辊式矫直机的制作方法

专利名称：辊式矫直机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矫正金属板、例如钢板等的板材的辊式矫直机。
背景技术：
在制造钢板等的板材的过程中实施压延、冷却等工序，在这些工序中板材会产生翘曲、波形的变形。因此，以矫正这样的翘曲、波形的变形从而使板材平坦为目的，使用了上下交错状地配置多个矫直辊的辊式矫直机。对辊式矫直机而言，在相对于多个下矫直辊挤压多个上矫直辊的状态、或相对于多个上矫直辊挤压多个下矫直辊的状态下使需要矫正的板材通过上下矫直辊之间，使板材反复地挠曲，由此使板材的翘曲、波形变得平坦。当矫正板材时，利用驱动马达驱动矫直辊，使得矫直辊与需要矫正的板材接触，由此向板材传递驱动力，并在上下的矫直辊之间夹入板材。此时，为了获得所需的平坦度，根据板材的厚度、材料、形状、矫直辊的直径、辊间距等的各种条件来设定基于下压缸体的对上矫直棍的挤压量。然而，在这样的矫直辊中，有时上框架、下框架等的装置的结构单元会因矫正反作用力而在宽度方向(该方向意味着框架的宽度方向，由于框架的宽度方向与板材的宽度方向平行，因此在广义上两者的意义相同)上挠曲(横向挠曲)，当产生这样的横向挠曲时，下压量会因该挠曲的影响而在板材的宽度方向上产生变动，从而无法进行高精度的矫直。作为解决此类问题的技术，提出有如下技术:以能够分别进行锁紧控制的方式沿框架的宽度方向连续地配置多台液压式挠度补偿缸体，当需要矫正的板材的前端进入上下的矫正辊之间时，利用压力检测器算出框架宽度方向中央的挠曲量，由此算出为了消除该挠曲量所需的处于框架宽度中央的液压式挠度补偿缸体的必需的锁紧量，并且算出对框架宽度方向中央的必需的锁紧量乘以板宽的函数所得的值，将该值作为其它液压式挠度补偿缸体的必需锁紧量，由此分别对各液压式挠度补偿缸体进行锁紧控制来修正框架的横向挠曲(专利文献I)。另外，还提出有如下技术:当利用缸体来施加挤压力时，不仅会产生上述横向挠曲，还会产生挠度补偿缸体、辊框架、支承辊、矫直辊等的压缩变形，由此会导致下压量在板材的宽度方向上发生变动，因此除了上述横向挠曲以外还求出这样的压缩变形，算出为了消除这些压缩变形所需的每个挠度补偿缸体的必需锁紧量，除了修正上述横向挠曲以外还修正压缩变形，从而能够更加缩小宽度方向上的下压量差(专利文献2)。[专利文献I]日本专利第3726146号公报[专利文献2]日本专利第3443036号公报然而，上述专利文献1、2的技术是以使需要矫正的板材的中心位于作业线的中心而进行板材的矫直矫正的作业线中心基准为前提，当像厚板工厂的剪断作业线那样地在板边缘基准下将这样的辊式矫直机配置于输送板材的作业线中时，必须在使板材通过辊式矫直机之前利用居中化装置使板材居中，从而颇为繁琐。另外，在这样的作业线中心基准的装置中，当因输送而产生板材的蠕动、板材的偏移时，难以精度良好地进行矫直矫正。

实用新型内容本实用新型是鉴于这种情形而完成的，其课题在于提供辊式矫直机，即使金属板、例如钢板等的板材的宽度方向中心偏离作业线中心也能够高精度地进行板材的矫正。为了解决上述课题，根据本实用新型的第一观点，提供一种辊式矫直机，在板材的轧制线的宽度方向上的任意位置配置上述板材并对上述板材进行矫直矫正，所述辊式矫直机的特征在于，具备:壳体；多个矫直辊，该多个矫直辊以交错状配置在上述板材轧制线的上下，以一边夹持并矫正上述板材一边使上述板材通过的方式旋转；多个支承辊，该多个支承辊在上下方向上支承上述多个矫直辊；一对辊框架，该一对辊框架在上述矫直辊及上述支承辊的上下支承上述矫直辊及上述支承辊，该一对辊框架被支承于上述壳体；一对框架，所述一对框架在上下方向上支承上述一对辊框架；按压缸体，该按压缸体在上述板材的进入侧端部及排出侧端部分别设置于宽度方向的两端部，朝上述板材轧制线按压作为上述一对框架中的一方的工作框架,经由上述辊框架中的对应的一方而在上述矫直辊之间按压上述板材；驱动装置，该驱动装置使上述矫直辊旋转；液压式挠度补偿缸体，该液压式挠度补偿缸体在上述工作框架与上述辊框架中的上述对应的一方之间沿与所述板材的通过方向正交的宽度方向安装有多个；多个挠曲检测传感器，该多个挠曲检测传感器设置在与上述液压式挠度补偿缸体对应的位置，检测上述工作框架的挠曲；偏移量检测单元，该偏移量检测单元检测上述板材的板宽中心相对于上述板材轧制线的中心的偏移量；载荷测量单元，该载荷测量单元测量施加于上述按压缸体的载荷；以及控制装置，该控制装置控制上述板材的矫直矫正，上述控制装置根据利用上述偏移量检测单元检测出的上述板材的板宽中心相对于上述板材轧制线的中心的偏移量、与施加于宽度方向两端的上述按压缸体的载荷来算出宽度方向上的各自的端部的修正比例，在进入侧及排出侧，分别控制宽度方向两端的上述按压缸体的锁紧量，由此进行上述壳体的上下方向上的纵向挠曲修正，基于上述多个挠曲检测传感器的检测值而分别控制上述多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量，由此进行所述一对框架的宽度方向上的横向挠曲修正，根据利用上述偏移量检测单元检测出的偏移量求出板宽中心，进而基于该板宽中心处的载荷与压缩变形的轧制常量而算出板厚中心处的压缩变形量，在各液压式挠度补偿缸体的位置通过对上述板厚中心的压缩变形量乘以板厚与偏移量的函数而分别控制上述多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量，由此进行上述按压缸体、上述液压式挠度补偿缸体、上述一对辊框架、上述支承辊、上述矫直辊的压缩变形修正，一边进行这些修正控制一边通过利用上述按压缸体以上述板材的矫正所需的按压量经由上述矫直辊按压上述板材的方式进行控制。根据本实用新型的第二观点，提供一种辊式矫直机，在板材的轧制线的宽度方向上的任意位置配置上述板材并对上述板材进行矫直矫正，所述辊式矫直机的特征在于，具备:壳体；多个矫直辊，该多个矫直辊以交错状配置在上述板材轧制线的上下，以一边夹持并矫正上述板材一边使上述板材通过的方式旋转；多个支承辊，该多个支承辊在上下方向上支承上述多个矫直辊；一对辊框架，该一对辊框架在上述矫直辊及上述支承辊的上下支承上述矫直辊及上述支承辊，该一对辊框架被支承于上述壳体；一对框架，该一对框架在上下方向上支承上述一对辊框架；按压缸体，该按压缸体在上述板材的进入侧端部及排出侧端部分别设置于宽度方向的两端部，朝上述板材轧制线按压作为上述一对框架中的一方的工作框架，经由上述辊框架中的对应的一方而在上述矫直辊之间按压上述板材；驱动装置，该驱动装置使上述矫直辊旋转；液压式挠度补偿缸体，该液压式挠度补偿缸体在上述工作框架与上述辊框架中的上述对应的一方之间沿与所述板材的通过方向正交的宽度方向安装有多个；多个挠曲检测传感器，该多个挠曲检测传感器设置在与上述液压式挠度补偿缸体对应的位置，检测上述工作框架的挠曲；偏移量检测单元，该偏移量检测单元检测上述板材的板宽中心相对于上述板材轧制线的中心的偏移量；载荷测量单元，该载荷测量单元测量施加于上述按压缸体的载荷；以及控制装置，该控制装置控制上述板材的矫直矫正，上述控制装置根据利用上述偏移量检测单元检测出的上述板材的板宽中心相对于上述板材轧制线的中心的偏移量、和施加于宽度方向两端的上述按压缸体的载荷来算出宽度方向上的各自的端部的修正比例，在进入侧及排出侧，分别控制宽度方向两端的上述按压缸体的锁紧量，由此进行上述壳体的上下方向上的纵向挠曲修正，基于上述多个挠曲检测传感器的检测值而分别控制上述多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量，由此进行所述一对框架的宽度方向上的横向挠曲修正，一边进行这些修正控制一边通过利用上述按压缸体以上述板材的矫正所需的按压量经由上述矫直辊按压上述板材的方式进行控制。根据本实用新型的第三观点，由所述一对框架中的并非所述工作框架的另一方的框架支承所述壳体，所述按压缸体配置于所述壳体与所述工作框架之间，所述载荷测量单元配置于所述壳体与所述按压缸体之间。根据本实用新型的第四观点，所述偏移量检测单元通过测量所述板材的宽度方向上的边缘位置来检测所述偏移量。根据本实用新型的第五观点，所述偏移量检测单元通过照射激光的扫描来测量所述边缘位置。根据本实用新型的第六观点，所述辊式矫直机还具备检测所述一对框架中的并非所述工作框架的另一方的框架的挠曲的多个追加的挠曲检测传感器，所述控制装置在进行所述横向挠曲修正时还考虑所述多个追加的挠曲检测传感器的检测值。

图1是示出本实用新型的一实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图。图2是示出本实用新型的一实施方式所涉及的辊式矫直机的俯视图。图3是用于说明液压式挠度补偿缸体的构造的剖视图。图4是基于液压式挠度补偿缸体的挠度补偿控制的控制框图。图5是用于说明本实施方式的纵向挠曲修正控制的示意图。图6是用于说明本实施方式的横向挠曲修正控制的示意图。图7是用于说明本实施方式的压缩变形修正控制的示意图。图8是示出使钢板的横向的偏移量变化，并利用现有的控制方法进行钢板的矫直矫正时的板宽方向位置与辊间隙之间的关系的图。图9是示出使钢板的横向的偏移量变化，并利用现有的控制方法进行钢板的矫直矫正时的钢板的板宽方向的偏移量与板宽方向的辊间隙偏差之间的关系的图。图10是示出在将钢板的宽度方向的偏移量设为375mm的情况下，在模式1(现有)、模式2A (本实用新型)、模式2B (本实用新型)下进行控制而进行矫直矫正时的板宽方向位置与辊间隙之间的关系的图。图11是示出使钢板的宽度方向的偏移量变化，并在模式I (现有)、模式2A (本实用新型)、模式2B (本实用新型)下进行控制而进行矫直矫正时的钢板的板宽方向的偏移量与板宽方向的辊间隙偏差之间的关系的图。附图标记说明:I…壳体；2…上框架(工作框架)；3…下框架；4a、4b…下压缸体(按压缸体)；5…上棍框架；6…上矫直棍；7…上支承棍；8…下矫直棍；9…下支承棍；10…下棍框架；12…液压式挠度补偿缸体(crowning cylinder);20...矫直棍单元；21、22…挠曲检测传感器；23…测力传感器；25…扫描式激光传感器；31…缸体主体；32…活塞；35…位置检测传感器；36…送油线;38…压力检测器;39…控制阀;50…控制装置;52…上位控制器;54…挠度补偿控制器；100…棍式矫直机；P…板材(被矫正件)。
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1是示出本实用新型的一实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图，图2是其主视图。本实施方式的辊式矫直机100具有壳体1、设置于壳体I的内侧的上框架2、以及设置成支承壳体I的下框架3。利用上辊夹紧缸体(未图示)将上辊框架5悬吊于上框架2的下方。另一方面，在下框架3上设置有下辊框架10。此外，如后所述，由于上框架2因通过按压缸体(也称作下压缸体)进行按压而上下地动作，因此能够将该上框架2称作工作框架。工作框架并不局限于上框架2，也能够使下框架3构成为工作框架并通过利用设置于其下方的按压缸体进行按压而使 该下框架3上下地动作。在上辊框架5与下辊框架10之间设置有矫直辊单元20，该矫直辊单元20具有上下交错状地配置的多个上矫直辊6与多个下矫直辊8，并在上述多个上矫直辊6与多个下矫直辊8之间形成有作为钢板等的金属板的板材P的通行(通过)作业线。在矫直辊单元20中，上矫直辊6在上辊框架5的下方被上辊框架5支承，下矫直辊8在下辊框架10的上方被下辊框架10支承。在矫直辊单元20的板材P的输送方向上游侧及下游侧设置有引导板材P的引导辊14。利用驱动装置15使上矫直辊6及下矫直辊8旋转，能够使板材P例如沿图1中的箭头方向移动而对其进行矫正。移动方向也可以是与箭头相反的方向。在上矫直辊6的上方配置有多个支承上矫直辊6的短边的上支承辊7，该多个上支承辊7沿上矫直辊6的轴向被上辊框架5支承。另外，在下矫直辊8的下方配置有多个支承下矫直辊8的短边的下支承辊9，该多个下支承辊9沿下矫直辊8的轴向被下辊框架10支承。在壳体I与上框架2之间的矫直辊单元20的板材P输送方向的两端，分别配置有用于施加矫正板材P的下压力(也称作按压力)的下压缸体(也称作按压缸体)4a及4b。下压缸体4a及4b在板材P的宽度方向的两端侧(驱动侧及工作侧)各设置有两个(参照图2。其中，在图2中仅示出了下压缸体4a)。此外，在本说明书中，“下压”一词并非意味着仅包括像图1那样地朝向下方施加压力的情况，还包括像后文中的变更例中说明的那样朝向上方施加压力的情况。换言之，在本说明书中，“下压” 一词能够替换为“按压” 一词。相对于固定地设置于下辊框架10的下矫直辊8，下压缸体4a及4b经由上辊框架
5、上支承辊7以及上矫直辊6而对板材P进行下压。针对单个或多个上矫直辊6以及下矫直辊8设置有具备旋转马达的驱动装置15(在图1中为了方便仅示出了一个)，利用驱动装置15使上矫直辊6及下矫直辊8旋转。进而，一边利用驱动装置15使板材P通过上矫直辊6与下矫直辊8之间，一边利用下压缸体4a、4b并经由上矫直辊6来对板材P进行下压从而对板材P进行矫直矫正。当朝图1的箭头方向输送板材P时，下压缸体4a作为进入侧的下压缸体而发挥功能，下压缸体4b作为排出侧的下压缸体而发挥功能。另外，当朝与箭头相反的方向输送板材P时，下压缸体4b作为进入侧的下压缸体而发挥功能，下压缸体4a作为排出侧的下压缸体而发挥功能。此外，可以将上矫直辊6设置为固定并利用下压缸体对下矫直辊8进行下压。多个(在本实施方式中为7个)液压式挠度补偿缸体12连结于上框架2与上辊框架5之间。如图2所示，各挠度补偿缸体12以相等间距设置成沿着与板材P的通过方向正交的宽度方向、且与矫直辊6、8对应。如图1所示，该液压式挠度补偿缸体设置成两列。此夕卜，挠度补偿缸体的列数也可以是3列以上。如图3所示，液压式挠度补偿缸体12具有缸体主体31与活塞32，活塞32的上端经由球面接头件33而与上框架2连结，缸体主体31的底部经由滑动接头34而与上辊框架5连结。在该液压式挠度补偿缸体12内置有位置检测传感器35。液压式挠度补偿缸体12因液压而伸缩，为了使该液压式挠度补偿缸体12进行伸长动作而向伸长侧油室(未图示)送油的送油线36与用于解除液压的释压线37连接。用于检测伸长侧油室的液压的压力检测器38、以及控制送油量的控制阀39与送油线36连接。采用伺服阀或比例控制阀作为控制阀39。如图2所示，在上框架2的上方、且在对应于各液压式挠度补偿缸体12的位置设置有检测上框架2的横向挠曲的挠曲检测传感器21。在本实施方式中，该挠曲检测传感器21与各液压式挠度补偿缸体12对应地共计设置有14个。利用该挠曲检测传感器21始终检测与上框架2的下端部之间的距离，并基于此而算出上框架2的挠曲量。另外，在下框架3的内部空间、且在与各液压式挠度补偿缸体12对应的位置设置有检测下框架3的横向挠曲的挠曲检测传感器22。在本实施方式中，该挠曲检测传感器22也与各液压式挠度补偿缸体12对应地共计设置有14个。利用该挠曲检测传感器22始终检测与下框架3的上端部之间的距离，并基于此而算出下框架3的挠曲量。此外，挠曲检测器21的个数并不局限于14个，可以根据液压式挠度补偿缸体12的数量而变化。例如，当挠度补偿缸体为两列且每列6个时设置12个挠曲检测器21，当挠度补偿缸体为两列且每列5个时设置10个挠曲检测器21，当挠度补偿缸体为两列且每列4个时设置8个挠曲检测器21。另外，可以仅在上框架2、下框架3中的一方设置挠曲检测传感器，并通过比例计算求出另一方的框架的挠曲量。在下压缸体4a、4b与壳体I之间安装有作为用于测量施加于下压缸体4a、4b的载荷的载荷测量单元的测力传感器(或液压压力转换器)23，由此，能够检测出下压缸体4、液压式挠度补偿缸体12、上辊框架5、上支承辊7、上矫直辊6、下矫直辊8、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形。另外，如图1所示，在板材P的进入侧(在该例中为下压缸体4a侧)、且在板材P的上方位置设置有作为用于测量板材P的边缘位置的单元的扫描式激光传感器25。如图2所示，扫描式激光传感器25通过对照射的激光进行扫描而检测出板材P的宽度方向上的边缘位置。在本实施方式中，板材P并未居中，例如像板边缘基准那样地在板材P处于其中心偏离输送作业线的中心的位置的情况下输送板材P，因此利用扫描式激光传感器25能够检测出板材P的宽度方向边缘位置。此外，用于检测板材P的边缘位置的单元并不局限于扫描式激光传感器25。本实施方式的辊式矫直机100构成为利用控制装置50控制各结构单元。控制装置50包括:具备CPU的处理控制器；用户接口，该用户接口与上述处理控制器连接，且包括键盘、显示器等；以及存储有配方(recipe)的存储部，该配方中记录有控制程序(软件)、处理条件数据等。根据来自用户接口的指令等从存储部调取任意配方并在处理控制器中执行该配方。由此，在处理控制器的控制下，利用辊式矫直机100进行后述那样的期望的处理(操作序列)。能够利用处于存储在计算机可读取的存储介质，例如存储在磁盘(软盘、硬盘)、光盘(⑶、DVD等)、光磁盘(MO等)、半导体存储器等的状态下的控制程序、处理条件数据等的配方。还能够以从其他装置、例如经由专用线路随时传送并在线利用的配方来取代上述配方。控制装置50根据存储于计算机可读的存储介质中的控制程序，像后述那样地利用用于矫正(矫直)板材P的下压缸体4a、4b进行对矫直辊6、8的下压量的控制、对驱动装置15的控制。另外，向控制装置50输入来自挠曲检测传感器21、22的信息以及来自测力传感器23的信息，进而基于这些信息通过控制下压缸体4a、4b来进行框架的纵向挠曲修正、以及通过对液压式挠度补偿缸体12的锁紧控制来进行框架的横向挠曲修正以及压缩修正。图4中示出了基于液压式挠度补偿缸体12的挠度补偿控制的控制框图。控制装置50均具有包括微处理器的上位控制器52、以及挠度补偿控制器54。上位控制器52控制辊式矫直机100的整体，挠度补偿控制器54基于上位控制器52的指令而控制液压式挠度补偿缸体12的动作。上述挠曲检测传感器21、22、测力传感器23、位置检测传感器35、以及压力检测器38的检测值被向挠度补偿控制器54输入。挠度补偿控制器54分别根据挠曲检测传感器21及22的检测值而始终掌握上框架2及下框架3的横向挠曲量，进而计算修正框架的横向挠曲所需的各液压式挠度补偿缸体12的伸长量亦即锁紧量。并且，挠度补偿控制器54根据下压缸体4a、4b与壳体I之间的测力传感器23的检测值而始终掌握下压缸体4、液压式挠度补偿缸体12、上辊框架5、上支承辊7、上矫直辊6、下矫直辊8、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形，进而计算修正这些压缩变形所需的各液压式挠度补偿缸体12的伸长量亦即锁紧量。进而，挠度补偿控制器54对各液压式挠度补偿缸体12进行如下控制:对上述这些锁紧量进行合计，并运算输出信号以分别向各液压式挠度补偿缸体12输送具有与该合计后的锁紧量匹配的压力的液压油，向控制阀39反馈该输出信号从而使上述横向挠曲与压缩变形最小。接下来，对利用以该方式构成的辊式矫直机100进行板材P的矫正时的动作进行说明。[0051 ] 首先，在板材P从辊式矫直机100的矫直辊单元20的上游侧被弓I导辊14引导的状态下向矫直辊单元20输送该板材P，并将该板材P插入上矫直辊6与下矫直辊8之间。例如，在板材P的输送方向为图中箭头方向的情况下，从图1的右侧向矫直辊单元20输送板材P，下压缸体4a成为进入侧的下压缸体。此时，根据板材P的厚度等而在控制装置50中设定矫直(矫正)板材P所需的下压辊4a及4b的挤压量(下压量)，以该设定的挤压量(下压量)进行板材P的矫正。当进行板材P的矫直矫正时，会因矫正反作用力而在壳体I产生纵向挠曲，在上下框架2、3产生横向挠曲，并在下压缸体4、液压式挠度补偿缸体12、上辊框架5、上支承辊
7、上矫直辊6、下矫直辊8、下支承辊9、下辊框架10产生压缩变形。在现有的辊式矫直机中，使需要矫正的板材的中心位于作业线的中心，并在作业线中心基准下进行板材的矫直矫正，从而挠曲等的修正量在宽度方向上对称。然而，板材的输送作业线大多在板边缘基准下输送板材，当将辊式矫直机配置于在板边缘基准下输送板材的作业线中时，必须在使板材通过辊式矫直机之前利用居中化装置使板材居中，因而颇为繁琐。另外，在这样的作业线中心基准的装置中，当因输送而产生板材的蠕动、板材的偏移时，难以精度良好地进行矫直矫正。因此，在本实施方式中控制成:即使在板材的中心偏离作业线中心的情况下，也能够通过进行非对称矫直而以高精度修正框架的挠曲等。在本实施方式的非对称矫直中，在考虑了板材P偏离作业线中心的情况的基础上进行针对框架等的挠曲及压缩变形的修正控制。具体而言，当进行矫直矫正时，在考虑了偏移量的基础上进行(I)纵向挠曲修正控制、(2)横向挠曲修正控制、以及(3)压缩变形修正控制。<( I)纵向挠曲修正控制>在辊式矫直机中，由于因矫正反作用力而在壳体I产生上下方向(纵向)的挠曲(纵向挠曲)，因此必须修正这样的纵向挠曲。由于以往是使板材的中心位于作业线中心的对称矫直，因此在纵向挠曲修正控制中，对于进入侧的下压缸体以及排出侧的下压缸体而言，输入侧矫正反作用力Fe以及排出侧矫正反作用力Fd均采用工作侧(WS)与驱动侧(DS)的载荷之和，并利用该输入侧矫正反作用力Fe及排出侧矫正反作用力Fd、壳体的轧制常量:K1、输入侧下压缸体的轧制常量以及排出侧下压缸体的轧制常量:Κ2、基于机械手尺寸的常量来计算输入侧及排出侧的纵向挠曲，进而控制输入侧下压缸体4a及排出侧下压缸体4b的锁紧量(位置)。因此，无论输入侧还是排出侧在板宽方向的工作侧(WS)与驱动侧(DS)均使用相同的纵向挠曲值。与此相对，在本实施方式中，如图5所示，由于板材P在宽度方向上偏离作业线中心，因此首先利用扫描式激光传感器25检测出板材P的端部并算出偏移量α，根据该偏移量α、工作侧(WS)的载荷Fw以及驱动侧(DS)的载荷Fd来计算工作侧(WS)及驱动侧(DS)的修正比例。例如，若将工作侧的纵向挠曲量设为Sw、且将驱动侧的纵向挠曲量设为Sd,则能够进行如下表示。δψ = (Fw+FD)f(a)/KδΒ = (Fw+Fd) (l-f(a))/K其中，f ( a )是偏移量a的函数，K是下压缸体的轧制常量。[0063]进而，输入侧下压缸体4a及排出侧下压缸体4b均对工作侧(WS)的下压缸体4aw、4bw、以及驱动侧(DS)的下压缸体的4aD、4bD的锁紧量(位置)进行非对称控制，以使上述这些Sw、δΒ的值为O。[0064]<(2)横向挠曲修正控制>在辊式矫直机中，由于因矫正反作用力而在上下框架2、3产生宽度方向的挠曲(横向挠曲)，因此必须修正这样的横向挠曲。由于以往是使板材的中心位于作业线中心的对称矫直，因此在横向挠曲修正控制中，基于设置于宽度方向中央的挠曲检测传感器的检测值而算出宽度方向上的各位置处的挠曲量，并将该挠曲量作为各位置处的横向挠曲修正值，进而以此为基础算出各液压式挠度补偿缸体12的锁紧量(位置)。与此相对，在本实施方式中，由于板材P在宽度方向上偏离作业线中心，因此横向挠曲相对于作业线中心并不对称。因此在本实施方式中，在进入侧及排出侧、且在与沿宽度方向设置的多个(在本例中为7个)液压式挠度补偿缸体12对应的位置的上下设置挠曲检测传感器21以及挠曲检测传感器22，将这些挠曲检测传感器21、22的检测值作为各位置处的修正值，并基于该修正值算出各液压式挠度补偿缸体12的锁紧量(位置)，由此进行横向挠曲修正控制。具体而言，如图6所示，若自左侧起将液压式挠度补偿缸体12的位置设为(I) (7)，将基于与上述液压式挠度补偿缸体12对应的位置处的挠曲检测传感器21的上框架2的横向挠曲量设为 Su (I)、5u (2)、5u (3)、5u (4)、5U (5)、5U (6)、5U (7)，将基于挠曲检测传感器22的下框架3的横向挠曲量设为δ I (I)、δ I (2)、δ I (3)、δ I (4)、δ I (5)、δ1 (6)、δ1 (7)，则各位置处的上下框架的合计的挠曲量δ ( Γδ (7)为这些值的合计值。因此，若将进入侧的各位置处的上下框架的合计的挠曲量设为Se1 (I广Se1
(7)，将排出侧的各位置处的上下框架的合计的挠曲量设为Sd1 CirSd1 (7)，则能够通过下述算式算出这些值。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，通过分别控制各液压式挠度补偿缸体12的锁紧量以使上述这些值为0，能够进行横向挠曲修正控制。[0083]<(3)压缩变形修正控制>在辊式矫直机中，由于因矫正反作用力而在液压式挠度补偿缸体12、上辊框架5、上支承辊7、上矫直辊6、下矫直辊8、下支承辊9、下辊框架10产生压缩变形，因此必须修正这样的压缩变形。由于以往是使板材的中心位于作业线中心的对称矫直，因此利用测力传感器检测出进入侧及排出侧的下压缸体的载荷，由此计算液压式挠度补偿缸体的进入侧及排出侧的反作用力，根据该计算值求出进入侧及排出侧的压缩变形的轧制常量，根据这些值算出板宽中心的压缩变形量亦即修正量，通过比例计算算出板宽各位置处的修正值，进而基于该修正值算出各液压式挠度补偿缸体的锁紧量。与此相对，在本实施方式中，由于板材P在宽度方向上偏离作业线中心，因此压缩变形相对于作业线中心并不对称。因而，在本实施方式中，首先利用扫描式激光传感器25检测出板材P的端部并求出偏移量，如图7所示，求出板宽中心，并根据利用测力传感器23检测出的工作侧(WS)的载荷Fw、驱动侧(DS)的载荷Fd以及偏移量求出板宽中心处的载荷，另外，求出作为偏移量、板宽以及载荷的函数的压缩变形的轧制常量并算出板厚中心处的压缩变形量。进而，对于各液压式挠度补偿缸体12的位置(I广(7)，对算出的板厚中心的压缩变形量乘以板宽与偏移量的函数，由此能够求出各液压式挠度补偿缸体12的位置(I) (7)处的压缩变形量。具体而言，若将进入侧的板宽中心处的载荷设为Fee，将进入侧的压缩变形的轧制常量设为Ke，将进入侧的各液压式挠度补偿缸体12的位置处的板宽与偏移量的函数设为al至a7，则能够通过下述算式算出进入侧的板宽中心处的压缩变形δ e2c、以及进入侧的各液压式挠度补偿缸体12的位置处的压缩变形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，若将排出侧的板宽中心处的载荷设为Fed，将排出侧的压缩变形的轧制常量设为Kd，将排出侧的各液压式挠度补偿缸体12的位置处的板宽与偏移量的函数设为bl至b7，则能够通过下述算式算出排出侧的板宽中心处的压缩变形δ d2c、以及排出侧的各液压式挠度补偿缸体12的位置处的压缩变形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，通过分别控制各液压式挠度补偿缸体12的锁紧量以使上述这些值为0，能够进行压缩变形修正控制。从板材P的夹入开始进行板材矫直的期间始终进行以上这样的控制，即，进行如下控制:根据板材的偏移量计算WS及DS的修正比例，从而控制下压缸体4aw、4bw、
锁紧量(位置)，由此进行的纵向挠曲修正控制；基于与液压式挠度补偿缸体12对应地设置的挠曲检测传感器21、22的挠曲量来控制液压式挠度补偿缸体12的锁紧量的横向挠曲修正控制；以及通过对板宽中心出的压缩变形量乘以板宽与偏移量的函数，并基于各液压式挠度补偿缸体12的位置处的压缩变形量来控制液压式挠度补偿缸体12的锁紧量的压缩变形修正控制，由此能够以高精度对偏离作业线中心的状态下的板材进行矫直矫正。此外，虽然在上述实施方式中在考虑板材的偏移量的基础上进行了纵向挠曲修正控制、横向挠曲修正控制、压缩变形修正控制，但是也可以在考虑板材的偏移量的基础上仅进行纵向挠曲修正控制及横向挠曲修正控制。另外，虽然在上述实施方式中示出了通过利用下压缸体向板材轧制线下压(朝下按压)上矫直辊来矫正板材的形状的情况，但是也可以通过利用下压缸体向板材轧制线下压(朝上按压)下矫直辊来矫正板材的形状。<实验例>接下来对确认了本实用新型的效果的实验例进行说明。此处，采用宽度1950mm、长度6500mm、厚度40mm、屈服强度YP为356MPa的钢板，使钢板的板宽方向的偏移量发生变化而进行矫直矫正，并对矫正过程中的板宽方向的辊间距偏差进行了测量。首先，将钢板的宽度方向上的偏移量设为0mm、188mm、375mm，并求出了通过与以往相同的对称控制对纵向挠曲、横向挠曲以及压缩变形进行修正控制的情况(模式I)下的排出侧的板宽方向上的各位置处的辊间隙。图8中示出了其结果，图9中示出了相对于钢板的板宽方向的偏移量的矫正中的板宽方向的辊间隙偏差。如这些图所示，在现有的对称控制中，偏移量为O时板宽方向的辊间隙偏差较小，能够确保在作为保证值的0.6_以内，但是当使钢板在宽度方向上偏离中心时，板宽方向上的辊间隙偏差较大，能够确认超过了作为保证值的0.6mm。接下来，使同样的钢板以钢板的在宽度方向上的同样的偏移量发生变化，并求出了下述情况下的矫正中的板宽方向上的辊间距偏差:通过本实用新型的非对称控制对纵向挠曲及横向挠曲进行修正控制从而进行矫直矫正的情况(模式2A);以及通过本实用新型的非对称控制对纵向挠曲、横向挠曲以及压缩变形进行修正控制从而进行矫直矫正的情况(模式2B)。图10中不出了偏移量为375mm时的模式1、模式2A、模式2B下的板宽方向的各位置处的辊间隙，图11中示出了相对于模式1、模式2A、模式2B下的钢板的板宽方向上的偏移量的板宽方向上的辊间隙偏差。如这些图所示，在现有的对称控制的模式I下，当偏移量为375mm时板宽方向上的辊间隙偏差为较大的1.55mm，与此相对，在本实用新型的非对称控制的模式2A、模式2B下偏差均低于作为保证值的0.6mm。特别是在纵向挠曲修正控制、横向挠曲修正控制以及压缩变形修正控制均为非对称控制的模式2B的情况下，即使偏移量为375mm偏差也在0.4mm以下，能够获得特别好的值。[0113]根据本实用新型的实施方式，在考虑板材的宽度方向中心偏离作业线中心的偏移量的基础上，进行壳体的纵向挠曲修正及框架的横向挠曲修正、或者除此之外的下压缸体、液压式挠度补偿缸体、一对辊框架、支承辊、矫直辊的压缩变形修正，因此即使板材的宽度方向中心偏离作业线中心也能够以高精度进行板材的矫正。
权利要求1.一种辊式矫直机，在板材的轧制线的宽度方向上的任意位置配置所述板材并对所述板材进行矫直矫正， 所述辊式矫直机的特征在于， 所述辊式矫直机具备: 壳体； 多个矫直辊，该多个矫直辊以交错状配置在所述板材轧制线的上下，以一边夹持并矫正所述板材一边使所述板材通过的方式旋转； 多个支承辊，该多个支承辊在上下方向上支承所述多个矫直辊； 一对辊框架，该一对辊框架在所述矫直辊及所述支承辊的上下支承所述矫直辊及所述支承辊，该一对辊框架被支承于所述壳体； 一对框架，该一对框架在上下方向上支承所述一对辊框架； 按压缸体，该按压缸体在所述板材的进入侧端部及排出侧端部分别设置于宽度方向的两端部，朝所述板材轧制线按压作为所述一对框架中的一方的工作框架，经由所述辊框架中的对应的一方而在所述矫直辊之间按压所述板材； 驱动装置，该驱动装置使所述矫直辊旋转； 液压式挠度补偿缸体，该液压式挠度补偿缸体在所述工作框架与所述辊框架中的所述对应的一方之间沿与所述板材 的通过方向正交的宽度方向安装有多个； 多个挠曲检测传感器，该多个挠曲检测传感器设置在与所述液压式挠度补偿缸体对应的位置，检测所述工作框架的挠曲； 偏移量检测单元，该偏移量检测单元检测所述板材的板宽中心相对于所述板材轧制线的中心的偏移量； 载荷测量单元，该载荷测量单元测量施加于所述按压缸体的载荷；以及 控制装置，该控制装置控制所述板材的矫直矫正， 所述控制装置根据利用所述偏移量检测单元检测出的所述板材的板宽中心相对于所述板材轧制线的中心的偏移量、和施加于宽度方向两端的所述按压缸体的载荷来算出宽度方向上的各自的端部的修正比例，在进入侧及排出侧，分别控制宽度方向两端的所述按压缸体的锁紧量，由此进行所述壳体的上下方向上的纵向挠曲修正， 基于所述多个挠曲检测传感器的检测值而分别控制所述多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量，由此进行所述一对框架的宽度方向上的横向挠曲修正， 一边进行这些修正控制一边通过利用所述按压缸体以所述板材的矫正所需的按压量经由所述矫直辊按压所述板材的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 由所述一对框架中的并非所述工作框架的另一方的框架支承所述壳体，所述按压缸体配置于所述壳体与所述工作框架之间，所述载荷测量单元配置于所述壳体与所述按压缸体之间。
3.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 所述偏移量检测单元通过测量所述板材的宽度方向上的边缘位置来检测所述偏移量。
4.根据权利要求3所述的辊式矫直机，其特征在于， 所述偏移量检测单元通过照射激光的扫描来测量所述边缘位置。
5.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 所述辊式矫直机还具备检测所述一对框架中的并非所述工作框架的另一方的框架的挠曲的多个追加的挠曲检测传感器，所述控制装置在进行所述横向挠曲修正时还考虑所述多个追加的挠曲检测传感器 的检 测值。
专利摘要本实用新型提供辊式矫直机。根据板材的板宽中心相对于板材轧制线的中心的偏移量、与施加于宽度方向两端的按压缸体的载荷算出宽度方向上的各自的端部的修正比例，并分别控制宽度方向两端的按压缸体的锁紧量而进行纵向挠曲修正，基于多个挠曲检测传感器的检测值并分别控制多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量而进行横向挠曲修正，根据所述板材的偏移量求出板宽中心，基于板宽中心处的载荷与压缩变形的轧制常量算出板厚中心处的压缩变形量，在各液压式挠度补偿缸体的位置通过对所述板厚中心的压缩变形量乘以板厚与偏移量的函数而分别控制所述多个液压式挠度补偿缸体的锁紧量，由此进行压缩变形修正。
文档编号B21D1/05GK202951731SQ20122046545
公开日2013年5月29日 申请日期2012年9月12日 优先权日2011年9月14日
发明者青山亨 申请人:钢铁普蓝特克股份有限公司