知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】蛇行制御装置
(51)【国際特許分類】
B21B 37/68 20060101AFI20221213BHJP
B21B 37/58 20060101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
B21B37/68 Z
B21B37/58 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019155007
(22)【出願日】2019-08-27
(65)【公開番号】P2021030282
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2021-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】501137636
【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100082175
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 守
(74)【代理人】
【識別番号】100106150
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 英樹
(72)【発明者】
【氏名】上野 聡
【審査官】池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０７４２０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２４５７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－０６３５１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２４４９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４８８３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０４３８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４７９４７７３（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２１Ｂ ３７／００－３７／７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するＮ基の圧延スタンド（Ｎ≧２）と、前記Ｎ基の圧延スタンドの第ｉ－１圧延スタンド（２≦ｉ≦Ｎ）と第ｉ圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第ｉ蛇行量検出装置と、を有する圧延システムのための蛇行制御装置であって、
前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第ｉ蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する尾端部蛇行量推定部と、
前記制御点蛇行量を小さくするように前記第ｉ圧延スタンドのレベリング操作量を変更する圧下レベリング制御部と、
を備え、
前記制御点蛇行量は、前記第ｉ圧延スタンドから前記制御点までの距離Ｌ ＣＰｉ を前記第ｉ圧延スタンドから前記第ｉ蛇行量検出装置までの距離Ｌ Ｄｉ で除算した値に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された蛇行量Ｙｃ Ｄｉ を乗算して算出されることを特徴とする蛇行制御装置。
【請求項2】
前記圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量が大きいほど、前記レベリング操作量を大きく変更すること、を特徴とする請求項１記載の蛇行制御装置。
【請求項3】
圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するＮ基の圧延スタンド（Ｎ≧２）と、
前記Ｎ基の圧延スタンドの第ｉ－１圧延スタンド（２≦ｉ≦Ｎ－１）と第ｉ圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第ｉ蛇行量検出装置と、を有する圧延システムのための蛇行制御装置であって、
前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第ｉ蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する尾端部蛇行量推定部と、
前記制御点蛇行量を小さくするように前記第ｉ圧延スタンドのレベリング操作量を変更する圧下レベリング制御部と、
を備え、
前記圧延スタンドの台数Ｎは少なくとも３以上であり、
前記圧延システムは、前記第ｉ圧延スタンドと前記第ｉ＋１圧延スタンドとの間に第ｉ＋１蛇行量検出装置を備え、
前記尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された上流側蛇行量と、前記第ｉ＋１蛇行量検出装置により検出された下流側蛇行量との差から、前記制御点蛇行量を推定すること、
を特徴とする蛇行制御装置。
【請求項4】
前記制御点蛇行量は、前記第ｉ圧延スタンドから前記制御点までの距離ＬＣＰｉを前記第ｉ圧延スタンドから前記第ｉ蛇行量検出装置までの距離ＬＤｉで除算した値に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された上流側蛇行量ＹｃＤｉと前記第ｉ＋１蛇行量検出装置により検出された下流側蛇行量ＹｃＤｉ＋１との差を乗算した値に、前記下流側蛇行量ＹｃＤｉ＋１を加算して算出されること、を特徴とする請求項３記載の蛇行制御装置。
【請求項5】
前記圧延システムは、前記第ｉ－１圧延スタンドと前記第ｉ圧延スタンドとの間にサイドガイドを備え、前記圧下レベリング制御部は、前記圧延材の板幅と前記制御点蛇行量とから前記圧延材の尾端部の幅端部位置を推定し、前記幅端部位置が前記サイドガイドに接触しない位置に達するまで、前記制御点蛇行量を小さくするようにレベリング操作量を変更すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蛇行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、圧延材を連続圧延する圧延システムのための蛇行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
熱間薄板仕上げ圧延機など、複数の圧延スタンドから構成される圧延装置で圧延材を圧延するに際して、圧延材が圧延装置の幅方向中心位置からずれ、圧延ロール幅方向の左右何れかの方向に移動する現象を蛇行という。
【0003】
蛇行現象の多くは、圧延材の尾端付近で発生する。これは、圧延材が当該圧延スタンドの一つ上流側の圧延スタンドを抜け、後方張力による拘束が無くなることで、圧延中に生じた左右（ドライブサイドとワークサイド）の伸びの差が当該圧延スタンド入側での圧延材の曲がりとなって現れるためである。これを圧延することで急激に蛇行が進行することが知られている。
【0004】
また、蛇行量が大きい場合は、圧延スタンド入側に備えられたサイドガイドに衝突し、部分的に折れ曲がった状態の圧延材が圧延されることがある。これを絞り込みと呼ぶ。絞り込みが発生すると、圧延ロールに傷が生じ、圧延ロールの交換作業などが行われるため生産性が低下する。
【0005】
熱間薄板仕上げ圧延機で生じる蛇行を抑制するためには、一般的に各圧延スタンドの圧下レベリングを調整する措置がとられる。しかし、オペレータが蛇行発生を確認し、迅速かつ適切に圧下レベリングを操作するには熟練したスキルが求められる。圧下レベリングとは、圧延機のドライブサイドとワークサイドのロールギャップの差（圧下レベリング量）を制御するアクチュエータである。
【0006】
近年、スタンド間に蛇行検出用のカメラを設置し、検出した蛇行量に基づいて圧下レベリングを自動調整することで、蛇行を防止する制御技術が実用化されている。特許文献１では、圧延スタンド入側で検出した蛇行量に基づいて、下流側所定位置における圧延材の蛇行量を推定し、推定した蛇行量に基づいて、圧下レベリングを操作する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２００４－７４２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、圧延スタンド間は障害物（トップガイドやスプレー配管などの付帯設備）が多く、広範囲の撮像が難しい。実際には、圧延スタンド間中央付近の極限られた範囲での撮像に制限される場合が多い。したがって、上流側の圧延スタンドを抜けた直後の圧延スタンド間の圧延材の全体形状を把握することはできず、尾端付近の蛇行量を検知するのが遅れる。
【0009】
さらに、蛇行の発生しやすい、薄物の圧延あるいは後段圧延スタンドにおいては、圧延材の進行速度が速く、短時間で圧延スタンド間を通過する。そのため、圧延材尾端部のサイドガイドへの衝突を回避するためには、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後、早期に蛇行の発生を検出し、一早く圧下レベリングを適切に操作することが必要になる。
【0010】
しかし、従来提案されている方法は、いずれも、圧延スタンド直下における蛇行量を低減するように圧下レベリングを操作している。そのため、圧下レベリングの操作は徐々に行われるが、圧延スタンド上流側の圧延材の曲がりが大きい場合は、尾端付近の蛇行量が十分に修正される前に、圧延スタンド入側のサイドガイドへ衝突することになる。
【0011】
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量を推定し、尾端部の蛇行量を早期に低減するように圧下レベリングを操作できる蛇行制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この発明の一態様に係る蛇行制御装置は、圧延システムに適用される。圧延システムは、圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するＮ基の圧延スタンド（Ｎ≧２）と、前記Ｎ基の圧延スタンドの第ｉ－１圧延スタンド（２≦ｉ≦Ｎ）と第ｉ圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第ｉ蛇行量検出装置と、を有する。蛇行制御装置は、尾端部蛇行量推定部と圧下レベリング制御部とを備える。尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第ｉ蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量を小さくするように前記第ｉ圧延スタンドのレベリング操作量を変更する。好ましくは、圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量が大きいほど、前記レベリング操作量を大きく変更する。前記制御点蛇行量は、前記第ｉ圧延スタンドから前記制御点までの距離Ｌ
ＣＰｉ
を前記第ｉ圧延スタンドから前記第ｉ蛇行量検出装置までの距離Ｌ
Ｄｉ
で除算した値に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された蛇行量Ｙｃ
Ｄｉ
を乗算して算出される。
【0013】
この発明の他態様に係る蛇行制御装置は、圧延システムに適用される。圧延システムは、圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するＮ基の圧延スタンド（Ｎ≧２）と、前記Ｎ基の圧延スタンドの第ｉ－１圧延スタンド（２≦ｉ≦Ｎ－１）と第ｉ圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第ｉ蛇行量検出装置と、を有する。蛇行制御装置は、尾端部蛇行量推定部と圧下レベリング制御部とを備える。尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に、前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第ｉ蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量を小さくするように前記第ｉ圧延スタンドのレベリング操作量を変更する。好ましくは、圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量が大きいほど、前記レベリング操作量を大きく変更する。前記圧延スタンドの台数Ｎは少なくとも３以上である。前記圧延システムは、前記第ｉ圧延スタンドと前記第ｉ＋１圧延スタンドとの間に第ｉ＋１蛇行量検出装置を備える。前記尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第ｉ－１圧延スタンドを通過した直後に前記第ｉ蛇行量検出装置により検出された上流側蛇行量と、前記第ｉ＋１蛇行量検出装置により検出された下流側蛇行量との差から、前記制御点蛇行量を推定する。
【発明の効果】
【0014】
この発明によれば、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量（尾端部キャンパー形状）を推定し、尾端部の蛇行量を早期に低減するように圧下レベリングを操作できる。その結果、圧延材が圧延スタンドを抜けた直後に急速に発達する蛇行を一早く修正し、圧延材の尾端がサイドガイドへ衝突したり、絞り込みが発生したりするトラブルを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】この発明の実施の形態１における蛇行制御装置を適用する圧延システムの構成を説明するための図である。
【図2】この発明の実施の形態１における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。
【図3】この発明の実施の形態１における制御点の位置および制御点の蛇行量を推定する方法について説明するための図である。
【図4】この発明の実施の形態２における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。
【図5】この発明の実施の形態２における制御点の蛇行量を推定する方法について説明するための図である。
【図6】この発明の実施の形態３におけるレベリング操作量を決める方法について説明するための図である。
【図7】この発明におけるレベリング操作量および圧延材尾端の蛇行量の経時変化を示すグラフである。
【図8】蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。
【0017】
【0018】
圧延システムは、Ｎ基の圧延スタンドＦ１，Ｆ２，・・・，ＦＮを有するタンデム圧延装置を備える。Ｎは２以上の自然数である。圧延材１は、所定の板厚まで各圧延スタンドに連続圧延される。タンデム圧延装置は、例えば熱間薄板仕上げ圧延機である。
【0019】
各圧延スタンドＦｉ（１≦ｉ≦Ｎ）は、荷重検出装置Ｍｉ、ロール回転速度検出装置Ｒｉ、および圧下レベリング装置Ｖｉを備える。
【0020】
また、蛇行量検出装置Ｄ２，Ｄ３，・・・，ＤＮはそれぞれ、圧延スタンドＦ１，Ｆ２，・・・，ＦＮの各スタンド間に設置される。第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉ（２≦ｉ≦Ｎ）は、第ｉ圧延スタンドＦｉの上流側に距離ＬＤｉ離れて設置され、この位置を通過する圧延材１の蛇行量を検出する。第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉは、圧延材１の幅方向のエッジ位置を検出して蛇行量を算出する。例えば、圧延ロールの幅方向中央からの蛇行量が算出される。
【0021】
セットアップ装置１０は、圧延材１の母材寸法、目標寸法、目標温度などの圧延条件に基づいて、圧延装置に関する各種セットアップ値を計算する。各圧延スタンドの後進率などの蛇行制御に必要なセットアップ値は、各蛇行制御装置へ出力される。例えば、セットアップ値は圧延材につき１回出力される。
【0022】
蛇行制御装置Ｓ２，Ｓ３，・・・，ＳＮは、セットアップ装置１０から取得したセットアップ値、蛇行量検出装置から取得した蛇行量、ロール回転速度検出装置から取得したロール回転速度、荷重検出装置から取得した荷重に基づいて、圧下レベリングの操作量を計算し、圧下レベリング装置へ出力する。
【0023】
（蛇行制御装置）
図２は、この発明の実施の形態１における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。以下の説明において、第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１は、第ｉ圧延スタンドＦｉの１つ上流側の圧延スタンドである。第ｉ＋１圧延スタンドＦｉ＋１は、第ｉ圧延スタンドＦｉの１つ下流側の圧延スタンドである。
図２は、この発明の実施の形態１における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。以下の説明において、第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１は、第ｉ圧延スタンドＦｉの１つ上流側の圧延スタンドである。第ｉ＋１圧延スタンドＦｉ＋１は、第ｉ圧延スタンドＦｉの１つ下流側の圧延スタンドである。
【0024】
ここでは、第ｉ圧延スタンドＦｉに適用する第ｉ蛇行制御装置Ｓｉを例に、蛇行制御装置が備える機能を説明する。第ｉ蛇行制御装置Ｓｉは、尾端部蛇行量推定部２０、圧下レベリング制御部３０を備える。
【0025】
尾端部蛇行量推定部２０は、圧延材１の尾端が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を通過した直後に、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉにより検出された圧延材１の蛇行量から、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉよりも上流に位置する圧延材１の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。制御点および制御点蛇行量については、後述する図３の説明で併せて説明する。以下、尾端部蛇行量推定部２０について詳細に説明する。
【0026】
尾端部蛇行量推定部２０は、第ｉ圧延スタンドＦｉより１つ上流側の第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１の第ｉ－１荷重検出装置Ｍｉ－１から取得した検出荷重に基づいて、圧延材１の尾端が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けたタイミングを検知する。尾端部蛇行量推定部２０は、圧延材１の尾端が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けたタイミングから所定の制御周期Ｔ経過毎に以下の処理を実施する。
【0027】
まず、尾端部蛇行量推定部２０は、セットアップ装置１０から取得した圧延スタンドの後進率、およびロール回転速度検出装置Ｒｉから取得したロール回転速度に基づいて、第ｉ圧延スタンドＦｉから制御点までの距離ＬＣＰｉ（以下、制御点の位置とも記す）を推定する。
【0028】
さらに、尾端部蛇行量推定部２０は、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉから取得した検出蛇行量に基づいて、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉよりも上流に位置する圧延材尾端部に定めた制御点の蛇行量（制御点蛇行量）を推定する。
【0029】
図３を参照して、この発明の実施の形態１に係る尾端部蛇行量推定部２０における、制御点の位置および制御点蛇行量を推定する方法を説明する。
【0030】
制御点は、圧延材の尾端が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けた直後の圧延材尾端と第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉとの間の任意の位置に設定される。好ましくは、制御点は、最も蛇行量が大きくなる圧延材尾端付近に設定される。また、圧延材１の幅方向に関して、制御点は任意の位置に設定される。例えば、制御点は圧延材１の幅方向中央に設定される。制御点の幅方向の位置は、蛇行量検出装置により検出される圧延材１の幅方向のエッジ位置と、セットアップ装置１０から取得する各スタンド間における圧延材１の板幅とに基づいて算出できる。
【0031】
制御点の位置ＬＣＰｉは、第ｉ圧延スタンドＦｉから制御点までの距離を意味する。制御点の位置ＬＣＰｉは、式（１）に示すように圧延材１が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けてからの時間経過ｔｉと、第ｉ圧延スタンドＦｉ入側の圧延材速度ｖｉを用いて算出される。ここで、第ｉ圧延スタンドＦｉ入側の圧延材速度ｖｉは、式（２）に示すように、第ｉ圧延スタンドＦｉのロール回転速度Ｖｉと、セットアップ装置から取得した後進率ｂｉから算出される。
【0032】
【数1】
【0033】
【数2】
【0034】
ＬＣＰｉ：制御点の位置（第ｉ圧延スタンドＦｉから制御点までの距離）
ＬＳＴＤｉ：スタンド間距離
ｖｉ：第ｉ圧延スタンドＦｉ入側の圧延材速度
ｔｉ：第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けてからの経過時間
Ｖｉ：第ｉ圧延スタンドＦｉのロール回転速度
ｂｉ：後進率［-］
ＬＳＴＤｉ：スタンド間距離
ｖｉ：第ｉ圧延スタンドＦｉ入側の圧延材速度
ｔｉ：第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けてからの経過時間
Ｖｉ：第ｉ圧延スタンドＦｉのロール回転速度
ｂｉ：後進率［-］
【0035】
制御点蛇行量ＹｃＴＰは、式（３）に示すように、第ｉ圧延スタンドＦｉから制御点までの距離ＬＣＰｉを第ｉ圧延スタンドＦｉから第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉまでの距離ＬＤｉで除算した値に、第ｉ蛇行量検出装置により検出された蛇行量ＹｃＤｉを乗算して算出される。圧延材１が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を抜けた後、一般的に第ｉ圧延スタンドＦｉ直下の蛇行量は小さく、圧延材尾端付近の蛇行量が最も大きくなる。このとき、第ｉ圧延スタンドＦｉ直下から圧延材尾端にかけての蛇行量の変化は近似的に直線的に変化すると考えて差し支えない。そのため、制御点蛇行量は、式（３）のように求めることができる。
【0036】
【数3】
【0037】
ＹｃＴＰ：制御点蛇行量（制御点における推定蛇行量）
ＹｃＤｉ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの検出蛇行量
ＬＣＰｉ：制御点の位置
ＬＤｉ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
ＹｃＤｉ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの検出蛇行量
ＬＣＰｉ：制御点の位置
ＬＤｉ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
【0038】
圧下レベリング制御部３０は、制御周期Ｔ経過毎に、尾端部蛇行量推定部２０から制御点における推定蛇行量（制御点蛇行量）を取得し、この制御点蛇行量に基づいて、レベリング操作量を計算する。
【0039】
圧下レベリング制御部３０は、制御点蛇行量を小さくするように第ｉ圧延スタンドＦｉのレベリング操作量を変更する。例えば、図３の上方をワークサイド、下方をドライブサイドとした場合、図３の圧延材１はワークサイド側に蛇行しているため、圧下レベリング制御部３０は、ワークサイドのロールギャップがドライブサイドのロールギャップに比して狭くなる方向にレベリング操作量を変更する。
【0040】
レベリング操作量は、制御点蛇行量と蛇行目標値の偏差を小さくするように、ＰＩ制御器やレギュレータ等で演算され、圧下レベリング装置へ出力される。例えば、蛇行目標値は、圧延材の制御点を圧延ロールの幅方向中央に戻すことを目的に“０”に設定される。
【0041】
好ましくは、圧下レベリング制御部３０は、制御点蛇行量が大きいほど、レベリング操作量を大きく変更する。蛇行量検出装置の上流側で生じる大きな制御点蛇行量に対して、制御点蛇行量が大きいほどレベリング操作量を大きく変更することで、圧延材１の尾端部をライン中心位置（蛇行目標値）へ早期に近づけることができる。
【0042】
図７は、本発明と比較対象との圧延材尾端における蛇行制御効果の差異を示す比較図である。本発明では、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの上流に位置する圧延材尾端部に定めた制御点の推定蛇行量（制御点蛇行量）を制御対象としているのに対し、比較対象では、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの下流に位置する第ｉ圧延スタンドＦｉ直下における推定蛇行量を制御対象としている。いずれの蛇行制御においても第ｉ圧延スタンドＦｉの圧下レベリング装置を操作する。
【0043】
比較対象では、第ｉ圧延スタンドＦｉ直下における蛇行量を制御対象としているため、上流の第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１抜け後の、第ｉ圧延スタンドＦｉにおける圧下レベリング操作は緩やかに行われ、圧延材尾端の蛇行量も緩やかに矯正される。すなわち、圧延材尾端部の蛇行量に比して第ｉ圧延スタンドＦｉ直下の蛇行量は小さいため、レベリング操作量の変更も小さい。そのため、第ｉ圧延スタンドＦｉ上流側の圧延材１の曲がりが大きい場合は、尾端付近の蛇行量が十分に修正される前に、第ｉ圧延スタンドＦｉ入側のサイドガイドへ衝突することになる。
【0044】
一方、本発明では、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの上流に位置する圧延材尾端部に定めた制御点の推定蛇行量（制御点蛇行量）を制御対象としており、第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１抜け直後に圧下レベリング装置が大きく操作され、圧延材尾端の蛇行量も迅速に修正することができる。
【0045】
（効果）
以上説明したように、本実施形態における蛇行制御装置によれば、圧延材１が圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量を推定し、尾端部の蛇行量を早期に蛇行量を低減するように圧下レベリングを操作できる。その結果、圧延材１が圧延スタンドを抜けた直後に急速に発達する蛇行を一早く修正し、圧延材１の尾端がサイドガイドへ衝突したり、絞り込みが発生したりするトラブルを回避できる。
以上説明したように、本実施形態における蛇行制御装置によれば、圧延材１が圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量を推定し、尾端部の蛇行量を早期に蛇行量を低減するように圧下レベリングを操作できる。その結果、圧延材１が圧延スタンドを抜けた直後に急速に発達する蛇行を一早く修正し、圧延材１の尾端がサイドガイドへ衝突したり、絞り込みが発生したりするトラブルを回避できる。
【0046】
（変形例）
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、複数の圧延スタンドのそれぞれに蛇行制御装置を備えるものとしているが、圧延スタンドＦ１より下流のいずれか１つの圧延スタンドに蛇行制御装置を備えるものであってもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、複数の圧延スタンドのそれぞれに蛇行制御装置を備えるものとしているが、圧延スタンドＦ１より下流のいずれか１つの圧延スタンドに蛇行制御装置を備えるものであってもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【0047】
【0048】
実施の形態２における圧延システムは少なくとも３基以上の圧延スタンドを備える。また、圧延システムは、第ｉ圧延スタンドＦｉとその１つ下流の前記第ｉ＋１圧延スタンドＦｉ＋１との間に第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１を備える。
【0049】
（蛇行制御装置）
実施の形態２における尾端部蛇行量推定部２０は、第ｉ圧延スタンドＦｉの上流に備える第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉによる検出蛇行量に加えて、第ｉ圧延スタンドＦｉの下流に備える第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１による検出蛇行量も取得する。
実施の形態２における尾端部蛇行量推定部２０は、第ｉ圧延スタンドＦｉの上流に備える第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉによる検出蛇行量に加えて、第ｉ圧延スタンドＦｉの下流に備える第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１による検出蛇行量も取得する。
【0050】
尾端部蛇行量推定部２０は、圧延材１の尾端が第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１を通過した直後に第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉにより検出された上流側蛇行量と、第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１により検出された下流側蛇行量との差から、制御点蛇行量を推定する。
【0051】
図５を参照して、本発明の実施の形態２に係る尾端部蛇行量推定部２０における、制御点蛇行量を推定する方法を説明する。
【0052】
上流側の第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉによる検出蛇行量には、第ｉ圧延スタンドＦｉにおけるオフセンター量と第ｉ圧延スタンドＦｉ入側の圧延材の曲がり量の両方が含まれる。
【0053】
一方、第ｉ圧延スタンドＦｉと下流側の第ｉ＋１圧延スタンドＦｉ＋１間の圧延材には大きな曲がりは発生しないため、下流側の第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１による検出蛇行量はオフセンター量である。
【0054】
そのため、上流側の第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの検出蛇行量と下流側の第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１の検出蛇行量との差が、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの位置における圧延材１の実質の曲がり量と考えられる。このようにオフセンター量と実質曲がり量とを分離することで、圧延材尾端付近の制御点蛇行量をより正確に推定することができる。
【0055】
具体的には、制御点蛇行量は、式（４）に示すように、第ｉ圧延スタンドＦｉから制御点までの距離ＬＣＰを第ｉ圧延スタンドＦｉから第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉまでの距離ＬＤで除算した値に、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉにより検出された上流側蛇行量ＹｃＤｉと第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１により検出された下流側蛇行量ＹｃＤｉ＋１との差を乗算した値に、下流側蛇行量ＹｃＤｉ＋１を加算して算出される。
【0056】
【数4】
【0057】
ＹｃＴＰ：制御点における推定蛇行量
ＹｃＤｉ：上流側の第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの検出蛇行量
ＹＤｉ＋１：下流側の第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１の検出蛇行量（オフセンター量）
ＬＣＰｉ：制御点の位置
ＬＤ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
ＹｃＤｉ：上流側の第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの検出蛇行量
ＹＤｉ＋１：下流側の第ｉ＋１蛇行量検出装置Ｄｉ＋１の検出蛇行量（オフセンター量）
ＬＣＰｉ：制御点の位置
ＬＤ：第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
【0058】
（効果）
以上説明したように、実施の形態２における蛇行制御装置によれば、圧延スタンドの入側および出側に備えた蛇行量検出装置で検出した蛇行量の差に基づいて、実質の曲がり量を正確に検出できる。すなわち、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉによる検出蛇行量からオフセンター量を除いた圧延材１の実質の曲がり量を、正確に検出することができる。実施の形態２の蛇行制御装置によれば、この実質の曲がり量から算出される制御点蛇行量を用いてレベリング操作量を変更するため、圧延材の直線部に影響するような必要以上の蛇行量補正制御を回避できる。
以上説明したように、実施の形態２における蛇行制御装置によれば、圧延スタンドの入側および出側に備えた蛇行量検出装置で検出した蛇行量の差に基づいて、実質の曲がり量を正確に検出できる。すなわち、第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉによる検出蛇行量からオフセンター量を除いた圧延材１の実質の曲がり量を、正確に検出することができる。実施の形態２の蛇行制御装置によれば、この実質の曲がり量から算出される制御点蛇行量を用いてレベリング操作量を変更するため、圧延材の直線部に影響するような必要以上の蛇行量補正制御を回避できる。
【0059】
実施の形態３．
次に、図６を参照してこの発明の実施の形態３について説明する。
上述した実施の形態１における蛇行制御装置によれば、蛇行した圧延材を圧延ロール幅方向中央まで戻すことができる。しかしながら、圧延材の尾端をサイドガイドに衝突させないためには、必ずしも圧延ロール幅方向中央まで戻す必要はない。そこで、実施の形態３では、蛇行した圧延材の尾端がサイドガイドに衝突しない程度にレベリング操作量を変更することとした。
次に、図６を参照してこの発明の実施の形態３について説明する。
上述した実施の形態１における蛇行制御装置によれば、蛇行した圧延材を圧延ロール幅方向中央まで戻すことができる。しかしながら、圧延材の尾端をサイドガイドに衝突させないためには、必ずしも圧延ロール幅方向中央まで戻す必要はない。そこで、実施の形態３では、蛇行した圧延材の尾端がサイドガイドに衝突しない程度にレベリング操作量を変更することとした。
【0060】
本実施形態における圧延システムは、第ｉ－１圧延スタンドＦｉ－１と第ｉ圧延スタンドＦｉとの間にサイドガイド６０を備える。サイドガイド６０は、圧延材１の幅方向端部に搬送方向に沿って列設したプレートである。
【0061】
（蛇行制御装置）
本実施形態における圧下レベリング制御部３０は、セットアップ装置から取得した圧延材の板幅と、推定された制御点蛇行量とから、制御点における圧延材の幅端部位置を推定する。
本実施形態における圧下レベリング制御部３０は、セットアップ装置から取得した圧延材の板幅と、推定された制御点蛇行量とから、制御点における圧延材の幅端部位置を推定する。
【0062】
さらに、圧下レベリング制御部３０は、幅端部位置がサイドガイド６０に接触しない位置に達するまで、制御点蛇行量を小さくするようにレベリング操作量を変更する。すなわち、レベリング操作量は、図６に示す推定幅端部位置とサイドガイドの内側に設定した目標位置との偏差を小さくするように、ＰＩ制御器やレギュレータ等で演算され、圧下レベリング装置へ出力される。
【0063】
（効果）
以上説明したように、実施の形態３における蛇行制御装置によれば、制御点における圧延材の幅端部位置をサイドガイドに衝突しない位置まで制御できる。その結果、圧延材尾端のサイドガイドへの衝突を防ぎつつ、圧延材の直進性が過度に損なわれることを抑制できる。
以上説明したように、実施の形態３における蛇行制御装置によれば、制御点における圧延材の幅端部位置をサイドガイドに衝突しない位置まで制御できる。その結果、圧延材尾端のサイドガイドへの衝突を防ぎつつ、圧延材の直進性が過度に損なわれることを抑制できる。
【0064】
ところで、上述した実施の形態３のシステムは、実施の形態２の構成と組み合わせてもよい。
【0065】
（ハードウェア構成例）
図８は、上述した蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。図２の蛇行制御装置内の各部は機能の一部を示し、各機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。
図８は、上述した蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。図２の蛇行制御装置内の各部は機能の一部を示し、各機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。
【0066】
処理回路がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。
【0067】
処理回路が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。
【0068】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【0069】
１ 圧延材
１０ セットアップ装置
２０ 尾端部蛇行量推定部
３０ 圧下レベリング制御部
６０ サイドガイド
９１ プロセッサ
９２ メモリ
９３ ハードウェア
Ｄ２，Ｄ３，Ｄｉ，Ｄｉ＋１，ＤＮ 蛇行量検出装置
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｉ－１，Ｆｉ，Ｆｉ＋１，ＦＮ 圧延スタンド
ＬＣＰｉ 制御点の位置
ＬＤｉ 第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
ＬＳＴＤｉ 圧延スタンド間距離
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍｉ－１，Ｍｉ，Ｍｉ＋１，ＭＮ 荷重検出装置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｉ－１，Ｒｉ，Ｒｉ＋１，ＲＮ ロール回転速度検出装置
Ｓ２，Ｓ３，Ｓｉ，ＳＮ 蛇行制御装置
Ｖｉ 圧下レベリング装置
ＹｃＤｉ 上流側蛇行量
ＹｃＤｉ＋１ 下流側蛇行量
ＹｃＴＰ 制御点蛇行量
１０ セットアップ装置
２０ 尾端部蛇行量推定部
３０ 圧下レベリング制御部
６０ サイドガイド
９１ プロセッサ
９２ メモリ
９３ ハードウェア
Ｄ２，Ｄ３，Ｄｉ，Ｄｉ＋１，ＤＮ 蛇行量検出装置
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｉ－１，Ｆｉ，Ｆｉ＋１，ＦＮ 圧延スタンド
ＬＣＰｉ 制御点の位置
ＬＤｉ 第ｉ蛇行量検出装置Ｄｉの設置位置
ＬＳＴＤｉ 圧延スタンド間距離
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍｉ－１，Ｍｉ，Ｍｉ＋１，ＭＮ 荷重検出装置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｉ－１，Ｒｉ，Ｒｉ＋１，ＲＮ ロール回転速度検出装置
Ｓ２，Ｓ３，Ｓｉ，ＳＮ 蛇行制御装置
Ｖｉ 圧下レベリング装置
ＹｃＤｉ 上流側蛇行量
ＹｃＤｉ＋１ 下流側蛇行量
ＹｃＴＰ 制御点蛇行量
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】