JP3240500B2 - 金属スラブの表面手入れ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属スラブの表
面手入れ方法に関し、特に設備コストの上昇を招来する
ことなく、しかも表面手入れの際の歩留りを向上できる
ようにした方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明はチタン、銅、ステンレス鋼等の
各種の金属スラブの表面手入れに適用できるが、以下で
は説明の便宜上、チタンスラブを例にとって説明する。
通常、チタンの厚板や薄板はチタン鋳塊を分塊圧延や鍛
造にてスラブとした後、熱間圧延や冷間圧延を行って製
造されるのが一般的であるが、スラブ表面の黒皮や表面
傷等を残したまま、チタンスラブを熱間圧延し、さらに
冷間圧延すると製品の表面性状が非常に悪いばかりでな
く、割れ等の原因ともなる。

【０００３】そこで、特公昭５９ー１６８５８号公報に
示されるように、フライスやプレーナ等でスラブ表面を
機械切削し、あるいは特開昭５１ー１８９３７号公報に
示されるように、グラインダー等によってスラブ表面を
研削し、チタンスラブの表面を手入れすることが行われ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際のチタン
スラブにはスラブ表面に微小凹穴があるばかりでなく、
熱歪み等に起因してスラブに表面うねりがあり、機械切
削の場合には削り代を表面黒皮の厚みや表面傷の深さ以
上に大きくする必要があって歩留りが悪く、原料コスト
高を招来していた。そこで、プレスによってスラブの表
面うねりを減少させることが行われているが、硬いチタ
ンスラブをプレスしようとすると非常に大型のプレス装
置を必要とし、設備コストが非常に高くなるとい問題が
あった。

【０００５】他方、グラインダー研削をする場合、その
作業特性上、研削作業に対する表面うねりの影響は少な
いものの、研削代のバラツキが大きくなりやすく、この
点で歩留りが悪化しやすかった。また、チタンスラブの
硬い表面黒皮を砥石で研削するので、砥石の磨耗が激し
く、頻繁に砥石を交換する必要があってコストアップを
招来し、又チタンスラブ表面に研磨焼けが発生しやす
く、それがチタンの厚板や薄板の表面欠陥の原因となる
おそれがあった。さらに、研削作業に起因する騒音が大
きいばかりでなく、砥石やチタンスラブからの粉塵が激
しく、作業環境が非常に悪くなるという問題もあった。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑み、コスト高
を招来することなく、少ない削り代で表面黒皮や表面傷
を確実に除去できるようにした金属スラブの表面手入れ
方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る金
属スラブの表面手入れ方法は、金属製の厚板又は薄板の
製造に使用される金属スラブの表面を手入れするにあた
り、プラノミラのベッド上にスラブを載置し、先端ボー
ル式の接触センサーをスラブ表面に接触させ、かつ所定
の測定経路に沿ってスラブに対して相対的に移動させる
ことにより複数の各測定ポイントでベッドに対するスラ
ブ表面位置を測定してその測定結果を自動的に記憶手段
に格納した後、記憶手段から各測定ポイント毎のデータ
を読出し、プラノミラのカッターを所定の切削経路に沿
ってスラブに対して相対的に移動させ、かつ切削経路上
の各測定ポイントの読出しデータに応じてスラブ表面に
対して進退させることによりスラブ表面を切削するよう
にしたことを特徴とする。

【０００８】スラブの表面うねりの測定に先端ボール式
接触センサーを使用したが、光センサーや触針式接触セ
ンサーを使用することも可能である。しかし、スラブの
表面には測定すべき表面うねりばかりでなく、微小凹穴
が存在しており、光センサーや触針式接触センサーの場
合にはかかる微小凹穴をも測定して測定誤差となるの
で、かかる微小凹穴の測定結果をフィルター等でカット
しなければならず、複雑な演算回路を必要とする。これ
に対し、先端ボール式の接触センサーを使用すると、微
小凹穴を測定することはなく、測定の高精度を確保でき
る。従って、接触センサーの先端ボールはスラブ表面の
微小凹穴による影響の少ない、微小凹穴より大きい外径
とするのがよい。

【０００９】スラブ表面の測定ポイントはスラブの寸法
に関係なく、一定ピッチとしてもよく、スラブの寸法と
予め定められた測定ポイント数とから求めたピッチとし
てもよい。接触センサー又はカッターとスラブとの相対
移動は接触センサー又はカッターを定置し、スラブを載
置したプラノミラのベッドを測定経路及び切削経路に応
じて移動させてもよく、又ベッドを定置して接触センサ
ー又はカッターを測定経路及び切削経路に応じて移動さ
せてもよく、あるいは両者を各々移動させて全体として
測定経路及び切削経路に沿うようにさせてもよい。

【００１０】本発明の特徴の１つはスラブ表面のうねり
を予め測定して記憶手段に自動的に格納し、その記憶し
た測定結果を読出してプラノミラによって切削するよう
にした点にある。かかる手順はこれを自動的に行うプロ
グラムを内蔵した公知の制御装置を利用して実行でき
る。

【００１１】スラブの測定経路と切削経路とは同一経路
でもよく、又異なる経路としてもよい。スラブの表面う
ねりを複数の測定ポイントで測定しているので、プラノ
ミラのカッターをスラブに対して進退させる際には切削
経路上の各測定ポイントの表面位置から隣接する次の測
定ポイントの表面位置に向けて直線的に変化させるのが
よい。また、測定ポイントの位置は予め分かっており、
又は測定経路と測定ポイントのピッチとから容易に演算
できるので、各測定ポイントの測定データに応じて切削
深さを制御すると、より一層歩留りをアップできる。

【００１２】スラブの切削経路は、スラブ表面の未切削
領域の対向する両外縁を交互に逆方向に移動しつつ切削
する経路とすると、プラノミラのカッターの切削方向を
常に一定に、例えば連続ダウンカットにでき、カッター
寿命を保証できる。

【００１３】

【作用及び発明の効果】スラブと接触センサーとを所定
の測定経路に沿って相対移動させ、複数の測定ポイント
でベッドに対するスラブの表面位置を測定し、記憶手段
に自動的に格納する。その際、通常のＮＣ装置のよう
に、一旦、スラブの表面うねりを測定した後、手入力で
記憶手段に記憶させる場合に比して作業効率が非常に高
い。また、先端ボール式の接触センサーを使用している
ので、接触センサーがスラブ表面の微小凹穴の影響を受
けることはなく、高精度の測定ができる。さらに、スラ
ブによってはベッド上に傾斜して載置されることもある
が、かかる傾きの程度をも表面うねりと同時に測定でき
る。

【００１４】次に、記憶手段から切削経路上の各測定ポ
イントの表面データを読出し、プラノミラのカッターを
読出しデータに応じて進退させながら切削経路に沿って
相対移動させ、スラブの表面を切削するが、正確に測定
された表面うねり及びスラブ自体の傾きに応じてプラノ
ミラのカッターを進退させているので、削り代を必要最
小限に設定でき、歩留りを大幅に向上できる。また、表
面うねりをプレスで整形する場合のように、大型のプレ
ス装置は必要なく、コスト高を招来することもない。

【００１５】ところで、スラブの表面うねりを測定経路
に沿って連続的に測定することも考えられるが、そのデ
ータ処理及びカッターの制御が非常に煩雑となる。これ
に対し、適切なピッチの複数のポイントで測定している
ので、データ処理及びカッターの制御も簡単に行うこと
ができる。

【００１６】また、カッターの移動方向前方に接触セン
サーを設け、倣い方式で切削を行う方法も考えられる
が、切削屑が飛散して接触センサーに測定誤差を与える
ことが懸念される。また、広いスラブの表面を切削する
場合、カッターを数往復させて切削する必要があるが、
カッターの移動方向を変更する際に接触センサーをどの
ようにするか、又どのように表面うねりを測定するかが
問題となる。これに対し、表面うねりの測定と切削とを
別工程としているので、上述のような問題は起きず、円
滑に作業を行える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の金属スラブ
の表面手入れに使用するプラノミラを示す。図におい
て、床面Ｆ上には門型フレーム１０が立設され、門型フ
レーム１０の両側支柱１１、１１間にはクロスレール１
２が横方向に延びて支承され、クロスレール１２は両側
支柱１１、１１によってガイドされつつ、門型フレーム
１０の横支柱１３の中央に取付けられた移動用モータ１
４によってＺ軸方向である上下方向に移動されるように
なっている。

【００１８】クロスレール１２にはフロントヘッド２０
が支承され、フロントヘッド２０はクロスレール１２に
よってガイドされつつ、クロスレール１２端部に取付け
られた移動用モータ２１によってＹ軸方向である左右方
向に移動されるようになっている。このフロントヘッド
２０には上面に駆動モータを含む切削駆動手段２４が取
付けられ、その駆動軸２２にはカッター２３が固定さ
れ、カッター２３は切削駆動手段２４にて回転されると
ともに上下に進退されるようになっている。

【００１９】門型フレーム１０の一方の支柱１１にはサ
イドヘッド４０が支承され、サイドヘッド４０は支柱１
１によってガイドされつつ、移動用モータ（図示せず）
によって上下方向に移動されるようになっている。この
サイドヘッド４０には外側面にモータを含む切削駆動手
段４１が取付けられ、その駆動軸４２にはカッター４３
が固定され、カッター４３は切削駆動手段４１にて回転
されるとともに横方向に進退されるようになっている。

【００２０】また、フロントヘッド２０及びサイドヘッ
ド４０には接触センサー３０、５０が固定され、接触セ
ンサー３０、５０はエアー、油圧等の流体圧の供給又は
通電にて作動される駆動手段にてセンサーヘッド３１、
５１が下方又は横方向に向けて進退しうるように設けら
れ、センサーヘッド３１、５１の先端にはボールが取付
金具にて回転自在に取付けられている。この先端ボー
ル、例えば接触センサー３０のボール３２は図３に示す
ように、微小凹穴７０の影響を受けない程度の大きな外
径となっている。

【００２１】門型フレーム１０間の床面Ｆ上にはベッド
１５が設けられ、ベッド１５上にはそのテーブル１６が
Ｘ軸方向である前後方向に移動自在に設けられ、テーブ
ル１６は駆動モータ１７によって前後方向に移動される
ようになっている。このテーブル１６上には台座１８、
１８を介して表面手入れすべきチタンスラブＷが載置さ
れるようになっている。

【００２２】また、図中、６０はマイクロコンピュータ
を内蔵した制御装置であり、機能的にはプラノミラの各
種制御を行う制御手段６１と、表面うねりの測定結果を
格納する記憶手段６２とから構成される。

【００２３】次に、表面手入れ方法について説明する。
チタンスラブＷの表面手入れを行う場合、まずテーブル
１６をベッド１５に対して初期位置に設定し、チタンス
ラブＷをテーブル１６上に台座１８を介して載置する。
その後、クロスレール１２を所定高さに下降させ、フロ
ントヘッド２０を上面測定経路Ａの初期位置に移動さ
せ、接触センサー３０のセンサーヘッド３１を前進させ
てその先端ボールをチタンスラブＷの上面に接触させる
とともに、サイドヘッド４０をチタンスラブＷの側面測
定経路Ｂの初期高さに移動させ、接触センサー５０のセ
ンサーヘッド５１を前進させてその先端ボールをチタン
スラブＷの側面に接触させる。

【００２４】こうして測定準備が完了すると、テーブル
１６を前後方向に移動させ、予め定めた所定ピッチ又は
チタンスラブＷの寸法と測定ポイント数から演算したピ
ッチの複数の測定ポイントでテーブル１６に対するチタ
ンスラブＷの上面高さ及び側面位置を測定する。１往路
が完了すると、フロントヘッド２０を所定距離だけ横方
向に、サイドヘッド４０を所定距離だけ上方に移動させ
た後、テーブル１６を上記とは逆方向に移動させ、１復
路での複数の測定ポイントでチタンスラブＷの上面高さ
及び側面位置を測定する。チタンスラブＷの側面位置の
測定は１往復路で完了するが、チタンスラブＷの上面高
さについてはさらに上記と同様に図２の(a) に示す上面
測定経路Ａ、即ち櫛形状の経路に沿って測定し、得られ
た測定結果を測定ポイントの位置データとともに記憶手
段６２に格納する。

【００２５】表面うねりの測定が終了すると、テーブル
１６を初期位置に戻すとともに、センサーヘッド３１を
後退させる。サイドの接触センサー５０については１往
復路での測定が終了した時にそのセンサーヘッド５１を
後退させるのがよい。

【００２６】次に、フロントヘッド２０を上面切削経路
Ｃの初期位置に、サイドヘッド４０を側面切削経路Ｄの
初期位置に移動させ、カッター２３、４３を回転させる
とともに、テーブル１６を前後方向に移動させ、同時に
記憶手段６２から切削経路Ｃ、Ｄ上にある測定ポイント
の上面高さデータ及び側面位置データを読出し、カッタ
ー２３、４３を進退させつつ、チタンスラブＷの上面及
び側面を切削する。

【００２７】その際、カッター２３、４３は複数の各測
定ポイントの切削位置と隣接する次の測定ポイントの切
削位置との間を直線的に変化するように進退させるのが
よい。例えば、図３に示すように、測定ポイントに相当
する部位の切削位置Ｐ１からＰ２、Ｐ２からＰ３に向け
て直線Ｅで示すように直線的に変化させる。

【００２８】１往路の切削が完了すると、フロントヘッ
ド２０はチタンスラブＷの幅方向に上面未切削領域の幅
だけ、サイドヘッド４０は側面未切削領域の高さだけ移
動させ後、テーブル１６を上記とは逆方向に移動させ、
１復路での切削を行う。チタンスラブＷの側面手入れは
これで完了し、上面手入れについては以後、同様に図２
の(b) に示す上面切削経路Ｃ、即ちチタンスラブＷの表
面の未切削領域の対向する両外縁を交互に逆方向に向け
て移動する経路に沿って切削を行う。この場合、カッタ
ー２３は常に同一の切削方向、即ち連続ダウンカットと
なっているので、切削方向を代える場合に比してカッタ
ー２３の寿命を保証できる。

【００２９】チタンスラブＷの側面については１往復路
で切削が完了するが、次の上面往路切削時及び上面往路
切削時におけるテーブル１６の移動を利用してチタンス
ラブＷの上縁及び下縁の面取りを行うことができる。

【００３０】下面及び下方の側面についてはチタンスラ
ブＷを吊り上げて裏返し、上記と同様に手入れを行う。

【００３１】厚み１３０〜２５０ｍｍ、幅６００〜１６
００ｍｍ、長さ６０００〜９０００ｍｍ、全長の歪み１
０〜５０ｍｍであるチタンスラブＷに対し、１５０〜２
００φｍｍのカッターを使用して本発明の方法を適用た
ところ、１〜５ｍｍの削り代で表面手入れができること
が確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属スラブの表面手入れに使用する
プラノミラを示す構成図である。

【図２】 上記手入れ方法を説明するための説明図であ
る。

【図３】 上記手入れ方法を説明するための拡大図であ
る。

【符号の説明】

２３ カッター ３０ 接触センサー ３２ 先端ボール ４３ カッター ５０ 接触センサー Ｗ チタンスラブ Ａ 上面測定経路 Ｂ 側面測定経路 Ｃ 上面切削経路 Ｄ 側面切削経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−200616（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−145507（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−16858（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 45/06 B23C 3/13

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属厚板又は金属薄板の製造に使用され
   る金属スラブの表面を手入れするにあたり、 プラノミラのベッド上にスラブを載置し、先端ボール式
   の接触センサーをスラブ表面に接触させ、かつ所定の測
   定経路に沿ってスラブに対して相対的に移動させること
   により複数の各測定ポイントでベッドに対するスラブ表
   面位置を測定してその測定結果を自動的に記憶手段に格
   納した後、 記憶手段から各測定ポイント毎のデータを読出し、プラ
   ノミラのカッターを上記測定ポイントを通る所定の切削
   経路に沿ってスラブに対して相対的に移動させ、かつ切
   削経路上の各測定ポイントの読出しデータに応じてスラ
   ブ表面に対して進退させることによりスラブ表面を切削
   し、その際にスラブの切削経路を、スラブ表面の未切削領域
   の対向する両外縁を交互に逆方向に向けて移動しつつ切
   削する経路とした ことを特徴とするスラブの表面手入れ
   方法。
2. 【請求項２】 プラノミラのカッターをスラブに対して
   進退させるに際し、切削経路上の各測定ポイントの切削
   位置から隣接する次の測定ポイントの切削位置に向けて
   直線的に変化させるようにした請求項１記載の金属スラ
   ブの表面手入れ方法。