JP3924766B2 - Calibration device for sensor roll - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板の張力分布からその形状(平坦度)を検出する形状検出装置に係わり、更に詳しくは、形状検出装置のセンサーロール用キャリブレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧延時の薄板の形状精度(平坦度)を高めるために、薄板の幅方向の張力分布を検出する形状検出装置が従来から用いられている(例えば、実公平3−11691号、実公平3−11692号、特願平6−97206号、等)。
図4(A)は、かかる形状検出装置に用いられるセンサーロールの縦断面図であり、図4(B)はそのA−A線における断面図である。この図に示すように、形状検出装置のセンサーロールは、中空軸(アーバ)1、ロータ2、スラストリング3、空気供給ライン4、圧力検出ライン5等からなる。ロータ2はアーバ1で浮揚支持されたリング状のエアベアリングであり、アーバ1に放射状に設けられたラジアルエア孔1aとスラストリング3に軸方向に設けられたスラストエア孔3aから吹き出すエア圧により空気浮揚し、ほとんど抵抗なく回転する。また図5(B)に示すように、使用時にはロータ2は薄板6の張力Tにより垂直荷重Fを受けてわずかに偏心し、この偏心によりアーバ1とロータ2間の圧力が変化し、この圧力を圧力検出ライン5により測定し、電気信号に変換して各ロータ2に作用する垂直荷重Fを換算し、これから張力Tの分布を検出するようになっている。なお、図4で4aは、エアフィルタである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにセンサーロールは、空気軸受で支持されたロータ2の支持圧力のわずかな変化から張力Tを測定するため、使用前に予め精密なキャリブレーション(較正)を行なう必要がある。そのため、図5に例示するようなキャリブレーション装置が従来用いられている。
【0004】
(A)はロータ2上に重量が既知のウエイト7aを載せ、前後(この図で左右)より手動で位置調整を行い、ウエイト7aの上側に水準器7bを当て、垂直に載せられたことを確認した後、既知重量(試験荷重)に相当した張力に電気信号を調整するようになっている。
(B)は、基本的には(A)と同様であるが、相違点はウエイト7aの垂直を調整する治具7cをセンサーロール下部に設置し、ウエイト7aの前後に垂直調整棒7dを設け、調整棒7dの下端を治具7cの上端に当てて、ウエイト7aがロータ2上に垂直に載せられたことを確認するようになっている。
【0005】
しかし、図5に例示した従来のキャリブレーション装置は、以下のような問題点があった。
▲1▼ウエイトがロールの上にあるため不安定で荷重方向が中心を通り難く、再現性が低い。また、全ての調整を手作業で行うため、作業員に熟練度及び集中度が要求される。
【0006】
▲2▼また(B)のキャリブレーション装置は、調整棒がウエイトに接触した状態で計測するため、荷重が分散し或いは接触による摩擦力が作用して測定精度が低下しやすく、再現性が低く、不安定になりやすい。
▲3▼更に(A)(B)の各装置において、ウエイトの中心位置がロータの幅方向中心からずれると、ロータに偏荷重が作用し、誤差が大きくなる。
【0007】
すなわち、一般にキャリブレーション装置では、較正作業時ロータ上に重錘(ウエイト)7aを載せる際に、ウエイトの重心をロータ2の幅方向中心及び軸方向中心に一致させないと偏荷重が発生し、ロータが傾動して検出出力に誤差が生じる問題があるが、従来のキャリブレーション装置では、この調整が困難であり、熟練度と集中度を必要とし、そのため、較正に時間を要し、自動化がほとんど不可能である問題点があった。
【0008】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ウエイトの中心位置をロータの中心位置に容易に短時間に位置決めでき、これにより熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整でき、再現性が高く、外乱荷重がなく試験荷重を一定に保持でき、更に自動化が可能なセンサーロール用キャリブレーション装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、センサーロールの軸心に沿ってその上部に設置された水平レールと、該水平レールに支持され前記軸心に沿って移動可能な台車と、該台車に取り付けられ昇降可能な吊り金具と、該吊り金具に吊り下げられセンサーロールのロータ上に荷重を負荷する較正治具と、前記較正治具に設置されたウエイトとからなり、吊り金具の下降により、較正治具がロータ上に載り、吊り金具との係合が外れるようになっており、前記ウエイトが前記ロータよりも下方の位置において前記較正治具に設置されるようになっている、ことを特徴とするセンサーロール用キャリブレーション装置が提供される。
【0010】
上記本発明の構成によれば、較正治具を上昇させた状態で台車をレールに沿って移動させることにより、ウエイトの重心Gがセンサーロールの軸心Z上に位置したままウエイトを容易に移動させることができる。次いで、隣接するロータの中心位置Cまで台車を移動させた後、そのまま吊り金具を下降させることにより、ウエイトの中心位置をロータの中心位置Cに容易に短時間に位置決めできる。従って、熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整することができる。更に、吊り金具の下降により、較正治具のみがロータ上に載り、吊上げ部と吊り金具との係合が外れるようになっているので、ロータに較正治具以外の外乱荷重が作用せず試験荷重を一定に保持することができ、誤差が少なく高い再現性を保持することができる。
【0011】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記較正治具は、センサーロールを囲んで閉じるフレームと、該フレームの上部に取り付けられ吊り金具により吊り上げられる吊上げ部と、フレームの下部に上端が取り付けられ下端部にウエイトを載せるようになった吊りロッドと、フレームの上部にセンサーロールの軸心と直交する水平方向に間隔を隔てて取り付けられ軸心と平行な軸心を有する2つのローラベアリングと、からなり、釣り合い位置でウエイトの重心Gが2つのローラベアリングの中心位置を通るようになっている。
【0012】
この構成により、ウエイトの重心Gがセンサーロールの中心から十分離れた下方に位置し、かつその重心が釣り合い位置で2つのローラベアリングの中心位置を通るので、ローラベアリングの中心位置がロータの中心Cから僅かにずれた場合でも、その偏心を無くすモーメント(ウエイトの重量×e)が較正治具に作用し、ウエイトの重心Gをロータの中心Cに自動的に一致させる。従って、ウエイトの重量により荷重が中心方向に正確に自動調心されるため、再現性と作業性が良く、容易に自動化することができる。
【0013】
また、別の実施形態によれば、水平レールに平行に回転可能に設置された送りネジと、該送りネジと螺合し台車に取り付けられた送りネジ用ナットとを備え、送りネジの回転により、ウエイトの重心Gがロータの幅中心Cと一致するように、台車を移動させる。この構成により、例えば送りネジにボールネジ等を用い、手動のみならず、例えばステッピングモータ等を用いて遠隔操作によっても、台車の幅方向位置を容易に位置決めすることができる。
【0014】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記台車の下部に昇降用シリンダが取り付けられ、該昇降用シリンダにより吊り金具が昇降される。この構成により、ウエイトの重心Gをロータの幅中心Cと一致したままで、精度よく較正治具を昇降させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本発明によるセンサーロール用キャリブレーション装置の側面図である。この図に示すように、本発明のキャリブレーション装置10は、センサーロールの軸心Zに沿ってその上部に設置された水平レール12と、水平レール12に支持され軸心Zに沿って移動可能な台車14と、台車14に取り付けられ昇降可能な吊り金具16と、吊り金具16に吊り下げられセンサーロールのロータ2上に荷重を負荷する較正治具18と、較正治具18に設置されたウエイト21とからなる。
【0016】
図2は、図1のA−A線における断面図である。この図に示すように、較正治具18は、センサーロール(アーバ1とロータ2)を囲んで閉じるフレーム19と、フレーム19の上部に取り付けられ吊り金具16により吊り上げられる吊上げ部20と、フレーム19の下部に上端が取り付けられ下端部にウエイト21を載せるようになった吊りロッド22と、フレーム19の上部にセンサーロールの軸心Zと直交する水平方向に間隔を隔てて取り付けられ軸心Zと平行な軸心を有する2つのローラベアリング23とからなる。このように、ウエイト21がロータ2よりも下方の位置において較正治具18に設置されるようになっている。釣り合い位置でウエイト21の重心G、及び較正治具18全体の重心が2つのローラベアリング23の中心位置を通るよう重量バランスが調整されている。
【0017】
更に、フレーム19は、センサーロールへの着脱を容易にするため、例えば図に示すように、フレーム19の中間部でボルト、ピン等で分割又は開閉可能な構造となっているのがよい。また、フレーム19の側面に突起部19aを設け、その端面をロータ2の端面と目視で一致させることにより、ロータ2の軸方向中心にフレーム19を合わせられるようになっている。
【0018】
この構成により、図3に模式的に示すように、ウエイト21の重心Gがセンサーロールの中心Zから十分離れた下方に位置し、かつその重心Gが釣り合い位置で2つのローラベアリング23の中心位置Oを通るので、ローラベアリング23の中心位置がロータ2の中心Cから僅かにずれた場合でも、その偏心を無くすモーメントM(ウエイトの重量×e)が較正治具18に作用し、ウエイト21の重心Gをロータの中心Cに自動的に一致させる。従って、ウエイト21の重量により荷重が中心方向に正確に自動調心されるため、再現性と作業性が良く、容易に自動化することができる。
【0019】
本発明のキャリブレーション装置10は、更に、水平レール12に平行に回転可能に設置された送りネジ24(例えばボールネジ)と、送りネジ24と螺合し台車14に取り付けられた送りネジ用ナット25とを備え、送りネジ24の回転により、ウエイト21の重心Gがロータ2の幅中心Cと一致するように、台車14を移動させるようになっている。
【0020】
また、台車14の下部に昇降用シリンダ26が取り付けられ、この昇降用シリンダ26により吊り金具16が昇降され、吊り金具16の下降により、較正治具18の吊上げ部20との係合が外れて較正治具18全体がロータ2上に載るようになっている。なお、図1及び図2において、11は較正フレーム、11aは較正架台、13は吊りフレーム、27はステッピングモータ、28は送り駆動軸箱、29はブレーキである。
【0021】
上述した構成により、昇降用シリンダ26で較正治具18を上昇させた状態で台車14を水平レール12に沿って移動させることにより、ウエイト21の重心Gがセンサーロールの軸心Zの真上に位置したままウエイト21を容易に移動させることができる。次いで、隣接するロータ2の中心位置Cまで台車14を移動させた後、そのまま吊り金具16を下降させることにより、ウエイト21の中心位置Gをロータの中心位置Cに容易に短時間に位置決めできる。従って、熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心Cを垂直に通るように容易に作業性よく調整することができる。更に、吊り金具16の下降により、較正治具18のみがロータ上に載り、吊上げ部と吊り金具との係合が外れるようになっているので、ロータに較正治具以外の外乱荷重が作用せず試験荷重を一定に保持することができ、誤差が少なく高い再現性を保持することができる。
【0022】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、図1及び図2に示した送りネジ及び送りネジ用ナットの代わりに、▲1▼ピン方式で軸方向の位置決めをしてもよく、或いは▲2▼較正治具の幅(突起部19aの端面)をロータ幅に一致させておき目視で軸方向の位置決めをしてもよい。
【0023】
【発明の効果】
上述したように、本発明のキャリブレーション装置は、ウエイトの中心位置をロータの中心位置に容易に短時間に位置決めでき、これにより熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整でき、再現性が高く、外乱荷重がなく試験荷重を一定に保持でき、更に自動化が可能である、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセンサーロール用キャリブレーション装置の側面図である。
【図2】図1のA−A線における断面図である。
【図3】較正治具の機能を示す説明図である。
【図4】形状検出装置に用いられるセンサーロールの縦断面図とそのA−A線における断面図である。
【図5】従来のキャリブレーション装置の模式図である。
【符号の説明】
1 中空軸(アーバ)
1a ラジアルエア孔
2 ロータ
3 スラストリング
3a スラストエア孔
4 空気供給ライン
5 圧力検出ライン
6 薄板
7a ウエイト
7b 水準器
7c 治具
7d 調整棒
10 キャリブレーション装置
11 較正フレーム
12 水平レール
13 吊りフレーム
14 台車
16 吊り金具
18 較正治具
19 フレーム
20 吊上げ部
21 ウエイト
22 吊りロッド
23 ローラベアリング
24 送りネジ
25 送りネジ用ナット
26 昇降用シリンダ
27 ステッピングモータ
28 送り駆動軸箱
29 ブレーキ
C ロータの幅中心
G ウエイトの重心
Z センサーロールの軸心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shape detection device that detects a shape (flatness) from a tension distribution of a thin plate, and more particularly to a sensor roll calibration device of the shape detection device.
[0002]
[Prior art]
In order to improve the shape accuracy (flatness) of a thin plate during rolling, a shape detection device that detects a tension distribution in the width direction of the thin plate has been conventionally used (for example, Japanese Utility Model 3-11691, Japanese Utility Model 3- 11692, Japanese Patent Application No. 6-97206, etc.).
FIG. 4A is a vertical cross-sectional view of a sensor roll used in such a shape detection device, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA. As shown in this figure, the sensor roll of the shape detection apparatus includes a hollow shaft (arbor) 1, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the sensor roll measures the tension T from a slight change in the support pressure of the
[0004]
(A) shows that the
(B) is basically the same as (A), except that a jig 7c for adjusting the verticality of the
[0005]
However, the conventional calibration apparatus illustrated in FIG. 5 has the following problems.
(1) Since the weight is on the roll, it is unstable, the load direction is difficult to pass through the center, and the reproducibility is low. In addition, since all adjustments are performed manually, the worker is required to have skill and concentration.
[0006]
(2) In addition, since the calibration device of (B) is measured in a state where the adjusting rod is in contact with the weight, the load is dispersed or the frictional force due to the contact acts to easily reduce the measurement accuracy, and the reproducibility is low. , Prone to instability.
(3) Further, in each of the devices (A) and (B), if the center position of the weight is deviated from the center in the width direction of the rotor, an offset load acts on the rotor, and the error increases.
[0007]
That is, in general, in the calibration apparatus, when the
[0008]
The present invention has been made to solve such problems. That is, the object of the present invention is to easily position the center of the weight to the center of the rotor in a short time, and thereby easily allow the weight load to pass vertically through the center of the rotor without requiring skill and concentration. It is an object of the present invention to provide a sensor roll calibration device that can be adjusted with good workability, has high reproducibility, has no disturbance load, can maintain a constant test load, and can be automated.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a horizontal rail installed at the upper part along the axis of the sensor roll, a carriage supported by the horizontal rail and movable along the axis, and attached to the carriage and movable up and down A suspension fixture, a calibration jig that is suspended on the suspension fixture and applies a load on the rotor of the sensor roll, and a weight installed on the calibration fixture. rests on, being adapted to engage with the hanger is disengaged, the sensor roll the weights, wherein the calibration jig is adapted to be installed, that at a position lower than the rotor A calibration device is provided.
[0010]
According to the above configuration of the present invention, the weight is easily moved while the center of gravity G of the weight is positioned on the axis Z of the sensor roll by moving the carriage along the rail while the calibration jig is raised. Can be made. Next, after the carriage is moved to the central position C of the adjacent rotor, the central position of the weight can be easily positioned in the central position C of the rotor in a short time by lowering the hanging bracket as it is. Therefore, the weight load can be easily adjusted with good workability so that the weight load passes vertically through the center of the rotor without requiring skill and concentration. In addition, since only the calibration jig is placed on the rotor and the engagement between the lifting part and the suspension metal is released by the lowering of the suspension metal, the disturbance load other than the calibration jig does not act on the rotor. The load can be kept constant, and there is little error and high reproducibility can be maintained.
[0011]
According to a preferred embodiment of the present invention, the calibration jig includes a frame that surrounds and closes the sensor roll, a lifting portion that is attached to the upper portion of the frame and is lifted by a lifting bracket, and an upper end that is attached to the lower portion of the frame and has a lower end. A suspension rod adapted to place a weight on the part, and two roller bearings attached to the upper part of the frame at a horizontal interval perpendicular to the axis of the sensor roll and having an axis parallel to the axis. Thus, the center of gravity G of the weight passes through the center position of the two roller bearings at the balanced position.
[0012]
With this configuration, the center of gravity G of the weight is positioned below and sufficiently away from the center of the sensor roll, and the center of gravity passes through the center position of the two roller bearings in a balanced position. Even if it is slightly deviated from the above, a moment (weight of the weight × e) that eliminates the eccentricity acts on the calibration jig, and the center of gravity G of the weight automatically matches the center C of the rotor. Therefore, since the load is automatically centered accurately in the center direction due to the weight of the weight, the reproducibility and workability are good and can be easily automated.
[0013]
According to another embodiment, a feed screw installed rotatably in parallel with the horizontal rail, and a feed screw nut screwed to the feed screw and attached to the carriage, are provided by rotating the feed screw. The carriage is moved so that the center of gravity G of the weight coincides with the width center C of the rotor. With this configuration, for example, the position of the carriage in the width direction can be easily determined by using a ball screw or the like as the feed screw and performing remote operation not only manually but also using a stepping motor or the like.
[0014]
According to a preferred embodiment of the present invention, an elevating cylinder is attached to the lower part of the carriage, and the hanging bracket is raised and lowered by the elevating cylinder. With this configuration, the calibration jig can be moved up and down with high accuracy while keeping the center of gravity G of the weight coincident with the width center C of the rotor.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, common parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a side view of a sensor roll calibration apparatus according to the present invention. As shown in this figure, the
[0016]
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in this figure, the
[0017]
Furthermore, in order to make the
[0018]
With this configuration, as schematically shown in FIG. 3, the center of gravity G of the
[0019]
The
[0020]
In addition, an elevating
[0021]
With the above-described configuration, the
[0022]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, instead of the feed screw and the feed screw nut shown in FIG. 1 and FIG. 2, the positioning in the axial direction may be performed by the (1) pin method, or (2) the width of the calibration jig (
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the calibration device of the present invention can easily position the center of the weight to the center of the rotor in a short time so that the weight load can be perpendicular to the center of the rotor without requiring skill and concentration. It has excellent effects such as easy adjustment with good workability, high reproducibility, no disturbance load, constant test load, and further automation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a sensor roll calibration apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing functions of a calibration jig.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a sensor roll used in the shape detection device and a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional calibration apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Hollow shaft (Arbor)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
吊り金具の下降により、較正治具がロータ上に載り、吊り金具との係合が外れるようになっており、
前記ウエイトが前記ロータよりも下方の位置において前記較正治具に設置されるようになっている、ことを特徴とするセンサーロール用キャリブレーション装置。A horizontal rail installed above the axis of the sensor roll, a carriage supported by the horizontal rail and movable along the axis, a hanging bracket attached to the carriage and capable of moving up and down, and the suspension It consists of a calibration jig that is suspended on the metal fitting and applies a load on the rotor of the sensor roll, and a weight installed on the calibration jig ,
By the lowering of the lifting lugs, the calibration jig are adapted to ride on the rotor, is disengaged with lifting lugs,
The sensor roll calibration apparatus, wherein the weight is installed on the calibration jig at a position below the rotor .
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