JP2020041844A - Gravity compensation jig and steel-plate shape correction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板の反りなどの形状測定を行う形状測定装置に用いる重力補償冶具、および重力補償冶具を備えた形状測定装置を用いて鋼板の形状の矯正を行う鋼板の形状矯正装置に関する。 The present invention relates to a gravity compensating jig used for a shape measuring device for measuring a shape such as warpage of a steel sheet, and a steel sheet shape correcting device for correcting the shape of a steel sheet using a shape measuring device provided with the gravity compensating jig.
鋼板の製造では、圧延および冷却工程において鋼板の反り、耳波、歪などの形状不良が発生する場合がある。特に、板厚40mm以上の厚鋼板の場合、圧延時の高荷重により形状不良を生じやすい。鋼板に形状不良が生じた場合には、形状不良を取り除くために後工程で形状矯正をしている。十分な矯正効果を得るためには、鋼板の反りなどの形状を精度よく測定することが望まれている。 In the manufacture of steel sheets, shape defects such as warpage, ear waves, and distortion may occur in the rolling and cooling steps. Particularly, in the case of a thick steel plate having a thickness of 40 mm or more, poor shape is likely to occur due to a high load during rolling. When a shape defect occurs in a steel sheet, the shape is corrected in a post-process to remove the shape defect. In order to obtain a sufficient correction effect, it is desired to accurately measure shapes such as warpage of a steel sheet.
鋼板の形状を測定する方法として、従来よりレーザ光源を用いた測定装置を使用して鋼板形状の測定を行なうものがある。例えば、特許文献1には、複数の光学系距離計で構成される計測装置を鋼板の搬送ライン上に設置し、この計測装置を通過する鋼板からの光の反射状態より鋼板表面までの距離、すなわち鋼板表面の高さを検出し、この高さを連続させて鋼板表面の形状を測定する技術が記載されている。 As a method for measuring the shape of a steel sheet, there is a method of measuring the shape of a steel sheet using a measuring device using a laser light source. For example, in Patent Literature 1, a measuring device including a plurality of optical distance meters is installed on a conveyance line of a steel plate, and a distance from a reflection state of light from the steel plate passing through the measuring device to a surface of the steel plate, That is, a technique is described in which the height of a steel sheet surface is detected and the shape of the steel sheet surface is measured by making the height continuous.
特許文献2には、単一のレーザ光源からのレーザ光で多軸回転走査して距離データを測定する装置(いわゆる三次元スキャナー)を用いて、搬送ライン上に静止した鋼板の表面形状を測定する技術が記載されている。 Patent Document 2 discloses a device (so-called three-dimensional scanner) for measuring distance data by performing multiaxial rotation scanning with laser light from a single laser light source to measure the surface shape of a steel plate that is stationary on a transport line. The technology to do this is described.
上記した特許文献1、2に記載の鋼板形状を測定する装置は、鋼板の上方に設けたレーザ光源を用いて鋼板までの距離を測定する。これらの測定装置は、レーザ光源を鋼板表面に対して垂直に設置している。 The apparatus for measuring the shape of a steel plate described in Patent Documents 1 and 2 measures the distance to the steel plate using a laser light source provided above the steel plate. In these measuring devices, the laser light source is installed perpendicular to the steel plate surface.
ここで、図7を用いて、上記のレーザ光源(図示は省略)を用いた鋼板の形状測定装置15における測定値の誤差を検討した。誤差には「高さ方向の測定誤差(以下、高さ誤差と称する)dz」、「回転角誤差dφ」、「距離誤差dr」、「旋回角誤差dθ」を用いた。なお、図7には、一例としてレーザ光源を鋼板表面に対して垂直に設置した場合の側面図を示す。図7に示すように、測定対象の鋼板Sの幅方向長さをx、測定対象の鋼板Sの長手方向長さをy、形状測定装置15と鋼板Sの表面との距離(すなわち、形状測定装置15の設置高さ)をZ、形状測定装置15と鋼板Sの端部との距離をRとするとき、高さ方向の測定誤差dzとは、全誤差を含む鋼板形状の測定結果の誤差を指す。回転角誤差dφとは、ガルバノミラーの回転による誤差を指す。距離誤差drとは、測定対象の位置(測定距離)が及ぼす誤差を指す。旋回角誤差dθとは、形状測定装置15の旋回が及ぼす誤差を指す。 Here, with reference to FIG. 7, the error of the measured value in the steel sheet shape measuring device 15 using the above-mentioned laser light source (not shown) was examined. As the errors, “a measurement error in the height direction (hereinafter, referred to as a height error) dz”, a “rotation angle error dφ”, a “distance error dr”, and a “turn angle error dθ” are used. FIG. 7 shows a side view in the case where the laser light source is installed perpendicularly to the surface of the steel plate as an example. As shown in FIG. 7, the length in the width direction of the steel plate S to be measured is x, the length in the longitudinal direction of the steel plate S to be measured is y, and the distance between the shape measuring device 15 and the surface of the steel plate S (that is, the shape measurement is performed). Assuming that Z is the installation height of the device 15 and R is the distance between the shape measuring device 15 and the end of the steel plate S, the measurement error dz in the height direction is the error of the measurement result of the steel plate shape including all errors. Point to. The rotation angle error dφ indicates an error due to rotation of the galvanomirror. The distance error dr indicates an error exerted by the position of the measurement target (measurement distance). The turning angle error dθ indicates an error exerted by turning of the shape measuring device 15.
レーザ光源を鋼板表面に対して垂直に設置した場合、高さ方向の測定誤差dzは以下に示す式(1)で表せる。式(1)より、レーザ光源を鋼板表面に対して垂直方向に設置した場合には、形状測定装置15と鋼板Sの長手方向yおよび形状測定装置15と鋼板Sの幅方向xの各距離Rが離れることで、回転角誤差dφが大きくなる。 When the laser light source is installed perpendicular to the surface of the steel plate, the measurement error dz in the height direction can be expressed by the following equation (1). From equation (1), when the laser light source is installed in a direction perpendicular to the surface of the steel sheet, each distance R in the longitudinal direction y of the shape measuring device 15 and the steel sheet S and in the width direction x of the shape measuring device 15 and the steel sheet S. , The rotation angle error dφ increases.
これに対し、レーザ光源を鋼板表面に対して水平に設置した場合、高さ方向の測定誤差dzは以下に示す式(2)で表せる。式(2)より、レーザ光源を鋼板表面に対して水平方向に設置した場合には、形状測定装置15と鋼板Sの長手方向yの距離Rが離れるほど回転角誤差dφは大きくなるが、形状測定装置15と鋼板Sの幅方向xの距離Rが離れるほど回転角誤差dφの影響は小さくなる。 On the other hand, when the laser light source is installed horizontally with respect to the steel sheet surface, the measurement error dz in the height direction can be expressed by the following equation (2). From equation (2), when the laser light source is installed in the horizontal direction with respect to the surface of the steel sheet, the rotation angle error dφ increases as the distance R in the longitudinal direction y between the shape measuring device 15 and the steel sheet S increases. As the distance R between the measuring device 15 and the steel sheet S in the width direction x increases, the influence of the rotation angle error dφ decreases.
以上のことより、形状測定装置の回転軸が測定対象である鋼板の表面と水平になるように設置(横置き)することで、測定精度を向上できることが分かっている。しかしながら、形状測定装置の回転軸が鋼板表面に対して水平となるように設置した場合には、形状測定装置の自重により回転軸に重力モーメントがかかるために、回転軸の負荷が増大する。これにより、形状測定装置の回転速度が不安定になる等の回転動作不良の原因となる問題があった。 From the above, it has been found that measurement accuracy can be improved by installing (horizontally) the rotation axis of the shape measuring device so as to be horizontal to the surface of the steel plate to be measured. However, when the rotation axis of the shape measuring device is installed so as to be horizontal with respect to the surface of the steel plate, a load of the rotation shaft increases because a gravity moment is applied to the rotation shaft by the weight of the shape measurement device. As a result, there has been a problem that the rotation speed of the shape measuring device becomes unstable and the rotation operation is defective.
また、このような問題があるため、形状測定装置を横置きにした構成が存在しないのが実情である。 Further, due to such a problem, there is no actual configuration in which the shape measuring device is placed horizontally.
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、形状測定装置に用いる重力補償冶具、および重力補償冶具を備えた形状測定装置を用いて鋼板の形状の矯正を行う鋼板の形状矯正装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a gravity compensating jig used for a shape measuring device, and a steel sheet shape correcting device that corrects the shape of a steel sheet using the shape measuring device equipped with the gravity compensating jig. The purpose is to do.
本発明者らは、上記した目的を達成するため、鋭意検討をした結果、次の知見を得た。 The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object, and have obtained the following findings.
上述のように、鋼板の反りなどの測定を行う形状測定装置は、その設置向きにより生じる回転軸への重力モーメントを低減することが重要である。レーザ光源を備えた形状測定装置の設置向きにより生じる回転軸への重力モーメントを低減するためには、形状測定装置の重力補償を行う治具を設けることが有効であることを見出した。具体的には、冶具は、形状測定装置本体を固定するとともに、形状測定装置の回転動作や走査範囲の妨げとらないように構成することで、形状測定装置の自重によって回転軸にかかる負荷を低減させることができることを見出した。 As described above, it is important for the shape measuring device that measures the warpage of the steel plate or the like to reduce the gravitational moment on the rotating shaft caused by the installation direction. It has been found that it is effective to provide a jig for compensating for the gravity of the shape measuring device in order to reduce the gravitational moment on the rotating shaft caused by the installation direction of the shape measuring device provided with the laser light source. Specifically, the jig reduces the load on the rotating shaft due to the weight of the shape measuring device by fixing the shape measuring device main body and preventing the rotation of the shape measuring device and the scanning range from being hindered. I found that I can do that.
本発明は上述の知見に基づいてなされたものであり、以下を要旨とするものである。
[1] レーザ光源を備えた鋼板の形状測定装置に用いる重力補償冶具であって、
前記形状測定装置を固定する測定装置固定部と、
前記測定装置固定部を前記形状測定装置の回転方向に回転させる回転機構部と、
前記回転機構部を支持する支持はり部と、
前記形状測定装置の自重により前記支持はり部が受ける負荷を補償する重力補償部と
を有することを特徴とする重力補償冶具。
[2] 前記回転機構部は、測定される鋼板の表面に対して水平に設置されたことを特徴とする[1]に記載の重力補償冶具。
[3] 前記回転機構部は、前記レーザ光源の光路を遮らないように設けたことを特徴とする[1]または[2]に記載の重力補償冶具。
[4] 前記重力補償部は、弾性部材、カウンターウェイトのいずれかであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1つに記載の重力補償冶具。
[5] [1]〜[4]のいずれか1項に記載の重力補償冶具を備えた形状測定装置を有することを特徴とする鋼板の形状矯正装置。
The present invention has been made based on the above findings, and has the following gist.
[1] A gravity compensation jig used for a steel sheet shape measuring device provided with a laser light source,
A measuring device fixing section for fixing the shape measuring device,
A rotation mechanism unit that rotates the measurement device fixing unit in the rotation direction of the shape measurement device,
A support beam for supporting the rotation mechanism,
A gravity compensating part for compensating a load applied to the supporting beam part by a weight of the shape measuring device.
[2] The gravity compensating jig according to [1], wherein the rotating mechanism is installed horizontally with respect to the surface of the steel plate to be measured.
[3] The gravity compensation jig according to [1] or [2], wherein the rotation mechanism is provided so as not to block an optical path of the laser light source.
[4] The gravity compensation jig according to any one of [1] to [3], wherein the gravity compensation unit is one of an elastic member and a counterweight.
[5] A shape correcting device for a steel plate, comprising a shape measuring device provided with the gravity compensation jig according to any one of [1] to [4].
本発明によれば、測定対象の鋼板表面に対して水平に配設されたレーザ光源を用いた鋼板の形状測定装置の回転軸に重力補償冶具を設置するため、形状測定装置の重力(自重)による回転軸への負荷を補償することができる。これにより、形状測定装置の測定精度が向上する。また、本発明の重力補償冶具を備えた形状測定装置を鋼板の形状矯正装置に適用することで、適正な鋼板形状に基づく形状矯正が可能となり、鋼板形状に優れた鋼板を製造することができる。 According to the present invention, since the gravity compensating jig is installed on the rotation axis of the steel sheet shape measuring device using the laser light source disposed horizontally with respect to the surface of the steel plate to be measured, the gravity (self-weight) of the shape measuring device is used. Can compensate for the load on the rotating shaft. This improves the measurement accuracy of the shape measuring device. Further, by applying the shape measuring device equipped with the gravity compensation jig of the present invention to a shape correcting device for a steel plate, shape correction based on an appropriate steel plate shape becomes possible, and a steel plate having an excellent steel plate shape can be manufactured. .
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明は、レーザ光源を備えた鋼板の形状測定装置に用いる重力補償冶具であって、形状測定装置を固定する測定装置固定部と、測定装置固定部を形状測定装置の回転方向に回転させる回転機構部と、回転機構部を支持する支持はり部と、形状測定装置の自重により支持はり部が受ける負荷を補償する重力補償部とを有する重力補償冶具である。また、本発明は、この重力補償冶具を備えた形状測定装置を有する鋼板の形状矯正装置である。 The present invention relates to a gravity compensation jig used for a shape measuring device for a steel plate provided with a laser light source, wherein the measuring device fixing portion for fixing the shape measuring device, and a rotation for rotating the measuring device fixing portion in the rotation direction of the shape measuring device. This is a gravity compensation jig having a mechanism, a supporting beam for supporting the rotating mechanism, and a gravity compensating unit for compensating a load applied to the supporting beam by the weight of the shape measuring device. Further, the present invention is a shape correcting device for a steel plate having a shape measuring device provided with the gravity compensation jig.
本発明の重力補償冶具とは、形状測定装置の重力補償を行う冶具である。本発明は、例えば、製鉄所等において、レーザ光源を用いて鋼板の形状測定を行なう形状測定装置に適用することができる。ここでは、一例として、形状測定装置を備えた鋼板の形状矯正装置に本発明を適用する場合について説明する。なお、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 The gravity compensation jig of the present invention is a jig for performing gravity compensation of the shape measuring device. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to, for example, a shape measuring apparatus for measuring the shape of a steel sheet using a laser light source in an ironworks or the like. Here, as an example, a case in which the present invention is applied to a steel sheet shape correction device provided with a shape measurement device will be described. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
まず、図1および図2を用いて、後述する本発明の重力補償冶具を取り付ける形状測定装置およびこの形状測定装置を備える形状矯正装置について説明する。図1には、本発明の一実施形態である形状測定装置15を有する鋼板の形状矯正装置10の全体構成を示す。図2には、図1に示したレーザ光源を備える形状測定装置15の構成を示す。 First, a shape measuring device for mounting a gravity compensation jig of the present invention, which will be described later, and a shape correcting device including the shape measuring device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration of a steel sheet shape correcting device 10 having a shape measuring device 15 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a configuration of a shape measuring device 15 including the laser light source shown in FIG.
図1に示すように、鋼板の形状矯正装置10(以下、形状矯正装置と称する)は、鋼板Sを矯正するプレス機11、プレス機11の入側に配設される入側搬送テーブル13、プレス機11の出側に配設される出側搬送テーブル14、入側搬送テーブル13の側方に配設される形状測定装置15、制御装置16およびトラッキング装置17、18を有する。入側及び出側搬送テーブル13、14には、鋼板Sを搬送するための多数のローラが配設されている。形状測定装置15および制御装置16は、架台22の上方に並べて設けられている。トラッキング装置17、18は、例えば入側搬送テーブル13のローラの回転量などを用いて鋼板Sの搬送量を求めることにより、鋼板Sの位置の検出を行う。 As shown in FIG. 1, a steel sheet shape straightening device 10 (hereinafter, referred to as a shape straightening device) includes a press machine 11 for straightening a steel sheet S, an entry-side transfer table 13 disposed on the entry side of the press machine 11, It has an output side transfer table 14 disposed on the output side of the press machine 11, a shape measuring device 15, a control device 16, and tracking devices 17 and 18 disposed on the side of the input side transfer table 13. A number of rollers for transporting the steel sheet S are disposed on the entrance and exit transport tables 13 and 14. The shape measuring device 15 and the control device 16 are provided side by side above the gantry 22. The tracking devices 17 and 18 detect the position of the steel sheet S by obtaining the transport amount of the steel sheet S using, for example, the rotation amount of the rollers of the entrance-side transport table 13.
形状矯正装置10は、圧延工程などで生じた鋼板の反りや歪などの形状不良を取り除くために、プレス機11の加圧ラム12で鋼板Sを上から加圧し、鋼板Sに曲げモーメントを作用させる。これにより、形状矯正装置10は、鋼板形状の矯正を行う。この際、制御装置16は、適切な矯正ができるように、形状測定装置15によって測定された鋼板Sの形状に基づいて、プレス機11および入側及び出側の搬送テーブル13、14を制御する。 The shape correcting device 10 presses the steel sheet S from above with the pressurizing ram 12 of the press machine 11 to apply a bending moment to the steel sheet S in order to remove shape defects such as warpage and distortion of the steel sheet generated in a rolling process and the like. Let it. Thereby, the shape correction device 10 corrects the shape of the steel plate. At this time, the control device 16 controls the press machine 11 and the entrance and exit conveyance tables 13 and 14 based on the shape of the steel sheet S measured by the shape measurement device 15 so that appropriate correction can be performed. .
形状測定装置15は、図2に示すように、レーザ光源19、回転台20、ガルバノミラー21を有する。レーザ光源19は回転台20に搭載され、レーザ光源19のレーザ出射口に対向してガルバノミラー21が配設される。本発明の形状測定装置15では、回転台20の回転軸は、図示しない搬送テーブル13、14上を搬送される鋼板表面に対して水平となる。ガルバノミラー21の回転軸は、回転台20の回転軸に対して直交する。すなわち、形状測定装置15は、測定対象である鋼板Sの表面に水平となるように横置きされる。 The shape measuring device 15 includes a laser light source 19, a turntable 20, and a galvanomirror 21, as shown in FIG. The laser light source 19 is mounted on a turntable 20, and a galvanomirror 21 is provided facing the laser emission port of the laser light source 19. In the shape measuring device 15 of the present invention, the rotation axis of the turntable 20 is horizontal with respect to the surface of the steel sheet transferred on the transfer tables 13 and 14 (not shown). The rotation axis of the galvanomirror 21 is orthogonal to the rotation axis of the turntable 20. That is, the shape measuring device 15 is placed horizontally so as to be horizontal to the surface of the steel plate S to be measured.
レーザ光源19からのレーザ光は、ガルバノミラー21を回転させることにより、主として鋼板Sの幅方向(すなわち、図1中に両矢印で示した搬送方向と直交する方向)に偏光する。ガルバノミラー21から偏光されるレーザ光は、回転台20を回転させることにより、主として鋼板Sの長手方向(すなわち、上記搬送方向)に走査する。形状測定装置15は、鋼板Sの偏光および走査範囲内における、レーザ光の反射位置(すなわち検出点)までの距離をそれぞれ検出し、検出された距離データの点群データから鋼板Sの長さ、幅、厚さなどの形状を計測する。なお、距離データの検出には、例えば公知の位相差法を用いることができる。 The laser beam from the laser light source 19 is polarized mainly in the width direction of the steel sheet S (that is, in the direction orthogonal to the transport direction indicated by the double-headed arrow in FIG. 1) by rotating the galvanometer mirror 21. The laser light polarized from the galvanomirror 21 scans mainly in the longitudinal direction of the steel sheet S (that is, the above-described transport direction) by rotating the turntable 20. The shape measuring device 15 detects the polarization of the steel sheet S and the distance to the reflection position of the laser beam (that is, the detection point) within the scanning range, and calculates the length of the steel sheet S from the point cloud data of the detected distance data. Measure shapes such as width and thickness. Note that, for detecting the distance data, for example, a known phase difference method can be used.
上述したように、一般的な鋼板の形状矯正装置では、形状測定装置の回転台の回転軸は、測定対象である鋼板Sの表面に対して垂直、すなわち回転台が架台に逆さ吊りとなるように配設する。しかし、本発明では、測定精度を向上させる観点より、形状測定装置15の回転台20の回転軸は測定対象である鋼板Sの表面に対して水平に配設する。このように配設したことにより、形状測定装置15の自重で回転動作不良の影響が生じたため、この影響を補償することが重要となる。そこで、本発明では、形状測定装置15の回転動作不良のリスクを低減することができる重力補償冶具を完成させた。 As described above, in a general steel sheet shape correction device, the rotation axis of the turntable of the shape measuring device is perpendicular to the surface of the steel plate S to be measured, that is, the turntable is suspended upside down from the gantry. To be installed in However, in the present invention, from the viewpoint of improving the measurement accuracy, the rotation axis of the turntable 20 of the shape measuring device 15 is disposed horizontally with respect to the surface of the steel sheet S to be measured. With such an arrangement, the influence of the rotational operation failure is caused by the weight of the shape measuring device 15, and it is important to compensate for the influence. Therefore, in the present invention, a gravity compensation jig capable of reducing the risk of a rotational operation failure of the shape measuring device 15 has been completed.
以下に、図3〜図5を用いて、本発明の重力補償冶具について説明する。図3〜図5には、図2に示した形状測定装置15を重力補償冶具1で固定した状態を説明する側面図を示す。なお、形状測定装置15は、架台22に対して横置きに設置している。 Hereinafter, the gravity compensation jig of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5 are side views illustrating a state in which the shape measuring device 15 illustrated in FIG. 2 is fixed by the gravity compensation jig 1. In addition, the shape measuring device 15 is installed horizontally with respect to the gantry 22.
図3〜図5に示すように、本発明の重量補償冶具1は、測定装置固定部2、回転機構部3、支持はり部4、重力補償部5により構成される。 As shown in FIGS. 3 to 5, the weight compensation jig 1 of the present invention includes a measurement device fixing unit 2, a rotation mechanism unit 3, a support beam unit 4, and a gravity compensation unit 5.
測定装置固定部2とは、形状測定装置15の筐体を囲むように挟み込むことで固定するものである。測定装置固定部2は、例えば側面視でコの字状に形成される。 The measurement device fixing unit 2 is a device that is fixed by being sandwiched so as to surround the housing of the shape measurement device 15. The measuring device fixing part 2 is formed in, for example, a U shape in a side view.
回転機構部3とは、測定装置固定部2を形状測定装置15の回転方向に回転させるものである。回転機構部3は、重力補償冶具1を形状測定装置15に取付けた状態で、測定装置固定部2と形状測定装置15の間に位置するように設ける。回転機構部3により、測定装置固定部2と形状測定装置15の回転を同期させることができる。回転機構部3として、例えば、ベアリング、ブッシュ(すべり軸受)等を用いることができる。 The rotation mechanism unit 3 rotates the measuring device fixing unit 2 in the rotation direction of the shape measuring device 15. The rotation mechanism unit 3 is provided so as to be located between the measuring device fixing unit 2 and the shape measuring device 15 with the gravity compensation jig 1 attached to the shape measuring device 15. The rotation of the measurement device fixing unit 2 and the shape measurement device 15 can be synchronized by the rotation mechanism unit 3. As the rotation mechanism 3, for example, a bearing, a bush (slide bearing), or the like can be used.
なお、回転機構部3は、測定される鋼板Sの表面に対して水平に設置するとよい。また、回転機構部3は、形状測定装置15のレーザ光源の光路から外れる(光路に重ならない)ように設けることが好ましい。これにより、形状測定装置の走査範囲が狭くなることを防止し、鋼板Sを置く位置を制限することなく測定が可能となる。 The rotation mechanism 3 may be installed horizontally with respect to the surface of the steel plate S to be measured. Further, it is preferable that the rotation mechanism section 3 be provided so as to be out of the optical path of the laser light source of the shape measuring device 15 (not to overlap the optical path). Thereby, it is possible to prevent the scanning range of the shape measuring device from being narrowed, and to perform the measurement without restricting the position where the steel sheet S is placed.
支持はり部4とは、回転機構部3を支持するものである。支持はり部4は、形状測定装置15の重心位置の上方に配設され、回転機構部3を介して測定装置固定部2と接続される。 The supporting beam 4 supports the rotating mechanism 3. The supporting beam 4 is disposed above the position of the center of gravity of the shape measuring device 15, and is connected to the measuring device fixing portion 2 via the rotation mechanism 3.
重力補償部5とは、形状測定装置15の自重により支持はり部4が受ける負荷を補償するものである。重力補償部5として、例えば、定荷重バネなどの弾性部材、滑車と重りなどを用いたカウンターウェイト、モーターでの吊り上げなどのいずれかを用いることができる。 The gravity compensating section 5 compensates for the load applied to the supporting beam section 4 by the weight of the shape measuring device 15. As the gravity compensating unit 5, for example, any one of an elastic member such as a constant load spring, a counterweight using a pulley and a weight, and lifting by a motor can be used.
上記した構成を有する重力補償冶具1は、形状測定装置15の本体(筐体)を測定装置固定部2で挟み込むことで固定し、測定装置固定部2と形状測定装置15が同期できるように回転機構部3(例えばベアリング)を接続する。このとき、ベアリング3は測定装置固定部2とは別に、形状測定装置15の重心位置の上部に延ばした支持はり部4と繋がっている。支持はり部4と形状測定装置15を取り付けた架台22とは重力補償部5(例えば定荷重バネ)で接続されることで、形状測定装置15の自重によって回転台20の回転軸にかかる負荷を低減することができる。 The gravity compensation jig 1 having the above-described configuration is fixed by sandwiching the main body (housing) of the shape measuring device 15 with the measuring device fixing portion 2, and rotating so that the measuring device fixing portion 2 and the shape measuring device 15 can be synchronized. The mechanism 3 (for example, a bearing) is connected. At this time, the bearing 3 is connected to the supporting beam 4 extending above the center of gravity of the shape measuring device 15 separately from the measuring device fixing portion 2. The support beam 4 and the gantry 22 to which the shape measuring device 15 is attached are connected by a gravity compensating unit 5 (for example, a constant load spring), so that the load applied to the rotating shaft of the turntable 20 by the weight of the shape measuring device 15 is reduced. Can be reduced.
なお、図3では、重力補償冶具1と形状測定装置15を取り付けている架台22とを接続する重力補償部5として、定荷重バネを用いた場合を示したが、本発明はこの実施形態に限るものでなく、重力を補償できる機構であれば良い。例えば、定荷重バネに替えて、図4に示すようにモーターでの吊り上げを用いて接続する場合や、図5に示すように滑車と重りを用いて接続する場合が挙げられる。なお、図3〜図5に示した太矢印は、形状測定装置の自重によるモーメントを解消する力を示す。 Although FIG. 3 shows a case where a constant load spring is used as the gravity compensation unit 5 that connects the gravity compensation jig 1 and the gantry 22 to which the shape measuring device 15 is attached, the present invention is applied to this embodiment. The mechanism is not limited, and any mechanism that can compensate for gravity may be used. For example, instead of using a constant load spring, a connection may be made by using a motor as shown in FIG. 4, or a connection may be made using a pulley and a weight as shown in FIG. The thick arrows shown in FIGS. 3 to 5 indicate the force for canceling the moment due to the weight of the shape measuring device.
次に、本発明の鋼板の形状矯正装置について説明する。 Next, the shape correcting device for a steel sheet according to the present invention will be described.
本発明は、製鉄所等における鋼板の形状を矯正する形状矯正装置に適用できる。なお、上述のとおり、形状矯正装置10については図1、2を用いて説明しているため、ここでは詳細の説明は省略する。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is applicable to the shape correction apparatus which corrects the shape of a steel plate in a steel mill etc. As described above, since the shape correcting device 10 has been described with reference to FIGS. 1 and 2, the detailed description is omitted here.
本発明の鋼板の形状矯正装置10は、上述した重力補償冶具1を備えた形状測定装置15を備えており、圧延工程後に鋼板に生じた形状不良を矯正する装置である。形状矯正装置10は、入側搬送テーブル13の側方に設けた形状測定装置15に、上述した図3〜図5の構成を有する重力補償冶具1のいずれかを備えていればよい。これにより、形状測定装置15の回転軸にかかる重力モーメントを低減できる。 The steel sheet shape correcting device 10 of the present invention includes a shape measuring device 15 provided with the gravity compensation jig 1 described above, and corrects a shape defect generated in a steel plate after a rolling process. The shape correction device 10 only needs to include any one of the gravity compensation jigs 1 having the above-described configurations in FIGS. 3 to 5 in the shape measurement device 15 provided on the side of the entrance-side transfer table 13. Thereby, the gravitational moment applied to the rotation axis of the shape measuring device 15 can be reduced.
本発明の鋼板の形状矯正装置10は、例えば、重力補償冶具1を取り付けた形状測定装置15により、入側搬送テーブル13上の鋼板Sを走査し、圧延工程後の鋼板Sの形状を測定する。測定された鋼板Sの形状に基づいて、鋼板の反りなどの形状不良を取り除く必要があるときには、プレス機11の加圧ラム12で鋼板Sを上から加圧し、鋼板Sに曲げモーメントを作用させて、鋼板形状の矯正を行う。 The shape correcting apparatus 10 for a steel sheet of the present invention scans the steel sheet S on the entry-side transfer table 13 and measures the shape of the steel sheet S after the rolling process by, for example, the shape measuring apparatus 15 to which the gravity compensation jig 1 is attached. . When it is necessary to remove shape defects such as warpage of the steel sheet based on the measured shape of the steel sheet S, the steel sheet S is pressed from above by the pressing ram 12 of the press machine 11 to apply a bending moment to the steel sheet S. To correct the shape of the steel plate.
以上説明したように、本発明によれば、形状測定装置15の自重を重力補償冶具1によって補償することで、形状測定装置15の回転台20の回転軸を測定対象の鋼板Sの表面と水平に設置した際に発生する回転軸の負荷が低減される。これにより、回転動作不良のリスクを低減することができるようになる。 As described above, according to the present invention, the self-weight of the shape measuring device 15 is compensated for by the gravity compensation jig 1 so that the rotation axis of the turntable 20 of the shape measuring device 15 is level with the surface of the steel plate S to be measured. The load on the rotating shaft, which is generated when the rotary shaft is installed, is reduced. This makes it possible to reduce the risk of rotational operation failure.
また、本発明の重量補償冶具1により、レーザ光源19を用いた鋼板の形状測定装置15における測定精度が良い設置向き、すなわち、鋼板表面と測定装置の回転軸を水平に設置したときの形状測定装置15の重力を補償することで、回転動作不良のリスクを低減する。これにより、回転速度が安定するため、形状測定装置15の測定精度が向上する。 In addition, the weight compensation jig 1 of the present invention uses the laser light source 19 to measure the shape of the steel plate shape measuring device 15 with good measurement accuracy, that is, the shape measurement when the surface of the steel plate and the rotation axis of the measuring device are horizontally set. Compensating for the gravity of the device 15 reduces the risk of rotational failure. Thereby, since the rotation speed is stabilized, the measurement accuracy of the shape measuring device 15 is improved.
さらに、本発明の重力補償冶具1を備えた形状測定装置15を鋼板の形状の矯正を行う鋼板の形状矯正装置10に適用することで、適正な鋼板形状に基づいて鋼板を矯正することが可能となる。これにより、矯正効果も向上する。 Furthermore, by applying the shape measuring device 15 provided with the gravity compensation jig 1 of the present invention to the steel plate shape correcting device 10 for correcting the shape of the steel plate, the steel plate can be corrected based on an appropriate steel plate shape. Becomes Thereby, the correction effect is also improved.
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
本実施例では、製鉄所のプレス矯正の設備において、公知の方法で圧延等された圧延工程後の鋼板Sを用いて形状測定および形状矯正を行った。 In the present example, shape measurement and shape correction were performed using a steel sheet S after a rolling process, which was rolled by a known method, at a press straightening facility of an ironworks.
本発明例として、上述した図3の重力補償冶具1を取り付けた形状測定装置15を備えた形状矯正装置10を用いて、鋼板Sの形状測定および形状矯正を行った。なお、形状測定装置15は、図2に示すように、架台22に対して横置きとなるように設置した。 As an example of the present invention, the shape measurement and the shape correction of the steel sheet S were performed using the shape correction device 10 including the shape measurement device 15 to which the gravity compensation jig 1 of FIG. In addition, as shown in FIG. 2, the shape measuring device 15 was installed so as to be placed horizontally on the gantry 22.
一方、従来例(比較例)として、形状測定装置15を備えた形状矯正装置10を用いて、鋼板Sの形状測定および形状矯正を行った。従来例では、本発明の重力補償冶具1は用いずにこれらの作業を行った。なお、形状測定装置15は、架台22に対して横置きとなるように設置した。 On the other hand, as a conventional example (comparative example), shape measurement and shape correction of the steel sheet S were performed using the shape correction device 10 provided with the shape measurement device 15. In the conventional example, these operations were performed without using the gravity compensation jig 1 of the present invention. Note that the shape measuring device 15 was installed so as to be placed horizontally on the gantry 22.
ここでは、各形状測定装置15に旋回異常が発生するか否かを調べた。その結果を図6に示す。図6(a)は、重力補償冶具1を用いずに形状測定を行なった場合(従来例の場合)の旋回角制御の様子を示すグラフであり、図6(b)は、重力補償冶具1を用いて形状測定を行なった場合(本発明例の場合)の旋回角制御の様子を示すグラフである。図6において、横軸はデータ収集点(単位:点)であり、縦軸は収集点数毎の旋回した角度(単位:rad)である。 Here, it was examined whether or not a turning abnormality occurred in each shape measuring device 15. FIG. 6 shows the result. FIG. 6A is a graph showing a state of the turning angle control when the shape is measured without using the gravity compensation jig 1 (in the case of the conventional example), and FIG. 7 is a graph showing a state of turning angle control when shape measurement is performed using (a case of the present invention). In FIG. 6, the horizontal axis is a data collection point (unit: point), and the vertical axis is a turning angle (unit: rad) for each number of collection points.
図6に示したように、本発明例(図6(b)を参照)の場合には旋回角制御異常が発生しなかったのに対し、従来例(図6(a)を参照)の場合には旋回角制御異常が発生した。図6(a)に示す例では、データ収集点が0〜400の間で特に測定異常および制御異常が発生していた。これは、形状測定装置15の自重により、旋回軸にスラスト力およびモーメントが作用したことに起因していた。なお、正常時は一定の誤差を含みながら一定範囲内で動作していることがわかった。 As shown in FIG. 6, in the example of the present invention (see FIG. 6B), no turning angle control abnormality occurred, whereas in the case of the conventional example (see FIG. 6A). Has a turning angle control abnormality. In the example shown in FIG. 6A, a measurement abnormality and a control abnormality occur particularly when the data collection point is between 0 and 400. This is because the thrust force and the moment acted on the turning axis due to the weight of the shape measuring device 15. In addition, it turned out that it operates within a certain range while including a certain error in a normal state.
以上より、本発明によれば、レーザ光源を用いた鋼板の形状測定装置に重力補償冶具を備えることにより、レーザ光源を用いた鋼板の測定装置において測定精度が良い設置向き(鋼板表面と測定装置の回転軸が水平)での測定装置の重力を補償することが可能となる。その結果、回転動作不良のリスクを低減できるようになることがわかった。 As described above, according to the present invention, by providing a steel sheet shape measuring apparatus using a laser light source with a gravity compensation jig, the steel sheet measuring apparatus using a laser light source can be installed with good measurement accuracy (the steel sheet surface and the measuring apparatus). (The rotation axis of the measurement device is horizontal). As a result, it has been found that the risk of rotational operation failure can be reduced.
1 重力補償冶具
2 測定装置固定部
3 回転機構部
4 支持はり部
5 重力補償部
10 形状矯正装置
11 プレス機
12 加圧ラム
13 入側搬送テーブル
14 出側搬送テーブル
15 形状測定装置
16 制御装置
17、18 トラッキング装置
19 レーザ光源
20 回転台
21 ガルバノミラー
22 架台
S 鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gravity compensation jig 2 Measurement device fixing part 3 Rotation mechanism part 4 Support beam part 5 Gravity compensation part 10 Shape correction device 11 Press machine 12 Pressurization ram 13 Incoming side transport table 14 Outgoing side transport table 15 Shape measuring device 16 Control device 17 , 18 Tracking device 19 Laser light source 20 Turntable 21 Galvanometer mirror 22 Mount S Steel plate
Claims (5)
前記形状測定装置を固定する測定装置固定部と、
前記測定装置固定部を前記形状測定装置の回転方向に回転させる回転機構部と、
前記回転機構部を支持する支持はり部と、
前記形状測定装置の自重により前記支持はり部が受ける負荷を補償する重力補償部と
を有することを特徴とする重力補償冶具。 A gravity compensation jig used for a steel sheet shape measuring device provided with a laser light source,
A measuring device fixing section for fixing the shape measuring device,
A rotation mechanism unit that rotates the measurement device fixing unit in the rotation direction of the shape measurement device,
A support beam for supporting the rotation mechanism,
A gravity compensating part for compensating a load applied to the supporting beam part by a weight of the shape measuring device.
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