壓延控制裝置、壓延控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及適合地進(jìn)行在壓延機(jī)的入側(cè)、出側(cè)對(duì)被壓延材料產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)的控制以及壓延機(jī)的輥隙的控制，抑制壓延機(jī)出側(cè)板壓的振動(dòng)。提供一種壓延控制裝置，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于，包括：輥隙控制部，根據(jù)為了利用壓延機(jī)壓延而插入到壓延機(jī)的被壓延材料或者壓延而從壓延機(jī)送出的被壓延材料的張力控制輥對(duì)中的輥之間的間隔；以及速度控制部，根據(jù)被壓延了的被壓延材料的板厚控制為了利用壓延機(jī)壓延而插入到壓延機(jī)的被壓延材料或者壓延而從壓延機(jī)送出的被壓延材料的輸送速度。
【專利說(shuō)明】壓延控制裝置、壓延控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓延控制裝置、壓延控制方法以及壓延控制程序，更詳細(xì)而言涉及具有多個(gè)操作端以及反饋的壓延機(jī)的操作端以及反饋的選擇。
【背景技術(shù)】
[0002]在被壓延材料的放卷以及卷繞中使用張力卷筒的壓延機(jī)中，通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制(電流恒定控制)使張力卷筒動(dòng)作。作為對(duì)張力卷筒進(jìn)行轉(zhuǎn)矩恒定控制的情況的問(wèn)題，可以舉出如下問(wèn)題:如果壓延機(jī)入側(cè)、出側(cè)的張力變動(dòng)，則為了對(duì)其進(jìn)行抑制，發(fā)生張力卷筒速度變動(dòng)，并且壓延機(jī)入側(cè)板速度變化，所以發(fā)生出側(cè)板厚變動(dòng)。作為其對(duì)策，在將張力卷筒速度設(shè)為操作端的張力控制中，通過(guò)速度恒定控制使張力卷筒動(dòng)作，抑制出側(cè)板厚變動(dòng)，所以進(jìn)行容許一定范圍的張力變動(dòng)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]另外，在串聯(lián)壓延機(jī)中，在壓延機(jī)的影響系數(shù)由于作業(yè)狀態(tài)而大幅變化了的情況下，進(jìn)行適宜地改變針對(duì)控制狀態(tài)量的控制操作端(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在串聯(lián)壓延機(jī)中，通常，進(jìn)行將后級(jí)支架壓下設(shè)為控制操作端的支架間張力控制、將前級(jí)支架速度設(shè)為控制操作端的出側(cè)板厚控制。相對(duì)于此，在專利文獻(xiàn)2公開的發(fā)明中，根據(jù)壓延狀態(tài)，進(jìn)行將后級(jí)支架壓下設(shè)為控制操作端的出側(cè)板厚控制、將前級(jí)支架速度設(shè)為控制操作端的張力控制，從而能夠最大限度地獲得板厚控制以及張力控制的效果。
[0004]專利文獻(xiàn)I日本特開2010-240662
[0005]專利文獻(xiàn)2 日本特開2012-176428

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制(電流恒定控制)使放卷側(cè)張力卷筒以及卷繞側(cè)張力卷筒動(dòng)作成為使壓延機(jī)的出側(cè)板厚變動(dòng)發(fā)生的壓延機(jī)入側(cè)速度以及壓延機(jī)出側(cè)速度的變動(dòng)主要原因。其原因?yàn)椋谶M(jìn)行了轉(zhuǎn)矩恒定控制的情況下，由于使張力卷筒的轉(zhuǎn)矩成為恒定，所以張力卷筒速度由于張力卷筒的慣性而變化。其結(jié)果，根據(jù)質(zhì)量流量恒定法則，發(fā)生出側(cè)板厚變動(dòng)。
[0008]對(duì)于在壓延機(jī)中生產(chǎn)的被壓延材料最重要的是壓延機(jī)的出側(cè)板厚精度，壓延機(jī)入側(cè)以及出側(cè)的張力為了作業(yè)的穩(wěn)定性是重要的，但如果是為了維持產(chǎn)品板厚，則即使多少變動(dòng)，在壓延作業(yè)上也沒有問(wèn)題。根據(jù)該考慮方法，在專利文獻(xiàn)I公開的發(fā)明中，針對(duì)預(yù)先設(shè)定的范圍的從設(shè)定張力值的偏差，優(yōu)先使張力卷筒速度成為恒定，不修正所述張力偏差，從而抑制張力卷筒速度變動(dòng)，通過(guò)速度恒定控制使張力卷筒動(dòng)作。
[0009]在該情況下，張力偏差收斂于預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)即可，但由于壓延狀態(tài)、母材條件，發(fā)生超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍的情況。在該情況下，張力卷筒速度被改變，所以壓延機(jī)入側(cè)速度變化，發(fā)生出側(cè)板厚變動(dòng)。
[0010]另外，還存在根據(jù)壓延狀態(tài)，壓延機(jī)的影響系數(shù)變化，以張力卷筒速度為操作端的張力控制、以壓延機(jī)的輥隙為操作端的出側(cè)板厚控制變得不穩(wěn)定的情況。在這樣的情況下，在以現(xiàn)狀的輥隙為控制操作端的出側(cè)板厚控制、和通過(guò)速度恒定控制使張力卷筒動(dòng)作了的情況的張力速度控制、通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制使張力卷筒動(dòng)作了的情況的張力轉(zhuǎn)矩恒定控制中難以穩(wěn)定地控制，發(fā)生壓延機(jī)出側(cè)板厚的振動(dòng)。
[0011]另外，上述那樣的問(wèn)題不限于張力卷筒，只要是在壓延機(jī)的入側(cè)、出側(cè)對(duì)被壓延材料產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)，就能夠同樣地解決問(wèn)題。作為在壓延機(jī)的入側(cè)、出側(cè)對(duì)被壓延材料產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)的其他例子，有張緊輥、夾送輥等。
[0012]在本發(fā)明中應(yīng)解決的問(wèn)題在于，適合地進(jìn)行在壓延機(jī)的入側(cè)、出側(cè)對(duì)被壓延材料產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)的控制以及壓延機(jī)的輥隙的控制，抑制壓延機(jī)出側(cè)板厚的振動(dòng)。
[0013]解決問(wèn)題的技術(shù)手段
[0014]本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種壓延控制裝置，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于，包括:輥隙控制部，根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔；以及速度控制部，根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度。
[0015]另外，本發(fā)明的其他方式提供一種壓延控制方法，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于，根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔，根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度。
[0016]另外，本發(fā)明的其他方式提供一種壓延控制程序，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于，使信息處理裝置執(zhí)行:根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔的步驟；以及根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度的步驟。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠適合地進(jìn)行在壓延機(jī)的入側(cè)、出側(cè)對(duì)被壓延材料產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)的控制以及壓延機(jī)的輥隙的控制，抑制壓延機(jī)出側(cè)板壓的振動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓延機(jī)以及壓延控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓下板厚控制、速度板厚控制、速度張力控制以及壓下張力控制的內(nèi)部功能的圖。
[0021]圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的控制方法選擇裝置的內(nèi)部功能的圖。
[0022]圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的最佳控制方法確定裝置的動(dòng)作例的圖。
[0023]圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的最佳控制方法確定裝置的動(dòng)作例的圖。[0024]圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的控制方法的數(shù)據(jù)庫(kù)的圖。
[0025]圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的控制輸出選擇裝置的內(nèi)部功能的圖。
[0026]圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的入側(cè)TR速度指令裝置的功能的圖。
[0027]圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的入側(cè)TR控制裝置的功能的圖。
[0028]圖10是示出現(xiàn)有技術(shù)的壓延控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖11是示出現(xiàn)有技術(shù)的壓延現(xiàn)象的例子的圖。
[0030]圖12是示出現(xiàn)有技術(shù)的入側(cè)張力壓延現(xiàn)象系統(tǒng)的例子的圖。
[0031 ] 圖13是示出現(xiàn)有技術(shù)的各參數(shù)的時(shí)間序列的例子的圖。
[0032]圖14是示出現(xiàn)有技術(shù)的單支架壓延機(jī)的控制操作端與控制狀態(tài)量的關(guān)系的圖。
[0033]圖15是示出現(xiàn)有技術(shù)的單支架壓延現(xiàn)象的例子的圖。
[0034]圖16是示意地示出現(xiàn)有技術(shù)的單支架壓延機(jī)的交叉響應(yīng)的圖。
[0035]圖17是示出單支架壓延機(jī)的控制操作端與控制狀態(tài)量的關(guān)系例的圖。
[0036]圖18是示出考慮了交叉項(xiàng)的操作端與控制狀態(tài)量的關(guān)系性的圖。
[0037]圖19是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓延控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
[0038](符號(hào)說(shuō)明)
[0039]1:壓延機(jī)；2:入側(cè)TR ；3:出側(cè)TR ；4:碾磨速度控制裝置；6:出側(cè)TR控制裝置；7:輥隙控制裝置；8:入側(cè)張力計(jì)；9:出側(cè)張力計(jì)；10:壓延速度設(shè)定裝置；11:入側(cè)張力計(jì)；12:出側(cè)張力計(jì)；13:入側(cè)張力控制；14:出側(cè)張力控制；15:入側(cè)張力電流變換裝置；16:出側(cè)張力電流變換裝置；17:出側(cè)板厚計(jì)；18:出側(cè)板厚控制裝置；19:基準(zhǔn)速度設(shè)定裝置；61:壓下板厚控制；62:速度板厚控制；63:速度張力控制；64:壓下張力控制；65:入側(cè)TR速度指令裝置；66:入側(cè)TR控制裝置；70:控制方法選擇裝置；71:最佳控制方法確定裝置；72:控制輸出選擇裝置;73、74、75、76:增益控制器;77、78:積分處理部；201 =CPU ；202:ROM ；203:RAM ；204:HDD ；205:I/F ；206:LCD ；207:操作部。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，以作為在被壓延材料的放卷以及卷繞中使用張力卷筒的代表性的壓延機(jī)的單支架壓延機(jī)為例子，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖10是示出單支架壓延機(jī)SlOO的控制結(jié)構(gòu)的圖。單支架壓延機(jī)SlOO相對(duì)于壓延機(jī)I的壓延方向(在圖10中用箭頭表示)，在壓延機(jī)I的入側(cè)具有放出被壓延材料U的入側(cè)張力卷筒2 (以下稱為入側(cè)TR2)，在出側(cè)，具有卷繞由壓延機(jī)I壓延了的被壓延材料u的出側(cè)張力卷筒3 (以下稱為出側(cè)TR3)。
[0041]入側(cè)TR2以及出側(cè)TR3分別通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，作為該電動(dòng)機(jī)和用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的裝置，分別設(shè)置了入側(cè)TR控制裝置5以及出側(cè)TR控制裝置6。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在通過(guò)壓延機(jī)I對(duì)從入側(cè)TR2放卷的被壓延材料u進(jìn)行了壓延之后，通過(guò)出側(cè)TR3卷繞，從而進(jìn)行單支架壓延機(jī)SlOO中的壓延。
[0042]此處，在壓延機(jī)I中，設(shè)置了:輥隙控制裝置7，用于通過(guò)改變作為上作業(yè)輥Rsl與下作業(yè)輥Rs2之間的距離的輥隙，控制被壓延材料u的壓延后的板厚(產(chǎn)品板厚);以及碾磨速度控制裝置4,用于控制壓延機(jī)I的速度(上/下作業(yè)棍Rsl、Rs2的圓周速度)。在壓延時(shí)，從壓延速度設(shè)定裝置10對(duì)碾磨速度控制裝置4輸出速度指令，碾磨速度控制裝置4實(shí)施使壓延機(jī)I的速度(上/下作業(yè)棍Rsl、Rs2的圓周速度)為恒定這樣的控制。[0043]在壓延機(jī)I的入側(cè)(圖10的壓延機(jī)I的左側(cè))、出側(cè)(圖10的壓延機(jī)I的右側(cè))，通過(guò)對(duì)被壓延材料u施加張力，穩(wěn)定并且高效地實(shí)施壓延。計(jì)算為此所需的張力的是入側(cè)張力設(shè)定裝置11以及出側(cè)張力設(shè)定裝置12。另外，入側(cè)張力電流變換裝置15以及出側(cè)張力電流變換裝置16根據(jù)由入側(cè)張力設(shè)定裝置11以及出側(cè)張力設(shè)定裝置12計(jì)算的入側(cè)以及出側(cè)張力設(shè)定值，求出用于得到為了對(duì)被壓延材料u施加入側(cè)以及出側(cè)的設(shè)定張力而入側(cè)TR2以及出側(cè)TR3各自的電動(dòng)機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的電流值，將各個(gè)電流值提供給入側(cè)TR控制裝置5以及出側(cè)TR控制裝置6。
[0044]在入側(cè)TR控制裝置5以及出側(cè)TR控制裝置6中，控制電動(dòng)機(jī)的電流以使其達(dá)到分別所提供的電流，通過(guò)對(duì)入側(cè)TR2以及出側(cè)TR3提供的各個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，對(duì)被壓延材料u提供規(guī)定的張力。入側(cè)/出側(cè)張力電流變換裝置15、16根據(jù)TR (張力卷筒)機(jī)械系統(tǒng)以及TR (張力卷筒)控制裝置的模型來(lái)運(yùn)算達(dá)到張力設(shè)定值那樣的電流設(shè)定值(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值)。
[0045]但是，該控制模型包含誤差，所以使用通過(guò)在壓延機(jī)I的入側(cè)以及出側(cè)設(shè)置的入側(cè)張力計(jì)8以及出側(cè)張力計(jì)9測(cè)定的實(shí)際張力，通過(guò)入側(cè)張力控制13以及出側(cè)張力控制14對(duì)張力設(shè)定值施加校正，并賦予到入側(cè)張力電流變換裝置15、出側(cè)張力電流變換裝置16。由此，入側(cè)張力電流變換裝置15、出側(cè)張力電流變換裝置16改變向入側(cè)TR控制裝置5以及出側(cè)TR控制裝置6設(shè)定的電流值。
[0046]另外，被壓延材料u的板厚在產(chǎn)品質(zhì)量上重要，所以實(shí)施板厚控制。具體而言，出側(cè)板厚控制裝置18根據(jù)由出側(cè)板厚計(jì)17檢測(cè)的實(shí)際板厚來(lái)控制輥隙控制裝置7，從而控制壓延機(jī)I的輥隙，并控制壓延機(jī)I的出側(cè)(圖10的壓延機(jī)I的右側(cè))的板厚。
[0047]通過(guò)使各個(gè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩達(dá)到恒定的轉(zhuǎn)矩恒定控制，控制在單支架壓延機(jī)中用于卷繞以及放卷的出側(cè)TR3以及入側(cè)TR2。具體而言，根據(jù)由入側(cè)張力計(jì)8、出側(cè)張力計(jì)9探測(cè)的實(shí)際張力，校正電動(dòng)機(jī)電流指令，從而進(jìn)行用于使對(duì)被壓延材料u施加的張力達(dá)到恒定的控制。另外，關(guān)于入側(cè)TR2以及出側(cè)TR3各自的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，由于通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流而得到，所以還有使轉(zhuǎn)矩恒定控制成為電流恒定控制的情況。
[0048]在通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制進(jìn)行TR (張力卷筒)控制的情況下，有與在壓延機(jī)中應(yīng)用的板厚控制相干擾而出側(cè)板厚精度惡化這樣的問(wèn)題。相比于出側(cè)張力，入側(cè)張力對(duì)出側(cè)板厚的影響更大，所以以下說(shuō)明壓延機(jī)I和入側(cè)TR2中的問(wèn)題。
[0049]圖11是示出單支架壓延機(jī)SlOO的入側(cè)TR2與壓延機(jī)I之間的壓延現(xiàn)象的概念圖。如圖11所示，在入側(cè)TR2中，對(duì)作為入側(cè)TR控制裝置5的輸出的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩22、與根據(jù)入側(cè)張力24 (Tb)和機(jī)械條件(卷筒徑D以及卷筒齒比Gr)確定的張力轉(zhuǎn)矩25之和、即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩22與張力轉(zhuǎn)矩25之和進(jìn)行積分，從而確定入側(cè)TR (張力卷筒)速度20。另外，J是入側(cè)TR2的慣性力矩(kg.m2)。
[0050]在壓延機(jī)I中，根據(jù)將輥隙改變量23 ( = AS)與圖示那樣的規(guī)定的系數(shù)(M/(M+Q))進(jìn)行求積而得到的值、和將壓延機(jī)I的入側(cè)張力24與圖示那樣的規(guī)定的系數(shù)
((PPMTb )/( M+Q ))進(jìn)行求積而得到的值，來(lái)確定出側(cè)板厚26，根據(jù)該確定了
的出側(cè)板厚26通過(guò)質(zhì)量流量恒定法則來(lái)確定壓延機(jī)入側(cè)速度21。然后，對(duì)壓延機(jī)入側(cè)速度21與入側(cè)TR速度20之差進(jìn)行積分而得到的結(jié)果為入側(cè)張力24。另外，在圖11中，M是碾磨常數(shù)M (kN/m)，Q是塑性常數(shù)Q (kN/m), ( ^P/i；Tb ) / ( M+Q )是由入側(cè)張力Tb的變動(dòng)所致的壓延荷重P (kN)的變動(dòng)的對(duì)出側(cè)板厚的影響系數(shù)(kb)。
[0051]作為壓延機(jī)I中的基本法則，有質(zhì)量流量恒定法則。其由于壓延機(jī)I的入側(cè)(圖10所示的壓延機(jī)I左側(cè))和壓延機(jī)I的出側(cè)(圖10所示的壓延機(jī)I右側(cè))的被壓延材料U連續(xù)而通過(guò)以下的式(I)表示。
[0052]H.Ve=h.V0...(I)
[0053]H:壓延機(jī)I的入側(cè)板厚
[0054]h:壓延機(jī)I的出側(cè)板厚
[0055]Ve:壓延機(jī)I的入側(cè)板速
[0056]Vo:壓延機(jī)I的出側(cè)板速
[0057]根據(jù)質(zhì)量流量恒定法則的式(1)，在入側(cè)板厚恒定的情況下，如果入側(cè)板速變動(dòng)，則意味著出側(cè)板厚變動(dòng)。在單支架壓延機(jī)(圖10所示的一個(gè)壓延機(jī)I)的情況下，入側(cè)板速為入側(cè)TR速度。入側(cè)TR2以使張力轉(zhuǎn)矩25與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩22符合的方式使入側(cè)TR速度20變化，但通過(guò)入側(cè)TR2的慣性和壓延機(jī)I以及壓延現(xiàn)象進(jìn)行該變化，無(wú)抑制入側(cè)速度20的變化的控制單元。
[0058]因此，在壓延機(jī)I中，如果在板厚控制中為了使出側(cè)板厚(壓延機(jī)I的出側(cè)的被壓延材料u的板厚)為恒定而操作輥隙改變量23的Λ S，則與其對(duì)應(yīng)地壓延機(jī)入側(cè)速度21(壓延機(jī)I的入側(cè)的被壓延材料u的速度)變化，產(chǎn)生入側(cè)張力24的偏差A(yù)Tb。為了對(duì)其進(jìn)行抑制，入側(cè)TR速度20變動(dòng)，但通過(guò)該變動(dòng)，產(chǎn)生出側(cè)板厚變動(dòng)。通過(guò)入側(cè)TR2進(jìn)行的入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27有根據(jù)壓`延條件而時(shí)間常數(shù)大的情況，有時(shí)成為具有大的起伏的出側(cè)板厚變動(dòng)的原因。
[0059]入側(cè)張力24通過(guò)壓延現(xiàn)象也被抑制。如果入側(cè)張力24變動(dòng)，則壓延機(jī)I的壓延荷重P變化，與其相伴地壓延機(jī)入側(cè)速度21變動(dòng)。通過(guò)該入側(cè)張力壓延現(xiàn)象系統(tǒng)28，入側(cè)張力24也變動(dòng)。入側(cè)張力壓延現(xiàn)象系統(tǒng)28的響應(yīng)相比于入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27非?？?，所以圖11的入側(cè)壓延現(xiàn)象能夠如圖12那樣變換。
[0060]根據(jù)圖12可知，壓延機(jī)I的輥隙改變量23 ( = AS)在相同的相位下成為入側(cè)張力24的偏差Λ Tb而表現(xiàn)，在入側(cè)TR2對(duì)其進(jìn)行積分了的狀態(tài)下，入側(cè)TR速度20變化。因此，輥隙改變量23 ( = AS)和入側(cè)張力24的偏差Λ Tb、入側(cè)TR速度20的變化、以及出側(cè)板厚的變化成為圖13那樣的關(guān)系。圖13是示出輥隙改變量23、入側(cè)張力24 (Tb)、入側(cè)TR速度20、以及出側(cè)板厚的關(guān)系的圖。
[0061]如圖13所示，如果輥隙改變量23變化，則壓延機(jī)I的入側(cè)速度變化，入側(cè)張力24變化。伴隨入側(cè)張力24的變化，入側(cè)TR2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩恒定控制，所以在基于入側(cè)TR的慣性的動(dòng)作中入側(cè)TR速度20變化。如果入側(cè)TR速度20變動(dòng)，則通過(guò)在上述式(I)中示出的質(zhì)量流量恒定法則，發(fā)生出側(cè)板厚變動(dòng)。如果發(fā)生出側(cè)板厚變動(dòng)，則出側(cè)板厚控制裝置18為了使出側(cè)板厚成為恒定，操作輥隙改變量23。如果這些一連串的動(dòng)作繼續(xù)，則如圖13所示，出側(cè)板厚振動(dòng)。
[0062]另外，實(shí)際上，出側(cè)板厚計(jì)17設(shè)置于遠(yuǎn)離壓延機(jī)I的地方，所以在出側(cè)板厚控制裝置18使用的出側(cè)板厚的探測(cè)之前，存在延遲時(shí)間，但在延遲時(shí)間相對(duì)出側(cè)板厚的振動(dòng)周期充分短的情況下，可忽略。[0063]為了防止這樣的出側(cè)板厚的振動(dòng)，具備張力速度控制單元42，該張力速度控制單元42進(jìn)行將張力卷筒與壓延機(jī)之間的張力維持為期望的值的控制，另一方面，針對(duì)預(yù)先設(shè)定的范圍的從張力設(shè)定值的偏差而優(yōu)先地使張力卷筒速度成為恒定，不修正張力偏差，從而抑制張力卷筒速度的變動(dòng)。但是，發(fā)生無(wú)法通過(guò)用該方法抑制張力卷筒速度的改變來(lái)抑制壓延機(jī)出側(cè)板厚變動(dòng)的情況。
[0064]在壓延機(jī)中，存在輥隙和輥速度這樣的2個(gè)控制操作端、以及壓延機(jī)的出側(cè)板厚和壓延機(jī)的入側(cè)(或者出側(cè))張力這樣的2個(gè)控制狀態(tài)量。在操作了 2個(gè)控制操作端的情況下，對(duì)2個(gè)控制狀態(tài)量分別造成影響而控制狀態(tài)量變化。圖14是針對(duì)單支架壓延機(jī)的情況示出這樣的控制操作端以及控制狀態(tài)量的關(guān)系的圖。單支架壓延機(jī)的壓延現(xiàn)象如圖15所示，將其概念地記述了的是圖14。
[0065]在單支架壓延機(jī)I的情況下，控制操作端是輥隙改變量23、入側(cè)TR速度20。另外，控制狀態(tài)量是壓延機(jī)的出側(cè)板厚26、入側(cè)張力24。在改變了輥隙改變量23的情況下，發(fā)生(輥隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)503所致的出側(cè)板厚26、(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)501所致的入側(cè)張力24的變化。另外，在改變了入側(cè)TR速度20的情況下，發(fā)生(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)502所致的入側(cè)張力24、(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)504所致的出側(cè)板厚26的變化。
[0066]在單支架壓延機(jī)I中，如圖10所示，關(guān)于壓延機(jī)出側(cè)板厚26，通過(guò)出側(cè)板厚控制裝置18改變輥隙23而進(jìn)行控制。另外，關(guān)于入側(cè)張力24，如圖11所示，通過(guò)入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27改變?nèi)雮?cè)TR速度20而進(jìn)行控制。
[0067]在(輥隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)503以及(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)502相比于(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)501以及(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)504充分大的情況下，在該控制結(jié)構(gòu)中沒有問(wèn)題，但如公知例2所示，如果(輥隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)503以及(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)502小于(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)501以及(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)504，則發(fā)生無(wú)法穩(wěn)定地進(jìn)行控制的問(wèn)題。
[0068]如果成為這樣的狀態(tài)，則板厚控制裝置18即使為了控制出側(cè)板厚26而操作輥隙23，入側(cè)張力24也大幅變動(dòng)，如果為了對(duì)其進(jìn)行控制而入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27改變?nèi)雮?cè)TR速度20，則由此出側(cè)板厚26大幅變動(dòng)。如果出側(cè)板厚變化，則板厚控制裝置18操作輥隙23，所以作為結(jié)果，發(fā)生出側(cè)板厚26、入側(cè)張力24、入側(cè)TR速度20、輥隙23以相同的周期振動(dòng)的狀態(tài)。
[0069]單支架壓延機(jī)的入側(cè)壓延現(xiàn)象如圖12所示。圖16示出了去掉基于入側(cè)TR2的入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27，將入側(cè)TR速度20以及輥隙改變量23設(shè)為控制操作端，將出側(cè)板厚26以及入側(cè)張力24設(shè)為控制狀態(tài)量而生成的與圖14同樣的框圖。與從圖11變換為圖12的情況同樣地，將入側(cè)張力壓延現(xiàn)象系統(tǒng)28概括為入側(cè)張力影響系數(shù)101。在圖12中，相比于基于入側(cè)TR2的入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27，將響應(yīng)時(shí)間設(shè)為充分短，使省略了的I次延遲時(shí)間常數(shù)Tr在圖12中保留。根據(jù)圖16，作為對(duì)應(yīng)于圖14中的影響系數(shù)501、502、503、504的系數(shù)，得到圖 17 的 111、112、113、114。
[0070]此處，Ve是入側(cè)TR速度20，h是壓延機(jī)的出側(cè)板厚26，所以可以知道:如果出側(cè)板厚26薄，且入側(cè)TR速度20快，則(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)114以及(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)112變小。另外，入側(cè)張力影響系數(shù)101中包含的I次延遲時(shí)間常數(shù)Tr變小。因此，(輥隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)113變小。另外，(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)111的響應(yīng)變快。即，如果出側(cè)板厚26薄，且入側(cè)TR速度20快，則在輥隙23操作時(shí)，壓延機(jī)的出側(cè)板厚26不易變化，入側(cè)張力易于變化。即，(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)111t匕(輥隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)113更大。另外，在入側(cè)TR速度20操作時(shí)，入側(cè)張力24以及出側(cè)板厚26不易同樣地變化。
[0071]關(guān)于入側(cè)張力，包括壓延現(xiàn)象項(xiàng)kb。根據(jù)壓延速度以及出側(cè)板厚，kb也變化，但如果kb變大，則(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)112小于(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)114。
[0072]根據(jù)以上可知存在這樣的情況:由于出側(cè)板厚26薄，且入側(cè)TR速度20快，則(棍隙一出側(cè)板厚)影響系數(shù)113小于(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)111，(入側(cè)TR速度一入側(cè)張力)影響系數(shù)112小于(入側(cè)TR速度一出側(cè)板厚)影響系數(shù)114。在這樣的情況下，如果希望如圖11所示那樣，通過(guò)板厚控制裝置18控制出側(cè)板厚26，通過(guò)入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27控制入側(cè)張力24，則交叉項(xiàng)的影響大，所以不可能穩(wěn)定地控制。
[0073]在這樣的情況下，通過(guò)如圖18所示，應(yīng)用通過(guò)入側(cè)TR速度20控制出側(cè)板厚26的速度板厚控制裝置50、以及通過(guò)輥隙23控制入側(cè)張力24的壓下張力控制51，從而能夠穩(wěn)定地控制出側(cè)板厚26以及入側(cè)張力24。為了將其實(shí)現(xiàn)，需要將以往通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制(電流恒定控制)運(yùn)轉(zhuǎn)的入側(cè)TR2改變?yōu)橥ㄟ^(guò)速度恒定控制的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0074]即使在入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27的響應(yīng)惡化了的情況下，也需要通過(guò)速度恒定控制使入側(cè)TR2運(yùn)轉(zhuǎn)。圖12中的入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27通過(guò)等價(jià)變換，成為時(shí)間常數(shù)Tq的I次延遲系統(tǒng)。此處，Tq與入側(cè)TR速度20成比例，與壓延機(jī)的出側(cè)板厚26成反比例，與壓延現(xiàn)象項(xiàng)kb成比例。因此，如果壓延現(xiàn)象項(xiàng)kb變大，則入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27的時(shí)間常數(shù)Tq變大，入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27的響應(yīng)惡化。另外，在該情況下，圖14中的(輥隙一入側(cè)張力)影響系數(shù)111不會(huì)變大，所以認(rèn)為能夠通過(guò)以往的基于輥隙23的板厚控制、和基于入側(cè)張力抑制系統(tǒng)27的張力控制來(lái)穩(wěn)定地控制。
[0075]在壓延設(shè)備中，將各種材質(zhì)的被壓延材料壓延為各種板厚，并且壓延速度也有各種各樣。因此，根據(jù)壓延狀態(tài)，發(fā)生能夠穩(wěn)定地實(shí)施出側(cè)板厚以及入側(cè)張力控制的以下的3種情況。
[0076]A)操作輥隙的板厚控制、和基于通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制而運(yùn)轉(zhuǎn)的入側(cè)TR的入側(cè)張力抑制系統(tǒng)的張力控制。
[0077]B)操作輥隙的板厚控制、和操作通過(guò)速度恒定控制而運(yùn)轉(zhuǎn)的入側(cè)TR的速度的速度張力控制。
[0078]C)操作輥隙的壓下張力控制、和操作通過(guò)速度恒定控制而運(yùn)轉(zhuǎn)的入側(cè)TR的速度的速度板厚控制。
[0079]為了穩(wěn)定地實(shí)施壓延機(jī)的板厚控制以及張力控制，需要根據(jù)壓延狀態(tài)，切換使用上述3種控制。用于將其實(shí)現(xiàn)的本實(shí)施方式的單支架壓延機(jī)的控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。使用由出側(cè)板厚計(jì)17檢測(cè)的出側(cè)板厚偏差A(yù)h，通過(guò)壓下板厚控制61生成對(duì)輥隙的操作指令Δ Δ Sagc,通過(guò)速度板厚控制62生成對(duì)入側(cè)TR速度的操作指令Λ Δ \GC。另外，使用由入側(cè)張力計(jì)8測(cè)定的入側(cè)張力實(shí)際成績(jī)、與由入側(cè)張力設(shè)定裝置11設(shè)定的入側(cè)張力設(shè)定的偏差(入側(cè)張力偏差)Δ Tb，通過(guò)速度張力控制63，生成對(duì)入側(cè)TR速度的操作指令Λ Δ Vate,通過(guò)壓下張力控制64，生成對(duì)輥隙的操作指令Λ ASatk。
[0080]另外，關(guān)于入側(cè)TR2通過(guò)轉(zhuǎn)矩恒定控制來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，對(duì)基于入側(cè)張力設(shè)定裝置11的入側(cè)張力設(shè)定值，加上來(lái)自根據(jù)入側(cè)張力實(shí)際成績(jī)與入側(cè)張力設(shè)定值的偏差而操作入側(cè)張力設(shè)定值的入側(cè)張力控制13的控制輸出，將由此得到的結(jié)果通過(guò)入側(cè)張力電流變換裝置15變換為對(duì)入側(cè)TR2的電流指令，生成對(duì)入側(cè)TR控制裝置66的電流指令。
[0081]控制方法選擇裝置70根據(jù)壓延狀態(tài)，判斷選擇應(yīng)用上述A)、B)、C)中的哪一個(gè)控制方法的話最能夠降低出側(cè)板厚變動(dòng)、入側(cè)張力變動(dòng)，根據(jù)選擇結(jié)果對(duì)輥隙控制裝置7輸出輥隙操作指令。在操作入側(cè)TR速度的情況下，對(duì)入側(cè)TR速度指令裝置65輸出速度操作指令。在入側(cè)TR速度指令裝置65中，根據(jù)從基準(zhǔn)速度設(shè)定裝置19輸出的入側(cè)TR基準(zhǔn)速度、和來(lái)自控制方法選擇裝置70的入側(cè)TR速度改變量來(lái)生成入側(cè)TR速度指令，并輸出到入側(cè)TR控制裝置66。
[0082]在入側(cè)TR控制裝置66中，具有根據(jù)電流指令進(jìn)行轉(zhuǎn)矩恒定控制(電流恒定控制)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式、和根據(jù)速度指令進(jìn)行速度恒定控制的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，根據(jù)來(lái)自控制方法選擇裝置70的指令來(lái)切換地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0083]圖2示出壓下板厚控制61、速度板厚控制62、速度張力控制63、壓下張力控制64的框圖的一個(gè)例子。它們是各控制結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，還能夠使用其以外的方法來(lái)構(gòu)成控制系統(tǒng)。例如，在圖2的例子中，各控制系統(tǒng)為積分控制(I控制)，但還能夠設(shè)為比例積分(PI控制)或者微分比例積分控制(PID控制)。
[0084]壓下板厚控制61由以作為出側(cè)板厚實(shí)際成績(jī)hfb與出側(cè)板厚設(shè)定值hMf之差的出側(cè)板厚偏差A(yù)h=Ilfb-1w為輸入，對(duì)所輸入的出側(cè)板厚偏差乘以調(diào)整增益以及從出側(cè)板厚偏差向輥隙的變換增益并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行積分的積分控制(I控制)構(gòu)成。取積分后的輸出與上次值的偏差，設(shè)為控制輸出Λ ASAe。。另外，速度板厚控制62由以出側(cè)板厚偏差A(yù)h為輸入，對(duì)所輸入的出側(cè)板厚偏差乘以調(diào)整增益以及從出側(cè)板厚偏差向入側(cè)速度的變換增益并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行積分的積分控制(I控制)構(gòu)成。取出積分后的輸出與上次值的偏差，將以下的式(2)設(shè)為控制輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種壓延控制裝置，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于，包括: 輥隙控制部，根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔；以及 速度控制部，根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓延控制裝置，其特征在于， 所述輥隙控制部具有根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔的功能， 所述速度控制部具有根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度的功能， 所述壓延控制裝置包括控制方式確定部，該控制方式確定部確定分別由所述輥隙控制部以及所述速度控制部進(jìn)行的、基于被壓延了的所述被壓延材料的板厚的控制以及基于所述被壓延材料的張力的控制的執(zhí)行方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓延控制裝置，其特征在于， 所述控制方式確定部通過(guò)確定分別由所述輥隙控制部以及所述速度控制部進(jìn)行的、基于被壓延了的所述被壓延材料的板厚的控制被影響的比例、和基于所述被壓延材料的張力的控制被影響的比例，從而依`照所確定的比例執(zhí)行基于被壓延了的所述被壓延材料的板厚的控制以及基于所述被壓延材料的張力的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓延控制裝置，其特征在于，包括: 輥隙調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部，預(yù)測(cè)由基于所述輥隙控制部的所述輥間隔的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的板厚的影響，并將其預(yù)測(cè)結(jié)果輸入到所述速度控制部；以及 速度調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部，預(yù)測(cè)由基于所述速度控制部的所述被壓延材料的輸送速度的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的張力的影響，并將其預(yù)測(cè)結(jié)果輸入到所述輥隙控制部， 所述輥隙控制部根據(jù)所述被壓延材料的張力以及所述被壓延材料的輸送速度的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的張力的影響的預(yù)測(cè)結(jié)果，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔， 所述速度控制部根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚以及所述輥間隔的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的板厚的影響的預(yù)測(cè)結(jié)果，來(lái)控制所述被壓延材料的輸送速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓延控制裝置，其特征在于，包括: 輥隙調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部，預(yù)測(cè)由基于所述輥隙控制部的所述輥間隔的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的板厚的影響，并將其預(yù)測(cè)結(jié)果輸入到所述速度控制部；以及 速度調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部，預(yù)測(cè)由基于所述速度控制部的所述被壓延材料的輸送速度的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的張力的影響，并將其預(yù)測(cè)結(jié)果輸入到所述輥隙控制部， 所述輥隙控制部根據(jù)所述被壓延材料的張力以及所述被壓延材料的輸送速度的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的張力的影響的預(yù)測(cè)結(jié)果，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔， 所述速度控制部根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚以及所述輥間隔的控制輸出所致的對(duì)所述被壓延材料的板厚的影響的預(yù)測(cè)結(jié)果，來(lái)控制所述被壓延材料的輸送速度， 所述輥隙調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部以及所述速度調(diào)整干擾預(yù)測(cè)部在所確定的所述比例是規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，輸出所述預(yù)測(cè)結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓延控制裝置，其特征在于， 包括張力卷筒轉(zhuǎn)矩控制部，該張力卷筒轉(zhuǎn)矩控制部控制送出為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料的張力卷筒、或者卷繞被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力卷筒的轉(zhuǎn)矩， 所述控制方式確定部確定由所述輥隙控制部以及所述速度控制部的各個(gè)進(jìn)行的控制、和由所述張力卷筒轉(zhuǎn)矩控制部所進(jìn)行的控制的執(zhí)行方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或者6所述的壓延控制裝置，其特征在于， 所述控制方式確定部根據(jù)在壓延中使所述輥之間的間隔階梯狀地變化了的情況下的壓延狀態(tài)的變動(dòng)，來(lái)確定所述控制的執(zhí)行方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓延控制裝置，其特征在于， 所述輥隙控制部根據(jù)對(duì)送出為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料的張力卷筒、或者卷繞被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力卷筒供給的電力的指令值、與實(shí)際上供給的電力的實(shí)際值的差異，來(lái)推測(cè)所述被壓延材料的張力。
9.一種壓延控制方 法，控制通過(guò)輥對(duì)來(lái)對(duì)被壓延材料進(jìn)行壓延的壓延機(jī)，其特征在于， 根據(jù)為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的張力，來(lái)控制所述輥對(duì)中的輥之間的間隔， 根據(jù)被壓延了的所述被壓延材料的板厚，來(lái)控制為了進(jìn)行基于所述壓延機(jī)的壓延而插入到所述壓延機(jī)的所述被壓延材料或者被壓延并從所述壓延機(jī)送出的所述被壓延材料的輸送速度。
【文檔編號(hào)】B21B37/00GK103861872SQ201310664732
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】服部哲 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所