TWI702995B - 軋輥機之壓力模擬系統與控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種軋輥機之壓力模擬系統與控制方法。此軋輥機之壓力模擬系統包含壓力感測片以及電腦裝置。此軋輥機之控制方法包含離線壓力模擬階段與線上滾軋階段。在離線壓力模擬階段中，首先設置壓力感測片於軋輥組的上軋輥與下軋輥之間。然後，控制軋輥組來以預設壓力值滾軋壓力感測片，以使壓力感測片相應地輸出複數個壓力感測訊號。接著，根據壓力感測訊號來獲得軋輥組之壓力分佈關係，並根據此壓力分佈關係來計算軋輥組之線上工作壓力值。然後，進行線上滾軋階段，以根據線上工作壓力值來控制軋輥組滾軋金屬材料，例如鋼帶。

Description

軋輥機之壓力模擬系統與控制方法

本發明是有關於一種軋輥機之壓力模擬系統與控制方法，且特別是有關於一種除油輥之壓力模擬系統與控制方法。

一般來說，利用冷軋軋輥機來生產鋼帶時，通常會利用軋輥機的除油輥來清除鋼帶上的油水。例如，利用除油輥來絞乾鋼帶上的油水。鋼帶除油效果的好壞會直接影響到軋機的生產效率以及品質。若鋼帶的除油效果不好，會導致軋延速度無法提升，且會造成下游鋼帶表面產生油膠缺陷問題，其中嚴重油膠缺陷的鋼捲會被下游剃退，而輕微油膠缺陷的鋼捲則會被轉為次級品。

然而，目前的除油方式仍無法確實地絞乾鋼帶上的油水，因此需要一種軋輥機之壓力模擬系統與控制方法來提高除油輥的除油效果。

本發明之一個態樣在於提供一種軋輥機之壓力模擬系統。此壓力模擬系統包含壓力感測片和電腦裝置。壓力感測片係用以設置於軋輥組之上軋輥與下軋輥之間，其中當上軋輥以預設壓力值來滾軋壓力感測片時，壓力感測片可相應地輸出複數個壓力感測訊號。電腦裝置係用以根據壓力感測訊號來獲得軋輥組之壓力分佈關係，並根據壓力分佈關係來計算軋輥組之線上工作壓力值。

依據本發明之一實施例，其中電腦裝置係透過有線或無線之方式來電性連接至壓力感測片。

依據本發明之一實施例，其中電腦裝置計算軋輥組之線上工作壓力值的步驟包含：當壓力分佈關係呈現出軋輥組之中央處有縫隙，且軋輥組之邊緣處無縫隙時，電腦裝置設定線上工作壓力值為低壓力值，其中此低壓力值小於前述之預設壓力值。

依據本發明之一實施例，其中電腦裝置計算軋輥組之線上工作壓力值的步驟包含：當壓力分佈關係呈現出軋輥組之中央處無縫隙，且軋輥組之邊緣處有縫隙時，電腦裝置設定線上工作壓力值為高壓力值，其中該此壓力值大於前述之預設壓力值。

依據本發明之一實施例，其中上軋輥與下軋輥為除油輥。

本發明之一個態樣在於提供一種軋輥機之控制方法。在此控制方法中，首先進行離線壓力模擬階段。在離線壓力模擬階段中，首先設置壓力感測片於軋輥組之上軋輥 以及下軋輥之間。然後，控制軋輥組來以預設壓力值滾軋壓力感測片，以使壓力感測片相應地輸出複數個壓力感測訊號。接著，根據壓力感測訊號來獲得軋輥組之壓力分佈關係，並根據壓力分佈關係來計算軋輥組之線上工作壓力值。然後，進行線上滾軋階段，以根據計算獲得的線上工作壓力值來控制軋輥組滾軋金屬材料。

依據本發明之一實施例，其中金屬材料為鋼帶。

依據本發明之一實施例，其中計算軋輥組之線上工作壓力值的步驟包含：當壓力分佈關係呈現出軋輥組之中央處有縫隙，且軋輥組之邊緣處無縫隙時，電腦裝置設定線上工作壓力值為低壓力值，其中此低壓力值小於前述之預設壓力值。

依據本發明之一實施例，其中計算軋輥組之線上工作壓力值的步驟包含：當壓力分佈關係呈現出軋輥組之中央處無縫隙，且軋輥組之邊緣處有縫隙時，電腦裝置設定線上工作壓力值為高壓力值，其中該此壓力值大於前述之預設壓力值。

依據本發明之一實施例，其中上軋輥與下軋輥為除油輥。

100‧‧‧懸吊系統

110‧‧‧軋輥組

112‧‧‧上軋輥

114‧‧‧下軋輥

120‧‧‧軋輥組

120a‧‧‧中央處

120b‧‧‧邊緣處

122‧‧‧上軋輥

124‧‧‧下軋輥

122c‧‧‧第二端

130‧‧‧電腦裝置

140‧‧‧偵測裝置

150‧‧‧盤捲機

200‧‧‧軋輥機控制方法

210‧‧‧離線壓力模擬階段

212、214、216‧‧‧步驟

216a~216e‧‧‧步驟

220‧‧‧線上滾軋階段

DP‧‧‧壓力感測片

G‧‧‧縫隙

SP‧‧‧鋼帶

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： [圖1]係繪示根據本發明實施例之軋輥機的簡單結構示意圖；[圖2a]係繪示根據本發明實施例之軋輥機控制方法的流程示意圖；[圖2b]係繪示根據本發明實施例之建立軋輥組壓力分佈關係的流程示意圖；[圖3]係繪示根據本發明實施例之軋輥機控制方法的流程示意圖；[圖4]係繪示根據本發明實施例之軋輥組之中央處以及邊緣處的放大圖；以及[圖5]係繪示根據本發明實施例之軋輥組之中央處以及邊緣處的放大圖。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

請參照圖1，其係繪示根據本發明實施例之軋輥機100的簡單結構示意圖。軋輥機100包含複數個軋輥組110、120以及電腦裝置130。軋輥組110和120為除油輥，其係用以絞乾鋼帶SP上的油水。在本實施例中，軋輥組110和120分別具有上軋輥112、122以及下軋輥114、124，其中下軋輥114、124之位置固定，而上軋輥112、122之位置則受控於電腦裝置130，以根據電腦裝置130所輸出之壓力 控制訊號來上下移動來施加壓力於鋼帶SP上。當鋼帶SP經過軋輥組110絞乾後，偵測裝置140會檢測鋼帶SP的表面，以判斷油水的殘留狀況。然後，盤捲機150會將鋼帶SP捲起，以製成鋼捲。

在上述的實施例中，軋輥機100包含兩個軋輥組110和120，其係用以絞乾鋼帶SP上的油水，但本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，軋輥機100可包含其他不等數量的軋輥組，且可用以絞乾其他金屬材料上的油水。

請參照圖2a，其係繪示根據本發明實施例之軋輥機控制方法200的流程示意圖。軋輥機控制方法200包含離線壓力模擬階段210以及線上滾軋階段220。離線壓力模擬階段210係於軋輥機100離線時，進行軋輥機100之軋輥組110和120的壓力模擬。以下的實施例將以軋輥組120來舉例說明離線壓力模擬階段210的流程。在此實施例中，壓力模擬系統包含軋輥組120、壓力感測片以及電腦裝置130，其係用以計算軋輥組120在絞乾鋼帶SP時需要施加的壓力值。

在離線壓力模擬階段210中，首先進行步驟212，以設置壓力感測片DP於軋輥組120之上軋輥122以及下軋輥124之間，如圖3所示。接著，進行步驟214，控制軋輥組120來以預設壓力值滾軋壓力感測片DP，以使壓力感測片DP相應地輸出壓力感測訊號至電腦裝置130。在本實施例中，可先利用軟體(例如Abaqus)來模擬不同軋輥組夾 擠壓力下的輥隙，並觀察是否有靠壓狀況。藉此，可獲得前述之預設壓力值，並將其儲存於電腦裝置130中。當進行步驟214時，電腦裝置130可輸出壓力控制訊號至軋輥組120，以控制上軋輥122施加預設壓力值於壓力感測片DP上。

在本實施例中，壓力感測片DP之大小與前述之鋼帶SP相同，如此壓力感測片DP可感應軋輥組120於複數個滾軋位置的壓力值，並相應地輸出複數個壓力感測訊號。然而，本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，壓力感測片DP之大小可小於鋼帶SP。將壓力感測片DP設置於軋輥組120的多個不同滾軋位置來進行多次壓力感測，亦可獲得軋輥組120於這些滾軋位置的壓力感測訊號。

此外，為了避免軋輥組120損壞壓力感測片DP，本發明之實施例利用赫茲(Hertz)接觸理論來計算上軋輥122和下軋輥124接觸後的最大壓力。如此，使用者可根據此最大應力值來選擇合適的壓力感測片DP，避免壓力感測片DP被軋輥組120損壞。

接著，進行步驟216，以根據壓力感測片DP所提供之壓力感測訊號來建立軋輥組之壓力分佈關係，並根據壓力分佈關係來計算軋輥組120之線上工作壓力值。在本實施例中，電腦裝置130可根據壓力感測片DP之壓力感測訊號與對應的滾軋位置來建立壓力分佈關係，並據此判斷軋輥組120在滾軋壓力感測片DP時是否有間隙產生。例如，將 壓力感測值對滾軋位置的關係繪製為一壓力曲線。若壓力感測值從某個滾軋位置開始急遽地下降，則表示此滾軋位置附近有間隙產生。

請參照圖2b，其係繪示根據本發明實施例之步驟216的流程示意圖。在步驟216中，首先進行步驟216a，以接收壓力感測片DP所提供之壓力感測訊號。接著，進行步驟216b，以根據壓力感測訊號來建立壓力分佈關係。然後，進行步驟216c，以判斷軋輥組120之上軋輥122與下軋輥之間是否有縫隙產生。若有縫隙產生則進行步驟216d，以調整軋輥組120之壓力值。以下將舉例說明步驟216d如何調整輥組120之壓力值。

請參照圖4，其係繪示根據本發明實施例之軋輥組120之中央處120a以及邊緣處120b的放大圖。如圖4所示，若測得的壓力分佈關係表示出軋輥組120之中央處120a有縫隙G產生且軋輥組120之邊緣處120無縫隙時，代表軋輥組120滾軋壓力感測片DP的預設壓力值過大。故，電腦裝置130會再控制軋輥組120，使軋輥組120以較低之壓力值來滾軋壓力感測片DP，並重新進行步驟216a-216b來建立新的壓力分佈關係。

請參照圖5，其係繪示根據本發明實施例之軋輥組120之中央處120a以及邊緣處120b的放大圖。如圖5所示，若測得的壓力分佈關係表示出軋輥組120之中央處120a無縫隙且軋輥組120之邊緣處120b有縫隙G時，代表軋輥組120滾軋壓力感測片DP的預設壓力值過小。故，電腦裝置 130會再控制軋輥組120，使軋輥組120以較高之壓力值來滾軋壓力感測片DP，並重新進行步驟216a-216b來建立新的壓力分佈關係。

在步驟216中，電腦裝置130會根據壓力分佈關係來不斷地調整軋輥組120的壓力，直到步驟216d判斷軋輥組120沒有間隙產生。當軋輥組120沒有間隙產生時，進行步驟216e，以紀錄此時軋輥組120的壓力值，並將其設定為軋輥組120的線上工作壓力值。另外，在本發明之一實施例中，步驟216d可根據複數個大小不等的級距來進行壓力值的調整。例如，當軋輥組120滾軋壓力感測片DP的預設壓力值過大時，電腦裝置130可根據預設的級距來逐步降低軋輥組120的壓力值。此時，軋輥組120的線上工作壓力值會小於預設壓力值。又例如，當軋輥組120滾軋壓力感測片DP的預設壓力值過小時，電腦裝置130可根據預設的級距來逐步提高軋輥組120的壓力值。此時，軋輥組120的線上工作壓力值會大於預設壓力值。

接著，進行線上滾軋階段220，以於線上工作時，控制軋輥組120來以步驟216所得之線上工作壓力值滾軋鋼帶。

在本發明之實施例中，透過對各軋輥組(例如軋輥組110、120)進行離線壓力模擬階段210，可獲得各軋輥組所對應的線上工作壓力值。這些線上工作壓力值可做成查找表並儲存於電腦裝置130中。當進行線上滾軋階段220時，電腦裝置130可透過查找表來迅速地找到各軋輥組所對 應的線上工作壓力值，並據此控制各軋輥組來進行除油操作。

由上述說明可知，本發明之實施例係透過壓力感測片DP來進行除油輥的壓力感測與模擬，並據以計算出除油輥絞乾綱帶時所需的壓力值，進而提高除油輥的除油效果，避免鋼帶產生油膠缺陷。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧軋輥機控制方法

210‧‧‧離線壓力模擬階段

212、214、216‧‧‧步驟

220‧‧‧線上滾軋階段

Claims (8)

1. 一種軋輥機之壓力模擬系統，包含：一壓力感測片，用以設置於一軋輥組之一上軋輥與一下軋輥之間，其中當該上軋輥以一預設壓力值來滾軋該壓力感測片時，該壓力感測片相應地輸出複數個壓力感測訊號；以及一電腦裝置，用以根據該些壓力感測訊號來建立該軋輥組之一壓力分佈關係，並根據該壓力分佈關係來計算該軋輥組之一線上工作壓力值；其中該電腦裝置計算該軋輥組之該線上工作壓力值之該步驟包含：當該壓力分佈關係呈現出該軋輥組之一中央處有縫隙，且該軋輥組之一邊緣處無縫隙時，該電腦裝置設定該線上工作壓力值為一低壓力值，其中該低壓力值小於該預設壓力值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軋輥機之壓力模擬系統，其中該電腦裝置係透過有線或無線之方式來電性連接至該壓力感測片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之軋輥機之壓力模擬系統，其中該電腦裝置計算該軋輥組之該線上工作壓力值之該步驟更包含： 當該壓力分佈關係呈現出該軋輥組之一中央處無縫隙，且該軋輥組之一邊緣處有縫隙時，該電腦裝置設定該線上工作壓力值為一高壓力值，其中該高壓力值大於該預設壓力值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之軋輥機之壓力模擬系統，其中該上軋輥與該下軋輥為除油輥。
5. 一種軋輥機之控制方法，包含：進行一離線壓力模擬階段，包含：設置一壓力感測片於一軋輥組之一上軋輥以及一下軋輥之間；控制該軋輥組來以一預設壓力值滾軋該壓力感測片，以使該壓力感測片相應地輸出複數個壓力感測訊號；以及根據該些壓力感測訊號來建立該軋輥組之一壓力分佈關係，並根據該壓力分佈關係來計算該軋輥組之一線上工作壓力值；以及進行一線上滾軋階段，以根據該線上工作壓力值來控制該軋輥組滾軋一金屬材料；其中計算該軋輥組之該線上工作壓力值之該步驟包含：當該壓力分佈關係呈現出該軋輥組之一中央處有縫隙，且該軋輥組之一邊緣處無縫隙時，設定該線上工作壓力值為一低壓力值，其中該低壓力值小於該預 設壓力值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之軋輥機之控制方法，其中該金屬材料為鋼帶。
7. 如申請專利範圍第5項所述之軋輥機之控制方法，其中計算該軋輥組之該線上工作壓力值之該步驟更包含：當該壓力分佈關係呈現出該軋輥組之一中央處無縫隙，且該軋輥組之一邊緣處有縫隙時，設定該線上工作壓力值為一高壓力值，其中該高壓力值大於該預設壓力值。
8. 如申請專利範圍第5項所述之軋輥機之控制方法，其中該上軋輥與該下軋輥為除油輥。

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