(57)【要約】【課題】必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）を必要とせずに、プレス圧下中の金型の移動速度と搬送装置の搬送速度にずれによる圧延材及びピンチロールのキズや偏摩耗を防止でき、初回噛み込みにおける最初の圧下長さを予め設定することができる板厚圧下プレス装置の運転方法を提供する。【解決手段】圧延材を挟んで上下に対峙して設けられた１対の金型を、偏心量ｅを有するクランク軸で圧延材に対して平行移動させて圧下する板厚圧下プレス装置の運転方法。圧延材を上下から１対のピンチロールで挟持し、その回転で圧延材を搬送するピンチロール装置を備える。また、ピンチロールの回転トルクＴを、金型が圧延材に接触する圧下時は圧延材に従動するように低減し、金型が圧延材から離れる非圧下時は搬送に必要な一定トルクＴ０となる方形波に設定する。【選択図】      図１
2004358482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材を挟んで上下に対峙して設けられた１対の金型を、偏心量ｅを有するクランク軸で圧延材に対して平行移動させて圧下する板厚圧下プレス装置の運転方法において、
圧延材を上下から１対のピンチロールで挟持し、その回転で圧延材を搬送するピンチロール装置を備え、
該ピンチロールの回転トルクＴを、金型が圧延材に接触する圧下時は圧延材に従動するように低減し、金型が圧延材から離れる非圧下時は搬送に必要な一定トルクＴ０となる波形に設定する、ことを特徴とする板厚圧下プレス装置の運転方法。
【請求項２】
前記ピンチロールを回転駆動する電動機の回転速度を、非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度に設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の板厚圧下プレス装置の運転方法。
【請求項３】
圧延材の先端を検出するトラッキングセンサを備え、
圧下量Δｈ、初回噛み込み量Ｌ１、及びトラッキングセンサから初回噛み込みまでのクランク軸回転数Ｎを設定し、［数１］の（１）（２）式によりピンチロール搬送速度Ｖ１を計算する、
【数１】
2004358482.tif 000006
ことを特徴とする請求項１に記載の板厚圧下プレス装置の運転方法。
【請求項４】
初回噛み込み後の定常時の噛み込み量Ｌ２からピンチロール搬送速度Ｖ２を、［数２］の（３）式により計算する、
【数２】
2004358482.tif 000007
ことを特徴とする請求項１に記載の板厚圧下プレス装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延材を搬送しながら板厚を圧下する板厚圧下プレス装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延材を搬送しながら板厚を圧下する手段として、特許文献１、特許文献２、等が開示されている。
【０００３】
特許文献１の「板厚圧下プレス装置及び方法」は、図６に示すように、スラブ１を挟んで上下に対峙して設けられた１対の金型２と、各金型ごとに設けられ金型をスラブに向かって前後させる揺動装置とを備え、該揺動装置は、スラブ送り方向に斜め又は垂直に位置しかつ互いに間隔Ｌを隔てた１対の円孔５２ａを有するスライダー５２と、前記円孔内で回転する偏心軸５４とを有し、該偏心軸は円孔の中心軸Ａを中心に円孔内で回転する第１軸５４ａと、該第１軸と偏心量ｅを隔てた中心軸Ｂを中心に回転駆動される第２軸５４ｂとからなり、スラブを金型で圧下するプレス時にスラブを金型による送り速度に同期させ、スラブが金型から離れる非プレス時に所定のサイクル速度を得られる一定速度でスラブを送るものである。
【０００４】
特許文献２の「クランク式圧下プレス方法と装置」は、図７に示すように、ピンチロールで搬送しながら圧延材１を上下から金型２ａ，２ｂで圧下するクランク式圧下プレスの圧下方法において、圧下している間、ピンチロール６５は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるように回転して圧延材１を搬送し、プレスを圧下していないときに圧延材送り速度を調整して１サイクル中に所定の距離Ｌ圧延材を移動するようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくするものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６２０号公報
【特許文献２】
特開２０００−６０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では圧延材の速度に合わせてピンチロールを回転させているので、圧下率を大きくし圧延材の伸び速度が大きくなったとき、入側ピンチロールは大きく減速しなければならず、場合によっては逆回転させなければならず、逆に出側ピンチロールでは大きな加速が必要となる。
しかし、板厚圧下プレス装置の圧下速度は、クランク軸の回転速度で約６０〜１２０ｒｐｍに達する。そのため、従来の方法では、約０．５〜１秒毎に、回転速度を加速・減速させる必要が生じ、この大きな加速・減速に対応させるため必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）が必要となる問題点があった。
【０００７】
また、板厚圧下プレス装置による圧延材の圧下において、最初の圧下長さが短か過ぎるとテーパ部で跳ね返えされ、逆に長過ぎると圧下荷重が過大となり、いずれの場合でも正常な運転ができない。そのため、初回噛み込みにおける最初の圧下長さを調整する必要があるが、金型の間に人が近付けないため、最初の圧下長さの調整が困難である問題点があった。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みて創案されたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）を必要とせずに、プレス圧下中の金型の移動速度と搬送装置の搬送速度にずれによる圧延材及びピンチロールのキズや偏摩耗を防止できる板厚圧下プレス装置の運転方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、初回噛み込みにおける最初の圧下長さを予め設定することができる板厚圧下プレス装置の運転方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧延材を挟んで上下に対峙して設けられた１対の金型を、偏心量ｅを有するクランク軸で圧延材に対して平行移動させて圧下する板厚圧下プレス装置の運転方法において、
圧延材を上下から１対のピンチロールで挟持し、その回転で圧延材を搬送するピンチロール装置を備え、該ピンチロールの回転トルクＴを、金型が圧延材に接触する圧下時は圧延材に従動するように低減し、金型が圧延材から離れる非圧下時は搬送に必要な一定トルクＴ０となる波形に設定する、ことを特徴とする板厚圧下プレス装置の運転方法が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ピンチロールを回転駆動する電動機の回転速度を、非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度に設定する。
【００１１】
上記本発明の方法によれば、ピンチロールの回転トルクＴを、圧下時に低減するので、圧下による圧延材の伸びにより、入側ピンチロールは圧延材に従動して減速し、出側ピンチロールは圧延材に従動して加速されるが、圧延材とピンチロール間の搬送速度の「ずれ」は生じないので、圧延材及びピンチロールのキズや偏摩耗を本質的に防止できる。
【００１２】
また、ピンチロールを回転駆動する電動機の回転速度を、非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度に設定しているので、圧下時のピンチロールの従動により、クランク軸の回転速度が所定の同期速度から外れるが、この時間は極短時間（１サイクルの１／４以下）であり、この圧下時の速度低下は許容速度範囲に設定しているので、定常運転を継続できる。
【００１３】
さらに、ピンチロールの回転トルクＴは、圧延材の搬送に必要な一定トルクＴ０であり、回転速度も非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度なので、必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）を必要としない。従って、圧下時のトルクを制御することでハウジング及びピンチロールへの負荷を軽減することができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、圧延材の先端を検出するトラッキングセンサを備え、圧下量Δｈ、初回噛み込み量Ｌ１、及びトラッキングセンサから初回噛み込みまでのクランク軸回転数Ｎを設定し、［数１］の（１）（２）式によりピンチロール搬送速度Ｖ１を計算する。
【００１５】
この方法により、ピンチロールの搬送速度Ｖ１を計算式により算出し設定することにより目標とする初回噛み込み量を得ることができる。
【００１６】
また、初回噛み込み後の定常時の噛み込み量Ｌ２からピンチロール搬送速度Ｖ２を、［数２］の（３）式により計算する。
【００１７】
この方法により、定常時のピンチロール搬送速度Ｖ２を最適速度に容易に設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の方法を適用する板厚圧下プレス装置の構成図である。この図に示すように、この板厚圧下プレス装置１０は、圧延材１を挟んで上下に対峙して設けられた１対の金型２を、偏心量ｅを有するクランク軸５、６で圧延材１に対して平行移動させて圧下する装置である。
【００２０】
また、板厚圧下プレス装置１０の入側と出側には、圧延材１を上下から１対のピンチロール７で挟持し、その回転で圧延材１を搬送するピンチロール装置１２を備える。ピンチロール７による圧延材１の挟持力は、押付シリンダ１４でスリップが生じないように調整される。また、ピンチロール７はサーボモータ１６により回転駆動され、かつその速度とトルクを制御できるようになっている。
【００２１】
板厚圧下プレス装置１０は、更に厚圧下プレス装置１０の入側（図で左側）に圧延材の先端を検出するトラッキングセンサ１８を備える。トラッキングセンサ１８は、例えば接触センサ、レーザセンサ、赤外線センサであり、入側から搬送される圧延材の先端を検出し、制御装置２０に信号を出力する。
【００２２】
制御装置２０は、入力装置（例えばキーボード）と表示装置（例えばＣＲＴ）を備えたコンピュータであり、板厚圧下プレス装置１０の作動に同期してピンチロール装置１２を制御する。
【００２３】
図２は、クランク装置のクランク角θと圧下との関係図である。この図において、円形はクランク軸の偏心量ｅを半径とする円であり、０°、９０°、１８０°、２７０°はクランク軸の角度を示している。０°は金型の間隔が最も広い位置、１８０°は金型の間隔が最も狭い位置である。また、θは金型が圧延材に接触する位置（圧下開始角度）、Δｈは両方の金型による圧下量である。
【００２４】
図２において、角度θから１８０°が圧下領域であり、その圧下量（厚さ変化）は、［数３］の（１）式で表すことができ、圧下量Δｈから圧下開始角度θを求めることができる。
【００２５】
【数３】
2004358482.tif 000003
【００２６】
図３は、トラッキングセンサと金型との関係図である。この図において、トラッキングセンサとクランク軸の中心とのライン方向長さを３３０ｍｍとすると、トラッキングセンサから金型の平行部端部（図で左端）までのライン方向長さは、３３０−ｅ・ｓｉｎθで表される。
従って、初回噛み込み量をＬ１、トラッキングセンサから初回噛み込みまでのクランク軸回転数をＮとすれば、［数３］の（２）式によりピンチロール搬送速度Ｖ１を計算することができる。
【００２７】
従って、ピンチロールの搬送速度Ｖ１を計算式により算出し設定することにより目標とする初回噛み込み量を得ることができる。
【００２８】
図４は、定常時のクランク角θと圧下との関係図である。この図において、円形は図２に示したクランク角θと圧下との関係図であり、２つの折線は圧下前後の金型の圧下面を示している。なおこの例で金型テーパ部の角度は２０°である。
この場合、初回噛み込み後の定常時の噛み込み量をＬ２とすると、ピンチロール搬送速度Ｖ２は、［数４］の（３）式により計算することができる。またこの場合、送り量ΔＳは、［数５］の（４）式で表せる。
【００２９】
【数４】
2004358482.tif 000004
【００３０】
【数５】
2004358482.tif 000005
【００３１】
従って、定常時のピンチロール搬送速度Ｖ２を予め最適速度に容易に設定することができる。
【００３２】
図５は、本発明によるクランク軸回転角とピンチロールの回転トルクＴとの関係図である。この図に示すように、本発明の方法では、ピンチロールの回転トルクＴを、金型が圧延材に接触する圧下時は低減し、金型が圧延材から離れる非圧下時は一定トルクＴ０となる波形（この例では方形波）に設定する。
【００３３】
金型が圧延材に接触する圧下時は、この例では、３６０°のうち９０°〜２１０°の範囲であり、この間のトルクは、搬送に必要な一定トルクＴ０とする。また、金型が圧延材に接触する圧下時は、この例では０°〜９０°と２１０°〜０°であり、この間のトルクは圧延材に従動するように低減し、好ましくはゼロに設定する。
また、ピンチロールを回転駆動する電動機の回転速度は、非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度に常に設定する。なお、圧延材に従動することにより、圧下時に電動機の回転速度が低下又は増速されるが、この変動速度が電動機の許容速度範囲（例えば６％程度以下）になるように設定する。
【００３４】
制御装置２０による制御は以下の順で行われる。
トラッキング調整段階では、圧下量Δｈ、初回噛み込み量Ｌ１及びトラッキングセンサから初回噛み込みまでのクランク軸回転数Ｎを入力装置により設定すると、上述した（１）（２）式によりピンチロール搬送速度Ｖ１し、表示装置に表示する。
トラッキングセンサまでの搬送速度は所定の低速Ｖ０で行われ、トラッキングセンサで圧延材の先端を検出するとピンチロール搬送速度Ｖ１に搬送速度が切り替る。
また、初回噛み込み後の定常時の噛み込み量Ｌ２を入力装置により設定すると、上述した（３）（４）式により、定常時のピンチロール搬送速度Ｖ２と送り量ΔＳを計算し、表示装置に表示する。
初回噛み込みまでのピンチロール搬送速度Ｖ１は、その後定常時のピンチロール搬送速度Ｖ２に切り替る。
ピンチロールの回転トルクＴは、制御装置２０により、図５に示す方形波に制御される。
【００３５】
上述した本発明の方法によれば、ピンチロールの回転トルクＴを、圧下時に低減するので、圧下による圧延材の伸びにより、入側ピンチロールは圧延材に従動して減速し、出側ピンチロールは圧延材に従動して加速されるが、圧延材とピンチロール間の搬送速度の「ずれ」は生じないので、圧延材及びピンチロールのキズや偏摩耗を本質的に防止できる。
【００３６】
また、ピンチロールを回転駆動する電動機の回転速度を、非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度に設定しているので、圧下時のピンチロールの従動により、クランク軸の回転速度が所定の同期速度から外れるが、この時間は極短時間（１サイクルの１／４以下）であり、この圧下時の速度低下は許容速度範囲に設定しているので、定常運転を継続できる。
【００３７】
さらに、ピンチロールの回転トルクＴは、圧延材の搬送に必要な一定トルクＴ０であり、回転速度も非圧下時に所定のサイクル速度を得られる一定速度なので、必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）を必要としない。従って、圧下時のトルクを制御することでハウジング及びピンチロールへの負荷を軽減することができる。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の板厚圧下プレス装置の運転方法によれば、必要以上に大容量の設備（モータ、制御装置等）を必要とせずに、プレス圧下中の金型の移動速度と搬送装置の搬送速度にずれによる圧延材及びピンチロールのキズや偏摩耗を防止でき、かつ初回噛み込みにおける最初の圧下長さを予め設定することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用する板厚圧下プレス装置の構成図である。
【図２】クランク装置のクランク角θと圧下との関係図である。
【図３】トラッキングセンサと金型との関係図である。
【図４】定常時のクランク角θと圧下との関係図である。
【図５】クランク軸回転角とピンチロールの回転トルクＴとの関係図である。
【図６】従来の板厚圧下プレス装置の構成図である。
【図７】従来のクランク式圧下プレス方法の模式図である。
【符号の説明】
１  圧延材、２  金型、５、６  クランク軸、
７  ピンチロール、１０  板厚圧下プレス装置、
１２  ピンチロール装置、１４  押付シリンダ、
１６  サーボモータ、１８  トラッキングセンサ、
２０  制御装置、
【図１】
2004358482.tif 000008
【図２】
2004358482.tif 000009
【図３】
2004358482.tif 000010
【図４】
2004358482.tif 000011
【図５】
2004358482.tif 000012
【図６】
2004358482.tif 000013
【図７】
2004358482.tif 000014