KR100740628B1

KR100740628B1 - 전, 후 스트립 용접 레벨 조절장치

Info

Publication number: KR100740628B1
Application number: KR1020010041705A
Authority: KR
Inventors: 윤훈; 유칠종; 조영기
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2007-07-18
Also published as: KR20030006133A

Abstract

본 발명은 냉간 압연공정에서 연속작업을 위하여 전, 후 스트립간 용접 작업 시 발생되는 레벨 조정장치에 관한 것으로, 대향하여 설치된 고정대 용접기(10)와 이동대 용접기(11)를 통하여 용접되는 전, 후 스트립(3, 4)의 용접면을 레일(16)을 따라 전진하면서 절단하는 스트립 절단기(14, 15)에 있어서,

상기 스트립 절단기(14, 15)의 전방에는 설치되는 레일을 따라 전진하고 상부에 레벨 측정기 커버(103)가 부착된 레벨 측정부 베이스(106)가 설치되고, 레벨 측정부 베이스(106)의 상부 양측에 고정된 베어링 블럭(110a, 110b)에 연결되어 레벨 측정기 회전 모터(100)에 의하여 회동하는 회전대(115)가 설치되고, 상기 회전대(115)의 상부 양측에 각각 설치된 에어 실린더(114c, 114d)에 의하여 상하로 각각 구동되는 하부 이동대(104h, 105h)가 설치되고, 상기 하부 이동대(104h, 105h)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4)의 폭 방향으로 상향으로 경사진 하부 레벨 측정대(104g, 105g)가 설치되고, 상기 레벨 측정기 커버(103)의 상부의 내면에 각각 설치된 에어 실린더(114a, 114b)의하여 상하로 각각 구동되는 상부 이동대(104c, 105c)가 설치되고, 상기 상부 이동대(104c, 105c)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4)의 폭 방향으로 하향으로 경사진 상부 레벨 측정대(104b, 105b)가 하부 레벨 측정대(104g, 105g)와 마주보도록 설치되고, 상기 커버(103)의 중앙에 수직하게 설치된 수광센서(18)에 대향하도록 상, 하부 이동대(104c, 105c, 104h, 105h)의 각각의 내측에는 발광센서(116a, 116b, 117a, 117b)가 설치되어 구성된다.

레벨 측정부 베이스, 상부 레벨 측정대, 하부 레벨 측정대, 발광센서, 수광센서

Description

전, 후 스트립 용접 레벨 조절장치{Adjusting apparatus for welding level of strips}

도 1a 내지 도 1h는 종래의 용접작업을 나타내는 상태도.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 용접 레벨 조절장치의 사시도.

도 2b는 본 발명의 레벨 조절장치를 사용한 작업 상태도.

도 3a, 도 3b는 본 발명을 구성하는 고정대 스트립 레벨 측정부의 정면과 배면 구성도.

도 4는 본 발명을 구성하는 레벨 측정부의 분해 구성도.

도 5a는 본 발명에 의한 작업상태를 나타내는 측단면도.

도 5b는 본 발명에 의한 작업상태를 나타내는 평면도.

도 5c는 본 발명에 의한 측정방법을 설명하기 위한 참고도.

도 6은 본 발명을 이용한 측정방법을 나타내는 흐름도.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명을 이용한 측정방법 중 계산식을 설명한 참고도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 고정대 절단기 2 : 이동대 절단기

3 : 고정대 스트립 4 : 이동대 스트립

5 : 고정대 전극 6 : 이동대 전극

7 : 전류 흐름 부위 표기 8 : 용접면 절삭 바이트

9 : 용접부 10 : 고정대 용접기

11 : 이동대 용접기 12, 13 : 측면 조정 모터

14, 15 : 스트립 절단기 100 : 레벨 측정기 회전 모터

101 : 레벨 측정기 이동 모터 102 : 피엘지

103a, 103b, 103c, 103d, 103e : 레벨 측정기 커버

104 : 고정대 스트립 레벨 측정부 104a, 105a : 상부 연결대

104b, 105b : 상부 레벨 측정대 104c, 105c : 상부 이동대

104d, 105d : 베어링 104e, 105e : 상부 이동대

104f, 105f : 하부 연결대 104g, 105g : 하부 레벨 측정대

104h, 105h : 하부 이동대 105 : 이동대 스트립 레벨 측정부

106 : 레벨 측정부 베이스 107 : 기어 박스

108, 109 : 레벨 측정부 이동 바퀴 110a, 110b : 베어링 블록

111 : 레벨 측정기 업 감지 센서 112 : 레벨 측정기 다운 감지 센서

113 : 위치 감지 센서 바

114a, 114b, 114c, 114d : 에어 실린더

115 : 회전대 116a, 116b : 상부 발광 센서

117a, 117b : 하부 발광 센서 18 : 수광 센서

118a, 118b : 회전 바퀴 119 : 삼발이

120 : 벨트 풀리

121, 124 : 기어 축 123 : 베이스 연결 삼발이

124 : 축 125 : 연결 벨트

본 발명은 냉간 압연공정에서 연속작업을 위하여 라인의 입측 용접기에서 전, 후 스트립의 용접 작업 시 발생되는 용접 방법에 관한 것으로써, 특히 전, 후 스트립간 용접 작업 시 발생되는 레벨 조정장치에 관한 것이다.

종래에는 도 1a 내지 도 1h는 종래의 용접작업을 나타내는 상태도로서, 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 고정대 전극(5)에 스트립(3)이 투입되고 이동대 전극(6)에 스트립(4)이 투입된 후 전, 후 스트립(3, 4)간 용접을 위하여 각각의 스트립(3, 4)의 측면을 절단하여 스트립간(3, 4) 평행을 맞추어 준다.

그런 다음 두께 차이가 있는 전, 후 스트립(3, 4)이 도 1c에 도시된 바와 같이, 그 중심선이 일치된 상태에서 전, 후 스트립(3, 4)의 일정 간격이 유지된 채로 전극에서 전류를 흘려 보내면 전, 후 스트립(3, 4) 사이의 간격 부분의 저항으로 인해 열이 발생되며, 발생된 열의 온도가 적정 수준으로 올라가면 이동대 전극(6)이 스트립(4)과 함께 고정대 전극(5)쪽으로 이동되어 스트립이 맞부딪치면서 접합이 되는 용접방법으로 작동된다.

그러나 이때 두께 차이가 있는 전, 후 스트립(3, 4)이 도 1d에 도시된 바와 같이, 그 중심선이 일치되지 않는 상태가 발생하기도 한다.

그리고 전, 후 스트립(3, 4)간 레벨 조정은 라인 계획 수리 작업 시 전극의 레벨 변화 정도를 체크하여 조정 후, 다음 정기 수리 시까지 계속작업 하고 있는데 연속작업 특성상 라인 가동 중에는 이동대 전극(6)의 레벨을 조정할 수 없기 때문에 이동대 전극(6)의 레벨이상 발생으로 인한 전, 후 스트립(3, 4)간 파단 발생이 잦을 경우 라인을 정지하여 레벨 측정기로 작업자가 직접 체크하여 고정대 용접기(10)와 이동대 용접기(11)간의 레벨을 조정 후 라인을 재가동한다.

레벨 이상이 발생한 경우, 전, 후 스트립(3, 4)의 용접 단면 상태는 도 1e와 도 1h에 도시된 바와 같이, 용접 완료 후 전, 후 스트립(3, 4)간 용접부(9)의 부풀어 오른 부분을 절삭 바이트(8)로 가공을 하게 된다.

전, 후 스트립(3, 4)간 레벨이 정상일 때는 도 1g에 도시된 바와 같이, 절삭 바이트(8)에 의해 절삭되는 면이 전체적으로 고르게 된다.

그러나 전, 후 스트립(3, 4)간 레벨이 맞지 않는 경우에는 도 1h에 도시된 바와 같이, 전, 후 스트립(3, 4)간 두께 단차가 심해져 용접부(9)의 부풀음 부분이 한쪽방향으로 경사가 지게 되어 도 1i에 도시된 바와 같이, 절삭 작업 후 라인에 적정 텐션이 주어져 스트립이 진행 될 때 용접부(9)에 걸리는 라인 장력에 따른 힘의 분포점이 스트립의 중심점을 벗어남으로 인해 스트립 진행중 용접부 파단이 발생되는 문제점이 있었다.

이와 같은 현상은 전, 후 스트립(3, 4)의 용접부분의 형상(웨이브) 이상일 때도 같은 현상이 발생되어 스트립의 용접부 파단의 주요인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 스트립의 연속 작업시 발생되는 용접부 파단의 주 요인인 전, 후 스트립간 용접부 레벨 차이를 매 용접시 마다 자동으로 레벨을 조절함과 동시에 용접기 레벨의 높이를 정확히 맞추어 제어하는 전, 후 스트립의 용접부 레벨 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하는 전, 후 스트립 용접 레벨 조절장치는, 대향하여 설치된 고정대 용접기(10)와 이동대 용접기(11)를 통하여 용접되는 전, 후 스트립(3, 4)의 용접면을 레일(16)을 따라 전진하면서 절단하는 스트립 절단기(14, 15)에 있어서,

상기 스트립 절단기(14, 15)의 전방에는 설치되는 레일을 따라 전진하고 상부에 레벨 측정기 커버(103)가 부착된 레벨 측정부 베이스(106)가 설치되고, 레벨 측정부 베이스(106)의 상부 양측에 고정된 베어링 블럭(110a, 110b)에 연결되어 레벨 측정기 회전 모터(100)에 의하여 회동하는 회전대(115)가 설치되고, 상기 회전대(115)의 상부 양측에 각각 설치된 에어 실린더(114c, 114d)에 의하여 상하로 각각 구동되는 하부 이동대(104h, 105h)가 설치되고, 상기 하부 이동대(104h, 105h)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4)의 폭 방향으로 상향으로 경사진 하부 레벨 측정대(104g, 105g)가 설치되고, 상기 레벨 측정기 커버(103)의 상부의 내면에 각각 설치된 에어 실린더(114a, 114b)의하여 상하로 각각 구동되는 상부 이동대(104c, 105c)가 설치되고, 상기 상부 이동대(104c, 105c)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4) 의 폭 방향으로 하향으로 경사진 상부 레벨 측정대(104b, 105b)가 하부 레벨 측정대(104g, 105g)와 마주보도록 설치되고, 상기 커버(103)의 중앙에 수직하게 설치된 수광센서(18)에 대향하도록 상, 하부 이동대(104c, 105c, 104h, 105h)의 각각의 내측에는 발광센서(116a, 116b, 117a, 117b)가 설치됨을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 용접 레벨 조절장치의 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 레벨 조절장치를 사용한 작업 상태도이고, 도 3a와 3b는 본 발명을 구성하는 고정대 스트립 레벨 측정부의 정면과 배면 구성도이고, 도 4는 본 발명을 구성하는 레벨 측정부의 분해 구성도이다.

본 발명은 도 2a, 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 용접기 이동대(11)와 고정대(10)에 삽입되어 있는 전, 후 스트립(3, 4)의 용접면을 평행으로 절단해주는 고정대 절단기(14)와 이동대 절단기(15)가 동일 레일 위에 설치되며, 고정대 절단기(14)의 절단 중심점과 동일 선상에 고정대 스트립 레벨 측정부(104)의 체크부가 위치한다.

도 3a, 3b에 도시된 바와 같이, 전체적으로는 레벨 측정기 커버(103)와, 고정대 스트립 레벨 측정부(104) 및 이동대 스트립 레벨 측정부(105)와, 레벨 측정기 회전 모터(100)와 레벨 측정기 이동 모터(101)와 함께 이동 거리를 측정할 수 있는 피엘지(102)가 레벨 측정기 이동 모터(101)에 부착되어 있고, 레벨 측정부 베이스(106)의 하부에 레벨 측정부 이동 바퀴(108, 109)와 상부에 레벨 측정기 업, 다운 감지 센서(111, 112)가 설치되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 측정장치가 설치되는 레벨 측정부 베이스(106)의 상부에 레벨 측정부 이동 바퀴(108)를 회전시킬 수 있는 레벨 측정기 이동 모터(101)가 레벨 측정부 베이스(106)에 장착되며, 레벨 측정 이동 모터(101)의 회전수를 체크할 수 있는 피엘지(102)가 장착되어 있다.

그리고 레벨 측정 이동 모터(101)의 회전력을 레벨 측정부 이동 바퀴(108)에 전달할 수 있는 기어 박스(107)와 연결 벨트(125)가 장착되어 기어 축(121)에 장착된 벨트 기어 풀리(120)에 연결되고, 바퀴 축(121)에는 이를 레벨 측정부 베이스(106) 하부에 장착할 수 있는 삼발이(119a, 119b)와 레벨 측정부 베이스(106) 이동시 미끄럼방지를 위하여 톱니 바퀴형태의 회전 바퀴(108a, 108b)가 장착되어 레벨 측정부 베이스(106) 하부 전면에 고정되며, 상기 벨트 풀리(120)도 연결 벨트(125)의 회전력을 바퀴 축(121)에 미끄럼 없이 전해주기 위하여 톱니형태로 되어 있다.

상기 레벨 측정부 베이스(106) 하부 후면에도 바퀴(109a, 109b)가 축(124)에 베이스 연결 삼발이(123a, 123b)와 함께 적정 위치에 장착되며, 레벨 측정부 베이스(106) 상부에는 레벨 측정장치가 90°회전할 수 있도록 베어링 블록(110a, 110b)이 장착되고, 회전대(115)의 축이 베어링 블록(110a, 110b)에 삽입되고, 레벨 측정기 회전 모터(100)가 한쪽의 베어링 블록(110a)측에 안착되어 회전대(115)의 축에 커플링으로 연결되어지며, 회전 위치를 감지할 수 있는 레벨 측정기 업 감지 센서(111)를 베어링 블록(110b) 상부에 장착하며 레벨 측정기 다운 감지 센서(112)는 레벨 측정부 베이스(106) 상부 바닥의 적정 위치에 안착된다.

상기 회전대(115)에는 4개의 원통형의 턱이 만들어져 있으며, 여기에 에어 실린더(114c, 114d)가 장착되어 고정되며, 에어호스는 회전대(115) 내부의 중공부를 지나 회전대(115) 축의 중공부로 빠져 나오게 되어 있으며, 장착된 에어 실린더(114c, 114d)의 상부에는 각각의 하부 이동대(104h, 105h)가 안착되며, 하부 이동대(104h, 105h)에는 상부 이동대(104e, 105e)에 장착된 4개의 베어링(104d, 105d)과 같은 베어링이 장착되어 커버(103b, 103e)에 장착된 레일에 안착된다.

상기 각각의 하부 이동대(104h, 105h)에는 발광 센서(117a, 117b)가 적정 높이로 장착되며, 하부 이동대(104h, 105h)와 레벨 측정대(104g, 105g)를 연결하는 각각의 연결대(104f, 105f)를 하부 이동대(104h, 105h) 측면에 고정하고, 레벨 측정대(104g, 105g)를 연결대(104f, 105f)에 고정시키며, 각각의 상부 발광센서 이동대(104c, 105c)에도 베어링(104d, 105d)이 4개씩 장착되어 커버(103b, 103e)에 장착된 레일에 안착된다.

각각의 상부 이동대(104c, 105c)에 발광 센서(116a, 116b)가 장착되며, 측정대(104b, 105b)가 연결대(104a, 105a)에 각각 연결되어지며, 상,하 각각의 측정대(104b, 105b, 104g, 105g) 끝에는 베어링이 장착되어 있고, 각각의 이동대는 에어 실린더(114a, 114b, 114c, 114d)에 연결되어져 있으며, 에어 실린더(114a, 114b)는 상부 커버(103a)에 장착된다.

상기 상부 커버(103a)에는 실린더(114a, 114b, 114c, 114d)를 고정시킬 수 있는 원통 홈이 만들어져 있으며, 레일이 부착된 후면 커버(103b)에는 위치 감지 센서바(113)가 고정되어 있고 측면 커버(103c, 103d)에는 사각 홈이 형성되어 고정 대 스트립 레벨 측정부(104)와 이동대 스트립 레벨 측정부(105)가 상하로 작동될 수 있도록 구성되어져 있다.

그리고 측면 커버(103c, 103d)의 사이에는 수광 센서(118)가 부착되어 각각의 광센서 움직임을 감지하도록 구성되어져 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 발명의 작용에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5a는 본 발명에 의한 작업상태를 나타내는 측단면도이고, 도 5b는 본 발명에 의한 작업상태를 나타내는 평면도이고, 도 5c는 본 발명에 의한 측정방법을 설명하기 위한 참고도이고, 도 6은 본 발명을 이용한 측정방법을 나타내는 흐름도이고, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명을 이용한 측정방법 중 계산식을 설명한 참고도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 고정대 스트립 레벨 측정부(104)와 이동대 스트립 레벨 측정부(105)는 각각의 스트립(3, 4)의 상, 하부면을 레벨 측정대(104b, 105b, 104g, 105g)가 레벨을 측정할 수 있도록 한다.

레벨의 측정방법을 구체적으로 설명하자면, 고정대 용접기(10)와 이동대 용접기(11)에 스트립(3, 4)이 안착된 후, 스트립(3, 4)간 평행을 위하여 측면 절단 작업을 스트립 절단기(14, 15)가 절단하는 동안 용접기 메인 시스템에서는 레벨 측정기 시스템으로 고정대와 이동대의 스트립(3, 4) 폭을 전송해 주고, 레벨 측정기 시스템에서는 전송 받은 각각의 스트립 폭으로 레벨 측정 지점을 정하는데 그 과정은 다음과 같다.(501)

용접기의 고정대 및 이동대의 폭은 동일하므로 각각의 스트립 폭과 상관없이 레벨 측정기의 움직임 거리는 항상 동일하며, 용접기의 폭 방향 중심 지점과 진입 완료된 고정대 스트립(3)과 이동대 스트립(4)의 폭 방향 중심(18)는 설비적으로 동일하도록 구성되어져 있으므로 각각의 스트립의 중심점(181, 182)에서 레벨 측정기 초기 출발점(171, 172)까지의 거리는 항상 동일하다.

따라서, 고정대 스트립(3)의 레벨 체크 포인트는 레벨 측정기 초기점(171)에서 중심점(181)까지의 거리를 "S"라 하고, 고정대 스트립(3) 전체 폭의 1/2 길이를 "ST1"이라고 하면,

S － ST1 = a

상기와 같이 계산되어진 결과 값인 "a"에 "10"을 더해서 레벨 측정 포인트 첫번째 지점을 계산하여 "a1"(173)으로 기억하고, 두번째 지점은

S + ST1 = b

상기와 같이 계산되어진 결과 값 "b"에서 "10"을 빼서 두번째 레벨 측정 포인트 두번째 지점을 계산하여 "b1"(163)로 기억하며(A1), 이동대 스트립(4)의 레벨 체크 포인트도 상기와 같이 레벨 측정기 초기점(172)에서 중심점(182)까지의 거리를 "S",

이동대 스트립(4) 전체 폭의 1/2 길이를 "ST2" 라고 하면,

S － ST2 = c

상기와 같이 계산되어진 결과 값 "c"에 " 10"을 더해서 레벨 측정 포인트 첫번째 지점을 계산하여 "c1"(174)로 기억하고, 두번째 지점은

S + ST2 = d

상기와 같이 계산되어진 결과 값 "c"에서 "10"을 빼서 두번째 레벨 측정 포인트 두번째 지점을 계산하여 "d1"(164)으로 기억하며(A2), 이렇게 계산되어진 값은 각 스트립의 측면 끝단부에서 각각 10mm 안쪽 지점이 되며, 레벨 측정기가 초기점(171, 172)에서 출발하여 계산되어진 첫번째 측정 포인트 점인 고정대와 이동대 스트립의 "a1"(173), "b1"(163), "c1"(174), "d1"(164) 지점에 도착하면, 레벨 측정대(104, 105)에서 측정되어지는 값을 기억하게 된다.

상기 레벨 측정부(104, 105)에서 측정되어지는 방법을 상세히 설명하면, 레벨 측정부(104, 105)가 초기 출발점 (171, 172)에서 레벨 측정기 이동 모터(101)의 구동에 의해 기어 박스(107)로 회전력이 전달되어 연결 벨트(125)를 통해 벨트 풀리(120)를 회전시키면 벨트 풀리(120)에 연결된 바퀴 축(121)이 회전하여 바퀴(108a, 108b)를 회전시켜 레벨 측정부 베이스(106)를 이동시킨다.(502)

레벨 측정기 이동 모터(101)의 회전수를 피엘지(102)에서 카운터하여 이동 거리를 체크하며, 스트립(3, 4)의 측면에 도달하여 고정대, 레벨 측정부(104, 105)가 스트립(3, 4)의 두께 만큼 상, 하부가 넓혀지는데 레벨 측정부(104, 105)가 일정 각도로 기울어져 스트립(3, 4) 측면에 진입시 충격을 완화시켜 주도록 구성되어져 있다.

상기 레벨 측정부(104, 105)가 스트립(3, 4) 측면에 도달하기 전에는 상하 레벨 측정부(104, 105)가 맞물려 있는 상태이므로, 측정부 내부 각각의 광센서(116, 117)는 흡광센서의 "0" 점에 머물러 있고 스트립(3, 4)의 측면에 도착 되어 상, 하 측정대 사이에 스트립이 삽입되면 상부 레벨 측정부(104a, 105a)는 상향으로 이동되고 하부 레벨 측정대(104g, 105g)는 하향으로 이동될 것이며, 값의 변화는 상부측 흡광기는 "0" 점을 기준으로 광센서(116a, 116b)가 상부로 움직일 때는 "+" 값으로 한칸이 0.1mm단위로 증가되어 최고치는 라인 투입 스트립의 최고 두께의 120%까지 설정하며(설정치가 120%로 정한 것은 이동대의 조정 범위 한계치를 감안 한 것이다) 하향측으로 움직일 때는 "-" 값이 부여되며 범위는 상향측과 동일하며 하부측 흡광센서는 "0" 점을 기준으로 광센서(117a, 117b)가 하향으로 움직일 때는 "+" 값으로 한칸이 0.1mm단위로 증가되어 최고치는 라인 투입 스트립의 최고 두께의 120%까지 설정하며 상향으로 움직일 때는 "-"값이 부여되도록 하여 범위는 하향과 동일하게 책정되도록 한다.

첫번째 측정 포인트 지점(173, 174)점에 도착되면 측정 지점의 상, 하부 레벨 측정값을 메인 컨트롤로 송신하고 계속 진행되어 두번째 포인트 점(163, 164)에서 측정된 값도 송신한다.(503)

첫번째 측정 포인트 지점(173, 174)점에서 두번째 포인트 점(163, 164)까지의 이동 거리도 각각 기억시키고, 고정대(10) 대비 이동대(11)의 레벨 정도는 먼저 고정대(10)의 첫번째 포인트점(173)의 상부 측정대(104a)의 레벨 값에서 하부 측정대(104g)의 값을 빼서 얻은 값에 1/2을 곱하면 스트립(3)의 첫번째 포인트 점의 중심점 값을 계산해 내고, 두번째 지점(163)의 중심점 값도 동일 방법으로 계산하여 값을 산출한다.(504)

첫번째 중심점 값에서 두번째 중심점 값을 빼면 두 포인트간 거리에서의 기 울기 값이 계산되어져 나오며 이동대 스트립(4)의 기울기 값도 고정대와 같이 계산하여 기울기 값을 얻는다.(505)

이동대(11)의 이동 거리 책정은 고정대 스트립(3)의 레벨 측정기 초기 출발점(171)의 레벨값을 상기에서 얻어진 고정대의 기울기 값을 이용하여 다음 식에 적용하여 초기점(171)의 값을 구하며,

첫번째 포인터에서 두번째 포인터까지의 거리 : b1-a1

두 포인터간 기울기 값 : g1

초기점에서 첫번째 포인트까지의 거리 : a1

초기점에서 첫번째 포인트까지의 기울기 : h1

(b1－a1) : g1 = a1 : h1 라고 할 때,

상기의 식으로 "h1" 값을 구하여 첫번째 포인터(e1)의 중심점 값에 더하면 초기점(171)의 중심점 값을 구할 수 있으며, 이동대(11)의 초기점(172)과 끝점(162)의 값도 상기와 같은 식을 적용하여 값을 구한다.(506)

( 고정대의 시작점(171) 레벨 값) － (이동대의 시작점(172) 레벨 값)으로 계산하여 얻어진 값으로 용접기 측면 시작점 이동 모터(12)의 움직임량을 정할 수 있고, (고정대 끝점(161) 레벨 값) － (이동대 끝점(162)레벨 값)으로 계산하여 얻어진 값으로 용접기 측면 끝점 이동 모터(13)의 움직임량을 정하여 용접기 메인 콘트롤 시스템으로 구하여진 값을 전송하여 모터를 자동으로 구동시켜 용접기의 고정대(10)와 이동대(11)의 폭방향 레벨을 동일하게 맞출 수 있다.(507)

스트립의 폭방향 형상 이상 여부 판단은 라인의 에스씨씨(SCC)에서 전송되어 온 스트립의 두께정보 대비 상부 레벨 측정대(104a, 105a)의 변화 값에 곱하기 2를 하여 그 값이 에스씨씨에서 전송되어 온 스트립의 두께 대비 ±30% 이상(스트립의 굴곡 현상으로 인한 전후 스트립간 중심점의 범위 한계치: 설비 한계치)으로 나타나는 길이가 측정 스트립의 폭 길이의 20% 이상이 되면 스트립의 측면 절단 불량으로 처리되어 스트립 절단 작업이 다시 한번 이루어지도록 컨트롤 장치에서 제어를 한다.(508)

스트립간 레벨 및 형상정도가 정상적이면 용접작업이 실시되며 레벨 측정기 회전 모터(100)가 구동되어 레벨 측정대가 회전하여 레벨 측정기 다운 감지 센서(112)를 감지하면 레벨 측정기 이동 모터(101)가 역회전하여 레벨 측정대의 홈포지션으로 돌아간 후, 스트립 측면 절단기의 도착 신호가 전해지면 레벨 측정기 회전 모터(100)가 역회전하여 레벨 측정기 업 감지 센서(111)을 감지시킨 상태로 다음 작업을 준비한다.(509)

본 발명의 보다 상세한 내용을 작업 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

라인에 투입된 스트립 중 이동대의 스트립(4) 폭은 1000mm이고, 두께는 4mm이며, 고정대 스트립(3)의 폭은 1200mm이고, 두께는 5mm라고 가정하면, 용접기의 고정대(10)와 이동대(11)에 스트립이 장착된 것을 용접기 메인 컨트롤 시스템에서 레벨 측정 장치의 컨트롤 시스템으로 스트립 각각의 폭과 두께 정보를 전송하면 레벨 측정 장치의 컨트롤 시스템에서는 레벨 측정 포인트를 다음과 같이 계산하여 기억하며, 고정대의 측정 지점 두 포인터

1000(출발점(171)에서 중심점까지의 거리) － 600(스트립 폭의 1/2값) = 400 + 10 = 410이고,

첫번째 포인트(173)는 시작점(171)에서 410mm 이동된 지점이고,

1000(출발점(171)에서 중심점까지의 거리) + 600(스트립 폭의 1/2값) = 1600 - 10 = 1590이고,

두번째 포인터(163)는 시작점(171)에서 1590mm 이동된 지점이 되며, 이동대의 측정지점 두 포인터는

1000(출발점(172)에서 중심점까지의 거리) － 500(스트립 폭의 1/2값) = 500 + 10 = 510이고,

첫번째 포인트(174)는 시작점(172)에서 510mm 이동된 지점이고,

1000(출발점(172)에서 중심점까지의 거리) + 500(스트립 폭의 1/2값) = 1500 －10 = 1490이고,

두번째 포인터(164)는 시작점(171)에서 1490mm 이동된 지점이 된다.

레벨 측정기가 레벨 측정기 이동 모터(101)의 구동으로 측정 포인터 지점에 도달했을 때, 고정대 스트립(3)의 첫번째 포인터(a1)에서 감지되고 있는 레벨값이 상부 측정대(104b)는 "3"이라면, 하부 측정대(104g) 값은 "2"를 나타내고 있을 것이며, 두번째 포인터(b1)의 상부 레벨 측정대(104b)의 값은 "2.5"를 나타내고 하부 레벨 측정대(104g)는 "2.5"를 나타낸다.

이동대 스트립(4)의 첫번째 포인터(173)의 상부 레벨 측정대(105b) 값은"1"이고 하부 레벨측정대(105g)의 값은 "3"을 나타내며, 두번째 포인터(163)의 상부 레벨 측정대(105b) 값은 "3"이고 하부 레벨 측정대 값은 "1"이라고 하면, 고정대 스트립(3)의 첫번째 포인터(173)의 레벨 값은 1 - 3 = 2의 값에 1/2를 곱한 값 0.5의 값을 얻는다.(중심선 기준 0.5mm가 올라간 상태)

두번째 포인터(163)의 레벨값은 2.5 － 2.5 = 0의 값에 1/2값을 곱한 값 "0"이 되며(중심선과 동일 위치에 있음),

이동대 스트립(4)의 첫번째 포인터 레벨값은 1 - 3 = －2 값에 1/2를 곱한 "-1" 값과(중심선 기준 -1mm 내려간 상태)

두번째 포인트 레벨값은 3 -1 = 2에 1/2를 곱한 "1" 값(중심선 기준 1mm올라간 상태)이므로 고정대 스트립(3)의 초기점(171)의 위치값은 첫번째 포인트(173)에서 두번째 포인트(163)의 거리 즉, 1180mm당 첫번째 레벨값 0.5에 두번째 레벨값 0을 빼면 0.5의 높이를 움직인 것이므로,

1180 : 0.5 = 410 : χ이므로

χ= 0.17의 값을 반올림하여 0.2을 첫번째 레벨 값에 더하면 1 + 0.2 = 1.2 이므로 초기점(17－1)의 레벨값은 1.2가 되고, 끝점(161)의 레벨 값은 두번째 레벨값 0 에서 0.17을 더하여 얻어진 값 0.17 이 끝점(161)의 레벨 값이 된다.

이동대(11)의 초기점(172)의 레벨 값은 상기의 조건과 같이 계산하면, 첫번째 포인트(174)에서 두번째 포인트(164)의 거리 즉, 980mm당 첫번째 레벨값 －1에 두번째 레벨값 1을 빼면 -2의 높이를 움직인 것이므로,

980 : －2 = 510 : χ의 식으로 구해진 χ=1의 값을 첫번째 레벨 값 -1과 더하면 -2가 초기점(172)의 레벨 값이 되고, 상기의 계산되어진 고정대와 이동대의 시작점과 끝점의 차액 즉, 고정대의 시작점(171) 레벨 값 = 이동대 시작점(172) 레벨 값 = 모터(12) 회전 값 "1.2 - (-2) = 3.2"에서 얻어진 3.2의 값을 용접기 메인 컨트롤 시스템에 전송하여 측면 모터(12)의 회전을 제어하도록 한다.

(고정대 끝점(161) 레벨 값) - (이동대 끝점(162) 레벨 값) = (모터(13) 회전 값)인 "-0.17 - 2 = -2.17"에서 얻어진 -2.17의 값을 용접기 메인 컨트롤 시스템에 전송하여 측면 모터(13)의 회전을 제어하도록 하는데 끝점 값이 음수(－) 값이므로 모터(13)는 역회전하여 이동대를 다운시키는 조건이 될 것이다.

스트립의 레벨 측정 작업이 완료되면 용접 작업이 시작되며 용접작업 중에 레벨 측정기 회전 모터(100)는 회전하여 레벨 측정기가 90도 각도로 회전하여 레벨 측정기 다운 감지 센서(112)를 감지시키면 레벨 측정기 이동 모터(101)가 역회전하여 홈 포지션으로 돌아가며, 홈 포지션 도착 후 레벨 측정기 회전 모터(100)가 재 동작하여 레벨 측정기를 90도 회전시켜 센서(111)를 감지시키면 다음 레벨 측정작업 대기 상태가 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 전, 후 스트립의 용접부 레벨 조절장치를 사용하면, 용접 작업 시 고정대와 이동대의 스트립 레벨을 대비하여 자동으로 조절함으로써 연속 압연 라인에서 전, 후 스트립간 용접부 파단의 주요인이 된 용접부 레벨 차이에 의한 용접부 파단을 방지할 수 있으며, 또한 스트립의 레벨을 측정함으로써 스트립의 형상 정도를 파악함으로써 용접부 파단을 최소화하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 수작업 레벨 측정 작업으로 인한 안전 사고 발생을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

대향하여 설치된 고정대 용접기(10)와 이동대 용접기(11)를 통하여 용접되는 전, 후 스트립(3, 4)의 용접면을 레일(16)을 따라 전진하면서 절단하는 스트립 절단기(14, 15)에 있어서,

상기 스트립 절단기(14, 15)의 전방에는 설치되는 레일을 따라 전진하고 상부에 레벨 측정기 커버(103)가 부착된 레벨 측정부 베이스(106)가 설치되고, 레벨 측정부 베이스(106)의 상부 양측에 고정된 베어링 블럭(110a, 110b)에 연결되어 레벨 측정기 회전 모터(100)에 의하여 회동하는 회전대(115)가 설치되고, 상기 회전대(115)의 상부 양측에 각각 설치된 에어 실린더(114c, 114d)에 의하여 상하로 각각 구동되는 하부 이동대(104h, 105h)가 설치되고, 상기 하부 이동대(104h, 105h)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4)의 폭 방향으로 상향으로 경사진 하부 레벨 측정대(104g, 105g)가 설치되고, 상기 레벨 측정기 커버(103)의 상부의 내면에 각각 설치된 에어 실린더(114a, 114b)의하여 상하로 각각 구동되는 상부 이동대(104c, 105c)가 설치되고, 상기 상부 이동대(104c, 105c)에 연결되어 전, 후 스트립(3, 4)의 폭 방향으로 하향으로 경사진 상부 레벨 측정대(104b, 105b)가 하부 레벨 측정대(104g, 105g)와 마주보도록 설치되고, 상기 커버(103)의 중앙에 수직하게 설치된 수광센서(18)에 대향하도록 상, 하부 이동대(104c, 105c, 104h, 105h)의 각각의 내측에는 발광센서(116a, 116b, 117a, 117b)가 설치됨을 특징으로 하는 전, 후 스트립 용접 레벨 조절장치