KR100277320B1

KR100277320B1 - 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기와 압연 방법 및 회전 숫돌

Info

Publication number: KR100277320B1
Application number: KR1019930009660A
Authority: KR
Inventors: 시게루 모리; 다다시 니시노; 야스쯔구 요시무라; 시게또시 곤도; 야스하루 이마가와; 히로유끼 시라이와
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시키가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 2001-01-15
Also published as: US6283823B1; US6450861B2; DE69316937T2; CN1116938C; CN1080218A; US5954565A; CN1243771A; US6585558B1; EP0573035A2; EP0573035A3; CN1055421C; DE69316937D1; EP0573035B1; US20020009950A1; TW234100B; US5562525A; KR940000167A; US6306007B1; US20010029153A1; US6616511B2

Abstract

회전 숫돌, 회전 숫돌을 구동하는 구동 장치, 이송 장치로 연삭 유니트를 구성하고, 회전 숫돌이 압연롤의 진동을 받으면 회전 숫돌의 숫돌 입자층과 일체로 된 탄성체 기능을 갖는 박판 원반의 굴곡에 의해 진동 에너지를 흡수한다. 숫돌 입자층과 압연롤 사이의 접촉력을 측정해서 압연롤의 프로파일을 구한다. 따라서 압연롤에서의 진동을 흡수해서 미세 진동이 없고 또 압연롤의 프로파일을 측정하면서 원하는 압연롤 프로파일로 연삭할 수 있다.

Description

온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기와 압연 방법 및 회전 숫돌

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 주요부의 부분 단면 측면도.

제2도는 제1도의 II-II선 단면도로, 일부 절개도.

제3도는 롤 연삭 유니트의 횡단면도.

제4도는 롤 연삭 유니트의 종단면도.

제5도는 회전 숫돌의 배치 및 구조와 그 진동 흡수 작용을 도시하는 도면.

제6도는 2개의 롤 연삭 유니트의 회전 숫돌의 배치 관계를 도시하는 도면.

제7도는 롤 연삭 유니트의 제어 시스템을 설명하는 도면.

제8도는 압연롤 표면에 흠집을 만드는 미세 진동 현상의 설명도.

제9도는 제8도에 도시하는 압연롤 단면 형상을 도시하는 도면.

제10도는 회전 숫돌의 다른 배치 예와 그 진동 흡수 작용을 도시하는 도면.

제11도는 회전 숫돌의 박판 원반의 스프링 정수와 연삭비와의 관계를 도시하는 도면.

제12도는 회전 숫돌의 회전축을 롤 축심 직각선에 대해 경사지게 연삭하는 경우의 회전 숫돌과 스탠드와의 간섭을 나타내는 도면.

제13도는 압연롤과 회전 숫돌간의 접촉력과 연삭량과의 관계를 도시하는 도면.

제14(a)도는 복수개의 회전 숫돌을 갖는 경우의 연삭 랩부의 발생을 도시하는 도면.

제14(b)도 및 제14(c)도는 연삭 랩부를 분산하는 제어 방법을 도시하는 도면.

제15도는 랩 분산 제어의 설명도.

제16도는 랩 분산 제어의 순서를 도시하는 플로우차트.

제17도는 롤 프로파일을 측정하는 경우의 압연롤과 이송 장치 및 회전 숫돌의 힘과의 위치 관계를 설명하는 도면.

제18도는 제1롤 프로파일 연산 기능을 설명하는 플로우차트.

제19도는 제2롤 프로파일 연산 기능을 설명하는 플로우차트.

제20도는 제1 또는 제2롤 프로파일 연산 기능으로 구한 롤 프로파일을 오프라인으로 구한 롤 프로파일의 데이타로 보정하는 순서를 도시하는 플로우차트.

제21도는 제1 또는 제2 롤 프로파일 연산 기능으로 구한 롤 프로파일을 이용해서 압연롤을 목표 프로파일로 연삭하는 순서를 도시하는 플로우차트.

제22도는 본 발명의 제2실시예에 따른 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 주요부의 부분 단면 평면도.

제23도는 제2실시예에 있어서의 연삭 제어를 도시하는 플로우차트.

제24도는 본 발명의 제3실시예에 따른 압연 제어를 도시하는 플로우차트.

제25도는 본 발명의 제4실시예에 따른 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 주요부의 횡단면도.

제26도는 제4실시예에 있어서의 압연롤과 기준 소경부와 측정 로드의 변위와의 관계를 도시하는 도면.

제27도는 제4실시예에 있어서의 단차의 측정 방법 및 원통도의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

제28도는 제4실시예에 있어서 숫돌 입자 마모량의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

제29도는 제4실시예에 있어서의 롤 편심의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

제30도는 제4실시예에 있어서의 롤 편심의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

제31도는 본 발명의 제5실시예에 따른 온 라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기에서의 단차의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

제32도는 제5실시예의 단차 측정 방법을 실시하기 위한 순서를 도시하는 플로우차트.

제33도는 본 발명의 제6실시예에 의한 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 주요부의 부분 단면 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 압연롤 3 : 베어링 상자

5,6 : 롤 연삭 유니트 7,8 : 슬라이드 레일

20 : 회전 숫돌 21 : 숫돌 회전축

22 : 구동 장치 25 : 케이스

51 : 숫돌 입자층 52 : 박판 원반

53 : 로드 셀 54a : 출력축

54b : 풀리 샤프트 56 : 예압식 볼 스크류

57a : 엔코더 57 : 이송 모터

본 발명은 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기에 관한 것으로, 특히 압연롤의 진동의 영향을 받지 않고 온라인으로 압연롤의 효과적인 연삭을 행하는 온라인 롤 연삭 장치에 관한 것이다.

보통 판 압연기의 압연롤은 슬래브(s1ab) 재료를 압연하면 압연 부분만 마모해서 비압연 부분과의 단차가 생긴다. 따라서 광폭 슬래브에서 협폭 슬래브로 순서를 정해서 압연하는 등 압연상 제약이 있었다. 이러한 문제를 해결할 많은 온라인 롤 그라인더에 관한 기술과 그 제어 방법이 제안되었다.

예를 들면 미쯔비시 기법 1988년 제25권, 제4호 [온라인 롤 그라인더의 개발]에 따르면 1개의 압연롤에 복수개의 회전 숫돌을 배치하고, 또 그 복수의 회전 숫돌을 일체로 프레임 내에 설치해서 프레임 전체가 항상 일정 범위 이동함과 동시에 회전 숫돌은 모터로 적극적으로 회전 구동하지 않고 압연롤의 회전력을 이용해서 종동적으로 구동해서 압연롤 전면을 연삭한다(이하 제1종래 기술이라 한다).

또 일본 실개소 58-28705호의 명세서에는 1개의 압연롤에 1개의 압연롤 연삭 유니트를 배치함과 동시에 압연롤을 사이에 두고 롤 연삭 유니트의 반대측에서 압연롤 양단의 네크부에 위치 센서의 접촉 롤을 접촉시켜 위치 센서에서 압연롤의 축심 변이를 검출하여 회전 숫돌이 그 변이에 추종하도록 이송 장치를 제어하는 기술이 서술되어 있다(이하 제2종래 기술이라 한다).

또 1992년도 일본 정밀 공학회 춘기 대회 학술 강연회 강연 논문집, [압연롤의 기상(機上) 정압 연삭 가공]에는 컵형 회전 숫돌의 숫돌 입자층을 입방정 질화 붕소(CBN) 숫돌 입자로 제작하고, 이 회전 숫돌의 회전축을 압연롤에 대해 대략 직교하도록 배치해서 압연롤의 연삭을 행한 실험 결과가 보고되어 있다(이하 제3종래 기술이라 한다).

또 일본 실개소 58-28706호 공보나 일본 실개소 62-95867호 공보의 명세서에는 압연롤에 대해 대략 직교하도록 배치한 컵형 회전 숫돌을 숫돌 회전축에 대해 그 축방향으로 슬라이드 가능하게 부착하고 또 회전 숫돌의 배면을 직접 또는 보스를 통해 탄성체에 의해 축방향으로 지지해서 압연롤의 진동을 흡수하는 기술이 서술되어 있다(이하 제4종래 기술이라 한다).

한편 판 압연기에 있어서는 종래부터 압연롤의 프로파일을 알고 그것을 토대로 압연 강판의 크라운이나 형상 제어에 이용하고자 했다. 이러한 압연롤의 프로파일을 측정하는 기술로서 근래 초음파식 변위계를 이용한 온라인 프로파일 메터가 개발되었다. 이러한 프로파일 메터의 시스템 구성은 미쯔비시 기법 1992년 제29권 제1호 [프로파일 메터가 설치된 온라인 롤 연삭 시스템의 개발]에 기재되어 있다. 이것을 초음파 변위계를 내장한 프로브와 압연롤 사이에 물기둥을 생성하고, 프로브에서 발사된 펄스형의 초음파가 프로브와 압연롤 표면 사이를 왕복하는 시간에서 롤과의 간격을 구비하는 것이다(이하 제5 종래 기술이라 한다).

압연기의 압연롤은 베어링 상자에 내장된 베어링으로 지지되어 고속 회전한다. 베어링 상자는 압연롤이나 베어링 교환을 용이하게 하기 위해 내외경에 틈새를 두고 있다. 압연롤은 회전 시 이 틈새에서 전후로 움직이면서 회전한다. 그 이외에도 압연롤 원통부는 베어링부에 대한 중심 변이가 있어서 판 압연 시는 압하 장치에 의한 압연롤의 상하 방향으로의 움직임이 있다. 이들이 중합되어 압연롤은 항상 진동하면서 회전한다.

보통 원통형의 공작물을 가공하는 경우 연삭되는 공작물은 고 정밀도로 회전하는 센터로 지지되어 공작물의 진동을 극히 작게 한 상태로 연삭한다. 그러나 압연롤을 압연기 중에서 압연 중 연삭하고자 하는 경우 통상의 공작물과 같이 진동이 매우 작은 상태에서 연삭하기는 불가능하다. 압연 중인 압연롤은 통상 20 내지 60㎛의 진폭, 1G에서 2G 정도의 가속도로 진동하면서 회전한다. 이 상태에서 온라인 롤 연삭 장치는 정확히 연삭되어야 한다.

상기 제1 내지 제3 종래 기술에서는 상기와 같이 진동하는 압연롤을 연삭한 경우 압연롤 표면에 미소 진동에 의한 요철이 생겨버린다. 또 숫돌도 미소 진동에 의한 충격으로 현저히 마모해서 숫돌 수명이 짧아져서 숫돌을 빈번히 교체할 필요가 생긴다. 또 압연롤을 소정의 프로파일로 연삭하는 경우 접촉력 억제가 곤란하다.

상기 제4 종래 기술에서는 탄성체로 압연롤의 진동을 흡수하고자 한다. 그러나 이 종래 기술에서는 숫돌 다이를 포함한 숫돌 전체가 탄성체로 지지되어 전후로 움직이기 때문에 숫돌의 가동부 질량, 즉 진동에 추종해서 움직이는 부분의 중량이 무거워서 문제로 된다. 숫돌 입자로서 연삭비가 높은 입방정 질화 붕소(CBN) 숫돌 입자를 이용한 경우에도 탄성체로 지지되어 전후로 움직이는 가동부 질량은 숫돌 직경을 250mm로 하고, 숫돌, 슬라이드 베어링, 시일 부품을 포함하면 적어도 5kg 이상으로 된다. 또 탄성체의 스프링 정수는 압연롤과 숫돌의 접촉력 변화 허용 값을 4kgf로 하고, 압연롤의 진동 진폭을 30㎛로 하면 130kgf/mm로 해야 한다. 이 조건에서 탄성체를 포함한 가동부의 고유 진동수를 계산하면 80c/s로 된다. 이런 낮은 고유 진동수에서는 압연롤의 진동으로 탄성체를 포함한 가동부가 공진해서 롤 표면에 미세 진동 표식을 남기고 또 숫돌의 마모도 빨라진다. 숫돌 직경을 작게 해서 가동부 질량을 작게 하면 연삭 능력은 크게 저하한다.

또 컵형 숫돌은 숫돌 회전축의 축방향으로 슬라이드 가능하게 되어 숫돌의 배면을 탄성체로 지지한다. 그러나 롤 연삭 중에 숫돌 주위에는 냉각수나 연삭칩 등이 비산되며, 이들이 진동하는 숫돌에 붙은 시일부에서 숫돌과 숫돌 회전체 사이로 들어가서 숫돌의 원활한 이동이 저지되고 장시간 안정되게 탄성체의 기능을 다하기 어렵다.

또 상기 제1 및 제2 종래 기술에는 다음과 같은 문제도 있다. 압연롤의 비 압연부는 압연재에 의한 마모가 없어서 압연 부분보다 많이 연삭된다. 그러나 상기 제1 종래 기술에서는 압연롤의 회전 속도에 의해 숫돌 주위 속도가 제한되므로 비 압연부를 많이 연삭하는 경우 접촉력을 변경해서 연삭량을 제어해야 한다. 따라서 연삭량에 한계가 있어서 장시간 일정한 압연 프로파일로 유지하기가 어렵다.

또 상기 제2 종래 기술에서는 압연롤에 대해 숫돌 회전축이 직교하도록 배치되어 있어서 회전 숫돌의 숫돌 입자층이 환상 숫돌 입자면의 좌우 2개소에서 압연롤에 접촉해서 이 두 곳에서 동시에 연삭이 행해진다. 때문에 압연롤에 경사가 있으면 2개소의 연삭면이 서로 간섭해서 진동 현상이 생기고, 또 2개소에서 접촉하고 있으므로 회전 숫돌과 압연롤간의 접촉력 제어가 어렵다. 또 압연기의 가혹한 환경 중에서는 위치 센서의 신뢰성에 문제가 있어서 실용화되고 있지 않다.

다음에 압연롤 프로파일 측정에 대해서 언급한다. 압연롤은 판재를 압연하면 판이 압연된 부분은 열연 강판인 경우 1 코일로 2㎛/반경 정도 마모한다. 이 마모량과 압연재의 열로 압연롤 직경이 증대하는 열 크라운에 의해 압연롤 부 전장에 걸쳐 압연롤 표면의 프로파일이 변화해 간다. 이러한 압연롤 프로파일을 바르게 측정 가능하면 압연기 내부에 설치된 온라인 롤 그라인더로 압연에 최적인 압연롤 프로파일로 연삭 가능하다. 지금까지 항상 진동하고, 또 대량의 롤 냉각수가 덮인 압연롤을 압연기 중에서 즉 온라인으로 바르게 롤 프로파일을 측정하기는 곤란하게 되어 있었다.

이러한 온라인 프로파일 메터로서는 상기 제5 종래 기술과 같이 프로브와 압연롤 사이에 물기등을 생성하고, 초음파가 프로브와 압연롤 표면간을 왕복하는 시간에서 롤과의 간격을 구하는 초음파식 변위계를 이용한 것이 개발되었다. 그러나 매우 짧은 간격을 초음파가 왕복하는 시간을 측정하기 때문에 이 시간은 매우 짧고 프로파일 차가 μ 단위이므로 시간의 작은 측정 오차로 프로파일 오차가 커질 우려가 있다. 특히 장시간 사용한 때 프로브와 롤간의 물기둥 상태의 변화로 측정 오차가 있어도 발견이 어렵다. 초음파식은 원리적으로는 항상 정확한 측정이 가능하나 상기와 같은 가혹한 환경 하에서 장시간 사용한 때 항상 바른 정도를 유지하기 어렵고 또 측정 프로브가 복수개이므로 교정도 곤란하다.

본 발명의 제1 목적은 압연롤에서의 진동을 흡수해서 미소 진동 현상을 일으키지 않고 정확하고 압연롤 표면 정도가 좋은 연삭이 가능한 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 및 그 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 온라인 롤 연삭 장치와 일체로 된 롤 프로파일 메터에 의해 압연롤의 프로파일을 바르게 측정할 수 있는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기 및 그의 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌을 제공하는 것이다.

상기 제1 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 한 쌍의 압연롤의 한쪽에 대면해서 위치하고, 그 압연롤은 연삭하는 원반형의 회전 숫돌, 이 회전 숫돌을 숫돌 회전축으로 회전시키는 구동 장치, 상기 압연롤에 상기 회전롤을 압착하는 이송 장치, 상기 회전 숫돌을 압연롤의 축방향으로 이동시키는 트래버스 장치를 갖는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기에 있어서, 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 회전축에 부착된 박판 원반과 상기 박판 원반의 한쪽 측면에 고정된 숫돌 입자층을 가지고 상기 박판 원반은 상기 압연롤에서의 진동을 흡수하기 위한 탄성체 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기가 제공된다.

상기 온라인 롤 연삭 장치에 있어서 양호하게는 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 한쪽에만 형성되도록 배치되고 보다, 양호하게는 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 입자층과 압연롤러와의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 한쪽에만 형성되도록 상기 숫돌 회전축을 압연롤의 축심에 직각인 방향에 대해 미소각으로 기울여 배치되어 있다.

또 양호하게는 상기 숫돌 입자층은 환상이고, 초숫돌 입자 즉 입방정 질화 붕소 숫돌 입자 및 다이아몬드 숫돌 입자 중 한쪽을 포함한다.

또 상기 박판 원반은 양호하게는 1000kgf/mm-30kgf/mm인 스프링 정수를 가지고, 보다 바람직하게는 500kgf/mm-50kgf/mm인 스프링 정수를 가진다.

또 양호하게는 상기 숫돌 입자층은 입방정 질화 붕소 숫돌 입자를 포함하고, 그 숫돌 입자의 집중도는 50-100으로 하고, 숫돌 입자의 입도는 80-180 범위로 하고, 레진 본드를 숫돌 입자의 결합제로 이용한다.

또 양호하게는 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단과, 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 임의로 변경하도록 상기 이송 장치를 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고, 이것에 의해 압연롤의 소정의 롤 프로파일로 연삭하는 제어수단을 구비한다.

상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단과 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력이 일정해지도록 상기 이송 장치를 제어하면서 상기 회전 숫돌의 롤 축방향의 이송 속도를 임의로 변경하도록 상기 트래버스 장치를 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고, 따라서 압연롤을 소정의 롤 프로파일로 연삭하는 제어 수단을 구비해도 좋다.

또 양호하게는 상기 이송 장치는 회전 구동원과 회전 구동원의 회전을 상기 회전 구동축의 축방향 이동으로 변환해서 상기 회전 숫돌을 압연롤에 대해 진퇴시키는 백래시가 작은 볼 스크류 기구 또는 기어 기구를 갖는다.

또 양호하게는 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤 1개당 적어도 2개의 롤 연삭 유니트를 구비하고, 2개의 롤 연삭 유니트 각각이 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치를 가지고, 이것에 의해 2개의 롤 연삭 유니트는 서로 독립해서 연삭 가능하다.

이 경우 온라인 롤 연삭 장치는 양호하게는 상기 2개의 롤 연삭 유니트에 의해 압연롤을 연삭할 때에 생기는 연삭 랩부가 롤 축방향으로 분산하도록 각 롤 연삭 유니트의 트래버스 장치의 정지 위치를 달리하는 제어 수단을 가진다.

또 양호하게는 상기 2개의 롤 연삭 유니트의 회전 숫돌은 각각 상기 숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 각각의 롤 단부측에만 형성되도록 상기 숫돌 회전축을 압연롤의 축심에 직각인 방향에 대해 서로 상반되는 방향으로 미소각으로 경사지게 배치되어 있다.

또 상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 상기 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기에 있어서 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 숫돌의 롤 축방향의 이동량을 측정하는 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단, 상기 이송 장치의 이동량을 일정하게 한 상태에서 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력과 상기 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량으로 압연롤의 프로파일을 연산하는 제1 프로파일 연산 수단을 포함하는 온라인 프로파일 메터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 프로파일 연산 장치를 구비한 압연기가 제공된다.

또 상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 상기 온라인 롤 연삭 수단을 구비한 압연기에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 이송 장치의 이동량을 측정하는 제1 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌의 롤 축방향의 이동량을 측정하는 제2 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌과 압연롤간의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단, 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 일정하게 한 상태에서 상기 제1 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량과 상기 제2 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량에서 압연롤의 프로파일을 연산하는 제2 프로파일 연산 수단을 포함하는 온라인 프로파일 메터를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기가 제공된다.

상기 온라인 롤 연삭 장치에 있어서, 상기 온라인 프로파일 메터는 양호하게는 상기 온라인 프로파일 메터에서 측정한 압연롤의 프로파일과 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에서 구한 동일한 압연롤의 프로파일과의 편차를 연산하고, 이 편차에서 상기 트래버스 장치에 의한 상기 회전 숫돌의 이동 방향의 압연롤에 대한 평행도 오차를 구해서 그 평행도 오차에 기초하여 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단으로 구한 롤 프로파일 보정 수단을 포함한다.

또, 양호하게는 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에서 구한 압연롤의 프로파일과 미리 설정한 목표 롤 프로파일과의 편차를 구하고 이 편차에 기초해서 상기 이송 장치 및 상기 트래버스 장치의 적어도 한쪽을 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고, 이것에 의해 압연롤을 상기 목표 롤 프로파일에 일치하도록 연삭하는 제어 수단을 갖는다.

이 경우 상기 제어 수단은 양호하게는 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 임의로 변경하도록 상기 이송 장치를 제어해서 상기 연삭량을 변경한다.

또 상기 제어 수단은 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력이 일정해지도록 상기 이송 장치를 제어하면서 상기 회전 숫돌의 롤 축방향 이동 속도를 임의로 변경하도록 상기 트래버스 장치를 제어해서 상기 연삭량을 변경해도 좋다.

또 상기 압연기는 양호하게는 압연롤에 굽힘력을 부여하는 롤 굽힘수단, 압연롤을 축방향으로 시프트시키는 롤 시프트 수단 및 상기 한 쌍의 압연롤을 서로 교차시키는 롤 크로스 수단 중 적어도 하나와 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에 의해 측정된 압연롤의 프로파일에 기초해서 압연재가 목표판 크라운에 근접하도록 상기 롤 굽힘 수단의 굽힘력, 상기 롤 시프트 수단에 의한 시프트 위치 및 상기 롤 크로스 수단에 의한 크로스 각도의 적어도 하나를 제어하는 제어 수단을 구비한다.

또 상기 압연기에 있어서 상기 온라인 롤 연삭 장치는 양호하게는 압연롤의 축심 기울기를 측정함과 동시에 상기 회전 숫돌이 압연롤의 축심의 기울기에 대한 목표 롤 프로파일 상을 이동하도록 상기 이송 장치 및 트래버스 장치를 제어하는 제어 수단을 구비한다. 이 경우 양호하게는 온라인 연삭 장치는 압연롤의 양단을 지지하는 베어링 상자를 고정해서 압연롤의 축심의 기울기를 연삭 중에 일정하게 유지하는 압착 장치를 구비한다.

또 양호하게는 상기 온라인 롤 연삭 장치에 있어서, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이동 장치 및 트래버스 장치는 하나의 롤 연삭 유니트를 구성하고, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 적어도 하나의 단부에 설치된 압연롤의 연삭부보다 직경이 작고 롤 직경이 공지의 기준 소경부와 상기 롤 연삭 유니트에 설치되어 그 롤 연삭 유니트에서 상기 압연롤까지의 거리를 측정하는 변위계를 구비한다.

또 양호하게는, 상기 압연기에 있어서, 상기 압연롤이 작업롤이고, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치는 상기 작업롤을 연삭하는 롤 연삭 유니트를 구성한다. 상기 압연롤이 보강롤이고, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치는 상기 보강 롤을 연삭하는 롤 연삭 유니트를 구성해도 좋다.

또 양호하게는, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 적어도 한쪽 단부에 설치된 압연롤의 연삭부보다 소경으로 롤 직경이 공지인 기준 소경부와 상기 압연롤의 기준 소경부와 연삭부의 각각의 위치에서 상기 회전 숫돌과 압연롤과의 접촉력이 동일해지도록 회전 숫돌을 압연롤에 압착하고, 그때의 회전 숫돌 이송 장치의 이송 위치의 차에서 기준 소경부와 연삭부간의 단차를 구하고, 또 그 단차와 상기 기준 소경부의 공지의 롤 직경에서 상기 연삭부의 롤 직경을 구하는 롤 직경 연삭 수단을 구비한다.

또 상기 제1 및 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 박판 원반과 상기 박판 원반의 한쪽 측면에 고정되어 초 숫돌 입자로 형성된 숫돌 입자층을 가지고, 상기 박판 원판은 상기 압연롤에서의 진동을 흡수하기 위한 탄성체 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌이 제공된다.

이상과 같이 구성한 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저 본 발명에 있어서는 원반형 회전 숫돌의 일부분인 박판 원반에 탄성체 기능을 부여함으로써 압연롤의 진동으로 회전 숫돌이 눌렸을 때 박판 원반이 휘어서 압연롤에서의 진동을 순간적으로 흡수한다. 따라서 숫돌 입자층과 압연롤 사이의 접촉력 변동은 박판 원반의 휨으로 생기는 탄성력이 작은 범위로 되어 미세 진동 현상을 제거할 수 있다. 또 숫돌 입자층을 지지하는 다이인 박판 원반에 탄성체 기능을 부여해서 숫돌 입자층과 탄성체 기능 부재를 일체화한다. 따라서 압연롤에서의 진동으로 가동하는 질량은 숫돌 입자층과 박판 원반만으로 되고, 가동부 질량이 매우 작아지고 회전 숫돌의 고유 진동수가 높아진다. 때문에 진동하는 압연롤을, 공진하는 미세 진동 현상이 없이 장시간 바르게 연삭할 수 있다.

숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 한쪽으로만 형성되도록 회전 숫돌을 배치함으로써 압연롤 쪽으로의 압착력으로 단편 보의 형태로 박판 원반이 굴곡되어서 박판 원반의 탄성체 기능이 유효하게 발휘되어 압연롤에서의 진동을 용이하게 흡수할 수 있다. 또 접촉선이 숫돌 중심의 한쪽 1개소에 형성되므로 미세 진동 현상이 방지되고, 또 접촉력을 적절히 제어할 수 있게 된다.

숫돌 입자층을 초 숫돌 입자, 특히 정질화 붕소 숫돌 입자 또는 다이아몬드 숫돌 입자로 형성함으로써 산화 알루미늄(A1₂O₃) 또는 탄화규소(SiC)계 숫돌 입자를 이용한 숫돌의 100배 이상의 연삭비가 얻어져서 작은 하중으로 장시간 연삭이 가능해진다. 따라서 회전 숫돌의 가동부 질량이 더욱 작아지고 연삭 시 공진 방지에 유효함과 동시에 숫돌의 교환 빈도가 줄어서 압연기의 생산성이 향상된다.

박판 원반의 스프링 정수가 크면 흠집이 생기고 연삭비가 악화해서 숫돌 입자층이 조기에 마모해 버린다. 또 박판 원반의 스프링 정수가 크면 숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉력 변동이 커져서 접촉력으로 연삭량을 제어하기 곤란해진다. 본 발명자들의 검토에 따르면 박판 원반의 스프링 정수를 1000kgf/mm이하, 가능하면 500kgf/mm 이하로 하면 숫돌 입자층의 조기 마모를 방지해서 1회의 숫돌 교환으로 5일 이상 연속 연삭 가능한 것을 알았다.

한편 스프링 정수가 작아지면 압연롤의 진동에 의한 접촉력의 변동이 작아지므로 연삭비가 상승하나, 접촉력의 검출 감도가 저하해서 접촉력을 이용한 연삭제어나 롤 프로파일 측정의 정밀도가 저하한다. 또 박판 원반의 스프링 정수가 작은 것은 박판 원반이 얇은 것이며, 동일한 접촉력에서의 회전 숫돌의 굴곡량도 커지고, 연삭에 필요한 접촉력으로 박판 원반에 크랙이 생긴다. 본 발명자들의 검토에 따르면 박판 원반의 스프링 정수를 30kgf/mm 이상으로 하면 박판 원반에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있고 스프링 정수를 50kgf/mm로 하면 10㎛ 단차에서 생기는 하중 변동도 검출할 수 있는 것을 알았다.

숫돌 입자층의 조성은 온라인 연삭으로 드레싱 없이 연삭 능력을 일정하게 하고, 연삭 조도를 안정화하기 위해서는 초 숫돌 입자가 일정 속도로 자생 발인(發刃)할 필요가 있다. 초 숫돌 입자가 적절히 자생 발인하기 위해서는 1개의 초 숫돌 입자에 걸리는 부하를 조정할 필요가 있다. 본 발명자들의 검토에 따르면 숫돌 입자층에 포함되는 초숫돌 입자의 밀도, 즉 집중도를 50에서 100으로 하고, 또 결합재로서 레진 본드를 이용하면 초숫돌 입자는 용이하게 자생 발인하고 또 숫돌 입자층의 수명도 짧아지지 않아서 드레싱 없이 연속 연삭 가능한 것을 알았다. 또 압연롤의 표면 조도를 평균 거칠기 0.3 내지 1.5㎛로 하기 위해서는 입도를 80 내지 180으로 할 필요가 있는 것을 알았다.

압연롤과 회전 숫돌간의 접촉력을 항상 측정하고 또 이 접촉력을 변화시키면 회전 숫돌의 압연롤 단위 시간당 연삭량이 변화한다. 이 접촉력을 항상 측정해서 접촉력을 일정하게 유지하도록 이송 장치를 이용해서 제어함으로써 압연롤의 원통부 전체에 걸쳐 동일 치수만큼 연삭 가능하다. 즉 본래의 프로파일을 유지하고 전장을 연삭할 수 있다.

또 접촉력을 증감하도록 제어함으로써 압연롤을 임의의 롤 프로파일로 연삭할 수 있다. 이러한 접촉력을 일정하게 제어하고, 회전 숫돌의 축방향으로의 이동 속도를 임의로 제어함으로써도 압연롤을 임의의 롤 프로파일로 연삭 가능하다.

회전 숫돌을 압연롤로 압착하는 이송 장치는 스프링 정수가 높은 기구를 이용하지 않으면 미세 진동 현상 발생 원인이 된다. 소형이고 높은 스프링 정수를 가진 이송 장치로서는 백래시가 없는 타입의 예압식 볼 스크류를 전기 모터로 구동하는 기구가 최적이다. 또 이 기구는 연삭 중의 회전 숫돌의 위치 유지나 미소한 회전 숫돌의 전후 이동이 가능하다.

회전 숫돌을 압연롤 축방향으로 이동해서 연삭할 때 비압연부와 압연부의 단차를 없애기 위해서는 비압연부를 압연부보다 많이 연삭할 필요가 있다. 비압연부는 압연롤의 양단 부분에 있다. 때문에 각각이 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치를 가진 복수개의 롤 연삭 유니트를 배치하고, 이들 유니트가 독립해서 이동할 수 있도록 하고, 통상 2개의 유니트를 양단 부분의 비압연부로 이동해서 연삭한다. 몇 회에 한번 압연롤의 압연부로 롤 연삭 유니트를 이동시켜서 표면 피로층을 연삭한다. 이와 같이 압연부가 압연재로 마모하는 만큼 비압연부를 회전 숫돌로 연삭함으로써 단차가 없는 압연롤 프로파일을 유지할 수 있다.

복수의 롤 연삭 유니트를 배치하고, 이것을 독립해서 이동할 수 있도록 해서 압연롤을 연삭하면 압연롤 상에 숫돌 연삭의 랩부가 생긴다. 이 랩부가 항상 동일 위치가 되지 않도록 트래버스 장치의 정지 위치를 달리해서 랩 위치를 분산한다.

상기한 바와 같이 회전 숫돌과 압연롤의 접촉선을 1개소로서 연삭하면 일정 조건에서 양호한 연삭이 가능해져서 본 발명에서는 숫돌 회전축을 압연롤 축심의 직각선에 대해 미소각으로 기울인다. 이 경우 복수개의 회전 숫돌을 갖는 온라인 롤 연삭 장치에서는 압연롤의 양단에서 숫돌 회전축 기울기의 방향이 동일하면 회전 숫돌단과 하우징이 간섭하는 경우가 생긴다. 압연롤 양단의 유니트에서 숫돌 회전축의 기울기 방향을 역방향으로 해서 연삭함으로써 그와 같은 간섭이 방지되어 회전 숫돌을 압연롤 단부까지 자유롭게 이동할 수 있고 또 압연롤 끝과 하우징 사이의 치수를 특별히 고려할 필요가 없어진다.

또 본 발명의 제1 프로파일 연산 수단을 갖는 온라인 프로파일 메터에 있어서는 회전하는 압연롤에 회전 숫돌을 이송 장치로 압착해서 박판 원반을 어떤 일정량 굽힌 후 이송 장치를 고정하고, 그때의 압연롤과 회전 숫돌 사이의 접촉력을 하중 검출 수단으로 측정한다. 이어서 트래버스 장치에 의해 회전 숫돌을 압연롤의 축방향으로 이동해서 그 이동량을 이동량 검출 수단으로 측정하고 또 접촉력을 하중 검출 수단으로 측정한다.

여기서 회전 숫돌의 숫돌 입자층은 탄성체 기능이 있는 박판 원반으로 지지되어 있고, 박판 원반의 스프링 정수는 일정하므로 박판 원반의 굴곡량이 증가하면 접촉력이 증가한다. 역으로 굴곡량이 감소하면 접촉력은 감소한다. 한편 압연롤의 축심과 온라인 롤 연삭 장치가 평행으로 설치되어 있으면 이송 장치를 고정한 때의 회전 숫돌의 박판 원반은 압연롤 직경이 커지면 많이 굴곡하고 작아지면 작게 굴곡한다.

따라서 제1 프로파일 연산 수단에서는 상기 하중 검출 수단의 측정값(접촉력)에서 박판 원반의 굴곡량을 구하고, 이 굴곡량은 롤 축방향의 각 위치에 대응시켜 정리함으로써 압연롤의 프로파일이 구해진다.

또 본 발명의 제2 프로파일 연산 수단을 가진 온라인 프로파일 메터에 있어서는 회전하는 압연롤에 회전 숫돌을 이송 장치로 압착하고, 박판 원반을 어떤 일정량 굴곡시킨 후 굴곡량(접촉력)이 항상 일정해지도록 이송 장치를 제어한다. 회전 숫돌의 숫돌 회전축의 축방향 이동량을 제1 이동량 검출 수단으로 측정하고, 이어서 트래버스 장치에 의해 회전 숫돌을 압연롤의 축방향으로 이동하고, 그 이동량을 제2 이동량 검출 수단으로 측정한다. 제2 프로파일 연산 수단에서는 제1 이동량 검출 수단의 측정 값에서 회전 숫돌의 숫돌 회전축의 축방향 이동량을 구하고, 그 이동량을 롤 축방향의 각 위치에 대응시켜 정리함으로써 압연롤의 프로파일이 구해진다.

온라인 롤 연삭 장치는 롤 축방향인 이동 방향이 압연롤의 축심과 평행으로 되도록 설치되어 있다. 그러나 열간 압연기에서는 압연재의 열로 장시간 평행도가 변화할 우려가 있고, 이것을 보정하지 않으면 상기와 같이 측정한 롤 프로파일이 올바른 프로파일이라고는 할 수 없게 된다. 온라인 프로파일 메터에 설치된 보정 수단은 이러한 평행도 오차를 보정해서 보다 정확한 프로파일을 측정할 수 있게 한다.

즉, 압연롤을 롤 숍(shop)에 설치된 오프라인 롤 그라인더로 연삭해서 연삭이 완료하면 오프라인 프로파일 메터로 롤 프로파일을 측정한다. 이어서 압연롤을 압연기에 내장하고 온라인 프로파일 메터의 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단을 이용해서 압연롤의 프로파일을 측정하고 이어서 오프라인 프로파일 메터와 온라인 프로파일 메터에서의 측정값 편차를 구해서 이 편차에서 온라인 롤 연삭 장치의 압연롤 축방향에 대한 평행도 오차를 구한다. 그후 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단을 이용해서 압연롤의 프로파일을 측정할 때에는 상기와 같이 구한 롤 프로파일의 측정값에서 이 평행도 오차를 빼서 그 측정값을 보정해서 바른 측정값을 구한다. 따라서 압연롤의 보다 정확한 프로파일이 구해진다.

압연롤을 목표 롤 프로파일에 일치하도록 연삭하는 제어 수단에 있어서는 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단으로 압연롤의 프로파일이 구해지면 그 구해진 압연롤의 프로파일과 미리 설정한 목표 롤 프로파일의 편차를 구해서 그 편차가 큰 롤 직경 방향에서는 회전 숫돌을 강한 힘으로 압착하도록 이송 장치를 제어해서 압연롤 연삭량을 제어하고, 따라서 압연롤을 목표 롤 프로파일로 연삭한다. 대신 압연롤과 회전 숫돌의 접촉력을 일정해지도록 제어해서 회전 숫돌의 롤 축방향의 이동 속도를 변경해서 압연롤 연삭량을 변경해도 좋고, 이것에 의해서도 압연롤은 목표한 롤 프로파일로 연착된다.

제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에서 압연롤의 프로파일이 구해지면 그 데이타를 압연기 전체를 제어하는 시스템 컴퓨터로 입력하고 그 데이타를 토대로 압연기 중에 설치된 롤 굽힘기(bender)에 의해 압연롤에 굽힘력을 주어 열연 강판의 프로파일을 개선한다. 압연기가 압연롤을 축방향으로 시프트하는 롤 시프트 수단 또는 압연롤을 교차시키는 롤 크로스 수단을 갖는 경우는 이들 수단을 제어해서 열연 강판의 프로파일을 개선해도 좋다. 이와 같이 측정된 프로파일을 롤 굽힘기나 롤 시프트 수단 또는 롤 크로스 수단의 제어 데이타로 이용함으로써 정도가 높은 판 크라운 제어가 가능해진다.

압연롤 축심에서 숫돌 입자층의 선단 표면까지의 거리를 일정하게 해서 롤 연삭 유니트를 롤 축방향으로 이동시킴으로써 압연롤은 동일 직경을 갖도록 연삭 된다. 숫돌 입자층의 선단 표면까지의 거리를 임의로 변화하도록 이동시킴으로써 ,거리가 가까운 곳은 압연롤과 숫돌 사이의 접촉력이 커져서 보다 많이 연삭되고, 반대로 거리를 멀게 하면 압연롤과 숫돌간의 접촉력이 작아져서 적게 연삭된다.

압연롤의 프로파일을 임의로 작성해서 유지하기 위해 압연롤 축심에서 숫돌 입자층의 선단 표면까지의 거리를 이송 장치를 제어해서 압연롤의 목표 롤 프로파일과 동일 궤적을 그리도록 이동시킨다.

압연롤 축선의 기울기를 측정하여 이 축심의 기울기를 고려해서 목표 롤 프로파일 상을 이동하도록 이송 장치 및 트래버스 장치를 제어하면서 연삭함으로써 압연롤 축심이 경사져 있어도 그 기울기를 고려한 바를 롤 프로파일을 항상 유지할 수 있다.

압연롤 축선의 수평 방향의 기울기를 연삭 중 항상 일정하게 하도록 압연롤 베어링 상자를 스탠드에 설치한 압착 장치에 의해 스탠드 또는 굽힘 블럭에 압착한 상테에서 연삭함으로써 스탠드나 베어링 상자의 마모의 영향을 받지 않고 바른 롤 프로파일로 항상 유지할 수 있다.

압연롤의 연삭이 진행되면 상하 롤의 직경의 차가 생길 우려가 있다. 직경차가 커지면 상하 롤에서 필요로 하는 압연 토오크에 편차가 생기고 스핀들 등에 무리한 힘이 작용해서 사고의 원인으로 된다. 이것을 방지하기 위해 직경을 일반적으로 0.2mm/직경 이내로 되도록 관리한다.

압연롤의 적어도 한쪽 단부에 롤 직경이 공지인 기준 소경부를 제작하고 변위계로 기준 소경부와 압연롤의 연삭부간의 단차를 측정함으로써 항상 올바른 롤 직경을 구할 수 있다. 이러한 측정을 상하 롤에서 행해서 직경차를 온라인으로 관리할 수 있다.

롤 직경을 압연롤 양단에서 측정함으로써 압연롤이 롤 축방향으로 테이퍼 연삭되어 있지 않은지(원통도)를 확인할 수도 있다.

기준 소경부와 압연롤 연삭부 각각의 위치에서 회전 숫돌과 압연롤과의 접촉력이 동일해지도록 회전 숫돌을 압연롤에 압착하고, 그때 회전 숫돌의 이송 위치의 차에서 기준 소경부와 연삭부간의 단차를 구함으로써 변위계를 이용하지 않고 압연롤 직경을 측정할 수 있다.

열간 압연기는 작업롤이 열연 강판과의 접촉으로 마모하나, 작업롤을 지지하는 보강 롤도 작업롤과 높은 접촉력으로 접하고 있으므로 롤 표면에 피로층이 나타난다. 보강 롤에도 온라인 연삭 장치를 설치함으로써 롤 표면의 피로층을 용이하게 제거할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 이용해서 설명한다.

[제1 실시예]

제1도 및 제2도에 있어서, 본 실시예에 관한 압연기는 압연재(S)를 연신하는 한 쌍의 압연롤(상하 작업롤) (1a 및 1a), 압연롤(1a, 1a)을 지지하는 한 쌍의 압연롤(상하 보강롤)(1b, 1b), 압연롤(1a, 1a)에 굴곡을 주는 롤 굽힘기(30, 30)를 갖는 4단 압연기이다. 압연롤(1a, 1a)은 베어링 상자(3, 3)로 지지되고, 이들 베어링 상자(3, 3) 조작측 및 구동측의 스탠드(4)에 내장되어 있다. 압연기 입구측에는 입구측 가이드(10)가 배치되어 압연재(S)의 압연롤(1a)로의 가이드를 행한다. 압연시 발생하는 압연롤(1a, 1a)의 열을 냉각하는 냉매 헤더(15, 15)가 설치되어 압연시 발생하는 압연롤(1a, 1a)의 열을 냉각한다.

이와 같은 압연기에 본 실시예의 온라인 롤 연삭 장치가 설치되어 있다. 온라인 롤 연삭 장치는 상부 작업롤(1a)용 2개의 상부 롤 연삭 유니트(5a, 5b)(이하 공통의 설명에서는 [5]로 대표한다)와 하부 작업롤(1a)용 2개의 하부 롤 연삭 유니트(6a, 6b) (마찬가지로 [6]으로 대표해서 1개만 도시한다)를 가진다.

상부 롤 연삭 유니트(5a, 5b)는 상부 작업롤(1a)의 조작측 단부 및 구동측 단부에 대응해서 각각 설치되고 또 서로 독립해서 연삭 가능하다. 하부 롤 연삭 유니트(6a, 6b)도 하부 작업롤(1a)의 조작측 단부 및 구동측 단부에 대응해서 설치되고 또 서로 독립해서 연삭 가능하다. 이들 유니트(5a, 5b 및 6a, 6b)는 각각 제3도 및 제4도에 도시하는 바와 같이 작업롤(1a)에서 연삭하는 원반형의 회전 숫돌(20), 회전 숫돌(20)을 숫돌 회전축(21)에 의해 회전시키는 구동 장치(22), 작업롤(1a)에 회전 숫돌(20)을 압착하는 이송 장치(23), 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)의 축방향으로 이동시키는 트래버스 장치(24)를 구비한다.

회전 숫돌(20)은, 제5도에 확대해서 도시하는 바와 같이, 보스(52a)를 갖는 박판 원반(52)과 박판 원반(52)의 반 보스측 측면에 고정된 환상의 숫돌 입자층(51)을 가지고, 박판 원반(52)은 보스(52a) 부분에서 숫돌 회전축(21)에 설치되어 있다. 또 박판 원반(52)은 작업롤에서의 진동을 흡수하기 위한 탄성체 기능을 가지고, 작업롤(1a)과 숫돌 입자층(51) 사이의 접촉력에 의해 굴곡량이 변화하는 구조로 되어 있다. 박판 원반(52)은 그 탄성체 기능을 위해 양호하게는 1000kgf/mm 내지 30kgf/mm의 스프링 정수, 더욱 양호하게는 500kgf/mm 내지 50kgf/mm의 스프링 정수를 가진다. 숫돌 입자층(51)은 접착제로 박판 원반(52)과 일체 구조로 되어 진동하는 작업롤(1a)에 안정 밀착 가능하도록 하고 있다.

숫돌 입자층(51)은, 초숫돌 입자인 입방정 질화 붕소 숫돌 입자(일반적으로는 CBN이라 한다) 또는 다이아몬드 입자로 제조되고 숫돌 입자의 집중도를 50 내지 100, 입도를 80 내지 180 범위로 해서, 레진 본드를 결합재로 이용하여 고착시킨다. 또 박판 원반(52)의 재질은 숫돌 입자층(51)의 초숫돌 입자에서의 연삭열을 용이하게 방열하는 목적과 가동부 질량을 작게 할 목적으로 알루미늄재 또는 알루미늄 합금으로 만들어져 있다.

회전 숫돌(20)은 제5도에 도시하는 바와 같이 숫돌 회전축(21)의 축심(Gcl)이 작업롤(1a)의 축심(Rc)에 직각인 선(Sc)에 대해 미소각 α로 경사지게 배치되어 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 한쪽 측에만 형성되어 있다. 경사각 α는 0.5-1.0°정도가 좋다. 이와 같은 회전 숫돌(20)의 배치로 박판 원반(52)은 탄성체 기능을 유효하게 발휘할 수 있고 또 회전 숫돌과 작업롤 사이의 접촉력 제어가 적절히 가능하게 된다(후술).

또 롤 연삭 유니트(5a)의 회전 숫돌(20)과 롤 연삭 유니트(5b)의 회전 숫돌(20)은 제6도에 도시하는 바와 같이 각각의 숫돌 회전축(21)의 축심(Gcl)이 작업롤(1a)의 축심(Rc)에 직각인 선(Sc)에 대해 서로 상반되는 방향으로 상기 미소각 α 로 경사지게 배치되어 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접속 선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 각각의 롤 단부측에만 형성되도록 한다. 롤 연삭 유니트(6a)의 회전 숫돌(20)과 롤 연삭 유니트(6b)의 회전 숫돌(20)에 대해서도 동일하다. 따라서 작업롤(1a)의 양단부까지 스탠드와의 간섭을 일으키지 않고 연삭가능해진다(후술).

구동 장치(22)는 제3도에 도시하는 바와 같이 회전 숫돌(20)을 소정의 속도로 되도록 회전 구동하는 액체 모터(54)(전기 모터라도 좋다)와 액체 모터(54)의 출력축(54a) 회전을 숫돌 회전축(21)으로 전달하는 풀리 샤프트(54b) 및 벨트(55)를 가지고, 출력축(54a)과 풀리 샤프트(54b)는 평행 스플라인(54c)을 거쳐 연결되어 있다. 풀리 샤프트(54)는 본체(59)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 숫돌 회전축(21)은 슬라이드형 래디얼 베어링(21a, 21b)을 통해 본체(59) 내에 회전이 자유롭고 또 축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 숫돌 회전축(21)의 반회전 숫돌측에는 회전 숫돌(20)과 작업롤(1a) 사이의 접촉력을 측정하는 로드셀(53)이 본체(59)에 수납되어 있다.

본체(59)는 케이스(25)에 수납되어 있고, 액압 모터(54)는 케이스(25)에 부착되어 있다. 또 본체(59)는 제4도에 도시하는 바와 같이 케이스(25)의 저부에 슬라이드 베어링(25a)을 끼워서 숫돌 회전축(21)의 축방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.

이송 장치(23)는 제3도에 도시하는 바와 같이 케이스(25)에 부착된 이송 모터(57)와 이송 모터(57)의 회전으로 본체(59)를 작업롤(1a)의 접합 분리 방향으로 이동시켜서 회전 숫돌(20), 숫돌 회전축(21) 및 로드셀(53)을 함께 전후 이송하는 백래시가 없는 타입의 예압식 볼 스크류(56)와 이송 모터(57)의 회전 각도를 검출 하는 엔코더(57a)를 가진다. 예압식 볼 스크류(56) 대신 백래시가 없는 타입의 기어 기구를 이용해도 좋다.

트래버스 장치(24)는 제4도에 도시하는 바와 같이 케이스(25)에 부착된 트래버스 모터(58)와 트래버스 모터(58)의 회전축에 장착되어 래크(14)와 맞물리는 피니언(58a), 케이스(25) 상면에 부착되어 상부 슬라이드 레일(7) 또는 하부 슬라이드 레일(8)과 맞물리는 2쌍의 가이드 롤러(26)의, 트래버스 모터(58)의 회전수를 검출하는 엔코더(58b)를 가진다. 슬라이드 레일(7 및 8)은 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 작업롤(1a, 1a)의 입구측에 작업롤(1a)의 축심에 평행으로 가로지르고, 래크(14)는 슬라이드 레일(7 또는 8)의 반작업롤측의 측면에 형성되어 있다. 이와 같이 롤 연삭 유니트(5, 6)는 가이드 롤러(26)를 통해 슬라이드 레일(7, 8)에 지지되면서 트래버스 모터(58)의 회전과 피니언(58a)과 래크(14)의 맞물림으로 부드럽게 롤 축심 방향으로 이동 가능하다.

롤 연삭 유니트(5, 6)는 작업롤(1a)의 교환 시에 베어링 상자(3)와 간섭하지 않도록 할 필요가 있다. 따라서 상부 슬라이드 레일(7)의 양단은 스탠드(4)에 설치된 가이드(9)에 슬라이드 가능하게 지지되어 롤 연삭 유니트(5a, 5b)는 실린더 (11) 및 가이드(9)에 의해 슬라이드 레일(8)과 같이 후방으로 이동한다. 또 하부 슬라이드 레일(8)의 양단은 입구측 가이드(10)에 지지되어 하부를 연삭 유니트(6) 는 도시하지 않은 구동 장치에 의해 입구측 가이드(10)와 함께 후방으로 이동한다.

롤 연삭 유니트(5, 6)에 있어서 이송 장치(22)의 이송 모터(57) 및 트래버스 장치(24)의 트래버스 모터(58)는 제7도에 도시하는 바와 같이 각각 제어 장치(13a, 13b)에 의해 제어된다. 또 로드셀(53), 이송 장치(23)의 엔코더(57a), 트래버스 장치(24)의 엔코더(58b)의 검출 신호는 정보 처리 장치(13c)로 보내져 처리된다. 정보 처리 장치(13c)는 다양한 처리 기능을 가지고, 처리 결과의 신호를 제어 장치(13a, 13b)로 보내서 이송 모터(57) 및 트래버스 모터(58)를 제어한다. 정보 처리 장치(13c)의 처리 기능에 대하여 후술한다.

다음에 본 실시예의 온라인 롤 연삭 장치의 동작 및 제어를 설명한다.

먼저 본 실시예의 온라인 롤 연삭 장치의 기본 동작을 설명한다.

작업롤(1a)은 압연 속도에도 의존하지만 10 내지 150c/s의 진동수로 진동한다. 온라인 연삭 장치로서 종래 온라인 연삭 장치에서 일반적인 원통형 숫돌을 갖는 롤 그라인더를 설치한 경우, 원통형 숫돌과 작업롤은 숫돌 표면의 숫돌 입자를 통해 접촉하여 롤 표면의 금속과 숫돌 입자가 충돌하면서 연삭한다.

숫돌 입자와 작업롤 표면 금속이 접촉한 때는 작업롤은 연삭되어 다음 순간 숫돌은 작업롤에서 떨어져 숫돌 입자는 공회전한다. 이와 같은 불연속 연삭이 미세 진동 현상의 원인으로 되어 제8도 및 제9도에 도시하는 바와 같이 요철이 있는 작업롤 표면 및 단면으로 되어 버린다.

작업롤과 숫돌이 동일하게 진동하면 숫돌과 작업롤의 접촉력은 변화하지 않는다. 그러나 숫돌과 숫돌 프레임 전체를 작업롤과 동조하도록 진동시키는 것은 작업롤 진동이 150c/s로 고주파이어서 추종이 어렵다. 작업롤의 진동을 숫돌과 숫돌 프레임 전체가 아닌 숫돌 자체에 탄성을 주어 진동을 숫돌의 굴곡으로 흡수하면 가동부의 질량이 작아지기 때문에 작업롤의 진동에 신속히 추종하고 숫돌과 작업롤 사이의 접촉력의 변동이 작아진다.

본 실시예에서는 회전 숫돌(20)의 일부인 박판 원반(52)에 탄성체 기능을 주어서 숫돌 자체가 탄성을 가지고 회전 숫돌(20)을 숫돌 입자층(51)의 둘레 속도가 1000m/min에서 1600m/min으로 되도록 회전하면서 회전하는 작업롤(1a)에 압착해서 굴곡된다. 작업롤(1a)은 상기와 같이 전후로 진동한다. 이러한 진동으로 회전 숫돌(20)이 눌리나 그때 제5도에 도시하는 바와 같이 박관 원반(52)이 굴곡되어서 작업롤(1a)에서의 진동을 순간적으로 흡수한다. 따라서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a) 사이의 접촉력 변동은 박판 원반(52)의 굴곡으로 세기는 탄성력이 작은 범위로 되어 미소 진동 현상을 제거할 수 있다.

또 숫돌 자체에 탄성을 부여한 경우 원통형 숫돌에서는 작업롤과 숫돌 회전축이 평행이므로, 숫돌 자체에 탄성을 주기 어렵다. 그러나 원반형 숫돌인 경우 작업롤과 숫돌 회전축이 대략 직각이므로 숫돌 자체에 탄성이 주기 용이해진다. 따라서 진동하는 작업롤을 연삭하는 데는 원반형 숫돌을 이용하는 것이 유효해진다.

즉 본 실시예에서는 숫돌 입자층(51)의 받침인 박판 원반(52)에 탄성을 준다. 또 탄성을 유효하게 발휘시키기 위해 제5도에 도시하는 바와 같이 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 한쪽에만 형성되도록 회전 숫돌(20)을 배치한다. 이와 같이 하면 작업롤(1a)에의 압착력을 외팔보의 형태로 박판 원반(52)이 굴곡되어서 작업롤(1a)에서의 진동을 흡수할 수 있다.

또 박판 원반(52)을 굴곡시키는 데는 제10도에 도시하는 바와 같이 숫돌 회전축(21)의 축심이 작업롤(1a)의 축심에 대해 옵셋되도록 회전 숫돌(20A)을 배치해 도 된다. 또 숫돌 입자층(51)을 환상으로 하여서 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)에 평행으로 압착해도 숫돌 중앙 양측의 2개소의 숫돌 입자층 부분에서 지지되어 박판 원반(52)이 굴곡되게 할 수 있다. 그러나 이 경우는 양단 지지로 되므로 굴곡량이 적어진다. 본 실시예와 같이 1개소에서 지지하면 동일한 박판 원반(52)을 사용해서 보다 큰 굴곡을 얻을 수 있다.

숫돌에는 연삭 능력에 따라 작업롤과 숫돌간의 접촉력의 허용 변화 범위가 있다. 숫돌 자체에 탄성을 준 경우 작업롤이 진동해도 접촉력이 그 허용 변환 범위 내로 적정히 유지되고 또 숫돌이 공진하지 않기 위해서는 아래 조건이 필요해진다.

F ≥ k x Amax

F : 접촉력의 허용 변화 범위

Amax : 작업롤 편 진폭

k : 탄성체의 스프링 정수

즉 k ≤ F/Amax로 되고, 숫돌 자체의 탄성체의 스프링 정수가 숫돌의 접촉력 허용 변화 범위 F와 작업롤 편 진폭 Amax에서 구해지는 스프링 정수 k보다 작으면 숫돌은 항상 작업롤에 추종해서 연삭할 수 있다.

한편 숫돌의 고유 진동수가 작업롤의 진동수와 일치하면 숫돌이 공진해서 정확한 연삭이 불가능해진다. 따라서 숫돌의 고유 진동수는 작업롤의 진동수에서 가능한 한 떨어지게 설정하는 것이 좋다.

Fn ＞ Frmax

Fn : 숫돌의 고유 진동수

Frmax : 작업롤 최대 진동수

그런데, 숫돌의 고유 진동수는 다음과 같다.

M : 탄성체를 포함하는 숫돌의 질량(가동부 질량)

따라서, 숫돌의 고유 진동수를 크게 하는 경우 탄성체의 스프링 정수 K를 크게 하던가, 탄성체를 포함하는 숫돌 질량 M을 작게 해야 한다. 탄성체의 스프링 정수는 앞에서 설명한 바와 같이 어떤 값(F/Amax) 보다 크게 할 수 없다. 숫돌의 고유 진동수를 크게 하는 데에는 탄성체를 포함하는 숫돌 질량을 작게 해야 한다.

예를 들면 F = 4kgf Amax = 30㎛인 때 K = 133kgf/mm로 된다. 따라서 Frmax = 150c/s, Fn = 400c/s로 가정하면 회전 숫돌을 포함하는 가동부 질량 M은 0.2kg으로 억제해야 한다.

숫돌로서 일반적으로 이용되는 산화 알루미늄(Al₂O₃) 또는 탄화규소(SiC)계 입자를 이용한 숫돌인 경우 숫돌 질량을 0.2kg으로 억제했다면 숫돌은 곧 마모되어 버려서 하루에도 몇 번 숫돌을 교환할 필요가 있어서 압연기 내에서 작업롤의 연삭 효과가 크게 손상된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 연삭비(공작물의 감소 체적/숫돌 감소 체적)가 높은 숫돌을 사용할 필요가 있다.

현재 일반적인 산화 알루미늄(Al₂O₃) 또는 탄화규소(SiC)계 입자를 이용한 숫돌에서는 경질의 작업롤을 연삭하면 연삭비를 3 이상으로 하기 곤란하다. 그러나 초 숫돌 입자인 정질화 붕소 입자(일반적으로는 CBN 이라 한다) 또는 다이아몬드를 이용해서 만든 본 실시예의 회전 숫돌(20)은 작업롤(1a)을 연삭해도 연삭비가 300을 넘어서 산화 알루미늄(Al₂O₃) 또는 탄화규소(SiC)계 숫돌 입자를 이용한 숫돌의 100배 이상의 연삭비를 갖는다. 초 숫돌 입자의 높은 연삭비를 활용해서 이 숫돌 입자를 온라인 롤 연삭 장치의 숫돌로서 이용함으로써 적은 중량으로 장시간 연삭 가능해진다.

또 본 실시예에서는 숫돌 입자층(51)이 있는 받침을 박판 원반(52)으로 해서 박판 원반(52)에 탄성을 주어 숫돌 입자층(51)과 탄성체 기능 부재를 일체화하고 있다. 때문에 작업롤(1a)에서의 진동으로 가동하는 질량은 숫돌 입자층(51)과 박판 원반(52)만으로 되고, 가동부 질량을 매우 작게 할 수 있어서 회전 숫돌(20)의 고유 진동수를 높일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 가동부 질량을 작게 하기 위해 연삭비가 높은(중량이 가볍고 숫돌 수명이 긴) 초 숫돌 입자를 숫돌 입자층(51)에 이용하고, 적당한 스프링 정수를 가진 박판 원판(52)과 일체화시킨 회전 숫돌(20)을 회전시키면서 작업롤(1a)에 압착하므로 진동하는 작업롤을 공진에 의한 미세 진동 현상이 없이 장시간 바르게 연삭할 수 있다.

다음에 박판 원반(52)의 적절한 스프링 정수에 대해 제11도에 도시하는 실험 데이타를 이용해서 설명한다. 제11도는 박판 원반(52)의 스프링 정수와 연삭비의 관계에 대한 실험 데이타를 나타내는 것으로, 작업롤(1a)의 주속 vr = 300 m/min, 숫돌의 주속 vg = 1570m/min, 숫돌의 롤 축방향의 이동 속도(트래버스 속도) vs = 10mm/sec, 작업롤(1a)의 진동 주파수 f = 35 Hz, 작업롤(1a)의 편 진폭 a = 0.01mm로 한 때의 것이다.

제11도에 도시하는 바와 같이 스프링 정수가 크면 연삭비가 내려가고, 스프링 정수가 작아지면 연삭비가 올라간다. 즉 스프링 정수가 크면 미소 진동 마크가 생겨서 연삭비가 나빠져서 숫돌 입자층(51)이 조기에 마모해 버린다. 회전 숫돌(20)의 교환 빈도를 가능한 한 적게 해서 숫돌 교환으로 인한 생산성 저하를 방지하기 위해서는 1회 교환으로 숫돌을 5일 이상 연속 사용 가능해야 한다. 따라서 연삭비 50 이상, 가능하면 연삭비 250 이상일 필요가 있다. 초 숫돌 입자로 만든 회전 숫돌(20)은 고가이므로 생산비용 절감을 위해서는 연삭비를 가능한 한 높여야 한다. 박판 원반(52)의 스프링 정수가 크면 연삭비가 내려가는 이유는 작업롤(1a)의 진동으로 회전 숫돌(20)에 생기는 접촉력 변동이 커져서 숫돌 입자층(51)의 숫돌 입자에 큰 힘이 작용해서 숫돌 입자가 그 힘으로 떨어지기 때문이다. 또 박판 윈반(52)의 스프링 정수가 크면 작업롤(1a)의 진동을 회전 숫돌(20)에서 흡수할 수 없어서 로드셀(53)로 하중을 전달하므로 접촉력의 측정값에 변동이 커서 작업롤(la)과 숫돌 입자층(51)의 접촉력으로 연삭량을 제어하는(후술) 것이 곤란해진다.

한편 스프링 정수가 작아지면 작업롤(1a)의 진동에 의해 회전 숫돌(20)에 생기는 접촉력 변동이 작아지므로 연삭비가 상승하나 접촉력을 이용한 연삭 제어나 롤 프로파일 측정(후술)의 정도가 저하한다. 연삭 제어 및 롤 프로파일 측정 정도가 저하하는 이유는 회전 숫돌(20)이 굴곡해도 숫돌 회전축(21)에 작용하는 힘이 작아서 작은 요철에서는 로드셀(53)에서 하중 변화를 검출할 수 없기 때문이다.

예를 들면 박판 원반(52)의 스프링 정수를 50kgf/mm로 하면 10㎛의 단차에서 생기는 하중차는 △F = 50 × 0.01 = 0.5(kg/f)로 이것은 일반적인 로드셀(53)의 분해능으로부터 판단할 때 검출 범위의 한계에 가깝다. 또 박판 원반(52)의 스프링 정수가 작은 것은 박판 원반(52)이 얇은 것이며, 동일한 접촉력에서의 회전 숫돌(20)의 굴곡량도 커져서 숫돌 입자층(51)에 비틀림에 의해 무리한 힘이 작용하고 스프링 정수가 30kgf/mm 보다 작아지면 연삭에 필요한 접촉력으로 연삭 입자층(51)에 크랙이 생기거나 박판 원반(52)과 숫돌 입자층(51) 사이에 박리가 생긴다.

이상의 조건에 따라 박판 원반(52)의 스프링 정수는 1000kgf/mm 내지 30kgf/mm가 좋고, 가능하면 500kgf/mm 내지 50kgf/mm가 좋은 것을 알았다.

다음에 숫돌 입자층(51)의 조정에 대해서 설명한다. 회전 숫돌(20)에 초 숫돌 입자로 만든 숫돌 입자층(51)을 이용한 경우 오프라인에서의 롤 연삭에서는 연삭 능력을 일정하게 하고, 연삭 조도를 안정화하기 위해 숫돌 입자층(51)을 보통 드레싱한다. 그러나 오프라인에서의 연삭에서는 공간의 문제 등에 의해 숫돌 입자층(51)의 드레싱이 어렵다. 온라인 연삭에서 드레싱 없이 절삭 능력을 일정하게 하고, 연삭 조도를 안정화시키기 위해서는 초 숫돌 입자(51)가 일정한 속도로 자생 발인할 필요가 있다. 이 초 숫돌 입자가 적절히 자생 발인하기 위해서는 1개의 초 숫돌 입자에 걸리는 부하를 조절할 필요가 있다. 그 때문에, 숫돌 입자층(51)에 포함되는 초 숫돌 입자의 밀도, 즉 집중도를 50 내지 100으로 유지하면서 초 숫돌 입자의 마모와 함께 마모하는 결합재는 레진 본드를 이용할 필요가 있다. 집중도가 100 이상으로 되면 자생 발인이 어려워져서 연삭 능력이 저하한다. 집중도가 50 이하로 되면 수명이 짧아진다. 또 결합재로서 잘 마모되지 않는 도화(vitrified) 본드 등을 이용하면 숫돌 입자의 결합재 면에서의 돌출량이 작아지고, 드레싱이 필요해진다. 상기 범위의 집중도와 결합재이면 초숫돌 입자는 용이하게 자생 발인해서 드레싱 없이 연속 연삭 가능하다. 또 작업롤(1a)의 표면 조도를 평균 거칠기 0.3 내지 1.5㎛로 하기 위해서는 입도(숫돌 입자 크기)를 80 내지 180으로 할 필요가 있는 것도 알았다.

다음에 회전 숫돌(20)의 배치에 관한 작용을 설명한다. 회전 숫돌(20)은 앞에서 설명한 바와 같이 숫돌 회전축(21)의 축심(Gcl)이 작업롤(1a)의 축심(Rc)에 직각인 선(Sc)에 대해 미소각 α로 경사져 배치되어 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 한쪽에만 형성된다. 이와 같은 회전 숫돌(20)의 배치에 의해 박판 원반(52)이 탄성체 기능을 유효하게 발휘할 수 있는 것은 이미 설명했다. 또 숫돌 입자층(51)은 환상이기 때문에 만약 숫돌 입자층(51)의 면을 작업롤(1)에 평행으로 압착한 경우 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선은 숫돌 중앙의 양측에 2개소 형성된다. 이와 같이 접촉력이 2개소에 형성되면 그 2개소에서 동시에 연삭이 진행되기 때문에 작업롤(1a)에 단차가 있으면 2개소의 연삭면이 서로 간섭해서 미세 진동 현상이 생기고, 또 2개소에서 접촉해 있으므로 회전 숫돌과 작업롤 사이의 접촉력 제어가 곤란하다. 본 실시예에서는 환상의 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선은 숫돌 중심의 편측 1개소에 형성되므로 미세 진동 현상이 방지되고, 또 적절히 접촉력을 제어(후술)할 수 있게 된다.

또 숫돌 회전축(21)을 작업롤(7a)의 축 직각선(Sc)에 대해 미소각 α로 기울이면 제12도에 도시하는 바와 같이 작업롤(1a)의 한쪽 단부에서 비연삭부가 생기 거나 2측의 스탠드(4)와 회전 숫돌(20)이 간섭할 우려가 있다. 그래서 롤 연삭 유니트(5a)의 회전 숫돌(20)과 롤 연삭 유니트(5b)의 회전 숫돌(20)은 제6도에 도시하는 바와 같이 각각의 숫돌 회전축(21)의 축심(Gcl)이 작업롤(1a)의 축심(Rc)에 직각인 선(Sc)에 대해 서로 상반하는 방향으로 상기 미소각 α로 경사지게 배치되어 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 각각의 롤 단부측에만 형성되도록 한다. 따라서 상기와 같은 스탠드와의 간섭을 일으키지 않고 작업롤(1a)의 전장을 연삭할 수 있다. 롤 연삭 유니트(6a)의 회전 숫돌(20)과 롤 연삭 유니트(6b)의 회전 숫돌(20)에 대해서도 동일하다.

다음에 본 실시예의 온라인 롤 연삭 장치의 제어에 대해 설명한다. 본 실시예의 온라인 롤 연삭 장치는,

① 롤 프로파일 연삭 제어,

② 독립 연삭 제어,

③ 랩부 분산 제어,

④ 온라인 롤 프로파일 메터로서의 롤 프로파일 측정,

⑤ 롤 프로파일 보정,

⑥ 롤 프로파일 측정과 프로파일 연삭 제어와의 조합 등의 각 제어기능을 가지고, 이들 제어 기능은 정보 처리 장치(13c)에 프로그램으로서 격납되어 있다.

① 롤 프로파일 연삭 제어

먼저 롤 프로파일 연삭 제어기능을 설명한다. 제13도는 회전 숫돌(20)의 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉력(F)과 단위 시간당 연삭량(Q)과의 관계에 대한 실험 데이타를 나타내는 것으로, 숫돌의 주속 vg = 1570m/min 숫돌의 롤 축방향의 이동 속도(트래 버스 속도) vs = 10mm/sec, 작업롤(1a)의 진동 주파수 f = 35Hz, 작업롤(1a)의 편 진폭 a = 0.01mm로 해서, 작업롤(1a)의 주속 vr = 300m/min, 600m/min, 900m/min의 각각에 대한 데이타를 정리한 것이다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉력 F의 차이에 따라 단위 시간당 연삭량(Q)이 거의 선형적으로 변화한다. 따라서 롤 연삭 유니트(5, 6) 중에 설치된 이송 장치(23)에서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)의 접촉력(F) 을 제어해서 작업롤(1a)의 연삭량(Q)을 임의로 변경할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제어를 위해 로드 셀(53)을 숫돌 회전축(21)의 반숫돌측의 단부에 접하도록 배치해서 접촉력(F)을 보다 정확히 검출한다. 또 제7도에 도시하는 정보 처리 장치(13c)에 제13도에 도시하는 접촉력 F와 연삭량 Q와의 관계를 기억해 두고, 검출한 접촉력 F를 정보 처리 장치(13c)로 입력해서 목적한 절삭량으로 되도록 이송 모터(57)로 박판 원반(52)의 굴곡량을 변경해서 접촉력(F)을 제어한다(제21도 참조). 따라서 작업롤(1a)을 소정의 프로파일로 연삭할 수 있다.

또 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)의 접촉력을 일정하게 해서 숫돌 입자층 (51)의 작업롤 축방향으로의 이동 속도(트래버스 속도)를 변경하면 연삭량이 변화 한다. 숫돌 입자층(51)을 빨리 움직이면 같은 위치에서의 숫돌 입자 접촉 시간이 짧아져서 연삭량은 감소한다. 느리게 움직이면 역으로 연삭량은 증가한다. 따라서 숫돌 입자층(51)의 트래버스 속도를 제어해서도 작업롤(1a)의 연삭량을 임의로 변경할 수 있다.

즉 검출한 접촉력(F)을 정보 처리 장치(13c)로 입력해서 접촉력(F)이 일정해지도록 이송 모터(57)로 박판 원반(52)의 굴곡량을 제어하면서 목적한 연삭량으로 되도록 트래버스 모터(58)로 숫돌 입자층(51)의 트래버스 속도를 제어한다(제21도 참조). 따라서 작업롤(1a)을 소정의 프로파일로 연삭할 수 있다.

상기와 같은 이송 장치(23)에서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉력을 제어할 때, 숫돌 회전축(21)의 횡방향으로 유동이 있으면 작업롤(1a)의 진동으로 전후 동작하는 가동 질량이 순간적으로 증대해서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)과의 접촉력은 크게 변화한다. 이와 같이 접촉력의 변화가 커지면 이송 장치(23)에서 접촉력을 제어할 수 없다. 본 실시예에서는 이러한 유동을 가능한 한 작게하기 위해 이송 장치(23)에 비백래시 타입의 예압식 볼 스크류(56)를 사용하고, 그 이외의 슬라이드부도 틈새가 작은 부품을 이용한다. 또 볼 스크류(56)를 구동하는 이송 모터(56)는 전기 모터로 한다. 따라서 이송 장치(23)에서의 접촉력 제어가 용이해져서 연삭 중인 회전 숫돌(20)의 위치 유지나 회전 숫돌(20)의 미세한 전후 이송이 가능해진다.

② 독립 연삭 제어

다음에 롤 연삭 유니트(5a, 5b 또는 6a, 6b)의 독립 연삭 제어에 대하여 설명한다.

작업롤(1a)은 압연부는 강판과의 접촉에 의해 1코일 압연으로 2㎛/반경 정도 마모하고, 비 압연부는 접촉하지 않으므로 마모하지 않는다. 때문에 비 압연부와 압연부 사이에 단차가 생긴다. 이러한 비 압연부는 작업롤(1a)의 조작측과 구동측의 양단 부분에 있다.

여기서 2개의 롤 연삭 유니트(5a, 5b 또는 6a, 6b)를 1개의 프레임에 합체한 경우는 롤 연삭 유니트(5a 또는 6a)를 조작측의 비 압연부에 위치시키면 롤 연삭 유니트(5b 또는 6b)는 작업롤(1a)의 중앙에 위치하게 된다. 때문에 한쪽의 롤 연삭 유니트로 비 압연부의 하나를 연삭하면 다른 쪽 롤 연삭 유니트는 압연부에 위치해서 비압연부를 연삭할 수 없는 상태로 된다.

또 2개의 롤 유니트를 1개의 프레임에 합체한 경우 작업롤(1a)의 절반 이상의 길이로 되어 압연 시에 냉매 헤더(15)에서 분사한 냉각수가 프레임의 방해로 충분히 작업롤(1a)을 냉각할 수 없는 문제가 생긴다.

본 실시예에 있어서는 작업롤(1a) 1개당 2개의 롤 연삭 유니트(5a, 5b 또는 6a, 6b)를 배치하고, 이들을 서로 독립 연삭 가능하다. 때문에 2개의 롤 연삭 유 니트(5a, 5b 또는 6a, 6b)의 역할을 분리해서 조작측의 비압연부를 주로 롤 연삭 유니트(5a 또는 6a)로 연삭하고, 구동측의 비압연부를 주로 롤 연삭 유니트(5b 또는 6b)로 연삭할 수 있고, 따라서 마모하지 않은 비압연부를 보다 많이 연삭해서 압연부와 비압연부 사이에 단차가 생기지 않도록 할 수 있다. 이와 같은 제어는 제어 장치(13b)에서의 지령에 따라 트래버스 모터(58)를 회전시켜서 피니언(58b)과 래크(14)와의 맞물림으로 롤 연삭 유니트(5 또는 6)를 슬라이드 레일(7, 8) 상에서 이동시킴으로써, 또 제어 장치(13a)에서의 지령으로 이송 모터(57)를 회전시켜서 볼 스크류(56)의 이송으로 숫돌 입자층(51)을 전진시켜 행해진다.

또 롤 연삭 유니트(5 또는 6)는 그때그때 압연부 롤 표면의 거친 부분 또는 표면 피로층을 제거하기 위해 작업롤(1a)의 중앙부까지 이동시킨다. 이와 같은 제어도 제어 장치(13b)에서의 지령에 따라 트래버스 모터(58)를 회전시켜서 롤 연삭 유니트(5 또는 6)를 이동시켜서 실행한다.

이상에 의해 작업롤(1a)의 양면 비접촉부를 효율 좋게 연삭해서 장시간 일정한 작업 프로파일을 유지할 수 있다. 또 두꺼운 판의 압연기인 경우와 같이 작업롤(1a)이 긴 경우는 롤 연삭 유니트(5, 6)를 3개 또는 4개 설치하고, 각각이 독립해서 연삭에 필요한 부분으로 이동해서 연삭하면 된다.

또 본 실시예에 있어서는 롤 연삭 유니트(5a, 5b 또는 6a, 6b) 사이가 분리되어 있어서 압연 시에 냉매 헤더(15)에서 분사한 냉각수로 충분히 작업롤(1a)을 냉각할 수 있다.

③ 랩부 분산 제어

다음에 복수의 롤 연삭 유니트(5 또는 6)를 이용함으로써 형성되는 연삭 랩의 분산 제어에 대하여 설명한다.

복수의 롤 연삭 유니트(5a 5b 또는 6a, 6b)가 작업롤(1a)의 중앙부까지 이동하면 제14(a)도에 도시하는 바와 같이 인접하는 중앙 숫돌(20a 및 20b)의 연삭 부분은 중앙부에서 랩핑된다. 이때 연삭이 항상 같은 위치(Ta)에서 랩핑되면 랩핑 되는 부분은 다른 부분보다 많이 연삭되어 랩부에 연삭 오차가 생긴다.

복수의 연삭 유니트를 1개의 프레임에 합체한 경우, 대응하는 복수개의 회전 숫돌은 항상 일체로 동일 스트로크를 이동하기 때문에 절삭 랩부는 동일 위치로 되어 해당 랩부의 연삭 오차가 생겨서 작업롤 표면에 단차가 생길 우려가 있다.

본 실시예에서는 2개의 롤 연삭 유니트(5a, 5b 또는 6a, 6b)를 독립해서 동작시킴으로써 회전 숫돌(20a, 20b)의 연삭 랩부가 랩선(Ta)과 같이 1개소가 아니고, 제14(b)도 및 제14(c)도에 도시하는 바와 같이 랩선 Ta에서 Tc까지의 롤 축선 방향 범위에 분산 가능하고 따라서 랩부의 연삭 오차를 작게 할 수 있다.

제15도 및 제16도에 상기 랩 분산의 제어 순서를 나타낸다. 이 제어 순서는 정보 처리 장치(13c)에 프로그램으로서 격납되어 있다. 먼저 연산 유니트(5a)에 의해 작업롤(1a)의 조작측 단부에서 롤 중앙으로 향해 연삭을 개시하고(스텝 100), 롤 중앙(Rm)에서 거리(L1)인 구동측 위치까지 연삭한다(스텝 101). 이어서 연삭 유니트(5a)의 이동 방향을 반전시켜서 조작측 단부까지 연삭하고(스텝 102), 이것에 추종하여 또 하나의 연삭 유니트(5b)에 의해 작업롤(1a)의 구동측 단부에서 롤 중앙으로 향해 연삭 개시해서(스텝 103), 롤 중앙(Rm)에서 거리(Ll)만큼 구동측 위치까지 연삭한다(스텝 104). 이어서 연삭 유니트(5a)의 이동 방향을 반전시켜서 롤 중앙(Rm)에서 L2만큼 조작측 위치까지 연삭하고(스텝 105) 이것에 추종하여 연 삭 유니트(5b)의 이동 방향을 반전시켜서 구동측 단부까지 연삭한다(스텝 106). 이어서 다시 연삭 유니트(5a)의 이동 방향을 반전해서 조작측 단부까지 연삭하고 (스텝 107), 이것에 추종해서 연삭 유니트(5b)의 이동 방향을 반전해서 롤 중앙에서 L2만큼 조작측 위치까지 연삭한다(스텝 108). Ll, L2의 값을 변경해서 상기 순서를 반복한다(스텝 109, 110). 이상에 의해 랩부를 분산하면서 작업롤(1a)을 연삭할 수 있다.

④ 온라인 롤 프로파일 메터로서의 롤 프로파일 측정

다음에 온라인 롤 연삭 장치에 내장된 온라인 롤 프로파일 메터의 동작에 대해서 설명한다.

회전 숫돌(20)의 박판 원반(52)이 탄성체 기능을 가지고, 이송 장치(22)의 이송 모터(57)로 작업롤(1a)과 숫돌 입자층(51) 사이의 접촉력을 제어하는 본 실시예의 시스템에 있어서 롤 프로파일과 이송 장치 위치 및 접촉력과의 관계는 제17도에 도시하는 모식도를 참조해서 아래와 같은 식으로 표시된다.

Z(x) = S(x) - F(x)/K

여기서,

x : 롤 길이 방향 좌표

Z(x) : 롤 프로파일(mm)

S(x) : 이송 장치 위치(mm)

F(x) : 작업롤과 회전 숫돌간의 접촉력(kgf)

K : 회전 숫돌부 스프링 정수(kgf/mm)

먼저, 이송 장치(23)를 고정하고 롤 연삭 유니트를 작업롤(1a)의 축방향으로 트래버스시키면, S(x)는 항상 일정하므로, 롤 직경의 변화는,

△Z(x) = -△F(x)/K

로 된다. 작업롤과 회전 숫돌간의 접촉력 변화 △F(x)를 스프링 정수 K로 나눈 것이 회전 숫돌(20)의 굴곡량, 즉 롤 표면의 위치 변화 △Z(x)로 되고, 이 변화를 롤 길이 방향 좌표로 정리한 것이 롤 프로파일로 된다. 이것이 제1 프로파일 연산 기능이다.

제18도에 제1 프로파일 연산 기능의 처리 순서를 나타낸다. 이 처리 순서는 정보 처리 장치(13c)에 프로그램으로서 격납되어 있다. 먼저 연삭 유니트(5a)의 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)의 조작측 단부에 압착하고, 이송 장치(23)를 고정한다(200). 이어서 이송 장치(23)를 고정한 채 트래버스 모터(58)를 회전시켜서 연삭 유니트(5a)를 롤 축방향으로 이동한다(스텝 201). 이동하는 동안 로드셀(53)에서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)의 접촉력의 변화를 측정해서(스텝 202), 상기 관계에서 회전 숫돌(20)의 굴곡량을 산출한다(스텝 203). 이와 동시에 트래버스 모터(58)의 엔코더(58b)에서의 신호에 따라 연삭 유니트(5a)의 롤 축방향 위치를 측정한다(스텝 204). 그리고 롤 축방향 위치와 굴곡량에서 롤 프로파일을 산출한다(스텝 205). 연삭 유니트(5b)에 대해서도 동일한 순서를 실시해서 롤 프로파일을 산출한다(스텝 206). 단 롤 방향의 이동은 구동측 단부에서 행한다. 2개의 연삭 유니트(5a, 5b)의 이동으로 구한 롤 프로파일을 합성해서 작업롤(1a)의 전장의 프로파일을 결정한다(스텝 207).

롤 프로파일을 측정하는 다른 방법으로서 작업롤과 회전 숫돌간의 접촉력 F(x)를 롤 축방향에서 항상 일정한 하중으로 되도록 이송 장치(22)를 제어해서 이송 장치 위치의 변화 △S(x)를 검출한다.

롤 길이 방향에서 F(x)/K는 일정하므로, 롤 직경의 변화는

△Z(X) = △S(x)

로 된다. 이송 장치 위치의 변화 △S(x)를 이송 모터(57)의 엔코더(57a)의 검출값에서 구하고, 이 변화를 롤 길이 방향 좌표로 정리한 것이 롤 프로파일로 된다. 이것이 제2 프로파일 연산 기능이다.

제19도에 제2 프로파일 연산 기능의 처리 순서를 나타낸다. 이 처리 순서는 정보 처리 장치(13c)에 프로그램으로서 격납되어 있다. 먼저 연삭 유니트(5a)의 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)의 조작측 단부에 압착한다(스텝 300). 다음에 이송 장치(23)를 고정한 채 트래버스 모터(58)를 회전해서 연삭 유니트(5a)를 롤 축방향으로 이동한다(스텝 301). 이동하는 동안 로드셀(53)에서 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a) 사이의 접촉력을 측정해서 그 측정력이 일정해지도록 이송 모터(57)로 이송 위치를 제어하고(스텝 302), 이송 모터(57)의 엔코더(57a)에서의 신호에 의해 회전 숫돌(20)의 이송량을 산출한다(스텝 303). 이와 동시에 트래버스 모터(58)의 엔코더(58b)에서의 신호에 의해 연삭 유니트(5a)의 롤 축방향 위치를 측정한다(스텝 304). 그리고 롤 축방향의 위치와 회전 숫돌의 이송량에서 롤 프로파일을 산출한다(스텝 305). 연삭 유니트(5b)에 대해서도 동일한 순서로 실시하여 롤 프로파일을 산출한다(스텝 306). 단 롤 축방향의 이동은 구동측 단부에서 행한다. 2개의 연삭 유니트(5a, 5b)의 이동으로 구한 롤 프로파일을 합성해서 작업롤(1a)의 전장의 프로파일을 결정한다(스텝 307).

이상에 의해 온라인 연삭 장치의 기기를 이웅해서 작업롤의 프로파일을 온라인으로 측정할 수 있다.

⑤ 롤 프로파일 보정 연산

다음에 온라인 프로파일 메터의 측정값에 따라 롤 프로파일을 보정하는 기능을 설명한다.

온라인 롤 연삭 장치의 슬라이드 레일(7, 8)은 작업롤(1a)의 축심과 평행으로 설치되나, 열간 압연기에서는 압연재의 열로 오랜동안에 평행도가 변화할 우려가 있다. 이것을 보정하지 않으면 상기와 같이 측정한 작업롤 프로파일이 올바른 프로파일이라 할 수 없게 된다. 정보 처리 장치(13c)에서는 제20도에 도시하는 순서로 이것을 보정한다.

사전에 작업롤(1a)을 롤 숍에 설치된 오프라인 롤 그라인더로 연삭해서 롤 프로파일을 오프라인 롤 프로파일 메터로 측정해둔다. 그리고 측정한 롤 프로파일을 정보 처리 장치(13c)로 입력한다(스텝 400). 다음에 오프라인 롤 그라인더 연삭한 작업롤(1a)을 압연기에 내장한 후, 상기 온라인 프로파일 메터의 제1 또는 제2 프로파일 연산 기능을 이용해서 작업롤(1a)의 프로파일을 측정하고(스텝 401), 이어서 오프라인과 온라인의 프로파일 메터에서의 편차를 구한다(스텝 402). 구한 편차는 연삭 장치의 슬라이드 레일의 변형(평행도 오차)으로서 인식해서 정보 처리 장치(13c)에 기억된다(스텝 403). 다음에 그후의 압연 시 온라인으로 압연롤러(1a)를 연삭후 제1 또는 제2 프로파일 연삭 기능으로 작업롤(1a)의 프로파일을 측정하고(스텝 404), 그 롤 프로파일의 측정값을 그때부터 상기와 같이 구한 평행도 오차를 감산함으로써 보정해서(스텝 405), 구한 바른 측정값을 정보 처리 장치(13c)에 기억한다(스텝 406). 따라서 작업롤(1a)에서 정확한 프로파일을 구할 수 있다.

⑥ 롤 프로파일 측정과 롤 프로파일 연삭 제어와의 차이

다음에 상기와 같이 구한 작업롤(1a)의 프로파일 데이타를 이용해서 앞에서 설명한 연삭 제어 방법으로 작업롤을 목표 프로파일로 연삭하는 기능을 제21도에서 설명한다. 제21도에 도시하는 처리 순서도 정보 처리 장치(13)에 미리 격납되어 있다.

먼저 목표 롤 프로파일을 정보 처리 장치(13c)에 미리 입력해 두고(스텝 500), 이어서 제1 또는 제2 프로파일 연산 기능으로 작업롤(1a)의 프로파일을 구한다(스텝 501). 이 경우 필요에 따라 오프라인 프로파일 메터의 측정값에 의해 롤 프로파일을 보정하는 상기 처리를 행한다. 작업롤(1a)의 정확한 프로파일이 구해지면 그 구한 작업롤의 프로파일과 목표 롤 프로파일과의 편차를 구한다(스텝 502). 롤 축방향에서의 각 위치의 편차량에서 같은 각 위치에서의 필요 연삭량을 산출하고(스텝 503), 롤 축방향에서의 각 위치의 연삭 조건을 연산한다(스텝 504). 여기서 접촉 압력을 변경하는 연삭 제어를 실시하는 경우는 제13도에 도시 하는 작업롤(1a)과 숫돌 입자층(51)의 접촉력과 연삭량의 관계에서 작업롤(1a)과 숫돌 입자층(51)의 접촉력을 이송 장치(22)의 이송 모터(57)로 제어해서 작업롤 연삭량을 변경함으로써 작업롤(1a)은 목표 프로파일로 연삭된다(스텝 505). 트래버스 속도를 변경하는 연삭 제어를 실시하는 경우는 회전 숫돌(20)의 트래버스 속도를 트래버스 장치(24)의 트래버스 모터(58)로 제어해서 작업롤 연삭량을 변경함으로써 작업롤(1a)은 목표 프로파일로 연삭된다(스텝 505).

이상으로 목표 롤 프롤파일에 일치한 프로파일이 작업롤(1a)에서 작성된다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예를 제22도 및 제23도에 의해 설명한다.

도면 중 제1도-제7도에 도시하는 부재와 동일한 부재에는 동일 부호를 붙인다.

열간 압연기에 있어서는 사용 중 냉각수 등의 영향으로 스탠드(4)나 베어링 상자(3)가 마모되면 제22도에 도시하는 바와 같이 압연재(S)에 직각인 작업롤(1a)의 축심 Ra가 Rb와 같이 경사지는 경우가 있다. 본 실시예에서는 이와 같은 작업 롤(1a)의 기울기를 고려해서 목적하는 롤 프로파일을 유지하거나 수정해 가는 것이다.

제23도는 본 실시예의 제어 순서를 도시하는 플로우차트로, 정보 처리 장치(13c) (제7도 참조)에 이 순서가 프로그램으로서 격납되어 있다.

먼저 작업롤(1a)의 축심 기울기를 구하기 위해 롤 연삭 유니트(5a, 5b)를 조작측 및 구동측의 롤 단부로 각각 이동하고(스텝 600), 조작측 및 구동측의 롤 단부에 있어서 각각의 이송 모터(57)를 회전시켜서 회전 숫돌(20)의 숫돌 입자층(51)을 작업롤(1a)에 압착한다(스텝 601). 그리고 소정의 하중을 로드셀(53)이 검출하는 곳까지 회전 숫돌(20)을 압착하고, 그때의 기준 위치에서의 회전 숫돌의 이송량을 이송 모터(57)에 내장한 엔코더(57a)에서 계측한다(스텝 602). 회전 숫돌의 이송량을 계측할 때의 하중은 조작측 및 구동측에서 동일하다.

이어서 조작측 및 구동측에서의 회전 숫돌(20)의 이송량의 차를 연산하고 (스텝 603), 이송량의 차를 조작측 및 구동측의 측정간 거리로 나누어 작업롤(1a) 의 축심 기울기를 구해서 기억한다(스텝 604).

다음에 작업롤(1a)의 연삭시 상기 방법으로 목표 프로파일을 얻기 위해 회전 숫돌(20)의 이송 위치를 연산하고(스텝 605), 이 이송 위치를 상기 기억한 작업 롤(1a)의 축심 기울기를 이용해서 수정하고(스텝 606), 작업롤(1a)의 축심에서 숫돌 입자층(51)의 선단까지의 거리가 일정해지도록 숫돌 이송 모터(57)의 회전수를 제어한다(스텝 607).

이와 같이 제어하면 작업롤(1a)이 경사져 있어도 롤 축심과 숫돌 입자층(51)과의 거리는 항상 일정해지고, 정위치 연삭이 가능해진다. 이러한 정위치 연삭에서는 제2도와 같이 압연부와 비압연부에 단차가 있으면 비압연부는 박판 원반(52)의 굴곡량이 크고, 압연부는 롤 직경이 작을수록 박판 원반(52)의 굴곡량이 작아진다. 이러한 굴곡량의 차가 숫돌 입자층(51)과 작업롤(1a)의 접촉력의 차로 되고, 이것이 연삭 능력의 차로 된다. 즉 비압연부는 압연부에 비해 보다 많이 연삭되어 압연부와 비압연부의 단차를 서서히 제거할 수 있다. 이와 같이 작업롤(1a) 의 축심이 경사져 있어도 직경이 같은 프로파일을 만들 수 있다.

이상의 정위치 연삭에 있어서, 압연 중에 작업롤(1a)의 축심이 변해 버리면 프로파일 연삭에 연각에 오차가 생긴다. 이것을 방지하기 위해 롤 굽힘기(30, 30)용 굽힘 블럭(30a)에 베어링 상자(3)를 수평으로 반대측의 굽힘 블럭(30a)에 압착하는 베어링 상자 압착 장치(31)를 설치한다. 이러한 압착 장치(31)는 굽힘 블럭(30a)이 아닌 베어링 상자(3) 측에 설치해도 좋다. 베어링 상자 압착 장치(31)는 피스톤(32)과 액압실(33)로 이루어지고, 액압실(33)로 공급된 액압으로 피스톤(32)이 눌리고 다시 피스톤(32)의 힘으로 베어링 상자(3)는 반대측의 굽힘 블럭(30a)에 접한다. 베어링 상자 압착 장치(31)를 양쪽의 베어링 상자(3, 3)에 설치함으로써 작업롤 (1a)의 축심은 일정하게 고정되어 스탠드(4)나 베어링 상자(3)의 마모 등의 영향을 받지 않고 목표 프로파일로 연삭할 수 있다.

작업롤(1a)에 임의의 롤 프로파일을 설치하는 경우는 오프라인 롤 그라인더로 임의의 롤 프로파일로 연삭하고, 정보 처리 장치(13c)(제7도 참조)에 그 롤 프로파일을 목적하는 롤 프로파일로서 미리 설정해둔다. 그후 숫돌 이송 모터(57)의 회전수를 제어해서 회전 숫돌(20)을 롤 프로파일에 따르도록 이동시켜서 위치 제어 연삭을 행한다. 작업롤(1a)의 압연부가 마모해서 롤 프로파일이 붕괴되어도 회전 숫돌(20)이 바르게 롤 프로파일 상을 이동하므로 수정 연삭에 의해 최초의 롤 프로 파일을 항상 바르게 유지할 수 있다. 이 경우도 작업롤(1a)의 축심의 기울기에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같이 조작측 및 구동축에서의 회전 숫돌(20)의 이송량에 따라 작업롤(1a) 축심의 기울기 각도를 구하고, 그것도 고려해서 회전 숫돌(20)이 목적의 롤 프로파일에 따르도록 숫돌 이송 모터(57)의 회전수를 제어한다. 따라서 작업롤(1a)의 축심이 경사져 있어도 작업롤(1a)을 장시간 일정하고 바른 롤 프로파일로 유지할 수 있다.

또 회전 숫돌(20)의 이송량에 의해 구한 작업롤(1a) 축심의 경사각이 어떤 허용 값을 넘을 때에는 압연재(S)의 굴곡 진행 등으로 이어지므로 정보 처리 장치(13c)가 경보를 내는 경우도 있다.

[제3 실시예]

본 발명의 제3 실시예를 제24도에 따라 설명한다. 본 실시예는 롤 프로파일의 측정값에 기초해서 판 크라운 제어를 행하는 것이다.

작업롤(1a)은 오프라인 그라인더로 연삭된 후 스탠드(4) 안에 내장되어 압연재(S)를 압연하면 압연재(S)의 열로 열 크라운이 발생한다. 종래 이러한 열 크라운은 도시하지 않은 프로세스 컴퓨터로 연산하여 그 열 크라운 량에 의해 압연기 내에 설치된 롤 굽힘기(30)로 작업롤(1a)에 굴곡을 주어 압연재(S)의 판 크라운을 목적한 값에 근접하도록 제어한다. 그러나 프로세스 컴퓨터로 연산한 열 크라운은 조건에 따라 실제의 열 크라운과 달라지는 경우가 많다.

본 실시예에서는 이것을 방지하기 위해 제24도에 도시하는 바와 같은 순서로 판 크라운을 제어한다. 먼저 상기 제1 또는 제2 롤 프로파일 연산 기능에 의해 롤 프로파일을 측정한다(스텝 700). 이것은 상기한 바와 같이 정보 처리 장치(13c)(제7도 참조)에 격납된 프로그램에서 행해진다. 이어서 상위 컴퓨터에서 목표 판 크라운 및 목표 판 형상에 최적인 롤 굽힘기(30)의 굽힘력을 연산하는데 그 측정한 롤 프로파일을 가미해서 연산하고(스텝 701), 그 연산 결과에 따라 롤 굽힘기(30)의 굽힘력을 제어해서 작업롤(1a)에 굽힘을 주고(스텝 702). 이 상태에서 압연한다(스텝 703). 따라서 압연재(S)의 판 크라운을 목적한 값에 더욱 근사시킬 수 있다.

또 도시하지 않았으나 작업롤을 축방향으로 시프트시키는 롤 시프트 장치를 구비한 압연기의 경우는 굽힘력을 제어하고 또 작업롤의 축방향 시프트 위치를 제어하고, 또 압연재(S)의 판 크라운을 목적한 값에 근사시킬 수 있다. 1쌍의 작업 롤(1a, 1a)을 수평 방향으로 서로 교차시키는 롤 크로스 장치를 구비한 압연기의 경우는 굽힘력과 크로스 각도를 제어해서 압연재(S)의 판 크라운의 목적한 값에 더욱 근사시킬 수 있다. 물론 각 연삭후의 롤 프로파일의 측정으로 구한 프로파일 값을 프로세스 컴퓨터로 입력하고, 상기 형상 제어 수단을 이용해서 판 크라운은 강판 전장에서 더욱 향상된다.

[제4 실시예]

본 발명의 제4 실시예를 제25도 내지 제30도에 따라 설명한다. 도면 중 제1도 내지 제7도에 도시한 부재와 동일 재료에는 동일 부호를 붙인다.

작업롤(1a)을 장시간 상기 온라인 롤 연삭 장치에서 계속 연삭하면 연삭량 오차가 누적해서 상하 작업롤 사이에서 롤 직경의 직경 차가 생기는 경우가 있다. 이 직경 차가 일반적으로 0.2mm/직경보다 커지면 상하 작업롤 사이의 압연 토오크 차가 허용 값을 초과하고 이것이 더욱 증가하면 롤 구동 스핀들 등이 손상을 일으킨다. 이것을 방지하기 위해 연삭후 상하 작업롤 직경을 어떤 시간적 간격으로 측정할 필요가 있다. 본 실시예는 앞의 온라인 롤 연삭 장치에서 온라인으로 연삭된 작업롤의 롤 직경을 측정하는 시스템을 부가한 것이다.

제25도에서 작업롤(1a)의 적어도 한쪽 단부에는 오프라인 그라인더로 판 통과 판부보다 소직경으로 연삭해서 측정된 기준 소경부(39a)가 형성되어 있다. 기준 소경부(39a)의 롤 직경을 제26도에 도시하는 바와 같이 Dl로 한다. 또 롤 연삭 장치(5)의 케이스(25)에는 롤 단차 측정 장치(40)가 일체로 설치되어 있다. 롤 연삭 장치(6)에 대해서도 동일하다.

롤 단차 측정 장치(40)는 피스톤(41a)과 일체로 된 측정 로드(41), 피스톤 (41a) 및 측정 로드(41)를 가이드하는 케이스(42)를 가지고 케이스(42)는 바디(59) 에 부착된 커버(47)에 부착되어 회전 숫돌(20)과 함께 케이스(42)가 이동할 수 있도록 하고 있다. 케이스(42)내에는 피스톤(41a) 및 측정 로드(41)를 작업롤 방향으로 압출하기 위한 액압실(46)이 형성되고 또 측정 로드(41)의 이동량을 측정하기 위한 변위계(43), 특별한 경우 이외에 액압실(46)에서 액압을 배제해서 측정 로드(41)를 후퇴시키는 스프링(44)이 배치되어 있다.

다음에 롤 단차 측정 장치(40)에 의한 작업롤 직경의 측정 방법을 제27도를 이용해서 설명한다. 제27도에 있어서 측정 로드(41)가 A 위치로 되도록 롤 연삭 장치(5)를 롤 축방향으로 움직여서 이 위치에서 정지시킨다. 이어서 이 위치에서 액압실(46)로 액압을 공급해서 작업롤(1a)의 기준 소경부(39a)에 측정 로드(41)를 접촉시킨다. 그때 측정 로드의 위치를 변위계(43)를 이용해서 측정하고 다음에 B위치까지 연삭 숫돌 유니트(5)를 이동해서 측정 로드(41)를 작업롤(1a)에 다시 압착해서 그 위치를 변위계(43)를 이용해서 측정한다. A 위치와 B 위치의 변위계(43)를 이용해서 측정한 값의 편차를 정보 처리 장치(13c)(제7도 참조)에서 연산해서 롤 단차를 구한다. 이 단차를 X라 하면 작업롤(1a)의 직경 D는 D = Dl + 2X로 된다. 보다 정확히는 작업롤(1a)을 반회전시켜 180도 반대측에서 다시 단차를 측정하고, 각각의 단차를 Xl, X2라 하면 작업롤(1a)의 직경 D는 D = Dl + Xl + X2로 된다. 이와 같이 해서 구한 상하 롤 직경에서 단차를 구할 수 있다.

다음에 상기 롤 단차 측정 장치(40)를 이용한 작업롤(1a)의 원통도 측정 방법을 설명한다.

제27도에 도시하는 바와 같이 작업롤(1a)의 양단부에 측정된 기준 소경부 (39a, 39b)를 형성한다. 기준 소경부(39a) 축에 있어서 상기와 같이 A 및 B 위치에서의 측정 로드(41)의 변위를 측정하여 기준 소경부(39a)와 작업롤(1a)의 직경차 x를 구한다. 기준 소경부(39b) 측에 있어서도 마찬가지로 또 하나의 롤 연삭 유니트(5)를 이동해서 C 및 D 위치를 측정 로드(41)의 변위를 측정해서 기준 소경부(39b)와 작업롤(1a)의 직경차 y를 구한다. 이 2개의 직경차 x, y에서 직경차의 편차 x-y를 구한다. 이 직경차의 편차를 측정값 거리로 나눈 것이 원통도이다. 구한 원통도는 상기 롤 프로파일 메터의 측정에 있어서 작업롤(1a)의 축심의 기울기 보정에 이용할 수 있다.

다음에 단차 측정 장치(40)를 이용해서 숫돌 입자층(51)의 마모량을 측정해서 숫돌 입자층(51)의 교환 정보를 표시할 수도 있다. 숫돌 입자층(51)의 마모량 측정 방법을 제28도를 이용해서 설명한다.

먼저 새로운 회전 숫돌(20)을 압연기에 부착한 후 F위치와 같이 숫돌 입자층(51)을 작업롤(1a)로 이송 장치(23)를 이용해서 소정의 힘으로 압착하고, 그때의 연삭 유니트(5)에서 작업롤까지의 관계 거리를 변위계(43)로 측정해서 정보 처리 장치(13c)(제7도 참조)에 기억한다. 일정 시간 작업롤을 연마한 후 상기와 동일한 방법으로 E 위치와 같이 상기와 같은 측정을 해서 변위계(43)의 측정값을 구한다. 그리고 전회의 측정값과 금회의 측정값의 차 S를 구하면 이 차 S는 2회의 측정 사이의 회전 숫돌(51)의 마모량으로 된다. 새로운 숫돌 입자층(51)의 새로운 숫돌 입자층(51)의 숫돌 입자부의 두께를 t1로 하면 잔류 숫돌 입자부 두께 t2는 t2 = t1-S로 되고, t2의 양에서 숫돌 입자층(51)의 교환 정보를 표시할 수 있다.

다음에 작업롤(1a) 연삭후 롤 편심이 생기지 않는지 여부를 단차 측정 장치(40)를 이용해서 측정할 수 있다. 이러한 측정 방법을 제29도 및 제30도를 이용해서 설명한다.

작업롤(1a)의 기준 소경부(39a)에 측정 로드(41)를 접촉해서 작업롤(1a)의 진동을 측정하면서 동시에 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)에 접촉하여 작업롤(1a)의 진동을 측정한다. 만약 롤 편심이 없으면 롤 전체의 움직임에 의한 진동이 있으나 기준 소경부(39a)도 연삭부도 같이 진동해서 변위계(43)에 의해 측정된 변위도 로드셀(53)에서 검출한 하중과 회전 숫돌(20)의 스프링 정수에서 구한 변위도 동일해진다. 그러나 롤에 편심이 있으면 롤 1회전 증에서 그들 2개의 변위에 차가 생긴다. 그 변위의 차를 편심량으로 간주할 수 있다.

[제5실시예]

본 발명의 제5 실시예를 제31도 및 제32도에 따라 또 제7도를 참조해서 설명한다. 본 실시예는 변위계를 이용하지 않고 작업롤(1a)의 직경을 측정하는 것이다.

먼저 제31도에 도시하는 바와 같이 작업롤(1a)의 단부에 기준 소경부(60)를 형성해 둔다. 이것은 작업롤(1a)의 단부를 오프라인 그라인더로, 온라인 연삭 장치에서 연삭되는 부분(연삭부)의 롤 직경 보다 x만큼 소경으로 연삭해서 제작된다. 이점은 제4 실시예와 동일하다. 다음에 그 기준 소경부(60)의 롤 직경(Dl)을 측정해서 정보 처리 장치(13c)로 입력한다. 연삭부와 기준 소경부의 단차 x는 회전 숫돌(20)의 작업롤(1a)에 대한 기울기에 따르나 1 mm 정도가 좋다.

다음에 제32도에 도시하는 제어 순서를 실시한다. 이 순서는 정보 처리 장치(13c)에 프로그램으로서 미리 격납되어 있다. 먼저 작업롤(1a)의 회전과 회전 숫돌(20)의 회전을 정지해서 기준 소경부(60)를 숫돌로 연삭하지 않도록 한다(스텝 800 및 801). 회전 숫돌(20)을 기준 소경부의 위치 X까지 트래버스시키고(스텝 802) 다음에 이송 장치(23)를 이용해서 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)에 접하도록 이동시킨다. 또 작업롤(1a)과 회전 숫돌(20)이 소정의 접촉력으로 될 때까지 압착하고(스텝 803), 소정의 접촉력으로 된 것이 로드셀(53)에서 검출되면 이송 모터(57)를 정지하고, 그 위치를 엔코더(57a)에서 검출하여 기억한다(스텝 804).

다음에 기준 소경부(60)의 위치 X와 연삭부의 위치의 양쪽에서 측정했는지 여부를 판단하고(스텝 805), 아직 측정되지 않았으면 회전 숫돌(20)을 연삭부의 위치 Y까지 트래버스 시켜서(80b), 기준 소경부와 마찬가지로 이송 장치(23)를 이용해서 소정의 접촉력으로 될 때까지 회전 숫돌(20)을 작업롤(1a)에 압착하고(스텝 803), 소정의 접촉력으로 되면 회전 숫돌(20)의 위치를 엔코더(57a)로 검출해서 기억한다(스텝 804).

이어서 위치 X와 Y에서의 회전 숫돌(20)의 이송 위치의 차를 연산한다(스텝 807). 이 차가 단차 x로 된다. 그리고 마지막으로 기준 소경부(60)의 롤 직경(Dl)은 공지이므로 연삭부의 롤 직경(Dn)을 하기 식에서 구한다(스텝 808).

Dn = Dl + x

따라서 연삭후의 작업롤(1a)의 직경을 용이하게 구할 수 있어서 롤 교환 시간이나 상하 롤 직경의 차이 확인에 이용할 수 있다.

[제6 실시예]

이상에서는 압연롤(1a) 즉 작업롤의 온라인에서의 롤 연삭에 대해 설명했으나 압연기에는 작업롤과 접촉하는 상하 보강롤(1b, 1b)이 있고, 이 롤의 표면에도 거친 층이나 피로 층이 생긴다. 제33도는 상하 보강롤(1b, 1b)에 온라인 롤 연삭 장치를 설치한 실시예를 도시하는 것이다. 보강롤용 온라인 롤 연삭 장치는 기본적으로는 상기에서 설명한 작업롤용 온라인 롤 연삭 장치와 같은 구성 및 기능을 지닌다. 이와 같이 보강롤에 대해서도 온라인 롤 연삭 장치를 설치하여 상하 보강롤(1b, 1b)의 표면도 작업롤(1a, 1a)과 마찬가지로 온라인으로 연삭해서 상하 보강롤(1b, 1b)의 교환 피치를 길게 할 수 있어서 열간 압연 설비의 생산성을 향상할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 압연롤의 진동을 회전 숫돌의 박판 원반의 탄성체 기능으로 흡수해서 미세 진동 현상 및 공진이 없는 정확하고 표면 조도가 양호한 연삭이 가능하다.

또 회전 숫돌의 숫돌 입자층에 초숫돌 입자를 이용하므로 숫돌 가동부의 경량화가 가능해서 공진을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 또 회전 숫돌의 수명도 길어져서 압연 중에 압연롤을 장시간 연삭할 수 있고 따라서 압연롤의 재조립 빈도를 대폭 적게 할 수 있어서 압연 설비의 생산성을 크게 향상할 수 있다.

또 압연롤과 회전 숫돌간의 접촉력을 변화시켜서 회전 숫돌의 단위 시간당 연삭량을 변화시키므로 압연롤을 임의의 롤 프로파일로 연삭할 수 있다.

또 이송 장치에 백래시가 작은 볼 스크류 기구 또는 기어 기구를 이용하므로 이송 기구의 스프링 정수가 높아져서 이송 기구의 유격에 기인하는 미세 진동 현상을 방지할 수 있다.

또 한 개의 압연롤에 독립해서 연삭 가능한 적어도 2개의 롤 연삭 유니트를 배치했으므로 압연롤 전장에 걸쳐 단차가 없는 롤 프로파일을 유지할 수 있다.

또 압연롤 상에 생기는 숫돌 연삭의 랩부를 분산하므로 연삭 오차가 없는 정밀한 연삭이 가능해진다.

또 롤 양단에 대응하는 유니트에서 숫돌 회전축의 경사 방향을 역방향으로해서 연삭하므로 스탠드와 간섭 없이 압연롤의 전장을 절삭할 수 있다.

또 압연롤과 회전 숫돌간의 접촉력을 검출하고 압연롤의 프로파일을 검출하므로 압연롤을 연삭하면서 동시에 롤 프로파일을 측정할 수 있다. 이와 같이 해서 구한 롤 프로파일에서 회전 숫돌의 접촉력 또는 회전 숫돌의 롤 축방향 이동 속도를 제어해서 목표 프로파일을 용이하게 만들 수 있다.

또 온라인 롤 연삭 장치와 온라인 롤 프로파일 메터를 동시에 사용해서 항상 압연에 최적인 롤 프로파일을 유지함으로써 안전하고 자유로운 압연이 가능해진다.

또 회전 숫돌의 이동 방향과 압연롤과의 평행도 오차를 보정하므로 보다 정확한 프로파일 측정이 가능해진다.

또 온라인 롤 프로파일 메터로 구한 롤 프로파일을 토대로 롤 굽힘기 등의 형상 제어 수단을 제어하므로 정도가 높은 판 크라운 제어가 가능해진다.

또 회전 숫돌이 목표 롤 프로파일 상을 이동하도록 연삭하므로 압연롤의 프로파일을 임의로 만들어서 유지할 수 있다. 또 이때 압연롤 축선의 기울기를 측정하여 이 축심의 기울기를 고려해서 목표 롤 프로파일 상을 이동하도록 연삭하므로 압연롤 축심이 경사져 있어도 올바른 롤 프로파일을 항상 유지할 수 있다.

또 압연롤 베어링 상자를 스탠드 또는 헤더 블럭에 압착한 상태에서 연삭하므로 스탠드나 베어링 상자의 마모 영향을 받지 않고 바르게 롤 프로파일을 항상 유지할 수 있다.

또 압연롤의 단부에 기준 소경부를 형성하고, 변위계 또는 연삭 유니트 자신으로 기준 소경부와 압연롤의 연삭부간의 단차를 측정하므로 항상 바른 롤 직경을 구할 수 있다. 상하 롤의 직경차를 온라인으로 관리할 수 있다. 또 압연롤의 원통도도 확인 가능하다.

또 보강롤에 온라인 연삭 장치를 설치했으므로 보강롤 표면의 피로층을 용이하게 제거할 수 있다.

Claims

한 쌍의 압연롤의 한쪽에 대면해서 위치하고, 그 압연롤을 연삭하는 원반형의 회전 숫돌, 이 회전 숫돌을 숫돌 회전축에 의해 회전시키는 구동 장치, 상기 압연롤에 상기 회전 숫돌을 압착하는 이송 장치, 상기 회전 숫돌을 압연롤의 축방향으로 이동시키는 트래버스 장치를 갖는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기에 있어서, 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 회전축에 설치된 박판 원반과 상기 박판 원반의 한쪽 측면에 고정된 숫돌 입자층을 가지고, 상기 박판 원반은 상기 압연롤에서의 진동을 흡수하기 위한 탄성체 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 한쪽에만 형성되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 온 라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 회전 숫돌은 상기 숫돌 입자층자과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 한쪽에만 형성되도록 상기 숫돌 회전축을 압연롤의 축심에 직각인 방향에 대해 미소각 경사져서 배치된 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 숫돌 입자층은 환상인 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 숫돌 입자층이 초숫돌 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 숫돌 입자층이 입방정 질화 붕소 숫돌 입자 및 다이아몬드 숫돌 입자 중 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 박판 원반은 1000kgf/mm 내지 30kgf/mm인 스프링 정수를 갖는 것을 특징으로 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 박판 원반은 500kgf/mm 내지 40kgf/mm인 스프링 정수를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 숫돌 입자층은 입방정 질화 붕소 숫돌 입자를 포함하고, 그 숫돌 입자의 집중도는 50 내지 100, 입도는 80 내지 180 범위로 하고, 레진 본드를 숫돌 입자의 결합재로 이용하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단과 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 임의로 변경하도록 상기 이송 장치를 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고, 따라서 압연롤을 소정의 롤 프로파일로 연삭하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단과 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력이 일정해지도록 상기 이송 장치를 제어하면서 상기 회전 숫돌의 축방향 이동 속도를 임의로 변경하도록 상기 트래버스 장치를 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고, 따라서 압연롤을 소정의 롤 프로파일로 연삭하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 이송 장치는 회전 구동원과 회전 구동원의 회전을 상기 회전 구동축의 축방향 이동으로 변환해서 상기 회전 숫돌을 압연롤에 대해 진퇴시키는 백래시가 작은 볼 스크류 기구 또는 기어 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤 1개당 적어도 2개의 롤 연삭 유니트를 구비하고, 2개의 롤 연삭 유니트 각각이 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치를 가지고, 이것에 의해 2개의 롤 연삭 유니트를 서로 독립 연삭 가능한 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제13항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 2개의 롤 연삭 유니트에 의해 연삭 롤을 연삭할 때에 생기는 연삭 랩부가 롤 축방향으로 분산되도록 각 롤 연삭 유니트의 트래버스 장치의 정지 위치를 달리하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제13항에 있어서, 상기 2개의 롤 연삭 유니트의 회전 숫돌은 각각 상기 숫돌 입자층과 압연롤과의 접촉선이 숫돌 중앙에서 보아 롤 축방향의 각각의 롤 단부측에만 형성되도록 상기 숫돌 회전축을 압연롤의 축심에 직각인 방향에 대해 서로 상반되는 방향으로 미소각 경사져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 회전 롤 축방향의 이동량을 측정하는 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 부하 검출 수단, 상기 이송 장치의 이동량을 일정하게 한 상태에서 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력과 상기 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량에서 압연롤의 프로파일을 연산하는 제1 프로파일 연산 수단을 포함하는 온라인 프로파일 메터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 이송 장치의 이동량을 측정하는 제1 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌의 롤 축방향 이동량을 측정하는 제2 이동량 검출 수단, 상기 회전 숫돌과 압연롤 사이의 접촉력을 측정하는 하중 검출 수단, 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 일정하게 한 상태에서 상 기 제1 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량과 상기 제2 이동량 검출 수단에 의해 측정된 이동량에서 압연롤의 프로파일을 연산하는 제2 프로파일 연산 수단을 포함하는 온라인 프로파일 메터를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 온라인 프로파일 메터는 오프라인 프로 파일 메터로 측정한 압연롤의 프로파일과 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단으로 구한 동일한 압연롤의 프로파일과의 편차를 연산해서 그 편차에서 상기 트래버스 장치에 의한 상기 회전 숫돌의 이동 방향의 압연롤에 대한 평행도 오차를 구하고, 그 평행도 오차에 기초해서 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단으로 구한 롤 프로파일을 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에서 구한 압연롤의 프로파일과 미리 설정한 목표 롤 프로파일과의 편차를 구하고, 이 편차에 기초하여 상기 이송 장치 및 상기 트래버스 장치 중 적어도 한쪽을 제어해서 상기 회전 숫돌에 의한 압연롤의 연삭량을 변경하고 따라서 압연롤을 상기 목표 롤 프로파일에 일치하도록 연삭하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제19항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력을 임의로 변경하도록 상기 이송 장치를 제어해서 상기 연삭량을 변경하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제19항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 하중 검출 수단에 의해 측정된 접촉력이 일정해지도록 상기 이송 장치를 제어하면서 상기 회전 숫돌의 롤 축방향의 이동 속도를 임의로 변경하도록 상기 트래버스 장치를 제어해서 상기 연삭량을 변경하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제16항 또는 제17항에 있어서, 압연롤에 굽힘력을 부여하는 롤 굽힘 수단, 압연롤을 축방향으로 시프트시키는 롤 시프트 수단 및 상기 한 쌍의 압연롤을 서로 교차시키는 롤 크로스 수단 중 적어도 하나와, 상기 제1 또는 제2 프로파일 연산 수단에 의해 측정된 압연롤의 프로파일에 기초해서 압연재가 목표 판 크라운에 근접하도록 상기 롤 굽힘 수단의 굽힘력, 상기 롤 시프트 수단에 의한 시프트 위치 및 상기 롤 크로스 수단에 의한 크로스 각도 중 적어도 하나를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 축심 기울기를 측정함과 동시에 상기 회전 숫돌이 압연롤의 축심 기울기에 대한 목표 롤 프로파일 상을 이동하도록 상기 이송 장치 및 트래버스 장치를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제23항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 양단을 지지하는 베어링 상자를 고정해서 압연롤의 축심 기울기를 연삭 중에 일정하게 유지하는 압착 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치는 하나의 롤 연삭 유니트를 구성하고, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 적어도 한쪽 단부에 설치된 압연롤의 연삭부보다 소경으로 롤 직경이 공지의 기준 소경부와 상기 롤 연삭 유니트에 설치되어 그 롤 연삭 유니트에서 상기 압연롤까지의 거리를 측정하는 변위계를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 압연롤이 작업롤이고, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치는 상기 작업롤을 연삭하는 롤 연삭 유니트를 구성하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 압연롤이 보강롤이고, 상기 회전 숫돌, 구동 장치, 이송 장치 및 트래버스 장치는 상기 보강롤을 연삭하는 롤 연삭 유니트를 구성하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
제1항에 있어서, 상기 온라인 롤 연삭 장치는 압연롤의 적어도 한쪽의 단부에 설치된 압연롤의 연삭부보다 소경이고 롤 직경이 공지인 기준 소경부와 상기 압연롤의 기준 소경부와 연삭부의 각각의 위치에서 상기 회전 숫돌과 압연롤과의 접촉력이 동일해지도록 회전 숫돌을 압연롤에 압착하고 그때의 회전 숫돌의 이동 위치의 차에서 기준 소경부와 연삭부간의 단차를 구하고, 또 그 단차에 상기 기준 소경부의 공지의 롤 직경에서 상기 연삭부의 롤 직경을 구하는 롤 직경 연산 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기.
박판 원반과 상기 박판 원반의 한쪽 측면에 고정되어 초숫돌 입자로 형성된 숫돌 입자층을 가지고, 상기 박판 원반은 상기 압연롤에서의 진동을 흡수하기 위한 탄성체 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌.
제29항에 있어서, 상기 숫돌 입자층은 환상인 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌.
제29항에 있어서, 상기 박판 원반은 1000kgf/mm 내지 30 kgf/mm의 스프링 정수를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌.
제29항에 있어서, 상기 박판 원반은 500kgf/mm 내지 50kgf/mm의 스프링 정수를 갖는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌.
제29항에 있어서, 상기 숫돌 입자층은 입방정 질화 붕소 숫돌 입자를 포함하고, 그 숫돌 입자의 집중도는 50 내지 100, 입도는 80 내지 180의 범위로 하고, 레진 본드를 숫돌 입자의 결합재로 이용하는 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치용 회전 숫돌.
압연롤을 연삭하는 숫돌 장치와, 이 숫돌 장치를 압연롤의 축방향을 따라 이동시키는 트래버스 장치를 갖는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기의 압연 방법에 있어서, 표면에 숫돌 입자층이 형성되고, 상기 압연롤에 접촉된 상태로 압연롤과의 접촉 부분이 국부적으로 휘어지기에 충분한 가요성의 탄성체 기능을 갖는 박판 원반형의 지지 부재를 상기 숫돌 장치에 설치하고, 상기 박판 원반형의 지지 부재를 회전 구동하고, 상기 회전하고 있는 박판 원반형의 지지 부재를 상기 압연롤에 대해 가압하고, 상기 압연롤에 가압 상태로 있는 박판 원반형의 지지 부재를 압연롤의 축방향을 따라 이동시킴으로써, 진동하면서 회전하고 있는 압연롤의 표면 형상을 소정의 프로파일로 연삭하고, 상기 연삭되고 있는 압연롤로 압연을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기의 압연 방법.