JPS6111684B2 - - Google Patents
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- JPS6111684B2 JPS6111684B2 JP55178976A JP17897680A JPS6111684B2 JP S6111684 B2 JPS6111684 B2 JP S6111684B2 JP 55178976 A JP55178976 A JP 55178976A JP 17897680 A JP17897680 A JP 17897680A JP S6111684 B2 JPS6111684 B2 JP S6111684B2
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- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
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- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
- B21B37/54—Tension control; Compression control by drive motor control including coiler drive control, e.g. reversing mills
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウム等の金属箔圧延機の厚
み制御システムに関する。
み制御システムに関する。
金属箔加工過程に於いては、金属箔加工過程に
於ける、いわゆる圧延理論を適用することが出来
ない。即ち、板加工に於ける圧延理論は、一対の
作業ロール間隙に被加工材が噛み込まれた際、作
業ロール相互間の接触がないことを前提としてお
り、噛み込みに伴う反力の発生を圧延荷重として
評価することを前提とする。然るに、金属箔圧延
に於いては極めて薄い被加工材をしてロール間隙
を通過せしめるため必然的に一対の作業ロール相
互の接触が発生し、上述の理論に対応する圧延荷
重の発生は期待できない。このため、この種の加
工過程では被加工材の前方又は後方張力又は圧延
速度を変えて該材料の厚みを制御すれば、定性的
な効果を発揮することが従来から知られてきた。
於ける、いわゆる圧延理論を適用することが出来
ない。即ち、板加工に於ける圧延理論は、一対の
作業ロール間隙に被加工材が噛み込まれた際、作
業ロール相互間の接触がないことを前提としてお
り、噛み込みに伴う反力の発生を圧延荷重として
評価することを前提とする。然るに、金属箔圧延
に於いては極めて薄い被加工材をしてロール間隙
を通過せしめるため必然的に一対の作業ロール相
互の接触が発生し、上述の理論に対応する圧延荷
重の発生は期待できない。このため、この種の加
工過程では被加工材の前方又は後方張力又は圧延
速度を変えて該材料の厚みを制御すれば、定性的
な効果を発揮することが従来から知られてきた。
しかし、これらの従来技術に於いては、張力制
御、速度制御共に、いわゆる比例制御で対応する
ものであり、その各々の制御は独立に運用され、
かつ前者の張力制御は圧延の各種パラメータに依
存して変化しやすいという操業経験上の欠点も併
せ持つていた。このため、主体は速度制御に依存
していたのが実態である。
御、速度制御共に、いわゆる比例制御で対応する
ものであり、その各々の制御は独立に運用され、
かつ前者の張力制御は圧延の各種パラメータに依
存して変化しやすいという操業経験上の欠点も併
せ持つていた。このため、主体は速度制御に依存
していたのが実態である。
速度制御に於いては、上述の如く速度指令の変
化に対する厚みの変化にかかる影響係数が材料の
仕上厚、幅、圧延条件等に対し殆んど変化しない
ため実操業の経験上、極めて取り扱いやすい変数
として重宝されてきたが、その一方で正確な微細
調整が難しいという欠点を有し、仕上り厚み制御
精度に対するニーズとともに、制御方法そのもの
が必ずしも実操業面に於いては、この種のニーズ
を満足するには至つていなかつた。
化に対する厚みの変化にかかる影響係数が材料の
仕上厚、幅、圧延条件等に対し殆んど変化しない
ため実操業の経験上、極めて取り扱いやすい変数
として重宝されてきたが、その一方で正確な微細
調整が難しいという欠点を有し、仕上り厚み制御
精度に対するニーズとともに、制御方法そのもの
が必ずしも実操業面に於いては、この種のニーズ
を満足するには至つていなかつた。
本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたもので、金属箔圧延における
被加工材の長手方向の厚みを一定に制御しうる金
属箔圧延機の自動厚み制御システムを提供するこ
とである。
するためになされたもので、金属箔圧延における
被加工材の長手方向の厚みを一定に制御しうる金
属箔圧延機の自動厚み制御システムを提供するこ
とである。
上述した目的を達成するためには、まず実機に
於いて張力制御及び速度制御の出側厚みに及ぼす
影響の度合を知り、然る後に制御系の最適なルー
プ構成を決める必要がある。
於いて張力制御及び速度制御の出側厚みに及ぼす
影響の度合を知り、然る後に制御系の最適なルー
プ構成を決める必要がある。
実操業状態に於いて張力指令を微少値変化せし
め張力電流の変化分及びこれに起因して変化する
出側厚みの変動を定量的に測定した。第１図はそ
の結果を示す特性であり、横軸に仕上厚ｈ、縦軸
に張力指令に対する出側厚みの変化量、即ち張力
制御系のゲインｇをとつた。図より明らかな如
く、ゲインｇは仕上板厚ｈに反比例した相関を有
する。又、同測定に依りゲインｇは、箔幅ｂに依
つても変化することが判明した。このことから、
ゲインｇは(1)式で与え得る。
め張力電流の変化分及びこれに起因して変化する
出側厚みの変動を定量的に測定した。第１図はそ
の結果を示す特性であり、横軸に仕上厚ｈ、縦軸
に張力指令に対する出側厚みの変化量、即ち張力
制御系のゲインｇをとつた。図より明らかな如
く、ゲインｇは仕上板厚ｈに反比例した相関を有
する。又、同測定に依りゲインｇは、箔幅ｂに依
つても変化することが判明した。このことから、
ゲインｇは(1)式で与え得る。
ｇ＝ｆ（１／ｈ）・（ｂ／b0） ……(1)
(1)式に於いて、ゲインｇが仕上厚みに反比例す
る関数として与えたのは、他の圧延因子に依つて
微妙に変動することを含むためである。又、(1)式
のb0は基準箔幅、ｂは当該パスの箔幅実際値を示
す。
る関数として与えたのは、他の圧延因子に依つて
微妙に変動することを含むためである。又、(1)式
のb0は基準箔幅、ｂは当該パスの箔幅実際値を示
す。
次に速度制御系について同様に速度指令を変化
せしめ、出側厚みの変化を実測した。この結果は
既に述べたように、仕上箔幅、厚その他の圧延操
作条件に依存することなく、ほぼ一定の値をとる
ことが判つた。
せしめ、出側厚みの変化を実測した。この結果は
既に述べたように、仕上箔幅、厚その他の圧延操
作条件に依存することなく、ほぼ一定の値をとる
ことが判つた。
実際の操業経験上、張力制御は応答性が良く、
極めて過敏に制御を実行する特性があるが、反
面、箔幅、厚み等の圧延パターンの影響を受けや
すく、他方、速度制御は応答性がやや劣るために
制御そのものの微調整に難点があるが、指令と出
側厚み変化との相関には秀れた復元性があること
が判つた。従つて、これらの各制御の特性をふま
え、前節の影響係数測定結果を用いて、実操業上
で試験圧延を行なつた結果、速度制御を粗調整と
し、張力制御を密調整に適用することによつて著
効の得られることが判明した。
極めて過敏に制御を実行する特性があるが、反
面、箔幅、厚み等の圧延パターンの影響を受けや
すく、他方、速度制御は応答性がやや劣るために
制御そのものの微調整に難点があるが、指令と出
側厚み変化との相関には秀れた復元性があること
が判つた。従つて、これらの各制御の特性をふま
え、前節の影響係数測定結果を用いて、実操業上
で試験圧延を行なつた結果、速度制御を粗調整と
し、張力制御を密調整に適用することによつて著
効の得られることが判明した。
唯、張力制御から速度制御への切替と、この逆
の切替が同一レベルであると、境界点で双方のモ
ードに交互に、かつ連続的に切替がなされる可能
性があり、制御系の安定が確保できないため、張
力制御から速度制御への切替点は、速度制御から
張力制御への切替点より高いレベルに設定し、い
わゆる切替のヒステリシスをもたせる必要があ
る。第２図はその状況を示し、図中、Ｃは制御領
域を、Ｆは無制御領域を、Ｈは出力保持領域を
夫々示し、１〜３及び１′〜３′はこれら相互の切
替レベルを示す。
の切替が同一レベルであると、境界点で双方のモ
ードに交互に、かつ連続的に切替がなされる可能
性があり、制御系の安定が確保できないため、張
力制御から速度制御への切替点は、速度制御から
張力制御への切替点より高いレベルに設定し、い
わゆる切替のヒステリシスをもたせる必要があ
る。第２図はその状況を示し、図中、Ｃは制御領
域を、Ｆは無制御領域を、Ｈは出力保持領域を
夫々示し、１〜３及び１′〜３′はこれら相互の切
替レベルを示す。
本図は制御出力が、基準状態を中心として増減
（図上では上下）する様相を示す。張力制御出力
が増大時、基準状態からレベル１に達して速度制
御が同時投入され、さらに出力が増大しレベル２
に達して張力制御出力は当該出力を保持し、速度
制御は制御を継続することを意図している。減少
方向についても同様である。
（図上では上下）する様相を示す。張力制御出力
が増大時、基準状態からレベル１に達して速度制
御が同時投入され、さらに出力が増大しレベル２
に達して張力制御出力は当該出力を保持し、速度
制御は制御を継続することを意図している。減少
方向についても同様である。
又、第２図の如く張力、速度制御共に投入する
ゾーンを設けることに依り、より一層円滑な制御
を行ない得ることが多い。
ゾーンを設けることに依り、より一層円滑な制御
を行ない得ることが多い。
尚、この種の圧延の特異性として第２図に示す
制御レベル１，２，３及び１′，２′，３′は当該
圧延張力に依つて決定づけると最も制御が安定
し、その結果均質化された厚みを得ることが出来
る。第２図の例では通常基準状態とは張力設定の
セツトアツプ値や選ばれるが、材料に依つては、
レベル１〜３及び１′〜３′の任意の切替レベルに
張力設定のセツトアツプ値を設定することがあ
る。いずれの場合に於いても本発明の主旨を逸脱
するものではない。又、オンラインで前記セツト
アツプ値を任意に変更することも可能である。
制御レベル１，２，３及び１′，２′，３′は当該
圧延張力に依つて決定づけると最も制御が安定
し、その結果均質化された厚みを得ることが出来
る。第２図の例では通常基準状態とは張力設定の
セツトアツプ値や選ばれるが、材料に依つては、
レベル１〜３及び１′〜３′の任意の切替レベルに
張力設定のセツトアツプ値を設定することがあ
る。いずれの場合に於いても本発明の主旨を逸脱
するものではない。又、オンラインで前記セツト
アツプ値を任意に変更することも可能である。
尚、張力制御及び速度制御共、夫々の閉ループ
内機能は速応性を指向する比例制御と、オフセツ
ト補償を狙う積分制御から成る、いわゆる比例積
分制御装置から構成するのが望ましい。
内機能は速応性を指向する比例制御と、オフセツ
ト補償を狙う積分制御から成る、いわゆる比例積
分制御装置から構成するのが望ましい。
本発明は、上述した，で得られた新知見に
基づいてなされたものである。以下では、このよ
うな新知見に基づいてなされた本発明を具体的な
実施例によつて詳細に説明する。
基づいてなされたものである。以下では、このよ
うな新知見に基づいてなされた本発明を具体的な
実施例によつて詳細に説明する。
第３図に本発明にかかる一実施例を示す。
図に於いて、被圧延材５はメイン巻戻しリール
３又はメイン巻戻しリール３とダブル巻戻しリー
ル２から同時に巻戻され圧延機１を通つて圧下加
工され、その実積を厚み計６に依つて測定された
後、巻取リール４へ巻取られる。
３又はメイン巻戻しリール３とダブル巻戻しリー
ル２から同時に巻戻され圧延機１を通つて圧下加
工され、その実積を厚み計６に依つて測定された
後、巻取リール４へ巻取られる。
アルミ箔の超薄物（たとえば仕上厚み10／1000
mm程度のもの）では操業上の理由からメイン巻戻
しリール３から１枚、ダブル巻戻しリール２から
１枚が巻戻されメイン巻戻しリール３上に於いて
２枚が機械的に接合され圧延機１へ供給されるこ
とがあり、このような圧延をダブリングと称し第
３図はこの一例を示すものである。
mm程度のもの）では操業上の理由からメイン巻戻
しリール３から１枚、ダブル巻戻しリール２から
１枚が巻戻されメイン巻戻しリール３上に於いて
２枚が機械的に接合され圧延機１へ供給されるこ
とがあり、このような圧延をダブリングと称し第
３図はこの一例を示すものである。
さて各リール２，３，４及び圧延機１は駆動モ
ータ７ａ〜７ｄに依つて駆動され、この中、圧延
機１のロールスタンド駆動モータ７ｃは速度制御
装置１２に依つて制御され、メイン及びダブル巻
戻しリール用駆動モータ７ｂ及び７ａは張力制御
装置１３ａ及び１３ｂに依つて制御される。
ータ７ａ〜７ｄに依つて駆動され、この中、圧延
機１のロールスタンド駆動モータ７ｃは速度制御
装置１２に依つて制御され、メイン及びダブル巻
戻しリール用駆動モータ７ｂ及び７ａは張力制御
装置１３ａ及び１３ｂに依つて制御される。
圧延後の成品実績厚みは圧延機１の出側に設け
られた厚み計６に依つて計測され、その出力偏差
は制御演算装置８へ付与される。制御演算装置８
では設定装置９より入力されたデータと前記厚み
計６出力とを用いて比例積分制御を行なう。その
出力は制御切替装置１０を介して速度制御装置１
２及び張力制御装置１３ａ及び１３ｂへ付与す
る。制御切替装置１０は第３図に示す如く、切替
装置１０ａとゲート装置１０ｂ〜１０ｄから成
り、切替装置１０ａは張力入力装置１１の信号を
受けて速度制御装置１２と張力制御装置１３ａ又
は１３ｂの制御出力の切替を該ゲート装置１０ｂ
〜１０ｄに依つて行なう。
られた厚み計６に依つて計測され、その出力偏差
は制御演算装置８へ付与される。制御演算装置８
では設定装置９より入力されたデータと前記厚み
計６出力とを用いて比例積分制御を行なう。その
出力は制御切替装置１０を介して速度制御装置１
２及び張力制御装置１３ａ及び１３ｂへ付与す
る。制御切替装置１０は第３図に示す如く、切替
装置１０ａとゲート装置１０ｂ〜１０ｄから成
り、切替装置１０ａは張力入力装置１１の信号を
受けて速度制御装置１２と張力制御装置１３ａ又
は１３ｂの制御出力の切替を該ゲート装置１０ｂ
〜１０ｄに依つて行なう。
又、張力制御装置１３ａ及び１４ｂは、仕上厚
み入力装置１５、仕上幅入力装置１６の設定値を
受けて張力制御装置１３ａ及び１４ｂの制御利得
（ゲイン）を補正するための利得演算装置１４の
出力を受けてその制御利得を最適化する。又、別
の応用としてこの利得演算装置１４を制御演算装
置８へ組み込むことも容易に実現可能である。
み入力装置１５、仕上幅入力装置１６の設定値を
受けて張力制御装置１３ａ及び１４ｂの制御利得
（ゲイン）を補正するための利得演算装置１４の
出力を受けてその制御利得を最適化する。又、別
の応用としてこの利得演算装置１４を制御演算装
置８へ組み込むことも容易に実現可能である。
第３図では機能単位の、いくつかの装置から構
成される一例を示したが、制御演算装置８、制御
切替装置１０、利得演算装置１４、を一轄して制
御用計算機に置きかえることも容易である。
成される一例を示したが、制御演算装置８、制御
切替装置１０、利得演算装置１４、を一轄して制
御用計算機に置きかえることも容易である。
尚、第３図では２台の巻戻しリール２及び３の
張力制御装置１３ｂ及び１３ａを設け厚み制御す
る例を示した、巻戻しリールの張力制御装置（本
図では図示省略）を用いて厚み制御を行なうこと
も可能である。
張力制御装置１３ｂ及び１３ａを設け厚み制御す
る例を示した、巻戻しリールの張力制御装置（本
図では図示省略）を用いて厚み制御を行なうこと
も可能である。
以上詳細に説明したように本発明によれば、金
属箔における圧延理論を明らかにし、それに基づ
いて制御系を構成したので、より精度の高い自動
厚み制御を実現できる。
属箔における圧延理論を明らかにし、それに基づ
いて制御系を構成したので、より精度の高い自動
厚み制御を実現できる。
第１図及び第２図は本発明の原理構成にかかる
説明図、第３図は本発明にかかる一実施例図を示
す。 １……圧延機、２，３……巻戻しリール、４…
…巻取リール、６……厚み計、７ａ〜７ｄ……駆
動モータ、８……制御演算装置、９……設定装
置、１０……制御切替装置、１０ａ……切替装
置、１０ｂ〜１０ｄ……ゲート装置、１１……張
力入力装置、１２……速度制御装置、１３ａ〜１
３ｄ……張力制御装置、１４……利得演算装置、
１５……仕上厚み入力装置、１６……仕上幅入力
装置。
説明図、第３図は本発明にかかる一実施例図を示
す。 １……圧延機、２，３……巻戻しリール、４…
…巻取リール、６……厚み計、７ａ〜７ｄ……駆
動モータ、８……制御演算装置、９……設定装
置、１０……制御切替装置、１０ａ……切替装
置、１０ｂ〜１０ｄ……ゲート装置、１１……張
力入力装置、１２……速度制御装置、１３ａ〜１
３ｄ……張力制御装置、１４……利得演算装置、
１５……仕上厚み入力装置、１６……仕上幅入力
装置。
Claims (1)
- １ 金属箔圧延に於ける成品厚みを自動制御する
目的から、圧延機出側の厚みを計測するための厚
み検出装置と、該検出装置出力に依り最適制御出
力を演算するための制御演算装置と、圧延速度及
び後方又は前方或は双方の張力を制御するための
速度制御装置および張力制御装置とを備え、速度
制御装置を粗調整として、張力制御装置を密調整
手段として適用し、圧延に先行して付与されるセ
ツトアツプ張力値、もしくはオンラインで任意の
タイミングにて付与される張力設定値を入力する
ための張力入力装置と、この設定値を基準とし、
これらの従属変数として付与される制御切替レベ
ルを決定するための制御切替装置とを備え、該出
力に依り前記速度制御装置と張力制御装置を当該
圧延の最適状態に切替えて制御することを特徴と
する金属箔圧延機における自動厚み制御システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178976A JPS57103724A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Automatic thickness controlling system in metallic foil rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178976A JPS57103724A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Automatic thickness controlling system in metallic foil rolling mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57103724A JPS57103724A (en) | 1982-06-28 |
| JPS6111684B2 true JPS6111684B2 (ja) | 1986-04-04 |
Family
ID=16057938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55178976A Granted JPS57103724A (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | Automatic thickness controlling system in metallic foil rolling mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57103724A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19511801A1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-10-02 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Dickenvorsteuerung beim Folienwalzen |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3869891A (en) * | 1974-04-08 | 1975-03-11 | Measurex Corp | Speed optimizing system for a rolling mill |
-
1980
- 1980-12-19 JP JP55178976A patent/JPS57103724A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3869891A (en) * | 1974-04-08 | 1975-03-11 | Measurex Corp | Speed optimizing system for a rolling mill |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57103724A (en) | 1982-06-28 |
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