CN113495075A - 辊的表面状态的计测装置 - Google Patents
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Abstract
期望能够计测辊的准确的表面状态且能够立即检测在辊产生的异常而合适地进行辊的维护时期的判断的辊的表面状态的计测装置。本发明的辊的表面状态的计测装置的特征在于，设置于比刮刀装置的刮刀靠辊的旋转方向下游侧处。
Description
技术领域
本发明涉及辊的表面状态的计测装置，详细而言，涉及能够计测准确的辊(尤其是弹性辊)的表面状态的计测装置。另外，涉及通过计测辊的表面状态而能够准确地掌握辊的劣化程度并且在辊产生了异常的情况下能够迅速检测的辊的表面状态的计测装置。
背景技术
在钢板、纸、膜等薄板状产品的制造/加工/运送工序中，使用许多辊。该辊经常在严酷的条件下使用，由于产生由载荷、热、药液、油等引起的劣化而定期地进行更换。例如，在弹性辊中，因使用时的旋转及载荷而弹性体挠曲从而引起温度上升。若该温度上升为辊的容许范围内，则其一部分被散热，因此辊保持为正常。但是，若温度上升成为容许范围外，则在橡胶辊的情况下，首先在辊表面产生瑕疵(龟裂)(图5(a))，之后引起破裂(爆裂)(图5(b))，在聚氨酯辊的情况下，首先辊内部引起熔融，之后引起膨胀(图5(c))，熔融物开始熔化。
在此，关于从前的辊的维护(更换/修补)时期的判断，通过对辊的表面状态(例如，在弹性辊中是瑕疵的有无、磨损量、表面硬度、表面粗糙度等)进行目视、计测来确认有无异常，从而进行判断。并且，作为这样的表面状态的计测技术，已知有以下这样的技术(专利文献1～3)。
在专利文献1中公开了：在轧制辊的研磨管理方法中，通过接触式的位移计在辊上扫描，能够测定辊表面的凹凸。
在专利文献2中公开了通过使用半导体激光器以非接触的方式测定压延辊表面的粗糙度来检测辊表面的粗糙、磨损的程度的装置。
在专利文献3中公开了通过将硬度计的位置相对于辊以特定的角度固定而能够进行排除了由测定者的个性、经验的差异造成的影响的测定的硬度测定装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-242090号公报
专利文献2：日本特开平6-265335号公报
专利文献3：日本特开2006-3185号公报
专利文献4：日本专利第6473007号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1～3所记载的计测手法中，在辊表面附着有异物的情况下，存在无法计测准确的辊的表面状态这一问题。尤其是，在如专利文献2那样在辊的旋转中使用非接触传感器来计测表面状态的情况下，异物对误差的影响变大，因此存在会将本来无需维护的辊误判断为维护的时期已到来这一问题。
另外，在维护辊时，必须使制造线停止，产品的生产性自然而然地下降，因此，在如上述那样无法计测准确的辊的表面状态而进行了误判断的情况下，也存在会使生产性显著下降且会使无用的成本产生这一问题。
另外，在辊产生了异常的情况下，该异常辊也会对产品的品质造成影响。
例如，在弹性辊等中，有时会因由酸等药液引起的劣化而导致辊的表面溶解从而带有粘着性，在产品通过了这样的辊上的情况下，会向产品附着异物，会导致产品的品质下降。另外，在批次的切换时等新的薄板状产品向辊输送时，有时会因新的薄板状产品与辊抵碰时的冲击而导致辊的表面剥离或者在表面产生瑕疵，在产品通过了这样的辊上的情况下，会向产品附着瑕疵，会导致产品的品质下降。而且，在因产品通过时的摩擦而辊的表面成为了溜滑的状态的情况下，产品有时会在辊上蜿蜒地运送，会不进行合适的加工而导致产品的品质下降。
并且，若产生这样的事态，则相对于产品的可靠性会下降，有时进而会发展成关系到事业的存续的大问题。
因此，准确地计测辊的表面状态极其重要。需要说明的是，这一点从防患于未然地防止辊的异常产生这一观点、将辊的维护在合适的时期进行这一观点来看也极其重要。另外，在辊产生了异常的情况下，为了极力减少不良品的产生量，立即停止制造线是重要的，从该观点来看也极其重要。
另一方面，在薄板状产品的制造/加工/运送工序中，从以前起使用用于除去辊表面的异物的“刮刀装置”(参照专利文献4)。
这次，本申请发明人进行了锐意研究，结果得到了能够构筑“通过利用去除辊表面的异物的刮刀装置，能够计测辊的准确的表面状态，能够合适地进行辊的维护时期的判断”的辊的表面状态的计测装置这一见解。
另外，得到了能够得到“通过检测刮刀装置的刮刀的振动，能够立即检测辊的异常产生”的辊的表面状态的计测装置这一见解。
本发明鉴于上述的以往的问题点而完成，其目的在于，提供能够计测辊的准确的表面状态且能够立即检测在辊产生的异常而合适地进行辊的维护时期的判断的辊的表面状态的计测装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的方案1的辊的表面状态的计测装置是计测辊的表面状态的计测装置，其特征在于，设置于比刮刀装置的刮刀靠辊的旋转方向下游侧处。
本发明的方案2的辊的表面状态的计测装置的特征在于，计测装置计测表面硬度、表面粗糙度、表面瑕疵、磨损度、表面粘着度中的至少一个。
本发明的方案3的辊的表面状态的计测装置的特征在于，计测装置根据辊的旋转状况而工作。
本发明的方案4的辊的表面状态的计测装置的特征在于，设置有检测刮刀的振动的传感器，计测装置基于传感器的检测信息而工作。
本发明的方案5的辊的表面状态的计测装置的特征在于，设置有基于计测装置的计测数据来评价辊的表面状态的评价单元。
本发明的方案6的辊的表面状态的计测装置的特征在于，设置有发送计测装置的计测数据和/或评价单元的评价结果的发送单元。
本发明的方案7的辊的表面状态的计测装置的控制方法是控制辊的表面状态的计测装置的方法，其特征在于，在传感器检测的振动值成为了规定值以上的情况下进行计测装置的计测。
发明效果
根据本发明的辊的表面状态的计测装置，通过将计测辊的表面状态的计测装置设置于比刮刀装置的刮刀靠辊的旋转方向下游侧处，能够准确地掌握辊的真正的表面状态。并且，其结果是，能够合适地判断辊的修补的可否、更换时期。需要说明的是，该效果在辊是弹性辊的情况下尤其显著。
根据本发明的方案2的辊的表面状态的计测装置，通过从各种各样的观点计测辊的表面状态，能够更准确地掌握辊的表面状态。
根据本发明的方案3的辊的表面状态的计测装置，通过使计测装置根据辊的旋转状况而工作，能够更准确地掌握辊的表面状态。
根据本发明的方案4的辊的表面状态的计测装置，通过使计测装置基于刮刀的振动而工作，能够更准确地掌握辊的表面状态。另外，能够迅速掌握在辊产生的异常。
根据本发明的方案5的辊的表面状态的计测装置，通过设置基于计测装置的计测数据来评价辊的表面状态的评价单元，能够更合适地判断辊的修补的可否、更换时期。
根据本发明的方案6的辊的表面状态的计测装置，通过设置发送计测装置的计测数据和/或评价单元的评价结果的发送单元，能够在远离的场所掌握辊的表面状态。另外，能够对设置有辊的各线的状态进行集中管理。
根据本发明的方案7的控制辊的表面状态的计测装置的方法，通过在传感器检测的振动值成为了规定值以上的情况下进行计测装置的计测，能够准确地掌握辊的表面状态。另外，能够迅速掌握在辊产生的异常。
附图说明
图1是示出本发明的计测装置的动作的示意图。
图2是示出本发明的计测装置的一个控制单元(手动计测模式)的流程图。
图3是示出本发明的计测装置的别的控制单元(自动计测模式)的流程图。
图4是示出本发明的计测装置的评价单元的流程图。
图5是示出弹性辊的劣化的例子的照片(图5(a)是在橡胶辊表面产生了瑕疵(龟裂)的状态的照片，图5(b)是破裂(爆裂)后的状态的照片，图5(c)是聚氨酯辊内部熔融而膨胀的状态的照片，图5(d)是将膨胀部分解体后的状态的照片)。
标号说明
1 辊的表面状态的计测装置
1a 辊的表面状态的计测装置(接触式)
1b 辊的表面状态的计测装置(非接触式)
2 刮刀装置
3 刮刀
4 辊
5 传感器
6 评价单元
7 计测数据记录单元
8 辊信息记录单元
A 异物
具体实施方式
基于附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下所述的实施方式只不过是将本发明具体化的一例，并不限定本发明的技术范围。
(基本结构)
首先，基于图1来说明本发明的辊的表面状态的计测装置1的结构。
如图1(a)所示，本发明的辊的表面状态的计测装置1成为了设置于比刮刀装置2的刮刀3靠辊4的旋转方向下游侧处的构造。通过设为该构造，能够在附着于辊4的异物被除去的状态下计测辊4的表面状态，能够进行准确的计测。并且，其结果是，能够合适地判断辊4的修补的可否、更换时期。
作为在本发明的辊的表面状态的计测装置1中使用的计测设备，只要能够计测辊4的表面状态即可，没有特别的限定，可举出与辊表面接触而计测表面状态的接触式的计测装置1(a)、通过不与辊表面接触来计测表面状态的非接触式的计测装置1(b)。
具体而言，根据计测的项目而适当选择，根据各测定项目而举出以下这样的计测设备。
■磨损度：激光位移计(非接触式)
■瑕疵、刮擦的有无：激光位移计(非接触式)
■表面硬度：硬度计(接触式)
■表面粗糙度：光学式的反射传感器(非接触式)、高精度的激光位移计(非接触式)、表面粗糙度计(接触式)
■表面温度：温度传感器(非接触式、接触式)
■表面的粘着度：粘着度计(测力计，接触式)
需要说明的是，这些计测设备也可以使用其中任一个，但由于能够更准确地掌握辊4的表面状态，所以优选将多个计测设备组合而使用。
本发明的辊的表面状态的计测装置1也可以是上述的计测设备根据辊4的旋转状况而工作的计测装置。例如，在如硬度计、粘着度计(测力计)这样只能通过与辊表面接触来进行表面状态的计测的情况下，若不是辊4的旋转(线的运转)停止的状态，则无法进行准确的计测。
因此，也可以是，在辊4的旋转处于停止的情况下，主要使接触式的计测设备工作(根据需要而也使非接触式工作)，在辊4旋转中的情况下使非接触式的计测装置工作。
作为检测辊4的旋转状况的手法，已知有使得滚子(旋转体)与辊端部抵接并检测该滚子的旋转的方法等，但也能够通过检测制造线的运转状况而间接地检测辊4的旋转状况。例如，通过将接收从制造线的控制系统发送的线的运转/停止的各信号的接收单元设置于辊的表面状态的计测装置1内(详细而言是后述的控制单元内)，能够检测出辊4的旋转已停止。
另外，在刮刀装置2一般设置有接收线的运转停止信号的接收单元，因此，若利用该功能，则也能够不设置新的设备而检测辊4的旋转状况。
而且，如后所述，也能够通过利用刮刀装置2的刮刀3的振动来检测辊的旋转状况。
(刮刀装置)
在本发明中使用的刮刀装置2能够使用公知的刮刀装置。
需要说明的是，关于刮刀装置2，也可以具备检测刮刀3的振动的传感器5。若使用设为了该结构的刮刀装置2，则能够通过刮刀3的振动而检测在辊4产生了异常(辊表面的断裂、剥离等)时产生的冲击，能够立即掌握辊4的异常，因此是适宜的。
另外，在采用了检测制造线的运转状况的方法的情况下，即使在作为信号而接收到的是停止(制造线处于停止)的信号的情况下，辊自身有时也不立即停止而通过惯性继续旋转，对此，若采用通过刮刀3的振动来检测辊4的旋转状况的方法，则能够防止使接触式的计测设备与正在通过惯性旋转的辊接触而破损，因此是适宜的。
需要说明的是，传感器5能够检测刮刀3的振动即可，没有特别的限定，能够使用通用的传感器。例如能够应用专利文献4所记载的检测单元等。
另外，作为判断传感器5检测的振动是否由在辊4产生的异常引起的方法，可举出预先针对每个辊掌握产生了异常时的振动值(规定值)且在传感器5检测的振动值成为了该规定值以上的情况下判断为产生了异常的方法等。
而且，传感器5也能够以检测辊4的旋转状况的目的使用。例如，可举出在传感器5检测的振动值成为了零等规定值以下的情况下判断为辊4的旋转已停止的方法等。
(控制单元)
关于本发明的辊的表面状态的计测装置1的工作，也可以根据需要而手动使其工作，但也可以设置基于辊4的旋转状况、刮刀3的振动值等检测信息而工作的控制单元(未图示)且设为由该控制单元进行。
具体而言，基于上述的检测手法而进行在辊为旋转中的情况下使非接触式的计测装置工作(图1(b))且在辊为停止中的情况下主要使接触式的计测设备工作(图1(c))的控制。
另外，控制单元也能够基于后述的评价单元的评价结果来控制辊4的工作。若进行该控制，则能够在辊中发现了不良情况时立即使辊停止，能够有效地削减不良品的产生，因此是适宜的。
(评价单元)
本发明的辊的表面状态的计测装置1也可以还具备基于计测装置的计测数据来评价辊4的表面状态的评价单元6。通过设为该结构，能够更合适地判断辊4的修补的可否、更换时期。
作为评价单元6的结构，没有特别的限定，但能够举出具备计测数据记录单元7和辊信息记录单元8的结构等。
在计测数据记录单元7中记录由计测装置计测到的数据。通过逐次记录计测数据，能够掌握辊的表面状态的履历(历时变化)。在辊信息记录单元8中记录与在线上设置有辊的位置相关的信息、与各计测项目相关的辊的初始值(新品时的数值，例如辊径、辊形状等信息)，另外，根据需要而记录各计测项目中的辊的表面状态的容许数值范围等。
关于评价辊的表面状态的方法也没有特别的限定，但可举出“首先，将评价对象的计测数据从计测数据记录单元7提取，与记录于辊信息记录单元8的容许数值范围进行比较，接着，诊断计测数据是否为容许数值的范围外”的方法等。并且，在计测数据为容许数值的范围外的情况下，能够进行异常报告而向生产管理者通知异常。
需要说明的是，关于上述的容许数值范围，可以将预先设定的数值向辊信息记录单元8记录(输入)，也可以通过基于到当前为止计测到的计测数据进行运算而求出。另外，在通过基于计测到的计测数据进行运算而求出的情况下，也能够通过基于计测数据和辊的初始数据及使用期间使AI(人工智能)进行运算而求出。
(发送单元)
本发明的辊的表面状态的计测装置1也可以还具备发送计测装置的计测数据、评价单元的评价结果的发送单元(未图示)。通过设为该结构，能够在远离的场所掌握辊的表面状态。例如，能够将设置有辊的同一工场内的各线的状况在控制室集中管理、将全国的各工场的各线的状况的状态在总公司集中管理。
接着，说明如上述这样构成的辊的表面状态的计测装置1的动作及作用。
作为辊的表面状态的计测装置1的动作，首先，如图1(a)所示，由于辊的表面状态的计测装置1设置于比刮刀装置2的刮刀3靠辊的旋转方向下游侧处，所以对附着于辊或者从辊剥离后的异物A由刮刀3除去的状态的辊表面进行计测。
因此，能够准确地掌握辊的真正的表面状态。具体而言，如前述记载那样，进行在辊为旋转中的情况下使非接触式的计测设备工作(图1(b))且在辊为停止中的情况下主要使接触式的计测设备工作(图1(c))的控制。
接着，对各计测设备的具体的动作进行说明。需要说明的是，关于各计测设备的动作，存在手动计测模式和利用控制单元进行的自动计测模式。
(手动计测模式)
首先，基于图2对本发明的辊的表面状态的计测装置1的手动计测模式的流程进行说明。
首先，手动打开计测开始的开关而开始计测。
接着，在步骤1(S1)中，判断辊是否为旋转中(线是否为运转中)。需要说明的是，辊是否为旋转中的判断使用如前述记载那样的检测单元即可。
接着，在辊为旋转中的情况下，使非接触式的计测装置(激光位移计、温度传感器、光学式的反射传感器)工作(图1(b))，将计测数据向显示器上显示并且向评价单元内(计测数据记录单元7)记录，结束计测。
另一方面，在辊为停止中的情况下，主要使接触式的计测设备(硬度计、表面粗糙度计、粘着度计)工作(图1(c))，将计测数据向显示器上显示并且向评价单元内(计测数据记录单元7)记录，结束计测。需要说明的是，根据需要而也使非接触式的计测装置(激光位移计、温度传感器、光学式的反射传感器)工作。
如以上这样，在手动计测模式下，能够在设备管理者想要确认辊的表面状态的定时下进行辊的表面状态的计测装置的工作。
(自动计测模式)
接着，基于图3对本发明的辊的表面状态的计测装置1的自动计测模式的流程进行说明。
首先，通过来自控制单元等的信号而计测开始。
接着，在步骤1(S1)中，判断辊是否为旋转中(线是否为运转中)。需要说明的是，辊是否为旋转中的判断使用如前述记载那样的检测单元即可。
接着，在步骤1(S1)中判断为辊为旋转中的情况下，在步骤2(S2)中判断传感器5是否检测到异常振动。需要说明的是，是否是异常振动的判断基于如前述记载那样的规定值来判断。
接着，在检测到异常振动的情况下，使非接触式的计测装置(激光位移计、温度传感器、光学式的反射传感器)工作(图1(b))，将计测数据向显示器上显示并且向评价单元内(计测数据记录单元7)记录，结束计测。
在未检测到异常振动的情况下，再次返回步骤2(S2)，判断传感器5是否检测到异常振动。
另一方面，在步骤1(S1)中判断为辊为停止中的情况下，主要使接触式的计测设备(硬度计、表面粗糙度计、粘着度计)工作(图1(c))，将计测数据向显示器上显示并且向评价单元内(计测数据记录单元7)记录，结束计测。需要说明的是，根据需要而也使非接触式的计测装置(激光位移计、温度传感器、光学式的反射传感器)工作。
如以上这样，在自动计测模式下，能够不管线是否为运转中而始终确认辊的表面状态。
(评价)
最后，基于图4对基于由手动计测模式或自动计测模式计测到的计测数据来评价辊4的表面状态时的流程进行说明。
首先，通过来自控制单元等的信号而评价开始。
接着，从计测数据记录单元7提取磨损度、表面硬度等各评价项目的计测数据，并且从辊信息记录单元8也提取对应的评价项目的容许数值范围。需要说明的是，关于评价项目的容许数值范围，可以预先向辊信息记录单元8输入各辊的容许数值范围，也可以向辊信息记录单元8仅输入辊信息(辊的初始数据)，在辊信息记录单元8内根据输入的辊信息(辊的初始数据)等进行运算而算出容许数值范围。
接着，进行提取出的计测数据与容许数值范围的比较。
接着，在步骤3(S3)中，判断计测数据是否为容许数值范围内。
接着，在步骤3(S3)中判断为计测数据为容许数值范围外的情况下，进行在辊产生了异常的意思的报告(例如，警告灯的点亮、成为了异常的计测项目向显示器上的显示等)并结束计测。并且，之后进行辊的维护(更换/修补)。
另一方面，在步骤3(S3)中判断为计测数据为容许数值范围内的情况下，在手动计测模式的情况下结束评价，在自动计测模式的情况下返回步骤1(S1)而继续计测(辊的异常监视)。
需要说明的是，也能够通过使用各评价项目的计测数据和步骤3(S3)中的判断结果使AI进行运算而解析使用中的辊的劣化的进展程度，预想合适的维护(更换/修补)的时期。
如以上这样，根据本发明的辊的表面状态的计测装置，由于辊的表面状态的计测装置设置于比刮刀装置的刮刀靠辊的旋转方向下游侧处，所以能够准确地掌握辊的真正的表面状态。并且，其结果是，能够合适地判断辊的修补的可否、更换时期。
产业上的可利用性
本发明的辊的表面状态的计测装置能够对在钢板、纸、膜等薄板状产品的制造/加工/运送工序中使用的辊(尤其是弹性辊)使用。
Claims (7)
1.一种辊的表面状态的计测装置，是计测辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
设置于比刮刀装置的刮刀靠所述辊的旋转方向下游侧处。
2.根据权利要求1所述的辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
所述计测装置计测表面硬度、表面粗糙度、表面瑕疵、磨损度、表面粘着度中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
所述计测装置根据所述辊的旋转状况而工作。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
设置有检测所述刮刀的振动的传感器，
所述计测装置基于所述传感器的检测信息而工作。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
设置有基于所述计测装置的计测数据来评价所述辊的表面状态的评价单元。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的辊的表面状态的计测装置，其特征在于，
设置有发送所述计测装置的计测数据和/或所述评价单元的评价结果的发送单元。
7.一种辊的表面状态的计测装置的控制方法，是控制权利要求4～6中任一项所述的辊的表面状态的计测装置的方法，其特征在于，
在所述传感器检测的振动值成为了规定值以上的情况下进行所述计测装置的计测。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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