KR20040004899A - 압연롤 표면결함 검출장치 - Google Patents

압연롤 표면결함 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연삭기의 지지대에 의해서 양단이 회전가능하게 지지되어 표면연삭이 완료된 압연롤의 표면결함을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 지지대의 사이에 회전가능하게 설치된 스크류부재와, 스크류부재의 회전방향에 따라서 직선이동하도록 스크류부재에 장착되는 이동블록과, 상기 이동블록으로부터 상방으로 연장하고 상단부에는 조립대가 장착되어 있는 연장부재와, 조립대의 하부에 상하이동이 가능하게 제공되는 이동판과, 이동판의 하부에 회전가능하게 제공되고 외주면에는 소정간격으로 이격된 돌기형 오일분출구가 형성되어 있는 오일공급통과, 압연롤의 표면결함을 검출하기 위한 탐촉자를 지지할 수 있도록 상기 이동판의 하부에서 오일공급통의 후방에 제공된 지지대로 구성되어 상기 스크류부재가 회전하여 상기 이동블록이 이동하는 동안 상기 오일공급통이 회전하면서 압연롤의 표면에 접촉하는 오일분출구를 통해서 오일이 공급되고 탐촉자에 의해서 압연롤의 표면결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연롤 표면결함 검출장치{Apparatus for detecting the surface default of the roll}
본 발명은 연삭기에서 평면연삭된 압연롤을 압연라인에 투입하기 전에 압연롤 표면의 결함여부를 확인하기 위한 압연롤 표면결함 검출장치에 관한 것이고, 더 상세하게는 압연롤 표면검출기의 탐촉자 이동 시 발생하는 긁힘 자국 발생을 방지하기 위한 오일 공급 작업과 압연롤의 중앙 상부에서 결함 검출 작업이 가능하며, 수작업에 의존하던 탐촉자 이송작업과 검출기 화면을 번갈아 가며 육안으로 확인 하던 작업을 자동화하기 위한 압연롤 표면결함 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간압연작업을 수행하기 위한 압연롤은 철판과 접촉하여 고하중과 고압하력으로 고속 회전하면서 압연작업을 수행하여 그 표면에 피로층 또는 결함 등이 발생하게 된다. 따라서, 냉간압연작업을 연속적으로 수행하기 위해서는 압연롤을 주기적으로 교체하여야 한다. 한편, 교체된 압연롤은 그 표면의 피로층또는 결함 등을 제거하기 위하여 평면연삭 처리된다. 즉, 평면연삭(surface grinding)을 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉간압연작업에 사용된 후 교체된 압연롤(104)은 연삭기(101)에 회전가능하게 장착된다. 회전하는 압연롤(104) 표면에 숫돌이 접촉하면서 왕복직선운동하여 압연롤에 대한 평면연삭이 수행된다. 평면연삭의 결과, 압연롤(104) 표면에 발생되는 피로층 또는 결함 등이 제거된다. 그리고, 평면연삭 처리된 압연롤은 압연라인에 재투입된다.
한편, 평면연삭이 완료된 압연롤(104)의 표면결함을 검사하기 위하여, 연삭기(101)에 안착되어 있는 압연롤(104)의 표면에 탐촉자(107)를 접촉시키면서 직선왕복이동시킨다. 이동하는 탐촉자(107)에 의해서 검출되는 압연롤(104)의 표면상태는 검출기(106)에 제공된다.
탐촉자(107)가 이동하는 동안 탐촉자(107)와 압연롤(104) 사이의 마찰을 줄이고 또한 탐촉자(107)에 의한 긁힘자국을 없애기 위하여, 작업자는 오일통(103)에 담긴 오일(105)을 수동으로 압연롤(104)의 표면에 공급한다. 그리고, 중량물인 검출기(106)를 어깨에 메고 한손으로 탐촉자(107)를 잡고 압연롤(104)의 표면과 접촉 이동하면서 표면결함 검출작업을 수행한다.
그러나, 압연롤(104)의 표면에 공급되는 오일(105)의 공급량이 적절하게 조정되지 못하는 경우에, 특히 압연롤(104)의 표면을 따라 흘러내릴 정도로 오일의 공급량이 과량인 경우에는, 정밀한 표면결함 검출을 위하여 청정상태를 요구하는 탐촉자(107)의 전면부에 오일(105)이 감지되고 그 결과 표면결함 검출작업이 정밀하게 수행되지 않는다. 따라서, 과량으로 공급된 오일(105)을 완전히 제거하는 것이 요구된다.
한편, 작업자는 수작업으로 탐촉자(107)를 이동시키면서 검출기(106) 화면에 나타나는 압연롤의 표면결함여부를 확인하는 등 2가지 작업을 동시에 수행하므로 그 작업효율이 저하된다.
따라서, 압연롤의 표면결함 검출작업을 정확하게 수행하지 못한 결과 피로층 또는 표면결함이 완전히 제거되지 못한 압연롤이 압연라인에 재투입되면 압연공정에서 고속 및 고압하력으로 회전하는 압연롤의 파손을 야기시킨다. 그리고, 파손된 압연롤을 수시로 교체해야 하므로 압연공정의 효율이 저하되는 문제점이 야기된다.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 표면연삭이 완료된 압연롤의 표면을 검사하기 위하여 탐촉자를 사용할 때, 탐촉자와 압연롤 사이의 마찰을 줄이기 위한 오일 공급을 자동으로 수행할 수 있도록 다수의 오일 주입부가 제공된 원형의 오일 공급통이 회전가능하게 제공되고, 상기 오일 공급통이 회전하면서 탐촉자 이송방향의 전방에 소량씩 오일을 공급하면서 압연롤의 표면결함을 검출할 수 있는 압연롤 표면결함 검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 실시예에 따라서 연삭기에 장착된 압연롤의 표면결함을 검사하는 작업상태를 도시한 도면;
도 2는 본 발명에 따라서 표면결함 검출장치가 연삭기에서 홈포지션에 장착된 상태를 도시한 도면;
도 3은 본 발명에 따른 표면결함 검출장치의 분해사시도;
도 4는 도 2에 표시된 선 A-B를 취한 단면도;
도 5a는 오일공급전 분사노즐의 단부를 도시한 도면이고, 도 5b는 오일공급시 분사노즐의 단부를 도시한 도면;
도 6a는 감지봉의 플랜지부가 감지센서에 접촉하기 전의 도면이고, 도 6b는 접촉상태를 도시한 도면;
도 7은 본 발명에 따른 표면결함 검출장치의 표면검사 완료상태를 도시한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 표면결함 검출장치의 검사작업 준비상태를 도시한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 표면결함 검출장치의 검사작업상태를 도시한 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
101 : 연삭기
102 : 지지대
107 : 탐촉자
201 : 이동모터
203 : 기어샤프트
205 : 이동블록
206 : 이동지지대
209 : 실린더
211 : 조립대
214 : 상하이동 실린더
303 : 감지 가이드
304 : 감지센서
401 : 회전모터
409 : 오일공급통
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 연삭기의 지지대에 의해서 양단이 회전가능하게 지지되어 표면연삭이 완료된 압연롤의 표면결함을 검출하기 위한 장치는 상기 지지대의 사이에 회전가능하게 설치된 스크류부재와, 스크류부재의 회전방향에 따라서 직선이동하도록 스크류부재에 장착되는 이동블록과, 상기 이동블록으로부터 상방으로 연장하고 상단부에는 조립대가 장착되어 있는 연장부재와, 조립대의 하부에 상하이동이 가능하게 제공되는 이동판과, 이동판의 하부에 회전가능하게 제공되고 외주면에는 소정간격으로 이격된 돌기형 오일분출구가 형성되어 있는 오일공급통과, 압연롤의 표면결함을 검출하기 위한 탐촉자를 지지할 수 있도록 상기 이동판의 하부에서 오일공급통의 후방에 제공된 지지대로 구성되어 상기 스크류부재가 회전하여 상기 이동블록이 이동하는 동안 상기 오일공급통이 회전하면서 압연롤의 표면에 접촉하는 오일분출구를 통해서 오일이 공급되고 탐촉자에 의해서 압연롤의 표면결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 동일 구성은 동일 도면번호를 부여한다.
압연롤의 평면연삭을 수행하기 위한 연삭기(101)의 양단에는 압연롤의 양단을 회전가능하게 지지하는 지지대(102)가 제공된다. 지지대(102)의 사이에는 스크류부재가 제공된다. 스크류부재는 오목홈을 갖는 'ㄷ'자 형상의 이동지지대(206)와, 이동지지대(206)의 오목홈 내부에 회전가능하게 삽입되는 기어샤프트(203)와, 기어샤프트(203)를 회전시키기 위한 회전모터(201)로 이루어진다. 이러한 스크류부재는 지지대(102)에 의해 양단이 지지되어 있는 압연롤(104)의 아래에 위치한다. 이동지지대(206)의 양단에 제공된 플랜지는 지지대(102)의 내측면에 부착된다. 기어샤프트(203)의 양단은 지지대(102)에 고정되어 있는 고정베어링(202)에 의해서 회전가능하게 지지되고, 기어샤프트(203)의 일측에는 지지대(102)의 측면에 장착된 회전모터(201)에 동력전달이 가능하게 연결된다.
스크류부재에는 기어샤프트(203)의 회전방향에 따라서 전후진이 가능한 이동블록(205)이 장착된다. 이러한 이동블록(205)은 기어샤프트(203)에 결합하는 블록체(205a)와, 블록체(205a)의 일측면에 나사결합하는 판상의 덮개(205b)와, 이동지지대(206)의 외부면을 감싸는 상태로 덮개(205b)에 결합하는 케이스(207)로 이루어진다. 케이스(207)는 이동지지대(206)의 외부면을 감싸도록 측방으로 연장하는 판상의 하부돌기와 소정간격으로 이격되고 관통구멍이 형성된 한 쌍의 상부돌기를 갖는다. 상기 상부돌기 각각의 상단에는 관통구멍이 형성된 상방돌기(207a)가 제공된다. 덮개(205b)의 상부중앙에는 절개홈이 제공된다. 상기 절개홈에는 하기에 설명하는 실린더(209)의 후방단이 삽입된다.
이때, 케이스(207)의 상부돌기 사이에는 실린더(209)가 삽입되고, 상부돌기의 관통구멍에는 실린더(209)의 후방에 형성된 구멍을 관통하는 고정봉(210)이 삽입된다. 상방돌기(207a)의 관통구멍에는 하기에 설명하는 조립대(211)의 본체로부터 원호형상의 하방으로 연장하는 연결부(211a)에 형성된 구멍을 관통하는 제1연결봉(208a)이 삽입된다. 그리고, 실린더(209)의 선단부에 형성된 관통구멍에는 연결부(211a)의 하단부에 형성된 구멍을 관통하는 제2연결봉(208b)이 삽입된다. 따라서, 고정봉(210)에 의해서 케이스(207)의 상부돌기에 고정되어 있는 실린더(209)가 길이신축동작을 수행하면, 조립대(211)의 연결부(211a)는 제1연결봉(208a)을 중심으로 하여 선회동작하게 된다.
또한, 연결부(211a)의 상단부로부터 연장하는 판상의 조립대(211)에는 복수개의 구멍이 천공되어 있다. 조립대(211)의 하부에는 이동판(212)이 제공된다. 이동판(212)에는 조립대(211)의 천공구멍에 대응하는 복수개의 천공구멍이 형성된다. 조립대(211)와 이동판(212)의 천공구멍들이 서로 일치하고 있는 상태에서, 조립대(211)의 상부에는 이동판(212)을 연결하는 가이드봉(213)과, 오일공급부를 회전시키기 위한 회전모터(401)와, 탐촉자(107)를 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동시키는 이동실린더(214)가 제공된다.
이때, 이동판(212)의 하부면에 장착되는 오일공급부는 하방으로 평행하게 연장하는 한 쌍의 플랜지를 갖는 조립판(402)과, 조립판(402)의 플랜지의 내측면에 회전가능하게 장착된 오일공급통(409)과, 오일공급통(409)을 회전모터(401)에 연결시키는 기어축(404)으로 구성된다. 기어축(404)에는 오일공급통(409)의 회전축에 형성된 기어와 기어결합하는 워엄기어가 제공된다. 오일공급통(409)은 오일주입구와 확인구가 제공된 중공형 원통형상의 구조를 갖고 외주연면에는 오일분사수단이 장착되는 복수개의 구멍이 형성된다. 상기 오일분사수단은 분사노즐(405)을 갖고, 분사노즐(405)의 분사구는 스프링(407)에 의해 탄성지지되는 볼(406)에 의해 폐쇄된다. 이때, 볼(406)이 지면에 접촉하여 눌려지면 분사노즐(405)의 분사구는 개방되는 반면에 볼(406)이 지면으로부터 이탈하면 스프링(407)의 탄성력을 받는 볼(406)은 분사노즐(405)의 분사구를 폐쇄시킨다.
또한, 이동판(212)의 하부면에서 오일공급부의 전방에는 압연롤(104)의 존재를 감지하는 감지수단이 제공된다. 감지수단은 이동판(212)의 하부면에 장착되는 중공형 감지가이드(303)와, 감지가이드(303)의 측면에 부착된 감지센서(304)와, 감지가이드(303)의 중공부에서 스프링(301)에 의해 탄성지지되는 플랜지부 및 플랜지부로부터 하방으로 연장하여 감지가이드(303)의 하부면에 형성된 구멍을 관통해서 외부로 돌출하는 돌출부를 갖는 감지봉(302)으로 구성된다. 감지가이드(303) 내에서 상하방향으로 이동가능한 감지봉(302)의 단부가 압연롤(104)의 표면에 접촉하여 눌려지면, 상방으로 이동하는 감지봉(302)의 플랜지부가 감지센서(304)에 접촉하여 압연롤(104)의 존재를 인식하게 된다. 그리고, 감지봉(302)이 압연롤(104)의 표면으로부터 이탈하게 되면 스프링(301)의 탄성력에 의해서 하방으로 이동하는 감지봉(302)의 플랜지부는 감지센서(304)로부터 분리된다.
그리고, 압연롤(104)의 표면결함을 검출하는 탐촉자(107)는 오일공급부의 후방에 위치한다. 이동판(212)의 하부에서 감지수단과, 오일공급부와, 탐촉자는 일직선 상태로 유지된다.
이하, 본 발명에 따른 압연롤 표면결함 검출장치의 작동 및 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 연삭기(101)의 지지대(102) 사이에는 이동지지대(206)가 설치되고, 이동지지대(206)의 요홈에는 기어샤프트(203)가 구동모터(201)에 연결된 상태로 제공된다. 이동지지대(206)의 외부면에는 기어샤프트(203)에 기어결합하고 있는 블록체(205a)를 갖는 이동블록(205)이 제공된다. 연삭기(101)에 압연롤이 장착되기 전에, 이동블록(205)은 이동지지대(206)의 일측단부, 즉 홈포지션에 위치한다. 상기 홈포지션에는 이동블록(205)에 결합되어 있는 케이스(207)의 측면을 감지하는 엔드센서(219)가 제공된다.
이때, 실린더(209)는 도 8에 도시된 바와 같이 신장된 상태로 유지되어 조립대(211)의 연결부(211a)는 제1연결봉(208a)을 중심으로 하여 시계방향으로 회전된 상태로 유지되어 압연롤의 탈장착 작업이 가능하게 된다. 그리고, 연삭기(101)에 장착된 압연롤(104)에 대한 표면연마작업이 완료된 후, 실린더(209)가 수축됨으로써 조립대(211)의 연결부(211a)는 도 9에 도시된 바와 같이 제1연결봉(208a)을 중심으로 반시계방향으로 회전하여 이동판(212)이 압연롤의 직상부에 위치하도록 한다.
이 후에, 상하이동 실린더(214)가 전진하면 이동판(212)은 하방으로 이동한다. 하방이동하는 감지봉(302)의 단부가 압연롤의 표면에 접촉한 후 감지봉(320)의 플랜지부가 감지센서(304)에 접촉하게 되면 상하이동 실린더(214)의 전진동작은 정지한다. 이때, 오일 공급용 볼(406)과 결함 검출용 탐촉자(107)는 압연롤(104)의 표면과 동일한 높이에 위치한다. 그리고, 구동모터(201)의 구동에 의하여 기어샤프트(203)가 회전하고 이와 연동하여 이동블록(205)은 이동지지대(206)의 타측단부를 향해 이동한다.
상술될 바와 같이, 감지봉(302)의 단부가 압연롤(104)의 표면에 접촉하고 이를 이동판(212)의 하부에 장착된 감지수단의 감지센서(304)가 인식하여 감지신호를 전송하면, 회전모터(401)의 가동이 개시된다. 이러한 회전모터(401)의 회전력은 기어축(404)을 경유해서 오일공급수단의 오일공급통(409)에 전달된다.
오일공급통(409)이 회전함에 따라 압연롤(104)의 표면에 접촉하는 분사노즐(405)을 통해서 오일이 공급된다. 즉, 오일공급통(409)의 회전에 의하여 분사노즐(405)의 분사구에 조립되어 돌출된 볼(406)이 압연롤(104)의 표면과 접촉할 때 볼(405)이 눌려지면서 오일공급통(409)에 보관된 오일(105)이 방울 형상으로 압연롤(104)의 표면에 공급된다. 오일공급통(409)의 후방에 설치된 탐촉자는 압연롤(104)의 표면을 손상시키지 않고 이동하면서 표면결함여부를 검사하게 된다. 이때, 탐촉자(107)에 의하여 검출된 정보는 연삭기(101)에 조립된 검출기(106)에 출력되므로 작업자는 이동하지 않고 출력된 정보를 통해서 압연롤의 표면결함여부를 확인하게 된다.
이동블록(205)이 이동지지대(206)의 타측단부에 근접하여 감지봉(302)이 압연롤(104)의 표면으로부터 이탈하면 스프링(301)의 탄성력에 의해서 감지봉(302)의 플랜지가 감지센서(304)로부터 분리된다. 이때, 회전모터(401)의 구동이 중지되어 오일공급통(409)의 회전도 정지된다. 이러한 상태에서도 이동블록(205)이 이동지지대(206)의 타측단부에 도달할 때까지, 즉 이동지지대(206)의 타측단부에 제공된 엔드센서에 케이스(207)의 측면이 접촉할 때까지 구동모터(201)는 계속 회전하고 탐촉자는 압연롤(104)의 표면결함을 계속 검사하게 된다.
그리고, 앤드센서에 케이스(207)의 측면이 접촉하게 되면, 이동모터(201)의 회전이 정지되고, 상하이동 실린더(214)는 후진하여 이동판(212)을 상부로 이동시킨다. 이때, 이동판(212)의 하부에 조립된 감지부와 오일 공급부는 압연롤(104)의 표면으로부터 분리되어 압연롤(104)의 표면에 대한 검사작업을 종료한다.
이 후에, 이동모터(201)가 역회전하여 이동블록(205)의 홈포지션으로 이동시킨다. 그리고, 실린더(209)가 신장됨으로써 압연롤의 표면결함 검출장치는 압연롤의 탈장착이 가능한 준비상태로 유지된다.
본 발명에 따르면, 압연롤의 표면 검사를 완전하게 하여 결함없고 청정한 압연롤이 압연 라인에 투입 되므로 압연제품의 정밀도가 향상되고, 압연 작업중에 압연롤에 남아 있는 결함에 의하여 발생하던 압연롤의 깨짐을 없애 원가절감과 라인 휴지 시간을 방지하는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 연삭기의 지지대에 의해서 양단이 회전가능하게 지지되어 표면연삭이 완료된 압연롤의 표면결함을 검출하는 탐촉자를 갖는 표면결함 검출장치에 있어서,
    상기 지지대의 사이에 회전가능하게 설치된 스크류부재와;
    스크류부재의 회전방향에 따라서 직선이동하도록 스크류부재에 장착되는 이동블록과;
    상기 이동블록으로부터 상방으로 연장하고 상단부에는 장착대가 장착되어 있는 연장부재와;
    상기 장착대의 하부에 회전가능하게 제공되고 외주면에는 압연롤의 표면에 접촉할 수 있는 복수개의 돌기형 오일배출부가 방사상으로 설치되어 있는 오일공급부재를 더 포함하여;
    상기 스크류부재가 회전하여 상기 이동블록이 이동하는 동안 상기 오일배출부가 상기 압연롤의 표면에 접촉하는 동안 오일이 상기 압연롤의 표면에 공급되고 상기 오일배출부가 상기 압연롤의 표면으로부터 이탈되면 오일공급이 중단되는 것을 특징으로 하는 압연롤의 표면결함 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일배출부는 오일분사노즐을 갖고, 상기 오일분사노즐의 단부는 스프링에 의해서 탄성지지되는 볼에 의해서 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 압연롤의 표면결함 검출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연장부재와 이동블록 사이에 길이신축이 가능하게 장착된 실린더를 더 포함하여, 상기 실린더의 신축동작에 의해서 상기 연장부재는 이동블록에 대해서 소정의 경사각으로 선회동작하는 것을 특징으로 하는 압연롤의 표면결함 검출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장착대의 하부에 장착되어 상기 압연롤을 감지하는 감지수단과, 상기 장착대의 상부에 장착되어 상기 오일공급부재를 회전시키는 회전모터를 더 포함하고, 상기 회전모터는 압연롤에 대한 상기 감지수단의 감지신호에 의해서 구동되는 것을 특징으로 하는 압연롤의 표면결함 검출장치.
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