KR102309570B1 - 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌렛(B) 표면의 흠을 연마하여 제거하는 글라인더(150)와, 상기 글라인더(150)가 빌렛(B) 표면의 흠을 제거할 수 있도록 빌렛(B)을 이송하는 이송수단(170)을 포함하여 구성되는 빌렛 표면 연마 장치에 관한 것으로, 상기 이송수단(170)은 소정 길이의 레일(172), 상기 레일(172)을 따라 움직이는 이송대차(174), 상기 레일(172)의 양측 종단에 각각 구비되고 외주에 권취된 와이어()가 이송대차(174)의 양측단에 각각 연결되는 복수개의 와이어 드럼(), 상기 레일(172)의 종단에 구비되거나 레일(172)의 종단과 이격된 위치에 구비되는 레이저 송/수신부를 포함하는 위치연산용 레이저센서(210), 상기 이송대차(174)의 위치연산용 레이저센서(210)측 종단부에 구비되는 반사판(220)을 포함하여 구성되어 이송대차의 이동거리를 정확하게 연산하여 빌렛 표면 연마가 정확하게 이루어지도록 한 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마장치에 과한 것이다.

Description

이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마 장치{Billet Surface Polishing Device}

본 발명은 빌렛 표면 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어드럼 구동방식으로 이송대차의 위치를 제어하여 이송대차상의 빌렛 표면을 연마함에 있어서 구동수단인 와이어드럼으로부터 위치정보를 획득하지 않고 피동수단인 이송대차의 위치를 이용하여 빌렛의 이송위치를 정확하게 확인하여 빌렛표면의 흠이 완벽하게 제거되도록 함으로써 우수한 품질의 빌렛을 생산하고, 이로 인하여 이후 선재 제품의 불량이 발생하지 않도록 한 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마 장치에 관한 것이다.

제철소에서 생성된 빌렛(Billet)은 긴 막대 형상으로 사각형, 원형 등 다양한 형상을 갖고, 그 길이는 대략 8m ~ 18m 이다.

이러한 빌렛은 앞선 공정인 연속 주조 공정에서의 결함, 압연 공정에서 결함 또는 이송과정에서의 결함 등 여러 가지 원인에 의하여 그 표면(Surface)에 흠이 발생된다.

그리고 상기와 같이 발생된 빌렛의 표면 흠은 이를 이용하여 선재(Wire Rod) 등을 생산하는 선재 공정에서 선재 제품의 커다란 결함으로 발전 및 진행하기 때문에, 그 표면 흠은 엄격히 관리되어야만 한다.

이에 따라 상기 빌렛의 표면 흠을 제거하는 빌렛 표면 연마 장치가 사용되고 있으며 그 예를 도 1을 참조하여 설명한다.

빌렛 표면 연마 장치(100)는 일 측에 마련된 적치대(110)상에 다수의 빌렛(B) 들을 적치하고, 이러한 빌렛(B) 들을 한 본씩 이송롤에 의해 이송시켜 준 다음, 표면의 스케일을 제거하기 위하여 쇼트 브라스트(Shot Blast)(120)를 거쳐, 다음 공정인 검사기(130)로 이송한다.

상기 검사기(130)에 도착한 빌렛(B)은 그 길이와 표면 흠 여부 및 해당 흠의 위치와 크기정보를 검사하여, 표면 흠이 없는 빌렛(B)은 이송 라인 상에서 스토퍼(162)를 작동시켜 정지시킨 후, 트랜스퍼(135)로 추출하여 다음 공정으로 이송된다.

그리고 표면 흠이 있는 빌렛(B)은 로딩수단(140) 설비로 이송되어, 상기 검사기(130)에서 측정된 빌렛의 길이와 흠의 위치정보에 따라 글라인더(150)를 통해 표면 흠을 제거한 다음, 다른 트랜스퍼 장치(160)로 추출하여 다음 공정으로 이송된다.

이와 같이 결함이 없거나 제거된 빌렛은 이후 공정인 선재 공정으로 이송되어 다단계의 압연을 거쳐서 선재(Wire)의 형태로 제품이 되어 수요자에게 출하된다.

한편, 상기 빌렛 연마 장치에서 글라인더(150)로 빌렛 표면의 흠을 제거하기 위해서는 빌렛을 이송수단(170)을 통해서 기 설정된 길이까지 이송시켜야 하는데, 종래 이송수단(170)은 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 소정 길이의 레일(172), 상기 레일(172)을 따라 움직이는 이송대차(174), 상기 레일(172)의 양 종단에 구비되고 각각 제 1/2와이어(175a)(175b)가 이송대차(174)의 양측단에 각각 연결되는 제 1/2와이어 드럼(176a)(176b), 상기 이송대차(174)를 복귀시키기 위한 구동엔진(179), 상기 제 1와이어 드럼(176a)의 회전수를 측정하는 엔코더(미도시) 및 상기 엔코더를 포함하여 이송대차를 구성하는 다수의 구성요소들로부터 신호를 전달받아 장치의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성되어, 상기 제어부는 제 1/2 와이어 드럼(176a)(176b)의 회전방향 등을 제어하여 빌렛(B)이 위치된 이송대차(174)를 전진시켜 흠을 제거하고, 흠의 제거작업이 종료된 빌렛(B)은 다시 원위치로 복귀시키며, 이 과정에서 빌렛(B)의 위치는 제 1와이어 드럼(176a)의 회전수를 거리로 변환하여 연산하고 그에 따라 글라인더(150)의 동작을 제어하였다.

이때, 상기 이송대차(174)는 제 1와이어 드럼(176a)의 회전에 의하여 도 3의 (a) 상태에서 (b) 상태로 전진하고, 전진 중 연마위치가 되면 제 1와이어드럼(176a)의 구동이 정지되면서 이송대차(174)도 해당 위치에 정지되는데, 이 과정에서 관성에 의한 이송대차(174)의 전진은 제 2와이어 드럼(176b)이 전진방향 반대편에서 이송대차(174)를 당겨줌으로써 추가 전진은 억제되어 정지한 위치를 유지함으로써 빌렛(B)의 해당 부위가 연마되고, 이후 이러한 과정을 반복하면서 빌렛(B) 표면의 흠이 제거되며, 이러한 과정은 레일(172)에 구비된 스토퍼(178)에 의하여 종료된다.

그리고 연마가 완료된 빌렛(B)은 트랜스퍼 장치(160)로 추출되고, 상기 이송대차(174)는 구동엔진(179)의 동력에 의하여 복귀된다.

그러나 상기 와이어 드럼을 이용한 이송수단은 와이어 드럼(176)과 이송대차(174)를 연결하는 제 1와이어(175a)가 이송대차(174)를 당기는 과정에서 이송대차(174) 및 빌렛(B)의 하중과 제 2 와이어드럼(176b)의 당기는 힘, 빌렛(B)의 온도 등에 의하여 연신될 뿐 아니라 제 1 와이어(175a)가 감길 때 제 1 와이어 드럼(176a)과의 이격이 발생되어 엔코더의 회전수로 판단되는 위치와 실제 이송대차(174)의 이송위치 사이에 오차가 발생하게된다.

이러한 오차는 사용 기간이 길어질수록 증가하고 이에 따라 이송대차(174)의 실제위치와 이송수단에서 엔코더를 통해서 인지하는 위치의 오차가 점차 커지면서 흠을 완벽하게 제거하지 못하여 빌렛(B)의 품질이 저하되고, 이로 인하여 이후 선재 공정에서 선재 불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 빌렛(B)을 이송대차(174)로 운반하는 과정에서 빌렛(B)의 끝단 위치는 동일한 기준위치에 있지 않고 제각각 위치되는데, 이는 도 4에 나타내는 바와 같이 이송대차(174)로 빌렛(B)을 운반하는 로딩수단(140)에서 빌렛(B)이 동일한 기준위치로 정렬되지 않고 제각각 위치되기 때문으로, 이와 같이 빌렛이 제각각의 위치로 위치되면 이송대차(174)의 정확한 위치를 연산하였더라도 상기 빌렛(B)의 위치오차로인하여 정확한 연마가 이루어지지 않아 표면 흠을 완벽하게 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

공개특허 10-2006-0072371

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 빌렛을 이송하는 이송대차에 와이어 드럼의 와이어를 연결하여 빌렛을 연마위치로 이송함에 있어서 위치연산용 레이저센서로 이송대차의 위치를 정확하게 확인하여, 빌렛의 이송위치를 정확하게 연산함으로써 흠을 완벽하게 제거하여 우수한 품질의 빌렛을 생산하고, 이로 인하여 이후 선재 제품의 불량이 발생하지 않도록 하는 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마 장치를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 이송대차로 운반되는 빌렛의 끝단위치를 동일한 위치로 정확하게 정렬함으로써, 빌렛의 위치를 보다 정밀하고 정확하게 제어할 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 빌렛 표면의 흠을 연마하여 제거하는 글라인더와, 상기 글라인더가 빌렛 표면의 흠을 제거할 수 있도록 레일을 따라 이동되는 이송대차상에 위치된 빌렛을 와이어드럼을 이용하여 이송하는 이송수단을 포함하는 빌렛 표면 연마 장치에 있어서, 상기 레일의 종단에 구비되거나 레일의 종단과 이격된 위치에 구비되는 레이저 송/수신부를 포함하는 위치연산용 레이저센서, 상기 이송대차의 위치연산용 레이저센서측 종단부에 구비되는 반사판을 더 포함하여 구성되어 피구동수단인 이송대차의 위치를 이용하여 빌렛의 위치를 정확하게 연산하여 빌렛 표면 연마가 정확하게 이루어지도록 하는 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마장치에 있다.

한편, 상기 이송대차 또는 이송대차로 빌렛을 이송하기 전 빌렛이 위치되는 적치대에는 빌렛의 일측 종단을 동일한 위치로 정렬하기 위한 위치정렬수단이 구비되는데, 상기 위치정렬수단은 일측종단에 평평한 정렬대가 구비되어 상하 회전가능하도록 구비되는 정렬암, 실린더 바디가 고정위치에서 회전가능하도록 구비되고 실린더로드는 상기 정렬암의 정렬대 반대측 종단에 힌지 결합되어 정렬암을 소정각도 회전시키는 실린더를 포함하여 구성된다.

또한 상기 위치정렬수단에는 정렬암의 소정 위치에 반사판이 구비되고, 상기 이송대차 또는 적치대에는 상기 정렬암이 빌렛을 정해진 위치로 정렬하는 위치에서 반사판과 동일 높이로 정렬용 레이저센서가 구비된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 종래 구동수단인 와이어드럼을 통해서 피구동수단인 이송대차의 위치를 확인하던 방식에서 탈피하여 실제 이동이 수행되는 피구동수단인 이송대차의 위치를 확인하므로, 보다 정확한 위치측정이 가능하게 되고, 이로 인하여 빌렛의 흠을 완벽하게 제거할 수 있게 된다.

즉, 응답속도가 빠른 레이저 센서를 적용하여 이송대차의 위치를 실시간으로 모니터링하고, 상기 이송대차의 이동거리 또한 위치연산용 레이저센서와 반사판을 통해서 정확하게 연산할 수 있으며, 와이어의 연신 여부와 상관없이 이송대차의 위치를 정확하게 연산할 수 있어, 글라인더가 빌렛 표면의 흠을 정확하게 제거할 수 있고, 이로 인하여 이후 선재 과정에서 생산되는 선재에 불량이 발생하지 않으며, 무인/자동운전이 가능하여 선재 생산효율이 대폭 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 빌렛 표면 연마 장치를 나타내는 도면
도 2 및 도 3은 종래 빌렛 표면 연마 장치에서 이송수단의 구성을 나타내는 도면
도 4는 종래 빌렛 정렬상태를 나타내는 도면
도 5는 본 발명에 따른 빌렛 표면 연마 장치를 나타내는 평면도
도 6은 본 발명에 따른 위치연산용 레이저 센서설치구조를 나타내는 도면
도 7은 본 발명에 따른 위치정렬수단을 나타내는 도면
도 8은 본 발명에 따른 정렬용 레이저센서 설치구조를 나타내는 도면

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 빌렛 표면 연마 장치는 도 5에 나타내는 바와 같이, 크게 소정위치에 고정설치되어 빌렛(B) 표면의 흠을 연마하여 제거하는 글라인더(도 1 내지 도 3 참조, 150)와, 상기 글라인더에서 표면의 흠을 제거할 수 있도록 레일(172)을 따라 이동되는 이송대차(174)상에 위치된 빌렛(B)을 와이어 드럼(176)을 이용하여 이송하는 이송수단(170), 상기 레일(172)의 종단에 구비되거나 레일(172)의 종단과 이격된 위치에 구비되는 레이저 송/수신부를 포함하는 위치연산용 레이저센서(210), 상기 이송대차(174)의 위치연산용 레이저센서(210)측 종단부에 구비되는 반사판(220) 및, 상기 위치연산용 레이저센서(210)를 포함한 빌렛 표면 연마 장치를 구성하는 구성요소들로부터 신호를 전달받아 빌렛(B)의 위치를 연산하고 와이어 드럼을 포함한 빌렛 표면 연마 장치의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 이송수단(170)은 미리 측정된 빌렛(B)의 길이와 흠의 위치에 따라 빌렛(B)이 글라인더(150)의 연마위치에 정확하게 위치하도록 이동시킨다.

이러한 이송수단(170)은 소정 길이로 구비된 레일(172), 상기 레일(172)을 따라 움직이는 이송대차(174), 상기 레일(172)의 양 종단에 각각 구비되고 외주에 권취된 와이어(175)의 종단이 이송대차(174)의 양측단에 각각 연결되는 복수개의 와이어 드럼(176)을 포함하여 구성된다.

상기에서 이송대차(174)는 상기 레일(172)을 따라 이동하는 바퀴(174a), 상기 바퀴(174a)가 설치되는 바디(174b), 상기 바디(174b)의 상부에 구비되는 빌렛적치수단(174c)을 포함하여 구성되고, 상기 빌렛적치수단(174c)은 플레이트 또는 롤러 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

그리고 상기 바디(174b)에는 반사판(220)이 수직으로 고정 설치되는데, 상기 반사판(220)은 위치연산용 레이저센서(210)와 대향하는 바디(174b)의 선단에 수직으로 고정 설치하되, 파손, 오염에 의한 교체 필요 시 작업 용이성을 고려하여 탈부착 가능 형태로 설치한다.

상기 와이어 드럼(176)은 레일(172)의 양 종단에 레일(172)과 이격된 위치로 구비되어, 이송대차(174)의 전진과 복귀 및 전진과정 중 정지시에 관성에 의한 진행을 방지하기 위하여 사용된다.

상기 위치연산용 레이저센서(210)는 레일(172)의 종단에 구비되거나 레일(172)의 종단과 이격된 위치에 구비되는데, 상기 위치연산용 레이저센서(210)는 빌렛(B) 연마 시 발생되는 진동에 의하여 측정 오차가 발생될 수 있으므로 진동 전달이 최소화되는 위치에 설치하는데, 본 발명의 실시 예에서는 레일(172)과 이격된 위치에 설치하며, 진동에 의해 최초 설치 시의 레벨(Level) 등이 변경되더라도 유지 보수 용이하도록 수직으로 구비되는 브라켓(230)의 상단에 상하 및 좌우 위치조절가능하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 브라켓(230)에는 도 6에 나타내는 바와 같이 상하 위치조절을 위한 상하 슬롯(232)이 형성되고, 상기 상하 슬롯(232)으로 관통되어 체결되는 체결부재(234)가 지지판(235)에 구비되며, 상기 지지판(235)에는 위치연산용 레이저센서(210)의 상하 및 좌우 각도를 조절하기 위한 각도조절수단(238)이 구비된다.

한편, 상기 이송대차(174) 또는 로딩수단에는 도 7에 나타내는 바와 같이 빌렛(B)의 일측 종단을 동일한 위치로 정렬하기 위한 위치정렬수단(240)이 구비되는데, 상기 로딩수단은 이송대차(174)로 빌렛(B)을 이송하기 전 빌렛(B)이 위치되는 것이다.

상기 위치정렬수단(240)은 일측면이 평평한 정렬대(242)가 일측에 구비되어 수직방향으로 회전되도록 구비된 정렬암(244), 상하 및 좌우로 고정된 위치에서 회전가능하도록 구비되고 실린더 로드(246a)는 상기 정렬암(244)의 정렬대(242) 반대측에 힌지결합되어 정렬암(244)을 소정각도 회전시키는 실린더(246)를 포함하여 구성된다.

상기 위치정렬수단(240)에는 정렬암(244)의 소정 위치에 정렬용 반사판(247)이 구비되고, 상기 이송대차(174) 또는 로딩수단에는 상기 정렬암(244)이 빌렛(B)을 정해진 위치로 정렬하는 위치에서 정렬용 반사판(247)과 동일 높이로 정렬용 레이저센서(248)가 구비되어, 실린더(246)의 동작을 제어하는 수단으로 사용하거나 정렬암(244)의 위치를 보다 정확하게 측정하여 빌렛(B)의 위치를 정밀하게 연산하는 데 사용된다.

상기 정렬용 레이저센서(248) 또한 위치조절가능하도록 브라켓(249)에 구비되는데, 상기 브라켓(249)에는 도 8에 나타내는 바와 같이 정렬용 레이저센서(248)의 좌우 위치조절을 위한 다양한 형상의 좌우 슬롯(249a)(249b)(249c)이 다수개 형성되고 상기 좌우 슬롯(249a)(249b)(249c)에 체결되는 볼트 등의 우치를 조정함으로써 정렬용 레이저센서(248)의 좌우위치를 조정한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예를 하기에서 설명한다.

쇼트 브라스트에 의하여 표면의 스케일이 제거된 후 검사기에서 길이와 흠의 여부 및 해당 흠의 위치와 크기정보를 검사한 후 이송된 빌렛(B)이 이송대차(174)상에 위치되면, 상기 위치정렬수단(240)이 구동되어 즉, 실린더(246)가 도 6(a)상태에서 (b)상태로 구동되면서 실린더 로드(246a)가 전진하고 이로 인하여 정렬암(244)이 회전하여 정렬대(242)의 평평한 면이 빌렛(B) 종단을 밀어서 빌렛(B)을 기 설정된 위치로 정렬한다.

이 과정에서 정렬용 레이저센서(212)에 의하여 상기 정렬암(244)의 위치를 확인하여 정렬암(244)의 회전 정도를 제어하거나, 이후 빌렛(B)의 이송과정에서 빌렛(B)의 이송거리를 연산하는데 상기 정렬용 레이저센서(212) 측정값을 이용하여 보다 정확한 연산이 이루어지도록 한다.

이와 같이 이송대차(174) 상에 빌렛(B)이 정렬된 상태로 와이어 드럼(176)이 구동되어 이송대차(174)는 글라인더 하부를 통과하게 되고, 이송대차(174)의 이동거리는 상기 위치연산용 레이저센서(210)의 측정값을 통해서 제어부에서 정확하게 판단한다.

아울러, 상기 이송대차(174)의 진행과정에서 제어부는 와이어 드럼(176)에 구비된 엔코더를 통한 이송거리연산을 함께 수행하고, 위치연산용 레이저센서(210)의 측정값과 엔코더를 통한 이송거리 측정값에 오차가 기 설정된 값 이상으로 벌어지면 상기 와이어 드럼(176)의 와이어(175)를 교체하거나, 와이어(175)를 틈이 발생하지 않도록 다시 권취하는 등, 원상태로 셋팅한다.

따라서 본 발명에 의하면 빌렛(B)의 표면 흠을 정확하게 제거할 수 있게 된다.

B : 빌렛 170 : 이송수단
172 : 레일 174 : 이송대차
210 : 위치연산용 레이저센서 220 : 반사판
240 : 위치정렬수단 242 : 정렬대
244 : 정렬암 246 : 실린더

Claims (3)

1. 소정위치에 고정설치되어 빌렛(B) 표면의 흠을 연마하여 제거하는 글라인더와,
   상기 글라인더에서 표면의 흠을 제거할 수 있도록 레일(172)을 따라 이동되는 이송대차(174)상에 위치된 빌렛(B)을 와이어 드럼(176)을 이용하여 이송하는 이송수단(170),
   상기 레일(172)의 종단에 구비되거나 레일(172)의 종단과 이격된 위치에 구비되는 레이저 송/수신부를 포함하여 이송대차(174)의 위치를 연산하기 위한 위치연산용 레이저센서(210),
   상기 이송대차(174)의 위치연산용 레이저센서(210)측 종단부에 구비되는 반사판(220) ,
   일측종단에 평평한 정렬대(242)가 구비되어 상하 회전가능하도록 구비되는 정렬암(244), 실린더로드(246a)는 상기 정렬암(244)의 정렬대 반대측 종단에 힌지 결합되어 정렬암(244)을 소정각도 회전시키는 실린더(246)를 포함하여 구성되고, 상기 정렬암(244)의 소정 위치에 정렬용 반사판(247)이 구비되고, 상기 이송대차(174) 또는 로딩수단에는 상기 정렬암(244)이 빌렛(B)을 정해진 위치로 정렬하는 위치에서 정렬용 반사판(247)과 동일 높이로 정렬용 레이저센서(248)가 구비되어 상기 이송대차(174) 또는 이송대차(174)로 빌렛(B)을 이송하기 전 빌렛(B)이 위치되는 로딩수단에는 빌렛(B)의 일측 종단을 동일한 위치로 정렬하기 위한 위치정렬수단(240) 및,
   상기 위치연산용 레이저센서(210)와 정렬용 레이저 센서(248)를 포함한 빌렛 표면 연마 장치를 구성하는 구성요소들로부터 신호를 전달받아, 상기 정렬암(244)의 위치를 확인하여 정렬암(244)의 회전 정도를 제어하거나, 이후 빌렛(B)의 이송과정에서 빌렛(B)의 이송거리를 연산하며, 와이어 드럼을 포함한 빌렛 표면 연마 장치의 동작을 제어하는 제어부(미도시);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이송위치 정밀도가 개선된 와이어드럼 구동방식의 빌렛 표면 연마장치.
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