JPS5911404B2 - 鋼片疵取機における接触式センサ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼片表面に生じた割れ疵、へげ疵等の各種疵
を機械的に切削除去する鋼片疵取機において、鋼片の曲
がりに追従して所定の切削深さを得るため、鋼片の全中
に亘って垂直方向の切削用カッター位置を検出可能とし
たセンサー装置に関する。

製鋼段階や分塊圧延中に発生する割れ疵、へげ疵等が鋼
材品質に与える影響は大きく、かかる疵の除去は勿論重
要であるが、従来この種の疵取作業は人力によるグライ
ンデイング作業やチツピング作業が多く、省力化、生産
性の点で問題があり、これに代り疵取作業を機械的かつ
自動的な切削手段によって行なう疵取機が開発されてい
る。

この疵取機では圧延工程を経て搬送されてくる鋼片の被
切削面に対し、接離可能にかつ鋼片の変形に追従可能な
カッターユニットの回転カッターにより所要の疵切削を
行なうようにしたものであり、その疵切削に当っては、
探傷機から疵信号が発せられることにより、鋼片送り速
度を所定の切削送り速度にすると共に、疵の位置により
、複数のカッターユニットの内、それに対応するカッタ
ーユニットを作動させ、回転カッターによって疵を切削
するのである。

一方鋼片には一般に変形、曲げが発生しており、カッタ
ーユニットは鋼片送り用のローラユニットを介して支持
され、かつ鋼片の変形、曲げに追従可能に接離自在とさ
れた締付フレームが鋼片に挾着された状態となり、鋼片
送り用ローラユニットが傾動運動を生じ、その送り用ロ
ーラが鋼片側面と垂直状態を保つようになり、これに伴
ないカッターユニットも傾動し、その回転カッターが鋼
片側面（被切削面）に対し垂直状態を維持することによ
り、切削できるようにしてある。

しかしこの切削手段において、より正確に鋼片の曲げや
変形に即応して所定の切削深さを得るためには、鋼片の
全幅（回転カッターは鋼片の幅員方向に亘って往復進退
するようにされている）に亘って、カッター位置を正確
迅速に結出する手段が必要である。

即ち鋼片曲げに対しては、回転カッターの中心線上で予
じめ検出する必要があるし、あるいは鼻曲りがある場合
には、回転カッターのある角度範囲部分を予じめ検知す
る必要がある。

また回転カッターの作動範囲を鋼片の幅員一杯にとるた
め等の理由からである。

本発明は、前記のような鋼片疵取機におけるカッター位
置検出のための適切なセンサー装置の開発に係るもので
あって、その特徴とする処は、鋼片の被切削面に対して
近接離反可能に設けられ、その先端に取付けられたカッ
ターを被切削面の巾方向に移動可能に支持するカッター
ユニットと、該カッターユニットの先端部に前記カッタ
ーを挾んで該カッターのトラバース方向（トラバース方
向とはカッターの切削方向に直角方向であるという意味
）の前後に取付けられ被切削面に対して圧接される一対
のセンサーシューと、該センサーシューの被切削面に対
する垂直方向変位を検出する機構と、前記各センサーシ
ューの一方を被切削面に対して選択的に圧接する切換機
構とを含む接触式センサー装置にある。

以下図示の実施例に基いて本発明を詳述すると第１．２
．３図に例示したものは、本発明センサー装置を実施す
る鋼片疵取機の１例であって、第１図はその正面図、第
２図は同平面図、第３図は同カッターユニットの縦断側
面図であり、本発明センサー装置の説明に先立って、鋼
片疵取機についてその要部概略を説示する。

この疵取機は、鋼片の進行経路に沿って架設されたフレ
ームに、鋼片に担持されかつ鋼片の変形に追従可能に接
離自在とされた一対の締付フレームを装設し、該締付フ
レームに鋼片の被切削面に対して接離可能に、かつ鋼片
変形に対応して被切削面にカッター回転軸が常時平行と
なるようにカッターユニットが揺動可能に装設され、被
切削面にカッターを圧接回転させて、疵切削を行なうよ
うにしたものであるが、第１，２図において、１は鋼片
Ｓの進行経路に沿って設置されたフレーム本体で、２は
このフレーム本体１に設けられた疵取機本体である。

即ち疵取機本体２はフレーム本体１に引上シリンダ４、
クッションシリンダ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介して保
持されたもので、フレーム本体１には鋼片Ｓを長さ方向
に亘って支承するガイドロール３ａ ，３ｂが設けられ
る。

疵取機本体２は、上下一対の締付フレーム６ａ ，６ｂ
締付シリンダ７，７、駆動ローラユニット８，８、従動
ローラユニット９，９及びカッターユニット１０．１０
から構成される。

フレーム本体１の引上シリンダ４はそのヘッド側がフレ
ーム１の上部に、またロッド側が疵取機本体２の上部締
付フレーム６ａにジョイント１１ａ，１１ｂを介して連
結され、疵取機本体２の下部締付フレーム６ｂは前記上
部締付フレーム６ａにヘッド側をジョイント２０ａ，２
０ａを介して連結された締付シリンダ７のロンド側をジ
ョインＢＯｂ ，２０ｂを介して連結されることにより
、上下の締付フレーム６ａ ， ５ｂを鋼片Ｓの進行経
路に対し上下方向から前記各シリンダ４，７の作動を介
して進退させ、これにより疵取機本体２を鋼片Ｓに対し
て圧着開放自在とするのである。

また前記したクッションシリンダ５ａ〜５ｄは第２図示
のように、そのヘッド側をジョイント１２ａによりビレ
ット出側フレームに、ロンド側を前記上下締付フレーム
６ａ ，５ｂにそれぞれジョイント１２ｂにより回動自
在に取付けられ、その各ヘッド側及びロンド側には定量
の油（加圧流体）が閉じ込められており、締付シリンダ
７の締付け時に鋼片Ｓの曲りに追従可能であるが、疵取
機本体２の鋼片Ｓの軸方向への移動は阻止し、かつバネ
１３′が内蔵されている。

このシリンダ５ａ〜５ｄは、鋼片Ｓの先端が疵取機本体
２の前位のガイドロール３ａを通って本体２内に進入す
るまでの間、即ち引上、締付シリンダ４，７を介し上部
締付フレーム６ａが上昇している開放状態のさい、クッ
ションシリンダ５ａ〜５ｄに内蔵されたバネ１３′によ
って本体２の垂直状態を保持するためであり、また締付
けが完了して送り切削工程に入ると、″鋼片Ｓの送り速
度の変化に起因して本体２が傾斜し、鋼片Ｓの軸方向へ
の力が発生するが、これを各シリンダ５ａ〜５ｄの各ヘ
ッド側、ロンド側に一定流体圧を封入してあることによ
り、重心の移動を防止するためのものである。

前記した上下の締付フレーム６ａ，６ｂにおいて、ガイ
ドロール３ａ ，３ｂにより移送される鋼片Ｓの各面に
当接するように、鋼片Ｓの進行方向に対して４５゜方向
に傾斜するように、上部締付フレーム６ａには鋼片Ｓの
進行方向にフレーム１６により結合された２組の駆動ロ
ーラユニット８，８が、また下部締付フレーム６ｂには
前記駆動ローラユニット８，８と対応する従動ローラユ
ニット９，９が、鋼片Ｓの変形に対してその各ローデ２
７，９’が常時鋼片Ｓ面に垂直な位置を保持するように
、各ローラユニット全体が追従可能であるように、締付
フレーム６ａ ，６ｂに設けたブラケット１７にピン１
８を介して揺動可能に支持され、その後端を前記フレー
ム６ａ ，５ｂに設けられた姿勢保持装置１９に接続さ
れている。

更に鋼片Ｓの疵を切削除去するカッターユニット１０．
１０が、前記駆動ローラユニット８または従動ローラユ
ニット９の回転中心を中心として、鋼片Ｓに対して接離
可能に装架され、また前記上下締付フレーム６ａ ，６
ｂはその両側位置において、前記した締付シリンダ７を
介して連結されている。

この締付シリンダ７は、鋼片Ｓと後述する回転カッター
との間の剛性を保持しつつ、切削抵抗に打勝って所定の
送り速度を維持するため、鋼片Ｓをローラユニット８，
９のローラ２７とローラ９′を介して充分な締付力のも
とに締付けるものであり、また鋼片Ｓの先端が本体２の
ガイドロール３ａをへて本体２内に進入するまでは、引
上シリンダ４と共に本体２を鋼片Ｓが進入し易い位置に
保持するように、そのピストンをストローク終端まで移
動して上下の締付フレーム６ａ ，５ｂの間隔を充分に
開くようにするのである。

そして鋼片Ｓがガイドロール３ａを介して本体２内に進
入し、その先端が駆動ローラユニット８に到達すると、
適宜検出装置により締付シリンダ７を作動して締付けを
行なうのであり、締付後、鋼片Ｓに変形や曲りがなく、
その断面が図示のような正方形または菱形の場合、締付
フレーム６ａ ，６ｂは互いに平行であり、鋼片Ｓが変
形をともなっている場合、変形によりフレーム６ａ，６
ｂが互いに平行でなくなった場合でも、常に必要な締付
力が確保できる。

１駆動ローラユニット８は、上部締付フレーム６ａに設
けられたブラケット１７に揺動可能に枢支されたフレー
ム１６に一端を軸支され、他端には図示省略してあるが
、回転軸にローラ２７が付設され、締付フレーム６ａ
，６ｂの作動により、従動ローラユニット９のローラ９
′と共に、鋼片Ｓを挾着して鋼片Ｓとローラ面の摩擦力
により、カッターユニット１０側の切削抵抗に打勝って
、鋼片Ｓに所要の送りを付与するものである。

カッターユニット１０は、第３図に例示するように、前
記駆動ローラユニット８の回転軸を中心として揺動可能
に枢支される。

即ちユニット８のフレーム１６に固着されたハウジング
外周に揺動アーム３２を揺動可能に取付け、同アーム３
２にフレーム１６に一端を枢支した操作シリンダ３３の
ピストンロツド３４を連結し、前記アーム３２の先端に
前記ユニット８の回転中心と平行にシリンダ３５を固着
し、同シリンダ３５内に中間部に突出部を形成してなる
中空スリーブ３６を嵌合し、シリンダ３５とスリーブ３
６間に圧力室３７，３８に連通する圧力流体の供給ポー
ト３９．４０を設けると共に、前記スリーブ３６内に軸
受４１，４２を介し回転軸４３を貫通軸架させ、同回転
軸４３の一端に鋼片Ｓの疵を切削除去するカッター４４
を着脱可能に固定し、他端に駆動モータ４５を連結する
。

同ユニット１０は鋼片Ｓが本体２内に進入し、締付フレ
ーム６ａ ，６ｂの鋼片Ｓに対する挾着が完了すると、
探傷装置からの信号により、シリンダ３６の圧力流体の
供給ポート３９あるいは４０から圧力室３７あるいは３
８に圧力流体を供給し、カッター４４の軸方向位置を設
定し、即ち鋼片Ｓ面に対する切削位置を設定し、次いで
所定の切込量を与えるように操作シリンダ３３を作動し
、カッターユニット１０を駆動ローラユニット８の回転
中心を中心として揺動させ、鋼片Ｓ面に接離させて疵の
切削除去をそのカッター４４により行なうことになる。

即ち探傷装置から疵の存在により発生する疵信号により
、図例の場合、その鋼片Ｓの２方向の面に配置されてい
る各カッターユニツＨ ０ ， １ ０が単独あるいは
同時に作動して、疵の切削除去を行なうことになる。

このさいカッターユニット１０を、鋼片Ｓの４方向の面
から切削可能であるように、上下締付フレーム６ａ，６
ｂの駆動ローラユニット８，８従動ローラユニット９，
９に付設することも可能である。

このような疵取機において、本発明では第４図〜第７図
示のようなセンサー装置を組込み配置するのである。

即ち第４図示のように先に第１図〜第３図で述べたよう
なカッターユニット１０．１０において、その各回転カ
ッター４４．４４の軸方向における前後両側面に、鋼片
Ｓの側面（被切削面）と接触し、カッター４４と同心円
の円弧状とされた一対のセンサーシュー１０１，１０２
を設けるのである。

その詳細は第５，６図で明かなように、これら一対のセ
ンサーシュー１０１，１０２は、前記したカッターユニ
ット１０における進退自在なスリーブ３６に取付プレー
ト１１７を介して取付けられたハウジング１１６に支持
される。

即ちハウジング１１６には一対のプランジャ１１３，１
１３が何れも摺動自在にかつ平行状に並設され、これら
プランジャ１１３には何れもセンサースピンドル１１９
が段部１１３ａおよび摺動部１１２を介して上昇方向に
のみ移動可能に内装され、同スピンドル１１９の下端は
プランジャ１１３外においてバネ受１０７に締結ナット
１２０で固定連結され、このバネ受１０７とプランジャ
１１３の下端間に圧縮バネ１１０が弾支されているが、
前記センサーシュー１０１，１０２の各一端がこのバネ
受１１７，１１７に支持ボルト１０８を枢軸として揺動
可能に枢支されて取付け支持されているのであり、この
さいセンサーシュー１０１，１０２の前記枢支側に近い
下面には、同じくバネ受１０７を介してテーパボルト１
０９が進退自在に係止され、回転〃ツタ−４４の下面と
センサーシュー１０１，１０２の各下面との隙間を所定
の値ｌ３になるようにしてある（第５図参照）。

前記一対のプランジャ１１３，１１３の各上部は、一定
角だけ往復自在とした空気圧モータ等の切換用原動機１
１５の回転軸１１５ａに中央を枢支されて揺動可能な切
換レバー１１４の両端にそれぞれ連結されることにより
、一方のセンサーシュー１０１または１０２が上昇する
時、他方のシュー１０２または１０１は下降するように
し、かつそのストロークもｌ１＝１２（第５図参照）と
してあり、またこれらプランジャ１１３の周側一部には
第５図示のようにガイド１１８の突起部と嵌合する溝が
形成されることによって、プランジャ上下時の回動を規
制している。

前記プランジャ１１３におけるセンサースピンドル１１
９とプランジャ１１３間に弾支されている圧縮バネ１１
０は所定の圧縮量に設定されており、このセット荷重を
越える力が上向きに掛った場合にのみ、センサースピン
ドル１１９は上方に摺動する。

また前記したバネ受１０７，１０７には、検出レバー１
１１の両端に付設したレバー１２３，１２３が連結され
ると共に、検出レバー１１１の中心部分はポテンショ１
１２に連結されており、なお１２２は切換用原動機１１
５が空気圧モータの場合の作動用電磁弁を示しており、
一対のセンサーシュー１０１，１０２はスリーブ３６の
進退に伴なって、鋼片Ｓの巾方向に進退自在であると共
に、カッターユニット１０が鋼片Ｓ面に対して接離自在
であることにより、これと同行して同じく鋼片Ｓ面に接
離可能に設けられることになる。

本発明のセンサー装置は、以上の実施例のように疵取機
におけるカッターユニット１０の回転カッター４４の両
側面に配置されるもので、実施例構造によって容易に推
測されるように、カッター４４の側方において鋼片Ｓと
接触し、一定角だけ回転可能な切換用原動機１１５によ
り、鋼片Ｓの巾方向における切削位置により、ポテンシ
ョ１１２に変位を与えることなく、その何れかのセンサ
ーシューを切換可能とし、全中に亘って検出可能とする
と共に、選択されたセンサーシュー１０１または１０２
が鋼片Ｓ面に当ると、センサーシューを梃子としてカッ
ター４４の変位を圧縮バネ１１０の撓みに変換し、検出
レバー１１１に結合されたポテンショ１１２を作動させ
、カッター位置を検出可能としたものである。

以下にこれらについて順次詳述すると、先ずセンサーシ
ュー１０１，１０２の切換・選択使用については、今第
５図の状態で、図向って左側のセンサーシュー１０２を
使用する場合には、切換用原動機１１５を反時計方向に
定角回転するように、空気圧モータの場合には電磁弁１
２２により空気圧を供給することにより、図向って左側
のプランジャ１１３が切換レバー１１４を介して押下さ
れ、センサーシュー１０２の下降とセンサーシュー１０
１の上昇による切換が行なわれる。

このさい両プランジャ１１３，１１３の各ストロークは
ｌ１＝ｌｌ３のように同一であるため、ポテンショ１１
２にストロークを与えることなく切換可能である。

これらセンサーシュ−１０１，１０２の選択について述
べると、鋼片Ｓにおける被切削面（疵取面）の巾中心ま
での、カッターユニット１０における回転カツター４４
のスリーブ３６のストローク量を、適宜制御手段により
例えばＳ。

とじて記憶して置き、一方疵取位置までのストローク量
を例えばＳ１として記憶して置き、両者を比較しＳ１≦
Ｓｏの時にはセンサーシュー１０１を使用し、Ｓ１〉Ｓ
ｏの時にはセンサーシュー１０２を使用できるように、
前記実施例の場合その電磁弁１２２に出力を与えて、切
換用原動機（空気圧モータ）１１５の回転方向を変換す
ることにより、その選択使用は自動的に可能である。

今第４図のように、センサーシュー１０１を使用し、図
示のように鋼片Ｓの巾方向面をカッターユニット１０の
矢印イ方向における移動及びスリーブ３６の矢印口方向
における移動を介して、回転カッター４４を鋼片Ｓ面に
接触させるように作動することにより（第１．２，３各
図の説明参照）、センサーシュー１０１もそのカッター
ユニット１０におけるスリーブ３６への取付けを介して
同行し、鋼片Ｓ面に接した状態とする。

この時回転カツター４４とセンサーシュー１０１との各
下面間の隙間はｌ３であり、ポテンショ１１２の変位は
ない。

次にカッターユニット１０を更に矢印イ方向において鋼
片Ｓ面に近づけると、変位量に相対応する分だけ圧縮バ
ネ１１０が撓み、検出レバー１１１は第５図にお゛ける
図向って左側のプランジャ１１３側におけるレバー１０
２との連結部である図のａ点のまわりに反時計方向に揺
動し、ポテンショ１１２に変位を与えることになる。

このさいポテンショ１１２の変位量はレバー比により回
転カッター４４の変位量２／１となっている。

以上のように回転カッター４４の変位量をポテンショ１
１２における抵抗変化に変換することにより、その信号
によってカッターユニット１０の前記動作を行なわせる
作動機構側を制御することにより、鋼片Ｓ自体に変形や
曲げ、捩り等があってもその回転カッター４４を所定の
切削深さに制御しつつ、適正な疵取除去が得られること
になる。

前記カッターユニット１０を鋼片Ｓの巾方向における矢
印イ方向への進退及びそのスリーブ３６の矢印口方向へ
の進退動作は、既に第１．２．３図の構造説明によって
も明かであるが、尚第３図において符号１３３で示した
ものはポテンショで、同ポテンショ１３３はスリーブ３
６のストローク量を検出し、目的の疵位置へのカッター
４４の位置決めを行なうためのものである。

次に本発明のセンサー装置におけるセンサーシュー１０
１，１０２の切換手段の変形実施例について述べると、
第８図に例示するように切換レバー１１４をハウジング
１１６上にブラケット１２４枢軸１２５を介して揺動自
在に枢支させ、レバー１１４には第５・６図に示した空
気圧モータによる切換用原動機１１５の代りに、流体圧
シリンダ１２６を用い、同シリンダ１２６のロンド側を
切換レバー１１４に連結してそのンユー１０１，１０２
の相反上下動を行なうようにしてもよ＜、１２７は同シ
リンダ１２６の作動用電磁弁を示している。

またポテンショ１１２、検出レバー１１１およびプラン
ジャ１１３，１１３以下による検出手段の変形実施例と
しては、第９図（ＩＸｎ）に例示するように、各センサ
ーシュー１０１，１０２毎に専用のポテンショ１１２，
１１２を取付け（但し（１）はハウジング１１６に直接
取付けたものを示し、（■）はプランジャ１１３の上部
から設けたブラケット１１２′に取付けたものを示す）
、その鋼片Ｓにおける巾方向の疵位置により、使用ポテ
ンショ１１２を選択するようにしてもよく、この場合プ
ランジャ１１３，１１３の上下動作は第５，６図示の方
式でも、先に示した第８図示の方式でもよい。

また第８図示のシリンダ１２６は１箇のみ使用している
が、これは各プランジャ１１３毎に専用としてそれぞれ
シリンダ１２６を取付けることもできる。

また先に述べた第５，６図実施例の検出手段では、その
検知器として用いるポテンショ１１２は直動型（上下直
進）のものを例示しているが、これは第１０図に例示す
るように、回転型のものを用いることが可能である。

即ち検出レバー１１１の中心位置にハウジング１１６に
設けたガイド１３５を介して、上下方向に摺動自在に設
けた検出ロッド１３４の一端を連結し、同ロツド１３４
の上部一側にラック部１３４ａを形成し、ハウジング１
６にブラケット１３７を介して可回動に設けたピニオン
１３６を前記ラツク１３４ａに噛合させ、同ピニオン１
３６と同軸にポテンショ１３９を設けることにより、検
出ロッド１３４の上下直線運動を回転運動に変換させて
、ポテンショ１３９の回動により検出を行なうようにし
てもよい。

尚１３８はピニオン１３６とポテンショ１３９のピンを
結合するカップリングを示している。

本発明のセンサー装置によって、従来のセンサ一手段を
有しない疵取機に比し、本発明はより正確な切削処理が
容易に得られるのである。

即ち第１１図（１）に例示したように、その鋼片Ｓ側に
図示のような曲りがある場合、この曲りはカッターユニ
ット１０即ち回転カッター１４４の中心線Ｂ 一Ｂ上に
おいて検出する必要があるが、これをセンサーシュー１
０１，１０２の何れによって容易に検出即応させること
ができるし、またそのカッター４４の作動範囲を鋼片Ｓ
の巾一杯にとるためには、カッター４４の両側にセンサ
ーを配置し、かつこれが干渉を防ぐために両センサーを
切換える必要があるが、本発明のセンサーシュー１０１
，１０２は切換手段を具備することによってこれらの要
求を満足させることができ、また同図（Ｉｆ）のように
鋼片Ｓに図示のような鼻曲りがある場合、回転カツター
４４はある角度範囲θ部分を予じめ検知しなければなら
ないが、本発明のセンサーシュ−１０１，１０２をカッ
ター４４と同一半径Ｈによる同心円状として置くことに
より平行移動することにより、この要求をも満足させる
ことができ、これによって目的の鋼片Ｓにおける変形、
曲げ、捩り等の状態を事前に正確に検知し、カッター４
４により正確かつ適正な切削深さによる疵の切削除去が
可能であるし、同図（１）に示したように、一対のセン
サーシュー１０１，１０２の交互切換えの可能は、鋼片
Ｓの２面同時切削時に、その干渉領域Ｃをきわめて減少
でき、処理時間の効率的短縮も容易となるのであり、き
わめて生産性のよい自動疵取をミスなく行なえるものと
して優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明センサー装置を用いる鋼片疵取機１
例の正面及び平面図、第３図は同カッターユニット実施
例の縦断側面図、第４図は本発明センサー装置配置例の
正面図、第５図は同装置要部の正面図、第６図は同側面
図、第７図は同プランジャの詳細断面図、第８．９．１
０図は何れも同装置の切換部及び検出部の変形実施例
の説明図、第１１図は同センサー装置作動例の説明図で
ある。 Ｓ・・・・・・鋼片、１０・・・・・・カッターユニッ
ト、３９・・・・・・回転カッター、１０１ ，１０２
・・・・・・センサーシュー、１１１・・・・・・検出
レバー、１１２・・・・・・ポテンショ、１１３・・・
・・・プランジャ、１１４・・・・・・切換レバー、１
１５・・・・・・切換用原動機、１１６・・・・・・ハ
ウジング、１１０・・・・・・圧縮バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼片の被切削面に対して近接離反可能に設けられ、
   その先端に取付けられたカッターを被切削面の幅方向に
   移動可能に支持するカッターユニットと、該カッターユ
   ニットの先端部に前記カッターを挾んで該カッターのト
   ラバース方向に前後に取付けられ被切削面に対して圧接
   される一対のセンサーシューと、該センサーシューの被
   切削面に対する垂直方向変位を検出する機構と、前記各
   センサーシューの一方を被切削面に対して選択的に圧接
   する切換機構とを含む鋼片疵取機における接触式センサ
   ー装置。