TW201521897A - 壓延控制裝置、壓延控制方法、以及壓延控制程式 - Google Patents

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Abstract

有效進行基於在壓延機的入側對於被壓延材作捲出之張力捲取機、和在壓延機的出側對於被壓延材作捲取之張力捲取機的徑變動之板速度變動的抑制。 特徵在於：取得捲繞了被壓延材的張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果，基於張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於所取得之捲取機徑變動值之被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正搬送速度指令值之修正值，基於所輸入之被壓延材的搬送速度指令值及修正值而對於張力捲取機之旋轉進行控制。

Description

壓延控制裝置、壓延控制方法、以及壓延控制程式
本發明係有關於壓延控制裝置、壓延控制方法及壓延控制程式，更詳細而言有關於應付從捲成圓筒形狀之狀態而送出之被壓延材的徑變動之控制。
在壓延機中，係將板狀的被壓延材捲成圓筒形狀而作保管和搬運。對於此捲成圓筒形狀之被壓延材以壓延機進行壓延之情況下，將被捲起來之狀態下的被壓延材作捲出，以壓延機作壓延而使板厚變薄，而再度將被壓延材作捲取而作成圓筒形狀。作為進行此之裝置，通常使用被稱作張力捲取機之機械裝置。另外，捲成圓筒形狀之被壓延材，係一般而言稱作捲材(coil)。
將被壓延材捲取於圓筒形狀之張力捲取機而生成捲材時，變成板狀的被壓延材會依序纏繞於圓筒狀的張力捲取機。於此，於被壓延材係必定有前端部分，故捲繞於張力捲取機上而繞一周之被壓延材，係成為在前端部分重疊而被捲取，在此部分會產生階差。張力捲取機之圓筒狀的機械裝置係半徑為300mm程度，被壓延材的板厚 為3mm程度之情況下，由於此階差而產生1%之捲材半徑的變動。
此外，在往張力捲取機之被壓延材的捲繞方 法方面，亦使用在圓筒狀的部分於板寬方向上切出溝槽而於該處將被壓延材的前端部作插入而作捲取之方法。此情況下，雖亦取決於板寬方向之溝槽的形狀，在被壓延材被捲取而生成之被壓延材捲材方面會發生半徑變動。發生捲材的半徑變動時，被壓延材的捲取或捲出係使張力捲取機之圓筒部分作旋轉從而進行，故變成被壓延材的捲取及捲出速度會僅變動半徑變動程度。
在壓延機中，係被稱作質量流固定法則之 「壓延機入側被壓延材速度×壓延機入側板厚=壓延機出側被壓延材速度×壓延機出側板厚」這個法則成立，依該法則而進行壓延結果亦即壓延機出側的板厚控制。於此，即使入側板厚為固定，入側被壓延材速度因捲取機半徑變動而變動時，變成壓延機出側板厚亦會變動，成為被壓延材的製品精密度不良化之原因。
為此，歷來進行供以抑制捲材的半徑變動 (由於為張力捲取機之半徑變動故稱作捲取機離心)的影響所造成之壓延機出側板厚變動的捲取機離心抑制控制(例如，專利文獻1、2參照)。作為捲取機離心抑制控制的方法，係採用基於壓延機出側板厚變動的實測值、和因來自壓延機入出側的張力變動之捲取機的半徑變動而起之出側板厚變動的預測值之方法。
作為基於上述之實測值和預測值而執行之控 制，係採用：使壓延機的上下作業輥間隔(輥縫)變化而抑制出側板厚變動之方法；或藉扭矩固定控制而對於運轉中的張力捲取機之電流進行操作而使被壓延材速度作變化，減低成為出側板厚變動的因素之張力變動的方法。
在使壓延機的輥縫作變化之方法方面，係存 在使張力變動增大之問題，另外存在出側板厚的抑制效果亦因張力變動而小這個問題。此外，使張力捲取機之電流作變化之方法，係即使使流於電動機之電流作變化，在因此發生之速度變化的結果方面張力仍會變化，故存在無法充分抑制張力變動或出側板厚變動這個問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利公開平成10-277618號公報
[專利文獻2]日本發明專利公開2000-84615號公報
作為壓延機的捲取機離心除去控制方法，係如前所述存在以下方法：將壓延機出側板厚或壓延機入出側張力的捲取機離心頻率成分作抽出，並配合其而對於壓延機的輥縫或張力捲取機之電流進行操作。捲取機離心成 為問題，係因為在製品品質上為重要的壓延機出側板厚會變動。壓延機出側板厚變動，係由於捲取機離心的影響而壓延機入出側的板速度產生變動，故依質量流固定法則而發生。為此，為了對於壓延機出側板厚變動作抑制，係需要對於壓延機入出側的板速度變動作抑制。
在歷來控制方式中，係將壓延機出側板厚變 動或壓延機入出側張力變動的捲取機離心頻率成分作抽出，從而用作為控制輸入值。於此，壓延機出側板厚變動，係依上述之質量流固定法則，而依入側板厚變動及壓延機入出側板速度變動而決定。
亦即，即使藉出側板厚計而求得壓延機出側 板厚變動，在其變動方面係不僅壓延機入出側張力變動而亦受到入側板厚變動影響，故無法將壓延機入出側板速度變動基於壓延機出側板厚變動而直接求出。此外，張力變動可藉壓延機入出側的板速度與張力捲取機速度之差的積分而求出，但此亦不會與捲取機離心所造成的張力捲取機之速度變動直接相應。
同樣，在作為歷來的捲取機離心控制之操作 端而利用之輥縫及張力捲取機電流方面，亦皆非直接對於壓延機入出側速度造成影響者。輥縫，係使壓延現象之前滑率、後進率作變化，藉此使壓延機入出側板速度作變化，結果使對應於輥縫的變化之板厚變動為不同之壓延機出側板厚變動發生。
例如，入側張力捲取機速度因捲取機離心而 增大之情況下，從張力捲取機所捲出之被壓延材的板速度變大，入側張力變小，在結果方面出側板厚會變厚。捲取機離心抑制控制，係打算在此情況下，將輥縫窄化從而對於壓延機出側板厚變厚之情形作抑制。
將輥縫窄化時，被壓延材的壓碎量會增大使 得後進率會增大而入側張力會減少，取決於其之張力捲取機的扭矩固定控制使得入側板速度會減少。其結果，除了將輥縫窄化所造成之出側板厚的變動，發生入側板速度的減少所造成之依質量流固定法則的出側板厚之減少。然後，出側板厚的減少使得後進率進一步上升，入側張力會進一步減少。此入側張力的減少，使得依電動機的發生扭矩與來自被壓延材之張力扭矩而降低速度而對於其作抑制之控制會發生，其所造成之出側板厚變動亦會發生。
如此，對於捲取機離心之控制，係發生捲取 機離心的影響之後才進行時係控制變煩雜而不佳，因此，配合捲取機離心的發生而事先對於張力捲取機之旋轉進行控制較佳。此情況下，變成配合因捲取機離心而發生之板速度變動而對於張力捲取機之旋轉速度進行調整，但在張力捲取機被依扭矩固定控制而控制之前提下，難以使為了扭矩控制而輸出之指令值對應於期望的速度變化。
根據以上，歷來的捲取機離心抑制控制，係 以使原來壓延機的入出側速度為固定的方式，將應對於張力捲取機速度進行控制之處，以使張力捲取機張力為固定的方式而對於電流指令作操作，或以使出側板厚為固定之 方式對於輥縫作操作，故無法直接對於張力捲取機速度作控制，無法有效對於壓延機出側板厚變動作抑制。
另外，如此之課題，係不僅在壓延機入側對 於被壓延材作捲出之張力捲取機方面，在壓延機出側對於被壓延材作捲取之張力捲取機方面亦同樣可能發生。
在本發明中應解決之課題，係有效進行基於 在壓延機的入側對於被壓延材作捲出之張力捲取機、和在壓延機的出側對於被壓延材作捲取之張力捲取機的徑變動之板速度變動的抑制。
本發明之一態樣，係一種壓延控制裝置，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：包含：對於捲繞了前述被壓延材之張力捲取機的旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值而進行控制之張力捲取機旋轉控制部；取得前述張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果之旋轉位置取得部；以及基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延材的搬送速度指令值之修正值的修正值生成部；前述張力捲取機旋轉控制部，係基於前述搬送速度指令值及前述修正值而對於前述 張力捲取機之旋轉進行控制。
此外，本發明之其他態樣，係一種壓延控制 方法，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：取得捲繞了前述被壓延材的張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果，基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於所取得之前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延材的搬送速度指令值之修正值，對於前述張力捲取機之旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值及前述修正值而進行控制。
此外，本發明之其他態樣，係一種壓延控制 程式，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：取得捲繞了前述被壓延材的張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果之步驟，基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於所取得之前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延材的搬送速度指令值之修正值，對於前述張力捲取機之旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值及前述修正值而進行控制。
依本發明，即可有效進行基於在壓延機的入側對於被壓延材作捲出之張力捲取機、和在壓延機的出側對於被壓延材作捲取之張力捲取機的徑變動之板速度變動的抑制。
1‧‧‧壓延機
2‧‧‧入側TR
3‧‧‧出側TR
4‧‧‧研磨速度控制裝置
5‧‧‧入側TR控制裝置
6‧‧‧出側TR控制裝置
7‧‧‧輥縫控制裝置
8‧‧‧入側張力計
9‧‧‧出側張力計
10‧‧‧壓延速度設定裝置
11‧‧‧入側張力設定裝置
12‧‧‧出側張力設定裝置
13‧‧‧入側張力控制裝置
14‧‧‧出側張力控制裝置
15‧‧‧入側張力電流轉換裝置
16‧‧‧出側張力電流轉換裝置
17‧‧‧出側板厚計
18‧‧‧出側板厚控制裝置
101‧‧‧入側TR控制裝置
102‧‧‧出側TR控制裝置
103‧‧‧入側速度設定裝置
104‧‧‧出側速度設定裝置
105‧‧‧壓延速度設定裝置
106‧‧‧液壓下壓式控制裝置
107‧‧‧壓延機速度控制裝置
111‧‧‧入側張力控制裝置
112‧‧‧出側張力控制裝置
113、114‧‧‧陷波濾波器
121‧‧‧入側捲取機離心抑制控制裝置
122‧‧‧出側捲取機離心抑制控制裝置
123、124‧‧‧帶通濾波器
131‧‧‧板厚控制裝置
141‧‧‧入側速度-轉速變換裝置
142‧‧‧出側速度-轉速變換裝置
201‧‧‧入側張力計
202‧‧‧出側張力計
210‧‧‧入側板速計
211‧‧‧出側板速計
220‧‧‧出側板厚計
301‧‧‧CPU
302‧‧‧RAM
303‧‧‧ROM
304‧‧‧HDD
305‧‧‧I/F
306‧‧‧LCD
307‧‧‧操作部
[圖1]繪示一般的壓延機及壓延控制裝置之全體構成的圖。
[圖2]繪示本發明的實施形態相關之捲取機離心的因素之例的圖。
[圖3]繪示本發明的實施形態相關之捲取機徑變動與捲取機圓周速度變動之例的圖。
[圖4]繪示本發明的實施形態相關之板長的變動之例的圖。
[圖5]繪示本發明的實施形態相關之板道長的變動之例的圖。
[圖6]繪示一般的扭矩固定控制之入側TR與壓延機之間的壓延現象之圖。
[圖7]繪示本發明的實施形態相關之入側TR與壓延機之間的壓延現象之圖。
[圖8]繪示對應於本發明的實施形態相關之捲取機徑變動的捲取機轉速之控制態樣的圖。
[圖9]繪示本發明的實施形態相關之壓延機及壓延控制裝置的全體構成之圖。
[圖10]繪示本發明的實施形態相關之帶通濾波器的例之圖。
[圖11]繪示本發明的實施形態相關之帶通濾波器的特性之圖。
[圖12]繪示本發明的實施形態相關之陷波濾波器的例之圖。
[圖13]繪示本發明的實施形態相關之捲取機離心控制的功能構成之圖。
[圖14]繪示本發明的實施形態相關之入側捲取機半徑資料庫的例之圖。
[圖15]繪示本發明的實施形態相關之壓延控制裝置的硬體構成之圖。
以下，以在被壓延材的捲出及捲取方面採用張力捲取機之代表性的壓延機之單機架壓延機為例而說明本發明的細節。圖1，係繪示一般的單機架壓延機之全體構成的圖。單機架壓延機，係相對於壓延機1的壓延方向在入側具有入側TR(將張力捲取機簡記為TR)2、在出側具有出側TR3，壓延係將從入側TR2作捲出之被壓延材以壓延機1作壓延之後，在出側TR3作捲取而進行。
於壓延機1，係設置有：供以變更輥縫使得可 對於被壓延材的板厚或張力進行控制之輥縫控制裝置7、及供以控制壓延機1的速度之研磨速度控制裝置4。入側TR2及出側TR3係以電動機作驅動，作為該電動機與供以驅動電動機之裝置，設置有入側TR控制裝置5及出側TR控制裝置6。
壓延時，係藉壓延速度設定裝置10對於研磨 速度控制裝置4輸出速度指令，研磨速度控制裝置4，係實施如使壓延機1的速度成為固定之控制。在壓延機1的入側、出側，係對於被壓延材施加張力從而穩定且高效地實施壓延。為此而計算所需之張力者即為入側張力設定裝置11及出側張力設定裝置12。
入側張力電流轉換裝置15及出側張力電流轉 換裝置16，係基於以入側張力設定裝置11及出側張力設定裝置12作計算之入側張力及出側張力各自的設定值，而計算供以獲得為了將設定張力施加於被壓延材所需之電動機扭矩的電流值。此計算結果，係分別輸入至入側TR控制裝置5及出側TR控制裝置6。入側TR控制裝置5及出側TR控制裝置6，係以成為所輸入之電流值的方式而對於電動機電流進行控制，藉從電動機電流賦予入側TR2及出側TR3之電動機扭矩而於被壓延材賦予既定的張力。
入側張力電流轉換裝置15及出側張力電流轉 換裝置16，係基於TR機械系統及TR控制裝置的型式而演算會成為張力設定值的電流設定值(電動機扭矩設定 值)。然而，控制模式包含誤差，故使用以設置於壓延機1的入側及出側之入側張力計8及出側張力計9而測定之實績張力，而藉入側張力控制裝置13及出側張力控制裝置14修正成張力設定值。入側張力電流轉換裝置15及出側張力電流轉換裝置16，係基於如此修正之張力設定值，變更對於入側TR控制裝置5及出側TR控制裝置6設定之電流值。
此外，被壓延材的板厚係在製品品質上為重 要，故實施板厚控制。壓延機1出側的板厚，係基於以出側板厚計17而檢測之實績板厚，出側板厚控制裝置18利用輥縫控制裝置7而對於壓延機1的輥縫進行操作從而作控制。
如以上所述，在單機架壓延機中，使用於捲 取及捲出之TR，係採用使電動機所產生之扭矩為固定之扭矩固定控制，進行使用以張力計而檢測之實績張力而對於電動機電流指令進行修正從而使被壓延材相關之張力為固定之控制。電動機扭矩，係依電動機電流而獲得，故亦有扭矩固定控制採取電流固定控制之情況。
接著，參照圖2(a)、(b)而說明有關於將 被壓延材分別捲繞於入側TR2及出側TR3之方法。作為於TR捲繞被壓延材之方法，主要如圖2(a)、(b)所示有2種方法。圖2(a)，係繪示於TR的圓筒部分直接捲繞被壓延材之情況的圖。此情況下，係於A點至B點的圓周，被壓延材會增加1片份量故成為捲取機半徑產生 變化之部分。
圖2(b)，係於TR的板寬方向上機械性設 置被壓延材的前端咬入用溝之情況，此情況下，係如圖所示使被壓延材的前端部進入前端咬入用溝之後將捲取機予以旋轉而捲取被壓延材。為此，捲取機半徑在C點至D點之間產生變化。使用任一個捲繞方法，皆在圓周上之既定的範圍中捲取機半徑會產生變化，故使捲取機在旋轉速度固定下作旋轉之情況下，從張力捲取機送出、或捲取之被壓延材的速度會變動。
此外，可得知進行任一個捲繞方法之情況 下，皆因被壓延材的板厚和前端部的狀態使得捲取機半徑變動產生變化。因此，難以幾何學上求出捲取機半徑變動，而對於捲取機速度進行變更從而實施捲取機離心抑制控制。
於此，係作為理想的狀態假定捲取機半徑如 圖3所示在捲取機的角度θ之範圍內作變化，捲取機圓周速度(圓周方向的速度)三角形狀地作變化。此時，思考壓延機入側時，如圖4所示，捲取機至壓延機之板長L’(E點至F點之被壓延材的長度)，係如圖4下圖作變化。此外，捲取機半徑的旋轉方向變動，係亦使捲取機至壓延機的板道長度L產生變動。
板道長度，係捲取機至壓延機的被壓延材的 通道之物理長度。壓延機入側之被壓延材的張力Tb，係使被壓延材的楊氏模量為E、入側板厚為H、板寬為b 時，能以下述的式(1)表示。
亦即，在被壓延材的板長L’小於板道長度L之情況下張力會產生。於此，被壓延材的板長L’，係可使用入側TR速度VETR、壓延機入側板速度Ve，而以下述的式(2)表示。
L'=∫(V ETR -V e )．dt ．．．(2)
因此，入側TR速度VETR變化時板道長度L’會變化而張力會變動。此外，如圖5所示，板道長度L變化亦成為張力變動的原因。
圖6，係繪示以歷來的扭矩固定控制而運轉之情況下的單機架壓延機之入側TR2與壓延機1間的壓延現象之圖。在入側TR2，係根據入側TR控制裝置5的輸出之電動機扭矩Tq、及依入側張力Tb及機械條件(捲取機徑D及捲取機齒輪比Gr)而決定之張力扭矩Tf的差，而決定入側TR速度VETR。
在壓延機1中，係依輥縫變更量ΔS、及入側張力Tb而決定出側板厚h，依質量流固定法則而決定壓延機入側速度Ve。對於壓延機入側速度Ve與入側TR速度VETR之差作積分者成為入側張力Tb。在壓延機1之基本法則方面有質量流固定法則。此質量流固定法則，係利用壓延機入側板厚H、壓延機出側板厚h、壓延機入側板速 Ve、壓延機出側板速VO，而藉下述之式(3)而表示。
H．V e =h．V O ．．．(3)
於此，入側板厚為固定之情況下，入側板速產生變動時表示出側板厚產生變動。單機架壓延機的情況下，入側張力壓延現象系統601的響應係與入側張力抑制系統602之響應作比較下為高速，故入側板速Ve係成為入側TR速度VETR。
入側TR2，係以張力扭矩Tf一致於電動機扭 矩Tq的方式而使入側TR速度VETR作變化，但此變化係依入側TR2的慣性與壓延機1及壓延現象而進行，並無抑制入側速度VETR的變化之控制手段。為此，在壓延機1中，板厚控制為了固定出側板厚而操作輥縫變更量ΔS時，壓延機入側速度Ve會依其而變化，會產生入側張力偏差ΔTb。為了對於其作抑制而入側TR速度VETR會變動，但會依此變動而發生出側板厚變動。
由於捲取機離心所造成之捲取機旋轉方向的 捲取機徑變動，使得圖6之捲取機徑D及入側捲取機~壓延機間的板道長度L會變動。例如，捲取機離心使得捲取機徑D變大時，入側TR速度VETR變大，同時板道長度L亦變大。為此入側張力朝變小之方向作變化。
從張力對於壓延荷重之影響係數係負值，亦 即入側張力增大時，壓延荷重係變小。為此，輥縫S為固定之情況(ΔS=0)下，入側張力變小時，出側板厚h係 朝變大之方向作變化。作為此結果，壓延機入側板速Ve變大，成為與入側TR速度VETR平衡的樣子而入側張力Tb的變動係停止。
此入側張力壓延現象系統601之響應速度係 與捲取機離心的發生時間比較下，亦即，與捲取機的旋轉角為圖3~圖5之角度θ內的時間比較下非常快，故依捲取機徑變動而接連發生如上述之現象，入側張力Tb會變化下去。
為了將此除去而實施採用輥縫之控制時，以 對於因入側張力Tb的變動而發生之出側板厚h的變動作抑制的方式操作輥縫S。亦即，為了減小出側板厚h的變動，壓延機入側板速Ve與入側TR速度VETR不再平衡而入側張力Tb的變化會變大。此情況下係入側張力Tb會變更小。
電動機扭矩Tq與入側張力扭矩Tf具有偏差之 情況下，依入側張力抑制系統602，而變更入側TR速度VETR。於此，入側張力Tb小之情況下，依入側張力抑制系統602，而減小入側TR速度VETR。藉此，入側張力Tb的變動受到抑制。
作為應付捲取機離心之再1個控制，有將入 側TR2之電動機電流作變更而進行之入側TR速度VETR的調整。依捲取機離心而對於入側TR2的電動機電流作操作之情況下，預測捲取機徑D的捲取機旋轉方向變動而使電動機扭矩Tq作變化。在上述之例中，係捲取機徑D 變大，從而對於入側TR速度VETR變大之情況作抑制，故減小電動機扭矩Tq。
入側TR速度VETR，係捲取機轉速乘以捲取 機徑D者，故以配合捲取機徑D的變化而降低捲取機轉速的方式減小扭矩電流。然而，實際的入側TR速度VETR，係依入側張力抑制系統602而變化，故以入側TR速度VETR不會變動的方式而變更電動機扭矩Tq係困難的。
因捲取機離心而於捲取機徑D發生變動之情 況下，捲取機~壓延機間的板道長度L亦會變化，故入側張力Tb會變動。此變動，係入側張力壓延現象系統601以快的響應作抑制，故只要無入側TR速度VETR的變動所造成之壓延機入側速度Ve的變動，則壓延機的出側板厚h幾乎不變動。
如此，採用在歷來的捲取機離心除去控制所 採用之方法，亦即採用對於壓延機1的輥縫S作變更方法、或對於採用電動機扭矩Tq作變更之方法的情況下，入側張力抑制系統602對於入側TR速度VETR作操作，故難以預測壓延機入側板速Ve如何變化，無法有效實施捲取機離心除去控制。得知：為了有效實施捲取機離心除去控制，係採取：入側TR速度VETR不因捲取機離心而變動為最有效。提供實現此之方法者即為本發明。
設置於壓延機的入側、出側，供以對於被壓 延材作捲出、捲取之張力捲取機，係以歷來扭矩固定控制 而運轉，但亦能以速度固定控制而運轉。圖7係繪示對於入側TR2以速度固定作控制之情況下的入側壓延現象之圖。入側TR速度控制裝置101，係入側TR轉速實績ωE與入側TR轉速指令ωEref一致的方式，而進行比例積分控制，輸出電動機扭矩Tq。入側TR速度VETR，係入側TR轉速實績ωE乘以捲取機徑D的2分之1者，故捲取機離心使得捲取機徑D變化之情況下，以依其而使入側TR轉速實績ωE變化的方式而輸出入側TR轉速指令ωEref。
例如，如在圖3所說明之單純化的捲取機離 心下之捲取機徑變動的情況下，只要如圖8所示變更捲取機轉速，則入側TR速度VETR係不變化。然而，捲取機~壓延機間的板道長度L會變化，故因其而起之張力變動會發生。此張力變動，係依入側張力壓延現象系統701，變化直到壓延機入側板速Ve一致於入側TR速度vETR。本次之情況下，捲取機徑D會變大，故板道長度L亦變大，入側張力Tb係降低。
為此動作成：出側板厚h會變大，壓延機入 側板速Ve會變大而入側張力Tb會成為原值。此時，出側板厚h雖變動，但入側張力壓延現象系統28係響應為快故變動量係稍微的。因此，在本發明專利中係作成容許板道長度L的變動所造成之出側板厚變動。
圖9，係繪示本實施形態相關之捲取機離心抑 制控制的功能塊之圖。亦即，示於圖9之各構成作連動，而構成本實施形態相關之壓延控制裝置。捲取機離心，係 發生於壓延機1的入側TR2及出側TR3雙方，分別引起壓延機入出側的板速度變動，依質量流固定法則成為壓延機出側板厚變動的原因。為此，需要針對入側TR2及出側TR3雙方而實施捲取機離心抑制控制。入側TR2及出側TR3係分別以速度固定控制而運轉，故分別以入側TR速度控制裝置101、及出側TR速度控制裝置102作驅動成捲取機速度實績與捲取機速度指令一致。
另外，入側TR、出側TR這個名稱係相對於 壓延方向的意思，在圖1中係從左側往右側作壓延，左側的TR為捲出側的入側TR、右側的TR為捲取側的出側TR。可逆壓延機的情況下，係亦可將壓延方向作逆轉，亦可在圖1從右側往左側作壓延。在該情況下，係成為以壓延機為中心而左右反轉之控制系統。
壓延機出側的板厚，係板厚控制裝置131依 藉出側板厚計220而計測之板厚偏差，而藉液壓下壓式控制裝置106對於壓延機的輥縫作操作從而控制。
壓延機1的速度，係藉壓延速度設定裝置105 而決定。壓延速度設定裝置105，係設定藉操作員的手動操作而輸入之壓延機1的運轉速度(壓延機速度VMILL)，對於壓延機速度控制裝置107作為速度指令值而作輸出。 壓延機1的入側速度指令值VE及出側速度指令值VD，係在入側速度設定裝置103及出側速度設定裝置104中，對於壓延機速度VMILL將被壓延材的後進率b及前滑率f納入考量，而分別藉以下的式(4)、(5)而給定。
V E =V MILL ．(1+b)．．．(4)
V D =V MILL ．(1+f)．．．(5)
入側TR2及出側TR3之捲取機離心成分所造成之壓延機入出側的板速度變動，係以入側板速計210及出側板速計211作測定。為此，採用帶通濾波器123、124。帶通濾波器123、124，係根據以入側板速計210作測定之入側板速度實測值VES、及以出側板速計211作檢測之出側板速度實測值VDS，分別將入側捲取機離心頻率成分的板速度變動VESREC、及出側捲取機離心頻率成分的板速度變動VDSREC作抽出。
將帶通濾波器的概要繪示於圖10。捲取機1 旋轉的頻率，係可依捲取機的旋轉速度而檢測，得知捲取機一旋轉份的空耗時間，故將其作為空耗時間要素而構成濾波器。本帶通濾波器的特性，係成為如記載於圖10下部之增益及相位。
在圖11，繪示圖10的帶通濾波器之特性的一 例。橫軸係正規化頻率，將捲取機1旋轉的頻率顯示為1.0。使用此帶通濾波器時，可將捲取機離心頻率成分以增益=1.0、相位延遲=0作抽出。
在圖12，繪示陷波濾波器113、114的構成。 陷波濾波器，係可從濾波器輸入值將帶通濾波器的輸出作除去從而達成。如此之陷波濾波器，係基於藉入側張力計201及出側張力計202而分別計測之入側張力實績TEfb、 出側張力實績TDfb，求出將捲取機離心頻率成分的張力變動作除去之入側張力實績修正值TEfbC、及出側張力實績修正值TDfbC。
在圖13，繪示入側TR的捲取機離心抑制控制裝置之動作概要。入側TR速度控制裝置101，係進行使入側TR2的轉速實績ωE一致於轉速指令ωEref的控制。另外入側TR的旋轉位置θ，係可藉安裝於入側TR2之旋轉位置檢知器而檢知。此旋轉位置檢知器，係例如，由在入側TR2的圓周方向以既定角度單位而顯示之標記、及對於該標記進行光學辨識之相機而構成。
然後，入側捲取機離心抑制控制裝置121，係根據藉帶通濾波器123而抽出之入側TR2的捲取機離心頻率成分之入側板速度變動VESREC、及入側TR2的轉速實績ωE，基於以下的式(6)而求出入側TR半徑捲取機離心頻率成分REREC。
入側捲取機離心抑制控制裝置121，係將如此求出之入側TR半徑捲取機離心頻率成分REREC，與成為計算的來源之入側TR2的轉速實績ωE及入側板速度變動VESREC各自的值對應之時間點的入側TR旋轉角度θ(k)賦予關聯，寫入於入側捲取機半徑資料庫125。各時間點之入側TR旋轉角度θ(k)，係藉上述之旋轉位置檢知器而取得。此旋轉位置檢知器作為旋轉位置取得部而發揮功能。藉 此，於入側捲取機半徑資料庫125，係如圖14所示，變成按捲取機旋轉方向之既定角度，入側TR半徑捲取機離心頻率成分被寫入。亦即，保存於入側捲取機半徑資料庫125之資訊被作為捲取機徑變動資訊而使用，入側捲取機離心抑制控制裝置121作為捲取機徑變動資訊生成部而發揮功能。如此，依實時而生成應保存於入側捲取機半徑資料庫125之資訊，使得無須預先作成入側捲取機半徑資料庫125。
如此而參照累積了資訊之入側捲取機半徑資 料庫125，而使用對於各時間點之入側TR旋轉角度θ(k)賦予關聯之入側TR半徑捲取機離心頻率成分REREC，使得可依捲取機離心頻率成分而修正入側TR速度指令VE。 亦即，變得可對於入側TR2的捲取機離心所造成之被壓延材的速度變動進行修正。於此，入側TR速度控制裝置101，係存在控制延遲，故需要從一定時間之前將速度指令作輸出。使此時間為Δt。
依對應於該時之入側TR旋轉角度θ(k)的入 側TR半徑捲取機離心頻率成分REREC而對於入側TR速度指令VE作修正時，入側捲取機離心抑制控制裝置121，係從捲取機半徑資料庫125，將1旋轉前之更多的時間Δt之前的入側TR角度位置θ(k-Δt)之入側TR半徑捲取機離心頻率成分Z-1REREC作取出，而對於入側TR速度指令VE進行修正。藉此，變得可應付上述之控制延遲。
此時，入側捲取機離心抑制控制裝置121，係 比從入側捲取機半徑資料庫125所抽出之Z-1REREC的取樣時點，捲取機作1旋轉，故將僅增加入側板厚H的情形納入考量而求出入側TR捲取機徑預測值R’EREC。入側捲取機離心抑制控制裝置121，係根據此入側TR捲取機徑預測值R’EREC、及在入側速度-轉速變換裝置141中捲取機徑演算裝置141b所演算之入側TR徑實績RE，使用以下的式(7)而求出入側TR速度VE的修正值ΔVERECC。另外，入側TR徑實績RE，係可入側TR轉速乘上板厚實績從而求得。亦即，入側捲取機離心抑制控制裝置121作為修正值生成部而發揮功能。
在入側張力控制裝置111中，係進行以陷波濾波器113而求得之入側捲取機離心頻率成分的入側張力變動成分作除去之入側張力實績修正值TEfbC、及預設之張力設定值TEref的偏差之比例積分控制，決定入側張力控制輸出ΔVETref。依此陷波濾波器的功能，變成：取得陷波濾波器113、114分別的輸出之值的入側張力控制111、出側張力控制112，係分別基於捲取機離心頻率成分的張力變動被除去之入側張力實績修正值TEfbC、及出側張力實績修正值TDfbC而進行張力控制。
亦即，入側張力控制裝置111，係以藉入側張力計201而計測之張力的實測值與預設之張力設定值TEref一致的方式，決定供於速度控制的入側張力控制輸出 ΔVETref而作輸出。但是，輸入於入側張力控制裝置111之入側張力的實測值，係藉陷波濾波器113而使捲取機離心成分被除去之值。因此，入側張力控制裝置111，係對於捲取機離心成分以外的張力變動進行速度控制。
入側速度-轉速變換裝置141，係基於對於入 側速度設定裝置103的輸出VE，加算入側TR捲取機離心抑制控制裝置121的修正輸出ΔVERECC、入側張力控制裝置111的控制輸出ΔVETref之值而演算入側TR轉速指令ωEref，輸出至入側速度控制裝置101。此情況下，入側速度-轉速變換裝置141，係如上所述使用捲取機徑演算裝置141b所求得之入側TR徑實績RE，而依以下的式(8)將入側TR轉速指令ωEref求出。
如此，依本實施形態相關之壓延機的控制裝置，入側TR2係藉入側TR速度控制裝置101而作速度控制。入側TR速度控制裝置101，係基於從入側速度-轉速變換裝置141所輸入之入側TR轉速指令ωEref，依轉速而進行速度控制。亦即，入側TR速度控制裝置101及入側速度-轉速變換裝置141連動，使得作為對於張力捲取機之旋轉作控制之張力捲取機旋轉控制部而發揮功能。
入側速度-轉速變換裝置141，係演算對應於速度指令值ΔVE之入側TR轉速指令ωEref而輸出至入側TR速度控制裝置101。此情況下，入側速度-轉速變換裝 置141，係演算與根據對應於入側TR2的捲取機離心頻率成分被除去之張力變動而藉入側張力控制裝置111作算出之入側張力控制輸出ΔVETref、對應於因入側TR2的捲取機離心頻率成分而產生之速度變動而藉入側捲取機離心抑制控制裝置121作算出之修正值ΔVERECC而作修正的速度指令值ΔVE對應之入側TR轉速指令ωEref。
亦即，依本實施形態相關之壓延機的控制裝 置，入側TR2的一般之控制係基於藉入側張力系統201作檢知之張力變動而執行，捲取機離心所造成之張力變動係基於藉入側板速計210作檢知之速度變動而執行。
依如此之構成，依入側TR2的旋轉位置，而 作為前饋控制對於捲取機離心所造成之速度變動作抑制，故可在因捲取機離心而發生出側板厚變動之前進行控制。 因此，變得可迴避在發生出側板厚變動之情況下的輥縫控制所造成之弊害。
此外，在本實施形態相關之入側TR2的旋轉 控制方面，係採用被壓延材的速度控制，依亦包含所捲繞之被壓延材的合計之厚度的入側TR2之捲取機徑，而對於入側TR2的轉速作控制。為此，如採用扭矩控制之情況，變得可迴避扭矩控制的結果所得之被壓延材的板速度之控制的困難性，有效對於被壓延材的板速作控制，有效進行依質量流固定法則之被壓延材的板厚控制。另外，在圖13中，係說明有關於入側TR2的捲取機離心抑制控制，但針對出側TR3的捲取機離心抑制控制亦能以同樣 方式構成。
如此，依本實施形態相關之壓延機的控制裝 置，即變得可有效進行基於在壓延機的入側對於被壓延材作捲出之張力捲取機、和在壓延機的出側對於被壓延材作捲取之張力捲取機的徑變動之板速度變動的抑制。
另外，在實施形態1中，係說明有關於對於 壓延機的出側板厚變動以壓延機的輥縫調整進行控制，對於入側張力變動以入側TR速度進行控制之情況下的捲取機離心抑制控制。然而，關於對於壓延機的出側板厚以入側TR速度，對於入側張力以壓延機的輥縫進行控制之情況亦能以同樣的方式而構成。此情況下，對於成為對於壓延機的輥縫進行操作之入側張力控制的輸入之入側張力實績值使用入側捲取機離心頻率成分的陷波濾波器而進行修正。
此外，在上述實施形態中，係構成為：使用 設置於壓延機入出側之板速計而對於被壓延材的搬送速度變動作檢知，求出捲取機離心所造成之捲取機半徑變動，但只要為被壓延材的狀態變化，亦可應用搬送速度以外的值。此外，亦可利用間距感測器等從而直接求出對應於張力捲取機之旋轉位置的捲取機徑變動。另一方面，捲取機徑產生變動之情況下，除了捲取機徑變動所造成之板速變動，會發生捲取機至壓延機間的板道長度變動，亦會發生基於其之板速變動。因此，如上述實施形態對於板速變動作檢知，使得可包含所有因捲取機離心而可能發生之板速 變動而作檢知，進行更有效的之捲取機離心控制。
此外，在上述實施形態中，係以單機架壓延 機為例作了說明，但藉複數個壓延機而連續對於被壓延材作壓延之串列式壓延機等在單機架壓延機以外方面只要為亦使用張力捲取機而將被壓延材作支出或捲取之機械裝置，則在陸續將被壓延材作送出之張力捲取機、和對於被壓延材作捲取的張力捲取機之控制方面亦可同樣作應用。
此外，以在圖9和圖13中所說明之入側捲取 機離心抑制控制裝置121、和出側捲取機離心抑制控制裝置122為中心的本實施形態相關之壓延控制裝置，係藉軟體與硬體之組合而實現。於此，關於供以實現本實施形態相關之壓延控制裝置的各功能之硬體，參照圖15而作說明。圖15，係繪示構成本實施形態相關之壓延控制裝置的資訊處理裝置之硬體構成的方塊圖。如圖15所示，本實施形態相關之壓延控制裝置，係具有與一般的伺服器和PC(Personal Computer)等之資訊處理終端同樣的構成。
亦即，本實施形態相關之壓延控制裝置，係 透過匯流排308而連接著：CPU(Central Processing Unit)301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read Only Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304及I/F305。此外，於I/F305係連接著：LCD(Liquid Crystal Display)306及操作部307。
CPU301係運算手段，對於壓延控制裝置全體的動作進行控制。RAM302，係可進行資訊的高速讀寫之 揮發性的記憶媒體，用作為CPU301對於資訊進行處理時的作業區域。ROM303，係讀取專用的非揮發性記憶媒體，儲存了韌體等之程式。
HDD304係可進行資訊的讀寫之非揮發性的記 憶媒體，儲存了OS(Operating System)和各種的控制程式、應用軟體/程式等。I/F305，係將匯流排308與各種的硬體和網路等作連接而控制。此外，I/F305，係亦用作為供於各裝置交換資訊或對於壓延機輸入資訊的介面。
LCD306，係供於操作員對於壓延控制裝置的 狀態進行確認之視覺化使用者介面。操作部307，係鍵盤和滑鼠等供於操作員對於壓延控制裝置輸入資訊的使用者介面。在如此之硬體構成中，儲存於ROM303和HDD304或不圖示之光學磁碟等的記錄媒體之程式被讀取至RAM302，CPU301依該程式而進行演算，從而構成軟體控制部。如此而構成之軟體控制部、及硬體之組合，使得本實施形態相關之壓延控制裝置的功能被實現。
1‧‧‧壓延機
2‧‧‧入側TR
3‧‧‧出側TR
101‧‧‧入側TR控制裝置
102‧‧‧出側TR控制裝置
103‧‧‧入側速度設定裝置
104‧‧‧出側速度設定裝置
105‧‧‧壓延速度設定裝置
106‧‧‧液壓下壓式控制裝置
107‧‧‧壓延機速度控制裝置
111‧‧‧入側張力控制裝置
112‧‧‧出側張力控制裝置
113、114‧‧‧陷波濾波器
121‧‧‧入側捲取機離心抑制控制裝置
122‧‧‧出側捲取機離心抑制控制裝置
123、124‧‧‧帶通濾波器
131‧‧‧板厚控制裝置
141‧‧‧入側速度-轉速變換裝置
142‧‧‧出側速度-轉速變換裝置
201‧‧‧入側張力計
202‧‧‧出側張力計
210‧‧‧入側板速計
211‧‧‧出側板速計
220‧‧‧出側板厚計

Claims (8)

  1. 一種壓延控制裝置，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：包含：對於捲繞了前述被壓延材之張力捲取機的旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值而進行控制之張力捲取機旋轉控制部；取得前述張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果之旋轉位置取得部；以及基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延材的搬送速度指令值之修正值的修正值生成部；前述張力捲取機旋轉控制部，係基於前述搬送速度指令值及前述修正值而對於前述張力捲取機之旋轉進行控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓延控制裝置，其中，包含：取得前述張力捲取機之捲取機徑變動量，與所取得之前述捲取機旋轉位置進行關聯賦予而作保存從而生成前述捲取機徑變動資訊的捲取機徑變動資訊生成部，前述修正值生成部，係依所取得之前述捲取機旋轉位置，而從前述捲取機徑變動資訊取得與前述張力捲取機之 1周前的旋轉位置進行了關聯賦予之捲取機徑變動值。
  3. 如申請專利範圍第2項之壓延控制裝置，其中，前述捲取機徑變動資訊生成部，係取得前述張力捲取機之旋轉頻率成分相關之前述被壓延材的狀態變化，從而取得前述張力捲取機之捲取機徑變動量。
  4. 如申請專利範圍第3項之壓延控制裝置，其中，前述捲取機徑變動資訊生成部，係取得前述張力捲取機之旋轉頻率成分相關之前述被壓延材的搬送速度之變動量，從而取得前述張力捲取機之捲取機徑變動量。
  5. 如申請專利範圍第1項之壓延控制裝置，其中，前述修正值生成部，係在前述捲取機徑變動值的取得之時，取得與比前述捲取機旋轉位置的檢知結果還既定的旋轉位置份之前的旋轉位置對應之前述捲取機徑變動值，前述既定的旋轉位置份，係相當於：取得前述捲取機徑變動值之後，根據基於該捲取機徑變動值而生成之修正值而對於前述張力捲取機之旋轉作控制為止的期間。
  6. 如申請專利範圍第1項之壓延控制裝置，其中，包含生成以前述張力捲取機之旋轉頻率成分相關之變化量被除去之前述被壓延材的狀態變化被抑制的方式對於前述被壓延材的搬送速度指令值作修正之一般修正值的一般修正值生成部，前述張力捲取機旋轉控制部，係基於前述搬送速度指令值、前述一般修正值及前述修正值而對於前述張力捲取機之旋轉進行控制。
  7. 一種壓延控制方法，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：取得捲繞了前述被壓延材的張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果，基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值，生成以對應於所取得之前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延材的搬送速度指令值之修正值，對於前述張力捲取機之旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值及前述修正值而進行控制。
  8. 一種壓延控制程式，對於將被壓延材以輥對作壓延之壓延機進行控制，特徵在於：使資訊處理裝置執行：取得捲繞了前述被壓延材的張力捲取機之捲取機旋轉位置的檢知結果之步驟；基於前述張力捲取機之捲取機旋轉位置、及對應於旋轉位置之捲取機徑變動值被賦予關聯之捲取機徑變動資訊，取得對應於前述捲取機旋轉位置的檢知結果之捲取機徑變動值的步驟；生成以對應於所取得之前述捲取機徑變動值之前述被壓延材的搬送速度之變動被抑制的方式而修正前述被壓延 材的搬送速度指令值之修正值的步驟；以及對於前述張力捲取機之旋轉，基於所輸入之前述被壓延材的搬送速度指令值及前述修正值而進行控制之步驟。
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