TW201607741A - 油壓壓下控制裝置、油壓壓下控制裝置之調整方法及控制程式 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於在油壓壓下控制裝置中，高精度地獲取於壓下側與開放側對油壓缸之控制增益進行調整之調整值。 本發明之油壓壓下控制裝置之特徵在於：其係控制對壓延機之作業輥間之間隔進行調整之油壓缸的活塞之位置者，且包括：實測值獲取部，其獲取上述油壓缸中之活塞之位置的實測值；及控制增益調整部，其基於活塞之位置之指令值及活塞之位置之實測值，調整對於向上述油壓缸之油流入量進行控制之油壓控制部對於向油壓缸之油流入量進行控制時之控制增益；並且，對油壓控制部輸出使位置指令值以特定之頻率振動之調整用信號，並基於相對於調整用信號之實測值而確定差壓補償值，該差壓補償值係於使油壓缸之活塞之位置向縮短作業輥間之間隔之方向移動之情形時、與向擴大作業輥間之間隔之方向移動之情形時用以對控制增益進行調整。

Description

油壓壓下控制裝置、油壓壓下控制裝置之調整方法及控制程式

本發明係關於一種油壓壓下控制裝置、油壓壓下控制裝置之調整方法及控制程式，尤其是關於一種控制壓延機之上下作業輥間隔的油壓壓下控制裝置之自動調整方法。

於壓延機中，進行與被壓延材之製品品質直接相關之板厚控制、或操作之穩定性不可欠缺之張力控制等自動控制。將一般之壓延機及油壓壓下控制裝置之整體構成示於圖17。如圖17所示，作為壓延機之自動控制之操控端，使用壓延機之作業輥速度或上下作業輥間隔。作業輥速度係藉由專用之輥速度控制裝置進行控制。又，上下作業輥間隔係藉由專用之油壓壓下控制裝置進行控制。

控制作業輥間隔之油壓壓下控制裝置2係藉由調整油壓而對油壓缸11中之活塞之位置進行調整，以控制輥間隙。因此，油壓壓下控制裝置2於位置控制迴路中，係以使由檢測油壓缸11之活塞位置之位置檢測器13而檢測出的位置實際值與自壓延機控制裝置3輸出之位置指令值一致之方式，控制用以調整施加於油壓缸11之油壓的油壓調整裝置12。油壓壓下控制裝置2中之控制應答係藉由圖17之油壓壓下控制裝置2中之以“G”所表示之控制增益而決定。油壓壓下控制裝置2之位置控制應答會根據油壓缸11之油柱長度或油壓之產生所使用之油之溫度等外部條件而變化。

若油壓壓下控制裝置2無法充分地進行位置控制應答，則對於由 壓延機壓延之被壓延材之品質而言較為重要的板厚精度會惡化。又，亦可能因油壓缸產生振動而導致被壓延材表面之品質惡化。

因此，於壓延機之試運轉調整時，採取位置控制迴路之階梯應答或頻率應答並充分地實施油壓壓下控制裝置之調整(例如，參照專利文獻1)。利用該頻率應答而進行之調整作業由於需要將FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立葉轉換)分析儀等檢測器連接於油壓壓下控制裝置等，故而調整所需之時間較長。因此，先前，於在試運轉調整時進行調整後產生異常之情形時，係僅藉由降低控制增益G來進行對應。因此，存在無法維持於試運轉調整時特意進行調整之油壓壓下控制裝置之應答的問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-282609號公報

壓延機中之油壓缸通常係設置於壓延機之下側，並成為藉由自下側施加油壓而將作業輥上推，從而向縮小作業輥間隔之方向調整氣缸之活塞位置的構造。另一方面，下壓側成為始終受到一定之油壓之狀態，且其受到壓延負載之反作用力而成為下壓側之壓力。可藉由打破下壓側與上推側之壓力之平衡而使壓下氣缸上下移動。即，於油壓缸中，係藉由油壓調整裝置對上推側之油壓進行調整。

如此，壓下氣缸係藉由上推側與下壓側之力之平衡而動作，且油壓壓下控制裝置係藉由變更上推側之油壓而使氣缸之活塞位置變化來控制壓下位置。因此，根據施加於下壓側之力即機械重量與壓延反作用力之合計，動作應答有所不同。結果，壓下側與開放側之應答變得不同，從而產生實際壓下位置不追隨指令值之現象。

為了解決此種問題，於壓下位置控制裝置中進行於壓下側與開放側變更位置控制迴路之增益的控制(以下，簡記為「差壓補償」)。相對於此，於專利文獻1所揭示之技術中未考慮到差壓補償。

藉由使用上述階梯狀之波形作為輸入信號，可調整壓下側、開放側各者之增益。然而，於測定時之偏差較大之階梯應答的測定方法中難以充分地進行調整，並設定了根據機械構造之計算值。因此，亦多見如下之情形：計算值與實際之油壓壓下控制裝置之動作狀態不匹配，而成為壓下側與開放側之控制應答不同之狀態。於此情形時，存在如下問題，即：即便板厚控制對輥間隙進行操控，指令值與實際值之波形亦會變得不同，從而板厚控制精度惡化。

本發明係為了解決此種問題而完成者，其目的在於在油壓壓下控制裝置中，高精度地獲取於壓下側與開放側對油壓缸之控制增益進行調整之調整值。

本發明之一態樣係一種控制對壓延機之作業輥間之間隔進行調整之油壓缸的活塞之位置之油壓壓下控制裝置，其特徵在於包括：實測值獲取部，其獲取上述油壓缸中之活塞之位置之實測值；及控制增益調整部，其基於活塞之位置之指令值及活塞之位置之實測值調整對上述油壓缸之油流入量進行控制之油壓控制部對油壓缸之油流入量進行控制時之控制增益；且對油壓控制部輸出使位置指令值以特定之頻率振動之調整用信號，並基於相對於調整用信號之實測值確定差壓保障值，該差壓保障值係用以將使油壓缸之活塞之位置向縮小作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益與向擴大作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益調整為不同之值。

藉由使用本發明，可於油壓壓下控制裝置中，高精度地獲取於 壓下側與開放側對油壓缸之控制增益進行調整之調整值。

1‧‧‧壓延機支架

2‧‧‧油壓壓下控制裝置

3‧‧‧壓延機控制裝置

4‧‧‧控制增益調整裝置

5‧‧‧壓延機狀態判別裝置

6‧‧‧調整方法選擇裝置

11‧‧‧油壓缸

12‧‧‧油壓調整裝置

13‧‧‧位置檢測器

14‧‧‧油壓產生裝置

21‧‧‧差壓補償增益設置裝置

101‧‧‧左捲盤

102‧‧‧右捲盤

103‧‧‧被壓延材

104‧‧‧作業輥

110‧‧‧操控盤

111‧‧‧入側板厚計

112‧‧‧出側板厚計

113‧‧‧研磨機速度控制裝置

114‧‧‧左捲盤控制裝置

115‧‧‧右捲盤控制裝置

116‧‧‧FF AGC

117‧‧‧FB AGC

118‧‧‧壓延機控制部

150‧‧‧操作模式選擇SW

201‧‧‧CPU

202‧‧‧RAM

203‧‧‧ROM

204‧‧‧HDD

205‧‧‧I/F

206‧‧‧LCD

207‧‧‧操控部

208‧‧‧匯流排

401‧‧‧信號產生裝置

402‧‧‧信號解析裝置

403‧‧‧控制增益變更裝置

404‧‧‧測定方法設定裝置

圖1係表示本發明之實施形態之油壓壓下控制裝置之自動調整整體的方塊圖。

圖2係表示本發明之實施形態之壓延機之控制整體的方塊圖。

圖3係表示本發明之實施形態之壓延機之操作動作例的圖。

圖4係表示本發明之實施形態之輥替換處理動作的流程圖。

圖5係表示本發明之實施形態之油壓缸之構成的圖。

圖6係表示本發明之另一實施形態之開放側修正增益與壓下側修正增益之關係的圖。

圖7係表示本發明之實施形態之控制增益調整裝置之功能構成的方塊圖。

圖8係表示本發明之實施形態之油壓壓下控制裝置的基於頻率應答測定之調整方法的圖。

圖9(a)、(b)係表示於本發明之實施形態之油壓壓下控制裝置的基於頻率應答測定之調整方法中，差壓補償增益不合適之情形時之例的圖。

圖10係表示本發明之實施形態之基於頻率應答測定之油壓壓下控制裝置之調整動作的流程圖。

圖11係表示本發明之實施形態之基於簡易輸入波形之應答測定方法中之輸入波形的圖。

圖12(a)、(b)係表示於本發明之實施形態之基於簡易輸入波形之應答測定方法中，差壓補償增益合適之情形時與不合適之情形時之例的圖。

圖13係表示本發明之實施形態之基於簡易輸入波形之油壓壓下控制裝置之調整動作的流程圖。

圖14係表示本發明之實施形態之利用簡易輸入波形之應答調整實施時序的流程圖。

圖15係表示本發明之實施形態之差壓補償增益之調整動作的流程圖。

圖16係表示本發明之實施形態之控制裝置之硬體構成的方塊圖。

圖17係表示先前技術之油壓壓下控制裝置之自動調整整體的方塊圖。

於本實施例中，以圖1所示之包含1台壓延機支架1與左捲盤101及右捲盤102之單支架壓延機為例，對油壓壓下控制裝置2之調整方法進行說明。

單支架壓延機包括1台壓延機支架、及於壓延機支架之左右用以將捲取成線圈狀之被壓延材拉出或者捲取之左捲盤101及右捲盤102。若將壓延方向設為朝右，則被壓延材於自左捲盤101捲出，並經壓延機支架1壓延後，由右捲盤102捲取。

就單支架壓延機而言，通常進行反向壓延，由右捲盤102捲取之被壓延材於朝左之壓延方向上自右捲盤102捲出，並再次經壓延機支架1進行壓延加工而被捲取至左捲盤101。實施該步驟至滿足針對每個被壓延材而預先規定之製品規格為止，藉此生產出成為製品之被壓延材。

壓延機支架1包含複數個輥，且藉由自從上下夾住被壓延材103之上下之作業輥104施加於被壓延材之壓延壓力、與藉由驅動左右捲盤之電動機而施加於被壓延材之張力，使被壓延材被壓扁並被伸長，藉此實施壓延加工。

將壓延機之控制方法之概要示於圖2。對於由壓延機生產之被壓 延材製品而言最重要的是長邊方向(壓延方向)之板厚精度。如圖2所示，於壓延機支架1之左右設置有入側板厚計111及出側板厚計112。入側板厚計111及出側板厚計112之輸出分別被輸入至壓延機控制裝置3內之FF AGC(Feed Forward Automatic Gauge Control，前饋自動厚度控制)116及FB AGC(Feed Back Automatic Gauge Control，反饋自動厚度控制)117。FF AGC116及FB AGC117基於所輸入之被壓延材之板厚，修正壓延機控制裝置3內之壓延機控制部118輸出之位置指令值。藉由此種控制而控制作業輥間隔(輥間隙)，從而確保長邊方向之板厚精度。

壓延操作係藉由如下而實施，即：壓延機控制部118對左捲盤控制裝置114、右捲盤控制裝置115及研磨機速度控制裝置113分別輸出用以控制左捲盤101、右捲盤102及壓延機支架1之輥速度的信號。壓延機控制部118係根據壓延機之操作員對操控盤110進行操控並輸入之各種指令而使壓延機支架1動作。

於圖3中表示壓延機之操作動作例。如圖3所示，於本實施形態中，利用設置於壓延機控制裝置3之操作模式選擇SW150選擇壓延機之操作模式。於本實施形態中，作為操作模式，有通常之「壓延」操作、停止壓延操作之「操作停止」及「輥替換」。「輥替換」係因壓延操作而導致作業輥或中間輥、支承輥等磨耗，故而定期地或於輥表面狀態之惡化明顯之情形時更換各輥的模式。

若選擇「輥替換」，則壓延機控制部118使壓延機停止並解除壓下。於此狀態下，操作員實施輥更換(視需要更換作業輥、中間輥、支承輥)。其後，操作員按壓「調零處理開始」SW，藉此，壓延機控制部118實施調零處理。若各輥因壓延而使表面磨耗，則對表面進行研磨並再次使用，故而輥徑會變得各不相同。因此，於輥替換前後，輥徑之組合變得不同。

油壓缸11中之活塞之位置可由位置檢測器13進行測定，但即便於相同位置，輥間隙之大小亦會根據輥徑之組合而不同，故而需要於每次實施輥更換時使輥間隙符合某一基準值。通常，停止壓下，將壓延負載成為例如5000kN之活塞位置定義為輥間隙=0，並實施調零處理。

參照圖4，對本實施形態之調零處理進行說明。於調零處理中(S401)，執行如下處理：用力壓下直至上下作業輥接觸(S402、S403)；其後，使輥空轉(於被壓延材不存在於上下作業輥間之狀態下使壓延機以低速運轉)(S404)；再次用力壓下，直至壓延負載成為5000kN為止(S405、S406)；及於壓延負載成為5000kN之狀態下，將輥間隙設為0(輥間隙調零)(S407)。其後，使輥開放而使輥停止空轉(S408)，藉此結束調零處理。

於選擇實施壓延操作之「壓延」模式時，操作員使用「漸動」、「加速」、「保持」、「停止」之SW對壓延機之壓延速度進行操控並實施壓延操作。該等SW係與操作模式選擇SW150同樣地設置於壓延機控制裝置3。如圖3所示，藉由選擇「漸動」，使壓延機加速至漸動速度並以該速度運轉。繼而，藉由選擇「加速」，使壓延速度加速。接下來，藉由選擇「保持」，使得以該時點之壓延速度持續運轉。於該狀態下執行壓延。其後，藉由選擇「漸動」，使壓延速度向漸動速度減速，藉由選擇「停止」而使壓延速度成為0，從而使壓延機成為可停止之狀態。

如上所述，壓延機控制裝置3由於係接收來自壓延機之操作員之指令而使壓延機動作，故而可識別當前之壓延機處於何種狀態(是壓延中抑或是輥替換中等)。因此，於本實施形態之壓延機之控制系統中，可根據壓延機之狀態來變更油壓壓下控制裝置之調整方法。

於圖5中表示油壓缸11之詳細內容。如圖5所示，於油壓缸11中， 背壓側與壓下側係於相互推壓之狀態下保持平衡。背壓側始終受到一定之固定壓力，並且受到壓延機之壓延負載之反作用力。於壓下側，自油壓產生裝置14所受到之油壓係藉由油壓調整裝置12進行調整。

於壓下之情形時，油壓壓下控制裝置2對油壓調整裝置12進行操控以使壓下側之油壓大於背壓側，並增加對油壓缸11之油流入量。另一方面，於開放之情形時，以使壓下側之油壓小於背壓側之油壓之方式對油壓調整裝置12進行操控。因此，根據施加於背壓側之壓力即壓延機之壓延負載與固定壓力之合計，壓下或開放所需之壓下側之壓力會變化，且控制應答會變化。

若壓下側與開放側之控制應答不同，則會給AGC(Automatic Gauge Control，自動厚度控制)等控制造成惡劣影響，故而設定差壓補償增益以使控制應答相同。例如，於壓延負載較大而壓下側不易動作之情形時，增大壓下側之差壓補償增益，並縮小開放側之差壓補償增益。即，設定如圖6般之壓下側修正增益、開放側修正增益。該差壓補償增益被用作差壓補償值。

於油壓壓下控制裝置2內，藉由將控制增益G及差壓補償增益G_diff乘以位置偏差，而確定向油壓調整裝置之控制輸出，該位置偏差係藉由位置檢測器13而檢測出之位置實際值與壓延機控制裝置3輸出之位置指令值之差分。此處，“位置偏差=位置指令值-位置實際值”。差壓補償增益G_diff係藉由差壓補償增益設置部21並基於位置偏差而求出。差壓補償增益設置部21係根據位置偏差之符號而確定是使用壓下側修正增益還是使用開放側修正增益。

圖6上部係表示與壓延負載之值對應的開放側修正增益及壓下側修正增益之值之變化之曲線圖，圖6下部係表示實際設定之值之表。如圖6下部所示，差壓補償增益係開放側修正增益及壓下側修正增益各者之值的設置。

對位置指令值之應答性係藉由控制增益G而調整，故而差壓補償增益G_diff係用以調整壓下側與開放側之應答性之差異的係數。而且，為了維持藉由控制增益G而調整之整體之應答性，開放側修正增益與壓下側修正增益之設置係以壓下側修正增益與開放側修正增益之積成為1之方式選擇值。

例如，若設想氣缸之活塞位置較大者為壓下側、較小者為開放側，則差壓補償增益設置部21於位置偏差為負側之情形時為了向開放側動作，故而選擇開放側修正增益。相反，於正側之情形時為了向壓下側動作，故而選擇壓下側修正增益。

該壓下側、開放側之修正增益亦會根據外部氣溫或油壓缸11之活塞位置而變化，故而於對壓下側與開放側之應答進行確認且差較大之情形時，需要變更控制修正增益。由於需要測定壓下側與開放側之應答，故而使用階梯輸入進行確認。然而，於階梯波形中，壓下側開放側之應答雖然存在差異、但未出現明確之應答差之情形亦較多，故而難以調整。

於使用階梯輸入之情形時，在控制修正增益之調整中，於對於壓下側與開放側測定波形之上升時間且差較大之情形時，以減小差之方式修正壓下側或開放側之控制修正增益。藉此，由於控制應答亦會變化，故而需要再次測定頻率應答，從而，調整會耗費時間。

油壓壓下控制裝置之調整係使用圖7所示之控制增益調整裝置4而實施。測定方法設定裝置404根據壓延機之狀態而自調整方法選擇裝置6接收表示利用何種方法進行測定之指示，且選擇測定方法。接下來，測定方法設定裝置404將所確定之測定方法告知信號產生裝置401。藉此，信號產生裝置401產生對應於測定方法之輸入波形。

又，測定方法設定裝置404告知信號解析裝置402利用何種方法對輸入信號與輸出信號進行解析。控制增益變更裝置403基於利用信 號解析裝置402之解析結果進行控制增益之調整並告知油壓壓下控制裝置。

作為上述調整方法選擇裝置6所選擇之油壓壓下控制裝置之調整方法，於本實施形態中，有基於頻率應答測定之調整方法及基於簡易輸入波形之調整方法該等2種方法。以下，將基於頻率應答測定之調整方法記為「調整方法1」，將基於簡易輸入波形之調整方法記為「調整方法2」進行說明。

首先，參照圖8對調整方法1進行說明。圖8上段之圖係於執行調整方法1之調整時，信號產生裝置401輸出之掃描頻率波形。又，圖8下段之圖係相對於上段之輸入波形之應答波形、即位置檢測器13生成之檢測信號之波形的波特(Bode)圖。於調整方法1中，以相位裕度優於針對各壓延機之機械裝置而設定之目標頻率下之目標相位裕度之方式調整控制增益。

例如，於控制增益A之情形時之頻率應答之波特圖係以圖8下段中之虛線所表示之情形時，於“目標頻率”下未滿足“目標相位裕度”。於此情形時，若令油壓壓下控制裝置2使控制增益增大而成為控制增益B，藉此獲得實線般之波特圖，則於“目標頻率”下滿足“目標相位裕度”，因此油壓壓下控制裝置2選擇控制增益B。

再者，上述“目標頻率”係指如下，即：於壓延機之運用中，與作為油壓壓下控制裝置2控制油壓調整裝置12時之控制信號之變化頻率可想到之的最大之變化頻率對應的頻率。又，上述“目標相位裕度”係表示相對於上述控制信號之最大之變化頻率之實測值所需之追隨性的值，例如為-90°之相位延遲。再者，將“目標頻率”設為最大之變化頻率所對應之頻率的理由在於如下，即：於反饋控制中，通常，頻率越大追隨性越差。

如圖8上部所示，使用頻率變化之正弦波作為輸入波形，信號產 生裝置401將圖8上部所示之波形設為正波形，且亦輸入使振幅反轉後之負波形。由於正波形及負波形為正弦波，故而被劃分為油壓壓下控制裝置向壓下側動作之頻帶、與向開放側動作之頻帶。因此，若於壓下側與開放側油壓壓下之控制應答不同，則於如圖9(a)所示般輸入正波形之情形時與如圖9(b)所示般輸入使振幅之符號反轉後之負波形之情形時，頻率應答不同。

圖9(a)、(b)係壓下側與開放側之控制應答不同之狀態下之頻率測定結果，且可知，由虛線之圓圈包圍之部分的相位延遲不同。於波特圖之橫軸之位置，是進行了壓下側之控制之結果抑或是進行了開放側之控制之結果，可基於圖8之上段所示之輸入波形，並根據頻率進行判斷。因此，只要可知相位延遲於正波形與負波形中不同之頻率區域，則可判斷差壓補償增益設置之值偏向於壓下側、開放側之哪一側。

於圖9(a)、(b)中，壓下側及開放側之增益為理想之狀態之情形時之曲線圖係以虛線表示。該理想值之曲線圖例如可藉由取圖9(a)、(b)中以實線所表示之各曲線圖之平均值而求出。而且，壓下側修正增益與開放側修正增益之偏差量可藉由實線之曲線圖與虛線之曲線圖之差分值而求出。

因此，信號解析裝置402基於藉由計算而求出之壓下側修正增益與開放側修正增益之偏差量來變更差壓補償增益設置，藉此調整差壓補償增益。

繼而，參照圖10對自動實施調整方法1之調整之情形時之處理進行說明。於圖10之例中，考慮以使相位延遲-90度下之輸入信號頻率成為設定頻率之方式進行調整之情形。如圖10所示，若開始調整，則首先，控制增益調整裝置4使用適當之控制增益=X與控制增益=Y，實施頻率應答之測定(S1001、S1002)。

於執行S1001及S1002之處理後，控制增益調整裝置4確認測定結果(S1003)，並獲取控制增益X及控制增益Y中之-90°相位延遲之頻率XR及YR。接下來，控制增益調整裝置4根據增益設定X、Y及目標頻率xref，並根據以下之式(1)且藉由直線近似法而將控制增益變更為x(S1004)。接下來，控制增益調整裝置4再次使用掃描波形來測定頻率應答(S1005)。

x=(Y-X)．(xref-XR)/(YR-XR)+X (1)

於執行S1005之處理後，控制增益調整裝置4確認其結果(S1006)，於未成為設定頻率之情形時(S1007/否)，將本次之控制增益x與-90度相位延遲之頻率xR分別替換為Y、YR，並再次變更控制增益後實施測定(S1004、S1005)。

另一方面，於S1006之確認之結果成為設定頻率之情形時(S1007/是)，控制增益調整裝置4執行差壓補償增益之調整動作。關於差壓補償增益之調整動作將於下文進行詳細敍述。

如此，於本實施形態之調整方法1之調整中，控制增益調整裝置4係藉由重複進行控制增益變更與頻率應答測定，而將可將-90度相位延遲之頻率設為目標頻率之控制增益x設為控制增益設定值。較佳為，對於目標頻率設置容許範圍，且於-90度相位延遲頻率存在於某一範圍內之情形時，結果確認為OK。

又，於恰當地進行控制增益調整之基礎上，重複進行差壓補償增益設置之變更與頻率應答測定，藉此選擇壓下側修正增益與開放側修正增益無偏差之差壓補償增益設置。再者，理想的是，較佳為選擇輸入正波形之情形時與輸入負波形之情形時之輸出結果相同的差壓補償增益設置，但亦可設定某一程度之容許範圍，並於壓下側修正增益 與開放側修正增益之偏差量成為特定之範圍內之情形時確認為OK。

於基於頻率應答測定進行調整之情形時，需要輸入圖8上段所示之掃描波形，故而存在1次測定耗費時間之問題。作為掃描波形，需要加入例如1Hz至50Hz之頻率成分，1次掃描大致需要30秒左右之測定時間。因此，測定耗費時間，且於在壓延操作之期間實施輥替換之情形時，當為了儘早再次進行壓延操作而無法進行長時間之測定之時，不能使用調整方法1之調整方法。

繼而，參照圖11對調整方法2進行說明。為了於短時間內確認頻率應答並設定控制增益，需要於目標頻率下進行迅速之測定。因此，於調整方法2中，信號產生裝置401輸出包含單一之頻率成分之波形，並基於其應答信號執行調整。

圖11上段之圖係表示25Hz之頻率成分作為執行調整方法2之調整時信號產生裝置401輸出之波形之例的圖。又，圖11下段之圖中，為了說明調整方法2之原理，而表示在低於實際之10Hz之頻率下的、信號產生裝置401之輸出波形及相對於該輸出波形之位置檢測器13之實測值之輸出波形的圖。

如圖11所示，於調整方法2中，信號產生裝置401使僅包含目標頻率之波形自振幅0增大至設定最大振幅，於達到規定之最大振幅值後，使其衰減至振幅0並結束測定。設為此種波形之原因在於考慮到如下，即：若於設定最大振幅下加入目標頻率成分，則會給壓延機機械或輥造成損傷。即，藉由使用圖11上段所示之波形，可避免給壓延機機械或輥造成損傷。

如圖11之下段所示，若為單一頻率成分，則可藉由將輸入波形與輸出波形進行比較而容易地測定振幅之大小及相位延遲。關於相位延遲之值，利用可取樣之最小分解能使輸入波形與輸出波形錯開並取相關係數，於相關係數成為最小時，使用使輸入波形與輸出波形錯開之 值。於此情形時，由於可根據頻率應答測定、即調整方法1之執行結果之測定結果來預測目標頻率下之相位偏差，故而可藉由於預測偏差之前後使輸入波形與輸出波形錯開而縮小探索範圍。

於使用圖11上部所示之波形作為測定用輸入波形之情形時，可於約5秒內進行1次測定。又，於頻率應答測定時，由於需要進行FFT運算，故而需要極多之計算時間，但於利用簡易波形進行測定之情形時，僅取相關係數，因此具有可減少運算量、且於控制增益調整裝置4之計算能力內亦可迅速地進行處理的優點。

於圖12(a)、(b)中表示使用簡易輸入波形之情形時之油壓壓下控制裝置之差壓補償增益之調整方法。於壓下側與開放側之油壓壓下控制之應答不存在差異之情形時，如圖12(a)所示，實際波形均等地分佈於壓下側、開放側。相對於此，例如於壓下側之應答較開放側良好之情形時，如圖12(b)所示，成為實際波形相對於輸入波形之振動之中心而偏向於壓下側之分佈。

因此，於輸入簡易測定波形作為位置指令值之情形時，只要可判定位置實際值之輸出波形偏向於哪一側，則可進行差壓補償增益之調整。偏向於哪一側之判定指數(以下，記為「應答差指數」)P_INDEX例如如以下之式(2)所示，可使用構成輸出波形之各值fb(i)之平均值。此處，n係構成輸出波形之各值之總數。

於如圖12(a)之狀態般壓下側與開放側之油壓壓下控制之應答不存在差異，且實際波形均等地分佈於壓下側、開放側之情形時，判定指數P_INDEX成為零或者接近零之值。另一方面，於如圖12(b)之狀態般 偏向分佈於壓下側之情形時，判定指數P_INDEX成為正值。相反，於偏向分佈於開放側之情形時，判定指數P_INDEX成為負值。

因此，於基於輸出波形並藉由上述式(2)之計算而求出之判定指數P_INDEX為正之情形時，信號解析裝置402選擇較當前之差壓補償增益之設置而言壓下側修正增益更小、開放側修正增益更大的設置。另一方面，於判定指數P_INDEX為負之情形時，信號解析裝置402選擇較當前之差壓補償增益之設置而壓下側修正增益更大、開放側修正增益更小的設置。

繼而，參照圖13對自動實施調整方法2之調整之情形時之處理進行說明。如圖13所示，若開始調整，則首先，控制增益調整裝置4使用適當之控制增益=X與控制增益=Y，並實施頻率應答之測定(S1301、S1302)。

於執行S1301及S1302之處理後，控制增益調整裝置4確認測定結果(S1303)，並獲取控制增益X及控制增益Y中之相位延遲值XD及YD。接下來，控制增益調整裝置4基於增益設定X、Y及上述相位延遲值XD、YD，使用以下之式(3)並藉由直線近似法求出相位延遲值成為-90°之增益設定值x(S1304)。再者，式(3)中之“xref”係目標之相位延遲值、即-90°。

x=(Y-X)．(xref-XD)/(YD-XD)+X (3)

接下來，控制增益調整裝置4使用S1304中求出之控制增益設定值x，並再次利用簡易波形進行應答測定(S1305)。於執行S1305之處理後，控制增益調整裝置4確認其結果(S1306)，求出控制增益x中之相位延遲值xD，若相位延遲值xD不滿足-90°之相位延遲(S1307/否)，則將本次之控制增益x及相位延遲值xD分別替換為Y、YR，並再次變 更控制增益後實施測定(S1304、S1305)。

另一方面，若S1306之確認之結果為相位延遲值xD滿足-90°之相位延遲(S1307/是)，則控制增益調整裝置4接下來執行差壓補償增益之調整動作(S1308)。關於差壓補償增益之調整動作將於下文進行詳細敍述。

於壓延機停止操作之狀態下，可進行於上文中敍述之基於頻率應答測定及簡易輸入波形之應答調整，但於壓延機處於操作狀態之情形時，將圖8或圖11所示之測定用輸入波形賦予油壓壓下控制裝置，則會導致板厚精度之惡化或操作之干擾，故而欠佳。

圖14係表示執行調整方法2之調整之時序之一例的流程圖，且表示於圖4中說明之輥更換及輥間隙之調整處理中執行之情形。如圖14所示，S1401~S1407係與圖4之S401~S407同樣地執行處理。於執行輥間隙調零處理後，執行上述調整方法2之調整(S1408)。其後，與圖4之S408同樣地使輥開放而使輥停止空轉(S1409)，藉此結束調零處理。

由於輥替換後、輥間隙調零結束後，為壓延機受到負載之狀態、且為已達到確定壓下位置之基準值之條件之狀態，故而可於每次實施輥替換時於一定之條件下進行測定。因此，於該時序進行調整方法2之調整，藉此可實現裝置之有效之運用。

再者，為了執行調整方法2之調整，至少需要用以產生圖11所示之波形之頻率、即目標頻率之資訊。該資訊係由操作員預先記憶於設置在信號產生裝置401內之記憶媒體，信號產生裝置401基於該資訊產生圖11所示之波形並將其輸出。

繼而，參照圖15對本實施形態之差壓補償增益之調整動作進行說明。如圖13所示，若開始調整差壓補償增益，則首先，控制增益調整裝置4使用適當之差壓補償增益設置=X與差壓補償增益設置=Y， 並執行頻率應答之測定(S1501、S1502)。

於S1501、S1502之處理中，於處於調整方法1之調整中之情形時，控制增益調整裝置4使用圖8上段所示之輸出波形，於處於調整方法2之調整中之情形時使用圖11上段所示之輸出波形。

於執行S1501及S1502之處理後，控制增益調整裝置4確認測定結果(S1503)，並獲取差壓補償增益設置X及差壓補償增益設置Y中之壓下側及開放側之控制增益之偏差。此時，於調整方法2之情形時，獲取上述應答差指數。

接下來，控制增益調整裝置4基於差壓補償增益設置X、Y及壓下側及開放側之控制增益之偏差，求出控制增益之偏差消失的差壓補償增益設置x(S1504)。於S1504中，控制增益調整裝置4與上述之式(1)、(2)同樣地進行直線近似處理，並自圖6下段所示之表中獲取最接近其結果之差壓補償增益設置。

接下來，控制增益調整裝置4使用S1504中求出之差壓補償增益設置x，再次進行應答測定(S1505)。於執行S1505之處理後，控制增益調整裝置4確認其結果(S1506)，並求出差壓補償增益設置x中之壓下側及開放側之控制增益之偏差，若其結果超出容許範圍(S1507/否)，則將本次之差壓補償增益設置x替換為Y，並再次變更差壓補償增益設置後實施測定(S1504、S1505)。另一方面，若S1506之確認之結果處於容許範圍內(S1507/是)，則控制增益調整裝置4結束處理。

使用圖1對本實施例之動作進行說明。壓延機狀態判別裝置5基於來自壓延機控制裝置3之壓延狀態、輥替換狀態、操作停止狀態之資訊來判別壓延機之狀態。調整方法選擇裝置6基於上述壓延機狀態來判別裝置5之判別結果，若為輥替換狀態則選擇調整方法2，若為操作停止狀態則選擇調整方法1。

調整方法選擇裝置6將表示壓延機狀態判別裝置5之判別結果與 根據判別結果而應該選擇之調整方法之對應關係的表(以下，記為調整方法選擇表)記憶於內部之記憶媒體，並基於上述表選擇對應於壓延機狀態判別裝置5之判別結果之調整方法。

控制增益調整裝置4根據藉由調整方法選擇裝置6而選擇之調整方法而實施應答調整。如圖7所示，基於來自調整方法選擇裝置6之調整方法1、2之選擇資訊，測定方法設定裝置404使信號產生裝置401產生輸入信號，並且對信號解析裝置402設定納入輸入信號與輸出信號之時序及信號之解析方法。

於信號解析裝置402中，根據調整方法1、2之各者而實施FFT或圖案匹配等信號處理從而判定控制增益是否合適，並將使控制增益如何變化輸出至控制增益變更裝置403。控制增益變更裝置403基於自信號解析裝置402輸入之信號，變更油壓壓下控制裝置之控制增益G及差壓補償增益G_diff。藉由此種處理，可根據壓延機狀態選擇最佳之調整方法並實施油壓壓下控制裝置之調整，並可始終於最佳之狀態下使用油壓壓下控制裝置。

此處，參照圖16對構成油壓壓下控制裝置2、壓延機控制裝置3、控制增益調整裝置4、壓延機狀態判別裝置5及調整方法選擇裝置6(以下，統稱為控制裝置)之硬體進行說明。圖16係表示本實施形態之控制裝置之硬體構成的方塊圖。如圖16所示，本實施形態之控制裝置具有與一般之伺服器或PC(Personal Computer，個人電腦)等資訊處理終端相同之構成。

即，本實施形態之控制裝置係經由匯流排208而將CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)201、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)202、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)203、HDD(Hard Disk Drive，硬盤驅動器)204及I/F(interface，介面)205連接。又，於I/F205連接有LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示 器)206及操控部207。

CPU201係運算手段，並對控制裝置整體之動作進行控制。RAM202係可進行資訊之高速讀寫之揮發性之記憶媒體，且被用作CPU201處理資訊時之作業區域。ROM203係讀取專用之非揮發性記憶媒體，且儲存有韌體等程式。

HDD204係可進行資訊之讀寫之非揮發性之記憶媒體，且儲存有OS(Operating System，操作系統)或各種控制程式、應用程式等。I/F205連接並控制匯流排208與各種硬體或網路等。LCD206係供使用者確認控制裝置之狀態的視覺性使用者介面。操控部207係鍵盤或滑鼠等供使用者將資訊輸入至控制裝置的使用者介面。

於此種硬體構成中，儲存於ROM203或HDD204或者未圖示之光碟等記錄媒體之程式係由RAM202讀出，並根據CPU201之控制而動作，藉此構成軟體控制部。藉由如此構成之軟體控制部與硬體之組合而實現本實施形態之控制裝置之功能。

再者，圖1所示之各控制裝置亦可分別構成為具有圖16所示之構成之單體之裝置，於圖16所示之構成一套之資訊處理裝置中，亦可實現圖1所示之各控制裝置之複數個功能。

又，於圖1中，將控制油壓調整裝置12之裝置作為狹義之油壓壓下控制裝置2進行了說明，但油壓壓下控制裝置2為了控制油壓調整裝置12，如上所述，使壓延機控制裝置3、控制增益調整裝置4、壓延機狀態判別裝置5及調整方法選擇裝置6連動地發揮功能。即，該等裝置整體構成為廣義之油壓壓下控制裝置。於此情形時，控制增益調整裝置4係作為實測值獲取部、控制增益調整部及動作狀態判斷結果獲取部發揮功能。又，油壓壓下控制裝置2係作為油壓控制部發揮功能。

如以上說明般，根據本實施形態之對油壓壓下控制裝置2之控制增益進行調整之控制增益調整裝置4，如圖11所示，輸出油壓缸11之 位置指令值以特定之頻率振動之調整用信號，並基於相對於調整用信號之實測值調整控制增益。此時，基於實測值之振幅中的振動中心之偏差來確定差壓補償增益。

若為此種處理，則可進行因測定時之偏差而引起之調整誤差較小、且高精度的調整，且於油壓壓下控制裝置中，可高精度地獲取於壓下側與開放側對油壓缸之控制增益進行調整之調整值。

再者，於圖1中，將油壓壓下控制裝置2、壓延機控制裝置3、控制增益調整裝置4、壓延機狀態判別裝置5及調整方法選擇裝置6作為不同之區塊之裝置進行了說明，但如上所述，該等裝置係連動地控制壓延機。即，該等裝置連動地構成壓延機之控制系統。

又，於上述實施形態中，作為執行調整方法2之調整時之條件，係以輥替換狀態為例進行了說明。除此以外，亦可考慮應該執行調整方法2之調整的條件。例如，輥位移位置變更、被壓延材之變更、壓延條件之變更、壓延機支架1之旁路調整等。

輥位移位置變更係指使輥向輥之旋轉軸方向偏移之情形時等。於此情形時，由於施加於作業輥104之負載會改變，故而對控制增益之控制應答亦會改變。於輥位移位置變更時，壓延動作停止，故而輥位移位置已變更之情形適合作為進行調整方法2之調整之情形。

被壓延材之變更係指變更藉由作業輥104壓延之材料之情形。於此情形時，亦認為因材料被變更故而施加於作業輥104之負載會改變。又，於變更被壓延材時，由於壓延動作停止，故而已變更被壓延材之情形時亦適合作為進行調整方法2之調整之情形。

壓延條件之變更係指進行被壓延材之壓延厚度之變更等、主要如使施加於作業輥104之負載變化般的條件變更的情形。於此情形時，由於為了確保被壓延材之板厚精度或表面品質而使壓延動作停止，故而已變更壓延條件之情形亦適合作為進行調整方法2之調整之 情形。

壓延機支架1之旁路調整係指，為了使作業輥104對被壓延材進行壓延之位置與左捲盤101及右捲盤102之位置一致而調整壓延機支架1支持作業輥104之位置的情形。於此情形時，亦認為施加於作業輥104之負載會改變。又，由於壓延機支架1之調整係使壓延動作停止後進行，故而已調整壓延機支架1之情形亦適合作為進行調整方法2之調整之情形。

如此，利用調整方法2之調整尤其適合如下情形：並非是使壓延機之操作完全停止，而是使壓延動作暫時停止後變更壓延動作之執行條件，並再次開始進行壓延。即，於藉由壓延機狀態判別裝置5而判斷出之壓延機之狀態處於為了變更壓延動作之執行條件而暫時停止壓延動作之狀態之情形時，調整方法選擇裝置6較佳為選擇利用調整方法2之調整方法。

又，於擴大如上述般執行調整方法2之調整之情形時的條件之情形時，可使輥位移位置變更、被壓延材之變更、壓延條件之變更、壓延機支架1之旁路調整等之狀態與調整方法2之對應關係記憶於調整方法選擇裝置6所記憶之調整方法選擇表中，且壓延機狀態判別裝置5可判別輥位移位置變更、被壓延材之變更、壓延條件之變更、壓延機支架1之旁路調整等之狀態。

又，於上述實施形態中，如圖15所示，針對輸入測定波形並對差壓補償增益設置進行調整之方法進行了敍述，但亦可輸入測定波形並確認結果，若應答測定結果為容許範圍則不實施調整而結束處理，於超過容許範圍之情形時實施調整。藉由此種處理，可省略不需要之處理，從而可更迅速地結束調整動作。

Claims (8)

1. 一種油壓壓下控制裝置，其特徵在於：其係控制對壓延機之作業輥間之間隔進行調整之油壓缸的活塞之位置者，且包括：實測值獲取部，其獲取上述油壓缸中之活塞之位置之實測值；及控制增益調整部，其基於上述活塞之位置之指令值及上述活塞之位置之實測值，而調整對於向上述油壓缸之油流入量進行控制之油壓控制部對於向上述油壓缸之油流入量進行控制時之控制增益；且上述控制增益調整部係，對上述油壓控制部輸出使上述位置指令值以所記憶之頻率振動之調整用信號，並基於上述調整用信號及相對於上述調整用信號之上述實測值對上述控制增益進行調整，並且基於上述實測值之振幅中相對於上述調整用信號之振動中心之偏差來確定差壓保障值，該差壓保障值係用以將使上述油壓缸之活塞之位置向縮短上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益與向擴大上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益調整為不同之值。
2. 如請求項1之油壓壓下控制裝置，其中上述控制增益調整部輸出上述以所記憶之頻率自振幅零逐漸增大、於達到特定之振幅後逐漸衰減而成為振幅零之信號作為上述調整用信號。
3. 如請求項1之油壓壓下控制裝置，其中上述控制增益調整部對上述油壓控制部輸出不同之複數個頻率下之上述調整用信號，並獲取基於相對於上述調整用信號之上述實測值之合計所得的值作為對應於上述調整用信號之頻率的判定指數。
4. 如請求項1之油壓壓下控制裝置，其中上述差壓補償值係於使上述油壓缸之活塞之位置向縮短上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時、及向擴大上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之各個情形時乘以上述控制增益之係數，且上述控制增益調整部係以向縮短上述作業輥間隔之方向移動之情形時之係數與向擴大上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之係數之積成為1之方式，確定上述差壓補償值。
5. 如請求項1之油壓壓下控制裝置，其中上述控制增益調整部可執行複數種方法作為用以調整上述控制增益之調整方法，且於在執行上述控制增益之調整時，對上述壓延機之動作狀態進行判斷之結果表示上述壓延機為經預先決定之特定之狀態之情形時，對上述油壓控制部輸出使上述位置指令值以所記憶之頻率振動之調整用信號。
6. 如請求項5之油壓壓下控制裝置，其中上述控制增益調整部於在執行上述控制增益之調整時，對上述壓延機之動作狀態進行判斷之結果表示為與對上述油壓控制部輸出使上述位置指令值振動之調整用信號之情形時不同之狀態之情形時，對上述油壓控制部分別輸出使用了掃描頻率波形之調整用信號且為使振幅反轉後之2個信號，並基於相對於使上述振幅反轉後之2個信號之上述實測值之差異而調整上述控制增益。
7. 一種油壓壓下控制裝置之調整方法，其特徵在於：其係獲取油壓缸中之活塞之位置之實測值，並基於上述活塞之位置之指令值及上述活塞之位置之實測值對油壓壓下控制裝置之控制增益進行調整者，該油壓壓下控制裝置係藉由調整向上述油壓缸之油流入量而控制對壓延機之作業輥間之間隔進行調整的上述油 壓缸之油壓，且該油壓壓下控制裝置之調整方法中，對上述油壓控制部輸出使上述位置指令值以所記憶之頻率振動之調整用信號，獲取相對於上述調整用信號之上述實測值，並基於上述實測值之振幅中相對於上述調整用信號之振動之中心之偏差來確定差壓保障值，該差壓保障值係用以將使上述油壓缸之活塞之位置向縮短上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益與向擴大上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益調整為不同之值。
8. 一種油壓壓下控制裝置之控制程式，其特徵在於：其係獲取油壓缸中之活塞之位置之實測值，並基於上述活塞之位置之指令值及上述活塞之位置之實測值對油壓壓下控制裝置之控制增益進行調整者，該油壓壓下控制裝置係藉由調整向上述油壓缸之油流入量而控制對壓延機之作業輥間之間隔進行調整的上述油壓缸之油壓，且油壓壓下控制裝置之控制程式中，使資訊處理裝置執行如下步驟：對上述油壓控制部輸出使上述位置指令值以所記憶之頻率振動之調整用信號；獲取相對於上述調整用信號之上述實測值；及基於上述實測值之振幅中相對於上述調整用信號之振動之中心之偏差來確定差壓保障值，該差壓保障值係用以將使上述油壓缸之活塞之位置向縮短上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益與向擴大上述作業輥間之間隔之方向移動之情形時之作業增益調整為不同之值。