专利名称：辊式管矫正机的自动控制方法
技术领域：
本发明涉及用于矫正钢管等管的辊式管矫正机的自动控制 方法，特别是，涉及可以得到稳定的矫正效果的辊式管矫正机 的自动控制方法。
背景技术：
由各种制管法制造的管为了得到规定品质而实施各种处理 并进行精整。矫正工序是该精整工序之一，其目的在于消除制 造出的管的弯曲而使其笔直、并把管的外形从椭圆形变成正圆形。
如图1所示，通常使用的辊式管矫正机(矫直机)备有3个以 上设置了相面对的一对孔型轧辊R、 R的轧机。辊式管矫正机使 设置在弁2轧机上的孔型轧辊对R、 R相对于设置在弁l、 3轧机上 的孔型轧辊对R、 R以规定偏置量(弁2轧机的孔型轧辊对R、 R的 孔型中心与#1、 3轧机的孔型轧辊对R、 R的孔型中心之间的距 离)偏置，并用设置在弁1 3轧机上的孔型轧辊对R、 R以规定的 滚压量(#1~3轧机入口侧的管P的目标外径D与相面对的一对孔 型轧辊R、 R的槽底部之间的间隔H)滚压管P来对其矫正。另外， 设置在#4轧机上的孔型轧辊R具有作为导向辊的功能。
# 2轧机的孔型轧辊的偏置量、滾压量是决定管P的矫正效 果的重要因素。因此，到目前为止，关于偏置量和滚压量的设 定，公开了各种各样的发明。
例如，在专利文献l中公开了如下的发明测定在设置于 各轧机上的孔型轧辊上产生的载荷，设定偏置量及滚压量，以 使该载荷成为预先确定了的适当值。另外，在专利文献2中公开了如下的发明预测孔型轧辊 的磨损量，根据预测出的磨损量设定偏置量、滚压量等。再有，在专利文献3中公开了如下的发明根据管在矫正 过程中的变形动态的理论公式设定偏置量及滚压量。专利文南夫l:曰本净争开2001 — 179340号/>才艮专利文献2:日本特开平2-207921号^^才艮专利文献3:日本净争乂〉平4-72619号乂A才艮但是，专利文献1 3中公开的发明最终还是基于能得到良 好的管矫正效果的预测来设定偏置量及滚压量，不能反映管在 矫正机出口侧处的实际弯曲量、椭圆量。因此，即使采用这些 发明，也不能稳定矫正效果，难以把弯曲量、椭圆量控制在目 标范围内。实际上，在专利文献1 3公开的发明中，为了反映管在矫 正机的出口侧处的弯曲量、椭圆量，4喿作者用目视确认管的弯 曲程度、椭圓程度，基于操作者的经验和直觉用手动设定偏置 量、滚压量。由于是基于操作者的上述那样的经验和直觉用手 动设定偏置量、滚压量，因此矫正效果依然不稳定。发明内容本发明是辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机 备有3个以上设置了相面对的 一对孔型轧辊的轧机，使设置在 至少l个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型 轧辊对偏置，并用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压管来对其 矫正。而且，包括下面说明的第1步骤 第4步骤。另外，在本 说明书中，"自动控制"是指使用控制装置自动进行的控制。也 就是说，本发明使用控制装置自动控制下面所示的第l步骤 第 4步骤。在第l步骤中，预先算出偏置量的设定值与在辊式管矫正 机的至少出口侧处测得的管的弯曲量的关系。也就是说，对于
分别设定了各种不同偏置量8o并矫正过的多个管，通过在辊式 管矫正机出口侧测定各自的弯曲量r，从而预先算出两者的关 系、即So二f(r)的函数f。
在第2步骤中，在辊式管矫正机的至少出口侧处测定管的 弯曲量，即，测定本次矫正了的管P的弯曲量rl。
在第3步骤中，当在第2步骤中测得的管在辊式管矫正机出 口侧处的弯曲量rl处于目标范围外时，基于在第l步骤中算出 的偏置量的设定值、与在辊式管矫正机的至少出口侧处测得的 管的弯曲量的关系So二f(r),算出使管在辊式管矫正机出口侧处 的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量。也就是说， 如果使管的弯曲量的目标值(处于目标范围内的任意值)为r',则 由So^f(r)'求出为了得到该目标值r'而成为目标的偏置量的设 定值So,因此，如果使本次矫正了的管的偏置量的设定值为 5ol，则必要的偏置量的变更量A5o由A5o二5o'- Sol算出。
在第4步骤中，基于在第3步骤中算出的偏置量的变更量 △ 5o，确定矫正下根管P'时的偏置量的设定值。也就是说，如 果使矫正下根管P'时的偏置量的设定值为So2 ,则5o2由 So2^5ol + A5o来确定。这时，为了防止发散，也可以对A5o乘 上0 1的缓和系数。
如上述那样，本发明的辊式管矫正机的自动控制方法，测 定管在矫正机出口侧处的弯曲量，变更矫正下根管时的偏置量， 以使该测定值处于弯曲量的目标范围内。也就是说，反馈测得 的管在矫正机出口侧处的弯曲量而变更偏置量。因此，可以稳 定地矫正管的弯曲。另外，"管的弯曲量"由管截面中心的偏移 量/管的测定对象部位的长度(mm/m)规定。管的弯曲量例如可以这样测定在辊式管矫正机出口侧配置用于在多个径向测定 管外径的外径计，基于该外径计在各径向上测定的外径测定位 置算出管截面中心的位置，算出中心位置向管长度方向的变动量。管在辊式管矫正机出口侧的弯曲量，进而是必要的偏置量 的变更量，根据管在辊式管矫正机入口侧的弯曲量而变动。也 就是说，在辊式管^斧正机入口侧处的弯曲量比前次矫正了的管 在该入口侧的弯曲量大时，使偏置量比前次的偏置量大；相反， 在入口侧处的弯曲量比前次《斧正了的管在该入口侧处的弯曲量 小时，使偏置量比前次的偏置量小。因此，为了得到更稳定的 矫正效果，最好是，测定管在辊式管矫正机入口侧的弯曲量， 前馈该弯曲量来变更偏置量。因此，在本发明的优选方式中，在第l步骤中，预先算出 偏置量的设定值、与在辊式管矫正机入口侧及出口侧处测得的 管的弯曲量的关系。也就是说，对于分别设定了各种不同偏置 量So并矫正了的多个管，通过在辊式管矫正机入口侧及出口侧 处分别测定弯曲量ri及ro,预先算出5o二f(ri, ro)的函数f。在第2步骤中，测定辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管P的弯曲量rol ，并测定辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管P'的弯曲量ri2。在第3步骤中，当在第2步骤中测得的辊式管矫正机出口侧 处的本次矫正了的管P的弯曲量rol处于目标范围外时，基于在 第2步骤中测得的辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正的管的 弯曲量ri2、以及在第l步骤中算出的偏置量的设定值与在辊式管矫正机入口侧及出口侧处测定的管的弯曲量的关系5o二f(ri， ro)，算出使管在辊式管矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围 内所需要的偏置量的变更量。也就是说，由5o'二f(ri2， ro')求出为了得到管在辊式管矫正机出口侧处的弯曲量的目标值ro'而 成为目标的偏置量的设定值So',因此，如果使本次矫正了的管 的偏置量的设定值为5ol,则必要的偏置量的变更量A5o由 ASo二So' - Sol算出。另外，管在辊式管矫正机出口侧处的弯曲量，进而是必要 的偏置量的变更量，根据管在辊式管矫正机入口侧处的温度而 变动。也就是说，管在辊式管矫正机入口侧处的温度比前次矫 正了的管的温度高时，由于容易变形，为此使偏置量比前次的 偏置量小；反之，管在入口侧处的温度比前次头斧正了的管的温 度低时，与前次相比加大偏置量。因此，为了得到更稳定的矫 正效果，最好是，测定管在辊式管矫正机入口侧处的温度，前 馈测得的温度并变更偏置量。因此，在本发明的优选方式中，在第l步骤中，预先算出 偏置量的设定值、与在辊式管矫正机出口侧处测得的管的弯曲 量及在辊式管矫正机入口侧测得的管的温度的关系。也就是说， 对于分别设定各种不同偏置量So并矫正了的多个管，通过测定 辊式管4乔正机出口侧处的弯曲量r、并测定辊式管矫正才几入口侧 处的温度T，从而预先算出这些关系5o二f(r, T)的函数f。在第2步骤中，测定辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管P的弯曲量rl,并测定辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管P'的温度T2。在第3步骤中，当在第2步骤测得的辊式管矫正机出口侧处 的本次矫正了的管P的弯曲量rl处于目标范围外时，基于在第2 步骤中测得的辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正的管P'的温 度T 2 、以及在第1步骤中算出的偏置量的设定值与在辊式管矫 正机出口侧处测得的管的弯曲量及在辊式管矫正机入口侧处测 得的管的温度的关系5o二f(r， T)，算出使管在辊式管矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量。也就是说，由So'^f(r', T2)求出为了得到管在辊式管矫正机出口 侧的弯曲量的目标值r'而成为目标的偏置量的i殳定值5o',因此， 如果使本次矫正了的管的偏置量的设定值为Sol，则必要的偏 置量的变更量A5o用ASo-So'- Sol算出。再有，本发明是辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管 矫正机备有3个以上设置了相面对的一对孔型轧辊的轧机，使 设置在至少l个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上 的孔型轧辊对偏置，并用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压管 来对其矫正，该方法含有下面说明的第l步骤 第4步骤。在第1步骤中，预先算出滚压量的设定值、与在辊式管矫 正机的至少出口侧处测得的管的椭圆量的关系。也就是说，对 于分别设定各种不同滚压量5c并矫正了的多个管，通过在辊式 管矫正机出口侧处分別测定椭圆量0 ,来预先算出两者的关系 5c二g( (/> )的函婆tg。在第2步骤中，测定管在辊式管头乔正4儿出口侧处的椭圆量。 即，测定本次矫正了的管P的椭圆量& 1。在第3步骤中，当在第2步骤中测得的管在辊式管矫正机出 口侧处的椭圓量0 l处于目标范围外时，基于在第l步骤中算出 的滚压量的设定值、与在辊式管矫正机的至少出口侧处测得的 管的椭圆量的关系Sc二g( 0 )，算出使管在辊式管矫正机出口侧 处的椭圓量处于目标范围内所需要的滚压量的变更量。也就是 说，如果使管的椭圆量的目标值(处于目标范围内的任意值)为 (/> ',贝'J由5c'二g( 0 ')求出为了得到该目标<直0 '而成为目标的滚 压量的设定值5c',因此，如果使本次矫正了的管的椭圆量的设 定值为Scl,则必要的滚压量的变更量A5c由A5c二ASc' - 5cl 算出。在第4步骤中，基于在第3步骤中算出的滚压量的变更量 A5c来确定矫正下根P'时的滚压量的设定值。也就是说，如果 使矫正下根管P'时的滚压量的设定值为Sc2 ,则5c2由 6c2二8cl + A5c来确定。这时，为了防止发散，也可以对A8c乘 上0 1的緩和系数。如上述那样，本发明的辊式管矫正机的自动控制方法，测 定管在矫正机的出口侧处的椭圆量，变更矫正下根管时的滚压 量，以使该测定值处于椭圆量的目标范围内。也就是说，反馈 实测出的管在矫正机出口侧处的椭圆量来变更滚压量，因此， 可以稳定地头斧正管的椭圆。再有，所谓"管的椭圆量"，是指用管截面中的最大直径-最小直径(mm)、或者(最大直径-最小直径)/平均直径x 100(%) 定义的值。管的椭圓量例如可以这样测定没置用于/人多个径 向测定辊式管矫正机出口侧处的管的外径的外径计，基于由该 外径计测定出的各径向的外径测定值，算出最大直径及最小直 径，进而在后者定义的椭圓量时算出平均直径。管在辊式管矫正机出口侧处的椭圆量，进而是必要的滚压 量的变更量，根据管在辊式管矫正机入口侧处的椭圆量进行变 动。也就是说，在辊式管矫正机入口侧处的椭圓量比前次矫正 了的管的椭圆量大时，使滚压量比前次的滚压量大；反之，如 果入口侧处的椭圆量比前次矫正了的管的椭圓量小，则使滚压 量比前次的滚压量小。因此，为了得到更稳定的矫正效果，最 好是，测定管在辊式管矫正机入口侧处的椭圆量，前馈该椭圆 量来变更滚压量。因此，在本发明的优选方式中，在第l步骤中，预先算出滚压量的设定值、与在辊式管矫正机入口侧及出口侧处测得的 f的椭圆量的关系。也就是说，对于分别设定辊式管矫正机入口侧及出口侧处的各种不同滚压量Sc并矫正了的多个管，通过 分别测定辊式管矫正机入口侧及出口侧处的椭圆量0 i及0 O,来预先算出这些关系Sc二g(0i, 00)的函数g。在第2步骤中，测定本次矫正了的管P在辊式管矫正机出口侧处的椭圆量0 ol,并测定接着要矫正的管P'在辊式管矫正机入口侧处的椭圆量0i2。在第3步骤中，当在第2步骤中测得的辊式管矫正机出口侧 处的本次矫正了的管P的椭圆量力ol处于目标范围外时，基于 在第2步骤中测得的辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正的管 的椭圆量0 i2、以及在第l步骤中算出的滚压量的设定值与在辊 式管矫正机入口侧及出口侧处测得的管的椭圆量的关系 Sc二g((M, 00)，算出使管在辊式管矫正机出口侧处的椭圓量 处于目标范围内所需要的滚压量的变更量。也就是说，由 5c'二g((H2， c/)0')求出为了得到管在辊式管矫正机出口侧处的 椭圓量的目标值4o'而成为目标的滚压量的设定值5c'，因此， 如果使本次矫正了的管的滚压量的设定值为S c 1 ，则必要的滚压 量的变更量A5c由A5c二5c'- 5cl算出。另外，管在辊式管矫正机出口侧处的椭圓量，进而是必要 的滚压量的变更量，根据管在辊式管矫正机入口侧处的温度而 变动。也就是说，当辊式管矫正机入口侧处的温度比前次头斧正 了的管的温度高时，由于变形容易，为此使滚压量比前次的滚 压量小；反之，如果入口侧处的温度比前次矫正了的管的温度 低，与前次相比，加大滚压量。因此，为了得到更稳定的矫正 效果，最好是，测定管在辊式管矫正机入口侧处的温度，前馈 测得的溫度来变更滚压量。因此，在本发明的优选方式中，在第l步骤中，预先算出 滚压量的设定值与在辊式管矫正机出口侧处测得的管的椭圆量及在辊式管矫正机入口侧测得的管的温度的关系。也就是说，通过测定分别i殳定辊式管^斧正才几出口侧处的各种不同滚压量8c并矫正了的多个管的椭圓量(/),测定辊式管头乔正机入口侧处的温度T,预先算出这些关系8c二g(0 ， T)的函数g。在第2步骤中，测定辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了的管p的椭圆量(|) 1,并测定辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正的管P'的温度T2。在第3步骤中，当在第2步骤中测得的辊式管矫正机出口侧 处的本次矫正了的管P的椭圆量0 l处于目标范围外时，基于在 第2步骤中观'J得的辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正的管P' 的温度T2、以及在第l步骤中算出的滚压量的设定值与在辊式 管矫正机出口侧处测得的管的椭圓量及在辊式管矫正机入口侧 处测得的管的温度的关系Sc二g((/) ， T),算出使管在辊式管矫正 机出口侧处的椭圓量处于目标范围内所需要的滚压量的变更 量。也就是说，由Sc'二g(0', T2)求出为了得到管在辊式管矫正 机出口侧处的椭圆量的目标值(/> '而成为目标的滚压量的设定 值5c'，因此，如果使本次矫正了的管的滚压量的设定值为Scl， 则必要的滚压量的变更量A5c用A5c二5c'- 5cl算出。根据本发明，可以提供能得到稳定的矫正效果的辊式管矫 正才几的自动控制方法。
图l是概略地表示辊式管矫正机的一般结构的说明图。 图2是概略地表示用于使用本发明一实施方式的辊式管矫 正机的自动控制方法的装置结构的说明图。图3是示意地表示图2所示的外径计的概略结构的说明图。 图4是表示由图2所示的运算控制装置算出并存储的配置在弁2轧机上的孔型轧辊对的偏置量与矫正机出口侧的弯曲量 的关系的 一 个例子的曲线图。图5是表示实施方式的与偏置量的设定有关的自动控制方 法的效果的一个例子的曲线图。图6是表示由图2所示的运算控制装置算出并存储的设置 在弁2轧机上的孔型轧辊对的滚压量与矫正机出口侧的椭圆量 的关系的 一个例子的曲线图。图7是表示实施方式的与滚压量的设定值有关的自动控制 方法的效果的一个例子的曲线图。图8是表示另一实施方式的与滚压量的设定值有关的自动 控制方法的效果的 一个例子的曲线图。图9是表示另 一实施方式的与滚压量的设定值有关的自动 控制方法的效果的 一 个例子的曲线图。图IO是表示本发明又一实施方式的与偏置量的设定值有 关的自动控制方法的效果的一个例子的曲线图。图ll是表示本发明再一实施方式的与滚压量的设定值有 关的自动控制方法的曲线图。附图标记说明1辊式管矫正机2、 3外径计4放射温度计5运算控制装置P管R孔型轧辊具体实施方式
下面，参照附图详细地说明用于实施本发明的最佳方式。图2是概略地表示用于使用本发明的辊式管矫正机的自动 控制方法的装置结构的图。如图2所示，本实施方式的自动控制方法用在辊式管矫正机(下面，简称为"矫正机")l上，该辊式管矫正机1备有3个以上 设置了相面对的一对孔型轧辊对R、 R的轧机(在图示例中，为 #1~#3轧机共3个轧机)，使设置在至少l个轧机(在图示例中是 # 2礼机)上的孔型轧辊对R 、 R相对于设置在其他轧机(在图示例 中是弁1 弁3轧机)上的孔型轧辊对R、 R偏置，并用设置在各轧 机# 1 # 3上的孔型轧辊对滚压管P来对其矫正。在矫正机l出口侧设置有用于在多个径向测定矫正后的管 P的外径的外径计2。图3是表示本实施方式的外径计2的概略结构的示意图。如 图3所示，本实施方式的外径计2备有投光部21和受光部22;上 述投光部21由激光光源和扫描光学系统构成， 一边扫描(与图示 的空白箭头方向平行地扫描)激光束、 一边向管P投射光线；上 述受光部22由聚光光学系统和光电转换元件构成，隔着管P与 投光部21相对地配置，用于接收上述激光束。通过把激光束被 管P遮挡着的时间换算成尺寸来算出管P的外径。再有，在图3中，为了方便，外径计2被做成只备有一对投 光部21及受光部22,但实际上备有多个冲更光部21及受光部22 对，该多个投光部21及受光部22对各自的投光部21及受光部22 的光轴(投射和接收激光束的方向)不同，由此，可以在多个径 向上测定管P的外径。外径计2分別算出由各投光部21及受光部22对测出的外径 测定位置(在管P的截面中，是相当于测定了外径的管两端部的 位置，图3所示的点al及点a2的位置)的中间位置，通过几何计 算来算出管P的截面中心位置。在本实施方式中，作为优选方式，为了在《乔正才几1入口侧 在多个径向测定矫正前的管P的外径，再算出矫正前的管P的截面中心的位置，设置了具有与外径计2同样结构的外径计3。另 外，作为优选方式，在矫正机l入口侧设置用于测定管P温度的 放射温度计4。在运算控制装置5中，输入外径计2及3的输出信号(管P的 外径测定值及截面中心位置测定值)和;改射温度计4的测温值， 运算矫正下一个管P时的偏置量的设定值及滚压量的设定值。 然后，运算控制装置5控制矫正机1的孔型轧辊对R、 R的位置， 以便能获得运算出的偏置量的设定值及滚压量的设定值。下面， 对运算控制装置5中的运算内容进行具体的说明。首先，说明矫正下 一根管P时的偏置量的设定值的运算内 容。运算控制装置5预先算出设置在弁2轧机上的孔型轧辊对R、 R的偏置量的设定值与在矫正机l出口侧处测得的管P的弯曲量 的关系。也就是说，对于#2轧机，对分别设定各种不同偏置量 5o并矫正了的多根管P，分別测定它们在矫正机l出口侧处的弯 曲量r,由此，预先算出并存储两者的关系5o二f(r)函数f。另夕卜， 通过算出从外径计2输入来的管P的截面中心位置向管P长度方 向的变动量，来测定弯曲量r。也就是说，偏置量5o与4斧正机l出口侧处的弯曲量r的关系， 实际上根据设置在弁2轧机上的孔型轧辊对R、 R的倾斜角、矫正 了的管P的根数、以及管P的外径、壁厚等而变动。为此，算出 并存储与这些各种参数的值对应的多个函数fl...fn。例如，采 用以矫正机l出口侧处的弯曲量r及上述各种参数为输入数据、 以偏置量S o为输出数据的多个组合的输入输出数据，并使其学 习神经网络(neural network)等非线性模型，由此，确定 (identify)如果输入矫正机l出口侧处的弯曲量r及上述各种参数、就输出与它们相对应的偏置量So的非线性模型。图4是表示由运算控制装置5算出并存储的设置在弁2轧机 上的孔型轧辊对R、 R的偏置量5o(mm)与矫正机l出口侧处的弯 曲量r(mm)的关系的一个例子的曲线图。在图4所示的例子中， 规定r二ax8o2+bxSo+c。其中，a、 b、 c例如由最小二乘法求出， a=0.0813、 b二- 1.009、 c=3.6924。如图4所示，偏置量So当与适当的偏置量(在图4所示的例子 中、在6mm附近)相比过小时，弯曲的矫正量不足。而偏置量60 当与适当的偏置量相比过大时，产生压曲现象，不能矫正弯曲。接着，运算控制装置5测定矫正机1出口侧处的本次矫正了 的管P的弯曲量rl。然后，当测得的弯曲量rl处于目标范围外 时(例如，在图4所示的例子中，弯曲量大于0.6mm/m时)，如上 述那样，基于预先算出的偏置量的设定值与在矫正机l出口侧 测得的管的弯曲量的关系6o=f(r),算出使管在矫正机1出口侧 处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量。也就是 说，如果4吏管的弯曲量的目标值为r'(例如，在图4所示的例子 中，把弯曲量r'二0.6mm/m作为目标值)，则由5o'二f(r')求出为了 得到该目标值r'而作为目标的偏置量的设定值5o',因此，如果 使本次矫正了的管P的偏置量的设定值为Sol，则必要的偏置量 的变更量A8o由A5o二A5o' - Sol算出。最后，运算控制装置5基于上述那样算出的偏置量的变更 量ASo,确定矫正下一根管P'时的偏置量的设定值。也就是说， 如果使矫正下一根管P'时的偏置量的设定值为So2,则5o2由 5。2二5ol + A5o来确定。为了防止发散，也可以对5o乘上0 l的 緩和系数。图5是表示本实施方式的自动控制方法的效果的 一 个例子 的曲线图，图5(a)表示管在矫正机l出口侧处的弯曲量的变动，图5(b)表示#2轧机处的偏置量的设定值的变动。在图5所示的例 子中，对于在第5根以后矫正了的管，使用本实施方式的自动 控制方法。另外，把弯曲量的目标值设定为0.5mm/m,把上述 緩和系数设定为0.5。如图5所示，在第5根以后矫正了的管的弯曲量逐渐得到改 善，由于在第8根矫正了的管达到了目标值0.5mm/m，因此之 后的偏置量的设定值^皮固定。接着，说明矫正下 一根管P时的滚压量的设定值的运算内 容。运算控制装置5预先算出设置在各轧机#1 #3上的孔型轧辊 对的滚压量的设定值与在矫正机l出口侧处测得的管P的椭圆 量的关系。也就是说，分别测定对各轧机#1~#3分别设定各种 不同滚压量5c并矫正了的多个管P在矫正机1出口侧处的椭圆 量0，由此，预先算出并存储两者的关系8c二g(0)的函数g。另 外，本实施方式中的椭圆量小是这样算出的值基于从外径计 2输入来的管P的多个径向的外径，在管长度方向上使管P的长 度方向中央部(具有全长的50%长度的部位)的管截面上的(最大 直径-最小直径)/平均直径xlOO(。/。)平均化。滚压量5c与关斧正才几l出口侧处的椭圓量0的关系，实际上才艮 据设置在各轧机上的孔型轧辊对R、 R的倾斜角、矫正了的管P 的根数、以及管P的外径、壁厚等而变动。因此，算出并存储 与这些各种参数的值对应的多个函数gl…gn。例如，采用以矫 正机l出口侧处的椭圓量0及上述各种参数为输入数据、以滚 压量5c为输出数据的多个组合的输入输出数据，并使其学习神 经网络等非线性模型，由此，确定(identify)出如果输入矫正机 1出口侧处的椭圓量0及上述各种参数、就输出与它们对应的 滚压量5c的非线性模型。图6是表示由运算控制装置5算出并存储的设置在#2轧机上的孔型轧辊对R、 R的滚压量Sc(mm)与矫正机l出口侧处的椭 圓量0 (%)的关系的一个例子的曲线图。在图6所示的例子中， 规定=ax5c2+bx5c+c。其中，a、 b、 c例如由最小二乘法求出， a二0.0348、 b=- 0.4909、 c=2.1251。如图6所示，当滚压量Sc与适当的滚压量(在图6所示的例子 中，在7mm附近)相比过小时，成为椭圆4斧正不足；而当滚压 量Sc与适当的滚压量相比过大时，产生外表面出角现象，不能 矫正椭圆。接着，运算控制装置5测定矫正机1出口侧处的本次矫正了 的管P的椭圆量(^1。然后，当测定出的椭圆量4 l处于目标范 围外时(例如，在图6所示的例子中，椭圓量大于0.4%时)，如上 述那样，基于预先算出的滚压量的设定值与在矫正机l出口侧 处测得的管的椭圆量的关系Sc=g( 0 )，算出使矫正机1出口侧处 的管的椭圓量处于目标范围内所需要的滚压量的变更量。也就 是说，如果使管的椭圆量的目标值为d)'(例如，在图6所示的例 子中，把椭圓量二0.4%作为目标值)，则由5c'二g(0 ')求出为了得 到该目标值(^)'而作为目标的滚压量的设定值6c'，因此，如果使 本次矫正了的管P的滚压量的设定值为5cl，则必要的滚压量的 变更量A5c由A8c二5c' - Scl算出。最后，运算控制装置5基于上述那样算出的滚压量的变更 量ASc,确定矫正下根管P'时的滚压量的设定值，也就是说， 如果使矫正下根管P'时的滚压量的设定值为5c2 ,则5c2由 5c2二Scl + A5c来确定。这时，为了防止发散，也可以对A5c乘 上0 1这样的緩和系数。图7是表示本实施方式的自动控制方法的效果的 一 个例子 的曲线图，图7(a)表示管在矫正机l出口侧处的椭圆量的变动， 图7(b)表示弁2轧机处的滚压量的设定值的变动。在图7所示的例子中，对于在第5根以后矫正了的管，使用本实施方式的自动控制方法。再有，把椭圆量的目标值设定为0.4%,把上述緩和 系数设定为0.5。如图7所示，由于在第5根以后矫正了的管的椭 圆量逐渐得到改善，在第8根矫正了的管达到了目标值0.4%， 因此，之后的滚压量被固定。再有，在本实施方式中，作为优选方式，如上述那样向运 算控制装置5输入外径计3的输出信号(矫正机l入口侧处的管P 的外径的测定值及截面中心位置的测定值)。因此，运算控制装 置5能够用该外径计3的输出信号运算矫正下根管P时的偏置量 的设定值及滚压量的设定值。首先，说明用外径计3的输出信号运算矫正下根管P时的偏 置量的设定值时的运算内容。这时，运算控制装置5预先算出 设置在弁2轧机上的孔型轧辊对R、R的偏置量的设定值与在矫正 机l入口侧及出口侧处测得的管P的弯曲量的关系。也就是说， 对于对#2轧机分別设定了各种不同偏置量5o并、进行了矫正的 多个管P，通过在矫正机l入口侧及出口侧处分别测定弯曲量ri 及ro,预先算出并存储它们的关系So二f(ri, ro)的函数f。偏置量5o与矫正机l出口侧处的弯曲量ro的关系，实际上根 据设置在弁2轧机上的孔型轧辊对R、 R的倾斜角、进行了矫正的 管P的根数，管P的外径、壁厚等变动，因此，在算出并存储与 这些参数值对应的多个函数fl...fn这点上与上述相同。接着，运算控制装置5测定矫正机1出口侧处的本次矫正了 的管P的弯曲量r o 1,并测定矫正机入口侧的4妄着要矫正的管P' 的弯曲量ri2。然后，当测得的弯曲量rol处于目标范围外时， 如上述那样，基于预先算出的偏置量的设定值与在矫正机l入 口侧及出口侧处测定的管的弯曲量的关系So二f(ri, ro)，算出使 管在矫正机l出口侧处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量。也就是说，如果使管的弯曲量的目标值为ro'，则 由5o'二f(ri2, ro')求出为了得到该目标值ro'而成为目标的偏置 量的设定值So',因此，如果使本次矫正了的管P的偏置量的设 定值为Sol，则必要的偏置量的变更量ASo由A5o^5o'- Sol算 出。最后，运算控制装置5基于上述那样算出的偏置量的变更 量A50，确定失斧正下根管P'时的偏置量的设定值。也就是说， 如果使矫正下根管P'时的偏置量的设定值为So2 ,则So2由 So2二8ol + ASo来确定。这时，为了防止发散，也可以对A5o乘 上0 1这样的缓和系数。图8是表示该自动控制方法的效果的一个例子的曲线图， 图8(a)表示管在矫正机l出口侧处的弯曲量的变动，图8(b)表示 弁2礼机处的偏置量的设定值的变动。图8所示的例子也与图5所 示的例子同样，对于在第5根以后的矫正了的管，使用本实施 方式的优选控制方法。再有，把弯曲量的目标值定设定为 0.5mm/m，把上述緩和系数设定为0.5 。如图8所示，在第5根 以后矫正了的管上，弯曲量急速地得到改善，在第6根矫正了 的管达到了目标值0.5mm/m，因此，之后的偏置量的设定值被 固定。也就是说，与图5所示的例子相比，可以急速地改善弯 曲量。接着，说明用外径计3的输出信号运算矫正下根管P时的滚 压量的设定值时的运算内容。这时，运算控制装置5预先算出 设置在各轧机#1 #3上的孔型轧辊对R、 R的滚压量的设定值与 在矫正机l入口侧及出口侧处测得的管P的椭圓量的关系。也就 是说，对于对各轧机#1 #3分别设定各种不同滚压量Sc并矫正 了的多个管P，分别测定^斧正机1入口侧及出口侧处的椭圆量 0i及小o，由此，预先算出并存储这些关系5c二g( </) i，力o)的函数g。滚压量5o与矫正机l出口侧处的椭圆量0O的关系，实际上根据设置在各轧机#1~#3上的孔型轧辊对11、 R的倾斜角、矫正了的管p的根数、管p的外径、壁厚等而变动，因此，在算出并存储与这些各种参数的值相对应的多个函数gl...gn这点上与上述同样。接着，运算控制装置5测定矫正机1出口侧处的本次矫正了 的管P的椭圆量0 ol，并测定矫正机入口侧处的接着要矫正的 管P'的椭圆量小i2。然后，当测定出的椭圆量00l处于目标范 围外时，如上述那样，基于预先算出的滚压量的设定值与在矫 正机l入口侧及出口侧处测得的管的椭圆量的关系Sc二g( 0 i, 00),算出使矫正机l出口侧处的管的椭圓量处于目标范围内所 需要的滚压量的变更量。也就是说，如果使管的椭圆量的目标 值为(/)0'，则由5c'二g(012, 4o')求出为了得到该目标值6o'而 成为目标的滚压量的设定值Sc',因此，如果使本次矫正了的管 P的滚压量的设定值为5cl,则所需要的滚压量的变更量A8c由 ASc二5c'- 5cl算出。最后，运算控制装置5基于上述那样算出的滚压量的变更 量ASc,确定矫正下根管P'时的滚压量的设定值。也就是说， 如果把矫正下根管P'时的滚压量的设定值定为Sc2，则5c2由 Sc2二Scl + ASo来确定。这时，为了防止发散，也可以对A5o乘 上0 1的缓和系数。图9是表示该自动控制方法的效果的 一 个例子的曲线图， 图9(a)表示矫正机l出口侧处的管的椭圆量的变动，图9(b)表示 弁2轧机处的滚压量的设定值的变动。图9所示的例子也与图7所 示的例子同样，对于在第5根以后矫正了的管，使用本实施方 式的优选自动控制方法。另夕卜，把椭圆量的目标设定为0.4%，把上述缓和系数设定为0.5。如图9所示，在第5根以后矫正了的 管的椭圆量急速地得到改善，在第6根矫正了的管上达到目标 值0.4%,因此，之后的滚压量的设定值被固定。也就是说，与 图7所示的例子相比，能够急速地改善椭圆量。再有，在本实施方式中，作为优选方式，如上述那样，对 运算控制装置5输入放射温度计4的测温值。因此，运算控制装 置5可以使用该;故射温度计4的测温值运算矫正下根管P时的偏 置量的设定值及滚压量的设定值。使用放射温度计4的测温值运算矫正下根管P时的偏置量 的设定值时的运算内容，只是用矫正机1入口侧处的管P的温度 T代替上述的矫正机l入口侧处的弯曲量ri,其他内容相同，因 此省略说明具体的运算内容，只说明效果的 一 个例子。图IO是表示该控制方法的效果的 一 个例子的曲线图，图 10(a)表示管在矫正机l出口侧处的弯曲量的变动，图10(b)表示 弁2轧机处的偏置量的设定值的变动。图10所示的例子也与图5 所示的例子一样，对于在第5根以后矫正了的管，使用本实施 方式的优选自动控制方法。另外，把弯曲量的目标值设定为 0.5mm/m,把上述緩和系数设定为0.5 。如图10所示，在第5 根以后矫正了的管的弯曲量急速地得到改善，在第7根矫正了 的管上，达到了目标值0.5mm/m,因此，之后的偏置量的设定 值被固定。也就是说，与图5所示的例子相比，能够急速地改 善弯曲量。使用放射温度计4的测温值运算矫正下根管P时的滚压量 的设定值时的运算内容，只是用4斧正^L1入口侧处的管P的温度 T代替上述矫正机l入口侧处的椭圓量0 i,其他都是同样的内 容，因此省略说明具体的运算内容，只说明效果的一个例子。图ll是表示该自动控制方法的效果的 一 个例子的曲线图，图ll(a)表示管在矫正机l出口侧处的椭圆量的变动，图ll(b)表 示#2轧机处的滚压量的设定值的变动。图ll所示的例子与图7 所示的例子一样，对于第5根以后的矫正了的管，使用本实施 方式的优选自动控制方法。另外，把椭圆量的目标值设定为 0.4%, 4巴上述緩和系数设定为0.5。如图11所示，对于在第5根 以后矫正了的管，椭圆量得到急速地改善，在第7根矫正了的 管达到了目标值0.4%，因此，之后的滚压量的设定值被固定。 也就是说，与图7所示的例子相比，能够急速地改善椭圆量。
权利要求
1.一种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备有3个以上设置了相面对的孔型轧辊对的轧机，使设置在至少1个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第1步骤，预先算出上述偏置量的设定值、与在该辊式管矫正机的至少出口侧处测得的管的弯曲量的关系；第2步骤，测定管在上述辊式管矫正机的至少出口侧处的弯曲量；第3步骤，当由该第2步骤测得的上述管的弯曲量处于目标范围外时，基于在上述第1步骤中算出的上述关系，算出使管在上述辊式管矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量；第4步骤，根据由该第3步骤算出的偏置量的变更量，确定矫正下根管时的偏置量的设定值。
2. —种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备 有3个以上设置了相面对的孔型礼辊对的轧机，使设置在至少1 个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对 偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压 管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第l步骤，预先算出上述偏置量的设定值与在该辊式管矫 正机入口侧及出口侧处测得的管的弯曲量的关系；第2步骤，测定上述辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管的弯曲量，并测定上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的弯曲量；第3步骤，当由上述第2步骤测得的本次矫正了的管在辊式 管矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围外时，基于在上述第 2步骤中测得的接着要矫正的管的弯曲量、与在上述第1步骤中算出的上述关系，算出使管在上述辊式管矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变更量；第4步骤，基于由该第3步骤算出的偏置量的变更量，确定 矫正下根管时的偏置量的设定值。
3. —种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备 有3个以上设置了相面对的孔型轧辊对的轧机，使设置在至少1 个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对 偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压 管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第1步骤，预先算出上述偏置量的设定值、与在该辊式管 矫正机出口侧处测得的管的弯曲量及在该辊式管矫正机入口侧 处测得的管的温度的关系；第2步骤，测定上述辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管的弯曲量，并测定上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的温度；第3步骤，当在该第2步骤中测得的上述辊式管矫正机出口 侧处的本次矫正了的管的弯曲量处于目标范围外时，基于在上 述第2步骤中测得的上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫正 的管的温度、在上述第l步骤中算出的偏置量的设定值、在上 述辊式管矫正机出口侧处测得的管的弯曲量及在上述辊式管矫 正机入口侧处测得的管的温度的关系，算出使管在上述辊式管 矫正机出口侧处的弯曲量处于目标范围内所需要的偏置量的变 更量；第4步骤，根据由该第3步骤算出的偏置量的变更量，确定 矫正下根管时的偏置量的设定值。
4. 一种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备 有3个以上设置了相面对的孔型轧辊对的轧机，使设置在至少1个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对 偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第l步骤，预先算出滚压量的设定值、与在上述辊式管矫 正机的至少出口侧处测得的管的椭圆量的关系；第2步骤，测定上述辊式管矫正机的至少出口侧处的管的 椭圓量；第3步骤，当在上述第2步骤中测得的上述管的椭圆量处于 目标范围外时，根据在上述第1步骤中算出的上述滚压量的设 定值、与在上述辊式管矫正机的至少出口侧处测得的管的椭圆 量的关系，算出使管在上述辊式管矫正机出口侧处的椭圆量处 于目标范围内所需要的滚压量的变更量；第4步骤，根据由该第3步骤算出的滚压量的变更量，确定 矫正下根管时的滚压量的设定值。
5. —种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备 有3个以上设置了相面对的孔型轧辊对的轧机，使设置在至少1 个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对 偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压 管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第l步骤，预先算出滚压量的设定值、与在上述辊式管矫 正机入口侧及出口侧处测得的管的椭圓量的关系；第2步骤，测定上述辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管的椭圓量，并测定上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的椭圓量；第3步骤，当在上述第2步骤中测得的上述辊式管矫正机出 口侧处的本次矫正了的管的椭圓量处于目标范围外时，基于在上述第2步骤中测得的上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的椭圆量、在上述第l步骤中算出的滚压量的设定值、 在上述辊式管矫正机入口侧及出口侧处测得的管的椭圆量的关 系，算出使管在上述辊式管矫正机出口侧处的椭圆量处于目标范围内所需要的滚压量的变更量；第4步骤，基于由上述第3步骤算出的偏置量的变更量，确 定矫正下根管时的偏置量的设定值。
6. —种辊式管矫正机的自动控制方法，该辊式管矫正机备 有3个以上设置了相面对的孔型轧辊对的轧机，使设置在至少1 个轧机上的孔型轧辊对相对于设置在其他轧机上的孔型轧辊对 偏移规定偏置量地配置，用设置在各轧机上的孔型轧辊对滚压 管来对其矫正，其特征在于，该方法含有第l步骤，预先算出滚压量的设定值、与在上述辊式管矫 正机出口侧处测得的管的椭圆量及在该辊式管头斧正机入口侧处 测得的管的温度的关系；第2步骤，测定上述辊式管矫正机出口侧处的本次矫正了 的管的椭圆量，并测定上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的温度；第3步骤，当在上述第2步骤中测得的上述辊式管矫正机出 口侧处的本次矫正了的管的椭圆量处于目标范围外时，根据在 上述第2步骤中测得的上述辊式管矫正机入口侧处的接着要矫 正的管的温度、在上述第l步骤算出的滚压量的设定值、在上 述辊式管矫正机出口侧处测得的管的椭圓量及在上述辊式管矫 正机入口侧处测得的管的温度的关系，算出使管在上述辊式管 矫正机出口侧处的椭圓量处于目标范围内所需要的滚压量的变 更量；第4步骤，根据由该第3步骤算出的滚压量的变更量，确定 矫正下根管时的滚压量的设定值。
全文摘要
本发明提供能得到稳定的矫正效果的辊式管矫正机的自动控制方法。在使用备有3个以上具有孔型轧辊对的轧机的矫直机滚压管来对其矫正时，进行第1步骤～第4步骤的自动控制。第1步骤预先算出偏置量的设定值与在矫正机出口侧测得的管的弯曲量的关系。第2步骤测定矫正机出口侧的管的弯曲量。第3步骤当在第2步骤中测得的弯曲量处于目标范围外时，基于在第1步骤中算出的关系，算出使矫正机出口侧的管的弯曲量处于目标范围内的偏置量的变更量。第4步骤基于在第3步骤中算出的偏置量的变更量，确定矫正下根管时的偏置量的设定值。
文档编号B21D3/02GK101151111SQ200680010729
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月31日
发明者岸真友 申请人:住友金属工业株式会社