KR20150046531A - 압연롤 프로파일 측정장치 - Google Patents

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김상록
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동국제강주식회사
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Abstract

본 발명은 측정 오차가 적고, 측정 소요시간이 단축되며, 형상이 복잡한 압연롤 프로파일의 측정이 용이한 압연롤 프로파일 측정장치 에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치는 지지대, 레일 하우징, 드라이빙유닛, 구동유닛, 거리측정센서, 제어부 그리고 표시부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 지지대는 압연롤의 일단부 및 타단부에 선택적으로 부착될 수 있다. 레일 하우징은 지지대에 양단부가 각각 결합되고, 압연롤의 길이방향으로 구비될 수 있다. 드라이빙유닛은 레일 하우징에 구비되어 레일 하우징의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 구동유닛은 드라이빙유닛이 이동하도록 동력을 전달할 수 있다. 거리측정센서는 드라이빙유닛에 구비되고, 압연롤과 이격되도록 위치되며, 드라이빙유닛과 함께 이동하면서 압연롤의 표면과의 거리를 측정할 수 있다. 제어부는 구동유닛의 작동을 제어하고, 거리측정센서에서 측정된 측정값을 전송받아 압연롤의 프로파일을 분석할 수 있다. 그리고, 표시부는 제어부에서 분석된 압연롤의 프로파일을 표시할 수 있다.

Description

압연롤 프로파일 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING PROFILE OF ROLLING ROLL}
본 발명은 압연롤 프로파일 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 오차가 적고, 측정 소요시간이 단축되며, 형상이 복잡한 압연롤 프로파일의 측정이 용이한 압연롤 프로파일 측정장치에 관한 것이다.
압연은 금속의 소성을 이용해서 고온 또는 상온의 금속재료를, 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜서 여러 가지 형태의 재료로 가공하는 방법이다.
압연공정에서는 제품의 치수 정밀도 향상을 위해서 작업롤의 프로파일(profile) 제어가 중요하다. 작업롤의 프로파일은 마모 및 열팽창에 의해서 항상 변하게 된다. 따라서, 압연에 사용되는 롤은 정기적으로 그 프로파일이 정상적인 압연에 적당한지를 판단하여 교체해야 한다. 예를 들어, 압연롤에서 발생되는 마모 프로파일 및 마모량의 패턴에 따라 압연롤의 교체 및 압연롤의 지속사용을 결정할 수 있다.
압연기의 작업롤의 프로파일은 여러 방법을 통해 측정되고 있다.
일 예로, 작업롤을 인출하여 작업롤 작업대에 거치한 후, 작업자가 접촉식 탐촉자를 작업롤의 축방향으로 이동시키면서 작업롤의 프로파일을 측정하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 탐촉자가 작업롤에 접촉되어 측정작업이 이루어지기 때문에 탐촉자의 마모로 인해서 오차가 발생될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 작업롤을 인출하여 작업롤 작업대에 위치시킨 후에 측정이 이루어져야 하기 때문에 측정 소요시간이 증가하는 문제점이 있다. 그리고, 작업자가 탐촉자를 이동시켜야 하는 번거로움이 있는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 고객이 요구하는 제품의 품질 수준이 높기 때문에, 작업롤의 치수정확도 확보가 더욱 중요시되고 있다. 이를 위해, 지그암(Jig Arm) 형태에 복수의 변위 센서를 부착하여 작업롤의 프로파일을 측정하는 접촉식 방식도 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방식의 경우, 복수의 변위 센서의 유지 및 관리에 어려움이 있고, 각각의 변위 센서가 작업롤의 표면에 접촉되어 측정되는 방식이기 때문에, 홈롤 또는 형상이 복잡한 형강용 압연롤의 경우에는 측정이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 이러한 접촉식 변위 센서는 접촉에 의한 오차를 포함하고, 열과 같은 외부환경에 의해 신호 잡음이 발생될 수 있기 때문에, 제품의 치수 정밀도 확보에는 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 측정 오차가 적고, 측정 소요시간이 단축되며, 형상이 복잡한 압연롤 프로파일의 측정이 용이한 압연롤 프로파일 측정장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 압연롤의 일단부 및 타단부에 선택적으로 부착되는 지지대; 상기 지지대에 양단부가 각각 결합되고, 상기 압연롤의 길이방향으로 구비되는 레일 하우징; 상기 레일 하우징에 구비되어 상기 레일 하우징의 길이 방향으로 이동하는 드라이빙유닛; 상기 드라이빙유닛이 이동하도록 동력을 전달하는 구동유닛; 상기 드라이빙유닛에 구비되고, 상기 압연롤과 이격되도록 위치되며, 상기 드라이빙유닛과 함께 이동하면서 상기 압연롤의 표면과의 거리를 측정하는 거리측정센서; 상기 구동유닛의 작동을 제어하고, 상기 거리측정센서에서 측정된 측정값을 전송받아 상기 압연롤의 프로파일을 분석하는 제어부; 그리고 상기 제어부에서 분석된 상기 압연롤의 프로파일을 표시하는 표시부를 포함하여 이루어지는 압연롤 프로파일 측정장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 거리측정센서는 레이저 거리 센서일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 드라이빙유닛은 몸체를 형성하고, 일측면에는 상기 거리측정센서가 구비되는 베이스부와, 상기 베이스부에 형성되고, 상기 레일 하우징에 상기 레일 하우징의 길이방향으로 형성되는 안내홈에 결합되어 슬라이딩되는 안내부와, 상기 베이스부의 타측면에 구비되고, 상기 레일 하우징의 내부에 위치되어 상기 구동유닛에 의해 이동하는 결합부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 레일 하우징의 일단부에 구비되고 동력을 제공하는 서보모터와, 상기 서보모터의 구동축에 결합되고, 상기 레일 하우징의 일단부의 내부에 구비되어 회전하는 구동구와, 상기 레일 하우징의 타단부의 내부에 구비되어 회전하는 종동구와, 상기 구동구 및 상기 종동구에 결합되어 회전하는 벨트를 가지고, 상기 결합부는 상기 벨트에 결합되어 상기 벨트가 회전함에 따라 상기 레일 하우징의 길이방향으로 이동할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지지대의 상단부에는 제1자성체가 구비되고, 하단부에는 제2자성체가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 레일 하우징의 하면에는 상기 제1자성체가 탈착되도록 탈착부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 비접촉식인 레이저 거리 센서를 이용하여 압연롤의 프로파일을 측정하기 때문에, 종래의 접촉식 변위 센서를 이용할 때와는 달리, 압연롤과의 접촉으로 인한 마모로 인해 오차가 발생되거나, 열과 같은 외부환경에 의해 신호 잡음이 발생되는 문제가 방지될 수 있다. 또한, 레이저 거리 센서를 사용함으로써 응답성이 빨라져 신속한 측정이 가능하고, 신호 잡음 특성의 문제점이 해결될 수 있어 압연롤의 프로파일 측정이 더욱 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 비접촉식인 레이저 거리 센서를 이용하여 압연롤의 프로파일을 측정하기 때문에, 홈롤 또는 형상이 복잡한 형강용 압연롤의 경우에도 프로파일 측정이 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치가 압연롤에 설치된 상태를 나타낸 정면예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 중요 부분을 나타낸 절개 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 중요 부분을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 지지대 및 레일 하우징을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치가 압연롤에 설치된 상태를 나타낸 정면예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 중요 부분을 나타낸 절개 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 중요 부분을 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치의 지지대 및 레일 하우징을 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압연롤 프로파일 측정장치(100)는 지지대(110), 레일 하우징(120), 드라이빙유닛(130), 구동유닛(150), 거리측정센서(140), 제어부(170) 그리고 표시부(180)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 지지대(110)는 압연롤(R)의 일단부 및 타단부에 선택적으로 부착될 수 있다. 그리고, 레일 하우징(120)은 지지대(110)에 양단부가 각각 결합되고, 압연롤(R)의 길이방향으로 구비될 수 있다. 드라이빙유닛(130)은 레일 하우징(120)에 구비되어 레일 하우징(120)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 그리고, 구동유닛(150)은 드라이빙유닛(130)이 이동하도록 동력을 전달할 수 있다. 또한, 거리측정센서(140)는 드라이빙유닛(130)에 구비되고, 압연롤(R)과 이격되도록 위치되며, 드라이빙유닛(130)과 함께 이동하면서 압연롤(R)의 표면과의 거리를 측정할 수 있다. 제어부(170)는 구동유닛(150)의 작동을 제어하고, 거리측정센서(140)에서 측정된 측정값을 전송받아 압연롤(R)의 프로파일을 분석할 수 있으며, 표시부(180)는 제어부(170)에서 분석된 압연롤의 프로파일을 표시할 수 있다.
상세히, 지지대(110)는 압연롤(R)의 일단부 및 타단부에 구비될 수 있다.
그리고, 지지대(110)의 상단부에는 제1자성체(111)가 구비되고, 하단부에는 제2자성체(112)가 구비될 수 있다. 제2자성체(112)는 자성에 의해 압연롤(R)에 부착될 수 있으며, 이에 따라서, 지지대(110)는 압연롤(R)에 선택적으로 부착될 수 있다.
레일 하우징(120)은 양단부가 각각 지지대(110)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 레일 하우징(120)의 하면에는 제1자성체(111)가 탈착되도록 탈착부(121)가 더 구비될 수 있다.
탈착부(121)는 제1자성체(111)와 반대 극성을 가지는 자성체이거나, 스틸 재질로 이루어진 것일 수 있다. 탈착부(121)는 레일 하우징(120)의 하면의 양단부에 구비될 수 있으며, 이에 따라, 레일 하우징(120)과 지지대(110)간에도 탈착이 가능해질 수 있다.
이처럼, 지지대(110)가 압연롤(R)에 탈착이 용이하기 때문에, 측정을 위해 종래와 같이 압연롤을 인출하여 작업대에 위치시키지 않고, 압연롤이 생산 라인에 설치된 상태에서도 쉽게 압연롤 프로파일 측정장치(100)의 설치가 가능하다.
또한, 레일 하우징(120)과 지지대(110)가 탈착됨으로써 압연롤 프로파일 측정장치(100)를 사용하지 않을 때에는 레일 하우징(120)과 지지대(110)를 분리하여 보관할 수 있어 보관시 부피를 줄일 수 있는 이점도 제공할 수 있다.
레일 하우징(120)은 압연롤(R)의 길이에 대응되거나 압연롤(R)보다 긴 길이로 형성될 수 있다. 이를 통해, 거리측정센서(140)는 압연롤(R)의 길이 방향 전체를 이동하면서 측정이 가능해질 수 있다.
또한, 레일 하우징(120)은 압연롤(R)의 길이방향으로 구비될 수 있고, 내측에는 수용공간(122)이 형성될 수 있다. 그리고, 레일 하우징(120)의 수용공간(122)에는 드라이빙유닛(130)이 위치될 수 있다.
드라이빙유닛(130)은 베이스부(131), 안내부(132) 및 결합부(133)를 가질 수 있다.
베이스부(131)는 드라이빙유닛(130)의 몸체를 형성하며, 베이스부(131)의 일측면에는 거리측정센서(140)가 구비될 수 있다.
거리측정센서(140)는 베이스부(131)의 일측면에 구비되어 레일 하우징(120)의 외측에 위치될 수 있다. 그리고, 거리측정센서(140)는 압연롤(R)의 표면으로부터 이격되도록 위치될 수 있다. 거리측정센서(140)는 레이저 거리 센서일 수 있다. 여기서, 레이저 거리 센서는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술사상 안에서 다양한 센서가 사용이 가능하며 특정하게 한정되는 것은 아니다.
레이저 거리 센서는 비접촉식이기 때문에, 종래에서와 같이, 압연롤과의 접촉으로 인한 마모로 인해서 오차가 발생되거나, 열과 같은 외부환경에 의해 신호 잡음이 발생되는 문제가 방지될 수 있다. 또한, 레이저 거리 센서와 같은 거리측정센서(140)를 사용함으로써 응답성이 빨라져 신속한 측정이 가능하고, 신호 잡음 특성의 문제점이 해결될 수 있어 압연롤의 프로파일 측정이 더욱 정확하게 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라, 홈롤 또는 형상이 복잡한 형강용 압연롤의 경우에도 측정이 가능하게 된다.
안내부(132)는 베이스부(131)의 상면 및 하면에 각각 돌출 형성될 수 있다. 안내부(132)는 레일 하우징(120)에 레일 하우징(120)의 길이방향으로 형성되는 안내홈(123)에 결합되어 슬라이딩될 수 있다. 이를 통해, 드라이빙유닛(130)은 레일 하우징(120)에서 안정적으로 이동할 수 있게 된다.
결합부(133)는 베이스부(131)의 타측면에 구비될 수 있으며, 레일 하우징(120)의 수용공간(122)에 위치될 수 있다.
드라이빙유닛(130)은 구동유닛(150)에 의해 동력을 전달받아 이동할 수 있다.
한편, 구동유닛(150)은 서보모터(151), 구동구(153), 종동구(154) 및 벨트(155)를 가질 수 있다.
서보모터(151)는 레일 하우징(120)의 일단부에 구비될 수 있으며, 동력을 제공할 수 있다.
서보모터(151)의 구동축(152)에는 구동구(153)가 결합될 수 있으며, 구동구(153)는 레일 하우징(120)의 일단부 내부에 구비될 수 있다. 구동구(153)는 서보모터(151)의 구동축(152)이 회전함에 따라 연동하여 회전하게 된다. 서보모터(151)는 제어부(170)와 연결되어 제어부(170)에 의해 작동이 제어될 수 있으며, 제어부(170)는 서보모터(151)를 제어하여 구동구(153)의 회전수 및 회전속도를 정밀하게 제어할 수 있다.
종동구(154)는 레일 하우징(120)의 타단부의 내부에 회전 가능하도록 구비될 수 있다. 그리고, 구동구(153) 및 종동구(154)는 벨트(155)에 의해 결합될 수 있다.
벨트(155)의 보다 정밀한 회전 제어를 위해, 구동구(153) 및 종동구(154)는 기어의 형태로 이루어질 수 있으며, 벨트(155)는 타이밍벨트일 수 있다.
그리고, 구동구(153) 및 종동구(154)에 결합된 상태에서 벨트(155)의 하부에는 드라이빙유닛(130)의 결합부(133)가 결합될 수 있다.
이를 통해, 서보모터(151)의 구동축(152)이 회전하여 구동구(153)가 회전하게 되면, 벨트(155)가 회전하게 되면서 벨트(155)에 결합된 결합부(133)가 연동하여 이동하게 되어 드라이빙유닛(130)이 이동할 수 있게 된다. 서보모터(151)에 의해 구동구(153)의 회전방향은 양방향으로 조절될 수 있으며, 이에 따라, 드라이빙유닛(130)은 레일 하우징(120)의 길이방향을 따라 왕복이동이 가능해진다.
거리측정센서(140)는 드라이빙유닛(130)과 함께 이동하면서 압연롤(R)의 표면과의 거리(D)를 측정하게 되며, 거리측정센서(140)에서 측정된 측정값은 제어부(170)로 전송될 수 있다.
거리측정센서(140)는 제어부(170)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 제어부(170)는 거리측정센서(140)에서 측정된 측정값을 전송받아 압연롤(R)의 프로파일을 분석할 수 있다. 제어부(170)는 거리측정센서(140)에서 측정된 측정값을 전송받아 압연롤(R)의 프로파일을 분석하기 위한 처리부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 표시부(180)는 제어부(170)에서 분석된 압연롤(R)의 프로파일을 표시할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 압연롤 프로파일 측정장치
110: 지지대
120: 레일 하우징
130: 드라이빙유닛
140: 거리측정센서
150: 구동유닛
151: 서보모터
155: 벨트
170: 제어부
180: 표시부
R: 압연롤

Claims (6)

  1. 압연롤의 일단부 및 타단부에 선택적으로 부착되는 지지대;
    상기 지지대에 양단부가 각각 결합되고, 상기 압연롤의 길이방향으로 구비되는 레일 하우징;
    상기 레일 하우징에 구비되어 상기 레일 하우징의 길이 방향으로 이동하는 드라이빙유닛;
    상기 드라이빙유닛이 이동하도록 동력을 전달하는 구동유닛;
    상기 드라이빙유닛에 구비되고, 상기 압연롤과 이격되도록 위치되며, 상기 드라이빙유닛과 함께 이동하면서 상기 압연롤의 표면과의 거리를 측정하는 거리측정센서;
    상기 구동유닛의 작동을 제어하고, 상기 거리측정센서에서 측정된 측정값을 전송받아 상기 압연롤의 프로파일을 분석하는 제어부; 그리고
    상기 제어부에서 분석된 상기 압연롤의 프로파일을 표시하는 표시부를 포함하여 이루어지는 압연롤 프로파일 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정센서는 레이저 거리 센서인 것을 특징으로 하는 압연롤 프로파일 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드라이빙유닛은
    몸체를 형성하고, 일측면에는 상기 거리측정센서가 구비되는 베이스부와,
    상기 베이스부에 형성되고, 상기 레일 하우징에 상기 레일 하우징의 길이방향으로 형성되는 안내홈에 결합되어 슬라이딩되는 안내부와,
    상기 베이스부의 타측면에 구비되고, 상기 레일 하우징의 내부에 위치되어 상기 구동유닛에 의해 이동하는 결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 압연롤 프로파일 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동유닛은
    상기 레일 하우징의 일단부에 구비되고 동력을 제공하는 서보모터와,
    상기 서보모터의 구동축에 결합되고, 상기 레일 하우징의 일단부의 내부에 구비되어 회전하는 구동구와,
    상기 레일 하우징의 타단부의 내부에 구비되어 회전하는 종동구와,
    상기 구동구 및 상기 종동구에 결합되어 회전하는 벨트를 가지고,
    상기 결합부는 상기 벨트에 결합되어 상기 벨트가 회전함에 따라 상기 레일 하우징의 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 압연롤 프로파일 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지대의 상단부에는 제1자성체가 구비되고, 하단부에는 제2자성체가 구비되는 것을 특징으로 하는 압연롤 프로파일 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레일 하우징의 하면에는 상기 제1자성체가 탈착되도록 탈착부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 압연롤 프로파일 측정장치.
KR20130125876A 2013-10-22 2013-10-22 압연롤 프로파일 측정장치 KR20150046531A (ko)

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KR20210116042A (ko) 2020-03-17 2021-09-27 주식회사 포스코 롤러 변형 상태 검사 장치 및 그 방법

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