KR100497670B1 - 선재 압연기 롤 교체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 유압장치를 사용한 작동과 제어방법을 일련화함으로써 선재 롤 교체 조립 시 쓰레드부시의 상하 위치를 신속하게 결정 가능하며, 롤 결합력을 일정하게 유지할 수 있어 조립된 롤의 이완을 예방하고 신속하고 정밀한 작업으로 생산성과 품질향상을 제공할 수 있도록 된 선재 롤 교체장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 선재압연기의 롤 교체장치에 있어서, 선재 압연기의 블록스탠드가 놓여지는 상부테이블을 상기 교체장치의 척으로 이동시키기 위한 이동부와, 척에 고정된 블록스탠드의 각 롤을 작업위치로 이동시키기 위해 상기 척을 회동시키기 위한 회동부, 상기 블록스탠드의 쓰레드부시를 회전시켜 롤을 고정시키거나 또는 고정상태를 해제시키기 위한 회전부를 포함하는 선재압연기의 롤 교체장치를 제공한다.

Description

선재 압연기 롤 교체장치{Device for changing roll of wire rods rolling machine}

본 발명은 선재압연기에서 롤을 교체하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3개의 롤이 120도의 각도로 설치된 블록스탠드(Block stand)에 롤을 조립하거나 조립된 롤의 압연 사용이 끝나면 분해하여 새로운 롤로 교체하기 위하여 스탠드를 설치한 다음 롤이 조립된 세 군데의 방향으로 돌려가면서 분해 조립하는 선재압연기 롤 교체장치에 관한 것이다.

통상적으로 선재 압연은 소재를 상하부에서 연속적으로 압연하여 원하는 사이즈를 얻는 압연방식으로, 3-롤 압연방식이란 소재를 중심으로 120도 간격으로 즉 삼방향에서 소재를 압연하여 소재의 정밀도를 향상시키는 압연방식이다. 따라서 계속되는 압연에 의해 롤이 일정이상 마모되면 롤의 수명이 다하게 되는데 이때는 롤을 새로운 롤로 교체를 하여야 한다. 이러한 롤 교체는 압연기에서 블록스탠드를 빼내어 별도의 야드에서 롤 교체작업을 실시하게 된다.

그러나 종래에는 수동롤 교체기에 스탠드를 안착시키기 위해 1~2톤의 고중량물의 스탠드를 크래인줄걸이를 이용하여 핸들링하거나 인력이 2~3명이 한번에 투입되고 또한 스탠드를 롤 교체기의 척에 안착 및 고정을 시켜도 3방향의 롤을 분해하기 위해 일일히 원하는 방향으로 척을 수동회전 시켜 인력상 무리가 많았으며 또한 롤의 분해하고 다시 조립하기 위해서 별도의 쓰레드 부시 회전공구를 이용하여 쓰레드 부시를 임의대로 회전시킨후 롤을 분해 및 조립을 한후 다시 역방향으로 회전시켜 롤을 고정시키는 작업을 하였다. 그러나 이때 롤후 3개의 롤간의 중심점이 정밀하게 일치하지 않은채 압연작업을 하면 선재의 편경차가 관리기준이상으로 발생하여 불량부위를 제어하므로써 실수율이 떨어지고 또한 나쁜 편경차를 가진 선재를 고객사에서의 2차 신선가공 하는 전단계에서 추가로 선재의 표면을 정밀하게 가공하는 필링(Peeling)공정을 실시하는 등에 의해 불만 및 크레임의 원인이 되고 또한 롤을 교체하는 작업자의 안전에도 크게 문제가 되며 고중량물을 여러명이 핸들링 함으로써 인건비가 추가로 발생한다.

즉, 선재 압연기는 도 2에 도시한 바와 같이 3개의 롤(10a)이 120도의 각도로 설치되어 압연하는 블록스탠드(11)를 포함하여 구성되며, 롤(10a)을 조립하거나 조립된 롤의 압연 사용이 끝나면 분해하여 새로운 롤로 교체하기 위하여 블록스탠드를 도 1에 도시한 바와 같은 롤 교체장치에 설치한 다음 롤이 조립된 세 군데의 방향으로 각각 돌려가면서 분해 조립을 하게 된다.

즉, 롤을 교체하기 위해서는 롤이 조립된 블록스탠드를 고정시켜 회전시킬 수 있도록 상하부에 지지용 브라켓과 클램핑 아암이 구비된 척에 상기 블록스탠드를 밀착 고정시킨 다음 적정 위치로 회전시키고, 핀으로 고정시킨 후 블록스탠드의 쓰레드부시를 회전공구로 돌려 상하부 샤프트를 들어올린 다음 롤을 교체하게 되고 교체된 3개의 롤의 중심이 서로 맞게 일치하는지의 여부를 광학 프로젝터를 통해 일정 배율로 확대하여 확인하게 된다.

이를 좀더 상세히 살펴보면, 상기 블록스탠드(11)를 롤 교체장치에 설치하기 위해서는 블록스탠드를 링크체인(Link chain)으로 걸어 크레인(Crane)으로 운반하여 척(6)의 상하부에 부착된 지지용 브래킷(7a)(7b)사이에 걸쳐 올린 다음 세 개의 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)으로 블록스탠드를 밀착 고정하며, 롤 교체작업이 쉽도록 하기 위해 블록스탠드의 상부 샤프트(12a)가 수직 방향으로 향하도록 척에 조립된 고정 핀(8)을 손으로 잡아 빼낸 다음 회전용 손잡이(9)를 손으로 잡고 발로 밀어 돌려 적정 위치가 되면 움직이지 못하도록 고정 핀(8)을 척에 나있는 구멍(도시되지 않음)에 끼워 넣어 고정한다.

다음으로 도 3에 도시한 쓰레드부시 회전용 수동공구(5)를 블록스탠드의 쓰레드부시(14a)에 걸쳐 쓰레드부시 회전용 수동공구(5)의 하부 돌기(35)가 쓰레드부시(14a)의 홈(51)에 끼워지면 회전용 손잡이(34)를 잡고 왼쪽으로 회전시켜 풀면 상부 샤프트(12a)와 롤(10a) 결합체가 나사 홈을 따라 위로 올라가게 되고 이 결합체의 아래 쪽 끝 단에는 여분의 공간이 형성되는데 이 때 호이스트(1)에 걸려있는 유압공구(2)를 블록스탠드(11)의 회전 동력연결 기어인 스플라인(Spline)(13a)에 얹고 상부 샤프트(12a) 내부의 연결 축(16a)의 상부 끝 단의 나사부에 유압공구(2)의 회전 축(54)을 유압모터(56)로 회전시켜 돌려 조립한 후 유압공구(2)의 하부 측 걸쇠 작동용 슬리브(52)를 아래 쪽으로 내리면 지지용 걸쇠(53)가 스플라인(13a)의 홈 턱 부분에 걸리고 유압으로 유압공구(2)의 회전 축(54)을 당겨 올린 다음 샤프트 연결 축(16a)을 고정한 고정너트(15a)를 손으로 돌려 풀고 다시 유압공구(2)의 회전 축(54)을 하부로 밀어 내리면 하부 샤프트(17a)가 아래 쪽으로 밀려 내려가 상하부 샤프트가 롤(10a)에서 분리되면서 롤(10a)이 빠져나올 틈새가 벌어지면 유압모터(56)로 회전 축(54)을 회전시켜 하부 샤프트(17a)에 조립된 연결 축(16a)을 풀고 유압공구(2)의 하부 측 걸쇠 작동용 슬리브(52)를 위로 밀어 올리면 스플라인(13a)의 홈 턱 부분에서 지지용 걸쇠(53)가 벗겨지고 호이스트(1)를 위로 상승시키면 연결 축(16a)이 위로 빠져 올라오므로 블록스탠드 전면을 통해 사용한 롤(10a)을 빼내고 새로운 롤을 끼워 넣어 상기 분해의 역순으로 조립하게 되는데 이 과정을 척(6)을 회전시켜 가면서 세 번 반복하여 동일한 작업을 수행한다.

상기한 작업 후 각각의 롤(10a)의 중심이 블록스탠드(11)의 중심에 일치하는지의 여부를 확인하기 위해 척(6)에 조립된 고정 핀(8)을 손으로 잡아 빼낸 다음 척 회전용 손잡이(9)를 손으로 잡고 발로 밀어 돌려 수평이 되면 움직이지 못하도록 고정 핀(8)을 척(6)에 나있는 구멍(50)에 끼워 넣어 고정한 후 롤의 형상을 일정 배율로 확대하여 확인하는 광학 프로젝터(3)를 육안으로 직접 확인하면서 도 3의 쓰레드부시 회전용 수동공구(5)를 사용하여 쓰레드부시(14a)를 회전시켜 상하로 움직여 가면서 중심을 조정하고 조정이 완료된 블록스탠드(11)는 크레인을 사용하여 링크체인으로 걸고 지지한 상태에서 세 개의 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)을 풀어 벌린 다음 상하부의 지지용 브래킷(7)사이에서 블록스탠드를 빼내어 운반하게 된다.

상기와 같이 종래의 선재 압연기 롤 교체장치에서 롤을 교체하고 롤의 중심을 확인하여 조정함에 있어서는 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 선재압연에서는 롤 교체 시 분해조립 하는 과정에서의 롤 조립정밀도가 좋아야 선재제품의 품질이 향상되고 장애시간을 줄여 생산성을 높일 수 있는 기본조건이 되는데 도 3의 쓰레드부시 회전용 수동공구로 블록스탠드의 쓰레드부시를 손으로 돌려 상부 샤프트를 오르내려 롤을 결합하고 중심을 조정하는 과정에서는 쓰레드부시를 어느 정도 오르내렸는지 쉽게 알 수 없으며, 결합력을 일정하게 유지할 수 없어 롤 조립 시간이 오래 걸리고 정밀도가 낮아지며 압연중 롤의 중심이 어긋나 제품의 품질이 떨어져 블록스탠드의 재 교체를 자주해야 하므로 장애시간의 발생이 많아 생산성이 저하하였다.

둘째, 크레인으로 블록스탠드를 운반하여 곧바로 척의 상하부 지지용 브래킷사이에 올려놓게 되는데 이 때 블록스탠드가 브래킷에 충돌하여 교체장치 전체에 충격이 가해지게 되고 블록스탠드 분해 시 크레인으로 걸어 운반할 때는 블록스탠드의 중량(약 1.6 Ton)을 지탱하도록 링크체인에 인장력을 가해야 하므로 회전장치 내부의 베어링이나 프로젝터의 광학장치가 손상되어 장치의 정밀도가 저하하고 수명이 단축되며, 세 개의 클램핑 아암과의 사이에 손가락이 협착 되는 안전사고가 빈번하게 발생된다.

셋째, 쓰레드부시 회전용 수동공구로 블록스탠드의 쓰레드부시를 돌려 상부 샤프트를 오르내리거나 척 회전용 손잡이를 손으로 잡고 인력으로 돌릴 때 어깨 높이 이상의 높이에서 돌려야 되므로 힘이 많이 들어 한 명의 작업자가 하지 못하고 두 명이 합동으로 해야 하는 불편함으로 비능률과 재해발생의 요인이 많았다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유압장치를 사용한 작동과 제어방법을 일련화함으로써 선재 롤 교체 조립 시 쓰레드부시의 상하 위치를 신속하게 결정 가능하며, 롤 결합력을 일정하게 유지할 수 있어 조립된 롤의 이완을 예방하고 신속하고 정밀한 작업으로 생산성과 품질향상을 제공할 수 있도록 된 선재 롤 교체장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 척에 직접 크레인으로 블록스탠드를 운반하여 탈착하지 않고 분리하여 행함으로써 블록스탠드와 교체장치 사이에 충격발생을 방지할 수 있고 이에 따라 회전장치의 정밀도 저하와 수명단축, 클램핑 아암과의 사이에 손가락이 협착 되는 안전사고 등을 예방할 수 있으며, 수작업에 따른 힘이 드는 부분을 유압장치를 적용하여 힘을 덜고 쉽게 동작 가능토록 하여 재해발생의 요인을 제거하고, 제어동작 상호간에 인터록(Interlock) 기능을 부가하여 동작간섭을 배제하며, 블록스탠드(11)에 무리를 가하지 않아 수명을 연장시켜 주는 선재 압연기 롤 교체장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또다른 목적은 작업성을 개선하여 편리하게 교체작업을 수행할 수 있도록 된 선재 압연기 롤 교체장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선재압연기의 롤 교체장치에 있어서, 선재 압연기의 블록스탠드가 놓여지는 상부테이블을 상기 교체장치의 척으로 이동시키기 위한 이동부와, 척에 고정된 블록스탠드의 각 롤을 작업위치로 이동시키기 위해 상기 척을 회동시키기 위한 회동부, 상기 블록스탠드의 쓰레드부시를 회전시켜 롤을 고정시키거나 또는 고정상태를 해제시키기 위한 회전부를 포함한다.

이하 설명에서 척(Chuck)이란 블록스탠드를 회전시키기 위해 고정하는 장치를 말하며, 쓰레드부시란 롤을 교체할 때 롤이 조립된 전체 결합체를 오르내려 롤을 넣고 뺄 수 있는 공간을 만들어 형성해주기 위해 외주에 나사 홈이 가공 된 원통형 회전부품을 칭한다.

상기 이동부는 블록스탠드가 놓여진 상부테이블을 전후방향 또는 좌우방향 또는 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 하여 블록스탠드를 척과의 장착 위치에 정확히 맞출 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 이동부는 블록스탠드를 척에 밀착 지지하기 위하여 높이를 조정할 수 있도록 전후 좌우에 승강용 스크루 잭(Screw jack)이 장치되고 좌우의 위치를 일치시키기 위해 이동이 가능하도록 하는 리이드 스크루(Lead screw)와 이를 돌려주는 핸들(Handle)이 취부될 수 있다.

또한, 상기 이동부는 이송대차의 전후진 시 블록스탠드를 잡아주기 위해 유압실린더로 연결 축에 연결되어 동작되는 걸쇠 모양의 클램프를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 상기 회동부는 구동모터 등의 구성을 통해 기계적으로 구동될 수 있도록 함이 바람직하며, 작업 위치에서 상기 척을 고정시키기 위한 고정수단을 더욱 포함한다.

또한, 상기 회전부는 구동모터 등의 구성을 통해 기계적으로 구동될 수 있도록 함이 바람직하며, 쓰레드부시의 회전량을 검출하기 위한 검출수단을 더욱 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 선재 압연기 롤 교체장치를 도시한 사시도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명의 선재압연기의 롤 교체장치는 선재 압연기의 블록스탠드(11)가 놓여진 상부테이블을 상기 교체장치의 척으로 이동시키기 위한 이동부와, 척에 고정된 블록스탠드의 각 롤을 작업위치로 이동시키기 위해 상기 척을 회동시키기 위한 회동부, 상기 블록스탠드의 쓰레드부시를 회전시켜 롤을 고정시키거나 또는 고정상태를 해제시키기 위한 회전부를 포함한다.

여기서 상기 이동부는 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 바와 같이, 척(6)을 향해 바닥에 설치되는 레일(123a,123b)과 이 레일위에 놓여져 레일을 따라 척으로 이동되는 이송대차(122), 지면에 설치되고 상기 이송대차에 연결되어 이송대차를 이동시키기 위한 유압실린더(24c), 상기 이송대차 상에 설치되는 스크류잭(29a,29b,29c,29d), 이 스크류잭 위에 설치되어 스크류잭의 작동에 따라 수직으로 승하강되는 상부테이블(124), 상부테이블 위에 상기 레일의 폭방향으로 슬라이딩가능하게 설치되고 상부에 상기 블록스탠드가 놓여지는 디버터상판(26), 이 디버터상판을 이동시키기 위해 상기 상부테이블에 회전가능하게 설치되고 상기 디버터상판이 치합되는 리드스크류(116)와, 리드스크류를 회전시키기 위해 선단에 설치되는 이송핸들(28), 상기 디버터상판에 설치되어 디버터상판에 놓여지는 블록스탠드를 고정시키기 위한 고정수단을 포함한다.

이에따라 상기 디버터상판(26)은 척에 대해 전후방향과 좌우방향, 상하방향으로 이동가능하게 되어 디버터상판에 놓여진 블록스탠드(11)를 용이하게 척의 결합위치로 이동시킬 수 있게 된다.

상기 고정수단은 상기 디버터상판(26)에 회동가능하게 설치되고 디버터상판 위에 형성된 슬릿을 통해 상부로 돌출되어 디버터상판에 놓여진 블록스탠드를 걸어 고정시키는 클램프(113a,113b,113c)와, 상기 디버터상판 하부에 설치되고 상기 클램프 일단에 연결되어 클램프를 회동시키기 위한 유압실린더(24d)를 포함한다.

또한, 상기 디버터상판 상부에는 블록스탠드의 위치를 규제하기 위하여 앞쪽과 뒤쪽에 블록스탠드를 가이드하기 위한 가이드브래킷(129a,129b)과 안내가이드(135a,135b)가 상부로 돌출설치된다.

상기의 이송대차의 구성을 좀더 상세히 살펴보면, 블록스탠드(11)를 척(6)에 밀착 지지하기 위하여 높이를 조정할 수 있도록 상판(26)의 아래 쪽 전후 좌우에 승강용 스크루 잭(29a)(29b)(29c)(29d)이 장착되고 좌우방향의 위치를 정밀하게 일치시켜 조정하기 위해 좌우이송이 가능하도록 리드 스크루(116)와 이를 돌려주는 이송핸들(28)이 장치된다.

상기 상판(26)의 중앙부에는 이송대차의 전후진 시 블록스탠드가 유동하지 않게 잡아주는 기능을 하는 걸쇠 모양의 3개의 클램프(113a)(113b)(113c)가 좌우에 설치되며, 이는 연결 축(127)에 연결되어 클램프(113a)(113b)(113c) 체결 해제용 유압실린더(24d)에 고정된다.

그리고 연결 축(127)의 중앙에는 유압실린더(24d) 작동 감지용 센서 도그(71g)가 부착되며, 유압실린더(24d) 작동 감지용 센서(72j)는 상판(26)에 조립된다.

상기의 스크루 잭(29a)(29b)(29c)(29d)은 좌우 측에 직렬 커플링(117a)(117b)(117c)(117d)으로 연결된 다음 방향전환용 기어(31a)(31b)를 거쳐 다시 커플링(117e)(117h)(117f)(117g)으로 연결되고 중앙의 방향전환용 기어 (31c)와 단독 커플링(117i)을 거쳐 이를 회전시켜주는 유압모터(30)에 연결되어 하부 테이블(122)에 고정되고 하부 테이블(122)의 아래 쪽 전후 좌우에는 4개의 회전 바퀴(111a)(111b)(111c)(111d)가 설치되어 지상의 레일(123a)(123b) 위에 놓여진다.

하부 테이블(122)의 측면에는 이송대차 전후 이동위치 감지용 센서(72g)(72h)(72i)가 설치되고 하부 고정 프레임(101)의 아래 쪽에는 이송대차 전후 이송위치 감지용 센서 도그(71e)가 설치되어 이들 전체를 덮어주는 커버(126)가 설치되며 후면에는 스탠드의 전후 이송이 가능하도록 유압실린더(24c)가 연결되는데 이 유압실린더(24c)는 지상에 고정 설치되어 하부 테이블(122)에 고정된 브래킷(115)에 연결된 다음 실린더로드(114)의 끝단에 연결된다.

한편, 도 6a와 6b는 본 장치의 척을 잘 예시하고 있는 데 상기한 도면에 의하면, 상기 척을 회동시키기 위한 회동부는 척의 후면에 회동축을 중심으로 설치되는 내접기어(76)와, 이 내접기어에 치합되는 척 회전용 기어(23) 및 이 기어(23)에 설치되어 기어를 회전시키기 위한 유압모터(75)를 포함한다.

또한, 상기 척(6)을 정위치에서 고정시키기 위한 고정수단을 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 척(6)의 전면 외주부를 따라 일정간격을 두고 형성되는 고정핀 구멍(50)과, 상기 척의 뒤쪽에 설치되는 유압실린더(24a), 이 유압실린더의 피스톤로드 선단에 고정핀 컬러를 매개로 연결설치되어 상기 구멍(50)에 삽입되는 척 고정용 핀(8)을 포함한다.

따라서 유압실린더(24a)의 작동에 따라 핀(8)이 진행하여 척(6)의 구멍(50)에 끼워지게 되면 척(6)의 회동이 제어되는 것이다.

좀더 상세하게 상기 척의 구성에 대해 살펴보면, 상기 척(6)은 원판형태를 이루며, 외주 면에 30도의 등간격으로 내경이 테이퍼(Taper) 형상으로 된 핀 구멍(50)이 가공되어 있으며, 도 6의 회전축(61)에 결합되어 회전 베어링(62)의 내측에 조립 되고 그 외주에는 각각의 회전위치를 감지하도록 하기 위해 여덟 군데에 회전위치 감지용 센서 도그(71a)가 취부되며 뒷부분의 브래킷(74)에는 척 고정 핀 작동용 유압실린더(24a)와 회전 감지용 센서(72a)를 설치하기 위해 고정용 브래킷(73)이 연장되어 설치 된다.

상기 척(6)의 뒤쪽에는 척 회전용 내접기어(76)가 설치되고 내접기어(76)의 내측에는 내접기어(76)를 돌려주는 작은 기어(23)가 물려지며 이는 유압모터(75)로 회전구동 되도록 연결된다.

한편, 도 8a, 8b 및 8c를 참조하여 상기 쓰레드부시 회전부를 살펴보면 다음과 같다.

척(6) 상부로 연장되는 브라켓(96)에 수직설치되는 유압실린더(24b)와, 이 유압실린더의 피스톤로드 선단에 설치되어 승하강되는 승강브라켓(100), 승강브라켓에 수평설치되는 원통형 하우징(20)과, 이 하우징내에 설치되는 원통형 회전기어(93), 상기 회전기어 하부에 설치되고 상기 블록스탠드의 쓰레드부시에 끼워져 쓰레드부시를 회전시키기 위한 회전지그(94), 상기 하우징 후단에 수평설치되는 감속기하우징(95)과 이 감속기 하우징 내에 설치되어 상기 회전기어에 치합되는 감속기어(92a,92b,92c,92d), 상기 감속기하우징 상에 설치되고 상기 일측 감속기어에 연결되는 유압모터(90)를 포함한다.

상기 회전부를 좀더 상세히 살펴보면, 유압모터(90)에 조립된 1차 감속기어(92a)가 2차 감속기어(92b)(92c)(92d)와 회전 지그(94)가 조립된 회전기어(93) 결합체에 최종적으로 연결 조립되어 회전수는 감속되고 회전력은 증가하여 적은 용량의 유압모터(90)를 사용 가능하게 된다.

이들 결합체를 승강시키는 기능을 하는 유압실린더 고정프레임(96)과 유압실린더(24b)는 고정 브래킷(98)으로 연결 고정되고, 유압 실린더(24b)의 로드(99) 하부 끝단에는 승강브래킷(100)이 감속기어(92b)(92c)(92d)가 조립된 감속기 하우징(95)을 고정하고 유압실린더 고정프레임(96)은 다시 하부 고정 프레임(101)에 조립 설치된다.

도 8a와 같이 하우징(95)의 측면에는 쓰레드부시 하우징(20)의 승강위치 감지용 센서 도그(71b)가 부착되고 유압실린더 고정프레임(96)에는 센서 고정 바(80)가 설치되어 가장 아래쪽에는 최하단 하강위치 감지용 센서(72c)가 조립되고 바로 위에는 하부 1차 하강위치 감지용 센서(72d)가 조립되며, 가장 위쪽에는 최상단 상승위치 감지용 센서(72e)가 설치된다.

쓰레드부시 회전부의 회전기어(93) 하부에는 회전수 카운터(Counter)(97)가 취부되어 회전 지그(94)의 회전수를 감지하는 기능을 함으로서 설정한 회전수 만큼 만 쓰레드부시 하우징(20)이 회전 동작을 하도록 제어한다.

또한, 유압동력을 발생시켜주는 유압 구동장치는 도 9에 도시된 바와 같이, 유압발생용 매체를 저장하는 기름탱크(140)와 기름에 압력을 가하여 수송기능을 하는 기름펌프(141), 기름펌프를 돌려주는 역할을 하는 펌프모터(142), 유압라인의 전체 토출압력을 조정하는 유압라인 압력조정밸브(143), 유압라인의 토출압력을 시각적으로 확인 가능하게 하는 유압라인 압력계(144)와 압력확인 시 사용하는 유압라인 압력계 개폐밸브(145), 쓰레드부시 회전장치에 적정 결합력을 제공하기 위해 유압조정 시 압력을 확인하는 기능을 하는 쓰레드부시 회전압력계(146)와 이의 압력확인 시 사용하는 압력계 개폐밸브(145), 그리고 각각의 구동부에 대한 작용력을 제어하는 기능을 하는 제어밸브로서 디버터 승강속도 조절용 밸브(148), 클램프 체결 해제용 밸브(149), 이송대차 전후진 속도 조절용 밸브(150), 쓰레드부시 회전장치 승강속도 조절용 밸브(151), 쓰레드부시 회전장치의 미속회전 조절용 밸브(152), 척 고정 핀의 고정 해제용 밸브(153), 척 정 역회전 속도 조절용 밸브(154), 쓰레드부시 회전장치 압력 조절용 밸브(155), 쓰레드부시 회전장치 정 역회전 속도 조절용 밸브(156)를 포함한다.

그리고 상기 유압 구동장치를 조작하는 2개의 조작스위치는 전체 기능을 조작하는데 사용하는 주 조작반(22a)과 작업 중 이동하면서 사용 가능하도록 디버터의 승강 및 쓰레드부시의 회전, 척의 회전 및 고정 핀 작동 기능만 가능한 보조 조작반(22b)이 전원 케이블로 연결되어 유압회로를 제어하는 컨트롤러 박스(27)로 연결되는 구조로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기의 이송대차 장치를 후진한 상태에서 블록스탠드 고정용 클램프(113a)(113b)(113c)를 개방한 다음 디버터 위에 블록스탠드(11)를 크레인으로 운반하여 올려놓으면 도 2의 위치와 같은 수평상태가 되고 3개의 상부 샤프트(12a)(12b)(12c)는 각각 120 도 씩으로 방향이 다르게 위치하게 된다.

클램프(113a)(113b)(113c)를 체결시키면 유압실린더(24d)가 동작하여 연결 축(127)에 부착된 3개의 걸쇠 모양의 클램프(113a)(113b)(113c)가 스탠드 하부의 견인용 고리(18a,18b)에 걸리게 되고 연결 축(127)의 중앙에 부착된 센서 도그(71g)가 디버터 상판(26)에 조립된 유압실린더(24d) 동작 감지용 센서(72j)에 접근하여 신호를 받으면 대차 이송용 유압실린더(24c)가 동작 가능한 조건이 되도록 제어된다.

척(6)에 설치된 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)이 개방된 상태에서 이송대차 전진스위치를 누르면 유압실린더(24c)가 동작하여 여기에 연결된 이송대차(122)가 척(6) 쪽으로 전진 진행되어 블록스탠드 지지용 브래킷(7a)(7b)의 직전 하부까지 도달하면 전진1차 센서(72i)가 도그(71f)에 접근하면서 신호를 받아 이송대차(122)의 전진 동작이 일단 멈춘다.

상기한 상태에서 디버터 상판(26)의 좌우 이송핸들(28)을 돌려 척(6)과 블록스탠드(11)의 좌우위치를 일치시킨 후 이송대차 전진스위치를 한번 더 누르면 유압실린더(24c)가 동작하고 추가로 대차(122)를 전진시켜 디버터 상판(26)이 척(6) 쪽으로 진행하여 블록스탠드(11)가 브래킷(7a)(7b)에 완전히 밀착되는 지점에 도달했을 때 전진 최종위치 센서(72h)가 도그(71f)에 접근하여 신호를 받면 대차(122)의 전진 동작이 완료된다.

상기한 이송대차의 전진 동작이 완료된 상태에서 블록스탠드 고정용 클램프(113a)(113b)(113c)를 해제하면 유압실린더(24d)가 동작하여 블록스탠드 하부의 견인용 고리에서 클램프(113a)(113b)(113c)가 풀리며, 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)을 체결하여 블록스탠드(11)를 고정시킨 다음 이송대차를 후진하여 분리시키기 위해 디버터 상판(26)에 부착된 스탠드 위치안내용 브래킷(129a)(129b)의 간섭을 피할 수 있는 일정한 행정거리 만큼 디버터 상판(26)을 하강시키면 유압모터(30)가 회전하고 여기에 연결된 커플링(117i)과 중앙의 방향전환용 기어(31c)를 거쳐 좌우의 커플링(117e)(117f)(117g)(117h), 2개의 방향전환용 기어 (31a)(31b), 커플링(117a)(117c), 스크루 잭(29a)(29b), 커플링(117b)(117d), 스크루 잭(29c)(29d) 순으로 동력이 연결되면서 4 개의 스크루 잭(29a)(29b)(29c)(29d)이 동시 동작으로 회전하여 디버터가 수평으로 하강하고 디버터 상판(26)에 부착된 승강위치 감지용 센서(72k)가 하부 센서 도그(71g)에 접근하여 신호를 받으면 유압모터(30)의 회전이 멈추고 디버터는 하강 완료하여 이송대차(122)의 후진동작이 가능한 조건이 된다.

상기의 디버터 하강완료 상태에서 이송대차(122)를 후진시키면 대차 본체에 부착된 센서(72g)가 지상에 고정 설치된 센서 도그(71e)에 접근하면서 신호를 받아 블록스탠드(11)가 장착된 척(6)으로부터 일정거리만큼 분리되어 후진동작이 완료된 다음 척(6)이 회전 가능한 조건으로 되며, 센서 도그(71e)의 위치를 전후로 이동하면 필요한 량만큼 대차의 후진위치 조정이 가능하게 된다.

상기의 이송대차(122) 후진완료 상태에서 척 고정 핀(8)을 작동시키면 도7의 유압실린더(24a)가 동작하여 척 고정 핀(8)이 척(6)의 고정 홈(50)에서 뒤로 후퇴하여 빠지면서 고정 핀(8)의 칼라(78)가 센서(72b)에서 멀어지면서 신호가 떨어져 척(6)의 회전이 가능하게 되고, 척(6)을 정회전시키면 척 회전용 유압모터(75)가 회전하고 여기에 연결된 척 회전용 기어(23)가 내접기어(76)를 회전시켜 일정 각도만큼 회전 후 회전위치 감지용 센서(72a)에 센서 도그(71a)가 접근하여 신호를 받으면 유압모터(75)의 동작이 멈추고, 다시 척 고정 핀(8)을 작동시키면 유압실린더(24a)가 동작하여 조립부가 원추형으로 된 척 고정 핀(8)이 척(6)의 경사진 고정 홈(50)에 끼워지면서 정확한 회전위치를 확보하고 척(6)이 회전하지 못하도록 고정된다. 이 때 고정 핀이 홈(50)에 끼워지면서 전진할 때 고정 핀(8)의 칼라(78)가 센서(72b)에 접근하여 신호를 받으면 척을 회전시키더라도 유압모터(75)가 동작하지 않도록 제어되고 한 개의 블록스탠드(6)의 상부 샤프트(12a)는 도5와 같이 수직방향으로 위치하게 된다.

상기와 같은 상태에서 쓰레드부시 하우징(20)을 하강시키면 도 5의 유압실린더(24b)가 동작하여 하부 1차 하강위치 감지용 센서(72d)까지 하강하고 블록스탠드(11)의 스플라인(13a)에 연결된 쓰레드부시 고정볼트(89) 머리에 쓰레드부시 하우징(20)의 회전감지용 센서 도그(71d)가 닿으면 회전 링(103)이 회전 감지용 센서(72f)에 접근하여 회전가능 동작신호가 발생한다. 이 때 쓰레드부시 하우징(20)을 정회전시키면 유압모터(90)가 회전하고 감속기어(92a)(92b)(92c)(92d)를 거쳐 회전기어(93)에 취부된 회전 지그(94)와 회전감지용 센서 도그(71d)가 회전하여 쓰레드부시 고정볼트(89)에 닿아있던 센서 도그(71d)의 홈이 고정볼트(89) 머리에 다다르면서 센서 도그(71d)가 자중으로 아래로 떨어지면 회전 감지용 센서(72f)에서 분리되어 신호가 떨어지고 쓰레드부시 하우징(20)의 회전이 멈추게 되며, 반복하여 쓰레드부시 하우징(20)을 하강시키면 최 하단 위치감지 센서(72c)까지 내려오는데 이 때의 회전 지점에서 쓰레드부시 회전지그(94)의 걸림 턱 부분이 쓰레드부시(14a)(14b)(14c)의 홈(51)에 맞게 끼워지면서 회전감지용 센서 도그(71d)가 쓰레드부시(14a)의 상부에 닿아 더 이상 내려가지 못하면 회전 링(103)이 센서(72f)에 접근하면서 쓰레드부시 하우징(20)의 회전동작 가능한 신호가 발생되어 쓰레드부시 하우징(20)를 정회전시키면 쓰레드부시(14a)가 같이 회전하면서 회전수 카운터(Counter)(97)에서 일정한 회전수를 감지하여 설정된 회전수 만큼 회전하면서 나사 산을 따라 상부 샤프트(12a)가 위로 올라가 롤(10a)을 분해할 수 있는 공간이 발생하게 되고 회전은 정지한다.

상기의 상태에서 롤(10a)을 교체한 다음 쓰레드부시 하우징(20)를 역회전시키면 회전수 카운터(Counter)(97)에서 회전수를 감지하여 정회전 시에 설정된 회전수 만큼 회전하면서 나사 산을 따라 상부 샤프트(12a)가 아래로 내려와 롤(10a)을 일정한 조립 조건으로 조립하고 회전은 정지한다. 이후 쓰레드부시 하우징(20)를 상승시키면 승강위치 감지용 센서 도그(71b)가 최상단 상승위치 감지용 센서(72e)에 접근하면서 신호를 받고 척 고정 핀(8)이 동작가능 한 조건으로 제어된다.

척 고정 핀(8)을 작동시키면 도7의 유압실린더(24a)가 작동하여 척 고정 핀(8)이 척(6)의 고정 홈(50)에서 후퇴하여 빠지면 고정 핀(8)의 칼라(78)부가 센서(72b)에서 멀어지면서 신호가 떨어져 척(6)의 회전이 가능하게 되고, 척(6)을 정회전 시키면면 척 회전용 유압모터(75)가 동작하면서 여기에 연결된 기어(23)가 내접 기어(76)를 회전시켜 일정 각도 만큼 회전 후 회전위치 감지용 센서(72a)에 센서 도그(71a)가 접근하여 신호를 받으면 유압모터(75)의 동작이 멈추고, 반복하여 척 고정 핀(8)을 작동시키면 유압실린더(24a)가 동작하여 척 고정 핀(8)이 척(6)의 고정 홈(50)에 끼워지면서 정확한 회전위치를 확정한 후 척(6)이 회전하지 못하도록 고정된다. 이 때 고정 핀이 홈(50)에 끼워지면서 전진 할 때 고정 핀(8)의 칼라(78)가 센서(72b)에 접근하여 고정신호를 받으면 척(6)을 회전 작동시키더라도 유압모터(75)가 동작하지 않도록 제어되고 한 개의 블록스탠드(11)의 상부 샤프트(12b)는 수직방향으로 위치된다.

상기와 같은 일련의 동작을 반복하여 한 번 더 블록스탠드(11)를 회전시키면서 3개의 롤 교체가 완료된 상태의 블록스탠드(11)의 회전위치는 도 5의 이점 쇄선과 같이 되며, 이 상태에서 고정 핀 작동용 유압실린더(24a)를 작동시키면 척 고정 핀(8)이 고정 홈(50)에서 후퇴하여 빠지고 척을 회전시킨 후 센서(72a)에 센서 도그(71a)가 접근하여 신호를 받으면 척 회전용 유압모터(75)가 정지하고 척 고정 핀(8) 작동용 유압실린더(24a)를 작동시키면 고정 핀(8)이 홈(50)에 끼워지면서 고정 핀의 칼라(78)가 센서(72b)에 접근하여 고정신호를 받으면 유압모터(75)가 동작하지 않도록 제어되고 블록스탠드(11)의 회전위치는 도 5의 점선과 같은 수평상태가 된다.

상기와 같은 동작 후 이송대차(122)를 전진시키면 대차이송용 유압실린더(24c)가 동작하여 이송대차(122)가 척(6) 쪽으로 진행되어 브래킷(7a)(7b)의 정면까지 오면 1차 전진위치 감지 센서(72i)가 센서 도그(71f)에 접근하면서 신호를 받아 이송대차(122)의 전진 동작이 중지한 상태에서 핸들(28)을 돌려 스탠드(11)가 디버터 상판(26)의 중심과 일치되게 안내가이드(135a)(135b)의 중앙에 위치시킨 다음 이송대차를 전진시키면 유압실린더(24c)가 동작하고 이송대차(122)를 전진시켜 디버터 상판(26)이 척(6) 쪽으로 진행하여 스탠드(11)가 브래킷(7a)(7b) 사이에 걸쳐지는 지점까지 오면 최종 전진위치 감지 센서(72h)가 센서 도그(71f)에 접근하면서 신호를 받아 이송대차(122)의 전진 동작이 완료된다.

이후 디버터를 상승시키면 승강용 유압모터(30)가 회전하고 여기에 연결된 커플링(117a)(117b)(117c)(117d)(117e)(117f)(117g)(117h)(117i) 과 방향 전환용 기어(31a)(31b)(31c)에 연결된 4 개의 스크루 잭(29)이 동시 동작으로 회전하면서 디버터 상판(26)이 수평으로 상승하여 블록스탠드(11)의 바닥에 밀착되면 디버터 상판(26)에 부착된 승강위치 감지용 센서(72k)가 상승위치 감지용 센서 도그(71h)에 접근하여 신호를 받고 디버터 승강용 유압모터(30)의 회전이 멈춘다.

상기의 상태에서 클램프 작동용 유압실린더(24d)를 작동시키면 블록스탠드(11) 하부의 견인용 고리에 클램프(113a)(113b)(113c)가 걸리고, 척(6)에서 블록스탠드(11)를 고정한 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)을 개방하여 이송대차(122)를 후진시키면 유압실린더(24c)가 동작하여 이송대차(122)를 후진시켜 디버터 상판(26)이 클램핑 아암(4)의 길이보다 더 멀리 척(6)에서 분리되는 지점까지 후퇴하면 대차 후진위치 감지용 센서(72g)에 센서 도그(71e)가 접근하면서 신호를 받아 이송대차(122)의 후진동작이 완료되고 클램핑 아암(4a)(4b)(4c)의 간섭 없이 안전하게 크레인으로 스탠드를 들어 운반할 수 있도록 작용하게 된다.

상기와 같은 작용에서 각 조작 동작의 인터록 조건은 다음과 같다.

첫째 척(6)이 회전할 때 블록스탠드(11)의 인출입 바와 쓰레드부시 하우징(20)가 충돌하지 않도록 쓰레드부시 하우징(20)가 상승하여 최상단 위치 감지용 센서(72e)가 신호를 받아야 이송대차(122) 작동용 유압실린더(24c) 및 척 고정 핀(8)이 동작 가능한 조건으로 제어된다.

둘째 디버터 상판(26)의 블록스탠드(11) 견인용 고리에 클램프(113a)(113b)(113c)가 체결되면 연결 축(127)의 중앙에 취부된 센서 도그(71g)가 디버터 상판(26)에 조립된 클램프 체결 감지용 센서(72j)에 접근신호가 발생하여 디버터 승강용 유압모터(30)는 동작하지 않고 대차이송용 유압실린더(24c)는 동작하도록 제어된다.

셋째 척 회전용 유압모터(75)가 동작하기 위해서는 척 고정 핀(8)이 해제되고 이송대차(122)는 후진완료, 쓰레드부시 하우징(20)는 상승완료, 디버터 상판(26)은 하강 완료의 조건이 되도록 제어된다.

넷째 쓰레드부시 하우징(20)는 하부 1차 위치 감지용 센서(72d)까지 하강하면 쓰레드부시(14a)(14b)(14c)의 고정볼트(89)의 머리에 센서 도그(71d)의 바닥 부분이 닿고 상부 회전링(103)이 회전감지 센서(72f)에 접근되어 회전가능 동작신호를 받으면 유압모터(90)의 회전이 가능하며, 유압모터(90)를 회전시켜 쓰레드부시(14a)(14b)(14c) 의 고정볼트(89)에 닿아있던 도그(71d)의 바닥 홈이 고정볼트(89)의 머리에 빠져 하부로 떨어지면 회전감지 센서(72f)의 신호가 떨어지고 회전이 멈추게 되며 반복하여 하강동작으로 최 하단위치 감지용 센서(72c)까지 내려오면 센서 도그(71d)가 쓰레드부시(14a)(14b)(14c)의 상부에 닿아 아래 쪽으로 내려가지 못하면서 상부 회전링(103)이 센서(72f)에 접근하여 회전동작 신호가 발생되고 유압모터(90)의 회전이 가능하게 되면서 회전수 카운터(Counter)(97)에서 회전수를 감지하여 설정된 회전수 만큼 회전 후 정지하도록 제어된다.

이상의 제어방법은 컨트롤 전원박스(27)에 장착된 피엘씨(PLC: Programmable Logic Controller)를 내장하여 실행하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 선재 압연기 롤 교체장치에 의하면, 롤 교체 시 블록스탠드의 쓰레드부시 및 회전 척에 설치된 블록스탠드 전체를 회전시키는데 있어서 유압장치의 적용 및 제어동작 상호간에 인터록(Interlock) 기능과 연동화로 동작간섭 및 안전사고의 위험성을 배제하여 수작업시의 안전사고를 미연에 방지하고, 롤 교체조립 시 쓰레드부시의 결합력을 일정하게 유지할 수 있어 정밀도가 향상되며, 롤 조립 시간이 단축되고 압연 중 롤의 중심이 어긋나지 않아 선재제품의 품질이 향상되어 블록스탠드의 재 교체를 하지 않아 장애시간의 발생이 줄고 생산성이 향상되며, 선재 압연기 롤의 중심 조정작업이 완료된 스탠드를 회전 척에서 해체할 때 디버터에 실어 이송대차로 이송하여 장치에서 완전히 분리시킨 다음 크레인으로 들어 운반하기 때문에 롤 교체장치 전체의 손상을 피함으로써 장치의 정밀도를 유지하고 수명을 연장시키는 등의 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 선재 압연기 롤 교체장치를 도시한 사시도,

도 2는 선재 압연기의 롤 블록스탠드를 도시한 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 쓰레드부시 회전용 수동공구 및 유압공구의 작동상태를 도시한 개략적인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 선재 압연기 롤 교체장치를 도시한 사시도,

도 5a와 5b 및 5c는 본 발명에 따른 롤 교체장치에서 블록스탠드를 이동시키는 이동부를 도시한 평면도와 정면도 및 측면도,

도 6a와 6b는 본 발명에 따른 롤 교체장치의 척을 도시한 개략적인 도면,

도 7은 본 발명에 따른 롤 교체장치의 척 고정수단을 도시한 개략적인 측면도,

도 8a와 8b 및 8c는 본 발명에 따른 롤 교체장치의 쓰레드부시 회전부를 도시한 정면도와 평면도 및 측면도,

도 9는 본 발명에 따른 롤 교체장치의 유압장치를 도시한 구성도,

도 10과 도 11은 본 발명에 따른 롤 교체장치의 작동 상태를 도시한 정면도와 측면도이다.

Claims (4)

1. 선재압연기의 롤 교체장치에 있어서,

   선재압연기의 블록스탠드 고정용 척을 향해 바닥에 설치되는 레일과, 이 레일위에 놓여져 레일을 따라 척으로 이동되는 이송대차, 지면에 설치되고 상기 이송대차에 연결되어 이송대차를 이동시키기 위한 유압실린더, 상기 이송대차 상에 설치되는 스크류잭, 이 스크류잭 위에 설치되어 스크류잭의 작동에 따라 수직으로 승하강되는 상부테이블, 상부테이블 위에 상기 레일의 폭방향으로 슬라이딩가능하게 설치되고 상부에 상기 블록스탠드가 놓여지는 디버터상판, 이 디버터상판을 이동시키기 위해 상기 상부테이블에 회전가능하게 설치되고 상기 디버터상판이 치합되는 리드스크류와, 리드스크류를 회전시키기 위해 선단에 설치되는 이송핸들, 상기 디버터상판에 설치되어 디버터상판에 놓여지는 블록스탠드를 고정시키기 위한 고정수단을 포함하여, 블록스탠드가 놓여지는 상부테이블을 상기 교체장치의 척으로 이동시키기 위한 이동부와;

   상기 척에 고정된 블록스탠드의 각 롤을 작업위치로 이동시키기 위해 상기 척을 회동시키기 위한 회동부;

   상기 블록스탠드의 쓰레드부시를 회전시켜 롤을 고정시키거나 또는 고정상태를 해제시키기 위한 회전부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 선재압연기의 롤 교체장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정수단은 상기 디버터상판에 회동가능하게 설치되고 디버터상판 위에 형성된 슬릿을 통해 상부로 돌출되어 디버터상판에 놓여진 블록스탠드를 걸어 고정시키는 클램프와, 상기 디버터상판 하부에 설치되고 상기 클램프 일단에 연결되어 클램프를 회동시키기 위한 유압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 선재압연기의 롤 교체장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 회동부는 척의 후면에 회동축을 중심으로 설치되는 내접기어와, 이 내접기어에 치합되는 척 회전용 기어, 이 기어에 설치되어 기어를 회전시키기 위한 유압모터, 상기 척의 전면 외주부를 따라 일정간격을 두고 형성되는 고정핀 구멍과, 상기 척의 뒤쪽에 설치되는 유압실린더, 이 유압실린더의 피스톤로드 선단에 고정핀 컬러를 매개로 연결설치되어 상기 구멍에 삽입되는 척 고정용 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선재압연기의 롤 교체장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 회전부는 상기 척 상부로 연장되는 브라켓에 수직설치되는 유압실린더와, 이 유압실린더의 피스톤로드 선단에 설치되어 승하강되는 승강브라켓, 승강브라켓에 수평설치되는 원통형 하우징과, 이 하우징내에 설치되는 원통형 회전기어, 상기 회전기어 하부에 설치되고 상기 블록스탠드의 쓰레드부시에 끼워져 쓰레드부시를 회전시키기 위한 회전지그, 상기 하우징 후단에 수평설치되는 감속기하우징과 이 감속기 하우징 내에 설치되어 상기 회전기어에 치합되는 감속기어, 상기 감속기하우징 상에 설치되고 상기 일측 감속기어에 연결되는 유압모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선재압연기의 롤 교체장치.