KR20200034418A

KR20200034418A - 절단 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20200034418A
Application number: KR1020180114179A
Authority: KR
Inventors: 문봉대; 김수동; 이상수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: KR102173171B1

Abstract

본 발명은 절단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이송 경로를 따라 이송되는 피처리물을 절단하기 위한 절단 장치로서, 피처리물의 상부에 이격되어 구비되는 절단부; 상기 피처리물에서 미절단 부위를 검출할 수 있는 검출부; 및 상기 검출부에서 검출된 결과를 이용하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 피처리물을 절단하는 과정에서 미절단 부위가 발생하면, 이를 실시간으로 인지하여 미절단 부위를 절단할 수 있다.

Description

절단 장치 및 그 방법{Cutting apparatus and method thereof}

본 발명은 절단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피처리물의 절단 시 미절단 부위가 발생하는 것을 방지할 수 있는 절단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정에서의 주조공정은 주형 내로 용강을 주입하여 행해진다. 주조공정에 의해 주형 내에 형성되는 주편은 주형 하부에 만곡부를 형성하며 구비되는 주조부를 따라 이송되는데, 주편이 자중에 의해 이동하지 못하기 때문에 주편과 더미바(dummy bar)를 연결한 상태에서 주조부에 설치된 복수의 핀치 롤러를 이용하여 더미바를 이송시킴으로써 주편을 주조부로부터 인발할 수 있다.

주편이 원하는 길이로 주조되면 더미바를 주편에서 분리하고, 주편의 이송 경로에 구비되는 절단 장치를 이용하여 수요자의 요구에 맞게 주편을 적절한 길이로 절단할 수 있다.

통상적으로, 절단 장치는 화염을 발생시키는 토치 등과 같은 절단기를 포함하고 있다. 절단기는 주편의 폭방향을 따라 이동하면서 이송 경로를 따라 이송되는 주편을 절단하게 된다.

그런데 주편을 절단하는 과정에서 절단기가 빠르게 이동하거나 절단기에 연료가스가 제대로 공급되지 않는 경우, 그리고 절단설이 절단면에 융착되는 경우 등의 요인에 의해 미절단 부위가 발생할 수 있다. 이와 같이 미절단 부위가 발생하게 되면, 절단된 주편이 이송되지 못하기 때문에 후속 주편 절단 공정을 원활하게 진행할 수 없다. 따라서 작업자가 미절단 부위를 육안으로 확인한 후 수동 절단기를 이용하여 미절단된 부위를 직접 절단하고 있다.

이에 따라 작업자가 화상의 위험에 노출되고, 미절단 부위를 수동으로 절단하기 때문에 절단면이 매끄럽지 못하므로 후공정에서 주편을 다시 절단해야 하는 번거로움이 있었다.

KR

2000-0014704

U

KR

2009-0059937

A

본 발명은 피처리물을 효율적으로 절단할 수 있는 절단 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 발명은 피처리물의 미절단 부위를 실시간으로 절단하여 공정 효율을 향상시킬 수 있는 절단 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 절단 장치는, 이송 경로를 따라 이송되는 피처리물을 절단하기 위한 절단 장치로서, 피처리물의 상부에 이격되어 구비되는 절단부; 상기 피처리물에서 미절단 부위를 검출할 수 있는 검출부; 및 상기 검출부에서 검출된 결과를 이용하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 절단부는, 상기 피처리물의 이송 방향에 교차하는 방향으로 배치되는 몸체; 화염을 발생시키는 절단기; 및 상기 절단기를 상기 피처리물의 이송 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 상기 몸체에 연결하는 구동기;를 포함하고, 상기 검출부는 상기 구동기에 구비될 수 있다.

상기 검출부는, 상기 피처리물의 미절단 부위를 검출하기 위한 검출기; 및 상기 검출기를 상기 절단부에 연결하기 위한 지지로드;를 포함할 수 있다.

상기 검출기는, 빔 형태의 광을 발생시킬 수 있는 발광부와, 광을 수광할 수 있는 수광부를 포함할 수 있다.

상기 검출부는, 내부에 상기 검출기를 수용하기 위한 공간을 제공하는 하우징;을 포함하고, 상기 하우징은 적어도 상기 피처리물과 마주보는 하부에 개구가 형성될 수 있다.

상기 하우징은 상기 절단기의 이동 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 상기 지지로드에 연결될 수 있다.

상기 하우징 내부에 보호 매체를 공급하기 위한 보호 매체 공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 검출부는 상기 절단기가 이동하는 방향에서 상기 절단기의 적어도 일측에 배치되고, 상기 검출기는 상기 절단기와 일직선 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 절단 방법은, 절단기를 이동시키면서 피처리물을 절단하는 과정; 상기 절단기의 일측에서 피처리물의 미절단 부위를 검출하는 과정; 및 검출 결과를 이용하여 상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 피처리물을 절단하는 과정은, 상기 절단기를 일방향으로 왕복 이동시키면서 상기 피처리물을 절단하는 과정을 포함하고, 상기 미절단 부위를 검출하는 과정은, 상기 피처리물이 절단되는 방향의 후방에서 미절단 부위를 실시간으로 검출하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 미절단 부위를 검출하는 과정은, 피처리물의 절단홈에 광을 조사하는 과정을 포함하고, 상기 절단홈으로 조사된 광의 반사 여부를 이용하여 미절단 부위를 검출할 수 있다.

상기 미절단 부위를 검출하는 과정은, 미절단 부위를 검출하기 위한 검출기에 보호 매체를 공급하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 미절단 부위를 검출하는 과정은, 상기 절단홈으로 광을 조사할 수 있도록 상기 검출기의 위치를 조정하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정은, 상기 절단홈으로 조사된 광이 반사되면 상기 피처리물을 재절단하는 것으로 결정하고, 상기 절단기를 상기 미절단 부위로 이동시켜 상기 미절단 부위를 절단하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 미절단 부위를 절단하는 과정은, 미절단 부위를 재검출하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정은, 상기 절단홈으로 조사된 광이 반사되지 않으면 상기 피처리물을 재절단하지 않는 것으로 결정하고, 절단된 피처리물을 후속 공정으로 이송하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 피처리물은 주편을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이송 경로를 따라 이송되는 피처리물을 효율적으로 절단할 수 있다. 즉, 피처리물을 절단하는 과정에서 미절단 부위가 발생하면, 이를 실시간으로 인지하여 미절단 부위를 절단할 수 있다. 따라서 작업자가 미절단 부위를 직접 절단하지 않아도 되므로, 미절단 부위를 절단하는 과정에서 발생할 수 있는 업무 부담을 경감해줄 수 있고, 안전 사고의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 피처리물의 절단면을 다시 절단하거나 스카핑하는 등의 추가 공정을 수행하지 않아도 되므로, 이로 인해 발생하는 시간과 비용을 줄여 조업 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 주편 절단 장치를 개략적으로 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 개략적으로 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 구성하는 측정부의 분해 사시도 및 사시도.
도 4는 측정부의 변형 예를 보여주는 사시도 및 단면도.
도 5는 측정부와 절단부의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 절단 방법을 보여주는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 이용하여 미절단 부위를 검출하는 상태를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 이용하여 미절단 부위를 절단하는 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 일반적인 주편 절단 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 구성하는 측정부의 분해 사시도 및 사시도이고, 도 4는 측정부의 변형 예를 보여주는 사시도 및 단면도이고, 도 5는 측정부와 절단부의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.

본 발명을 설명하기 앞서, 일반적인 주편 절단 장치에 대해서 설명한다.

도 1을 참조하면, 주편 절단 장치는, 주편(S)의 이송 경로를 형성하는 시프팅 테이블(20)과, 주편(S)을 절단하기 위해 시프팅 테이블(20)에 구비되는 절단부(10)를 포함할 수 있다.

시프팅 테이블(20)은 주편(S)의 양쪽에 나란하게 이격 배치되는 프레임(22)과, 프레임(22)에 연결되는 복수의 롤러(24) 및 프레임(22)과 롤러(24)를 이송경로의 전후방향으로 이동시키기 위한 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 프레임(22)의 하부에는 프레임(22)의 길이방향을 따라 레일(미도시)이 구비되고, 레일 상부를 따라 이동할 수 있도록 프레임(22)에는 휠이나 시프팅 롤러 등과 같은 이동부재(미도시)가 연결될 수 있다. 이러한 구성을 통해 프레임(22)과 롤러(24)는 구동부에 의해 레일의 길이 방향을 따라 이동하며, 주편(S)을 이송할 수 있다. 시프팅 테이블(20)의 구조는 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

그리고 시프팅 테이블(20)의 일측, 예컨대 주편(S)의 이송 방향에 대해서 전방에는 절단된 주편(S)을 이송하기 위한 런 아웃 롤러 테이블(30)이 구비될 수 있다.

절단부(10)는 주편(S)이 이송되는 방향에 교차하는 방향으로 배치되는 몸체(11)와, 절단기(15)와, 절단기(15)를 주편(S)의 이송 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 몸체(11)에 연결하는 구동기(13)를 포함할 수 있다.

몸체(11)는 시프팅 테이블(20) 상부에 주편(S)과 이격되어, 주편(S)의 폭방향을 따라 구비될 수 있다. 그리고 몸체(11)는 시프팅 테이블(20)의 상부에 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 이때, 몸체(11)는 주편(S)의 절단 위치를 조절할 수 있도록 시프팅 테이블(20)의 프레임(22)에 이동 가능하도록 구비될 수 있다.

절단기(15)는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 한 쌍의 절단기(15)는 서로 반대 방향으로 이동하면서 주편(S)을 절단할 수 있다. 절단기(15)는 천연액화가스(LNG), 산소 등과 같은 연료 가스를 공급받아 화염을 발생시켜 주편(S)을 용융 및 산쇄시켜 절단할 수 있다.

구동기(13)는 절단기(15)를 주편(S)의 이송 방향에 교차하는 방향, 예컨대 주편(S)의 폭방향을 따라 이동 가능하도록 몸체(11)에 연결할 수 있다. 또한, 구동기(13)는 절단 위치를 조정할 수 있도록 절단기(15)를 상하방향으로 이동시킬 수도 있다.

이와 같은 절단 장치를 이용하여 주편을 절단하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

주편(S)이 시프팅 테이블(20)로 제공되면, 미리 설정된 위치로 몸체(11)를 이동시킨 후 클램프(미도시)를 이용하여 몸체(11)를 주편(S)에 고정시킨다. 이때, 절단기(15)는 대기 위치, 예컨대 주편(S)의 폭방향에서 외측에 배치될 수 있다.

이후, 구동기(13)를 이용하여 절단기(15)를 하강시켜 절단 위치에 배치시킨 다음, 절단기(15)에 연료 가스를 공급하여 화염을 발생시킨다.

이어서 구동기(13)를 통해 절단기(15)를 주편(S)의 폭방향에서 내측으로 진행시키면서 주편을 절단하는 1차 절단 공정을 진행한다. 이때, 주편(S)의 양쪽에 배치되는 한 쌍의 절단기(15)를 동시에 이동시키면서 주편(S)을 절단할 수 있다.

1차 절단 공정은 주편(S)이 완전히 절단되기 전까지 수행될 수 있으며, 1차 절단 공정이 완료된 이후에는 한 쌍의 절단기(15) 중 어느 하나의 절단기(15)를 초기 위치, 예컨대 주편(S)의 외측으로 이동시킬 수 있다. 그리고 나머지 하나의 절단기(15)는 절단 공정을 중단하고 대기할 수 있다.

그 다음, 대기 중이던 절단기(15)를 이용하여 1차 절단 공정 후 남은 주편(S)의 잔여 부분을 절단하는 2차 절단 공정을 수행하여 주편(S)의 절단 공정을 완료한 다음, 2차 절단 공정을 마친 절단기(15)를 초기 위치로 이동시킬 수 있다.

이후, 절단된 주편(S)은 주편(S)의 이송 방향에 대해서 시프팅 테이블(20)의 전방에 배치되는 런 아웃 롤러 테이블(30)로 이송될 수 있다.

그런데 절단 공정이 완료된 이후 주편(S)에 미절단 부위가 발생한 경우에는, 주편(S)이 런 아웃 롤러 테이블(30)로 이송되지 않는 문제점이 발생하게 된다. 이와 같은 미절단 부위는 주편(S)을 절단하는 과정에서 발생하는 용융 절단설(M)이 주편(S)의 절단면과 절단면 사이 공간에 충진되어 융착되거나, 혹은 절단기(15)의 이동 속도, 절단기(15)에 공급되는 연료 가스의 유량에 이상이 발생하여 주편(S)이 두께 방향으로 완전히 절단되지 않는 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다.

이와 같이 절단 공정 후 미절단 부위가 발생하면, 작업자가 수동 절단기(미도시)를 이용하여 주편(S)의 미절단 부위를 직접 절단해야 하는 번거로움이 있었다. 이 경우, 주편(S)의 절단면이 고르지 않기 때문에 주편의 품질을 확보하기 위해 후속 공정에서 주편(S)을 재절단하는 과정을 수행하고, 이 과정에서 주편의 표면 결함이 발생하여 스카핑을 추가로 수행해야하는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 피처리물을 절단하는 과정에서 미절단 부위가 발생하는 경우, 미절단 부위를 실시간으로 검출하고 이를 절단할 수 있는 기술을 제시한다. 이하에서는 피처리물로서 주편을 절단하는 기술에 대해서 설명하며, 피처리물은 이에 한정되지 않는다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치는, 피처리물, 예컨대 주편(S)을 절단하도록 주편(S)의 이송 경로에 구비되는 절단부(10)와, 주편(S)의 미절단부를 검출하도록 절단부(10)에 구비되는 검출부(100) 및 검출부(100)에서 검출된 결과를 이용하여 절단부(10)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

절단부(10)는 주편이 이송되는 이송 경로, 예컨대 시프팅 테이블(20)에 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 절단부(10)는 주편(S)이 이송되는 방향에 교차하는 방향으로 배치되는 몸체(11)와, 절단기(15)와, 절단기(15)를 주편(S)의 이송 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 몸체(11)에 연결하는 구동기(13)를 포함할 수 있다. 절단부(10)의 구성은 앞서 설명했으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

검출부(100)는 절단부(10)에 구비되어 주편(S)의 미절단 부위를 검출할 수 있다.

검출부(100)는 미절단 부위를 검출하기 위한 검출기(110)와, 검출기(110)를 절단부(10)의 구동기(13)에 연결하기 위한 지지로드(120)를 포함할 수 있다. 이때, 검출기(110)는 지지로드(120)에 직접적으로 연결될 수도 있고, 하우징(130)을 통해 지지로드(120)에 연결될 수도 있다. 여기에서는 검출기(110)가 하우징(130)을 통해 지지로드(120)에 연결된 예에 대해서 설명한다.

검출기(110)는 빔 형태의 광을 발생시킬 수 있는 발광부(미도시)와, 광을 수광할 수 있는 수광부(미도시)를 포함하는 레이저 센서가 사용될 수 있다. 검출기(110)는 레이저 빔을 주편(S)의 절단홈에 조사하고, 조사된 레이저 빔을 수광할 수 있다. 이때, 주편(S)이 제대로 절단되어 미절단 부위가 발생하지 않은 경우, 광이 절단홈을 그대로 통과해버리기 때문에 수광부에서 광을 수광할 수 없다. 반면, 주편(S) 절단 후 미절단 부위가 발생하는 경우에는 광이 미절단 부위에서 반사되어 수광부에서 광을 수광할 수 있다.

지지로드(120)는 주편(S)의 이송방향을 따라 연장되도록 구동기(13)에 연결될 수 있다. 이와 같이 지지로드(120)를 주편(S)의 이송 방향을 따라 배치하는 이유는 검출기(110)의 위치를 조정하기 위한 것으로 다시 설명하기로 한다.

하우징(130)은 지지로드(120)에 검출기(110)를 연결할 수 있도록 검출기(110)를 지지할 수 있다. 이때, 검출기(110)는 브라켓, 볼트, 너트 등의 고정부재(140)를 이용하여 하우징(130)에 고정될 수 있다. 하우징(130)은 검출기(110)에서 발생하는 광을 주편(S) 측으로 조사할 수 있고, 미절단 부위에서 반사되는 광이 검출기(110)로 입사될 수 있도록 적어도 하부에 개구가 형성될 수 있다. 하우징(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 지지로드(120)에 연결하기 위한 측면과, 개구(132)가 형성된 하부면을 포함하도록 형성될 수 있다.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(130a)은 내부에 검출기(110)를 수용할 수 있는 공간이 형성된 중공형으로 형성될 수 있다. 그리고 하우징(130a)의 하부면에는 검출기(110)에서 광의 조사와 입사를 가능하게 하도록 개구(132a)가 형성될 수 있다.

이와 같이 하우징(130a)이 중공형으로 형성되는 경우, 하우징(130a)에 보호 매체를 공급하기 위한 보호 매체 공급부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 보호 매체는 고온의 주편(S)에 의해 검출기(110)가 과열되는 것을 억제하고, 주편(S)을 절단하는 과정에서 발생하는 검출기(110)가 오염되는 것을 방지하기 위한 것이다. 보호 매체 공급부는 에어, 질소 등과 같은 보호 매체를 저장하는 저장기(미도시)와, 저장기와 하우징(130a)을 연결하는 보호 매체 공급배관(150)을 포함할 수 있다. 주편(S) 절단 시 하우징(130a)에 보호 매체를 공급하게 되면, 검출기(110)가 냉각되어 고온의 주편(S)에 의해 과열되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 하우징(130a) 내부로 공급된 보호 매체는 개구(132a)를 통해 배출되기 때문에 주편(S) 절단 시 발생하는 분진이나 절단설이 하우징(130a) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 분진이나 절단설에 의해 검출기(110)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 주편(S)을 절단하는 과정에서 발생하는 분진이나 절단설이 검출기(110)에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 개구(132, 132a)에는 투명창(미도시)를 추가로 형성할 수도 있다.

하우징(130)은 지지로드(120)에 이동 가능하도록 연결될 수 있다. 즉, 검출기(110)는 절단기(15)에 의해 절단된 주편(S)의 절단면과 절단면 사이, 즉 절단홈에 광을 조사하여 미절단 부위를 검출할 수 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 검출기(110)는 주편(S)의 이송 방향에 교차하는 방향 또는 주편(S)의 폭방향으로 절단기(15)와 동일선상(X-X)에 배치되어야 한다. 이에 검출기(110)를 지지하고 있는 하우징(130)을 지지로드(120)에 이동 가능하도록 연결하여, 검출기(110)가 절단기(15)와 동일선상에 배치될 수 있도록 검출기(110)의 위치를 조정할 수 있다. 즉, 하우징(130)을 주편(S)의 폭방향에 대해서 교차하는 방향 또는 주편(S)의 길이방향으로 이동시킴으로써 검출기(110)를 절단기(15)와 동일선상에 배치시킬 수 있다.

제어부는 검출기(110)에서 검출된 결과를 이용하여 절단기(15)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 검출기(110)에서 광이 수광되면, 이를 이용하여 미절단 부위를 절단할 수 있도록 미절단 부위가 발생한 위치로 절단기(15)를 이동시킬 수 있다. 이때, 제어부는 절단기(15)의 동작을 제어하기 때문에 절단기(15)가 배치되어 있는 위치나 이동하고 있는 위치의 정보, 즉 위치 정보를 포함하고 있다. 그리고 검출기(110)는 절단기(15)의 후방에서 절단기(15)와 함께 이동하기 때문에 절단기(15)와 검출기(110) 사이의 거리를 알면 미절단 부위가 발생한 위치 정보를 획득할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 절단기(15)를 이용하여 주편(S)을 절단하면서, 검출기(110)를 통해 미절단 부위를 실시간으로 검출하고, 미절단 부위를 절단할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 이용하여 주편을 절단하는 방법에 대해서 설명한다.

도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 절단 방법을 보여주는 순서도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 이용하여 미절단 부위를 검출하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 절단 장치를 이용하여 미절단 부위를 절단하는 상태를 보여주는 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 절단 방법은, 절단기를 이동시키면서 피처리물인 주편을 절단하는 과정(S110)과, 절단기의 일측에서 주편에서 미절단 부위를 검출하는 과정(S120) 및 검출 결과를 이용하여 주편의 재절단 여부를 결정하는 과정(S130)을 포함할 수 있다.

주편을 절단하는 과정(S110)은 주편의 양쪽에서 주편의 일부를 절단하는 1차 절단 과정(S112)과, 1차 절단 과정 이후에 남은 잔여 부분을 절단하는 2차 절단 과정(S114)을 포함할 수 있다.

1차 절단 과정(S112)는, 주편 절단 공정 초기, 인발된 주편의 길이는 측정 롤에 의해 측정된다. 제어기에는 작업자에 의하여 절단하고자 하는 절단 거리가 설정되어 있다. 유입된 주편은 시프팅 테이블(20)의 롤러(22) 상에서 이동되며, 주편이 이동하면서 길이가 센서에 의해 감지된다. 설정된 절단 길이를 감지하면 절단부(10)의 클램프(미도시)가 하강하여 주편(S) 상면을 일정한 압력으로 가압하여 몸체(11)를 주편(S)에 고정시킨다. 이는 주편(S)을 절단하는 과정에서 절단 위치가 변경되는 것을 방지하기 위함이다.

주편(S)의 절단 위치가 결정되면, 절단기(15)를 하강시켜 절단 위치에 배치하고, 절단기(15)에 연료 가스를 공급하여 화염을 발생시킨다. 이때, 절단기(15)는 주편(S)의 양쪽, 예컨대 외측에 배치될 수 있다.

이어서 절단기(15)를 주편(S)의 내측으로 이동시키면서 주편(S)을 절단하는 1차 절단 공정을 수행할 수 있다. 이때, 주편(S)의 양쪽에 배치되는 절단기(15)는 주편(S)의 내측을 향해 동시에 이동하며 주편(S)을 절단할 수 있다.

1차 절단 공정은, 주편(S)이 완전히 절단되기 전까지 수행될 수 있으며, 1차 절단 공정이 완료된 이후에는 한 쌍의 절단기(15) 중 어느 하나의 절단기(15)를 초기 위치, 예컨대 주편(S)의 외측으로 이동시킬 수 있다. 그리고 나머지 하나의 절단기(15)는 절단 공정을 중단하고 대기할 수 있다.

그 다음, 대기 중이던 절단기(15)를 이용하여 1차 절단 공정 후 남은 주편(S)의 잔여 부분을 절단하는 2차 절단 공정(S114)을 수행하여 주편(S)의 절단 공정을 완료하고 초기 위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같이 주편(S)을 절단하는 과정에서 검출기(110)를 이용하여 주편(S)의 미절단 부위를 검출(S120)할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 검출기(110)는 절단기(15)와 함께 이동하며 절단기(15)의 후방에서 미절단 부위를 검출할 수 있다. 이때, 검출기(110)를 지지하고 있는 하우징(130)을 이동시켜 검출기(110)가 절단기(15)와 동일선상에 배치되도록 검출기(110)의 위치를 조정 또는 정렬하는 과정을 수행할 수도 있다. 검출기(110)는 절단기(15)에 일측에 구비되어 절단기(15)에 의해 주편(S)에 형성되는 절단면과 절단면 사이의 공간, 예컨대 절단홈에 광을 조사할 수 있다. 검출기(110)는 절단기(15)의 이동방향에 대해서 후방에 배치되어, 절단기(15)와 함께 이동하면서 절단기(15)에 의해 형성되는 절단홈에 광을 조사할 수 있다. 이때, 절단홈은 5 내지 20㎜ 정도의 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

검출기(110)는 절단홈으로 광을 조사하고, 주편(S)에서 반사되는 광을 수광하여 미절단 부위를 검출할 수 있다.

예컨대 주편(S)이 제대로 절단된 경우에는 광이 절단홈을 그대로 통과하기 때문에 검출기(110)에서 광을 수광할 수 없게 된다.

반면, 주편(S)이 제대도 절단되지 않은 경우, 즉 미절단 부위가 발생한 경우에는 절단홈에 조사된 광은 미절단 부위에 반사되고, 검출기(110)는 반사된 광을 수광할 수 있다.

검출기(110)에서 측정된 결과는 제어부로 전달되고, 제어부는 그 측정 결과를 이용하여 주편(S)의 재절단 여부를 결정(S130)할 수 있다.

예컨대 검출기(110)에서 광이 검출되지 않으면, 제어부는 주편(S)이 제대로 절단된 것으로 판단하고, 주편(S)을 재절단하지 않는 것으로 결정한 후 절단 공정을 종료할 수 있다. 이에 절단된 주편(S)이 런 아웃 롤러 테이블(30)로 이송되도록 클램프를 상승시킬 수 있다. 그리고 다음 절단 공정을 위해 시프팅 테이블(20)과 절단부(10)를 이동시킬 수 있다.

반면, 검출기(110)에서 광이 검출되면, 제어부는 주편(S)이 제대로 절단되지 않아 미절단 부위가 발생한 것으로 판단하고, 미절단 부위를 절단하기 위해 주편(S)을 재절단하는 것으로 결정할 수 있다. 이에 제어부는 도 8에 도시된 바와 같이 미절단 부위가 발생한 위치로 절단기(15)를 이동시켜 미절단 부위를 절단하도록 주편(S)을 재절단(S140)할 수 있다. 이때, 제어부는 광이 수광되었을 때 검출기(110)의 위치 정보를 이용하여, 절단기(15)를 미절단 부위가 발생한 위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같이 미절단 부위를 절단하는 과정에서, 검출기(110)를 통해 절단홈에 광을 조사하여 미절단 부위의 발생 여부를 재검출(S150)할 수 있다. 그리고 미절단 부위가 다시 발생한 경우에는 전 과정을 반복해서 수행하여 주편(S)을 다시 재절단함으로써 미절단 부위를 제거할 수 있다.

이후, 주편(S)이 완전히 절단되면 절단 공정을 종료하고, 절단된 주편(S)이 런 아웃 롤러 테이블(30)로 이송되도록 클램프를 상승시킬 수 있다. 그리고 다음 절단 공정을 위해 시프팅 테이블(20)과 절단부(10)를 이동시킬 수 있다.

여기에서는 1차 절단 공정과 2차 절단 공정이 완료된 이후 미절단 부위를 절단하는 것으로 설명하였지만, 1차 절단 공정이 완료된 이후, 그리고 2차 절단 공정이 완료된 이후에 각각 미절단 부위를 절단하는 공정을 수행할 수도 있다.

이와 같은 방법으로 주편을 절단하는 과정에서 미절단 부위를 실시간으로 검출하고, 미절단 부위를 절단함으로써 작업자의 업무 부담을 경감해줄 수 있고, 안전사고로부터 보호할 수 있다. 또한, 주편의 품질을 확보하기 위해 미절단 부위가 발생한 주편의 단부를 가공할 필요가 없기 때문에 주편을 가공하는데 소요되는 시간이나 비용 등을 줄일 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 이송 경로를 따라 이송되는 피처리물을 절단하는 예에 대해서 설명하였으나, 정지 상태의 피처리물을 절단할 때에도 적용될 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10: 절단부 11: 몸체
13: 구동기 15: 절단기
20: 시프팅 테이블 30: 런 아웃 롤러 테이블
100: 검출부 110: 검출기
120: 지지로드 130: 하우징
140: 보호 매체 공급관

Claims

이송 경로를 따라 이송되는 피처리물을 절단하기 위한 절단 장치로서,
피처리물의 상부에 이격되어 구비되는 절단부;
상기 피처리물에서 미절단 부위를 검출할 수 있는 검출부; 및
상기 검출부에서 검출된 결과를 이용하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 절단 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 절단부는,
상기 피처리물의 이송 방향에 교차하는 방향으로 배치되는 몸체;
화염을 발생시키는 절단기; 및
상기 절단기를 상기 피처리물의 이송 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 상기 몸체에 연결하는 구동기;를 포함하고,
상기 검출부는 상기 구동기에 구비되는 절단 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 검출부는,
상기 피처리물의 미절단 부위를 검출하기 위한 검출기; 및
상기 검출기를 상기 절단부에 연결하기 위한 지지로드;를 포함하는 절단 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 검출기는,
빔 형태의 광을 발생시킬 수 있는 발광부와, 광을 수광할 수 있는 수광부를 포함하는 절단 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 검출부는,
내부에 상기 검출기를 수용하기 위한 공간을 제공하는 하우징;을 포함하고,
상기 하우징은 적어도 상기 피처리물과 마주보는 하부에 개구가 형성되는 절단 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 하우징은 상기 절단기의 이동 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 상기 지지로드에 연결되는 절단 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 하우징 내부에 보호 매체를 공급하기 위한 보호 매체 공급부를 더 포함하는 절단 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 검출부는 상기 절단기가 이동하는 방향에서 상기 절단기의 적어도 일측에 배치되고,
상기 검출기는 상기 절단기와 일직선 상에 배치되는 절단 장치.
절단기를 이동시키면서 피처리물을 절단하는 과정;
상기 절단기의 일측에서 피처리물의 미절단 부위를 검출하는 과정; 및
검출 결과를 이용하여 상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정;
을 포함하는 절단 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 피처리물을 절단하는 과정은,
상기 절단기를 일방향으로 왕복 이동시키면서 상기 피처리물을 절단하는 과정을 포함하고,
상기 미절단 부위를 검출하는 과정은,
상기 피처리물이 절단되는 방향의 후방에서 미절단 부위를 실시간으로 검출하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 미절단 부위를 검출하는 과정은,
피처리물의 절단홈에 광을 조사하는 과정을 포함하고,
상기 절단홈으로 조사된 광의 반사 여부를 이용하여 미절단 부위를 검출하는 절단 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 미절단 부위를 검출하는 과정은,
미절단 부위를 검출하기 위한 검출기에 보호 매체를 공급하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 미절단 부위를 검출하는 과정은,
상기 절단홈으로 광을 조사할 수 있도록 상기 검출기의 위치를 조정하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정은,
상기 절단홈으로 조사된 광이 반사되면 상기 피처리물을 재절단하는 것으로 결정하고,
상기 절단기를 상기 미절단 부위로 이동시켜 상기 미절단 부위를 절단하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 미절단 부위를 절단하는 과정은,
미절단 부위를 재검출하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 피처리물의 재절단 여부를 결정하는 과정은,
상기 절단홈으로 조사된 광이 반사되지 않으면 상기 피처리물을 재절단하지 않는 것으로 결정하고,
절단된 피처리물을 후속 공정으로 이송하는 과정을 포함하는 절단 방법.
청구항 14 또는 청구항 16에 있어서,
상기 피처리물은 주편을 포함하는 절단 방법.