KR20170074594A - 코일의 빌드업 측정 장치 - Google Patents

Abstract

코일의 빌드업 측정 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 코일의 상단부를 회전축을 중심으로 회전하면서 이동하는 한 쌍의 회전 롤러, 상기 회전 롤러의 회전축에 각각 설치되고, 스프링을 수용하는 스프링 하우징, 상기 스프링을 지지하는 스프링 지지부재에 설치되는 스프링 수축량 측정 근접센서, 상기 스프링 수축량 측정 근접센서와 연결되고 스프링의 수축량을 전달 받아 수축량 신호를 검출하는 수축 신호 근접 검출 송신기, 및 상기 수축 신호 근접 검출 송신기와 연결되고 스프링의 수축량 신호를 전달 받아 프로파일로 생성하여 빌드업의 형태와 크기 중 적어도 하나를 표시하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

코일의 빌드업 측정 장치{DEVICE FOR MEASURING BUILD-UP OF COIL}

본 발명은 냉연제품 코일의 결함인 빌드업을 측정하는 코일의 빌드업 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철소 냉간 공정의 마지막 공정인 소둔 공정 후에 강판을 코일 형태로 감는 과정에 강판의 폭 방향으로 균일한 프로파일을 유지하지 못하고 일정부위가 불룩해지는 이른바, 빌드업을 측정하기 위한 코일의 빌드업 측정 장치에 관한 것이다.

예컨대, 제철소 냉간 공정의 마지막 공정인 소둔 공정 후에 강판을 코일 형태로 감는 과정에 강판의 폭 방향으로 균일한 프로파일을 유지하지 못하고 일정부위가 불룩해지는 이른바, 빌드업(build-up) 현상이 발생되고 있다.

종래에는 작업자가 직선자를 이용하여 코일 형태로 감고 있는 강판의 표면에 폭 방향으로 평행하게 대어 보고 직선자와 강판의 표면 사이에 틈새를 육안으로 확인하거나, 강판의 폭 방향으로 거리측정센서를 스캔하면서 일정간격의 점을 대상으로 측정된 거리 프로파일을 통해서 빌드업을 측정하였다.

이러한 종래의 빌드업 측정은 강판의 진동과 거리측정센서의 진동으로 인해 많은 오차를 포함하기 때문에 빌드업의 측정이 부정확하다는 단점이 있었다.

노련한 작업자의 경우에는 눈 대중으로 빌드업이 발생한 위치를 찾고 그 크기를 두께 측정자를 이용하여 매우 정밀하게 측정할 수도 있지만 작업자가 직접 코일의 위치에 들어가서 측정 작업을 하는 것이기 때문에 안전사고 측면에서 매우 위험하다는 문제점이 있었다.

특히, 기존의 포인트형 레이저를 이용한 광학적 거리측정 방식의 빌드업 측정방식이 센서부위와 측정 대상인 강판의 기계적인 진동으로 거리 측정 오차가 많이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 코일 외권부의 오염 물질의 도포 상태와 관계없이 회전 롤러에 의한 철판 폭 방향으로 접촉하여 이동하면서 얻은 진동 프로파일을 통해서 최종적으로 강판의 전 폭에 대한 거리 프로파일을 도출하여, 자동으로 빌드업을 측정하는 코일의 빌드업 측정 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코일의 상단부를 회전축을 중심으로 회전하면서 이동하는 한 쌍의 회전 롤러,

상기 회전 롤러의 회전축에 각각 설치되고, 스프링을 수용하는 스프링 하우징,

상기 스프링을 지지하는 스프링 지지부재에 설치되는 스프링 수축량 측정 근접센서,

상기 스프링 수축량 측정 근접센서와 연결되고 스프링의 수축량을 전달 받아 수축량 신호를 검출하는 수축 신호 근접 검출 송신기, 및

상기 수축 신호 근접 검출 송신기와 연결되고 스프링의 수축량 신호를 전달 받아 프로파일로 생성하여 빌드업의 형태와 크기 중 적어도 하나를 표시하는 영상 처리부를 포함하는 코일의 빌드업 측정 장치가 제공될 수 있다.

상기 스프링 하우징의 상단부에는 이를 연결하는 연결부재가 설치되는 것일 수 있다.

상기 연결부재에는 회전롤러 스토퍼 근접 센서가 설치되는 것일 수 있다.

상기 연결부재의 상부에는 지지대에 의하여 지지되는 베이스가 설치되고,

상기 회전롤러 스토퍼 근접 센서의 상부에는 베이스에 지지되는 지지부재가 설치되는 것일 수 있다.

상기 베이스에는 상기 회전 롤러의 폭방향 이동용 모터가 구비되는 것일 수 있다.

상기 폭방향 이동용 모터에는 복수개의 이동 지지 롤러가 구비되는 것일 수 있다.

상기 폭방향 이동용 모터에는 모터 이동 지지대가 설치되는 것일 수 있다.

상기 지지부재에는 상기 회전 롤러의 높이 조절용 모터가 설치되는 것일 수 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 냉연 철판의 빌드업 측정을 위하여 두개의 회전롤러를 장착한 이동식 장치에 고정하여 코일 외권부를 폭 방향으로 이동하면서 두개의 회전롤러에서 전해지는 요철현상을 신호 발신에 의하여 전산에 의하여 기록하여 실시간 측정상황을 모니터를 통하여 실시간 감시할 수 있도록 구성하였으며 결함 내용의 저장과 작업자의 이동 없이 자동 설비에 의한 코일 외권부 돌출 결함인 빌드업 결함을 검출한 특성으로, 종래의 조업자 수동 측정작업의 위험성과 포인트형 거리 측정 센서를 이용한 거리 프로파일 도출이 가지는 진동에 대한 부정확성을 극복할 수 있고, 이러한 방법으로는 코일 외권부에 도포된 도유 상황이나 압연유 상황에 따른 별도의 세척기능을 하던 기존 방법에서 벗어나 코일 외권부의 오염 물질의 도포 상태와 관계없이 코일 불량의 한 종류인 빌드업을 측정하여 빌드업이 발생한 위치와 크기를 정확히 파악함으로써 빌드업 발생 원인을 분석하기 위한 기초 데이터 제공을 통해 빌드업 불량을 감소시킬 수 있다.

도 1은 냉연 코일 빌드업 발생 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 검출 상태를 나타낸 개략적인 일부 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치에 따른 빌드업 검출 프로파일 구성도이다.
도 6은 도 2의 일부 상세도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 개략적인 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 검출 상태를 나타낸 개략적인 일부 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치에 따른 빌드업 검출 프로파일 구성도이고, 도 6은 도 2의 일부 상세도이다.

도 2 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치는, 코일(1) 상단부를 회전축(6)을 중심으로 회전하면서 이동하는 한 쌍의 회전 롤러(11, 12),

상기 회전 롤러(11, 12)의 회전축(6)에 각각 설치되고, 상기 회전 롤러(11, 12)의 회전 이동에 따라 수축되는 스프링(8)을 수용하는 스프링 하우징(7),

상기 스프링(8)을 지지하는 스프링 지지부재(8a)에 설치되고, 상기 회전 롤러(11, 12)의 회전 이동에 따른 스프링(8)의 수축량을 측정하기 위한 스프링 수축량 측정 근접센서(9),

상기 스프링 수축량 측정 근접센서(9)와 연결되고, 상기 스프링 수축량 측정 근접센서(9)에서 측정된 스프링(8)의 수축량을 전달 받아 수축량 신호를 검출하는 수축 신호 근접 검출 송신기(18), 및

상기 수축 신호 근접 검출 송신기(18)와 연결되고, 상기 수축 신호 근접 검출 송신기(18)로부터 검출된 스프링(8)의 수축량 신호를 전달 받아 프로파일로 생성하여 빌드업(19)의 형태와 크기 중 적어도 하나 또는 이들 모두를 표시하는 영상 처리부(24)를 포함할 수 있다.

상기 회전 롤러(11, 12)에는 상기 회전축(6)을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링 블록(5)이 설치될 수 있다.

상기 스프링 하우징(7)은 그 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 아크릴 등과 같은 투명 소재로 이루어질 수 있다.

상기 스프링 지지부재(8a)는 상기 스프링(8)의 하단부에 설치되어 상기 상기 회전 롤러(11, 12)의 외측면에 지지될 수 있으며, 상기 스프링 지지부재(8a) 하부는 상기 스프링 하우징(7)의 하단부를 관통하여 설치될 수 있다. 상기 스프링 수축량 측정 근접센서(9)는 상기 스프링 지지부재(8a) 하부에 설치될 수 있다.

상기 스프링 하우징(7)의 상단부에는 상기 스프링 하우징(7)을 연결하기 위한 연결부재(10)가 설치될 수 있다.

상기 연결부재(10)에는 상기 코일(1)의 빌드업(19) 검출할 위치를 검출하기 위한 회전롤러 스토퍼 근접 센서(16)가 설치될 수 있다.

상기 연결부재(10)의 상부에는 지지대(3)에 의하여 지지되는 베이스(2)가 설치될 수 있다.

상기 회전롤러 스토퍼 근접 센서(16)의 상부에는 상기 베이스(2)에 지지되는 지지부재(17)가 설치될 수 있다.

상기 베이스(2)에는 상기 회전 롤러(11, 12)의 회전과 빌드업(19)의 검출 수행을 위하여 상기 회전 롤러(11, 12)를 그 폭방향(도 2에서 코일의 좌우 방향) 이동시켜 주기 위한 폭방향 이동용 모터(4)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 폭방향 이동용 모터(4)에는 상기 베이스(2)에 지지되고, 상기 폭방향 이동용 모터(4)를 이동 지지하기 위한 복수개의 이동 지지 롤러(4-1)가 구비될 수 있다.

상기 폭방향 이동용 모터(4)에는 상기 폭방향 이동용 모터(4)를 이동 가능하게 지지하기 위한 모터 이동 지지대(4-2)가 설치될 수 있다.

또한, 상기 지지부재(17)에는 상기 코일(1)의 높이에 따라 상기 회전 롤러(11, 12)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절용 모터(23)가 설치될 수 있다.

상기 높이 조절용 모터(23)에는 상기 지지부재(17)의 높이를 조절하기 위한 조절축이 연결될 수 있다.

이하에서, 도 2 내지 도6을 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치의 작동에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 코일의 빌드업 측정 장치는, 회전 롤러(11, 12) 스토퍼 근접 센스(16)에서 코일(1)의 빌드업(19) 검출할 위치를 검출하면, 상기 폭방향 이동용 모터(4)가 구동되어 상기 회전 롤러(11, 12)를 그 폭방향(도 2에서 코일의 좌우 방향) 이동시켜 준다.

또한, 한 쌍의 회전 롤러(11, 12)가 코일(냉연 코일)(1) 상단부를 회전하면서 이동하는 과정에서 스프링 하우징(7) 내에서 스프링 지지대(8a)에 의하여 지지되면서 수축하는 스프링(8)의 수축량(수축폭)을 스프링 수축량 측정 근접센서(9)에서 측정하여 수축 신호 근접 검출 송신기(18)로 송신하면 수축 신호 근접 검출 송신기(18)에서 스프링의 수축량 신호로 검출한 후 상기 영상 처리부(24)에 전달하면, 상기 영상 처리부(24)에서 스프링의 수축량 신호를 전달 받아 프로파일로 생성하여 빌드업의 형태와 크기 중 적어도 하나 또는 이들 모두를 표시하는 장치이다.

통상, 한 쌍의 회전 롤러(11, 12)를 통해 획득한 스프링(8)의 수축은 빌드업(19) 측정을 위해 고안된 진동 처리를 거쳐서 코일(강판)의 표면의 진동들에 대한 거리값을 평균값에 의해 계산한 수축 신호에 의하여 프로파일로 생성하여 빌드업(19)의 형태와 크기 중 적어도 하나 또는 이들 모두를 영상 처리부(24)의 신호로 연결하여 결과값을 검출한다.

한 쌍의 회전 롤러(11, 12)가 그 이동에 의해서 코일(1)의 폭 방향으로 일정거리 이동하게 되고, 그 이동이 완료되면 다시 상기의 과정을 반복함으로써 코일(1)의 전체 폭에 대한 거리 프로파일을 획득하게 된다.

상기 코일(1)에 회전롤러 스토퍼 근접 센서(16) 이동 기구부가 작동하여, 상기 코일(1)의 거리가 회전롤러 스토퍼 근접 센서(16)의 이용 가능한 측정가능 위치로 근접 이동시킨다.

상기 코일(1)이 상기 측정 가능 위치로 근접이동이 완료되면, 상기 회전 롤러(11, 12)가 상기 코일(1)의 한쪽 가장자리를 찾기 위해서 이동하게 되는데, 회전롤러 스토퍼 근접 센서(16)에서 검출되면, 그 지점을 상기 코일(1) 가장자리라 가정하고 회전롤러(11, 12)의 회전과 빌드업(19) 검출 수행하기 위해서 베이스(2)에 지지된 폭방향 이동용 모터(4)가 구동된다.

도 5는 상기의 회전롤러(11, 12)가 코일의 폭 방향 빌드업(19) 검출을 수행하면서 획득한 수축 신호를 처리하는 과정을 설명하기 위한 거리 프로파일의 한 예시도이다. 한 쌍의 회전롤러(11, 12)의 이동에 의해 만들어진 프로파일은 종래의 여러 가지 진동이나 오염에 의한 거리 측정 오차를 배제 할 수 있다.

여기서, 도면부호 20은 빌드업의 폭을 가리키며, 도면부호 21은 빌드업의 높이를 가리킨다.

상기한 바와 같이, 수축 신호 근접 검출 송신기(18)에서 검출된 스프링(8) 수축 신호(수축값)를 전류 신호로 검출된 각 위치별 값의 편차를 구하여, 영상 처리부(24)에서 빌드업(19)에 해당되는 개소로 출력을 발생시켜 작업이 종료 된다.

1: 코일 2: 베이스
3: 지지대 4: 폭방향 이동용 모터
5: 베어링 블록 6: 회전축
7: 스프링 하우징 8: 스프링
9: 스프링 수축량 측정 근접센서 10: 연결부재
11, 12: 회전 롤러 16: 회전롤러 스토퍼 근접 센서
18: 수축 신호 근접 검출 송신기 19: 빌드업
20: 빌드업의 폭 21: 빌드업의 높이
23: 높이 조절용 모터 24: 영상 처리부

Claims (8)

1. 코일의 상단부를 회전축을 중심으로 회전하면서 이동하는 한 쌍의 회전 롤러,
   상기 회전 롤러의 회전축에 각각 설치되고, 스프링을 수용하는 스프링 하우징,
   상기 스프링을 지지하는 스프링 지지부재에 설치되는 스프링 수축량 측정 근접센서,
   상기 스프링 수축량 측정 근접센서와 연결되는 수축량 신호를 검출하는 수축 신호 근접 검출 송신기, 및
   상기 수축 신호 근접 검출 송신기와 연결되고, 스프링의 수축량 신호를 전달 받아 프로파일로 생성하여 빌드업의 형태와 크기 중 적어도 하나를 표시하는 영상 처리부
   를 포함하는 코일의 빌드업 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스프링 하우징의 상단부에는 연결부재가 설치되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부재에는 회전롤러 스토퍼 근접 센서가 설치되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결부재의 상부에는 지지대에 의하여 지지되는 베이스가 설치되고,
   상기 회전롤러 스토퍼 근접 센서의 상부에는 베이스에 지지되는 지지부재가 설치되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 베이스에는 상기 회전 롤러의 폭방향 이동용 모터가 구비되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 폭방향 이동용 모터에는 복수개의 이동 지지 롤러가 구비되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 폭방향 이동용 모터에는 모터 이동 지지대가 설치되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지부재에는 상기 회전 롤러의 높이 조절용 모터가 설치되는 것인 코일의 빌드업 측정 장치.

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