JP2006247678A

JP2006247678A - 幅圧下プレス設備の駆動方法

Info

Publication number: JP2006247678A
Application number: JP2005065195A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsumura; 賢司松村; Satoshi Shibuya; 聡渋谷; Teruaki Shin; 輝明進; Seiji Nonaka; 誠治野中; Atsushi Yamamoto; 敦志山本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】素材を間欠的に搬送しながら、クランク機構によってプレス金型を駆動して幅圧下を繰り返し行う幅圧下プレス設備において、ハウジング改造等の大幅な設備改造を伴うことなく、生産能率の向上を図ることができる幅圧下プレス設備の駆動方法を提供する。
【解決手段】スラブ停止後待ち時間Δｔが所定時間になるように、幅圧下量ΔＷに応じてクランク軸の回転速度ｎが調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は、素材を間欠的に搬送しながら、クランク機構によってプレス金型を駆動して幅圧下を繰り返し行う幅圧下プレス設備の駆動方法に関する。

例えば、スラブ等の素材を幅圧下する場合、従来は、竪型圧延機により作業を行っていた。ところが、竪型圧延機は１回当りの圧下量を大きくとることができないため、所定量まで圧下するに数パスを要し、作業能率が悪いという問題があった。

そこで、作業能率を向上させるため、近年、スラブの幅圧下を、１回の圧下量を大きくすることができるプレスにより行うことが行われている。このような幅圧下プレス設備２０は、例えば図６に示す如く、テーブルローラ１２上を搬送されてきたスラブ１０を、幅圧下時に上下（紙面に垂直な方向）から押えるための押えロール２２と、該押えロール２２によって挟持されたスラブ１０を幅方向（図の矢印Ａの方向）に圧下するための左右（図の上下）一対のプレス金型２４（平行部２４ａと傾斜部２４ｂを備えている）と、該金型２４をそれぞれ駆動するためのクランク機構２６と、該クランク機構２６のクランク軸を回転させるためのクランク軸回転用電動機２７と、該幅圧下プレス設備２０でのスラブ１０の搬送量を制御するためスラブ１０を挟持し搬送する入側ピンチロール２８及び出側ピンチロール３０を備えている。

そして、図７（ａ）に示すように、スラブ１０を停止した状態で、金型２４をクランク機構２６により押付けて、金型２４の平行部で幅圧下量ΔＷの幅圧下を行い、次いで、図７（ｂ）に示すように、金型２４をクランク機構２６により開放した後、スラブ１０を所定搬送量Ｌだけピンチロール２８、３０により搬送する動作を繰り返し行っている。

上記において、従来は、間欠的にスラブ１０を搬送する際の１回当りの搬送量Ｌと、幅圧下プレスのサイクルタイム（金型２４の駆動周期、すなわち、前回の幅圧下プレス完了から次回の幅圧下プレス完了までの時間）は常に一定にして行っていた。

しかし、そのような方法では、幅圧下量ΔＷが小さい場合に、サイクルタイム（金型２４の駆動周期）の中に占める実プレス時間（金型２４がスラブ１０に接触を開始してから所定量の幅圧下が終了するまでの時間）の割合が小さくなり、不必要な余裕時間が生じてしまって、生産効率が悪いものになっていた。

そこで、特許文献１に記載の技術では、幅圧下量ΔＷが小さい場合には、１回当りのスラブの搬送量Ｌを大きくすることによって、１回当りの幅圧下面積（幅圧下体積）を増やすことで、生産効率の向上を図るようにしている。
特開平１０−２９６３０１号公報

しかし、特許文献１記載の技術のように、スラブ搬送量Ｌを大きくするには、金型の平行部を長くする必要があることから、（１）金型の全長を長くするか、（２）金型のテーパ部を短くする必要がある。そのため、（１）の方法では、既設ハウジングの寸法上の制約より、ハウジングの改造等の大幅な設備改造が必要となる。また、（２）の方法ではスラブ搬送量に応じて金型を組替える必要があり、場合によっては、逆に生産能率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、素材を間欠的に搬送しながら、クランク機構によってプレス金型を駆動して幅圧下を繰り返し行う幅圧下プレス設備において、ハウジングの改造等の大幅な設備改造を伴うことなく、生産能率の向上を図ることができる幅圧下プレス設備の駆動方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。

［１］素材を間欠的に搬送しながら、クランク機構によってプレス金型を駆動して幅圧下を繰り返し行う幅圧下プレス設備において、幅圧下量に応じて、クランク機構のクランク軸の回転速度を調整することを特徴とする幅圧下プレス設備の駆動方法。

［２］素材の搬送が停止してからプレス金型が素材に接触を開始するまでの時間が所定の時間となるように、クランク機構のクランク軸の回転速度を調整することを特徴とする前記［１］に記載の幅圧下プレス設備の駆動方法。

本発明においては、幅圧下量に応じて、クランク機構のクランク軸の回転速度を調整するようにしているので、幅圧下量が小さい場合には、クランク軸の回転速度を速くして、サイクルタイム（プレス金型の駆動周期）を短くすることができ、それによって、不必要な余裕時間の発生が解消されて、生産能率の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態を以下に述べる。なお、この実施形態においては、幅圧下プレス設備は、図６、図７に示した幅圧下プレス設備２０を用いるものとする。

図５は、スラブ１０と金型２４の位置を定義するための図である。ここでは、スラブ幅方向の位置をｙとし、金型２４による幅圧下が完了した時のスラブ１０幅端部の位置（すなわち、金型２４がスラブ幅方向に最も前進した位置）を基準にして、金型２４の平行部２４ａのスラブ幅方向位置をｙ_Kとし、金型２４の平行部２４ａと傾斜部２４ｂの境界点２４ｃの位置（図中のＡ−Ａ線の位置）におけるスラブ幅端部の位置をｙ_Sとしている。金型２４の平行部２４ａの位置ｙ_Kとスラブ幅端部の位置ｙ_Sの差、すなわち空間は、スラブ１０を金型２４間に搬送する際のギャップ代である。

以下に、この実施形態における幅圧下プレス設備の駆動方法を、従来の駆動方法との比較に基づいて説明する。

まず、従来の幅圧下プレス設備の駆動方法を、図３、図４を用いて説明する。

図４は、従来の駆動方法における、金型の位置ｙ_Kとスラブの位置ｙ_S及びスラブの搬送速度ｖについて、その時間的変化を示したものである。

図４において、時刻ｔ₁に前回の幅圧下プレスが完了し、金型が後退を開始する。次に、時刻ｔ₂にスラブの搬送が開始され、時刻ｔ₃にスラブの搬送が完了する。そして、金型が前進して、ｙ_K＝ΔＷ／２となった時刻ｔ₄に金型がスラブと接触を開始し、幅圧下プレスが開始される。その後、時刻ｔ₅に金型が最大前進位置まで前進して、幅圧下プレスが完了する。

ここで、この時刻ｔ₁から時刻ｔ₅までが、幅圧下プレスの１サイクルであり、その１サイクルの所要時間がサイクルタイムとなる。また、スラブの搬送が完了してスラブが停止した時刻ｔ₃から金型がスラブと接触を開始する時刻ｔ₄までの時間をスラブ停止後待ち時間Δｔとする。

そして、従来の駆動方法においては、クランク軸回転用電動機の回転速度（すなわち、クランク軸の回転速度）が一定速度（例えば、４２ｒｐｍ）に設定されているので、金型の駆動周期（すなわち、サイクルタイム）は、常に一定時間となっている。

そのため、図４（ａ）に示すように、幅圧下量ΔＷが大きい場合には、スラブ停止後待ち時間Δｔは短くてすむが、図４（ｂ）に示すように、幅圧下量ΔＷが小さい場合には、スラブ停止後待ち時間Δｔが長くなってしまう。

図３は、上記のような、従来の駆動方法における幅圧下量ΔＷとスラブ停止後待ち時間Δｔ及びクランク軸の回転速度ｎの関係を示したものである。クランク軸の回転速度ｎは一定速度であって、幅圧下量ΔＷが小さくなるにつれてスラブ停止後待ち時間Δｔが長くなることを表している。

このように、従来の駆動方法においては、幅圧下量ΔＷが大きい場合には、幅圧下プレスのサイクルタイム中の実プレス時間の割合は大きく、生産効率は良いものであったが、幅圧下量ΔＷが小さくなるにつれてスラブ停止後待ち時間Δｔが長くなり、不必要な余裕時間が生じてしまって、生産効率が悪いものになっている。

これに対して、この実施形態に係る幅圧下プレス設備の駆動方法を、図１、図２を用いて説明する。

図２は、この実施形態に係る幅圧下プレス設備の駆動方法における、金型の位置ｙ_Kとスラブの位置ｙ_S及びスラブの搬送速度ｖについて、その時間的変化を示したものである。

図２においても、前述と同様に、時刻ｔ₁に前回の幅圧下プレスが完了し、金型が後退を開始する。次に、時刻ｔ₂にスラブの搬送が開始され、時刻ｔ₃にスラブの搬送が完了する。そして、金型が前進して、ｙ_K＝ΔＷ／２となった時刻ｔ₄に金型がスラブと接触を開始し、幅圧下プレスが開始される。その後、時刻ｔ₅に金型が最大前進位置まで前進して、幅圧下プレスが完了する。

そして、この実施形態に係る駆動方法においては、クランク軸回転制御装置（図示せず９によって、クランク軸回転用電動機の回転速度（すなわち、クランク軸の回転速度）が、幅圧下量ΔＷに応じて調整されており、幅圧下量ΔＷが小さい場合には、クランク軸の回転速度を速くするようになっている。

具体的には、図２（ａ）に示す幅圧下量ΔＷが大きい場合のスラブ停止後待ち時間Δｔと、図２（ｂ）に示す幅圧下量ΔＷが小さい場合のスラブ停止後待ち時間Δｔが、ともに所定時間（例えば、０．１ｓｅｃ）となるように、クランク軸の回転速度が調整されている。これにより、幅圧下量ΔＷが小さい場合には、金型の駆動周期（すなわち、サイクルタイム）が短くなる。

図１は、上記のような、この実施形態の駆動方法における幅圧下量ΔＷとクランク軸の回転速度ｎ及びスラブ停止後待ち時間Δｔの関係を示したものである。幅圧下量ΔＷが小さくなるにつれて、クランク軸の回転速度ｎが上昇し、それによって、ほとんどの幅圧下量ΔＷに対して、スラブ停止後待ち時間Δｔが０．１ｓｅｃになっている。

なお、図１に示すように、幅圧下量ΔＷが非常に小さい場合には、必要な回転速度ｎがクランク軸回転用電動機の上限回転速度を越える可能性があるが、その場合は、上限の回転速度でクランク軸を回転させるようにすればよい。

さらに、サイクルタイム中、クランク軸の回転速度ｎを上昇させる操作の他、スラブの搬送が完了する時刻ｔ₃と金型がスラブと接触を開始する時刻ｔ₄間、クランク軸の回転速度ｎを上昇させるようにしてもよい。

このように、この実施形態の駆動方法においては、スラブ停止後幅圧下プレスを開始する待ち時間が幅圧下量ΔＷにかかわらず所定時間に収まるように、幅圧下量に応じてクランク軸の回転速度が調整されており、従来の駆動方法におけるスラブ停止後待ち時間に比べて大幅に短縮される。その結果、幅圧下量ΔＷが小さい場合には、サイクルタイムが短縮され、それに伴って、不必要な余裕時間の発生が解消されて、生産能率の向上を図ることができる。

例えば、図１、図２に示したこの実施形態に係る駆動方法を適用することによって、図３、図４に示した従来の駆動方法に比べて、平均して生産能率を０．８％増加させることができた。

本発明の一実施形態における幅圧下量ΔＷとクランク軸の回転速度ｎ及びスラブ停止後待ち時間Δｔの関係を示した図である。本発明の一実施形態における、金型の位置ｙ_Kとスラブの位置ｙ_S及びスラブの搬送速度ｖについて、その時間的変化を示した図である。従来技術における幅圧下量ΔＷとクランク軸の回転速度ｎ及びスラブ停止後待ち時間Δｔの関係を示した図である。従来技術における、金型の位置ｙ_Kとスラブの位置ｙ_S及びスラブの搬送速度ｖについて、その時間的変化を示した図である。スラブと金型の位置を定義するための図である。幅圧下プレス設備の説明図である。幅圧下プレス設備の説明図である。

符号の説明

１０スラブ
１２テーブルロール
２０幅圧下プレス設備
２２押えロール
２４プレス金型
２４ａ平行部
２４ｂ傾斜部
２４ｃ境界点
２６クランク機構
２７クランク軸回転用電動機
２８、３０ピンチロール

Claims

素材を間欠的に搬送しながら、クランク機構によってプレス金型を駆動して幅圧下を繰り返し行う幅圧下プレス設備において、幅圧下量に応じて、クランク機構のクランク軸の回転速度を調整することを特徴とする幅圧下プレス設備の駆動方法。
素材の搬送が停止してからプレス金型が素材に接触を開始するまでの時間が所定の時間となるように、クランク機構のクランク軸の回転速度を調整することを特徴とする請求項１に記載の幅圧下プレス設備の駆動方法。