JPS5892809A - ロ−ル形状測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延機のロール形状をミルノ１クジングに組込
んだままの状態で測定し得るロール形状測定方法及びそ
の実施に使用する装置を提案するものである。

圧延機におけるロールの摩耗は不ｔｌＩＪ避であるので
、ロールは周期的に取替えられ、使用済のロールは再使
゛用のために研削に供される。ところがこのロール取替
には多大の労力を要し、ま九取替えてはみたものの、旧
ロールが未だ使用０Ｔ能な状急にあったり、逆に取替が
遅れて圧延不良を惹起する等の問題があった。このため
にミルハクジングにロールを組込んだまま、所謂インラ
インでロール形状を測定する方法が種々開発されている
。この方法としてはロールの軸心と平行になるようにロ
ール表面に沿って水平横架した架台に複数の距酸センナ
（差納トランス式、−流式、容敏式４）を収付けて、こ
の架台とロール表面との距離を検知してロールのプロフ
ィールを求めんとする方法が知られている。而して測定
精度としてはｌＯ〜３０声ＩＩＩ程度が必要であるにも
拘らず、測定の基準となる架台の寸法精度上の制約から
この精度を確保することは喰めて内錐である。即ち強振
蛎、且つ高温環境下にてロール軸心に対し安定した平行
度を維持させるためには経済性を度外視した仕様にせざ
るを得ないからである。

本発明＃ｉ所かる事情に鑑みてなされたものであつそ、
上記架台は距離センサの支持又は案内の役目を呆たせし
めるのみとし、測定の基準はレーデ等の光ビームに依る
こととして、実用性のある高績度麹定を可能とするロー
ル形状測定方法及びその実施に使用する装置を提供する
ことを目的とする。

本発明に係るロール形状測定方法は、ロール表面近傍に
投射した光ビームを測定基準とし、ロール表面に接触さ
せた測定子をロールと相対移動させ、前記測定基準に対
するロール半径方１１１ｊＪへの測定子多ｄＪ磁を測定
子に設けた光学式位１ｄセンサにて検出し、検出した移
切敏をロール形状データとすることを特徴とする。後述
するように光ビームはロール表面に平行的に形成するの
がよいが第８図に示すようにロールの軸断面プロフィー
ルを求めるだけである場合は、ロール表面に平行にする
必要は持にはない。

次に本発明方法をその実施に使用する装置を示す図面に
基き具体的に説明する。第１図は本発明装置の全体を示
す模式的平面図である。ロール１１を支承しているミル
ハクジング１２の入側（又は出側）には、ロール１１の
軸心１１ａと平行な２本の案内レール２１．２１が水平
に取付けられている。

この案内レール２１．２１には、第２図に側面視で示す
ように案内レール２１．２１に遊嵌合する溝’−２２ａ
、２２ａを下面に凹設し、溝２２ａ、　２２ｍ内に＃ｉ
断面、工学状をなす案内レール２１．２１の側面凹溝２
１ａ　、　２１ａ　Ｋ転接するローラ２２ｂ、　２２ｂ
が設けられている移動体２２が、案内レール２１，２１
０延設方向への移妨自在であって、これとは直交する方
１司（つ°まりロール１１へ接近、＠隔する方向及び上
下方向）への移動を口Ｉ及的に抑制するようにして保合
させである。移動体２２の左右側面には案内レール２１
．２１の左右端に設けたスプロケツ）　２３，２４に掛
は回したチェイン２５の両端が連結されており、右側の
スプロケット２４に連励連結したパルスモータ２６の正
逆回転により、移動体２２は案内レール２１．２１に案
内されて右行。

左行するようになっている。

第３図に示すように移動体２２上には内奏部に押しばね
２７を収納した保持筒２８が開口部をロール１１側に向
けて収付けられており、この保持１ｉ１２８内には丸棒
状の測定子２９が摺動自在に１且つ、回り止め及び抜は
止めを図って嵌合されている。測定子２９の先端には転
動自在のポール２９１が半球相当分を露出させて抱持さ
れている。

測定子２９の高さ位置はロール軸心１１ａと同高として
あり、押しばね２７の付勢力により測定子２９のホ０−
ル２９Ｊｌをロール１１の軸心１１ａを含む水平向の母
線に転接させつつ、パルスモーク２６の献納により左右
移動させ得るようＫしである。

保持筒２８の左側面には過大の窓２８ａが開設されてお
り、この窓２８ａをとおして覗かれる測定子２９の部分
には２次元の光学式位置センサ３１が、受光面を窓２８
ａ側にして収付けである。この位置センサ３１は受光面
に形成される光スポットの位置又は光スポットの重心位
置を直交座標糸にて特定させるための信号を発する素子
であり、例えば浜松テレビ製の半導体装置検出器５１２
００が用いられる。上記位置特定のための信号処理回路
５１は前置増幅！（位置センサ３１に一体的に組込まれ
ている）を除き移動体２２外に設けである。

案内レール２１．２１の左端部を外れた位置にはレーザ
ビーム発生器３２が、ロール軸心１１ａ、或は案内レー
ル２１．２１に平行になるように水平に右方へ向けてレ
ーデビームを投射すべく配してあり、その高さ及びロー
ル１１の表面からの離隔距離は光軸中心が窓２８ａの略
々中心に位置するように定めである。このレーザビーム
は測定基準となるものであるから、ミルハクレンズ１ｚ
ｂｎｎ＋Ｉに堅固に設けた架台（図示せず）にレーザビ
ーム発生器３２を収付ける。同じ架台には第４図に示す
ようにビーム拡紋用しンズ３３．収束位１１１調節用レ
ンズ３４及び収束用レンズ３５がこの順に、図示しない
鏡筒に収納されて配されている。このレンズ系はビーム
径を大として途中での塵埃による光学的損失を減少させ
ると共に、左右に移動する位置センサ３１に光スポット
を結像させるために設けたものである。レンズ系の焦点
深度が深くなるように設定しておく場合はロール１１−
の全長に亘る移動体２２又は位置センサ２１の＄切に対
してレンズ３４の移＃ｊｊ′Ｊ緻は少しで済む。３６ｔ
／′ｉレンズ３４を左右方向に移動させるためのパルス
モータであり、このパルスモータ３６の出力軸に設けた
ピニオンとレンズ３４の取付部材に設けたラック（いず
れも図示せず）とによりパルスモータ３６の回転がレン
ズ３４の駆動を行うようにしている。

５４はマイクロコンピュータ等を用いてなる演算ＷＩｆ
ｊｉＪ装置であって位置センサ３１の信号処理回路５１
の入力に基きロール形状を算出してこれをプロッタ５６
に記録させる外、パルスモータ２６゜３６夫々の駆動回
路５２．５３　ヘ／＜　７Ｌ／　スモー　り２６　。

３６の正逆回転、停止制御のための信号を発する。

その他５５Ｖｉロール１１に連動連結された回転エンコ
ーダであって、その出力信号はロール形状側定位１ｄｌ
ｔ　（周方（ｌｌｌＩ］）特定のためのデータとして演
算ｉｔｉ制御装置５４へ入力される。

次に演算制御装置５４による制御をこの装置の妨作と共
に説明する。演算制御装置５４に対し図示しない操作手
段によりリセット指令を与えると演算制御装＠５４は駆
動回路５２．５３へ所定信号を発してパルスモータ２６
，３６を逆転させ、測定子２９のボール２９ｍがロール
１１の左端近傍の周面に接し、またとの状融での位置セ
ンサ３１に光スポットを結像させるように測定子２９及
びレンズ３４を夫々初期位置に復帰させる。

而してロールの母線形状を測定すべき指示を演算制御装
＠５４に与えると演算制ｆｉＪ装置５４はパルスモータ
２６をステップ状°に正転させるべき信号を駆動回路５
２へ発する一方、パルスモータ２６の４１＆ステツプの
ｇｍＫつき１ステツプの割合でパルスモータ３６を正転
させるべき信号を駆動回路５３へ発する。所かる制御に
よりレーザビーム１−［幼体２２の右方への移＃に拘ら
ず位置センサ３１上に収束されて光スポットを形成する
ことになる。第５図は位１ｄセンサ３１の受光状籾を模
式的に示している。パルスモータ２６の正転によって＄
幼体２２が右方へ移動すると、測定子２９はロール１１
の表面に倣ってロール１１に対し接離移動するのに対し
、レーザビームはロール表向に平行的な一定不変の位１
１にあるから、位置センサ３１上のレーザ光のスポット
Ｐは位置センサ３１の２次元乎面におけろ水平方向（Ｘ
軸方向）へ移動することになる。゛信号処理回路５１は
スポットＰのＸ軸座標値に相当するアナログ出力（Ｘ出
力）を発するようにしてあり演算制御装置！５４は例え
ばパルスモータ２６のステップ駆動タイミングと同期し
て、このＸ出力をディジタルデータに変換して読込み、
これをロール半径に換算し、換算値をロール１１０軸長
方回位置と関連づけて＄６図に示す如き態様でプロッタ
５６にて記録させる。

ロール１１の軸長方向位置は、パルスモータ２６への駆
動信号数の計数にて特定される。また、Ｘ出力のロール
半径への換算はロール軸心１１ｇとり一ザピームとの離
隔距離、及び測定子２９０先噛と位（ｄセンサ３１（具
体的に＃ｉそのｘ　−ｙ座標系における原点）との離隔
距離を用いた涜可学的演算式によって行われる。ただプ
ロッタ５６による記像は第６図に示すようにロール半径
に比して十分小さい表面の変１を拡大表示する必要があ
るので、レーデビームから測定子２９先端までの距離と
しての換算を行わせてこれを表示してもよい。

勿論プリンタに半径と軸長方向位置とを対応させて作表
印字させてもよい。

而して信号処理回路５１＃ｉスポツ）Ｐのｙ軸座４１！
　ｆｔ！に相当するアナログ出力（ｙ出力）も発し、演
算制御装置ｆ５４はこのｙ出力をディジタルデータに変
換して読込み、ロール半径の換算に際しての補正演算に
用いる。

第７図はロール１１と測定子２９とを側面から模式的に
あられしている。ロール軸心１１ａと測定子２９のポー
ル２９ａがロール表面に接触する位置とが同一水平面内
にある場合、又は基準として定められている高さ位置に
測定子２９が在る場合のスポットＰＯｙ軸座標値をｙｏ
とし、案内レール２１゜２１の上下方向の歪み等によっ
てスヂツ）Ｐのｙ軸座標値がｙｌになったものとする。

そうすると下記（１）式が成立する。

ノｙ申Ｒθ　　　　　・・・（１） 似しＡｙ＝誓ｓ−ｙ。

Ｒ：クールの公称半径 θ：ｙｌになった場合のポール接触位置とロール中心と
を結ぶ直線が水平面となす 角度 従って測定子がΔｙだけ上下方向に変位したことによる
ロール半径の補正値ΔＸは ｊＸ　ｅ　Ｒ−ｆｉｔａｍ（１ として求められる。このようにして得られる）Ｘを前述
の如くシて算出されるロール半径に加算すればよい。

次にロール１１の軸断面プロフィールを測定する場合は
演算制御装置５４に所要信号を与えて移動体２２を測定
を必要とするロール軸長方向位置へ移動させ、またレン
ズ３４も追随＄切させる。

このようにした上でロール１１を緩やかに回転させると
、測定子２９はその表面に倣って前後納するから母線形
状の場合と全く同様にして表面形状が測定できる。なお
゛この場合には第８図に示すように軸断面形状を表示す
るが、測定位置の特定は回転°エンコーダ５５が出力す
る原点パルスと、一定回妨角度ごとに発せられるパルス
によって行われる。

なお上述の実施例では測定基準にレーデビームを使用し
たが他の光ビームでもよい。また測定子の軸長方向位置
の特定はパルスモータ２６の献納制御信号によ暮ことと
したが、移動体躯１手段として通常のモータを用い、こ
れに連結した回転エンコーグの出力によってもよ−こと
は勿論である。

更に前述の実施例では２次元の光学位置センサを使用し
たが１次元型でもよく、その長手力量を測定子のロール
に対する接触移動方向とすべく取付ければよい。このよ
うな１次元型のものを用いる場合は測定子の上下動に因
る誤差の補正はできないから、案内レール２１．２１の
水平方向精度はある程度以上の値を要求される。

本発明は以４上のように測定基準として光ビームを使用
するので従来の水平横架架台に相当する案内レール２１
．２１の工作精度、設置精度、或は経時変化、熱変形等
に測定精度が影響されない。このために正確なロール形
状測定が実用化できることになる。つまり不発８Ａ装置
ではレーデビーム発生器等光ビームを得るための光源、
及びレンズ系のみを振蛸、＆に対して安定な架台に載置
するだけでよく、安価に製作できる。また案内レールの
点検等の保守作業も簡略化される。

本１゛邑川はこのようにロールをミルハクレンズに組込
んだままその形状を高精度で測定することを可能とする
ので、無駄なロール取替、収替え遅れが回避でき、更に
ロールをミルハクレンズに組込んだままでのロール研削
がり能になる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示しており、第１図は本発明装
置の全体を略示する模式的平面図、第２図、第３図は移
１体と測定子の側面図及び平面図、第４図はレーデビー
ム発生器とレンズ系との＃！、直を示す模式図、第５図
は位置センサにおけるスポットの説明図、第６図、第８
図はブロックの記録内容を示す説明図、第７図は誤差補
正の説明図である。 ２１・・・案内レール　２２・・・移動体　２６・・・
パルスモータ　２７・・・押しばね　２９川測定子　３
１・・・位置センサ　３２・・・レーザビーム発生７　
３３゜３４．３５・・・レンズ　５４・・・演算制御装
置枠　許　出　願　人　　　住友金属工業株式会社代理
人　弁理士　　河　野　發　夫 ロー１１／＠長方向イ立置 第　６　図 第　　７　　図 ｙ＝８　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ロール表面近傍に投射した光ビームを測定基準と
   し、ロール表面に接触させた測定子をロールと相対移動
   させ、前記測定基準に対す石ロール半径方向への測定子
   移動量を湘）電子に設は六光学式位置センサにて検出し
   、検出した移動量をロール形状データとすることを％徴
   とするロール形状測定方法０ ２、ロール軸心に平行的な光ビームをロール表面に対向
   させて形成する光ビーム形成手段と、前記光ビームに平
   行的に配された案内手段と、該案内手段に案内される移
   動体と、該移動体に配されており、ロール表面に接触さ
   せるべく付勢されると共にロール表面に対する接離移動
   可能に設けた測定子と、材測電子に前記光ビームを受光
   すべく固着された光学式位置センサとを具備し、光学式
   位置センサ出力に基きロール形状を測定すべく構成した
   Ｃとを特徴とするロール形状測定袋＋ｉｌ　。 ３、　前記光学式位置センサは２次元の位置センチであ
   る特許請求の範囲第２項記載のロール形状測定装置。