JP3820648B2 - 形状測定ローラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板や箔を製造する圧延機において、圧延中に間接的に平坦度を測定する形状測定ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来の形状測定ローラを用いた圧延機の一例を示す図であり、図4は、圧延機が形状測定ローラに及ぼす面圧を示す図であり、図5は形状測定ローラで用いられる静圧軸受を示す図である。なお、かかる形状測定ローラは、本願出願人による特開平7−306004号等に開示されている。
【0003】
図3において、金属薄板や箔である圧延板1は、圧延ローラ3で所定の板厚に圧延され、巻取ロール9で巻き取られる。圧延ローラ3と巻取ロール9の間には、圧延板1を案内するガイドローラ7と、圧延板1の平坦度を測定する形状測定ローラ5が設けられている。図4に示すように、形状測定ローラ5は、圧延板1の幅方向に複数設けられた回転ロータ4と、この回転ロータ4を内側で支持し両端で固定側8a,8bに固定された支持軸6とによって支持される。また、それぞれの回転ロータ4には、圧延板1の平坦度による張力分布に応じた面圧p1,p2,...,pn が作用している。更に、図5に示すように、形状測定ローラ5には、回転ロータ4と支持軸6との隙間により変化する圧力を検出するノズル11a,11bが支持軸6の上部と下部に設けられる。ノズル11a,11bはそれぞれ圧力センサー13a,13bに接続され、圧力センサー13aは演算器15の−端子に接続され、圧力センサー13bは演算器15の+端子に接続されている。
【0004】
上述した構成により、圧延板1の平坦度は幅方向の張力分布により知ることができる。すなわち、図4に示すように、支持軸6の内部を圧縮空気が流れており、回転ロータ4のそれぞれに加わる張力分布は面圧p1 ,p2 ,...pn となっている。この面圧p1 ,p2 ,...pn のうちのある面圧pに注目すると、図5に示すように、支持軸6の内部に圧縮空気が吹き込まれることで回転ロータ4を支持する静圧軸受の回転ロータ4と支持軸6との隙間が変化し、回転ロータ4と上部ノズル11aの隙間が小さくなり、回転ロータ4と下部ノズル11bとの隙間が大きくなり、それぞれの隙間の生じる圧力差ΔPにより面圧pが支持される。従って、圧力センサー13a,13bで上下の空気圧を測定し、演算器15でその差を演算すれば、面圧pの大きさに応じた演算結果が得られる。この演算結果は、圧延板1の厚みの厚い部分では面圧が大きくなるため大きな値となり、厚みの薄い部分では面圧が小さくなるため小さな値となり、この値の変化を図1に示した圧延ローラ3を制御する制御部へフィードバックすることにより、圧延板1の板厚をコントロールすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の形状測定ローラでは、圧延板1の幅方向端部が回転ロータに作用する幅がロータ幅の半分以下になる場合に、▲1▼ロータにモーメントが作用して傾き、検出精度が低下すると共に、▲2▼ロータの内面のエッジが支持軸6に接触してロータの回転不良を起こし測定不能となる、等の問題点があった。
【0006】
従来は、▲1▼の精度低下が発生する場合には、圧延材端部に位置するロータからの信号を無視して、その他の部分の張力分布のみを計測していた。しかし、この場合に板厚分布が最も悪化しやすい部分、すなわち最も計測が重要な板端部の形状が計測できなくなる問題点があった。また、この場合に、板幅端部が未測定のまま非常に薄くなり、形状不良が生じて板切れを起こすことがあった。
【0007】
一方、▲2▼のロータの焼付きを防ぐために、従来はロータ幅を最狭でも約50mm程度としていたが、この場合に、銅板等の全幅が小さい(例えば400〜500mm)場合に、全幅の1割以上が計測できなくなり、ほとんど実用的でなくなる問題点があった。
【0008】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止でき、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できる形状測定ローラを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
回転ロータに作用する圧延板端部の幅xがロータ幅Bよりも狭い場合には、その比率x/Bによる補正を従来から行っている。この補正は、比率x/Bが1/2よりも大きい限りでは、実績的に精度よく形状検出できるが、1/2以下になるとロータの傾きの影響で精度が悪化する。本発明はかかる知見を基に創案されたものである。
【0010】
すなわち、本発明によれば、が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、水平な支持軸と、該支持軸に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータと、該ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器と、を備えた形状測定ローラにおいて、支持軸を軸方向に移動させるシフト装置と、圧延材の両端がそれぞれ接する単一の回転ロータのみにおける前記圧延材との接触幅xを算出しシフト装置を制御する演算制御器と、を備え、前記演算制御器は、前記接触幅xが、当該接触幅xで圧延材に接する回転ロータの幅Bの1/2より小さい場合に、前記支持軸を所定の距離軸方向に移動するように前記シフト装置を制御する、ことを特徴とする形状測定ローラが提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記所定の距離は、圧延材端部が接する回転ロータの幅Bの略1/2である。
【0011】
上記本発明の構成によれば、回転ロータに作用する圧延板端部の幅x1 がロータ幅Bよりも狭い場合で、その比率x1 /Bが1/2以上の場合には、従来同様、その比率x1 /Bによる補正を行えば、高精度に形状検出ができる。また、比率x1 /Bが1/2以下の場合には、支持軸を軸方向に所定の距離(例えばロータ幅Bの1/2)シフトすることにより、回転ロータに作用する圧延板両端部の幅x2 はx1 +B/2となり、比率x2 /Bは、常に1/2以上となるので、その比率x2 /Bによる補正を行うことにより、高精度に形状検出ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本発明による形状測定ローラの全体構成図である。この図において、本発明の形状測定ローラ20は、水平な支持軸22と、支持軸22に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータ24と、ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器(図示せず)とを備えている。かかる構成は、図3〜図5に示した従来の形状測定ローラと同様である。この構成により、従来と同様に、各ロータ24に作用する張力を空気圧から算出し、形状検出を高精度に行うことができる。
【0013】
本発明の形状測定ローラ20は、更に、支持軸22を軸方向に移動させるシフト装置26と、圧延材1の両端部がそれぞれ接する単一の回転ロータ24のみにおける圧延材1との接触幅xを算出し、シフト装置を制御する演算制御器28と、を備えている。シフト装置26は、図1の例では、支持軸22の両端を支持し支持軸の軸方向(圧延材1の幅方向)に移動可能に設置された水平支持ビーム26aと、水平支持ビーム26aを水平移動可能に支持する固定架台26bと、固定架台26bにシリンダ側が取り付けられロッド側が水平支持ビーム26aに取り付けられた直動シリンダ26cとからなる。この構成により、直動シリンダ26cにより支持軸22をその軸方向に移動することにより、同時に支持軸22の浮動支持された回転ロータ24を軸方向に任意に移動することができる。
【0014】
圧延材1は幅方向にガイドされて回転ロータ24上に供給される。従って、演算制御器28により、圧延材1の全幅と、回転ロータ24の各幅から圧延材1の両端部がそれぞれ回転ロータ24に接する幅xを算出することができる。なお、回転ロータ24の幅は全て同一であるのがよいが、本発明はこれに限定されず、幅方向に任意に変化させてもよい。以下、回転ロータ24の幅Bが一定の場合について説明する。
【0015】
更に、演算制御器28は、接触幅xが、この接触幅xで圧延材1に接する回転ロータ24の幅Bの1/2より小さい場合に、直動シリンダ26cを作動させ、支持軸22を軸方向に所定の距離Lを移動(シフト)するようになっている。このシフト距離Lは、圧延材端部が接する回転ロータの幅Bの1/2であることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、距離Lを接触幅xより大きく1/2+xより小さい範囲で任意に選定することができる。なお、以下、シフト距離Lが回転ロータの幅Bの1/2である場合について説明する。
【0016】
図2は、本発明の原理図である。この図において、(A)は接触幅x1 がロータ幅Bの1/2よりも広い場合、(B)は接触幅x1 がロータ幅Bの1/2よりも狭い場合を示している。
この図に示すように、上記本発明の構成によれば、回転ロータに作用する圧延板端部の幅x1 がロータ幅Bよりも狭い場合で、その比率x1 /Bが1/2以上の場合(図2A)には、従来同様、その比率x1 /Bによる補正を行えば、高精度に形状検出ができる。
【0017】
また、比率x1 /Bが1/2以下の場合(図2B)には、支持軸を軸方向に所定の距離(この例ではロータ幅Bの1/2)移動することにより、回転ロータに作用する圧延板左端部の幅x2 は、図2(B)から明かなように、x1 +B/2となる。また、圧延板右端部の幅yは、B+x1 −B/2であり、同様にx1 +B/2となる。従って、比率x2 /Bは、常に1/2以上となるので、その比率x2 /Bによる補正を行うことにより、高精度に形状検出ができる。
【0018】
従って、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止できる。また、ロータの傾きを未然に防止することができることから、ロータ幅を従来の最狭幅(約50mm)の半分程度にすることができ、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できるようになる。
【0019】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】
上述したように、本発明の形状測定ローラは、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止でき、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による形状測定ローラの全体構成図である。
【図2】本発明の原理図である。
【図3】従来の形状測定ローラを用いた圧延機の構成図である。
【図4】圧延機が形状測定ローラに及ぼす面圧を示す図である。
【図5】形状測定ローラで用いられる静圧軸受の図である。
【符号の説明】
1 圧延板
3 圧延ローラ
4 回転ロータ
5 形状測定ローラ
6 支持軸
7 ガイドローラ
8a,8b 支持軸
9 巻取ロール
11a,11b ノズル
13a,13b 圧力センサー
15 演算制御器
20 形状測定ローラ
22 支持軸
24 回転ローラ
26 シフト装置
28 演算制御器
Claims (2)
- 水平な支持軸と、該支持軸に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータと、該ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器と、を備えた形状測定ローラにおいて、
支持軸を軸方向に移動させるシフト装置と、圧延材の両端がそれぞれ接する単一の回転ロータのみにおける前記圧延材との接触幅xを算出しシフト装置を制御する演算制御器と、を備え、
前記演算制御器は、前記接触幅xが、当該接触幅xで圧延材に接する回転ロータの幅Bの1/2より小さい場合に、前記支持軸を所定の距離軸方向に移動するように前記シフト装置を制御する、ことを特徴とする形状測定ローラ。 - 前記所定の距離は、圧延材端部が接する回転ロータの幅Bの略1/2である、ことを特徴とする請求項1に記載の形状測定ローラ。
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JP29210996A JP3820648B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 形状測定ローラ |
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