(57)【要約】      （修正有）【課題】ベンディングライナー交換作業を安全かつ、簡易に行うことができるベンディングライナー交換装置を提供する。【解決手段】ライナー交換ステーションにおいて、ベンディングライナー１１４，１１５を交換する。取付基部２１に対する回転部材２２の第１の回転軸回りの回転と、回転部材２２に対する支持台２４の（第１の回転軸に直交する）第２の回転軸回りの回転と、支持台２４に対するチャック手段１３の（第２の回転軸に直交する）第３の回転軸回りの回転により、チャック手段１３をベンディングライナー１１４，１１５の取付部分に対向させ、グリップ爪３１，３２により把持させてベンディングライナー１１４，１１５をワークロール１０３，１０４から取り外し、その後ライナー保管ステーションで新しいベンディングライナー１１４，１１５をチャック手段１３にて把持して、ワークロール１０３，１０４のライナー取付部分に対向させて固定する。【選択図】  図１
2006150380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機のハウジング内のワークロールチョックとバックアップロールチョックとの間に設けられ前記両チョック間のギャップを調整するために前記ワークロールに取り付けられるベンディングライナーを交換する際に用いられ、前記圧延機とは別の場所に設置されるベンディングライナー交換装置であって、
産業用ロボットのアーム先端部に設けられた取付基部と、
この取付基部に第１の回転軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、
この回転部材に対し前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸回りに回転可能に設けられた支持台と、
この支持台と回転部材との間に設けられ前記支持台を前記第２の回転軸回りに回転させる第１のアクチュエータと、
この支持台に対し前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸回りに回転可能に設けられたチャック手段と、
このチャック手段と支持台との間に設けられ前記チャック手段を前記第３の回転軸回りに回転させる第２のアクチュエータとを備え、
前記チャック手段は、互いに接近・離隔可能に支持台に支持され前記ベンディングライナーを把持する１対のグリップ爪と、前記グリップ爪を接近あるいは離隔させる駆動手段とを有することを特徴とするベンディングライナー交換装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記１対のグリップ爪に連結され互いに平行に延びる１対のラックと、この１対のラックに噛み合うピニオンと、このピニオンを回転させることで前記ラックを相対移動させ、グリップ爪の間隔を調整する第３のアクチュエータとを有する請求項１記載のベンディングライナー交換装置。
【請求項３】
前記グリップ爪は、前記ベンディングライナーにねじ止めにより固定可能であるワーク把持用ガイドプレートを備える請求項２記載のベンディングライナー交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンディングライナー交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧延加工設備においては、図１１に示すように、被圧延材１０１が通るパスラインＰを前後の圧延機１０２Ａ，１０２Ｂなどの設備に合わせて一定の範囲の高さに保持しなければならない。各圧延機１０２Ａ，１０２Ｂは、上ワークロール１０３と下ワークロール１０４との間を被圧延材１０１が通過する構成とされている。そして、上ワークロール１０３の上側に上バックアップロール１０５が、下ワークロール１０４の下側に下バックアップロール１０６がそれぞれ設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上バックアップロール１０５と圧延機ハウジング１０７とのロールギャップを調整するためにロールギャップ調整装置１０８がそれらの間に設けられている。また、下バックアップロール１０６と圧延機ハウジング１０７とのロールギャップを調整するためにそれらの間にライナー１０９（フィラープレート）が設けられている。
【０００４】
一般に、仕上圧延機には、図１２（ａ）に示すように、被圧延材１０１のクラウン（巾方向断面の板圧分布）を調整する目的で、ワークロールチョック１１０、１１１に上下方向の力Ｆ１，Ｆ２をかけるために、ロールを曲げる為のワークロールベンディングシリンダ（図示せず）が設けられている。このワークロールベンディングシリンダによるロールの曲げは、通常、図１２（ｂ）に示すインクリース（力Ｆ１の、板端部の厚みを薄くするようにロールを曲げる）及び図１２（ｃ）に示すデクリース（力Ｆ２の、板中央部の厚みを薄くするようにロールを曲げる）の２種類がある。
【０００５】
圧延ロール（バックアップロール１０５，１０６及びワークロール１０３，１０４）は、新品時から廃棄時までの間に、１００〜１５０ｍｍ程度のロール径の変動があるため、ワークロールチョック１１０，１１１（軸受）とバックアップロールチョック１１２，１１３（軸受）との間隔が変動することになる。
【０００６】
このときにベンディングシリンダにてワークロール１０３，１０４に適正にベンディング力Ｆ１，Ｆ２（曲げ力）を加えるためには、ロールの径に応じて、適切な厚みのベンディングライナー１１４，１１５を取り付ける必要がある。
【０００７】
従来、このベンディングライナーはロール交換あるいは研磨作業時に適宜交換してきたが、ホイストクレーンまたは人力にて取外し・取付作業を行って交換しているのが現状である。
【特許文献１】特開平１１−３１４１０７号公報（段落００２，００３及び図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようにベンディングライナーの交換は、ホイストクレーンまたは人力にて取外し・取付作業を行っているため、ベンディングライナー交換作業は面倒な作業となっており、また、交換作業の安全性を高めたいという要求もある。
【０００９】
本発明は、ベンディングライナー交換作業を安全かつ簡易に行うことができるベンディングライナー交換装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、圧延機のハウジング内のワークロールチョックとバックアップロールチョックとの間に設けられ前記両チョック間のギャップを調整するために前記ワークロールに取り付けられるベンディングライナーを交換する際に用いられ、前記圧延機とは別の場所に設置されるベンディングライナー交換装置であって、産業用ロボットのアーム先端部に設けられた取付基部と、この取付基部に第１の回転軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、この回転部材に対し前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸回りに回転可能に設けられた支持台と、この支持台と回転部材との間に設けられ前記支持台を前記第２の回転軸回りに回転させる第１のアクチュエータと、この支持台に対し前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸回りに回転可能に設けられたチャック手段と、このチャック手段と支持台との間に設けられ前記チャック手段を前記第３の回転軸回りに回転させる第２のアクチュエータとを備え、前記チャック手段は、互いに接近・離隔可能に支持台に支持され前記ベンディングライナーを把持する１対のグリップ爪と、前記グリップ爪を接近あるいは離隔させる駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、圧延機からワークロールがベンディングライナーと共に取り外され、クレーンなどの運搬機で、ライナー交換ステーションに搬送されてくる。このライナー交換ステーションにおいて、ベンディングライナーが交換される。すなわち、ライナー取付部分が横向きあるいは上向きとなるように直接又は架台上に載置される。
【００１２】
この状態で、（産業用ロボットの）アーム先端部の取付基部に対する回転部材の第１の回転軸回りの回転と、回転部材に対する支持台の第２の回転軸回りの回転と、支持台に対するチャック手段の第３の回転軸回りの回転により、チャック手段をベンディングライナーの取付部分に対向させる。それから駆動手段の作動により、交換する必要があるベンディングライナーを、グリップ爪を接近させて把持する。この把持状態で、まず、（ベンディングライナーをワークロールに取付固定しているねじなどの）固定具を取り外し、それからワークロールからベンディングライナーを取り外し、所定の場所に搬送する。
【００１３】
続いて、新しいベンディングライナーを、チャック手段のグリップ爪にて把持して、産業用ロボットのアーム動作によりライナー交換ステーションまで搬送し、前述した場合と同様に、第１〜第３の回転軸回りの回転によりワークロールのベンディングライナー取付部分にベンディングライナーを対向させて、固定具にて固定する。固定終了後、グリップ爪による把持は解除される。
【００１４】
それから、ワークロールは新しいベンディングライナーと一緒に圧延機まで搬送され、圧延機にセッティングされる。
【００１５】
請求項２に記載のように、前記駆動手段は、前記１対のグリップ爪に連結され互いに平行に延びる１対のラックと、この１対のラックに噛み合うピニオンと、このピニオンを回転させることで前記ラックを相対移動させ、グリップ爪の間隔を調整する第３のアクチュエータとを有する構成とすることができる。
【００１６】
このようにすれば、第３のアクチュエータにてピニオンを回転させることで、１対のラックが平行に相対移動する。このラックの相対移動により、ラックに取り付けられたグリップ爪の間隔が、ベンディングライナーの幅に応じて調整される。よって、簡単な構造で精度よく、１対のグリップ爪によるベンディングライナーの把持が可能となる。
【００１７】
請求項３に記載のように、前記グリップ爪は、前記ベンディングライナーにねじ止めにより固定可能であるワーク把持用ガイドプレートを備えることが望ましい。
【００１８】
このようにすれば、グリップ爪に設けたワーク把持用ガイドプレートをベンディングライナーにねじ止めにより固定することができるので、ベンディングライナーの搬送中に、グリップ爪による万一把持が緩んでも、ベンディングライナーが落下するおそれがなくなる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように構成したから、本発明は、産業用ロボットのアーム先端部の取付基部に対する回転部材の第１の回転軸回りの回転と、前記回転部材に対する支持台の（第１の回転軸に直交する）第２の回転軸回りの回転と、前記支持台に対するチャック手段の（第２の回転軸に直交する）第３の回転軸回りの回転とにより、ベンディングライナーを把持するチャック手段を任意の向きに調整できるようにしているので、ベンディングライナー取付部分に簡単に対向させることができ、ベンディングライナー交換作業を正確に、簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。
【００２１】
図１は下ワークロールにベンディングライナーを取り付ける動作を示す概略構成図である。
【００２２】
本発明に係るベンディングライナー交換装置は、上下側のワークロール１０３，１０４のベンディングライナー１１４，１１５を交換するのに用いられるものである。
【００２３】
図１に下ワークロールのベンディングライナーを交換する動作について概略構成を示すように、産業用ロボット１１（図３〜図５参照）のアーム１２先端部に設けられチャック手段１３を構成する１対のグリップ爪３１，３２を開閉することでベンディングライナー１１５を把持し、下ワークロール１０４のライナー取付部分に対向させて、作業者が手作業にて取り付ける構成とされたものである。なお、このベンディングライナーは、前述したように、圧延機のハウジング１０７内のワークロールチョック１１０，１１１とバックアップロールチョック１１２，１１３との間のギャップを調整するもので、ベンディングライナー交換装置は、前記圧延機とは別の場所（ライナー交換ステーション）に設置されている。
【００２４】
また、ベンディングライナー１１４，１１５は、図２に示すように、本実施の形態では、幅Ｗ＝１１０ｍｍ、長さＬ＝５６０ｍｍ、板厚（高さ）Ｈ＝２０ｍｍ〜１４３ｍｍ、最大重量６９．１kgの直方体形状をしたもので、前述したロールギャップに対応する所定の厚さとして使用されるものである。
【００２５】
続いて、図３〜図５に基づいてベンディングライナー交換装置について具体的に説明する。
【００２６】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、産業用ロボット１１は、アーム１２の先端に設けたチャック手段１３を、アーム１２の屈曲運動及びアーム１２を支持するベース台１４の旋回運動により、ベンディングライナー１１４，１１５をライナー保管ステーションからライナー交換ステーションまで搬送するための搬送手段として機能する。
【００２７】
このロボット１１のアーム１２先端部には、図４及び図５に示すように、取付基部２１が、それの基板２１ａが水平状態になるように取り付けられている。この取付基部２１の基板２１ａに対し、回転部材２２が第１の回転軸（図４においては鉛直軸）回りに回転可能に取り付けられている。基板２１ａの上側は、手動旋回クランプ用ハンドル２３が取り付けられ、回転部材２２の第１の回転軸回りの回転・クランプは、ハンドル２３の操作により作業者が手動で、油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることなく行うようになっている。つまり、手動旋回クランプ用ハンドル２３を把持して、ロックを解除すれば、回転部材２２は基板２１ａに対し旋回可能となり、ロック状態とすれば、回転部材２２が基板２１ａに対して回転しない。
【００２８】
この回転部材２２に対し、チャック手段１３を回転可能に支持する支持台２４の取付部２４ａが、前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸（図４においては水平軸）回りに回転可能に取り付けられている。回転部材２２と支持台２４との間には傾動用油圧シリンダ２５（第１のアクチュエータ）が設けられ、この油圧シリンダ２５を、後述する操作ボックス６１にて動作させることで、支持台２４を回転部材２２に対し第２の回転軸回りに回転することができる。
【００２９】
支持台２４に対しチャック手段１３が、前記第２の回転軸に直交する第３の回転軸（図４においては鉛直方向）回りに回転可能に設けられ、チャック手段１３から延びる被連結部１３ａと支持台２４のブラケット２４ａとの間に、傾き調整用油圧シリンダ２６（第２のアクチュエータ）が設けられ、この油圧シリンダ２６を同様に操作ボックス６１にて動作させることで、チャック手段２１を回転させて、ライナー取付部分に対するチャック手段２１の傾きを調整するようになっている。
【００３０】
チャック手段１３は、互いに接近・離隔可能に支持台２４に支持される１対のグリップ爪３１，３２と、グリップ爪３１，３２を接近あるいは離隔させる駆動手段３３とを備える。なお、グリップ爪３１，３２に固定されたスライダ３４，３５が支持台２４側のガイドレール３６，３７にスライド可能に係合し、グリップ爪３１，３２の開閉が案内されるようになっている。
【００３１】
この駆動手段３３は、図６に概略構成を示すように、各グリップ爪３１，３２の取付部３１ａ，３２ａに連結され互いに平行に延びる１対のラック４１，４２と、この１対のラック４１，４２に噛み合うピニオン４３と、このピニオン４３を回転させることでラック４１，４２を相対移動させ、グリップ爪３１，３２の間隔を調整するグリップ開閉用油圧シリンダ４４とを有する構成となっている。
【００３２】
各グリップ爪３１，３２は、ベンディングライナー１１４，１１５にねじ止めにより固定可能であるワーク把持用ガイドプレート５１，５２を備える。このねじ止めは、ガイドプレート５１，５２がベンディングライナー１１４，１１５の側面に沿った状態で、すなわちグリップ爪３１，３２が位置決めされてベンディングライナー１１４，１１５を正常に把持できる状態で行われる。
【００３３】
また、前記ベンディングライナー交換装置は、図７（ａ）（ｂ）及び図８に示す操作ボックス６１によって手動操作で駆動制御され、ライナー交換作業を行うものである。
【００３４】
操作ボックス６１は、それに取り付けられる肩掛け金具６２Ａにより作業者が肩に掛けて操作できるように構成されている。操作ボックス６１の左右側部には、把持金具６２Ｂが設けられている。
【００３５】
操作ボックス６１の操作面（上面）であって肩掛け金具６２Ａ側には、図７（ａ）（ｂ）に示すように、アーム１２の伸縮・屈曲及び左右の旋回を行う第１のレバー６３と、アーム１２の上下動及びチャック手段１３の起倒を行う第２のレバー６４とを有する。第１及び第２のレバー６３，６４の上端には、チャック手段１３の倒伏ボタン６３ａおよびチャック手段１３の起立ボタン６４ａが設けられている。
【００３６】
また、第１のレバー６３側には、ワークつかみボタン６５及びワーク離しボタン６６が、第２のレバー６４側には、操作電源のＯＮボタン６７及びＯＦＦボタン６８がそれぞれ設けられている。操作ボックス６１の受け部６１ａには、図８に示すように、ケーブル６９の一端に設けられる第１のコネクタ６９ａが接続され、ケーブル６９の他端の第２のコネクタ６９ｂが、ライナー交換装置の制御盤の受け部（図示せず）に接続される。
【００３７】
上記のように構成すれば、圧延機（図示せず）からワークロール１０３，１０４がベンディングライナー１１４，１１５と共に取り外され、クレーンなどの運搬機で、圧延機からは離れたライナー交換ステーションに搬送される。このライナー交換ステーションにおいて、ベンディングライナー１１４，１１５の交換作業が行われる。
【００３８】
下ワークロール１０４のベンディングライナー１１５を交換する場合には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、ワークロールチョック１１１の下側にベンディングライナー１１５が取り付けられるライナー取付部分が位置するようになっているので、図９（ｄ）に示すように、ライナー取付部分が横向きになるように架台７１上に載置される。一方、上ワークロール１０３のベンディングライナー１１４を交換する場合には、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、逆に、ワークロールチョック１１０の上側にベンディングライナー１１４が取り付けられるライナー取付部分が位置するようになっているので、ライナー取付部分が上向きとなるように地上に直接載置される。
【００３９】
この状態で、取付基部２１（基板２１ａ）に対する回転部材２２の第１の回転軸回りの回転と、回転部材２２に対する支持台２４の第２の回転軸回りの回転と、支持台２４に対するチャック手段１３の第３の回転軸回りの回転により、チャック手段１３をワークロール１０３，１０４のライナー取付部分に対向させる。それから駆動手段３３の作動によりグリップ爪３１，３２にて、交換する必要があるベンディングライナー１１４，１１５を把持させる。また、ワーク把持用ガイドプレート５１，５２をベンディングライナー１１４，１１５にねじ（図示せず）にて取付固定し、運搬中に落下しないようにする。このようにして把持が完了した後、まず、ベンディングライナー１１４，１１５をワークロール１０３，１０４に取り付けているねじを取り外し、ベンディングライナー１１４，１１５をワークロール１０３，１０４から取り外し、取り外したベンディングライナー１１４，１１５を所定の場所に搬送する。
【００４０】
それから、新しいベンディングライナー１１４，１１５のライナー保管ステーションから、新しいベンディングライナー１１４，１１５をチャック手段１３のグリップ爪３１，３２にて把持して（ワーク把持用ガイドプレート５１，５２の固定も行われ）、ワークロール１０３，１０４のライナー取付部分に搬送して、ねじ止めにより固定する。
【００４１】
ねじ止め終了後、チャック手段１３によるチャックは解除され、ワークロール１０３，１０４は新しいベンディングライナー１１４，１１５と一緒に圧延機まで搬送され、セッティングされる。
【００４２】
このような一連の作業は、作業者が、操作ボックス６１での操作を行いつつ、手作業で行われる。
【００４３】
前記実施の形態においては、グリップ爪３１，３２の開閉（把持）に、ラック・アンド・ピニオン機構を利用しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、たとえば、グリップ爪に雌ねじ部を設け、その雌ねじ部にねじ棒を螺合して、ねじ棒の回転によりグリップ爪を開閉するような、他の駆動手段（開閉手段）を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】下ワークロールにベンディングライナーを取り付ける動作を示す概略構成図である。
【図２】ベンディングライナーを示す斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ産業用ロボットの側面図及び平面図である。
【図４】本発明に係るチャック手段付近の側面図である。
【図５】同平面図である。
【図６】駆動手段の概略構成図である。
【図７】本発明に係る操作ボックスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図８】本発明に係る操作ボックスとベンディングライナー交換装置との接続の説明図である。
【図９】下ワークロールを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は図９（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｄ）はベンディングライナー交換時の状態を示す説明図である。
【図１０】上ワークロールを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は図１０（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１１】一般的な圧延設備（圧延機）の説明図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれインクリース及びデクリースの説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１    産業用ロボット
１２    アーム
１３    チャック手段
２１    取付基部
２２    回転部材
２４    支持台
２５    油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）
２６    油圧シリンダ（第２のアクチュエータ）
３１，３２    グリップ爪
３３    駆動手段
４１，４２    ラック
４３    ピニオン
４４    油圧シリンダ（第３のアクチュエータ）
５１，５２    ガイドプレート
１０３，１０４    ワークロール
１１４，１１５    ベンディングライナー
【図１】
2006150380.tif 000003
【図２】
2006150380.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006150380.tif 000011
【図１０】
2006150380.tif 000012
【図１１】
2006150380.tif 000013
【図１２】
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