JPH04148818A - ロール摩耗量測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、金属材料の圧延用ロールやメツキ用ロール
の摩耗量を距離測定装置を使って精度よく測定する方法
と装置に関する。

従来の技術 圧延用ロールやメツキ用ロールの摩耗量の測定方法とし
ては、従来法に記載する方法がある。

（Ａ）距離検出器を用い、ロール軸と平行に設けた基準
面とロール表面との距離を測定し、かつ距離検出器をロ
ール軸と平行に走査する方法。

（Ｂ）　　ロール軸に垂直なロールｌ断面の周長または
直径を測定し、さらにロール軸に平行な方向にその分布
を求めることでロール摩耗量を測定する方法。

（Ｂ−１） （Ｂ）の方法におけるロール直径の検出方法として、ロ
ール断面の直径軸線上に対向して配置され、かつ相互に
位置関係を固定した２個の距離計により、直径線上でロ
ール断面周上の２点の位置関係を検出してロール直径を
測定する方法。

（Ｂ−２） （Ｂ）の方法におけるロール周長の測定方法として、ロ
ール軸と平行に接触して設けた検出用ロールの回転数か
らロール族の移動量を検出し、この検出量と別設のロー
ル回転数検出器の出力値とから、ロール周長を演算によ
り求める方法。

（Ｃ）　　ロールの横断面と同一平面内にある直線上の
３つの基準点からロールまでの距離を測定してロールの
外半径を計測する方法（特開平１，１６７６０６号公報
参照）。

発明が解決しようとする課題 前記（Ａ）の方法を採用したロール摩耗量測定装置は、
ロール軸に平行に基準面を設けることは、ロールのがた
、偏心、傾き等により非常に難しく実用的でない。

また、前記（Ｂ）の方法は、基準面を不要とし、さらに
ロール直径を直接測定できる点において前記の距離検出
器による方法よりは優れている。しかし、この方法にお
ける前記（Ｂ−１）の方法は、２個の距離計の位置関係
を固定する精度が検出精度に大きく影響し、さらに２個
の距離計の設置位置がロール軸垂直面内のロール断面直
径軸上に正確に位置決めされていないと誤差が生じ、圧
延機等の限られたスペース、悪環境下での使用には適し
ないという欠点がある。

また、前記（Ｂ−２＞の方法は、接触式ロールを用いる
ため耐久性に問題があり、またスリップ等により高精度
測定は困難である。

（Ｃ）の方法は、測定精度を高めるためにロールの横断
面と同一平面内にある直線」二に設けた基準点間の距離
を大きくとると、ロール表面に対して斜めに測定するこ
とになり距離測定精度が得られない。また、３台の距離
測定装置の相対的な位置関係が変化すると、非常に大き
な測定誤差となる。

この発明は、前記（Ｃ）の方法における問題点を解決し
、圧延用ロールやメツキ用ｌコールのロール摩耗量をオ
ンラインで精度よく測定する方法と、限られたスペース
で高精度にロール摩耗量を測定できる装置を提案しよう
とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、ロール径校正板を使用し、距離測定装置よ
って測定されるロールの外径変化量が校正板に対してど
れだけ変化したかを求めてロール摩耗量を測定する方法
であり、その要旨は、ロールの横断面と同一平面内に３
個の基準点を設けてロール表面との間の距離を測定して
ロールの摩耗量を求める方法であり、その要旨は、ロー
ルの横断面と同一平面内で、円形ロール断面中心に向け
てロール表面に相対向して近接配置した３台の距離測定
装置により、該装置とロール表面との間の距離を測定し
、該測定値と、被測定ロールの一端に設けた該ロールと
ほぼ同一径の円弧状校正板の距離測定値との差から、校
正板の外径（半径）とロールの外径との差を算出して求
める方法である。

また、この方法を実施するための装置として、ロールの
横断面と同一平面内で、円形ロール断面中心に向けてロ
ール表面に相対向して近接配置され、かつロール軸と平
行に移動可能となし、ロール表面との間の距離を測定す
る３台の距離測定装置と、被測定ロールの一端に設けた
該ロールとほぼ同一径の円弧状校正板と、前記距離測定
装置の測定値に基づいて校正板を基準にしてロール外径
の変化量を算出する演算装置を備えた装置を要旨とする
ものである。

作　　　　用 この発明において、ロール用距離測定装置をロールの横
断面と同一平面内にロール中心に向けて３台の距離測定
装置（センサー）を配置することとしたのは、■ロール
の変位に対し測定面に垂直で測定でき、ロール表面との
距離全精度よく測定できるためと、■センサーのガタ、
ロールの偏心による測定誤差を皆無にできるためである
。

この発明の測定原理を第１図に基づいて説明する。

第１図はセンサーヘッドのがたとロールの偏心により　
（△Ｃ１φ）移動したとき、仮想的にロール中心が移動
したとＩ−で扱う場合のロール径変化量（△Ｒ）とセン
サーヘッドの変動（△Ｃ，φ）が伴うときの変位量の変
動を示した図である。

ロール径変化量（△Ｒ）は下記式で表される。

△Ｌ、−△Ｒ十△Ｃ−Ｃ０８（φ＋θυ　　（１）△Ｌ
２＝△Ｒ十△ｃ　−ｃｏｓφ　　　　　・（２）△Ｌ１
−△Ｒ十△Ｃ−Ｃ０３（φ−θ２）・　（３）ここで、
θ１−θ２とすると、上記（１）〜（３）式より下記（
４）、（５）式を得る。

△Ｌ、−△Ｒ十△Ｃ（ＣＯ３φｃｏｓθ−５ｉｎφｓｉ
ｎθ）　＝−（４，）△Ｌ３−△Ｒ十△Ｃ（ｃｏｓφｃ
ｏｓθ十ｓｉｎφｓｉｎθ）（５）」二記（４）、（５
）式を一式にまとめると、下記（６）式のごとくなる。

△Ｌ１＋△Ｌ３−２△Ｒ−１−２△Ｃｃｏｓ　ｔ）　ｃ
ｏｓθ　−＝　（６）（６）式を変形すると下記（７）
式のごとくなり、（７）式より（８）式が得られる。

△Ｌ、＋△Ｌ３−２△Ｌ２・ＣＯＳθ−２△Ｒ（１−Ｃ
Ｏ８θ）・（７） △Ｌ１＋△Ｌ３ ２△Ｌ２・ＣＯＳθ センサーヘッドの製作精度を］θｌ−θ２１〈０．０２
°　、θ＝２７°、センサーヘッドのがたを１．ｍｍ以
下とした場合の測定誤差は、 θｌ＝θ、θ２＝θ→−△θ とおき、（８）式に代入すると、 となり、誤差の項は、 １ｍｍＸ　Ｏ，０２°　Ｘ　３．１４／　１８０゜−〇
、００８　（ｍｍ） ２Ｘ　　（１−ｃｏｓ２７°　） となり、圧延ロールやメツキロールに必要な測定精度は
容易に実現できる。なお、圧延様ロールの要求精度は≦
±１０μｍ、メツキロールの要求精度は１００μｍ程度
である。

」二記の方法により、校正板を基準にしてロールの外径
変化量が求まる。つまり、校正板に対してロール径がど
れだけ変化したかでロール摩耗量を測定するのである。

実施例 第２図はこの発明の一実施例装置を示す正面図、第３図
は同」二装置の側面図である。

第２図、第３図において、（１）は被測定ロール、（２
）は被測定ロール（１）と平行に横設した架台、（３）
は架台（２）に敷設したセンサー走査用レール、（４）
はレール（３）上に走行可能に載置された往復台、（５
）は往復台（４）に垂設されたセンサーヘッド、（６）
はセンサー（水柱超音波距離計）　、（７）は往復駆動
機構で、（７−１）はボールネジ、（７−２）はガイド
ロッド、（７−３）は走査用モータ、（８）は被測定ロ
ールとほぼ同一径の校正板、（９）は校正板取付架台、
（］０）は位置検出用パルスジェネレーター　（１１）
は演算装置、（１２）はロールｊ泉耗量表示装置である
。

すなわち、走査用モー　タ（７−３＞を駆動することに
より、該モータに直結されたボールネジ（７−１，）が
回転し、往復台（４）がロール軸方向に往復動する仕組
みどなっている。

また、３個のセンサー（６）はセンサーヘッド（５）の
ロール（１）および校正板（８）に対向する面に、ロー
ル表面および校正板表面と所要の距離を隔ててそれぞれ
ロールの１祈面中心に向けて等間隔に取付けられている
。

各センサーは校正板（８）を含んでロール軸方向に走査
し、その出力が演算装置（１１）に入力され、前記（８
）式に基づいてロール径の変動△Ｒが算出される。走査
用モータ（７−３）の回転数はパルスジェネレーター（
１０）によって検出され、演算装置（１１）に入力され
てセンサー（６）のロール軸方向位置が算出される。

このようにして測定されたロールの外径変化量と、校正
板（８）の距離測定値との差、すなわちロール摩耗量が
演算装置（１１）により算出される。このようにして算
出されたロール摩耗量は表示装置（１２）に表示される
。

発明の効果 以」−説明したごとく、この発明方法は距離測定手段を
被測定ロールの断面中心に向けて配置し゛Ｃ測定するの
で、ロールの変位に対し測定面に垂直に測定でき、ロー
ル表面との距離を精度よく測定できる上、センサーのガ
タやロールの偏心による測定誤差を皆無にできる結果、
ロール摩耗量の高精度測定が可能となる。

また、この発明装置は機構が単純であり、かつ３点間時
に測定する方式であるから、動的状態の物体に対しても
計測が高精度に行えるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の測定方法の原理を示す説明図、第２
図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示す正
面図、第３図は同上装置の側面図である。 １・・・被測定ロール　　　　　２・・架台３・・・走
査用レール　　　　　　４・・往復台５・センサーヘッ
ド　　　　６・センサ７・・往復駆動機構　　　　　８
・・校正板１１・・・演算装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロールの横断面と同一平面内で、円形ロール断面中心に
   向けて被測定ロール表面に相対向して近接配置した３台
   の距離測定装置により、該装置とロール表面との間の距
   離を測定し、該算出値と、被測定ロールの一端に設けた
   該ロールとほぼ同一径の円弧状校正板の距離測定値との
   差から、校正板の外径（半径）とロールの外径の差を算
   出し、求めることを特徴とするロール摩耗量測定方法。 ２ ロールの横断面と同一平面内で、円形ロール断面中心に
   向けて被測定ロール表面に相対向して近接配置され、か
   つロール軸と平行に移動可能となし、ロール表面との間
   の距離を測定する３台の距離測定装置と、被測定ロール
   の一端に設けた該ロールとほぼ同一径の円弧状校正板と
   、前記距離測定装置の測定値に基づいて構成板を基準に
   してロールの外径変化量を求める演算装置を備えたこと
   を特徴とするロール摩耗量測定装置。