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JPH08128807A - 圧延機のロール変位測定方法及びその装置 - Google Patents

圧延機のロール変位測定方法及びその装置

Info

Publication number
JPH08128807A
JPH08128807A JP26682894A JP26682894A JPH08128807A JP H08128807 A JPH08128807 A JP H08128807A JP 26682894 A JP26682894 A JP 26682894A JP 26682894 A JP26682894 A JP 26682894A JP H08128807 A JPH08128807 A JP H08128807A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
rolling mill
mirror surface
surface portion
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP26682894A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiichi Shiraishi
敏一 白石
Haruhiro Ibata
治廣 井端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP26682894A priority Critical patent/JPH08128807A/ja
Publication of JPH08128807A publication Critical patent/JPH08128807A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/02Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B21B13/023Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally the axis of the rolls being other than perpendicular to the direction of movement of the product, e.g. cross-rolling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延機のワークロールの作動状態において、
正確にワークロールの変位や傾斜を検出することがで
き、かつ安価にしかも容易にそれらを検出することがで
きる圧延機のロール変位測定方法及びその装置を提供す
る。 【構成】 圧延機のロール1aの端面に鏡面部分12を
設け、鏡面部分に光線を照射する装置13により光線を
照射し、鏡面部分での反射光を検出する装置16により
反射光を検出することによりロールの位置変化を測定す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延機におけるロール
の変位を測定する方法及びその測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延機は素材を所定の板厚及び各種寸法
に加工するため、素材の上下をワークロールにより所定
の間隔及び状態で押圧し、素材をワークロール間で走行
させて加工を行っている。この圧延機において、素材を
所定の寸法及び各種寸法に加工するためには、素材を押
圧するワークロールが所定の間隔及び状態にセットされ
ていなければ、高精度の製品を生産することができず、
所定精度外製品の廃棄量が増大し生産性が低下する。
【0003】そのため、ワークロールが所定の状態にあ
るか否かを常時監視し、表示、警報、あるいはフィード
バックによりワークロールの状態を変更する等の作動、
操作を行う必要がある。このようなワークロールの状態
を検出するため、従来より各種の方法及び装置が提案さ
れており、例えば、ロール変位の測定として、ロールの
圧下方向の測定に際しては、ワークロールの両端を支持
するロールチョックや、ワークロールを押圧する圧下装
置等にマグネスケール等の変位検出器を取付けたものが
用いられる。
【0004】しかしながら、圧延機のワークロール作動
機構は多くの機械部品で構成され、それらの部品間及び
ロールとの間にバックラッシュや弾性変形が存在する。
特に圧延機のロールは圧延中に大きな負荷を受けるた
め、設定位置と圧延時とはその位置が異なり、多くの部
品が存在するため計算によっては正確な予測を行うこと
ができない。そのため、特に加工精度を必要とする場合
には、上記のようなロール変位を圧下装置等から間接的
に測定し、あるいは計算による補正を行うのみでは不充
分である。それを補うため、材料の無い状態で上下のワ
ークロールを接触させ、圧下装置でバックラッシュを取
り、かつ締めることにより負荷をかけて弾性変形させ、
この状態で圧下位置の変位を測定する方法を用いてい
る。
【0005】一方、最近は、圧延される板の形状として
クラウンを制御することも行われ、そのため、圧延機の
ロールを軸方向にシフトさせたり、圧延方向に傾斜させ
て上下のワークロールをクロスさせることが行われてい
る。
【0006】このクロス圧延機においては、上下のワー
クロールの傾斜を精密に調整する必要があるため、上下
のワークロールの傾斜状態や変位を常時計測する必要が
あり、そのために上下のワークロールの両端のロールチ
ョックの左右にロール変位検出器を設け、全検出器のデ
ータをコンピュータ処理し、ワークロールの傾斜や変位
を計測することも提案されている(特開平5−3375
24号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の圧延機にお
いて、ワークロールの作動状態における変位を測定する
に際しては、ワークロール端部を支持するロールチョッ
パや圧下装置に変位検出器を設けていたため、各部品の
バックラッシュや弾性変形により多くの誤差を生じ、不
正確となり、また、材料の無い状態で上下のワークロー
ルを接触させて負荷をかけ、この状態の値を補正する場
合においても、ワークロールが熱延作業を行う場合等、
温度変化が大きい場合や負荷変動が生じた場合には、そ
の補正値は必ずしも正確なものではなく、計測値が不正
確なものとなる。
【0008】更に、素材の加工精度が高まると、上記の
ような圧下方向の変位を正確に維持するのみではその精
度は確保できなくなる。即ち、ワークロールは上下移動
に必要な遊びとしての隙間を圧延方向に有しており、か
つ軸方向にも遊びが存在する。したがって、ワークロー
ルの位置の変化は、厳密には、負荷を受ける鉛直方向
(圧下方向)、水平方向(圧延方向)及びロールの軸方
向(シフト方向)の合成からなっており、上記のような
圧下方向の計測のみでは高精度なロール隙間の検出がで
きない。
【0009】一方、圧延機のロールを軸方向にシフトさ
せたり、圧延方向に傾斜させたりする、板クラウン調整
機能をもつ圧延機においては、その変位や傾斜を正確に
検出するためには、上記従来例のように、上下のワーク
ロールの両端の各両側に合計8個のセンサを設ける必要
があり、これらのセンサの信号の精度を確保するために
は多大な時間と費用がかかるほか、ワークロールの変位
をロールチョック等から間接的に検出するので充分な測
定精度を得ることができない、という欠点がある。ま
た、ワークロールを軸方向にシフトするのみのシフト圧
延機においては、ロールのクロスは発生することがな
い、という前提で設計されているため、前記のようなワ
ークロールを単に圧下方向に移動させる圧延機と同様、
クロス角を測定するセンサは備えておらず、クロス角の
検出は行われず、高精度の検出を行うことができない、
という欠点があった。
【0010】したがって、本発明は、圧延機のワークロ
ールの作動状態において、正確にワークロールの変位や
傾斜を検出することができ、かつ安価にしかも容易にそ
れらを検出することができる圧延機のロール変位測定方
法及びその装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来のもの
の欠点を解消するため、圧延機のロールの端面に鏡面部
分を設け、該鏡面部分に光線を照射し、該鏡面部分での
反射光を固定点で検出してロールの位置変化を測定する
ことにより圧延機のロール変位測定方法としたものであ
り、また、圧延機のロール端面に鏡面部分を備え、該鏡
面部分に光線を照射する装置及び該鏡面部分での反射光
を検出する装置を備えることにより圧延機のロール変位
測定装置を構成したものである。
【0012】本発明はまた、前記圧延機のロール変位測
定方法において、照射光としてレーザ光を使用し、反射
光をスクリーン上に投影することにより検出してなる構
成としたこと、反射光をスクリーンに投影し、投影像を
カメラにより撮像し、画像処理することによりロールの
位置変化を測定してなる構成としたこと、ロールチョッ
クに鏡面部分を設け、該鏡面部分に光線を照射し、該鏡
面部分での反射光を検出することによりロールチョック
の位置変化を測定し、ロールの位置変化と比較してなる
構成としたことをいずれも好ましい態様とするものであ
る。
【0013】本発明はまた、前記圧延機のロール変位測
定装置において、鏡面部分に光線を照射する装置がレー
ザ光線を照射する発光装置であり、反射光を検出する装
置がスクリーンであること、また、反射光を検出する装
置が反射光を投影するスクリーン、スクリーンの投影像
を撮像するカメラ、カメラの撮像信号を処理する画像処
理装置からなること、また、ロールチョックに鏡面部分
を備え、該鏡面部分に光線を照射する装置及び該鏡面部
分での反射光を検出する装置を備えてなるロールチョッ
ク変位測定装置を設けてなることをいずれも好ましい態
様とするものである。
【0014】
【作用】本発明は上記のように構成したので、圧延機の
ロールの端面に設けた鏡面部分に光線を照射し、この鏡
面部分からの反射光を検出することにより、ロールの変
位に応じて反射光が変化するので、反射光の検出によっ
てロールの変位を精密に測定することができる。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を、圧延機の上下のワークロ
ールの設置角度を相対的に異なるように、即ち、各ワー
クロールの軸線が交差するように設置し、所定形状の板
材を形成するようにしたクロス圧延機に適用した実施例
に基づいて説明する。
【0016】圧延機の上下のワークロール1a,1bの
両端はロールチョック2によって支承され、これらの上
下をバックアップロール3で押さえられて回転可能に設
けられ、ロールチョック2はハウジング9に固定された
プロジェクトブロック4により支持されている。
【0017】プロジェクトブロック4内には、各ロール
チョック2の側面に対向してクロスヘッド5を摺動自在
に設けており、各クロスヘッド5はハウジング9を貫通
して延びるロッド6が固定され、各ロッド6はスクリュ
ジャッキ7に連結されるとともに、上側ワークロール用
スクリュジャッキ7aと下側ワークロール用スクリュジ
ャッキ7bは1本の軸8に設けた歯車により、互いに逆
方向に作動するよう設けられている。
【0018】ワークロールの両側の各軸8が図示されな
い駆動装置によって回転されると、各スクリュジャッキ
7a,7bは作動し、ロッド6を介してクロスヘッド5
は進退し、各ロールチョック2の側部を押圧して移動さ
せ、それにより、上側ワークロール1aと下側ワークロ
ール1bは各々反対側方向に傾斜するよう移動し、各ワ
ークロール1a,1bの軸線はクロスし、各ワークロー
ルは各々θの角度傾斜して配置される。このような配置
状態で、かつ両ワークロール1a,1bの間隙を所定の
状態に保ち、素材10を両ワークロール間に通すことに
より、素材は所定厚に圧延される。
【0019】ワークロール1a,1bの片側端面11に
は鏡12を固定しており、この端面11から充分離れた
位置に、レーザ光線を照射する発光装置13が支持装置
14に支持されて位置及び照射角度を調整自在に設けら
れている。また、この発光装置13に隣接してスクリー
ン15を備えた受光体16を設けており、発光装置13
からのレーザ光線をワークロール端面に設けた鏡12に
照射する時、そこから反射される反射光を、受光体16
のスクリーンで受光するように構成している。この構成
において、レーザ光線としては、平行性及び直進性に優
れた可視光で単一波長である半導体レーザ光線が適切で
あり、またロール端面から発光装置及び受光体までの距
離は15m程度とすることができ、ロール端面に設ける
鏡は平面鏡とし、ロール端面の中心に取り付ける。ま
た、発光装置13の支持装置14は、ロール径や圧延機
の設定などが大きく変更された時に光源の位置を調節す
る位置調節手段と、レーザ光線を正確に鏡に照射できる
ように調節する角度調節手段を備える。
【0020】上記装置の使用に際しては、発光装置13
からロール端面の鏡12に照射し、反射した光が受光体
に受光されるようにセットし、圧延機に素材が噛み込む
前のスクリーン上での光影の位置を記録しておく。この
光影の位置の記録を容易にするため、スクリーン15の
表面に方眼状の線を引き、目盛を付しておくことが好ま
しい。
【0021】次いで圧延機を作動し、ワークロール間に
素材が噛み込んだ後のスクリーン15の表面の光影の位
置を記録する。この時、図3に示すように、スクリーン
15の表面上で、圧延機に素材が噛み込む前の位置Aか
ら、素材が噛み込んだ後Bの位置に光影が移動したこと
がスクリーンから読み取ることができる。この位置変化
から、ロールの端面が上下方向及び左右方向にどれだけ
変位したか、その変位角度を計算によって求めることが
できる。上記変位の計測結果からクロス角度として0.
012°変化し、圧下方向の左右の変位の差として0.
7mmワークサイドの変位が大きいことが検出される。
【0022】上記装置において、反射光をスクリーンに
投影し、その光影の位置を目盛によって読み取ったもの
であるが、例えば図4に示すように、スクリーン15を
透明とし、その背面にカメラ17を設置し、その画像デ
ータを電気信号に変換する画像処理装置18にかけ、そ
の結果を表示装置19で表示することにより、自動的に
正確にロールの変位を読み取ることができる。
【0023】上記装置において、スクリーン15で検出
される光影の受位によって、ロールの傾斜や上下方向の
変位のほか、ワークロールが軸線方向に変位した際も、
その光影の変化によって検出することができる。また、
ロールチョックにも鏡を設け、この部分に対しても発光
装置及び受光体を設け、ロールチョックの変位も同時に
検出し、ロールの変位とロールチョックの変位を比較す
ることにより、圧延の寸法精度を阻害する変位が、ロー
ル側で生じているのか、ロールチョップ側で生じている
のかの、原因解析を行うことが可能となる。
【0024】また、ロール変位測定結果を単に検出し読
み取るばかりでなく、この測定結果をフィードバック制
御用実測値として用い、ロール圧下位置設定装置をこの
測定結果に基づいて作動することによりロール圧下位置
設定装置の圧下位置を修正し、板厚を正確にコントロー
ルすることができ、板厚の精度が向上し、規格はずれに
よるスクラップ発生量の低減が可能となる。
【0025】更に、ロール変位測定結果の経時変化を整
理し検討し、所定の大きさを超えた場合にライナー交換
等の圧延機の保全を行う等の作業を行い、従来、ライナ
ーの実際の状態に係らず定期的に行なってきたライナー
交換等の作業が本当に必要な時のみ行うこととなるの
で、保全費用の削減が可能となる。
【0026】
【発明の効果】本発明は上記のように構成し作用するの
で、圧延機のワークロールの作動状態において、ワーク
ロールの作動機構の遊びの存在に係らず、また圧延時の
負荷による弾性変形の存在に係らず、高精度にワークロ
ールの変位及び傾斜を検出することができる。また、一
般的なレーザ変位測定器では、センサと被測定物との距
離が数10mm乃至300mm程度であり、このセンサ
を圧延機本体に取り付ける必要があるが、本発明におい
ては、ロールに接触することなく、計測装置をロールか
ら充分に離した位置に設置することができるので、測定
精度の確保及びメンテナンス性も向上する。また、セン
サを従来のもののように8個等多数設ける必要はなく、
各ロールに最低1個設けるのみで良いので、装置が安価
なものとなり、それらの調整に多くの時間をかける必要
がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の一部断面を示す正面図であ
る。
【図2】同じく破断平面図である。
【図3】本発明の実施例のスクリーンに投影された光影
を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
1…ワークロール 2…ロールチョック 3…バックアップロール 4…プロジェクトブロック 5…クロスヘッド 6…ロッド 7…スクリュジャッキ 8…軸 9…ハウジング 10…素材 11…端面 12…鏡 13…発光装置 14…支持装置 15…スクリーン 16…受光体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B21B 13/14 K

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機のロールの端面に鏡面部分を設
    け、該鏡面部分に光線を照射し、該鏡面部分での反射光
    を固定点で検出することによりロールの位置変化を測定
    することを特徴とする圧延機のロール変位測定方法。
  2. 【請求項2】 照射光としてレーザ光を使用し、反射光
    をスクリーン上に投影することにより検出してなる請求
    項1記載の圧延機のロール変位測定方法。
  3. 【請求項3】 反射光をスクリーンに投影し、投影像を
    カメラにより撮像し、画像処理することによりロールの
    位置変化を測定してなる請求項1または2に記載の圧延
    機のロール変位測定方法。
  4. 【請求項4】 ロールチョックに鏡面部分を設け、該鏡
    面部分に光線を照射し、該鏡面部分での反射光を検出す
    ることによりロールチョックの位置変化を測定し、ロー
    ルの位置変化と比較してなる請求項1または2に記載の
    圧延機のロール変位測定方法。
  5. 【請求項5】 圧延機のロール端面に鏡面部分を備え、
    該鏡面部分に光線を照射する装置及び該鏡面部分での反
    射光を検出する装置を備えたことを特徴とする圧延機の
    ロール変位測定装置。
  6. 【請求項6】 鏡面部分に光線を照射する装置がレーザ
    光線を照射する発光装置であり、反射光を検出する装置
    がスクリーンである請求項5記載の圧延機のロール変位
    測定装置。
  7. 【請求項7】 反射光を検出する装置が反射光を投影す
    るスクリーン、スクリーンの投影像を撮像するカメラ、
    カメラの撮像信号を処理する画像処理装置からなる請求
    項5または6に記載の圧延機のロール変位測定装置。
  8. 【請求項8】 ロールチョックに鏡面部分を備え、該鏡
    面部分に光線を照射する装置及び該鏡面部分での反射光
    を検出する装置を備えてなるロールチョック変位測定装
    置を設けてなる請求項5または6に記載の圧延機のロー
    ル変位測定装置。
JP26682894A 1994-10-31 1994-10-31 圧延機のロール変位測定方法及びその装置 Withdrawn JPH08128807A (ja)

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Cited By (7)

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Effective date: 20020115