KR20010060943A - 센서 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열악한 환경에서 광센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서의 얼라인먼트를 쉽게 조정할 수 있도록 함으로써, 보다 정확하고 신속하게 대상물체의 통과여부에 대한 신호를 얻을 수 있도록 하는 센서 고정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 광섬유 센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서를 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높은 환경 및 설치표면의 상태가 편평하지 않는 곳에 설치하는 센서 고정장치에 있어서, 외부의 압축공기가 공급될 수 있도록 압축공기 이송로가 형성된 수직조립부(2)와, 상기 수직조립부(2)의 이송로를 따라 유입되는 압축공기가 센서(15)를 고정하고 보호하는 센서고정부(11)와 센서보호부(12) 사이의 갭을 통해 노즐과 같이 고압으로 분사될 수 있도록 하여 센서헤드(13)의 냉각과 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 수평조립부(1) 및, 상기 수직조립부(2)에 대해 상기 수평조립부(1)가 상하로 자유롭게 이동하는 높이조절수단(3, 4)을 포함하며, 상기 수직조립부의 수직봉의 하부가 구면(6)으로 되어 있어 상기 수직조립부내에서 자유롭게 전후좌우로 회전할 수 있게 함으로써 설치표면의 상태가 편평하지 않더라도 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정하는 센서 고정장치가 제공된다.

Description

센서 고정장치{Sensor fitting apparatus}

본 발명은 센서 고정장치에 관한 것이며, 특히, 광섬유 센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서를 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높은 환경에서 사용함에 있어서 설치표면의 상태가 편평하지 않더라도 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정할 수 있는 센서 고정장치에 관한 것이다.

기계부품이나 전자제품을 생산하거나 조립하는 공장에서와 같이 연속적으로 작업이 진행되는 공정에서는 소재의 통과여부를 알거나 소재선단부의 현재위치를 아는 것이 생산속도를 조절하거나 각종 제어시점을 결정함에 있어 매우 중요한 신호로 사용된다. 이 때, 레이저나 LED와 같은 광원을 사용하는, 송신부와 수신부로 분리된 센서 사이를 대상물체가 지나가게 하는 것은 소재의 통과여부를 판정하기 위해 통상적으로 사용하는 안정된 방식이다.

그러나, 압연공장과 같이 수증기와 분진이 상존하고 센서 주변의 분위기온도가 높은 상태에서는 이러한 방식을 적용하기가 곤란하므로 종래에는 소재의 통과여부에 대한 신호를 얻기 위하여 HMD(Hot Metal Detector)라는 고온금속 감지기를 주로 이용하고 있다. 이 센서는 고온의 소재에서 방출되는 열과 빛을 감지하여 물체의 유무를 감별하는 것으로 압연공정에서 소재 선단부의 감지에 이용하는 경우 감지시간의 평균치에 대한 산포도가 크고 오동작의 우려가 높은 단점이 있다.

다시 말하면, 소재 선단부가 과냉되어 감지기를 통과하거나 분사된 냉각수에 의해 감지기 주변에 수증기가 발생하는 경우, 또한 연속작업으로 인해 주변 구조물들이 열을 받은 경우에는 감지시간의 편차가 심해지거나 오동작 신호가 발생하는 경우가 종종 있다. 따라서, 이러한 신호를 기준으로 하면, 조업자가 원하는 설정값대로 소재 선단부의 크롭(Crop)량을 절단하거나 일정 시간후에 푸셔와 같은 기계적 구조물을 동작시키는 등의 제어작업을 정확하게 수행하지 못한다. 이로 인해 제품의 실수율 저하, 코블 발생(다음 패스로의 진입 불가) 등의 조업 불안요인이 생겨 작업생산성이 크게 저하된다.

센서 특성상 발생하는 이런 문제점들은 물체가 통과하면 광원이 차단되고 원하는 신호가 발생되는 송수신부가 분리된 광센서류의 감지기를 사용한다면 개선될 수 있는 것이다. 단, 압연공정에 적용되기 위해서는 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높아도 센서 사용상 문제는 없어야 한다는 전제가 따른다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기위하여 안출된 것으로서, 연속 압연공정에서와 같이 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높은 환경, 게다가 설치표면이 울퉁불퉁하거나 경사진 상태에서도 광센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서의 얼라인먼트를 쉽게 조정할 수 있도록 함으로써, 보다 정확하고 신속하게 대상물체의 통과여부에 대한 신호를 얻을 수 있어서 신뢰성있는 신호를 확보할 수 있으므로 제어정도의 향상, 제품의 실수율 향상, 작업생산성 개선 등을 도모할 수 있는 센서 고정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 고정장치의 구성요소들을 설명하기 위한 상세도이고,

도 2는 도 1에 도시된 센서 고정장치가 동일한 높이에서 좌우로 얼라인먼트 조정된 상태를 도시한 도면이고,

도 3은 도 1에 도시된 센서 고정장치가 같은 평면에서 상하로 얼라인먼트 조정된 상태를 도시한 도면이고,

도 4는 도 1에 도시된 센서 고정장치를 사용하여 선재압연시 소재선단부 검출에 사용된 일예를 도시한 상태도이며,

도 5는 도 1에 도시된 센서 고정장치를 사용함으로써 얻어진 효과를 보여주는 그래프.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 수평조립부 2 : 수직조립부

3 : 중심 조정용 수직봉 4 : 높이 조절관

5 : 높이 조절관 고정나사 6 : 구면화 처리부

7 : 상부 수직봉 고정판 8 : 하부 수직봉 고정판

9 : 수직봉 고정부 체결볼트 10 : 수평관

11 : 센서 고정부 12 : 센서 보호부

13 : 센서헤드 14 : 센서 고정너트

15 : 센서 16 : 분사구멍

17 : 연결관 18 : 센서 인출구

19 : 기준면 20 : 지지 구조물

21 : 치구 고정너트 22 : 치구 설치용 제작구조물

23 : 검출 대상소재 24 : 소재 선단부

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 광섬유 센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서를 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높은 환경 및, 설치표면의 상태가 편평하지 않는 곳에 설치하는 센서 고정장치에 있어서, 외부의 압축공기가 공급될 수 있도록 압축공기 이송로가 형성된 수직조립부와, 상기 수직조립부의 이송로를 따라 유입되는 압축공기가 센서를 고정하고 보호하는 센서고정부와 센서보호부 사이의 갭을 통해 노즐과 같이 고압으로 분사될 수 있도록 하여 센서 헤드의 냉각과 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 수평조립부 및, 상기 수직조립부에 대해 상기 수평조립부가 상하로 자유롭게 이동함으로써 설치표면의 상태가 편평하지 않더라도 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정하는 높이조절수단을 포함하는 센서 고정장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 수직조립부에는 상기 높이조절수단과 결합된 수직봉이 설치되어 있고, 상기 수직봉의 하부가 상기 수직조립부내에서 자유롭게 전후좌우로 회전할 수 있도록 구처럼 형성되어 있어서 상기 센서헤드의 중심을 임의의 각도로 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 수평조립부에는 상기 높이조절수단과 결합된 수평관이 설치되어 있고, 상기 수평관이 길이조절이 가능하도록 형성되어 있어서 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정할 수 있다.

아래에서, 본 발명에 따른 센서 고정장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 고정장치의 구성요소들을 설명하기 위한 상세도로서, 도 1에 보이듯이, 본 발명의 센서 고정장치는 센서를 일정한 위치에 고정시키면서 센서헤드(13)의 파손이나 오염을 방지하는 기능을 갖는 수평조립부(1)와, 센서헤드(13)의 상하좌우 높이를 자유롭게 조정하여 분리설치되는 송수신부의 얼라인먼트를 맞추는 기능을 갖는 수직조립부(2)로 나누어진다.

수직조립부(2)에는 센서헤드(13)의 위치를 임의의 각도로 움직일 수 있는 중심 조정용 수직봉(3)과, 이 수직봉(3)의 외경을 슬라이딩하면서 수평조립부(1)의 상하위치를 조정할 수 있는 높이 조절관(4)이 설치되어 있다. 이 높이 조절관(4)에 의한 상하위치 조정이 끝나면 높이 조절관 고정나사(5)를 이용해 높이를 고정시킬 수 있으며, 이 상태에서 중심 조정용 수직봉(3)을 상하좌우로 미세 조정하면 송수신부의 얼라인먼트를 쉽게 맞출 수 있다. 이러한 기능은 중심 조정용 수직봉(3)의 하부를 구면화처리하여 구면화처리부(6)를 형성함으로써 가능하며, 얼라인먼트 조정이 끝나면 상하 2개로 분리된 상하부 수직봉 고정판(7, 8)의 수직봉 고정판 체결볼트(9)를 조임으로써 현재의 상태가 변함없이 유지될 수 있다.

수평조립부(1)는 센서헤드(13)를 일정한 위치에 센서 고정너트(14)로 고정시키는 센서 고정부(11)와, 유입된 압축공기의 흐름을 안정화시키는 수평관(10)과, 센서 헤드(13)의 보호를 목적으로 하는 센서 보호부(12)로 구성되어 있다. 수평관(10)은 통상적인 배관의 니플과 같은 구조를 갖는 것으로 센서(15)가 설치되는 여건에 따라 송수신부간 적정거리에 맞게 길이를 조정한다. 센서 보호부(12)는 센서 고정부(11)와의 밀착정도에 따라 센서헤드(13)와의 사이에 형성되는 갭이 달라지고, 이것이 노즐과 같은 역할을 하므로 이 분사구멍(16)을 통해 방출되는 공기량을 조정함으로써 이물질의 유입에 의한 센서헤드(13)의 오염방지와 냉각효과를 동시에 얻을 수 있다.

수평조립부(1)와 수직조립부(2)는 엘보우와 같은 연결관(17)을 통해 일체로 조립되어 센서인출구(18)를 통해 유입되는 압축공기가 일정한 압력을 가지고 센서헤드(13)가 있는 분사구멍(16)까지 방출될 수 있게 밀폐된 통로를 형성한다. 이렇게 조립된 치구는 도 1에 도시된 바와 같이 하부 수직봉 고정판(8)에 나사를 내어 기준면(19)이 있는 지지 구조물(20)에 치구 고정너트(21)로 고정시키거나, 도 4에 도시된 바와 같이 설치장소에 맞는 별도의 치구 설치용 제작 구조물(22)을 추가로 부착하여 이를 고정시킬 수도 있다.

도 2는 동일한 높이에서 좌우로 얼라인먼트가 조정된 예의 상태를 보여주고, 도 3은 같은 평면에서 상하로 얼라인먼트가 조정된 예의 상태를 보여주고 있다. 도 4는 선재 압연공정에 있어서 검출 대상소재(23)의 소재 선단부(24) 검출에 본 발명의 센서 고정장치가 사용된 일예를 보인 것으로서, 스케일과 분진이 다량으로발생하고 분위기온도가 100℃가 넘는 곳에 설치되었다. 도 5는 도 4의 적용에 의한 효과를 보인 것으로, 기존의 고온금속 감지기를 이용할 경우 설정치 ±50 ∼ 100mm의 편차를 보이던 크롭(Crop) 절단길이가 본 발명에 고정된 광센서를 사용할 수 있게 됨으로써, 100mm의 설정치에 대해 90%이상이 50mm이내의 편차로 줄어들었으며, 이로 인해 제품실수율이 약 0.2% 증가되었다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 센서 고정장치를 사용하면, 주변의 분위기 온도가 높고 분진이 많은 열악한 환경에서도 물체의 통과여부를 신속하고 정확하게 감지할 수 있으므로 신뢰성있는 신호를 얻을 수 있고 이를 통해 제어가 필요한 단위공정들의 제어정도가 높아져 안정된 조업이 가능해진다. 이로 인해 제품의 실수율 향상, 오작동에 의한 라인정지의 감소 등의 결과로 나타나게 되고 궁극적으론 공장의 생산성을 높이는데 기여할 수 있다.

이상에서 본 발명의 센서 고정장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 광섬유 센서와 같이 송신부와 수신부로 분리된 센서를 분진이 많고 주변의 분위기 온도가 높은 환경 및, 설치표면의 상태가 편평하지 않는 곳에 설치하는 센서 고정장치에 있어서,

   외부의 압축공기가 공급될 수 있도록 압축공기 이송로가 형성된 수직조립부와, 상기 수직조립부의 이송로를 따라 유입되는 압축공기가 센서를 고정하고 보호하는 센서고정부와 센서보호부 사이의 갭을 통해 노즐과 같이 고압으로 분사될 수 있도록 하여 센서 헤드의 냉각과 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 수평조립부 및, 상기 수직조립부에 대해 상기 수평조립부가 상하로 자유롭게 이동함으로써 설치표면의 상태가 편평하지 않더라도 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정하는 높이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직조립부에는 상기 높이조절수단과 결합된 수직봉이 설치되어 있고, 상기 수직봉의 하부가 상기 수직조립부내에서 자유롭게 전후좌우로 회전할 수 있도록 구처럼 형성되어 있어서 상기 센서헤드의 중심을 임의의 각도로 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서 고정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수평조립부에는 상기 높이조절수단과 결합된 수평관이 설치되어 있고, 상기 수평관이 길이조절이 가능하도록 형성되어 있어서 센서간의 얼라인먼트를 쉽게 조정할 수 있는 것을 특징으로 센서 고정장치.