JP4531216B2 - 圧延機のオンラインロール研削方法およびオンラインロール研削装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機中の作業ロールの表面を作業ロールの回転中に研削することのできる圧延機のオンラインロール研削方法およびオンラインロール研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、圧延機の作業ロールは、板を圧延することで圧延部分のみが摩耗し、非圧延部分との段差が生じるため、圧延のスケジュールを幅が広い圧延材から幅の狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式が取られていた。また、このように段差が形成することと、圧延により作業ロール表面の粗さが変化することによる製品品質への影響を考慮して作業ロールの寿命が決められている。そしてこの決められた作業ロールの寿命により、同じ作業ロールを使用した場合の圧延可能な圧延材の本数が制限されていた。
【０００３】
そこで従来より特許第２７０８３５１号公報に記載されているようなオンラインロール研削装置が提案されている。これは上記のように幅が広い圧延材から幅が狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式の制約をなくしてスケジュールフリー圧延を行い、また圧延部分と非圧延部分の作業ロール段差の形成を防止して作業ロール表面の粗さを一定にすることで作業ロールの寿命を延ばすことを可能とし、それにより圧延できる圧延材の本数を増やして作業ロールの原単位を減らすこと等、省エネルギー、製品品質の改善、生産性の向上を目的としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許第２７０８３５１号公報の記載の技術のような、オンラインロール研削装置で作業ロールを研削する場合、前回の圧延材料が尻抜けをした後から次回の圧延材料がかみ込むまでの間に、ロール全長にわたってロールを研削する使用方法がある。この場合、この材料間の時間は圧延生産性に大きく影響を与えるため必要最小限に制限されており、その結果オンラインロール研削装置を用いて研削できる時間（研削可能時間）も制限される。
【０００５】
ところで、オンラインロール研削装置によるロール研削では、作業ロールを研削していないときには、ロール表面と砥石が接触してロール表面を傷付けたり砥石を破損することのないように、砥石表面とロール表面の間に接触を回避できる程度の隙間を設ける必要があり、そのためロール研削終了後はロール表面からその隙間だけ離れた砥石待機位置に砥石を移動させる制御技術が必要となる。
【０００６】
通常、オンラインロール研削装置における砥石待機位置までの砥石の移動制御は、オンライン研削装置の制御装置の上位コンピュータから上下作業ロールのギャップデータとバックアップロールの上面位置データを受け取り、それらに基づいて前記制御装置内で待機位置を演算し、砥石を移動制御して位置決めを行っている。
【０００７】
また、ロール研削を開始するときは、モータによって砥石を砥石待機位置からロール表面まで移動させ押し付ける必要があるが、その移動速度は、砥石がロール表面に接触する際に破損することのないよう低めの速度に設定してある。
【０００８】
しかしながら、実操業中の上下作業ロールのギャップ及びバックアップロール上面位置は圧延機内のガタ、特に、圧延機が初めから持っているガタ及び圧延作業を繰り返すことによる圧延ロールのチョック部ライナーの摩耗に起因するガタにより変化する。このガタは、圧延作業を繰り返すことで少しずつ累積増加する。
【０００９】
ここで、オンラインロール研削装置は上記のように作業ロールの延命によって圧延できる圧延材の本数が大きく増加することから、ガタの累積増加も大きい。オンラインロール研削による作業ロール表面の１回当たりの研削代は、数ミクロン程度であり、その影響は無視できるが、圧延作業を繰り返すことによるガタの累積増加は無視できない。その結果、上位コンピュータで計算した待機位置は実際の作業ロールの表面位置からおよそ１０ｍｍ程度ずれ、前述した低速の移動速度で砥石を移動して作業ロールに押し付けを行った場合には研削開始時間に数秒のズレを生じるものとなっていた。
【００１０】
砥石待機位置とロール表面間のギャップが大きくなる方向に砥石待機位置がズレるとその分だけ研削開始時間が遅れ、そのため研削可能時間内に研削が終了出来ずに未研削部が残ることになってしまい、その結果、製品品質の低下や製品として使用できずに生産性が低下するといった弊害が起こることになる。
【００１１】
本発明の目的は、砥石とロール表面間のギャップの変化が最小になるよう制御することで研削時間をほぼ一定にし、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止する圧延機のオンラインロール研削方法およびオンラインロール研削装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするものとする。
【００１３】
これにより、ガタの影響による２回目以降の研削の作業時間をほぼ一定にすることができ、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止することが可能となる。
【００１４】
（２）また上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするものとする。
【００１５】
これにより、作業ロール組替え直後における砥石待機位置の演算及び位置決めを適切に行うことができる。
（３）また上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えるものとする。
（４）さらに上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えるものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にあるオンラインロール研削装置を備えた圧延機の主要部縦断面図であって、研削開始前の砥石待機位置を示す図である。
【００１８】
図１において、本実施形態に関わる圧延機は、圧延材Ｓを延伸する一対の上下作業ロール１ａ、１ｂと、作業ロール１ａ、１ｂを支持する一対の上下バックアップロール３ａ、３ｂを操作側及び駆動側のハウジング４に保持させた４段圧延機である。圧延機入側には入側ガイド５が配置され、圧延材Ｓの作業ロール１ａ、１ｂへのガイドを行う。
【００１９】
このような圧延機に本実施形態のオンラインロール研削装置が設けられている。オンラインロール研削装置は、上作業ロール１ａ用の左右２つの砥石装置２ａ、２ｂ（図３参照。以下、左右共通の説明では「２」で代表する）と下作業ロール１ｂ用の２つの砥石装置２ｃ、２ｄ（同様に「２」で代表する）とを有している。
【００２０】
上作業ロール１ａ用の砥石装置２ａ、２ｂは上作業ロール１ａの操作側端部及び駆動側端部に対応してそれぞれ設けられ（図３参照）、下作業ロール１ｂ用の砥石装置２ｃ、２ｄも同様に下作業ロール１ｂの操作側端部及び駆動側端部に対応して設けられており、研削開始前の状態において全ての砥石装置２は図１に示すようにそれぞれ作業ロール１ａ、１ｂの表面から距離Ｇだけ離れた砥石待機位置に位置している。
【００２１】
図２は、本実施形態のオンラインロール研削装置のシステム構成図である。この図において、砥石装置２は、作業ロール１を研削する円盤状の砥石部１７、この砥石部１７を回転駆動する砥石回転装置２０、作業ロール１に砥石部１７を押し付ける砥石押し付け移動装置１１を有している。また、オンラインロール研削装置は、砥石装置２を作業ロール１の軸方向に移動させる砥石横移動装置１４を備えている。
【００２２】
砥石回転装置２０は、回転モータ２１と砥石回転軸１８及びベルト２４とを有し、砥石回転軸１８はボディ２６上に回転自在に支承され、ボディ２６はケース５０に対し移動可能に支持されている。このように砥石回転軸１８は軸方向に移動可能にされ、かつ、ベルト２４を介して回転モータ２１に連動して回転駆動される。また、砥石回転軸１８の一端側には砥石部１７が、反砥石側には砥石部１７と作業ロール１間の押付力を測定するロードセル１９が設置され、ロードセル１９はボディ２６に固定され、砥石回転軸１８は砥石部１７の押付力をロードセル１９に伝達できる支持構造となっている。
【００２３】
砥石押し付け移動装置１１は、押し付けモータ１２と、押し付けモータ１２の回転によってボディー２６と共に砥石部１７、砥石回転軸１８及びロードセル１９を作業ロール１の接離方向に移動させるバックラッシュレスタイプの予圧式ボールねじ２５と、押し付け移動量として押し付けモータ１２の回転角度を検出するエンコーダ１３とを有している。
【００２４】
砥石横移動装置１４は、砥石装置２のケース５０に設置したトラバースモータ１５と、トラバースモータ１５に取り付けられ横移動量としてその回転数を検出するエンコーダ１６と、トラバースモータ１５の回転軸に装着されたピニオン２７と、作業ロール１の軸方向と平行にピニオン２７と噛み合うよう設置されたラック２８とを有している。トラバースモータ１５が回転すると、ピニオン２７とラック２８の噛み合いにより砥石装置２は作業ロール１の軸方向に移動する。
【００２５】
砥石押し付け移動装置１１の押し付けモータ１２及び砥石回転装置２１の回転モータ２１はそれぞれ押し付けモータ制御装置２３ａ、回転モータ制御装置２３ｂにより制御される。砥石横移動装置１４のトラバースモータ１５はトラバースモータ制御装置２３ｃにより制御される。
【００２６】
また、ロードセル１９、押し付け移動量検出用のエンコーダ１３、横移動量検出用のエンコーダ１６の検出信号は情報処理装置２２に送られ、情報処理装置２２はそれらの検出信号を処理し、処理した結果の信号を各モータの制御装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃに送り、押し付けモータ１２、回転モータ２１、トラバースモータ１５を制御する。
【００２７】
情報処理装置２２、押し付けモータ制御装置２３ａ及び回転モータ制御装置２３ｂは、研削開始前における砥石待機位置を適切に設定し砥石待機位置と作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするよう制御する制御手段の機能も有している（後述）。
【００２８】
以上のように構成した本実施形態のオンラインロール研削装置の作動を図３を用いて以下に説明する。図３はこの研削動作中における砥石装置２の移動の様子を、上側の作業ロール１ａにおける砥石装置２ａ、２ｂを例に取り説明する図である。砥石装置２ａ、２ｂはそれぞれ１本の作業ロール１ａの半分の長さの研削を受け持つよう設置されている。
【００２９】
はじめに研削動作開始前においては図３（ａ）に示すように２つの砥石装置２ａ、２ｂは作業ロール１ａ表面から距離Ｇだけ離れた研削待機位置に位置しており、研削動作が開始すると回転を始めた砥石部１７は砥石待機位置から作業ロール１ａ表面に向かって押し出され、距離Ｇが０になって作業ロール１ａ表面に接触した時点で研削状態となる。その後図３（ｂ）に示すようにロール軸方向に移動しながら所定の位置を研削し、作業ロール１ａが全長にわたって研削された時点（２つの砥石装置２ａ、２ｂがそれぞれ作業ロール１ａの半分の長さだけ移動した時点）で研削が終了し、それと共に砥石部１７は図３（ｃ）に示すように作業ロール１ａ表面から距離Ｇだけ離れた位置を次回の研削動作前の砥石待機位置として位置決め移動する。
【００３０】
そして次回の研削動作においては、図３（ｃ）、図３（ｂ）、図３（ａ）といった前回と逆の順路で砥石装置２ａ、２ｂが移動して研削動作を行う。このように研削装置２ａ、２ｂは研削動作を繰り返すごとに作業ロール１ａの軸方向を往来して往復移動する。
【００３１】
図４は、本実施形態のオンラインロール研削装置において作業ロール１が新しく組み替えるたびに繰り返される本発明のオンラインロール研削方法の処理手順のフローチャートであり、この図により上記の研削動作と砥石待機位置の変化の関係を説明する。
【００３２】
まず、圧延機のロール組み替えを行うと、圧延前の初期位置データとして、圧延機を制御するコンピュータ（以下、圧延制御装置という）により、上下作業ロール１ａ、１ｂのギャップデータとバックアップロール３の上面位置が測定算出される（ステップ１００）。
【００３３】
次に、情報処理装置２２は圧延制御装置から上下作業ロール１ａ、１ｂのギャップデータとバックアップロール３の上面位置を受け取り、これらに基づいて作業ロール１表面から距離Ｇだけ離れた砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０１）。演算終了後、情報処理装置２２は演算結果を押し付けモータ制御装置２３ａに出力してその制御により砥石部１７を砥石待機位置に位置決めする（ステップ１０２）。そして圧延機においてはこの時点で圧延作業が行われる。
【００３４】
次に、圧延作業が終了して研削動作に入る時点で回転モータ制御装置２３ｂの制御により砥石部１７が回転を開始し、押し付けモータ制御装置２３ａの制御により砥石部１７を押し付けモータ１２で押し付け移動させる（ステップ１０３）。そしてロードセル１９により押し付け力を検出した時点で押し付け移動を止め、トラバースモータ制御装置２３ｃの制御により砥石装置２をトラバースモータ１５で横移動させ、作業ロール１表面の研削を開始する（ステップ１０４）。
【００３５】
なお、この横移動途中で作業ロール１表面の径が細くなっている箇所においては砥石部１７と作業ロール１表面とが離れることのないよう、常にロードセル１９が十分な押し付け力を検出するまで砥石部１７は押し付け移動されるよう制御されており、このため常に砥石部１７と作業ロール１表面とは十分な接触が確保されることになる。
【００３６】
また研削が行われている間は、ロールプロファイル算出のために押し付け移動量検出用のエンコーダ１３を介して測定している砥石部１７の押し付け位置を常に記録しておく（ステップ１０５）。このとき作業ロール１は圧延作業の度に増加するガタにより位置が少しずつズレるものの、常に圧延材の尻抜け方向に安定的に位置しているため作業ロール１自体が振動することはなく、安定した押し付け位置の記録が可能となっている。
【００３７】
そして横移動量検出用のエンコーダ１６を介して常に測定している砥石部１７の横移動量が規定量（本実施形態の場合、２つの砥石装置２ａ、２ｂの設置間隔である作業ロール１ａの半分の長さ）に達した時点で研削が終了し（ステップ１０６）、情報処理装置２２が上記ステップ１０５で測定した押し付け位置を用いて次の砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０７）。演算終了後、押し付け移動量検出用のエンコーダ１３を介して砥石部１７の位置を測定しながら、押し付けモータ制御装置２３ａの制御により砥石部１７を押し付けモータ１２で砥石待機位置へ位置決めする（ステップ１０８）。
【００３８】
以上のステップ１０３からステップ１０８までの行程によって、作業ロール１を新しく組み替えた後の１回目の研削動作が行われることになる。そして圧延機においてはこの時点で２回目の圧延作業が行われる。
【００３９】
その後、圧延作業が終了して２回目の研削動作に入る時点で砥石部１７が回転を開始し、砥石部１７を押し付け移動させ（ステップ１０９）、押し付け力を検出した時点で押し付け移動を止めた後に研削装置２を横行させ、作業ロール１表面の研削を開始する（ステップ１１０）。
【００４０】
研削を開始すると、ロールプロファイル算出のために測定している砥石部１７の押し付け位置を記録しておく（ステップ１１１）。
【００４１】
そして研削が終了し（ステップ１１２）、上記ステップ１１５で測定した押し付け位置を用いて次回の砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０７に戻る）。演算終了後、砥石待機位置へ位置決めを行う（ステップ１０８）。
【００４２】
以上のステップ１０９からステップ１１２、さらにステップ１０７に戻ってステップ１０８までの行程によって、作業ロール１を新しく組み替えた後の２回目の研削動作が行われたことになる。そして圧延機においてはこの時点で３回目の圧延作業が行われる。
【００４３】
このようにして次回３回目以降の研削においても２回目と同様な演算、手順で研削動作が繰り返されることになる。そして次に新しく作業ロール１が組み替えられた時点（ステップ１１３）で上記１回目の研削動作の手順に戻る（ステップ１００に戻る）。
【００４４】
以上のように、前回研削時に測定した押し付け位置に基づいて次回の砥石待機位置の演算・位置決めを行うといった手順・演算方法を繰り返すことで、圧延作業のたびにロール軸受部のガタが増加して砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップが大きくなったとしても、圧延作業１回当たりに生じる砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップの増加量はわずかであるため、各回の研削動作全体に要する総時間にあまり影響を与えない程度にギャップの変化を最小に保つことが可能となる。
【００４５】
つまり具体的には、作業ロール１組み替え後の１回目の研削動作においては上位コンピュータからの値を用いて、２回目以降の研削動作においては前回研削時に測定した押し付け位置を用いて、砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップの変化が最小となるように砥石待機位置を演算して位置決めすることで、各回の研削動作に要する総時間をほぼ一定にし、研削可能時間内で研削を終了することにより、未研削部分をなくし、製品品質の低下及び生産性の低下を防止することができる。
【００４６】
以下、本発明のオンラインロール研削装置における図３（ａ）から図３（ｃ）までの研削動作において、具体的に数値を仮定してその作用効果を確認する。
【００４７】
前の材料が圧延を終了してから次の圧延が開始するまでの時間（オンラインロール研削可能時間）を１５０（ｓ）、オンラインロール研削装置横移動速度Ｔｖを１０（ｍｍ／ｓ）、砥石押し付け移動速度Ｐｖを１（ｍｍ／ｓ）、砥石回転準備時間Ｒｔを１０（ｓ）、オンラインロール研削装置の研削範囲Ｌを２０００（ｍｍ）、また圧延時のロールたわみ等によって作業ロール１表面と砥石部１７が接触することのないよう研削待機位置を２０（ｍｍ）とすると、砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップＧは、２０（ｍｍ）となる。そして１回の圧延作業により生じる作業ロール１のガタはわずかなものであり、上述した本発明の研削方法によれば各回の研削動作開始時におけるこのギャップＧの変化は最小に維持されることになる。よって、常に砥石部１７が作業ロール１表面に接触するまでの砥石部１７の移動時間Ｐｔは、
Ｐｔ＝Ｇ／Ｐｖ＝２０（ｍｍ）／１（ｍｍ／ｓ）＝２０（ｓ）
となる。
【００４８】
また、オンラインロール研削装置は図３に示すように通常１スタンドに２台設置されているため、１回の研削にかかる研削範囲は半分になり、研削にかかる時間Ｋｔについては
Ｋｔ＝（Ｌ／２）／Ｔｖ＝（２０００（ｍｍ）／２）／１０（ｍｍ／ｓ）＝１００（ｓ）
となる。
【００４９】
以上より研削準備から研削終了までにかかる総時間Ｔｔは、
Ｔｔ＝Ｒｔ＋Ｐｔ＋Ｋｔ＋Ｐｔ＝１０＋２０＋１００＋２０＝１５０（ｓ）
となり、オンラインロール研削可能時間１５０（ｓ）以内で研削が終了する。
【００５０】
しかしながら上記本発明に従わずに従来の研削方法を用いた場合には、圧延を繰り返した結果、砥石部１７と作業ロール１表面のギャップＧが圧延機内のガタにより累積して１０（ｍｍ）開いたとすると、砥石部１７が作業ロール１表面に接触するまでの、および作業ロール１表面から次回の砥石待機位置まで離反するまでの砥石部１７の移動時間Ｐｔは１０（ｓ）多くなり、研削総時間Ｔｔは１７０（ｓ）となる。これでは、オンラインロール研削可能時間内で研削が終了できず未研削部分ができてしまう。未研削部分を上記仮定値で逆算すると、研削範囲１０００（ｍｍ）中２００（ｍｍ）の割合で１本の作業ロール１中に２箇所できてしまう。未研削部分のある作業ロール１は、ロール表面の表面粗度に差が生じるため、この作業ロール１で圧延すると圧延材に模様として転写してしまい、製品にならない場合がある。
【００５１】
よって本発明においては、研削待機位置を固定せず、各回の研削動作の度に研削終了時のロール研削位置を基準としてそこからの距離を決めて次回の研削待機位置とすることで、砥石部１７と作業ロール１表面のギャップＧの変化を最小量（１回分のギャップの増加量）に維持することが可能となり、それによりオンラインロール研削可能時間内で研削を終了させることができ、製品品質の低下及び生産性の低下を防止することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、累積増加するロール軸受部のガタから影響を受けやすい２回目以降の研削の作業時間をほぼ一定にすることができ、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止することが可能となる。
【００５３】
また本発明によれば、作業ロール組替え直後における砥石待機位置の演算及び位置決めを適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にあるオンラインロール研削装置を備えた圧延機の主要部縦断面図である。
【図２】オンラインロール研削装置のシステム構成図である。
【図３】研削動作中における砥石装置の移動の様子を説明する図である。
【図４】作業ロールが新しく組み替えられる度に繰り返される作動全体のフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 作業ロール
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 砥石装置
３ａ、３ｂ バックアップロール
４ ハウジング
５ 入側ガイド
１１ 砥石押し付け移動装置
１２ 押し付けモータ
１３ 押し付け移動量検出用のエンコーダ
１４ 砥石横移動装置
１５ トラバースモータ
１６ 横移動量検出用のエンコーダ
１７ 砥石
１８ 砥石回転軸
１９ ロードセル
２０ 砥石回転装置
２１ 回転モータ
２２ 情報処理装置
２３ａ 押し付けモータ制御装置
２３ｂ 回転モータ制御装置
２３ｃ トラバースモータ制御装置
２４ ベルト
２５ 予圧式ボールねじ
２６ ボディ
２７ ピニオン
２８ ラック
Ｇ 距離
Ｓ 圧延材
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機中の作業ロールの表面を作業ロールの回転中に研削することのできる圧延機のオンラインロール研削方法およびオンラインロール研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、圧延機の作業ロールは、板を圧延することで圧延部分のみが摩耗し、非圧延部分との段差が生じるため、圧延のスケジュールを幅が広い圧延材から幅の狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式が取られていた。また、このように段差が形成することと、圧延により作業ロール表面の粗さが変化することによる製品品質への影響を考慮して作業ロールの寿命が決められている。そしてこの決められた作業ロールの寿命により、同じ作業ロールを使用した場合の圧延可能な圧延材の本数が制限されていた。
【０００３】
そこで従来より特許第２７０８３５１号公報に記載されているようなオンラインロール研削装置が提案されている。これは上記のように幅が広い圧延材から幅が狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式の制約をなくしてスケジュールフリー圧延を行い、また圧延部分と非圧延部分の作業ロール段差の形成を防止して作業ロール表面の粗さを一定にすることで作業ロールの寿命を延ばすことを可能とし、それにより圧延できる圧延材の本数を増やして作業ロールの原単位を減らすこと等、省エネルギー、製品品質の改善、生産性の向上を目的としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許第２７０８３５１号公報の記載の技術のような、オンラインロール研削装置で作業ロールを研削する場合、前回の圧延材料が尻抜けをした後から次回の圧延材料がかみ込むまでの間に、ロール全長にわたってロールを研削する使用方法がある。この場合、この材料間の時間は圧延生産性に大きく影響を与えるため必要最小限に制限されており、その結果オンラインロール研削装置を用いて研削できる時間（研削可能時間）も制限される。
【０００５】
ところで、オンラインロール研削装置によるロール研削では、作業ロールを研削していないときには、ロール表面と砥石が接触してロール表面を傷付けたり砥石を破損することのないように、砥石表面とロール表面の間に接触を回避できる程度の隙間を設ける必要があり、そのためロール研削終了後はロール表面からその隙間だけ離れた砥石待機位置に砥石を移動させる制御技術が必要となる。
【０００６】
通常、オンラインロール研削装置における砥石待機位置までの砥石の移動制御は、オンライン研削装置の制御装置の上位コンピュータから上下作業ロールのギャップデータとバックアップロールの上面位置データを受け取り、それらに基づいて前記制御装置内で待機位置を演算し、砥石を移動制御して位置決めを行っている。
【０００７】
また、ロール研削を開始するときは、モータによって砥石を砥石待機位置からロール表面まで移動させ押し付ける必要があるが、その移動速度は、砥石がロール表面に接触する際に破損することのないよう低めの速度に設定してある。
【０００８】
しかしながら、実操業中の上下作業ロールのギャップ及びバックアップロール上面位置は圧延機内のガタ、特に、圧延機が初めから持っているガタ及び圧延作業を繰り返すことによる圧延ロールのチョック部ライナーの摩耗に起因するガタにより変化する。このガタは、圧延作業を繰り返すことで少しずつ累積増加する。
【０００９】
ここで、オンラインロール研削装置は上記のように作業ロールの延命によって圧延できる圧延材の本数が大きく増加することから、ガタの累積増加も大きい。オンラインロール研削による作業ロール表面の１回当たりの研削代は、数ミクロン程度であり、その影響は無視できるが、圧延作業を繰り返すことによるガタの累積増加は無視できない。その結果、上位コンピュータで計算した待機位置は実際の作業ロールの表面位置からおよそ１０ｍｍ程度ずれ、前述した低速の移動速度で砥石を移動して作業ロールに押し付けを行った場合には研削開始時間に数秒のズレを生じるものとなっていた。
【００１０】
砥石待機位置とロール表面間のギャップが大きくなる方向に砥石待機位置がズレるとその分だけ研削開始時間が遅れ、そのため研削可能時間内に研削が終了出来ずに未研削部が残ることになってしまい、その結果、製品品質の低下や製品として使用できずに生産性が低下するといった弊害が起こることになる。
【００１１】
本発明の目的は、砥石とロール表面間のギャップの変化が最小になるよう制御することで研削時間をほぼ一定にし、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止する圧延機のオンラインロール研削方法およびオンラインロール研削装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするものとする。
【００１３】
これにより、ガタの影響による２回目以降の研削の作業時間をほぼ一定にすることができ、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止することが可能となる。
【００１４】
（２）また上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするものとする。
【００１５】
これにより、作業ロール組替え直後における砥石待機位置の演算及び位置決めを適切に行うことができる。
（３）また上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えるものとする。
（４）さらに上記目的を達成するために、本発明は、作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えるものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にあるオンラインロール研削装置を備えた圧延機の主要部縦断面図であって、研削開始前の砥石待機位置を示す図である。
【００１８】
図１において、本実施形態に関わる圧延機は、圧延材Ｓを延伸する一対の上下作業ロール１ａ、１ｂと、作業ロール１ａ、１ｂを支持する一対の上下バックアップロール３ａ、３ｂを操作側及び駆動側のハウジング４に保持させた４段圧延機である。圧延機入側には入側ガイド５が配置され、圧延材Ｓの作業ロール１ａ、１ｂへのガイドを行う。
【００１９】
このような圧延機に本実施形態のオンラインロール研削装置が設けられている。オンラインロール研削装置は、上作業ロール１ａ用の左右２つの砥石装置２ａ、２ｂ（図３参照。以下、左右共通の説明では「２」で代表する）と下作業ロール１ｂ用の２つの砥石装置２ｃ、２ｄ（同様に「２」で代表する）とを有している。
【００２０】
上作業ロール１ａ用の砥石装置２ａ、２ｂは上作業ロール１ａの操作側端部及び駆動側端部に対応してそれぞれ設けられ（図３参照）、下作業ロール１ｂ用の砥石装置２ｃ、２ｄも同様に下作業ロール１ｂの操作側端部及び駆動側端部に対応して設けられており、研削開始前の状態において全ての砥石装置２は図１に示すようにそれぞれ作業ロール１ａ、１ｂの表面から距離Ｇだけ離れた砥石待機位置に位置している。
【００２１】
図２は、本実施形態のオンラインロール研削装置のシステム構成図である。この図において、砥石装置２は、作業ロール１を研削する円盤状の砥石部１７、この砥石部１７を回転駆動する砥石回転装置２０、作業ロール１に砥石部１７を押し付ける砥石押し付け移動装置１１を有している。また、オンラインロール研削装置は、砥石装置２を作業ロール１の軸方向に移動させる砥石横移動装置１４を備えている。
【００２２】
砥石回転装置２０は、回転モータ２１と砥石回転軸１８及びベルト２４とを有し、砥石回転軸１８はボディ２６上に回転自在に支承され、ボディ２６はケース５０に対し移動可能に支持されている。このように砥石回転軸１８は軸方向に移動可能にされ、かつ、ベルト２４を介して回転モータ２１に連動して回転駆動される。また、砥石回転軸１８の一端側には砥石部１７が、反砥石側には砥石部１７と作業ロール１間の押付力を測定するロードセル１９が設置され、ロードセル１９はボディ２６に固定され、砥石回転軸１８は砥石部１７の押付力をロードセル１９に伝達できる支持構造となっている。
【００２３】
砥石押し付け移動装置１１は、押し付けモータ１２と、押し付けモータ１２の回転によってボディー２６と共に砥石部１７、砥石回転軸１８及びロードセル１９を作業ロール１の接離方向に移動させるバックラッシュレスタイプの予圧式ボールねじ２５と、押し付け移動量として押し付けモータ１２の回転角度を検出するエンコーダ１３とを有している。
【００２４】
砥石横移動装置１４は、砥石装置２のケース５０に設置したトラバースモータ１５と、トラバースモータ１５に取り付けられ横移動量としてその回転数を検出するエンコーダ１６と、トラバースモータ１５の回転軸に装着されたピニオン２７と、作業ロール１の軸方向と平行にピニオン２７と噛み合うよう設置されたラック２８とを有している。トラバースモータ１５が回転すると、ピニオン２７とラック２８の噛み合いにより砥石装置２は作業ロール１の軸方向に移動する。
【００２５】
砥石押し付け移動装置１１の押し付けモータ１２及び砥石回転装置２１の回転モータ２１はそれぞれ押し付けモータ制御装置２３ａ、回転モータ制御装置２３ｂにより制御される。砥石横移動装置１４のトラバースモータ１５はトラバースモータ制御装置２３ｃにより制御される。
【００２６】
また、ロードセル１９、押し付け移動量検出用のエンコーダ１３、横移動量検出用のエンコーダ１６の検出信号は情報処理装置２２に送られ、情報処理装置２２はそれらの検出信号を処理し、処理した結果の信号を各モータの制御装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃに送り、押し付けモータ１２、回転モータ２１、トラバースモータ１５を制御する。
【００２７】
情報処理装置２２、押し付けモータ制御装置２３ａ及び回転モータ制御装置２３ｂは、研削開始前における砥石待機位置を適切に設定し砥石待機位置と作業ロール表面間のギャップの変化を最小にするよう制御する制御手段の機能も有している（後述）。
【００２８】
以上のように構成した本実施形態のオンラインロール研削装置の作動を図３を用いて以下に説明する。図３はこの研削動作中における砥石装置２の移動の様子を、上側の作業ロール１ａにおける砥石装置２ａ、２ｂを例に取り説明する図である。砥石装置２ａ、２ｂはそれぞれ１本の作業ロール１ａの半分の長さの研削を受け持つよう設置されている。
【００２９】
はじめに研削動作開始前においては図３（ａ）に示すように２つの砥石装置２ａ、２ｂは作業ロール１ａ表面から距離Ｇだけ離れた研削待機位置に位置しており、研削動作が開始すると回転を始めた砥石部１７は砥石待機位置から作業ロール１ａ表面に向かって押し出され、距離Ｇが０になって作業ロール１ａ表面に接触した時点で研削状態となる。その後図３（ｂ）に示すようにロール軸方向に移動しながら所定の位置を研削し、作業ロール１ａが全長にわたって研削された時点（２つの砥石装置２ａ、２ｂがそれぞれ作業ロール１ａの半分の長さだけ移動した時点）で研削が終了し、それと共に砥石部１７は図３（ｃ）に示すように作業ロール１ａ表面から距離Ｇだけ離れた位置を次回の研削動作前の砥石待機位置として位置決め移動する。
【００３０】
そして次回の研削動作においては、図３（ｃ）、図３（ｂ）、図３（ａ）といった前回と逆の順路で砥石装置２ａ、２ｂが移動して研削動作を行う。このように研削装置２ａ、２ｂは研削動作を繰り返すごとに作業ロール１ａの軸方向を往来して往復移動する。
【００３１】
図４は、本実施形態のオンラインロール研削装置において作業ロール１が新しく組み替えるたびに繰り返される本発明のオンラインロール研削方法の処理手順のフローチャートであり、この図により上記の研削動作と砥石待機位置の変化の関係を説明する。
【００３２】
まず、圧延機のロール組み替えを行うと、圧延前の初期位置データとして、圧延機を制御するコンピュータ（以下、圧延制御装置という）により、上下作業ロール１ａ、１ｂのギャップデータとバックアップロール３の上面位置が測定算出される（ステップ１００）。
【００３３】
次に、情報処理装置２２は圧延制御装置から上下作業ロール１ａ、１ｂのギャップデータとバックアップロール３の上面位置を受け取り、これらに基づいて作業ロール１表面から距離Ｇだけ離れた砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０１）。演算終了後、情報処理装置２２は演算結果を押し付けモータ制御装置２３ａに出力してその制御により砥石部１７を砥石待機位置に位置決めする（ステップ１０２）。そして圧延機においてはこの時点で圧延作業が行われる。
【００３４】
次に、圧延作業が終了して研削動作に入る時点で回転モータ制御装置２３ｂの制御により砥石部１７が回転を開始し、押し付けモータ制御装置２３ａの制御により砥石部１７を押し付けモータ１２で押し付け移動させる（ステップ１０３）。そしてロードセル１９により押し付け力を検出した時点で押し付け移動を止め、トラバースモータ制御装置２３ｃの制御により砥石装置２をトラバースモータ１５で横移動させ、作業ロール１表面の研削を開始する（ステップ１０４）。
【００３５】
なお、この横移動途中で作業ロール１表面の径が細くなっている箇所においては砥石部１７と作業ロール１表面とが離れることのないよう、常にロードセル１９が十分な押し付け力を検出するまで砥石部１７は押し付け移動されるよう制御されており、このため常に砥石部１７と作業ロール１表面とは十分な接触が確保されることになる。
【００３６】
また研削が行われている間は、ロールプロファイル算出のために押し付け移動量検出用のエンコーダ１３を介して測定している砥石部１７の押し付け位置を常に記録しておく（ステップ１０５）。このとき作業ロール１は圧延作業の度に増加するガタにより位置が少しずつズレるものの、常に圧延材の尻抜け方向に安定的に位置しているため作業ロール１自体が振動することはなく、安定した押し付け位置の記録が可能となっている。
【００３７】
そして横移動量検出用のエンコーダ１６を介して常に測定している砥石部１７の横移動量が規定量（本実施形態の場合、２つの砥石装置２ａ、２ｂの設置間隔である作業ロール１ａの半分の長さ）に達した時点で研削が終了し（ステップ１０６）、情報処理装置２２が上記ステップ１０５で測定した押し付け位置を用いて次の砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０７）。演算終了後、押し付け移動量検出用のエンコーダ１３を介して砥石部１７の位置を測定しながら、押し付けモータ制御装置２３ａの制御により砥石部１７を押し付けモータ１２で砥石待機位置へ位置決めする（ステップ１０８）。
【００３８】
以上のステップ１０３からステップ１０８までの行程によって、作業ロール１を新しく組み替えた後の１回目の研削動作が行われることになる。そして圧延機においてはこの時点で２回目の圧延作業が行われる。
【００３９】
その後、圧延作業が終了して２回目の研削動作に入る時点で砥石部１７が回転を開始し、砥石部１７を押し付け移動させ（ステップ１０９）、押し付け力を検出した時点で押し付け移動を止めた後に研削装置２を横行させ、作業ロール１表面の研削を開始する（ステップ１１０）。
【００４０】
研削を開始すると、ロールプロファイル算出のために測定している砥石部１７の押し付け位置を記録しておく（ステップ１１１）。
【００４１】
そして研削が終了し（ステップ１１２）、上記ステップ１１５で測定した押し付け位置を用いて次回の砥石待機位置の演算を行う（ステップ１０７に戻る）。演算終了後、砥石待機位置へ位置決めを行う（ステップ１０８）。
【００４２】
以上のステップ１０９からステップ１１２、さらにステップ１０７に戻ってステップ１０８までの行程によって、作業ロール１を新しく組み替えた後の２回目の研削動作が行われたことになる。そして圧延機においてはこの時点で３回目の圧延作業が行われる。
【００４３】
このようにして次回３回目以降の研削においても２回目と同様な演算、手順で研削動作が繰り返されることになる。そして次に新しく作業ロール１が組み替えられた時点（ステップ１１３）で上記１回目の研削動作の手順に戻る（ステップ１００に戻る）。
【００４４】
以上のように、前回研削時に測定した押し付け位置に基づいて次回の砥石待機位置の演算・位置決めを行うといった手順・演算方法を繰り返すことで、圧延作業のたびにロール軸受部のガタが増加して砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップが大きくなったとしても、圧延作業１回当たりに生じる砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップの増加量はわずかであるため、各回の研削動作全体に要する総時間にあまり影響を与えない程度にギャップの変化を最小に保つことが可能となる。
【００４５】
つまり具体的には、作業ロール１組み替え後の１回目の研削動作においては上位コンピュータからの値を用いて、２回目以降の研削動作においては前回研削時に測定した押し付け位置を用いて、砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップの変化が最小となるように砥石待機位置を演算して位置決めすることで、各回の研削動作に要する総時間をほぼ一定にし、研削可能時間内で研削を終了することにより、未研削部分をなくし、製品品質の低下及び生産性の低下を防止することができる。
【００４６】
以下、本発明のオンラインロール研削装置における図３（ａ）から図３（ｃ）までの研削動作において、具体的に数値を仮定してその作用効果を確認する。
【００４７】
前の材料が圧延を終了してから次の圧延が開始するまでの時間（オンラインロール研削可能時間）を１５０（ｓ）、オンラインロール研削装置横移動速度Ｔｖを１０（ｍｍ／ｓ）、砥石押し付け移動速度Ｐｖを１（ｍｍ／ｓ）、砥石回転準備時間Ｒｔを１０（ｓ）、オンラインロール研削装置の研削範囲Ｌを２０００（ｍｍ）、また圧延時のロールたわみ等によって作業ロール１表面と砥石部１７が接触することのないよう研削待機位置を２０（ｍｍ）とすると、砥石部１７と作業ロール１表面間のギャップＧは、２０（ｍｍ）となる。そして１回の圧延作業により生じる作業ロール１のガタはわずかなものであり、上述した本発明の研削方法によれば各回の研削動作開始時におけるこのギャップＧの変化は最小に維持されることになる。よって、常に砥石部１７が作業ロール１表面に接触するまでの砥石部１７の移動時間Ｐｔは、
Ｐｔ＝Ｇ／Ｐｖ＝２０（ｍｍ）／１（ｍｍ／ｓ）＝２０（ｓ）
となる。
【００４８】
また、オンラインロール研削装置は図３に示すように通常１スタンドに２台設置されているため、１回の研削にかかる研削範囲は半分になり、研削にかかる時間Ｋｔについては
Ｋｔ＝（Ｌ／２）／Ｔｖ＝（２０００（ｍｍ）／２）／１０（ｍｍ／ｓ）＝１００（ｓ）
となる。
【００４９】
以上より研削準備から研削終了までにかかる総時間Ｔｔは、
Ｔｔ＝Ｒｔ＋Ｐｔ＋Ｋｔ＋Ｐｔ＝１０＋２０＋１００＋２０＝１５０（ｓ）
となり、オンラインロール研削可能時間１５０（ｓ）以内で研削が終了する。
【００５０】
しかしながら上記本発明に従わずに従来の研削方法を用いた場合には、圧延を繰り返した結果、砥石部１７と作業ロール１表面のギャップＧが圧延機内のガタにより累積して１０（ｍｍ）開いたとすると、砥石部１７が作業ロール１表面に接触するまでの、および作業ロール１表面から次回の砥石待機位置まで離反するまでの砥石部１７の移動時間Ｐｔは１０（ｓ）多くなり、研削総時間Ｔｔは１７０（ｓ）となる。これでは、オンラインロール研削可能時間内で研削が終了できず未研削部分ができてしまう。未研削部分を上記仮定値で逆算すると、研削範囲１０００（ｍｍ）中２００（ｍｍ）の割合で１本の作業ロール１中に２箇所できてしまう。未研削部分のある作業ロール１は、ロール表面の表面粗度に差が生じるため、この作業ロール１で圧延すると圧延材に模様として転写してしまい、製品にならない場合がある。
【００５１】
よって本発明においては、研削待機位置を固定せず、各回の研削動作の度に研削終了時のロール研削位置を基準としてそこからの距離を決めて次回の研削待機位置とすることで、砥石部１７と作業ロール１表面のギャップＧの変化を最小量（１回分のギャップの増加量）に維持することが可能となり、それによりオンラインロール研削可能時間内で研削を終了させることができ、製品品質の低下及び生産性の低下を防止することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、累積増加するロール軸受部のガタから影響を受けやすい２回目以降の研削の作業時間をほぼ一定にすることができ、それにより研削可能時間内に研削を終了することで未研削部分をなくして製品品質の低下及び生産性の低下を防止することが可能となる。
【００５３】
また本発明によれば、作業ロール組替え直後における砥石待機位置の演算及び位置決めを適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にあるオンラインロール研削装置を備えた圧延機の主要部縦断面図である。
【図２】オンラインロール研削装置のシステム構成図である。
【図３】研削動作中における砥石装置の移動の様子を説明する図である。
【図４】作業ロールが新しく組み替えられる度に繰り返される作動全体のフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 作業ロール
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 砥石装置
３ａ、３ｂ バックアップロール
４ ハウジング
５ 入側ガイド
１１ 砥石押し付け移動装置
１２ 押し付けモータ
１３ 押し付け移動量検出用のエンコーダ
１４ 砥石横移動装置
１５ トラバースモータ
１６ 横移動量検出用のエンコーダ
１７ 砥石
１８ 砥石回転軸
１９ ロードセル
２０ 砥石回転装置
２１ 回転モータ
２２ 情報処理装置
２３ａ 押し付けモータ制御装置
２３ｂ 回転モータ制御装置
２３ｃ トラバースモータ制御装置
２４ ベルト
２５ 予圧式ボールねじ
２６ ボディ
２７ ピニオン
２８ ラック
Ｇ 距離
Ｓ 圧延材
Claims (4)
- 作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、
前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、
前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にすることを特徴とする圧延機のオンラインロール研削方法。 - 作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有するオンラインロール研削装置を用いて、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削方法において、
前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、
前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にすることを特徴とする圧延機のオンラインロール研削方法。 - 作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、
前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えることを特徴とする圧延機のオンラインロール研削装置。 - 作業ロールに面して配置され、前記作業ロールの回転中にその表面を研削する少なくとも１つの砥石装置と、前記砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿って横移動させる横移動装置とを備え、前記砥石装置は砥石部と、この砥石部を回転駆動する砥石回転装置と、前記砥石部を前記作業ロールに対し砥石待機位置から前記作業ロール上の押し付け位置まで又はその反対方向に移動させる押し付け移動装置とを有し、前記作業ロールに対し研削を行う圧延機のオンラインロール研削装置において、
前記圧延機のロール組替えをするまでの間に、複数回の圧延作業のそれぞれの間で前記作業ロールを研削する複数回の研削を行うとともに、前記複数回の研削のうち１回目の研削開始前における１回目の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を前記作業ロールの初期位置データから演算にて設定し、２回目以降の研削開始前における２回目以降の圧延作業を行う間の前記砥石待機位置を、前回の研削終了時における前記砥石部の押し付け位置に基づき設定し、前記砥石待機位置と前記作業ロール表面間のギャップの変化を最小にし、この状態で圧延材料に対する圧延作業を行わせるよう制御する制御手段を備えることを特徴とする圧延機のオンラインロール研削装置。
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