JP3319470B2 - 圧延ロールの研磨方法 - Google Patents

圧延ロールの研磨方法

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JP3319470B2 JP17087792A JP17087792A JP3319470B2 JP 3319470 B2 JP3319470 B2 JP 3319470B2 JP 17087792 A JP17087792 A JP 17087792A JP 17087792 A JP17087792 A JP 17087792A JP 3319470 B2 JP3319470 B2 JP 3319470B2
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、摩耗した圧延ロールを
研磨によって再使用する際に用いるのに好適な圧延ロー
ルの研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、圧延工場において使用される圧
延ロール(ワークロール、バックアップロール等の概念
を含む)は、使用によって摩耗するため、これを研磨す
ることによって再使用されている。圧延工場においては
非常に多数の圧延ロールが使われており、従って、ロー
ル1本当りの研磨時間を短縮することは非常に重要な課
題とされている。
【0003】従来、一般に、NC(Numerical Contr
ol:数値制御)機能を有したグラインダを用いて圧延ロ
ールの表面を研磨する場合、数種類の研磨パターンのプ
ログラムを予め作成しておき、ロール摩耗形状と次回の
研磨目標形状とからロール毎に適切な研磨パターンを作
業者が選択し、NC研磨する方法が採られている。
【0004】例えば、特開昭55−5260号公報にお
いては、図8に示されるように、ロール両端部に非摩耗
部分L1 〜L2 、L3 〜L4 を有する圧延ロールを研磨
するに当って、2個の砥石G1、G2を用いて、まずこ
の非摩耗部分を同時に研磨し、次にこの2個の砥石G
1、G2を同時に使ってロール全長を粗研磨し、最後に
一方の砥石G1のみを用いてロール全長を仕上研磨する
ことにより研磨時間を短縮する方法が開示されている。
【0005】又、特開昭60−199511において
は、図9に示されるような摩耗形状の圧延ロールを研磨
するに当って、砥石を(軸方向へ移動させず)軸芯方向
へ垂直に切り込んでいく、いわゆるフランジカット、
と、砥石を軸方向へ移動させながら切り込んでいく、
いわゆるトラバースカット、、、とを組合せる
方法が開示されている。これは、フランジカットが圧接
力を大きくできるためにその部分の研削を高速化できる
ことに着目したもので、全体としての研磨時間を短縮す
ることができる。
【0006】こうした方法を採用する場合、このときの
研磨パターンプログラムは、代表的なロール摩耗形状と
代表的なロール研磨目標形状との組合せをカバーするよ
うに作られるのが通常である。このため、往復台の反転
タイミングは、ロール摩耗形状とロール研磨目標形状が
ロール毎に異なるため、一般に砥石モータの電流値の増
減により該タイミングを検出する方法が採用されてい
る。
【0007】この他に、より複雑なロール摩耗形状に対
応するために、近接スイッチ等による往復台の位置検出
器を1箇所あるいは複数箇所に取り付け、この近接スイ
ッチの作動により部分研磨を行う方法も知られている。
この方法を図10を用いて簡単に説明すると、図10の
(a )にはバレル中央部(ロール軸方向中央部)のロー
ル研磨量が最も多い形状のロールを研磨するパターンが
示されている。この場合、砥石をロールバレルの中央部
にセットし、研磨を開始する。NC装置は、砥石モータ
電流が予め設定された値(IA)になるまで、砥石を切
り込ませた後、往復台をバレル端のいずれかの方向に走
行させる。研磨量が減少し、砥石モータ電流が予め設定
した値 kIA(k は0〜1の任意の設定値)に到達した
場合、若しくは往復台がバレル端に到達した場合、NC
装置は再度砥石モータ電流が予め設定された値IAにな
るまで砥石を切り込ませ、往復台を反転し研磨を行う。
この操作を繰り返すことにより、ロールを目標とする形
状に研磨していく。
【0008】図10(b )、(c )は、ロール研磨量の
ピークがそれぞれ2箇所及び3箇所ある場合の研磨パタ
ーンを示している。このように複数のピークを有する研
磨形状の場合は、研磨量の谷部に相当するロールバレル
位置(図10(b )においてはA点、図10(c )にお
いてはB及びC点)に近接スイッチ等による往復台の位
置検出器を取り付け、部分研磨の終了を検出することに
より、図10(b )あるいは図10(c )に示すような
複雑なロール摩耗に対応した研磨を行うことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の研磨方法では、以下のような問題があっ
た。
【0010】(1)ロール摩耗形状と研磨目標形状の差
によって、選択すべき研磨パターンが異なるため、複数
種類の代表的な研磨パターンプログラムを予め作成して
おく必要がある。
【0011】(2)複雑な研磨においては、近接スイッ
チ等による往復台の位置検出の補助が必要となり、それ
らの設定に熟練と時間を要する。
【0012】(3)砥石モータ電流の変化を検出して往
復台の進行方向を反転する方法は、反転時の下限電流値
の設定により、誤作動する場合があり、制御方法として
は安定的とは必ずしも言えない。
【0013】本発明は、これらの問題点を解決し、圧延
ロールを高能率で研磨する方法を提供することを目的と
している。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1にその要
旨を示すように、NC機能を有したグラインダを用いて
圧延ロールの表面を研磨する際に用いる圧延ロールの研
磨方法において、研磨しようとする圧延ロールの摩耗形
状をロール軸方向に沿って測定する手順と、ロール軸方
向の各部位における前記摩耗形状と次の研磨目標形状と
の差を求める手順と、この差をロール軸方向をパラメー
タとする関数として捕え、該関数の極値となる点に基づ
いて研磨部分をロール軸方向に沿って複数箇所に分割す
る手順と、分割された前記研磨部分毎に研磨スケジュー
ルを作成する手順と、前記各研磨部分の最終研磨パスの
方向と次の研磨部分の位置とから、前記グラインダの空
走時間が最少となるように必要に応じパス方向を入れ替
えてスケジュールを修正する手順と、修正された研磨
スケジュールに沿って圧延ロールを研磨する手順とを含
むことにより、上記課題を解決したものである。
【0015】
【作用】本発明においては、研磨しようとするロールの
摩耗形状をロール軸方向に沿って測定し、これと次の研
磨目標形状とを比較してその差を求め、この差をロール
軸方向をパラメータとする関数として捕え、該関数の極
値となる点に基づいて研磨部分をロール軸方向に沿って
複数箇所に分割し、分割された前記研磨部分毎に研磨ス
ケジュールを作成し、前記各研磨部分の最終研磨パスの
方向と次の研磨部分の位置とから、前記グラインダの空
走時間が最少となるように、必要に応じパス方向を入れ
替えてスケジュールを修正し、修正された研磨スケジ
ュールに沿って圧延ロールを研磨するようにした。
【0016】前記研磨目標形状は、測定したロール摩耗
形状からその最大摩耗位置よりロール表面の疲労層除去
を考慮した適正研磨量を勘案しながら決めることができ
る。
【0017】本発明によれば、例えば図3に示されるよ
うに、ロール軸方向位置x に対するロール研磨量(摩耗
形状と次の研磨目標形状との差)y を曲線で表わすこと
により求められる極値(図3中の〜の点)から、研
磨部分をA〜Eに分割し、これをA、B、C、D、Eの
順に研磨することができるため、研磨砥石の空走を最少
限に抑えることができ、高能率なロール研磨ができるよ
うになる。
【0018】なお、この場合、この研磨スケジュールの
作成にあたって、研磨部分A〜Eにおいて個々の研磨部
分の最終研磨時の往復台位置が次に研磨する部分に近い
方になるように、予め研磨開始時の方向を適宜に入れ替
えることにより、砥石空走時間を更に短くすることが容
易に可能である。
【0019】これをより具体的に説明する。まず、図4
に各研磨部分の最終研磨時の往復台位置を考慮しなかっ
た場合の研磨パターンの例を示す。図4の左側の研磨部
分の最終研磨パスは図の左方向であり、次に研磨する右
側の研磨部分から遠く離れた位置から往復台を空走させ
る必要がある。これに対し、図5は、左側の研磨部分の
研磨を予めパスの開始方向を入れ替えておくことによ
り、次に研磨する右側の研磨部分に近い位置で研磨を完
了できるため、砥石の空走時間を短くすることができて
いるものである。なお、図4、図5において符号3はロ
ール摩耗形状、5(実線)は砥石先端の研磨時の軌跡、
6(破線)は次回研磨目標形状を示している。
【0020】本発明では、研磨量y を曲線として捕え、
これに基づいて研磨スケジュールを決定するようにして
いるため、作業者の熟練が要求されることもなく、又、
近接スイッチ等による往復台の位置検出の補助も必要な
い。更には、砥石モータ電流の変化を検出して反転させ
るものではないため、誤動作の問題も発生し難く、信頼
性の高い研磨制御を実行することができる。
【0021】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0022】図6に本発明に係る研磨方法が適用される
システムの概略を示す。
【0023】図において、符号10が研磨される圧延ロ
ール、12が砥石、14が該砥石12を支持するための
砥石台、16が中間台、18が往復台、そして20がベ
ッドである。圧延ロール10は、図の符号O1 を中心と
して回転可能に支持されている。又、砥石12は、図の
符号O2 を中心として回転可能に支持されると共に、ベ
ッド20上を往復台18が往復することにより圧延ロー
ル10の軸方向に移動できるようになっている。
【0024】なお、符号22はロールの摩耗形状を測定
するためのセンサ、24は往復台の位置を検出するため
のパルスジェネレータ、26はサーボモータである。
又、図の符号28はコンピュータ、30はシーケンサ、
32はNC装置、34は主軸、往復台、砥石モータを制
御する制御盤をそれぞれ示している。
【0025】次に、この実施例における研磨方法を図6
のほか図7に示したフローチャートを併せて参照しなが
ら説明する。
【0026】まず、ロール形状測定センサ22により圧
延ロール10の摩耗形状を測定し、次回研磨目標形状を
コンピュータ28に入力することにより、例えば図2で
示されるような圧延ロール10を研磨する場合に、図3
に示すようなロール軸方向位置x に対するロール研磨量
(即ち、摩耗形状から目標形状を引いた差)y が演算さ
れる。なお、図2において符号2は前回の研磨目標形
状、4は次回(今回)の研磨目標形状をそれぞれ示して
いる。
【0027】次にこの図3のグラフからロール軸方向位
置x に対するロール研磨量y の極値、即ちdy/dx=0と
なる点が求められ、これに基づいてロール軸方向に沿っ
てロール研磨部分の分割が行われる。その後、分割され
た各ロール研磨部分毎に研磨スケジュールが作成され、
往復台18の走行、砥石12の切込みが決定される。そ
の後、図4、図5に示すように、それぞれの研磨部分の
最終研磨パスの方向と次の研磨部分の位置とから、砥石
12の空走時間が最少となるように必要であればパス方
向を入れ替え(図4の研磨スケジュール→図5の研磨ス
ケジュール)、往復台18の走行スケジュールを修正す
る。
【0028】このようにして、コンピュータ28で研磨
スケジュールを作成後、このスケジュールに従ってロー
ル研磨を行う。
【0029】この実施例は、このように個々のロール摩
耗形状と次の目標研磨形状とからロール軸方向の各部位
における研磨量を求め、これに基づいて研磨スケジュー
ルを作成するようにしているため、ロール摩耗形状と次
の研磨形状の差(研磨量)がいかなる場合であっても、
砥石の空走時間を最少にした研磨が可能となる。この場
合、従来行っていたような、予め設定しておいた複数の
研磨パターンプログラムから適正なものを選択したり、
あるいは近接スイッチ等により往復台の位置検出を行っ
たりする必要がなく、更には、砥石モータ電流の変化か
ら往復台を反転させたりする必要もないため、作業に熟
練が要求されることはなく、又、制御自体の信頼性を常
に高く維持しておくことができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ロ
ール摩耗形状と次の研磨目標形状との差からロール軸方
向位置に対するロール研磨量を演算し、この演算結果に
基づいてロール毎に研磨スケジュールを作成するように
したため、全てのロール摩耗形状、全ての研磨目標形状
に、(作業者の熟練や近接スイッチ等による往復台の位
置検出の補助を必要とせずに)適正に対応できるNC研
磨が行えるようになる。又、事前に複数個の研磨部分の
研磨スケジュールのパス方向の適正化を行うことが容易
にできるため、砥石の空走時間を更に短縮化することが
簡単にできるようになるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要旨を示す流れ図
【図2】圧延ロールの摩耗形状と次回研磨目標形状の例
を示す線図
【図3】次回のロール研磨量(ロール摩耗形状と次回研
磨目標形状との差)を示すグラフ
【図4】ロール軸方向位置におけるロール研磨量の往復
台の走行スケジュールの例を示す線図
【図5】図4のグラフにおいて往復台の走行開始の方向
を切り替えた場合の走行スケジュールの例を示す線図
【図6】本発明が適用されるロール研磨システムの概略
を説明するためのブロック図
【図7】前記研磨システムにおいて実行されるロール研
磨の手順を示す流れ図
【図8】従来のロール研磨方法の例を示す線図
【図9】従来の他のロール研磨方法の例を示す線図
【図10】従来の更に他のロール研磨方法の例を示す線
【符号の説明】
2…前回の研磨目標形状 3…圧延後のロール摩耗形状 4…次回の研磨目標形状 5…砥石先端の研磨時の軌跡(実線) 6…砥石先端の空走時の軌跡(破線) 10…圧延ロール 12…砥石 18…往復台 20…ベッド 22…ロール摩耗形状測定センサ 24…往復台位置検出用のパルスジェネレータ 26…サーボモータ 28…コンピュータ 32…NC装置 34…制御盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 孝 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所構 内 アクシオン有限会社内 (56)参考文献 特開 平1−249207(JP,A) 特開 昭55−5260(JP,A) 特開 平5−104426(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 5/37 B24B 51/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NC機能を有したグラインダを用いて圧延
    ロールの表面を研磨する際に用いる圧延ロールの研磨方
    法において、 研磨しようとする圧延ロールの摩耗形状をロール軸方向
    に沿って測定する手順と、 ロール軸方向の各部位における前記摩耗形状と次の研磨
    目標形状との差を求める手順と、 この差をロール軸方向をパラメータとする関数として捕
    え、該関数の極値となる点に基づいて研磨部分をロール
    軸方向に沿って複数箇所に分割する手順と、分割された前記研磨部分毎に 研磨スケジュールを作成
    る手順と、 前記各研磨部分の最終研磨パスの方向と次の研磨部分の
    位置とから、前記グラインダの空走時間が最少となるよ
    うに、必要に応じパス方向を入れ替えてスケジュールを
    修正する手順と、修正された研磨スケジュールに沿って圧延ロールを研
    磨する手順と、 を含むことを特徴とする圧延ロールの研磨方法。
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