(57)【要約】【課題】圧延機及び圧延方法において、簡易な構成によりロールスキュー量を高精度で検出し、それに基づいたロールスキュー量の調整により良好な板厚精度を得る。【解決手段】圧延機１は、互いに当接する下ワークロール７と下バックアップロール９とを備える。圧延機１は、下ワークロール７の圧延中のスラスト量を離れた位置から光学的に計測するためのステレオカメラ装置３と、計測したスラスト量からロールスキュー量を求める算出部４ａを含む演算装置４と、求めたロールスキュー量に基づいて、下ワークロール７の軸芯Ａｘｌｗの傾きを調整するロールスキュー量調整部１６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接又は圧延材を介して互いに当接する第１ロール及び第２ロールと、
前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の圧延中のスラスト量を、離れた位置から光学的に計測するセンサ部と、
前記センサ部で計測したスラスト量からロールスキュー量を求める算出部を含む演算部と、
前記計測したスラスト量から求めた前記ロールスキュー量に基づいて、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整するロールスキュー量調整部と
を備える、圧延機。
【請求項２】
前記センサ部はステレオカメラ装置を備える、請求項１に記載の圧延機。
【請求項３】
前記センサ部は前記第１ロール及び前記第２ロールの少なくとも一方自体又はそのロールチョックの位置を計測するレーザ距離計を備える、請求項１に記載の圧延機。
【請求項４】
前記演算部は、前記スラスト量と前記ロールスキュー量の関係を記憶した記憶部をさらに備え、
前記算出部は、前記記憶部を参照して前記計測したスラスト量から前記ロールスキュー量を求める、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項５】
前記スラスト量と前記ロールスキュー量との前記関係は、圧延時間、又は圧延荷重と圧延時間との積によって前記スラスト量を規格化することによって求めたものである、請求項４に記載の圧延機。
【請求項６】
前記演算部は、前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると警報を発する警報部をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項７】
前記ロールスキュー量調整部は手動式である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項８】
前記ロールスキュー量調整部は、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方を、軸芯の傾きが変化するように姿勢を調節するアクチュエータを備え、
前記演算部は、前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると前記ロールスキュー量が前記閾値を下回るように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ制御部を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項９】
圧延機が備えている、直接又は圧延材を介して互いに当接する第１ロール及び第２ロールのうちの少なくとも一方の圧延中のスラスト量を、離れた位置から光学的に計測し、
計測した前記スラスト量からロールスキュー量を求め、
前記計測したスラスト量から求めた前記ロールスキュー量に基づいて、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整する、圧延方法。
【請求項１０】
前記スラスト量と前記ロールスキュー量の関係を予め求め、
前記関係を参照して前記計測したスラスト量から前記ロールスキュー量を求める、請求項９に記載の圧延方法。
【請求項１１】
前記スラスト量と前記ロールスキュー量との前記関係は、圧延時間、又は圧延荷重と圧延時間との積によって前記スラスト量を規格化することによって求めたものである、請求項１０に記載の圧延方法。
【請求項１２】
前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると警報を発する、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の圧延方法。
【請求項１３】
前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きの調整は、手動操作により行うものである、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の圧延方法。
【請求項１４】
前記圧延機は前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方を、軸芯の傾きが変化するように姿勢を調節するアクチュエータを備え、
前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると前記ロールスキュー量が前記閾値を下回るように前記アクチュエータを作動させる、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機及び圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールクロス式ではない一般的な圧延機では、スラスト力抑制のためにロールスキューが無い状態で圧延することが望ましい。しかしながら、現実にはロールチョック（軸箱）の側面とハウジングの内側側面との摩耗、変形、腐食等により微小なロールスキューが生じる場合がある。
【０００３】
ワークロールとバックアップロールとの間にロールスキューが発生した場合、回転時にロール軸方向の相対すべりによるスラスト力が発生することで、ワークロールの駆動側と作業側で板厚差が生じ、板厚精度（目標板厚と実板厚の誤差）が悪化する。
【０００４】
また、上ワークロールと下ワークロールとの間でロールスキューが発生すると、ロール胴長方向にロールギャップ差が生じ、同様に板厚精度が悪化し、鋼板が幅方向に不均等な板厚プロフィールとなるおそれがある。
【０００５】
特許文献１にはロールスキュー量自体を計測可能な圧延機が開示されている。しかし、計測機器を圧延機に組み込んで高精度で圧延ロール間の相対交差角度を計測することは、特に幅広厚板圧延機等の大型の圧延機においては、現実的に困難である。また、特に熱間圧延においては、圧延機内は各種冷却水、水蒸気、振動、被圧延材の輻射熱等により、計測精度及び計測機自体の性能の維持が困難である。
【０００６】
設備保護または異常監視を目的として、ワークロールシフトを動作させるための油圧シリンダにおける差圧により、過大なスラスト力を検知する仕組みは存在する（特許文献２，３参照）。しかしながら、ワークロールを移動させるため、及びロール交換時にワークロールシフト機構とロールチョックを着脱するために、ロール軸方向に設備クリアランスが必要で、そのクリアランスを超えてロールが移動した場合のスラスト力しか検知することができず、微小なスラスト力については把握することができない。
【０００７】
以上のように、従来の技術では、簡易な構成でロールスキュー量を高精度で検出することは実現されておらず、ロールスキュー量の適切な調整による板厚精度向上も実現されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−４５９９号公報
【特許文献２】特開２００７−５０４２０号公報
【特許文献３】特開平２−１２１７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、圧延機及び圧延方法において、簡易な構成によりロールスキュー量を高精度で検出し、検出したロールスキュー量に基づいてロールスキュー量を調整することで、良好な板厚精度を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、直接又は圧延材を介して互いに当接する第１ロール及び第２ロールと、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の圧延中のスラスト量を、離れた位置から光学的に計測するセンサ部と、前記センサ部で計測したスラスト量からロールスキュー量を求める算出部を含む演算部と、前記計測したスラスト量から求めた前記ロールスキュー量に基づいて、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整するロールスキュー量調整部とを備える、圧延機を提供する。
【００１１】
センサ部は離れた位置から光学的にスラスト量を計測する。そのため、圧延機内の距離センサを用いたロール位置計測によるロールスキュー量検出とは異なり、圧延機内の環境、すなわち水、水蒸気、振動、高熱等の影響を受けることなく、高精度でスラスト量を計測でき、計測精度とセンサ部自体の性能を維持できる。
【００１２】
センサ部は離れた位置から光学的にスラスト量を計測するので、ロールチョックの荷重又は変形の計測によるスラスト力の計測とは異なり、圧延機本体にロードセル、歪みゲージ等の計測機器を装備する必要がない。また、ワークロールシフト用油圧シリンダの差圧によるスラスト力の計測とは異なり、設備クリアランスに起因する検出精度の制約がない。
【００１３】
高精度で検出したロールスキュー量に基づいて、ロールスキュー量調整部によってロールスキュー量を調整することで、良好な板厚精度が得られる。
【００１４】
以上のように、センサ部は離れた位置から光学的にスラスト量を計測し、計測したスラスト量からロールスキュー量を求め、このロールスキュー量に基づいて第１ロール及び第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整することで、簡易な構成によりロールスキュー量を高精度で検出できる、良好な板厚精度が得られる。
【００１５】
前記センサ部はステレオカメラ装置を備えてもよい。
【００１６】
代案としては、前記センサ部は前記第１ロール及び前記第２ロールの少なくとも一方自体又はそのロールチョックの位置を計測するレーザ距離計を備えてもよい。
【００１７】
前記演算部は、前記スラスト量と前記ロールスキュー量の関係を記憶した記憶部をさらに備え、前記算出部は、前記記憶部を参照して前記計測したスラスト量から前記ロールスキュー量を求める。
【００１８】
例えば、前記スラスト量と前記ロールスキュー量との前記関係は、圧延時間、又は圧延荷重と圧延時間との積によって前記スラスト量を規格化することによって求めたものである。
【００１９】
前記演算部は、前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると警報を発する警報部をさらに備えてもよい。
【００２０】
前記ロールスキュー量調整部は手動式であってもよい。
【００２１】
前記ロールスキュー量調整部は、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方を、軸芯の傾きが変化するように姿勢を調節するアクチュエータを備え、
前記演算部は、前記ロールスキュー量が予め定められた閾値を上回ると前記ロールスキュー量が前記閾値を下回るように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ制御部を備えてもよい。
【００２２】
本発明の第２の態様は、圧延機が備えている、直接又は圧延材を介して互いに当接する第１ロール及び第２ロールのうちの少なくとも一方の圧延中のスラスト量を、離れた位置から光学的に計測し、計測した前記スラスト量からロールスキュー量を求め、前記計測したスラスト量から求めた前記ロールスキュー量に基づいて、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整する、圧延方法を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る圧延機及び圧延方法によれば、簡易な構成によりロールスキュー量を高精度で検出できる。また、検出したロールスキュー量に基づいて第１ロール及び第２ロールのうちの少なくとも一方の軸芯の傾きを調整することで、良好な板厚精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】下ワークロールと下バックアップロールの模式的な平面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧延機の概略図。
【図３】図２の圧延機における圧延ロール群の模式的な斜視図。
【図４】図２の線IV−IVに沿った断面図。
【図５】図２の圧延機における演算装置のブロック図。
【図６】図２の圧延機の動作の概要を示すフローチャート。
【図７】圧延荷重と圧延時間の積（規格値）とスラスト量の関係の一例を示すグラフ。
【図８】ロールスキュー量とスラスト量の関係の一例を示すグラフ。
【図９】ロールスキュー量と板厚精度の関係の一例を示すグラフ。
【図１０】第１実施形態の変形例を示す模式的な斜視図。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る圧延機の概略図。
【図１２】図１１の線XII−XIIに沿った断面図。
【図１３】図１１の圧延機における演算装置のブロック図。
【図１４】図１１の圧延機の動作の概要を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る圧延機の概略図。
【図１６】図１５の圧延機の動作の概要を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（用語の説明）
図１を参照して、ロールスキュー量、スラスト力、及びスラスト量等の用語を説明する。以下では、下ワークロールと下バックアップロールを例にこれらの用語を説明する。しかし、これらの用語は、下ワークロールと下バックアップロールに限らず、直接又は圧延材を介して当接する一対の圧延ロールに関して使用される。例えば、これらの用語は、上ワークロールと下ワークロールとの組み合わせならびに、中間ロールとワークロール又はバックアップロールとの組み合わせについても使用される。
【００２６】
図１は、ロールクロス式でない一般的な圧延機であり、符号７は下ワークロールを示し、符号９は下バックアップロールを示す。下ワークロール７及び下バックアップロール９のうち、一方が第１ロールの一例であり、他方が第２ロールの一例である。下ワークロール７は駆動側のロールチョック１２Ａと作業側のロールチョック１２Ｂにより回転可能に支持されている。下バックアップロール９のロールチョックの図示は省略している。符号ＡＸｌｗは下ワークロール７の軸芯を示し、符号ＡＸｌｂは下バックアップロール９の軸芯を示す。通常ないし理想的な状態では、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗと下バックアップロール９の軸芯ＡＸｌｂは、いずれも圧延機自体の軸芯ＡＸｌｍと一致している。
【００２７】
下ワークロール７（軸芯ＡＸｌｗ）と下バックアップロール９（軸芯ＡＸｌｂ）の交差（ロールスキュー）が生じたときの、下ワークロール７（軸芯ＡＸｌｗ）と下バックアップロール９（軸芯ＡＸｌｂ）がなす交差角度を、ロールスキュー量θという。正転時（矢印Ｒｎで示す）には、矢印ｄで示すように下ワークロール７が水平面内で駆動側から作業側へ動いてロールスキューが発生し、下ワークロール７がスラスト力を受けて軸芯方向に移動する傾向がある。逆転時（矢印Ｒｒで示す）には、下ワークロール７は矢印ｄとは反対の向き、つまり作業側から駆動側に動いてロールスキューが発生し、下ワークロール７がスラスト力を受けて軸芯方向（正転時とは逆の向き）に移動する傾向がある。以下の説明では、図１において矢印ｄの向きのロールスキュー量θの符号を正とし、矢印ｄとは反対向きのロールスキュー量θの符号を負とする。
【００２８】
ロールクロス式でない一般的な圧延機において、通常ないし理想的な状態では、ロールスキュー量θはゼロである。
【００２９】
スラスト力は、ロールスキューが生じたときに圧延ロールに使用する軸芯方向の力である。図１では、正転時に下ワークロール７に作用するスラスト力を符号Ｆｔｈｎで示す、逆転等に下ワークロール７に作用するスラスト力を符号Ｆｔｈｒで示す。
【００３０】
スラスト量は、スラスト力による圧延ロールの軸芯方向の移動量ないし変位量である。図１では、正転時には、スラスト力Ｆｔｈｎと同じ向きのスラスト量Ｄｔｈｎが下ワークロール７に生じ得るし、逆転時には、スラスト力Ｆｔｈｒと同方向のスラスト量Ｄｔｈｒが下ワークロール７に生じ得る。
【００３１】
ロールクロス式の圧延機では、圧延ロール対の軸芯を意図的に任意量交差させる。この場合の圧延ロール対がなす角度を、ロールスキュー量θと区別するために、ロール交差角度γという。
【００３２】
（第１実施形態）
図１から図５に示す本発明の第１実施形態に係る圧延機１は、圧延機本体２、ステレオカメラ装置（センサ部）３、及び演算装置（演算部）４を備える。
【００３３】
本実施形態の圧延機本体２は、鋼板を製造するための４段圧延機である。また、圧延機本体２は、ロールクロス式ではなく、後述する圧延ロール６〜９の軸芯間の通常ないしは理想的な交差角度は０度である。
【００３４】
圧延機本体２は、図３に模式的に図示する駆動源５によって回転駆動される、上ワークロール６と下ワークロール７とを備える。また、圧延機１は、上バックアップロール８と下バックアップロール９とを備える。上ワークロール６と下ワークロール７とは圧延材Ｗを介して当接する。上ワークロール６と上バックアップロール８は直接当接し、下ワークロール７と下バックアップロール９も直接当接している。
【００３５】
圧延機本体２は、上ワークロール６と下ワークロール７とをそれらの胴長方向に移動させるワークロールシフト装置（図示せず）を備えていてもよい。各圧延ロール６〜９のスラスト量は２ｍｍ以下に抑制する機能を備えることが好ましい。
【００３６】
圧延機本体２のハウジング１０には、上ワークロール６のロールチョック１１Ａ，１１Ｂと、下ワークロール７のロールチョック１２Ａ，１２Ｂが支持されている。また、ハウジング１０には、上バックアップロール８のロールチョック１３Ａ，１３Ｂと、下バックアップロール９のロールチョック１４Ａ，１４Ｂが支持されている。
【００３７】
図２及び図４を参照すると、圧延機本体２には、手動ないしオフラインで下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θを調整するためのロールスキュー量調整部１６が設けられている。本実施形態のロールスキュー量調整部１６は、ロールチョック１２Ａ，１２Ｂの位置を調整することにより、オフラインないし手動で下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きを手動で調節するものである。ロールスキュー量調整部１６は、下ワークロール７のロールチョック１２Ａ，１２Ｂとハウジング１０のライナ１７Ａ〜１７Ｄとの間に介在する交換可能なシム１８Ａ〜１８Ｄを備える。ロールスキュー量調整部１６によるロールスキュー量θの調整については、後述する。
【００３８】
圧延機１のハウジング１０には、圧延ロール６〜９以外に、ギャップ調整用のスクリュー１９と、油圧式圧下ユニット２０が備えられている。
【００３９】
本実施形態におけるステレオカメラ装置３は、圧延機本体２の作業側（駆動原５と反対側）に配置された２台のカメラ２２Ｌ，２２Ｒを備える。これらのカメラ２２Ｌ，２２Ｒは、互いに異なる視野角で、圧延機本体２（特に、下ワークロール７及び／又はロールチョック１２Ｂ）を撮影する。ステレオカメラ装置３の２台のカメラ２２Ｌ，２２Ｒは、圧延機本体２から例えば１０ｍ程度離れた位置に配置されている。カメラ２２Ｌ，２２Ｒは動画を撮影するものでも、静止画像を撮影するものでもよい。また、ステレオカメラ装置３は、３台以上のカメラを備えていてもよい。さらに、ステレオカメラ装置３は、複数台のカメラを１つのユニットに統合したものでもよい。
【００４０】
図５を参照すると、本実施形態における演算装置４は、算出部４ａ、記憶部４ｂ、及び警報部４ｃを備える。
【００４１】
算出部４ａには、ステレオカメラ装置３のカメラ２２Ｌ，２２Ｒで撮影した画像が入力される。算出部４ａは、カメラ２２Ｌ，２２Ｒで撮影した画像を画像解析することで、圧延中の下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈ（図１のスラスト量Ｄｔｈｎ又はＤｔｈｒ）を計測する（図６のステップＳ１）。ステレオカメラ装置３を使用したスラスト量Ｄｔｈの計測は、例えば測定誤差が１ｍｍ以下の高精度であることが好ましい。
【００４２】
下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈの計測は、下ワークロール７の１箇所について行っても良い。また、下ワークロール７の複数箇所についてスラスト量Ｄｔｈの計測を実行し、それらから後述するロールスキュー量θの推定に使用するスラスト量Ｄｔｈを求めても良い。また、下ワークロール７の作業側のロールチョック１２Ｂの１箇所又は複数箇所までの距離を計測し、それに基づいてロールスキュー量θの推定に使用する下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを決定してもよい。
【００４３】
記憶部４ｂには、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈと、下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θとの関係が予め記憶されている。算出部４ａは、記憶部４ｂに記憶された関係に基づいて、計測されたスラスト量Ｄｔｈから下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θを推定する（図６のステップＳ２）。さらに、算出部４ａは、推定したロールスキュー量θと記憶部４ｂに予め記憶されたロールスキュー量の閾値θｔｈとを比較し（図６のステップＳ３）、推定したロールスキュー量θが閾値θｔｈを上回ると警報部４ｃに警報発生を指示する。警報発生の指示を受けた警報部４ｃは警報を発生する（図６のステップＳ４）。警報の一例としては、警報部４ｃは、推定したロールスキュー量θが閾値θｔｈを上回ったことの表示と、推定したロールスキュー量θの向きと大きさをディスプレイ２３に視覚的に表示する。また、警報部４ｃは、ディスプレイ２３上の警報表示と併せて、圧延動作の状況に応じた適切なタイミングにて駆動源５を停止させて圧延機本体２の圧延動作を中断させることができる。
【００４４】
圧延動作の停止後、作業者は、ディスプレイ２３に表示されたロールスキュー量θの向きと大きさを参照しつつ、手作業により下ワークロール７の水平面内での姿勢（軸芯ＡＸｌｗの傾き）を調整する。作業者は、ロールスキュー量θが閾値θｔｈを下回って０度に近づくように、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きを調整する。具体的には、前述したロールスキュー量調整部１６（図４参照）が備えるシム１８Ａ〜１８Ｄの交換及び／又は移動により下ワークロール７の姿勢を調整できる。例えば、下ワークロール７と下バックアップロール９のロールスキューが図１に示す状態である場合、以下のうちの少なくともいずれか１つを実行することで、ロールスキュー量θを０度に近づけることができる。
・シム１８Ａのより厚みの大きいものへの交換
・シム１８Ｂの矢印Ｍ１で概念的に示す移動
・シム１８Ｄのより厚みの大きいものへの交換
・シム１８Ｃの矢印Ｍ２で概念的に示す移動
【００４５】
ロールスキュー量調整部１６は、ロールスキュー量θを０．１度以下、好ましくは０．０１度以下の精度で調整できることが好ましい。
【００４６】
前述のように、演算装置４の記憶部４ｂは、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈと、下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θとの関係を予め記憶している。以下、この関係を特定の圧延機本体２について求める手法の一例を説明する。
【００４７】
まず、複数のロールスキュー量θについて、種々の圧延荷重と圧延時間（圧延材Ｗが上下のワークロール６，７間に実際にかみ込まれている時間）で圧延を実行したときの下ワークロールのスラスト量Ｄｔｈを計測する。図７は、あるロールスキュー量θのときの、圧延荷重の圧延時間の積を規格化した値と、スラスト量Ｄｔｈの関係を示す。圧延荷重の圧延時間の積の規格化は、例えば、規準となる圧延荷重の圧延時間の積の値によって、圧延荷重の圧延時間の積の値を除算することで行うことができる。図７において、スラスト量Ｄｔｈの符号は、図１の正転時のスラスト量Ｄｔｈｎの向きを正とし、同図の逆転時のスラスト量Ｄｔｈｒの向きを負としている。
【００４８】
図７において、圧延荷重の圧延時間の積を規格化した値が例えば５．０のときのスラスト量Ｄｔｈを、対応するロールスキュー量θについてのスラスト量Ｄｔｈの代表値とする。この代表値としては、正転時のスラスト量Ｄｔｈｎの絶対値、逆転時のスラスト量Ｄｔｈｒの絶対値、又は正逆転時のスラスト量Ｄｔｈｎ，Ｄｔｈｒの絶対値の相加平均を使用できる。図７のものを含む複数のロールスキュー量θ（ここでは３つのロールスキュー量θ）について、スラスト量Ｄｔｈの代表値を得ることができれば、図８において直線Ｌで示すように、スラスト量Ｄｔｈとロールスキュー量θとの関係が得られる。）。
【００４９】
演算装置４の記憶部４ｂは、スラスト量Ｄｔｈとロールスキュー量θの関係（図８の直線Ｌ）を表の形態で記憶していてもよいし、関数として記憶していてもよい。また、記憶部４ｂは、圧延時間によってスラスト量を規格化することによって求めた、スラスト量Ｄｔｈとロールスキュー量θの関係を記憶していてもよい。
【００５０】
本実施形態に係る圧延機１は、以下の利点を有する。
【００５１】
ステレオカメラ装置３は圧延機本体２から離れた位置（前述のように例えば１０ｍ離れた位置）から、下ワークロール７のスラスト量計測のための圧延機本体２の撮影を実行する。そのため、圧縮機本体内の距離センサを用いたロール位置計測によるロールスキュー量検出とは異なり、圧延機本体内の環境、すなわち水、水蒸気、振動、高熱等の影響を受けることなく、高精度でスラスト量を計測でき、計測精度とステレオカメラ装置の性能を維持できる。
【００５２】
ステレオカメラ装置３は圧延機本体２から離れた位置から、下ワークロール７のスラスト量計測のために圧延機本体２を撮影するので、ロールチョックの荷重又は変形の計測によるスラスト力の計測とは異なり、圧縮機本体にロードセル、歪みゲージ等の計測機器を装備する必要がない。従って、初期費用とランニングコストを低減できる。また、ワークロールシフト用油圧シリンダの差圧によるスラスト力の計測とは異なり、設備クリアランスに起因する検出精度の制約がない。
【００５３】
以上のように、ステレオカメラ装置３で圧延機本体２を撮影し、撮影画像からスラスト量Ｄｔｈを計測し、計測したスラスト量Ｄｔｈからロールスキュー量θを推定することで、簡易な構成によりロールスキュー量θを高精度で検出できる。
【００５４】
また、高精度で検出したロールスキュー量θに基づいて、ロールスキュー量調整部１６におけるシム１８Ａ〜１８Ｂの交換及び／又は移動でロールスキュー量θを調整することで、良好な板厚精度が得られる。例えば、図９に示すように、ロールスキュー量θを５．０×１０−２度に抑制することで、板厚精度（標準偏差）を１．２未満に抑制できる。
【００５５】
図１０は第１実施形態の変形例を示す。この変形例では、ステレオカメラ装置３に代わるセンサ部として、圧延機本体２の作業側の離れた位置にレーザ距離計２４が設けられている。例えば、レーザ距離計２４は圧延機本体２から１０ｍ離れた位置に配置される。このレーザ距離計２４は、圧延中の下ワークロール７及び／又は下ワークロール７の作業側のロールチョック１２Ｂまでの距離を計測する。レーザ距離計２４の計測した距離は、演算装置４の算出部４ａに入力され、算出部４ａはレーザ距離計２４からの入力から、圧延中の下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを求める。レーザ距離計２４を使用したスラスト量Ｄｔｈの計測は、例えば測定誤差が１ｍｍ以下の高精度であることが好ましい。
【００５６】
ステレオカメラ装置３の場合と同様に、レーザ距離計２４は圧延機本体２から離れた位置から下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを計測するので、ロールチョックの荷重又は変形の計測によるスラスト力の計測とは異なり、圧縮機本体にロードセル、歪みゲージ等の計測機器を装備する必要がない。従って、初期費用とランニングコストを低減できる。また、ワークロールシフト用油圧シリンダの差圧によるスラスト力の計測とは異なり、設備クリアランスに起因する検出精度の制約がない。
【００５７】
スラスト量Ｄｔｈの計測精度を向上するため、ステレオカメラ装置３とレーザ距離計２４の両方を設け、演算装置４の算出部４ａがステレオカメラ装置３の撮影画像の画像処理の結果と、レーザ距離計２４からの入力との両方を使用して下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを求めてもよい。
【００５８】
以下、本発明の第２及び第３実施形態を説明する。これらの実施形態に関する図面において、第１実施形態と同一又は同一の要素には同一の符号を付している。また、これらの実施形態に関し、特に言及しない点は第１実施形態と同様である。特に、前述した第１実施形態の変形例と同様の構成（図１０に示すレーザ距離計２４）は、第２及び第３実施形態にも適用できる。
【００５９】
（第２実施形態）
図１１から図１３に示す本発明の第２実施形態に係る圧延機１のロールスキュー量調整部１６は、第１実施形態における交換及び／又は移動可能なシム１８Ａ〜１８Ｄを含む機構（図４参照）に代えて、４個の油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄを備える。これらの油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄで、ロールチョック１２Ａ，１２Ｂの位置を調整することにより、オンラインないし自動で下ワークロール７の水平面内での姿勢（軸芯ＡＸｌｗの傾き）を調整できる。各油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄは、油圧供給回路２７から油圧が供給されるシリンダ２８と、シリンダ２８内の油圧によって進退するピストン２９とを備える。油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄのシリンダ２８は、それぞれハウジング１０に固定されている。油圧アクチュエータ２６Ａ，２６Ｂのピストン２９の進退により、駆動側のロールチョック１２Ａが、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗと直交する方向に移動ないし変位する。また、油圧アクチュエータ２６Ｃ，２６Ｄのピストン２９の進退により、作業側のロールチョック１２Ｂが、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗと直交する方向に移動ないし変位する。
【００６０】
各油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのピストン２９の進退、より具体的には油圧供給回路２７から各油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのシリンダ２８に供給される油圧は、演算装置４の油圧アクチュエータ制御部４ｄによって制御される。
【００６１】
演算装置４の算出部４ａは、ステレオカメラ装置３のカメラ２２Ｌ，２２Ｒで撮影した画像を画像解析することで、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを計測する（図１４のステップＳ１１）。算出部４ａは、記憶部４ｂに予め記憶されている、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈと、下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θとの関係に基づいて、計測されたスラスト量Ｄｔｈから下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θを推定する（図１４のステップＳ１２）。さらに、算出部４ａは、推定したロールスキュー量θと記憶部４ｂに予め記憶されたロールスキュー量の閾値θｔｈとを比較し（図１４のステップＳ１３）、推定したロールスキュー量θが閾値θｔｈを上回ると警報部４ｃに警報発生を指示する。警報発生の指示を受けた警報部４ｃは警報を発生する（図６のステップＳ１４）。また、警報部４ｃは推定したロールスキュー量θが閾値θｔｈを上回ると、圧延動作の状況に応じた適切なタイミングにて駆動源５を停止して圧延機本体２の圧延動作を中断させることができる。
【００６２】
算出部４ａは、推定したロールスキュー量θが閾値θｔｈを上回ると、油圧アクチュエータ制御部４ｄで油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂを制御し、ロールスキュー量θが閾値θｔｈを下回って０度に近づくように、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きを調整する（図１４のステップＳ１５）。例えば、下ワークロール７と下バックアップロール９のロールスキューが図１に示す状態である場合、以下のうちの少なくともいずれか一方を実行することで、ロールスキュー量θを０度に近づけることができる。
・油圧アクチュエータ２６Ａのピストン２９の突出量を増加させると共に、油圧アクチュエータ２６Ｂのピストン２９の突出量を減少させる。
・油圧アクチュエータ２６Ｃのピストン２９の突出量を減少させると共に、油圧アクチュエータ２６Ｄのピストン２９の突出量を増加させる。
【００６３】
ロールスキュー量調整部１６は、油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのピストン２９の進退により、ロールスキュー量θを０．１度以下、好ましくは０．０１度以下の精度で調整できることが好ましい。
【００６４】
油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのピストン２９の突出量による下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きの調整中、演算装置４はステレオカメラ装置３で計測したスラスト量Ｄｔｈに基づくロールスキュー量θの推定を連続的又は断続的に継続してもよい。この連続的又は断続的に継続される推定により得られるロールスキュー量θを参照しつつ、油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのピストン２９の突出量を調整することで、より高精度でロールスキュー量θを０度に近づけることができる。
【００６５】
以上のように、本実施形態では、第１実施形態と同様、ステレオカメラ装置３の撮影画像から計測したスラスト量Ｄｔｈからロールスキュー量θを推定することで、簡易な構成によりロールスキュー量θを高精度で検出できる。
【００６６】
また、高精度で検出したロールスキュー量θに基づいて、ロールスキュー量調整部１６が備える油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｂのピストン２９の突出量を調整して自動的にロールスキュー量θを調整することで、良好な板厚精度が得られる。
【００６７】
（第３実施形態）
図１５に示す本発明の第３実施形態に係る圧延機１は、ロールクロス式の一例であるワークロールクロス式である。
【００６８】
本実施形態の圧延機１のロールスキュー量調整部１６は、第２実施形態と同様に、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きを調整するための４個の油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄを備える（図１２を併せて参照）。これらの油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄは、下ワークロール７の下バックアップロール９に対するロール交差角度γの調整機構を兼ねている。また、本実施形態の圧延機１は上ワークロール６の上バックアップロール８に対するロール交差角度γの調整機構として、上ワークロール６の軸芯ＡＸｌｗの傾きを調整するための４個の３１Ａ〜３１Ｄを備える。
【００６９】
本実施形態における演算装置４の構成は、第２実施形態と同様である（図１３参照）。
【００７０】
演算装置４の算出部４ａは、ステレオカメラ装置３のカメラ２２Ｌ，２２Ｒで撮影した画像を画像解析することで、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈを計測する（図１６のステップＳ２１）。算出部４ａは、記憶部４ｂに予め記憶されている、下ワークロール７のスラスト量Ｄｔｈと、下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θとの関係に基づいて、計測されたスラスト量Ｄｔｈから下ワークロール７と下バックアップロール９との間のロールスキュー量θを推定する（図１６のステップＳ２２）。さらに、算出部４ａは、下ワークロール７の下バックアップロール９に対するロール交差角度γ（設定値）と推定したロールスキュー量θとの差の絶対値を求める。算出部４ａは、ロール交差角度γと推定したロールスキュー量θとの差の絶対値が予め定めた閾値Δγとを比較し（図１６のステップＳ２３）、ロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値が閾値Δγを上回ると警報部４ｃに警報発生を指示する。警報発生の指示を受けた警報部４ｃは警報を発生する（図１６のステップＳ２４）。また、警報部４ｃはロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値が閾値Δγを上回ると、圧延動作の状況に応じた適切なタイミングにて駆動源５を停止して圧延機本体２の圧延動作を中断させることができる。
【００７１】
算出部４ａは、算出部４ａはロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値が閾値Δγを上回ると、油圧アクチュエータ制御部４ｄで油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄを制御し、ロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値が閾値Δγを下回って０度に近づくように、下ワークロール７の軸芯ＡＸｌｗの傾きを調整する（図１６のステップＳ２５）。例えば、下ワークロール７と下バックアップロール９のロールスキューが図１に示す状態である場合、以下のうちの少なくともいずれか一方を実行することで、ロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値を０度に近づけることができる。
・油圧アクチュエータ２６Ａのピストン２９の突出量を増加させると共に、油圧アクチュエータ２６Ｂのピストン２９の突出量を減少させる。
・油圧アクチュエータ２６Ｃのピストン２９の突出量を減少させると共に、油圧アクチュエータ２６Ｄのピストン２９の突出量を増加させる。
【００７２】
以上のように、本実施形態の圧延機１では、ステレオカメラ装置３の撮影画像から計測したスラスト量Ｄｔｈからロールスキュー量θを推定することで、簡易な構成によりロールスキュー量θを高精度で検出できる。
【００７３】
また、高精度で検出したロールスキュー量θに基づいて、ロールスキュー量調整部１６が備える油圧アクチュエータ２６Ａ〜２６Ｄのピストン２９の突出量を調整し、自動的にロール交差角度γとロールスキュー量θとの差の絶対値を０度に近づけることで、良好な板厚精度が得られる。
【００７４】
本発明は前記実施形態に限定されず、以下に列挙するように、種々の変形が可能である。
【００７５】
センサ部は、圧縮機本体から離れた位置から圧延ロールのスラスト量を計測できれば、ステレオカメラ装置又はレーザ距離計以外の手段であってもよい。
【００７６】
第２及び第３実施形態の圧縮機は、油圧アクチュエータに代えて、例えばボールねじ機構とモータとを含む電動アクチュエータを備えていてもよい。
【００７７】
第１から第３実施形態において、下ワークロールの軸芯の傾きの調整に代えて、又はそれに加えて、下バックアップロールの軸芯ＡＸｌｂの傾きを調整し、それによってロールスキュー量を調整してもよい。
【００７８】
第１から第３実施形態において、下ワークロールのスラスト量に代えて、下バックアップロールのスラスト量を計測し、計測したスラスト量から推定した下ワークロールと下バックアップロールのロールスキュー量に応じて、下ワークロール及び／又は下バックアップロールの軸線の傾きを調整し、それによってロールスキュー量を調整してもよい。
【００７９】
第１から第３実施形態において、下ワークロールのスラスト量に加えて、下バックアップロールのスラスト量を計測し、これらの計測したスラスト量から推定した下ワークロールと下バックアップロールのロールスキュー量に応じて、下ワークロール及び／又は下バックアップロールの軸線の傾きを調整し、それによってロールスキュー量を調整してもよい。
【００８０】
上ワークロール及び／又は上バックアップロールのスラスト量の計測値から推定した上ワークロールと上バックアップロールとのロールスキュー量に応じて、上ワークロール及び／又は上バックアップロールの姿勢を調整し、それによってロールスキュー量を調整してもよい。
【００８１】
上ワークロール及び／又は下ワークロールのスラスト量の計測値から推定した上ワークロールと下ワークロールとのロールスキュー量に応じて、上ワークロール及び／又は下ワークロールの軸芯の傾きを調整し、それによって上ワークロールと下ワークロールとの間のロールスキュー量を調整してもよい。これにより、板厚精度を向上できると共に、圧延材幅方向の板厚プロファイルの均一性を向上できる。
【００８２】
本発明は、上下のワークロールと上下のバックアップロールとの間に中間ロールをそれぞれ供える６段以上の圧延機にも適用できる。この場合、ワークロール、バックアップロール、及び中間ロールの少なくとも１つのスラスト量の計測値から推定した、ワークロール又はバックアップロールと中間ロールとの間のロールスキュー量に応じて、ワークロール、バックアップロール、又は中間ロールの軸芯の傾きを調整し、それによってロールスキュー量を調整してもよい。
【００８３】
本発明は、ワークロールクロス式以外のロールクロス式の圧延機、つまりバックアップロールクロス式及びペアクロスロール式の圧延機にも適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  圧延機
２  圧延機本体
３  ステレオカメラ装置
４  演算装置
４ａ  算出部
４ｂ  記憶部
４ｃ  警報部
４ｄ  油圧アクチュエータ制御部
５  駆動源
６  上ワークロール
７  下ワークロール
８  上バックアップロール
９  下バックアップロール
１０  ハウジング
１１Ａ，１１Ｂ  ロールチョック（上ワークロール）
１２Ａ，１２Ｂ  ロールチョック（下ワークロール）
１３Ａ，１３Ｂ  ロールチョック（上バックアップロール）
１４Ａ，１４Ｂ  ロールチョック（下バックアップロール）
１６  ロールスキュー量調整部
１７Ａ〜１７Ｄ  ライナ
１８Ａ〜１８Ｄ  シム
１９  スクリュー
２０  油圧式圧下ユニット
２２Ｌ，２２Ｒ  カメラ
２３  ディスプレイ
２４  レーザ距離計
２６Ａ〜２６Ｄ  油圧アクチュエータ
２７  油圧供給回路
２８  シリンダ
２９  ピストン
３１Ａ〜３１Ｄ  油圧アクチュエータ
ＡＸｌｗ  下ワークロールの軸芯
ＡＸｌｂ  下バックアップロールの軸芯
ＡＸｌｍ  圧延機自体の軸芯
Ｒｎ  正転
Ｒｒ  逆転
ｄ  下ワークロールの傾きの向き
θ  ロールスキュー
Ｆｔｈｎ  スラスト力（正転時）
Ｆｔｈｒ  スラスト力（逆転時）
Ｄｔｈｎ  スラスト量（正転時）
Ｄｔｈｒ  スラスト量（逆転時）
Ｗ  圧延材
Ｍ１，Ｍ２  シムの移動
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2018164923.tif 000014
【図１３】
2018164923.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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