JPH0534134A - Method for on-line measurement of roll profile - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To measure the profile of a rolling roll on-line precisely. CONSTITUTION:A fitting block 3 whereon a plurality of noncontact-type displacement sensors 2 such as ultrasonic distance sensors, for instance, are arranged is disposed so that it is parallel to a rolling roll 1 and has a prescribed gap therefrom. By rotating the fitting block 3 around a supporting shaft 3a thereof by a rotating mechanism 9 and by fixing it at a position whereat outputs of the sensors 2 are minimum, the facing directions of the sensors can be made to accord with the direction of a normal line of the surface of the roll and, therefore, highly precise measurement of a roll profile can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧延ロールのプロフィ
ルをオンラインで測定する方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring the profile of a rolling roll on-line.

【０００２】[0002]

【従来の技術】鉄鋼などの圧延工程で用いられる圧延ロ
ールの軸方向における表面形状分布すなわちロールプロ
フィルは、被圧延材の加工熱による熱膨張や被圧延材と
の摩擦による変形などにより刻一刻と変化する。このロ
ールプロフィルは、被圧延材の形状に多大な影響を及ぼ
すため、オンラインでこの変化を測定し、その測定値に
基づいてロールベンディング力やロール冷却水量などを
適当な値に制御することが重要である。2. Description of the Related Art The surface profile distribution in the axial direction of a rolling roll used in the rolling process of steel or the like, that is, the roll profile, is constantly changing due to thermal expansion of the rolling material due to processing heat or deformation due to friction with the rolling material. Change. Since this roll profile has a great influence on the shape of the material to be rolled, it is important to measure this change online and control the roll bending force and roll cooling water amount to appropriate values based on the measured values. Is.

【０００３】ロールプロフィルのオンライン測定方法と
しては、本発明者らはたとえば特開昭62− 93608号公報
に示すように、ロール表面に対向して複数の水柱式超音
波距離センサを一直線上に配置し、これらをロール軸方
向に移動させてロールプロフィルを算出する方法を既に
提案した。この方法を適用する際、ロール径の変化ある
いは被圧延材の厚さ変化に伴うロール高さ変化などが生
じた場合、センサの指向方向すなわち超音波ビームの伝
播方向がロール表面と正確には垂直にはならなくなり、
このとき生じる若干の測定誤差が特に高い測定精度が要
求される場合に問題となる。As an on-line measuring method of the roll profile, the inventors of the present invention, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 62-93608, arrange a plurality of water column type ultrasonic distance sensors on a straight line so as to face the surface of the roll. Then, a method of calculating the roll profile by moving these in the roll axial direction has already been proposed. When applying this method, when the roll diameter changes or the roll height changes due to the thickness change of the material to be rolled, the sensor directivity direction, that is, the propagation direction of the ultrasonic beam is perpendicular to the roll surface. Will not be
The slight measurement error that occurs at this time becomes a problem when particularly high measurement accuracy is required.

【０００４】このようなロール表面の法線方向に対する
センサ指向方向のずれを防止する方法としては、たとえ
ば特開昭60−253809号や同61−4912号の公報などに提案
されている手段がある。前者については、図４に示すよ
うに、超音波距離センサなどの非接触変位センサ（以下
単にセンサという）２の取付台３の両端部に各一対の接
触ローラ４，４を設けて、アーム５を介してブラケット
６に出入りさせながらロール１の表面に接触させること
により、センサ指向方向ずれを無くするものである。ま
た後者は、センサとロールとの間隙を所定の値に設定し
た後、ロールを上下方向に移動させ、このときのセンサ
出力レベルが最大となる位置にロールを位置させること
により、センサ指向方向ずれを無くすという方法であ
る。As a method for preventing the deviation of the sensor directing direction from the normal line direction of the roll surface, there is a means proposed in, for example, JP-A-60-253809 and 61-4912. .. As for the former, as shown in FIG. 4, a pair of contact rollers 4 and 4 are provided at both ends of a mounting base 3 of a non-contact displacement sensor (hereinafter simply referred to as a sensor) 2 such as an ultrasonic distance sensor, and an arm 5 is provided. By making the surface of the roll 1 contact with the bracket 6 while moving in and out through the bracket 6, the deviation in the sensor pointing direction is eliminated. In the latter case, after the gap between the sensor and the roll is set to a predetermined value, the roll is moved in the vertical direction and the roll is positioned at the position where the sensor output level at this time is the maximum. Is a method of eliminating.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、（１）高温および強振動を有する圧延ロール
との接触を繰り返すため、接触ローラが摩耗してセンサ
軸芯合わせという本来の機能を果たすことができない、
（２）圧延ロールの両端部の「基準面」に接触ローラを
接触させるが、この「基準面」はロール軸箱のベアリン
グ部の発熱により熱膨張して基準にならなくなる、など
の問題がある。However, in the former method, (1) the contact with the rolling roll having high temperature and strong vibration is repeated, so that the contact roller is worn and fulfills the original function of aligning the sensor axis. Can't,
(2) The contact rollers are brought into contact with the “reference planes” at both ends of the rolling roll, but there is a problem that the “reference planes” are thermally expanded by the heat generated by the bearing portion of the roll shaft box and become non-standard. ..

【０００６】また後者の方法では、（１）圧延ロールを
上下動させる必要があるため、被圧延材を圧延していな
いときにしか測定することができないので、圧延中のロ
ールプロフィルの挙動が測定できないばかりでなく、被
圧延材の先後端を予め溶接してから連続的に圧延する完
全連続圧延ミルの場合には使用することができないこ
と、（２）超音波センサのレベルは、センサの指向方向
だけでなく圧延ロールの表面状態などによって変動する
ため、正確なセンサ軸芯合わせができないこと、などの
問題がある。In the latter method, (1) since it is necessary to move the rolling roll up and down, it can be measured only when the material to be rolled is not rolled. Therefore, the behavior of the roll profile during rolling can be measured. Not only that, but it cannot be used in the case of a perfect continuous rolling mill in which the front and rear ends of the material to be rolled are previously welded and then rolled continuously. (2) The level of the ultrasonic sensor is the orientation of the sensor. Since it changes not only in the direction but also in the surface condition of the rolling roll, there is a problem that accurate sensor axis alignment cannot be performed.

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決すべくしてなされたものであって、センサ指
向方向とロール表面法線方向を正確に一致させ、高精度
のロールプロフィル測定を実現し得る方法を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and allows the sensor directing direction and the roll surface normal direction to be exactly coincident with each other to perform high precision roll profile measurement. The purpose is to provide a feasible method.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、非接触式変位
センサを用いて圧延ロールのプロフィルをオンラインで
測定する方法において、センサをロール表面との間隙が
所定値になるように位置させたのち、ロール軸とほぼ平
行な軸の周りに首振りさせてセンサ出力の最小となる位
置に固定してからロールプロフィルを測定することを特
徴とするロールプロフィルのオンライン測定方法であ
る。According to the present invention, in a method of measuring a profile of a rolling roll online using a non-contact type displacement sensor, the sensor is positioned so that a gap between the rolling surface and the roll surface becomes a predetermined value. After that, the on-line measuring method of the roll profile is characterized in that the roll profile is measured after being swung around an axis substantially parallel to the roll axis and fixed at a position where the sensor output becomes the minimum.

【０００９】[0009]

【作 用】本発明によれば、センサを首振りさせてセン
サ出力が最小となる位置に固定したのちロールプロフィ
ルを測定するようにしたので、センサ指向方向とロール
表面の法線方向とが常に一致した位置でロールプロフィ
ルを測定することができ、これにより高精度のロールプ
ロフィルのオンライン測定を行うことが可能である。[Operation] According to the present invention, the sensor is swung to fix it at a position where the sensor output is minimized, and then the roll profile is measured. Therefore, the sensor directivity direction and the roll surface normal direction are always The roll profile can be measured at the coincident position, which enables highly accurate on-line measurement of the roll profile.

【００１０】[0010]

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図１は、本発明の一実施例を示す
平面図である。図に示すように、圧延ロール１の両軸は
ロール軸箱７によって軸支され、この圧延ロール１に平
行に配置された取付台３にたとえば７個など複数のセン
サ２が適当な間隔に取付けられる。この取付台３は、図
示しないシリンダなどの駆動装置によってアーム５を介
してセンサ収納台８に出し入れ自在とされる。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention. As shown in the figure, both shafts of the rolling roll 1 are pivotally supported by a roll shaft box 7, and a plurality of sensors 2 such as seven are mounted on a mounting base 3 arranged in parallel with the rolling roll 1 at appropriate intervals. Be done. The mounting base 3 can be freely inserted into and removed from the sensor storage base 8 via the arm 5 by a driving device such as a cylinder (not shown).

【００１１】取付台３は、図２に示すように、アーム５
と直結される支持軸３ａに対して回動自在に構成され、
たとえばモータなどの回動機構９によって、その回転軸
９ａと支持軸３ａとの間はリンク機構10, 11で連結され
る。これにより、センサ２は支持軸３ａを中心にして矢
示Ｒ方向に首振りすることができる。そして、センサ２
を圧延ロール１の軸とほぼ平行な軸を中心に回動してそ
の出力信号が最小の位置で停止して固定するようにする
ことにより、センサ２の指向方向をロール表面の法線方
向と一致させることができる。図３は、中央に配置した
センサ２の回動角度とセンサ出力との関係を示した例で
あるが、この例ではセンサ２を＋0.2 °回動したときセ
ンサ出力が最小すなわちセンサ指向方向がロール表面の
法線方向と一致している。The mounting base 3 is, as shown in FIG.
Is configured to be rotatable with respect to a support shaft 3a directly connected to
For example, a rotating mechanism 9 such as a motor connects the rotary shaft 9a and the support shaft 3a with link mechanisms 10 and 11. Thereby, the sensor 2 can be swung in the arrow R direction around the support shaft 3a. And sensor 2
Is rotated about an axis substantially parallel to the axis of the rolling roll 1 to stop and fix the output signal at a position where the output signal is at a minimum, so that the sensor 2 is directed to the normal direction of the roll surface. Can be matched. FIG. 3 is an example showing the relationship between the rotation angle of the sensor 2 arranged at the center and the sensor output. In this example, when the sensor 2 is rotated by + 0.2 °, the sensor output is minimum, that is, the sensor pointing direction. Coincides with the normal direction of the roll surface.

【００１２】以下に、このように構成されたロールプロ
フィル測定装置の測定手順について説明する。 非測定時にセンサ収納台８に退避させておいた取付
台３を圧延ロール１の表面付近まで移動させる。 各センサ２によりロール表面までの距離を測定し、
圧延ロール１とセンサ２の隙間がたとえば５mmの所定の
値になるまで取付台３の位置を微調整する。 回動機構９を作動させて、センサ２を圧延ロール１
の軸とほぼ平行な軸の周りに首振りさせてセンサ２の出
力が最小になる位置で固定する。これがセンサ指向方向
とロール表面法線方向とが一致する位置である。 その状態を保持してロールプロフィルを連続測定す
る。 被圧延材の厚さの変更に伴ってロール高さが変更さ
れる場合は、上記〜の手順に従ってセンサ２の固定
位置を変更する。またロール交換のときは、取付台３を
センサ収納台８に退避させる。The measuring procedure of the roll profile measuring device thus constructed will be described below. The mounting base 3 retracted to the sensor storage base 8 at the time of non-measurement is moved to the vicinity of the surface of the rolling roll 1. Measure the distance to the roll surface with each sensor 2,
The position of the mounting base 3 is finely adjusted until the gap between the rolling roll 1 and the sensor 2 reaches a predetermined value of 5 mm, for example. The rotation mechanism 9 is operated to move the sensor 2 to the rolling roll 1
The sensor 2 is fixed at a position where the output of the sensor 2 is minimized by swinging about an axis substantially parallel to the axis. This is the position where the sensor pointing direction and the roll surface normal direction coincide. Maintaining that state, the roll profile is continuously measured. When the roll height is changed due to the change of the thickness of the material to be rolled, the fixing position of the sensor 2 is changed according to the above procedures (1) to (3). When the roll is replaced, the mounting base 3 is retracted to the sensor storage base 8.

【００１３】なお、上記実施例において、センサ２の首
振りは回動機構９によって取付台３を支持軸３ａに対し
て回動させるとして説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、センサ２を個別を回動させるようにしても
同様の作用効果を得ることが可能である。また、センサ
２の固定すべき最適な回動角は、各センサの出力によっ
て若干差異があるが、その場合はたとえばその平均値を
とるようにすることもできる。In the above embodiment, the swinging of the sensor 2 is described as the rotating mechanism 9 rotating the mount 3 with respect to the support shaft 3a, but the present invention is not limited to this. Even if the two are individually rotated, the same effect can be obtained. The optimum rotation angle of the sensor 2 to be fixed varies slightly depending on the output of each sensor, but in that case, the average value can be taken.

【００１４】[0014]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンサを首振りさせてセンサ出力が最小となる位置に固定
したのちロールプロフィルを測定するようにしたので、
センサ指向方向とロール表面の法線方向との不一致によ
る測定誤差を生じることがなくなり、したがって高精度
のロールプロフィルのオンライン測定を行うことが可能
である。また、測定のために圧延ロールを動かすような
ことも不要なので、圧延操業とは完全に独立して測定す
ることができ、さらに圧延インターバルだけでなく圧延
中のロールプロフィルをも正確に測定することが可能で
ある。As described above, according to the present invention, the roll profile is measured after the sensor is swung to fix it at the position where the sensor output is minimized.
A measurement error due to the disagreement between the sensor directing direction and the normal direction of the roll surface does not occur, so that it is possible to perform high-accuracy online measurement of the roll profile. In addition, since it is not necessary to move the rolling roll for measurement, it is possible to measure completely independently from the rolling operation, and also to accurately measure the roll profile during rolling as well as the rolling interval. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention.

【図２】本発明のセンサを部分拡大して示す側面図の一
例である。FIG. 2 is an example of a side view showing a partially enlarged view of the sensor of the present invention.

【図３】ロール表面の法線方向検出の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of detection of a normal direction of a roll surface.

【図４】ロールプロフィル測定装置の従来例を示す側面
図である。FIG. 4 is a side view showing a conventional example of a roll profile measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 圧延ロール ２ センサ（非接触式変位センサ） ３ 取付台 ５ アーム ７ ロール軸箱 ８ センサ収納台 ９ 回動機構 10 リンク機構 11 リンク機構 1 Rolling Roll 2 Sensor (Non-contact Displacement Sensor) 3 Mounting Base 5 Arm 7 Roll Shaft Box 8 Sensor Storage Base 9 Rotation Mechanism 10 Link Mechanism 11 Link Mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 非接触式変位センサを用いて圧延ロー
ルのプロフィルをオンラインで測定する方法において、
センサをロール表面との間隙が所定値になるように位置
させたのち、ロール軸とほぼ平行な軸の周りに首振りさ
せてセンサ出力の最小となる位置に固定してからロール
プロフィルを測定することを特徴とするロールプロフィ
ルのオンライン測定方法。Claim: What is claimed is: 1. A method for measuring the profile of a rolling roll online using a non-contact displacement sensor, comprising:
After positioning the sensor so that the gap between it and the roll surface is a specified value, swing it around an axis that is almost parallel to the roll axis and fix it at the position where the sensor output becomes the minimum, and then measure the roll profile. An on-line method for measuring a roll profile, which is characterized in that