專利名稱：板厚控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置在軋制金屬材料的軋機上、控制軋制的金屬材料(軋制材 料)的板厚變動的板厚控制裝置。
背景技術(shù)：
薄板軋制及厚板軋制的質(zhì)量控制之一，有控制軋制材料的寬度方向中間部
分的板厚的自動板厚控制(Automatic Gage Control: AGC)。作為實施該自動 板厚控制的具體的板厚控制方法，例如，可以舉出有將設(shè)置在軋機出口側(cè)的板 厚計的測定值進行反饋的監(jiān)控AGC、使用根據(jù)壓制載荷及輥隙(上下軋輥的間隙) 推定的厚度計板厚的厚度計AGC(Gage Meter AGC: GM-AGC)、以及利用軋制載 荷的軋機常數(shù)可變控制(Mill Modulus Control: MMC)等。
在上述自動板厚控制中，在妨礙板厚精度提高的干擾中，在熱軋中例如可 以舉出有軋材的溫度變動。另外，作為熱軋及冷軋中共同的干擾，例如可以舉 出有因張力控制的惡化而產(chǎn)生的張力變動、因操作人員的手動操作而引起的速 度或輥隙的變化、以及因輥結(jié)構(gòu)或輥研磨精度差等而與輥的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)聯(lián)所 產(chǎn)生的輥偏心等。
主要在支承輥的含油軸承中的油注入用的鍵槽受到幾百噸到2 3千噸的 大的軋制載荷時，這些干擾中，上述輥偏心的產(chǎn)生成為引起軸振動的原因。而 且，若因輥偏心而產(chǎn)生軸振動，則隨著輥的旋轉(zhuǎn)，還產(chǎn)生輥隙的變動。另外， 即使是沒有鍵槽的輥，例如輥研磨時的不對稱性及熱膨脹的偏移等原因，也產(chǎn) 生與輥旋轉(zhuǎn)有關(guān)的輥隙的變動。
這里，控制輥隙的裝置是將輥隙檢測器的檢測值進行反饋，來控制壓下裝 置等，使得輥隙接近設(shè)定值。但是，與輥偏心等的輥的軸振動有關(guān)的干擾，不 能利用輥隙檢測器來檢測，即，輥的軸振動在輥隙檢測器的檢測值中不能顯現(xiàn) 出。因此，即使使用輥隙檢測器，也不能控制與輥的軸振動有關(guān)的干擾。但是，
與上述輥的軸振動有關(guān)的干擾，由于實際上使輥隙變動，因此在軋制載荷中顯 現(xiàn)出。因而，與輥軸振動有關(guān)的干擾在對于板厚控制是利用軋制載荷的上述
匪C、 GM-AGC等中，成為妨礙板厚精度提高的很大的主要因素。
另外，為了減少因軸振動等的輥偏心而引起的干擾，以往實施了輥偏心控 制。該輥偏心控制已知主要有以下的三種控制方法。
另外，在以下，在僅用上下2個軋輥構(gòu)成的、所謂2Hi軋機的情況下，在 用上下2個軋輥及上下2個支承輥的4個輥構(gòu)成的、所謂4Hi軋機的情況下， 在用上下2個軋輥及上下2個中間輥及上下2個支承輥的6個輥構(gòu)成的、所謂 6Hi軋機的情況下，以及在其它的情況下，都可以同樣考慮。因而，將軋輥表 示為工作輥(Work Roll: WR)，將支承輥等的軋輥以外的輥表示為輔助輥(Back UP Roll: BUR)。
(A) 輥偏心控制1
在軋制軋材之前，在使上下工作輥接觸并加以一定的載荷的狀態(tài)(接觸輥 (kiss roll)狀態(tài))下使輥旋轉(zhuǎn)，檢測接觸輥時載荷。然后，將檢測的接觸輥時 載荷進行高速傅里葉變換等，來分析輥偏心頻率。軋制中，假定產(chǎn)生分析的頻 率的輥偏心，則不實施利用軋制載荷的反饋控制，輸出輥隙操作量，以減少因 假定的上述輥偏心而產(chǎn)生的影響(例如，參照專利文獻1及2)。
(B) 輥偏心控制2
利用設(shè)置在軋機出口側(cè)的板厚計測定板厚變動。然后，將利用板厚計測定 的板厚變動與輥的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)聯(lián)，計算板厚偏差，并根據(jù)計算的板厚偏差， 來操作輥隙，以減少因輥偏心而引起的板厚變動(例如，參照專利文獻3)。
(C) 輥偏心控制3
在軋材的軋制中，取入軋制載荷，并根據(jù)取入的軋制載荷來提取輥偏心分 量。然后，將提取的輥偏心分量變換為輥隙信號，來操作輥隙，以便抑制因輥 偏心而引起的軋制載荷變動(例如，參照專利文獻4)。
專利文獻l:日本專利特開昭60-141321號公報
專利文獻2:日本專利特開昭62-254915號公報
專利文獻3:日本專利特開平11-77128號公報
專利文獻4:日本專利特開2002-282917號公報
在專利文獻1及2所述的上述輥偏心控制l所示的方法中，由于是根據(jù)接 觸輥時載荷來分析輥偏心頻率，并根據(jù)該分析結(jié)果來控制軋制中的輥隙操作 量，因此具有不能實現(xiàn)高精度的板厚控制的問題。即，在上述輥偏心控制l所 示的方法中，是將與輥的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的載荷的變動分量假定為正弦 波，但在實際的載荷的變動分量中，不僅顯現(xiàn)出最低次的頻率、即基頻的頻率
分量，也有時顯現(xiàn)出基頻的2倍、3倍及其以上的頻率分量。因此，在加以復(fù) 合的干擾的情況下，具有難以確定使哪個頻率的干擾減少的問題。
再有，輥偏心一般是輔助輥產(chǎn)生的原因比較多，但由于因工作輥的研磨狀 態(tài)或熱膨脹等也能夠產(chǎn)生，因此軋制中輥偏心的原因有時在變化。另外，關(guān)于 接觸輥時載荷的變動量的振幅，軋制的軋材的硬度等為主要因素，多數(shù)情況下 與軋制載荷的變動量的振幅不同。因此，難以對輥偏心頻率進行正確分析。
在專利文獻3所述的上述輥偏心控制2所示的方法中，能夠采用板厚控制 的軋機限于在其出口側(cè)設(shè)置了板厚計的軋機。另外，例如在用7臺機架構(gòu)成的 熱軋薄板串聯(lián)軋機的情況下，作為產(chǎn)品板厚變動，雖然因后級的第5、第6、 第7機架的輥偏心而引起的板厚變動容易顯現(xiàn)，但一般板厚計設(shè)置在第7機架 出口側(cè)。在這種情況下，不能控制因第5、第6機架的輥偏心而引起的板厚變 動，具有不能實現(xiàn)高精度的板厚控制的問題。
再有，為了從軋機機架到配置在它的出口側(cè)的板厚計之間正確進行軋材的 跟蹤，必須正確取得軋材速度。該軋材速度能夠根據(jù)輥圓周速度及前滑率進行 計算，但對于能夠?qū)崪y的輥圓周速度來說，前滑率是預(yù)測值。因此，軋材速度 中包含誤差，還具有不能實現(xiàn)正確跟蹤的問題。
在專利文獻4所述的上述輥偏心控制3所示的方法中，由于使用輥隙操作 中實際產(chǎn)生的軋制載荷的變動，因此與上述輥偏心控制1及2所示的方法相比， 能夠直接控制對板厚的影響大的變動分量，能夠正確反映因經(jīng)過軋制而變化的 輥的狀態(tài)。另外，由于不需要考慮軋材的傳送，因此也不會像輥偏心控制2的 情況那樣產(chǎn)生跟蹤誤差。
但是，由于為了提取輥偏心分量，而必須采集軋制載荷的實際值，因此具 有在軋制開始后輔助輥旋轉(zhuǎn)1圈的期間不能實施高精度的板厚控制的問題。另 外，在上下配置的輔助輥直徑不同時，與上下配置具有相同直徑的輔助輥時相
比，還具有難以實施高精度的板厚控制的問題。
另外，在以下，說明上下配置的輔助輥的直徑不同時、難以進行高精度的 板厚控制的理由。
進行金屬材料軋制的軋機， 一般比較多的是驅(qū)動工作輥的方式。在這種情 況下，l個或串聯(lián)連接的電動機的動力通過副齒輪等向工作輥傳遞，利用傳遞 的動力來驅(qū)動上下工作輥。這里，為了使上下工作輥的圓周速度相同，對于被
驅(qū)動的工作輥的直徑以約O. 5ram以內(nèi)的精度進行管理。另外，不被驅(qū)動的輔助 輥的直徑管理就不那么嚴格，也有時它的直徑有10%以上的不同。而且，在上 下輔助輥產(chǎn)生直徑差時，除了因輥偏心而產(chǎn)生的短周期的軋制載荷的變動，還 加上產(chǎn)生被稱之為擺動或起伏的長周期的軋制載荷的變動。
圖8所示為上下輔助輥的直徑差及輥偏心對于軋制載荷及輥隙的影響的波 形圖，(a)所示為軋制載荷變動的仿真結(jié)果，(b)所示為輥隙變動的仿真結(jié)果。 另外，圖8(a)及(b)都是作為上輔助輥的直徑是1170mm、下輔助輥的直徑是 1260隱的計算的結(jié)果。另外，圖8(b)的虛線表示因上輔助輥的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的 間隙變動，點劃線表示因下輔助輥的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的間隙變動，實線表示因上下 輔助輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的全部的間隙變動。
在圖8中，在上下輔助輥產(chǎn)生直徑差時，因其旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的各間隙變動表 現(xiàn)作為周期不同的正弦波。而且，通過將上述各間隙變動疊加而得到的全部的 間隙變動、以及軋制載荷變動，具有因上下輔助輥的旋轉(zhuǎn)(輥偏心)而產(chǎn)生的 約0. 5秒左右的短周期的波分量；以及因上下輔助輥的直徑差而產(chǎn)生的約4. 5 秒左右的長周期的起伏分量。
另外，由于圖8是表示仿真結(jié)果，因此容易將間隙變動分解為上下的輔助 輥來表示。但是，實際上，軋制載荷及輥隙都不能對上下方向只檢測l個值。 即，多數(shù)情況下對軋機在軋材的寬度方向的至少2個地方、即作業(yè)側(cè)(Work Side: SD)及電動機側(cè)(Drive Side: DS)設(shè)置載荷檢測器，能夠?qū)S及DS獨 立測定軋制載荷。但是，在其測定原理上，不能獨立檢測上下的工作輥的軋制 載荷。另外，在上下的輔助輥有直徑差時，由于上下的輔助輥的轉(zhuǎn)速也產(chǎn)生差 異，因此在以上下的某一方的輔助輥的轉(zhuǎn)速作為基準時，就不考慮另一方的輔 助輥的轉(zhuǎn)速。因而不能充分抑制因輥偏心而引起的軋制載荷的變動。
為了解決上述問題，如輥偏心控制3所示的方法那樣，必須將上下的輔助
輥分開考慮。g卩，必須從全部的軋制載荷變動確實分解為因上輔助輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn) 生的軋制載荷變動及因下輔助輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變動，并根據(jù)分解的上
下的各軋制載荷變動來實施控制。但是，專利文獻4中，關(guān)于它的具體方法什 么也沒有揭示。
本發(fā)明正是為了解決上述那樣的問題而提出的，其目的在于提供一種板厚 控制裝置，該板厚控制裝置能夠確實分解為因上側(cè)輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變 動及因下側(cè)輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變動，并根據(jù)分解的各軋制載荷變動來控 制輥隙，通過這樣以高精度實施板厚控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)的板厚控制裝置，設(shè)置在軋制金屬材料的軋機上、控制因軋機 機架的上下工作輥及上下輔助輥的輥偏心而引起的板厚變動，具有檢測接觸 輥時載荷及軋制載荷的載荷檢測器；接觸輥時載荷變動提取單元，該接觸輥時 載荷變動提取單元根據(jù)在上下工作輥及上下輔助輥的多個旋轉(zhuǎn)位置利用載荷 檢測器檢測的接觸輥時載荷，分別提取接觸輥時載荷的、各旋轉(zhuǎn)位置的因上工 作輥及上輔助輥的輥偏心而引起的變動分量、以及各旋轉(zhuǎn)位置的因下工作輥及 下輔助輥的輥偏心而引起的變動分量；軋制載荷變動提取單元，該軋制載荷變 動提取單元根據(jù)利用接觸輥時載荷變動提取單元分別提取的接觸輥時載荷的 各變動分量，分別提取在各旋轉(zhuǎn)位置利用載荷檢測器檢測的軋制載荷的、各旋 轉(zhuǎn)位置的因上工作輥及上輔助輥的輥偏心而引起的變動分量、以及各旋轉(zhuǎn)位置 的因下工作輥及下輔助輥的輥偏心而引起的變動分量；操作量運算單元，該操 作量運算單元根據(jù)利用該軋制載荷變動提取單元分別提取的軋制載荷的各變 動分量，計算與各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)的輥隙指令值，以便減少軋制的金屬材料的 板厚變動；以及根據(jù)操作量運算單元計算的輥隙指令值，與各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng) 操作輥隙的輥隙操作單元。
根據(jù)本發(fā)明，能夠確實分解為因上側(cè)輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變動及因下 側(cè)輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變動，并根據(jù)分解的各軋制載荷變動來控制輥隙， 通過這樣以高精度實施板厚控制。


圖1所示為本發(fā)明實施形態(tài)1中的板厚控制裝置的整體構(gòu)成圖。 圖2所示為測定的軋制載荷的概念圖。
圖3為說明工作輥與輔助輥的位置關(guān)系用的說明圖。 圖4所示為隨著輔助輥的轉(zhuǎn)角的變化而軋制載荷變動的曲線圖。 圖5為說明本發(fā)明實施形態(tài)1中的接觸輥時載荷變動提取單元的動作用的 說明圖。
圖6所示為本發(fā)明實施形態(tài)1中的板厚控制裝置的主要部分的構(gòu)成圖。 圖7所示為本發(fā)明實施形態(tài)2中的板厚控制裝置的整體構(gòu)成圖。 圖8所示為上下輔助輥的直徑差及輥偏心對于軋制載荷及輥隙的影響的波 形圖。
標號說明
1軋材，2機殼，3工作輥，3a上工作輥，3b下工作輥，4輔助輥，4a 上輔助輥，4b下輔助輥，4c基準位置，5壓下裝置，6載荷檢測器，7輥轉(zhuǎn) 速檢測器，8輥基準位置檢測器，9輥隙檢測器，10接觸輥時載荷變動提取 單元，11軋制載荷變動提取單元，12操作量運算單元，13輥隙操作單元， 14位置刻度，14a基準位置，15載荷分配單元，16上測載荷變動提取部， 17下側(cè)載荷變動提取部，18a軋制載荷記錄單元，18b軋制載荷記錄單元， 19a平均值運算單元，1%平均值運算單元，20a偏差運算單元，20b偏差運 算單元，21a上側(cè)加法單元，21b下側(cè)加法單元，22a上側(cè)開關(guān)，22b下側(cè)開 關(guān)，23輥隙修正量運算單元，24a限幅器，24b限幅器，25a開關(guān)，25b開 關(guān)，26a加法器，26b加法器
具體實施例方式
為了更詳細說明本發(fā)明，根據(jù)附圖對它進行說明。另外，在各圖中，對于 同一或相當?shù)牟糠?，附加同一標號，并適當簡化或省略其重復(fù)說明。 實施形態(tài)1
圖1所示為本發(fā)明實施形態(tài)1中的板厚控制裝置的整體構(gòu)成圖。在圖1中，
l為利用軋機軋制的、由金屬材料形成的軋材，2為軋機的機殼，3為利用上工 作輥3a及下工作輥3b構(gòu)成的工作輥，4為利用上輔助輥4a及下輔助輥4b構(gòu) 成的輔助輥，5為對軋材1作用軋制載荷的壓下裝置，6為檢測接觸輥時載荷 及軋制載荷的載荷檢測器，7為檢測輥的轉(zhuǎn)速的輥轉(zhuǎn)速檢測器，8為輔助輥4 每旋轉(zhuǎn)1圈檢測規(guī)定的基準位置的輥基準位置檢測器，9有檢測上下工作輥3a 及3b的間隙、即輥隙的輥隙檢測器。
IO為接觸輥時載荷變動提取單元，11為軋制載荷變動提取單元。接觸輥 時載荷變動提取單元10根據(jù)在上下工作輥3a及3b、和上下輔助輥4a及4b的 多個旋轉(zhuǎn)位置利用上述載荷檢測器6檢測的接觸輥時載荷，分別提取接觸輥時 載荷因上述各旋轉(zhuǎn)位置的上工作輥3a及上輔助輥4a的輥偏心而引起的變動分 量、以及接觸輥時載荷因上述各旋轉(zhuǎn)位置的下工作輥3b及下輔助輥4b的輥偏 心而引起的變動分量。軋制載荷變動提取單元ll根據(jù)接觸輥時載荷變動提取 單元IO分別提取的接觸輥時載荷的上下的各變動分量，分別提取在上述各旋 轉(zhuǎn)位置利用載荷檢測器6檢測的軋制載荷的因上述各旋轉(zhuǎn)位置的上工作輥3a 及上輔助輥4a的輥偏心而引起的變動分量、以及上述檢測的軋制載荷因上述 各旋轉(zhuǎn)位置的下工作輥3b及下輔助輥4b的輥偏心而引起的變動分量。
12為操作量運算單元，13為輥隙操作單元。操作量運算單元12根據(jù)利用 軋制載荷變動提取單元11分別提取的軋制載荷的上下的各變動分量，計算與 上述各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)的輥隙指令值，使得減少軋制的軋材1的板厚變動。輥 隙操作單元13根據(jù)利用操作量運算單元12運算的輥隙指令值，與上述各旋轉(zhuǎn) 位置相對應(yīng)來操作輥隙。另外，輥隙操作單元13例如將對利用腿C或GM-AGC 所得到的輥隙量加上利用上述操作量運算單元12運算的輥隙修正量的值作為 輥隙的設(shè)定值，來控制壓下裝置5。
另外，在實施形態(tài)1的以下的說明中，作為一個例子，將對于用上下2個 工作輥3及上下2個輔助輥4的4個輥構(gòu)成的4Hi軋機的情況進行說明。
板厚控制裝置如上述那樣構(gòu)成，軋材l利用適當調(diào)整了輥隙及速度的工作 輥3進行軋制，以便在出口側(cè)成為所希望的板厚。這里是這樣構(gòu)成，即工作輥 3的上工作輥3a被上輔助輥4a從上方支承，下工作輥3b被下輔助輥4b從下 方支承，通過這樣使得輥寬方向的彎曲減少。另外，輔助輥4由機殼2支持，
可自由旋轉(zhuǎn)，形成對于作用于軋材1的軋制載荷也能夠足以承受得住的結(jié)構(gòu)。
壓下裝置5存在利用電動機控制的(稱為電動壓下)、以及利用液壓控制的 (稱為液壓壓下)的兩種壓下裝置，但液壓壓下的一種容易得到高速響應(yīng)。因此， 為了應(yīng)對由輥偏心而引起的干擾那樣的短周期的波分量而實施軋制載荷控制，
一般采用能夠高速響應(yīng)的液壓壓下。另外，上下工作輥3a及3b的間隙、即輥 隙是利用上述壓下裝置5進行調(diào)整。
載荷檢測器6是利用例如埋入在機殼2與壓下裝置5之間的測力傳感器 (Load Cell)直接測定軋制載荷的方法、以及由液壓壓下裝置中檢測的壓力來 計算軋制載荷的方法等，來檢測接觸輥時載荷及軋制載荷。
輥轉(zhuǎn)速檢測器7設(shè)置在工作輥3或驅(qū)動該工作輥3的電動機的軸(未圖示) 上，檢測工作輥3等的轉(zhuǎn)速。這里，上述輥轉(zhuǎn)速檢測器7例如是這樣構(gòu)成，即 具有將與工作輥3的轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的脈沖輸出的脈沖輸出部；以及檢測從該脈 沖輸出部輸出的脈沖、并計算工作輥3的轉(zhuǎn)角的角度運算部，通過這樣能夠檢 測工作輥3的轉(zhuǎn)速，同時能夠檢測更詳細的轉(zhuǎn)角。另外，在工作輥3與輔助輥 4的直徑之比是已知的情況下，根利用輥轉(zhuǎn)速檢測器7檢測的工作輥3的轉(zhuǎn)速 及轉(zhuǎn)角，能夠容易計算出在工作輥3與輔助輥4之間沒有滑動時的輔助輥4的 轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角。
輥基準位置檢測器8例如對于輔助輥4每旋轉(zhuǎn)1圈，就利用接近開關(guān)等傳 感器檢測設(shè)置在輔助輥4上的被測物體等，來檢測基準位置。另外，例如利用 脈沖發(fā)生器(Pulse Generator),從而取出與輔助輥4的轉(zhuǎn)角有關(guān)的脈沖，檢 測輔助輥4的轉(zhuǎn)角，通過這樣來檢測基準位置。另外，圖l中所示為將輥基準 位置檢測器8僅安裝在上輔助輥4a上的情況，但也可以對上下輔助輥4a及4b 安裝輥基準位置檢測器8，來檢測上下輔助輥4a及4b的各基準位置那樣構(gòu)成。 另外，圖7所示為其它的板厚控制裝置的整體構(gòu)成圖，相對于圖l所示的板厚 控制裝置，是表示沒有安裝輥基準位置檢測器8的情況。g卩，在圖7所示的板 厚控制裝置中，不利用來自輥基準位置檢測器8的信號，關(guān)于詳細內(nèi)容將在后 面敘述。
輥隙檢測器9例如設(shè)置在輔助輥4與壓下裝置5之間，間接檢測在上下工 作輥3a及3b之間形成的輥隙。
下面，根據(jù)圖2至圖6，具體說明上述接觸輥時載荷變動提取單元10、軋 制載荷變動提取單元11、以及操作量運算單元12的各構(gòu)成及動作。
圖2所示為測定的軋制載荷的概念圖。如圖2所示，軋制載荷即使在輔助 輥4等沒有產(chǎn)生輥偏心時，也因軋材1的溫度變化及板厚變化等，而隨時間、 即輥的旋轉(zhuǎn)而變動。另外，在輔助輥4等產(chǎn)生輥偏心時，軋制載荷就表示作為 對因輥偏心以外而引起的上述軋制載荷變動、再疊加因輥偏心而引起的軋制載 荷的變動分量。另外，以下說明的本板厚控制裝置的具體控制，其基本的考慮 方法是，正確分解因輥偏心而引起的軋制載荷變動和因輥偏心以外而引起的軋 制載荷變動，同時用本板厚控制裝置來控制因輥偏心而引起的軋制載荷變動， 而用上述麗C或GM-AGC來控制因輥偏心以外而引起的軋制載荷變動。
下面，根據(jù)圖3，對于說明軋制載荷變動提取單元11等的各構(gòu)成及動作時 所必需的事項進行說明。另外，圖3為說明工作輥與輔助輥的位置關(guān)系用的說 明圖。在圖3中，14為固定在軋機的機殼2等上的、輔助輥4的旋轉(zhuǎn)位置檢測 用的位置刻度，4c為對輔助輥4的一部分預(yù)先設(shè)定的、與輔助輥4的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動 而旋轉(zhuǎn)的基準位置。上述位置刻度14例如設(shè)置輔助輥4的最靠近外側(cè)，使其 包圍輔助輥4的周圍，并將輔助輥4的整個外周進行n等分那樣，g卩，以輔助 輥4的轉(zhuǎn)軸作為中心，每隔規(guī)定角度(360/n度)設(shè)置刻度。然后，將位置刻度 14的基準位置14a(固定的基準位置)作為0，這樣附加編號， 一直到第(n-l)。 另外，將上述n設(shè)定為例如n-30 40左右的值。這里，上述位置刻度14是為 了說明軋制載荷變動提取單元11等而設(shè)置的，對實際的機器一類也可以沒有 附帶刻度本身。
這里，e訂。為輔助輥4的基準位置4c、與固定的基準位置14a—致時的工 作輥3的轉(zhuǎn)角，9wT為輔助輥4僅旋轉(zhuǎn)0BT后的工作輥3的轉(zhuǎn)角。這里，上述6 表示角度，下標的左側(cè)W表示工作輥3， B表面輔助輥4，下標的右側(cè)T表示上 側(cè)，B表示下側(cè)。另外，在以下，所謂輔助輥4的轉(zhuǎn)角，是表示輔助輥4的基 準位置4c從固定的基準位置14a起與輔助輥4的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動而移動的角度。例 如，所謂輔助輥4的轉(zhuǎn)角是90度，就表示輔助輥4的基準位置4c從固定的基 準位置14a起沿輔助輥4的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)了90度的位置。另外，將輔助輥4 的轉(zhuǎn)角位于位置刻度14的最接近的刻度(例如，位置刻度14的第j個刻度)的
狀態(tài)，作為輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號為j進行說明。
另外，也可以在上述輔助輥4的基準位置4c及固定的基準位置14a，埋入
接近傳感器等傳感器及利用該傳感器檢測的被測物體，通過這樣利用上述傳感 器及被測物體構(gòu)成輥基準位置檢測器8。在這種情況下，例如，設(shè)置在輔助輥 4的基準位置4c的接近傳感器與輔助輥4 一起旋轉(zhuǎn)，達到固定的基準位置14a， 從而利用上述接近傳感器來檢測埋入基準位置14a的被測物體。g卩，若輔助輥 4的基準位置4c通過固定的基準位置14a，則被識別。
下面，根據(jù)圖4，說明提取軋制載荷的因輥偏心而引起的變動分量的方法。 圖4所示為隨著輔助輥的轉(zhuǎn)角的變化而軋制載荷變動的曲線圖。在圖4中，在 輔助輥4的基準位置4c位于基準位置14c時，g卩，輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號為0 時，軋制載荷表示P:。，隨著輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號進到1、 2、 3，則軋制載荷變 為Pu、 P12、 PI3。然后，若輔助輥4旋轉(zhuǎn)1圈，轉(zhuǎn)角編號從(n-l)再次變?yōu)?, 在采集軋制載荷P2。的時刻用直線連接軋制載荷Pi。與P2。，則該直線可以看作為 除去因輥偏心而引起的軋制載荷變動的軋制載荷。因而，因輥偏心而引起的軋 制載荷變動，可以由各轉(zhuǎn)角編號中測定的軋制載荷Pu、 P12、 Pu…P2。與上述直線 之差求得。
另外，實際上測定的軋制載荷Pij的值(實際值)中，除了因溫度變動、板 厚變動、張力變動而引起的軋制載荷變動、和因輥偏心而引起的軋制載荷變動， 很多情況下還包含噪聲分量。因此，也有時實際的軋制載荷Pij的實際值不一定 分布在圖4所示那樣光滑的曲線上，難以確定為了求出上述直線而應(yīng)該連接的 起點的軋制載荷Pi。及終點的軋制載荷P(i+n。。因此，若假定軋制載荷Pi。與軋制 載荷P(i+1)。。的變化不大，則可以將測定的各軋制載荷Pi。、 Pu、 Pi2、 Pu…P(w)。與 軋制載荷Pi。、 Pu、 Pi2、 Pi3…Pi(^的n個平均值之差A(yù)Pi」看作為因軋制載荷的 輥偏心而引起的變動分量。該方法的優(yōu)點是能夠使軋制載荷的實際值的采集減 少至(n-l)區(qū)分點，另外，對于因噪聲而引起的軋制載荷的變動也有較強的適 應(yīng)能力。另外，對于軋制載荷的實際值實施濾波處理，以減少噪聲分量，也是 有效的方法。
下面，根據(jù)圖5，說明接觸輥時載荷變動提取單元10。圖5為說明本發(fā)明 實施形態(tài)1中的接觸輥時載荷變動提取單元的動作用的說明圖。
另外，利用接觸輥時載荷變動提取單元io提取接觸輥時載荷的因輥偏心 而引起的變動分量的方法，是根據(jù)上述專利文獻1的圖3至圖5所述的方法。
即，在專利文獻l所述的方法中，從接觸輥時載荷的變動變換為輥偏心量、即
間隙量。例如，用圖3所示的方框103及113等進行上述變換。但是，在接觸 輥時，由于可以看作為沒有因輥偏心而引起的載荷變動以外的載荷變動，因此 也可以不對間隙而照原群處理載荷。另外，在上述專利文獻l所述的方法中， 患必須要產(chǎn)生采樣脈沖的裝置，但如果知道輔助輥的旋轉(zhuǎn)位置，則該裝置也不 一定需要。另外，專利文獻1中的標記脈沖的發(fā)生裝置雖相當于本申請的輥基 準位置檢測器8，但關(guān)于該標記脈沖的發(fā)生裝置也同樣，如果知道輔助輥的旋 轉(zhuǎn)位置，則該裝置也不一定需要。
在本申請的動作中，在圖5中，首先，使上下工作輥3a及3b作為接觸輥 狀態(tài)，使上下輔助輥4a及4b旋轉(zhuǎn)，從輔助輥4的基準位置4c起，依次測定 及記錄接觸輥時載荷及上下輔助輥4a及4b的各轉(zhuǎn)角。這時，輔助輥4的基準 位置4c不一定必須與固定的基準位置14a—致。這里，圖5所示為輔助輥4 每隔轉(zhuǎn)角5度就測定及記錄接觸輥時載荷的情況，上部的表所示為以上輔助輥 4a作為基準、而旋轉(zhuǎn)1圈時的數(shù)據(jù)的一個例子。在圖5的上部的表所示的狀態(tài) 下，上下輔助輥4a及4b產(chǎn)生15度的轉(zhuǎn)角差。在這種情況下，如果上下輔助 輥4a及4b的直徑差為0，則無論使上輔助輥4a轉(zhuǎn)幾圈，上下輔助輥4a及4b 的轉(zhuǎn)角差也維持15度的狀態(tài)。但是，在上下輔助輥4a及4b產(chǎn)生直徑差時， 在上輔助輥4a旋轉(zhuǎn)1圈后、旋轉(zhuǎn)2圈后，隨著旋轉(zhuǎn)進行，則上下輔助輥4a及 4b的轉(zhuǎn)角差則相應(yīng)增大。然后，在與上述直徑差相對應(yīng)的規(guī)定圈數(shù)后，上下輔 助輥4a及4b的轉(zhuǎn)角差變成(15+360)度，返回初始狀態(tài)。上部的表所示為以上 輔助輥4a作為基準、而旋轉(zhuǎn)1圈時的數(shù)據(jù)的一個例子。圖5的下部的表所示 為以下輔助輥4b作為基準、而旋轉(zhuǎn)1圈時的數(shù)據(jù)的一個例子，所示為上下輔 助輥4a及4b產(chǎn)生20度的轉(zhuǎn)角差的情況。另外，在專利文獻l中所述為，在 圖3所示的方框102、 112、 203、 213中，對每個采樣脈沖讀入載荷。在本申 請的圖5所示的例子中，相當于專利文獻1所述的方法中每隔5度產(chǎn)生采樣脈 沖的情況。另外，由于上述測定必須在接觸輥狀態(tài)下實施，因此例如可以在輔 助輥4或工作輥3更換時、利用開始軋制之前的時間進行。
這樣，在根據(jù)專利文獻l所述的方法中，通過測定接觸輥時的載荷變動，
能夠利用下式求出與上下輔助輥4a及4b的轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的接觸輥時載荷的變動
Ptop = PT0P。sin (0雷+ top) [數(shù)學(xué)式2]
PbOT 二 PB0T0Sin (9b0T十小b0t)
式中，p，表示因上輔助輥4a而引起的接觸輥時載荷的變動分量，p,表示 因下輔助輥4b而引起的接觸輥時載荷的變動分量，PT。p。表示上輔助輥4a而引 起的接觸輥時載荷的變動分量的振幅，PB。t。表示下輔助輥4b而引起的接觸輥時 載荷的變動分量的振幅，9 t。p表示上輔助輥4a的從固定的基準位置14a起的旋 轉(zhuǎn)角度，6B。t表示下輔助輥4b的從固定的基準位置14a起的旋轉(zhuǎn)角度，el), 表示上輔助輥4a的從固定的基準位置14a起的相位差，4 ,表示下輔助輥4b 的從固定的基準位置14a起的相位差。
接著，根據(jù)圖6，說明上述軋制載荷變動提取單元11、及操作量運算單元 12的具體構(gòu)成及動作。圖6所示為本發(fā)明實施形態(tài)1中的板厚控制裝置的主要 部分構(gòu)成圖。在圖6中，15為載荷分配單元，16為上側(cè)載荷變動提取部，17 為下側(cè)載荷變動提取部。載荷分配單元15假定對上輔助輥4a及下輔助輥4b 分別產(chǎn)生利用載荷檢測器6檢測的軋制載荷P，分解為對上輔助輥4a產(chǎn)生的軋 制載荷PT及對下輔助輥4b產(chǎn)生的軋制載荷PB。上側(cè)載荷變動提取部16根據(jù)利 用載荷分配單元15分解的軋制載荷PT，提取上輔助輥4a的多個旋轉(zhuǎn)位置的軋 制載荷PTj的因輥偏心而引起的變動分量。下側(cè)載荷變動提取部17根據(jù)利用載 荷分配單元15分解的軋制載荷PB，提取下輔助輥4b的多個旋轉(zhuǎn)位置的軋制載 荷PBj的因輥偏心而引起的變動分量。然后，上述軋制載荷變動提取單元11由 載荷分配單元15、上側(cè)載荷變動提取部16、及下側(cè)載荷變動提取部17構(gòu)成。
另外，18a為分別與輔助輥4的各轉(zhuǎn)角編號相對應(yīng)設(shè)置的n個軋制載荷記 錄單元。對各軋制載荷記錄單元18a記錄規(guī)定期間內(nèi)輔助輥4達到對應(yīng)的轉(zhuǎn)角 編號時的軋制載荷PTJ。 19a為根據(jù)各軋制載荷記錄單元18a中記錄的軋制載荷 PTj、計算輔助輥4旋轉(zhuǎn)一圈期間檢測的n個軋制載荷PTj(j=0 (n-l))的平均值
的平均值運算單元，20a為分別與各軋制載荷記錄單元18a相對應(yīng)設(shè)置的偏差 運算單元。各偏差運算單元20a對于輔助輥4每旋轉(zhuǎn)一圈，計算對應(yīng)的軋制載 荷記錄單元18a中記錄的軋制載荷PTj與上述平均值的偏差A(yù)PTj，并輸出。
上述上側(cè)載荷變動提取部16由軋制載荷記錄單元18a、平均值運算單元 19a、以及偏差運算單元20a構(gòu)成。另外，上述下側(cè)載荷變動提取部17具有與 上側(cè)載荷變動提取部16同樣的構(gòu)成，具有軋制載荷記錄單元18b、平均值運算 單元19b、以及偏差運算單元20b。
另外，圖6中的21a為上側(cè)加法單元，21b為下側(cè)加法單元，22a為上側(cè) 開關(guān)，22b為下側(cè)開關(guān)，23為輥隙修正量運算單元。上側(cè)加法單元21a將從上 側(cè)載荷變動提取部16輸出的、軋制載荷PTj的因輥偏心而引起的變動分量對每 個轉(zhuǎn)角編號進行相加。下側(cè)加法單元21b將從下側(cè)載荷變動提取部17輸出的、 軋制載荷PBj的因輥偏心而引起的變動分量對每個轉(zhuǎn)角編號進行相加。上側(cè)開關(guān) 22a將利用上側(cè)加法單元21a對每個轉(zhuǎn)角編號進行相加的、軋制載荷PTj的因輥 偏心而引起的變動分量與輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號相對應(yīng)進行輸出。下側(cè)開關(guān)22b 將利用下側(cè)加法單元21b對每個轉(zhuǎn)角編號進行相加的、軋制載荷Pw的因輥偏心 而引起的變動分量與輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號相對應(yīng)進行輸出。輥隙修正量運算單 元23根據(jù)上側(cè)開關(guān)22a的輸出值及下側(cè)開關(guān)22b的輸出值，計算與輔助輥4 的轉(zhuǎn)角編號相對應(yīng)的輥隙的修正量。
上述操作量運算單元12由上側(cè)加法單元21a、下側(cè)加法單元21b、上側(cè)開 關(guān)22a、下側(cè)開關(guān)22b、以及輥隙修正量運算單元23構(gòu)成。這里，上側(cè)加法單 元21a與下側(cè)加法單元21b、以及上側(cè)開關(guān)22a與下側(cè)開關(guān)22b分別具有同樣 的構(gòu)成。例如，上側(cè)加法單元21a中，具有限幅器24a、開關(guān)25a、以及加法 器26a。這里，限幅器24a抑制從各偏差運算單元20a輸入的偏差A(yù)PTj的上下 限。開關(guān)25a對于輔助輥4每旋轉(zhuǎn)一圈，g卩，用平均值運算單元19a的平均值 計算每次結(jié)束，則接通，同時將從限幅器24a瑜入的偏差A(yù)Ptj瑜出。加法器26a 與輔助輥4的各轉(zhuǎn)角編號相對應(yīng)設(shè)置，將從開關(guān)25a輸出的偏差對每個轉(zhuǎn)角編 號進行相加。
接著，說明軋制載荷變動提取單元11及操作量運算單元12的動作。 用載荷檢測器6，作為l個機架部分的軋制載荷只能采集l個值。因此載
荷分配單元15例如利用下式，將利用載荷檢測器6檢測的軋制載荷P分解為 對上輔助輥4a產(chǎn)生的軋制載荷PT及對下輔助輥4b產(chǎn)生的軋制載荷PB。 [數(shù)學(xué)式3] PT =a P-krPB0T [數(shù)學(xué)式4] PB= (1-a ) P—k2' PT0P
式中，P表示軋制載荷實際值(利用載荷檢測器6的檢測值)，a表示權(quán)重
系數(shù)(一般，0《a《l)， k,及k2表示調(diào)整系數(shù)(一般，0《k,《1， 0《k2《l)。
上述權(quán)重系數(shù)a可以作為0. 5等固定值，也可以利用下式求出。 Ptop
17 top t j船r
另外，在上下輔助輥4a及4b的直徑差較小時，也可以僅使用上側(cè)載荷變 動提取部16及下側(cè)載荷變動提取部17的某一方那樣構(gòu)成，或者將利用載荷檢 測器6檢測的軋制載荷P按規(guī)定比例分解那樣構(gòu)成。例如是這樣構(gòu)成，即在利 用下式計算的比例r小于某閾值時，判斷為上下輔助輥4a及4b的直徑差較小。 [數(shù)學(xué)式6]
-D」
xl00[%]
("ro尸-"Bor ) Z 2
式中，DT。p表示上輔助輥4a的直徑，DB。T表示下輔助輥4b的直徑。另外， 作為上述閾值，例如使用2 3%左右的值。然后，在比例r小于規(guī)定的閾值、 而僅使用上側(cè)載荷變動提取部16時，只要在上述式3中，設(shè)cK， k,=0，同時 k2=0，或不使用下側(cè)載荷變動提取部17的功能即可。
然后，在上側(cè)載荷變動提取部16中，在輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號為0時，利 用載荷檢測器6進行檢測，將這時利用載荷分配單元15分解的軋制載荷PT。、 轉(zhuǎn)角編號為1時的軋制載荷PT1、轉(zhuǎn)角編號為2時的軋制載荷PT2，隨著輔助輥4 的旋轉(zhuǎn)而依次存儲在對應(yīng)的軋制載荷記錄單元18a中。在各軋制載荷記錄單元 18a中，在輔助輥4旋轉(zhuǎn)1圈期間，即，輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號再次成為0之前， 保持輸入的軋制載荷P"。平均值運算單元19a在輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號到達(n-l) 的時刻，根據(jù)n個軋制載荷PT。 PT(n-D，計算平均值。偏差運算單元20a將軋制
17
載荷PTj與利用平均值運算單元19a計算的上述平均值之差A(yù)PTj，作為因輥偏心 而引起的軋制載荷的變動分量輸出。然后，上側(cè)載荷變動提取部16對輔助輥4 的每個旋轉(zhuǎn)實施上述動作，對每個轉(zhuǎn)角編號輸出偏差A(yù)PTj、即因輥偏心而引起 的軋制載荷的變動分量。
另外，上述是將除去因輥偏心而引起的變動分量的軋制載荷看作為n個軋 制載荷PT。 PT(『D的平均值時的運算方法，但也可以如根據(jù)圖4的上述那樣，將 連接輔助輥4的轉(zhuǎn)角編號為0時的軋制載荷Pt。及P"的直線，看作為軋制載荷 PTj的除去因輥偏心而引起的變動分量的量。在這種情況下，各乳制裁荷Ptj與 上述直線之差成為偏差A(yù)PTj，即成為軋制載荷PTj的因輥偏心而引起的變動分
然后，在上側(cè)加法單元21a中，在利用限幅器24a對各偏差運算單元20a 的輸出值進行上下限抑制之后，利用加法器26a，根據(jù)開關(guān)25a的輸出，實施 下式所示的處理，加上偏差A(yù)Ptj。 [數(shù)學(xué)式7]
Zj[k+l]=Zj[k]+ APTj
式中，Zj表示法器Sj的值，k表示加法次數(shù)(一般，與輔助輥4的旋轉(zhuǎn)數(shù) 一致)，j=0 (n-1)。另外，加法器26a在軋材1軋制前進行清零，輔助輥4 每旋轉(zhuǎn)一圈，利用上述平均值運算單元19a的平均值計算結(jié)束，每一次實施偏 差A(yù)Ptj的相加。
另外，在加法器26a實施的處理中，縮小過去累計的值的影響，增大評價 接近現(xiàn)在時刻的軋制載荷的變動分量的影響，這也是比較有效的。在這種情況 下，代替上述式7，來實施下式所示的處理。 [數(shù)學(xué)式8]
<formula>formula see original document page 18</formula>
式中，b表示忘卻系數(shù)。另外，對每個轉(zhuǎn)角編號加上偏差A(yù)PTj，這能夠根
據(jù)一般的控制律簡單地進行說明。g卩，像本控制對象那樣，控制對象中沒有積 分系統(tǒng)時，在控制器側(cè)加入積分器，除去定常偏差，這從控制律上來說也是妥 當?shù)摹Ｔ诒景l(fā)明中，由于控制對象不是連續(xù)系統(tǒng)，而是離散系統(tǒng)，因此不是采 用積分器，而是采用加法器。
上述上側(cè)開關(guān)22a將利用各加法器26a相加的偏差A(yù)Pat」，與輔助輥4的旋 轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)對輥隙修正量運算單元23輸出。例如，在輔助輥4的基準位置 4c通過位置刻度14的基準位置14a、即通過刻度0的時刻，上側(cè)開關(guān)22a中 僅SW。接通，從加法器26a的2:。取出APAT。。另外，在輔助輥4的基準位置4c 到達位置刻度14的刻度1的時刻，僅SW,接通，僅從^取出APm。然后，將 這樣的動作與輔助輥4的各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)重復(fù)實施。
另外，上述的動作是，對于輔助輥4的每個轉(zhuǎn)角編號，從因輥偏心而引起 的軋制載荷的全部變動分量取出因上輔助輥4a旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的變動分量。另一 個面，也可以利用與上述同樣的方法，從全部變動分量取出因下輔助輥4b旋 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的變動分量。S卩，利用下側(cè)載荷變動提取部17，根據(jù)對下輔助輥4b 產(chǎn)生的軋制載荷PB，對每個轉(zhuǎn)角編號輸出因輥偏心而引起的軋制載荷的變動分 量。然后，根據(jù)該輸出值，通過下側(cè)加法單元21b及下側(cè)開關(guān)22b，將與輔助 輥4的旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)的偏差A(yù)PAB，對輥隙修正量運算單元23輸出。
輥隙修正量運算單元23根據(jù)從上側(cè)開關(guān)22a及下側(cè)開關(guān)22b輸入的偏差 APat及APab，利用下式，計算對因輥偏心而引起的軋制載荷的變動分量進行補 償?shù)妮佅缎拚緼S(mm)。 [數(shù)學(xué)式9] △ ST,(M + g),APAT
另外，由于輥隙也不能上下分別進行操作，因此必須將上下部分相加后輸出。
△ S= KTONE (ASt+ASs) 式中，M為軋機常數(shù)，Q為軋材l的塑性系數(shù)，K，e為調(diào)整系數(shù)，AST為上 輔助輥4a用的輥隙修正量，ASB為下輔助輥4b用的輥隙修正量，APAT為因上 輔助輥4a而引起的軋制載荷的偏差(上側(cè)開關(guān)22a的輸出)，APAB為因下輔助 輥4b而引起的軋制載荷的偏差(下側(cè)開關(guān)22b的輸出)。然后，輥隙操作單元 13對利用腿C或GM-AGC得到的輥隙量，加上利用上述操作量運算單元12計算
的輥隙修正量AS，給予壓下裝置5。
另外，在利用上述構(gòu)成來控制壓下裝置5時，根據(jù)壓下裝置5的響應(yīng)情況， 有時不能忽略時間延遲。例如，液壓壓下的響應(yīng)在截止頻率為60rad/sec時， 若設(shè)響應(yīng)結(jié)束為100%，則達到95%的時間為0. 05sec。還要考慮到對該延遲再 加上運算時間的延遲等。然后，若設(shè)輔助輥4的旋轉(zhuǎn)1圈所需要的時間為0. 5 1秒左右，則上述0. 05sec的時間延遲相當于輔助輥4的旋轉(zhuǎn)1圈所需要的時 間的1/10 1/20，有時難以進行高精度的板厚控制。
在這種情況下，通過使輸出操作量運算單元12的輥隙修正量AS的時刻提 前，能夠解決上述問題。例如，在圖3中，若設(shè)分割數(shù)『40，輔助輥4的旋轉(zhuǎn) 1圈所需要的時間為0. 8秒，則輔助輥4前進位置刻度14的1個刻度的時間成 為0.02秒。因而，若設(shè)產(chǎn)生上述0.05秒的時間延遲，則只要提前位置刻度14 的2. 5個刻度將輥隙修正量AS供給輥隙操作單元13即可。
另外，在上述說明中，是以輔助輥4的旋轉(zhuǎn)作為基準實施各種測量及計算， 但以工作輥3的旋轉(zhuǎn)作為基準，也能夠進行同樣的控制。
另外，在圖6中，若軋制開始時將加法器26a及26b清零，則軋制開始后 輔助輥4旋轉(zhuǎn)一圈期間必須采集軋制載荷的實際值，不能實施上述控制。因此， 實施下式所示的計算，計算出APAT及APAB。另外，在以下，在圖6中僅描述上 側(cè)開關(guān)22a及下側(cè)開關(guān)22b被閉合時的APAT的計算方法，關(guān)于AP^由于是同 樣的計算方法，因此省略其敘述。 [數(shù)學(xué)式12]
△ PAT =(3 Zj[k] + (1-(3 )Zj [n: previous] 或
△ PAT =13 Zj[k] + (1—B )Ptopj
式中，Zj [k]為該材料控制用的加法器26a的值，k為加法次數(shù)(一般， 與輔助輥4的旋轉(zhuǎn)數(shù)一致)，Zj [n: previous]為就在該材料之前軋制的材料 的加法器26a的最終值，pT。Pj為因上輔助輥4a而引起的接觸輥時載荷變動的輔
助輥4的轉(zhuǎn)角位置j的值，e為權(quán)重系數(shù)(o《e《1)。
另外，之所以采用上述式12，是因為上下輔助輥4a及4b的直徑差較小時。
另外，權(quán)重系數(shù)e假設(shè)取決于從軋制開始后的時間或從軋制開始后的輔助輥4
的旋轉(zhuǎn)數(shù)而變更， 一般設(shè)初始值為o，隨著軋制進行，則接近于i。若設(shè)e二i，
則使用100%的該材料的軋制載荷。因此，設(shè)3=1的時刻為利用軋制載荷變動
提取單元11的軋制載荷變動的精度非常高的時刻。另外，設(shè)0=1的時刻的最
小值為上輔助輥4a或下輔助輥4b旋轉(zhuǎn)一圈時的時刻。
根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)l，在具有因輥偏心而引起的軋制載荷變動時，能夠 抑制軋制載荷變動，抑制因該變動而引起的板厚變動。另外，由于上下輔助輥 4a及4b的直徑差較大時也能夠適用，因此輥管理的自由度提高。另外，在以 往的方法即利用頻率分析來抑制輥偏心的軋制載荷變動的方法中不能分析的 變動分量也能夠提取、及控制。再有，在設(shè)備構(gòu)造上也不需要板厚計，也不產(chǎn) 生因跟蹤誤差而引起的精度降低。
實施形態(tài)2
圖7所示為本發(fā)明實施形態(tài)2中的板厚控制裝置的整體構(gòu)成圖。在圖7所 示的板厚控制裝置中，沒有實施形態(tài)1中的輥基準位置檢測器8。 S卩，在實施 形態(tài)1中的接觸輥時載荷變動提取單元10的說明中，相當于沒有專利文獻1 中的標記脈沖的發(fā)生裝置的情況。
輥基準位置檢測器8多數(shù)情況下用接近開關(guān)構(gòu)成，必須對一個一個輔助輥 4安裝，成本提高。另外，在裝入軋機后，需要從該傳感器取出信號用的布線， 還具有維護作業(yè)很麻煩等問題。因此，沒有輥基準位置檢測器8在設(shè)備維護上較好。
一般，對于工作輥3，在工作輥3重組時必須裝入輥。因此，也安裝為了 正確知道轉(zhuǎn)角用的傳感器。而且，由于工作輥3及輔助輥4的直徑是已知的， 因此根據(jù)工作輥3的轉(zhuǎn)角，能夠知道輔助輥4的轉(zhuǎn)角。因而，根據(jù)上述方法， 不一定需要輥基準位置檢測器8。
但是，在軋制中等情況下，還要考慮在工作輥3與輔助輥4之間產(chǎn)生滑動、 兩輥之間的位置關(guān)系偏移那樣的情況。由于有這種情況，必須采用下述的辦法， 即，在式8中引入忘卻系數(shù)，隨著時間經(jīng)過而減小過去的信息的影響；或者關(guān) 于利用式1及式2的接觸輥時載荷變動的辨識，不僅在輥重組時進行，而且在
沒有進行軋制的時間內(nèi)頻繁進行、或者減小式3及式4中的調(diào)整系數(shù)k,及k2
的值。通過采用這樣的辦法，對于輔助輥4的位置偏移也能夠應(yīng)對。
工業(yè)上的實用性
如上所述，根據(jù)本發(fā)明有關(guān)的板厚控制裝置，利用頻率分析不能分析的變 動分量也能夠進行提取及控制，并能夠更高精度地實施板厚控制。另外，在設(shè) 備構(gòu)造上也不需要板厚計，也不產(chǎn)生因跟蹤誤差而引起的精度降低。
權(quán)利要求
1. 一種板厚控制裝置，設(shè)置在軋制金屬材料的軋機上、控制因軋機機架的上下工作輥及上下輔助輥的輥偏心而引起的板厚變動，其特征在于，具有檢測接觸輥時載荷及軋制載荷的載荷檢測器；接觸輥時載荷變動提取單元，該接觸輥時載荷變動提取單元根據(jù)在所述上下工作輥及所述上下輔助輥的多個旋轉(zhuǎn)位置利用所述載荷檢測器檢測的接觸輥時載荷，分別提取接觸輥時載荷的、所述各旋轉(zhuǎn)位置的因所述上工作輥及所述上輔助輥的輥偏心而引起的變動分量、以及所述各旋轉(zhuǎn)位置的因所述下工作輥及所述下輔助輥的輥偏心而引起的變動分量；軋制載荷變動提取單元，該軋制載荷變動提取單元根據(jù)利用所述接觸輥時載荷變動提取單元分別提取的接觸輥時載荷的各變動分量，分別提取在所述各旋轉(zhuǎn)位置利用所述載荷檢測器檢測的軋制載荷的、所述各旋轉(zhuǎn)位置的因所述上工作輥及所述上輔助輥的輥偏心而引起的變動分量、以及所述各旋轉(zhuǎn)位置的因所述下工作輥及所述下輔助輥的輥偏心而引起的變動分量；操作量運算單元，該操作量運算單元根據(jù)利用所述軋制載荷變動提取單元分別提取的軋制載荷的各變動分量，計算與所述各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)的輥隙指令值，以便減少軋制的所述金屬材料的板厚變動；以及根據(jù)所述操作量運算單元計算的輥隙指令值，與各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)地操作輥隙的輥隙操作單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于， 軋制載荷變動提取單元在上下輔助輥的直徑差小于規(guī)定閾值時，通過將利用載荷檢測器檢測的軋 制載荷按規(guī)定比例分解，從而提取軋制載荷的、因上工作輥及所述上輔助輥的 輥偏心而引起的變動分量、以及因下工作輥及所述下輔助輥的輥偏心而引起的 變動分量。
3. 如權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于， 操作量運算單元在金屬材料軋制開始后的規(guī)定期間， 根據(jù)所述金屬材料軋制時利用軋制載荷變動提取單元分別提取的軋制載 荷的各變動分量、以及利用接觸輥時載荷變動提取單元分別提取的接觸輥時載荷的各變動分量、 以及所述金屬材料軋制前實施的金屬材料軋制時利用所述軋制載荷變動提取 單元分別提取的軋制載荷的各變動分量的某一方的規(guī)定的加權(quán)合計值，計算輥隙指令值。
全文摘要
設(shè)置在軋制金屬材料的軋機上的板厚控制裝置中，通過上下分別檢測因上側(cè)輥及下側(cè)輥旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軋制載荷變動，來高精度地實施板厚控制。為此，根據(jù)上述上下輥的多個旋轉(zhuǎn)位置的接觸輥時載荷，上下分別提取接觸輥時載荷的因輥偏心而引起的各變動分量，根據(jù)該提取的接觸輥時載荷的各變動分量，上下分別提取軋制載荷的因輥偏心而引起的各變動分量。然后，根據(jù)該提取的軋制載荷的各變動分量，計算與上述各旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)的輥隙指令值，并操作輥隙，以便減少軋制的金屬材料的板厚變動。
文檔編號B21C51/00GK101394944SQ20078000741
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者今成宏幸 申請人:東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社