KR20110010513A

KR20110010513A - 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치

Info

Publication number: KR20110010513A
Application number: KR1020090068112A
Authority: KR
Inventors: 신현장
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-01
Also published as: KR101159912B1

Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 압연스탠드의 상하부 압연롤간의 배열 일치정도를 측정하기 위한 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치는 압연스탠드의 상하부 압연롤 중 어느 하나의 작업롤 표면으로 레이저를 조사하는 레이저 발생기; 레이저 발생기에서 조사된 레이저를 적어도 두 방향으로 분할하는 레이저 분할부; 레이저 분할부로 분산된 어느 한 레이저를 받아 상하부 압연롤 중 다른 하나의 압연롤 표면으로 레이저를 반사시키는 레이저 반사부; 레이저 발생기에서 조사된 후 상하부 압연롤의 표면에 각각 반사되고, 레이저 반사부 및 레이저 분할부를 통해 되돌아오는 레이저들을 순차적으로 수광하는 레이저 수광기; 및 레이저 수광기에서 수광된 레이저들을 근거로 상하부 작업롤의 정렬 상태를 검출하는 정렬 연산수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치{APPARATUS FOR ALIGNMENT MEASURING OF ROLLING ROLL USING LASER}

본 발명은 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 압연스탠드의 상하부 압연롤간의 배열 일치정도를 측정하기 위한 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압연공정의 기본이 되는 열간압연공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 조압연, 중간압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.

이러한 압연공정에 소재를 압연하는 압연스탠드에 압연롤들을 장착하기 전에 상하부 압연롤간의 배열을 일치시키기 위한 정렬 공정을 거치게 된다. 상하부 압연롤의 정렬은 추후 압연스탠드에서의 압연시 정밀도를 좌우하는 중요한 요소이다.

종래에는 이러한 압연롤들의 배열을 일치시키기 위해 복잡한 구성을 갖는 기계적인 정렬 장치 또는 작업자의 수동 측정 방식에 의해서 상하부 압연롤의 정렬을 조정하였다.

그러나, 종래에 따른 정렬 방식은 압연롤의 종류 및 크기에 따라 영향을 많이 받기 때문에 정확성이 떨어지고 그에 따라 오차가 발생하게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압연스탠드의 상하부 압연롤 각각에 대한 거리를 레이저를 이용하여 측정하고 이를 통해 압연롤들의 배열 일치 정도를 측정하는 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치를 제공함에 있다.

또, 레이저 분할부는, 레이저 발생기와 마주보게 배치되고, 레이저 발생기에 서 조사되는 레이저를 서로 직각으로 분할시여 통과시키는 것이 바람직하다.

또, 레이저 반사부는 레이저 분할부와 평행하게 배치되고, 레이저 분할부를 통과하여 입사되는 레이저를 직각으로 반사시키는 것이 바람직하다.

또, 정렬 연산수단은, 레이저 발생기로부터 조사된 후 레이저 수광기로 입사된 시간차를 근거로 상하부 압연롤의 정렬 상태를 검출하는 것이 바람직하다.

본 발명은 판재의 이동 중 진동에 의한 오차를 효과적으로 제거하여 정확한 측정 값을 제공하여 제조된 판재의 품질 관리가 용이하고, 품질 관리를 통해 판재 품질을 향상시킬 수 있고, 생산성을 증대시킬 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치의 구성을 계략적으로 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 압연롤 정렬 상태에 따른 정 렬 측정예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치의 동작 순서를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치는 압연스탠드의 상하부 압연롤(1, 2) 중 어느 하나의 압연롤(1) 표면으로 레이저를 조사하는 레이저 발생기(12), 레이저 발생기(12)에서 조사된 레이저를 적어도 두 방향으로 분할하는 레이저 분할부(30), 레이저 분할부(30)로 분산된 어느 한 레이저를 받아 상하부 압연롤(1,2) 중 다른 하나의 압연롤(2) 표면으로 레이저를 반사시키는 레이저 반사부(40), 레이저 발생기(12)에서 조사된 후 상하부 압연롤(1, 2)의 표면에 각각 반사되고, 레이저 반사부(40) 및 레이저 분할부(30)를 통해 되돌아오는 레이저들을 순차적으로 수광하는 레이저 수광기(14), 레이저 수광기(14)에서 수광된 레이저들을 근거로 상하부 작업롤의 정렬 상태를 검출하는 정렬 연산수단(100)을 포함하여 구성된다.

본 발명에서서 레이저 발생기(12)는 발진된 레이저를 연속적으로 상부 또는 하부 압연롤(1, 2)의 측면에 조사하고, 해당 압연롤의 측면에 조사된 후 반사된 레이저는 레이저 수광기(14) 내부의 이미지 센서(미도시)로 결상되게 된다. 이에 따라 정렬 연산수단(100)은 압연롤의 표면에서 반사된 후 순차적으로 수광되는 레이저들 간의 광편차를 근거로 상하부 압연롤(1, 2)의 배열상태를 측정하게 된다. 이러한 레이저 조사 및 수광에 대한 구성은 당업계에 종사하는 자라면 공지된 사항으 로부터 용이하게 이해될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

레이저 분할부(30)는, 레이저 발생기(12)에서 조사된 레이저의 일부를 통과시키고, 다른 일부의 레이저의 방향을 변경 반사하여 적어도 두개 이상의 빛으로 분할하게 된다.

여기서, 레이저 분할부(30)는 레이저 발생기(12)와 마주보게 배치되고, 레이저 발생기(12)에서 조사되는 레이저를 서로 직각으로 분할시여 통과시키도록 구성된다. 레이저 발생기(12)는 레이저 발생기(12)에서 조사된 레이저 일부를 진행 방향으로 통과시키고, 레이저의 나머지 부분을 입사된 레이저의 진행 방향에 대해 90ㅀ반사하여 두개의 빛으로 분할하는 것을 기본으로 한다.

따라서, 레이저 분할부(30)가 도 1에 예시된 것처럼 상부 압연롤에 대향되게 배치된 경우, 레이저 분할부(30)는 레이저 발생기(12)에서 발생된 레이저를 통과시켜 상부 압연롤(1)의 표면으로 조사되도록 하나의 광 패스를 형성한다. 또 레이저 분할부(30)는 상부 압연롤의 표면에서 반사되어 재입사되는 레이저를 레이저 수광기(14)로 유입시키도록 광 패스를 형성한다.

또, 레이저 반사부(40)는 레이저 분할부(30)와 평행하게 배치되고, 레이저 분할부(30)를 통과하여 입사되는 레이저를 직각으로 반사시키도록 구성된다. 즉, 레이저 반사부(40)는 레이저 분할부(30)에서 분할되어 입사되는 레이저를 재차 그 진행 방향에 대해 90ㅀ반사시켜 하부 압연롤(2)의 표면으로 진행시킨다.

따라서, 레이저 분할부(30)는 레이저가 유입되는 반사면이 레이저 반사부에 대향되고 배치되고, 레이저 반사부(40)는 레이저가 유입되는 반사면이 하부 압연롤 의 표면과 45ㅀ 경사지게 배치되어 레이저 발생기(12)에서 발생된 레이저를 하부 압연롤로 입사되도록 추가적인 광 패스를 형성하게 된다. 또, 레이저 반사부(40)는 하부 압연롤의 표면에서 반사되어 재입사되는 레이저를 재차 레이저 분할부(30) 방향으로 반사키고, 레이저 분할부(30)는 재차 해당 레이저를 레이저 수광기(14)로 유입시키도록 광 패스를 형성한다. 이를 통해 하나의 레이저 발생기(12)를 이용하여 두 개의 대상물, 즉 상하부 압연롤에 대한 배열을 검지할 수 있게 된다.

정렬 연산수단(100)은, 도 2를 참조하면, 레이저 발생기(12)로부터 조사된 후 레이저 수광기(14)로 입사된 시간차를 근거로 상하부 압연롤(1, 2)의 정렬 상태를 검출하게 된다. 즉, 정렬 연산수단(100)은 도 2에 예시된 것처럼 상하부 압연롤(1, 2) 간에 배열 오차가 있게 되면, 상술한 방식으로 상하부 압연롤(1, 2)에 각각 입사된 후 반사되어 입사된 레이저를 근거로 편차를 산출하고 그에 따라 상하부 압연롤(1,2)간의 비정렬 상태를 검출하게 된다. 여기서, 도 2에서 'a'는 하부 압연롤(2)의 위치, 'b'는 상부 압연롤(1)의 위치를 나타내고, 도표는 이때 검출되는 상부 압연롤(1)에 대한 레이저 검출값(L1) 및 하부 압연롤(2)에 대한 레이저 ??출값(L2) 간의 편차를 예시한 것이다.

또, 도 3을 참조하면, 정렬 연산수단(100)은, 도 3에 예시된 것처럼 상하부 압연롤(1, 2) 간에 배열 오차가 없을 경우, 상술한 방식으로 상하부 압연롤(1,2)에 입사된 후 반사되는 레이저를 근거로 상하부 압연롤(1,2)간의 정렬 상태를 검출하게 된다. 여기서, 도 3에서 'a'는 하부 압연롤(2)의 위치, 'b'는 상부 압연롤(1)의 위치를 나타내고, 도표는 이때 검출되는 상부 압연롤(1)에 대한 레이저 검출값(L1) 및 하부 압연롤(2)에 대한 레이저 검출값(L2) 간의 일치를 예시한 것이다.

한편 본 발명에 따라 압연기의 상하부 압연롤에 대한 배열 상태를 검출한 후 상하부 압연롤의 정렬 조정을 위한 구성은 공지된 사항이므로 이에 대한 설명은 생락하도록 한다.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 4를 참조하면, 레이저 발생기(12)는 발진된 레이저를 연속적으로 상부 압연롤(1)의 측면에 조사한다(S10). 이어 레이저 수광기(14)는 상부 압연롤(1)의 측면에 조사된 후 반사된 레이저를 수광하게 된다(S20).

이에 따라 정렬 연산수단(100)은, 레이저 발생기(12)로부터 조사된 후 레이저 수광기(14)로 입사된 시간차(편차) 발생 여부를 판단하게 된다(S30). 이때, 정렬 연산수단(100)은 상술한 바와 같이 도 2에 예시된 것처럼 상하부 압연롤(1, 2) 간에 배열 오차가 있게 되면(S30, Yes), 상술한 방식으로 상하부 압연롤(1, 2)에 입사된 후 반사되는 레이저를 근거로 편차를 산출한다(S40). 이를 통해 정렬 연산수단(100)은 상하부 압연롤(1, 2)간의 비정렬 상태를 검출하여 해당 검출 결과를 외부로 송출하여 상하부 압연롤(1,2)의 정렬을 조정하도록 하게 된다(S50).

한편, 정렬 연산수단(100)은, 도 3에 예시된 것처럼 상하부 압연롤(1, 2) 간 에 배열 오차가 없을 경우(S30; No), 상술한 방식으로 상하부 압연롤(1,2)에 입사된 후 반사되는 레이저를 근거로 상하부 압연롤(1,2)간의 정렬 상태를 검출하여 해당 검출 결과를 외부로 송출하여 상하부 압연롤(1,2)의 정렬 정상 상태임을 알리게 된다.

본 발명에서는 상하부 압연롤의 배열 측정시 조사 및 반사된 레이저간의 광 편차 또는 시간 편차를 예롤 설명하였으나 편차를 검출할 수 있는 것이라면 파장의 회절 등을 포함하는 어떠한 검출 방식도 가능할 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치의 구성을 계략적으로 도시한 도면.

도 2 및 도 3은 압연롤 정렬 상태에 따른 정렬 측정예를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정장치의 동작 순서를 도시한 도면.

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1, 2 : 상하부 압연롤

12 : 레이저 발생기 14 : 레이저 수광기

30 : 레이저 분할부 40 : 레이저 반사부

100 : 정렬 연산수단

Claims

압연스탠드의 상하부 압연롤 중 어느 하나의 작업롤 표면으로 레이저를 조사하는 레이저 발생기;

상기 레이저 발생기에서 조사된 레이저를 적어도 두 방향으로 분할하는 레이저 분할부;

상기 레이저 분할부로 분산된 어느 한 레이저를 받아 상하부 압연롤 중 다른 하나의 압연롤 표면으로 레이저를 반사시키는 레이저 반사부;

상기 레이저 발생기에서 조사된 후 상기 상하부 압연롤의 표면에 각각 반사되고, 상기 레이저 반사부 및 레이저 분할부를 통해 되돌아오는 레이저들을 순차적으로 수광하는 레이저 수광기; 및

상기 레이저 수광기에서 수광된 레이저들을 근거로 상기 상하부 작업롤의 정렬 상태를 검출하는 정렬 연산수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 압연롤 정렬 측정 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 레이저 분할부는, 상기 레이저 발생기와 마주보게 배치되고, 상기 레이저 발생기에서 조사되는 레이저를 서로 직각으로 분할시여 통과시키는 것을 특징으로 하는 압연롤 정렬 측정 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 레이저 반사부는 상기 레이저 분할부와 평행하게 배치되고, 상기 레이저 분할부를 통과하여 입사되는 레이저를 직각으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 압연롤 정렬 측정 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

상기 정렬 연산수단은,

상기 레이저 발생기로부터 조사된 후 상기 레이저 수광기로 입사된 시간차를 근거로 상기 상하부 압연롤의 정렬 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 압연롤 정렬 측정 장치.