JPH0970754A - 鋼帯の連続研磨設備の研磨制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨ベルトの消耗の如何にかかわらず鋼帯の研
磨目を長手方向で均一に維持することができる鋼帯の連
続研磨制御方法を提供する。 【解決手段】コンタクトロール３で回転駆動される研磨
ベルト１を鋼帯Ｗの表面に接触させるとともに裏面側か
らビリーロール４で鋼帯Ｗに研磨圧力を負荷しつつ表面
研磨を行うにあたり、研磨装置１０の出側における研磨
表面の研磨目の変化を研磨目測定センサ１１で検出し、
その検出値に基づいて研磨制御装置２０で連続研磨装置
１０において研磨目に影響する複数の研磨条件の少なく
とも一つを自動制御して鋼帯Ｗの長手方向の研磨目を均
一化させる。前記研磨条件として、鋼帯送り速度，研磨
ベルト周速，研磨電流，ブレーカアングル，コンタクト
ロールとビリーロールとのオフセット量等が利用でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の連続研磨な
いし研削（以下、研磨という）の制御方法に関し、特
に、ベルト研磨における鋼帯の表面品質をむらなく均一
に保つようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋼帯の表面を研磨する方法とし
ては、ベルト研磨が多く用いられている。図４は従来の
ベルト式の鋼帯連続研磨装置の概要を示すものである
〔第３版鉄鋼便覧III(1)，圧延基礎・鋼板，日本鉄鋼協
会編，P700〜701 〕。すなわち、エンドレスのリング状
研磨ベルト２１をテンションロール２２と駆動モータ２
５により回転駆動させるコンタクトロール２３との間に
巻装し、鋼帯Ｗはそのコンタクトロール２３と油圧によ
り昇降するビリーロール２４との間を通して送り、裏面
側からビリーロール２３で鋼帯Ｗに研磨圧力を負荷し
て、研磨油を噴射させつつ研磨ベルト２１を鋼帯表面に
圧接回転させて表面研磨する。

【０００３】このようにして鋼帯Ｗの表面を研磨する
と、鋼帯Ｗの被研磨面には使用した研磨ベルト２１の番
手数に応じて研磨目が形成される。この研磨目は、同一
番手の研磨ベルトで研磨を続けると、そのベルトの消耗
と共に鋼帯の長手方向で変化していく。ところで、従
来、鋼帯の連続研磨において、その研磨面の品質を自動
的に管理するということは特には行われておらず、研磨
ベルトの消耗に伴う研磨目の変化に対して、予め定めた
所定範囲内の研磨目が得られているか否かを目視で評価
して研磨装置の運転を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の鋼帯研磨におけ
る品質管理は、上記のように研磨目の上限（細目）と下
限（粗目）を設定しておいて、その範囲内に研磨目がお
さまるように目視で判定するという方法で行われ、当該
設定範囲外となったときに研磨ベルトを新品と交換して
いる。

【０００５】しかしながら、こうしたやりかたで設定範
囲内の研磨目と判定され合格品とされる製品鋼帯であっ
ても、研磨ベルトの交換前後では上限値近くのものと下
限値近くのものとが接近して製造されることになり、こ
れを切断して鋼板製品として出荷されたものが、例えば
屋根や壁面等に並べて使用されるようなことがあり得
る。このように、研磨目が上限に近いものと下限に近い
ものとが並んで使われた場合には、研磨目の長短，細か
さの度合い等が光沢に比例することから、やはり両者の
研磨目の違いが見た目の違いとして歴然と表れてしま
い、商品価値の低下を招くおそれが多いという未解決の
課題があった。

【０００６】また、研磨目の目視評価は、上限の見本板
及び下限の見本板と比較して目視で行われるために、研
磨目のバラツキも大きくなり易いという問題もある。そ
こで本発明は、このような従来の技術の未解決の課題に
着目してなされたものであり、研磨ベルトの消耗の如何
にかかわらず鋼帯の研磨目を長手方向で均一に維持する
ことができる鋼帯の連続研磨制御方法を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、コンタクトロールで回転
駆動される研磨ベルトを鋼帯の表面に接触させるととも
に裏面側からビリーロールで当該鋼帯に研磨圧力を負荷
しつつ表面研磨を行う鋼帯の連続研磨装置の研磨状態を
制御する制御方法であって、研磨装置の出側における研
磨表面の研磨目の変化を検出し、その検出値に基づいて
研磨目に影響する複数の研磨条件の少なくとも一つを調
整して鋼帯の長手方向の研磨目を均一化させるものであ
る。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
おける複数の研磨条件が、鋼帯送り速度，研磨ベルト周
速，研磨電流，ブレーカアングル，前記コンタクトロー
ルとビリーロールとの鋼帯送り方向のずれ量（オフセッ
ト量）からなり、このうちの少なくとも一つの研磨条件
を調整するものである。本発明の発明者らは、鋼帯表面
のベルト研磨において発生する研磨目の変化をもたらす
要因としては、研磨ベルトの消耗以外にも、研磨ベルト
の周速度，ライン速度（鋼帯の送り速度），研磨電流，
ブレーカアングル，コンタクトロールとビリーロールと
のオフセット量の変化等があることに注目した。すなわ
ち、研磨ベルトの周速を速くする程、ライン速度を遅く
する程、研磨電流を低下させる（すなわちビリーロール
の研磨圧力を軽くする）程、ブレーカアングルを大きく
とるほど、コンタクトロールとビリーロールとのオフセ
ット量を小さくする程、研磨目の長さが短くなる。そこ
で、これらの要因のうちの少なくとも一つを制御対象と
し、鋼帯の研磨目長さをフィードバック制御する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態例を
示す図である。先ず、構成を説明すると、本実施形態例
の鋼帯の連続研磨装置１０は、エンドレスの研磨ベルト
１がアイドルロール２とコンタクトロール３との間に巻
装されている。アイドルロール２はロール両端部が図外
の油圧シリンダ装置で昇降自在に支持されて研磨ベルト
１の張力を調整するようになっている。コンタクトロー
ル３は一端側に連結された図外の回転駆動モータにより
回転して研磨ベルト１を駆動させる構造になっており、
その回転駆動モータの回転速度を制御することにより研
磨ベルト１の周速度を調整するようになっている。

【００１０】上記コンタクトロール３の下方には油圧に
より昇降するビリーロール４が配設されており、被研磨
材の鋼帯Ｗをコンタクトロール３に対し押し付けて研磨
力を負荷する。そのビリーロール４の昇降で研磨力を変
化させ得るが、研磨力の変化はコンタクトロール３を回
転駆動させる図外の回転駆動モータの電流（研磨電流）
の変化となってあらわれるから、実際にはその研磨電流
を検出して研磨力を制御することができる。

【００１１】前記ビリーロール４の鋼帯入り側と出側に
は、それぞれブレーカロール５，６が設置され、鋼帯Ｗ
に対し所要の張力を付与している。ブレーカロール５を
上下に変位させてビリーロール４に送り込まれる鋼帯Ｗ
の進入角度即ちブレーカアングルαの大きさを調整する
ことで、鋼帯Ｗの張力を加減することができると共に、
鋼帯Ｗと研磨ベルト１との接触面積を変えることができ
る。

【００１２】また、前記コンタクトロール３とビリーロ
ール４とは、軸心を前後（鋼帯送り方向）にずらしてオ
フセットさせることができ、そのオフセット量ＯＦを調
整することによりビリーロール４によるコンタクトロー
ル３への押し付け位置を変化させることができる。この
連続研磨装置１０には、図１に示すように、連続研磨装
置１０の出側の研磨された鋼帯の被研磨面の研磨目の変
化を検出する研磨目測定センサ１１と、その検出値に基
づいて連続研磨装置１０の研磨目に関する複数の研磨パ
ラメータ（後述）の少なくとも一つを調整して鋼帯Ｗの
長手方向の研磨目を均一化させる研磨制御装置２０が設
置されている。

【００１３】前記研磨目測定センサ１１は、例えばＣＣ
Ｄ，レーザ光等を利用して鋼帯研磨面の光沢などの光学
的特性の変化を検出した検出信号を出力するものであ
る。前記研磨制御装置２０は、研磨目測定センサ１１の
出力信号を受けて研磨目信号Ｋに変換して出力する研磨
目変換器１２と、この研磨目変換器１２の研磨目信号及
び研磨目パターン設定器１５の出力信号とを受けて研磨
目変化量ΔＫを演算する研磨目変化量演算器１３と、こ
の研磨目変化量演算器１３の演算結果を受けて研磨目変
化量ΔＫに応じた制御信号を連続研磨装置１０に出力す
る研磨制御装置本体１４とを備えている。前記研磨目パ
ターン設定器１５には、製品鋼帯Ｗの要求品質，使用研
磨ベルト１の番手数等に応じて定められた研磨目情報が
予め設定されている。

【００１４】次に、本実施形態例の研磨目測定センサ１
１と研磨制御装置２０とにより連続研磨装置１０の運転
を制御して、鋼帯Ｗの研磨目の均一化を達成する方法に
ついて説明する。先に、鋼帯表面のベルト研磨において
研磨目の変化をもたらす要因としては、研磨ベルトの消
耗以外にも、研磨ベルトの周速度，ライン速度，研磨電
流，ブレーカアングル，コンタクトロールとビリーロー
ルとのオフセット量ＯＦ（以下、単に「ロールオフセッ
ト量」という）の変化等があることを述べた。図２
（ａ）〜（ｅ）は、これらの要因と研磨目長さとの関係
を定性的に表している。 （ａ）ライン速度と研磨目とは右上がりの関係である。
鋼帯Ｗの送りを速くする程研磨ベルト１と鋼帯Ｗの接触
距離が長くなり、その結果研磨目が長くなる。 （ｂ）ベルトの周速度と研磨目とは右下がりの関係であ
る。研磨ベルト１の周速（すなわちコンタクトロール３
の回転速度）を遅くする程、研磨ベルト１と鋼帯Ｗの接
触時間が長くなり、その結果研磨目が長くなる。 （ｃ）研磨電流と研磨目とは右上がりの関係である。ビ
リーロール４を上げてコンタクトロール駆動モータの研
磨電流を増大させる程、研磨圧力が大きくなり、その結
果研磨目は深く且つ長くなる。 （ｄ）ブレーカアングルαと研磨目とは右下がりの関係
である。ブレーカロール５を上げてブレーカアングルα
を小さくする程、研磨ベルト１と鋼帯Ｗとの接触面積が
大きくなり、その結果研磨目が長くなる。 （ｅ）ロールオフセット量ＯＦと研磨目とは右上がりの
関係である。コンタクトロール３とビリーロール４との
軸ずれを大きくする程、研磨ベルト１と鋼帯Ｗとの接触
面積が大きくなり、その結果研磨目が長くなる。

【００１５】本実施形態例では、上記の関係を研磨目の
制御に利用する。連続研磨装置１０のアイドルロール２
とコンタクトロール３との間に新品の研磨ベルト１を装
着し、その研磨ベルト１とビリーロール４の間に鋼帯Ｗ
を通し、前後のブレーカロール５，６によりブレーカア
ングルαを与えて鋼帯Ｗに張力をかけた状態で、鋼帯Ｗ
を所定の送り速度で送りながら連続的に研磨を行う。研
磨された鋼帯Ｗの被研磨面は、研磨目測定センサ１１に
より走査されてその研磨目が逐一検出される。この検出
信号は、研磨制御装置２０内の研磨目変換器１２に送ら
れて研磨目信号Ｋに変換される。この研磨目信号Ｋは研
磨目変化量演算器１３に入力される。

【００１６】研磨目変化量演算器１３は、入力される研
磨目信号Ｋと、予め鋼帯製品毎に定めた研磨目パターン
情報が入力されている研磨目パターン設定器１５の出力
信号（研磨目の目標値）とを受けて目標値との偏差であ
る研磨目変化量ΔＫを演算し、ΔＫがプラスであれば研
磨目長さが短すぎる、反対にマイナスであれば研磨目長
さが長すぎるとして過不足に応じた演算結果を研磨制御
装置本体１４に出力する。研磨制御装置本体１４は、入
力された研磨目変化量ΔＫに基づいて研磨目長さの過不
足を補うように連続研磨装置１０における研磨条件をフ
ィードバック制御する。その場合の制御の対象とする研
磨条件としては、研磨ベルトの周速度，ライン速度，研
磨電流，ブレーカアングルα，ロールオフセット量ＯＦ
のうちから少なく共一つが選定される。

【００１７】図３は、本実施形態例の研磨制御の態様
を、従来の連続研磨装置１０における場合と比較して示
したものである。すなわち、従来は上記研磨条件を一定
に保持して研磨を行っている。研磨ベルト１の新しいと
きは研磨目の長さが最も長く、次第に研磨ベルト１が摩
耗するにつれて研磨目の長さが短くなっていく。その研
磨目の変化に対して基準試料との比較による目視評価を
行って、研磨目が許容範囲で最も短くなる摩耗の上限に
達したときにベルト交換を行ない、改めて新品ベルトを
使用した研磨運転を行っていた。従って、研磨ベルト交
換の前後で製品鋼帯の研磨目に上下限の段差が発生する
ことが避けられなかった。

【００１８】これに対して、本実施形態例では、研磨目
測定センサ１１で鋼帯Ｗの研磨面の研磨目を常時検出
し、予め設定した研磨目との過不足に応じて上記研磨条
件の少なくとも一つをフィードバック制御する。例えば
研磨条件としてブレーカアングルαを選定したとすれ
ば、ブレーカロール５を研磨の進行と共に次第に上げて
ブレーカアングルαが小さくなる（右下がりになる）よ
うに制御することにより、研磨ベルト１と鋼帯Ｗとの接
触面積を少しずつ大きくして研磨目を長くしていく。こ
うして研磨目長さの経時的短小化が相殺され、結果とし
て製品鋼帯の研磨目を許容範囲の中心値に略一致させて
一定に維持することができる。ブレーカアングルαの大
きさが予め設定した限度に達したときに、研磨ベルト１
の交換をおこない、改めて上記制御の下に連続研磨装置
１０の運転を続行する。従って、研磨ベルト１の交換の
前後でも一定の研磨目が得られる。

【００１９】ブレーカアングルα以外の研磨条件を連続
研磨装置１０における制御の対象として選定した場合も
上記に準じて行えばよく、同様の効果が達成される。勿
論、複数の研磨条件を選定して制御することも可能であ
る。なお、上記実施形態例の説明では、研磨目の変化量
（ΔＫ）として研磨目長さを採用したが、長さ以外に、
研磨目の幅や深さ等を研磨目のパラメータとしてもよ
く、その場合には製品の長手方向に一層均一な研磨目が
得られる。

【００２０】また、研磨条件の一つとしてライン速度を
選ぶ場合には、ライン速度を下げる方向の制御では生産
性を低下させてしまうことになり好ましくないが、図３
からも明らかなように、本発明の連続研磨制御方法にあ
っては、研磨ベルトの消耗による研磨目変化（研磨目の
短小化）に対しライン速度を上げて対処できるものであ
るから、生産性低下の恐れはない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨装置の出側における研磨表面の研磨目の変化に応じ
て、研磨目に影響する複数の研磨条件の少なくとも一つ
を自動制御することにより鋼帯の長手方向の研磨目を均
一化させるものとしたため、鋼帯の研磨目を長手方向で
均一化することが可能となり、これにより研磨目の目視
判定による誤判定やバラツキを無くすことができて、研
磨ベルトの消耗による研磨目変化の問題が解消され商品
価値を高められるという効果を奏する。

【００２２】さらに、需要に応じた研磨目の要求に対し
て研磨パターンを入力するだけで即応することができる
という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例の制御ブロック図であ
る。

【図２】研磨目長さに及ぼす研磨装置の各研磨条件の影
響を表した図である。

【図３】本発明の制御方法の態様を従来と比較して示し
た図である。

【図４】従来のベルト式鋼帯表面研磨装置の要部構造の
一例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 研磨ベルト ３ コンタクトロール ４ ビリーロール ５ ブレーカロール １０ 連続研磨装置 １１ 研磨目測定センサ １２ 研磨目変換器 １３ 研磨目変化量演算器 １４ 研磨制御装置本体 １５ 研磨目パターン設定器 ２０ 研磨制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンタクトロールで回転駆動される研磨
   ベルトを鋼帯の表面に接触させるとともに裏面側からビ
   リーロールで当該鋼帯に研磨圧力を負荷しつつ表面研磨
   を行う鋼帯の連続研磨設備の研磨状態を制御する制御方
   法であって、前記研磨装置の出側における研磨表面の研
   磨目の変化を検出し、該検出値に基づいて研磨目に影響
   する複数の研磨条件の少なくとも一つを調整して鋼帯の
   長手方向の研磨目を均一化させることを特徴とする鋼帯
   の連続研磨制御方法。
2. 【請求項２】 前記複数の研磨条件が、鋼帯送り速度，
   研磨ベルト周速，研磨電流，ブレーカアングル，前記コ
   ンタクトロールとビリーロールとの鋼帯送り方向のずれ
   量（オフセット量）からなることを特徴とする請求項１
   記載の鋼帯の連続研磨制御方法。