JPH08501501A - 圧延機のローラーの回転数調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧延機のローラーの回転数が、それぞれ２つのローラーの間に位置する圧延物のループが一定の高さを有するように調節される。圧延方向に最後の圧延スタンドがその回転数を設定されるガイドスタンドとしての役割をすることは目的にかなっている。ループ高さの調節はそれぞれループの前に配置されている圧延スタンドの回転数の調節により行われる。本発明は圧延機において使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 圧延機のローラーの回転数調節装置 板、帯または線の圧延機において圧延スタンドの少なくとも１つの部分の間で 圧延物を、回転数変化の際の材料バッファとしての役割をするループのなかに導 くことは知られている。圧延ラインの入口における圧延物のたとえば温度変化に 起因するさまざまな特性にもかかわらず、圧延物は出口を所望の形状で可能なか ぎり予め定められた速度で出るべきである。このことを達成するため、なかんず くローラーの回転数がそのつどの要件に相応して設定される。 本発明の課題は、ローラーの回転数を調節するための装置を提供することにあ る この課題は、本発明によれば、請求項１に記載されている措置により解決され る ローラーの間の圧延物の長さまたはループの伸びの尺度としてループの高さが 用いられることは目的にかなっている。圧延ラインの最後のスタンドである出口 スタンドが、ガイドスタンドであると有利である。ガイドスタンドは圧延スタン ドの出口速度を決定し、従って一定であるべき回転数を有する。その場合、それ ぞれ圧延方向にループの前に位置するスタンドが調節される。 以下、図面により本発明の実施例を一層詳細に説明する。 図１は圧延機調節装置の原理回路図、 図２は圧延スタンドの回転数目標値を形成するための装置、 図３は目標値メモリの調節方法を示す。 図１には符号Ａ１、Ａ２、Ａ３…Ａ６を付して、１つの炉から到来する圧延物 を成形する圧延スタンドが示されている。最後の圧延スタンドＡ６は、圧延物の 出口速度に相応して回転数を予め定められているガイドスタンドとしての役割を する。スタンドの駆動部は、それらに回転数の設定のため目標値が調節モジュー ルＲＢ１、ＲＢ２…ＲＢ６から供給されるように調節されている。これらは図１ 中でそれぞれ最小張力調節器ＭＺＲ１、ＭＺＲ２…ＭＺＲ６およびループ調節器 ＳＬＲ１、ＳＬＲ２…ＳＬＲ６を含んでいるプログラムモジュールであってよい 。中央モジュールＺＢは、圧延物の位置を確認し、また調節器モジュールＲＢ１ …ＲＢ６に報知する材料位置追跡部ＡＢＬと、なかんずく個々の圧延スタンドに 対応付けられている目標値メモリを含んでいる目標値設定部とを含んでおり、目 標値設定部ＳＯＬは少なくとも部分的に個々の調節モジュールＲＢ１、ＲＢ２… ＲＢ６に分配されていてよい。目標値設定部は調節モジュールＲＢ１、ＲＢ２… ＲＢ６に、ループ調節器ＳＬＲ１…ＳＬＲ５または最小張力調節器ＭＺＲ１…Ｍ ＺＲ５により補正される設定−目標値を供給する。調節モジュールＲＢ６では最 小張力調節器ＭＺＲ６およびループ調節器ＳＬＲ６は作用しない。なぜならば、 圧延スタンドＡ６のの回転数は目標値設定部ＳＯＬから与えられる目標値によっ てのみ決定されるべきであるからである。実施例では圧延物はスタンドＡ３、Ａ ４、Ａ５およびＡ６の間を直線状に延びておらず、垂れ下がりまたは湾曲してお り、こうして各２つの圧延スタンドの間で１つのループを形成する。ループ高さ 発信器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はこれらのループの高さを求め、またループ高さに相応 する信号をループ調節器ＳＬＲ３、ＳＬＲ４、ＳＬＲ５に供給する。これらはス タンドＡ３、Ａ４、Ａ５の回転数を、ループ高さが一定にとどまるように設定す る。注意すべきこととして、正常な場合にはループ高さはそれぞれ圧延方向にル ープの前に位置するスタンドへの作用により一定に保たれる。 最小張力調節器ＭＺＲ３、ＭＺＲ４、ＭＺＲ５は、付設のループ調節器が作動 しているので、作用しない。それに対して、圧延方向に最初の圧延スタンドＡ１ 、Ａ２に対応付けられている調節器モジュールＲＢ１、ＲＢ２の最小張力調節器 ＭＺＲ１、ＭＺＲ２はレリーズされており、それに対して付設のループ調節器Ｓ ＬＲ１、ＳＬＲ２はレリーズされていない。 実施例では最後のスタンドＡ６がガイドスタンドとしての役割をするが、多条 ラインでは先ず多条範囲内に位置する最後のスタンドをガイドスタンドとして使 用することが目的にかなっている。一条範囲内に位置するループ調節器が次いで 走出方向に作用する。しかしこのことは、多条範囲との材料接触が存在する間の み当てはまる。考察される圧延物が多条範囲を去ると直ちに、当該の条に対して 出口スタンド、すなわち一条範囲内の最後のスタンドがガイドスタンドに切換え られ、またこの条のなかで動作するループ調節器の作用方向が炉の方向に切換え られる。ループの入り込みに起因する出口速度の上昇がそれにより回避される。 圧延スタンドに対する回転数目標値を求めるため５つのユニットが共同作用す る。位置追跡ユニットＡＢＬは圧延ライン占有を最小張力調節器ＭＺＲ、目標値 設定器ＳＯＬおよびループ調節器ＳＬＲに報知する。これらの３つのユニットの 出力値は目標値出力部ＳＡＳにおいて一括され、またスタンド駆動部に与えられ る。 図２はこれらの５つのユニットの構成および結び付きの詳細を示す。新しい圧 延プログラムまたは新しい圧延ライン構成の開始時にループ調節器ＳＬＲに目標 値設定器ＳＯＬから基本設定のために必要とされるパラメータが伝達される。そ のなかにはループ高さに対する作動目標値または作業するローラー直径および歯 車比に対する現在の値が含まれている。ループ調節器ＳＬＲに対する入力量は入 力端ＩＷおよびＳＷにおけるループ高さ実際値およびループ高さ目標値である。 ループ調節器は実施例ではＰＩ調節器として構成されている。しかしファジー 調節器または状態調節器も使用することができる。ループ調節器には圧延物の位 置に関係して相い異なるループ高さ目標値またはループ伸び目標値が予め与えら れる。 最初のパスの際に生ずるループ高さは初期目標値として受け渡される。これか ら出発して目標値が予め定められた急峻度で作動目標値に高められる。作動目標 値への切換の時点をループ調節器ＳＬＲが、材料位置追跡部ＡＢＬから伝達され たライン占有から求めることもできる。ループを崩すために入力される連続的に 予め定められた傾斜で減少する走出目標値を与える時点は、ループ調節器ＳＬＲ に材料位置追跡部から直接に予め与えられる。 ループ高さとループにより生ずる２つの圧延スタンドの間の圧延物の伸び（以 下ではループ伸びと呼ばれる）との間には非線形の関係が存在する。従って、調 節回路の線形化のためにループ高さの実際値および目標値は測定されたサポート 点を有する特性曲線を介して、または数学的アルゴリズムによる換算によりルー プ伸びに対する値に変換され、またループ調節器に入力される。従って、実際に は調節に対する実際値はループ伸びまたは一定の加算量によってのみ異なる２つ の圧延スタンドの間の圧延物の長さが使用される。両線形化形式のいずれが使用 されるかは、使用される圧延物、ループ高さおよびループ長さのようなループの 幾何学的寸法、ガイドローラーの配置ならびにループ形式、縦、横または垂れ下 がりに関係する。多くの場合にループ高さＳＨおよびループを境するガイドロー ラーの間隔２ａからループ伸びを計算するために三角形のループの仮定で十分で あり、従ってループ伸びは簡単な式 ＳＶ＝２・（ａ²＋ＳＨ²）^1/2−２ａ により計算することができる。 ループ調節器は、前述のように、好ましくはスルーグリップにより動作する。 すなわちループ調節器はその前に位置する駆動部またはループ調節器の作用方向 に後続する調節器にも作用する。そのためにループ調節器の出力信号はそれぞれ 作用方向に後続する調節器に入力端ＤＵを介して供給される。スルーグリップが 回転数比に相応して有効であるように、入力端ＤＵに供給される信号は乗算器Ｍ において、入力端ＶＮに供給されている回転数比を示す係数を乗算される。乗算 器ＭＵの出力信号は加算器ＡＤにおいで比例部分ＫＰおよび積分部分ＴＮの出力 信号に加算され、また和信号は目標値出力部に供給される。スルーグリップの結 果としてループ調節器の操作量ばその前に位置するループ調節に対する擾乱量と し作用せず、それにより圧延ラインの運転がよりスムーズになる。 ループ調節器のスルーグリップは、ループ調節器により直接に影響されるスタ ンドのような同一のバーに係合しているスタンドに対してのみ有効になり得る。 スルーグリップのこの限定に対して必要な情報をループ調節は材料位置追跡部Ａ ＢＬから受ける。 圧延プログラムは能動的なスタンド、駆動部、ローラーべッド、シヤー、最小 張力調節およびループ調節に関する指示を含んでいる。さらにそのなかには個々 のスタンドに対する材料速度または駆動部回転数およびループ高さ目標値が含ま れている。ローラーデータは作業するローラー直径および場合によっては歯車比 を含んでいる。 このような圧延プログラムの開始の際に基本目標値データから一連の回転数比 のデータ、一層詳細には相い続く駆動部の回転数の比が計算され、また記憶され る。回転数比は圧延物の通過の際にループおよび最小張力調節により最適化され 、または手操作により補正される。最適化された回転数比は取得時点で目標値設 定部ＳＯＬに与えられ、またこれから回転数比に対する記憶されたデータに受け 渡される。その際に、ループまたは最小張力調節が減衰振動状態に達していると きに、回転数比が最適化されているものと仮定される。 目標値設定部ＳＯＬはそれによって常に、それまでに最小張力調節、ループ調 節および手動調整により行われるすべての補正を含んでいる最も新しい回転数比 のデータを有する。 圧延ラインに圧延物としてバーが走入する前にガイドスタンドの回転数および 現在記憶されている回転数比から出発して個々の駆動部に対する設定‐目標値が 計算される。多くのバーが同時にライン内に位置し得るので、各バーに対して走 入の際に固有の目標値データが求められ、また記憶される。これらの目標値デー タは、対応するバーがラインを去るまで、有効にとどまる。ライン内に位置する 各バーおよびすぐ次に走入するバーに対して目標値設定部ＳＯＬはすべての駆動 部に対する設定‐目標値の完全なデータを管理する。たとえば１０の目標値デー タが、１０のバーに相応して、３２の駆動部に対して設定することができる。バ ーに対する目標値メモリとならんで目標値設定部ＳＯＬは現在設定すべき目標値 に対する出力メモリを有する。ライン占有に関係して駆動部に対する相応の値が バーに対する目標値メモリから選び出され、出力メモリに伝達され、また目標値 出力部ＳＡＳに与えられる。 図３にはこのことが１１の圧延スタンドＡ１、２…Ａ１１を有する圧延ライン の例について示されている。これらの圧延スタンドの各々に対して目標値が記憶 されている。それらの全体は行ａに示されている基本目標値データを与える。２ つの行ｇは特定の時点でのライン占有を示す。バ−４はたとえばガイドスタンド であるスタンドＡ１１をまさに走出しようとしている。バー５はスタンドＡ４、 Ａ５、Ａ６、Ａ７の範囲内に位置しており、また走入するバー６はスタンドＡ１ 、Ａ２の範囲内に位置している。これまでに通過したバー１ないし３に基づいて 基本目標値は最適化され、また最適化された値がバー４に対する目標値メモリに 書込まれている。バー４に対する目標値データは行ｂ中にシンボル化されている 。 相応して行ｃ、ｄおよびｅはバー５、バー６およびすぐ次に走入するバーに対す る目標値メモリを示す。行ｆは目標値設定部ＳＯＬの出力メモリの内容を示す。 その範囲内にバー４が位置するスタンドに対しては対応する目標値がバー４に対 する目標値メモリ（行ｂ）から取り出される。バー５が位置するスタンドＡ４、 Ａ５、Ａ６、Ａ７に対しては対応する目標値がバー５に対する目標値メモリ（行 ｃ）から書込まれる。書込みはバー間隙で行われるので、示されている時点でス タンドＡ８に対してもバー５に対する目標値が出力メモリに書込まれている。相 応にスタンドＡ１、Ａ２、Ａ３に対する出力メモリにはバー６に対する目標値（ 行ｄ）が書込まれている。圧延ラインをバーが通過するとともに目標値に対する 範囲も出力メモリを通って移動する（行ｆ）。 目標値は目標値設定部からそれぞれラインの始動の際または新しい圧延プログ ラムの受け渡しの後ならびにバー間隙においておよび手動調整の後に目標値出力 部ＳＡＳに送られる。等しい時点で、手動調整の際を除いて、、ループ調節ＳＬ Ｒおよび最小張力調節ＭＺＲへの回転数目標値の受け渡しが行われる。バー間隙 内の目標値引き渡しの時点を目標値設定部が、材料位置追跡部ＡＢＬにより受け 渡されたライン占有から求める。バー間隙内の目標値設定により能動的な最小張 力調節およびループ調節の影響が回避される。 圧延プログラムの変更または方向切換に基づいて圧延スタンドの装備、たとえ ば歯車比およびローラー直径が変更され得る。それによりストレッチング利得も 変化し、このことば再び調節器パラメータＫＰにおいて顧慮されなければならな い。調節技術的な観点のもとに計算されたＫＰ値を変更しなくてもよいように、 調節を変更された装備、たとえば歯車比およびローラー直径に適応させる正規化 係数ＰＫＮが導入されると有利である。 この自動的な調節器適応は、たとえば圧延ブログラム設定に基づくストレッチ ングパラメータの変更の際に、すべての圧延プログラムにおいて最適なループ調 節器設定が得られているようにする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ２１Ｂ 37/46 Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＨ ＢＢＧ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つの圧延スタンドの間で１つのループを形成する帯またはバー状の圧延物 に対する圧延機の圧延スタンドの回転数を調節するための装置において、ループ を生じさせる圧延物の長さ（ループ伸び）または圧延スタンドの間の圧延物の長 さを実際値として検出するための手段と、ループに境するスタンド（Ａ３、Ａ４ 、Ａ５）の回転数を、実際値が設定された目標値に等しくなるように調節するル ープ調節器（ＳＬＲ３、ＳＬＲ４、ＳＬＲ５）とを含んでいることを特徴とする 圧延機のローラーの回転数調節装置。 ２．各２つの圧延スタンド（Ａ３、Ａ４；Ａ４、Ａ５；Ａ５、Ａ６）の間にルー プ高さを検出するためのループ高さ発信器（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が配置されてお り、またループ高さをループ伸びまたは圧延物長さに変換するための計算回路が 設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．計算回路に、そのつどのループ高さからループ伸びまたは圧延物長さを求め るための特性曲線が記憶されていることを特徴とする請求項２記載の装置。 ４．計算回路がアルゴリズムによりループ高さからループ伸びまたは圧延物長さ を計算することを特徴とする請求項２記載の装置。 ５．計算回路がループ伸びを式 ＳＶ＝２・（ａ²＋ＳＨ²）^1/2−２ａ ここで、２ａ＝ループを境するローラーの間の間隔 ＳＨ＝ループ高さ により求めることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６．調節器がそれぞれ圧延方向にループの前に位置する圧延スタンドの回転数を 調節することを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の装置。 ７．同一の圧延物の範囲内に位置する別の圧延スタンドの回転数が、調節される 圧延スタンドの回転数と同一の比で調節されることを特徴とする請求項６記載の 装置． ８．最後の圧延スタンドが、その回転数を設定されているガイドスタンドである ことを特徴とする請求項６または７記載の装置。 ９．多条の圧延ラインにおいて多条の範囲の圧延方向に最後のスタンドが、、少 なくとも１つの圧延物が多条の範囲内に位置する間は、、ガイドスタンドであり 、その際に多条の範囲内でそれぞれ圧延方向にループの前に位置するスタンドの 回転数が調節され、また圧延物の一条の範囲内でそれぞれ圧延方向にループの後 に位置するスタンドの回転数が調節され、、また多条の範囲のガイドスタンドか ら走出後に一条の範囲のループ調節の作用方向が、それぞれ圧延方向にループの 前に位置するスタンドの回転数が調節されるように反転されることを特徴とする 請求項６ないし８の１つに記載の装置。 １０．１つのバーの処理の際に、新しいバーの走入の際に目標値として設定され る回転数またはガイドスタンドの回転数および圧延スタンドの回転数比を記憶し ている目標値メモリが設けられていることを特徴とする請求項１ないし９の１つ に記載の装置。 １１．圧延スタンドの装備、たとえば歯車比またはローラー直径に関係するパラ メータ、、たとえば利得比を有する調節器の場合に、このパラメータがそのつど の圧延スタンド装備を顧慮する正規化係数を乗算されることを特徴とする請求項 １ないし１０の１つに記載の装置。