JPH04125407A - ロールプロフィール測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば金属材料の圧延用ロールのプロフィ
ールをオンラインで測定する装置に関する。

従来の技術 圧延用ロールのブローフィールの測定方法としては、（
Ａ）距離検出器を用い、ロール軸と平行に設けた基準面
とロール表面との距離を測定し、がつ距離検出器をロー
ル軸と平行に走査させる方法が代表的である。

また、他の方法として、（Ｂ）ロール軸に垂直なロール
断面の周長または直径を測定し、さらにロール軸に平行
な方向にその分布を求めることでロールプロフィールを
測定する方法が知られている。

この方法におけるロール直径の検出方法としては、（Ｃ
）ロール断面の直径軸線上に対向して配置され、かつ相
互に位置関係を固定した２個の距離計により、直径線上
でロール断面周上の２点の位置関係を検出してロール直
径を測定する方法がある。

また同様に、ロール周長を測定する方法として、（Ｄ）
ロール軸と平行に接触して設けた検出用ロールの回転数
からロール周の移動量を検出し、この検出量と別設のロ
ール回転数検出器の出力値とから、ロール周長を演算に
より求める方法がある。

発明が解決しようとする課題 前記（Ａ）の方法を採用したプロフィール測定装置は、
測定精度が基準面となる構成物の精度に依存するが、圧
延工程等で測定する場合、スペースの制約、悪環境等に
より構成物の剛性が十分にとれず、該構成物の基準面に
変動が生じ、測定誤差が避けられないという問題がある
。

また、前記（Ｂ）の方法は、基準面を不要とし、さらに
ロール直径を直接測定できる点において前記の距離検出
器による方法よりは優れている。しかし、この方法にお
ける前記（Ｃ）の方法は、２個の距離計の位置関係を固
定する精度が検出精度に大きく影響し、さらに２個の距
離計の設置位置がロール軸垂直面内のロール断面直径軸
上に正確に位置決めされていないと誤差が生じ、圧延機
等の限られたスペース、悪環境下での使用には適しない
という欠点がある。

また、前記（Ｄ）の方法は、接触式ロールを用いるため
耐久性に問題があり、またスリップ等により高精度測定
は困難である。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、
圧延機等のロールプロフィールをオンラインで測定する
際に、架台の剛性の影響を受けず、限られたスペースで
高精度にロールプロフィールを測定できかつ耐久性に優
れた装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、次に記載する事実に基づいてなされたもの
である。

■　ロール表面に表面波を発生させると、この表面波は
ロール表面を周回して発生位置に戻ってくる。この間の
伝播経路は、ロール周面上の最短経路となるため、必ず
ロール軸に垂直なロール断面の周上となる。したがって
、この間の表面波の伝播時間を測定することによりロー
ル周長を正確に測定することができる。

■　ロール表面に表面波を発生させる手段としては、非
接触で実現できる超音波法を採用でき、かつ非接触式は
超音波発生機器とロール表面との間に超音波の伝播経路
がないため、伝播時間誤差が発生しない。

■　ロール軸に垂直なロール断面の周長、またはロール
直径を測定し、さらにロール軸に平行な方向にその分布
を求めてロールプロフィールを測定する方法の測定精度
は、ロール直径検出精度に依存するので基準面の設定の
必要がなく、またロール直径は直接検出できるので精度
が高い。

この発明は上記知見に基づいて、ロールプロフィールの
高精度測定が可能で、かつ耐久性に優れた装置を実現し
たもので、その発明の要旨は、ロール表面に近接して設
置された超音波送受信トランスデユーサーと、該トラン
スデユーサ−によりロール表面に表面波を発生させ、該
表面波がロール周面上を伝播してトランスデユーサ−に
受信されるまでの時間から、ロール周長を測定する超音
一 波測定装置と、トランスデユーサ−をロール軸と平行に
移動させる走査装置と、トランスデユーサ−のロール軸
方向位置を検出する位置検出器と、前記超音波測定装置
により測定されたロール周長よりロール直径を求め、さ
らに前記位置検出器との対応関係からロール軸方向のロ
ール直径の分布を求める演算制御装置と、該演算制御装
置の吐出力に応じてロールプロフィールを表示する表示
装置とからなるロールプロフィール測定装置である。

作　　　　用 超音波発生手段としては、特に限定するものではないが
、電磁超音波法が好適である。

超音波トランスデユーサ−によりロール表面ニ発生させ
た表面波のロール周面伝播時間がらロル周長を測定する
方法としては計算式を用いる。

超音波測定装置では、ロール表面を周回して受信される
までの時間に発生したパルスを計数し、し、その計数結
果を演算処理し、さらに必要に応じて平均化処理を行い
、表面波の伝播距離であるロール周長を求める。

超音波トランスデユーサーをロール軸方向に移動させる
走査手段としては、例えばモータ駆動されるボールネジ
に当該装置を結合し、ロール軸と平行に設置したレール
上を摺動させる方式を用いることができる。

トランスデユーサ−のロール軸方向位置を検出する位置
検出器としては、例えば前記ボールネジの回転角度を検
出するエンコーダと、該エンコダの出力をカウントする
パルスカウンタで構成し、パルスカウンタの出力値より
ロール軸方向位置を演算により求める方式を採用するこ
とができる。

演算制御装置では、超音波測定装置の出力結果であるロ
ール周長より、演算により垂直ロール断面の直径を求め
、このロール断面直径測定値と前記トランスデユーサ−
のロール軸方向位置情報の対応付けを行い、ロールのプ
ロフィールを求める。

実　　　施　　　例 第１図はこの発明の一実施例装置を示す測定系統図であ
る。

第１図において、（１）は被測定ロール、（２）はトラ
ンスデユーサ−１（３）は電磁超音波測定装置、（４）
は演算制御装置、（５）は走査用モータ、（６）は位置
検出用エンコーダ、（７）はエンコーダ（６）の出力を
カウントするパルスカウンタ、（８）はプロフィール表
示装置である。

トランスデユーサ−（２）は被測定ロール（１）の軸方
向に延びるレール（９）上を該ロールの表面に沿って軸
方向に移動可能となし、かつ走査用モータ（１０）に直
結されたボールネジ（１１）によって駆動される仕組み
となしている。

また、位置検出用エンコーダ（６）は、ボールネジ（１
１）の回転角度を検出し、その出力がパルスカウンタ（
７）にてカウントされる仕組みとなっている。

電磁超音波測定装置（３）は、パルス発生器（３−１）
と、該パルス発生器に同期してトランスデユーサ−（２
）を励振するパルサ（３−２）、励振パルスおよび、ロ
ール表面を周回して再びトランスデユーサ−（２）によ
り受信された受信パルスとを受信増幅するレシーバ（３
−３＞、前記励振パルス入力後、受信パルス入力までの
クロック発生器（３−４）の発生パルス数を計数するパ
ルスカウンタ（３−５）、パルスカウンタ（３−５）の
計数結果に、クロック発生器（３−４）のクロック間隔
時間と、表面波の音速とを乗算し、さらに必要に応じて
平均化処理を行い、表面波の伝播距離であるロール周長
を算出する演算処理器（３−６）、該演算処理器にて算
出された値を演算制御装置（４）に出力する出力器（３
−７）を備えている。

第２図は信号処理例を示すもので、（Ａ）は超音波トラ
ンスデユーサ−により送信された超音波がロール表面を
周回して再びトランスデユーサ−により受信された主波
形、（Ｂ）は（Ａ）の波形を整流した波形、（Ｃ）は同
上整流後の波形をディジタル化した波形をそれぞれ示す
。

すなわち、（Ｃ）のロール周面伝播時間をパルスカウン
タ（３−５）により測定し、演算処理器（３−６）にて
ロール周長を算出するのである。

なお、超音波の周回途中のロール表面に疵が存在しても
、受信波の監視範囲を予め定めておくことにより何等問
題はない。

電磁超音波測定装置（３）の出力結果であるロール周長
は、演算制御装置（４）において演算により・軸垂直ロ
ール断面の直径に変換される。一方、演算制御装置（４
）は同時に、ボールネジ（１１）の回転角度を検出する
位置検出用エンコーダ（６）の出力をカウントするパル
スカウンタ（７）の値を入力し、演算によりトランスデ
ユーサ−（２）のロール軸方向における測定位置情報に
変換する。

さらに、演算制御装置（４）は前記軸垂直ロール断面直
径測定値と、前記トランスデユーサ−（２）の測定位置
情報との対応付けを行う。

プロフィール表示装置（８）は、演算制御装置（４）の
出力から、ロールのプロフィールを表示するようになっ
ている。

すなわち、ロールプロフィールを測定する場合は、手順
としてまず、トランスデユーサ−（２）を被測定ロール
（１）に沿って移動させながら、電磁超音波測定装置（
３）とパルスカウンタ（７）の出力値を同時に演算制御
装置（４）に順次送り込む。そして、トランスデユーサ
−（２）の移動が終了した時点で、被測定ロール（１）
の軸垂直新面の直径のロール軸方向変化分を算出し、こ
の結果をプロフィール表示装置（８）に表示することに
より、被測定ロールのプロフィールが得られる。

発明め効果 以上説明したごとく、この発明装置は、ロール直径の分
布を測定することによりロールプロフィールを求めるた
め、架台の剛性、がた等の影響を受けずに、さらにロー
ル直径の測定方法として超音波法により送受する表面波
の伝播時間を用いるため、狭いスペースで、高精度に測
定することができ、かつ耐久性にも優れているので、金
属圧延工程等に用いられるロールのプロフィールをオン
ラインで測定する装置として極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例装置を示す測定系統図、第
２図は同上装置による信号処理例を示す図で、（Ａ）は
超音波トランスデユーサ−によりロール表面に発生させ
た表面波、（Ｂ）は（Ａ）の波形を整流した波形、（Ｃ
）は同上整流後の波形をディジタル化した波形をそれぞ
れ示す。 １・・・被測定ロール ２・・・トランスデユーサ− ３・・・電磁超音波測定装置 ４・・・演算制御装置 ５・・・走査用モータ ６・・・位置検出用エンコーダ ７・・・パルスカウンタ ８・・・プロフィール表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロール表面に近接して設置された超音波送受信トランス
   デューサーと、該トランスデューサーによりロール表面
   に表面波を発生させ、該表面波がロール周面上を伝播し
   てトランスデューサーに受信されるまでの時間から、ロ
   ール周長を測定する超音波測定装置と、トランスデュー
   サーをロール軸と平行に移動させる走査装置と、トラン
   スデューサーのロール軸方向位置を検出する位置検出器
   と、前記超音波測定装置により測定されたロール周長よ
   りロール直径を求め、さらに前記位置検出器との対応関
   係からロール軸方向のロール直径の分布を求める演算制
   御装置と、該演算制御装置の出力に応じてロールプロフ
   ィールを表示する表示装置とからなるロールプロフィー
   ル測定装置。