JP3020800B2

JP3020800B2 - 疵取り用研削装置

Info

Publication number: JP3020800B2
Application number: JP6101136A
Authority: JP
Inventors: 淳松本; 幹男福井; 正義高橋; 信幸若杉; 達弥佐藤; 慶一葛山
Original assignee: Noritake Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Noritake Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JPH07308852A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク表面の疵を研削
砥石で研削して除去するための疵取り用研削装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生産加工工程においては、ワークの表面
に存在する種々の疵（割れ，孔等を含む）の除去が必要
になる。例えば、連続鋳造法で製造された普通鋼，特殊
鋼，ステンレス鋼等の鋼塊の表面には、種々の疵が存在
している場合がある。このような疵を鋼塊の表面に残し
たまま圧延加工等の後加工を施すと、疵が拡大されて、
得られる製品の歩留りや品質を低下させることになる。
かかる不具合を防ぐために、圧延加工等に先立って鋼塊
の表面の疵を除去することが必要になる。このようなワ
ーク表面の疵を除去するための方法として、従来は、オ
ペレータが研削装置を手動運転して疵のある箇所に研削
砥石を移動させ、疵の範囲や深さに応じてワーク表面を
研削して、疵の除去を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
方法では、常時オペレータが研削砥石の位置や姿勢を変
える操作を行って研削しなければならず、多大の人的労
力と時間を必要とし、さらにオペレータは研削中に激し
い粉塵に晒されて悪い作業環境に置かれるという問題が
あった。特に、深い疵を研削して除去する場合には、長
時間の作業が必要となり、オペレータの負担が大きかっ
た。これに対して、研削装置に教示装置を設けて、オペ
レータがワーク表面の疵の範囲や深さ等を教示すること
により、後は研削装置が教示された条件で研削を行う半
自動研削によることも考えられる。しかし、この場合に
も、教示操作には相当の時間を要し、この時間内はオペ
レータの作業が必要である点には変りがない。さらに、
大型のワークを研削する工程では、ライン上を往復する
研削装置にオペレータが搭乗して作業しなければならな
いため、振動，乗り物酔い等の悪い作業環境に置かれる
というという問題点があった。そこで、本発明において
は、ワーク表面の疵を除去するための研削工程を自動化
することによって、オペレータの作業を不要として上記
の諸問題を解決し、ワーク表面の疵の除去を効率的に行
うことができる疵取り用研削装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の発明に
おいては、上記課題を解決するために、図１に模式的に
示されるように、ワーク表面Ｍ４の疵を研削砥石Ｍ６で
研削して除去する疵取り用研削装置Ｍ２であって、ワー
ク表面Ｍ４に存在する疵についての情報を入力する疵情
報入力手段Ｍ８と、疵情報入力手段Ｍ８から入力された
情報に基づいて疵を除去するための研削の条件を決定す
る研削条件決定手段Ｍ１０と、研削条件決定手段Ｍ１０
で決定された条件に基づいて研削砥石Ｍ６による研削を
行うための制御信号を出力する研削制御手段Ｍ１２と、
研削制御手段Ｍ１２から出力された制御信号に基づいて
研削砥石Ｍ６を移動させてワーク表面Ｍ４の研削を行う
砥石移動機構Ｍ１４とを有し、疵情報入力手段Ｍ８は、
ワーク表面Ｍ４に存在する疵の位置，個数，深さ及び鋼
種係数についての情報のみならず、ワーク表面Ｍ４の温
度及び／またはワーク形状の歪みについての情報を入力
することを特徴とする疵取り用研削装置Ｍ２を創出し
た。ここで、「疵」には、「割れ」や「孔」等も含まれ
る。また、「研削」には、「研磨」等も含まれる。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【作用】請求項１の発明に係る疵取り用研削装置Ｍ２の
作用について、図１を参照して説明する。まず、疵情報
入力手段Ｍ８によって、ワーク表面Ｍ４に存在する疵に
ついての情報が入力される。この入力された情報に基づ
いて、研削条件決定手段Ｍ１０において、疵を除去する
ための研削の条件が決定される。そして、研削条件決定
手段Ｍ１０で決定された条件に基づいて、研削制御手段
Ｍ１２によって研削砥石Ｍ６による研削を行うための制
御信号が出力され、出力された制御信号に基づいて、砥
石移動機構Ｍ１４によって研削砥石Ｍ６を移動させてワ
ーク表面Ｍ４の研削が行われ、ワーク表面Ｍ４の疵が除
去される。このようにして、請求項１の発明に係る疵取
り用研削装置Ｍ２においては、ワーク表面Ｍ４の疵を除
去するための研削工程が、自動的に実行される。これに
よって、研削工程におけるオペレータによる作業が不要
となり、多大な人的労力や劣悪な作業環境といった問題
点が解決され、ワーク表面の疵の除去を効率的に行うこ
とができる。そして、疵情報入力手段Ｍ８は、ワーク表
面Ｍ４に存在する疵の位置，個数，深さ及び鋼種係数に
ついての情報のみならず、ワーク表面Ｍ４の温度及び／
またはワーク形状の歪みについての情報を入力する。従
って、疵の位置，個数，深さ，鋼種係数のみならず、ワ
ーク表面の温度或いはワーク形状の歪みに応じて、さら
に適切な研削条件が決定される。これによって、より適
切な研削条件による自動研削を行うことができる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【実施例】

実施例１次に、本発明を具現化した実施例１について、図２〜図
１８を参照しつつ説明する。まず、本発明に係る疵取り
用研削装置の実施例１の機械的な構造について、図２〜
図４を参照しつつ説明する。図２は、疵取り用研削装置
の実施例１としての疵取り研削ライン２の全体構成を示
す平面図であり、図３は疵取り研削ライン２の主要部の
構造を示す正面図、図４は側面図である。図２に示され
るように、この疵取り研削ライン２は、チェーンコンベ
ア４とこのチェーンコンベア４に沿って設置されたマー
ク読取り装置６，１０６，研削装置８，１０８及び反転
装置１０４を中心として構成されている。研削されるワ
ークとしての普通鋼スラブ（以下、単に「スラブ」とも
いう。）Ｓは、コンベア４上を図２の左方から右方へ
（すなわちＤ１方向へ）搬送される。コンベア４によっ
て図２の左方から搬入されたスラブＳは、まず研削装置
８によって一方の表面の疵を研削される。続いて、スラ
ブＳはスラブ反転機１０４によって裏返しにされ、研削
装置１０８によって裏面を研削された後に、図２の右方
へ搬出される。

【００１７】マーク読取り装置６と研削装置８，マーク
読取り装置１０６と研削装置１０８はそれぞれ一組にな
っており、マーク読取り装置６から研削装置８に、また
マーク読取り装置１０６から研削装置１０８に、読み取
られた情報が伝送される。以下、マーク読取り装置６及
び研削装置８の構造等について説明するが、マーク読取
り装置１０６及び研削装置１０８についても同様であ
る。マーク読取り装置６は、コンベア４を跨いで疵取り
研削ライン２の設置されている床面に固定されており、
搬送されるスラブＳはマーク読取り装置６の下方を通過
する。マーク読取り装置６の下面には、図示しない六台
のテレビカメラが、その撮像レンズを下方に向けて取り
付けられている。これらのテレビカメラはマーク読取り
装置６の長手方向に沿って一列に並べられており、六台
のテレビカメラによってマーク読取り装置６の下方を通
過するスラブＳの全面が撮像できるように配置されてい
る。

【００１８】スラブＳは、連続的に鋳造された鋼塊が一
定の長さで剪断又はガス切断されてなる直方体の鋼材で
あり、スラブＳの表面は図１に示されるワーク表面Ｍ４
に相当する。このスラブＳの表面には、予め作業者によ
って、表面の疵の存在する範囲ごとに、疵の深さに対応
したマークが記されている。このマークは、「１」，
「２」，…或いは「Ａ」，「Ｂ」，…等の記号であり、
各記号はそれぞれ一定範囲の疵の深さを表している。こ
れらのマークがマーク読取り装置６によって読み取ら
れ、スラブＳの疵情報データとして、スラブＳの厚さ，
幅，長さ等のデータとともに、後述する研削制御装置８
０に送られる。

【００１９】次に、研削装置８の構造について、図２〜
図４を参照しつつ詳細に説明する。図３は、研削装置８
の構造を示す正面図であり、図２におけるＩ−Ｉ断面を
示している。図３に示されるように、コンベア４を挟む
ようにして敷設された２本のレール２０，２８に跨がっ
て、車輪２２，２６を備えた台車４２が、移動可能に載
置されている。この台車４２は、上記のスラブＳの搬送
方向に対する前後方向（以下、この方向をＹ軸方向とす
る）に移動可能になっている。すなわち、側面から見れ
ば、図４に示されるように、矢印Ｄ５方向に移動する。
以下、Ｘ軸方向を横行方向とも呼び、Ｙ軸方向を走行方
向とも呼ぶ。この台車４２には、レールビーム１４と図
４のレールビーム１８を上方で支持するための支柱が数
本設けられている。これらのレールビーム１４，１８上
には、レール１２，１６がそれぞれ固定されている。台
車４２はＹ軸用モータ５２によって駆動され、台車４２
の移動量はＹ軸用エンコーダ（パルスジェネレータ）５
４によって検出される。Ｙ軸用エンコーダ５４は歯車を
有しており、この歯車がレール１２に並行して設けられ
たラックと噛み合うことによって、台車４２の移動量が
測定される。Ｙ軸用エンコーダ５４で測定された移動量
のデータは、後述する研削制御装置８０に伝送される。

【００２０】図４は、研削装置８の構造を示す側面図で
あり、図２におけるII−II断面を示している。図４に示
されるように、レール１２，１６に跨がって、車輪３
２，３４を備えたキャリア３０が、移動可能に載置され
ている。このキャリア３０は、上記台車４２の移動方向
と直角な方向、すなわちＸ軸方に移動可能になってお
り、正面から見ると、図３に示されるように矢印Ｄ３方
向に移動する。キャリア３０はＸ軸用モータ６２によっ
て駆動され、キャリア３０の移動量はＸ軸用エンコーダ
６４によって検出される。Ｘ軸用エンコーダ６４は歯車
を有しており、この歯車がレールビーム１４の内側側面
に並行して設けられたラックと噛み合うことによって、
キャリア３０の移動量が測定される。このＸ軸用エンコ
ーダ６４で測定された移動量のデータも、後述する研削
制御装置８０に伝送される。

【００２１】図３及び図４に示されるように、キャリア
３０は研削砥石５０を備えており、この研削砥石５０の
取り付けられた支柱７０が、昇降用（Ｚ軸用）シリンダ
７２によってキャリア３０に対して昇降可能に取り付け
られている。さらに、キャリア３０には、この研削砥石
５０を回転させるための砥石回転用モータ４４，研削砥
石５０を揺動させるための揺動用シリンダ４６，研削時
に研削砥石５０を押し付けるための研削押付用シリンダ
４８，研削砥石５０を水平面内で回動させるための回動
用シリンダ６６が設けられている。さらに、図４に示さ
れるように、Ｚ軸用シリンダ７２の近傍には、研削砥石
５０の高さを検出するためのＺ軸用エンコーダ７４が取
り付けられている。Ｚ軸用エンコーダ７４は歯車を有し
ており、この歯車が支柱７０に沿って設けられたラック
と噛み合うことによって支柱７０の移動量が測定され、
研削砥石５０の高さが検出される。また、研削装置８に
は、研削時に発生する粉塵を収集するダクト１０が、研
削砥石５０に対向する位置に取り付けられている。ダク
ト１０は、集塵機１１に接続されている。

【００２２】さらに図３に示されるように、研削装置８
には、研削砥石５０の径を測定するための光電スイッチ
５６と、スラブＳの表面疵の位置の基準となるスラブ基
準端面の検出を行うための光電スイッチ５８が設けられ
ている。これらはいずれも研削砥石５０の方向に光を放
射する発光器であり、研削砥石５０を挟んだ反対側に
は、図示しないそれぞれの受光器が設けられている。光
電スイッチ５６は、未使用状態の研削砥石５０が上昇端
から所定距離下降したときに光が遮られる高さに設けら
れている。従って、上昇端から光電スイッチ５６が反応
するまでの下降距離によって、研削による研削砥石５０
の径の変化を測定することができる。また、光電スイッ
チ５８は、コンベア４上を搬送されるスラブＳによって
遮光される高さに設けられている。従って、スラブＳが
研削装置８の下に搬入されて、その前端が光電スイッチ
５８の位置にきたときに、光電スイッチ５８が反応して
検出される。

【００２３】図３，図４に示されるように、研削装置８
には、オペレータが研削装置８を手動運転等する際に搭
乗する運転室４０が設けられている。この運転室４０内
には、研削制御装置８０が備えられており、この研削制
御装置８０によって、本実施例における自動研削が実行
される。なお、運転室４０内には図示しない操作盤が設
けられており、オペレータがこの操作盤を操作すること
によって、研削装置８の手動運転や、研削位置を教示し
ての半自動運転等を行うことができる。

【００２４】次に、研削制御装置８０の構成について、
図５を参照して説明する。図５は、研削制御装置８０の
構成を示すブロック図である。図５に示されるように、
研削制御装置８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）８２，Ｒ
ＯＭ８４，ＲＡＭ８６，入力処理回路８８，表示制御回
路９０，表示装置９２及び出力処理回路９４により構成
されるコンピュータシステムである。これらのＣＰＵ８
２〜出力処理回路９４は、バス９６によって互いにデー
タ転送可能に結合されている。ＣＰＵ８２は、ＲＯＭ８
４に格納された制御プログラムに従って、研削制御装置
８０の作動を制御する。入力処理回路８８は、前述のマ
ーク読取り装置６，Ｘ軸用エンコーダ６４，Ｙ軸用エン
コーダ５４，Ｚ軸用エンコーダ７４から送られる各デー
タ信号を受信して、研削制御装置８０内で処理可能なデ
ータ形式に変換し、バス９６を介してＣＰＵ８２または
ＲＡＭ８６へ転送する。出力処理回路９４は、研削砥石
５０の回転や移動等を制御するため、ＣＰＵ８２または
ＲＡＭ８６から送られる処理データに応じて、Ｘ軸用モ
ータ６２，Ｙ軸用モータ５２，Ｚ軸用シリンダ７２，砥
石回転用モータ４４，揺動用シリンダ４６，研削押付用
シリンダ４８或いは回動用シリンダ６６へ制御信号を送
る。なお、表示制御回路９０及び表示装置９２は、オペ
レータが研削位置を教示しての半自動運転等を行う場合
に使用される。

【００２５】次に、研削装置８による研削の具体的な方
法について、図６を参照して説明する。図６は、研削装
置８における研削方向を示す図である。図６（Ａ）に示
されるように、研削装置８においては、スラブＳの長手
方向（Ｘ軸方向）に対して、研削砥石５０Ａのように砥
石面を９０度に向けた研削（以下、変角９０度研削とい
う。）と、研削砥石５０Ｂのように６５度に向けた研削
（以下、変角６５度研削という。）とが選択して行われ
る。ここで、図６（Ｂ）に示されるように、変角６５度
研削の場合には研削跡Ｓ２はなだらかな面となるが、変
角９０度研削の場合にはエッジのたった研削跡Ｓ４とな
り、かかるエッジを残すと後工程でスラブの割れ等が生
じ易い。このため、変角９０度研削の場合には図６
（Ｃ）に示されるように、研削の開始時と終了時に研削
砥石５０Ａの押付圧力を制御して、なだらかな研削跡Ｓ
６が得られるようにしている。

【００２６】次に、スラブＳの表面疵の具体例につい
て、図７を参照して説明する。図７は、スラブＳの表面
疵の具体例を示す平面図である。図７に示されるよう
に、ワーク表面であるスラブ表面Ｓ１０には、疵が点在
する領域である面積疵４０２，４０６、線状疵４０４，
４０８、及び点状疵４１０といった種類の疵が存在して
いる。また、面積疵の中にもスラブのＸ軸方向に長いも
の４０２とＹ軸方向に長いもの４０６があり、線状疵に
もＸ軸方向に長いもの４０４とＹ軸方向に長いもの４０
８がある。本実施例の研削装置８においては、以下に述
べるように、これらの疵の種類に応じて、最も適切な研
削方法が行われる。

【００２７】次に、研削装置８における研削領域の指定
方法について、図８を参照して説明する。図８は、面積
疵の場合の研削領域の指定方法を示す図である。図８
（Ａ）に示されるように、矩形のスラブＳの一角を原点
として、前述の如くＸ軸方向とＹ軸方向が規定される。
そして、面積疵の対角をなす二点の位置が、このＸＹ座
標軸上の点（Ｘ，Ｙ）として指定される。さらに、図８
（Ｂ）に示されるように、矩形の面積疵の大きさ
（ｘ_n，ｙ_n）が、ｘ_n＝ｘ_n-2−ｘ_n-1，ｙ_n＝ｙ
_n-2−ｙ_n-1、として算出される。図８においては、面
積疵の位置の指定方法について説明したが、線状疵，点
状疵についても、同様にＸＹ座標軸上の点（Ｘ，Ｙ）と
して指定される。

【００２８】次に、研削装置８による表面疵の具体的な
研削方法について、図９及び図１０を参照して説明す
る。図９，図１０は、研削装置２における研削方法（研
削パターン）を示す斜視図である。図９（Ａ）は走行方
向の研削を、図９（Ｂ）は横行方向の研削を、図１０は
揺動研削をそれぞれ示している。図９（Ａ）において、
ワーク表面であるスラブ表面Ｓ１２には、線状疵４２２
と面積疵４２４が存在する。研削砥石５０は、線状疵４
２２，面積疵４２４いずれの場合もＹ軸に平行な方向に
往復移動する。但し、線状疵４２２の場合は端点Ｐ３２
から端点Ｐ３０までの間を往復移動するのに対し、面積
疵４２４の場合は対角線上の二点（左上点Ｐ３４と右上
点Ｐ３６）からなる矩形領域を、所定のピッチ幅でＸ軸
方向に移動しつつ往復する。図９（Ｂ）においても、ス
ラブ表面Ｓ１４には線状疵４３２と面積疵４３４が存在
する。研削砥石５０は、線状疵４３２，面積疵４３４い
ずれの場合もＸ軸に平行な方向に往復移動する。但し、
線状疵４３２の場合は端点Ｐ４０から端点Ｐ４４までの
間を往復移動するのに対して、面積疵４３４の場合は対
角線上の二点（左上点Ｐ４２と右上点Ｐ４６）からなる
矩形領域を、所定のピッチ幅でＹ軸方向にピッチ移動し
ながら往復移動する。

【００２９】一方、図１０においては、スラブ表面Ｓ１
６には点状疵４４２が存在する。この場合には、研削砥
石５０は、点状疵４４２を中心として振り子のように左
右に揺動運動を行う。このように、本実施例の研削装置
８においては、ワーク表面の疵の種類に応じてＸ軸と研
削砥石５０のなす角度を変えるとともに、移動方向を変
えて研削が行われる。すなわち、面積疵と判別された場
合は研削砥石５０をピッチ移動させ、線状疵と判別され
た場合は研削砥石５０を往復移動させ、点状疵と判別さ
れた場合は研削砥石５０を揺動させて研削条件が行われ
る。これによって、疵の種類に応じた必要最小限の研削
が行われ、研削の短縮を図ることができる。

【００３０】次に、研削装置８における研削砥石の高さ
の制御方法について、図１１を参照して説明する。図１
１は、研削装置８における研削砥石５０の下降ストロー
クの決定方法を示す図である。図１１に示されるよう
に、研削砥石５０の上昇限界は、スラブＳの下面から距
離Ａ１と定められている。また、スラブＳの厚さＴは、
入力情報としてマーク読取り装置６から入力される。一
方、研削時においては研削砥石５０が研削押付用シリン
ダ４８によってスラブＳの表面に圧着されるが、この圧
着代はａと定められている。さらに一回ごとの研削に先
立って、図３に示される光電スイッチ５６によって前述
した方法で研削砥石５０の径ｄが測定される。これらの
値を用いて、研削砥石５０の上昇限界からの下降ストロ
ークＺＸは、次式（１）で算出される。ＺＸ＝Ａ１−（Ｔ＋ａ）−（ｄ／２） … （１）このようにして、多数回の研削に伴って研削砥石５０の
径ｄが変化しても、常に適切な高さに研削砥石５０を下
降させることができる。

【００３１】さて、かかる構成を有する本実施例の疵取
り研削ライン２における、研削制御装置８０による研削
制御の手順について、図１２〜図１８のフローチャート
および図２〜図４を参照して説明する。まず、全体の制
御手順について、図１２を参照して説明する。図１２
は、本実施例の疵取り研削ライン２における制御の手順
を示すフローチャートである。図１２のフローチャート
で示される制御プログラムは、図５の研削制御装置８０
のＣＰＵ８２，ＲＡＭ８６上において実行される。図１
２のステップＳ１０において疵取り研削ライン２の自動
運転が開始されると、まず最初に研削砥石５０が自動モ
ードとなり、所定の回転数で回転し始める（ステップＳ
１２）。続いて、研削砥石５０が待機位置（原点）に復
帰していることの確認が行われ（ステップＳ１４）、コ
ンベア４に対してスラブＳの搬入可の信号が出力される
（ステップＳ１８）。同時に、前述の如く、光電スイッ
チ５６によって研削砥石５０の径の測定が行われる（ス
テップＳ１６）。

【００３２】一方、コンベア４によってスラブＳが研削
装置８の下に搬入され（ステップＳ２０）、搬入信号が
研削制御装置８０に入力される。また、マーク読み取り
装置６から、スラブＳ及びその表面疵についての入力情
報が伝送される（ステップＳ２２）。ここで、入力情報
として伝送されるデータは、スラブＳの厚さ，幅，長さ
及び鋼材の種類と、研削箇所の個数，研削範囲，研削深
さである。これらの入力情報に基づいて、以下に説明す
る図１３〜図１８のフローチャートに従って研削条件が
決定され（ステップＳ２４）、研削開始可の信号が出力
される（ステップＳ２６）。次に、スラブ幅の基準端の
検出が、光電スイッチ５８によって行われる（ステップ
Ｓ２８）。そして、この基準端に基づいて、ステップＳ
２２で入力された疵データの位置へ研削砥石５０が移動
し、位置決めが完了する（ステップＳ３０）。そして、
ステップＳ２４で決定された研削条件に従って研削砥石
５０による研削が行われる（ステップＳ３２）。

【００３３】一つの疵データについて研削が完了（ステ
ップＳ３４）すると、他の疵データが未だ残っているか
否かが判定される（ステップＳ３６）。他の疵データが
ある場合には、ステップＳ３０からの処理が繰り返され
る。他の疵データがない場合には、ステップＳ３８に進
んで、研削砥石５０が待機位置に復帰させられる。同時
に、研削の完了したスラブが搬出される（Ｓ４２）。次
に、搬入待ちのスラブが残っているか否かが判定される
（ステップＳ４０）。搬入待ちのスラブがある場合に
は、ステップＳ１４〜Ｓ３８の処理が繰り返される。搬
入待ちのスラブがない場合には、自動運転は終了する
（ステップＳ４４）。このようにして、本実施例の疵取
り研削ライン２においては、マーク読取り装置６からス
ラブＳの表面の疵の情報を入力して、この情報に基づい
て研削制御装置８０によって研削条件が決定され、自動
的に疵の研削除去が行われる。

【００３４】次に、図１２のステップＳ２４で示される
研削条件決定の内容について、すなわち（研削パターン
及び）具体的な研削条件を決定する手順について、図１
３〜図１８のフローチャートを参照しつつ説明する。図
１３〜図１８は、研削条件を決定する手順を示すフロー
チャートである。図１３〜図１８のフローチャートで示
される制御プログラムも、図５の研削制御装置８０のＣ
ＰＵ８２，ＲＡＭ８６上において実行される。図１３の
ステップＳ５０で制御が開始されると、まずマーク読取
り装置６からの入力情報が受信され（ステップＳ５
２）、スラブ厚さＴが読み込まれる（ステップＳ５
４）。続いて、図１１で決定された下降ストロークＺＸ
分だけ研削ユニットが下降する（ステップＳ５６）。そ
して、疵Ｎｏ．の順番に疵データが解析される（ステッ
プＳ５８）。

【００３５】このデータに基づいて、疵の種類の判別が
行われる（ステップＳ６０，Ｓ６２，Ｓ６４，Ｓ７
２）。そして、Ｘ軸方向に長い線状疵の場合には研削パ
ターン１の変角９０度横行パス回数研削が選択される
（ステップＳ６６）。一方、Ｘ軸方向に長い線状疵の場
合には研削パターン２の変角９０度横行ピッチ研削が選
択され（ステップＳ６８）、また点状疵の場合には研削
パターン３の変角９０度揺動研削が指定される（ステッ
プＳ７０）。さらに、Ｙ軸方向に長い面積疵の場合には
研削パターン４の変角６５度走行ピッチ研削が選択され
（ステップＳ７４）、Ｙ軸方向に長い線状疵の場合には
研削パターン５の変角６５度走行パス回数研削が指定さ
れる（ステップＳ７６）。

【００３６】こうして決定された各研削パターンについ
て、さらに具体的な研削条件が、図１４〜図１８のフロ
ーチャートに示される手順に従って決定される。図１４
は、研削パターン１（変角９０度横行パス回数研削）に
ついての研削条件を決定する手順を示している。図１３
のステップＳ６６で研削パターン１が選択されると、図
１４のステップＳ８０へ移行し、まず幅送りピッチ＝０
の条件が入力される。研削パターン１は線状疵を対象と
する往復研削であり、ピッチ送りは行われないからであ
る。また、研削負荷として、ＰＬＣ（定負荷）１００％
の条件が入力される。このように研削負荷を定負荷で規
定するのは、研削砥石の切れ味は時々刻々変化するた
め、定加重とすると研削ムラが生じ易いためである。続
いて、ステップＳ８２において研削速度が決定される。
この研削速度の値は、標準となる鋼材の研削速度１６ｍ
／ｍｉｎに、鋼種係数を乗じて算出される。鋼種係数
は、鋼材の種類による削り易さの違いを示す係数であ
り、標準となる鋼材について１．０として、それより硬
く削りにくい鋼材については０．０〜１．０の間の値
が、また削り易い鋼材については１．０以上の値が用い
られる。

【００３７】次に、ステップＳ８４以降において、図１
３のステップＳ５２で入力された疵のデータに基づい
て、疵の深さに応じて研削パスの回数が決定される。す
なわち、ステップＳ８４で疵の深さＣが１．０ｍｍ以下
か否かが判定され、Ｃ≦１．０ｍｍであれば、ステップ
Ｓ８６で研削パス回数＝１回と決定される。一方、Ｃ＞
１．０ｍｍであればステップＳ８８へ移行して、疵の深
さＣが１．５ｍｍ以下か否かが判定される。以下、同様
にして、疵の深さＣが０．５ｍｍ刻みで判定され、疵の
深さに応じた研削パス回数が割り当てられる（ステップ
Ｓ８４〜ステップＳ１１４）。以上で、（スラブＳの厚
さ，幅，長さ等のデータに加えて、）研削パターン及び
研削負荷，研削速度，研削パス回数の条件が全て決定さ
れたので、ステップＳ１１８で図１２のメインルーチン
へ復帰し、前述したステップＳ２６以降の制御が行われ
る。なお、疵の深さＣが４．５ｍｍを越えている場合に
は、データ異常と判定され（ステップＳ１１６）、研削
装置８の制御が中断されて、オペレータによる点検が行
われる。

【００３８】次に、研削パターン２（変角９０度横行ピ
ッチ研削）の場合の研削条件決定の手順について、図１
５のフローチャートを参照して説明する。図１３のステ
ップＳ６８で研削パターン２が選択されると、図１５の
ステップＳ１２０へ移行し、幅送りピッチが２５ｍｍに
設定され、研削負荷としてＰＬＣ（定負荷）１００％の
条件が入力される。続いて、ステップＳ１２２において
研削速度が決定される。この研削速度の値は、研削パタ
ーン１と同様に、標準となる鋼材の研削速度１６ｍ／ｍ
ｉｎに、鋼種係数を乗じて算出される。次に、ステップ
Ｓ１２４以降において、疵の深さに応じて研削層数が決
定される。すなわち、ステップＳ１２４で疵の深さＣが
１．０ｍｍ以下か否かが判定され、Ｃ≦１．０ｍｍであ
ればステップＳ１２６で研削層数＝１と決定され、Ｃ＞
１．０ｍｍであればステップＳ１２８へ移行する。以
下、研削パターン１と同様にして、疵の深さＣが０．５
ｍｍ刻みで判定されて疵の深さに応じた研削層数が割り
当てられ（ステップＳ１２４〜ステップＳ１５４）、そ
の後図１２のメインルーチンへ復帰する（ステップＳ１
５８）。疵の深さＣ＞４．５ｍｍの場合にはデータ異常
と判定され（ステップＳ１１６）、研削装置８の制御が
中断される。

【００３９】次に、研削パターン３（変角９０度揺動研
削）の場合の研削条件決定の手順について、図１６
（Ａ）のフローチャートを参照して説明する。図１３の
ステップＳ７０で研削パターン３が選択されると、図１
６のステップＳ１６０へ移行し、まず研削負荷としてＰ
ＬＣ（定負荷）８０％の条件が入力される。（研削パタ
ーン３は揺動研削であるため、幅送りピッチ，研削速度
の決定は行われない。）次に、ステップＳ１６２以降に
おいて、疵の深さに応じて揺動パス回数が決定される。
すなわち、ステップＳ１６２で疵の深さＣが１．０ｍｍ
以下か否かが判定され、Ｃ≦１．０ｍｍであればステッ
プＳ１６４で揺動パス回数＝１と決定され、Ｃ＞１．０
ｍｍであればステップＳ１６６へ移行する。以下同様に
して、疵の深さＣが０．５ｍｍ刻みで判定されて疵の深
さに応じた揺動パス回数が割り当てられ（ステップＳ１
６２〜ステップＳ１９２）、その後図１２のメインルー
チンへ復帰する（ステップＳ１９６）。疵の深さＣ＞
４．５ｍｍの場合にはデータ異常と判定されるのは、研
削パターン１，２と同様である（ステップＳ１９４）。

【００４０】ここで、揺動パス回数について、図１６
（Ｂ）を参照して説明する。図１６（Ｂ）に示されるよ
うに、研削砥石５０は、最初スラブ表面に対して直立し
た状態から、左右に振り子運動をして、揺動研削が行わ
れる。このため揺動パス回数としては最初の左方向への
揺動は数えず、研削砥石５０が左に振れた状態から揺動
パス回数をカウントする。従って図１６（Ｂ）に示され
るように、揺動パス回数＝１の場合は、実際には研削砥
石５０は一往復半揺動することになり、揺動パス回数＝
２〜５の場合についても同様である。さらに、図１３の
ステップＳ７４で研削パターン４が選択されると図１７
のステップＳ２００へ移行し、図１３のステップＳ７６
で研削パターン５が選択されると図１８のステップＳ２
４０へ移行して、研削条件の決定が行われる。図１７，
図１８のフローチャートにおける手順は、図１４，図１
５のフローチャートにおけるのと同様である（ステップ
Ｓ２００〜ステップＳ２３８，ステップＳ２４０〜ステ
ップＳ２７８）。

【００４１】以上説明したように、本実施例の疵取り研
削ライン２においては、マーク読取り装置６からスラブ
Ｓの表面の疵の情報を入力して、この情報に基づいて研
削制御装置８０によって研削条件を決定して、自動的に
疵の研削除去を行う。これによって、研削工程における
オペレータによる作業が不要となり、多大な人的労力や
劣悪な作業環境といった問題点が解決される。

【００４２】本実施例においては、本発明の疵取り用研
削装置を普通鋼スラブの表面疵の研削工程に適用した場
合について説明したが、その他のいかなる材料の表面疵
の研削にも適用することができる。例えば、炭素鋼等の
鋳造物、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の非鉄
鋳物、陶磁器等のセラミックス、木材、プラスティック
やゴム等のような、表面に存在する疵を研削して除去で
きる素材についても、同様に適用できる。また、研削砥
石５０についても通常の砥石に限られることなく、研削
対象となるワークの材質に応じて、例えばダイヤモンド
やＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒や、ビトリ
ファイド砥石, レジノイド砥石, ゴム砥石, 等で形成さ
れた研削工具等の、他の研削材を用いることもできる。
また、本実施例では、ワーク表面の疵についての情報を
出力する疵情報入力手段としてマーク読取り装置６，１
０６を用いた場合について説明したが、超音波探傷装置
等の探傷装置を始めとするその他の疵情報入力手段を用
いても良い。さらに、本実施例における幅送りピッチ，
研削負荷，研削速度，鋼種係数，研削パス回数，研削層
数等の値は一例を示すものであり、研削されるスラブの
大きさや研削砥石の厚さ・径等の条件に応じて、種々の
適切な値を選定できる。疵取り用研削装置のその他の部
分の構造，形状，大きさ，配置，数，材質等について
も、本実施例に限定されるものではない。

【００４３】実施例２次に、本発明を具現化した実施例２について、図１９を
参照しつつ説明する。図１９は、疵取り用研削装置の実
施例２としての疵取り研削ライン２０２の全体構成を示
す平面図である。図１９に示されるように、この疵取り
研削ライン２０２は、ローラーテーブル２０４とこのロ
ーラーテーブル２０４に沿って設置された探傷用カメラ
２０６及び研削装置２０８を中心として構成されてい
る。本実施例においては、実施例１における常温に近い
温度の普通鋼スラブ（以下、「低温スラブ」という。）
Ｓと異なり、赤熱状態の高温スラブＨＳを研削対象のワ
ークとしている。この高温スラブＨＳは連続鋳造法で製
造され、ガス切断された直後の赤熱状態のスラブ鋼材で
ある。このため、本実施例では疵情報入力手段として、
赤熱状態の鋼材の表面疵を濃度差として検出できる特殊
な探傷用カメラ２０６が使用されている。高温スラブＨ
Ｓは、ローラーテーブル２０４によって図１９の左方か
ら搬入され、探傷用カメラ２０６で表面疵が検出され
る。検出された疵データに基づいて研削装置２０８によ
って高温スラブＨＳの表面疵が研削され、図１９の右方
へ搬出される。

【００４４】研削装置２０８は、実施例１の研削装置
８，１０８と同様に、ローラーテーブル２０４に沿って
敷設された一対のレール２２０，２２８上を、台車２４
２が走行して移動する。台車２４２には、台車２４２の
移動方向と直角方向に一対のレール２１２，２１６が固
定されており、これらのレール２１２，２１６上をキャ
リア２３０が移動する。キャリア２３０には研削砥石２
５０が取り付けられており、研削砥石２５０の回転用モ
ータを始めとして、研削砥石昇降用シリンダ，回転用モ
ータ，揺動用シリンダ，研削押付用シリンダ，回動用シ
リンダ（いずれも図示省略）が設けられている。このよ
うな研削砥石２５０の移動機構や移動量の測定機構及び
研削制御装置の構成等については実施例１と同様であ
り、詳しい説明は省略する。但し、赤熱状態の高温スラ
ブＨＳの端面を測定するためには通常の光電スイッチは
使用できないため、レーザ検出器２５８によってスラブ
基準端面の検出を行っている。研削砥石２５０の径の測
定用としては、実施例１と同様に光電スイッチ２５６が
用いられている。

【００４５】さらに研削装置２０８は、高温スラブＨＳ
の表面温度を測定するための放射温度計２６０と、高温
スラブＨＳの側面の直線度を測定するキャンバ計２６２
を備えている。放射温度計２６０は台車２４２の下面に
下方を向いて取り付けられ、キャンバ計２６２は水平方
向（図１９の下方）を向いて取り付けられている。鋼材
の削り易さは温度によって変化し、高温になるほど削れ
易くなる。そこで、放射温度計２６０で高温スラブＨＳ
の表面温度を測定することによって、測定温度に応じた
適切な研削速度，研削負荷を設定することができる。か
かる測定温度に応じた研削条件を、実施例１の図１４〜
図１８で説明した鋼種係数と同様に取り扱うこともでき
る。キャンバ計２６２は研削装置２０８と一体にスライ
ドし、高温スラブＨＳの一方の側面ＨＳ２の各点につい
て、直線からのずれの大きさを測定する。探傷用カメラ
２０６から入力される疵位置のデータは、この側面ＨＳ
２からの距離によって与えられるため、直線からずれて
いる点に関しては、ずれ量に応じて疵位置のデータの補
正が行われる。これらの放射温度計２６０及びキャンバ
計２６２は、常に研削砥石２５０よりも早く高温スラブ
ＨＳに接近して測定できるように、いずれも研削砥石２
５０より図の右方に取り付けられている。

【００４６】また本実施例においては、図１９に示され
るように、実施例１と異なり、研削砥石２５０を変角９
０度または変角１５度に向けて、研削が行われる。本実
施例のスラブＨＳにおいては長手方向に沿った中央部分
が凹んでいる場合が多いため、この凹部の表面疵を効果
的に除去するために、変角１５度の研削を行うものであ
る。凹部以外の表面疵については、高温スラブＨＳの長
手方向（台車２４２の走行方向）の研削は変角９０度で
行われる。また、高温スラブＨＳの長手方向と直交する
方向（キャリア２３０の走行方向）の研削は、変角１５
度で行われる。

【００４７】さて、連続鋳造工程から高温スラブＨＳが
ローラーテーブル２０４で搬入されると、まず探傷用カ
メラ２０６で表面疵が検出され、検出された疵データは
研削装置２０８の研削制御装置に伝送される。高温スラ
ブＨＳはさらに研削装置２０８の下の所定位置ＨＳ１ま
で搬送されて、ローラーテーブル２０４が一旦停止す
る。このとき、レーザ検出器２５８によって、高温スラ
ブＨＳの基準端面の検出が行われる。この位置ＨＳ１に
おいて、まず放射温度計２６０によって高温スラブＨＳ
の表面温度が測定される。続いて、台車２４２がレール
２２０，２２８上を図の右方へ移動して、この移動に伴
ってキャンバ計２６２によって高温スラブＨＳの側面の
直線度が測定される。これらの測定データも研削装置２
０８の研削制御装置に伝送され、研削速度や疵位置のデ
ータの補正が行われる。その後、研削砥石２５０が台車
２４２，キャリア２３０によって移動しつつ、高温スラ
ブＨＳの研削が行われる。

【００４８】このようにして、本実施例の疵取り研削ラ
イン２０２においては、高温スラブＨＳの表面温度や側
面の撓み等をも測定して研削条件を決定することによっ
て、より効率的かつ精密な研削を行うことができる。さ
らに本実施例に固有の効果として、高温スラブＨＳを長
手方向に搬送するローラーテーブル２０４を跨いで研削
装置２０８を設置しているため、スラブＳを長手方向と
直角に搬送するチェーンコンベア４を跨いで設置した実
施例１の研削装置８と比較して研削装置の幅が狭くて済
むという利点がある。

【００４９】

【発明の効果】請求項１の発明においては、ワーク表面
の疵の情報として、ワーク表面に存在する疵の位置，個
数，深さ及び鋼種係数についての情報のみならず、ワー
ク表面の温度及び／またはワーク形状の歪みについての
情報を入力して、これらの情報に基づいて研削条件を決
定して自動的に疵の研削除去を行う疵取り用研削装置を
創出したために、ワーク表面の温度或いはワーク形状の
歪みに応じて、より適切な研削条件が決定される。これ
によって、より適切な研削条件による自動研削を行うこ
とができる極めて実用的な疵取り用研削装置となる。

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る疵取り用研削装置の構成を模式的
に示す概念図である。

【図２】本発明に係る疵取り用研削装置の実施例１の全
体構成を示す平面図である。

【図３】疵取り用研削装置の実施例１の構成を示す正面
図である。

【図４】疵取り用研削装置の実施例１の構成を示す側面
図である。

【図５】疵取り用研削装置の実施例１における研削制御
装置の構成を示すブロック図である。

【図６】疵取り用研削装置の実施例１における研削方向
を示す図である。

【図７】疵取り用研削装置の実施例１における研削領域
を示す図である。

【図８】疵取り用研削装置の実施例１における研削領域
の指定方法を示す図である。

【図９】疵取り用研削装置の実施例１における研削方法
（研削パターン）を示す図である。

【図１０】疵取り用研削装置の実施例１における研削方
法（研削パターン）を示す図である。

【図１１】疵取り用研削装置の実施例１における研削砥
石の高さの制御方法を示す図である。

【図１２】疵取り用研削装置の実施例１における研削制
御の手順を示すフローチャートである。

【図１３】疵取り用研削装置の実施例１における研削条
件の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１４】実施例１の研削パターン１における研削条件
の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１５】実施例１の研削パターン２における研削条件
の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１６】実施例１の研削パターン３における研削条件
の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１７】実施例１の研削パターン４における研削条件
の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１８】実施例１の研削パターン５における研削条件
の決定の手順を示すフローチャートである。

【図１９】疵取り用研削装置の実施例２の全体構成を示
す平面図である。

【符号の説明】

Ｍ２，２，２０２疵取り用研削装置Ｍ４，Ｓ１０ワーク表面Ｍ６，５０，２５０研削砥石Ｍ８，６，２０６疵情報入力手段Ｍ１０，８０研削条件決定手段Ｍ１２，８０研削制御手段Ｍ１４，８砥石移動機構Ｓワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井幹男愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番 36号株式会社ノリタケカンパニーリミテド内 (72)発明者高橋正義愛知県東海市東海町５丁目３番地新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者若杉信幸愛知県東海市東海町５丁目３番地新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者佐藤達弥愛知県東海市東海町５丁目３番地新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者葛山慶一愛知県東海市東海町５丁目３番地新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (56)参考文献特開昭51−58988（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−34770（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−95396（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−124864（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−150590（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 27/033

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク表面の疵を研削砥石で研削して除
去する疵取り用研削装置であって、前記ワーク表面に存在する疵についての情報を入力する
疵情報入力手段と、該疵情報入力手段から入力された情報に基づいて前記疵
を除去するための研削の条件を決定する研削条件決定手
段と、該研削条件決定手段で決定された条件に基づいて前記研
削砥石による研削を行うための制御信号を出力する研削
制御手段と、該研削制御手段から出力された制御信号に基づいて前記
研削砥石を移動させて前記ワーク表面の研削を行う砥石
移動機構とを有し、前記疵情報入力手段は、前記ワーク表面に存在する疵の
位置，個数，深さ及び鋼種係数についての情報のみなら
ず、前記ワーク表面の温度及び／またはワーク形状の歪
みについての情報を入力することを特徴とする疵取り用
研削装置。