KR101620417B1 - 강판의 형상 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 형상 측정장치는, 강판의 하부에 설치되어 상기 강판의 길이 방향을 따라 배치되고, 기설정된 길이를 가지며, 자력에 의해 상단이 상기 강판의 하면에 접촉하는 측정위치 및 상기 강판의 하면으로부터 이격되는 해제위치로 전환 가능한 복수의 자석봉;을 포함할 수 있다.

Description

강판의 형상 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING SHAPE OF STRIP}
본 발명은 강판의 형상 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판의 L-반곡 상태를 연속 소둔 라인 가동 상태에서도 신속하고 정밀하게 측정할 수 있는 강판의 형상 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉연공장의 연속소둔 라인에서 소둔로를 거친 강판을 조질 압연기를 통과시키는 조질 압연작업을 수행하면 강판이 길이방향으로 휘어지는 L-반곡이 발생하는데, L-반곡 현상을 측정할 때에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 압연기(1)를 통과한 강판의 샘플 채취 부분이 영구자석을 이용한 컨베이어(2)의 상부로 이송되면 전단기(3)를 작동시켜 소정의 길이(약 1000mm)로 전단하여 L-반곡을 측정하고 있다. 이와 같이 전단된 샘플(S)은 작업자가 집게(4)등을 이용하여 측정장치로 이동된다.
종래의 강판의 형상 측정장치는 도 3에 나타낸 바와 같이 작업대(5)의 상면에 수직한 정반(6)이 설치되고 그 정반(6)의 상면에 설치된 클립(7)으로 상기 샘플(S)을 고정한 후 정반(6)에 설치된 측정자(8)를 이용하여 샘플(S)의 형상 특히, L-반곡 상태를 측정한다.
이와 같이 종래에는 샘플을 측정하기 위해서 작업자가 수작업으로 샘플(S)을 측정장치까지 운반한 후, 측정자(8)를 이용한 수작업으로 샘플(S)의 L- 반곡 상태를 측정함으로써, 샘플(S)의 형상 측정시간이 과다하게 소요되어 강판제조시의 형상에 따른 후속조치작업이 지연되므로 강판의 제조 생산성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 작업자의 수작업으로 샘플의 상태를 측정하므로 작업자의 숙련도에 따라서 측정값의 정밀도가 상이하고 숙련된 작업자라 하여도 측정시의 상태에 따라서 측정값이 변경되는 등 측정값의 오차가 발생하는 문제가 있다.
또한, 강판시트의 운반중에 작업자가 주변설비와 충돌하는 등의 안전사고가 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2009-0039195호(2009.04.22.)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 강판의 L-반곡 상태를 신속하면서도 정밀하게 측정할 수 있는 강판의 형상 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 강판의 제품 신뢰성 및 제조 생산성을 향상시킬 수 있는 강판의 형상 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제는 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 강판의 형상 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 형상 측정장치는, 강판의 하부에 설치되어 상기 강판의 길이 방향을 따라 배치되고, 기설정된 길이를 가지며, 자력에 의해 상단이 상기 강판의 하면에 접촉하는 측정위치 및 상기 강판의 하면으로부터 이격되는 해제위치로 전환 가능한 복수의 자석봉;을 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 강판의 하부에 설치되며, 상기 강판의 길이방향을 따라 상하방향으로 관통 형성된 복수의 관통홀을 가지는 수평프레임;을 더 포함할 수 있다.
상기 자석봉은, 상기 수평프레임의 상부에 위치하며, 자력을 가지는 자석구; 그리고 상단이 상기 자석구에 연결되며, 하단이 상기 관통홀에 관통 삽입되는 연결봉;를 포함할 수 있다.
상기 자석봉은, 상기 수평프레임의 하부에 위치하며, 상기 연결봉의 하단에 연결되는 지지구;를 더 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정 장치는, 상기 자석봉의 일측에 설치되며, 상기 강판의 길이방향을 따라 배치되는 형상측정판;을 더 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 지지구의 하부에 설치되며, 상기 강판의 길이방향을 따라 배치되는 지지프레임; 상기 수평프레임과 상기 지지프레임 사이에 배치되며, 상기 수평프레임과 상기 지지프레임을 연결하는 수직프레임; 그리고 상기 지지구와 상기 지지프레임에 연결되며, 상기 지지구에 탄성 복원력을 제공하는 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 강판의 하부에 설치되는 레일; 상기 지지프레임의 하부에 설치되어 상기 지지프레임을 지지하며, 상기 레일을 따라 이동 가능한 회전체가 장착된 이동프레임; 그리고 상기 회전체에 연결되어 상기 회전체에 회전 구동력을 제공 가능한 구동모터;를 더 포함할 수 있다.
상기 이동프레임은 하면이 함몰 형성된 이동홈을 가질 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 이동프레임에 연결되어 상기 이동홈에 삽입 설치되며, 상기 이동프레임을 승강 가능한 실린더부;를 더 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 강판의 일측에 설치되며, 상기 강판에 형성된 웨이브를 감지한 웨이브 감지신호를 전송 가능한 제1감지부; 그리고 상기 제1감지부 및 상기 구동모터에 전기적으로 연결되며, 상기 웨이브 감지신호가 수신되면 상기 구동모터를 구동하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 강판의 일측에 설치되며, 상기 자석봉을 감지한 형상측정부 감지신호를 전송 가능한 제2감지부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2감지부 및 상기 실린더부에 전기적으로 연결되며, 상기 형상측정부 감지신호가 수신되면 상기 구동모터의 구동을 정지시키고 상기 실린더부를 구동할 수 있다.
상기 강판의 형상 측정장치는, 상기 수평프레임의 상부에 설치되고, 상기 관통홀과 연통되도록 상하 방향으로 관통 형성된 연통홀을 가지는 단관;을 더 포함할 수 있다.
상기 연결봉의 상기 하단은 상기 연통홀에 관통 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 강판의 형상 측정장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 강판의 L반곡 상태를 신속하면서도 정밀하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 강판의 제품 신뢰성 및 제조 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 압연설비에서 강판의 샘플을 채취하는 상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 강판의 샘플을 채취하는 상태를 나타낸 사시도다.
도 3은 종래의 강판의 형상 측정장치를 나타낸 사시도다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 해제상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 측정상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 제어 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 제어 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 급준도를 산출하기 위한 그림선(C)을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 해제상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 측정상태를 나타낸 도면이다. 우선, 모터(30)가 회전함에 따라 유니버설조인트(20)를 통해 모터(30)에 연결된 구동롤러(11)가 회전하게 된다. 이에 따라 구동롤러(11)의 상부에 위치한 강판(S)이 지지롤러(12) 방향으로 이송된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 강판의 형상 측정장치는 형상측정부(100), 구동부(200), 감지부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
형상측정부(100)는 강판(S)의 하부에 배치되어 강판(S)의 형상(Wave)를 측정하기 위한 것으로, 복수의 자석봉(110), 형상측정판(120), 지지부(130), 탄성부재(140) 및 단관(150)을 포함할 수 있다.
복수의 자석봉(110)은 강판(S)의 하부에 설치되며, 강판(S)의 길이 방향을 따라 배치된다. 자석봉(110)은 기설정된 길이를 가지며, 기설정된 간격만큼 서로 이격 배치된다. 자석봉(110)은 자력에 의해 상단이 강판(S)의 하면에 접촉하는 측정위치와, 상단이 강판(S)의 하면으로부터 이격되는 해제위치로 전환될 수 있다. 예를 들면, 자석봉(110)은 동일한 간격으로 배치되며 동일한 길이를 가질 수 있다. 이때, 자석봉(110)이 상기 측정위치에 위치하게 되면 자석봉(110)의 하단은 강판(S)과 동일한 형상을 표시하게 된다.
자석봉(110)은 자석구(112), 연결봉(114) 및 지지구(116)를 포함할 수 있다.자석구(112)는 강판(S)과 수평프레임(132) 사이에 위치하며, 자력을 가지는 자성체로써 상기 자력에 의해서 강판(S)의 하면과 접촉할 수 있다. 연결봉(114)은 상단이 자석구(112)에 연결되며, 하단은 수평프레임(132)에 형성된 관통홀(도시 안함)에 관통 삽입된다. 지지구(116)는 수평프레임(132)의 하부에 위치하며, 연결봉(114)의 하단에 연결된다. 지지구(116)는 기설정된 중량을 가지며, 자석봉(110)이 상기 측정위치에서 상기 해제위치로 전환되기 위한 복원력을 제공할 수 있다.
형상측정판(120)은 도 5에 도시한 바와 같이, 자석봉(110)의 일측에 설치되며, 강판(S)의 길이방향을 따라 배치된다. 형상측정판(120)은 강판(S)의 길이 방향과 나란한 복수의 수평선을 가질 수 있다. 작업자는 자석봉(110)이 상기 측정위치에 오게 되면, 자석봉(110)의 하단을 선으로 연결하여 표시함으로써 강판(S)의 형상을 표시할 수 있게 된다. 예를 들면, 작업자는 도 3에서와 같이 지지구(116)를 따라서 펜으로 그리면 그림선이 그려지며, 도 8과 같이 그림선(C)을 이용하여 강판(S)의 평탄도를 나타내는 급준도를 산출할 수 있다. 여기서, 급준도는 아래의 수학식에서 산출될 수 있다.
[수학식]
급준도[%] = (파장[mm]×100) ÷ 파고[mm]
지지부(130)는 자석봉(110)을 지지하기 위한 것으로 수평프레임(132), 지지프레임(134) 및 수직프레임(136)을 포함할 수 있다.
수평프레임(132)은 강판(S)의 길이방향과 나란하게 강판(S)의 하부에 설치된다. 수평프레임(132)에는 복수의 관통홀(도시 안함)이 상하방향으로 관통 형성된다. 이러한 관통홀에 연결봉(114)이 관통 삽입됨으로써 자석봉(110)은 승강할 수 있게 된다.
지지프레임(134)은 지지구(116)의 하부에 설치되며, 강판(S)의 길이 방향을 따라 배치된다. 수직프레임(136)은 수평프레임(132)과 지지프레임(134) 사이에 배치되며, 수평프레임(132)과 지지프레임(134)을 연결한다. 즉, 수직프레임(136)은 수평프레임(132)을 지지프레임(134) 상에 고정하는 역할을 하며, 수직프레임(136)은 수평프레임(132)의 중심에 연결되는 것이 바람직하다.
탄성부재(140)는 지지구(116)와 지지프레임(134) 사이에 설치되어 지지구(116)와 지지프레임(134)에 연결된다. 탄성부재(140)는 지지구(116)에 탄성 복원력을 제공하여 자석봉(110)이 상기 측정위치에서 상기 해제위치로 전환되도록 한다. 탄성부재(140)는 스프링 또는 고무줄이 사용될 수 있다.
단관(150)은 수평프레임(132)의 상부에 설치되며, 연통홀(도시 안함)이 상하방향으로 관통 형성된다. 이러한 연통홀은 수평프레임(132)의 관통홀과 연통된다. 연결봉(114)은 상기 관통홀 및 상기 연통홀을 관통 삽입될 수 있다. 단관(150)은 고무, 플라스틱 같은 비자성체인 것이 바람직하다.
구동부(200)는 형상측정부(100)에 연결되며 형상측정부(100)의 수평 및 수직 위치를 조절할 수 있다. 구동부(200)는 이동프레임(210), 구동모터(214), 실린더부(220) 및 레일(230)을 포함할 수 있다.
이동프레임(210)은 지지프레임(134)의 하부에 설치되어 지지프레임(134)을 지지하며, 하면이 함몰 형성된 이동홈(214)을 가진다. 이동프레임(210)은 하부에 장착된 바퀴(212)를 통해서 레일(230)을 따라 이동하게 된다. 이동 프레임(210)은 형상측정부(100)의 수평 위치를 조절하게 된다.
구동모터(214)는 이동프레임(210)의 바퀴(212)에 연결되며 이동프레임(210)이 레일(230)을 따라 이동하도록 바퀴(212)에 구동력을 제공할 수 있다. 즉, 구동모터(214)는 형상측정부(100)가 강판(S)의 하부에 위치하도록 형상측정부(100)의 수평위치를 조절하게 되는 것이다.
실린더부(220)는 이동프레임(210)에 연결되어 이동프레임(210)의 이동홈(214)에 삽입 설치되며, 이동프레임(210)에 승강 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 실린더부(220)는 이동프레임(210)을 상승시켜서 자석봉(110)이 상기 측정위치에 위치하도록 할 수 있다. 실린더부(220)는 이동프레임(210)을 하강시켜서 바퀴(212)가 레일(230)에 안착하도록 할 수 있다. 실린더부(220)는 자석봉(110)이 상기 측정위치 및 상기 해제위치 사이를 전환할 수 있도록 형상측정부(100)의 수직 위치를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 제어 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 감지부(300)는 강판(S)의 일측에 설치되며, 강판(S)에 형성된 웨이브(W)를 감지한 웨이브 감지신호를 제어부(400)에 전송할 수 있다. 감지부(300)는 형상측정부(100)를 감지한 형상측정부 감지신호를 제어부(400)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 감지부(300)는 자석봉(110)의 자력을 감지한 형상측정부 감지신호를 제어부(400)에 전송한다.
본 실시예는 감지부(300)가 웨이브(W) 및 형상측정부(100)를 감지하는 것으로 구성하였으나, 제1감지부(도시 안함)가 웨이브(W)를 감지한 웨이브 감지신호를 제어부(400)에 전송하고, 별도의 제2감지부(도시 안함)가 형상측정부(100)를 감지한 형상측정부 감지신호를 제어부(400)에 전송하는 것으로 구성할 수도 있다.
제어부(400)는 구동부(200) 및 감지부(300)에 전기적으로 연결되며, 구동부(200)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 감지부(300)로부터 웨이브 감지신호가 전송되면, 바퀴(212)가 레일(230)에 안착하도록 실린더부(220)를 구동한다. 제어부(400)는 구동모터(214)를 구동하여 형상측정부(100)를 웨이브(W)가 형성된 강판(S)의 하부로 이동시킨다. 제어부(400)는 실린더부(220)를 구동하여 이동프레임(210)을 상승시키며, 이동프레임(210)이 상승함에 따라서 형상측정부(100)도 상승하게 된다. 이때, 자석봉(110)의 상단은 자력에 의해서 강판(S)의 하면에 붙게 된다. 따라서, 작업자는 자석봉(110)의 하단을 선으로 연결함으로써 강판(S)의 형상을 파악할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 제어 흐름도이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 강판의 형상 측정장치의 제어방법을 설명한다.
먼저, 감지부(300)가 강판(S)에 형성된 웨이브(W)를 감지한 웨이브 감지신호를 제어부(400)에 전송한다(S10).
다음으로, 제어부(400)는 감지부(300)로부터 웨이브 감지신호가 수신되면, 실린더부(220)에 실린더부 하강신호를 전송한다(S20). 즉, 제어부(400)는 이동프레임(210)의 바퀴(212)가 레일(230)에 안착하도록 실린더부(220)를 구동한다.
다음으로, 제어부(400)는 구동모터(214)에 구동모터 구동신호를 전송한다(S30). 구동모터(214)는 상기 구동신호에 따라 이동프레임(210)을 레일(230)을 따라 이동시킨다.
다음으로, 감지부(300)는 형상측정부(100)를 감지한 형상측정부 감지신호를 제어부(400)에 전송한다(S40). 이때, 제어부(400)는 형상측정부(100)가 강판(S)의 하부에 위치하는 것으로 판단하게 된다.
다음으로, 제어부(400)는 구동모터(214)에 구동모터 정지신호를 전송하고 실린더부(220)에 실린더부 상승신호를 전송한다(S50)(S60). 이로써, 구동모터(214)가 구동을 정지하고, 실린더부(220)는 상승하게 된다. 실린더부(220)가 상승함에 따라서 이동프레임(210)이 상승하며, 이동프레임(210)과 함께 형상측정부(100)도 상승하게 된다. 형상측정부(100)가 강판(S)의 하면에 근접함에 따라서 자석봉(110)의 상단은 자력에 의해서 강판(S)의 하면에 붙게 된다. 따라서, 작업자는 자석봉(110)의 하단을 선으로 연결함으로써 강판(S)의 형상을 파악할 수 있게 된다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
100: 형상측정부 110: 자석봉
112: 자석구 114: 연결봉
116: 지지구 120: 형상측정판
130: 지지부 132: 수평프레임
134: 지지프레임 136: 수직프레임
140: 탄성부재 150: 단관
200: 구동부 210: 이동프레임
212: 회전체 214: 구동모터
220: 실린더부 230: 레일
300: 감지부 400: 제어부

Claims (10)

  1. 강판의 하부에 설치되며, 상기 강판의 길이방향을 따라 복수의 관통홀이 상하방향으로 관통 형성된 수평프레임;
    상기 관통홀을 관통하도록 배치되며, 자력에 의해 상단이 상기 강판의 하면에 접촉되는 측정위치 및 상기 상단이 상기 강판의 하면으로부터 이격되는 해체위치로 전환 가능한 복수의 자석봉들; 및
    상기 강판의 길이방향을 따라 상기 자석봉들의 일측에 배치되며, 상기 자석봉들의 위치에 따라 상기 강판의 형상을 측정 가능한 형상측정판;을 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자석봉은,
    상기 수평프레임의 상부에 위치하며, 자력에 의해 일단이 상기 강판의 하면에 접촉 가능한 자석구; 및
    상단이 상기 자석구에 연결되며, 하단이 상기 관통홀에 관통 삽입되는 연결봉;를 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 자석봉은,
    상기 수평프레임의 하부에 위치하며, 상기 연결봉의 하단에 연결되는 지지구;를 더 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 지지구의 하부에 설치되며, 상기 강판의 길이방향을 따라 배치되는 지지프레임;
    상기 수평프레임과 상기 지지프레임 사이에 배치되며, 상기 수평프레임과 상기 지지프레임을 연결하는 수직프레임; 및
    상기 지지구와 상기 지지프레임에 연결되며, 상기 지지구에 탄성 복원력을 제공하는 탄성부재;를 더 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 강판의 하부에 설치되는 레일;
    상기 지지프레임의 하부에 설치되어 상기 지지프레임을 지지하며, 상기 레일을 따라 이동 가능한 회전체가 장착된 이동프레임; 및
    상기 회전체에 연결되어 상기 회전체에 회전 구동력을 제공 가능한 구동모터;를 더 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이동프레임은 하면이 함몰 형성된 이동홈을 가지며,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 이동프레임에 연결되어 상기 이동홈에 삽입 설치되며, 상기 이동프레임을 승강 가능한 실린더부;를 더 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 강판의 일측에 설치되며, 상기 강판에 형성된 웨이브를 감지한 웨이브 감지신호를 전송 가능한 제1감지부; 및
    상기 제1감지부 및 상기 구동모터에 전기적으로 연결되며, 상기 웨이브 감지신호가 수신되면 상기 구동모터를 구동하는 제어부;를 더 포함하는, 강판의 형상 측정장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 강판의 일측에 설치되며, 상기 자석봉을 감지한 형상측정부 감지신호를 전송 가능한 제2감지부;를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제2감지부 및 상기 실린더부에 전기적으로 연결되며, 상기 형상측정부 감지신호가 수신되면 상기 구동모터의 구동을 정지시키고 상기 실린더부를 구동하는, 강판의 형상 측정장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 강판의 형상 측정장치는,
    상기 수평프레임의 상부에 설치되고, 상기 관통홀과 연통되도록 상하 방향으로 관통 형성된 연통홀을 가지는 단관;을 더 포함하되,
    상기 연결봉의 상기 하단은 상기 연통홀에 관통 삽입되는, 강판의 형상 측정장치.
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