JPH0410969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延機のロールプロフイルをオンラ
インにて計測する方法に関する。

一般に、例えば熱間圧延機等の金属板材圧延機
においては、ワークロールが被圧延材に接触する
部分だけ局部的に摩耗するため、正常な板厚分布
を有する板材に圧延するには被圧延材の圧延順序
を広幅のものから狭幅のものへと移行させて行く
必要があり、従来は殆んどの圧延機においてこの
ような圧延順序規制が行われて来た。しかしなが
ら、このような板幅による圧延順序規制は生産性
向上を阻害する大きな要因となつており、かかる
規制を撤廃したいという要求が高まつて来てい
る。そこで、この圧延順序規制撤廃のための方策
として、ワークロールを圧延機スタンド内に組み
込んだ状態でその表面の所望のプロフイルに研削
するいわゆるオンラインロール研削方法が提案さ
れている。

オンラインロール研削方法を実施するに当つて
最も重要なことは、ロール研削前後あるいは研削
中に被研削ロールの外径をロール全胴長にわたつ
て常に正確に測定し、ロールプロフイルを把握す
ることである。そのためのロール径測定方法とし
て、本出願人は先に特願昭57−167561号により、
３個の非接触式の位置検出器（センサ）をロール
軸線方向に等間隔に設置し、かつロール軸線に平
行に移動させることによりロールプロフイルを計
測する方法（以下３点式計測法と呼ぶ）を提案
し、さらに特願昭58−28604号によつてこの３点
式計測法を利用したオンラインロール研削方法を
提案した。また本出願人は、前記３点式計測法に
使用される検出器として超音波式センサを使用し
たロール径検出装置を提案し、オンラインにおけ
るロールプロフイルをきわめて正確かつ容易に計
測可能とした。

一方、オンラインロール研削方法においては、
通常約５〜10μｍ以下の研削精度が要求される
が、前記超音波式センサを使用した３点式計測法
を行ない、この計測結果にもとずいて研削を行う
場合にかかる精度を得るためには、該センサの単
体精度を、たとえば、約±0.5μｍ以下とする必要
がある。この精度を確保するためには、第１図に
示す如く超音波探触子（プローブ）５′の先端と
ワークロール１の隙間Ｓを所定の値以下（例えば
５mm。）に設定すると共に、プローブ５′の取付中
心線（あるいはねらい芯ともいう）Ｌ５又はＬ
５′をワークロール１又は１′の中心点０又は０′
に正しく合致させる必要がある。ところが、ワー
クロール１は研削を行うごとにロール径が小さく
なり、かつ、そのロール中心高さ位置も変化す
る。従つて、ロールプロフイル計測のつど、ロー
ル径の変化に合わせてセンサ５を水平Ｘと鉛直Ｙ
の２方向に移動させて上記隙間Ｓの設定を行う必
要があり、そのため、２つのセンサ移動装置（図
示せず。）を必要とし設備がコスト高になると共
に、隙間設定に何成りの手間を要する等の問題点
があつた。

本発明者は、斯かる問題点を極めて合理的な装
置により解決するオンラインロールプロフイル計
測方法を既に発明した（特願昭59−101835号）。
この発明は、第３図の略示的側面図に示す如く、
３個の超音波探触子からなるセンサヘツド５を有
する３点式計測装置において、センサヘツド５を
ワークロール直径及びロール中心高さ位置の変化
（Ｏ→O′）に追従して水平方向Ｘと鉛直方向Ｙの
合成ベクトル方向Ｚに移動させてロール１′に近
接せしめると共に、センサの自己検出によりロー
ル１′表面とセンサヘツド５間の隙間Ｓを極めて
容易に、所定の値に設定せんとするものである。
即ち、第２図及び第３図に示すように、圧延機の
ハウジング２ａ，２ｂ間に架設された支持ビーム
９の案内溝９ａに沿つてワークロール１の軸線に
平行に移動可能なセンサヘツド横行支持台１０を
設ける。このセンサヘツド横行支持台１０は、横
行駆動装置８により例えばねじ軸８ａを介して横
行移動せしめられるものである。前記センサヘツ
ド横行支持台１０のワークロール１側には、図示
の如く傾斜溝を有する案内部材１１を突設し、セ
ンサヘツド斜行支持台１２を前記案内部材１１の
傾斜溝に沿つて摺動自在に係合せしめる。上記セ
ンサヘツド斜行支持台１２にはセンサヘツド５を
装着し、前記センサヘツド横行支持台１０に突設
したブラケツト１３にピン支されたシリンダ１４
の作動によりセンサヘツド斜行支持台１２を斜め
方向（図示Ｚ方向）に移動せしめる如く構成す
る。ここで、前記案内部材１１の傾斜、すなわち
センサヘツド斜行支持台１２の移動方向Ｚは、ワ
ークロール１，１′の直径Ｄ，D′およびロール中
心位置Ｏ，O′高さの変化に追従してセンサヘツ
ド５センサ先端とワークロール１，１′表面間の
隙間Ｓを所定の値（例えば約５mm程度）に設定可
能な如く、センサヘツド５の水平方向のベクトル
Ｘと鉛直方向のベクトルＹの合成ベクトルＺ方向
に合致する如く設定される。ここで、ベクトルＸ
の方向は、図示しない被圧延材料の搬送方向（第
３図中左右方向）のことであり、ベクトルＹの方
向とは、被圧延材料の搬送方向に直交し、且つ、
ロールの回転軸に直交する直線方向（第３図上下
方向）のことである。また、ベクトルＸ，Ｙの大
きさは等しいので、ベクトルＺの方向とは、上記
直線方向に対して45度傾いた斜め方向のことであ
る。

上記構成の装置を用いてセンサヘツドのロール
表面に対する〓間設定を行う場合、従来の装置に
よる方法では水平及び上下方向の２種の移動を行
わなければならなかつたのに対し、一動作でこれ
を行うことができるから、上記構成の装置はセン
サヘツドの位置設定に要する時間を大幅に短縮す
ることが可能となり、また、移動駆動装置の台数
が半減できて計測装置の構造がきわめて簡単とな
り、設備コストならび保守費の大幅低減を図るこ
とができる利点がある。しかし乍ら、前記装置で
は、通常、センサヘツド５の各支持部材９，１
０，１１，１２は、工作精度ならびに長期間使用
による摺動部の摩耗等によるがた、あるいは、圧
延時の熱変形等によりセンサヘツド５が上又は下
向きに傾動し、プローブ取付中心線Ｌ５がロール
中心線LOにたいし傾斜角αだけ傾く傾向にあり
つねに両中心線Ｌ５，LOを合致させることは、
設備の構成ならびに経済性の面から極めて困難で
ある。

そこで、設備の経済的見地から、前記検出器の
所要単体精度（約±0.5μｍ）を確保可能なプロー
ブの取付誤差の許容範囲を本出願人は実験的に立
証したところ、傾斜角α≦約１度とすればよいこ
とが判つた。このことは、第２図に示す装置にお
いて、センサヘツドＳの傾斜角αが許容取付角約
１度を超えてしまうと、該センサヘツド５をＺ方
向に移動させて、ロール１′表面と所定の隙間設
定を行つても、傾斜角αのためプロープ５′の受
信音波レベルが低下してノイズが発生し、そのた
めセンサの自己検出による正確な設定隙間を行う
ことができなくなるということを意味する。

本発明は上記欠点を解消するオンラインロール
プロフイル計測方法を提供することを目的とする
ものであつて、その構成はロール表面までの距離
を測定する超音波センサにより、ロールプロフイ
ルをオンラインにて計測する方法において、ロー
ルの摩耗に伴い、超音波センサのねらい芯方向に
おける当該超音波センサからロール表面までの距
離がほぼ所定の値となるまで、被圧延材の搬送方
向に直交し、且つ、前記ロールの回転軸に直交す
る直接方向に対して45度傾いた斜め方向に沿つ
て、前記超音波センサを前記ロールに対して接近
させた後、前記超音波センサの受信音波レベルが
最大となるまで、前記ロールを前記直線方向に沿
つて移動させることにより、前記超音波センサの
ねらい芯を前記ロールの中心点に一致させること
を特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

本実施例は、第２図及び第３図に示す装置を利
用して行うのである。即ち、第４図に示す如くＺ
方向に移動可能な３個の超音波探触子（超音波セ
ンサ）５′からなるセンサヘツド５のねらい芯Ｌ
５又はＬ５′がワークロール１及び１′のロール軸
線LO及びLO′に対し傾斜角α（例えば、α≦約１
度。）で前述したように各支持部材９，１０，１
１，１２に取付けられており、この状態において
ワークロール１′のプロフイルを計測する場合の
センサヘツド５（位置センサ５′）の位置設定要
領について以下に述べることとする。先づ、位置
センサ５′を図示しない超音波信号ユニツトによ
つて励振し、センサヘツド５をＺ方向へ斜行させ
てワークロール１′に接近させ、該位置センサ
５′により自己検出しながらロール表面とセンサ
ヘツド間の隙間S′を所定の値Ｓ（例えば５mm）に
設定する。ところが、この場合センサのねらい芯
Ｌ５′がロール１′の中心線LO′にたいし傾斜角α
だけ傾いているため、前記超音波信号ユニツトの
受信音波レベルが低下し、ノイズ発生により正確
な設置値Ｓに設定することできないため、前記設
定値S′は、ほぼ、所定の設定値Ｓに近い値とな
る。この状態でセンサヘツド５を固設したまま、
図示しない圧下装置又は圧上装置等によりワーク
ロール１′を適宜上昇又は下降（例示の場合は
ΔHだけ上昇）させることにより、前記受信音波
レベルが最大値となる位置（LO″線上。）に設定
することにより位置センサ５′のねらい芯Ｌ５′を
ワークロール１′の中心線O′に正確に一致させる
ことができる。以下、従来公知の手順によりロー
ル１のプロフイルを計測する。

以上実施例に基づいて具体的に説明したよう
に、本発明の方法によれば、極めて短時間内に容
易、かつ、正確にセンサのねらい芯を被計測ロー
ル径の変化に対応させてロール中心点に合致せし
めると共にロールとセンサ間の隙間を所定の値に
設定可能となり極めて合理的経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はワークロールとプローブとの配置を示
す側面図、第２図は本発明者等が既に発明した方
法を実施する装置の平面図、第３図は第２図中Ｂ
−Ｂ線断面図、第４図は本発明の動作説明図であ
る。 図面中、１，１′はワークロール、２ａ，２ｂ
はハウジング、５はセンサヘツド、８は横行駆動
装置、９は支持ビーム、１０はセンサヘツド横行
支持台、１１は案内部材、１２はセンサヘツド斜
行支持台、１４はシリンダである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロール表面までの距離を測定する超音波セン
   サにより、ロールプロフイルをオンラインにて計
   測する方法において、ロールの摩耗に伴い、超音
   波センサのねらい芯方向における当該超音波セン
   サからロール表面までの距離がほぼ所定の値とな
   るまで、被圧延材の搬送方向に直交し、且つ、前
   記ロールの回転軸に直交する直接方向に対して45
   度傾いた斜め方向に沿つて、前記超音波センサを
   前記ロールに対して接近させた後、前記超音波セ
   ンサの受信音波レベルが最大となるまで、前記ロ
   ールを前記直線方向に沿つて移動させることによ
   り、前記超音波センサのねらい芯を前記ロールの
   中心点に一致させることを特徴とするオンライン
   プロフイール計測方法。