JPH07201B2 - 圧延ロ−ル交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、線材、棒材等の小断面の金属材を得るための
比較的小型の圧延機における圧延ロール交換方法に関す
るものである。

（従来の技術） 例えば線材あるいは棒材等の小断面の鋼材を得るための
圧延機においては、一般に圧延ロールはテーパースリー
ブを介して駆動軸に嵌合、固定するようになつており、
この圧延ロールは比較的小さいこともあつてその圧延ロ
ールの交換は人手によるところが多い。

即ち、取付け作業を例にとると、予めテーパースリーブ
をロールへ組み付けておき、このセツトごとロール軸に
軽く押し込む。次にクロスキーをテーパースリーブとロ
ールを通して差し込み、この後面にロール押えネジをセ
ツトし、ロールが所定の位置にくるまで締め付ける。さ
らにテーパースリーブ押し込み用の油圧ジヤツキを軸に
ネジ込み、油圧を加えてテーパースリーブとロールを一
体で組み込む。最後にカバーを組み付け、セツトボルト
で締め付ける。取外し作業はこの逆である。

このように、従来の人手によるロール交換作業は特に長
時間の重筋作業を伴ない、又安全性の面でも問題も残し
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は圧延ロールの交換をロボツトを用いて自動化
し、重筋作業を回避し、安全性を高め、ロール交換所要
時間の短縮を図るものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、リング状ロールをテーパースリーブを介して
ロール駆動軸に嵌合固定するようにした圧延機に適用さ
れる圧延ロール交換方法であつて、テーパースリーブと
ロールをその端部で把持する油圧クランプ機構と、圧入
及び引抜きのための油圧シリンダーとピストン部を有す
る支持シヤフトとその先端部をロール駆動軸内部で締結
させる回転クランプ機構を備えた治具を有するロール着
脱機能を備えたロボツトと、ロールカバーをその端部で
把持する油圧クランプ機構と、セツトボルトの締め付け
機構からなる治具を有するロールカバー着脱機能を備え
たロボツトを配設し、該ロール着脱機能と該ロールカバ
ー着脱機能を交互に作動させ、ロールとロールカバーを
着脱することを特徴とする圧延ロール交換方法である。

（作用、実施例） 以下に本発明の作用を図示の実施例に基づき説明する。

第１図は本発明を実施するロボツトの配置例を示し、１
はロール着脱ロボツトであり、圧延機2,2a…列に平行に
敷設された軌道Ｒ上を走行自在であり、所定の位置、例
えばA,B,C,Dで停止できるようになつている。

1aはロールカバー着脱ロボツトであり、ロール着脱ロボ
ツト１と同様軌道Ｒ上を走行自在であり、所定の位置、
例えばA,B,D,Eで停止できるようになつている。

なお図中Y_Rはロール収納棚、Y_Cはロールカバー収納ボツ
クスである。

ロール着脱ロボツト１は旋回回転自在な多関節アーム４
を装着したロボツトで、このロボツト１は複数の圧延機
2,2a…に対応するため走行装置３を有している。そして
アーム４の先端には、支持シヤフト５とベアリング６を
介して、ハンド７がアーム４の軸回りで回転自在に連結
されている。

ただしここには、この回転を任意に固定できるように、
ロックピン８とシリンダー９を取り付けてある。この支
持シヤフト５には、油圧シリンダー7aを兼ねたハンド７
に対する、油圧ピストン10の機能を設けている。また、
支持シヤフト５の先端部にはクランプ部13を有し、この
クランプ部13を第２図のＡ−Ａ矢視断面を示す第３図に
示すように駆動軸12の中心部に穿つた嵌入孔の溝14に嵌
入し、その端部が嵌入孔の奥壁に突き当つた状態である
角度で回転させると、溝14の係止部14₀と係止され、軸
方向には抜けないような、クランプ機構を形成するよう
にしており、しかも、クランプ部13と回転締結用の溝14
の対向する部分は、案内ガイド用に鋭角の形状にしてい
る。

さらに、支持シヤフト５の先端部には、支持シヤフト５
が駆動軸12内の所定位置に達したことを検出するため
の、タツチセンサー15を設けている。これらと類似のク
ランプ機構はテーパースリーブ16とハンド７の先端部に
も取り入れている。すなわち、予め組み付けられた圧延
ロール11とテーパースリーブ16を、軸方向で把持するた
めの、クランプ用ピストン17及び、テーパースリーブ16
の溝19、係止部19₀がそれである。

これについては、もちろん軸方向把持でなく、円周方向
で把持する機構も考えられるが、ここでは上下の圧延ロ
ール11をぺアで同時交換する場合も想定して、ロール外
径より外側に突起物を出さないために、この方式にし
た。

また、当然、駆動軸12と支持シヤフト５のクランプ部13
の形状の関係は、この逆、あるいは、円周方向のクラン
プ機構等、様々と考えられる。20,21,22は油圧接続口を
示す。もちろん、このロボツト１には、前記各作動部を
作動制御する作動制御機構（図示省略）が組み込まれ、
電源に接続され、遠隔操作、自動操作ができるようにな
つており、予めロボツト１の作動パターンの設定もでき
るようになつている。

又、ロールカバー着脱ロボツト1aはロール着脱ロボツト
１と同様、旋回回転自在な多関節アーム4aを装着したロ
ボツトで、このロボツト1aは複数の圧延機2,2aに対応す
るためロール着脱ロボツト１の走行装置３と同様の走行
装置3aを有している。

そして、アーム4aの先端には第４図に示すようなハンド
23が連結されており、このハンドはセツトボルト24と組
になつたカバー25を軸方向で把持するための、クランプ
用ピストン26、クランプ爪27、及び、セツトボルト24締
め付け取外し用の汎用ナツトランナー28で構成され、カ
バー25には、クランプ爪27が入るような溝29が設けてい
る。また、ナツトランナー28の先端部は、スプリング30
により軸方向に適切な自由度と押付け力をもたせてい
る。31は油圧接続口を示す。

もちろん、このロボツト1aには、前記各作動部を作動、
制御する作動制御機構（図示省略）が組込まれ、電源に
接続され、ロボツト１と同様遠隔操作、自動操作ができ
るようになつており、予めロボツト1aの作動パターンの
設定もできるようになつている。

つぎにロール交換について、その手順を説明する。

この例においては、圧延機（スタンド）2,2aに兼用でき
るように該圧延機2,2aの側方に共通のロボツト走行用の
軌道Ｒが敷設され、この軌道Ｒ上にロール着脱ロボツト
１とロールカバー着脱ロボツト1aが配設されている。

先ず圧延機2,2a付近に設けられたテーパースリーブ16
（予め圧延ロール11を外周に組み込んでおり圧延ロール
11と一体化されている。）のロール収納棚Y_R付近のＢ位
置までロール着脱ロボツト１を走行装置３により移動
し、ここでロボツト１を作動してそのハンド７先端のク
ランプ爪18をロール収納棚Y_R内のテーパースリーブ16外
周先端の溝部19に嵌入させ、アーム４を、その軸回りで
45度回転し、更に油圧接続口20から油圧を供給してピス
トン17でテーパースリーブ16の端面を押圧することによ
り該テーパースリーブを把持し、走行装置３によりロボ
ツト１をＡ位置に移動する。

ここで、ロボツト１を作動してハンド７を旋回し、圧延
ロール11の先端を圧延機２のロール駆動軸12に位置合せ
する。

次にシリンダー９によりロツクピン８を開放して、支持
シヤフト５を回転自在の状態にして、ロボツト１のアー
ム４、つまり、支持シヤフト５および圧延ロール11とテ
ーパースリーブ16を、駆動軸12の軸方向に進める。この
時、対向する鋭角の形状をしたクランプ部13と回転締結
用の溝14は、自動的にガイドリングされて噛み合い状態
になるので、クランプ部13の先端と駆動軸12の溝14の突
き当りに接すると接触検出用タツチセンサー15が働き、
軸方向の移動動作を止める。ここで、シリンダー９を作
動させてロツクピン８により支持シヤフト５を固定し、
アーム４をその軸回りに45度回動させると、支持シヤフ
ト5,先端のクランプ部13が駆動軸12の嵌入孔の係止部14
₀に係止し、駆動軸12に確実に締結される。この、回転
角度については、駆動軸12の溝14の形状、特に、円周方
向の引掛け溝のサイズにより決められる。

このようにして、油圧接続口21に油圧をかけると、油圧
ピストン10の作用により油圧シリンダー7aを兼ねるハン
ド７が圧延機２の方向に進み、圧延ロール11とテーパー
スリーブ16が圧入される。

このとき、クランプ部13の作用により油圧ピストン部10
が駆動軸12に締結されている状態になつているため、圧
入時に発生する反力は、ロボツト１や圧延機２に悪影響
を及ぼさずに済む。

また、圧延ロール11が、テーパースリーブ16よりも先
に、駆動軸12の所定位置に到達して確実にセツトされる
ように、圧延ロール11をテーパースリーブ16に予め組み
付けるときは、ハンド７の油圧シリンダー7aのストロー
ク以上の寸法で、軸方向にずらしておく必要がある。

ロール駆動軸12に圧延ロール11の圧入が終るとアーム４
をその軸回りに45度回転することにより、クランプ13に
よるロール駆動軸12との締結を解除すると共に、油圧供
給口20からの油圧を解除してハンド７を後退させる。

そして走行装置３によりロボツト１をＣ位置に移動し待
機させておく。

続いてＤ位置に待機中のロールカバー着脱ロボツト1aを
走行装置3aによりロールカバー収納ボツクスY_C付近のＢ
位置に移動し、ここでロボツト1aを作動してハンド23先
端のクランプ爪27をロールカバー収納ボツクスY_Cに収納
されているロールカバー25先端の溝29に嵌入する。

そしてアーム4aをその軸回りで45度回転し、クランプ爪
27を予めセツトボルト24を取付けたロールカバー25の係
止部29₀に係止すると共に油圧接続口31から油圧を供給
してクランプ用ピストン26で押圧してロールカバー25を
把持し、走行装置3aによりロボツト1aを圧延機２付近の
Ａ位置に移動する。

ここでロボツト1aを作動し、ハンド23で把持しているロ
ールカバー25の先端を圧延機２のロール駆動軸12に圧入
されているテーパースリーブ16に位置合せし、ロール駆
動軸12の軸方向に進入させるとロールカバー25はテーパ
ースリーブ16の外周に嵌入し、同時にロールカバー25に
取付けられたセツトボルト24がロール駆動軸12の中心部
に穿つたセツトボルト24の螺合孔に螺合できる状態にな
り、この時、ナツトランナー28を適切なトルクで回転さ
せると、セツトボルト24はスプリング30を内装している
筒体28₀を介してロール駆動軸12の螺合孔に螺着し、ロ
ールカバー25をロール駆動軸12に固定する。

この場合、筒体28₀内のスプリング30の作用により該筒
体に嵌合しているセツトボルト24は該筒体内で、その軸
方向に進退自在であるため、セツトボルト24の螺着はロ
ールカバー25をテーパースリーブに嵌入された状態で行
なうことができ、セツトボルト24位置合せが自動的にな
されるので、ロールカバー25のロール駆動軸12への固定
がスムーズに行なうことができる。

ロールカバー25をロール駆動軸12に固定後、アーム4aを
その軸回りで45度回転してロールカバー25の係止部29₀
とクランプ爪27との係止を解除すると共に油圧供給口31
からの油圧を解除しロールカバー25の把持を解除してハ
ンド23を後退させる。ついで走行装置3aによりロボツト
1aをＥ位置に移動し、ここで待機させる。

このようにして圧延供給２への圧延ロール11組込みを終
了する。

つぎに圧延機２か圧延ロール11を取外す場合の手順を説
明する。

Ｅ位置に待機中のロールカバー着脱ロボツト1aを走行装
置3aによりＡ位置に移動し、ここでロボツト1aを作動し
てハンド23先端のクランプ爪17を圧延機２のロール駆動
軸12に固定されているロールカバー25の先端外周の溝29
に嵌入する。アーム４をその軸回りで45度回転してクラ
ンプ爪17をロールカバー25の係止部29₀に係止すると共
に油圧接続口31から油圧を供給してピストン26で押圧し
て、ロールカバー25を把持する。

ついでナツトランナー28を適切なトルクで回転させ、セ
ツトブルト24を緩め、ハンド23を後退させてロールカバ
ー25をローク駆動軸12から取外し、走行装置3aによりロ
ボツト１をＢ位置に移動する。

ここでロボツト1aを作動してロールカバー25をロールカ
バー収納ボツクスに搬入し、所定の位置で油圧接続口31
からの油圧を解除し、アーム4aをその軸回りで45度回転
し、クランプ爪17とロールカバー25の係止部29₀との係
止を解除する。

そしてハンド23を後退させ、走行装置3aによりロボツト
1aをＥ位置に移動し、ここで待機させる。

続いてＣ位置に待機しているロール着脱ロボツト１を走
行装置３によりＢ位置に移動し、ここでロボツト１を作
動してハンド７を圧延機２のロール駆動軸12に嵌入され
ているテーパースリーブ16（圧延ロール11）に位置合せ
し、ハンド７を進入して、その先端のクランプ爪18をテ
ーパースリーブ16先端外周の溝19に嵌入すると共にシリ
ンダー９を作動しロツクピン８を開放し、支持シヤフト
５のロツクを解除することにより支持シヤフト５を回転
自在とし、更にハンド７を進入させると支持シヤフト５
の先端のクランプ部13がロール駆動軸12に穿つたクラン
プ用嵌入孔の溝14に嵌入し、クランプ部13の先端が突き
当るとタツチセンサー15が働き、軸方向の移動動作が停
止する。

ここでシリンダー９を作動させてロツクピン８により支
持シヤフト５を固定し、アーム４をその軸回りで45度回
転させると支持シヤフト５先端のクランプ部13がロール
駆動軸12嵌入孔の係止部14₀に係止し、駆動軸12に締結
され、クランプ18がテーパースリーブ16の溝部19の係止
部19₀に係止する。

ここで油圧接続口21から油圧を供給してピストン17でテ
ーパースリーブ16の端面を押圧する。そして油圧接続口
22から油圧を供給してピストン10を押圧する。

このピストン10は駆動軸12に固定された状態になつてお
り、クランプ18とピストン17でテーパースリーブ16を把
持状態のハンド７が支持シヤフト５を摺動してピストン
10のストローク丈後退し、テーパースリーブ16は駆動軸
12から引き抜かれ、回動自在になる。

ついでアーム４をその軸回りで45度回動し、クランプ部
13と駆動軸12嵌入孔の係止部14₀との係止が解除され
る。

そしてハンド７を後退させテーパースリーブ16を駆動軸
12から抜き出し、走行装置3aによりロボツト１をＢ位置
に移動し、ここで、ロボツト１を作動して、圧延ロール
11をロール収納棚Y_Rに収納する。

そして、ここでハンド７を45度回転させてクランプ爪18
とテーパースリーブ16の溝部19の係止部19₀との係止を
解除すると共に油圧接続口20からの油圧を解放し、ハン
ド７を後退させ、ロボツト１をここで待機させておく。

このようにして圧延機２の駆動軸12からのロール取外し
作業を終了する。

この例では圧延機２におけるロール交換について説明し
たが、圧延機2aについても同様にしてロボツト１とロボ
ツト1aを作動してロール交換を行なうことができる。

なおこの場合、先ず、圧延機２にロールを組込み、つい
で圧延機2aにロールを組込むようにしても良く、又同様
に先ず、圧延機２からロールを取外し、ついで圧延機2a
からロールを取外すようにしても良い。

したがつて、ロボツト１とロボツト1aの作動順序、待機
位置等はロール収納棚、ロールカバー収納ボツクスの位
置と共に作業効率を考慮して適宜設定される。

又、この実施例ではロール着脱ロボツト１とロールカバ
ー着脱ロボツト1aを独立して配設したが、ロール着脱機
能とロールカバー着脱機能を兼備した１台のロボツトを
用いても良い。これは、例えばロールとロールカバーの
着脱が兼用できるようなハンド構造にするとか、ハンド
を交換自在にするとかあるいは１台のロボツトにロール
着脱用とロールカバー着脱用のハンドを兼備させるよう
にすることによつて実現することができる。

更に、例えば上下２段のロールを同時に交換できるよう
に、例えばロール着脱機能と、ロールカバー着脱機能を
夫々２段に設けたロボツトを配設することも考慮する。

（発明の効果） 本発明においてはロール交要をロボツトを用いて自動化
し、重筋作業を回避すると共に安全性を高めかつ迅速化
することができる等の格段の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるロボツト配置を示す
平面図、 第２図は本発明で使用するロール着脱ロボツトの構造例
を示す一部断面図、 第３図は第２図Ａ−Ａ矢視断面図、 第４図は本発明で使用するロールカバー着脱ロボツトの
構造例を示す一部断面図である。 １……ロール着脱ロボツト、1a……ロールカバー着脱ロ
ボツト、２、2a……圧延機、３、3a……走行装置、４、
4a……多関節アーム、５……支持シヤフト、６……ベア
リング、７……ハンド、7a……油圧シリンダー、８……
ロツクピン、９……シリンダー、10……油圧ピストン、
11……圧延ロール、12……駆動軸、13……クランプ部、
14……溝、15……タツチセンサー、16……テーパースリ
ーブ、17……クランプ用ピストン、18……クランプ爪、
19……溝、20、21、22……油圧接続口、23……ハンド、
24……セツトボルト、25……カバー、26……クランプ用
ピストン、27……クランプ爪、28……汎用ナツトランナ
ー、29……溝、30……スプリング、31……油圧接続口、
Ｒ……軌道。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状ロールをテーパースリーブを介し
   てロール駆動軸に嵌合固定するようにした圧延機に適用
   される圧延ロール交換方法であつて、テーパースリーブ
   とロールをその端部で把持する油圧クランプ機構と、圧
   入及び引抜きのための油圧シリンダーとピストン部を有
   する支持シヤフトとその先端部をロール駆動軸内部で締
   結させる回転クランプ機構を備えた治具を有するロール
   着脱機能を備えたロボツトと、ロールカバーをその端部
   で把持する油圧クランプ機構と、セツトボルトの締め付
   け機構からなる治具を有するロールカバー着脱機能を備
   えたロボツトを配設し、該ロール着脱機能と該ロールカ
   バー着脱機能を交互に作動させ、ロールとロールカバー
   を着脱することを特徴とする圧延ロール交換方法。