KR101493297B1

KR101493297B1 - 롤 표면 검사 장치

Info

Publication number: KR101493297B1
Application number: KR20130161836A
Authority: KR
Inventors: 윤현우; 성홍기
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2015-02-16

Abstract

본 발명은 가공된 롤의 원주면을 따라 상기 롤의 원주면을 둘러싸고, 상기 가공된 롤과 동일한 중심축을 갖는 케이싱부; 상기 케이싱부의 내주면에 상기 롤의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 설치되고, 상기 케이싱부의 내주면으로부터 상기 롤의 원주면을 향하여 이동가능하며, 상기 롤의 원주면에 접촉되어 표면 거칠기를 측정하는 복수 개의 검출부들; 및 상기 케이싱부 상에 설치되어 상기 케이싱부의 일부분과 맞물리고, 상기 검출부들 사이의 간격만큼 상기 케이싱부의 일부분을 상기 롤의 원주 방향을 따라 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다. 상기와 같은 롤 표면 검사 장치는 가공된 롤의 표면 거칠기를 측정하여 정확하게 롤의 표면 상태를 검사할 수 있고, 고르지 않는 표면을 갖는 롤이 압연 공정에 투입되는 것을 방지하여, 롤의 표면 결함으로 인한 압연 제품의 품질 저하를 방지할 수 있다.

Description

롤 표면 검사 장치{APPRATUS FOR INSPECTING A SURFACE OF ROLL}

본 발명은 롤 표면 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 롤 표면의 표면 거칠기를 측정하여 롤 표면을 검사하는 롤 표면 검사 장치에 관한 것이다.

압연은 금속의 소성(塑性)을 이용하여, 고온 또는 상온의 금속재료를 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜 여러 가지 형태의 재료, 예컨대 판(板), 봉(棒), 관(管), 형재(形材) 등으로 가공하는 방법이다. 또한, 압연은 고온으로 하는 열간압연과 저온에서 실시하는 냉간압연으로 이루어진다.

한편, 압연 공정에 이용되는 롤은 EDT 머신(machine)이나 롤 그라인더(roll grinder)로 가공된다. 이때 롤의 표면 상태에 따라 가공된 재료의 품질이 결정된다. 하지만, 균일하지 못하거나, 결함이 있는 롤의 표면으로 인해, 가공된 재료에 스케일 등이 형성되고 가공된 재료의 품질이 저하된다. 이로 인해, 가공된 재료는 폐기되기도 한다.

따라서, 안정적인 가공을 위하여, 롤은 고른 표면을 갖는 것이 필요하다. 종래에는 롤의 표면 상태나 결함 여부를 확인하기 위하여, 육안 검사가 이루어졌다. 육안 검사는 작업자에 따라 판정 결과가 상이한 경우가 많았고, 특히 주변 환경에 따라 판정 결과가 상이해지기도 하였다. 이로 인해, 표면 결함이 존재하는 롤이 압연 공정에 이용되어, 표면 결함이 가공되는 재료에 그대로 전사된다. 이때, 가공된 재료는 원하는 품질을 획득하지 못한다. 현실적으로 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 어떠한 장치도 개발되지 않고 있는 실정이다.

일본 공개특허공보 특개평07-223003호(공개일: 1995.08.22.)

본 발명은 롤 표면의 표면 거칠기를 측정하여 정확하게 롤 표면 상태를 검사할 수 있는 롤 표면 검사 장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 롤 표면 결함으로 인한 스트립의 품질 저하를 방지할 수 있는 롤 표면 검사 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 가공된 롤의 원주면을 따라 상기 롤의 원주면을 둘러싸고, 상기 가공된 롤과 동일한 중심축을 갖는 케이싱부; 상기 케이싱부의 내주면에 상기 롤의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 설치되고, 상기 케이싱부의 내주면으로부터 상기 롤의 원주면을 향하여 이동가능하며, 상기 롤의 원주면에 접촉되어 표면 거칠기를 측정하는 복수 개의 검출부들; 및 상기 케이싱부 상에 설치되어 상기 케이싱부의 일부분과 맞물리고, 상기 검출부들 사이의 간격만큼 상기 케이싱부의 일부분을 상기 롤의 원주 방향을 따라 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다.

또한, 상기 케이싱부는, 외주면에 상기 구동부의 일부분이 통과한 상태로 설치되고, 고정된 상태로 유지되는 외부 케이싱부; 및 외주면에 복수 개의 톱니들이 형성되고, 상기 톱니들의 일부가 상기 외부 케이싱부를 통과한 상기 구동부의 일부분과 맞물리며, 상기 중심축을 중심으로 회전가능한 내부 케이싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다.

또한, 상기 구동부는, 상기 외부 케이싱부를 통과하여 상기 내부 케이싱부의 톱니들의 일부와 맞물리는 톱니 바퀴부; 및 상기 톱니 바퀴부의 중심축에 연결되어, 상기 톱니 바퀴부를 일 방향을 회전시켜, 상기 내부 케이싱부를 회전시키는 구동력을 공급하는 모터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다.

또한, 상기 검출부는, 상기 롤의 원주면에 접촉되어 상기 롤의 표면 거칠기를 측정하는 탐침부; 및 상기 내부 케이싱부의 내주면과 상기 탐침부를 연결하고, 길이가 조정되어 상기 탐침부를 상기 롤의 원주면에 접촉된 상태로 유지시키는 탐침 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다.

또한, 상기 롤 표면 검사 장치는, 상기 검출부에 연결되어, 상기 검출부에 의해 측정된 상기 롤의 표면 거칠기의 값을 전송받아 저장하고 처리하며, 상기 롤의 획득하고자 하는 표면 거칠기의 값의 범위를 설정하여 충족 여부를 확인하고 검출하는 데이터 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치를 개시한다.

본 발명에 따른 롤 표면 검사 장치의 효과는 다음과 같다.

(1) 본 발명에 따른 롤 표면 검사 장치는 케이싱부, 검출부들, 구동부, 및 데이터 처리부를 포함한다. 케이싱부는 가공된 롤을 원주면을 따라 둘러싸고, 외부 케이싱부와 내부 케이싱부로 이루어진다. 검출부들은 롤의 원주 방향을 따라 내부 케이싱부로부터 롤의 원주면을 향하도록 설치되어, 롤의 원주면에 접촉하여 표면 거칠기를 측정한다. 이때, 구동부는 롤의 원주 방향을 따른 검출부들의 간격만큼 내부 케이싱부를 회전시켜, 검출부들에 의해 원주 방향에 따른 롤의 전체 표면 거칠기를 측정한다. 또한, 측정된 표면 거칠기의 값은 데이터 처리부에 전송 저장되어, 확인가능한 상태로 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 롤의 원주면에 걸쳐 표면 거칠기를 측정하여, 정확하게 롤의 표면 상태를 검사할 수 있다는 효과를 갖는다.

(2) 본 발명에 따른 롤 표면 검사 장치는 롤의 표면 거칠기를 측정할 수 있기에, 고르지 않는 표면 상태를 갖는 롤을 압연 공정에 투입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 롤 표면 검사 장치는 표면 결함이 있는 롤이 압연 공정에 투입됨에 따라, 압연 공정의 제품 품질 저하를 방지할 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 표면 검사 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 롤 표면 검사 장치에서 선 A-A를 따라 취하여 도시하는 단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 표면 검사 장치(100)를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 롤 표면 검사 장치(100)에서 선 A-A를 따라 취하여 도시하는 단면도이다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 표면 검사 장치(100)는 케이싱부(101), 검출부(102)들, 구동부(103), 및 데이터 처리부(104)를 포함하여, 롤(10)의 표면 거칠기를 측정하여, 롤(10)의 표면 상태를 검사하는 데에 이용된다.

케이싱부(101)는 가공된 롤(10)의 원주면을 따라 가공된 롤(10)의 원주면을 둘러싼다. 케이싱부(101)의 내부 공간은 가공된 롤(10)보다 큰 직경을 갖는다. 이로 인해, 다양한 직경을 갖는 가공된 롤(10)이 케이싱부(101)의 내부에 수용될 수 있고, 케이싱부(101)는 롤(10)의 향상에 따라 원통형이다. 케이싱부(101)와 가공된 롤(10)은 동일한 중심축(A1)으로 갖는다. 또한, 케이싱부(101)는 외부 케이싱부(111) 및 내부 케이싱부(113)를 포함한다.

외부 케이싱부(111)는 가공된 롤(10)과 함께 고정된 상태로 유지된다.

내부 케이싱부(113)는 외부 케이싱부(111)의 내부에 위치된 상태에서 중심축(A1)을 중심으로 회전가능하다. 내부 케이싱부(113)의 외주면은 외부 케이싱부(111)의 내주면과 접촉된 상태로 유지한다. 한편, 내부 케이싱부(113)의 외주면에는 복수 개의 톱니(113a)들이 형성된다.

검출부(102)들은 복수 개로 이루어지되, 케이싱부(101), 특히 내부 케이싱부(113)의 내주면에서 가공된 롤(10)의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 설치된다. 검출부(102)는 내부 케이싱부(113)의 내주면으로부터 가공된 롤(10)의 원주면에 대하여 근접하기도 하고 이격되기도 한다. 이때, 검출부(102)들은 가공된 롤(10)의 원주면에 접촉하여 표면 거칠기를 측정한다. 또한, 검출부(102)들은 각각 탐침부(121) 및 탐침 이동부(123)를 포함한다.

탐침부(121)는 가공된 롤(10)과 원주면에 접촉되어 표면 거칠기를 측정한다.

탐침 이동부(123)는 탐침부(121)와 내부 케이싱부(113)의 내주면을 연결한다. 즉, 탐침 이동부(123)가 내부 케이싱부(113)의 내주면에서 가공된 롤(10)의 원주면을 따라 일정한 간격으로 설치된다. 탐침 이동부(123)들의 개수에 따라 탐침 이동부(123)들의 간격이 결정된다. 예를 들어, 탐침 이동부(123)들의 개수가 2개이면 탐침 이동부(123)들의 간격은 180°이고, 탐침 이동부(123)들의 개수가 16개이면 탐침 이동부(123)들의 간격은 22.5°이다. 또한, 탐침 이동부(123)는 탐침부(121)를 가공된 롤(10)의 원주면에 대하여 이동시킨다. 탐침 이동부(123)는 길이를 조정할 수 있는 구성요소로서, 탐침부(121)와 조합된다. 탐침부(121)는 길이 조정가능한 탐침 이동부(123)에 의해 이동하면서 롤(10)의 원주면에 접촉된 상태로 유지된다. 이로 인해, 본 발명의 롤 표면 검사 장치(100)는 다양한 직경을 갖는 가공된 롤(10)을 검사하는 데에 이용될 수 있다.

구동부(103)는 케이싱부(101) 상에 설치된다. 이때, 구동부(103)의 일부는 외부 케이싱부(111)의 일부를 통과하여 내부 케이싱부(113)의 톱니(113a)들의 일부와 맞물린다. 구동부(103)가 회전축(A2)을 중심으로 일 방향으로 회전하면서, 내부 케이싱부(113)는 반대 방향으로 회전한다. 이로 인해, 구동부(103)는 가공된 롤(10)이 롤 표면 검사 장치(100)에 설치될 때, 탐침부(131)는 최초에는 접촉되지 않는 가공된 롤(10)의 원주면까지도 표면 거칠기를 측정할 수 있도록 한다. 이때, 구동부(103)는 내부 케이싱부(113)를 가공된 롤(10)의 원주면을 따라 검출부(102)들, 특히 탐침부(121)들 사이의 간격만큼 회전시키는 것이 바람직하다. 이로 인해, 검출부(102)들은 가공된 롤(10)의 원주 방향을 따라 가공된 롤(10)의 원주면의 표면 거칠기를 측정할 수 있다. 즉, 가공된 롤(10)의 전체적인 표면 거칠기가 확인될 수 있다. 또한, 구동부(103)는 톱니 바퀴부(131) 및 모터부(133)를 포함한다.

톱니 바퀴부(131)는 외부 케이싱부(111)의 일부를 통과하여 내부 케이싱부(113)의 톱니(113a)들의 일부와 맞물린다. 톱니 바퀴부(131)가 회전축(A2)을 중심으로 일 방향으로 회전함에 따라, 내부 케이싱부(113)는 반대 방향으로 회전한다.

모터부(133)는 톱니 바퀴부(131)의 회전축(A2)과 연결되어, 톱니 바퀴부(131)를 회전시키는 구동력을 제공한다. 따라서, 모터부(133)는 톱니 바퀴부(131)의 회전에 따른 내부 케이싱부(113)의 회전을 정확하게 제어할 수 있다.

데이터 처리부(104)는 검출부(102)에 연결된다. 검출기(102)에 의해 측정된 가공된 롤(10)의 표면 거칠기의 값이 데이터 처리부(104)에 전송된다. 이때, 데이터 처리부(104)는 표면 거칠기의 값을 저장 및 처리한다. 또한, 데이터 처리부(104)는 가공된 롤(10)의 원주 방향을 따라 표면 거칠기의 값이 표나 그래프의 형태로 표시하고, 획득하고자 하는 표면 거칠기의 값의 범위를 설정하여 충족 여부를 확인하고 검출하는 데에 이용될 수 있다. 가공된 롤(10)이 설정된 표면 거칠기의 값의 범위를 벗어난다면, 가공된 롤(10)은 압연 공정에 투입되지 아니하고, 추가적인 가공이 이루어져야 한다. 또한, 데이터 처리부(104)는 일반적으로 검출부(102)에 유선이나 무선으로 형태로 연결되고, 일반적인 컴퓨터 단말기의 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 가공된 롤(10)의 원주 방향을 따른 표면 거칠기의 측정이 이루어진 이후에, 롤 표면 검사 장치(100)는 가공된 롤(10)의 길이방향으로 이동하면서 추가적으로 원주 방향을 따른 표면 거칠기의 측정이 이루어질 수 있다. 즉, 가공된 롤(10)의 원주면 전체에 걸쳐 표면 거칠기의 측정이 이루어질 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 롤 표면 검사 장치(100)는 가공된 롤(10)의 원주면에 대한 표면 거칠기를 직접적으로 측정하여, 정확하게 가공된 롤(10)의 원주면, 즉 표면의 상태를 검사할 수 있다. 따라서, 표면 상태가 고르지 않게 가공된 롤(10)이 압연 공정에 투입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 압연 공정을 통해 생산된 제품도 롤(10)의 가공 상태에 따라 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.

100: 롤 표면 검사 장치
101: 케이싱부
111: 외부 케이싱부
113: 내부 케이싱부
113a: 톱니
102: 검출부
121: 탐침부
123: 탐침 이동부
103: 구동부
131: 톱니 바퀴부
133: 모터부
104: 데이터 처리부

Claims

가공된 롤의 원주면을 따라 상기 롤의 원주면을 둘러싸고, 상기 가공된 롤과 동일한 중심축을 갖는 케이싱부;
상기 케이싱부의 내주면에 상기 롤의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 설치되고, 상기 케이싱부의 내주면으로부터 상기 롤의 원주면을 향하여 이동가능하며, 상기 롤의 원주면에 접촉되어 표면 거칠기를 측정하는 복수 개의 검출부들; 및
상기 케이싱부 상에 설치되어 상기 케이싱부의 일부분과 맞물리고, 상기 검출부들 사이의 간격만큼 상기 케이싱부의 일부분을 상기 롤의 원주 방향을 따라 회전시키는 구동부를 포함하되,
상기 케이싱부는,
외주면에 상기 구동부의 일부분이 통과한 상태로 설치되고, 고정된 상태로 유지되는 외부 케이싱부; 및
외주면에 복수 개의 톱니들이 형성되고, 상기 톱니들의 일부가 상기 외부 케이싱부를 통과한 상기 구동부의 일부분과 맞물리며, 상기 중심축을 중심으로 회전가능한 내부 케이싱부를 포함하고,
상기 구동부는,
상기 외부 케이싱부를 통과하여 상기 내부 케이싱부의 톱니들의 일부와 맞물리는 톱니 바퀴부; 및
상기 톱니 바퀴부의 중심축에 연결되어, 상기 톱니 바퀴부를 일 방향을 회전시켜, 상기 내부 케이싱부를 회전시키는 구동력을 공급하는 모터부를 포함하며,
상기 검출부는,
상기 롤의 원주면에 접촉되어 상기 롤의 표면 거칠기를 측정하는 탐침부; 및
상기 내부 케이싱부의 내주면과 상기 탐침부를 연결하고, 길이가 조정되어 상기 탐침부를 상기 롤의 원주면에 접촉된 상태로 유지하는 탐침 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 롤 표면 검사 장치는,
상기 검출부에 연결되어, 상기 검출부에 의해 측정된 상기 롤의 표면 거칠기의 값을 전송받아 저장하고 처리하며, 상기 롤의 획득하고자 하는 표면 거칠기의 값의 범위를 설정하여 충족 여부를 확인하고 검출하는 데이터 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 검사 장치.