JPH0424121B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0424121B2 JPH0424121B2 JP57100419A JP10041982A JPH0424121B2 JP H0424121 B2 JPH0424121 B2 JP H0424121B2 JP 57100419 A JP57100419 A JP 57100419A JP 10041982 A JP10041982 A JP 10041982A JP H0424121 B2 JPH0424121 B2 JP H0424121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- width
- rolling
- change
- rolling mill
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/18—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は丸棒、線材等の円形断面条材の寸法制
御に関するものである。
御に関するものである。
丸棒線材の圧延に於ては孔型が用いられ複数の
圧延機により水平垂直交互に、圧下圧下が加えら
れて真円に近い仕上り寸法に加工される。ここで
圧延材の寸法（断面形状）は最終段の圧延機の圧
下でほぼ決定されるのでこの圧延機の孔型形状は
極めて精密加工され製品寸法毎に取り替えられ
る。しかしながら孔型圧延の場合第１図に示すよ
うにロールギヤツプ量によつて孔型の底に接する
点Ａ，Ａの寸法（以下天地寸法という）が変化す
るし、孔型に拘束されないフリー面の寸法Ｂ，Ｂ
（以下巾寸法という）も変化する。第１図ａは適
正な圧下の場合、(b)はロールギヤツプが過大な場
合、(c)はロールギヤツプが過小な場合である。
圧延機により水平垂直交互に、圧下圧下が加えら
れて真円に近い仕上り寸法に加工される。ここで
圧延材の寸法（断面形状）は最終段の圧延機の圧
下でほぼ決定されるのでこの圧延機の孔型形状は
極めて精密加工され製品寸法毎に取り替えられ
る。しかしながら孔型圧延の場合第１図に示すよ
うにロールギヤツプ量によつて孔型の底に接する
点Ａ，Ａの寸法（以下天地寸法という）が変化す
るし、孔型に拘束されないフリー面の寸法Ｂ，Ｂ
（以下巾寸法という）も変化する。第１図ａは適
正な圧下の場合、(b)はロールギヤツプが過大な場
合、(c)はロールギヤツプが過小な場合である。
更に圧延が進んでロールが摩耗すると製品の断
面形状は変化する。即ち第２図のロールの肩と称
する部分Ｘが圧延機の圧下による肉の流れにより
最も摩耗し、従つてこの肩の部位の寸法（以下肩
寸法）が最も大きな値となる。この肩寸法は正確
な位置を指定できないが通常は巾寸法から30゜近
辺に存在する。第３図は80゜の棒の断面形状で、
マイクロメータにより5゜毎に測定した直径をプロ
ツトしたものであるが明瞭に肩寸法が識別され
る。この２ケの突出した肩Ｃ，Ｃ又はC′，C′の間
の部位がフリー面Ｄ，D′であり、このフリー面
と直交する部位が天地Ｅ，Ｅである。一般に丸棒
の断面は第３図の如き形状をしており肩寸法が最
大値で、天地寸法、巾寸法のいずれかが最小寸法
となる場合と、第１図ｃのように巾寸法が最大と
なる場合のいずれかに整理される。
面形状は変化する。即ち第２図のロールの肩と称
する部分Ｘが圧延機の圧下による肉の流れにより
最も摩耗し、従つてこの肩の部位の寸法（以下肩
寸法）が最も大きな値となる。この肩寸法は正確
な位置を指定できないが通常は巾寸法から30゜近
辺に存在する。第３図は80゜の棒の断面形状で、
マイクロメータにより5゜毎に測定した直径をプロ
ツトしたものであるが明瞭に肩寸法が識別され
る。この２ケの突出した肩Ｃ，Ｃ又はC′，C′の間
の部位がフリー面Ｄ，D′であり、このフリー面
と直交する部位が天地Ｅ，Ｅである。一般に丸棒
の断面は第３図の如き形状をしており肩寸法が最
大値で、天地寸法、巾寸法のいずれかが最小寸法
となる場合と、第１図ｃのように巾寸法が最大と
なる場合のいずれかに整理される。
しかしながら従来の圧延ラインではかかる圧延
条材の断面形状を知ることは不可能であり、切断
したサンプルを測定する抜き取り検査や冷却後剪
断された製品を限界ゲージやマイクロメータで検
査することしかできなかつた。
条材の断面形状を知ることは不可能であり、切断
したサンプルを測定する抜き取り検査や冷却後剪
断された製品を限界ゲージやマイクロメータで検
査することしかできなかつた。
近年エレクトロニクスの進歩により圧延機の後
面（下流）に光電式の寸法測定器を設けて丸棒の
寸法を測定し、これをもとに圧延機の圧下装置を
動かして寸法の制御を行なう試みがなされてい
る。例えば特公昭50−39066，55−39067のように
天地と巾の寸法を測定して上流側の２つの圧延機
の圧下もしくは張力を制御する方法があるが、圧
延条材は圧延後捻転するので圧延機のロールに対
応して直交２軸の光学式寸法測定器を設けたとし
ても必らずしも天地、巾寸法の測定はできない欠
点があつた。又たとえ天地、巾寸法の測定ができ
たとしても前述のように最大寸法は肩寸法の場合
が多いので天地、巾の寸法制御を行なうだけでは
製品の寸法精度に確実な寄与ができない問題があ
つた。
面（下流）に光電式の寸法測定器を設けて丸棒の
寸法を測定し、これをもとに圧延機の圧下装置を
動かして寸法の制御を行なう試みがなされてい
る。例えば特公昭50−39066，55−39067のように
天地と巾の寸法を測定して上流側の２つの圧延機
の圧下もしくは張力を制御する方法があるが、圧
延条材は圧延後捻転するので圧延機のロールに対
応して直交２軸の光学式寸法測定器を設けたとし
ても必らずしも天地、巾寸法の測定はできない欠
点があつた。又たとえ天地、巾寸法の測定ができ
たとしても前述のように最大寸法は肩寸法の場合
が多いので天地、巾の寸法制御を行なうだけでは
製品の寸法精度に確実な寄与ができない問題があ
つた。
本発明は従来法のかかる欠点に鑑みなされたも
ので高精度の連続回転式の寸法測定器を用いて断
面形状を測定して天地、巾、肩の各寸法を識別
し、しかる後に所定の関係式を用いて最終段の圧
延機圧下を修正するとともに寸法変動に大きく影
響する圧延温度を検出して予測修正することによ
つて条材の総合的寸法精度の向上を計るものであ
る。
ので高精度の連続回転式の寸法測定器を用いて断
面形状を測定して天地、巾、肩の各寸法を識別
し、しかる後に所定の関係式を用いて最終段の圧
延機圧下を修正するとともに寸法変動に大きく影
響する圧延温度を検出して予測修正することによ
つて条材の総合的寸法精度の向上を計るものであ
る。
本発明の丸棒の寸法制御方法は、孔型による連
続式圧延機列の出側に圧延材の回りを回転する条
材寸法計測器を設け、該計測器の出力により条材
の断面形状を求め、この断面形状で最も急峻な変
化をする角度位置を巾位置とし、該角度と直交す
る角度位置を天地位置、もしくは最も変化が緩い
角度位置を天地位置それと直交する角度位置を巾
位置としそしてこの巾、天地位置を除いた断面形
状のうち最大径を肩径とし、夫々巾、天地、肩径
の目標値からの偏差ΔB0，ΔH0，ΔL0を求め、こ
れらに第９図に示す最下流圧延機の圧下変化と
巾、天地、肩径の変化との関係から(6)、(7)、(8)式
により圧下変化を加えた場合の巾、天地、肩径の
目標値からの予測偏差を計算することによりこれ
ら３つの偏差の最大値が最小となる圧下を制御す
ることを特徴とするが、以下本発明の構成を詳細
に説明する。
続式圧延機列の出側に圧延材の回りを回転する条
材寸法計測器を設け、該計測器の出力により条材
の断面形状を求め、この断面形状で最も急峻な変
化をする角度位置を巾位置とし、該角度と直交す
る角度位置を天地位置、もしくは最も変化が緩い
角度位置を天地位置それと直交する角度位置を巾
位置としそしてこの巾、天地位置を除いた断面形
状のうち最大径を肩径とし、夫々巾、天地、肩径
の目標値からの偏差ΔB0，ΔH0，ΔL0を求め、こ
れらに第９図に示す最下流圧延機の圧下変化と
巾、天地、肩径の変化との関係から(6)、(7)、(8)式
により圧下変化を加えた場合の巾、天地、肩径の
目標値からの予測偏差を計算することによりこれ
ら３つの偏差の最大値が最小となる圧下を制御す
ることを特徴とするが、以下本発明の構成を詳細
に説明する。
第４図は本発明方法を実施する際に使用する回
転型の棒線材の寸法計測装置を示し、光源２から
発せられた光はレンズ３を通つて平行光線とな
り、棒線材の影が受光レンズ４を通つて光電変換
アレイ素子５の上に結像する。光電変換アレイ素
子５には電荷結合素子を用いている。この像は発
信器６から加えられるパルスによつてアレイ素子
５から明暗に対応したパルス列の形で出力され、
カウンタ７で計数される。パルスカウントに変換
された棒線材の直径は演算装置９に入力される。
ここでパルス列はスリツプリング８を通して伝達
される。棒線材の鉛直に対してどの角度の直径を
計つたかを認識する為に角度検出器１３の出力も
演算装置９に入力されている。
転型の棒線材の寸法計測装置を示し、光源２から
発せられた光はレンズ３を通つて平行光線とな
り、棒線材の影が受光レンズ４を通つて光電変換
アレイ素子５の上に結像する。光電変換アレイ素
子５には電荷結合素子を用いている。この像は発
信器６から加えられるパルスによつてアレイ素子
５から明暗に対応したパルス列の形で出力され、
カウンタ７で計数される。パルスカウントに変換
された棒線材の直径は演算装置９に入力される。
ここでパルス列はスリツプリング８を通して伝達
される。棒線材の鉛直に対してどの角度の直径を
計つたかを認識する為に角度検出器１３の出力も
演算装置９に入力されている。
第５図は本寸法計測装置の立体図であるが、第
４図に於ける光源２、レンズ３，４、アレイ素子
５、スリツプリング８は回転体１２に一体となつ
て装着されており、固定軸１１を中心としてモー
タ１０により一定方向に連続回転する。この回転
体１２へのパルス信号の入力と同じく回転体１２
からの明暗信号はスリツプリング８を介して行な
われており、回転体１２は毎分45回転で回転して
いるので棒線材の一断面の測定には回転体が180゜
回る時間である0.66秒を要する。第４図の角度検
出器１３は基準角度からの回転角度とこの180゜回
転の信号を発生する。棒線材１の直径の測定は回
転体が6゜回転する度に行なわれ半回転で計30カ所
の直径値が演算装置９に入力される。かかる回転
式の寸法計測装置としては本願発明者らが申請中
の実願昭53−20271号、実願昭53−23729号、特願
昭54−160952号等がある。
４図に於ける光源２、レンズ３，４、アレイ素子
５、スリツプリング８は回転体１２に一体となつ
て装着されており、固定軸１１を中心としてモー
タ１０により一定方向に連続回転する。この回転
体１２へのパルス信号の入力と同じく回転体１２
からの明暗信号はスリツプリング８を介して行な
われており、回転体１２は毎分45回転で回転して
いるので棒線材の一断面の測定には回転体が180゜
回る時間である0.66秒を要する。第４図の角度検
出器１３は基準角度からの回転角度とこの180゜回
転の信号を発生する。棒線材１の直径の測定は回
転体が6゜回転する度に行なわれ半回転で計30カ所
の直径値が演算装置９に入力される。かかる回転
式の寸法計測装置としては本願発明者らが申請中
の実願昭53−20271号、実願昭53−23729号、特願
昭54−160952号等がある。
さて30ケの直径値による棒線材の断面形状は演
算装置９により第３図のようにグラフイツク表示
もされるが、同時に時間軸で表わした第６図のよ
うにも記録計（図示せず）に出力される。かかる
時間軸上の一断面の直径のパターンを数多く調査
した結果直径値が最も急峻な変化をする点がフリ
ー面に対応することがわかつた。従つて第６図で
は(a)点が巾寸法でありこれと直交する角度(b)の径
が天地径となる。更にこの巾、天地の近傍の径を
除いたうち巾寸法に近い角度で最大のもの(c)が肩
寸法に対応する。これら巾、天地、肩の角度は第
４図の角度検出器の信号と対応づけられるが、棒
線材の捻転がある場合はロールの天地、巾に相当
する角度との対応は完全でないこともある。又巾
寸法の識別にあたつては正弦波からの偏差が最大
となる直径をもつてすることも可能である。又ロ
ールの天地部の摩耗変化が少ないことからロール
の既知の孔形の曲率に一致する部位をさがしその
中心をもつて天地径とすることも有効である。即
ち30ケの直径の差分をとりその差分列のうち最も
変化が小さい点をもつて天地としても良い。この
ようにして天地径H0、巾径B0、肩径L0が求まる
と目標径D0との偏差が夫々ΔH0、ΔB0、ΔL0が求
まり天地径H0、巾径B0のいずれかが最小径とな
ることも知られているのでこれらの偏差ΔH0，
ΔB0，ΔL0の絶対値を小さくすれば条材の寸法が
目標径D0に近くなつて精度を向上できる。次に
寸法制御方法について説明する。
算装置９により第３図のようにグラフイツク表示
もされるが、同時に時間軸で表わした第６図のよ
うにも記録計（図示せず）に出力される。かかる
時間軸上の一断面の直径のパターンを数多く調査
した結果直径値が最も急峻な変化をする点がフリ
ー面に対応することがわかつた。従つて第６図で
は(a)点が巾寸法でありこれと直交する角度(b)の径
が天地径となる。更にこの巾、天地の近傍の径を
除いたうち巾寸法に近い角度で最大のもの(c)が肩
寸法に対応する。これら巾、天地、肩の角度は第
４図の角度検出器の信号と対応づけられるが、棒
線材の捻転がある場合はロールの天地、巾に相当
する角度との対応は完全でないこともある。又巾
寸法の識別にあたつては正弦波からの偏差が最大
となる直径をもつてすることも可能である。又ロ
ールの天地部の摩耗変化が少ないことからロール
の既知の孔形の曲率に一致する部位をさがしその
中心をもつて天地径とすることも有効である。即
ち30ケの直径の差分をとりその差分列のうち最も
変化が小さい点をもつて天地としても良い。この
ようにして天地径H0、巾径B0、肩径L0が求まる
と目標径D0との偏差が夫々ΔH0、ΔB0、ΔL0が求
まり天地径H0、巾径B0のいずれかが最小径とな
ることも知られているのでこれらの偏差ΔH0，
ΔB0，ΔL0の絶対値を小さくすれば条材の寸法が
目標径D0に近くなつて精度を向上できる。次に
寸法制御方法について説明する。
第７図にロール孔型及び棒線材の断面の上半分
を示す。ロールの孔型は基準隙d0のときP0を中心
として基準半径R0となるよう研削されている。
このときロールギヤツプの圧延荷重によるスプリ
ングアツプを無視するならば棒線材の断面は第７
図の斜線ような形となり天地ではロール形状と一
致するがフリー面ではロールに拘束されない部分
は基準半径R0とは異なる。今第７図に於てロー
ルのギヤツプがd0からΔだけ大きくなつたときを
考えると片側ではd0＋Δ／２のP′に断面の中心が移 動し天地径は2R0＋ΔとなつてΔだけ大きくなる
が、他の径は天地径からの角度をθとすると、 となりR0＞＞Δ／２であるので(1)式は Ｄ（θ）＝2R0＋（１＋Ｄ（Δ／2R）2＋Δ／R0cosθ
）２／ １ ≒2R0＋（１＋１／２Δ／R0cosθ） ＝2R0＋Δcosθ ……(2)式 となつてΔcosθしか大きくならない。
を示す。ロールの孔型は基準隙d0のときP0を中心
として基準半径R0となるよう研削されている。
このときロールギヤツプの圧延荷重によるスプリ
ングアツプを無視するならば棒線材の断面は第７
図の斜線ような形となり天地ではロール形状と一
致するがフリー面ではロールに拘束されない部分
は基準半径R0とは異なる。今第７図に於てロー
ルのギヤツプがd0からΔだけ大きくなつたときを
考えると片側ではd0＋Δ／２のP′に断面の中心が移 動し天地径は2R0＋ΔとなつてΔだけ大きくなる
が、他の径は天地径からの角度をθとすると、 となりR0＞＞Δ／２であるので(1)式は Ｄ（θ）＝2R0＋（１＋Ｄ（Δ／2R）2＋Δ／R0cosθ
）２／ １ ≒2R0＋（１＋１／２Δ／R0cosθ） ＝2R0＋Δcosθ ……(2)式 となつてΔcosθしか大きくならない。
従つて肩径が巾寸法径側にあつて天地径からは
60゜程度であるので圧下量がΔ変化させても0.5Δ
しか変化しない。この関係を第８図ａに示す。第
８図は縦軸に肩径変化ΔL又は巾径変化ΔBをと
り、横軸に圧下修正量ΔSをとつて表わした。
60゜程度であるので圧下量がΔ変化させても0.5Δ
しか変化しない。この関係を第８図ａに示す。第
８図は縦軸に肩径変化ΔL又は巾径変化ΔBをと
り、横軸に圧下修正量ΔSをとつて表わした。
一方巾寸法は直径ロールに拘束されていないの
で一つ上流の圧延機の天地が当該圧延機のフリー
面に対応することから一つ上流の圧延機の圧下が
支配的である。しかしながら孔型に適正に肉が充
満している状態では最終圧延機のロールギヤツプ
を小さくすると巾方向に肉が逃げて巾寸法が大き
くなり逆にギヤツプを大きくすると肉が不足気味
になつて巾寸法が小さくなる。この関係を第８図
ｂに示すが圧下の変化量Δに比べ巾寸法の変化は
小さくかつ飽和する。これから巾寸法の修正は一
つ上流の圧延機の圧下で大まかに行ない微修正は
最終圧延機で行なうことが可能であることがわか
る。よつて前述の棒線材の寸法計測器の出力より
天地、巾、肩寸法の目標径との偏差ΔH0，ΔB0，
ΔL0がわかると必要な圧下修正量を決定すること
ができる。第９図は縦軸に寸法偏差、横軸に圧下
修正量をとりΔH，ΔB，ΔLが種々変化した時の
関係を表わす。
で一つ上流の圧延機の天地が当該圧延機のフリー
面に対応することから一つ上流の圧延機の圧下が
支配的である。しかしながら孔型に適正に肉が充
満している状態では最終圧延機のロールギヤツプ
を小さくすると巾方向に肉が逃げて巾寸法が大き
くなり逆にギヤツプを大きくすると肉が不足気味
になつて巾寸法が小さくなる。この関係を第８図
ｂに示すが圧下の変化量Δに比べ巾寸法の変化は
小さくかつ飽和する。これから巾寸法の修正は一
つ上流の圧延機の圧下で大まかに行ない微修正は
最終圧延機で行なうことが可能であることがわか
る。よつて前述の棒線材の寸法計測器の出力より
天地、巾、肩寸法の目標径との偏差ΔH0，ΔB0，
ΔL0がわかると必要な圧下修正量を決定すること
ができる。第９図は縦軸に寸法偏差、横軸に圧下
修正量をとりΔH，ΔB，ΔLが種々変化した時の
関係を表わす。
まず第９図ａのように肩偏差が大きく次いで天
地、巾となつている場合は肩角度θを60゜、圧下
変化に対する肩径変化率を0.5、巾変化率を0.33
として圧下ΔSを負の方向にΔS0修正すると肩と
天地の偏差が等しくかつ巾偏差が零となつてこの
とき最も寸法偏差が小さくなる。第９図ｂは天地
偏差が大きく次いで肩、巾となつている場合であ
るが、この場合もΔSを負に動かして天地偏差と
巾偏差が等しいＰ点で偏差が最小となる。次に圧
下が過大で噛出して巾偏差が最も大きく、次いで
肩、天地の第９図ｃの場合は逆に圧下を正の方向
にΔS0動かしたＰ点で天地と巾の偏差が等しくか
つこのとき偏差が最小となる。ところが第９図ｄ
のように巾寸法が極端に小さい場合は圧下をΔS0
修正してＰ点で偏差の最小化を計るよりは、１つ
上流側の圧延機の圧下のギヤツプを大きくするこ
とにより当該圧延機での巾寸法を大きくして巾偏
差をΔB0′とし、しかる後に当該圧延機圧下を
ΔS0′修正するとP′点で偏差最小となり、より偏差
が小さくなる。この場合のように巾寸法の偏差が
大きい場合は巾寸法変化直線は第８図ｂのように
圧下の過大変化時に飽和現象を起すので最適圧下
修正量が求まり難く、従つて圧下修正をなるべく
小さくする方が正確でかつ偏差を小さくできる。
地、巾となつている場合は肩角度θを60゜、圧下
変化に対する肩径変化率を0.5、巾変化率を0.33
として圧下ΔSを負の方向にΔS0修正すると肩と
天地の偏差が等しくかつ巾偏差が零となつてこの
とき最も寸法偏差が小さくなる。第９図ｂは天地
偏差が大きく次いで肩、巾となつている場合であ
るが、この場合もΔSを負に動かして天地偏差と
巾偏差が等しいＰ点で偏差が最小となる。次に圧
下が過大で噛出して巾偏差が最も大きく、次いで
肩、天地の第９図ｃの場合は逆に圧下を正の方向
にΔS0動かしたＰ点で天地と巾の偏差が等しくか
つこのとき偏差が最小となる。ところが第９図ｄ
のように巾寸法が極端に小さい場合は圧下をΔS0
修正してＰ点で偏差の最小化を計るよりは、１つ
上流側の圧延機の圧下のギヤツプを大きくするこ
とにより当該圧延機での巾寸法を大きくして巾偏
差をΔB0′とし、しかる後に当該圧延機圧下を
ΔS0′修正するとP′点で偏差最小となり、より偏差
が小さくなる。この場合のように巾寸法の偏差が
大きい場合は巾寸法変化直線は第８図ｂのように
圧下の過大変化時に飽和現象を起すので最適圧下
修正量が求まり難く、従つて圧下修正をなるべく
小さくする方が正確でかつ偏差を小さくできる。
以上説明したように最終圧延機の圧下修正量
ΔSが小さい場合これに対する天地変化ΔH、肩
変化ΔL、巾変化ΔBを夫々 ΔH＝ΔS ……(3)式 ΔL＝ΔScosθ θ＝60゜〜70゜ ……(4)式 ΔB＝Ａ・ΔS ……(5)式 と線型で近似できるので目標径からの天地、肩、
巾の偏差ΔH0，ΔL0，ΔB0がわかれば夫々の偏差
（絶対値）の最大値を最小にするΔSが(3)，(4)，(5)
を利用した ΔH＝ΔH0＋ΔS ……(6)式 ΔL＝ΔL0＋ΔS・cosθ ……(7)式 ΔB＝ΔB0＋Ａ・ΔS ………(8)式 の３つの式の左辺いずれか２つの絶対値が等しい
ΔSを求めてその時の残る一つの式の絶対値を含
めて最大値を決定し、これを３つの式の３つの組
合せについて行ない、最大値が最も小さいものを
選び出せばそのときの解ΔSが最適解となる。こ
の場合のcosθとＡは棒線材のサイズ毎にあらかじ
め求めて記憶した定数であるが、制御の過程で圧
下をΔS動かした場合の天地、肩、巾の各寸法の
変化を前述の寸法計測器により求め、これよりこ
れら定数の修正を適宜行なつても良い。更に圧延
条材の温度が変化した場合は第１０図に示すよう
に巾広がりの特性が変化する。この図は圧延機の
ロールギヤツプを固定したものであるが、実際に
は変形抵抗が変化するので圧延機の剛性が小さい
場合は圧延荷重の変化ΔFによりミル定数をＭと
するとΔF／Ｍだけロールギヤツプは変化する。
従つて圧延温度の変化ΔTによる第１０図のごと
き巾寸法の変化ΔB〓Tは ΔB〓T＝Ｃ・ΔT（Ｃ＜Ｏ） ……(9)式 のみではなく圧下変化ΔF／Ｍによる巾変化を加
えた ΔB＝Ｃ・ΔT＋Ａ・ΔF／Ｍ ……(10)式 となるが実際に観測できるのは(10)式よる巾変化
ΔBと温度変化ΔT及び圧力変化ΔFの数多くのデ
ータより統計的に係数Ｃ，Ａも決定できる。この
場合は圧延機の圧下は外部からは意図的は動かさ
ない方が望ましいし、圧延力変化ΔFはロードセ
ルにより実測しても良いが数式モデルによりΔT
より予測しても良い。従つてΔTだけ圧延温度が
変化した場合の天地、肩、巾の各寸法偏差は(6)，
(7)，(8)にミルスプリングアツプ変化ΔF／Ｍと(10)
式を考慮した(11)，(12)，（13）式となる。
ΔSが小さい場合これに対する天地変化ΔH、肩
変化ΔL、巾変化ΔBを夫々 ΔH＝ΔS ……(3)式 ΔL＝ΔScosθ θ＝60゜〜70゜ ……(4)式 ΔB＝Ａ・ΔS ……(5)式 と線型で近似できるので目標径からの天地、肩、
巾の偏差ΔH0，ΔL0，ΔB0がわかれば夫々の偏差
（絶対値）の最大値を最小にするΔSが(3)，(4)，(5)
を利用した ΔH＝ΔH0＋ΔS ……(6)式 ΔL＝ΔL0＋ΔS・cosθ ……(7)式 ΔB＝ΔB0＋Ａ・ΔS ………(8)式 の３つの式の左辺いずれか２つの絶対値が等しい
ΔSを求めてその時の残る一つの式の絶対値を含
めて最大値を決定し、これを３つの式の３つの組
合せについて行ない、最大値が最も小さいものを
選び出せばそのときの解ΔSが最適解となる。こ
の場合のcosθとＡは棒線材のサイズ毎にあらかじ
め求めて記憶した定数であるが、制御の過程で圧
下をΔS動かした場合の天地、肩、巾の各寸法の
変化を前述の寸法計測器により求め、これよりこ
れら定数の修正を適宜行なつても良い。更に圧延
条材の温度が変化した場合は第１０図に示すよう
に巾広がりの特性が変化する。この図は圧延機の
ロールギヤツプを固定したものであるが、実際に
は変形抵抗が変化するので圧延機の剛性が小さい
場合は圧延荷重の変化ΔFによりミル定数をＭと
するとΔF／Ｍだけロールギヤツプは変化する。
従つて圧延温度の変化ΔTによる第１０図のごと
き巾寸法の変化ΔB〓Tは ΔB〓T＝Ｃ・ΔT（Ｃ＜Ｏ） ……(9)式 のみではなく圧下変化ΔF／Ｍによる巾変化を加
えた ΔB＝Ｃ・ΔT＋Ａ・ΔF／Ｍ ……(10)式 となるが実際に観測できるのは(10)式よる巾変化
ΔBと温度変化ΔT及び圧力変化ΔFの数多くのデ
ータより統計的に係数Ｃ，Ａも決定できる。この
場合は圧延機の圧下は外部からは意図的は動かさ
ない方が望ましいし、圧延力変化ΔFはロードセ
ルにより実測しても良いが数式モデルによりΔT
より予測しても良い。従つてΔTだけ圧延温度が
変化した場合の天地、肩、巾の各寸法偏差は(6)，
(7)，(8)にミルスプリングアツプ変化ΔF／Ｍと(10)
式を考慮した(11)，(12)，（13）式となる。
ΔH＝ΔH0＋ΔF／Ｍ＋ΔS ……(11)式
ΔL＝ΔL0＋（ΔF／Ｍ＋ΔS）cosθ……(12)式
ΔB＝ΔB0＋Ａ（ΔF／Ｍ＋ΔS） ……（13）式
これらの式も第８図と同様に示される(6)，(7)，
(8)式より最適圧下修正量ΔSを決定したのと全く
同じ手続きで(11)，(12)，（13）のいずれか２式の絶
対値が等しいという連立方程式を解き、そのとき
の残る一つの式の絶対値と併せて最大値を求めこ
れらの中で最大値が最も小さい場合のΔSをもつ
て最適解とすれば良い。これらの最適解に基づく
圧下の修正は修正結果を寸法計測器で確認しなが
ら行なわれるので圧下電動機の応答と寸法計測器
までの輸送遅れ時間を考慮して１本の圧延条材で
10回乃至20回行なわれる。更に圧延条材の温度を
検出する温度計は圧延機の入側に設けられ、測定
された温度はやはり圧延機までの到達時間分遅れ
させられる。
(8)式より最適圧下修正量ΔSを決定したのと全く
同じ手続きで(11)，(12)，（13）のいずれか２式の絶
対値が等しいという連立方程式を解き、そのとき
の残る一つの式の絶対値と併せて最大値を求めこ
れらの中で最大値が最も小さい場合のΔSをもつ
て最適解とすれば良い。これらの最適解に基づく
圧下の修正は修正結果を寸法計測器で確認しなが
ら行なわれるので圧下電動機の応答と寸法計測器
までの輸送遅れ時間を考慮して１本の圧延条材で
10回乃至20回行なわれる。更に圧延条材の温度を
検出する温度計は圧延機の入側に設けられ、測定
された温度はやはり圧延機までの到達時間分遅れ
させられる。
以上述べたごとく本願発明の方法によれば寸法
計測器が示す偏差出力は圧下修正ににより小さく
なつており寸法精度が向上していることが分り、
本方法によれば極めて精密な寸法精度の棒線材が
製造可能であり、需要家での引抜工程の不要化等
効果が大きい。
計測器が示す偏差出力は圧下修正ににより小さく
なつており寸法精度が向上していることが分り、
本方法によれば極めて精密な寸法精度の棒線材が
製造可能であり、需要家での引抜工程の不要化等
効果が大きい。
第１図はロールギヤツプと圧延材の形状の関係
図、第２図はロール摩耗と肩の形状の説明図、第
３図は棒断面の形状を示す図、第４図は寸法計測
器の原理図、第５図は寸法計測器の立体図、第６
図は時間軸と断面の関係を示すグラフ、第７図は
ロール孔型と棒線材断面上半分の図、第８図は圧
下修正量と肩径の変化の割合も示す図、第９図は
圧下修正量と天地、巾、肩の各偏差との関係を示
す図、また第１０図は温度と巾広がりの関係の説
明図である。 １……棒線材、２……光源、３……レンズ、４
……受光レンズ、５……光電変換アレイ素子、６
……発信器、７……カウンタ、８……スリツプリ
ング、９……演算装置、１０……モータ、１１…
…固定軸、１２……回転体、１３……角度検出
器。
図、第２図はロール摩耗と肩の形状の説明図、第
３図は棒断面の形状を示す図、第４図は寸法計測
器の原理図、第５図は寸法計測器の立体図、第６
図は時間軸と断面の関係を示すグラフ、第７図は
ロール孔型と棒線材断面上半分の図、第８図は圧
下修正量と肩径の変化の割合も示す図、第９図は
圧下修正量と天地、巾、肩の各偏差との関係を示
す図、また第１０図は温度と巾広がりの関係の説
明図である。 １……棒線材、２……光源、３……レンズ、４
……受光レンズ、５……光電変換アレイ素子、６
……発信器、７……カウンタ、８……スリツプリ
ング、９……演算装置、１０……モータ、１１…
…固定軸、１２……回転体、１３……角度検出
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 孔型による連続式圧延機列の出側に圧延材の
回りを回転する条材寸法計測器を設け、該計測器
の出力により条材の断面形状を求め、この断面形
状で最も急峻な変化をする角度位置を幅位置と
し、該角度と直交する角度位置を天地位置、もし
くは最も変化が緩い角度位置を天地位置それと直
交する角度位置を幅位置としそしてこのの幅、天
地位置を除いた断面形状のうち最大径を肩径と
し、各々幅、天地、肩径の目標値からの偏差
ΔB0，ΔH0，ΔL0を求め、これらに最下流圧延機
の圧下修正量ΔSを加えた後の各々幅、天地、肩
径の目標値からの偏差ΔB，ΔH，ΔLを次の式に
より計算し、これら偏差ΔB，ΔH，ΔLの内の最
大値が最も小さくなるような圧下修正量ΔSを求
めて、ロールギヤツプを制御することを特徴とす
る丸棒の寸法制御方法。 ΔB＝ΔB0＋Ａ・ΔS ΔH＝ΔH0＋ΔS ΔL＝ΔL0＋ΔS・cosθ ここでＡは幅変化率であり、cosθは肩径変化率
を表す三角関数で棒線材のサイズ毎にあらかじめ
求めて記憶した定数である。 ２ 圧延機の入側に圧延材の表面温度計を設け、
測定された圧延温度変化ΔTにより圧延力変化
ΔFを求め、特許請求の範囲第１項の計算式の代
わりに次の式によることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の丸棒の寸法制御方法。 ΔB＝ΔB0＋Ａ（ΔF／Ｍ＋ΔS） ΔH＝ΔH0＋ΔF／Ｍ＋ΔS ΔL＝ΔL0＋（ΔF／Ｍ＋ΔS）cosθ ここでＭは、あらかじめ求めて記憶したミル定
数。 ３ 圧延機の圧下修正後の幅、天地、肩径の目標
値からの偏差を求める式を条材寸法計測器の出力
をもとに修正することを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の丸棒の寸法制御方
法。 ４ 幅寸法の粗修正を最下流圧延機より一つ上流
の圧延機の圧下にて行うことを特徴とする特許請
求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の丸棒
制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100419A JPS58218314A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 丸棒の寸法制御方法 |
| GB08315887A GB2124364B (en) | 1982-06-11 | 1983-06-09 | Methods of gauging and controlling profile of bar or like workpiece |
| FR8309684A FR2528333B1 (fr) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Procede de calibrage et de controle du profil d'une piece en forme de barre ou similaire |
| DE19833321104 DE3321104A1 (de) | 1982-06-11 | 1983-06-10 | Verfahren zum messen und zur steuerbaren beeinflussung des profils eines rundstabmaterials oder eines aehnlichen werkstuecks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100419A JPS58218314A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 丸棒の寸法制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218314A JPS58218314A (ja) | 1983-12-19 |
| JPH0424121B2 true JPH0424121B2 (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=14273453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100419A Granted JPS58218314A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 丸棒の寸法制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58218314A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19853256A1 (de) * | 1998-11-18 | 2000-05-31 | Schloemann Siemag Ag | Meßverfahren für Höhe und Breite eines stabförmigen Walzguts |
| CN116713314B (zh) * | 2023-07-12 | 2024-01-23 | 索罗曼(广州)新材料有限公司 | 一种钛扁条轧制一次成型装置及方法 |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP57100419A patent/JPS58218314A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58218314A (ja) | 1983-12-19 |
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