KR102388270B1

KR102388270B1 - Ring mil apparatus

Info

Publication number: KR102388270B1
Application number: KR1020200037957A
Authority: KR
Inventors: 성낙문
Original assignee: (주)맥스링솔루션
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2022-04-20
Also published as: KR20210121394A

Abstract

본 발명은 링 압연 장치에서 가공되고 있는 공작물의 단면 상태를 인식하여 가공률을 산정하여 초기 공작물의 일부 오차에서도 균일한 제품의 링을 생산할 수 있는 링 압연 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열된 공작물을 링 형태로 가공하는 링 압연 장치에 있어서, 공작물의 외면에 접촉하여 공작물을 회전시키는 구동롤; 상기 공작물의 내경면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하며, 이송에 의하여 상기 공작물을 가압하여 성형하는 압연롤; 상기 공작물의 상면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하는 상부 축롤; 상기 공작물의 하면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하는 하부 축롤; 상기 공작물이 외경을 측정하는 외경 측정부; 상기 공작물의 외형을 측정하는 카메라; 상기 카메라에 의하여 획득된 사진을 기초로 성형률을 산출하는 처리부; 및 상기 외경 측정부의 외경 정보와 상기 처리부에서 산출되는 성형률을 기초로 장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a ring rolling apparatus capable of producing a ring of a uniform product even with a partial error of the initial work piece by recognizing the cross-sectional state of the work piece being processed in the ring rolling apparatus and calculating the machining rate.
In order to achieve the above object, the present invention provides a ring rolling apparatus for processing a heated workpiece in a ring shape, comprising: a driving roll for rotating the workpiece in contact with the outer surface of the workpiece; a rolling roll that comes into contact with the inner diameter of the work and rotates by rotating the work, and pressurizes and forms the work by feeding; an upper shaft roll which is in contact with the upper surface of the work and rotates by rotating the work; a lower shaft roll which is in contact with the lower surface of the work and rotates by rotating the work; an outer diameter measuring unit for measuring the outer diameter of the workpiece; a camera for measuring the outer shape of the workpiece; a processing unit for calculating a molding rate based on the photograph obtained by the camera; and a control device for controlling the apparatus based on the outer diameter information of the outer diameter measuring unit and the forming rate calculated by the processing unit.

Description

Ring mil apparatus

본 발명은 링 압연 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 정교한 단면 성형률을 감지할 수 있는 링 압연 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ring rolling apparatus, and more particularly, to a ring rolling apparatus capable of detecting a precise cross-sectional forming rate.

기계 부품 또는 구조물에 링 요소들이 다소 사용되고 있다. 상기 링 요소 중 비교적 크기가 작은 경우에는 절삭에 의하여 가공 가능하나, 대형의 형태인 경우에는 절삭으로 가공하는 것에는 한계가 있다.Ring elements are more or less used in machine parts or structures. In the case of a relatively small size of the ring element, it is possible to process it by cutting, but in the case of a large size, there is a limit to processing by cutting.

이때 적용되는 방식으로 공개특허 제2011-0105889에 개시된 링 압연 장치를 들 수 있다. 상기 가공 방식은 압연에 의하여 링을 가공하므로 재료의 기계적 성질이 향상되고, 또한 절삭 가공보다 높은 생산성을 가지므로 주로 대형 링 요소의 가공에 널리 적용된다.As a method applied at this time, a ring rolling apparatus disclosed in Patent Publication No. 2011-0105889 may be mentioned. The above processing method is widely applied to the processing of large ring elements mainly because it processes the ring by rolling, the mechanical properties of the material is improved, and also has higher productivity than the cutting processing.

상기 링 압연 가공 절차를 구체적으로 살펴보면, 먼저 무게를 고려하여 소재를 절단한 뒤 둥근 원통 형태로 만든다.Looking at the ring rolling process in detail, the material is first cut in consideration of the weight and then made into a round cylindrical shape.

그리고, 상기 소재의 기계적 성질을 향상시키기 위하여 소재 축 방향으로 압력을 가하여 업셋 가공을 한다.Then, in order to improve the mechanical properties of the material, an upset processing is performed by applying pressure in the direction of the axis of the material.

이후 상기 업셋 가공 후의 소재를 링 압연 장치의 가공에 적합하도록 정 중앙에 구멍을 뚫어 초기 링 형태의 공작물로 가공한다.Thereafter, the raw material after the upset processing is processed into an initial ring-shaped workpiece by drilling a hole in the center to be suitable for processing of the ring rolling device.

마지막으로 링 압연 장치에 의하여 상기 공작물을 소정의 목표 형상으로 가공하여 최종 제품을 완성한다.Finally, the workpiece is processed into a predetermined target shape by a ring rolling device to complete a final product.

상기 링 압연 장치는, 원주 방향의 링의 가공을 위한 압연롤과 공작물의 회전을 위한 구동롤을 포함한다. 상기 구동롤과 압연롤 사이에 공작물이 위치하며, 상기 압연롤의 가압력에 의하여 상기 공작물의 외경 및 내경이 가공이 진행될수록 점점 커지게 된다.The ring rolling apparatus includes a rolling roll for processing the ring in the circumferential direction and a driving roll for rotating the workpiece. A work piece is positioned between the driving roll and the rolling roll, and the outer and inner diameters of the work piece become larger as the processing progresses by the pressing force of the rolling roll.

또한, 상기 압연롤과 구동롤의 축간 거리 역시 가공이 진행될수록 줄어들어 소정의 공작물의 외경 및 내경에서 가공을 완료하게 된다. 이때 상기 공작물의 내경 및 외경은 센서에 의하여 측정하여 압연롤의 압력과 압연롤과 구동롤 사이의 거리 등을 적절히 제어한다.In addition, the distance between the shafts of the rolling roll and the driving roll is also reduced as the machining progresses, so that the machining is completed at the outer diameter and inner diameter of a predetermined workpiece. At this time, the inner and outer diameters of the workpiece are measured by a sensor to appropriately control the pressure of the rolling roll and the distance between the rolling roll and the driving roll.

한편, 상기 링 형태의 공작물의 높이는 축롤을 통하여 조절하는데, 상기 축롤은 상부 축롤과 하부 축롤로 이루어지며, 상기 상부 축롤과 하부 축롤 사이에 공작물을 위치시키고, 상기 축롤 사이의 간격을 조절하여 제어한다. 여기서 상기 축롤은 동일 형상이며, 공작물과 접촉하는 부위는 공작물의 크기 변화에 대응하기 위하여 원뿔 형태이며, 공작물의 높이는 상기 원뿔의 외곽 라인과 수평으로 일치시켜 가공이 진행된다.On the other hand, the height of the ring-shaped workpiece is adjusted through a shaft roll, which is composed of an upper shaft roll and a lower shaft roll, the workpiece is positioned between the upper shaft roll and the lower shaft roll, and the interval between the shaft rolls is adjusted to control . Here, the shaft roll has the same shape, and the part in contact with the workpiece has a cone shape to respond to the size change of the workpiece.

한편, 링 압연 장치는 구동롤의 회전수와 압연롤의 이송 속도를 이용하여 공작물의 압연하며, 통상 공작물의 반경을 기준으로 상기 2개의 파라미터를 조절한다. 예를 들어 현재 공작물의 반경이 목표하는 반경에 비하여 현저하게 작은 경우에는 구동롤 회전수와 압연롤의 이송속도를 높여 빠른 성형을 진행하고, 양자의 반경이 유사한 경우에는 해당 파리미터 값을 낮게 설정하여 성형을 마무리한다. 초기의 링 압연 장치의 경우에는 사각형 단면 형태의 링을 주로 가공하였으나, 근래에는 구동롤과 압연롤의 형상을 조절하여 다양한 복합 단면을 갖는 링을 가공할 수 있는 방법들이 개발되었다. 상기와 같은 복합 단면의 링을 가공하는 경우, 가공되는 공작물의 외경을 감지하더라도 초기 공작물이 일부 오차를 포함하는 경우에는 링 단면에서 미충진 부분이 발생하는 경우가 종종 있었다. 따라서, 정교한 링의 제작을 위해서는 공작물의 반경뿐만 아니라 현재 성형되는 링 단면의 특성을 파악할 수 있는 별도의 수단이 필요한 실정이다.On the other hand, the ring rolling apparatus rolls the workpiece using the rotation speed of the driving roll and the feed speed of the rolling roll, and the two parameters are usually adjusted based on the radius of the workpiece. For example, if the radius of the current workpiece is significantly smaller than the target radius, increase the drive roll rotation speed and the feed speed of the rolling roll to perform fast molding. finish the molding. In the case of an early ring rolling apparatus, a ring having a rectangular cross-section was mainly processed, but recently, methods have been developed that can process a ring having a variety of complex cross-sections by controlling the shapes of a driving roll and a rolling roll. In the case of machining a ring having a complex cross-section as described above, even if the outer diameter of the workpiece to be machined is detected, when the initial workpiece includes some error, an unfilled part often occurs in the ring cross-section. Therefore, in order to manufacture a sophisticated ring, it is necessary to use a separate means for grasping not only the radius of the workpiece but also the characteristics of the ring cross-section currently being formed.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, 링 압연 장치에서 가공되고 있는 공작물의 단면 상태를 인식하여 가공률을 산정하여 초기 공작물의 일부 오차에서도 균일한 제품의 링을 생산할 수 있는 링 압연 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised for the above needs, and a ring rolling apparatus capable of producing a ring of a uniform product even with some errors of the initial workpiece by recognizing the cross-sectional state of the workpiece being processed in the ring rolling device and calculating the processing rate Its purpose is to provide

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열된 공작물을 링 형태로 가공하는 링 압연 장치에 있어서, 공작물의 외면에 접촉하여 공작물을 회전시키는 구동롤; 상기 공작물의 내경면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하며, 이송에 의하여 상기 공작물을 가압하여 성형하는 압연롤; 상기 공작물의 상면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하는 상부 축롤; 상기 공작물의 하면에 접촉하여 공작물 회전에 의하여 회전하는 하부 축롤; 상기 공작물이 외경을 측정하는 외경 측정부; 상기 공작물의 외형을 측정하는 카메라; 상기 카메라에 의하여 획득된 사진을 기초로 성형률을 산출하는 처리부; 및 상기 외경 측정부의 외경 정보와 상기 처리부에서 산출되는 성형률을 기초로 장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a ring rolling apparatus for processing a heated workpiece in a ring shape, comprising: a driving roll for rotating the workpiece in contact with the outer surface of the workpiece; a rolling roll which is in contact with the inner diameter surface of the work and rotates by rotating the work, pressurizing and forming the work by feeding; an upper shaft roll which is in contact with the upper surface of the work and rotates by rotating the work; a lower shaft roll which is in contact with the lower surface of the work and rotates by rotating the work; an outer diameter measuring unit for measuring the outer diameter of the workpiece; a camera for measuring the outer shape of the workpiece; a processing unit for calculating a molding rate based on the photograph obtained by the camera; and a control device for controlling the apparatus based on the outer diameter information of the outer diameter measuring unit and the forming rate calculated by the processing unit.

바람직하게는, 상기 처리부는 사전에 입력되는 최종 공작물의 단면 형태와 현재 쵤영되는 공작물의 외형을 대비하여 성형률을 산정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the processing unit is characterized in that it calculates the forming rate by comparing the cross-sectional shape of the final workpiece input in advance and the external shape of the currently projected workpiece.

더욱 바람직하게는, 상기 제어장치는 현재 가공되는 제품의 외경 성장률에 대한 성형률 정보를 사전에 입력받고, 현재 측정되는 외경 성장률 및 성형률과 대비하여 성형률의 차이값를 산출하고, 상기 성형률 차이값을 기초로 구동롤의 회전수, 압연롤의 이송속도 및 상부 축롤의 이송속도 중 선택된 어느 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the control device receives molding rate information on the growth rate of the outer diameter of the product currently being processed in advance, calculates a difference value of the forming rate in comparison with the currently measured outer diameter growth rate and the forming rate, and the difference in the forming rate Based on the value, it is characterized in that at least one selected from the rotation speed of the driving roll, the feed speed of the rolling roll, and the feed speed of the upper shaft roll is controlled.

더욱 바람직하게는, 상기 외경 측정부는 상기 상부 축롤과 하부 축롤 사이의 공작물의 외경을 측정하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the outer diameter measuring unit is characterized in that for measuring the outer diameter of the workpiece between the upper axis roll and the lower axis roll.

더욱 바람직하게는, 상기 카메라는 상기 상부 축롤과 하부 축롤 사이의 공작물의 외형을 쵤영하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the camera is characterized in that it captures the outline of the workpiece between the upper axis roll and the lower axis roll.

더욱 바람직하게는, 상기 카메라는 상기 상부 축롤과 하부 축롤을 지지하는 구조물에 장착되어 상부 축롤 및 하부 축롤의 수평 이송과 같이 이송되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the camera is mounted on a structure supporting the upper axis roll and the lower axis roll, characterized in that the upper axis roll and the lower axis roll are transported together with the horizontal transfer.

바람직하게는, 초기 공작물의 미충진 면적을 So라 하고, 현재 공작물의 미충진 면적을 S라 할 경우, 상기 처리부가 산출하는 성형률은 -100×(S-So)/So인 것을 특징으로 한다.Preferably, when the unfilled area of the initial workpiece is So and the unfilled area of the current workpiece is S, the molding rate calculated by the processing unit is -100×(S-So)/So .

본 발명에 따른 링 압연 장치는 축롤과 접촉하는 공작물의 외형을 촬영하는 카메라를 포함하고, 상기 카메라에 의하여 지속적으로 획득되는 현재 상태의 공작물 외형 사진과 사전에 입력된 제품 외형 정보를 기초로 하여 단면 성형률을 산정하고, 그리고 외경 측정부를 통하여 측정되는 공작물의 외경을 실시간으로 감지하여 구동롤 회전수와 압연롤의 이송속도를 정교하게 제어하여 고품질의 링 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.The ring rolling apparatus according to the present invention includes a camera for photographing the external shape of a workpiece in contact with a shaft roll, and a cross-section based on a picture of the external shape of the workpiece in a current state continuously acquired by the camera and product external shape information input in advance It has the effect of calculating the forming rate and detecting the outer diameter of the workpiece measured through the outer diameter measuring unit in real time to precisely control the rotational speed of the driving roll and the feed speed of the rolling roll to produce high-quality ring products.

도 1은 본 발명에 따른 링 압연 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1의 카메라를 통하여 획득되는 사진의 일예이며,
도 3은 도 1에 도시된 처리부에 의하여 계산되는 성형률의 설명이며,
도 4는 도 1에 도시된 제어장치에 사전에 입력되는 외경 성장률-성형률 그래프의 일예이며,
도 5는 도 1에 도시된 제어장치에 의하여 수행되는 외경 성장률-성형률 그래프이다.1 is a block diagram of a ring rolling apparatus according to the present invention,
Figure 2 is an example of a picture obtained through the camera of Figure 1,
Figure 3 is a description of the molding rate calculated by the processing unit shown in Figure 1,
Figure 4 is an example of the outer diameter growth rate-forming rate graph input in advance to the control device shown in Figure 1,
5 is an outer diameter growth rate-forming rate graph performed by the control device shown in FIG. 1 .

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It is to be understood that may also be “connected”, “coupled” or “connected”.

본 발명에 따른 링 압연 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 가공 중인 공작물(1)과 외면에 접촉하면서 상기 공작물(1)을 회전시키는 구동롤(10), 상기 공작물(1)의 내면에 접촉하며 가압하는 압연롤(20), 상기 공작물(1)의 상면을 가압하는 상부 축롤(30), 상기 공작물(1)의 하면을 가압하는 하부 축롤(40), 상기 공작물(1)의 외경을 측정하는 외경 측정부(50), 상기 공작물(1)의 외면을 측정하는 카메라(60), 상기 카메라(60)에서 획득되는 정보를 처리하는 처리부(70), 상기 처리부(70)와 상기 처리부(70)의 정보를 기초로 전체 장치의 동작을 제어하는 제어장치(90)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the ring rolling apparatus 100 according to the present invention includes a drive roll 10 that rotates the work 1 while in contact with the outer surface of the work 1 being processed, and of the work 1 A rolling roll 20 that comes into contact with and presses the inner surface, an upper axis roll 30 that presses the upper surface of the work piece 1, a lower axis roll 40 presses the lower surface of the work piece 1, and the The outer diameter measuring unit 50 for measuring the outer diameter, the camera 60 for measuring the outer surface of the workpiece 1, the processing unit 70 for processing information obtained from the camera 60, the processing unit 70 and the It is configured to include a control device 90 that controls the operation of the entire device based on the information of the processing unit 70 .

먼저 상기 구동롤(10)은 별도의 구동원에 의하여 회전하며, 공작물(1)의 외면에 접촉하여 공작물(1)을 회전시키는 역할을 한다. 그리고 그 형상은 사각형 단면의 링을 가공하는 경우에는 원통으로 구성되나, 복합 단면을 포함하는 링 가공을 위해서는 도 1에 도시된 바와 같은 단면 형태로 구성되며, 상기 단면 형상은 일예시이며, 링 단면 형태에 따라 변경된다.First, the driving roll 10 is rotated by a separate driving source, and serves to rotate the work 1 in contact with the outer surface of the work 1 . And the shape is composed of a cylinder when processing a ring of a rectangular cross section, but is configured in a cross-sectional form as shown in FIG. 1 for ring processing including a complex cross-section, and the cross-sectional shape is an example, It changes according to the form.

또한, 상기 구동롤(10)의 회전수는 장치에서 중요한 제어 파라미터 중 하나이며, 상기 제어장치(90)에 의하여 제어된다.In addition, the rotation speed of the driving roll 10 is one of important control parameters in the device, and is controlled by the control device 90 .

한편, 상기 압연롤(20)은 공작물(1)의 내경부에 접촉하여 공작물(1)의 회전에 따라 자유롭게 회전하면서 공작물(1)을 가압하여 가공하는 역할을 한다. 즉, 상기 공작물(1)의 내경면을 가압하여 가공하는 역할을 한다. 여기서 상기 압연롤(20)의 이송속도는 장치에서 중요한 제어 파라미터 중 하나이며, 역시 상기 제어장치(90)에 의하여 제어된다.On the other hand, the rolling roll 20 is in contact with the inner diameter of the work (1) serves to press and process the work (1) while rotating freely according to the rotation of the work (1). That is, it serves to process by pressing the inner diameter surface of the work (1). Here, the feed speed of the rolling roll 20 is one of the important control parameters in the device, and is also controlled by the control device 90 .

그리고 압연롤(20)의 이송속도는 구동롤(10) 방향으로의 이송을 의미하며, 상기 방향의 속도에 따라 공작물(1)의 가공 속도가 결정된다.And, the feed speed of the rolling roll 20 means the feed in the driving roll 10 direction, and the machining speed of the workpiece 1 is determined according to the speed in the direction.

한편, 상기 상부 축롤(30)과 하부 축롤(40)을 상기 구동롤(10)의 반대편에 위치하는 원뿔형태의 롤을 포함하는 것으로, 상기 상부 축롤(30)은 공작물(1)의 상면을, 상기 하부 축롤(40)은 공작물(1)의 하부와 접촉하고, 상기 공작물(1)의 회전에 의하여 회전한다.On the other hand, the upper axis roll 30 and the lower axis roll 40 to include a cone-shaped roll located on the opposite side of the driving roll 10, the upper axis roll 30 is the upper surface of the work piece (1), The lower shaft roll 40 comes into contact with the lower portion of the work piece 1 and rotates by rotation of the work piece 1 .

또한, 상기 2개의 축롤(30)은 상기 공작물(1)과 접촉하는 부분을 항상 서로 수평을 유지하는 것이 일반적이나, 경사면 등을 가공하는 경우에는 해당 경사에 대응되는 형태로 배치될 수 있다.In addition, it is common for the two shaft rolls 30 to always keep the parts in contact with the work 1 horizontal to each other, but when machining an inclined surface, it may be arranged in a shape corresponding to the corresponding inclination.

그리고 상기 상부 축롤(30)은 공작물(1)의 가공이 진행될 수록 높이를 낮게 조절한다. 따라서 상기 상부 축롤(30)의 이송속도 역시 제어 파라미터 중 하나이다. 또한 상기 축롤(30, 40)은 별도의 구조물에 의하여 전체가 같이 좌우측으로 이송되며, 상기와 같은 높이 조절과 위치의 조절 역시 상기 제어장치(90)에 의하여 수행된다.And the upper shaft roll 30 is adjusted to a lower height as the processing of the workpiece (1) proceeds. Therefore, the feed speed of the upper shaft roll 30 is also one of the control parameters. In addition, the shaft rolls 30 and 40 are transferred to the left and right together by a separate structure, and the height adjustment and position adjustment as described above are also performed by the control device 90 .

한편, 공작물(1)의 외경을 측정하는 외경 측정부(50)는 상기 축롤(30, 40) 사이에 배치되어 공작물(1)의 외경과 접촉하면서 현재 공작물(1)의 외경을 감지하는 기능을 수행한다.On the other hand, the outer diameter measuring unit 50 for measuring the outer diameter of the work piece (1) is disposed between the shaft rolls (30, 40) while in contact with the outer diameter of the work piece (1) to detect the outer diameter of the current work piece (1) carry out

물론 상기 외경 측정부(50)는 간섭이 발생하는 구동롤(10) 부분을 제외하고는 어디든 설치 가능하나, 상기 축롤(30, 40)은 공작물(1)의 외경에 따라 전체가 이송되므로, 상기 축롤(30, 40)의 구조물에 설치되는 것이 바람직하다.Of course, the outer diameter measuring unit 50 can be installed anywhere except for the portion of the driving roll 10 where interference occurs, but since the entire shaft rolls 30 and 40 are transferred according to the outer diameter of the work piece 1, the It is preferable to be installed in the structure of the shaft rolls (30, 40).

필요한 경우, 상기 외경 측정부(50)는 레이저를 이용하여 외경을 측정하는 방식으로 구현 가능하며, 이때는 별도의 지면에 설치되는 형태로 구현될 수 있다.If necessary, the outer diameter measuring unit 50 may be implemented by using a laser to measure the outer diameter, and in this case, it may be implemented in the form of being installed on a separate ground.

한편, 상기 카메라(60)는 상기 축롤(30, 40) 사이에 배치되는 공작물(1)의 외형을 일정 시간 간격으로 촬영하여 해당 영상을 획득하는 역할을 한다. 따라서 상기 카메라(60)는 상기 축롤(30, 40)의 구조물에 장착되어 상기 축롤(30, 40)과 같이 이송하는 형태로 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, the camera 60 serves to acquire the image by photographing the outer shape of the workpiece 1 disposed between the axis rolls 30 and 40 at regular time intervals. Therefore, it is preferable that the camera 60 is installed on the structure of the axis rolls 30 and 40 to be transported together with the axis rolls 30 and 40 .

또한 필요한 경우 상기 카메라(60)의 각도와 줌을 조절할 수 있는 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 각도와 줌은 별도의 장치 또는 상기 제어장치(90)를 통하여 조절하도록 구성할 수 있다.In addition, if necessary, it is preferable to be configured in a form in which the angle and zoom of the camera 60 can be adjusted, and the angle and zoom can be configured to be adjusted through a separate device or the control device 90 .

상기 카메라(60)는 도 2와 같이 현재 가공 중인 공작물(1)의 우측면 사진을 획득한다. 물론 상기 카메라(60)는 사전에 설정된 시간 단위로 지속적으로 공작물(1)의 우측면을 촬영하여 사진을 획득하고, 획득된 디지털 사진은 상기 처리부(70)로 전송된다.The camera 60 acquires a picture of the right side of the workpiece 1 currently being processed as shown in FIG. 2 . Of course, the camera 60 continuously captures the right side of the workpiece 1 at a preset time unit to acquire a picture, and the acquired digital picture is transmitted to the processing unit 70 .

상기 처리부(70)는 상기 카메라(60)를 통하여 획득된 사진과 사전에 입력된 최종 공작물 사진을 비교하여 성형율을 계산한다. The processing unit 70 calculates the forming rate by comparing the photo obtained through the camera 60 with the final work photo input in advance.

즉, 상기 처리부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(60)에 의하여 획득된 사진에서 우측 끝단부분의 경계선을 추출한다.That is, as shown in FIG. 3 , the processing unit 70 extracts the boundary line of the right end from the photo acquired by the camera 60 .

그리고 추출된 경계선과 사전에 입력된 가공이 완료되는 최종 공작물(1)의 단면 사진과 대비하여 미충진 면적 S를 계산한다.Then, the unfilled area S is calculated in comparison with the extracted boundary line and the cross-sectional photograph of the final workpiece 1 in which the previously input processing is completed.

상기 S의 계산은 초기 공작물(1)부터 시작되며, 초기 공작물(1)을 최종 공작물(1) 단면 사진과 대비하여 계산된 미충진 면적을 So로 저장한다.The calculation of S starts from the initial work piece (1), and the calculated unfilled area is stored as So by comparing the initial work piece (1) with the cross-sectional photograph of the final work piece (1).

상기 S와 So를 이용하여 다음 수학식 1을 이용하여 성형율(F)을 계산한다.Using the above S and So, the molding ratio F is calculated using Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

F= -100×(S-So)/So F= -100×(S-So)/So

상기한 바와 같이, 상기 카메라(60)와 처리부(70)는 사전에 정의된 시간 간격에 따라 상기 공작물(1)의 단면 형상을 기초로 하여 수학식 1을 이용하여 성형율을 계산한 후 결과값을 상기 제어장치(90)로 전송하고, 상기 외경 측정부(50) 역시 사전에 정의된 시간 간격에 따라 공작물(1)의 외경을 측정하여 상기 제어장치(90)로 전송한다.As described above, the camera 60 and the processing unit 70 calculate the molding rate using Equation 1 based on the cross-sectional shape of the workpiece 1 according to a predefined time interval, and then the result value to the control device 90 , and the outer diameter measuring unit 50 also measures the outer diameter of the workpiece 1 according to a predefined time interval and transmits it to the control device 90 .

즉, 상기 제어장치(90)는 공작물(1)의 현재의 성형율과 외경 정보를 지속적으로 수신하여 제어에 활용할 수 있다.That is, the control device 90 may continuously receive information on the current forming rate and outer diameter of the work piece 1 and utilize it for control.

한편, 상기 제어장치(90)는 수신되는 성형율과 외경 정보를 이용하여 효율적인 공작물(1)의 가공을 위하여 구동롤(10)의 회전수와 압연롤(20) 및 상부 축롤(30)의 이송속도를 제어할 수 있다.On the other hand, the control device 90 uses the received forming rate and outer diameter information to efficiently process the workpiece 1 , the number of rotations of the driving roll 10 and the transfer of the rolling roll 20 and the upper shaft roll 30 . You can control the speed.

상기 제어장치(90)는 공작물(1)의 가공 전에 사전에 해당 제품의 전산 해석 또는 실제 제조를 통하여 도 4에 도시된 바와 같은(도 4는 피드백 제어 그래프이나, 표준 그래프 역시 유사한 형태이다) 가장 효율적인 외경 성장율과 성형율에 대한 표준 그래프를 입력받는다.The control device 90 as shown in FIG. 4 through the computerized analysis or actual manufacturing of the product in advance before the processing of the workpiece 1 ( FIG. 4 is a feedback control graph, but the standard graph is also in a similar form). It receives standard graphs for efficient outer diameter growth rate and forming rate.

여기서 외경 성장율은 최종 외경에 대한 현재 외경의 비율을 의미한다.Here, the outer diameter growth rate means the ratio of the current outer diameter to the final outer diameter.

또한 성형율 계산을 위한 최종 공작물(1) 단면 형상을 입력받는다.In addition, the cross-sectional shape of the final workpiece (1) for calculating the forming rate is input.

이후에는 초기 공작물(1)인 황지를 대상으로 가공을 시작하며, 이때 상기 카메라(60)와 처리부(70)를 통하여 So를 수신한다.After that, processing is started for Hwangji, which is the initial work piece 1 , and at this time, So is received through the camera 60 and the processing unit 70 .

이후에는 처리부(70)를 통하여 입력되는 성형율과 외경 측정부(50)를 통하여 입력되는 외경을 기준으로 상기 표준 그래프 상의 차이값을 산출한다.Thereafter, a difference value on the standard graph is calculated based on the molding rate input through the processing unit 70 and the outer diameter input through the outer diameter measuring unit 50 .

이때 현재의 외경을 표준 그래프상의 해당 외경 성장율에 일치시킨 후, 양자의 성형율을 대비하여 차이값을 산출한다.At this time, after matching the current outer diameter to the growth rate of the outer diameter on the standard graph, the difference value is calculated by comparing the forming rates of both.

그리고 산출된 차이값을 근거로 하여 제어 파라미터들을 조절하여 가공을 수행한다.Then, the processing is performed by adjusting the control parameters based on the calculated difference value.

여기서 제어 파라미터는 구동롤(10)의 회전수, 압연롤(20)의 이송속도 및 상부 축롤(30)의 하강속도이나, 상부 축롤(30)의 하강속도는 아주 낮거나, 없는 경우가 있고, 압연롤(20)의 이송속도는 장치의 부하가 최대로 걸린 상태에서는 증가가 불가하므로, 구동롤(10)의 회전수를 조절하는 것이 가장 바람직하다.Here, the control parameters are the number of revolutions of the drive roll 10, the feed speed of the rolling roll 20, and the descending speed of the upper axis roll 30, but the lowering speed of the upper axis roll 30 is very low or there are cases where there is no, Since the feed speed of the rolling roll 20 cannot be increased in a state in which the load of the device is at its maximum, it is most preferable to adjust the rotation speed of the driving roll 10.

그러나 상기한 바와 같이 장치의 부하가 일정 이하인 경우에는 상기 압연롤(20)의 이송속도를 조절하는 형태로도 제어할 수 있으며, 필요한 경우 2개의 파라미터를 동시에 조절하는 형태로도 제어할 수 있다.However, as described above, when the load of the apparatus is less than a certain level, the control may be performed in the form of adjusting the feed speed of the rolling roll 20, and if necessary, it may be controlled in the form of simultaneously adjusting two parameters.

물론 상부 축롤(30)의 이송에 의하여 성형되는 제품의 경우에는 상기 상부 축롤(30)의 이송 속도를 제어하는 형태로 구동할 수 있다.Of course, in the case of a product molded by the transfer of the upper axis roll 30, the upper axis roll 30 may be driven to control the transfer speed.

상기와 같은 제어방식은 도 5에 도시된 바와 같이, 성형률을 추종하여 제어하는 방식으로, 초기 공작물(1)의 제조를 위한 절단, 업셋, 피어싱 등에 의하여 발생하는 일부 성형 결함이나 온도 결함이 있더라도 단면 충진이 완료될 때까지 가공하므로, 제품 불량 발생을 억제하는 효과가 있다.As shown in FIG. 5 , the above control method is a method of controlling the molding rate by following, even if there are some molding defects or temperature defects caused by cutting, upset, piercing, etc. for manufacturing the initial workpiece 1 Since it is processed until the filling of the cross section is completed, it has the effect of suppressing the occurrence of product defects.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 링 압연 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an embodiment for implementing the ring rolling apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the present invention is not limited to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in the technical field to which this belongs will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that it can be implemented with various changes.

1: 공작물 10: 구동롤
20: 압연롤 30: 상부 축롤
40: 하부 축롤 50: 외경 측정부
60: 카메라 70: 처리부
90: 제어장치 100: 링 압연 장치1: Workpiece 10: Drive roll
20: rolling roll 30: upper axis roll
40: lower shaft roll 50: outer diameter measuring part
60: camera 70: processing unit
90: control unit 100: ring rolling unit

Claims

A ring rolling apparatus for processing a heated workpiece into a ring shape, comprising:
a driving roll for rotating the work piece in contact with the outer surface of the work piece;
a rolling roll that comes into contact with the inner diameter of the work and rotates by rotating the work, and pressurizes and forms the work by feeding;
an upper shaft roll which is in contact with the upper surface of the work and rotates by rotating the work;
a lower shaft roll which is in contact with the lower surface of the work and rotates by rotating the work;
an outer diameter measuring unit for measuring the outer diameter of the workpiece;
a camera for measuring the outer shape of the workpiece;
a processing unit for calculating a molding rate based on the photograph obtained by the camera; and
A control device for controlling the device based on the outer diameter information of the outer diameter measuring unit and the molding rate calculated by the processing unit,
The processing unit calculates the forming rate by comparing the cross-sectional shape of the final workpiece input in advance and the external shape of the currently projected workpiece,
The control device receives molding rate information on the growth rate of the outer diameter of the currently processed product in advance, calculates a difference value of the forming rate in comparison with the currently measured outer diameter growth rate and the forming rate, and drives based on the difference in the forming rate Ring rolling apparatus, characterized in that for controlling at least one selected from the number of rotations of the roll, the feed speed of the rolling roll, and the feed speed of the upper shaft roll.

delete

The ring rolling apparatus according to claim 1, wherein the outer diameter measuring unit measures the outer diameter of the workpiece between the upper and lower axis rolls.

The ring rolling apparatus according to claim 4, wherein the camera captures an outline of the workpiece between the upper and lower axle rolls.

The ring rolling apparatus according to claim 5, wherein the camera is mounted on a structure supporting the upper and lower axis rolls and is transported in the same manner as horizontal transfer of the upper and lower axis rolls.

The method according to claim 1, When the unfilled area of the initial workpiece is So and the unfilled area of the current workpiece is S, the molding rate calculated by the processing unit is -100×(S-So)/So ring rolling device.