JP2008170442A - 長尺製品の真直度を測定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不都合な外面上の影響も、製造工程の障害もなく走行中の長尺製品の真直度を決定することができる方法および装置を提供することである。
【解決手段】 測定装置（Ｍ）を走行する長尺製品（Ｐ）が、支持部（I，II）の長尺製品（Ｐ）に生じる、二つの互いに間隔をおいて設けられた測定装置（Ｍ）の領域間で一定に懸架され、その際長尺製品（Ｐ）の偏位量（Ｓ）を用いて、支持部（I，II）と偏位した懸架長さを架橋する概念的な弦（ｑ）の間の、支持されておらずかつ自由な懸架長さ（Ｌ）において、長尺製品（Ｐ）の真直度を自動的に決定することによって解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二つの独立請求項の上位概念に述べた特徴を備えた、長尺製品の真直度を測定するための方法および装置に関する。

公知の方法の場合、例えば桁材をフランジ上に据付け、当接したワイヤでもって弦を測定することにより形材の真直度を決定する。このようなマニュアルな測定にはかなりの時間が必要であり、そのために製造損失が発生する。

走行する製品のレールおよび形材の真直度を自動的に測定し、かつ決定するために、実際レーザー測定器あるいはレーザー測定法を用いることが知られている。これに関して、レールは約１ｍ／ｓで圧延機ローラテーブル上を移動し、レーザーヘッドとレールの間の間隔が測定され、これにより表面うねり（小型の長さスケール、例えば１ｍの真直度）を特定することができる。測定原理は、一定の参照値に対する複数の点において同時に行われる位置測定に基づいている（光学直線ゲージ）。もちろんレーザー測定法は、速度が高い場合、例えば１０ｍ／ｓの場合だと問題がある。というのもローラテーブル上の弾みあるいは振動のような、形材あるいは長尺製品の固有運動は不可避の一時的なものとして測定結果に悪い影響を与えるからである。

特許文献１により、別の測定法あるいは別の測定装置が公知である。この場合、複数のロードセルを備えた長尺材の真直度が湾曲スケールの様式で算出される。長尺材は決まった点に置かれ、重量が決定される。長尺物あるいは長尺製品の形状（曲率）により、力経路は変化し、したがってこのことから真直度を算出することができる。しかしながら、曲率スケールは走行において制限された状態でのみ使用できるにすぎない。さらに、摩擦の影響と接触はローラテーブルによっては決められない。
欧州特許公開第０９３５１２０号明細書

本発明の課題は、先に挙げた短所もなく、かつ製造工程の障害もなく走行中の長尺製品の真直度を決定することができる本発明に類するような様式の方法および装置を提供することにある。

この課題は、独立した方法の請求項と独立した装置の請求項の特徴たる部分に述べた特徴により解決される。この場合、本発明の根底をなす考えは、両側で固定された桁材と比べるように、長尺製品の走行のために支持されていない懸架部を通じて一定の比率あるいは一定の状態を、自由でかつ支持されていない長尺製品の懸架長にわたり提供し、そこで間隔測定を介して、たとえばレーザー測定器を用いて真直度を決定することである。これに伴って、長尺製品の湾曲あるいは偏位量はその重量に基づいて、そして偏位した弦は参照値として関連付けられる。

測定は様々な湾曲平面において行われるのが有利である。適切な弾性ねじれによる長尺製品のねじれを測定するのは選択的である。弦を設定する際の最適化をさらに図るために、製品の幾何学形状、たとえばフランジ横幅を測定することにより長尺製品の幾何学的慣性モーメントを算入するのは有利である。

本発明の好ましい形態によれば、長尺製品はその自由でかつ支持されていない懸架長にわたりある力を受け、かつ適切な偏位量でもって弾性的に変形する。これにより特に振動による一時的変動の影響は、明らかに軽減され、測定結果は自重だけを基にした偏位量あるいは撓み量と比較すればはるかに正確であり、この測定結果は偏位をおこさせる力にあっては考慮されかつ補正される。偏位量はレーザー測定器によって算出することができる。

従って、走行速度が高い場合でさえ、長尺製品の固有運動が測定結果に悪影響をもたらす事無く、真直度および技術データの継続した点検が品質管理に関して可能である。さらに圧延工程、特に矯正工程の測定結果の直接的フィードバックを、ローラ矯正機において行うことができる。

本発明による装置の場合、走行する長尺製品には、測定装置において第一懸架範囲が所属しており、そこから材料の流れ方向に間隔をおいて第二懸架範囲が付設されており、その間には長尺製品の支持の無い自由長区間が形成されている。従って、長尺製品の懸架長に支持が無いにもかかわらず一定した取付状態が達せられる。

本発明の有利な実施形態では、自由でかつ支持されていない区間において、弾性変形に合わせた方向に向かって長尺製品を偏位させる、力を加える手段、好ましくは液圧シリンダが設けられている。測定精度はこのようにして長尺製品の偏位する自重の累積と補正により改善される。

本発明の好ましい実施形態によれば、懸架範囲が、各々上側と下側ローラから成る少なくとも一つのローラ対を備えており、その間で長尺製品が走行している。この場合力を加える手段は長尺製品に沈むワークローラと接続している。ローラ対により、連続的かつ迅速な長尺製品の走行と同じく、その確実な懸架が確実に行われ、その際ローラは走行する長尺製品に対して圧接可能であるのが好ましい。

本発明のその他の特徴および詳細は、図で概略的に示した本発明の実施例に基づく特許請求の範囲と以下の明細書から明らかである。

図１による測定装置Ｍは、各々二つのローラ対を備えた、互いに間隔をおいて設けられた二つの群から成り、この場合、下側ローラ１，３，７及び９に対応するように上側ローラ２，４，６及び８が付設されている。両ローラ対は、材料流方向Ｍで測定装置Ｍを連続的に走行している長尺製品Ｐ、例えば圧延された桁形材あるいはレール用の懸架範囲ＩとIIを形成している。走行している長尺製品Ｐはローラ対あるいは懸架範囲I，IIの間で一定でかつ支持されていない懸架長Ｌを有している。この支持されていない懸架範囲内において、長尺製品は自重により偏位量Ｓ１を有しており、この偏位量は力Ｆをかけることにより、弾性歪みを伴っていることが明らかになる。理論的な真直度をもって支持されていない懸架長Ｌにわたりおかれている弦ｑにより、（図示していない）測定手段を用いて、偏位量Ｓと結果として生じる力を検出することができ、かつ弦をＳおよびＦの関数として決定することができる。測定値は図示していない優先される中央計算機に伝達することができる。選択的には、規定された負荷の下での長尺製品Ｐの偏位量Ｓは、レーザー光線によっても測定することができる。

その都度の瞬間的測定にとって一定の、図２により示した両側で固定された桁の場合のような比率（Verhaltniss）、しかもローラ対１，２ならびに３，４ならびに８，９で形成された懸架範囲I，II間で一定の比率が達せられる。

図３は、懸架範囲I，IIのローラ対の個々のローラあるいは少なくとも個々のローラが、概略的に示したローラ調節手段により長尺製品Ｐに沿って調節されていることを示している。さらに支持されていない懸架長Ｌの範囲で弾性変形により長尺製品Ｐを偏位させるために、力を加える手段Ｋにより操作された状態で上から長尺製品Ｐに沈むワークローラ５が設けられている。

図４には連続的に走行中の材料流ＭＦに後続して接続するこの測定装置Ｍと、特定の区間Ｔ内に設けられた上側および下側矯正ローラＲＲを備えているローラ矯正機の組み合わせが示してある。例えば１０ｍ／ｓの高い走行速度の場合自体、一方では、真直度ならびに技術データの継続的な点検（品質管理）は、中央計算機を組込むことにより可能である。しかしながら他方では、前に接続したローラ矯正機Ｒの矯正工程への時間遅延のない直接のフィードバックも可能である。代替案として、調節を最適化するためのローラ矯正機の手前に測定装置Ｍを設けることができる。

互いに間隔をおいて設けられた二つの懸架範囲間で走行する長尺製品のための支持されていない懸架長が設置されている測定装置の基本原理を示す図である。 両側で固定された担持体の例において、走行する長尺製品にもかかわらず本発明に従った比較可能な達せられる懸架を示す図である。 長尺製品の付加的な偏位量に対して懸架範囲間に設けられた図である。 ローラ矯正機の後方の材料流内に設けられた測定装置を示す図である。

符号の説明

１ 下側ローラ
２ 上側ローラ
３ 下側ローラ
４ 上側ローラ
５ ワークローラ
６ 上側ローラ
７ 下側ローラ
８ 上側ローラ
９ 下側ローラ
Ｆ 力
Ｋ 力を加える手段
Ｌ 支持されていない懸架長
Ｍ 測定装置
ＭＦ 材料流
Ｐ 長尺製品
Ｒ 矯正機
ＲＡ ローラ圧接手段
ＲＲ 矯正機の矯正ローラ
Ｓ 偏位量
Ｔ ピッチ
ｑ 弦
I，II 懸架範囲

Claims (16)

1. その測定値が中央計算機に供給される、製造設備に設けられた測定装置（Ｍ）を使用して、製品流において圧延されたレール、桁材、棒状体、あるいはそのようなもののような長尺製品（Ｐ）の真直度を測定するための方法において、
   測定装置（Ｍ）を走行する長尺製品（Ｐ）が、支持部（I，II）の長尺製品（Ｐ）に生じる、二つの互いに間隔をおいて設けられた測定装置（Ｍ）の領域間で一定に懸架され、その際長尺製品（Ｐ）の偏位量（Ｓ）を用いて、支持部（I，II）と偏位した懸架長さを架橋する概念的な弦（ｑ）の間の、支持されておらずかつ自由な懸架長さ（Ｌ）において、長尺製品（Ｐ）の真直度を自動的に決定することを特徴とする方法。
2. 支持されておらずかつ自由な、長尺製品（Ｐ）の懸架長さ（Ｌ）に力（Ｆ）を加え、かつ長尺製品の懸架長さを目標の偏位量でもって弾性的に変形させることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 偏位量（Ｓ）と力（Ｆ）を測定することにより、弦（ｑ）を（Ｓ）と（Ｆ）の関数［ｑ＝ｆ（Ｓ，Ｆ）］として決定することを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 偏位量（Ｓ）を少なくとも一つのレーザー測定器により算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 弦（ｑ）と同時に長尺製品（Ｐ）の真直度を最適に決定するために、長尺製品の面積慣性モーメントを製品の幾何学形状を測定することにより算入することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 真直度測定の精度への悪い影響をさらに補正するために、支持部（I，II）に生じる力を考慮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. 長尺製品（Ｐ）の自重を偏位量を生じさせる力（Ｆ）がある場合に考慮しかつ補償することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 弾性変形が長尺製品（Ｐ）の様々な湾曲平面内で生じることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. この方法を圧延ラインの後方で調節を最適化するために使用することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. この方法を長尺製品矯正機（Ｒ）の前方および／または後方で、矯正結果を点検するために使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 自由でかつ支持されていない長尺製品（Ｐ）の懸架長が、矯正機（Ｒ）の矯正ローラ（ＲＲ）のピッチ（Ｔ）より短いかあるいは同じであるように設けられている
    ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 特に請求項１による方法を実施するための、その測定値が中央計算機に供給される、製造設備に設けられた測定装置（Ｍ）を使用して、製品流において圧延されたレール、桁材、棒状体、あるいはそのようなもののような長尺製品（Ｐ）の真直度を測定するための装置において、
    走行する長尺製品には、測定装置（Ｍ）内において第一懸架範囲（I）が付設されていて、そしてそこから材料流方向で間隔をおいて第二懸架範囲（II）が付設されており、その二つの懸架範囲の間において、自由な長さ区間（Ｌ）が長尺製品（Ｐ）を支持することなく形成されていることを特徴とする装置。
13. 自由でかつ支持されていない長さ区間（Ｌ）内において、弾性変形に合わせた方向に向かって長尺製品を偏位させる、力を加える手段（Ｋ）が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 懸架範囲（I，II）が、各々上側ローラ（４あるいは６）と下側ローラ（３あるいは７９とから成る少なくとも一つのローラ対（３，４あるいは６，７）を備えており、その間で長尺製品（Ｐ）が走行しており、力を加える手段（Ｋ）が長尺製品（Ｐ）に沈むワークローラ（５）と連結していることを特徴とする請求項１３記載の装置。
15. 懸架範囲（I，II）のローラ（１〜４あるいは６〜９）が、走行する長尺製品（Ｐ）に対して圧接可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 力を加える手段（Ｋ）とローラ圧接手段（ＲＡ）が液圧シリンダとして形成されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の装置。

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