KR200243120Y1 - 교정기 롤갭의 영점조정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교정설비에 구비된 실린더 및 스크류의 영점조정을 자동으로 수행하는 교정기 롤갭의 영점조정장치에 관한 것으로, 유압검출기의 출력에 따라 서보밸브를 제어하여 실린더 내부의 유압을 일정하게 한 상태에서 실린더를 최대개방상태에서 최대압하상태까지 이동시키고, 스크류구동기를 제어하여 스크류를 최대한 하강시켜 스크류 위치검출기를 초기화하여 스크류의 영점을 조정하며, 스크류 위치검출기의 출력에 따라 스크류구동기를 제어하여 영점조정된 스크류를 일정한 위치로 세트하고, 서보밸브를 제어하여 실린더를 최대개방상태로 한 후 실린더 위치검출기를 초기화하며, 실린더 위치검출기의 출력에 따라 서보밸브를 제어하여 실린더를 하강하면서 실린더 위치 검출기의 출력이 소정의 값이 되는 위치에서 실린더의 영점을 조정한다.

Description

교정기 롤갭의 영점조정장치

본 고안은 압연라인의 교정설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교정설비에 구비된 스크류 및 실린더의 영점조정을 자동으로 수행하는 교정기 롤갭의 영점조정장치에 관한 것이다.

도 1에 일반적인 교정설비의 개략적인 구조를 도시하였는데, 교정설비는 복수의 하부교정롤(2,4,6,8)과, 복수의 하부교정롤(2,4,6,8)사이에 엇갈리게 배치된 복수의 상부교정롤(1,3,5,7,9)과, 복수의 상부교정롤(1,3,5,7,9)의 상측에 부착 설치되는 실린더(10)와, 실린더(10) 내부의 피스톤과 결합된 축(11)과 연결되어 설치된 스크류(12)로 이루어져 있으며, 스크류(12)를 구동하여 실린더(10) 내부의 피스톤 및 상부교정롤(1,3,5,7,9)의 위치를 조정하고, 실린더(10)는 내부에 유입되는 오일의 압력을 조정함으로써 상부압연롤(1,3,5,7,9)을 상승/하강시켜 위치를 조정한다. 복수의 하부교정롤(2,4,6,8)의 상부와 맞닿게 일직선으로 연결한 선을 기준선(0)이라고 할 때, 상부교정롤(1,3,5,7,9)들은 스크류(12) 및 실린더(10)의 구동에 의하여 기준선(0)에서 +10mm 더 이동할 수 있다. 여기에서, 기준선(13)을 기준으로 하부교정롤(2,4,6,8)방향을 (+)라하고 반대방향을 (-)라 할 때, 상부교정롤(2,4,6,8)의 실린더(10)에 의한 위치조정범위는 -40mm에서 +10mm이다. 즉, 실린더(10)의 위치조정범위는 50mm가 한계로써 최대로 +10mm에서 최소 -40mm위치까지 조정할 수 있다.

도 2는 도 1에서 도시한 교정설비에서 실린더의 각 상태별 위치를 도시한 것으로 (a)는 최대개방상태를, (b)는 통상의 상태로서 실린더의 영점위치를, (c)는 최대압하상태를 각각 도시하고 있다. 도 3은 도 2에서 도시한 각 실린더의 위치에 따른 상,하부의 롤의 위치를 도시한 것으로, (a)는 최대개방상태에서의 상, 하부의 롤의 위치를, (b)는 최대압하상태에서의 상, 하부의 롤의 위치를 각각 도시한 것이다. 실린더(10)는 상부롤과 결합되어 있으므로 스크류(12)의 위치가 일정한 상태에서 실린더(10)가 최대개방상태가 되면 상부 롤은 최대한 위로 올라가며, 실린더(10)가 최대압하상태가 되면 상부 롤은 최대한 아래로 내려간다.

종래에는 실린더의 영점을 찾기 위하여 실린더를 한쪽방향으로 최대로 이동시킨 후 위치검출기의 카운트값을 초기화하고 실린더를 반대방향으로 이동시키며 위치검출기의 카운트 값이 일정한 값이 되었을 때 실린더의 위치를 영점으로 결정하였다.

그런데, 종래에는 교정기의 롤갭 영점 결정이 무부하시에 이루어지므로 판내 두께 편차를 방지하기 위하여 교정롤 가운데가 배가 나오도록 제작된 롤 크라운 및 상부롤을 지지하기 위한 밸런스 실린더 등의 영향을 고려하지 않게 되어 교정후 평탄도 불량이 발생하는 문제점이 있으며, 또한 작업자의 수조작에 의함으로써 그 영점조정방법이 매우 복잡하고 많은 시간이 소요되며 작업자의 오조작으로 설비사고가 발생할 위험성이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 표준두께의 테스트용 강판을 롤사이에 삽입한 후, 스크류를 다운시킨 후 실린더에 압을 가하여 실린더의 영점위치를 자동설정함으로써 정확도와 안정성을 높히고자 하는 교정기 롤갭의 영점조정장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 교정설비의 개략적인 구성을 보인 구성도이다.

도 2는 도 1에서 도시한 실린더의 각 위치별 상태를 도시한 것으로, (a)는 최대개방상태를, (b)는 통상의 상태로서 실린더의 영점위치를, (c)는 최대압하상태를 각각 도시한 상태도이다.

도 3은 도 2에서 도시한 각 실린더의 상태에 따른 롤의 위치를 도시한 것으로, (a)는 최대개방상태에서의 롤의 위치를, (b)는 최대압하상태에서의 롤의 위치를 각각 도시한 상태도이다.

도 4는 본 고안에서 사용되는 표준두께판이 삽입된 교정설비의 개략적인 구성을 보인 구성도이다.

도 5는 본 고안에 의한 교정기 롤갭의 영점조정장치를 도시한 블록구성도이다.

도 6은 도 4에서 도시한 교정설비 4개가 각 코너에 장착된 교정기 롤갭의 영점조정장치의 전체 구성을 도시한 블록도이다.

도 7은 도 5에서 도시한 제어부를 상세하게 도시한 상세블록도이다.

도 8은 본 고안에 의한 교정기 롤갭의 영점조정동작과정을 보이는 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 실린더 12 : 스크류(SCREW)

51 : 주제어부 52 : 유압검출부

53 : 압연롤 54 : 표준두께판

55 : 스크류위치검출부 56 : 서보밸브

57 : 오일서플라이 58 : 스크류구동부

59 : 실린더위치검출부

상술한 본 고안의 목적을 이루기 위한 수단으로써, 본 고안은 상/하부교정롤과, 상부교정롤의 상측에 부착설치된 실린더와, 실린더 내부 피스톤의 축에 연설된 스크류와, 스크류를 회전시키는 스크류구동기와, 실린더에 오일을 공급하는 서보밸브와, 스크류 및 실린더의 이동위치를 검출하여 각각의 위치에 상당하는 일정 펄스를 출력하는 스크류 및 실린더 위치검출기와, 실린더의 오일의 유압을 측정하는 유압검출기를 구비하며 상/하부교정롤사이에 표준두께의 영점조정용 강판을 인입하여 교정기의 롤갭을 조정하는 장치에 있어서, 유압검출기의 출력에 따라 서보밸브를 제어하여 실린더 내부의 유압을 일정하게 한 상태에서 실린더를 최대개방상태에서 최대압하상태까지 이동시키고, 스크류구동기를 제어하여 스크류를 최대한 하강시켜 스크류 위치검출기를 초기화하여 스크류의 영점을 조정하며, 스크류 위치검출기의 출력에 따라 스크류구동기를 제어하여 영점조정된 스크류를 일정한 위치로 세트하고, 서보밸브를 제어하여 실린더를 최대개방상태로 한 후 실린더 위치검출기를 초기화하며, 실린더 위치검출기의 출력에 따라 서보밸브를 제어하여 실린더를 하강하면서 실린더 위치 검출기의 출력이 소정의 값이 되는 위치에서 실린더의 영점을 조정하는 제어부를 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 4는 상하부 롤사이에 표준두께의 영점조정용 강판을 인입하여 교정기의 롤갭을 조정하는 장치를 도시한 것으로, 영점 조정용 강판(16)을 삽입하는 이유는 실린더의 영점조정시에 실린더에 유압을 가한 상태에서 영점을 조정하기 위함이다. 실린더에 유압을 가한 상태에서 영점조정을 합으로써 종래 무부하시에서 영점을 조정함으로써 발생하는 문제점을 해소할 수 있기 때문이다.

도 5는 본 고안에 의한 교정기롤갭의 영점조정장치가 적용된 두께제어장치를 도시한 블록구성도로써, 상부롤(53a) 및 하부롤(53b)로 구성되는 압연롤(53)과, 상부롤(53a)과 하부롤(53b)의 롤갭을 조정하는 스크류(12)와, 상부 압연롤(53a)을 상하이동시키는 실린더(10)와, 영점조정을 위해 압연롤(53)사이에 삽입되는 영점조정용 표준두께판(54)과, 스크류(12)에 의한 이동위치를 검출하는 스크류위치검출부(55)와, 실린더(10)의 위치를 검출하여 이를 나타내는 신호를 출력하는 위치검출부(59)와, 실린더(10)에 인가되는 오일량을 조절하여 실린더(10)를 이동시키는 서보밸브(56)와, 서보밸브(56)를 통해 실린더(10)로 오일을 공급하는 오일서플라이(57)와, 제어부(51)로부터의 위치제어신호에 따라서 스크류(12)를 상하로 구동시키는 스크류구동부(58)와, 서보밸브(56)에 의하여 조정된 실린더(10)의 유압을 검출하는 유압검출기(52)와, 유압검출기(52)의 출력에 따라 서보밸브(56)를 제어하여 실린더 내부의 유압을 일정하게 한 상태에서 실린더를 최대개방상태에서 최대압하상태까지 이동시키고, 스크류구동기(58)를 제어하여 스크류를 최대한 하강시켜 스크류 위치검출기(55)를 초기화하여 스크류의 영점을 조정하며, 스크류 위치검출기(55)의 출력에 따라 스크류구동기(58)를 제어하여 영점조정된 스크류를 일정한 위치로 세트하고, 서보밸브(56)를 제어하여 실린더를 최대개방상태로 한 후 실린더 위치검출기(59)를 초기화하며, 실린더 위치검출기(59)의 출력에 따라 서보밸브(56)를 제어하여 실린더를 하강하면서 실린더 위치검출기(59)의 출력이 소정의 값이 되는 위치에서 실린더의 영점을 조정하는 제어부(51)를 구비한다.

또한 제어부(51)는 스크류 및 실린더 위치검출기의(55,59) 출력 펄스를 카운트하는 디지틀 카운트값을 출려가는 카운터(512)와, 유압검출기(52)의 출력신호를 A/D변환하여 디지틀신호를 출력하는 변환기(513)와, 주제어부(511)의 제어신호에 따라 스크류구동기(58) 및 서보밸브(56)를 제어하는 신호를 출력하는 출력부(514)를 구비하고 있다.

도 6은 도 4에서 도시한 교정설비 4개가 각 코너에 장착된 교정기 롤갭의 영점조정장치의 전체 구성을 도시한 블록도이다. 본 고안에 의한 교정기 롤갭의 영점조정장치가 적용된 두께제어장치의 전체구성을 도시한 블록구성도로써, 여기에서 도시한 바와 같이 상부롤을 상승/하강시키기 위하여 각각의 코너에 도 4에서 도시한 장치들이 배치되어 있으며 이들을 제어하는 제어부(51)가 총괄적으로 제어하고 있다.

도 7은 도 5에서 도시한 제어부의 기능을 상세하게 설명하기 위한 상세블록도이다. 여기에서 도시한 바와 같이 제어부는 실린더 압력을 10kg/cm²가 되도록 제어하기 위하여 각 실린더의 유압검출기(52)로부터 피이드백 받은 아날로그신호가 변환부(513)에서 디지틀신호로 변환된 후 기준압력(68b)과 제3비교기(67c)에서 비교되어 편차신호를 제1출력부(514a)로 보낸다. 제1출력부(514a)에서는 서보밸브(56)에 제어값을 출력하여 실린더에 유압을 공급하여 편차보상을 실시한다. 편차보상 동작의 반복으로 인해 실린더의 내부 압력이 기준압력(68b)과 제3비교기에서 비교되어 제어편차가 제로가 되어 실린더의 내부압력이 일정한 값을 갖게 된다. 이 때 제어부는 실린더에 -10V(69)의 출력으로 실린더를 최대개방상태로 유지한다. 실린더 위치검출기(59)의 펄스신호가 제1카운터(512a)에서 카운트되며 표시기(62)에는 현재 계수된 카운트값이 표시되고 위치결정부(64)에서는 현재 카운트 값이 실린더 위치로 치환된다. 실린더가 최대개방상태가 되었을 때 제1카운터(512a)를 초기화하여 현재 위치를 -40mm로 설정한 다음 서보밸브(56)에 +10V(69)의 제어출력으로 실린더를 최대압하상태로 한다. 이때 제1카운터(512a)의 카운트값은 실린더의 스트록에 대한 펄스값으로 나타나며 위치 치환 값이 -40mm에서 +10mm변화하는 것을 확인한다. 그 다음으로 표준 두께판을 상하롤 사이에 삽입한 후 제2출력부(514b)를 통하여 스크류구동기(58)를 제어하여 스크류를 하강시켜 상부롤이 표준두께판과 맞닿게 하면 실린더 내부압력이 상승하여 평균압력계산부(65)의 값과 기준압력(68a)과의 차이값이 제2비교부(67b)에서 구해져서 제2출력부(514b)를 통하여 스크류구동기(58)에 전해진다. 위의 상호작용에 의하여 편차값이 제로가 되면 스크류구동기(58)의 제어 출력이 홀드되고 이때 스크류 위치검출기(55)에서 출력되는 펄스신호를 카운트하는 제2카운트(512b)를 리세트하여 스크류의 영점을 조정한다. 영점이 조정된 스크류는 표준두께판의 두께와 실린더의 영전위치를 감안하여 제2출력부(514b)를 통하여 스크류구동기(58)를 제어하여 일정한 위치(63)로 세팅하고 제1출력부(512a)를 통하여 서보밸브(56)를 제어하여 실린더를 최대개방상태가 되도록 한다. 실린더가 최대개방상태에서 제1카운터(512a)를 리세트하여 -40mm가 되도록 한 후 제1출력부(512a)를 통하여 서보밸브(56)를 제어하여 실린더를 점차 하강시킨다. 위치결정부(64)에서 실린더의 위치를 실린더위치검출부(59)로부터 입력받아 카운트한 후 위치로 치환하며 제1비교기(67a)에서 기준 위치값(66)과 비교되어 0±0.5mm가 될 때까지 서보밸브(56)를 제1출력부(514a)를 통하여 제어함으로써 제1비교기(67a) 및 제2비교기(67b)의 상호작용으로 실린더의 압력과 위치가 제로편차가 되었을 때 제어출력을 홀드하고 제1카운터(512a)를 영점조정한다. 그런 후 스크류 갭을 표준두께판의 두께로 다시 설정한다.

도 8은 본 고안에 의한 영점조정장치의 동작수순을 보이는 플로우챠트이다.

이하, 상술한 구성에 따른 본 고안의 작용을 상세하게 설명한다.

본 고안에서는 실제 압하시와 같이 부하가 고려된 교정기 롤갭의 영점조정을 위해서, 교정기 롤사이에 표준두께(예를 들어, 100mm)의 판을 삽입한 상태에서 교정기 롤갭의 영점조정을 한다.

제어부(51)는 상기와 같이 소정 두께의 판(34)이 롤사이에 삽입된 상태에서 스크류구동부(58) 및 서보밸브(56)를 제어하여, 스크류(12) 및 실린더(10)를 이동시키고, 구동에 따른 스크류(12) 및 실린더(10)의 이동위치를 스크류위치검출부(55)와, 실린더위치검출부(59)로부터 입력되는 펄스신호(또는 디지탈신호)를 체크하여 판단하고, 그 판단된 위치가 적정위치(설정된 위치)가 될 때까지 스크류구동부(58) 및 서보밸브(56)를 동작시킴으로써, 교정기롤(33a)을 원하는 위치로 이동시키게 된다.

이와 같이, 제어부(51)는 스크류(12) 및 실린더(10)를 구동시키면서 교정기롤갭의 영점조정동작을 하게 되는데, 이를 도 8에서 도시한 플로우챠트를 참조하여 설명한다.

즉, 영점조정이 요구되면 실린더 내부의 압력을 일정한 값, 예를 들면 10kg/cm로 설정하고 실린더를 최대한 업 다운시켜 실린더의 스트록이 -40mm에서 +10mm까지 되는지 체크한다(701). 체크결과 실린더의 스트록이 -40mm에서 +10mm까지 되지 않으면 장비에 결함이 있는 것이므로 에러메시지를 출력하고(702) 실린더의 스트록이 -40mm에서 +10mm까지 되면 교정기의 상/하부롤(33a,33b)사이에 표준두께, 즉 100mm의 판(34)을 삽입하고 상부롤이 표준두께판에 닿도록 스크류를 하강하여 상부롤이 표준두께판에 닿을 때를 기준으로 하여 스크류의 영점을 조정한다(703). 제어부(51)는 스크류(12)를 적정위치로 이동하기 위하여 적정위치 여부를 판단한다(703). 본 실시예에서는 영점조정을 하기 위한 스크류(12)의 초기적정위치를 200mm로 설정하였는데, 이것은 교정기의 상하부롤(33a,33b)사이에 삽입된 표준두께판의 두께(100mm)에 실린더(32)의 상하최대 이동범위(50mm로 -40mm∼+10mm)와 소정의 여유값을 고려하여 산출된 것으로, 이 초기적정위치는 임의로 설정할 수 있다.

단계 703에서 스크류(12)가 설정된 초기적정위치 200mm에 있지 않다면, 주제어부(51)는 스크류(12)가 설정된 적정위치(200mm)에 올 때까지 스크류구동부(58)를 구동시켜 스크류(12)를 이동시킨다(704).

그리고, 상기에 의하여 스크류(12)가 적당한 위치에 있다고 판단되면, 실린더(10)가 최대한 개방되도록 서보밸브(56)를 구동시킴과 동시에 실린더(10)의 위치를 검출하는 실린더위치검출부(59)를 초기화시킨다(705). 상기와 같이 실린더(10)가 최대한 개방되고, 실린더위치검출부(59)가 리셋되어 초기화된 후에, 제어부(51)는 다시 서보밸브(56)를 제어하여 실린더(12)를 다운시킨다(706). 이와 같이, 실린더(32)가 최대한의 개방상태에서 최대한 다운되는 동안, 실린더(10)가 최대한 개방상태일 때 리셋된 실린더위치검출부(59)는 실린더(10)가 최대한 개방상태에서 다운되는 동안 이동한 이동거리(즉, 실린더의 위치)를 나타내는 값을 출력하게 된다.

그러면, 주제어부(51)는 입력되는 실린더위치검출부(59)의 위치검출신호를 체크하여, 최대한 개방된 실린더(10)를 다운시켰을 때 실린더위치검출부(59)에서 검출된 실린더(10)의 위치값이 0±0.5mm인지를 체크한다(707). 주제어부(51)는 실린더위치검출부(39)를 초기화하고, 이 때의 실린더(10)의 위치를 0mm로 설정한다(508). 그리고 나서, 스크류(12)의 위치값을 100mm로 세팅한다(709). 이는 표준두께판(34)의 두께가 100mm이므로, 스크류(31)가 최대한 낮아질 수 있는 위치값이다. 그리고, 이와 같이, 실린더(32)의 위치 및 스크류(31)의 위치에 대한 세팅이 완료되면 영점조정동작을 종료한다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 교정기 롤갭의 영점조정을 자동으로 수행함으로써, 종래 작업자의 오조작에 의해 발생했던 설비사고를 줄이는 효과가 있으며, 또한, 실제 교정기롤에 강판이 삽입될 때와 같은 조건에서 영점조정을 행함으로써, 위치제어의 정도를 더 향상시키는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 상/하부교정롤과, 상기 상부교정롤의 상측에 부착설치된 실린더와, 상기 실린더 내부 피스톤의 축에 연설된 스크류와, 상기 스크류를 회전시키는 스크류구동기와, 상기 실린더에 오일을 공급하는 서보밸브와, 상기 스크류 및 실린더의 이동위치를 검출하여 각각의 위치에 상당하는 일정 펄스를 출력하는 스크류 및 실린더 위치검출기와, 상기 실린더의 오일의 유압을 측정하는 유압검출기를 구비하며 상/하부교정롤사이에 표준두께의 영점조정용 강판을 인입하여 교정기의 롤 갭을 조정하는 장치에 있어서,

   상기 유압검출기의 출력에 따라 상기 서보밸브를 제어하여 상기 실린더 내부의 유압을 일정하게 한 상태에서 상기 실린더를 최대개방상태에서 최대압하상태까지 이동시키고,

   상기 스크류구동기를 제어하여 상기 스크류를 최대한 하강시켜 상기 스크류 위치검출기를 초기화하여 상기 스크류의 영점을 조정하며,

   상기 스크류 위치검출기의 출력에 따라 상기 스크류구동기를 제어하여 상기 영점조정된 스크류를 일정한 위치로 세트하고,

   상기 서보밸브를 제어하여 상기 실린더를 최대개방상태로 한 후 상기 실린더 위치검출기를 초기화하며,

   상기 실린더 위치검출기의 출력에 따라 상기 서보밸브를 제어하여 상기 실린더를 하강하면서 상기 실린더 위치검출기의 출력이 소정의 값이 되는 위치에서 실린더의 영점을 조정하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교정기 롤갭의 설정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는

   상기 스크류 및 실린더 위치검출기의 출력 펄스를 카운트하는 디지틀 카운트값을 출려가는 카운터와,

   상기 유압검출기의 출력신호를 A/D변환하여 디지틀신호를 출력하는 변환기와,

   상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 스크류구동기 및 서보밸브를 제어하는 신호를 출력하는 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교정기 롤갭의 영점조정장치.