KR200215192Y1 - 강판의 폭방향 용접부 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 강판의 폭방향 용접부 검사장치에 관한 것으로, 용접기와 동일한 경로를 따라 진행하면서 강판의 용접부를 검사할 수 있도록 하여 그 검사가 정확하고 신속하게 수행될 수 있게 한다.

이를 위한 구성은, 용접기의 후방에 일체로 장착된 본체(10)와, 상기 본체(10)의 강판쪽 방향에 설치되어 실린더(12)에 의해 상하 승강토록 된 이동대(20)와, 상기 본체(10)의 일측에 공회전 가능하게 장착되고 실린더(62)에 의해 상하 승강토록 된 스와징롤(60)로 이루어진 상부조립체(2)와 하부조립체(3)를 강판(S)의 상부와 하부에 배치하고, 상기 상부조립체(2)의 이동대(20)에 카메라(44)를 갖춘 중공원통형 상부지지대(40)를 강판(S)의 폭방향의 복수개소에 설치하며, 상기 하부조립체(3)의 이동대(20)에 그 상단부가 상부로 볼록하게 형성되고 상기 상부지지대(40)의 중공부에 끼워지게 된 하부지지대(50)를 설치하고, 상기 카메라(44)는 제어부에 화상정보를 제공함을 특징으로 한다.

Description

강판의 폭방향 용접부 검사장치{An apparatus for testing the laterally welded part of strip}

본 고안은 강판의 폭방향 용접부 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접기와 동일한 경로를 따라 진행하면서 강판의 용접부를 검사할 수 있도록 하여 그 검사가 정확하고 신속하게 수행될 수 있게 한 강판의 폭방향 용접부 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철설비는 강판을 연결하는 용접기를 구비하고 있으며, 이 용접기는 선행강판의 후단과 후행강판의 선단을 겹쳐진 상태로 용접하게 된다.

이러한 용접기는 통전 부스바, 스와징롤, 용접전극, 쉬어유닛 등의 통상적인 구성요소들을 포함하고, 이들 구성요소들은 도1에 개략적으로 도시한 바와같이 강판(S)의 상하부 위치에 폭방향으로 길게 형성된 프레임(F)을 따라 이동가능하게 장착된다. 이 용접기를 이용하여 강판(S)을 연결하는 작업은, 선행강판의 후단과 후행강판의 선단이 겹쳐진 상태로 미도시된 클램프를 이용하여 고정하고, 그 상태에서 원판형의 용접전극(110)을 겹침부의 상하부면에 각각 밀착한 후, 상기 용접전극(110)들을 일정한 속도로 강판(S)의 폭방향으로 주행시키며, 이때 용접전극(110)과 강판(S) 사이에 발생하는 전기저항열에 의해 강판의 겹침부가 용해되면서 접합되는 것이다.

상기한 강판(S)의 용접부가 양호한 상태인지 아니면 불량한 상태인지의 여부를 검사할 필요가 있는데, 이는 용접부가 불량한 상태일 경우 후공정에서 그 용접부가 절단되면서 연속 공정을 불가능하게 하여 생산휴지가 불가피한 문제점을 발생시키기 때문이며, 따라서 강판(S)의 용접부가 소정의 강도를 갖고 있는지를 검사하는 것이 매우 중요하다.

종래의 기술에 따라 강판의 용접부를 검사하는 방법은, 강판(S) 진행방향을 기준으로 하여 용접기보다 후류측 소정장소, 통상적으로는 강판(S)의 양가장자리부를 절단하는 장치인 전단기(120) 전방에서 작업자(130)가 해머(132)를 이용하여 강판(S)의 용접부(W)를 타격함에 의해 그 강판(S)의 용접부(W)에 대한 불량여부를 검사하며, 이때 용접부(W)의 불량이 확인되면 강판(S)의 진행을 수동으로 조작하여 그 용접부(W)를 용접기쪽으로 이동시킨 후 전단날(140)에 의해 용접부()를 제거하고 재용접을 수행하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 강판 용접부에 대한 검사방법은, 작업자에 따라 해머(132)의 타격강도가 달라 정확한 검사를 기대할 수 없음은 물론 작업자가 설비에 협착되는 안전사고의 위험이 매우 높은 문제점을 갖고 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 용접기와 동일한 경로를 따라 진행하면서 강판의 용접부를 검사할 수 있도록 된 강판의 폭방향 용접부 검사장치를 제공함에 있다.

도1은는 종래의 기술에 따라 강판의 용접부를 검사하는 방법을 도시한 개략도;

도2는 본 고안에 따른 강판의 폭방향 용접부 검사장치를 전체적으로 도시한 외관 사시도;

도3은 도2의 장치가 선행강판과 후행강판을 연결하기 위한 용접기 장착용 프레임에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도;

도4는 본 장치의 상부지지대를 상세하게 도시한 단면도; 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 상부조립체 3 : 하부조립체

10 : 본체 12 : 실린더

16, 24, 64 : 센서 20 : 이동대

30 : 나사축 32 : 구동모터

40 : 상부지지대 42 : 중공부

44 : 디지털카메라 50 : 하부지지대

60 : 스와징롤 S : 강판

F : 프레임

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로써 본 고안은, 프레임을 따라 진행하는 용접기에 의해 연결된 강판의 용접부를 검사하는 장치에 있어서, 용접기의 후방에 일체로 장착된 본체와, 상기 본체의 강판쪽 방향에 설치되어 실린더에 의해 상하 승강토록 된 이동대와, 상기 본체의 일측에 공회전 가능하게 장착되고 실린더에 의해 상하 승강토록 된 스와징롤로 이루어진 상부조립체와 하부조립체를 강판의 상부와 하부에 배치하고, 상기 상부조립체의 이동대에 카메라를 갖춘 중공원통형 상부지지대를 강판의 폭방향의 복수개소에 설치하며, 상기 하부조립체의 이동대에 그 상단부가 상부로 볼록하게 형성되고 상기 상부지지대의 중공부에 끼워지게 된 하부지지대를 설치하고, 상기 카메라는 제어부에 화상정보를 제공함을 특징으로 하는 강판의 폭방향 용접부 검사장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도2는 본 고안에 따른 강판의 폭방향 용접부 검사장치를 전체적으로 도시한 외관 사시도이며, 도3은 도2의 장치가 선행강판과 후행강판을 연결하기 위한 용접기 장착용 프레임에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.

본 고안의 장치(1)는 통상적인 구조를 갖는 용접기(102)의 후방에 고정된 상부조립체(2)와 하부조립체(3)를 가지며, 따라서 용접기(102)와 본 고안의 장치(1)는 유압실린더(103)에 의해 프레임(F)을 따라 강판(S)의 폭방향으로 함께 이동한다.

상기 상부조립체(2)와 하부조립체(3)는 그 구성이 대략 유사하고 강판에 대하여 상하대칭인 구조를 갖는바, 이하에서는 상부조립체(2)와 하부조립체(3)의 각각의 구성요소들에 대하여 서로 동일한 것들은 동일한 부호를 부여하여 어느 하나만을 설명하고, 다른 형상을 갖는 구성요소들에 대하여만 다른 부호를 부여하여 각각을 설명하고자 한다.

도2를 참조하면, 상, 하부 조립체(2)(3)는 각각 용접기(102)의 후방에 위치하도록 고정되는 본체(10)를 가지며, 이 본체(10)의 강판측으로 이동대(20)를 설치한다.

상기 이동대(20)는 본체(10)에 장착된 다수개의 실린더(12)에 연결되어 그 실린더(12)에 의해 상승 및 하강이 가능하게 한다. 물론, 이러한 이동대(20)의 보다 안정적인 상승 및 하강을 위하여 그 이동대(20)에 다수개의 안내봉(22)을 고정하고 그 안내봉(22)의 각각이 상기 본체(10)에 상하방향으로 관통하도록 형성된 안내구멍(14)에 미끄럼 가능하게 끼워진다.

그리고, 상기 이동대(20)의 상승 및 하강 상태를 본체(10)에 장착된 근접센서(16)에 의해 감지할 수 있게 한다. 물론, 이러한 근접센서(16)는 본 도면에 도시된 것처럼 이동대(20)의 2위치를 감지할 수 있게 하였으나, 필요에 따라서는 여러 위치를 감지할 수 있게 하여도 좋다.

상기 이동대(20)는 대략의 사각틀 형상으로 이루어져 강판의 폭방향으로 배치된 나사축(30)을 회전가능하도록 장착하는바, 이 나사축(30)은 그 중앙에 대한 좌우측이 서로 다른 방향의 나사산을 형성하고, 그 이동대(20)의 소정위치에 장착된 구동모터(32)에 연결되어 회전동력을 제공받는다.

상기 상부조립체(2)의 이동대(20)에 설치된 나사축(30)의 서로 다른 방향의 나사산 각각에는 상부지지대(40)가 장착되고, 따라서 나사축(30)의 회전에 의해 상기 상부지지대(40)의 위치가 서로 근접하거나 서로로부터 멀어지게 된다.

상기 하부조립체(3)의 이동대(20)에 설치된 나사축(30)의 서로 다른 방향의 나사산 각각에는 하부지지대(50)가 장착되고, 따라서 나사축(30)의 회전에 의해 상기 하부지지대(50)의 위치가 서로 근접하거나 서로로부터 멀어지게 된다.

상기 상부지지대(40)는 도4에 도시한 바와같이 중공원통형으로 형성되고, 상기 하부지지대(50)는 그 상단부가 상기 상부지지대(40)의 중공부(42)로 들어갈 수 있는 정도의 직경을 가지면서 볼록한 형상으로 형성된다. 물론, 이러한 하부지지대(50)의 상단부에 대한 직경크기는 강판의 두께를 고려하여야 한다. 또한, 상기 상부지지대(40)의 중공부(42)에는 상부측에 디지털카메라(44)를 설치하여 미도시된 제어부로 그 화상데이터를 전송하도록 한다.

그리고, 상기 이동대(20)의 각각은 길이방향, 즉 강판의 폭방향에 대한 양단부측에 근접센서(24)를 설치하고, 이러한 근접센서(24)는 상부지지대(40)와 하부지지대(50)가 먼 상태로 이동하여 있는 것을 감지할 수 있게 한다.

또한, 상기 이동대(20)의 각각에 대한 용접기측 단부는 절곡된 형태로 강판쪽으로 연장되고, 그 부분에는 스와징롤(60)이 공회전가능하도록 설치되며, 이 스와징롤(60)은 실린더(62)에 의해 상하승강할 수 있게 한다. 물론, 상기 스와징롤(60)의 상승 및 하강상태를 감지할 수 있는 근접센서(64)를 이동대(20)의 소정위치에 장착하여도 좋다.

이러한 구성으로 된 본 고안의 장치는 용접기(102)와 연동하여 동작함에 의해 그 용접기(102)에 의해 연결된 강판(S)의 용접부를 검사하게 된다.

이는 용접이 이루어진 직후에 그 용접기(102)와 동일한 경로를 따라 진행할 수 있게 된 본 고안의 장치(1)에 의해 강판(S)의 용접부가 검사되므로 그 검사가 비교적 정확하고 신속하게 수행될 수 있다는 잇점이 있다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 강판(S)이 용접위치로 들어오면 용접기(102)가 프레임(F)을 따라 그 강판(S)의 폭방향으로 진행하면서 용접을 수행한다.

그리고, 용접이 완료되면 제어부(미도시)는 용접 검사를 위한 단계를 시작하게 되며, 가장 먼저 본 고안의 장치(1)를 강판(S)의 소정위치, 바람직하게는 강판(S)의 중앙부로 이동시킨다. 물론, 이러한 본 장치(1)의 이동은 유압실린더(103)에 의해 이루어지고, 이때 용접기(102)의 모든 구성요소들은 강판(S)에 간섭되지 않는 위치로 이동하여 그 상태를 유지할 것이다.

본 장치(1)가 강판(S)의 소정위치로 이동한 후에, 구동모터(32)를 회전시켜 서로 먼 위치에 있던 상부지지대(40)와 하부지지대(50) 각각을 서로 근접하는 방향으로 이동시키는바, 그 간격은 강판(S)의 폭정보에 기인하여 적정하게 설정될 것이다. 통상적인 용접부 검사부위는 강판(S)의 가장자리로부터 약 200㎜ 정도 떨어진 위치로 설정하고, 이는 강판(S)의 가장자리부분에 대한 용접검사를 수행하는 경우 그 검사결과가 부정확하기 때문이다. 그리고, 상기 상부지지대(40) 사이의 간격 및 하부지지대(50) 사이의 간격은 구동모터(32)에 갖춰진 미도시된 펄스제너레이터 등의 수단에 의해 가능하며, 그에 대한 상세한 구조의 도시 및 설명은 생략한다.

상기 상부지지대(40)와 하부지지대(50)가 소정의 위치로 이동한 후 구동모터(32)가 정지하면, 본체(10)에 장착된 실린더(12)를 각각 전진구동하며, 이는 이동대(20)를 강판쪽으로 근접시키고, 따라서 그 이동대(20)에 장착된 상부지지대(50)와 하부지지대(50)가 각각 강판쪽으로 근접하여 그 강판(S)의 상하부면에 밀착된다. 그리고, 하부지지대(50)의 상단부가 상부지지대(50)의 중공부(52)로 삽입되면서 강판(S)의 용접부를 변형시킴에 의해 그 용접부가 상부로 볼록하게 연신된다.

물론, 상기 실린더(12)의 전진동작은 서서히 이루어져야 하고, 이러한 동작은 유압분야에서 통상적으로 사용되어지는 기술이다.

이렇게 용접부를 변형시킨 후, 실린더(12)의 각각은 후진하여 초기상태로 복귀한다.

계속하여, 상기 용접변형부는 상부지지대(40)의 중공부(42)에 갖춰진 디지털카메라(44)에 의해 촬영되고, 그 화상정보는 제어부(미도시)에 전송된다.

상기 제어부는 디지털카메라(44)로부터 전송받은 용접변형부에 대한 화상정보를 분석하여 용접부의 합격과 불합격 여부를 판정한다.

상기 판정결과 불합격되는 경우, 본 장치(1)와 용접기(102)는 초기상태로 복귀하여 강판(S)의 재용접이 이루어진 다음, 재차 상기한 순서에 의해 재용접부를 검사한다.

상기 판정결과 합격되는 경우, 상부지지대(40)와 하부지지대(50)는 구동모터(32)의 회전에 의해 서로 먼 방향으로 이동하여 초기 상태로 복귀하고, 이러한 동작이 완료되면 실린더(62)를 전진시켜 스와징롤(60)이 각각 용접부의 상하부면에 밀착되게 하며, 계속하여 유압실린더(103)를 후진하여 그 스와징롤(60)에 의해 검사시 변형되었던 용접부를 초기상태로 복원시킨다.

상술한 바와같이 본 고안에 따른 강판의 폭방향 용접부 검사장치에 의하면, 용접기와 동일한 경로를 따라 진행하면서 강판의 용접부를 검사할 수 있도록 하여 그 검사가 정확하고 신속하게 수행될 수 있다.

또한, 용접부에 대한 검사결과에 의해 강판의 재용접이 비교적 빠른 시간에 이루어지므로 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 프레임(F)을 따라 진행하는 용접기에 의해 연결된 강판(S)의 용접부를 검사하는 장치에 있어서,

   용접기의 후방에 일체로 장착된 본체(10)와, 상기 본체(10)의 강판쪽 방향에 설치되어 실린더(12)에 의해 상하 승강토록 된 이동대(20)와, 상기 본체(10)의 일측에 공회전 가능하게 장착되고 실린더(62)에 의해 상하 승강토록 된 스와징롤(60)로 이루어진 상부조립체(2)와 하부조립체(3)를 강판(S)의 상부와 하부에 배치하고, 상기 상부조립체(2)의 이동대(20)에 카메라(44)를 갖춘 중공원통형 상부지지대(40)를 강판(S)의 폭방향의 복수개소에 설치하며, 상기 하부조립체(3)의 이동대(20)에 그 상단부가 상부로 볼록하게 형성되고 상기 상부지지대(40)의 중공부에 끼워지게 된 하부지지대(50)를 설치하고, 상기 카메라(44)는 제어부에 화상정보를 제공함을 특징으로 하는 강판의 폭방향 용접부 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부지지대(40)와 하부지지대(50)는 구동모터(32)로부터 회전동력을 제공받는 나사축(30)의 좌우측에 각각 결합되고, 상기 나사축(30)은 좌우측에 서로 다른 방향의 나사산을 형성함을 특징으로 하는 강판의 폭방향 용접부 검사장치.