(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール研削装置（１０）によってロール（２０）を研削する方法であって、
−  前記ロール研削装置（１０）の研削工具（４０）によってロール（２０）が研削され、
−  前記研削動作中、すなわち、ロール表面が前記研削工具（４０）によって研削されているとき、前記ロール（２０）の表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の少なくとも１つの測定値が測定され、前記少なくとも１つの測定値は前記ロール表面の少なくとも１つの測定領域で測定され、
−  前記研削動作中、前記測定変数に応じて前記ロール研削装置（１０）の少なくとも１つの動作パラメータが自動的に調整され、
−  測定中に検出される前記ロール表面の前記測定領域は、前記ロール研削装置（１０）のクリーニング装置（７４）によって測定前にクリーニングされる、
方法。
【請求項２】
前記研削動作中、前記ロール（２０）の表面粗さに関する少なくとも１つの測定変数、および／または前記ロール表面（２４）へのパターン形成に関する少なくとも１つの測定変数、の少なくとも１つの測定値が測定される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの測定変数に応じて以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、前記ロールおよび／または前記研削部材の回転方向、軸方向前進速度、前記ロールに対する前記研削工具の相対位置または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの１つ以上が制御される、ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記研削動作中、前記ロール（２０）の、および／または前記ロール研削装置（１０）の、振動状態に関する測定変数の少なくとも１つの測定値が測定され、この測定変数に応じて前記ロール研削装置（１０）の少なくとも１つの動作パラメータが調整される、ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ロール表面（２４）へのパターン形成の制御変数が以下の作動変数、すなわち、前記研削工具（４０）の研削部材（４２）のための駆動装置の出力、前記ロールに対する前記研削部材（４２）の圧力、前記ロール（２０）に対する前記研削工具（４０）の相対位置、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によって制御される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
以下の作動変数、すなわち、前記ロール（２０）に対する前記研削工具（４０）の相対位置、のうちの１つ以上、および／またはこの作動変数に依存する動作パラメータによって、前記ロール（２０）の粗さの制御変数が軸線方向に制御される、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
以下の作動変数、すなわち、前記ロール（２０）に対する前記研削工具（４０）の相対位置、前記ロール（２０）の回転速度ｖw、前記ロール（２０）または前記研削工具（４０）の軸線方向への前進速度ｖfa、前記研削工具（４０）の研削部材（４２）の回転速度ｖｃ、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によって前記ロール（２０）の平均粗さの制御変数が制御される、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ロール（２０）の前記研削は前記ロール表面（２４）にわたる前記研削工具（４０）の複数回の通過において行われることと、通過の少なくとも１つの動作パラメータがそれ以前の通過中に測定された少なくとも１つの測定値に応じて調整されることと、を特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ロール（２０）の前記研削は、複数の順次研削ステップを有する所定の研削プログラムに従って実施され、各研削ステップは、対応する動作パラメータによって前記ロール表面（２４）にわたる前記研削工具（４０）の少なくとも１回の通過を含むことと、前記研削動作中、前記ロール（２０）の前記表面品質に関する前記少なくとも１つの測定変数に応じて表面特性値が求められることと、前記表面特性値に応じて前記研削プログラム内の先行または後続研削ステップへのジャンプが行われることと、を特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ロール（２０）の前記研削は、前記ロール表面（２４）にわたる前記研削工具（４０）の複数回の通過において行われることと、通過中、前記動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、前記ロール（２０）および／または前記研削部材（４２）の回転方向、軸方向前進速度、前記ロールに対する前記研削工具（４０）の相対位置または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの少なくとも１つが所定の限度内で変動されることと、を特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
以下の作動変数、すなわち、１つ以上の動作パラメータの変動の周波数および／または振幅、のうちの１つ以上、および／またはこれらの作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によって前記ロール研削装置（１０）の振動状態の制御変数が制御される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ロール（２０）を研削するための、例えばアルミニウム冷間圧延機のための、ロール研削装置（１０）であり、
−  前記ロール（２０）を回転可能に支持するべく構成された２つの軸受（３２、３４）を備えたロール取り付け部材（３０）を有し、
−  調整可能なロール速度で前記ロール（２０）を回転駆動するべく構成された駆動装置（３６）を有し、
−  研削部材（４２）を収容して調整可能な研削部材速度で回転駆動し、前記研削部材（４２）を前記ロール（２０）に対して半径方向に位置決めするべく構成された研削工具（４０）を有する、
ロール研削装置（１０）であって、
−  前記ロール研削装置（１０）は、前記ロール（２０）の表面品質に関する測定変数の測定値を測定するべく構成された測定装置（７０）を備えることと、
−  前記ロール研削装置（１０）は、前記装置（１０）を制御するべく構成された制御装置（８０）を備え、前記制御装置（８０）は、前記測定装置（７０）による少なくとも１つの測定値の測定を前記研削動作中に、すなわち、ロール表面が前記研削工具（４０）によって研削されているときに開始させ、前記少なくとも１つの測定値は前記ロール表面の少なくとも１つの測定領域で測定され、前記測定変数に応じて前記ロール研削装置（１０）の少なくとも１つの動作パラメータを自動的に調整するべく構成されることと、
−  前記ロール研削装置（１０）は、前記測定装置（７０）によって検出される前記測定領域を測定の実施前にクリーニングするべく構成されたクリーニング装置（７４）を有することと、
を特徴とするロール研削装置（１０）。
【請求項１３】
前記制御装置（８０）は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法を実施するべく構成される、ことを特徴とする、請求項１２に記載のロール研削装置。
【請求項１４】
前記測定装置（７０）は、研削動作中、前記研削工具（４０）に対してほぼ固定された位置を有するべく構成される、ことを特徴とする、請求項１２または１３に記載のロール研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、をロール研削装置によって研削する方法に関する。本発明は、ロールを研削するためのロール研削装置に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールは、一般に、軸線方向に両側でロールジャーナルによって接続されたロール本体を有する。ロール本体の表面は、圧延動作中に圧延対象の製品に接触する（ワークロールの場合）または他のロールのロール面に接触する（中間またはバックアップロールの場合）ロールの表面であるので、本願明細書においてはロール表面と称される。このようなロールを圧延機で使用するために、各ロールジャーナルは、ロールが回転可能に支持されるように、この目的のために設けられた圧延機の軸受に挿入される。２つのロールジャーナルのうちの一方は、一般に、ロール回転駆動装置への接続のための接続用外形、例えば平坦な部分、を有する。
【０００３】
圧延製品、例えばアルミニウム条片または箔、の品質は、これら製品の圧延時に用いられるロールの性質に直接依存する。
【０００４】
したがって、ロールは、ロール材料に対する要件に加え、ロールの形状に関する、すなわちロール本体の外形に関する、およびその表面品質、すなわちロール表面の品質、に関する、基準を満たす必要がある。ロール表面の品質は、通常、表面の粗さ、表面の光沢、パターンが無いこと、および／またはロールの研削パターンに特異な、または繰り返される、欠陥が無いことに関する１つ以上の基準も同時に満たす必要がある。
【０００５】
その表面品質に関して高い要求を受ける圧延製品の圧延時は、ロールの表面品質は特に重要である。その理由は、例えば、ロール表面の表面欠陥、例えば、引っ掻き傷またはパターンなど、が圧延製品に移ると、その圧延製品は費用が嵩む再加工作業が必要になるか、または廃棄せざるを得ない場合もあり得る。
【０００６】
この理由により、圧延機のロール、特にワーク、中間、および／またはバックアップロールは、一方ではロール形状を、他方ではロールの表面品質を、達成または再現するために、この目的のために設けられたロール研削装置で定期的に研削される。
【０００７】
従来の、または所謂ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）、外径円筒研削盤で実施される手動式の、または部分的に自動化された、円筒研削方法が従来技術から公知である。部分的に自動化された円筒研削方法において、ロールのロール形状および直径は、ＣＮＣの支援によってもたらされる、すなわち電子制御式機械によってもたらされる。
【０００８】
一部の研削方法では、ロール表面の所望される目標粗さに達するための更なる試みもなされている。ただし、ロール表面に実現可能な粗さは、研削工具、特に従来から使用されている砥石車、ロールの材料、研削動作中に使用される冷却潤滑剤のパラメータに、および円筒研削設備自体の特性に、大きく依存する。したがって、調整対象のロール表面の目標粗さに関して従来技術からのＣＮＣ制御による研削方法が理論的に成功するのは、ロール、研削工具、冷却潤滑剤、および円筒研削設備自体に対する要件が全研削動作中、一定に維持される場合に限られる。ただし、これは実際には殆ど実現不可能であるので、ロール表面の所望の目標粗さは、研削設備の操作要員の経験に依存する一定の程度までしか実現できない。
【０００９】
研削方法中の表面を評価する操作要員を助けるために、オフラインおよびオンラインの測定法が部分的に使用され、研削プロセスの実行中に手動修正を行えるようにしている。このために、例えば、ロールに対して測定を実施できるように、研削プロセスは特定の間隔で中断される。次に、この測定結果に応じて、操作要員は同じ、または変更した、パラメータで研削プロセスを続行させることができる。
【００１０】
最近、圧延製品の表面品質に対する要件は高まり続けているので、特にワークロールの場合、対応して高い要件がロールの表面品質に対して存在する。
【００１１】
従来の、またはＣＮＣ支援の、上記研削方法において、この品質は、研削設備の操作要員によって研削プロセスの中断中または研削プロセスの終了後に（オフライン）目視で、および／または専門的な補助測定手段を用いて、あるいは研削プロセス中に（オンライン）目視で、評価されるので、操作要員は、必要であれば、修正措置を手作業で行うか、または研削プロセスを繰り返すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、そのおかげで、研削されるワークロールの表面品質は、操作要員の経験の豊富さに大きく依存する。また、この方法では、特に高レベルの表面品質の実現は不確実であるか、または場合によっては全く不可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この従来技術に対して、本発明の一目的は、ワークロールの高い表面品質を確実に実現できるロール研削装置およびロール研削方法を提供することである。
【００１４】
この目的は、本発明によると、ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、をロール研削装置によって研削する方法によって少なくとも部分的に達成される。本方法では、ロール研削装置の研削工具によってロールが研削され、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の少なくとも１つの測定値が研削動作中に測定され、この測定変数に応じて、ロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが研削動作中に調整される。
【００１５】
ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数を研削動作中に検出することによって、ロール研削装置の積極的な制御が可能になり、ロールの表面品質に関する仕様をより良好に達成できることが判明している。これにより、ロール研削装置の操作要員の経験の豊富さに依存せずに、ロールの表面品質に関する高い要求を満たすことも可能である。
【００１６】
この測定変数またはこの測定変数から導出された変数は、特に、フィードバック制御動作の制御変数として使用され得る。この変数は、所定の、または予め設定可能な、所望値に調整されることになる。フィードバック制御動作中に所望値と比較される制御変数の実際の値は、測定によって確定可能である。制御変数のフィードバック制御を行うための作動変数として、少なくとも１つの動作パラメータがフィードバック制御動作中に使用可能であることが好ましい。作動変数または動作パラメータの値は、このようなフィードバック制御動作中に、所望値からの制御変数の偏差に応じて、ひいては測定変数の測定値に応じて、決定される。
【００１７】
ロールの形状に関する１つ以上の測定変数の検出に加え、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の検出も行えることが好ましい。この場合、ロールの表面品質に関する測定変数とロールの形状に関する測定変数とに応じて、ロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータを調整できることが好ましい。これにより、ロールの表面品質に関する要件とロールの形状に関する要件とを同時に満たすことが可能になる。
【００１８】
上記の方法では、特に、研削プロセスが操作要員による表面の主観的目視評価に影響される度合いを下げることが可能であり得る。更には、達成される研削特性、特に達成される表面品質、が操作要員、研削工具、加工されるロール、研削動作中に使用される補助または操作材料、および／またはロール研削装置の機械特性、に依存する度合いを下げることも可能であり得る。これにより、研削時間の節約、および／または不正確な研削の発生の回避、が可能になるので、全体的なコストが削減される。
【００１９】
上記の方法では、研削されるロールのロール研削のより良好な再現可能性と、所望されるロール表面のパラメータに対する公差の縮小との実現が更に可能である。
【００２０】
本方法では、ロール研削装置の研削工具によってロールが研削される。このような研削工具は、研削動作中、調整可能な研削部材速度で回転する、特に砥石車の形態の、研削部材を有することが好ましい。このような砥石車は、例えば、研削粒子、好ましくはコランダム粒子、窒化硼素粒子（ＣＢＮ）、および／または炭化珪素粒子（ＳｉＣ）、が埋め込まれたマトリクス、好ましくは合成樹脂マトリクス、例えばベークライトマトリクス、またはセラミックマトリクス、を備え得る。
【００２１】
ロールは、ロール表面がその周囲全体にわたって研削工具によって加工可能であるように、研削動作中、その軸方向軸線を中心に、特に調整可能なロール速度で、回転駆動されることが好ましい。研削工具または研削部材によって現在加工中のロールの領域は、研削領域と称される。
【００２２】
更に、ロール表面がロール本体の軸方向範囲全体にわたって研削工具によって加工可能であるように、研削工具は、研削動作中、ロールの軸方向軸線に平行に、ロール本体のほぼ全幅にわたって移動されることが好ましい。あるいは、研削動作中、研削工具に対してロールを軸線方向に移動させることもできる。この移動中の研削工具とロールとの間の相対速度は、軸方向前進速度と称される。
【００２３】
本方法においては、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の少なくとも１つの測定値が研削動作中に測定される。ロールの表面品質に関する測定変数は、本体外形またはロール直径などのロール形状に関する測定変数とは異なり、ロール表面の性質に関する測定変数、好ましくは、表面の粗さ、表面の光沢、パターンが無いこと、および／またはロール表面の特異な、または繰り返される、欠陥が無いことに関する測定変数、を意味すると理解されたい。これら測定変数のいくつかに関する測定値は、研削動作中にも、好ましくは連続的に、測定可能であることが好ましい。
【００２４】
少なくとも１つの測定値の測定は、研削動作中に、すなわち、ロール表面が研削工具によって研削されているときに、行われる。これにより、ロールの表面品質を研削動作の実行中に測定可能である。
【００２５】
少なくとも１つの測定値は、ロール表面の少なくとも１つの測定領域で測定されることが好ましい。このために、ロール研削装置は、ロール表面のこのような測定領域において測定値を測定するべく構成された測定装置を有することが好ましい。例えば、測定装置は、ロール表面の測定領域から散乱または反射された光を検出し、そこから測定値を算出する光学測定装置、例えば、カメラまたは別の光検出器など、でもよい。測定領域の位置およびサイズは、特に、測定装置によって検出されるロール表面の面積と、測定装置に対するロールの相対移動、例えば、測定動作中のロールの回転の結果など、とに依存する。測定領域は、研削領域の直後に、好ましくは最大３０ｃｍ、好ましくは最大２０ｃｍ、特に最大１０ｃｍ、の間隔を置いて、配置されることが好ましい。研削領域の後方への配置とは、ロール表面の領域が研削領域において加工された後に到達する位置に測定領域があることを意味すると理解されたい。研削工具がロールの軸方向軸線に沿って、例えば左から右に（右から左に）、移動する場合、測定領域は研削工具の左（右）側に配置されることが好ましい。
【００２６】
研削動作中、複数の測定値が、例えば、特定の間隔で、または連続的に、測定されることが好ましい。これにより、ロール表面のさまざまな測定領域において、および／または時間の関数として、研削動作中の表面品質を確定できる。
【００２７】
確定された測定値には、対応付けられた測定領域の位置に関する情報が対応付けられることが好ましい。このために、ロール研削装置は、ロール表面の測定領域の位置を判定する手段を有することが好ましい。例えば、第１のセンサによって測定装置または測定領域の軸線方向位置を判定できる（ｚ座標）。更に、第２のセンサ、特に角度センサ、によって、ロールの回転角度または周位置における測定領域の位置を判定できる（ｃ座標）。次に、測定領域で測定された測定値にｚおよびｃ座標を対応付け、この測定値と対応付けられた両座標とを、例えば、データマトリクスに記憶させ得る。これにより、ロール表面の測定領域の位置に応じて測定値の更なる処理を実施できる。
【００２８】
本方法では、研削動作中、ロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが測定変数に応じて調整される。これは、研削動作中に測定された測定変数の少なくとも１つの測定値に応じて、少なくとも１つの動作パラメータが調整されることを意味すると理解されたい。
【００２９】
この調整は、自動的に、すなわち人間、例えば操作要員など、の介入なしに、行われることが好ましい。これにより、研削動作中に確定された測定値に応じてロール研削装置の動作パラメータを制御できるので、研削動作中に達成されたロールの表面品質に応じて動作パラメータのフィードバック制御を行える。これにより、ロールの表面品質の要件プロファイルをより良好に、かつ環境条件または操作要員の経験からより独立して、満たすことができる。
【００３０】
研削動作中、ロール形状に関する少なくとも１つの測定変数の１つ以上の測定値の測定と、この測定変数に応じた少なくとも１つの動作パラメータの調整とが更に可能である。このような測定変数は、例えば、本体の外形および／またはロールの直径に関係し得る。
【００３１】
上記の目的は、ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削するための、例えばアルミニウム冷間圧延機用の、ロール研削装置によっても少なくとも部分的に達成される。本ロール研削装置は、ロールを回転可能に支持するべく構成された２つの軸受を備えたロール取り付け部材を有し、調整可能なロール速度でロールを回転駆動するべく構成された駆動装置を有し、研削部材を収容して調整可能な研削部材速度で回転駆動し、研削部材をロールに対して半径方向に位置決めするべく構成された研削工具を有する。本ロール研削装置は、ロールの表面品質に関する測定変数の測定値を測定するべく構成された測定装置を備える。本ロール研削装置は、本装置を制御するべく構成された制御装置を備える。この制御装置は、研削動作中、測定装置による少なくとも１つの測定値の測定を開始させ、ロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータ、特に軸方向前進速度、ロール速度、研削部材速度、および／またはロールに対する研削工具の位置決め、を測定変数に応じて調整するべく構成される。ロールに対する研削工具の半径方向位置決めは、例えば、駆動電流（例えば、モータの電機子の電機子電流）または研削部材の回転駆動装置の駆動力によって確定または調整され得る。
【００３２】
ロール取り付け部材の各軸受は、ロールの各ロールジャーナルを収容するべく構成されることが好ましい。ロールを調整可能なロール速度で駆動するために、または研削部材を調整可能な研削部材速度で駆動するために、ロール研削装置は、例えば、何れの場合も電気モータを備える。砥石車を特に研削部材として使用可能である。
【００３３】
ロールに対する研削工具または研削部材の半径方向位置決めは、ロールに対する研削部材の位置および／または向き、特にロールの軸方向軸線に対する間隔、を意味すると理解されたい。ロールの一般的な本体形状では、ロールの直径は軸線方向に変動する。したがって、研削部材によってロール表面全体の一様な加工を実現するために、ロールの軸方向軸線に対する研削部材の間隔は、研削工具の軸線方向位置決めに適合させることが好ましい。ロールに対する研削部材の半径方向位置決めによって、特に、ロール表面に対する研削部材の押圧力を調整することも可能である。
【００３４】
ロール研削装置は、ロールの表面品質に関する測定変数の複数の測定値を測定するべく構成された測定装置を備える。測定装置は、これら測定値をロール表面の少なくとも１つの測定領域において測定するべく構成されることが好ましい。ロールの表面品質に関するこれら測定値、その測定、および結果として得られる測定装置の特性については、本方法に関する上記説明を参照されたい。測定装置は、ロール表面に対する測定装置の間隔が研削動作中一定に維持されるように、および／または測定装置の少なくとも１つの対称軸がロール表面に対して固定された角度に位置付けられるように、構成されることが好ましい。これにより、複数の異なる測定の比較可能性または測定精度の向上が可能になる。
【００３５】
ロール研削装置は、このロール研削装置を制御するべく構成された制御装置を更に備える。これは、例えば、少なくとも１つのマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサに接続された好ましくは少なくとも１つのメモリとを有する制御装置でもよい。この制御装置は、測定装置による少なくとも１つの測定値の測定を研削動作中に開始させ、測定された変数に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータ、特にロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度および／または研削工具の半径方向位置決め、を調整するべく構成される。これは、研削動作中に測定された測定変数の少なくとも１つの測定値に応じて少なくとも１つの動作パラメータが調整されることを意味すると理解されたい。
【００３６】
これにより、上記のロール研削装置は、表面品質に関する測定変数のうちの１つ以上の調整を研削プロセスの実行中に可能にし、更にはこれら測定変数の測定値によるロール研削装置の動作パラメータのフィードバック制御を可能にするので、ロールの表面品質に関連する動作パラメータの積極的フィードバック制御が可能になり、その結果、本ロール研削装置で実現可能な、研削されたロールの表面品質を向上させることができる。
【００３７】
上記のロール研削装置は、上記の方法を実施するために用いられることが好ましい。
【００３８】
上記のロール研削装置および上記の方法のさまざまな実施形態を以下に説明する。これら個々の実施形態は、個々の実施形態が主にロール研削装置または方法について説明されている場合でも、ロール研削装置および方法の両方に完全に適用される。
【００３９】
ロール研削装置の一実施形態によると、制御装置は、上記の方法、および／または上記または下記の方法の一実施形態、を実施するべく構成される。このために、制御装置は、マイクロプロセッサとこれに接続された、複数のコマンドを有するメモリとを備え得る。マイクロプロセッサは、これらコマンドの実行によって、本方法の具現例または本方法の対応する実施形態を開始させる。
【００４０】
本方法の一実施形態によると、研削動作中、ロールの表面粗さに関する少なくとも１つの測定変数、および／またはロール表面へのパターン形成に関する少なくとも１つの測定変数、の少なくとも１つの測定値が、特に光学式測定法を用いて、測定される。
【００４１】
ロールの表面粗さに関する測定変数は、特に測定変数Ｒa、Ｒq、Ｒz、Ｒｓk、Ｒdq、ＲPc（それぞれＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ４２８７による）、Ｓa、Ｓq、Ｓz、Ｓｓk、Ｓdq、Ｓds（それぞれＩＳＯ２５１７８による）、Ａq、Ａｓk、Ａqm（それぞれガイドラインＶＤＡ２００９「角度分解式光散乱測定技術（独：Winkelaufgeloeste Streulichtmesstechnik，英：Angle resolved light scattering measurement technology）」による）を含む。例えば、研削動作中、上記測定変数のうちの１つ以上の測定値を少なくとも１つ測定できる。この場合、光学式測定法によって、特に散乱光または反射率測定法によって、確定可能な測定変数Ａq、Ａｓk、Ａqmのうちの１つ以上が存在することが特に好ましい。特に、これら測定変数の連続測定も可能である。ロールの表面粗さの一般的な目標値は、例えば、測定変数Ｒaの場合、０．０１μｍ〜１μｍの範囲内でもよい。
【００４２】
ロールの表面粗さに関する測定変数、例えばＡqまたはＡqmなど、は、特に軸方向前進速度、研削工具の半径方向位置決めによって、または研削領域における研削部材とロールとの速度比によって影響または決定され得る。したがって、例えば、軸方向前進速度および／または半径方向位置決めの低下は、粗さレベルの低下をもたらし得る。したがって、動作パラメータ、すなわち、軸方向前進速度、研削工具の半径方向位置決め、ロール速度、研削部材速度、ロールの回転方向、および／または研削部材の回転方向、のうちの少なくとも１つは、ロールの表面粗さに関する測定変数、例えばＡqまたはＡqmなど、のうちの少なくとも１つに応じて調整される。
【００４３】
ロール表面へのパターン形成に関する測定変数は、例えば、ロール表面の画像の（例えば、ＦＦＴによる）フーリエ変換から算出可能な測定変数、または、特に軸線方向への限定範囲にわたって確定された、Ａqmの標準偏差を含む。例えば、ロール表面のパターンはＡqm値のより大きな変動をもたらすことが確定されているので、例えば、Ａqmからの標準偏差が所定の限界値を超えたという事実からロール表面のパターンの特定が可能である。更に、ロールおよび／またはロール研削装置の振動状態に関する測定変数も、ロール表面のパターンの出現の監視に使用できる。特に、振動スペクトルが、例えばロール研削装置の平常動作中の従来の振動スペクトルの範囲に相当する、事前に規定された振動スペクトル範囲から外れている場合は、ロール表面へのパターン形成の危険性を示す。
【００４４】
研削動作中に１つ以上の測定値が測定されるロールの表面品質、特に表面粗さ、に関する１つ以上の測定変数の選択は、ロールの材料、ロールスタンドにおける実施の形態、すなわち、ａ）ロールスタンドの種類または圧延機の種類、および／またはｂ）ロールの種類（例えば、ワーク、中間、またはバックアップロール）、ロールが使用される予定の製作ステップ（例えば、前パス、中間パス、または最終パス）、および／またはロールによって製作される予定の圧延製品の固有の特性（例えば、厚さ、光沢、および／または粗さ）に応じて、行われることが好ましい。
【００４５】
測定は、光学式測定法によって、例えば、散乱光または反射率の光学式測定によって、行われることが好ましい。この測定法においては、光が光源からロール表面に放射され、ロール表面によって散乱または反射された光が光検出器によって、好ましくは角度に応じて、検出される。代わりに、または加えて、ロール表面の画像を画像検出装置によって検出し、反復パターンの有無を調べることもできる。これは、例えば、カメラによって検出された画像データのフーリエ変換によって行われ得る。光学式測定法を使用する結果として、測定値を非接触式に確定できるので、一方ではロールの表面が、他方では測定に使用される測定装置が、測定によって傷付けられない。更に、これら光学式測定は、研削プロセスの実行中に可能である。代わりに、または加えて、ロールの表面粗さを判定するための以下の測定法またはこれら測定法のために構成された測定装置、すなわち、クロマティック共焦点センサを用いたクロマティック共焦点測定またはレーザ三角測量、の使用も考えられる。
【００４６】
ロール研削装置の対応する一実施形態によると、ロール研削装置は、表面粗さに関する測定変数、および／またはロール表面へのパターン形成に関する少なくとも１つの測定変数、の測定値を測定するべく構成された測定装置、特に光学式測定装置、を有する。
【００４７】
表面の微細構造の特性変数に関する可能な測定法および対応付けられた測定変数の定義の概要は、R. Brodmannらによる記事、ＱＺ版５３、Ｎｏ．７、２００８年、ｐ．４６〜４９から導き出すことも可能である。この内容の全体を本開示に組み込むものとする。
【００４８】
ロール研削装置の別の実施形態によると、測定装置は、研削動作中、研削工具に対してほぼ固定された位置を有するべく構成される。本方法の対応する一実施形態において、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の測定値の測定は、研削工具に対してほぼ固定された空間位置において研削中に行われる。このために、研削工具の移動時に測定装置が対応して移動されるように、測定装置は移動可能に、例えば、研削工具に接続可能である。これにより、研削動作中に検出された測定値を研削動作に固定的に関連付けることが可能である。例えば、ロールに対する研削工具の所定の相対軸方向速度で研削部材によって加工されたロール表面の表面部分が特定時間後に測定装置の測定領域に達するように、測定装置は研削工具に対して配置され得る。ロール表面の表面部分における機械加工と測定との間のこのような固定した時間関係は、通常、対応する測定変数に応じた動作パラメータの調整を簡単にする。
【００４９】
測定領域が何れの場合も研削領域の後方に配置されるように、研削工具に対する測定位置または測定装置の相対的な空間位置は、処理方向に適応されることが好ましい。
【００５０】
軸方向前進速度の符号の変化後も測定領域が研削領域の後方に配置されるように、ロール研削装置は、軸方向前進速度の符号の変化時に測定装置を移動するべく構成された調整機構を有することが好ましい。これにより、軸方向前進速度の符号に拘らず、すなわち、例えば、研削工具がロールに対して軸方向軸線に平行に一方向または他方向のどちらに移動されても、測定領域は研削領域の後方に配置されるので、研削工具によって直前に加工された表面を測定領域において測定可能である。
【００５１】
測定装置は、研削工具の領域に、例えば研削工具の側方、上方、または下方に、配置されることが好ましい。測定装置は、研削工具から５０ｃｍ未満、好ましくは３５ｃｍ未満、特に２０ｃｍ未満、の距離に位置することが好ましい。したがって、測定中に検出されるロール表面の測定領域は、研削工具によって加工される領域から、好ましくは５０ｃｍ未満、好ましくは３５ｃｍ未満、特に２０ｃｍ未満、離れた領域に配置されることが好ましい。これにより、確定された測定値は、研削工具によって加工されたロール表面の領域との空間および時間的関係が近いので、測定値は、ロールの表面品質に関する代表的かつ最新の情報を含む。これにより、フィードバック制御の遅延が減るので、目標規定値と測定された測定値との間の偏差に対する対策を比較的短時間のうちに取ることができる。
【００５２】
この実施形態は、特に、圧延機のワーク、中間、または、バックアップロールのために有利である。その理由は、これらロールは、一般に、本体の長さが最大２．５０ｍ、直径が最大１３００ｍｍであるからである。したがって、動作パラメータのフィードバック制御のための待ち時間が既に長過ぎている可能性があるので、研削工具によるロール表面全体の加工は特に長時間を要する。研削工具に対する測定装置の固定および／または近接配置の結果として、極めて短い待ち時間をフィードバック制御中に実現できる。
【００５３】
ロール研削装置の別の実施形態において、ロール研削装置は、測定装置によって検出された測定領域を測定の実施前にクリーニングするべく構成されたクリーニング装置を有する。本方法の対応する一実施形態において、測定中に検出されたロール表面領域は、測定前にクリーニングされる。研削動作中、一般に、ロール表面を覆う研削乳剤がロールに塗布される。更に、他の不純物、例えば、研削動作中に削り取られたロール材料または研削部材の粒子など、がロール表面を汚染し得る。研削乳剤またはその他の不純物は、特に光学式測定法によるロール表面での測定を困難にし得る、または歪ませ得る。その理由は、これら測定の実施中にロール表面に照射された光が研削乳剤または汚染によって吸収されるか、または拡散散乱されるからである。
【００５４】
測定中に検出された表面を測定前にクリーニングする結果として、測定を容易にし、測定エラーを減らすことができる。このクリーニングの結果として、この表面は、何れの場合も測定前に、測定間で特に変動しない一定の光学特性を有することが好ましい。このために、ほぼ残渣の無いロール表面、または一様な薄膜、例えば冷却潤滑剤の薄膜または圧延油膜など、で覆われたロール表面、が実現されることが好ましい。クリーニングのために、測定対象領域のロール表面は、例えばこの目的のために設けられたスクレーパを用いて、例えば掻き清められ得る。このスクレーパは、ロール表面を傷付けないために、例えば、好ましくは（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ８６８による）ショアＣ５５〜９０の範囲内の硬度を有するプラスチック材料またはゴムでほぼ構成され得る。クリーニング結果を向上させるために、スクレーパは、ロールの回転方向に、好ましくは１５°〜４５°の範囲内の角度で傾斜するので、ロールが回転する結果として、ロール表面はスクレーパの鋭角側に移動する。上記の角度は、スクレーパがロール表面に接触する位置におけるスクレーパ平面とロール表面法線との間の角度を意味すると理解されたい。したがって、ロール表面に垂直に配置されたスクレーパは、角度０°を有する。あるいは、研削乳剤または不純物を、この目的のために特に設けられた送風または吸引工具によって吹き飛ばすか、吸引除去することもできる。スクレーパの傾斜に加えて、またはその代わりに、ロール表面に面するスクレーパの側縁を対応する角度に面取りしてもよい。この場合、スクレーパをロール表面に対して垂直に向けることもできる。
【００５５】
本方法の別の実施形態によると、少なくとも１つの測定変数に応じて、以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の半径方向位置決め、または使用される研削乳剤の流量、のうちの１つ以上が制御される。
【００５６】
本方法の一実施形態によると、ロール表面へのパターン形成、特にローカル粗さの偏差、の制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）は、好ましくは以下の作動変数、すなわち、研削部材の駆動装置の出力、特に研削電流Ｉ（ｃ，ｚ）または研削電流の変化ΔＩ（ｃ，ｚ）、ロールに対する研削工具の研削部材の圧力、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に、研削工具の半径方向位置決めの微調整のための駆動装置の位置ａuおよび／またはａe、のうちの１つ以上によって、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータによって、フィードバック制御される。これら作動変数は、ロール表面へのパターン形成を防止するために極めて適していることが判明している。
【００５７】
一実施形態によると、軸線方向へのロールの粗さの制御変数、特にＡq（ｚ）、は、好ましくは以下の作動変数、すなわち、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に研削工具の半径方向位置決めの微調整のための駆動装置の位置ａuおよび／またはａe、のうちの１つ以上、および／またはこの作動変数に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される。これら作動変数は、ロールの軸線方向にほぼ一様な粗さをもたらすために極めて適していることが判明している。更に、Ａq（ｚ）を調整するために、軸方向前進速度ｖfaを変化させることも考えられる。
【００５８】
一実施形態によると、ロールの平均粗さのための制御変数、特に
【数１】
0006337125.tif 000002
は、好ましくは以下の作動変数、すなわち、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に研削工具の半径方向位置決めの粗調整または微調整のための駆動装置の位置ａeおよび／またはａu、ロールの回転速度ｖW、ロールまたは研削工具の軸線方向前進速度ｖfa、研削工具の研削部材の回転速度ｖc、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される。これら作動変数は、ロール表面の所望の平均目標粗さの実現に極めて適していることが判明している。
【００５９】
粗さ値Ａqに関する上記制御変数、すなわち、ΔＡq（ｃ，ｚ）、Ａq（ｚ）、
【数２】
0006337125.tif 000003
等の代わりに、粗さ値Ａqmに関する対応する制御変数、すなわちΔＡqm（ｃ，ｚ）、Ａqm（ｚ）、
【数３】
0006337125.tif 000004
等の使用も原則として可能である。したがって、特に、粗さ値Ａqの測定頻度が高い場合は、一連の粗さ値を平均化してからフィードバック制御に使用することが可能である。
【００６０】
本方法の別の実施形態によると、研削動作中、ロールおよび／またはロール研削装置の振動状態に関する測定変数の少なくとも１つの測定値が測定され、この測定変数に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが調整される。研削プロセスの各動作パラメータ、例えばロール速度または研削部材速度、に応じて、ロールまたはロール研削装置の固有周波数が励起され得るので、ロールまたはロール研削装置の過度な振動が発生し得ることが判明している。これにより、研削動作中にロール表面にパターンが形成され、ひいてはロールの表面品質が低下する可能性がある。ロールまたはロール研削装置の振動状態の検出、および、例えばロール速度および／または研削部材速度を変えることによる、動作パラメータの対応する制御の結果として、振動ひいてはパターン形成の危険性を全体として減らすことができる。
【００６１】
ロールおよび／またはロール研削装置の、またはそれぞれの部分の、振動状態を確定するために、例えば、複数の加速度センサをそれぞれ異なる空間方向に使用可能である。特に、ロール研削装置の以下の構成要素の振動状態の測定が可能である。すなわち、スピンドル軸受、すなわち、研削工具の研削部材、例えば砥石車など、がそこに支持されるシャフト、の振動状態、ピボット頭部、すなわち、ロールに対して移動可能な研削工具の部分であって、そこに研削部材が支持される部分、の振動状態、研削部材駆動装置の振動状態、および／または振れ止め部、すなわちロールのロールジャーナルを支持するために設けられた構成要素、の振動状態の測定が可能である。スピンドル軸受の振動状態を求めるために、複数の加速度センサが、例えばスピンドルの内部または表面に、配置され得る。これに加え、研削工具に組み込まれた研削部材平衡化ユニットのデータも振動状態の解析に直接組み込むことができる。
【００６２】
ロール研削装置の別の実施形態によると、ロール研削装置は、２つの軸受のうちの少なくとも一方の温度（軸受温度）を確定するべく構成された温度センサを有し、制御装置は、この軸受温度に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータを調整するべく構成される。本方法の対応する一実施形態において、ロールはロール研削装置の少なくとも１つの軸受に回転可能に支持され、研削動作中、軸受温度の少なくとも１つの測定値が測定され、この軸受温度に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが調整される。
【００６３】
研削プロセス中にロールが回転されると、ロール研削装置の軸受内のロールジャーナルが、一般に、潤滑剤、例えば潤滑油またはグリースなど、に支持されている場合でも、摩擦の結果として軸受は加熱され得る。ロール速度に依存するこの加熱は、軸受、潤滑剤、またはロールの熱膨張を引き起こし、研削工具に対するロールの位置、ひいてはロール表面への研削工具の研削動作、に影響を及ぼし得ることが判明している。これは、表面品質のむら、および／または低下、をもたらし得る。ロール研削装置の動作パラメータの調整時に軸受温度を検出および考慮する結果として、これらの影響を打ち消し、ロールの表面品質を向上させることができる。従来の潤滑軸受に加え、ロール軸受のための所謂最小量冷却潤滑システム（オイルミスト潤滑）を有するロール研削装置も存在する。これら軸受では、温度の監視も行われることが好ましい。これら軸受においては、潤滑剤の量、弁タイミング、開弁時間、および／または空気量、によってフィードバック制御を行うことができる。
【００６４】
本方法の別の実施形態によると、ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の数回の通過において行われる。
【００６５】
ロール表面にわたる研削工具の通過は、ロール表面のほぼ全体が研削工具によって加工される方法ステップを意味すると理解されたい。例えば、研削動作中にロールが回転される場合は、ロール表面の領域がロールの全範囲にわたって研削工具によって加工可能である。また、ロール工具がロールに対して軸線方向にロール本体の軸方向範囲全体にわたって移動する場合は、ロールのロール表面全体を研削工具によって徐々に加工可能である。このような一般的な移動構成では、ロール表面にわたる研削工具の通過は、ロール本体の軸方向範囲の完全な軸方向通過を意味すると理解されたい。
【００６６】
一般に、ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の数回の通過において行われる。ロール研削装置の各動作パラメータまたは各許容動作または変動範囲は、個々の通過について、または通過群について、個々に事前に定めることが可能である。例えば、ロール形状に関する、すなわち、特に本体外形および／またはロール直径に関する、規定を満たすために主に第１群の通過（前研削）のための動作パラメータを調整し、表面品質に関する規定を満たすために主に第２群の通過（最終研削）のための動作パラメータを調整することが考えられる。
【００６７】
本方法の別の実施形態によると、ロールの研削はロール表面にわたる研削工具の複数回の通過において行われ、総通過回数は、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数に応じて、研削動作中に調整される。ロールの所望される表面品質を達成するために必要な通過回数は、研削工具およびロールの性質に応じて変動し得ることが判明している。例えば、第１のロールでは、特定の表面品質を達成するために、第２のロールより通過回数を増やす必要があり得る。
【００６８】
上記の実施形態では、必要な通過回数は、動的に確定可能であり、したがって、本方法の実施中にロールの表面品質を検出することによって調整可能である。これにより、例えば、必要以上の通過を回避すること、ひいては通過回数を最小化すること、が可能である。これにより、研削動作中のロールの摩耗を減らすことができるので、ロールの耐用年数、特にロールに対して可能な研削プロセスの回数、が増える。
【００６９】
本方法の別の実施形態によると、ロールの研削は、複数の順次研削ステップを有する所定の研削プログラムに従って行われる。各研削ステップは、対応付けられた動作パラメータによるロール表面にわたる研削工具の少なくとも１回の通過を含み、研削動作中、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数に応じて表面特性値が求められ、この表面特性値に応じて研削プログラム内の先行または後続研削ステップへのジャンプが行われる。表面特性値は、ロールの表面品質に関する１つ以上の測定変数から算出される値でもよい。
【００７０】
本方法の別の実施形態によると、ロールの研削は、先行研削ステップまたは複数の先行研削ステップからのロールの表面粗さに関する測定または制御変数の変化に応じて、行われる。これにより、現在の研削ステップの前に、粗さの発生を考慮することもできる。これが好都合であるのは、ロールの特性に応じて異なるロール表面の平滑化挙動が存在し得るからである。先行研削ステップまたは複数の先行研削ステップからのロールの表面粗さに関する測定または制御変数の変化を考慮する結果として、特に、以前の表面粗さの発生に基づき予想される平均Ａq値を推定可能である。
【００７１】
一般に、研削プログラムは、さまざまな研削ステップ、例えば前研削および最終研削など、を含む。前研削または最終研削は、何れの場合も複数の研削ステップを含み得る。ロールの特定の特性、例えば、前研削中の特定のロール形状、および最終研削動作中の特定の表面品質など、が研削ステップによって実現されるように、対応する研削ステップまたは対応する通過に応じて、ロール表面にわたる研削工具の個々の通過において動作パラメータが調整されることが好ましい。
【００７２】
研削動作中、外乱、例えば振動、の結果として、パターンの形成またはロールの所望の表面品質からの逸脱が発生し得る。特に、例えば、研削部材の欠陥の結果として、状況によっては残りの研削プログラム内では修正不可能な、個々のエラーがロール表面に発生し得る。上記方法の実施形態では、このようなエラーを研削動作中に動的に特定できるので、例えば、残りの研削プログラム内でエラーの修正を可能にする先行研削ステップに研削プログラム内で自動的に戻ることが可能である。
【００７３】
上記の各実施形態の結果として、表面品質に関する要件に関する研削プロセスのフィードバック制御を、好ましくは、ロール研削装置、特に研削工具、ロール、および／または研削プロセス中に使用される補助および潤滑性物質、の影響を考慮に入れて、行うことができる。特に、オペレータ固有の影響から独立した、またはより独立した、方法の制御が可能である。
【００７４】
表面特性値を求めるために、特に、残りの研削プログラムではもはや修正不可能なエラーを示すために適した以下の測定変数、すなわち、ロール、ロール研削装置、またはそれぞれの一部、の１つ以上の振動振幅、Ａqm値のローカル標準偏差、ロール表面へのパターン形成に関する測定変数、の使用が可能である。以下の場合は、先行研削ステップへのジャンプが行われることが好ましい。
ａ）１つ以上の振動振幅が１つ以上の所定の限界値を超えた場合、
ｂ）Ａqm値のローカル標準偏差が所定の限界値を超えた場合、および／または、
ｃ）ロール表面の目標粗さが既に達成されていたとしても、特に、更なる通過がもたらされない場合に、ロール表面へのパターン形成に関する測定変数がロール表面のパターン、特に送りパターン、の存在を示す場合。
【００７５】
戻り先の研削ステップは、ロール表面で特定されたパターンの種類に応じて選択されることが好ましい。送りパターンの場合、ジャンプ先は、例えば、最終研削動作の第１の研削ステップになり得る。送りパターンは、研削工具またはロールの軸方向前進中に研削部材の螺旋軌道によってロール表面にもたらされるロール表面の螺旋パターンを意味すると理解されたい。
【００７６】
ロールまたはロール研削装置の振動が過度に大きくなった場合、操作要員の手動介入も必要になり得る。
【００７７】
本方法の別の実施形態によると、ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の数回の通過において行われ、以前の通過中に測定された少なくとも１つの測定値に応じて通過の少なくとも１つの動作パラメータが調整される。通過中に測定値を検出する結果として、例えば、この通過中に達成された表面品質が表面品質の目標規定値からどの程度離れているかを確定できる。これにより、以降の１回以上の通過の制御が相応に可能になる。これにより、以降の通過を目標規定値からの表面品質の実際の偏差に動的に適合させることができる。
【００７８】
別の実施形態によると、ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の数回の通過において行われ、通過中、少なくとも１つの動作パラメータ、好ましくは以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の半径方向位置決め、および／または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの１つが所定の限度内で変動される。
【００７９】
以前の複数のロール研削方法においては、ロール表面へのパターンの形成を防ぐために、通過中、個々の動作パラメータをできる限り一定に維持するための試みがなされている。ただし、それにも拘らず、これは、或る程度までしか実現できず、残りの変動によってロール表面にパターンが形成されることが判明している。そこで、上記の実施形態では、少なくとも１つの動作パラメータの選択的変動が所定の限度内で行われるという完全に異なるアプローチが取られている。これら選択的変動の結果として、例えば、ロールまたはロール研削装置の動作パラメータの不測の変動または振動によってもたらされる規則的なパターンを減らすことが、更には防止することも、可能であることが判明している。少なくとも１つの動作パラメータの変動は、所定の限度内で行われる。その理由は、これら限度を超えた研削プロセスは、ロール表面の破損、または少なくともロールの表面品質の低下、をもたらし得るからである。
【００８０】
少なくとも１つの動作パラメータの変動についての所定の限度は、通過に応じて調整されることが好ましい。例えば、前研削動作中は、最終研削動作中より上限下限間の幅が広い限度を使用可能である。
【００８１】
少なくとも１つの動作パラメータの変動は、定期的に、例えば正弦波状に、行うことも、または不定期的に行うことも可能である。少なくとも１つの動作パラメータの変動は、常に識別可能に行われることが好ましい。更に、これら変動の振幅および／または周波数、および／またはそれぞれの形状、および／または頻度は、表面品質に関する測定変数の測定された測定値に応じて確定されることが好ましい。
【００８２】
本方法の一実施形態によると、ロール研削装置の振動状態の制御変数、特に振動スペクトルＦm、は、好ましくは以下の制御変数、すなわち、１つ以上の動作パラメータの変動の周波数および／または振幅、特にロールの回転速度ｖwの変動の周波数ｆvwおよび／または振幅Ａvw、および／または研削工具の研削部材の回転速度ｖcの周波数ｆvcおよび／または振幅Ａvcのうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される。これら作動変数は、望ましくない振動を抑制できるように、ロール研削装置の振動状態を制御するために極めて適していることが判明している。
【００８３】
ただし、上記少なくとも１つの動作パラメータの変動は、測定値とは無関係に調整され得る。したがって、上記目的は、本発明によると、研削装置によってロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削する方法によっても少なくとも部分的に達成される。本方法では、ロール研削装置の研削工具によってロールが研削され、ロールの研削はロール表面にわたる研削工具の数回の通過において行われ、通過中、少なくとも１つの動作パラメータ、好ましくは以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の半径方向位置決め、および／または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの少なくとも１つ、が所定の限度内で変動される。本目的は、本発明によると、ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削するための、例えばアルミニウム冷間圧延機用の、ロール研削装置によっても少なくとも部分的に達成される。本ロール研削装置は、ロールを回転可能に支持するべく構成された２つの軸受を備えたロール取り付け部材を有し、ロールを調整可能なロール速度で回転駆動するべく構成された駆動装置を有し、研削部材を収容して調整可能な研削部材速度で回転駆動し、研削部材をロールに対して半径方向に位置決めするべく構成された研削工具を有する。ロール研削装置は、本装置を制御するべく構成された制御装置を備える。この制御装置は、少なくとも１つの動作パラメータ、好ましくは以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の位置決め、および／または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの少なくとも１つ、を所定の限度内で変動させるべく構成される。上記少なくとも１つの動作パラメータの変動は、特に、制御変数を用いた研削プロセスのフィードバック制御とは独立に行われる。
【００８４】
本ロール研削装置は、特に、ロールの表面品質に関する測定変数、特に、粗さ、および／またはパターンが無いこと、および／またはロール形状（ロールの形態）、に関する測定変数、を測定可能な測定装置または測定システムを複数有し得る。例えば、粗さの測定変数を測定するための第１の測定装置と、ロール表面のパターンの測定変数を測定するための第２の測定装置と、ロール形状の測定変数を測定するための第３の測定装置、例えば機械的センサ、とが設けられ得る。機械的センサは、原則として、ロール表面の振動関連の波形を特定するためにも使用され得る。
【００８５】
本方法および本ロール研削装置の更なる実施形態１〜１９を以下に説明する。
【００８６】
１．ロール研削装置、特に実施形態１５〜１９の何れか１つによるロール研削装置、によってロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削する方法であって、
−  ロール研削装置の研削工具によってロールが研削され、
−  研削動作中、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の少なくとも１つの測定値が測定され、
−  測定変数に応じて、研削動作中、ロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが調整される、方法。
【００８７】
２．研削動作中、ロールの表面粗さに関する少なくとも１つの測定変数、および／またはロール表面へのパターン形成に関する少なくとも１つの測定変数、の少なくとも１つの測定値が、特に光学式測定法を用いて測定される、ことを特徴とする、実施形態１に記載の方法。
【００８８】
３．ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の複数の測定値の測定は、研削動作中、何れの場合も研削工具に対してほぼ固定された空間位置において行われる、ことを特徴とする、実施形態１または２に記載の方法。
【００８９】
４．少なくとも１つの測定変数に応じて以下の動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の相対位置、特に研削工具の半径方向位置決め、または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの少なくとも１つが制御される、ことを特徴とする、実施形態１〜３の何れか１つに記載の方法。
【００９０】
５．研削動作中、ロールおよび／またはロール研削装置の振動状態に関する測定変数の少なくとも１つの測定値が測定され、測定変数に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが調整される、ことを特徴とする、実施形態１〜４の何れか１つに記載の方法。
【００９１】
６．ロールは、ロール研削装置の少なくとも１つの軸受に回転可能に支持され、研削動作中、軸受温度の少なくとも１つの測定値が測定され、軸受温度に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータが調整される、ことを特徴とする、実施形態１〜５の何れか１つに記載の方法。
【００９２】
７．ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の複数回の通過において行われることと、通過の少なくとも１つの動作パラメータが以前の通過中に測定された少なくとも１つの測定値に応じて調整される、ことを特徴とする、実施形態１〜６の何れか１つに記載の方法。
【００９３】
８．ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の複数回の通過において行われることと、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数に応じて総通過回数が調整される、ことを特徴とする、実施形態１〜７の何れか１つに記載の方法。
【００９４】
９．ロールの研削は、複数の順次研削ステップを有する所定の研削プログラムに従って行われ、各研削ステップは、対応付けられた動作パラメータによるロール表面にわたる研削工具の少なくとも１つの通過を含むことと、研削動作中、ロールの表面品質に関する少なくとも１つの測定変数に応じて、表面特性値が求められることと、表面特性値に応じて研削プログラム内の先行または後続研削ステップへのジャンプが行われることと、を特徴とする、実施形態１〜８の何れか１つに記載の方法。
【００９５】
１０．ロールの研削は、ロール表面にわたる研削工具の複数回の通過において行われることと、通過中、動作パラメータ、すなわち、ロール速度、研削部材速度、ロールおよび／または研削部材の回転方向、軸方向前進速度、ロールに対する研削工具の相対位置、特に研削工具の半径方向位置決め、または使用される研削乳剤の体積流量、のうちの少なくとも１つが所定の限度内で変動される、ことを特徴とする、実施形態１〜９の何れか１つに記載の方法。
【００９６】
１１．ロール表面へのパターン形成、特にローカル粗さの偏差、の制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）が、好ましくは以下の作動変数、すなわち、研削工具の研削部材のための駆動装置の出力、特に研削電流Ｉ（ｃ，ｚ）または研削電流の変化ΔＩ（ｃ，ｚ）、ロールに対する研削部材の圧力、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に研削工具の位置決めの微調整のための駆動装置の位置ａuおよび／またはａe、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される、実施形態１〜１０の何れか１つに記載の方法。
【００９７】
１２．軸方向におけるロールの粗さの制御変数、特にＡq（ｚ）、が以下の作動変数、すなわち、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に研削工具の半径方向位置決めの粗調整および／または微調整のための駆動装置の位置ａeおよび／またはａu、のうちの１つ以上、および／またはこの作動変数に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される、実施形態１〜１１の何れか１つに記載の方法。
【００９８】
１３．ロールの平均粗さの制御変数、特に
【数４】
0006337125.tif 000005
が、好ましくは以下の作動変数、すなわち、ロールに対する研削工具の相対位置、好ましくは研削工具の半径方向位置決め、特に研削工具の位置決めの粗調整のための駆動装置の位置ａe、ロールの回転速度ｖW、ロールまたは研削工具の軸線方向前進速度ｖfa、研削工具の研削部材の回転速度ｖc、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される、実施形態１〜１２の何れか１つに記載の方法。
【００９９】
１４．ロール研削装置の振動状態の制御変数、特に振動スペクトルＦm、が、好ましくは以下の制御変数、すなわち、１つ以上の動作パラメータの変動の周波数および／または振幅、特にロールの回転速度ｖwの変動の周波数ｆvwおよび／または振幅Ａvw、および／または研削部材の研削工具の回転速度ｖcの変動の周波数ｆvcおよび／または振幅Ａvc、のうちの１つ以上、および／またはこれら作動変数のうちの１つ以上に依存する動作パラメータ、によってフィードバック制御される、実施形態１〜１３の何れか１つに記載の方法。
【０１００】
１５．実施形態１〜１４の何れか１つによる方法を実施するべく構成された、または実施形態１〜１４の何れか１つによる方法を実施するための手段を備えた、ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削するための、例えばアルミニウム冷間圧延機用のロール研削装置。
【０１０１】
１６．ロール、特にワーク、中間、またはバックアップロール、を研削するための、例えばアルミニウム冷間圧延機用の、ロール研削装置であり、
−  ロールを回転可能に支持するべく構成された２つの軸受を備えたロール取り付け部材を有し、
−  調整可能なロール速度でロールを回転駆動するべく構成された駆動装置を有し、
−  研削部材を収容して調整可能な研削部材速度で回転駆動し、研削部材をロールに対して半径方向に位置決めするべく構成された研削工具を有する、
ロール研削装置であって、
−  ロール研削装置は、ロールの表面品質に関する測定変数の測定値を測定するべく構成された測定装置を備えることと、
−  ロール研削装置は、ロール研削装置を制御するべく構成された制御装置を備え、制御装置は、研削動作中、測定装置による少なくとも１つの測定値の測定を開始させ、測定変数に応じてロール研削装置の少なくとも１つの動作パラメータ、特にロール速度、研削部材速度、軸方向前進速度、および／またはロールに対する研削工具の半径方向位置決め、を調整するべく構成されることと、
を特徴とするロール研削装置。
【０１０２】
１７．制御装置は、実施形態１〜１４の何れか１つによる方法を実施するべく構成される、ことを特徴とする、実施形態１６によるロール研削装置。
【０１０３】
１８．測定装置は、研削動作中、研削工具に対してほぼ固定された位置を有するべく構成される、ことを特徴とする、実施形態１６または１７によるロール研削装置。
【０１０４】
１９．測定装置は、研削工具によって加工された表面領域が研削動作のほぼ直後に測定領域に達するように、研削方向に拘らず、測定領域が研削領域の後方に配置されるように構成される、ことを特徴とする、実施形態１６〜１８の何れか１つによるロール研削装置。
【０１０５】
２０．ロール研削装置は、測定装置によって検出された測定領域を測定の実施前にクリーニングするべく構成されたクリーニング装置を有する、ことを特徴とする、実施形態１６〜１９の何れか１つによるロール研削装置。
【０１０６】
上記の本発明の更なる特徴および利点は、添付の図面を参照した複数の例示的実施形態の以下の説明から理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】ロールを研削するための、およびロールを研削する方法を実施するための、ロール研削装置を示す。
【図２】図１のロール研削装置の概略平面図である。
【図３】図１のロール研削装置の概略側断面図である。
【図４ａ】ロール表面での反射率または散乱光測定の概略図である。
【図４ｂ】図４ａの反射率または散乱光測定の例示的な角度依存の強度分布のグラフである。
【図５ａ】カメラで撮像されたロール表面の画像の概略図である。
【図５ｂ】図５ａの画像のフーリエ変換の例示的結果のグラフである。
【図６】いくつかの研削ステップを有する研削プログラムのグラフ図である。
【図７】研削動作中の一動作パラメータの例示的変動を示すグラフである。
【図８】図１のロール研削装置の１つ以上の動作パラメータによって可能な１つ以上の制御変数のフィードバック制御のための概略フィードバック制御グラフである。
【発明を実施するための形態】
【０１０８】
図１〜３は、ロール２０を研削するためのロール研削装置１０を示す。図１は斜視図であり、図２は概略平面図であり、図３は図２に示された断面ＩＩＩに沿った概略側断面図である。図２および図３の図は、明瞭化のために、部分的に簡略化された特定の構成要素に限定されているが、図１は、ロール研削装置１０のより詳細な図を示す。
【０１０９】
ロール２０は、例えば、アルミニウム冷間圧延機のワーク、中間、またはバックアップロールでもよい。このようなロールは、ロール本体２２を備える。ロール本体２２は、ロール表面２４と、圧延動作のためにロール２０をロールスタンドの対応する軸受に回転可能に支持できる側方ロールジャーナル２６、２８とを有する。ロール本体２２は、一般に、両側が僅かに先細になる中高の外形を有する。
【０１１０】
ロール研削装置１０は、ロール２０を回転可能に支持するべく構成された２つの軸受３２、３４を有するロール取り付け部材３０を備える。ロール２０を軸受３２、３４に支持する代わりに、振れ止め部（図１中３５）として構成された軸受にロールを支持することもできる。このような振れ止め部は、ロールジャーナルを支持するための油圧式摩擦軸受を備えることが好ましい。更に、ロール取り付け部材３０は、調整可能なロール速度でロール２０を回転駆動（矢印３６）するべく構成された駆動装置（図示せず）を有する。ロール研削装置１０は、砥石車として構築された研削部材４２を回転可能に支持する研削工具４０を更に有する。更に、研削工具４０は、調整可能な研削部材速度（矢印４４）で研削部材４２を駆動するための別の回転駆動装置（図示せず）を有する。
【０１１１】
ロール２０に対する研削工具４０の半径方向位置決めは、この目的のために構成された駆動装置（矢印４６）によって調整可能である。この駆動装置は、粗調整および微調整用の駆動装置を備え得る。この駆動装置によって、特に、ロール表面２４に対する研削部材４２の押圧力を調整することも可能である。更に、この目的のために構成された駆動装置（矢印４８）によって、研削工具４０をロール２０の軸線方向に平行にロール本体２２の全幅にわたって移動させることができる。
【０１１２】
ロール２０を軸受３２、３４内に圧締可能にするために、または軸受３２、３４の間隔を複数の異なるロール長に適合可能にするために、軸受３４を平行移動装置５０上でロール２０の軸線方向に移動させることができる（矢印５２を参照）。
【０１１３】
研削動作中、研削部材４２がロール表面２４を研削加工するように、研削部材４２は、この目的のために設けられた駆動装置によって研削部材速度４４で駆動され、ロール表面２４まで駆動装置４６と共に移動される。同時に、ロール２０も、この目的のために設けられた駆動装置によってロール速度３６で駆動されるので、研削部材４２はロール表面２４の周面全体に対して働くことができる。更に、研削工具４０がロール２０の軸線方向に平行にロール本体２２全幅にわたって駆動装置４８と共に移動されることによって、ロール２０のロール表面２４全体を研削部材４２によって加工可能である。
【０１１４】
回転中のロール２０に対する研削工具４０の１回の移動は、ロール表面２４にわたる研削工具４０の通過と称される。一般に、研削プロセスは、このような通過を複数含む。
【０１１５】
装置１０は、ロール２０または研削部材を冷却するために、および研削プロセスを向上させるために、研削動作中に研削乳剤６２をロール表面２４に塗布できる供給ライン６０（図２および図３にのみ図示）を有する。
【０１１６】
装置１０は、ロール２０の表面品質に関する測定変数の測定値をロール表面２４の測定領域７２において測定するべく構成された測定装置７０（図２および図３にのみ図示）を更に有する。測定装置７０は、例えば、光学式測定装置、例えば、光反射率または散乱光測定法のための測定装置、でもよい。このような方法を用いると、特に、ロール表面の粗さの確定が可能である。測定装置７０は、代わりに、または加えて、ロール表面２４のパターンを判定するために構築され得る。このために、測定装置７０は、例えば、ロール表面２４の測定領域７２の画像を記録し、検出された画像データをフーリエ変換にかけ、フーリエスペクトルの過度に高い周波数に基づき、ロール表面２４に周期的に繰り返される構造を判定する画像検出システムを有し得る。
【０１１７】
測定装置７０は、研削工具４０に対してほぼ固定された位置を有するように構成される。このために、測定装置７０は、研削工具４０がロール２０の軸線方向に平行に移動されるときに測定装置７０も移動するように、研削工具４０に堅固に接続され得る。あるいは、研削工具４０がロール２０の軸線方向に平行に移動されるときに測定装置７０を対応して移動させる別個の駆動装置７３が更に設けられ得る。
【０１１８】
測定装置７０は、研削工具４０によって加工されたロール表面の表面領域が研削動作のほぼ直後に測定領域７２に達するように、研削方向に拘らず、研削領域の後方に測定領域７２が配置されるように構成されることが好ましい。このために、測定装置７０は、研削方向に応じて研削工具４０の一方または他方の側に測定装置７０を配置可能にするために、移動可能であるように構築され得る。あるいは、測定装置７０は、２つの検出システムを有し得る。この場合、一方の検出システムは研削工具４０の一方の側に配置され、もう一方の検出システムは研削工具４０のもう一方の側に配置される。
【０１１９】
測定装置７０による測定を向上させるために、ロール研削装置は、スクレーパ７４（図２および図３にのみ図示）を更に有する。研削乳剤６２はスクレーパ７４によって供給ライン６０からロール２０に案内される。スクレーパ７４は、場合によっては、測定領域７２に移動中のロール表面２４の部分から他の汚染を掻き落とすことができるので、この領域のクリーニングを行える。これにより、測定装置７０によって実施される測定は、研削乳剤の結果としての拡散散乱または吸収によって妨害されないか、または少なくとも妨害の程度がより低くなる。スクレーパ７４は、ロール２０の軸方向軸線に平行に配置することも、または（図２のように）ロール２０の軸方向軸線に対してある角度で配置することも可能である。更に、クリーニング結果を向上させるために、スクレーパ７４をロールの回転方向に１５°〜４５°の範囲内の角度で傾斜させ得る。この場合、スクレーパ平面は、ロール表面２４に垂直な平面に対して１５°と４５°の間の角度で回転方向に傾斜することになるので、図３に示されているようなロール２０の回転方向（矢印３６）の結果としてスクレーパ７４に向かって移動中のロール表面２４の領域がスクレーパ７４の鋭角（切削工具の正の切断角度と同様）に向かって移動することになる。
【０１２０】
ロール研削装置１０は、ロール研削装置１０を制御するべく構成された制御装置８０（図２にのみ図示）を更に有する。特に、制御装置８０は、研削動作中に、すなわちロール表面２４が研削部材４２によって加工されているときに、測定装置７０による少なくとも１つの測定値の測定を開始させるべく構成される。これにより、実行中の研削プロセス中に、ロール２０の表面品質を検査できる。
【０１２１】
更に、制御装置８０は、測定された測定変数に応じて、すなわち、研削動作中に測定された対応する１つ以上の測定値に応じて、ロール研削装置１０の少なくとも１つの動作パラメータ、特に、ロール速度３６、研削部材速度４４および／またはロールに対する研削工具の半径方向位置決め、を調整するべく構成される。これにより、オンラインで確認されたロール２０の表面品質によって研削プロセスを研削動作中に自動的にフィードバック制御できるので、この方法を用いると、全体としてより良好な、または確実に調整可能な、ロールの表面品質を実現できる。
【０１２２】
装置１０は、例えば軸受３２の、軸受温度を測定可能な温度センサ９０（図２にのみ図示）を更に有し得る。制御装置８０は、この軸受温度に応じて研削プロセスの動作パラメータを調整するべく更に構成されることが好ましい。
【０１２３】
図４ａ〜ｂは、ロール表面の表面粗さに関する測定変数、特にＡq、Ａｓk、および／またはＡqm、の測定値を測定するためのロール表面２４での反射率または散乱光の測定を示す。
【０１２４】
図４ａは先ず、測定装置７０を示す。測定装置７０は、この場合、例として、反射率または散乱光測定動作のために構築され、光ビーム（左矢印）をロール表面２４の測定領域７２に送出するための光源７６と、ロール表面２４によって反射または散乱された光ビーム（右矢印）を散乱角度に応じて検出するための光センサ７８とを有する。このような測定装置７０は、特に、レーザ三角測量法による表面粗さの測定に使用可能である。あるいは、測定装置７０の光源７６を中央に配置して光ビームをロール表面に垂直に送出してもよい。この場合、光センサ７８は、ロール表面２４が散乱させた光の強さを角度に応じて、すなわち、ロール表面の法線と散乱された光ビームの方向との間の散乱角度αに応じて、測定するために、例えば、光源７６の周囲に環状に配置され得る。測定装置７０または光センサは、ライン検出器でもよい。
【０１２５】
図４ｂは、環状に配置されたこのような光センサ７８によって検出された光強度Ｉ（α）を散乱角度αの関数として示す。ロール表面２４の粗さが大きいほど、光はロール表面によってより拡散して散乱される。したがって、ロール表面２４の粗さが大きいほど、強度分布の分散がより大きくなる。ここで、上記の各測定変数は、ガイドラインＶＤＡ２００９「角度分解式光散乱測定技術」によると、角度に応じた強度分布Ｉ（α）から、例えば、強度分布の変動に対する最大強度の比から、確定可能である。測定変数Ａqは、この場合、例えば、強度分布Ｉ（α）の二次分散に相当する。測定変数Ａqmは、規定数の個々のＡq値からの平均値に相当する。
【０１２６】
図５ａ〜ｂは、ロール表面２４のパターンを確定するための方法を示す。このために、測定装置７０は、ロール表面２４の測定領域２４の複数の切抜きの画像を記録できる画像検出装置を有し得る。図５ａは、ロール表面２４の切抜きのこのような画像を例として示す。ここでｚとｘは、画像の座標（行と列）を表す。この画像データは、各座標（ｘ，ｚ）の強度値Ｉ（ｘ，ｚ）を含む。
【０１２７】
図５ａから分かるように、ロール表面２４は、周期的に繰り返されるパターン１００を有する。このようなパターン１００の存在は、例えば、図５ａの画像の画像データのフーリエ変換によって、自動的に確定され得る。
【０１２８】
図５ｂは、図５ａの画像データのフーリエ変換を含む評価関数Ｆ（ｑx）の一例示的結果を示す。図５ｂには、画像の列のフーリエ変数ｑxに対してプロットされている。図５ａの画像のｘ軸の方向への繰り返しパターンを判定するための評価関数Ｆ（ｑx）の一例を以下に示す。
【０１２９】
【数５】
0006337125.tif 000006
【０１３０】
このグラフでは周期的に繰り返されるパターン１００が明白な最大値として分かるので、このように自動的に確定可能である。
【０１３１】
図６は、複数の順次研削ステップ１〜１０を有する例示的研削プログラム１１０のグラフ図である。これら研削ステップの各々は、ロール表面２４にわたる研削工具４０の２回の通過を含む。すなわち、研削工具４０をロール本体の一端から他端まで移動させるときの通過（第１の通過）と復帰させるときの通過（第２の通過）である。
【０１３２】
研削プログラム１１０の研削ステップ１〜１０は、より大きな２つの部分にグループ化される。すなわち、ロール２０の前研削によってロール形状が調整される研削ステップ１〜５を含む第１の部分１１２と、ロールの最終研削によってロールの所望の表面品質が調整される研削ステップ６〜１０を含む第２の部分１１４である。
【０１３３】
個々の研削ステップ１〜１０中、表面品質に関する少なくとも１つの測定変数の測定が連続的に実施されることが好ましい。次に、制御装置８０は、確定された測定値に応じて、研削プログラム１１０の現在および／または後続の研削ステップの動作パラメータを調整し得る。
【０１３４】
研削プログラム１１０の実行中、一研削ステップにおいて、例えば研削ステップ８において、後続研削ステップ９および１０ではもはや修正できないエラーがロール表面で判定された場合、制御装置８０は、先行研削ステップに、例えば研削ステップ３に、自動的にジャンプし、これにより、その後の研削ステップ４〜１０の実行中にこのエラーを修正できることが好ましい。
【０１３５】
図７は、研削動作中のロール研削装置の一動作パラメータの一例示的変動を有するグラフを示す。このグラフには、ロール表面２４にわたる研削工具４０の通過のためのロール速度Ｗがロール本体２２に対する研削工具４０の軸方向位置ｚに対して示されている。このグラフから分かるように、ロール速度Ｗは、ロール速度の所定の上限１２２と所定の下限１２４との間の範囲内で変動される。この動作パラメータの変動は、図７に示されているように規則的に行わせることも、不規則的に行わせることも可能である。ロール表面２４にわたる研削工具４０の通過中の動作パラメータのこのような変動の結果として、ロール表面へのパターンの形成を防止できることが判明している。
【０１３６】
図８は、研削動作中、すなわち、研削プロセスの実行中、図１のロール研削装置１０の１つ以上の動作パラメータによる１つ以上の制御変数の可能なフィードバック制御の概略フィードバック制御グラフである。
【０１３７】
このフィードバック制御グラフにおいて、研削プロセスは被制御システムを表す。研削プロセス中、さまざまな干渉変数、例えば、温度変動、研削対象のロール２０または研削部材４２の凹凸、外部振動、および他の影響など、が研削プロセスに影響を及ぼし、所望の表面品質、特に所望の粗さ、またはパターンが所望どおり無いこと、からの逸脱を引き起こし得る。ロール研削装置１０のオンラインフィードバック制御によってこのような干渉の影響を打ち消すことができるので、結果としてより良好な研削結果の実現が可能である。
【０１３８】
このために、研削動作中、ロールの表面品質に関する１つ以上の測定変数が確定され、フィードバック制御のための制御変数として使用される。図８には、ローカル粗さの偏差ΔＡq（ｃ，ｚ）、軸線方向におけるローカル粗さ値Ａq（ｚ）、平均粗さ値
【数６】
0006337125.tif 000007
およびロール研削装置の振動スペクトルＦmが可能な制御変数として示されている。
【０１３９】
ローカル粗さの偏差ΔＡq（ｃ，ｚ）は、平均粗さ値
【数７】
0006337125.tif 000008
に対する、ロールの周方向の位置ｃと軸線方向の位置ｚとによって求められた位置におけるローカル粗さ値Ａqの偏差を意味すると理解されたい。例えば、ΔＡq（ｃ，ｚ）は、下記式
【数８】
0006337125.tif 000009
によって求めることができる。式中、Ａq（ｃ，ｚ）は、ロール２０の周方向位置ｃおよび軸方向位置ｚにおける測定領域７２内の散乱光測定によって求められるローカル粗さ値であり、
【数９】
0006337125.tif 000010
は、複数の測定領域にわたる平均値の形成によって算出された平均粗さ値である。
【０１４０】
軸線方向におけるローカル粗さ値Ａq（ｚ）は、軸線方向の位置ｚの関数としてのロール表面の粗さ値Ａqを意味すると理解されたい。例えば、Ａq（ｚ）は、ロール２０の軸方向位置ｚにおける測定領域７２での散乱光の測定によって求めることができる。特に、Ａq（ｚ）は、ほぼ同じｚ位置における周方向の複数の粗さ値Ａqの平均化によって求めることができる。
【０１４１】
平均粗さ値
【数１０】
0006337125.tif 000011
は、研削プロセス中にロール表面のさまざまな位置で求められた粗さ値Ａqの平均値を意味すると理解されたい。例えば、
【数１１】
0006337125.tif 000012
は、複数の異なる測定領域７２における散乱光の測定によって測定された複数の粗さ値Ａqの平均化によって求めることができる。このような平均値の形成は、
【数１２】
0006337125.tif 000013
がロール表面２４のほぼ全体の平均粗さ値を表すように選択されることが好ましい。
【０１４２】
ロール研削装置の振動スペクトルＦmは、ロール研削装置の振動の周波数依存の振幅を意味すると理解されたい。ロール研削装置１０が、例えば特定の周波数で、振動する場合、振動スペクトルＦmはこれら周波数における最大値を有する。振動スペクトルＦmは、特に、ロール研削装置１０に設けられた加速度センサによって求めることができる。例えば、振動スペクトルは、加速度センサによって測定された加速度の時系列ａ（ｔ）のフーリエ変換によって特定の時間範囲において算出可能である。
【０１４３】
上記制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）、Ａq（ｚ）、
【数１３】
0006337125.tif 000014
およびＦmの代わりに、パターンの無いこと、ロール２０の粗さの特性、またはロール研削装置１０の振動状態、を表す代替制御変数の使用も当然可能である。特に、制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）、Ａq（ｚ）、
【数１４】
0006337125.tif 000015
およびＦmのうちの１つ以上に関する、またはこれらに依存する、制御変数が使用され得る。例えば、振動スペクトルＦmの代わりに、ロール研削装置１０の加速度ａ（ｔ）、または振動スペクトルＦmから導出された変数、を制御変数として使用することも可能である。明瞭化のために、以下においては、制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）、Ａq（ｚ）、
【数１５】
0006337125.tif 000016
およびＦmのフィードバック制御を一例として以下に説明する。
【０１４４】
ロール研削装置１０のフィードバック制御は、１つ以上の制御変数によって同時に実施可能である。例えば、パターンが無いことを実現するために、制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）によって、またはパターンの無いことに関する別の制御変数によって、フィードバック制御を実施できる。ロール幅にわたって一様な粗さを調整するために、制御変数Ａq（ｚ）によって、または軸線方向の粗さに関する別の制御変数によって、フィードバック制御を実施することも可能である。代わりに、または加えて、所望の目標粗さを調整するために、制御変数
【数１６】
0006337125.tif 000017
によって、または平均粗さに関する別の制御変数によって、フィードバック制御を実施できる。更に加えて、または代わりに、ロール研削装置１０の望ましくない振動を排除するために、制御変数Ｆmによって、またはロール研削装置の振動状態に関する別の制御変数によって、フィードバック制御を実施できる。
【０１４５】
個々の制御変数について研削動作中に検出された各値はフィードバックされ、制御変数のそれぞれの所望値（ΔＡq目標（ｃ，ｚ）、Ａq目標（ｚ）、
【数１７】
0006337125.tif 000018
およびＦm目標）と比較される。すなわち、それぞれの所望値からの制御変数の偏差は、特に減算によって、例えば、
【数１８】
0006337125.tif 000019
などによって、確定される。個々の制御変数の所望値は、ガイド変数とも称される。
【０１４６】
一様な粗さ、特にパターンが無いこと、を実現するために、ローカル粗さの偏差は最小化されることが好ましい。したがって、ΔＡq目標（ｃ，ｚ）は、全ての位置ｃおよびｖについて小さいこと、特にゼロであること、が好ましい。軸線方向におけるローカル粗さ値は、できる限り一定であって目標粗さに相当することが好ましい。したがって、Ａq目標（ｚ）は、全ての位置ｚについて一定であることが好ましく、特に目標粗さに等しいことが好ましい。平均粗さ値は、
【数１９】
0006337125.tif 000020
が好ましくは目標粗さに相当するように、目標粗さ値を取ることが好ましい。振動スペクトルは、パターンの形成を引き起こし得る強力な最大値のないことが好ましいので、一定の振幅を有する、または振幅がゼロの、スペクトルがＦm目標として選択されることが好ましい。
【０１４７】
複数の順次研削ステップを有する所定の研削プログラムによるロール２０の研削時、それぞれの研削ステップに応じて１つ以上の制御変数の所望値も適合され得る。例えば、最初に前研削動作のために、より大きな所望値Ａq目標（ｚ）および
【数２０】
0006337125.tif 000021
で研削プログラムを開始し、その後、最終研削ステップにおいて最終的に所望の粗さに達するまで、これら所望値を減らすことができる。特に、前研削動作中は、最終研削動作中の所望値とは異なる所望値を使用し得る。
【０１４８】
この場合、図８に示されているフィードバック制御装置は、各制御変数の所望値からの偏差を打ち消すために、１つ以上の動作パラメータのフィードバック制御中に使用される各制御変数の値を算出する。したがって、前記の各動作パラメータは、フィードバック制御の作動変数である。その後、フィードバック制御装置によって算出された値に応じて各動作パラメータが調整され、研削プロセスに影響を及ぼし、これによりフィードバック制御回路は閉じられる。
【０１４９】
制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）については、特に、軸線方向ｚに応じた研削電流ΔＩ（ｃ，ｚ）の変化を作動変数として使用できる。研削電流Ｉ（ｃ，ｚ）は、研削部材４２を駆動するためのモータの電流（例えば、電機子電流）を意味すると理解されたい。研削電流の変化ΔＩ（ｃ，ｚ）は、通常、直接制御が不可能であるので、代わりにフィードバック制御が必要とされる。研削電流の変化ΔＩ（ｃ，ｚ）のフィードバック制御は、特に、ロール２０に対する研削工具４０の半径方向位置決めの微調整（所謂ｕ軸）のための駆動装置の位置ａuによって行うことができる。位置ａuによって、特に、ロール２０に対する研削部材４２の押圧力、ひいては研削部材４２の駆動装置によって印加されることになる研削電流または回転力、の調整が可能である。あるいは、制御変数ΔＡq（ｃ，ｚ）のための作動変数としてａuを直接使用することもできる。
【０１５０】
制御変数Ａq（ｚ）については、特に、ロール２０に対する研削工具４０の半径方向位置決めの微調整のための駆動装置の位置ａuおよび／またはａeを作動変数として使用することが可能である。
【０１５１】
制御変数
【数２１】
0006337125.tif 000022
については、特に、以下の作動変数、すなわち、ロール２０に対する研削工具４０の半径方向位置決めの粗調整および／または微調整のための駆動装置の位置ａeおよび／またはａu、ロール２０の回転速度ｖw、すなわち、ロール２０の回転の結果としてのロール表面２４の速度、ロール２０または研削工具４０の軸線方向への前進速度ｖfa、または研削部材の回転速度ｖc、すなわち研削部材４２の回転の結果としての研削部材表面の速度、のうちの１つ以上を使用可能である。更に、制御変数
【数２２】
0006337125.tif 000023
については、研削工具４０とロール表面２４との間の相対速度の作動変数も使用できる。これは、ｖwおよびｖfaに依存する。あるいは、ｖfaの値の算出時にｖwの値を考慮に入れることもできる。またはこの逆も可能である。
【０１５２】
特に、少なくとも１つの動作パラメータ、すなわち、ロールの回転速度ｖwまたはロール速度Ｗ、または研削部材の回転速度ｖc、またはロール表面にわたる研削工具の通過中の研削部材速度Ｓなど、を所定の限度内で変動させることによってロール研削装置１０の振動スペクトルに影響を及ぼすことができる。動作パラメータのこのような変動の一例が上記の図７に示されている。ロールの回転速度ｖwの変動または研削部材の回転速度ｖcの変動は、変動周波数ｆvcまたはｆvwおよび変動振幅ＡvwまたはＡvcによってそれぞれ特徴付けられる。純粋に正弦波状の変動の場合、ロール表面にわたる研削工具の通過中のロールの回転速度ｖwは、例えば、次のように時間ｔに応じて変動し得る。すなわち、
【数２３】
0006337125.tif 000024
である。
【０１５３】
したがって、制御変数Ｆmについては、特に、以下の作動変数、すなわち、ロールの回転速度の変動ｖwの周波数ｆvwおよび／または振幅Ａvwまたは研削部材の回転速度の変動ｖcの周波数ｆvcおよび／または振幅Ａvc、のうちの１つ以上を使用できる。
【０１５４】
ロール研削装置１０のフィードバック制御は、特に、制御装置８０によって実施され得る。このために、制御装置８０は、特に、このようなフィードバック制御を、特に上記の構成および例示的実施形態により、実施するべく構成される。
【図１】
0006337125.tif 000025
【図２】
0006337125.tif 000026
【図３】
0006337125.tif 000027
【図４ａ】
0006337125.tif 000028
【図４ｂ】
0006337125.tif 000029
【図５ａ】
0006337125.tif 000030
【図５ｂ】
0006337125.tif 000031
【図６】
0006337125.tif 000032
【図７】
0006337125.tif 000033
【図８】
0006337125.tif 000034