JPH07164302A - 研削ベルトの蛇行防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト研削に際して、研削ベルトの蛇行を抑
制して、研削作業能率を向上するとともに、設備のコン
パクト化が図れ設備コストを低減できる研削ベルト蛇行
防止方法を提供する。 【構成】 無端状研削ベルトと、これを一方の側で支持
し駆動する駆動プ−リと、他方の側で支持する従動プ−
リと、この２つのプ−リの間で研削ベルトを被研削面に
押し付けるコンタクトロ−ルを備えたベルト研削装置に
おいて、研削ベルトを正・逆回転自在にして、回転方向
を切り換えてプ−リ部近傍で発生する研削ベルトの蛇行
を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として各種の金属や
樹脂で形成された静止状態の板状体、矩形状体の表面研
削に適用される研削ベルトの蛇行防止方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば鉄鋼の分野では、鋼片
（鋳片）を素材とし、これを加熱炉で加熱後、圧延して
帯鋼や条鋼等各種の鋼製品を製造しているが、素材とな
る鋼片に顕著な表面疵がある場合、圧延して得られる鋼
製品にその品質を損なう疵が発生する場合があるため、
鋼片の段階で疵を除去することが行われている。例えば
この疵は、一般には、ホットスカ−フィング、グライン
ダ−がけにより除去することが多いが、特に、最終製品
として出荷される厚鋼板の手入れ作業においては、段
差、うねり、びびり等のない滑らかな研削面を得るた
め、柔軟性と研削制御性の面等から、ベルト式の研削装
置の採用が試みられている。

【０００３】従来、ベルト式の研削装置においては、ベ
ルトは一方向に回転するようになっており、特にプーリ
ー間に研削ベルトを張設し、この間にコンタクトロール
を設置し、長尺の研削ベルトで自動疵手入れを行う機械
において、研削ベルトがプーリに掛廻され無端状に回転
するとき、これを支持するプーリ、コンタクトロールの
幅方向に蛇行して、ベルトが外れたり、コンタクトロー
ル下に研削ベルト端部が入り込み、研削面に段付きが発
生するなどして円滑なベルト研削ができなくなることが
ある。このようなベルトの蛇行現象は、ベルト研削装置
に限って生ずる訳ではなく、種々の分野でこの蛇行を防
止、あるいは軽減する対策が講じられているが、ベルト
研削装置におけるベルトの蛇行防止対策として十分に評
価できるようなものはない。例えば、汎用的なベルトの
蛇行防止装置として、ベルトの耳端位置を均一に揃える
操作を自動的に行う「エッジ・ポジション・コントロー
ル（ＥＰＣ）」と呼ばれる装置が知られている。

【０００４】この装置は、ベルト耳端位置を光学式、ま
たは空気式センサーにより検出し、決められた位置に保
つようにベルトに接するプーリを傾けて糸巻き効果によ
り、ベルト位置制御を行うようにしたものである。この
装置（ＥＰＣ）をベルト研削装置のベルト蛇行防止に適
用する場合、従動プーリを傾動可能な構造にして、傾動
用駆動装置を設けるとともに、プーリ近傍にセンサーを
設ける必要があり、次のような問題がある。 （１）ベルト研削装置のように、ベルト速度が早く、蛇
行速度が早い場合は、ＥＰＣの応答速度に問題があり、
蛇行を十分に防止できない。 （２）装置が高価である。 また、他のベルト蛇行防止方法として、このベルトに内
接するプーリにクラウンを設けて中高効果によりベルト
蛇行を防止する方法が周知であるが、プーリ部およびコ
ンタクトロール部で研削時に発生するベルト蛇行を防止
することはできない。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、ベルト研
削に際して、研削ベルトの回転方向を適宜切り換えるこ
とにより、コンタクトロールの移動範囲を有効に利用で
き、装置全体の設備コストを低減し、前記従来のベルト
蛇行防止方法のような問題点を有せず、安価で蛇行防止
特性に優れたベルト蛇行防止方法を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、無端状で表面
に研削材を配した研削ベルトと、この研削ベルトの一方
側を保持してこれを駆動する駆動プ−リと、この研削ベ
ルトの他方側を保持する従動プ−リと、この２つのプ−
リの間で研削ベルトの内側面に接し研削面を被研削面に
押し付ける回転自在なコンタクトロ−ルを備えたベルト
研削装置において、プ−リ部で発生している研削ベルト
幅方向の張力分布とコンタクトロールで発生している幅
方向の張力分布の干渉により発生する研削時のプーリ近
傍での研削ベルト蛇行を、研削ベルトの回転方向を使い
分けることにより抑制することを特徴とする研削ベルト
の蛇行防止方法である。

【０００７】

【作用】本発明においては、研削ベルトを正逆回転自在
にして、研削方向を任意に切り換えることにより、蛇行
抑制ができるので、特にコンタクトロ−ルと従動プ−リ
を被研削面に平行移動して研削範囲を広げるように構成
したベルト研削装置においては、コンタクトロールの移
動範囲を研削範囲として有効に利用でき、装置のコンパ
クト化ができる。また、研削ベルトの回転方向を切り換
えて、この研削方向を切り換えることにより、研削ベル
トの蛇行が抑制でき、円滑な研削が行え作業能率が向上
できる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。この実施例
は、本発明を熱間圧延によって得られた厚鋼板（常温）
の表面疵の除去に適用した場合のものである。図１はこ
の厚鋼板のベルト研削ラインの概略説明図である。同図
において、１は本発明のベルト研削装置で、無端状で外
側表面に研削材を配した研削ベルト２と、この研削ベル
ト２の内側面を一方の側で保持し、駆動制御装置２５を
介して制御される駆動装置Ｍａにより正・逆回転し、研
削ベルトを正・逆方向に無端状に回転させる駆動プ−リ
３と、研削ベルトの内側面を他方側で保持する従動プ−
リ４と、研削ベルトを厚鋼板６の被研削面に押し付ける
コンタクトロ−ル５を備えている。

【０００９】このベルト研削装置１は、厚鋼板６の搬送
路に沿って駆動装置Ｍｂにより軌道７上を移動自在な架
台８に、横行自在に懸吊されており、駆動装置Ｍｃによ
り回転するネジ付きシャフト９と係合し、このネジ付き
シャフトの回転により横行移動する。研削される厚鋼板
６は、搬送ロ−ラ１０により、ベルト研削装置１の下方
に搬入し、ストッパ−１１で位置決めした後、ベルト研
削装置１を所定の位置に移動（架台移動、ベルト研削装
置の横行、昇降等）する。そして、コンタクトロ−ル５
により、研削ベルト２の研削面を厚鋼板６の表面に所定
の押付力で押し付け、駆動プ−リ３を駆動して、研削ベ
ルト２を無端状に回転し、厚鋼板６の表面疵を研削・除
去する。１回の研削で表面疵が十分に研削除去できない
場合は、研削を繰り返す。

【００１０】蛇行は、図１（ｂ）で見た場合、図２に示
すように、研削ベルトを一方向回転で使用して研削した
場合、左回転では、従動プーリ４の近傍で発生し、右回
転では駆動プーリ近傍で発生し、研削ベルトは、コンタ
クトロールの幅方向で左右側どちらかにずれることにな
る。したがって、研削ベルトの回転方向別の研削位置に
よる蛇行発生量を事前に調査しておき、許容蛇行量を設
定して、蛇行がこの許容量範囲を超えないように、駆動
プ−リの回転方向を切り換えることにより、蛇行の発生
を抑制することができる。このための制御条件は、予め
実験で求めた数値に基づいて、後述する設定器１８に設
定し、演算制御装置１７により駆動制御装置２５を介し
て駆動装置Ｍａの駆動を自動制御することによって、回
転方向を自動的に切り換えることができる。

【００１１】なお、表面疵が前記ベルト研削装置の横行
方向と直交する方向に延びている場合は、架台８を移動
したり、厚鋼板６を移動しても良いが、これらのもの
は、かなりの重量物であり、慣性が大きく、その移動、
移動量の制御にはかなりの困難を伴うことから、従動プ
ーリ４に張力調整機構を設けて、コンタクトロ−ル５を
表面疵が延びている方向に平行移動し、研削位置を移動
しながら研削することが効率的である。この方向の研削
範囲がコンタクトロ−ルの移動許容範囲を越える場合
は、例えば厚鋼板６の搬送路にストッパ−１１（１１
ａ）を複数設け順次解除して、一枚の厚鋼板６を複数回
に分けて停止させて研削することも考慮する。コンタク
トロ−ルと従動プーリの移動機構の詳細については、後
述する。

【００１２】このようにして研削後は、ストッパ−１１
（１１ａ）を下げ、搬送ロ−ラ１０でヤードや次工程に
搬送する。研削・除去する厚鋼板６の表面疵の検出は、
予め目視あるいは検出装置を用いて行い、研削する範
囲、深さをマ−キングして置き、このマ−キングされた
研削範囲、深さに対応して、ベルト研削装置１の横行、
昇降、移動を制御し、厚鋼板６の被研削面に対する研削
ベルトの研削面の押し付け位置、研削回数を制御する。
この例では、被研削面に対する研削ベルト２の押付力
は、その研削対象、材質等に応じて予め設定される。ベ
ルト研削装置１の横行および昇降、移動は、駆動（制
御）装置を用いて行うが、、これらの駆動（制御）装置
の起動、停止、ベルト研削装置の位置決め等の基本的操
作は、目視により、厚鋼板６のマーキングを見て、その
状況に応じて、運転条件を設定し、自動で行うようにし
ている。

【００１３】本発明のベルト研削装置１の研削ベルト２
は、前記したように、無端状であり一方側を駆動プ−リ
３により、また他方側を従動プ−リ４によりその内面を
支持され、さらに、この駆動プ−リ３と従動プ−リ４と
の間にあって厚鋼板６の被研削面に対して研削ベルトを
被研削面に押し付けるコンタクトロ−ル５によって支持
されており、ほぼ三角形状のル−プを形成する。したが
って、ここで、駆動プ−リ３と従動プ−リ４の位置を固
定し、研削ベルト２の張力を一定にした場合、コンタク
トロ−ル５と被研削面との距離を一定に保った状態で
は、研削ベルト２のル−プ形状を変えることはできな
い。即ち、このコンタクトロ−ル５を駆動プ−リ３と従
動プ−リ４間で被研削面に対して平行に移動することは
できず、この間で研削位置を変える（研削範囲を広げ
る）ことができない。

【００１４】この方向に研削位置を変えるためには、ベ
ルト研削装置１全体と厚鋼板６を、相対移動する方法が
考えられるが、これらのものはいずれも重量物で慣性が
大きく、その移動には大きな駆動力が必要であり、位置
制御にも困難を伴うので、この方法は余り良い方法とは
言い難い。したがって、本発明では、研削ベルト２の張
力と、被研削面とコンタクトロ−ル５との距離を一定に
保った状態で、コンタクトロ−ルを水平移動できるよう
にして、この方向の研削位置（範囲）を容易に広げられ
るようにしている。

【００１５】厚鋼板６の被研削面とベルト研削装置１の
位置を固定した状態で、研削ベルト２の張力と、コンタ
クトロ−ル５と厚鋼板６の被研削面との距離を一定にし
て、このコンタクトロ−ル５を厚鋼板６の研削面に平行
に移動させ、研削ベルトによる研削範囲を広げるために
は、従動プ−リ４と駆動プ−リ３との間の距離を可変に
する必要があり、この場合、表面疵の研削範囲で決まる
コンタクトロ−ル５の変位に追従して、従動プ−リ４の
位置を制御する必要がある。そのため、本発明では、コ
ンタクトロ−ル５の回転軸はシリンダ−機構１２を介し
て支持体１３に昇降自在に支持されており、この支持体
は、ベルト研削装置１の基部１ａの溝部１４に係合して
水平移動自在であり、駆動装置Ｍｄにより回転するネジ
付きシャフト１５と係合して、このシャフトの回転によ
り、水平移動する。

【００１６】この水平移動量は、移動量検出装置１６に
より、垂直移動量は垂直移動量検出センサー２４で検出
され、これらの検出信号は演算制御装置１７に送信され
る。１８は演算条件等の設定器、１９はコンタクトロ−
ルの位置制御装置である。

【００１７】一方、従動プーリ４の回転軸は、基部１ａ
の溝部２０に係合して水平移動自在な移動子２１に支持
されている。この移動子２１は、駆動装置Ｍｅにより回
転するネジ付きシャフト２２に係合して、このシャフト
の回転により水平移動し、従動プーリを水平移動するこ
とができる。この従動プ−リ４の水平移動量は、前記演
算制御装置１７に接続された位置制御装置２３を介して
制御され、従動プ−リ４は、前記コンタクトロ−ル５の
変位（水平移動＋垂直移動）に追従して水平移動する。
前記演算制御装置１７は、コンタクトロール５の変位の
ために必要な従動プ−リ４の移動量を演算して、この従
動プーリの位置制御装置２３を介してその駆動装置Ｍｅ
の駆動を制御し、従動プ−リ４を所定量水平移動する。

【００１８】以上のようにして、本発明においては、研
削ベルト２の回転（移動）方向を適時、切り換えて、研
削ベルトの蛇行を抑制して研削を円滑化でき、研削作業
能率を向上するとともに、コンタクトロールの移動範囲
を有効に利用でき、設備のコンパクト化ができる。

【００１９】

【実験例】熱間圧延して得られた幅１．２ｍ，長さ４
ｍ，厚さ５０ｍｍの厚鋼板６の表面疵を、図１に示す本
発明のベルト研削装置を用いて、３．５ｍの範囲につい
て研削を行った。実験条件を表１に、実験結果を図２に
示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】この実験例では、コンタクトロ−ル５によ
る研削ベルトの押し付け力可変範囲を８０ｋｇｆ〜１５
０ｋｇｆに設定し、厚鋼板６の被研削面に沿ってその後
端側に５ｍ／ｍｉｎの速度で平行移動し、この厚鋼板６
の被研削範囲を往復研削した。この時、コンタクトロー
ル５における蛇行量が許容範囲になるように、研削ベル
トの回転方向切り換え条件を設定した。

【００２２】この設定条件は予め実験により得られたも
のであり、この実験例では、コンタクトロール５の押し
付け力を８０ｋｇｆとした場合には、右回転、左回転い
ずれの場合も、研削範囲端部から０．９ｍ研削が進んだ
ところで、また、コンタクトロールの押し付け力を１５
０ｋｇｆとした場合には、右回転、左回転いずれの場合
も研削範囲端部から１．５ｍ進んだところで、研削ベル
トの蛇行量が許容範囲を超える可能性が高いことから、
表２、図４のように回転方向を設定した。

【００２３】

【表２】

【００２４】このようにして、研削を行ったところ、研
削ベルトの蛇行量は、許容範囲内に収まり、研削ベルト
の外れ、研削面の段付き等のトラブルの発生はなく長時
間円滑な研削を継続できた。

【００２５】なお、本発明は、静止状態の金属および非
金属の板状体、矩形状体を研削対象とし、駆動プーリの
回転方向を任意に変えることによって、コンタクトロー
ルの移動可能範囲を研削ベルトの蛇行を抑制しながら、
研削範囲として有効に利用することを主目的とするもの
であり、これを満足させるために必要な構造、機構（含
制御）等については、上記実施例および実験例に限定す
るものではない。また、研削対象物（被研削面）に対す
るベルト研削装置の移動（横行、昇降、架台移動）構
造、機構（含制御）等についても同様である。

【００２６】

【発明の効果】本発明においては、研削ベルトを正・逆
回転自在にして、研削方向を任意に切り換えることによ
り、研削ベルトの蛇行を抑制し、蛇行の拡大を防止する
ことができ、研削を円滑化することができ、研削作業能
率を向上することができる。さらに、研削範囲を拡げら
れることから、設備をコンパクト化ができ、設備費を低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概要説明図で、（ａ）図
は一部切り欠き断面正面説明図、（ｂ）図は側断面説明
図。

【図２】駆動プーリの回転方向と研削ベルト、蛇行量と
の関係を示す説明図。

【図３】駆動プーリの回転方向と研削ベルトの蛇行量の
実験結果を示す説明図。

【図４】本発明における研削ベルトの蛇行制御例の説明
図

【符号の説明】

１ ベルト研削装置 １ａ 基部 ２ 研削ベルト ３ 駆動プ−リ ４ 従動プ−リ ５ コンタクトロ−ル ６ 厚鋼板 ７ 軌道 ８ 架台 ９ ネジ付きシャフト １０ 搬送ロ−ラ １１、１１ａ ストッパ− １２ シリンダ−機構（コンタクトロ−ル側） １３ 支持体（コンタクトロ−ル側） １４ 溝部（コンタクトロ−ル側） １５ ネジ付きシャフト（コンタクトロ−ル側） １６ 移動量検出装置 １７ 演算制御装置 １８ 設定器 １９ 位置制御装置（コンタクトロ−ル側） ２０ 溝部（従動プ−リ側） ２１ 移動子 ２２ ネジ付きシャフト（従動プ−リ側） ２３ 位置制御装置（従動プ−リ側） ２４ 垂直移動量検出センサー ２５ 駆動制御装置 Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅ 駆動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端状で表面に研削材を配した研削ベル
   トと、この研削ベルトの一方側を保持してこれを駆動す
   る駆動プ−リと、この研削ベルトの他方側を保持する従
   動プ−リと、この２つのプ−リの間で研削ベルトの内側
   面に接し研削面を被研削面に押し付けるコンタクトロ−
   ルを備えたベルト研削装置によるベルト研削方法におい
   て、研削ベルトを正・逆回転自在にして、研削方向を切
   り換え、プ−リ部で発生している研削ベルト幅方向の張
   力分布とコンタクトロールで発生している幅方向の張力
   分布の干渉により発生する研削時のプーリ部およびコン
   タクトロール部での研削ベルト蛇行を、研削ベルトの回
   転方向を適時使い分けることにより抑制することを特徴
   とする研削ベルトの蛇行防止方法。