專利名稱：輥式矯直機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及矯正金屬板、例如鋼板等的板材的輥式矯直機。
背景技術：
在制造鋼板等的板材的過程中實施壓延、冷卻等工序，在這些工序中板材會產(chǎn)生翹曲、波形的變形。因此，以矯正這樣的翹曲、波形的變形從而使板材平坦為目的，使用了上下交錯狀地配置多個矯直輥的輥式矯直機。對輥式矯直機而言，在相對于多個下矯直輥擠壓多個上矯直輥的狀態(tài)、或相對于多個上矯直輥擠壓多個下矯直輥的狀態(tài)下使需要矯正的板材通過上下矯直輥之間，使板材反復地撓曲，由此使板材的翹曲、波形變得平坦。當矯正板材時，利用驅(qū)動馬達驅(qū)動矯直輥，使得矯直輥與需要矯正的板材接觸，由此向板材傳遞驅(qū)動力，并在上下的矯直輥之間夾入板材。此時，為了獲得所需的平坦度，根據(jù)板材的厚度、材料、形狀、矯直輥的直徑、輥間距等的各種條件來設定基于下壓缸體的對上矯直棍的擠壓量。然而，在這樣的矯直輥中，有時上框架、下框架等的裝置的結(jié)構(gòu)單元會因矯正反作用力而在寬度方向(該方向意味著框架的寬度方向，由于框架的寬度方向與板材的寬度方向平行，因此在廣義上兩者的意義相同)上撓曲(橫向撓曲)，當產(chǎn)生這樣的橫向撓曲時，下壓量會因該撓曲的影響而在板材的寬度方向上產(chǎn)生變動，從而無法進行高精度的矯直。作為解決此類問題的技術，提出有如下技術:以能夠分別進行鎖緊控制的方式沿框架的寬度方向連續(xù)地配置多臺液壓式撓度補償缸體，當需要矯正的板材的前端進入上下的矯正輥之間時，利用壓力檢測器算出框架寬度方向中央的撓曲量，由此算出為了消除該撓曲量所需的處于框架寬度中央的液壓式撓度補償缸體的必需的鎖緊量，并且算出對框架寬度方向中央的必需的鎖緊量乘以板寬的函數(shù)所得的值，將該值作為其它液壓式撓度補償缸體的必需鎖緊量，由此分別對各液壓式撓度補償缸體進行鎖緊控制來修正框架的橫向撓曲(專利文獻I)。另外，還提出有如下技術:當利用缸體來施加擠壓力時，不僅會產(chǎn)生上述橫向撓曲，還會產(chǎn)生撓度補償缸體、輥框架、支承輥、矯直輥等的壓縮變形，由此會導致下壓量在板材的寬度方向上發(fā)生變動，因此除了上述橫向撓曲以外還求出這樣的壓縮變形，算出為了消除這些壓縮變形所需的每個撓度補償缸體的必需鎖緊量，除了修正上述橫向撓曲以外還修正壓縮變形，從而能夠更加縮小寬度方向上的下壓量差(專利文獻2)。[專利文獻I]日本專利第3726146號公報[專利文獻2]日本專利第3443036號公報然而，上述專利文獻1、2的技術是以使需要矯正的板材的中心位于作業(yè)線的中心而進行板材的矯直矯正的作業(yè)線中心基準為前提，當像厚板工廠的剪斷作業(yè)線那樣地在板邊緣基準下將這樣的輥式矯直機配置于輸送板材的作業(yè)線中時，必須在使板材通過輥式矯直機之前利用居中化裝置使板材居中，從而頗為繁瑣。另外，在這樣的作業(yè)線中心基準的裝置中，當因輸送而產(chǎn)生板材的蠕動、板材的偏移時，難以精度良好地進行矯直矯正。

實用新型內(nèi)容本實用新型是鑒于這種情形而完成的，其課題在于提供輥式矯直機，即使金屬板、例如鋼板等的板材的寬度方向中心偏離作業(yè)線中心也能夠高精度地進行板材的矯正。為了解決上述課題，根據(jù)本實用新型的第一觀點，提供一種輥式矯直機，在板材的軋制線的寬度方向上的任意位置配置上述板材并對上述板材進行矯直矯正，所述輥式矯直機的特征在于，具備:殼體；多個矯直輥，該多個矯直輥以交錯狀配置在上述板材軋制線的上下，以一邊夾持并矯正上述板材一邊使上述板材通過的方式旋轉(zhuǎn)；多個支承輥，該多個支承輥在上下方向上支承上述多個矯直輥；一對輥框架，該一對輥框架在上述矯直輥及上述支承輥的上下支承上述矯直輥及上述支承輥，該一對輥框架被支承于上述殼體；一對框架，所述一對框架在上下方向上支承上述一對輥框架；按壓缸體，該按壓缸體在上述板材的進入側(cè)端部及排出側(cè)端部分別設置于寬度方向的兩端部，朝上述板材軋制線按壓作為上述一對框架中的一方的工作框架,經(jīng)由上述輥框架中的對應的一方而在上述矯直輥之間按壓上述板材；驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置使上述矯直輥旋轉(zhuǎn)；液壓式撓度補償缸體，該液壓式撓度補償缸體在上述工作框架與上述輥框架中的上述對應的一方之間沿與所述板材的通過方向正交的寬度方向安裝有多個；多個撓曲檢測傳感器，該多個撓曲檢測傳感器設置在與上述液壓式撓度補償缸體對應的位置，檢測上述工作框架的撓曲；偏移量檢測單元，該偏移量檢測單元檢測上述板材的板寬中心相對于上述板材軋制線的中心的偏移量；載荷測量單元，該載荷測量單元測量施加于上述按壓缸體的載荷；以及控制裝置，該控制裝置控制上述板材的矯直矯正，上述控制裝置根據(jù)利用上述偏移量檢測單元檢測出的上述板材的板寬中心相對于上述板材軋制線的中心的偏移量、與施加于寬度方向兩端的上述按壓缸體的載荷來算出寬度方向上的各自的端部的修正比例，在進入側(cè)及排出側(cè)，分別控制寬度方向兩端的上述按壓缸體的鎖緊量，由此進行上述殼體的上下方向上的縱向撓曲修正，基于上述多個撓曲檢測傳感器的檢測值而分別控制上述多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量，由此進行所述一對框架的寬度方向上的橫向撓曲修正，根據(jù)利用上述偏移量檢測單元檢測出的偏移量求出板寬中心，進而基于該板寬中心處的載荷與壓縮變形的軋制常量而算出板厚中心處的壓縮變形量，在各液壓式撓度補償缸體的位置通過對上述板厚中心的壓縮變形量乘以板厚與偏移量的函數(shù)而分別控制上述多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量，由此進行上述按壓缸體、上述液壓式撓度補償缸體、上述一對輥框架、上述支承輥、上述矯直輥的壓縮變形修正，一邊進行這些修正控制一邊通過利用上述按壓缸體以上述板材的矯正所需的按壓量經(jīng)由上述矯直輥按壓上述板材的方式進行控制。根據(jù)本實用新型的第二觀點，提供一種輥式矯直機，在板材的軋制線的寬度方向上的任意位置配置上述板材并對上述板材進行矯直矯正，所述輥式矯直機的特征在于，具備:殼體；多個矯直輥，該多個矯直輥以交錯狀配置在上述板材軋制線的上下，以一邊夾持并矯正上述板材一邊使上述板材通過的方式旋轉(zhuǎn)；多個支承輥，該多個支承輥在上下方向上支承上述多個矯直輥；一對輥框架，該一對輥框架在上述矯直輥及上述支承輥的上下支承上述矯直輥及上述支承輥，該一對輥框架被支承于上述殼體；一對框架，該一對框架在上下方向上支承上述一對輥框架；按壓缸體，該按壓缸體在上述板材的進入側(cè)端部及排出側(cè)端部分別設置于寬度方向的兩端部，朝上述板材軋制線按壓作為上述一對框架中的一方的工作框架，經(jīng)由上述輥框架中的對應的一方而在上述矯直輥之間按壓上述板材；驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置使上述矯直輥旋轉(zhuǎn)；液壓式撓度補償缸體，該液壓式撓度補償缸體在上述工作框架與上述輥框架中的上述對應的一方之間沿與所述板材的通過方向正交的寬度方向安裝有多個；多個撓曲檢測傳感器，該多個撓曲檢測傳感器設置在與上述液壓式撓度補償缸體對應的位置，檢測上述工作框架的撓曲；偏移量檢測單元，該偏移量檢測單元檢測上述板材的板寬中心相對于上述板材軋制線的中心的偏移量；載荷測量單元，該載荷測量單元測量施加于上述按壓缸體的載荷；以及控制裝置，該控制裝置控制上述板材的矯直矯正，上述控制裝置根據(jù)利用上述偏移量檢測單元檢測出的上述板材的板寬中心相對于上述板材軋制線的中心的偏移量、和施加于寬度方向兩端的上述按壓缸體的載荷來算出寬度方向上的各自的端部的修正比例，在進入側(cè)及排出側(cè)，分別控制寬度方向兩端的上述按壓缸體的鎖緊量，由此進行上述殼體的上下方向上的縱向撓曲修正，基于上述多個撓曲檢測傳感器的檢測值而分別控制上述多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量，由此進行所述一對框架的寬度方向上的橫向撓曲修正，一邊進行這些修正控制一邊通過利用上述按壓缸體以上述板材的矯正所需的按壓量經(jīng)由上述矯直輥按壓上述板材的方式進行控制。根據(jù)本實用新型的第三觀點，由所述一對框架中的并非所述工作框架的另一方的框架支承所述殼體，所述按壓缸體配置于所述殼體與所述工作框架之間，所述載荷測量單元配置于所述殼體與所述按壓缸體之間。根據(jù)本實用新型的第四觀點，所述偏移量檢測單元通過測量所述板材的寬度方向上的邊緣位置來檢測所述偏移量。根據(jù)本實用新型的第五觀點，所述偏移量檢測單元通過照射激光的掃描來測量所述邊緣位置。根據(jù)本實用新型的第六觀點，所述輥式矯直機還具備檢測所述一對框架中的并非所述工作框架的另一方的框架的撓曲的多個追加的撓曲檢測傳感器，所述控制裝置在進行所述橫向撓曲修正時還考慮所述多個追加的撓曲檢測傳感器的檢測值。

圖1是示出本實用新型的一實施方式所涉及的輥式矯直機的側(cè)視圖。圖2是示出本實用新型的一實施方式所涉及的輥式矯直機的俯視圖。圖3是用于說明液壓式撓度補償缸體的構(gòu)造的剖視圖。圖4是基于液壓式撓度補償缸體的撓度補償控制的控制框圖。圖5是用于說明本實施方式的縱向撓曲修正控制的示意圖。圖6是用于說明本實施方式的橫向撓曲修正控制的示意圖。圖7是用于說明本實施方式的壓縮變形修正控制的示意圖。圖8是示出使鋼板的橫向的偏移量變化，并利用現(xiàn)有的控制方法進行鋼板的矯直矯正時的板寬方向位置與輥間隙之間的關系的圖。圖9是示出使鋼板的橫向的偏移量變化，并利用現(xiàn)有的控制方法進行鋼板的矯直矯正時的鋼板的板寬方向的偏移量與板寬方向的輥間隙偏差之間的關系的圖。圖10是示出在將鋼板的寬度方向的偏移量設為375mm的情況下，在模式1(現(xiàn)有)、模式2A (本實用新型)、模式2B (本實用新型)下進行控制而進行矯直矯正時的板寬方向位置與輥間隙之間的關系的圖。圖11是示出使鋼板的寬度方向的偏移量變化，并在模式I (現(xiàn)有)、模式2A (本實用新型)、模式2B (本實用新型)下進行控制而進行矯直矯正時的鋼板的板寬方向的偏移量與板寬方向的輥間隙偏差之間的關系的圖。附圖標記說明:I…殼體；2…上框架(工作框架)；3…下框架；4a、4b…下壓缸體(按壓缸體)；5…上棍框架；6…上矯直棍；7…上支承棍；8…下矯直棍；9…下支承棍；10…下棍框架；12…液壓式撓度補償缸體(crowning cylinder);20...矯直棍單元；21、22…撓曲檢測傳感器；23…測力傳感器；25…掃描式激光傳感器；31…缸體主體；32…活塞；35…位置檢測傳感器；36…送油線;38…壓力檢測器;39…控制閥;50…控制裝置;52…上位控制器;54…撓度補償控制器；100…棍式矯直機；P…板材(被矯正件)。
具體實施方式
以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。圖1是示出本實用新型的一實施方式所涉及的輥式矯直機的側(cè)視圖，圖2是其主視圖。本實施方式的輥式矯直機100具有殼體1、設置于殼體I的內(nèi)側(cè)的上框架2、以及設置成支承殼體I的下框架3。利用上輥夾緊缸體(未圖示)將上輥框架5懸吊于上框架2的下方。另一方面，在下框架3上設置有下輥框架10。此外，如后所述，由于上框架2因通過按壓缸體(也稱作下壓缸體)進行按壓而上下地動作，因此能夠?qū)⒃撋峡蚣?稱作工作框架。工作框架并不局限于上框架2，也能夠使下框架3構(gòu)成為工作框架并通過利用設置于其下方的按壓缸體進行按壓而使 該下框架3上下地動作。在上輥框架5與下輥框架10之間設置有矯直輥單元20，該矯直輥單元20具有上下交錯狀地配置的多個上矯直輥6與多個下矯直輥8，并在上述多個上矯直輥6與多個下矯直輥8之間形成有作為鋼板等的金屬板的板材P的通行(通過)作業(yè)線。在矯直輥單元20中，上矯直輥6在上輥框架5的下方被上輥框架5支承，下矯直輥8在下輥框架10的上方被下輥框架10支承。在矯直輥單元20的板材P的輸送方向上游側(cè)及下游側(cè)設置有引導板材P的引導輥14。利用驅(qū)動裝置15使上矯直輥6及下矯直輥8旋轉(zhuǎn)，能夠使板材P例如沿圖1中的箭頭方向移動而對其進行矯正。移動方向也可以是與箭頭相反的方向。在上矯直輥6的上方配置有多個支承上矯直輥6的短邊的上支承輥7，該多個上支承輥7沿上矯直輥6的軸向被上輥框架5支承。另外，在下矯直輥8的下方配置有多個支承下矯直輥8的短邊的下支承輥9，該多個下支承輥9沿下矯直輥8的軸向被下輥框架10支承。在殼體I與上框架2之間的矯直輥單元20的板材P輸送方向的兩端，分別配置有用于施加矯正板材P的下壓力(也稱作按壓力)的下壓缸體(也稱作按壓缸體)4a及4b。下壓缸體4a及4b在板材P的寬度方向的兩端側(cè)(驅(qū)動側(cè)及工作側(cè))各設置有兩個(參照圖2。其中，在圖2中僅示出了下壓缸體4a)。此外，在本說明書中，“下壓”一詞并非意味著僅包括像圖1那樣地朝向下方施加壓力的情況，還包括像后文中的變更例中說明的那樣朝向上方施加壓力的情況。換言之，在本說明書中，“下壓” 一詞能夠替換為“按壓” 一詞。相對于固定地設置于下輥框架10的下矯直輥8，下壓缸體4a及4b經(jīng)由上輥框架
5、上支承輥7以及上矯直輥6而對板材P進行下壓。針對單個或多個上矯直輥6以及下矯直輥8設置有具備旋轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動裝置15(在圖1中為了方便僅示出了一個)，利用驅(qū)動裝置15使上矯直輥6及下矯直輥8旋轉(zhuǎn)。進而，一邊利用驅(qū)動裝置15使板材P通過上矯直輥6與下矯直輥8之間，一邊利用下壓缸體4a、4b并經(jīng)由上矯直輥6來對板材P進行下壓從而對板材P進行矯直矯正。當朝圖1的箭頭方向輸送板材P時，下壓缸體4a作為進入側(cè)的下壓缸體而發(fā)揮功能，下壓缸體4b作為排出側(cè)的下壓缸體而發(fā)揮功能。另外，當朝與箭頭相反的方向輸送板材P時，下壓缸體4b作為進入側(cè)的下壓缸體而發(fā)揮功能，下壓缸體4a作為排出側(cè)的下壓缸體而發(fā)揮功能。此外，可以將上矯直輥6設置為固定并利用下壓缸體對下矯直輥8進行下壓。多個(在本實施方式中為7個)液壓式撓度補償缸體12連結(jié)于上框架2與上輥框架5之間。如圖2所示，各撓度補償缸體12以相等間距設置成沿著與板材P的通過方向正交的寬度方向、且與矯直輥6、8對應。如圖1所示，該液壓式撓度補償缸體設置成兩列。此夕卜，撓度補償缸體的列數(shù)也可以是3列以上。如圖3所示，液壓式撓度補償缸體12具有缸體主體31與活塞32，活塞32的上端經(jīng)由球面接頭件33而與上框架2連結(jié)，缸體主體31的底部經(jīng)由滑動接頭34而與上輥框架5連結(jié)。在該液壓式撓度補償缸體12內(nèi)置有位置檢測傳感器35。液壓式撓度補償缸體12因液壓而伸縮，為了使該液壓式撓度補償缸體12進行伸長動作而向伸長側(cè)油室(未圖示)送油的送油線36與用于解除液壓的釋壓線37連接。用于檢測伸長側(cè)油室的液壓的壓力檢測器38、以及控制送油量的控制閥39與送油線36連接。采用伺服閥或比例控制閥作為控制閥39。如圖2所示，在上框架2的上方、且在對應于各液壓式撓度補償缸體12的位置設置有檢測上框架2的橫向撓曲的撓曲檢測傳感器21。在本實施方式中，該撓曲檢測傳感器21與各液壓式撓度補償缸體12對應地共計設置有14個。利用該撓曲檢測傳感器21始終檢測與上框架2的下端部之間的距離，并基于此而算出上框架2的撓曲量。另外，在下框架3的內(nèi)部空間、且在與各液壓式撓度補償缸體12對應的位置設置有檢測下框架3的橫向撓曲的撓曲檢測傳感器22。在本實施方式中，該撓曲檢測傳感器22也與各液壓式撓度補償缸體12對應地共計設置有14個。利用該撓曲檢測傳感器22始終檢測與下框架3的上端部之間的距離，并基于此而算出下框架3的撓曲量。此外，撓曲檢測器21的個數(shù)并不局限于14個，可以根據(jù)液壓式撓度補償缸體12的數(shù)量而變化。例如，當撓度補償缸體為兩列且每列6個時設置12個撓曲檢測器21，當撓度補償缸體為兩列且每列5個時設置10個撓曲檢測器21，當撓度補償缸體為兩列且每列4個時設置8個撓曲檢測器21。另外，可以僅在上框架2、下框架3中的一方設置撓曲檢測傳感器，并通過比例計算求出另一方的框架的撓曲量。在下壓缸體4a、4b與殼體I之間安裝有作為用于測量施加于下壓缸體4a、4b的載荷的載荷測量單元的測力傳感器(或液壓壓力轉(zhuǎn)換器)23，由此，能夠檢測出下壓缸體4、液壓式撓度補償缸體12、上輥框架5、上支承輥7、上矯直輥6、下矯直輥8、下支承輥9、下輥框架10的壓縮變形。另外，如圖1所示，在板材P的進入側(cè)(在該例中為下壓缸體4a側(cè))、且在板材P的上方位置設置有作為用于測量板材P的邊緣位置的單元的掃描式激光傳感器25。如圖2所示，掃描式激光傳感器25通過對照射的激光進行掃描而檢測出板材P的寬度方向上的邊緣位置。在本實施方式中，板材P并未居中，例如像板邊緣基準那樣地在板材P處于其中心偏離輸送作業(yè)線的中心的位置的情況下輸送板材P，因此利用掃描式激光傳感器25能夠檢測出板材P的寬度方向邊緣位置。此外，用于檢測板材P的邊緣位置的單元并不局限于掃描式激光傳感器25。本實施方式的輥式矯直機100構(gòu)成為利用控制裝置50控制各結(jié)構(gòu)單元?？刂蒲b置50包括:具備CPU的處理控制器；用戶接口，該用戶接口與上述處理控制器連接，且包括鍵盤、顯示器等；以及存儲有配方(recipe)的存儲部，該配方中記錄有控制程序(軟件)、處理條件數(shù)據(jù)等。根據(jù)來自用戶接口的指令等從存儲部調(diào)取任意配方并在處理控制器中執(zhí)行該配方。由此，在處理控制器的控制下，利用輥式矯直機100進行后述那樣的期望的處理(操作序列)。能夠利用處于存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)，例如存儲在磁盤(軟盤、硬盤)、光盤(⑶、DVD等)、光磁盤(MO等)、半導體存儲器等的狀態(tài)下的控制程序、處理條件數(shù)據(jù)等的配方。還能夠以從其他裝置、例如經(jīng)由專用線路隨時傳送并在線利用的配方來取代上述配方。控制裝置50根據(jù)存儲于計算機可讀的存儲介質(zhì)中的控制程序，像后述那樣地利用用于矯正(矯直)板材P的下壓缸體4a、4b進行對矯直輥6、8的下壓量的控制、對驅(qū)動裝置15的控制。另外，向控制裝置50輸入來自撓曲檢測傳感器21、22的信息以及來自測力傳感器23的信息，進而基于這些信息通過控制下壓缸體4a、4b來進行框架的縱向撓曲修正、以及通過對液壓式撓度補償缸體12的鎖緊控制來進行框架的橫向撓曲修正以及壓縮修正。圖4中示出了基于液壓式撓度補償缸體12的撓度補償控制的控制框圖?？刂蒲b置50均具有包括微處理器的上位控制器52、以及撓度補償控制器54。上位控制器52控制輥式矯直機100的整體，撓度補償控制器54基于上位控制器52的指令而控制液壓式撓度補償缸體12的動作。上述撓曲檢測傳感器21、22、測力傳感器23、位置檢測傳感器35、以及壓力檢測器38的檢測值被向撓度補償控制器54輸入。撓度補償控制器54分別根據(jù)撓曲檢測傳感器21及22的檢測值而始終掌握上框架2及下框架3的橫向撓曲量，進而計算修正框架的橫向撓曲所需的各液壓式撓度補償缸體12的伸長量亦即鎖緊量。并且，撓度補償控制器54根據(jù)下壓缸體4a、4b與殼體I之間的測力傳感器23的檢測值而始終掌握下壓缸體4、液壓式撓度補償缸體12、上輥框架5、上支承輥7、上矯直輥6、下矯直輥8、下支承輥9、下輥框架10的壓縮變形，進而計算修正這些壓縮變形所需的各液壓式撓度補償缸體12的伸長量亦即鎖緊量。進而，撓度補償控制器54對各液壓式撓度補償缸體12進行如下控制:對上述這些鎖緊量進行合計，并運算輸出信號以分別向各液壓式撓度補償缸體12輸送具有與該合計后的鎖緊量匹配的壓力的液壓油，向控制閥39反饋該輸出信號從而使上述橫向撓曲與壓縮變形最小。接下來，對利用以該方式構(gòu)成的輥式矯直機100進行板材P的矯正時的動作進行說明。[0051 ] 首先，在板材P從輥式矯直機100的矯直輥單元20的上游側(cè)被弓I導輥14引導的狀態(tài)下向矯直輥單元20輸送該板材P，并將該板材P插入上矯直輥6與下矯直輥8之間。例如，在板材P的輸送方向為圖中箭頭方向的情況下，從圖1的右側(cè)向矯直輥單元20輸送板材P，下壓缸體4a成為進入側(cè)的下壓缸體。此時，根據(jù)板材P的厚度等而在控制裝置50中設定矯直(矯正)板材P所需的下壓輥4a及4b的擠壓量(下壓量)，以該設定的擠壓量(下壓量)進行板材P的矯正。當進行板材P的矯直矯正時，會因矯正反作用力而在殼體I產(chǎn)生縱向撓曲，在上下框架2、3產(chǎn)生橫向撓曲，并在下壓缸體4、液壓式撓度補償缸體12、上輥框架5、上支承輥
7、上矯直輥6、下矯直輥8、下支承輥9、下輥框架10產(chǎn)生壓縮變形。在現(xiàn)有的輥式矯直機中，使需要矯正的板材的中心位于作業(yè)線的中心，并在作業(yè)線中心基準下進行板材的矯直矯正，從而撓曲等的修正量在寬度方向上對稱。然而，板材的輸送作業(yè)線大多在板邊緣基準下輸送板材，當將輥式矯直機配置于在板邊緣基準下輸送板材的作業(yè)線中時，必須在使板材通過輥式矯直機之前利用居中化裝置使板材居中，因而頗為繁瑣。另外，在這樣的作業(yè)線中心基準的裝置中，當因輸送而產(chǎn)生板材的蠕動、板材的偏移時，難以精度良好地進行矯直矯正。因此，在本實施方式中控制成:即使在板材的中心偏離作業(yè)線中心的情況下，也能夠通過進行非對稱矯直而以高精度修正框架的撓曲等。在本實施方式的非對稱矯直中，在考慮了板材P偏離作業(yè)線中心的情況的基礎上進行針對框架等的撓曲及壓縮變形的修正控制。具體而言，當進行矯直矯正時，在考慮了偏移量的基礎上進行(I)縱向撓曲修正控制、(2)橫向撓曲修正控制、以及(3)壓縮變形修正控制。<( I)縱向撓曲修正控制>在輥式矯直機中，由于因矯正反作用力而在殼體I產(chǎn)生上下方向(縱向)的撓曲(縱向撓曲)，因此必須修正這樣的縱向撓曲。由于以往是使板材的中心位于作業(yè)線中心的對稱矯直，因此在縱向撓曲修正控制中，對于進入側(cè)的下壓缸體以及排出側(cè)的下壓缸體而言，輸入側(cè)矯正反作用力Fe以及排出側(cè)矯正反作用力Fd均采用工作側(cè)(WS)與驅(qū)動側(cè)(DS)的載荷之和，并利用該輸入側(cè)矯正反作用力Fe及排出側(cè)矯正反作用力Fd、殼體的軋制常量:K1、輸入側(cè)下壓缸體的軋制常量以及排出側(cè)下壓缸體的軋制常量:Κ2、基于機械手尺寸的常量來計算輸入側(cè)及排出側(cè)的縱向撓曲，進而控制輸入側(cè)下壓缸體4a及排出側(cè)下壓缸體4b的鎖緊量(位置)。因此，無論輸入側(cè)還是排出側(cè)在板寬方向的工作側(cè)(WS)與驅(qū)動側(cè)(DS)均使用相同的縱向撓曲值。與此相對，在本實施方式中，如圖5所示，由于板材P在寬度方向上偏離作業(yè)線中心，因此首先利用掃描式激光傳感器25檢測出板材P的端部并算出偏移量α，根據(jù)該偏移量α、工作側(cè)(WS)的載荷Fw以及驅(qū)動側(cè)(DS)的載荷Fd來計算工作側(cè)(WS)及驅(qū)動側(cè)(DS)的修正比例。例如，若將工作側(cè)的縱向撓曲量設為Sw、且將驅(qū)動側(cè)的縱向撓曲量設為Sd,則能夠進行如下表示。δψ = (Fw+FD)f(a)/KδΒ = (Fw+Fd) (l-f(a))/K其中，f ( a )是偏移量a的函數(shù)，K是下壓缸體的軋制常量。[0063]進而，輸入側(cè)下壓缸體4a及排出側(cè)下壓缸體4b均對工作側(cè)(WS)的下壓缸體4aw、4bw、以及驅(qū)動側(cè)(DS)的下壓缸體的4aD、4bD的鎖緊量(位置)進行非對稱控制，以使上述這些Sw、δΒ的值為O。[0064]<(2)橫向撓曲修正控制>在輥式矯直機中，由于因矯正反作用力而在上下框架2、3產(chǎn)生寬度方向的撓曲(橫向撓曲)，因此必須修正這樣的橫向撓曲。由于以往是使板材的中心位于作業(yè)線中心的對稱矯直，因此在橫向撓曲修正控制中，基于設置于寬度方向中央的撓曲檢測傳感器的檢測值而算出寬度方向上的各位置處的撓曲量，并將該撓曲量作為各位置處的橫向撓曲修正值，進而以此為基礎算出各液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量(位置)。與此相對，在本實施方式中，由于板材P在寬度方向上偏離作業(yè)線中心，因此橫向撓曲相對于作業(yè)線中心并不對稱。因此在本實施方式中，在進入側(cè)及排出側(cè)、且在與沿寬度方向設置的多個(在本例中為7個)液壓式撓度補償缸體12對應的位置的上下設置撓曲檢測傳感器21以及撓曲檢測傳感器22，將這些撓曲檢測傳感器21、22的檢測值作為各位置處的修正值，并基于該修正值算出各液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量(位置)，由此進行橫向撓曲修正控制。具體而言，如圖6所示，若自左側(cè)起將液壓式撓度補償缸體12的位置設為(I) (7)，將基于與上述液壓式撓度補償缸體12對應的位置處的撓曲檢測傳感器21的上框架2的橫向撓曲量設為 Su (I)、5u (2)、5u (3)、5u (4)、5U (5)、5U (6)、5U (7)，將基于撓曲檢測傳感器22的下框架3的橫向撓曲量設為δ I (I)、δ I (2)、δ I (3)、δ I (4)、δ I (5)、δ1 (6)、δ1 (7)，則各位置處的上下框架的合計的撓曲量δ ( Γδ (7)為這些值的合計值。因此，若將進入側(cè)的各位置處的上下框架的合計的撓曲量設為Se1 (I廣Se1
(7)，將排出側(cè)的各位置處的上下框架的合計的撓曲量設為Sd1 CirSd1 (7)，則能夠通過下述算式算出這些值。Se1(I) = δ eu (I) + δ el (I)Se1 ⑵=5eiK2)+3el^2)Se1 ⑶=5eiK3)+3el^3)Se1 ⑷=5eiK4)+3el^4)δ ex (5) = δ eu (5) + δ el (5)δ ex (6) = δ eu (6) + δ el (6)δ ex (7) = δ eu (7) + δ el (7)Sd1(I) = δ du (I) + δ dl (I)δ Cl1 (2) = δ du (2) + δ dl (2)δ Cl1 (3) = δ du (3) + δ dl (3)δ Cl1 (4) = δ du ⑷ + δ dl (4)δ Cl1 (5) = δ du (5) + δ dl (5)δ Cl1 (6) = δ du (6) + δ dl (6)δ Cl1 (7) = δ du(7)+5 dl(7)因此，通過分別控制各液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量以使上述這些值為0，能夠進行橫向撓曲修正控制。[0083]<(3)壓縮變形修正控制>在輥式矯直機中，由于因矯正反作用力而在液壓式撓度補償缸體12、上輥框架5、上支承輥7、上矯直輥6、下矯直輥8、下支承輥9、下輥框架10產(chǎn)生壓縮變形，因此必須修正這樣的壓縮變形。由于以往是使板材的中心位于作業(yè)線中心的對稱矯直，因此利用測力傳感器檢測出進入側(cè)及排出側(cè)的下壓缸體的載荷，由此計算液壓式撓度補償缸體的進入側(cè)及排出側(cè)的反作用力，根據(jù)該計算值求出進入側(cè)及排出側(cè)的壓縮變形的軋制常量，根據(jù)這些值算出板寬中心的壓縮變形量亦即修正量，通過比例計算算出板寬各位置處的修正值，進而基于該修正值算出各液壓式撓度補償缸體的鎖緊量。與此相對，在本實施方式中，由于板材P在寬度方向上偏離作業(yè)線中心，因此壓縮變形相對于作業(yè)線中心并不對稱。因而，在本實施方式中，首先利用掃描式激光傳感器25檢測出板材P的端部并求出偏移量，如圖7所示，求出板寬中心，并根據(jù)利用測力傳感器23檢測出的工作側(cè)(WS)的載荷Fw、驅(qū)動側(cè)(DS)的載荷Fd以及偏移量求出板寬中心處的載荷，另外，求出作為偏移量、板寬以及載荷的函數(shù)的壓縮變形的軋制常量并算出板厚中心處的壓縮變形量。進而，對于各液壓式撓度補償缸體12的位置(I廣(7)，對算出的板厚中心的壓縮變形量乘以板寬與偏移量的函數(shù)，由此能夠求出各液壓式撓度補償缸體12的位置(I) (7)處的壓縮變形量。具體而言，若將進入側(cè)的板寬中心處的載荷設為Fee，將進入側(cè)的壓縮變形的軋制常量設為Ke，將進入側(cè)的各液壓式撓度補償缸體12的位置處的板寬與偏移量的函數(shù)設為al至a7，則能夠通過下述算式算出進入側(cè)的板寬中心處的壓縮變形δ e2c、以及進入側(cè)的各液壓式撓度補償缸體12的位置處的壓縮變形Se2 (I) Se2 (7)。δ e2c = Fce/Keδ e2(I) = al.δ e2cδ 2 (2) = a2.δ e2cδ e2(3) = a3.δ e2cSe2 (4) = a4.δ e2cδ e2(5) = a5.δ e2cδ e2(6) = a6.δ e2cδ e2(7) = a7.δ e2c另外，若將排出側(cè)的板寬中心處的載荷設為Fed，將排出側(cè)的壓縮變形的軋制常量設為Kd，將排出側(cè)的各液壓式撓度補償缸體12的位置處的板寬與偏移量的函數(shù)設為bl至b7，則能夠通過下述算式算出排出側(cè)的板寬中心處的壓縮變形δ d2c、以及排出側(cè)的各液壓式撓度補償缸體12的位置處的壓縮變形Sd2 (I) Sd2 (7)。δ d2c = Fcd/Kdδ d2(I) = bl.δ d2cδ d2(2) = b2.δ d2cδ d2(3) = b3.δ d2cSd2 (4) = b4.δ d2cSd2 (5) = b5.δ d2cSd2 (6) = b6.δ d2c[0103]δ d2(7) = b7.δ d2c因此，通過分別控制各液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量以使上述這些值為0，能夠進行壓縮變形修正控制。從板材P的夾入開始進行板材矯直的期間始終進行以上這樣的控制，即，進行如下控制:根據(jù)板材的偏移量計算WS及DS的修正比例，從而控制下壓缸體4aw、4bw、
鎖緊量(位置)，由此進行的縱向撓曲修正控制；基于與液壓式撓度補償缸體12對應地設置的撓曲檢測傳感器21、22的撓曲量來控制液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量的橫向撓曲修正控制；以及通過對板寬中心出的壓縮變形量乘以板寬與偏移量的函數(shù)，并基于各液壓式撓度補償缸體12的位置處的壓縮變形量來控制液壓式撓度補償缸體12的鎖緊量的壓縮變形修正控制，由此能夠以高精度對偏離作業(yè)線中心的狀態(tài)下的板材進行矯直矯正。此外，雖然在上述實施方式中在考慮板材的偏移量的基礎上進行了縱向撓曲修正控制、橫向撓曲修正控制、壓縮變形修正控制，但是也可以在考慮板材的偏移量的基礎上僅進行縱向撓曲修正控制及橫向撓曲修正控制。另外，雖然在上述實施方式中示出了通過利用下壓缸體向板材軋制線下壓(朝下按壓)上矯直輥來矯正板材的形狀的情況，但是也可以通過利用下壓缸體向板材軋制線下壓(朝上按壓)下矯直輥來矯正板材的形狀。<實驗例>接下來對確認了本實用新型的效果的實驗例進行說明。此處，采用寬度1950mm、長度6500mm、厚度40mm、屈服強度YP為356MPa的鋼板，使鋼板的板寬方向的偏移量發(fā)生變化而進行矯直矯正，并對矯正過程中的板寬方向的輥間距偏差進行了測量。首先，將鋼板的寬度方向上的偏移量設為0mm、188mm、375mm，并求出了通過與以往相同的對稱控制對縱向撓曲、橫向撓曲以及壓縮變形進行修正控制的情況(模式I)下的排出側(cè)的板寬方向上的各位置處的輥間隙。圖8中示出了其結(jié)果，圖9中示出了相對于鋼板的板寬方向的偏移量的矯正中的板寬方向的輥間隙偏差。如這些圖所示，在現(xiàn)有的對稱控制中，偏移量為O時板寬方向的輥間隙偏差較小，能夠確保在作為保證值的0.6_以內(nèi)，但是當使鋼板在寬度方向上偏離中心時，板寬方向上的輥間隙偏差較大，能夠確認超過了作為保證值的0.6mm。接下來，使同樣的鋼板以鋼板的在寬度方向上的同樣的偏移量發(fā)生變化，并求出了下述情況下的矯正中的板寬方向上的輥間距偏差:通過本實用新型的非對稱控制對縱向撓曲及橫向撓曲進行修正控制從而進行矯直矯正的情況(模式2A);以及通過本實用新型的非對稱控制對縱向撓曲、橫向撓曲以及壓縮變形進行修正控制從而進行矯直矯正的情況(模式2B)。圖10中不出了偏移量為375mm時的模式1、模式2A、模式2B下的板寬方向的各位置處的輥間隙，圖11中示出了相對于模式1、模式2A、模式2B下的鋼板的板寬方向上的偏移量的板寬方向上的輥間隙偏差。如這些圖所示，在現(xiàn)有的對稱控制的模式I下，當偏移量為375mm時板寬方向上的輥間隙偏差為較大的1.55mm，與此相對，在本實用新型的非對稱控制的模式2A、模式2B下偏差均低于作為保證值的0.6mm。特別是在縱向撓曲修正控制、橫向撓曲修正控制以及壓縮變形修正控制均為非對稱控制的模式2B的情況下，即使偏移量為375mm偏差也在0.4mm以下，能夠獲得特別好的值。[0113]根據(jù)本實用新型的實施方式，在考慮板材的寬度方向中心偏離作業(yè)線中心的偏移量的基礎上，進行殼體的縱向撓曲修正及框架的橫向撓曲修正、或者除此之外的下壓缸體、液壓式撓度補償缸體、一對輥框架、支承輥、矯直輥的壓縮變形修正，因此即使板材的寬度方向中心偏離作業(yè)線中心也能夠以高精度進行板材的矯正。
權利要求1.一種輥式矯直機，在板材的軋制線的寬度方向上的任意位置配置所述板材并對所述板材進行矯直矯正， 所述輥式矯直機的特征在于， 所述輥式矯直機具備: 殼體； 多個矯直輥，該多個矯直輥以交錯狀配置在所述板材軋制線的上下，以一邊夾持并矯正所述板材一邊使所述板材通過的方式旋轉(zhuǎn)； 多個支承輥，該多個支承輥在上下方向上支承所述多個矯直輥； 一對輥框架，該一對輥框架在所述矯直輥及所述支承輥的上下支承所述矯直輥及所述支承輥，該一對輥框架被支承于所述殼體； 一對框架，該一對框架在上下方向上支承所述一對輥框架； 按壓缸體，該按壓缸體在所述板材的進入側(cè)端部及排出側(cè)端部分別設置于寬度方向的兩端部，朝所述板材軋制線按壓作為所述一對框架中的一方的工作框架，經(jīng)由所述輥框架中的對應的一方而在所述矯直輥之間按壓所述板材； 驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置使所述矯直輥旋轉(zhuǎn)； 液壓式撓度補償缸體，該液壓式撓度補償缸體在所述工作框架與所述輥框架中的所述對應的一方之間沿與所述板材 的通過方向正交的寬度方向安裝有多個； 多個撓曲檢測傳感器，該多個撓曲檢測傳感器設置在與所述液壓式撓度補償缸體對應的位置，檢測所述工作框架的撓曲； 偏移量檢測單元，該偏移量檢測單元檢測所述板材的板寬中心相對于所述板材軋制線的中心的偏移量； 載荷測量單元，該載荷測量單元測量施加于所述按壓缸體的載荷；以及 控制裝置，該控制裝置控制所述板材的矯直矯正， 所述控制裝置根據(jù)利用所述偏移量檢測單元檢測出的所述板材的板寬中心相對于所述板材軋制線的中心的偏移量、和施加于寬度方向兩端的所述按壓缸體的載荷來算出寬度方向上的各自的端部的修正比例，在進入側(cè)及排出側(cè)，分別控制寬度方向兩端的所述按壓缸體的鎖緊量，由此進行所述殼體的上下方向上的縱向撓曲修正， 基于所述多個撓曲檢測傳感器的檢測值而分別控制所述多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量，由此進行所述一對框架的寬度方向上的橫向撓曲修正， 一邊進行這些修正控制一邊通過利用所述按壓缸體以所述板材的矯正所需的按壓量經(jīng)由所述矯直輥按壓所述板材的方式進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的輥式矯直機，其特征在于， 由所述一對框架中的并非所述工作框架的另一方的框架支承所述殼體，所述按壓缸體配置于所述殼體與所述工作框架之間，所述載荷測量單元配置于所述殼體與所述按壓缸體之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的輥式矯直機，其特征在于， 所述偏移量檢測單元通過測量所述板材的寬度方向上的邊緣位置來檢測所述偏移量。
4.根據(jù)權利要求3所述的輥式矯直機，其特征在于， 所述偏移量檢測單元通過照射激光的掃描來測量所述邊緣位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的輥式矯直機，其特征在于， 所述輥式矯直機還具備檢測所述一對框架中的并非所述工作框架的另一方的框架的撓曲的多個追加的撓曲檢測傳感器，所述控制裝置在進行所述橫向撓曲修正時還考慮所述多個追加的撓曲檢測傳感器 的檢 測值。
專利摘要本實用新型提供輥式矯直機。根據(jù)板材的板寬中心相對于板材軋制線的中心的偏移量、與施加于寬度方向兩端的按壓缸體的載荷算出寬度方向上的各自的端部的修正比例，并分別控制寬度方向兩端的按壓缸體的鎖緊量而進行縱向撓曲修正，基于多個撓曲檢測傳感器的檢測值并分別控制多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量而進行橫向撓曲修正，根據(jù)所述板材的偏移量求出板寬中心，基于板寬中心處的載荷與壓縮變形的軋制常量算出板厚中心處的壓縮變形量，在各液壓式撓度補償缸體的位置通過對所述板厚中心的壓縮變形量乘以板厚與偏移量的函數(shù)而分別控制所述多個液壓式撓度補償缸體的鎖緊量，由此進行壓縮變形修正。
文檔編號B21D1/05GK202951731SQ20122046545
公開日2013年5月29日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權日2011年9月14日
發(fā)明者青山亨 申請人:鋼鐵普藍特克股份有限公司