JP2015033755A

JP2015033755A - 圧延ロールの加工装置

Info

Publication number: JP2015033755A
Application number: JP2013166934A
Authority: JP
Inventors: 忠広長瀬; Tadahiro Nagase; 尚大原; Takashi Ohara
Original assignee: Daido Machinery Ltd
Current assignee: Daido Machinery Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2015-02-19

Abstract

【課題】要求される加工精度に応じて圧延ロールを効率的に切削加工し得る圧延ロールの加工装置を提供する。
【解決手段】複数の圧延ロールが配設されたロールスタンド１２をクランプするクランプ装置１４を備える。クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２の各圧延ロールの外周面を切削する固定バイトおよび切削工具を備える刃物台１８が、ＸＹＺ軸三次元座標系で移動可能に構成される。切削工具は、検出センサ７０と交換自在に構成される。複数の圧延ロール間に形成されるカリバの圧延位置での各圧延ロールの外周面の形状を、検出センサ７０を用いて求める。求めたカリバ溝の測定形状と、目標形状との差を演算により求め、その演算結果に基づいて、検出センサ７０と交換した切削工具の切削部を、カリバの圧延位置で移動して圧延ロールの外周面を切削する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カリバ溝が形成された圧延ロールの外周面を切削加工する圧延ロールの加工装置に関するものである。

棒鋼、線材、鋼管等を圧延する圧延ラインに設けられる圧延機は、外周面に略円弧状のカリバ溝が形成された複数の圧延ロールを、材料のパスラインを中心として周方向に所定角度間隔でロールスタンドに回転自在に配置し、これら複数の圧延ロール間に形成されたロール孔型(カリバ)に材料を通過させることにより所要の圧延を施すようになっている。

前記圧延機では、圧延ロールの外周面が摩耗した場合は、ロール孔型が変形して圧延される製品品質の低下に繋がるため、該圧延ロールの外周面を切削してロール孔型を修正する作業が必要となり、そのためのロール加工装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１に開示のロール加工装置では、ロールスタンドに配置した複数の圧延ロールを回転させたもとで、各圧延ロールに対して回転中心の正面側から切削工具を臨ませてカリバ溝を切削加工している。

特開昭６３−７７６３９号公報

特許文献１のロール加工装置のように圧延ロールに対して回転中心の正面側から切削工具を臨ませてカリバ溝を切削加工するものでは、圧延ロールに対して切削工具を圧延ロールの回転軸線に対して直交方向から押し付けて効率的な切削加工を行うことができる。しかしながら、圧延ロールによる実際の圧延位置であるロール孔型の中心においてカリバ溝を切削するものではないため、ロールスタンドに対する各圧延ロールの組み付け誤差等に起因して圧延位置でのロール孔型の形状精度の低下が予想される。

すなわち本発明は、前記従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、要求される加工精度に応じて圧延ロールを効率的に切削加工し得る圧延ロールの加工装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係る圧延ロールの加工装置は、
外周面にカリバ溝を形成した複数の圧延ロールを、これら複数の圧延ロールのカリバ溝で形成されるロール孔型を中心として周方向に離間して回転自在に配置し、各圧延ロールの外周面を切削加工する圧延ロールの加工装置において、
前記ロール孔型の中心を通るパスライン方向をＸ軸方向として、互いに直交するＸＹＺ軸三次元座標系で移動自在で、かつＸ軸方向と平行なθ軸回りに回転自在な刃物台と、
前記刃物台に配設され、該刃物台を移動制御することで前記各圧延ロールの外周面をロール孔型の外側において切削可能な第１切削工具と、
前記刃物台に配設され、該刃物台を移動制御することで前記各圧延ロールの外周面をロール孔型の中心位置で切削可能な第２切削工具とを備えたことを要旨とする。

請求項１に係る発明によれば、圧延ロールをロール孔型の外側で切削可能な第１切削工具と、該圧延ロールをロール孔型の中心位置で切削可能な第２切削工具とを刃物台が備えているので、要求される加工精度に応じて切削工具を使い分けることで圧延ロールの効率的な切削加工を達成し得る。すなわち、要求される加工精度が低い場合は、第１切削工具によって圧延ロールを効率的に切削加工することができ、要求される加工精度が高い場合は、第２切削工具によって圧延ロールを精度よく切削加工することができる。また、第１切削工具によって圧延ロールをロール孔型の外側で粗切削加工した後に、第２切削工具によって圧延ロールをロール孔型の中心位置で仕上げ切削加工することで、効率的かつ高精度で圧延ロールを切削加工することが可能となる。

請求項２に係る発明では、前記第２切削工具は、前記刃物台に対して工具交換手段によって自動交換可能に構成されたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、刃物台に対して第２切削工具を自動交換可能に構成することで、ロール孔型の形状やサイズに応じた種類の第２切削工具に自動で交換して圧延ロールを適正に切削加工することができる。

請求項３に係る発明では、前記刃物台に対して前記第１切削工具は、前記第２切削工具による圧延ロールの切削加工に際して圧延ロールに干渉しない位置に設けられていることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、第２切削工具による圧延ロールの切削加工を支障なく行うことができる。

請求項４に係る発明では、用途の異なる複数種類の前記第１切削工具が、前記刃物台に対して第２切削工具の周りに配設されていることを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、第１切削工具を交換することなく、粗切削加工や仕上げ切削加工等の各種の用途に対応することができる。

請求項５に係る発明では、前記第２切削工具の切削部を回転しつつ圧延ロールの外周面を切削するよう構成されたことを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、圧延ロールにおけるロール孔型による実際の圧延位置を確実に切削することができる。

請求項６に係る発明では、前記第２切削工具の切削部を軸方向に振動しつつ圧延ロールの外周面を切削するよう構成されたことを要旨とする。
請求項６に係る発明によれば、圧延ロールにおけるロール孔型による実際の圧延位置を確実に切削することができる。

本発明に係る圧延ロールの加工装置によれば、要求される加工精度に応じて圧延ロールを効率的に切削加工し得る。

実施例に係る圧延ロールの加工装置の概略平面図である。実施例に係る加工装置の概略側面図である。実施例に係る加工装置におけるクランプ装置の概略正面図である。実施例に係る加工装置における刃物台の概略正面図である。実施例に係る切削工具、検出センサおよび刃物台の工具装着部を示す概略図である。実施例に係る加工装置の制御ブロック図である。圧延ロールの外周面を切削工具で切削する状態を示す説明図である。別実施例１に係る切削工具の要部を示す説明図である。別実施例２に係る加工装置を示す説明図であって、(ａ)は刃物台の中央に装着した切削工具を用いて刃物台を揺動しつつ圧延ロールを切削加工する構成を示し、(ｂ)は刃物台の外周側に装着した丸駒バイトを用いて刃物台を揺動しつつ圧延ロールを切削加工する構成を示している。

次に、本発明に係る圧延ロールの加工装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。本実施例では、ロールスタンドに、周方向に１２０°間隔で３つの圧延ロールを配置した構成において、各圧延ロールの外周面を切削加工する場合で説明する。

実施例に係る圧延ロールの加工装置は、図１〜図３に示す如く、外周面にカリバ溝が形成された３つの圧延ロール１０が、３つのカリバ溝によって形成されるロール孔型(以後、カリバと指称する場合もある)を中心として周方向に１２０°間隔で配置されたロールスタンド１２をクランプするクランプ装置１４と、該クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２の各圧延ロール１０を回転駆動する回転装置１６と、クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２と対向可能な刃物台１８を備えた刃物台装置２０とを備え、これら各装置１４,１６,２０がベッド２２の上面に設置されている。ここで、ロールスタンド１２は、３つの圧延ロール１０をハウジング１３に回転自在に支持して構成されたものであって、３つの圧延ロール１０間に形成されたカリバの中心を通るパスライン方向をＸ軸方向として、クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２に対して刃物台１８はＸ軸方向で対向し得るよう構成される。そして、実施例では、Ｘ軸方向と直交する鉛直方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向として、刃物台１８がＸＹＺ軸三次元座標系で移動し得るよう構成される。更に、刃物台装置２０は、Ｘ軸方向と平行なθ軸回りに刃物台１８を回転し得るよう構成されている。なお、カリバの中心とは、ロールスタンド１２を圧延機に装着した状態で、該カリバによって材料が実際に圧延される位置の中心であって、以後実際の圧延位置についてカリバの中心位置と指称する場合がある。実施例で、Ｘ軸がカリバ中心軸となっている。

前記クランプ装置１４は、図３に示す如く、３つのクランプユニット２４,２６,２８から構成される。すなわち、クランプ装置１４は、ベッド２２に一体的に設けられた固定クランプユニット２４と、該固定クランプユニット２４を挟んでＹ軸方向の両側に位置するスライドクランプユニット２６および回動クランプユニット２８とから構成される。スライドクランプユニット２６は、前記ベッド２２に配設されてＹ軸方向に延在するレール３０,３０に載架された架台３２にクランプ部２６ａを備え、ベッド２２に配設した油圧シリンダ(図示せず)の作動によって架台３２をＹ軸方向に進退移動することで、クランプ部２６ａがクランプ位置とクランプ解除位置との間を移動するよう構成される。また、回動クランプユニット２８は、ベッド２２に対してＹＺ軸面内で回動し得るように枢支されたクランプ部２８ａを、ベッド２２に配設した油圧シリンダ３４の作動によってクランプ位置とクランプ解除位置との間を回動するよう構成される。そして、両クランプ部２６ａ,２８ａをクランプ解除位置に位置させた状態で、圧延機から分離したロールスタンド１２を固定クランプユニット２４に載置した後、両クランプ部２６ａ,２８ａをクランプ位置に移動することで、該ロールスタンド１２は、カリバのパスライン方向がＸ軸方向に延在するように位置決め保持される。

前記回転装置１６は、前記スラインドクランプユニット２６を挟んで固定クランプユニット２４とは反対側のベッド２２に設置された回転用駆動モータ３６を備え、該回転用駆動モータ３６は、クランプ装置１４にクランプされたロールスタンド１２に設けられて各圧延ロール１０に連繋するギヤ(図示せず)に連繋可能に構成される。そして、回転用駆動モータ３６を回転駆動することで、ロールスタンド１２に配設された３つの圧延ロール１０を同期回転し得るよう構成される。なお、回転用駆動モータ３６は、制御手段７６(図６参照)に電気的に接続されて駆動制御されるようになっている。

前記固定クランプユニット２４を挟んで刃物台装置２０とは反対側のベッド２２に、前記クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２の各圧延ロール１０の外周面(カリバ溝の表面)を切削する際に、各圧延ロール１０に作用する加工圧を受け止める加工圧受止め装置３８が配置されている。

前記刃物台装置２０は、圧延ロール１０の外周面を切削する固定バイト(第１切削工具)４０を備えた刃物台１８を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動し得ると共に、θ軸回りに刃物台１８を回転し得るよう構成される。すなわち、図１に示す如く、ベッド２２の上面に、Ｙ軸方向に延在する一対の第１ガイドレール４２,４２がＸ軸方向に離間して平行に配設され、この第１ガイドレール４２,４２に可動台４４が摺動走行可能に載架されている。この可動台４４の上面に、Ｘ軸方向に延在する一対の第２ガイドレール４６,４６がＹ軸方向に離間して平行に配設され、この第２ガイドレール４６,４６に支持台４８が摺動走行可能に載架されている。更に、支持台４８におけるＹ軸方向の一側面(図１の左側面)に、Ｚ軸方向に延在する一対の第３ガイドレール５０,５０がＸ軸方向に離間して平行に配設され(図２参照)、この第３ガイドレール５０,５０に、前記刃物台１８を備えた支持フレーム５２が摺動走行可能に載架されている。更にまた、刃物台１８は、支持フレーム５２に対してＸ軸と平行なθ軸回りに回転自在に支持されている。

前記可動台４４は、図１に示す如く、ベッド２２に配設した第１駆動モータ５４に、第１ボールネジ機構５６によって連繋されており、該第１駆動モータ５４を駆動することによって可動台４４がＹ軸方向に移動するよう構成される。また、前記支持台４８は、可動台４４に配設した第２駆動モータ５８に、第２ボールネジ機構６０によって連繋されており、該第２駆動モータ５８を駆動することによって支持台４８がＸ軸方向に移動するよう構成される。更に、前記支持フレーム５２は、図２に示す如く、支持台４８に配設した第３駆動モータ６２に、第３ボールネジ機構６４によって連繋されており、該第３駆動モータ６２を駆動することによって支持フレーム５２がＺ軸方向に移動するよう構成される。更にまた、前記刃物台１８は、支持フレーム５２に配設した回転用駆動モータ６６に連繋されており、該回転用駆動モータ６６を駆動することによって刃物台１８がθ軸回りに回転するよう構成される。４つの駆動モータ５４,５８,６２,６６は、制御手段７６に電気的に接続されており、該制御手段７６によって４つの駆動モータ５４,５８,６２,６６が駆動制御されるようになっている。また、前記支持フレーム５２における前記クランプ装置１４でクランプされたロールスタンド１２と対向する面に、前記刃物台１８が配設されている。すなわち、３つの駆動モータ５４,５８,６２を制御手段７６で駆動制御することによって、刃物台１８を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向に移動し得ると共に、これら３つの軸方向の動きを合成した任意の軌跡で後述する固定バイト４０、切削工具７２および検出センサ７０を移動させ得るようになっている。また、回転用駆動モータ６６を制御手段７６で駆動制御することによって、刃物台１８をθ軸回りに回転したり、後述する固定バイト４０を所定位置に位置決めし得るよう構成されている。なお、各駆動モータ５４,５８,６２,６６には、前記制御手段７６に接続するエンコーダ等の回転検出手段(図示せず)が配設され、刃物台１８のＸＹＺ軸三次元座標系で予め設定された基準座標位置に対する移動量から現在位置を監視すると共に、θ軸回りにおける基準角度位置(後述)からの回転角度位置を監視し得るよう構成される。

前記刃物台１８には、図４に示す如く、圧延ロール１０の外周面を切削するための複数(実施例では３つ)の固定バイト４０がθ軸を中心として周方向に１２０°の間隔で取り付けられている。各バイト４０は、異なる使用用途で用いることが可能であって、実施例では、１つが粗切削加工に用いられる粗加工用の固定バイト４０が取り付けられると共に、他の２つが仕上げ切削加工に用いられる仕上げ加工用の固定バイト４０,４０が取り付けられている。また、固定バイト４０は、ロールスタンド１２に配設されている各圧延ロール１０を、前記カリバの外側で該カリバの中心位置に対して周方向に９０°変位した位置(図３において符号Ａで示す切削位置)で切削するために用いられる。刃物台１８は、支持フレーム５２に対して前述したようにθ軸回りに回転自在に支持されて、前記回転用駆動モータ６６によって基準角度位置から１２０°毎に回転した位置で位置決め可能に構成されている。すなわち、前記クランプ装置１４でクランプされているロールスタンド１２の３つの圧延ロール１０の夫々の切削位置Ａに対して、各固定バイト４０を位置決めし得るよう構成される。なお、１つの固定バイト４０による圧延ロール１０の切削加工に際し、他の固定バイト４０が圧延ロール１０と干渉しないように刃物台１８が回転位置決めされるようになっている。実施例では、予め設定された基準の固定バイト４０がθ軸の鉛直上方に位置する姿勢(図４に示す姿勢)を基準角度位置として設定されている。

前記刃物台１８の中央に、工具装着部(装着部)６８が設けられており、該工具装着部６８に、前記ロールスタンド１２に配設されている各圧延ロール１０のカリバ溝の位置を検出可能なタッチセンサ等の検出センサ(検出手段)７０と、カリバの中心位置(圧延位置)において各圧延ロール１０の外周面(カリバ溝の表面)を切削する切削工具(第２切削工具)７２とを着脱交換可能に装着し得るよう構成される。検出センサ７０および切削工具７２は、図５に示す如く、工具装着部６８に対する着脱可能な同一構成の被装着部７４を備える。この被装着部７４は、工具装着部６８に形成されたテーパ穴６８ａに挿脱可能なテーパシャンク７４ａと、該テーパシャンク７４ａの端部に設けたスタッドボルト７４ｂとを備え、テーパ穴６８ａにテーパシャンク７４ａを挿入した状態で、工具装着部６８に設けた図示しないコレットチャックがスタッドボルト７４ｂに係合することで、検出センサ７０や切削工具７２が工具装着部６８に位置決め状態で装着されるよう構成される。そして、コレットチャックによるスタッドボルト７４ｂの係合を解除することで、検出センサ７０や切削工具７２を工具装着部６８から抜き外し得るようになっている。

前記検出センサ７０は、図５に示す如く、前記被装着部７４が一端に設けられたセンサ本体７０ａの他端側から延出するプローブ７０ｂを備え、該プローブ７０ｂを圧延ロール１０の外周面に接触することで、該圧延ロール１０の外周面の位置を検出可能に構成される。また、検出センサ７０は、被装着部７４を工具装着部６８に装着することで、前記制御手段７６に電気的に接続されて、該検出センサ７０の検出信号を制御手段７６に出力し得るようになっている。制御手段７６では、検出センサ７０からの検出信号が入力されたときに、前記駆動モータ５４,５８,６２,６６に設けた回転検出手段から得られるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の座標およびθ軸回りの回転角度を取り込むよう構成される。そして、プローブ７０ｂを圧延ロール１０の外周面の複数箇所に接触することで、制御手段７６は、カリバ溝の実際の形状(測定形状)を演算で求め得るようになっている。また、制御手段７６は、演算により求めたカリバ溝の測定形状と、切削加工して得ようとする目標形状との差に基づいて、固定バイト４０および切削工具７２により圧延ロール１０の外周面を切削する際の切削軌跡を演算により求めるよう構成される。なお、粗加工用の固定バイト４０を用いる場合の切削軌跡は、目標形状に対して若干の余肉を持って各圧延ロール１０を切削するように設定される。これに対し、仕上げ加工用の固定バイト４０や切削工具７２を用いる場合の切削軌跡は、カリバ溝を目標形状に切削するように設定される。なお、前記検出センサ７０としては、被装着部７４を工具装着部６８に装着することでプローブ７０ｂが制御手段７６に電気的に接続される構成に限らず、プローブ７０ｂが予め有線により制御手段７６に接続された検出センサ７０であってもよい。

前記切削工具７２は、図５に示す如く、前記被装着部７４が一端に設けられた工具本体７２ａの他端側から延出する切削部７２ｂを備え、該切削部７２ｂは、工具本体７２ａに内蔵の駆動モータ(図示せず)によって回動駆動されるよう構成される。駆動モータとしては、エアモータや電動モータが用いられ、切削工具７２の被装着部７４を工具装着部６８に装着することで、駆動モータは、動力源(エア供給源や電源)に接続されると共に前記制御手段７６に電気的に接続されて、該制御手段７６によって駆動制御されるようになっている。前記切削部７２ｂは、Ｘ軸方向に所定長さで延在する刃部を備えた円柱状カッタであって、圧延ロール１０の外周面をＸ軸方向に所定長さ範囲で切削し得るよう構成される。また、切削部７２ｂの直径は、加工装置により修正可能な最小のカリバより小径に設定されて、該切削工具７２によってサイズの異なる多種類のカリバの修正を行い得るよう構成される。更に、前記刃物台１８の中央に設けた工具装着部６８に検出センサ７０や切削工具７２を装着した状態で、後述するように検出センサ７０によりカリバ溝の位置を検出する際および切削工具７２によりカリバの中心位置で圧延ロール１０の外周面を切削加工する際に、工具装置部６８(検出センサ７０または切削工具７２)の周りに配設されている複数の固定バイト４０の夫々が圧延ロール１０に接触干渉しないように、該固定バイト４０の配設位置が設定されている。

前記ベッド２２には、前記検出センサ７０および切削工具７２を着脱自在に保持可能な工具ホルダ７８が設けられている。この工具ホルダ７８は、工具保持部７８ａを２つ以上備え、各工具保持部７８ｂに、検出センサ７０や切削工具７２が着脱自在に保持されるよう構成される。実施例では、工具ホルダ７８は水平面内で１８０°回転可能に構成されて、Ｘ軸方向の両面に工具保持部７８ｂが夫々設けられて、該工具保持部７８ｂには被装着部７４を外側に突出した状態で検出センサ７０や切削工具７２が保持可能に構成される。そして、前記刃物台１８をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動して、該刃物台１８が工具ホルダ７８に接近する工具交換位置に移動した状態で、工具ホルダ７８に保持されている検出センサ７０または切削工具７２と、刃物台１８に装着されている切削工具７２または検出センサ７０とを交換し得るようになっている。すなわち、制御手段７６によって前記４つの駆動モータ５４,５８,６２,６６を駆動制御して刃物台１８を移動制御することで、工具ホルダ７８との間での検出センサ７０または切削工具７２の自動交換が可能に構成されている。本実施例では、３つの駆動モータ５４,５８,６２によってＸＹＺ軸三次元座標系で移動可能で、かつ１つの駆動モータ６６によってθ軸回りに回転可能な刃物台１８と、前記工具ホルダ７８とから工具交換手段が構成される。

〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成された実施例の加工装置の作用について説明する。なお、前記刃物台１８の工具装着部６８には、前記検出センサ７０が装着されているものとする。また、粗加工用の固定バイト４０を用いて圧延ロール１０をカリバの外側で粗切削加工した後に、切削工具７２を用いて圧延ロール１０をカリバの中心位置で仕上げ切削加工する場合で説明する。

前記圧延機から取り外したロールスタンド１２を、前記クランプ装置１４でクランプする(図３参照)。前記刃物台１８をＸＹＺ軸三次元座標系で移動し、前記検出センサ７０のプローブ７０ｂを、ロールスタンド１２における３つの圧延ロール１０間に形成されるカリバ内に挿入し、該カリバの圧延位置における各圧延ロール１０のカリバ溝の複数箇所に該プローブ７０ｂを接触することで、前記制御手段７６によって実際のカリバ溝の形状を演算により求める。そして、制御手段７６は、演算により求められた測定形状と目標形状との差から、前記固定バイト４０で圧延ロール１０の外周面を切削する際に該固定バイト４０を移動させる切削軌跡を演算により求める。

そして、前記回転用駆動モータ３６によってロールスタンド１２の３つの圧延ロール１０を同期回転したもとで、前記刃物台１８に配設した粗加工用の固定バイト４０を用いて、前記切削位置Ａにおいて該固定バイト４０が前記切削軌跡を描くように刃物台１８をＸＹＺ軸三次元座標系で移動するよう、前記制御手段７６が３つの駆動モータ５４,５８,６２を駆動制御する。これにより、圧延ロール１０の外周面(ガイド溝の表面)は、目標形状に対して若干の余肉を持って粗加工される。なお、１つ目の圧延ロール１０の外周面を切削加工した後は、前記回転用駆動モータ６６によって刃物台１８を１２０°回転することで、粗加工用の固定バイト４０を次の圧延ロール１０の切削位置Ａに対向させて、該圧延ロール１０の外周面を同様に切削する。このようにして、３つの圧延ロール１０の外周面を、各切削位置Ａで切削する。

次に、圧延ロール１０の回転を停止した状態で、再び検出センサ７０を用いて各圧延ロール１０のカリバ溝の測定形状を演算で求め、目標形状との差から、前記切削工具７２で圧延ロール１０の外周面を切削する際に該切削工具７２(切削部７２ｂ)を移動させる切削軌跡を演算により求める。なお、検出センサ７０によるカリバ溝の再測定を行うことなく、先に求めた測定形状から求めた目標形状に対する切削軌跡を用いることができる。

前記検出センサ７０によるカリバ溝の形状測定が完了した後、前記刃物台１８に装着されている検出センサ７０を、前記工具ホルダ７８に保持されている切削工具７２と交換する。すなわち、前記刃物台１８をＸＹＺ軸三次元座標系で移動すると共にθ軸回りで回転し、該刃物台１８を前記工具ホルダ７８に接近した工具交換位置において、刃物台１８の工具装着部６８に装着されている検出センサ７０を工具ホルダ７８の空の工具保持部７８ａに対向した状態で、刃物台１８をＸ軸方向に移動して検出センサ７０を空の工具保持部７８ａに挿入する。そして、刃物台１８の工具装着部６８に対する検出センサ７０の係合を解除すると共に、工具ホルダ７８の工具保持部７８ａに検出センサ７０を保持したもとで、工具ホルダ７８から刃物台１８を離間するようにＸ軸方向に移動することで、工具装着部６８から検出センサ７０が抜き外される。次に、工具ホルダ７８を１８０°回転し、切削工具７２が保持されている工具保持部７８ａを刃物台１８と対向すると共に、該刃物台１８を工具ホルダ７８に近接するようにＸ軸方向に移動して工具装着部６８に切削工具７２の被装着部７４を挿入する。そして、工具ホルダ７８の工具保持部７８ａに対する切削工具７２の保持を解除すると共に、刃物台１８の工具装着部５８に対して切削工具７２を係合したもとで、工具ホルダ７８から刃物台１８を離間するようにＸ軸方向に移動することで切削工具７２の交換作業が完了する。

前記回転用駆動モータ３６によってロールスタンド１２の３つの圧延ロール１０を同期回転したもとで、前記切削工具７２が装着された刃物台１８を、ＸＹＺ軸三次元座標系で移動して、該切削工具７２の切削部７２ｂをカリバ内に挿入する。そして、該切削部７２ｂを回転駆動したもとで、該切削部７２ｂが前記切削軌跡(略弧状の軌跡)を描くように刃物台１８をＹＺ軸二次元座標系で移動するように(図７参照)、前記制御手段７６が２つの駆動モータ５４,６２を駆動制御する。これにより、各圧延ロール１０の外周面が目標形状となるように切削される。

実施例の加工装置では、カリバの中心位置(圧延位置)において各圧延ロール１０の外周面を切削するので、精度よくカリバを修正することができる。また、切削工具７２の切削部７２ｂで各圧延ロール１０毎に外周面を個別に切削するので、カリバのサイズ変更に際して切削工具７２を交換する必要はなく、サイズ変更に際しての段取り時間を短縮し得る。更に、切削部７２ｂとして、圧延ロール１０の外周面をＸ軸方向に所定幅で切削可能な円柱状カッタを用いているので、クランプされているロールスタンド１２の位置と刃物台１８との位置が僅かにずれている場合であっても、各圧延ロール１０の外周面(カリバ溝)が、カリバの圧延位置で目標形状となるように確実に切削することができる。

前記刃物台１８の中央に装着した切削工具７２による圧延ロール１０の切削加工に際し、該刃物台１８に配設されている複数の固定バイト４０の夫々は圧延ロール１０に接触干渉しないように構成されているので、切削工具７２による圧延ロール１０の切削加工を支障なく行うことができる。また、切削工具７２による圧延ロール１０の切削加工に際し、固定バイト４０を刃物台１８から取り外す必要もなく、加工能率を低下させることもない。更に、刃物台１８には、粗加工用や仕上げ加工用の異なる用途に用いられる複数種類の固定バイト４０が配設されているので、圧延ロール１０を粗切削加工する場合と仕上げ切削加工する場合とで、固定バイト４０を交換することなく対応することができる。

実施例の加工装置では、圧延ロール１０をカリバの外側で切削加工する固定バイト４０を備えると共に、圧延ロール１０をカリバの中心位置で切削加工する切削工具７２を装着可能に構成されているので、例えば粗圧延に用いられる圧延ロール１０のように高い加工精度が要求されていない場合は、固定バイト４０を用いることで圧延ロール１０を効率的に切削加工することができる。なお、この場合においても、粗加工用の固定バイト４０を用いて粗切削加工した後に、仕上げ加工用の固定バイト４０を用いて仕上げ切削加工を行うことで、求められる精度での加工は達成される。これに対し、例えば仕上げ圧延に用いられる圧延ロール１０のように高い加工精度が要求される場合は、前述したように、先ず固定バイト４０を用いて圧延ロール１０を粗切削加工した後、前記切削工具７２を用いてカリバの中心位置で圧延ロール１０を仕上げ切削加工することで、求められる高精度での加工が達成される。また、固定バイト４０を用いて予め圧延ロール１０を粗切削加工することで、切削工具７２による削り代は少なくなるので、圧延ロール１０を効率的かつ高精度で加工することができる。

また、実施例の加工装置では、前記刃物台１８に対する検出センサ７０と切削工具７２との交換を自動で行い得るよう構成したので、交換作業に人手を要することはなく、省力化を達成し得る。なお、刃物台１８の中央に設けた工具装着部６８に切削工具７２を装着した状態では、前記固定バイト４０による切削位置Ａでの圧延ロール１０の切削作業に際して該切削工具７２がロールスタンド１２等に干渉するおそれがあるが、実施例では必要時にのみ切削工具７２を工具装着部６８に装着するので、固定バイト４０による切削作業に際して支障を来すことはない。

ここで、前記切削工具７２としては、カリバの目標形状に一致する形状に形成された切削部７２ｂを備えたものを用いることができる。この場合に、カリバのサイズに同じた複数種類の切削工具７２を使い分ける必要があるが、実施例では刃物台１８に対して切削工具７２を自動交換可能に構成しているので、カリバのサイズ変更に際しての段取り替え時間を短縮することができる。すなわち、工具ホルダ７８に複数種類の切削工具７２を保持するよう構成しておけば、カリバのサイズ変更に際して対応する種類の切削工具７２に自動交換することができ、加工能率を向上し得る。

〔別実施例１〕
前記実施例では、切削工具７２の切削部７２ｂを回転しつつ求めた切削軌跡で移動させて圧延ロール１０の外周面を切削するようにしたが、別実施例１では切削部を回転しない状態で切削加工を行うよう構成される。すなわち、別実施例１では、図８に示す如く、切削工具(第２切削工具)８０の工具本体８０ａに設けられる切削部８０ｂとして、Ｘ軸方向に離間する両端に切削面８０ｃが形成されたものが用いられると共に、該切削部８０ｂがＸ軸方向に所定ストロークで振動するよう構成される。すなわち、別実施例１の加工装置においても、切削部８０ｂをＸ軸方向に振動させつつ刃物台１８をＹＺ軸二次元座標系で移動することで、圧延ロール１０の外周面をＸ軸方向に所定幅で切削することができる。これにより、各圧延ロール１０の外周面が、カリバの圧延位置で目標形状となるように確実に切削し得る。また、カリバの目標形状に一致する形状に形成された切削部７２ｂを備えた切削工具７２を用いる場合は、刃物台１８をＸ軸方向に往復移動するだけでカリバの圧延位置で目標形状となるように切削し得る。

〔別実施例２〕
前記実施例では、前記刃物台１８を回転することなく圧延ロール１０の外周面を切削加工するよう構成したが、別実施例２では、刃物台１８を回転(揺動)して圧延ロール１０の外周面を切削加工するよう構成されている。すなわち、別実施例２では、圧延ロール１０の切削加工に際し、前記刃物台１８をθ軸回りに所定角度範囲で揺動するように、前記回転用駆動モータ６６が制御手段７６で駆動制御されるよう構成される。また、図９(ａ)に示す如く、刃物台１８の中央に設けた工具装着部６８に、刃先を円盤状に形成した丸駒バイト８１ａを周方向に１２０°の間隔で３つ備えた切削工具８１が装着されるようになっている。なお、丸駒バイト８１ａの数は、切削する対象となる圧延ロール１０の数(ロールスタンド１２に配設される数)と同であればよい。

別実施例２の加工装置では、刃物台１８の回転中心であるθ軸とカリバ中心軸であるＸ軸とを整列すると共に、各丸駒バイト８１ａが各圧延ロール１０の外周面に対向する位置となるように刃物台１８を位置決めする。そして、刃物台１８を圧延ロール１０に近接するよう移動すると共に、該刃物台１８をθ軸回りに所定角度範囲で揺動するよう回転用駆動モータ６６を制御することで、各丸駒バイト８１ａによって対応する圧延ロール１０の外周面が切削される。すなわち、刃物台１８をθ軸(Ｘ軸)回りに揺動することで、３つの圧延ロール１０の外周面を同時に切削加工することができ、加工能率が向上する。なお、カリバのサイズが大型である場合は、切削加工する圧延ロール１０の数と同じ丸駒バイト８１ａを備えた切削工具８１を用いることで効率的な加工を行い得るが、カリバのサイズが中型や小型の場合は、前述したようにカリバの目標形状に一致する形状に形成された切削部を備えた切削工具を用いて、刃物台１８を揺動しつつ切削加工することができる。

また、別実施例２の加工装置では、図９(ｂ)に示す如く、前記刃物台１８に配設した固定バイト４０に代えて、刃先を円盤状に形成した丸駒バイト８２を刃物台１８に装着することで、圧延ロール１０の外周面を前記切削位置Ａで切削加工することができる。すなわち、３つの丸駒バイト８２を装着した刃物台１８の回転中心であるθ軸とカリバ中心軸であるＸ軸とを整列すると共に、各丸駒バイト８１ａが各圧延ロール１０の外周面(切削位置Ａ)に対向する位置となるように刃物台１８を位置決めする。そして、刃物台１８を圧延ロール１０に近接するよう移動すると共に、該刃物台１８をθ軸回りに所定角度範囲で揺動することで、各丸駒バイト８２によって対応する圧延ロール１０の外周面が切削される。この構成においても、刃物台１８をθ軸(Ｘ軸)回りに揺動することで、３つの圧延ロール１０の外周面を同時に切削加工することができ、加工能率が向上する。

なお、別実施例２の加工装置においても、刃物台１８の中央に装着される切削工具８１や外周側に配設される丸駒バイト８２について、用途や切削加工するカリバのサイズ等の条件に応じたものと自動交換可能に構成されている。

〔変更例〕
本願は、前述した実施例や別実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
(1) 実施例では、３つの圧延ロールを配置したロールスタンドを加工装置に位置決めして各圧延ロールを切削加工する場合で説明したが、ロールスタンドに配置される圧延ロールの数は、２つあるいは４つ以上であってもよい。なお、別実施例２のように複数の圧延ロールの外周面を同時に切削する場合は、刃物台の中央に装着される切削工具における丸駒バイトの数や刃物台の外周側に装着される丸駒バイトの数を、圧延ロールの数に合わせると共に、複数の丸駒バイトのθ軸を中心とする周方向の配設位置を、ロールスタンドにおけるロール孔型を中心とする圧延ロールの周方向の配置間隔と一致させるようにすればよい。
(2) 実施例では、検出センサと切削工具とを交換するよう構成したが、刃物台に配設されている固定バイトと切削工具とを交換する構成を採用し得る。すなわち、刃物台に対する固定バイトの装着構造を、実施例のように工具装着部に対する切削工具の装着構造と同一とすればよい。また、切削工具の専用の工具装着部を刃物台に設け、必要時に切削工具を装着する構成を採用し得る。
(3) 実施例では、刃物台に配設した固定バイトを用いて圧延ロールの外周面を切削位置Ａで粗切削加工した後に、切削工具を用いてカリバの中心位置(圧延位置)で圧延ロールの外周面を仕上げ切削加工するよう構成したが、固定バイトによる粗切削加工を省略して、切削工具による切削加工のみでカリバの形状を修正することができる。
(4) 実施例では、刃物台に用途の異なる複数種類の固定バイト(第１切削工具)を配設した場合で説明したが、全ての固定バイト(第１切削工具)を同じ用途に用いる種類としてもよい。
(5) 実施例では、工具ホルダに対して刃物台を移動して検出センサと切削工具との交換を行うよう構成したが、両端に把持部が設けられたダブルアームを用い、刃物台に装着されている工具と工具ホルダに保持されている工具とを交換する公知の自動工具交換装置を採用することができる。
(6) 実施例では、検出センサとして接触式のセンサを用いたが、レーザー等を用いた非接触式のセンサを用いることができる。

１０圧延ロール
１８刃物台(工具交換手段)
４０固定バイト(第１切削工具)
７２切削工具(第２切削工具)
７２ｂ切削部
７８工具ホルダ(工具交換手段)
８０切削工具(第２切削工具)
８０ｂ切削部

Claims

外周面にカリバ溝を形成した複数の圧延ロール(10)を、これら複数の圧延ロール(10)のカリバ溝で形成されるロール孔型を中心として周方向に離間して回転自在に配置し、各圧延ロール(10)の外周面を切削加工する圧延ロールの加工装置において、
前記ロール孔型の中心を通るパスライン方向をＸ軸方向として、互いに直交するＸＹＺ軸三次元座標系で移動自在で、かつＸ軸方向と平行なθ軸回りに回転自在な刃物台(18)と、
前記刃物台(18)に配設され、該刃物台(18)を移動制御することで前記各圧延ロール(10)の外周面をロール孔型の外側において切削可能な第１切削工具(40)と、
前記刃物台(18)に配設され、該刃物台(18)を移動制御することで前記各圧延ロール(10)の外周面をロール孔型の中心位置で切削可能な第２切削工具(72,80)とを備えた
ことを特徴とする圧延ロールの加工装置。
前記第２切削工具(72,80)は、前記刃物台(18)に対して工具交換手段(18,78)によって自動交換可能に構成された請求項１記載の圧延ロールの加工装置。
前記刃物台(18)に対して前記第１切削工具(40)は、前記第２切削工具(72,80)による圧延ロール(10)の切削加工に際して圧延ロール(10)に干渉しない位置に設けられている請求項１または２記載の圧延ロールの加工装置。
用途の異なる複数種類の前記第１切削工具(40)が、前記刃物台(18)に対して第２切削工具(72,80)の周りに配設されている請求項１〜３の何れか一項に記載の圧延ロールの加工装置。
前記第２切削工具(72)の切削部(72b)を回転しつつ圧延ロール(10)の外周面を切削するよう構成された請求項１〜４の何れか一項に記載の圧延ロールの加工装置。
前記第２切削工具(80)の切削部(80b)を軸方向に振動しつつ圧延ロール(10)の外周面を切削するよう構成された請求項１〜４の何れか一項に記載の圧延ロールの加工装置。