KR20110108969A

KR20110108969A - 압연롤의 슬리브 조립장치 및 조립방법

Info

Publication number: KR20110108969A
Application number: KR1020100028493A
Authority: KR
Inventors: 김윤필; 배병철; 설진삼; 이문형; 지태윤
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-06
Also published as: KR101175440B1

Abstract

본 발명은 압연롤의 슬리브 조립장치 및 조립방법에 관한 것으로, 테이퍼부재의 상호 마주보는 테이퍼면을 이용하여 슬리브(20)를 승강시키는 슬리브승강장치(50)와, 상기 슬리브(20)에 고정된 가이드바(61)에 구비된 센서승강장치(60) 및 상기 센서승강장치(60)에 장착된 거리측정센서(70)를 이용하여, 먼저 슬리브(20)와 거리측정센서(70)의 센터를 일치시키고, 이어 슬리브(20)와 아버(10)의 센터를 일치시킴으로써 아버(10)에 슬리브(20)를 용이하게 조립할 수 있게 된다.
또한, 아버와 슬리브의 센터링이 정확하게 이루어짐으로써 슬리브 조립시 아버와 슬리브의 충돌에 의한 조립 지연과 부품의 손상이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

Description

압연롤의 슬리브 조립장치 및 조립방법{apparatus and method for assembling a sleeve of rolling roll}

본 발명은 압연롤의 슬리브 조립장치 및 조립방법에 관한 것으로, 아버에 슬리브를 보다 용이하게 삽입할 수 있도록 된 압연롤의 슬리브 조립장치 조립방법에 관한 것이다.

통상 압연롤은 압연을 행하는 표면의 재질이 보다 강인해야만 하므로 고강도 재질로 별도 제작한 슬리브를 아버에 삽입하여 제작하게 된다.

또한, 용도에 따라서 상기 슬리브가 다수의 슬리브로 구성된 경우도 있다.

어느 경우이든 정도의 차이는 있으나 상기 슬리브는 고중량이고, 또한 슬리브와 아버의 조립공차 즉, 슬리브 내경과 아버의 외경 사이의 공차 관리는 0.1mm 이하의 수준으로 정밀하게 관리되고 있기 때문에 상기 아버에 슬리브를 정확히 끼워 맞추어 삽입하는 것은 용이한 작업이 아니다.

본 발명은 아버에 슬리브를 조립할때 아버와 슬리브의 센터를 용이하게 맞출수 있게 되고, 그와 같이 일치된 센터를 유지하면서 슬리브를 전진시켜 아버에 슬리브를 매우 용이하게 조립할 수 있도록 된 압연롤의 슬리브 조립장치 및 조립방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립장치는,

아버고정장치에 고정된 아버의 센터홀에 좌우방향으로 센터링되도록 바닥에 고정 설치된 레일과;

상기 레일을 따라 전후진하는 대차와;

상기 대차에 장착된 슬리브승강장치와;

상기 슬리브승강장치에 올려진 슬리브에 고정된 가이드바와;

상기 가이드바의 후단부에 설치되어 수직 승강되는 센서승강장치와;

상기 센서승강장치의 정면에 장착된 거리측정센서 및;

상기 거리측정센서의 측정값을 이용하여 상기 센서승강장치를 작동시켜 상기 거리측정센서와 상기 슬리브를 센터링하고, 상기 슬리브승강장치를 작동시켜 상기 거리측정센서와 상기 슬리브 및 상기 아버의 센터홀을 센터링하는 전자제어유니트;

를 포함한다.

또한, 상기 슬리브승강장치는 상기 대차의 상면에서 상부슬라이딩레일과 하부슬라이딩레일을 매개로 좌우방향으로 이동하고, 서로 마주보는 테이퍼면이 형성된 양쪽 테이퍼부재와;

상기 양쪽 테이퍼부재를 관통하여 나선결합되되, 각 테이퍼부재와의 나선결합 방향이 반대로 형성된 나선봉과;

상기 나선봉을 기어를 매개로 구동하는 모터;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드바는 앞쪽 단부가 하방이 개구된 디귿자 형상으로 형성되고, 상기 앞쪽 단부가 슬리브의 하부 몸체를 둘러싸는 상태로 외삽되어 슬리브에 고정된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립방법은,

슬리브승강장치의 양쪽 테이퍼부재에 슬리브을 올려 놓는 슬리브 안착단계와;

센서승강장치를 상승시키는 센서승강장치 상승단계와;

상기 센서승강장치에 장착된 거리측정센서로 슬리브홀의 저점과 고점을 감지하는 슬리브홀 감지단계와;

상기 슬리브홀의 센터 높이를 계산하는 슬리브홀 센터위치 산출단계와;

상기 센서승강장치를 하강시켜 산출된 슬리브홀 센터위치로 이동시키는 센서 센터링 단계와;

상기 슬리브승강장치를 작동시켜 슬리브와 거리측정센서를 상승시키는 슬리브 및 센서 상승단계와;

상기 거리측정센서의 상승 중에 아버의 센터홀 센터 위치를 감지하는 아버 센터홀 센터 감지단계와;

아버 센터홀의 센터가 감지됨과 동시에 슬리브 승강장치를 정지시켜서 아버 센터홀의 센터와 슬리브의 센터를 일치시키는 슬리브 센터링 단계와;

대차를 전진시켜 아버에 슬리브를 외삽하는 슬리브 외삽단계;

를 포함한다.

또한, 상기 슬리브홀 센터 위치 산출단계에서 슬리브홀 센터(SC)의 높이는, 슬리브홀 센터(SC) = 저점(H1) + (고점(H2)-저점(H1))/2의 관계식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아버 센터홀 센터 감지단계에서 아버 센터홀의 센터 위치는, 상기 거리측정센서에서 나중에 측정된 거리(D2) - 먼저 측정된 거리(D1) < 0 이 되는 순간의 위치인 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,

아버와 슬리브의 센터가 자동으로 일치되므로 아버와 슬리브의 센터링이 신속하고 용이하게 이루어진다.

또한, 아버와 슬리브의 센터링이 정확하게 이루어짐으로써 슬리브 조립시 아버와 슬리브의 충돌에 의한 조립 지연과 부품의 손상이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 대차에 의해 슬리브가 정확히 이동하여 조립되므로 작업자가 부상을 입을 우려가 없어 안전성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립장치의 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립장치의 제어 관계를 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립장치의 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 압연롤의 슬리브 조립방법의 구성을 나타낸 순서도,
도 5는 아버 단부에 형성된 센터홀의 센터를 감지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 슬리브(20)가 조립될 아버(10)는 아버고정장치(10)에 의해 일단이 고정되어 있다. 따라서, 아버고정장치(10)에 잡혀 있지 않은 타단부를 통해 슬리브(20)를 외삽하여 아버(10)에 슬리브(20)를 조립하게 된다.

본 발명에 따른 슬리브 조립장치는, 레일(30)을 따라 전후진되는 대차(40)와, 상기 대차(40)의 상부에 설치된 슬리브승강장치(50)와, 상기 슬리브승강장치(50)에 놓여진 슬리브(20)에 설치되는 가이드바(61)와, 상기 가이드바(61)에 설치된 센서승강장치(60) 및 상기 센서승강장치(60)에 장착된 거리측정센서(70)를 포함한다.

또한, 본 발명은 도 2와 같이 상기 거리측정센서(70)로부터 전달된 측정값에 근거하여 상기 슬리브승강장치(50)와 센서승강장치(60)의 작동을 제어하는 전자제어유니트(100)를 더 포함한다.

상기 대차(40)는 레일용 바퀴를 구비하여 바닥에 설치된 레일(30)을 따라 전후 이동된다.

또한, 상기 레일(30)은 상기 레일(30)에 올려진 대차(40) 및 상기 대차(40)에 설치된 슬리브승강장치(50), 그리고 상기 슬리브승강장치(50)에 올려지는 슬리브(20)의 좌우방향으로의 중심이 모두 상기 아버고정장치(5)에 고정된 아버(10)의 좌우방향 중심과 일치하도록 세팅된다.

상기 슬리브승강장치(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 정면에서 보아 상면에 대차 중심을 기준으로 각각 양쪽에 위치한 테이퍼부재(51,52)와, 상기 테이퍼부재(51,52)를 관통하여 나사결합된 나선봉(53)과, 상기 나선봉(53)을 회동시키는 모터(55)를 포함한다.

상기 테이퍼부재(51,52)는 서로 마주보는 쪽의 상부 모서리부분이 테이퍼면(51a,52a)으로 형성되어 있다. 양쪽 테이퍼면(51a,52a)은 양쪽 테이퍼부재(51,52) 사이의 세로 방향 중심선을 기준으로 축대칭된 형상 즉, V자 형상을 이루도록 형성된다.

상기 양쪽 테이퍼면(51a,52a)에 지지되도록 양자의 사이에 슬리브(20)가 놓여지게 된다.

한편, 상기 나선봉(53)의 일측 단부에는 종동기어(54)가 장착되고, 상기 대차(40)의 일측부에 장착된 상기 모터(55)의 구동축에 구동기어(55)가 장착되며, 상기 구동기어(55)와 종동기어(54)는 치합된다.

또한, 상기 나선봉(53)은 상기 세로방향 중심선을 기준으로 양쪽의 나선부(53a,53b)가 서로 반대의 나선방향을 가지도록 형성된다.

상기 양쪽 나선부(53a,53b)와 나선 결합되는 양쪽 테이퍼부재(51,52)의 나선홀도 상기 나선부(53a,53b)와 마찬가지로 반대 방향의 나선방향을 가진다.

따라서, 상기 모터(55)의 작동방향에 따라 상기 나선봉(53)의 회전방향이 반대로 전환되고, 그에 따라 상기 테이퍼부재(51,52)가 서로 접근하는 방향으로 이동하거나 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.

상기 양쪽 테이퍼부재(51,52)의 하면에는 상부슬라이딩레일(58)이 장착되고, 상기 대차(40)의 상면에는 하부슬라이딩레일(57)이 장착되어 상기 상부슬라이딩레일(58)이 상기 하부슬라이딩레일(57)에 슬라이딩 가능한 상태로 결합됨으로써 대차(40)의 상면에서 상기 좌우측 테이퍼부재(51,52)는 좌우방향으로 원활하게 이동 가능하다.

한편, 상기 센서승강장치(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 슬리브(20)에 설치되는 가이드바(61)에 설치된다.

상기 가이드바(61)는 앞쪽 단부가 상기 슬리브(20)의 내경부 즉, 슬리브홀(21)로 삽입되어 슬리브홀(21)의 저면부를 감싸는 방식으로 고정되도록 되어 있다.

즉, 가이드바(61)의 앞쪽 단부가 하방으로 열려진 디귿자 형상으로 이루어져 상기 슬리브(20)의 하부 몸체 부분을 감싸도록 끼워져 설치 위치를 유지할 수 있도록 되어 있다.

볼트 형식의 별도의 클래핑 수단을 이용하여 상기 가이드바(61)의 앞쪽 단부를 슬리브(20)에 견고히 고정할 수도 있다.

한편, 상기 가이드바(61)의 후단은 대차(40)의 후방(도면상 오른쪽 방향)으로 연장되다가 수직 상방으로 절곡 연장 성형되어 있다.

상기 가이드바(61)의 수직 부분에 상기 센서승강장치(60)가 설치되며, 상기 센서승강장치(60)의 정면 즉, 슬리브(20)쪽 면에 상기 거리측정센서(70)가 장착된다.

상기 센서승강장치(60)는 모터에 의해 구동되는 일반적인 리니어타입 이송수단으로서 상세한 구성에 대한 설명은 생략한다.

즉, 상기 센서승강장치(60)는 상기 가이드바(61)의 후단 수직 부분에서 상하로 이동한다.

이제, 상기와 같은 구성으로 이루어진 슬리브 조립장치를 이용하여 슬리브를 조립하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 슬리브 조립방법은 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저 상기 슬리브승강장치(50)의 양쪽 테이퍼부재(51,52)의 테이퍼면(51a,52a)에 조립하고자 하는 슬리브(20)를 올려 놓는다.(슬리브안착단계;S1)

이때 전술한 바와 같이, 상기 슬리브(20)가 외삽될 아버(10)는 레일(30)의 전방쪽에 위치한 아버고정장치(5)에 의해 고정되어 있다.

이후, 상기 전자제어유니트(100)에 의해 상기 센서승강장치(60)가 작동되어 상기 센서승강장치(60)가 가이드바(61)의 하부로부터 상부로 이동한다.(센서승강장치 상승단계;S2)

상기 센서승강장치 상승단계(S2)가 수행되는 중에 상기 거리측정센서(70)는 센서와 슬리브 사이의 거리가 급변하는 지점을 찾아서 먼저 찾은 지점을 슬리브홀(21)의 저점(H1)으로 인식하고, 나중에 찾은 지점을 고점(H2)으로 인식한다.(슬리브홀 감지단계;S3)

즉, 상기 거리측정센서(70)가 슬리브 몸체에서 슬리브홀로 접어들때 측정값이 급변하므로 저점(H1)이 인식될 수 있고, 계속 상승이 지속되면서 슬리브홀에서 슬리브몸체로 접어들때 측정값이 다시 급변하므로 고점(H2)이 인식될 수 있는 것이다.

상기 단계에서 슬리브홀의 저점(H1)과 고점(H2)의 높이가 감지됐으면 다음 식, 슬리브홀 센터(SC) = 저점(H1) + (고점(H2)-저점(H1))/2, 에 의하여 슬리브홀(21)의 센터 높이를 계산한다.(슬리브홀 센터 위치 산출단계;S4)

이후, 상기 센서승강장치(60)가 하강하여 상기 단계(S4)에서 산출된 슬리브홀 센터 위치로 이동하여 정지한다. 즉, 상기 거리측정센서(70)와 슬리브(20)의 중심을 서로 일치시키는 것이다.(센서 센터링 단계;S5)

상기와 같이 거리측정센서(70)가 슬리브(20)의 중심에 센터링된 이후에는 상기 슬리브승강장치(50)가 작동된다.

즉, 상기 모터(55)가 구동되어 상기 나선봉(53)이 회전됨으로써 상기 테이퍼부재(51,52)가 상호 가까워지는 상태로 이동하게 된다. 상기와 같이 양쪽 테이퍼부재(51,52)가 접근하게 되면 상기 테이퍼면(51a,52a) 사이의 간격이 좁아짐으로써 그 사이에 놓여진 슬리브(20)가 상승하게 된다. 이때 상기 거리측정센서(70)는 상기 슬리브(20)쪽에 고정되어 있으므로 슬리브(20)의 상승과 더불어 동일한 양 상승된다.(슬리브 및 센서 상승단계;S6)

상기와 같이 슬리브(20)와 함게 거리측정센서(70)가 상승하면서 상기 거리측정센서(70)는 아버(10)의 센터홀(11)을 감지하여 아버 센터홀의 센터(AC)를 찾는다.(아버 센터홀 센터 감지단계;S7)

아버 센터홀의 센터 감지는 다음과 같이 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 거리측정센서(70)는 상승하는 동안 아버(10)의 단면 변화를 인지하게 된다.

센서와 아버 단부면까지의 거리를 실시간으로 측정하면서 상승하므로 센터홀(11)의 하부 경사면(11a)을 지날때 측정거리가 점차 증가되고, 센터홀(11)의 저점(즉, 센터)을 지나서 상부 경사면(11c)으로 진입하는 순간 측정거리가 다시 감소하게 된다.

따라서, 시간 경과에 따라서 나중에 측정된 거리(D2)와 먼저 측정된 거리(D1)의 차가 0 보다 작아지는 순간이 바로 센터홀(11)의 센터 위치인 것이다.

즉, 나중에 측정된 거리(D2) - 먼저 측정된 거리(D1) < 0 이 되는 순간의 위치를 아버 센터홀의 센터(AC) 위치로 인식하는 것이다.

상기 단계(S7)에서 아버 센터홀의 센터(AC)가 감지되는 순간 상기 슬리브 승강장치(50)의 작동을 정지시켜 슬리브(20)의 센터와 아버 센터홀(11)의 센터를 일치시킨다.(슬리브 센터링 단계;S8)

상기 슬리브(20)의 센터와 거리측정센서(70)의 센터링이 이미 이루어진 상태이므로 거리측정센서(70)를 상기 아버 센터홀(11)의 센터에 맞추면 자동으로 상기 슬리브(20)의 센터와 아버 센터홀(11)의 센터가 일치된다.

전술한 바와 같이, 레일(30)의 세팅 위치에 의해 상기 슬리브(20)와 아버 센터홀(11) 센터의 좌우방향 위치는 이미 일치해 있는 상황이므로, 상기와 같이 상하방향의 센터 위치가 일치하게 되면 아버(10)와 슬리브(20)는 정확히 센터링 되었다.

따라서, 이제 상기 대차(40)를 레일(30)을 따라 전진시키면 상기 슬리브(20)가 아버(10)에 간섭없이 정확하게 외삽될 수 있게 된다.(슬리브 외삽단계;S9)

이상 설명한 바와 같이, 아버(10)와 슬리브(20)의 센터링이 자동으로 정확히 이루어지고, 센터링 후 슬리브(20)가 대차(30)에 의해 전진하면서 아버(10)에 외삽됨으로써 아버(10)에 슬리브(20)를 조립하는 작업이 매우 간편하고 용이하게 이루어지게 된다.

따라서, 슬리브 조립작업 중에 슬리브와 아버의 간섭 충돌에 의해 부품이 손상되는 현상이 발생하지 않고, 또한 작업자의 부상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

5 : 아버고정장치 10 : 아버
11 : 센터홀 20 : 슬리브
21 : 슬리브홀 30 : 레일
40 : 대차 50 : 슬리브승강장치
51,52 : 테이퍼부재 51a,52a : 테이퍼면
53 : 나선봉 54 : 종동기어
55 : 모터 56 : 구동기어
57 : 하부슬라이딩레일 58 : 상부슬라이딩레일
60 : 센서승강장치 61 : 가이드바
70 : 거리측정센서 100 : 전자제어유니트

Claims

아버고정장치에 고정된 아버의 센터홀에 좌우방향으로 센터링되도록 바닥에 고정 설치된 레일과;
상기 레일을 따라 전후진하는 대차와;
상기 대차에 장착된 슬리브승강장치와;
상기 슬리브승강장치에 올려진 슬리브에 고정된 가이드바와;
상기 가이드바의 후단부에 설치되어 수직 승강되는 센서승강장치와;
상기 센서승강장치의 정면에 장착된 거리측정센서 및;
상기 거리측정센서의 측정값을 이용하여 상기 센서승강장치를 작동시켜 상기 거리측정센서와 상기 슬리브를 센터링하고, 상기 슬리브승강장치를 작동시켜 상기 거리측정센서와 상기 슬리브 및 상기 아버의 센터홀을 센터링하는 전자제어유니트;
를 포함하는 압연롤의 슬리브 조립장치.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브승강장치는 상기 대차의 상면에서 상부슬라이딩레일과 하부슬라이딩레일을 매개로 좌우방향으로 이동하고, 서로 마주보는 테이퍼면이 형성된 양쪽 테이퍼부재와;
상기 양쪽 테이퍼부재를 관통하여 나선결합되되, 각 테이퍼부재와의 나선결합 방향이 반대로 형성된 나선봉과;
상기 나선봉을 기어를 매개로 구동하는 모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤의 슬리브 조립장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드바는 앞쪽 단부가 하방이 개구된 디귿자 형상으로 형성되고, 상기 앞쪽 단부가 슬리브의 하부 몸체를 둘러싸는 상태로 외삽되어 슬리브에 고정된 것을 특징으로 하는 압연롤의 슬리브 조립장치.
슬리브승강장치의 양쪽 테이퍼부재에 슬리브을 올려 놓는 슬리브 안착단계와;
센서승강장치를 상승시키는 센서승강장치 상승단계와;
상기 센서승강장치에 장착된 거리측정센서로 슬리브홀의 저점과 고점을 감지하는 슬리브홀 감지단계와;
상기 슬리브홀의 센터 높이를 계산하는 슬리브홀 센터위치 산출단계와;
상기 센서승강장치를 하강시켜 산출된 슬리브홀 센터위치로 이동시키는 센서 센터링 단계와;
상기 슬리브승강장치를 작동시켜 슬리브와 거리측정센서를 상승시키는 슬리브 및 센서 상승단계와;
상기 거리측정센서의 상승 중에 아버의 센터홀 센터 위치를 감지하는 아버 센터홀 센터 감지단계와;
아버 센터홀의 센터가 감지됨과 동시에 슬리브 승강장치를 정지시켜서 아버 센터홀의 센터와 슬리브의 센터를 일치시키는 슬리브 센터링 단계와;
대차를 전진시켜 아버에 슬리브를 외삽하는 슬리브 외삽단계;
를 포함하는 압연롤의 슬리브 조립방법.
청구항 4에 있어서,
상기 슬리브홀 센터 위치 산출단계에서 슬리브홀 센터(SC)의 높이는, 슬리브홀 센터(SC) = 저점(H1) + (고점(H2)-저점(H1))/2의 관계식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 압연롤의 슬리브 조립방법.
청구항 4에 있어서,
상기 아버 센터홀 센터 감지단계에서 아버 센터홀의 센터 위치는, 상기 거리측정센서에서 나중에 측정된 거리(D2) - 먼저 측정된 거리(D1) < 0 이 되는 순간의 위치인 것을 특징으로 하는 압연롤의 슬리브 조립방법.