JP3064171B2 - 回転体のプロファイル計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延ロール、レベリン
グロール等の回転体を研削して補修するため、回転体の
プロファイルを超音波センサによって計測するプロファ
イル計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延機においては、圧延の累積に伴って
ワークロールと圧延材とが接触する領域で摩擦が進展す
る。この部分的摩耗による圧延材の板形状の悪化を防止
するため、ワークロールをオンライン研削装置によって
研削している。この場合、回転しているワークロールの
周面のプロファイルを検出し、検出したプロファイルに
基づいてワークロールの周面を研削している。

【０００３】図６に基づいて従来のプロファイル計測方
法を説明する。図６には従来のプロファイル計測方法を
実施するオンライン研削装置の概略構成を示してある。

【０００４】砥石台１にはワークロール２の軸方向に沿
って複数の研削機３が設けられ、研削機３には円筒状の
砥石４がワークロール２に対向して設けられ、砥石４は
図示しない駆動手段によってワークロール２に押付けら
れるようになっている。研削機３にはプロファイル検出
器５が内装され、プロファイル検出器５は砥石４の軸方
向に移動自在に支持されている。プロファイル検出器５
には超音波センサ及び注水ノズルが設けられ、注水ノズ
ルはホース６を介してヘッダ８に連結されている。ヘッ
ダ８は流量調整弁９及び流量計１０を介して図示しない
給水源に連結されている。砥石台１はワークロール２の
軸方向に往復移動され、砥石台１の移動により砥石４及
びプロファイル検出器５はオシレートされる。

【０００５】上記構成のオンライン研削装置の作用を説
明する。

【０００６】プロファイル検出器５を砥石４の軸方向に
移動させ、圧延またはアイドル回転しているワークロー
ル２の周面に対し所定距離に設定する。砥石台１をワー
クロール２の軸方向に所定間隔で往復動させ、プロファ
イル検出器５をオシレートさせる。同時に注水ノズルか
らワークロール２の周面に流量調整弁９で調整された媒
体水を噴射して水柱１１を形成し、超音波センサからの
超音波をワークロール２の１回転毎に水柱１１を介して
発射する。ワークロール２の回転角が一定の位置で超音
波のエコーを検出し、その変位によってワークロール２
のプロファイルを計測する。次に、プロファイル検出器
５を研削機３内に収納し、砥石４を回転しているワーク
ロール２に押付けて回転させる。砥石台１をワークロー
ル２の軸方向に往復動させ、砥石４をオシレートさせな
がら計測されたプロファイルを考慮してワークロール２
の外周面を研削し、ワークロール２をオンラインで補修
する。

【０００７】ワークロール２のプロファイルの計測は、
ワークロール２の圧延回転中、または先行圧延材と後行
圧延材との間のアイドル回転中に行なわれ、プロファイ
ルの計測中はワークロール２はクーラントによって冷却
されている。従って、水柱１１を形成する媒体水の流量
は、クーラントに影響されない一定の流量に設定されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のプロファイル計
測方法では、水柱１１を形成する媒体水の流量を一定
（例えば１３Ｌ／min ）に設定して注水ノズルからワー
クロール２の周面に噴射していた。このため、ワークロ
ール２の回転数や径が変更になって周速度が変更になる
と、例えば周速度が下降した場合、媒体水の流量は１３
Ｌ／min よりも少量で計測可能であるので不必要な媒体
水を流すことになり、例えば周速度が上昇した場合、ワ
ークロール２の回転によって空気やクーラントが水柱１
１に混入し、外乱によって超音波が正確に伝達しなくな
り、超音波センサによる距離検出精度が低下する。従っ
て、媒体水を浪費し、ワークロール２のプロファイル計
測精度及び研削精度の低下によって圧延材の板形状を悪
化させ品質低下を招いてしまう問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のプロファイル計測方法は、回転するロール状
の回転体の外周面に媒体液を噴射して液柱を形成し、該
液柱内で超音波センサから発射される超音波を反射させ
て前記回転体のプロファイルを計測するプロファイル計
測方法において、前記回転体の外周面の周速度を検出
し、該回転体の周速度に応じて前記媒体液の供給量を制
御することを特徴とする。

【００１０】

【作用】超音波センサを回転体の被研削外周面から所定
の距離に設定し、回転する回転体の周速度を検出して周
速度に応じた最適な流量で媒体液を噴射することで液柱
を形成する。超音波センサをオシレートさせ、回転体の
１回転毎にロール回転角が一定の位置で液柱内で超音波
センサから発射される超音波を反射させ、距離の変位を
検出することにより回転体のプロファイルを計測する。

【００１１】

【実施例】図１には本発明の一実施例に係るプロファイ
ル計測方法を実施するオンライン研削装置の概略構成、
図２には図１中のII−II線矢視を示してある。

【００１２】砥石台２１にはワークロール２２の軸方向
に沿って複数の研削機２３が設けられ、研削機２３は油
圧シリンダ２４によってワークロール２２に対して往復
動される。研削機２３のワークロール２２に対向する先
端には円筒状の砥石２５が回転自在に支持されている。
研削機２３内にはプロファイル検出器２６が軸方向に移
動自在に支持され、図示しない駆動装置によって駆動回
転するギア２７がプロファイル検出器２６の後部に形成
されたラック２８に噛み合っている。プロファイル検出
器２６の先端部には水室２９が形成されて超音波センサ
３０が設けられ、水室２９には注水ノズル３１が形成さ
れている。

【００１３】プロファイル検出器２６内には軸方向に沿
って水路３２が形成され、水路３２の一端は水室２９に
連通し、他端は砥石台２１に固定された直管３３に摺動
自在に連結されている。直管３３はホース３４、流量調
整弁３５及び流量計３６を介してヘッダ３７に連結さ
れ、ヘッダ３７は図示しない給水源に連結されている。
つまり、給水源から供給される媒体水はヘッダ３７から
各流量調整弁３５を介してホース３４に送られ、直管３
３、水路３２、水室２９を経て注水ノズル３１から噴射
されて水柱４０になる。

【００１４】ワークロール２２には回転角度検出器３８
が装着され、回転角度検出器３８の検出信号は制御装置
３９に入力される。制御装置３９には各流量調整弁３５
及び流量計３６が連結されている。

【００１５】図３に基づいて制御装置３９を説明する。
ワークロール２２の直径及び回転角度検出器３８の検出
信号がロール周速演算部４１に入力され、ロール周速演
算部４１で演算されたロール周速は最適流量演算部４２
に送られる。最適流量記憶部４３には、図４で示したロ
ール周速に対する最適流量が記憶され、最適流量演算部
４２ではロール周速及び最適流量記憶部４３の情報に基
づいて最適流量が演算される。演算された最適流量は流
量調整弁作動指示部４４に送られ、最適流量となるよう
に流量調整弁３５が作動される。この時の流量は、流量
計３６によってフィードバックされる。

【００１６】上記構成のオンラインロール研削装置で実
施されるプロファイル計測方法を図５のフローチャート
に基づいて説明する。

【００１７】ギア２７及びラック２８を介してプロファ
イル検出器２６を移動させ、ワークロール２２の外周面
から所定の距離に設定し、ワークロール２２の直径をロ
ール周速演算部４１に入力する（ステップＳ５１）。回
転角度検出器３８によってワークロール２２の回転数を
検出し（ステップＳ５２）、ロール周速演算部４１によ
ってワークロール２２の周速度を演算する（ステップＳ
５３）。次に、最適流量演算部４２及び最適流量記憶部
４３によってワークロール２２の周速度に対し最適な媒
体水の流量を演算する（ステップＳ５４）。演算された
最適流量となるように流量調整弁作動指示部４４によっ
て流量調整弁３５を開き、ホース３４及び水路３２を介
して注水ノズル３１からワークロール２２の周面に媒体
水を噴射して水柱４０を成形する（ステップＳ５５）。
水柱４０を成形するための流量を流量計３６によって検
出しながら（ステップＳ５６）流量調整弁作動指示部４
４によって流量調整弁３５の開度を調節する（ステップ
Ｓ５７）。水柱４０の流量が演算した周速度の最適流量
になると、砥石台２１をワークロール２２の軸方向に所
定速度で移動させながら、水柱４０を介して超音波セン
サ３０からの超音波をワークロール２２に発射する。超
音波のエコーによってワークロール２２の周面の各位置
での実際の距離をワークロール２２の回転角が一定の位
置で測定し、測定値の変位によってワークロール２２の
プロファイルを計測する（ステップＳ５８）。

【００１８】プロファイル計測が終了した後、プロファ
イル検出器２６を研削機２１内に収納する。油圧シリン
ダ２４の駆動により砥石２５を圧延回転またはアイドル
回転しているワークロール２２に押付けて回転させ、砥
石２５をオシレートさせながら計測されたプロファイル
を考慮してワークロール２２の周面を研削する。

【００１９】上述したプロファイル計測方法は、ワーク
ロール２２の周速度に応じて水柱４０を成形する媒体水
の供給量を調整するので、ワークロール２２の径、回転
数に係らずプロファイル検出に最適な流量の水柱４０を
成形することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の回転体のプロファイル計測方法
は、回転体の外周面の周速度を検出し、この周速度に応
じて媒体液の供給量を制御するようにしたので、回転体
の周速度に係らずプロファイル検出に最適な流量の液柱
を成形することができ、媒体水の節約及び回転体プロフ
ァイルの計測精度向上が図れ、回転体の研削精度の向上
が可能となる。この結果、圧延材の板形状を良好にして
品質向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプロファイル計測方法
を実施するオンライン研削装置の概略構成図。

【図２】図１中のII−II線矢視図。

【図３】制御装置のブロック図。

【図４】媒体水の最適流量を表わす線図。

【図５】動作手順を説明するフローチャート。

【図６】従来のプロファイル計測方法を実施するオンラ
イン研削装置の概略構成図。

【符号の説明】

２１ 砥石台 ２２ ワークロール ２３ 研削機 ２４ 油圧シリンダ ２５ 砥石 ２６ プロファイル検出器 ３０ 超音波センサ ３１ 注水ノズル ３５ 流量調整弁 ３６ 流量計 ３８ 回転角度検出器 ３９ 制御装置 ４０ 水柱 ４１ ロール周速演算部 ４２ 最適流量演算部 ４３ 最適流量記憶部 ４４ 流量調整弁作動指示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹野 耕一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内 (72)発明者 関根 宏 神奈川県川崎市川崎区南渡田一丁目１番 日本鋼管株式会社 京浜製鉄所内 (72)発明者 岡崎 慎二 神奈川県川崎市川崎区南渡田一丁目１番 日本鋼管株式会社 京浜製鉄所内 (72)発明者 網野 和文 神奈川県川崎市川崎区南渡田一丁目１番 日本鋼管株式会社 京浜製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭62−193770（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−223814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−90874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−119411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127025（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 17/00 - 17/04 B21B 28/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するロール状の回転体の外周面に媒
   体液を噴射して液柱を形成し、該液柱内で超音波センサ
   から発射される超音波を反射させて前記回転体のプロフ
   ァイルを計測するプロファイル計測方法において、前記
   回転体の外周面の周速度を検出し、該回転体の周速度に
   応じて前記媒体液の供給量を制御することを特徴とする
   回転体のプロファイル計測方法。