JP2013181818A - Shape measuring instrument and shape measuring method for shape steel - Google Patents

Shape measuring instrument and shape measuring method for shape steel Download PDF

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Ryuji Koga
隆二 古賀
Toru Ikezaki
徹 池▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape measuring instrument for shape steel which can be not only installed to a horizontal roll having a small diameter but also can be applied to a shape steel having thin flange thickness, and a shape measuring method.SOLUTION: An instrument 20 for measuring a shape of a shape steel 17 during a universal mill 10 including a vertical pair of horizontal rolls 11, 12 and a horizontal pair of vertical rolls 13 rolls the shape steel 17 having a flange 15 and a web 16 includes a flexible rod 22 flexible in an axis orthogonal direction and having a tip part being a contact piece 21 brought into contact with a flange edge surface 15a, a support member 23 fixed to side surface parts 11a, 12a of the horizontal rolls 11, 12 to support the tip part of the flexible rod 22, a drive part 24 connected to a rear end part of the flexible rod 22 to move the flexible rod 22 in the axial direction thereof, and a displacement meter 25 connected to the drive part 24 to measure a movement amount of the flexible rod 22.

Description

本発明は、H形鋼などウェブとフランジを有する形鋼の形状を計測する装置及び方法に関し、特に、ウェブの偏り量を計測する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for measuring the shape of a shape steel having a web and a flange, such as an H-section steel, and more particularly to an apparatus and method for measuring the amount of web deviation.

H形鋼圧延ラインでは、先ず、図10(A)に示すブレイクダウンミルを用いて、A1、A2、A3、A4の順でリバース圧延を行い、ビームブランク(H形鋼専用の圧延素材)を形成する。次いで、図10(B)の第1の粗ユニバーサルミル、図10(C)のエッジャーミル、図10(D)の第2の粗ユニバーサルミル間でリバース圧延を繰り返し、ビームブランクの厚みを薄くすると共に、フランジ幅を狭くする。その後、図10(E)の仕上げユニバーサルミルで1パス圧延を行い、X形状のフランジをH形状に矯正し、最終製品形状に仕上げる。   In the H-section steel rolling line, first, using the breakdown mill shown in FIG. 10A, reverse rolling is performed in the order of A1, A2, A3, and A4, and a beam blank (rolling material dedicated to H-section steel) is used. Form. Next, reverse rolling is repeated between the first coarse universal mill of FIG. 10B, the edger mill of FIG. 10C, and the second coarse universal mill of FIG. 10D to reduce the thickness of the beam blank. Reduce the flange width. Thereafter, one-pass rolling is performed with the finishing universal mill shown in FIG. 10 (E), the X-shaped flange is corrected to the H shape, and the final product shape is finished.

ユニバーサルミルによる形鋼の圧延作業において、ウェブセンタ(ウェブの厚さ方向の中心線)とミルセンタ(左右の竪ロールの胴長方向の中心を通る線)の位置がずれた状態で圧延が行われると、両センタ間の位置ずれ量に応じてウェブの位置が移動し、ウェブに偏りが発生する。特に、形鋼に反りがあったり、ウェブが水平ロールに斜めに噛み込んだりすると、ウェブセンタとミルセンタの位置ずれがさらに大きくなり、形鋼の先端部及び後端部におけるウェブの偏り量は増大する。   In the rolling of section steel by a universal mill, rolling is performed in a state where the positions of the web center (center line in the thickness direction of the web) and the mill center (line passing through the center in the barrel length direction of the left and right saddle rolls) are shifted. Then, the position of the web moves according to the amount of misalignment between the centers, and the web is biased. In particular, if the shape steel is warped or the web bites into the horizontal roll at an angle, the misalignment between the web center and the mill center increases further, and the amount of web deviation at the front and rear ends of the shape steel increases. To do.

従来、ウェブの偏り量の検査は、圧延後のH形鋼について所定個所を熱鋸で切断して断面サンプルを採取し、採取した断面サンプルの寸法を検査員が計測することにより行われていた。また、特許文献1では、形鋼の上下に左右一対のフランジ幅上端距離測定装置とフランジ幅下端距離測定装置を対向して配置し、高さ方向と水平方向の間隔を調整しながらフランジ端部までの距離を測定して演算制御装置でフランジ幅及びその厚さを演算すると共に、フランジ幅上、下端距離測定装置の側部にウェブ面距離測定装置を水平方向に位置調整可能に取り付けて、ウェブ面までの距離を測定してウェブ厚さを求め、各距離測定値を用いてウェブの偏り量を算出する形鋼のオンライン寸法測定装置が開示されている。   Conventionally, the inspection of the amount of deviation of the web has been performed by cutting a predetermined portion of the rolled H-shaped steel with a heat saw, collecting a cross-sectional sample, and an inspector measuring the size of the collected cross-sectional sample. . Further, in Patent Document 1, a pair of left and right flange width upper end distance measuring devices and flange width lower end distance measuring devices are arranged opposite to each other above and below the shape steel, and the flange end portions are adjusted while adjusting the distance between the height direction and the horizontal direction. To measure the distance up to and calculate the flange width and its thickness with the calculation control device, and on the flange width, the web surface distance measurement device is attached to the side of the lower end distance measurement device so that the position can be adjusted in the horizontal direction, An on-line dimension measuring apparatus for a shape steel is disclosed in which a web thickness is obtained by measuring a distance to a web surface, and a web deviation amount is calculated using each distance measurement value.

しかし、上記従来技術は、ウェブの偏り量の算出に時間を要することから、形鋼の寸法計測をリアルタイムで行うことができないだけでなく、装置コストが掛かるという問題があった。   However, the above-described conventional technique has a problem that it takes time to calculate the amount of deviation of the web, so that not only the dimension measurement of the shape steel cannot be performed in real time but also the apparatus cost is increased.

そこで、特許文献2では、フランジとウェブを有する形鋼をユニバーサルミルで圧延する際に、該形鋼の形状を計測する装置及び方法の発明が開示されている。この発明では、上下対の水平ロールのそれぞれに、形鋼までの距離を計測するためのウェブ偏り計測装置を配置し、各ウェブ偏り計測装置によって計測されたフランジ端面からウェブ偏り計測装置までの距離に基づいて、ウェブの偏り量が制御装置により算出される。   Therefore, Patent Document 2 discloses an invention of an apparatus and a method for measuring the shape of a shape steel when the shape steel having a flange and a web is rolled by a universal mill. In this invention, a web deviation measuring device for measuring the distance to the shape steel is arranged on each of the pair of upper and lower horizontal rolls, and the distance from the flange end face measured by each web deviation measuring device to the web deviation measuring device. Based on the above, the amount of deviation of the web is calculated by the control device.

特開平04−213014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-2113014 特開2011−235338号公報JP 2011-235338 A

特許文献2では、ウェブ偏り計測装置として、差動変圧器(差動トランス式変位計)と、差動変圧器と連結され形鋼のフランジ端面に接触するローラー状の接触子とを主構成要素とする実施の形態と、及び光学式変位計を主構成要素とする実施の形態が示されている。   In patent document 2, as a web deviation measuring device, a main component is a differential transformer (differential transformer type displacement meter) and a roller-like contactor that is connected to the differential transformer and contacts a flange end surface of the section steel. And an embodiment using an optical displacement meter as a main component.

しかしながら、ウェブ偏り計測装置を差動変圧器とローラー状の接触子で構成した場合、差動変圧器は長さが短いものでも百数十mmあるため、水平ロールの径が小さいと、ウェブ偏り計測装置を設置するためのスペースを水平ロールの側面に確保できないという問題がある。因みに、この実施の形態のウェブ偏り計測装置が設置可能な水平ロールの最小径は2000mm程度である。
また、フランジ端面に接触子を接触させるためには、水平ロールと竪ロールの隙間に接触子を挿入させる必要があるが、形鋼サイズによってはフランジ厚が10mmを下回るものがあり、このような薄いフランジを有する形鋼に対応させるためには、接触子がより薄く且つ小さいだけでなく、十分な強度を有する必要がある。しかし、これらの条件を満足する接触子の製作は困難であるだけでなく高額となる。
However, when the web deviation measuring device is composed of a differential transformer and a roller-shaped contact, the differential transformer has a length of a few tens of mm even if the length is short. There is a problem that a space for installing the measuring device cannot be secured on the side surface of the horizontal roll. Incidentally, the minimum diameter of the horizontal roll in which the web deviation measuring device of this embodiment can be installed is about 2000 mm.
Moreover, in order to make a contactor contact a flange end surface, it is necessary to insert a contactor into the gap between the horizontal roll and the saddle roll, but depending on the shape steel size, the flange thickness may be less than 10 mm. In order to cope with a shape steel having a thin flange, it is necessary that the contact is not only thinner and smaller but also has sufficient strength. However, it is not only difficult to manufacture contacts that satisfy these conditions, but it is expensive.

一方、ウェブ偏り計測装置を光学式変位計とした場合、ロール冷却用の冷却水やスケールがミルの周囲を飛散しているため、光学式変位計から照射された光が、飛散した水やスケールで散乱してしまう。そのため、形鋼の正確な寸法計測が極めて困難であるという問題がある。   On the other hand, when the web deviation measuring device is an optical displacement meter, the cooling water and scale for cooling the roll are scattered around the mill, so the light irradiated from the optical displacement meter is scattered and the scaled water or scale Will be scattered. Therefore, there is a problem that accurate dimension measurement of the shape steel is extremely difficult.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、径の小さな水平ロールにも設置が可能なだけでなく、フランジ厚の薄い形鋼へも適用できる、形鋼の形状計測装置及び形状計測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to provide a shape measuring apparatus and a shape measuring method for a shape steel that can be applied not only to a horizontal roll having a small diameter but also to a shape steel having a thin flange thickness. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、第1の発明は、上下対の水平ロール及び左右対の竪ロールが組み込まれたユニバーサルミルで、フランジとウェブを有する形鋼を圧延する際に、該形鋼の形状を計測する装置であって、
先端部がフランジ端面に当接する接触子とされ、軸直交方向に柔軟なフレキシブルロッドと、前記水平ロールの側面部に固定され、前記フレキシブルロッドの先部を支持する支持部材と、前記フレキシブルロッドの後端部に連結され、該フレキシブルロッドをその軸方向に移動させる駆動部と、前記駆動部に連結され、前記フレキシブルロッドの移動量を計測する変位計とを備えることを特徴としている。
ここで、「先端部」は「先部」の先端部位のことであり、「先部」は「先端部」を包含する。
In order to achieve the above object, the first invention is a universal mill incorporating a pair of upper and lower horizontal rolls and a pair of left and right saddle rolls, and when rolling the shape steel having a flange and a web, the shape of the shape steel A device for measuring
The front end is a contact that abuts against the flange end surface, a flexible rod that is flexible in the direction perpendicular to the axis, a support member that is fixed to the side surface of the horizontal roll and supports the tip of the flexible rod, and the flexible rod A drive unit connected to the rear end portion and moving the flexible rod in the axial direction thereof, and a displacement meter connected to the drive unit and measuring the movement amount of the flexible rod are provided.
Here, the “tip portion” refers to the tip portion of the “tip portion”, and the “tip portion” includes the “tip portion”.

また、第2の発明は、上下対の水平ロール及び左右対の竪ロールが組み込まれたユニバーサルミルで、フランジとウェブを有する形鋼を圧延する際に、第1の発明に係る形鋼の形状計測装置を用いて該形鋼の形状を計測する方法であって、
前記水平ロールの側面部に前記支持部材を固定して前記フレキシブルロッドの先部を前記支持部材で支持すると共に、前記フレキシブルロッドの中間部を湾曲させて前記駆動部及び前記変位計を前記水平ロールの側面部もしくは前記水平ロールのアーバーに配置する工程と、
前記水平ロールの回転時に、前記フレキシブルロッドをその軸方向に移動させることにより前記接触子を間欠的に突出させて該接触子をフランジ端面に当接させる工程と、
前記変位計により計測された前記フレキシブルロッドの移動量のデータに基づいて、フランジ端面までの前記接触子の移動距離を導出する工程と、
導出されたフランジ端面までの前記接触子の移動距離に基づいてウェブの偏り量を算出する工程とを備えることを特徴としている。
The second invention is a universal mill incorporating a pair of upper and lower horizontal rolls and a pair of left and right saddle rolls. When rolling a shape steel having a flange and a web, the shape of the shape steel according to the first invention is provided. A method of measuring the shape of the shape steel using a measuring device,
The support member is fixed to a side surface portion of the horizontal roll and the tip portion of the flexible rod is supported by the support member, and an intermediate portion of the flexible rod is bent so that the drive unit and the displacement meter are connected to the horizontal roll. A step of arranging the arbor of the horizontal roll or the horizontal roll of
A step of causing the contact to intermittently protrude by moving the flexible rod in the axial direction of the horizontal roll and abutting the contact with a flange end surface;
Deriving the moving distance of the contact to the flange end surface based on the data of the moving amount of the flexible rod measured by the displacement meter;
And a step of calculating a deviation amount of the web based on the derived movement distance of the contact to the flange end surface.

第1及び第2の発明では、可撓性を有するフレキシブルロッドの先端部を接触子とする。水平ロールの回転に合わせて、フレキシブルロッドをその軸方向に移動させることにより、水平ロールの半径方向外側に接触子を間欠的に突出させ、フランジ端面に該接触子を当接させる。そして、駆動部を介してフレキシブルロッドに連結された変位計で該フレキシブルロッドの軸方向移動量を計測することにより、フランジ端面までの接触子の移動距離を導出する。その際、軸方向に比べて軸直交方向の剛性が低いフレキシブルロッドを使用することにより、フレキシブルロッドの中間部が湾曲した状態でも、フランジ端面までの接触子の移動距離を正確に計測することが可能となる。   In 1st and 2nd invention, let the front-end | tip part of the flexible rod which has flexibility be a contactor. By moving the flexible rod in the axial direction in accordance with the rotation of the horizontal roll, the contact is intermittently projected outward in the radial direction of the horizontal roll, and the contact is brought into contact with the flange end surface. And the movement distance of the contact to a flange end surface is derived | led-out by measuring the axial movement amount of this flexible rod with the displacement meter connected with the flexible rod via the drive part. At that time, by using a flexible rod whose rigidity in the direction perpendicular to the axis is lower than that in the axial direction, the moving distance of the contact to the flange end surface can be accurately measured even when the intermediate part of the flexible rod is curved. It becomes possible.

なお、第1の発明に係る形鋼の形状計測装置が設置された水平ロールにおいて、突出していない状態(原位置)の接触子から水平ロールの圧延面までの距離xは形状計測装置設置時に既知、即ち計測済みであるので、フランジ端面までの接触子の移動距離δが計測できれば、フランジ端面から該フランジ端面側のウェブ面までの距離Bはx−δとして算出することができる。   In addition, in the horizontal roll in which the shape measuring apparatus for the shaped steel according to the first invention is installed, the distance x from the contact (not in the projecting state) to the rolling surface of the horizontal roll is known when the shape measuring apparatus is installed. That is, since the measurement has been completed, the distance B from the flange end surface to the web surface on the flange end surface side can be calculated as x−δ if the moving distance δ of the contact to the flange end surface can be measured.

また、第1の発明に係る形鋼の形状計測装置では、前記接触子がフランジ端面に垂直に当接するように、前記接触子の向きを規制する規制部材を備えることを好適とする。   In the shape measuring apparatus for shape steel according to the first aspect of the present invention, it is preferable that a regulating member for regulating the direction of the contact is provided so that the contact contacts the end face of the flange perpendicularly.

圧延中に接触子がフランジ端面に当接すると、接触子はフランジ端面との間の摩擦により形鋼の搬送方向に移動した後、フレキシブルロッドが有する復元力により原位置に復帰する。その際、搬送方向と逆の方向に接触子が大きく移動(オーバーシュート)し、支持部材を支点とする振り子運動を行う。当該構成では、接触子が搬送方向と逆の方向に移動した際、規制部材によって接触子のオーバーシュートが防止され、接触子はフランジ端面に垂直に当接する位置で静止する。   When the contact comes into contact with the flange end surface during rolling, the contact moves in the direction of conveying the shape steel by friction with the flange end surface, and then returns to the original position by the restoring force of the flexible rod. At that time, the contactor moves greatly (overshoot) in the direction opposite to the conveying direction, and the pendulum motion is performed with the support member as a fulcrum. In this configuration, when the contact moves in the direction opposite to the conveying direction, the restricting member prevents overshoot of the contact, and the contact stops at a position where it abuts perpendicularly to the flange end surface.

また、第1の発明に係る形鋼の形状計測装置では、前記接触子がフランジ端面に当接したときの衝撃力を計測する衝撃センサを備えていてもよい。   The shape measuring apparatus for shape steel according to the first invention may further include an impact sensor for measuring an impact force when the contact contacts the flange end surface.

接触子がフランジ端面に当接した時点は、接触子の移動距離を示す時刻歴グラフの形状変化から特定することができるが、衝撃センサで計測された衝撃力のピーク時をとらえることにより、接触子がフランジ端面に当接した時点を容易に特定することが可能となる。   The point of contact of the contact with the flange end face can be identified from the change in the shape of the time history graph that shows the distance of movement of the contact, but contact can be obtained by capturing the peak time of the impact force measured by the impact sensor. It becomes possible to easily specify the point in time when the child comes into contact with the flange end surface.

また、第3の発明は、第1の発明に係る形鋼の形状計測装置を備えるユニバーサルミルである。   Moreover, 3rd invention is a universal mill provided with the shape measuring apparatus of the shape steel based on 1st invention.

本発明に係る形鋼の形状計測装置及び形状計測方法では、先端部がフランジ端面に当接する接触子とされ、軸直交方向に柔軟なフレキシブルロッドの軸方向移動量を計測することにより、フランジ端面までの接触子の移動距離を導出するので、フレキシブルロッドの中間部を湾曲させることにより、径が小さな水平ロールにも設置が可能である。また、接触子が棒状とされているので、フランジ厚の薄い形鋼へも適用することができる。   In the shape measuring apparatus and the shape measuring method of the shaped steel according to the present invention, the end of the flange is measured by measuring the amount of axial movement of the flexible rod that is flexible in the direction perpendicular to the axis. Therefore, it can be installed on a horizontal roll having a small diameter by curving the intermediate portion of the flexible rod. Moreover, since the contact is made into a rod shape, the invention can be applied to a steel having a thin flange thickness.

本発明の第1の実施の形態に係る形鋼の形状計測装置が設置されたユニバーサルミルを形鋼の搬送方向から見た部分模式図である。It is the partial schematic diagram which looked at the universal mill by which the shape measuring device of the shape steel which concerns on the 1st Embodiment of this invention was installed was seen from the conveyance direction of the shape steel. 同形状計測装置が設置されたユニバーサルミルを搬送直交方向から見た部分模式図である。It is the partial schematic diagram which looked at the universal mill in which the same shape measuring apparatus was installed from the conveyance orthogonal direction. 同形状計測装置の模式図である。It is a schematic diagram of the same shape measuring apparatus. (A)〜(D)は接触子の動きを説明するための模式図である。(A)-(D) are the schematic diagrams for demonstrating the motion of a contactor. 接触子の移動距離を示す時刻歴波形の模式図である。It is a schematic diagram of the time history waveform which shows the movement distance of a contact. 変位計によって計測された接触子の移動距離波形の一例を示す時刻歴グラフである。It is a time history graph which shows an example of the movement distance waveform of the contact measured by the displacement meter. 同形状計測装置の設置方法の変形例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the modification of the installation method of the same shape measuring apparatus. 本発明の第2の実施の形態に係る形鋼の形状計測装置の部分模式図である。It is a partial schematic diagram of the shape measuring apparatus of the shape steel which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 接触子の移動距離及び衝撃センサの出力を示す時刻歴波形の模式図である。It is a schematic diagram of the time history waveform which shows the movement distance of a contactor, and the output of an impact sensor. 従来のH形鋼圧延ラインによるH形鋼の製造工程を説明するための模式図であり、(A)はブレイクダウンミル、(B)は第1の粗ユニバーサルミル、(C)はエッジャーミル、(D)は第2の粗ユニバーサルミル、(E)は仕上げユニバーサルミルである。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of the H-section steel by the conventional H-section steel rolling line, (A) is a breakdown mill, (B) is a 1st rough universal mill, (C) is an edger mill, ( D) is a second coarse universal mill, and (E) is a finishing universal mill.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.

[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態に係る形鋼の形状計測装置20(以下、単に「形状計測装置」と呼ぶ。)が設置されたユニバーサルミル10を形鋼17の搬送方向から見た部分模式図を図1に、同ユニバーサルミル10を搬送直交方向から見た部分模式図を図2にそれぞれ示す。なお、以下の説明では、形状計測装置20に関し、形鋼17のフランジ端面15aに近い側を「先」側、遠い側を「後」側と呼ぶことにする。
[First Embodiment]
The partial model which looked at the universal mill 10 in which the shape measuring apparatus 20 (henceforth only a "shape measuring apparatus") of the shape steel which concerns on the 1st Embodiment of this invention was installed was seen from the conveyance direction of the shape steel 17. FIG. 1 shows a diagram, and FIG. 2 shows a partial schematic view of the universal mill 10 as viewed from the direction orthogonal to the conveyance. In the following description, with respect to the shape measuring device 20, the side closer to the flange end surface 15a of the shaped steel 17 is referred to as the “front” side, and the far side is referred to as the “rear” side.

ユニバーサルミル10は、形鋼17が搬送される搬送ラインを挟んで上下に配置された一対の水平ロール11、12と、搬送ラインを挟んで左右に配置された一対の竪ロール13とを備え、H形鋼などフランジ15とウェブ16を有する形鋼17の圧延を行う圧延機である。
形状計測装置20は、形鋼17の圧延時に該形鋼17の形状を計測する装置であって、上側の水平ロール11の両側面部11a、及び下側の水平ロール12の両側面部12aにそれぞれ設置されている。なお、形状計測装置20が適用可能なユニバーサルミル10は、粗ユニバーサルミル、仕上げユニバーサルミルのいずれでも良い。
以下、上側の水平ロール11の一方の側面部11aに設置されている形状計測装置20を例に採り説明する。
The universal mill 10 includes a pair of horizontal rolls 11 and 12 arranged above and below across a conveyance line through which the shaped steel 17 is conveyed, and a pair of eaves rolls 13 arranged on the left and right across the conveyance line, This is a rolling mill for rolling a section steel 17 having a flange 15 and a web 16 such as an H-section steel.
The shape measuring device 20 is a device that measures the shape of the shape steel 17 when rolling the shape steel 17 and is installed on both side surface portions 11 a of the upper horizontal roll 11 and both side surface portions 12 a of the lower horizontal roll 12. Has been. The universal mill 10 to which the shape measuring device 20 can be applied may be either a rough universal mill or a finishing universal mill.
Hereinafter, the shape measuring device 20 installed on one side surface portion 11a of the upper horizontal roll 11 will be described as an example.

図3に形状計測装置20の模式図を示す。形状計測装置20は、軸(材軸)直交方向に柔軟なフレキシブルロッド22と、水平ロール11の側面部11aに固定され、フレキシブルロッド22の先部を回動自在に支持する支持部材23と、フレキシブルロッド22の後端部に連結され、フレキシブルロッド22をその軸方向に移動させる駆動部24と、駆動部24の後端部に連結され、フレキシブルロッド22の移動量を計測する変位計25とを備えている。
また、フレキシブルロッド22と駆動部24の連結部には、駆動部24に向かう付勢力をフレキシブルロッド22に付与するスプリング27が装着されている。
FIG. 3 shows a schematic diagram of the shape measuring apparatus 20. The shape measuring device 20 includes a flexible rod 22 that is flexible in the direction orthogonal to the axis (material axis), a support member 23 that is fixed to the side surface portion 11a of the horizontal roll 11 and rotatably supports the tip portion of the flexible rod 22. A drive unit 24 connected to the rear end of the flexible rod 22 and moving the flexible rod 22 in the axial direction thereof, and a displacement meter 25 connected to the rear end of the drive unit 24 and measuring the movement amount of the flexible rod 22; It has.
In addition, a spring 27 that applies an urging force toward the drive unit 24 to the flexible rod 22 is attached to a connecting portion between the flexible rod 22 and the drive unit 24.

フレキシブルロッド22は、密着させて螺旋状に巻かれた鋼線からなるインナーロッド22aと、インナーロッド22aを被覆するアウターチューブ22bとから構成され、インナーロッド22aの先端には、棒状の接触子21が取り付けられている。フランジ端面15aに当接する接触子21の先端面は、接触時の摩擦を小さくするため半球状とされている。
インナーロッド22aは、軸方向の剛性が高く、軸直交方向の剛性が低いため、フレキシブルロッド22の中間部が湾曲した状態でも、接触子21の移動量を駆動部24を介して変位計25に伝達することができる。なお、アウターチューブ22bには、塩化ビニル等の合成樹脂など柔軟な素材が使用されている。
The flexible rod 22 is composed of an inner rod 22a made of a steel wire that is closely adhered and spirally wound, and an outer tube 22b that covers the inner rod 22a. Is attached. The tip surface of the contact 21 that contacts the flange end surface 15a is hemispherical in order to reduce friction during contact.
Since the inner rod 22a has high axial rigidity and low axial orthogonal rigidity, even when the intermediate portion of the flexible rod 22 is curved, the amount of movement of the contact 21 is transferred to the displacement meter 25 via the drive unit 24. Can communicate. The outer tube 22b is made of a flexible material such as a synthetic resin such as vinyl chloride.

駆動部24には、ソレノイド(図示省略)が内蔵された筐体24bと、ソレノイド内を挿通する鉄心24aとを有するソレノイドアクチュエータなどを用いることができる。ソレノイドアクチュエータでは、ソレノイドに電流を流すことでソレノイドに磁界が発生し、ソレノイド内の鉄心24aが直線運動する。ソレノイドアクチュエータは、応答速度が速く制御性に優れるという特徴を有している。   As the drive unit 24, a solenoid actuator having a housing 24b in which a solenoid (not shown) is built and an iron core 24a that passes through the solenoid can be used. In the solenoid actuator, when a current is passed through the solenoid, a magnetic field is generated in the solenoid, and the iron core 24a in the solenoid moves linearly. The solenoid actuator has a feature that the response speed is high and the controllability is excellent.

変位計25には、例えば、有底円筒状の筒状部25bと、筒状部25bに挿入され、筒状部25bの軸方向に進退するロッド25aとを有する接触式の差動トランス式変位計を使用することができる。差動トランス式変位計は、精度が高く、広い測定範囲(例えば0〜300mm)を有し、悪環境下でも使用することができる。なお、変位計25として、磁歪式変位計など他の変位計を使用しても良い。   The displacement meter 25 includes, for example, a contact-type differential transformer type displacement having a cylindrical portion 25b having a bottomed cylindrical shape and a rod 25a that is inserted into the cylindrical portion 25b and advances and retracts in the axial direction of the cylindrical portion 25b. A meter can be used. The differential transformer type displacement meter has high accuracy, has a wide measurement range (for example, 0 to 300 mm), and can be used even in a bad environment. As the displacement meter 25, another displacement meter such as a magnetostrictive displacement meter may be used.

形状計測装置20では、駆動部24を貫通する鉄心24aの先端部にインナーロッド22aの後端部が連結され、鉄心24aの後端部に変位計25のロッド25a先端部が連結されている。
駆動部24を作動させると、鉄心24aがフレキシブルロッド22側に移動し、鉄心24aと連結されたインナーロッド22aが接触子21側に移動して接触子21がアウターチューブ22bから突出する。一方、駆動部24を停止させると、スプリング27の付勢力により鉄心24aが変位計25側に移動し、鉄心24aと連結されたインナーロッド22aが変位計25側に移動して接触子21が後退する。
なお、接触子21の移動距離は、インナーロッド22aを介して接触子21と連結された鉄心24aの移動量を変位計25で計測することにより求められる。
In the shape measuring apparatus 20, the rear end portion of the inner rod 22a is connected to the front end portion of the iron core 24a penetrating the drive unit 24, and the front end portion of the rod 25a of the displacement meter 25 is connected to the rear end portion of the iron core 24a.
When the drive unit 24 is operated, the iron core 24a moves to the flexible rod 22 side, the inner rod 22a connected to the iron core 24a moves to the contact 21 side, and the contact 21 protrudes from the outer tube 22b. On the other hand, when the drive unit 24 is stopped, the iron core 24a is moved to the displacement gauge 25 side by the urging force of the spring 27, the inner rod 22a connected to the iron core 24a is moved to the displacement gauge 25 side, and the contactor 21 is retracted. To do.
In addition, the movement distance of the contact 21 is calculated | required by measuring the movement amount of the iron core 24a connected with the contact 21 via the inner rod 22a with the displacement meter 25. FIG.

フレキシブルロッド22は、中間部が湾曲させられた状態で水平ロール11の側面部11aに配置され、駆動部24及び変位計25は、水平ロール11のロール軸であるアーバー14上に設置される(図1参照)。変位計25からの出力信号は、アーバー14を支持するロールチョック(図示省略)に設置されたスリップリング(図示省略)を介して外部に出力される。   The flexible rod 22 is disposed on the side surface portion 11a of the horizontal roll 11 in a state where the intermediate portion is curved, and the drive unit 24 and the displacement meter 25 are installed on the arbor 14 that is the roll axis of the horizontal roll 11 ( (See FIG. 1). An output signal from the displacement meter 25 is output to the outside through a slip ring (not shown) installed in a roll chock (not shown) that supports the arbor 14.

フランジ端面15aの移動速度(形鋼17の搬送速度)をVとし、接触子21の先端の速度をVとすると(図4(A)参照)、接触子21の先端は水平ロール11の圧延面11bより半径方向内側に位置しているため(図2参照)、V>Vとなり、フランジ端面15aは、接触子21に対して相対速度V−Vで搬送方向に移動している。本実施の形態では、接触子21を含むフレキシブルロッド22の先部が、支持部材23を支点として形鋼17の搬送方向に回動することで、接触子21の先端部の摩耗を防止している。 When the moving speed of the flange end surface 15a (conveying speed of the shaped steel 17) is V 0 and the speed of the tip of the contact 21 is V S (see FIG. 4A), the tip of the contact 21 is the horizontal roll 11 Since it is located radially inward from the rolling surface 11b (see FIG. 2), V 0 > V S , and the flange end surface 15a moves in the conveying direction at a relative speed V 0 -V S with respect to the contact 21. ing. In the present embodiment, the tip of the flexible rod 22 including the contact 21 rotates in the conveying direction of the shaped steel 17 with the support member 23 as a fulcrum, thereby preventing the tip of the contact 21 from being worn. Yes.

また、支持部材23の一方の側面(形鋼17の搬送方向上流がわ)には、接触子21の向きを規制する板状の規制部材26が設置されている。フレキシブルロッド22の先部が規制部材26に接触することにより、接触子21の向きが規制される。規制部材26は、フレキシブルロッド22の先部が接触する面が水平ロール11の中心軸を含む仮想面と平行になるように配置されている。   In addition, a plate-like regulating member 26 that regulates the direction of the contact 21 is provided on one side surface of the support member 23 (upstream in the conveying direction of the shaped steel 17). When the tip portion of the flexible rod 22 contacts the regulating member 26, the direction of the contact 21 is regulated. The restricting member 26 is disposed so that the surface with which the tip of the flexible rod 22 contacts is parallel to a virtual surface including the central axis of the horizontal roll 11.

水平ロール11の半径方向外側に接触子21が突出し、フランジ端面15aに当接すると(図4(B)参照)、接触子21はフランジ端面15aと共に相対速度V−Vで搬送方向に回動する(図4(C)参照)。接触子21が後退することにより、フランジ端面15aから接触子21が離れると、フレキシブルロッド22(インナーロッド22a)が軸直交方向の復元力を有しているため、接触子21は搬送方向と逆の方向に回動し、フレキシブルロッド22の先部が規制部材26に当接する(図4(D)参照)。これにより、接触子21はフランジ端面15aに垂直に当接する位置で静止する。 Contact 21 protrudes radially outwardly of the horizontal roll 11 and contacts the flange end face 15a (see FIG. 4 (B)), the contact 21 times in the conveying direction together with the flange end face 15a at a relative speed V 0 -V S Move (see FIG. 4C). When the contactor 21 moves away from the flange end surface 15a due to the retreat of the contactor 21, the flexible rod 22 (inner rod 22a) has a restoring force in the direction perpendicular to the axis. The tip of the flexible rod 22 comes into contact with the restricting member 26 (see FIG. 4D). Thereby, the contact 21 stops at a position where it abuts on the flange end surface 15a perpendicularly.

次に、ユニバーサルミル10で形鋼17を圧延する際に、上記構成を有する形状計測装置20を用いてウェブ16の偏り量を計測する方法について説明する。   Next, a method of measuring the amount of deviation of the web 16 using the shape measuring device 20 having the above-described configuration when rolling the shape steel 17 with the universal mill 10 will be described.

(1)水平ロール11の側面部11aに支持部材23を固定してフレキシブルロッド22の先部を支持部材23で回動自在に支持すると共に、フレキシブルロッド22の中間部を湾曲させて駆動部24及び変位計25を水平ロール11のアーバー14上に配置する。前述したように、従来のウェブ偏り計測装置が設置可能なロールの最小径は2000mm程度であったが、本実施の形態に係る形鋼の形状計測装置20は、1000mm以下(例えば800mm程度)の直径を有する小径の水平ロールに適用することができる。 (1) The support member 23 is fixed to the side surface portion 11a of the horizontal roll 11 and the tip portion of the flexible rod 22 is rotatably supported by the support member 23, and the intermediate portion of the flexible rod 22 is curved to drive the drive portion 24. The displacement meter 25 is disposed on the arbor 14 of the horizontal roll 11. As described above, the minimum diameter of the roll on which the conventional web deviation measuring device can be installed was about 2000 mm. However, the shape measuring device 20 of the shape steel according to the present embodiment is 1000 mm or less (for example, about 800 mm). It can be applied to a small-diameter horizontal roll having a diameter.

なお、図4(A)に示すように、フレキシブルロッド22の中間部を湾曲させる際、形鋼17の搬送方向側に駆動部24及び変位計25が配置されるように、即ち搬送方向上流がわに向けて凸となるように湾曲させると共に、支持部材23の搬送方向上流がわ側面に規制部材26を設置することが望ましい。このような配置とすると、フレキシブルロッド22(インナーロッド22a)の先部が搬送方向に回動した際、真っ直ぐになろうとする性質により、搬送方向と逆方向の復元力がフレキシブルロッド22の先部に作用し、フレキシブルロッド22の先部は規制部材26に当接する。   As shown in FIG. 4A, when the intermediate portion of the flexible rod 22 is bent, the drive unit 24 and the displacement meter 25 are arranged on the conveyance direction side of the shape steel 17, that is, the upstream in the conveyance direction. It is desirable that the regulating member 26 is installed on the side of the upstream side in the conveyance direction of the support member 23 while being curved so as to be convex toward the side. With such an arrangement, when the tip of the flexible rod 22 (inner rod 22a) rotates in the transport direction, the restoring force in the direction opposite to the transport direction has a restoring force in the direction opposite to the transport direction due to the property of becoming straight. The tip of the flexible rod 22 abuts on the regulating member 26.

(2)水平ロール11の1回転ごとに、駆動部24を作動させてインナーロッド22aを接触子21側に移動させることにより、水平ロール11の半径方向外側に接触子21を突出させて、接触子21をフランジ端面15aに当接させる。具体的には、接触子21が形鋼17のフランジ端面15aに最も接近するタイミングで駆動部24を作動させて接触子21を突出させ、フランジ端面15aに接触子21を垂直に当接させる。接触子21がフランジ端面15aに当接した時点から一定時間(例えば0.1秒)経過後、駆動部24を停止して接触子21を後退させ、原位置に復帰させる。 (2) For each rotation of the horizontal roll 11, the drive unit 24 is operated to move the inner rod 22 a to the contact 21, thereby causing the contact 21 to protrude outward in the radial direction of the horizontal roll 11. The child 21 is brought into contact with the flange end surface 15a. Specifically, when the contact 21 comes closest to the flange end surface 15a of the shaped steel 17, the drive unit 24 is operated to cause the contact 21 to protrude, and the contact 21 is brought into perpendicular contact with the flange end surface 15a. After a certain time (for example, 0.1 second) has elapsed since the contact 21 has come into contact with the flange end surface 15a, the drive unit 24 is stopped, the contact 21 is moved backward, and returned to the original position.

(3)変位計25により計測された鉄心24aの移動量の出力値(インナーロッド22aの移動量のデータ)に基づいて、フランジ端面15aまでの接触子21の移動距離を、コンピュータなどの演算手段(図示省略)を用いて導出する。
図5は、接触子21の移動距離を示す時刻歴波形の模式図である。同図より、圧延が行われていないときは、接触子21の移動距離を示す時刻歴波形は、きれいな台形状となるが、圧延が行われているときは、接触子21の移動距離を示す時刻歴波形は、変曲点を通過した後、最大値となる波形となることがわかる。図6は、変位計25によって計測された接触子21の移動距離波形の一例を示したものである。
上記変曲点は、接触子21がフランジ端面15aに当接した時点を示している。従って、変位計25によって計測された接触子21の移動距離波形を画像解析して上記変曲点を特定することにより、フランジ端面15aまでの接触子21の移動距離を導出することができる。
(3) Based on the output value of the moving amount of the iron core 24a measured by the displacement meter 25 (moving amount data of the inner rod 22a), the moving distance of the contact 21 to the flange end surface 15a is calculated by a computing means such as a computer. Derived using (not shown).
FIG. 5 is a schematic diagram of a time history waveform indicating the moving distance of the contact 21. From the same figure, when the rolling is not performed, the time history waveform indicating the moving distance of the contact 21 has a clean trapezoidal shape, but when the rolling is performed, the moving distance of the contact 21 is indicated. It can be seen that the time history waveform becomes a maximum waveform after passing through the inflection point. FIG. 6 shows an example of the movement distance waveform of the contact 21 measured by the displacement meter 25.
The said inflection point has shown the time of the contactor 21 contact | abutting to the flange end surface 15a. Therefore, the movement distance waveform of the contactor 21 measured by the displacement meter 25 is image-analyzed to identify the inflection point, whereby the movement distance of the contactor 21 to the flange end surface 15a can be derived.

(4)導出されたフランジ端面15aまでの接触子21の移動距離に基づいてウェブ16の偏り量を、コンピュータなどの演算手段を用いて算出する。
図2に示すように、突出していない状態(原位置)の接触子21から水平ロール11の圧延面11bまでの距離xは、形状計測装置20を設置した時に計測済みである。従って、形状計測装置20を用いてフランジ端面15aまでの接触子21の移動距離δを計測することにより、フランジ端面15aからフランジ端面15a側のウェブ16表面までの距離Bは、x−δとして算出することができる。
(4) Based on the derived movement distance of the contact 21 to the flange end surface 15a, the amount of bias of the web 16 is calculated using a computing means such as a computer.
As shown in FIG. 2, the distance x from the contact 21 that does not protrude (original position) to the rolling surface 11 b of the horizontal roll 11 has been measured when the shape measuring device 20 is installed. Accordingly, the distance B from the flange end surface 15a to the surface of the web 16 on the flange end surface 15a side is calculated as x−δ by measuring the moving distance δ of the contact 21 to the flange end surface 15a using the shape measuring device 20. can do.

図7は、形状計測装置20の設置方法の変形例を示したものであり、駆動部24と変位計25も水平ロール11の側面部11aに設置した例を示している。   FIG. 7 shows a modification of the installation method of the shape measuring apparatus 20, and shows an example in which the drive unit 24 and the displacement meter 25 are also installed on the side surface part 11 a of the horizontal roll 11.

[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態に係る形状計測装置30の部分模式図を図8に示す。
形状計測装置30は、フレキシブルロッド22と駆動部24の間に衝撃センサ31が介装されている点が、前述した形状計測装置20と異なっている。
衝撃センサ31は、接触子21がフランジ端面15aに当接したときの衝撃力を計測するために使用される。衝撃センサ31としては、荷重計測に使用されるロードセルなどを用いることができる。
[Second Embodiment]
FIG. 8 shows a partial schematic diagram of the shape measuring apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention.
The shape measuring device 30 is different from the shape measuring device 20 described above in that an impact sensor 31 is interposed between the flexible rod 22 and the drive unit 24.
The impact sensor 31 is used to measure the impact force when the contact 21 comes into contact with the flange end surface 15a. As the impact sensor 31, a load cell used for load measurement or the like can be used.

図9は、接触子21の移動距離の時刻歴波形と衝撃センサ31の出力(衝撃力)の時刻歴波形を示した模式図である。同図より、接触子21がフランジ端面15aに当接すると、衝撃センサ31の出力が瞬間的に増大することがわかる。従って、衝撃センサ31で計測された出力のピーク時をとらえることにより、接触子21がフランジ端面15aに当接した時点を容易に特定することが可能となる。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a time history waveform of the moving distance of the contact 21 and a time history waveform of the output (impact force) of the impact sensor 31. From the figure, it can be seen that when the contact 21 abuts on the flange end surface 15a, the output of the impact sensor 31 increases instantaneously. Therefore, by grasping the peak time of the output measured by the impact sensor 31, it becomes possible to easily specify the time when the contact 21 abuts on the flange end surface 15a.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、突出した接触子をスプリングの付勢力で後退させるようにしているが、接触子の突出と後退動作を駆動部で行うようにしても良い。また、上記実施の形態では、螺旋状の鋼線からなるインナーロッドとインナーロッドを被覆するアウターチューブでフレキシブルロッドを構成したが、プラスチックロッドなど軸直交方向に柔軟な他の材料でフレキシブルロッドを構成しても良い。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments, and is considered within the scope of the matters described in the claims. Other embodiments and modifications are also included. For example, in the above embodiment, the protruding contact is retracted by the urging force of a spring, but the contact may be protruded and retracted by the drive unit. In the above embodiment, the flexible rod is configured by the inner rod made of a spiral steel wire and the outer tube covering the inner rod. However, the flexible rod is configured by another material that is flexible in the direction perpendicular to the axis, such as a plastic rod. You may do it.

10:ユニバーサルミル、11、12:水平ロール、11a、12a:側面部、11b:圧延面、13:竪ロール、14:アーバー、15:フランジ、15a:フランジ端面、16:ウェブ、17:形鋼、20、30:形状計測装置(形鋼の形状計測装置)、21:接触子、22:フレキシブルロッド、22a:インナーロッド、22b:アウターチューブ、23:支持部材、24:駆動部、24a:鉄心、24b:筐体、25:変位計、25a:ロッド、25b:筒状部、26:規制部材、27:スプリング、31:衝撃センサ 10: Universal mill, 11, 12: Horizontal roll, 11a, 12a: Side face, 11b: Rolled surface, 13: Saddle roll, 14: Arbor, 15: Flange, 15a: Flange end face, 16: Web, 17: Shape steel 20, 30: Shape measuring device (shape steel shape measuring device), 21: contact, 22: flexible rod, 22a: inner rod, 22b: outer tube, 23: support member, 24: drive unit, 24a: iron core 24b: housing, 25: displacement meter, 25a: rod, 25b: cylindrical part, 26: regulating member, 27: spring, 31: impact sensor

Claims (5)

上下対の水平ロール及び左右対の竪ロールが組み込まれたユニバーサルミルで、フランジとウェブを有する形鋼を圧延する際に、該形鋼の形状を計測する装置であって、
先端部がフランジ端面に当接する接触子とされ、軸直交方向に柔軟なフレキシブルロッドと、前記水平ロールの側面部に固定され、前記フレキシブルロッドの先部を支持する支持部材と、前記フレキシブルロッドの後端部に連結され、該フレキシブルロッドをその軸方向に移動させる駆動部と、前記駆動部に連結され、前記フレキシブルロッドの移動量を計測する変位計とを備えることを特徴とする形鋼の形状計測装置。
A universal mill incorporating a pair of upper and lower horizontal rolls and a pair of left and right saddle rolls, and a device for measuring the shape of a shape steel when rolling the shape steel having a flange and a web,
The front end is a contact that abuts against the flange end surface, a flexible rod that is flexible in the direction perpendicular to the axis, a support member that is fixed to the side surface of the horizontal roll and supports the tip of the flexible rod, and the flexible rod A shaped steel comprising: a drive unit connected to a rear end part and moving the flexible rod in an axial direction thereof; and a displacement meter connected to the drive part and measuring a movement amount of the flexible rod. Shape measuring device.
請求項1記載の形鋼の形状計測装置において、前記接触子がフランジ端面に垂直に当接するように、前記接触子の向きを規制する規制部材を備えることを特徴とする形鋼の形状計測装置。   2. The shape measuring apparatus for shape steel according to claim 1, further comprising a regulating member for regulating the direction of the contact so that the contact contacts the flange end face perpendicularly. . 請求項1又は2記載の形鋼の形状計測装置において、前記接触子がフランジ端面に当接したときの衝撃力を計測する衝撃センサを備えることを特徴とする形鋼の形状計測装置。   3. The shape measuring apparatus for shape steel according to claim 1, further comprising an impact sensor for measuring an impact force when the contact contacts the flange end surface. 上下対の水平ロール及び左右対の竪ロールが組み込まれたユニバーサルミルで、フランジとウェブを有する形鋼を圧延する際に、請求項1〜3のいずれか1項に記載の形鋼の形状計測装置を用いて該形鋼の形状を計測する方法であって、
前記水平ロールの側面部に前記支持部材を固定して前記フレキシブルロッドの先部を前記支持部材で支持すると共に、前記フレキシブルロッドの中間部を湾曲させて前記駆動部及び前記変位計を前記水平ロールの側面部もしくは前記水平ロールのアーバーに配置する工程と、
前記水平ロールの回転時に、前記フレキシブルロッドをその軸方向に移動させることにより前記接触子を間欠的に突出させて該接触子をフランジ端面に当接させる工程と、
前記変位計により計測された前記フレキシブルロッドの移動量のデータに基づいて、フランジ端面までの前記接触子の移動距離を導出する工程と、
導出されたフランジ端面までの前記接触子の移動距離に基づいてウェブの偏り量を算出する工程とを備えることを特徴とする形鋼の形状計測方法。
The shape measurement of the shape steel according to any one of claims 1 to 3, when rolling a shape steel having a flange and a web in a universal mill incorporating a pair of upper and lower horizontal rolls and a pair of left and right saddle rolls. A method for measuring the shape of the shape steel using an apparatus,
The support member is fixed to a side surface portion of the horizontal roll and the tip portion of the flexible rod is supported by the support member, and an intermediate portion of the flexible rod is bent so that the drive unit and the displacement meter are connected to the horizontal roll. A step of arranging the arbor of the horizontal roll or the arbor of the horizontal roll;
A step of causing the contact to intermittently protrude by moving the flexible rod in the axial direction of the horizontal roll and abutting the contact with a flange end surface;
Deriving the moving distance of the contact to the flange end surface based on the data of the moving amount of the flexible rod measured by the displacement meter;
And a step of calculating a deviation amount of the web based on the derived movement distance of the contact to the flange end surface.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の形鋼の形状計測装置を備えるユニバーサルミル。   A universal mill provided with the shape measuring apparatus of the shape steel of any one of Claims 1-3.
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