專利名稱:連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，特別是涉及利用壓下補(bǔ)償控制動(dòng)態(tài)地對(duì)朝著所提供的目標(biāo)板厚改變的體積流量進(jìn)行速度補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定的軋制進(jìn)行中改變板厚的控制方法。
背景技術(shù)：
已有的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置根據(jù)軋制材料的材質(zhì)、尺寸和軋制溫度等，在軋制之前預(yù)先計(jì)算軋制進(jìn)行中板厚改變前后各機(jī)架的送出側(cè)板厚、軋制速度、軋輥間隙、軋制載荷、軋制負(fù)荷等，將其設(shè)定于各機(jī)架。在軋制開始，軋制材料的板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)各機(jī)架的時(shí)刻，依序開始改變各機(jī)架的壓下位置及軋輥速度，在到達(dá)軋制材料的板厚變更終點(diǎn)的時(shí)刻，使變更開始的壓下位置及軋輥速度變?yōu)樵O(shè)定值，在軋制過程中制造不同板厚的產(chǎn)品。
但是，在從板厚變更開始到結(jié)束的過程中，如果體積流量經(jīng)常保持設(shè)定值，則問題就不會(huì)發(fā)生，但是實(shí)際上由于板厚會(huì)發(fā)生誤差，為了使體積流量保持一定值，在改變軋輥速度時(shí)，如果不對(duì)設(shè)定的變更附加動(dòng)態(tài)修正，則不能穩(wěn)定地進(jìn)行軋制加工。因此，以往在軋制進(jìn)行中改變板厚時(shí)，板厚的變更量受到較大的限制。
因而，在以往的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置中，以板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)第1機(jī)架起到變更結(jié)束點(diǎn)通過第1支架為止的全過程中的軋機(jī)全部機(jī)架的狀態(tài)作為一階段(stage)，一邊管理階段編號(hào)一邊計(jì)算階段進(jìn)度。又，計(jì)算在各機(jī)架的板厚設(shè)定變更量和與速度設(shè)定變更量對(duì)應(yīng)的階段進(jìn)度的乘積，對(duì)每一機(jī)架的板厚設(shè)定值和與速度設(shè)定變更量對(duì)應(yīng)的階段進(jìn)度的乘積，對(duì)每一機(jī)架計(jì)算所有階段的總和，以此求各機(jī)架的板厚及軋輥速度的變更指令值(見例如專利文獻(xiàn)1，即日本特開2001-293508號(hào)公報(bào)第9頁圖3)。
已有的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，如上所述以板厚和軋輥速度兩者作為目標(biāo)值提供，根據(jù)該目標(biāo)值進(jìn)行控制，因此在因溫度不均勻等因素而在板厚的改變上發(fā)生誤差的情況下，存在著不能使體積流量保持一定的問題。又，如果板厚誤差變大下去，則軋制的穩(wěn)定性就要發(fā)生問題。又，由于機(jī)架之間的張力不為一定值，存在著即使是對(duì)軋制的穩(wěn)定性沒有影響的小板厚誤差，也會(huì)對(duì)板材寬度的精度等發(fā)生影響的問題。
本發(fā)明是為了解決上面所述的存在問題而作出的，其目的在于，得到即使從軋制進(jìn)行中板厚變更開始到結(jié)束期間，因干擾等問題而產(chǎn)生板厚的目標(biāo)值和實(shí)際值的偏離，也能保持體積流量一定，穩(wěn)定地進(jìn)行軋制的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中板厚變更裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中板厚變更裝置為，沿著軋制材料傳送方向連續(xù)配置多臺(tái)軋機(jī)，利用多臺(tái)軋機(jī)一邊對(duì)所述軋制材料進(jìn)行軋制加工，一邊改變各軋機(jī)的送出出側(cè)板厚和軋輥速度的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中板厚變更裝置，具備在軋制材料的板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)各軋機(jī)的時(shí)刻，輸出預(yù)先設(shè)定的送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間、以及目標(biāo)軋制載荷的工序(process)計(jì)算機(jī)、在軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間里，一邊使所述送出側(cè)實(shí)際板厚及對(duì)所述軋制材料的實(shí)際軋制載荷越來越接近所述目標(biāo)板厚及所述目標(biāo)軋制載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)軋制載荷指令值的軋制進(jìn)行中板厚變更控制裝置，根據(jù)目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)軋制載荷指令值控制軋機(jī)的軋輥間隙，將送出側(cè)板厚調(diào)整為目標(biāo)板厚，同時(shí)輸出送出側(cè)板厚調(diào)整中的所述實(shí)際板厚及所述軋輥間隙的自動(dòng)板厚控制裝置、利用自動(dòng)板厚控制裝置，根據(jù)向目標(biāo)板厚控制時(shí)的實(shí)際板厚或所述軋輥間隙，使在板厚變更開始點(diǎn)達(dá)到軋機(jī)的上游側(cè)或下游側(cè)軋機(jī)的軋輥速度動(dòng)態(tài)改變的動(dòng)態(tài)速度控制裝置。



圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的連續(xù)軋機(jī)及其軋制進(jìn)行中板厚變更裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3是表示在有5個(gè)基座壓下裝置的連續(xù)軋機(jī)上，板厚變更點(diǎn)通過第3機(jī)架時(shí)第1級(jí)控制器5的控制流程的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器結(jié)構(gòu)方框圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
符號(hào)說明1 軋機(jī)、機(jī)架2 環(huán)頂機(jī)3 軋制材料4 第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)5 第1級(jí)控制器、軋制進(jìn)行中板厚變更裝置51 軋制進(jìn)行中板厚變更控制(FGC)裝置52 自動(dòng)板厚控制(AGC)裝置53、53A、53B、53C、53D 動(dòng)態(tài)速度控制裝置531 壓下補(bǔ)償控制(DRC)裝置532 環(huán)頂機(jī)控制(Looper Control)裝置533 軋機(jī)連續(xù)控制(Mill Successive Control)裝置具體實(shí)施形態(tài)實(shí)施形態(tài)1以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的連續(xù)軋機(jī)及軋制進(jìn)行中板厚變更裝置的結(jié)構(gòu)方框圖，圖2為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖1中，在連續(xù)軋機(jī)1的各機(jī)架間配置環(huán)頂機(jī)2，將軋制材料3從畫面右側(cè)傳送到左側(cè)。
傳感器一旦感知到軋制材料3的板厚變更開始點(diǎn)來到軋機(jī)進(jìn)入側(cè)，第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4就將控制信息傳送到第1級(jí)控制器5。第1級(jí)控制器5根據(jù)傳送的控制信息控制各軋機(jī)1。
第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4作為控制信息向第1級(jí)控制器5輸出目標(biāo)板厚、軋制載荷、FGC時(shí)間(為使軋輥間隙、軋輥速度達(dá)到目標(biāo)值所需要的時(shí)間)和控制參數(shù)。
在圖2中第1級(jí)控制器5由軋制進(jìn)行中的板厚變更控制(FGC)裝置51、自動(dòng)板厚控制(AGC)裝置52、動(dòng)態(tài)速度控制裝置53構(gòu)成。
第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4接收到板厚變更開始點(diǎn)通過各機(jī)架的信號(hào)后，輸出控制信息，第1級(jí)控制器5為在控制信息輸入的時(shí)刻控制各軋機(jī)，板厚變更開始點(diǎn)每次通過機(jī)架時(shí)FGC裝置就開動(dòng)。
FGC裝置51通過AGC裝置52控制軋輥間隙。還通過動(dòng)態(tài)速度控制裝置53控制軋輥速度。通過這三個(gè)裝置，實(shí)現(xiàn)軋制進(jìn)行中板厚變更的功能。
軋制進(jìn)行中板厚變更控制中的軋輥間隙使用第1級(jí)控制器3的AGC裝置中內(nèi)藏的AGC控制器算法進(jìn)行控制。FGC裝置51配合從前面的材料的目標(biāo)板厚向后面的材料的目標(biāo)板厚轉(zhuǎn)移，把利用RAMP功能改變的實(shí)際軋制載荷F、目標(biāo)板厚hlarget輸出，AGC裝置52用實(shí)際軋制載荷F和目標(biāo)板厚hlarget作為輸入信號(hào)。
還有，所謂RAMP功能就是對(duì)應(yīng)于從前面的材料的目標(biāo)板厚到后面的材料的目標(biāo)板厚的變更，使目標(biāo)板厚和軋制載荷相應(yīng)變更的功能。
在板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)對(duì)象機(jī)架的時(shí)刻，F(xiàn)GC裝置51把向AGC裝置52輸入的軋制載荷的輸入信號(hào)變更為根據(jù)前面的材料的最終實(shí)際軋制載荷值，由第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)設(shè)定模式計(jì)算出的后面的材料的目標(biāo)軋制載荷。還有，目標(biāo)軋制載荷預(yù)先設(shè)定于第1級(jí)控制器。
又，在變更目標(biāo)軋制載荷的同時(shí)，F(xiàn)GC裝置51把向AGC裝置52輸入的目標(biāo)板厚的輸入信號(hào)，從前面的材料的目標(biāo)板厚變?yōu)楹竺娴牟牧系哪繕?biāo)板厚。
AGC裝置52根據(jù)被變更后的目標(biāo)軋制載荷及目標(biāo)板厚，改變軋輥間隙ΔS。
軋制進(jìn)行中板厚變更控制中的軋輥速度通過第1級(jí)控制器5的動(dòng)態(tài)速度控制裝置53進(jìn)行控制。
由于動(dòng)態(tài)速度控制裝置53的輸入信號(hào)、即板厚或軋輥間隙的變化，結(jié)果是動(dòng)態(tài)速度控制裝置的輸出、即軋輥速度ΔV也發(fā)生變化，但是保持機(jī)架間的體積流量為一定值。
實(shí)施形態(tài)2圖3是在有5個(gè)基座壓下裝置的連續(xù)軋機(jī)上，板厚變更點(diǎn)通過第3機(jī)架的情況下的，第1級(jí)控制器5的控制流程的說明圖。
還有，這里從圖右側(cè)開始把各機(jī)架稱為第1機(jī)架、第2機(jī)架、……。
又，這種控制即使壓下裝置的數(shù)目和作為控制對(duì)象的機(jī)架發(fā)生變化也可以同樣考慮。
還有，在圖3中，對(duì)于和上面所述(參照?qǐng)D1)一樣的零部件，標(biāo)以同一符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
在圖3中，動(dòng)態(tài)的速度控制裝置53由壓下補(bǔ)償控制(DRC)裝置531和環(huán)頂機(jī)控制(Looper control)裝置532、軋機(jī)連續(xù)控制(Mill Successive Control)裝置533構(gòu)成。
在本發(fā)明的軋制進(jìn)行中板厚變更方法中，板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)例如第i機(jī)架時(shí)，實(shí)施第i機(jī)架的壓下變更，并向第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4設(shè)定的目標(biāo)值板厚變更板厚，同時(shí)不用第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4的設(shè)定值，而全部用第1級(jí)控制器一側(cè)計(jì)算的值控制用于保持體積流量的軋輥速度變更量。這一變更如下所述實(shí)施。
如上所述，第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4發(fā)送控制器5進(jìn)行控制時(shí)所需要的控制信息(FGC時(shí)間、后面的材料的板厚、后面的材料的預(yù)測軋制載荷、控制參數(shù))。
FGC裝置51在板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)第i機(jī)架的時(shí)刻，對(duì)作為對(duì)象的AGC裝置52，提供從第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)4輸出的后面的材料的目標(biāo)板厚和軋制載荷的預(yù)測值。AGC裝置52在從迄今為止一直使用于板厚控制的前面的材料的目標(biāo)板厚和實(shí)際軋制載荷更換為從FGC裝置51輸出的后面的材料的目標(biāo)板厚和預(yù)測軋制載荷后，變更軋輥間隙。
但在更換的時(shí)候，利用FGC裝置51的RAMP功能，要求規(guī)定的時(shí)間，線性地向目標(biāo)值轉(zhuǎn)移進(jìn)行變更。
AGC裝置52在控制軋輥間隙的同時(shí)，根據(jù)動(dòng)態(tài)速度控制裝置53采用的方式向動(dòng)態(tài)速度控制裝置53的壓下補(bǔ)償控制(DRC)裝置531輸出從板厚變更開始點(diǎn)到變更終止點(diǎn)變化的實(shí)際板厚、即實(shí)測板厚(測厚計(jì)測得的板厚)hGM、壓下位置變更量和塑性系數(shù)變更量等。
AGC裝置52在板厚變更開始點(diǎn)到變更終止點(diǎn)之間，依次輸出實(shí)際板厚(厚度計(jì)測得的板厚)hGM、壓下位置變更量、塑性系數(shù)變更量、軋制載荷的實(shí)際值等的時(shí)時(shí)刻刻的狀態(tài)。
動(dòng)態(tài)速度控制裝置53由于靠近板厚變更開始點(diǎn)的上流側(cè)的質(zhì)量流(板厚×板速度)的變化，為保持質(zhì)量流一定而改變上流側(cè)的板速度。還有，下流側(cè)由于還繼續(xù)進(jìn)行先行材料的軋制，所以下流側(cè)的速度不變更。
一旦從AGC裝置52輸出實(shí)際板厚(厚度計(jì)測得的板厚)hGM、壓下位置變更量和塑性系數(shù)變更量等，DRC裝置531就根據(jù)這些量計(jì)算出軋輥速度的修正量(與現(xiàn)在的軋輥速度的偏差)。
還有，環(huán)頂機(jī)控制裝置532根據(jù)利用環(huán)頂機(jī)2檢測出的扭矩，計(jì)算機(jī)架之間板的張力，對(duì)軋輥速度修正量進(jìn)行補(bǔ)償。
一旦例如第2至第3機(jī)架間的扭矩上升，則第2至第3機(jī)架間板的張力也就上升。環(huán)頂機(jī)控制裝置532在第2機(jī)架到第3機(jī)架間板的張力一旦上升，就稍稍減緩第2機(jī)架的軋輥速度(第3機(jī)架的軋輥速度不變)，使第2機(jī)架和第3機(jī)架間的板的張力下降。
又，由DRC裝置531計(jì)算的軋輥速度的修正量，再與用環(huán)頂機(jī)控制裝置532補(bǔ)償?shù)能堓佀俣鹊男拚肯嗉又?，向控制軋輥速度的軋機(jī)連續(xù)控制裝置533輸出軋輥速度的修正量。
軋機(jī)連續(xù)控制裝置533同時(shí)以相同比例變更上流側(cè)機(jī)架的速度，以使軋制材料3的傳送速度的平衡不變。
假定例如第3機(jī)架的速度僅回落5％。第3機(jī)架速度一旦回落后不變，則第2機(jī)架～第3機(jī)架間的板的張力減緩，不能夠取得平衡，因此必須使第2、第1機(jī)架的速度都同時(shí)回落5％，以此控制該速度。
這樣，環(huán)頂機(jī)控制裝置532經(jīng)常監(jiān)控張力并調(diào)節(jié)軋輥速度，利用軋機(jī)連續(xù)控制裝置533控制各機(jī)架的軋輥速度，這樣就能進(jìn)行取得質(zhì)量流平衡的操作。
這樣，通過將這一連串動(dòng)作適用于從板厚變更開始點(diǎn)到終止點(diǎn)的軋制進(jìn)行中板厚變更控制方法，不需要根據(jù)設(shè)定模型(setup model)的設(shè)定計(jì)算值，能夠包含實(shí)際誤差，動(dòng)態(tài)地決定軋輥速度。
還有，由于動(dòng)態(tài)地依次修正速度，所以能進(jìn)行穩(wěn)定的操作，在軋制進(jìn)行中板厚變更開始到終止之間，即使由于干擾使板厚的目標(biāo)值和實(shí)際值產(chǎn)生偏離，也能夠保持體積流量一定，能穩(wěn)定進(jìn)行軋制。
還有，通過利用這些裝置的，將這一連串動(dòng)作適用于從板厚變更開始點(diǎn)到終止點(diǎn)的板厚變更控制方法，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，與以往相比，能提高間隙移動(dòng)速度的應(yīng)變性，能減少板厚變更時(shí)的斜度部份。從而原材料利用率的提高顯而易見。
再者，由于速度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，與以往相比，能加大間隙移動(dòng)量，能更多彩地選擇前面的材料和后面的材料的搭配。
還有，上面說明的是改變板厚變更開始點(diǎn)通過的機(jī)架的上流側(cè)機(jī)架的軋輥速度，但是也可以考慮采用變更下流側(cè)的方式。以最后的機(jī)架為速度的基準(zhǔn)，據(jù)此變更上游側(cè)的機(jī)架的軋輥速度并使平衡得到保持的方法，以及以第1機(jī)架為速度的基準(zhǔn)，據(jù)此變更下游側(cè)的機(jī)架的軋輥速度的方法，無論哪一種都可以實(shí)施。本實(shí)施形態(tài)是以最后的機(jī)架的速度為基準(zhǔn)改變上流機(jī)架的方法。
實(shí)施形態(tài)3圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖4中，對(duì)于與前面(參照?qǐng)D2)相同的部份，標(biāo)以相同的符號(hào)或在符號(hào)后面加A，省略其說明。
如圖4所示，作為動(dòng)態(tài)速度控制裝置53A的壓下補(bǔ)償裝置531的軋輥速度修正量的計(jì)算方法，可以采用根據(jù)體積流量一定的原則，從板厚變動(dòng)量求軋輥速度修正量的方式(Δh方式)。
這是向來在保持一定的目標(biāo)板厚時(shí)計(jì)算速度修正量用的方式，利用替換目標(biāo)值的方法，可以作為FGC裝置的一部分的使用。
這計(jì)算式為下列式(1)～(5)。

數(shù)1
ΔVn(t)Vn=-1-rnCn+rn(ΔHn(t)Hn-Δhn(t)hn)]]>+1-rn+1Cn+1+rn+1(ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1)-ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1···(1)]]>ΔVn(t)＝Vn(t)-Vn...(2)ΔHn(t)＝Hn(t)-Hn...(3)Δhn(t)＝hn(t)-hN...(4)rn=Hn-hnHn···(5)]]>這里，Hn(t)、hn(t)、Vn(t)分別為時(shí)時(shí)刻刻都在變化的，第n機(jī)架入側(cè)的板厚(跟蹤前一機(jī)架的厚度計(jì)測定的板厚，mm)、出側(cè)板厚(厚度計(jì)測得的板厚，mm)、軋輥速度；Hn、hn、Vn表示其基準(zhǔn)值。Hn、hn用由板厚計(jì)測定的值或利用厚度測量(gaugemeter)式計(jì)算的值。
還有，ΔHn、Δhn、rn、Cn分別表示入側(cè)板厚偏差(＝當(dāng)前值-Lock ON值)[mm]、出側(cè)板厚偏差(＝當(dāng)前值-Lock ON值)[mm]、壓下率[-]、前滑率系數(shù)(f＝rn/Cn)[-]。
本方式是理論推導(dǎo)出的公式，對(duì)各種各樣的干擾有效。軋制進(jìn)行中的變更，通常在穩(wěn)定的軋制狀態(tài)中實(shí)施，因此在軋制進(jìn)行中進(jìn)行變更前片刻鎖住，將控制量和實(shí)際值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，根據(jù)計(jì)算出的軋輥速度修正量進(jìn)行速度修正，就能進(jìn)行合適的控制。
這樣，根據(jù)板厚變動(dòng)量計(jì)算出軋輥速度修正量，就能進(jìn)行合適的控制。
實(shí)施形態(tài)4圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖5，對(duì)于與上面所述(參照?qǐng)D2)相同的部份，標(biāo)以同一符號(hào)或符號(hào)后附加「B」，省略詳細(xì)說明。
如圖4所示，作為動(dòng)態(tài)速度控制裝置53A的壓下補(bǔ)償裝置531中的軋輥速度修正量的計(jì)算方法，可采用對(duì)軋輥間隙的變動(dòng)量只考慮軋機(jī)常數(shù)和塑性系數(shù)來求軋輥速度修正量的方式(Δs方式)。
這是向來在保持一定的目標(biāo)板厚時(shí)，用來計(jì)算軋輥速度的修正量的方式，可以利用切換目標(biāo)值，作為FGC裝置的一部分使用。
這一計(jì)算公式為下列公式(6)和公式(7)。

數(shù)2
ΔVn(t)Vn=1hn+1·Mn+1Mn+1+Qn+1·ΔSn+1(t)···(6)]]>ΔSn(t)＝Sn(t)-Sn...(7)還有，ΔSn(t)是時(shí)時(shí)刻刻變化的第n機(jī)架的壓下位置，Sn表示其基準(zhǔn)值。還有，Mn表示軋機(jī)常數(shù)(設(shè)定值)[ton/mm]，(數(shù)3)
QnQn表示塑性系數(shù)(設(shè)定值)(ton/m)。ΔSn表示軋輥間隙偏差(＝當(dāng)前值-LockOn值)(mm)。
上述實(shí)施形態(tài)3所示的Δh方式中，軋制狀態(tài)不十分穩(wěn)定的情況下，厚度計(jì)測得的板厚的誤差是主要原因，有不能得到真實(shí)板厚值的情況，極端的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)與速度修正量極性相反的情況。與此相反，在本方式中，由于相對(duì)于軋輥間隙的變動(dòng)量決定軋輥速度修正量，必要的速度修正量與軋輥間隙變動(dòng)量必定是極性一致的。通過本方式進(jìn)行控制，雖然放棄了速度修正量的絕對(duì)值的嚴(yán)密性，但是與Δh方式相比，更可能得到穩(wěn)定的操作狀態(tài)。
實(shí)施形態(tài)5圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖6中，對(duì)與上面所述(參照?qǐng)D2)相同的部份，賦予相同的符號(hào)或在符號(hào)后面加“C”，省略其詳細(xì)說明。
上述實(shí)施形態(tài)4中，作為壓下補(bǔ)償法控制裝置531的軋輥速度修正量的計(jì)算方法，敘述了根據(jù)從某一基準(zhǔn)的壓下位置變更量，計(jì)算對(duì)第(n-1)機(jī)架的軋輥速度的修正量的ΔS方式壓下補(bǔ)償方法，對(duì)于ΔS方式壓下補(bǔ)償法的軋輥速度修正方法，還考慮入側(cè)板厚變動(dòng)和軋制材料的塑性系數(shù)變動(dòng)，改良邏輯上進(jìn)行了改良(改良型ΔS方式)。
變動(dòng)前級(jí)軋機(jī)的出側(cè)板厚，以便對(duì)由這一變動(dòng)引起的第n～(n+1)機(jī)架間的質(zhì)量流平衡變動(dòng)又能作出對(duì)應(yīng)的第n機(jī)架的軋輥速度修正。
還有，針對(duì)軋制材料的塑性系數(shù)變化情況的第n～(n+1)機(jī)架間的質(zhì)量流變動(dòng)，又能夠進(jìn)行合適的軋輥速度修正，使之能進(jìn)行穩(wěn)定的軋制加工。
用軋機(jī)常數(shù)M、軋制材料塑性系數(shù)Q(t)、壓下位置S(t)、入側(cè)板厚H(t)表達(dá)出側(cè)板厚變動(dòng)h(t)的公式如式(8)所示。

數(shù)4
h(t)=MM+Q(t)S(t)+MM+Q(t)H(t)···(8)]]>公式(8)利用某一基準(zhǔn)值和相對(duì)于基準(zhǔn)值的變動(dòng)表達(dá)，則得出以下公式(9)和(10)。在式(9)和(10)中，Q(t)為時(shí)刻變化的塑性系數(shù)，Q為其基準(zhǔn)值。

數(shù)5
h+Δh(t)=MM+Q+ΔQ(t)(S+ΔS(t))+Q+ΔQ(t)M+Q+ΔQ(t)(H+ΔH(t))···(9)]]>ΔQ(t)＝Q(t)-Q...(10)用(M+Q)除式(9)的右邊的分母、分子就得到下式(11)。

數(shù)6
h+Δh(t)=MM+Q1+ΔQ(t)M+Q(S+ΔS(t))+QM+Q1+ΔQ(t)M+Q(H+ΔH(t))+ΔQ(t)M+Q1+ΔQ(t)M+Q(H+ΔH(t))···(11)]]>又，考慮到(數(shù)7)，
數(shù)7
1/{ΔQ(t)/(M+Q)＜＜1采用泰勒展開，保留到二次項(xiàng)為止，得式(12)。

數(shù)8
h+Δh(t)=MM+QS+QM+QH]]>+MM+QΔS(t)+QM+QΔH(t)]]>+M(M+Q)2{(H+ΔH(t))-(S+ΔS(t))}·(ΔQ(t)-ΔQ(t)2M+Q)···(12)]]>根據(jù)式(12)，壓下量變動(dòng)ΔS(t)、入側(cè)板厚變動(dòng)ΔH(t)、軋制材料塑性系數(shù)變動(dòng)ΔQ(t)引發(fā)的出側(cè)板厚變動(dòng)Δh(t)如下式(13)所示。

數(shù)9
Δh(t)=MM+QΔS(t)+QM+QΔH(t)]]>+M(M+Q)2(H(t)-S(t))·(ΔQ(t)-ΔQ(t)2M+Q)···(13)]]>其中，H(t)＝H+ΔH(t)，S(t)＝S+ΔS(t)。
將式(13)代入式(1)中，得到下式(14)。

數(shù)10
ΔVn(t)Vn=1hn+1{Mn+1Mn+1+Qn+1ΔSn+1(t)+Qn+1Mn+1+Qn+1ΔHn+1(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn+1)2(Hn+1(t)-Sn+1(t))·(ΔQn+1(t)-ΔQn+1(t)2Mn+1+Qn+1)}-ΔHn+1(t)Hn+1]]>+1-rn+1Cn+1+rn+1(ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1)-1-rnCn+rn(ΔHn(t)Hn-Δhn(t)hn)···(14)]]>式(14)的第3、4項(xiàng)是以入側(cè)板厚和出側(cè)板厚表達(dá)滑動(dòng)率的項(xiàng)。這些關(guān)于滑動(dòng)率的項(xiàng)，因?yàn)榕c上式1、2項(xiàng)相比十分小，因此即使忽略不計(jì)也沒有什么特別的問題，以下的式(15)那樣的速度修正亦可。

數(shù)11
ΔVn(t)Vn=1hn+1{Mn+1Mn+1+Qn+1ΔSn+1(t)+Qn+1Mn+1+Qn+1ΔHn+1(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn+1)2(Hn+1(t)-Sn+1(t))]]>(ΔQn+1(t)-ΔQn+1(t)2Mn+1+Qn+1)}-ΔHn+1(t)Hn+1···(15)]]>
實(shí)施形態(tài)6圖7是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的第1級(jí)控制器(軋制進(jìn)行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖7中，和上面所述(參照?qǐng)D2)一樣的部份，賦予相同的符號(hào)或在符號(hào)后附加「D」，省略其詳細(xì)說明。
如圖7所示，作為壓下補(bǔ)償法控制裝置531的軋輥速度修正量的計(jì)算方法，可采用上述實(shí)施形態(tài)5所述的改良型Δs方式。本方式的效果就象實(shí)施形態(tài)5所說明的那樣，前級(jí)機(jī)架的出側(cè)板厚變動(dòng)、以及塑性系數(shù)變動(dòng)大的軋制進(jìn)行中的板厚變更中，其效果表現(xiàn)得特別顯著。通常的軋制中，由于干擾等原因而產(chǎn)生的板厚變動(dòng)，也有板厚控制效果，板厚變動(dòng)為數(shù)十微米。
另一方面，因?yàn)樵谲堉撇牧献畋〉淖詈髾C(jī)架上也有200微米左右的變動(dòng)，所以與通常軋制時(shí)的板厚變動(dòng)相比，在軋制進(jìn)行中板厚變更時(shí)的板厚變更量大一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，在板厚控制系統(tǒng)工作時(shí)，可以采用因軋制進(jìn)行中板厚變更而改變的板厚指令值取代上述公式中的入側(cè)板厚。
又，對(duì)于軋制材料塑性系數(shù)，同樣也采用軋制進(jìn)行中變更前后的軋制材料塑性系數(shù)，只有按照軋制進(jìn)行中板厚變更模式，從前面的材料的塑性系數(shù)變更為后面的材料的塑性系數(shù)即可。在這種情況下，式(15)變成以下的式(16)～(18)。

數(shù)12
ΔVn(t)Vn=1hn+1,A{Mn+1Mn+1+Qn+1,AΔSn+1(t)+Qn+1,AMn+1+Qn+1ΔHn+1*(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn+1)2(Hn+1*(t)-Sn+1(t))·(ΔQn+1*(t)-ΔQn+1*(t)2Mn+1+Qn+1,A)}-ΔHn+1*(t)Hn+1,A*···(16)]]>ΔHn*(t)=Hn*(t)-Hn,A*···(17)]]>ΔQn*(t)=Qn*(t)-Qn,A···(18)]]>在式(16)中，上面附加的符號(hào)*的是指令值，添加字母“A”的是設(shè)定為前面的材料進(jìn)行計(jì)算得到的設(shè)定值。
但是，適用于軋制進(jìn)行中板厚變更時(shí)，最上游側(cè)的機(jī)架上，可以容易地設(shè)想前滑率將有很大的變化，所以對(duì)這個(gè)機(jī)架有必要注意。
式(16)導(dǎo)出時(shí)，有下式所示的假設(shè)，即
數(shù)13
1/{ΔQ(t)/(M+Q)＜＜1但是由于ΔQ像下游機(jī)架那樣變化很大，計(jì)算軋輥速度修正量時(shí)最好是考慮到ΔQ(t)2項(xiàng)(二次微小項(xiàng))，而反之在上游機(jī)架的塑性變動(dòng)小，因而即使忽略也沒有問題。
關(guān)于入側(cè)板厚，在測厚計(jì)式等板厚推定值或設(shè)置板厚傳感器的情況下，也可以使用該測定值。
又，關(guān)于軋制材料塑性系數(shù)，也可以將塑性系數(shù)作為軋制載荷、入側(cè)板厚、出側(cè)板厚的函數(shù)，預(yù)先作為表格準(zhǔn)備好其數(shù)值供使用。
又可以如下式(19)所示求出。

數(shù)15
Q*(t)=F(t)H(t)-h(t)···(19)]]>壓下補(bǔ)償控制裝置531的結(jié)構(gòu)在軋制時(shí)進(jìn)行變更的時(shí)間以外與ΔS方式的壓下補(bǔ)償控制裝置相同，因此在從前面的材料軋制時(shí)經(jīng)過軋制中變更時(shí)到對(duì)后續(xù)材料軋制為止的時(shí)間里不必切換控制系統(tǒng)，只用相同的方式就能夠使質(zhì)量流的平衡穩(wěn)定化。因此，不會(huì)發(fā)生由于控制系統(tǒng)切換引起的誤差。而且由于不必準(zhǔn)備通常軋制時(shí)和軋制進(jìn)行中變更厚度時(shí)用的控制系統(tǒng)，能夠簡化裝置的總體結(jié)構(gòu)。
又可以在全部機(jī)架中，忽略ΔQ(t)2如項(xiàng)目的式(20)所示，新導(dǎo)入調(diào)整增益Gh。

數(shù)17
ΔVn(t)Vn=Ghhn+1,A{Mn+1Mn+1+Qn+1,AΔSn+1(t)+Qn+1,AMn+1+Qn+1ΔHn+1*(t)]]>+Mn+1Mn+1+Qn,A+1(Hn+1*(t)-Sn+1(t))·ΔQn+1,A(t)}-ΔHn+1*(t)Hn+1,A*···(20)]]>
發(fā)明效果如上所述，采用本發(fā)明的話，由于具備在軋制材料的板厚變更開始點(diǎn)達(dá)到各軋機(jī)的時(shí)刻，輸出預(yù)先設(shè)定的送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間、以及目標(biāo)軋制載荷的第2級(jí)工序(process)計(jì)算機(jī)、在軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間里，一邊使出側(cè)實(shí)際板厚及對(duì)軋制材料的實(shí)際軋制載荷越來越接近目標(biāo)板厚及目標(biāo)軋制載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及軋制載荷指令值的軋制進(jìn)行中板厚變更控制裝置、根據(jù)目標(biāo)板厚指令值及軋制載荷指令值控制軋機(jī)的軋輥間隙，將出側(cè)板厚調(diào)整為目標(biāo)板厚，同時(shí)輸出出側(cè)板厚調(diào)整中的實(shí)際板厚及軋輥間隙的自動(dòng)板厚控制裝置、利用自動(dòng)板厚控制裝置，根據(jù)向目標(biāo)板厚控制時(shí)的實(shí)際板厚或軋輥間隙，使在板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的軋機(jī)的上游或下游側(cè)的軋機(jī)的軋輥速度動(dòng)態(tài)改變的動(dòng)態(tài)速度控制裝置，從軋制進(jìn)行中板厚變更開始到結(jié)束之間，即使因干擾等問題而產(chǎn)生的板厚目標(biāo)值與實(shí)際值的偏離，又能夠保持體積流量為一定值，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的軋制。能夠取得連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中板厚變更裝置。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，該裝置沿著軋制材料傳送方向連續(xù)配置多臺(tái)軋機(jī)，利用所述多臺(tái)軋機(jī)一邊對(duì)所述軋制材料進(jìn)行軋制加工一邊改變所述各軋機(jī)的送出側(cè)板厚及軋輥速度，其特征在于，具備在所述軋制材料的板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)所述各軋機(jī)的時(shí)刻，輸出預(yù)先設(shè)定的所述送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間、以及目標(biāo)軋制載荷的工序計(jì)算機(jī)、在所述軋制進(jìn)行中變更所需要的時(shí)間里，一邊使所述送出側(cè)實(shí)際板厚及對(duì)所述軋制材料的實(shí)際軋制載荷越來越接近所述目標(biāo)板厚及所述目標(biāo)軋制載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)軋制載荷指令值的軋制進(jìn)行中板厚變更控制裝置、根據(jù)所述目標(biāo)板厚指令值及所述目標(biāo)軋制載荷指令值控制所述軋機(jī)的軋輥間隙，將所述送出側(cè)板厚調(diào)整為所述目標(biāo)板厚，同時(shí)輸出所述送出側(cè)板厚調(diào)整中的所述實(shí)際板厚及所述軋輥間隙的自動(dòng)板厚控制裝置、以及根據(jù)利用所述自動(dòng)板厚控制裝置向所述目標(biāo)板厚控制時(shí)的所述實(shí)際板厚或所述軋輥間隙，使在所述板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的軋機(jī)的上游或下游側(cè)的軋機(jī)的軋輥速度動(dòng)態(tài)改變的動(dòng)態(tài)速度控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，其特征在于，包含根據(jù)所述實(shí)際板厚或所述軋輥間隙，計(jì)算出從所述板厚變更開始點(diǎn)到所述軋制進(jìn)行中板厚變更所要的時(shí)間經(jīng)過為止的時(shí)間里，使體積流量保持一定用的軋輥速度修正量的壓下補(bǔ)償控制手段，以及根據(jù)所述軋輥速度修正量，使所述板厚變更點(diǎn)開始到達(dá)的軋機(jī)的上游側(cè)或下游側(cè)的軋機(jī)的軋輥速度同時(shí)變更的連續(xù)控制手段。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補(bǔ)償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的時(shí)刻到所述軋制進(jìn)行中板厚變更所要的時(shí)間經(jīng)過為止的時(shí)間里的實(shí)際板厚的變動(dòng)量，計(jì)算所述軋輥速度的修正量。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補(bǔ)償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的時(shí)刻到所述軋制進(jìn)行中板厚變更所要的時(shí)間經(jīng)過為止的時(shí)間里所述軋輥間隙的變動(dòng)量、軋機(jī)常數(shù)及塑性系數(shù)，計(jì)算出所述軋輥速度的修正量。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補(bǔ)償控制手段根據(jù)所述軋制材料的入側(cè)板厚的變動(dòng)量和所述塑性系數(shù)的變動(dòng)量，計(jì)算出把所述體積流量保持一定用的所述軋輥速度修正量。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補(bǔ)償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的時(shí)刻到所述軋制進(jìn)行中板厚變更所要的時(shí)間經(jīng)過為止的時(shí)間里的所述軋制材料的入側(cè)板厚的變動(dòng)量和所述塑性系數(shù)的變動(dòng)量，計(jì)算出所述軋輥速度的修正量。
專利摘要
本發(fā)明涉及從板厚變更開始到結(jié)束，即使有外來干擾等引起板厚偏離目標(biāo)值，也能保持體積流量一定，得到穩(wěn)定軋制的連續(xù)軋機(jī)軋制進(jìn)行中的板厚變更裝置，具備在板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)各軋機(jī)(1)的時(shí)刻輸出目標(biāo)板厚，軋制進(jìn)行中變更所需時(shí)間及目標(biāo)軋制載荷的第2級(jí)工序計(jì)算機(jī)(4)、一邊使出側(cè)實(shí)際板厚及材料的實(shí)際軋制載荷越來越接近目標(biāo)板厚及目標(biāo)軋制載荷，一邊輸出指令值的軋制進(jìn)行中板厚變更控制裝置(51)、控制軋輥間隙，調(diào)整出側(cè)板厚，同時(shí)輸出出側(cè)板厚調(diào)整中的實(shí)際板厚及軋輥間隙的自動(dòng)板厚控制裝置(52)、根據(jù)實(shí)際板厚或軋輥間隙，使板厚變更開始點(diǎn)到達(dá)的軋機(jī)(1)的上游或下游側(cè)的軋輥速度動(dòng)態(tài)改變的動(dòng)態(tài)速度控制裝置(53)。
文檔編號(hào)B21B37/00GKCN1269583SQ03159316
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年9月3日
發(fā)明者下田直樹, 丸下貴弘, 高木克之 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan