JP2021146362A - ロールの表面状態の計測装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、従前におけるロールのメンテナンス(交換・補修)時期の判断については、ロールの表面状態、例えば、弾性ロールにおいては、疵の有無、摩耗量、表面硬度、表面粗さ等を目視や計測を行うことで異常がないかを確認して行われている。そして、このような表面状態の計測技術としては以下のようなものが知られている(特許文献1〜3)。
特許文献2には、半導体レーザーを用いて圧延ロール表面の粗度を非接触で測定することで、ロール表面の肌荒れや摩耗の度合いを検知する装置が開示されている。
特許文献3には、硬度計の位置をロールに対して特定の角度で固定することで、測定者の個性や経験の差異による影響を排除した測定を可能とした硬度測定装置が開示されている。
例えば、弾性ロール等では酸等の薬液による劣化によってロールの表面が溶けて粘着性を帯びてしまうことがあるが、そのようなロール上を製品が通過した場合には製品に異物が付着してしまい、製品の品質低下につながってしまうのである。また、ロットの切り替え時等、新たな薄板状製品がロールに送られる際には、新たな薄板状製品がロールに当たった際の衝撃でロールの表面が剥離したり、表面に疵が入ってしまうことがあるが、そのようなロール上を製品が通過した場合には製品に疵が付いてしまい、製品の品質低下につながってしまうのである。さらに、製品が通過する際の摩擦によってロールの表面がつるつるの状態になってしまった場合にはロール上を製品が蛇行して搬送されてしまうことがあり、適切な加工が行われず、製品の品質低下につながってしまうのである。
そして、このような事態が発生してしまうと、製品に対する信頼性が低下してしまうこととなり、ひいては事業の存続に関わる大問題に発展してしまうこともあるのである。
また、ドクター装置のドクターブレードの振動を検知することで、ロールの異常発生を直ちに検知できるロールの表面状態の計測装置を得ることができるという知見を得た。
まず、本発明に係るロールの表面状態の計測装置1の構成を図1に基づいて説明する。
本発明のロールの表面状態の計測装置1は、図1(a)に示すように、ドクター装置2のドクターブレード3よりもロール4の回転方向下流側に設けられた構造となっている。係る構造とすることによって、ロール4に付着した異物が除去された状態でロール4の表面状態を計測することができ、正確な計測を行うことができるのである。そしてその結果、ロール4の補修の可否や交換時期を適切に判断することができるのである。
具体的には、計測する項目によって適宜選択されることになり、各測定項目に応じて以下のような計測機器が挙げられる。
・摩耗度:レーザー変位計(非接触式)
・疵、削れの有無:レーザー変位計(非接触式)
・表面硬度:硬度計(接触式)
・表面粗さ:光学式の反射センサ(非接触式)、高精度のレーザー変位計(非接触式)、表面粗さ計(接触式)
・表面温度:温度センサ(非接触式、接触式)
・表面の粘着度:粘着度計(フォースゲージ、接触式)
従って、ロール4の回転が停止している場合は、主に接触式の計測機器を稼働(必要に応じて非接触式も稼働)させ、ロール4が回転中の場合は非接触式の計測装置を稼働させてもよい。
また、ドクター装置2には、一般的にラインの運転停止信号を受信する受信手段が備えられていることから、係る機能を利用すれば新たな設備を設けることなくロール4の回転状況を検知することもできる。
さらに、後記するように、ドクター装置2のドクターブレード3の振動を利用することでロールの回転状況を検知することもできる。
本発明に用いられるドクター装置2は公知のものを用いることができる。
なお、ドクター装置2については、ドクターブレード3の振動を検知するセンサ5を備えていてもよい。係る構成としたドクター装置2を用いれば、ロール4に異常(ロール表面の断裂、剥離等)が生じた際に発生する衝撃をドクターブレード3の振動を通じて検知することができ、ロール4の異常を直ちに把握することができるので好適である。
また、製造ラインの運転状況を検知する方法を採用した場合には、信号としては停止である(製造ラインは停止している)信号を受信した場合でも、ロール自体は直ぐには停止せず惰性で回転し続けることがあり得るのに対して、ドクターブレード3の振動を通じてロール4の回転状況を検知する方法を採用すれば、惰性で回転しているロールに接触式の計測機器を接触させて破損させてしまうことを防止することができるので好適である。
なお、センサ5はドクターブレード3の振動を検知できるものであれば特に限定されず、汎用のものを使用することができる。例えば特許文献4に記載の検知手段などを応用することができる。
本発明にかかるロールの表面状態の計測装置1の稼働は、必要に応じて手動で稼働させるものであっても良いが、ロール4の回転状況やドクターブレード3の振動値などの検知情報に基づいて稼働する制御手段(図示せず)を設けて、係る制御手段が行うものとしてもよい。
具体的には、上記の検知手法に基づいてロールが回転中である場合には非接触式の計測装置を稼働(図1(b))させ、ロールが停止中である場合には主に接触式の計測機器を稼働(図1(c))させる制御を行うことになる。
本発明に係るロールの表面状態の計測装置1は、さらに、計測装置の計測データに基づいてロール4の表面状態を評価する評価手段6を備えていてもよい。係る構成とすることによって、ロール4の補修の可否や交換時期をより適切に判断することができる。
計測データ記録手段7には、計測装置によって計測されたデータが記録される。計測データが逐次記録されることにより、ロールの表面状態の履歴(経時変化)を把握することができる。ロール情報記録手段8には、ライン上にロールが設置されている位置に関する情報や各計測項目に関するロールの初期値(新品時の数値、例えばロール径、ロール形状等の情報)、また必要に応じて各計測項目におけるロールの表面状態の許容数値範囲等が記録される。
なお、上記の許容数値範囲は、予め設定した数値をロール情報記録手段8に記録させて(入力して)おいてもよいし、これまでに計測した計測データに基づいて演算することによって求めてもよい。また、計測した計測データに基づいて演算することによって求める場合には、計測データとロールの初期データおよび使用期間に基づいてAI(人工知能)に演算させることによって求めることもできる。
本発明にかかるロールの表面状態の計測装置1は、さらに、計測装置の計測データや評価手段の評価結果を送信する送信手段(図示せず)を備えていてもよい。係る構成とすることによって、ロールの表面状態を離れた場所で把握することができる。例えば、ロールが設置されている同一工場内の各ラインの状況を制御室で集中管理することや全国の各工場の各ラインの状況の状態を本社で集中管理することができる。
従って、ロールの真の表面状態を正確に把握することができる。具体的には、[0031]や[0036]に記載のとおり、ロールが回転中である場合には非接触式の計測機器を稼働(図1(b))させ、ロールが停止中である場合には主に接触式の計測機器を稼働(図1(c))させる制御を行うことになる。
まず、本発明に係るロールの表面状態の計測装置1の手動計測モードのフローについて、図2に基づいて説明する。
次に、本発明に係るロールの表面状態の計測装置1の自動計測モードのフローについて、図3に基づいて説明する。
異常振動を検知しない場合には、再度ステップ2(S2)に戻り、センサ5が異常振動を検知したかどうかを判断する。
最後に、手動計測モードまたは自動計測モードによって計測された計測データに基づいてロール4の表面状態を評価する際のフローについて、図4に基づいて説明する。
1a ロールの表面状態の計測装置(接触式)
1b ロールの表面状態の計測装置(非接触式)
2 ドクター装置
3 ドクターブレード
4 ロール
5 センサ
6 評価手段
7 計測データ記録手段
8 ロール情報記録手段
A 異物
Claims (7)
- ロールの表面状態を計測する計測装置であって、
ドクター装置のドクターブレードよりも前記ロールの回転方向下流側に設けられているものであることを特徴とするロールの表面状態の計測装置。
- 前記計測装置が、
表面硬度、表面粗さ、表面疵、摩耗度、表面粘着度の少なくとも一つを計測するものであることを特徴とする請求項1に記載のロールの表面状態の計測装置。
- 前記計測装置が、
前記ロールの回転状況に応じて稼働されるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロールの表面状態の計測装置。
- 前記ドクターブレードの振動を検知するセンサが設けられており、
前記計測装置が前記センサの検知情報に基づいて稼働されるものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のロールの表面状態の計測装置。
- 前記計測装置の計測データに基づいて前記ロールの表面状態を評価する評価手段が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のロールの表面状態の計測装置。
- 前記計測装置の計測データおよび/または前記評価手段の評価結果を送信する送信手段が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のロールの表面状態の計測装置。
- 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載のロールの表面状態の計測装置を制御する方法であって、
前記センサが検知する振動値が所定値以上となった場合に前記計測装置による計測を行うことを特徴とするロールの表面状態の計測装置の制御方法。
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