JPH0342108A

JPH0342108A - 絞り圧延機の管端制御開始点学習方法

Info

Publication number: JPH0342108A
Application number: JP1173722A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Tamaishi; 玉石　善一; Hiroki Kawabata; 廣己川端
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1991-02-22
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JP2541311B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は絞り圧延機の管端制御開始点学習方法に関する
。

〔従来技術〕

絞り圧延機（ストレッチレデューサ〉で管を圧延する場
合、ロールの周速度を一定として圧延すると、前記管の
両端部に作用する張力が管の中間部に作用する張力に比
して小さいため、前記両端部の肉厚が前記中間部よりも
厚くなる現象が生じる。このようにして肉厚が厚くなっ
た部分はクロップとして切捨てられ、歩留り低下の原因
となっていた。

前述の如き管の両端部の肉厚増加現象を抑制し、歩留り
を向上させるために管の両端部の圧延時に、圧延ロール
の周速度を制御する方法が一般的に用いられている。こ
のように管の両端部圧延時にロール周速度を制御する場
合、該制御を開始するタイミングが適正であることが重
要である。

前述の如き制御開始タイミングを決定する方法としては
、次に説明する如き方法が開示されている。その第１の
方法としては、絞り圧延機入側において管の通過を検出
する管検出器と管の噛込みを検出するロール駆動モータ
のＩｌｉｌ電撃検出器との検出結果から制御開始タイミ
ングを決定する方法がある（特公昭４５−１３４１号公
報）。第２の方法としては、絞り圧延機入側の管検出器
が管端を検出してから各ロールスタンドに到達する時間
を演算にて求めることにより制御開始タイミングを決定
する方法がある（特開昭５６−７７０１０号公報）。

第３の方法としては、各ロールスタンドに張力検出器を
設け、該張力検出器の検出結果から管の噛込み及び尻抜
けを検出し、制御を開始する方法がある（特開昭６１−
１０８４１４号公報）。第４の方法としては、各ロール
スタンド間に管検出器を設け、該管検出器の検出結果か
ら制御開始タイミングを決定する方法がある（特開昭６
０−２２１１０８号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、前述の第１の方法においては、衝撃電流
検出器にて管の噛込みを検出した後にロール周速度の制
御を行うため、衝撃電流検出器及びロール駆動モータの
応答遅れによって制御開始タイミングが遅れるという問
題がある。第２の方法においては、同一の圧延スケジュ
ールであっても、圧延の進行に従って管の外径及び肉厚
が各ロールスタンド毎に異なるため、管の各スタンド間
の通過時間と演算により求められた通過時間とが異なり
、制御開始タイミングと管の噛込み及び尻抜けのタイミ
ングとに大きいずれが生じるという問題がある。

第３の方法においては、一般に絞り圧延機は多数のロー
ルスタンドで構成されており、多数の張力検出器が必要
であるため設備費用が高価である。

第４の方法においては、前述した如くロールスタンドが
多数存在するため多数の管検出器を設けなければならず
、検出器の故障発生頻度が高くなり、安定した圧延が行
えないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、圧延
ロールを駆動するモータの駆動電流及び回転速度から圧
延トルクを求め、該圧延トルクより管の噛込み及び尻抜
けのタイミングを検出し、検出された噛込み及び尻抜け
のタイミングを用いて予め定められた管先、後端制御開
始時点を修正し、この修正結果を学習して次に圧延する
管の圧延に用いることにより管先、後端制御開始時点と
噛込み時点及び尻抜は時点との時間差が小であり、安定
した管端制御を行うことができる絞り圧延機の管端制御
開始点学習方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る絞り圧延機の管端制御開始点学習方法は、
圧延対象の管の先、後端部圧延時に圧延ロールの回転速
度を調節する絞り圧延機の管端制御方法において、前記
圧延ロールを駆動するモータの駆動電流及び回転速度を
検出し、これらの検出結果より圧延トルクを算出し、該
圧延トルクの変動状態から前記管の噛込み及び尻抜シナ
を検出し、検出された噛込み時点と予め定められた先端
制御開始時点との時間差及び尻抜は時点と予め定められ
た後端制御開始時点との時間差を算出し、夫々の時間差
が所定範囲にあるか否かを判別し、前記時間差が所定範
囲にない場合は、前記時間差が所定範囲に入るように前
記管の先端制御開始時点及び後端制御開始時点を夫々修
正し、この修正結果を学習して次回の圧延に用いること
を特徴とする。

〔作用〕

モータの駆動電流よりモータの全発生トルクを求め、そ
の回転速度変化より加減速トルクを求め、前記全発生ト
ルクから加減速トルクを減算することにより圧延トルク
を算出する。前記圧延トルクが、夫々について予め定め
られた状態変動を示した時点を噛込み及び尻抜けと判断
し、この噛込み時点と先端制御開始時点との時間差及び
尻抜は時点と後端制御開始時点との時間差が所定範囲に
入るように前記先端制御開始時点及び後端制ｆ１１１開
始時点を修正し、この修正結果を次回の圧延に用いると
、先、後端制御の開始時点と実際の管の噛込み時点及び
尻抜は時点との時間差が適切になり、安定した管端制御
が行える。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る絞り圧延機の管端制御
開始点学習方法の実施に使用する絞り圧延機の構成を示
すブロック図である。図中２．２・・・は圧延ロールス
タンドであり、圧延対象の管１は図示しない搬送ロール
によってその長平方向である図中白抜矢符にて示される
方向へ搬送され、前記各圧延ロールスタンド２．２・・
・にて絞り圧延を施される。前記管ｌの搬送経路におけ
る圧延ロールスタンド２，２・・・入側近傍には、フォ
トセンサよりなり、該フォトセンサの動作によって管ｌ
の先、後端を検出する管端検出器８が配設される。

前記管端検出器８は管１の検出結果を後述する圧延制御
器７及びタイミング演算器６に与える。

前記圧延ロールスタンド２，２・・・の圧延ロール２１
゜２１・・・はロール駆動モータ３．３・・・により減
速機３１を介して駆動される。そして前記圧延ロールス
タンド２．２・・・のうち該圧延ロールスタンド２．２
・・・入側のロールスタンドから数えて奇数番目の圧延
ロールスタンド２，２・・・のロール駆動モータ３，３
・・・には、該ロール駆動モータ３，３・・・の駆動電
流を検出する電流検出器３２と回転速度を検出する回転
速度検出器３３とが設けられる。前記電流検出器３２．
３２・・・と回転速度検出器３３．３３・・・との検出
結果は、前記ロール駆動モータ３，３・・・の駆動制御
を行うモータ駆動制御器４．４・・・へ夫々与えられる
。前記モータ駆動制御器４，４・・・には、後述する圧
延制御器７からロール駆動モータ３，３・・・の駆動制
御情報が与えられており、モータ駆動制御器４．４・・
・は前記駆動制御情報に基づきロール駆動モータ３，３
・・・の回転速度制御を行う。また、前記電流検出器３
２．３２・・・と回転速度検出器３３．３３・・・との
検出結果はモータ駆動制御器４．４・・・を経て圧延ト
ルク演算器５，５・・・へも与えられる。

圧延トルク演算器５，５・・・では、モータ駆動制御器
４，４・・・から入力される電流及び回転速度の検出結
果に基づき、後述する方法により圧延トルクを算出し、
この算出結果をタイミング演算器６．６・・・へ与える
。タイミング演算器６，６・・・には、前記圧延トルク
の算出結果信号、管端検出器８の管端検出信号及び後述
する圧延制御器７の管端制御開始信号が与えられ、これ
らの信号に基づき前記管端制御開始タイミング信号の修
正量を演算し、この演算結果を修正信号として圧延制御
器７へ与える。

圧延制御器７には、前記管端検出器８の管端検出信号及
び前記タイミング演算器の修正信号が与えられる。そし
て前記管端検出器８の管端検出時を始点として計時を開
始し、この計時結果が予め定められた各ロールスタンド
２．２・・・の管端制御開始タイミングの設定値に到達
した場合、管端制御開始信号を各モータ駆動制御器４，
４・・・及び各タイミング演算器６．６・・・へ与える
。また前記管端制御開始タイミングの設定値は、前記タ
イくング演算器６，６・・・より与えられる修正信号に
基づき修正される。

次に前述した如く構成される装置を用いて管端制御を行
う方法について説明する。第２図は管端制御方法の手順
を示すフローチャー１・、第３図は圧延トルクより管ｌ
の噛込みを検出する方法を示すグラフ、第４図（ａ）〜
（Ｃ１は圧延トルクより管１の尻抜けを検出する方法を
示すグラフであり、第３図及び第４図において横軸には
時間を、また縦軸には圧延トルクをとってあり、両者の
関係を夫々示しである。

まず、ステップ１においては管端検出器８が管１の先端
通過によってオンとなり、タイミング演算器６及び圧延
制御器７へ管端検出信号を入力させる。

そして、タイミング演算器６及び圧延制御器７は計時を
開始しくステップ２）、圧延トルク演算器５はロール駆
動モータ３の駆動電流ＩＨ及び回転速度ωの検出結果に
基づき下記（１）式によって圧延トルクＴＬを算出する
。

但し、Ｋφ：界磁定数Ｊ　：ロール駆動系の慣性モーメント前記（１）式においては、駆動電流■９よりロール駆動
モータ３の全発生トルクを求め、該全発生トルクから回
転速度ωの変化率より求めた加減速トルクを減算して圧
延トルクＴＬが求められる（ステップ３）。なお、実際
の装置においては、（１１式の第２項の如き微分演算を
行うと、ノイズ発生の原因となるため、これを防ぐべく
前記駆動電流■Ｈ及び回転速度ωの検出結果に一次遅れ
要素を付加して圧延トルクＴＬを求める。

次いで、前記圧延制御器７の計時結果が、予め設定され
た管先端制御開始タイミング設定値に到達すると管先端
制御開始信号をタイミング演算器６へ入力させると共に
、モータ駆動制御器４に駆動制御信号を人力させ、管先
端制御を開始し、ロール駆動モータ３の回転速度を増加
させる。また、これと並行してタイミング演算器６にお
いて、圧延トルク演算器５にて算出された圧延トルクＴ
Ｌから管１の噛込みを検出する。

前記管１の噛込みの検出は、第３図に示す如く圧延トル
クＴＬが所定値以上となった時点を噛込み点であると判
断することにより行う　（ステップ４）。

ステップ５では管端検出器８が管１の先端を検出してか
ら、圧延トルクＴＬより管１の噛込みを検出するまでの
時間と、予め圧延制御器７に設定された管先端制御開始
タイミング設定値との偏差を算出し、該偏差が所定範囲
にあるか否かを判断する（ステップ５）。ステップ５に
おいて前記偏差が所定範囲にない場合は、ステップ６に
おいて前記偏差が所定範囲に存在するように管先端制御
開始タイミング設定値を修正する。この修正された管先
端制御開始タイミング設定値は圧延制御器７に記憶され
、次の管の圧延時に用いられる。この管先端制御が終了
すると前記回転数は所定値に減少される。

そして圧延状態が進行し、管端検出器８が管１の後端通
過によってオフとなり、タイミング演算器６及び圧延制
御器７へ管端検出信号が人力されなくなる（ステップ７
）。

この管端検出信号がオフとなった時点からタイくング演
算器６及び圧延制御器７は再び計時を開始する（ステッ
プ８）。

次いで、前記圧延制御器７の計時結果が、予め設定され
たＷ後端制御開始タイくング設定値に到達すると管先端
制御開始信号をタイミング演算器６へ人力させると共に
、モータ駆動制御器４に駆動制御信号を入力させ、前後
端制御を開始し、ロール駆動モータ３の回転速度を増加
させる。また、これと並行してタイくング演算器６にお
いて、圧延トルク演算器５にて算出された圧延トルクＴ
Ｌから管１の尻抜けを検出する。前記管ｌの尻抜けの検
出は、第４図（ａ）〜（Ｃ）に示す如くに行う。（ａｌ
は圧延機の上流側のロールスタンド２，２・・・におけ
る尻抜けの検出方法を示しており、この場合は圧延トル
クＴＬの絶対値が所定値より小となる時点を尻抜けと判
断する。（Ｃ）は圧延機の下流側のロールスタンド２，
２・・・における尻抜けの検出方法を示しており、この
場合は、圧延トルクＴＬが所定値より小となる時点を尻
抜けと判断する。＋ｂ＞　；よ圧延別の１１１記上流側
と下流側との間のロールスタンド２２・・・シこおける
尻抜けの検出方法を示しており、この場合は、圧延トル
クＴＬが正から負へと変化し、その後圧延トルクＴＬの
絶対値が所定値より小となった時点を尻抜けと判断する
（ステップ９）。

ステップ１０では、管端検出器８によって管１の後端を
検出してから、圧延トルクＴＬより管ｌの尻抜けを検出
するまでの時間と、予め圧延制御器７に設定された前後
端制御開始タイミング設定値との偏差を算出し、該偏差
が所定範囲にあるか否かを判断する（ステップ１０）。

ステップ１０において前記偏差が所定範囲にない場合は
、ステップ１１において前記偏差が所定範囲に存在する
ように前後端制御開始タイミング設定値を修正する。

以上説明した如き方法は各ロールスタンド２．２・・・
において実施される。第５図及び第６図は管先端制御開
始タイミング設定値の修正方法を示すグラフであり、横
軸には管先端制御開始タイミング設定値と噛込みタイミ
ングとの時間差を、（（Ｚ軸には上流側から付されたロ
ールスタンド番号を示し、各ロールスタンド２，２・・
・における前記時間差を自力にて示す。第５図は各ロー
ルスタンド２，２・・・における管先端制御開始タイミ
ングが所定の適正範囲Ａから一様にずれている場合を示
しており、このような場合は図中矢符にて示す如く前記
時間差が適正範囲Ａに入るように各ロールスタンド２．
２・・・の管先端制御開始タイミングを一様に修正する
。

第６図は各ロールスタンド２．２・・・の管先端制御開
始タイミング及びロールスタンド間通過時間の設定に誤
差がある場合を示しており、このような場合は図中矢符
にて示す如く前記時間差が適正範囲Ａに入るように各ロ
ールスタンド２．２・・・の管先端制御開始タイ旦ング
を夫々修正し、この修正結果を次の管の圧延に用いる。

また、前後端制御開始クイξング設定値の修正方法は前
述した如き管先端制御開始タイミングの修正方法と同様
に行い、この修正結果を次の管の圧延に用いる。

以上説明した如き管端制御方法を各ロールスタンド２，
２・・・において実施し、各ロールスタンド２゜２・・
・にて前記方法を繰り返して青光、後端制御開始タイミ
ング設定値の適正化を図る。

なお、本実施例においては管端制御開始タイくングの修
正を圧延機入側から奇数番目のロールスタンドにて行っ
たが、これに限らず全ロールスタンドにて行ってもよい
。

〔効果）以上詳述した如く本発明に係る絞り圧延機の管端制御開
始点学習方法゛は圧延ロールを駆動するモータの駆動電
流及び回転速度から圧延トルクを求め、該圧延トルクよ
り管の噛込み及び尻抜けのタイミングを検出し、検出さ
れた噛込み及び尻抜けのタイミングを用いて予め定めら
れた青光、後端制御開始タイ逅ングを修正し、この修正
結果を学習して次回の圧延剤の圧延に用いるため、青光
。

後端制御開始時点と噛込み及び尻抜けの時点との時間差
が小さく、安定した管端制御が実現できる等本発明は優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る絞り圧延機の管端制御開始点学習
方法の実施に使用する絞り圧延機の構成を示すブロック
図、第２図は管端制御方法の手順を示すフローチャート
、第３図は圧延トルクより管の噛込みを検出する方法を
示すグラフ、第４図は圧延トルクより管の尻抜けを検出
する方法を示すグラフ、第５図及び第６図は管先端制御
開始タイミング設定値の修正方法を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１、圧延対象の管の先、後端部圧延時に圧延ロールの回
転速度を調節する絞り圧延機の管端制御方法において、前記圧延ロールを駆動するモータの駆動電流及び回転速
度を検出し、これらの検出結果より圧延トルクを算出し
、該圧延トルクの変動状態から前記管の噛込み及び尻抜
けを検出し、検出された噛込み時点と予め定められた先
端制御開始時点との時間差及び尻抜け時点と予め定めら
れた後端制御開始時点との時間差を算出し、夫々の時間
差が所定範囲にあるか否かを判別し、前記時間差が所定
範囲にない場合は、前記時間差が所定範囲に入るように
前記管の先端制御開始時点及び後端制御開始時点を夫々
修正し、この修正結果を学習して次回の圧延に用いるこ
とを特徴とする絞り圧延機の管端制御開始点学習方法。