KR20140100103A - 스트립 끝단 위치 제어장치 및 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하부 핀치롤을 통과하여 권취롤에 감기는 스트립 끝단의 위치를 제어하는 장치에 있어서,
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격 설치되며, 상기 스트립의 끝단를 감지한 제1감지신호를 생성 및 송신하는 제1감지센서와;
상기 스트립의 일측에 설치되며 상기 스트립의 이동속도(v)를 측정 및 송신하는 속도센서와;
상기 제1감지센서 및 상기 속도센서에 연결되며, 상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 제1감지신호 및 상기 이동속도(v)를 수신하며, 상기 제1감지신호를 수신하고 시간 t₁= l/v 이 경과시 상기 권취롤을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격 설치되며, 상기 스트립의 끝단를 감지한 제1감지신호를 생성 및 송신하는 제1감지센서와;
상기 스트립의 일측에 설치되며 상기 스트립의 이동속도(v)를 측정 및 송신하는 속도센서와;
상기 제1감지센서 및 상기 속도센서에 연결되며, 상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 제1감지신호 및 상기 이동속도(v)를 수신하며, 상기 제1감지신호를 수신하고 시간 t₁= l/v 이 경과시 상기 권취롤을 제어하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스트립 끝단 위치 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권취 작업의 종료시점에 스트립 끝단이 권취롤의 기설정된 위치에 오도록 함으로써 권취기에서 코일 인출시 스트립 끝단이 풀리는 것을 방지할 수 있는 스트립 끝단 위치 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 열연 강판을 제조하는 열간 압연 공정은, 제강 공정에서 연속주조기로부터 공급받은 슬라브(slab)를 가열로에서 소정의 온도로 가열 및 균열시킨 후 폭 압연 및 두께 압연을 실시하여 바(bar) 상태로 만들고, 이어 상기 바(bar)를 다수개의 스탠드를 사용하는 사상압연기에서 원하는 규격의 스트립(strip)으로 압연한 후 최종 스탠드를 통과한 스트립을 런 아웃 테이블(run out table)의 라미나 플로우(lamina flower)에서 냉각하는 과정을 거쳐 소정의 기계적 성질을 확보시킨 후 권취기에서 권취하여 두루마리 형태의 코일(coil) 제품으로 생산하는 것이다.
여기서, 권취 공정은 열간압연이 종료된 스트립(Strip)을 감아 코일(Coil)형태로 만드는 공정이다. 이 공정에서는 맨드렐(Mandrel)이라고 부르는 축을 이용하여 코일을 감아 돌리면서 권취를 실시하는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 권취 종료시점에 스트립 끝단(Tail End)의 위치가 정상위치 또는 불량위치에 위치하게 하느냐에 따라 정상 권취 종료 또는 권취 실패에 의한 라인 이상(Line Trouble)으로 나뉘게 된다.
이러한 스트립 끝단(Tail End)의 종료위치를 제어하는 기술을 ATC(Auto Tail Control)라고 하며, ATC제어를 이용하여 맨드렐(Mandrel)의 Speed 감속 및 정지를 제어함으로써 스트립 끝단의 위치를 맞추게 된다. 이때, ATC제어의 시작 시점은 스트립 끝단이 핀치롤(Pinch Roll)에 도달했을 때로 정하는데 기존에는 이것을 위해 하부 핀치롤(Pinch Roll)의 PLG(Pulse Generator)를 사용하여 거리계산을 하였으나, 핀치롤(Pinch Roll) 슬립(Slip) 및 PLG Sensor의 오류로 인해 정확한 거리 계산이 되질 않아 ATC제어의 정확성 또한 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 열간압연 공정에 있어서 스트립 끝단이 권취롤의 기설정된 위치에 정확하게 위치하도록 하는 스트립 끝단 위치 제어장치를 제공하는 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 하부 핀치롤을 통과하여 권취롤에 감기는 스트립 끝단의 위치를 제어하는 장치에 있어서,
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격 설치되며, 상기 스트립의 끝단를 감지한 제1감지신호를 생성 및 송신하는 제1감지센서와;
상기 스트립의 일측에 설치되며 상기 스트립의 이동속도(v)를 측정 및 송신하는 속도센서와;
상기 제1감지센서 및 상기 속도센서에 연결되며, 상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 제1감지신호 및 상기 이동속도(v)를 수신하며, 상기 제1감지신호를 수신하고 시간 t₁= l/v 이 경과시 상기 권취롤을 제어하는 스트립 끝단 위치 제어장치를 제공한다.
여기서, 상기 스트립 끝단 위치 제어장치는 상기 시간 t₁ 경과시 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 두께측정부와;
상기 두께측정부가 상기 코일두께 측정시부터 시간 t₂ 경과시, 상기 권취롤을 상기 권취롤의 회전방향으로 (θ - α)° 회전시키는 롤구동부;를 더 포함하되,
상기 t₂ 및 상기 α는 하기 [수학식 1]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 1]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m]
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분
D: 권취롤에 감긴 코일두께
R: 권취롤(20)의 반경
r: 하부 핀치롤(12)의 반경
그리고, 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 2]
D = (권취롤에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이 * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, 코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 설정되는 값
또한, 상기 스트립 끝단 위치 제어장치는 상기 하부 핀치롤과 권취롤의 사이에 설치되며, 상기 스트립 끝단을 감지한 제2감지신호를 생성하여 상기 제어부에 전송하는 제2감지센서와;
상기 제어부가 상기 제2감지신호를 수신하였음에도 상기 두께측정부가 코일두께 D를 측정하지 않은 경우에 작업자에게 경고하는 경고부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 하부 핀치롤을 통과하여 권취롤에 감기는 스트립 끝단의 위치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 위치제어단계;를 포함하는 스트립 끝단 위치 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 스트립 끝단 위치 제어방법은 상기 위치제어단계 이전에,
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격된 지점에서 상기 스트립 끝단이 감지되는 제1감지단계와: 상기 스트립의 이동속도 v가 측정되는 속도측정단계;를 더 포함하되, 상기 제1감지단계에서 상기 스트립 끝단이 감지된 시점부터 시간 t₁= l/v 경과시에 상기 권취롤이 제어되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위치제어단계는 상기 시간 t₁ 경과시 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D가 측정되는 두께측정단계와; 상기 코일두께 측정시부터 시간 t₂ 경과시, 상기 권취롤을 상기 권취롤의 회전방향으로 (θ - α)° 회전시키는 회전단계;를 포함하되, 상기 t₂ 및 상기 α는 하기 [수학식 1]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 1]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m]
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분
D: 권취롤에 감긴 코일두께
R: 권취롤(20)의 반경
r: 하부 핀치롤(12)의 반경
또한, 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 2]
D = (권취롤에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이 * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, 코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 설정되는 값
또한, 상기 스트립 끝단 위치 제어방법은 상기 하부 핀치롤에서 상기 권취롤로 이동하는 상기 스트립 끝단이 감지되는 제2감지단계와; 상기 제2감지단계에서 상기 스트립 끝단이 감지되고, 상기 코일두께 D가 측정되지 않은 경우에 작업자에게 경고하는 경고단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치는 열연 권취 공정에서 스트립 끝단이 권취롤의 기설정된 위치에 정확하게 위치하도록 함으로써 코일 인출시 스트립 끝단이 풀리는 것을 방지하여 코일의 인출불가가 발생하지 않는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 열간압연 공정을 나타낸 도면.
도 2는 스트립 끝단이 불량위치에 있는 경우에 발생하는 라인 트러블(Line Trouble)을 나타낸 도면.
도 3(a)는 스트립 끝단이 불량위치에 있는 경우이고, 도 3(b)는 스트립 끝단이 정상위치에 있는 경우를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 블럭구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어방법을 도시한 설명도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 다른 스트립 끝단 위치 제어방법의 흐름을 나타낸 순서도.
도 2는 스트립 끝단이 불량위치에 있는 경우에 발생하는 라인 트러블(Line Trouble)을 나타낸 도면.
도 3(a)는 스트립 끝단이 불량위치에 있는 경우이고, 도 3(b)는 스트립 끝단이 정상위치에 있는 경우를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 블럭구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어방법을 도시한 설명도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 다른 스트립 끝단 위치 제어방법의 흐름을 나타낸 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치 및 제어방법의 실시 예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 블럭구성도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치의 구성도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어방법을 도시한 설명도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 다른 스트립 끝단 위치 제어방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치를 설명한다. 본 실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치는 제1감지센서(110), 속도센서(120), 제어부(130), 두께측정부(140) 및 롤구동부(150)를 포함한다.
스트립 끝단 위치 제어장치는 핀치롤(10)을 통과하여 권취롤(20)에 의해 코일형태로 감기는 스트립(S) 끝단의 위치가 코일이 감긴 상태에 관계없이 항상 일정 위치에 오도록 함으로써 코일 인출 불량을 방지할 수 있다.
제1감지센서(110)는 스트립(S)의 진행방향으로 하부 핀치롤(12)의 후방에 설치되며, 스트립(S) 끝단을 감지한 제1감지신호를 생성하여 제어부(130)에 전송한다.
속도센서(120)는 스트립(S)의 일측에 설치되어 스트립(S)의 이동속도 v[m/s]를 측정하여 제어부(130)에 송신한다. 즉, 제어부(130)는 제1감지센서(110)가 스트립(S) 끝단을 감지한 제1감지신호를 수신하면, 속도센서(120)가 스트립(S)의 이동속도 v[m/s]를 측정하도록 한다. 이러한 스트립(S)의 이동속도 v[m/s]는 후술할 권취롤(20)에 감긴 코일두께(D)를 측정하는 시점, 즉, 스트립(S) 끝단이 하부 핀치롤(12)의 상부면에 접하는 시점을 계산할 때 사용된다.
제1감지센서(110)와 하부 핀치롤(12)의 수평 이격거리를 l[m]라 하면, 제1감지센서(110)가 감지한 스트립(S)의 끝단이 하부 핀치롤(12)의 상부면에 접할 때까지 걸리는 시간 t₁= (l/v)[s]가 된다. 이때, 수평 이격거리 l은 1.82[m]인 것이 바람직하다.
두께측정부(140)는 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D[m]를 측정하여 제어부(130)에 전송한다. 구체적으로, 두께측정부(140)는 제1감지센서(110)가 스트립(S) 끝단을 감지하고 t₁[s]이 지난 후에 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D[m]를 측정하여 제어부(130)에 전송한다. 이렇게 스트립(S) 끝단이 권취롤(20)에 감기기 바로 직전에 코일두께 D를 측정함으로써, 코일두께 D에 의해서 가변하는 각도 α를 정확하게 산출함으로써 스트립(S) 끝단의 위치를 일정한 위치에 오도록 제어할 수 있게 된다.
여기서, 두께측정부(140)는 하기의 [수학식 1]에 의해서 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
D[mm] = (권취롤(20)에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이(mm) * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, π:원주율
코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 사용자에 의해서 또는 제어부(130)에 의해서 설정되는 값
롤구동부(150)는 권취롤(20)에 연결되어 스트립(S)이 권취롤(20)에 감기도록 권취롤(20)에 회전구동력을 제공한다. 이런 롤구동부(150)는 스트립(S) 끝단이 권취롤(20)에 감긴코일의 외주면에 접하게 되는 시점에, 권취롤(20)에 감긴 스트립(S) 끝단이 12시 방향을 기준으로 권취롤(20)의 회전방향으로 각도 θ에 위치하도록 제어부(130)에 의해서 제어될 수 있다. 이때, θ는 90° 내지 150°인 것이 바람직하다.
제어부(130)는 제1감지센서(110), 속도센서(120), 두께측정부(140) 및 롤구동부(150)에 연결되며, 제1감지센서(110)로부터 감지신호를 수신하면 속도센서(120)가 스트립(S)의 이동속도 v를 측정하도록 하고, 시간 t₁= (l/v)[s] 경과시 두께측정부(140)가 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D를 측정하도록 하며, 코일두께 측정시부터 t₂[s] 경과시에 롤구동부(150)를 제어하여 권취롤(20)이 (θ-α)° 회전 후 정지하도록 한다. 이때, 상기 t₂ 및 상기 α는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 2]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m], π:원주율,
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이,
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도,
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도,
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도,
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분,
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분,
D는 권취롤에 감긴 코일두께이고, R은 권취롤(20)의 반경이며, r은 하부 핀치롤(12)의 반경.
본 실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치는 제2감지센서(160) 및 경고부(170)를 더 포함할 수 있다.
제2감지센서(160)는 핀치롤(10)과 권취롤(20)의 사이에 설치되며, 핀치롤(10)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)의 끝단을 감지하여 제2감지신호를 생성하여 제어부(130)에 전송한다.
제어부(130)는 제2감지센서(160) 및 경고부(170)에 연결되며, 제2감지센서160)가 전송한 제2감지신호를 수신하였음에도 두께측정부(140)가 코일두께 D를 측정하지 않은 경우에는 스트립 끝단 위치 제어장치에 장애가 발생한 것으로 판단하여 경고부(170)가 경고를 발생하도록 제어할 수 있다.
이때, 경고부(170)는 작업자에게 문자메세지, 이메일 또는 음성으로 경고를 할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어방법을 설명한다.
먼저, 제1감지센서(110)가 스트립(S) 끝단을 감지한 제1감지신호를 생성 및 송신한다(S10).
다음으로, 속도센서(120)가 스트립(S)의 이동속도 v[m/s]를 측정 및 송신한다(S20).
다음으로, 제어부(130)는 제1감지센서(110)와 하부 핀치롤(12)의 수평 이격거리 l[m] 및 v[m/s]를 이용하여 제1감지센서(110)가 감지한 스트립(S)의 끝단이 하부 핀치롤(12)의 상부면에 접할 때까지 걸리는 시간 t₁= (l/v)[s]을 산출한다.
다음으로, 두께측정부(140)는 제1감지센서(110)가 제1감지신호를 수신한 때로부터 t₁[s] 경과시에 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D[mm]를 측정 및 송신한다(S30).
여기서, 권취롤(20)에 감긴 코일두께 D는 하기의 [수학식 1]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 1]
D[mm] = (권취롤(20)에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이(mm) * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, π:원주율
코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 사용자에 의해서 또는 제어부(130)에 의해서 설정되는 값
다음으로, 제어부(130)는 코일두께 측정시부터 t₂[s] 경과시에 롤구동부(150)를 제어하여 권취롤(20)이 (θ-α)° 회전 후 정지하도록 한다(S40). 이때, 상기 t₂ 및 상기 α는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식 2]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m], π:원주율,
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이,
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도,
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도,
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도,
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분,
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분,
D는 권취롤에 감긴 코일두께이고, R은 권취롤(20)의 반경이며, r은 하부 핀치롤(12)의 반경.
다음으로, 제2감지센서(160)가 핀치롤(10)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)의 끝단을 감지하여 제2감지신호를 생성하여 제어부(130)에 전송한다(S50).
다음으로, 제어부(130)가 제2감지센서(160)가 전송한 제2감지신호를 수신하였음에도 두께측정부(140)가 코일두께 D를 측정하지 않은 경우에는 스트립 끝단 위치 제어장치에 장애가 발생한 것으로 판단하여 경고부(170)가 경고를 발생하도록 제어할 수 있다(S60). 이때, 경고부(170)는 작업자에게 문자메세지, 이메일 또는 음성으로 경고를 할 수 있다.
결과적으로, 본 실시예에 따른 스트립 끝단 위치 제어장치 및 제어방법은 스트립(S)의 끝단이 하부 핀치롤(12)의 상부면에 접할 때 권취롤(20)에 감긴 코일의 두께 D를 측정함으로써, 즉, 스트립(S) 끝단이 권취롤(20)에 감기기 바로 직전에 코일두께 D를 측정함으로써, 코일두께 D에 의해서 가변하는 각도 α를 정확하게 산출함으로써 권취롤(20)상에서 스트립(S) 끝단의 위치가 일정한 위치에 오도록 제어할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
S: 스트립 10: 핀치롤
11: 상부 핀치롤 12: 하부 핀치롤
20: 권취롤 110: 제1감지센서
120: 속도센서 130: 제어부
140: 두께측정부 150: 롤구동부
160: 제2감지센서 170: 경고부
11: 상부 핀치롤 12: 하부 핀치롤
20: 권취롤 110: 제1감지센서
120: 속도센서 130: 제어부
140: 두께측정부 150: 롤구동부
160: 제2감지센서 170: 경고부
Claims (9)
- 하부 핀치롤을 통과하여 권취롤에 감기는 스트립 끝단의 위치를 제어하는 장치에 있어서,
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격 설치되며, 상기 스트립의 끝단를 감지한 제1감지신호를 생성 및 송신하는 제1감지센서;
상기 스트립의 일측에 설치되며 상기 스트립의 이동속도(v)를 측정 및 송신하는 속도센서;및
상기 제1감지센서 및 상기 속도센서에 연결되며, 상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 제1감지신호 및 상기 이동속도(v)를 수신하며, 상기 제1감지신호를 수신하고 시간 t₁= l/v 이 경과시 상기 권취롤을 제어하는 스트립 끝단 위치 제어장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 스트립 끝단 위치 제어장치는
상기 시간 t₁ 경과시 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 두께측정부;및
상기 두께측정부가 상기 코일두께 측정시부터 시간 t₂ 경과시, 상기 권취롤을 상기 권취롤의 회전방향으로 (θ - α)° 회전시키는 롤구동부;를 더 포함하되,
상기 t₂ 및 상기 α는 하기 [수학식 1]에 의해서 산출되는 스트립 끝단 위치 제어장치.
[수학식 1]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m]
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분
D: 권취롤에 감긴 코일두께
R: 권취롤(20)의 반경
r: 하부 핀치롤(12)의 반경 - 청구항 2에 있어서,
상기 권취롤에 감긴 코일두께 D는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출되는 스트립 끝단 위치 제어장치.
[수학식 2]
D = (권취롤에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이 * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, 코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 설정되는 값 - 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 스트립 끝단 위치 제어장치는
상기 하부 핀치롤과 권취롤의 사이에 설치되며, 상기 스트립 끝단을 감지한 제2감지신호를 생성하여 상기 제어부에 전송하는 제2감지센서;및
상기 제어부가 상기 제2감지신호를 수신하였음에도 상기 두께측정부가 코일두께 D를 측정하지 않은 경우에 작업자에게 경고하는 경고부;를 더 포함하는 스트립 끝단 위치 제어장치. - 하부 핀치롤을 통과하여 권취롤에 감기는 스트립 끝단의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
상기 스트립의 끝단이 상기 하부 핀치롤의 상부면에 접할 때 상기 권취롤을 제어하여 상기 스트립의 끝단이 12시 방향을 기준으로 상기 권취롤의 회전방향으로 θ°에 위치하도록 하는 위치제어단계;를 포함하는 스트립 끝단 위치 제어방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 스트립 끝단 위치 제어방법은
상기 위치제어단계 이전에,
상기 스트립의 진행방향으로 상기 하부 핀치롤의 후방으로 거리 l만큼 이격된 지점에서 상기 스트립 끝단이 감지되는 제1감지단계;및
상기 스트립의 이동속도 v가 측정되는 속도측정단계;를 더 포함하되,
상기 제1감지단계에서 상기 스트립 끝단이 감지된 시점부터 시간 t₁= l/v 경과시에 상기 권취롤이 제어되는 스트립 끝단 위치 제어방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 위치제어단계는
상기 시간 t₁ 경과시 상기 권취롤에 감긴 코일두께 D가 측정되는 두께측정단계;및
상기 코일두께 측정시부터 시간 t₂ 경과시, 상기 권취롤을 상기 권취롤의 회전방향으로 (θ - α)° 회전시키는 회전단계;를 포함하되,
상기 t₂ 및 상기 α는 하기 [수학식 1]에 의해서 산출되는 스트립 끝단 위치 제어방법.
[수학식 1]
t₂= (l₁+ l₂)/v [s]
α = β-γ = arctan(B/A) - arctan((D+R-r)/(l₂))
여기서, l₁= 2*π*r*(α/360°)[m]
l₂: 하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선의 길이
α: 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분이 12시 방향에 대하여 이루는 각도
β: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선이 상기 중심선의 수편성분(A)과 이루는 각도
γ: (하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선)과 (하부 핀치롤(12)의 중심에서 하부 핀치롤(12)에서 권취롤(20)로 이동하는 스트립(S)이 권취롤(20)에 감긴코일과 접하는 점과 권취롤(20)의 중심을 연결한 선분에 수선을 그었을 때 그 수선)이 이루는 각도
A: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수평성분
B: 하부 핀치롤(12)의 중심과 권취롤(20)의 중심을 연결한 중심선의 수직성분
D: 권취롤에 감긴 코일두께
R: 권취롤(20)의 반경
r: 하부 핀치롤(12)의 반경 - 청구항 7에 있어서,
상기 권취롤에 감긴 코일두께 D는 하기의 [수학식 2]에 의해서 산출되는 스트립 끝단 위치 제어방법.
[수학식 2]
D = (권취롤에 감긴 코일의 중량(ton) * (10＾5))/(코일의 폭길이 * π * 코일의 비중 * 코일의 점적율)
여기서, 코일의 점적율: 스트립과 스트립 사이의 간격을 나타내는 지표로서 설정되는 값 - 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 스트립 끝단 위치 제어방법은
상기 하부 핀치롤에서 상기 권취롤로 이동하는 상기 스트립 끝단이 감지되는 제2감지단계;및
상기 제2감지단계에서 상기 스트립 끝단이 감지되고, 상기 코일두께 D가 측정되지 않은 경우에 작업자에게 경고하는 경고단계;를 더 포함하는 스트립 끝단 위치 제어방법.
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