KR101536915B1 - 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 크롭쉬어의 구동장치는, 전 공정에서 롤러테이블에 의해 이송되는 바를 감지하는 메탈감지부; 메탈감지부와 크롭쉬어 사이에 설치되어 바의 진입상태를 감지하는 진입감지부; 롤러테이블을 구동시키는 구동롤의 회전속도를 측정하는 엔코더; 크롭쉬어를 구동시켜 바를 절단하는 크롭쉬어 구동부; 및 메탈감지부에서 바가 감지될 경우 엔코더에서 측정된 구동롤의 회전속도에 따라 바의 선단위치를 카운트한 후, 진입감지부에서 감지된 바의 진입상태를 기반으로 선단위치를 보상하여, 선단위치가 상위제어장치로부터 입력된 바의 절단위치에 도달하면 크롭쉬어 구동부에 작동신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR OPERATING CROP SHEAR AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사상압연기에 진입하는 바의 선단위치를 정확하게 측정하여 크롭쉬어를 구동시킴으로써 과절단이나 미절단이 발생하지 않도록 하는 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.

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 실시하는 일련의 공정으로 이루어진다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0026081호(2010. 10. 06. 공개, 발명의 명칭 : 크롭 절단장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 사상압연기에 진입하는 바의 선단위치를 정확하게 측정하여 크롭쉬어를 구동시킴으로써 과절단이나 미절단이 발생하지 않도록 하는 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선단위치를 측정할 때 이중으로 측정함으로써 비정상적인 헌팅이 발생하더라도 이를 보상하여 측정할 수 있도록 하는 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 크롭쉬어의 구동장치는, 전 공정에서 롤러테이블에 의해 이송되는 바를 감지하는 메탈감지부; 메탈감지부와 크롭쉬어 사이에 설치되어 바의 진입상태를 감지하는 진입감지부; 롤러테이블을 구동시키는 구동롤의 회전속도를 측정하는 엔코더; 크롭쉬어를 구동시켜 바를 절단하는 크롭쉬어 구동부; 및 메탈감지부에서 바가 감지될 경우 엔코더에서 측정된 구동롤의 회전속도에 따라 바의 선단위치를 카운트한 후, 진입감지부에서 감지된 바의 진입상태를 기반으로 선단위치를 보상하여, 선단위치가 상위제어장치로부터 입력된 바의 절단위치에 도달하면 크롭쉬어 구동부에 작동신호를 출력하는 제어부를 포함하되, 제어부는, 진입감지부에서 바의 진입이 판단된 때 카운트한 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우 선단위치를 메탈감지부와 진입감지부 간의 거리에 근거하여 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 메탈감지부는 HMD(Hot Metal Detector) 인 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 다른 측면에 따른 크롭쉬어 구동장치의 제어방법은, 제어부가 상위제어장치로부터 절단위치를 입력받는 단계; 제어부가 메탈감지부로부터 전 공정에서 롤러테이블에 의해 이송된 바의 감지상태를 입력받아 바가 감지된 경우, 엔코더로부터 입력된 롤러테이블을 구동시키는 구동롤의 회전속도에 따라 바의 선단위치를 카운트하는 단계; 제어부가 선단위치를 카운트하면서 메탈감지부보다 후단에 설치된 진입감지부로부터 바의 진입상태를 입력받아 바가 진입된 경우 선단위치와 제 1설정값을 비교하여 선단위치를 보상하는 단계; 및 제어부가 선단위치가 절단위치에 도달한 경우 크롭쉬어 구동부를 작동시키는 단계를 포함하되, 선단위치를 보상하는 단계는, 제어부가 선단위치를 메탈감지부와 진입감지부 간의 거리에 근거하여 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 선단위치를 보상하는 단계는, 제어부가 진입감지부에서 바의 진입이 판단된 때 카운트한 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우 선단위치를 보상하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법은 사상압연기에 진입하는 바의 선단위치를 정확하게 측정하여 크롭쉬어를 구동시킴으로써 과절단이나 미절단이 발생하지 않도록 하여 오작에 의한 설비를 보호할 수 있으며, 고장을 예방하여 조업시간 손실을 줄일 수 있어 생산량을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 선단위치를 측정할 때 이중으로 측정함으로써 비정상적인 헌팅이 발생하더라도 이를 보상하여 측정함으로써 열악한 환경에서도 정확한 선단위치의 측정으로 오작을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어의 구동장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치의 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치에서의 신호상태를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어의 구동장치 및 그 제어방법을 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 크롭쉬어의 구동장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치의 설치상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치에서의 신호상태를 나타낸 그래프이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어의 구동장치는 메탈감지부(10), 진입감지부(20), 엔코더(30), 크롭쉬어 구동부(60) 및 제어부(50)를 포함한다.

메탈감지부(10)는 전 공정에서 롤러테이블(90)에 의해 이송되는 바(5)를 감지하여 감지결과를 제어부(50)에 전달한다.

이때 메탈감지부(10)는 HMD(Hot Metal Detector)를 포함한다.

열간 압연공정에서는 가열로(미도시)에서 일정온도로 가열된 슬라브를 조압연공정을 거치게 하여 일정한 두께의 바(5) 형태로 가공하여 코일박스(미도시)에 권취한다. 이후 사상압연공정을 위해 코일박스에서 바(5)를 풀어 롤러테이블(90)을 통해 사상압연기(80)에 이송하여 수요자가 요구하는 두께의 스트립으로 가공하여 코일 형태로 권취하여 제공한다.

이때 사상압연기(80)에 바(5)를 투입시키기 위해서는 바(5)의 선단부와 후단부를 미리 절단하여 투입시켜야만 한다.

즉, 길이방향으로 늘어나는 압연작업의 특성상 바(5)의 선단부와 미단부는 라운드 형상으로 이루어지기 때문에 이를 절단하지 않고 사상압연을 수행할 경우 라운드 부분이 더욱 길에 늘어나 만곡됨에 따라 치입불량이나 설비충격을 유발하여 설비파손으로 진행될 수 있다.

따라서, 바(5)를 사상압연기(80)에 치입하기 전 크롭쉬어 구동장치를 통해 바(5)의 선단부 형상에 따라 설정된 절단위치에서 크롭을 절단하여 제거하게 된다.

이와 같이 정확하게 설정된 절단위치에서 절단하기 위해서는 1차적으로 이송되는 바(5)의 선단위치를 메탈감지부(10)를 통해 감지한다.

진입감지부(20)는 메탈감지부(10)와 크롭쉬어(70) 사이에 설치되어 바(5)의 진입상태를 감지하여 감지결과를 제공한다.

진입감지부(20)는 사상압연을 위한 바(5)의 입력온도를 제공할 수도 있다.

엔코더(30)는 롤러테이블(90)을 구동시키는 구동롤(35)의 회전속도를 측정하여 제공한다.

즉, 바(5)를 이송하는 구동롤(35)의 회전속도를 제공함으로써 시간당 바(5)의 이송거리를 산출할 수 있도록 한다.

크롭쉬어 구동부(60)는 크롭쉬어(70)를 구동시켜 바(5)의 크롭을 절단한다.

제어부(50)는 메탈감지부(10)에서 바(5)가 감지될 경우 엔코더(30)에서 측정된 구동롤(35)의 회전속도에 따라 바(5)의 선단위치를 카운트한 후, 진입감지부(20)에서 감지된 바(5)의 진입상태를 기반으로 선단위치를 보상한다. 그리고, 선단위치가 상위제어장치(40)로부터 입력된 바(5)의 절단위치에 도달하면 제어부(50)는 작동신호를 출력하여 크롭쉬어 구동부(60)를 작동시킨다.

이때 진입감지부(20)에서 바(5)의 진입이 판단된 때 카운트한 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우 제어부(50)는 선단위치를 메탈감지부(10)와 진입감지부(20) 간의 거리(L)에 근거하여 보상한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제어부(50)는 메탈감지부(10)에서 바(5)가 감지되어 온 되는 T0시점부터 엔코더(30)로부터 입력된 구동롤(35)의 회전속도에 따라 바(5)의 선단위치를 카운트한다. 이후 진입감지부(20)에서 바(5)가 감지되어 온 되는 T1시점에서 카운트한 선단위치가 제 1설정값인 P1을 초과한 경우 선단위치를 메탈감지부(10)와 진입감지부(20) 간의 거리(L)인 P2로 보상하여 다시 카운트한다. 그런다음 선단위치가 상위제어장치(40)로부터 입력된 절단위치인 P3에 도달하는 T2시점에 크롭쉬어 구동부(60)에 작동신호를 출력하여 작동시킴으로써 바(5)의 선단부를 절단하여 크롭을 제거한다.

위에서 제어부(50)는 카운트한 선단위치가 진입감지부(20)에서 바(5)의 진입이 판단된 때 제 1설정값 이하인 경우에는 카운트한 선단위치에 따라 절단위치에 도달할 경우 크롭쉬어 구동부(60)를 작동시켜 바(5)의 선단부를 절단함으로써 크롭을 제거한다.

이와 같이 메탈감지부(10)로써 HMD를 이용하여 바(5)를 감지할 때 수증기와 스케일 비산과 같은 열악한 환경에서 헌팅이 발생하여 메탈감지부(10)가 조기 온 되어 바(5)의 선단위치를 조기에 카운트하더라도, 진입감지부(20)에서 감지된 결과를 기반으로 선단위치를 보상함으로써 정확한 절단이 이루어질 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 크롭쉬어 구동장치에 따르면, 사상압연기에 진입하는 바의 선단위치를 정확하게 측정하여 크롭쉬어를 구동시킴으로써 과절단이나 미절단이 발생하지 않도록 하여 오작에 의한 설비를 보호할 수 있으며, 고장을 예방하여 조업시간 손실을 줄일 수 있어 생산량을 증대시킬 수 있고, 선단위치를 측정할 때 이중으로 측정함으로써 비정상적인 헌팅이 발생하더라도 이를 보상하여 측정함으로써 열악한 환경에서도 정확한 선단위치의 측정으로 오작을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 크롭쉬어 구동장치의 제어방법에서는, 먼저 제어부(50)가 상위제어장치(40)로부터 절단위치를 입력받는다(S10).

이후 제어부(50)는 메탈감지부(10)로부터 전 공정에서 롤러테이블(90)에 의해 이송되는 바(5)의 감지결과를 입력받아 메탈감지부(10)의 온 여부를 판단한다(S12). 즉, 바(5)가 감지되는가 판단한다.

이때, 제어부(50)는 바(5)가 감지되면 엔코더(30)로부터 입력된 롤러테이블(90)을 구동시키는 구동롤(35)의 회전속도를 입력받는다(S14). 만약 S12 단계에서, 바(5)가 감지되지 않을 경우에는 계속해서 바(5)의 감지결과를 입력받아 메탈감지부(10)의 온 여부를 판단한다.

이렇게 입력된 구동롤(35)의 회전속도에 따라 제어부(50)는 시간당 바(5)의 이송거리를 산출하여 바(5)의 선단위치를 카운트한다(S16).

이후 제어부(50)가 엔코더(30)의 출력값을 기반으로 선단위치를 카운트하면서 메탈감지부(10)보다 후단에 설치된 진입감지부(20)로부터 바(5)의 진입결과를 입력받아 진입감지부(20)의 온 여부를 판단한다(S18).

이때 진입감지부(20)로부터 바(5)의 진입상태가 감지된 경우, 즉 바(5)가 감지된 경우 카운트한 선단위치와 제 1설정값을 비교한다(S20).

제 1설정값은 메탈감지부(10)로부터 바(5)가 정상적으로 이송된 경우 도달할 수 있는 거리를 기반으로 미리 정의 할 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 크롭쉬어 구동장치의 설치상태에서 메탈감지부(10)와 진입감지부(20) 간의 거리(L)에 근거하여 제 1설정값을 L보다 큰 값으로 설정할 수 있다.

즉, 메탈감지부(10)에서 바(5)가 감지된 후 롤러테이블(90)을 통해 이송될 때 슬립 등 통상적으로 발생할 수 있는 오차의 허용범위 이내로 설정할 수 있다.

따라서, 카운트한 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우에는 허용범위를 초과하는 상태로써 메탈감지부(10)의 오작동으로 크롭쉬어(70)의 오작동이 예상될 수 있다.

이와 같이 S20 단계에서 카운트한 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우 제어부(50)는 선단위치를 보상하게 된다(S22). 즉, 카운트한 선단위치가 오차의 허용범위를 초과하는 상태로써 메탈감지부(10)의 오작동으로 선단위치에 오류가 발생한 상태이다.

따라서, 제어부(50)는 선단위치를 진입감지부(20)가 설치된 위치로 보상한다.

즉, 메탈감지부(10)와 진입감지부(20) 간의 거리(L)에 근거하여 선단위치를 보상한다.

반면, S20 단계에서 카운트한 선단위치가 제 1설정값 이하인 경우에는 정상적인 범위로 판단하여 처리된다.

이후 제어부(50)는 계속해서 선단위치를 카운트하여 선단위치가 절단위치에 도달하였는가 판단한다(S24).

선단위치가 상위제어장치(40)로부터 입력된 절단위치에 도달한 경우 제어부(50)는 크롭쉬어 구동부(60)를 작동시켜 정확한 절단위치에서 크롭쉬어(70)를 작동시킬 수 있다(S26).

이와 같이 메탈감지부(10)로써 HMD를 이용하여 바(5)를 감지할 때 수증기와 스케일 비산과 같은 열악한 환경에서 헌팅이 발생하여 메탈감지부(10)가 조기 온 되어 바(5)의 선단위치를 조기에 카운트하더라도, 진입감지부(20)에서 감지된 결과를 기반으로 선단위치를 보상함으로써 정확한 절단이 이루어질 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 크롭쉬어 구동장치의 제어방법에 따르면, 사상압연기에 진입하는 바의 선단위치를 정확하게 측정하여 크롭쉬어를 구동시킴으로써 과절단이나 미절단이 발생하지 않도록 하여 오작에 의한 설비를 보호할 수 있으며, 고장을 예방하여 조업시간 손실을 줄일 수 있어 생산량을 증대시킬 수 있고, 선단위치를 측정할 때 이중으로 측정함으로써 비정상적인 헌팅이 발생하더라도 이를 보상하여 측정함으로써 열악한 환경에서도 정확한 선단위치의 측정으로 오작을 줄일 수 있다.

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.

5 : 바 10 : 메탈감지부
20 : 진입감지부 30 : 엔코더
35 : 구동롤러 40 : 상위제어장치
50 : 제어부 60 : 크롭쉬어 구동부
70 : 크롭쉬어 80 : 사상압연기
90 : 롤러테이블

Claims (7)

1. 전 공정에서 롤러테이블에 의해 이송되는 바를 감지하는 메탈감지부;
   상기 메탈감지부와 크롭쉬어 사이에 설치되어 상기 바의 진입상태를 감지하는 진입감지부;
   상기 롤러테이블을 구동시키는 구동롤의 회전속도를 측정하는 엔코더;
   상기 크롭쉬어를 구동시켜 상기 바를 절단하는 크롭쉬어 구동부; 및
   상기 메탈감지부에서 상기 바가 감지될 경우 상기 엔코더에서 측정된 상기 구동롤의 회전속도에 따라 상기 바의 선단위치를 카운트한 후, 상기 진입감지부에서 감지된 상기 바의 진입상태를 기반으로 상기 선단위치를 보상하여, 상기 선단위치가 상위제어장치로부터 입력된 상기 바의 절단위치에 도달하면 상기 크롭쉬어 구동부에 작동신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 진입감지부에서 상기 바의 진입이 판단된 때 카운트한 상기 선단위치가 제 1설정값을 초과한 경우 상기 선단위치를 상기 메탈감지부와 상기 진입감지부 간의 거리에 근거하여 보상하는 것을 특징으로 하는 크롭쉬어의 구동장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 메탈감지부는 HMD(Hot Metal Detector) 인 것을 특징으로 하는 크롭쉬어의 구동장치.
   
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5. 제어부가 상위제어장치로부터 절단위치를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 메탈감지부로부터 전 공정에서 롤러테이블에 의해 이송된 바의 감지상태를 입력받아 상기 바가 감지된 경우, 엔코더로부터 입력된 상기 롤러테이블을 구동시키는 구동롤의 회전속도에 따라 상기 바의 선단위치를 카운트하는 단계;
   상기 제어부가 상기 선단위치를 카운트하면서 상기 메탈감지부보다 후단에 설치된 진입감지부로부터 상기 바의 진입상태를 입력받아 상기 바가 진입된 경우 상기 선단위치와 제 1설정값을 비교하여 상기 선단위치를 보상하는 단계; 및
   상기 제어부가 상기 선단위치가 상기 절단위치에 도달한 경우 크롭쉬어 구동부를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하되,
   상기 선단위치를 보상하는 단계는, 상기 제어부가 상기 선단위치를 상기 메탈감지부와 상기 진입감지부 간의 거리에 근거하여 보상하는 것을 특징으로 하는 크롭쉬어 구동장치의 제어방법.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 선단위치를 보상하는 단계는, 상기 제어부가 상기 진입감지부에서 상기 바의 진입이 판단된 때 카운트한 상기 선단위치가 상기 제 1설정값을 초과한 경우 상기 선단위치를 보상하는 것을 특징으로 하는 크롭쉬어 구동장치의 제어방법.
   
7. 삭제

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