KR20180073854A - 롤 그라인더의 모니터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템은, 롤 그라인더의 이송 베드(carriage bed) 내부에 마련되는 복수의 초음파 센서들, 및 상기 복수의 초음파 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 복수의 초음파 센서들이 수집한 정보에 기초하여 상기 이송 베드의 내부를 스캔하는 정보 처리 장치를 포함한다.

Description

롤 그라인더의 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR ROLL GRINDER}
본 발명은 롤 그라인더의 모니터링 시스템에 관한 것이다.
롤 그라인더(Roll Grinder)는 제철소에서 생산된 압연 롤을 연마하기 위한 설비로서, 압연 롤을 지지 및 회전 구동시키면서 압연 롤을 연마한다. 압연 롤의 표면 전체를 연마하기 위해, 롤 그라인더는 접철 또는 전개되면서 롤 그라인더를 이동시키는 이송 베드(carriage bed) 상에 설치될 수 있다. 이송 베드는 상부 베드 및 하부 베드를 포함하며, 상부 베드와 하부 베드는 윤활유에 의해 서로 일정 거리만큼 분리될 수 있다. 압연 롤 연마를 위해 롤 그라인더가 움직이는 과정에서 이송 베드 내부에 결함이 발생할 수 있으며, 이는 이송 베드의 정압 불량 및 연마 대상인 압연 롤의 품질 결함 등으로 이어질 수 있다.
한국 공개특허공보 제2002-0060189호 한국 공개특허공보 제2003-0066467호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이송 베드의 내부 결함을 자동으로 검출할 수 있는 롤 그라인더의 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템은, 롤 그라인더의 이송 베드(carriage bed) 내부에 마련되는 복수의 초음파 센서들, 및 상기 복수의 초음파 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 복수의 초음파 센서들이 수집한 정보에 기초하여 상기 이송 베드의 내부 결함을 검출하는 정보 처리 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송 베드는 서로 마주보도록 배치되는 상부 베드 및 하부 베드를 포함하며, 상기 복수의 초음파 센서들은, 상기 상부 베드의 하면에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 초음파 센서들은 상기 하부 베드의 상면으로 초음파를 송출하며, 상기 정보 처리 장치는 상기 복수의 초음파 센서들이 수집한 정보에 기초하여 상기 하부 베드의 상면을 스캔할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정보 처리 장치는, 상기 복수의 초음파 센서들이 생성한 로 데이터(raw data)를 수집하는 전력선 통신(Power Line Communication, PLC) 장비와, 상기 전력선 통신 장비로부터 상기 로 데이터를 수신하여 상기 하부 베드의 상면을 나타내는 그래픽 데이터를 생성하고, 상기 그래픽 데이터를 출력하는 컴퓨터 장비를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터 장비는, 상기 그래픽 데이터를 소정의 기준 값과 비교하여 상기 하부 베드의 상면의 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터 장비는, 상기 하부 베드의 상면에서 결함이 검출되면, 음성 및 영상 중 적어도 하나로 경고 알람을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전력선 통신 장비는, 상기 복수의 초음파 센서들과 무선 통신 방식에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 초음파 센서들은, 복수의 발진 센서들과 복수의 수신 센서들을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템에 따르면, 이송 베드의 상부 베드와 하부 베드 사이에 배치되는 초음파 센서를 이용하여 이송 베드 내부의 스크래치 또는 마모 상태 등을 검출할 수 있다. 따라서, 정압 불량 발생 전에 사전 조치를 취할 수 있어 정압 조정 등에 소요되는 시간을 단축함으로써 생산성을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템이 적용될 수 있는 롤 그라인더를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템에 포함되는 이송 베드의 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템(10)은 롤 그라인더(20), 및 정보 처리 장치(30)를 포함할 수 있다. 롤 그라인더(20)는 압연 롤을 연마하기 위한 장비로서, 압연 롤이 장착되어 회전하는 지지부, 및 압연 롤을 연마하기 위한 가공부 등을 포함할 수 있다. 가공부는 이송 베드(carriage bed)에 설치될 수 있으며, 이송 베드의 절첩 또는 전개 운동에 의해 가공부가 압연 롤의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다.
이송 베드는 서로 마주보도록 배치되며, 윤활유에 의해 서로 일정 거리만큼 분리되는 상부 베드 및 하부 베드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상부 베드의 하면에 복수의 초음파 센서들이 장착될 수 있다. 초음파 센서들은 하부 베드의 상면 방향으로 초음파 신호를 송출하며, 하부 베드의 상면에서 반사되어 되돌아오는 초음파 신호를 검출하여 정보 처리 장치(30)로 전송할 수 있다.
정보 처리 장치(30)는 롤 그라인더(20)와의 통신을 중개하는 전력선 통신 장비(31)와, 컴퓨터 장비(32)를 포함할 수 있다. 전력선 통신 장비(31)는 롤 그라인더(20)에 부착된 통신 장비와 통신 가능하도록 연결되며, 이송 베드의 초음파 센서가 검출한 초음파 신호를 수신하여 컴퓨터 장비(32)에 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 전력선 통신 장비(31)는 무선 통신 프로토콜을 통해 롤 그라인더(20)와 통신 가능하도록 연결되고, 전력선 통신(PLC) 방식에 의해 컴퓨터 장비(32)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
전력선 통신 장비(31)는 초음파 센서가 검출한 초음파 신호를 로 데이터(raw data) 형태로 수집하여 컴퓨터 장비(32)에 전달할 수 있다. 상기 로 데이터에는 이송 베드 내부에 마련된 초음파 센서가 검출한 초음파 신호의 정보, 예를 들어 신호의 주파수, 신호의 강도, 및 초음파 신호가 반사되어 검출될 때까지 걸린 시간 등이 포함될 수 있다.
컴퓨터 장비(32)는 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 PC 등의 컴퓨터 장치일 수 있으며, 전력선 통신 장비(31)로부터 로 데이터(raw data)를 수신할 수 있다. 컴퓨터 장비(32)는 상기 로 데이터를 이용하여 상기 이송 베드의 내부 상태를 예측할 수 있다. 일 실시예로, 컴퓨터 장비(32)는 상기 로 데이터를 이용하여 상기 이송 베드의 내부 결함을 검출할 수 있다. 컴퓨터 장비(32)는 이송 베드에 포함되는 하부 베드의 상면의 스크래치 또는 마모 상태 등을 검출할 수 있으며, 이에 기초하여 상기 이송 베드 내부 상태를 예측할 수 있다.
컴퓨터 장비(32)는 상기 이송 베드의 내부 상태를 예측하기 위해, 상기 하부 베드의 상면을 모델링할 수 있다. 일 실시예에서 컴퓨터 장비(32)는 초음파 신호의 강도 및 초음파 신호가 반사되어 검출될 때까지 걸린 시간 등의 정보를 종합적으로 고려하여 상기 하부 베드의 상면을 나타내는 그래픽 데이터를 생성할 수 있다. 상기 그래픽 데이터는 컴퓨터 장비(32)의 디스플레이 장치 등을 통해 출력될 수 있다.
컴퓨터 장비(32)는 상기 그래픽 데이터를 출력하는 한편, 상기 그래픽 데이터를 생성함으로써 얻은 상기 하부 베드 상면의 고저차를 소정의 기준 값과 비교할 수 있다. 상기 하부 베드 상면의 고저차가 상기 기준 값보다 크면, 컴퓨터 장비(32)는 상기 이송 베드에서 정합 불량이 발생할 가능성이 있는 것으로 판단하여 경고 알람을 음성 또는 영상 형태로 출력할 수 있다. 작업자는 상기 경고 알람에 따라 상기 이송 베드를 점검함으로써, 상기 이송 베드 내부의 스크래치 또는 마모 등에 의해 발생할 수 있는 정압 불량 및 그에 따른 압연 롤의 연마 불량 등을 사전에 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템이 적용될 수 있는 롤 그라인더를 나타낸 도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템(100)은, 연마 대상인 압연 롤(R)을 고정시키는 지지부(110) 및 압연 롤(R)을 연마하는 가공부(120) 등을 포함할 수 있다. 가공부(120)는 절첩식으로 움직이는 이송 베드(140)에 장착되어 압연 롤(R)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 이송 베드(140)는 서로 평행하게 배치되는 상부 베드 및 하부 베드를 포함할 수 있으며, 상부 베드와 하부 베드는 윤활유에 의해 서로 분리될 수 있다.
상부 베드와 하부 베드 사이에는 복수의 초음파 센서들이 마련될 수 있다. 일 실시예에서 상기 초음파 센서들은 상부 베드의 하면에 부착될 수 있으며, 하부 베드의 상면을 향해 초음파 신호를 송출할 수 있다. 하부 베드의 상면에서 반사된 초음파 신호는 상기 초음파 센서들에 의해 검출될 수 있다. 상기 초음파 센서들은 초음파 신호 송출을 위한 발진 센서들, 및 반사된 초음파 신호 검출을 위한 수신 센서들을 포함할 수 있다.
상기 수신 센서들에 의해 검출된 초음파 신호는, 무선 통신 방식에 의해 정보 처리 장치로 전달될 수 있다. 정보 처리 장치는 무선 통신 방식에 의해 상기 초음파 신호를 수신하는 전력선 통신 장비 및 컴퓨터 장비를 포함할 수 있다. 상기 전력선 통신 장비는 상기 수신 센서들이 검출한 초음파 신호를 로 데이터(raw data) 형태로 수신하여 상기 컴퓨터 장비에 전달할 수 있다. 즉, 상기 전력선 통신 장비는 무선 통신 프로토콜과 전력선 통신 프로토콜을 서로 중개할 수 있다.
상기 컴퓨터 장비는 상기 전력선 통신 장비로부터 수신한 로 데이터를 이용하여, 상기 하부 베드의 상면을 나타내는 그래픽 데이터를 모델링하고, 상기 그래픽 데이터를 디스플레이 장치 등으로 출력할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터 장비는 상기 그래픽 데이터에 포함된 상기 하부 베드의 상면의 상태를 소정의 기준 값과 비교하고 그 결과에 따라 경고 알람을 출력할 수 있다.
일 실싱에서, 상기 컴퓨터 장비는 상기 하부 베드의 상면의 굴곡을 나타내는 고저차 값을 생성하여 이를 상기 기준 값과 비교하고, 상기 고저차 값이 상기 기준 값보다 클 경우 경고 알람을 출력할 수 있다. 또한, 경고 알람을 출력함과 동시에 이송 베드(140)의 동작을 제어하는 유압 밸브(130)에 소정의 제어 커맨드를 전송할 수 있다. 상기 제어 커맨드에 의해 유압 밸브(130)의 동작이 중단되거나, 또는 상부 베드와 하부 베드 사이의 간격이 조절될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템에 포함되는 이송 베드의 구조를 나타낸 도이다.
도 3을 참조하면, 이송 베드(140)는 상부 베드(141)와 하부 베드(143)를 포함할 수 있다. 상부 베드(141)와 하부 베드(143)는 서로 평행하게 마주보도록 배치되며, 상부 베드(141)의 하면에는 초음파 센서(142)가 마련될 수 있다. 초음파 센서(142)는 신호를 송출하는 발진 센서 및 하부 베드(143)의 상면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 검출하는 수신 센서를 포함할 수 있다. 초음파 센서(142)의 개수와 배치 형태 등은 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
상부 베드(141)의 하면에 마련된 초음파 센서(142)는 하부 베드(143)의 상면 방향으로 초음파 신호를 송출하며, 하부 베드(143)의 상면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 검출할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상부 베드(141)와 하부 베드(143)는 윤활유에 의해 소정의 간격만큼 분리될 수 있다. 즉, 상부 베드(141)가 하부 베드(143)로부터 일정 높이만큼 부상한 상태로 움직일 수 있다.
컴퓨터 장비는 초음파 센서(142)가 수신한 반사 신호로부터 하부 베드(143)의 상면의 굴곡 정보를 나타내는 그래픽 데이터를 생성할 수 있다. 상기 그래픽 데이터는 소정의 모델링 프로세스에 의해 생성될 수 있으며, 컴퓨터 장비의 디스플레이 장치를 통해 출력될 수 있다. 작업자는 디스플레이 장치를 통해 상기 그래픽 데이터를 확인함으로써, 이송 베드(140)의 내부 상태를 체크할 수 있다.
컴퓨터 장비는 작업자가 직접 이송 베드(140)의 내부 상태를 체크할 수 있도록 상기 그래픽 데이터를 출력하는 한편, 상기 그래픽 데이터를 생성하기 위해 계산한 하부 베드(143)의 상면의 고저차 값을 소정의 기준 값과 비교할 수 있다. 하부 베드(143)의 상면의 고저차 값이 상기 기준 값보다 크면, 작업자가 이를 인지할 수 있도록 경고 알람을 표시할 수 있다. 또한 동시에, 전력선 통신 장비 및 무선 통신 장비 등을 통해, 롤 그라인더(100)의 유압 밸브(130)를 조절하여 이송 베드(140)의 동작을 중단시키거나, 또는 상부 베드(141)와 하부 베드(143) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 그라인더의 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템의 동작은 초음파 센서로부터 로 데이터를 수신하는 것으로 시작할 수 있다(S10). 컴퓨터 장비는 무선 통신 및 전력선 통신 등을 통해 상기 로 데이터를 수신할 수 있으며, 수신한 로 데이터를 기반으로 하부 베드 상면의 그래픽 데이터를 생성할 수 있다(S11). 일 실시예에서 상기 그래픽 데이터는, 상부 베드의 하면에서 송출되어 하부 베드의 상면에서 반사된 후 되돌아오는 초음파 신호의 수신 시간에 기초하여 생성될 수 있다. 상기 그래픽 데이터는 하부 베드의 상면의 굴곡 상태를 다양한 색상으로 나타낼 수 있다.
컴퓨터 장비는 S11 단계에서 생성한 상기 그래픽 데이터를 소정의 기준 값과 비교할 수 있다(S12). 상기 그래픽 데이터는 상부 베드의 하면과 하부 베드의 상면에서 초음파 신호가 반사되어 되돌아오는 시간에 기초하여 생성될 수 있으며, 따라서 상부 베드의 하면과 하부 베드의 상면 사이의 거리에 따라 상기 그래픽 데이터가 서로 다르게 생성될 수 있다. 컴퓨터 장비는 상기 그래픽 데이터를 참조하여, 상부 베드의 하면과 하부 베드의 상면 사이의 거리를 소정의 기준 값과 비교할 수 있다. 이때, 상기 기준 값은, 상부 베드와 하부 베드 사이의 공간에서 좌표에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다.
S12 단계를 통해 컴퓨터 장비는, 마모 상태 또는 스크래치 등이 검출되는지 여부를 판단할 수 있다(S13). 일 실시예에서 컴퓨터 장비는, 상부 베드의 하면과 하부 베드의 상면 사이의 거리가 상기 기준 값보다 클 경우 마모 또는 스크래치 등이 발생한 것으로 판단할 수 있다. S13 단계의 판단 결과 마모 또는 스크래치 등이 발생한 것으로 판단되면 경고 알람을 출력하여(S14) 작업자에게 정압 불량의 발생 가능성을 사전에 인지시킬 수 있다. 또한 다른 실시예에서 컴퓨터 장비는, 경고 알람 출력과 동시에 롤 그라인더의 유압 밸브를 조절하여 상부 베드와 하부 베드 사이의 간격을 변경하거나, 또는 이송 베드의 동작 자체를 일시적으로 중단시킬 수도 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 모니터링 시스템
20, 100: 롤 그라인더
30: 컴퓨터 장비
110: 지지부
120: 가공부
130: 유압 밸브
140: 이송 베드
141: 상부 베브
143: 하부 베드

Claims (8)

  1. 롤 그라인더의 이송 베드(carriage bed) 내부에 마련되는 복수의 초음파 센서들; 및
    상기 복수의 초음파 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 복수의 초음파 센서들이 수집한 정보에 기초하여 상기 이송 베드의 내부 결함을 검출하는 정보 처리 장치; 를 포함하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 베드는 서로 마주보도록 배치되는 상부 베드 및 하부 베드를 포함하며,
    상기 복수의 초음파 센서들은, 상기 상부 베드의 하면에 부착되는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 센서들은 상기 하부 베드의 상면으로 초음파를 송출하며, 상기 정보 처리 장치는 상기 복수의 초음파 센서들이 수집한 정보에 기초하여 상기 하부 베드의 상면을 스캔하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정보 처리 장치는, 상기 복수의 초음파 센서들이 생성한 로 데이터(raw data)를 수집하는 전력선 통신(Power Line Communication, PLC) 장비와,
    상기 전력선 통신 장비로부터 상기 로 데이터를 수신하여 상기 이송 베드의 내부를 나타내는 그래픽 데이터를 생성하고, 상기 그래픽 데이터를 출력하는 컴퓨터 장비를 포함하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컴퓨터 장비는, 상기 그래픽 데이터를 소정의 기준 값과 비교하여 상기 이송 베드의 내부 결함을 검출하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컴퓨터 장비는, 상기 이송 베드의 내부에서 결함이 검출되면, 음성 및 영상 중 적어도 하나로 경고 알람을 출력하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전력선 통신 장비는, 상기 복수의 초음파 센서들과 무선 통신 방식에 의해 연결되는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 센서들은, 복수의 발진 센서들과 복수의 수신 센서들을 포함하는 롤 그라인더의 모니터링 시스템.

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