JPH0911084A - ロールグラインダーのビビリ検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロールグラインダーのビビリを検知する。 【構成】 ロールグラインダー１のロール軸受部３に取
り付けた振動センサー４からの振動信号を周波数解析器
７に入力して周波数帯域毎の振動レベルを解析し、解析
した振動レベルのうちビビリに関する特定の振動帯域の
振動レベルをビビリ判定器１０に入力し、このビビリ判
定器１０にあらかじめ設定したしきい値と比較して振動
レベルがしきい値を超えたときには、ビビリが発生した
と判定するロールグラインダーのビビリ検知方法。 【効果】 圧延ロールのロールマークを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼材等の金属材料を
圧延する圧延ロールをロールグラインダーで研削すると
きに、圧延ロールの表面にビビリマークが発生したこと
を検知するためのロールグラインダーのビビリ検知方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高精度極薄鋼材を圧延ロールで圧延する
と、時々製品の品質に影響を及ぼす程のロールマーク
が、鋼材の表面に付くことがある。このロールマーク
は、従来から圧延されている比較的厚さの厚い鋼材を圧
延するときには、製品の品質に影響を及ぼす程の疵とは
ならず、特にその発生を防止するような対策は実施され
てこなかった。

【０００３】しかしながら、高精度極薄鋼材において
は、このようなロールマークは、品質上重大な表面欠陥
となるので、その発生を防止する方法の確立が望まれて
いる。

【０００４】上述したロールマークは、圧延ロールの表
面に形成された細かなビビリマークが、圧延鋼材の表面
に転写されたものであり、圧延ロールのビビリマークの
発生を防止すれば、ロールマークも無くなると考えられ
る。

【０００５】圧延ロールの表面に発生するビビリマーク
は、圧延ロール研削時に形成されたものと考えられるの
で、どのような研削条件の時にビビリマークが発生する
かを検知できれば、おのずからビビリマークの発生を防
止することはできる。

【０００６】ビビリマーク発生のような研削（切削）異
常を検出する従来の技術としては、特開昭６３−１８８
７３５号公報に開示された技術がある。この技術は、オ
ンラインで鋳片から成分分析用円柱状サンプルを切削方
式で採取するに際して、切削部にビビリが発生したとき
に、切削条件を変更してサンプルの切削を継続するとい
うものである。その方法は、予め切削時における切削装
置系の振動を測定解析して、サンプルリング切削条件と
振動との因果関係を求めておき、切削装置系の振動を振
動センサーにより常時とらえ、得られた振動に応じてサ
ンプルリング切削条件をダイナミックに制御するという
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭６３−１８８７３５号公報に開示されている切
削時におけるビビリ検出方法には、次のような問題点が
あった。すなわち、この方法においては、広い周波数帯
域にわたっての振動レベルの平均値を常時把握し、この
振動レベルの平均値が一定値以上になったときに、ビビ
リが発生したとして、切削条件をビビリの発生しない条
件に変更して、切削を継続するというものであるが、ビ
ビリの程度が非常に大きいものである場合には、このよ
うな方法でビビリの発生を検知することもできるが、高
精度極薄鋼材圧延時に問題となるロールマークを発生さ
せる原因となる程度の軽度のビビリは検出できないとい
う問題点がある。

【０００８】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、高精度極薄鋼
材圧延時に問題となるロールマークを発生させる原因と
なる程度の低いビビリが検知できる、ロールグラインダ
ーのビビリ検知方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】請求項１に係るロール
グラインダーのビビリ検知方法は、ロールグラインダー
のロール軸受部の振動信号のうち、特定周波数帯域の成
分のレベルがしきい値を超えたとき、ビビリが発生した
と判定することを特徴とするものである。なお、特定周
波数帯域としては、一つでも複数でもよく、複数を設け
た場合には、いずれか一つの特定周波数帯域の成分のレ
ベルがしきい値を超えたとき、又はそれらの全てがしき
い値を超えたときにビビリが発生したと判定することに
なる。複数の特定周波数帯域を設けた場合には、しきい
値は各特定周波数帯域毎に設ければよい。より具体的な
発明の形態としては、ロールグラインダーのロール軸受
部に取り付けた振動センサーからの振動信号を周波数解
析器に入力し、この周波数解析器により周波数帯域毎の
振動レベルを解析し、ビビリに関する特定の振動帯域の
振動レベルをビビリ判定器に入力し、このビビリ判定器
にあらかじめ設定したしきい値と比較して振動レベルが
しきい値を超えたときには、ビビリが発生したと判定す
る方法が考えられる。

【００１０】請求項２に係るロールグラインダーのビビ
リ検知方法は、上記ロールグラインダーのビビリ検知方
法において、特定周波数帯域としきい値を設定するにあ
たり、ロールグラインダーに意図的にビビリを発生させ
たときの振動周波数分布をビビリを発生させないときの
振動周波数分布と比較し、振動レベルが一定値以上変化
している周波数帯域を特定周波数帯域として設定すると
ともに、その周波数帯域のビビリを発生させたときの振
動レベルを基にしきい値を設定することを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】この発明に係るロールグラインダーのビビリ検
知方法において、ロールグラインダーのロール軸受部の
振動信号の中から、特定周波数帯域の振動レベルに着目
したのは、次の理由によるものである。すなわち、ロー
ルグラインダーで研削中のロールに標準以上の切り込み
を入れて、意図的にビビリを発生させたときに得られる
ロール軸受部に設けた振動センサーからの振動信号と、
意図的にビビリを発生させないときに得られる振動信号
とを、従来のように広い周波数帯域の平均振動レベルで
比較した場合、平均振動レベルはほとんど変化せず、こ
のような方法では、ロールマークの原因となるようなビ
ビリを検出することは不可能と判明した。

【００１２】しかしながら、振動周波数波形を周波数分
析器で分析し、一定の周波数帯域毎の振動レベルを把握
して、同一周波数帯域毎に振動レベルを比較してみる
と、ある特定の周波数帯域において、ビビリ発生後の振
動レベルがビビリを発生させない場合の振動レベルに比
較して大幅に高くなっていることが分かった。

【００１３】すなわち、図２（ａ）に示すビビリを発生
させない場合の振動周波数波形と、図２（ｂ）に示すビ
ビリを発生させた場合の振動周波数波形とを比較する
と、広い周波数帯域にわたっての振動レベルには大きな
変化がないが、１７５Hz付近の周波数帯域において、十
分に識別できるほどに変化していることが分かる。

【００１４】したがって、この周波数帯域において、振
動レベルが例えば図２（ａ）および（ｂ）の□印で表示
したレベルになるかならないかを常時検知していれば、
ビビリが発生したことを確実に把握することができる。

【００１５】逆に、図２（ｃ）に示した振動周波数波形
のように、ビビリ発生に関係のない周波数帯域の振動レ
ベルが高くなって、図２（ａ）の振動周波数波形に比較
して、全体の振動レベルが高くなる場合もあるが、この
例で明らかなように、全体の振動レベルが高くなったか
らといって、ビビリが発生しているとは判断できないの
である。

【００１６】すなわち、本発明で目的としているロール
マークの原因となるビビリの発生を把握するためには、
特定の周波数帯域における振動レベルを検知する必要が
あるのである。

【００１７】ビビリ発生に関する特定の周波数帯域の許
容振動レベルを設定する方法としては、ビビリの程度を
種々変えてビビリを意図的に発生させ、その時の振動レ
ベルと発生するロール表面のビビリマークの程度との関
係から決定すればよい。

【００１８】なお、ビビリ発生に関する特定の周波数帯
域は、ロールを含む研削装置系の固有振動によって決定
すると考えられるので、同一種類のロールにおいては、
同一周波数帯域となり、研削の都度特定周波数帯域を設
定することはない。

【００１９】

【実施例】この発明の実施例のロールグラインダーのビ
ビリ検知方法を、図１により説明する。図１は、このビ
ビリ検知方法を実施する手順を示したブロック図であ
る。

【００２０】このビビリ検知方法においては、ロールグ
ラインダー１のロール２の軸受部３に取り付けた電荷型
加速度センサー４により振動を検出し、この電荷型加速
度センサー４により振動を電荷に変換した振動信号を、
電荷ー電圧変換器５を通して電圧に変換した振動信号と
し、この電圧に変換した振動信号を増幅アンプ６で増幅
した上で、周波数解析演算器７に入力する。

【００２１】そして、周波数解析演算器７により、細分
された周波数帯域毎の振動レベルを演算する。これら複
数の周波数帯域の振動レベルの値を二次変換器８に送
り、二次変換器８にあらかじめ周波数設定器９により設
定されているビビリに関する周波数帯域の振動レベルを
抽出する。

【００２２】そして、この振動レベルの値をビビリ判定
器１０に送り、あらかじめしきい値設定器１１により設
定してあるしきい値と比較する。そして、振動レベルが
しきい値を超えているときには、ビビリが発生している
として、信号を警報ブザー１２に送り警報を発する。し
たがって、この警報を基に切削条件を変更して、ビビリ
の発生を解消することができる。

【００２３】また、この信号に基づいて、波形出力器１
３によりその時の振動周波数波形を、プロッタ−でプロ
ットすることもできる。

【００２４】また、同じ信号に基づいて、波形表示器１
４によりそのときの振動周波数波形をＣＲＴ上に表示す
ることもできる。

【００２５】また、波形出力器１３および波形表示器１
４は、前記周波数解析演算器７により解析された振動波
形を、ビビリの発生に関係なく出力したり、表示したり
することができる。したがって、波形出力器１３や波形
表示器１４により得られる人為的に発生させたビビリの
情報と正常時の情報を基に、ビビリに関する適正なしき
い値を設定することもできる。

【００２６】なお、ビビリに関する特定の周波数帯域の
幅は、調査の結果からは±２〜３Ｈｚであり、ビビリ以
外の要因により発生した振動とを明確に区別することが
できる。

【００２７】図２は、ロールグラインダーの振動波形を
示すグラフである。図２（ａ）はビビリの発生がない場
合の振動波形である。

【００２８】図２（ｂ）はビビリが発生したときの振動
波形であり、この時のロール研削条件は、ロールグライ
ンダーの砥石径が６００ｍｍ、砥石回転数が５８０ｒｐ
ｍ、研削されるワークロールの径が７０ｍｍ、回転数が
粗研削で３５〜４０ｒｐｍ、中仕上で４５ｒｐｍ、仕上
で５０〜５５ｒｐｍである。図２（ｂ）においては、全
周波数帯域の振動レベルを表しているが、図２（ａ）に
おける周波数が１７５Ｈｚの振動レベルが１．５Ｖと特
に大きくなっており、１７５Ｈｚがビビリに起因する周
波数であると認識できる。そして、この周波数は被研削
ロールの固有振動数に略一致している。

【００２９】したがって、本発明におけるビビリに関す
る特定周波数帯域としきい値の設定は、全周波数帯域に
おけるスペクトル表示を見て、容易に決定することがで
きる。また、被研削ロールの固有振動数を計算して、当
りをつけることもできる。

【００３０】なお、図２（ｃ）はビビリ発生がない場合
でかつ全体の振動レベルが上昇した場合を示すが、この
場合には、前記１７５Ｈｚの振動レベルには変化がな
く、単に全周波数帯域の平均振動レベルの変動によっ
て、ビビリの発生を検知しようとするのは無理であるこ
とが分かる。

【００３１】

【発明の効果】この発明により、圧延ロールを研削中に
発生するビビリを正確に検知することができ、研削条件
を変更してビビリをなくすことができるので、高精度極
薄材圧延時に問題となる圧延ロールのビビリマークに起
因するロールマークを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のロールグラインダーのビビリ
検知方法の実施手順を示したブロック図である。

【図２】ロールグラインダーの振動波形を示すグラフで
あり、（ａ）はビビリ発生がない場合、（ｂ）はビビリ
発生がある場合、（ｃ）はビビリ発生がない場合でかつ
全体の振動レベルが上昇した場合を示す。

【符号の説明】

１ ロールグラインダー ２ ロール ３ 軸受部 ４ 電荷型加速度センサー ５ 電荷ー電圧変換器 ６ 増幅アンプ ７ 周波数解析演算器 ８ 二次変換器 ９ 周波数設定器 １０ ビビリ判定器 １１ しきい値設定器 １２ 警報ブザー １３ 波形出力器 １４ 波形表示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールグラインダーのロール軸受部の振
   動信号のうち、特定周波数帯域の成分のレベルがしきい
   値を超えたとき、ビビリが発生したと判定することを特
   徴とするロールグラインダーのビビリ検知方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロールグラインダーの
   ビビリ検知方法において、特定周波数帯域としきい値を
   設定するにあたり、ロールグラインダーに意図的にビビ
   リを発生させたときの振動周波数分布をビビリを発生さ
   せないときの振動周波数分布と比較し、振動レベルが一
   定値以上変化している周波数帯域を特定周波数帯域とし
   て設定するとともに、その周波数帯域のビビリを発生さ
   せたときの振動レベルを基にしきい値を設定することを
   特徴とするロールグラインダーのビビリ検知方法。