JP2005193275A - 平坦度計付き圧下矯正機 - Google Patents

Abstract

【課題】計測器の精度低下や破損がなく、加圧ラムの強度を損なうことの少ない、作業効率を向上させ、かつ、これによって製品の精度を下げない、平坦度計を取り付けたプレス矯正装置を提供する。
【解決手段】フレーム３が防振器２を介して加圧ラム１に懸架され、加圧ラムと相互に接触せずにその一部を加圧フレームの貫通穴ないしは切り欠き溝８に収納し、収納されたフレームが距離計を保持し、圧下矯正の運転者が監視可能な位置に計測された平坦度を表示する手段を設置する平坦度計付き圧下矯正機。収納されたフレームが竪穴に収納された竪フレームを介して距離計を保持する場合も含む。
【選択図】図１

Description

鋼板や金属帯の矯正工程において、平坦度を計測しながら圧下して矯正する装置および方法に関する。

金属帯の圧下矯正は、ローラーによる矯正方法もあるが、敷き棒を用いた３点曲げや２点曲げなどの方法も多く用いられる。３点曲げや２点曲げの方法では、圧下しすぎると逆方向への変形が発生するため、圧下矯正中、その都度平坦度計測が必要であり、作業能率向上の阻害要因となっていた。

このため加圧ラムの下部に凹面を設けてここに計測器を設置し、平坦度を計測する方法が特許文献１で提案されている。しかし、これには、
１）加圧ラムと被矯正材の接触時、被矯正材の変形時、ないしは逆反り時の衝突衝撃が伝播し計測器が破壊される、
２）金属帯の矯正なので加圧ラムには大きな負荷が掛かるため、加圧ラム内に計測器を設置するスペースを小さく取らないと加圧ラム自体が耐久性を失う、
などの問題があった。すなわち、加圧ラムに計測器が直結している特許文献１の方式では、実用上未解決な問題があると言えた。

さらに、計測器が故障し交換する際に、圧下矯正機の加圧ラムは大きな負荷に対応するため重量が大きく、加圧ラムの下面に入っての作業は危険である。加圧ラムの落下防止などの事前準備は交換作業の手間を増す問題ともなる。
特開平０５−２３７５４６号公報

本発明の課題は、計測器の精度低下や破損がなく、加圧ラムの強度を損なうことのなく、作業効率を向上させ、かつ、これらによって製品の精度を下げない、平坦度計の取り付けられたプレス矯正装置を提供することにある。

本発明者は上記課題に対し鋭意研究を重ねて導かれたもので、その主旨は次のとおりである。
（１） 金属帯を平坦に矯正する装置であって、矯正対象となる前記金属帯を圧下矯正する加圧ラムと、前記金属帯表面に沿って一方向および／またはこれと交差する方向に配列されて前記金属帯表面の法線方向の距離を計測する複数個の距離計と、前記距離計から得られる距離計測値群から平坦度を求める演算手段を有する平坦度計を設け、
前記加圧ラムはその金属帯と対向する面に切り欠き溝を有し、
前記距離計を保持するフレームは防振装置を介して前記加圧ラムに懸架されており、
前記フレームは前記加圧ラムと相互に接触せずに前記切り欠き溝に装入され、
更に、前記距離計が測定した前記金属帯までの距離と前記演算手段の演算結果を表示する表示手段を設置することを特徴とする平坦度計付き圧下矯正機。
（２） 金属帯を平坦に矯正する装置であって、矯正対象となる前記金属帯を圧下矯正する加圧ラムと、前記金属帯表面に沿って一方向および／またはこれと直角方向に配列されて前記金属帯表面の法線方向の距離を計測する複数個の距離計と、前記距離計から得られる距離計測値群から平坦度を求める演算手段を有する平坦度計を設け、
前記距離計はレーザー光、超音波、渦電流、または進退式触針による距離計であり、
前記加圧ラムは、水平方向に貫通する横穴と、金属帯と対向する面から前記横穴まで貫通する竪穴とを有し、
前記距離計を保持するフレームは前記防振器を介して前記加圧ラムに懸架され、
前記加圧ラムは前記フレームと相互に接触せずにそのフレームの一部を横穴に収納し、
前記フレームに保持された各距離計の計測光、計測音波、渦電流、または進退式触針は前記竪穴に挿通され、
更に、前記距離計が測定した前記金属帯までの距離と前記演算手段の計測結果を表示する表示手段を設置することを特徴とする平坦度計付き圧下矯正機。
（３） 横穴に収納されたフレームが複数の竪フレームを介して前記距離計を保持し、
前記竪フレームが前記距離計とともに竪穴に収納されていることを特徴とする（２）に記載の平坦度計付き圧下矯正機。
（４） 距離計または距離計および竪フレームが横穴に収納されているフレームと横穴の内部で着脱自在である接合構造を有することを特徴とする、（２）または（３）に記載の平坦度計付き圧下矯正機。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載の平坦度計付き圧下矯正機を用いる金属体の矯正方法において、金属帯の平坦度を、計測して、表示手段から提示して、加圧ラムを除荷後、直ちに平坦度計にて平坦度を計測し、演算結果を前記表示手段にて表示して平坦度が目標値以下になるまで圧下矯正と平坦度計測を繰り返すことを特徴とする前記金属帯の圧下矯正方法。

本発明の方法を用いれば、下記のような効果が得られるようになった。
１）平坦度計を防振器を介して加圧ラムに設置できるので、衝撃振動等で破損しない平坦度計となり、同時に、継続的な作業の効率化が可能となった。
２）加圧ラムの強度低下を最小限にとどめる事ができた。
さらに、
３）距離計の設置場所を自在に設定できるので、種々の方式や特性の距離計を利用でき、また、計測距離範囲を小さくも出来るので、安価な平坦度計を構成できた。
４）加圧ラムをライン内に設置したままで、個別の距離計の保守交換が可能となり、運転費用の削減が可能となった。
５）運転者が圧下矯正中の平坦度を認識できるので、矯正圧下の終点判定が容易となり、矯正作業の短縮ができた。
６）平坦度計の評価範囲を従来法の計測範囲とすることができるので、本発明の平坦度計でも従来法と同程度の計測精度を得られた。

本発明で用いる圧下矯正機は、敷き棒６を金属帯７と加圧ラム１との間に挟んで金属帯７を曲げることにより、形状を矯正し、これの平坦度を得る形態のものである。
図１は、本発明の矯正装置の請求項1の概要を示す斜視図である。
加圧ラム１は、多くの場合、高い圧下負荷に対応するために厚鋼板の溶接構造で構成され、被矯正材となる金属帯と接する部分は、２００〜３００ｍｍの厚鋼板で構成される。
加圧ラム１の下面の切り欠き溝８に距離計を保持したフレーム３が入っている。フレーム３は防振器２を介して加圧ラム１に懸架される。

図２は、図１の加圧ラム１などの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。加圧ラム１の下面の切り欠き溝８の内部に、フレーム３に保持された距離計４が、金属帯表面までの距離を計測している。距離計４は加圧ラム１の下面から保守、交換が可能である。

図３は、本発明の矯正装置の請求項２の概要を示す斜視図である。
加圧ラム１の中央付近に、水平面内に、横方向に貫通穴９を設け、この貫通穴９に距離計を保持したフレーム３の一部（この部分は横フレームでもある）を装入する。フレームは防振器２を介して加圧ラム１に懸架される。

なお、貫通穴９は、距離計４を保持するフレーム３の装入が目的であり、金属帯７の表面からの距離が測定できれば、必ずしも水平面内である必要はない。

図４は、図３の加圧ラム１などの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。加圧ラム１の横穴９に装入された距離計４から、金属帯の表面へ計測媒体をとおす竪穴１０を設けて、計測可能としている。

図３に示す加圧ラム１は加圧ラム１の底面の切り欠きが竪穴１０のみとなる。被矯正材（金属帯７）に最寄りとなる加圧ラム１の底面部分の構成部材の損失を、図１に示す切り欠き溝８より少なくできる。
フレーム３は、横穴９に装入される部分（横フレーム）と、防振器２を介して加圧ラム１に懸架される部分とに、ボルトナットなどの締結具を介して、着脱自在に構成されている。距離計４は横穴に装入される部分に保持されるので、加圧ラム１を矯正作業領域内に設置したままで個別の距離計４の保守、交換が可能である。

図５は、本発明の矯正装置の請求項３の概要を示す斜視図である。
加圧ラム１は、その中央付近に、水平面内に、横方向に貫通穴（横穴）９が設けられ、この横穴９に横フレーム（フレーム３の一部分）１１を装入する。また、この加圧ラム１にはその下面側から横フレーム１１と直交する方向に横穴９に達するように竪穴１０が設けられている。距離計４を保持した竪フレーム１２は、竪穴１０に沿って装入される。竪穴１０を通り過ぎ横穴９内に出た竪フレーム１０の先端は横フレーム１１に保持されることで、竪フレーム１２は横フレーム１１に締結される。なお、フレーム全体３は防振器４を介して加圧ラム１に懸架される。

竪穴１０と横穴９は、横フレーム１１と竪フレーム１２の装入が目的なので、計測精度など、計測の目的が満足できれば、金属帯法線方向や水平方向である必要はない。竪穴１０と横穴９は適切に交差していれば直交である必要はない。

竪フレーム１２と横フレーム１１の締結方法は、例えば横フレームを軸方向に２分割し、竪フレームを挟む方法が有効であるが、この方法以外にも、ボルトナットによる締結や、磁力を利用する方法なども適用可能である。

図６は、図５の加圧ラム１などの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。加圧ラム１の竪穴１０に装入された竪フレーム１２の下端に距離計４が設置され、この距離計４から金属帯７の表面までの距離を計測している。

多くの場合、距離計４の外形、大きさは計測距離範囲に比例するので、図５に示す方法によれば距離計の計測距離範囲は小さくする事が可能である。そのため竪穴の大きさは図３に示した方法と同じ程度と出来る。そのため、図５に示す加圧ラムは図３に示すものと同様、図１に示す切り欠き溝より少ない部材損失にすることができる。

竪フレーム１２は、加圧ラム１の外部から横フレーム１１との締結、開放が可能なので、加圧ラム１をライン内に設置したままで個別の距離計４の保守、交換が可能である。複数の竪フレーム１２が１組の横フレーム１１で保持される場合には、本装置の他に、１組の横フレーム１１で保持される複数の竪フレーム１２を反対側の端部で保持する治具を作成しておくと、効率的な交換作業が可能となる。

本発明の平坦度計から計測された複数の距離値は、演算手段（図示せず）に伝送され平坦度に変換計算され、表示手段（図示せず）にて運転手に提示される。多くの場合、圧下矯正装置の運転は加圧ラムから離れた運転室で行うので、演算手段と表示手段は運転室内に設置する。

本発明の装置を用いて矯正した厚板の例を示す。厚さ５〜２００ｍｍ、幅８００〜３０００ｍｍ、長さ１０００〜９０００ｍｍの寸法の厚板を矯正し、従来の人手による計測と同程度の０．５ｍｍ程度の精度で平坦度することができた。また、本発明の平坦度計付き圧下矯正機にて、半年間矯正作業を実施し、計測器の故障、破損が無かった。一方、特許文献１で示された方法を応用し、防振器やフレームなどの防振機構のない従来機では、３ヶ月で計測器の破損が発生した。

本発明の平坦度計付き圧下矯正機での矯正作業は、従来の平坦度人手計測に比して、約２０％の能率向上が見られた。

従来の厚鋼板の形状計測では、平坦度評価は任意の１〜２ｍの範囲内での基準直線定規を接触させ、基準面と被計測面の隙間で評価している。本発明の平坦度計測は従来法を鑑み、計測器の範囲を１〜２ｍとしたので、同様の計測が可能となり、本発明の平坦度計でも同程度の計測精度を得た。

本発明の矯正装置における請求項1の概要を示す斜視図である。 本発明の請求項1に記載の矯正装置の加圧ラムなどの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。 本発明の矯正装置における請求項２の概要を示す斜視図である。 本発明の請求項２に記載の矯正装置の加圧ラムなどの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。 本発明の矯正装置における請求項３の概要を示す斜視図である。 本発明の請求項３に記載の矯正装置の加圧ラムなどの構成要素の一部を切断して示す斜視図である。

符号の説明

１ 加圧ラム
２ 防振器
３ フレーム
４ 距離計
５ 距離計の計測媒体の伝播する経路
６ 敷き棒
７ 金属帯
８ 切り欠き溝
９ 横穴
１０ 竪穴
１１ 横フレーム
１２ 竪フレーム

Claims (5)

1. 金属帯を平坦に矯正する装置であって、矯正対象となる前記金属帯を圧下矯正する加圧ラムと、前記金属帯表面に沿って一方向および／またはこれと交差する方向に配列されて前記金属帯表面の法線方向の距離を計測する複数個の距離計と、前記距離計から得られる距離計測値群から平坦度を求める演算手段を有する平坦度計を設け、
   前記加圧ラムはその金属帯と対向する面に切り欠き溝を有し、
   前記距離計を保持するフレームは防振装置を介して前記加圧ラムに懸架されており、
   前記フレームは前記加圧ラムと相互に接触せずに前記切り欠き溝に装入され、
   更に、前記距離計が測定した前記金属帯までの距離と前記演算手段の演算結果を表示する表示手段を設置することを特徴とする平坦度計付き圧下矯正機。
2. 金属帯を平坦に矯正する装置であって、矯正対象となる前記金属帯を圧下矯正する加圧ラムと、前記金属帯表面に沿って一方向および／またはこれと直角方向に配列されて前記金属帯表面の法線方向の距離を計測する複数個の距離計と、前記距離計から得られる距離計測値群から平坦度を求める演算手段を有する平坦度計を設け、
   前記距離計はレーザー光、超音波、渦電流、または進退式触針による距離計であり、
   前記加圧ラムは、水平方向に貫通する横穴と、金属帯と対向する面から前記横穴まで貫通する竪穴とを有し、
   前記距離計を保持するフレームは前記防振器を介して前記加圧ラムに懸架され、
   前記加圧ラムは前記フレームと相互に接触せずにそのフレームの一部を横穴に収納し、
   前記フレームに保持された各距離計の計測光、計測音波、渦電流、または進退式触針は前記竪穴に挿通され、
   更に、前記距離計が測定した前記金属帯までの距離と前記演算手段の計測結果を表示する表示手段を設置することを特徴とする平坦度計付き圧下矯正機。
3. 横穴に収納されたフレームが複数の竪フレームを介して前記距離計を保持し、
   前記竪フレームが前記距離計とともに竪穴に収納されていることを特徴とする請求項２に記載の平坦度計付き圧下矯正機。
4. 距離計または距離計および竪フレームが横穴に収納されているフレームと横穴の内部で着脱自在である接合構造を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の平坦度計付き圧下矯正機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の平坦度計付き圧下矯正機を用いる金属体の矯正方法において、
   金属帯の平坦度を計測して、表示手段から提示して、加圧ラムを除荷後、直ちに平坦度計にて平坦度を計測し、演算結果を前記表示手段にて表示して平坦度が目標値以下になるまで圧下矯正と平坦度計測を繰り返すことを特徴とする前記金属帯の圧下矯正方法。

Images