JPH07311031A - ロールプロフィール測定方法および装置 - Google Patents

ロールプロフィール測定方法および装置

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JPH07311031A
JPH07311031A JP10353694A JP10353694A JPH07311031A JP H07311031 A JPH07311031 A JP H07311031A JP 10353694 A JP10353694 A JP 10353694A JP 10353694 A JP10353694 A JP 10353694A JP H07311031 A JPH07311031 A JP H07311031A
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JP
Japan
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roll
measured
profile
distance
diameter
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Withdrawn
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JP10353694A
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English (en)
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Makoto Okuno
眞 奥野
Fumihiko Ichikawa
文彦 市川
Yoshito Goto
義人 後藤
Tomoaki Kimura
智明 木村
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JFE Steel Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、鉄鋼圧延ロール等ロールのプロフィ
ールを測定する方法およびその方法の実施に用いる装置
に関し、ロール両端部の直径が変化した場合であっても
正確なロールプロフィールを求める。 【構成】被測定ロールの両端部それぞれに、被測定ロー
ルの周方向に並ぶように複数個ずつ配置された第2の距
離センサで被測定ロールの両端部の径を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼圧延ロール等ロー
ルのプロフィールを測定する方法およびその方法の実施
に用いる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼などの圧延工程で用いられる圧延ロ
ールの長手方向の表面形状分布すなわちロールプロフィ
ールは、被圧延材の加工熱による熱膨張や被圧延材との
摩擦による変形などにより刻一刻と変化する。このロー
ルプロフィールは被圧延材の形状に多大の影響を及ぼす
ため、オンラインあるいはインラインでこの変化を測定
し、その測定値に基づいてロールベンディング力やロー
ル冷却水量などを適切な値に制御することが重要であ
る。
【0003】図5は、ロールプロフィールの従来の測定
方法の1つを示す模式図である。ロール1がロール軸受
5a,5bに軸支されて回転している。このロール1の
長手方向とほぼ平行に距離センサ取付け台3が配置さ
れ、この距離センサ取付け台3には、複数(この例では
5個)の距離センサ2a〜2eが搭載されている。この
距離センサ取付け台3は、取付台移動案内4に案内され
て矢印6方向に移動自在に構成されている。この距離セ
ンサ取付け台3を固定したまま、あるいは矢印6の方向
に移動しながら、距離センサ取付け台3に搭載した距離
センサ2a〜2eでロール1の表面までの距離が測定さ
れ、その測定値に基づいてロールプロフィールが求めら
れる(例えば、特開昭62−93608号公報参照)。
【0004】上記の従来法では、圧延機の振動やロール
軸受5a,5b部のベアリングのガタ等により、距離セ
ンサ取付け台3とロール1の軸芯との平行度が変動する
ため、ロール形状の長手方向の相対的な変化量は測定で
きるが、ロールプロフィールの「傾き」は原理的に測定
できないという問題がある。図6は、この問題点の説明
図である。
【0005】距離センサ取付け台3は、図5の矢印6方
向に移動すると、同図(A)のCase.1やCas
e.2に示すようにその傾きが測定の都度変動する。こ
のとき距離センサ2a〜2eの出力からロールプロフィ
ールを求めると、同図(B)に示すように「傾き」を有
したものになる。このときロール長手方向の相対的なロ
ール表面凹凸量(図6の例ではなだらかな放物線状の膨
らみ)は求めることができるが、ロールプロフィール全
体の傾きはロール表面凹凸量と分離できない。距離セン
サ取付け台3とロール1との傾き自体を検出してそれを
補正することも考えられるが、圧延機内の狭隘なスペー
スと振動等の測定環境を考慮するとこれは甚だ困難であ
る。以上のような事情により、従来法では、熱膨張や摩
耗のほとんどないロール両端部を基準として、すなわち
ロール両端部がゼロになるように測定結果の傾きを修正
して、ロールプロフィールを求めていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らが実験・測定を重ねたところ、ロール両端部には、ロ
ールの回転に起因するロール軸受部ベアリングの発熱が
伝播してきて、この影響で、本来径変化のない基準面と
みなすべきロール両端部の直径に熱膨張が生ずることが
判明した。更に、この両端部の熱膨張は左右同量ではな
く、一端部側(駆動側)と他端部側(操作側)とで大き
く異なることも判明した。
【0007】図7は、この場合の問題点の説明図であ
る。ロール両端部に左右非対称の熱膨張が生じると、両
端部を基準(ゼロ)にして求めたロールプロフィール
は、図7に示すように、実際のプロフィールとずれてし
まうという問題がある。ロール両端部の直径が左右非対
称に変化する現象は、上記のベアリング部の発熱の影響
ばかりではなく、ロールを長手方向に移動しながら圧延
するいわゆる「ワークロールシフト」ミルでは通常的に
生ずるものであり、このような場合も、従来法では正確
なロールプロフィールが得られないという問題があっ
た。
【0008】本発明は、上記事情に鑑み、ロール両端部
の直径が変化した場合であっても正確なロールプロフィ
ールを求めることのできるロールプロフィール測定方法
および装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のロールプロフィール測定方法は、1個、もしくは被
測定ロールの軸方向に配置された複数個の第1の距離セ
ンサで、被測定ロールの軸方向の複数点における被測定
ロール表面までの距離を測定するとともに、被測定ロー
ルの両端部それぞれに、被測定ロールの周方向に並ぶよ
うに複数個ずつ配置された第2の距離センサで被測定ロ
ールの両端部の径を測定し、第1の距離センサで測定さ
れた距離、および第2の距離センサで測定された径に基
づいて、被測定ロールの軸方向のプロフィールを求める
ことを特徴とするものである。
【0010】また、上記本発明のロールプロフィール測
定方法の実施に好適な本発明のロールプロフィール測定
装置は、(1)1個、もしくは被測定ロールの軸方向に
配置された複数個の第1の距離センサを備え、被測定ロ
ールの軸方向の複数点における被測定ロール表面までの
距離を測定する距離測定部、(2)被測定ロールの両端
部それぞれに、被測定ロールの周方向に並ぶように複数
個ずつ配置された第2の距離センサを備え、被測定ロー
ルの両端部の径を測定する径測定部、(3)第1の距離
センサで測定された距離、および第2の距離センサで測
定された径に基づいて、被測定ロールの軸方向のプロフ
ィールを求めるプロフィール演算部を備えたことを特徴
とするものである。
【0011】
【作用】本発明は、1個あるいは複数個の距離センサを
移動して、または、複数個の距離センサを固定して、ロ
ール長手方向の相対的なプロフィール変化量を測るとと
もに、ロール両端部各々における、ロール径を測定し、
これらの測定値からロールプロフィールを求めるように
したものであり、このため、ロール両端部の径が変動し
プロフィール算出の基準にならない場合であっても、正
確なロールプロフィールが得られる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図1
は、本発明の一実施例を示す模式図である。本例では、
ロール長手方向の相対的なロールプロフィール変化量
を、距離センサ取付け台3に搭載した5個の距離センサ
2a〜2eを用いて測定する。距離センサ取付け台3は
距離センサ取付け台移動案内4に沿って、図1に矢印で
示した方向6(ロール長手方向)に移動可能となってお
り、移動中に前記距離センサ2a〜2eでロール表面ま
での距離を測定することにより、前述の「傾き」量を含
んだロールプロフィールp(x)(0≦x≦L)が正確
に求められる。ここで、xはロール長手方向の座標、L
はロール長手方向測定長である。
【0013】一方、ロール両端部(x=0及びX=Lの
位置)の各々にはロールの直径を測定するための両端部
ロール直径測定装置7a,7bが設置されており、各々
でロール両端部直径D1 ,D2 を測定する。ロールプロ
フィール演算装置9は、これら距離センサ2a〜2eの
測定値、および両端部ロール直径測定装置7a,7bで
測定されたロール両端部直径D1 ,D2 から、ロール両
端部の径変化に依らないロールプロフィールP(x)を
次式で計算する。
【0014】
【数1】
【0015】ここで、P(x)は、ロール半径当りのロ
ールプロフィールであり、また、P(0)=D1 /2,
P(L)=D2 /2となる。次に、両端部ロール直径測
定装置7a,7bの構造について説明する。図2はその
構造の一例であり、ロール軸と垂直な平面内に相隔たっ
て位置させた2個の距離センサ8x,8yを用いてロー
ルの直径を測定するものである。
【0016】距離センサ8x,8yの指向方向は平行と
し、このうち一方(本例では8y)の指向方向をロール
1の中心に向くように設定する。このとき両距離センサ
8x,8yの測定値をm1 ,m2 、両距離センサの間隔
をdとすると、ロール1の直径Dが幾何学的な計算から
次式で求められる。
【0017】
【数2】
【0018】図3は両端部ロール直径測定装置7a,7
bの構造の別の実施例であり、ロール軸と垂直な平面内
に相隔たって位置させた3個の距離センサ8x,8y,
8zを用いてロール直径を測定するものである。3個の
距離センサ8x,8y,8zは等間隔dで配置され、こ
れらの指向方向が平行になるようにすると、距離センサ
測定値m1 ,m2 ,m3 からロール1の直径Dが幾何学
的な計算により次式で求められる。
【0019】
【数3】
【0020】但し、
【0021】
【数4】
【0022】これらの直径算出計算は上記ロールプロフ
ィール演算装置9で行うことができる。両端部ロール直
径測定装置7a,7bの構造は上記例に限らず、例えば
図4に示すように3個の距離センサ8x,8y,8zを
ロール表面を取り囲むように設置する方法も有力であ
り、この場合も少々煩雑にはなるが、3個の距離センサ
測定値からロール1の直径Dが算出できる。また2個の
距離センサ8x,8yを配置する場合も、図4と同様
に、それら2個の距離センサ8x,8yをロール表面を
取り囲むように設置してもよい。
【0023】尚、距離センサとしては、ロールが高速で
回転すること、ロール冷却水が飛散する環境であるこ
と、測定精度として約10μm以下が必要なこと等を考
慮すると、本発明者らが特開昭61−138108号公
報で提案した水柱式超音波距離センサなどが好適であ
る。また、本例ではロール長手方向のプロフィールを測
定する距離センサの数が5個である場合を示したが、こ
の数は任意の数でよい。また本例では距離センサ取付け
台3をロール長手方向に移動させながらロールプロフィ
ールを測定する場合を示したが、センサ取付け台3を移
動しないで測定することも勿論可能である。この場合、
離散的な値から成るロールプロフィールが得られる。そ
の他、本実施例以外の方法であっても、本発明の趣旨を
外れない方法・装置であれば何ら差し支えない。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、ロール両端部等を基準
としないロールプロフィールが測定でき、このため、ロ
ール両端部の径変化が生じる場合や、ワークロールシフ
トミルでの測定においても、正確なロールプロフィール
が得られ、被圧延材の形状を格段に向上させることが可
能となる。また、ロールの長手方向の直径分布が検出で
き、したがって上下一対のロールプロフィールの測定結
果を用いて、板厚制御の向上を図ることも可能である。
さらに、ロール長手方向の直径分布がわかるので、長手
方向の左右非対称なロールベンディング力制御によっ
て、被圧延材の蛇行制御を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す模式図である。
【図2】両端部ロール直径測定装置の構造の一例を示す
図である。
【図3】両端部ロール直径測定装置の構造の別の例を示
す図である。
【図4】両端部ロール直径測定装置の構造の、さらに異
なる例を示す図である。
【図5】ロールプロフィールの従来の測定方法の1つを
示す模式図である。
【図6】従来のロールプロフィール測定方法の問題点の
説明図である。
【図7】従来のロールプロフィール測定方法の問題点の
説明図である。
【符号の説明】
1 ロール 2a,2b,2c,2d,2e 距離センサ 3 距離センサ取付け台 4 取付台移動案内 5a,5b ロール軸受 7a,7b 両端部ロール直径測定装置 8x,8y,8z 距離センサ 9 ロールプロフィール演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 文彦 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 後藤 義人 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 木村 智明 茨城県日立市幸町3−1−1 株式会社日 立製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個、もしくは被測定ロールの軸方向に
    配置された複数個の第1の距離センサで、被測定ロール
    の軸方向の複数点における被測定ロール表面までの距離
    を測定するとともに、 前記被測定ロールの両端部それぞれに、該被測定ロール
    の周方向に並ぶように複数個ずつ配置された第2の距離
    センサで該被測定ロールの両端部の径を測定し、 前記第1の距離センサで測定された前記距離、および前
    記第2の距離センサで測定された前記径に基づいて、前
    記被測定ロールの軸方向のプロフィールを求めることを
    特徴とするロールプロフィール測定方法。
  2. 【請求項2】 1個、もしくは被測定ロールの軸方向に
    配置された複数個の第1の距離センサを備え、被測定ロ
    ールの軸方向の複数点における被測定ロール表面までの
    距離を測定する距離測定部と、 前記被測定ロールの両端部それぞれに、該被測定ロール
    の周方向に並ぶように複数個ずつ配置された第2の距離
    センサを備え、該被測定ロールの両端部の径を測定する
    径測定部と、 前記第1の距離センサで測定された前記距離、および前
    記第2の距離センサで測定された前記径に基づいて、前
    記被測定ロールの軸方向のプロフィールを求めるプロフ
    ィール演算部とを備えたことを特徴とするロールプロフ
    ィール測定装置。
JP10353694A 1994-05-18 1994-05-18 ロールプロフィール測定方法および装置 Withdrawn JPH07311031A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100680779B1 (ko) * 2004-11-12 2007-02-08 현대자동차주식회사 다이 페이스 자동 수정장치 및 방법
JP2023501244A (ja) * 2019-11-08 2023-01-18 プライメタルズ テクノロジーズ リミテッド 圧延機におけるロールギャップを制御する方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100680779B1 (ko) * 2004-11-12 2007-02-08 현대자동차주식회사 다이 페이스 자동 수정장치 및 방법
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Effective date: 20010731