KR101481619B1

KR101481619B1 - 스트립 절단 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101481619B1
Application number: KR1020130105254A
Authority: KR
Inventors: 권경일
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-01-12

Abstract

본 발명은 스트립 절단 장치에 관한 것으로, 일방향으로 이동하는 스트립을 절단 가능한 쉬어와; 상기 쉬어의 입측에 설치되며, 회전에 의해 상기 스트립을 상기 쉬어로 이동시키는 핀치롤과; 상기 쉬어의 출측에 설치되며, 상기 쉬어에 의해 절단된 스트립이 배출되는 폭길이 W인 슈트와; 상기 핀치롤 및 상기 쉬어에 연결되며, 상기 핀치롤을 구동하여 상기 스트립의 끝단을 상기 쉬어로부터 거리 L만큼 이격된 절단위치로 이동시키고, 상기 절단위치에서 상기 쉬어를 구동하여 상기 스트립을 절단하여, 절단된 상기 스트립을 상기 슈트로 배출시키는 제어부;를 포함하며, 상기 거리 L은 상기 폭길이 W미만인 것을 특징으로 한다.

Description

스트립 절단 장치 및 그 제어방법{Apparatus for cutting strip and method of controlling the same}

본 발명은 스트립 절단 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일방향으로 이동하는 스트립의 끝단이 감지되면 스트립의 이동을 정지시킨 뒤 스트립의 끝단과 쉬어 사이의 거리가 기설정된 거리(D)가 되도록 스트립을 재이동하여 스트립을 절단하여 스트립의 마지막 잔장 길이가 슈트의 폭길이(W) 미만이 되도록 함으로써, 슈트에 스트립이 쌓이는 것을 방지할 수 있는 스트립 절단 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉연 강판 제조 공정은 절단(Shear) 공정, 용접 공정, 저장 공정, 산세 공정, 냉간압연공정 및 검사 공정 등을 수행하여 냉연 강판을 제조한다. 이러한 냉연 공정은 생산의 효율성과 유연성을 감안한 산세 압연 공정(PCM: Pickling & Cold Rolling Mill)과 연속 소둔 공정(CAL: Continuous Annealing Line)의 두 공정으로 이루어진다.

여기서, PCM 설비는 열연 코일을 냉간 압연하여 냉연 코일을 생산하는 설비로서 입측 쉬어(Shear) 설비이며, POR(Pay Off Reel)에 인입된 코일이 다 풀려서 쉬어 전방에 도착하면 쉬어 셋업 양에 따라 컷팅 작업을 수행하고, 컷팅된 스트립의 잔장을 하부 스크랩 슈트로 배출하게 된다. 이때, 스트립의 마지막 잔장 길이가 슈트의 폭길이 보다 클 경우에 스트립이 하부 스크랩 슈트에 쌓인다는 문제가 있다. 이렇게 슈트 내부에 스크랩이 쌓이게 되면 슈트가 만적이 되어 라인 가동 정지에 따른 생산중단이 발생하고, 슈트 내부에 쌓인 스크랩을 작업자가 인출시 안전사고가 발생할 우려가 있다.

대한민국공개특허공보 제2001-0088119호(2001.09.26.)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 컷팅된 스트립의 잔장이 하부 스크랩 슈트에 쌓이는 것을 방지할 수 있는 스트립 절단 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 일방향으로 이동하는 스트립을 절단 가능한 쉬어와; 상기 쉬어의 입측에 설치되고, 상기 쉬어로부터 이격 배치되며, 상기 스트립의 끝단을 감지한 감지신호를 생성 및 송신하는 감지센서와; 상기 쉬어와 상기 감지센서의 사이에 설치되며, 회전에 의해 상기 스트립을 상기 쉬어로 이동시키는 핀치롤과; 상기 쉬어의 출측에 설치되며, 상기 쉬어에 의해 절단된 스트립이 배출되는 슈트와; 상기 감지신호를 수신하면 상기 핀치롤의 구동을 정지시켜 상기 스트립의 끝단을 정지위치에 정지시킨 후 상기 핀치롤을 재구동하여 상기 스트립의 끝단을 절단위치로 이동시키고, 상기 절단위치에서 상기 쉬어를 구동하여 상기 스트립을 절단하며, 절단된 상기 스트립을 상기 슈트로 배출시키는 제어부;를 포함하는 스트립 절단 장치를 제공한다.

여기서, 상기 제어부는 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 상기 스트립을 거리 K만큼 이동시킴으로써 상기 스트립을 상기 절단위치로 이동시킬 수 있다.

[수학식 1]

K = Z - L

[수학식 2]

Z = Y - X

여기서, Z는 상기 정지위치에서 상기 쉬어까지 거리이고, L은 상기 절단위치에서 상기 쉬어까지 거리이며, Y는 상기 감지센서와 상기 쉬어 사이의 거리이고, X는 상기 정지위치에서 상기 감지센서까지 거리를 의미한다.

그리고, 상기 스트립 절단 장치는 상기 핀치롤에 연결되며, 상기 핀치롤의 회전수를 측정하는 측정센서;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 측정센서에 연결되며, 상기 감지신호가 수신된 시점부터 상기 핀치롤의 구동이 정지된 시점 동안 상기 측정센서가 측정한 회전수 f를 이용하여 다음의 수학식 3에 의해서 상기 X를 산출할 수 있다.

[수학식 3]

X = π*D

여기서, D는 상기 핀치롤의 직경을 의미한다.

또한, 상기 스트립 절단 장치에서 상기 Y는 상기 L보다 큰 것을 하나의 특징으로 한다.

또한, 상기 스트립 절단 장치에서 상기 핀치롤과 상기 쉬어 사이의 거리는 L/2 이상이고 L미만인 것을 또 하나의 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 쉬어와, 상기 쉬어의 입측에 상기 쉬어로부터 이격 배치되는 감지센서와, 상기 쉬어와 상기 감지센서의 사이에 설치되는 핀치롤과, 상기 쉬어의 출측에 설치되는 슈트와, 제어부를 포함하여 이루어진 스트립 절단 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 감지센서가 상기 핀치롤의 구동에 의해서 일방향으로 이동하는 스트립의 끝단을 감지한 감지신호를 생성 및 송신하는 감지단계와; 상기 제어부가 상기 감지신호를 수신하면, 상기 핀치롤의 구동을 정지시켜 상기 스트립의 끝단이 정지위치에 정지하는 정지단계와; 상기 제어부가 상기 핀치롤을 재구동하여 상기 스트립의 끝단을 절단위치로 이동시키는 이동단계와; 상기 쉬어가 상기 스트립을 절단하는 절단단계와; 절단된 상기 스트립이 상기 슈트로 배출되는 배출단계;를 포함하는 스트립 절단 장치의 제어방법을 제공한다.

여기서, 상기 이동단계는 상기 제어부가 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 상기 스트립을 거리 K만큼 이동시킴으로써 상기 스트립을 상기 절단위치로 이동시킬 수 있다.

[수학식 1]

K = Z - L

[수학식 2]

Z = Y - X

그리고, 상기 제어부는 상기 감지신호가 수신된 시점부터 상기 핀치롤의 구동이 정지된 시점까지의 상기 핀치롤의 회전수 f를 측정하여 다음의 수학식 3에 의해서 상기 X를 산출할 수 있다.

[수학식 3]

X = π*D

여기서, D는 핀치롤의 직경을 의미한다.

본 발명에 따른 스트립 절단 장치 및 그 제어방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 컷팅된 스트립의 잔장이 하부 스크랩 슈트에 쌓이는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 냉연 강판의 생산 중단 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 냉연 강판 제조 공정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 스트립의 끝단이 정지위치(A)에 있는 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 스트립의 끝단이 절단위치(C)에 있는 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 절단된 스트립이 슈트로 배출된 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 제어블록도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 제어방법의 흐름을 나타낸 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 스트립 절단 장치 및 그 제어방법의 실시 예를 설명한다.

도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치를 설명한다. 본 실시예에 따른 스트립 절단 장치는 쉬어(100), 핀치롤(200), 슈트(300), 감지센서(400), 측정센서(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

쉬어(100)는 일방향으로 이동하는 스트립(S)을 절단한다. 구체적으로, 스트립(S)의 진행방향을 기준으로 쉬어(100)의 입측으로 진입하는 스트립(S)을 절단하고, 이렇게 절단된 스트립(S)을 쉬어(100)의 출측으로 배출한다.

핀치롤(200)은 쉬어(100)의 입측, 즉, 쉬어(100)와 감지센서(400)의 사이에 설치되며, 회전에 의해서 스트립(S)을 쉬어(100)로 이동시킨다.

슈트(300)는 스트립(S)의 진행방향으로 폭길이가 W이고, 쉬어(100)의 출측 하부에 설치되며, 쉬어(100)에 의해서 절단된 스트립(S)이 배출되는 경로를 제공한다.

감지센서(400)는 쉬어(100)의 입측에 설치되고, 쉬어(100)로부터 거리 Y만큼 이격 배치된다. 이러한 감지센서(400)는 쉬어(100)를 향해 이동하는 스트립(S)의 끝단을 감지하면 감지신호를 생성하여 제어부(600)에 전송한다.

측정센서(500)는 핀치롤(200)에 연결되며, 핀치롤(200)의 회전수를 측정한다. 이렇게 측정된 회전수는 후술할 제어부(600)가 정지위치(A)에서 감지센서(400)까지의 거리 X를 산출하는데 사용된다.

우선, 제어부(600)는 쉬어(100), 핀치롤(200), 감지센서(400) 및 측정센서(500)와 전기적으로 연결되거나 유무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제어부(600)는 핀치롤(200)을 구동하여 스트립(S)의 끝단을 쉬어(100)로부터 거리 L만큼 이격된 절단위치(C)로 이동시킨 후, 이 절단위치(C)에서 쉬어(100)를 구동하여 스트립(S)을 절단한다. 즉, 도 4를 참조하면, 이렇게 절단된 스트립(S)의 마지막 잔장의 길이는 L이 되며, 제어부(600)는 핀치롤(200)을 구동하여 이렇게 길이 L인 절단된 스트립(S)이 슈트(300)를 통해 배출되도록 한다. 이때, 상기 L은 슈트(300)의 폭길이 W미만이 된다. 이렇게 함으로써, 슈트(300)에 절단된 스트립(S)이 쌓여서 슈트(300)가 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

구체적으로, 제어부(600)는 감시센서(400)로부터 감지신호를 수신하면 핀치롤(200)의 구동을 정지시킨다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 감지신호가 수신된 시점부터 핀치롤(200)의 구동이 정지된 시점까지의 시간 차이로 인해서 스트립(S)의 끝단은 감지센서(400)의 하부에 위치하지 않고, 감지센서(400)로부터 거리 X만큼 이격된 정지위치(A)에 위치하게 된다. 여기서, 제어부(600)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 핀치롤(200)을 재구동하여 스트립(S)을 거리 K만큼 이동시키며, 이 K값은 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 따라서 결정된다.

[수학식 1]

K = Z - L

[수학식 2]

Z = Y - X

(여기서, Z는 정지위치(A)에서 쉬어(100)까지 거리, L은 절단위치(C)에서 쉬어(100)까지 거리, Y는 감지센서(400)와 쉬어(100) 사이의 거리, X는 정지위치(A)에서 감지센서(400)까지 거리)

여기서, Y의 값은 L보다 크고, 보다 바람직하게는 Y의 값은 2*L이다. 이는 Y의 값이 L이하인 경우에 절단된 스트립(S)의 길이를 L로 유지할 수 없기 때문이다. 예를 들면, L이 800[m]이면, Y는 1600[m]가 된다.

한편, 핀치롤(200)과 쉬어(100) 사이의 거리는 L/2 이상이고 L 미만인 것이 바람직하다. 이는 핀치롤(200)과 쉬어(100) 사이의 거리가 L/2 미만이면 절단된 스트립(S)의 무게중심이 스트립(S)의 진행방향으로 핀치롤(200)의 후방으로 이동하여 절단된 스트립(S)이 슈트(300)로 배출될 수 없게 되며, L 이상이면 스트립(S)을 길이 L로 절단할 수 없기 때문이다.

그리고, 제어부(600)는 감지센서(400)로부터 감지신호가 수신된 시점부터 핀치롤(200)의 구동이 정지된 시점 동안 측정센서(500)가 측정한 핀치롤(200)의 회전수 f를 이용하여 다음의 수학식 3에 의해서 X 값을 산출할 수 있다.

[수학식 3]

X = π*D

여기서, D는 핀치롤의 직경을 의미한다.

결과적으로, 일방향으로 이동하는 스트립(S)의 끝단이 감지되면 스트립(S)의 이동을 정지시킨 후, 스트립(S)의 끝단과 쉬어(100) 사이의 거리가 기설정된 거리(D)가 되도록 스트립(S)을 재이동하여 스트립(S)을 절단하여 절단된 스트립(S)의 마지막 잔장 길이가 슈트(300)의 폭길이(W) 미만이 되도록 함으로써, 슈트(300)에 절단된 스트립(S)이 쌓이는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 절단 장치의 제어방법을 설명한다.

먼저, 감지센서(400)가 핀치롤(200)의 구동에 의해서 일방향으로 이동하는 스트립(S)의 끝단을 감지한 감지신호를 생성 및 송신하는 단계가 수행된다(S100).

다음으로, 제어부(600)가 감지센서(400)로부터 감지신호를 수신하면, 핀치롤(200)의 구동을 정지시켜 스트립(S)의 끝단이 감지센서로부터 X만큼 이격된 정지위치(A)에 위치하게 되는 단계가 수행된다(S200).

다음으로, 제어부(600)가 핀치롤(200)을 재구동하여 스트립(S)을 거리 K만큼 이동시킴으로써 스트립(S)의 끝단을 쉬어(100)로부터 거리 L만큼 이격된 절단위치(C)로 이동시키는 단계가 수행된다(S300). 이때, 상기 K의 값은 전술한 수학식 1 및 수학식 2에 따라 결정되며, 절단위치(C)에서 쉬어(100)까지 거리 L은 슈트(300)의 폭길이 W 미만인 것이 바람직하다.

다음으로, 쉬어(100)가 스트립(S)을 절단하는 단계가 수행된다(S400).

다음으로, 제어부(600)가 핀치롤(200)을 구동하여 절단된 스트립(S)을 쉬어(100)의 출측으로 배출시키는 단계가 수행된다(S500). 여기서, 핀치롤(200)의 회전속도를 증가시킴으로써 절단된 스트립(S)의 이동 속도의 증가로 절단된 스트립(S)의 관성을 증가시켜서 절단된 스트립(S)의 끝단이 핀치롤(200)에서 벗어나더라도 상기 관성에 의해서 쉬어(100)의 출측으로 배출될 수 있게 할 수 있다. 이때, 회전속도는 평상시 핀치롤(200) 회전속도(20[MPM])의 2배, 즉 40[MPM]인 것이 바람직하다.

이렇게 일방향으로 이동하는 스트립(S)의 끝단이 감지되면 스트립(S)의 이동을 정지시킨 후, 스트립(S)의 끝단과 쉬어(100) 사이의 거리가 기설정된 거리(D)가 되도록 스트립(S)을 재이동하여 스트립(S)을 절단하여 절단된 스트립(S)의 마지막 잔장 길이가 슈트(300)의 폭길이(W) 미만이 되도록 함으로써, 슈트(300)에 절단된 스트립(S)이 쌓이는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 쉬어 200: 핀치롤
300: 슈트 400: 감지센서
500: 측정센서 600: 제어부

Claims

일방향으로 이동하는 스트립을 절단 가능한 쉬어;
상기 쉬어의 입측에 설치되고, 상기 쉬어로부터 이격 배치되며, 상기 스트립의 끝단을 감지한 감지신호를 생성 및 송신하는 감지센서;
상기 쉬어와 상기 감지센서의 사이에 설치되며, 회전에 의해 상기 스트립을 상기 쉬어로 이동시키는 핀치롤;
상기 쉬어의 출측에 설치되며, 상기 쉬어에 의해 절단된 스트립이 배출되는 슈트;및
상기 감지신호를 수신하면 상기 핀치롤의 구동을 정지시켜 상기 스트립의 끝단을 정지위치에 정지시킨 후 상기 핀치롤을 재구동하여 상기 스트립의 끝단을 절단위치로 이동시키고, 상기 절단위치에서 상기 쉬어를 구동하여 상기 스트립을 절단하며, 절단된 상기 스트립을 상기 슈트로 배출시키는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 상기 스트립을 거리 K만큼 이동시킴으로써 상기 스트립을 상기 절단위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치.
[수학식 1]
K = Z - L
[수학식 2]
Z = Y - X
여기서, Z는 상기 정지위치에서 상기 쉬어까지 거리이고, L은 상기 절단위치에서 상기 쉬어까지 거리이며, Y는 상기 감지센서와 상기 쉬어 사이의 거리이고, X는 상기 정지위치에서 상기 감지센서까지 거리를 의미한다.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 스트립 절단 장치는
상기 핀치롤에 연결되며, 상기 핀치롤의 회전수를 측정하는 측정센서;를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 측정센서에 연결되며, 상기 감지신호가 수신된 시점부터 상기 핀치롤의 구동이 정지된 시점 동안 상기 측정센서가 측정한 회전수 f를 이용하여 다음의 수학식 3에 의해서 상기 X를 산출하는 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치.
[수학식 3]
X = π*D
여기서, D는 상기 핀치롤의 직경을 의미한다.
청구항 1에 있어서,
상기 Y는 상기 L보다 큰 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 핀치롤과 상기 쉬어 사이의 거리는 L/2 이상이고 L미만인 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치.
쉬어와, 상기 쉬어의 입측에 상기 쉬어로부터 이격 배치되는 감지센서와, 상기 쉬어와 상기 감지센서의 사이에 설치되는 핀치롤과, 상기 쉬어의 출측에 설치되는 슈트와, 제어부를 포함하여 이루어진 스트립 절단 장치를 제어하는 방법에 있어서,
상기 감지센서가 상기 핀치롤의 구동에 의해서 일방향으로 이동하는 스트립의 끝단을 감지한 감지신호를 생성 및 송신하는 감지단계;
상기 제어부가 상기 감지신호를 수신하면, 상기 핀치롤의 구동을 정지시켜 상기 스트립의 끝단이 정지위치에 정지하는 정지단계;
상기 제어부가 상기 핀치롤을 재구동하여 상기 스트립의 끝단을 절단위치로 이동시키는 이동단계;
상기 쉬어가 상기 스트립을 절단하는 절단단계;및
절단된 상기 스트립이 상기 슈트로 배출되는 배출단계;를 포함하되,
상기 이동단계는 상기 제어부가 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 상기 스트립을 거리 K만큼 이동시킴으로써 상기 스트립을 상기 절단위치로 이동시키는 단계인 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치의 제어방법.
[수학식 1]
K = Z - L
[수학식 2]
Z = Y - X
여기서, Z는 상기 정지위치에서 상기 쉬어까지 거리이고, L은 상기 절단위치에서 상기 쉬어까지 거리이며, Y는 상기 감지센서와 상기 쉬어 사이의 거리이고, X는 상기 정지위치에서 상기 감지센서까지 거리를 의미한다.
삭제
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 감지신호가 수신된 시점부터 상기 핀치롤의 구동이 정지된 시점까지의 상기 핀치롤의 회전수 f를 측정하여 다음의 수학식 3에 의해서 상기 X를 산출하는 것을 특징으로 하는 스트립 절단 장치의 제어방법.
[수학식 3]
X = π*D
여기서, D는 핀치롤의 직경을 의미한다.