JP2000158044A - Chattering detection method and apparatus for cold rolling mill - Google Patents
Chattering detection method and apparatus for cold rolling millInfo
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- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 場内騒音や機械衝撃に拘らず、チャタリング
を正確に検出する。
【解決手段】 冷間圧延中に、圧延機近傍で検出される
音響波形と圧延機又はスタンド間補助ロール装置12等
で検出される振動波形の両方に、チャタリング固有の波
形成分が存在したときのみチャタリングと見做す。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To accurately detect chattering irrespective of noise or mechanical impact in a place. SOLUTION: During cold rolling, only when a waveform component unique to chattering exists in both an acoustic waveform detected near the rolling mill and a vibration waveform detected by the rolling mill or the auxiliary roll device 12 between stands. Consider chattering.
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延機のチャ
タリング検出方法及び装置に係り、特に、鋼帯の冷間圧
延中に発生するチャタリングを検出する際に用いるのに
好適な、冷間圧延機のチャタリング検出方法及び装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting chattering in a cold rolling mill, and more particularly to a method and apparatus for detecting a chattering occurring during cold rolling of a steel strip. The present invention relates to a method and an apparatus for detecting chattering in a rolling mill.
【従来の技術】一般に、板圧延作業においては、鈴木
「圧延百話」(「機械の研究」第48巻第5号、583
〜588頁)にあるように、チャタリングと呼ばれる圧
延機の振動現象が発生する場合がある。このチャタリン
グが継続している間に圧延された板では、振動が軽度の
場合は、板の表裏両面に、圧延方向と直角方向に一定ピ
ッチで並んだ横縞模様が観察される程度であるが、振動
のレベルが高い場合には、圧延板の板厚が周期的に変動
して、甚だしい場合には最小板厚が最大板厚の1/2以
下になることさえあり、又、更に大きな振動の場合は、
板破断に至る場合もある。このようなチャタリング現象
は、例え軽度の場合であっても、前記のような縞模様や
板厚変動が発生した板製品は、不良部として、次工程あ
るいは中間工程で切り捨てなくてはならず、製品歩留ま
りの低下や、余分な手入れ作業の発生等で生産コストを
悪化させるばかりか、板破断が発生した場合は、長時間
にわたって圧延ラインの停止を余儀無くされ、生産効率
に甚大な影響を与えるので、チャタリング現象の検出は
重要である。又、多くの場合、このチャタリングは、初
めに小さな振動が発生すると、2〜3秒のうちに大きな
振動に発展するので、日頃の操業においては、チャタリ
ングの発生を高感度に且つ迅速に検出して、圧延速度を
下げる等の処置を講じる必要がある。そのため、従来か
らチャタリングを検出するための方法及び装置が種々提
案されてきた。例えば、特開平8−141612におい
ては、圧延機に設けた振動センサからの検出信号を、圧
延機の各操業条件に基づいて設定される通過特性を持た
せたフィルタ処理して、チャタリングを検出することが
記載されている。又、特公平6−35004には、冷間
圧延機のハウジングに振動速度センサを取り付け、この
センサの振動を、圧延機の固有振動周波数帯域の振動の
みを通すフィルタに通し、このフィルタを通った出力信
号によりチャタリングを検知することが記載されてい
る。又、特公平3−50602には、冷間圧延機のハウ
ジングに設置した振動計により検知されたハウジングの
振動数が、ミルの固有振動数である場合に、その振動の
速度が一定値を越えたときにミルの圧延条件を制御する
ことによって、チャタリングを防止することが記載され
ている。又、特開平8−108205には、圧延機各部
の1箇所以上に振動検出器を設置して、運転中の圧延機
各部の振動を検出し、各部の振動変位、振動速度又は振
動加速度の周波数分析を行い、更に圧延機の張力、圧延
トルク、圧延速度等の圧延パラメータの周波数分析を行
い、ミル固有振動数、ギヤの噛み合い、ベアリング不
良、スピンドルとロールのカップリング不良、ロール疵
より発生する固有の振動周波数をそれぞれ計算して基本
周波数とし、実測値の周波数分析結果の基本周波数の整
数倍の周波数成分が設定値を越えた場合に、チャタリン
グ発生と判断することが記載されている。2. Description of the Related Art In general, in the rolling operation of a sheet, Suzuki "Rolling Hyakutan"("Research on Machinery", Vol. 48, No. 5, 583)
~ 588), a vibration phenomenon of a rolling mill called chattering may occur. In a plate rolled while this chattering is continuing, if the vibration is mild, on both the front and back surfaces of the plate, a horizontal stripe pattern arranged at a constant pitch in the direction perpendicular to the rolling direction is observed, If the level of vibration is high, the thickness of the rolled sheet will fluctuate periodically, and in extreme cases the minimum thickness may even be less than half of the maximum thickness, If
In some cases, the plate may break. Such a chattering phenomenon, even in the case of mild, even if the striped product or the plate product in which the thickness variation has occurred, as a defective portion, must be cut off in the next step or intermediate step, Not only does the production cost worsen due to a decrease in product yield and extra care work, but in the event of a sheet break, the rolling line must be stopped for a long time, greatly affecting production efficiency. Therefore, detection of the chattering phenomenon is important. Also, in most cases, if a small vibration occurs first, this chattering develops into a large vibration within a few seconds. Therefore, in a daily operation, the occurrence of chattering can be detected with high sensitivity and speed. Therefore, it is necessary to take measures such as reducing the rolling speed. Therefore, various methods and apparatuses for detecting chattering have been conventionally proposed. For example, in JP-A-8-141612, chattering is detected by filtering a detection signal from a vibration sensor provided in a rolling mill with a pass characteristic set based on each operating condition of the rolling mill. It is described. Also, in Japanese Patent Publication No. Hei 6-35004, a vibration speed sensor was attached to the housing of the cold rolling mill, and the vibration of this sensor was passed through a filter that passed only the vibration in the natural vibration frequency band of the rolling mill, and passed through this filter. It describes that chattering is detected by an output signal. In Japanese Patent Publication No. 3-50602, if the vibration frequency of the housing detected by a vibrometer installed on the housing of the cold rolling mill is the natural frequency of the mill, the vibration speed exceeds a certain value. It describes that chattering is prevented by controlling the rolling conditions of the mill at the time. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-108205, vibration detectors are installed at one or more points in each section of a rolling mill to detect the vibration of each section of the rolling mill during operation, and the frequency of vibration displacement, vibration speed or vibration acceleration of each section. Analyze and further analyze the frequency of rolling parameters such as rolling mill tension, rolling torque, rolling speed, etc., which occur from mill natural frequency, gear meshing, bearing failure, spindle-roll coupling failure, and roll flaws. It describes that a natural vibration frequency is calculated and used as a fundamental frequency, and that chattering is determined to occur when a frequency component that is an integral multiple of the fundamental frequency in the frequency analysis result of the actually measured value exceeds a set value.
【発明が解決しようとする課題】上記のような先行技術
においては、いずれも圧延機の1箇所あるいはそれ以上
の個所に設置した振動センサの検出信号に基づいてチャ
タリング検知を行うものであるが、これらの振動センサ
はチャタリングに起因する振動のみを検出するわけでは
なく、これら先行技術においてチャタリングの周波数成
分とされる周波数帯域内に、圧延機駆動系の振動等の周
波数成分が含まれていると、チャタリングと誤検出して
しまう。特に、現在一般的になっている連続冷間圧延機
においては、被圧延材の接続点がミルを通過するときに
衝撃性の振動が発生することが多いが、このような広帯
域の衝撃性振動はチャタリングの周波数帯域の成分も含
むため、上記のような振動を用いた方法において誤検出
の原因となり易い。又、上記のような先行技術では、振
動センサを圧延機本体に設置する必要があるため、セン
サの校正・点検等の作業をライン停止時にライン内で行
わなくてはならず、又センサに異常が発生した際の処置
を行うためにはラインを停止しなくてはならない等、メ
ンテナンスに手間がかかるという問題点もあった。又、
特開平8−108205による装置では、圧延機の各部
の振動や各圧延パラメータの出力、更に機械異常に基づ
く理論的振動数を時々刻々周波数分析、あるいは算出す
る必要があるため、装置規模やコストが大きくなる。
又、これらの機械系異常に基づく振動や圧延パラメータ
実績の振動は、チャタリング発生要因に関する必要条件
に過ぎず、これら以外の要因によるチャタリングの発生
の見逃しや、チャタリングに至らない機械系異常や圧延
パラメータの振動を誤検出する恐れがある、等の問題点
があった。又、特公平5−87325には、被圧延材の
長手方向に発生する板厚変動のピッチの略半分の間隔を
置いて、2箇所以上の箇所で板厚を同時に測定し、該測
定した板厚の差が、予め設定されている設定値以上とな
った場合に、チャタリング発生を検出することが記載さ
れている。しかし、冷間圧延で発生するチャタリングに
よる圧延板の板厚変動は1〜数μmであり、厚み計の検
出分解能が不足することや、一般的に高価な設備である
放射線式板厚計を、本来1台でよい場所に2台近接して
設置する必要があり、装置コストがかかる、という問題
点があった。又、これらと別な方法として、特開昭60
−137512には、冷間圧延機において、被圧延材の
圧延中に発生するチャタリングに固有な音を音響センサ
で電気信号に変換し、その電気信号の大きさが設定値以
上となったことから、チャタリング発生を検出すること
が記載されている。特に、第1実施例として、図1に示
すとおり、冷間圧延機部10の各圧延機(圧延スタン
ド)11近傍の音を音響センサであるマイクロホン14
で電気信号に変換してバンドパスフィルタ(BPF)2
2でチャタリングの周波数帯域のみを通過させた後、積
分回路23でバンドパスフィルタ出力を一定時間長に亘
り積分し、比較回路29でその積分信号が設定値以上に
なったときにチャタリング検出信号を発生することが記
載されている。図において、8は被圧延材、31は駆動
回路、32は音響装置である。又、別な実施例として、
図2に示すとおり、第1実施例と同様のマイクロホン1
4と、該マイクロホン出力の電気信号を周波数解析する
ための周波数解析回路42と、該周波数解析回路の出力
からチャタリングに特有な周波数成分を抽出するための
ハンドパスフィルタ22と、該バンドパスフィルタ出力
の抽出信号の大きさが設定値以上になったときに、チャ
タリング発生信号を出力するための、第1実施例と同様
の比較回路29とを含むものも記載されている。しかし
ながら、第1実施例において、帯域フィルタで出力する
波形は交流波形のままであり、これを一定時間積分して
もその積分値はほぼ零になってしまい、前記発明が目的
とするチャタリングに固有な周波数成分の振幅が増大す
る現象を検知することはできない。又、第2実施例にお
いて、一般に周波数解析回路は波形信号を出力する機能
を持たず、バンドパスフィルタからチャタリング発生の
情報を得るのは困難である等の問題点があった。更に、
音響センサで検出した音を、単に周波数成分のみで区別
しているので、圧延工場内の他の場所で、チャタリング
と同等の周波数成分を含む騒音が発生した場合に、チャ
タリング発生と誤検出し易いという問題点もあった。本
発明は、上記のような問題点を解決するべくなされたも
ので、圧延操業以外に起因した騒音や、圧延機やスタン
ド間補助ロールを有する設備に印加される衝撃性の振動
といったノイズに害されることなく、簡便な構成で、冷
間圧延操業中にチャタリング発生を確実に検出すること
を課題とする。In the above prior arts, chattering detection is performed based on a detection signal of a vibration sensor installed at one or more locations of a rolling mill. These vibration sensors do not always detect only the vibration caused by chattering, and in the frequency band that is the frequency component of chattering in these prior arts, if a frequency component such as vibration of a rolling mill drive system is included. Erroneously detected as chattering. In particular, in a continuous cold rolling mill that has become popular today, impact vibration often occurs when a connection point of a material to be rolled passes through a mill. Contains the components of the frequency band of chattering, so that it is likely to cause an erroneous detection in the method using vibration as described above. Further, in the prior art as described above, since the vibration sensor needs to be installed in the rolling mill main body, operations such as calibration and inspection of the sensor have to be performed in the line when the line is stopped. There is also a problem in that maintenance is time-consuming, for example, the line must be stopped in order to take measures when an error occurs. or,
In the apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-108205, it is necessary to analyze the frequency of each part of the rolling mill and the output of each rolling parameter, and furthermore, to analyze or calculate the theoretical frequency based on mechanical abnormalities every moment. growing.
In addition, the vibrations caused by these mechanical system abnormalities and the actual vibrations of the rolling parameters are only necessary conditions for chattering occurrence factors, and the occurrence of chattering due to other factors and the mechanical system abnormalities and rolling parameters that do not lead to chattering are overlooked. There is a problem that there is a risk of erroneously detecting the vibration of the device. In Japanese Patent Publication No. 5-87325, the thickness of a sheet is measured at two or more locations at intervals of approximately half the pitch of the thickness variation occurring in the longitudinal direction of the material to be rolled. It describes that occurrence of chattering is detected when the difference in thickness is equal to or greater than a preset value. However, the thickness variation of the rolled sheet due to chattering generated in cold rolling is 1 to several μm, the detection resolution of the thickness gauge is insufficient, and a radiation type thickness gauge which is generally expensive equipment, There is a problem in that two devices need to be installed close to each other in a place where only one device is required, which increases the equipment cost. As another method, Japanese Patent Application Laid-Open No.
According to -137512, in a cold rolling mill, a sound unique to chattering generated during rolling of a material to be rolled was converted into an electric signal by an acoustic sensor, and the magnitude of the electric signal became equal to or greater than a set value. , Detecting chattering occurrence. In particular, as a first embodiment, as shown in FIG. 1, the sound near each rolling mill (rolling stand) 11 of the cold rolling mill unit 10 is used as a microphone 14 as an acoustic sensor.
Is converted into an electric signal by a band-pass filter (BPF) 2
After passing only the chattering frequency band in 2, the integration circuit 23 integrates the output of the band-pass filter over a predetermined time length, and the comparison circuit 29 generates a chattering detection signal when the integrated signal exceeds a set value. It is stated that it occurs. In the figure, reference numeral 8 denotes a material to be rolled, 31 denotes a drive circuit, and 32 denotes an acoustic device. Also, as another embodiment,
As shown in FIG. 2, the same microphone 1 as in the first embodiment
4, a frequency analysis circuit 42 for frequency-analyzing the electric signal output from the microphone, a hand-pass filter 22 for extracting a frequency component unique to chattering from an output of the frequency analysis circuit, and an output of the band-pass filter. Also, a circuit including a comparison circuit 29 similar to that in the first embodiment for outputting a chattering generation signal when the magnitude of the extracted signal becomes equal to or larger than a set value is described. However, in the first embodiment, the waveform output from the bandpass filter remains an AC waveform, and even if this waveform is integrated for a certain period of time, the integrated value becomes almost zero. It is not possible to detect a phenomenon in which the amplitude of a particular frequency component increases. In the second embodiment, the frequency analysis circuit generally has no function of outputting a waveform signal, and it is difficult to obtain chattering occurrence information from a bandpass filter. Furthermore,
Since the sound detected by the acoustic sensor is simply distinguished only by the frequency component, if noise containing the same frequency component as chattering occurs elsewhere in the rolling mill, it is easy to mistakenly detect that chattering has occurred. There were also problems. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is harmful to noise such as noise caused by operations other than the rolling operation and impact vibration applied to equipment having a rolling mill or an auxiliary roll between stands. An object of the present invention is to reliably detect occurrence of chattering during a cold rolling operation with a simple configuration without causing a problem.
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、冷間圧延機において被圧延材の圧延中に、当該冷間
圧延機の近傍で観測される音響波形と、冷間圧延機又は
そのスタンド間補助ロール装置で観測される振動波形の
両方で、チャタリングに固有の波形成分が設定した基準
値を越えた場合に、チャタリングの発生を検出するよう
にして、前記課題を解決したものである。請求項2に記
載の発明は、冷間圧延機において被圧延材の圧延中に、
当該冷間圧延機の近傍で観測される音響波形を電気信号
に変換し、該電気信号からチャタリングに特徴的な周波
数帯域の成分を抽出し、その実効強度が設定値以上にな
った場合に、チャタリングの発生を検出するようにし
て、同じく前記課題を解決したものである。又、請求項
3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前
記電気信号中からチャタリングに特徴的な周波数帯域の
成分を抽出するために、予め設定した帯域幅をもつ帯域
通過フィルタ処理するようにしたものである。請求項4
に記載の発明は、冷間圧延機のチャタリング検出装置に
おいて、被圧延材の圧延中の音響を、当該冷間圧延機の
近傍で観測する音響波形観測手段と、冷間圧延機又はそ
のスタンド間補助ロール装置の振動波形を検出する振動
検出手段と、前記音響波形及び振動波形の予め設定した
周波数帯域の成分のみを、それぞれ通過させる帯域通過
フィルタと、前記音響波形及び振動波形の帯域通過フィ
ルタ出力の振幅が、予め設定した値をそれぞれ超えた場
合に警報を出力する手段とを備えることにより、同じく
前記課題を解決したものである。請求項5に記載の発明
は、冷間圧延機のチャタリング検出装置において、被圧
延材の圧延中の音響を、当該冷間圧延機の近傍で観測す
る音響波形観測手段と、冷間圧延機又はそのスタンド間
補助ロール装置の振動波形を検出する振動検出手段と、
前記音響波形及び振動波形の周波数スペクトルを、それ
ぞれ算出する周波数特性算出手段と、前記周波数スペク
トル中から、予め設定した周波数帯域に対応するスペク
トル振幅の積算値をそれぞれ算出する演算手段と、前記
スペクトル積算値が、予め設定した値をそれぞれ超えた
場合に警報を出力する手段とを備えることにより、同じ
く前記課題を解決したものである。請求項6に記載の発
明は、冷間圧延機のチャタリング検出装置において、被
圧延材の圧延中の音響を、当該冷間圧延機の近傍で観測
する音響波形観測手段と、冷間圧延機又はそのスタンド
間補助ロール装置の振動波形を検出する振動検出手段
と、前記音響波形及び振動波形のクロススペクトルを算
出するクロススペクトル算出手段と、前記クロススペク
トル中から、予め設定した周波数帯域に対応するクロス
スペクトル振幅の積算値を算出する演算手段と、前記ク
ロススペクトル積算値が、予め設定した値を超えた場合
に警報を出力する手段とを備えることにより、同じく前
記課題を解決したものである。請求項7に記載の発明
は、冷間圧延機のチャタリング検出装置において、冷間
圧延機の近傍に設定された、被圧延材の圧延中の音を検
出して電気信号に変換する音響センサと、前記電気信号
から、予め設定した周波数帯域の成分のみを通過させる
帯域通過フィルタと、該帯域通過フィルタの出力を、予
め設定した時間長に亘って2乗積分する積分回路と、該
積分回路の出力が、予め設定した値を超えた場合に警報
を出力する比較回路とを備えたことにより、同じく前記
課題を解決したものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cold rolling mill, comprising: an acoustic waveform observed near a cold rolling mill during rolling of a material to be rolled; Or, in both of the vibration waveforms observed by the inter-stand auxiliary roll device, when the waveform component specific to chatter exceeds a set reference value, the occurrence of chattering is detected to solve the above problem. It is. The invention according to claim 2 is characterized in that during rolling of the material to be rolled in the cold rolling mill,
The acoustic waveform observed in the vicinity of the cold rolling mill is converted into an electric signal, a component of a frequency band characteristic of chattering is extracted from the electric signal, and when its effective intensity is equal to or more than a set value, The above problem is also solved by detecting occurrence of chattering. According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, a band-pass filter having a predetermined bandwidth for extracting a component of a frequency band characteristic of chattering from the electric signal. This is to be processed. Claim 4
The invention described in the above, in the chattering detection device of the cold rolling mill, the acoustic waveform observation means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, between the cold rolling mill or its stand A vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the auxiliary roll device, a band-pass filter for passing only components of a predetermined frequency band of the acoustic waveform and the vibration waveform, respectively, and a band-pass filter output of the acoustic waveform and the vibration waveform And a means for outputting an alarm when the amplitude of each exceeds a preset value. The invention according to claim 5 is a chattering detection device for a cold rolling mill, wherein an acoustic waveform observing means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, a cold rolling mill or Vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the auxiliary roll device between stands,
Frequency characteristic calculating means for calculating the frequency spectrum of the acoustic waveform and the vibration waveform, respectively; calculating means for calculating an integrated value of a spectrum amplitude corresponding to a preset frequency band from the frequency spectrum; Means for outputting an alarm when the value exceeds a preset value is provided, thereby solving the above-mentioned problem. The invention according to claim 6 is a chattering detection device for a cold rolling mill, wherein an acoustic waveform observing means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, and a cold rolling mill or A vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the auxiliary roll device between stands, a cross spectrum calculating means for calculating a cross spectrum of the acoustic waveform and the vibration waveform, and a cross corresponding to a preset frequency band from the cross spectrum. The present invention has also solved the above-described problem by including a calculating unit that calculates an integrated value of the spectrum amplitude and a unit that outputs an alarm when the cross-spectral integrated value exceeds a preset value. According to a seventh aspect of the present invention, in the chattering detection device for a cold rolling mill, an acoustic sensor which is set near the cold rolling mill and detects a sound during rolling of the material to be rolled and converts the sound into an electric signal. A band-pass filter that passes only components of a predetermined frequency band from the electric signal, an integration circuit that square-integrates the output of the band-pass filter over a predetermined time length, The above problem is also solved by providing a comparison circuit for outputting an alarm when the output exceeds a preset value.
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。図3は、本発明による冷間圧
延機のチャタリング検出装置の第1実施形態を示す構成
図である。図3において、10は冷間圧延機群、11は
圧延機(圧延スタンド)、12は、圧延スタンド間に設
置された補助ロール装置、14は、圧延機の後段スタン
ド近傍の音響を検出して電気信号に変換する音響センサ
であるマイクロホン、16は、圧延スタンド間張力計の
振動を電気信号に変換する振動センサ、18及び20
は、電気信号に変換された音響波形及び振動波形を、そ
れぞれ適切な範囲の振幅を持つ電圧波形に増幅する増幅
回路、22及び24は、前記のようにして増幅された音
響波形と振動波形中で、チャタリングに特徴的な周波数
帯域の波形成分のみをそれぞれ通過させる帯域通過フィ
ルタ(BPF)、26及び28は、各BPFの出力波形
の予め設定した単位時間毎の実効値を算出する整流回
路、30は、前記のようにして整流された音響波形及び
振動波形のチャタリングに固有な周波数帯域成分の実効
値が共に設定値以上になった場合に、チャタリング発生
を検知したものとして警報信号を発する判定回路、32
は、該判定回路30の出力に基づいてスピーカ等で作業
者に警報を発する警報装置である。前記マイクロホン1
4の種類としては、チャタリングに特徴的と言われる周
波数100〜300Hzを含む、0〜1000Hz程度
の周波数帯域の音響を電気信号に変換するのに不足のな
い感度を有する一般的なマイクロホン、好適にはコンデ
ンサマイクロホンを用いればよく、又、その設置位置
は、チャタリング発生が懸念される、一般的には多段ス
タンド冷延ミルの出側スタンド付近にすればよい。前記
振動センサ16としては、一般的に機械振動を計測する
のに用いる圧電型振動ピックアップを用いればよく、
又、その設置場所はミルフレームでも、スタンド間に張
力計等のロールや補助ロール装置12がある場合は、そ
のロールを支持するフレームに設置してもよい。前記マ
イクロホン14及び振動センサ16の増幅回路18、2
0は、それぞれセンサに対応して市販されているアンプ
を用いればよい。前記BPF22、24は、それぞれ公
知な回路素子単体、あるいは回路を用いて実現されるも
のであり、又、その通過帯域としては、一般にチャタリ
ングの周波数として知られている100〜300Hzの
周波数帯域を用いてもよいが、好適には、予め対象の圧
延スタンドに関してミル・ストリップ系の固有振動数を
測定して設定することもできる。前記整流回路26、2
8は、実効値演算の代わりに、予め設定した時間内にお
ける振幅の最大値を出力するようなピークホールド回路
であってもよく、又、その積分や最大値検出の単位とな
る時間長は、目的とするチャタリングの検出応答性に基
づいて適切に定めればよいが、好適には0.5秒以下で
あることが望ましい。前記判定回路30は、整流回路2
6、28が出力する音響波形及び振動波形の出力が、共
に設定した基準値を超えるか否かを判定する。その基準
値は、チャタリングの発生していない圧延工程につい
て、音響波形、振動波形のそれぞれに関して予め測定を
行って設定するのが望ましいが、被圧延材の鋼種や板
厚、圧延中の速度毎に設定値を変えてもよい。次に、第
1実施形態の動作について説明する。被圧延材8の冷間
圧延中にマイクロホン14が検出し、電気信号に変換し
た音響波形は、増幅回路18で適切な範囲の振幅を持つ
波形に増幅された後に、BPF22でチャタリングに特
徴的な周波数帯域のみが抽出され、更に、整流回路26
によりBPF22の出力振幅として整流される。この音
響波形、BPF22による帯域フィルタ処理後の波形、
整流回路26による整流後の出力振幅の第1実施例は、
それぞれ図4の(a)(c)(e)のようになる。又、
同時に、振動センサ16が、スタンド間の補助ロール装
置12を介して被圧延材8の振動を検出して電気信号に
変換した振動波形は、増幅回路20で適切な範囲の振幅
を持つ波形に増幅された後、BPF24でチャタリング
に特徴的な周波数帯域のみが抽出され、整流回路28に
よりBPF24の出力振幅として整流される。この振動
波形、BPF24による帯域フィルタ処理後の波形、整
流回路28による整流後の出力振幅の第1実施例は、そ
れぞれ図4の(b)(d)(f)のようになる。判定回
路30は、前記のようにしてフィルタ処理及び整流され
た音響波形成分及び振動波形成分の実効値を、それぞれ
予め設定した設定値と比較し、音響波形と振動波形の両
方の出力が設定値を超えている場合に、チャタリング検
出信号を警報装置32に出力する。図4の(e)(f)
には、音響波形、振動波形の振幅に対する閾値を破線で
示し、それぞれの判定結果を模式的に図4の(g)
(h)に図示している。判定回路30の出力は、これら
(g)(h)の各時刻毎の論理積をとった図2の(i)
のようになる。又、図4の第1実施例では、従来との比
較のために、本発明による警報動作を行わず、作業者が
チャタリングを発見して、ライン減速により操業アクシ
ョンをとるようにしたが、この操業時の圧延速度の履歴
は図4の(j)に示すようになり、本発明により、圧延
工程中に発生したチャタリングを、従来の作業者による
発見より早期に検出していることがわかる。図5は、第
1実施形態において、被圧延材8の圧延中に、ライン上
方をクレーン装置が通行して騒音を発した場合である第
2実施例の各部の出力を記録したものである。図5の各
段の波形は、第1実施例で説明したものに、それぞれ対
応している。本図のように、音響波形(a)及びその帯
域通過フィルタ出力(c)のみでは、(g)に示すよう
に、クレーン通行による騒音をチャタリングと誤検出す
る恐れがあったが、第2実施例の判定回路出力(i)の
ように、誤検出を無くすことができた。図6は、第1実
施形態において、被圧延材中の溶接点が通過した場合で
ある第3実施例の各部の出力を記録したものである。図
6の各段の波形は、第1実施例で説明したものに、それ
ぞれ対応している。本図のように、溶接点通過の際にス
タンド間補助ロールに衝撃的振動が加わり、このような
衝撃波形がチャタリング周波数を含んだ広帯域の波形で
あるために、従来はチャタリングと誤検出する恐れがあ
ったが、本発明のように、ミル近傍で計測する音響波形
に関しての判定と組み合わせることで誤検出を無くすこ
とができた。図7は、本発明の第2実施形態の構成を示
す図である。冷間圧延機10やスタンド間補助ロール装
置12、及び、それらへのマイクロホン14及び振動セ
ンサ16の設置方法は、第1実施形態と同一でよいので
省略する。図7において、18、20は、第1実施形態
と同様なマイクロホン14及び振動センサ16の出力波
形を増幅する増幅回路であり、42、44は、該増幅回
路18、20の出力の周波数成分をそれぞれ算出する周
波数解析回路である。前記周波数解析回路42、44に
おいて、チャタリング検出の時間感度を高めるには、周
波数解析の波形長を許容誤差内で短く設定する必要があ
り、好適には0.5秒程度にするのが望ましい。46、
48は、前記周波数解析回路42、44の出力中からチ
ャタリングに固有な周波数帯域に含まれる周波数成分の
強度をそれぞれ積算する積算回路、50は、音響波形、
振動波形に関し算出された、チャタリングに固有な周波
数帯域に含まれる周波数成分の強度と、予め設定した設
定値とをそれぞれ比較し、両者が共に設定値を超えた場
合にチャタリング検出信号を出力する判定回路であり、
32は、第1実施形態と同様な警報装置である。次に、
第2実施形態の動作について説明する。被圧延材の冷間
圧延中に、マイクロホン14が検出し、電気信号に変換
した音響波形、及び、振動センサ16がスタンド間の補
助ロール装置12を介して被圧延材の振動を検出して電
気信号に変換した振動波形は、それぞれ第1実施形態と
同様であるので、説明は省略する。前記電気信号に変換
された音響波形は、増幅回路18で適切な範囲の振幅を
持つ波形に増幅され、周波数解析回路42で周波数毎の
強度(周波数成分)のデータ列に変換された後に、積算
回路46で、チャタリングに特徴的な周波数帯域の周波
数成分の積算値を出力する。又、同時に、振動センサ1
6が検出し、電気信号に変換した振動波形は、増幅回路
20で適切な範囲の振幅を持つ波形に増幅され、周波数
解析回路44で周波数毎の強度(周波数成分)のデータ
列に変換された後に、積算回路48で、チャタリングに
特徴的な周波数帯域の周波数成分の積算値を出力する。
判定回路50は、前記のようにして算出された音響波
形、振動波形のチャタリング周波数帯域に関する周波数
成分の積算値を、それぞれ予め設定した設定値と比較
し、音響波形と振動波形の両方の出力が設定値を超えて
いる場合に、チャタリング検出信号を警報装置32に出
力する。圧延操業中に発生したチャタリングに対し、積
算回路46、48及び判定回路50の出力波形を記録し
た1例を図8に示す。操業の条件は、第1実施例と同様
であるが、本図に見てとれるように、本発明により圧延
工程中に発生したチャタリングを、従来の作業者による
発見より早期に検出している。図9は、本発明の第3実
施形態の構成を示す図である。冷間圧延機10やスタン
ド間補助ロール装置12、及び、それらへのマイクロホ
ン14及び振動センサ16の設置方法は、第1実施形態
と同一でよいので省略する。図9において、60は、第
1実施形態と同様な増幅回路18、20の出力である音
響波形及び振動波形のクロススペクトルを算出するクロ
ススペクトル演算回路であり、62は、該クロススペク
トル演算回路60の出力中で、チャタリングに特徴的な
周波数帯域のクロススペクトル強度を積算する積算回路
であり、64は、該積算回路62の出力と予め設定した
設定値とを比較し、該積算値が設定値を超えた場合にチ
ャタリング検出信号を出力する判定回路であり、32
は、第1実施形態と同様な警報装置である。次に第3実
施形態の動作について説明する。被圧延材の冷間圧延中
に、マイクロホン14が検出し、電気信号に変換し、更
に増幅回路18で適切な範囲の振幅に増幅された音響波
形、及び、振動センサ20がスタンド間の補助ロール装
置12を介して被圧延材の振動を検出して電気信号に変
換した後に、増幅回路18で適切な範囲の振幅に増幅さ
れた振動波形については、第1実施形態と同様であるの
で、説明は省略する。クロススペクトル演算回路60
は、例えば、森下巌、小畑秀文共著「信号処理」(計測
自動制御学界(1997)、121頁)に記載されてい
るように、離散化された信号波形x(n)、y(n)の
部分列xr (n)、yr (n)にデータウィンドウをか
けたものの離散フーリエ変換を、それぞれXr (k)、
Yr (k)とすると、次式で記述される演算を行う。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of a chattering detection device for a cold rolling mill according to the present invention. In FIG. 3, 10 is a group of cold rolling mills, 11 is a rolling mill (rolling stand), 12 is an auxiliary roll device installed between the rolling stands, and 14 detects sound near the rear stand of the rolling mill. A microphone 16 which is an acoustic sensor for converting to an electric signal, a vibration sensor 18 for converting the vibration of the tension meter between rolling stands to an electric signal, 18 and 20
Are amplifier circuits for amplifying the acoustic and vibration waveforms converted into electric signals into voltage waveforms having amplitudes in appropriate ranges, respectively. A band-pass filter (BPF) that passes only a waveform component in a frequency band characteristic of chattering, and a rectifier circuit that calculates an effective value of an output waveform of each BPF for each unit time set in advance; 30 is a determination that an alarm signal is issued as a detection of occurrence of chattering when both effective values of frequency band components unique to chattering of the rectified acoustic waveform and vibration waveform as described above become greater than or equal to a set value. Circuit, 32
Is an alarm device that issues an alarm to a worker using a speaker or the like based on the output of the determination circuit 30. The microphone 1
As the four types, a general microphone having a sufficient sensitivity to convert sound in a frequency band of about 0 to 1000 Hz into an electric signal, including a frequency of 100 to 300 Hz which is said to be characteristic of chattering, preferably May be used as a condenser microphone, and the installation position may be generally near the outlet stand of a multi-stage cold rolling mill where chattering may occur. As the vibration sensor 16, a piezoelectric vibration pickup generally used for measuring mechanical vibration may be used.
Further, the installation place may be a mill frame, or if a roll such as a tension meter or an auxiliary roll device 12 is provided between stands, it may be installed on a frame supporting the roll. Amplifying circuits 18 and 2 of the microphone 14 and the vibration sensor 16
For 0, commercially available amplifiers corresponding to the respective sensors may be used. The BPFs 22 and 24 are each realized by using a known circuit element alone or a circuit, and use a frequency band of 100 to 300 Hz, which is generally known as a chattering frequency, as a pass band. Preferably, the natural frequency of the mill-strip system may be measured and set for the rolling stand in advance. The rectifier circuit 26, 2
Reference numeral 8 may be a peak hold circuit that outputs the maximum value of the amplitude within a preset time instead of the effective value calculation, and the time length that is the unit of integration or detection of the maximum value is It may be determined appropriately based on the target chattering detection response, but is preferably 0.5 seconds or less. The determination circuit 30 includes a rectifier circuit 2
It is determined whether or not the output of the acoustic waveform and the output of the vibration waveform output by 6, 28 exceed a set reference value. The reference value is preferably set by performing measurement in advance for each of the acoustic waveform and the vibration waveform for the rolling process in which chattering does not occur, but for each steel type and plate thickness of the material to be rolled, and for each speed during rolling. The set value may be changed. Next, the operation of the first embodiment will be described. The acoustic waveform detected by the microphone 14 during the cold rolling of the material 8 to be rolled and converted into an electric signal is amplified by the amplifier circuit 18 into a waveform having an appropriate range of amplitude, and is characteristic of chattering by the BPF 22. Only the frequency band is extracted, and the rectifier circuit 26
Is rectified as the output amplitude of the BPF 22. This acoustic waveform, the waveform after band-pass filtering by the BPF 22,
The first embodiment of the output amplitude after rectification by the rectification circuit 26 is as follows.
4 (a), (c) and (e) of FIG. or,
At the same time, the vibration waveform obtained by the vibration sensor 16 detecting the vibration of the material 8 to be rolled via the auxiliary roll device 12 between stands and converting the vibration into an electric signal is amplified by the amplifier circuit 20 into a waveform having an appropriate range of amplitude. After that, only the frequency band characteristic of chattering is extracted by the BPF 24 and rectified by the rectifier circuit 28 as the output amplitude of the BPF 24. 4 (b), (d), and (f) of FIG. 4 show the oscillation waveform, the waveform after band-pass filtering by the BPF 24, and the output amplitude after rectification by the rectifier circuit 28, respectively. The determination circuit 30 compares the effective values of the acoustic waveform component and the vibration waveform component that have been filtered and rectified as described above with the preset set values, respectively, and outputs both the acoustic waveform and the vibration waveform as the set values. Is exceeded, a chattering detection signal is output to the alarm device 32. (E) and (f) of FIG.
In FIG. 4, threshold values for the amplitudes of the acoustic waveform and the vibration waveform are indicated by broken lines, and the respective determination results are schematically shown in FIG.
This is illustrated in FIG. The output of the determination circuit 30 is obtained by taking the logical product of these (g) and (h) at each time (i) in FIG.
become that way. Further, in the first embodiment of FIG. 4, for the purpose of comparison with the related art, the alarm operation according to the present invention is not performed, and the worker detects chattering and takes an operation action by decelerating the line. The history of the rolling speed during the operation is as shown in FIG. 4 (j), and it can be seen that the present invention detects chattering occurring during the rolling process earlier than the conventional operator found. FIG. 5 shows the output of each part of the second embodiment in which the crane device passes above the line and generates noise during rolling of the material 8 to be rolled in the first embodiment. The waveforms at each stage in FIG. 5 correspond to those described in the first embodiment. As shown in this figure, only the acoustic waveform (a) and its band-pass filter output (c) could erroneously detect noise due to crane traffic as chattering, as shown in (g). As in the determination circuit output (i) in the example, erroneous detection can be eliminated. FIG. 6 shows the output of each part of the third embodiment in the case where the welding point in the material to be rolled has passed in the first embodiment. The waveforms at each stage in FIG. 6 correspond to those described in the first embodiment. As shown in this figure, impact vibration is applied to the auxiliary roll between stands when passing through the welding point, and such an impact waveform is a broadband waveform including a chattering frequency, which may be erroneously detected as chattering in the past. However, as in the present invention, erroneous detection could be eliminated by combining the determination with the acoustic waveform measured near the mill. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. The cold rolling mill 10, the stand-to-stand auxiliary roll device 12, and the method of installing the microphone 14 and the vibration sensor 16 therewith may be the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. 7, reference numerals 18 and 20 denote amplification circuits for amplifying output waveforms of the microphone 14 and the vibration sensor 16 similar to those in the first embodiment. Reference numerals 42 and 44 denote frequency components of outputs of the amplification circuits 18 and 20. It is a frequency analysis circuit that calculates each. In the frequency analysis circuits 42 and 44, in order to increase the time sensitivity of chattering detection, it is necessary to set the waveform length of the frequency analysis to be short within an allowable error, and it is preferable to set the length to about 0.5 seconds. 46,
48 is an integrating circuit for integrating the intensity of the frequency components included in the frequency band unique to chattering from the outputs of the frequency analysis circuits 42 and 44, 50 is an acoustic waveform,
Comparison of the strength of the frequency component included in the frequency band unique to chattering calculated with respect to the vibration waveform with a preset set value, and determining that a chattering detection signal is output when both exceed the set value. Circuit
32 is an alarm device similar to that of the first embodiment. next,
The operation of the second embodiment will be described. During the cold rolling of the material to be rolled, the microphone 14 detects and converts the acoustic waveform converted into an electric signal, and the vibration sensor 16 detects the vibration of the material to be rolled through the auxiliary roll device 12 between the stands to generate an electric signal. The vibration waveforms converted into the signals are the same as those in the first embodiment, and the description is omitted. The acoustic waveform converted into the electric signal is amplified into a waveform having an appropriate range of amplitude by the amplifier circuit 18, converted into a data string of intensity (frequency component) for each frequency by the frequency analysis circuit 42, and then integrated. The circuit 46 outputs an integrated value of frequency components in a frequency band characteristic of chattering. At the same time, the vibration sensor 1
The vibration waveform detected and converted into an electrical signal by the amplifier 6 is amplified by the amplifier circuit 20 into a waveform having an appropriate range of amplitude, and is converted by the frequency analysis circuit 44 into a data string of intensity (frequency component) for each frequency. Thereafter, the integrating circuit 48 outputs the integrated value of the frequency components in the frequency band characteristic of chattering.
The determination circuit 50 compares the integrated values of the frequency components related to the chattering frequency band of the acoustic waveform and the vibration waveform calculated as described above with preset values, respectively, and outputs both the acoustic waveform and the vibration waveform. If the set value is exceeded, a chattering detection signal is output to the alarm device 32. FIG. 8 shows an example in which output waveforms of the integrating circuits 46 and 48 and the determining circuit 50 are recorded with respect to chattering generated during the rolling operation. The operating conditions are the same as in the first embodiment, but as can be seen from this figure, the chattering that occurred during the rolling process according to the present invention is detected earlier than the conventional operator found. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention. The cold rolling mill 10, the stand-to-stand auxiliary roll device 12, and the method of installing the microphone 14 and the vibration sensor 16 therewith may be the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In FIG. 9, reference numeral 60 denotes a cross spectrum calculation circuit for calculating a cross spectrum of an acoustic waveform and a vibration waveform output from the amplification circuits 18 and 20 as in the first embodiment. 64 is an integrating circuit that integrates the cross spectrum intensity of the frequency band characteristic of chattering in the output of the integrating circuit 64. The integrating circuit 64 compares the output of the integrating circuit 62 with a preset set value, and calculates the integrated value. Is a determination circuit that outputs a chattering detection signal when it exceeds 32.
Is an alarm device similar to the first embodiment. Next, the operation of the third embodiment will be described. During the cold rolling of the material to be rolled, the microphone 14 detects the sound waveform, converts it to an electric signal, and further amplifies the acoustic waveform to an appropriate range of amplitude by the amplifier circuit 18. After detecting the vibration of the material to be rolled through the device 12 and converting it into an electric signal, the vibration waveform amplified by the amplifier circuit 18 to an appropriate range of amplitude is the same as in the first embodiment, and therefore will be described. Is omitted. Cross spectrum calculation circuit 60
Is described in, for example, "Signal Processing", co-authored by Iwao Morishita and Hidefumi Obata (Academic Society of Instrument and Control Engineers (1997), p. 121). The discrete Fourier transform of the subsequences x r (n) and y r (n) multiplied by the data window is X r (k),
Assuming that Y r (k), an operation described by the following equation is performed.
【数1】 ここで、kは周波数に対応した変数であり、X* は量X
の複素共役を表わす。積算回路62は、前記のようにし
て算出される音響波形と振動波形のクロススペクトル
の、チャタリングに特徴的な周波数帯域の強度を積算し
て出力する。判定回路64は、前記積算回路62の出力
と予め設定された設定値とを比較し、積算回路62の出
力が設定値を超えた場合に、チャタリング検出信号を警
報装置32に出力する。圧延操業中に発生したチャタリ
ングに対し、積算回路62及び判定回路64の出力波形
を記録した1例を図10に示す。操業の条件は、第1実
施例と同様であるが、本図に見てとれるように、本発明
により圧延工程中に発生したチャタリングを、従来の作
業者による発見より早期に検出している。以上説明した
ような実施形態において、警報装置32は、表示灯を点
灯するか、スピーカ等で警告音を発して作業員にライン
速度を減速する等の注意を喚起してもよいし、シーケン
サ等を用いて自動的に圧延速度を下げるようにしてもよ
い。又、以上説明した実施形態において、帯域通過フィ
ルタや周波数解析回路、クロススペクトル演算回路及び
積算回路、判定回路は、近年行われているディジタル化
の手法に倣って、等時間間隔にサンプリングされたディ
ジタル信号に対する演算に置き換え、あるいは、それら
の回路の代わりにマイクロプロセッサ上のソフトウェア
で構成することもできる。又、前記実施形態において
は、音響センサと振動センサが併用されていたが、振動
センサを省略して音響センサのみの出力の実効値からチ
ャタリングを検出することもできる。この場合は、振動
センサや板厚計を用いた方法に比較して簡素な装置構成
で実現でき、又、音響センサという非接触的な検出手段
を用いたことにより、センサをミル本体から離して設置
でき、センサの保守性も向上する。(Equation 1) Here, k is a variable corresponding to the frequency, and X * is a quantity X
Represents the complex conjugate of The integrating circuit 62 integrates and outputs the intensity of the frequency spectrum characteristic of chattering of the cross spectrum of the acoustic waveform and the vibration waveform calculated as described above. The determination circuit 64 compares the output of the integration circuit 62 with a preset set value, and outputs a chattering detection signal to the alarm device 32 when the output of the integration circuit 62 exceeds the set value. FIG. 10 shows an example in which output waveforms of the integrating circuit 62 and the determining circuit 64 are recorded with respect to chattering generated during the rolling operation. The operating conditions are the same as in the first embodiment, but as can be seen from this figure, the chattering that occurred during the rolling process according to the present invention is detected earlier than the conventional operator found. In the embodiment as described above, the alarm device 32 may turn on an indicator light, emit a warning sound with a speaker or the like, and alert the worker to reduce the line speed, or a sequencer or the like. May be used to automatically reduce the rolling speed. In the above-described embodiment, the band-pass filter, the frequency analysis circuit, the cross-spectrum calculation circuit, the integration circuit, and the determination circuit are digitally sampled at equal time intervals in accordance with a recent digitization method. It can be replaced by operation on signals, or can be configured by software on a microprocessor instead of those circuits. In the above-described embodiment, the acoustic sensor and the vibration sensor are used together. However, the chattering can be detected from the effective value of the output of only the acoustic sensor without the vibration sensor. In this case, it can be realized with a simple device configuration as compared with the method using a vibration sensor or a thickness gauge, and the sensor is separated from the mill body by using a non-contact detection means called an acoustic sensor. It can be installed and the maintainability of the sensor is improved.
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被圧延材の冷間圧延作業中に観測される音響波形と振動
波形の両方又は音響波形の実効値から、チャタリング発
生に特徴的な波形成分を抽出してチャタリング発生を検
知するようにしたので、冷間圧延作業中に作業員が迅速
に対策を採ってチャタリング不良部を低減でき、又、チ
ャタリング振動に起因する板破断を防止することが可能
になるので、生産歩留まり及び操業効率の上で非常に大
なる効果を有する。又、従来提案されていた音響センサ
や振動センサからチャタリングを検出する方法で生じて
いた、圧延操業以外に起因した騒音や、圧延機やスタン
ド間補助ロールを有する設備に印加される衝撃性の振動
といったノイズに起因する誤検出を低減したので、被圧
延材の正常に圧延した部位を誤って切り捨てたり、通常
圧延時に誤って減速する等の生産ロスも無くすことがで
きる。As described above, according to the present invention,
Since both the acoustic waveform and the vibration waveform or the effective value of the acoustic waveform observed during the cold rolling operation of the material to be rolled, the characteristic waveform component of the chattering was extracted to detect the chattering occurrence. Workers can quickly take countermeasures during the cold rolling work to reduce chattering failures and prevent sheet breakage due to chattering vibration, which is very important in terms of production yield and operation efficiency. Has a great effect. In addition, noise caused by factors other than the rolling operation and impact-induced vibration applied to equipment having a rolling mill or an auxiliary roll between stands, which have been caused by the method of detecting chattering from an acoustic sensor or a vibration sensor that has been conventionally proposed. Therefore, it is possible to eliminate a production loss such as erroneously cutting off a normally rolled portion of a material to be rolled or erroneously decelerating during normal rolling.
【図1】特開昭60−137512に第1実施例として
記載された先行技術を示す構成図FIG. 1 is a block diagram showing a prior art described as a first embodiment in JP-A-60-137512.
【図2】同じく第2実施例として記載された先行技術を
示す構成図FIG. 2 is a block diagram showing a prior art which is also described as a second embodiment.
【図3】本発明による冷間圧延機のチャタリング検出装
置の第1実施形態を示す構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing a first embodiment of a chattering detection device for a cold rolling mill according to the present invention.
【図4】第1実施形態において、圧延操業中に発生した
チャタリングに対し、音響センサ及び振動センサの検出
波形、整流回路及び判定回路の出力波形を記録した第1
実施例を示す線図FIG. 4 is a diagram illustrating a first example in which detection waveforms of an acoustic sensor and a vibration sensor and output waveforms of a rectifier circuit and a determination circuit are recorded with respect to chattering generated during a rolling operation in the first embodiment.
Diagram showing the embodiment
【図5】第1実施形態において、ライン上方をクレーン
装置が通行して騒音を発生したときに、図4と同じ各部
の出力波形を記録した第2実施例を示す線図FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment in which the same output waveforms as those of FIG. 4 are recorded when the crane device passes above the line and generates noise in the first embodiment.
【図6】第1実施形態において、被圧延材の溶接点が通
過した際の、図4と同じ各部の出力波形を記録した第3
実施例を示す線図FIG. 6 is a third embodiment in which the same output waveforms as those of FIG. 4 are recorded when the welding point of the material to be rolled passes in the first embodiment.
Diagram showing the embodiment
【図7】本発明による冷間圧延機のチャタリング検出装
置の第2実施形態の波形処理の構成を示すブロック線図FIG. 7 is a block diagram showing a waveform processing configuration of a second embodiment of the chattering detection device of the cold rolling mill according to the present invention.
【図8】第2実施形態において、圧延操業中に発生した
チャタリングに対し、積算回路及び判定回路の出力波形
の一例を記録した線図FIG. 8 is a diagram showing an example of output waveforms of an integrating circuit and a determination circuit with respect to chattering generated during a rolling operation in the second embodiment.
【図9】本発明による冷間圧延機のチャタリング検出装
置の第3実施形態の波形処理の構成を示すブロック線図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a waveform processing of a third embodiment of the chattering detection device of the cold rolling mill according to the present invention.
【図10】第3実施形態において、圧延操業中に発生し
たチャタリングに対し、積算回路及び判定回路の出力波
形の一例を記録した線図FIG. 10 is a diagram illustrating an example of output waveforms of an integrating circuit and a determination circuit with respect to chattering generated during a rolling operation in a third embodiment.
8…被圧延材 10…冷間圧延機群 11…圧延スタンド 12…補助ロール装置 14…マイクロホン 16…振動センサ 18…音響波形増幅回路 20…振動波形増幅回路 22、24…帯域通過フィルタ(BPF) 26、28…整流回路 30、50、64…判定回路 32…警報装置 42、44…周波数解析回路 46、48、62…積算回路 60…クロススペクトル演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Rolled material 10 ... Cold rolling mill group 11 ... Rolling stand 12 ... Auxiliary roll device 14 ... Microphone 16 ... Vibration sensor 18 ... Acoustic waveform amplification circuit 20 ... Vibration waveform amplification circuit 22, 24 ... Bandpass filter (BPF) 26, 28 rectifier circuit 30, 50, 64 determination circuit 32 alarm device 42, 44 frequency analysis circuit 46, 48, 62 integration circuit 60 cross-spectrum calculation circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻本 省三 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 金子 智宏 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 三宅 英徳 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 2G064 AA01 AB00 AB07 AB08 AB13 BD18 BD20 CC02 CC30 CC31 CC33 CC42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shozo Ogimoto 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside of the Chiba Works, Chiba Works (72) Inventor Tomohiro Kaneko 1 Kawasakicho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Address Kawasaki Steel Corporation Chiba Works (72) Inventor Hidenori Miyake 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Prefecture Kawasaki Steel Corporation Chiba Works F-term (reference) 2G064 AA01 AB00 AB07 AB08 AB13 BD18 BD20 CC02 CC30 CC31 CC33 CC42
Claims (7)
当該冷間圧延機の近傍で観測される音響波形と、冷間圧
延機又はそのスタンド間補助ロール装置で観測される振
動波形の両方で、チャタリングに固有の波形成分が設定
した基準値を越えた場合に、チャタリングの発生を検出
するようにしたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリ
ング検出方法。In a cold rolling mill, during rolling of a material to be rolled,
In both the acoustic waveform observed in the vicinity of the cold rolling mill and the vibration waveform observed in the cold rolling mill or the auxiliary roll device between stands, the waveform component unique to chatter exceeded the set reference value. A chattering detection method for a cold rolling mill, wherein the occurrence of chattering is detected in such a case.
当該冷間圧延機の近傍で観測される音響波形を電気信号
に変換し、該電気信号からチャタリングに特徴的な周波
数帯域の成分を抽出し、その実効強度が設定値以上にな
った場合に、チャタリングの発生を検出することを特徴
とする冷間圧延機のチャタリング検出方法。2. The process of rolling a material to be rolled in a cold rolling mill,
The acoustic waveform observed in the vicinity of the cold rolling mill is converted into an electric signal, a component of a frequency band characteristic of chattering is extracted from the electric signal, and when its effective intensity is equal to or more than a set value, A method for detecting chattering in a cold rolling mill, wherein occurrence of chattering is detected.
ャタリングに特徴的な周波数帯域の成分を抽出するため
に、予め設定した帯域幅をもつ帯域通過フィルタ処理す
るようにしたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリン
グ検知方法。3. A band-pass filter having a predetermined bandwidth in order to extract a component of a frequency band characteristic of chattering from the electric signal. Chattering detection method for cold rolling mill.
近傍で観測する音響波形観測手段と、 冷間圧延機又はそのスタンド間補助ロール装置の振動波
形を検出する振動検出手段と、 前記音響波形及び振動波形の予め設定した周波数帯域の
成分のみを、それぞれ通過させる帯域通過フィルタと、 前記音響波形及び振動波形の帯域通過フィルタ出力の振
幅が、予め設定した値をそれぞれ超えた場合に警報を出
力する手段と、 を備えたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリング検
出装置。4. An acoustic waveform observation means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, and a vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the cold rolling mill or an auxiliary roll device between stands thereof. And a band-pass filter that passes only components of a predetermined frequency band of the acoustic waveform and the vibration waveform, respectively, and an amplitude of the band-pass filter output of the acoustic waveform and the vibration waveform exceeds a preset value, respectively. Means for outputting an alarm in a case, the chattering detecting device for a cold rolling mill.
近傍で観測する音響波形観測手段と、 冷間圧延機又はそのスタンド間補助ロール装置の振動波
形を検出する振動検出手段と、 前記音響波形及び振動波形の周波数スペクトルを、それ
ぞれ算出する周波数特性算出手段と、 前記周波数スペクトル中から、予め設定した周波数帯域
に対応するスペクトル振幅の積算値をそれぞれ算出する
演算手段と、 前記スペクトル積算値が、予め設定した値をそれぞれ超
えた場合に警報を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリング検
出装置。5. An acoustic waveform observation means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, and a vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the cold rolling mill or an auxiliary roll device between stands thereof. Frequency characteristic calculating means for calculating the frequency spectrum of the acoustic waveform and the vibration waveform, respectively; calculating means for calculating an integrated value of the spectrum amplitude corresponding to a preset frequency band from the frequency spectrum, Means for outputting an alarm when the spectrum integrated value exceeds a preset value, respectively; and a chattering detection device for a cold rolling mill.
近傍で観測する音響波形観測手段と、 冷間圧延機又はそのスタンド間補助ロール装置の振動波
形を検出する振動検出手段と、 前記音響波形及び振動波形のクロススペクトルを算出す
るクロススペクトル算出手段と、 前記クロススペクトル中から、予め設定した周波数帯域
に対応するクロススペクトル振幅の積算値を算出する演
算手段と、 前記クロススペクトル積算値が、予め設定した値を超え
た場合に警報を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリング検
出装置。6. An acoustic waveform observation means for observing the sound during rolling of the material to be rolled in the vicinity of the cold rolling mill, and a vibration detecting means for detecting a vibration waveform of the cold rolling mill or an auxiliary roll device between stands thereof. Cross-spectrum calculating means for calculating a cross spectrum of the acoustic waveform and the vibration waveform; calculating means for calculating an integrated value of a cross-spectrum amplitude corresponding to a preset frequency band from the cross spectrum; Means for outputting an alarm when the integrated value exceeds a preset value; and a chattering detection device for a cold rolling mill.
の圧延中の音を検出して電気信号に変換する音響センサ
と、 前記電気信号から、予め設定した周波数帯域の成分のみ
を通過させる帯域通過フィルタと、 該帯域通過フィルタの出力を、予め設定した時間長に亘
って2乗積分する積分回路と、 該積分回路の出力が、予め設定した値を超えた場合に警
報を出力する比較回路と、 を備えたことを特徴とする冷間圧延機のチャタリング検
出装置。7. An acoustic sensor which is set near a cold rolling mill and detects a sound during rolling of a material to be rolled and converts the sound into an electric signal. A band-pass filter that passes the signal; an integration circuit that square-integrates the output of the band-pass filter over a predetermined time length; and an alarm when the output of the integration circuit exceeds a predetermined value. A chattering detection device for a cold rolling mill, comprising: a comparison circuit that outputs a signal;
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