JPH0741531B2 - 鋼帯ベルト研摩機の研摩ベルトの過剰移動検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、研摩ベルトや被研摩鋼帯から発生する研摩ガ
スなどにより故障を起こしがちな装置を排してエンドレ
ス研摩ベルトの過剰移動の発生を確実に判定することに
よつてベルト研摩機の研摩ベルトの損傷や機内の発火な
どの異常事態が発生するのを防止することのできる鋼帯
ベルト研摩機の研摩ベルトの過剰移動検出方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

鋼帯には製鋼後の熱間圧延工程等において種々の表面欠
陥が発生しているためこれを取り除く必要があり、これ
には通常ベルト研摩機が使用されている。

このベルト研摩機による鋼帯のベルト研摩状況を図面に
より説明する。

第１図はベルト研摩機の１例の主要部を示す側面説明
図、第２図は第１図のベルト研摩機について一部を省略
・付加して示す正面説明図、第３図は第２図中のＡ部に
ついて説明するための拡大説明図、第４図は第２図中の
Ａ部の動作を示す模式的側面図、第５図は研摩ベルトの
移動動作を説明するために示す模式的平面図である。

ベルト研摩機１の主要部は、第１図及び第２図に示す如
くアイドルロール２とコンタクトロール３とエンドレス
の研摩ベルト４とビリーロール５とから成り、これらの
全体はカバー６により被われている。コンタクトロール
３は第２図に示す如くモータ８の駆動力をベルトを介し
て伝達されて回転駆動され、アイドルロール２との間に
張設されているエンドレスの研摩ベルト４を回動させて
いる。アンコイラ（図示なし）から巻き出された鋼帯Ｓ
はブレーカロール7,7間を走行する間に回動している研
摩ベルト４にビリーロール５により押し付けられて研摩
される。この研摩時、特に図示しないが通常研摩部位に
向けて主として冷却用の研摩油がスプレーされる。この
ような研摩により研摩ベルト４及び鋼帯Ｓから研摩油に
含有された研摩ガス（研摩屑）が多量に発生し、各回転
体の回転及び各回動体の回動により飛散するのであるが
カバー６の存在により周辺への飛散が防止されているの
である。

このような研摩運転中においては、アイドルロール２と
コンタクトロール３そしてビリーロール５との各平行度
の僅かな相違，各ロール2,3,5の表面の偏摩耗，鋼帯Ｓ
自身の曲がりや形状不良や表面異状（割れ，耳部の裂け
等），走行する鋼帯Ｓの蛇行などに原因して研摩ベルト
４がアイドルロール２とコンタクトロール３とのロール
表面上をロール軸方向に勝手に移動することが多く、ま
たこのような自然発生的な移動が全くないとしても研摩
ベルト４の鋼帯Ｓに対する相対位置が一定不変であるよ
りも移動している方が研摩ベルト４の損耗の進行程度従
つて鋼帯Ｓの表面研摩状態を均一化する上で好ましい。
従つて通常この研摩ベルト４をロール軸方向に積極的若
しくは強制的に移動せしめながら研摩ベルト４の位置を
監視して予め設定した２つの反転位置の一方の反転位置
に達した時点を検出したときは直ちに研摩ベルト４を他
方の反転位置に向けて反転移動せしめることを繰り返す
ことが行われている。

そこで以下にこの研摩ベルト４を反転移動せしめる具体
的方法を説明する。第１図及び第２図に示す如く、アイ
ドルロール２の一端を例えばユニバーサルジヨイント状
に方向自在に支持する特殊軸受け台９で支持し、他端を
この特殊軸受け台９を中心とする水平な円周上を移動可
能とさせるスライドブロツク10で支持すると共にこの他
端に油圧シリンダー11のシリンダーロツドを連結してお
く。この油圧シリンダー11は以下に説明するようにアイ
ドルロール２のセンター位置を中心にして両側に研摩ベ
ルト４を反転移動（オシレート）させるためのものであ
るので、センタリング装置と呼ばれている。いま第５図
に示す如く、アイドルロール２が矢印Ｚの方向に自転
（コンタクトロール３の回転方向と同じ）しながらスラ
イドブロツク10側の端部の基準位置（平面図においてコ
ンタクトロール３の軸心と合致する位置）Ｃから矢印Ｘ
の向きに油圧シリンダー11により水平に円周移動させる
と、研摩ベルト４は矢印Ｐ方向に移動していく。上記円
周移動方向と逆のＹ方向とするときは研摩ベルト４は前
記と逆の矢印Ｑ方向に移動していく。従つて、研摩ベル
ト４の位置を監視していて、反転位置に達した時点を検
出（以下、単に反転位置の検出ということがある）して
油圧シリンダー11を作動させ、アイドルロール２のスラ
イドブロツク10側の端部を矢印Ｘ及びＹの方向に交互に
移動させることにより、研摩ベルト４を２つの反転位置
間を往復移動させるのである。

ところで一般に位置の検出には各種のリミツトスイツ
チ，エア圧スイツチ等の検出器が使用されるが、ベルト
研摩機１においては通常研摩油に含有されて大量に発生
する研摩カスがカバー６内に閉じ込められ飛散する環境
下での使用であることを考慮して、構造的にシンプルで
研摩カスの付着に起因する故障が比較的発生し難いパド
ルスイツチが好ましく使用されているので、以下にパド
ルスイツチを使用した事例により反転位置の検出状態を
説明する。

パドルスイツチ12は第１図及び第２図に示す如くエアノ
ズル13と共に研摩ベルト４の側縁4aを挟んで相互に対向
する位置に近接して設置される。パドルスイツチ12は第
３図に示す如くパドル12aとスイツチ機構を内臓してい
るスイツチボツクス12bとパドル12aの動きをスイツチ機
構に伝えて作動させるアーム12cとから成つており、パ
ドル12aはエアノズル13からのエアスプレーを受けて動
いて検出開始点の機能を果たすのである。研摩ベルト４
の側縁4aが第３図における位置L₁から位置L₂の方向へ、
またその逆方向へ移動するに従つて、エアノズル13のエ
アスプレーによるパドル12aに当る風量が増減し、パド
ル12aは研摩ベルト４の側縁4aが位置L₁にあるときはエ
アスプレーによる揚力よりもパドル12aの自重が勝つて
第４図（イ）の状態に、また研摩ベルト４の側縁4aが位
置L₂のときはその逆となつて第４図（ロ）の状態とな
り、スイツチ機構は側縁4aの移動方向が位置L₁→位置L₂
の場合は位置L₂に至つたときに、また位置L₂→位置L₁の
場合は位置L₁に至つたときにそれぞれ作動して回路が切
り換えられ、例えば励磁又は無励磁状態をもたらす信号
が検出されるようになつている。このように作動するパ
ドルスイツチ12によつて検出された信号を油圧シリンダ
ー11の制御装置14に電気的に接続してその制御装置14の
指令信号により二方向電磁弁15の油圧回路を切り換えて
油圧シリンダー11のシリンダーロツドの移動方向を交互
に反転させるようにしておくことによつて研摩ベルト４
はその側縁4aの位置で示して位置L₁と位置L₂とを反転位
置としてその間を往復移動するのである。

ところが、このように研摩ベルト４の側縁4aが位置L₁と
位置L₂との間で自動的に往復移動しながら鋼帯Ｓを研摩
している状態において、特にパドルスイツチ12の故障等
が起つた場合に位置L₁又は位置L₂で反転しないでそのま
ま過剰に移動し続けることがあり、この場合には研摩ベ
ルト４の側縁4a（両側のいずれか一方）は遂にベルト研
摩機１のフレームその他の器物に接触して研摩ベルト４
自身や接触した他の器物を損傷したり破壊して甚だしい
ときは発火するなどの異常事態が発生していたのであ
る。

そこで従来は、研摩ベルト４の往復移動域の両側におけ
るこのような過剰移動による異常事態の発生を防止する
ために、第３図に示す如く研摩ベルト４の側縁4aの移動
に対する許容限界位置L₃及びL₄を設定し、パドル12a′,
12a″をそれぞれ有して前記同様に作用する各許容限界
位置用のパドルスイツチ（一方のパドル12a′のスイツ
チボツクスは第３図に示す如く設定位置L₁,L₂用のもの
と適宜共用させることができる）を対向するエアノズル
（図示なし）と共に設置しておいて、研摩ベルト４の側
縁4aが位置L₂で反転しなかつたときは許容限界位置L
₃に、また位置L₁で反転しなかつたときは許容限界位置L
₄にそれぞれ達したときに、例えば警報ランプや警報ベ
ルを点灯させたりして警報するだけでなく、適切な処置
としてビリーロール５を降下させて研摩ベルト４と鋼帯
Ｓとの接触を断つと共にコンタクトロール３の回転を停
止せしめることにより研摩ベルト４の回動を停止し、更
に鋼帯Ｓの走行を停止するなどの操作を合わせてベルト
研摩機１の運転を手動又は自動的に停止することによつ
て前述の異常事態の発生を防止する安全対策が採られて
いたのである。

しかしながらこのようなベルト研摩機１の従来の安全対
策において、前述の如き従来の研摩ベルト４の過剰移動
検出方法は運転開始前に充分メンテナンスをしておけば
比較的故障の起り難い信頼性のあるパドルスイツチ12を
使用した場合においても、前記許容限界位置用のパドル
スイツチ（第３図の説明図におけるパドル12a′,12a″
に相当する）はやはり研摩油とこれに含有された研摩カ
スが飛散しながら閉じ込められているカバー６内にあつ
てしかも通常は作動しないでいるために研摩カスが沢山
付着した状態になり、必要なときに作動不良で役立たず
になつて異常事態を発生させてしまうことが少なくない
欠点があつた。また、この許容限界位置用のパドルスイ
ツチの作動不良による原因に限らず、前述したように各
ロール2,3,5の平行度の僅かな差違やそれらの表面偏摩
耗，鋼帯Ｓ自体の種々の異状，走行する鋼帯Ｓの蛇行な
どの原因或いはこれらの相乗作用による原因によつても
異状事態を発生させてしまうことが少なくない欠点があ
つた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記従来技術の欠点を解消し、研摩ベルト４の
過剰移動を確実に判定してベルト研摩機１の異常事態の
発生を防止することのできるように研摩ベルトの過剰移
動検出方法を構成することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の如きカバー内の不良環境下で通常
は作動しない条件下にあつて、しかもその設定位置がカ
バー内外のいずれかであつてもかまわないが、とにかく
故障を起さず確実に作動し正確に検出し得るスイツチな
どを含む検出器の調査及び開発に取り組んで、例えば光
電素子形検出器とか静電容量形検出器などについて種々
検討を重ねたが、いずれも上記不良環境条件下にあつて
作動不能，誤検出が認められ、実用試験で良しとするも
のは得られなかつた。

そこで発想を転換させて更に検討を進めた結果、研摩ベ
ルトの正常な反転移動における反転位置の常時必須検出
用の検出器としては従来通りのスイツチ、具体的にはパ
ドルスイツチを使用せざるを得ないが、この正常な反転
位置を越えて過剰移動を確実に検出し判定させて本発明
の技術的課題を達成するには、スイツチなどという故障
を起し勝ちで確実且つ正確に検出できない手段を使用す
ること無く、コンピユーターを用いて反転位置での正常
な反転移動からの経過時間によつて過剰移動の発生を判
定することを着想するに至つて本発明を成したのであ
る。

以下に本発明に係る鋼帯ベルト研摩機の研摩ベルトの過
剰移動検出方法を詳細に説明する。

先ず第１図に示す如くベルト研摩機１用の（マイクロ）
コンピユーター16を配備し、これの再スタート押ボタン
スイツチ17やリセツト押ボタンスイツチ18を設置すると
共に必要に応じて警報ランプ19,サンプリング表示ラン
プ20及び警報ブザー21などを設置する。

次に既に従来の技術の説明の項で用いた第３図を利用し
て説明するが、ベルト研摩機１内において、機内を走行
する鋼帯Ｓに対してセンタリング装置により強制的に幅
方向と反転移動せしめるべく研摩ベルト４の２つの正常
な反転位置（L₁,L₂）を予め設定し、この反転位置（L₁,
L₂）をパドル12aの確実な作動によつて正確に検出でき
る位置（箇所）にパドルスイツチ12を設置する。また、
研摩ベルト４がこの反転位置（L₁,L₂）で反転すること
無く移動し続けても前述の如き異状事態の発生を防止し
得る許容限界位置（L₃,L₄）をも予め設定しておく。

更に、この位置L₁と位置L₂との間の距離:l₀,位置L₂と位
置L₃との間の距離:l₂,位置L₁と位置L₄との間の距離:l₁
をそれぞれ計測し、得られた各計測値をコンピユーター
16に入力して記憶させておく。

さて、以上に説明したコンピユーター16やパドルスイツ
チ12の配備や設置，各位置の設定，各位置間の距離の計
測とその計測値のコンピユーター16への入力は、ベルト
研摩機１の運転開始前に人為的に処理しておかなければ
ならないのであるが、この処理を一旦終えてベルト研摩
機１の通常運転に入る場合は以下に述べる諸条件を総て
コンピユーター16によつて処理するのである。

研摩ベルト４の側縁4aが位置L₁から位置L₂まで移動する
のに通常要する平均時間をt₁、位置L₂から位置L₁まで移
動するのに通常要する平均時間をt₂でそれぞれ示す。こ
の平均時間t₁及びt₂はベルト研摩機１の試運転中にコン
ピユーター16の内部時計により数回のサンプリング測定
が行われて測定値を得ることができて、即時にこの測定
値を平均することによつて容易に得られる。そしてコン
ピユーター16がサンプリング測定している期間はサンプ
リング表示ランプ20が点灯する。

引き続き、得られた測定値t₁から研摩ベルト４が位置L₁
から位置L₂方向に通常移動するときの速度V₁を以下の
（１）式により計算し算定する。

V₁＝l₀/t₁ （１） 更にこの算定値V₁に基づいて、研摩ベルト４が位置L₁か
ら位置L₂方向に移動してその側縁4aが位置L₂に達しても
反転することなくそのまま過剰に移動し続けて位置L₃に
達するまでに要する時間t₃を以下の（２）式により計算
し算定する。

t₃＝（l₀＋l₂）/V₁＝（l₀＋l₂）t₁/l₀ （２） また同様にして研摩ベルト４が位置L₂から位置L₁方向に
通常移動するときの速度V₂が、 V₂＝l₀/t₂ （３） と算定され、従つて研摩ベルト４の側縁4aが位置L₁に達
しても反転することなく位置L₄に達するまでに要する時
間t₄を以下の（４）式により、 t₄＝（l₀＋l₁）/V₂＝（l₀＋l₁）t₂/l₀ （４） と算定する。

このようにして研摩ベルト４の側縁4aが反転位置L₁,L₂
で反転してからそれぞれ対応する次の反転位置で正常に
反転すること無く許容限界位置L₃,L₄に達するのに要す
る所要時間t₃,t₄を初期設定値（t₃,t₄）としてそれぞれ
研摩ベルト４の移動域の両側について設定してこれをコ
ンピユーター16に記憶させておくのである。

そしてこの初期設定値（t₃,t₄）とこの設定値のそれぞ
れに対応して一方の反転位置に達した時点から次の反転
位置に達した検出がなされない状態で経過する時間とを
比較演算し、この経過時間がそれぞれに対応する初期設
定値t₃又はt₄に達した時点で研摩ベルト４の過剰移動が
発生したと判定せしめるようにしておくのである。

このような過剰移動の判定と同時に、コンピユーター16
からの指令信号により警報ランプ19を点灯させたり、警
報ブザー21を鳴動させたりして警報を発せしめるように
しておくのである。またこのような警報より更に重要な
こととして、やはりコンピユーター16からの各指令信号
に基づいてビリーロール５の降下，鋼帯Ｓの走行停止，
研摩ベルト４の回動停止やセンタリング装置の駆動停止
などを含むベルト研摩機１の運転停止を逐次的或いは同
時的にしかも自動的に処置できるようにしておくことが
好ましい。

一方、前記初期設定値（t₃,t₄）の設定は、前述の如き
許容限界位置L₃,L₄を設定してから種々の計算を行つて
算定する方法に代えて、コンピユーター16によりサンプ
リング測定され且つ計算されて得られた研摩ベルト４の
正常な反転位置（L₁,L₂）間の所要時間（t₁,t₂）に適当
な倍数（例えば５倍）を乗じて得られる算定値、即ち許
容係数を乗じて得られる設定値をもつて設定することも
できる。この場合には、この許容係数を適時且つ適当に
可変できるので、従つてこの係数を乗じて計算される算
定値即ち初期設定値t₃,t₄も可変設定できるものである
が、その時はそれぞれに該当する箇所に位置L₃,L₄が設
定されたことを意味するのである。

以上に述べたような研摩ベルト４の過剰移動の判定にお
いて、基本となる反転位置（L₁,L₂）間の所要時間（t₁,
t₂）を得るには、前述の如くパドルスイツチ12の検出し
た信号によるのではなくて、直接研摩ベルト４を反転移
動せしめるセンタリング装置の信号、具体的には制御装
置14から油圧回路を切り換えるために二方向電磁弁15に
発信される信号をサンプリング測定して得ることもでき
る。この場合には、センタリング装置の作動時点から次
の作動がない状態で経過する時間がそれぞれの作動に対
応する初期設定値（t₃,t₄）に達した時点で過剰移動が
発生したと判定せしめるのである。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る鋼帯ベルト研摩機の研
摩ベルトの過剰移動検出方法は、鋼帯をエンドレスの研
摩ベルトを使用して研摩するときに発生する研摩ベルト
の過剰移動を、コンビユーターにより測定，計算，比較
演算及び判定させて実質的な監視を行うものであり、故
障を起しがちなスイツチ類の使用を排して経過時間によ
つて予測して判定するようにしたことにより過剰移動の
判定は確実となり、異常事態の発生は例えば研摩ベルト
破損数で従来は１月当り90本損傷させていた連続操業現
場において本発明方法により検出したことにより０本と
なつた如く大幅に低減させることができたのであり、更
に研摩油への発火とか火災事故も皆無となり、その工業
的価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト研摩機の１例の主要部を示す側面説明
図、第２図は第１図のベルト研摩機について一部を省略
・付加して示す正面説明図、第３図は、第２図中のＡ部
について説明するための拡大説明図、第４図は第２図中
のＡ部の動作を示す模式的側面図、第５図は研摩ベルト
の移動動作を説明するために示す模式的平面図である。 図面中 １……ベルト研摩機 ２……アイドルロール ３……コンタクトロール ４……研摩ベルト 4a……側縁 ５……ビリーロール ６……カバー ７……ブレーカロール ８……モータ ９……特殊軸受台 10……スライドブロツク 11……油圧シリンダー 12……パドルスイツチ 12a,12a′,12a″……パドル 12b……スイツチボツクス 12c……アーム 13……エアノズル 14……制御装置 15……電磁弁 16……コンピユーター 17……再スタート押ボタンスイツチ 18……リセツト押ボタンスイツチ 19……警報ランプ 20……サンプリング表示ランプ 21……警報ブザー Ｓ……鋼帯 L₁……反転位置 L₂……反転位置 L₃……許容限界位置 L₄……許容限界位置 P,Q……矢印（研摩ベルトの移動方向） X,Y……矢印（アイドルロールのスライドブロツク側の
端部の移動方向） Ｚ……矢印（アイドルロールの自転方向）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行する鋼帯表面をエンドレス研摩ベルト
   を用いたベルト研摩機により連続的に研摩するときに、
   幅方向に移動する研摩ベルトの位置を監視して予め設定
   した２つの反転位置の一方の位置に達した時点を検出し
   て研摩ベルトに張力を与えているアイドルロールの方向
   を調整するセンタリング装置を作動せしめて研摩ベルト
   を他方の位置に向けて反転移動せしめる運転において、
   研摩ベルトが反転位置で反転することなく移動を続けて
   既設の許容限界位置をも越える過剰移動により異常事態
   が発生することを防止するに際し、研摩ベルトの２つの
   反転位置間の往復移動におけるそれぞれの所要時間を測
   定して所要平均時間（t₁,t₂）を算定すると共にこれら
   の算定値（t₁,t₂）からそれぞれの通常移動速度（V₁,
   V₂）を算定し、次に前記算定値（V₁,V₂）に基づいて前
   記一方の反転位置で反転してから他方の反転位置を過ぎ
   て許容限界位置に至るのに要する所要時間（t₃,t₄）を
   算定して研摩ベルト移動域の両側におけるそれぞれの初
   期設定値（t₃,t₄）として設定し、更に上記初期設定値
   （t₃,t₄）とこの初期設定値についてそれぞれ対応して
   前記一方の反転位置に達した時点から次の反転位置に達
   した検出がなされない状態で経過する時間とを比較演算
   し、この経過時間がそれぞれに対応する上記設定値
   （t₃,t₄）に達した時点で過剰移動の発生と判定せしめ
   ることを特徴とする鋼帯ベルト研摩機の研摩ベルトの過
   剰移動検出方法。
2. 【請求項２】研摩ベルトの２つの反転位置間の往復移動
   におけるそれぞれの所要時間を測定し、この測定値から
   算定される所要平均時間（t₁,t₂）に許容係数を乗じて
   得られる算定値を研摩ベルト移動域の両側におけるそれ
   ぞれの初期設定値（t₃,t₄）として設定する請求項１に
   記載の鋼帯ベルト研摩機の研摩ベルトの過剰移動検出方
   法。
3. 【請求項３】センタリング装置の作動時点から次の作動
   がない状態で経過する時間がそれぞれの作動に対応する
   初期設定値（t₃,t₄）に達した時点で過剰移動の発生と
   判定せしめる請求項１又は２に記載の鋼帯ベルト研摩機
   の研摩ベルトの過剰移動検出方法。