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技術 幅可変ロールのロール幅測定装置及びその方法

出願人 住友金属工業株式会社
発明者 鎌形敦
出願日 1994年8月8日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1994-186136
公開日 1996年2月20日 (24年10ヶ月経過) 公開番号 1996-050015
状態 拒絶査定
技術分野 測定手段を特定しない測長装置 圧延ロール・圧延スタンド・圧延機の駆動 圧延のマーキング、インディケータなど
主要キーワード 計測所要 軸受保持板 計測具 計測初期 計測員 幅可変装置 測定員 回転止
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年2月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

構成

圧延機ハウジング3のロール替えに支障の無い箇所に取付けられ、幅可変ロール5,7の外側面に向って測定端を進退させる距離計21〜24と、これらの距離計21〜24からの距離情報に基づいて幅可変ロールの幅寸法演算する演算部26とからなる幅可変ロールのロール幅測定装置20。

効果

人が圧延機ハウジング内に入って実測する必要が無いので、計測員の負担が大幅に軽減されるとともに、計測所要時間が大幅に短縮でき、生産ラインの停止時間を短縮でき、生産性の向上を図ることができる。

概要

背景

H形鋼圧延機は、棒鋼を複数の成形段階を経てH形状に塑性加工するものであり、ワークは左右2本のバーチカルロールと上下2本の水平ロールで挟持される。図9は従来の幅可変ロールの一例を示す図であり、本出願人が先に特開平5−328号公報で提案した技術である。但し、符号は新番号を付した。幅可変ロール100は鍔101付きスリーブ102に固定ディスク103及び可動ディスク104を嵌合し、油圧シリンダ105,106で押圧することによりこの可動ディスク104を軸方向に移動するというものである。107,107はスペーサであり、固定ディスク103はスペーサ107及び鍔101で挟持されているので軸方向には移動しない。ワーク110のフランジ111,111の外面をバーチカルロール115,115で押圧し、フランジ111,111の内面及びウエブ112の上下面を前記可変ロール100,100で押圧する。

フランジ111,111の厚さが不均一になると、幅可変ロール100全体を軸方向に移動し、且つ可動ディスク104を軸方向に移動することで是正する。この方式では、幅可変ロール100のロール幅は油圧シリンダ105,106の油圧で管理する。

または、図示しないが可動ディスク104をロール軸にねじ嵌合し、この可動ディスク104を相対的に回動し、ロール軸方向に移動する方式がある。回転量とリードとの積から可動ディスクの移動量を求めることができる。

図10(a),(b)は従来の水平ロール移動機構の説明図であり、特開昭59−19030号公報の第2図及び第3図を再掲したものである。但し、符号は新番号を付した。(b)に示す通りに、圧延機スタンドハウジング(以下、「圧延機ハウジング」と記す)120と軸受保持板121との間にテーパコッタ123が介在され、このテーパコッタ123を抜き差しすることで間隔Dを変更する。軸受保持板121に前記水平に配置される幅可変ロール100又は同等品が取付けられているので幅可変ロール100又は同等品は水平に移動する。(a)はテーパコッタ123を移動するためのモータ電動,油圧を問わない)125、ウオームジャッキ126、回転計127、連結ロッド128を示し、モータ125の動力でウオーム式ジャック126を駆動し、このジャッキ126で連結ロッド128を昇降させることでテーパコッタ123を強制駆動する。

幅可変ロールの位置は、回転計127の計測値,ウオーム式ジャッキ126のギア比及びテーパコッタ123のテーパ角のデータから計算することができる。

概要

圧延機ハウジング3のロール替えに支障の無い箇所に取付けられ、幅可変ロール5,7の外側面に向って測定端を進退させる距離計21〜24と、これらの距離計21〜24からの距離情報に基づいて幅可変ロールの幅寸法演算する演算部26とからなる幅可変ロールのロール幅測定装置20。

人が圧延機ハウジング内に入って実測する必要が無いので、計測員の負担が大幅に軽減されるとともに、計測所要時間が大幅に短縮でき、生産ラインの停止時間を短縮でき、生産性の向上を図ることができる。

目的

上記の1回当り所要時間は約15分であり、この作業中は電源切り、十分な安全処置を要するために、ライン休止時間が長くなりその分だけ生産性は低下する。また、圧延機ハウジング内は油水熱気などが存在し、作業環境は悪く、計測員の負担は極めて大きい。そこで、本発明の目的は圧延機ハウジング内に入ることなくロール幅を実測でき、且つ計測所要時間を短縮して生産性を高めることのできる技術を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

圧延機ハウジングロール替えに支障の無い箇所に取付けられ、幅可変ロールディスクの外側面に向って測定端を進退させる少なくとも一対の距離計と、これらの距離計からの距離情報に基づいて幅可変ロールの幅寸法演算する演算部とからなる幅可変ロールのロール幅測定装置

請求項2

前記距離計はロール替えの際に開閉される圧下スクリュー支持フレームに取付けられていることを特徴とする請求項1記載の幅可変ロールのロール幅測定装置。

請求項3

前記距離計は、シリンダピストンロッドとピストンロッドの先端に取付けられた非接触式距離センサとからなり、測定端をディスクの外側面に接触させずに距離を計測することを特徴とした請求項1記載の幅可変ロールのロール幅測定装置。

請求項4

前記距離計は、シリンダとピストンロッドとピストンロッドの先端に取付けられた回転自在なロールとからなり、このロールを直接ディスクの外側面に摺接することを特徴とした請求項1記載の幅可変ロールのロール幅測定装置。

請求項5

以下の(a)〜(e)工程からなる幅可変ロールのロール幅測定方法。(a)幅可変ロールを圧延機ハウジングに組込む前に、当該幅可変ロールのロール幅を大形ノギスなどの計測具で実測し、実測値をAとする。(b)圧延機ハウジングに取付けた一対の距離計の測定端を当該幅可変ロールのディスクの外側面に向わせてディスクの外側面までの距離を計測し、計測値をL1,L2とする。(c)当該幅可変ロールのロール幅を必要に応じて変更する。(d)圧延機ハウジングに取付けた一対の距離計の測定端を当該幅可変ロールのディスクの外側面に向わせてディスクの外側面までの距離を計測し、計測値をL3,L4とする。(e)上記A,L1〜L4に基づいて、ロール幅Bを演算する。

技術分野

0001

本発明は幅可変ロールロール幅を直接的に計測する装置及び方法に関する。

背景技術

0002

H形鋼圧延機は、棒鋼を複数の成形段階を経てH形状に塑性加工するものであり、ワークは左右2本のバーチカルロールと上下2本の水平ロールで挟持される。図9は従来の幅可変ロールの一例を示す図であり、本出願人が先に特開平5−328号公報で提案した技術である。但し、符号は新番号を付した。幅可変ロール100は鍔101付きスリーブ102に固定ディスク103及び可動ディスク104を嵌合し、油圧シリンダ105,106で押圧することによりこの可動ディスク104を軸方向に移動するというものである。107,107はスペーサであり、固定ディスク103はスペーサ107及び鍔101で挟持されているので軸方向には移動しない。ワーク110のフランジ111,111の外面をバーチカルロール115,115で押圧し、フランジ111,111の内面及びウエブ112の上下面を前記可変ロール100,100で押圧する。

0003

フランジ111,111の厚さが不均一になると、幅可変ロール100全体を軸方向に移動し、且つ可動ディスク104を軸方向に移動することで是正する。この方式では、幅可変ロール100のロール幅は油圧シリンダ105,106の油圧で管理する。

0004

または、図示しないが可動ディスク104をロール軸にねじ嵌合し、この可動ディスク104を相対的に回動し、ロール軸方向に移動する方式がある。回転量とリードとの積から可動ディスクの移動量を求めることができる。

0005

図10(a),(b)は従来の水平ロール移動機構の説明図であり、特開昭59−19030号公報の第2図及び第3図を再掲したものである。但し、符号は新番号を付した。(b)に示す通りに、圧延機スタンドハウジング(以下、「圧延機ハウジング」と記す)120と軸受保持板121との間にテーパコッタ123が介在され、このテーパコッタ123を抜き差しすることで間隔Dを変更する。軸受保持板121に前記水平に配置される幅可変ロール100又は同等品が取付けられているので幅可変ロール100又は同等品は水平に移動する。(a)はテーパコッタ123を移動するためのモータ電動,油圧を問わない)125、ウオームジャッキ126、回転計127、連結ロッド128を示し、モータ125の動力でウオーム式ジャック126を駆動し、このジャッキ126で連結ロッド128を昇降させることでテーパコッタ123を強制駆動する。

0006

幅可変ロールの位置は、回転計127の計測値,ウオーム式ジャッキ126のギア比及びテーパコッタ123のテーパ角のデータから計算することができる。

発明が解決しようとする課題

0007

しかし、前記2個の油圧シリンダによって可動ディスクを移動し、且つ位置決めする方式では、可動ディスクとロール軸との摩擦抵抗が変化するなどして、作動油圧と位置との関係に差が発生して、ロール幅の計測精度は下がる恐れがある。

0008

また、可動ディスクをロール軸にねじ嵌合した方式では、おすねじとめすねじとの間にバックラッシュが存在するために誤差が発生し、ロール幅の計測精度は落ちる。近年、製品の寸法精度は厳しくなり、精度向上を図るべくロール幅を実測し、再調整する必要がでてきた。

0009

ロール幅実測作業は一般に次の手順で実施する。
幅可変装置図9参照)でロール幅を設定する。
計測員が圧延機ハウジング内に入り、大きな計測具(例えばノギス)でロール間隔を測定する。
この実測値基準値より許容値以上離れている場合には、上記→を繰返す。

0010

上記の1回当り所要時間は約15分であり、この作業中は電源切り、十分な安全処置を要するために、ライン休止時間が長くなりその分だけ生産性は低下する。また、圧延機ハウジング内は油水熱気などが存在し、作業環境は悪く、計測員の負担は極めて大きい。そこで、本発明の目的は圧延機ハウジング内に入ることなくロール幅を実測でき、且つ計測所要時間を短縮して生産性を高めることのできる技術を提供することにある。

0011

上記課題を解決するために本発明は、圧延機ハウジングのロール替えに支障の無い箇所に取付けられ、幅可変ロールのディスクの外側面に向って測定端を進退させる少なくとも一対の距離計と、これらの距離計からの距離情報に基づいて幅可変ロールの幅寸法演算する演算部とから幅可変ロールのロール幅測定装置を構成する。

0012

例えば前記距離計をロール替えの際に開閉される圧下スクリュー支持フレームに取付ける。

0013

又、前記距離計は、シリンダピストンロッドとこのピストンロッドの先端に取付けられた非接触式距離センサとからなり、測定端をディスクの外側面に接触させずに距離を計測するものであってもよい。

0014

更に又、前記距離計は、シリンダとピストンロッドとこのピストンロッドの先端に取付けられた回転自在なロールとからなり、このロールを直接ディスクの外側面に摺接するようにしてもよい。

0015

上記構成のロール幅測定装置を次の要領で作用させる。
(a)幅可変ロールを圧延機ハウジングに組込む前に、当該幅可変ロールのロール幅を大形ノギスなどの計測具で実測し、実測値をAとする。
(b)圧延機ハウジングに取付けた一対の距離計の測定端を当該幅可変ロールのディスクの外側面に向わせてディスクの外側面までの距離を計測し、計測値をL1,L2とする。
(c)当該幅可変ロールのロール幅を必要に応じて変更する。
(d)圧延機ハウジングに取付けた一対の距離計の測定端を当該幅可変ロールのディスクの外側面に向わせてディスクの外側面までの距離を計測し、計測値をL3,L4とする。
(e)上記A,L1〜L4に基づいて、ロール幅Bを演算する。

0016

本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図1は本発明に係る幅可変ロールのロール幅測定装置を備えた圧延機の断面図であり、圧延機1は車輪2を備えたライン外引出し可能な圧延機ハウジング3と、この圧延機ハウジング3に軸受4R,4Lを介して回転自在にセットされた上部水平ロール5と、同じく圧延機ハウジング3に軸受6R,6Lを介して回転自在にセットされた下部水平ロール7と、圧下スクリュー8,9にて水平方向に適宜移動される左右のバーチカルロール11,12と、前記圧延機ハウジング3に図示せぬブラケットにて結合されて前記圧下スクリュー8,9を支える圧下スクリュー支持フレーム13,14と、これら圧下スクリュー支持フレーム13,14の上下に主要部品付設されたロール幅測定装置20とからなる。なお、15,16はロール駆動スピンドルである。

0017

前記ロール幅測定装置20は上部左距離計21,上部右距離計22,下部左距離計23,下部右距離計24及び距離計を作動させるとともに距離を演算する演算部26とからなる。距離計21〜24は外観空圧シリンダユニット同形であって、空気圧でピストンロッドを任意に前後動させるとともに、その際のピストンロッド先端(測定端)の位置若しくは移動量を電気信号に変換して出力するものである。

0018

図2図1の2矢視図であり、圧延機ハウジング3に軸受4R,6Rが上下にセットされ、これら軸受4R,6Rの中間に圧下スクリュー支持フレーム13,14が水平に渡され、この圧下スクリュー支持フレーム13と軸受4Rとの間の隙間を臨む位置に上部右距離計22を取付け、圧下スクリュー支持フレーム13と軸受6Rとの間の隙間を臨む位置に下部右距離計24を取付けたことを特徴とする。他の距離計21,23も同様である。圧延機1では圧延ロール(例えば水平ロール、バーチカルロール)はワークとの接触によって摩耗する。そこで、頻繁に圧延ロールを取り外し、替えロールと交換する。この作業をロール組み替え又は単に「ロール替え」という。このために、前記圧下スクリュー支持フレーム13の一端を圧延機ハウジング3にヒンジ止めし、圧下スクリュー支持フレーム13を開放した状態でロール替えを実施する。

0019

以上の構成からなるロール幅測定装置の作用を次に述べる。図3(a)〜(c)は本発明のロール幅測定方法の説明図である。ここでは、上部水平ロール5及び下部水平ロール7を一括して「幅可変ロール30」と読み替える。幅可変ロール30はロール軸31に軸方向移動可能に一対のディスク32,33を嵌合したものである。

0020

(a)はロールショップ若しくはロール置き場、即ち当該幅可変ロール30を圧延機ハウジング3に組込む前のいずれかの場所で、測定員作業員)の手で計測具35にてロール幅「A」を実測する。計測具35はロールショップで日常的に使用している大形のノギスが好適であるが、これに類するマイクロメータ、その他の実測具であれば種類は問わない。

0021

次に(b)に示す通りに、前記幅可変ロール30を圧延機ハウジング3に組込み、例えば上部左・右距離計21,22の測定端21a,22aを前進させる。これら左の測定端21aが左のディスク32の外側面32aに当接することで距離L1を知ることができ、右の測定端22aが右のディスク33の外側面33aに当接することで距離L2を知ることができる。後退限位置にある左右の測定端21a,22aの間隔を「L」とすると、Lは次の式で求まる。
L=L1+A+L2……
Aは上記(a)での実測値、L1,L2は(b)での計測値である。ところで、距離計21,22を保持している圧下スクリュー支持フレーム14はロール替えの際に開閉されるために、左右の距離計21,22の相互間距離が変動する恐れがある。即ち、「L」は固定された値ではなくある程度変動する値である。そこで、上記式でロール替え後の「L」を測定することに意味があり、この手続計測初期の「零点調整」に相当する。

0022

この後に(且つ次のロール替え前に)、適宜ロール幅は変更され、例えば(b)の形態よりロール幅が拡大されたとする。なお、ロール幅変更は図9、幅可変ロール30の全体的移動は図10による。(c)において、ロール幅を調整した直後に、左右の距離計21,22にて距離L3,L4を計測する。距離Lは変わらないので次の式で調整後のロール幅Bが求まる。
B=L−(L3+L4)……
上記,式から次の又は式が導き出される。
B=(L1+A+L2)−(L3+L4)……
B=A+(L1−L3)+(L2−L4)……
以上のフロー図4,5で再度説明する。

0023

このBが目的値(許容値)と異なる場合は、再度ロール幅を変更し、その後に図3(c)を実施して上記,又は式を補正して、補正後のBを求める。幅修正及び幅変更を実施するたびにこの手続を繰返す。式において、Aは実測値、L1〜L4は計測値であり、これらから求めたロール幅Bは、従来、測定員が圧延機ハウジング内で幅可変ロールを計測具で実測して得た値と同等若しくはそれ以上の精度の値となる。

0024

図4は本発明に係るロール幅測定装置の零点調整フロー図であり、図5は本発明に係るロール幅測定装置のロール幅測定フロー図であり、図3の説明と重複するので詳しい説明は省略するが、予め実測したロール幅Aと、計測値L1,L2とで零点調整をなし、これらの値を全て演算部26(図1)に保存していおき、図5において上記データ(A,L1,L2など)と計測値L3,L4とからロール幅Bを演算し、表示させる。

0025

本発明によれば、1回の計測時間が1分程度で済むので、通常のロール幅調整作業(再調整及び再計測を1回のみとした)は次の通り極く短時間で済ませることができる。
ロール幅変更(3分)
+零点調整(1分)
+ロール幅計測(1分)
+ロール幅再調整(2分)
+ロール幅再計測(1分)
=合計 8分。

0026

これに対して従来方法によれば、1回当りの計測時間が15分程度掛かるので、ロール幅調整作業は次の通り長くなる。
ロール幅変更(3分)
+ロール幅計測(15分)
+ロール幅再調整(2分)
+ロール幅再計測(15分)
=合計 35分。

0027

また、本発明は計測を自動化しているために計測精度は0.1mmに達する。これに対して、悪環境下で人手で計測し且つ読取りに人為的ばらつきがでるため従来方法では計測精度は0.5〜1.0mmに留まる。従って、本発明によればロール幅調整時間を大幅に短縮でき、且つ計測員の負担を大幅に軽減できる。

0028

図6は本発明装置の別実施例図であり、距離計40は、シリンダ41と、ピストンロッド42と、ピストンロッド42の先端に取付けられた非接触式距離センサ43とからなり、測定端44をディスク32の外側面32aに接触させずに距離を計測することを特徴とする。45は回転止ロッドである。非接触式距離センサ43は渦電流式超音波式レーザ式距離センサのいずれでも採用可能であり、接触しないので測定端44は摩耗や破損する恐れがない。上記距離計40を前記距離計21〜24に置き換えればよい。

0029

図7は本発明装置の更なる別実施例図であり、距離計50は、シリンダ51と、ピストンロッド52と、ピストンロッド52の先端に取付けられた回転自在のローラ53とからなり、このローラ53を直接ディスク32の外側面32aに摺接することで測定端の摩耗や破損を防止できる。55は回転止めロッドである。上記距離計50を前記距離計21〜24に置き換えればよい。

0030

図8本発明方法テーパ付き幅可変ロールのロール幅測定方法に適用した例を示す図であり、図1の上部・下部水平ロール5,7を、外側面61に傾斜面62のあるテーパ付き幅可変ロール60に変更したものである。ワークのフランジ内面形状やワークからディスクを抜けやすくするなどの必要性からテーパ付き幅可変ロールが採用される。一方、図1では説明しなかったが、上部・下部水平ロール5,7はワークのウエブの要求厚さの変更にともない上下方向にも強制移動される。そうすると、傾斜面62に沿って測定端22a,24aが相対的に上下動することになり、この結果、ロール幅の測定値が変動する。そこで、図8において、上部の幅可変ロール60の軸と上部距離計21,22の軸の間の距離を一定値H1となるように上部ロールのレベルを調整し、その後の図3図5の計測を実施するようにした。下部の幅可変ロール60も同様である。

0031

尚、本実施例の幅可変ロール30はディスク32,33の双方が移動する形式であったが、図9で述べた固定ディスクと可動ディスクとからなるものでもよい。

発明の効果

0032

本発明は上記構成により次の効果を発揮する。請求項1のロール幅測定装置は、幅可変ロールを挟むように配置した一対の距離計とこれら距離計からの情報に基づいてロール幅を演算する演算部とからなり、人が圧延機ハウジング内に入って実測する必要が無いので、計測員の負担は大幅に軽減されるとともに、計測所要時間が大幅に短縮でき、生産ラインの停止時間を短縮でき、生産性の向上を図ることができる。

0033

請求項2のロール幅測定装置は、距離計を圧下スクリュー支持フレームに取付けたことを特徴とする。このフレームがロール替え毎に開らかれて、距離計は必然的に引抜かれるロールと干渉しない場所に移される。従って、距離計を退避させる手段を新規に設ける必要がなく、設備費の高騰を抑えることができる。

0034

請求項3は、距離計をシリンダとピストンロッドとピストンロッドの先端に取付けられた非接触式距離センサとからなり、測定端をディスクの外側面に接触させずに距離を計測するので測定端が摩耗や破損の恐れがない。

0035

請求項4は、測定端を回転自在のローラとしたので、このローラを直接ディスクの外側面に摺接することで測定端の摩耗や破損を防止できる。

0036

請求項5のロール幅測定方法は、距離計で計測した計測値(L1,L2)と予め実測したロール幅実測値(A)とで零点調整した後に、新たな距離計測値(L3,L4)を計測し、これらの値からロール幅(B)を演算することを特徴とし、ロール幅実測値(A)で零点調整するので、ロール替えその他の条件で距離計の位置がずれたとしても、精度の高いロール幅(B)を求めることができる。従って、請求項5によれば圧延機ハウジング内に計測員が入ることなく、短時間で高精度のロール幅を測定することができる。

図面の簡単な説明

0037

図1本発明に係る幅可変ロールのロール幅測定装置を備えた圧延機の断面図
図2図1の2矢視図
図3本発明のロール幅測定方法の説明図
図4本発明に係るロール幅測定装置の零点調整フロー図
図5本発明に係るロール幅測定装置のロール幅測定フロー図
図6本発明装置の別実施例図
図7本発明装置の更なる別実施例図
図8本発明方法をテーパ付き幅可変ロールのロール幅測定方法に適用した例を示す図
図9従来の幅可変ロールの一例を示す図
図10従来の水平ロール移動機構の説明図

--

0038

1…圧延機、3…圧延機ハウジング、4R,4L,6L,6R…軸受、5…上部水平ロール、7…下部水平ロール、8、9…圧下スクリュー、13,14…圧下スクリュー支持フレーム、20…ロール幅測定装置、21〜24…距離計、21a,22a…測定端、32,33…ディスク、32a,33a…外側面、35…計測具、40,50…距離計、41,51…シリンダ、42,52…ピストンロッド、43…非接触式距離センサ、53…ローラ。

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