CN1055421C - 装有在线轧辊磨削装置的轧机及回转磨具 - Google Patents

Abstract

以回转磨具、驱动回转磨具的驱动装置和进给装置构成磨削机构，若回转磨具受到轧辊振动，则由于与回转磨具的磨料层成为一体的具有弹性体机能的薄板圆盘的挠曲，吸收振动能。测定磨料层与轧辊间的接触力，求得轧辊轮廓。因此，能吸收来自轧辊的振动，不会发生振动现象，而且能测定轧辊轮廓，将轧辊磨削成目标轧辊轮廓。

Description

装有在线轧辊磨削装置的轧机及回转磨具

本发明涉及一种装有在线轧辊磨削装置的轧机，尤其与不受轧辊振动影响、能在线对轧辊进行有效磨削的在线轧辊磨削装置有关。

一般情况下，板轧机的轧辊轧制板坯时，仅仅在轧制部分发生磨损，其与非轧制部分会产生台阶差。因此，就有从宽幅板材顺序轧制成窄幅板材等轧制限制。为了解决这个问题，提出了许多关于在线轧辊磨削技术及其控制方法。

例如在三菱技法1988年第25卷No.4“在线轧辊磨削的开发”中，一轧辊上配置若干回转磨具，并且将这些回转磨具设置在成为一体的框架内，框架整体常在某范围内移动，同时，回转磨具并不是用马达直接驱动，而是利用轧辊的回转力从动地驱动，磨削轧辊整个表面(下面称其为“第1种先有技术”)。

在实开昭58-28705号说明书中描述了另一种先有技术。一轧辊上配置一个轧辊磨削组件，同时，夹着轧辊在轧辊磨削组件的反对侧，在轧辊两端的辊颈部与位置传感器的接触滚抵接，用该位置传感器检测轧辊轴线的偏移，控制进给装置以便回转磨具追随该偏移(下面称为“第2种先有技术”)。

1992年度精密工学会春期大会学术讲演会论文集的“轧辊的机上定压磨削加工”一文中报告了以下的实验结果。用立方氮化硼(CBN)磨料制作杯型回转磨具的磨料层，该回转磨具的回转轴配置成相对轧辊大致成垂直，进行轧辊磨削(下面称作为“第3种先有技术”)。

在实开昭58-28706号公报和实开昭62-95867号公报的说明书中记载有下列先有技术：杯型回转磨具安装成能相对磨具回转轴在其轴方向滑动，并且，使回转磨具的背面直接或者通过轮毂用弹性体作轴向支承，吸收轧辊振动(下面称为“第4种先有技术”)。

另一方面，在板轧机中，以往有过以轧辊轮廓为根据用来进行轧制钢板的凸面和形状控制的想法。作为测定轧辊轮廓的技术，最近开发出了使用超声波式位移计的在线轮廓测量器。该轮廓测量器的系统结构记载在三菱技法1992年第29卷No.1“带有轮廓测量器的在线轧辊磨削系统的开发”中。在内藏超声波位移计的测头和轧辊间产生水柱，由测头发射的脉冲状的超声波往返于测头和轧辊表面间，根据该往复时间求得与轧辊的间距(下面称作“第5种先有技术”)。

轧机的轧辊由装在轴承箱中的轴承支承，实现高速回转。该轴承箱为了使轧辊和轴承容易更换，所以内外径设有间隙。轧辊回转时一边在该间隙之间前后移动一边回转。此外，轧辊圆柱体部相对轴承部存在偏心，轧板时因压下装置存在轧辊上下方向的移动。由于这些因素的综合，轧辊常常一边振动一边回转。

一般加工圆柱状工件时，被磨削工件由高精度回转的顶尖支承着，在工件振动非常小的状态下磨削。可是，想在轧机轧制中磨削轧辊，是不可能象通常那样在振动非常小状态下磨削的。轧制中的轧辊通常以20μm-60μm振幅、1g-2g左右加速度一边振动一边回转。在线轧辊磨削装置只能在这种状态下进行正确地磨削。

在上述第1-第3种先有技术中，如上所述那样磨削振动轧辊时，在轧辊表面上会因振动现象产生凹凸。并且，磨具也会因振动现象所产生的冲击力而被显著消耗，使磨具寿命变短，必须频繁更换磨具。此外，很难控制将轧辊磨削成设定轮廓时的接触力。

在上述第4种先有技术中，希望用弹性体来吸收轧辊振动。可是在该先有技术中，包括磨具基体金属的磨具整体是用弹性体支承，在前后方向移动，所以磨具的可动部质量、即伴随着振动而移动的部分的重量很重成为一个问题。即使在使用磨削比高的立方氮化硼(CBN)磨料作为磨具磨削时，由弹性体支承作前后移动的可动部质量也至少达到5kg以上，此时设磨具径为250mm，且包括磨具、滑动轴承、密封部件。另外，若将轧辊和磨具间接触力变化容许值设为4kgf，轧辊振动振幅设为30μm，则弹性体的弹簧常数应为130kgf/mm。在这种条件下，若计算包括弹性体的可动部的固有频率则为80c/s。在该低固有频率下，由于轧辊振动，所以包括弹性体的可动部发生共振，在辊表面上产生振纹，并且磨具磨耗也加快。磨具径变小使可动部质量变小，磨削能力大幅度降低。

杯型磨具可在磨具回转轴的轴方向滑动，用弹性体支承磨具背面。可是，轧辊磨削时在磨具周围飞溅着冷却水和磨削屑等，这些物质从设在振动磨具上的密封部进入磨具和磨具回转轴之间，会阻止磨具的平滑移动，很难长期稳定地发挥弹性体功能的作用。

上述第1、2种先有技术也存在下列问题。轧辊的非轧制部不存在因轧材引起的磨耗，所以希望比轧制部分磨削多，可是，在上述第1种先有技术中，磨具圆周速度受轧辊回转速度限制，因而磨削量受限制，很难长时间保持一定的轧辊轮廓。

在上述第2种先有技术中，由于磨具回转轴配置成与轧辊垂直，所以回转磨具的磨料层在环状磨料面的左右两处与轧辊接触，在该两处同时进行磨削。因此，轧辊若有倾斜，两处的磨削面就会相互干涉，发生振动现象，并且，由于在两处接触，所以很难控制回转磨具和轧辊间的接触力。此外，轧机所处环境恶劣，存在位置传感器的可靠性问题，缺乏实用性。

下面，谈谈轧辊轮廓的测定。轧机轧制板材时，在热轧钢板场合下以一卷板材计，轧辊的轧制板材部分的半径大约磨耗2μm。由于该磨耗量以及因轧材热引起辊径增大的热凸，轧辊主体全长上轧辊表面轮廓发生变化。若有可能正确测定该轧辊轮廓，则可以用设在轧机内部的在线轧辊磨削机将轧辊磨削成最适合轧制的轧辊轮廓。但是迄今为止，由于轧机轧辊通常有振动，而且有大量的轧辊冷却水，所以要进行在线正确测定轧辊轮廓是很困难的。

作为这种在线轮廓测量器，如上述第5种先有技术那样，开发了使用超声波式位移计的测量器，在测头和轧辊间产生水柱，根据超声波往返测头与轧辊表面间的时间求得与轧辊的间距。但是，由于超声波往返于距离非常短的间隔，所以该时间也非常短，由于外形差是以微米作为单位计算的，所以稍有时间测定误差恐怕就会引起大的外形误差。特别是长期使用时，测头与轧辊间的水柱状态有变化，即使有测定误差也难以发现。根据超声波进行正确测定虽然在原理上是可能的，但是，如上所述长期处于恶劣环境下使用时，通常很难保持其精度正确，同时，测定测头有若干个，所以校正也很困难。

本发明第1个目的是在于提供一种装有在线轧辊磨削装置的轧机以及该在线轧辊磨削装置用的回转磨具，该在线轧辊磨削装置能吸收来自轧辊的振动，不产生振动现象，能正确进行轧辊表面光洁度良好的磨削。

本发明第2个目的在于提供一种装有在线轧辊磨削装置的轧机以及该在线轧辊磨削装置用的回转磨具，该在线轧辊磨削装置通过与其成为一体的轧辊轮廓测量器能正确测定轧辊的轮廓。

为了达到上述第1个目的，根据本发明是提供一种装有在线轧辊磨削装置的轧机，该在线轧辊磨削装置包括位于面对一对轧辊的一方并磨削该轧辊的圆盘状的回转磨具、通过磨具回转轴与前述轧辊的旋转驱动相独立地积极地使该回转磨具回转的驱动装置、将上述回转磨具抵压在上述轧辊上的进给装置、使上述回转磨具沿轧辊轴向移动的往复动程装置；其特征在于，上述回转磨具包括安装在上述磨具回转轴上的薄板圆盘和在从该薄板圆盘的回转中心轴离开至半径方向外侧的位置上固定在上述薄板圆盘的一侧面上的磨料层，上述薄板圆盘具有在前述薄板圆盘的回转中心轴周围的弹性的挠性并且其自身作为弹性体的机能以吸收来自在上述轧辊磨削时上述轧辊的振动，抑制在轧制中轧辊的振动现象。

上述在线轧辊磨削装置中，较好的是，将上述回转磨具配置成从磨具中央看仅仅在一侧形成上述磨料层与轧辊的接触线，更好是将上述回转磨具这样配置：使上述磨具回转轴与轧辊轴线的垂直线方向成微小角度倾斜，使得从磨具中央看仅仅在轧辊轴向一侧形成上述磨料层与轧辊的接触线。

另外，较好的是上述磨料层为环状，上述磨料层包含超硬磨料、即立方氮化硼磨料和金刚石磨料中的一种。

理想的是，上述薄板圆盘弹簧常数为1000kgf/mm-30kgf/mm，最好是500kgf/mm-50kgf/mm。

理想的是，上述磨料层包括立方氮化硼磨料，其磨料集中度为50-100范围，磨料的粒度为80-180范围，树脂结合剂用作磨料的结合材料。

理想的是，上述在线轧辊磨削装置进一步包括载荷检测手段和控制手段，载荷检测手段测定上述回转磨具和轧辊间的接触力，控制手段用于控制上述进给装置以便任意改变由上述载荷检测手段测定的接触力，改变上述回转磨具对轧辊的磨削量，由此将轧辊磨削成设定的轧辊轮廓。

上述在线轧辊磨削装置也可以包括载荷检测手段和控制手段，载荷检测手段测定上述回转磨具和轧辊间的接触力，控制手段一边控制上述进给装置以使上述载荷检测手段测定的接触力为一定，一边控制上述往复动程装置以便任意改变上述回转磨具沿轧辊轴向的移动速度，改变上述回转磨具对轧辊的磨削量，由此，将轧辊磨削成设定的轧辊轮廓。

另外，理想的是，上述进给装置包括回转驱动源和小间隙滚珠丝杠机构或齿轮机构，后者将上述回转驱动源的回转变换成上述回转驱动轴的轴向移动，使上述回转磨具能相对轧辊进退。

更进一步，理想的是，上述在线轧辊磨削装置对一根轧辊至少设置2个轧辊磨削机构，每个轧辊磨削机构包括上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置，这样，两个轧辊磨削机构能相互独立进行磨削。

这种场合，理想的是，在线轧辊磨削装置进一步包括控制手段，该控制手段使各轧辊磨削机构的往复动程装置的停止位置不同，以使上述两个轧辊磨削机构磨削轧辊时所产生的磨削搭接部分散在轧辊轴向。

理想的是，上述两个轧辊磨削机构的回转磨具配置为：使上述磨具回转轴相对轧辊轴线的垂直线，在互相相反方向倾斜微小角度，从磨具中央看仅仅在轧辊轴向的各自的轧辊端部侧形成上述磨料层和轧辊的接触线。

为了达到上述第2个目的，根据本发明，提供一种装有上述在线轧辊磨削装置的轧机，在这种轧机中，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括测定上述回转磨具在轧辊轴向的移动量的移动量检测手段、测定上述回转磨具与轧辊间接触力的载荷检测手段以及在线轮廓测量器，所说在线轮廓测量器包含第1轮廓计算手段，在上述进给装置的移动量为一定的状态下，其根据由上述载荷检测手段测定的接触力以及由上述移动量检测手段测定的移动量计算轧辊的轮廓。

进一步说，为了达到上述第2个目的，根据本发明，提供装有上述在线轧辊磨削装置的轧机，在这种轧机中，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括测定上述进给装置移动量的第1移动量检测手段、测定上述回转磨具在轧辊轴向移动量的第2移动量检测手段、测定上述回转磨具与轧辊间接触力的载荷检测手段以及在线轮廓测量器，所说在线轮廓测量器包含第2轮廓计算手段，由上述载荷检测手段测定的接触力为一定的状态下，其根据上述第1移动量检测手段测定的移动量和由上述第2移动量检测手段测定的移动量计算轧辊的轮廓。

上述在线轧辊磨削装置中，理想的是，上述在线轮廓测量器包括修正手段，其计算用上述离线轮廓测量器测定的轧辊轮廓与用上述第1或第2轮廓计算手段求得的相同轧辊轮廓的偏差，由该偏差求得上述往复动程装置所引起的上述回转磨具在移动方向上相对轧辊的平行度误差，根据该平行度误差修正用上述第1或第2轮廓计算手段所求得的轧辊轮廓。

另外，较可取的是，上述在线轧辊磨削装置包括控制手段，求得由上述第1或第2轮廓计算手段得到的轧辊轮廓的预先设定的目标轧辊轮廓的偏差，根据该偏差控制上述进给装置和上述往复动程装置的至少一方，改变上述回转磨具对轧辊的磨削量，由此，使轧辊磨削成与上述目标轧辊轮廓一致。

这种场合，上述控制手段较可取的是控制上述进给装置，以便任意改变由上述载荷检测手段测定的接触力，改变上述磨削量。

另外，上述控制手段也可以一边控制上述进给装置使得由上述载荷检测手段测定的接触力为一定，一边控制上述往复动程装置，以便任意改变上述回转磨具在辊轴方向的移动速度，改变上述磨削量。

上述轧机较可取的是设有赋与轧辊预弯力的轧辊预弯手段、使轧辊在轴向移位的轧辊移位手段与使上述一对轧辊互相交叉的轧辊交叉手段中至少一个手段、以及控制手段；根据由上述第1或第2轮廓计算手段测定的轧辊轮廓控制使得轧材接近目标板凸度的上述轧辊预弯手段的预弯力、上述轧辊移位手段所产生的移位位置和上述轧辊交叉手段所产生的交叉角度中的至少一个。

另外，在上述轧机中，较可取的是，上述在线轧辊磨削装置包括控制上述进给装置和往复动程装置的控制手段，在测定轧辊轴线倾斜度的同时，上述回转磨具在与轧辊轴线的倾斜度相对的目标轧辊轮廓上移动。这种场合下，较可取的是，在线轧辊磨削装置包括压紧装置，其固定支承于轧辊两端的轴承箱，使轧辊轴线的倾斜度在磨削中保持一定。

更可取的是，在上述在线轧辊磨削装置中，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置构成一个轧辊磨削机构，上述在线轧辊磨削装置包括基准小径部和位移计，该基准小径部设于轧辊至少一方的端部，其辊径已知且比轧辊磨削部小，位移计设于上述轧辊磨削机构上，测定自该轧辊磨削机构到上述轧辊的距离。

另外，较可取的是，在上述轧机中，上述轧辊是工作辊，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置构成磨削上述工作辊的轧辊磨削机构。上述轧辊也可以是支撑辊，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置也可以构成磨削上述支撑辊的轧辊磨削机构。

另外，较可取的是，上述在线轧辊磨削装置包括基准小径部和辊径计算手段，该基准小径部设于轧辊至少一方的端部，其辊径已知且比轧辊磨削部小，在上述轧辊的基准小径部和磨削部的各自位置上将回转磨具压紧在轧辊上，使得上述回转磨具和轧辊的接触力相同，辊经计算手段是根据此时的回转磨具进给位置的差求得基准小径部与磨削部间的阶梯差，进而由该阶梯差以及上述基准小径部的已知辊经求得上述磨削部的辊径。

另外，为了达到上述第1个和第2个目的，根据本发明，提供一种在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，包括薄板圆盘以及固定在上述薄板圆盘的一侧面上的用超硬磨料制成的磨料层，上述薄板圆盘具有弹性体机能以吸收来自上述轧辊的振动。

如上所述构成的本发明作用如下。

首先，在本发明中，圆盘状回转磨具一部分的薄板圆盘具有弹性体机能，所以因轧辊振动回转磨具被推压时，薄板圆盘发生挠曲，能瞬时吸收来自轧辊的振动。这样一来，磨料层与轧辊间的接触力的变化变成薄板圆盘挠曲产生的小范围的弹性力，能使振动现象消失。另外，作为支撑磨料层的基体金属的薄板圆盘具有弹性体机能，使磨料层与弹性体机能部件成为一体化。因而，受轧辊振动影响的可动质量只有磨料层和薄板圆盘，可动部质量变得非常小，回转磨具的固有频率变高。因而，也不会因共振产生振动现象，能长时间正确地磨削振动的轧辊。

由于将回转磨具配置成从磨具中央看仅在一侧形成磨料层和轧辊的接触线，所以薄板圆盘以悬臂梁形式因轧辊推压力产生挠曲，薄板圆盘的弹性体机能得到有效发挥，能很容易地吸收来自轧辊的振动。另外，由于接触线形成在磨具中心的单侧一个地方，所以能防止振动现象并且进行适当地接触力控制(请见后述)。

通过用超硬磨料、特别是立方氮化硼磨料或金刚石磨料制作磨料层，其磨具磨削比是使用氧化铝(Al₂O₃)或碳化硅(Sic)磨料的磨具的100倍以上，可以在重量轻的状态下进行长时间磨削。因此，回转磨具的可动部质量更小，能有效防止磨削时共振，同时，磨具更换频率变小，轧机生产效率提高。

关于薄板圆盘的弹簧常数，该弹簧常数大，振动痕迹出现而且磨削比恶化，磨料层出现早期磨耗完现象。另外，薄板圆盘弹簧常数大，磨料层与轧辊的接触力变化变大，难以用接触力来控制磨削量。根据本申请发明者们的研究，可以知道，薄板圆盘的弹簧常数若为1000kgf/mm以下，若有可能在500kgf/mm以下，就能防止磨料层的早期磨耗，磨具更换一次，能进行5日以上连续磨削。

另一方面，弹簧常数变小，因轧辊振动，接触力的变化变小，所以磨削比提高，可是接触力的检测灵敏度降低，利用接触力的磨削控制和轧辊轮廓测定精度降低。另外，薄板圆盘的弹簧常数小是由于薄板圆盘薄，在相同接触力下，回转磨具挠曲量也变大，在磨削所必需的接触力下，薄板圆盘会产生裂纹。根据本申请发明者们的研究可以知道，薄板圆盘的弹簧常数若为30kgf/mm以上，则能防止薄板圆盘产生裂纹，弹簧常数或为50kgf/mm，那么10μm的阶梯差产生的载荷变化也能检测出来。

关于磨料层的组成，为了在线磨削中能不用修整而使磨削能力保持一定，使磨削光洁度稳定，超硬磨具必须以一定速度自身发刃。为了使该超硬磨料适当地自身发刃，有必要调整施加于一个超硬磨料的负荷。根据本申请发明者们的研究可以明白，包含在磨料层中的超硬磨料的密度即集中度为50-100，并且使用树脂结合剂作为结合材，则超硬磨料很容易自身发刃，并且磨料层寿命也不短，能不用修整地进行连续磨削。另外，还可以明白，为了使轧辊表面光洁度为0.3-1.5μm平均光洁度，必须使超硬磨料的大小即粒度为80-180。

经常测定轧辊与回转磨具间接触力，使该接触力变化，则回转磨具对轧辊的单位时间磨削量变化。经常测定该接触力，用进给装置控制该接触力，使其保持一定，则轧辊圆柱部全长上能以同一尺寸磨削。即能维持原来轮廓磨削全长。

通过控制增减接触力，能将轧辊磨削成任意轧辊轮廓。控制该接触力使其一定，通过任意地控制回转磨具沿轴向的移动速度也能将轧辊磨削成任意轧辊轮廓。

将回转磨具压紧在轧辊上的进给装置若不使用弹簧常数高的机构就会发生振动现象。作为具有高弹簧常数的紧凑型进给装置，电气马达驱动无间隙型的预压式滚珠丝杠的机构最合适。另外，该机构可以保持磨削中回转磨具的位置和回转磨具前后微小的进给。

使回转磨具沿轧辊轴向移动进行磨削时，为了使非轧制部与轧制部的阶梯差没有，与轧制部相比，必须多磨削非轧制部。非轧制部位于轧制部两端。因此，配置分别具有回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置的若干个轧辊磨削机构，使这些机构能独立移动，通常在两端部的非轧制部2个机构在移动，进行磨削。使轧辊磨削机构几次中一次移动到轧辊的轧制部，进行表面疲劳层的磨削。这样，通过用回转磨具磨削非轧制部相当于轧制部因轧材而磨耗的部分，能维持无阶梯差轧辊轮廓。

配置若干个轧辊磨削机构，使它们能独立移动磨削轧辊，那么轧辊上会产生磨具磨削的搭接部。使往复动程装置的停止位置不同，以使搭接部不常在相同位置，分散搭接位置。

如前所述，若回转磨具和轧辊的接触线仅在一个地方而进行磨削的话，在一定条件下可以得到良好的磨削，因此在本发明中，使磨具回转轴相对轧辊轴线的垂直线倾斜一微小角度。这时，在包括若干个回转磨具的在线轧辊磨削装置中，若轧辊两端磨具回转轴的倾斜方向相同，回转磨具端部会与机座发生干涉。使轧辊两端的机构的磨具回转轴的倾斜方向成为逆向进行磨削，就能防止这种干涉，回转磨具能自由移动到轧辊端部，同时，没有必要特别考虑轧辊端部与机座间的尺寸。

另外，在具有本发明第1轮廓计算手段的在线轮廓测量器中，以进给装置使回转磨具压紧在回转轧辊上，使薄板圆盘有一定量挠曲后，固定进给装置，用载荷检测手段测定此时轧辊和回转磨具间的接触力。接着，通过往复动程装置使回转磨具沿轧辊轴向移动，用移动量检测手段测定该移动量，同时用载荷检测手段测定接触力。

在此，回转磨具的磨料层由具有弹性体机能的薄板圆盘支撑，薄板圆盘的弹簧常数是一定的，所以薄板圆盘挠曲量一增加，接触力就会增加。相反，挠曲量一减少，接触力就减少。另一方面，若轧辊轴线与在线轧辊磨削装置平行设置，则固定进给装置时的回转磨具的薄板圆盘当轧辊辊径变大时就会有大挠曲，当轧辊辊径变小时就产生小挠曲。

因此，在第1轮廓计算手段中，根据上述载荷检测手段的测定值(接触力)，求得薄板圆盘的挠曲量，将该挠曲量与轧辊轴向各位置相对应进行整理，求得轧辊轮廓。

另外，在具有本发明第2轮廓计算手段的在线轮廓测量器中，用进给装置将回转磨具压紧在回转轧辊上，薄板圆盘有一定挠曲量后，控制进给装置使挠曲量(接触力)经常成为一定。用第1移动量检测手段测定回转磨具在磨具回转轴的轴向移动量，随后，通过往复动程装置使回转磨具在轧辊轴向移动，用第2移动量检测手段测定该移动量。在第2轮廓计算手段中，根据第1移动量检测手段的测定值求回转磨具在磨具回转轴的轴向的移动量，将此移动量与轧辊轴向各位置相对应进行整理，求得轧辊轮廓。

在线轧辊磨削装置被设置成辊轴向的移动方向与轧辊轴线平行。可是，在热轧机中，因轧材热，在长时间后，平行度恐怕会发生变化，若不对此进行修正，则如上所述测定的轧辊轮廓不能说就是真轮廓。设于在线轮廓测量器上的修正手段能修正该平行度误差，测定出更正确的轮廓。

即，用设置在轧辊车间的离线轧辊磨削机磨削轧辊，磨削一结束，用离线轮廓测量器测定轧辊轮廓。随后，将该轧辊装在轧机上后，用在线轮廓测量器的第1或第2轮廓计算手段测定轧辊轮廓，接着求得用离线轮廓测量器和在线轮廓测量器所测得的测定值的偏差，由该偏差求得在线轧辊磨削装置的相对轧辊轴向的平行度误差。此后在用第1或第2轮廓计算手段测定轧辊轮廓时，从上述求得的轧辊轮廓的测定值扣除该平行度误差，修正该测定值，求得正确的测定值。这样能求得轧辊更正确的轮廓。

在磨削轧辊使其与目标轧辊轮廓一致的控制系统中，用第1或第2轮廓计算手段求得轧辊轮廓，求该求得的轧辊轮廓与预先设定的目标轧辊轮廓的偏差，该偏差控制进给装置，使回转磨具在大辊径处用强力抵压，控制轧辊磨削量，这样，将轧辊磨削成目标轧辊轮廓。也可以控制轧辊与回转磨具间的接触力，使其成为一定，改变回转磨具在轧辊轴向的移动速度，改变轧辊磨削量，这样也能把轧辊磨削成目标轧辊轮廓。

用第1或第2轮廓计算手段求得轧辊轮廓，将该数据输入控制整台轧机的系统计算机中，以该数据为根据，通过设于轧机中的轧辊预弯装置，给轧辊以弯曲力，改善热轧钢板的轮廓。轧机包括能使轧辊在轴向移位的轧辊移位手段或能使轧辊交叉的轧辊交叉手段时，也可控制这些手段，改善热轧钢板轮廓。这样，通过把测定的轧辊轮廓用作轧辊预弯和轧辊移位手段或轧辊交叉手段的控制数据，就可以实现精度高的板凸度控制。

从轧辊轴线到磨料层前端表面的距离设为一定，使轧辊磨削机构沿辊轴方向移动，轧辊被磨削以使其具有相同辊径。通过移动到磨料层前端表面的距离使其任意变化，距离近处，轧辊与磨具间接触力变大，更多地磨削轧辊，相反，距离若远，轧辊与磨具间接触力变小，磨削也变少。为了任意制作轧辊轮廓并加以维持，控制进给装置使从轧辊轴线到磨料层的前端表面的距离移动，描出与轧辊的目标轧辊轮廓相同的轨迹。

测定轧辊轴线的倾斜度，考虑其轴线的倾斜度，控制进给装置和往复动程装置，使其在目标轧辊轮廓上移动，进行磨削，所以即使轧辊轴线倾斜也能考虑该倾斜因素，经常维持正确的轧辊轮廓。

通过设于机座上的压紧装置将轧辊轴承箱压紧在机座或预弯装置座上，以使该轧辊轴线的水平方向倾斜度在磨削中保持一定，在这种状态下进行磨削，能不受机座和轴承箱磨耗影响，经常保持正确的轧辊轮廓。

若轧辊磨削恶化，恐怕会产生上下辊直径的差，即径差。径差一变大，上下辊必须的轧制扭矩会产生偏差，主轴等会受到过大力作用，成为事故的原因。为了防止这种状况，径差一般使其在0.2mm/径以内。

在轧辊至少一方的端部形成辊径已知的基准小径部，用位移计测定基准小径部和轧辊磨削部间的阶梯差，常能求得正确的辊径。这种测定在上下轧辊进行，能在线管理径差。

在轧辊两端进行辊径测定，也可以确认轧辊有否被磨削成在辊轴方向有斜度(圆柱度)。

将回转磨具压抵在轧辊上，使得回转磨具和轧辊的接触力在基准小径部和轧辊磨削部的各位置上相同，根据引进的回转磨具的进给位置的差就能求得基准小径部和磨削部间的阶梯差，能不用位移计测定轧辊辊径。

热轧机中工作辊与热轧钢板接触而受到摩耗，可是支持工作辊的支撑辊也与工作辊以大接触力相接，所以辊表面会出现疲劳层。通过在支撑辊上设置在线磨削装置，可以很容易地除去该辊表面的疲劳层。

下面参照附图，通过对本发明实施例的描述来进一步说明本发明。

图1是装有根据本发明一实施例的在线轧辊磨削装置的轧机主要部分的局部剖视侧面图；

图2是图1的II-II线剖面图，切除一部分表示；

图3是轧辊磨削部件的横截面图；

图4是轧辊磨削部件的纵截面图；

图5表示回转磨具配置、结构及其振动吸收作用；

图6表示两个轧辊磨削部件的回转磨具的配置关系；

图7是轧辊磨削部件的控制系统说明图；

图8是在轧辊表面上形成痕迹的振动现象说明图；

图9表示图8所示轧辊截面形状图；

图10表示回转磨具另一种配置例及其吸振作用；

图11是表示回转磨具的薄板圆盘的弹簧常数与磨削比的关系图；

图12表示使回转磨具的回转轴相对轧辊轴线垂直线倾斜进行磨削时的回转磨具和机座的干涉图；

图13是轧辊和回转磨具间接触力和磨削量的关系图；

图14(A)表示有若干回转磨具时所产生的磨削搭接部，图14(B)和图14(C)表示使磨削搭接部分散的控制方法；

图15是搭接分散控制的说明图；

图16是表示搭接分散控制步骤的程序方框图；

图17是测定轧辊轮廓时的轧辊的进给装置以及回转磨具的挠曲的位置关系的说明图；

图18是说明第1轧辊轮廓计算功能的程序方框图；

图19是说明第2轧辊轮廓计算功能的程序方框图；

图20是用第1或第2轧辊轮廓计算功能求得轧辊轮廓，将轧辊磨削成目标轮廓的步骤的程序方框图；

图21是用第1或第2轧辊轮廓计算功能求得轧辊轮廓，将轧辊磨削成目标轮廓的步骤的程序方框图；

图22是装有根据本发明第2实施例的在线轧辊磨削装置的轧机主要部分的局部剖视平面图；

图23是第2实施例中的磨削控制的程序方框图；

图24是根据本发明第3实施例的轧制控制的程序方框图；

图25是根据本发明第4实施例的装有在线轧辊磨削装置的轧机主要部分的横截面图；

图26是第4实施例中的轧辊和基准小径部和测定标尺的位移的关系图；

图27是第4实施例中的阶梯差测定方法以及圆柱度测定方法的说明图；

图28是第4实施例中的磨料磨耗量测定方法的说明图；

图29是第4实施例中的轧辊偏心的测定方法的说明图；

图30是第4实施例中的轧辊偏心的测定方法的说明图；

图31是装有根据本发明第5实施例的在线轧辊磨削装置的轧机中的阶梯差的测定方法说明图；

图32是表示实施第5实施例的阶梯差的测定方法步骤的程序方框图；

图33是装有根据本发明第6实施例的在线轧辊磨削装置的轧机的主要部分的局部剖面侧视图。

第1实施例

先参照图1-21说明本发明第1实施例。

在图1和图2中，与本实施例有关的轧机是4段式轧机，其包括使轧材S延伸的一对轧辊(上下工作辊)1a、1a，支撑轧辊1a、1a的一对轧辊(上下支撑辊)1b、1b，给予轧辊1a、1a以挠曲的轧辊预弯装置30、30。轧辊1a、1a由轴承箱3、3支承，这些轴承箱3、3被装在操作侧和驱动侧的机座4上。在轧机入口侧配置有入口侧导轨10，用于将轧材S导向轧辊1a。设有冷却液管15、15，用于冷却轧制时产生的轧辊1a、1a的热。

将本实施例的在线轧辊磨削装置设置在这种轧机上。在线轧辊磨削装置包括上工作辊1a用的二个上辊磨削机构5a、5b(下面在一般说明时用5代表)和下工作辊1a用的二个下辊磨削机构6a、6b(同样用6代表，仅图示一个)。

上辊磨削机构5a、5b分别设置在与上工作辊1a的操作侧端部和驱动侧端部相对应的位置，并可互相独立磨削。下辊磨削机构6a、6b也分别设置成与下工作辊1a的操作侧端部和驱动侧端部相对应，并且能互相独立磨削。这些机构5a、5b及6a、6b都如图3和图4所示装有磨削工作辊1a的圆盘状回转磨具20、通过磨具回转轴21使该回转磨具20旋转的驱动装置22、将回转磨具20推压在工作辊1a上的进给装置23以及使回转磨具20在工作辊1a的轴向移动的往复动程装置24。

如图5放大所示，回转磨具包括带有毂52a的薄板圆盘52、在薄板圆盘52的毂的相反侧的侧面上固定的环状磨料层51，薄板圆盘52的毂52a安装在磨具回转轴21上。另外，薄板圆盘52的结构具有弹性体机能，以吸收来自工作辊的振动，能因工作辊1a和磨料层51间接触力不同而改变挠曲量。薄板圆盘52从弹性体机能考虑较可取的是其弹簧常数为1000kgf/mm-30kgf/mm，更可取的是弹簧常数为500kgf/mm-50kgf/mm。通过粘接剂使磨料层51与薄板圆盘52成一体，使其能稳定紧贴在振动的工作辊1a上。

磨料层51由超硬磨料的立方氮化硼(一般称作CBN)或金钢石磨料构成，磨料的集中度设为50-100范围，并且磨料的粒度设为80-180范围，使用树脂结合剂作为结合材使其固结。为了使来自磨料层51的超硬磨料的磨削热容易散热和减少可动部质量，薄板圆盘52的材质用铝材或铝合金制成。

如图5所示，回转磨具20设置为磨具回转轴21的轴线G_C1相对与工作辊1a的轴线R_c垂直的线S_C成一微小角度a倾斜，从磨具中央看磨料层51和工作辊1a的接触线仅仅在一侧形成。倾斜角α最好是0.5°-1.0°。由于这样配置回转磨具20，薄板圆盘52能有效地发挥弹性体机能，同时，能适当地进行回转磨具和工作辊间的接触力控制(请见后述)。

如图6所示，表示轧辊磨削机构5a的回转磨具20，各自的磨具回转轴21的轴线G_C1相对与工作辊1a的轴线R_C垂直的线S_c互相在相反方向上倾斜上述微小角度a，从磨具中央看，磨料层51和工作辊1a的接触线仅仅形成在轧辊轴方向的各自的辊端部侧。轧辊磨削机构6a的回转磨具20和轧辊磨削机构6b的回转磨具20也是同样的。因而，可以磨削工作辊1a的两端部而不发生与机座的干涉(请见后述)。

如图3所示，驱动装置22包括驱动回转磨具20以设定的磨具圆周速度回转的液压马达54(也可用电气马达)、将液压马达54的输出轴54a的回转传递到磨具回转轴21的皮带轮轴54b和带55，输出轴54a和皮带轮轴54b通过平行花键轴54c连接。皮带轮轴54b回转自如地被支承在主体59上。磨具回转轴21通过滑动型向心轴承21a、21b回转自如地并且可在轴向移动地支承在主体59内。在磨具回转轴21的回转磨具相反侧测定回转磨具20和工作辊1a间接触力的测力传感器53被收纳在主体59中。

主体59容纳在壳体25中，液压马达54安装在壳体25上。如图4所示，主体59通过滑动轴承25a可在磨具回转轴21轴向移动地搭载在壳体25的底部。

如图3所示，进给装置23包括安装在壳体25上的进给马达57、无间隙型的预压式滚珠丝杠56以及检测进给马达57的回转角度的编码器57a，该预压式滚珠丝杠56通过送进马达57回转使主体59在工作辊1a的接离方向移动，使回转磨具20、磨具回转轴21和测力传感器53一起作前后进给运动。作为预压式滚珠丝杠56的变型也可以使用无间隙型的齿轮机构。

如图4所示，往复动程装置24包括安装在壳体25上的往复动程马达58、装在往复动程马达58的回转轴上与齿条14啮合的小齿轮58a、安装在壳体25上面与上滑动导轨7或下滑动导轨8配合的两对导辊26、检测往复动程马达58回转数的编码器58b。如图1和图2所示，滑动导轨7、8在工作辊1a、1a的入口侧与工作辊1a轴线平行，齿条14形成在滑动导轨7或8的反工作辊侧的侧面。这样轧辊磨削机构5、6一边通过导辊26由滑动导轨7、8所支持，一边通过往复动程马达58的回转以及小齿轮58a和齿条14的啮合可平滑地沿轧辊轴线方向移动。

在更换工作辊1a时必须使轧辊磨削机构5、6与轴承箱3互不干涉。因而，上滑动导轨7的两端可滑动地支承在安装于机座4的导轨9上，轧辊磨削机构5a、5b通过缸11以及导轨9与滑动导轨8一起向后方移动。并且，下滑动导轨8的两端支承在入口侧导轨10上，下轧辊磨削机构6通过驱动装置(没有图示)与入口侧导轨10一起向后方移动。

在轧辊磨削机构5、6中，如图7所示，进给装置22的进给马达57和往复动程装置24的往复动程马达58分别由控制装置13a、13b控制。并且测力传感器53、进给装置23的编码器57a、往复动程装置24的编码器58b的检测信号送往情报处理装置13C处理。情报处理装置13C具有各种处理功能，将处理结果的信号送往控制装置13a、13b，控制进给马达57和往复动程马达58。关于情报处理装置13C的处理功能在后面将涉及到。

下面说明本实施例的在线轧辊磨削装置的动作以及控制。

首先说明本实施例的在线轧辊磨削装置的基本动作。

工作辊1a因轧制速度不同以10-150C/S振动数振动。就在线磨削装置来说，在以往在线磨削装置中安装带有一般圆柱形磨具的轧辊磨床场合，圆柱形磨具与工作辊通过磨具表面的磨料接触，轧辊表面金属和磨料一边碰撞一边进行磨削。

磨料和工作辊表面金属接触时工作辊被磨削，随后的瞬间磨料与工作辊脱离，磨料空转。这种不连续磨削成为振动现象原因，形成如图8和图9所示的带凹凸的工作辊表面和截面。

若磨具作与工作辊相同的振动，那么磨具和工作辊的接触力变化不会发生。可是，使磨具和整个磨具结构与工作辊作一致振动因工作辊振动是150C/S高频率所以是很困难的。若用磨具和整个磨具结构不让工作辊振动逸散，磨具本身具有弹性体机能，以磨具挠曲吸收振动，则可动部质量变小，所以能迅速追随工作辊振动，磨具与工作辊间接触力变化变小。

在本实施例中，作为回转磨具20一部分的薄板圆盘52具有弹性体机能，从而使磨具本身具有弹性体机能，使该回转磨具20的磨料层51的外周以圆周速度1000m/min-1600m/min回转，同时其压在回转的工作辊1a上发生挠曲。工作辊1a如上所述作前后振动。回转磨具20因这种振动被推压，这时薄板圆盘52如图5所示发生挠曲，来自工作辊1a的振动在瞬间被吸收。因而磨料层51和工作辊1a间的接触力变化变成由薄板圆盘52的挠曲所产生的小范围的弹性力，使振动现象消失。

在磨具自身具有弹性体机能的场合，当使用圆柱形磨具时由于工作辊与磨具回转轴平行排列，很难使磨具自身具有弹性体机能。但是当使用圆盘状磨具时，由于工作辊和磨具回转轴大致成直角，所以很容易使磨具自身具有弹性体机能。因此，对于磨削振动的工作辊，使用圆盘状磨具是有效的。

即，在本实施例中，使作为磨料层51的基体金属的薄板圆盘52具有弹性体机能。为了有效地发挥其弹性体机能，如图5所示，回转磨具20配置成磨料层51和工作辊1a的接触线仅仅在磨具中央一侧形成。这样一来，薄板圆盘52挠曲，以悬臂梁状对工作辊1a施加推压力，能吸收来自工作辊1a的振动。

为了使薄板圆盘52挠曲，如图10所示，也可以将回转磨具20A配置为磨具回转轴21的轴线偏离工作辊1a的轴线。另外，磨料层51设为环状，所以即使将回转磨具20平行地推压在工作辊1a上，也仅仅在磨具中央两侧的两处磨料层部分被支承，薄板圆盘52能发生挠曲。可是，这时由于是两端支承，所以挠曲量变少。若象本实施例那样以一处支承，那么使用同样薄板圆盘52能得到更大的挠曲。

磨具根据磨料磨削能力不同而有工作辊与磨具间接触力的允许变化范围。磨具自身具有弹性体机能场合，为了达到即使工作辊振动接触力也能适当地保持在该允许变化范围内而且磨具不发生振，必需符合下列条件：

F≥K·Amax

式中，F-接触力的允许变化范围，Amax-工作辊单向振幅，K-弹性体的弹簧常数。

即，K≤F/Amax，磨具自身的弹性体的弹簧常数比由磨具接触力的允许变化范围F和工作辊单向振幅Amax所求得的该弹簧常数K小的话，那么磨具能追随工作辊进行磨削。

另一方面，若磨具固有振数频率与工作辊振动频率一致，则磨具会发生共振，不能进行正确磨削。因而磨具因有振动频率最好设定在尽可能离开工作辊振动频率的地方。

F_n＞Frmax

式中F_n-磨具固有振动频率，Frmax-工作辊最大振动频率。

磨具固有频率用下式表示： $F_n=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{/_M^K}$

式中，M-包括弹性体的磨具质量(可动部质量)，因此，想使磨具固有频率变大时，必须使弹性体的弹簧常数K变大或者使包括弹性体的磨具质量M变小。弹性体的弹簧常数如上面所述不能大于某值(F/Amax)，所以为了增大磨具固有频率必须减小包括弹性体在内的磨具质量。

例如，F＝4kgf、Amax＝30μm时，K＝133kgf/mm。因此，若设Frmax＝150C/S、F_n＝400C/S，则包括回转磨具的可动部质量M必须减小到0.2kg。

作为磨具一般使用氧化铝(Al₂O₃)或碳化硅(Sic)系磨料，此时，若将磨具质量限制为0.2kg，那么磨具会马上消耗完，一天必须更换很多次磨具，轧机工作辊磨削效果大受影响。

为了解决这个问题，必须使用磨削比(工作物减少的体积/磨具减少体积)高的磨具。

目前使用的一般氧化铝(Al₂O₃)或碳化硅(Sic)系磨料的磨具，若磨削硬质工作辊，则磨削比很难达到3以上。可是，使用超硬磨料的立方氮化硼磨料(一般称作CBN)或金刚石磨料制成的本实施例的回转磨具20磨削工作辊1a时磨削比超过300，是使用氧化铝(Al₂O₃)或碳化硅(Sic)系磨料的磨具的100倍以上。利用超硬磨料这种高磨削比，将该磨料用作在线轧辊磨削装置磨具使用，就可以用轻的重量进行长时间磨削。

在本实施例中，薄板圆盘52为带有磨料层51的基体金属，使该薄板圆盘52具有弹性体机能，将磨料层51和弹性体机能部件成一体化。所以，因来自工作辊1a的振动而可动的质量仅仅只有磨料层51和薄板圆盘52，可动部质量能非常小，能提高回转磨具20的固有振动频率。

这样，在本实施例中，为了使可动部质量变小，在磨料层51上使用磨削比高(重量轻并且磨具寿命长)超硬磨料，一边使与具有适当的弹簧常数的薄板圆盘52成一体化回转磨具20回转，一边推压在工作辊1a上，所以不会发生共振引起的振动现象，能长时间正确地对振动的工作辊进行磨削。

下面，就薄板圆盘52的合适的弹簧常数使用图11所示实验数据进行说明。图11表示关于薄板圆盘52的弹簧常数和磨削比关系的实验数据，此时工作辊1a的圆周速度V_r＝300m/min，磨具圆周速度V_g＝1570m/min，磨具在轧辊轴向的移动速度(往复动程速度)V_s＝10mm/sec，工作辊1a的振动频率f＝35H_z，工作辊1a的单向振幅a＝0.01mm。

如图11所示，若弹簧常数大，磨削比就降低；弹簧常数一变小，磨削比就提高。就是说若弹簧常数大，振动痕迹就会出现，磨削比恶化，磨料层51早期磨耗完。为了使回转磨具20的更换频率尽可能少，不因更换磨具引起生产率低下，必须达到磨具更换一次能进行5天以上连续磨削。根据这一点，所以一般磨削比应在50以上，若可能的话应在250以上。用超硬磨料制成的回转磨具20价格高，所以为了降低生产成本应尽可能提高磨削比。薄板圆盘52的弹簧常数大磨削比就降低的理由如下：由于工作辊1a的振动，在回转磨具20上产生的接触力变化变大，所以大作用力施加在磨料层51的磨料上，磨料因该力而脱落。另外，薄板圆盘52的弹簧常数大，回转磨具20不能吸收工作辊1a的振动，载荷传到测力传感器53，所以接触力测定值变化大，用工作辊1a和磨料层51的接触力来控制磨削量(请见后述)是困难的。

另一方面，弹簧常数一变小，那么通过工作辊1a的振动，在回转磨具20产生的接触力变化变小，所以磨削比提高，可是使用接触力的磨削控制和辊轮廓测定(后述)的精度降低。磨削控制以及辊轮廓测定精度低下的理由是由于即使回转磨具20挠曲，作用在磨具回转轴21上的力也小，所以对于小凹凸，测力传感器53不能检测出载荷变化。

例如，设薄板圆盘52的弹簧常数为50kgf/mm，10μm的阶梯差所产生的载荷差ΔF＝50×0.01＝0.05(kgf)，这个数值根据一般测力传感器53的分解能力判断，已接近检测范围极限。另外，薄板圆盘52的弹簧常数小是由于薄板圆盘52薄，在相同接触力下，回转磨具20的挠曲量也变大，由于变形而产生的不合适的力作用在磨料层51上；弹簧常数若比30kgf/mm小，那么因磨削必需的接触力会在磨料层51上产生裂纹，薄板圆盘52和磨料51间发生剥离。

根据以上条件可以明白，薄板圆盘52的弹簧常数为1000kgf/mm-30kgf/mm较好，最好为500kgf/mm-50kgf/mm。

下面，说明磨料层51的组成。将超硬磨料制成的磨料层51使用在回转磨具20上时，在离线轧辊磨削中，为了使磨削能力一定、磨削光洁度稳定，一般均进行磨料层51的修整。可是，在线磨削中，由于现场空间等问题，很难进行磨料层51的修整。为了在线磨削中在不修整状态下使其磨削能力一定、磨削光洁度稳定，有必要使超硬磨料51以一定速度自身发刃。为了使该超硬磨料能恰当地进行自身发刃，必须调整施加于单个超硬磨料上的负荷。为此，磨料层51上中的超硬磨料的密度即集中度设为50-100，并且一边固结超硬磨料一边与超硬磨料一起磨耗的结合材必须使用树脂结合剂。集中度若达到100以上，自身发刃难以发生，磨削能力低下。集中度若为50以下，则寿命变短。另外，作为结合材若使用耐摩耗的陶瓷结合剂等，那么磨料从结合材面的突出量变小，必须进行修整。若是上述范围的集中度和结合材，则超硬磨料容易自身发刃，能不修整地作连续磨削。另外，可以明白，为了使工作辊1a的表面光洁度(以平均光洁度计)为0.3-1.5μm，必须使超硬磨料的大小即粒度为80-180。

下面，说明关于回转磨具20的配置的作用。如前面所述，回转磨具20配置为：磨具回转轴21的轴线G_C1相对与工作辊1a的轴线R_C垂直的线S_C倾斜微小角度α，从磨具中央看，仅仅在一侧形成磨料层51和工作辊1a的接触线。由于这样配置回转磨具20，所以薄板圆盘52能有效发挥弹性体机能，另外，由于磨料层51设为环状，所以假如磨料层51的面平行推压在工作辊1上时，磨料层51和工作辊1a的接触线在磨具中央两侧的两处形成。这样一来，接触力形成在两个地方，那么由于在该两处同时进行磨削，所以在工作辊1a上发生阶梯差，两处磨削面互相干涉，发生振动现象，并且由于在两个地方接触，所以很难进行回转磨具和工作辊间的接触力控制。在本实施例中，环状磨料层51和工作辊1a的接触线在磨具中央单侧一个地方形成，所以能防止振动现象并能适当地进行接触力控制(请见后述)。

如图12所示，若使磨具回转轴21相对工作辊1a的轴线垂直线S_C倾斜微小角度a，那么恐怕在工作辊1a的一端部会产生非磨削部或者该侧的机座4与回转磨具20发生干涉。因而，轧辊磨削机构5a的回转磨具20和轧辊磨削机构5b的回转磨具20如图6所示，配置成各自的磨具回转轴21的轴线G_C1在互相相反方向上相对与工作辊1a的轴线R_c的垂直线S_c各倾斜微小角度α，从磨具中央看，磨料层51和工作辊1a的接触线仅仅在轧辊轴方向的各处的端部形成。这样一来，不会发生上述那样的与机座的干涉，能磨削工作辊1a的全长。关于轧辊磨削机构6a的回转磨具20和轧辊磨削机构6b的回转磨具20也是同样的。

下面，说明本实施例的在线轧辊磨削装置的控制。本实施例的在线轧辊磨削装置具有下列各控制机能：

1.轧辊轮廓磨削控制；

2.独立磨削控制；

3.搭接部分散控制；

4.在线轧辊轮廓测量器的轧辊轮廓测定；

5.轧辊轮廓修整；

6.轧辊轮廓测定和轮廓磨削控制的组合。

这些控制机能作为程序预先存贮在情报处理装置13中。

下面具体说明各控制机能。

1.轧辊轮廓磨削控制

图13表示回转磨具20的磨料层51和工作辊1a的接触力F与单位时间磨削量Q之间关系的实验数据，设磨具圆周速度V_g＝1570m/min，磨具在辊轴方向移动速度(往复动程速度)V_s＝10mm/sec，工作辊1a的振动频率f＝35H_z，工作辊1a的单向振幅a＝0.01mm，图13表示在工作辊1a的圆周速度V_r分别为300m/min、600m/min、900m/min情况下所得出的数据。由该图可以明白，根据磨料层51和工作辊1a的不同接触力F，单位时间的磨削量Q大致呈线性变化。因而，设在轧辊磨削机构5、6中的进给装置23可以控制磨料层51和工作辊1a间的接触力F，可以任意地改变工作辊1a的磨削量Q。

在本实施例中，为了进行上述控制，将测力传感器53配置成与磨具回转轴21的反磨具侧的端部抵接，以便更正确地检测接触力。另外，预先将表示在图13中的接触力F和磨削量Q的关系存贮在图7所示的情报处理装置13C中，将检测到的接触力F输入情报处理装置13C，用进给马达57改变薄板圆盘52的挠曲量来控制接触力，以达到希望的磨削量(参照图21)。这样能将工作辊1a磨削成设定的轮廓。

另外，若将磨料层51和工作辊1a的接触力设为一定，改变磨料层51沿工作辊轴向的移动速度(往复动程速度)，那么磨削量就会变化。使磨料层51快速移动，则在相同位置的磨料接触时间变短，磨削量减少。若使其移动较慢，则与上述相反，磨削量增加。因此，通过控制磨料层51的往复动程速度也能任意地改变工作辊1a的磨削量。

即，将检测到的接触力F输入情报处理装置13，边用进给马达57控制薄板圆盘52的挠曲量以使接触力为一定，一边用往复动程马达58控制磨料层51的往复动程速度以达到所希望的磨削量(参照图21)。这样，能将工作辊1a磨削成设定的轮廓形状。

如上所述用进给装置23控制磨料层51和工作辊1a的接触力时，若磨具回转轴21的轴向有间隙时，因工作辊1a振动，前后移动的可动质量一下子增加，磨料层51与工作辊1a间接触力变大。这样，接触力一变大，就不能用进给装置23来控制接触力。在本实施例中，为了使该间隙尽可能地小，在进给装置23上使用无间隙型的预压式滚珠丝杠56，此外，滑动部也使用间隙小的零件。另外，驱动滚珠丝杠56的进给马达57设为电气马达。因而，容易控制进给装置23的接触力，可以保持磨削中回转磨具20的位置和回转磨具20的前后微进给。

2.独立磨削控制

下面，说明轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b的独立磨削控制。

工作辊1a由于在轧制部与钢板接触，所以轧制一卷后半径约有2μm磨耗，而在非轧制部由于与钢板没有接触，所以没有磨耗。因而，在轧制部与非轧制部之间会发生阶梯差。非轧制部位于工作辊1a的操作侧和驱动侧的两端。

在此，当两个轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b合在一个框架中时，若将轧辊磨削机构5a或6a置于操作侧的非轧制部，则轧辊磨削机构5b或6b配置在工作辊1a的中央。因此，若用一方的轧辊磨削机构磨削非轧制部之一，那么另一方轧辊磨削机构位于轧制部，成为不能磨削非轧制部状态。

另外，将两个轧辊磨削机构合在一个框架中时，达到工作辊1a的一半以上长度，轧制时从冷却管15喷射出来的冷却水受框架妨碍，产生了不能充分冷却工作辊1a的问题。

在本实施例中，一根工作辊1a配置两个轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b，它们可互相独立进行磨削。因此，使两个轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b的作用分离，主要用轧辊磨削机构5a或6a磨削操作侧的非轧制部，主要用轧辊磨削机构5b或6b磨削驱动侧的非轧制部，由于这个原因，能更多地磨削没有磨耗的非轧制部，能使轧制部与非轧制部之间不产生阶梯差。这种控制是这样进行的：根据来自控制装置13b的指令使往复动程马达58回转，由于小齿轮58b和齿条14的啮合，使轧辊磨削机构5或6在滑动导轨7、8上移动，又根据来自控制装置13a的指令使进给马达57回转，通过滚珠丝杠56的进给使磨料层51前进。

另外，轧辊磨削机构5或6经常为了除去轧制部的粗糙辊表面或表面疲劳层，需要移动到工作辊1a的中央部。这种控制也根据来自控制装置13b的指令，使往复动程马达58回转，使轧辊磨削机构5或6移动。

根据以上所述，能有效地磨削工作辊1a两端的非轧制部，能长时期保持一定的工作辊轮廓。象厚板轧机那样，工作辊1a长，最好设置3个或4个轧辊磨削机构5、6，各自独立移向需要磨削部分，进行磨削。

另外，在本实施例中，轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b之间是分离的，所以轧制时能用喷自冷却液管15的冷却水充分冷却工作辊1a。

3.搭接部分散控制

下面说明因使用复数个轧辊磨削机构5或6所形成的磨削搭接的分散控制。

使复数个轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b移动到工作辊1a的中央部，则如图14(A)所示，邻接的回转磨具20a、20b的磨削部分在中央部搭接。这时，若磨削常在相同位置T_a搭接，那么搭接部分比其它部分磨削多，在搭接部引起磨削误差。

复数个磨削机构合在1个框架中时，对应的复数个回转磨具常常整体作相同行程移动，所以磨削搭接部只能成为相同位置，不能避免该搭接部的磨削误差，恐怕会在工作辊表面产生阶梯差。

在本实施例中，使两上轧辊磨削机构5a、5b或6a、6b独立动作，回转磨具20a、20b的磨削搭接部并不局限于如搭接线T_a那样一个地方，如图14(B)和(C)所示，它们可以分散在从搭接线T_b直到T_c的轧辊轴线方向范围，这样能减少搭接部的磨削误差。

图15和图16表示上述搭接部分散的控制步骤。该控制步骤作为程序存贮在情报处理装置13C中。首先，磨削机构5A从工作辊1a的操作侧端部向辊中央开始磨削(步骤100)，一直磨削到驱动侧离辊中央R_m为L₁的位置(步骤101)。随后，使磨削机构5a的移动方向相反，磨削到操作侧端部(步骤102)，这时，另一个磨削机构5b从工作辊1a的驱动侧端部向辊中央开始磨削(步骤103)，一直磨削到驱动侧离辊中央R_m为L₁的位置(步骤104)。随后，使磨削机构5a的移动方向相反，磨削到操作侧离辊中央R_m为L₂的位置(步骤105)，这时，使磨削机构5b的移动方向相反，一直磨削到驱动侧端部(步骤106)。接着，再次使磨削机构5a的移动方向相反，一直磨削到操作侧端部(步骤107)，这时，使磨削机构5b的移动方向相反，一直磨削到操作侧离辊中央为L₂的位置(步骤108)。改变L₁和L₂的值，重复上述程序(步骤109、110)。这样能在磨削工作辊1a时使搭接部分散。

4.作为在线轧辊轮廓测量器的轧辊轮廓测定

下面，说明组装在在线轧辊磨削装置中的在线轧辊轮廓测量器的动作。

回转磨具20的薄板圆盘52具有弹性体机能，用进给装置22的进给马达57控制工作辊1a与磨料层51间接触力的本实施例系统中，轧辊轮廓和进给装置位置及接触力的关系参照图17所示模式图，用F式表示：

Z(x)＝S(x)-F(x)/k

其中，X-轧辊纵向座标

Z(x)-轧辊轮廓(mm)

S(x)-进给装置位置(mm)

F(x)-工作辊和回转磨具间接触力(kgf)

K-回转磨具部弹簧常数(kgf/mm)

先固定进给装置23，使轧辊磨削机构在工作辊1的轴向作往复移动，则由于S(x)常常是一定的，所以辊径变化用式ΔZ(x)＝-ΔF(x)/k来表示。将工作辊和回转磨具间接触力的变化ΔF(x)除以弹簧常数K即得回转磨具20的挠曲量，即成为辊表面的位置变化ΔZ(x)，以辊纵向座标整理该变化得到轧辊轮廓。这是第1轮廓计算机能。

图18表示第1轮廓计算机能的处理步骤。该处理步骤作为程序存贮在情报处理装置13C中。首先使磨削机构5a的回转磨具20抵压在工作辊1a的操作侧端部上，固定进给装置23(步骤200)。随后在进给装置23固定状态下使往复动程马达58回转，磨削机构5a沿辊轴向移动(步骤201)。移动期间，用测力传感器53测定磨料层51和工作辊1a间的接触力变化(步骤202)，根据上述关系计算回转磨具20的挠曲量(步骤203)。与此同时，根据来自往复动程马达58的编码器58b的信号，测定磨削机构5a的辊轴向的位置(步骤204)。并且，由辊轴向位置和挠曲量计算轧辊轮廓(步骤205)。磨削机构5b也同样实施，计算轧辊轮廓(步骤206)。但是，轧辊轴向移动从驱动侧端部进行。将根据两个磨削机构5a、5b的移动所求得的轧辊轮廓合成，决定工作辊1a全长的轮廓(步骤207)。

作为轧辊轮廓测定的另一种方法，控制进给装置22以使工作辊和回转磨具间的接触力F(x)在轧辊轴向经常保持一定的载荷，检测进给装置位置的变化ΔS(x)。

由于在轧辊纵向F(x)/k是一定的，所以辊径的变化用ΔZ(x)＝ΔS(x)表示。由进给马达57的编码器57a的检测值求得进给装置位置变化ΔS(x)，用轧辊纵向座标整理该变化能得到轧辊轮廓。这是第2轮廓计算机能。

图19表示第2轮廓计算机能的处理步骤。该处理步骤用程序存贮在情报处理装置13C中。先将磨削机构5a的回转磨具20抵压在工作辊1a的操作侧端部(步骤300)。随后，在进给装置23固定状态下，使往复动程马达58回转，磨削机构5a沿轧辊轴向移动(步骤301)。移动期间，用测力传感器53测定磨料层51和工作辊1a间接触力，以进给马达57控制进给装置以使该接触力一定(步骤302)，根据来自进给马达57的编码器的信号计算回转磨具20的进给量(步骤303)。与此同时，根据来自往复动程马达58的编码器58b的信号测定磨削机构5a的轧辊轴向位置(步骤304)。并且，由轧辊轴向位置和回转磨具的进给量计算轧辊轮廓(步骤305)。关于磨削机构5b也实施同样步骤，计算轧辊轮廓(步骤306)。但是，轧辊轴向移动是从驱动侧端部进行。将由两个磨削机构5a、5b的移动所求得的轧辊轮廓进行合成，决定工作辊1a全长的轮廓(步骤307)。

如上所述，利用在线磨削装置的机器，能在线测定工作辊的轮廓。

5.轧辊轮廓修正计算

下面，说明根据离线轮廓测量器的测定值修正轧辊轮廓的机能。

在线轧辊磨削装置的滑动导轨7、8设置成与工作辊1a轴线平行，可是在热轧机上因轧材热在长时间后平行度恐怕有变化。若不进行修正，那么如上所述测定的工作辊轮廓就不能说是真的轮廓。情报处理装置13C中用图20表示的步骤对此进行修正。

首先，预先用设置在轧辊车间的离线轧辊磨削机磨削工作辊1a，用离线轧辊轮廓测量器测量磨削后的轧辊轮廓。并且将该测定的轧辊轮廓输入情报处理装置13C(步骤400)。随后，将离线轧辊磨削机磨削的工作辊1a装在轧机上，接着用上述在线轮廓测量器的第1或第2轮廓计算机能，测定工作辊1a的轮廓(步骤401)，随后求用离线与在线轮廓测量器所产生的偏差(步骤402)。该求得的偏差看作磨削装置的滑动导轨的变形(平行度误差)，存贮在情报处理装置13C中(步骤403)。接着，在此后的轧制中，在线磨削轧辊1a后，用第1或第2轮廓计算机能测定工作辊1a的轮廓(步骤404)，通过扣除上述所求得的平行度误差对该轧辊轮廓测定值进行修正(步骤405)，求得的正确的测定值存贮在情报处理装置13C中(步骤406)。这样能求得工作辊1a的更正确的轮廓。

6.轧辊轧廓测定和轧辊轮廓磨削控制的组合

下面，参照图21，说明利用如上所述求得的工作辊1a的轮廓的数据，在已说明的磨削控制方法中将工作辊磨削成目标轮廓的机能。图21所表示处理步骤也预先存贮在情报处理装置13C中。

首先，将目标轧辊轮廓预先输入情报处理装置13C中(步骤500)，随后，用第1或第2轮廓计算机能求得工作辊1a的轮廓(步骤501)。这种场合下，根据需要，由离线轮廓测量器的测定值对轧辊轮廓进行前述那样的修正。一求得工作辊1a的正确轮廓，那么就计算该求得的工作辊轮廓与目标轧辊轮廓的偏差(步骤502)。根据轧辊轴向各位置的偏差值计算出相应的各位置的必需的磨削量(步骤503)，计算轧辊轴向各位置的磨削条件(步骤504)。在此，实施改变接触压力的磨削控制时，根据如图13所示的工作辊1a和磨料层51的接触力和磨削量的关系，用进给装置22的进给马达57控制工作辊1a和磨料层51的接触力，改变工作辊磨削量，将工作辊1a磨削成目标轮廓(步骤505)。当实施改变往复动程速度的磨削控制时，用往复动程装置24的往复动程马达58控制回转磨具20的往复动程速度，改变工作辊磨削量，工作辊1a被磨削成目标轮廓(步骤505)。

如上所述，工作轧辊1a被制成与目标轧辊轮廓一致的轮廓。

第2实施例

本发明第2实施例参照图22和23说明。图中，与图1-图7所示同等的部件标以相同符号。

在热轧机使用中，若因冷却水等影响，机座4和轴承箱3磨耗严重，则如图22所示与轧材S垂直的工作辊1a的轴线R_a往往倾斜如R_b那样。在本实施例中，考虑到这种工作辊1a的倾斜，希望维持或修正目标轧辊轮廓。

图23是表示本实施例控制步骤的程序方框图，该步骤作为程序存贮在情报处理装置13C(参照图7)中。

为了求得工作辊1a的轴线的倾斜程度，分别将轧辊磨削机构5a、5b移向操作侧和驱动侧的辊端部(步骤600)，在操作侧和驱动侧的辊端部，使各自的进给马达57回转，将回转磨具20的磨料层51压在工作辊1a上(步骤601)。并且，压着回转磨具到测力传感器53检测设定载荷的地方，用内藏在进给马达57的编码器57a检测从此时的基准位置的回转磨具的进给量(步骤602)。检测回转磨具进给量时的载荷在操作侧和驱动侧设为相同。

随后，计算操作侧和驱动侧的回转磨具20的进给量的差(步骤603)，将该进给量的差除以操作侧和驱动侧的测定间距离，求得工作辊1a的轴线的倾斜度并进行存贮(步骤604)。

接着，当磨削工作辊1a时，用前述方法计算为得到目标轮廓的回转磨具20的进给位置(步骤605)，用上述已存贮的工作辊1a的轴线倾斜度修正该进给位置(步骤606)，控制磨具进给马达57的回转数以使从工作辊1a轴线到磨料层51前端的距离一定(步骤607)。

若经这样控制，则工作辊1a即使倾斜，辊轴线与磨料层51的距离也能能经常成为一定，可以进行定位磨削。在该定位磨削中，若轧制部与非轧制部有图2所示的阶梯差，那么非轧制部的薄板圆盘52的挠曲量大，轧制部辊径小部分的薄板圆盘52的挠曲量变小。该挠曲量的差是磨料层51和工作辊1a的接触力的差，接触力的差是磨削能力的差。即，非轧制部比轧制部磨削更多，能使轧制部与非轧制部的阶梯逐渐消失。这样一来，即使工作辊1a轴线倾斜也能加工出具有相同径的轧辊轮廓。

在以上定位磨削中，轧制过程中工作辊1a的轴线若变化，则轮廓磨削会产生误差。为了防止这种状况，在轧辊预弯装置30、30用的预弯装置座30a上设置轴承箱压紧装置31，将轴承箱3水平地压紧在相反侧的预弯装置座30a上。该压紧装置31不是预弯装置座30a，也可以安装在轴承箱3侧。轴承箱压紧装置31由活塞32和液压室33组成，通过供给液压室33的液压，推压活塞32，进而因活塞32的力轴承箱3与相反侧的预弯装置座30a抵接。通过将该轴承箱压紧装置31设置在两方的轴承箱3、3上，固定了工作辊1a的轴线，能不受机座4和轴承箱3的磨耗等影响，能磨削成目标轮廓。

将任意轧辊轮廓赋与工作辊1a的场合，用离线轧辊磨削机磨削成任意轧辊轮廓，将该轧辊轮廓作为目的轧辊轮廓预先设定在情报处理装置13C中(参照图7)。此后，控制磨具进给马达57的回转数，使回转磨具20沿轧辊轮廓移动，进行位置控制磨削。即使工作辊1a的轧制部磨耗，轧辊轮廓损坏，回转磨具也能移动在正确的轧辊轮廓线上，所以通过磨削修正常常能正确地保持最初的轧辊轮廓。这种场合对于工作辊1a的轴线倾斜，如上所述通过操作侧和驱动侧的回转磨具20的进给量，求得工作辊1a轴线的倾斜角，其也考虑控制磨具进给马达57的回转数以便回转磨具20沿目标轧辊轮廓移动。这样，即使工作辊1a轴线倾斜也能使工作辊1a长期保持一定的正确的轧辊轮廓。

另外，根据回转磨具20的进给量所求得的工作辊1a轴线的倾斜角超过某允许值时，因为会引起轧材S的蛇行等，所以情报处理装置13C也能发出警报。

第3实施例

本发明第3实施例通过图24说明。本实施例是根据轧辊轮廓的测定值进行板凸度控制的。

用离线磨削机磨削工作辊1a之后，将工作辊1a组装入机座4中，轧制轧材S，因轧材S的热量产生热凸。以往，这种热凸是用没有图示的过程控制计算机进行计算，根据其热凸量，用设在轧机内的轧辊预弯装置30给工作辊1a以弯曲，控制轧材S的板凸使其接近目的值。但是用过程控制计算机计算而得的热凸大多与实际条件下的热凸不同

在本实施例中，为了防止这种情况，用图24所示的步骤进行板凸度控制。首先，根据上述第1或第2轧辊轮廓计算机能测定轧辊轮廓(步骤700)。这是通过如前所述存贮在情报处理装置13C(参照图7)中的程序进行的。随后，在上述计算机中计算目标板凸度以及从目标板形状计算最合适的轧辊预弯装置30的预弯力，在此基础上将测定的轧辊轮廓加入进行计算(步骤701)，根据计算结果，控制轧辊预弯装置30的预弯力，给予工作辊1a以弯曲(步骤702)，在这种状态下实施轧制(步骤703)。这样，能使轧材S的板凸度更接近目的值。

另外，虽然没有图示，但在装备能使工作辊在轴向位移的轧辊移位装置的轧机场合，控制预弯力的同时，控制工作辊轴向的移位位置，能使轧材S的板凸度更接近目的值。装有能使一对工作辊1a、1a在水平方向互相交叉的轧辊交叉装置的轧机场合，控制预弯力和交叉角度，能使轧材S的板凸度更接近目的值。当然，用各磨削后测定的轧辊轮廓所求得的轮廓值输入过程控制计算机，通过利用上述的形状控制手段，更进一步提高钢板全长上的板凸度。

第4实施例

通过图25-图30说明本发明第4实施例。图中与图1-图7所示同等的部件标以相同符号。

用上述在线轧辊磨削装置长时间连续磨削工作辊1a，则磨削量误差累积，在上下工作辊间辊经往往会有直径差、即径差。此径差一般若大于0.2mm/径，那么上下工作辊间的轧制扭矩差会超过允许值，若进一步增加，则在轧辊驱动主轴等处就会形起损伤。为了防止这种现象，有必要每隔一定时间间隔测定磨削后的上下工作辊辊径。本实施例是在前面的在线轧辊磨削装置上附加测定在线磨削工作辊的辊径的系统的。

在图25中，在工作辊1a至少一方的端部，用离线磨削机磨削形成基准小径部39a，其比板通过部直径小。该基准小径部39a的辊径如图26所示设为D1。另外，轧辊磨削装置5的壳体25上安装有连成一体的轧辊阶梯差测定装置40。轧辊磨削装置6也是同样的。

轧辊阶梯差测定装置40包括与活塞41a连成一体的测头41、活塞41a以及对测头41进行导向的套42，套42安装在盖47上，盖47则安装于主体59上，套42能与回转磨具20一起移动。在套42内形成液压室46，以便将活塞41a及测头41推向工作辊方向，并且配置用于测定测头41移动量的位移计43和不测定时从液压室46排除液压使测头41后退的弹簧44。

下面，参照图27说明使用轧辊阶梯差测定装置测定工作辊辊径的方法。在图27中，使轧辊磨削装置5在轧辊轴向移动以便测头41位于A位置，到该位置时使其停止。随后，在该位置将液压通入液压室46，使测头41与工作辊1a的基准小径部39a接触。使用位移计测定此时测头位置，接着将磨削磨具机构5移动到B位置，使测头41再次压紧在工作辊1a上，用位移计测定其位置。将利用A位置和B位置的位移计43所测定的值的偏差在情报处理装置13C(参看图7)计算，求得轧辊阶梯差。设该阶梯差为X，则工作辊1a的直径D＝D1+2X。若为了更正确，可以使工作辊1a旋转半圈，在180°相对侧再次测定阶梯差，两处阶梯差设为X₁、X₂，则工作辊1a直径D＝D1+X₁+X₂。根据这样求得的上下辊径可以求得辊径差。

下面，说明利用上述轧辊阶梯差测定装置的工作辊1a圆柱度的测定方法。

如图27所示，在工作辊1a两端部形成用于测定的基准小径部39a、39b。在基准小径部39a侧，如上所述在A位置和B位置测定测头31的位移，求得基准小径部39a和工作辊1a的径差X。在基准小径部39b侧也同样移动另一个轧辊磨削机构5，测定C位置和D位置的测头31的位移，求得基准小径部39b与工作辊1a的径差y。从该两个径差x、y可以求得径差的偏差x-y。该径差的偏差除以测定点距离就是圆柱度。求得的圆柱度能用于修正上述轧辊轮廓测量器测定中工作辊1a的轴线倾斜度。

下面，利用阶梯差测定装置40测定磨料层51的磨耗量，也可以表示磨料层51的更换情报。参照图28说明测定磨料层51的磨耗量的方法。

将新回转磨具20安装在轧机上后，在下位置，用进给装置23以设定力将磨料层51压紧在工作辊1a上，用位移计43测定此时的磨削机构5到工作辊的距离，存贮在情报处理装置13C中(参照图7)。工作辊磨削一段时间后，采用上述相同方法，在E位置进行与上述相同的测定，求得位移计43的测定值。并且，求得上回测定值与这次测定值的差S，该差S就是二次测量间回转磨具51的磨耗量。新磨料层51的磨料部厚度设为t₁，则剩余磨料部厚t₂＝t₁-S，根据t₂的量可以表示磨料层51的更换情报。

下面，工作辊1a磨削后，使用阶梯差测定装置40能测定是否发生轧辊偏心。参照图29和图30说明其测定方法。

将测头41压抵在工作辊1a的基准小径部39a上，测定工作辊1a的振动，同时，将回转磨具20压抵在工作辊1a上，测定工作辊1a的振动。假如轧辊没有偏心，那么因轧辊整体动作出现振动，无论是基准小径部39a还是磨削部都作同样的振动，无论是由位移计43所测定的位移还是根据由测力传感器53检测出来的载荷和回转磨具20的弹簧常数所求得位移都是相同的。可是若轧辊存在偏心，那么轧辊1回转中上述二个位移会出现差。该位移差可以看作偏心量。

第5实施例

参照图31、32以及图7说明本发明第5实施例。本实施例是不用位移计测定工作辊1a的辊径。

如图31所示，在工作辊1a端部形成基准小径部60。其是在离线磨削机上磨削工作辊1a的端部将其磨削成小径而形成的，该小径比用在线磨削装置磨削部分(磨削部)的辊径仅仅小X。这一点与第4实施例相同。随后，测定该基准小径部60的辊径D1，输入情报处理装置13C。磨削部与基准小径部的阶梯差X与回转磨具20相对工作辊1a的倾斜度有关，1mm左右是合适的。

下面，实施图32所示控制步骤。该步骤预先作为程序存贮在情报处理装置13C中。首先停止工作辊1a的回转磨具20的回转，使磨具不磨削基准小径部60(步骤800和801)。使回转磨具20移动到基准小径部位置X(步骤802)，随后，用进给装置23使回转磨具20移动到与工作辊1a接触。进而使工作辊1a与回转磨具20以设定的接触力压紧(步骤803)，当测力传感器53检测到达到设定接触力时，进给马达57停止，用编码器57a检测并记忆该位置(步骤804)。

接着，判定是否在基准小径部60的位置X和磨削部的位置Y进行测定(步骤805)，若还没有完成，则使回转磨具20移动到磨削部位置Y(步骤806)，与基准小径部处一样，使用进给装置23，使回转磨具20压紧在工作辊1a上直到具有设定的接触力(步骤803)，在达到设定接触力的地方用编码器57a检测回转磨具20的位置并记忆(步骤804)。

随后，计算在位置X和Y的回转磨具20的进给位置的差(步骤807)。该差为阶梯差X。并且，最后，由于基准小径部60辊径D1是已知的，所以从下式可以求出磨削部的辊径D_n(步骤808)：

D_n＝D_l+x

通过此式可以很容易地求得磨削后的工作辊1a的直径，可用于确认辊更换时期及上下辊径差。

第6实施例

上面就轧辊1a即工作辊的在线轧辊磨削作了说明，可是轧机上还有与工作辊接触的上下支撑轧辊1b、1b，在它们辊表面上也会产生粗糙表面和疲劳层。图33表示在上下支撑辊1b、1b上设置在线轧辊磨削装置的实施例。该支撑辊用的在线轧辊磨削装置基本上具有与上述工作辊用的在线轧辊磨削装置相同的结构和机能。这样对于支撑辊设置在线轧辊磨削装置，就能与工作辊1a、1a一样，在线磨削上下支撑辊1b、1b的表面，能使上下支撑辊1b、1b的更换周期大大延长，提高热轧设备的生产效率。

如上所述，根据本发明由于回转磨具的薄板圆盘的弹性体机能吸收了轧辊振动，所以不会发生振动现象和共振，能进行正确而且表面光洁度良好的磨削。

另外，回转磨具的磨料层使用超硬磨料，所以能实现磨具可动部的轻量化，能更有效地防止共振。回转磨具寿命也变长，轧制中能长时间地磨削轧辊，这样轧辊的更换频率大幅度减少，能大大提轧制设备生产效率。

另外，使轧辊和回转磨具间接触力变化，改变回转磨具单位时间磨削量，所以能将轧辊磨削成任意的轧辊轮廓。

在进给装置上使用小间隙的滚珠丝杠机构或齿轮机构，所以进给机构的弹簧常数变高，能防止因进给机构的间隙所引起的振动现象。

由于一根轧辊至少配置两个能独立磨削的轧辊磨削机构，所以在轧辊全长上能保持没有阶梯差的轧辊轮廓。

并且，由于分散轧辊上产生的磨具磨削的搭接部，所以能实现没有磨削误差，精度良好的磨削。

另外，用与轧辊两端对应的机构，使磨具回转轴倾斜的方向成为逆向进行磨削，所以不会与机座发生干涉，能磨削轧辊全长。

检测轧辊与回转磨具间接触力，计算辊轮廓，所以能在磨削轧辊的同时，测定轧辊轮廓。根据这样所求得的轧辊轮廓，控制回转磨具的接触力或回转磨具沿轧辊轴向的移动速度，能很容易地制成目标轮廓。

另外，同时使用在线轧辊磨削装置和在线轧辊轮廓测量器，能经常维持对轧制最合适的轧辊轮廓，进度完全自由的轧制成为可能。

并且由于修正回转磨具的移动方向与轧辊的平行度误差，所以可以对轧辊轮廓进行更正确的测定。

另外，用在线轧辊轮廓测量器所求得的轧辊轮廓作为基础，控制轧辊预弯装置等的形状控制手段，所以能实现精度高的板凸度控制。

回转磨具在目标轧辊轮廓上移动进行磨削，所以能任意制作轧辊轮廓并且维持下去。此时，测定轧辊轴线的倾斜度，考虑该轴线的倾斜度，在目标轧辊轮廓上移动进行磨削，所以即使轧辊轴线倾斜也能常常维持正确的轧辊轮廓。

由于将轧辊轴承箱压紧在机座或预弯装置座上，在这种状态下进行磨削，所以能不受机座和轴承箱磨耗的影响，经常维持正确的轧辊轮廓。

另外，在轧辊端部形成基准小径部，用位移计或磨削机构自身测定基准小径部与轧辊磨削部间的阶梯差，所以能经常求得正确辊径，在线管理上下辊的径差。并且还能确认轧辊的圆柱度。

由于在支撑辊上设置在线磨削装置，所以能很容易地除去该支撑辊表面的疲劳层。

Claims (33)

1.一种装有在线轧辊磨削装置的轧机，所说在线轧辊磨削装置包括位于一对轧辊的一方对面、磨削该轧辊的圆盘状回转磨具、通过磨具回转轴与前述轧辊的旋转驱动相独立地积极地使该回转磨具旋转的驱动装置、将上述回转磨具抵压在上述轧辊上的进给装置、使上述回转磨具沿轧辊轴向移动的往复动程装置；

其特征在于，上述回转磨具包括安装在上述磨具回转轴上的薄板圆盘和在从该薄板圆盘的回转中心轴离开至半径方向外侧的位置上固定在上述薄板圆盘的一侧面上的磨料层，上述薄板圆盘具有在前述薄板圆盘的回转中心轴周围的弹性的挠性并且其自身作为弹性体的机能以便吸收来自在上述轧辊磨削时上述轧辊的振动，抑制在轧制中轧辊的振动现象。

2.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述回转磨具配置为从磨具中央看仅在一侧形成上述磨料层与轧辊的接触线。

3.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述回转磨具作这样配置：使上述磨具回转轴相对轧辊轴线的垂直线方向倾斜微小角度，从磨具中央看，仅仅在辊轴方向的一侧形成上述磨料层与轧辊的接触线。

4.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述磨料层是环状。

5.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述磨料层包含超硬磨料。

6.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述磨料层包含立方氮化硼磨料和金刚石磨料中一种。

7.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述薄板圆盘的弹簧常数为1000-30kgf/mm。

8.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述薄板圆盘的弹簧常数为500-50kgf/mm。

9.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述磨料层包含立方氮化硼磨料，该磨料的集中度范围为50-100，磨料的粒度范围为80-180，将树脂结合剂作为磨料的结合材料。

10.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊检测装置包括载荷检测手段和控制手段，载荷检测手段用于测定上述回转磨具与轧辊间的接触力，控制手段控制上述进给装置以便任意地改变由上述载荷检测手段测定的接触力，改变回转磨具对轧辊的磨削量，由此，将轧辊磨削成设定的轧辊轮廓。

11.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括载荷检测手段和控制手段，载荷检测手段用于测定上述回转磨具和轧辊间的接触力，控制手段一边控制上述进给装置以使上述由载荷检测手段测定的接触力为一定，一边控制上述往复动程装置以便任意改变上述回转磨具在辊轴方向的移动速度，改变上述回转磨具对轧辊的磨削量，由此，将轧辊磨削成设定的轧辊轮廓。

12.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述进给装置包括回转驱动源和小间隙的滚珠丝杠机构或齿轮机构，所说滚珠丝杠机构或齿轮机构将回转驱动源的回转变换成上述回转驱动轴的轴向移动，使上述回转磨具能相对轧辊作进退运动。

13.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置对一根轧辊至少设有两个轧辊磨削机构，每个轧辊磨削机构包括上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置，因此，这两个轧辊磨削机构可以互相独立进行磨削。

14.根据权利要求13中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括控制手段，其能使各轧辊磨削机构的往复动程装置的停止位置不同，以使上述两个轧辊磨削机构磨削轧辊时所产生的磨削搭接部在轧辊轴向分散。

15.根据权利要求13中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述两个轧辊磨削机构的回转磨具分别这样配置：使上述磨具回转轴相对轧辊轴线的垂直线方向在互相相反的方向上倾斜微小角度，以便从磨具中央看仅仅在各自的轧辊轴向的轧辊端部侧形成上述磨料层与轧辊的接触线。

16.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括测定上述回转磨具在辊轴方向移动量的移动量检测手段、测定上述回转磨具与轧辊间接触力的载荷检测手段以及在线轮廓测量器，所说在线轮廓测量器包含第1轮廓计算手段，在上述进给装置的移动量为一定的状态下，其根据由上述载荷检测手段测定的接触力及由上述移动量检测手段测定的移动量计算轧辊轮廓。

17.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括测定上述进给装置移动量的第1移动量检测手段、测定上述回转磨具在辊轴方向移动量的第2移动量检测手段、测定上述回转磨具和轧辊间接触力的载荷检测手段以及在线轮廓测量器，所说在线轮廓测量器包含第2轮廓计算手段，在由上述载荷检测手段测定的接触力为一定的状态下，其根据由上述第1移动量检测手段测定的移动量和由上述第2移动量检测手段测定的移动量计算轧辊轮廓。

18.根据权利要求16或17中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轮廓测量器包含修正手段，其计算由离线轮廓测量器测定的轧辊的轮廓与由上述第1或第2轮廓计算手段求得的相同轧辊的轮廓的偏差，由该偏差求得因上述往复动程装置产生的上述回转磨具的移动方向相对轧辊的平行度误差，根据该平行度误差，对用上述第1或第2轮廓计算手段所求得的轧辊轮廓进行修正。

19.根据权利要求16或17中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括控制手段，求得由上述第1或第2轮廓计算手段所得到的轧辊轮廓与预先设定的目标轧辊轮廓的偏差，根据该偏差控制上述进给装置和上述往复动程装置的至少一方，改变上述回转磨具对轧辊的磨削量，由此将轧辊磨削成与上述目标轧辊轮廓一致。

20.根据权利要求19中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述控制手段控制上述进给装置以便任意改变由上述载荷检测手段测定的接触力，改变上述磨削量。

21.根据权利要求19中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述控制手段一边控制上述进给装置以使由上述载荷检测手段测定的接触力为一定，一边控制上述往复动程装置，以便任意改变上述回转磨具在辊轴方向的移动速度，改变上述磨削量。

22.根据权利要求16或17中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，设有给予轧辊以预弯力的轧辊预弯手段、使轧辊轴向移位的轧辊移位手段和使上述一对轧辊互相交叉的轧辊交叉手段中的至少一个，以及控制手段，该控制手段根据上述第1或第2轮廓计算手段测定的轧辊轮廓控制上述轧辊预弯手段的预弯力、上述轧辊移位手段所产生的移位位置和上述轧辊交叉手段所产生的交叉角度中的至少一个。

23.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括控制手段，其控制上述进给装置和往复动程装置，以便在测定轧辊轴线的倾斜度的同时，上述回转磨具在相对于轧辊轴线倾斜度的目标轧辊轮廓上移动。

24.根据权利要求23中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括压紧装置，所说压紧装置固定支承轧辊两端的轴承箱，使磨削中轧辊轴线的倾斜度保持一定。

25.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置构成一个轧辊磨削机构，上述在线轧辊磨削装置包括基准小径部及位移计，所说基准小径部的辊径已知且比轧辊磨削部的辊径小，所说位移计设在上述轧辊磨削机构上，用于测定从该轧辊磨削机构到上述轧辊的距离。

26.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述轧辊是工作辊，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置构成磨削上述工作辊的轧辊磨削机构。

27.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述轧辊是支撑辊，上述回转磨具、驱动装置、进给装置和往复动程装置构成磨削上述支撑辊的轧辊磨削机构。

28.根据权利要求1中所述的装有在线轧辊磨削装置的轧机，其特征在于，上述在线轧辊磨削装置包括基准小径部和辊径计算手段，基准小径部设于轧辊至少一端部，辊径已知且比轧辊磨削部辊径小，在上述轧辊的基准小径部和磨削部的各位置，将回转磨具压紧在轧辊上，使上述回转磨具与轧辊间的接触力相同，辊径计算手段根据此时回转磨具的进给位置的差求得基准小径部与磨削部间的阶梯差，进而根据该阶梯差和上述基准小径部的已知辊径求得上述磨削部的辊径。

29.一种在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，包括薄板圆盘和固定在所说薄板圆盘的一侧面上的以超硬磨料制成的磨料层，所说薄板圆盘具有弹性体机能，以便吸收来自上述轧辊的振动。

30.根据权利要求29中所述的在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，上述磨料层为环状。

31.根据权利要求29中所述的在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，上述薄板圆盘的弹簧常数为1000kgf/mm-30kgf/mm。

32.根据权利要求29中所述的在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，上述薄板圆盘的弹簧常数为500kgf/mm-50kgf/mm。

33.根据权利要求29中所述的在线轧辊磨削装置用回转磨具，其特征在于，上述磨料层包含立方氮化硼磨料，该磨料的集中度为50-100，磨料的粒度为80-180，使用树脂结合剂作为磨料的结合材料。

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