JP7694552B2 - Surface roughness measuring device and surface roughness measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延ロールなどの圧延ロールのロール表面の面粗さを検出する表面粗度測定装置および表面粗度測定方法に関する。 The present invention relates to a surface roughness measuring device and a surface roughness measuring method for detecting the surface roughness of roll surfaces of rolling rolls such as hot rolling rolls.
従来の圧延用ロールの表面検査では、超音波探傷という方法が行われている。超音波探傷は対象物の表面から一定の距離に、超音波プローブを保持し、該超音波プローブから音響結合媒体を介して対象物へ超音波を伝搬させ、対象物の表面や表面直下に存在する欠陥を検出するものである(例えば、特許文献1参照)。 Conventional surface inspection of rolling rolls involves a method known as ultrasonic testing. In ultrasonic testing, an ultrasonic probe is held at a fixed distance from the surface of the object, and ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe to the object via an acoustic coupling medium to detect defects present on the surface or just below the surface of the object (see, for example, Patent Document 1).
また、ロール表面欠陥検出装置として、単一光源を照射し、その反射あるいは拡散する光を検出するリニアセンサあるいはエリアセンサを有し、そのセンサ出力を処理して被検査ロールの表面欠陥を検出するという方法もある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there is a method in which a roll surface defect detection device has a linear sensor or area sensor that irradiates a single light source and detects the reflected or diffused light, and detects surface defects on the inspected roll by processing the sensor output (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来技術では、以下のような課題があった。
特許文献1や2に開示された技術では、耐荷重、重量の関係から面粗さを測定できる大型のセンサを用いてロールを直接測定することが出来なかった。そのため、圧延ロール表面を型どりしてレプリカを作成し、そのレプリカに写し取った凹凸の粗さを測定していた。レプリカの作成には軟化した樹脂が硬化するまでに時間を要する問題があった。
However, the conventional technology has the following problems.
In the techniques disclosed in
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであって、圧延後に圧延ロールの表面の粗さを直接測定することができ、高精度の面粗さを短時間で測定できる表面粗度測定装置および表面粗度測定方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a surface roughness measuring device and a surface roughness measuring method that can directly measure the surface roughness of a rolling roll after rolling and can measure surface roughness with high accuracy in a short time.
上記課題を有利に解決する本発明にかかる表面粗度測定装置は、圧延ロールの表面粗さを測定する表面粗度測定装置であって、前記圧延ロールの表面に検出部が対向し前記圧延ロールのロール表面までの距離を測定する変位センサと、前記変位センサのコントローラと、前記変位センサおよび前記コントローラをそれぞれ収納する筐体と、前記筐体を支える支持ビームと、前記筐体が固定され、前記支持ビーム上を前記圧延ロールの軸方向に平行に往復移動可能な往復台と、前記圧延ロールを固定するチョックに前記支持ビームを固定する固定治具と、往復台の位置を回転軸として、前記圧延ロールの軸方向に平行な線を含む鉛直面上で前記筐体を回転させる回転機構と、を備えることを特徴とする。 The surface roughness measuring device according to the present invention, which advantageously solves the above problems, is a surface roughness measuring device for measuring the surface roughness of a rolling roll, and is characterized by comprising a displacement sensor whose detection unit faces the surface of the rolling roll and measures the distance to the roll surface of the rolling roll, a controller for the displacement sensor, a housing that houses the displacement sensor and the controller, a support beam that supports the housing, a shuttle table to which the housing is fixed and which can move back and forth on the support beam parallel to the axial direction of the rolling roll, a fixing jig that fixes the support beam to a chock that fixes the rolling roll, and a rotation mechanism that rotates the housing on a vertical plane including a line parallel to the axial direction of the rolling roll, with the position of the shuttle table as the rotation axis.
なお、本発明にかかる表面粗度測定装置は、
(a)さらに、前記筐体を前記圧延ロール表面に向けて進退させる進退機構を備えること、
(b)前記変位センサおよび前記コントローラを別個に収納する筐体は往復台を中心に挟んで配置され、前記筐体は前記圧延ロールの側に耐熱ブロックを有すること、
(c)前記コントローラは、前記変位センサが測定した表面変位データに基づき、前記圧延ロール表面の表面データの演算機能を備えること、
(d)前記演算機能は面粗さのパラメータを算出する機能を有すること、
(e)前記変位センサは2次元領域での変位量を測定する機能を有すること、
などがより好ましい解決手段になり得る。
The surface roughness measuring device according to the present invention is
(a) further comprising an advancing/retracting mechanism for advancing/retracting the housing toward/from the surface of the rolling roll;
(b) a housing for separately accommodating the displacement sensor and the controller is disposed on either side of the carriage, and the housing has a heat-resistant block on the side of the reduction roll;
(c) the controller has a function of calculating surface data of the rolling roll surface based on the surface displacement data measured by the displacement sensor;
(d) the calculation function has a function of calculating parameters of surface roughness;
(e) the displacement sensor has a function of measuring a displacement amount in a two-dimensional area;
This may be a more preferable solution.
上記課題を有利に解決する本発明にかかる表面粗度測定方法は、上記いずれかの表面粗度測定装置を圧延後に圧延ロールのチョックに固定し、前記圧延ロールの軸方向に平行に変位センサを移動させながら圧延ロール表面の粗さを検出する、ことを特徴とする。 The surface roughness measurement method of the present invention, which advantageously solves the above problem, is characterized in that any of the above surface roughness measurement devices is fixed to the chock of the rolling roll after rolling, and the roughness of the rolling roll surface is detected while moving a displacement sensor parallel to the axial direction of the rolling roll.
なお、本発明にかかる表面粗度測定方法は、一の圧延ロールの表面粗度の測定後、鉛直面内で往復台の位置を軸として前記変位センサを回転し、他の圧延ロールの表面粗度を測定することがより好ましい解決手段になり得る。 In addition, a more preferable solution for the surface roughness measurement method of the present invention is to measure the surface roughness of one rolling roll, then rotate the displacement sensor around the position of the carriage in a vertical plane as an axis, and measure the surface roughness of another rolling roll.
本発明にかかる表面粗度測定装置および表面粗度測定方法によれば、圧延後に直接圧延ロールの表面粗度を測定できる。非接触で型どりレプリカと同等の精度でより短時間で測定できるうえ、ロール軸方向に隙間なく表面粗度を測定できる。 The surface roughness measuring device and method of the present invention allow the surface roughness of a rolling roll to be measured directly after rolling. It is possible to measure the surface roughness of a rolling roll directly after rolling with the same accuracy as a molded replica without contact, in a shorter time, and without any gaps in the axial direction of the roll.
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための設備や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The following is a detailed description of the embodiments of the present invention. Note that the drawings are schematic and may differ from the actual ones. The following embodiments are intended to exemplify equipment and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and are not intended to specify the configuration as described below. In other words, the technical ideas of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.
図1は本発明の一実施形態にかかる表面粗度測定装置の概要を示す模式正面図である。図2~7は、上記実施形態にかかる表面粗度測定装置の組み立て手順を示す模式図である。本実施形態の表面粗度測定装置1は、圧延後に圧延ロール2の表面粗度を測定するために圧延ロール2を固定するチョック3に固定される。表面粗度測定装置1は、変位センサ4と、変位センサ4のコントローラ5と、筐体6と、支持ビーム7と、往復台8と、固定治具9と、往復台8に有する回転機構と、を備える。さらに、筐体6を圧延ロール2表面に向けて進退させる進退機構を備えることが好ましい。
Figure 1 is a schematic front view showing an overview of a surface roughness measuring device according to one embodiment of the present invention. Figures 2 to 7 are schematic diagrams showing the assembly procedure of the surface roughness measuring device according to the above embodiment. The surface
変位センサ4は圧延ロール2の表面に検出部が対向して設置され、圧延ロール2の表面までの距離を測定する機能を有する。変位センサ4は2次元領域での変位量を測定する機能を有する。コントローラ5は、変位センサ4が測定した表面変位データに基づき、圧延ロール2表面の表面データの演算機能を備える。演算機能は面粗さのパラメータを算出する機能を有する。面粗さのパラメータとしては、算術平均粗さSaや最大山高さSp、最大谷深さSv、SpとSvの和である最大高さSzなどを用いることができる。
The
筐体6は変位センサ4およびコントローラ5をそれぞれ収納し、往復台8に固定される。変位センサ4とコントローラ5とはケーブル10で接続され、指令や測定データを通信できるようにしている。ケーブル10は筐体6の往復台8への固定具に面ファスナーなどで緊縛することが好ましい。また、変位センサ4を収納する筐体6は圧延ロール2の側に耐熱ブロックを有する。圧延後の高温の圧延ロール2からの熱に対し変位センサ4を保護することができる。
The
支持ビーム7は、その両端が固定治具9により圧延ロール2の軸方向両端に位置するチョック3にそれぞれ固定される。往復台8は支持ビーム7上で圧延ロール2の軸方向に平行に往復移動可能に設置される。往復台8は往復台8を中心に挟んで配置された筐体6を往復台8の位置を軸に回転することができる。その回転は圧延ロール2の軸方向に平行な線を含む鉛直面上で回転機構により行われる。
The
(組み立て機構)
以下、本実施形態にかかる表面粗度測定装置1を圧延後に圧延ロール2の表面粗度を測定できるように組み立てる手順を説明する。
図2に上面模式図で示すように、溝形の固定治具9が1対のチョック3それぞれのスペーサ3Aを挟み付けるように固定螺子9Aで固定する。固定螺子9Aには六角穴付きボルトなどを用いることができる。以下に同じ。
(Assembly mechanism)
Hereinafter, a procedure for assembling the surface
As shown in the schematic top view of Figure 2, a groove-
図3(a)に上面模式図で示すように固定治具9に支持ビーム7の両端を螺子固定する。図3(b)の側面模式図、図3(c)の正面模式図に示す固定螺子9Aで固定する。支持ビーム7はアルミフレームなどで構成され、支持ビーム7上を往復移動する往復台8の基礎となるブロックランパー8Aが据え付けられている。
As shown in the schematic top view of Figure 3(a), both ends of the
図4(a)の上面模式図、図4(b)の正面模式図に示すように、支持ビーム7上のブロックランパー8Aに回転機構兼進退機構としての回転治具8Bを、圧延ロール2の軸に直交し水平方向に延伸するシャフト8Cに回転および進退移動可能に取り付ける。シャフト8Cの一端を固定した台座はブロックランパー8Aに螺子固定される。
As shown in the schematic top view of FIG. 4(a) and the schematic front view of FIG. 4(b), a
図5の正面模式図に示すように、回転治具8Bをシャフト8Cの後退限(圧延ロール2から離れる方向に)に移動する。コントローラ5を収納した筐体6を回転治具8Bに吊るすように取り付け、固定螺子9Aで固定する。
As shown in the schematic front view of FIG. 5, the
次に、図6の正面模式図に示すように、コントローラ5を収納した筐体6が上になるように回転治具8Bを回転させて位置決めする。変位センサ4を収納した筐体6を回転治具8Bに吊るすように取り付け、固定螺子9Aで固定する。そして、変位センサ4とコントローラ5をケーブル10で接続し、ケーブル10は面ファスナーなどで緊縛する。
Next, as shown in the schematic front view of FIG. 6, the
(進退兼回転機構)
測定時には回転治具8Bがシャフト8Cのブロックランバー8A側の前進限(圧延ロール2に近づく方向に)で固定されている。回転治具8Bを緩めて、筐体6の上下を入れ替えることができる(図7)。90°回転するごとにピンにより固定することができる。
回転治具8Bをシャフト8Cに沿って、圧延ロール2に近づけたり、離したりして、位置決めする。
(Advance/retraction and rotation mechanism)
During measurement, the
The
(走査機構)
支持ビーム7に位置決めされたブロックランパー8Aを緩め、任意の位置(圧延ロール2のロール軸に平行な方向で)まで移動後、ブロックランパー8Aを固定する(図7)。
(Scanning mechanism)
The
(表面粗度測定方法)
進退兼回転機構や走査機構により、任意の位置へ変位センサ4を移動させたのち、変位センサ4から圧延ロール2の表面までの距離を測定する。その後、所定の位置まで移動させて、測定を繰り返す。図8(a)に示すように、測定範囲をロール軸方向に連続させることが好ましい。一のロールの測定終了後、筐体6を上下入れ替えて、他のロールを測定することが好ましい。
(Surface roughness measurement method)
The
熱間圧延後の圧延ロール(ワークロール)の表面粗度を上記表面粗度測定装置を用いて測定した発明例とシリコン樹脂を用いてロール表面のレプリカを採取した従来法を比較した。発明例は図8(A)のようにロール軸方向に連続するように測定した。従来法では、ロール軸方向に7か所のレプリカを採取した。表面粗度は、25mmの長さの線分析とし、最大の高さの差Rzで評価した。図9の結果は○印と実線で発明例を、×印と破線で従来例を示す。測定位置はレプリカ採取位置で比較した。図9の結果から発明例と従来例の測定値に差がないことがわかる。一方、発明例は従来例の1/4の時間で測定を終えることができ、また、発明例では面粗度のパラメータを活用することもできる。発明例は、高精度で、効率的な測定法といえる。 The surface roughness of the rolling roll (work roll) after hot rolling was measured using the above-mentioned surface roughness measuring device in the example of the invention, and compared with the conventional method in which a replica of the roll surface was taken using silicone resin. In the example of the invention, measurements were taken continuously in the roll axial direction as shown in Figure 8 (A). In the conventional method, replicas were taken at seven locations in the roll axial direction. The surface roughness was evaluated by line analysis with a length of 25 mm and the maximum height difference Rz. In the results of Figure 9, the examples of the invention are shown with circles and solid lines, and the conventional examples with crosses and dashed lines. The measurement positions were compared at the replica taking positions. From the results of Figure 9, it can be seen that there is no difference in the measured values of the examples of the invention and the conventional examples. On the other hand, the examples of the invention can complete the measurement in 1/4 the time of the conventional examples, and the parameters of the surface roughness can also be utilized in the examples of the invention. The examples of the invention can be said to be a highly accurate and efficient measurement method.
1 表面粗度測定装置
2 圧延ロール
3 チョック
3A (チョックの)スペーサ
4 変位センサ
5 コントローラ
6 筐体
7 支持ビーム
8 往復台
8A ブロッククランパー
8B (回転機構兼進退機構の)回転治具
8C シャフト
9 固定治具
9A 固定螺子
10 ケーブル
11 (表面粗度測定装置による)測定位置
12 (レプリカの)採取位置
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記圧延ロールの表面に検出部が対向し前記圧延ロールのロール表面までの距離を測定する変位センサと、
前記変位センサのコントローラと、
前記変位センサおよび前記コントローラをそれぞれ収納する筐体と、
前記筐体を支える支持ビームと、
前記筐体が固定され、前記支持ビーム上を前記圧延ロールの軸方向に平行に往復移動可能な往復台と、
前記圧延ロールを固定するチョックに前記支持ビームを固定する固定治具と、
往復台の位置を回転軸として、前記圧延ロールの軸方向に平行な線を含む鉛直面上で前記筐体を回転させる回転機構と、
を備える、表面粗度測定装置。 A surface roughness measuring device for measuring the surface roughness of a rolling roll, comprising:
a displacement sensor having a detection portion facing a surface of the rolling roll and measuring a distance to the roll surface of the rolling roll;
A controller for the displacement sensor;
a housing for housing the displacement sensor and the controller;
A support beam that supports the housing;
a carriage to which the housing is fixed and which is movable back and forth on the support beam in a direction parallel to the axial direction of the rolling roll;
A fixing jig for fixing the support beam to a chock for fixing the rolling roll;
a rotation mechanism that rotates the housing on a vertical plane including a line parallel to the axial direction of the rolling roll, with the carriage position serving as a rotation axis;
A surface roughness measuring device comprising:
請求項1に記載の表面粗度測定装置。 Further, a reciprocating mechanism is provided for reciprocating the housing toward and away from the surface of the rolling roll.
The surface roughness measuring device according to claim 1 .
前記筐体は前記圧延ロールの側に耐熱ブロックを有する、
請求項1に記載の表面粗度測定装置。 a housing for separately accommodating the displacement sensor and the controller is disposed on either side of a carriage;
The housing has a heat-resistant block on the side of the rolling roll.
The surface roughness measuring device according to claim 1 .
請求項1に記載の表面粗度測定装置。 The controller has a function of calculating surface data of the rolling roll surface based on the surface displacement data measured by the displacement sensor.
The surface roughness measuring device according to claim 1 .
請求項4に記載の表面粗度測定装置。 The calculation function has a function of calculating parameters of surface roughness.
5. The surface roughness measuring device according to claim 4.
請求項1に記載の表面粗度測定装置。 The displacement sensor has a function of measuring a displacement amount in a two-dimensional area.
The surface roughness measuring device according to claim 1 .
前記圧延ロールの軸方向に平行に変位センサを移動させながら圧延ロール表面の粗さを検出する、
表面粗度測定方法。 The surface roughness measuring device according to any one of claims 1 to 6 is fixed to a chock of a rolling roll after rolling,
detecting the roughness of the surface of the roll while moving the displacement sensor parallel to the axial direction of the roll;
Surface roughness measurement method.
請求項7に記載の表面粗度測定方法。
After measuring the surface roughness of one of the rolling rolls, the displacement sensor is rotated around the position of the carriage in a vertical plane as an axis, and the surface roughness of the other rolling roll is measured.
The surface roughness measuring method according to claim 7.
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| JP3058560B2 (en) * | 1994-06-30 | 2000-07-04 | 日新製鋼株式会社 | Roll roll grinding equipment |
| JPH08145957A (en) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Roll flaw detection method and roll grinding equipment |
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