JPH04361814A - 圧下系の異常診断方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧下装置を有する圧延
機の圧下系（プレス機械等の圧下系も含む）について、
ガタ診断，伸び特性診断，レベリングの良否判定を行な
うための圧下系の異常診断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、圧延機において、上下ワーク
ロールを接触させた状態で圧下することができる場合に
は、この状態での圧下量とその時に発生する荷重とによ
り圧延機の伸び特性やレベリングの診断を行なっている
。

【０００３】また、圧延機において、圧下力が弱いため
に上下ワークロールを接触させた状態で圧下することが
できない場合には、上下ワークロールの相互間にアルミ
棒を噛ませて圧下し、アルミ棒のつぶれ代を駆動側と作
業側とで比較してレベリング診断を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
診断手段では、圧下系のガタ量が測定できないほか、圧
下系の伸び特性に異常（ガタ量の増大やミル剛性の低下
など）があった場合に、上部圧下装置に異常があるのか
、下部支持装置に異常があるのかが分からない。

【０００５】また、後者の診断手段では、実際に圧延中
のレベリングがどのようになっているかは全く分からず
、ましてや圧下系のガタ量や圧下系の異常箇所について
も推定できない。

【０００６】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、圧下系のガタ量のオンライン測定，圧下系
の伸び特性の異常診断，さらに圧下系のレベリングの良
否判定をも可能にして、設備故障を未然に防止できると
ともに製品品質の向上を実現した、圧下系の異常診断方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧下系の異常診断方法（請求項１）は、圧
延材料の噛込み時の上下ワークロールの軸受箱の変位を
測定し、時間に対する前記軸受箱の変位の変動波形変化
に基づいて圧下系のガタ量および伸び量を解析し、圧延
荷重に対する前記のガタ量および伸び量の関係を解析す
ることにより、前記圧下系の伸び特性および前記圧下系
の異常を診断することを特徴としている。

【０００８】また、本発明の圧下系の異常診断方法（請
求項２）は、請求項１と同様にして圧延機の駆動側と作
業側との伸び特性を求め、該伸び特性から圧延荷重が加
わった時の前記上下ワークロールの駆動側と作業側との
ロール間隙間を計算し、該ロール間隙間に基づいて前記
圧延機の駆動側と作業側との前記圧下系のレベリングが
適正範囲に入っているか否かを診断することを特徴とし
ている。

【０００９】

【作用】上述した本発明の圧下系の異常診断方法（請求
項１）では、圧延材料が圧延機に噛み込まれた瞬間の上
下ワークロールの軸受箱の変位が測定され、その時間的
な変位に基づいて圧下系のガタ量および伸び量が解析さ
れる。そして、圧延荷重に対するガタ量および伸び量の
関係により、圧下系の伸び特性および圧下系の異常が診
断される。

【００１０】また、請求項２の方法では、圧延機の駆動
側と作業側との伸び特性から圧延荷重が加わった時の上
下ワークロールの駆動側と作業側とのロール間隙間が計
算され、このロール間隙間に基づき、圧下系のレベリン
グ良否が判定されて、レベリング調整を行なうことがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
圧下系の異常診断方法について説明する。

【００１２】図２は本発明の方法を適用される圧延機の
圧下系を示す正面図であり、この図２において、１，２
は圧延材料７を噛み込んで圧延する上ワークロールおよ
び下ワークロール、３，４はそれぞれワークロール１，
２端部を軸支する上ワークロールチョックおよび下ワー
クロールチョック（軸受箱）、５は圧延機のハウジング
、６は上下ワークロール１，２の間隙（圧下量）を調整
するための圧下スクリュー、８はチョック３，４相互間
に設けられこれらのチョック３，４の変位Ｈを測定する
変位計、９はチョック３，４に設けられこれらのチョッ
ク３，４の振動加速度Ｓを測定する振動センサ、１０は
圧下系に組み込まれ圧延荷重Ｐを測定するロードセル、
１１はスレッドである。

【００１３】圧延機の圧下系の伸び特性をオンラインに
て測定するには、上下ワークロール１，２のチョック３
，４の変位Ｈと、上下ワークロール１，２のチョック３
，４の振動加速度Ｓと、圧延荷重Ｐとの３つのデータを
測定する必要がある。

【００１４】上下ワークロール１，２のチョック３，４
の変位ｈのオンライン測定手段としては、例えば、チョ
ック３，４相互間に変位計８を挿着しこの変位計８によ
り変位Ｈを測定する手段や、圧延機のハウジング５に変
位計（図示せず）を挿着して変位Ｈを測定する手段があ
る。チョック３，４相互間に変位計８を挿着する前者の
手段では、上下ワークロール１，２のチョック３，４間
の隙間のみが測定可能であり、ハウジング５に変位計を
装着する後者の手段では、上下ワークロール１，２のチ
ョック３，４それぞれの変位と、ハウジングの歪とを考
慮することにより、上下ワークロール１，２間の隙間も
測定可能である。

【００１５】上下ワークロール１，２のチョック３，４
の振動加速度Ｓは、チョック３，４に設けられた振動セ
ンサ９により測定することができ、圧延材料７がワーク
ロール１，２に噛み込まれるタイミングと、圧下系のガ
タが殺されたタイミングとを検出するために必要である
。なお、振動加速度Ｓに代えて振動速度を用いることで
も、上記タイミングを検出することができる。

【００１６】圧延荷重Ｐは、上下ワークロール１，２の
チョック３，４の変位Ｈとの相関を求めることにより、
圧下系の伸び特性を求める上で必要であり、通常は圧延
機の圧下系に組み込まれたロードセル１０により測定さ
れる。

【００１７】なお、実際にオンラインにてこれらのデー
タＨ，Ｓ，Ｐを測定するには、例えば、図３に示すよう
な測定装置が用いられる。この図３において、１２は変
位計８，振動センサ９およびロードセル１０からの検出
信号を増幅するためのアンプ、１３はこのアンプ１２を
介して受けた検出データＨ，Ｓ，Ｐに基づき後述する手
順（図１のフロー）に従って自動的に圧延機の圧下系の
ガタ診断，伸び特性診断，レベリングの良否判定を行な
うパーソナルコンピュータ、１４はアンプ１２を介して
受けた検出データＨ，Ｓ，Ｐ等を記憶格納するためのデ
ータレコーダ、１５はこのデータレコーダ１４に記憶格
納されているデータを記録するための記録計である。

【００１８】なお、パーソナルコンピュータ１３として
は、データロガー等のＣＰＵを用いた演算機能をもつも
のであれば、どのようなものを用いてもよい。また、デ
ータレコーダ１４を介さずに測定データ等の波形を記録
計１５により直接描かせるようにしてもよい。

【００１９】さて、ＣＰＵ１３では、図２，図３に示す
ような測定手段からデータＨ，Ｓ，Ｐを受けると（図１
のステップＳ１参照）、以下のようにして圧延系の診断
が行なわれる。

【００２０】図４は圧延材料７がワークロール１，２に
噛み込んだ瞬間の各測定信号（Ｈ，Ｓ，Ｐ）の波形を示
すタイミングチャートであり、この図４に示すように、
ワークロール１，２のチョック３，４の間隙間（変位計
８による測定結果）において、圧延材料７がワークロー
ル１，２に噛み込んだタイミングｔＡから、変曲点とし
て現われる圧下系のガタを殺したタイミングｔＢまでの
間の変化量ｈ０によって、圧下系のガタ量を評価する（
ステップＳ２）。

【００２１】なお、このガタ量は、図４に示すチョック
３，４の振動加速度（振動センサ９による測定結果）に
おいて、ガタを殺したタイミングｔＢでの振幅値Ａ０に
よっても評価することができる。

【００２２】次に、チョック３，４の間隙間において、
ガタを殺したタイミングｔＢから定常状態に達するまで
の変化量ｈＭによって、圧下系の変形量（伸び量）を評
価する（ステップＳ３）。

【００２３】なお、図４中段の振動加速度は、噛み込み
タイミングｔＡとガタ殺しタイミングｔＢとを明確にす
ることと、振幅Ａ０によるガタ管理を行なうためのもの
であるが、タイミングｔＡ，ｔＢは、ワークロール１，
２のチョック３，４の間隙間の波形からも判断するは可
能であり、ガタ量もｈ０から分かるので、特にこの振動
加速度に関する信号の測定を行なわなくても本発明を実
施することは可能である。

【００２４】このようにして得られた圧下系のガタ量ｈ
０と変形量ｈＭとを縦軸にとり、図４の下段に示すロー
ドセル１０からの圧延荷重ＰＭを横軸にとり、図５（ａ
）〜（ｃ），図６に示すような相関グラフを求める（ス
テップＳ４）。このグラフを用い、以下に示す４項目■
〜■の正常判定基準に従って、圧下系の正常／異常を判
断する（ステップＳ５）。

【００２５】■圧延荷重ＰＭに対してガタ量ｈ０が許容
値以下でほぼ一定であること。

【００２６】■圧延荷重ＰＭに対する変形量ｈＭの割合
ＫＭ＝ｈＭ／ＰＭの値が許容値以上であり且つ線形性が
あること。

【００２７】■圧延荷重ＰＭに対してガタ量ｈ０と変形
量ｈＭとのバラツキが許容値以内であること。

【００２８】■以上の■〜■の伸び特性が駆動側（ドラ
イブサイド）と作業側（ワークサイド）とで許容値以内
の差であること。

【００２９】一般に、圧下系の伸び特性に異常が発生す
る場合には、図５（ａ）→図５（ｂ）→図５（ｃ）とい
った過程をたどるため、定期的な傾向管理によって圧下
系の伸び特性の異常は予知することができる。

【００３０】また、上記項目■において、駆動側と作業
側との伸び特性に差がある場合には、図６に示すように
、駆動側と作業側とのガタ量ｈ０＋変形量ｈＭの差が最
も少なくなるように、伸び特性線図を平行移動つまりレ
ベリング修正することにより、補正することができる。

【００３１】つまり、駆動側と作業側との伸び特性を求
めて、これらの伸び特性から圧延荷重ＰＭが加わった時
の上下ワークロール１，２の駆動側と作業側とのロール
間隙間、即ちガタ量ｈ０＋変形量ｈＭを計算し、上記項
目■の基準に基づき、駆動側と作業側とのロール間隙間
の差が許容値よりも大きい場合には、駆動側と作業側と
の圧下系のレベリングが適正範囲に入っていないと判断
して、前述のようなレベリング修正を行なうのである。

【００３２】このように、本実施例の圧下系の異常診断
方法によれば、圧下系のガタ量のオンライン測定，圧下
系の伸び特性の異常診断，圧下系のレベリングの良否判
定が可能になり、圧延機の圧下系の異常監視（バッチの
場合は管理）を行なえ、突発故障等の設備故障を未然に
防止できる。また、圧延機の圧下系の状態を常に把握で
き、これにより運転者がオンラインでレベリング修正で
きるようになるので、圧延材料７のキャンバ（曲がり）
等を最小限に抑え、製品品質が大幅に向上するのである
。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧下系の
異常診断方法（請求項１，２）によれば、圧下系のガタ
量のオンライン測定，圧下系の伸び特性の異常診断，圧
下系のレベリングの良否判定を行なえるように構成した
ので、圧下系の異常監視により突発故障等の設備故障を
未然に防止できるほか、圧延機の圧下系の状態を常に把
握でき、運転者がオンラインでレベリング修正できるの
で、製品品質が大幅に向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての圧下系の異常診断方
法の手順を説明するためのフローチャートである。

【図２】本発明の方法を適用される圧延機の圧下系を示
す正面図である。

【図３】本実施例の測定装置および診断処理系を示すブ
ロック図である。

【図４】測定結果のタイミングチャートである。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は圧下系のガタ量，変形量と圧
延荷重との相関関係を示す伸び特性線図である。

【図６】圧下系のガタ量，変形量の和と圧延荷重との関
係を示す伸び特性線図である。

【符号の説明】

１　　　　上ワークロール ２　　　　下ワークロール ３　　　　上ワークロールチョック（軸受箱）４　　　
　下ワークロールチョック（軸受箱）５　　　　ハウジ
ング ６　　　　圧下スクリュー ７　　　　圧延材料 ８　　　　変位計 ９　　　　振動センサ １０　　　　ロードセル １１　　　　スレッド １２　　　　アンプ １３　　　　ＣＰＵ １４　　　　データレコーダ １５　　　　記録計

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧延材料が圧延機に噛み込まれた瞬間
   の上下ワークロールの軸受箱の変位を測定し、時間に対
   する前記軸受箱の変位の変動波形変化に基づいて圧下系
   のガタ量および伸び量を解析し、圧延荷重に対する前記
   のガタ量および伸び量の関係を解析することにより、前
   記圧下系の伸び特性および前記圧下系の異常を診断する
   ことを特徴とする圧下系の異常診断方法。
2. 【請求項２】　　前記圧延荷重に対する前記のガタ量お
   よび伸び量の関係に基づいて前記圧延機の駆動側と作業
   側との伸び特性を求め、該伸び特性から圧延荷重が加わ
   った時の前記上下ワークロールの駆動側と作業側とのロ
   ール間隙間を計算し、該ロール間隙間に基づいて前記圧
   延機の駆動側と作業側との前記圧下系のレベリングが適
   正範囲に入っているか否かを診断することを特徴とする
   請求項１記載の圧下系の異常診断方法。