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公開番号2025160750
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063516
出願日2024-04-10
発明の名称表面粗度測定装置および表面粗度測定方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人弁理士法人銀座マロニエ特許事務所
主分類G01B 11/30 20060101AFI20251016BHJP(測定;試験)
要約【課題】圧延ロールの表面粗さを圧延ロールの全周全幅に亘って評価可能な技術を提供する。
【解決手段】圧延ロールの表面粗さを測定する表面粗度測定装置であって、前記圧延ロールの表面に検出部が対向し前記圧延ロールのロール表面までの距離を測定する変位センサと、前記変位センサを支持する台と、相対的に、前記変位センサが前記圧延ロールの表面に沿って周方向に移動可能な回転機構と、相対的に、前記台が前記圧延ロールの表面に沿って、前記圧延ロールの軸方向に沿った方向と平行な方向に並進移動可能な往復移動機構と、前記回転機構による回転数および回転位置を取得可能な回転センサと、前記変位センサが測定した変位データから前記圧延ロールの表面粗さを算出する演算部と、を備える装置である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
圧延ロールの表面粗さを測定する表面粗度測定装置であって、
前記圧延ロールの表面に検出部が対向し前記圧延ロールのロール表面までの距離を測定する変位センサと、
前記変位センサを支持する台と、
相対的に、前記変位センサが前記圧延ロールの表面に沿って周方向に移動可能な回転機構と、
相対的に、前記台が前記圧延ロールの表面に沿って、前記圧延ロールの軸に沿った方向と平行な方向に並進移動可能な往復移動機構と、
前記回転機構による回転数および回転位置を取得可能な回転センサと、
前記変位センサが測定した変位データから前記圧延ロールの表面粗さを算出する演算部と、
を備える、表面粗度測定装置。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記演算部が、前記圧延ロールの全周全幅の表面粗さを算出する、請求項１に記載の表面粗度測定装置。
【請求項３】
前記演算部が、不等間隔なデータとして測定されたロール表面の変位を線形補間して等間隔データとする第１処理部と、二次元方向で平均化する第２処理部と、データ上のノイズを除去する第３処理部と、前記圧延ロールの全周全幅の表面粗さを算出する表面粗さ演算部と、表面粗さ算出結果を可視化して出力する可視化処理部と、を有する、請求項１に記載の表面粗度測定装置。
【請求項４】
前記可視化処理部が、前記表面粗さの算出結果および前記圧延ロールの位置情報とから、前記圧延ロールの全周全幅の範囲における表面粗さの２次元マップを作成する、請求項３に記載の表面粗度測定装置。
【請求項５】
前記表面粗さが、線粗さとしての十点平均粗さＲｚ、算術平均粗さＲａ、最大深さＲｖおよびスキューネスＲｓｋ、ならびに、面粗さとしての最大高さＳｚおよび算術平均粗さＳａのうち少なくとも一つの情報を含む、請求項１に記載の表面粗度測定装置。
【請求項６】
請求項１～６のいずれか１項に記載の表面粗度測定装置を用いて、圧延ロールの表面粗さを測定する方法であって、
前記圧延ロールの表面に沿って変位センサを周方向および前記圧延ロールの軸に沿った方向と平行な方向に相対的に移動して、前記圧延ロールの表面と前記変位センサとの間の距離を測定する変位測定工程と、
前記変位測定工程で得られた距離データに線形補間を施して不等間隔データを等間隔データに変換するデータ変換工程と、
前記データ変換工程で得られた等間隔データを平均化処理し、ノイズを除去したうえで前記圧延ロールの全周全幅の表面粗さを算出する演算工程と、を含む、表面粗度測定方法。
【請求項７】
表面粗さ算出結果を可視化して出力する可視化処理工程と、
前記圧延ロールの全周全幅の範囲における表面粗さの２次元マップを表示する表示工程と、を含む、請求項６に記載の表面粗度測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ロールなどの圧延ロールのロール表面の表面粗さを検出する表面粗度測定装置および表面粗度測定方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の圧延ロールの表面粗さを測定する技術には、圧延機の圧延荷重の振動数や振幅から肌荒れ指数を算出したり、圧延機の先進率や圧下率から摩耗係数を算出することで表面粗さを間接的に算出したりする方法がある。前者の技術は、たとえば、特許文献１に開示されており、後者の技術は、たとえば、特許文献２に開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、圧延ロール表面に対し、軸線方向に走査する接触式ないし非接触式の表面粗度測定器を圧延ロールに近接させて直接的に測定することでロール表面の局所的な肌荒れや摩耗を検知する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献４には、測定精度の高い圧延ロールの表面欠陥検出技術が開示されている。その技術は、圧延ロールを軸回転させる回転機構と、圧延ロールの表面に検出部が対向しロール表面までの距離を測定する変位センサと、変位センサを支持し、ロールの軸方向に平行な方向である往復方向に移動可能な往復台とを備える装置である。その装置は、ロールの全周全幅の表面状態を測定可能で、ロール上の局所的かつ数ミリ程の３次元的な欠け落ちを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平０２－１８２３１０号公報
特開平０２－２５５２０７号公報
特開平０６－２６５３３５号公報
特開２０２３－０５３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被検査ロールは長期間熱間圧延に使用したものであり、表面の素地が粗い。このため、従来の検査においては鋼板に有害な影響を及ぼすような表面肌荒れを判定するために、上記従来の技術が開発されてきた。しかしながらこれらの従来技術には以下のような課題がある。
【０００７】
特許文献１や２に記載する、圧延機の圧延荷重の振動数、振幅、先進率や圧下率から肌荒れ指数を算出する方法では、ロール表面状態は間接的に分かるものの、ロール表面自体を測定していないため、直接的なロール表面状態を計測したり、予測したりできない。
【０００８】
また、特許文献３に記載する方法では、ロール軸方向の欠陥は検出できるものの、ロール周方向に分布がある欠陥は検査できない問題がある。
【０００９】
特許文献４に記載の技術では、ロールの局所的な欠け落ちは検査・評価できるものの、ロール全周全幅の状態を把握することは困難である。
【００１０】
たとえば、シリコン樹脂を用いてロール表面の所定範囲のレプリカを採取し、写し取られたロール表面の線粗さを評価する方法もある。レプリカの採取は作業者の押圧のばらつきもあり、線粗さの測定では、測定位置により評価がばらつく問題もある。
（【００１１】以降は省略されています）

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