JP5509739B2 - Thick plate shearing equipment, steel plate meander control method, and steel plate meander prevention method - Google Patents
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本発明は、厚板剪断設備における鋼板蛇行防止技術に関するものである。 The present invention relates to a steel plate meandering prevention technique in a thick plate shearing facility.
従来、厚板剪断設備における鋼板の蛇行防止技術としては、特許文献１に開示された技術がある。本文献の蛇行防止技術は、押えローラおよび中間押えローラを使用して鋼板の蛇行を防止するものであるが、この技術を図６の側面図および図７の平面図を用いて説明すると、次のとおりである。
Conventionally, as a technique for preventing meandering of a steel sheet in a thick plate shearing facility, there is a technique disclosed in
すなわち、この鋼板の蛇行防止技術を適用した厚板剪断設備は、鋼板２１の進行方向に沿って、複数本のテ−ブルロ−ル２２からなる入側搬送テーブル２３と、鋼板２１の両側耳部を同時に剪断する両側耳部切断機（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｓｈｅａｒ）（以下ＤＳＳと呼ぶ）２５と、上下ロールからなるピンチロールを左右に１対づつ配置したＤＳＳ入側ピンチロール２４およびＤＳＳ出側ピンチロール２６と、鋼板２１を長手方向に剪断し、幅方向に沿って複数枚に分割する分割剪断機（Ｓｌｉｔｔｅｒ）（以下ＳＬと呼ぶ）２８と、上下ロールからなるピンチロールを左右に１対づつ配置したＳＬ入側ピンチロール２７およびＳＬ出側ピンチロール２９と、複数本のテ−ブルロ−ル２２からなる出側搬送テーブル３１とから成っている。
In other words, the thick plate shearing equipment to which the steel plate meandering prevention technology is applied includes an entrance-side transport table 23 composed of a plurality of
さらに、これらの設備に加えて、押えローラ３２を入側搬送テーブル２３に、押えローラ３４を出側搬送テーブル３１に配置するとともに、中間押えローラ３６をＤＳＳ２５内に配置している。
Further, in addition to these facilities, the
上述した押えローラ３２、３４は、図８の正面図に示すように、外周面を高摩擦弾性材料で被覆されている。そして、それぞれの押えローラ３２、３４は、テーブルロール２２との間で鋼板２１を挟み込むようになっており、その両側の軸受部３２ａ、３４ａの位置において、流体圧シリンダ３８により昇降自在に支持されている。
As shown in the front view of FIG. 8, the
また、図９の正面図に示すように、中間押えローラ３６も、外周面を高摩擦弾性材料で被覆されている。そして、中間押えローラ３６は、ＤＳＳ２５内で両側耳部を剪断中の鋼板２１に、上面から接触するようになっており、中間押えローラ３６を回転自在に支持している支持部材３９に取付けられた流体圧シリンダ３８により、昇降可能となっている。
Further, as shown in the front view of FIG. 9, the
上述した厚板剪断設備においては、鋼板を剪断するときに、ＤＳＳ入側ピンチロール２４、ＤＳＳ出側ピンチロール２６、ＳＬ入側ピンチロール２７およびＳＬ出側ピンチロール２９のそれぞれの上下１対のピンチロールにより、鋼板を挟み、かつ鋼板２１を断続的に走行させながら剪断する。
In the above-described thick plate shearing equipment, when the steel plate is sheared, a pair of upper and lower pairs of the DSS inlet
このとき鋼板２１には、鋼板２１を蛇行させようとする力が働くが、この蛇行させようとする力を、上述した押えローラ３２、３４と、中間押えローラ３６の押圧力で阻止しようとするものであり、鋼板２１の蛇行を阻止しないまま切断すると、鋼板２１の両側面２１ａが、図１０の平面図に示すように、鋸刃状の形状となり、製品不良の原因となる旨を開示している。
At this time, a force to meander the
また、ウェブ状シートを間欠的に送る蛇行調整フィーダー装置における、蛇行防止技術として、特許文献２に開示された技術がある。本技術は、ウェブ状シートを間欠的に送る蛇行調整フィーダー装置であって、ウェブ状シートを間に挟んだニップロールとフィードロールの幅方向の位置を移動することによって、ウェブ状シートの幅方向の位置を調整する機能を有することを特徴とする蛇行調整フィーダー装置である。ウェブ状シートの幅方向の位置を検出するセンサーからの信号（図示せず）に基づき、フィードロールの幅方向の位置を制御することが説明されている。
Moreover, there is a technique disclosed in
上述した剪断中の鋼板に発生する蛇行の原因としては、
（１）左右のピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行発生力（以下、直行度差と呼ぶ）、
（２）左右のピンチロールの偏磨耗差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（以下、偏磨耗差と呼ぶ）、
（３）左右のピンチロールの速度差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（以下、周速差と呼ぶ）、
（４）上下ピンチロールを昇降させるアクチュエータにより鋼板を挟圧する際の左右ピンチ力差（以下、ピンチ力差と呼ぶ）等が考えられる。
As a cause of meandering that occurs in the above-described shearing steel plate,
(1) Meandering force generated by the angle (θ) formed between the steel sheet conveying direction and the roll axis in a horizontal plane including the axis of the left and right pinch rolls (hereinafter referred to as a straightness difference);
(2) Left-right speed difference during conveyance of a steel sheet due to uneven wear difference between left and right pinch rolls (hereinafter referred to as uneven wear difference),
(3) Left-right speed difference (hereinafter referred to as peripheral speed difference) during conveyance of the steel sheet due to the speed difference between the left and right pinch rolls,
(4) A left-right pinch force difference (hereinafter referred to as a pinch force difference) when a steel plate is clamped by an actuator that moves up and down the pinch rolls is considered.
上記蛇行発生原因のうち、（２）については定期的なロール径測定に基づくロール交換、
（３）については左右ピンチロールの間に連結軸を設けたメカタイ構造化もしくは左右ロール周速を同期化するためのピンチロール駆動アクチュエータの電気信号制御、（４）についてはアクチュエータ設定（例えば油圧シリンダの場合は設定圧力）の調整により、管理するのが一般的である。
Among the above causes of meandering, roll replacement based on periodic roll diameter measurement for (2),
For (3), a mechanical tie structure in which a connecting shaft is provided between the left and right pinch rolls or electric signal control of a pinch roll drive actuator for synchronizing the left and right roll peripheral speeds, and for (4) actuator settings (for example, hydraulic cylinders) In this case, it is generally managed by adjusting the set pressure).
しかし、（１）のピンチロールの直行度差については、直行度の基準となる鋼板搬送方向の高精度測定が必要となる。例えば、厚板剪断設備の入側から出側の全長にわたり、鋼板搬送方向に相当するピアノ線を張り渡し、ピンチロールとの位置関係を測定することとなるが、通常、このような測定作業は大きな労力と長いライン停止時間を伴うため、定期的な管理が困難となるという問題がある。 However, with regard to the difference in the straightness of the pinch roll of (1), it is necessary to perform high-precision measurement in the direction of conveying the steel sheet, which is a reference for the straightness. For example, over the entire length from the entrance side to the exit side of the thick plate shearing equipment, a piano wire corresponding to the steel plate conveyance direction is stretched and the positional relationship with the pinch roll is measured. There is a problem that regular management becomes difficult because of the large labor and long line down time.
一方、特許文献１に開示された厚板剪断設備における鋼板蛇行防止方法は、それなりの蛇行防止効果はあるものの、発生する蛇行力をローラの摩擦力で対抗させて、蛇行を防止する対処療法的な方法であり、抜本的な蛇行防止対策とならないという問題がある。
また、ローラの磨耗等によって摩擦力が低下した際に、蛇行防止効果が低下するため、ローラの交換が必要になるという問題がある。更に、鋼板の蛇行量を検出出来ないため、上記ローラの交換周期が正確に把握できず、大量の品質不良を誘発することも有りうるという問題がある。
On the other hand, the steel plate meandering prevention method in the thick plate shearing facility disclosed in
Further, when the frictional force is reduced due to roller wear or the like, the effect of preventing meandering is reduced, so that there is a problem that the roller needs to be replaced. Furthermore, since the amount of meandering of the steel sheet cannot be detected, there is a problem that the replacement cycle of the roller cannot be accurately grasped and a large amount of quality defects may be induced.
また、特許文献２に開示された蛇行防止方法は、ウェブ状シート の幅方向の位置を検出するセンサーからの信号（図示せず） に基づくことを前提としているが、厚板剪断設備における鋼板蛇行量検出手段に関して、現実的には鋼板は完全な直方体ではなく、搬送方向に対して曲がりを有するケースがある上、厚板剪断設備による板幅端面の剪断により、鋼板端面が変化するため、一般的な蛇行量検出手段である鋼板端面位置測定では、正確な蛇行量を評価することが困難であるという問題もある。
The meandering prevention method disclosed in
本発明は、従来技術の上述したような問題を解消するためになされたもので、ピンチロールの設置状態を検討して、本質的な蛇行原因に対する対策が実施可能であり、一般的な蛇行量検出手段である鋼板端面位置測定に関する問題を解決し、設置スペースや諸費用を節減することができる厚板剪断設備、鋼板蛇行制御方法および鋼板蛇行防止方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art. By examining the installation state of the pinch rolls, it is possible to implement countermeasures against essential causes of meandering. An object of the present invention is to provide a thick plate shearing equipment, a steel plate meandering control method, and a steel plate meandering prevention method capable of solving the problems relating to the measurement of the end face position of the steel plate, which is a detection means, and reducing the installation space and various costs.
発明者等は、鋼板剪断ラインにおける鋼板の蛇行現象を鋭意検討し、
（ａ）ピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とピンチロールの軸芯とのなす角度が直行する場合は、鋼板搬送方向と実際の鋼板移動方向は一致するので、鋼板の蛇行は生じないことに着目し、
（ｂ）直行度にずれを生じた場合には、鋼板搬送方向とピンチロールの周速方向とのずれによる相対速度成分が蛇行速度成分となり、当該速度に応じた鋼板の蛇行が発生すること、
（ｃ）ピンチロールの軸芯方向に、蛇行速度成分を打ち消す速度成分を与えれば、直行度差があっても鋼板搬送方向と実際の鋼板移動方向は一致すること、
を知見し、本発明を完成させたものである。
The inventors have intensively studied the meandering phenomenon of the steel plate in the steel plate shear line,
(A) When the angle formed between the steel plate conveyance direction and the pinch roll axis in the horizontal plane including the pinch roll axis is perpendicular, the steel plate conveyance direction and the actual steel plate movement direction coincide with each other. Focus on what does not happen,
(B) When a deviation occurs in the straightness, the relative speed component due to the deviation between the steel sheet conveying direction and the peripheral speed direction of the pinch roll becomes a meandering speed component, and the meandering of the steel sheet corresponding to the speed occurs.
(C) If a speed component that cancels the meandering speed component is given in the axial direction of the pinch roll, the steel plate conveyance direction and the actual steel plate movement direction match even if there is a difference in the straightness,
And the present invention has been completed.
本発明の要旨は以下の通りである。 The gist of the present invention is as follows.
第一の発明は、鋼板の両側耳部を同時に切断する耳部切断機と、該耳部切断機の入側および出側に設けられ、鋼板の両耳部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールと、鋼板を幅方向に沿って分割する分割切断機と、該分割切断機の入側および出側に設けられ、分割する鋼板の両側端部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールとからなる厚板剪断設備であって、
耳部切断機または分割切断機を、鋼板が走行中は、鋼板の蛇行量を算出する鋼板蛇行検出装置と、算出した蛇行量を相殺する方向に各ピンチロール列をロール軸芯方向に強制変位させる機構と、前記耳部切断機または分割切断機で鋼板を剪断中は、鋼板の横ずれを防止するために、ピンチロールの軸芯方向への移動を停止する機構とを有するピンチロールを備えたことを特徴とする厚板剪断設備である。
A first invention is provided with an ear cutting machine that simultaneously cuts both side ears of a steel sheet, and a pair of upper and lower rolls that are provided on the entry side and the exit side of the ear part cutting machine, respectively, near each ear part of the steel sheet. Pinch rolls sandwiched between, a split cutting machine that splits the steel sheet along the width direction, and a pair of upper and lower rolls that are provided on the entry side and the exit side of the split cutting machine and in the vicinity of both end portions of the steel sheet to be split It is a thick plate shearing equipment consisting of a pinch roll sandwiched between
While the steel plate is running on the ear cutting machine or split cutting machine, the steel plate meander detection device that calculates the meandering amount of the steel plate, and each pinch roll row is forcibly displaced in the roll axis direction in the direction that cancels the calculated meandering amount And a pinch roll having a mechanism for stopping the movement of the pinch roll in the axial direction in order to prevent lateral displacement of the steel sheet while shearing the steel sheet with the ear cutting machine or the split cutting machine. This is a thick plate shearing facility.
第二の発明は、前記鋼板蛇行検出装置は、耳部切断機および分割切断機に配置された左右ピンチロールの上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間に鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方に設けられたロール軸と、鋼板に接触して該ロール軸上を回転摺動する蛇行検出ロールと、該蛇行検出ロールの位置を測定するロール位置検出センサと、該ロール位置から蛇行量を算出する蛇行量演算装置とからなることを特徴とする第一の発明に記載の厚板剪断設備である。 According to a second aspect of the present invention, the steel plate meandering detection device is orthogonal to the steel plate conveying direction between the left and right lifting frames to which the upper pinch roll bearings of the left and right pinch rolls arranged in the ear cutting machine and the split cutting machine are fixed. A roll shaft provided above the steel sheet surface in a direction, a meandering detection roll that rotates and slides on the roll axis in contact with the steel sheet, a roll position detection sensor that measures the position of the meandering detection roll, and the roll position The thick plate shearing equipment according to the first invention, characterized in that it comprises a meandering amount calculation device for calculating a meandering amount from the meandering amount.
第三の発明は、前記ピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させる機構は、上下ピンチロールとロール駆動力発生源との間の動力伝達軸がスプライン連結構造であり、前記ピンチロールのロール軸芯方向への移動を可能とする、または停止する機構は、ピンチロール側面またはピンチロール側のスプライン軸外周に設けたフランジ面もしくはスプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータであることを特徴とする第一または第二の発明に記載の厚板剪断設備である。 According to a third aspect of the invention, in the mechanism for forcibly displacing the pinch roll in the roll axis direction, the power transmission shaft between the upper and lower pinch rolls and the roll driving force generation source has a spline connection structure, and the roll shaft of the pinch roll The mechanism that enables or stops the movement in the core direction is an actuator with a position holding function that fixes the flange surface or spline shaft end surface provided on the side surface of the pinch roll or the outer periphery of the spline shaft on the pinch roll side via a thrust bearing. A thick plate shearing facility according to the first or second aspect of the invention.
第四の発明は、第二または第三の発明に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板が走行モードか切断モードかを判定するモード判定ステップと、鋼板走行モードでは、ピンチロールのロール軸芯方向初期位置と蛇行検出ロールの初期位置を設定する初期設定ステップと、ロール位置検出センサにより蛇行検出ロール端面位置を測定するロール端面位置測定ステップと、ロール端面測定値とロール初期位置とから蛇行量を算出する蛇行量算出ステップと、蛇行量が設定値を超えると蛇行量を相殺する方向にピンチロール列を強制変位させる蛇行量相殺ステップとを備え、鋼板切断モードでは、アクチュエータを固定してピンチロールのロール軸芯方向移動を固定するアクチュエータロックステップを備えたことを特徴とする鋼板蛇行制御方法である。 A fourth invention uses a thick plate shearing facility according to the second or third invention to determine whether the steel plate is in a running mode or a cutting mode, and in the steel plate running mode, the pinch roll roll axis An initial setting step for setting the initial position of the core direction and the initial position of the meander detection roll, a roll end face position measurement step for measuring the meander detection roll end face position by the roll position detection sensor, and a meandering from the roll end face measurement value and the roll initial position. A meandering amount calculating step for calculating the amount, and a meandering amount canceling step for forcibly displacing the pinch roll row in a direction to cancel the meandering amount when the meandering amount exceeds a set value.In the steel sheet cutting mode, the actuator is fixed. A steel plate meander control method comprising an actuator lock step for fixing movement of a pinch roll in the roll axis direction
第五の発明は、第二または第三の発明に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板走行中は、位置保持機能付きアクチュエータにより、鋼板蛇行検出装置で算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロール列を強制変位させて鋼板蛇行を防止するとともに、耳部切断機または分割切断機で鋼板を切断中は、前記アクチュエータを位置保持状態にて固定することで、ピンチロールの軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止することを特徴とする鋼板蛇行防止方法である。 The fifth invention uses the thick plate shearing equipment according to the second or third invention to cancel the meandering amount calculated by the steel plate meander detection device by the actuator with a position holding function during traveling of the steel plate. The pinch roll row is forcibly displaced to prevent meandering of the steel plate, and while cutting the steel plate with an ear cutting machine or a split cutting machine, the actuator is fixed in a position-holding state, so that the axial center direction of the pinch roll It is a steel plate meandering prevention method characterized by fixing displacement and preventing lateral deviation at the time of cutting a steel plate.
第六の発明は、耳部切断機または分割切断機での鋼板剪断が完了し、次の鋼板の剪断が開始される前に、ピンチロールのロール軸芯方向変位が初期位置に戻るように、前記アクチュエータのストロークを調節することを特徴とする第五の発明に記載の鋼板の蛇行防止方法である。 The sixth invention is such that the steel plate shearing in the ear cutting machine or the split cutting machine is completed, and before the shearing of the next steel plate is started, the roll axis direction displacement of the pinch roll returns to the initial position. The steel plate meandering prevention method according to the fifth aspect of the present invention, wherein the actuator stroke is adjusted.
本発明により、厚板剪断設備における鋼板の蛇行現象について、押えロール等を新たに設置することなく、鋼板の蛇行が防止できるので、鋼板の蛇行防止に要する費用や設置スペースが大幅に低減できる。また、鋼板の曲がりや剪断による板幅端面位置の変化に起因した、従来の鋼板端面位置測定に基づく蛇行検出方法に関する問題点も解決でき、安定した蛇行制御が可能となる。 According to the present invention, since the meandering phenomenon of the steel plate in the thick plate shearing equipment can be prevented without newly installing a presser roll or the like, the cost and installation space required for preventing the meandering of the steel plate can be greatly reduced. Further, it is possible to solve the problems related to the meander detection method based on the conventional measurement of the end face position of the steel sheet caused by the change in the end face position of the sheet width due to the bending or shearing of the steel sheet, and stable meandering control becomes possible.
厚鋼板の剪断設備は図７にその概要を示すように、鋼板剪断ラインに鋼板長手方向の両エッジ部を切断するＤＳＳ２５と鋼板の幅方向中央部を切断するＳＬ２８が隣接配置され、ＤＳＳ２５の入、出側、ＳＬ２８の入、出側に鋼板の幅方向両端部を上下から挟んで駆動する上下一対のピンチロール２４、２６、２７、２９が設置されている。
As shown in FIG. 7, the thick steel plate shearing equipment has a
上下一対のピンチロールは、いずれも図１にその平面図を示すように、上ロール、下ロール共にモータＭにより減速機（図示せず）、動力伝達軸（ロール軸）を介して回転駆動される仕組みとなっている。また、上ロールおよび下ロールは、図示しない流体圧シリンダ（例えば図８の３８）により開閉される機構となっており、これにより上下ロールで鋼板を挟むと鋼板を一定長さ搬送できるようになっている。 A pair of upper and lower pinch rolls are both rotationally driven by a motor M via a speed reducer (not shown) and a power transmission shaft (roll shaft), as shown in the plan view of FIG. It is a mechanism. Further, the upper roll and the lower roll have a mechanism that is opened and closed by a fluid pressure cylinder (for example, 38 in FIG. 8) (not shown), so that when the steel sheet is sandwiched between the upper and lower rolls, the steel sheet can be conveyed for a certain length. ing.
本発明において、モータＭからの動力伝達軸（ロール軸）はスプライン連結構造（図１（ａ））となっており、ピンチロールの上下ロールはロール軸方向に拘束されずに移動できる構造となっている。
本発明に用いるスプライン連結構造は、モータ側を中空構造のボス側、ピンチロール側をインボリュート歯形加工を施したスプライン軸とし、作動中の歯車かみあい部の自動調心性を有し、大きなトルク伝達が可能なインボリュートスプライン構造とするのが良い。
In the present invention, the power transmission shaft (roll shaft) from the motor M has a spline connection structure (FIG. 1A), and the upper and lower rolls of the pinch roll can move without being restricted in the roll axis direction. ing.
The spline connecting structure used in the present invention has a hollow boss side on the motor side and a spline shaft with involute tooth profile on the pinch roll side. A possible involute spline structure is preferable.
本発明においては、さらに、ピンチロール側面またはピンチロール側のスプライン軸外周に設けたフランジ面もしくはスプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータを設けている（図１（ａ））。 In the present invention, there is further provided an actuator with a position holding function for fixing the flange surface or the spline shaft end surface provided on the side surface of the pinch roll or the outer periphery of the spline shaft on the pinch roll side through a thrust bearing (FIG. 1A). ).
位置保持機能付きアクチュエータは、油圧シリンダの一種でありシリンダとシリンダロッドとの間に油圧を付与し、シリンダの内周壁を膨張させることによりシリンダロッドを移動できるようにし、油圧を解除するとシリンダが締り嵌めされた元の状態に戻り、シリンダロッドを固定保持できるようになっている（図１（ｃ）、（ｄ））。なお、アクチュエータとしては、任意のタイミングで、その動作を固定できるものであれば他の方式を用いたアクチュエータであっても良い。 An actuator with a position-holding function is a type of hydraulic cylinder that applies hydraulic pressure between the cylinder and the cylinder rod, allows the cylinder rod to move by expanding the inner peripheral wall of the cylinder, and tightens the cylinder when the hydraulic pressure is released. Returning to the original state, the cylinder rod can be fixed and held (FIGS. 1C and 1D). The actuator may be an actuator using another method as long as the operation can be fixed at an arbitrary timing.
本発明においては、上述した機構を採用することにより、上下ピンチロールをロール軸方向に拘束されずに移動可能とするとともに、任意のタイミングでピンチロールのロール軸方向への移動を固定することが可能となる。 In the present invention, by adopting the mechanism described above, the upper and lower pinch rolls can be moved without being restricted in the roll axis direction, and the movement of the pinch rolls in the roll axis direction can be fixed at an arbitrary timing. It becomes possible.
さらに、蛇行量計測装置として、上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間には、鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方にロール軸が渡され、該ロール軸には、鋼板に接触してロール軸上を拘束されずに回転摺動する蛇行検出ロールが嵌合わされている。そして、該蛇行検出ロールの鋼板幅方向位置を測定するロール位置検出センサが、前記昇降フレームに取付けられている（図１（ａ）、（ｂ））。 Furthermore, as a meandering amount measuring device, a roll axis is passed between the left and right elevating frames to which the upper pinch roll bearing is fixed, in a direction perpendicular to the steel plate conveyance direction, and above the steel plate surface. A meandering detection roll that is in contact with the roller and rotates and slides without being constrained on the roll axis is fitted. And the roll position detection sensor which measures the steel plate width direction position of this meandering detection roll is attached to the said raising / lowering flame | frame (FIG. 1 (a), (b)).
なお、蛇行検出ロールは、上下ピンチロールが鋼板を挟んでいる間は鋼板表面に接触して鋼板の移動とともに回転し、かつ鋼板の蛇行が発生するとロール軸に沿って摺動可能となっている。なお、当該ロールは鋼板表面との間で滑りを生じると蛇行量の検出が不正確となるのでロール軸方向への摺動を妨げない程度の摩擦抵抗を有する材質、形状を選ぶ必要がある。 The meandering detection roll is in contact with the surface of the steel sheet while the upper and lower pinch rolls sandwich the steel sheet, rotates with the movement of the steel sheet, and can slide along the roll axis when the meandering of the steel sheet occurs. . If the roll slips between the surfaces of the steel sheet, the detection of the meandering amount becomes inaccurate. Therefore, it is necessary to select a material and shape having a frictional resistance that does not hinder sliding in the roll axis direction.
例えば、特開２００３−３４０５１２号公報に開示されているロール等は中空体で構成されており、中空体の側面部が内周面側から外周面側に向かって、鉄鋼層、繊維強化プラスチック層（ＣＦＲＰ）、硬化性溶射被覆層が順次形成された積層構造となっていることを特徴としている。これにより、従来の鉄製ロールに対して、約１／４の慣性モーメントで、ほぼ同等の耐摩耗性、強度を備えており、本発明における蛇行検出ロールの用途に適している。 For example, the roll etc. which are indicated by JP, 2003-340512, A are constituted with a hollow body, and a steel layer, a fiber reinforced plastic layer, the side part of a hollow body is directed from the inner peripheral surface side toward the outer peripheral surface side. It is characterized in that it has a laminated structure in which (CFRP) and a curable thermal spray coating layer are sequentially formed. Accordingly, the conventional iron roll has almost the same wear resistance and strength with an inertia moment of about 1/4, and is suitable for the use of the meandering detection roll in the present invention.
また、蛇行検出ロールによる蛇行演算量の誤差を低減するためには、特に蛇行方向へのスリップを防止するのが効果的である。例えば、ロール表面に円周方向に沿って数列の凹溝構造を設けたロール形状とすることにより、鋼板とロールとの間の接触に伴う弾性変形によるグリップ効果が期待できる。 Moreover, in order to reduce the error of the meandering calculation amount by the meandering detection roll, it is particularly effective to prevent slipping in the meandering direction. For example, the grip effect by elastic deformation accompanying the contact between the steel sheet and the roll can be expected by forming a roll shape in which several rows of groove structures are provided along the circumferential direction on the roll surface.
次に、図２を用いて、本発明における鋼板蛇行検知装置の動作原理を述べる。 Next, the operation principle of the steel plate meandering detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
図２（ａ）は、蛇行が発生していない状態を示しており、左右のピンチロールの軸心を含む水平面内における鋼板搬送方向と鋼板蛇行検知装置を構成する蛇行検出ロールの軸芯とのなす角度（θ）が直行するため（θ＝９０°）、この状態においては、蛇行検出ロールのロール軸芯方向変位は発生しない。 FIG. 2 (a) shows a state in which no meandering occurs, and the direction of the steel sheet transport in the horizontal plane including the axis of the left and right pinch rolls and the axis of the meandering detection roll constituting the steel sheet meandering detection device. Since the formed angle (θ) is orthogonal (θ = 90 °), no displacement in the roll axis direction of the meandering detection roll occurs in this state.
図２（ｂ）は、蛇行が発生している状態を示しており、この場合は、鋼板搬送方向とロール周速方向のずれによる相対速度成分が蛇行速度成分となる。 FIG. 2B shows a state in which meandering occurs. In this case, the relative speed component due to the deviation between the steel plate conveyance direction and the roll circumferential speed direction becomes the meandering speed component.
図２（ｃ）は、蛇行検出ロールがロール軸方向に摺動可能な状態にロール軸に嵌め合わされており、本発明における状態を示す図である。図２（ｂ）における蛇行速度成分は、同方向に蛇行検出ロールのロール軸芯方向位置をロール位置検出センサにより検出することにより、曲がり等の鋼板形状及び鋼板両端剪断による端面位置変化に依存することなく、鋼板の蛇行挙動を検出することが可能となる。 FIG. 2C is a diagram showing a state in the present invention, in which the meandering detection roll is fitted to the roll shaft so as to be slidable in the roll axis direction. The meandering velocity component in FIG. 2 (b) depends on the shape of the steel plate such as a bend and the end face position change due to both-end shearing of the steel plate by detecting the roll axis direction position of the meandering detection roll in the same direction by the roll position detection sensor. Without this, it becomes possible to detect the meandering behavior of the steel sheet.
さらに、上下ピンチロールによって鋼板を挟み、鋼板が走行している間は、算出した蛇行量を相殺する方向にピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させることで、鋼板蛇行を防止する蛇行制御が可能となる。 Furthermore, while the steel plate is sandwiched between the upper and lower pinch rolls and the steel plate is traveling, the meandering control for preventing the meandering of the steel plate is performed by forcibly displacing the pinch roll in the roll axis direction in a direction that cancels the calculated meandering amount. It becomes possible.
次に、本設備の作用について図１を用いて述べる。 Next, the operation of this facility will be described with reference to FIG.
図１（ａ）はピンチロールの軸方向移動が零となる初期状態（鋼板の蛇行が生じていない状態）を示す図である。 FIG. 1A is a diagram showing an initial state in which the axial movement of the pinch roll is zero (a state in which no meandering of the steel plate occurs).
図１（ｂ）は本発明におけるピンチロールのロール軸芯方向位置制御を適用していない場合に、鋼板走行中に蛇行が発生している状態を示す図である。鋼板蛇行検出装置において、蛇行検出ロールは鋼板に接触して回転し、且つ昇降フレーム間に渡されたロール軸に沿って、鋼板の蛇行に応じて回転摺動するので、蛇行検出ロールのロール軸上での位置をロール位置検出センサで逐次測定することで、蛇行量演算装置（図示せず）によりロールの初期位置から摺動変化量を算出し、蛇行量を決定する。 FIG.1 (b) is a figure which shows the state which the meandering has generate | occur | produced during steel plate driving | running | working, when the roll axis direction position control of the pinch roll in this invention is not applied. In the steel plate meandering detecting device, the meandering detection roll rotates in contact with the steel plate and rotates and slides according to the meandering of the steel plate along the roll axis passed between the elevating frames. By sequentially measuring the above position with a roll position detection sensor, a meandering amount calculation device (not shown) calculates a sliding change amount from an initial position of the roll, and determines a meandering amount.
図１（ｃ）は、本発明におけるピンチロールのロール軸芯方向位置制御を適用した場合を示す図である。即ち、図１（ｂ）で算出された蛇行量に基づき、位置保持機能付アクチュエータを作動して、スプライン連結構造を有するピンチロールの動力伝達軸を伸縮して、算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させることで鋼板蛇行を防止することができる。 FIG.1 (c) is a figure which shows the case where the roll axial center direction position control of the pinch roll in this invention is applied. That is, based on the meandering amount calculated in FIG. 1B, the actuator with position holding function is operated to extend and contract the power transmission shaft of the pinch roll having the spline connection structure to cancel the calculated meandering amount. Steel plate meandering can be prevented by forcibly displacing the pinch roll in the direction of the roll axis in the direction.
図１（ｄ）は、鋼板剪断中の状態を示す図であり、位置保持機能付アクチュエータを締り嵌め効果によってロックさせて、ピンチロールのロール軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止する。 FIG. 1 (d) is a diagram showing a state during shearing of the steel sheet, in which the actuator with a position holding function is locked by an interference fit effect to fix the displacement in the roll axis direction of the pinch roll, and the lateral deviation at the time of cutting the steel sheet is fixed. To prevent.
図３は、鋼板蛇行検出装置を用いた鋼板蛇行制御方法の概略処理フローを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a schematic processing flow of the steel plate meander control method using the steel plate meander detection apparatus.
Ｓ１：ステップ１は鋼板が走行モードか切断モードかを判定し、切断モードの場合はステップ７に進む。走行モードの場合は、ステップ２に進む。
S1:
Ｓ２：ステップ２ではピンチロールの軸芯方向位置を初期状態（蛇行量零）に設定し、蛇行検出ロールの鋼板幅方向位置を初期状態（蛇行量零）に設定する。
S2: In
Ｓ３：ステップ３はロール位置検出センサにより蛇行検出ロールの端面位置を逐次測定し、データを蛇行量演算装置に送信する。
S3: In
Ｓ４：蛇行量演算装置では、蛇行検出ロールの端面位置測定値と初期状態を比較し、鋼板蛇行量と蛇行方向を決定する。 S4: In the meandering amount calculation device, the end face position measurement value of the meandering detection roll is compared with the initial state, and the steel plate meandering amount and the meandering direction are determined.
Ｓ５：鋼板蛇行量が設定値を超えるとピンチロール列を蛇行量を相殺する方向に強制変位（強制移動）させる。なお、ピンチロール列とは、鋼板幅方向左右に設置される上下一対のピンチロールを一組とする鋼板長さ方向の列をいい、ピンチロールの鋼板幅方向への移動は当該列毎に行われる。蛇行量の設定値は、任意に設定できピンチロール列の移動が滑らかに行われるようにする。また、ピンチロール列を移動する方向（剪断ラインの幅方向右側、左側）を認識する必要がある（蛇行量を相殺する方向の認識）ので、測定データは剪断ラインの幅方向右側か左側かの方向情報を有する。 S5: When the steel plate meandering amount exceeds the set value, the pinch roll row is forcibly displaced (forced movement) in a direction to cancel the meandering amount. Note that the pinch roll row refers to a row in the steel plate length direction that includes a pair of upper and lower pinch rolls installed on the left and right in the steel plate width direction, and the movement of the pinch roll in the steel plate width direction is performed for each row. Is called. The set value of the meandering amount can be arbitrarily set so that the movement of the pinch roll row is smoothly performed. In addition, since it is necessary to recognize the direction of moving the pinch roll row (the right side and the left side of the width direction of the shear line) (recognition of the direction to cancel the meandering amount), the measurement data is either the right side or the left side of the width direction of the shear line. Has direction information.
Ｓ６：ステップ６は鋼板の走行が継続中であればステップ３から繰り返し、走行終了であれば、ステップ１に戻る。
S6:
Ｓ７：ステップ７は鋼板剪断中であるのでアクチュエータをロックし、ピンチロール列の移動を固定する。本ステップ終了後はステップ１に戻る。
S7:
次に、図４を用いて、鋼板一枚分の厚板剪断設備の運転サイクルを述べる。
鋼板が走行中は、ピンチロールのロール軸芯方向位置制御が適用される。即ち、蛇行検出ロールは昇降フレーム間に渡されたロール軸に沿って、鋼板蛇行量に応じて摺動し、その摺動位置をロール位置検出センサで逐次測定し、算出された蛇行量に基づき、位置保持機能付アクチュエータを作動して、ピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させる。
Next, the operation cycle of the thick plate shearing equipment for one steel plate will be described with reference to FIG.
While the steel plate is traveling, the roll axis direction position control of the pinch roll is applied. That is, the meandering detection roll slides along the roll axis passed between the elevating frames according to the amount of meandering of the steel sheet, the sliding position is sequentially measured by the roll position detection sensor, and the calculated meandering quantity is based on Then, the actuator with position holding function is operated to forcibly displace the pinch roll in the roll axis direction.
次いで、鋼板の剪断開始の信号（図示せず）を受けて、アクチュエータの位置保持機能は固定されるので、ピンチロールはロール軸芯方向への移動が固定される。剪断の１カットが終了すると、終了信号（図示せず）を受けてピンチロールが駆動し、鋼板は一定長さ搬送される。 Next, upon receiving a signal to start shearing the steel plate (not shown), the position holding function of the actuator is fixed, so that the movement of the pinch roll in the roll axis direction is fixed. When one shearing cut is completed, the pinch roll is driven in response to an end signal (not shown), and the steel sheet is conveyed for a certain length.
剪断の１カット毎に上記動作を繰り返し、当該鋼板の剪断作業が完了すると、次の鋼板の剪断が開始されるまでの間に、アクチュエータを作動して、ピンチロールをロール軸芯軸方向変位が零となる初期位置状態に復帰させる。 The above operation is repeated for each shearing cut, and when the shearing operation of the steel sheet is completed, the actuator is operated until the shearing of the next steel sheet is started, and the pinch roll is displaced in the axial direction of the roll axis. Return to the initial position that becomes zero.
図５には、本発明を厚板剪断ラインのピンチロールに適用した場合の効果を示す。本発明適用前における蛇行起因の製品不良発生頻度の平均を１．０とした場合、本発明の適用により製品不良発生頻度は適用前の１／１０に激減でき、鋼板製品の剪断面の品質が大きく向上した。 In FIG. 5, the effect at the time of applying this invention to the pinch roll of a thick plate shear line is shown. When the mean of product defect occurrence frequency due to meandering before application of the present invention is 1.0, application of the present invention can drastically reduce the product defect occurrence frequency to 1/10 before application, and the quality of the shear surface of the steel sheet product is reduced. Greatly improved.
２１ 鋼板
２１ａ 鋼板幅端部
２２ テーブルロール
２３ 入側搬送テーブル
２４ ＤＳＳ入側ピンチロール
２５ 両側耳切断機（ＤＳＳ）
２６ ＤＳＳ出側ピンチロール
２７ ＳＬ入側ピンチロール
２８ 分割剪断機（ＳＬ）
２９ ＳＬ出側ピンチロール
３１ 出側搬送テーブル
３２ 入側押えローラ
３４ 出側押えローラ
３６ 中間押えローラ
３８ 流体圧シリンダ
３９ 支持部材
21
26 DSS
29 SL
Claims (6)
耳部切断機または分割切断機を、鋼板が走行中は、鋼板の蛇行量を算出する鋼板蛇行検出装置と、算出した蛇行量を相殺する方向に各ピンチロール列をロール軸芯方向に強制変位させる機構と、前記耳部切断機または分割切断機で鋼板を剪断中は、鋼板の横ずれを防止するために、ピンチロールの軸芯方向への移動を停止する機構とを有するピンチロールを備えたことを特徴とする厚板剪断設備。 An ear cutting machine that simultaneously cuts both ears of the steel sheet, a pinch roll that is provided on the entry side and the exit side of the ear cutting machine, and sandwiches each of the vicinity of both ears of the steel sheet with a pair of upper and lower rolls; A split cutting machine that splits a steel sheet along the width direction, and a pinch roll that is provided on the entry side and the exit side of the split cutting machine and sandwiches each of the vicinity of both side ends of the steel sheet to be split between a pair of upper and lower rolls. A thick plate shearing facility,
While the steel plate is running on the ear cutting machine or split cutting machine, the steel plate meander detection device that calculates the meandering amount of the steel plate, and each pinch roll row is forcibly displaced in the roll axis direction in the direction that cancels the calculated meandering amount And a pinch roll having a mechanism for stopping the movement of the pinch roll in the axial direction in order to prevent lateral displacement of the steel sheet while shearing the steel sheet with the ear cutting machine or the split cutting machine. Thick plate shearing equipment characterized by that.
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