KR101282334B1 - 롤 탐사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤러의 표면 및 내부 결함을 검출하는 검출센서를 장착한 롤탐사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러를 회전시키는 롤러 구동부와; 상기 롤러의 외주면 일측과 간격을 두고 설치되며, 상기 롤러의 결함을 측정하는 센서유닛과; 상기 센서유닛과 롤러 표면과의 간극 조절을 위한 수직 이송과, 상기 센서유닛을 롤러의 길이방향으로 이송하는 센서유닛 이송부와; 상기 롤러 구동부와, 센서유닛 이송부를 지지하는 지지프레임;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 롤탐사 장치에 관한 것이다.

Description

롤 탐사 장치{Roll Sensor Device}

본 발명은 롤러 전체의 내,외부 결함을 정밀하게 측정하는 롤 탐사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압연설비에서 이용되는 압연롤은 여러 가지 요인에 의하여 그 표면이 손상되게 된다. 이와 같이 표면이 손상된 압연롤은 압연설비에서 분리하여 손상된 표면을 연삭 가공하여 결함을 제거한 후 다시 압연설비에 장착하여 사용한다.

또한, 텔레비전이나 휴대폰 등의 액정표시장치인 LCD 역시 표면에 결함이 생기는 경우 화질에 문제가 발생하여 불량한 제품이 소비자에게 제공될 수 있기 때문에 표면에 결함을 검출하는 작업을 수행한 후 문제가 있는 제품을 선별하게 된다.

그러므로 물체를 파괴하지 않은 상태에서 초음파 센서를 이용하여 물체 표면에 발생된 결함을 검출하는 장치들이 개시되어 있다.

이와 같은 종래기술로는 국내 공개특허공보 10-2004-29775호(2004.04.08. 공개, 이하'종래기술'라 함)가 있다.

상기 종래기술은 수동으로 실시되던 초음파 흠 탐상을 자동으로 수행할 수 있도록 구성된 것으로, 탐촉자(2)가 회전체(1) 중앙부로 삽입되는 형태로서 회전체(1)는 구동모터(3)의 작동에 의하여 회전된다. 구동모터(3)의 회전축에는 상기 회전체의 나사산(4)과 맞물리도록 된 기어(5)가 구비된다.

또한, 나사산(4)과 대향되는 외주면에 리미트스위치 동작용 돌기(6)가 형성되며, 상기 돌기(6)의 회전 경로 상에 복수개의 리미트스위치(7a)(7b)가 설치된다. 구동모터(3)가 작동하면 기어(5)와 나사산(4)이 맞물려 돌아가면서 회전체(1)가 회전을 시작하며 돌기(6)가 한쪽편 리미트스위치(7a)까지 회전 이동하여 리미트스위치(7a)를 작동시키면 미도시된 제어부에 미리 내장되어진 프로그램에 의하여 반대방향으로 회전하여 반대편 리미트스위치(7b)를 작동시키게 된다. 이러한 방식으로 회전체(1)는 계속하여 시계방향과 반시계방향으로 정역회전하면서 탐촉자(2)가 흠 탐상을 수행하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래기술에 의하면, 구동모터에 연결된 기어와 탐촉자가 삽입된 회전체에 설치된 나사산이 서로 맞물려 돌아가는 구조로 작동되는 것인 바, 아래와 같은 문제점이 유발된다.

즉, 종래기술은 기어와 나사산이 직접 맞물려 돌아가게 되므로 구동모터의 회전에 의하여 부품 간에 마찰이 증가하고 이는 부품 손상의 원인이 된다. 또한, 부품 손상에 의한 고장이 발생했을 시에 이를 교체하기 위하여 탐촉자와 회전체 및 구동모터를 모두 분해하여 교체해야하는 어려움이 뒤따르게 된다.

또한, 종래기술에 의하면, 나사산과 대향되는 외주면에 리미트스위치 동작용 돌기가 형성된다. 회전체가 회전하면서 상기 돌기가 리미트스위치를 작동시켜 시계방향과 반시계 방향으로 운동하도록 되는바, 이는 한 방향으로 정회전하던 회전체가 다시 반대방향으로 역회전해야하기 때문에 방향을 변환하는 동안 불필요한 시간이 소비되어 결함 검출을 수행하는데 작업성과 효율성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 압연 롤러와 같은 롤러의 표면 및 내부 검사를 안정적 및 정밀하게 수행할 수 있는 롤 탐사 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

롤러를 회전시키는 롤러 구동부와;

상기 롤러의 외주면 일측과 간격을 두고 설치되며, 상기 롤러의 결함을 측정하는 센서유닛과;

상기 센서유닛과 롤러 표면과의 간극 조절을 위한 수직 이송과, 상기 센서유닛을 롤러의 길이방향으로 이송하는 센서유닛 이송부와;

상기 롤러 구동부와, 센서유닛 이송부를 지지하는 지지프레임;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 롤탐사 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 센서유닛은 롤러의 외부결함, 내부결함, 표면과의 거리를 각각 측정하는 와전류 센서, 초음파 센서, 근접 센서로 구성되는 것이 특징이고, 상기 와전류센서는 센서유닛의 표면에 지그재그로 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 센서유닛 이송부는 상기 센서유닛을 장착하는 센서유닛 고정부와; 상기 센서유닛 고정부를 롤러의 길이방향으로 이송하는 수평이송부와; 상기 수평이송부를 수직으로 이송하는 수직이송부;로 구성되는 것이 특징이다.

본 발명에 의하면, 롤 표면 및 표면 직하 내부의 크랙 발생 유무를 검사할 수 있다.

또한, 회전하는 롤과 일정한 간격을 유지하며, 센서유닛을 수직/수평 이송하는 구성으로 인해 롤의 크기와 관계없이 다양한 롤의 이상 유무를 검사할 수 있다.

또한, 센서유닛 중 특히, 와전류 센서는 지그재그 형태로 장착되어 있어 롤 표면의 조그마한 흠집도 감지가 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 초음파 흠 탐상장치를 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 롤 탐사 장치의 정면도와 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 롤 탐사 장치의 센서유닛을 수직이동하는 모습을 나타낸 사시도와 측면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 롤 탐사 장치의 센서유닛을 수평이동하는 모습을 나타낸 사시도와 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 롤 탐사 장치의 센서유닛의 저면도.

본 발명에 따른 롤 탐사 장치는 롤러(200)를 회전시키는 롤러 구동부(10)와, 상기 롤러(200)의 외주면 일측과 간격을 두고 설치되며 상기 롤러(200)의 결함을 측정하는 센서유닛(20)과, 상기 센서유닛(20)과 롤러(200) 표면과의 간극 조절을 위한 수직 이송과 상기 센서유닛(20)을 롤러(200)의 길이방향으로 이송하는 센서유닛 이송부(70)와, 상기 롤러 구동부(10)와, 센서유닛 이송부(70)를 지지하는 지지프레임(90)을 포함하여 구성된다.

도 2 및 3을 참조하면, 롤러 구동부(10)는 고정프레임(12,13)과, 체인가드(11)와, 모터(14)를 포함한다. 고정프레임(12,13)은 지지프레임(90)의 상부에 장착되는 구성으로 롤러(200)가 회전되도록 롤러(200)를 떠받히며 양측을 지지한다. 체인가드(11)는 롤러(200)의 일측과 연결된 제1 스프라킷과 모터(14)에 연결된 제2 스프라킷 및 상기 제1,2 스프라킷 및 제1,2 스프리킷에 연결된 체인을 커버한다.

도 8을 참조하면, 센서유닛(20)은 상기 롤러(200)의 외주면 일측과 간격을 두고 설치어 롤러(200)의 결함을 측정하기 위한 것으로, 롤러(200)의 외부결함, 내부결함, 표면과의 거리를 각각 측정하는 와전류 센서(21), 초음파 센서(22), 근접 센서(23)로 구성되며, 특히, 와전류센서(21)는 센서유닛(20)의 표면에 지그재그로 배열되는 것이 특징인 바, 이는 와전류 센서(21)의 측정 방향을 다각화함으로써 롤러(200)의 조그마한 흠집도 감지할 수 있는 효과가 있다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 센서유닛 이송부(70)는 센서유닛(20)과 롤러(200) 표면과의 간극 조절을 위한 수직 이송과 상기 센서유닛(20)을 롤러(200)의 길이방향으로 이송하기 위한 것으로, 센서유닛 고정부(30)와 수평이송부(40)와 수직이송부(50)로 구성된다.

센서유닛 고정부(30)는, 상기 센서유닛(20)을 고정하기 위한 것으로 센서유닛(20)을 장착한 연장프레임(31)과, 상기 연장프레임(31)과 결합된 수평이동블럭(32)을 포함한다.

수평이송부(40)는, 상기 센서유닛 고정부(30)를 롤러(200)의 길이방향으로 이송하는 구성으로, 수직이동블럭(41)과 수평핸들(42)과 수평스크류(43)와 눈금자(44)와 수평LM가이드(45)를 포함하여 구성된다.

수직이송부(50)는, 상기 수평이송부(40)를 수직으로 이송하는 구성으로, 수직프레임(52)과 수직LM가이드(51)와 수직핸들(53)과 수직스크류(54)를 포함하여 구성된다.

수평이동블럭(32)은 수평LM가이드(45)의 안내방향을 따라 이송하는 구성이고, 수직이동블럭(41)은 수직LM가이드(51)의 안내방향을 따라 이송하는 구성으로, 수평이동블럭(32)은 수평스크류(43)와 연결된 수평핸들(42)의 회전방향에 따라 수평LM가이드(45)의 안내방향으로 좌,우 이송될 수 있다(도 6,7참조).

또한, 수직이동블럭(41)은 수직스크류(54)와 연결된 수직핸들(53)의 회전방향에 따라 수직LM가이드(51)의 안내방향으로 상,하 이송될 수 있다(도 4,5참조).

이하에서는 상기와 같이 구성된 롤 탐사 장치의 사용예를 설명한다.

우선, 측정 대상 롤러(200)를 고정프레임(13)에 장착하고 모터(14)에 의해 회전되도록 조립한다. 다음 수직핸들(53)을 돌려 센서유닛(20)과 롤러(200)의 표면과의 간극을 조절하고, 수평핸들(42)을 돌려 센서유닛(20)을 도 2를 기준으로 롤러(200)의 좌측 끝단에 위치시킨다.

다음 모터(14)를 구동하여 롤러(200)를 설정 RPM으로 회전시키고, 센서유닛(20)을 통해 롤러(200)의 표면 및 내부 결함을 측정한다. 이때 센서유닛(20)이 롤러(200)의 좌측 끝단의 외주면 측정을 완료하면, 수평핸들(42)을 돌려 센서유닛(20)을 롤러(200)의 길이방향으로 이동시킨 후 상기와 같은 결함 측정 과정을 반복한다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 즉, 센서유닛 이송부를 자동으로 구성할 수 있을 것인데, 이러한 변경은 현재 기술 수준으로 미루어볼 때 용이하게 변경 가능한 것이므로, 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 롤러 10: 롤러 구동부
20: 센서유닛 30: 센서유닛 고정부
40: 수평이송부 50: 수직이송부
70: 센서유닛 이송부 90: 지지프레임
11: 체인가드 12,13: 고정프레임
14: 모터 21: 와전류 센서
22: 초음파 센서 23: 근접 센서
31: 연장프레임 32: 수평이동블럭
41: 수직이동블럭 42: 수평핸들
43: 수평스크류 44: 눈금자
45: 수평LM가이드 51: 수직LM가이드
52: 수직프레임 53: 수직핸들
54: 수직스크류

Claims (4)

1. 롤러(200)를 회전시키는 롤러 구동부(10)와;
   상기 롤러(200)의 외주면 일측과 간격을 두고 설치되며, 상기 롤러(200)의 결함을 측정하는 센서유닛(20)과;
   상기 센서유닛(20)과 롤러(200) 표면과의 간극 조절을 위한 수직 이송과, 상기 센서유닛(20)을 롤러(200)의 길이방향으로 이송하는 센서유닛 이송부(70)와;
   상기 롤러 구동부(10)와, 센서유닛 이송부(70)를 지지하는 지지프레임(90);을 포함하며,
   상기 센서유닛(20)은 롤러(200)의 외부결함, 내부결함, 표면과의 거리를 각각 측정하는 와전류 센서(21), 초음파 센서(22), 근접 센서(23)로 구성되고,
   상기 와전류센서(21)는 센서유닛(20)의 표면에 지그재그로 배열되며,
   상기 센서유닛 이송부(70)는 상기 센서유닛(20)을 장착하는 센서유닛 고정부(30)와, 상기 센서유닛 고정부(30)를 롤러(200)의 길이방향으로 이송하는 수평이송부(40)와, 상기 수평이송부(40)를 수직으로 이송하는 수직이송부(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤 탐사 장치.
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