(57)【要約】      （修正有）【課題】被切削対象の鋼片に反りが発生している場合においても、鋼片の切削面を正常にフライス切削することのできる、鋼片の表面手入れ装置及び表面手入れ方法を提供する。【解決手段】切削方向３１に平行な規準直線と切削面との距離（切削面高さ距離）を高さ計測装置１６で計測し、その計測結果から切削方向３１各位置における反り角度を求め、切削方向３１各位置において切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向移動装置１１によってフライス高さ方向３２位置を定めると同時に、反り角度に対応して前傾角傾動装置１２によってフライス軸４の前傾角αを定めることにより、鋼片２０の切削面２１を、一定の切削代と切り込み角で正常にフライス切削することができる。【選択図】図１
2020019109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼片の表面をフライス切削装置によって切削する表面手入れ装置であって、鋼片の切削する表面を切削面と呼び、
フライスを前進させる方向を切削方向とし、切削面のフライス配置側に切削方向を向く基準直線を定め、切削方向に直交し切削面に平行な方向を横方向とし、切削方向と横方向の両方に直交する方向を高さ方向として定め、
フライス軸を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を前傾角α、切削面の垂線を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を反り角度θとし、
切削方向において基準直線と切削面との間の高さ方向距離（以下「切削面高さ距離」という。）を計測する高さ計測装置を有し、
フライス切削装置は、フライス切削方向移動装置を有するとともに、フライス高さ方向移動装置、フライス軸の前傾角αを変化させる前傾角傾動装置を有し、フライス運転制御装置を有し、
前記フライス運転制御装置は、前記高さ計測装置によって切削方向各位置における切削面高さ距離を計測し、切削面高さ距離の計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求め、
フライスを切削方向に前進させて切削面の切削を行うに際し、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向移動装置によってフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前記前傾角傾動装置によって前傾角αを定めることを特徴とする鋼片の表面手入れ装置。
【請求項２】
前記フライス運転制御装置は、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応して、フライス切削代が一定になるように前記フライス高さ方向移動装置によってフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように前記前傾角傾動装置によって前傾角αを定めることを特徴とする請求項１に記載の鋼片の表面手入れ装置。
【請求項３】
鋼片の表面をフライスによって切削する表面手入れ方法であって、鋼片の切削する表面を切削面と呼び、
フライスを前進させる方向を切削方向とし、切削面のフライス配置側に切削方向を向く基準直線を定め、切削方向に直交し切削面に平行な方向を横方向とし、切削方向と横方向の両方に直交する方向を高さ方向として定め、
フライス軸を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を前傾角α、切削面の垂線を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を反り角度θとし、
切削方向各位置において基準直線と切削面との間の高さ方向距離（以下「切削面高さ距離」という。）を計測し、切削面高さ距離の計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求め、
フライスを切削方向に前進させて切削面の切削を行うに際し、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前傾角αを定めることを特徴とする鋼片の表面手入れ方法。
【請求項４】
切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応して、フライス切削代が一定になるようにフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように前傾角αを定めることを特徴とする請求項３に記載の鋼片の表面手入れ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片の表面をフライスによって切削する表面手入れ装置及び表面手入れ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼片は、分塊圧延又は連続鋳造によって形成される。鋼片をさらに熱間圧延することにより、種々の鋼材が形成される。鋼片の表面及び表面直下には種々の欠陥が生成していることがあり、欠陥を除去せずに熱間圧延を行うと鋼材の表面欠陥の原因となる。そこで、熱間圧延前の鋼片において欠陥を除去する表面手入れが行われる。例えば、鋼片の表面疵検査を行って疵検出部を部分手入れする方法、あるいは鋼片の表面を全面的に手入れする方法が採用されている。疵検出部を部分的に手入れする方法としては、グラインダー手入れが一般的である。
【０００３】
鋼片の表面を全面的に手入れする方法として、ホットスカーファー又はコールドスカーファーを用いて表面を溶削する方法が知られている。スカーファーによって表面手入れを行う場合、鋼片の幅方向に多数並べられたノズルから燃料や酸素ガスを噴射して表面を溶削する。スカーフ後の鋼片表面には、スカーファーノズルピッチに対応するうねり状の凹凸が生成される。鋼片の用途によっては、スカーファー起因の上記うねり状の凹凸が新たな表面欠陥になる場合もあり、そのような用途においては表面手入れ法としてスカーファーを用いることができない。
【０００４】
特許文献１には、高能率、かつ高精度に鋼片の検査・手入れが行える設備列とそれを使用した検査・手入れ方法が記載されており、手入れ手段として、外周刃が配設された円盤状の切削工具を回転させて表面疵を除去するフライスカッターが開示されている。フライスにおいて、一端面と外周面に切れ刃を持ち、主としてフライスの軸に直角な平面の切削に用いられるものは、平面フライスと呼ばれている。特許文献１において、フライスカッターとして、特許文献２に記載のスローアウェイ式サイドカッターが例示されている。フライス切削を行うことにより、手入れ後の表面を平滑にすることができ、スカーファーを用いた場合の上記問題が発生することがない。
【０００５】
特許文献３は、熱間スラブの表面手入れ方法に関するものである。手入れ手段として表面フライスである回転切削工具が用いられている。回転切削工具は、その周上に切削チップが取り付けられ、切削チップとしでロータリー式切削チップが例示されている。また、切削工具を、被切削材の切削方向に傾斜（前傾）させつつ切削を行うことにより、工具チップ刃先の冷却能の向上、ひいては工具寿命の延長に有利であるとしている。
【０００６】
正面フライスにより平面を切削する場合、所定の切削代を確保するようにフライスの刃先と切削面の位置関係を調整し、フライスは直線的に前進して切削を行う。通常は、フライスの端面と切削面との間は平行とする。特許文献３に記載のように、切削方向に前傾させつつ切削を行う場合、フライスの端面と切削面との間の角度を一定の角度とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３８１６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３８５１７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３１６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
被切削対象である鋼片が正確に矩形形状を保持している場合、切削面は切削方向全長にわたって平面であり、切削方向を切削面と平行に保持することにより、切削方向全長にわたって所定のフライス切削を行うことができる。ところが、被切削対象である鋼片は、分塊圧延まま、あるいは連続鋳造ままであり、鋼片は正確に矩形形状を保持しているとは限らず、無視できない程度に反りを有する場合が多い。鋼片が反りを有している場合、フライス切削装置に鋼片を配置する際、鋼片の長手方向を概略切削方向に平行に配置したとしても、切削方向の位置ごとに、切削面が切削方向と平行でない部分が存在することとなる。フライスの回転軸は切削方向と直角に配置するか、あるいは切削方向に直角の方向に対して所定の一定角度で配置されている。例えば切削前進方向に切削面がフライスから遠ざかる方向で反りが発生している部位では、フライスの前進側よりも前進側の反対側の方が切り羽の切削代が大きくなり、これでは正常なフライス切削が困難となる。逆に切削前進方向に切削面がフライスに近づく方向で反りが発生している部位では、切削面に対するフライスの前傾角が目標よりも大きくなり、やはり正常なフライス切削が困難となる。
【０００９】
本発明は、被切削対象の鋼片に反りが発生している場合においても、鋼片の表面を正常にフライス切削することのできる、鋼片の表面手入れ装置及び表面手入れ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）鋼片の表面をフライス切削装置によって切削する表面手入れ装置であって、鋼片の切削する表面を切削面と呼び、フライスを前進させる方向を切削方向とし、切削面のフライス配置側に切削方向を向く基準直線を定め、切削方向に直交し切削面に平行な方向を横方向とし、切削方向と横方向の両方に直交する方向を高さ方向として定め、フライス軸を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を前傾角α、切削面の垂線を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を反り角度θとし、切削方向において基準直線と切削面との間の高さ方向距離（以下「切削面高さ距離」という。）を計測する高さ計測装置を有し、フライス切削装置は、フライス切削方向移動装置を有するとともに、フライス高さ方向移動装置、フライス軸の前傾角αを変化させる前傾角傾動装置を有し、フライス運転制御装置を有し、前記フライス運転制御装置は、前記高さ計測装置によって切削方向各位置における切削面高さ距離を計測し、切削面高さ距離の計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求め、フライスを切削方向に前進させて切削面の切削を行うに際し、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向移動装置によってフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前記前傾角傾動装置によって前傾角αを定めることを特徴とする鋼片の表面手入れ装置。
（２）前記フライス運転制御装置は、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応して、フライス切削代が一定になるように前記フライス高さ方向移動装置によってフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように前記前傾角傾動装置によって前傾角αを定めることを特徴とする上記（１）に記載の鋼片の表面手入れ装置。
（３）鋼片の表面をフライスによって切削する表面手入れ方法であって、鋼片の切削する表面を切削面と呼び、フライスを前進させる方向を切削方向とし、切削面のフライス配置側に切削方向を向く基準直線を定め、切削方向に直交し切削面に平行な方向を横方向とし、切削方向と横方向の両方に直交する方向を高さ方向として定め、フライス軸を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を前傾角α、切削面の垂線を切削方向と高さ方向を含む面に投影したときの高さ方向との間の角度を反り角度θとし、切削方向各位置において基準直線と切削面との間の高さ方向距離（以下「切削面高さ距離」という。）を計測し、切削面高さ距離の計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求め、フライスを切削方向に前進させて切削面の切削を行うに際し、切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前傾角αを定めることを特徴とする鋼片の表面手入れ方法。
（４）切削方向各位置において前記計測した切削面高さ距離に対応して、フライス切削代が一定になるようにフライス高さ方向位置を定め、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように前傾角αを定めることを特徴とする上記（３）に記載の鋼片の表面手入れ方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、被切削対象の鋼片に反りが発生している場合においても、切削方向に平行な規準直線と切削面との距離（切削面高さ距離）を計測し、切削方向各位置における反り角度θを求め、切削方向各位置において切削面高さ距離に対応してフライス高さ方向位置を定めると同時に反り角度θに対応してフライス軸の前傾角αを定めることにより、鋼片の表面を正常にフライス切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を示す一例であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】反りを有する鋼片の表面を切削する状況を示す概念図である。
【図３】反りを有する鋼片の切削面高さ距離Ｈと反り角度θを示す概念図である。
【図４】切削面とフライス端面との関係を示す図であり、（Ａ）はフライス端面が切削面に平行、（Ｂ）はフライス端面が切削面に対して角度（切り込み角φ）を有する場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
鋼片の表面をフライスによって切削する表面手入れにおいて、フライスとして正面フライスを用いる場合を例にとって説明する。正面フライスとは、フライスの一端面と外周面に切れ刃を持ち、主としてフライスの軸に直角な平面の切削に用いられるものをいう。図４に示すように、フライス３の一端面（端面５）と外周面６が交わる円周上に切れ刃７としてスローアウェイチップを機械的に締め付けたスローアウェイフライスとしたものが好適に用いられる。図１に示すように、本発明の表面手入れ装置１は、フライス切削装置２によって鋼片２０の表面を切削する。
【００１４】
鋼片２０の切削する表面を切削面２１と呼ぶ。正面フライスは、図４（Ａ）に示すように、その端面５を切削面２１に向けてフライス軸４まわりに回転させ、所定の切削代８が得られるように切れ刃７を切り込んで、切削面２１に平行な切削方向３１に直線状に前進させることにより、切削を行う。
【００１５】
フライスを前進させる方向を前進方向３５とする。本発明では、鋼片２０の切削面２１が、無視できない程度に反りを有する場合を対象としている。そのため、表面手入れ装置１に鋼片２０を配置する際、鋼片２０の長手方向を概略切削方向３１に平行にするものの、直線状である切削方向３１は、切削方向すべての位置で切削面２１に平行にはならない。
【００１６】
まず図３に示すように、切削方向３１を向く基準直線３４を定める。基準直線３４の配置位置を、切削面２１のフライス３配置側に定める。次に、切削方向３１に直交し切削面２１に平行な方向を横方向３３とする。さらに、切削方向３１と横方向３３の両方に直交する方向を高さ方向３２として定める（図１参照）。前記横方向を定めるに際し、切削面のねじれが無視できない程度に大きい場合には、切削方向におけるいずれかの位置における切削面を選択し、当該選択した切削面と平行な方向を横方向とすればよい。
【００１７】
フライス軸４を切削方向３１と高さ方向３２を含む面に投影したときの高さ方向３２との間の角度を前傾角αとし、フライス軸４を高さ方向３２と横方向３３を含む面に投影したときの高さ方向３２との間の角度を横傾角βとする。切削面２１が平面であり、フライス３の端面５を切削面２１と平行に配置してフライス切削を行う場合、前傾角α、横傾角βともにゼロとなる。フライス軸４の方向が高さ方向３２から前進方向３５（切削時にフライス３が前進する方向）に傾いている場合に、前傾角αが正の値となる。逆にフライス軸４の方向が高さ方向３２から前進方向３５の反対側に傾いている場合には、前傾角αが負の値となる。前進方向３５を向いたときに、フライス軸４の方向が高さ方向３２から時計回りに傾いている場合に、横傾角βが正の値となる。
【００１８】
さらに、本発明は、図３に示すように、切削面の垂線３８を切削方向３１と高さ方向３２を含む面に投影したときの高さ方向３２との間の角度を反り角度θとする。切削面の垂線３８の方向が高さ方向３２から前進方向３５に傾いている場合に、反り角度θが正の値となる。逆に切削面の垂線３８の方向が高さ方向３２から前進方向３５の反対側に傾いている場合に、反り角度θが負の値となる。切削面２１が切削方向３１どの位置でも平面である場合、切削方向３１を切削面２１に平行に設けるので、反り角度θは切削方向３１のいずれの位置においてもゼロとなる。一方本発明は、図３に示すように、鋼片２０の切削面２１が、無視できない程度に反りを有する場合を対象としている。そのため、鋼片２０の長手方向を概略切削方向３１に平行に配置したとき、反り角度θは有限の値をとり、なおかつ切削方向３１において反り角度θが変化する。例えば、切削面が凹状の反りを有する場合（図３参照）、切削方向３１で切削起点３６付近では反り角度θがプラスであり、順次反り角度θが減少し、その後反り角度θが負に転じて、切削終点３７付近で反り角度θが負の最大の値となる。切削面が凸状の反りを有する場合、切削方向で切削起点付近では反り角度θがマイナスであり、順次反り角度θがゼロに近づき、その後反り角度θがプラスに転じて、切削終点付近で反り角度θが最大の値となる。
【００１９】
基準直線３４と切削面２１との間の高さ方向距離を、本発明では「切削面高さ距離Ｈ」という。本発明では、鋼片の切削面２１が無視できない程度に反りを有する場合を対象としているので、切削面高さ距離Ｈは、切削方向３１においてその値が変動する。例えば、切削面２１が凹状の反りを有する場合（図３参照）、切削方向３１で切削起点３６付近では切削面高さ距離Ｈが小さく、順次切削面高さ距離Ｈが大きくなり、その後切削面高さ距離Ｈが減少に転じ、切削終点３７付近まで減少が続く。切削面が凸状の反りを有する場合、切削方向で切削起点付近では切削面高さ距離が大きく、順次切削面高さ距離が小さくなり、その後切削面高さ距離が増大に転じ、切削終点付近まで増大が続く。
【００２０】
本発明の表面手入れ方法では、切削方向各位置において基準直線３４と切削面２１との間の高さ方向距離（切削面高さ距離Ｈ）を計測する。本発明の表面手入れ装置１は、切削面高さ距離を計測する高さ計測装置１６を有している。高さ計測装置１６は、距離計１７を切削方向３１に平行に移動可能に設け、距離計１７の計測方向を高さ方向３２に平行とし、距離計１７と切削面２１との間の距離を計測しつつ、距離計１７を切削方向３１に移動する。これにより、切削面高さ距離Ｈを、切削方向３１の各位置において計測することができる。切削方向３１における切削面高さ距離Ｈの測定間隔は、切削面２１の反りの状況に応じて定めることができる。
【００２１】
また本発明では、切削面高さ距離Ｈの計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求める。本発明の手入れ装置１は、フライス運転制御装置１３を有し、フライス運転制御装置１３が、高さ計測装置１６によって切削方向３１各位置における切削面高さ距離Ｈを計測し、切削面高さ距離Ｈの計測結果に基づいて切削方向３１各位置における反り角度θを求める。好ましくは、切削方向３１に隣接する切削面高さ距離Ｈの計測結果から、反り角度θを求めることができる。切削方向３１に距離Δｘで隣接する２つの切削面高さ距離Ｈ1、Ｈ2（Ｈ1がＨ2よりも切削起点３６側）を用いて、
ｔａｎθ＝（Ｈ2−Ｈ1）／Δｘ                  （１）
により、θの値を求めることができる（図３参照）。
【００２２】
本発明では、鋼片２０の切削面２１が無視できない程度に反りを有する場合を対象としているので、切削面高さ距離Ｈは、切削方向３１においてその値が変動する。これに対して、フライス切削を行うに際し、フライス３の端面５と基準直線３４からの距離を一定に保持したままで切削を行ったのでは、切削面２１における切削代が、切削方向３１で変化してしまうので好ましくない。本発明においては、フライス３を前進方向３５に前進させて切削面２１の切削を行うに際し、切削方向３１各位置において前記計測した切削面高さ距離Ｈに対応して、切削方向３１各位置においてフライス３の高さ方向３２位置を定める点を特徴とする。本発明の表面手入れ装置１は、図１に示すように、フライス高さ方向移動装置１１を有し、フライス高さ方向移動装置１１の動作により、フライス３の高さ方向位置を切削方向各位置において変化させることができる。切削方向各位置におけるフライス３の高さ方向位置は、切削方向各位置においてフライス３の切れ刃７が切削面に対して切り込む切り込みしろ（フライス３の切削代８）が一定になるように、前記計測した切削面高さ距離Ｈに応じて定められる。
【００２３】
以上のようにフライス３の高さ方向位置を切削方向各位置で変化させて最適化したとしても、フライス３の前傾角αを一定に保持したままで切削を行ったのでは、反りを有する鋼片２０を切削対象としたとき、フライス３の端面５と切削面２１との間の角度（以下「切り込み角φ」という。）が切削方向位置ごとに変動してしまい、好ましくない。本発明は、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前傾角αを定めることを特徴とする。本発明の手入れ装置は、フライス軸の前傾角αを変化させる前傾角傾動装置１２を有し、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して前傾角傾動装置１２によって前傾角αを定めることができる。具体的には、切削方向各位置において前記計測した反り角度θに対応して、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように前傾角傾動装置１２によって前傾角αを定めると好ましい。図１において実線で示したフライスは前傾角α＝０の場合であり、２点鎖線で示したフライスは前傾角αが約８度となる場合である。
【００２４】
前傾角αと反り角度θの差がゼロになるように前傾角αを定めた場合、切削面に反りが存在する場合であっても、切削方向３１いずれの場所においても、切削面２１とフライス３の端面５との間を平行に保持することができる。切削面２１とフライス３の端面５の間を平行に保持しつつフライスを前進させてフライス切削を行うことにより、通常に行われている平面フライス切削を行うことができる（図４（Ａ）参照）。
【００２５】
切削面とフライスの端面との間を平行にするのではなく、フライス端面５のうちで前進側がその反対側に対比してより深く切削面２１に切り込むような角度（切り込み角φ）を持たせることができる（図４（Ｂ）参照）。切り込み角φは、切削面の垂線３８に対するフライス軸４のなす角度ということもできる。
切り込み角φ＝前傾角α−反り角度θ            （２）
の関係があるので、前傾角αと反り角度θの間に一定の差異（切り込み角φ）を持たせるように前傾角αを定めることにより、反りを有する鋼片２０のフライス切削において、切り込み角φを一定に保持しつつ、切削を行うことができる。切り込み角φがゼロの場合、フライス端面５の前進側の反対側の刃が切削面と接触し、刃の短命化・切削負荷増を助長する場合があるが、切り込み角φをゼロではない有限の値とすることにより、このような問題を回避できる。ただし、切り込み角φを有限の値としてフライス切削を行う場合、フライス３の前進方向３５先端の切削代に対し、前進方向両側部の切削代が小さくなるため、フライス切削後の切削面が平面ではなく、フライス進行方向に直角方向（横方向３３）で中央が深く両側部が浅くなる曲面形状となるので、その点を考慮する必要がある。
【００２６】
本発明の鋼片の表面手入れを行うに際し、手入れ対象の鋼片２０を固定する。好ましくは図１に示すように、切削面２１を上にしてクランプ１５を用いて固定する。以下、切削面２１が上に向いている場合を例にとって説明を行う。切削のための正面フライスは、切削を行う端面５を下にして、端面５が切削面２１に面するように配置されている。鋼片２０は切削面２１が反り形状となるように曲がりを有するとともに、切削面２１と直角方向の面が反り形状となるように曲がりを有する場合がある。鋼片をクランプするに際しては、切削面と直角方向の面が反り形状となる曲がりを矯正することができるクランプを用いると好ましい。
【００２７】
鋼片２０の切削面２１を上に向けるとともに、鋼片２０の長手方向が水平方向となるようにクランプする例において、切削方向３１は鋼片２０の長手方向と平行な水平方向であり、高さ方向３２は鉛直方向、横方向３３は水平方向となる（図１参照）。以下、このような場合を例にとって説明する。
【００２８】
鋼片がねじれを有する場合、横方向が切削面となす角度は切削方向の各位置で変化し、必ずしも横方向と切削面とは平行にならない。しかし、表面手入れを行う通常の鋼片において、切削面の反りは無視できない程度に発生することが多いが、鋼片のねじれは手入れに支障を来すほどに発生することはまれであり、通常は鋼片のねじれがないものとして表面手入れを行うことが可能である。以下、鋼片のねじれが無視できる範囲内であり、横方向と切削面との間の角度は、切削方向のいずれの場所でも平行である場合について説明する。
【００２９】
切削方向３１において基準直線３４と切削面２１との間の高さ方向距離（切削面高さ距離Ｈ）を計測するための高さ計測装置１６について説明する。高さ計測装置１６は、切削面２１の上方から切削面２１との高さ方向３２（鉛直方向）距離を計測できるように配置し、高さ計測装置１６が切削方向３１（水平方向）に移動可能に配置する。高さ計測装置１６の距離計１７として、レーザー距離計、プロファイル計測器、３Ｄスキャンから選択して用いることができる。高さ計測装置１６は、切削方向３１に移動しつつ、所定の間隔で切削面２１との間の距離を計測し、計測結果をフライス運転制御装置１３に伝達する。距離を計測する所定の間隔については、予め設定してフライス運転制御装置１３に登録しておくとよい。
【００３０】
フライス運転制御装置１３は、高さ計測装置１６によって計測した切削面高さ距離Ｈに基づいて、切削方向各位置における反り角度θを求める。反り角度θの算出に際しては、前記（１）式を用いることができる。切削方向の位置ｘにおける反り角度θは、ｘからΔｘ／２だけ後方の位置ｘ1における切削面高さ距離Ｈ1、ｘからΔｘ／２だけ前方の位置ｘ2における切削面高さ距離Ｈ2に基づいて、（１）式により算出できる。
【００３１】
フライス切削装置２は、フライス切削方向移動装置１０を有する。フライス３として正面フライスを用い、正面フライスの端面５を切削面２１に対向して所定の切削代８でフライス軸４まわりに回転させつつ、フライス切削方向移動装置１０によってフライスを切削方向３１に前進させて、フライス切削を行う。
【００３２】
本発明のフライス切削装置２はさらに、フライス高さ方向移動装置１１を有する。フライス高さ方向移動装置１１は、フライス端面５の高さ方向位置（基準線からの距離）を変化させることができる。フライス高さ方向移動装置１１として、昇降用リニアガイドおよびボールネジを用いることができる。フライス運転制御装置１３は、フライス切削方向移動装置１０によってフライス３の位置を切削方向３１に前進させながらフライス切削を行うに際し、前記計測した切削面高さ距離Ｈの計測データに対応して、フライス高さ方向移動装置１１の動作によってフライス３の端面５位置を高さ方向３２に変化させ、切削方向３１の各位置において、鋼片２０の切削面２１の反りに応じてフライス３の高さを変化させ、フライスによる切削面２１の切削代８を切削方向３１で常に一定の値に保持することができる。
【００３３】
本発明のフライス切削装置２はさらに、フライス軸４の前傾角αを変化させる前傾角傾動装置１２を有する。前傾角傾動装置１２は、フライス軸４の前傾角αを変化させることができる。前傾角傾動装置１２として、円弧状のガイドおよびボールネジを用いることができる。
【００３４】
フライス切削装置２は、前傾角傾動装置１２を有する。フライス運転制御装置１３は、フライス切削方向移動装置１０によってフライス３の位置を切削方向３１に前進させながらフライス切削を行うに際し、前記計測した切削方向各位置における反り角度θに対応して、前傾角傾動装置１２の動作によって前傾角αを変化させ、前傾角αと反り角度θの差が一定になるように運転させる。これにより、反り角度θが切削方向３１で変化するような反りを有する鋼片の切削においても、前記（２）式で定義される切り込み角φを、切削方向３１で常に同一の値に制御することができる。切り込み角φがゼロとなるように前傾角αを調整することにより、フライスの端面５と切削面２１との間を常に平行に保持しつつ、フライス切削を行うことができる。
【００３５】
本発明で用いるフライス３は、フライス３の一端面（端面５）と外周面６の交わる円周上に切れ刃７を持ち、正面フライスと呼ばれるものを好適に用いることができる。正面フライスは、主としてフライス軸４に垂直な平面の切削に用いられる。フライスの端面５と外周面６が交わる円周上に切れ刃７としてスローアウェイチップを機械的に締め付けたスローアウェイフライスとしたものが好適に用いられる。スローアウェイ式正面フライスは、フライス端面の円周部に多数のスローアウェイチップと呼ばれる交換可能な切れ刃７を持つ。スローアウェイチップが固定されている円盤部分はカッターボディまたはフライスヘッドと呼ばれる。スローアウェイチップは、形状が矩形であって、矩形の複数の稜線を切れ刃とし、スローアウェイチップの取り付け方向を変更することにより、複数の切れ刃をすべて使ったのちに別のチップと交換することができる。また、スローアウェイチップの形状が円形であり、円形の中心まわりに回転可能に取り付けられ、切削の進行とともにチップが回転し、切削の切れ刃部分を常に更新しつつ切削を行う方法も採用することができる。
【００３６】
フライス３は、その直径が１５０〜２００ｍｍのものを用いることができる。切削面２１の幅がフライス３の直径よりも小さい場合は、切削方向３１に前進しつつ１回の切削を行うことにより、当該切削面の全面を一度に切削することができる。切削面２１の幅がフライス３の直径よりも大きい場合には、一度の切削では切削面２１の横方向３３の一部しか切削できないので、切削面２１の横方向３３にフライス３の位置を変化させつつ、２回以上にわたって切削方向３１に前進しつつ切削を行う。
【００３７】
鋼片２０の４面を手入れする場合、１面の手入れが完了したら鋼片２０のクランプを開放して鋼片を長手方向軸まわりに回転して別の面を切削面とし、順次それぞれの面を切削手入れすることができる。
【実施例】
【００３８】
幅：１２０〜１３０ｍｍ、厚み：１２０〜１３０ｍｍ、長さ：１５〜１８ｍ程度の鋼片の表面をフライス切削手入れするに際し、図１に示すような本発明を適用した。
【００３９】
切削に用いるフライス３として、直径１５０ｍｍのスローアウェイ式正面フライスを用いた。鋼片２０の切削面２１を上に向けて固定する載置台１４とクランプ１５を有し、フライス３はその端面５が下方の切削面２１に向くように配置される。鋼片２０の載置台１４が切削起点３６付近と切削終点３７付近に配置されており、切削面２１が反りを有する場合でも、切削面２１の切削起点３６付近と切削終点３７付近を結んだ線は概略水平となるように載置される。切削方向３１を鋼片長手方向の水平方向、高さ方向３２を鉛直方向、横方向３３を切削方向３１と高さ方向３２の両方に直角の方向とする。
【００４０】
フライス切削装置２は、フライス切削方向移動装置１０がサーボモーターとラック・ピニオン装置の動作でベッド１８上を走行することによって切削方向３１に直線移動することができる。またフライス切削装置２は、フライス高さ方向移動装置１１によってフライス３の端面位置を高さ方向３２に移動することができる。フライス高さ方向移動装置１１は、サーボモーターとウォーム歯車の動作によってフライス切削装置２を高さ方向に移動させる。フライス切削装置２は、前傾角傾動装置１２によってフライス軸４の前傾角αを変化させる。前傾角α＝０のとき（図１の実線）、フライス軸４は高さ方向３２（鉛直方向）を向いている。前傾角傾動装置１２は、前傾角αの範囲を±８度の範囲で変化させることができる。図１の２点鎖線は、前傾角αが約８度の場合を示す。
【００４１】
切削方向３１に走行しつつ切削面高さ距離Ｈを計測するための高さ計測装置１６を有する。高さ計測装置１６の距離計１７としてプロファイル測定器を用いた。切削方向３１に１０ｍｍピッチで切削面高さ距離Ｈを求めた。
【００４２】
フライス運転制御装置１３は、前記高さ計測装置１６によって切削方向各位置における切削面高さ距離Ｈを計測し、切削面高さ距離Ｈの計測結果に基づいて切削方向各位置における反り角度θを求めることができる。前記（１）式を用い、Δｘ＝１０ｍｍとして反り角度θを求めた。切削方向３１に１０ｍｍピッチで反り角度θを求めた。
【００４３】
幅：１２０ｍｍ、厚み：１２０ｍｍ、長さ：１８ｍの鋼片２０の表面を、本発明の表面手入れ装置１によってフライス切削手入れした。切削面２１の反り状況を高さ計測装置１６によって測定したところ、切削面２１の切削起点付近と終点付近を結んだ直線に対し、切削方向中央部は切削面２１が２０ｍｍ程度下方となるような凹状の反り形状であった。反り角度θは、切削起点３６付近でθ＝３度、切削方向中央部はθ＝０度、切削終点３７付近でθ＝−３度程度であった。
【００４４】
フライス切削に際し、フライス３の前進方向先端における切削代を１ｍｍ、切り込み角φ＝１．５度としてフライス切削を行う。切削方向３１にフライス３を移動しつつ切削するにあたり、切削方向３１の各位置で、切削代８が上記計画に合致するように、計測した切削面高さ距離Ｈに応じて、フライス高さ方向移動装置１１を動作させてフライス３の高さ方向位置を変更した。また、切削方向３１の各位置で、切り込み角φが上記計画に合致するように、計測した反り角度θに対応して、前傾角傾動装置１２を動作させて、（２）式を満足するように前傾角αを変化させた。
【００４５】
以上のようにして鋼片の表面手入れを行うことにより、鋼片２０の切削面２１が大きな反りを有しているにもかかわらず、切削方向３１の各位置において、切削代８を計画通りの値とするとともに、切り込み角φを常に一定に保持しつつフライス切削を行うことができた。
【符号の説明】
【００４６】
１  表面手入れ装置
２  フライス切削装置
３  フライス
４  フライス軸
５  端面
６  外周面
７  切れ刃
８  切削代
１０  フライス切削方向移動装置
１１  フライス高さ方向移動装置
１２  前傾角傾動装置
１３  フライス運転制御装置
１４  載置台
１５  クランプ
１６  高さ計測装置
１７  距離計
１８  ベッド
２０  鋼片
２１  切削面
３１  切削方向
３２  高さ方向
３３  横方向
３４  規準直線
３５  前進方向
３６  起点
３７  終点
３８  切削面の垂線
Ｈ  切削面高さ距離
α  前傾角
θ  反り角度
φ  切り込み角
【図１】
2020019109.tif 000003
【図２】
2020019109.tif 000004
【図３】
2020019109.tif 000005
【図４】
2020019109.tif 000006