專利名稱：軋機的板厚控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板厚控制裝置，該板厚控制裝置在利用上下配置的輥對軋制材 料進行軋制的軋機中，通過對輥間隙進行控制來抑制軋制材料的板厚變動。
背景技術(shù)：
利用軋機對鋼板等進行軋制時，一直以來所應(yīng)用的是板厚控制(AGC 自動厚 度控制(Automatic Gage Control))。在該AGC中，利用某些方法來檢測(推算)軋制材 料的板厚變動，從而對輥間隙進行控制，以使軋制材料沿軋制方向的厚度保持一定。此 夕卜，在利用AGC對板厚變動進行檢測時，有根據(jù)軋制載荷推算軋制中的板厚變動的方 法、根據(jù)軋制載荷及輥間隙推算軋制中的板厚(測厚計板厚)的方法、以及用板厚測定儀 檢測板厚偏差的方法等。但是，在利用AGC所實施的上述板厚變動的檢測方法中，無法檢測出由輥偏芯 所引發(fā)的板厚變動的變動分量。特別是，通常已知在利用軋制載荷檢測板厚的方法中， 由輥偏芯所產(chǎn)生的軋制載荷的變動會引起對板厚變動的錯誤檢測，板厚變動反而會變 大。通常，所述輥偏芯多發(fā)生在使用鍵來安裝支持輥的情況下。另外，在因輥的拋 光不均勻而導致輥剖面不是正圓、或在軋制中輥發(fā)生熱膨脹而導致輥剖面不是正圓等情 況下，也會發(fā)生輥偏芯。而且，若因上述原因?qū)е掳l(fā)生輥偏芯，則輥間隙會根據(jù)軋制中 輥的旋轉(zhuǎn)周期性地變動。輥偏芯所引起的這種輥間隙的變動無法利用控制輥的壓下位置 的壓下位置控制裝置進行檢測。因此，輥偏芯成了板厚控制的擾動。此外，從短期來看，在旋轉(zhuǎn)角度相同的情況下，上下輥分別具有相同的輥偏芯 的量(偏芯量)。但是，發(fā)生輥偏芯的旋轉(zhuǎn)角度和該偏芯量有時也會隨著軋制的進行而變 化。對于這樣的問題，作為用于抑制輥偏芯所引起的板厚變動的方法，一直以來， 提出并實施了各種輥偏芯控制。已知該輥偏芯控制主要有以下三種方法。(A)輥偏芯控制1在軋制前通過輥接觸(使上下工作輥相接觸而產(chǎn)生載荷的狀態(tài))使輥旋轉(zhuǎn)，檢測 出此時的載荷。接著，利用高速傅里葉變換或以高速傅里葉變換為準則的方法對該檢測 出的載荷進行解析，對輥偏芯的相位和振幅進行辨識。然后，在軋制中，不實施利用了 軋制載荷的反饋控制，而是利用上述輥偏芯的參數(shù)對輥偏芯所引起的輥間隙變動進行補 償，從而輸出輥間隙操作量(例如，參照參考文獻1和2)。
(B)輥偏芯控制2利用設(shè)置在軋機出口側(cè)的板厚測定儀對板厚變動進行測定。接著，從測得的板 厚變動中提取與輥的旋轉(zhuǎn)同步的變動分量，確定該變動分量是在輥的哪個旋轉(zhuǎn)位置產(chǎn)生 的。然后，基于所得到的信息，對應(yīng)于輥的旋轉(zhuǎn)進行輥間隙的操作。(C)輥偏芯控制3
在軋制中對軋制載荷變動進行測定。接著，從測得的軋制載荷變動中提取與輥 的旋轉(zhuǎn)同步的變動分量，與輥的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)聯(lián)。然后，基于所得到的信息，將軋制載 荷變動轉(zhuǎn)換成輥間隙，對應(yīng)于輥的旋轉(zhuǎn)進行輥間隙的操作。專利文獻1: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

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻1和2所記載的上述輥偏芯控制1所披露的方法中，以輥偏芯的參數(shù) (即，輥偏芯的相位(位置)、振幅)長時間不變?yōu)榍疤?。但是，如上所述，有時輥偏芯 的參數(shù)隨時間變化。因此，此時，為了對上述參數(shù)進行近似，必須再次進行輥接觸，存 在作業(yè)停止時間增多的問題。然而，在作業(yè)中，一般，頻繁地停止軋制而進行輥接觸本 身就是不可能的，在上述參數(shù)隨時間變化的情況下，輥偏芯控制1所示的方法不能確保 足夠的控制性能。在專利文獻3所記載的上述輥偏芯控制2所揭示的方法中，存在以下問題艮口， 在軋制材料的前端部上，在從開始測量板厚到支持輥旋轉(zhuǎn)一周為止的期間，無法去除輥 偏芯所導致的影響。此外，由于在厚板軋制時，軋制材料的軋制長度較短，因此不能無 視上述無法進行控制的區(qū)間(前端部)。另外，由于不是分別對上下支持輥的輥偏芯的相位和振幅進行近似，因此，在 輥直徑相差很大的情況下，存在不能確保足夠的控制性能的問題。在專利文獻4所記載的上述輥偏芯控制3所揭示的方法中，為了提取因輥偏芯 而產(chǎn)生的軋制載荷變動分量，對應(yīng)于支持輥的旋轉(zhuǎn)角度，對軋制載荷變動進行存儲。因 此，在因其他原因(例如，滑道黑印)而產(chǎn)生的軋制載荷變動分量的周期接近支持輥的旋 轉(zhuǎn)周期的情況下，很難分離該變動分量和輥偏芯所導致的變動分量。在厚板軋制時，符 合這樣的條件的變動分量較多，存在不能確保足夠的控制性能的問題。另外，在輥偏芯控制3中，對應(yīng)于支持輥的旋轉(zhuǎn)角度直接讀出所存儲的軋制載 荷變動，換算成輥間隙的控制量。因此，需要充分存儲每一個旋轉(zhuǎn)角度的軋制載荷數(shù) 據(jù)，在實際軋制數(shù)據(jù)的分布不平衡的情況下，不能確保足夠的控制性能。本發(fā)明用于解決所述問題，其目的在于提供一種軋機的板厚控制裝置，該軋機 的板厚控制裝置即使是在輥偏芯參數(shù)隨時間變化的情況下，或是在上下輥的直徑不相同 的情況下，也能充分抑制輥偏芯所引發(fā)的板厚變動。另外，其目的還在于提供一種軋機的板厚控制裝置，該軋機的板厚控制裝置即 使在存在周期與輥偏芯的周期相接近的軋制載荷變動分量、或軋制實際數(shù)據(jù)的分布不平 衡的情況下，也同樣能獲得上述效果。
本發(fā)明所涉及的軋機的板厚控制裝置包括上下配置的工作輥、以及從上下方支 承工作輥的支持輥，利用工作輥對軋制材料進行軋制，該軋機的板厚控制裝置包括載 荷檢測器，該載荷檢測器對軋制載荷進行檢測；壓下位置測量器，該軋制位置測量器對 輥間隙進行測量；板厚測定儀，該板厚測定儀對軋制后的軋制材料的板厚進行檢測；旋 轉(zhuǎn)角度計算單元，該旋轉(zhuǎn)角度計算單元分別對應(yīng)于上下支持輥對其旋轉(zhuǎn)角度進行計算； 測厚計板厚計算單元，該測厚計板厚計算單元基于載荷檢測器所檢測出的軋制載荷、以 及壓下位置測量器所測量出的輥間隙，對軋制材料的測厚計板厚進行計算；測厚計板厚 延遲單元，該測厚計板厚延遲單元到經(jīng)工作輥軋制后的軋制材料的任意點到達板厚測定 儀的板厚檢測位置為止，對測厚計板厚計算單元所計算出的所述任意點的測厚計板厚進 行存儲；輥偏芯量計算單元，該輥偏芯量計算單元基于存儲在測厚計板厚延遲單元中的 所述任意點的測厚計板厚、以及板厚測定儀所檢測出的任意點的板厚，對利用工作輥對 任意點進行軋制時的輥偏芯量進行計算；輥偏芯量存儲單元，該輥偏芯量存儲單元基 于旋轉(zhuǎn)角度計算單元所計算出的各個旋轉(zhuǎn)角度，將輥偏芯量計算單元所計算出的輥偏芯 量與利用工作輥對所述任意點進行軋制時的上下支持輥的各個旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)聯(lián)而進行存 儲；輥偏芯參數(shù)計算單元，該輥偏芯參數(shù)計算單元基于存儲在輥偏芯量存儲單元中的輥 偏芯量，分別對應(yīng)于上下支持輥，對輥偏芯的相位和振幅進行計算；以及控制操作量計 算單元，該控制操作量計算單元基于輥偏芯參數(shù)計算單元的計算結(jié)果，對與上下支持輥 的各個旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的控制操作量進行計算，從而抑制輥偏芯所引起的軋制材料的板 厚變動分量。另外，本發(fā)明所涉及的軋機的板厚控制裝置采用以下結(jié)構(gòu)S卩，輥偏芯量存儲 單元包括對將上支持輥的旋轉(zhuǎn)角度分割成規(guī)定數(shù)量時的分割號、以及將下支持輥的旋轉(zhuǎn) 角度分割成所述規(guī)定數(shù)量時的分割號進行縱橫排列的表格，并且將輥偏芯量計算單元所 計算出的輥偏芯量存儲到所述表格的對應(yīng)單元格中，從而獲得輥偏芯量分布曲面。 另外，本發(fā)明所涉及的軋機的板厚控制裝置采用以下結(jié)構(gòu)S卩，輥偏芯參數(shù)計 算單元利用傅里葉解析，對由輥偏芯量存儲單元所獲得的輥偏芯量分布曲面進行曲面近 似，從而分別對應(yīng)于上下支持輥，獲得輥偏芯的相位和振幅。根據(jù)本發(fā)明，即使是在輥偏芯參數(shù)隨時間變化的情況下，或是在上下支持輥的 直徑不相同的情況下，也能充分抑制輥偏芯所引起的板厚變動。另外，即使是在存在周期與輥偏芯的周期相接近的軋制載荷變動分量的情況 下，或是在軋制實際數(shù)據(jù)的分布不平衡的情況下，也同樣能充分抑制輥偏芯所引起的板
厚變動。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的軋機的板厚控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是用于說明圖1所示的軋機的板厚控制裝置的具體功能的圖。圖3是表示存儲在輥偏芯量存儲單元中的輥偏芯量分布曲面的圖。圖4是利用圖1所示的軋機的板厚控制裝置所近似的輥偏芯量分布曲面的圖。標號說明1軋制材料、2工作輥、3工作輥、4支持輥、
5支持輥、6載荷檢測器、7壓下位置控制裝置、8壓下位置測量器、9板厚測定儀、10旋轉(zhuǎn)角度檢測器、11旋轉(zhuǎn)角度檢測器、12旋轉(zhuǎn)角度計算單元、13測厚計板厚計算單元、14測厚計板厚延遲單元、15輥偏芯量計算單元、16輥偏芯量存儲單元、17輥偏芯參數(shù)計算單元、18控制操作量計算單元
具體實施例方式為了對本發(fā)明的進行更詳細的說明，根據(jù)附圖對本發(fā)明進行說明。另外，各圖 中，對于相同或相當?shù)牟糠謽艘韵嗤姆枺m當?shù)睾喕蚴÷云渲貜?fù)說明。實施方式1.圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的軋機的板厚控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2是 用于說明圖1所示的軋機的板厚控制裝置的具體功能的圖。在圖1中，標號1是利用軋 機進行軋制的鋼板等軋制材料，利用上下配置的工作輥2和3對其進行軋制。標號4和 5是從上下方支承所述工作輥2和3的支持輥。標號6是檢測軋制中的軋制載荷的載荷檢測器，標號7是用于控制壓下位置的壓 下位置控制裝置。壓下位置控制裝置7對輥間隙(上下工作輥2和3的間隙)進行控制， 使軋制材料1的板厚達到期望的值。此外，壓下位置控制裝置7包括測量壓下位置的壓 下位置測量器8。S卩，利用該壓下位置測量器8的功能，壓下位置控制裝置7可以對輥間 隙進行測量。但是，利用所述壓下位置測量器8不能測量輥偏芯所引起的輥間隙的變化 (變動分量)。標號9是設(shè)置在軋機出口側(cè)的板厚測定儀。該板厚測定儀9在利用工作輥2和3 進行軋制后對軋制材料1的板厚進行檢測。標號10和11是用于檢測支持輥4和5的旋 轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測器。支持輥4和5通過工作輥2和3被驅(qū)動(旋轉(zhuǎn))，與工作輥2 和3連動旋轉(zhuǎn)。此時，分別利用旋轉(zhuǎn)角度檢測器10和旋轉(zhuǎn)角度檢測器11獨立地檢測出 上支持輥4的旋轉(zhuǎn)角度和下支持輥5的旋轉(zhuǎn)角度。此外，圖1表示將安裝在支持輥4和5上的脈沖發(fā)生器等用作旋轉(zhuǎn)角度檢測器10 和11時的結(jié)構(gòu)。即，在圖1所示的方式中，旋轉(zhuǎn)角度檢測器10和11直接對支持輥4和 5的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測。但是，旋轉(zhuǎn)角度檢測器10和11不僅限于這種方式，也可以采 用具有與上述方式相同功能的其他方式。例如，在支持輥4和5上安裝非接觸式光傳感 器等，從而產(chǎn)生支持輥4和5的每轉(zhuǎn)1圈的基準脈沖。然后，檢測該基準脈沖，用工作 輥2和3的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)速度計算支持輥4和5的旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)這樣的方式，也可 以構(gòu)成所述旋轉(zhuǎn)角度檢測器10和11。另外，本發(fā)明所涉及的板厚控制裝置包括以下各種單元即，旋轉(zhuǎn)角度計算單 元12、測厚計板厚計算單元13、測厚計板厚延遲單元14、輥偏芯量計算單元15、輥偏芯 量存儲單元16、輥偏芯參數(shù)計算單元17、以及控制操作量計算單元18。旋轉(zhuǎn)角度計算單元12具有分別對上下的支 持輥4和5的旋轉(zhuǎn)角度進行計算的功 能。即，旋轉(zhuǎn)角度計算單元12在0度到360度的范圍內(nèi)，分別基于來自旋轉(zhuǎn)角度檢測器 10的檢測信號和來自旋轉(zhuǎn)角度檢測器11的檢測信號，對上支持輥4的旋轉(zhuǎn)角度和下支持輥5的旋轉(zhuǎn)角度進行計算。測厚計板厚計算單元13具有計算軋制材料1的測厚計板厚的功能。此外，所謂 測厚計板厚，是指利用工作輥2和3進行軋制時的軋制材料1的板厚，表示在軋機正下方 的軋制材料1的板厚。具體而言，測厚計板厚計算單元13基于載荷檢測器6所檢測出的 軋制載荷、以及用壓下位置測量器8 (壓下位置控制裝置7)測量出的輥間隙，使用例如下 式(測厚計板厚計算的原理式)計算測厚計板厚。[數(shù)學式1]
權(quán)利要求
1.一種軋機的板厚控制裝置，包括上下配置的工作輥、以及從上下方支承所述工作 輥的支持輥，利用所述工作輥對軋制材料進行軋制，其特征在于，包括載荷檢測器，該載荷檢測器對軋制載荷進行檢測； 軋制位置測量器，該軋制位置測量器對輥間隙進行測量； 板厚測定儀，該板厚測定儀對軋制后的所述軋制材料的板厚進行檢測； 旋轉(zhuǎn)角度計算單元，該旋轉(zhuǎn)角度計算單元分別對應(yīng)于所述上下支持輥對其旋轉(zhuǎn)角度 進行計算；測厚計板厚計算單元，該測厚計板厚計算單元基于所述載荷檢測器所檢測出的軋制 載荷、以及所述軋制位置測量器所測量出的輥間隙，對所述軋制材料的測厚計板厚進行 計算；測厚計板厚延遲單元，該測厚計板厚延遲單元在經(jīng)所述工作輥軋制后的所述軋制材 料的任意點到達所述板厚測定儀的板厚檢測位置為止，對所述測厚計板厚計算單元所計 算出的所述任意點的測厚計板厚進行存儲；輥偏芯量計算單元，該輥偏芯量計算單元基于存儲在所述測厚計板厚延遲單元中的 所述任意點的測厚計板厚、以及所述板厚測定儀所檢測出的所述任意點的板厚，對利用 所述工作輥對所述任意點進行軋制時的輥偏芯量進行計算；輥偏芯量存儲單元，該輥偏芯量存儲單元基于所述旋轉(zhuǎn)角度計算單元所計算出的各 個旋轉(zhuǎn)角度，將所述輥偏芯量計算單元所計算出的輥偏芯量與利用所述工作輥對所述任 意點進行軋制時的所述上下支持輥的各個旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)聯(lián)而進行存儲；輥偏芯參數(shù)計算單元，該輥偏芯參數(shù)計算單元基于存儲在輥偏芯量存儲單元中的輥 偏芯量，分別對應(yīng)于所述上下支持輥，對輥偏芯的相位和振幅進行計算；以及控制操作量計算單元，該控制操作量計算單元基于所述輥偏芯參數(shù)計算單元的 計算結(jié)果，對與所述上下支持輥的各個旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的控制操作量進行計算，從而抑 制因輥偏芯所引起的所述軋制材料的板厚變動分量。
2.如權(quán)利要求1所述的軋機的板厚控制裝置，其特征在于，采用以下結(jié)構(gòu)即，輥偏芯量存儲單元包括對將上支持輥的旋轉(zhuǎn)角度分割成規(guī)定數(shù) 量時的分割號、以及將下支持輥的旋轉(zhuǎn)角度分割成所述規(guī)定數(shù)量時的分割號進行縱橫排 列的表格，并且將輥偏芯量計算單元所計算出的輥偏芯量存儲到所述表格的對應(yīng)單元格 中，從而獲得輥偏芯量分布曲面。
3.如權(quán)利要求2所述的軋機的板厚控制裝置，其特征在于，采用以下結(jié)構(gòu)即，輥偏芯參數(shù)計算單元利用傅里葉解析，對由輥偏芯量存儲單元 所獲得的輥偏芯量分布曲面進行曲面近似，從而分別對應(yīng)于上下支持輥，獲得輥偏芯的 相位和振幅。
全文摘要
提供一種即使是在輥偏芯參數(shù)隨時間變化的情況下，也能充分抑制輥偏芯所引起的板厚變動的軋機的板厚控制裝置。為此，首先，根據(jù)測厚計板厚和實際板厚求出輥偏芯量。接著，畫出該求出的輥偏芯量分布曲面，利用傅里葉解析對該分布曲面進行近似，從而分別對應(yīng)于上下支持輥，對輥偏芯的相位和振幅進行計算。然后，基于該計算結(jié)果對壓下位置進行控制，從而抑制輥偏芯所引起的軋制材料的板厚變動分量。
文檔編號B21B37/66GK102015136SQ200880129128
公開日2011年4月13日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者久保直博 申請人:東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社