JPH0890397A - 鋼板の微小欠陥検出用砥石掛け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板の表面に発生する凹凸状の微小欠陥を検
査する目的で使用する砥石の砥石掛け構造を提供する。 【構成】 ブロック状の砥石を鋼板表面に押し付けて微
小欠陥を磨き出す砥石掛け装置に取付けられる砥石掛け
構造であって、前記砥石を保持する砥石砕体と、この砥
石砕体を弾性体で垂直方向に可動自在に支持する弾性支
持機構と、この弾性支持機構と前記砥石掛け装置の先端
に取付けられた砥石掛けヘッドとの間に力センサを装着
することにより、砥石を鋼板表面にフィットするように
追従させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼板の微小欠陥検出用砥
石掛け構造に係り、特に鋼板の表面に発生する凹凸状の
微小欠陥を検査する目的で使用する砥石の砥石掛け構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所で製造される冷延鋼板やめっき鋼
板などの鋼板の表面には、その製造工程や通板工程にお
けるロールなどの表面に付着したゴミや異物によって凹
凸の微小欠陥を生じることがある。この微小欠陥は欠陥
検出センサによる走間検査や目視による静止検査でも発
見しにくい微小なものもあり、この鋼板が自動車や電気
製品などにプレス加工される際に疵となって製品品質を
損なうことになる。

【０００３】そこで、目視検査でも検出ができない凹凸
状の微小欠陥を検出し易くするために、検査員が砥石で
鋼板表面を軽く研磨し、凹凸部を磨き出して目視等で検
出できるようにして検査している。すなわち、この砥石
掛けによって図５に示すように、鋼板１の正常部位に比
べ微小凸欠陥部１ａは砥石のかかりが強い一方、微小凹
欠陥部１ｂは砥石のかかりが弱く、その欠陥部によって
光沢が異なることになるから、この光沢の微妙な違いに
より鋼板１の凹凸状の微小な欠陥を検出することができ
る。

【０００４】ところで、近年、このような人手で行って
いた砥石掛け作業を自動化すべく、種々の装置化が進め
られている。その自動化装置に際しては、以下のような
条件が要求されている。 ラインを停止して検査台上の水平に置かれた状態、
あるいは垂直に置かれた状態で、鋼板の表面と裏面を同
時に検査ができること。 また、操業を阻害しないようにするために、鋼板が
搬送されているときに検査ができること。 さらに、たるみやゆがみなどの大きな変形に加え
て、耳伸びや腹伸びなど平坦でなく部分的に変形してい
る鋼板の表面状況にフィットして均一に砥石掛けができ
るようにすること。

【０００５】このような要請に対して、たとえば特開平
５−306977号公報には、研磨用砥石をストリップ表面に
押し付ける昇降機構と、該昇降機構をストリップ幅方向
に移動させる幅移動機構とを備え、さらに前記昇降機構
をストリップ長手方向に移動させる長手移動機構をも備
えたストリップ欠陥検査用自動砥石掛け装置が提案され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平５−306977号の自動砥石掛け装置に、検査員が
砥石掛けに使用しているたとえば直方体や円柱体とされ
るブロック状の形状をした砥石を直接取付けて使用しよ
うとすると、前記したたるみやゆがみなどによって表面
状況が大きく変形している鋼板には追従できずに均一な
研磨を行うことができないという問題がある。

【０００７】そこで、上記したブロック状の砥石に代え
て、たとえば特開平５−301168号公報に開示されてい
る、弾性係数の異なる弾性部材から形成される弾性体層
と該弾性体層に積層される研磨層とからなり、前記弾性
体層のうち前記研磨層に接する部分またはその近傍部分
の弾性係数をその他の部分の弾性係数より大きくなるよ
うに形成させたストリップ欠陥検出用砥石の構造を用い
ることが提案されている。

【０００８】しかし、この特開平５−301168号の砥石で
あっても、鋼板の局部的な変形には追従することができ
ないし、砥石そのものを製造するコストが高くつくから
経済的でなく、また使用される弾性体は金属層と不織布
層とゴム層の３層構造とされるから、その弾性範囲内で
フレキシブルに伸び縮みし得る量はごく少ない量である
という欠点がある。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決すべくなされたものであって、鋼板の局部変
形に追従が容易で、また走間で搬送される鋼板に対して
も均一な砥石掛けができる鋼板の微小欠陥検出用砥石掛
け構造を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブロック状の
砥石を鋼板表面に押し付けて微小欠陥を磨き出す砥石掛
け装置に取付けられる砥石掛け構造であって、前記砥石
を保持する砥石砕体と、この砥石砕体を弾性体で垂直方
向に可動自在に支持する弾性支持機構と、この弾性支持
機構と前記砥石掛け装置の先端に取付けられた砥石掛け
ヘッドとの間に力センサを装着したことを特徴とする鋼
板の微小欠陥検出用砥石掛け構造である。

【００１１】なお、前記弾性支持機構を、上下２枚の円
形状部材とこれら円形状部材を接続する中空部材からな
る取付けブラケットと、一方の端部がピストン状とされ
て前記中空部材に内接して可動自在とされ、他方の端部
が球面状とされて前記砥石砕体に固定された球面座支持
台によって回転自在に保持される支持軸と、前記下側の
円形状部材と前記砥石砕体との間に装着される弾性体と
で構成するのがよく、また前記力センサに６軸力覚セン
サを用いるのがよい。

【００１２】

【作 用】本発明によれば、鋼板表面に砥石を押し付け
たときの押付力を力センサで検出して一定の接触圧の制
御を行うようにしたので、鋼板のたるみやゆがみあるい
は耳伸び、腹伸びなどの変形に対して砥石を鋼板表面に
フィットするように追従させることができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照して詳しく説明する。図１は本発明に係る砥石掛け構
造の一実施例を示す一部断面を含む概要図である。図に
おいて、２は鋼板１を研磨する砥石で、その形状は直方
体あるいは円柱体、その他固形のブロック状とされる。
３は砥石２を保持する砥石砕体で、砥石２の形状に合わ
せて形成され、その上部にスプリング受枠４を備えてい
る。５は砥石砕体３に螺合して砥石２を砥石砕体３に固
定するセットねじである。

【００１４】６は取付けブラケットで、２枚の円形状部
材６ａ，６ｂとこれらを接続する中空部材６ｃとでエの
字状に形成され、その下部にはスプリング受枠７が設け
られる。８は支持軸で、その一端８ａはピストン状とさ
れて取付けブラケット６の中空部材６ｃの中空部に内接
して垂直方向に可動自在とされ、その他端８ｂは球面状
とされて砥石砕体３に取付けられた球面座支持台９によ
って回転自在に保持される。

【００１５】10は砥石砕体３上部のスプリング受枠４と
取付けブラケット６下部のスプリング受枠７との間に装
着されるコイルスプリングなどの弾性体であり、砥石砕
体３の姿勢を追従保持する機能を有する。なお、この弾
性体10には皿ばねなどを用いることもできる。11はたと
えばひずみゲージを用いた力センサで、その下部は取付
けブラケット６の円形状部材６ａに取付けねじ12で固定
され、またその上部は砥石掛けヘッド13に取付けられた
円形状部材14に取付けねじ15で固定される。この力セン
サ11としては、たとえば各軸方向の力３成分と各軸まわ
りのモーメント３成分を同時に検出する高性能な６軸力
覚センサ（たとえばニッタ（株）のＵＦＳシステムな
ど）が適当である。

【００１６】このように構成された砥石掛け構造20を用
いて鋼板１の砥石掛けを行い、微小凸欠陥部１ａおよび
微小凹欠陥部１ｂを磨き出す場合は図２に示すような砥
石掛け装置に組み込むことによって自動操作がなされ
る。すなわち、この図において、21は鋼板１を矢印方向
に搬送する複数のピンチロール22，22を含む鋼板搬送ラ
イン、23はこの鋼板搬送ライン21を跨いで取付けられる
門型の取付け架台である。24はたとえばマニプレータ25
を備えた多関節ロボットからなる砥石操作装置であり、
マニプレータ25の先端に固定された砥石掛けヘッド13を
介して本発明の砥石掛け構造20が取付けられる。なお、
砥石操作装置24は駆動装置26を介して取付け架台23に設
けられた移動レール27に沿って鋼板１の幅方向に移動自
在とされる。

【００１７】図３は砥石操作装置24の制御系統を示すも
ので、力センサ11で検出された３軸方向の荷重信号を力
センサ制御ユニット31に入力して演算し、中央処理装置
32からの指令に基づいて位置制御ユニット33を介してロ
ボットのマニプレータ25および駆動装置26を制御する。
なお、中央処理装置32には、研磨される鋼板１の寸法と
か硬さ等の条件に応じて、鋼板１の幅方向の研磨範囲
や、研磨回数、研磨スピード、砥石２の押付力等の研磨
条件がプリセットされる。

【００１８】そこで、砥石操作装置24を操作して鋼板搬
送ライン21を搬送される鋼板１の表面に砥石２を押し付
ける。このとき、たとえば鋼板１が図４に示すように角
度θだけ傾斜している場合は、力センサ11の設定内で支
持軸８のピストン部８ａの上昇位置がΔの寸法になるよ
うに弾性体10とバランスするように制御される。このよ
うに鋼板１面に変形があると、砥石２が鋼板１面に追従
するように弾性体10と球面座支持台９と支持軸８によっ
て動き、砥石２が鋼板１の表面を均一に研磨することが
できる。

【００１９】これにより、走間状態の鋼板はいうまでも
なく、取付け架台23をラインに対して並行に移動できる
ようにすれば静止状態の鋼板の全面の凹凸状の微小欠陥
を磨き出すことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼板表面に砥石を押し付けたときの押付力を力センサで
検出して、一定の接触圧の制御を行うようにしたので、
鋼板のたるみやゆがみあるいは耳伸び、腹伸びなどの変
形に対して砥石を鋼板表面にフィットするように追従さ
せることができ、鋼板が静止状態であっても走間状態で
あっても均一な砥石掛けを自動的に行うことが可能であ
る。これによって、冷延鋼板の焼鈍ラインやめっきライ
ンなどの連続処理ラインへの適用が可能であるから、省
力化や危険作業の排除ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る砥石掛け構造の一実施例を示す一
部断面を含む概要図である。

【図２】本発明の砥石掛け構造を適用する砥石掛け装置
の一例を示す斜視図である。

【図３】砥石掛け装置の制御系統の一例を示すブロック
図である。

【図４】本発明の砥石掛け構造の作用の説明図である。

【図５】(a) ，(b) は凹凸状の微小欠陥の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 砥石 ３ 砥石砕体 ４ スプリング受枠（弾性支持機構） ６ 取付けブラケット（弾性支持機構） ６ａ，６ｂ 円形状部材（弾性支持機構） ６ｃ 中空部材（弾性支持機構） ７ スプリング受枠（弾性支持機構） ８ 支持軸（弾性支持機構） ９ 球面座支持台（弾性支持機構） 10 弾性体（弾性支持機構） 11 力センサ 13 砥石掛けヘッド 14 円形状部材 20 砥石掛け構造 21 鋼板搬送ライン 22 ピンチロール 23 取付け架台 24 砥石操作装置 25 マニプレータ 26 駆動装置 27 移動レール 31 力センサ制御ユニット 32 中央処理装置 33 位置制御ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロック状の砥石を鋼板表面に押し付
   けて微小欠陥を磨き出す砥石掛け装置に取付けられる砥
   石掛け構造であって、前記砥石を保持する砥石砕体と、
   この砥石砕体を弾性体で垂直方向に可動自在に支持する
   弾性支持機構と、この弾性支持機構と前記砥石掛け装置
   の先端に取付けられた砥石掛けヘッドとの間に力センサ
   を装着したことを特徴とする鋼板の微小欠陥検出用砥石
   掛け構造。
2. 【請求項２】 前記弾性支持機構は、上下２枚の円形
   状部材とこれら円形状部材を接続する中空部材からなる
   取付けブラケットと、一方の端部がピストン状とされて
   前記中空部材に内接して可動自在とされ、他方の端部が
   球面状とされて前記砥石砕体に固定された球面座支持台
   によって回転自在に保持される支持軸と、前記下側の円
   形状部材と前記砥石砕体との間に装着される弾性体と、
   で構成されることを特徴とする請求項１記載の鋼板の微
   小欠陥検出用砥石掛け構造。
3. 【請求項３】 前記力センサに６軸力覚センサを用い
   ることを特徴とする請求項１または２記載の鋼板の微小
   欠陥検出用砥石掛け構造。