JP5356230B2 - 圧延シリンダの移動システム用フッキング装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧延シリンダの移動システム用フッキング装置に関する。

いわゆる「ロールショップ（Roll Shops）」は、圧延ケージで使用された摩耗ロールすなわち摩耗シリンダの補修に専用化された製鋼工場の領域である。
これらのシリンダの加工は、製造されるラミネートの特定品質維持条件により決定され、また、シリンダの重量および相対コストに基いても決定される。

製品にマーキングが付され、したがってその品質したがって販売価格が低下することを回避するため、シリンダの表面は、極めて限定された形状公差で頻繁にリフェース（面修正）されなくてはならない。
リフェーシング作業の利益を得るため、一連の「非破壊コントロール（Non-Destructive Controls：ＮＤＣ）」が行われる。この非破壊コントロールは、欠陥の数および拡がりを確認し、これによりシリンダの補修サイクルをも定める。

これらのシリンダは、主として寸法および形状が異なる種々の形態で存在する一方、重量が大きくかつ投資コストも大きい。
補修作業の迅速性は、圧延ラインに必要とされるシリンダの数に影響を与え、したがって圧延ライン自体の全投資額にも影響を与える。

したがって、ロールショップにおける現在の傾向は、当然に大幅なオートメーションを必要とする。この方策を具現する基本点は、取扱うマスが大きくかつ特に小さい位置決め公差を要するにもかかわらず、ロールショップに、できる限り融通がきいて、効率的かつ迅速であるシリンダ移動システムを設けることにある。
ロールショップでの移動作業は、通常、「バランス（balances）」と呼ばれるシリンダのフッキング装置を用いて行われる。これらのフッキング装置は、グリッパが設けられかつロールショップを含む建造物のガントリクレーンのケーブルにより支持された構造である。これらのフッキング装置の機能は、補修のための或る予備的な準備作業を行うことであり、これらの準備作業は、、例えば、巨大で非対称的なアンカー装置を、圧延ケージに反転させ、「トリマ（trimmers）」と呼ばれるシリンダの表面に対して突出させ、かつアンカー装置がリフェーシング作業を妨げないように位置決めすることである。

バランスの初期投資およびメインテナンス以外のバランスの作業クオリティの評価は、移動アクチベーション速度すなわち必要なローディング時間、現場でのシリンダの再構成および載置、並びに位置決め精度に基づいてなされる。
最も基本的な移動システムは、シリンダの重量分布の非対称性により影響を受ける。重心は、実際には、移動システムの中心線にめったに一致しない。したがって、持上げ（リフティング）の瞬間に、支持ケーブルにより一定範囲内のピッチング振動が誘起されるが、このピッチング振動は、研摩機等の特殊機械上に再載置される前に減衰されなくてはならない。

また、これらのシステムは、シリンダのアンバランシングしたがって傾斜を受け、このためシステムの安全性および載置速度に影響を及ぼす。
また、「トリミング（trimmings）」の回転作業により、横向き変化を引起す振動が発生され、したがって、位置決めが不確実になり、移動作業の精度が低下し、かつ長時間が必要になる。

上記問題を少なくとも部分的に解決するため、移動システムに既に使用されているフッキング装置（例えば、図１に示したようなフッキング装置）は、フックの直線移動手段（translation means）１０、１１を有している。この直線移動手段１０、１１は、シリンダホルダ５０およびトリミング５５の構造物３０、３１、３２、３３を、ピッチング方向のみに全体的に移動させることができ、したがって、共通重心（barycentre）が得られかつこの形式の軸線方向アンバランシングによるあらゆる傾斜を無くすことができる。
しかしながら、この解決法は種々の欠点を有するため、大きな商業的関心は得られていない。種々の欠点のうちの１つは、全移動時間と調和できる速度で行われなくてはならない重心の移動を伴う、非常に大きい重量構造物全体を直線移動させる必要性から、機械的にかなり複雑になってしまうことである。

また、フッキング点の直線移動により、今度は、持上げ作業により既に本来的に発生されている振動に付加される振動が誘起されてしまう。これは、ガントリクレーンに対するシステムの支持がケーブルにより達成され、したがって、全く剛性をもたないことによる。
これらの振動は自動化されたシステムでは容易に対処できず、機械オペレータの経験、能力および技能のみが、しばしば、許容できるレベルでの作業の完了に要する時間を短縮できるに過ぎない。

また、取付け点の直線移動はシリンダ毎に変化するため、研摩機にフッキングすべき両端部の実際の位置に関して大きい不確実性が誘起され、大きくて取扱い難いかつ侵襲性のあるガイドおよび／または機械的センタリングシステムを導入しない限り、システムの全体的精度が損なわれかつ作業を補助するオペレータを解放する可能性もなくなる。
その上、現在市販されているバランスは横方向調整が不可能である。

この横方向調整は、トリミングが、これらの重心から離れた軸線の回りで回転される重くて実質的に平行六面体状の要素であるために必要となる。これらの回転によりローリングが引起こされ、このローリングは、ピッチングに比べて小さいが、小さい慣性モーメントをもつ方向に生じ、従ってより特徴的なものとなる。
また、直線移動方向に直交する方向に操作しなければならないという事実は、その強度を低減させるあらゆる試みをより複雑化し、したがって時間ロスを招く。

また、機械のオペレータは、ガントリクレーン自体の位置決めを行う操作を除き、これらの振動を防止するいかなる手段ももっていない。
最後に、傾動を補償すべく設けられた動力は、移動すべきマスおよび到達すべき傾斜角に基いて定められることに留意すべきである。

あらゆる場合において設計段階で考慮に入れなくてはならない頑丈な取付け角度を得るには、システムは、シリンダおよびバランスを備えた構造物の全重量の僅かな一定重量を移動できなくてはならない。
既知のバランスの場合には、全構造物の直線移動手段の導入により、モータおよび全移動機構の寸法精度の低下を招き、したがってかなりのコスト増大をもたらしている。

本発明の広い目的は、極めて簡単、経済的かつ特に機能的方法で、既知の技術の上記欠点を解消することにある。
本発明の他の目的は、傾斜角の矯正および生じ得るピッチング振動および／または横方向ローリングの減衰の両方を行うことができる、圧延シリンダの移動システム用フッキング装置を考えることにある。

本発明の他の目的は、圧延シリンダの移動システム用フッキング装置であって、簡単な構造を有しかつ上記傾動を迅速かつ経済的に補償できるフッキング装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、圧延シリンダの移動システム用フッキング装置であって、圧延シリンダを手動的および自動的にロールショップ内に案内できる高い精度を有するフッキング装置を提供することにある。

上記目的から、本発明によれば、圧延シリンダの移動システム用フッキング装置が創出され、該フッキング装置は特許請求の範囲の記載に特定された特徴を有している。
本発明の構造的および機能的特徴および既知の技術に対する本発明の長所は、本発明の革新的原理に従って作られた圧延シリンダの移動システム用フッキング装置を示す添付図面を参照して述べる以下の説明から明らかになるであろう。

既知の技術による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がローディング状態にあるところを示す長手方向側面図である。 本発明による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がアンローディングされた状態にあるところを示す長手方向側面図である。 本発明による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がアンローディングされた状態にあるところを示す横方向側面図である。 本発明による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がローディング状態にあるところを示す長手方向側面図である。 本発明による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がローディング状態にあるところを示す横方向側面図である。

添付図面を参照すると、対象とする圧延シリンダの移動システム用フッキング装置すなわちバランスは、その全体が参照番号１で示されており、本発明による図示の例のフッキング装置１は、固定されたクロスバー３０からなるシリンダホルダを有し、クロスバー３０には１対のテレスコピック（入れ子式）クロスバー３１が連結されている。このフッキング装置１では、トリミング５５の１対の回転装置３２およびシリンダ５０のグリッピングクランプ４を持上げるのに適した１対の装置３３が、それぞれクロスバー３０、３１に連結されている。

既知の装置の場合のように、本発明によるフッキング装置１でも、クレーン２０へのフッキング構造１０もまた、構造物３０−３３に連結されている。また、グリッパ４の持上げ装置３３にはサイドストップ５が設けられているのに対し、各トリミング５５の回転装置３２は、トリミングのエントレインメントトロリ９を有している。
本発明によるフッキング装置１では、シリンダ５０の均衡を得るため、ピッチングを抑制する（contrasting）のに適した２つの長手方向スライディングガイド１００と、ローリングバランシングマス２００、２２０がガイド１００、１２０上で移動するのを制御装置３００、３２０により抑制するのに適した２つの横方向スライディングガイド１２０とにより２つの傾斜角の矯正が行われる。

したがって、両傾斜角の矯正は、バランス１の構造内のバランシングマス２００、２２０をそれぞれのガイド１００、１２０に沿って特別にシフトすることにより行われる。
したがって、本発明による装置は、バランス１の横方向軸線に沿って存在する傾斜を有効に補償することもできる。
図示の特に好ましい実施形態（但し、この実施形態に限定されるものではない）では、数対のスライディングガイド１００、１２０が、互いに直交する２つの方向に沿って配置されている。しかしながら、直交しない方向を選択すること、または異なる方向をもつより多くのガイドを用いることにいかなる制限も存在しない。

また、バランス１のガイド１００、１２０に沿ってマス２００、２２０を移動させても、シリンダ５０と支持フック２０との間の相対位置を何ら変化させるものではなく、支持体および該支持体が掛けられる機械のフックに対するシリンダ５０正確な位置決めを可能にする。
バランシングマス２００、２２０は、通常、小さい寸法を有し、したがって、バランス１およびシリンダ５０の結合邪魔寸法（combined encumbrance dimensions）を増大させるものではない。

また、傾斜回復のための最大効率を得るのに、バランシングマス２００、２２０は、バランス１およびシリンダ５０を合計した全重量の約２％に等しい重量があれば充分である。
プロジェクトフェーズ（project phase）での模擬化した適用では、１５トンの構造的重量および３０トンのシリンダについて、ピッチング方向に２°の傾斜に抑制するのに充分なマスは５００ｋｇに過ぎないことが証明された。

したがって、これらのマス２００、２２０をも案内する制御装置３００、３２０は、小さい寸法にすることができる。すなわち、シリンダ５０を含む全構造物３０−３３の移動を案内する必要があった既知の装置に比べて、非常に小さい動力を供給すればよい。
傾斜を補償すべく移動されるマス２００、２２０が劇的な重量低減をもたらすという事実に関する他の長所は、これらのマス２００、２２０を迅速に移動できることである。これは、これらの小さい移動マス２００、２２０の慣性が無視できるものでありかつシステム内で誘起されるより大きい実体（entity）の固有振動を効率的に抑制することによる。これにより、他の振動源を導入することなくシステムを幾何学的にバランスさせることができるが、他方では、すでに存在するピッチング振動およびローリング振動を有効に抑制することができる。

バランシングマス２００、２２０の到達可能な位置決め速度は、トリミング５５の回転システムと同時的にバランシングを行うこと、可能な振動または開始時から正確な静的直線移動を無くすこと、および圧延シリンダ５０の全移動時間を短縮することを可能にする。
本発明によるフッキング装置１を用いる移動システムは、あらゆる形式のシリンダに適合できる。実際に、新しい圧延設備が元のバランス１のプロジェクト限度を超えるシリンダ５０を考える場合には、バランシング装置への調節介入は特に迅速でありかつ煩わしいことではない。これは、前記マスをバランシングマス２００、２２０で代用することまたは前記マスに重量を付加することで充分なことによる。

前記装置１はまた、当該領域内に居るオペレータにも高い安全性をもたらす長所を有する。すなわち、バランス１のガイド１００、１２０内で行われるバランシングマス２００、２２０の移動は、実質的にいかなる危険も意味するものではない。これは、シリンダ５０およびバランス１自体により代表される大きいマスは、補償操作中に静止状態に留まっていることによる。
制限された移動マス２００、２２０および対象速度を用いた、本願に開示する解決法によれば、本発明の装置１は、既知の固定バランスと比較して、より大きいメインテナンス作業を必要としない。

他方で、現在市販されている図１に示すような、幾何学的形状を変える解決法に比べて、シリンダの移動時間および購買コストおよび通常時および非常時のメインテナンスコストの両方に関して顕著な改善が見られる。これらのコストは、装置１自体の複雑さおよび供給すべき必要動力に直接的に基いている。
したがって、この動力の劇的な低減は、プラント全体に必要な間接的および直接的コストに関して改善された競争力を意味する。

マス２００、２２０の移動システムはまた、機械コントローラに組込まれた自動制御システムにより容易に制御できる。自動システムでは、システムの主軸線の方向に沿って整合されたバーニアセンサが、バランス１の形状傾斜の矯正を可能にする必要情報を与える。
したがって、充分なセンサネットワークを付加することにより、本発明によるフッキング装置を用いる圧延シリンダの移動システムは、あらゆる人的介入から容易に独立できる。これは、移動システムの内部で、移動システムは、あらゆるロールショップ内での自動化された搬送を行うのに必要な精度、信頼性および再現性のクオリティ以外に、予想されるアンバランシングのあらゆる可能性に反応できることによる。

添付図面に関連して上述したことから、本発明による圧延シリンダの移動システム用フッキング装置がいかに有効で長所を有しているかは明らかであろう。したがって、本明細書の記載で前述した目的が達成される。
実際に、本発明の装置は、長手方向傾動および横方向傾動の両方を補償でき、また、大きい案内動力を必要としないで、ピッチング振動およびローリングによる振動を減衰させることができる。

また、本発明によるフッキング装置は、シリンダの位置決めに関して高い精度および確実性が得られ、したがって、圧延シリンダの移動システムの遠隔自動制御を使用できる。
本発明によるフッキング装置の形状および材料は、非制限的な例示の目的で図示したものとは本来的に異ならせることができる。例えばガイドの配置および数は、実施条件に従って変えることができる。
したがって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものである。

４ グリッピングクランプ（グリッパ）
１０ フッキング構造（直線移動手段）
２０ クレーン
３０、３１ クロスバー
３３ グリッピングクランプを持上げる装置
５０ シリンダ
５５ トリミング
１２０ スライディングガイド
２００、２２０ ローリングバランシングマス
３００、３２０ 制御装置

Claims (16)

1. 圧延シリンダの移動システム用フッキング装置であって、
   シリンダの荷重を支持する持上げ構造物を有し、この持上げ構造物には、前記シリンダのグリッパと、前記フッキング装置を持上げ位置に維持する上方フッキング構造とが設けられ、
   前記フッキング装置は、傾動補償機構を更に有し、この傾動補償機構は、前記持上げ構造物に固定されて荷重を支持しない第一ガイド及び第二ガイドを備え、これらの第一ガイド及び第二ガイドの各々には、少なくとも１つのバランシングマス要素が設けられ、該少なくとも１つのバランシングマス要素は、前記第一ガイド及び前記第二ガイドに沿って移動でき、これらの第一ガイド及び第二ガイドは、前記フッキング装置の水平面において互いに異なる方向に延びていることを特徴とする圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
2. 前記第一ガイドは、前記フッキング装置の長手方向と平行であり、前記第二ガイドは、前記第一ガイドに直交することを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
3. 前記バランシングマス要素は、制御手段により前記第一ガイド及び前記第二ガイドに沿って移動されることを特徴とする請求項１または２記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
4. 前記バランシングマス要素の制御手段は、前記シリンダの長手方向傾動および／または横方向傾動を決定するのに適した一連のセンサに連結されていることを特徴とする請求項３記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
5. 前記制御手段は、前記バランスマス要素を移動させることによる長手方向傾動及び／又は横方向傾動に基づいて前記シリンダをバランスするように自動化されることを特徴とする請求項４記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
6. 前記制御手段は、遠隔制御されることを特徴とする請求項４記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
7. 前記傾動補償機構は、前記持上げ構造物により占有される空間内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
8. 前記バランシングマス要素は、前記シリンダをローディングしたフッキング装置の全重量の実質的に２％に等しい重量を有することを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
9. 前記バランシングマス要素は前記第一ガイド及び前記第二ガイドから取外すことができることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
10. 前記持上げ構造物は、１対のテレスコピッククロスバーが連結された固定クロスバーと、
    前記シリンダの表面に対して突出するアンカー装置を圧延ケージに回転して案内する１対の装置と、
    前記テレスコピッククロスバーにそれぞれ連結された、前記シリンダの一連のグリッピングクランプを持上げる１対の装置と、を有していることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
11. 前記第一ガイドは、前記固定クロスバーと平行であり、前記第二ガイドは、前記固定クロスバーに対して直交することを特徴とする請求項１０記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
12. 前記第一ガイド及び前記第二ガイドは、前記固定クロスバーに固定されていることを特徴とする請求項１１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
13. 前記上方フッキング構造は、前記固定クロスバーに固定されていることを特徴とする請求項１２記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
14. 更に、前記第一ガイド及び前記第二ガイドに固定される固定クロスバーを有し、前記上方フッキング構造は、前記固定クロスバーに固定されていることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
15. 前記第一ガイド及び前記第二ガイドは、前記バランシングマス要素の移動と、前記フッキング装置の長手方向の傾動及び横方向の傾動によって制御されるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。
16. 前記シリンダのグリッパ及び前記上方フッキング構造を備えた前記持上げ構造物の幾何学的形状は、前記バランシングマス要素のバランシング中、維持されていることを特徴とする請求項１記載の圧延シリンダの移動システム用フッキング装置。

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