KR20030050486A - 강판의 표면형상 및 결함 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판의 표면형상 및 결함 검출장치에 관한 것으로, 일측면에 수평가이드레일이 형성된 사각판상의 지지몸체와; 상기 수평가이드레일을 따라 이동가능하게 배치되고 그 일측을 상하로 관통하여 수직가이드레일이 형성된 왕복대와; 상기 지지몸체에 고정되고 상기 왕복대에 연결되어 이를 전후진시키는 유압실린더와; 강판 폭보다 길게 형성되고 상기 강판 상부측에서 강판측을 향해 승하강가능하게 구비된 지지플레이트와; 상기 지지플레이트의 상면 중앙부에 상향돌출되고 상기 수직가이드레일을 따라 승하강가능하게 설치된 수직운동프레임과; 상기 지지플레이트를 관통하여 탄성적으로 상하완충되도록 설치되는 한쌍의 푸쉬로드를 갖고 상기 지지플레이트의 하단면 인접하측에 그 길이방향을 따라 일정간격으로 다수 배치되는 이동몸체와; 상기 이동몸체에 회전가능하게 고정되고 그 양측면에는 다수의 회전수 감지용 구멍이 관통형성된 롤러와; 상기 이동몸체의 양측면에 고정되고 상기 구멍을 통해 롤러의 운동상태를 감지 검출하는 광 센서를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 강판에 접촉하고 있는 롤러의 움직임과 동일하게 검출용바가 상하로 움직이게 되고 이러한 움직임을 센서가 감지 검출함으로써 강판의 두께, 폭, 재질, 작업조건 표면형상 등에 따른 검출데이터의 그래프화가 가능하여 강판의 표면형상 결함에 대한 기준이 정립되어 표준작업이 가능하다.

Description

강판의 표면형상 및 결함 검출장치{STRIP SHAPE AND SURFACE ERROR DETECTING DEVICE}

본 발명은 강판의 표면형상 및 결함 검출장치에 관한 것으로, 특히 강판의 상부표면과 하부표면에 접촉시켜서 강판 표면형상 결함을 정밀하게 감지,검출하고 그 검출결과를 표시 및 판정하여 데이터화함으로써 강판의 표면형상 결함발생시 안전하고 신속한 조치작업과 판정작업이 이루어지도록 한 강판의 표면형상 및 결함 검출장치에 관한 것이다.

강판 표면형상 결함을 감지, 검출하기 위해 종래에는 작업자가 가동상태인 강판의 표면을 직접 촉수하여 느껴지는 감촉을 통해 감지, 검출하거나 혹은 가동상태인 강판의 스피드를 낮추거나 정지시켜서 육안으로 확인 검출하거나 직접 촉수하여 감지, 검출하며, 일정한 간격으로 유발되는 표면형상 결함은 가동과 정지를 반복하면서 분필, 줄자, 지석, 스톱왓치 등의 보조기구를 이용하여 검출하고 평탄도가 불량한 강판의 표면형상 결함 검출시에는 가동상태인 강판을 정지하여 설치된 정반(Inspection Bad) 위 장력을 완전히 제거시킨 강판이 위치되도록 롤을 단독 구동하여 위치시킨 다음 스틸자와 테이퍼게이지 등을 이용하여 강판의 반곡 및 웨이브 상태를 직접 실측함으로써 강판 표면형상 결함을 검출하였다.

그러나, 이러한 작업은 저속운전 발생 및 빈번한 수작업 수행에 따른 생산성저하와 안전사고 위험이 내재됨은 물론 경험에 의한 작업자 임의판단 발생과 데이터가 부재된 판정기준 작업으로 제품불량률과 차공정 전환율이 높은 원인이 되었으며, 또한 제품의 표면형상결함에 대한 수요가 불만이 다량 제기되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강판 표면에 결함 감지검출부가 직접 접촉되어 가동 스피드에 전혀 영향을 주지않는 방법을 통해 강판 표면형상 결함을 감지, 검출해 냄으로써 그 검출결과에 대한 정확도가 매우 높기 때문에 강판의 두께, 폭, 재질, 작업조건에 따라 계측되는 결함발생 데이터를 가지고 작업표준 및 판정기준을 정립하는 것이 가능해져 작업자의 실수와 제품불량률 및 차공정 전환율을 극감시키고 생산공정의 안정된 가동 스피드)에 따른 제품생산으로 제품품질 향상은 물론 생산성 향상과 작업자의 업무부하를 감소시킬 수 있도록 한 강판의 표면형상 및 결함 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 장치의 사시도,

도 2는 본 발명 장치를 구성하는 수평운동제어부의 사시도,

도 3은 본 발명 장치를 구성하는 수평운동제어부의 분해사시도,

도 4는 본 발명 장치를 구성하는 수직운동제어부의 사시도,

도 5는 본 발명 장치를 구성하는 수직운동제어부의 분해사시도,

도 6은 본 발명 장치를 구성하는 결함감지검출부의 사시도,

도 7은 본 발명 장치를 구성하는 결함감지검출부의 분해사시도,

도 8 내지 도 10은 본 발명 장치의 작동상태 및 설치 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 강판 4 : 강판폭감지기

6 : 강판풀림기 7 : 강판권취기

11 : 지지몸체 12 : 수평가이드레일

15 : 유압실린더 23 : 왕복대

26 : 수직가이드레일 41 : 지지플레이트

42 : 모터 45 : 수직프레임

52 : 전자석지지플레이트 61 : 브라켓

62 : 이동몸체

본 발명의 상기한 목적은 일측면에 수평가이드레일이 형성된 사각판상의 지지몸체와; 상기 수평가이드레일을 따라 이동가능하게 배치되고 그 일측을 상하로 관통하여 수직가이드레일이 형성된 왕복대와; 상기 지지몸체에 고정되고 상기 왕복대에 연결되어 이를 전후진시키는 유압실린더와; 강판 폭보다 길게 형성되고 상기 강판 상부측에서 강판측을 향해 승하강가능하게 구비된 지지플레이트와; 상기 지지플레이트의 상면 중앙부에 상향돌출되고 상기 수직가이드레일을 따라 승하강가능하게 설치된 수직운동프레임과; 상기 지지플레이트를 관통하여 탄성적으로 상하완충되도록 설치되는 한쌍의 푸쉬로드를 갖고 상기 지지플레이트의 하단면 인접하측에 그 길이방향을 따라 일정간격으로 다수 배치되는 이동몸체와; 상기 이동몸체에 회전가능하게 고정되고 그 양측면에는 다수의 회전수 감지용 구멍이 관통형성된 롤러와; 상기 이동몸체의 양측면에 고정되고 상기 구멍을 통해 롤러의 운동상태를 감지 검출하는 광 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 표면형상 및 결함 검출장치를 제공함에 의해 달성된다.

도 1은 본 발명 장치의 외관 사시도로서, 본 발명 장치는 크게 수평운동제어부, 수직운동제어부 및 결함감지검출부로 구성된다.

수평운동제어부는 지지몸체(11)와 유압실린더(15)와 왕복대(23)가 결합하여 이루어지고, 수직운동제어부는 모터(42)와 프레임(45)을 가진 지지플레이트(41)와 전자석(57)이 달린 전자석지지플레이트(52)가 결합하여 구성되며, 결함감지검출부는 이동몸체(62)에 롤러(63)와 스프링을 매개로 한 브라켓(61)이 결합하여 구성된다.

먼저, 수평운동제어부(10)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 지지몸체(11) 일측면에 수평가이드레일(12)을 가지며, 유압실린더(15)가 볼트(18)에 의해 수평가이드레일(12)과 수평 일치되도록 일직선을 유지하여 장착되고, 수평프레임(24)이 수평가이드레일(12)에 결합되며, 왕복대(23)가 수평 왕복운동 가능하도록 유압실린더(15)의 스트로크(16)가 결합구(20)에 끼워져 결합핀(22)이 연결구멍(19)(21)에 삽입되어 결합함으로써 왕복대(23)의 수평 왕복운동이 가능하도록 구성된다.

상기 왕복대(23)의 앞쪽에는 지지플레이트(41) 상부면을 감지하는 센서(28)가 볼트(31)에 의해 고정, 장착되고 이러한 수평운동제어부(10)는 볼트(14)로 일정한 고정부재에 고정, 장착 구성된다.

수직운동제어부(40)는 도 4 및 도 5의 도시와 같이, 지지플레이트(41) 상단에 래크기어(49)를 가진 프레임(45)이 수직으로 용접 연결되며, 프레임(45)의 양측에는 승하강 수직운동시 균형유지와 가이드역할을 하는 가이드프레임(46)이 각각 수직 용접 연결된다.

이러한 프레임(45)과 가이드프레임(46)은 왕복대(23)의 수직운동 가이드레일(26)과 가이드레일(27)에 삽입되어 결합하고 피니언기어(43)가 래크기어(49)와 맞물려서 모터(42) 구동에 의해 승하강 수직운동이 가능하도록 왕복대(23) 상단에 피니언기어(43)를 가진 모터(42)가 볼트(44)에 의해 고정,장착된다.

상기와 같이, 승하강 수직운동 가능하도록 왕복대(23)와 결합하고 있는 지지플레이트(41)의 프레임(45) 상부와 가이드프레임(46) 상부면에는 고정지지레일(47)을 가지며 전자석지지플레이트(52)의 고정용 프레임(58)이 고정지지레일(47)에 장착되고 고정대(53)를 고정홈(54)에 끼워 볼트(55)로 결합, 체결함으로써 전자석지지플레이트(52)가 지지플레이트(41)에 고정,장착되고 전자석지지플레이트(52) 상단면에는 높이 조절이 가능하도록 나사산을 가진 다수개의 결합구멍(56)을 가지며 결합구멍(56)에 회전,결합되도록 하는 나사산을 가진 다수개의 전자석(57)을 결합하여 수직운동제어부(40)는 구성된다.

결함감지검출부(60)는 도 6 및 도 7의 도시와 같이, 상부면에 2개의 푸쉬로드(65)가 있고 양측에 결합대(66)를 고정, 장착시킬 수 있는 고정홈(75)을 가진 이동몸체(62)가 있는데 먼저 결합대(66)가 양측의 고정홈(75)에 각각 끼워져서 고정, 장착되고 롤러(63)가 이동몸체(62) 하부에 고정,장착되도록 양측의 고정홈(75) 측면의 홈에 고정핀(79)이 달린 고정대(67)를 결합대(66)의 결합구멍(76)(77)에 삽입하고 롤러(63) 양측면의 고정핀 고정홈(83)과 수평 일직선 일치되도록 삽입하여 볼트(78)를 조여서 결합시킴으로써 롤러(63)가 고정, 장착되도록 구성되는데 특히 롤러(63) 마모에 따른 롤러(63) 교체방법은 먼저 이동몸체(62) 양측에 위치한 볼트(78)를 풀고 양측의 고정핀(79)이 달린 고정대(67)를 분해하면 매우 안전하고 편리하게 롤러(63)의 교체작업이 이루어지도록 구성된다.

롤러(63)의 측면에는 롤러를 수평 일직선으로 관통하는 회전수 감지용 구멍(84)을 가지며, 이동몸체(62) 하부 측단부에는 롤러(63)의 회전수 감지용 구멍(84)을 감지하여 롤러(63)의 회전수에 따른 강판 표면형상 결함 발생구간을 감지, 검출하는 센서(81)가 볼트(82)에 의해 고정, 장착된다.

상기와 같이 구성된 다수개의 결함감지검출부 각각의 푸쉬로드(65)에 스프링(64)을 끼워 스프링 하부가 스프링 고정홈(74)에 장착되도록 하고, 지지플레이트(41)의 결합구멍(50)에 푸쉬로드(65)를 삽입한 다음 지지플레이트(41) 하단 결합구멍 아래쪽에 있는 스프링 고정홈(73)에 스프링 상부가 장착되도록 하여 검출용 바(68)를 가진 브라켓(61)을 푸쉬로드(65) 상부에 삽입시킨 다음 볼트(72)를 체결함으로써 수직 일직선으로 구성되어져 결합되고 검출용 바(68)를 감지하는 센서(69)를 지지플레이트(41) 상단에 볼트(70)를 이용 고정, 장착함으로써 결함감지검출부(60)가 구성된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계에 대하여 설명한다.

상술한 도면 및 도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명 장치(1)는 모터(42) 구동에 의해 피니언기어(43)가 회전되면 피니언기어(43)와 맞물린 래크기어(49)에 의해 프레임(45)이 승,하강 수직 운동하게 된다.

본 발명 장치의 초기 위치인 정지 및 작동대기 위치는 이러한 수직운동에 의해 지지플레이트(41) 상단면이 센서(28)에 감지된 상태에서 유압실린더(15)가 작동하여 본 발명 장치가 강판 폭을 기준으로 하여 중앙에 위치되도록 이미 입력되어진 위치에 위치하고 있는 상태이며 상기의 초기 위치에서 본 발명 장치를 작동시키면 먼저 강판폭감지기(4)에서 감지된 강판 폭 데이타에 의해 강판 폭에서 벗어난 결함감지검출부(60)의 해당 전자석(57)에 각각 전원이 투입되고 전원이 투입된 해당 결함감지검출부(60)가 스틸(Steel)로 된 브라켓(61) 상단면을 전자석(57)의 자력으로 전자석(57)에 붙임으로써 전자석에 붙어있는 강판 폭에서 벗어난 결함감지검출부(60)는 수직운동제어부(40)가 하강 완료된 후에라도 강판(2) 표면에 접촉되지 않게 된다.

이러한 상태에서 모터(42) 구동에 의해 피니언기어(43)가 회전되고 피니언기어(43)와 맞물린 래크기어(49)에 의해 프레임(45)이 수직 하강하여 롤러(63)가 강판(2)에 접촉되면 스프링(64)에 접촉력이 가해지게 되고 접촉력이 가해지는 높이만큼 푸쉬로드(65)가 밀려 올라가게 되며 센서(69)가 검출용 바(68)의 움직임을 감지함으로써 정확한 검출 위치까지 하강 수직 이동이 완료되면 모터(42)의 구동이 정지 된다.

강판(2)에 접촉된 롤러(63)는 생산공정의 가동 스피드에 따라 가변적인 강판의 스피드와 동조 되어져서 접촉, 구동 되며 센서(81)가 롤러(63)의 회전수 감지용 구멍(84)을 감지함으로써 롤러(63)의 회전거리 즉 강판의 이동거리가 검출되며 일정한 간격으로 발생되는 강판 표면형상 결함 거리간격을 정확하게 감지, 검출해내는 것이 가능하게 된다.

즉, 강판(2)에 접촉하고 있는 롤러(63)의 움직임과 동일하게 검출용 바(68)가 상,하로 움직이게 되고 이러한 움직임을 센서(69)가 감지, 검출함으로써 강판(2)의 두께, 폭, 재질, 작업조건 표면형상 등에 따른 검출 데이터의 그래프화가 가능하게 된다.

또한, 일정한 간격으로 배열되어 장착된 각각의 결함감지 검출부(60)가 접촉하고 있는 강판의 부위를 각각 감지, 검출해냄으로써 이러한 각각의 검출 데이타를 그래프화하여 정확히 분석처리할 수 있고, 뿐만 아니라 강판에 발생되는 표면형상 결함인 웨이브, 덴트(Dent), 스카브(Scab), 홀(Hole), 반곡, 굴곡 등 강판의 표면형상 결함에 대한 데이터화로 작업표준 및 판정기준을 정확하게 정립함이 가능하게 되어 표시 및 판정 모니터링 시스템(5)에 의한 안정적인 조업이 가능하게 된다.

상기와 같이 일정한 간격으로 배열, 장착된 롤러(63) 표면에 미접촉되어져 결함 감지,검출을 하지 못하는 강판 표면 구간이 발생되지 않도록 강판 생산공정에서 가장 큰 롤(3)의 직경을 기준으로 하여 일정시간 일정간격으로 서서히 왕복대(23)가 유압실린더(15)에 의해 수평 왕복운동되도록 함으로써 강판의 표면형상 결함을 완벽하게 감지, 검출할 수 있도록 한다.

이때, 유압실린더(15)가 수평 왕복운동 가능한 인터록 조건은 강판에 접촉되고 있는 롤러(63)가 접촉구동 상태여야 하고 강판 폭에 벗어난 결함감지검출부(60)는 각각의 해당 전자석(57)에 붙어있는 상태여야 한다.

만약, 이와 같은 조건이 아닌 경우에는 롤러의 손상 및 강판 표면의 손상이 우려되며 이의 방지를 위해 유압실린더는 수평 왕복운동이 불가능함이 원칙이다.

그리고, 수평 왕복운동시의 강판 표면 손상방지를 위해 롤러(63)의 측면 모서리는 부드러운 곡형(85)으로 되어야 하며, 롤러(63)의 폭은 강판표면에 접촉되는 면적이 강판표면을 손상시키지 않고 강판의 표면형상 결함 감지, 검출이 매우 용이하도록 하는 폭을 가지며 롤러(63)의 표면 오염방지를 위해 별도의 롤러(63) 표면 오염물 제거용 브러쉬를 장착하면 더욱 효과적이다.

상기에서와 같이, 강판 표면형상 결함 감지, 검출 작업을 수행하면서 강판 폭이 가변적으로 변함에 따라 강판폭감지기(4)에 의해 감지되어 발생되는 강판 폭 데이타에 따라 강판 폭에서 벗어나는 결함감지검출부(60)는 전자석에 붙게 되고 강판 폭에서 벗어나지 않는 결함감지검출부(60)는 전자석(57)의 전원이 차단됨에 따라 전자석(57)에서 떨어져 강판 표면에 접촉되게 되며 상기 작동과 기능에서 살펴본 바와 같이 결함감지검출부(60)와 수평운동제어부(10)에 의해 강판 표면형상 결함의 발생부위 및 발생구간에 따른 강판의 길이방향,폭 방향으로 결함의 감지,검출이 이루어짐으로써 결함에 대한 거리 데이터 산출이 가능하게 되어 결함 발생 위치 및 발생구간을 완벽,정확하게 감지,검출함이 가능해짐을 특징으로 하며 본 장치의 가동 및 작동을 중지시키면 상기의 초기 상태로 원 위치되어 차기 강판 표면형상 결함 감지 검출작업을 대기한다.

아울러, 도 9는 본 발명장치를 생산공정에서의 롤(3) 표면상태를 감지,검출하는데 적용한 사용상태도를 나타낸 것이며 생산공정에서 롤(3)의 표면상태를 파악하는 용도로도 사용하면 된다.

상술한 작동 및 기능을 수행하는 본 발명 장치를 도 10에서 보는 바와 같이, 생산공정에서 강판이 강판풀림기(6)에 의해 풀려서 각 작업공정을 거쳐 강판권취기(7)로 권취되어 지기까지의 구간의 강판 상,하부 표면에 본 발명 장치를 각각 설치함으로써 각각의 구간에서 감지,검출되는 데이터를 표시 및 판정 모니터링 시스템에 의해 분석,처리할 수 있어 판정기준에 따른 표준작업 수행이 가능하게 되고 생산성 향상 및 품질향상 그리고 안정조업이 가능해진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 강판에 접촉하고 있는 롤러의 움직임과 동일하게 검출용바가 상하로 움직이게 되고 이러한 움직임을 센서가 감지 검출함으로써 강판의 두께, 폭, 재질, 작업조건 표면형상 등에 따른 검출데이터의 그래프화가 가능하여 강판의 표면형상 결함에 대한 기준이 정립되어 표준작업이 가능하고, 이로 인해 작업의 안전성 및 표준화가 이루어져 고품위의 제품을 생산할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 일측면에 수평가이드레일(12)이 형성된 사각판상의 지지몸체(11)와;

   상기 수평가이드레일(12)을 따라 이동가능하게 배치되고 그 일측을 상하로 관통하여 수직가이드레일(26)이 형성된 왕복대(23)와;

   상기 지지몸체(11)에 고정되고 상기 왕복대(23)에 연결되어 이를 전후진시키는 유압실린더(15)와;

   강판 폭보다 길게 형성되고 상기 강판 상부측에서 강판측을 향해 승하강가능하게 구비된 지지플레이트(41)와;

   상기 지지플레이트(41)의 상면 중앙부에 상향돌출되고 상기 수직가이드레일(26)을 따라 승하강가능하게 설치된 수직운동프레임(45)과;

   상기 지지플레이트(41)를 관통하여 탄성적으로 상하완충되도록 설치되는 한쌍의 푸쉬로드(65)를 갖고 상기 지지플레이트(41)의 하단면 인접하측에 그 길이방향을 따라 일정간격으로 다수 배치되는 이동몸체(62)와;

   상기 이동몸체(62)에 회전가능하게 고정되고 그 양측면에는 다수의 회전수 감지용 구멍(84)이 관통형성된 롤러(63)와;

   상기 이동몸체(62)의 양측면에 고정되고 상기 구멍(84)을 통해 롤러(63)의 운동상태를 감지 검출하는 광 센서(81)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 표면형상 및 결함 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지플레이트(41)는 수직운동프레임(45)의 일면에 설치된 래크기어(49)와 상기 래크기어(49)에 치합되는 피니언기어(43)와 상기 피니언기어(43)가 회전가능하게 고정되고 상기 왕복대(23)의 상면에 설치된 모터(42)에 의해 승하강되는 것을 특징으로 하는 강판의 표면형상 및 결함 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지플레이트(41)의 상측에는 이와 이격되고 그와 동일길이를 갖도록 전자석지지플레이트(52)가 배설되며, 상기 전자석지지플레이트(52)에는 강판 표면과 접촉되지 않은 상기 롤러(63)를 상승시키도록 작동되는 전자석(57)이 상기 롤러(63)와 대응되는 개수로 설치된 것을 특징으로 하는 강판의 표면형상 및 결함 검출장치.