JPS6340608A - 圧延装置に使用されているロ−ルの偏心を検出して補正する装置 - Google Patents

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、圧延装置に使用されるロールの偏心を検出し
て補正する方法と装置の改良に関する。

（従来技術の再考） 圧延装置のロールに使用される用語“偏心”は、厳密に
言えばロールの軸受の中心と研摩されたロールの中心と
の間の同心度の不足を指すために使用されるものである
が、偏心は、−射的な言葉のうえでは、ロールの長円形
化のごとき非円形や圧延加工の期間の間における温度変
化と圧延加工を行なっていない間における冷却のため生
しる形状の変化等可能性のあるすべての状態を含めて産
業界で使用されている９偏心は、この明細書に使用され
ている用語が含んでいる以」二に広い意味をもつもので
ある。

現在、圧延装置では圧延力を検出する検出器と、圧延装
置の出口側における製品の厚さをできるだけ一定に維持
するため、測定の結果に従がってロールのギャップを変
化させるロール・ギャップ・アクチュエータとを備えた
幾つかの形氏の自動厚さ制御装置を使用することが一般
的である。しかし、ロールの偏心は、自動制御装置が間
違った方向に動作する１つのパラメータである。したが
って、制御装置は、ロールの偏心によりロールのギャッ
プが減少したときに測定される圧力の増加と、圧延装置
の入口側における厚さの増加によって生じる圧力の増加
とを識別することができず、したがって、ロールのギャ
ップの増加が必要なときは、偏心はロール・ギャップを
減少させ、逆にロール・ギャップの減少が必要なときは
、偏心はロールのギャップを増大させる。

したがって、このような偏心の影舌は、多かれ少なかれ
規則的に生じる厚さの変化が圧延されている材料にもた
らされることを意味し、そしてこのようにもたらされる
変化は経済的に可能な限り最小程度に抑えなければなら
ない。たとえば、顧客は、製品の厚さが所定の限界内で
できるだけ一定であることを厚さに対する要求条件の中
でますます積極的に要求しつつあることが明らかになっ
ており、そのため所定の厚さを下回っていることあるい
は上回っていることにより生じる問題なしに、使用する
材料の厚さを順番に減少させることができる。製品の多
くについて最終的な厚さを制御することと最終的な厚さ
からのばらつきの程度とは非常に重要なことである。特
別な実例は缶用の材料、すなわち、ビール、ソフト・ド
リンク等のごとき加圧された液体を包装するために使用
される缶を作るために深絞り加工される薄いシート材で
あり、この製品の場合、最大許容厚さの変化は±２．０
％であり、通常多くは±１．５％である。

ごの明細書に限定されている広い意味において、ロール
の偏心は最終製品の厚さのばらつきに主に関与した要因
であることが知られており、他の関与要因として、たと
えば、自動厚さ制御システムの能力、使用されている張
力調節装置、使用されている潤滑システムと潤滑剤の効
果、材料がロール・スタンドにはいってくるときの材料
の厚さのばらつき等を挙げることができる。実際には、
バックアップ・ロールの偏心が“ロール・アフセンプリ
の偏心”全体の主な成分であることが明らかにされてい
る。ロールの研摩と圧延装置の運転の要領に慎重に注意
を払うことにより偏心に関与する要因をできるだけ低く
抑えなければならないことはもちろんのことであるが、
偏心の程度を圧延装置スタンドを１回通過したあとに観
察されるゲージの範囲の１０から３０％までぐらいにす
ることができることが明らかにされている。

ロールの偏心をモニタする標準的な手法の１つは、規則
的に“キツス゛バス・テストを実施することであり、こ
のテストでは、ロール間の負荷を測定しながら通常の軽
い圧延荷重のもとで回転するワーク・ロールを互いに当
接させる。観察される変動は主として偏心によるもので
ある。このようなテストは、圧延装置の運転を°停止“
して生産を中止することが必要であるのはもちろんのこ
とである。このようなテストは、研摩の手法にもとづい
て発生する偏心だけを示す。好ましくないことであるが
、たとえば、ワーク・ロールの熱的な変化、ロールのた
るみ、と（にバックアップ・ロールの熱勾配等のため、
圧延の間、偏心は一定状態に維持されていない。その他
の要因による影響は、実際には上述のロールの同心度の
不足にもとづ（要因と同じ程度に大きいかあるいはこれ
よりもさらに大きいおそれがある。さらに、ロールの規
則的な特性のため、ロールは、作業者に実際に現在置か
れている圧延状態について正確な形状を伝えることがで
きないが、この圧延状態の正確な形状は製品の厚さをた
えず所要の許容公差の範囲内に保持しながら製品を生産
するにあたり、作業者が必要としている当面の情報であ
る。

この基本的な問題は産業界で認識されていることはもち
ろんのことであって、この問題を解決するため、多（の
方法とシステムが提案されている。

これらのシステムの多（は、ロールといっしょに回転し
て、補正信号を正確に偏心と位相あわせさせることがで
きる同期位置信号を提供する角度位置トランスデユーサ
を使用することを必要としている。このようなシステム
の数例が米国特許第３．８８１．３３５号と第３，８８
２，７０５号と第３，８９３，３１７号と第４．］、２
６．０２７号と第４，２９９．１０４号に開示されてい
る。これらのシステム、とくにこれらのシステムが採用
しているトランスデユーサは比較的高価であり、しかも
、これらのシステムを使用しなければならない環境が劣
悪なため、たえず保守を行なわなければならない問題が
生じている。その他のシステムは、ロールに関係した周
波数を計算して解消するため、高速度のフーリエ変換ま
たは統計にもとづく計数法を使用した高性能なコンピュ
ータを必要としている。このようなシステムの数例が米
国特許第　３，８８９，５０４号と第３ｉ９２０．９６
８号と第４　、２２２　、２５４号と第４，５３１．３
９２号に開示されている。このようなシステムは複雑で
あって、とくに、ロールを変えたあとあるいは停電のあ
と、特殊なプログラミングと始動の手法を要し、これら
のプログラミングと手法を実施しなければならないので
費用がかかる。

さらに、使用される複雑な装置は、連続操業上、圧延産
業の特殊な要求条件に合致させるため、２４時間ヘース
でただちにあるいは非常に短時間注意を払うだけで動作
することができなければならない熟練した調整と保守担
当の職員を必要とする。このことは、安定した運転状態
を与えるため、上記のようなシステムを完全に必要とす
ることなく作業者が圧延装置を運転することを望んでい
るという問題になっている。

所望の狭い許容公差の範囲内で製品を得るため、適切な
時期に補正動作を行なうことができるよう圧延スタンド
の偏心、とくにバックアップ・ロールの偏心をたえず検
知する比較的簡単で頑丈な計測装置が必要である。

さらに、ロールの偏心によって生じる製品の厚さの変化
を低減させることができる比較的簡単で安価な補正シス
テムが必要である。

上記の必要性にかんがみ、圧延装置に使用されているロ
ールの偏心を検出し、測定し、表示する装置であって、 ワーク・ロール間に付加される圧延力の現在の大きさを
表わす電気的な圧力信号を発生する手段と、 印加された電気的な信号に従って圧延力を変える手段と
、 検出し、測定し、表示しようとする偏心をもったロール
の回転速度を少な（ともおおざっばに表わす電気的な速
度信号を発生する手段と、ロールの偏心を表わす周波数
の信号の変化を通過させるような帯域特性をもった狭い
帯域フィルタに前記電気的な圧力信号を供給する手段と
、ロールの速度に従ってフィルタの帯域特性を変えるよ
う帯域フィルタに電気的な速度信号を供給する手段と、 フィルタされた信号を受信し、該信号にもとづいて電気
的なディスプレイ信号を発生する手段と、ロールの偏心
の大きさを示すよう作業者の検討に供するため目視可能
なディスプレイに前記電気的なディスプレイ信号を印加
する手段とより成ることを特徴とする装置が本発明に従
って提供されたのである。

さらに、圧延装置に使用されているロールの偏心を検出
し補正する装置であって、 ワーク・ロール間に付加される圧延圧力の現在の大きさ
を表わす電気的な圧力信号を発生する手段と、 印加された電気的な補正信号に従って圧延圧力を変える
手段と、 補正しようとする偏心をもったロールの回転速度を少な
くともおおざっばに表わす電気的な速度信号を発生する
手段と、 ロールの偏心を表わす周波数の信号の変化を通過させる
ような帯域特性の狭い帯域フィルタに前記電気的な圧力
信号を供給する手段と、ロールの速度に従ってフィルタ
の帯域特性を変えるよう帯域フィルタに電気的な速度信
号を供給する手段と、 フィルタされた信号を受信し、該信号にもとづいて前記
電気的な補正信号を発生し、ロールの偏心にあわせて少
なくとも部分的に補正するようロール圧力変更手段に前
記信号を印加する手段とより成ることを特徴とする装置
が本発明に従って提供されたのである。

本発明は、ロール上に設けられた角度位置トランスデユ
ーサ等を使用することなくまた強力で高速度のコンピュ
ータを使用することな（、現在ある多くの偏心から効果
的に識別された偏心の１つについてディスプレイまたは
補正信号を提供することができる比較的簡単で頑丈でか
つ本質的に保守が容易な検出回路を提することにより圧
延装置スタンドの偏心を検出し、測定し、表示し、しか
るのち補正する、問題に対する新しいアプローチをここ
ろみたものである。このような回路は比較的コストが低
いので、回路を容易に増設することができ、補足された
回路はそれぞれ、偏心成分またはその調和成分に関する
信号を提供するために使用される。すべての回路の出力
は適切な表示かつ／または補正のため並列に使用される
。用意された回路は、このやり方に従った表示かつ／ま
たは補正の意図を確かなものにするため、十分な大きさ
の偏心を検出するよう設けられていることはもちろんの
ことである。

バックアップ・ロールの偏心により生じるゲージ変化曲
線は比較的スムーズに凝次サインカーブを描いていて、
サイクルはロールの直径に左右されている。２つのロー
ルの直径は通常わずかに異なっていて、廃棄されるまで
研摩して使用するにしたがって前記直径の差は変化する
。この差があるため、ロールの位相が合ったときは前記
の差を付加することにもとづいて最大効果が得られ、ロ
ールの位相が反対にあって、互いに向かい合っていると
きは効果は最小となる。その結果、直径の差が増加する
にしたがって増加する“うなり”周波数で偏心が生じる
。ワーク・ロールの偏心は、ワーク・ロールの直径が小
さいため、高い周波数で類似しているが通常率さい効果
を発生する。慎重な調査の結果、圧延加工されたストリ
ソプムこ小さい厚さ変化（たとえば、Ｑ、３　＋ｕのス
トリップではｏ、ｏｏｓ龍からＯ，０１０１會まで）が
みられ、前記厚さ変化の長さは短＜（２５３００ｍ５）
、“空気の抜けたタイヤ”のごときバックアップ・ロー
ルまたはワーク・ロールの異常かつ／または各ロールの
直径に相等した間隔で生じる圧延装置の共振によって生
しることが明らかにされている。

以下、本発明の実施例を図解した添付図面を実施しなが
ら本発明の詳細な説明する。

さて、第１図を参照すれば、代表的な４段圧延装置のス
タンドが概念的に図解されている。このスタンドは単一
のスタンドでもよくあるいは多段圧延装置のスタンドの
うちの１つであってもよい。

各スタンドは、２本のワーク・ロール１０と２本のバッ
クアップ・ロール１２とから構成されている。圧延スタ
ンドは薄いアルミニウムまたは鋼板のごとき被圧延材Ｉ
４を圧延するために動作し、被圧延材１４の厚さを減少
させる働きをする。２木のワーク・ロールはロール・モ
ータ１６により回転駆動され、２本のロール間のギャッ
プはロール・ギャップ制御装置１８により制御される。

ロール・ギャップ制御装置１８は、通常、１対の油圧荷
重シリンダより成り、ロールのそれぞれの側に１つの割
合で配置されていて、ロールの力を軸受台に作用させ、
したがって、バックアップ、ロールを介してワーク・ロ
ールにロール・ギヤ、プ制御力を作用させるようになっ
ている。ロール荷重測定システム２０がロール・アッセ
ンブリに接続されていて、ストリップ１４に付加された
ロールの荷重を測定し、ロールの荷重に対応した電気信
号を発生するようになっている。このような信号を作る
１つの共通した手段は、ロール荷重測定システムをロー
ル・ギャップ制御シリンダに接続することであって、ロ
ール・ギャップ制御シリンダ内の油圧を連続的かつ迅速
に測定し、この結果得られた圧力を表わす電気信号はロ
ールの荷重の現在の大きさを表示する。測定システム２
０により得られた信号は回路２２により調節されるが、
該回路２２は直流成分を取り除いて、残りの回路に供給
される適当な振幅となるようスケールあわせされる。回
路２２の出力は直列に配置された２つの調整可能な狭い
帯域フィルタ２４と２６に供給され、偏心度を測定し、
表示しようとしているロールの速度を表わす速度電気信
号が前記帯域フィルタ２４と２６に供給される。

この実施例では、速度を表わす電気信号は、通常の場合
のように、調査している対象が、バックアップ・ロール
の偏心であるときでさえ、ロール・モータから得られる
。したがって、バックアップ・ロールはワーク・ロール
により罵区動される。

バックアップ・ロールとワーク・ロールとの間の接触圧
力が高いことを考慮すれば、バックアップ・ロールの回
転周波数はワーク・ロールの直径対バックアップ・ロー
ルの直径の比を掛算したモータ速度の関数である。現在
説明しようとしている回路は、バックアップ・ロールの
基本的な偏心を測定し、表示する等のために使用される
ものであるが、作業者側と駆動側との間で得られた値が
大幅に異なることが実際に明らかにされているので、好
適な実施例においてはロール・アッセンブリの両側にそ
れぞれ独立した回路が使用されている。

図解の簡明をはかるため、回路の一方が図示されて説明
されているのにすぎない。２つのフィルタは、通過帯域
の中心周波数がほぼ一定の帯域を保持しながら、速度信
号の値に従って所定の範囲内に自動的に調節されるもの
である。フィルタの動作中心周波数が偏心の周波数に保
持されるよう、出力信号の位相を入力信号の位相にあわ
せてロックすることも可能でなければならない。このこ
とは、フィルタそれぞれに位相ロック・ループを設ける
ことにより実施することができる。各フィルタに必要と
される通過帯域の幅は、バックアップ・ロールの直径が
圧延装置に使用することができるもっとも大きい直径か
らロールが最終的に廃棄される直前に使用されるもっと
も小さい直径に変わるにしたがってバックアップ・ロー
ルの偏心度に応じた信号を通過させる必要性により決定
され、いったん回路が設置されると、このようなロール
の変化を補償するための調節は必要とされない。

フィルタの帯域は、軸受とワーク・ロールの偏心、元の
信号のパルスや調和波のごときその他の荷重変動源を受
は入れないよう十分に狭いものでなければならない。

フィルタ２４に供給される信号はノイズが多くまた、圧
延装置に入ってくる被圧延材の厚さの変化と併せて、バ
ックアップ・ロールとワーク・口−ルと軸受の基本的な
偏心と、加えて基調波間様に重要な調和波と、を表わす
成分を含んだ特性の点で非常に複雑である。このような
信号を位相ロックしようとこころみるにあたっては、圧
延装置にとって実際的ではない２０から３０分のオーダ
の異常に長い時間定数が必要である。しかし、第１のフ
ィルタ２４からの出力信号は比較的“クリーン“であっ
て、この出力信号を第２のフィルタ２６に印加したとき
、妥当な期間、たとえば、スタートから測って２０から
３０秒内に所要の位相ロックを得ることができることが
明らかにされている。この期間は、前のロールから得ら
れた情報を使用することにより後続の作業にあわせて大
幅に短縮することができる。

フィルタ２４または２６の応答特性が第２図に示されて
いる。直径が約１２５から１３５Ｇのバックアップ・ロ
ールを使用し、毎分５００から１５００ｍの速度で運転
される４段圧延装置の場合、適当な中心周波数は３ヘル
ツであって、通過帯域は０から６ヘルツであり、各フィ
ルタのＱファクタは２から１０の範囲にあり、好適には
約３である。２つの特性に必要とされる特殊なマツチン
グの態様は、入力信号の周波数が同じで、（入力信号の
周波数に対応した）制御信号の値が同じである場合、入
力信号と制御信号がどちらもゼロ位相シフトを作らなけ
ればならないことである。

偏心の変化の周波数を正確に測定することは必要ではな
い。なぜなら、位相がロックされた制御可能なフィルタ
はこの値にあわせて中心の通過周波数を自動的に調節し
、対応した出力信号を最大ならしめるものであるから−
である。適当なフィルりとして、ニューヨーク市に所在
するエイ・ピー・サーキット社が販売しているＡＰＶ　
１３Ｐタイプを挙げることができる。

２つの位相からの出力は位相検出器２８に供給され、該
位相検出器２８から出力を供給された該位相制御出力装
置３０は、上述の制御を行なうためフィルタが必要とす
る種類の制御電圧を発生する。位相の誤差に比例した位
相制御出力装置３０からの信号Ｙは乗数回路３２に供給
され、一方、ロール・モータの速度は、これらの速度を
表わす電圧を発生するロール速度測定回路３４に供給さ
れる。該回路３４からの出力は調整兼スケールあわせ回
路３６に供給され、目下調査中のロールの特定の周波数
に対応した信号Ｘを提供する。たとえば、ロール・モー
タ１６はワーク・ロール１０の速度で回転するので、直
径の大きいバックアップ・ロール１２を表わすためには
信号の周波数をスケール・ダウンさせなければならない
。信号Ｘは加算回路３８に供給され、該加算回路３８で
信号Ｘに信号Ｚ　（−Ｘ、Ｙ）が加算される。この信号
Ｚは信号Ｘの一部分（たとえば、約１０％）に制限され
ているので、速度信号がつねに優勢であり、位相ロック
信号は速度信号を上回わることはできない。加算回路３
８からの出力は各フィルタに供給されて、上述のように
フィルタを制御する。

位相制御回路３０は、ストリップまたはコイルを圧延す
るさい使用される平均制御電圧を記憶状態に保持する”
捕捉兼保持”回路を備えているので、ゼロからスタート
したときに位相を同期化させるために別途に必要とする
長い始動期間を設けることを避けるため、前記の情報を
次のストリップまたはコイルのために利用することがで
きる。

位相検出器２８からの出力信号は、位相ロックが生じた
ことを作業者に指示する位相ロック指示器４０に伝達さ
れる。

第２のフィルタ２６からの信号は整流器４２にも送られ
、該整流器４２の２つの出力は時間定数回路４４と４６
をへて２つのディスプレイ４８と５０に供給される。回
路４４の時間定数は短（、たとえば、約３．３秒であり
、前記回路４４の応答は十分に迅速であるので、バック
アンプ・ロールの偏心だけでなく、２本のバックアップ
・ロール間で生じるうなり現象を追跡し、ディスプレイ
４８上に表示することができる。回路４６の時間定数は
長く、たとえば、約５０秒であるので、ディスプレイ５
０は、バックアップ・ロールの偏心のために生じる圧延
荷重力の変動の“にせの平均”を示す。後者のディスプ
レイ５０はサンプル兼保持回路を備えることができるの
で、該回路の出力は圧延加工されたコイルの平均バック
アップ・ロール偏心度レベルを示す。ディスプレイ５０
は、偏心度が所定の値を越えたとき、作業者に可聴かつ
／または可視警報を出す偏心警報装置にも出力する。

本装置はまた、荷重スパイクパルス検出システムを備え
ており、該システムは、受信した信号を連続した低域フ
ィルタ５６は高域フィルタ５８を通して供給して、でき
るだけ好ましくない信号を取り除くようにされたロール
荷重測定システムに直接接続されている信号調整回蕗５
４を備えている。フィルタをかけられた信号は参照数字
６０で表示されている装置で微分され、微分された信号
は、整流器６２をへて比較器６４に供給される。

回路３６によりすでに調整されていて、スパイクパルス
しきい値制御回路６６に供給されるロール速度信号も比
較器６４に供給される。したがって、比較器６４により
スパイクパルスが検知されたレベルあるいは検知されな
かったレベルが圧延装置の速度に従って設定される。ス
パイクパルスしきい値制御回路６６は、作業者により外
部から設定することもできる。比較器６４の出力はパル
ス幅検出器６８に供給され、しかるのち各コイルの端部
でリセフトされる割合制限カウンタ７０に供給される。

ロールの圧延作業の間、所定数より多くのスパイクパル
スがカウンタ７０に計算されると、スパイクパルス警報
装置７２が作動する。したがって、本装置は、金属を圧
延している間におけるロールの円形度に関する圧延装置
のスタンドのロール・アッセンブリにおける品質の情報
をたえず作業者に供給し、異常な状態があのときは操作
担当者に警報する。

本発明を発展させたものが第３図に示されている。第３
図には第１図に対応した部品に同じ参照数字が使用され
ている。第１図で破線７４内に包有された回路要素はす
べて、第３図にサブスクリプトａとｂとＣを付した同等
のブロックとして示されている。したがって、この回路
ではロール荷重測定システム２０からの信号は、バック
アップ・ロール基本偏心測定回路７４ａと、ワーク・ロ
ール基本偏心測定回路７４ｂとバックアップ軸受基本偏
心測定回路７４Ｃに供給され、ロール速度測定回路３４
から得られた速度信号が前記回路すべてに供給される。

補正を確証するに十分な大きさの基本偏心の調和波と測
定回路すなわちロール荷重測定システム２０からの信号
に発見された他の偏心成分のために補足的な回路７４を
用意することができる。これらの回路の出力は集計回路
７６に集められ、該集計回路７６の出力は信号Ｒとして
比率回路７８に供給される。長い時間定数の荷重平均回
路４６は、コンピュータ・メモリの記憶またはモデルか
ら得られるかあるいは厚さ測定装置８２と８４からそれ
ぞれ得られた人口側厚さと出口側厚さから計算された圧
延加工されているストリップの引張応力等に関する情報
を粗打したレジスタ８０に信号を供給する。結果として
得られた信号Ｓは、出口側厚さの測定にもとづいて発生
した信号Ｔといっしょに比率回路７８に供給される。Ｒ
／Ｓ、Ｔの計算の結果より成る出力はディスプレイ兼警
報回路８６に供給される。この出力は、ロール・アッセ
ンブリの偏心のため、呼び厚さのパーセントとして厚さ
偏差を表わし、偏心の成分は集計され、出口側の呼び厚
さのパーセントとして表示される。もし、この比が受は
入れることができない値、たとえば、１．５％または２
％を上回ったレベルまで高まると、ディスプレイ回路８
６は音を出して、圧延装置の作業者に警報するようディ
スプレイ回路８６が設定されている。

ワーク・ロールの偏心とロール軸受の偏心にもとづく圧
延荷重の変動の成分を示すため、補足的なディスプレイ
を設けることができ、また測定装置をすべて使用して圧
延荷重の変動のレベルをトンならびに厚さの変化のパー
セントとして表示することができることは明らかである
。

２つのロール・ギャップ調節装置またはこれに相等した
機械的な螺子式圧力装置を、通常、それぞれ駆動側と作
業者側と呼ばれているロールの両側に１つの割合で設け
ることは、圧延装置では一般に行なわれているやり方で
ある。２つの異なった側で測定される偏心は同じもので
はない。本発明に係る回路が比較的コストが低く、簡単
なおかげで、駆動側と作業者側で別々の指示を行なうこ
とが好ましいことが明らかにされている。この場合、第
１図と第３図の実施例の場合に必要とされる回路をすべ
て２倍用意して、別々に表示を行なう。

本発明はまた、ロール偏心解消制御装置システムの形で
実施することができる。このようなシステムが第４図に
示されており、できるだけ同じ参照数字が使用されてい
る。図示のシステムの特徴は、別々にロール・ギャップ
調整装置を設け、第１図と第３図に示されている場合の
ごとく平均値を求める代わりに別々に補正を行なうよう
にしたことである。したがって、ロール・ギャフブ言周
節装置で測定されるロール荷重が別々に測定され、この
結果得られた信号は各偏心測定回路７４ａ、７４ｂ等に
供給される。これらの測定回路はすべてロール・モータ
から得られる平均速度信号により制御される。実際には
ストリップが巻きつくことを防止するため２つのロール
・モータはわずかに異なった速度で駆動されることがあ
るが、通常、平均速度信号が使用される。それぞれの信
号は、ロール・ギャップ調節装置の圧力流体と該圧力流
体の圧力を測定することによりロール荷重を測定するト
ランスデユーサとの間の物理的な距離により不可避的に
生じる遅延を補償するよう配置された油圧遅延補償回路
８８に供給される。実際にはこの距離はできるだは短く
設定されていることはもちろんのことである。別案とし
て、位相の変化をフィルタ位相ロフク回路に導入するよ
うにしてもよい。比較器８８からの信号は位相リード補
償回路９０に供給される。なお、この位相リード補償回
路９０は、システムの残りの部分より生じた全位相差に
ついて必要な補償を行なうとともに、ゲイン制御回路９
２により発生し、ロール・ギャップ調節装置１８に供給
された制御信号が正確に所要の位相にあって、ロール荷
重測定システム２０により測定された信号のうち測定さ
れた偏心の成分をできるだけ補償し、解消するよう構成
されている。したがって、このシステムは完全な閉ルー
プ・システムである。上述の要領で別個に補償を行なう
ことは必要でないことはもちろんのことである。その代
わり、ロール荷重測定信号を平均し、しかるのち回路７
４と油圧遅延補償装置８８と位置リード補償装置９０と
ゲイン制御装置９２をへて平均されたロール荷重測定信
号を供給することができる。

アルミニウムの薄板を生産する１つのプロセスにおいて
は、アルミニウムは１２龍（Ａ＃）と２５重■（１″）
の間の厚さに鋳造されるか高温で圧延され、４段ホ・ノ
ド・ミルで約３回から５回までのパスで高温の状態で厚
さが約３から４ｍｌまでの製品に薄肉に圧延加工される
。引き続き、この材料は、全厚さの約±１．５％に相等
した±０．００５ＴＡ鶴という最大厚さ変動を伴って約
０．３鰭の厚さの缶用材料となるよう薄肉に圧延加工さ
れる。このような正確な厚さ制御は０．７５　ｍの厚さ
で実施することは困難なことではないが、前記の値より
薄くなればなるほどますます困難なものになる。このよ
うな薄い材料を圧延加工する代表的な４段ミルのワーク
・ロールの平均直径は約５０から５５龍までであり、バ
ックアップ・ロールの平均直径は約１２５から１３５−
までである。

第５ａ図より第５ｂ図までは、５ヘルツの帯域フィルタ
を使用して得られた圧延荷重の軌跡を示す。軌跡５ａは
両側の間で平均したものであって、呼び圧延荷重はロー
ル・スタンドの全荷重、すなわち、８００トンである。

第５ｂ図は、駆動側について上記のものに対応した軌跡
を示し、第５Ｃ図は、作業者側について上記のものに対
応した軌跡を示す。駆動側と操作担当者側の両方とも、
４００トンの呼び圧延荷重で運転されている。

第６ａ図より第６Ｃ図までは、全圧延荷重について得ら
れた周波数スペクトルを示す。第６ａ図は、全体の平均
値を示し、一方、第６ｂ図と第６Ｃ図はそれぞれ、駆動
側の荷重と作業者側の荷重について得られたスペクトル
を示す。次の第１表は、いろいろな調和波がロール・ス
ペクトルにどのように関与したかを解析した結果を示し
、少なくとも第２調和波に対する補償により重要な補償
が行なわれたことを示す。これらの図は、偏心解消制御
装置を使用しないで得られた図である。

トータル　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
％Ｂ／Ｕ基調波（１，８７５ヘルツ）　　　　　　　　
　　　５５％Ｂ／Ｕ第２の調和波（３，７５ヘルツ）　
　　　　　　　１９％Ｂ／Ｕ第３の調和波（５，６２５
ヘルツ）２％Ｂ／Ｕ第４の調和波（７，５０ヘルツ）　
　　　　　　　１％トータル　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１００％Ｂ／Ｕ基調波（１，８７５ヘル
ツ）　　　　　　　　　　　２９％Ｂ／Ｕ第２の調和波
（３，７５ヘルツ）　　　　　　　２７％Ｂ／Ｕ第３の
調和波（５，６２５ヘルツ）　　　　　　　　　２％Ｂ
／Ｕ第４の調和波（７，５０ヘルツ）１９＜トータル　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１００％Ｂ／Ｕ基
調波（１，８７５ヘルツ）　　　　　　　　　　　（ｊ
３％Ｂ／１１第２の調和波（３，７５ヘルツ）　　　　
　　　　１５％Ｂ／Ｕ第３の調和波（５，６２５ヘルツ
）　　　　　　　　　１％Ｂ／Ｕ第４の調和波（７，５
０ヘルツ）　　　　　　　　　１％第７ａ図より第７ｃ
図までは、偏心解消制御装置を使用した状態で得られる
同様の圧延荷重の軌跡を示したものであって、得られた
ピーク値まで軌跡のピークを大幅に減少させたことを示
す。したがって、この試験では、バックアップ・ロール
の基調波の周波数の振幅が３９％減少し、すべての周波
数を含めて全負荷の変動が１０％減少した。

全荷重の変動は同じ量減少しなかった。なぜなら、上記
のように、バックアップ・ロールの基調波の周波数は１
つの成分にすぎず、調和波により構成される他の成分の
周波数とワーク・ロールの周波数は特記すべきほど重要
であるからである。

第８ａ図と第８ｂ図は、偏心解消制御装置と回路を使用
した状態で得られた同様の圧延荷重スペクトルであって
、周波数のピークが大幅に減少したことをはっきりと理
解することができる。これらの周波数がどのように関与
しているかは次の第２表に詳記されている通りである。

トータル　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
％Ｂ／Ｕ　！調波（１，８７５ヘルツ）　　　　　　　
　　　　２２％Ｂ／ｌｌ第２の調和波（３，７５ヘルツ
）　　　　　　　２７％Ｂ／Ｕ第３の調和波（５，６２
５ヘルツ）　　　　　　　　２％Ｂ／Ｕ第４の調和波（
７，５０ヘルツ）　　　　　　　　２％トータル　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１００％Ｂ／Ｕ基調波
（１、８７５ヘルツ）　　　　　　　　　　　１５％Ｒ
／Ｕ第２の調和波（３，７５ヘルツ）　　　　　　　３
２％Ｂ／Ｕ第３の調和波（５，６２５ヘルツ）　　　　
　　　　　２％１’ｌ／Ｕ第４の調和波（７，５０ヘル
ツ）　　　　　　　　２％トータル　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１００％Ｂ／Ｕ基調波（１，８７５
ヘルツ）　　　　　　　　　　　４３％Ｂ／ｌｌ第２の
調和波（３，７５ヘルツ）　　　　　　　２６％Ｂ／Ｕ
第３の調和波（５，６２５ヘルツ）　　　　　　　　　
２％Ｂ／Ｕ第４の調和波（７，５０ヘルツ）　　　　　
　　　　１％第５ｂ図と第５ｃ図ならびに第７ｂ図と第
７ｃ図を比較すれば、偏心解消制御装置を使用しない場
合、バックアップ・ロールの作業者側における基調波の
周波数の荷重変動が駆動側における荷重変動の２倍以上
も大きかったことと、偏心解消制御装置が機能した場合
、この比を抑えることができたことは明らかである。な
お、偏心制御装置が作動していない場合、駆動側におけ
る第２の調和波周波数が基調波の周波数とほぼ同じ大き
さであった。作業者側のバックアップ・ロールの基調波
の周波数と駆動側のバックアップ・ロールの基調波の周
波数との間の位相差は観察された試験では無視すること
ができるものであったが、このことはつねに当たってい
るとみなすべきではない。これらの曲線が得られたプロ
トタイプ・システムは全荷重が作用した状態でバックア
ップ・ロールの周波数で動作するよう設計されているが
、個々の側の作用が測定されながら動作するよう設計さ
れてはいない。したがって、一方の側と他方の側との間
の差の補償は平均されるだけである。しだがって、信号
を平均する代わりに個々の調和波周波数を検知して補償
するようにすれば改善された結果を期待することができ
よう。

これらのグラフは、幅１．２５０富朧のアルミニウム・
コイルを圧延加工するにさいし、毎分５００ｍの速度で
０．９４　鶴から０．５９　重＊までの厚さまで薄く圧
延加工する粗圧延加工バスの間に得られるものである。

圧延装置のスペクトルの波形はバックアップ・ロールの
偏心の脈動がピークのとき得られたものであって、呼び
圧延荷重は約７２５．０００ｋｇであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るＩＭｉのロール偏心測定装置の
構成を概念的に図解したブロック線図。第２図は、電圧
と周波数の関係を図解するとともに、本発明に使用され
ているフィルタ回路の通過帯域と位相シフトを表わした
ものである。第３図は、本発明に係る多重偏心測定装置
の構成を概念的に示したブロック線図。第４図は、本発
明に係る圧延装置における偏心を解消するシステムを概
念的に図解したブロック線図。第５ａ図より第５ｃ図ま
では、圧延スタンドで観察される圧延荷重の記録計に現
われた軌跡を示したもので、第５ａ図は、圧延装置全体
の荷重の状態を示し、第５ｂ図は、圧延装置の駆動側に
現われる荷重の状態を示し、第５ｃ図は、圧延装置の作
業者側に現われる負荷の状態を示す、第６ａ図より第６
ｃ図までは、圧延装置全体に現われる圧延荷重の周波数
スペクトルの軌跡と駆動側に現われる周波数スペクトル
の軌跡と作業者側に現われる周波数スペクトルの軌跡を
表わし、バックアップ・ロールの基調波とその調和波が
生じる周波数を示す。第７ａ図より第７ｃ図まではそれ
ぞれ、第５ａ図より第５Ｃ図までに類似した軌跡を表わ
し、本発明に係る偏心補正システムの動作の効果を示す
。第８ａ図より第８ｃ図まではそれぞれ、第６ａ図より
第６ご図までに類似した軌跡を表わし、本発明に係る偏
心補正システムの動作の効果を示す。 １０−・−ワーク・ロール、　　１２−バックアップ・
ロール、　１４・・−被圧延材、　　１６−・ロール・
モータ、　　１８−ロール・ギャップ制御装置、２０−
ロール荷重測定システム、　　２２−・・−信号調整兼
スケールあわせ回路、　２４．２６−帯域フィルタ、　
２８−位相検出器、　３ｏ−位相制御装置、　３２−・
乗数回路、　３４・−ロール速度測定回路、　３６−・
調整兼スケールあわせ回路、　３８−　　加算回路、　
４０−位相ロック指示器、　４２・−・・整流器、　４
４．４６・一時間定数回路、　４８．５０・−ディスプ
レイ、５２・−・偏心度警報装置、　５４−信号調整回
路、５６−・低域フィルタ、　　５８−高域フィルタ、
６０−微分器、　６２・・−整流器、　６４−・・比較
器、　　６ロースパイクパルスしきい値′ＭＪ御回路、
６８−・パルス幅検出器、　７０−・・割合制限カウン
タ、　　７２・・・スパイクパルス警報装置、７４・−
補足的な回路、　７４ａ−バックアップ・ロール基本偏
心回路、　　７４　ｂ−ワークロール基本偏心回路、　
７４ｃｍバックアップ軸受基本偏心回路、　７６・−集
計回路、　７日−比率回路、　８０・・−レジスタ、　
８２−・＝入口側厚さ測定装置、　８４−出口側厚さ測
定装置、８６−ゾイスプレイ兼警報回路、　８８・−油
圧遅延補償回路、　　９０・−一位相リード補償回路、
９２・・・ゲイン制御回路。 出Ｉ頭人　：　アルキャン　インターナショナルリミテ
ッド 婬１　図 第６ｃＬ区 第６ｂ図 建７ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延装置に使用されているロールの偏心を検出し、
   測定し、表示する装置であって、 ワーク・ロール間に付加される圧延圧力の現在の大きさ
   を表わす電気的な圧力信号を発生する手段と、 印加された電気的な信号に従って圧延圧力を変える手段
   と、 検出し、測定し、表示しようとする偏心をもったロール
   の回転速度を少なくともおおざっぱに表わす電気的な速
   度信号を発生する手段と、ロールの偏心を表わす周波数
   の信号の変化を通過させるような帯域特性をもった狭い
   帯域フィルタに前記電気的な圧力信号を供給する手段と
   、 ロールの速度に従ってフィルタの帯域特性を変えるよう
   帯域フィルタに電気的な速度信号を供給する手段と、 フィルタをかけられた信号を受信し、該信号にもとづい
   て電気的なディスプレイ信号を発生する手段と、 ロールの偏心の大きさを示すよう作業者の検討に供する
   ため目視可能なディスプレイに前記電気的なディスプレ
   イ信号を印加する手段とより成ることを特徴とする装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、フィ
   ルタされた電気信号を受信する手段が、ロールの偏心を
   表わす周波数の信号を変えるような帯域特性の第１のフ
   ィルタと同じ特性の帯域特性の帯域フィルタより成るこ
   とと、電気的な速度信号を供給する前記手段が、ロール
   の速度に従ってフィルタの帯域特性を変えるよう第２の
   帯域フィルタに前記信号を供給することと、前記電気的
   なディスプレイ信号が前記第２のフィルタから得られる
   こととを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置で
   あって、本装置がさらに、入力信号に関する各フィルタ
   から到来したフィルタをかけられた出力信号の位相を制
   御し、互いに位相がロックされた同期状態に前記信号を
   維持する手段を備えていることを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項より第３項までのいずれか１
   項に記載の装置であって、検出し、測定し、表示しよう
   とする偏心それぞれにあわせて別個の狭い帯域フィルタ
   が設けられていることと、前記電気的な圧力信号を供給
   する前記手段が並列に配置された前記帯域フィルタに信
   号を供給することと、フィルタをかけられた信号を受信
   する前記手段が前記信号にもとづいて電気的なディスプ
   レイ信号を発生することとを特徴とする装置。 ５、特許請求の範囲第１項より第３項までのいずれか１
   項に記載の装置であって、基本的な偏心と、検出し、測
   定し、表示しようとする前記基本的な偏心の調和波とに
   あわせて別個の狭い帯域フィルタが設けられていること
   と、前記電気的な圧力信号を供給する前記手段が並列に
   配置された前記帯域フィルタに信号を供給することと、
   フィルタされた信号を受信する前記手段が前記信号にも
   とづいて電気的なディスプレイ信号を発生することとを
   特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲の第４項または第５項に記載の装置
   であって、狭い帯域フィルタそれぞれからフィルタされ
   た電気信号を受信する手段が、第１のフィルタと同じ特
   性であって、ロールの偏心を表わす周波数の信号変化を
   通過させるような帯域特性の第２の狭い帯域フィルタよ
   りなることと、電気的な速度信号を供給する前記手段が
   ロールの速度に従ってフィルタの帯域特性を変えるよう
   第２の帯域フィルタに前記信号を供給することと、電気
   的なディスプレイ信号が第２のフィルタより得られるこ
   ととを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載の装置であって、本装
   置がさらに、入力信号に関しフィルタをかけられた出力
   信号の位相を制御し、互いに位相がロックされた同期状
   態に前記信号を維持する手段を備えていることを特徴と
   する装置。 ８、特許請求の範囲第１項より第７項までのいずれか１
   項に記載の装置であって、フィルタをかけられた信号が
   短い時間定数の回路に供給され、該回路の出力が偏心の
   軌跡を表示するディスプレイに供給されることを特徴と
   する装置。 ９、特許請求の範囲第１項より第８項までのいずれか１
   項に記載の装置であって、フィルタをかけられた信号が
   長い時間定数の回路に供給され、該回路の出力が偏心の
   平均を表示するディスプレイに供給されることを特徴と
   する装置。 １０、特許請求の範囲第１項より第９項までのいずれか
   １項に記載の装置であって、フィルタをかけられた信号
   がスパイクパルス検出器回路に供給され、該回路の出力
   が、所定の大きさより大きいスパイクパルスの発生の数
   または割合を計数するスパイクパルスしきい値兼計数回
   路に供給されることを特徴とする装置。 １１、前記帯域フィルタが基本的なバックアップ・ロー
   ルの偏心の帯域特性を備えていて、フィルタされたバッ
   クアップ・ロール信号を発生するよう構成された特許請
   求の範囲第１項より第１０項までのいずれか１項記載の
   装置であって、該装置がさらに、 基本的なワーク・ロールの偏心の帯域特性を備えていて
   、フィルタをかけられたワーク・ロール信号を発生する
   第２の帯域フィルタと、ワーク・ロールの速度に従って
   帯域特性を変えるよう第２の帯域フィルタに電気的な速
   度信号を供給する手段と、 合計された信号を与えるようバック・アップ・ロールと
   ワーク・ロールのフィルタをかけられた信号を合計する
   合計回路と、 電気的な圧延荷重の平均信号を提供する回路手段と、 合計された信号と圧延荷重の平均信号との比を表わす分
   割された信号を与えるよう平均信号により合計された信
   号を分割する回路分割手段前記分割と信号の結果が所定
   値を越えて増加したとき、前記結果を表示するディスプ
   レイ手段と を備えていることを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載の装置であって、
   本装置がさらに、 バックアップ・ロールの軸受の偏心の帯域特性を有し、
   フィルタをかけられた軸受信号を発生する第３の帯域フ
   ィルタと、 バックアップ・ロールの速度に従って帯域特性を変える
   よう第３の帯域フィルタに電気的な速度信号を供給する
   手段と を備えており、 フィルタをかけられた軸受信号が合計回路に供給されて
   、バックアップ・ロールの信号ならびにワーク・ロール
   のフィルタをかけられた信号と合計されることと を特徴とする装置。 １３、前記フィルタをかけられた電気的な信号が信号Ｒ
   として比回路に供給されるよう構成された特許請求の範
   囲第１項より第１２項までのいずれか１項に記載の装置
   であって、本装置がさらに、 荷重を平均する信号を提供する長い時間定数の荷重を平
   均する回路と、 圧延されているストリップの引張応力等に関する情報を
   包有していて、対応した出力信号Ｓを発生するよう前記
   荷重を平均する信号が供給されるレジスタ回路と、 ストリップの出口厚さ信号Ｔを発生する手段と、 偏心のため呼び厚さのパーセントとして厚さの持続を表
   示する出力信号Ｒ／Ｓ．Ｔを得るよう比回路に信号Ｓと
   Ｔを供給する手段と、 前記信号Ｒ／Ｓ．Ｔをディスプレイに供給する手段と を備えていることを特徴とする装置。 １４、圧延装置に使用されているロールの偏心を検出し
   、補正する装置であって、 ワーク・ロール間に付加される圧延圧力の現在の大きさ
   を表わす電気的な圧力信号を発生する手段と、 印加された電気的な補正信号に従って圧延圧力を変える
   手段と、 補正しようとする偏心をもったロールの回転速度を少な
   くともおおざっぱに表わす電気的な速度信号を発生する
   手段と、 ロールの偏心を表わす周波数の信号の変化を通過させる
   ような帯域特性の狭い帯域フィルタに前記電気的な圧力
   信号を供給する手段と、ロールの速度に従ってフィルタ
   の帯域特性を変えるよう帯域フィルタに電気的な速度信
   号を供給する手段と、 フィルタをかけられた信号を受信し、該信号にもとづい
   て前記電気的な補正信号を発生し、ロールの偏心にあわ
   せて少なくとも部分的に補正するようロール圧力変更手
   段に前記信号を印加する手段と より成ることを特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載の装置であって、
   フィルタをかけられた電気信号を受信する手段が、第１
   のフィルタと同じ特性であって、ロールの偏心を表わす
   周波数の信号の変化を通過させるような帯域特性の第２
   の狭い帯域フィルタより成ることと、電気的な速度信号
   を供給する前記手段がロールの速度に従ってフィルタの
   帯域特性を変えるよう第２の帯域フィルタに前記信号を
   供給することと、前記電気的な補正信号が前記第２のフ
   ィルタより得られることとを特徴とする装置。 １６、特許請求の範囲第１４項または第１５項に記載の
   装置であって、本装置がさらに、電気的な入力信号に関
   する各フィルタから到来したフィルタをかけられた出力
   信号の位相を制御し、互いに位置がロックされた同期状
   態に前記信号を維持する手段を備えていることを特徴と
   する装置。 １７、特許請求の範囲第１４項より第１６項までのいず
   れか１項に記載の装置であって、検出し、補正しようと
   する偏心それぞれにあわせて別個の狭い帯域フィルタが
   設けられていることと、前記電気的な圧力信号を供給す
   る前記手段が並列に配置された前記帯域フィルタに信号
   を供給することと、フィルタをかけられた信号を受信す
   る前記手段が該信号にもとづいて電気的な補償信号を発
   生することとを特徴とする装置。 １８、特許請求の範囲第１４項より第１６項までのいず
   れか１項に記載の装置であって、基本的な偏心と、検出
   し、補償しようとする前記基本的な偏心の調和波とにあ
   わせて別個の狭い帯域フィルタが設けられていることと
   、前記電気的な圧力信号を供給する前記手段が並列に配
   置された前記帯域フィルタに信号を供給することと、フ
   ィルタをかけられた信号を受信する前記手段が前記信号
   にもとづいて電気的な補償信号を発生することとを特徴
   とする装置。 １９、特許請求の範囲第１７項または第１８項に記載の
   装置であって、狭い帯域フィルタのそれぞれからフィル
   タをかけられた電気信号を受信する手段が、第１のフィ
   ルタと同じ特性であって、ロールの偏心を表わす周波数
   の信号変化を通過させるような帯域特性の第２の狭い帯
   域フィルタより成ることと、電気的な速度信号を供給す
   る前記手段がロールの速度に従って、フィルタの帯域特
   性を変えるよう第２の帯域フィルタに前記信号を供給す
   ることと、前記電気的な補償信号が前記第２のフィルタ
   より得られることとを特徴とする装置。 ２０、特許請求の範囲第１９項に記載の装置であって、
   本装置がさらに、電気的な入力信号に関する第２のフィ
   ルタからのフィルタをかけられた出力信号の位相を制御
   し、互いに位相がロックされた同期状態に前記信号を維
   持する手段を備えていることを特徴とする装置。 ２１、前記帯域フィルタが基本的なバックアップ・ロー
   ルの偏心の帯域特性を備えていて、フィルタされたバッ
   クアップ・ロール信号を発生するよう構成された特許請
   求の範囲第１４項より第２０項までのいずれか１項に記
   載の装置であって、該装置がさらに、 基本的なワーク・ロールの偏心の帯域特性を備えていて
   、フィルタをかけられたワーク・ロール信号を発生する
   第２の帯域フィルタと、ワーク・ロールの速度に従って
   帯域特性を変えるよう第２の帯域フィルタに電気的な速
   度信号を供給する手段と、 合計された信号を与えるようバックアップ・ロールとワ
   ーク・ロールのフィルタをかけられた信号を合計する合
   計回路と、 合計された信号にもとづいて合計された補正信号を発生
   し、該信号をロール圧力を変える手段に印加する手段と を備えていることを特徴とする装置。 ２２、特許請求の範囲第２１項に記載の装置であって、
   該装置がさらに、 バックアップ・ロール軸受の偏心の帯域特性を有し、フ
   ィルタをかけられた軸受信号を発生する第３の帯域フィ
   ルタと、 バックアップ・ロールの速度に従って帯域特性を変える
   よう第３の帯域フィルタに電気的な速度信号を供給する
   手段と を備えていて、 フィルタをかけられた軸受信号が合計回路に供給されて
   、フィルタをかけられたバックアップ・ロールの信号な
   らびにワーク・ロールの信号と合計されること を特徴とする装置。 ２３、前記フィルタをかけられた電気信号が信号Ｒとし
   て比回路に供給されるよう構成された特許請求の範囲第
   １４項より第２２項までのいずれか１項に記載の装置で
   あって、本装置がさらに、 荷重を平均する信号を提供する長い時間定数の荷重を平
   均する回路と、 圧延されているストリップの引張応力等に関する情報を
   包有していて、対応した信号Ｓを発生するよう前記荷重
   を平均する信号が供給されるレジスタ回路と、 ストリップの出口厚さ信号Ｔを発生する手段偏心のため
   呼び厚さのパーセントとして厚さの持続を表示する出力
   信号Ｒ／Ｓ．Ｔを得るよう比回路に信号ＳとＴを供給す
   る手段と、 前記信号Ｒ／Ｓ．Ｔをディスプレイに供給する手段と を備えていることを特徴とする装置。