自動板厚制御方法及び圧延機
【課題】自動板厚制御方法において、ノイズ成分が排除された板厚偏差を用いて、高精度な自動板厚制御を可能とする。
【解決手段】本発明の圧延機の自動板厚制御方法は、圧延材Ｗの板厚偏差を計測し、計測した板厚偏差を基に圧延材Ｗを圧延するワークロール３のロール隙間を算出し、算出したロール隙間に応じて圧下装置７を制御する圧延機の自動板厚制御方法であって、少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、計測された圧延材Ｗの板厚偏差を周波数成分に分解し、分解された周波数成分から圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、ノイズ成分が排除された板厚偏差を基にワークロール３のロール隙間を算出することを特徴とする。
【解決手段】本発明の圧延機の自動板厚制御方法は、圧延材Ｗの板厚偏差を計測し、計測した板厚偏差を基に圧延材Ｗを圧延するワークロール３のロール隙間を算出し、算出したロール隙間に応じて圧下装置７を制御する圧延機の自動板厚制御方法であって、少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、計測された圧延材Ｗの板厚偏差を周波数成分に分解し、分解された周波数成分から圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、ノイズ成分が排除された板厚偏差を基にワークロール３のロール隙間を算出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動板厚制御方法及びこの自動板厚制御方法が適用される圧延機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、鋼板などの圧延材を冷間圧延する際には一対のワークロールを備えた多段圧延機が用いられる。一方、ステンレス、チタン、特殊鋼、銅などの圧延材を冷間圧延する際には、ワークロールを支持するロール群が葡萄の房のように扇状に広がる「クラスタ型の多段圧延機（クラスタ圧延機）」が用いられることが一般的である。
クラスタ圧延機などの多段圧延機で圧延材の圧延を行うにあたって、まず、圧延材の板厚を計測し、計測した板厚を基にロール隙間を演算し、圧下装置によってロール隙間を制御することによって圧延材の板厚を自動的に制御している。
【０００３】
このような板厚の制御技術としては、既に様々なものが開発されており、例えば、特許文献１には、圧延材を圧延する際に板厚の偏差（板厚偏差という）を所定のサンプリング周期で検出し、得られた板厚偏差を用いて制御利得値を演算し、この演算された制御利得値の逆数を演算されたロール隙間に乗算し、乗算して得られた値を圧下装置に出力してフィードフォワード制御する自動板厚制御装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ワークロールの駆動に用いられる主電動機に制御信号を送ってその圧延速度（回転数）をフィードフォワード制御することにより板厚を制御する自動板厚制御装置であって、主電動機の応答に要する時間分だけ制御信号の出力タイミングを速める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２５４３０９号公報
【特許文献２】特開平４−３６１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１，２の技術では、高精度の自動板厚制御を実現できるまでには至っていなかった。
その一つの原因として、自動板厚制御に利用する板厚偏差の計測結果には、板厚の変動に起因した成分以外にもノイズ成分が含まれている。これらのノイズ成分を、板厚の変動に起因した成分と区別することは容易ではなく、自動板厚制御のために用いられる板厚偏差の信号にこれらのノイズ成分が重畳されていると、高精度に板厚を制御することが困難になる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、板厚の変動に起因した成分以外のノイズ成分が排除された板厚偏差を用いることにより、高精度な自動板厚制御を行うことが可能な自動板厚制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため以下の技術的手段を講じた。
本発明の圧延機の自動板厚制御方法は、圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出し、この算出したロール隙間に応じて圧下装置を制御する自動板厚制御方法であって、少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を周波数成分に分解し、この分解された少なくとも２つの圧延速度における周波数成分を比較することによって、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として板厚偏差から排除し、このノイズ成分が排除された板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出することを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しないものをノイズ成分として排除するに際して、以下の(i)〜（v）を行うと良い。
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する。
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する。
【００１０】
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて乗算周波数成分として求める。
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する。
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める。
【００１１】
一方、本発明の圧延機は、圧延機の入側での板厚を計測する入側板厚計と、この入側板厚計で計測された圧延材の板厚の偏差を周波数成分に分解し、この分解された周波数成分から、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、このノイズ成分が排除された周波数成分を基に板厚偏差を補正する入側板厚偏差補正演算部と、この入側板厚偏差補正演算部で得られた補正板厚偏差を基に圧下装置に適用するロール隙間を算出し、算出されたロール隙間を前記圧延機に適用して板厚を制御する自動板厚制御部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自動板厚制御方法及び圧延機によれば、板厚の変動に起因した成分以外のノイズ成分が排除された板厚偏差を用いることにより、高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】自動板厚制御装置を備えたクラスタ圧延機の概略図である。
【図２】本発明の自動板厚制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の自動板厚制御方法を示すフローチャートである。
【図４】圧延速度の変化前に計測された板厚偏差を分解した周波数成分を、ノイズ成分とノイズを含まない板厚偏差の周波数成分とに分けて示した図である。
【図５】圧延速度の変化後に計測された板厚偏差を分解した周波数成分を、ノイズ成分とノイズを含まない板厚偏差の周波数成分とに分けて示した図である。
【図６】板厚偏差を分解した周波数成分を、圧延速度の変化前後で比較して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の自動板厚制御部１を備えた圧延機２の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る圧延機２は、上下一対のワークロール３、中間ロール４、バックアップロール５を複数本組み合わせることによって構成されたクラスタ圧延機である。クラスタ圧延機は、各ロールの配置が側面視で葡萄の房のようになっているものである。図例のクラスタ圧延機６は、上下一対のワークロール３の周りに４本の中間ロール４（上下に２本ずつ）が配置され、中間ロール４の周りに６本のバックアップロール５（上下に３本ずつ）が配置されている１２段圧延機である。クラスタ圧延機６は、ステンレス、チタン、特殊鋼、銅などの圧延材Ｗを冷間圧延して薄板材とするものであり、高精度の自動板厚制御をおこなうことが要求される。それ故、クラスタ圧延機に本発明の自動板厚制御方法を適用するのが好適である。とはいえ、本発明が適用される圧延機２としては、１２段以外のクラスタ圧延機（例えば２０段圧延機）でもよいし、クラスタ圧延機以外の圧延機であってもよい。
【００１５】
圧延機６には、ワークロール３、３間のロール隙間を変更する圧下装置７が設けられている。この圧下装置７は、図示は省略するが、バックアップロール５によって支持されているワークロール３間のロール隙間を変更するウエッジと、このウエッジを移動させる移動機構（例えば、油圧シリンダ）とから構成されている。ウェッジはくさび状に形成されていて、水平方向に移動させることによりバックアップロール５を押し上げ又は押し下げ方向に移動させる構成となっている。
【００１６】
圧延機６の入側（図１の左側）、出側（図１の右側）には、圧延材Ｗを巻き出す巻出リール８及び圧延された圧延材Ｗを巻き取る巻取リール９が備えられている。
さらに、圧延機６の入側には、圧延材Ｗの板厚を計測する入側板厚計１０が設けられており、圧延機６の出側にも、圧延材Ｗの板厚を計測する出側板厚計１１が設けられている。これらの入側板厚計１０及び出側板厚計１１は、非接触式の板厚計（例えば、Ｘ線板厚計など）で構成されている。なお、これらのリール８、９と板厚計１０、１１は、逆方向に圧延する場合は、その機能が反対になる。
さらに、圧延機２には、上下のワークロール３のロール隙間を制御する自動板厚制御部１を有している。この自動板厚制御部１は、フィードフォワード制御部１２及びフィードバック制御部１３を有しており、プロコンやシーケンサ、ＰＬＣなどの電気制御機器で構成されている。
【００１７】
上述した圧延機２は、圧延材Ｗをワークロール３間に通板することで圧延が行われており、その際に上下のワークロール３のロール隙間を自動板厚制御部１により制御することによって所望の厚みの圧延材Ｗを圧延できる構成とされている。
図２に示すように、自動板厚制御部１のフィードフォワード制御部１２は、概念的には、入側板厚偏差トラッキング手段１４、出力タイミング調整手段１５、出力量演算器１６及び乗算器１７から構成されている。ただし、これらの手段が物理的に独立した機器である必要はなく、これらの機能を備えていればよい。
【００１８】
フィードフォワード制御部１２では、まず、入側板厚偏差トラッキング手段１４において、入側のデフレクタロールに接続されたパルスジェネレータ１８が発するパルス信号に基づき、所定のサンプリング周期Ｔｓで、入側板厚計１０が測定した圧延材Ｗの板厚Ｈｉと設定板厚Ｈｓとの差である入側板厚偏差ΔＨｉを取り込んで保持する。その後、測定点に対応する圧延材Ｗ上の位置（測定点）がワークロール３の直下に到着した時点で、出力タイミング調整手段１５から入側板厚偏差ΔＨｉが出力され、同じく、出力量演算器１６から圧延機のミル定数に基づく係数が出力される。両出力は乗算器１７で乗算されて、入側板厚偏差ΔＨｉを是正するロールギャップ変更量ΔＳ（ロール隙間の変更量）が算出され、圧下装置７への指令値として出力される。
【００１９】
なお、フィードフォワード制御部１２で行われる制御は、自動板厚制御技術において通常採用されているものであり、例えば、特開平３−２５４３０９号公報などに開示されている技術である。
このフィードフォワード制御はオープンループであるため、この修正量の過不足を出側板厚計１１で計測すると共に、この計測値を基にしたフィードバック制御をフィードバック制御部１３において併用している。
【００２０】
ところで、図１および図２に示すように、本発明の自動板厚制御部１は、フィードフォワード制御部１２と入側板厚計１０との間に、入側板厚偏差補正演算部１９を備えていることを特徴とする。
この入側板厚偏差補正演算部１９は、入側板厚計１０で測定された入側板厚を基にした板厚偏差を周波数成分に分解し、周波数空間上で一旦ノイズ成分を取り除いた後の値をフィードフォワード制御部１２（入側板厚偏差トラッキング手段１４）に入力するものである。
【００２１】
以下、図４〜図６を用いて、入側板厚偏差補正演算部１９での信号処理、言い換えれば本発明の自動板厚制御方法の特徴を簡単に説明する。
図４、図５には、本発明の処理の考え方を示している。
すなわち、図４（ａ）に示すように、入側板厚計１０から取り込まれた入側板厚偏差ΔＨAをＦＦＴ処理して周波数成分に分解した場合に、［P1］〜［P5］の５つの周波数成分が得られたとする。この５つの周波数成分は、図４（ｂ）に示すノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）［P6］及び［P7］と、図４（ｃ）に示すノイズ成分［P8］〜［P11］と、を合成したものとなっている。つまり、図４（ａ）の［P2］に着目すればその振幅は図４（ｂ）の［P6］の振幅と図４（ｃ）［P9］の振幅との和となっていて、実際にデータとして得られる［P2］の結果だけでは、これを［P6］と［P9］とに分離する（ノイズ成分だけを抽出する）ことはできない。
【００２２】
一方、図５は、図４と同じ圧延材Ｗについて、その圧延速度を、例えば２倍に変化させた場合に得られる入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分（ＦＦＴ処理結果）を示している。この図５（ａ）から明らかなように、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分もΔＨAと同様に［P12］〜［P15］の４つの周波数成分から構成されている。図５（ｃ）に示すノイズ成分に着目すれば、［P18］〜［P21］はその振幅も発生する周波数も図４（ｃ）と同じであるが、図５（ｂ）に示すノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）に着目すれば、［P16］及び［P17］については発生する周波数が図４（ｂ）のときと異なっている。
【００２３】
すなわち、これらのノイズを含まない板厚偏差の周波数成分は、圧延速度が２倍に変化するのに合わせて、発生周波数も２倍となっている。つまり、板厚偏差の周波数成分については、「ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分の発生周波数は圧延速度の変化率に合わせて同じ変化率で変化する（10Hz→20Hz、15Hz→30Hz）が、ノイズ成分の発生周波数は圧延速度が変化しても同じ変化率では変化しない」という特性が見られる。それ故、この特性を用いれば、ノイズ成分を排除してノイズを含まない板厚偏差の周波数成分だけを抽出することが可能となる。
【００２４】
とはいえ、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すノイズ成分は、実際には不明であり解らないので、本実施形態では、以下の手順（図３のＳ１〜Ｓ１１）にて、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）、言い換えれば補正板厚偏差を抽出するようにしている。図３のＳ１〜Ｓ１１の処理は、入側板厚偏差補正演算部１９で行われる。
まず、図３のＳ１では、圧延材Ｗの圧延速度Ｖを計測する。この圧延速度Ｖの計測は、ワークロール３の回転数に基づいて算出されるものであっても良いし、速度センサなどを用いて計測されるものであっても良い。ここでは、ワークロール３（正確にはワークロール３の中間ロール４）の回転数に基づいて圧延速度Ｖ＝１００ｍｐｍが計測された場合を考える。このようにして圧延速度Ｖが計測した後にＳ２に進む。
【００２５】
次に、Ｓ２では、入側板厚計１０を用いて圧延材Ｗの入側での板厚が計測される。その後、計測された板厚から設定板厚Ｈｓを差し引いて、入側板厚偏差ΔＨAを算出する。なお、この入側板厚偏差ΔＨAには、ノイズ成分が分離不能な状態で含まれている。そこで、Ｓ３に進んで、この入側板厚偏差ΔＨAを周波数成分に分解して、周波数成分に分解した状態で上述した特性を利用してノイズ成分を分離する。
【００２６】
Ｓ３では、Ｓ２で算出された入側板厚偏差ΔＨAにＦＦＴ処理を施し、周波数成分に分割する。ここでは、入側板厚偏差ΔＨAは、図６（ａ）に示すように、［P1］〜［P5］の５つの周波数成分に分割されている。
［P1］ 振幅0.01μｍ、周波数１Hz
［P2］ 振幅0.83μｍ、周波数10Hz
［P3］ 振幅0.90μｍ、周波数15Hz
［P4］ 振幅0.04μｍ、周波数20Hz
［P5］ 振幅0.02μｍ、周波数30Hz
この入側板厚偏差ΔＨAは、上述した［P1］〜［P5］を用いると式（１）のように示される。
入側板厚偏差ΔＨA＝0.01sin(2π×1×t)+0.83sin(2π×10×t)+0.9sin(2π×15×t)
+0.04sin(2π×20×t)+0.02sin(2π×30×t) ・・・(1)
このようにして入側板厚偏差ΔＨAがそれぞれの周波数成分に分割されたら、Ｓ４に進む。
【００２７】
図３のＳ４では、Ｓ１で計測された「圧延材Ｗの圧延速度Ｖが変更されたかどうか」を判断する。
具体的には、圧延材Ｗの圧延速度Ｖの変化を所定のサンプリング周期Ｔｓ毎に取り込み、連続して取り込まれた圧延速度Ｖの計測結果の間に所定の変化量以上の変化があるかどうかを判断する。圧延速度Ｖが所定の変化量以上で変化しているときは「圧延速度Ｖが変更された」と判断してＳ５に進み、所定の変化量未満であるときは「圧延速度Ｖが変更されていない」と判断してＳ４の最初に戻る。
【００２８】
Ｓ５では、変更後の圧延速度をＶ’として、圧延速度の変化倍率を算出する。つまり、圧延材Ｗの圧延速度Ｖ’＝２００ｍｐｍがＳ１と同様にして計測された場合には、計測された圧延速度Ｖ’とＳ１で計測された圧延速度Ｖとを用いて、圧延速度の変化倍率（速度変化率）が（変化倍率）＝Ｖ’／Ｖ＝２．０と計算される。このようにして圧延速度の変化倍率Ｖ’／Ｖが得られたら、Ｓ６に進む。
【００２９】
Ｓ６では、変更後の圧延速度に対して再び板厚偏差の計測が行われる。すなわち、Ｓ２の場合と同様な手順で入側板厚偏差ΔＨBが算出される。このようにしてＳ６で算出された入側板厚偏差ΔＨBについても、ノイズ成分が分離不能な状態で含まれているため、ノイズ成分を取り除きやすいようにＳ７に進んで入側板厚偏差ΔＨBにＦＦＴ処理を施し周波数成分に分離する。
【００３０】
Ｓ７では、Ｓ３と同様に、Ｓ６で計測された入側板厚偏差ΔＨBをＦＦＴ処理により、周波数成分に分離する。ここでは、入側板厚偏差ΔＨBは、図６（ｂ）に示すように、［P12］〜［P15］の４つの周波数成分に分離される。
［P12］振幅0.01μｍ、周波数１Hz
［P13］振幅0.03μｍ、周波数10Hz
［P14］振幅0.84μｍ、周波数20Hz
［P15］振幅0.92μｍ、周波数30Hz
つまり、この入側板厚偏差ΔＨBは式（２）のように示される。
入側板厚偏差ΔＨB＝0.01sin(2π×1×t)+0.03sin(2π×10×t)
+0.84sin(2π×20×t)+0.92sin(2π×30×t) ・・・(2)
このようにして入側板厚偏差ΔＨBがそれぞれの周波数成分に分割されたら、Ｓ８に進んで計測された、入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分と入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分とを比較する。
【００３１】
Ｓ８では、上述した「ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分の発生周波数は圧延速度の変化率に合わせて同じ変化率で変化するが、ノイズ成分の発生周波数は圧延速度が変化しても同じ変化率では変化しない」という特性を利用して、得られた周波数成分からノイズ成分を分離し、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分だけを抽出する。
具体的には、まず圧延速度の変化倍率（速度変化率）に着目する。上述した例では変化倍率Ｖ’／Ｖ＝２．０であるから、入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分が発生する周波数1Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz（図６（ａ）参照）にこの速度変化率（2.0倍）を乗算して、周波数2Hz、20Hz、30Hz、40Hz、60Hzという周波数を得る（乗算周波数成分）。得られた周波数で、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分が発生しているかどうかをチェックする。
【００３２】
図６（ｂ）に示されるように、圧延速度が変化した後における、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分は周波数1Hz、10Hz、20Hz、30Hzで発生しているので、周波数20Hz、30Hzという周波数が「入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分が発生する周波数に変化倍率を乗算したもの（乗算周波数成分）」に該当するので、これらの周波数成分を抽出する。
つまり、この周波数20Hzの［P14］及び周波数30Hzの［P15］に、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分が含まれている。ただし、この［P14］及び［P15］にはノイズ成分も含まれている可能性が多いので、Ｓ９に進んでノイズ成分を排除する。
【００３３】
Ｓ９では、入側板厚偏差ΔＨBからノイズ成分だけを排除する。すなわち、図６（ａ）において、20Hz、30Hzの位置に発生する周波数成分に着目する。これらの周波数成分がノイズ成分でない場合は、乗算周波数の40Hz、60Hzに周波数成分が発生するはずである。ところが40Hzにも60Hzにも周波数成分が発生していない。つまり、図６（ｂ）において20Hzや30Hzに発生している周波数成分はノイズ成分に他ならない。それ故、［P14］及び［P15］の振幅から［P4］及び［P5］の振幅を差し引くことで、式（３）に示すようにノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（の振幅）を得ることができる。
ノイズを含まない板厚偏差ΔＨ＝0.84sin(2π×20×t)+0.92sin(2π×30×t)
-0.04sin(2π×20×t)-0.02sin(2π×30×t)
＝0.80sin(2π×20×t)+0.9sin(2π×30×t) ・・・(3)
このようにして、ノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨをフィードフォワード制御部１２に入力してロール隙間ΔＳを制御すれば、ノイズ成分の影響を確実に排除して高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【００３４】
このようにして、Ｓ１０にてノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨを「補正板厚偏差」としてフィードフォワード制御部１２（入側板厚偏差トラッキング手段１４）に入力してロール隙間変更量ΔＳを制御すれば、ノイズ成分の影響を確実に排除して高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
Ｓ１１では、上記したＳ１〜Ｓ１０の処理を再度行うか否かを判定する。このＳ１〜Ｓ１０の処理は、圧延速度を複数回に亘って変更する場合は変更のたびに行うことができ、そのたびにノイズを排除してより高精度な自動板厚制御を行うことできる。
【００３５】
ところで、上記したＳ１〜Ｓ１１の処理は、圧延速度の変化倍率が２倍の例であったが、実際には変化倍率が２倍になるほど圧延速度を変化させなくても良い。また、この処理は、例えば圧延中において速度変化が発生した際に、すなわち１つの圧延材Ｗの加速時または減速時に実施してもよい。事前に本処理を行って、ノイズ成分（図４（ｃ）、図５（ｃ）に対応する波形、振幅）を事前に求めておくようにしてもよい。
【００３６】
以上まとめれば、入側板厚偏差補正演算部１９において、
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する、
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する、
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて「乗算周波数成分」として求める、
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する、
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める、
という処理を行うことで、ノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨを得ることができ、高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【００３７】
上記実施形態では、２つの異なる圧延速度における板厚偏差を計測したが、３つ以上の圧延速度を計測して制御をおこなってもよい。
なお、上記の実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、圧延機の運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、この技術分野において通常実施されている値を採用すればよい。
【符号の説明】
【００３８】
１ 自動板厚制御部
２ 圧延機
３ ワークロール
４ 中間ロール
５ バックアップロール
６ 圧延機（クラスタ圧延機）
７ 圧下装置
８ 巻出リール
９ 巻取リール
１０ 入側板厚計
１１ 出側板厚計
１２ フィードフォワード制御部
１３ フィードバック制御部
１４ 入側板厚偏差トラッキング手段
１５ 出力タイミング調整手段
１６ 出力量演算器
１７ 乗算器
１８ パルスジェネレータ
１９ 入側板厚偏差補正演算部
Ｗ 圧延材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動板厚制御方法及びこの自動板厚制御方法が適用される圧延機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、鋼板などの圧延材を冷間圧延する際には一対のワークロールを備えた多段圧延機が用いられる。一方、ステンレス、チタン、特殊鋼、銅などの圧延材を冷間圧延する際には、ワークロールを支持するロール群が葡萄の房のように扇状に広がる「クラスタ型の多段圧延機（クラスタ圧延機）」が用いられることが一般的である。
クラスタ圧延機などの多段圧延機で圧延材の圧延を行うにあたって、まず、圧延材の板厚を計測し、計測した板厚を基にロール隙間を演算し、圧下装置によってロール隙間を制御することによって圧延材の板厚を自動的に制御している。
【０００３】
このような板厚の制御技術としては、既に様々なものが開発されており、例えば、特許文献１には、圧延材を圧延する際に板厚の偏差（板厚偏差という）を所定のサンプリング周期で検出し、得られた板厚偏差を用いて制御利得値を演算し、この演算された制御利得値の逆数を演算されたロール隙間に乗算し、乗算して得られた値を圧下装置に出力してフィードフォワード制御する自動板厚制御装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ワークロールの駆動に用いられる主電動機に制御信号を送ってその圧延速度（回転数）をフィードフォワード制御することにより板厚を制御する自動板厚制御装置であって、主電動機の応答に要する時間分だけ制御信号の出力タイミングを速める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２５４３０９号公報
【特許文献２】特開平４−３６１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１，２の技術では、高精度の自動板厚制御を実現できるまでには至っていなかった。
その一つの原因として、自動板厚制御に利用する板厚偏差の計測結果には、板厚の変動に起因した成分以外にもノイズ成分が含まれている。これらのノイズ成分を、板厚の変動に起因した成分と区別することは容易ではなく、自動板厚制御のために用いられる板厚偏差の信号にこれらのノイズ成分が重畳されていると、高精度に板厚を制御することが困難になる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、板厚の変動に起因した成分以外のノイズ成分が排除された板厚偏差を用いることにより、高精度な自動板厚制御を行うことが可能な自動板厚制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため以下の技術的手段を講じた。
本発明の圧延機の自動板厚制御方法は、圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出し、この算出したロール隙間に応じて圧下装置を制御する自動板厚制御方法であって、少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を周波数成分に分解し、この分解された少なくとも２つの圧延速度における周波数成分を比較することによって、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として板厚偏差から排除し、このノイズ成分が排除された板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出することを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しないものをノイズ成分として排除するに際して、以下の(i)〜（v）を行うと良い。
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する。
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する。
【００１０】
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて乗算周波数成分として求める。
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する。
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める。
【００１１】
一方、本発明の圧延機は、圧延機の入側での板厚を計測する入側板厚計と、この入側板厚計で計測された圧延材の板厚の偏差を周波数成分に分解し、この分解された周波数成分から、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、このノイズ成分が排除された周波数成分を基に板厚偏差を補正する入側板厚偏差補正演算部と、この入側板厚偏差補正演算部で得られた補正板厚偏差を基に圧下装置に適用するロール隙間を算出し、算出されたロール隙間を前記圧延機に適用して板厚を制御する自動板厚制御部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自動板厚制御方法及び圧延機によれば、板厚の変動に起因した成分以外のノイズ成分が排除された板厚偏差を用いることにより、高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】自動板厚制御装置を備えたクラスタ圧延機の概略図である。
【図２】本発明の自動板厚制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の自動板厚制御方法を示すフローチャートである。
【図４】圧延速度の変化前に計測された板厚偏差を分解した周波数成分を、ノイズ成分とノイズを含まない板厚偏差の周波数成分とに分けて示した図である。
【図５】圧延速度の変化後に計測された板厚偏差を分解した周波数成分を、ノイズ成分とノイズを含まない板厚偏差の周波数成分とに分けて示した図である。
【図６】板厚偏差を分解した周波数成分を、圧延速度の変化前後で比較して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の自動板厚制御部１を備えた圧延機２の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る圧延機２は、上下一対のワークロール３、中間ロール４、バックアップロール５を複数本組み合わせることによって構成されたクラスタ圧延機である。クラスタ圧延機は、各ロールの配置が側面視で葡萄の房のようになっているものである。図例のクラスタ圧延機６は、上下一対のワークロール３の周りに４本の中間ロール４（上下に２本ずつ）が配置され、中間ロール４の周りに６本のバックアップロール５（上下に３本ずつ）が配置されている１２段圧延機である。クラスタ圧延機６は、ステンレス、チタン、特殊鋼、銅などの圧延材Ｗを冷間圧延して薄板材とするものであり、高精度の自動板厚制御をおこなうことが要求される。それ故、クラスタ圧延機に本発明の自動板厚制御方法を適用するのが好適である。とはいえ、本発明が適用される圧延機２としては、１２段以外のクラスタ圧延機（例えば２０段圧延機）でもよいし、クラスタ圧延機以外の圧延機であってもよい。
【００１５】
圧延機６には、ワークロール３、３間のロール隙間を変更する圧下装置７が設けられている。この圧下装置７は、図示は省略するが、バックアップロール５によって支持されているワークロール３間のロール隙間を変更するウエッジと、このウエッジを移動させる移動機構（例えば、油圧シリンダ）とから構成されている。ウェッジはくさび状に形成されていて、水平方向に移動させることによりバックアップロール５を押し上げ又は押し下げ方向に移動させる構成となっている。
【００１６】
圧延機６の入側（図１の左側）、出側（図１の右側）には、圧延材Ｗを巻き出す巻出リール８及び圧延された圧延材Ｗを巻き取る巻取リール９が備えられている。
さらに、圧延機６の入側には、圧延材Ｗの板厚を計測する入側板厚計１０が設けられており、圧延機６の出側にも、圧延材Ｗの板厚を計測する出側板厚計１１が設けられている。これらの入側板厚計１０及び出側板厚計１１は、非接触式の板厚計（例えば、Ｘ線板厚計など）で構成されている。なお、これらのリール８、９と板厚計１０、１１は、逆方向に圧延する場合は、その機能が反対になる。
さらに、圧延機２には、上下のワークロール３のロール隙間を制御する自動板厚制御部１を有している。この自動板厚制御部１は、フィードフォワード制御部１２及びフィードバック制御部１３を有しており、プロコンやシーケンサ、ＰＬＣなどの電気制御機器で構成されている。
【００１７】
上述した圧延機２は、圧延材Ｗをワークロール３間に通板することで圧延が行われており、その際に上下のワークロール３のロール隙間を自動板厚制御部１により制御することによって所望の厚みの圧延材Ｗを圧延できる構成とされている。
図２に示すように、自動板厚制御部１のフィードフォワード制御部１２は、概念的には、入側板厚偏差トラッキング手段１４、出力タイミング調整手段１５、出力量演算器１６及び乗算器１７から構成されている。ただし、これらの手段が物理的に独立した機器である必要はなく、これらの機能を備えていればよい。
【００１８】
フィードフォワード制御部１２では、まず、入側板厚偏差トラッキング手段１４において、入側のデフレクタロールに接続されたパルスジェネレータ１８が発するパルス信号に基づき、所定のサンプリング周期Ｔｓで、入側板厚計１０が測定した圧延材Ｗの板厚Ｈｉと設定板厚Ｈｓとの差である入側板厚偏差ΔＨｉを取り込んで保持する。その後、測定点に対応する圧延材Ｗ上の位置（測定点）がワークロール３の直下に到着した時点で、出力タイミング調整手段１５から入側板厚偏差ΔＨｉが出力され、同じく、出力量演算器１６から圧延機のミル定数に基づく係数が出力される。両出力は乗算器１７で乗算されて、入側板厚偏差ΔＨｉを是正するロールギャップ変更量ΔＳ（ロール隙間の変更量）が算出され、圧下装置７への指令値として出力される。
【００１９】
なお、フィードフォワード制御部１２で行われる制御は、自動板厚制御技術において通常採用されているものであり、例えば、特開平３−２５４３０９号公報などに開示されている技術である。
このフィードフォワード制御はオープンループであるため、この修正量の過不足を出側板厚計１１で計測すると共に、この計測値を基にしたフィードバック制御をフィードバック制御部１３において併用している。
【００２０】
ところで、図１および図２に示すように、本発明の自動板厚制御部１は、フィードフォワード制御部１２と入側板厚計１０との間に、入側板厚偏差補正演算部１９を備えていることを特徴とする。
この入側板厚偏差補正演算部１９は、入側板厚計１０で測定された入側板厚を基にした板厚偏差を周波数成分に分解し、周波数空間上で一旦ノイズ成分を取り除いた後の値をフィードフォワード制御部１２（入側板厚偏差トラッキング手段１４）に入力するものである。
【００２１】
以下、図４〜図６を用いて、入側板厚偏差補正演算部１９での信号処理、言い換えれば本発明の自動板厚制御方法の特徴を簡単に説明する。
図４、図５には、本発明の処理の考え方を示している。
すなわち、図４（ａ）に示すように、入側板厚計１０から取り込まれた入側板厚偏差ΔＨAをＦＦＴ処理して周波数成分に分解した場合に、［P1］〜［P5］の５つの周波数成分が得られたとする。この５つの周波数成分は、図４（ｂ）に示すノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）［P6］及び［P7］と、図４（ｃ）に示すノイズ成分［P8］〜［P11］と、を合成したものとなっている。つまり、図４（ａ）の［P2］に着目すればその振幅は図４（ｂ）の［P6］の振幅と図４（ｃ）［P9］の振幅との和となっていて、実際にデータとして得られる［P2］の結果だけでは、これを［P6］と［P9］とに分離する（ノイズ成分だけを抽出する）ことはできない。
【００２２】
一方、図５は、図４と同じ圧延材Ｗについて、その圧延速度を、例えば２倍に変化させた場合に得られる入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分（ＦＦＴ処理結果）を示している。この図５（ａ）から明らかなように、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分もΔＨAと同様に［P12］〜［P15］の４つの周波数成分から構成されている。図５（ｃ）に示すノイズ成分に着目すれば、［P18］〜［P21］はその振幅も発生する周波数も図４（ｃ）と同じであるが、図５（ｂ）に示すノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）に着目すれば、［P16］及び［P17］については発生する周波数が図４（ｂ）のときと異なっている。
【００２３】
すなわち、これらのノイズを含まない板厚偏差の周波数成分は、圧延速度が２倍に変化するのに合わせて、発生周波数も２倍となっている。つまり、板厚偏差の周波数成分については、「ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分の発生周波数は圧延速度の変化率に合わせて同じ変化率で変化する（10Hz→20Hz、15Hz→30Hz）が、ノイズ成分の発生周波数は圧延速度が変化しても同じ変化率では変化しない」という特性が見られる。それ故、この特性を用いれば、ノイズ成分を排除してノイズを含まない板厚偏差の周波数成分だけを抽出することが可能となる。
【００２４】
とはいえ、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すノイズ成分は、実際には不明であり解らないので、本実施形態では、以下の手順（図３のＳ１〜Ｓ１１）にて、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（真の板厚偏差）、言い換えれば補正板厚偏差を抽出するようにしている。図３のＳ１〜Ｓ１１の処理は、入側板厚偏差補正演算部１９で行われる。
まず、図３のＳ１では、圧延材Ｗの圧延速度Ｖを計測する。この圧延速度Ｖの計測は、ワークロール３の回転数に基づいて算出されるものであっても良いし、速度センサなどを用いて計測されるものであっても良い。ここでは、ワークロール３（正確にはワークロール３の中間ロール４）の回転数に基づいて圧延速度Ｖ＝１００ｍｐｍが計測された場合を考える。このようにして圧延速度Ｖが計測した後にＳ２に進む。
【００２５】
次に、Ｓ２では、入側板厚計１０を用いて圧延材Ｗの入側での板厚が計測される。その後、計測された板厚から設定板厚Ｈｓを差し引いて、入側板厚偏差ΔＨAを算出する。なお、この入側板厚偏差ΔＨAには、ノイズ成分が分離不能な状態で含まれている。そこで、Ｓ３に進んで、この入側板厚偏差ΔＨAを周波数成分に分解して、周波数成分に分解した状態で上述した特性を利用してノイズ成分を分離する。
【００２６】
Ｓ３では、Ｓ２で算出された入側板厚偏差ΔＨAにＦＦＴ処理を施し、周波数成分に分割する。ここでは、入側板厚偏差ΔＨAは、図６（ａ）に示すように、［P1］〜［P5］の５つの周波数成分に分割されている。
［P1］ 振幅0.01μｍ、周波数１Hz
［P2］ 振幅0.83μｍ、周波数10Hz
［P3］ 振幅0.90μｍ、周波数15Hz
［P4］ 振幅0.04μｍ、周波数20Hz
［P5］ 振幅0.02μｍ、周波数30Hz
この入側板厚偏差ΔＨAは、上述した［P1］〜［P5］を用いると式（１）のように示される。
入側板厚偏差ΔＨA＝0.01sin(2π×1×t)+0.83sin(2π×10×t)+0.9sin(2π×15×t)
+0.04sin(2π×20×t)+0.02sin(2π×30×t) ・・・(1)
このようにして入側板厚偏差ΔＨAがそれぞれの周波数成分に分割されたら、Ｓ４に進む。
【００２７】
図３のＳ４では、Ｓ１で計測された「圧延材Ｗの圧延速度Ｖが変更されたかどうか」を判断する。
具体的には、圧延材Ｗの圧延速度Ｖの変化を所定のサンプリング周期Ｔｓ毎に取り込み、連続して取り込まれた圧延速度Ｖの計測結果の間に所定の変化量以上の変化があるかどうかを判断する。圧延速度Ｖが所定の変化量以上で変化しているときは「圧延速度Ｖが変更された」と判断してＳ５に進み、所定の変化量未満であるときは「圧延速度Ｖが変更されていない」と判断してＳ４の最初に戻る。
【００２８】
Ｓ５では、変更後の圧延速度をＶ’として、圧延速度の変化倍率を算出する。つまり、圧延材Ｗの圧延速度Ｖ’＝２００ｍｐｍがＳ１と同様にして計測された場合には、計測された圧延速度Ｖ’とＳ１で計測された圧延速度Ｖとを用いて、圧延速度の変化倍率（速度変化率）が（変化倍率）＝Ｖ’／Ｖ＝２．０と計算される。このようにして圧延速度の変化倍率Ｖ’／Ｖが得られたら、Ｓ６に進む。
【００２９】
Ｓ６では、変更後の圧延速度に対して再び板厚偏差の計測が行われる。すなわち、Ｓ２の場合と同様な手順で入側板厚偏差ΔＨBが算出される。このようにしてＳ６で算出された入側板厚偏差ΔＨBについても、ノイズ成分が分離不能な状態で含まれているため、ノイズ成分を取り除きやすいようにＳ７に進んで入側板厚偏差ΔＨBにＦＦＴ処理を施し周波数成分に分離する。
【００３０】
Ｓ７では、Ｓ３と同様に、Ｓ６で計測された入側板厚偏差ΔＨBをＦＦＴ処理により、周波数成分に分離する。ここでは、入側板厚偏差ΔＨBは、図６（ｂ）に示すように、［P12］〜［P15］の４つの周波数成分に分離される。
［P12］振幅0.01μｍ、周波数１Hz
［P13］振幅0.03μｍ、周波数10Hz
［P14］振幅0.84μｍ、周波数20Hz
［P15］振幅0.92μｍ、周波数30Hz
つまり、この入側板厚偏差ΔＨBは式（２）のように示される。
入側板厚偏差ΔＨB＝0.01sin(2π×1×t)+0.03sin(2π×10×t)
+0.84sin(2π×20×t)+0.92sin(2π×30×t) ・・・(2)
このようにして入側板厚偏差ΔＨBがそれぞれの周波数成分に分割されたら、Ｓ８に進んで計測された、入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分と入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分とを比較する。
【００３１】
Ｓ８では、上述した「ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分の発生周波数は圧延速度の変化率に合わせて同じ変化率で変化するが、ノイズ成分の発生周波数は圧延速度が変化しても同じ変化率では変化しない」という特性を利用して、得られた周波数成分からノイズ成分を分離し、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分だけを抽出する。
具体的には、まず圧延速度の変化倍率（速度変化率）に着目する。上述した例では変化倍率Ｖ’／Ｖ＝２．０であるから、入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分が発生する周波数1Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz（図６（ａ）参照）にこの速度変化率（2.0倍）を乗算して、周波数2Hz、20Hz、30Hz、40Hz、60Hzという周波数を得る（乗算周波数成分）。得られた周波数で、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分が発生しているかどうかをチェックする。
【００３２】
図６（ｂ）に示されるように、圧延速度が変化した後における、入側板厚偏差ΔＨBの周波数成分は周波数1Hz、10Hz、20Hz、30Hzで発生しているので、周波数20Hz、30Hzという周波数が「入側板厚偏差ΔＨAの周波数成分が発生する周波数に変化倍率を乗算したもの（乗算周波数成分）」に該当するので、これらの周波数成分を抽出する。
つまり、この周波数20Hzの［P14］及び周波数30Hzの［P15］に、ノイズを含まない板厚偏差の周波数成分が含まれている。ただし、この［P14］及び［P15］にはノイズ成分も含まれている可能性が多いので、Ｓ９に進んでノイズ成分を排除する。
【００３３】
Ｓ９では、入側板厚偏差ΔＨBからノイズ成分だけを排除する。すなわち、図６（ａ）において、20Hz、30Hzの位置に発生する周波数成分に着目する。これらの周波数成分がノイズ成分でない場合は、乗算周波数の40Hz、60Hzに周波数成分が発生するはずである。ところが40Hzにも60Hzにも周波数成分が発生していない。つまり、図６（ｂ）において20Hzや30Hzに発生している周波数成分はノイズ成分に他ならない。それ故、［P14］及び［P15］の振幅から［P4］及び［P5］の振幅を差し引くことで、式（３）に示すようにノイズを含まない板厚偏差の周波数成分（の振幅）を得ることができる。
ノイズを含まない板厚偏差ΔＨ＝0.84sin(2π×20×t)+0.92sin(2π×30×t)
-0.04sin(2π×20×t)-0.02sin(2π×30×t)
＝0.80sin(2π×20×t)+0.9sin(2π×30×t) ・・・(3)
このようにして、ノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨをフィードフォワード制御部１２に入力してロール隙間ΔＳを制御すれば、ノイズ成分の影響を確実に排除して高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【００３４】
このようにして、Ｓ１０にてノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨを「補正板厚偏差」としてフィードフォワード制御部１２（入側板厚偏差トラッキング手段１４）に入力してロール隙間変更量ΔＳを制御すれば、ノイズ成分の影響を確実に排除して高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
Ｓ１１では、上記したＳ１〜Ｓ１０の処理を再度行うか否かを判定する。このＳ１〜Ｓ１０の処理は、圧延速度を複数回に亘って変更する場合は変更のたびに行うことができ、そのたびにノイズを排除してより高精度な自動板厚制御を行うことできる。
【００３５】
ところで、上記したＳ１〜Ｓ１１の処理は、圧延速度の変化倍率が２倍の例であったが、実際には変化倍率が２倍になるほど圧延速度を変化させなくても良い。また、この処理は、例えば圧延中において速度変化が発生した際に、すなわち１つの圧延材Ｗの加速時または減速時に実施してもよい。事前に本処理を行って、ノイズ成分（図４（ｃ）、図５（ｃ）に対応する波形、振幅）を事前に求めておくようにしてもよい。
【００３６】
以上まとめれば、入側板厚偏差補正演算部１９において、
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する、
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する、
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて「乗算周波数成分」として求める、
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する、
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める、
という処理を行うことで、ノイズ成分が排除された板厚偏差ΔＨを得ることができ、高精度な自動板厚制御を行うことが可能となる。
【００３７】
上記実施形態では、２つの異なる圧延速度における板厚偏差を計測したが、３つ以上の圧延速度を計測して制御をおこなってもよい。
なお、上記の実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、圧延機の運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、この技術分野において通常実施されている値を採用すればよい。
【符号の説明】
【００３８】
１ 自動板厚制御部
２ 圧延機
３ ワークロール
４ 中間ロール
５ バックアップロール
６ 圧延機（クラスタ圧延機）
７ 圧下装置
８ 巻出リール
９ 巻取リール
１０ 入側板厚計
１１ 出側板厚計
１２ フィードフォワード制御部
１３ フィードバック制御部
１４ 入側板厚偏差トラッキング手段
１５ 出力タイミング調整手段
１６ 出力量演算器
１７ 乗算器
１８ パルスジェネレータ
１９ 入側板厚偏差補正演算部
Ｗ 圧延材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出し、この算出したロール隙間に応じて圧下装置を制御する自動板厚制御方法であって、
少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を周波数成分に分解し、
この分解された少なくとも２つの圧延速度における周波数成分を比較することによって、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として板厚偏差から排除し、
このノイズ成分が排除された板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出することを特徴とする自動板厚制御方法。
【請求項２】
分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除するに際して、以下の(i)〜（v）を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動板厚制御方法。
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する。
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する。
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて乗算周波数成分として求める。
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する。
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める。
【請求項３】
圧延機の入側での板厚を計測する入側板厚計と、
前記入側板厚計で計測された圧延材の板厚の偏差を周波数成分に分解し、前記分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、前記ノイズ成分が排除された周波数成分を基に板厚偏差を補正する入側板厚偏差補正演算部と、
前記入側板厚偏差補正演算部で得られた補正板厚偏差を基に圧下装置に適用するロール隙間を算出し、算出されたロール隙間を前記圧延機に適用して板厚を制御する自動板厚制御部と、
を備えた圧延機。
【請求項１】
圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出し、この算出したロール隙間に応じて圧下装置を制御する自動板厚制御方法であって、
少なくとも２つの圧延速度において圧延材の板厚偏差を計測し、この計測した板厚偏差を周波数成分に分解し、
この分解された少なくとも２つの圧延速度における周波数成分を比較することによって、圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として板厚偏差から排除し、
このノイズ成分が排除された板厚偏差を基に前記圧延材を圧延するワークロールのロール隙間を算出することを特徴とする自動板厚制御方法。
【請求項２】
分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除するに際して、以下の(i)〜（v）を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動板厚制御方法。
(i) 圧延速度の変化前後における圧延速度の変化の割合である「速度変化率」を算出する。
(ii) 圧延速度の変化前と変化後とのそれぞれについて、板厚の偏差を計測すると共に計測された偏差を周波数成分に分解する。
(iii) 圧延速度の変化前における各周波数成分の周波数に、算出した速度変化率を乗じて乗算周波数成分として求める。
(iv) 圧延速度の変化後の各周波数成分に着目し、（iii)で求めた乗算周波数成分と等しくなる周波数成分を抽出する。
(v) 抽出した周波数成分に関して、圧延速度の変化後の振幅から圧延速度の変化前の振幅を差し引くことにより、前記ノイズ成分が排除された周波数成分の振幅を求める。
【請求項３】
圧延機の入側での板厚を計測する入側板厚計と、
前記入側板厚計で計測された圧延材の板厚の偏差を周波数成分に分解し、前記分解された周波数成分から、前記圧延速度に依存しない成分をノイズ成分として排除し、前記ノイズ成分が排除された周波数成分を基に板厚偏差を補正する入側板厚偏差補正演算部と、
前記入側板厚偏差補正演算部で得られた補正板厚偏差を基に圧下装置に適用するロール隙間を算出し、算出されたロール隙間を前記圧延機に適用して板厚を制御する自動板厚制御部と、
を備えた圧延機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４５５２８（Ｐ２０１２−２４５５２８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７０６４（Ｐ２０１１−１１７０６４）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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