KR101657770B1

KR101657770B1 - 롤 표면처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101657770B1
Application number: KR1020140117818A
Authority: KR
Inventors: 황석균; 임지우; 송병준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-09-20
Also published as: CN105397301A; US20160067829A1; US9981344B2; KR20160029221A; CN105397301B

Abstract

본 발명은 롤 표면처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 롤 표면을 복수개의 가공영역으로 분할하고, 레이저를 조사하여 패턴을 가공하는 방법으로, 상기 롤 표면에서 상기 롤의 원주방향으로 일정각도에 해당하는 영역을 제1가공영역으로 하고, 상기 제1가공영역 이외 영역을 제2가공영역으로 하는 영역분할단계를 포함하는 영역설정단계; 및 상기 롤을 원주방향으로 회전하며, 상기 가공영역들 각각에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려, 상기 가공영역들 각각에 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계;를 포함하되, 상기 영역분할단계는, 상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에서 상기 롤의 길이방향으로 종축가공라인을 복수개 형성하는 제1분할단계; 및 상기 종축가공라인 내에서 복수개의 횡축가공라인을 형성하는 제2분할단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

Description

롤 표면처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for Treatment of surface of roll}

본 발명은 롤 표면처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주조 롤의 표면에 신속하고 정확하게 특정 패턴을 식각할 수 있는 주조 롤 표면처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

통상의 쌍롤식 박판주조 공정에서는 도 1에 도시된 것과 같이 한 쌍의 롤(1a,1b)의 축을 서로 맞물리는 방향으로 회전시키고, 용강(2)을 상기 롤 사이에 형성되는 닙(nip)부로 인출하여 주편(4)을 연속하여 주조한다.

이와 같은 공정에서 사용되는 장치가 쌍롤식 박판주조 장치이며, 한 쌍의 롤(1a,1b) 사이에 노즐(3)을 통해 용강(2)을 공급하고, 한 쌍의 롤을 회전시키면서 롤(1a,1b)과 용강(3)의 접촉을 통해 주조 롤 내부로의 열유출에 의해 용강(2)을 급속응고시켜 주편(4)을 제조하도록 구성되어 있다.

이때, 롤(1a,1b)의 양측 단부에는 용강(2)의 유출을 방지하기 위하여 내화물로 제작된 에지댐(미도시)이 밀착될 수 있는데, 연속하여 빠르게 회전하는 롤(1a,1b)과의 반복적인 접촉과 마찰로 인해 쉽게 마모될 수 있다.

마모되는 에지댐(미도시)에서는 마모분과 같은 분진이 발생하게 되고, 이와 같은 마모분이 주편에 혼입되면 주편 표면의 균열과 같은 결함을 유발할 수 있기 때문에, 마모분이 주편에 혼입되는 것을 방지하기 위해 롤의 표면에는 특정 패턴을 식각할 수 있다.

이처럼 롤의 표면에 특정 패턴을 식각하는 경우에는 마모분의 혼입 방지 뿐만 아니라, 주편(4)의 열응력을 효과적으로 분산시킬 수도 있다. 즉, 제조되는 주편(4)은 2~6mm 정도로 매우 얇기 때문에 초기에 형성된 응고쉘은 주편의 표면 성상에 큰 영향을 미친다. 그런데, 용강(2)과 롤(1a,1b)이 접촉되는 시간은 매우 짧아서 응고쉘의 두께가 불 균일하게 되어 주편 표면에 균열이나 겹침흠 등의 결함을 발생시키게 된다. 이러한 경우, 후속 압연 공정에 나쁜 영향을 끼치며, 최종 제품의 표면 품질이 저하되어 제품으로서의 가치가 하락할 수 있다.

따라서, 이와 같은 결함을 방지하기 위해 주편(4)의 열응력을 분산시켜 표면 결함 방생을 억제하는 방법이 사용되며, 이를 위해 롤(1a,1b)의 표면에 딤플(dimple)을 가공하는 표면처리가 필수적이다.

이러한 딤플의 형성은 롤과 응고쉘과의 사이에 단열층인 가스갭(gas gap)을 형성하여 냉각롤의 췌열량을 작게 하여 응고쉘의 완만한 냉각을 유도함과 동시에 딤플의 주연부(dimple(凹)의 테두리 부)에서부터 응고가 시작되도록 하여 응고쉘의 두께를 균일하게 하는 원리를 이용하는 것이다.

특히, 도 2에는 이같이 롤의 표면에 딤플을 가공하기 위한 일예가 순차적으로 도시되어 있다. 먼저, 롤(1a)에 마스킹 막을 도포하기 위하여 표면에 부착된 이물질을 제거한다. 도포된 마스킹 막은 후속 공정에서 분사될 에칭액으로부터 롤(1a)의 표면을 보호하는 피막을 형성하게 된다.

이와 같은 전처리가 끝나면, 파스킹 피막 재료로 상온에서 경화가 가능한 액상의 광경화성 포토레지스트 수지 또는 내산성 마스킹 도료를 스프레이 분사장치(미도시)를 통해 롤의 표면에 고르게 도포하고 상온에서 건조한다.

이후, 롤 표면에 마스킹 막이 형성되면 레이저장치(5)를 이용하여 식각될 부위의 마스킹 막만을 제거한다. 그리고, 레이저장치에 의해 패터닝된 롤 표면에 에칭장치(8)를 통해 에칭액을 분사하여 마스킹 막이 제거된 부분이 식각되도록 한다. 그러면, 미세 딤플이 형성되거나, 상기 미세 딤플이 서로 접하여 선 또는 면을 형성하게 된다.

그리고 나면 식각된 롤 표면에 남아있는 마스킹 막을 제거하기 위한 탈막장치(미도시)에 의한 탈막 및 표면을 세정하는 마무리단계를 수행하게 되고, 이로써 롤 표면에 딤플 가공이 완료된다.

그러나, 상기 설명한 방법의 경우, 롤을 0.1~50rpm으로 계속 회전함에 따라, 레이저를 이용하여 가공할 수 있는 시간이 최대 3초이며, 대부분 3초 이내의 시간으로 제약된다. 또한, 롤 폭 방향에 따른 임의의 패턴을 연결할 수 없어 롤 표면에 가공할 수 있는 딤플의 형상에 제한이 있게 된다.

게다가, 레이저에 의한 가공의 정밀도를 확보하기 위하여 비전시스템(Vision System)을 사용할 경우 반드시 롤을 정지시켜야만 하고, 그러다 보면 작업시간이 필요 이상으로 길어지게 된다. 이와 같은 작업시간의 과다는 강종에 따라 최적화된 패턴작업을 어렵게 하며, 작업시간을 줄이기 위해 간단한 형태가 반복되는 식의 단순 패턴가공을 수행할 수밖에 없는 문제가 있다.

단순 패턴가공은 단순한 도형의 반복 형태나 가스 배출을 목적으로 가는 선(line)이 반복되는 형태를 취하는데, 이러한 단순 패턴으로는 초기의 응고 상황을 제어할 수 없어 초기의 판 파단이 다수 발생하게 된다. 또한, 주조가 진행된다 하더라도 제품 표면에 sticking 현상, dent 성 결함 현상 등의 발생을 막을 수 없다는 문제가 있다.

KR

1051749

B1(2011.07.19.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로서 롤, 특히 주조 롤의 표면을 신속하고 용이하게 처리할 수 있도록 레이저를 이용한 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 롤의 표면에 강종의 다양한 응고 특성에 따라 최적화된 패턴을 가공할 수 있는 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

그리고, 주조 롤에 의해 가공된 판의 초기 파단 및 후속 공정에서의 표면 결함 발생을 방지하기 위한 임의의 패턴을 생성하고, 생성된 패턴을 신속하게 가공할 수 있는 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

이때, 패턴의 면적율, 레이저 딤플 크기 정보 등을 포함한 임의의 패턴을 형성하고, 형성된 패턴을 롤 표면에 양각 또는 음각으로 식각할 수 있는 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

아울러, 한 개의 롤 표면에 서로 다른 패턴을 양각 또는 음각으로 식각할 수 있는 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

이로써, 주조 롤에 의해 가공된 판의 결함을 방지할 뿐만 아니라 롤 표면처리 작업에 소요되는 시간을 감소시킴으로써 품질, 작업성 및 생산성을 동시에 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 롤 표면처리 방법 및 장치를 제공한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 롤 표면을 복수개의 가공영역으로 분할하고, 레이저를 조사하여 패턴을 가공하는 방법으로, 상기 롤 표면에서 상기 롤의 원주방향으로 일정각도에 해당하는 영역을 제1가공영역으로 하고, 상기 제1가공영역 이외 영역을 제2가공영역으로 하는 영역분할단계를 포함하는 영역설정단계; 및 상기 롤을 원주방향으로 회전하며, 상기 가공영역들 각각에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려, 상기 가공영역들 각각에 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계;를 포함하되, 상기 영역분할단계는, 상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에서 상기 롤의 길이방향으로 종축가공라인을 복수개 형성하는 제1분할단계; 및 상기 종축가공라인 내에서 복수개의 횡축가공라인을 형성하는 제2분할단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 패턴가공단계는, 상기 가공영역들 각각에 대한 임의의 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 및 레이저유닛을 상기 가공영역들 상에서 이동하며, 상기 패턴형성단계에서 형성된 패턴을 가공하는 패턴식각단계;를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 롤 및 상기 롤 표면에 가공된 패턴을 촬영유닛으로 촬영하고, 상기 롤의 원주방향으로의 회전량 및 상기 패턴의 가공상태를 포함한 영상정보를 획득하는 패턴촬영단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 패턴가공단계는, 상기 패턴촬영단계에서 획득한 영상정보를 근거로 하여 상기 패턴형성단계를 실시할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 패턴식각단계는, 상기 레이저유닛을 상기 롤의 원주방향 또는 길이방향으로 이동할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 패턴가공단계는, 상기 패턴식각단계가 완료된 이후, 상기 롤을 원주방향으로 일정거리 회전하고, 상기 롤이 회전하는 중에 상기 패턴형성단계가 실시될 수 있다.

그리고 바람직하게, 상기 패턴식각단계는, 상기 제1가공영역에 레이저를 조사하는 제1레이저유닛 및 상기 제2가공영역에 레이저를 조사하는 제2레이저유닛을 구비하는 유닛설정단계;를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 패턴식각단계는, 상기 롤이 정지된 상태에서 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛이 상기 종축가공라인을 따라 이동하며 레이저를 조사하되, 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛은 상기 횡축가공라인 단위로 레이저를 조사할 수 있다.

또한 바람직하게는, 롤 표면에 레이저를 조사하여 패턴형성단계에서 형성한 패턴을 가공하는 롤 표면처리 방법으로, 상기 롤 표면을 분할하여 복수개의 가공영역으로 구획할 때, 상기 가공영역들 각각에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려 상기 가공영역들 각각에 대한 임의의 패턴을 결정하는 패턴형성단계; 및 상기 패턴형성단계에서 결정된 패턴을 가공영역별로 가공하는 패턴가공단계;를 포함하되, 상기 패턴형성단계는, 상기 가공영역들에서 상기 롤의 길이방향으로 형성되는 종축가공라인에 대한 임의의 패턴을 생성하는 종축형성단계; 및 상기 종축가공라인 내에서 복수개의 횡축가공라인을 형성하고, 상기 횡축가공라인 각각에 대한 임의의 패턴을 생성하는 횡축형성단계;를 포함하고, 상기 횡축형성단계는, 레이저유닛이 상기 횡축가공라인들 간에 이동할 시에 임의의 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

보다 바람직하게는, 상기 패턴가공단계는, 한 개의 상기 종축가공라인에 대한 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛의 레이저 조사가 모두 완료된 이후 실시되며, 상기 종축가공라인 한 개가 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값만큼 상기 롤을 원주방향으로 회전하여 다음 가공할 종축가공라인을 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛에 각각 대면시키는 라인이동단계;를 더 포함할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 패턴촬영단계는, 상기 라인이동단계 중에 실시되며, 상기 롤의 원주방향으로의 회전량을 측정하여 회전값으로 저장하는 회전감지단계;를 포함하고, 상기 패턴형성단계는, 상기 회전감지단계 이후 실시되며, 상기 종축가공라인 한 개가 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값과 상기 회전값의 차이를 오차값으로 저장하고, 상기 오차값을 다음 가공할 종축가공라인에 반영하는 패턴보정단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 패턴가공단계는, 상기 롤을 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛에 대하여 반대방향으로 회전할 수 있다.

삭제

본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 방법 및 장치에 의하면 롤, 특히 주조 롤의 표면에 특정 패턴을 가공하기 위해 소모되는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 각각의 강종의 응고 특성에 적합한 패턴을 주조 롤 표면에 신속하게 가공할 수 있다. 이로써, 응고 시에 다량의 가스를 배출하는 강종들에 대하여 가스 배출 통로 확보함으로써, 제품 표면 결함의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 주조 롤 표면에 면적율, 레이저 딤플 크기 등의 조건이 서로 다른 패턴을 임의대로 가공할 수 있어 주조 공정에 최적화된 주조 롤을 생산할 수 있다.

아울러, 가공시간의 단축 및 결함 발생 억제에 의한 작업성 및 생산성 향상에 기여할 수 있음은 물론이다.

도 1은 통상의 쌍롤식 박판 주조 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 통상의 주조 롤 패턴 가공 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 방법의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 방법의 실행 순서를 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 장치의 개념도이다.
도 5b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 장치의 작동상태도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 장치의 레이저유닛의 가공 개념도이다.

본 발명의 실시예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.

먼저, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 도 3에 보이는 것과 같은 롤 표면처리 방법을 제공한다. 롤, 특히, 주조 롤 표면에 레이저를 조사하여 패턴을 가공하는 방법으로 상기 롤 표면을 복수개의 가공영역으로 분할하는 영역설정단계(S100) 및 상기 롤을 원주방향으로 회전하며, 상기 가공영역들 각각에 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계(S200)를 포함하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

또한, 롤을 단계적으로 회전하며 롤 표면 전체에 이르는 영역에 패턴을 가공하는 특성상 회전의 정밀도를 향상시키고, 롤 표면에 가공된 패턴의 상태를 확인하도록 패턴촬영단계(S300)를 더 포함하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

상기 패턴촬영단계(S300)는 롤 및 상기 롤 표면에 레이저를 조사하는 레이저유닛에 의해 가공된 패턴을 촬영유닛으로 촬영하고, 상기 롤의 원주방향으로의 회전량 및 상기 롤 표면에서 패턴의 가공상태를 포함한 영상정보를 획득할 수 있다.

이때, 촬영유닛으로는 바람직하게 비전시스템(Vision system)을 사용할 수 있다. 비전시스템은 영상처리를 이용하여 사물을 구분하는 시스템으로서, 카메라와 컴퓨터를 이용하여 촬영 대상물의 상태를 판별할 수 있다. 필요 구성요소로는 비전 하드웨어(Vision H/W), 카메라(Camera), 렌즈(Lens), 조명(Light) 및 케이블(Cable)이 요구된다. 특히, 사용되는 컴퓨터는 메인 제어수단의 PCI 슬롯에 장착하여 사용할 수 있다. 비전시스템의 처리방식으로는 포인트처리, 영역처리, 기하학처리 및 프레임처리 등이 있으며, 상기 처리방식들은 주로 화소값에 의해 구분된다. 상기 비전시스템은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 것이며, 촬영유닛의 종류는 본 발명에 의해 제한되지 않는다.

도 3에 보이는 것과 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 방법은 크게 영역설정단계(S100), 패턴가공단계(S200) 및 패턴촬영단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있는데, 각각의 단계는 상호 영향을 미칠 수 있으며 특정 단계는 반복될 수 있다. 즉, 롤에 있어서, 롤에 레이저를 조사하는 레이저유닛의 헤더부와 대면하는 롤의 일정영역을 가공영역으로 설정하는 영역설정단계(S100) 이후, 상기 가공영역에 대하여 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계(S200)가 실시되고, 그 이후에는, 롤 및 롤 표면에 가공된 패턴을 촬영하여 패턴 가공상태를 파악함은 물론 롤을 회전하여 다음 가공영역이 레이저유닛의 헤더부에 대면하도록 하되, 이 과정에서 촬영유닛으로 롤의 회전량까지 측정하는 패턴촬영단계(S300)가 실시될 수 있다.

그리고, 롤이 회전하여 다음 가공할 영역이 상기 레이저유닛의 헤더부에 대면하면 다시 일정영역을 가공영역으로 설정하는 영역설정단계(S100)를 시작으로 선술한 패턴가공단계(S200) 및 패턴촬영단계(S300)를 실시하고, 이를 반복하여 롤 표면에 순차적으로 패턴을 가공할 수 있는 것이다.

이와 같은 과정에 대하여 보다 상세히 설명하면, 영역설정단계는(S100)는 상기 롤의 원주방향으로 일정각도에 해당하는 영역을 제1가공영역으로 설정하고, 상기 제1가공영역 이외의 영역을 제2가공영역으로 설정하는 영역분할단계(S110)를 포함한다. 예를 들어, 롤의 원주방향으로 0도에서 180도에 이르는 영역을 제1가공영역으로 설정하였다면, 나머지에 해당하는 영역은 제2가공영역으로 설정할 수 있다.

그리고, 상기 영역분할단계는 상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에서 종축가공라인을 복수개 설정하는 제1분할단계(S111) 및 상기 종축가공라인을 복수개의 횡축가공라인으로 분할하는 제2분할단계(S112)를 포함한다.

종축가공라인은 상기 롤의 원주방향으로 일정 높이값을 가지며, 상기 롤의 길이방향으로 연속적으로 구비되어 상기 레이저유닛의 헤더부가 상기 롤의 길이방향으로 일회 이동하며 패턴을 식각하는 경로이기도 하다.

또한, 상기 종축가공라인을 롤의 길이방향으로 일정 영역으로 쪼개어 횡축가공라인으로 설정할 수 있고, 상기 종축가공라인은 복수개의 상기 횡축가공라인의 집합으로 설명할 수 있다.

이같이 분할된 롤 표면의 영역에 대하여 패턴가공단계(S200)를 효율적으로 수행하도록, 상기 패턴가공단계는 패턴형성단계(S210), 패턴식각단계(S220) 및 라인이동단계(S230)를 포함하여 구성된다.

먼저, 패턴형성단계(S210)에서는 롤 표면에 설정된 상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에 대하여 임의의 패턴을 형성하며, 패턴식각단계(S220)는 레이저유닛을 상기 가공영역들 상에서 이동하며 상기 패턴형상단계에서 형성한 패턴을 가공한다. 여기서, 상기 패턴형성단계에서는 각각의 가공영역에 대한 임의의 패턴을 형성하되, 면적율, 레이저 딤플 크기, 양각 또는 음각에 의한 가공의 형태 등의 패턴 정보를 포함하여 형성할 수 있다.

그리고, 패턴식각단계(S220)는 상기 패턴형성단계(S210)에서 형성한 패턴정보를 전달받아 이를 가공하도록, 상기 레이저유닛을 상기 롤의 원주방향 또는 길이방향으로 이동하며 패턴을 식각할 수 있다.

그리고, 패턴 식각이 완료되어 롤을 원주방향으로 회전하여 다음 가공할 종축가공라인이 레이저유닛의 헤더부에 대면하도록 한다. 이때, 상기 롤이 회전하는 동안 패턴촬영단계(S300)가 실시되어 롤의 표면 및 패턴 가공상태를 촬영하며, 패턴형성단계(S210)가 함께 실시되어 패턴촬영단계(S300)에서 획득한 영상정보를 반영하여 다음 종축가공라인에 대한 패턴을 형성한다. 다만, 이전 종축가공라인에 대한 가공 내역이 없는 가공시작 초기시점에서는 패턴촬영단계(S300)에 의한 이전 종축가공라인에 대한 패턴 가공상태 및 롤의 회전량 측정 과정은 생략될 수 있다.

상기와 같이 레이저유닛이 종축가공라인에 대한 레이저 조사를 모두 완료하면, 라인이동단계(S230)가 실시될 수 있는데, 상기 라인이동단계는 종축가공라인 한 개가 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값만큼 상기 롤을 원주방향으로 회전하여 다음 가공할 종축가공라인을 레이저유닛의 헤더부에 대면시키는 것이다.

정리하면, 패턴식각단계(S220)가 완료된 이후에는 패턴촬영단계(S300), 패턴형성단계(S210) 및 라인이동단계(S230)가 실시될 수 있는데, 바람직하게는, 라인이동단계(S230)가 실시되는 중에 패턴촬영단계(S300)가 실시되고, 상기 라인이동단계 및 상기 패턴촬영단계가 실시되는 중에 패턴형성단계(S210)가 실시될 수 있다.

이어, 도 4에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 방법이 실행 순서에 의해 구체적으로 표시되어 있다. 이를 참조하여 보다 구체적인 설명을 이어가도록 한다.

영역분할단계(S110)에서 롤 표면의 영역을 제1가공영역 및 제2가공영역으로 설정한다. 그리고, 패턴식각단계(S220)에 포함되는 유닛설정단계(S221)를 실시하는데, 상기 유닛설정단계에서는 상기 제1가공영역에 레이저를 조사하는 제1레이저유닛 및 상기 제2가공영역에 레이저를 조사하는 제2레이저유닛을 구비한다.

이어, 제1분할단계(S111)를 실시하여 종축가공라인을 설정하고, 상기 종축가공라인을 횡축가공라인으로 분할하는 제2분할단계(S112)를 실시하여 롤 표면의 영역을 분할한다. 여기서, 상기 유닛설정단계(S221) 이전에, 제1분할단계(S111) 및 제2분할단계(S112)가 실시되어도 무방하며 이는 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있는 사항이다.

이어서, 패턴가공단계(S200)가 실시되는데, 상기 패턴가공단계는 그 자체에 포함되는 패턴형성단계(S210), 패턴식각단계(S220) 및 라인이동단계(S230)를 일정 순서에 의해 실시한다. 즉, 제1분할단계(S111)에서 설정된 종축가공라인에 대한 패턴형성단계(S210)를 실시하기 위해, 상기 종축가공라인에 대한 임의의 패턴을 형성하는 종축형성단계(S211)를 실시하되, 상기 종축형성단계는 횡축가공라인에 대한 임의의 패턴을 형성하는 횡축형성단계(S212)를 포함한다.

즉, 종축가공라인 상에서 횡축가공라인을 분리 설정하고, 상기 횡축가공라인 각각에 대한 임의의 패턴을 생성하고 이를 식각함으로써, 상기 롤은 횡축가공라인들에 의해 동일 종축가공라인 상에서 길이방향으로 서로 다른 임의의 패턴을 가질 수도 있는 것이다. 또한, 이와 같은 횡축가공라인에 대한 레이저유닛의 패턴 식각 작업에 있어서, 상기 레이저유닛은 횡축가공라인 단위로 레이저를 조사할 수 있다.

다시 말해, 한 개의 횡축가공라인에 대한 패턴 식각이 완료되면 레이저유닛은 일시정지하고, 그동안 횡축형성단계(S212)가 실시되어 다음 횡축가공라인에 대한 패턴 형성이 완료될 수 있다. 그리고 나면, 다시 레이저유닛은 다음 횡축가공라인에 대해 형성된 패턴을 식각하도록, 다음 횡축가공라인 상으로 이동할 수 있다.

반면, 한 개의 횡축가공라인에 대한 패턴 식각이 완료된 이후에 상기 레이저유닛을 일시정지하지 않고, 상기 레이저유닛이 다음 횡축가공라인으로 이동하는 동안 상기 횡축형성단계(S212)를 실시하는 방법을 채택할 수도 있다. 다만, 당업자는 필요에 따라, 횡축가공라인에 대한 임의의 패턴을 형성하는 횡축형성단계(S212)를 실시하지 않고, 종축형성단계(S211)만을 실시하여 종축가공라인 상에서 동일한 패턴을 가공할 수도 있으며 이는 강종의 특성을 비롯한 기타 작업환경에 의해 적절히 선택될 수 있는 사항이다.

상기와 같은 방법으로 종축가공라인 또는 횡축가공라인에 형성된 패턴을 가공하는 패턴식각단계가 완료되면, 라인이동단계(S230)를 실시한다. 또한, 라인이동단계(S230) 중에는 선술한 것처럼 패턴촬영단계(S300)가 함께 실시될 수 있는데, 특히, 회전감지단계(S310)가 실시될 수 있다. 회전감지단계(S310)는 패턴촬영단계(S300)에 포함되는 것으로서, 롤이 원주방향으로 일회 회전한 회전량을 측정하여 회전값으로 저장한다.

그리고, 상기 회전감지단계 이후, 상기 종축가공라인 한 개가 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값과 상기 회전값의 차이를 오차값으로 저장하고, 상기 오차값을 다음 가공할 종축가공라인에 반영하는 패턴보정단계(S219)가 실시된다.

이와 같은 회전량 측정, 회전값 저장, 높이값 저장 및 오차값 연산은 바람직하게, NC(Numerical Control)머신에 의한 수치제어로서 가능하다. 이어, 상기 회전감지단계에서(S310)에서 비전시스템이 롤의 회전량을 측정하여 회전값을 NC머신의 마스터(Master)부에 전달하고, 마스터부는 오차값 연산을 실시하여 회전오차를 파악하고, 이를 오차값으로 저장한다.

그러면 상기 오차값을 전달받은 NC머신의 실행(Slave)부는 전달받은 오차값을 다음 가공할 종축가공라인의 패턴 생성에 반영하여, 오차값이 적용된 영역에 패턴을 재생성하는 패턴보정단계(S219)를 실시한다.

여기서, 패턴보정단계(S219)란, 예를 들어, 이전 종축가공라인의 높이값이 100mm일 때, 상기 종축가공라인에 대해 생성된 패턴가공이 모두 완료되면 롤은 100mm만큼 회전하여 다음 종축가공라인을 레이저유닛의 헤더부에 대면시켜야 한다.

그러나, 비전시스템으로 촬영한 실제 롤의 회전량이 입력된 회전량인 100mm에 미치지 못해 롤이 80mm만큼 회전하였다면, 이 경우에 80mm는 회전값이 되고, 오차값은 20mm가 된다. 따라서, 상기 오차값인 20mm에 해당하는 영역에는 이미 패턴 가공이 완료되어 있는 영역이므로 레이저유닛은 상기 20mm에 해당하는 영역에 중복 가공을 실시해서는 안 된다. 따라서, 패턴보정단계(S219)에서는 상기와 같은 경우의 20mm의 값을 플러스의 값, 즉, +20mm로 저장하여 다음 종축가공라인에 포함시킬 수 있다. 그러므로, 상기 패턴보정단계(S219)에서는 다음 종축가공라인에서 높이값이 21mm~100mm에 해당하는 영역에 대한 임의의 패턴을 형성할 수 있다.

반대로, 롤이 입력된 회전량인 100mm를 초과하여 120mm만큼 회전하였다면, 회전값은 120mm가 되고, 오차값은 20mm이나 마이너스의 값, 즉, -20mm로 저장된다. 따라서, 패턴보정단계(S219)에서는 다음 종축가공라인의 높이값 100mm를 기준으로 -20mm~100mm에 해당하는 영역에 대한 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 그러면, 패턴보정단계에서 생성된 임의의 패턴을 식각하도록, 패턴식각단계(S220), 라인이동단계(S230) 및 회전감지단계(S310)를 반복할 수 있으며, 이와 같은 과정을 롤 표면 전체의 영역에 이르기까지 순차적으로 반복함으로써 롤 표면 전체에 대한 패턴 가공을 완료할 수 있다.

여기서, 상기 롤의 라인이동단계(S230)는 한 개의 종축가공라인에 대한 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛의 레이저 조사가 모두 완료된 이후 실시될 수 있다. 즉, 롤의 제1가공영역에 배치되는 제1레이저유닛이 상기 제1가공영역 내에 존재하는 한 개의 종축가공라인에 대한 레이저 조사를 모두 완료하고, 롤의 제2가공영역에 배치되는 제2레이저유닛이 상기 제2가공영역 내에 존재하는 한 개의 종축가공라인에 대한 레이저 조사를 모두 완료한 이후에, 상기 롤을 회전시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛이 상기 종축가공라인을 따라 롤의 길이방향으로 일회 이동을 모두 완료한 이후에, 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛은 다시 원래의 시작 위치로 다시 복귀 이동될 수 있다.

아울러, 패턴가공단계(S200)에서 롤을 단계적으로 회전함에 있어, 상기 롤을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있는데, 이때, 롤은 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛에 대하여 반대방향으로 회전할 수 있다.

즉, 하나의 예로써 선술한 것처럼, 제1가공영역을 상기 롤에 대하여 원주방향으로 0도에서 180도에 해당하는 영역으로 설정한 경우, 상기 제1레이저유닛의 헤더부에 대하여 상기 롤이 시계방향으로 회전한다면, 제2가공영역에 배치된 상기 제2레이저유닛의 헤더부에 대하여 상기 롤은 반시계방향으로 회전하게 된다.

이는, 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛을 상기 롤의 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 배치하는 것이 신속하고 효율적인 가공을 위해 바람직할 수 있기 때문이나, 이 또한 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니다.

더하여, 롤의 표면에서 상기 롤의 원주방향에 대하여 0도에서 180도에 해당하는 영역을 제1가공영역으로 하고, 나머지 영역을 제2가공영역으로 설정한 경우에 상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에 대한 가공이 말기에 이르러, 즉, 상기 롤의 회전량이 180도에 근접한 경우에는 상기 종축가공라인이 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값은 재연산될 수 있다.

즉, 가공 말기에는 상기 패턴촬영단계에서 상기 롤의 표면을 촬영하여 획득한 영상정보를 바탕으로 상기 롤의 표면에서 미가공 상태로 남아있는 영역이 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값을 정밀하게 측정하여 저장한다. 그러면, 미가공 상태로 남아있는 영역이 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값을 마지막 종축가공라인의 높이값으로 설정하고, 상기 패턴형성단계에서는 이렇게 형성된 종축가공라인의 높이값을 받아 미가공영역에 대한 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 이로써, 롤 표면 전체 영역에 대하여 패턴이 겹치거나 미가공되는 부분이 발생하지 않도록 하면서 정밀하게 패턴을 가공할 수 있게 된다.

이에 더하여, 본 발명은 또 다른 일실시예에 의해 롤 표면에 레이저를 조사하여 패턴형성단계에서 형성한 패턴을 가공하는 롤 표면처리 방법으로, 상기 롤 표면을 분할하여 복수개의 가공영역으로 구획할 때, 상기 가공영역들에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려 상기 가공영역들에 대한 임의의 패턴을 결정하는 패턴형성단계 및 상기 가공영역들에 상기 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계를 포함하는 롤 표면처리 방법을 제공한다.

여기서, 상기 패턴형성단계는 상기 가공영역들에서 상기 롤의 원주방향으로 일정 높이값을 갖도록, 상기 롤의 길이방향으로 형성되는 종축가공라인에 대한 임의의 패턴을 생성하는 종축형성단계 및 상기 종축가공라인을 복수개의 횡축가공라인으로 분할하고, 상기 횡축가공라인 각각에 대한 임의의 패턴을 생성하는 횡축형성단계를 포함하되, 상기 횡축형성단계는, 한 개의 상기 횡축가공라인에 대해 각각 별개로 실시되며, 레이저유닛이 상기 횡축가공라인들 간에 이동할 시에 실시될 수 있다.

구체적으로, 롤 표면에서 일정영역을 차지하는 가공영역을 복수개 설정하고, 하나의 가공영역에 대한 패턴 가공율을 설정한다. 패턴 가공율이란 상기 하나의 가공영역 전체 면적과, 상기 하나의 가공영역에서 레이저 조사에 의해 패턴이 식각되는 면적의 비로 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 패턴 가공율 100%인 경우에는 하나의 가공영역 전체에 레이저 패턴이 식각되는 것을 의미하며, 패턴 가공율이 0%에 가까워질수록 하나의 가공영역에서 레이저 패턴이 식각되는 영역은 적어진다.

상기 패턴형성단계는 상기와 같이 설정된 패턴 가공율에 근거하여 하나의 가공영역에 패턴을 식각하도록 임의의 패턴을 형성할 수 있는데, 이때, 랜덤 함수를 사용할 수 있다. 랜덤 함수란 기설정된 상기 패턴 가공율을 하나의 변수인 Y값으로 하되, 나머지 변수들인 X값을 레이저 딤플(dimple)의 크기, 형상, 상기 종축가공라인들 간의 간격, 레이저 패턴 식각에 있어서 양각, 음각 혹은 용사에 의한 방식 등으로 설정하고 기설정된 상기 패턴 가공율(Y값)을 만족하도록 나머지 변수들(X값)을 임의로 설정하는 것을 의미한다. 이와 같이 설정된 랜덤 함수에 의하여 상기 패턴형성단계에서는 가공영역에 대한 임의의 패턴을 형성할 수 있는 것이다.

물론, 이와 같은 패턴 가공율의 설정, 랜덤 함수의 설정 및 연산은 선술한 NC머신의 마스터(Master)부에서 수행할 수 있고, 상기 패턴형성단계에서 상기와 같은 방법에 의해 생성된 임의의 패턴 식각 작업은 NC머신의 마스터(Master)부에서 패턴 정보를 전달받은 NC머신의 실행(Slave)부에 의해 수행될 수 있다.

또한, 패턴형성단계의 상기 패턴 가공율 설정 및 랜덤 함수의 설정은 하나의 종축가공라인 또는 하나의 횡축가공라인 단위로 별개로 수행될 수 있으며, 하나의 종축가공라인 또는 하나의 횡축가공라인의 가공을 마친 이후, 다음 종축가공라인 또는 다음 횡축가공라인에 대한 패턴 가공율 설정 및 랜덤 함수의 설정 작업이 실시될 수 있다.

한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 롤 표면처리 장치를 제공한다. 도 5a에 보이는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 장치를 참조하면, 본 발명에 의한 롤 표면처리 장치는 크게 장치프레임(10)과, 고정유닛(20)과, 레이저유닛(30) 및 이동유닛(40)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

상기 롤 표면처리 장치는 신속하고 정확한 자동제어를 위해 일정 제어수단(6)에 연결될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 일실시예에서 상기 제어수단은 수치제어장치(NC Machine)의 제어수단(Master)일 수 있고, 본 발명의 장치프레임(10)은 상기 수치제어장치의 이송 스테이지이거나, 또는, 이송 스테이지에 연계되게 구비된 실행수단(Slave)으로 구비될 수 있다.

상기 장치프레임(10)에는 롤(1a)을 지지하고 회전하도록 고정유닛(20)이 설치될 수 있고, 상기 고정유닛은 모터(21)와, 상기 모터의 회전축에 연결되는 고정빔(22)과, 상기 고정빔을 장치프레임 상에서 고정하도록 제공되는 제1고정대(23a)와 및 제2고정대(23b)를 포함할 수 있다.

상기 고정빔(22)은 모터(21)의 회전축에 연결되며, 그 외주면에는 롤(1a)의 내면이 접하도록 삽입되어 롤(1a)을 고정한다. 또한, 모터(21)의 회전에 의해 함께 회전하면서, 외주면에 삽입된 롤(1a)을 회전한다.

다만, 상기 모터(21)는 서보 모터, 스핀들 모터 등이 사용될 수 있으나, 이는 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 작업환경 및 작업자에 의해 적절한 수단으로 대체될 수도 있다.

이렇게 고정된 롤(1a)의 표면에 양각 또는 음각의 패턴을 식각하는 레이저유닛(30)은, 장치프레임(10)에 설치되어 고정유닛(20)에 의해 회전하는 롤(1a)의 표면에 레이저를 조사하도록 구비된다.

레이저 발생부(34)에서는 평균 20~60W의 레이저를 발생시키고, 발생된 레이저는 광케이블 또는 관으로 구비될 수 있는 레이저 전송부(33)를 통해 레이저 헤더부에 전송될 수 있다. 이때, 상기 레이저 헤더부는 롤(1a)을 중앙에 두고, 상기 주조 롤의 길이방향에 대하여 양측으로 각각 구비될 수 있다. 이때, 롤(1a)의 일측에 배치된 것을 제1헤더부(31)라 하고, 타측에 배치된 것을 제2헤더부(32)로 칭한다.

이와 같이 롤(1a)의 길이방향에 대하여 양측으로 각각 구비된 제1,2헤더부(31,32)에 레이저를 공급하기 위하여, 상기 레이저 전송부(33) 및 상기 레이저 전송부(33) 또한 상기 제1,2헤더부(31,32)와 마찬가지로 복수개가 구비될 수 있다.

상기 제1헤더부(31) 및 상기 제2헤더부(32)로 하여금 롤(1a)을 양측에서 동시에 가공할 수 있도록 하여, 가공 시간을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 이를 보다 구체적으로 설명하면, 제1헤더부(31)와 제2헤더부(32)는 가공 시작시점에 롤(1a)의 길이방향으로 단부측에 위치할 수 있다. 그리고, 제어수단(6)으로부터 미리 설정된 패턴을 입력받을 수 있고, 이를 롤(1a)의 표면에 식각하기 위해 롤 표면에 레이저를 조사할 수 있다.

이때, 제1,2헤더부(31,32)는 각각 장치프레임(10) 상에서 각각 독립된 움직임을 가질 수 있도록 구비될 수 있다. 이와 같은 움직임을 구현하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일실시예에서 장치프레임은 제1장치프레임(10a)과 제2장치프레임(10b)으로써 구비될 수 있고, 상기 제1,2장치프레임(10a,10b)은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이동유닛(40)으로써 제공될 수 있다.

다만, 이는 본 발명에 의해 제시되는 일실시예이며, 상기 이동유닛(40)은 작업환경 및 작업자에 의해 적절히 변경 적용될 수 있고, 본 발명에 의해 한정되지 않는다.

즉, 장치프레임(10)에 설치되어 제1헤더부(31) 하부에 연결되는 제1장치프레임(10a)과, 장치프레임(10)에 설치되어 제2헤더부(32) 하부에 연결되는 제2장치프레임(10b)이 그것이다. 그리고, 상기 제1장치프레임과 제2장치프레임은 각각 제어수단(6)에 연결되어 상기 롤(1a)의 길이방향을 따라 이동할 수 있고, 장치프레임(10) 상에서 독립적으로 제어될 수 있다.

이에 따라, 도 5b에 도시된 것처럼, 상기 제1,2헤더부는 각각 상기 제1장치프레임(10a)과 상기 제2장치프레임(10b)에 연결되어 롤(1a)의 길이방향(61)을 따라 이동하면서, 롤(1a)의 표면에 레이저를 조사할 수 있다. 여기서, 상기 제1,2헤더부의 이동은 각각 독립적인 것이 핵심이며, 롤(1a)의 길이방향(61)으로 구비되는 패턴이 가공되는 한 라인은 상기 제1,2헤더부가 각각 주조 롤의 길이방향(61)으로 일측 단부에서 타측 단부까지 이동하는 구간을 의미한다.

이때, 상기 제1,2헤더부의 이동은 각각 독립적이되, 먼저 가공이 끝나게 되는 제1,2헤더부(31,32) 중 어느 하나는 다른 하나가 롤의 한 라인에 대한 패턴 가공을 모두 완료할 때까지 대기한다. 그리고, 제1,2헤더부(31,32)가 모두 롤의 한 라인에 대한 패턴 가공을 완료한 이후에, 다음 라인의 가공을 시작하도록 롤의 길이방향에 대하여 원위치로 복귀 이동될 수 있다.

그동안, 롤을 고정하고 있던 고정빔(22)은, 제어수단(6)에 연결되어 회전을 제어 당하는 모터(21)의 회전에 의해 일정거리 회전하게 되는데, 상기 주조 롤을 원주방향(62)으로 일정거리 회전하여 다음 패턴 가공 라인을 상기 제1,2헤더부(31,32)와 대면하도록 하기 위함이다. 이때, 롤의 회전거리는 제어수단(6)에 의해 연산되어 결정될 수 있다.

이와 같은 제1,2헤더부(31,32)의 가공을 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 제1헤더부는 롤(1a)의 표면의 0도에서 180도에 이르는 영역인 제1식각부에 레이저를 조사할 수 있도록 구비된다.

즉, 도 6의 (a)를 참조하면, 롤(1a)에 대하여 초기의 제1가공시작점(63a)이 있다. 롤(1a)의 표면에 임의의 지점에 존재하는 초기의 제1가공시작점(63a)은 제1헤더부(31) 및 제2헤더부(32)에서 조사되는 레이저가 조사되는 최초의 지점이다.

그리고 레이저 식각이 시작되면, 도 6의 (b)와 같은 상태가 될 수 있다. 즉, 제어수단(6)의 연산에 의해 회전거리가 계산되어, 일정 거리만큼 롤(1a)이 회전한 상태에서 초기의 제1가공시작점(63a)은 주조 롤이 회전한 거리만큼 이동하여 제2가공시작점(63b)의 위치로 이동되며, 고정되어 있는 제1헤더부(31) 및 제2헤더부(32)는 또 다른 가공시작점을 만나 레이저를 조사하게 된다.

계속된 주조 진행에 따라, 제2가공시작점(63b)이 도 6의 (c)에 도시된 상태가 될 수 있다. 즉, 제2가공시작점(63b)은 제3가공시작점(63c)의 위치로 이동되면서, 제1,2헤더부(31,32)는 또 다른 가공시작점을 만나 레이저를 조사하게 되며, 이와 같은 작업은 도 6의 (d)에 도시된 제4가공시작점(63d)의 위치를 한계로 하여 반복되게 된다.

이와 같은 원리에 따라, 제1식각부는 롤(1a)의 표면을 0도에서 360도 범위 내에 있다고 볼 때, 0도에서 180도에 해당하는 영역이 되고, 제2식각부는 나머지 영역에 해당하는 영역이 된다.

그리고, 제1헤더부(31)로 하여금 제1식각부를 가공하게 하고, 제2헤더부(32)로 하여금 제2식각부를 가공하게 함으로써, 롤(1a) 전체인 360도에 이르는 영역을 모두 가공할 수 있게 되는 것이다.

결론적으로, 제1,2헤더부(31,32)는 롤(1a)의 표면에 대하여 가공 영역을 180도씩 나눠갖게 되는 것이다. 이로써, 롤(1a)을 360도 회전시키지 않고, 제1,2헤더부에 의해 주조 롤의 양측에서 레이저를 조사하며 빠른 시간 내에 패턴 가공을 완료할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 롤(1a)의 회전 거리 계산은 제어수단(6)에 의해 연산될 수 있으며, 제어수단(6)에 의해 생성되고 입력되는 특정 패턴에 따라 다르게 연산될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 롤 표면처리 장치는 도 5b에 도시된 것과 같이 상기 주조 롤(1a)의 표면을 촬영하는 촬영유닛(50)을 더 포함할 수 있다.

상기 촬영유닛(50) 또한 제어수단(6)에 연결될 수 있으며, 촬영유닛(50)은 롤의 표면에 형성되는 패턴을 포함하여, 롤(1a)의 표면상태를 촬영하고 이를 제어수단(6)에 전송한다.

그러면 상기 제어수단(6)은 촬영유닛(50)에서 전달받은 값을 반영하여, 롤(1a) 표면에 패턴 가공상태를 확인하고, 이를 감안하여 롤(1a)의 다음 회전 거리를 연산하게 된다.

이때, 상기 촬영유닛(50)은 롤(1a)의 원주방향(62)에 대해 10um 단위까지 거리 판별이 가능한 해상도를 가질 수 있으며, 진동에 따른 블러(blur)가 없는 이미지를 확보하기 위해서 셔터 속도는 1/1000 초일 수 있다.

또한, 롤(1a)의 표면을 조명하기 위해 조명유닛(미도시)이 더 설치될 수도 있으며, 상기 조명유닛은 링 타입(ring type)을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1a,1b : 롤 2 : 용강
3 : 노즐 4 : 주편
5 : 레이저장치 6 : 제어수단
8 : 에칭장치 10 : 장치프레임
20 : 고정유닛 30 : 레이저유닛
40 : 이동유닛 50 : 촬영유닛
61 : 주조 롤 길이방향 62 : 주조 롤 원주방향

Claims

롤 표면을 복수개의 가공영역으로 분할하고, 레이저를 조사하여 패턴을 가공하는 방법으로,
상기 롤 표면에서 상기 롤의 원주방향으로 일정각도에 해당하는 영역을 제1가공영역으로 하고, 상기 제1가공영역 이외 영역을 제2가공영역으로 하는 영역분할단계를 포함하는 영역설정단계; 및
상기 롤을 원주방향으로 회전하며, 상기 가공영역들 각각에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려, 상기 가공영역들 각각에 임의의 패턴을 가공하는 패턴가공단계;를 포함하되,
상기 영역분할단계는,
상기 제1가공영역 및 상기 제2가공영역에서 상기 롤의 길이방향으로 종축가공라인을 복수개 형성하는 제1분할단계; 및
상기 종축가공라인 내에서 복수개의 횡축가공라인을 형성하는 제2분할단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 패턴가공단계는,
상기 가공영역들 각각에 대한 임의의 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 및
레이저유닛을 상기 가공영역들 상에서 이동하며, 상기 패턴형성단계에서 형성된 패턴을 가공하는 패턴식각단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 롤 및 상기 롤 표면에 가공된 패턴을 촬영유닛으로 촬영하고, 상기 롤의 원주방향으로의 회전량 및 상기 패턴의 가공상태를 포함한 영상정보를 획득하는 패턴촬영단계;
를 더 포함하는 롤 표면처리 방법.
제3항에 있어서, 상기 패턴가공단계는,
상기 패턴촬영단계에서 획득한 영상정보를 근거로 하여 상기 패턴형성단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제2항에 있어서, 상기 패턴식각단계는,
상기 레이저유닛을 상기 롤의 원주방향 또는 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 패턴가공단계는,
상기 패턴식각단계가 완료된 이후, 상기 롤을 원주방향으로 일정거리 회전하고, 상기 롤이 회전하는 중에 상기 패턴형성단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
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제4항에 있어서, 상기 패턴식각단계는,
상기 제1가공영역에 레이저를 조사하는 제1레이저유닛 및 상기 제2가공영역에 레이저를 조사하는 제2레이저유닛을 구비하는 유닛설정단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제9항에 있어서, 상기 패턴식각단계는,
상기 롤이 정지된 상태에서 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛이 상기 종축가공라인을 따라 이동하며 레이저를 조사하되,
상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛은 상기 횡축가공라인 단위로 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
롤 표면에 레이저를 조사하여 패턴형성단계에서 형성한 패턴을 가공하는 롤 표면처리 방법으로,
상기 롤 표면을 분할하여 복수개의 가공영역으로 구획할 때, 상기 가공영역들 각각에 대한 패턴 가공율을 가지고 랜덤 함수를 돌려 상기 가공영역들 각각에 대한 임의의 패턴을 결정하는 패턴형성단계; 및
상기 패턴형성단계에서 결정된 패턴을 가공영역별로 가공하는 패턴가공단계;를 포함하되,
상기 패턴형성단계는,
상기 가공영역들에서 상기 롤의 길이방향으로 형성되는 종축가공라인에 대한 임의의 패턴을 생성하는 종축형성단계; 및
상기 종축가공라인 내에서 복수개의 횡축가공라인을 형성하고, 상기 횡축가공라인 각각에 대한 임의의 패턴을 생성하는 횡축형성단계;를 포함하고,
상기 횡축형성단계는,
레이저유닛이 상기 횡축가공라인들 간에 이동할 시에 임의의 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
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제9항에 있어서, 상기 패턴가공단계는,
한 개의 상기 종축가공라인에 대한 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛의 레이저 조사가 모두 완료된 이후 실시되며, 상기 종축가공라인 한 개가 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값만큼 상기 롤을 원주방향으로 회전하여 다음 가공할 종축가공라인을 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛에 각각 대면시키는 라인이동단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제14항에 있어서, 상기 패턴촬영단계는,
상기 라인이동단계 중에 실시되며, 상기 롤의 원주방향으로의 회전량을 측정하여 회전값으로 저장하는 회전감지단계;를 포함하고,
상기 패턴형성단계는,
상기 회전감지단계 이후 실시되며, 상기 종축가공라인 한 개가 상기 롤의 원주방향으로 차지하는 높이값과 상기 회전값의 차이를 오차값으로 저장하고, 상기 오차값을 다음 가공할 종축가공라인에 반영하는 패턴보정단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
제9항, 제10항, 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴가공단계는,
상기 롤을 상기 제1레이저유닛 및 상기 제2레이저유닛에 대하여 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 롤 표면처리 방법.
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