JP2006208347A - Surface defect detector, grinding device, surface defect detection method and surface defect detection program for reduction roll, and reduction roll grinding method - Google Patents

Surface defect detector, grinding device, surface defect detection method and surface defect detection program for reduction roll, and reduction roll grinding method Download PDF

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雅康 植野
Yasuhiro Sotani
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect detection method and detector capable of detecting, for example, microdefects caused on a reduction roll circumferential surface in inspection, so that a steel sheet (rolled material) of good surface quality can be produced, and to provide a grinding device and grinding method for achieving this method. <P>SOLUTION: This detector comprises a laser beam source 6 for irradiating the circumferential surface of the reduction roll 10, a defect detecting object, with laser beam; a light-receiving means 7 receiving the reflected light of laser beam from the circumferential surface and converting it into a signal showing the light intensity; and a signal processing means 8 detecting defects on the circumferential surface, based on the signal from the light-receiving means 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、圧延用ロールの表面欠陥検出方法等に関するものである。特に従来の方法等では行えなかった微細な表面欠陥の検出を可能にするものである。さらに、表面欠陥検出結果を用いた圧延用ロール研削方法に関するものである。   The present invention relates to a method for detecting surface defects of a roll for rolling. In particular, it is possible to detect fine surface defects that could not be performed by conventional methods. Furthermore, the present invention relates to a rolling roll grinding method using a surface defect detection result.

圧延加工に使用される圧延用ロール(以下、圧延ロールという)は、使用中の摩耗、焼き付き、転動疲労等によって、表層に微細な割れや欠落が生じる場合がある。表層のことを、便宜上、表面と称することにすると、圧延ロール表面に生じるこれらの表面欠陥は、圧延材の表面品質を低下させる原因や新たな焼き付きの発生原因となる。そこで、圧延ロールは定期的に表面が研削される。そして、研削後には圧延ロール表面の検査が行われている。この検査方法として、渦流探傷法(例えば特許文献1参照)、表面波を用いた超音波探傷法(例えば特許文献2参照)等が広く用いられている。   A rolling roll (hereinafter referred to as a rolling roll) used for rolling may have fine cracks or missing portions on the surface layer due to wear, seizure, rolling fatigue, or the like during use. If the surface layer is referred to as the surface for convenience, these surface defects generated on the surface of the rolling roll cause a reduction in the surface quality of the rolled material and a new cause of seizure. Therefore, the surface of the rolling roll is periodically ground. And after grinding, the rolling roll surface is inspected. As this inspection method, an eddy current flaw detection method (for example, see Patent Document 1), an ultrasonic flaw detection method using a surface wave (for example, see Patent Document 2), and the like are widely used.

特公昭58−11571号公報Japanese Patent Publication No.58-11571 特開2001−13113号公報JP 2001-13113 A

渦流探傷法によれば、圧延ロール表面に渦電流を発生させるための励磁周波数が高くなるにつれて渦電流の浸透深さが浅くなる表皮効果によって、圧延ロール表層部分の欠陥を比較的容易に検出することが可能である。それでも、圧延ロールの表面欠陥探傷に渦流探傷法を用いた場合に探傷可能な深さは0.2mm程度までである。これは圧延ロールの場合、残留応力による透磁率変化が大きく、励磁周波数を高くすると感度が上がる一方で、透磁率変化による影響が大きくなってしまうためである。   According to the eddy current flaw detection method, defects in the surface portion of the rolling roll can be detected relatively easily by the skin effect in which the penetration depth of the eddy current decreases as the excitation frequency for generating eddy current on the surface of the rolling roll increases. It is possible. Nevertheless, when the eddy current flaw detection method is used for flaw detection on the surface of the rolling roll, the depth of flaw detection is up to about 0.2 mm. This is because in the case of a rolling roll, the permeability change due to residual stress is large, and when the excitation frequency is increased, the sensitivity is increased, but the influence due to the permeability change is increased.

また、表面波を用いた超音波探傷法では、回転する円柱体(ロール)の表面に接触媒質の膜を介して表面波探触子を接触させながら表面波を伝播させて反射波を受信し、反射波の周波数、振幅から欠陥部分の有無を判定する。しかしながら、このような方法では、表面波探触子と圧延ロールとの間に接触媒質の膜を介したある一定のギャップを形成する必要がある。そのため、圧延ロールの偏心、局部摩耗、ロールクラウン等により、そのギャップに変化が生じた場合には、探触子から圧延ロールへの超音波伝達効率も変化する。そして、その変化に応じて欠陥部分からの反射波の周波数や振幅にも変化が生じる。特に疵深さが0.05mm以下というような微細な表面欠陥を検出する場合には、ギャップ変化によるノイズ成分と欠陥部分とを区別するのが困難である。   In the ultrasonic flaw detection method using surface waves, the surface wave is propagated while the surface wave probe is in contact with the surface of the rotating cylinder (roll) through the film of the contact medium, and the reflected wave is received. The presence or absence of a defective portion is determined from the frequency and amplitude of the reflected wave. However, in such a method, it is necessary to form a certain gap between the surface wave probe and the rolling roll via a contact medium film. Therefore, when the gap changes due to eccentricity of the rolling roll, local wear, roll crown, etc., the ultrasonic transmission efficiency from the probe to the rolling roll also changes. In accordance with the change, the frequency and amplitude of the reflected wave from the defective portion also change. In particular, when detecting a fine surface defect having a wrinkle depth of 0.05 mm or less, it is difficult to distinguish a noise component due to a gap change and a defective portion.

一方で、ユーザの製品表面品質要求の厳格化、薄い圧延材の増加等によって、圧延ロールの表面品質に対する管理基準はますます厳しくなってきている。特にブリキ(極薄)材の冷間圧延や調質圧延の鏡面仕上げ(ブライト材)に用いられる圧延ロールでは、圧延ロールの表面粗さレベルに近い深さ0.05mm(50μm)以下の欠陥でも、それが圧延によって鋼板(圧延材)表面に転写された場合には、鋼板表面の欠陥と認識される場合がある。そのため、研削した圧延ロール表面の微細な欠陥を精度よく検出する必要がある。しかしながら、上述した2つの探傷方法では、圧延ロールの欠陥部分の寸法(深さ)が数〜数百μmというような、圧延用ロール表面の仕上げ粗さと同レベルの欠陥を検出するには、その能力が不十分であった。   On the other hand, the control standards for the surface quality of rolling rolls are becoming more and more strict due to stricter product surface quality requirements of users and the increase of thin rolled materials. Especially for rolling rolls used for mirror rolling (bright materials) of cold rolling and temper rolling of tin (ultra-thin) materials, even with defects of 0.05 mm (50 μm) or less in depth close to the surface roughness level of the rolling rolls. When it is transferred to the surface of the steel plate (rolled material) by rolling, it may be recognized as a defect on the surface of the steel plate. Therefore, it is necessary to accurately detect fine defects on the surface of the ground rolling roll. However, in the two flaw detection methods described above, in order to detect defects having the same level as the finish roughness of the rolling roll surface, such as the dimension (depth) of the defective part of the rolling roll being several to several hundred μm, The ability was insufficient.

本発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、例えば、より厳しい表面品質要求に耐えられる鋼板(圧延材)を製造できるようにするために、例えば圧延ロール検査時に圧延ロール表面に生じた微細な欠陥を検出することができる圧延用ロールの表面欠陥検出方法及び装置並びにその方法を実現できる手段を搭載した圧延用ロール研削装置、方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. For example, in order to be able to manufacture a steel sheet (rolled material) that can withstand more stringent surface quality requirements, An object of the present invention is to obtain a rolling roll grinding apparatus and method equipped with a rolling roll surface defect detection method and apparatus capable of detecting fine defects generated on the surface and means capable of realizing the method.

本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出装置は、圧延用ロールの外周表面にレーザ光を照射するレーザ光源と、外周表面からのレーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段と、受光手段からの信号に基づいて、外周表面の欠陥の有無を判定する処理手段とを備えたものである。   The surface defect detection device for a rolling roll according to the present invention includes a laser light source that irradiates laser light onto the outer peripheral surface of the rolling roll, and a signal that indicates the light intensity by receiving the reflected light from the laser light from the outer peripheral surface. And a processing means for determining the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface based on a signal from the light receiving means.

また、本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出装置の処理手段は、信号に基づいて、正常部分と欠陥部分の反射光の強さの違いを判断して欠陥の有無を検出する。   Further, the processing means of the surface defect detection device for a rolling roll according to the present invention detects the presence or absence of a defect by judging the difference in intensity of reflected light between the normal part and the defective part based on the signal.

また、本発明に係る表面欠陥検出装置のレーザ光源及び受光手段の光軸は、圧延用ロール軸心を含むある平面内に配置され、レーザ光源による照射角又は受光手段の受光角に変更することができる。   Further, the optical axes of the laser light source and the light receiving means of the surface defect detection apparatus according to the present invention are arranged in a certain plane including the rolling roll axis, and are changed to the irradiation angle by the laser light source or the light receiving angle of the light receiving means. Can do.

また、本発明に係る表面欠陥検出装置は、外周表面の正常部分と欠陥部分の反射光の強さの違いがある一定以上となるように、目標とする圧延用ロールの仕上げ粗さに基づいて照射角及び/又は受光角を設定する。   Further, the surface defect detection device according to the present invention is based on the finish roughness of the target rolling roll so that the difference in the intensity of reflected light between the normal part and the defect part of the outer peripheral surface is a certain level or more. Set the irradiation angle and / or the receiving angle.

また、本発明に係る表面欠陥検出装置は、外周表面と受光手段との間に、反射光を集光する焦点距離fを有する第1のレンズと、第1のレンズにより集光された反射光の特定周波数成分を遮断するマスキングスリットと、第1のレンズと同じ焦点距離fを有する第2のレンズとが、反射光の光路に沿って、外周表面、第1のレンズ、マスキングスリット、第2のレンズ、受光手段の順に、焦点距離fの等間隔で配置されてなるものである。   Moreover, the surface defect detection apparatus according to the present invention includes a first lens having a focal length f for condensing reflected light between the outer peripheral surface and the light receiving means, and reflected light collected by the first lens. And a second lens having the same focal length f as the first lens, along the optical path of the reflected light, the outer peripheral surface, the first lens, the masking slit, and the second lens. In this order, the lens and the light receiving means are arranged at equal intervals of the focal length f.

また、本発明に係る表面欠陥検出装置は、マスキングスリットの幅が可変とすることができる。   In the surface defect detection device according to the present invention, the width of the masking slit can be made variable.

また、本発明に係る圧延用ロール研削装置は、圧延用ロール軸心を中心として圧延用ロールを回転させる駆動体を有し、圧延用ロールを支持する台盤と、回転する圧延用ロールの外周表面を研削する研削手段と、外周表面にレーザ光を照射するレーザ光源と、外周表面からのレーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段と、研削手段並びにレーザ光源及び受光手段を圧延用ロール軸心方向に移動させる移動体と、を備えたものである。   The rolling roll grinding apparatus according to the present invention includes a driving body that rotates the rolling roll around the rolling roll axis, and a base that supports the rolling roll, and an outer periphery of the rotating rolling roll. A grinding means for grinding the surface; a laser light source for irradiating the outer peripheral surface with laser light; a light receiving means for receiving reflected light from the laser light from the outer peripheral surface and converting it into a signal representing the intensity of the light; a grinding means; And a moving body that moves the laser light source and the light receiving means in the rolling roll axial direction.

また、本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出方法は、圧延用ロール軸心を含むある平面内において受光した、圧延用ロールの外周表面に向けて照射されたレーザ光の反射光の強さに基づいて、正常部分と欠陥部分の反射光の強さの違いにより圧延用ロールの外周表面の欠陥の有無を検出する。   Further, the surface defect detection method for a rolling roll according to the present invention is the intensity of the reflected light of the laser beam irradiated toward the outer peripheral surface of the rolling roll received in a certain plane including the rolling roll axis. Based on the above, the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface of the rolling roll is detected based on the difference in intensity of reflected light between the normal part and the defective part.

また、本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出方法は、レーザ光を照射する前に、目標とする圧延用ロールの仕上げ粗さに基づいてあらかじめ求めておいた範囲の角度に、圧延用ロールの外周表面に向けてレーザ光を照射するレーザ光源の照射角及び/又は、外周表面からのレーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段の受光角を調整しておく。   Further, the surface defect detection method for a rolling roll according to the present invention includes a rolling roll at an angle within a range determined in advance based on the finishing roughness of the target rolling roll before irradiating the laser beam. Adjusting the irradiation angle of the laser light source that irradiates the laser beam toward the outer peripheral surface of the laser and / or the receiving angle of the light receiving means that receives the reflected light from the laser beam from the outer peripheral surface and converts it into a signal representing the intensity of the light Keep it.

また、本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出方法は、焦点距離fを有する第1のレンズ、マスキングスリット、焦点距離fを有する第2のレンズを、反射光の光路に沿って、外周表面、第1のレンズ、マスキングスリット、第2のレンズ、レーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段の順に、焦点距離fの等間隔で配置し、マスキングスリットにより反射光の特定周波数成分を遮断する。   The rolling roll surface defect detection method according to the present invention includes a first lens having a focal length f, a masking slit, and a second lens having a focal length f on an outer peripheral surface along an optical path of reflected light. The first lens, the masking slit, the second lens, and the light receiving means for receiving the reflected light from the laser light and converting it into a signal representing the intensity of the light are arranged at equal intervals of the focal length f, and the masking slit. Thus, the specific frequency component of the reflected light is blocked.

また、本発明に係る圧延用ロールの表面欠陥検出用プログラムは、圧延用ロール軸心を含むある平面内において受光した、圧延用ロール外周表面に向けて照射されたレーザ光の反射光の強さのデータと、あらかじめ定めたある一定の閾値との比較に基づいて、圧延用ロールの外周表面の欠陥の有無の検出をコンピュータにて行う。   The rolling roll surface defect detection program according to the present invention is the intensity of the reflected light of the laser beam irradiated toward the outer peripheral surface of the rolling roll received in a certain plane including the rolling roll axis. Based on the comparison of this data and a predetermined threshold value, the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the rolling roll is detected by a computer.

また、本発明に係る圧延用ロール研削方法は、研削装置を制御手段により制御して圧延用ロールの外周表面の研削を行う圧延用ロール研削方法において、あらかじめ定められたパス数及び条件で粗研削及び仕上研削を行い、仕上研削の最終パス中又は仕上研削後に、上述に記載の表面欠陥検出方法による表面欠陥検出を行い、その表面欠陥検出結果により、除去すべき表面欠陥が存在するものと判定すると、表面欠陥についてあらかじめ定めた関係に基づいて、切り込み深さ、圧延用ロール1回転あたりの砥石の圧延用ロール軸心方向への送り量、砥石回転数又は圧延用ロール回転数に係る条件のうち、1又は複数の条件を変更して仕上研削を行い、除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで、表面欠陥検出及び仕上研削を行う。   The rolling roll grinding method according to the present invention is a rolling roll grinding method in which a grinding device is controlled by a control means to grind the outer peripheral surface of a rolling roll, and rough grinding is performed with a predetermined number of passes and conditions. Then, after the final pass of finish grinding or after finish grinding, surface defects are detected by the surface defect detection method described above, and it is determined from the surface defect detection results that there are surface defects to be removed. Then, based on a predetermined relationship with respect to the surface defect, the conditions relating to the cutting depth, the feed amount of the grinding wheel in the axial direction of the rolling roll per rotation of the rolling roll, the rotational speed of the grinding wheel, or the rotational speed of the rolling roll Among these, finish grinding is performed by changing one or more conditions, and surface defect detection and finish grinding are performed until it is determined that there is no surface defect to be removed.

また、本発明に係る圧延用ロール研削方法は、研削装置を制御手段により制御して圧延用ロールの外周表面の研削を行う圧延用ロール研削方法において、あらかじめ定められたパス数及び条件で粗研削及び仕上研削を行い、仕上研削の最終パス中又は仕上研削後に、上述に記載の表面欠陥検出方法による表面欠陥検出を行い、その表面欠陥検出結果により、除去すべき表面欠陥が存在するものと判定すると、表面欠陥についてあらかじめ定めた関係に基づいて、切り込み深さ、圧延用ロール1回転あたりの砥石の圧延用ロール軸心方向への送り量、砥石回転数又は圧延用ロール回転数の条件のうち、1又は複数の条件を変更して仕上研削するパス数を決定し、そのパス数で仕上研削を行うとともに、除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで、表面欠陥検出及び決定した仕上研削するパス数による再度の仕上研削を行う。   The rolling roll grinding method according to the present invention is a rolling roll grinding method in which a grinding device is controlled by a control means to grind the outer peripheral surface of a rolling roll, and rough grinding is performed with a predetermined number of passes and conditions. Then, after the final pass of finish grinding or after finish grinding, surface defects are detected by the surface defect detection method described above, and it is determined from the surface defect detection results that there are surface defects to be removed. Then, based on the relationship determined in advance for the surface defects, among the conditions of the cutting depth, the feed amount of the grinding wheel in the axial direction of the rolling roll per rotation of the rolling roll, the rotational speed of the grinding wheel, or the rotational speed of the rolling roll Determine the number of passes for finish grinding by changing one or more conditions, perform finish grinding with the number of passes, and determine that there are no surface defects to be removed Until performs again fine grinding by the number of passes for finish grinding which has been surface defect detection and determination.

また、本発明に係る圧延用ロール研削方法は、除去すべき表面欠陥が存在するものと判定した後の仕上研削に用いる砥石を、高い粒度の砥石に変更する。   In the roll grinding method for rolling according to the present invention, the grindstone used for finish grinding after it is determined that there are surface defects to be removed is changed to a high-grain grindstone.

本発明によれば、レーザ光源から、圧延ロールの外周表面に照射したレーザ光の反射光の強さを、受光手段が光の強さを表す信号に変換し、その信号に基づいて、外周表面の欠陥の有無を処理手段が判定するようにしたので、従来検出が不可能であった非常に微細な大きさの圧延ロールの外周表面の欠陥を非接触で検出することができる。そして、微細な欠陥を検出することにより、圧延ロールに対して後述のように種々対策をとることができるので、鋼板等の表面品質を向上させることができる。その際、正常部分と欠陥部分とで反射光の強さが違うことを利用するが、圧延ロール研削の際にできる研削痕による反射光の干渉による作用を利用するため、レーザ光源及び受光手段の光軸を圧延ロール軸心を含むある平面内に配置し、そして、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに基づいてレーザ光源の照射角、受光手段の受光角を調整しておくことにより、正常部分と欠陥部分の反射光の強さの違いをある一定以上にするようにしたので、より正確な検出を行うことができる。また、圧延ロール研削装置にレーザ光源及び受光手段を設け、研削手段とともに圧延ロール軸心方向に移動できるようにしたので、研削と並行して表面欠陥検出を行うこともできるようになり、表面欠陥検出に要する時間の短縮を図ることができる。   According to the present invention, the intensity of the reflected light of the laser light irradiated from the laser light source to the outer peripheral surface of the rolling roll is converted into a signal representing the light intensity by the light receiving means, and the outer peripheral surface is converted based on the signal. Since the processing means determines whether or not there is a defect, it is possible to detect a defect on the outer peripheral surface of a very fine rolling roll, which could not be detected in the past, in a non-contact manner. And by detecting a fine defect, since various measures can be taken with respect to the rolling roll as described later, the surface quality of the steel sheet or the like can be improved. At this time, the fact that the intensity of reflected light is different between the normal part and the defective part is used. However, in order to use the action caused by interference of the reflected light caused by grinding marks during rolling roll grinding, the laser light source and the light receiving means By placing the optical axis in a certain plane including the rolling roll axis, and adjusting the irradiation angle of the laser light source and the receiving angle of the light receiving means based on the finishing roughness of the target rolling roll, Since the difference in the intensity of reflected light between the portion and the defective portion is set to a certain level or more, more accurate detection can be performed. In addition, a laser light source and a light receiving means are provided in the rolling roll grinding device so that the rolling roll can be moved in the axial direction of the rolling roll together with the grinding means, so that surface defects can be detected in parallel with grinding. The time required for detection can be shortened.

さらに、焦点距離fを有する第1のレンズ、マスキングスリット、焦点距離fを有する第2のレンズを、反射光の光路に沿って、外周表面、第1のレンズ、マスキングスリット、第2のレンズ、受光手段の順に、焦点距離fの等間隔で配置し、マスキングスリットにより反射光の特定周波数成分を遮断することにより、圧延ロールの外周表面の仕上げ粗さが大きく、研削痕の幅のばらつきが大きく、入射角や反射角の設定のみで全ての研削痕からの反射光強度を弱めることが困難な場合であっても、正常部分に対応する周波数成分を遮断してから受光することができるので、受光手段は欠陥部分からの反射光のみを受光することが可能となる。   Further, the first lens having the focal length f, the masking slit, and the second lens having the focal length f are arranged along the optical path of the reflected light along the outer peripheral surface, the first lens, the masking slit, the second lens, By arranging the light receiving means at equal intervals of the focal length f and blocking the specific frequency component of the reflected light by the masking slit, the finishing roughness of the outer peripheral surface of the rolling roll is large, and the variation in the width of the grinding mark is large. Even if it is difficult to weaken the reflected light intensity from all grinding marks only by setting the incident angle and reflection angle, it can receive light after blocking the frequency component corresponding to the normal part, The light receiving means can receive only the reflected light from the defective portion.

また、本発明によれば、表面欠陥が検出された場合に、切り込み深さ、送り量、砥石回転数又は圧延ロール回転数に係る条件のうち、1又は複数の条件を変更した上で、次のパス又は次のパス以降の研削を行うか、あるいは条件を変更して研削するパス数を決定し、そのパス数で仕上研削を行い、除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで表面欠陥検出及び仕上研削を行うようにしたので、表面欠陥検出結果に基づいて表面欠陥がなくなるまで圧延ロール研削装置による自動研削を行うことができる。その際、次の仕上研削に粒度の高い砥石を用いるようにすると、よりきめ細かな研削を行うことができる。   Further, according to the present invention, when a surface defect is detected, after changing one or a plurality of conditions among the conditions related to the cutting depth, the feed amount, the grindstone rotation speed, or the rolling roll rotation speed, Surface pass or next pass or subsequent grinding, or change conditions to determine the number of passes to be ground, finish grinding with that number of passes, and surface defects until it is determined that there are no surface defects to be removed Since detection and finish grinding are performed, automatic grinding by a rolling roll grinding apparatus can be performed until the surface defects are eliminated based on the surface defect detection result. At that time, if a grindstone having a high particle size is used for the next finish grinding, finer grinding can be performed.

第1の実施の形態.
図1は研削後の圧延ロール表面を模式的に示した図である。まず、ここでは本発明に基づく表面欠陥(疵)検出の原理について説明する。本発明は疵幅に基づいて表面欠陥検出を行おうとするものである。圧延ロールに対し、表面欠陥や表層疲労層の除去を目的として、圧延ロール表面からある一定の深さの研削が行われる。このとき、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じて、使用する砥石、研削条件等を選択するのであるが、研削後の圧延ロールには、この選択に応じ、図1に示すように、ある一定の幅と深さを有する研削痕1が形成されるのが特徴である。個々の研削痕1の幅と深さは厳密には一定ではないが、次に述べる表面欠陥2に比べると、ほぼ一定と見て良い。一方、表面欠陥(疵)2は、研削前に存在した大きなクラックが除去しきれなかった場合や、研削中に砥石、砥粒が脱落し、噛み込む等して発生し、その疵幅、疵深さは微小とはいえ、研削痕1よりも大きい。そして、発生した疵の多くは、疵幅が大きいほど疵深さも深くなる。
First embodiment.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the surface of a rolled roll after grinding. First, the principle of detecting surface defects (fats) based on the present invention will be described here. The present invention intends to detect surface defects based on the width of the ridges. The rolling roll is ground at a certain depth from the rolling roll surface for the purpose of removing surface defects and surface fatigue layers. At this time, depending on the finishing roughness of the target rolling roll, the grindstone to be used, grinding conditions, etc. are selected.For the rolled roll after grinding, as shown in FIG. A feature is that a grinding mark 1 having a certain width and depth is formed. Strictly speaking, the width and depth of each grinding mark 1 are not constant, but may be regarded as almost constant as compared with the surface defect 2 described below. On the other hand, surface defects (疵) 2 occur when large cracks that existed before grinding cannot be removed, or when the grindstone or abrasive grains fall off during the grinding and get caught. Although the depth is very small, it is larger than the grinding mark 1. And most of the generated wrinkles become deeper as the wrinkle width increases.

このような圧延ロールの外周表面に波長及び位相がそろったレーザ光3を入射し、圧延ロール表面で反射した反射光同士で干渉を起こさせる。レーザ光を用いる理由は、波長、位相がそろったコヒーレント光でなければ干渉現象を利用した検出を行うことが困難なためである。したがって、波長、位相がそろっており、干渉を起こせるものであれば、レーザ光を入射する装置(光源)の種類(例えば、固体レーザ、半導体レーザ、ガスレーザ等)は特に限定しない。例えば、欠陥検出対象である圧延ロールの表面仕上げ粗さのレベル、検出対象とする欠陥の幅、深さ等に応じたレーザ光の波長、波形、出力等に基づいて選択することができる。   Laser light 3 having the same wavelength and phase is incident on the outer peripheral surface of such a rolling roll, and interference is caused between the reflected lights reflected on the surface of the rolling roll. The reason for using laser light is that it is difficult to perform detection using the interference phenomenon unless it is coherent light having the same wavelength and phase. Accordingly, there is no particular limitation on the type of device (light source) that enters the laser beam (for example, a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, or the like) as long as it has the same wavelength and phase and can cause interference. For example, the selection can be made on the basis of the level of the surface finish roughness of the rolling roll that is the defect detection target, the wavelength, waveform, output, etc. of the laser light according to the width, depth, etc. of the defect to be detected.

ここで、レーザ光の入射角をθin、反射角をθout 、研削痕1の幅をdとすると、図1に示すように光路4と光路5とではabの分だけ光路差が生じることになる。この光路差により、次式(1)で表されるような光の位相差αが生じる。そして、このときの反射光の強さAは次式(2)で表される。 Here, if the incident angle of the laser beam is θ in , the reflection angle is θ out , and the width of the grinding mark 1 is d, an optical path difference is generated between the optical path 4 and the optical path 5 by ab as shown in FIG. become. Due to this optical path difference, a phase difference α of light expressed by the following equation (1) is generated. And the intensity A of the reflected light at this time is represented by following Formula (2).

Figure 2006208347
Figure 2006208347

つまり、ある反射角(ある位置)で観察される反射光の強さは、レーザ光の波長λ、入射角θin、反射角θout 、研削痕1の幅dによって決まることになる。研削痕1の幅dと比較すると表面欠陥2の幅は大きく異なる。したがって、レーザ光源が同じ照射角(入射角)でレーザ光を入射し、受光素子(手段)が同じ受光角(反射角)で反射光を受光した場合、ほぼ一定の幅と深さを有する研削痕による正常部分の反射光の干渉具合は、欠陥部分における反射光の干渉具合とは異なる。そのため、反射光を受光した光の強さも異なる。したがって、レーザ光源の照射角(レーザ光の入射角)と受光素子による反射光の受光角(レーザ光の反射角)を適当に選択することで、正常部分の反射光同士を干渉によって弱めたり、欠陥部分の反射光を強めたりして、コントラスト(正常部分と欠陥部分の反射光の強さの違い)を強調させることが可能となる(逆に正常部分を強め、欠陥部分を弱めることも可能である)。より検出を正確に行うためには、ある一定以上のコントラストが得られるような照射角、受光角の範囲に調整するとよい。そこで、レーザ光源からレーザ光を照射し、受光素子を用いて受光した反射光の強さに基づいて、反射光の局部的に強い部分があるかどうかを判定することにより、欠陥部分の有無を容易に判定し、検出することができる。もちろん、圧延ロールにおける欠陥の位置も検出することができる。 That is, the intensity of the reflected light observed at a certain reflection angle (a certain position) is determined by the wavelength λ of the laser light, the incident angle θ in , the reflection angle θ out , and the width d of the grinding mark 1. Compared with the width d of the grinding mark 1, the width of the surface defect 2 is greatly different. Therefore, when the laser light source enters laser light at the same irradiation angle (incident angle) and the light receiving element (means) receives reflected light at the same light receiving angle (reflection angle), the grinding has a substantially constant width and depth. The interference of the reflected light of the normal part due to the mark is different from the interference of the reflected light of the defective part. For this reason, the intensity of the light received by the reflected light is also different. Therefore, by appropriately selecting the irradiation angle of the laser light source (incident angle of the laser light) and the light receiving angle of the reflected light by the light receiving element (the reflection angle of the laser light), the reflected light of the normal part is weakened by interference, It becomes possible to enhance the contrast (difference in the intensity of reflected light between the normal part and the defective part) by increasing the reflected light of the defective part (conversely, the normal part can be strengthened and the defective part can be weakened) Is). In order to perform detection more accurately, it is preferable to adjust the range of the irradiation angle and the light receiving angle so that a certain contrast or more can be obtained. Therefore, by irradiating laser light from the laser light source and determining whether there is a locally strong portion of the reflected light based on the intensity of the reflected light received using the light receiving element, the presence or absence of the defective portion is determined. It can be easily determined and detected. Of course, the position of the defect in the rolling roll can also be detected.

この方法によれば、光学的手法を用いて非接触で欠陥部分の検出を行うため、従来の渦流探傷における残留応力の影響、超音波探傷におけるギャップ変化におけるノイズ成分等の問題は皆無であり、しかも欠陥部分の深さや幅などの寸法が数〜数十μmレベルの微細なものでも検出することができる。   According to this method, since the defect part is detected in a non-contact manner using an optical method, there are no problems such as the influence of the residual stress in the conventional eddy current flaw detection, the noise component in the gap change in the ultrasonic flaw detection, In addition, even a minute part having a defect size such as depth and width of several to several tens of micrometers can be detected.

図2は本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出装置を示す図である。図2において、レーザ光源6は検出対象である圧延ロールの外周表面にレーザ光を照射する手段である。レーザ光源6から照射されるレーザ光の圧延ロールの外周表面からの反射光を、例えばCCDカメラ等の受光素子を1又は複数有する受光手段7が受光し、その光の強さを例えば電気信号に変換する。ここで、レーザ光源6と受光手段7の光軸B,Cは圧延ロール軸心を含む平面(圧延ロール外周表面における外周方向と称する接線に垂直な平面)内に配置されるようにするのが好ましい。これは、後述する圧延ロール研削装置の砥石による研削方向を考慮したものである。圧延ロール全体に残されている研削痕は、圧延ロールの外周方向にほぼ均一の幅で形成されている。そのため、圧延ロール軸心を含む平面内でレーザ光の入反射をさせることで干渉現象をよりうまく発生させることができるからである。   FIG. 2 is a diagram showing a surface defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, a laser light source 6 is means for irradiating the outer peripheral surface of a rolling roll as a detection target with laser light. The reflected light from the outer peripheral surface of the rolling roll of the laser light emitted from the laser light source 6 is received by the light receiving means 7 having one or a plurality of light receiving elements such as a CCD camera, and the intensity of the light is converted into an electric signal, for example. Convert. Here, the optical axes B and C of the laser light source 6 and the light receiving means 7 are arranged in a plane including a rolling roll axis (a plane perpendicular to a tangential line on the outer circumferential surface of the rolling roll). preferable. This considers the grinding direction by the grindstone of the rolling roll grinding apparatus mentioned later. Grinding marks remaining on the entire rolling roll are formed with a substantially uniform width in the outer circumferential direction of the rolling roll. For this reason, the interference phenomenon can be generated more satisfactorily by causing the laser beam to enter and reflect within the plane including the rolling roll axis.

また、レーザ光源6、受光手段7については、それぞれを支持している梁の角度を変更することで、レーザ光源6による照射角度(レーザ光の入射角度)、受光手段7の受光角度(圧延ロール表面からのレーザ光の反射角度)を適切に設定し、位置を変更できる構造としている。このようにレーザ光源6の照射角と受光手段7の受光角を可変とするのは、研削痕の幅dが圧延ロールの仕上げ粗さによって異なり、仕上げ粗さに応じて最適な照射角及び受光角が異なるためである。そのため、あらかじめ目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じて最適な角度(位置)に調整できるようにするのが好ましい。また、前述の位置とは、角度のみならず光軸方向の位置も含む意味とし、光軸方向にレーザ光源6及び/又は受光手段7の位置を調整することができるようにするのも好ましい。   Further, with respect to the laser light source 6 and the light receiving means 7, by changing the angle of the beam supporting each, the irradiation angle by the laser light source 6 (laser light incident angle) and the light receiving angle of the light receiving means 7 (rolling roll) The structure is such that the reflection angle of the laser beam from the surface is appropriately set and the position can be changed. The reason why the irradiation angle of the laser light source 6 and the light receiving angle of the light receiving means 7 are made variable is that the width d of the grinding mark varies depending on the finishing roughness of the rolling roll, and the optimum irradiation angle and light reception depending on the finishing roughness. This is because the corners are different. Therefore, it is preferable to be able to adjust to the optimum angle (position) according to the finishing roughness of the target roll. Further, the above-mentioned position is meant to include not only the angle but also the position in the optical axis direction, and it is preferable that the position of the laser light source 6 and / or the light receiving means 7 can be adjusted in the optical axis direction.

信号処理手段8は、さらにAD変換部8A、データ処理部8B、表示部8C及びデータ記憶部8D等で構成されている。AD変換部8Aは、受光手段7が変換した光の強さを表す電気信号をデータ処理部8Bが処理することができるデジタルデータ(以下、光の強さを数値化したデータ(以下、光の強さのデータという)とする)に変換する。データ処理部8Bは、光の強さのデータに基づいて、欠陥部分の有無を判定する。また欠陥部分の位置も判定することができる。具体的には、例えば、あらかじめある一定の閾値を定めておき、その閾値以上の強さの光を受光手段7が受光したものと判定した部分について、欠陥部分であると判定する。また、信号処理手段8の各部の制御も行う。この信号処理手段8(特にデータ処理部8B)をハードウェアだけで構成することもできるが、データ処理部8Bを、例えば、CPU(Central Prosessing Unit )のような演算制御手段(コンピュータ)で構成する一方、処理手順をあらかじめプログラム化し、ソフトウェア、ファームウェア等で構成するのも好ましいため、本実施の形態ではそうする。そして、演算制御手段がそのプログラムを実行し、そのプログラムに基づく処理を信号処理手段8中の各部で行う。   The signal processing means 8 further includes an AD conversion unit 8A, a data processing unit 8B, a display unit 8C, a data storage unit 8D, and the like. The AD conversion unit 8A is digital data that can be processed by the data processing unit 8B (hereinafter referred to as light intensity data (hereinafter referred to as light intensity) that can be processed by the data processing unit 8B. Strength data)). The data processing unit 8B determines the presence or absence of a defective portion based on the light intensity data. The position of the defective part can also be determined. Specifically, for example, a certain threshold value is set in advance, and a portion that is determined to have been received by the light receiving means 7 with a light intensity greater than or equal to the threshold value is determined to be a defective portion. Further, each part of the signal processing means 8 is also controlled. The signal processing unit 8 (particularly the data processing unit 8B) can be configured only by hardware, but the data processing unit 8B is configured by an arithmetic control unit (computer) such as a CPU (Central Processing Unit), for example. On the other hand, since it is also preferable to program the processing procedure in advance and configure it with software, firmware, etc., this is the case in this embodiment. Then, the arithmetic control means executes the program, and processes based on the program are performed in each part in the signal processing means 8.

表示部8Cは、データ処理部8Bからの表示信号に基づく表示(例えば、判定結果、受光手段7が受光した光の強さに基づいてデータ処理部8が処理した画像等の表示)を行う。データ記憶部8Dは、例えばデータ処理部8Bが処理を行うための光の強さのデータを一時的又は長期的に記憶する。ここで、データ記憶部8Dに、光の強さのデータを記憶できる十分な記憶容量があれば、リアルタイム処理だけでなく、圧延ロール10全体の光の強さのデータを記憶した後に一括処理を行うこともできる。   The display unit 8C performs display based on a display signal from the data processing unit 8B (for example, display of an image or the like processed by the data processing unit 8 based on the determination result, the intensity of light received by the light receiving unit 7). The data storage unit 8D stores, for example, data of light intensity for processing by the data processing unit 8B temporarily or for a long time. Here, if the data storage unit 8D has a sufficient storage capacity capable of storing light intensity data, not only real-time processing but also batch processing after storing light intensity data of the entire rolling roll 10 is performed. It can also be done.

図3は表面欠陥検出部9を含む圧延ロール研削装置の構成を示す図である。上述した表面欠陥検出装置のうち、レーザ光源6及び受光手段7は圧延ロール研削装置の表面欠陥検出部9に設けられている。信号処理手段8は表面欠陥検出部9に収納されていてもよいし、表面欠陥検出部9(圧延ロール研削装置)外に設けられていてもよい。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a rolling roll grinding apparatus including the surface defect detection unit 9. Among the surface defect detection devices described above, the laser light source 6 and the light receiving means 7 are provided in the surface defect detection unit 9 of the rolling roll grinding device. The signal processing means 8 may be housed in the surface defect detection unit 9 or may be provided outside the surface defect detection unit 9 (rolling roll grinding device).

研削加工対象(欠陥検出対象)となる圧延ロール10を、第1駆動源12を備えた台盤11で支持している。第1駆動源12は圧延ロール10を回転させる。また、台盤11には第1移動体13が設けられている。第1移動体13は圧延ロール10の軸心方向Dに往復移動を行うことができる。一方、第1移動体13上に設けられている第2移動体14は、圧延ロール10の軸心方向と垂直な方向に往復移動を行うことができる。そのため、第2移動体14上の回転砥石15及び第2駆動源16は、圧延ロール10に対して、近接離反することができる。回転砥石15が圧延ロール10に接触した状態とした上で、第2駆動源16が回転砥石15を回転駆動させることにより、研削手段である回転砥石15が圧延ロール10の外周表面を研削する。   A rolling roll 10 that is to be ground (defect detection target) is supported by a platform 11 having a first drive source 12. The first drive source 12 rotates the rolling roll 10. Further, the base 11 is provided with a first moving body 13. The first moving body 13 can reciprocate in the axial direction D of the rolling roll 10. On the other hand, the second moving body 14 provided on the first moving body 13 can reciprocate in a direction perpendicular to the axial direction of the rolling roll 10. Therefore, the rotating grindstone 15 and the second drive source 16 on the second moving body 14 can be moved close to and away from the rolling roll 10. After the rotating grindstone 15 is in contact with the rolling roll 10, the second driving source 16 rotates the rotating grindstone 15 so that the rotating grindstone 15 as a grinding means grinds the outer peripheral surface of the rolling roll 10.

また、第1移動体13上には支柱17が設けられており、その上部には前述した表面欠陥検出部9が設けられている。したがって、表面欠陥検出部9も圧延ロール10の軸心方向Dに往復移動することができる。表面欠陥検出部9を第1移動体13により移動させることができるので、回転砥石15に追従して移動させて研削直後の圧延ロール10の表面を表面欠陥検出部9により表面欠陥検出することも可能である。そのため、研削と並行して表面欠陥検出を行うことも可能であり、表面欠陥検出に要する時間の短縮にもつながる。   Moreover, the support | pillar 17 is provided on the 1st mobile body 13, The surface defect detection part 9 mentioned above is provided in the upper part. Therefore, the surface defect detection unit 9 can also reciprocate in the axial direction D of the rolling roll 10. Since the surface defect detection unit 9 can be moved by the first moving body 13, the surface defect detection unit 9 can detect the surface defect of the surface of the rolling roll 10 immediately after grinding by following the rotating grindstone 15. Is possible. Therefore, it is possible to detect surface defects in parallel with grinding, which leads to shortening of the time required for detecting surface defects.

以上のように第1の実施の形態によれば、レーザ光源6から圧延ロール10の外周表面に照射したレーザ光の反射光の強さを受光手段7が信号に変換し、信号処理手段8が、その信号に基づいて、研削痕(正常部分)と疵(欠陥部分)で幅が異なることによる反射光の強さの違いによって、欠陥の有無を判定するようにしたので、従来検出が不可能であった非常に微細な欠陥についても検出することが可能となる。このように微細な欠陥に対して後述のように種々対策をとることができるようになるので、本実施の形態の方法、装置で検査された圧延ロールで圧延される鋼板等の表面品質を向上することができるようになる。   As described above, according to the first embodiment, the light receiving means 7 converts the intensity of the reflected light of the laser light irradiated from the laser light source 6 onto the outer peripheral surface of the rolling roll 10 into a signal, and the signal processing means 8 Based on the signal, the presence / absence of a defect is determined based on the difference in intensity of reflected light due to the difference in width between the grinding mark (normal part) and the flaw (defect part). It is possible to detect even very fine defects. As described later, various countermeasures can be taken against such fine defects, so that the surface quality of a steel sheet or the like rolled by a rolling roll inspected by the method and apparatus of this embodiment is improved. Will be able to.

また、レーザ光源6の照射角及び受光手段7の受光角を適切に設定し、位置を変更できるようにしたので、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じて、照射角、受光角を変更することができる。そのため、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じて正常部分と欠陥部分の反射光のコントラストをある一定以上とすることで、より正確な欠陥検出を行うことができる。そして、圧延ロール研削装置にレーザ光源6及び受光手段7からのデータにより表面欠陥検出を行う表面欠陥検出部9を設け、圧延ロール10の外周表面を研削するための回転砥石15とともに圧延ロール軸心方向に移動できるようにしたので、研削と並行して表面欠陥検出を行うこともできるようになり、表面欠陥検出に要する時間の短縮を図ることができる。また、圧延ロール10の外周方向に沿って研削が行われ、研削痕はほぼ一定の幅、深さでできるので、レーザ光源6及び受光手段7の光軸B,Cを圧延ロール軸心を含む平面内に設置するようにしておくことで、位相、波長のそろったレーザ光に対し、研削痕による反射光同士の干渉による作用を有効に発揮させ、表面欠陥検出をより正確に行うことができる。   In addition, since the irradiation angle of the laser light source 6 and the light reception angle of the light receiving means 7 are appropriately set and the position can be changed, the irradiation angle and the light reception angle are changed according to the finishing roughness of the target rolling roll. can do. Therefore, more accurate defect detection can be performed by setting the contrast of the reflected light of the normal part and the defective part to a certain level or more according to the target finishing roughness of the rolling roll. The rolling roll grinding apparatus is provided with a surface defect detection unit 9 for detecting surface defects based on data from the laser light source 6 and the light receiving means 7, and a rolling roll axis together with a rotating grindstone 15 for grinding the outer peripheral surface of the rolling roll 10. Since it can be moved in the direction, surface defect detection can be performed in parallel with grinding, and the time required for surface defect detection can be shortened. Further, since grinding is performed along the outer peripheral direction of the rolling roll 10 and the grinding mark can be formed with a substantially constant width and depth, the optical axes B and C of the laser light source 6 and the light receiving means 7 include the rolling roll axis. By installing it in a plane, it is possible to effectively exhibit the effect of interference between reflected light from grinding marks on laser light having the same phase and wavelength, and to detect surface defects more accurately. .

第2の実施の形態.
上述の実施の形態に加えて、焦点距離fを有する第1のレンズ、マスキングスリット、焦点距離fを有する第2のレンズを、反射光の光路に沿って、外周表面、第1のレンズ、マスキングスリット、第2のレンズ、受光手段の順に、焦点距離fの等間隔で配置し、マスキングスリットにより反射光の特定周波数成分を遮断するようにしてもよい。
Second embodiment.
In addition to the above-described embodiment, the first lens having the focal length f, the masking slit, and the second lens having the focal length f are arranged along the optical path of the reflected light along the outer peripheral surface, the first lens, and the masking. The slit, the second lens, and the light receiving means may be arranged in this order at equal intervals of the focal length f, and the specific frequency component of the reflected light may be blocked by the masking slit.

上述の実施の形態では、検出対象である圧延ロールの外周表面の仕上げ粗さが小さく、正常部分である研削痕の幅がほぼ均一の場合には、その検出精度は非常に高くなる。しかしながら、仕上げ粗さが大きい場合には、研削痕幅のばらつきが大きく、入射角や反射角の設定のみで全ての研削痕からの反射光強度を弱めることが困難となる。そのため、正常部分の研削痕の平均幅からの偏差が大きい研削痕は、欠陥でないにもかかわらず、欠陥として認識されてしまい、欠陥の過検出となる恐れがある。   In the above-described embodiment, when the finish roughness of the outer peripheral surface of the rolling roll to be detected is small and the width of the grinding mark that is a normal portion is substantially uniform, the detection accuracy becomes very high. However, when the finishing roughness is large, the variation in the grinding mark width is large, and it becomes difficult to weaken the reflected light intensity from all the grinding marks only by setting the incident angle and the reflection angle. For this reason, a grinding mark having a large deviation from the average width of the grinding mark of the normal part is recognized as a defect even though it is not a defect, and there is a possibility that the defect is excessively detected.

図4は実際の圧延ロール表面の欠陥プロフィルを表す図であり、仕上げ粗さの異なる2種類のロール表面を触針式の表面粗さ計を用いて表面欠陥検出した結果である。ここでは、JIS−B0601で規定される平均粗さRa=0.55μmとRa=0.15μm(鏡面仕上げロールレベル)を示している。仕上げ粗さの小さいRa=0.15μmの圧延ロールでは欠陥部分以外の研削痕の疵幅がほぼ均一であるのに対して、仕上げ粗さの大きいRa=0.55μmの圧延ロールでは研削痕の幅がばらついていることがわかる。   FIG. 4 is a diagram showing a defect profile on an actual rolling roll surface, and is a result of detecting surface defects on two types of roll surfaces having different finishing roughnesses using a stylus type surface roughness meter. Here, the average roughness Ra = 0.55 μm and Ra = 0.15 μm (mirror finish roll level) specified by JIS-B0601 are shown. In the rolling roll with a small finishing roughness Ra = 0.15 μm, the width of the grinding traces other than the defective portion is almost uniform, whereas in the rolling roll with a large finishing roughness Ra = 0.55 μm, the grinding traces It can be seen that the width varies.

このように、仕上げ粗さの大きい圧延ロールの外周表面においても欠陥の過検出を防止するため、第2の実施の形態では光学的フーリエ変換を利用する。光学的フーリエ変換は、図5に示されるような光学系において、コヒーレント光を物体面P1に照射する。そして、物体面P1から発せられる反射光を、焦点距離fの第1のレンズを通し、集光点P2により集光し、さらに焦点距離fの第2のレンズL2で平行光に変換し、出力面P3で結像する。ここで、物体面P1、第1のレンズL1、集光点P2、第2のレンズL2、出力面P3を、焦点距離fの間隔でこの順に配置しておくと、集光点P2の面には、物体面P1の画像の空間的(二次元)フーリエ変換像が現れる。すなわち、物体面P1の画像が周波数成分に分解され、集光点P2面上において周波数成分に応じて分布する。通常は、集光点P2の面上の中央部が低周波数成分となり、中央部から離れるほど高周波数成分となる。この集光点P2の画像をもう一度同じ焦点距離fの第2のレンズL2を通して出力面P3で結像すると、逆フーリエ変換が生じ、元の画像が復元される。ここで集光点P2の面でマスクを掛けて特定の周波数成分を遮断すると、出力面P3ではその周波数成分を含まない画像が得られる。   Thus, in order to prevent overdetection of defects even on the outer peripheral surface of a rolling roll having a large finishing roughness, optical Fourier transform is used in the second embodiment. The optical Fourier transform irradiates the object plane P1 with coherent light in an optical system as shown in FIG. Then, the reflected light emitted from the object plane P1 passes through the first lens having the focal length f, is condensed by the condensing point P2, and is further converted into parallel light by the second lens L2 having the focal length f, and output. An image is formed on the plane P3. Here, if the object plane P1, the first lens L1, the condensing point P2, the second lens L2, and the output surface P3 are arranged in this order at the focal distance f, the surface of the condensing point P2 is arranged. Shows a spatial (two-dimensional) Fourier transform image of the image of the object plane P1. That is, the image of the object plane P1 is decomposed into frequency components, and distributed according to the frequency components on the focal point P2. Usually, the center part on the surface of the condensing point P2 becomes a low frequency component, and the higher the frequency component is, the farther from the center part. When the image at the condensing point P2 is formed again on the output surface P3 through the second lens L2 having the same focal length f, an inverse Fourier transform occurs, and the original image is restored. Here, when a specific frequency component is blocked by applying a mask on the surface of the condensing point P2, an image not including the frequency component is obtained on the output surface P3.

ここで第2の実施の形態では、物体面P1を圧延ロールの外周表面とし、圧延ロールの外周表面からレンズの焦点距離fの等間隔で第1のレンズL1、マスキング手段、第2のレンズL2、受光手段を順に配置する。すなわち、前出の集光点P2の位置にマスキング手段を配置し、出力面P3の位置に受光手段を配置することで、圧延ロール表面からの反射光の光学的フーリエ変換が可能となる。通常、正常部分の研削痕の幅は、欠陥部分よりも小さいため、高周波数成分となっており、マスキング手段では正常部分での研削痕の幅に応じた周波数成分を遮断するように、ある幅を有するマスキングスリットを設置することで、集光点の中央部から離れた高周波数成分である正常部分からの反射光をフィルタリングすることが可能であり、欠陥部分のみからの反射光を強調することができる。この方法では、干渉現象を利用して正常部分からの反射光の一次フィルタリングを行った後に、光学的フーリエ変換によって二次フィルタリングを行うことができるため、フィルタリングでの閾値を一次と二次とで変えることで、より広範囲の研削痕からの反射成分をフィルタリングすることが可能となり、バックグランドである研削痕のばらつきが大きい仕上げ粗さの大きなロールにおいても欠陥部分からの反射光のみを抽出することが可能となる。   Here, in the second embodiment, the object plane P1 is the outer peripheral surface of the rolling roll, and the first lens L1, the masking means, and the second lens L2 are equidistant from the outer peripheral surface of the rolling roll at the focal length f of the lens. The light receiving means are arranged in order. That is, by arranging the masking means at the position of the condensing point P2 and arranging the light receiving means at the position of the output surface P3, optical Fourier transform of the reflected light from the surface of the rolling roll is possible. Usually, the width of the grinding mark in the normal part is smaller than that in the defective part, so it has a high frequency component, and the masking means has a certain width so as to block the frequency component corresponding to the width of the grinding mark in the normal part. It is possible to filter the reflected light from the normal part, which is a high frequency component away from the central part of the condensing point, by emphasizing the reflected light only from the defective part. Can do. In this method, since the primary filtering of the reflected light from the normal part is performed using the interference phenomenon, the secondary filtering can be performed by the optical Fourier transform. By changing, it becomes possible to filter the reflection component from a wider range of grinding marks, and only the reflected light from the defective part is extracted even in a roll with a large finishing roughness with a large variation in the grinding marks as the background. Is possible.

図6は第2の実施の形態に係る表面欠陥検出装置を表す図である。図6において、レーザ光源6は検出対象である圧延ロールの外周表面にレーザ光を照射する手段である。レーザ光源6による圧延ロールの外周表面からの反射光を、圧延ロールの外周表面から焦点距離fの位置に設置された第1のレンズL1で集光する。第1のレンズL1から焦点距離f離れた位置には、第1のレンズL1によって集光されたフーリエ変換像から、正常部分である研削痕からの反射光成分を遮断するマスキングスリット20が設置されている。さらにマスキングスリット20から焦点距離f離れた位置には、第2のレンズL2が設置されている。第2のレンズL2から焦点距離f離れた位置には上述の第1の実施の形態と同様の受光手段7が配置され、第2のレンズL2によって逆フーリエ変換された圧延ロール外周表面からの反射光に対して、その光の強さを例えば電気信号に変換する。   FIG. 6 shows a surface defect detection apparatus according to the second embodiment. In FIG. 6, a laser light source 6 is means for irradiating the outer peripheral surface of a rolling roll as a detection target with laser light. The reflected light from the outer peripheral surface of the rolling roll by the laser light source 6 is condensed by the first lens L1 installed at the position of the focal length f from the outer peripheral surface of the rolling roll. A masking slit 20 is installed at a position away from the first lens L1 by the focal length f to block the reflected light component from the grinding mark, which is a normal part, from the Fourier transform image collected by the first lens L1. ing. Further, a second lens L2 is installed at a position away from the masking slit 20 by the focal length f. A light receiving means 7 similar to that in the first embodiment is disposed at a position away from the second lens L2 by the focal length f, and is reflected from the outer peripheral surface of the rolling roll subjected to inverse Fourier transform by the second lens L2. For light, the intensity of the light is converted into an electric signal, for example.

ここで、レーザ光源6,第1のレンズL1、マスキングスリット20、第2のレンズL2、受光手段7は圧延ロール軸心を含む平面(圧延ロール外周表面の接線と垂直な面)内に配置するようにするのが好ましい。これは、後述する圧延ロール研削装置の砥石による研削方向を考慮したものである。圧延ロール全体に残され、バックグランドとなる研削痕は、周方向にほぼ均一の幅で形成される。そのため、圧延ロール軸心を含む平面内でレーザ光の入反射をさせると、干渉現象を最もうまく発生させることができる。   Here, the laser light source 6, the first lens L 1, the masking slit 20, the second lens L 2, and the light receiving means 7 are arranged in a plane including the rolling roll axis (a plane perpendicular to the tangent to the rolling roll outer peripheral surface). It is preferable to do so. This considers the grinding direction by the grindstone of the rolling roll grinding apparatus mentioned later. Grinding marks that remain on the entire roll and serve as a background are formed with a substantially uniform width in the circumferential direction. Therefore, when the laser beam is incident and reflected in a plane including the rolling roll axis, the interference phenomenon can be most effectively generated.

また、第1の実施の形態と同様、レーザ光源6、受光手段7については、それぞれを支持している梁の角度を変更することで、レーザ光源6による照射角度(レーザ光の入射角度)、受光手段7の受光角度(圧延ロール表面からのレーザ光の反射角度)を適切に設定し、位置を変更できる構造としている。さらに第2の実施の形態においては、第1のレンズL1、マスキングスリット20、第2のレンズL2は受光手段7と一体構造になっており、受光手段7の受光角変更に追従するようになっている。   Similarly to the first embodiment, with respect to the laser light source 6 and the light receiving means 7, the irradiation angle (laser light incident angle) by the laser light source 6 is changed by changing the angles of the beams supporting the laser light source 6 and the light receiving means 7, respectively. The structure is such that the light receiving angle of the light receiving means 7 (reflection angle of the laser light from the surface of the rolling roll) is appropriately set and the position can be changed. Furthermore, in the second embodiment, the first lens L1, the masking slit 20, and the second lens L2 are integrated with the light receiving means 7, and follow the change in the light receiving angle of the light receiving means 7. ing.

また、マスキングスリット20の幅も可変とすることが好ましく、遮断する周波数成分を圧延ロールの仕上げ粗さに応じて、適切に選定できるようにすることが好ましい。信号処理手段8は、上述した第1の実施の形態と同様にAD変換部8A、データ処理部8B、表示部8C及びデータ記憶部8D等で構成されている。信号処理手段8の動作については、上述の第1の実施の形態と同様であるので、個々では説明を省略する。   Moreover, it is preferable that the width of the masking slit 20 is also variable, and it is preferable that the frequency component to be cut off can be appropriately selected according to the finishing roughness of the rolling roll. The signal processing unit 8 includes an AD conversion unit 8A, a data processing unit 8B, a display unit 8C, a data storage unit 8D, and the like as in the first embodiment described above. Since the operation of the signal processing means 8 is the same as that of the first embodiment described above, description thereof is omitted individually.

以上、説明した第2の実施の形態によれば、研削痕に対応する周波数成分をマスキングスリット20により遮断した後に受光することができるので、仕上げ粗さの大きい場合であっても、欠陥を精度よく検出することが可能となる。   As described above, according to the second embodiment described above, since the frequency component corresponding to the grinding mark can be received after being blocked by the masking slit 20, even if the finishing roughness is large, the defect can be accurately detected. It is possible to detect well.

第3の実施の形態.
上述の実施の形態では、受光手段7をCCDカメラとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フォトダイオードアレイを用いて受光を行うようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、レーザ光源6、受光手段7をそれぞれ1つずつ設けているが、照射範囲、受光範囲を広げて圧延ロールの表面欠陥検出に要する時間を短縮するために、それぞれの手段を複数設けるようにしてもよい。ただ、干渉による正常部分と欠陥部分とのコントラストを十分に確保するために、照射角、受光角の関係はできる限り崩さないようにするとよい。
Third embodiment.
In the above embodiment, the light receiving means 7 is a CCD camera, but the present invention is not limited to this. For example, light reception may be performed using a photodiode array. Further, in the above-described embodiment, one laser light source 6 and one light receiving means 7 are provided, respectively, but in order to shorten the time required for detecting surface defects of the rolling roll by expanding the irradiation range and the light receiving range, respectively. A plurality of means may be provided. However, in order to sufficiently ensure the contrast between the normal part and the defective part due to interference, it is preferable that the relationship between the irradiation angle and the light receiving angle is not disturbed as much as possible.

第4の実施の形態.
図7は本発明の第4の実施の形態に係る圧延ロール研削装置を制御するための装置を含む構成を示す図である。図において、図3と同じ符号を付しているものは実施の形態1で説明したのと同じであるので説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態1において表面欠陥検出装置を構成している信号処理手段8を、データ処理装置18という独立した手段として設けている。そして、データ処理装置18とNC研削盤制御装置19とは、信号を送受信することにより、相互に必要なデータのやりとりを行うことができる。例えば、NC研削盤制御装置19が有する記憶手段には、第1駆動源12の回転角、第1移動体の位置(座標)のデータが記憶されている。これらのデータを含む信号をデータ処理装置18に送信し、データ処理装置18においてそれらのデータを処理することにより、圧延ロール10の外周表面を座標としてとらえ、表面欠陥の位置を座標で特定することができる。
Fourth embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration including an apparatus for controlling a rolling roll grinding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, since the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted. In the present embodiment, the signal processing means 8 constituting the surface defect detection apparatus in the first embodiment is provided as an independent means called the data processing apparatus 18. The data processing device 18 and the NC grinder control device 19 can exchange necessary data with each other by transmitting and receiving signals. For example, the storage means of the NC grinder control device 19 stores data on the rotation angle of the first drive source 12 and the position (coordinates) of the first moving body. By transmitting a signal including these data to the data processing device 18 and processing the data in the data processing device 18, the outer peripheral surface of the rolling roll 10 is taken as a coordinate, and the position of the surface defect is specified by the coordinate. Can do.

NC研削盤制御装置19は圧延ロール研削装置による研削を制御するための装置(制御手段)である。NC研削盤制御装置19が有する記憶手段には、粗研削及び1度目の仕上研削を行うための手順に関するプログラム(第1の実施の形態や第2の実施の形態による圧延ロールの表面欠陥検出あるいはその他を具現化するもの)及びデータが記憶されている。NC研削盤制御装置19はプログラム及びデータに基づいて制御を行うことで第1駆動源12、第1移動体13による圧延ロール10の回転・移動制御及び第2駆動源14、第2移動体16による回転砥石15の回転・移動制御を行い、自動的に研削を行うことができる。2度目以降の仕上研削のプログラム及びデータについては、データ処理装置18の判断に基づいてデータ処理装置18から送られることになる。ここではデータ処理装置18とNC研削盤制御装置19とで役割により装置を分けているが、1つの装置でこれらの処理を行うようにしてもよい。   The NC grinder control device 19 is a device (control means) for controlling grinding by a rolling roll grinding device. The storage means included in the NC grinder control device 19 includes a program relating to a procedure for performing rough grinding and first finish grinding (surface defect detection of the rolling roll according to the first embodiment or the second embodiment or Others embodying others) and data are stored. The NC grinder controller 19 controls the rotation and movement of the rolling roll 10 by the first driving source 12 and the first moving body 13 and the second driving source 14 and the second moving body 16 by performing control based on the program and data. It is possible to perform grinding automatically by performing rotation / movement control of the rotating grindstone 15 by. The second and subsequent finish grinding programs and data are sent from the data processing device 18 based on the judgment of the data processing device 18. Here, the data processing device 18 and the NC grinder control device 19 are divided according to their roles, but these processes may be performed by one device.

図8は圧延ロール10の研削手順のフローチャートを示す図である。圧延作業終了後、研削を行う圧延ロール10が圧延機から抜出されて圧延ロール研削装置にセットされる。まず、NC研削盤制御装置19内の記憶手段に記憶された研削条件で粗研削をMパス行う(S1)。粗研削では、圧延中に圧延ロール10が受けた深さ0.05mm以上の熱的・機械的損傷をロール表面から除去するための研削を行う。   FIG. 8 is a flowchart of a grinding procedure for the rolling roll 10. After the rolling operation is completed, the rolling roll 10 for grinding is extracted from the rolling mill and set in a rolling roll grinding apparatus. First, rough grinding is performed for M passes under the grinding conditions stored in the storage means in the NC grinder control device 19 (S1). In rough grinding, grinding is performed to remove thermal and mechanical damage of a depth of 0.05 mm or more received by the rolling roll 10 during rolling from the roll surface.

さらに圧延ロール10の外周表面の粗さが平滑になるように、あらかじめNC研削盤制御装置19内の記憶手段に記憶された研削条件で仕上研削をNパス行う(S2)。そして、その仕上研削の最終パスであるNパス目に又はNパス終了(仕上研削終了)後、圧延ロール10が回転した状態で、データ処理装置18は、受光手段7から送信される検出信号(電気信号)に基づいて、研削により生じたスクラッチ、ビビリ、送りマーク等により生じる深さ0.05mm以下の微細な表面欠陥を対象として、表面欠陥検出を行う(S3)。その際、データ処理装置18は、受光手段7からの検出信号を光の強さのデータに変換する。そのデータの値が、あらかじめ定めたある一定の閾値よりも小さいと判定すると、圧延ロール10には除去すべき表面欠陥がないと判定して仕上研削を終了する(S4)。   Further, finish grinding is performed in N passes under the grinding conditions stored in advance in the storage means in the NC grinder controller 19 so that the roughness of the outer peripheral surface of the rolling roll 10 is smooth (S2). Then, after the Nth pass, which is the final pass of the finish grinding, or after the end of the N pass (finish of finish grinding), the data processing device 18 detects a detection signal ( Based on the electrical signal), surface defect detection is performed for a fine surface defect having a depth of 0.05 mm or less caused by scratches, chatter, feed marks, etc., caused by grinding (S3). At that time, the data processing device 18 converts the detection signal from the light receiving means 7 into light intensity data. If it is determined that the value of the data is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the rolling roll 10 has no surface defects to be removed, and finish grinding is finished (S4).

これに対し、検出信号に基づく光の強さのデータの値があらかじめ定めたある一定の閾値以上であると判定すると、データ処理装置18は仕上研削の次のパス又は次のパス以降の研削条件及び/又はパス数を設定しなおし(S5)、その再度の仕上研削で研削装置に再度研削を行わせるためのプログラム及びデータをNC研削盤制御装置19に送る(パス毎に表面欠陥検出を行う場合は、N=1とする)。NC研削盤制御装置19はそのプログラム及びデータに基づいて、再度研削装置による仕上研削を行う。ここで、データ処理装置18がパス数の設定を行う際、研削条件である切り込み深さ、砥石回転数、圧延ロール回転数、ロール1回転あたりの回転砥石15の圧延ロール軸心方向への送り量のうち、1又は複数の条件を変更するようにしてもよい。条件の変更に際して、切り込み深さ、送り量は低減し、砥石回転数はアップし、圧延ロール回転数は低減するように変更するのが好ましい。回転砥石15については、最初の仕上研削と同じものを用いてもよいし、粒度の高いもの(砥粒径が小さいもの)に交換してもよい。同じものであれば、交換時間を省略することができる。粒度が高いものに交換した場合は、表面欠陥のレベルに応じたきめ細かな研削を行うことができる。研削条件の変更、回転砥石15の交換を両方行ってもよい。   On the other hand, when it is determined that the value of the light intensity data based on the detection signal is equal to or greater than a predetermined threshold value, the data processing device 18 determines the grinding condition for the next pass of the finish grinding or the subsequent pass. And / or reset the number of passes (S5), and send the program and data for causing the grinding device to perform grinding again by the finish grinding again to the NC grinder control device 19 (detect surface defects for each pass) In this case, N = 1). The NC grinder control device 19 performs finish grinding again by the grinding device based on the program and data. Here, when the data processing device 18 sets the number of passes, the cutting depth, the grinding wheel rotational speed, the rolling roll rotational speed, and the feed of the rotating grindstone 15 per one roll rotation in the axial direction of the rolling roll are set. Of the quantity, one or more conditions may be changed. When changing the conditions, it is preferable to change the cutting depth and feed amount so that the grinding wheel rotational speed is increased and the rolling roll rotational speed is decreased. About the rotating grindstone 15, the same thing as the first finish grinding may be used, and you may replace | exchange for a thing with a high particle size (a thing with a small abrasive particle diameter). If they are the same, the replacement time can be omitted. When the particle size is changed to a higher one, fine grinding according to the level of surface defects can be performed. You may perform both change of grinding conditions, and replacement | exchange of the rotating grindstone 15. FIG.

そして、再度の仕上研削中又は終了後に、再度、表面欠陥検出を行い、検出信号に基づく光の強さのデータが表す値があらかじめ定めたある一定の閾値より小さくなるまで仕上研削と表面欠陥検出を繰り返し行う。   Then, during or after finishing grinding again, surface defect detection is performed again, and finishing grinding and surface defect detection are performed until the value represented by the light intensity data based on the detection signal becomes smaller than a predetermined threshold value. Repeat.

以上のように第4の実施の形態によれば、表面欠陥検出部による検出信号に含まれる光の強さのデータに基づいて、除去すべき表面欠陥が存在すると判定すると、データ処理装置18が、切り込み深さ、送り量、砥石回転数又は圧延ロール回転数の条件のうち、1又は複数の条件を変更して、次のパス又は次のパス以降の研削を行うか、あるいは条件を変更して研削するパス数を決定し、そのパス数で仕上研削を行うか、あるいはそれらの両方を行うとともに、除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで表面欠陥検出及び仕上研削を行うようにしたので、表面欠陥検出結果に基づいて表面欠陥がなくなるまで圧延ロール研削装置による自動研削を行うことができる。その際、次の仕上研削に粒度の高い砥石を用いるようにすると、よりきめ細かな研削を行うことができる。   As described above, according to the fourth embodiment, when it is determined that there is a surface defect to be removed based on the light intensity data included in the detection signal by the surface defect detection unit, the data processing device 18 , Change one or more conditions among the conditions of cutting depth, feed amount, grinding wheel rotation speed or rolling roll rotation speed, and perform grinding after the next pass or the next pass, or change the conditions The number of passes to be ground is determined, finish grinding is performed with the number of passes, or both are performed, and surface defects are detected and finish grinding is performed until it is determined that there are no surface defects to be removed. Therefore, automatic grinding by a rolling roll grinding device can be performed until the surface defect is eliminated based on the surface defect detection result. At that time, if a grindstone having a high particle size is used for the next finish grinding, finer grinding can be performed.

実施例1.
次に表面欠陥を有する、ロール径φ500mmの目標とする仕上げ粗さの異なる2種類の冷間圧延用ワークロールを検出対象として表面欠陥検出を行った例について説明する。ここでは、JIS−B0601で規定される平均粗さRa=0.55μm(図4(a):仕上げ粗さが大きいロール)とRa=0.15μm(図4(b):鏡面仕上げロール)の仕上げ粗さのロールを用いる。図4からみてわかるように、2つのロールの欠陥部分はいずれも幅200μm以下、深さ10μm以下の非常に微細な凹み状の表面欠陥である(それでも研削痕よりは大きい)。
Example 1.
Next, an example will be described in which surface defect detection is performed using two types of cold rolling work rolls having a surface defect and having a target finish roughness of a roll diameter of 500 mm as different targets. Here, the average roughness Ra specified by JIS-B0601 Ra = 0.55 μm (FIG. 4A: roll with a large finishing roughness) and Ra = 0.15 μm (FIG. 4B: mirror finish roll). Use a roll with a finish roughness. As can be seen from FIG. 4, the defect portions of the two rolls are very fine concave surface defects each having a width of 200 μm or less and a depth of 10 μm or less (still larger than the grinding marks).

本実施例で用いるレーザ光源6として、出力50mW、波長685nm、照射領域φ35mmの半導体レーザを使用する。一方、受光手段7として24万画素のCCDカメラを用いる。また、信号処理手段8として、CCDカメラが撮像した画像を処理する画像処理装置を用いる。   As the laser light source 6 used in this embodiment, a semiconductor laser having an output of 50 mW, a wavelength of 685 nm, and an irradiation area of 35 mm is used. On the other hand, a CCD camera with 240,000 pixels is used as the light receiving means 7. Further, as the signal processing means 8, an image processing device that processes an image captured by the CCD camera is used.

図9はロールの欠陥部分を受光手段7であるCCDカメラで撮像した画像を示す図である。図9(a)はRa=0.55μmのロール表面をレーザ光の照射角を80゜、CCDカメラの受光角を−20゜として撮影したものである。ここで、本実施例においては、照射角は、図2における時計回りを正とし、受光角は反時計回りを正としている。図9(a)では正常部分においては反射光同士が干渉し、これにより受光した光が弱まっており、欠陥部分においては反射光を受光した光が明瞭に現れている。図9(b)は図9(a)と同一の表面を、照射角を80゜、受光角を0゜として撮影したものである。反射光同士が干渉しても、正常部分と欠陥部分とで受光した光の強さの差が少ないために欠陥部分を特定することが困難である。また、図9(c)はRa=0.15μmのロール表面を、照射角を70゜、受光角を0゜として撮影したものである。正常部分においては反射光同士が干渉し、これにより受光した光が弱まっており、欠陥部分においては反射光を受光した光が明瞭に現れている。この例では、疵深さ5μm以下の欠陥部分も判断、検出することができている。   FIG. 9 is a view showing an image obtained by capturing a defective portion of the roll with a CCD camera as the light receiving means 7. FIG. 9A is a photograph of a roll surface of Ra = 0.55 μm with a laser beam irradiation angle of 80 ° and a CCD camera light reception angle of −20 °. Here, in this embodiment, the irradiation angle is positive in the clockwise direction in FIG. 2, and the light receiving angle is positive in the counterclockwise direction. In FIG. 9A, the reflected light interferes with each other in the normal portion, and the received light is weakened. The light that has received the reflected light clearly appears in the defective portion. FIG. 9B is an image of the same surface as FIG. 9A taken with an irradiation angle of 80 ° and a light receiving angle of 0 °. Even if the reflected lights interfere with each other, it is difficult to specify the defective portion because the difference in the intensity of the received light between the normal portion and the defective portion is small. FIG. 9C is an image of a roll surface with Ra = 0.15 μm, with an irradiation angle of 70 ° and a light receiving angle of 0 °. The reflected light interferes with each other in the normal portion, and the received light is weakened. The light that has received the reflected light clearly appears in the defective portion. In this example, a defective portion having a wrinkle depth of 5 μm or less can also be determined and detected.

図10は照射角、受光角を変更した場合の検出結果を示す図である。図10(a)はRa=0.55μmのロール表面を検出した場合、図10(b)はRa=0.15μmのロール表面を検出した場合をそれぞれ示す。図10によれば、圧延ロールの表面、レーザ光源6、受光手段7が同じでも、照射角(レーザ光の入射角)又は受光角(レーザ光の反射角)により検出を行えない範囲があることがわかる。これは、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さによって、選択した砥石の粒度が異なり、これにより研削痕の幅dも異なるためである。したがって、高精度の検出を行うためには、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じてレーザ光源6、受光手段7の位置を調整する必要がある。また、検出しようとする疵幅レベルも考慮する必要がある。これについては、目標とする圧延ロールの各種の仕上げ粗さ毎に最適な位置をあらかじめ調べておき、設定できるようにしておくことで対応することができる。   FIG. 10 is a diagram showing a detection result when the irradiation angle and the light receiving angle are changed. 10A shows a case where a roll surface with Ra = 0.55 μm is detected, and FIG. 10B shows a case where a roll surface with Ra = 0.15 μm is detected. According to FIG. 10, even if the surface of the rolling roll, the laser light source 6 and the light receiving means 7 are the same, there is a range where detection cannot be performed depending on the irradiation angle (laser light incident angle) or the light receiving angle (laser light reflection angle). I understand. This is because the grain size of the selected grindstone varies depending on the finishing roughness of the target rolling roll, and thus the width d of the grinding mark also varies. Therefore, in order to perform highly accurate detection, it is necessary to adjust the positions of the laser light source 6 and the light receiving means 7 in accordance with the target finishing roughness of the rolling roll. In addition, it is necessary to consider the width of the eyelid to be detected. This can be dealt with by checking in advance and setting the optimum position for each finishing roughness of the target rolling roll.

上述の表面欠陥検出方法による検査結果を表1に示す。上述の方法による圧延ロールの検査に先立って、通常、仕上研削の後に行われるオペレータによる目視評価の結果も示す。従来は、目視評価で微細な欠陥の検出も行っていた。圧延ロール検査時には、仕上研削と同様に、回転数を40rpm、送り量を500mm/minとして、検査対象である圧延ロールを回転させた。ここで、条件1は照射角を70゜、受光角を0゜としたものである。一方、条件2は照射角を80゜、受光角を−20゜としたものである。   Table 1 shows the inspection results obtained by the surface defect detection method described above. Prior to the inspection of the rolling roll by the above-described method, the result of visual evaluation by an operator usually performed after finish grinding is also shown. Conventionally, fine defects were also detected by visual evaluation. At the time of the rolling roll inspection, the rolling roll to be inspected was rotated at a rotational speed of 40 rpm and a feed amount of 500 mm / min, as in finish grinding. Here, Condition 1 is an irradiation angle of 70 ° and a light receiving angle of 0 °. On the other hand, Condition 2 is an irradiation angle of 80 ° and a light receiving angle of −20 °.

Figure 2006208347
Figure 2006208347

Ra=0.55μmの圧延ロールでは、条件2だけがオペレータの目視評価とよい一致を見ている。一方、Ra=0.15μmのロールでは、条件1、2ともにオペレータの目視評価とよい一致を見せており、目標とする圧延ロールの仕上げ粗さに応じて照射角、受光角を最適にする(レーザ光源6、受光手段7の位置を最適にする)ことで、微細な表面欠陥の検出が可能になることがわかる。このような方法で欠陥検出を行うことで、研削と並行して表面欠陥検出を行うことも可能になる。   For a rolling roll with Ra = 0.55 μm, only condition 2 is in good agreement with the operator's visual evaluation. On the other hand, in the roll of Ra = 0.15 μm, both the conditions 1 and 2 are in good agreement with the visual evaluation of the operator, and the irradiation angle and the light receiving angle are optimized according to the finishing roughness of the target rolling roll ( It can be seen that fine surface defects can be detected by optimizing the positions of the laser light source 6 and the light receiving means 7). By performing defect detection by such a method, it becomes possible to perform surface defect detection in parallel with grinding.

実施例2.
表2は照射角を70゜、受光角を0゜とした上述の条件1で、レーザ光の入反射角を設定した状態で、スリット幅0.3mm、1.0mm2.8mm、6.5mmの4種類の異なるマスキングスリット20を取り付けた状態での検査結果を、マスキングスリット20を付けない状態での検出結果、オペレータの目視検査結果と比較して示したものである。圧延ロール検査時には、仕上げ研削工程と同様に、回転数40rpm、送り量を500mm/minで検査対象である圧延ロールを回転させた。
Example 2
Table 2 shows that the slit width is 0.3 mm, 1.0 mm, 2.8 mm, and 6.5 mm under the above-described condition 1 where the irradiation angle is 70 ° and the light receiving angle is 0 °, and the incident / reflection angle of the laser beam is set. The inspection results with four different masking slits 20 attached are shown in comparison with the detection results without the masking slits 20 and the operator's visual inspection results. At the time of the roll inspection, the roll to be inspected was rotated at a rotational speed of 40 rpm and a feed amount of 500 mm / min, as in the finish grinding step.

Figure 2006208347
Figure 2006208347

マスキングスリット20がない状態では、研削痕のばらつきによって、欠陥部分以外でも一部の研削痕からの反射光の強さが大きく、過検出となっており検出不可能となっている。スリット幅が6.5mmのマスキングスリット20を設置した場合でも、高周波数成分のフィルタリングが不十分で一部の研削痕を過検出しており検出不可能となっている。スリット幅が2.8mmあるいは1.0mmのマスキングスリット20を設置した場合には、光学的フーリエ変換によるフィルタリング効果で欠陥部分からの反射光の強さのみを強調することができ、目視評価と同様に欠陥部分からの検出が可能であった。一方、スリット幅が0.3mmのマスキングスリット20を用いた場合には、受光手段7に入る光量が小さくなりすぎるために、欠陥部分からの反射光の強さも小さくなり検出が不可能であった。   In the state where there is no masking slit 20, the intensity of reflected light from a part of the grinding marks other than the defective part is large due to the variation of the grinding marks, which is overdetection and cannot be detected. Even when the masking slit 20 having a slit width of 6.5 mm is installed, high-frequency component filtering is insufficient, and some grinding marks are overdetected, making detection impossible. When the masking slit 20 having a slit width of 2.8 mm or 1.0 mm is installed, only the intensity of reflected light from the defect portion can be emphasized by the filtering effect by optical Fourier transform, which is the same as the visual evaluation. It was possible to detect from the defective part. On the other hand, when the masking slit 20 having a slit width of 0.3 mm is used, the amount of light entering the light receiving means 7 becomes too small, so that the intensity of the reflected light from the defective portion becomes small and detection is impossible. .

以上のように、光学的フーリエ変換を原理としたフィルタリング処理を行うことで、正常部分である研削痕からの反射光成分を弱め、欠陥部分からの反射光とのコントラストを明瞭にすることが可能であり、仕上げ粗さの大きいロールでも干渉現象と光学的フーリエ変換とを組み合わせることで、より高精度の検出が可能となる。また、フィルタリング処理を行うマスキングスリット20の幅は研削痕の幅に応じて最適値があり、仕上げロール粗さに応じて予め求めておいたスリット幅に調整することで対応できる。   As described above, by performing the filtering process based on the principle of optical Fourier transform, it is possible to weaken the reflected light component from the grinding mark, which is a normal part, and to clarify the contrast with the reflected light from the defective part. Thus, even a roll having a large finishing roughness can be detected with higher accuracy by combining the interference phenomenon and the optical Fourier transform. Further, the width of the masking slit 20 for performing the filtering process has an optimum value according to the width of the grinding mark, and can be dealt with by adjusting the slit width obtained in advance according to the finish roll roughness.

実施例3.
対象とした圧延ロールは、冷間圧延ロールであり、径φ500mm、胴長2mの寸法で仕上げ粗さはJIS−B0601−2001、JIS−B0651−2001で規定される平均粗さRa=0.15μmである。ちなみに、粗さ曲線用の基準長さlr(λc)を0.8mm、うねり曲線用の基準長さlw(λf)を8mm、断面曲線用の基準長さlp(評価長さln)を40mmとして測定した。
Example 3
The target rolling roll is a cold rolling roll having a diameter of 500 mm and a body length of 2 m, and the finishing roughness is an average roughness Ra = 0.15 μm defined by JIS-B0601-2001 and JIS-B0651-2001. It is. Incidentally, the reference length lr (λc) for the roughness curve is 0.8 mm, the reference length lw (λf) for the waviness curve is 8 mm, and the reference length lp (evaluation length ln) for the sectional curve is 40 mm. It was measured.

この圧延ロールを調質圧延に用いた結果、摩耗による肌荒れ、微小なスクラッチ等がロール表面に生じた。そのため、上記の実施の形態3で説明した圧延ロール研削装置を用いてこの圧延ロールの研削を行った。本実施例では、まず、NC研削盤制御装置19にあらかじめ設定されているように、粗研削を6パス行って摩耗による表面の凹凸やクラック等を除去した。その後、仕上研削を4パス行って上記仕上げ粗さに仕上げた。   As a result of using this rolling roll for temper rolling, rough surfaces due to wear, fine scratches, and the like occurred on the roll surface. Therefore, this rolling roll was ground using the rolling roll grinding apparatus described in the third embodiment. In this example, first, as preset in the NC grinder controller 19, rough grinding was performed for 6 passes to remove surface irregularities, cracks, and the like due to wear. Thereafter, finish grinding was performed for 4 passes to finish the finish.

表面欠陥検出を独立させて行う場合にも、圧延ロールを回転し、表面欠陥検出部9と圧延ロールとを相対的に移動させる必要がある。そのための圧延ロール回転数、圧延ロール1回転あたりの砥石の圧延ロール軸心方向への送り量の条件はあらかじめNC研削盤制御装置19内の記憶手段に記憶されている。本実施例では、仕上研削と同じロール回転数40rpm、送り量を50mm/minとして、圧延ロールを回転し、かつ、表面欠陥検出部9と圧延ロールとを相対的に移動させて表面欠陥検出を行った。ここで、回転砥石15は圧延ロールから離反させ、回転は停止してある。また、本実施例においても、レーザ光源6として出力50mW、波長685nm、照射領域φ35mmの半導体レーザを使用し、照射角は80゜とした。受光手段7としては、24万画素のCCDカメラを使用し、受光角は−20゜とした。   Even when the surface defect detection is performed independently, it is necessary to rotate the rolling roll and relatively move the surface defect detection unit 9 and the rolling roll. For this purpose, the rotational speed of the rolling roll and the condition of the feed amount of the grinding wheel in the axial direction of the rolling roll per rotation of the rolling roll are stored in advance in the storage means in the NC grinder controller 19. In the present embodiment, the roll speed is 40 rpm and the feed amount is 50 mm / min, which is the same as that for finish grinding, the rolling roll is rotated, and the surface defect detection unit 9 and the rolling roll are relatively moved to detect surface defects. went. Here, the rotating grindstone 15 is separated from the rolling roll, and the rotation is stopped. Also in this example, a semiconductor laser having an output of 50 mW, a wavelength of 685 nm, and an irradiation area of 35 mm was used as the laser light source 6, and the irradiation angle was 80 °. As the light receiving means 7, a 240,000 pixel CCD camera was used, and the light receiving angle was set to -20 °.

図11は検出信号に基づく光の強さと圧延ロール軸心方向位置との関係を示す図である。縦軸は検出信号に基づく光の強さの指標を示す値(以下、輝度という)、横軸は受光部中心の圧延ロール軸心方向位置を示す。ここで本実施例では、圧延ロール1回転あたりの同軸心方向の移動距離は8mmとなる。したがって、その8mm内の光の強さのデータは圧延ロール1回転分の外周表面各位置でのデータに相当する。   FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the light intensity based on the detection signal and the position in the axial direction of the rolling roll. The vertical axis represents a value indicating an index of light intensity based on the detection signal (hereinafter referred to as luminance), and the horizontal axis represents the position of the center of the light receiving unit in the rolling roll axis direction. Here, in this embodiment, the movement distance in the coaxial direction per rotation of the rolling roll is 8 mm. Therefore, the light intensity data within 8 mm corresponds to data at each position on the outer peripheral surface for one rotation of the rolling roll.

ここで、輝度について、理想的な平滑な表面による反射光の強さを0%、レーザ光が波長の整数倍の光路差で干渉して強められた場合の反射光の強さを100%として表している。図11では圧延ロール軸心方向位置800mmの箇所に、反射光の強い部分を検出できていることがわかる。この欠陥部分の実測プロフィルを示したものが、先術の実施例1の図4(b)である。実際の欠陥の幅、深さなどの寸法と反射光の強さとの関係を調査した結果、ここでは、再度の仕上研削を行うかどうかを判定するための閾値を輝度20%に設定し、輝度が20%以上であると判定した場合に再度の仕上研削を行うようにした。   Here, regarding the brightness, the intensity of reflected light by an ideal smooth surface is 0%, and the intensity of reflected light when laser light is interfered and strengthened by an optical path difference that is an integral multiple of the wavelength is 100%. Represents. In FIG. 11, it can be seen that a portion where the reflected light is strong can be detected at a position of 800 mm in the axial direction of the rolling roll. FIG. 4B of Example 1 of the previous operation shows an actual measurement profile of this defective portion. As a result of investigating the relationship between the dimensions such as the actual width and depth of the defect and the intensity of the reflected light, the threshold value for determining whether or not to perform finish grinding again is set to 20% luminance. Is determined to be 20% or more, finish grinding is performed again.

表面欠陥検出の結果を受けて再度の仕上研削を行った際の研削条件と、各パス後に表面欠陥が除去できたかどうかの判定結果を表3に示す。研削条件として3つのケースを設定し、各ケースにて除去すべき表面欠陥は、図11の圧延ロール軸心方向位置800mmの箇所にある表面欠陥と同じ深さ、大きさの表面欠陥とした。   Table 3 shows the grinding conditions when finishing grinding is performed again after receiving the result of the surface defect detection, and the determination result of whether or not the surface defect can be removed after each pass. Three cases were set as the grinding conditions, and the surface defects to be removed in each case were the surface defects having the same depth and size as the surface defects at a position of 800 mm in the rolling roll axial direction in FIG.

Figure 2006208347
Figure 2006208347

ケース1は、最初の研削条件よりも圧延ロール回転数を低下(40rpm→30rpm)させた条件である。仕上研削にて1パス毎に表面欠陥検出を行い、5パス目にて検出信号に基づく輝度が閾値20%より小さくなり、研削終了と判定した。また、ケース2は、最初の研削条件よりも圧延ロール回転数及び送り量を低減(40rpm→30rpm、500mm/min→300mm/min)した条件である。この場合は、3パス目にて検出信号に基づく輝度が閾値20%より小さくなり、研削終了と判定した。さらにケース3は、最初の研削条件よりも圧延ロール回転数、送り量及び切り込み深さを低下(40rpm→30rpm、500mm/min→300mm/min、3μm→2μm)すると共に、砥石を粒度の高いものに交換(#120→#270)した。この場合、2パス目にて検出信号に基づく輝度が閾値20%より小さくなり、研削終了と判定した。   Case 1 is a condition in which the number of rotations of the rolling roll is reduced (40 rpm → 30 rpm) from the initial grinding condition. Surface defects were detected for each pass in finish grinding, and the luminance based on the detection signal was smaller than a threshold value of 20% in the fifth pass, and it was determined that the grinding was finished. Case 2 is a condition in which the number of rotations of the rolling roll and the feed amount are reduced (40 rpm → 30 rpm, 500 mm / min → 300 mm / min) compared to the initial grinding conditions. In this case, in the third pass, the luminance based on the detection signal became smaller than the threshold value of 20%, and it was determined that the grinding was finished. Case 3 further reduces the rolling roll rotation speed, feed rate, and cutting depth (40 rpm → 30 rpm, 500 mm / min → 300 mm / min, 3 μm → 2 μm) and has a higher grain size than the initial grinding conditions. (# 120 → # 270). In this case, in the second pass, the luminance based on the detection signal became smaller than the threshold value 20%, and it was determined that the grinding was finished.

以上のように、ある表面欠陥に対し、様々な研削条件、砥石により仕上研削を行い、経験的に輝度が閾値より小さくなる仕上研削パス数をあらかじめ求めて決めておけば、実際の研削において、表面欠陥を検出した際に、再度の仕上研削を行うに際し、研削条件を変更して研削すべきパス数が決定できる。そして、これにより、表面欠陥検出及び表面欠陥を除去する仕上研削を自動的に行うことができるようになる。   As described above, for a certain surface defect, finish grinding is performed with various grinding conditions and a grindstone, and if the number of finish grinding passes in which the brightness is smaller than the threshold is empirically determined and determined in advance, in actual grinding, When a surface defect is detected, the number of passes to be ground can be determined by changing the grinding conditions when performing finish grinding again. Thus, it is possible to automatically perform finish grinding for detecting surface defects and removing surface defects.

研削後の圧延ロール表面を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the rolling roll surface after grinding. 本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出装置を示す図である。It is a figure which shows the surface defect detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 表面欠陥検出部9を含む圧延ロール研削装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rolling roll grinding apparatus containing the surface defect detection part. 欠陥部分のプロフィルを示す図である。It is a figure which shows the profile of a defective part. 光学フーリエ変換を模式的に示した図である。It is the figure which showed optical Fourier transform typically. 本発明の第2の実施の形態に係る表面欠陥検出装置を示す図である。It is a figure which shows the surface defect detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 圧延ロール研削装置を制御するための装置を含む構成を示す図である。It is a figure which shows the structure containing the apparatus for controlling a rolling roll grinding apparatus. 圧延ロール10の研削手順のフローチャートを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of a grinding procedure for a rolling roll 10. 欠陥部分を受光手段7であるCCDカメラで撮像した画像を示す図である。It is a figure which shows the image which imaged the defective part with the CCD camera which is the light-receiving means. 照射角、受光角を変更した場合の検出結果を示す図である。It is a figure which shows the detection result at the time of changing an irradiation angle and a light-receiving angle. 検出信号に基づく光の強さと圧延ロール軸心方向位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the light intensity based on a detection signal, and a rolling roll axial direction position.

符号の説明Explanation of symbols

1 研削痕
2 表面欠陥
3 レーザ光
4、5 光路
6 レーザ光源
7 受光手段
8 信号処理手段
8A AD変換部
8B データ処理部
8C 表示部
8D データ記憶部
9 表面欠陥検出部
10 圧延ロール
11 台盤
12 第1駆動源
13 第1移動体
14 第2移動体
15 回転砥石
16 第2駆動源
17 支柱
18 データ処理装置
19 NC研削盤制御装置
B,C 光軸
D 軸心方向
20 マスキングスリット
L1 第1のレンズ
L2 第2のレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grinding mark 2 Surface defect 3 Laser beam 4, 5 Optical path 6 Laser light source 7 Light receiving means 8 Signal processing means 8A AD conversion part 8B Data processing part 8C Display part 8D Data storage part 9 Surface defect detection part 10 Roll roll 11 Base 12 1st drive source 13 1st moving body 14 2nd moving body 15 Rotary grindstone 16 2nd drive source 17 Support | pillar 18 Data processing device 19 NC grinder control device B, C Optical axis D Axial direction 20 Masking slit L1 1st Lens L2 Second lens

Claims (14)

圧延用ロールの外周表面にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記外周表面からの前記レーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段と、
該受光手段からの信号に基づいて、前記外周表面の欠陥の有無を判定する処理手段と
を備えたことを特徴とする圧延用ロールの表面欠陥検出装置。
A laser light source for irradiating the outer peripheral surface of the rolling roll with laser light;
Light receiving means for receiving reflected light from the laser light from the outer peripheral surface and converting it into a signal representing the intensity of the light;
A rolling roll surface defect detection device comprising: processing means for determining the presence or absence of defects on the outer peripheral surface based on a signal from the light receiving means.
前記処理手段は、前記信号に基づいて、正常部分と欠陥部分の前記反射光の強さの違いを判定して前記欠陥の有無を検出することを特徴とする請求項1に記載の圧延用ロールの表面欠陥検出装置。   2. The rolling roll according to claim 1, wherein the processing means determines the presence or absence of the defect by determining a difference in intensity of the reflected light between a normal portion and a defective portion based on the signal. Surface defect detection device. 前記レーザ光源及び前記受光手段の光軸は、前記圧延用ロール軸心を含むある平面内に配置され、前記レーザ光源による照射角又は前記受光手段の受光角は、変更することができることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧延用ロールの表面欠陥検出装置。   The optical axes of the laser light source and the light receiving means are arranged in a plane including the rolling roll axis, and the irradiation angle by the laser light source or the light receiving angle of the light receiving means can be changed. The surface defect detection apparatus of the roll for rolling of Claim 1 or 2 to do. 前記外周表面の前記正常部分と前記欠陥部分の反射光の強さの違いがある一定以上となるように、目標とする前記圧延用ロールの仕上げ粗さに基づいて前記照射角及び/又は前記受光角を調整することを特徴とする請求項3記載の圧延用ロールの表面欠陥検出装置。   The irradiation angle and / or the light reception based on the target finish roughness of the rolling roll so that the difference in intensity of reflected light between the normal part and the defective part on the outer peripheral surface is a certain level or more. 4. The surface defect detection device for a roll for rolling according to claim 3, wherein the angle is adjusted. 前記外周表面と前記受光手段との間に、前記反射光を集光する焦点距離fを有する第1のレンズと、
該第1のレンズにより集光された反射光の特定周波数成分を遮断するマスキングスリットと、
前記第1のレンズと同じ焦点距離fを有する第2のレンズとが、
前記反射光の光路に沿って、前記外周表面、前記第1のレンズ、前記マスキングスリット、前記第2のレンズ、前記受光手段の順に、前記焦点距離fの等間隔で配置されてなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の圧延用ロールの表面欠陥検出装置。
A first lens having a focal length f for collecting the reflected light between the outer peripheral surface and the light receiving means;
A masking slit for blocking a specific frequency component of the reflected light collected by the first lens;
A second lens having the same focal length f as the first lens,
Along the optical path of the reflected light, the outer peripheral surface, the first lens, the masking slit, the second lens, and the light receiving means are arranged in this order at equal intervals of the focal length f. The surface defect detection device for a roll for rolling according to any one of claims 1 to 4.
前記マスキングスリットの幅が可変であることを特徴とする請求項5記載の圧延用ロールの表面欠陥検出装置。   6. The surface defect detection device for a roll for rolling according to claim 5, wherein the width of the masking slit is variable. 圧延用ロール軸心を中心として圧延用ロールを回転させる駆動体を有し、前記圧延用ロールを支持する台盤と、
回転する前記圧延用ロールの外周表面を研削する研削手段と、
前記外周表面にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記外周表面からの前記レーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段と、
前記研削手段並びに前記レーザ光源及び前記受光手段を前記圧延用ロール軸心方向に移動させる移動体と、
を備えたことを特徴とする圧延用ロール研削装置。
A driving body for rotating the rolling roll around the rolling roll axis, and a platform for supporting the rolling roll;
Grinding means for grinding the outer peripheral surface of the rotating roll for rotation;
A laser light source for irradiating the outer peripheral surface with laser light;
Light receiving means for receiving reflected light from the laser light from the outer peripheral surface and converting it into a signal representing the intensity of the light;
A moving body for moving the grinding means, the laser light source, and the light receiving means in the rolling roll axis direction;
A roll grinding apparatus for rolling.
圧延用ロール軸心を含むある平面内において受光した、圧延用ロールの外周表面に向けて照射されたレーザ光の反射光の強さに基づいて、正常部分と欠陥部分の前記反射光の強さの違いにより前記圧延用ロールの外周表面の欠陥の有無を検出することを特徴とする圧延用ロールの表面欠陥検出方法。   Based on the intensity of the reflected light of the laser beam irradiated toward the outer peripheral surface of the rolling roll, received in a certain plane including the rolling roll axis, the intensity of the reflected light of the normal part and the defective part A method for detecting surface defects on a roll for rolling, wherein the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the roll for rolling is detected based on the difference between the two. 前記レーザ光を照射する前に、
目標とする前記圧延用ロールの仕上げ粗さに基づいてあらかじめ求めておいた範囲の角度に、前記圧延用ロールの外周表面に向けてレーザ光を照射するレーザ光源の照射角及び/又は、前記外周表面からの前記レーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段の受光角を調整しておくことを特徴とする請求項6記載の圧延用ロールの表面欠陥検出方法。
Before irradiating the laser beam,
An irradiation angle and / or the outer periphery of a laser light source that irradiates laser light toward an outer peripheral surface of the rolling roll at an angle in a range determined in advance based on a finishing roughness of the rolling roll as a target. The surface defect detection of a rolling roll according to claim 6, wherein the light receiving means for receiving the reflected light from the laser beam from the surface and converting it into a signal representing the intensity of the light is adjusted. Method.
焦点距離fを有する第1のレンズ、マスキングスリット、焦点距離fを有する第2のレンズを、前記反射光の光路に沿って、前記外周表面、前記第1のレンズ、前記マスキングスリット、前記第2のレンズ、前記レーザ光による反射光を受光し、光の強さを表す信号に変換する受光手段の順に、前記焦点距離fの等間隔で配置し、前記マスキングスリットにより前記反射光の特定周波数成分を遮断することを特徴とする請求項8又は9に記載の圧延用ロールの表面欠陥検出方法。   A first lens having a focal length f, a masking slit, and a second lens having a focal length f are arranged along the optical path of the reflected light along the outer peripheral surface, the first lens, the masking slit, and the second lens. The lens and the light receiving means for receiving the reflected light from the laser beam and converting it into a signal representing the intensity of the light are arranged at equal intervals of the focal length f, and the specific frequency component of the reflected light by the masking slit The method for detecting surface defects of a roll for rolling according to claim 8 or 9, wherein: 圧延用ロール軸心を含むある平面内において受光した、圧延用ロール外周表面に向けて照射されたレーザ光の反射光の強さのデータと、あらかじめ定めたある一定の閾値との比較に基づいて、前記圧延用ロールの外周表面の欠陥の有無の検出をコンピュータにて行うことを特徴とする圧延用ロールの表面欠陥検出用プログラム。   Based on the comparison of the intensity of the reflected light of the laser beam irradiated toward the outer peripheral surface of the rolling roll received in a plane including the rolling roll axis and a predetermined threshold value. A program for detecting surface defects of a rolling roll, wherein the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the rolling roll is detected by a computer. 研削装置を制御手段により制御して圧延用ロールの外周表面の研削を行う圧延用ロール研削方法において、
あらかじめ定められたパス数及び条件で粗研削及び仕上研削を行い、
前記仕上研削の最終パス中又は前記仕上研削後に、請求項8乃至10のいずれかに記載の表面欠陥検出方法による表面欠陥検出を行い、
その表面欠陥検出結果により、除去すべき表面欠陥が存在するものと判定すると、表面欠陥についてあらかじめ定めた関係に基づいて、切り込み深さ、前記圧延用ロール1回転あたりの砥石の前記圧延用ロール軸心方向への送り量、砥石回転数又は圧延用ロール回転数に係る条件のうち、1又は複数の条件を変更して仕上研削を行い、
前記除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで、前記表面欠陥検出及び前記仕上研削を行うことを特徴とする圧延用ロール研削方法。
In the rolling roll grinding method for grinding the outer peripheral surface of the rolling roll by controlling the grinding device by the control means,
Perform rough grinding and finish grinding with a predetermined number of passes and conditions,
In the final pass of the finish grinding or after the finish grinding, surface defect detection is performed by the surface defect detection method according to any one of claims 8 to 10,
If it is determined from the surface defect detection result that there is a surface defect to be removed, the rolling roll shaft of the grindstone per rotation of the rolling roll is determined based on a predetermined relationship with respect to the surface defect. Of the conditions related to the feed amount in the central direction, the grindstone rotation speed, or the roll rotation speed for rolling, one or more conditions are changed and finish grinding is performed.
The rolling roll grinding method, wherein the surface defect detection and the finish grinding are performed until it is determined that there is no surface defect to be removed.
研削装置を制御手段により制御して圧延用ロールの外周表面の研削を行う圧延用ロール研削方法において、
あらかじめ定められたパス数及び条件で粗研削及び仕上研削を行い、
前記仕上研削の最終パス中又は前記仕上研削後に、請求項8乃至10のいずれかに記載の表面欠陥検出方法による表面欠陥検出を行い、
その表面欠陥検出結果により、除去すべき表面欠陥が存在するものと判定すると、表面欠陥についてあらかじめ定めた関係に基づいて、切り込み深さ、前記圧延用ロール1回転あたりの砥石の前記圧延用ロール軸心方向への送り量、砥石回転数又は圧延用ロール回転数の条件のうち、1又は複数の条件を変更して仕上研削するパス数を決定し、そのパス数で仕上研削を行うとともに、前記除去すべき表面欠陥が存在しないと判定するまで、前記表面欠陥検出及び前記決定した仕上研削するパス数による再度の仕上研削を行うことを特徴とする圧延用ロール研削方法。
In the rolling roll grinding method for grinding the outer peripheral surface of the rolling roll by controlling the grinding device by the control means,
Perform rough grinding and finish grinding with a predetermined number of passes and conditions,
In the final pass of the finish grinding or after the finish grinding, surface defect detection is performed by the surface defect detection method according to any one of claims 8 to 10,
If it is determined from the surface defect detection result that there is a surface defect to be removed, the rolling roll shaft of the grindstone per rotation of the rolling roll is determined based on a predetermined relationship with respect to the surface defect. Among the conditions of feed amount in the central direction, grinding wheel rotation speed or rolling roll rotation speed, one or a plurality of conditions are changed to determine the number of passes for finish grinding, and finish grinding is performed with the number of passes, The roll grinding method for rolling, wherein the surface grinding is performed again by the surface defect detection and the determined number of finish grinding passes until it is determined that there is no surface defect to be removed.
前記除去すべき表面欠陥が存在するものと判定した後の仕上研削に用いる砥石を、高い粒度の砥石に変更することを特徴とする請求項12又は13記載の圧延用ロール研削方法。
The rolling roll grinding method according to claim 12 or 13, wherein the grindstone used for finish grinding after determining that the surface defect to be removed exists is changed to a grindstone having a high particle size.
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