專利名稱：板厚控制裝置及板厚控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板厚控制裝置及板厚控制方法。
背景技術(shù)：
一般，在軋制控制中，以軋制后的板厚達到目標板厚的方式進行控制。為此，例如在軋機的輸出側(cè)配置板厚計，求出其輸出側(cè)板厚計的輸出與目標板厚的偏差，控制軋機的軋輥間的間隔，以使該偏差接近于零。
存在這樣使軋制的板厚為一定的要求，除此之外，還存在使被軋制后的軋制材的硬度保持為一定的要求。已知有如下情況由于軋制材的硬度由軋制材的伸長率決定，因此從軋制材的軋制前的長度與軋制后的長度求出伸長率，控制軋機的軋制狀態(tài)，以使該伸長率達到一定。這種技術(shù)，例如記載于特開平6-142738號公報。
專利文獻1特開平6-142738號公報以往，選擇了使硬度一定的控制時，造成從板厚的觀點的質(zhì)量劣化。大多情況下，不得不優(yōu)先考慮從板厚的觀點的質(zhì)量，實際上，已經(jīng)不能滿足對硬度的要求。本發(fā)明的目的在于提供優(yōu)先考慮從板厚的觀點的質(zhì)量，另外，還可滿足從硬度的觀點的質(zhì)量的板厚控制裝置及板厚控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本發(fā)明構(gòu)成為輸入軋制材的板厚的信息，基于所述被輸入的板厚，運算軋機的控制量，以接近于目標板厚，從軋制材的軋制前的信息和軋制材的軋制后的信息求出壓下率，判斷所述壓下率是否偏移了規(guī)定，并基于所述判斷機構(gòu)的判斷結(jié)果限制所述控制量。
根據(jù)本發(fā)明，可優(yōu)先考慮從板厚的觀點的質(zhì)量，另外，還可滿足從某一程度的硬度的觀點的質(zhì)量。


圖1是包含壓下率限制板厚控制裝置的整體圖。
圖2是FB目標板厚運算部的詳細圖。
圖3是FB目標板厚運算部的動作圖。
圖4是FF板厚限制運算部的詳細圖。
圖5是FF板厚限制運算部的動作圖。
圖中，1-軋機；3-輸出側(cè)板厚計；4-輸入側(cè)板厚計；11-FF板厚限制運算部；12-FB目標板厚運算部；61-FFAGC；62-FBAGC。
具體實施例方式
以下，結(jié)合附圖對用于實施本發(fā)明的具體方式進行說明。在圖1中，被軋制材13，由軋機1軋制，該軋機1由作業(yè)軋輥(上下)14、中間軋輥(上下)15及支撐軋輥(上下)16構(gòu)成。對于軋制狀態(tài)，通過壓下控制裝置2控制壓下量P，由此輸入側(cè)板厚H成為被軋制的輸出側(cè)板厚h。另外，通過設(shè)置于軋機1的輸出側(cè)軋制長檢測器5與輸入側(cè)軋制長檢測器6，可測定軋機輸入側(cè)及輸出側(cè)的一定時間中的進板長度，由此可運算被軋制材的伸長率。
輸出側(cè)板厚h由輸出側(cè)板厚計3測量為輸出側(cè)板厚測量值hmeasure。另一方面，壓下率限制功能部10由FF板厚限制運算部11及FB目標板厚運算部12構(gòu)成，但FB目標板厚運算部12輸出輸出側(cè)目標板厚href。FB AGC(反饋·自動增益控制部)62，從目標輸出側(cè)板厚href與輸出側(cè)板厚測量值hmeasure的偏差Δh，以該偏差Δh變小的方式進行PI控制。即，根據(jù)偏差Δh，通過運算比例部分及積分部分，運算FB壓下操作量ΔPFB，以便除去與輸出側(cè)板厚的目標板厚的偏差。
合計后述的FF壓下操作量ΔPFF與FB壓下操作量ΔPFB，向壓下控制裝置2輸出壓下操作量ΔP。
輸入側(cè)板厚H由輸入側(cè)板厚計4測量為輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure。另一方面，輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure被輸入到FF板厚限制運算部11中。根據(jù)基于輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure的FF板厚限制運算部11的輸出，輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure作為被限制的輸入側(cè)板厚H而被輸出。FB AGC(反饋·自動增益控制部)61，從輸入側(cè)板厚H與輸出側(cè)板厚href運算壓下率，并運算FF壓下操作量ΔPFF以成為該壓下率。另外，輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure，F(xiàn)F板厚控制測量之后，將輸入側(cè)板厚計4的檢測結(jié)果配合被軋制材的移動轉(zhuǎn)移到軋機1正下方，并將在被軋制材來到軋機1正下方的時序除去板厚偏差的控制輸出輸出到壓下控制裝置2，由此除去輸入側(cè)板厚偏差。
結(jié)合圖2對FB目標板厚運算部12的詳細情況進行說明。
輸出側(cè)板厚目標值運算部121，從輸出側(cè)板厚目標值href及輸入側(cè)板厚測量值Hmeasure運算輸出側(cè)板厚目標值href。
首先，若進行概念性的說明，則軋機的壓下率γ，由下式定義。
γ=H-hH]]>在此，H輸入側(cè)板厚h輸出側(cè)板厚。因此，對于壓下率、輸出側(cè)板厚h及輸入側(cè)板厚H產(chǎn)生下述的關(guān)系。
h＝(1-γ)·H因此，現(xiàn)在，若要將壓下率控制在壓下率最大γmax及壓下率最小γmin的范圍內(nèi)，則從輸入側(cè)板厚計測量值Hmeasure，如以下，運算壓下率最大γmax及壓下率最小γmin時的輸出側(cè)板厚最小值hmin及板厚最大值hmax。
hmin＝(1-γmax)·Hmeasurehmax＝(1-γmin)·Hmeasure為了將壓下率維持在最大值與最小值之間，只要將輸出側(cè)板厚維持在由上述計算式求出的板厚最大值與板厚最大值內(nèi)即可。通常，hmax≥href，hmin≤hrefhref為輸出側(cè)板厚設(shè)定值。然而，實施板厚控制以使板厚設(shè)定值達到目標時，在輸入側(cè)板厚非常厚、或薄時，產(chǎn)生所述條件不成立的情況，因此，通過輸出側(cè)板厚目標值運算部121，如下述變更輸出側(cè)板厚設(shè)定。
hmax≥href，hmin≤href時href＝hrefhmax≤href，hmin≤href時href＝hmaxhmax≥href，hmin≥href時href＝hmin
于是，通過輸出側(cè)板厚目標值運算部121，從輸入側(cè)板厚計4的輸入側(cè)板厚測定值Hmeasure，由輸出側(cè)板厚目標值運算部121依照上式算出輸出側(cè)板厚目標值href。
下面，對輸出側(cè)板厚目標值轉(zhuǎn)移功能部122進行說明。由于輸入側(cè)板厚計4的設(shè)置位置與輸出側(cè)板厚計3的設(shè)置位置處于分離，因此，為了作為FB AGC62的目標板厚使用輸出側(cè)板厚目標值href，隨著從輸入側(cè)板厚計4向輸出側(cè)板厚計3轉(zhuǎn)移被軋制材，還需要轉(zhuǎn)移輸出側(cè)板厚目標值href。為了實施上述方法，從輸出側(cè)板厚計3的測定結(jié)果減去轉(zhuǎn)移后的輸出側(cè)板厚目標值href，作為向FB AGC62輸入的輸出側(cè)板厚偏差輸入。在FB AGC62中，通過以輸出側(cè)板厚目標值href控制輸出側(cè)板厚，能夠?qū)崿F(xiàn)壓下率限制內(nèi)的板厚控制。
將FB目標板厚運算部12的動作示意地示于圖3。根據(jù)輸入側(cè)板厚變動，壓下率最小時的輸出側(cè)板厚與壓下率最大時的輸出側(cè)板厚設(shè)定發(fā)生變化，由此依照上式確定壓下率限制時的輸出側(cè)板厚設(shè)定。通過以達到該板厚目標值的方式實施板厚控制，可進行壓下率限制且實施板厚控制。
圖3(A)中示有輸入側(cè)板厚(或者，從輸入側(cè)板厚測定值減去規(guī)定值的輸入側(cè)板厚偏差)，隨著其變動，圖3(B)中示有輸出側(cè)板厚目標值href。在圖3(B)中，在時間t1之前，由于設(shè)定壓下率時的輸出側(cè)板厚href在hmax與hmin范圍內(nèi)，因此，直接將href輸出為輸出側(cè)板厚目標值。在時間t1到時間t2之間，由于設(shè)定壓下率時的輸出側(cè)板厚變大達到超過壓下率限制時的輸出側(cè)板厚設(shè)定值hmax，因此，將hmax輸出為輸出側(cè)板厚目標值。省略從時間t2到時間t3的說明，在時間t3到時間t4之間，由于設(shè)定壓下率時的輸出側(cè)板厚變小達到小于壓下率限制時的輸出側(cè)板厚設(shè)定值hmin，因此，將hmin輸出為輸出側(cè)板厚目標值。
結(jié)合圖4對FF板厚限制運算部11的詳細情況由圖4進行說明。首先，對于FF AGC61，向輸入側(cè)板厚計4的輸入側(cè)板厚測定值賦予壓下率限制的限制，由此進行控制。從相對于設(shè)定輸出側(cè)板厚的壓下率最大值、最小值，通過下式求出輸入側(cè)板厚限制值的最大值Hmax及最小值Hmin。
Hmax=href1-γmax]]>
Hmin=href1-γmin]]>然后，對于輸入側(cè)板厚測定值Hmeasure，通常為Hmax≥H，Hmin≤H，然而，所述條件不成立時，如下述變動。
Hmax≥Hmeasure，Hmin≤Hmeasure時H＝Hmeasurehmax≤Hmeasure，Hmin≤Hmeasure時H＝Hmaxhmax≥Hmeasure，Hmin≥Hmeasure時H＝Hmin通過將FF AGC61所使用的輸入側(cè)板厚限制為上述輸入側(cè)板厚限制值的最大值Hmax及最小值Hmin，對于采用了輸入側(cè)板厚計4的檢測結(jié)果的FFAGC61，也可進行壓下率限制。
圖5中示有隨著輸入側(cè)板厚(或者，從輸入側(cè)板厚偏差減去規(guī)定值的輸入側(cè)板厚偏差)的變動作為動作的輸入側(cè)板厚偏差的限制。在圖中，在時間t1之前，由于輸入側(cè)板厚測定值Hmeasure在Hmax與Hmin范圍內(nèi)，因此，直接輸出Hmeasure。在時間t1到時間t2之間，由于輸入側(cè)板厚測定值Hmeasure變大達到超過限制值Hmax，因此，輸出Hmax。省略從時間t2到時間t3的說明，在時間t3到時間t4之間，由于輸入側(cè)板厚測定值Hmeasure變小達到小于限制值Hmin，因此，輸出Hmin。
這樣表示壓下率限制時的FF AGC用輸入側(cè)板厚的概略。由壓下率上限及下限、輸出側(cè)板厚設(shè)定值計算出的輸入側(cè)板厚上限值及下限值限制由輸入側(cè)板厚計4測定出的輸入側(cè)板厚設(shè)定值，由此作為FF AGC的輸入。由此，即使輸入側(cè)板厚偏差大到超過壓下率限制時，也可進行FF AGC的動作限制，由此能夠?qū)崿F(xiàn)壓下率限制內(nèi)的板厚控制。
如以上說明，切換使用使板厚一定的板厚控制、和使伸長率一定的伸長率控制時，不能將板厚、伸長率一同限制在作為產(chǎn)品所要求的某一定范圍內(nèi)，但在本實施例中，即使需要將板厚、伸長率限制在某一定值內(nèi)的軋制時，也可進行板厚控制。
另外，尤其被軋制材的板厚較厚時等，難以使用軋制長檢測器檢測伸長率時，也可通過板厚控制進行伸長率控制。僅由板厚控制控制為輸出側(cè)板厚設(shè)定值時，輸入側(cè)板厚比設(shè)定薄時，板厚控制不會開放軋機的壓下位置，因此不存在不能夠維持塑性變形狀態(tài)的情況。
另外，始終將板厚控制中的目標板厚修正到由輸入側(cè)板厚計算出的壓下率限制內(nèi)。即，從輸入側(cè)板厚計4的軋機輸入側(cè)板厚檢測值通過壓下率限制功能部10的FF AGC61用的FF板厚控制運算部11求出輸入側(cè)板厚的限制值，對FF AGC61用輸入側(cè)板厚偏差加以限制，通過FF AGC62用的FB目標板厚運算部12分別運算輸出側(cè)板厚目標值，作為FF AGC的目標板厚，由此可一邊將壓下率維持在作為產(chǎn)品所要求的一定值內(nèi)一邊實施板厚控制，從而可將壓下率和板厚維持在作為產(chǎn)品所要求的一定值內(nèi)。
此外，通過將壓下率的限制值設(shè)為0，也可將采用板厚控制的伸長率控制為一定，也可不需要軋制長檢測器及伸長率運算。由于進行了壓下率限制，因此根據(jù)輸入側(cè)板厚變化輸出側(cè)板厚目標值也發(fā)生變化，所以即使進行板厚控制，也可始終維持塑性變形狀態(tài)。
另外，在本實施例中，以單機座(single stand)軋機為對象進行了說明，但對于串列式(tandem)軋機，同樣可通過變更板厚控制的目標板厚實施。另外，將軋機1的壓下控制裝置2作為AGC(板厚控制)的控制輸出目標，也可將軋機1的輸入側(cè)及輸出側(cè)的張力作為板厚控制的控制輸出目標。另外，在串列式軋機中，還可將各軋機機座的速度指令作為板厚控制的控制輸出目標。
權(quán)利要求
1.一種板厚控制裝置，其特征在于，包括輸入機構(gòu)，其輸入軋制材的板厚的信息；控制量運算機構(gòu)，其基于所述被輸入的板厚，按照接近目標板厚的方式輸出軋機的控制量；壓下率運算機構(gòu)，其從軋制材的軋制前的信息和軋制材的軋制后的信息求出壓下率；判斷機構(gòu)，其判斷所述壓下率是否偏移了規(guī)定；限制機構(gòu)，其基于所述判斷機構(gòu)的判斷結(jié)果限制所述控制量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述軋制材的板厚的信息是被軋制的板厚，所述控制量運算機構(gòu)基于所述被軋制的板厚與目標板厚的偏差，運算軋機的控制量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述控制量運算機構(gòu)基于所述被軋制后的板厚與目標板厚的偏差，運算軋機的控制量，所述限制機構(gòu)基于所述判斷機構(gòu)的判斷結(jié)果變更所述目標板厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述軋制材的板厚的信息是被軋制前的板厚，所述控制量運算機構(gòu)基于所述被軋制前的板厚，運算軋機的控制量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述限制機構(gòu)基于所述判斷機構(gòu)的判斷結(jié)果，將所述控制量限制為預(yù)先確定的規(guī)定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述軋制材的軋制前的信息是軋制前的板厚的信息，所述軋制材的軋制后的信息是軋制后的板厚的信息，所述壓下率運算機構(gòu)從所述軋制前的板厚的信息和所述軋制后的板厚的信息求出壓下率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于，所述限制機構(gòu)在所述壓下率變大時增大所述限制量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板厚控制裝置，其特征在于，根據(jù)被軋制前的板厚，設(shè)定被軋制后的板厚的目標值的限制值，并以接近所述限制值的方式進行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的板厚控制裝置，其特征在于，作為所述被軋制后的板厚的目標值的限制值設(shè)定最大值和最小值，并以達到所述設(shè)定的范圍的方式進行控制。
10.一種板厚控制方法，其特征在于，輸入軋制材的板厚的信息，基于所述被輸入的板厚，以接近目標板厚的方式運算軋機的控制量，從軋制材的軋制前的信息和軋制材的軋制后的信息求出壓下率，判斷所述壓下率是否偏移了規(guī)定，并基于所述判斷機構(gòu)的判斷結(jié)果，限制所述控制量。
全文摘要
本發(fā)明提供使由板厚及壓下率決定的硬度也維持在產(chǎn)品所要求的質(zhì)量的范圍內(nèi)的板厚控制(板厚控制裝置)。為此，一邊進行產(chǎn)品所要求的范圍內(nèi)的壓下率限制，一邊實施板厚控制。根據(jù)產(chǎn)品所要求的壓下率限制，由輸入側(cè)板厚測定結(jié)果對輸入側(cè)板厚加以限制，對于反饋控制，根據(jù)輸入側(cè)板厚測定結(jié)果通過變化輸出側(cè)板厚目標值，一邊進行壓下率限制一邊實施反饋控制。
文檔編號B21B37/18GK1883837SQ200610093780
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者服部哲, 福地裕 申請人:株式會社日立制作所