KR100361740B1 - 전기도금라인에서의통전률표면측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트립 타입(strip type)의 철판에 대한 전기도금에 있어서의 통전롤(conductor roll)표면의 형상을 측정하는 장치에 관한 것으로, 통전롤에 평행하게 설치하여 부식을 방지하는 플라스틱 계열의 프레임과, 그 프레임에 대해 레이저 센서를 탈부착 및 구동할 수 있도록 한 구동판과, 구동판을 자유롭게 구동시킬 수 있는 교류서보모터 그리고 볼스크류와 측정시의 처짐을 막을 수 있는 처짐 방지막 가이드와, 통전롤의 절대 위치를 판별할 수 있는 엔코터(encoder)와, 측정부에대해 부식을 방지하는 자바라와, 하나의 세트인 레이저 센서로부터 인가되는 신호를 처리하는 신호처리부와, 작업자가 원활하게 작업할 수 있는 휴대용 컴퓨터를 구비하여서 된 것이다.

Description

전기도금라인에서의 통전롤 표면 측정장치{A measuring apparatus of surface profile of conductor roll in electrolytic plating line}

본 발명은 스트립 타입(strip type)의 철판에 대한 전기도금에 있어서의 통전롤(conductor roll)표면의 형상을 측정하는 장치에 관한 것이다.

종래의 통전롤 표면 형상을 측정하는 방법으로는, 도1의 일본 스미토모(住友) 금속에서 제시한 문헌 CAMP-ISIJ Vol.4(1991), p1382에서와 같이 진동 보상을 위해 3개의 워터제트(water jet)형 초음파 거리계를 사용하였다.

도 1은 종래의 통전롤 표면측정장치의 구성을 보여주는 개념도로써, 워터 제트형 초음파 거리계(30)를 3개 사용하고, 이 3개의 초음파 거리계(30)에 대한 위치 및 각도 설정을 하는 헤더(header)(31)를 구비하고, 통전롤(12)의 표면을 따라 평행한 방향으로 구동하는 측면레일(side rail)(32)에 상기 헤더(31)를 장착하여 통전롤(12)의 표면형상을 측정하였다.

그런데, 3개의 초음파거리계(30)를 사용함으로써, 구조적으로 복잡해지며, 초기의 장치 구성에 있어서 초음파거리계(30)간의 정확한 각도 보정과 위치 선정을 필요로 하는 문제점이 있으며, 이론적으로 3점의 위치로부터 형상을 측정하기 때문에 통전롤(12)이 전원(pure circle)이라는 가정이 따르게 되고, 도금이라는 현장 상황을 고려해 볼 때 구조물의 부식에 대한 내구성이 뒷받침이 안되는 일반적인 금속 재질을 사용하여 그 수명에 한계를 가지며, 아울러 워터 제트형 초음파 거리계 (30)는 분해능에 있어서 수십㎛에서 100㎛정도의 한계값을 갖는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로, 부식 환경을 고려한 플라스틱 재질(engineering plastic, FRP 등)의 프레임 및 볼 스크류를 구비하고, 하나의 세트로 구성된 탈착 가능하며 휴대할 수 있는 레이저 센서와 모터 구동부를 구비하여, 구성이 간단해지고, 고가의 측정 장비를 휴대하므로 써, 측정 장비를 경량화할 수 있고, 부식 환경에 견딜 수 있는 전기도금라인에서의 포타블(portable) 통전롤 측정장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 통전롤에 평행하게 설치하여 부식을 방지하는 플라스틱 계열의 프레임과, 그 프레임에 대해 레이저 센서를 탈부착 및 구동할 수 있도록 한 구동판과, 구동판을 자유롭게 구동시킬 수 있는 교류서보모터 그리고 볼스크류와 측정시의 처침을 막을 수 있는 처침 방지막 가이드와, 통전롤의 절대 위치를 판별할 수 있는 엔코더(encoder)와, 측정부에 대해 부식을 방지하는 자바라와, 하나의 세트인 레이저 센서로부터 인가되는 신호를 처리하는 신호처리부와, 작업자가 원활하게 작업할 수 있는 휴대용 컴퓨터를 구비함을 특징으로 한다.

도 1의 (가), (나)는 종래의 통전롤 표면 측정장치에 대한 정면 및 측면도,

도 2는 본 발명의 통전롤 표면 측정장치에 대한 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 통전롤 측정시스템의 구성도,

도 4는 본 발명의 포타블케이스 및 컨트롤패널에 대한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 :프레임, 2 :지지봉, 3 :볼스크류, 4 : 처침방지가이드, 5 : 센서 부착부, 6 : 베어링, 7 :모터하우징, 8 : 교류서보모터, 9 : 레이저 센서, 10 : 케이블, 11 : 자바라, 12 : 통전롤(conductor roll), 13 : 엔코더(encoder), 14 : 커플링 (coupling), 15 : 컨트롤 패널(control panel), 16 : 휴대용 컴퓨터, 17 : 포타블케이스(portable case), 18 : 레이저드라이버, 19 : 회전수표시계, 20 : 모터수동조작버튼, 21 : 레이저센서변위표시계, 30 : 워터제트형초음파거리계, 31 : 센서헤드, 32 : 사이드레일(side rail)

도 2는 본 발명의 통전롤 표면 측정장치의 분해사시도로서, 통전롤(12)의 표면 상태를 측정하면서 휴대할 수 있게 하고 탈착이 가능하게 한 레이저 센서(9)와, 측정대상인 통전롤(12)과 평행하게 설치되며 센서 부착부(5)와 레이저 센서(9)가 설치되어 있는 프레임(1)과, 상기 레이저 센서(9)가 고정되어 있는 센서 부착부(5)의 정밀한 위치제어를 위한 교류서보모터(8)와, 상기 교류서보모터(8)에 의해 구동하여 상기 센서부착부(5)를 정밀하게 구동시키는 볼 스크류(3)와, 상기 볼 스크류(3)의 직진성을 도와주면서 마찰이 적게 왕복 운동하도록 하는 지지봉(2)과,상기 볼 스크류(3)의 회전을 원활하게 도와주는 베어링(6)과, 상기 교류서보모터 (8)의 부식을 방지하기 위해 탈착을 가능하게 한 모터 하우징(7)과, 상기 통전롤(12)의 표면의 상태를 측정할 때, 특정 위치의 절대값을 알기 위해서 설치되는 위치 인식형 로터리 엔코더(rotary encoder)(13)와, 상기 측정 장치의 부식 및 이물질의 부착을 막기 위한 자바라(11)로 구성하여서 된 것이다.

도 3은 본 발명의 통전롤 측정 시스템의 구성도로서, 프레임(1)에 대해 평행하게 구동하는 센서 부착부(5)와, 상기 센서 부착부(5)에 평행하게 부착될 수 있으며 부식에 대하여 탈착이 가능하도록 제작되어 있는 레이저 센서(9a)(9b)와, 상기 센서부착부(5)를 정밀하게 이송시킬 수 있는 볼 스크류(3)와 상기 센서 부착부(5)에 대하여 수직 방향으로 처침을 막고, 마찰이 적게 구동할 수 있도록 하는 지지봉 (2)과 처짐 방지 가이드(4)와, 상기 부식을 고려한 교류서보모터(8)를 탈착 가능하게 하는 커플링(14)과, 상기 교류서보모터(8)의 지시 명령을 전달하는 컨트롤 패널(control panel)(15)과 상기 통전롤(12)의 표면에서 절대 위치를 인식할 수 있는 엔코더(13)와, 상기 교류서보모터(8) 및 엔코더(13) 등으로 모든 명령을 수행하는 휴대용 컴퓨터(16)로 구성된다.

도 4는 본 발명의 측정장비를 휴대할 수 있도록 한 포타블케이스(portable case) 및 컨트롤 패널의 구성도로서, 포타블케이스(portable case)(17)에 대하여 휴대용 컴퓨터(16)와, 상기 휴대용 컴퓨터(16)와 컨트롤 패널(15)을 연결시켜 주며 측정장치의 모두를 연결하는 케이블(10)과, 교류서보모터(8)와, 레이저 센서(9)를 구동시키는 레이저드라이버(18)를 고정시키는 부분으로 이루어진다. 컨트롤 패널(15)은 상기 측정장치의 엔코더(13) 신호를 회전수로 표시하는 회전수표시계(19)와 교류서보모터(8)를 수동으로 조작하는 모터 수동 조작 버튼(20)과, 레이저 센서(9)로부터 나오는 신호를 거리로 환산하여 표시하는 레이저 센서 변위표시계(21)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 도 3에서 도시된 바와 같이, 두개의 레이저 센서(9a)(9b)가 부착된 센서 부착부(5)가 교류서보모터(8)에 의하여 지지봉(2)와 처침 방지가이드(4)를 따라서 통전롤(12)의 표면을 이동한다. 상기 교류서보모터(8)의 정밀도는 5㎛의 분해능을 가지며, 또한, 측정범위가 2m인 롤 표면을 장시간 측정하기 위해서 측정 장비의 부식에 내구성이 뛰어난 플라스틱 계열의 재질을 이용한 볼 스크류(3) 방식을 사용하여 상기 센서 부착부(5)를 구동한다.

상기 센서부착부(5)에 고정되어 있는 레이저 센서(9a)(9b)는 교류서보모터 (8)에 의해 측정위치 a, b에서 b, c로 이동할 때에 롤 표면에서 발생하는 진동 성분이 절대 위치 p에서 pp로 발생한다고 가정하면, 상기 절대 위치들의 값 사이에는 b 지점에서 p로부터 pp만큼의 오차가 발생한다.

이 때 b, c에서 읽어 들인 값에서 상기의 오차만큼을 제거하면 진동이 포함된 롤 표면에 실제의 값을 다음과 같이 얻을 수 있게 된다.

Displacement _c = Displacement _b'- Vibration _PP-P

상기의 거리 값은 진동이 보상된 신호로써, 컨트롤 패널(15)을 통하여 휴대용 컴퓨터(16)로 보내어 진다. 상기의 휴대용 컴퓨터(16)는 거리 값 및 엔코더(13)의 값을 PCMCIA 카드를 이용하여 입력을 받으며, 롤의 절대 위치를 작업자에게 알려 준다거나, 작업자의 제어 신호를 출력하게 된다.

상기의 측정이 끝나면, 기존의 측정 장치인 교류서보모터(8)와 레이저 센서(9)와 컨트롤 패널(15)을 분리하여 별도의 포타블케이스(17)에 보관하여 둠으로써, 다른 통전롤을 측정할 수 있으며, 부식을 막을 수 있게 된다.

이상과 같은, 본 발명은 통전롤 표면 측정을 위해 플라스틱 계열의 프레임 및 볼스크류를 구비하고, 모터 부분 및 레이저센서를 탈착 가능한 장치로 구비하고, 레이저 센서를 하나의 세트로 된 센서로 구비함으로써, 진동을 제거할 수 있으며, 구성이 플라스틱 계열로 이루어져 가볍고, 부식에 대하여 내구성이 뛰어나며, 경비 또한 절감할 수 있고, 실제 통전롤의 표면을 비접촉식으로 관찰함으로써 센서의 수명을 연장시키고, 도금되어지는 철판의 상태를 미리 예측할 수 있을 뿐만 아니라 그 수명이 기존의 장치보다 현저하게 길다는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전기 도금라인에서의 통전롤 표면 측정장치를 형성에 있어서, 통전롤(12)에 평행하게 설치되는 플라스틱 프레임에 연결되는 센서부착부(5)와, 상기 센서부착부(5)에 탈착되는 하나의 조로 이루어지는 레이저 센서(9)와, 상기 센서부착부(5)를 구동시키는 탈착가능한 교류서보모터(8)와, 레이저 센서(9)로부터 인가되는 신호를 처리하는 휴대용 컴퓨터(16)와, 부식을 방지하기 위해 분리된 레이저센서와 모터를 보관휴대할 수 있는 포타블케이스(17)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 전기도금라인에서의 통전롤 표면 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 전기도금라인의 통전롤 표면 측정장치의 부식을 막기 위하여 측정장치의 외관에 플라스틱계통의 자바라(11)를 장착하는 것을 특징으로 하는 전기도금라인에서의 통전롤 표면 측정장치.
3. 제 1항에 있어서, 교류서보모터(8)에 의해 구동되는 센서 부착부(5)를 구동하는 방식에 있어 플라스틱 계통(PVE, FRP, engineerlng plastic등)으로 된 볼스크류(3)를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기도금라인에서의 통전롤 표면 측정장치.

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