JP2890690B2 - 圧延機のロールプロフィル計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧延機のロールプロフィル計測装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来の圧延機のロールプロフィル計測装置は、例え
ば、特開昭64−61604号公報に記載されている。

以下、従来の圧延機のロールプロフィル計測装置を第
12図を用いて説明する。

１は圧延機のハウジング、２はワークロールである。

ハウジング１には、ガイド３を介して、ワークロール
２と平行な支持ビーム４が、ワークロール２に対して近
接離反自在に取り付けられている。

支持ビーム４の両端には、ワークロール２に向けて伸
びる位置決めアーム５が取り付けられ、且つ、支持ビー
ム４の位置決めアーム５と反対の側には、位置決めアー
ム５と平行な方向に伸びるシリンダ６が取り付けられて
いる。

又、位置決めアーム５には、支持部材12,13を介し
て、長手方向に伸びるガイドレール７と、該ガイドレー
ル７に平行で且つモータ８によって回転可能なネジ軸９
が取り付けられている。

ネジ軸９にはガイドレール７に沿って移動自在に距離
検出器取付台10が螺合されている。

距離検出器取付台10には複数の距離検出器11が取り付
けられている。

尚、14はモータ８の出力軸、15,16はモータ８の出力
軸14とネジ軸９とを連結する歯車である。

そして、シリンダ６を伸長動させてガイド３に沿い位
置決めアーム５がワークロール２の表面に圧接するまで
支持ビーム４を移動させ、支持ビーム４がワークロール
２に対して一定の間隔で保持されるようにする。

次に、複数の距離検出器11によりワークロール２の表
面までの距離を検出し、このままの状態でモータ８によ
り歯車15,16を介してネジ軸９を回転駆動して距離検出
器取付台10をガイドレール７に沿って移動させ、距離検
出器11によるワークロール２に対する検出位置をワーク
ロール２長手方向に走査させることにより、ワークロー
ル２のプロフィルを圧延中に計測する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の圧延機のロールプロフィル
計測装置には、以下のような問題があった。

即ち、ワークロール２、特に上側のワークロール２の
位置は、例えば圧延中に板厚変動等の外乱により上下に
変動するが、距離検出器11を距離検出器取付台10を介し
て支持するフレーム４は、圧延機のハウジング１にガイ
ド３を介して単にワークロール１に対し近接離反自在と
なるように取り付けられているのみなので、ワークロー
ル２を異なる径のものに交換する場合には対応可能であ
っても、ワークロール２の上下の変動に対しては追随さ
せることができなかった。

従って、実際に圧延中のワークロール２のプロフィル
の計測に用いるのが困難であった。

本発明は、上述の実情に鑑み、ワークロールの上下の
変動に追随し得るように支持可能な圧延機のロールプロ
フィル計測装置を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の圧延機のロールプ
ロフィル計測装置では、ワークロールと一体に昇降可能
な昇降フレームと、間隔調整装置によりワークロールに
対して近接離反し得られ且つシフト用シリンダによりワ
ークロール軸線方向へ移動し得る測定架台と、ワークロ
ール軸線方向に該ワークロールの略全長にわたって間隔
を隔て且つワークロール側を向くように測定架台に配設
された水柱式超音波距離センサよりなる複数の主距離セ
ンサと、ワークロール軸線に対して平行に延び且つ主距
離センサの反ワークロール側に位置するように張設され
た基準線と、各主距離センサの反ワークロール側に位置
し且つ基準線側を向くように測定架台に配設された水柱
式超音波距離センサよりなる複数の副距離センサと、各
主距離センサにより計測されるワークロール表面までの
距離、及び各副距離センサにより計測される基準線まで
の距離に基づきワークロールのプロフィルを求める演算
制御装置とを備えている。

［作用］ 本発明によれば、ロールプロフィル計測装置本体によ
りワークロールのプロフィルが計測される。

間隔調整装置によってロールプロフィル計測装置本体
をワークロールに向け近接離反させることにより、径の
異なるワークロールに対応させることができる。

ロールプロフィル計測装置本体はワークロールと一体
に昇降可能な昇降フレームによって支持されているの
で、ワークロールの上下の変動に対してロールプロフィ
ル計測装置本体も追随して上下動する。

複数の主距離センサが配設されている測定架台と、シ
フト用シリンダによってワークロール軸線方向へ移動さ
せるので、測定架台のワークロール軸線方向への移動量
を大きくすることなく、それぞれの主距離センサで計測
されるワークロール表面までの距離と副距離センサで計
測される基準線までの距離とに基づき、ワークロールの
プロフィルを正確に計測できる。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第10図は、本発明の一実施例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

図中19は圧延機のハウジング、20は圧延機のワークロ
ール、21はバックアップロール、22はワークロール20の
軸箱、23はバックアップロール21の軸箱、24はハウジン
グ19と上側のバックアップロール21の軸箱23との間に設
けられた油圧圧下シリンダ、25はハウジング19に設けら
れた図示しないカウンタバランスシリンダにより上側の
バックアップロール21の軸箱23を上方に付勢するバラン
スビーム、26はハウジング19とワークロール20の軸箱22
との間に設けられたシフトガイド部、27はワークロール
20の軸箱22とシフトガイド部26との間に設けられたベン
ディング装置、28は圧延材の送り方向、29は圧延材のパ
スライン、30はワークロール交換用レール、31は圧延機
の出側に設けられたルーパーである。

第４図に示すように、ハウジング19の圧延材送り方向
28出側で且つパスライン29よりも上方の位置に、送り方
向28出側へ行くに従い上方へ進むガイド部32を有する左
右一対の着脱ガイド体33を設け、着脱ガイド体33間に、
第２図に示すように、ワークロール20と平行に伸びる着
脱フレーム35を、該着脱フレーム35の両端に形成したガ
イド部34が前記ガイド部32に対して着脱自在となるよう
嵌合支持する。

そして、ハウジング19の着脱ガイド体33上方位置に水
平な軸36を介して第１図に示すようなくの字リンク37を
上下に回動自在に枢着し、くの字リンク37の下方の端部
と着脱フレーム35を小リンク38を介して接続すると共
に、くの字リンク37の上方の端部とハウジング19の間に
上下に伸びる着脱用シリンダ39を介装する。

更に、前記着脱フレーム35の下部に上下の通板ガイド
40,41を一体に取り付ける。

同様に、第４図に示すように、ハウジング19の圧延材
送り方向28出側で且つパスライン29よりも下方の位置
に、送り方向28に伸びるガイド部42を有する左右一対の
着脱ガイド体43を設け、着脱ガイド体43間に、第３図に
示すように、ワークロール20と平行に伸びる着脱フレー
ム45を、該着脱フレーム45の両端に形成したガイド部44
が前記ガイド部42に対して着脱自在となるよう嵌合支持
する。

そして、着脱ガイド体43と着脱フレーム45との間に送
り方向28に伸びる着脱用シリンダ46を介装する。

上下の着脱フレーム35,45両端のワークロール20側の
部分に、第２図・第３図・第５図に示すように、夫々、
上下に伸びる昇降ガイド部47,48を形成し、昇降ガイド
部材47,48間に、ワークロール20と平行に伸びる昇降フ
レーム49,50を、該昇降フレーム49,50の両端に形成した
ガイド部51,52が前記昇降ガイド部47,48に対して昇降自
在となるよう嵌合支持する。

そして、上側の昇降フレーム49と前記バランスビーム
25との間、及び、下側の昇降フレーム50と下側の着脱フ
レーム45に設けた下方に伸びるアーム53との間に、夫
々、上下方向に伸びる係止状態解除用シリンダ54,55を
介装する。

一方、上下の昇降フレーム49,50の両端及び中間部
に、第２図・第３図・第６図に示すように、夫々、ワー
クロール20側へ伸びるサポート部材56,57及び58,59を突
設し、該サポート部材56,57及び58,59により、ワークロ
ール20と平行な係止用シリンダ60,61と係止用ピン62,63
とを一体化して成る伸縮自在な係止装置64,65をワーク
ロール20の軸線方向へ移動自在に貫通支持すると共に、
ワークロール20の軸箱22の昇降フレーム49,50側の部分
に、係止装置64,65の両端を下方から係止し且つ上方或
いは側方から解放するフック等の係止部材66,67を設け
る。

上下の昇降フレーム49,50両端のサポート部材56,58下
部に、第２図・第３図・第７図に示すような、送り方向
28に伸びる間隔調整用ガイド68,69を設け、該間隔調整
用ガイド68,69間に、ワークロール20と平行に伸びるロ
ール冷却装置本体70,71を、該ロール冷却装置本体70,71
の両端に形成した間隔調整用ガイド部72,73が前記間隔
調整用ガイド68,69に対して送り方向28へ移動自在とな
るよう嵌合支持する。

そして、昇降フレーム49,50の下部に、第１図・第２
図・第３図・第５図に示すような、ウォームジャッキ等
の間隔調整装置74,75を取り付け、間隔調整装置74,75の
ワークロール20側へ伸びるウォームスクリュー等の駆動
軸76,77の先端を回転継手78,79を介してロール冷却装置
本体70,71に接続する。

第１図・第７図に示すように、ロール冷却装置本体7
0,71に、ワークロール20と平行なスライドガイド80を設
け、スライドガイド80にスライド体81を移動自在に嵌合
し、スライド体81にワークロール20と平行な測定架台82
を取り付け、スライドガイド80と測定架台82の間にワー
クロール20と平行にシフト用シリンダ83を設ける。

第８図に示すように、測定架台82に、ワークロール20
の軸線方向へ所定の間隔で、後述するような高圧水ジェ
ットによる水柱式超音波距離センサから成る複数の主距
離センサ84を、ワークロール20へ向けて配設し、測定架
台82の主距離センサ84に関してワークロール20とは反対
の側にワークロール20の軸線と平行なワイヤ等の基準線
85を張設し、前記各主距離センサ84の背面に夫々主距離
センサ84と同様な副距離センサ86を基準線85へ向けて配
設することによりロールプロフィル計測装置本体97を構
成する。

前記主距離センサ84と副距離センサ86を構成する高圧
水ジェットによる水柱式超音波距離センサは、第９図に
示すように、先端に高圧水噴射孔87を有する中空のセン
サ本体88を設け、センサ本体88の閉口した後端に超音波
発信子89を設け、センサ本体88の後端側にセンサ本体88
内部に連通する高圧水供給口90を設け、センサ本体88内
部の超音波発信子89と高圧水噴射孔87の中間位置に水温
補正用反射板91を設けたものである。

尚、センサ本体88の高圧水供給口90へはスライド体81
内部に形成した図示しない高圧水供給路から高圧水を供
給するようにする。又、第８図中92は主距離センサ84と
副距離センサ86からの検出信号93を信号処理する信号処
理装置、94は信号処理装置92で処理された信号95に基づ
いてワークロール20のプロフィルを求めると共にシフト
用シリンダ83に指令信号96を送る演算制御装置である。

次に、作用について説明する。

主距離センサ84と副距離センサ86では、以下のように
して距離の検出を行なう。

即ち、スライド体81内部に形成した図示しない高圧水
供給路から高圧水供給口90へ高圧水を供給し、高圧水を
センサ本体88内部を通して高圧水噴射孔87からワークロ
ール20の表面へ噴射させる。

ワークロール20の表面に高圧水を噴射した状態で、超
音波発信子89から超音波を発信し、超音波が対象物に当
ってから反射波が戻ってくるまでの時間によって超音波
発信子89から対象物までの距離を計測する。

ここで、センサ本体88内部に水温補正用反射板91を設
けたので、予めかっている超音波発信子89から水温補正
用反射板91までの距離に対して、超音波が対象物に当っ
てから反射波が戻ってくるまでの時間を計測すること
で、水温の変化によって誤差を補正することができる。

又、高圧水を用いているので、高速回転するワークロ
ール20に対しても安定した測定が可能となる。

そして、主距離センサ84で計測した超音波発信子89か
らワークロール20の表面までの距離と、副距離センサ86
で計測した超音波発信子89から基準線85までの距離と、
更に、主距離センサ84の超音波発信子89から副距離セン
サ86の超音波発信子89までの距離とを合計した距離を基
にして、主距離センサ84を設けた位置におけるワークロ
ール20のプロフィルを評価するようにする。このよう
に、副距離センサ86と基準線85を設けることにより測定
架台82の熱変形によらない正確な測定が可能となる。

こうして、主距離センサ84を設けた位置におけるワー
クロール20の表面から基準線85までの距離を求めたら、
シフト用シリンダ83を伸縮動させ、スライドガイド80及
びスライド体81を介して、測定架台82ごと主距離センサ
84の位置をワークロール20の軸線方向に１ピッチ分だけ
ずらして行くことにより、第10図に実線で示すように、
ワークロール20のプロフィルを圧延機の稼働中に検出す
ることができる。

また、複数の主距離センサ84が配設されている測定架
台82を、シフト用シリンダ83によってワークロール20の
軸線方向へ移動させるので、測定架台82のワークロール
20の軸線方向への移動量を大きくすることなく、ワーク
ロール20のプロフィルを計測できる。

尚、第10図中には、同じワークロール20を圧延機の稼
働を停止させてマイクロメータで計測した結果を破線で
示しているが、本発明のロールプロフィル計測装置本体
97によればマイクロメータで計測した場合とほとんど誤
差のない測定ができることがわかる。

圧延中に圧延材の板厚変動等の外乱が生じた場合、上
側のワークロール20が上下動するが、本発明では、上側
の昇降フレーム49をガイド部51と昇降ガイド部47を介し
て着脱フレーム35に昇降自在に嵌合支持したので、昇降
フレーム49と着脱フレーム35の間に設けられた係止状態
解除用シリンダ54の圧力室から圧を抜いておくことによ
り、係止装置64と係止部材66を介してワークロール20の
軸箱22に係止された上側の昇降フレーム49が、上側のワ
ークロール20の上下動に追随して上下動し、従って昇降
フレーム49及びロール冷却装置本体70に支持された上側
のロールプロフィル計測装置本体97が上側のワークロー
ル20の上下動に追随して上下動する。このように、上側
のロール冷却装置本体70を上側のワークロール20の上下
動に追随して上下動させることにより、圧延中に支障な
くワークロール20のプロフィルを計測することができ
る。

又、ロール冷却装置本体70及びロールプロフィル計測
装置本体97は昇降フレーム49にワークロール20に対して
近接離反可能に支持されているので、ワークロール20を
径の異なるものに交換した場合にも、間隔調整装置74,7
5を駆動してロールプロフィル計測装置本体97をワーク
ロール20に対して近接離反させて位置調整することによ
り対応することができる。

又、ワークロール20を軸線方向にシフトさせる場合、
昇降フレーム49,50側の係止装置64,65はサポート部材5
6,57,58,59に前記軸線方向へ移動自在に支持されている
ので、ワークロール20が軸線方向にシフトされても、係
止装置64,65と係止部材66,67の係止状態が保たれたまま
係止装置64,65とサホート部材56,57,58,59が前記軸線方
向へ相対移動して、ロール冷却装置本体70,71及びロー
ルプロフィル計測装置本体97は元の位置に保持される。

圧延機からロールプロフィル計測装置本体97を取外す
時には、上下の係止状態解除用シリンダ54,55により昇
降フレーム49,50を持上げて係止部材66,67と係止装置6
4,65との楔合状態を解除し、上側の着脱用シリンダ39を
伸長動させることにより、くの字リンク37を第１図の反
時計回りに所要角度回動させて、小リンク38、ガイド部
34,32、着脱ガイド体33を介して着脱フレーム35ごと昇
降フレーム49をハウジング19から斜右上へ引出し、同時
に、下側の着脱用シリンダ39を収縮動させることによ
り、ガイド部44,42、着脱ガイド体43を介して着脱フレ
ーム45ごと昇降フレーム50をハウジング19から右側へ引
出すようにする。この際、上側の着脱フレーム35をハウ
ジング19から斜右上へ引出すようにしたことにより、上
側の着脱フレーム35をルーパー31に干渉させずに圧延機
から取外すことができる。尚、圧延機にロールプロフィ
ル計測装置本体97を取付ける時には、上記と反対の手順
を行なう。

第11図は、本発明の他の実施例であり、ワークロール
20が軸線方向にシフトしない圧延機に対して適用した他
は、前記実施例と同様の構成を備えており、同様の作用
・効果を得ることができる。

尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々
変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の圧延機のロールプロフ
ィル計測装置によれば、ロールプロフィル計測装置本体
をワークロールと一対に昇降可能な昇降フレームに支持
したので、ワークロールの上下の変動に対してロールプ
ロフィル計測装置を追随して上下動させることができ、
また、複数の主距離センサが配設されている測定架台
を、シフト用シリンダによってワークロール軸線方向へ
移動させるので、測定架台のワークロール軸線方向への
移動量を大きくすることなく、それぞれの主距離センサ
で計測されるワークロール表面までの距離と副距離セン
サで計測される基準線までの距離とに基づき、ワークロ
ールのプロフィルを正確に計測できるという優れた効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図の
II−II矢視図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４
図は第２図・第３図のIV−IV矢視図、第５図は第１図の
Ｖ−Ｖ矢視図、第６図は第２図のVI−VI矢視図、第７図
は第１図のVII−VII矢視図、第８図はロールプロフィル
計測装置本体を示す概略平面図、第９図は第８図の主距
離センサ及び副距離センサの概略断面図、第10図は本発
明による測定結果を示すワークロールの軸線方向の位置
とワークロールのプロフィルとの関係を示す図、第11図
は本発明の他の実施例の第２図と同様の図、第12図は従
来例の平面図である。 図中20はワークロール、49,50は昇降フレーム、74,75は
間隔調整装置、82は計測架台、83はシフト用シリンダ、
84は主距離センサ、85は基準線、86は副距離センサ、94
は演算制御装置、97はロールプロフィル計測装置本体を
示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークロールと一体に昇降可能な昇降フレ
   ームと、間隔調整装置によりワークロールに対して近接
   離反し得られ且つシフト用シリンダによりワークロール
   軸線方向へ移動し得る測定架台と、ワークロール軸線方
   向に該ワークロールの略全長にわたって間隔を隔て且つ
   ワークロール側を向くように測定架台に配設された水柱
   式超音波距離センサよりなる複数の主距離センサと、ワ
   ークロール軸線に対して平行に延び且つ主距離センサの
   反ワークロール側に位置するように張設された基準線
   と、各主距離センサの反ワークロール側に位置し且つ基
   準線側を向くように測定架台に配設された水柱式超音波
   距離センサよりなる複数の副距離センサと、各主距離セ
   ンサにより計測されるワークロール表面までの距離、及
   び各副距離センサにより計測される基準線までの距離に
   基づきワークロールのプロフィルを求める演算制御装置
   とを備えてなることを特徴とする圧延機のロールプロフ
   ィル計測装置。