JPH1034502A - ロール研削加工方法およびロール変位検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難しい操作や熟練を要することなくジャーナ
ル部、ロール胴部などのロール各部を高精度に研削する
ロール研削加工方法を提供すること。 【解決手段】 ロールＷの両端をワークセンタ１１、１
５によって支持し、ロールＷの両端部にあるジャーナル
部Ｊの外周面を受金３１、３３によって支持すると共に
受金３１、３３をサーボ駆動装置によってジャーナル部
Ｊの径方向に前進駆動し、ジャーナル部Ｊが径方向の所
定微少量変位するまで受金３１、３３をジャーナル部Ｊ
に押し付けた状態でロールを研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロール研削加工
方法およびロール変位検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、ロール研削盤によるロール
研削では、ロールの両端をワークセンタによって支持し
た状態でロールの両端部にあるジャーナル部の仕上げ研
削を行い、この仕上げ研削が完了した後に受金によって
ジャーナル部を支持し、ワークセンタを逃がして受金の
みによるジャーナル部支持状態で胴部などのロール各部
の研削を行っている。

【０００３】即ち、従来は、ワークセンタによる支持
と、受金による支持とが使い分けることが慣習となって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のロ
ール研削では、ジャーナル部の仕上げ研削はワークセン
タのみによる支持状態で行われるから、ロール軸長が長
いものであると、ジャーナル部の振れが大きく、仕上げ
研削に時間がかかると共に仕上げ精度に限界が生じる。

【０００５】また、ジャーナル部の仕上げ研削後は受金
によるジャーナル部の支持によりロール胴部などのロー
ル各部を研削するが、ジャーナル部の振れがあると、ロ
ール各部の真円度などが悪化する。

【０００６】ジャーナル部の振れ精度を向上させるため
に、ジャーナル部を受金によって支持した状態のままジ
ャーナル部の修正研削が行われるが、現状の受金による
２点支持では略三角形状や略五角形状の等長ひずみ円に
加工される虞れがある。これを防止する手段として、受
金によるジャーナル部の支持を２点から３点にすること
が必要であるが、操作に熟練を要する。

【０００７】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、難しい操作や熟練を要することな
くジャーナル部、ロール胴部などのロール各部を高精度
に研削するロール研削加工方法およびこの方法の実施に
使用されるロール変位検知装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１によるロール研削加工方法は、ロールの
両端をワークセンタによって支持し、ロールの両端部に
あるジャーナル部の外周面を受金によって支持すると共
に受金をサーボ駆動装置によってジャーナル部の径方向
に前進駆動し、ジャーナル部が径方向の所定微少量変位
するまで受金をジャーナル部に押し付けた状態でロール
を研削するものである。

【０００９】この発明によるロール研削加工方法では、
ロールの両端をワークセンタによって支持した状態で、
ジャーナル部が径方向に所定微少量変位するまで受金を
ジャーナル部に押し付けて受金によってジャーナル部を
支持することにより、ロールの支持剛性が向上し、振れ
のない研削が安定して行われる。

【００１０】請求項２によるロール研削加工方法は、請
求項１に記載のロール研削加工方法において、ロールを
隔てて受金と概ね対向する位置にてジャーナル部の径方
向変位が所定値になったことを検出し、ジャーナル部の
径方向変位が所定値になったことの検出により受金の前
進駆動を停止するものである。

【００１１】この発明によるロール研削加工方法では、
ジャーナル部の径方向変位が所定値になったことの検出
により受金の前進駆動を停止する。

【００１２】請求項３によるロール研削加工方法は、請
求項１または２に記載のロール研削加工方法において、
受金をジャーナル部に押し付けた状態でジャーナル部を
仕上げ研削し、仕上げ研削量に応じて受金の前進位置を
修正し、受金のジャーナル部に対する最適押し付け状態
を維持するものである。

【００１３】この発明によるロール研削加工方法では、
仕上げ研削量に応じて受金の前進位置が修正されること
により、ジャーナル部の仕上げ研削によってジャーナル
径が小さくなっても受金のジャーナル部に対する押し付
け状態が変動することがない。

【００１４】請求項４によるロール変位検知装置は、ロ
ール径方向に前後進可能に設けられたセンサヘッドと、
前記センサへッドを任意のロール径方向位置に固定する
クランプ手段と、前記センサヘッドに取り付けられ接触
子がロール外周面に接触したことを検出するタッチセン
サと、前記センサヘッドに取り付けられ前記接触子より
所定微少量前進した前進位置と、前記前進位置より後退
した後退位置との間に移動可能に設けられた位置決めス
トッパとを有しているものである。

【００１５】この発明によるロール変位検知装置では、
位置決めストッパを前進位置に位置された状態でセンサ
ヘッドを前進移動させ、位置決めストッパがロール外周
面に当接した状態でクランプ手段によりセンサヘッドを
固定し、この後に位置決めストッパを後退位置に後退さ
せる。これにより接触子とロール外周面との間に所定微
少量による間隙が与えられ、ロールが径方向に所定微少
量変位することにより接触子がロール外周面に接触し、
このことがタッチセンサによって検出される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。

【００１７】図１、図２はこの発明によるロール研削加
工方法の実施に使用されるロール研削盤の実施の形態を
示している。ロール研削盤は、往復台搭載用ベット１上
をＺ軸方向（ロール軸線方向であり、図１で見て左右方
向）に往復動する往復台３と、往復台３上に搭載されて
Ｘ軸方向（図２で見て左右方向）に往復動し、砥石車５
を回転可能に支持する砥石台７と、ワーク搭載用ベット
９の図１にて左端部に配置され、ワークセンタ付き主軸
１１を有する主軸台１３と、ワーク搭載用ベット９上に
Ｚ軸方向に配置位置変更可能に配置され、ワークセンタ
１５を有する心押し台１７と、主軸台１３と心押し台１
７との間のワーク搭載用ベット９上に配置された二つの
ロール受台１９とを有している。なお、図１にて符号Ｃ
は、ワークセンタ付き主軸１１とワークセンタ１５との
間に配置されるロールＷ（図６参照）のロール中心軸線
である。

【００１８】往復台３にはアーム２１によってロール径
計測器２３が取り付けられている。ロール径計測器２３
は、ワーク搭載用ベット９上をＸ軸方向（ロール径方
向）に水平に延在するクロスビーム２５に各々Ｘ軸方向
に移動する一対の測定子２７、２９を有し、測定子２７
と測定子２９とのＸ軸方向の座標位置差によりロール径
（直径）計測を行う。

【００１９】ロール受台１９にはロールＷの両端部に設
けられているジャーナル部Ｊ（図６参照）の外周面と対
接してジャーナル部Ｊを支持する下側受金３１と上側受
金３３が各々設けられている。下側受金３１と上側受金
３３は各々ワークセンタ付き主軸１１とワークセンタ１
５とにより両端支持されたロールの径方向に移動可能で
あり、図示されていないサーボモータにより各々個別に
駆動される。

【００２０】クロスビーム２５にはロール変位検知装置
３５が取り付けられている。ロール変位検知装置３５
は、ロールＷを隔てて下側受金３１と概ね対向する位置
にあり、図３、図４に示されているように、クロスビー
ム２５に固定されたリニアガイド部材３７と、リニアガ
イド部材３７に係合してロール径方向に前後進（略上下
動）可能なスライダ３９およびスライダ３９の下端部に
取り付けられたセンサヘッド４１と、スライダ３９を上
下動する流体圧シリンダ装置４３と、スライダ３９を任
意のロール径方向位置に固定するクランプシリンダ装置
４５とを有している。

【００２１】流体圧シリンダ装置４３とスライダ３９と
の連結関係は、図３に示されているように、流体圧シリ
ンダ装置４３のピスントロッド４３ａの先端に取り付け
られた連結子４３ｂとスライダ３９に固定されたブラケ
ット４７との遊び付き係合により長さＬの範囲で相対変
位可能になっている。

【００２２】スライダ３９は流体圧シリンダ装置４３の
ピスントロッド４３ａの降下前進に応じて自重により降
下し、この降下によってセンサヘッド４１に取り付けら
れている後述の位置決めストッパ４９がジャーナル部Ｊ
の外周面に当接すると、それ以上はスライダ３９は降下
できず、流体圧シリンダ装置４３のピスントロッド４３
が引き続き降下前進することによって連結子４３ｂがブ
ラケット４７に対して降下方向へ相対変位することにな
る。このことはブラケット４７に取り付けられた着座検
知センサ５１により検知される。

【００２３】図５、図６に示されているように、センサ
ヘッド４１には枢軸５３によってＬ形の検知レバー５５
が回動可能に取り付けられており、検知レバー５５の下
部水平片部に接触子５６が取り付けられている。検知レ
バー５５は、ばね５７により図５で見て反時計廻り方向
へ付勢され、定常状態ではセンサヘッド４１に取り付け
られたストッパピン５９に当接して垂直姿勢を保ち、接
触子５７が上方へ押されることにより枢軸５３を中心と
して図５で見て時計廻り方向へ回動する。検知レバー５
５の垂直片部の上端近傍部にはセンサヘッド４１に取り
付けられたタッチセンサ６１と対向するパッド６３が固
定されており、検知レバー５５の上述の回動によりパッ
ド６３がタッチセンサ６１に接近し、接触子５７がロー
ル外周面に接触したことがタッチセンサ６１によって検
出される。

【００２４】位置決めストッパ４９は、接触子５６より
所定微少量前進した前進位置と、前記前進位置より後退
した後退位置との間に移動可能にセンサヘッド４１に設
けられており、センサヘッド４１に内蔵されている図示
されていない流体圧シリンダ装置により前進位置と後退
位置との間に駆動される。

【００２５】図７に示されているように、この発明によ
るロール研削加工方法では、ロールＷの両端をワークセ
ンタ付き主軸１１とワークセンタ１５とによって両端支
持し、ロールＷの両端部にあるジャーナル部Ｊの外周面
を下側受金３１、上側受金３３によって支持すると共に
下側受金３１、上側受金３３を受け台９に設けられてい
る図示省略のサーボモータによってジャーナル部Ｊの径
方向に前進駆動し、ジャーナル部Ｊが径方向の所定微少
量Δａ（図８参照）だけ変位するまで下側受金３１をジ
ャーナル部Ｊに押し付け、またジャーナル部Ｊが径方向
の所定微少量Δｂだけ変位するまで上側受金３３をジャ
ーナル部Ｊに押し付け、この状態でロールＷのジャーナ
ル部Ｊ、胴部Ｄを研削する。

【００２６】これによりロールＷの両端をワークセンタ
付き主軸１１とワークセンタ１５とによって支持した状
態で、ジャーナル部Ｊが径方向に所定微少量変位するま
で下側受金３１、上側受金３３をジャーナル部Ｊに押し
付け、下側受金３１、上側受金３３によってジャーナル
部Ｊを支持することにより、ロールての支持剛性が向上
し、振れのない研削が安定して行われる。

【００２７】上述のような支持状態での、即ち下側受金
３１、上側受金３３をジャーナル部Ｊに押し付けた状態
でのジャーナル部Ｊの仕上げ研削においては、仕上げ研
削量に応じて下側受金３１、上側受金３３の前進位置を
修正し、下側受金３１、上側受金３３のジャーナル部Ｊ
に対する最適押し付け状態を維持する。これによりジャ
ーナル部Ｊの仕上げ研削によってジャーナル径が小さく
なっても下側受金３１、上側受金３３のジャーナル部Ｊ
に対する押し付け状態が変動することがなく、振れが少
なく、真円度が高いジャーナル仕上げ研削が行われる。
また、この後に行われる胴部Ｄなどの研削においても、
ワークセンタを逃がさなくても受金部での発熱がなく、
ロールの振れ動きが小さい状態で行われ、高精度な研削
が行われることになる。

【００２８】下側受金３１の押し付けによってジャーナ
ル部Ｊが所定微少量Δａだけ変位したことの計測（検
出）は、ロールＷを隔てて下側受金３１と概ね対向する
位置にて検知レバー５５とタッチセンサ６１により行う
ことができ、上側受金３３の押し付けによってジャーナ
ル部Ｊが所定微少量Δｂだけ変位したことの計測（検
出）は、ロール径計測器２３の測定子２７により行うこ
とができ、ジャーナル部Ｊの径方向変位が所定値になっ
たことの検出により下側受金３１、上側受金３３の押の
前進駆動を停止する。

【００２９】次に図８（ａ）〜（ｂ）を参照して下側受
金３１の押し付けによってジャーナル部Ｊを所定微少量
Δａだけ変位させる手順を説明する。位置決めストッパ
４９を前進位置に位置された状態で流体圧シリンダ装置
４３によってスライダ３９、センサヘッド４１を前進移
動（降下移動）させ、図８（ａ）に示されているよう
に、位置決めストッパ４１がロール外周面に当接したこ
とが着座検知センサ５１によって検知された時点でクラ
ンプシリンダ装置４５によってスライダ３９、センサヘ
ッド４１を固定する。固定完了後に図８（ｂ）に示され
ているように、位置決めストッパ４１を後退位置に後退
させる。これにより検知レバー５５の接触子５６とロー
ル外周面との間に所定微少量Δａによる間隙が確実に与
えられる。

【００３０】この後に、下側受金３１をサーボモータ
（図示省略）によって前進させて下側受金３１をジャー
ナル部Ｊに押し付け、ジャーナル部Ｊを径方向に弾性変
位させる。ジャーナル部Ｊが径方向に所定微少量Δａだ
け変位すると、図８（ｃ）に示されているように、接触
子５６がロール外周面に接触し、検知レバー５５が押さ
れて回動することによりタッチセンサ６１がオンする。
このタッチセンサ６１のオン信号によってサーボモータ
（図示省略）による下側受金３１の前進駆動を停止す
る。これにより下側受金３１はジャーナル部Ｊを所定微
少量Δａだけ変位させた状態でジャーナル部Ｊを押し付
け支持する。

【００３１】なお、この押し付け支持動作が完了すれ
ば、研削の開始に先だって流体圧シリンダ装置４３によ
ってスライダ３９、センサヘッド４１を退避移動（上昇
移動）させる。

【００３２】次に図９を参照して上側受金３３の押し付
けによってジャーナル部Ｊを所定微少量Δｂだけ変位さ
せる手順を説明する。ジャーナル部Ｊに径方向変位を与
えていない初期状態で、ロール径計測器２３の測定子２
７によってジャーナル部Ｊの外周面位置を検出してお
き、上側受金３３をサーボモータ（図示省略）によって
前進させて下側受金３１をジャーナル部Ｊに押し付け、
ジャーナル部Ｊを径方向に弾性変位させる。この押し付
け過程においてロール径計測器２３の測定子２７によっ
てジャーナル部Ｊの外周面位置をインプロセスで連続的
に計測し、この計測値と初期値との差が所定微少量Δｂ
になれば、サーボモータ（図示省略）による上側受金３
１の前進駆動を停止する。これにより上側受金３１はジ
ャーナル部Ｊを所定微少量Δｂだけ変位させた状態でジ
ャーナル部Ｊを押し付け支持する。

【００３３】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定
されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施
の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１によるロール研削加工方法によれば、ロールの両端を
ワークセンタによって支持した状態で、ジャーナル部が
径方向に所定微少量変位するまで受金をジャーナル部に
押し付けて受金によってジャーナル部を支持することに
より、ロールの支持剛性が向上し、振れのない研削が安
定して行われ、難しい操作や熟練を要することなく高精
度研削が行われるようになる。

【００３５】請求項２によるロール研削加工方法によれ
ば、ジャーナル部の径方向変位が所定値になったことの
検出により受金の前進駆動を停止するから、ジャーナル
部に所要量の径方向変位が的確に与えられるようにな
り、高精度研削が行われる。

【００３６】請求項３によるロール研削加工方法によれ
ば、仕上げ研削量に応じて受金の前進位置が修正され、
ジャーナル部の仕上げ研削によってジャーナル径が小さ
くなっても受金のジャーナル部に対する押し付け状態が
変動することがないから、振れが少なく、真円度が高い
ジャーナル仕上げ研削が行われ、この後に行われる胴部
などの研削においても、ワークセンタを逃がさなくても
受金部での発熱がなく、ロールの振れ動きが小さい状態
で行われ、高精度な研削が行われることになる。

【００３７】請求項４によるロール変位検知装置によれ
ば、位置決めストッパを前進位置に位置された状態でセ
ンサヘッドを前進移動させ、位置決めストッパがロール
外周面に当接した状態でクランプ手段によりセンサヘッ
ドを固定し、この後に位置決めストッパを後退位置に後
退させることにより接触子とロール外周面との間に所定
微少量による間隙が与えられ、ロールが径方向に所定微
少量変位することにより接触子がロール外周面に接触
し、このことがタッチセンサによって検出されるから、
ジャーナル部に所要量の径方向変位が的確に与えられる
ようになり、高精度研削が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるロール研削加工方法の実施に使
用されるロール研削盤の正面図である。

【図２】この発明によるロール研削加工方法の実施に使
用されるロール研削盤の側面図である。

【図３】この発明によるロール変位検知装置の一つの実
施の形態を示す要部の側面図である。

【図４】図３の線Ａ−Ａによる断面図である。

【図５】この発明によるロール変位検知装置のストッパ
部分の側面図である。

【図６】この発明によるロール変位検知装置のストッパ
部分の正面図である。

【図７】この発明によるロール研削加工方法の実施要領
を示す説明図である。

【図８】（ａ）〜（ｂ）は下側受金の押し付けによって
ジャーナル部を所定微少量だけ変位させる手順を示す説
明図である。

【図９】上側受金の押し付けによってジャーナル部を所
定微少量だけ変位させる手順を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 往復台搭載用ベット ３ 往復台 ５ 砥石車 ７ 砥石台 ９ ワーク搭載用ベット １１ ワークセンタ付き主軸 １３ 主軸台 １５ ワークセンタ １７ 心押し台 １９ ロール受台 ２３ ロール径計測器 ２５ クロスレール ２７、２９ 測定子 ３１ 下側受金 ３３ 上側受金 ３５ ロール変位検知装置 ３９ スライダ ４５ クランプシリンダ装置 ５１ 着座検知センサ ５５ 検知レバー ５６ 接触子 ６１ タッチセンサ

フロントページの続き (72)発明者 多々良 正行 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 加部 晴記 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 小林 宏征 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 池田 修一 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 一見 恒雄 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 岡本 和明 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 清水 啓次 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールの両端をワークセンタによって支
   持し、ロールの両端部にあるジャーナル部の外周面を受
   金によって支持すると共に受金をサーボ駆動装置によっ
   てジャーナル部の径方向に前進駆動し、ジャーナル部が
   径方向の所定微少量変位するまで受金をジャーナル部に
   押し付けた状態でロールを研削することを特徴とするロ
   ール研削加工方法。
2. 【請求項２】 ロールを隔てて受金と概ね対向する位置
   にてジャーナル部の径方向変位が所定値になったことを
   検出し、ジャーナル部の径方向変位が所定値になったこ
   との検出により受金の前進駆動を停止することを特徴と
   する請求項１に記載のロール研削加工方法。
3. 【請求項３】 受金をジャーナル部に押し付けた状態で
   ジャーナル部を仕上げ研削し、仕上げ研削量に応じて受
   金の前進位置を修正し、受金のジャーナル部に対する最
   適押し付け状態を維持することを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のロール研削加工方法。
4. 【請求項４】 ロール径方向に前後進可能に設けられた
   センサヘッドと、 前記センサへッドを任意のロール径方向位置に固定する
   クランプ手段と、 前記センサヘッドに取り付けられ、接触子がロール外周
   面に接触したことを検出するタッチセンサと、 前記センサヘッドに取り付けられ、前記接触子より所定
   微少量前進した前進位置と、前記前進位置より後退した
   後退位置との間に移動可能に設けられた位置決めストッ
   パと、 を有していることを特徴とするロール変位検知装置。