JP2008114251A - 圧延加工装置及び圧延加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧延加工装置10に、無端状金属リング9が周回されるテンションローラ11・12と、間に介在させた前記金属リング9を圧延する圧延ローラ20及び受圧ローラ(テンションローラ11)と、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラ30と、前記圧延ローラ20を回転駆動する主軸回転駆動手段22と、前記加圧ローラ30を回転駆動する副軸回転駆動手段32と、前記金属リング9の板厚測定手段40と、前記副軸回転駆動手段32を制御する制御手段25とを備え、前記制御手段25は、加圧ローラ30の回転数制御と、加圧ローラ30の回転トルク制御とを、切り替えて実行する。
【選択図】図7
Description
従動型と駆動型の何れの加圧ローラも、圧延加工開始時には、圧延ローラと同調して回転し、圧延加工装置に具備される各ローラと金属リングとの間で滑りが生じないように設定される。しかし、金属リングは、圧延されるうちに次第に厚み(板厚)が小さくなる。
また、駆動型の加圧ローラでは、圧延ローラと加圧ローラ(又は金属リングに接するその他のローラ)との回転数差が所定値以上となれば、所定のトルクを加圧ローラに付与するように制御されるものがある。このような場合、金属リングの厚みが小さくなると、金属リングと該金属リングに接するローラとの間で滑りが生じてしまう。
図1は本発明の実施例に係る圧延加工装置の構成を示す平面図、図2は圧延加工装置の構成を示す側面図、図3は圧延加工装置における同調制御のブロック図である。
図4は実施例2に係る同調制御のブロック図、図5は実施例2に係る圧延加工装置の構成を示す平面図、図6は実施例2に係る圧延加工装置の構成の別形態を示す平面図である。
図7は圧延加工の1サイクルにおける主軸回転数の変化と同調制御の切替を説明する図、図8は圧延加工の1サイクルにおける同調制御の切替を説明する図である。
図9は従来の圧延加工装置の構成図、図10は従来の圧延加工装置の構成図である。
但し、圧延加工装置の構成は本実施例に限定されるものではなく、少なくとも圧延ローラ、受圧ローラ、及び加圧ローラと、金属リングを周回したテンションローラとを備える圧延加工装置に適用させることができる。
なお、本実施例においては、前記一組のテンションローラ11・12のうち、第一のテンションローラ11は受圧ローラとして機能し、該テンションローラ11と圧延ローラ20との間を前記金属リング9が通過することにて、該金属リング9が圧延される。
また、前記テンションローラ11には、一組の支持ローラ13・13を介して前記加圧ローラ30が接している。
なお、一組のテンションローラ11・12間を、金属リング9がテンションを保持した状態で振れたりズレたりすることなく巡るように、単数又は複数のガイドローラを別途設けることもできる。
以下に示す同調制御を制御手段25にて実施すれば、圧延ローラ20、テンションローラ11・12、支持ローラ13・13等の金属リング9に接するローラと、該金属リング9との間で生じる滑りを低減させることができる。これにより、圧延加工中に製品である金属ベルトに傷が付いてしまったり、金属ベルトの板厚精度が低下したり、ローラの寿命が低下したりするという不具合の解消を図ることができる。
本発明の実施例1に係る制御手段25による同調制御について説明する。
実施例1に係る同調制御は、加圧ローラ30の回転軸である副軸31の回転トルク制御を行うことにて、圧延ローラ20と加圧ローラ30との同調制御を行うものである。
前記ローラ径比γは、金属リング9の板厚Dの変化はなく一定であると仮定して、定められる。
前記主軸21の目標回転数αとは、主軸21の主軸回転駆動手段22の駆動制御部23に対して、制御手段25が指令する回転数であって、例えば図7に示すマップに基づいて、時間変化するものである。なお、一般に圧延加工では、例えば図7のマップに示すように、圧延ローラ20の回転数の、加速、減速、速度保持が、加工段階(加工時間)に応じて制御される。
[式1]
T=I・γα+F
つまり、この指令回転トルクTにて加圧ローラ30が回転することにより、金属リング9と圧延ローラ20との接点において、金属リング9の周速と圧延ローラ20の周速とが略等しくなるのである。
本発明の実施例2に係る制御手段25による同調制御について説明する。
実施例2に係る同調制御は、加圧ローラ30の回転軸である副軸31の回転数(回転速度)制御を行うことにて、圧延ローラ20と加圧ローラ30との同調制御を行うものである。
前記主軸21の目標回転数αとは、主軸回転駆動手段22の駆動制御部23に対して、制御手段25が指令する回転数であって、例えば図7に示すマップに基づいて、時系列に変化するものである。
圧延加工において、金属リング9の板厚Dは変化しても体積は一定である。そこで、金属リング9の幅は一定であると仮定して、圧延加工中の金属リング9の周長を測定し、板厚Dを推定(算出)するのである。圧延加工中の金属リング9の周長は、測定されたテンションローラ11・12の軸間距離d1と、テンションローラ11・12のローラ径と、金属リング9の幅とから、算出することが可能である。
つまり、この指令回転数Nにて加圧ローラ30が回転することにより、金属リング9と圧延ローラ20との接点において、金属リング9の周速と圧延ローラ20の周速とが略等しくなるものである。
さらに、実験的に得られた圧延加工サイクルにおける金属リング9の板厚Dの時間変化を特定するマップから、圧延加工サイクルにおける副軸31の指令回転数Nの時間変化を特定するマップを作成し、これを制御手段25に設定し、該制御手段25では前記マップに基づいて副軸31を回転駆動させるべく副軸回転駆動手段32の駆動制御部33に制御信号が送信されるように、構成することもできる。
本発明の実施例3に係る制御手段25による同調制御について説明する。
実施例3に係る制御手段25は、前記実施例1に記載した加圧ローラ30の回転トルク制御(以下、単に「回転トルク制御」と記載する。)と、前記実施例2に記載した加圧ローラ30の回転数制御(以下、単に「回転数制御」と記載する。)とを、1サイクルの圧延加工において切り替えて実行可能とされる。そして、前記制御手段25による同調制御は、前記回転トルク制御並びに前記回転数制御を組み合わせて採用したものである。
10 圧延加工装置
11 テンションローラ(受圧ローラ)
12 テンションローラ
13 支持ローラ
20 圧延ローラ
21 主軸
22 主軸回転駆動手段
23 駆動制御部
24 回転数検出手段
25 制御装置
30 加圧ローラ
31 副軸
32 副軸回転駆動手段
33 駆動制御部
34 回転数検出手段
Claims (12)
- 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させるように制御する制御手段とを、
含んで成ることを特徴とする、圧延加工装置。 - 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させるように制御する制御手段とを、
含んで成ることを特徴とする、圧延加工装置。 - 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、
切り替えて実行可能であることを特徴とする、圧延加工装置。 - 前記制御手段は、1サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項3に記載の圧延加工装置。 - 前記制御手段は、1サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項3に記載の圧延加工装置。 - 前記板厚測定手段は、前記金属リングの周長を測定する手段であることを特徴とする、
請求項2又は請求項3に記載の圧延加工装置。 - 前記板厚測定手段は、前記圧延ローラと前記受圧ローラとの軸間距離を測定する手段であることを特徴とする、
請求項2又は請求項3に記載の圧延加工装置。 - 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させることを特徴とする、
圧延加工方法。 - 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させることを特徴とする、
圧延加工方法。 - 無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、
切り替えて実行することを特徴とする、圧延加工方法。 - 前記制御手段は、1サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項10に記載の圧延加工方法。 - 前記制御手段は、1サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項10に記載の圧延加工方法。
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