KR100779717B1 - 냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치에 관한 것으로, 상부프레임의 상면에 고정된 서브모터와 볼스크류잭에 의해 연결되어 승하강가능하게 설치되는 볼스크류와; 상기 볼스크류의 하단과 연결되고 상기 상부프레임의 하단면을 지지하도록 배설된 수직프레임을 따라 상하이동가능하게 설치되어 코일의 권취방향을 검출하는 비접촉식 거리측정센서 및 레이저센서와; 상기 수직프레임이 입설되고 바닥면에 설치된 고정베이스를 따라 이동가능하게 설치되는 이동프레임과; 상기 비접촉식 거리측정센서 및 레이저센서의 검출결과에 따라 정해진 각도만큼 상기 코일이 안착된 스키드기어를 회전동작시키도록 상기 스키드기어와 치합되고 고정스키드가 설치된 하부베이스상에 고정된 모터를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 코일 방향을 검출하고 검출된 코일의 방향이 반대일 경우는 코일을 방향전환시킴으로써 코일의 후속작업을 용이하게 함은 물론 코일의 전복사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치{DEVICE FOR DETECTING COILING DIRECTION AND THEREOF CONVERTING DIRECTION IN ROLLING MILL}

도 1은 본 발명 장치의 사시도,

도 2는 본 발명 장치의 헤더작동부를 보인 분해사시도,

도 3은 본 발명 장치의 헤드부를 보인 분해사시도,

도 4는 본 발명 장치의 프레임작동부를 보인 분해사시도,

도 5는 본 발명 장치의 회전장치부를 보인 사시도,

도 6은 도 5의 요부 분해사시도,

도 7 내지 도 9는 본 발명 장치의 작동상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

400 : 서브모터 403 : 볼스크류잭

404 : 볼스크류 502 : 가이드블럭

521 : 비접촉식 거리측정센서 522 : 레이저센서

612 : 이동프레임 701 : 코일스키드

704 : 스키드기어

본 발명은 냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치에 관한 것이다.

통상, 냉연공정에서 코일은 트레일러에 의해 이송되고 이송된 코일은 크레인에 의해 코일 저장야드로 저장되며 저장된 코일은 자동 코일 보급장치에 의하여 차공정의 워킹빔 컨베어에 투입된다.

이러한 이송과정에서 코일의 방향은 전환과정을 거치며 매코일 확인작업을 행하나 공정의 복잡성에 의하여 착오가 발생되고 이와 같은 착오로 인해 설비사고 및 작업성이 저하되는 현상이 유발된다.

이를 해결하기 위해 종래에는 코일 투입작업시 매코일의 방향을 확인하여 코일을 투입하고 워킹빔 컨베어를 통하여 이동을 행하여 페이오프릴에 장입하고 코일을 푸는 작업을 행하여 왔다.

그러나, 설비의 자동화와 인원의 성역화로 코일의 방향을 확인하는 작업에 시간 및 업무의 부하가 가증되고 있으며 이로 인하여 코일 방향의 확인작업을 소홀히 하는경우가 발생되고 있으며 이로인한 작업손실이 발생된다.

또한, 코일 내경의 사이즈는 대부분 508mm와 610mm의 두종류로 구분되어 권취되는데 이러한 제품코일의 경우 수요가로 바로 연결되어 출하되는 경우는 문제가 없으나, 제품의 재질불량에 의한 재소둔작업을 실시하는 경우 내경 사이즈의 이상으로 코일의 전복되는 사고를 야기하게 된다.

예를 들면, 소둔라인의 입측의 경우는 610mm 내경의 코일을 작업하도록 페이 오프릴의 사이즈로 시그멘트가 구성되어있으나 정보이상으로 인한 내경 508mm 코일이 투입되어 코일을 페이오프릴에 투입시 내경이 맞지않아 코일카의 코일과 페이오프릴이 충돌하여 전복되는 현상이 발생되어 작업성저하 및 설비사고가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 냉연공장에서 제품코일의 내경을 정확하게 측정함은 물론 그 코일의 권취방향을 자동 검출함으로써 코일의 내경 불일치에 따른 전복사고를 방지하고 코일방향 오설정에 따른 재설정작업을 하지 않아도 되므로 작업성이 현저히 향상된 그러한 냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 상부프레임의 상면에 고정된 서브모터와 볼스크류잭에 의해 연결되어 승하강가능하게 설치되는 볼스크류와; 상기 볼스크류의 하단과 연결되고 상기 상부프레임의 하단면을 지지하도록 배설된 수직프레임을 따라 상하이동가능하게 설치되어 코일의 권취방향을 검출하는 비접촉식 거리측정센서 및 레이저센서와; 상기 수직프레임이 입설되고 바닥면에 설치된 고정베이스를 따라 이동가능하게 설치되는 이동프레임과; 상기 비접촉식 거리측정센서 및 레이저센서의 검출결과에 따라 정해진 각도만큼 상기 코일이 안착된 스키드기어를 회전동작시키도록 상기 스키드기어와 치합되고 고정스키드가 설치된 하부베이스상에 고정된 모터 를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명 장치는 크게 헤더동작부(A), 헤드부(B), 프레임작동부(C) 및 회전장치부(D)로 대분된다.

헤더동작부(A)부는 도 2의 도시와 같이, 상부프레임(411)의 상면에 일측방향으로 피엘지(410)가 커플링(408)의해 서브모터(400)의 후면으로 연장된 축(407)에 결합되고, 상기 서브모터(400)는 서브모터 고정브래킷(401)을 관통하여 연결축(402)과 결합되어 일측 방향에 있는 볼스크류잭(403)에 연결된다.

서브모터 고정브래킷(401)과 볼스크류잭(403)은 육각볼트와 그 부속품들에 의해 상기 상부프레임(411)상에 고정설치되고, 볼스크류(404)는 수직방향으로 볼스크류잭(403)과 상부프레임(411)을 관통하여 후술할 스크류 고정블럭(505)에 결합된다.

또한, 후술할 레이저센서(522)에 공급되는 호스(413)와 케이블이 승,하강될 수 있도록 상기 상부프레임(411) 상면에 'ㄱ'형상의 행거(405)와 그 끝단에 수직 방향으로 스프링(406)을 연결하여 헤더가 승,하강할때 스프링(406)이 늘어나고 줄어들도록 하여 헤더와 같이 움직이도록 구성된다.

회전력을 전달하는 서브모터(400)의 후단에는 피엘지(엔코더)(410)가 설치되어 헤드의 업,다운시의 거리를 측정하는 역할을 수행한다.

헤드부(B)는 도 3의 도시와 같이, 비접촉식 거리측정센서(521)와 레이저센서(522)를 상하로 이동 시키기 위하여 가이드블럭(502)이 엘엠가이드(511) 에 삽입설치되며, 상기 가이드블럭(502)의 상하슬라이딩시 연동되도록 브래킷(503)의 일측상면이 상기 가이드블럭(502)의 하단면에 다수의 볼트에 의해 체결되고, 이로써 상기 헤드부(B)는 수직프레임(500)에 고정 설치된다.

비접촉식 거리측정센서(521)는 상기 브래킷(503)의 타단부에 용접결합되고, 레이저센서(522)는 회전력을 전달하는 로터리엔코더(523)에 조인트된다.

아울러, 로터리엔코더(523)는 U형 클램프(507)에 의해 상기 브래킷(503)에 볼트고정된다.

그리고, 상하작동의 상한과 하한 위치의 검출을 위해 리미트스위치(501a,501b)가 상기 수직프레임(500)의 상하단부에 볼트고정된다.

또한, 상기 브래킷(503)의 상단면에는 스크류 고정블럭(505)이 설치되고, 상기 스크류 고정블럭(505)에는 볼스크류(404)의 하단이 아이들하게 회전되도록 고정된다.

프레임작동부(C)는 도 4의 도시와 같이, 고정베이스(614)의 상면에 가이드레일(613)이 일측으로 길게 고정 설치되고, 그 위에 이동프레임(612)이 올려지며, 상기 이동프레임(612)의 일측면에는 베어링블럭(602)이 고정플레이트(603)와 함께 결합되고, 상기 베어링블럭(602)과 종동풀리(615)를 관통하는 볼스크류(604)가 결합된다.

상기 볼스크류(604)의 양단에는 볼스크류고정블럭(605)이 이동프레임(612)의 측면에 결합된다.

또한, 상기 이동프레임(612)의 일측면에서 연장된 지지브라켓(609)이 구비되 고, 상기 지지브라켓(609)상에는 동작서브모터(608)가 설치되며, 상기 동작서브모터(608)의 후단에는 피엘지(610)가 연결되고 전단에는 구동풀리(607)가 결합되고, 상기 구동풀리(607)와 종동풀리(615)는 타이밍벨트(606)에 의해 연결된다.

상기 동작서브모터(608) 그리고 근접센서(611a,b)는 고정베이스(614) 상면에 고정 설치된다.

회전장치부(D)는 도 5 및 도 6의 도시와 같이, 빔으로 구성된 코일스키드(701)는 스키드기어(704)의 상부에 볼트고정되며, 상기 스키드기어(704)에 회전력을 전달하는 모터(706)는 하부베이스(705)에 볼트고정된다.

또한, 스키드를 회전시키는 상기 모터(706)는 기어박스(711)와 연결되고, 상기 모터(706)의 동력을 전달받아 상기 스키드기어(704)를 회전시킬 수 있는 구동기어(703)가 상기 스키드기어(704)의 외주면에 형성된 기어부분과 치합된다.

기어박스(711)에는 모터(706)의 회전축과 연결된 구동베벨기어(706a)가 구비되고, 상기 구동베벨기어(706a)와 90도 각도로 치합되어 수직입설된 상태에서 회전가능하게 종동베벨기어(706b)가 설치되며, 상기 종동베벨기어(706b)의 종동축(707) 상단에는 플랜지에 의해 상기 구동기어(703)의 하단이 연결되어 서로 동력전달 가능하게 구성된다.

스키드기어(704)의 하단면에는 회전샤프트(720)가 하향연장되고, 상기 하부베이스(705)에 설치된 베어링(712)과 결합되어 아이들하게 회전될 수 있는 구조를 이룬다.

그리고, 회전시 코일스키드(701)의 방향을 검출하는 센서(705a,705b)가 볼트 로 스키드기어(704)상에 서로 대칭되게 고정되고, 이의 검출을 위한 검출바(705c,705d)가 각각 상기 하부베이스(705) 상에 고정된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 코일 저장야드에서 코일대차에 의해 이송되어저 워킹빔 컨베어 1번 스키드로 코일이 이송되면 1번 스키드에 설치되어 있는 코일 유무검출기의 코일 검출과 워킹빔 컨베어의 홈포지션 신호에 의하여 권취방향검출이 시작된다.

즉, 비접촉식 거리측정센서(521) 및 엔코더(410)에서 출력된 출력신호를 연산부에서 연산처리하여 코일의 위치, 외경, 내경 및 중심위치를 구하여 연산부에서 코일의 위치, 외경, 내경 및 중심위치, 엔코더 출력신호를 기준으로 각 구동장치를 제어부에서 제어하고 또한, 레이저센서 및 엔코더에서 코일의 내경 표면까지의 거리 데이터와 그 좌표로부터 판정부에서 연산처리를 행하여 스트립 처짐부분(TOP부)를 검출하고 코일의 방향을 판정하게 된다.

좀더 구체적으로 살펴보면, 1차적으로 코일의 외경, 내경 및 코일의 중심위치 연산은 비접촉식 거리측정센서(521)를 사용하며 초음파를 이용한 거리측정을 행한다.

비접촉식 거리측정센서(521)는 코일이 1번 스키드에 도착되는 신호를 받아 하강하여 코일을 검출하면 초음파를 쏘아 코일까지의 거리를 측정하여 기억하고 이동프레임(612)의 활주동작에 의해 코일의 폭방향으로 설정치(측정치 - 측정 헤드의 크기)까지 이동된다.

이때, 피엘지(410)는 그 거리를 정확하게 산출하게 제어하게 된다.

다음, 헤드부(B)는 코일의 외경방향으로 상승된 후 다시 하강하여 비접촉식 거리측정센서(521)의 반사파가 코일에서 돌아오지 않는점을 검출하여 피엘지에서 상승거리를 계산하여 코일의 외경, 내경 및 코일의 중심위치를 구한다.

내경은 하부에서 비접촉식 거리측정센서가 상승하여 센서에서 빛을 투사하였을 때 라이트된 시점에서 차단된 시점까지의 거리로 구해지며, 외경은 센서가 계속 상승하여 차단된 시점에서 라이트된 시점의 거리에 측정된 내경값의 1/2을 더한후 계산된 값에 2배하면 외경이 계산된다.

즉, 비접촉식 거리측정센서가 상승하여 1차 라이트된 시점을 x, 1차 차단된 지점을 y, 2차 라이트된 시점을 z라고 하고, 내경을 w1, 외경을 w2, 중심거리를 c 라고 하면;

내경 : w1 = x + y (여기서 x는 0 로 하여 계산됨)

외경 : w2 = ((w1 / 2) + z) * 2

중심거리 : c = w2 / 2 와 같이 나타낼 수 있다.

다음은 내경부에 레이저센서(522)에 의한 권취방향 검출을 행하게 되는 바, 코일의 외경, 내경, 코일의 중심거리는 상기에 설명한 바와 같이 계산되어 연산장치에 기억되고, 이어 권취방향 검출을 위하여 권취방향 검출기인 헤드부(B)가 코일의 내경속으로 진입된다.

여기에서, 진입거리는 작업코일의 최소폭을 기준으로 센터까지 진입되도록 설정함이 바람직하다.

진입이 완료되면 레이저센서(522)에서 내경 표면까지의 거리를 검출하게 된 다.

제어 컴퓨터에서는 레이저센서(522) 및 로터리엔코더(523)에서 입력된 내경 표면까지의 거리데이터와 회전각도(좌표)에 따른 거리를 아날로그에서 디지털신호로 변환하여 나타내게 된다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 레이저센서(522)에서 코일 내경을 360도 회전하며 내경거리의 측정을 행하면 코일의 내경부에는 권취시 스트립의 끝단부가 내경부의 중심방향으로 처져있으므로 내경방향에 회전하며 측정되는 거리에는 차이가 발생된다.

즉, 도 9의 (A)처럼 순방향의 경우는 스트립의 처짐부가 진행됨에 따라 측정되는 거리는 작아지며, (B)의 경우는 코일의 방향이 역방향의 경우로 반대로 측정거리가 갑자기 작아졌다가 정상적인 내경의 거리(610mm또는 508mm)로 커지는 것을 알 수 있다.

이러한 원리를 통하여 코일의 권취방향을 검출확인할 수 있으며, 권취방향이 반대일 경우는 다음 동작으로 코일의 방향을 180도 회전시키는 회전장치부(D)를 통하여 코일의 방향을 순방향 즉, 코일의 작업방향을 전환하는 작업을 행한다.

상기와 같이, 코일의 방향검출을 통하여 코일의 방향이 반대인 것이 확인되면, 코일의 회전작업을 행한다.

모터(706)가 회전하면 구동기어(703)가 동시 회전하여 코일스키드(701)에 연결된 스키드기어(704)를 회전시키며 180도 회전하게 되면 스키드기어(704)에 설치된 위치검출용 센서(705a,705b)가 검출하면 정지되어 코일방향의 조정을 행한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 코일 방향을 검출하고 검출된 코일의 방향이 반대일 경우는 코일을 방향전환시킴으로써 코일의 후속작업을 용이하게 함은 물론 코일의 전복사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 상부프레임(411)의 상면에 고정된 서브모터(400)와 볼스크류잭(403)에 의해 연결되어 승하강가능하게 설치되는 볼스크류(404)와;

   상기 볼스크류(404)의 하단과 연결되고 상기 상부프레임(411)의 하단면을 지지하도록 배설된 수직프레임(500)을 따라 상하이동가능하게 설치되어 코일의 권취방향을 검출하는 비접촉식 거리측정센서(521) 및 레이저센서(522)와;

   상기 수직프레임(500)이 입설되고 바닥면에 설치된 고정베이스(614)를 따라 이동가능하게 설치되는 이동프레임(612)과;

   상기 비접촉식 거리측정센서(521) 및 레이저센서(522)의 검출결과에 따라 정해진 각도만큼 상기 코일이 안착된 스키드기어(704)를 회전동작시키도록 상기 스키드기어(704)와 치합되고 고정스키드(701)가 설치된 하부베이스(705)상에 고정된 모터(706)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉연공정에서 코일의 권취방향 검출 및 방향 전환장치.

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