KR101674746B1 - 텍스처링 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

텍스처링 장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101674746B1
KR101674746B1 KR1020140160358A KR20140160358A KR101674746B1 KR 101674746 B1 KR101674746 B1 KR 101674746B1 KR 1020140160358 A KR1020140160358 A KR 1020140160358A KR 20140160358 A KR20140160358 A KR 20140160358A KR 101674746 B1 KR101674746 B1 KR 101674746B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rolling roll
moving
ultrasonic vibration
rolling
vibration means
Prior art date
Application number
KR1020140160358A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160059093A (ko
Inventor
송길호
김원수
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020140160358A priority Critical patent/KR101674746B1/ko
Publication of KR20160059093A publication Critical patent/KR20160059093A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674746B1 publication Critical patent/KR101674746B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B28/00—Maintaining rolls or rolling equipment in effective condition
    • B21B28/02—Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 압연작업 중 회전하고 있는 압연롤 표면에 일정 조도를 생성할 수 있는 텍스처링 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 텍스처링 장치는 압연기의 압연롤에 배치되는 프레임과, 상기 프레임에 배치되고 상기 압연롤의 표면을 타격하여 일정 조도를 생성하는 초음파 진동수단, 그리고 상기 프레임에 설치되고 상기 압연롤의 타격위치를 변경하도록 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단을 포함한다. 이러한 구성으로, 회전하고 있는 압연롤의 표면에 온라인으로 조도를 생성할 수 있어 압연작업의 중단 없이 연속적으로 압연기를 사용할 수 있어 압연 생산성을 향상 시키는 효과가 있다.

Description

텍스처링 장치 및 그 제어방법{TEXTURING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 텍스처링 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연작업 중 회전하고 있는 압연롤 표면에 일정 조도를 생성할 수 있는 텍스처링 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 압연공정에 사용 중인 압연롤은 일정 톤수를 압연한 후 압연롤을 압연기로부터 분리한 후 압연롤 연마공장으로 이송하여 압연 중에 형성된 압연롤 피로층을 제거하기 위해 압연롤 표면을 일정량 연마하게 된다. 또한, 압연롤을 일정 회전수 이상 사용하게 되면 압연롤 표면 조도가 감소하게 되어 압연롤과 압연판 사이의 마찰력이 감소하게 되어 압연판이 압연롤 사이를 잘 통과하지 못하고 미끄러지는 슬립(slip)현상이 발생하게 되는데, 이러한 슬립발생여부는 압연롤의 교체시기의 기준이 되고 있다.
즉, 압연공정에서 일정 회전수 이상 사용된 압연롤은 압연기로부터 분리되어 압연롤 연마공정으로 이송되어 일차적으로는 압연롤 연마를 통해 피로층을 제거하고, 그 후 별도의 압연롤 조도 생성 프로세스를 통해 압연롤 표면에 조도를 생성한 후 다시 압연기에 설치하여 사용하게 된다.
여기서, 압연롤에 표면 조도를 생성하기 위하여 사용되고 있는 방법으로는 쇼트 블라스트(Shot Blast), 전기방전가공(Electrical Discharge Texturing) 등이 있다.
먼저, 쇼트 블라스트는 날카로운 에지를 가지는 재료 또는 볼을 휠의 원심력에 의해 압연롤 표면을 타격하여 압연롤 표면 조도를 생성하는 것으로, 형성된 조도 및 피크가 상당히 불규칙하며 미세 파우더 및 미스트 오염을 유발시키는 문제점이 있다.
그리고, 전기방전가공은 두 전극 사이에 방전이 발생할 때 생기는 물리적, 기계적, 전기적 작용을 이용하여 압연롤 표면 조도를 가공하는 것으로 전극, 전해액, 가공물 등으로 구성되며 전극과 가공물에 해당하는 압연롤에 저전압, 고전류를 인가하여 압연롤 표면을 국부적으로 용융시키는 것으로, 방전시 양극반응에 의해 표면에 인장결함이 발생할 가능성이 있으며 전해액으로 유해한 산용액을 사용함으로써 환경 친화적이지 못하다는 문제점이 있다.
나아가, 이러한 압연롤의 피로층 제거 및 표면 조도 생성을 위해서는 압연기로부터 압연롤을 분리하여 작업을 수행한 후 다시 압연기에 설치해야 하므로, 압연기의 조업을 중단하여 생산량에 영향을 미치고, 작업자의 업무 부담이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 친환경적이고, 압연롤 표면에 규칙적이고 균일한 조도를 생성할 수 있는 텍스처링 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 조업 중인 압연기에 배치하여, 압연롤의 분리없이 압연작업으로 회전하고 있는 압연롤의 표면을 타격하여 일정 조도를 생성할 수 있는 텍스처링 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텍스처링 장치는 압연기의 압연롤에 배치되는 프레임; 상기 프레임에 배치되고, 상기 압연롤의 표면을 타격하여 일정 조도를 생성하는 초음파 진동수단; 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 압연롤의 타격위치를 변경하도록 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단;을 포함한다.
상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록, 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 이동수단의 이동속도를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 상기 압연롤의 일정 사용 회전수를 주기로 상기 압연롤의 표면을 타격하도록 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 제어할 수도 있다.
상기 초음파 진동수단은 중공형의 케이스; 상기 케이스 내에 배치되고, 초음파 에너지를 진동 에너지로 변환시키는 변환부; 상기 변환부의 전방에 배치되고, 상기 진동 에너지를 증폭하여 전달하는 증폭부; 및 상기 증폭부의 전방에 배치되고, 상기 진동 에너지를 전달받아 상기 케이스 내에서 진동하고, 일부가 상기 케이스의 외부로 돌출되어, 상기 압연롤의 표면을 타격하는 타격부;를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 증폭부는 상기 변환부와 연결되어 진동 에너지를 증폭하고 상기 케이스에 형성된 돌기에 지지되는 부스터와 상기 부스터에 연결되어 상기 타격부에 진동 에너지를 전달하는 호온으로 구비되고, 상기 타격부가 상기 호온에 구속되지 않고 진동할 수 있도록, 상기 호온은 상기 타격부와 접촉 연결될 수도 있다.
상기 초음파 진동수단은 상기 케이스와 상기 변환부 사이에 배치되고, 상기 부스터가 상기 케이스의 돌기에 지지되도록 탄성력을 인가하는 탄성부재;를 구비할 수도 있다.
상기 이동수단은 상기 압연롤의 표면을 타격하는 상기 초음파 진동수단을 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 이동시키는 수평 이동부; 및 상기 압연롤의 직경에 대응하여, 상기 압연롤의 회전축에 수직한 방향으로 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 수직 이동부;를 구비할 수 있다.
상기 수평 이동부는 상기 압연롤의 회전축과 평행한 방향으로 상기 프레임에 설치되는 플레이트; 상기 플레이트의 길이방향으로 회전되게 설치되는 제1 스크류; 상기 플레이트에 설치되고, 상기 제1 스크류의 일측에 연결되어 상기 제1 스크류를 회전시키는 제1 구동모터; 및 상기 초음파 진동수단이 배치되고, 상기 제1 스크류가 삽입되는 홀을 구비하며, 상기 제1 스크류의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 베이스블록;을 구비할 수 있다.
상기 수직 이동부는 상기 제1 스크류에 수직한 방향으로 상기 베이스블록에 회전되게 배치되는 제2 스크류; 상기 제2 스크류의 일측에 연결되어, 상기 제2 스크류를 회전시키는 제2 구동모터; 및 상기 초음파 진동수단이 배치되고, 상기 제2 스크류가 삽입되는 홀을 구비하며, 상기 제2 스크류의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 지지블록;을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 이동수단은 상기 지지블록에 배치되고, 상기 초음파 진동수단의 타격부가 상기 압연롤에 대하여 일정 각도를 가지도록 상기 초음파 진동수단을 회동시키는 회동부;를 더 구비할 수도 있다.
또한, 상기 회동부는 상기 지지블록에 돌출 형성되어 상기 초음파 진동수단이 회동되게 지지되는 회동지지부; 및 일측이 상기 지지블록에 회전되게 설치되고, 타측이 상기 초음파 진동수단에 회전되게 설치되어, 상기 초음파 진동수단을 회동시키는 액츄에이터;를 구비할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텍스처링 장치의 제어방법은, 압연기의 압연롤 표면을 타격하여 조도를 생성하는 초음파 진동수단을 배치하는 타격준비단계; 및 상기 초음파 진동수단 및 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하는 조도생성단계;를 포함한다.
상기 타격준비단계는, 상기 압연롤의 직경을 고려하여, 상기 초음파 진동수단의 타격부가 초기 위치에서 상기 압연롤의 표면에 접촉하기 위한 거리를 설정하는 접촉거리 설정단계; 및 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록, 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 상기 이동수단의 이동속도를 설정하는 이동속도 설정단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 조업 중인 상기 압연롤의 사용 회전수를 카운팅하는 압연롤 회전수 측정단계;를 더 포함하고, 상기 압연롤의 회전수가 목표 회전수에 도달하면 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성할 수도 있다.
또한, 상기 압연롤의 목표 회전수를 주기로 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성할 수도 있다.
본 발명에 의한 텍스처링 장치 및 그 제어방법에 따르면, 초음파 진동수단을 이용하여 압연롤의 표면에 규칙적이고 균일한 조도를 생성하여 표면 경도 및 압축잔류응력을 향상시켜 압연롤의 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 조업 중인 압연기에 배치하여, 압연작업으로 회전하고 있는 압연롤의 표면에 온라인으로 조도를 생성할 수 있어 압연작업의 중단 없이 연속적으로 압연기를 사용할 수 있어 압연 생산성을 향상 시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 압연기로부터 압연롤을 분리할 필요가 없으므로, 압연기의 교체에 따른 작업자의 업무부담을 감소 및 안전사고를 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치가 압연기에 배치된 상태를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치의 초음파 진동수단을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치의 수평 이동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치의 수직 이동부 및 회동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 텍스처링 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 텍스처링 장치의 요부를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 텍스처링 장치의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 텍스처링 장치 및 그 제어방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 텍스처링 장치가 압연기에 배치된 상태를 개략적으로 도시해 보인 사시도, 도 2는 상기 텍스처링 장치의 초음파 진동수단을 개략적으로 도시해 보인 단면도, 도 3은 상기 텍스처링 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면도, 도 4는 상기 텍스처링 장치의 수평 이동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도, 도 5는 상기 텍스처링 장치의 수직 이동부 및 회동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명인 텍스처링 장치(10)는 압연기의 압연롤(R)에 배치되는 프레임(100)과, 상기 프레임(100)에 배치되고 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하여 일정 조도를 생성하는 초음파 진동수단(200), 그리고 상기 프레임(100)에 설치되고 상기 압연롤(R)의 타격위치를 변경하도록 상기 초음파 진동수단(200)을 이동시키는 이동수단(300)을 포함한다.
상기 프레임(100)은 직육면체를 형성하는 골조구조 형태로 마련되어, 상기 초음파 진동수단(200)이 상기 압연롤(R)에 인접할 수 있도록 상기 압연롤(R)에 인접하여 배치된다. 물론, 상기 프레임(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고, 프레임(100)이 설치되는 위치, 설치 공간 등에 대응하여 다양한 형태로 마련될 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 초음파 진동수단(200)은 중공형의 케이스(210)와, 상기 케이스(210) 내에 배치되고 초음파 에너지를 진동 에너지로 변환시키는 변환부(220)와, 상기 변환부(220)의 전방에 배치되고 상기 진동 에너지를 증폭하여 전달하는 증폭부(230), 그리고 상기 증폭부(230)의 전방에 배치되고 상기 진동 에너지를 전달받아 상기 케이스(210) 내에서 진동하고 일부가 상기 케이스(210)의 외부로 돌출되어 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하는 타격부(240)를 포함한다.
상기 변환부(220)는 외부의 전원(P)과 연결되어 전원을 인가 받아 초음파 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환시켜주는 트랜스듀서(transducer)로 마련된다.
상기 증폭부(230)는 상기 변환부(220)의 전방 끝단에 연결되어 진동 에너지를 증폭하고 상기 케이스(210)에 형성된 돌기(212)에 지지되는 부스터(booster, 231)와 상기 부스터(231)의 전방 끝단에 연결되어 상기 타격부(240)에 진동 에너지를 전달하는 호온(horn, 232)으로 구비된다.
그리고, 상기 타격부(240)가 상기 호온(232)에 구속되지 않고 진동할 수 있도록, 상기 호온(232)은 상기 타격부(240)와 접촉 연결된다. 즉, 상기 타격부(240)는 타격 시 변위를 최대한으로 얻을 수 있도록 상기 호온(232)에 구속되도록 체결되지 않고, 상기 호온(232)으로부터 힘을 전달받아 자유롭게 운동할 수 있도록 자유진동체로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 타격부(240)는 팁(242)과 팁홀더(241)로 구비되고, 상기 팁홀더(241)는 상기 케이스(210) 내부면에 지지되어 상기 케이스(210)의 길이방향으로 자유롭게 직선 이동할 수 있도록 배치되고, 상기 호온(232)의 전방 끝단에 접촉 연결, 즉 서로 구속하도록 연결되지 않게 연결된다.
그리고, 상기 팁(242)은 핀 형상으로 마련되고, 상기 팁홀더(241)의 전방에 고정되도록 체결되고, 상기 케이스(210)의 외부로 노출되어, 상기 변환부(220)의 구동에 의하여 발생하는 진동 에너지를 전달받아 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하도록 마련된다.
나아가, 상기 케이스(210)와 상기 변환부(220) 사이에 배치되고, 상기 부스터(231)가 상기 케이스(210)의 돌기(212)에 지지되도록 탄성력을 인가하는 탄성부재(250)를 더 구비할 수 있다.
상기 탄성부재(250)는 상기 변환부(220)를 가압하여 상기 부스터(231)가 상기 케이스(210)의 돌기(212)에 밀착되도록 탄성력을 인가하게 되어, 상기 변환부(220)의 구동에 의하여 진동이 발생하는 경우, 진동력을 상기 호온(232)을 통하여 상기 팁(242)에 최대한 전달하기 위하여 구비된다.
이러한 구성으로, 상기 변환부(220)에서 변환된 진동에너지를 상기 부스터(231)와 호온(232)을 통하여 증폭되어, 최종적으로 상기 타격부(240)의 팁(242)이 진동하면서 상기 압연롤(R)의 표면을 초당 약 수만 번을 타격할 수 있다.
상기 이동수단(300)은, 도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하는 상기 초음파 진동수단(200)을 상기 압연롤(R)의 회전축에 평행한 방향으로 이동시키는 수평 이동부(400)와, 상기 압연롤(R)의 직경에 대응하여 상기 압연롤(R)의 회전축에 수직한 방향으로 상기 초음파 진동수단(200)을 이동시키는 수직 이동부(500)로 구비된다.
상기 수평 이동부(400)는 상기 압연롤(R)의 회전축과 평행한 방향으로 상기 프레임(100)에 설치되는 평판 형태의 플레이트(410)와, 상기 플레이트(410)의 길이방향으로 회전되게 설치되는 제1 스크류(420)와, 상기 플레이트(410)에 설치되고 상기 제1 스크류(420)의 일측에 연결되어 상기 제1 스크류(420)를 회전시키는 제1 구동모터(430), 그리고 상기 초음파 진동수단(200)이 배치되고 상기 제1 스크류(420)가 삽입되는 홀(442)을 구비하며 상기 제1 스크류(420)의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 베이스블록(440)으로 구비된다.
이러한 구성으로, 상기 제1 구동모터(430)를 동작하면, 상기 제1 구동모터(430)에 연결되어 있는 제1 스크류(420)가 회전하게 되고, 상기 제1 스크류(420)의 나사산에 대응되는 나사산이 형성되어 있는 홀(442)을 구비하는 베이스블록(440)이 상기 압연롤(R)의 회전축에 평행한 방향으로 직선이동 하게 된다. 여기서, 상기 베이스블록(440)의 이동을 보다 원활히 할 수 있도록 제1 가이드레일(450)이 더 마련될 수 있다.
상기 수직 이동부(500)는 상기 제1 스크류(420)에 수직한 방향으로 상기 베이스블록(440)에 회전되게 배치되는 제2 스크류(520)와, 상기 제2 스크류(520)의 일측에 연결되어 상기 제2 스크류(520)를 회전시키는 제2 구동모터(530), 그리고 상기 초음파 진동수단(200)이 배치되고 상기 제2 스크류(520)가 삽입되는 홀(542)을 구비하며 상기 제2 스크류(520)의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 지지블록(540)을 구비한다.
이러한 구성으로, 상기 제2 구동모터(530)를 동작하면, 상기 제2 구동모터(530)에 연결되어 있는 제2 스크류(520)가 회전하게 되고, 상기 제2 스크류(520)의 나사산에 대응되는 나사산이 형성되어 있는 홀(542)을 구비하는 지지블록(540)이 상기 압연롤(R)의 회전축에 대하여 수직한 방향으로 직선이동 하게 된다. 여기서, 상기 지지블록(540)의 이동을 보다 원활히 할 수 있도록 제2 가이드레일(550)이 더 마련될 수 있다.
물론, 상기 초음파 진동수단(200)을 상기 압연롤(R)의 회전축에 대하여 수평한 방향 또는 수직한 방향으로 이동하기 위한 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 LM 가이드 등의 다양한 기계적 이동 장치가 적용될 수 있다.
따라서, 상기 수직 이동부(500)를 이용하여 상기 초음파 진동수단(200)의 타격부(240)의 팁(242)을 상기 압연롤(R)의 표면에 접촉하도록 이동할 수 있고, 상기 수평 이동부(400)를 동작하여 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하고 있는 상기 초음파 진동수단(200)을 상기 압연롤(R)의 길이방향으로 이동하면서 압연롤(R) 표면에 전체적으로 조도를 형성할 수 있다.
이때, 상기 압연롤(R)의 표면에 일정 조도를 생성하기 위하여, 상기 압연롤(R)의 회전속도를 고려하여 상기 이동수단(300)의 수평 이동부(400)의 이동속도를 제어하는 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 압연롤(R)에 생성하여야 할 필요한 조도를 미리 확정하고, 상기 압연롤(R)의 회전속도를 측정하면, 상기 초음파 진동수단(200)을 수평 방향으로 이동 시 필요한 이동속도를 파악할 수 있다.
따라서, 압연롤의 표면경도 및 압축잔류응력을 향상하기 위하여는 목표하는 표면 조도를 확정할 수 있고, 이에 따라 상기 수평 이동부(400)의 이동속도를 설정하여 압연롤의 표면에 목표하는 조도를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 이동수단(300)은 상기 지지블록(540)에 배치되고, 상기 초음파 진동수단(200)의 타격부(240)가 상기 압연롤(R)에 대하여 일정 각도를 가지도록 상기 초음파 진동수단(200)을 회동시키는 회동부(600)를 더 구비할 수 있다.
상기 회동부(600)는 상기 지지블록(540)에 돌출 형성되어 상기 초음파 진동수단(200)이 회동되게 지지되는 회동지지부(610)와, 일측(621)이 상기 지지블록(540)에 회전되게 설치되고 타측(622)이 상기 초음파 진동수단(200)에 회전되게 설치되어, 상기 초음파 진동수단(200)을 회동시키는 액츄에이터(620)로 마련된다.
아래의 표 1은 압연기의 압연롤의 표면경도에 상응하는 표면경도를 가지는 SUJ2 재질의 시험편을 이용하여, 상기 초음파 진동수단(200)에 의한 표면 조도 생성 처리된 시험편과 표면 처리되지 않은 시험편의 표면경도 및 압축잔류응력 값을 온도에 따라 비교한 표이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 상온을 기준으로 경도 및 압축잔류응력 값이 표면처리 전과 비교하여 표면처리 후가 향상되었음을 알 수 있다. 그리고, 온도가 증가되더라도 표면경도 및 압축잔류응력 값이 처리전과 대비하여 향상된 수준을 유지함을 알 수 있다.

상온 300℃ 500℃ 700℃
표면
처리
전		 표면
처리
후		 표면
처리
전		 표면
처리
후		 표면
처리
전		 표면
처리
후		 표면
처리
전		 표면
처리
후
경도(Hv) 567 754 545 742 528 728 497 680
잔류응력(MPa) 29 -420 132 -256 143 -213 150 -131
상기 제어부는 상기 압연롤(R)의 일정 사용 회전수를 주기로 상기 압연롤(R)의 표면을 타격하도록 상기 초음파 진동수단(200) 및 상기 이동수단(300)을 제어할 수 있다. 즉, 압연공정을 진행하며 상기 압연롤(R)이 표면 처리가 필요한 회전수에 도달하면 상기 초음파 진동수단(200) 및 상기 이동수단(300)을 동작하여 압연롤(R)이 회전하고 있는 상태에서 온라인으로 상기 압연롤(R)의 표면에 일정 조도를 형성하도록 설정하여, 압연롤(R)의 분리 없이 지속적으로 압연공정을 진행할 수 있다.
이와 관련하여, 아래의 표 2는 압연기의 압연롤의 표면경도에 상응하는 표면경도를 가지는 SUJ2 재질의 시험편을 이용하여 피로시험을 수행하여 피로수명을 비교한 표이고, 각각 3개의 시험편을 테스트하여 평균한 평균수명을 나타낸 것이다.
시험편 평균수명(cycles)
1 10,500,000
2 23,221,000
3 21,540,000
상기 표 2를 참고하면, 시험편 1은 상기 초음파 진동수단(200)에 의한 표면 조도 생성 처리되지 않은 시험편의 평균수명이고, 시험편 2는 표면 처리를 수행한 뒤의 평균수명이다. 이를 비교하면, 시험편 1의 수명은 약 1000만 사이클이고, 시험편 2의 수명은 약 2300만 사이클이므로, 표면 처리 후의 시험편의 평균수명이 약 2.3배가 늘어난 것을 확인할 수 있다.
그리고, 시험편 3은 표면 처리를 수행한 뒤 피로시험을 수행하여 1500만 사이클에 해당하는 피로층을 부여하고, 다시 표면 처리를 수행한 뒤의 평균수명으로 약 2100만 사이클이다. 이는 피로층을 형성하지 않고 표면 처리를 한 시험편 2의 평균수명과 거의 유사한 수치를 보이고 있으므로, 일정 주기로 압연롤의 표면에 조도를 형성하도록 표면 처리를 하는 경우 지속적으로 압연롤을 사용할 수 있음을 의미한다.
즉, 실제 압연기에서 사용되는 압연롤에 본 발명에 의한 텍스처링 장치를 구비하여 일정 주기로 압연롤의 표면에 조도를 형성하는 표면 처리를 하는 경우, 별도의 압연롤 연마과정을 하지 않고도 지속적으로 압연공정을 수행할 수 있음을 의미한다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 텍스처링 장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 6을 참고하면, 일반적으로 압연롤(R)은 상부롤(R1)과 하부롤(R2) 한쌍으로 마련되어 압연공정을 수행하므로, 본 발명에 의한 텍스처링 장치(10)를 상기 상부롤(R1)과 하부롤(R2)에 각각 배치될 수 있도록 마련될 수 있다.
도 7을 참고하면, 수평 이동부(400)에 초음파 진동수단(200)을 각각 구비하는 복수 개의 수직 이동부(500)를 일정 간격으로 배치하여 마련될 수 있다. 이러한 구성으로, 보다 빠르게 압연롤(R)의 표면에 조도를 생성할 수 있다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 텍스처링 장치의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 의한 텍스처리 장치 제어방법은, 도 8을 참고하면, 압연기의 압연롤 표면을 타격하여 조도를 생성하는 초음파 진동수단을 배치하는 타격준비단계와, 상기 초음파 진동수단 및 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하는 조도생성단계를 포함한다.
그리고, 상기 타격준비단계는 상기 압연롤의 직경을 고려하여, 상기 초음파 진동수단의 타격부가 초기 위치에서 상기 압연롤의 표면에 접촉하기 위한 거리를 설정하는 접촉거리 설정단계(S10)와, 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 상기 이동수단의 이동속도를 설정하는 이동속도 설정단계(S11)를 포함한다. 이렇게 타격준비단계를 마치면 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성(S12)하고, 조도생성이 끝나면 상기 초음파 진동수단을 초기 위치로 이동(S13)시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 텍스처리 장치 제어방법은, 도 9를 참고하면, 압연롤의 직경을 고려하여 초음파 진동수단의 타격부가 초기 위치에서 상기 압연롤의 표면에 접촉하기 위한 거리를 설정하고(S20), 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단의 이동속도를 설정한다(S21). 이렇게 타격할 준비를 마치면 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성(S22)하고, 조도생성이 끝나면 상기 초음파 진동수단을 초기 위치로 이동(S23)시킨다.
그리고, 조업 중인 상기 압연롤의 사용 회전수를 카운팅하여 압연롤 회전수를 측정하고(S24), 카운팅된 회전수가 목표 회전수에 도달하면(S25, 예) S20 단계로 되돌아가 상기 압연롤 표면에 다시 일정 조도를 생성한다.
예를 들어, 피로수명이 약 1500만 사이클인 압연롤을 사용하는 경우, 피로수명 보다 낮은 회전수인 약 1000만 사이클을 목표 사이클로 설정하여 두면, 압연공정을 수행하는 압연롤의 회전수가 1000만 사이클이 되면 자동으로 압연롤의 표면에 조도를 생성한 뒤 초기 위치로 이동하여 대기하게 되고, 압연롤의 회전수를 리셋하고 다시 카운팅을 시작해서 회전수가 1000만 사이클이 되면 자동으로 압연롤의 표면에 조도를 생성하는 방식으로 동작하게 된다.
따라서, 설정된 목표 회전수가 되면 자동적으로 압연롤의 표면에 조도를 생성하여 압연롤의 표면경도 및 압축잔류응력을 향상시켜 별도의 압연롤 표면의 가공 없이 지속적으로 압연공정을 수행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
R : 압연롤 10 : 텍스처링 장치
100 : 프레임 200 : 초음파 진동수단
210 : 케이스 220 : 변환부
230 : 증폭부 240 : 타격부
250 : 탄성부재 300 : 이동수단
400 : 수평 이동부 410 : 플레이트
420 : 제1 스크류 430 : 제1 구동모터
440 : 베이스블록 450 : 제1 가이드레일
500 : 수직 이동부 520 : 제2 스크류
530 : 제2 구동모터 540 : 지지블록
550 : 제2 가이드레일 600 : 회동부
610 : 회동지지부 620 : 액츄에이터

Claims (15)

  1. 압연기의 압연롤에 배치되는 프레임;
    상기 프레임에 배치되고, 상기 압연롤의 표면을 타격하여 일정 조도를 생성하는 초음파 진동수단;
    상기 프레임에 설치되고, 상기 압연롤의 타격위치를 변경하도록 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단; 및
    상기 압연롤의 일정 사용 회전수를 주기로 상기 압연롤의 표면을 타격하도록 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 텍스처링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록, 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 이동수단의 이동속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 진동수단은,
    중공형의 케이스;
    상기 케이스 내에 배치되고, 초음파 에너지를 진동 에너지로 변환시키는 변환부;
    상기 변환부의 전방에 배치되고, 상기 진동 에너지를 증폭하여 전달하는 증폭부; 및
    상기 증폭부의 전방에 배치되고, 상기 진동 에너지를 전달받아 상기 케이스 내에서 진동하고, 일부가 상기 케이스의 외부로 돌출되어, 상기 압연롤의 표면을 타격하는 타격부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 증폭부는,
    상기 변환부와 연결되어 진동 에너지를 증폭하고 상기 케이스에 형성된 돌기에 지지되는 부스터와 상기 부스터에 연결되어 상기 타격부에 진동 에너지를 전달하는 호온으로 구비되고,
    상기 타격부가 상기 호온에 구속되지 않고 진동할 수 있도록, 상기 호온은 상기 타격부와 접촉 연결되는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초음파 진동수단은,
    상기 케이스와 상기 변환부 사이에 배치되고, 상기 부스터가 상기 케이스의 돌기에 지지되도록 탄성력을 인가하는 탄성부재;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 압연롤의 표면을 타격하는 상기 초음파 진동수단을 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 이동시키는 수평 이동부; 및
    상기 압연롤의 직경에 대응하여, 상기 압연롤의 회전축에 수직한 방향으로 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 수직 이동부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수평 이동부는,
    상기 압연롤의 회전축과 평행한 방향으로 상기 프레임에 설치되는 플레이트;
    상기 플레이트의 길이방향으로 회전되게 설치되는 제1 스크류;
    상기 플레이트에 설치되고, 상기 제1 스크류의 일측에 연결되어 상기 제1 스크류를 회전시키는 제1 구동모터; 및
    상기 초음파 진동수단이 배치되고, 상기 제1 스크류가 삽입되는 홀을 구비하며, 상기 제1 스크류의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 베이스블록;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수직 이동부는,
    상기 제1 스크류에 수직한 방향으로 상기 베이스블록에 회전되게 배치되는 제2 스크류;
    상기 제2 스크류의 일측에 연결되어, 상기 제2 스크류를 회전시키는 제2 구동모터; 및
    상기 초음파 진동수단이 배치되고, 상기 제2 스크류가 삽입되는 홀을 구비하며, 상기 제2 스크류의 회전운동에 대응하여 직선이동 하는 지지블록;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.

  10. 제9항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 지지블록에 배치되고, 상기 초음파 진동수단의 타격부가 상기 압연롤에 대하여 일정 각도를 가지도록 상기 초음파 진동수단을 회동시키는 회동부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회동부는,
    상기 지지블록에 돌출 형성되어 상기 초음파 진동수단이 회동되게 지지되는 회동지지부; 및
    일측이 상기 지지블록에 회전되게 설치되고, 타측이 상기 초음파 진동수단에 회전되게 설치되어, 상기 초음파 진동수단을 회동시키는 액츄에이터;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치.
  12. 압연기의 압연롤 표면을 타격하여 조도를 생성하는 초음파 진동수단을 배치하는 타격준비단계;
    조업 중인 상기 압연롤의 사용 회전수를 카운팅하는 압연롤 회전수 측정단계; 및
    상기 압연롤의 회전수가 목표 회전수에 도달하면 상기 초음파 진동수단 및 상기 초음파 진동수단을 이동시키는 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하는 조도생성단계;
    를 포함하는 텍스처링 장치 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 타격준비단계는,
    상기 압연롤의 직경을 고려하여, 상기 초음파 진동수단의 타격부가 초기 위치에서 상기 압연롤의 표면에 접촉하기 위한 거리를 설정하는 접촉거리 설정단계; 및
    상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하도록, 상기 압연롤의 회전속도를 고려하여 상기 압연롤의 회전축에 평행한 방향으로 상기 이동수단의 이동속도를 설정하는 이동속도 설정단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치 제어방법.
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 압연롤의 목표 회전수를 주기로 상기 초음파 진동수단 및 상기 이동수단을 동작하여 상기 압연롤의 표면에 일정 조도를 생성하는 것을 특징으로 하는 텍스처링 장치 제어방법.

KR1020140160358A 2014-11-17 2014-11-17 텍스처링 장치 및 그 제어방법 KR101674746B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140160358A KR101674746B1 (ko) 2014-11-17 2014-11-17 텍스처링 장치 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140160358A KR101674746B1 (ko) 2014-11-17 2014-11-17 텍스처링 장치 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160059093A KR20160059093A (ko) 2016-05-26
KR101674746B1 true KR101674746B1 (ko) 2016-11-10

Family

ID=56104526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140160358A KR101674746B1 (ko) 2014-11-17 2014-11-17 텍스처링 장치 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674746B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101112075B1 (ko) * 2009-04-02 2012-02-21 주식회사 포스코 초음파 진동에너지를 이용하여 압연롤을 가공하는 롤 텍스쳐링장치 및 가공방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100549465B1 (ko) * 2003-11-28 2006-02-08 주식회사 에스케이디 하이테크 텐숀자동보상기능을 갖춘 롤러표면스크래핑장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101112075B1 (ko) * 2009-04-02 2012-02-21 주식회사 포스코 초음파 진동에너지를 이용하여 압연롤을 가공하는 롤 텍스쳐링장치 및 가공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160059093A (ko) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006110980A (ja) スクライブ装置
CN107186304B (zh) 多工具电极同步旋转放电加工多微细孔的振动辅助装置及其应用
CN107553940A (zh) 一种塑料薄膜柔性电晕处理装置
CN112522487A (zh) 一种温度辅助超声喷丸装置及方法
KR101674746B1 (ko) 텍스처링 장치 및 그 제어방법
CN104384637A (zh) 一种玻璃的加工方法及加工系统
CN109719459A (zh) 一种表面滚压强化装置及用其处理高压锻制渐缩管的方法
CN104347355B (zh) 试验装置、试验方法
KR101112075B1 (ko) 초음파 진동에너지를 이용하여 압연롤을 가공하는 롤 텍스쳐링장치 및 가공방법
JP5996376B2 (ja) 硬質脆性板の割断装置
CN105364693B (zh) 用于球形接头的自动抛光装置
KR102021470B1 (ko) 초음파 내벽 피닝 어레이 장치
CN106392799A (zh) 一种航空发动机限动器端面仿形打磨修复装置
JP5763136B2 (ja) 多結晶シリコンロッドを粉砕する装置および方法
CN1891370A (zh) 模具缓冲机构的碰撞判定装置及碰撞判定系统
CN101700589A (zh) 压电自激脉冲式微细电火花加工装置及其加工方法
Wang et al. Characterizing the machining effects of lateral electrodes in electrical discharge machining
CN206169420U (zh) 一种新型高精度火花机
CN109514374A (zh) 渐开线圆柱齿轮端面修整设备
CN104290019A (zh) 一种磁振动光饰机及其制作方法
JP6372068B2 (ja) 微細工具のリコンディショニング装置およびリコンディショニング機能付き加工装置
KR20100023694A (ko) 발포수지 압출 성형기의 수지변형 방지장치
KR101517060B1 (ko) 주형 세정장치
KR20140086441A (ko) 공구파손 검출이 가능한 기계가공장치
CN205968594U (zh) 汽车管件抛光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191105

Year of fee payment: 4