JP5733007B2 - ロール研磨装置及びロール研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨ロールを用いてめっき鋼板の搬送用ロールを研磨するロール研磨装置及びロール研磨方法に関するものである。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する製造ラインでは、合金化炉において鋼板を加熱することによってめっき処理により付着した亜鉛めっきと母板との合金化を促進させ、合金化が完了した後に搬送用ロールによって鋼板を出側へと搬送する。このような製造ラインでは、合金化直後の鋼板の温度が非常に高いために、搬送用ロールの外周面に亜鉛めっきが付着しやすい。搬送用ロールの外周面に付着した亜鉛めっきは、その後に搬送される鋼板の表面を傷つけ、押疵欠陥を発生させ、鋼板の品質低下を招く。このような背景から、搬送用ロールには、外周面を研磨することによって外周面に付着した亜鉛めっきを除去するロール研磨装置が設けられている（特許文献１参照）。このロール研磨装置は、モータによって研磨ロールを回転しつつ搬送用ロールの回転軸に沿って研磨ロールを往復移動させることによって、搬送用ロールの外周面を研磨するものである。

特開２００３−１１７７８２号公報

ところで、搬送用ロールに対する研磨ロールの押込量が小さい場合、換言すれば、モータの電流負荷が小さい場合には、搬送用ロールの外周面に付着した亜鉛めっきを効果的に除去することができず、押疵欠陥が発生してしまう。このため、従来のロール研磨装置では、押疵欠陥が発生しないモータの電流負荷を予め求めておき、モータの電流負荷が予め求めておいた電流負荷になるように搬送用ロールに対する研磨ロールの押込量を調整することによって、押疵欠陥が発生することを抑制していた。すなわち、従来のロール研磨装置は、モータの電流負荷が所定値になるように制御することによって、押疵欠陥が発生することを抑制していた。しかしながら、本願発明の発明者らの検討によれば、押疵欠陥が発生しないモータの電流負荷は、搬送用ロールの温度に応じて変化する。このため、従来のロール研磨装置によれば、搬送用ロールの温度が変化した場合、押疵欠陥の発生を抑制できない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、搬送用ロールの温度が変化した場合であっても、押疵欠陥が発生することを抑制可能なロール研磨装置及びロール研磨方法を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロール研磨装置は、鋼板を搬送する搬送用ロールの外周面を研磨する研磨ロールと、前記研磨ロールを回転駆動するモータと、前記モータの電流負荷を検出する電流負荷センサと、前記搬送用ロールの温度を検出する温度センサと、前記電流負荷センサによって検出される前記モータの電流負荷が前記温度センサによって検出された前記搬送用ロールの温度に対応する所定の電流負荷範囲内になるように、前記搬送用ロールに対する前記研磨ロールの押込量を制御する制御部と、を備える。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロール研磨方法は、鋼板を搬送する搬送用ロールの外周面を研磨する研磨ロールを回転駆動するモータの電流負荷を検出する負荷検出ステップと、前記搬送用ロールの温度を検出する温度検出ステップと、前記負荷検出ステップにおいて検出される前記モータの電流負荷が前記温度検出ステップにおいて検出された前記搬送用ロールの温度に対応する所定の電流負荷範囲内になるように、前記搬送用ロールに対する前記研磨ロールの押込量を制御する制御ステップと、を含む。

本発明に係るロール研磨装置及びロール研磨方法によれば、搬送用ロールの温度が変化した場合であっても、押疵欠陥が発生することを抑制できる。

図１は、実験によって求められた搬送用ロール温度が温度Ｔ１である時の押疵欠陥及び異物欠陥とモータの電流負荷との関係を示す図である。 図２は、実験によって求められた搬送用ロール温度が温度Ｔ２（＞温度Ｔ１）である時の押疵欠陥及び異物欠陥とモータの電流負荷との関係を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態であるロール研磨装置の構成を示す模式図である。 図４は、図３に示すデータベースに記憶される制御データの一例を示す図である。 図５は、本発明の一実施形態である研磨ロール制御処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、研磨ロールの押込量とモータの電流負荷との関係の一例を示す図である。 図７は、ＬＳＤと搬送用ロールの温度との関係の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるロール研磨装置の構成及びその動作について説明する。

〔本発明の概念〕
始めに、図１，図２を参照して、本発明の概念について説明する。

図１は、実験によって求められた搬送用ロール温度が温度Ｔ１である時の押疵欠陥及び異物欠陥とモータの電流負荷との関係を示す図である。図１の縦軸は、鋼板内における異物の混入状態値を示し、異物の混入状態値は以下に示す数式（１）によって算出した。数式（１）中の異物の発生個数は、製造ラインに設置された表面疵検査装置によって検出された欠陥の個数であり、鋼板長は欠陥の個数を検出した際の検査に供した鋼板長さである。表面疵検査装置によって検出される欠陥の個数は、研磨ロール屑による異物欠陥とよく一致するために、異物の混入状態を表すものとして、上記算出に用いた。すなわち、数式（１）に示すように、異物の混入状態値は、鋼板の単位長さあたりの異物の発生個数に比例する数値である。また、押疵欠陥については、鋼板をプレスし、欠陥がある反対面（保証面）に砥石をかけて欠陥が確認された場合、押疵欠陥があると判定し（判定ＮＧ，×印）、欠陥が確認されなかった場合には、押疵欠陥はないと判定した（判定ＯＫ，○印）。また、異物欠陥については、数式（１）によって算出された混入状態値が６以上である場合、異物欠陥があると判定し、混入状態値が６未満である場合には、異物欠陥はないと判定した。

図１に示すように、本実験結果から、図中矢印Ｌ１で示すように、研磨ロールを回転させるモータの電流負荷の減少に応じて判定ＮＧが増加し、押疵欠陥が発生する確率が増加することがわかる。これは、モータの電流負荷が小さい場合、搬送用ロールに対する研磨ロールの押込量が小さいために、搬送用ロールに付着した亜鉛めっきを効果的に除去できないためであると考えられる。このことから、本実験結果では、モータの電流負荷が約４．４［Ａ］未満である電流負荷範囲Ｒ１では、押疵欠陥の発生を抑制できないことがわかった。また、本実施結果から、図中矢印Ｌ２で示すように、モータの電流負荷の増加に応じて異物欠陥が発生する確率が増加することがわかった。このことから、混入状態値が６以上であるときに異物欠陥があると判定する場合には、電流負荷が約５．０［Ａ］以上である電流負荷範囲Ｒ３では、異物欠陥の発生を抑制できないことがわかった。以上のことから、搬送用ロール温度が温度Ｔ１である時には、図１中の斜線範囲である電流負荷範囲Ｒ２（電流負荷が約４．４〜約５．０［Ａ］の範囲）にモータの電流負荷を制御することによって、押疵欠陥と異物欠陥との双方の発生を抑制できることが知見された。

図２は、実験によって求められた搬送用ロール温度が温度Ｔ２（＞温度Ｔ１）である時の押疵欠陥及び異物欠陥とモータの電流負荷との関係を示す図である。押疵欠陥及び異物欠陥については、図１に示した実験結果と同様の方法によって評価した。図２に示すように、搬送用ロール温度が温度Ｔ２であるときも、押疵欠陥及び異物欠陥は、図１に示した実験結果と同様の傾向で変化した。すなわち、押疵欠陥が発生する確率はモータの電流負荷の減少に応じて増加し、異物欠陥が発生する確率はモータの電流負荷の増加に応じて増加した。しかしながら、搬送用ロール温度が温度Ｔ２である場合、異物欠陥が発生する電流負荷範囲Ｒ３は変化しないのに対して、押疵欠陥が発生する電流負荷範囲Ｒ１は変化し、電流負荷が約４．６［Ａ］未満である時に押疵欠陥が発生することがわかった。すなわち、搬送用ロール温度が温度Ｔ２（＞温度Ｔ１）である時には、図２中の斜線範囲である電流負荷範囲Ｒ２（電流負荷が約４．６〜約５．０［Ａ］の範囲）にモータの電流負荷を制御することによって、押疵欠陥及び異物欠陥の発生を抑制できることが知見された。以上のことから、搬送用ロール温度に応じて、押疵欠陥及び異物欠陥の発生を抑制できるモータの電流負荷範囲が変化することがわかる。

そこで、本発明の一実施形態であるロール研磨装置は、搬送用ロールの温度を検出し、検出結果に基づいてモータの電流負荷範囲を制御することによって、押疵欠陥及び異物欠陥の発生を抑制する。以下、図３乃至図６を参照して、本発明の一実施形態であるロール研磨装置の構成及びその動作について説明する。

〔ロール研磨装置の構成〕
図３は、本発明の一実施形態であるロール研磨装置の構成を示す模式図である。図３に示すように、本発明の一実施形態であるロール研磨装置１は、図示Ｙ軸方向を回転軸として回転する搬送用ロール２０の外周面を研磨するためのものであり、研磨ロール２，モータ３，台車（横走行装置）４，縦走行装置５，駆動装置６，油圧発生モータ７，電流負荷センサ８，温度センサ９，速度センサ１０，制御装置１１，及びデータベース１２を主な構成要素として備えている。

研磨ロール２は、搬送用ロール２０の近傍位置に設けられ、搬送用ロール２０の外周面に回転しながら接触することによって搬送用ロール２０の外周面を研磨する。モータ３は、図示Ｙ軸方向を回転軸として研磨ロール２を回転駆動するためのものである。台車４は、図示Ｙ軸方向に沿って研磨ロール２を移動自在に支持するためのものである。縦走行装置５は、図示Ｘ軸方向に沿って台車４を移動自在に支持するためのものである。駆動装置６は、油圧シリンダによって構成され、縦走行装置５を駆動する。油圧発生モータ７は、駆動装置６に油圧を供給するためのものである。電流負荷センサ８は、モータ３の電流負荷を検出するためのものである。温度センサ９は、放射温度計によって構成され、搬送用ロール２０の温度を検出するためのものである。

速度センサ１０は、搬送ロール２０によって搬送される鋼板２１の搬送速度を検出するためのものである。制御装置１１は、マイクロコンピュータ，パーソナルコンピュータ，ワークステーションなどの汎用の情報処理装置によって構成され、ロール研磨装置１全体の動作を制御するためのものである。データベース１２は、図４に示すように、搬送用ロール２０の温度と押疵欠陥及び異物欠陥を発生させないモータ３の電流負荷範囲との関係を示す制御データを記憶する。この制御データは、上述の〔本発明の概念〕に基づいて押疵欠陥及び異物欠陥を発生させないモータの電流負荷範囲を搬送用ロール２０の温度毎に計測することによって作成される。

〔研磨ロール制御処理〕
このような構成を有するロール研磨装置１では、制御装置１１が以下に示す研磨ロール制御処理を実行することによって、搬送用ロール２０の温度が変化した場合であっても、押疵欠陥が発生することを抑制する。以下、図５に示すフローチャートを参照して、この研磨ロール制御処理を実行する際の制御装置１１の動作について説明する。なお、以下に示す制御装置１１の動作は、制御装置１１内のＣＰＵなどの演算処理装置がＲＯＭなどの記憶部に予め記憶された制御プログラムを実行することによって実現される。

図５は、本発明の一実施形態である研磨ロール制御処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、研磨ロール２が搬送用ロール２０の外周面に接触したタイミングで開始となり、研磨ロール制御処理はステップＳ１の処理に進む。この研磨ロール制御処理は、研磨ロール２が搬送用ロール２０の外周面に接触している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、制御装置１１が、温度センサ９を介して搬送用ロール２０の外周面の温度を検出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、研磨ロール制御処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御装置１１が、ステップＳ１の処理によって検出された搬送用ロール２０の外周面の温度に対応する電流負荷範囲のデータをデータベース１２から読み出す。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、研磨ロール制御処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置１１が、電流負荷センサ８を介してモータ３の電流負荷を検出し、検出された電流負荷がステップＳ２の処理によって検出された電流負荷範囲内にあるか否かを判別する。判別の結果、検出された電流負荷が電流負荷範囲内にある場合、制御装置１１は、押疵欠陥及び異物欠陥の発生を抑制できると判断し、一連の研磨ロール制御処理を終了する。一方、検出された電流負荷が電流負荷範囲内にない場合には、制御装置１１は、押疵欠陥又は異物欠陥の発生を抑制できないと判断し、研磨ロール制御処理をステップＳ４の処理に進める。

ステップＳ４の処理では、制御装置１１は、モータ３の電流負荷がステップＳ２の処理によって検出された電流負荷範囲内になるように、油圧発生モータ７を制御することによって搬送用ロール２０に対する研磨ロール２の押込量を調整する。具体的には、モータ３の電流負荷と研磨ロール２の押込量との間には図６に示すような関係がある。すなわち、図６に示すように、研磨ロール２の押込量が増加するとモータ３の電流負荷は増加する。従って、制御装置１１は、モータ３の電流負荷が電流負荷範囲より小さい場合、研磨ロール２の押込量を大きくし、モータ３の電流負荷が電流負荷範囲より大きい場合には、研磨ロール２の押込量を小さくする。なお、押疵欠陥の発生のみを抑制する場合には、モータ３の電流負荷は電流負荷範囲の最小値以上であればよい。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の研磨ロール制御処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である研磨ロール制御処理によれば、制御装置１１が、電流負荷センサ８によって検出されるモータ３の電流負荷が温度センサ９によって検出された搬送用ロール２０の温度に対応する所定の電流負荷範囲内になるように、搬送用ロール２０に対する研磨ロール２の押込量を制御するので、搬送用ロール２０の温度が変化した場合であっても、押疵欠陥が発生することを抑制できる。

なお、本実施形態では、温度センサ９を利用して搬送用ロール２０の温度を検出したが、速度センサ１０によって検出される鋼板２１の搬送速度から搬送用ロール２０の温度を推定してもよい。すなわち、鋼板２１の搬送速度（ＬＳ）及び板厚を以下に示す数式（２）に代入することによって算出されるＬＳＤと搬送用ロール２０の温度との間には、図７に示すような相関関係がある。従って、ＬＳＤと搬送用ロール２０の温度との相関関係を示す数式を実験により算出し、算出された数式を用いて速度センサ１０によって検出された鋼板２１の搬送速度に対応する搬送用ロール２０の温度を算出することによって、鋼板２１の搬送速度から搬送用ロール２０の温度を推定することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

１ ロール研磨装置
２ 研磨ロール
３ モータ
４ 台車（横走行装置）
５ 縦走行装置
６ 駆動装置
７ 油圧発生モータ
８ 電流負荷センサ
９ 温度センサ
１０ 速度センサ
１１ 制御装置
１２ データベース
２０ 搬送用ロール
２１ 鋼板

Claims (3)

1. 鋼板を搬送する搬送用ロールの外周面を研磨する研磨ロールと、
   前記研磨ロールを回転駆動するモータと、
   前記モータの電流負荷を検出する電流負荷センサと、
   前記搬送用ロールによって搬送される鋼板の搬送速度を検出する速度センサと、
   前記速度センサによって検出された搬送速度から前記搬送用ロールの温度を推定し、前記電流負荷センサによって検出される前記モータの電流負荷が推定された前記搬送用ロールの温度に対応する所定の電流負荷範囲内になるように、前記搬送用ロールに対する前記研磨ロールの押込量を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするロール研磨装置。
2. 前記搬送用ロールの温度と前記所定の電流負荷範囲との関係を示す制御データを記憶するデータベースを備え、前記制御部は、推定された前記搬送用ロールの温度に対応する所定の電流負荷範囲を読み出し、前記電流負荷センサによって検出される前記モータの電流負荷が読み出された電流負荷範囲内になるように、前記搬送用ロールに対する前記研磨ロールの押込量を制御することを特徴とする請求項１に記載のロール研磨装置。
3. 鋼板を搬送する搬送用ロールの外周面を研磨する研磨ロールを回転駆動するモータの電流負荷を検出する負荷検出ステップと、
   前記搬送用ロールによって搬送される鋼板の搬送速度を検出し、検出された搬送速度から前記搬送用ロールの温度を推定する温度推定ステップと、
   前記負荷検出ステップにおいて検出される前記モータの電流負荷が前記温度推定ステップにおいて推定された前記搬送用ロールの温度に対応する所定の電流負荷範囲内になるように、前記搬送用ロールに対する前記研磨ロールの押込量を制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とするロール研磨方法。

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