JPH0890009A - 回転刃欠け検出方法 - Google Patents

回転刃欠け検出方法

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JPH0890009A
JPH0890009A JP22484994A JP22484994A JPH0890009A JP H0890009 A JPH0890009 A JP H0890009A JP 22484994 A JP22484994 A JP 22484994A JP 22484994 A JP22484994 A JP 22484994A JP H0890009 A JPH0890009 A JP H0890009A
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JP
Japan
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trimmer
blade
cutting edge
output
vibration
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JP22484994A
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Inventor
Tamio Fujita
民雄 藤田
Hisashi Yasuda
久 安田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トリマー刃等の回転刃の刃欠けを、操業を中
断することなくにただちに検出することができる回転刃
欠け検出方法を提供すること。 【構成】 トリマー刃1を軸支するチョック3に振動計
6を取り付けると共に、トリマー刃1の回転角度を検出
する角度検出器7を設け、振動計6の出力を、平均化処
理部12において、角度検出器7により検出されたトリ
マー刃1の各回転角度毎にN(但しNは自然数)回転の
周期にわたって平均することによってトリマー刃の1回
転の周期に対応する周波数成分を抽出し、この抽出され
た周波数成分のレベルを刃欠け有無判定部13において
所定の閾値と比較することによりトリマー刃の刃欠けの
有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷間圧延工程等におい
てストリップをトリミングする際のトリマー、条切りカ
ッター等の回転刃の刃欠けを検出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、冷間圧延工程においては、ス
トリップが通板される酸洗、精製ライン等で、トリマー
刃によりトリミングが行なわれ、ストリップの幅が切り
揃えられる。このトリミングの際に、トリマーの刃欠け
が生じるとトリム面不良が発生し、後工程での耳割れの
発生、表面疵の発生、更には製品としての不合格に至
る。したがって、トリマーの刃欠けが生じた場合には、
これをただちに発見して、トリマー刃交換等の対処を行
なう必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来は、オ
ペレータが1回/コイル程度の頻度で目視検査を実施し
てトリマーの刃欠けを検査しているが、この方法には、
下記3点の問題が有る。
【0004】第1は、一定間隔をおいての検査であるた
め、刃欠けが発生してから実際に刃欠けが発見されるま
でにかなりの時間が経過してしまい、この期間に通過し
たコイル全てにトリム面不良が発生するため、大量の不
合格が発生するという問題である。
【0005】第2は、オペレータが目視によりトリム面
を検査するので、ライン停止が必要であり、操業能率が
低下するという問題である。
【0006】第3は、目視による検査であるので、大き
な刃欠けは把握できるが、実際上問題となるレベルの微
小な刃欠けを見逃してしまうおそれがあるという問題が
ある。
【0007】なお、装置の異常を検出するために、装置
が発生する振動の周波数成分を調べるという技術は、た
とえば、特公昭57−44408号公報、特公平6−3
5004号公報等で知られているが、これらの公報に開
示されている技術では、以下に述べる理由により、トリ
マーの微小な刃欠けを確実に検出することはできない。
【0008】特公昭57−44408号公報に記載の金
属圧延機異常振動検知方法は、運転中の圧延機各部の振
動を検出し、この振動の加速度またはエネルギ又はその
双方が一定値を超えたときに異常信号を発するようにし
たものである。同公報に記載の方法においては、振動の
出力の中の特定の周波数成分が取り出された後に一定値
と比較され、この一定値よりも大きな信号に対してのみ
後段の回路で各種の処理を行なっている。しかしなが
ら、検出された振動の出力自体には、目的とする振動の
信号の他に多数の雑音が含まれており、S/N(信号対
雑音比)が悪い状態にある。このため、トリマーの微小
な刃欠けから発生するような小振幅の振動を検出するた
めに一定値を低くしようとすると、雑音が誤って振動と
して出力されてしまい、正確な検出ができない。逆に一
定値を低くすると、検出すべき小振幅の振動を検出する
ことができないという問題が生じる。すなわち、同公報
に記載の方法のように、S/Nが悪い状態でレベル比較
を行なう場合には、トリマーの微小な刃欠けを検出する
ことはできない。
【0009】また、特公平6−35004号公報には、
冷間圧延機のハウジングに振動速度センサを取り付け、
このセンサの信号を圧延機の固有振動帯域の信号のみを
通すフィルタを通し、このフィルタを通った出力信号に
よりチャタリングを検出する方法が開示されている。し
かしながら、フィルタはある程度の帯域幅を有している
ので、同公報に記載の方法では、充分に雑音成分を除去
することができないという問題があった。
【0010】そこで本発明は、微小な回転刃の刃欠け
を、操業を中断することなくただちに確実に検出するこ
とができる回転刃欠け検出方法を提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転刃の刃欠
けを検出する回転刃欠け検出方法であって、前記回転刃
を軸支するチョックに取り付けられた振動計の出力を、
前記回転刃の各回転角度毎にN(但しNは自然数)回転
の周期にわたって平均することによって前記回転刃の1
回転の周期に対応する周波数成分を抽出し、この抽出さ
れた周波数成分のレベルを所定の閾値と比較することに
より前記回転刃の刃欠けの有無を検出することを特徴と
する。
【0012】
【作用】本発明においては、回転刃に刃欠けが発生した
場合、回転刃の1回転ごとに周期的な振動が発生するこ
とに着目して回転刃の刃欠けを検出する。
【0013】回転刃に刃欠けが発生した場合、回転刃の
刃欠け部分が被加工体に当接する度に被加工体と回転刃
に振動が発生する。この振動は、チョックに伝わり、チ
ョックに取り付けられた振動計により検出される。この
振動は角度検出器により検出された回転刃の各回転角度
毎にN(但しNは自然数)回転の周期にわたって平均さ
れる。回転刃の刃欠けに起因する振動は、回転刃の1回
転の周期に同期して発生するが、それ以外の原因で発生
する振動は、回転刃の1回転の周期に対して相関性がな
い。したがって、この平均化により回転刃の刃欠けに起
因する振動が抽出される。上記の処理によって回転刃の
1回転の周期に対応する周波数成分が抽出され、この抽
出された周波数成分のレベルが所定の閾値より大きくな
ったときに、回転刃に刃欠けが発生したと判断する。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の回転刃欠け検出方法を実施
するための処理ブロックを示す模式図である。なお、以
下の実施例においては、回転刃としてトリマー丸刃を例
に挙げて説明する。
【0015】トリマー丸刃1,2は、それぞれトリマー
丸刃チョック3,4により軸支されており、トリマー丸
刃1,2の間をストリップ5が矢印で示すパスラインに
沿って通過することにより、ストリップ5に対するトリ
ミングが行なわれる。
【0016】本実施例では、一方のトリマー丸刃チョッ
ク3には、装置の機械的振動を検出して電気信号に変換
する振動計6と、トリマー丸刃1の回転角度を検出する
ためのロータリエンコーダ等の角度検出器7が取り付け
られている。図2は、トリマー丸刃チョックに対する振
動計6の取り付け位置の具体例を示しており、振動計6
は、マグネット(図示せず)により上側トリマー丸刃チ
ョック3の上面中央部に固定されている。但し、振動計
6の取り付け位置はここに限定されるものではなく、装
置の構造、ライン速度等の操業条件等に応じて他の位置
に取り付けてもよい。振動計6と出力と角度検出器7の
出力は、信号処理装置8に供給される。
【0017】信号処理装置8は、振動計6の出力S1の
周波数成分の中の特定の周波数成分を通過させるバンド
パスフィルタ(BPF)9と、バンドパスフィルタ9の
出力S2に対して二乗処理を行なう二乗処理部10と、
二乗処理部10の出力S3に対して包絡線処理を行なう
包絡線処理部11と、角度検出器7により検出されたト
リマー丸刃1の各回転角度毎にN(但しNは自然数)回
転の周期にわたって平均化する平均化処理部12と、平
均化処理部12の出力S5を周波数解析し、トリマー丸
刃1の1回転の周期に対応する周波数成分を抽出し、こ
の抽出された周波数成分のレベルを所定の閾値と比較す
ることによりトリマー丸刃の刃欠けの有無を検出する刃
欠け有無判定部13とから構成されている。
【0018】次に、上述した図1に示す処理ブロックの
動作について説明する。
【0019】ストリップ5は、トリマー丸刃1,2の間
を矢印方向に通過することによりトリミングされる。こ
のとき、トリマー丸刃1,2に刃欠けがない場合には、
振動計6により検出される振動は、トリマー丸刃1,2
がストリップ5に連続的に接触することから生じる不規
則で小振幅の振動である。これに対して、トリマー丸刃
1,2に刃欠けが発生した場合には、トリマー丸刃1,
2の刃欠け部分がストリップ5に当接する度に振動が発
生する。この振動の周期Tは、ストリップ5の通板速度
をv(m/分)、トリマー丸刃1,2の直径D(m)と
したとき、下式で表される。
【0020】
【式1】 で表される。たとえば、v=60m/分、D=0.5m
の場合、振動の周期Tは、
【0021】
【式2】 となる。
【0022】図3は、振動計6の出力S1を示す波形図
である。なお、図3(a),(b),(c)は時間的に
連続している。以後の波形図についても同様である。図
3の波形図から判るように、振動計6からの生の出力S
1には、刃欠けに起因して発生する振動の他に各種の振
動が含まれている。なお、ここでは、実験のために2か
所の刃欠けを有するトリマー丸刃を使用している。ま
た、角度検出器7からは、角度検出信号SAとして、ト
リマー丸刃1の基準角度からの回転角度を示す角度検出
信号SAが出力される。
【0023】次に、振動計6からの出力は、バンドパス
フィルタ9に供給される。本実施例においては、バンド
パスフィルタ9として、中心周波数350Hzで帯域幅
は150Hzのものを使用しており、刃欠けに起因して
発生する振動の周期に対応する周波数成分近傍の信号を
選択的に通過させるようにしている。図4は、バンドパ
スフィルタの出力S2を示す波形図である。この波形図
から判るように、刃欠けに起因して発生する振動の周期
の信号に比べて、他の周期を有する信号の振幅は大きく
減少している。
【0024】次に、バンドパスフィルタ9の出力S2
は、二乗処理部10に供給される。この二乗処理部10
により、出力S2が二乗され、信号の極性が一方向に揃
えられると共に、小振幅の信号は圧縮され大振幅の信号
は伸長される。図5は、二乗処理部10の出力を示す波
形図である。この波形図から判るように、微小振幅の背
景雑音は抑圧されており、刃欠けに起因して発生する振
動の周期の信号が抽出される。
【0025】次に、二乗処理部10の出力S3は、包絡
線処理部11に供給され振動出力の包絡線が求められ
る。この包絡線処理により振動の各振幅のピークが連結
され、振動信号を時間で積分したときのエネルギが増加
する。図6は、包絡線処理部11の出力S4を示す波形
図である。
【0026】次に、二乗処理部10の出力S4は、角度
検出器7からの角度検出信号SAと共に平均化処理部1
2に供給される。平均化処理部12においては、先ず、
二乗処理部10の出力S4が、角度検出信号SAに同期
して、平均化処理部12の内部に設けられた図示しない
記憶装置に順次記憶される。すなわち、角度検出信号S
Aが示す回転角度に対応する値をアドレスとして、二乗
処理部10の出力S4がトリマー丸刃1のN(但しNは
自然数)回転分について記憶される。したがって、平均
化処理部12に内蔵された記憶装置には、表1で示すよ
うな型式で二乗処理部10の出力S4のデータD10〜D
NMが記憶される。ただし、Mは360°を角度検出間隔
で割った値であり、θ0 は0°、θM は360°であ
る。
【0027】
【表1】 次に、二乗処理部10の出力S4のN回転分のデータを
各回転角度毎に加算し、Nで除算することにより平均値
を求める。たとえば、回転角度θ1 における平均値D1
は、(D11+D21+D31+・・・・+DN1)/Nとな
る。図7は、平均化処理部12の出力S5を示す波形図
である。
【0028】トリマー丸刃1の刃欠けに起因して発生す
る振動は、トリマー丸刃1の回転に同期して略一定の振
幅を有しているのに対して、それ以外の原因で発生する
振動は、トリマー丸刃1の回転とは相関がなく、且つそ
の振幅はトリマー丸刃1の刃欠けに起因して発生する振
動より小さいので、上述したように、各回転角度におい
てN回転分の平均をとることにより、トリマー丸刃1の
回転に同期して発生する振動の振幅は維持されるの対し
て、トリマー丸刃1の回転に同期しないその他の振動、
すなわち、雑音の振幅は小さくなる。すなわち、雑音N
に対する信号Sの比(S/N)が高くなる。これによ
り、トリマー丸刃1の刃欠けに起因して発生する振動の
みを確実に検出することができる。
【0029】図8は、振動計6の出力S1、バンドパス
フィルタ9の出力S2、二乗処理部10の出力S3、包
絡線処理部11の出力S4、平均化処理部12の出力S
5のそれぞれにおけるS/Nの例を示すグラフであり、
この図から判るように、平均化処理部12において、各
回転角度においてN回転分の平均をとることによりS/
Nを大幅に改善することができる。
【0030】次に、平均化処理部12の出力は、刃欠け
有無判定部13に供給される。刃欠け有無判定部13に
おいては、平均化処理部12の出力が所定の閾値と比較
され、閾値を超えたときには、トリマー丸刃に刃欠けが
発生したと判定され、刃欠け有無判定部13からアラー
ムが出力される。なお上記閾値は、製品の材質、サイ
ズ、要求品質レベル等に応じて設定されるものである。
【0031】なお、上述の実施例においては、回転刃と
してトリマー丸刃を例に挙げて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、条切りカッター等の他の
種類の回転刃に対しても本発明を適用することができ
る。
【0032】
【発明の効果】本発明においては、回転刃の振動を回転
刃のN(但しNは自然数)回転の周期にわたって平均
し、回転刃の1回転の周期に対応する周波数成分を抽出
し、この抽出された周波数成分のレベルを所定の閾値と
比較することにより回転刃の刃欠けの有無を検出してい
るので、以下の効果を奏する。
【0033】(1)回転刃欠けをその発生直後に検出す
ることが可能となり、刃欠けに起因したトリム面不良不
合格の発生をほぼゼロにすることができる。
【0034】(2)オペレータが加工面を目視検査する
ために操業を中断する必要がないので、操業能率が向上
する。
【0035】(3)S/Nが高いので微小な刃欠けでも
検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回転刃欠け検出方法を実施するため
の処理ブロックを示す模式図である。
【図2】 トリマー丸刃チョックに対する振動計の取り
付け位置の具体例を示す説明図である。
【図3】 振動計6の出力S1を示す波形図である。
【図4】 バンドパスフィルタの出力S2を示す波形図
である。
【図5】 二乗処理部10の出力S3を示す波形図であ
る。
【図6】 包絡線処理部11の出力S4を示す波形図で
ある。
【図7】 平均化処理部12の出力S5を示す波形図で
ある。
【図8】 各処理部でのS/Nを示すグラフである。
【符号の説明】
1,2…トリマー丸刃、3,4…トリマー丸刃チョッ
ク、5…ストリップ、6…振動計、7…角度検出器、8
…信号処理装置、9…バンドパスフィルタ、10…二乗
処理部、11…包絡線処理部、12…平均化処理部、1
3…刃欠け有無判定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転刃の刃欠けを検出する回転刃欠け検
    出方法であって、前記回転刃を軸支するチョックに取り
    付けられた振動計の出力を、前記回転刃の各回転角度毎
    にN(但しNは自然数)回転の周期にわたって平均する
    ことによって前記回転刃の1回転の周期に対応する周波
    数成分を抽出し、この抽出された周波数成分のレベルを
    所定の閾値と比較することにより前記回転刃の刃欠けの
    有無を検出することを特徴とする回転刃欠け検出方法。
JP22484994A 1994-09-20 1994-09-20 回転刃欠け検出方法 Withdrawn JPH0890009A (ja)

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JP22484994A JPH0890009A (ja) 1994-09-20 1994-09-20 回転刃欠け検出方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007015379A1 (ja) * 2005-08-04 2007-02-08 Lintec Corporation シート切断装置及び切断方法
JP2019206028A (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 Jfeスチール株式会社 冷間圧延における異常振動検出方法

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