JPH0771685B2 - 圧延線棒材の誘導案内装置の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧延線材や圧延棒材
の誘導案内装置の制御方法及びその制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】寸法精度の優れた線棒材を圧延するため
には、線棒材の偏径差すなわち線材及び棒材の最大径よ
り最小径を減じたものの寸法差が０及び０に限りなく近
い小さな数値にする必要がある。そのために、各圧延ス
タンドの入口には線棒材を正常な姿勢で圧延ロールの孔
型に誘導する誘導案内装置が設置されている。

【０００３】ところで、従来の誘導案内装置では、圧延
する線棒材の径に応じて、圧延機のロール孔型に線棒材
を誘導するためのガイドローラ間隔を必要最少限度で狭
くして固定して使用していた。また他の従来例として、
例えば特開昭６０−４０９３３号公報記載の誘導案内装
置が提案されている。この誘導案内装置によれば、油圧
シリンダの使用により線棒材が圧延機に噛み込むまでは
ガイドローラを所定の間隔に固定しておき、線棒材先端
部が噛み込み後、線棒材尾端部（後端部）が上記ガイド
ローラ間を抜けるまではローラ間隔を狭めておき、線棒
材尾端部が抜けた後はガイドローラを上記所定間隔に戻
すという制御方法が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の従来例では、ガ
イドローラ間隔を必要最少限度で固定するので、誘導作
用は良いが、線棒材の寸法変動に対しては線棒材先端部
がガイドローラに突っかかるなどしてミスロールが生じ
易くなる問題があるので、実際はガイドローラ間隔は線
棒材の寸法変動に対し、常に寸法変動分を加えて広く調
節した設定がなされている。しかしながら、誘導案内時
において、その広くなった分だけ線棒材が傾くために、
線棒材の寸法精度が損なわれるという問題が生じてい
た。

【０００５】後者の従来例によれば、誘導案内時におい
て、線棒材が圧延機に噛み込まれた後は、油圧シリンダ
にかかる圧力の大きさにより、ガイドローラが線棒材を
狭圧するので、線棒材先端部の突っかかりは回避でき
て、線棒材が傾いて線棒材の寸法精度が損なわれるとい
う前者の従来例で指摘したような問題は生じないが、下
記のような問題がある。

【０００６】すなわち、第１には、油圧シリンダにかか
る設定圧力が大きいと、ガイドローラにより挟圧される
線棒材は、その寸法、強度によっては変形もしくは表面
疵の発生のおそれがあり、そのために、油圧シリンダに
かかる圧力を線棒材の寸法及び強度に応じて、線棒材に
適した狭圧力にするように、その都度圧力を調整しなけ
ればならない不都合がある。

【０００７】第２は、調整時において、ガイドローラ間
隔を狭めるタイミングに誤差を生じてローラを閉じるタ
イミングが速いと、線棒材先端部がローラに突っかか
り、またローラを閉じるタイミングに遅れが生じると、
線棒材の寸法精度が悪くなる問題である。この問題につ
いて詳しく説明する。

【０００８】線棒材の寸法精度を良くするためには、ガ
イドローラ間隔を狭めるタイミングは線棒材が圧延機に
噛み込まれたと同時であることが望ましい。そこで、こ
の従来例による方法では、線棒材先端部を検出器により
検出した後、タイマの設定時間で油圧方向制御弁を作動
させて、油圧シリンダへの油量供給をすることで、ロー
ラ間隔を狭めている。しかしながら、油圧装置において
その構成上避けられない課題として摺動隙間がある。そ
のために、油温変化による油粘度の変化から油圧装置に
内部漏れ量の増減を生じ、油圧供給量が一定とならない
ことがあり、その場合油圧シリンダのストロークの動作
時間に変動を与えるので、当然ローラ間隔を狭めるタイ
ミングに誤差を生じ、上述したようにガイドローラを閉
じるタイミングの速い、遅いを生じることにより、線棒
材先端部がガイドローラに突っかかったり、ガイドロー
ラを閉じるタイミングに遅れを生じることにより、線棒
材の寸法精度が悪くなるのである。そこで、このような
問題が生じないようにするために、線棒材の寸法に合せ
て供給油量の増減を調整して、油圧シリンダの動作時間
の調整をしたり、また油温が一定となる装置を工夫する
か、タイマ時間の調整をすることが考えられる。また、
線棒材の速度変動に対しても同様に、油圧シリンダの動
作時間を調整したり、タイマの調整をするものである。
しかしながら、油温を常に一定に保つことが難しく、そ
して使われる油の粘度も使用温度により粘度変化が生
じ、そのため油圧装置に内部漏れ量も一定にはならない
ことから、上述したような調整を行うことは非常に困難
であり、油圧シリンダの動作時間は一定にはならないと
いう問題を解決することができない。このために、線棒
材先端部の検出後のタイマ時間の調整に頼らざるを得な
いが、これもまた油圧シリンダの動作時間変化の影響を
受けるので困難を極める。したがって、圧延機に線棒材
が噛み込まれた時にガイドローラ間隔を狭めるタイミン
グの誤差は避けられない。

【０００９】線棒材先端部の検出によるタイマ制御につ
いても、圧延機の間隔が短い場合や圧延材が連続的に通
過する場合には検出位置により速い応答性が要求される
が、検出器、タイマ、制御弁及び油圧シリンダの、それ
ぞれの機能上から生じる応答の速さには時間的制限があ
るため、この時間制限以上の応答性が要求される場合に
は、この誘導案内装置が使用できない。

【００１０】以上述べたように、後者の従来例では、圧
延線棒材の寸法精度が優れたものを得るためには、圧延
の状態及び圧延線棒材の寸法形状等の状況に応じて適時
に誘導案内装置のガイドローラ間隔を調整動作する必要
があるが、実操業においてガイドローラ間隔を、圧延中
の線棒材に、寸法精度上最適位置に動作させるための線
棒材の速度及び寸法形状に合せたタイマの調整、圧力の
調整、油圧供給油量の調整を瞬時に行うことは困難であ
り、線棒材の寸法精度の優れたものを得ることについて
ある程度の限界が生じていること、時間的制限上の面か
ら、この誘導装置を使いたくても使えない線棒材圧延が
あるのが実状となっている。

【００１１】この発明の目的は、線棒材の寸法精度向上
を図るために、誘導案内装置の各調整の問題を解決し、
圧延線棒材の寸法形状に合せて自動的にガイドローラ間
隔を動作させ、線棒材に対する誘導装置の応答時間制限
を解決させることにより、どの様な圧延に際しても、線
棒材の疵つきやミスロールを減少させ、寸法精度の優れ
た線棒材を得ることにある。

【００１２】本発明の他の目的は、寸法精度の優れた圧
延線棒材を得る為の、従来の油圧シリンダ利用の誘導案
内装置の重大な課題は、圧延線棒材を抱合するタイミン
グ誤差をどう解決するかである。この発明の作用も、ガ
イドローラが線棒材を抱合するタイミング誤差を解決す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の圧延線棒材の
誘導案内装置の制御方法の特徴は、誘導案内装置のガイ
ドローラ間隔の開閉及びガイドローラ位置の固定を、油
圧シリンダの押し側室及び引き側室にかかる圧力差の制
御によって行うものである。

【００１４】この発明の制御装置の特徴は、誘導案内装
置に取り付けたガイドローラ開閉動作をさせるための、
押し側室及び引き側室の受圧面積が同じものである油圧
シリンダと、油圧シリンダのストロークを検出する検出
器、油圧シリンダ圧力を制御するための制御装置とを備
えているところにある。

【００１５】

【実施例】

以下この発明の一実施例を圧延線棒材の誘導案内装置と
共に説明する。

【００１６】図２及び図３に示すように、誘導案内装置
１のガイドボックス２には、一対のローラホルダ３，３
が支点ピン６を中心として回転可能に取付けられてい
る。各ローラホルダ３の一端には、ローラピン１２，１
２に軸支されたガイドローラ４，４を、また他端にはリ
ンク７を案内ピン１１を介して取付けてあり、ガイドボ
ックス２の上部には、油圧シリンダ８を固定してあり、
油圧シリンダのロッド先端に、コの字形のスライダ１０
を取付けてある。リンク７の一端は、案内ピン１１によ
ってローラホルダ３に連結し、他端はスライダ１０と連
結している。スライダ１０は、油圧シリンダ８の伸縮動
作に従動して移動するため、リンク７により、ローラホ
ルダ３は支点ピン６を中心として回転させ、この回転に
よりガイドローラ４、４の間隔が開閉される。油圧シリ
ンダ８上に設けてある検出器９は、この油圧シリンダの
ストロークを検出することによりフィードバック信号を
発信するものである。

【００１７】油圧シリンダ８は、図１に示すように押し
側室２１及び引き側室２０の受圧面積が同じである。油
圧シリンダ８は、油圧ポンプ装置１３及び制御装置１８
のコントロールによる電磁圧力制御弁１５と圧力制御弁
１６とにより油圧制御されている。油圧シリンダ８の押
し側室２１及び引き側室２０には、常に油圧ポンプ装置
１３からの油圧が分流器１４で均等に与えられており、
その圧力は押し側室２１の電磁圧力制御弁１５と引き側
室２０の圧力制御弁１６とによってそれぞれ調節されて
いる。電磁圧力制御弁１５は入力電流値に比例して圧力
が定まる圧力制御弁で、その電気信号は設定器１７の電
気信号と検出器９のフィードバック信号を制御装置１８
によって加減され電磁圧力制御弁１５に送られる。な
お、１９は原動機、２２は圧力計、２３は油圧タンクで
ある。

【００１８】ガイドローラ４，４の間隔を調整するため
には、圧力制御弁１５、１６を油圧シリンダ８の引き側
室２０と押し側室２１に設けて圧力差を発生させること
を可能としている。即ち、油圧シリンダ８の押し側室２
１と引き側室２０の圧力差を生じることで、ガイドロー
ラ４，４の開閉が行われ、この両ガイドローラの間隔が
調整される。即ち、油圧シリンダ８の押し側室２１及び
引き側室２０には、常に油圧ポンプ装置１３による油圧
供給による圧力があり、その圧力はこの押し側室、引き
側室のそれぞれの圧力制御弁１５，１６によって調節さ
れ、この油圧シリンダのこの押し側室と引き側室の圧力
差を生じることでガイドローラ４，４の開閉を行う。

【００１９】押し側室２１と引き側室２０との圧力を同
圧とした場合は、油圧シリンダ８は圧力バランス状態と
なり、この両ガイドローラ４，４は停止する。例えば、
引き側室２０の圧力制御弁１６はその圧力値を一定に固
定して、押し側室２１の圧力制御弁１５は電気信号によ
り圧力値が設定されるようにしておき、この電気信号は
制御装置１８の設定器１７によって制御されるようにす
る。油圧シリンダ１８のストロークを検出する検出器９
は、ガイドローラ４，４の設定位置の確認と維持を目的
としており、制御装置１８の設定器１７による設定位置
を維持するまでこの検出器はこの制御装置にフィードバ
ック信号を送り、圧力制御弁１５，１６への設定信号と
同等となるまで継続させて、この設定器の信号は流れ続
けるようにして、圧力差により油圧シリンダ８は作動
し、この検出器信号がこの設定器信号と同等となって、
はじめて圧力差は０となりこの油圧シリンダは停止す
る。

【００２０】また、引き側室２０と押し側室２１の受圧
面積が同一であるため、圧力バランスがとり易く、制御
の正確さや応答性が向上する。設定器１７による設定信
号と検出器９のフィードバック信号の差が圧力差であ
り、そのためガイドローラ４，４の停止位置は、圧力バ
ランス位置であることから、油圧シリンダ８のストロー
ク範囲内であれば任意の位置で設定することができる。
したがって、ガイドローラ４，４の停止位置を得るの
に、両室２０，２１を圧力バランスさせることにより容
易に停止可能である。

【００２１】このように誘導案内装置１のガイドローラ
４，４の間隔の開閉及びこのガイドローラ位置の停止
を、油圧シリンダ８の押し側室２１及び引き側室２０に
かかる圧力差の制御によって行う。

【００２２】次に制御方法を説明する。

【００２３】圧延前に、油圧シリンダ８の圧力バランス
は検出器９のフィードバック信号と設定器信号とにより
任意な調整ができるので、圧延前に誘導案内装置１のガ
イドローラ間隔を線棒材寸法より小さい必要最少寸法を
決め、この位置を圧力バランス位置としてガイドローラ
間隔を停止させる。このようにして誘導案内装置１のガ
イドローラ４，４間隔を線棒材寸法より小さい必要最少
寸法位置を設定器１７により調整し、油圧シリンダ８を
圧力バランスの状態で停止させる。圧延が始まり、線棒
材先端が圧延機に向かって進行し、やがて線棒材先端が
線棒材寸法より小さい間隔で設定しているガイドローラ
４と接触することになるが、油圧シリンダ８は圧力バラ
ンスの状態での停止、いわゆる緩廉の状態となっている
ので、ガイドローラ４，４に線棒材が接触すると、この
ガイドローラは自動的に開方向へ移動し、油圧シリンダ
８、検出器９も作動するので、この検出器はフィードバ
ック信号を発して、制御装置１８から電磁圧力制御弁１
５へ電気信号を送り、この電磁圧力制御弁の設定圧力値
を高圧に変え、油圧シリンダ８の押し側室２１と引き側
室２０との圧力差により、ガイドローラ間隔は、はじめ
の圧力バランス位置へ戻ろうとする作用で線棒材を抱合
する。

【００２４】したがって、線棒材通過中は、油圧シリン
ダ８の圧力差によってガイドローラ４，４が線棒材を継
続して抱合し、つまり圧力制御弁１６との圧力差で線棒
材をガイドローラ４，４により抱合する。はじめに設定
したガイドローラ４，４の間隔は線棒材寸法より小さい
位置なので線棒材通過中この抱合状態を継続し、線棒材
尾端部がガイドローラ４，４を通過した時点で、このガ
イドローラの間隔は線棒材通過前の位置に戻り圧力バラ
ンス状態で停止する。この誘導案内装置１は、圧延線棒
材先端を自動的に検出し、瞬時に線棒材を抱合し、線棒
材尾端部が通過するまで、その抱合を継続維持し線棒材
尾端部が通過後、ガイドローラ間隔は、自動的に圧力バ
ランス位置へ戻り停止する自動案内装置である。この一
連の動作は線棒材の動きに応じ、すべて自動的に行わ
れ、ガイドローラ４，４の停止位置や間隔設定位置は、
油圧シリンダ８のストローク範囲内であれば任意の位置
に遠隔でしかも簡単に行うことができ、且つ線棒材を抱
合する力はその鋼種、寸法に応じ適切な量を容易に、ま
た瞬時に調整することができるので、誘導案内装置が使
用できる線棒材寸法範囲が広くなり、従来の線棒材寸法
変更による誘導案内装置の取換えが減少し、生産量の増
加が図れることになる。

【００２５】また、ガイドローラ４，４の抱合力は制御
装置１８の調整により抱合力一定とすることも、ガイド
ローラ間隔によって圧延段階を設けることも可能であ
り、他の制御信号との組合わせ利用などで圧延線棒材に
適した抱合力制御の設定ができるので、線棒材の疵つき
や変形といった問題をなくすことが可能である。

【００２６】応答性及び繰り返し性についても、圧力伝
播による油圧制御であることから、従来のように油温変
化による動作時間変化を受けず、応答が速く、繰り返し
動作においても安定した動作ができる。

【００２７】したがって、この圧延線棒材用誘導案内装
置の制御方法と装置は、線棒材が圧延機に噛み込まれた
瞬間に、確実に線棒材を誘導案内装置のガイドローラが
抱合し、動作は安定していることから、従来方法の不具
合を解消し、寸法精度の優れた線棒材圧延が可能であ
る。さらに、この制御方法は圧延機との組合せ制御及び
圧延に使用されるすべての誘導案内装置を集中遠隔制
御、コンピュータ制御することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、ガイドローラが線棒
材先端と接触したときに誘導案内装置のローラが線棒材
を、自動的に瞬時抱合するので線棒材先端部を圧延機へ
確実に誘導案内することができ、線棒材の寸法精度が向
上する。また、従来の油圧シリンダ使用による線棒材を
抱合するタイミング合せの為の、線棒材先端、線棒材尾
端部を検出する検出装置、油圧シリンダを切り換えて、
ガイドローラの開閉を行う切り換え装置、油量を安定さ
せる為の調整装置は一切不要となるなどの効果がある。
さらに、従来の油圧シリンダの設定圧力が大きいことに
よる線棒材の変形、表面傷の発生の問題に関して、この
発明によれば、ガイドローラ間隔が大きい時は油圧シリ
ンダの圧力は高く、ガイドローラ間隔が小さくなると圧
力は低くなる制御を自動で行わせることが可能であり、
また圧力の設定範囲は自在に且つ容易に調整できるの
で、線棒材に適した制御方法と抱合力で圧延機への誘導
案内が可能となり、線棒材の変形、表面傷の発生を防止
することができる。したがって、この発明の圧延線棒材
の誘導案内装置と制御方法とを使用することにより、従
来よりも優れた寸法精度の圧延線棒材を生産することが
できる。誘導案内装置の使用範囲についても、ガイドロ
ーラ停止位置が、油圧シリンダのストロークの範囲であ
れば遠隔操作で任意な位置設定を容易にできるので、線
棒材寸法への範囲が広くなり、従来の線棒材寸法変更に
よる誘導案内装置の取換えが減少し、取換えによる圧延
ラインの停止時間短縮が可能となり、圧延線棒材の生産
量増加も計れることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路図である。

【図２】圧延線棒材用案内装置を概略的に示した平面図
である。

【図３】圧延線棒材用案内装置を概略的に示した側面図
である。

【符号の説明】

１ 誘導案内装置 ３ ローラホルダ ４ ガイドローラ ８ 油圧シリンダ ９ 検出器 １３ 油圧源（油圧ポンプ） １４ 分流器 １５ 圧力制御弁 １６ 圧力制御弁 １７ 設定器 １８ 制御装置 ２０ シリンダ引き側室 ２１ シリンダ押し側室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延線棒材を誘導案内するガイドローラ
   ４，４の間隔の調整を行う油圧シリンダ８を備えている
   誘導案内装置１における上記ガイドローラ間隔の開閉と
   位置設定を制御する制御方法であって、 上記線棒材先端部の検出及び線棒材尾端部の検出を自動
   的に行い、上記ガイドローラ間隔の開閉とこのガイドロ
   ーラの位置の設定を上記油圧シリンダの押し側室２１と
   引き側室２０との圧力差の制御により行うものであっ
   て、上記油圧シリンダの上記押し側室と引き側室との圧
   力差により上記ガイドローラの開閉を行い、上記押し側
   室と上記引き側室との圧力を同圧としたときは上記ガイ
   ドローラは上記油圧シリンダ内で圧力バランスの状態と
   なり停止することを特徴とした圧延線棒材の誘導案内装
   置の制御方法。
2. 【請求項２】 誘導案内装置（１）に取付けてあり、押
   し側室（２１）及び引き側室（２０）の受圧面積が同じ
   である油圧シリンダ（８）と、上記押し側室及び引き側室に油圧源（１３）からの油圧
   力を均等に加えるための分流弁（１４）と、 上記油圧シリンダの上記引き側室と上記押し側室への圧
   力を調整するためそれぞれに設けてある圧力制御弁（１
   ５，１６）と、 この油圧シリンダのストロークを検出する検出器（９）
   と、 上記油圧シリンダの圧力を制御し、上記押し室側の圧力
   設定を行う設定器（１７）を備えている制御装置（１
   ８）とを具備しており、 上記検出器は、上記油圧シリンダの移動量を検出信号に
   より上記制御装置に送るものであることを特徴とする圧
   延線棒材の誘導案内装置の制御装置。