KR20200001314A - 선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비 - Google Patents

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Abstract

선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템은 선재가 통과하는 코블박스 내에서 선재의 이송을 안내하며, 선재의 이상루프에 의해 들리는 덮개부를 갖춘 가이드블록; 덮개부의 거동을 측정해 가이블록을 통과하는 선재의 이상루프 발생여부 및 이상루프의 진폭 크기를 감지하는 이상루프 감지장치; 코블박스로 진입하는 선재의 진행을 감지하는 선재진행센서; 및 선재진행센서와 이상루프 감지장치의 감지를 토대로 이상루프의 정도 및 발생시기를 판단하고, 이상루프의 정도가 설정값 이상이면 경보부를 통해 코블 발생의 위험을 경보하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비{WIRE ROD PROGRESS CONDITION DETECTION SYSTEM AND WIRE ROD MANUFACTURING FACILITY HAVING THE SAME}
본 발명은 이송되는 선재의 진행상태를 감지해 설비의 장애를 예방할 수 있도록 하는 선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비에 관한 것이다.
통상의 선재 제조설비는 가열된 압연소재를 선재로 압연하는 압연롤들, 압연롤들을 거쳐 생산된 선재를 냉각시키는 수냉장치, 수냉장치를 거쳐 이송된 선재를 코일형으로 배출시키는 레잉헤드 등을 포함한다.
선재 제조설비에서는 압연롤을 거쳐 이송되는 선재가 이송장애나 설비트러블에 의하여 정상적으로 진행하지 못하고 이송경로를 벗어나 꼬이면서 뭉치는 코블(cobble)이 생길 수 있다. 코블은 압연롤들 간의 속도 불일치, 냉각구간에서 냉각수에 의한 저항, 이송을 안내하는 가이드블록의 이상 마모 등으로 인해 이상루프가 생기면서 발생할 수 있다.
코블은 압연롤들과 설비에 과도한 충격을 가해 설비를 파손시킨다. 따라서 통상의 선재 제조설비는 코블현상을 감지장치와, 코블이 생긴 선재를 모아서 처리할 수 있도록 선재의 이송경로에 마련된 코블박스를 갖추고 있다.
그러나 이러한 선재 제조설비는 이미 코블이 발생한 후에야 이를 감지한 후 설비의 동작을 중단시키는 등 조치를 하기 때문에 코블 발생에 따른 설비손상을 줄이는데 한계가 있었다. 또 코블이 발생하면, 코블 선재와 경로를 이탈한 선재를 설비로부터 제거하는 작업이 필요하기 때문에 설비 가동의 중단으로 생산성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 일 측면은 코블이 발생하기 전에 이송되는 선재의 이상루프 발생 여부 및 이상루프의 크기를 감지해 경보함으로써 코블과 같은 생산장애를 예방할 수 있도록 하는 선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 측면은 이송되는 선재의 이상루프 발생시점과 크기를 정확히 감지해 설비의 점검 또는 유지보수를 위한 데이터로 활용할 수 있도록 하는 선재 진행 감지시스템 및 이를 포함하는 선재 제조설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선재가 통과하는 코블박스 내에서 선재의 이송을 안내하며, 선재의 이상루프에 의해 들리는 덮개부를 갖춘 가이드블록; 상기 덮개부의 거동을 측정해 상기 가이블록을 통과하는 선재의 이상루프 발생여부 및 이상루프의 진폭 크기를 감지하는 이상루프 감지장치; 상기 코블박스로 진입하는 선재의 진행을 감지하는 선재진행센서; 및 상기 선재진행센서와 상기 상기 이상루프 감지장치의 감지를 토대로 이상루프의 정도 및 발생시기를 판단하고, 이상루프의 정도가 설정값 이상이면 경보부를 통해 코블 발생의 위험을 경보하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 선재 진행 감지시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 코블박스를 통과하는 선재의 선단부터 종단까지 진행에 따른 이상루프의 발생 정도를 저장부에 저장하며, 저장된 정보를 디스플레이부를 통해 표시하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이상루프 감지장치에 의해 감지된 이상루프가 설정값 이상이면, 선재 제조설비의 동작을 멈추도록 설비구동부를 제어할 수 있다.
상기 가이드블록은 상기 덮개부의 하측을 지지하며 상기 덮개부와 함께 선재가 통과하는 통과홀을 형성하는 하부몸체와, 상기 덮개부가 들릴 수 있도록 상기 하부몸체와 상기 덮개부 일측을 회전 가능하게 연결하는 회전연결부를 포함할 수 있다.
상기 이상루프 감지장치는 상기 덮개부의 변위에 따라 승강하도록 상기 코블박스에 진퇴 가능하게 설치된 진퇴로드; 및 상기 진퇴로드의 승강을 감지하여 이상루프의 정도를 측정할 수 있도록 상기 진퇴로드의 진퇴방향으로 이격되게 설치된 복수의 센서를 갖춘 진퇴로드감지부를 포함할 수 있다.
상기 이상루프 감지장치는 상기 덮개부와 접하는 상기 진퇴로드 단부에 설치된 롤러; 및 상기 진퇴로드를 상기 덮개부 쪽으로 이동시키는 복원스프링;을 더 포함할 수 있다.
상기 이상루프 감지장치는 상기 코블박스에 설치되어 상기 덮개부의 변위를 인식하는 3D 이미지 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 선재 진행 감지시스템을 포함하는 선재 제조설비가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템은 코블이 발생하기 전에 이송되는 선재의 이상루프 발생 여부 및 이상루프의 크기를 감지해 경보할 수 있기 때문에 이를 적용하면 코블과 같은 생산장애를 미리 예방할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템은 이송되는 선재의 진행오류(이상루프) 발생시점과 크기를 정확히 감지해 설비의 점검 또는 유지보수를 위한 데이터로 활용할 수 있기 때문에 생산성을 높일 수 있고 코블과 같은 생산장애를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템이 적용된 선재 제조설비를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템의 코블박스, 가이드블록, 이상루프 감지장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템의 가이드블록과 이상루프 감지장치의 사시도로, 코블이 발생상 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템의 이상루프 감지장치 변형 예를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템이 적용된 선재 제조설비를 나타내고, 선재 진행 감지시스템의 코블박스, 가이드블록, 이상루프 감지장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 선재 제조설비는 조압연을 거쳐 이송된 선재(10)를 제품으로 압연하는 사상연롤들(20), 사상압연롤들(20)을 거쳐 생산된 선재를 냉각시키는 수냉장치(30), 수냉장치(30)를 거쳐 이송된 선재(10)를 코일형으로 벤딩시켜 배출시키는 레잉헤드(40), 레잉헤드(40)에서 배출된 코일형 선재를 냉각시키는 가운데 배출시키는 공냉장치(50)를 포함할 수 있다. 또 선재 제조설비는 사상압연롤(20) 쪽으로 이송되는 선재(10)를 전단하는 전단장치(60), 사상압연롤들(20)과 수냉장치(30) 사이 선재 이송경로에 설치되는 코블박스를(70) 포함할 수 있다.
코블박스(70)는 선재(10)가 이송장애나 설비트러블에 의해 정상적으로 진행하지 못하고 이송경로를 이탈하는 코블이 생길 경우 이를 모아서 처리할 수 있도록 수용한다.
본 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템(100)은 코블이 발생하기 전에 이송되는 선재(10)의 이상루프 발생 여부 및 이상루프의 크기를 감지해 경보함으로써 코블과 같은 생산장애를 예방할 수 있다. 선재 진행 감지시스템(100)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 가이드블록(110), 이상루프 감지장치(120), 선재진행센서(130), 제어부(140), 경보부(150), 설비구동부(160), 디스플레이부(170)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 가이드블록(110)은 선재(10)가 통과하는 코블박스(70) 내에 설치되어 선재(10)의 이송을 안내한다. 가이드블록(110)은 코블박스(70) 내에 선재(10)의 이송방향으로 복수개가 설치될 수 있다.
각 가이드블록(110)은 도 3에 도시한 바와 같이, 하부몸체(111), 하부몸체(111)의 상부를 덮는 덮개부(112), 선재(10)가 통과할 수 있도록 하부몸체(111)와 덮개부(112) 사이에 마련된 통과홀(113), 하부몸체(111)와 덮개부(112)의 일측을 회전 가능하게 연결하는 회전연결부(114)를 포함한다.
덮개부(112)는 한쪽이 회전연결부(114)에 의해 하부몸체(111)에 연결되기 때문에 통과홀(113)을 통과하는 선재(10)에 이상루프(11)가 발생할 경우 이상루프(11)에 밀려 상방으로 회전하여 들릴 수 있다.
덮개부(112)는 가이드블록(110)을 통과하는 선재(10)의 이상루프(11)가 커져서 코블(12)이 발생할 경우 도 3에 도시한 예처럼 상방으로 들려 통과홀(113)의 측방을 개방함으로써 코블(12)이 코블박스(70) 내 공간으로 배출되도록 할 수 있다.
이상루프 감지장치(120)는 가이드블록(110)을 통과하는 선재(10)의 이상루프(11)에 의해 상하방향으로 움직이는 덮개부(112)의 변위를 측정해 선재(10)의 이상루프(11) 발생여부 및 이상루프(11)의 진폭 크기를 감지할 수 있다. 이상루프 감지장치(120)는 도 2의 예처럼 코블박스(70) 내에 설치되는 가이드블록(110) 수에 대응하도록 코블박스(70) 상측에 설치될 수 있다.
이상루프 감지장치(120)는 도 3에 도시한 바와 같이, 가이드블록(110)의 덮개부(112) 변위에 따라 승강하도록 코블박스(70)의 상측에 상하방향으로 진퇴 가능하게 설치된 진퇴로드(121), 진퇴로드(121)의 승강을 감지하여 이상루프(11)의 발생여부 및 진폭 크기를 측정할 수 있도록 코블박스(70) 상부에 설치되며 진퇴로드(121)의 진퇴방향으로 이격된 복수의 센서(123)를 갖춘 진퇴로드감지부(122), 가이드블록(110)의 덮개부(112)와 접하는 진퇴로드(121) 하단에 설치된 롤러(125), 진퇴로드(121)를 덮개부(112) 쪽으로 이동시키는 복원스프링(126)을 포함할 수 있다.
코블박스(70) 상부의 진퇴로드(121) 상단에는 진퇴로드감지부(122)의 복수의 센서(123)가 감지할 수 있도록 감지플랜지(121a)가 마련된다. 진퇴로드감지부(122)는 코블박스(70) 상부의 진퇴로드(121)의 측방에 장착된 상태에서 진퇴로드(121)와 평행하게 연장된 지지부(124)를 포함하고, 복수의 센서(123)는 진퇴로드(121)의 진퇴방향으로 이격된 상태로 지지부(124)에 각각 장착된 비접촉식 센서로 구성될 수 있다.
복수의 센서(123)는 코블박스(70)의 상면에 가까운 위치로부터 점차 멀어지는 방향으로 순차적으로 배치된 제1센서(123a), 제2센서(123b), 제3센서(123c), 제4센서(123d)를 포함할 수 있다. 따라서 진퇴로드감지부(122)는 선재(10)의 이상루프(11)가 작아 진퇴로드(121)의 진폭이 작을 경우 제1센서(123a) 또는 제2센서(123b)가 감지플랜지(121a)를 감지하고, 선재(10)의 이상루프(11)가 커서 진퇴로드(121)의 승강 진폭이 클 경우 제3센서(123c) 또는 제4센서(123d)가 감지플랜지(121a)를 감지할 수 있다. 진퇴로드감지부(122)는 이러한 방식으로 코블박스(70) 내 가이드블록(110)을 통과하는 선재(10)의 이상루프(11) 발생여부 및 진폭 크기를 감지할 수 있다.
선재진행센서(130)는 도 1에 도시한 바와 같이, 코블박스(70)로 진입하는 선재(10)의 진행을 감지할 수 있다. 선재진행센서(130)는 코블박스(70)로 진입하는 선재(10)의 선단이 통과하는 시점과, 선재(10)의 종단이 통과하는 시점을 감지할 수 있다.
제어부(140)는 이상루프 감지장치(120)의 감지정보를 토대로 이상루프(11)의 정도(진폭 크기)를 판단하고, 선재진행센서(130)의 감지정보를 토대로 해당 이상루프(11)가 발생한 시기(위치)를 판단할 수 있다. 또 제어부(140)는 이상루프(11)의 정도가 설정값 이상으로 판단되면, 경보부(150)를 통해 코블 발생의 위험을 경보할 수 있다. 여기서 설정값은 코블(12)이 발생하기 전 단계의 이상루프(11) 크기로 설정될 수 있다. 따라서 관리자는 경보부(150)의 경보를 통해 코블 발생 가능성을 미리 알 수 있기 때문에 설비의 점검 등을 통하여 이상루프(11)의 발생원인을 제거할 수 있고, 이를 통해 코블 발생을 예방해 생산장애를 최소화할 수 있다.
제어부(140)는 이상루프 감지장치(120)와 선재진행센서(130)의 감지정보를 토대로 코블박스(70)를 통과하는 선재(10)의 진행에 따른 이상루프(11)의 발생여부, 이상루프(11)의 크기, 이상루프(11)의 발생시기에 대한 정보를 저장부(141)에 저장하고, 저장된 정보를 디스플레이부(170)를 통해 표시할 수 있다. 따라서 관리자는 경보부(150)에 의한 경보외에도 디스플레이부(170)에 표시된 정보를 보면서 선재(10)의 진행상태, 즉 선재의 생산이 양호하게 이루어지고 있는지를 체크할 수 있다. 또 관리자는 이러한 정보를 설비의 점검 또는 유지보수를 위한 데이터로 활용함으로써 코블과 같은 생산장애를 예방할 수 있다.
제어부(140)는 이상루프 감지장치(120)에 의해 감지된 이상루프(11)가 설정값 이상(코블 발생이 임박한 정도)으로 판단되거나, 이미 코블이 발생한 것으로 판단되면 선재 제조설비의 동작을 멈추도록 설비구동부(160)를 제어해 코블 발생에 따른 피해를 최소화할 수 있다.
이처럼 본 실시 예에 따른 선재 진행 감지시스템은 코블이 발생하기 전에 이송되는 선재(10)의 이상루프(11)의 발생여부 및 이상루프의 크기를 감지하여 미리 경보하거나, 감지된 정보를 디스플레이부에 표시하기 때문에 관리자가 이를 토대로 설비의 점검과 유지보수를 하도록 하여 코블과 같은 생산장애를 예방하도록 할 수 있다.
도 4는 이상루프 감지장치의 변형 예를 나타낸다. 도 4의 예처럼 이상루프 감지장치(220)는 가이드블록(110) 덮개부(112)의 변위를 인식하는 3D 이미지센서로 구성될 수도 있다. 이러한 이상루프 감지장치(220)는 코블박스(70)의 상부에 설치된 상태에서 가이드블록 덮개부(112)의 변위(상하 움직임)를 감지해 이상루프(11)의 발생여부 및 크기를 측정할 수 있다.
10: 선재, 70: 코블박스,
100: 선재 진행 감지시스템, 110: 가이드블록,
112: 덮개부, 120,220: 이상루프 감지장치,
130: 선재진행센서, 140: 제어부,
150: 경보부, 160: 설비구동부,
170: 디스플레이부.

Claims (8)

  1. 선재가 통과하는 코블박스 내에서 선재의 이송을 안내하며, 선재의 이상루프에 의해 들리는 덮개부를 갖춘 가이드블록;
    상기 덮개부의 거동을 측정해 상기 가이블록을 통과하는 선재의 이상루프 발생여부 및 이상루프의 진폭 크기를 감지하는 이상루프 감지장치;
    상기 코블박스로 진입하는 선재의 진행을 감지하는 선재진행센서; 및
    상기 선재진행센서와 상기 이상루프 감지장치의 감지를 토대로 이상루프의 정도 및 발생시기를 판단하고, 이상루프의 정도가 설정값 이상 이면 경보부를 통해 코블 발생의 위험을 경보하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 선재 진행 감지시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 코블박스를 통과하는 선재의 선단부터 종단까지 진행에 따른 이상루프의 발생 정도를 저장부에 저장하며, 저장된 정보를 디스플레이부를 통해 표시하도록 제어하는 선재 진행 감지시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이상루프 감지장치에 의해 감지된 이상루프가 설정값 이상이면, 선재 제조설비의 동작을 멈추도록 설비구동부를 제어하는 선재 진행 감지시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드블록은 상기 덮개부의 하측을 지지하며 상기 덮개부와 함께 선재가 통과하는 통과홀을 형성하는 하부몸체와, 상기 덮개부가 들릴 수 있도록 상기 하부몸체와 상기 덮개부 일측을 회전 가능하게 연결하는 회전연결부를 포함하는 선재 진행 감지시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이상루프 감지장치는,
    상기 덮개부의 변위에 따라 승강하도록 상기 코블박스에 진퇴 가능하게 설치된 진퇴로드; 및
    상기 진퇴로드의 승강을 감지하여 이상루프의 정도를 측정할 수 있도록 상기 진퇴로드의 진퇴방향으로 이격되게 설치된 복수의 센서를 갖춘 진퇴로드감지부;를 포함하는 선재 진행 감지시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이상루프 감지장치는,
    상기 덮개부와 접하는 상기 진퇴로드 단부에 설치된 롤러; 및
    상기 진퇴로드를 상기 덮개부 쪽으로 이동시키는 복원스프링;을 더 포함하는 선재 진행 감지시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이상루프 감지장치는 상기 코블박스에 설치되어 상기 덮개부의 변위를 인식하는 3D 이미지 센서를 포함하는 선재 진행 감지시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 선재 진행 감지시스템을 포함하는 선재 제조설비.
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