JP5561233B2 - Rail straightening device - Google Patents

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Description

本発明は、熱間圧延されたレールの曲がりを矯正するレール矯正装置に関する。   The present invention relates to a rail straightening device that corrects the bending of a hot-rolled rail.

条鋼工場において熱間圧延されたレールは、その後の冷却過程において、レールの頭部と足部との肉厚に差があるために温度差が生じ、これによる熱応力のために冷却進行とともに次第に上下方向の曲がりが大きくなり、その曲がりは冷却後に残留する。そのため、通常、このような上下曲がりを矯正するためにローラ矯正機が設置されている。ローラ矯正機では、上側水平ロールと下側水平ロールとによってレールを挟み込んで走行させることにより、レールの矯正を行う（例えば、特許文献１参照。）。   Rails that are hot-rolled at the steel mill have a temperature difference due to the difference in thickness between the head and feet of the rail during the subsequent cooling process. The bending in the vertical direction becomes large, and the bending remains after cooling. Therefore, a roller straightening machine is usually installed to correct such vertical bending. In the roller straightening machine, the rail is corrected by sandwiching the rail between the upper horizontal roll and the lower horizontal roll (see, for example, Patent Document 1).

特許第３７３１９７４号公報Japanese Patent No. 3731974

ところで、上記ローラ矯正機における上側水平ロールは、レールの頭頂部のプロフィールに対応してレールの両頭側部の上側水平ロールの回転軸方向の動きを規制するガイド部を有しているが、レールには前述のような上下曲がりだけでなく左右曲がりも残留している。そのため、小さな左右曲がりの場合にはガイド部によってレールをガイドできるが、大きな左右曲がりがあった場合、ガイド部に強く接触してしまい、レールの頭側部を疵付けてしまうことがある。   By the way, the upper horizontal roll in the roller straightening machine has a guide portion that regulates the movement of the upper horizontal roll of the upper horizontal roll on the both head side portions of the rail corresponding to the profile of the top of the rail. In addition to the up and down bends as described above, left and right bends remain. Therefore, the rail can be guided by the guide portion in the case of a small left / right bend, but if there is a large left / right bend, the guide portion may be strongly contacted and the head side portion of the rail may be brazed.

そこで、本発明においては、レールの左右曲がりに応じて上側水平ロールまたは下側水平ロールを移動させることにより、レール頭側部の疵発生を防止することが可能なレール矯正装置を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, to provide a rail straightening device capable of preventing wrinkles on the side of the rail head by moving the upper horizontal roll or the lower horizontal roll according to the left and right bending of the rail. Objective.

本発明のレール矯正装置は、レールの頭頂部と接触して転動する上側水平ロールであり、レールの両頭側部の上側水平ロールの回転軸方向への動きを規制するガイド部を有する上側水平ロールと、レールの足裏部と接触して転動する下側水平ロールとを有し、上側水平ロールと下側水平ロールとによってレールを挟み込んで走行させることにより、レールの矯正を行うレール矯正装置であって、レールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔をステレオ計測するために、レールの頭頂部と上側水平ロールとの接触部を斜め上方の斜め左右方向から撮影する左方カメラおよび右方カメラと、レールの頭頂部と上側水平ロールとの接触部を斜め上方の正面から撮影する正面カメラとを含み、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像からレールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔を計測することにより、上側水平ロールとレールとの位置関係を計測するレール通り芯計測手段と、レール通り芯計測手段により計測した結果に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するロール移動量算出手段と、ロール移動量算出手段により算出した移動量に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させるロール移動手段とを含むものである。   The rail straightening device of the present invention is an upper horizontal roll that rolls in contact with the top of the rail, and has an upper horizontal roll having a guide portion that regulates the movement of the upper horizontal roll in the rotational axis direction of the upper horizontal rolls on both head sides of the rail. Rail correction that has a roll and a lower horizontal roll that rolls in contact with the foot of the rail, and corrects the rail by running with the rail sandwiched between the upper horizontal roll and the lower horizontal roll Left to capture the contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll from the diagonal left and right direction in order to measure the distance between the head side of the rail and the guide portion of the upper horizontal roll in stereo. And a right camera, and a front camera that photographs the contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll from an obliquely upper front, and includes a left camera, a right camera, and a front camera. A rail core measuring device that measures the positional relationship between the upper horizontal roll and the rail by measuring the distance between the head side of the rail and the guide portion of the upper horizontal roller from the shaded image, and a rail core measuring device A roll movement amount calculating means for calculating a movement amount of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis based on the result measured by the upper horizontal roll or the upper horizontal roll based on the movement amount calculated by the roll movement amount calculation means Roll moving means for moving the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis.

本発明のレール矯正装置によれば、左方カメラおよび右方カメラによりレールの頭頂部と上側水平ロールとの接触部を撮影するとともに、上側水平ロールのガイド部によって左方カメラおよび右方カメラの死角となる接触部を正面カメラにより撮影することで、レールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔を計測して、上側水平ロールとレールとの位置関係を計測し、その計測結果に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出し、算出した移動量に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させ、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止することができる。   According to the rail straightening device of the present invention, the left camera and the right camera photograph the contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll, and the left horizontal camera and the right camera are guided by the upper horizontal roll guide. By measuring the contact part that becomes the blind spot with the front camera, the distance between the head side part of the rail and the guide part of the upper horizontal roll is measured, and the positional relationship between the upper horizontal roll and the rail is measured, and the measurement result The amount of movement of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis is calculated based on the movement amount, and the upper horizontal roll or the lower horizontal roll is moved in the direction of the rotation axis based on the calculated amount of movement, and the rail head side portion And the guide part of the upper horizontal roll can be prevented from coming into strong contact.

また、本発明のレール矯正装置は、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像からレールの頭頂部の表面状態を計測するレール頭頂部表面状態計測手段と、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像から上側水平ロールの表面状態を計測するロール表面状態計測手段とを含み、ロール移動量算出手段は、レール通り芯計測手段により計測した結果に加えて、レール頭頂部表面状態計測手段およびロール表面状態計測手段により計測した結果に基づいて、上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するものであることが望ましい。   Further, the rail straightening device of the present invention includes rail top surface state measuring means for measuring the surface state of the rail top from the images taken by the left camera, right camera and front camera, the left camera, the right camera Roll surface state measuring means for measuring the surface state of the upper horizontal roll from images photographed by the side camera and the front camera, and the roll movement amount calculating means includes a rail in addition to the result measured by the rail core measuring means. It is desirable to calculate the amount of movement of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis based on the results measured by the head surface state measuring means and the roll surface state measuring means.

これにより、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像からレールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔に加えてレールの頭頂部の表面状態および上側水平ロールの表面状態を計測し、それらの計測結果に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出することで、レールの左右曲がりだけでなく、レールのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロールの磨耗量等に応じて上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させ、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止することができる。   As a result, the surface state of the top of the rail and the surface of the upper horizontal roll in addition to the distance between the head side of the rail and the guide portion of the upper horizontal roll from the images taken by the left camera, right camera and front camera. By measuring the state and calculating the amount of movement of the upper horizontal roll or lower horizontal roll in the direction of the rotation axis based on the measurement results, not only the left / right bend of the rail, but also the rail profile and the scale adhesion state The upper horizontal roll or the lower horizontal roll is moved in the direction of the rotation axis according to the bias, the amount of wear of the upper horizontal roll, etc., and it is possible to prevent the rail head side portion and the guide portion of the upper horizontal roll from coming into strong contact. it can.

さらに、本発明のレール矯正装置は、レールの頭頂部の表面および上側水平ロールの表面にパターン光を投射するパターン光投射手段を含み、レール頭頂部表面状態計測手段が、レールの頭頂部の表面に投射されたパターン光を測定することにより、レールの頭頂部の表面状態を計測するものであり、ロール表面状態計測手段は、上側水平ロールの表面に投射されたパターン光を測定することにより、上側水平ロールの表面状態を計測するものであることが望ましい。   Furthermore, the rail straightening device of the present invention includes pattern light projection means for projecting pattern light onto the surface of the top of the rail and the surface of the upper horizontal roll, and the rail top surface condition measuring means is the surface of the top of the rail. By measuring the pattern light projected on the surface of the rail, the surface state of the top of the rail is measured, and the roll surface state measuring means measures the pattern light projected on the surface of the upper horizontal roll, It is desirable to measure the surface state of the upper horizontal roll.

これにより、滑らかな表面を持つレールの頭頂部および上側水平ロールであっても、レールの頭頂部の表面および上側水平ロールの表面に投射されたパターン光により、精度良くレールの頭頂部の表面状態および上側水平ロールの表面状態を計測することが可能となり、レールの左右曲がりだけでなく、レールのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロールの磨耗量等に応じて高精度に上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させ、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止することができる。   As a result, even for the top of the rail and the upper horizontal roll having a smooth surface, the surface state of the top of the rail can be accurately detected by the pattern light projected on the surface of the top of the rail and the surface of the upper horizontal roll. It is possible to measure the surface condition of the upper horizontal roll, and not only the left and right bends of the rail, but also the upper horizontal roll or By moving the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis, it is possible to prevent the rail head side portion and the guide portion of the upper horizontal roll from coming into strong contact.

（１）レールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔をステレオ計測するために、レールの頭頂部と上側水平ロールとの接触部を斜め上方の斜め左右方向から撮影する左方カメラおよび右方カメラと、レールの頭頂部と上側水平ロールとの接触部を斜め上方の正面から撮影する正面カメラとを含み、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像からレールの頭側部と上側水平ロールのガイド部との間隔を計測することにより、上側水平ロールとレールとの位置関係を計測するレール通り芯計測手段と、レール通り芯計測手段により計測した結果に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するロール移動量算出手段と、ロール移動量算出手段により算出した移動量に基づいて上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させるロール移動手段とを含むことにより、レールの左右曲がりに応じて上側水平ロールまたは下側水平ロールを移動させて、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止し、レール頭側部の疵発生を防止することが可能となる。 (1) A left camera that photographs the contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll from an oblique left and right direction in order to measure the distance between the head side of the rail and the guide portion of the upper horizontal roll in stereo. And a right camera, and a front camera that photographs the contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll from an obliquely upper front, and from the images photographed by the left camera, the right camera, and the front camera, By measuring the distance between the head side portion and the guide portion of the upper horizontal roll, the rail core measuring means for measuring the positional relationship between the upper horizontal roll and the rail, and the result measured by the rail core measuring means A roll movement amount calculating means for calculating a movement amount of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the rotation axis direction, and an upper side based on the movement amount calculated by the roll movement amount calculation means. Roll moving means for moving the flat roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis, so that the upper horizontal roll or the lower horizontal roll is moved according to the left and right bending of the rail, and the rail head side and the upper horizontal roll are moved. It is possible to prevent strong contact with the guide portion of the roll and to prevent wrinkles on the rail head side portion.

（２）左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像からレールの頭頂部の表面状態を計測するレール頭頂部表面状態計測手段と、左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像から上側水平ロールの表面状態を計測するロール表面状態計測手段とを含み、ロール移動量算出手段は、レール通り芯計測手段により計測した結果に加えて、レール頭頂部表面状態計測手段およびロール表面状態計測手段により計測した結果に基づいて、上側水平ロールまたは下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するものであることにより、レールの左右曲がりだけでなくレールおよび上側水平ロールのそれぞれのプロフィールの偏りに応じて上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させて、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止し、レールのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロールの磨耗量等に拘わらず、レール頭側部の疵発生を防止することが可能となる。 (2) Photographed by rail top surface state measuring means for measuring the surface state of the rail top from the images photographed by the left camera, right camera and front camera, and by the left camera, right camera and front camera. Roll surface state measuring means for measuring the surface state of the upper horizontal roll from the obtained image, the roll movement amount calculating means, in addition to the result measured by the rail core measuring means, the rail head top surface state measuring means and By calculating the amount of movement of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis based on the result measured by the roll surface state measuring means, the rail and the upper horizontal roll as well as the left and right bends of the rail are calculated. Move the upper horizontal roll or lower horizontal roll in the direction of the axis of rotation according to the deviation of each profile of the rail, Prevents side and upper horizontal roll guides from coming into strong contact and prevents wrinkles on the rail head side, regardless of rail profile, scale adhesion, upper horizontal roll wear, etc. It becomes possible.

（３）レールの頭頂部の表面および上側水平ロールの表面にパターン光を投射するパターン光投射手段を含み、レール頭頂部表面状態計測手段が、レールの頭頂部の表面に投射されたパターン光を測定することにより、レールの頭頂部の表面状態を計測するものであり、ロール表面状態計測手段は、上側水平ロールの表面に投射されたパターン光を測定することにより、上側水平ロールの表面状態を計測するものであることにより、レールの左右曲がりだけでなく、レールのプロフィールの偏りや上側水平ロールの磨耗量等に応じて高精度に上側水平ロールまたは下側水平ロールを回転軸方向に移動させて、レール頭側部と上側水平ロールのガイド部とが強く接触することを防止し、レールのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロールの磨耗量等に拘わらず、レール頭側部の疵発生を防止することが可能となる。 (3) pattern light projecting means for projecting pattern light onto the surface of the top of the rail and the surface of the upper horizontal roll, and the rail top surface surface measuring means measures the pattern light projected onto the surface of the top of the rail. By measuring the surface state of the top of the rail, the roll surface state measuring means measures the pattern light projected on the surface of the upper horizontal roll, thereby measuring the surface state of the upper horizontal roll. By measuring, the upper horizontal roll or the lower horizontal roll can be moved in the direction of the rotation axis with high accuracy in accordance with not only the left / right bending of the rail but also the deviation of the rail profile and the amount of wear of the upper horizontal roll. The rail head side and the guide part of the upper horizontal roll are prevented from coming into strong contact with each other. Regardless of the wear amount of the roll, it is possible to prevent flaws occurrence of the rail head side portions.

本発明の実施の形態におけるレール矯正装置の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。It is a figure which shows schematic structure of the rail correction apparatus in embodiment of this invention, Comprising: (a) is a top view, (b) is a front view. 図１のＡ−Ａ矢視図である。It is an AA arrow line view of FIG. 図１のＢ部拡大図である。It is the B section enlarged view of FIG. 図３のＣ−Ｃ矢視図である。It is CC arrow line view of FIG. 図１のレール矯正装置の制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the rail correction apparatus of FIG.

図１は本発明の実施の形態におけるレール矯正装置の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ部拡大図、図４は図３のＣ−Ｃ矢視図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a rail straightening device according to an embodiment of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a front view. 2 is an AA arrow view of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of portion B of FIG. 1, and FIG. 4 is a CC arrow view of FIG.

図１において、本発明の実施の形態におけるレール矯正装置１は、上側水平ロール２ａ，２ｂ，２ｃおよび下側水平ロール３ａ，３ｂ，３ｃが交互に順に配置された上下曲がり矯正ロール群４と、左右曲がり矯正ロール５とがレールＲの通り方向に順に配設されたものである。また、上側水平ロール２ａと上側水平ロール２ｂとの間には、カメラ装置１０および照明装置１５が配設されている。   In FIG. 1, the rail straightening device 1 according to the embodiment of the present invention includes an upper and lower bend straightening roll group 4 in which upper horizontal rolls 2a, 2b, 2c and lower horizontal rolls 3a, 3b, 3c are alternately arranged, and The right and left bending correction rolls 5 are sequentially arranged in the direction of the rail R. A camera device 10 and a lighting device 15 are disposed between the upper horizontal roll 2a and the upper horizontal roll 2b.

上側水平ロール２ａ〜２ｃは、図２に示すように、レールＲの左右方向（図２の左右方向、以下同じ。）に回転軸（図示せず。）を有して、レールＲの頭頂部Ｒ1と接触して転動する円筒状の胴部１１と、この胴部１１の左右両端部に設けられ、レールＲの両頭側部Ｒ2の左右方向への動きを規制する円板状のガイド部１２とを有する。同様に、下側水平ロール３ａ〜３ｃは、レールＲの左右方向に回転軸（図示せず。）を有してレールＲの足裏部Ｒ3と接触して転動する円筒状の胴部１３と、この胴部１３の左右両端部に設けられ、レールＲの両足側部Ｒ4の左右方向への動きを規制する円板状のガイド部１４とを有する。 As shown in FIG. 2, the upper horizontal rolls 2 a to 2 c have a rotation axis (not shown) in the left-right direction of the rail R (the left-right direction in FIG. 2, the same applies hereinafter), and the top of the rail R A cylindrical body 11 that rolls in contact with R 1, and a disk-like body that is provided at both left and right ends of the body 11 and restricts the movement of both head side portions R 2 of the rail R in the left-right direction. And a guide portion 12. Similarly, the lower horizontal rolls 3a to 3c have a rotating shaft (not shown) in the left-right direction of the rail R, and a cylindrical trunk that rolls in contact with the sole R 3 of the rail R. 13 and a disc-shaped guide portion 14 that is provided at both left and right end portions of the body portion 13 and restricts the movement of both foot side portions R 4 of the rail R in the left-right direction.

カメラ装置１０は、レールＲの頭頂部Ｒ1および上側水平ロール２ｂのガイド部１２とレールＲの両頭側部Ｒ2との位置関係をステレオ計測するためのものであり、図３および図４に示すように、レールＲの頭頂部Ｒ1と上側水平ロール２ｂとの接触部を斜め上方の斜め左右方向から撮影する左方カメラ１０ａおよび右方カメラ１０ｂと、レールＲの頭頂部Ｒ1と上側水平ロール２ｂとの接触部を斜め上方の正面から撮影する正面カメラ１０ｃとを有する。正面カメラ１０ｃは、上側水平ロール２ｂのガイド部１２によって左方カメラ１０ａおよび右方カメラ１０ｂの死角となる部分を撮影するものである。 The camera device 10 is for stereo measurement of the positional relationship between the top R 1 of the rail R and the guide portion 12 of the upper horizontal roll 2b and the both head sides R 2 of the rail R. FIG. 3 and FIG. As shown, the left camera 10a and the right camera 10b for photographing the contact portion between the top R 1 of the rail R and the upper horizontal roll 2b from the diagonal left and right directions obliquely upward, and the top R 1 and the upper side of the rail R A front camera 10c that captures an image of a contact portion with the horizontal roll 2b from an obliquely upper front. The front camera 10c captures a portion that becomes a blind spot of the left camera 10a and the right camera 10b by the guide portion 12 of the upper horizontal roll 2b.

照明装置１５は、レールＲの頭頂部Ｒ1の表面および上側水平ロール６ｂの表面（以下、「対象表面」と称す。）にパターン光を投射するパターン光投射手段である。パターン光は、例えば複数の縦および横の直線を組み合わせたメッシュパターンを用いることができる。このようなメッシュパターンのパターン光を対象表面に投射すると、平面上では直線は直線のままとなり、曲面上や凹凸部では歪んで曲線となる。このレールＲの頭頂部Ｒ1の表面および上側水平ロール６ｂの表面に投射されたパターン光を測定し、その歪み量を計測することにより、滑らかな曲面表面でもその形状を計測することができる。 The illumination device 15 is pattern light projection means for projecting pattern light onto the surface of the top portion R 1 of the rail R and the surface of the upper horizontal roll 6 b (hereinafter referred to as “target surface”). As the pattern light, for example, a mesh pattern in which a plurality of vertical and horizontal straight lines are combined can be used. When pattern light of such a mesh pattern is projected onto the target surface, a straight line remains a straight line on a plane, and a curved line is distorted on a curved surface or an uneven part. By measuring the pattern light projected on the surface of the top R 1 of the rail R and the surface of the upper horizontal roll 6b and measuring the amount of distortion, the shape can be measured even on a smooth curved surface.

また、照明装置１５は、光源から対象表面へ向かう光束の途中に予めメッシュパターンを形成した半透明板を配置した構成とすることができる。これにより、半透明板を透過した光束にメッシュパターンが出現し、対象表面にメッシュパターンが投射される。なお、計測精度を上げるためには、メッシュパターンを細かくする。あるいは、照明装置１５は、光源としてのスポットレーザーをプリズムにより所定の平面上に扇形状に広げて対象表面に投射する構成とすることができる。これにより、対象表面上に１つの直線が出現するので、これを縦横に複数設置することで、対象表面にメッシュパターンを投射することができる。   Moreover, the illuminating device 15 can be set as the structure which has arrange | positioned the semi-transparent board which formed the mesh pattern previously in the middle of the light beam which goes to a target surface from a light source. Thereby, a mesh pattern appears in the light flux that has passed through the translucent plate, and the mesh pattern is projected onto the target surface. In order to increase the measurement accuracy, the mesh pattern is made finer. Or the illuminating device 15 can be set as the structure which spreads the spot laser as a light source on a predetermined | prescribed flat surface by a prism, and projects it on a target surface. Thereby, since one straight line appears on the target surface, a mesh pattern can be projected onto the target surface by installing a plurality of straight lines in the vertical and horizontal directions.

図５は図１のレール矯正装置１の制御系統を示すブロック図である。
図５に示すように、レール矯正装置１は、レールＲのプロフィール等の操業条件が登録されるマスタデータベース（マスタＤＢ）２０と、各種実績が登録される実績データベース（実績ＤＢ）２１と、上側水平ロール２ｂとレールＲとの位置関係を計測するするレール通り芯計測手段３０と、カメラ装置１０により撮像された画像からレールＲの頭頂部Ｒ1の表面状態を計測するレール頭頂部表面状態計測手段３１と、カメラ装置１０により撮影された画像から上側水平ロール２ｂの表面状態を計測するロール表面状態計測手段３２と、上下曲がり矯正ロール群の移動量を算出するロール移動量算出手段３３と、ロール移動量算出手段３３により算出した移動量に基づいて上下曲がり矯正ロール群４を移動させるロール移動手段３４とを有する。 FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the rail straightening device 1 of FIG.
As shown in FIG. 5, the rail straightening device 1 includes a master database (master DB) 20 in which operation conditions such as a profile of the rail R are registered, a results database (result DB) 21 in which various results are registered, and an upper side. a rail as core measuring means 30 for measuring the positional relationship between the horizontal roll 2b and the rail R, the camera device 10 rail head surface state measurement for measuring the surface state of the top portion R 1 of the rail R from the image taken by Means 31, roll surface state measuring means 32 for measuring the surface state of the upper horizontal roll 2b from the image taken by the camera device 10, roll movement amount calculating means 33 for calculating the movement amount of the vertical bending correction roll group, And a roll moving means 34 for moving the vertical bending correction roll group 4 based on the movement amount calculated by the roll movement amount calculating means 33. .

レール通り芯計測手段３０は、左方カメラ１０ａ、右方カメラ１０ｂおよび正面カメラ１０ｃにより撮影された画像から、上側水平ロール２ｂのガイド部１２とレールＲの頭側部Ｒ2との間隔を計測することにより、上側水平ロール２ｂとレールＲとの位置関係を計測するものである。なお、本実施形態においては、レール通り芯計測手段３０は、上側水平ロール２ｂとレールＲとの位置関係として、レールＲの通り芯を計測する。レール通り芯計測手段３０による計測結果は、実績ＤＢ２１へ登録される。 Rail as core measuring means 30 measures the distance between the left side camera 10a, the image taken by the right side camera 10b and front camera 10c, and head side portions R 2 of the guide portion 12 and the rail R of the upper horizontal roll 2b By doing so, the positional relationship between the upper horizontal roll 2b and the rail R is measured. In the present embodiment, the rail core measuring means 30 measures the core of the rail R as the positional relationship between the upper horizontal roll 2b and the rail R. The measurement result by the rail core measuring means 30 is registered in the result DB 21.

レール頭頂部表面状態計測手段３１は、左方カメラ１０ａ、右方カメラ１０ｂおよび正面カメラ１０ｃにより撮影された画像からレールＲの頭頂部Ｒ1の表面状態として、プロフィールやスケール付着状態を計測するものである。本実施形態においては、レール頭頂部表面状態計測手段３１は、照明装置１５によりレールＲの頭頂部Ｒ1に投射されたパターン光を計測することにより、レールＲの頭頂部Ｒ1のプロフィールを計測する。また、レール頭頂部表面状態計測手段３１は、熱間圧延工程後からレールＲがレール矯正装置１へ到達するまでの時間を取得し、この時間からレールＲの頭頂部Ｒ1に付着するスケール量を推定する。レール頭頂部表面状態計測手段３１による計測結果は、実績ＤＢ２１へ登録される。 The rail top surface state measuring means 31 measures the profile and the scale adhesion state as the surface state of the top R 1 of the rail R from the images taken by the left camera 10a, the right camera 10b and the front camera 10c. It is. In the present embodiment, the rail top surface state measuring means 31 measures the profile of the top R 1 of the rail R by measuring the pattern light projected on the top R 1 of the rail R by the lighting device 15. To do. Moreover, the rail head surface state measuring means 31 acquires the time until the rail R reaches the rail straightening device 1 after the hot rolling process, and from this time, the amount of scale attached to the head top R 1 of the rail R. Is estimated. The measurement result by the rail head top surface state measuring unit 31 is registered in the result DB 21.

ロール表面状態計測手段３２は、左方カメラ１０ａ、右方カメラ１０ｂおよび正面カメラ１０ｃにより撮影された画像から上側水平ロール２ｂの表面状態として磨耗量等を計測するものである。本実施形態においては、ロール表面状態計測手段３２は、照明装置１５により上側水平ロール２ｂに投射されたパターン光を計測することにより、上側水平ロール２ｂの磨耗量等を計測する。ロール表面状態計測手段３２による計測結果は、実績ＤＢ２１へ登録される。   The roll surface state measuring means 32 measures the wear amount and the like as the surface state of the upper horizontal roll 2b from images taken by the left camera 10a, the right camera 10b and the front camera 10c. In the present embodiment, the roll surface state measuring unit 32 measures the amount of wear and the like of the upper horizontal roll 2b by measuring the pattern light projected onto the upper horizontal roll 2b by the lighting device 15. The measurement result by the roll surface state measuring unit 32 is registered in the result DB 21.

ロール移動量算出手段３３は、実績ＤＢ２１を参照して、レール通り芯計測手段３０、レール頭頂部表面状態計測手段３１およびロール表面状態計測手段３２により計測した結果に基づいて、上下曲がり矯正ロール群４の移動量を算出する。具体的には、ロール移動量算出手段３３は、実績ＤＢ２１からレールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ｂのガイド部１２との間隔、レールＲの頭頂部Ｒ1の表面状態および上側水平ロール２ｂの表面状態に基づいて、レールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ａ〜２ｃのガイド部１２とが強く接触しないように、上下曲がり矯正ロール群４の上側水平ロール２ａ〜２ｃまたは下側水平ロール３ａ〜３ｃのそれぞれの回転軸方向の移動量を算出する。 The roll movement amount calculating means 33 refers to the result DB 21 and based on the results measured by the rail core measuring means 30, the rail top surface state measuring means 31, and the roll surface state measuring means 32, the vertical bending correction roll group 4 is calculated. Specifically, the roll movement amount calculating means 33, the actual distance between the guide portion 12 of the rail R of the head side portions R 2 and upper horizontal roll 2b from DB 21, top portion R 1 of the surface condition and the upper horizontal rails R based on the surface state of the roll 2b, as the head side portions R 2 and upper horizontal roll 2a~2c of the guide portion 12 of the rail R is not strong contact, upper horizontal roll 2a~2c of upper and lower straightening rolls 4 or The amount of movement of each of the lower horizontal rolls 3a to 3c in the rotation axis direction is calculated.

ロール移動手段３４は、ロール移動量算出手段３３により算出された移動量に基づいて、上下曲がり矯正ロール群４の上側水平ロール２ａ〜２ｃまたは下側水平ロール３ａ〜３ｃをそれぞれの回転軸方向に移動させるものである。   The roll moving means 34 moves the upper horizontal rolls 2 a to 2 c or the lower horizontal rolls 3 a to 3 c of the vertical bending correction roll group 4 in the respective rotation axis directions based on the movement amount calculated by the roll movement amount calculation means 33. It is to be moved.

上記構成のレール矯正装置１では、左方カメラ１０ａおよび右方カメラ１０ｂによりレールＲの頭頂部Ｒ1と上側水平ロール２ｂとの接触部を撮影するとともに、上側水平ロール２ｂのガイド部１２によって左方カメラ１０ａおよび右方カメラ１０ｂの死角となる接触部を正面カメラ１０ｃにより撮影することで、レールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ｂのガイド部１２との間隔を計測して、上側水平ロール２ｂとレールＲとの位置関係を計測し、その計測結果に基づいて上下曲がり矯正ロール群４の移動量を算出し、算出した移動量に基づいて上下曲がり矯正ロール群４を移動させ、レールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ａ〜２ｃのガイド部１２とが強く接触することを防止することができる。これにより、レールＲの頭側部Ｒ2の疵発生を防止することができる。 In rail straightening apparatus 1 of the above configuration, taking a contact portion between the top portion R 1 and the upper horizontal roll 2b of the rail R by the left side camera 10a and the right side camera 10b, the left by the guide portion 12 of the upper horizontal roll 2b the contact portion serving as a blind spot of the rectangular camera 10a and the right side camera 10b by photographing by the front camera 10c, measures the gap between the guide portion 12 of the rail R of the head side portions R 2 and upper horizontal roll 2b, the upper side The positional relationship between the horizontal roll 2b and the rail R is measured, the amount of movement of the up / down bending correction roll group 4 is calculated based on the measurement result, and the up / down bending correction roll group 4 is moved based on the calculated amount of movement, it is possible to prevent the the head side portions R 2 of the rail R and the upper horizontal roll 2a~2c of the guide portion 12 contacts strongly. Thus, it is possible to prevent flaws occurrence of head side portions R 2 of the rail R.

特に、本実施形態におけるレール矯正装置１では、さらにカメラ装置１０により撮影された画像からレールＲの頭頂部Ｒ1の表面状態を計測するとともに、上側水平ロール２ｂの表面状態を計測し、レール通り芯計測手段３０により計測した結果に加えて、レール頭頂部表面状態計測手段３１およびロール表面状態計測手段３２により計測した結果に基づいて、上下曲がり矯正ロール群４を移動させるので、レールＲの左右曲がりだけでなく、レールＲのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロール２ｂの磨耗量等に応じて、レールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ａ〜２ｃのガイド部１２とが強く接触することを防止することができる。 In particular, in the rail straightening device 1 in the present embodiment, the surface state of the top portion R 1 of the rail R is further measured from the image photographed by the camera device 10, and the surface state of the upper horizontal roll 2b is also measured. In addition to the results measured by the core measuring means 30, the vertical bending correction roll group 4 is moved based on the results measured by the rail head surface state measuring means 31 and the roll surface condition measuring means 32. bending as well, of the rail R profile, depending on the wear amount of the scale adhesion state deviation and upper horizontal roll 2b, strong and the guide portion 12 of the head side portions R 2 and upper horizontal roll 2a~2c rail R is Contact can be prevented.

また、本実施形態におけるレール矯正装置１では、レールＲの頭頂部Ｒ1の表面および上側水平ロール２ｂの表面にパターン光を投射して、このレールＲの頭頂部Ｒ1の表面に投射されたパターン光を測定するとともに、上側水平ロール２ｂの表面に投射されたパターン光を測定するため、精度良くレールＲの頭頂部Ｒ1の表面状態および上側水平ロール２ｂの表面状態を計測することが可能である。したがって、このレール矯正装置１では、レールＲの左右曲がりだけでなく、レールＲのプロフィール、スケール付着状態の偏りや上側水平ロール２ｂの磨耗量等に応じて、高精度に上下曲がり矯正ロール群４を移動させて、レールＲの頭側部Ｒ2と上側水平ロール２ａ〜２ｃのガイド部１２とが強く接触することを防止することができる。 Further, the rail straightening apparatus 1 in the present embodiment, by projecting pattern light on the surface of the surface and the upper horizontal roll 2b parietal R 1 of the rail R, which is projected to the top portion R 1 of the surface of the rail R Since the pattern light is measured and the pattern light projected on the surface of the upper horizontal roll 2b is measured, it is possible to accurately measure the surface state of the top R 1 of the rail R and the surface state of the upper horizontal roll 2b. It is. Therefore, in this rail straightening device 1, not only the right and left bends of the rail R but also the profile of the rail R, the deviation of the scale adhesion state, the wear amount of the upper horizontal roll 2b, etc., the vertical bend straightening roll group 4 with high accuracy. the move, the head side portions R 2 and upper horizontal roll 2a~2c of the guide portion 12 of the rail R can be prevented from making contact strongly.

本発明のレール矯正装置は、熱間圧延されたレールの曲がりを矯正する装置として有用である。   The rail straightening device of the present invention is useful as a device for straightening the bending of a hot-rolled rail.

Ｒ レール
１ レール矯正装置
２ａ〜２ｃ 上側水平ロール
３ａ〜３ｃ 下側水平ロール
４ 上下曲がり矯正ロール群
５ 左右曲がり矯正ロール
１０ カメラ装置
１０ａ 左方カメラ
１０ｂ 右方カメラ
１０ｃ 正面カメラ
１１，１３ 胴部
１２，１４ ガイド部
１５ 照明装置
２０ マスタＤＢ
２１ 実績ＤＢ
３０ レール通し芯計測手段
３１ レール頭頂部表面状態計測手段
３２ ロール表面状態計測手段
３３ ロール移動量算出手段
３４ ロール移動手段 R rail 1 Rail correction device 2a to 2c Upper horizontal roll 3a to 3c Lower horizontal roll 4 Vertical bending correction roll group 5 Left and right bending correction roll 10 Camera device 10a Left camera 10b Right camera 10c Front camera 11, 13 Body 12 , 14 Guide unit 15 Lighting device 20 Master DB
21 Results DB
30 rail through-core measuring means 31 rail top surface state measuring means 32 roll surface state measuring means 33 roll movement amount calculating means 34 roll moving means

Claims (3)

レールの頭頂部と接触して転動する上側水平ロールであり、前記レールの両頭側部の前記上側水平ロールの回転軸方向への動きを規制するガイド部を有する上側水平ロールと、
前記レールの足裏部と接触して転動する下側水平ロールとを有し、
前記上側水平ロールと前記下側水平ロールとによって前記レールを挟み込んで走行させることにより、前記レールの矯正を行うレール矯正装置であって、
前記レールの頭側部と前記上側水平ロールのガイド部との間隔をステレオ計測するために、前記レールの頭頂部と前記上側水平ロールとの接触部を斜め上方の斜め左右方向から撮影する左方カメラおよび右方カメラと、前記レールの頭頂部と前記上側水平ロールとの接触部を斜め上方の正面から撮影する正面カメラとを含み、前記左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像から前記レールの頭側部と前記上側水平ロールのガイド部との間隔を計測することにより、前記上側水平ロールと前記レールとの位置関係を計測するレール通り芯計測手段と、
前記レール通り芯計測手段により計測した結果に基づいて前記上側水平ロールまたは前記下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するロール移動量算出手段と、
前記ロール移動量算出手段により算出した移動量に基づいて前記上側水平ロールまたは前記下側水平ロールを回転軸方向に移動させるロール移動手段と
を含むレール矯正装置。 An upper horizontal roll that rolls in contact with the top of the rail, and an upper horizontal roll having a guide portion that restricts the movement of the upper horizontal roll in the rotational axis direction of the upper horizontal roll of the both heads of the rail;
A lower horizontal roll that rolls in contact with the sole of the rail;
A rail straightening device for straightening the rail by sandwiching and running the rail between the upper horizontal roll and the lower horizontal roll,
In order to measure in stereo the distance between the head side portion of the rail and the guide portion of the upper horizontal roll, the left side where the contact portion between the top portion of the rail and the upper horizontal roll is photographed from the diagonal left and right directions obliquely upward A camera and a right camera, and a front camera that photographs a contact portion between the top of the rail and the upper horizontal roll from an obliquely upper front, and was photographed by the left camera, the right camera, and the front camera By measuring the distance between the head side portion of the rail and the guide portion of the upper horizontal roll from the image, a rail core measuring means for measuring the positional relationship between the upper horizontal roll and the rail,
Roll movement amount calculation means for calculating a movement amount in the rotation axis direction of the upper horizontal roll or the lower horizontal roll based on the result measured by the rail core measuring means;
A rail straightening device including roll moving means for moving the upper horizontal roll or the lower horizontal roll in the direction of the rotation axis based on the movement amount calculated by the roll movement amount calculation means. 前記左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像から前記レールの頭頂部の表面状態を計測するレール頭頂部表面状態計測手段と、
前記左方カメラ、右方カメラおよび正面カメラにより撮影された画像から前記上側水平ロールの表面状態を計測するロール表面状態計測手段とを含み、
前記ロール移動量算出手段は、前記レール通り芯計測手段により計測した結果に加えて、前記レール頭頂部表面状態計測手段および前記ロール表面状態計測手段により計測した結果に基づいて、前記上側水平ロールまたは前記下側水平ロールの回転軸方向への移動量を算出するものである請求項１記載のレール矯正装置。 Rail top surface state measuring means for measuring the surface state of the top of the rail from images taken by the left camera, right camera and front camera;
Roll surface state measuring means for measuring the surface state of the upper horizontal roll from images taken by the left camera, right camera and front camera,
The roll movement amount calculating means, based on the result measured by the rail head surface state measuring means and the roll surface state measuring means, in addition to the result measured by the rail core measuring means, the upper horizontal roll or The rail straightening device according to claim 1, wherein the amount of movement of the lower horizontal roll in the rotation axis direction is calculated. 前記レールの頭頂部の表面および前記上側水平ロールの表面にパターン光を投射するパターン光投射手段を含み、
前記レール頭頂部表面状態計測手段は、前記レールの頭頂部の表面に投射されたパターン光を測定することにより、前記レールの頭頂部の表面状態を計測するものであり、
前記ロール表面状態計測手段は、前記上側水平ロールの表面に投射されたパターン光を測定することにより、前記上側水平ロールの表面状態を計測するものである
請求項２記載のレール矯正装置。 Pattern light projecting means for projecting pattern light onto the surface of the top of the rail and the surface of the upper horizontal roll;
The rail parietal surface state measuring means measures the surface state of the parietal portion of the rail by measuring pattern light projected on the surface of the parietal portion of the rail,
The rail straightening device according to claim 2, wherein the roll surface state measuring means measures the surface state of the upper horizontal roll by measuring pattern light projected on the surface of the upper horizontal roll.
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