KR20030052750A - 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가이드 아암부, 가이드 컬럼부, 제어및 실측치 표시장치로 구성된 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치를 제공한다. 3구성요소는 각각 분리 할 수 있도록 구성되어 작업자가 손쉽게 분리 이동할 수 있다.

가이드 아암부와 가이드 컬럼부는 서로간의 결합에 의해 거리측정 센서를 두 폭압연롤의 축 방향으로의 직선운동과, 폭압연롤의 축과 나란한 임의의 축을 중심으로 회전운동과, 두 폭압연롤의 중심축을 방향벡터로 하는 평면위에서, 두 폭압연롤의 중심축을 연결하는 선과 수직한 방향으로 직선운동할 수 있도록 함으로써, 두 폭압연롤 사이의 정밀한 간격측정이 가능하다.

Description

휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치 {Apparatus for measurment of distance between edger roll}

본 발명은 제철소 열연 및 후판공장의 조압연(Roughing Mill)공정에서 폭방향 압연을 행하는 폭압연롤(Edger Roll)의 간격을 정밀하게 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.

현재 폭압연롤의 간격측정은 롤 교체후 조업자가 1미터 기준자를 이용해서 롤 사이에 끼우고 간격을 좁혀 기준자에 근접할 때를 기준으로 폭방향 간격이 1미터라는 값으로 설정함으로써 폭방향 측정오차가 클 뿐만 아니라 작업자의 안전사고의 위험이 상존하고 있으며, 기준자를 롤 사이에 끼우고 있는 사람과 롤의 간격을 조절하는 사람이 무선으로 연락을 주고 받으며 작업을 수행하여야 하는 번거로움이 있다.

또한 폭압연롤이 설치된 조압연 공정을 수행하는 작업장은 통상 측정기를 설치할 여유공간이 부족할 뿐만 아니라, 조압연시 압연재의 온도가 900 내지 1000 ℃에 이르며 슬라브가 압연기에 진입할 때의 충격 진동은 5g[충격 가속도 피크값] 이상이 되며 다량의 수증기와 분진이 발생하므로 상시 설치용 측정장치의 사용에 어려움이 있으며, 설치한다 하여도 통상 열연라인에 모두 설치하고자 한다면 과도한 비용이 소요되고, 유지 보수에도 큰 어려움이 있다.

이러한 문제에 대한 해결책으로 다수의 발명들이 있다. 그러나 공개번호 특 2001-0035941인 '폭압연롤 초기위치 자동설정 장치'는 거리를 측정하는 수단이 임의 길이의 기준판과의 거리가 동일하도록하는 수단이 사용되었고 거리측정수단의 Z축 방향의 조그마한 각도변화가 있다면, 실제 측정값에서 롤과 거리측정수단과의 거리에 따라 측정값에 큰 오차가 발생한다.

공개번호 특 2001-0018166인 '초음파를 이용한 엣저롤 간격 측정장치'는 폭압연롤의 하우징에 텔레스코픽 원통관을 부착하는 형태로 구성되어 있는데, 이러한 형태는 롤의 정비나 교체시에 탈 부착의 어려움이 있으며, 폭압연롤의 지름이 하면을 중심으로 통상 3 내지 5도 테이퍼져 있으므로 측정오차기 0.5mm 이상의 오차를 유발한다.

공개번호 특 1998-0042957인 '회전팔을 이용한 엣저롤 간격 자동 측정장치'와 공개번호 특 1998-0052451인 '조압연 엣저롤 간격 자동 측정장치'의 경우에도 위와 같은 이유로 측정오차가 발생하며, 각 폭압연롤 마다 측정장치를 설치한다면 과도한 비용이 지출되며 유지 보수에 어려움이 있다.

본 발명에서는 비용과다 및 유지보수의 어려움을 해결하고자 폭압연롤 측정장치를 3분할 되도록하여 조업자가 장치를 폭압연롤이 설치된 곳마다 들고 다니며 측정이 가능하도록 하였고, 레이저센서 헤드부분을 Z축을 중심으로 미세회전이 가능하도록 함으로써 0.1mm이내의 측정 정밀도를 갖도록 구성하였다.

도 1은 본 발명에 의한 레이저를 이용한 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명이 구현된 설비에서의 구성도이고,

도 3은 도 1의 가이드 아암부(101)의 상세도이고,

도 4는 도 1의 가이드 칼럼부(102)의 상세도이고,

도 5는 도 1의 제어 및 실측치 표시장치(103)의 상세도이고,

도 6은 레이저 센서 신호로부터 폭압연롤의 간격 측정을 도시하는 구성도이고,

도 7은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치를 이용한 폭압연롤의 간격 측정 방법을 도시한 동작 흐름도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

101 : 가이드 아암부 102 : 가이드 컬럼부

103 : 제어및 실측치 표시장치 104 : 신호선

301 : 가이드 아암의 축 302 : 가이드 아암의 축베이스

403 : 거리측정용 레이저 센서 404 : 테이블

405 : 수평계 406 : x 축 이송용 스텝모터

407 : z 축 이송용 스텝모터 408 : z 축 이송거리 측정 카운터

409 : z 축 회전용 스텝모터 410 : 가이드 컬럼의 축

501 : 메인스위치 502 : 실측치 표시화면

503 : z 축 이송용 모터의 전원스위치 및 이송키

504 : x 축 이송용 모터의 전원스위치 및 이송키

505 : z 축 회전용 모터의 전원스위치 및 이송키

506 : z 축 이송거리 표시화면 508 : 충전식 내장 배터리

601 : 폭압연롤

본 발명에 의한 폭압연롤 간격 측정장치는 가이드 아암부와 가이드 컬럼부를 포함하고, 가이드 아암부는 두개의 가이드 아암의 축과 두개의 가이드 아암의 축 베이스로 구성되어 축베이스 사이에 두개의 축이 이격되어 결합되어 있고,

가이드 컬럼부는 가이드 컬럼의 축, 가이드 컬럼의 축 하부에 서로 180도의 각도로 배치된 두 개의 거리측정센서와 가이드 컬럼의 축을 중심으로 거리측정센서를 회전시키는 제 1스텝모터와 거리측정센서를 가이드 컬럼부의 축 방향으로 직선운동 시키는 제 2스텝모터와 거리측정센서를 가이드 아암의 축방향으로 직선운동시키는 제 3스텝모터 및 가이드 컬럼부의 수평을 유지하기 위한 수평계 및 제 2스텝모터, 제 3스텝모터, 수평계를 지지하기 위한 테이블을 포함하고, 가이드 아암부의 일 축 내부는 래크기어가 구비되고, 가이드 컬럼부의 테이블 하부에는 제 3 스텝모터와 연결된 피니언기어가 구비되어, 가이드 아암부의 축위에서 가이드 컬럼부가 직선운동할 수 있도록 하고, 가이드컬럼의 축에는 래크기어가 구비되어 제 2 스텝모터와 결합된 테이블하단부의 피니언기어와 연동하여, 테이블을 기준으로 가이드 컬럼의 축이 상하로 직선운동 할수 있도록하고, 제 1스텝모터에 의해 테이블을 기준으로 가이드 컬럼부의 축이 회전할 수 있도록 구성된다.

양호하게는 제 1 스텝모터를 가동시키기 위한 회전키, 제 2스텝모터를 가동시키기 위한 이송키, 제 3스텝모터를 가동시키기 위한 이송키, 간격을 측정하고자 하는 두 폭압연롤의 축방향으로 이동시킨 거리를 표시하는 표시화면, 두 폭압연롤사이의 간격을 표시하는 실측치 표시화면을 포함하여 구성된 제어 및 실측치 표시장치를 더 포함하여 구성된 폭압연롤 간격 측정 장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치의 구성은 가이드 아암부(Guide Arms)(101), 가이드 컬럼부(Guide Colums)(102), 및 제어 및 실측치 표시장치(103)의 크게 3부분으로 구성된다. 가이드 아암부(101)와 가이드 컬럼부(102)는 래크(Rack)와 피니언(Pinion) 기어로 연결된다. 가이드 아암부(101)의 축은 래크기어로 가공되어있으며, 가이드 컬럼부(102)의 테이블의 하부에는 피니언 기어가 부착되어 있어 가이드 컬럼부(102)를 위에서 끼울 수 있도록 구성된다. 또한 스텝모터에서의 신호선(104)을 레이저 센서의 제어 및 실측장치(103)에 끼우면 조립이 완성된다.

도 2는 조립이 완성된 휴대용 폭압연롤을 측정하고자 하는 두 폭압연롤 사이에 장착한 구성도이다. 측정하고자 하는 두 폭압연롤의 중심축과 가이드 아암의 축이 수직이 되도록 놓고, 레이져센서는 수평이 되도록 배치한다.

도 3은 도 1의 가이드 아암부의 상세도이다. 가이드 아암의 축(301)은 내부에 래크기어가 설치되어 있으며, 가이드 컬럼부(302)의 하중을 지지하게 된다. 가이드 아암의 축 베이스(302a, 302b)는 폭압연롤이 설치되어 있는 곳의 슬라브(Slab) 입출측 위에 거치하는 베이스로서 거치하는 곳을 미리 헝겁등으로 닦아 놓으면 정밀한 측정이 가능하다.

도 4는 도 1의 가이드 컬럼부의 상세도이다. 가이드 칼럼부가 수직을 유지하는 지를 확인할 수 있도록 하기 위하여 가이드 컬럼부의 테이블(404)위에 수평계(405)가 설치되어 있다. 레이저센서(403a, 403b)는 가이드 컬럼의 축(410)에 고정되어 있으며, 두 레이저센서는 서로 대향으로 미리 수평과 수직이 정교히 유지되도록 고정되어 있으며, 가이드 컬럼의 축(410)의 이송에 따라 수직(Z축), 수평(X축) 및 Z축을 중심으로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

테이블(404)위에 설치된 X축 이송용 스텝모터(406)는 스텝모터의 전면에서 테이블에 피니언기어와 연결되어 회전함에 따라 가이드 아암의 축(301)을 따라 X 축으로 이송을 하며, 테이블(404) 위에 설치된 Z축 이송용 스텝모터(407)는 스텝모터의 전면에서 테이블에 피니언 기어와 연결되어 스텝모터가 회전함에 따라 가이드 컬럼의 축(410)이 테이블(410)을 중심으로 상하(Z 축방향)로 이송되고, 이송량은 Z축 이송거리 측정용 카운터(408)에 의해 Z축 이송거리 표시화면(506)에 표시된다. 또한 Z축 회전용 스텝모터(409)에 의해 가이드 칼럼의 축(410)은 테이블(404)을 중심으로 180도 회전이 가능하다. 가이드 컬럼부의 거리측정용 레이저센서(403a, 403b), X축 이송용 스텝모터(406), Z축 이송용 스텝모터(407), Z축 회전용 스텝모터(409), 및 Z축 이송거리 측정용 카운터(408) 각각의 신호는 일체형으로 되어 연결신호선(104)을 통해 제어 및 실측치 표시장치(103)로 송수신된다.

도 5는 본 발명에 의한 폭압연롤 간격측정장치를 제어하기 위한 제어 및 실측치 표시장치를 도시한다. 제어 및 실측치 표시장치는 장치 전체에 전원을 공급하는 충전식 내장 배터리(508); 장치전체를 온/오프하기 위한 메인스위치(501); Z축 이송용 스텝모터(407)를 온/오프하기 위한 스위치 및 Z축 이송을 위한 이송키(503); X축 이송용 스텝모터(406)를 온/오프하기 위한 스위치 및 X축 이송을 위한 이송키(504); Z축 회전용 스텝모터(409)를 온/오프하기 위한 스위치 및 Z축 회전을 위한 회전키(505); Z 축으로의 이송거리를 표시하는 Z축 이송거리 표시화면(506); 및 측정된 두 폭압연롤 간격을 표시하는 실측치 표시화면(502)으로 구성된다.

도 6은 레이저 센서 신호로부터 폭압연롤의 간격 측정을 도시하는 구성도이다. 두 폭압연롤(601a, 601b)사이의 간격은 두 거리측정용 레이저센서(403a, 403b)사이의 간격 B와 좌측 거리측정용 레이저센서(403a)로부터 측정되는 거리 A와 우측 거리측정용 레이저센서(403b)로부터 측정되는 거리 C의 합이 실측치가 되어 실측치 표시화면(502)에 표시된다.

도 7은 본 발명에 따른 휴대용 폭압연롤 정밀간격 측정장치를 이용한 폭압연롤의 간격 측정 방법을 도시한 동작 흐름도이다.

먼저 가이드 아암부(101)를 측정하고자 하는 폭압연롤 사이 중간지점에 도 2에 도시된 바와 같이, 입출측블록위에 놓고 가이드 컬럼부(102)를 가이드아암부 중간에 넣어서 테이블(404)이 가이드 아암의 축(301)상에 놓이도록 한다. 그 다음으로 가이드 컬럼부(102)와 제어 및 실측장치(103)를 연결신호선(104)로 연결하고 메인스위치(501)를 온 한다. 다음으로 Z축 회전용 스텝모터의 전원스위치(505)를 온 하고, 회전키를 이용해서 거리측정용 레이저 센서(403a, 403b)의 헤드부분을 가이드 아암의 축(301)과 대략적으로 90도가 되도록 회전시킨다. 이후, Z축 이송용 스텝모터의 전원스위치(503)를 온 하고, Z축 이송거리 표시화면(506)을 통해 이송거리를 확인하면서, Z축으로 거리측정용 레이저 센서(403a, 403b)를 이송시킨다.

이후, X축 이송용 스텝모터의 전원스위치(504)를 온 하고, X축으로 거리측정용 레이저 센서(403a, 403b)를 이송시키며 실측치 표시화면(502)의 값을 보며 실측치값이 작아졌다가 커지는 순간에 멈춘다. 그리고 다시 Z축 회전용 스텝모터 회전키(505)를 이용하여 거리측정용 레이저 센서(403a, 403b)를 좌우로 회전시키며 실측치 표시화면(502)에 표시되는 최소 실측치를 갖는 방향에 고정한다. 최종적으로 다시한번 X축 이송용 스텝모터의 이송키(504)를 이용하여 실측치 표시화면(502)에 표시되는 최소 실측치를 찾으면 그 값이 바로 두 압연롤 사이의 간격이 된다.

가이드 아암부와 가이드 컬럼부를 이용하여, 거리측정용 센서를 3가지 운동 자유도를 갖도록 구성하면 두 테이퍼 진 원통형 기둥사이의 정확한 간격측정이 가능하다.

본 발명은 레이저 센서를 이용한 거리측정장치에 있어서, 가이드 아암부, 가이드 컬럼부를 이용하여 위에서 설명한 3가지 운동자유도를 갖도록 구성함으로써 거리측정의 정밀도를 향상하였으며, 가이드 아암부와 가이드 컬럼부 및 제어 및 실측치 표시부를 분리, 조립이 가능하도록 구성하여 유지, 보수를 쉽게하였으며, 이로인해 종전 여러 폭압연롤 마다 설치하여야 하는 비용을 경감시키는 효과가 있다.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 거리측정용 센서를 구비한 폭압연롤 간격측정장치에 있어서,

   상기 폭압연롤 간격 측정장치는 가이드 아암부와 가이드 컬럼부를 포함하고,

   상기 가이드 아암부는 두개의 가이드 아암의 축과 두개의 가이드 아암의 축 베이스로 구성되어 상기 축베이스 사이에 두개의 축이 이격되어 결합되어 있고,

   상기 가이드 컬럼부는 가이드 컬럼의 축, 상기 가이드 컬럼의 축 하부에 서로 대향하고 있는 두 개의 거리측정센서, 상기 가이드 컬럼의 축을 중심으로 상기 거리측정센서를 회전시키는 제 1스텝모터, 상기 거리측정센서를 가이드 컬럼부의 축 방향으로 직선운동 시키는 제 2스텝모터, 상기 거리측정센서를 상기 가이드 아암의 축방향으로 직선운동시키는 제 3스텝모터를 포함하고,

   상기 가이드 아암부의 일 축 내부는 래크기어가 구비되고, 상기 가이드 컬럼부의 테이블 하부에는 상기 제 3 스텝모터와 연결된 피니언기어가 구비되어, 상기 가이드 아암부의 축위에서 상기 가이드 컬럼부가 직선운동할 수 있도록 하고, 상기 가이드컬럼의 축에는 래크기어가 구비되어 상기 제 2 스텝모터와 결합된 상기 테이블하단부의 피니언기어와 연동하여, 테이블을 기준으로 상기 가이드 컬럼의 축이 상하로 직선운동 할수 있도록하고, 상기 제 1스텝모터에 의해 상기 가이드 컬럼부의 축이 회전할 수 있도록 구성된 폭압연롤 간격 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스텝모터를 가동시키기 위한 회전키, 상기 제 2스텝모터를 가동시키기 위한 이송키, 상기 제 3스텝모터를 가동시키기 위한 이송키, 간격을 측정하고자 하는 두 폭압연롤의 축방향으로 이동시킨 거리를 표시하는 표시화면, 상기 두 폭압연롤사이의 간격을 표시하는 실측치 표시화면을 포함하여 구성된 제어 및 실측치 표시장치를 더 포함하여 구성된 폭압연롤 간격 측정 장치.