JPH073326B2 - ロール表面のクレータ形状測定方法 - Google Patents
ロール表面のクレータ形状測定方法Info
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- JPH073326B2 JPH073326B2 JP62168838A JP16883887A JPH073326B2 JP H073326 B2 JPH073326 B2 JP H073326B2 JP 62168838 A JP62168838 A JP 62168838A JP 16883887 A JP16883887 A JP 16883887A JP H073326 B2 JPH073326 B2 JP H073326B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/005—Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B2267/00—Roll parameters
- B21B2267/10—Roughness of roll surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ロール表面のクレータ形状測定方法に関す
る。
る。
＜従来の技術＞ 通常、鋼板やステンレス鋼板、アルミニウム板などの圧
延機に用いられるワークロールは、その周面形態からブ
ライトロールとダルロールに大別される。前者は、研磨
仕上げ加工されたもので、このロールで圧延される金属
板は光沢仕上げ肌となる。一方、後者のダルロールは、
ショットブラスト加工あるいは放電加工により表面に凹
凸を付与したもので、これにより圧延される金属板は梨
地仕上げ肌を有する。
延機に用いられるワークロールは、その周面形態からブ
ライトロールとダルロールに大別される。前者は、研磨
仕上げ加工されたもので、このロールで圧延される金属
板は光沢仕上げ肌となる。一方、後者のダルロールは、
ショットブラスト加工あるいは放電加工により表面に凹
凸を付与したもので、これにより圧延される金属板は梨
地仕上げ肌を有する。
ところで最近、ダルロールを製作するのにレーザビーム
を使用する方法が注目されつつある。この方法は、例え
ば特開昭55−94790号公報に記載されているように、加
工すべきロールを回転させながらレーザビームをメカニ
カルチョッパによりパルス化し、あるいは電気的にパル
スビームを発生させて、このパルスビームをロール表面
に次々に照射することにより、ロール表面を部分的に溶
融させて凹凸を付与する技術である。
を使用する方法が注目されつつある。この方法は、例え
ば特開昭55−94790号公報に記載されているように、加
工すべきロールを回転させながらレーザビームをメカニ
カルチョッパによりパルス化し、あるいは電気的にパル
スビームを発生させて、このパルスビームをロール表面
に次々に照射することにより、ロール表面を部分的に溶
融させて凹凸を付与する技術である。
第４図および第５図は、このように加工されて得られた
ロール表面を模式的に示したものである。図において、
１はレーザパルスビームの１パルスによって形成された
クレータであり、２はこのとき溶融した母材金属が盛り
上がってできたリング部である。なお、４はロール３の
表面が加工されずにそのまま残っている平坦部である。
また、この場合、加工条件を調節することによってリン
グ部２をなくすこともできる。
ロール表面を模式的に示したものである。図において、
１はレーザパルスビームの１パルスによって形成された
クレータであり、２はこのとき溶融した母材金属が盛り
上がってできたリング部である。なお、４はロール３の
表面が加工されずにそのまま残っている平坦部である。
また、この場合、加工条件を調節することによってリン
グ部２をなくすこともできる。
このようにして形成された表面の凹凸パターンは、ショ
ットブラスト加工や放電加工で得られるそれがランダム
であるのに対し、非常に規則正しいという特徴があり、
このレーザダルロールを用いて圧延されたダル金属板は
種々のすぐれた性質を有する。
ットブラスト加工や放電加工で得られるそれがランダム
であるのに対し、非常に規則正しいという特徴があり、
このレーザダルロールを用いて圧延されたダル金属板は
種々のすぐれた性質を有する。
〈発明が解決しようとする問題点〉 通常、レーザパルスビームによりロールをダル加工する
際、圧延される金属板の種類や用途に応じてクレータの
大きさやクレータ間の距離を変化させている。すなわ
ち、レーザビームの出力や照射時間を調節したり、ある
いはメカニカルチョッパの回転数や加工すべきロールの
回転速度などを制御することにより、表面の凹凸パター
ンを変えている。
際、圧延される金属板の種類や用途に応じてクレータの
大きさやクレータ間の距離を変化させている。すなわ
ち、レーザビームの出力や照射時間を調節したり、ある
いはメカニカルチョッパの回転数や加工すべきロールの
回転速度などを制御することにより、表面の凹凸パター
ンを変えている。
しかしながら、加工後の凹凸パターンが所定の形状にな
っているかどうかの検査方法には有効な手段がなく、特
にクレータの大きさを把握するのが困難であった。すな
わち、クレータの大きさは通常10〜400μｍ程度であ
り、従来の機械式粗度計ではそのピックアップが大きく
て測定ができない。また、光学式の粗度計もあるが、装
置が大きいからロール表面を直接観察することができ
ず、通常レプリカを取って測定するのが現状である。さ
らに、ロール表面を直接観察するものとして、光学顕微
鏡を用いる方法があるが、ロールの回転をその間停止さ
せなければならないから効率が悪く、また作業者の負荷
も大きいという欠点がある。
っているかどうかの検査方法には有効な手段がなく、特
にクレータの大きさを把握するのが困難であった。すな
わち、クレータの大きさは通常10〜400μｍ程度であ
り、従来の機械式粗度計ではそのピックアップが大きく
て測定ができない。また、光学式の粗度計もあるが、装
置が大きいからロール表面を直接観察することができ
ず、通常レプリカを取って測定するのが現状である。さ
らに、ロール表面を直接観察するものとして、光学顕微
鏡を用いる方法があるが、ロールの回転をその間停止さ
せなければならないから効率が悪く、また作業者の負荷
も大きいという欠点がある。
本発明は、上記のような問題点を解決すべくなされたも
のであって、レーザダル加工されたロールの表面形状を
直接かつ簡単に測定できるロール表面のクレータ形状測
定方法を提供することを目的とする。
のであって、レーザダル加工されたロールの表面形状を
直接かつ簡単に測定できるロール表面のクレータ形状測
定方法を提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、レーザビームによりロール表面の円周方向に
規則的にダル加工されたクレータ形状を測定する方法で
あって、一定速度で回転されるロール表面にレーザビー
ムを所定の角度で照射する工程と、前記ロール表面から
の反射光を所定の角度で受光する工程と、この受光され
た信号レベルを所定のしきい値と比較してしきい値を超
えた信号のみをリミッタで取り出す工程と、このリミッ
タを通過する信号の時間間隔を測定する工程と、この時
間間隔の測定結果と前記ロール回転速度に基づいてクレ
ータの直径を演算し、このクレータの直径に基づいてそ
のリング部の幅を演算するとともに、あらかじめ与えら
れたクレータ直径とクレータ深さとの関係特性に基づい
て前記クレータの深さを一義的に求める工程と、からな
ることを特徴とするロール表面のクレータ形状測定方法
である。
規則的にダル加工されたクレータ形状を測定する方法で
あって、一定速度で回転されるロール表面にレーザビー
ムを所定の角度で照射する工程と、前記ロール表面から
の反射光を所定の角度で受光する工程と、この受光され
た信号レベルを所定のしきい値と比較してしきい値を超
えた信号のみをリミッタで取り出す工程と、このリミッ
タを通過する信号の時間間隔を測定する工程と、この時
間間隔の測定結果と前記ロール回転速度に基づいてクレ
ータの直径を演算し、このクレータの直径に基づいてそ
のリング部の幅を演算するとともに、あらかじめ与えら
れたクレータ直径とクレータ深さとの関係特性に基づい
て前記クレータの深さを一義的に求める工程と、からな
ることを特徴とするロール表面のクレータ形状測定方法
である。
＜作用＞ 本発明によれば、レーザビームをロール表面に連続的に
照射し、この反射光の強度を電気信号に変換し、この電
気信号の小さいものはクレータ部に相当する信号とみな
してカットするようにしたので、クレータの大きさ、さ
らには平坦部の大きさを自動的にかつ簡単に測定するこ
とが可能である。
照射し、この反射光の強度を電気信号に変換し、この電
気信号の小さいものはクレータ部に相当する信号とみな
してカットするようにしたので、クレータの大きさ、さ
らには平坦部の大きさを自動的にかつ簡単に測定するこ
とが可能である。
＜実施例＞ 以下に、本発明の実施例について、図面を用いて詳しく
説明する。
説明する。
第１図は、本発明方法の実施例を模式的に示す説明図で
ある。
ある。
図において、５はレーザ発振器であり、レーザビーム６
がロール３の表面に入射角θで照射される。この間ロー
ル３は矢示Ｆ方向に回転しているので、レーザビーム６
はロール３の周方向（例えば第４図の矢示Ａ方向）を走
査することになる。８は、ロール３の表面で反射した反
射パルスビーム７を検出する受光器であって、受光量に
比例した大きさの電気信号９を出力する。この受光器８
は、レーザビーム６の入射角θと同じ受光角θとなるよ
うに配置される。10は所定のしきい値が設定されるリミ
ッタであって、受光器８から出力された信号のうちしき
い値より小さな信号はカットし、しきい値より大きい信
号11を通過させる。12はタイマであって、入力される信
号11をもとにリミッタ10からの信号のない時間を測定す
る。この測定結果は信号13として演算器14に入力され、
ここでクレータの大きさを算出して、その結果を信号15
として出力する。
がロール３の表面に入射角θで照射される。この間ロー
ル３は矢示Ｆ方向に回転しているので、レーザビーム６
はロール３の周方向（例えば第４図の矢示Ａ方向）を走
査することになる。８は、ロール３の表面で反射した反
射パルスビーム７を検出する受光器であって、受光量に
比例した大きさの電気信号９を出力する。この受光器８
は、レーザビーム６の入射角θと同じ受光角θとなるよ
うに配置される。10は所定のしきい値が設定されるリミ
ッタであって、受光器８から出力された信号のうちしき
い値より小さな信号はカットし、しきい値より大きい信
号11を通過させる。12はタイマであって、入力される信
号11をもとにリミッタ10からの信号のない時間を測定す
る。この測定結果は信号13として演算器14に入力され、
ここでクレータの大きさを算出して、その結果を信号15
として出力する。
このように構成した表面形状測定装置を用いて、一定速
度で回転されるロール３の表面のクレータ１付近を測定
したときの各部における信号パターンの例を第２図に示
す。
度で回転されるロール３の表面のクレータ１付近を測定
したときの各部における信号パターンの例を第２図に示
す。
まず、レーザ発振器５から照射されるレーザビーム６の
出力パターンは、第２図（ａ）のように一定値である。
そして、ロール３の表面からの反射パルスビーム７は受
光器８で検出されるのであるが、ロール３は研磨加工し
たのちレーザビーム６を照射してクレータ１を形成して
いるため、平坦部４における反射率は非常に高いのに対
し、クレータ１では表面が酸化していること、また平坦
ではないことから、受光器８の受光量は少なくなり、第
２図（ｂ）のようになる。この反射パルスビーム７は受
光器８で電気信号９に変換されるが、このパターンは第
２図（ｂ）と同じである。さらに、この電気信号９はリ
ミッタ10により低出力信号がカットされ、第２図（ｃ）
に示すようなパターンとなる。
出力パターンは、第２図（ａ）のように一定値である。
そして、ロール３の表面からの反射パルスビーム７は受
光器８で検出されるのであるが、ロール３は研磨加工し
たのちレーザビーム６を照射してクレータ１を形成して
いるため、平坦部４における反射率は非常に高いのに対
し、クレータ１では表面が酸化していること、また平坦
ではないことから、受光器８の受光量は少なくなり、第
２図（ｂ）のようになる。この反射パルスビーム７は受
光器８で電気信号９に変換されるが、このパターンは第
２図（ｂ）と同じである。さらに、この電気信号９はリ
ミッタ10により低出力信号がカットされ、第２図（ｃ）
に示すようなパターンとなる。
そこで、タイマ12は入力信号がゼロになった時点で時間
測定を開始し、入力信号があると計時を中止し、その経
過時間Ｔを演算器14に信号13として出力するとともに、
タイマ12をリセットして次の測定に備える。
測定を開始し、入力信号があると計時を中止し、その経
過時間Ｔを演算器14に信号13として出力するとともに、
タイマ12をリセットして次の測定に備える。
演算器14では、入力信号13をもとにして以下の演算を行
う。
う。
すなわち、ロール３の周速をｖ（mm/sec），タイマ12に
より計測された時間をＴ（sec）として、クレータの直
径Ｄ（mm）を次式により算出する。
より計測された時間をＴ（sec）として、クレータの直
径Ｄ（mm）を次式により算出する。
Ｄ＝ｖ・Ｔ ………………（１） なお、ここではリング部２もクレータに含まれるものと
する。
する。
また、ここでリング部２の幅をＢ（mm）（第５図参照）
とすると、 Ｂ≒0.15D ………………（２） の関係があり、またクレータの深さをＨ（mm）（第５図
参照）とすると、深さＨと直径Ｄとの間には第３図に示
すような関係のあることがわかっているので、前記
（１）式によってクレータの直径Ｄが求まれば、クレー
タの形状を把握することができる。
とすると、 Ｂ≒0.15D ………………（２） の関係があり、またクレータの深さをＨ（mm）（第５図
参照）とすると、深さＨと直径Ｄとの間には第３図に示
すような関係のあることがわかっているので、前記
（１）式によってクレータの直径Ｄが求まれば、クレー
タの形状を把握することができる。
上記の実施例では、クレータの直径を測定する場合につ
いて説明したが、同様な手段を用いれば平坦部の大きさ
を測定することも可能である。ただし、この場合には計
時開始のトリガ信号として第２図（ｃ）に示すパターン
を逆に用いる必要がある。すなわち、出力があった時点
で測定を開始し、出力がゼロになれば測定を終了させる
のである。
いて説明したが、同様な手段を用いれば平坦部の大きさ
を測定することも可能である。ただし、この場合には計
時開始のトリガ信号として第２図（ｃ）に示すパターン
を逆に用いる必要がある。すなわち、出力があった時点
で測定を開始し、出力がゼロになれば測定を終了させる
のである。
なお、測定用のレーザビーム源としては、ダル加工用の
レーザビームを一部取り出して使用してもよい。
レーザビームを一部取り出して使用してもよい。
また、タイマ12は単独に設けなくともよく、演算器14に
内蔵してもよい。
内蔵してもよい。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、レーザビームを
用いることによりダル加工されたロールの表面形状を簡
単に測定することができ、かつ測定の自動化を達成する
ことができるから、製品の品質保証に大きく寄与する。
用いることによりダル加工されたロールの表面形状を簡
単に測定することができ、かつ測定の自動化を達成する
ことができるから、製品の品質保証に大きく寄与する。
第１図は、本発明方法の実施例を模式的に示す説明図、
第２図は、各信号パターンを示す特性図、第３図は、ク
レータの直径と深さの関係を示す特性図、第４図は、ロ
ール表面を模式的に示す平面図、第５図は、ロール表面
を模式的に示す断面図である。 １…クレータ、２…リング部、３…ロール、４…平坦
部、５…レーザ発振器、６…レーザビーム、７…反射パ
ルスビーム、８…受光器、９…電気信号、10…リミッ
タ、11,13,15…信号、12…タイマ、14…演算器
第２図は、各信号パターンを示す特性図、第３図は、ク
レータの直径と深さの関係を示す特性図、第４図は、ロ
ール表面を模式的に示す平面図、第５図は、ロール表面
を模式的に示す断面図である。 １…クレータ、２…リング部、３…ロール、４…平坦
部、５…レーザ発振器、６…レーザビーム、７…反射パ
ルスビーム、８…受光器、９…電気信号、10…リミッ
タ、11,13,15…信号、12…タイマ、14…演算器
Claims (1)
- 【請求項１】レーザビームによりロール表面の円周方向
に規則的にダル加工されたクレータ形状を測定する方法
であって、 一定速度で回転されるロール表面にレーザビームを所定
の角度で照射する工程と、 前記ロール表面からの反射光を所定の角度で受光する工
程と、 この受光された信号レベルを所定のしきい値と比較して
しきい値を超えた信号のみをリミッタで取り出す工程
と、 このリミッタを通過する信号の時間間隔を測定する工程
と、 この時間間隔の測定結果と前記ロール回転速度に基づい
てクレータの直径を演算し、このクレータの直径に基づ
いてそのリング部の幅を演算するとともに、あらかじめ
与えられたクレータ直径とクレータ深さとの関係特性に
基づいて前記クレータの深さを一義的に求める工程と、 からなることを特徴とするロール表面のクレータ形状測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62168838A JPH073326B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | ロール表面のクレータ形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62168838A JPH073326B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | ロール表面のクレータ形状測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6413405A JPS6413405A (en) | 1989-01-18 |
| JPH073326B2 true JPH073326B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15875462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62168838A Expired - Fee Related JPH073326B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | ロール表面のクレータ形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073326B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218876A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Nhk Spring Co Ltd | 金属部材、位置検出装置、駆動装置、物体検出装置および金属部材の加工方法 |
| CN117961393B (zh) * | 2024-04-01 | 2024-06-18 | 江苏威士智能装备有限公司 | 一种自动化焊接装置及工作方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979804A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 表面粗さ測定方法 |
| JPS6269113A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ネジ表面検査装置 |
-
1987
- 1987-07-08 JP JP62168838A patent/JPH073326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6413405A (en) | 1989-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |