いてゲージメータ方式による板厚制御
   を行うことを特徴とするミル剛性検出値を利用した板厚
   制御方法。