JPH0924420A - ローラ矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定ローラに対する可動ローラの位置を常に
適切にするための調整を自動化することによって、板材
の矯正作業の自動化を図る。 【構成】 固定側ベース２に並設してある複数の固定ロ
ーラ３と、固定側ベース２に対して進退可能に設けられ
た可動側ベース５に各固定ローラ３の間隔の中間位置に
配設してある複数の可動ローラ６とからなり、可動側ベ
ース５を変位させることによって可動ローラ６の押込量
を調整する調整手段Ａを少なくとも２か所に備えている
ローラ矯正装置において、供給される板材Ｗがロール材
であり、矯正作業が進むに従って変化するロール材のロ
ール径に対応して可動ローラ６の押込量を変更させる制
御手段Ｂを設け、この制御手段Ｂを介して調整手段Ａを
制御するように構成してある。また、上記の構成のロー
ラ矯正装置において、調整手段Ａの近傍に可動ローラ６
の押込量を測定する変位センサ１８を設け、変位センサ
１８の出力を制御手段Ｂにフィードバックして可動ロー
ラ６の押込量を微調整することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ローラ矯正装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷間圧延された金属板材はゆが
みがあり、とくにロール状に巻き取られた帯状の板材は
湾曲している。このため、そのままの状態で加工したも
のは精密部品としての用途に供し得ないことから、通常
はプレス加工などの加工前に矯正を行なっている。この
ようなゆがみや湾曲の矯正は、一般に多数のローラを備
えたローラ矯正装置を用いて行なわている。

【０００３】ローラ矯正装置は、複数のローラを所定間
隔で配設してある固定ローラと、固定ローラの配設ピッ
チと半ピッチだけずれた位置に配設してある可動ローラ
とからなる。矯正されるべき板材は、これらのローラ間
を通過する間に交互に変形させられながら平坦化してい
くのであるが、板材の所望の矯正を得るためには可動ロ
ーラが固定ローラに対して常に最適な間隔で位置してい
ることが条件となる。

【０００４】可動ローラの位置は、可動ローラを支持す
る可動側ベースに、この可動側ベースを昇降させる移動
ねじ機構を設け、矯正済みの板材の矯正の状態から判断
して、各移動ねじ機構を手動で回転させることによって
調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロール材は、そのゆが
みや湾曲がロール径の変化とともに逐次変化していくの
で、可動ローラと固定ローラとの間の間隔はロール材の
ロール径に追従して逐次変更することが要求される。矯
正された板材の矯正状態を判断し、かつそれに対応して
固定ローラに対するローラの位置を調整することは、作
業者に熟練が要求され、したがって、板材の矯正作業に
は常に検査と調整のために熟練作業者を配置しておかな
ければならないという問題がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、固定ローラに対す
る可動ローラの位置を常に適切にするための調整を自動
化することによって、ロール材を原材料とする板材の矯
正作業の自動化を図ることにある。

【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、本発明では、固定側ベースに並設してある複数の固
定ローラと、固定側ベースに対して進退可能に設けられ
た可動側ベースに各固定ローラの間隔の中間位置に配設
してある複数の可動ローラとからなり、可動側ベースを
変位させることによって可動ローラの押込量を調整する
調整手段を少なくとも２か所に備えているローラ矯正装
置において、供給される板材がロール材であり、矯正作
業が進むに従って変化するロール材のロール径に対応し
て可動ローラの押込量を変更させる制御手段を設け、こ
の制御手段を介して調整手段を制御するように構成して
ある。

【０００８】また、上記の構成のローラ矯正装置におい
て、調整手段の近傍に可動ローラの押込量を測定する変
位センサを設け、変位センサの出力を制御手段にフィー
ドバックして可動ローラの押込量を微調整することが望
ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を添付図面に
示した好適な実施例にそって説明する。初めに、装置の
構成について説明する。図１，２に示すように、床面１
上に固定側ベース２が固定してある。固定側ベース２に
は、ローラ取付部材２ａを介して複数の固定ローラ３が
軸支してある。固定側ベース２の対角４隅部には、後述
するそれぞれの可動ローラ３の押込量を調整する調整手
段Ａを構成する調整軸４が立設してある。これらの４本
の調整軸４は固定側ベース２の上方に位置する可動側ベ
ース５の透孔５ｂに遊嵌している。可動側ベース５は各
調整軸４の下端部に装着してある圧縮ばね７によって弾
性支持されている。

【００１０】可動側ベース５の下部にはローラ取付部材
５ａを介して複数の可動ローラ６が軸支してある。各可
動ローラ６は固定ローラ３の配設ピッチと半ピッチだけ
ずれた位置に配設してあり、これらの固定ローラ３と可
動ローラ６間を通過する板材Ｗを交互に押圧・変形可能
である。

【００１１】可動側ベース５の上部には各調整軸４に遊
嵌された状態でカラー８が取り付けてあり、これらの各
カラー８の上側には調整手段Ａを構成する変位歯車９が
位置している。各変位歯車９の軸穴の内周部には精密ボ
ールねじ用の螺旋溝が設けてあり、変位歯車９が螺合し
ている部分の調整軸４の外周部には、精密ボールねじ用
の螺旋溝が形成してある。この調整軸４の外周部に設け
られた螺旋溝と変位歯車９の軸穴の内周部に設けられた
螺旋溝とが対向するようにしてあり、これらの両螺旋溝
を対向させてできる通路に剛球を介在させることによっ
て精密ボールねじ機構を構成している。変位歯車９の回
転により、調整軸４の下端部が固定側ベース２に固定さ
れているため、この変位歯車９はカラー８を介して圧縮
ばね７のばね力に抗して変位歯車９の回転量に対応した
分だけ可動側ベース５を固定側ベース２に対して接離さ
せることになる。したがって、変位量を下方に調整する
ことによって可動ローラ６の押込量を調整可能である。

【００１２】各変位歯車９の上方にはナット１０が螺合
しており、これらのナット１０はモータ取付ベース１１
を支持している。モータ取付ベース１１には４隅に設け
られた各取付穴１１ａが設けられている。モータ取付ベ
ース１１の上側は、調整軸４の上端から所定位置まで刻
設されたねじ部に螺合する固定ナット１２が設けられて
おり、モータ取付ベース１１は調整軸４の上端近傍に固
定されている。なお、各変位歯車９とナット１０との間
には、暴走により変位歯車９が上方に上昇してしまった
際のためにクッション１３が設けられている。

【００１３】モータ取付ベース１１の上部には４基のエ
ンコーダ（図示せず）内蔵のサーボモータ１４（２基図
示）が設置してある。各サーボモータ１４には、後述の
モータ駆動回路５４との間で信号の授受を行なうための
エンコーダ信号ケーブル１５およびモータ駆動ケーブル
１６が接続されている。

【００１４】各サーボモータ１４の駆動軸１４ａはモー
タ取付ベース１１に設けられた透孔（図示せず）を貫通
してその下側に突出しており、その下端部に駆動歯車１
７がテーパピン１７ａを介してこれと一体に回転可能に
取り付けてある。各駆動歯車１７は上述した変位歯車９
とサーボモータ１４の回転によって連動可能にそれぞれ
噛合している。

【００１５】可動側ベース５の４隅外側には、可動ロー
ラ６の変位量を検出するための変位センサ１８が設けら
れている。変位センサ１８は、可動側ベース５に固着さ
れている変位センサ取付ブロック１９に固定部材１９ａ
により固定されている。

【００１６】変位センサ１８としては、例えば、電磁コ
イルを縦に設置し、その内側に可動鉄心を設け、この可
動鉄心の下端部にセンサヘッド１８ａを設けたものから
なる差動変圧式センサなどが用いられる。

【００１７】変位センサ固定ブロック１９ａの下方には
固定側ベース２に取り付けられた検出プレート２０が配
設されている。検出プレート２０のセンサヘッド１８ａ
と対向する位置にはねじ穴が設けられており、ねじ穴に
はねじ穴に螺合する軸部を有する度当たり２１が螺合し
ている。度当たり２１はねじ部によってセンサヘッド１
８ａの零点調整が可能である。

【００１８】ローラ矯正装置の本体部分は、安全操業、
騒音防止、美観等の観点からカバー２２で覆われてい
る。

【００１９】次に、本発明のローラ矯正装置の制御手段
Ｂの構成について説明する。図３に示すように、ローラ
矯正装置の制御手段Ｂには、作業者が矯正する板材Ｗの
材質、厚さ、ロール径、幅等の諸条件を入力したり、作
業中の状況を表示するためのシステムコントローラであ
るパソコン（以下「ＰＣ」という。）５１と、ＰＣ５１
により入力された諸条件に基づいて可動ローラ６の押込
量を決定するためのプログラムを持つ記憶回路５２と、
記憶回路５２の処理結果に基づいてローラ矯正装置を稼
動させる中央制御装置（以下「ＣＰＵ」という。）５３
とを有している。ＣＰＵ５３はモータ駆動回路５４およ
び変位センサ１８と接続されている。ＣＰＵ５３とモー
タ駆動回路５４は、ＣＰＵ５３からモータ駆動回路５４
へのサーボモータ１４の駆動量の指示とモータ駆動回路
５４からＣＰＵ５３へのサーボモータ１４の駆動完了と
が両方向で信号がやりとりされるようになっており、Ｃ
ＰＵ５３と変位センサ１８は、変位センサ１８から現在
の可動ローラ６の押込量の測定値が一方向で送られてく
るようになっている。モータ駆動回路５４とサーボモー
タ１４は、エンコーダ信号ケーブル１５およびモータ駆
動ケーブル１６によって接続されている。

【００２０】本発明のローラ矯正装置で矯正する板材Ｗ
は、ロール材であるため、矯正作業が進むにしたがって
ロール材の径が変化する。ゆえに、常に適切な板材Ｗの
矯正を行なうためには可動ローラ６の押込量をロール材
の径に追従して変化させる必要がある（図５参照）。そ
こで、記憶回路５２には、変化していく上記ロール材の
ロール径に対応して上記可動ローラ６の押込量を変更さ
せるプログラムが記憶されているのである。

【００２１】変化していくロール径に対応した可動ロー
ラ６の押込量は、本実施例においては、板材Ｗは矯正し
た後に続けてプレス機（図示せず）に送られてプレスさ
れるような構成であるため、プレス機から出力されるプ
レス回数に基づいて決定している。しかし、可動ローラ
６の押込量は、これに限ることなく、他には、ロール材
の径や重量またはロール材の送込量等を測定することに
よって決定することができる。

【００２２】次に、本実施例のローラ矯正装置の動作に
ついて、図４に示すフローチャートにしたがって説明す
る。詳しくは、制御手段Ｂによる可動ローラ６の押込量
の調整、すなわち制御手段Ｂによる調整手段Ａの制御に
ついての説明である。なお、４ヶ所の調整手段Ａについ
て同様に並行して処理が行なわれるので図４の中の「軸
１、２、３、４」については「軸ｎ」と述する。

【００２３】初めに、矯正するロール状の板材Ｗの諸条
件がＰＣ５１から入力されると、そのデータに基づいて
記憶回路５２のプログラムを用いて現時点での最適な可
動ローラ６の押込量を算出、つまりは各々のサーボモー
タ１４の駆動量を算出し、ＣＰＵ５３へその算出結果で
ある設定値が入力される（設定値入力）。一方、現時点
での可動側ベース５の位置、つまりは各々の可動ローラ
６の押込量が各々の変位センサ１８により測定されてお
り、ＣＰＵ５３はその測定値を取得する（軸ｎ測定値取
得）。そこで、ＣＰＵ５３において軸ｎの設定値と測定
値の差が算出される（軸ｎ設定値と測定値の差を算
出）。算出された差はパルス変換されて（差→パルス変
換）、各々の調整手段Ａを調整するためにＣＰＵ５３か
ら各モータ駆動回路５４にパルスが出力され、軸ｎのサ
ーボモータ１４が駆動（軸ｎサーボモータ移動）して可
動ローラ６の押込量が調整される。各サーボモータ１４
は駆動を完了すると、サーボモータ１４に内蔵するエン
コーダにより確認されてエンコーダ信号ケーブル１５に
よって各モータ駆動回路５４へ完了が伝えられ（軸ｎ位
置決め完了）、各モータ駆動回路５４はサーボモータ１
４の駆動完了をＣＰＵ５３へ伝える（４軸位置決め完
了）。可動ローラ６の押込量は４軸の位置決め完了後も
各々の変位センサ１８により測定されており、ＣＰＵ５
３はその測定値を再び取得し（軸ｎ測定値取得）、ＣＰ
Ｕ５３において軸ｎの設定値と測定値の差が算出される
（軸ｎ設定値と測定値の差を算出）。そして、設定値と
測定値の差が絶対値で０．０１ｍｍ以下（｜（設定値）
−（測定値）≦０．０１｜）に収まってない場合は再
び、設定値入力後の所に戻って同様の作業を行なう。設
定値と測定値の差が絶対値で０．０１ｍｍ以下に収まれ
ば、調整手段Ａの調整は、ロール状の板材Ｗの矯正作業
が進むにしたがってロール径が変化していってある時点
で再びＰＣ５１により設定値を変える判断がなされるま
では一旦終了となる。設定の変更は、図５に示すよう
に、供給される板材Ｗの矯正作業が進むにしたがって変
化していくロール径に対応した可動ローラ６の押込量が
自動的に設定される。

【００２４】なお、変位センサ１８による可動ローラ６
の押込量は常時測定されており、矯正作業中に設定値と
測定値の差が絶対値で０．０１ｍｍ以上になった場合は
上述のフローチャートにしたがって可動ローラ６の押込
量の修正が行なわれる。

【００２５】これらの動作はいずれの調整手段Ａについ
ても押込量の変化に対応して行なわれるものであり、各
調整手段Ａごとに押込量が自動調整可能でありロール状
の板材Ｗの矯正作業が自動化される。

【００２６】サーボモータ１４の駆動によって変位歯車
９が回転して調整手段Ａが可動ローラ６の押込量を調整
するのであるが、具体的には、変位歯車９が右回転する
場合、変位歯車９は調整軸４に沿って下降するため、可
動側ベース５が圧縮ばね７に抗して下降することによっ
て調整軸４の近くに位置する可動ローラ６の押込量は大
きくなる。逆に、変位歯車９が左回転する場合、変位歯
車９は調整軸４にそって上昇するため、可動側ベース５
が圧縮ばね７によって上昇することによって調整軸４の
近くに位置する可動ローラ６の押込量は小さくなる。

【００２７】矯正作業中に可動ローラ６の押込量にずれ
が生じて修正することに関しては、具体的に述べると次
のようなことである。可動側ベース５のいずれかの一角
が変位すると、この変位はセンサヘッド１８ａを昇降さ
せることになり、センサヘッド１８ａの昇降によりこれ
と一体の鉄心を昇降させて変位センサ１８を構成するコ
イルを変位量に対応した起電力を生じさせる。この起電
力はデジタル変換されて制御手段Ｂにフィードバックさ
れ、これを受けた制御手段Ｂでは、この変位量に対応し
てその場所の押込量を設定値に戻すために必要な命令信
号をモータ駆動回路５４に出力し、モータ駆動回路５４
はモータ駆動ケーブル１６を介してサーボモータ１４へ
駆動命令を出力する。サーボモータ１４の回転は駆動歯
車１７を介して変位歯車９を必要な回転角だけ回転させ
る。サーボモータ１４の回転はサーボモータ１４のエン
コーダにより確認され、エンコーダ信号ケーブル１５に
よってモータ駆動回路５４へ完了が伝えられる。

【００２８】ロール状の板材６については、図１の正面
に開口している投入口Ｍにガイド（図示せず）を用いて
送り込まれ、板材Ｗは図２の左側から固定ローラ３と可
動ローラ６との間に進入する。ここに進入した板材Ｗ
は、上下の固定ローラ３および可動ローラ６によって交
互に押され変形しながら進行し、図２の右側から出てく
るときには平坦になっている。

【００２９】ここで、板材Ｗが固定ローラ３と可動ロー
ラ６との間を進行する際に、一方のローラによって他方
の隣接するローラ間の凹部に押し込まれる深さ、すなわ
ち押込量は、入口側では大きく、出口側に近くなるにし
たがって小さくなっていくように設定されている。その
ため、４隅に設けてある調整手段Ａによる押込量はそれ
ぞれ独自に設定する必要がある。特に入口側と出口側と
の押込量の設定には注意を要する。

【００３０】本実施例においては、４ヶ所で可動ローラ
６の押込量を自動調整するように構成してあるが、これ
を入口側と出口側の２ヶ所で自動調整するようにしても
構わない。２ヶ所で可動ローラ６の押込量を自動調整す
るように構成すれば、構成が簡単になるので装置として
コスト低減につながることになる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、供給される板材の矯正
作業が進むにしたがって変化していくロール径に対応し
た可動ローラの押込量が制御手段により算出され調整手
段が制御されるので、熟練を要することなく常に最適な
可動ローラの押込量に自動的に変更される。

【００３２】また、４ヶ所で可動側ベースの変位量を検
出する変位センサが備えられているので、この変位セン
サによる可動側ベースの変位量の検出データを基準に制
御手段により調整手段を用いて可動ローラの押込量が自
動的に調整可能であり、押込量を正確に維持可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のローラ矯正装置の一実施例の部分断面
側面図である。

【図２】本発明のローラ矯正装置の一実施例の部分断面
正面図である。

【図３】本発明のローラ矯正装置の制御手段の構成を示
すブロック図である。

【図４】制御手段が可動ローラの押込量を調整する流れ
を示すフローチャートである。

【図５】供給されるロール材の半径と可動ローラの押込
量の関係を示す図である。

【符号の説明】

２ 固定側ベース ３ 固定ローラ ５ 可動側ベース ６ 可動ローラ １８ 変位センサ Ａ 調整手段 Ｂ 制御手段 Ｗ 板材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側ベースに並設してある複数の固定
   ローラと、上記固定側ベースに対して進退可能に設けら
   れた可動側ベースに上記各固定ローラの間隔の中間位置
   に配設してある複数の可動ローラとからなり、上記可動
   側ベースを変位させることによって上記可動ローラの押
   込量を調整する調整手段を少なくとも２か所に備えてい
   るローラ矯正装置において、 供給される板材がロール材であり、矯正作業が進むに従
   って変化する上記ロール材のロール径に対応して上記可
   動ローラの押込量を変更させる制御手段を設け、この制
   御手段を介して上記調整手段を制御するように構成した
   ことを特徴とするローラ矯正装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のローラ矯正装置におい
   て、上記調整手段の近傍には上記可動ローラの押込量を
   測定する変位センサが設けられており、上記変位センサ
   の出力を上記制御手段にフィードバックして上記可動ロ
   ーラの押込量を微調整することを特徴とするローラ矯正
   装置。