JPS62130704A - 冷間ピルガミルにおける材料送り方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 こノ発明は冷間ピルガミルにおいて材料を圧延機本体に
送り込む材料送り方法に関し、更に詳しくは、この材料
送りを行うフィードキャリッジの後退位置の制御方法に
関する。

〔従来の技術〕

冷間ピルガミルはシームＶス管の製造機の１つで、特に
高い寸法精度が要求される管の製造に多用される。第２
図はこのミルの全体機構の一例を模式的に示した側面図
で、１は材料装入部、２は材料送り部、３は圧延機本体
である圧延部、４は駆動部を表わしている。

材料装入は、前後一対のワイヤシーブ１ｌｌ）　ｔｉｌ
１間に張設されたワイヤ（１２）にて装入ブツシャ（１
３を駆動し、そのブツシュロッド圓で次材料（５）を材
料送り部（２）へ押込むことにより行われる。ｔ１５１
はブツシュロッド（卸を支持するブツシャキャリッジ、
（旧はワイヤ（１２１に張力を与える油圧シリンダー、
αηはワイヤ１１’ｌＪを１駆動するドラム、（ＩＩＨ
よドラム０ηの駆動用モータである。

材料送り部（２）においては、装入された複数本の材料
＋６１　＋６＋・・・のうち、最後尾の材料（６）の尾
端がフィードキャリッジＣＤにおいて支持され、この状
態でフィードキャリッジＱυを前進させることにより最
先行の材料（６）が圧延部（３）へ送込まれる。フィー
ドキャリッジ１２Ｄは、これに螺合する送りねじ［有］
をモータ（２滲にて回転させることにより駆動される。

圧延部（３）においては、上下一対のキャリバーロール
（３１）　（３１）を備えたロールスタンドｃ３のが前
後進を繰返すことにより、最先行の材料（６）が圧延を
受ける。材料ｆ６１　ｔ６１・・・にはマンドレル（３
３）が挿入されており、その先端はキャリバーロール（
３１）（３１）間に位置し、尾端は材料送り部（２）の
後部に配置され１　　　　　　たマンドレルチャック（
ロ）にて把持される。

材料送り部（２）から圧延部（３）への材料送込みは、
ロールスタンド（３２）が１回前後進する毎に間欠的に
行われ、同時にマンドレルチャック囚及びロールスタン
ド（３２）の出入口側に設けた図示しない材料チャック
が所定角回転してマンドレル（３３）と圧延中の材料（
６）に回転を与える。また、材料送り部（２）への材料
装入は、既に装入された材料（６）の中の最先行の材料
（６）が圧延を終了した時点、もしくは最後尾の材料（
６）の後方に所定の空隙が生じた段階で行われ、その際
圧延は中断され、マンドレル（３３）もそのチャック（
２）から離されて材料挿入を許容する。

圧延部（３）の駆動部（４）は主モータ（４υ、主クラ
ッチ（４の、小プーリ（４３）、ベルト■、大プーリ（
４５）、クランク■およびコンロッド（４７）を備え、
この順で主モータ（４υの動力をロールスタンド（３２
）に伝達してその前後進を行わしめる。

ロールスタンド（３つの前後進、マンドレルチャック（
ハ）の回転およびフィードキャリッジ（社）の間欠移動
等は、機械的あるいは電気的な連動機構により同期され
ている。

ところで、このような冷間ピルガミルにおいては、次材
料（５）の装入タイミングは、前述したとおり、最先行
の材料（６）が圧延を終了した時点、最後尾の材料（６
）の後方に所定の間隙が生じた段階の２通りがある。（
以下、前者を前基準、後者を後基準という。）次材料（
５）の装入は圧延を一時的に停止して行われるが、圧延
を停止するとその間にキャリバーロールＧυ（３１）が
冷却されキャリパ−形状が変化するので、圧延再開直後
の圧延部分は寸法的に問題があるとされている。後基準
で材料装入を行うものでは、たとえ同一仕様の材料でも
寸法誤差があるため、材料のどの位置で圧延が停止され
るかを判断することは難しく、圧延停止位置を一定させ
得ない。これに対し前基準で材料装入を行うものでは、
１本の材料の圧延が終了した段階で正確に圧延が停止さ
れ、圧延停止に伴う寸法精度低下部分を後続材料の最先
端部分に集中させることができる。寸法精度低下部分を
材料最先端に集中させることができれば、切除で対処で
きるので、高精度が要求されるものはもっばら前基準で
次材料（５）の装入が行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、圧延に供される材料は同一仕様でも寸法誤差
があるため、全部が同じ長さではない。

このため、前基準で次材料（５）の装入を行おうとした
場合、最後行の材料（６）の後方に生じる間隙の長さも
、そこに装入される次材料（５）の長さも一定しない。

材料送りを行うフィードキャリッジ２１は、次材料（５
）の装入のたびに後退し、装入された材料の後端を支持
固定するが、上述のような寸法変動があるため、その後
退位置は一定しない。このため、フィードキャリッジＱ
υの自動化は難しく、従来はその後退位置を予め位置決
めされたリミットスイッチ憾よって半ば機械的に設定し
、後退位置の変動に対しては作業者がリミットスイッチ
を移動させることで対処していたが、当然のことながら
能率が低く、精度も悪（、また、たとえこの自動化が実
現されたとしても、次のような大きな問題がある。

フィードキャリッジＱ旧こは、材料（６）ヲ固定するた
めのチャックが備わっている。このチャックは材料送り
時には材料（６）を固定し、材料装入時には材料（６）
の通過を許容するものでなければならない。

形式的には材料送り時に材料（６）の後端面を押し、材
料装入時に押し具が開くものと、材料送り時に材料（４
）を周囲から把持し、材料装入時には把持具がそのまま
管径方向に開放されるものの２種類に大別される。材料
（６）の後端面を押す形式のものでは、特に問題はない
が、材料（６）を把持ｒる形式のものでは、チャックが
材料（６）を押した際に材料（６）に対して滑動を起す
ことがある。この滑動は予期できる性質のものではない
ので、フィードキャリッジＩ２１）の自動制御中にこの
滑動が起ると、材料（６）の把持位置が前方へずれ、こ
のずれが累積されて常時材料（６）の中央部寄りを把持
するようになる。

材料（６）の把持部分は損傷を受けることが多々あり、
この場合は圧延後切除されるので、把持部分が管端から
離れた場合は切除部分を増大させ、歩留り低下を生じる
ことになる。

本発明は前基準で材料装入を行い、かつ把持式のチャッ
クを備えた冷間ピルガミルにおいて、斜上の問題点を解
決し得る材料自動送り方法を提供することを第１の目的
とする。

本発明の第２の目的は、材料の自動送りが開始されるま
での事前準備作業を容易かつ迅速ならしめ、その後の自
動送りと相まって作業能率を著しく向上させ得る材料自
動送り方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の材料送り方法は次の（Ｄ〜■からなる。

■　圧延に先だって材料をその装入限度本数まで装入す
る。

■　装入された材料の本数をＮとして、すくなくともＮ
本の材料の圧延が終了するまでは、フィードキャリッジ
を１本の材料の圧延路ｒ位置から、新たに装入された材
料の長さ分だけ後退させる。

■　ｒくなくともＮ本の材料の圧延が終了してからは、
圧延終了毎にその時点で装入されている未圧延材料の長
さの総和から最後行材料の後端位置を推定し、この位置
をチャックで把持できるところにフィードキャリッジを
後退させる。

〔作　用〕

材料送り部（２）には複数本の材料（６）が装入され待
機している。前基準で次材料（５）の装入を行う方式で
は、１本の材料（６）が圧延を終えると、次材料（５）
の装入が行われる。１本の材料（６）の圧延が終了した
時点で、フィードキャリッジａを圧延終了位置から、新
たに装入された材料（６）の長さ分だけ後退させて材料
把持を行うようにすれば、すなわち■の制御を行えば、
理論上は新たに装入された材料（６）の後端を把持てき
、材料送りの自動化が達成される。

しかしながら実際は、フィードキャリッジＱ１１のクラ
ンプが把持式であることに起因して、材料（６）の把持
位置がずれる危険があり、この点を抜きにした自動化は
無意味である。本発明の材料送り方法においては、圧延
に先だって装入した材料本数Ｎに基づいて圧延中の材料
送り制御を前半、後半の２つに分ける。そして、前半の
制御では前述した■の制御を、後半の制御では■の制御
、すなわち圧延終了毎にその時点で装入されている未圧
延材料の長さの総和から最後行材料の後端位置を推定し
、この位置までフィードキャリッジを後退させる制御を
行う。■の制御では、ミルの側からではなく、材料の側
から最後行材料の後端位置を推定するから、フィードキ
ャリッジの把持位置のズレに関係なく正確な後端位置が
認知される。したがって、圧延途中（１本の材料の圧延
途中ではない）で■の制御から■の制御に切替えること
により、切替え前に生じた把持位置のズレ（圧延本数が
少ないから大きなズレではない）か−挙に解消され、切
替え後は１本の圧延毎に把持位置のズレが解消されるか
ら、全体として把持位置のズレが弊害を生じるほど太き
（累積されることはない。

このように説明すると、圧延当初から■の制御を行うこ
とが考えられる。しかし、■の制御では装入材料の正確
な長さが必要であり、圧延当初から■の制御を行おうと
すると、圧延前に送り部（２）に事前に装入する材料の
測長作業も必要となり、事前作業が複雑化する。本発明
の材料送り方法では、材料の長さが必要なのは■の制御
からであり、したがって測長も（２）の制御からでよく
、■の事前装入では材料の測長作業が必要でない。■の
制御の前に■の制御を行うのは、無測長の事前装入から
、（Ｊの本制御へ移行するまでの「つなぎ」と考えても
よい。

■の制御を、少なくともＮ本の材料の圧延が終了ｒるま
で行うのは、事前装入されたＮ本の材料については長さ
が不明であり、少なくともこの分の圧延を終了するまで
は、装入されている未圧延材料の長さの総和が判明せず
、この総和を必要とする■の制御に移行できないからで
ある。■の制御に移行するのはＮ本の材料の圧延終了後
であればいつでもよいが、■の制御を長（行い過ぎると
、この制御期間に生じる把持位置のズレの累積が問題に
なることもあるので、Ｎ本の材料の圧延終了後、速かに
■の制御に切替えるのがよい。次に述べる実施例ではこ
の切替え時期を、ミルの材料送、１　　　　　　　り部
（２）に装入し得る未圧延材料の最大本数（Ｎｍａｘ≧
Ｎ）の圧延後に設定しである。

〔実施例〕

本発明を実施するにあたっては、材料送り部（２）に装
入しようとする次材料（５）の測長手段と、フィードキ
ャリッジ圓の位置検出手段と、圧延終了時期の検知手段
とが必要である。

本実施例では、測長手段については、装入ブツシャαｌ
が後退限にある時のブッシュロッドα４先端位置と材料
装入部（１）の入側に固定設置した材料センサーα■と
の距離から、次材料（５）の先端を材料センサーＯＩが
検出するまでの間に装入ブツシャ（１３１が前進した距
離を減じることにより材料長を検出するようにしてあり
１位置検出手段については、フィードキャリッジ（２１
１の送りねじの回転をアブソリュートロータリーエンコ
ーダー罰Ｃ検出してキャリッジ位置を検出するようにし
である。また、圧延終了時期の検知手段については、材
料送り部（２）の出側に設けた材料（６）の継目検出器
圓で材料継目を検出し、この検出時期と検出以降の圧延
による延び率とから圧延中の材料（６）の圧延終了時期
を推定するようにしである。

以下、本実施例における具体的手順を第１図イ）〜ν）
に基づいて段階的に説明する。

（ａ）、圧延を始めるにあたって、Ｕ）に示すように、
キャリッジ後退限と継目検出器との間の距離（ＬＪ）を
測定しておく。また、対象とするミルで圧延される最小
材料長さくＩ！ｐｒｎｉｎ）を定め、かつ（ＬＪ）　の
間に装入できる最大材料本数（Ｎｍａｘ）を下式により
求めておく。

Ｎｍａｘ＝ｘＬ、；ｖ÷Ｊｐｍｉｎ 但し、端数は切捨て Ｎは正の整数 ｌ）ｌ、（＝＝ｌに示すように、ロールスタンドとキャ
リッジ後退限との間に適数（≦Ｎｍａｘ）の材料を装入
し、装入済材料のうちの最後尾の材料の後端をキャリッ
ジ（厳密にはそのチャック）で把持する。そして、キャ
リッジの把持位置と材料後端との間の距離（ＬＩＲ８Ｔ
）を測定する。以上が事前作業である。

（Ｃ）、キャリッジを前進させて圧延を開始する（ハ参
照）。

ｌｄ）、（→に示すように、最先行材の圧延が終了する
と、その時点でのキャリッジ停止位置とキャリッジ後退
限との間の距離（Ｌｓ　Ｔ　ｌ　）を検出する。

（ｅ）、…）に示すように、新たな材料を測長して装入
し、装入された材ザの後端とキャリッジ後退限との間の
距離（ＸＦ　Ｂ　）を求める。この距離は、新たに装入
された材料の長さをｌ！ｐｌとして、下式で求める。

ＸＦＢ＝Ｌｓｔｔ”ＬＲｓｒ−１！ｐｔ（ｆ）、（へ）
に示すように％　ＸＦＢに基づいてフィードキャリッジ
を後退させｓ　ＸＦＢ≧０の時はキャリッジをその後退
限からＸＦＢの位置に停止させて材料を把持し、ＸＦＢ
　＜　Ｏの時はキャリッジを後退限で停止させて材料を
把持する。

（ｇｌ、（ｄ）　〜（ｆ　ｌを（Ｎｍａｘ　＋　１　）
回繰り返す。（ｆ　）　ＩｃおいてＸＦＢ　＜　Ｏのと
きは、次回の計算の際にＬＲＥＩＴとして−（ＸＦＢ）
を使用する。これが■の制御である。

（ｈｌ、（ト）に示すように、（Ｎｍａｘ＋１　）木目
の材料を把持した段階での下記材料長さＸｌ、Ｘｌ・・
・Ｘｉ’ｈａｘ　”１を計算し記憶しておく。

ｘｔ　＝最後尾材料長さくｌ！ｐｎ＋１）Ｘｌ　＝　Ｘ
Ｉ　十最後尾から２番目の材料長さく／ｐｎ）ＸＮｍａ
ｘ　”　１　＝　ＸＮｍａｘ十最先行材料長さく／ｐｘ
）＝最後尾材料から最先行材料までの長 さの総和 （ｉｔ、チ）に示ｒように、（Ｎｍａｘ＋　１　）木目
の材料の装入後、圧延中の材料の後端が継目検出器を通
過した時点における、キャリッジとその後退限との間の
距離（ＬＤＴ）を検出する。そして、叫に示すように、
この時の継目検出器から材料最後端までの長さくＡｌを
下式により計算する。

Ａ＝Ｌｙ−ＬＤＴ−ＬＲ８Ｔ （刀ではＬＲ８Ｔ＝Ｏとしているが、（ｆｌにおいてＸ
ＦＢ＜０のときはＬＲｆｌＴが正の値として存在する。

（ｊｌ、Ａと（ｈｌで求めたＸｔ　Ｎ　Ｘ２、Ｘ３・・
・■＋１　とを比較し、Ａに最も近いもの（Ｘｉ）を選
ぶ。Ａはミルの側から求めた装入未圧延材料の長さの総
和であり、キャリッジと材料との間にすべりが生じた場
合は、実際の材料の長さと一致しない。しかるに、Ａに
最も近いＸｉ（材料側から求めた実際の装入未圧延材料
の長さの総和）を選出することにより、すべりに影響さ
れない装入未圧延材料の長さを得ることができる。

飼、継目検出器より後にある実際の装入未圧延材料の長
さの総和がＸｉであることが判ったので、休）に示すよ
うに、この時の材料最後端とキャリッジ後退限との間の
距離（Ｂｌを下式により求める、。

Ｂ−ＬＪ−Ｘｉ ））、四）に示すように、圧延が進み、圧延中の材料の
圧延が終了し中断した時のキャレツジとその後退限間の
距離（Ｌｓで２）を検出する１、そして、ｈから、圧延
中断までにキャリッジが進んだ距離Ｃ）を下式により求
める。

Ｃ＝　ＬＳＴ２−　ＬＤＴ １ｍｌ、り）に示すように、圧延中断時における装入材
料最後端とキャリッジ後退限との間の距離０）を下式に
より計算する。

Ｄ＝Ｂ　＋Ｃ （ｎｌ、（〕）に示すように、新たな材料（長さ／ｐＨ
＋２）を装入し、この材料の後端とキャリッジ後退限と
ノ間ノ距離（ＸＦＢ２）を下式により求める。

ＸＦＢ２＝Ｄ−ｌ！ｐｍ ＝（ＬＪ−Ｘｉ）＋（ＬｓＴ−ＬＰＴ）　ｌｐｎ＋２ｆ
ａｔ、ＸＦＢ２≧Ｏの時はキャリッジを後退限からＸＦ
Ｂ２　の位置まで後退させる。ＸＦＢ２＜Ｏの時はキャ
リッジを後退限まで後退させる。

（ｐ）、ｈ　−ｎを繰り返す。これが■の制御である。

以上の制御を同一の材料仕様、製品仕様のものについて
行い、これらの仕様が変った場合はそれに応じて段取り
替えを行い、再び（ａｌ〜（Ｐｌの制御を行う。

第１表に示す冷間ピルガミルによる製管において、以上
の手順で実際に材料送りを行ったところ材料の把持位置
は材料後端から３０ｍｍの範囲内に収まった。

第　　　　　　１　　　　表 〔発明の効果〕 本発明の材料送り方法は材料送りを自動的に行うのみな
らず、材料の把持位置がずれた場合にもその累積が防上
され、把持位置のずれに伴う切捨部の増大を抑えて歩留
りの悪化を阻止する。

また、装入材料の長さに基づいて自動送りを行うにもか
かわらず、圧延前に事前装入される材料については測長
の必要がないので、事前作業が著しく簡単となり、圧延
中の材料送りを自動的に行うことと相まって、製管能率
の向上に大きな効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図旧〜（７）は本発明の実施例に係る材料送り手順
を段階的に示した模式側面図、第２図は冷間ピルガミル
の一般機構を示した模式側面図である。 図中、ｌ：材料装入部、２：材料送り部、３：圧延部、
４：駆動部、５：次材料、６：装入済の材料、２５：マ
ンドレルチャック、３１：キャリパ−ロール、３２：ロ
ールスタンド、３３：マンドレル、４１：主モータ、４
２：主クラッチ、４６：クランク、４６：クランク軸 爬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）装入済の複数本の材料を、その最後尾材の後端部
   付近をフイードキヤリツジのチヤツクにより把持して圧
   延機本体に圧延に同期して間欠的に送り込み、１本の材
   料の圧延が終了する毎に材料を新たに装入するとともに
   フイードキヤリツジが後退し、そのチヤツクにより新装
   入材料の後端部付近を把持し圧延を継続する冷間ピルガ
   ミルにおいて、圧延に先だつて材料をその装入限度本数
   まで装入し、装入された材料の本数をＮとして、すくな
   くともＮ本の材料の圧延が終了するまでは、フイードキ
   ヤリツジを１本の材料の圧延終了位置から、新たに装入
   された材料の長さ分だけ後退させ、すくなくともＮ本の
   材料の圧延が終了してからは、圧延終了毎にその時点で
   装入されている未圧延材料の長さの総和から最後行材料
   の後端位置を推定し、この位置をチヤツクで把持できる
   ところにフイードキヤリツジを後退させることを特徴と
   する冷間ピルガミルにおける材料送り方法。