JP2007253252A - Grinding mark determining method and grinding device for rolling roll - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、研削マークの判定方法及び圧延ロールの研削装置に関する。 The present invention relates to, for example, a grinding mark determination method and a rolling roll grinding apparatus.
従来より、圧延材はワークロールやバックアップロール等の圧延ロールを有する圧延装置に導入され、前記圧延ロールにより圧延材は所定の厚みに圧延されている。圧延ロールは、使用し続けると表面が摩耗して表面精度が低下するため、定期的に圧延ロールの表面を研削装置の砥石によって研削する研削作業が行われている。
研削作業中には、圧延ロールの回転数、砥石の送り速度、砥石の回転数等の不適正や砥石の不良などによりビビリ振動が発生することがあり、そのビビリ振動によって圧延ロールの表面に研削むらとなる研削マークが形成されてしまうことがある。
Conventionally, a rolled material is introduced into a rolling apparatus having a rolling roll such as a work roll or a backup roll, and the rolled material is rolled to a predetermined thickness by the rolling roll. Since the surface of the rolling roll is worn and the surface accuracy is lowered when the rolling roll is continuously used, a grinding operation for periodically grinding the surface of the rolling roll with a grindstone of a grinding apparatus is performed.
During grinding operations, chatter vibration may occur due to improperness such as the rotation speed of the rolling roll, the feeding speed of the grinding wheel, or the rotation speed of the grinding wheel, or defective grinding wheels. The chatter vibration causes grinding on the surface of the rolling roll. An uneven grinding mark may be formed.
ビビリ振動は、主に圧延ロールや砥石の回転による強制振動や研削作用によって生成された内部力で発生する自励振動により生じると言われている。
圧延ロールの表面に研削マークが形成されてしまうと、圧延ロールで圧延材を圧延する際に、当該圧延材の表面に研削マークが転写され、圧延材の品質を低下させてしまうという問題となる。
It is said that chatter vibration is mainly caused by forced vibration generated by rotation of a rolling roll or a grindstone or self-excited vibration generated by an internal force generated by a grinding action.
If a grinding mark is formed on the surface of the rolling roll, when the rolled material is rolled with the rolling roll, the grinding mark is transferred to the surface of the rolling material, and the quality of the rolled material is deteriorated. .
そこで、研削作業時に研削マークの形成の発生の原因と考えられるビビリ振動を検知するという技術が数々開発され、例えば、特許文献1,2に開示されている。
特許文献1の研削装置では、圧延ロールを受ける受け台及び砥石の振動を計測し、その振動レベルと周波数との関係を示す振動周波数分布を求め、振動周波数分布に基づいてビビリ振動の発生の有無を判定している。
Thus, a number of techniques for detecting chatter vibration that is considered to be the cause of the formation of grinding marks during grinding operations have been developed, and are disclosed in, for example,
In the grinding device of
特許文献2のびびり検出振動方法では、研削装置の振動を計測し、その振動を周波数変換し、所定の周波数と振幅との関係を予め求めておき、各周波数における振幅の大きさや変化に基づいてビビリ振動の発生の有無を判定している。
しかしながら、研削装置の振動には、例えば、圧延ロールの回転による振動,圧延ロールを支持するベアリングによる振動,砥石の回転による振動など高調波成分を含む様々な振動が混在しており、このように様々な振動の中から直接的に研削マークに対応するビビリ振動だけを判別することは困難なことが現場から上がってきている。
また、ビビリ振動がほどんど観測されていないのにも関わらず、圧延ロールの表面に研削マークが形成されてしまうことが現場から上がってきている。この場合、特許文献1,2の技術では、ビビリ振動から研削マークの発生の有無を完全に判断することは非常に困難であった。特に砥石の不良(偏心、うねり、一部砥粒の欠損出っ張り)によって引き起こされるビビリ振動は観測されない僅かなものであり、このような場合でも研削マークが形成されてしまう場合がある。
However, the vibration of the grinding device includes various vibrations including harmonic components such as vibration due to rotation of the rolling roll, vibration due to bearings supporting the rolling roll, vibration due to rotation of the grinding wheel, and so on. It has been raised from the field that it is difficult to discriminate only chatter vibration directly corresponding to a grinding mark from various vibrations.
Moreover, it has been raised from the field that grinding marks are formed on the surface of the rolling roll, although chatter vibration is hardly observed. In this case, with the techniques of
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、研削マークの発生の有無を容易に判定することができる研削マークの判定方法及び圧延ロールの研削装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the determination method of the grinding mark which can determine easily the presence or absence of generation | occurrence | production of a grinding mark, and the grinding apparatus of a rolling roll in view of the said problem.
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、砥石を備えた圧延ロールの研削装置で圧延ロールの表面を研削する際に、前記圧延ロールの表面に形成された研削マークの有無を判定する研削マークの判定方法であって、前記砥石の回転を回転信号として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号として取り出し、取り出された前記回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形を複数抽出し、抽出された前記振動波形を時系列でn個毎に平均化して平均振動波形を複数作成しておき、作成された平均振動波形に基づいて研削マークの発生の有無を判定する点にある。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the technical means for solving the problem in the present invention is to determine the presence or absence of a grinding mark formed on the surface of the rolling roll when grinding the surface of the rolling roll with a grinding apparatus for the rolling roll equipped with a grindstone. A method for determining a grinding mark to be performed, wherein the rotation of the grindstone is taken out as a rotation signal, the vibration of the rolling roll is taken out as a vibration signal, and the grindstone is rotated every rotation of the grindstone from the taken out rotation signal and vibration signal. A plurality of rolling roll vibration waveforms are extracted, and the extracted vibration waveforms are averaged every n pieces in time series to create a plurality of average vibration waveforms, and grinding marks are generated based on the created average vibration waveforms. The point is to determine whether or not.
発明者は、研削作業の際に、圧延ロールの表面に研削マークが形成されてしまう原因について様々な角度から検証した。その中で、発明者は、例えば、圧延ロールを不良のある砥石で研削した場合、圧延ロールには砥石の回転周期に同期した何かしらの振動が圧延ロール側に出現するのではないかと考えた。また、発明者は、例えば、砥石が偏心しながら回転している場合でも砥石が圧延ロールに対して接触不良が生じ、それに起因する周期的な振動が圧延ロール側に出現するのではないかと考えた。 The inventor verified the cause of the formation of grinding marks on the surface of the rolling roll from various angles during the grinding operation. Among them, for example, when the rolling roll is ground with a defective grindstone, the inventor considered that some vibration that is synchronized with the rotation cycle of the grindstone appears on the rolling roll side. Further, the inventor thinks that, for example, even when the grindstone is rotating while being eccentric, the grindstone has a poor contact with the rolling roll, and periodic vibrations resulting from the contact appear on the rolling roll side. It was.
このような状況は、主に砥石と圧延ロールとの周期的な接触状況の変化、言い換えれば、圧延ロールに対する砥石の荷重変動が圧延ロールに砥石の回転と同期する振動として現れたものと考えることができ、かかる荷重変動が生じたときに研削マークが発生していると推論するに至った。
そこで、発明者は、研削作業中に従来のようにビビリ振動のみを見るのではなく、砥石の回転と連動する圧延ロールの振動が発生しているか否か(圧延ロールに対する砥石の荷重の周期的な変動があるのか)を見ることにより、研削マークが発生しているか否かの判断を行うようにした。
It is considered that such a situation mainly appears as a change in the periodic contact state between the grinding wheel and the rolling roll, in other words, the load fluctuation of the grinding wheel with respect to the rolling roll appears as a vibration synchronized with the rotation of the grinding wheel. As a result, it was inferred that a grinding mark was generated when such load fluctuation occurred.
Therefore, the inventor does not look only at chatter vibration during the grinding operation as in the prior art, but whether or not the rolling roll vibration is generated in conjunction with the rotation of the grinding wheel (periodic load of the grinding wheel relative to the rolling roll). Whether or not grinding marks have occurred is determined by seeing whether there is any fluctuation.
具体的には、計測した圧延ロールの振動から砥石の1回転毎に振動波形を抽出し、振動波形の変化を時系列的に見ることで、研削マークの発生の有無を判断するようにしている。
詳しくは、本発明での研削マークの判定方法によれば、砥石の回転を回転信号として取り出すと共に、圧延ロールの振動を振動信号として取り出し、そのうえで取り出された回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形を複数抽出しておく。
Specifically, the vibration waveform is extracted for each rotation of the grindstone from the measured vibration of the rolling roll, and the presence / absence of the grinding mark is determined by observing the change of the vibration waveform in time series. .
Specifically, according to the method for judging a grinding mark in the present invention, the rotation of the grindstone is taken out as a rotation signal, the vibration of the rolling roll is taken out as a vibration signal, and the
そして、抽出された振動波形を時系列でn個毎に平均化することで、砥石の回転に同期しない振動成分を除去し、砥石の回転に同期する振動成分を強調した平均振動波形を作成する。複数の平均振動波形同士を見ることで、圧延ロールに対する荷重が周期的に変動しているか否かを知ることができ、これによって、研削マークの発生の有無を判定することができる。 Then, by averaging the extracted vibration waveforms every n in time series, vibration components that are not synchronized with the rotation of the grindstone are removed, and an average vibration waveform that emphasizes the vibration components that are synchronized with the rotation of the grindstone is created. . By looking at a plurality of average vibration waveforms, it is possible to know whether or not the load on the rolling roll fluctuates periodically, thereby determining whether or not a grinding mark is generated.
前記平均振動波形同士の相関性が高いときには、圧延ロールに対する荷重が周期的に変動しているため研削マークが発生したと判定でき、相関性が低いときには圧延ロールに対する荷重が変動していないため、研削マークが発生していないと判定することができる。
本発明における他の技術的手段は、砥石を備えた圧延ロールの研削装置で圧延ロールの表面を研削する際に、前記圧延ロールの表面に形成された研削マークの有無を判定する研削マークの判定方法であって、前記砥石の回転を回転信号として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号として取り出し、取り出された前記回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形と、砥石の1回転を示す基準波形とを複数抽出し、式(1)を用いてn個毎での各基準波形と振動波形とのコヒーレンスを求め、このコヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する点にある。
When the correlation between the average vibration waveforms is high, it can be determined that a grinding mark has occurred because the load on the rolling roll is periodically changing, and when the correlation is low, the load on the rolling roll is not changing, It can be determined that no grinding mark is generated.
Another technical means in the present invention is to determine a grinding mark for determining the presence or absence of a grinding mark formed on the surface of the rolling roll when grinding the surface of the rolling roll with a grinding apparatus for the rolling roll provided with a grindstone. In this method, the rotation of the grindstone is taken out as a rotation signal, the vibration of the rolling roll is taken out as a vibration signal, and the vibration waveform of the rolling roll for each rotation of the grindstone is extracted from the extracted rotation signal and vibration signal. And a plurality of reference waveforms indicating one rotation of the grindstone, and the coherence between each reference waveform and the vibration waveform for every n pieces is obtained using Equation (1), and generation of a grinding mark is generated based on this coherence. The point is to determine the presence or absence.
上述した研削マークの判定方法では、砥石の1回転毎における圧延ロールの振動を時系
列的にまとめ平均振動波形とし、各平均振動波形を見ることで、研削マークの発生の有無を判定している。
これに代え、砥石の1回転を示す基準波形と、砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形と、式(1)とを用いてn個毎での各基準波形と振動波形とのコヒーレンスを求め、このコヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定するようにしている。
In the grinding mark determination method described above, the vibrations of the rolling roll for each rotation of the grindstone are summarized in time series to obtain an average vibration waveform, and the presence or absence of the grinding mark is determined by looking at each average vibration waveform. .
Instead, the coherence of each reference waveform and vibration waveform for every n pieces using the reference waveform indicating one rotation of the grindstone, the vibration waveform of the rolling roll for each rotation of the grindstone, and Equation (1). And whether or not a grinding mark is generated is determined based on the coherence.
基準波形と振動波形とのコヒーレンスを求めることで、研削作業中において砥石の回転に対して相関性の高い振動を周波数帯域毎に見つけ出すことができる。そして、研削マークの発生の有無に高い応答性を有する周波数域を予め特定しておき、研削作業中に、特定周波数域でのコヒーレンスの大きさから研削マークの発生の有無を判定することが可能となる。 By obtaining the coherence between the reference waveform and the vibration waveform, vibration having a high correlation with the rotation of the grindstone can be found for each frequency band during the grinding operation. And, it is possible to specify in advance the frequency range with high responsiveness to the presence or absence of the grinding mark, and to determine the presence or absence of the grinding mark from the level of coherence in the specific frequency range during the grinding operation It becomes.
本発明における他の技術的手段は、砥石を備えた圧延ロールの研削装置で圧延ロールの表面を研削する際に、前記圧延ロールの表面に形成された研削マークの有無を判定する研削マークの判定方法であって、前記砥石の回転を回転信号として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号として取り出し、前記回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形を複数抽出し、砥石の回転に対するn個毎での振動波形のコヒーレンスを式(2)を用いて求め、このコヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する点にある。 Another technical means in the present invention is to determine a grinding mark for determining the presence or absence of a grinding mark formed on the surface of the rolling roll when grinding the surface of the rolling roll with a grinding apparatus for the rolling roll provided with a grindstone. In this method, the rotation of the grindstone is taken out as a rotation signal, the vibration of the rolling roll is taken out as a vibration signal, and a plurality of rolling roll vibration waveforms for each rotation of the grindstone are extracted from the rotation signal and the vibration signal. Then, the coherence of the vibration waveform for every n pieces with respect to the rotation of the grindstone is obtained using the equation (2), and the presence or absence of the occurrence of the grinding mark is determined based on this coherence.
発明者は、基準波形と振動波形とのコヒーレンスを求める場合に砥石の回転は通常略一定であるとした。即ち、砥石の回転が一定であるとき、式(1)におけるSxxは1となり、SXyは振動波形のスペクトルとなるため、これらSxxとSxyとを式(1)に代入すると式(2)のようになる。
そこで、砥石の回転に対するn個毎での振動波形のコヒーレンスは式(2)によって求めることができ、式(2)で求めたコヒーレンスを用いれば、式(1)の際と同様に研削マークの発生の有無を判定することができる。
The inventor has determined that the rotation of the grindstone is generally substantially constant when obtaining the coherence between the reference waveform and the vibration waveform. That is, when the rotation of the grindstone is constant, S xx in Equation (1) is 1, and S Xy is the spectrum of the vibration waveform. Therefore, when these S xx and S xy are substituted into Equation (1), Equation (1) 2).
Therefore, the coherence of the vibration waveform for every n pieces with respect to the rotation of the grindstone can be obtained by the equation (2). When the coherence obtained by the equation (2) is used, the grinding mark The presence or absence of occurrence can be determined.
本発明における課題解決のための他の技術的手段は、回転自在な砥石を備えた圧延ロールの研削装置において、前記砥石の回転を検出して回転信号として出力する回転検出部と、前記圧延ロールの振動を検出して振動信号として出力する振動検出部と、前記回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形を複数抽出する同期波形抽出部と、前記同期波形抽出部で抽出された振動波形をn個毎に平均化して平均振動波形を複数作成する平均振動波形生成部と、前記平均振動波形生成部で作成されたそれぞれの平均振動波形同士での相関性を相関性を求める相関算出部とを備えている点にある。 Another technical means for solving the problems in the present invention is a rolling roll grinding apparatus provided with a rotatable grindstone, a rotation detecting unit for detecting rotation of the grindstone and outputting it as a rotation signal, and the rolling roll A vibration detection unit that detects a vibration of the grinding wheel and outputs the vibration signal as a vibration signal, a synchronous waveform extraction unit that extracts a plurality of vibration waveforms of the rolling roll for each rotation of the grindstone from the rotation signal and the vibration signal, and the synchronous waveform extraction The average vibration waveform generation unit that averages every n vibration waveforms extracted by the unit to create a plurality of average vibration waveforms, and the correlation between the average vibration waveforms generated by the average vibration waveform generation unit And a correlation calculation unit for obtaining the correlation.
本発明の研削マークの判定方法を装置として適用したもので、相関算出部で平均振動波形同士での相関性を求めることで、研削マークの発生の有無を判定することができる。
本発明における課題解決のための他の技術的手段は、回転自在な砥石を備えた圧延ロールの研削装置において、前記砥石の回転を検出して回転信号として出力する回転検出部と、前記圧延ロールの振動を検出して振動信号として出力する振動検出部と、前記回転信号と振動信号とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形と砥石の1回転を示す基準波形とを複数抽出するを複数抽出する同期波形抽出部と、n毎での振動波形からコヒーレンスを求めるコヒーレンス算出部とを備えている点にある。
The grinding mark determination method of the present invention is applied as an apparatus, and the correlation calculation unit obtains the correlation between the average vibration waveforms to determine whether or not the grinding mark is generated.
Another technical means for solving the problems in the present invention is a rolling roll grinding apparatus provided with a rotatable grindstone, a rotation detecting unit for detecting rotation of the grindstone and outputting it as a rotation signal, and the rolling roll A vibration detection unit that detects the vibration of the grinding wheel and outputs it as a vibration signal, and extracts a plurality of vibration waveforms of the rolling roll and a reference waveform indicating one rotation of the grindstone from the rotation signal and the vibration signal. And a coherence calculation unit that obtains coherence from the vibration waveform every n.
本発明の研削マークの判定方法を装置として適用したもので、コヒーレンス算出部でコヒーレンスを求めることで、研削マークの発生の有無を判定することができる。
前記相関算出部で算出した相関性,又は、前記コヒーレンス算出部で算出されたコヒーレンスの表示する表示部を備えていることが好ましい。
これによれば、表示部にて表示された相関性やコヒーレンスの変化から研削マークの発生の有無を研削作業するオペレータ等が判断することができる。
The grinding mark determination method of the present invention is applied as an apparatus, and the presence or absence of a grinding mark can be determined by obtaining coherence by a coherence calculation unit.
It is preferable to include a display unit that displays the correlation calculated by the correlation calculation unit or the coherence calculated by the coherence calculation unit.
According to this, an operator or the like who performs grinding work can determine whether or not a grinding mark is generated from the correlation or coherence change displayed on the display unit.
前記相関算出部で算出した相関性,又は、前記コヒーレンス算出部で算出されたコヒーレンスに基づいて研削マークの有無を判定する判定部を備え、この判定部が研削マークの発生有りと判断したことを知らせるアラーム部を備えていることをが好ましい。
これによれば、研削作業中に圧延ロールに研削マークが形成されるとアラーム部によって知らせることができる。
A determination unit that determines the presence or absence of a grinding mark based on the correlation calculated by the correlation calculation unit or the coherence calculated by the coherence calculation unit, and that the determination unit determines that a grinding mark is generated It is preferable to provide an alarm part for informing.
According to this, when the grinding mark is formed on the rolling roll during the grinding operation, it can be notified by the alarm unit.
本発明によれば、研削マークの有無を容易に判定することができる。 According to the present invention, the presence or absence of a grinding mark can be easily determined.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態の研削装置を示している。研削装置1は、圧延材を圧延する圧延装置の圧延ロール2を研削するもので、圧延ロール2を研磨する砥石3と、前記圧延ロール2を受ける受台4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a grinding apparatus according to a first embodiment of the present invention. The grinding
受台4は圧延ロール2の回転軸を回転自在に支持する一対の軸受5を有しており、軸受5の一方側には圧延ロール2の回転軸に回転動力を付与するロール駆動モータ6が配置されている。砥石3は、円形状(円形基盤状)に形成されたもので、砥石駆動モータ7により回転自在となっている。
したがって、研削装置1では、圧延ロール2をロール駆動モータ6で回転すると共に砥石3を回転させ、回転させた砥石3の表面を圧延ロール2の表面に接触させることにより、圧延ロール2の表面を研磨することができる。
The cradle 4 includes a pair of
Therefore, in the grinding
この研削装置1は、砥石3の回転を検出する回転検出部10と、前記圧延ロール2の振動を検出する振動検出部11とを備えている。回転検出部10は、例えば、ロータリーエンコーダで構成されたもので、図3(a)に示すように、砥石3の1回転毎、即ち、駆動モータの1回転毎に1パルス信号を回転信号Aとして出力する。図3(a)では、回転信号AでのHレベル間が砥石3の1回転となる。
The grinding
振動検出部11は、振動加速度計,速度渦電流変位計,レーザ変位計などの非接触振動センサにより構成されたもので、図3(b)に示すように、圧延ロール2の振動の大きさを振動信号Bとして出力する。
研削装置1は、回転信号Aと振動信号Bとから砥石3の1回転毎での圧延ロール2の振動波形Yを複数抽出する同期波形抽出部12を有している。詳しくは、同期波形抽出部12は、回転信号Aと、アンプ部13により増幅された振動信号Bとが入力されるコンピュータ等によって構成されている。この同期波形抽出部12は、回転信号Aにおいて1回転を示す信号(Hレベル)が入力される毎に、Hレベル区間での振動信号Bの振動波形Yを個別に記憶する。
The
The grinding
例えば、図3に示すように、砥石3が10回転したとすると、同期波形抽出部12によって、砥石3回転毎の振動波形Yが時系列的に10個抽出されることとなる。
前記研削装置1は、同期波形抽出部12で抽出された振動波形Yをn個毎に平均化して平均振動波形Zを複数作成する平均振動波形生成部14を有している。平均振動波形生成部14には、振動波形Yに応じた信号が入力されるコンピュータ等によって構成されている。
For example, as shown in FIG. 3, if the
The grinding
例えば、図3に示すように、平均振動波形生成部14は、砥石3のn回転(例えば、n
=10)によって抽出されたn個の振動波形Yをそれぞれ加算して、n個の振動波形Yから1つの平均振動波形Zを作成して記憶する。
平均振動波形生成部14は、n個の振動波形Yから1つの平均振動波形Zを作成する際、各振動波形Yの始まりから終わりまでを揃えた上で、これらを加算している。そして、平均振動波形生成部14は、n個の振動波形Yが同期波形抽出部12で抽出される毎に平均振動波形Zを記憶する。
For example, as illustrated in FIG. 3, the average vibration
= 10) The n vibration waveforms Y extracted by (10) are respectively added, and one average vibration waveform Z is created from the n vibration waveforms Y and stored.
When creating one average vibration waveform Z from n vibration waveforms Y, the average vibration
通常、振動波形Yには、様々な振動が合わさっているため、振動波形Yを直接見ても、砥石3の回転に同期しているか否かを容易に判断することができないが、上述したように、平均振動波形生成部14によってn個の振動波形Yを加算していることから、砥石3の回転に同期しない成分はキャンセルされ、砥石3の回転に同期した成分が強調されやすくなる。
Usually, since various vibrations are combined with the vibration waveform Y, it is not possible to easily determine whether or not the vibration waveform Y is synchronized with the rotation of the
前記研削装置1は平均振動波形Zを表示する表示部16を有している。この表示部16はコンピュータに接続されたモニタにより構成されている。表示部16には研削作業中に図4に示すような平均振動波形Zが表示される。
表示部16に表示された平均振動波形Zが図4(a)に示す波形であるとき、それぞれの平均振動波形Zは似たものとなっているため各平均振動波形Zの相関性が高い。このように、相関性が高い平均振動波形Zが連続して表示部16に表示されたときは、圧延ロール2に対する砥石3の荷重が周期的に変動し、この周期的な荷重変動が平均振動波形Zの元となる振動波形Yに周期的な振動として現れていると考えられる。
The grinding
When the average vibration waveform Z displayed on the
したがって、表示部16に平均振動波形Zの相関性が高い波形が連続して表示されているときは、圧延ロール2に対して砥石3の荷重が変動しており、このときは研削マークが発生したと判断できる。
表示部16に表示された平均振動波形Zが図4(b)であるとき、それぞれの平均振動波形Zは似ていないため平均振動波形Zの相関性が低いと判断できる。このように、相関性が低い平均振動波形Zが連続して表示部16に表示されたときは、砥石3の荷重変動は殆ど無く、研削マークは発生しなかったと判断できる。
Therefore, when a waveform having a high correlation of the average vibration waveform Z is continuously displayed on the
When the average vibration waveform Z displayed on the
したがって、本発明の研削装置1によれば、表示部16に表示された振動波形Yを研削装置1を操作するオペレータ等が見て、表示部16に表示されている各平均振動波形Zの相似性を判断することで研削マークの発生の有無を判定することができる。
なお、表示部16に表示された振動波形Yをオペレータ等が見ることで、研削マークの発生の有無を判定しているが、表示部16の代わりに、図10に示すように、研削装置1に、各平均振動波形Zの相関性を計算により算出する相関算出部15を設け、この相関算出部15で求めた値を表示部16に表示して、相関性を示す値から研削マークの発生の有無を判定してもよい。
Therefore, according to the grinding
Note that the operator or the like looks at the vibration waveform Y displayed on the
具体的には、相関算出部15で平均振動波形Zの自己相関を算出し、自己相関値を表示部16に表示し、自己相関値が大きく(1に近い)相関性の高いことを示したときは研削マークの発生有りと判断し、自己相関値が小さく(0に近い)相関性の低いことを示したときは研削マークの発生無しと判断することができる。
また、研削装置1に、研削マークの有無を判定する判定部17を設けることが好ましい。詳しくは、例えば、図4で示した平均振動波形Zのデータを判定部17に入力できるようにした上で、判定部17が画像処理等の手法を用いて入力された平均振動波形Z同士の相似性を求めることができるようにしておき、当該判定部17が平均振動波形Zの相似性が高いときには研削マークの発生があると判断し、平均振動波形Zの相似性が低いときには研削マークの発生はないと自動的に判断できるようにするのが良い。
Specifically, the
Moreover, it is preferable to provide the grinding | polishing
また、判定部17に前記相関算出部15で算出された自己相関値を入力できるようにしておき、判定部17が入力された自己相関値がしきい値を超えるときに研削マークの発生があると判断し、しきい値を超えないときに研削マークの発生はないと判断できるようにしてもよい。
さらに、判定部17に加え、判定部17が研削マークの発生があると判断したことを知らせるアラーム部18を設けるのが好ましい。アラーム部18はランプ、スピーカで構成
することができる。なお、相関算出部15や判定部17はコンピュータやコンピュータのプログラムで実現できる。
In addition, the autocorrelation value calculated by the
Further, in addition to the
次に、研削マークの判定方法について図2を用いて説明する。
砥石3の回転を回転信号Aとして取り出すと共に、圧延ロール2の振動を振動信号Bとして取り出す(S1)。具体的には、研削装置1の回転検出部10を用いて砥石3の回転信号Aを取り出すと共に、研削装置1の振動検出部11を用いて振動信号Bを取り出す。
次に、回転信号Aと振動信号Bとから砥石3の1回転毎での圧延ロール2の振動波形Yを複数抽出する(S2)。具体的には、研削装置1の同期波形抽出部12を用いて砥石31回転毎の振動波形Yを抽出する。
Next, a method for determining a grinding mark will be described with reference to FIG.
The rotation of the
Next, a plurality of vibration waveforms Y of the rolling
抽出された振動波形Yを時系列でn個毎に平均化して平均振動波形Zを複数作成する(S3)。具体的には、研削装置1の平均振動波形生成部14を用いて10個の振動波形Yを平均化した平均振動波形Zを作成する。
平均振動波形Z同士の相関性を求め(S4)、研削マークの発生の有無を判断する(S5)。具体的には、研削装置1の表示部16に平均振動波形Zを順次表示する。そして、上述したように、表示されている平均振動波形Zをオペレータが見て、表示された平均振動波形Zがそれぞれ相似している場合は、研削マークが圧延ロール2の表面に形成されたと判断し、平均振動波形Zが非相似である場合は、研削マークが圧延ロール2の表面に形成されていないと判断する。
[第2実施形態]
図5は本発明の第2実施形態の研削装置1を示している。第2実施形態において、第1実施形態の研削装置1と構成、機能が同一の箇所は第1実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
A plurality of average vibration waveforms Z are created by averaging the extracted vibration waveforms Y every n pieces in time series (S3). Specifically, an average vibration waveform Z is created by averaging the ten vibration waveforms Y using the average vibration
The correlation between the average vibration waveforms Z is obtained (S4), and the presence or absence of occurrence of a grinding mark is determined (S5). Specifically, the average vibration waveform Z is sequentially displayed on the
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a
この研削装置1は、回転信号Aと振動信号Bとから砥石3の1回転毎での圧延ロール2の振動波形Yと砥石3の1回転を示す基準波形Xとを複数抽出する同期波形抽出部20を有している。同期波形抽出部20は、回転信号Aと、アンプ部13により増幅された振動信号Bとが入力されるコンピュータ等によって構成されている。この同期波形抽出部20は、回転信号Aにおいて1回転を示す信号(Hレベル)が入力される毎に、1回転の始まりから1回転の終了までの信号(例えば、パルス信号)を基準波形Xとして記憶すると共に、1回転の始まりから1回転の終了までの振動信号Bを振動波形Yとして個別に記憶する。
This grinding
また、研削装置1は、n個毎での振動波形Yを用いてコヒーレンスを求めるコヒーレンス算出部21を有している。コヒーレンス算出部21はコンピュータやコンピュータに組み込まれたプログラム等によって実現される。
コヒーレンス算出部21は、基準波形Xや振動波形Yを用いてスペクトルの計算を行うスペクトル計算部22と、このスペクトル計算部22の計算結果に基づいてコヒーレンスの計算を行うコヒーレンス計算部23とを有している。
Further, the grinding
The
具体的には、スペクトル計算部22は、基準波形Xに対応する1回転毎の回転信号AをFFT処理し、その値を自乗することで基準波形XでのパワースペクトルSxxを計算すると共に、振動波形Yに対応する1回転毎の振動信号BをFFT処理し、その値を自乗することで振動波形YでのパワースペクトルSyyを計算する。また、スペクトル計算部22は、回転信号A及び振動信号BをFFT処理して、FFT処理した基準波形Xと振動波形Yとを掛けることによって両者のクロススペクトルSxyを求める。
Specifically, the
コヒーレンス計算部23は、スペクトル計算部22での計算結果を用いてコヒーレンス計算を行う。具体的には、コヒーレンス算出部21には、式(1)で示す計算式がプログラムとして組み込まれており、パワースペクトルSxx、Syy、Sxy、式(1)を用いてn個毎での各基準波形Xと振動波形Yとのコヒーレンスを求める。なお、式(1)での記号「C」はコヒーレンスである。
The
図8は、研削後に大きな研削マークが観測された圧延ロールにおける研削作業中の振動データを分析した結果であって、基準波形Xと振動波形Yとのコヒーレンスを計算し、このコヒーレンスを周波数200Hz〜700Hz間で100Hz毎に分け、各周波数帯域でのコヒーレンスのレベルを時間経過毎に計算した結果をまとめたものである。
図8に示すように、400Hz〜500Hzと、500Hz〜600Hzとの周波数帯においてコヒーレンスが大きく、研削マークが発生する場合は、上記帯域で砥石3の回転に同期した振動が最も良く現れていることが分かる。
FIG. 8 shows the result of analysis of vibration data during grinding work on a rolling roll in which a large grinding mark was observed after grinding. The coherence between the reference waveform X and the vibration waveform Y was calculated, and this coherence was calculated from a frequency of 200 Hz. This is a summary of the results of calculating the level of coherence in each frequency band for each time lapse divided into 700 Hz every 100 Hz.
As shown in FIG. 8, when the coherence is large in the frequency bands of 400 Hz to 500 Hz and 500 Hz to 600 Hz and the grinding mark is generated, the vibration synchronized with the rotation of the
したがって、研削作業中、研削マークが発生と関係の深い周波数帯域、即ち、400Hz〜600Hzのコヒーレンスを見ることで、後述するように、当該コヒーレンスから研削マークの発生の有無を判断することが可能となる。
図9は、研削マークが発生と関係の深い上述した周波数帯域での研削マークの大きさと、コヒーレンスとの関係を示したものである。図9では、研削マークが大であるときは周期的にコヒーレンスが変化していると共に、コヒーレンスも大きくなっている。
Accordingly, during the grinding operation, it is possible to determine whether or not the grinding mark is generated from the coherence by looking at the frequency band closely related to the generation of the grinding mark, that is, the coherence of 400 Hz to 600 Hz. Become.
FIG. 9 shows the relationship between the size of the grinding mark in the above-described frequency band, which is closely related to the occurrence of the grinding mark, and the coherence. In FIG. 9, when the grinding mark is large, the coherence periodically changes and the coherence is also large.
図9に示すように、例えば、コヒーレンスの値が0.4以上(しきい値以上)となった場合に研削マークが発生したと判断することもできるし、周期的にコヒーレンスが変化している場合に研削マークが発生したと判断することもできる。
詳しくは、表示部16を用いてコヒーレンスの変化を示す図9のようなグラフを表示し、表示部16に表示されたコヒーレンスの変化をオペレータ等が見ることによって研削マークの発生の有無を判定することができる。
As shown in FIG. 9, for example, when the coherence value is 0.4 or more (threshold or more), it can be determined that a grinding mark has occurred, and the coherence changes periodically. It can also be determined that a grinding mark has occurred.
Specifically, a graph as shown in FIG. 9 showing the change in coherence is displayed using the
第2実施の形態でも第1実施形態と同様に、表示部16の代わりに、研削装置1に判定部17aとを設けた上で、判定部17aに判定に使用するしきい値を設定し、コヒーレンスがしきい値を超えるか否かで研削マークの発生の有無を判定してもよい。判定部17aが研削マークの発生有りと判断したときは、アラーム部18bで研削マークの発生を知らせることができる。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, instead of the
次に、研削マークの判定方法について図6を用いて説明する。
砥石3の回転を回転信号Aとして取り出すと共に、圧延ロール2の振動を振動信号Bとして取り出す(S10)。具体的には、研削装置1の回転検出部10を用いて砥石3の回転信号Aを取り出すと共に、研削装置1の振動検出部11を用いて振動信号Bを取り出す。
Next, a method for determining a grinding mark will be described with reference to FIG.
The rotation of the
次に、回転信号Aと振動信号Bとから砥石3の1回転を示す基準波形Xと砥石3の1回転毎での圧延ロール2の振動波形Yを複数抽出する(S11)。具体的には、研削装置1の同期波形抽出部20を用いて砥石31回転毎の基準波形X及び振動波形Yを抽出する。
式(1)を用いてn個毎(例えば、n=10)での各基準波形Xと振動波形Yとのコヒーレンスを求める(S12)。具体的には、研削装置1の同期波形抽出部20を用いて砥石31回転毎の基準波形X及び振動波形Yを抽出する。コヒーレンス算出部21に組み込まれた式(1)を用いて各基準波形Xと振動波形Yとのコヒーレンスを求める。
Next, a plurality of reference waveforms X indicating one rotation of the
Using the equation (1), the coherence between each reference waveform X and the vibration waveform Y is obtained every n (for example, n = 10) (S12). Specifically, the reference waveform X and the vibration waveform Y for each rotation of the grindstone 31 are extracted using the synchronous
コヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する(S13)。具体的には、上述したように、研削マークの発生の有無に高い応答性を有する周波数域を予め特定しておき(例えば、400Hz〜600Hz)、特定した周波数におけるコヒーレンスの大きさから研削マークの発生の有無を判定する。
[第3実施形態]
図7は本発明の第3実施形態の研削マークの判定方法を示している。第3実施形態での研削マークの判定方法を実装した装置としては、第2実施形態に示した研削装置1のコヒーレンス算出部21を変更することによって実現される。
Whether or not a grinding mark is generated is determined based on the coherence (S13). Specifically, as described above, a frequency range having high responsiveness to the presence or absence of occurrence of a grinding mark is specified in advance (for example, 400 Hz to 600 Hz), and the grinding mark is determined from the magnitude of coherence at the specified frequency. Determine if it occurs.
[Third Embodiment]
FIG. 7 shows a grinding mark determination method according to the third embodiment of the present invention. An apparatus that implements the grinding mark determination method according to the third embodiment is realized by changing the
まず、第2実施形態に示した研削装置1のコヒーレンス算出部21を変更した研削装置1について説明する。コヒーレンス算出部21は、第2実施形態と同様にスペクトル計算部22と、コヒーレンス計算部23とを有している。
具体的には、スペクトル計算部22は、振動波形Yに対応する1回転毎の振動信号BをFFT処理し、その値を自乗することで振動波形YでのパワースペクトルSyyを計算する。この実施の形態では、砥石3の回転数は常に一定と考えており、基準波形XでのスペクトルSxxを1+0j(jは虚数単位)とおいて基準波形XでのパワースペクトルSxxは1である。また、基準波形XでのスペクトルSxxが1+0jであるから、基準波形Xと振動波形YとのクロススペクトルSxyは振動波形YのスペクトルSyとなる。
First, the grinding
Specifically, the
したがって、このコヒーレンス計算部23には、砥石3の回転数を常に一定と考えた式(2)で示す計算式がプログラムとして組み込まれており、コヒーレンス計算部23では式(2)を用いてn個毎での各基準波形Xと振動波形Yとのコヒーレンスを求める。なお、式(2)での記号「C」はコヒーレンスである。
Therefore, in this
次に、研削マークの判定方法について図7を用いて説明する。
砥石3の回転を回転信号Aとして取り出すと共に、圧延ロール2の振動を振動信号Bとして取り出す(S20)。
次に、回転信号Aと振動信号Bとから砥石3の1回転毎での圧延ロール2の振動波形Yを複数抽出する(S21)。具体的には、研削装置1の同期波形抽出部20を用いて砥石31回転毎の振動波形Yのみを抽出する。式(2)を用いてn個毎での振動波形Yのコヒーレンスを求める(S22)。そして、コヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する(S23)。なお、図7のS23での方法は、第2実施形態での判定方法と同じである。
Next, a method for determining a grinding mark will be described with reference to FIG.
The rotation of the
Next, a plurality of vibration waveforms Y of the rolling
1 研削装置
2 圧延ロール
3 砥石
A 回転信号
B 振動信号
X 基準波形
Y 振動波形
Z 平均振動波形
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記砥石の回転を回転信号(A)として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号(B)として取り出し、
取り出された前記回転信号(A)と振動信号(B)とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形(Y)を複数抽出し、
抽出された前記振動波形(Y)を時系列でn個毎に平均化して平均振動波形(Z)を複数作成しておき、
作成された平均振動波形(Z)に基づいて研削マークの発生の有無を判定する研削マークの判定方法。 A grinding mark determination method for determining the presence or absence of a grinding mark formed on the surface of the rolling roll when grinding the surface of the rolling roll with a grinding apparatus for the rolling roll provided with a grindstone,
While taking out the rotation of the grinding wheel as a rotation signal (A), taking out the vibration of the rolling roll as a vibration signal (B),
Extracting a plurality of vibration waveforms (Y) of the rolling roll for each rotation of the grindstone from the extracted rotation signal (A) and vibration signal (B),
A plurality of average vibration waveforms (Z) are created by averaging the extracted vibration waveforms (Y) every n pieces in time series,
A method for determining a grinding mark, wherein the presence or absence of a grinding mark is determined based on the created average vibration waveform (Z).
前記砥石の回転を回転信号(A)として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号(B)として取り出し、
取り出された前記回転信号(A)と振動信号(B)とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形(Y)と、砥石の1回転を示す基準波形(X)とを複数抽出し、
式(1)を用いてn個毎での各基準波形(X)と振動波形(Y)とのコヒーレンスを求め、このコヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する研削マークの判定方法。
While taking out the rotation of the grinding wheel as a rotation signal (A), taking out the vibration of the rolling roll as a vibration signal (B),
A plurality of vibration waveforms (Y) of the rolling roll for each rotation of the grindstone and a reference waveform (X) indicating one rotation of the grindstone are extracted from the extracted rotation signal (A) and vibration signal (B). ,
A method for determining a grinding mark, which determines the coherence between each reference waveform (X) and the vibration waveform (Y) for each n using Equation (1) and determines whether or not a grinding mark is generated based on this coherence.
前記砥石の回転を回転信号(A)として取り出すと共に、前記圧延ロールの振動を振動信号(B)として取り出し、
前記回転信号(A)と振動信号(B)とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形(Y)を複数抽出し、
砥石の回転に対するn個毎での振動波形(Y)のコヒーレンスを式(2)を用いて求め、このコヒーレンスに基づいて研削マークの発生の有無を判定する研削マークの判定方法。
While taking out the rotation of the grinding wheel as a rotation signal (A), taking out the vibration of the rolling roll as a vibration signal (B),
Extracting a plurality of vibration waveforms (Y) of the rolling roll per rotation of the grindstone from the rotation signal (A) and vibration signal (B),
A method of determining a grinding mark, wherein the coherence of every n vibration waveforms (Y) with respect to the rotation of the grindstone is obtained using equation (2), and whether or not a grinding mark is generated is determined based on this coherence.
前記砥石の回転を検出して回転信号(A)として出力する回転検出部と、
前記圧延ロールの振動を検出して振動信号(B)として出力する振動検出部と、
前記回転信号(A)と振動信号(B)とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形(Y)を複数抽出する同期波形抽出部と、
前記同期波形抽出部で抽出された振動波形(Y)をn個毎に平均化して平均振動波形(Z)を複数作成する平均振動波形生成部を備えていることを特徴とする圧延ロールの研削装置。 In a grinding machine for rolling rolls equipped with a rotatable grindstone,
A rotation detector that detects rotation of the grindstone and outputs it as a rotation signal (A);
A vibration detector that detects vibration of the rolling roll and outputs it as a vibration signal (B);
A synchronous waveform extraction unit that extracts a plurality of vibration waveforms (Y) of the rolling roll for each rotation of the grindstone from the rotation signal (A) and the vibration signal (B);
Grinding a rolling roll, comprising an average vibration waveform generation unit that averages every n vibration waveforms (Y) extracted by the synchronous waveform extraction unit to create a plurality of average vibration waveforms (Z) apparatus.
前記砥石の回転を検出して回転信号(A)として出力する回転検出部と、
前記圧延ロールの振動を検出して振動信号(B)として出力する振動検出部と、
前記回転信号(A)と振動信号(B)とから砥石の1回転毎での圧延ロールの振動波形(Y)と砥石の1回転を示す基準波形(X)とを複数抽出する同期波形抽出部と、
n個毎での振動波形(Y)を用いてコヒーレンスを求めるコヒーレンス算出部とを備えていることを特徴とする圧延ロールの研削装置。 In a grinding machine for rolling rolls equipped with a rotatable grindstone,
A rotation detector that detects rotation of the grindstone and outputs it as a rotation signal (A);
A vibration detector that detects vibration of the rolling roll and outputs it as a vibration signal (B);
A synchronous waveform extraction unit that extracts a plurality of vibration waveforms (Y) of the rolling roll for each rotation of the grindstone and a reference waveform (X) indicating one rotation of the grindstone from the rotation signal (A) and the vibration signal (B). When,
A rolling roll grinding apparatus comprising: a coherence calculating unit that obtains coherence using vibration waveforms (Y) for every n pieces.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006077645A JP2007253252A (en) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Grinding mark determining method and grinding device for rolling roll |
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---|---|---|---|---|
JP2017500216A (en) * | 2013-12-23 | 2017-01-05 | ハイドロ アルミニウム ロールド プロダクツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングHydro Aluminium Rolled Products GmbH | Roll grinding apparatus and method for grinding roll |
-
2006
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