CN203245215U - 辊式矫直机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种辊式矫直机。对板材（S）进行矫正的辊式矫直机（100）具备：矫平辊单元（20），其具有多个矫平辊（6、8），该多个矫平辊（6、8）以一边夹持板材（S）进行按压一边使板材通行的方式旋转；按压缸（4a、4b），其在矫平辊单元（20）的输入侧以及输出侧经由矫平辊（6、8）按压板材（S）；以及驱动机构（15），其使矫平辊（6、8）旋转来使板材（S）通行，多个矫平辊（6、8）将其直径（D）设为，相对于由应当矫正的板材的最大要求屈服应力以及最大要求板厚决定的矫平辊（6、8）的辊间间距P而言，满足0.5＜D/P＜0.9的值。

Description

辊式矫直机

技术领域

本实用新型涉及用于矫正金属板例如钢板等板材的辊式矫直机。 

背景技术

在制造钢板等板材的过程中，虽实施辊轧、冷却等工序，但在上述工序中，在板材产生翘曲、波形状的变形。因此，为了矫正此类翘曲、波形状的变形以实现板材的平坦化，而使用将多根矫平辊上下配置为交错状的辊式矫直机（例如专利文献1）。 

辊式矫直机以相对于多个下矫平辊压入多个上矫平辊的状态、或者相对于多个上矫平辊压入多个下矫平辊的状态使应当矫正的板材通行，并对板材反复施加弯曲，而使板材的翘曲、波形状平坦化。 

对于上述辊式矫直机而言，根据要矫正的板材的最大要求屈服应力以及此时的最大要求板厚决定矫平辊的辊间间距，并根据已决定的辊间间距决定最大矫正力（按压力）、最大扭矩。以往，从相对于这样决定的辊间间距而确保足够的通行性以及足够的传递扭矩的观点来看，尽可能大地设定矫平辊的直径，使之在辊间间距的0.9倍以上且小于1.0倍。此外，最大要求屈服应力以及最大要求板厚表示由用户作为板材的规格所要求的屈服应力的最大值以及板厚的最大值，但在以下的说明中，使用上述用语以简化。另外，在“具体实施方式”的各实施方式中详细叙述根据要矫正的板材的屈服应力以及板厚决定辊间间距的理由。 

专利文献1：日本特开2009-255148号公报 

近年来，对比以往薄且屈服应力大的板材进行矫直矫正的需求在增加，在这样的情况下，需要增大矫平辊的压入量，但在上述那样的辊径大的以往的辊式矫直机中，有时无法得到足够的压入量。因此，需要一种对于薄且屈服应力大的板材也能够充分地进行矫正的辊式矫直机。 

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供即便是薄且屈服应力大的金属板例如钢板等板材也能够进行矫直矫正的辊式矫直机。 

为了解决上述课题，在本实用新型的第一观点中提供一种辊式矫直机，该辊式矫直机是通过通板线对板材进行矫正的辊式矫直机，其特征在于，具备：矫平辊单元，该矫平辊单元具有多个矫平辊，这些多个矫平辊呈交错状配置于上述通板线的上下，以一边夹持上述板材进行矫正一边使上述板材通行的方式旋转；按压缸，该按压缸分别设置于上述矫平辊单元中的上述板材的输入侧以及输出侧，经由上述矫平辊按压上述板材；多个支承辊，这些多个支承辊对上述矫平辊进行支承；以及驱动机构，该驱动机构使上述矫平辊旋转来使上述板材通行，将上述多个矫平辊的直径D设为，相对于由上述板材的最大要求屈服应力以及最大要求板厚决定的上述矫平辊的辊间间距P而言，满足0.5＜D/P＜0.9的值。 

在上述第一观点中，辊式矫直机还具备控制装置，该控制装置以使上述板材啮入上述矫平辊单元的上下矫平辊之间的方式对上述按压缸压入上述板材的压入量进行控制，上述控制装置包括啮入修正表格，该啮入修正表格根据上述板材的厚度设定：上述板材啮入上述矫平辊单元的上下矫平辊之间的极限的压入量亦即啮入极限压入量；和应当控制成上述啮入极限压入量的上述板材的前端的移动距离亦即啮入修正控制距离，上述控制装置以如下的方式进行控制：在上述输入侧的按压缸对上述板材进行矫正所需的设定压入量比上述啮入极限压入量大的情况下，基于上述啮入修正表格，在上述板材的前端到达上述啮入修正控制距离之前将上述输入侧的按压缸的压入量限制成上述啮入极限压入量，并在上述板材的前端到达了上述啮入修正控制距离时使上述输入侧的按压缸的压入量成为上述设定压入量。在该情况下，在上述啮入修正表格中还设定有在上述板材的前端到达了上述啮入修正控制距离时将上述输入侧的按压缸的压入量设为上述设定压入量时的按压速度，基于上述啮入修正表格，对上述输入侧的按压缸的压入量从上述啮入极限压入量变更成上述设定压入量时的按压速度进行控制。 

在本实用新型的第二观点中，提供一种辊式矫直机，该辊式矫直机是通过通板线对板材进行矫正的辊式矫直机，其特征在于，具备：矫平 辊单元，该矫平辊单元具有多个矫平辊，这些多个矫平辊呈交错状配置于上述通板线的上下，以一边夹持上述板材进行矫正一边使上述板材通行的方式旋转；多个支承辊，这些多个支承辊上下支承上述多个矫平辊；一对辊框架，这一对辊框架在上述矫平辊以及上述支承辊的上下支承上述矫平辊以及上述支承辊；一对框架，这一对框架上下支承上述一对辊框架；按压缸，该按压缸分别设置于上述矫平辊单元中的上述板材的输入侧以及输出侧，向上述通板线按压上述一对框架中的一方亦即动作框架，从而经由上述辊框架中的对应的一方而在上述矫平辊之间对上述板材进行按压；驱动机构，该驱动机构使上述矫平辊旋转；液压式鼓凸缸，该液压式鼓凸缸在上述动作框架与上述辊框架中的上述对应的一方之间，沿着与上述板材的通行方向正交的宽度方向安装有多个；以及控制装置，该控制装置对上述板材的矫正进行控制，将上述多个矫平辊的直径D设为，相对于由上述板材的最大要求屈服应力以及最大要求板厚决定的上述矫平辊的辊间间距P而言，满足0.5＜D/P＜0.9的值，上述控制装置一边对上述按压缸的按压量进行控制一边利用上述驱动机构使上述板材在上述矫平辊之间通行，并且，上述控制装置求得上述一对框架的宽度方向上的横向弯曲量，计算用于消除该弯曲量所需的各上述液压式鼓凸缸的所需节流量，并基于上述所需节流量对各上述液压式鼓凸缸进行节流控制。 

在上述第二观点中，上述控制装置能够基于上述按压缸、上述液压式鼓凸缸、上述一对辊框架、上述支承辊、上述矫平辊的压缩变形信息，计算用于消除该压缩变形所需的各上述液压式鼓凸缸的所需节流量，并基于该所需节流量、和用于消除上述一对框架的弯曲量所需的所需节流量的合计值，来对各上述液压式鼓凸缸进行节流控制。 

另外，在上述第二观点中，上述控制装置包括啮入修正表格，该啮入修正表格根据上述板材的厚度设定：上述板材啮入上述矫平辊单元的上下矫平辊之间的极限的压入量亦即啮入极限压入量；和应当控制成上述啮入极限压入量的上述板材的前端的移动距离亦即啮入修正控制距离，上述控制装置以如下的方式进行控制：在上述输入侧的按压缸对上述板材进行矫正所需的设定压入量比上述啮入极限压入量大的情况下，基于上述啮入修正表格，在上述板材的前端到达上述啮入修正控制距离之前将上述输入侧的按压缸的压入量限制成上述啮入极限压入量，并在 上述板材的前端到达了上述啮入修正控制距离时使上述输入侧的按压缸的压入量成为上述设定压入量。在该情况下，在上述啮入修正表格中还设定有在上述板材的前端到达了上述啮入修正控制距离时将上述输入侧的按压缸的压入量设为上述设定压入量时的按压速度，上述控制装置基于上述啮入修正表格，对上述输入侧的按压缸的压入量从上述啮入极限压入量变更成上述设定压入量时的按压速度进行控制。 

在上述第一以及第二观点中，上述直径D与上述间距P优选满足0.55＜D/P＜0.8。 

另外，优选为，上述驱动机构具有上矫平辊驱动部以及下矫平辊驱动部，上矫平辊驱动部由用于使上述上矫平辊驱动的上矫平辊用驱动马达、和将上述上矫平辊用驱动马达的动力传递给上述上矫平辊的上矫平辊用动力传递部构成，下矫平辊驱动部由用于使上述下矫平辊驱动的下矫平辊用驱动马达、和将上述下矫平辊用驱动马达的动力传递给上述下矫平辊的下矫平辊用动力传递部构成，上述上矫平辊用动力传递部与上述下矫平辊用动力传递部以相互不干涉的方式配置。 

根据本实用新型，将多个矫平辊的直径D设为相对于由应当矫正的板材的最大要求屈服应力与此时的最大要求板厚决定的矫平辊的辊间间距P而言满足0.5＜D/P＜0.9的值，因此通过增加压入量而能够对板材施加强弯曲。因此即便是薄且屈服应力大的板材也能够进行矫直矫正，从而能够形成高平坦度。 

附图说明

图1是表示本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图。 

图2是表示本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的主视图。 

图3是用于对本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的辊间间距与辊径的关系进行说明的图。 

图4是用于对本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的驱 动机构进行说明的图。 

图5是用于对本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的液压式鼓凸缸的构造进行说明的剖视图。 

图6是表示本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的控制装置的框图。 

图7是表示取板厚为横轴，取屈服应力为纵轴，使D/P=0.923的情况、和使D/P=0.667的情况下，屈服率为70%（0.7）时的可矫正区域的图。 

图8是表示啮入修正时的压入量的控制的图。 

图9是表示在啮入修正结束后，调整至设定压入量时的状态的图。 

符号说明： 

1…外壳；2…上框架（动作框架）；3…下框架；4a、4b…下压缸（按压缸）；5…上辊框架；6…上矫平辊；6a、8a…轴的突出部分；7…上支承辊；8…下矫平辊；9…下支承辊；10…下辊框架；12…液压式鼓凸缸；15…驱动机构；21、22…弯曲检测传感器；30…上矫平辊驱动部；31、41…万向接轴（Universal spindle）；32、42…驱动马达；33、34、43、44…十字销单元；35、45…中间轴；60…控制装置；64…鼓凸控制器；66…下压啮入控制器；100…辊式矫直机；S…板材（被矫正材料）。 

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。 

图1是表示本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图，图2是其主视图。本实施方式的辊式矫直机100具有：外壳1、设置于外壳1的内侧的上框架2、以及以支承外壳1的方式设置的下框架3。在上框架2的下方利用上辊夹持缸（未图示）悬吊上辊框架5。另一方面，在下框架3上设置有下辊框架10。此外，如后所述，上框架2由于被按压缸（也称为下压缸）按压而上下动作，因此能够将其称为动作框架。动作框架不限定于上框架2，也可以将下框架3作为动作框架构成，并利用设置于其下方的按压缸的按压而使下框架3上下动作。 

在上辊框架5与下辊框架10之间设置有矫平辊单元20，该矫平辊单元20具有多个上矫平辊6与多个下矫平辊8，它们以将钢板等金属板亦即板材S的通过线路（通板线）形成于多个上矫平辊6与多个下矫平辊8之间的方式上下配置为交错状。矫平辊单元20中，上矫平辊6在上辊框架5的下方被上辊框架5支承，下矫平辊8在下辊框架10的上方被下辊框架10支承。在矫平辊单元20的板材S的输送方向上游侧以及下游侧，设置有用于引导板材S的导辊14。上矫平辊6以及下矫平辊8由于驱动机构15而旋转，从而能够使板材S向例如图1中的箭头A方向和箭头B方向中的一个方向移动来对板材S进行矫正。 

在上矫平辊6的上方以沿着上矫平辊6的轴向支承于上辊框架5的方式配置有多个用于支承上矫平辊6的尺寸小的上支承辊7。另外，在下矫平辊8的下方以沿着下矫平辊8的轴向支承于下辊框架10的方式配置有多个用于支承下矫平辊8的尺寸小的下矫平辊9。 

如上所述，根据要矫正的板材S的最大要求屈服应力以及当时的最大要求板厚（由用户作为板材的规格所要求的的屈服应力的最大值以及板厚的最大值）决定上下矫平辊6、8的各辊间间距。这是由于根据由用户所要求的板厚、屈服应力，通过下述的公式（1）计算辊式矫直机所要求的矫正反作用力。 

F=2×（3-（1-η）²）×（W×σy×T²）/（3000×L）×α···（1） 

此处，F为矫正反作用力，η为屈服率，W为板宽（mm），σy为屈服应力（kgf/mm²），T为板厚（mm），L为辊间间距（mm），α为实测系数。 

换言之，矫正反作用力与屈服应力σy成正比，与板厚T的平方成正比，且与辊间间距L成反比。若将上述公式（1）简化，则能够利用公式（2）F=K₁×T²×σy/L来表示（K₁为系数）。 

另一方面，配置于矫平辊的外侧的支承辊（与上下支承辊7、9对 应）的直径越大，那么通过辊式矫直机得到的矫正反作用力越大。但是，支承辊7、9的最大直径与辊间间距L几乎相同，原因在于支承辊不可能具有比辊间间距L大的直径。因此，能够利用公式（3）F=K₂×L来表示通过辊式矫直机得到的矫正反作用力的最大值（K₂为系数）。 

因此，若将公式（2）、（3）合并则K₂×L=K₁×T²×σy/L，从而导出下述公式（4）。公式（4）表示根据要矫正的板材S的屈服应力σy以及板厚T来决定上下矫平辊6、8的各辊间间距L。 

L=[（K₁×T²×σy）/K₂]^1/2·（4） 

以往，从相对于这样决定的辊间间距而确保足够的通行性以及足够的传递扭矩的观点来看，将矫平辊的直径设定为尽可能大，使之在辊间间距的0.9倍以上且小于1.0倍。 

与此相对，本实用新型的实施方式所涉及的矫平辊单元20中，如图3所示，以上下矫平辊6、8的各辊间间距P（相当于公式（4）的间距L）与辊径D满足0.5＜D/P＜0.9的关系的方式进行配置。即，与以往的0.9≤D/P＜1.0的情况相比，辊径D小。D/P的值在上述范围中优选0.55＜D/P＜0.8的范围，特别优选0.6＜D/P＜0.7的范围。 

在外壳1与上框架2之间的、矫平辊单元20的板材S输送方向上的两端，分别配置有对板材S施加用于矫正的下压力（也称为按压力）的下压缸（也称为按压缸）4a以及4b。下压缸4a以及4b在板材S的宽度方向上的两端侧（传动侧以及加工侧）分别设有两台（参照图2。但是，在图2中仅图示下压缸4a）。 

此外，在本说明书中，“下压”一词不仅表示如图1所示那样向下施加压力的情况，还包含之后作为变形例所说明的那样向上施加压力的情况。换言之，在本说明书中，“下压”一词能够与“按压”一词互换。 

下压缸4a以及4b对固定设置于下辊框架10的下矫平辊8，经由上辊框架5、上支承辊7以及上矫平辊6对板材S进行下压。 

上矫平辊6以及下矫平辊8借助驱动机构15而旋转。在图1中，为了方便说明，以与上下矫平辊6、8的各列整体连接的方式画出了驱 动机构15，但实际上，如后所述，驱动机构15分别单独驱动上矫平辊6以及下矫平辊8使之旋转。而且，一边利用驱动机构15使板材S在上矫平辊6与下矫平辊8之间通行，一边利用下压缸4a、4b经由上矫平辊6对板材S进行下压来矫直矫正板材S。 

在向图1的A方向输送板材S的情况下，下压缸4a作为输入侧的下压缸发挥作用，下压缸4b作为输出侧的下压缸发挥作用。另外，在向B方向输送板材S的情况下，下压缸4b作为输入侧的下压缸发挥作用，下压缸4a作为输出侧的下压缸发挥作用。此外，也可以将上矫平辊6设置为固定，并利用下压缸下压下矫平辊8。 

如图4所示，驱动机构15具有上矫平辊驱动部30和下矫平辊驱动部40，其中，上矫平辊驱动部30由与上矫平辊6的轴的突出部分6a连接的、作为动力传递部的万向接轴31和驱动马达32构成，下矫平辊驱动部40由与下矫平辊8的轴的突出部分8a连接的、作为动力传递部的万向接轴41和驱动马达42构成。万向接轴31、41是用于将动力传递至轴与驱动侧不一致的部分的部件，万向接轴31具有一对十字销单元33、34、和设置在它们之间的中间轴35，万向接轴41具有一对十字销单元43、44、和设置在它们之间的中间轴45。另外，利用轴32a连结马达32的轴与马达32侧的十字销单元34，并利用轴42a连结马达42的轴与马达42侧的十字销单元44。 

如上所述，上矫平辊6以及下矫平辊8的直径D小，因此从回避在邻接的上矫平辊6与下矫平辊8中作为两者的动力传递部的万向接轴31以及41干涉的可能性的观点来看，以相互不干涉的方式配置万向接轴31以及41。具体而言，从回避万向接轴31以及41的辊侧的十字销单元33与43干涉的可能性的观点来看，改变上矫平辊6的轴的突出部分6a与下矫平辊8的轴的突出部分8a的长度，从而错开十字销单元33与34的位置。 

在上框架2与上辊框架5之间沿板宽方向连结有多个（在本实施方式中为七个）液压式鼓凸（crowning）缸12。如图2所示，各鼓凸缸12沿着与板材S的通行方向正交的宽度方向以与上矫平辊6以及下矫平辊8对应的方式等间距地设置。如图1所示，该液压式鼓凸缸12设置为两列。此外，鼓凸缸的列数可以为一列，也可以为三列以上。 

如图5所示，液压式鼓凸缸12具有缸主体51与活塞52，活塞52的上端经由球面连接材料53与上框架2连结，缸主体51的底部经由滑动连接件54与上辊框架5连结。在该液压式鼓凸缸12内置有位置检测传感器55。液压式鼓凸缸12借助液压而伸缩，并且为了使液压式鼓凸缸12进行伸长动作，而连接了对伸长侧油室（未图示）送油的送油线路56和用于解除液压的释放线路57。在送油线路56，连接有用于检测伸长侧油室的液压的压力检测器58、和控制送油量的控制阀59。作为控制阀59可以使用伺服阀或者比例控制阀。 

如图2所示，在上框架2的上方且是在横向上的中央位置，设置有用于检测上框架2的横向弯曲的弯曲检测传感器21。如图1所示，沿着板材S的通过线路设置有两个该弯曲检测传感器21。利用该弯曲检测传感器21总是检测上框架2的下端部为止的距离，并据此计算上框架2的弯曲量。另外，在下框架3的内部空间安装有弯曲检测传感器22。在横向上的中心位置沿着板材S的通过线路设置有两个该弯曲检测传感器22。利用该弯曲检测传感器22总是检测下框架3的上端部为止的距离，并据此计算下框架3的弯曲量。此外，也可以仅在上框架2和下框架3中的一方设置弯曲检测传感器，并利用比例计算求出另一方的框架的弯曲量。 

在下压缸4a、4b与外壳1之间安装有负载传感器（或者液压压力转换器）23，由此，能够检测下压缸4a、4b、液压式鼓凸缸12、上辊框架5、上支承辊7、上矫平辊6、下矫平辊8、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形。 

利用控制装置60控制本实施方式的辊式矫直机100的各构成要素。控制装置60包括：具备CPU的过程控制器；与该过程控制器连接的包括键盘、显示器等的用户界面；以及储存有控制程序（软件）、处理条件数据等处理方法（recipe）的存储部。根据来自用户界面的指示等，从存储部调取任意的处理方法，并在过程控制器中执行。由此，在过程控制器的控制下，利用辊式矫直机100进行后述所希望的处理（操作顺序）。控制程序、处理条件数据等处理方法，能够利用存储于计算机可读取的存储介质，例如磁盘（软盘、硬盘等）、光盘（CD、DVD等）、磁光盘（MO等）、半导体存储器等的状态的处理方法。取而代之，还能够从其他装置，例如经由专用线路随时传送并以联机的方式利用处理 方法。 

控制装置60根据存储于计算机可读取的记录介质中的控制程序，如后所述地对用于板材S的矫正（矫直）的下压缸4a、4b对矫平辊6、8按压的下压量进行控制，并对驱动机构15进行控制。另外，控制装置60对液压式鼓凸缸12进行节流控制来进行框架的横向弯曲修正以及压缩修正。并且，控制装置60进行下压缸4a以及4b的下压控制，特别进行啮入修正控制。 

图6示出了控制装置60的控制框图。此处，以鼓凸控制、下压控制以及啮入控制为中心进行说明。 

控制装置60具有由任意的微处理器构成的上位控制器62、鼓凸控制器64以及下压啮入控制器66。上位控制器62对辊式矫直机100的整体进行控制，鼓凸控制器64基于上位控制器62的指令对液压式鼓凸缸12的动作进行控制，下压啮入控制器66进行下压缸4a以及4b的下压控制，特别进行啮入修正控制。 

将上述弯曲检测传感器21、22、负载传感器23、位置检测传感器55以及压力检测器58的检测值，输入鼓凸控制器64。鼓凸控制器64分别根据弯曲检测传感器21以及22的检测值来总是掌握上框架2以及下框架3的横向弯曲量，从而计算修正框架的横向弯曲所需的各液压式鼓凸缸12的伸出量、即节流量。另外，鼓凸控制器64根据下压缸4a、4b与外壳1之间的负载传感器23的检测值，来总是掌握下压缸4a、4b、液压式鼓凸缸12、上辊框架5、上支承辊7、上矫平辊6、下矫平辊8、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形，从而计算修正上述压缩变形所需的各液压式鼓凸缸12的伸出量、即节流量。然后，鼓凸控制器64合计上述节流量运算输出信号，以便将与节流量对应的压力的压油输送至各个液压式鼓凸缸12。然后，将该输出信号反馈至控制阀59以使上述横向弯曲与压缩变为最小的方式对各液压式鼓凸缸12进行控制。 

在下压啮入控制器66中，设定有根据板材S的板厚等来矫直（矫正）板材S所需的下压缸4a以及4b的压入量（下压量）。但是，在输入侧的下压缸（在板材S的输送方向为A方向的情况下是下压缸4a）的被设定的压入量（设定压入量）超过供板材S啮入的极限的压入量（啮 入极限压入量）的情况下，产生板材S未啮入上矫平辊6以及下矫平辊8之间的啮入不良。因此，为了防止这样的啮入不良而对下压啮入控制器66输入表1所例示的啮入修正表格。利用操作部（未图示）的触摸板输入该啮入修正表格，或通过读取存储有啮入修正表格的存储介质输入该啮入修正表格。 

表1 

在表1的啮入修正表格中，按各个板厚分类而设定有啮入极限压入量δL（mm）、啮入修正控制距离Lb（mm）以及下压修正速度IV（mm/sec）。然后，在输入侧的下压缸的压入量（下压量）设定值超过 啮入极限压入量δL的情况下，利用表1的啮入修正表格实施啮入修正控制。具体而言，下压啮入控制器66以如下方式进行控制：使板材S的前端从输入侧的基准矫平辊（在输送方向为A方向的情况下是左端的矫平辊）的顶点啮入Lb的距离大小的期间的压入量为啮入极限压入量δL，并在板材S的前端从输入侧的基准矫平辊啮入Lb的距离后按照啮入修正表格中所设定的下压修正速度IV使输入侧的下压缸的压入量（下压量）成为设定压入量。此时的板材S的位置信息，可以通过以下方式来求得，即，沿着矫平辊单元20内的通过线路，设置多个用于检测板材S的前端的位置的光学式传感器（未图示），并在通过上述多个光学式传感器检测到板材S的前端后，利用脉冲发生器（未图示）跟踪板材S的前端，由此求得。 

接下来，对利用这样构成的辊式矫直机100进行板材S的矫正时的动作进行说明。 

首先，在将板材S从辊式矫直机100的矫平辊单元20的上游侧引导至导辊14的状态下向矫平辊单元20输送板材S，并将其插入上矫平辊6与下矫平辊8之间。例如，在板材S的输送方向为A方向的情况下，将板材S从图1的左侧输送至矫平辊单元20，下压缸4a成为输入侧的下压缸。 

此时，将根据板材S的厚度等而板材S的矫直（矫正）所需的下压缸4a以及4b的压入量（下压量）设定于控制装置60，并一边以该被设定的压入量（下压量）下压板材S，一边利用驱动机构15的驱动力使板材S在上矫平辊6与下矫平辊8之间通行，从而对板材S进行矫正。 

如上所述，根据进行矫正的板材的最大要求屈服应力以及此时的最大要求板厚决定上下矫平辊6、8的各辊间间距P，并使被决定的间距P以满足0.5＜D/P＜0.9的方式决定辊径D。另外，与上下矫平辊6、8的各辊间间距P对应地决定最大扭矩，从而决定载荷条件。 

以往，从相对于上下矫平辊6、8的各辊间间距P而确保足够的通行性以及足够的传递扭矩的观点来看，将矫平辊的直径D设定为尽可能大，使之在辊间间距P的0.9倍以上且小于辊间间距P的1.0倍，即0.9≤D/P＜1.0。换句话说，矫平辊的直径越大，要通行的板材的弯曲半 径越小，最大压入量越小，所以容易通行，并且，通过增大万向节而容易确保最大扭矩。因此，0.9≤D/P＜1.0是技术常识。 

但是，近来，对矫直矫正比以往薄且屈服应力大的板材的需求在增加，若增大上矫平辊6与下矫平辊8的直径D以满足0.9≤D/P，则还产生相对于薄且屈服应力大的板材无法得到足够的压入量而无法进行充分的矫直矫正的情况。 

另外，在利用矫平辊6、8的驱动力降低板材S的内部应力来矫正板材S的情况下，若将板材S的厚度设为T（mm）、将杨氏模量设为E（N/mm²）、将屈服应力设为σy（N/mm²）、将辊径设为D（mm）、将屈服率设为η，则需要满足以下的公式（5）： 

1-η=（σy×D）/（E×T）·（5） 

此处，为了充分降低内部应力，屈服率需要在0.7以上，因此，要求满足以下的公式： 

0.3≥（σy×D）/（E×T）···（6） 

若将此式变形则得到以下的公式（7）： 

D≤0.3（E×T）/σy···（7） 

即，板厚T越薄，并且屈服应力σy越大，则越需要减小矫平辊的直径。但是，以往仅考虑了在满足0.9≤D/P的情况下减小D的方案，这样一来，则扭矩变小而无法使板材通行。 

与此相对，本实用新型人违背以往的技术常识而发现了如下思路，即，即使相对于由所矫正的板材的最大要求屈服应力以及此时的最大要求板厚决定的辊间间距P成为D/P＜0.9的方式使用小径的矫平辊也能够进行矫直矫正，通过这样将矫平辊设为小径增加压入量，从而能够对以往无法充分矫正的薄且屈服应力大的板材也能够进行矫直矫正。 

但是，若D/P在0.5以下，则板材不会沿着辊，板材的弯曲半径不能与辊径对应地减小，因此相对于辊间间距P以满足0.5＜D/P＜0.9的方式决定辊径D。 

根据所矫正的板材的最大要求屈服应力以及此时的最大要求板厚决定上下矫平辊6、8的各辊间间距P，并根据该间距P还决定最大扭矩，因此作为万向接轴31、41的十字销单元33、34、43、44，能够使用与最大扭矩对应的大小的部件。在使用了以往的具有D/P在0.9以上的直径的矫平辊的情况下，十字销单元的直径形成为比矫平辊的直径稍小的值。与此相对，本实施方式中，若D/P＜0.9则上矫平辊6以及下矫平辊8的直径D比以往小，因此如以往那样地万向接轴31与41以重叠的方式配置的情况下，存在邻接的上矫平辊6与下矫平辊8中，两者的辊侧的十字销单元33与43干涉的可能性。因此，如上所述，改变上矫平辊6的轴的突出部分6a与下矫平辊8的轴的突出部分8a的长度，来错开十字销单元33与43的位置，从而使两者不会发生干涉。以往，若减小矫平辊的直径，则与此对应地需要减小十字销单元，不得不减小扭矩，但是通过如上使十字销单元上下错开，能够确保所需的最大扭矩，并且仅减小辊径D，从而容易确保所需的压入量。 

但是，若D/P的值在0.55以下，则产生上矫平辊6和下矫平辊8的轴的突出部分6a、8a与十字销单元33、43的干涉的担忧，因此D/P的值优选比0.55大，更加优选为比0.6大。另外，在D/P＜0.9的情况下能够得到压入量增大的效果，但是从能够更加可靠地得到效果的观点来看，D/P的值优选小于0.8，更加优选小于0.7。 

接下来，作为实验，按照将最大屈服应力设为1400Mpa，将此时的最大板厚设为26mm，与此对应将矫平辊的辊间间距设为390mm，并将矫平辊的辊径设为以往的范围亦即360mm（D/P=0.923）的情况，和设为260mm（D/P=0.667）的情况，对矫直矫正板材的结果进行说明。此外，扭矩条件两者皆相同。图7是表示取板厚为横轴、取屈服应力为纵轴，屈服率为70%（0.7）时的可矫正区域的图。如该图所示，可以看出，令辊径为260mm设为小径来减小D/P，由此与辊径为360mm时相比，可矫正的区域向薄且屈服应力大的范围产生了扩大。这是相对于辊径为360mm的情况下的最大压入量为50mm，辊径为260mm的情况下的最大压入量扩大到80mm而带来的。从而确认出，通过这样获得大的压入量，能够在更薄且屈服应力大的范围内进行矫直矫正。 

如以上那样，通过使D/P比0.9小，通过增加压入量，能够对板材 施加强烈的弯曲，容易对薄且屈服应力高的板材进行矫直矫正，但存在上框架2、下框架3等装置的构成要素在横向（这虽表示框架等的宽度方向，但上述宽度方向与板材的宽度方向平行，因此两者在广义上相同）弯曲的情况（横向弯曲），在上述情况下，压入量因横向弯曲的影响而在板材的宽度方向上变动。因此，在本实施方式中，在要消除上述横向弯曲的影响的情况下，基于弯曲检测传感器21及/或22的检测值，求得上框架2以及下框架3的弯曲量，计算用于消除该弯曲量所需的各个液压式鼓凸缸12的所需节流量，据此对上矫平辊6进行矫直修正。由此，能够减小被矫正材料亦即板材S的宽度方向上的下压量差，从而能够实施平坦度更高的矫正。 

另外，除了为消除上框架2以及下框架3的横向弯曲量所需的各个液压式鼓凸缸12的所需节流量之外，还能够基于由安装于下压缸4a、4b与外壳1之间的负载传感器（或者液压压力转换器）23所测量的下压缸4a、4b、液压式鼓凸缸12、上辊框架5、上支承辊7、上矫平辊6、下矫平辊8、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形信息，计算为了消除该压缩变形所需的各个液压式鼓凸缸12的所需节流量，并基于这两个所需节流量的合计值来对上矫平辊6进行矫直矫正。由此，能够进一步减小被矫正材料亦即板材S的宽度方向上的下压量差，从而还能够实施平坦度更高的矫正。 

此外，在日本特开第3443036号公报、日本特开第3726146号公报中对这样的鼓凸（crowning）修正详细地进行了记载，上述公报的记载内容也包含于本说明书。 

接下来，对啮入修正控制进行说明。 

如上所述，在控制装置60中设定有板材S的矫直（矫正）所需的下压缸4a以及4b的压入量（下压量），并利用该被设定的压入量（下压量）对板材S进行矫正。但是，在输入侧的下压缸（在板材S的输送方向为A方向的情况下是下压缸4a）的被设定的压入量（下压量）超过啮入极限压入量的情况下，产生板材S无法啮入上矫平辊6以及下矫平辊8之间的啮入不良。特别是，在如本实施方式那样使矫平辊的直径比以往小，来增加压入量的情况下，容易产生啮入不良。 

因此，在上述情况下，基于表1的啮入修正表格进行啮入修正控制，从而防止上述啮入不良。此外，表1的啮入修正表格中实际上记入有具体的数值。 

具体而言，在板材S啮入矫平辊单元20的上矫平辊6以及下矫平辊8之间前，利用控制装置60的下压啮入控制器66，对将根据板厚等条件设定的输入侧的压入缸的设定压入量δe1、和与表1的啮入修正表格中的板材S的板厚分类对应的啮入极限压入量δL进行比较。然后，在设定压入量δe1超过啮入极限压入量δL的情况下，移行至啮入修正模式。 

即，如图8所示，在设定压入量δe1超过啮入极限压入量δL的情况下，将板材S啮入时的实际的输入侧下压缸的压入量从设定压入量δe1限制为啮入极限压入量δL，并使这种压入量的限制，持续板材S的前端从输入侧的基准矫平辊（在图8中为#1的矫平辊）的顶点啮入表1的修正表格中所设定的Lb的距离的期间，如图9所示，在板材S的前端从输入侧的基准矫平辊啮入Lb的距离后，利用设定于啮入修正表格中的下压修正速度IV，将输入侧的下压缸的压入量（下压量）调整至设定压入量δe1。此外，在图8、图9中，将最靠输入侧的基准矫平辊设为#1，对于之后的矫平辊从左至右按顺序标注编号#2～#9。 

通常，在板材S的啮入阶段，只要压入量为啮入极限压入量δL，板材S就能够啮入上下矫平辊之间，但是该啮入极限压入量δL与板材S的厚度几乎成正比。而且，若板材S啮入规定的长度则即使使压入量比啮入极限压入量δL大，也不会产生啮入不良。因此，根据板材S的厚度在啮入修正表格中设定啮入极限压入量δL，并且还将上述规定的长度设定为啮入修正控制距离Lb，从而能够可靠地防止啮入不良，并且迅速地将其调整至设定压入量δe1来对板材S进行矫正，从而能够维持板材S的高矫正成品率。 

另外，下压修正速度IV是从压入极限压入量到设为设定压入量δe1的速度。该下压修正速度IV也与板材S的板厚对应地存在合适的值，因此通过在修正表格设定下压修正速度IV，能够以最佳的速度调整至设定压入量δe1。 

在如本实施方式那样减小矫平辊的直径来增大压入量的情况下，将板材S啮入上下矫平辊之间变得非常难，但通过进行如上所述的啮入修正控制，在上述情况下也能够将板材S比较容易地啮入上下矫平辊之间。因此，啮入修正控制在如本实施方式那样压入量大的情况下特别地有效。 

另外，在进行上述啮入修正控制的情况下，最初在进行与啮入极限压入量δL对应的轻轻的下压后，改变成与设定压入量δe1对应的强烈的下压，因此在如本实施方式那样设定压入量δe1大的情况下，担心因上框架2以及下框架3的横向弯曲等而损坏矫平辊的宽度方向上的辊间隙的均匀性的情况。但是，如上所述，通过进行使用了弯曲传感器21、22以及液压式鼓凸缸12的鼓凸修正，能够良好地保持辊式矫直机的宽度方向上的均匀性，从而在设定压入量δe1大的情况下，也能够可靠地进行啮入修正控制。 

此外，本实用新型不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，虽示出了利用下压缸向通板线下压上矫平辊（向下按压）来对板材的形状进行矫正的情况，但也可以利用下压缸向通板线下压（向上按压）下矫平辊来对板材的形状进行矫正。另外，只要不脱离本实用新型的范围，删除上述实施方式的构成要素的一部分后而得的实施方式也包含于本实用新型的范围内。 

Claims (9)

1.一种辊式矫直机，其是通过通板线对板材进行矫正的辊式矫直机，其特征在于，具备： 

矫平辊单元，所述矫平辊单元具有多个矫平辊，所述多个矫平辊呈交错状配置于所述通板线的上下，以一边夹持所述板材进行矫正一边使所述板材通行的方式旋转； 

按压缸，所述按压缸分别设置于所述矫平辊单元中的所述板材的输入侧以及输出侧，经由所述矫平辊按压所述板材； 

多个支承辊，所述多个支承辊对所述矫平辊进行支承；以及 

驱动机构，所述驱动机构使所述矫平辊旋转来使所述板材通行， 

将所述多个矫平辊的直径D设为，相对于由所述板材的最大要求屈服应力以及最大要求板厚决定的所述矫平辊的辊间间距P而言，满足0.5＜D/P＜0.9的值。 

2.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 

所述辊式矫直机还具备控制装置，所述控制装置以使所述板材啮入所述矫平辊单元的上下矫平辊之间的方式对所述按压缸压入所述板材的压入量进行控制， 

所述控制装置包含啮入修正表格，所述啮入修正表格根据所述板材的厚度设定有：所述板材啮入所述矫平辊单元的上下矫平辊之间的极限的压入量亦即啮入极限压入量；和应当控制成所述啮入极限压入量的所述板材的前端的移动距离亦即啮入修正控制距离， 

所述啮入修正表格是用于以如下的方式进行控制的表格：在所述输入侧的按压缸对所述板材进行矫正所需的设定压入量比所述啮入极限压入量大的情况下，基于所述啮入修正表格，在所述板材的前端到达所述啮入修正控制距离之前将所述输入侧的按压缸的压入量限制成所述啮入极限压入量，并在所述板材的前端到达了所述啮入修正控制距离时使所述输入侧的按压缸的压入量成为所述设定压入量。 

3.根据权利要求2所述的辊式矫直机，其特征在于， 

在所述啮入修正表格中还设定有在所述板材的前端到达了所述啮入修正控制距离时将所述输入侧的按压缸的压入量从所述啮入极限压入量变更成所述设定压入量时的按压速度。 

4.一种辊式矫直机，其是通过通板线对板材进行矫正的辊式矫直机，其特征在于，具备： 

矫平辊单元，所述矫平辊单元具有多个矫平辊，所述多个矫平辊呈交错状配置于所述通板线的上下，以一边夹持所述板材进行矫正一边使所述板材通行的方式旋转； 

多个支承辊，这些多个支承辊上下支承所述多个矫平辊； 

一对辊框架，这一对辊框架在所述矫平辊以及所述支承辊的上下支承所述矫平辊以及所述支承辊； 

一对框架，这一对框架上下支承所述一对辊框架； 

按压缸，所述按压缸分别设置于所述矫平辊单元中的所述板材的输入侧以及输出侧，向所述通板线按压所述一对框架中的一方亦即动作框架，从而经由所述辊框架中的对应的一方而在所述矫平辊之间按压所述板材； 

驱动机构，所述驱动机构使所述矫平辊旋转； 

液压式鼓凸缸，所述液压式鼓凸缸在所述动作框架与所述辊框架中的所述对应的一方之间，沿着与所述板材的通行方向正交的宽度方向安装有多个；以及 

控制装置，所述控制装置对所述板材的矫正进行控制， 

将所述多个矫平辊的直径D设为，相对于由所述板材的最大要求屈服应力以及最大要求板厚决定的所述矫平辊的辊间间距P而言，满足0.5＜D/P＜0.9的值， 

所述控制装置一边对所述按压缸的按压量进行控制一边利用所述驱动机构使所述板材在所述矫平辊之间通行，并且，所述控制装置求得所述一对框架的宽度方向上的横向弯曲量，计算用于消除该弯曲量所需的各所述液压式鼓凸缸的所需节流量，并基于所述所需节流量对各所述液压式鼓凸缸进行节流控制。 

5.根据权利要求4所述的辊式矫直机，其特征在于， 

所述控制装置包括啮入修正表格，所述啮入修正表格根据所述板材的厚度设定有：所述板材啮入所述矫平辊单元的上下矫平辊之间的极限的压入量亦即啮入极限压入量；和应当控制成所述啮入极限压入量的所述板材的前端的移动距离亦即啮入修正控制距离， 

所述啮入修正表格是用于以如下的方式进行控制的表格：在所述输入侧的按压缸对所述板材进行矫正所需的设定压入量比所述啮入极限压入量大的情况下，基于所述啮入修正表格，在所述板材的前端到达所述啮入修正控制距离之前将所述输入侧的按压缸的压入量限制成所述 啮入极限压入量，并在所述板材的前端到达了所述啮入修正控制距离时使所述输入侧的按压缸的压入量成为所述设定压入量。 

6.根据权利要求5所述的辊式矫直机，其特征在于， 

在所述啮入修正表格中还设定有在所述板材的前端到达了所述啮入修正控制距离时将所述输入侧的按压缸的压入量从所述啮入极限压入量变更成所述设定压入量时的按压速度。 

7.根据权利要求1～6中任一项所述的辊式矫直机，其特征在于， 

所述直径D与所述间距P满足0.55＜D/P＜0.8。 

8.根据权利要求1～6中任一项所述的辊式矫直机，其特征在于， 

所述驱动机构具有上矫平辊驱动部以及下矫平辊驱动部， 

所述上矫平辊驱动部包括用于使所述上矫平辊驱动的上矫平辊用驱动马达、和将所述上矫平辊用驱动马达的动力传递给所述上矫平辊的上矫平辊用动力传递部， 

所述下矫平辊驱动部包括用于使所述下矫平辊驱动的下矫平辊用驱动马达、和将所述下矫平辊用驱动马达的动力传递给所述下矫平辊的下矫平辊用动力传递部， 

所述上矫平辊用动力传递部与所述下矫平辊用动力传递部以相互不干涉的方式配置。 

9.根据权利要求8所述的辊式矫直机，其特征在于， 

所述上矫平辊用动力传递部由万向接轴构成，该万向接轴由与所述上矫平辊用驱动马达侧连接的第一上十字销单元、与所述上矫平辊的轴的突出部分连接的第二上十字销单元、以及将所述第一上十字销单元与第二上十字销单元之间连接起来的中间轴构成， 

所述下矫平辊用动力传递部由万向接轴构成，该万向接轴由与所述下矫平辊用驱动马达侧连接的第一下十字销单元、与所述下矫平辊的轴的突出部分连接的第二下十字销单元、以及将所述第一下十字销单元与所述第二下十字销单元之间连接起来的中间轴构成， 

改变所述上矫平辊的轴的突出部分的长度与所述下矫平辊的轴的突出部分的长度，从而使所述第二上十字销单元与所述第二下十字销单元不干涉。 

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