(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機のハウジングに組み込んだ圧延ロールの位置合わせのために行われるロール位置調整方法であって、
ロール孔型におけるロール軸方向で左右対称位置にある２つの部位を検知位置として定め、その２つの検知位置の各基準プロフィールを予め記憶して置き、
実際の圧延ロールにおける上記検知位置の映像信号を入力し、画像処理によって各検知位置の実測のプロフィールを求め、続けてその各検知位置における実測のプロフィールと基準プロフィールとの間の面積をそれぞれ算出し、その算出した二つの面積の和及び差の値に基づき、ロール位置の調整を行うことを特徴とする条鋼用圧延ロールのロール位置調整方法。
【請求項２】
上記一対の検知位置は、ロール孔型の軸方向両端部に位置する逃がし部であることを特徴とする請求項１に記載した条鋼用圧延ロールのロール位置調整方法。
【請求項３】
圧延機のハウジングに組み込んだ圧延ロールの位置合わせのために使用されるロール位置調整用ガイダンス装置であって、
ロール孔型におけるロール軸方向で左右対称位置にある２つの部位を検知位置として定めて、ロール孔型に光を照射する照射装置と、ロール孔型のうち少なくとも上記２つの検知位置の映像を入力する映像入力装置と、上記映像入力装置からの映像信号に基づき上記検知位置のプロフィールを求める画像処理装置と、画像処理装置が求めた各検知位置の実測のプロフィールと予め設定した基準プロフィールとの間の各面積をそれぞれ求め該二つの面積の和からロール圧下方向のガイダンス量を、上記二つの面積の差からロールスラスト方向のガイダンス量をそれぞれ算出して出力するガイダンス量演算手段とを備えることを特徴とするロール位置調整用ガイダンス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
条鋼用の圧延機に圧延ロールを組み込んだ後に行われるロール位置合わせ作業に係り、特に、圧延ロールの孔型を利用してロール位置を調整する方法及びその調整に使用されるロール位置調整用ガイダンス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機のハウジングに組み込んだロールの位置合わせ作業は、一般には、ゲージ等を利用した作業者の目視により行われている。
また、オプチカルゲージを利用し、孔型の影を数倍〜数十倍に拡大してスクリーンに投影し、投影面に設置した基準プロフィールと当該孔型の影とを作業者が目視確認しながら両者が一致するように目視にてロール位置を調整する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記目視による位置調整（芯出し）作業は、オプチカルゲージを利用するにしても、定量的に調整量が把握できず作業者の技能に依る部分が大きくなり精度が良くない。しかも、技能の熟練度によりこの調整作業のみで長時間費やす場合があるなど作業能率も悪いという問題がある。
【０００４】
このため、特開平６−１６７３１３号公報（引例１と呼ぶ）や特開平８−５３４３号公報（引例２と呼ぶ）に記載されているように、画像処理を利用してロール孔型の孔型プロフィールを計測し、その求めた孔型プロフィールに対応する疑似円（中心点及び半径）を求めることで、ロール位置の測定を自動化したり、その疑似円に基づき位置調整を行うことが提案されている。
【０００５】
しかし、上記引例１の方法では、実際の孔型プロフィールのみで位置調整を行うために、精度が十分ではない。
また、両引例の方法も、孔型プロフィール全体を疑似円で表現する必要があるために、多点計測が必要になるなど、それだけ制御が煩雑となる。
しかも、両引例の方法とも、ロール孔型の中央付近の円弧部のプロフィールを中心に利用するものであるが、孔型中央部は圧延により摩耗の度合が大きく、求めた疑似円の座標に対し摩耗に応じた分だけ誤差を含んているおそれがあるので、それだけ、位置精度が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、簡易なシステムで正確にロール位置調整のガイダンスを提示可能な条鋼用圧延ロールのロール位置調整方法及びロール位置調整用ガイダンス装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、圧延機のハウジングに組み込んだ圧延ロールの位置合わせのために行われるロール位置調整方法であって、
ロール孔型におけるロール軸方向で左右対称位置にある２つの部位を検知位置として定め、その２つの検知位置の各基準プロフィールを予め記憶して置き、
実際の圧延ロールにおける上記検知位置の映像信号を入力し、画像処理によって各検知位置の実測のプロフィールを求め、続けてその各検知位置における実測のプロフィールと基準プロフィールとの間の面積をそれぞれ算出し、その算出した二つの面積の和及び差の値に基づき、ロール位置の調整を行うことを特徴とする条鋼用圧延ロールのロール位置調整方法を提供するものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対して、上記一対の検知位置は、ロール孔型の軸方向両端部に位置する逃がし部であることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、圧延機のハウジングに組み込んだ圧延ロールの位置合わせのために使用されるロール位置調整用ガイダンス装置であって、
ロール孔型におけるロール軸方向で左右対称位置にある２つの部位を検知位置として定めて、ロール孔型に光を照射する照射装置と、ロール孔型のうち少なくとも上記２つの検知位置の映像を入力する映像入力装置と、上記映像入力装置からの映像信号に基づき上記検知位置のプロフィールを求める画像処理装置と、画像処理装置が求めた各検知位置の実測のプロフィールと予め設定した基準プロフィールとの間の各面積をそれぞれ求め該二つの面積の和からロール圧下方向のガイダンス量を、上記二つの面積の差からロールスラスト方向のガイダンス量をそれぞれ算出して出力するガイダンス量演算手段とを備えることを特徴とするロール位置調整用ガイダンス装置を提供するものである。
【０００９】
本発明によれば、孔型の中心部に比べて圧延による摩耗の度合が少ないロール軸方向両側の部位を利用してロール位置の調整を行うこととなり、摩耗による誤差を抑えることができる。
また、計測するプロフィール位置が孔型の一部分だけであるので、ロール孔型の中央部の複雑な形状に影響を受けることがなく、画像処理の計算等が簡素化し、また、検知位置における基準プロフィールと実測のプロフィールとの間の面積の和及び差から簡易にロール圧下方向のずれ量やロールスラスト方向のずれ量等、及びずれ方向などのガイダンス量を、簡易且つ定量的に提示することができる。
【００１０】
特に、請求項２に記載のように、孔型両端部位置の逃がし部を検知位置として採用すると、孔型内のうち圧延による摩耗の度合も少ない部位であり、しかもプロフィールも直線状であるので、面積の算出も簡素化できるなど有利である。
次に、上記二つの面積の和及び差から、ずれ量を求めることが出来る理由を、図１を参照して説明する。
【００１１】
図１中、符号Ｋ１は基準孔型位置、符号Ｋ２は実際の孔型位置、符号Ｐ１は基準プロフィール、符号Ｐ２は実測のプロフィール、符号Ｆａ，Ｆｂは、上記面積をそれぞれ表す。
ここで、上記面積Ｆａ，Ｆｂは、例えば、基準プロフィールＰ１よりも実測のプロフィールＰ２が下側に有る場合には負値とし、基準プロフィールＰ１よりも実測のプロフィールＰ２が上側に有る場合には正値とし、以下そのように設定した場合で説明する。もっとも正負の設定はこれに限定されない。
【００１２】
図１に示すように、基準プロフィールＰ１よりも実測のプロフィールＰ２が上側に有る場合には、上記二つの面積Ｆａ，Ｆｂは共に正値となり、その和に比例した分だけロール位置が上側にずれていることが分かる。逆に、基準プロフィールＰ１よりも実測のプロフィールＰ２が下側に有る場合には、上記二つの面積Ｆａ，Ｆｂは共に負値となり、その和に比例した分だけロール位置が下側にずれていることが分かる。
【００１３】
一方、ロールスラスト方向においては、上記二つの面積Ｆａ，Ｆｂのうち大きい面積Ｆａ側にロール位置がずれていること分かる。即ち、上記二つの面積Ｆａ，Ｆｂの差に比例した分だけ面積Ｆａの大きい側にずれていることが分かる。
これは、図２に示すように、基準孔型位置Ｋ１と実際の孔型位置Ｋ２が交差していても同様であり、上述のように基準プロフィールＰ１位置を境界として上記面積Ｆａ，Ｆｂに正又は負の値として処理すれば問題はない。なお、図２では、Ｆｂが負値となる。
【００１４】
このように、両面積Ｆａ，Ｆｂの和は、ロール圧下方向のずれに比例し、また、両面積Ｆａ，Ｆｂの差は、ロールスラスト方向のずれに比例し、しかも、その両面積Ｆａ，Ｆｂの和及び両面積Ｆａ，Ｆｂの差の正負によってずれ方向（調整方向）も決定できる。
そして、上記求めた二つのガイダンス量及び方向（正値又は負値）を定量的なガイダンスとして、その両面積Ｆａ，Ｆｂの和及び両面積Ｆａ，Ｆｂの差が零に近づくようにロール位置を圧下方向及びロールスラスト方向に調整することで、ロールが理想の位置に調整される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、図３に示すように、線材・棒鋼圧延用の２ロール圧延機に採用した例である。図３中、符号１は圧延ロールを表す。
まず、装置構成について説明すると、圧延機入側のガイド取付け面に照明装置２が取り付けられ、圧延方向から圧延ロール１の孔型面に光を照射可能となっている。また、圧延機出側のガイド取付け面に映像入力装置であるＣＣＤカメラ３が取り付けられている。カメラ３は、孔型の映像を入力し映像信号を演算装置４に供給可能となっている。
【００１６】
演算装置４は、画像処理装置４Ａとガイダンス量演算手段４Ｂとを備える。
画像処理装置４Ａは、カメラ３からの映像信号に対して２値化処理等の画像処理を行って、左右の検知位置のプロフィールを抽出し、その座標をガイダンス量演算装置４Ｂに供給可能となっている。
なお、演算装置で使用する座標系は、例えば図１に示すように、圧延中心を原点として、ロールスラスト方向をＸ軸に、ロール圧下方向をＹ軸に設定する。
【００１７】
ガイダンス量演算装置４Ｂには、予め対象とする圧延ロール１の基準プロフィールＰ１の座標が設定されていて、該ガイダンス量演算装置４Ｂは、その基準プロフィールＰ１の座標と上記画像処理装置４Ａからの上記検知位置における実測のプロフィールＰ２の座標から、左右の検知位置での基準プロフィールＰ１と実測のプロフィールＰ２の間の各面積Ｆａ，Ｆｂを算出し、続けて、上記（１）式及び（２）式からロール圧下方向のずれ量ＳR 及びロールスラスト方向のずれ量ＳS を演算してガイダンス量として表示手段（ディスプレー等）に供給可能となっている。
【００１８】
ＳR ＝Ｋ1 ・（Ｆａ−Ｆｂ）  ・・・（１）
ＳS ＝Ｋ2 ・（Ｆａ−Ｆｂ）  ・・・（２）
ここで、Ｋ1 ，Ｋ2 は比例定数である。
なお、本実施形態では、実際のずれ量に近似した値ＳR ，ＳS をガイダンス量として表示する構成で説明しているが、ガイダンス量はこれに限定されず、操作量（回転角等）に変換して表示させてもよい。
【００１９】
また、上記検知位置として、本実施形態では、図１に示すように、孔型のロール軸方向両端部に位置する逃がし部を使用する。
上記構成の装置を使用したロール位置調整では、上記装置を作動させることで、照明装置２により照らされたロール孔型が正面（圧延方向）からカメラ３に映し出され、その映像信号が画像処理装置４Ａで処理されて、孔型におけるロール軸方向（Ｘ軸方向）で左右対称位置にある検知位置Ｐ２のプロフィールが抽出される。続いて、予め記憶した理想状態の基準プロフィールＰ１の座標と、上記抽出した実際の検知位置Ｐ２でのプロフィールの座標とから、二つの検知位置Ｐ２での基準プロフィールＰ１と実測のプロフィールＰ２との間の面積Ｆａ，Ｆｂが算出され、その両面積Ｆａ，Ｆｂに基づき演算されたロール圧下方向のずれ量及びロールスラスト方向のずれ量がディスプレーに表示される。
【００２０】
作業者は、上記表示されたガイダンス量に基づき、対象とする圧延ロール１におけるロール圧下方向及びロールスラスト方向の位置を調整した後、上記装置を再び作動して上記処理を繰り返す。
そして、上記ディスプレーに表示されるロール圧下方向のずれ量及びロールスラスト方向のずれ量が零若しくは所定許容範囲内に収まった時点で位置調整作業を中止する。
【００２１】
これを、上側のロール１及び下側のロール１の両方にそれぞれ行う。
このように、ディスプレー５に表示されたガイダンス量だけロール位置を移動させることを繰り返すだけで、作業者の熟練度に関係なく、簡易かつ短時間で、上下一対のロール位置を目標位置に近づけることができる。
すなわち、条鋼圧延において製品寸法精度に大きく関わるロール位置調整作業における、ロール位置の調整量（ガイダンス量）を、簡単な画像処理で且つ定量的に示せるようにしたので、技能を必要とせず短時間で高精度なロール位置調整が行える。
【００２２】
一般に、条鋼ロール孔型は複雑な形状であるが、本実施形態の方法では、孔型の中央部のプロフィールは必要ないので、画像処理で孔型全体のプロフィールを必ずしも抽出する必要はなく、この結果、その孔型の一部のプロフィールだけを抽出した効率的な画像処理で良く、しかも、面積Ｆａ，Ｆｂの和及び差によって、ロールのずれ及びずれ方向のガイダンス量を提示できるので、装置のシステム全体のコストを安価にできるという効果もある。
【００２３】
しかも、圧延による摩耗の度合が少ない部分を検知位置Ｐ２として行うので、摩耗による精度誤差を小さく抑えられ、ロールの正確な位置を求めることができる。
ここで、上記実施形態では、検知位置Ｐ２である逃がし部は、そのプロフィールがほぼ直線状であるので、基準プロフィールＰ１の両端の座標と、実測のプロフィールＰ２の両端の座標の計４点の座標で囲まれる四角形の面積Ｆａ，Ｆｂによって求める面積Ｆａ，Ｆｂを近似して、より計算を簡素化してもよい。
【００２４】
また、上記実施形態では、ディスプレー５に表示された値に基づき、作業員がロール位置の調整を行っているが、ロール位置の調整を行う装置に上記ガイダンス量演算装置４Ｂからの出力値を連動させて、ロール位置の微調整を自動化させても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、簡素なシステム構成にも関わらず、正確なロール位置の調整量を求めることができて、簡易且つ正確にロールの位置調整を行うことができる。
特に、圧延による摩耗の度合が少なくプロフィールも複雑でない逃がし部を検知位置とすることで、更にロール位置の調整量の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基準プロフィールと実測のプロフィールにおける検知位置を示す図である。
【図２】基準プロフィールと実測のプロフィールにおける検知位置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る装置構成を説明する図である。
【符号の説明】
Ｐ１    基準プロフィール
Ｐ２    実測のプロフィール（検知位置）
Ｆａ，Ｆｂ  面積
Ｋ１    基準孔型位置
Ｋ２    実際の孔型位置
１      圧延ロール
２      照明装置
３      カメラ
４      演算装置
４Ａ    画像処理装置
４Ｂ    ガイダンス量演算装置
５      表示手段（ディスプレー）
【図１】
0003873505.tif 000002
【図２】
0003873505.tif 000003
【図３】
0003873505.tif 000004