KR20020050887A - 압연롤 인출기의 정지 위치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인출바의 위치에 따라 기준속도를 단계적으로 제어하여 인출바의 슬립 발생없이 설정된 위치에 정확하게 정지될 수 있도록 제어하여 압연롤 교환시간의 지연을 방지하고 생산성을 향상시킨 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 장치를 제공하기 위한 것으로, 압연로의 인출기를 제어하는 데 있어서, 인출기의 위치와 목표정지위치와의 오차에 비례하여 속도레퍼런스를 순차적으로 설정한 속도레퍼런스테이블을 구축하고, 인출기가 동작을 시작하면, 목표정지위치를 설정하고, 현재 인출기의 위치를 검출한 후, 상기 목표정지위치와 인출기의 위치를 비교하여 오차를 산출하여, 상기에서 산출된 오차에 해당하는 속도레퍼런스를 상기 속도레퍼런스테이블로부터 읽어들여, 인출기의 진행속도를 해당 속도레퍼런스 값으로 제어하며, 상기 인출바의 위치와 정지위치와의 오차가 0이 될때까지 상기 과정을 반복하는 것이다.

Description

압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLIN A STOP POSITION OF PUSHER BAR IN MILL}

본 발명은 열간압연 공정중 마모된 압연롤을 교체하는 압연롤 인출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연롤 인출기의 속도레퍼런스값을 현재 인출기위치와 목표정지위치와의 오차에 비례하여 변화시켜 인출기가 정지위치에서 정확하게 정지되도록 한 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 압연롤 인출기의 구성을 도시한 것으로, 도 2의 동작타이밍도를 참조하여 설명한다.

우선 도시된 바와 같이, 일반적으로 사상압연기는 상부압연롤(1)과 하부압연롤(2)로 구성되어 있으며, 압연을 할수록 상기 상,하부압연롤(1),(2)의 표면은 마모되어 거칠어지므로, 일정량의 압연작업후 새로운 압연롤로 교체하고, 사용하던 압연롤은 표면을 재가공을 위해 연마공정으로 보내진다.

이때, 압연롤을 교체하기 위해서는 일단 압연기를 정지시킨 후, 압연롤이 인출될 수 있는 작업조건이 성립되면, 압연롤인출바(4)를 대기위치(P1)에서 롤인출방향으로 작동시켜 하부압연롤(2)을 먼저 밀어내기 시작한다. 이때, 상부압연롤(1)은 압연기내에서 하부 압연롤과 분리되어 상부로 지지되어 있는 구조가 되어, 하부압연롤(2)만 인출되고 잠시후 상부 압연롤과 결합되는 위치(P2,P4)에서 인출바는 정지된다. 인출바(4)가 정지되면 상부 압연롤(1)과 하부 압연롤(2)이 기계적으로 결합이 되고, 인출바(4)는 다시 롤인출방향으로 전진하여 상,하부압연롤(1,2)을 인출하게 된다.

압연롤 인입시에는 상기와는 역순으로 진행되는데, 결합되어 인입된 상,하부압연롤(1,2)을 분리되는 위치(P3)까지 롤인입방향으로 인출바(4)가 진행한 후, 정지하고, 이에 먼저, 상부 압연롤(1)이 먼저 하부압연롤(2)로부터 분리되며, 인출바(4)가 다시 롤인입방향으로 전진하여 하부압연롤(2)만을 인입하다. 정지위치에서 정지하면, 하부압연롤(2)이 압연기에 고정되고, 이후 인출바(4)가 하부압연롤(2)가 분리되어 압연중 대기위치(P1)에 정지된다.

이러한 동작을 하는 압연롤 인출기에서는 인출 및 인입시 설정된 위치에 정확하게 정지하는 것이 매우 중요하다.

그런데, 종래의 압연롤 교체시에는 동작되는 압연롤 인출기는 각각의 정지위치에 위치센서를 설치하고, 설치된 위치센서에 의한 동작으로, 센서의 온신호에 의해 인출기가 정지되도록 하고 있는 것으로, 정지신호가 발생한 후 인출기를 정지시키더라도, 정지 직전의 인출속도에 의한 인출기 및 롤의 진행관성에 의하여 슬립현상이 발생되어, 설정된 위치에 정확하게 정지되지 않는 문제가 발생한다.

그리고, 이 경우 상부 압연롤과 결합이 되지 못하므로 정확한 정지위치에 하부압연롤을 정지시키기 위하여 인출기를 인입 및 인출 반복동작으로 말미암아 압연롤 인출 및 인입이 지연된다.

또한, 이러한 종래의 방식은 설정된 정지센서에 의존한 인출방법으로서 작업자의 판단 및 인출바의 슬립에 따라 정지위치가 변하여 인출바를 정확한 위치에 정지시키기가 어려워 압연롤 교환에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 인출바의 위치에 따라 기준속도를 단계적으로 제어하여 인출바의 슬립 발생없이 설정된 위치에 정확하게 정지될 수 있도록 제어하여 압연롤 교환시간의 지연을 방지하고 생산성을 향상시킨 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 인출바의 현재위치와 정지위치와의 오차 감소에 따라 속도를 감소시켜 목적한 위치에 정확하게 정지하게 하는 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 사상압연기의 압연롤 인출기의 구성도이다.

도 2는 종래 압연롤 인출기의 동작타이밍도이다.

도 3은 본 발명에 의한 압연롤 인출기의 정지위치제어방법이 적용된 장치도이다.

도 4는 본 발명에 따른 압연롤 인출기의 위치제어방법을 도시한 플로우챠트이다.

도 5의 (a)는 종래 인출기에서의 정지위치 제어오차발생을 보이는 그래프이고 (b)는 본 발명에 의한 정지 위치 제어 결과를 보이는 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1,2 : 상,하부 압연롤3 : 인출바 래치

4 : 압연롤 인출바5 : 인출바 피니언

6 : 감속기8 : 모터

9 : 속도검출부10 : 모터구동부

11 : 인출바운전판넬20 : 정지위치데이타저장부

21 : 속도레퍼런스테이블저장부22 : 레퍼런스변환부

23 : 오차연산부24 : 레퍼런스제어부

25 : 제어루프로직부26 : 출력부

본 발명은 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법에 있어서,

(가) 인출기의 위치와 목표정지위치와의 오차에 비례하여 속도레퍼런스를 순차적으로 설정한 속도레퍼런스테이블을 구축하는 단계;

(나) 인출기가 동작을 시작하면, 목표정지위치를 설정하고, 현재 인출기의 위치를 검출하는 단계;

(다) 상기 목표정지위치와 인출기의 위치를 비교하여 오차를 산출하는 단계;

(라) 상기 (다) 단계에서 산출된 오차에 해당하는 속도레퍼런스를 상기 속도레퍼런스테이블로부터 읽어들여, 인출기의 진행속도를 해당 속도레퍼런스 값으로 제어하는 단계; 및

(마) 상기 인출바의 위치와 정지위치와의 오차가 0이 될때까지 상기 (나)~(라)단계를 반복하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 1은 상부압연롤이고, 2는 하부압연롤이며, 3은 인출바(4)와 상기 하부압연롤(2)를 결합하는 인출바의 래치이고, 4는 롤인출/인입방향으로 전/후진하는 인출바이고, 5는 인출바를 전/후진구동시키는 인출바구동 피니언이고, 6은 감속기이며, 7은 인출바의 위치계산용 펄스발생기이며, 8은 상기 감속기를 구동시키는 모터이고, 9는 상기 모터(8)의 속도를 검출하는 속도검출기이고, 10은 상기 모터(9)를 입력된 속도로 구동시키는 모터구동부이고, 11은 인출바(4)를 동작시키고 정지위치를 설정하는 운전자조작용 인출바운전판넬이고, 12,13,14는 운전자의 스위치조작에 의해 설정되어 각각 상기 인출바운전판넬(11)로부터 출력된 서로 다른 기능을 갖는 스타트신호이고, 20은 상기 인출바의 동작명령에 따른 각각의 정지위치를 저장하고 있는 정지위치데이타저장부이고, 21은 인출바의 위치와 설정 정지위치와의 오차별로 비례하는 속도레퍼런스가 설정된 속도레퍼런스테이블이 저장된 저장부이고, 22는 상기 정지위치데이타저장ㅂ부(20)로부터 읽어들인 정지위치값을 펄스값으로 변환하는 레퍼런스변환부이고, 23은 상기 인출바위치검출용펄스발생기(7)로부터 출력된 인출바의 위치값과 상기 레퍼런스변환부(22)로부터 입력된 정지위치의 오차를 계산하는 오차연산부이고, 24는 상기 오차연산부(23)에서 계산된 인출바의 현재위치와 정지위치와의 오차에 대응하는 속도레퍼런스를 상기 속도레퍼런스테이블저장부(21)로부터 읽어들여, 그 값을 출력하는 레퍼런스제어부이고, 25는 상기 인출바운전판넬(11)의 스위치조작과 인출바 위치와 정지위치와의 오차로부터 속도레퍼런스 제어여부를 판단하는 제어루프로직부이고, 26은 상기 레퍼런스제어부(24)로부터 인가된 오차값 및 그에 대응하는 속도레퍼런스값을 입력받아 오차가 0이될 때까지 해당 속도레퍼런스값을 모터의 속도설정치로 상기 모터구동부(10)에 인가하는 출력부이다.

상기 도 3에서 도시된 바와 같이, 압연기내의 압연롤을 교환할 조건이 성립되면 운전자는 인출바 운전판넬(11)에서 인출바(4)의 위치에 다른 인출기의 해당 스타트 버튼(12),(13),(14)중 한 개를 눌러 압연롤 인출바(4)를 동작시킨다. 이때, 선택된 스타트 버튼(12),(13),(14)의 스타트 신호에 해당하는 정지위치가 정지위치데이타저장부(20)로부터 레퍼런스변환부(22)로 입력되어, 펄스값으로 변환된다.

상기 레퍼런스변환부(22)로부터 출력되는 값은 인출바(4)가 목표로 하는 정지위치값(CW)으로 된다. 오차연산부(23)에서는 현재 인출바 위치값(FBK)과 정지위치와의 오차(E)를 산출하는데, 상기 펄스수로 환산되어진 목표값(CW)과 펄스발생기(7)로부터 입력된 현재 인출바(40의 위치값(FBK)을 비교하여 그차를 구한다. 그리고, 이렇게 구해진 오차값과 오차에 해당하는 속도리퍼런스 테이블(21)의 값을 이용하여 리퍼런스제어부(24)에서 제어되어 출력부(26)로 넘어간다.

즉, 상기 리퍼런스제어부(24)는 목표값(CW)과 제어되어 돌아온 피드백값(FBK)의 오차(E)에 해당하는 속도리퍼런스가 영이되면 출력부(26)에서 제어완료신호와 함께 속도레퍼런스값도 영으로 만들어 인출바 모터구동부(10)로 보내지고, 상기 모터구동부(10)는 모터(8)의 인가전압을 영으로 만들어 모터(8)를 정지시킨다. 속도검출부(9)는 모터(8)의 속도를 검출하여 모터구동부(10)로 보내고, 상기 모터구동부(10)는 상기 레퍼런스값에 의한 속도로 회전하도록 구동제어한다.

도 4는 본 발명에 의한 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법을 단계적으로 도시한 플로우챠트로서, 도 4의 플로우챠트를 참조하여 단계적으로 설명하면 다음과 같다.

단계40에서 인출기가 동작하기 시작하면, 단계41에서 작업자가 정지위치설정 스위치를 조작하였는지를 판단한다. 미리 설치된 각 위치(Dp, Ep, Ap)별 시작스위치(12,13,14)에 의해 선택된 신호에 따라서 단계42에서는 정지위치데이타저장부(20)로부터 해당 위치별 데이타를 읽어오고, 해당 데이타를 펄스 레퍼런스 환산값인 Kp에 의해 펄스레퍼런스값 CW로 환산한다.

그리고, 단계43에서 제어회로 루프가 오픈되면, 본 발명에 따른 제어동작이 실시되는데, 이는 다음과 같다.

단계44에서, 인출바의 현재위치 피드백값(FBK)과 상기 단계42에서 설정된 인출바가 정지해야 할 위치값(CW)의 오차(E)를 구한다.

그리고, 단계45에서 상기 오차(E)가 영보다 작은지를 비교한다. 이는 인출바가 동작해야하는 방향을 결정하기 위한 것이다. 즉, 인출바의 현재 위치에 따라서인입방향으로 동작할지 인출방향으로 동작할 지를 결정하는 단계이다.

그 다음 단계46에서는, 상기 단계45에서 오차(E)가 0보다 크다면 속도레퍼런스테이블(21)에서 N으로 표시된 순번을 읽어온다. 이것은 본 고안에 따라 동작시 루프가 오픈되어 실행이 종료된 후, 재시작할때 실행할 위치를 읽어오기 위한 것이다. 즉, 오차에 해당하는 순번 및 속도레퍼런스를 읽어온다.

그리고, 단계47 및 단계53은 실행위치를 효과적으로 선정하기 위한 것으로서, 단계47에서 상기 읽어들인 N값이 30보다 크면 우선 14를 N에 대입하여, 단계49에서 현재 오차 E와 N이 14인 오차테이블값을 비교하여 오차가 N이 14인 오차테이블값보다 크면 단계50으로 진행하여 N에 10을 넣는다. 반대로, N이 30보다 작다면 단계51로 진행하여 16과 비교하고, 16보다 크다면 영을 N에 대입한다. 그리고, N이 16보다 작다면 그 값을 드래로 N값으로 사용한다.

그리고, 단계52,53은 오차값이 영보다 작은 경우에 실행되는 것으로서, 목표레퍼런스가 현재 위치보다 더 큰 경우에 해당되면, 압연롤을 인출하는 방향으로 인출기를 구동하게 된다. 단계52에서 오차의 절대값을 구하고, N값을 읽는다. 이때, N이 18보다 작으면 18을 N값으로 입력하고, N이 18보다 크다면 그 값을 N갓으로 입력한다. 이것은 레퍼런스 테이블의 구조는 다음의 표 1에 예를 든다. 이를 자세히 살펴보면 N갓이 0에서 17까지는 마이너스 속도레퍼런스가 출력되도록 구성했고, 18에서 35번까지는 플러스 속도 레퍼런스가 출력되도록 오차 및 속도레퍼런스 테이블을 구성시킨다.

N	EV	N	EV
0	202	18	200
1	-1000	19	1000
2	156	20	154
3	-875	21	875
4	114	22	112
5	-750	23	750
6	80	24	78
7	-625	25	625
8	52	26	50
9	-500	27	500
11	30	28	28
12	-375	29	375
13	15	30	13
14	-225	31	250
15	4	32	4
16	-75	33	125
17	0	34	0
18	0	35	125

상기에서 최종결정된 N값은 단계54에서 테이블 순번으로 입력되고, 단계55에서 현재의 오차와 위에서 결정된 순번에 해당하는 오차 테이블값과 비교하고 오차가 테이블값보다 작지않다면 단계58로 넘어가 해당 테이블 순번에 1을 더하고, 그에 해당하는 테이블값 즉, 속도출력을 구하여 단계59에서 읽어내어 속도출력으로 결정한다. 이것은 테이블의 구조가 오차와 속도레퍼런스가 한개씩 번갈아 배치되어 있기 때문이다. 단계55로 돌아가, 오차값이 테이블값보다 작다면 단계56에서 그때 N값이 34인지 확인하고 34가 아니면 단계57에서 N값이 2를 더하여 단계54로 돌려보내어 단계55를 다시 실행하게 된다. 단계63,64는 루프가 오픈되어 있을 경우 인출바(4)는 동작해야 할 필요가 없으므로 N에는 영을 입력하고 출력레퍼런스값도 영으로 만들어 준다.

상기와 같이 제어되어, 구동 속도 레퍼런스가 0으로 되면, 단계62에서 정상적인 위치제어가 완료되었음을 표시하고, 루프를 오픈시켜, 레퍼런스를 계속 0으로 유지시킨다.

도 5a, b는 종래의 경우와 본 발명에 따른 경우의 위치제어결과를 비교한 그래프로서, 종래는 도 5a에 도시된 바와 같이, 인출바의 정지신호에 대한 실제 정지위치 사이의 오차가 나타남을 알 수 있다. 이것은 일정한 속도출력값으로 진행하던 인출바가 정지신호를 받고 일정한 감속비로 감속하여 출력레퍼런스가 영으로 변화하더라도, 진행하던 인출바는 관성에 의해 슬립이 발생하여 정지하게 되기 때문이다.

그리고, 도 5b는 본 발명에 따른 위치 제어 결과를 보인 그래프로서, 인출방향과 인입방향에서 각각 정지위치까지 상기 표1의 속도 레퍼런스 테이블에 따라 레퍼런스의 크기를 아홉단계로 구분하여, 위치오차의 크기에 비례하여 레퍼런스를 출력하도록 하여, 오차가 영으로 검출됨과 동시에 레퍼런스도 영으로 출력되므로 슬립발생이 없어, 정지신호 발생시 정확하게 인출바를 정지시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 일정량의 압연을 마친 후, 정기적으로 압연롤을 교환해야 하는 열간 압연에 있어서, 슬립현상없이 인출바가 정확한 위치에 정지되도록 함으로서, 재위치설정작업을 줄여 롤 인출 및 인입에 소요되는 시간적인 손실을 줄이고, 압연롤을 보다 간편하고 용이하게 인출/인입할 수 있도록 함으로서, 생산성을 향상시키는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법에 있어서,

   (가) 인출기의 위치와 목표정지위치와의 오차에 비례하여 속도레퍼런스를 순차적으로 설정한 속도레퍼런스테이블을 구축하는 단계;

   (나) 인출기가 동작을 시작하면, 목표정지위치를 설정하고, 현재 인출기의 위치를 검출하는 단계;

   (다) 상기 목표정지위치와 인출기의 위치를 비교하여 오차를 산출하는 단계;

   (라) 상기 (다) 단계에서 산출된 오차에 해당하는 속도레퍼런스를 상기 속도레퍼런스테이블로부터 읽어들여, 인출기의 진행속도를 해당 속도레퍼런스 값으로 제어하는 단계; 및

   (마) 상기 인출바의 위치와 정지위치와의 오차가 0이 될때까지 상기 (나)~(라)단계를 반복하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연롤 인출기의 정지 위치 제어 방법.