JP6251334B1 - 演算装置および演算方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態について、図1〜9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本明細書において、「A〜B」とは、A以上B以下であることを示している。
図1は、本実施の形態における演算装置を備える多段圧延機の一例としての6段圧延機1の構成を示す概略図である。6段圧延機1は、圧延材8を冷間圧延する冷間圧延機である。この6段圧延機1は、複数の圧延機が連続的に配置された圧延システムにおける最終パスの圧延機であってもよいし、最終パスを含む複数パスを実行する単一の圧延機であってもよい。圧延材8としては、例えば鋼帯等の金属帯である。圧延材8は樹脂材であってもよい。
以下、前記6段圧延機1を例にして、本発明の一態様における演算装置の技術的思想について説明する。なお、ここでは6段圧延機1を例にするが、4段圧延機、12段圧延機、および20段圧延機等の、6段圧延機以外の多段圧延機に対しても同様に本発明が適用されることは勿論である。4段圧延機の場合には、ワークロールベンダーおよび差荷重発生装置を制御対象として、本発明を適用することができる。
y’=b・(2x/W)
上記式において、
y:圧延形状の対称成分
y’:圧延形状の非対称成分
W:板幅
x:板幅方向位置(ワークサイドの板端:−W/2、板幅中央:0、ドライブサイドの板端:W/2)
a、b:係数
である。
ΔYN=A2・ΔSL (2)
上記式において、
YS:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
YN:ワークサイドの伸び率とドライブサイドの伸び率との差(伸び率差)
Fi:中間ロールベンダー力
SL:差荷重
ΔYS:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
ΔYN:ワークサイドの伸び率とドライブサイドの伸び率との差(伸び率差)の変化量
ΔFi:中間ロールベンダー力の変化量
ΔSL:差荷重の変化量
A1:中間ロールベンダー力の影響係数
A2:差荷重の影響係数
である。
上記式において、
A1:中間ロールベンダー力Fiの影響係数
p:単位幅荷重
W:板幅
a11、a12、a13:中間ロールベンダー力Fiの影響係数A1の近似式における係数
である。
上記式において、
A2:差荷重の影響係数
p:単位幅荷重
W:板幅
a21、a22、a23:差荷重SLの影響係数A2の近似式における係数
である。
上記式において、
A:影響係数
p:単位幅荷重
W:板幅
a1、a2、a3:影響係数の近似式における係数
である。
以上の検討に用いた圧延機と同一の6段圧延機1において、中間ロールシフト機構2の制御量(シフト位置)を所定値に固定し、中間ロールベンダー3および差荷重発生装置4を制御して、形状検出器7の出力信号に基づいて形状制御を行う際に本発明を適用した例を、図6に基づいて以下に説明する。その中で、本発明の一態様における演算装置の構成について説明する。
上記のような本発明の一態様における演算装置としてのプロセスコンピュータ6が実行する処理の流れの一例を、図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態のプロセスコンピュータ6が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本実施の形態の6段圧延機1を用いて、板厚0.8mm〜4.0mm、板幅850mm〜1050mm、材料の変形抵抗700N/mm2〜1200N/mm2の範囲で条件を変えて、50個の条件にて圧延を行った。このとき、形状制御機構40(中間ロールベンダー3および差荷重発生装置4)の影響係数A1およびA2を板幅、および単位幅荷重の関数として近似した。
以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記実施形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Δεq=Aq・ΔFi + Bq・Δδ (8)
上記式において、
εe:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
εq:クオータ部における伸び率と板幅中央における伸び率との差(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
Fi:中間ロールベンダー力
δ:中間ロールシフト位置
Δεe:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
Δεq:クオータ部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量(ワークサイドおよびドライブサイドの平均)
ΔFi:中間ロールベンダー力Fiの変化量
Δδ:中間ロールシフト位置δの変化量
Ae:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差に及ぼす中間ロールベンダー力Fiの影響係数
Be:板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差に及ぼす中間ロールシフト位置δの影響係数
Aq:クオータ部における伸び率と板幅中央における伸び率との差に及ぼす中間ロールベンダー力Fiの影響係数
Bq:クオータ部における伸び率と板幅中央における伸び率との差に及ぼす中間ロールシフト位置δの影響係数
である。
B=b1・(1/p)+b2・(W/p)+b3 (10)
p:単位幅荷重
W:板幅
a1、a2、a3:影響係数の近似式における係数
b1、b2、b3:影響係数の近似式における係数
以下に、前記式(7)、(8)に基づく、本実施の形態の演算装置が実行する処理および圧延形状の制御について概略的に説明する。
上位コンピュータ5およびプロセスコンピュータ6の制御ブロック(特に、荷重算出部5c、影響係数算出部21、補正目標値算出部22、変化量算出部23、および機構制御部24)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
本発明の態様1における演算装置(プロセスコンピュータ6、または、上位コンピュータ5およびプロセスコンピュータ6)は、圧延材8の圧延形状を制御する、冷間圧延機(6段圧延機1)が備える形状制御機構(中間ロールベンダー3および差荷重発生装置4、または、中間ロールベンダー3および中間ロールシフト機構2)の制御量を補正するための補正値を算出する演算装置であって、前記圧延材8における複数箇所間の、補正による伸び率差の変化量を示すと共に、前記補正値を変数として含む数式を用いて前記補正値を算出する算出部(変化量算出部23)を備え、前記数式は、前記伸び率差に及ぼす前記形状制御機構の影響度を示す影響係数を含み、前記影響係数は、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重と前記圧延材の幅とを変数として含む関数で表されている。
A=a1・(1/p)+a2・(W/p)+a3
上記式において、Aは影響係数、pは単位幅荷重、Wは前記圧延材の幅、a1、a2およびa3は係数であるとすることができる。
2:中間ロールシフト機構
3:中間ロールベンダー
4:差荷重発生装置
5:上位コンピュータ
6:プロセスコンピュータ
7:形状検出器
8:圧延材
9:ワークロール
10:中間ロール
11:バックアップロール
23:変化量算出部(算出部)
Claims (6)
- 圧延材の圧延形状を制御する形状制御機構として、中間ロールシフト機構、中間ロールベンダーおよび差荷重発生装置を備える冷間圧延機において、前記中間ロールシフト機構による中間ロールのシフト位置を固定した状態にて、前記中間ロールベンダーおよび前記差荷重発生装置を制御して、前記圧延形状を制御するための制御値を算出する演算装置であって、
下記式(1)および(2)を用いて前記制御値を算出する算出部を備え、
ΔYS=A1・ΔFi (1)
ΔYN=A2・ΔSL (2)
上記式(1)において、
ΔYSは、板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量、
A1は、中間ロールベンダー力の影響係数、
ΔFiは、前記中間ロールベンダー力の変化量であり、
上記式(2)において、
ΔYNは、前記冷間圧延機のワークサイドの伸び率と前記冷間圧延機のドライブサイドの伸び率との差の変化量、
A2は、前記差荷重発生装置が発生させる差荷重の影響係数、
ΔSLは、前記差荷重の変化量であり、
前記影響係数A1およびA2は、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重と前記圧延材の板幅とを変数として含む関数で表されており、
前記算出部は、圧延形状の目標値に対応するΔYSおよびΔYNが実現されるように前記中間ロールベンダーおよび前記差荷重発生装置の制御値を算出し、
前記影響係数A1およびA2は、いずれも下記式(5)で近似され、
A=a1・(1/p)+a2・(W/p)+a3 (5)
上記式において、
Aは、前記影響係数
pは、単位幅荷重
Wは、前記圧延材の板幅
a1、a2およびa3は係数
であり、
前記板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差を第1伸び率差とし、前記冷間圧延機のワークサイドの伸び率と前記冷間圧延機のドライブサイドの伸び率との差を第2伸び率差とし、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重を単位幅荷重とし、
前記冷間圧延機が圧延対象とする前記圧延材の複数の品種に基づく所定の範囲内にて板厚、板幅、および材料の変形抵抗を変化させて、(A)設定した複数の圧延条件のそれぞれにおける前記圧延材の単位幅荷重を算出するとともに、(B)各圧延条件における、(i)前記中間ロールベンダー力と前記第1伸び率差との関係、および(ii)前記差荷重と前記第2伸び率差との関係を、形状予測の数値解析プログラムを用いて算出し、
得られた前記関係に基づいて、前記複数の圧延条件のそれぞれにおける影響係数A1およびA2を求めることにより、前記単位幅荷重と前記影響係数A1またはA2との関係を求め、該関係について前記式(5)を用いて重回帰分析を行うことにより、前記影響係数A1およびA2のそれぞれについて、前記圧延材の所定の範囲において用いられる前記式(5)の前記係数を算出し、
前記影響係数A1およびA2をそれぞれ、算出した前記係数を代入した前記式(5)を用いて、前記圧延材の品種に応じて算出することを特徴とする演算装置。 - 圧延材の圧延形状を制御する形状制御機構として、中間ロールシフト機構および中間ロールベンダーを備える冷間圧延機において、前記中間ロールシフト機構および前記中間ロールベンダーを制御して、前記圧延形状を制御するための制御値を算出する演算装置であって、
下記式(3)および(4)を用いて前記制御値を算出する算出部を備え、
Δεe=Ae・ΔFi + Be・Δδ (3)
Δεq=Aq・ΔFi + Bq・Δδ (4)
前記圧延材の板幅方向において、板幅中央部と板端部との間に位置する部分を中間部と称し、
上記式(3)および(4)において、
Δεeは、前記板端部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差の変化量、
Δεqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差の変化量、
ΔFiは、中間ロールベンダー力Fiの変化量、
Aeは、前記板端部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールベンダー力Fiの影響係数、
Δδは、中間ロールシフト位置δの変化量、
Beは、前記板端部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールシフト位置δの影響係数、
Aqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールベンダー力Fiの影響係数、
Bqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央部における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールシフト位置δの影響係数であり、
前記影響係数Ae、Be、AqおよびBqは、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重と前記圧延材の板幅とを変数として含む関数で表されており、
前記算出部は、圧延形状の目標値に対応するΔεeおよびΔεqが実現されるように前記中間ロールシフト位置δおよび前記中間ロールベンダーの制御値を算出し、
前記影響係数Ae、Be、AqおよびBqは、いずれも下記式(5)で近似され、
A=a1・(1/p)+a2・(W/p)+a3 (5)
上記式において、
Aは、前記影響係数
pは、単位幅荷重
Wは、前記圧延材の板幅
a1、a2およびa3は係数
であり、
前記板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差を第1伸び率差とし、前記中間部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差を第3伸び率差とし、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重を単位幅荷重とし、
前記冷間圧延機が圧延対象とする前記圧延材の複数の品種に基づく所定の範囲内にて板厚、板幅、および材料の変形抵抗を変化させて、(A)設定した複数の圧延条件のそれぞれにおける前記圧延材の単位幅荷重を算出するとともに、(B)各圧延条件における、(i)前記中間ロールベンダー力と前記第1伸び率差との関係、(ii)前記中間ロールシフト位置と前記第1伸び率差との関係、(iii)前記中間ロールベンダー力と前記第3伸び率差との関係、(iv)前記中間ロールシフト位置と前記第3伸び率差との関係を、形状予測の数値解析プログラムを用いて算出し、
得られた前記関係に基づいて、前記複数の圧延条件のそれぞれにおける影響係数Ae、Be、Aq、およびBqを求めることにより、前記単位幅荷重と前記影響係数Ae、Be、Aq、またはBqとの関係を求め、該関係について前記式(5)を用いて重回帰分析を行うことにより、前記影響係数Ae、Be、Aq、およびBqのそれぞれについて、前記圧延材の所定の範囲において用いられる前記式(5)の前記係数を算出し、
前記影響係数Ae、Be、Aq、およびBqをそれぞれ、算出した前記係数を代入した前記式(5)を用いて、前記圧延材の品種に応じて算出することを特徴とする演算装置。 - 圧延材の圧延形状を制御する形状制御機構として、中間ロールシフト機構、中間ロールベンダーおよび差荷重発生装置を備える冷間圧延機において、前記中間ロールシフト機構による中間ロールのシフト位置を固定した状態にて、前記中間ロールベンダーおよび前記差荷重発生装置を制御して、前記圧延形状を制御するための制御値を算出する演算方法であって、
前記演算方法は、下記式(1)および(2)を用いて前記制御値を算出する算出工程を含み、
ΔYS=A1・ΔFi (1)
ΔYN=A2・ΔSL (2)
上記式(1)において、
ΔYSは、板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量、
A1は、中間ロールベンダー力の影響係数、
ΔFiは、前記中間ロールベンダー力の変化量であり、
上記式(2)において、
ΔYNは、前記冷間圧延機のワークサイドの伸び率と前記冷間圧延機のドライブサイドの伸び率との差の変化量、
A2は、前記差荷重発生装置が発生させる差荷重の影響係数、
ΔSLは、前記差荷重の変化量であり、
前記影響係数A1およびA2は、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重と前記圧延材の板幅とを変数として含む関数で表されており、
前記算出工程において、圧延形状の目標値に対応するΔYSおよびΔYNが実現されるように前記中間ロールベンダーおよび前記差荷重発生装置の制御値を算出し、
前記影響係数A1およびA2は、いずれも下記式(5)で近似され、
A=a1・(1/p)+a2・(W/p)+a3 (5)
上記式において、
Aは、前記影響係数
pは、単位幅荷重
Wは、前記圧延材の板幅
a1、a2およびa3は係数
であり、
前記板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差を第1伸び率差とし、前記冷間圧延機のワークサイドの伸び率と前記冷間圧延機のドライブサイドの伸び率との差を第2伸び率差とし、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重を単位幅荷重とし、
前記算出工程の前に、
前記冷間圧延機が圧延対象とする前記圧延材の複数の品種に基づく所定の範囲内にて板厚、板幅、および材料の変形抵抗を変化させて、(A)設定した複数の圧延条件のそれぞれにおける前記圧延材の単位幅荷重を算出する第1工程と、(B)各圧延条件における、(i)前記中間ロールベンダー力と前記第1伸び率差との関係、および(ii)前記差荷重と前記第2伸び率差との関係を、形状予測の数値解析プログラムを用いて算出する第2工程とを含み、
さらに、得られた前記関係に基づいて、前記複数の圧延条件のそれぞれにおける影響係数A1およびA2を求めることにより、前記単位幅荷重と前記影響係数A1またはA2との関係を求め、該関係について前記式(5)を用いて重回帰分析を行うことにより、前記影響係数A1およびA2のそれぞれについて、前記圧延材の所定の範囲において用いられる前記式(5)の前記係数を算出する第3工程と、
前記影響係数A1およびA2をそれぞれ、算出した前記係数を代入した前記式(5)を用いて、前記圧延材の品種に応じて算出する第4工程とを含むことを特徴とする演算方法。 - 圧延材の圧延形状を制御する形状制御機構として、中間ロールシフト機構および中間ロールベンダーを備える冷間圧延機において、前記中間ロールシフト機構および前記中間ロールベンダーを制御して、前記圧延形状を制御するための制御値を算出する演算方法であって、
前記演算方法は、下記式(3)および(4)を用いて前記制御値を算出する算出工程を含み、
Δεe=Ae・ΔFi + Be・Δδ (3)
Δεq=Aq・ΔFi + Bq・Δδ (4)
前記圧延材の板幅方向において、板幅中央部と板端部との間に位置する部分を中間部と称し、
上記式(3)および(4)において、
Δεeは、板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差の変化量、
Δεqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差の変化量、
ΔFiは、中間ロールベンダー力Fiの変化量、
Aeは、前記板端部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールベンダー力Fiの影響係数、
Δδは、中間ロールシフト位置δの変化量、
Beは、前記板端部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールシフト位置δの影響係数、
Aqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールベンダー力Fiの影響係数、
Bqは、前記中間部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差に及ぼす前記中間ロールシフト位置δの影響係数であり、
前記影響係数A1およびA2は、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重と前記圧延材の板幅とを変数として含む関数で表されており、
前記算出工程において、圧延形状の目標値に対応するΔεeおよびΔεqが実現されるように前記中間ロールシフト位置δおよび前記中間ロールベンダーの制御値を算出し、
前記影響係数Ae、Be、AqおよびBqは、いずれも下記式(5)で近似され、
A=a1・(1/p)+a2・(W/p)+a3 (5)
上記式において、
Aは、前記影響係数
pは、単位幅荷重
Wは、前記圧延材の板幅
a1、a2およびa3は係数
であり、
前記板端部における伸び率と板幅中央における伸び率との差を第1伸び率差とし、前記中間部における伸び率と前記板幅中央における伸び率との差を第3伸び率差とし、前記圧延材の単位幅に加えられる荷重を単位幅荷重とし、
前記算出工程の前に、
前記冷間圧延機が圧延対象とする前記圧延材の複数の品種に基づく所定の範囲内にて板厚、板幅、および材料の変形抵抗を変化させて、(A)設定した複数の圧延条件のそれぞれにおける前記圧延材の単位幅荷重を算出する第1工程と、(B)各圧延条件における、(i)前記中間ロールベンダー力と前記第1伸び率差との関係、(ii)前記中間ロールシフト位置と前記第1伸び率差との関係、(iii)前記中間ロールベンダー力と前記第3伸び率差との関係、(iv)前記中間ロールシフト位置と前記第3伸び率差との関係を、形状予測の数値解析プログラムを用いて算出する第2工程とを含み、
さらに、得られた前記関係に基づいて、前記複数の圧延条件のそれぞれにおける影響係数Ae、Be、Aq、およびBqを求めることにより、前記単位幅荷重と前記影響係数Ae、Be、Aq、またはBqとの関係を求め、該関係について前記式(5)を用いて重回帰分析を行うことにより、前記影響係数Ae、Be、Aq、およびBqのそれぞれについて、前記圧延材の所定の範囲において用いられる前記式(5)の前記係数を算出する第3工程と、
前記影響係数Ae、Be、Aq、およびBqをそれぞれ、算出した前記係数を代入した前記式(5)を用いて、前記圧延材の品種に応じて算出する第4工程とを含むことを特徴とする演算方法。 - 請求項1または2に記載の演算装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
- 請求項5に記載の情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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