KR101291550B1 - 소재 표면 연마장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소재 표면 연마장치에 관한 것으로, 소재를 이송하는 롤러테이블 상측에 설치되는 연결프레임과, 연결프레임에 중심축이 연결되며, 소재의 이송방향을 따라 배치되는 복수의 연마기와, 연결프레임의 높이와 기울기를 조정하여 복수의 연마기간 높이차를 형성하는 높이조정장치를 포함하는 소재 표면 연마장치를 제공한다.
Description
본 발명은 소재 표면 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재 표면을 연마하여 소재 표면의 잔류흠이나 이물질을 제거하는 소재 표면 연마장치에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.
압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200 ~ 1300 ℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연 및 두께 압연을 실시하고, 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종압연을 실시하여 생산된 스트립을 권취기로 감아 두루마리 형태의 압연코일로 권취하는 일련의 공정으로 이루어진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제282930호(2002.7.10. 등록, 고안의 명칭 : 슬라브의 잔류홈 자동연마장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 압연 소재 표면의 결함을 제거하기 위한 연마 공정이 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 소재 표면 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따른 소재 표면 연마장치는, 소재를 이송하는 롤러테이블 상측에 설치되는 연결프레임; 상기 연결프레임에 중심축이 연결되며, 상기 소재의 이송방향을 따라 배치되는 복수의 연마기; 및 상기 연결프레임의 높이와 기울기를 조정하여 상기 복수의 연마기간 높이차를 형성하는 높이조정장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 복수의 연마기 각각은, 상기 소재에 외주면이 접촉되는 원주형 연마숫돌; 및 상기 연결프레임에 설치되며, 상기 연마숫돌에 회전력을 전달하는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 연결프레임은, 상기 소재의 이송방향을 따라 연장형성되는 직선형 연장바; 상기 연장바의 일측부 측면에 상기 소재의 폭방향으로 돌출되게 형성되며, 상기 높이조정장치의 일측에 연결되는 제1기준축; 및 상기 연장바의 타측부 측면에 상기 소재의 폭방향으로 돌출되게 형성되며, 상기 높이조정장치의 타측에 연결되는 제2기준축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 높이조정장치는, 상기 제1기준축의 위치를 상하로 조정하는 제1승강기; 및 상기 제2기준축의 위치를 상하로 조정하는 제2승강기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1승강기와 상기 제2승강기는, 상하로 직립되게 설치되며, 외주면에 수나사산이 형성된 스크류바; 상기 스크류바의 외주면에 결합되는 암나사산이 형성되고, 상기 스크류바의 회전에 연동하여 상하로 이동되는 스크류 결합구; 및 상기 스크류 결합구에 연결되며, 상기 제1기준축 또는 상기 제2기준축이 회전가능하게 축결합되는 축받이구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 소재를 감지하는 센서; 및 상기 센서에서 측정된 상기 소재의 두께에 따라 상기 스크류바에 연결된 서보모터의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 복수의 연마기는, 상기 연장바의 기울기에 비례하는 높이차를 두고 상기 소재의 표면을 다단으로 연마하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면 이송 중인 소재의 표면을 복수의 연마기를 이용해 다단으로 연마할 수 있다.
이에 따라, 복수의 연마기를 거치면서 얕은 연삭 깊이로 다단으로 연마하게 되어, 하나의 연마기를 이용해 지정깊이로 연마하는 것과 비교해 소재의 이송 속도를 유지하면서 신속하게 연마 공정이 이루어질 수 있다.
또한, 높이조정장치로 연결프레임의 위치와 기울기를 조정하는 것에 의해 복수의 연마기를 동시에 지정위치로 이동시킬 수 있고, 동일한 높이차를 가지도록 할 수 있어, 소재의 표면 상태에 따른 연삭 깊이의 조정 또한 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 설치 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 설치 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A'선상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기에 따른 연삭 깊이를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기 변화에 따른 연삭 깊이 변화를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 설치 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A'선상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기에 따른 연삭 깊이를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기 변화에 따른 연삭 깊이 변화를 설명하고자 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소재 표면 연마장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 설치 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 설치 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 높이조정장치를 도시한 단면도이다.
도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치는, 연결프레임(310), 복수의 연마기(320), 높이조정장치(330)를 포함한다.
연결프레임(310)은 롤러테이블(20) 상측에 소재(10)의 이송방향(도 1에서 우측, 도 2에서 장축방향 상측)을 따라 연장되게 설치되며, 소재(10)의 폭방향(소재(10)의 이송방향과 직각되는 방향) 양측에 한쌍이 나란하게 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 연결프레임(310)은, 연장바(311), 제1기준축(312), 제2기준축(313)을 포함한다.
연장바(311)는 소재(10)의 이송방향을 따라 직선형으로 연장형성되며, 소재(10)의 폭방향 양측에 한쌍이 나란하게 설치되고, 원주형상을 가지는 연마기(320)의 양단부가 한쌍의 연장바(311)에 각각 연결된다.
복수의 연마기(320)는 연장바(311)의 길이방향(소재(10)의 이송방향)을 따라 지정간격을 두고 배치된다.
연장바(311)가 수평을 이루면 복수의 연마기(320)는 수평방향으로 나란하게 배치되며, 연장바(311)가 기울어지면 복수의 연마기(320)는 기울기에 대응되는 높이차를 두고 배치된다.
연장바(311)의 길이방향 일측부와 타측부에는 제1기준축(312)과 제2기준축(313)이 각각 결합되며, 제1기준축(312)과 제2기준축(313)은 높이조정장치(330)에 의해 상하방향 위치(높이)가 결정된다.
제1기준축(312)과 제2기준축(313)의 높이에 따라 연장바(311)의 상하방향 위치가 결정되며, 제1기준축(312)과 제2기준축(313)간의 높이차에 따라 연장바(311)의 기울기가 결정된다.
제1기준축(312)은 연장바(311)의 일측부 측면에 소재(10)의 폭방향으로 돌출되게 형성되며, 제2기준축(313)은 연장바(311)의 타측부 측면에 소재(10)의 폭방향으로 돌출되게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 연마기(320)는, 연마숫돌(321)과 구동모터(323)를 포함한다.
연마숫돌(321)은 원주형상을 가지고 소재(10)에 외주면이 접촉된 상태로 회전되며 연마숫돌(321)의 하단과 소재(10) 상면간의 높이차에 해당되는 연삭 깊이로 소재(10)의 표면을 연마한다.
연마숫돌(321)의 중심축은 한쌍의 연결프레임(310)에 연결되며, 구동모터(323)는 연결프레임(310)에 설치되어 연마숫돌(321)의 중심축에 회전력을 전달한다.
높이조정장치(330)는 연결프레임(310)의 높이와 기울기를 조정하는 것에 의해 복수의 연마기(320)를 동시에 상하로 이동시키면서 연마기(320)의 높이를 변화시키거나 복수의 연마기(320)간 높이차를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 높이조정장치(330)는, 연결프레임(310)의 제1기준축(312)에 대응되는 위치에 설치되는 제1승강기(330A)와, 제2기준축(312)에 대응되는 위치에 설치되는 제2승강기(330B)를 포함한다.
제1승강기(330A)의 하부는 지면, 구조물 등의 설치면에 고정되며, 상부가 연결프레임(310)의 제1기준축(312) 보다 높은 위치까지 직립되게 연장되고, 제1기준축(312)에 연결되어 제1기준축(312)의 위치를 상하로 조정한다.
도 3, 4를 참조하면, 제1승강기(330A)는 서보모터(331), 스크류바(332), 스크류 결합구(333), 축받이구(334), 제1가이드바(335), 제2가이드바(336), 수평지지대(337)를 포함한다.
제1승강기(330A) 상부에는 수평지지대(337)가 수평방향으로의 연장길이를 가지는 골조를 이루며 설치되고, 수평지지대(337) 상부에는 서보모터(331)가 설치된다.
스크류바(332)는 외주면에 수나사산을 구비하여 상하로 직립되게 설치되며, 상부가 수평지지대(337)상에 회전가능하게 결합되고 수평지지대(337) 상측에 설치된 서보모터(331)의 회전축에 연결되어 서보모터(331)에 연동회전된다.
스크류 결합구(333)는 스크류바(332)의 외주면에 결합되는 암나사산이 형성되어, 스크류바(332)의 회전에 연동하여 스크류바(331)의 외주면을 타고 상하로 이동된다.
스크류 결합구(333)의 일측부에는 모서리나 돌출부가 형성되며, 그 일측부가 상하방향으로 직립되게 설치된 제1가이드바(335)의 직선형 홈부에 삽입되어 가이드되면서 회전 변위 없이 상하방향으로의 변위만 발생된다.
축받이구(334)는 스크류 결합구(333)에 일체로 연결되어 스크류 결합구(333)와 함께 동일 변위로 승강 이동되며, 제1기준축(312)이 베어링(334a) 등에 의해 회전가능하게 축결합된다.
축받이구(334) 또한 일측부에 모서리나 돌출부가 형성되어, 제1가이드바(335)와 같은 직선형 홈부를 가지는 제2가이드바(336)에 의해 상하 직선경로로 가이드된다.
제2승강기(330B)의 하부는 제1승강기(330A)와 마찬가지로 설치면에 고정되며, 상부가 연결프레임(310)의 제2기준축(313) 이상의 위치까지 직립되게 연장되고, 제2기준축(313)의 위치를 상하로 조정한다.
제2승강기(330B)는, 서보모터(331), 스크류바(332), 스크류 결합구(333), 축받이구(334), 제1가이드바(335), 제2가이드바(336), 수평지지대(337)를 포함하는 제1승강기(330A)와 동일한 구조를 가지므로, 그 상세한 설명의 중복을 생략한다.
한편, 본 발명은 소재(10)의 형상을 감지하는 센서(340)와, 센서(340)에서 측정된 소재(10)의 두께에 따라 높이조정장치(330)의 스크류바(332)에 연결된 서보모터(331)의 구동을 제어하는 제어부(350)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 롤러테이블(20)의 상면을 0(기준)으로 하여 연마기(320)의 하단이 30에 위치된 초기 상태에서, 센서(340)에 두께 10인 소재(10)가 감지되면, 센서(340)의 신호를 입력받은 제어부(350)가 21만큼 연마기(320)를 하강시키기 위한 서보모터(331) 구동명령을 출력하여 스크류바(333)를 정방향으로 회전시킨다.
이때, 제어부(350)는 연마기(320)의 구동모터(323)에도 구동명령을 출력하여 연마숫돌(321)을 회전시키며, 이에 따라 연마기(320)가 높이차 1에 해당되는 연삭 깊이로 소재(10) 표면을 연마하게 된다.
센서(340)에 소재가 감지되지 않으면, 센서(340)의 신호를 입력받은 제어부(350)가 20초 후 다시 초기 위치로 복귀시키기 위한 서보모터(331) 구동명령을 출력하여 스크류바(333)를 역방향으로 회전시킨다.
다음으로, 센서(340)에 두께 20인 소재(10)가 감지되면, 센서(340)의 신호를 입력받은 제어부(350)가 11만큼 연마기(320)를 하강시키기 위한 서보모터(331) 구동명령을 출력하여 스크류바(333)를 정방향으로 회전시키고, 이에 따라 연마기(320)가 높이차 1에 해당되는 연삭 깊이로 소재(10) 표면을 연마하게 된다.
상기에서 센서(340)와 제어부(350)의 사용 예를 설명함에 있어서는, 하나의 연마기(320)를 대상으로 하여 높이차 1에 해당되는 연삭 깊이로 소재(10) 표면을 연마하는 경우를 설명하고 있다.
그러나, 높이조정장치(330)에 연결된 제1기준축(312) 또는 제2기준축(313)의 높이를 조정하는 것에 의해, 연마기(320) 복수의 상하방향 위치가 서로 다른 변위로 달라지게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기에 따른 연삭 깊이를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 연장바의 기울기 변화에 따른 연삭 깊이 변화를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 5, 6을 참조하여, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 표면 연마장치의 사용 예를 살펴보면 다음과 같다.
3개의 연마기(320A, 320B, 320C)가 소재(10) 이송방향을 따라 순차적으로 배열된 구조를 가진다는 전제하에서 설명하기로 하며, 도 5에 도시된 바와 같은 다단 연마와, 도 6에 도시된 바와 같은 다단 연마를 순차적으로 구현하고자 한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같은 다단 연마를 구현하기 위해, 3개의 연마기(320A, 320B, 320C) 상호간 t2의 높이차를 가지도록 제1기준축(312)과 제2기준축(313)의 높이를 조정한다.
연마기(320A)의 저면과 소재(10) 상면간 높이차가 t1이 되는 지점까지 제1기준축(312)과 제2기준축(313)을 동일 변위로 하강시켜 h1, h2에 각각 위치시키면, 도 5에 도시된 바와 같은 다단 연마를 구현할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에 의하면, 소재(10)는 3개의 연마기(320A, 320B, 320C)를 순차적으로 통과하면서 각각 t1, t2, t2의 연삭 깊이로 다단 연마된다.
이 후, 소재(10)를 이송 중인 상태에서 도 6에 도시된 바와 같은 다단 연마를 구현하기 위해, 3개의 연마기(320A, 320B, 320C) 상호간 t3(<t2)의 높이차를 가지도록 제1기준축(312)과 제2기준축(313)의 높이를 각각 h3, h4로 상향 조정한다.(h3>h1>H4>h2)
이때, 연장바(311)의 기울기가 도 5에 도시된 상태보다 완만해지게 되며, 3개의 연마기(320A, 320B, 320C)간 높이차 또한 연장바(311)의 기울기에 비례하여 줄어들게 된다.
도 6에 도시된 실시예에 의하면, 소재(10)는 3개의 연마기(320A, 320B, 320C)를 순차적으로 통과하면서 각각 t1, t3(<t2), t3의 연삭 깊이로 다단 연마된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 소재 20 : 롤러테이블
310 : 연결프레임 311 : 연장바
312 : 제1기준축 313 : 제2기준축
320 : 연마기 321 : 연마숫돌
323 : 구동모터 330 : 높이조정장치
330A : 제1승강기 330B : 제2승강기
331 : 서보모터 332 : 스크류바
333 : 스크류 결합구 334 : 축받이구
334a : 베어링 335 : 제1가이드바
336 : 제2가이드바 337 : 수평지지대
340 : 센서 350 : 제어부
310 : 연결프레임 311 : 연장바
312 : 제1기준축 313 : 제2기준축
320 : 연마기 321 : 연마숫돌
323 : 구동모터 330 : 높이조정장치
330A : 제1승강기 330B : 제2승강기
331 : 서보모터 332 : 스크류바
333 : 스크류 결합구 334 : 축받이구
334a : 베어링 335 : 제1가이드바
336 : 제2가이드바 337 : 수평지지대
340 : 센서 350 : 제어부
Claims (7)
- 소재를 이송하는 롤러테이블 상측에 설치되는 연결프레임;
상기 연결프레임에 중심축이 연결되며, 상기 소재의 이송방향을 따라 배치되는 복수의 연마기; 및
상기 연결프레임의 높이와 기울기를 조정하여 상기 복수의 연마기간 높이차를 형성하는 높이조정장치;
를 포함하고,
상기 연결프레임은,
상기 소재의 이송방향을 따라 연장형성되는 직선형 연장바;
상기 연장바의 일측부 측면에 상기 소재의 폭방향으로 돌출되게 형성되며, 상기 높이조정장치의 일측에 연결되는 제1기준축; 및
상기 연장바의 타측부 측면에 상기 소재의 폭방향으로 돌출되게 형성되며, 상기 높이조정장치의 타측에 연결되는 제2기준축;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 연마기 각각은,
상기 소재에 외주면이 접촉되는 원주형 연마숫돌; 및
상기 연결프레임에 설치되며, 상기 연마숫돌에 회전력을 전달하는 구동모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 높이조정장치는,
상기 제1기준축의 위치를 상하로 조정하는 제1승강기; 및
상기 제2기준축의 위치를 상하로 조정하는 제2승강기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제1승강기와 상기 제2승강기는,
상하로 직립되게 설치되며, 외주면에 수나사산이 형성된 스크류바;
상기 스크류바의 외주면에 결합되는 암나사산이 형성되고, 상기 스크류바의 회전에 연동하여 상하로 이동되는 스크류 결합구; 및
상기 스크류 결합구에 연결되며, 상기 제1기준축 또는 상기 제2기준축이 회전가능하게 축결합되는 축받이구;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
- 제5항에 있어서,
상기 소재를 감지하는 센서; 및
상기 센서에서 측정된 상기 소재의 두께에 따라 상기 스크류바에 연결된 서보모터의 구동을 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 연마기는,
상기 연장바의 기울기에 비례하는 높이차를 두고 상기 소재의 표면을 다단으로 연마하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 연마장치.
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