JPS6054802B2 - 圧延機のロ−ル偏芯制御方法 - Google Patents

圧延機のロ−ル偏芯制御方法

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JPS6054802B2
JPS6054802B2 JP54023161A JP2316179A JPS6054802B2 JP S6054802 B2 JPS6054802 B2 JP S6054802B2 JP 54023161 A JP54023161 A JP 54023161A JP 2316179 A JP2316179 A JP 2316179A JP S6054802 B2 JPS6054802 B2 JP S6054802B2
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roll eccentricity
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rolling
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邦明 田内
光博 阿部
克寛 大倉
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/66Roll eccentricity compensation systems

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧延機のロール偏芯制御方法に関する。
圧延機の板厚制御において、バックアップロールの偏芯
による板厚変動は、従来のゲージメータ方式やX線厚み
計フィードバック方式では原理的には除くことが困難で
ある。
そこで、ロール偏芯波形をバックアップロールの回転角
に対応づけて推定しておき、その波形にもとづいて予側
制御する必要がある。この種の圧延機、ロール偏芯制御
方法並びに制御装置で、出願人の開発したものとして、
1圧延機のロール偏芯補償装置(特公昭53一1638
6号)、2圧延機のロール偏芯制御方法(特開昭52−
521前号)がある。
前者を圧下刃による非分離法、後者を圧下刃による分離
法と称して以下説明する。1)圧下刃による非分離法 この方法は第1図に示すような構成によつて実現される
つまり、バックアップロール1に直結したパルスジェネ
レータ12によつて発生したパルスはロール偏芯制御装
置11に入力され、バックアップロール1の回転角に換
算される。一方、板圧延中のロードセル9の出力もロー
ル偏芯制御装置11に入力され、後述する方法によりロ
ール偏芯波形に換算される。ロール偏芯制御装置11は
、求めたロール偏芯波形をパルスジェネレータ12の出
力つまりバックアップロール回転角に同期して油圧圧下
制御盤10へ出力し、サーボ弁8、圧下シリンダ6を操
作することにより板厚をーー定にする。なお2、3はワ
ークロール、5は圧延材、7は圧下シリンダ変化検出端
てある。第2図において、圧下力ロードセル出力からロ
ール偏芯波形を検出する方法を示す。
圧下刃ロードセル出力は第2図の上図のような形をして
いるが、これはロール偏芯によるもの(図示波形2A)
と板厚変動によるもの(図示波形2B)が加算されてい
るので板厚変動によるものを除去する必要がある。区間
T2はバックアップロ−ルー回転分を示す。板厚変動は
ロール偏芯波形に比較してゆつくりしているので、バッ
クアップロ−ルー回転中では直線と考えることができる
。そこで点A″と点B″を結ぶ直線に相当するものをロ
ードセル出力から減算し、かつバックアップロ−ルー回
転中の平均値がOになるようにすると、第2図の下記の
ような近似的なロール偏芯波形(図示波形2C)が得ら
れる。この方法は圧延中にロール偏芯波形の検出を行う
ため、圧延条件などの変化にともなうロール偏芯波形の
変化も検出できるが一方では板厚変動を完全に除去でき
ないため精度に制限がある。
(2)圧下刃による分離法 この方法は板を圧延していないときにロール接触させて
荷重をかけロールを回転させると、ロール偏芯による圧
下刃の変動がロードセル出力に生じる。
これを分離することにより上下バックアップロール毎の
ロール偏芯波形を求めて記憶し、圧延中は上下バックア
ップロールのそれぞれに設置されたパルスジェネレータ
の出力に同期して制御信号として出力することによりロ
ール偏芯制御に用いる。装置の構成は第3図に示すよう
なもので、第1図の圧下刃による非分離法の場合と異な
るの.はパルスジェネレータ13が設置されている点で
ある。
したがつてこの装置では、上下バックアップロール1,
4のロール偏芯波形を求めて記憶しておくことができる
。この方法は、板のない状態つまり上下ワーク.ロール
を互いに接触させ、さらに荷重をかけロールを回転させ
た状態でロール偏芯波形を検出するため、非分離法のよ
うに入口板厚変動による圧下刃変動がないので、これを
除去する際の誤差は生じない。
しかしバックアップロールの−交換後あるいは交換して
適当な期間を経て後に、上下ワークロールを接触、回転
させてロール偏芯波形を検出記憶したときのものと、こ
の波形を用いて制御するときではロールの摩耗、傷、膨
張などによりロール偏芯波形が変化する。したがつてた
びたび波形を検出、記憶するという非実際的な操作をし
ない限りこのロール偏芯波形の変化に対応することはで
きない。この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので
、圧延機のロール偏芯制御方法において、ロールを接触
させて荷重をかけ回転させることにより生じた圧下刃変
動から上下バックアップロール毎のロール偏芯波形を求
め、かつ圧延中にこのロール偏芯波形によりロール偏芯
が板に移らないように制御したときの圧下刃変動から板
厚変動分を直線で近似して除して求めたロール回転角に
対応する波形を求め、この二つの波形を加重平均したも
のを、ロール偏芯が板厚に移るのを防ぐために制御信号
として用いることを要旨とし、被圧延材の板厚に関する
制御精度を極めて高精度に向上し得る圧延機のロール偏
芯制御方法を提供することを目的とする。以下この発明
の実施例を第4図及び第5図を参照して説明する。
まずこの発明は次に述べるような点に着目してなされた
ものである。
すなわち、圧下刃による分離法はロール偏芯波形の検出
精度は良いがロール偏芯波形の変動には対応できない。
一方圧下刃による非分離法はロール偏芯波形の検出精度
は十分でないがロール偏芯波形の変化には対応できる。
ここでは、圧下刃による分離法で求めた波形をu(0T
..0B)(0T1θ.はそれぞれトップ、ボトムバッ
クアップロールの回転角)とし、この波形に定数α(イ
)くαく1)をかけて制御に用いると制御誤差が生じる
が、これを圧下刃による非分離法によつてロール偏芯波
形として求め、これをυ(θT)として、次のバックア
ップロール1回転中の制御信号としてαu(θェ、0B
)+(1−α)υ(θT)を用いる。このようにすれば
、第4図に示すように、圧下刃による分離法単独(α=
1)および圧下刃による非分離法単独(α=0)の場合
よりも制御精度が良くなるものである。
また、1−αの代りに任意の定数βを乗じる方法も考え
られる。これは、ロール偏芯波形検出時の精度が良い圧
下刃による分離法とロール偏芯波形変動時に対応できる
圧下刃による非分離法の長所を組合せた結果である。次
にこの発明の具体的構成例を第5図に示して説明する。
第5図において、圧延機はワークひール22,23て被
圧延材25をはさみ圧延する。バックアップロール21
,24は、ワークロール22,23をそれぞれ補強して
いる。圧下シリンダ26はバックアップロール24を支
持し、これを上下させることによりロール間隙を操作し
て被圧延材25の厚さを制御することができる。27は
圧下シリンダ26の変位を検出する変位計で、29は圧
延力を検出するロードセルである。
この二つの検出端の出力は油圧圧下制御盤30に入力さ
れ、その出力がサーボ弁28に入つている。これがいわ
ゆるゲージ・メータ方式の制御系を構成している。バッ
クアップロール21,24にはそれぞれパルスジェネレ
ータ45,46が直結されており、パルスジェネレータ
45,46から導出されている。47,49はバックア
ップロール1回転につき例えば60パルスのパルスが出
る配線であり、48,50はバックアップロール1回転
につき1パルスが出る配線である。
ロードセル29と板厚検出器31の出力はマルチプレク
サ32、−パルスジェネレータ45のパルスに同期して
動作するサンプルホルダ33、A/D変換器34を介し
てディジタル計算機35に入力される。カウンタ39と
42はパルスジェネレータ45,46からのパルスを積
算してロールの回転角度を検出する。これらのカウンタ
39,42はディジタル計算機35からの出力によつて
リセットすることができる。41は発振器で一定時間間
隔でパルスを生じる。
この時間間隔でセットリセットされるカウンタ40によ
りパルスジェネレータ45からの.パルスは計数される
。43,44もカウンタであるが、これらは桁数が多く
かつディジタル計算機35からセットリセットされる。
37は操作卓で、ここからのボタン操作で例えばリレー
38を入切して、ディジタル計算機35からの出力をD
/A変換器36でアナログ信号に変えられた制御出力を
油圧圧下制御盤30へ入切することによつてロール偏芯
制御の入・切を決めることができる。
また操作卓37からの操作により他の機能を与えること
ができる。次に上記の装置の作用及び制御動作について
説明する。
〔1〕 圧下刃による分離法におけるロール偏芯波形検
出の原理上バックアップロールのロール偏芯波形をf下
バックアップロールのロール偏芯波形を幻とすると圧延
材がないロールキス状態で圧下刃ロードセル29で検出
できるのはF,+G,である(ここでI,.jはそれぞ
れカウンタ39,42の値である)以下の議論では簡単
のため次の二つの仮定をおく。
(これらの仮定は原理の説明を簡単にするためのもので
原理の前提になるものではない)a上バックアップロー
ル径〉下バックアップロール径b ロール偏芯波形は正
弦波とする 上バックアップロールと下バックアップロールの位相差
によつて次のような2種類のデータが求まる。
ここでNはロール1回転分中に生じるパルス数である。
上バックアップロールのパルスジェネレータ45のパル
スをサンプリングのタイミングにしているので次式が成
立する。1g,の求め方 (1)、(2)、(3)式より次式が成立する。
G,。とGklのデータが180式の位相差を持つこと
に着目して(4)式、(5)式より次式が成立する。
ここでサ7イツクスjについては次のような注意が必要
である。
データを取込むときは、上バックアップロールのパルス
ジェネレータ45のパルスをサンピリングタイミングと
しているが、このとき1サンプルにつきf1+Gj..
i..jの3ケのデータを読込んでいる。
ところがロール径に差があるため、上バックアツプロー
ル側のパルスジェネレータ45のパルスの1サンプリン
グ間隔中に下バックアップロール24のパルスジェネレ
ータ46が2個のパルスを生じるときがある。すなわち
i+i+1となる間にj−+j+2となるケースである
。このパルス抜けの場合のSg,は次のような操作で決
定する必要がある。例えばサフイツクスqがパルス抜け
したのであれば2f,の求め方 (1)式、(6)式、F,。
=F,、G,。
=G,よりここでI..jは同時にメモリされているカ
ウンタ39,42の値である。
〔旧 具体的な制御においては、次のような動作をする
バックアップロールを交換した後に、または適時、ロー
ルを接触させて荷重をかけて回転させる。
操作卓37を操作してリレー38を切にするとともに、
波形メモリのモードにして、波形メモリする。波形メモ
リ完了のランプがつくと、上バックアップロールのロー
ル偏芯波形UT(θ,)、下バックアップロールのロー
ル偏芯波形UB(θB)がそれぞれのロール回転角θT
1θBと対応させて表の形でディジタル計算機35のメ
モリに記憶される。操作卓37で制御入にし、圧延が開
始されロックオン完了でディジタル計算機35からD/
A変換器36を経由してロール偏芯波形α(UT(θT
)+UB(θB))が油圧圧下制御盤30に入力され、
サーボ弁28、圧下シリンダ26を動作させてロール偏
芯が板厚変動に移るのを除去する。ここで上バックアッ
プロール1回転中に生じる制御誤差が圧下刃変動として
ロードセル29から上バックアップロール回転角つまり
カウンタ39出力とともにディジタル計算機35に入力
される。この制御誤差をロール偏芯波形の変動分として
前述した圧下刃による非分離法により上バックアップロ
ール回転角の関数として波形を求めこれをV1 (θ丁
)とする。次の上バックアップロールの1回転中にディ
ジタル計算機35からロール偏芯制御出力としてα(U
T(θT)+UB(0B))+(1−α)υ1 (θT
)が出力される。この回転中に制御誤差から求めたロー
ル偏芯波形の変動分をν2 (0T)とすると、α(U
T(0τ)+UB(θB))+(1−α)(υ1(θT
)+V2(0,))となる。あとは順次同じように制御
を行う。またαは一定値を与えておくこともできるし、
板厚検出器31の出力によりαを最適にするようなアル
ゴリズムも適用できる。
また、1一αの代りに任意の値βを用いることもできる
。以上説明したようにこの発明は、圧延機のロール偏芯
制御方法において、ロールを接触させて荷重をかけ回転
させることにより生じた圧下刃変動から上下バックアッ
プロール毎のロール偏芯波形を求め、かつ圧延中にこの
ロール偏芯波形によりロール偏芯が板に移らないように
制御したときの圧下刃変動から板厚変動分を直線て近似
して除して求めたロール回転角に対応する波形を求め、
この二つの波形を加重平均したものを、ロール偏芯が板
厚に移るのを防ぐために制御信号として用いることを要
旨とし、被圧延材の板厚に関する制御精度を極めて高精
度に向上し得る圧延機のロール偏芯制御方法および同装
置を提供することができる。
上記の二つの波形を加重平均することは、次の理由を意
味するものてある。
すなわち、分離法によるロール偏芯波形を用いた場合の
制御誤差は正弦波に近いものになる。したがつてこの制
御誤差の分を非分離法て制御すると精度が良くなると考
えられる。非分離法は二つの隣り合う波形が似ていると
いう前提に立つているので、正弦波のような場合は精度
が向上するからである。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の圧延機のロール偏芯制御装置の構成説明
図、第2図は第1図装置の圧下刃変動曲線及びロール偏
芯波形を示す図、第3図も従来のロール偏芯制御装置の
構成説明図、第4図は、この発明による圧延のための制
御精度を説明するのに示した図、第5図はこの発明の一
実施例を示す構成説明図である。 21,24・・・・・・バックアップロール、22,2
3・・・・・・ワークロール、26・・・・・・圧下シ
リンダ、27・・・・・・変位計、28・・・・・・サ
ーボ弁、29・・・・・・ロードセル、30・・・・・
・油圧圧下制御盤、31・・・・・・板厚検出器、32
・・・・・・マルチプレクサ、33・・・・・・サンプ
ルホールダ、34・・・・・・A/D変換器、35・・
・・・・デジタル計算機、36・・・・・・D/A変換
器、37・・・・・・操作卓、38・・・・・・リレー
、39,40,42,43,44・・・・・・カウンタ
、45,46・・・・・・パルスジェネレータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 圧延機のロール偏芯制御方法において、ロールを接
    触させて荷重をかけ回転させることにより生じた圧下力
    変動から上、下バックアップロール毎のロール偏芯波形
    を求め、かつ圧延中にこのロール偏芯波形によりロール
    偏芯が板に移らないように制御したときの圧下力変動か
    ら板厚変動分を直線で近似して除去して求めたロール回
    転角に対応する波形を求め、この二つの波形を加重平均
    したものを、ロール偏芯が板厚に移るのを防ぐために制
    御信号として用いることを特徴とする圧延機のロール偏
    芯制御方法。
JP54023161A 1979-02-28 1979-02-28 圧延機のロ−ル偏芯制御方法 Expired JPS6054802B2 (ja)

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