KR200178075Y1 - 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용표면거칠기 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 측정대상의 표면거칠기를 효율적이고 정확하게 측정할 수 있도록 한 휴대용 측정장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 사각박스형상의 본체부와, 상기 본체부에 내장되어 측정대상과 비교시편의 표면거칠기를 측정하는 촉침유니트와, 상기 촉침유니트측으로 비교시편을 선택하여 공급하는 비교기준시편공급부와, 상기 각 요소들을 구동제어함은 물론 측정된 값을 비교, 판단, 저장, 표시하도록 상기 본체부에 내장된 마이크로컴퓨터부를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 본 고안은 다수의 비교기준시편을 구비하고 구비된 시편중에서 측정대상에 가장 근접한 시편을 자동으로 선택하여 측정대상과 비교기준시편을 직접 비교측정할 수 있도록 함으로서 압연롤의 저면 및 측면과 같이 측정기를 올려 놓을 수 없는 위치에서도 측정이 가능하며 생산중인 강판과 같이 유동이 있는 곳에서도 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치{PORTABLE SURFACE COARSE MEASURING APPARATUS OF ROLL AND STEEL PLATE HAVING COMPARISION STANDARD TEST-PART AUTOMATIC SUPPLIER}

본 고안은 표면거칠기를 효율적이고 정확하게 측정할 수 있도록 한 휴대용 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표준시편인 비교기준시편을 구비한 상태에서 측정대상과 비교기준시편을 자동으로 직접 비교하여 측정기 및 작업환경에 따라 발생하는 여러 가지 오차를 제거함은 물론 다방향 측정이 가능케하여 특히 제철소에서 사용하는 대형 압연롤과 생산중인 강판의 표면거칠기를 용이하게 측정할 수 있도록 한 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 촉침식 표면거칠기 측정기는 물체의 표면에 나타나는 요철정도를 정량적으로 측정하는 기기로서 거칠기의 표시방식에 따라 중심선평균거칠기, 최대높이 등의 측정결과를 얻을 수 있다.

이러한 측정결과는 강판의 광택, 도장성, 롤의 내마모성 등을 결정하는 요인으로서 품질관리의 주요 대상이 되기 때문에 제철소에서는 각 공정중에 여러 형태의 표면거칠기를 산출할 수 있는 측정기를 사용하여 연관되는 자재, 롤, 강판 등의 표면거칠기를 측정하고 있다.

특히, 휴대용 촉침식 측정기는 소형으로 이동이 가능하고 사용이 간편하기 때문에 각종 롤의 자재입고검사, 연마작업중 표면가공검사, 온라인 표면거칠기 측정기의 고장 및 이상발생시 대체 수단 등에 사용하고 있다.

그런데, 이러한 촉침식 측정기는 다이아몬드로 만든 날카로운 촉침이 측정물의 표면에 접촉된 채 이동하면서 표면의 요철에 따라 10^-6∼10^-8ｍ의 변위로 요동하는 촉침의 미세한 운동을 전기적 신호로 증폭하여 측정값을 산출하는 초정밀계측기이기 때문에 그 측정결과에 영향을 미치는 요인, 이를테면 온도변화라든지 혹은 진동발생과 같은 환경적요인들과, 온/오프시마다 0점의 변화, 시간경과에 따른 드리프트 등의 측정기 내부요인들이 상존하고 있어 매 측정시마다 교정을 실시해야 하지만 실제 작업상황에서는 작업시간상의 문제라든지 혹은 교정의 번거로움, 미숙한 활용도 등에 의해 정확한 교정작업이 수행되지 못한 상황에서 측정작업이 실시됨으로써 많은 오차가 발생되고 있다.

부가하여, 측정물의 표면과 동일한 상태의 비교기준시편과 측정물을 1 : 1로 상호비교하여 측정하는 방법이 가장 이상적이며 이러한 것은 이미 공지되어 있으나 제철소에서 생산되는 강판의 종류가 매우 다양하기 때문에 그에 대응되는 종류의 비교기준시편을 모두 휴대하고 다니면서 현장에서 직접 측정전에 교정작업을 수행하기에는 작업효율이 현저히 떨어지는 단점이 있다.

또한, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 일 예에서와 같이, 종래에는 소형휴대용 측정기(2)를 필요에 따라 생산중에 일시적으로 정지된 상태의 강판(4)상에 거치시켰을 경우 측정기(2)가 가볍기 때문에 강판(4)의 미세한 흔들림에 따라 진동하여 실제 강판표면의 거칠기와 다른 측정값이 산출되게 되거나 혹은 필요에 따라 대형 압연롤(5)의 표면거칠기를 검사하고자 할 경우 롤(5)이 크고 표면적이 넓기 때문에 여러곳을 많이 측정하여야만 전반적인 롤(5)의 상태를 알 수 있으나 측정기(2)를 올려 놓았을 때 떨어지지 않는 상단부분만을 한정하여 측정할 수 밖에 없어 정확한 측정값을 산출할 수 없다는 단점이 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 다수의 비교기준시편을 구비하고 구비된 시편중에서 측정대상에 가장 근접한 시편을 자동으로 선택하여 측정대상과 비교기준시편을 직접 비교측정할 수 있도록 함으로서 압연롤의 저면 및 측면과 같이 측정기를 올려 놓을 수 없는 위치에서도 측정이 가능하며 생산중인 강판과 같이 유동이 있는 곳에서도 측정할 수 있도록 한 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 촉침식 표면거칠기 측정기를 개략적으로 설명한 사시도,

도 1b는 종래 기술에 따른 대형 압연롤의 표면거칠기를 검사하는 상태를 도시한 예시도,

도 1c는 종래 기술에 따른 생산중인 강판의 표면거칠기를 검사하는 과정을 도시한 예시도,

도 1d는 종래 기술에 따른 촉침식 표면거칠기 측정기로 측정한 값을 도시한 그래프,

도 2는 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치의 전체 외관을 보인 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치의 정면도,

도 4는 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 도시한 외관 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 비교기준시편의 외관 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 촉침유니트, 10 : 본체부,

11 : 마그네트, 13 : 손잡이,

23 : 승하강이송축, 26,29,44 : 구동모터,

30 : 비교기준시편, 41 : 벨트컨베이어.

상기한 본 고안의 목적은 그 상단면에 휴대가능한 손잡이가 고정되고, 하단 네모서리에는 선택적으로 자력을 발하는 마그네트가 설치된 내부가 빈 사각박스형상의 본체부와; 상기 본체부에 내장되어 제1,2구동모터에 의해 승하강 및 회전가능하게 설치된 표면거칠기를 측정하는 기기인 촉침유니트와; 상기 본체부의 일측 바닥면에 측정대상과 대응되는 다양한 개수의 비교기준시편을 벨트컨베이어상에 교체가능하게 고정하고, 상기 벨트컨베이어를 선택적으로 회전제어하는 제3구동모터를 구비하여서 된 비교기준시편공급부와; 상기 촉침유니트로 측정된 측정값을 비교, 판단, 저장, 표시하도록 각 구성요소들과 전기적으로 연결되고, 상기 제1,2,3구동모터를 선택적으로 제어하도록 상기 본체부 일측에 구비된 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성됨에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 고안에 따른 양호한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치의 전체 외관을 보인 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치의 정면도이다.

도 2 및 도 3에 따르면, 본체부(10)는 내부가 빈 사각박스형상으로 형성되고 그 하측 네모서리부에는 각각 적절한 크기를 갖고 자력을 발하는 마그네트(11)가 설치되며 그 상면 중앙부에는 상기 본체부(10)를 용이하게 파지하여 휴대할 수 있도록 손잡이(13)가 설치된다.

또한, 상기 본체부(10)의 양측면에는 베터리(52) 교환 및 비교기준시편(30)을 용이하게 인출입시킬 수 있도록 한 도어(12)가 구비된다.

측정기구동부는 촉침유니트(2)를 상하방향으로 이동시키는 제1구동모터(26)와, 상기 촉침유니트(2)를 회전운동시키는 제2구동모터(29) 및 상기 구동모터(26)(29)의 동력을 전달하는 승하강이송축(23), 하부회전판(28)으로 구성된다.

상기 제1구동모터(26)는 상기 본체부(10)의 천정측에 고정되고 승하강이송축(23)과 치합된다.

상기 승하강이송축(23)은 자회전가능하게 그 상하단에 각각 상,하부회전판(27)(28)이 고정되고 그 외주는 나사가공된다.

그리고, 상기 승하강이송축(23)에 나사가공된 부위에 치합되어 그 회전에 따라 승하강동작되는 클램프(21)가 치합되며, 상기 클램프(21)의 일단에는 촉침유니트(2)가 고정된다.

상기 상부 및 하부회전판(27)(28)은 각각 상기 본체부(10)의 천정면 및 바닥면에 고정되며 이들을 연결하는 안내축(24)이 편심되어 고정된다.

상기 안내축(24)은 상기 승하강이송축(23)과 간섭되지 않도록 서로 거리를 두고 평행하게 설치됨이 바람직하다.

따라서, 상기 클램프(21)의 촉침유니트(2)가 구비된 대향단은 상기 안내축(24)에 아이들(IDLE)하게 고정됨으로써 상기 클램프(21)가 승하강이송축(23)을 따라 승하강동작될 때에 상기 촉침유니트(2)가 회전되지 않도록 하여 준다.

상기 제2구동모터(29)는 상기 본체부(10)의 바닥면에 고정되되, 하부회전판(28)과 치합되어 설치된다.

이를 위해, 상기 하부회전판(28)의 외주연에는 상기 제2구동모터(29)에 치합되어 연동될 수 있는 기어가 형성된다.

또한, 상기 상부 및 하부회전판(28)이 마찰없이 원활하게 회전되도록 그 설치면과 각 회전판(28) 사이에는 베어링(22)이 구비된다.

비교기준시편(30)은 생산되는 제품중 가장 우수한 것을 샘플크기로 채취하여 제조한 것으로 도 5에 도시된 기준시편클립(31)에 견고하게 부착되며 상기 기준시편클립(31)의 일측면에는 고정을 용이하게 하기 위한 홈이 형성된다.

비교시편공급부는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 지지대(47)와, 상기 지지대(47) 상에 회전가능하게 고정된 구동롤(45) 및 종속롤(46)과, 상기 구동롤(45)을 구동시키는 제3구동모터(44)와, 상기 구동롤(45)과 종속롤(46)을 권취연결하며 비교기준시편(30)이 고정된 벨트컨베이어(41)로 이루어진다.

상기 지지대(47)는 본체부(10)의 바닥면에 상기 제2구동모터(29)와 인접하여 고정된다.

지지대(47)의 양단 상측에는 상기 제3구동모터(44)에 의해 구동되는 구동롤(45)과 상기 구동롤(45)의 회동력에 의해 회전되는 벨트컨베이어(41)에 의해 구동되는 종속롤(46)이 회전가능하게 설치된다.

상기 벨트컨베이어(41)의 표면에는 다수개의 기준시편클립(31)이 삽입고정될 수 있도록 그와 대응되는 폭과 크기를 갖는 홈이 형성된다.

상기 제3구동모터(44)는 마이크로컴퓨터와 전기적으로 연결되어 제어되며 벨트컨베이어(41)상에 일정간격으로 배설된 비교기준시편(30)을 일정방향으로 이동시키게 된다.

마이크로컴퓨터는 본 고안의 구성부품들을 전체적으로 제어하도록 상호 전기적으로 연결되며 상기 본체부(10)의 일측 후방에 설치된다.

특히, 측정파라미터, 설정값, 측정대상 등의 데이터를 입력하는 모니터(53), 키보드(54)를 포함하며 이들 데이터를 종합하여 판단 제어하는 제어부(51)는 각 구동모터(26)(29)(44)의 회전운동을 제어하게 된다.

부가하여, 배터리(52)는 장탈착이 가능하게 설치되며 각 요소들로 적절한 전원을 인가시키는 기능을 수행한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안에 따르면, 상술한 구성으로 이루어진 측정장치를 측정대상, 예컨대 강판위에 상기 본체부(10)를 거치시킨 후 마그네트(11)를 온시키게 되면 상기 본체부(10)는 마그네트(11)의 자력에 의해 유동되지 않고 견고하게 고정되게 된다.

그런 다음, 마이크로컴퓨터에 강판의 종류, 측정횟수, 기타 정보를 입력한 후 측정명령을 지시하게 되면 제어부(51)에 입력된 비교기준시편(30)중 가장 유사한 시편(30)을 선택하게 되고 이어 제3구동모터(44)의 구동에 따라 이동되어 촉침유니트(2)가 동작될 수 있도록 동일평면은 아니지만 평행한 상태를 유지하게 된다.

이어, 제1구동모터(26)가 구동되어 상기 촉침유니트(2)가 비교기준시편(30)의 표면거칠기 값을 측정할 수 있도록 승하강동작되면서 상호간에 동일평면을 이루도록 조절된다.

이 상태가 되면, 제2구동모터(29)가 동작되어 상기 촉침유니트(2)가 회전과 동시에 비교기준시편(30)의 표면거칠기을 측정한 후 측정대상의 표면거칠기를 측정하기 위해 정위치되면서 대기상태로 돌입된다.

이때, 측정된 값은 마이크로컴퓨터의 버퍼에 기억되며, 상기 제1구동모터(26)에 의해 측정대상의 표면거칠기를 측정할 수 있는 위치로 대기된 상기 촉침유니트(2)는 제2구동모터(29)의 구동에 의해 측정대상의 표면거칠기를 측정하여 상기 마이크로컴퓨터의 버퍼에 측정값을 기억시킨다.

이를 위해, 상기 본체부(10)의 바닥면중 상기 촉침유니트(2)가 작동될 부위는 절개형성된다.

상술한 측정과정은 작업자가 설정한 횟수만큼 반복수행하여 오차값을 최소화하고 측정된 값은 모니터(53)를 통해 작업자에게 모니터링된다.

물론, 측정값을 측정일자, 측정시간, 측정대상 별로 정리하여 자료화할 수 있을 것이다.

이로써, 정확한 측정작업을 수행할 수 있게 된다.

상술한 설명은 본 고안에 따른 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것에 불과하여 본 고안을 극히 한정하는 것은 아니며, 아울러 본 고안이 속한 산업상의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술적사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치는 비교기준시편중에서 측정대상에 가장 근접한 시편을 자동으로 선택하여 측정대상과 시편의 값을 직접 비교측정할 수 있으며, 압연롤과 같은 구체의 경우에도 그 전체면에서 정확한 표면거칠기 값을 측정할 수 있고 유동이 심한 생산중인 강판과 같은 곳에서도 측정작업을 수행할 수 있으므로 측정작업의 효율성이 극대화되고 정확한 측정값을 얻을 수 있으며 또한 측정값을 데이터화 할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (1)

1. 그 상단면에는 휴대가능한 손잡이(13)가 고정되고, 하단 네모서리에는 선택적으로 자력을 발하는 마그네트(11)가 설치된 내부가 빈 사각박스형상의 본체부(10)와;

   상기 본체부(10)에 내장되어 제1,2구동모터(26)(29)에 의해 승하강 및 회전가능하게 설치된 표면거칠기를 측정하는 기기인 촉침유니트(2)와;

   상기 본체부(10)의 일측 바닥면에 측정대상과 대응되는 다양한 개수의 비교기준시편(30)을 벨트컨베이어(41)상에 장탈착가능하게 고정하고, 상기 벨트컨베이어(41)를 선택적으로 회전제어하는 제3구동모터(44)를 구비하여서 된 비교기준시편공급부와;

   상기 촉침유니트(2)로 측정된 측정값을 비교, 판단, 저장, 표시하도록 각 구성요소들과 전기적으로 연결되고, 상기 제1,2,3구동모터(26)(29)(44)를 선택적으로 제어하도록 상기 본체부(10) 일측에 내장된 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비교기준시편 자동공급기를 구비한 롤 및 강판의 휴대용 표면거칠기 측정장치.