KR101140996B1 - 소재 진행속도 검출 장치 및 이를 이용한 소재 거동 표시 장치 - Google Patents

Abstract

사상압연 공정에서 인접한 압연 스탠드 사이에서의 소재의 진행속도를 신뢰성있게 얻을 수 있도록 한 소재 진행속도 검출 장치 및 소재 진행속도 검출장치를 이용하여 사상압연 공정에서 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 좌우 거동을 표시할 수 있도록 한 장치를 제시한다. 제시된 소재 진행속도 검출장치는 루퍼의 일측에 복수개로 분할된 루퍼롤의 각각에 설치된 복수의 발광부, 및 루퍼에 설치되되 복수의 발광부의 각각에 대향되게 설치되고 대향된 발광부로부터의 광을 수광하는 복수의 수광부를 포함한다. 분할된 루퍼롤중 하나에 다수의 발광소자를 설치하고 분할된 루퍼롤중 다른 하나에 다수의 발광소자를 설치함으로써, 기존의 루퍼롤의 축에 연결된 회전체의 흔들림 정도에 비해 훨씬 적은 흔들림을 갖게 된다. 그리고, 수광부는 루퍼에 설치되기 때문에 기존의 지반상에 설치된 센서에 비해 진동으로부터의 영향을 적게 받는다. 그로 인해, 기존과 비교하여 볼 때 측정 데이터의 헌팅이 적게 되어 측정 데이터의 정확성을 높일 수 있다. 그리고, 광검출 센서(수광소자)의 내구성을 향상시키게 되어 유지 보수의 측면에서도 시간적, 물질적 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

Description

소재 진행속도 검출 장치 및 이를 이용한 소재 거동 표시 장치{Apparatus for detecting progress speed of material and apparatus for displaying movements of material using the same}

본 발명은 소재 진행속도 검출 장치 및 이를 이용한 소재 거동 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사상압연 공정에서 인접한 압연 스탠드 사이에 진행되는 소재의 진행속도를 검출하는 장치와, 이를 이용하여 소재의 좌우 거동을 표시하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압연공정은 소재를 압연기에서 소정의 형상 및 치수를 갖는 제품으로 생산하는 공정으로서, 소재를 두 개의 압연 롤(roll)사이에 밀어넣고 압착시켜 여러 가지 형태를 만든다.

현재, 압연공정은 여러 형태의 제품을 생산하기 위하여 다수의 압연 스탠드를 순차적으로 거치도록 한다. 도 1에서와 같이 압연 스탠드(10)와 압연 스탠드(20) 사이에는 압연되는 소재(40)의 장력을 조절하기 위하여 루퍼(30)(looper)가 설치된다.

특히, 열간 압연공정 중 사상압연 공정은 소재를 원하는 두께로 생산을 하는 마무리 압연 공정이다. 이 공정에서 소재는 여러 개의 압연 스탠드를 통과하게 되는데, 인접한 압연 스탠드 사이에서 소재의 송출량은 일치해야 한다.

만약, 인접한 압연 스탠드 간의 소재 송출량이 일치하지 않게 되어 소재(40)에 걸리는 장력이 설정치에 비해 너무 낮게 되면 도 2에서와 같이 루퍼(30)의 각도가 과도하게 올라간다. 이로 인해 소재(40)가 겹쳐진 상태로 압연이 되어 오작동이 발생하여 조업을 중단하게 된다. 이와 반대로, 소재(40)에 걸리는 장력이 설정치에 비해 너무 크게 되면 도 3에서와 같이 루퍼(30)의 각도가 과도하게 작게 된다. 그에 따라 소재의 파단 등으로 인한 치수 불량으로 인해 실수율의 저하 및 치수 품질의 저하 등의 문제를 일으킨다.

따라서, 압연 스탠드간 소재의 송출량이 맞지 않아 생기는 오작동이나 품질 불량 등의 문제를 해결하기 위해, 압연 스탠드 사이를 통과하는 소재의 속도를 측정하여 압연 스탠드별 압연롤의 속도를 실시간으로 제어할 수 있도록 하는 것이 필요하게 되었다.

이에 의해, 루퍼의 끝단의 회전체에 로터리 엔코더를 부착하여 소재의 속도를 측정하는 방법이 제안되었다. 도 4는 종래의 루퍼롤 회전 속도계의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다. 루퍼(30)의 끝단부에서 루퍼롤(50)이 회전가능하게 형성된다. 루퍼롤(50)의 중앙에는 축(도시 생략)이 관통되어 있다. 루퍼롤(50)의 중앙을 관통하여 돌출된 축(도시 생략)의 일측 끝단에는 요철을 가진 회전체(32)가 설치된다. 루퍼롤(50)의 회전에 의해 축과 함께 회전체(32)가 회전한다. 센서(34)가 지지대(도시 생략)에 설치되고 회전체(32)와 소정 간격 이격되게 위치한다. 회 전체(32)와 센서(34)는 케이스(36)에 의해 보호된다. 센서(34)는 펄스메터(60)와 연결된다. 여기서, 회전체(32)와 센서(34)를 종래의 루퍼롤 회전 속도계(5)의 구성요소로 봄이 타당하다. 루퍼롤(50)에 연결된 요철을 가진 회전체(32)가 회전하게 되면 회전체(32)의 요철부와 센서(34)와의 거리 차이로 인해 전압차가 발생한다. 시간당 전압의 변화 차이를 카운트하여 루퍼롤(50)의 회전 속도를 산출하게 된다. 이를 통해 루퍼롤(50)의 원주 속도 계산을 행하여 소재(40)의 출측 속도를 계측한다.

사상압연중에 발생되는 진동은 루퍼(30)와 루퍼롤(50)에 인가되는데, 소재(40)와 직접 맞닿는 루퍼롤(50)이 사상압연중에 발생되는 진동의 영향을 많이 받는다. 루퍼롤(50)에 연결된 회전체(32)에게도 사상압연중의 진동이 그대로 전달된다. 그에 따라, 회전체(32)가 정해진 위치에서 정해진 궤적으로 회전해야 됨에도 불구하고, 재위치 및/또는 정해진 궤적을 벗어나서 회전하게 된다. 이는 측정 데이터의 헌팅(hunting)을 발생시키고, 이로 인해 측정 데이터가 부정확하게 된다. 결국 종래의 루퍼롤 회전 속도계에 의해서는 소재의 진행 속도를 신뢰성있게 얻을 수 없게 된다.

한편, 회전체(32)에 전달되는 사상압연중의 진동이 심한 경우에는 회전체(32)와 센서(34)가 서로 부딪히는 불상사가 발생된다. 회전체(32)와 센서(34)는 상호 근거리로 이격되어 있기 때문에 진동에 의한 충돌 가능성이 있다. 센서(34)를 지지하는 지지대(도시 생략)는 지반에 박혀 있어서 사상압연중의 진동이 지반을 통 해 지지대에 그대로 전달되므로 센서(34)의 떨림이 발생하게 된다. 이와 같은 이유로 인해, 회전체(32)와 센서(34)가 서로 부딪히게 되면 센서(34)의 내구성에 심각한 저하를 가져오기 때문에 많은 유지보수 비용이 발생된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 사상압연 공정에서 인접한 압연 스탠드 사이에서의 소재의 진행속도를 신뢰성있게 얻을 수 있도록 한 소재 진행속도 검출 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 목적의 소재 진행속도 검출장치를 이용하여 사상압연 공정에서 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 좌우 거동을 표시할 수 있도록 한 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 소재 진행속도 검출장치는, 루퍼의 일측에 복수개로 분할된 루퍼롤의 각각에 설치된 복수의 발광부; 및 루퍼에 설치되되 복수의 발광부의 각각에 대향되게 설치되고 대향된 발광부로부터의 광을 수광하는 복수의 수광부를 포함한다.

복수의 수광부중 대응되는 수광부로부터의 펄스신호를 계수하는 복수의 펄스 계수부, 및 복수의 펄스 계수부중 대응되는 펄스 계수부에서 계수된 펄스수 및 대응된 루퍼롤의 반경값에 근거하여 상호 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 진행속도를 검출하는 복수의 진행속도 검출부를 추가로 포함한다.

복수의 진행속도 검출부의 각각은, 대응된 펄스 계수부에서 단위 시간동안 계수한 펄스수에 근거하여 분할된 루퍼롤중 대응된 루퍼롤의 회전속도를 산출하고, 산출된 루퍼롤의 회전속도와 대응된 루퍼롤의 반경값과의 곱으로부터 소재의 진행 속도를 산출한다.

복수의 수광부의 각각은 흡진기를 매개로 하여 루퍼에 설치된다.

분할된 루퍼롤은 2개의 루퍼롤로 분할되고, 복수의 발광부는 2개의 루퍼롤중 어느 한 루퍼롤의 선단부의 외주연을 따라 설치된 제 1 발광부, 및 2개의 루퍼롤중 다른 한 루퍼롤의 선단부의 외주연을 따라 설치된 제 2 발광부로 구성된다.

제 1 발광부 및 제 2 발광부는 각각 하나 이상의 LED로 구성된다.

복수의 수광부는 루퍼의 대향되는 양 측면중 어느 한 측면에서 제 1 발광부의 광을 수광하는 제 1 수광부, 및 루퍼의 대향되는 양 측면중 다른 한 측면에서 제 2 발광부의 광을 수광하는 제 2 수광부로 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 소재 거동 표시 장치는, 인접한 압연 스탠드 사이의 루퍼에 상호 분리되게 형성된 제 1 루퍼롤 및 제 2 루퍼롤중 제 1 루퍼롤에 설치되어 광을 발산하는 제 1 발광부; 제 2 루퍼롤에 설치되어 광을 발산하는 제 2 발광부; 제 1 발광부의 광을 수광하되, 루퍼의 일측면에 설치된 제 1 수광부; 제 2 발광부의 광을 수광하되, 루퍼의 타측면에 설치된 제 2수광부; 제 1 수광부로부터의 펄스신호에 기초한 제 1 루퍼롤의 회전속도와 제 1 루퍼롤의 반경값에 의해, 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 제 1 진행속도를 산출하는 제 1 진행속도 검출부; 제 2 루퍼롤의 제 2 발광부의 광을 수광하는 제 2수광부로부터의 펄스신호에 기초한 제 2 루퍼롤의 회전속도와 제 2 루퍼롤의 반경값에 의해, 소재의 제 2 진행속도를 산출하는 제 2 진행속도 검출부; 및 제 1 진행속도와 제 2 진행속도와의 비교에 의해 폭방향 속도 편차를 계산하고, 그 결과에 근거하여 소재의 좌우 거동의 표시를 표시부에 행하는 제어부를 포함한다.

제 1 발광부는 제 1 루퍼롤의 일측 선단부의 외주연을 따라 설치되고, 제 2 발광부는 제 2 루퍼롤의 일측 선단부의 외주연을 따라 설치된다.

제 1 발광부 및 제 2 발광부는 각각 하나 이상의 LED로 구성된다.

제 1 수광부는 흡진기를 매개로 하여 루퍼의 일측면에 설치되되 제 1 발광부에 대향되게 설치되고, 제 2 수광부는 흡진기를 매개로 하여 루퍼의 타측면에 설치되되 제 1 발광부에 대향되게 설치된다.

제어부의 제어에 의해 경고를 행하는 경고부를 추가로 포함한다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 제 1 루퍼롤에 다수의 발광소자를 설치하고 제 2 루퍼롤에 다수의 발광소자를 설치함으로써, 기존의 루퍼롤의 축에 연결된 회전체의 흔들림 정도에 비해 훨씬 적은 흔들림을 갖게 된다. 그리고, 수광부는 루퍼에 설치되기 때문에 기존의 지반상에 설치된 센서에 비해 진동으로부터의 영향을 적게 받는다. 그로 인해, 기존과 비교하여 볼 때 측정 데이터의 헌팅이 적게 되어 측정 데이터의 정확성을 높일 수 있다. 그리고, 광검출 센서(수광소자)의 내구성을 향상시키게 되어 유지 보수의 측면에서도 시간적, 물질적 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다. 특히, 루퍼에 흡진기를 추가적으로 설치함으로써 사상압연중 발생하는 진동이 수광부로 전달됨을 더욱 최소화시키기 때문에 소재와의 마찰과 진동 등으로부터의 영향을 더욱 극소화시키게 된다.

특히, 기존에 비해 실시간으로 정확하게 계측되는 소재의 진행속도를 근거로 압연 스탠드별 압연롤의 속도를 최적으로 제어할 수 있으므로 인접한 압연 스탠드간의 소재의 송출량을 일치시킬 수 있게 된다.

경고부를 추가로 채용함으로써 표시부 또는 사상압연 라인을 보지 않고 있던 작업자에게 사상압연 공정에서의 불안정한 조업 상태를 신속하게 알려주어 후속조치를 신속하게 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.

제 1 및 제 2 진행속도의 속도 편차(즉, 제 1 및 제 2 루퍼롤의 속도 편차)를 표시부를 통해 확인할 수 있으므로 압연 스탠드 사이의 소재의 좌우 거동을 객관적이면서도 신속하게 파악할 수 있게 된다.

그동안 육안으로 확인하기 어려웠던 인접한 압연 스탠드 사이의 소재의 좌우 거동을 객관적이면서도 신속하게 파악할 수 있게 되어, 작업자는 소재의 쏠림을 조정하기 위해 수동으로 레벨링(leveling) 작업을 수월하게 수행함으로써 보다 안정적인 사상압연 조업이 이루어지게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출 장치 및 이를 이용한 소재 거동 표시 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출 장치의 구성을 설명하는 블럭도이다. 도 6 및 도 7은 도 5의 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 설치 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7의 제 2 루퍼롤 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출 장치는, 인접한 압연 스탠드(10, 20) 사이의 루퍼(30)에 2개로 분할되게 설치된 제 1 루퍼롤(102) 및 제 2 루퍼롤(104)중에서 제 1 루퍼롤(102)에 설치된 다수의 발광소자(106), 및 루퍼(30)의 일측면에 설치되어 다수의 발광소자(106)로부터의 광을 수광하는 수광부(110)로 구성된 제 1 감지부(200); 제 2 루퍼롤(104)에 설치된 다수의 발광소자(108), 및 루퍼(30)의 타측면에 설치되어 다수의 발광소자(108)로부터의 광을 수광하는 수광부(112)로 구성된 제 2 감지부(210); 수광부(110)에서 출력되는 펄스신호를 계수하는 제 1 펄스 계수부(220); 수광부(112)에서 출력되는 펄스신호를 계수하는 제 2 펄스 계수부(230); 제 1 펄스 계수부(220)에서 계수된 펄스수에 근거하여 상호 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재(40)의 진행속도를 검출하는 제 1 진행속도 검출부(240); 및 제 2 펄스 계수부(230)에서 계수된 펄스수에 근거하여 상호 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재(40)의 진행속도를 검출하는 제 2 진행속도 검출부(250)를 포함한다.

제 1 루퍼롤(102) 및 제 2 루퍼롤(104)은 상호 동일선상에 위치한다.

다수의 발광소자(106)는 제 1 루퍼롤(102)의 끝단부의 외주연을 따라 상호 등간격으로 설치된다. 제 1 루퍼롤(102)의 회전속도(ω)를 쉽게 파악하기 위해서는 다수의 발광소자(106)가 상호 등간격으로 설치됨이 바람직하다. 도면에서는 발광소자(106)를 다수개로 구성시켰으나, 제 1 루퍼롤(102)의 직경에 따라 발광소자(106)의 설치개수는 달라질 수 있으므로 적어도 하나 이상이면 된다. 다수의 발광소자(106)를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 1 발광부의 일 예라고 할 수 있다.

다수의 발광소자(108)는 제 2 루퍼롤(104)의 끝단부의 외주연을 따라 상호 등간격으로 설치된다. 제 2 루퍼롤(104)의 회전속도(ω)를 쉽게 파악하기 위해서는 다수의 발광소자(108)가 상호 등간격으로 설치됨이 바람직하다. 도면에서는 발광소자(108)를 다수개로 구성시켰으나, 제 2 루퍼롤(104)의 직경에 따라 발광소자(108)의 설치개수는 달라질 수 있으므로 적어도 하나 이상이면 된다. 다수의 발광소자(108)를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 2 발광부의 일 예라고 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 다수의 발광소자(106, 108)의 각각을 LED로 구성시킨다. 제 1 루퍼롤(102)에 다수의 발광소자(106)를 설치하고, 제 2 루퍼롤(104)에 다수의 발광소자(108)를 설치하게 되면, 기존의 루퍼롤의 축에 연결된 회전체의 흔들림 정도에 비해 훨씬 적은 흔들림을 갖게 된다.

수광부(110)는 제 1 루퍼롤(102)이 회전함에 따라 함께 회전하는 다수의 발광소자(106)로부터의 광을 수광한다. 수광부(110)는 포토 커플러와 같은 광검출 센서로 구성된다. 수광부(110)를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 1 수광부의 일 예라고 할 수 있다.

수광부(112)는 제 2 루퍼롤(104)이 회전함에 따라 함께 회전하는 다수의 발광소자(108)로부터의 광을 수광한다. 수광부(112)는 포토 커플러와 같은 광검출 센서로 구성된다. 수광부(112)를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 2 수광부의 일 예라고 할 수 있다.

수광부(110, 112)는 루퍼(30)에 설치되기 때문에, 기존의 지반상에 설치된 센서에 비해 진동으로부터의 영향을 적게 받는다.

수광부(110)는 흡진기(114)를 매개로 하여 루퍼(30)의 일측면(예컨대, 좌측면)에 설치됨이 보다 바람직하다. 수광부(112)는 흡진기(116)를 매개로 하여 루퍼(30)의 타측면(예컨대, 우측면)에 설치됨이 보다 바람직하다. 흡진기(114, 116)는 사상압연중에 발생하는 진동을 흡수해 주므로, 수광부(110, 112)에서의 측정 데이터 헌팅 발생율을 훨씬 저감시켜 줄 뿐만 아니라 수광부(110, 112)의 내구성을 보다 향상시킨다.

제 1 펄스 계수부(220)는 수광부(110)와 전기적으로 연결된다. 제 1 펄스 계수부(220)는 수광부(110)에서 출력되는 LED빛의 온/오프 횟수(펄스수)를 계수한다. 제 2 펄스 계수부(230)는 수광부(112)와 전기적으로 연결된다. 제 2 펄스 계수부(230)는 수광부(112)에서 출력되는 LED빛의 온/오프 횟수(펄스수)를 계수한다.

제 1 진행속도 검출부(240)는 제 1 펄스 계수부(220)에서 계수한 단위 시간동안의 펄스수에 근거하여 제 1 루퍼롤(102)의 회전속도(ω)를 산출하고, 산출된 제 1 루퍼롤(102)의 회전속도(ω)와 제 1 루퍼롤(102)의 반경(R)값과의 곱(V1=R* ω)으로부터 소재(40)의 진행속도를 계산해 내게 된다. 제 2 진행속도 검출부(250)는 제 2 펄스 계수부(230)에서 계수한 단위 시간동안의 펄스수에 근거하여 제 2 루퍼롤(104)의 회전속도(ω)를 산출하고, 산출된 제 2 루퍼롤(104)의 회전속도(ω)와 제 2 루퍼롤(104)의 반경(R)값과의 곱(V2=R*ω)으로부터 소재(40)의 진행속도를 계산해 내게 된다. 여기서, 제 1 진행속도 검출부(240) 및 제 2 진행속도 검출부(250)에서 계산된 값(정보)은 소재(40)의 진행속도를 의미하는 것이 되겠으나, 소재(40)의 좌우 거동을 파악하는데 사용되는 값이 된다고 볼 수 있다. 예를 들어, 제 1 진행속도 검출부(240) 및 제 2 진행속도 검출부(250)에서 계산된 값(정보)을 상호 비교하여 보면 소재(40)가 곧게 진행되고 있다거나 좌측 또는 우측으로 치우쳐서 소재(40)가 진행되고 있음을 파악할 수 있게 된다. 또한, 소재(40)가 곧게 진행되고 있는 상태에서, 검출된 소재(20)의 진행속도(V1, V2)의 빠름과 느림에 따라 압연 스탠드별 압연롤의 속도를 제어할 수 있게 된다.

도 5에서는 제 1 펄스 계수부(220), 제 2 펄스 계수부(230), 제 1 진행속도 검출부(240), 및 제 2 진행속도 검출부(250)를 별개의 구성요소로 분리하여 도시하였으나, 제 1 펄스 계수부(220)와 제 2 펄스 계수부(230)와 제 1 진행속도 검출부(240) 및 제 2 진행속도 검출부(250)를 제어부라는 명칭으로 통칭할 수도 있다. 즉, 통칭한 제어부에서 펄스 계수 및 진행속도 검출 동작을 행하는 것으로 보아도 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

강판 등과 같은 소재(40)가 압연 스탠드(10) 사이에 치입되어 후속하는 압연 스탠드(20)에게로 진행하게 되면 루퍼(30)가 동작된다. 그에 따라 소재(40)와 접촉하는 제 1 루퍼롤(106) 및 제 2 루퍼롤(108)이 회전하게 된다. 이때, 제 1 루퍼롤(106) 및 제 2 루퍼롤(108)에 설치된 다수의 발광소자(106, 108)는 사상압연이 시작됨과 더불어 전원공급부(도시 생략)로부터 구동전원을 인가받아 빛을 방출하게 된다.

제 1 루퍼롤(106) 및 제 2 루퍼롤(108)이 회전하는 동안, 루퍼(30)의 일측면에 설치된 수광부(110)는 다수의 발광소자(106)에서 방출되는 광을 순차적으로 수광하고, 루퍼(30)의 타측면에 설치된 수광부(112)는 다수의 발광소자(108)에서 방출되는 광을 순차적으로 수광한다.

수광부(110, 112)는 광을 수광하면 하이레벨의 신호(온(on)신호)를 출력하고 광을 수광하지 못하면 로우레벨의 신호(오프(off)신호)를 출력한다. 따라서, 수광부(110, 112)는 제 1 루퍼롤(106) 및 제 2 루퍼롤(108)이 회전하는 동안 온/오프가 반복되는 형태의 신호(펄스신호)를 출력한다.

수광부(110)에서 출력되는 신호는 제 1 펄스 계수부(220)에게로 전송되고, 수광부(112)에서 출력되는 신호는 제 2 펄스 계수부(230)에게로 전송된다.

제 1 펄스 계수부(220)는 수광부(110)의 출력신호의 온/오프 횟수(펄스수)를 계수한다. 제 2 펄스 계수부(230)는 수광부(112)의 출력신호의 온/오프 횟수(펄스 수)를 계수한다.

제 1 펄스 계수부(220)에서 계수된 온/오프 횟수(펄스수)는 제 1 진행속도 검출부(240)에게로 전송되고, 제 2 펄스 계수부(230)에서 계수된 온/오프 횟수(펄스수)는 제 2 진행속도 검출부(250)에게로 전송된다.

제 1 진행속도 검출부(240)는 제 1 펄스 계수부(220)에서 계수한 단위 시간동안의 펄스수에 근거하여 제 1 루퍼롤(102)의 회전속도(ω)를 산출하고, 산출된 제 1 루퍼롤(102)의 회전속도(ω)와 제 1 루퍼롤(102)의 반경(R)값과의 곱(V1=R*ω)으로부터 소재(40)의 진행속도를 계산해 내게 된다. 제 1 진행속도 검출부(240)에서 계산해 내는 진행속도(V1)를 제 1 진행속도라고 한다.

제 2 진행속도 검출부(250)는 제 2 펄스 계수부(230)에서 계수한 단위 시간동안의 펄스수에 근거하여 제 2 루퍼롤(104)의 회전속도(ω)를 산출하고, 산출된 제 2 루퍼롤(104)의 회전속도(ω)와 제 2 루퍼롤(104)의 반경(R)값과의 곱(V2=R*ω)으로부터 소재(40)의 진행속도를 계산해 내게 된다. 제 2 진행속도 검출부(250)에서 계산해 내는 진행속도(V2)를 제 2 진행속도라고 한다.

이와 같이 계산해 낸 진행속도(V1, V2)는 소재(40)가 바르게 진행하고 있는지 또는 사행하는지를 파악하는데 사용가능하다. 즉, 제 1 진행속도(V1)와 제 2 진행속도(V2)가 동일하면 소재(40)가 바르게 진행(곧게 진행)하는 것으로 간주할 수 있고, 제 1 진행속도(V1)와 제 2 진행속도(V2)가 상이하면 소재(40)가 사행(즉, 좌측 또는 우측으로 치우쳐서 진행)하는 것으로 간주할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출 장치는 제 1 루퍼롤(102)에 다수의 발광소자(106)를 직접 설치하고 제 2 루퍼롤(104)에 다수의 발광소자(108)를 직접 설치함으로써, 기존의 루퍼롤의 축에 연결된 회전체의 흔들림 정도에 비해 훨씬 적은 흔들림을 갖게 된다. 그리고, 수광부(110, 112)는 루퍼(30)에 설치되기 때문에, 기존의 지반상에 설치된 센서에 비해 진동으로부터의 영향을 적게 받는다. 그로 인해, 기존과 비교하여 볼 때 측정 데이터의 헌팅이 적게 되어 소재의 진행속도 측정 데이터의 정확성을 높일 수 있다. 그리고, 광검출 센서(수광소자)의 내구성을 향상시키게 되어 유지 보수의 측면에서도 시간적, 물질적 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다. 특히, 루퍼에 흡진기를 추가적으로 설치함으로써 사상압연중 발생하는 진동이 수광부로 전달됨을 더욱 최소화시키기 때문에 소재와의 마찰과 진동 등으로부터의 영향을 더욱 극소화시키게 된다.

이번에는, 상술한 소재 진행속도 검출 장치를 이용하여 소재의 좌우 거동을 표시하도록 하는 본 발명 실시예의 소재 거동 표시 장치에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소재 거동 표시 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 10은 소재가 정상적으로 진행되고 있는 경우의 도면이다. 도 11은 소재가 한쪽으로 치우쳐 진행되고 있는 경우의 도면이다.

도 9에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 소재 거동 표시 장치의 구성요소중에서 상술한 소재 진행속도 검출 장치의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 소재 거동 표시 장치는, 제 1 감지부(200), 제 2 감지부(210), 제 1 펄스 계수부(220), 제 2 펄스 계수부(230), 제 1 진행속도 검출부(240), 제 2 진행속도 검출부(250), 제어부(260), 표시부(270), 및 경고부(280)를 포함한다.

제어부(260)는 제 1 진행속도 검출부(240)에서 계산해 낸 제 1 진행속도(V1) 및 제 2 진행속도 검출부(250)에서 계산해 낸 제 2 진행속도(V2)를 비교하여 상호간에 편차가 발생하는지를 판단한다.

제어부(260)는 제 1 진행속도(V1) 및 제 2 진행속도(V2)가 동일한 경우에는 도 10과 같이 소재(40)가 좌측 또는 우측으로 치우지지 않고 곧게 진행하는 것으로 판단한다. 여기서, 제 1 진행속도(V1)와 제 2 진행속도(V2)의 동일이라 함은 수치적으로 완전히 동일한 것 뿐만 아니라 약간의 편차를 허용하는 것으로 정의한다. 약간의 편차라 함은 안정적인 사상압연 조업에 지장을 주지 않을 정도의 편차를 의미하는 것으로서, 운전자(작업자) 또는 프로그래밍에 의해 조정가능하다.

만약, 도 11처럼 소재(40)가 곧지 않고 좌측으로 치우쳐서(보는 관점에 따라 우측으로 치우친 것으로 볼 수 있음) 진행하는 경우에는, 제 1 진행속도(V1) 및 제 2 진행속도(V2)가 동일하지 않아 속도 편차가 발생한 것이므로 제어부(260)는 이를 표시하도록 표시부(270)를 제어한다. 즉, 제어부(260)는 소재(40)의 폭방향 속도 편차 측정(예컨대, V1-V2 또는 V2-V1에 의해 가능함)을 통해 소재(40)가 좌우 어느쪽으로 얼마나 치우쳤는가를 파악할 수 있으므로, 표시부(270)상에 소재(40)가 좌 우 어느쪽으로 얼마나 치우쳤는지를 표시하도록 제어한다. 그와 함께 제어부(260)는 경고부(280)를 동작시켜 경고음을 발생시키거나 경고등을 점멸시킨다. 여기서, 속도 편차의 발생이라 함은 앞서 설명한 제 1 진행속도(V1)와 제 2 진행속도(V2)의 동일에서 정의한 약간의 편차를 초과한 경우를 의미한다.

표시부(270)는 제어부(260)의 제어에 의해 소재(40)의 좌우 거동을 표시한다. 표시부(270)는 문자, 숫자, 기호, 및 이들이 조합된 정보 등으로 소재(40)의 좌우 거동을 표시한다. 예를 들어, 표시부(270)는 LED 또는 LCD를 이용한 표시패널로 구성된다.

도 9에서 경고부(280)는 채용하지 않아도 되지만, 경고부(280)를 채용하게 되면 표시부(270)를 보지 않고 있던 작업자에게 사상압연 공정에서의 불안정한 조업 상태를 신속하게 알려주어 후속조치를 신속하게 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 9에서는 제 1 펄스 계수부(220), 제 2 펄스 계수부(230), 제 1 진행속도 검출부(240), 제 2 진행속도 검출부(250), 및 제어부(260)를 별개의 구성요소로 분리하여 도시하였으나, 제 1 펄스 계수부(220)와 제 2 펄스 계수부(230)와 제 1 진행속도 검출부(240) 및 제 2 진행속도 검출부(250)를 제어부(26)에 내장된 것으로 보아도 된다. 즉, 제어부(260)가 펄스 계수 및 진행속도 검출 동작을 병행하는 것으로 이해하여도 된다.

이어, 본 발명의 실시예에 따른 소재 거동 표시 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다. 제 1 진행속도 검출부(240)에서 제 1 진행속도(V1)를 계산해 내고 제 2 진행속도 검출부(250)에서 제 2 진행속도(V2)를 계산해 내기까지의 과정은 상술한 소재 진행속도 검출장치의 작용 설명과 동일하므로, 이하에서는 생략한다.

제 1 진행속도 검출부(240)의 제 1 진행속도(V1) 및 제 2 진행속도 검출부(250)의 제 2 진행속도(V2)가 제어부(260)에게로 전송되면, 제어부(260)는 제 1 진행속도(V1)와 제 2 진행속도(V2)와의 속도 편차가 발생하는지를 판단한다.

그 판단 결과, 속도 편차가 발생하지 않는 경우에는 제어부(260)는 소재(40)가 좌측 또는 우측으로 치우지지 않고 곧게 진행하는 것으로 판단한다. 그에 따라, 제어부(260)는 표시부(270)에서의 표시행위가 이루어지지 않도록 하고, 경고부(280)에서의 경고음 발생행위 또는 경고등 점멸행위가 이루어지지 않도록 한다. 한편으로는, 소재(40)가 곧게 진행하는 경우에는 표시부(270)상에 예를 들어 "정상 진행" 등과 같은 문자가 표시되게 하여도 된다.

반대로, 속도 편차가 발생한 경우에는 제어부(260)는 소재(40)의 폭방향 속도 편차 측정(예컨대, V1-V2 또는 V2-V1에 의해 가능함)을 통해 소재(40)가 좌우 어느쪽으로 얼마나 치우쳤는가를 파악한다. 그리고, 제어부(260)는 파악된 정보(즉, 소재(40)가 좌우 어느쪽으로 얼마나 치우쳤는지를 나타내는 정보)가 표시부(270)상에 표시되도록 제어함과 더불어 경고부(280)를 동작시켜 경고음을 발생시키거나 경고등을 점멸시킨다. 표시부(270)상에 표시되는 정보는 예를 들어 "소재가 좌측으로 00㎝(또는 000㎜) 치우침" 등과 같은 메시지이다.

이에 의해, 육안으로 확인하기 어려웠던 인접한 압연 스탠드(10, 20) 사이의 소재(40)의 좌우 거동 등에 보다 객관적이면서도 신속하게 파악할 수 있게 된다. 작업자는 표시부(270) 및 경고부(280)에 의해 소재(40)가 비정상적으로 진행하고 있음을 신속하게 확인하고, 후속 조치를 취한다. 예를 들어, 작업자가 소재(40)의 쏠림을 조정하기 위해 키조작에 의해 수동으로 압연롤의 업/다운 등과 같은 레벨링(leveling) 작업을 수행함에 의해 보다 안정적인 사상압연 조업이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

도 1은 루퍼 각도가 정상으로 설정된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 루퍼 각도가 과도하게 큰 상태를 나타낸 도면이다.

도 3은 루퍼 각도가 과도하게 작은 상태를 나타낸 도면이다.

도 4는 종래의 루퍼롤 회전 속도계의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소재 진행속도 검출장치의 구성을 설명하는 블럭도이다.

도 6 및 도 7은 도 5의 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 설치 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 도 7의 제 2 루퍼롤 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소재 거동 표시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 10은 소재가 정상적으로 진행되고 있는 경우의 도면이다.

도 11은 소재가 한쪽으로 치우쳐 진행되고 있는 경우의 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

102 : 제 1 루퍼롤 104 : 제 2 루퍼롤

106, 108 : 발광소자 110, 112 : 수광소자

114, 116 : 흡진기 200 : 제 1 감지부

210 : 제 2 감지부 220 : 제 1 펄스 계수부

230 : 제 2 펄스 계수부 240 : 제 1 진행속도 검출부

250 : 제 2 진행속도 검출부 260 : 제어부

270 : 표시부 280 : 경고부

Claims (12)

1. 루퍼의 일측에 복수개로 분할된 루퍼롤의 각각에 설치된 복수의 발광부; 및

   상기 루퍼에 설치되되 상기 복수의 발광부의 각각에 대향되게 설치되고 대향된 발광부로부터의 광을 수광하는 복수의 수광부를 포함하고,

   상기 복수의 수광부의 각각은 흡진기를 매개로 하여 상기 루퍼에 설치된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수의 수광부중 대응되는 수광부로부터의 펄스신호를 계수하는 복수의 펄스 계수부, 및 상기 복수의 펄스 계수부중 대응되는 펄스 계수부에서 계수된 펄스수 및 대응된 루퍼롤의 반경값에 근거하여 상호 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 진행속도를 검출하는 복수의 진행속도 검출부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 복수의 진행속도 검출부의 각각은,

   상기 대응된 펄스 계수부에서 단위 시간동안 계수한 펄스수에 근거하여 상기 분할된 루퍼롤중 대응된 루퍼롤의 회전속도를 산출하고, 상기 산출된 루퍼롤의 회전속도와 상기 대응된 루퍼롤의 반경값과의 곱으로부터 상기 소재의 진행속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 복수의 수광부의 각각은 흡진기를 매개로 하여 상기 루퍼에 설치된 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 분할된 루퍼롤은 2개의 루퍼롤로 분할되고,

   상기 복수의 발광부는, 상기 2개의 루퍼롤중 어느 한 루퍼롤의 선단부의 외주연을 따라 설치된 제 1 발광부, 및 상기 2개의 루퍼롤중 다른 한 루퍼롤의 선단부의 외주연을 따라 설치된 제 2 발광부로 구성되는 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부는 각각 하나 이상의 LED로 구성된 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 복수의 수광부는, 상기 루퍼의 대향되는 양 측면중 어느 한 측면에서 상기 제 1 발광부의 광을 수광하는 제 1 수광부, 및 상기 루퍼의 대향되는 양 측면중 다른 한 측면에서 상기 제 2 발광부의 광을 수광하는 제 2 수광부로 구성되는 것을 특징으로 하는 소재 진행속도 검출장치.
8. 인접한 압연 스탠드 사이의 루퍼에 상호 분리되게 형성된 제 1 루퍼롤 및 제 2 루퍼롤중 상기 제 1 루퍼롤에 설치되어 광을 발산하는 제 1 발광부;

   상기 제 2 루퍼롤에 설치되어 광을 발산하는 제 2 발광부;

   상기 제 1 발광부의 광을 수광하되, 상기 루퍼의 일측면에 설치된 제 1 수광부;

   상기 제 2 발광부의 광을 수광하되, 상기 루퍼의 타측면에 설치된 제 2수광부;

   상기 제 1 수광부로부터의 펄스신호에 기초한 제 1 루퍼롤의 회전속도와 상기 제 1 루퍼롤의 반경값에 의해, 상기 인접한 압연 스탠드 사이를 진행하는 소재의 제 1 진행속도를 산출하는 제 1 진행속도 검출부;

   상기 제 2 루퍼롤의 제 2 발광부의 광을 수광하는 제 2수광부로부터의 펄스신호에 기초한 제 2 루퍼롤의 회전속도와 상기 제 2 루퍼롤의 반경값에 의해, 상기 소재의 제 2 진행속도를 산출하는 제 2 진행속도 검출부;

   상기 제 1 진행속도와 상기 제 2 진행속도와의 비교에 의해 폭방향 속도 편차를 계산하고, 그 결과에 근거하여 상기 소재의 좌우 거동의 표시를 표시부에 행하는 제어부; 및

   상기 제어부의 제어에 의해 경고를 행하는 경고부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 거동 표시 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 제 1 발광부는 상기 제 1 루퍼롤의 일측 선단부의 외주연을 따라 설치되고,

   상기 제 2 발광부는 상기 제 2 루퍼롤의 일측 선단부의 외주연을 따라 설치된 것을 특징으로 하는 소재 거동 표시 장치.
10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,

    상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부는 각각 하나 이상의 LED로 구성된 것을 특징으로 하는 소재 거동 표시 장치.
11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,

    상기 제 1 수광부는 흡진기를 매개로 하여 상기 루퍼의 일측면에 설치되되 상기 제 1 발광부에 대향되게 설치되고,

    상기 제 2 수광부는 흡진기를 매개로 하여 상기 루퍼의 타측면에 설치되되 상기 제 1 발광부에 대향되게 설치된 것을 특징으로 하는 소재 거동 표시 장치.
12. 청구항 8에 있어서,

    상기 제어부의 제어에 의해 경고를 행하는 경고부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 거동 표시 장치.

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