1304754 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於輥軋裝置的控制方法及控制裝置。 【先前技術】 在用以生產金屬薄板的冷軋機中，以往就執行控制被 輥軋材料的形狀（板的波狀起伏）的控制形狀。控制形狀 ") 是來自設於輥軋機出側的形狀檢測器的實績訊號，與目標 形狀成爲一致般地使用設於輥軋機的折彎機（bender)( 於加工軋輥兩端施加壓力而製作彎曲，並控制形狀）或冷 卻劑噴嘴（或是也稱爲點滴冷卻劑。以下同樣）（使用取 決於工作軋輥的輥軋的熱脹來控制形狀）所執行。此種技 術是例如眾知日本特開2004-663 1 0號公報。 【發明內容】 一方面，輥軋機的被輥軋材料的形狀，是由加工軋輥 的表面形狀所決定，惟輥軋材料所存在的加工軋輥部分， 是因被輥材料加工的發熱使得熱脹較大，一方面，被輥 軋材料未存在的加工軋輥部分是沒有發熱之故，因而連續 地減少熱脹。如此，加工軋輥的半徑在板端部急激地減少 。又，在板端部急激地增加加工軋輥間的間隙量的輥軋量 變小，而產生板端部的伸長變少的邊緣緊密（edge tight )現象。 邊緣緊密現象是板端部的張力較高狀態，若在上游工 -4- 1304754 程中於板端部有裂痕，則以裂痕爲起點會斷掉板。容易發 生所謂被稱爲龜裂斷裂者。 爲了防止該龜裂斷裂，必須在控制形狀上降低施加於 板端部的張力（朝延伸方向控制板端部），惟若變更板端 部的目標形狀，則被輥軋材料中央部的形狀會受影響，整 體上，產生降低製品品質。 本發明的目的是在於一面保持作爲板寬方向整體的形 狀品質，一面可防止板寬方向端部的龜裂斷裂者。 爲了達成上述目的的至少一目的，在本發明中，作爲 目標形狀般地控制折彎機控制量與冷卻劑控制量者，目標 形狀是包含比被輥軋材料的所定板寬方向端部遠內側，而 依據所定板寬方向端部的計測値，將折彎機控制的目標形 狀，作成設定成與冷卻劑控制的目標形狀不相同的構成。 或是，作爲目標加工般地控制第一控制量與第二控制 量者，依據包含與目標加工對象不相同的對象的加工對象 的計測値，將第一控制的目標値，作成設定成與第二控制 的目標値不相同的構成。 依據本發明’可一面保持作爲板寬方向整體的形狀品 質，一面可防止板寬方向端部的龜裂斷裂。又，不僅輥軋 裝置，有關對於所定部分的控制會對於其他部分有所影響 的加工裝置，成爲可減低該影響。 【實施方式】 以下使用圖式說明本發明的實施例。首先，使用第1 -5- 1304754 圖說明一般適用於本發明的控制系統的例子。 作爲控制對象1 1有控制對象A (例如下述的中心部 形狀）’又，有控制對象B】（相當於下述的W S邊緣部形 狀）.........控制對象Bn (相當於下述的DS邊緣部形狀） 。此些是例如輥軋材的板寬方向的分布的分布.値也可以。 分別藉由測定器（未圖示），被測定作爲控制對象A，測 定値1 2，控制對象B !，測定値1 3.........測定對象B n，測 定値1 4。目標設定裝置1 5是設定控制對象A的目標値3 0
。控制系統-1 ( 1 6 ).........控制系統-n ( 1 7 )是控制對象A 測定値1 2與控制對象A目標値3 0 (若下述的控制對象A, 目標變更値22 ’控制對象An目標値變更値23有輸出則減 算該値的數値）之間成爲沒有偏差般地，分別控制操作對 象1 8 (例如相當於下述之折彎機）及控制操作對象1 9 ( 例如相當於下述的冷卻劑）。 控制對象狀態判定裝置2 0是分別判定控制對象B ,測 定値1 3 .........控制對象B n測定値1 4是否爲容許値。若不 是容許値，則將不是容許値的要旨（及其控制對象）輸出 至控制目標値變更裝置26。控制目標値變更裝置26是上 述控制對象成爲容許値般地，於控制系統-1 ( 1 6 )......... 控制系統-n ( 1 7 )的任一系統（或是一部分）輸出控制目 標値變更値（22〜23 )的任一變更値（或是一部分）。又 ’控制目標値變更裝置26是其他的控制目標値未變更而 仍維持，或是減低取決於上述變更的控制對象Α的影響的 方式，輸出控制目標變更値。 -6 - 1304754 如此地，在複數控制系統所適用的控制對 於控制系統所適用的狀態變數，爲一面保持該 一面控制其他的控制變數。該情形爲具體地如 地，設置判定成爲新控制目標的控制對象狀態 判定裝置20及依據該判定結果而變更各控制 目標値的控制目標値變更裝置26者。對於控 複數控制系統所適用控制系統中，若爲了達成 的而適用新的控制系統，則與已被適用的控制 干涉的情形，惟在此種情形下，變更已被適用 的控制目標値，而藉由在控制系統間發生干涉 將控制精度保持在容許値內一面可達成新的控 以下，說明將上述所說明的控制槪念具體 軋裝置的控制的例子。在第3圖中，第一工作 二工作台802，是分別設置直接接觸於被輥軋才 行輥軋的上、下一對加工軋輥22 ( 22a、22b ) 方向支持加工軋輥22的上、下一對中間軋輥 2 3 b ).。雖未圖示，中間軋輥2 3是藉由上下一 朝垂直方向被支持。雖未圖示加工軋輕彎曲裝 工軋輥彎曲裝置將彎曲力作用於加工軋輥。又 方向移動的中間軋輥2 3的軋輥移位裝置。 設有對於加工軋輥22噴射冷卻劑的冷卻j 冷卻劑噴嘴24 (或是也稱爲點滴冷卻劑）是排 寬範圍者。對於各該噴嘴分別具備流量可變閥 ’而成爲可變地可噴射流量，且各流量可變閥 象中，針對 狀態變數， 第1圖所示 的控制對象 系統的控制 制對象，在 某一控制目 系統會發生 的控制系統 ，成爲一面 則目標。 地適用於輥 台801及第 f料2 1而執 ，及朝垂直 23 ( 23a 、 對增強軋輥 置，惟以加 ，設有朝軸 噴嘴24 = 設多數於板 (未圖示） 是成爲個別 1304754 地可控制噴射流量。在被輥軋材料2〗的板寬方向成爲具 流量分布地可噴射。 在加工軋輥2 2的出口側，設有測定被輥乳材料2〗的 形狀檢測器25。 在第3圖中，形狀檢測器25是執行板寬方向例如每 個約50mm的輸出者，執行在第4圖以符號41所示的輸 出。形狀測定手段3 0 1是分解形狀檢測器2 5的輸出而如 第4圖所示地作爲以WS邊緣（操作側邊緣）形狀42，中 心部形狀4 3及D S邊緣（驅動側邊緣）形狀4 4加以輸出 〇 中心部形狀43是與在目標形狀設定裝置3 06所設定 的目標形狀，一起被輸入至折彎機形狀控制304及冷卻劑 形狀控制3 05。又，折彎機形狀控制3 04是控制加工軋輥 22折彎力F者，而冷卻劑形狀控制3 0 5是控制冷卻劑噴 嘴24的噴射量者。 一般在運出製品之際，邊緣部是也大都被切除，而在 製品品質上，對於終端使用者的製品保證上，中心部形狀 43也大都成爲對象，因此中心部形狀43很重要。中心部 形狀是很重要，而適用著控制出口側板形狀所用的折彎機 形狀控制304及冷卻劑形狀控制3 05 ’惟此些控制的控制 對象，是表示於第4圖的中心部形狀4 3 °中心部形狀4 3 是在形狀檢測器的檢測形狀中，是成爲除了最板端部的 WS邊緣形狀42及DS邊緣形狀44之外的部分。在本實施 例中，最邊緣部的形狀，是依板的蛇行所產生的誤檢測會 -8 - 1304754 容易發生等，而從作爲目標形狀設定裝置3 06的目標設定 的控制範圍避開，將中心部形狀43控制作爲形狀控制的 對象。 如此地，藉由折彎機形狀3 04及冷卻劑形狀控制3 05 ，作爲生產薄板所用的冷軋機的控制，進行控制被輥軋材 料的形狀（板的起伏）的形狀控制。亦即，形狀控制是藉 由設在輥軋機出口側的形狀檢測器的實績訊號，與目標形 狀成爲一致地使用設在輥軋機的折彎機（將壓力施加於加 工軋輥而製作彎曲，並控制形狀）或冷卻劑噴嘴（點滴冷 卻劑）（使用取決於加工軋輥的輥軋的熱脹來控制形狀） 〇 爲了形狀控制，使用折彎機形狀控制3 04及冷卻劑形 狀控制3 05的兩種類，在折彎機形狀控制3 04，是含蓋板 寬方向整體上2次〜4次函數狀地修正形狀，一方面在冷卻 劑形狀控制3 05，是配合形狀檢測器25的檢測帶寬（約 5 0mm )藉由選擇噴出或未噴出冷卻劑來控制形狀。 將邊緣緊密判定裝置302的詳細表示於第5圖。在邊 緣緊密判定裝置3 02，組裝雨邊緣部的形狀的WS邊緣部 形狀42及DS邊緣部形狀44，藉由輥軋條件等事先決定 的數値較小時（作爲形狀、將伸長方向定爲正方向，因此 緊密方向=鼓出的方向是成爲負方向）判定爲邊緣緊密。 作爲該邊緣緊密的判定，另外地判定WS側及DS側。 說明邊緣緊密，將輥軋機的被輥軋材料的形狀表示於 第5圖。藉由加工軋輥22的表面形狀，及被輥軋材料21 -9- 1304754 的板寬方向板厚分布來決定。藉由取決於輥軋的發 工軋輥22是會熱脹，惟在未存在被輥軋材料2 1的 輥22的部分中，因沒有取決於輥軋的發熱，而不 。在發熱部分與非發熱部分間，由發熱部分有熱散 發熱部分之故，因而連續地減少熱脹。取決於輥軋 大時，該熱脹的減少率變大，使得加工軋輥22的 板端部急激地減少。所以在板端部中，取決於輥軋 量變小，而發生板端部的延伴變少的邊緣緊密現象 在上游工程的作業中有裂痕發生於被輥軋材料 板端部，則在輥軋中在板的板端部施加張力會以裂 起點而使板斷掉。該現象爲龜裂斷裂。爲防止該現 須防止在板端部過大地施加張力的邊緣緊密現象。 使用第7圖說明取決於目標形狀變更裝置303 目標形狀所致的邊緣緊密控制。在邊緣緊密現象是 部的張力較高狀態下，由防止龜裂斷裂，提高運轉 觀點上，爲了防止邊緣緊密現象，而降低施加於板 張力（朝延伸方向控制板端部）。 在目標形狀變更裝置中，如第7圖所示地，由 狀控制的目標形狀來變更冷卻劑形狀控制的目標形 彎機形狀控制3 04的目標形狀是與中心部目標形狀 同。藉由變更該冷卻劑形狀控制3 05的目標形狀， 形狀控制3 05，是認定爲比最邊緣部還內側板端部 延伸，則噴射冷卻劑。所以成爲下述1 )的動作。 1 )將軋輥的熱脹的板端部的變化率變小。爲 熱，加 加工軋 會發熱 熱至非 的發熱 半徑在 的壓下 〇 21的 痕作爲 象，必 的變更 在板端 效率的 端部的 折彎形 狀。折 作成相 冷卻劑 的形狀 了此， -10- 1304754 藉由將冷卻劑集中地噴射在板端部，就可將板端部的溫度 變化成爲順利。 又，對於折彎機形狀控制3 04，冷卻劑形狀控制305 的朝鼓出方向（伸長較小方向）控制邊緣部的形狀，因此 判斷爲需要再伸長而將折彎機朝軋輥間隙關閉的方向操作 ，成爲下述2)的動作。 2 )運轉折彎機成爲板端部更被壓下（軋輥間隙變小 ) )。 ......-， 在此，若能有效果地利用冷卻劑，則有效果地可抑制 邊緣現象，惟若由目標形狀偏離板寬方向整體的形狀，則 無法保持製品品質。在此，目標形狀變更裝置303是將板 .寬方向整體的形狀一面保持.在一定位準（作爲製品沒有問 題的位準）一面同時地也抑制邊緣緊密現象般地變更目標 形狀。亦即’爲了提局製品品質 '在使用相同目標形狀的 冷卻劑形狀控制3 05及折彎機形狀控制304中，積極地給 予不相同的目標形狀，而在兩控制間發生干涉。
J 目標形狀變更裝置3 03是不會使中心部形狀品質惡化 般地，在中心部形狀控制中，維持實績形狀使輥軋作業成 爲容易的形狀地來設定目標形狀。所以，形狀實績愈接近 目標形狀則控制精度愈優異，惟具有某一程度的控制精度 的容許値，而在冷卻劑形狀控制3 05及折彎機形狀控制 3 0 4分別具有目標形狀，可將此作成依上述1 )及2 )的邊 緣緊密抑制，且使中心部形狀變更成爲容許値內。 如此地，藉由變更冷卻劑形狀控制3 05及折彎機形狀 -11 - .1304754 控制3 04的目標形狀，就可實現邊緣緊密抑制的控制。 在此，加工軋輥22的折彎機可個別地操作WS (操作 側折彎機）及D S (驅動側折彎機）[可使用非對稱折彎機] 時，則對於在邊緣緊密判定裝置3 02所判定的一邊實施上 述目標形狀變更就可以。若加工軋輥的折彎機無法個別地 操作WS及DS時，則在邊緣緊密判定裝置3 02中，只有 在雙方都判定W S及D S邊緣緊密時，則針對於W S側、 DS側實施上述目標形狀就可以。 在本實施例中，變更冷卻劑側形狀控制3 0 5側的目標 形狀.，惟也可變更折彎機形狀控制3 04側的目標形狀。又 ，也可以變更雙方的目標形狀。一般，變更控制效果較低 者的目標形狀者，來自中心部形狀4 3的目標形狀偏離量 較小，而作爲形狀精度變良好。在通常的輥軋中，加工軋 輥22的折彎機者比冷卻劑給予形狀的影響較大之故，因 而在實施例中變更冷卻劑形狀控制3 05的目標形狀。 ) 作爲本發明的第2實施例，同樣地考量輥軋機的板 厚控制8 03及張力控制804。又，與第1實施例同一符號 者是與第1實施例的說明相同。在如第8圖所示的二工作、 台連續輥軋機中，適用著控制工作台間的工作台間張力控 制8 0 4及控制第二工作台8 0 2出口側板厚的板厚控制8 0 3 。板厚控制8 0 3的操作端是第一工作台8 0 1的速度，惟針 對於張力控制804，低速時是若第一工作台801的速度加 快，則操作第二工作台·802的壓下。低速時是輥軋不穩定 之故，因而操作效果較大的速度’乃爲了使運轉穩定性優 -12- .1304754 先。在此，張力控制8 04是由某一速度在第二工作台802 壓下來變更操作端之故，因而會留下在那以前輸出於第一 工作台8 0 1的速度指令。若留下速度指令，則第一工作台 801與第二工作台8 02的速度平衡與設定値不相同之故， 因而有輥軋成爲不穩定的可能性。 於是，留下對於第一工作台801的張力控制804的速 度指令時，則爲了取消該速度指令，對於板厚控制803的 板厚偏差及張力控制804的張力進行修正，而在板厚精度 的容許範圍內故意地使板厚弄亂而取消張力控制8 04的速 度指令份，所成穩定的輥軋。 在第9圖表示動作槪要。輥軋機是進行由零到低速， 由低速到高速的運轉。低速時，張力控制8 04是以第一工 作台8 0 1的速度作爲操作端。由低速進行加速，則張力控 制是以第二工作台802的壓下作爲操作端。成爲高速，則 輥軋狀態會變更之故，因而速度修正量是幾乎成爲零。速 度設定是在高速中使得板厚、張力被設定成爲設定値所致 。相反地說在高速時，留下大速度修正量，乃與預測不同 的輥軋狀態’而使輥軋狀態成爲不穩定又會發生滑動。爲 / 了防止該情形，必須將第一工作台的速度指令作成零附近 〇 爲了實現此，即使成爲高速時，也在速度修正量判定 裝置805認定留下第一工作台速度指令，在控制目標變更 裝置806中，求出對於板厚、張力的修正量，作爲對於各 控制裝置（速度控制裝置807，壓下控制裝置8 08 )的修 -13- .1304754 正量。第9圖的例子的情形，速度修正量留在正的一邊之 故，因而欲將此在板厚控制成爲零，爲了必須板厚偏差認 定爲負的一邊，而輸出板厚修正量使板厚控制目標値變大 。一方面，針對於張力控制804，將張力偏差作成正的一 邊，使板厚作成較厚之故，因而輸出張力修正量使張力控 制目標値變小。又，針對於修正量，使得板厚、張力設定 在控制精度的容許範圍內。 變更板厚控制及張力控制的目標値，則發生兩控制系 統的干涉，第一工作台8 0 1的速度指令是朝零減少。若第 一工作台801的速度指令變小至可容許位準，則將板厚控 制8 0 3及張力控制8 0 4的目標値恢復成原來。藉此，一面 將板厚精度及張力精度保持在容許誤差內，一面可確保輥 軋的穩定性。 對於一種控制對策適用著複數控制系統的情形，藉由 使用本發明，在'與原來的控制目的不相同的目的的控制系 統中，本發明是可適用。 如此地，一面保持作爲板寬方向整體的形狀，一面抑 制邊緣緊密現象，成爲可提高形狀精度與運轉效率。 一般，藉由使用本發明，成爲一面將各控制系統的控 制精度，一面可追加對於新的控制變數的控制。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示控制構成圖。 第2圖是表不整體構成圖。 -14 - 1304754 第3圖是表示邊緣緊密修正的適用圖。 第4圖是表示形狀控制的帶區分的說明圖。 第5圖是表示邊緣緊密現象的說明圖。 第6圖是表示邊緣緊密判定裝置的詳細圖。 第7圖是表示目標形狀變更裝置的動作圖。 第8圖是表示輥軋機的板厚、張力控制的說明圖。 第9圖是表示板厚、張力控制的動作圖。 【主要元件符號說明】 21 :被輥軋材料 22 :加工軋輥 2 3 :中間車L車昆 24 :冷卻劑噴嘴 3 02 :邊緣緊密判定裝置 3 03 :目標形狀變更裝置 3 04 :折彎機形狀控制 3 0 5 :冷卻劑形狀控制 -15-