KR20030097545A - 압연롤 결함 자동 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 압연롤의 표면 결함을 거리센서와 초음파 유도코일을 이용하여 자동적으로 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 압연롤 결함 자동 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 압연롤 결함 자동 검출장치는 표면 측정을 위한 압연롤(1)이 장착되는 롤고정대(6)와, 상기 롤고정대에 설치되는 위치제어부(20)와, 상기 위치제어부에 설치되는 수평위치제어모터 및 수직위치제어모터에 의해 수평 및 수직 이동되는 수직바(27)와, 상기 수직바의 하단부에 장착되는 센서부(10)와, 상기 센서부에서 검출된 롤표면 측정데이터를 연산 처리하여 기록 표시하고 상기 수평위치제어모터 및 수직위치제어모터를 제어하기 위한 위치제어신호를 발생하는 사용자 컴퓨터장치(40)를 포함하며, 상기 센서부(10)는 상기 이동대와의 결합을 위한 플레이트(18)와, 상기 플레이트와의 사이에 스프링을 두고 결합되는 본체부(16)와, 상기 본체부의 양쪽 가장자리에 설치되는 이송바퀴(11)와, 상기 본체부에 내장되는 초음파유도코일(31) 및 원격거리센서(33)와, 상기 본체부 하부에 장착되어 상기 초음파유도코일과 원격거리센서를 보호하기 위한 피복판(32)을 포함한다.

Description

압연롤 결함 자동 검출장치{Roll defect auto detection apparatus}

본 발명은 제철소 압연롤 표면 및 표층상의 신속한 결함을 식별하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격거리센서와 초음파유도코일을 구비한 상태에서 롤의 외관 측정뿐만 아니라 내부의 결함정보까지 상세하게 자동으로 검사할 수 있는 압연롤 결함 자동 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 압연롤은 바 및 스트립에 붙어있는 스케일(scale)이나 이물질, 그리고 냉각수중의 이물질에 의해 오목 및 볼록현상의 마크(mark)가 발생할 수도 있고, 또한 테일부가 통판시 작업롤을 쳐서(꼬임 현상)작업롤에 강한 충격을 줌으로 롤에 흠이나 크랙등의 결함이 발생할 수 있다.

이러한 롤의 결함을 탐상하기 위한 방식으로 종래에는 작업자에 의한 수작업에 의존해 왔다.

도 1은 종래의 롤 표면탐상에 있어서의 수작업 과정을 보여주고 있다. 여기에서 참고되는 바와 같이, 도 1에 도시한 바와 같이 스캔하고자 하는 압연롤(1)을 롤 고정대(6)에 장착한 후 압연롤의 표면에 많은 량의 연삭유(4)를 도포하고 탐촉자(3) 초음파탐상기(2)를 이용하여 탐상하게 되는데, 이때 연삭유를 사용하는 것은 압연롤(1)의 긁힘방지 및 탐촉자(3)의 마모방지와 탐촉자(3)의 민감한 동작특성을 얻기 위함이다.

그러나 이러한 압연롤 탐상방법은 롤에 연삭유를 도포하는 시간이 상당히 소요될 뿐 아니라 연삭유(4) 층에 의한 오동작이나 과다한 탐상 오차가 발생가능성이 높으며, 도 2에 나타낸 바와 같은 휴대용 탐상기(2)를 작업자가 휴대하고 롤 표면 결함 등을 탐상하게 되므로, 작업자의 탐상작업이 불편하고 또한 작업자의 숙련도에 따라 탐상정도에 차이가 나타나고 있었다.

특히, 종래의 롤 탐상 방식은 크기가 작은 탐촉자(3)를 압연롤(1)의 표면에 직접 접촉시켜 탐상하는 방식이었기 때문에, 도 3에서 처럼, 탐촉자(3)의 투과면적이 적고 그 투과깊이가 미흡하여 과다한 작업시간이 소요될 뿐 아니라 대형롤(1) 내부의 결함(5)들은 전혀 탐상이 불가능한 단점이 있었다.

또한 도 4와 같이 탐상시 나타나는 결과는 초음파 탐상기(2)의 모니터 상에 그 결함 정도만을 그래프로만 보여주고 있어서, 이것을 작업자가 육안으로 그때 그때 확인해야 하므로 결함부위의 탐상에 실패할 가능성도 높았다.

따라서, 비교적 크기가 작은 표면결함들을 미리 발견하지 못하고 그대로 장기간 방치함으로서 이것이 진행되어 압연중 롤 파손이나 이탈 등의 대형사고가 유발될 수 있다.

본 발명은 상기한 종래의 압연롤 결함탐상 방식에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압연롤의 표면 결함을 거리센서와 초음파 유도코일을 이용하여 자동적으로 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 압연롤 결함 자동 검출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 탐촉자를 이용한 압연롤 결함 탐상 작업상태 설명도이다.

도 2는 종래의 압연롤 결함 탐상을 위한 초음파 탐상기이다.

도 3은 종래의 탐촉자 방식에 의한 결함탐상 상태도이다.

도 4는 종래의 압연롤 결함탐상 결과 출력 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 압연롤 결함 검출장치의 전체 사시도이다.

도 6은 본 발명 검출장치용 센서부의 사시구조도 이다.

도 7은 본 발명 검출장치용 센서부의 분해사시도이다.

도 8은 본 발명 검출장치용 센서부의 내부구성도이다.

도 9는 본 발명 검출장치에 의한 압연롤의 내부결함 탐상상태도이다.

도 10은 본 발명 검출장치에 의한 검출결과 출력그래프이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 압연롤 2 : 초음파 탐상기

6 : 롤고정대 10 : 센서부

11 : 이송바퀴 12 : 스프링

13 : 코일클램프 14 : 가이드샤프트

15 : 케스트브라켓 16 : 본체부

17 : 리니어베어링 18 : 플레이트

20 : 위치제어부 21 : 수평이동모터

22 : 수직이송모터 23 : 엑츄에이터

24 : 샤프트 27 : 수직바

28 : 모터제어부 29 : 기어박스

31 : 초음파유도코일 32 : 피복판

33 : 원격거리센서 34 : 발신콘넥터

35 : 수신콘넥터 36 : 고정볼트

40 : 사용자컴퓨터

본 발명의 압연롤 결함 자동 검출장치는 표면 측정을 위한 압연롤이 장착되는 롤고정대와, 상기 롤고정대에 설치되는 위치제어부와, 상기 위치제어부에 설치되는 수평위치제어모터 및 수직위치제어모터에 의해 수평 및 수직 이동되는 수직바(27)와, 상기 수직바의 하단부에 장착되는 센서부와, 상기 센서부에서 검출된 롤표면 측정데이터를 연산 처리하여 기록하고 표시하며 상기 수직위침 치 수평위치 제어용 모터제어신호를 발생하는 사용자 컴퓨터장치를 포함하며, 상기 센서부는 상기 이동대와의 결합을 위한 플레이트와, 상기 플레이트와의 사이에 스프링을 두고 결합되는 본체부와, 상기 본체부의 양쪽 가장자리에 설치되는 이송바퀴와, 상기 본체부에 내장되는 초음파유도코일 및 원격거리센서와, 상기 본체부 하부에 장착되어 상기 초음파유도코일과 원격거리센서를 보호하기 위한 폴리에스테르재의 피복판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 압연롤 결함측정을 위한 장치의 전체적인 구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 본 발명 검출장치는 표면 측정을 위한 압연롤(1)이 장착되는 롤고정대(6)에는 위치제어부(20)를 추가로 설치한다.

이 위치제어부(20)는 수평위치제어모터(21)의 축에 연결된 샤프트(24)와 이 사프트의 회전에 의해 수평으로 이동하는 기어박스(29)와, 상기 기어박스에서 수직방향으로 결합설치된 수직바(27)와 이 수직바의 상하 위치를 이동시켜주는 액튜에이터(23)와 이 액튜에이터를 작동시키는 수직위치제어모터(22)를 포함한다.

또한 상기 수직바(27)에는 모터제어부(28)가 설치된다.

상기 수직바(27)의 하단부에는 측정할 압연롤의 표면을 이동하게 될 센서부(10)를 고정 설치하고, 이 센서부(27)에서 검출된 롤표면 측정데이터는 사용자컴퓨터(40)에 입력되어 연산 처리되고 기록되고 표시되게 연결한다.

도 6 내지 도 8은 상기 센서부(27)의 내, 외관 구조를 설명하기 위한 도면들이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 센서부(27)는 상기 이동대와의 결합을 위한 플레이트(18)와, 상기 플레이트와의 사이에 스프링을 두고 결합되는 본체부(16)와, 상기 본체부의 양쪽 가장자리에 설치되는 이송바퀴(11)와, 상기 본체부에 내장되는 초음파유도코일(31) 및 원격거리센서(33)와, 상기 본체부 하부에 장착되어 상기 초음파유도코일과 원격거리센서를 보호하기 위한 폴리에스테르재의 피복판(32)으로 구성한다.

좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 센서부(27)는 4개의 비금속성 이송바퀴(11)가 각각의 가이드샤프트(14)와 케스트브라켓(15)등으로 단단히 고정되어 장치 하부에 장착되며, 상기 센서부에는 내부의 센서장치, 즉 초음파유도코일과 원격거리센서 장작부를 단단히 탈부착할 수 있도록 코일클램프(13)가 본체부(16)의 양쪽에 각각 조립되고 있다.

또한 무리한 외부 충격에도 흔들림이 없도록 내구성이 튼튼한 재질의 스프링(12)이 리니어베어링(17)과 결합되어 본체부(16)와 플레이트(18)사이에 각각 삽입 설치된다.

상기 센서부(10)는 초음파유도코일(31)과 원격거리센서(33)가 장착되며, 파워공급 및 제어신호를 입력받고 검출신호를 출력하기 위한 수신콘넥터(35)와 발신 콘넥터(34)를 구비하고 있다.

상기 원격거리센서(33)와 초음파를 롤 표면에 넓게 투과할 수 있도록 한 강화성 폴리에스테르 필름 재질의 얇고 유연한 초음파유도코일(31)에 스테인레스 피복판(32)이 탈착이 용이하도록 네개의 고정보울트(36)로 조립한다.

상기 사용자컴퓨터부(40)는 모든 측정값과 설절값을 입.출력 가능할 수 있는터치스크린으로 설계될 수 있다.

이와 같이 구성도니 본 발명 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 건조된 상태의 압연롤(1)을 롤고정대(6)에 위치시키고 모터제어부(28)에 의해 위치제어부(20)가 작동하여 센서부(10)가 롤(1)의 탐상 위치에 위치하게 한다.

이때, 사용자컴퓨터(40)는 센서부(10)의 거리센서에 의한 센싱값을 입력받아 그에 따른 제어신호를 모터제어부(28)로 보내 이 모터제어부(28)가 수직위치제어모터(22)를 구동하도록 하고, 이것에 의해 액튜에이터(23)각 작동하여 수직바(270의 끝단부에 설치된 센서부(10)가 롤의 표면에 접하도록 한다.

이후 모터제어부(28)는 수평위치제어모터(21)를 구동하여 기어박스(29)에 의해 수직바(27)가 수평이동되게 함으로써 롤의 표면을 따라 센서부(10)가 롤 표면을 탐상하도록 한다.

즉, 원격거리센서(33)에서 검출된 아날로그 신호는 사용자컴퓨터(40)로 전송하여 그 정보를 지시하고, 동시에 모터제어부(28)로 그 제어신호를 보내어 해독하여 각각의 위치제어모터(22)들의 회전수를 제어하여 센서부(10)의 위치를 세팅하게된다.

측정항 압연롤(1)의 정보를 얻는 스캔작업이 끝나면, 센서부(10)의 비금속성 이송바퀴(11)는 사용자컴퓨터(40)의 명령에 의해 롤 표면상에 내려지게 되고 또한 롤이 회전하는 방향으로 일정한 간격을 유지 이동하면서 동시에 표면검출을 위한 초음파를 초음파유도코일(31)에서 발생하게 된다.

상기 초음파는 발신콘넥터(34)로 유입되어 초음파유도코일(31)을 지나 수신콘넥터(35)로 방출하는 과정을 반복하면서 강력한 자기장이 발산되는데, 도 9에 도시한 바와 같이 강력한 자기장의 초음파는 이면이 폴리에스테르필름 재질의 초음파유도코일(31)에 의해 넓게 발산된다.

이에 따라서, 롤상의 표면검출 또한 넓은 범위로 측정이 가능해져, 넓은 명의 롤의 결함을 신속하고 정확하게 검사 가능하게 된다.

특히, 강력한 자기장의 초음파는 롤 내부의 깊숙한 결함까지도 측정이 가능하게 한다.

검사 과정중 검출된 결함은 도11과 같이 그 위치 및 크기 그리고 깊이 정도가 사용자컴퓨터(40)에 보내져 정확히 산출 처리되고 저장되며, 이러한 정보는 차후의 롤 연마 및 가공설비에 전송되어 연마과정의 기초 정보로 제공된다.

위에서 설명한 바와 같은 본 발명은 센서부에 구비된 원격거리센서와 비금속성 이송바퀴, 피복판등을 이용하여 압연롤 표층상에 많은량의 연삭유 없이도 적당한 거리를 유지하여 자동으로 초음파 탐상을 실시하기 때문에 신속한 표면 결함을 찾아낼 수 있고, 또한 결함위치와 결함크기,결함깊이 등의 정보를 사용자컴퓨터로 즉각 전송하여 보여주기 때문에 차후 연마 및 가공작업시 정확하고 신속한 작업을 가능하게 한다.

또한 본 발명은 롤 측정 데이터를 데이터베이스화하여 보관,관리하는 것을 가능하게 하여 롤 이력 추적이 가능하다

Claims (1)

1. 표면 측정을 위한 압연롤(1)이 장착되는 롤고정대(6)와, 상기 롤고정대에 설치되는 위치제어부(20)와, 상기 위치제어부에 설치되는 수평위치제어모터 및 수직위치제어모터에 의해 수평 및 수직 이동되는 수직바(27)와, 상기 수직바의 하단부에 장착되는 센서부(10)와, 상기 센서부에서 검출된 롤표면 측정데이터를 연산 처리하여 기록하고 표시하고 상기 수평위치제어모터 및 수직위치제어모터를 제어하기 위한 위치제어신호를 발생하는 사용자 컴퓨터장치(40)를 포함하며, 상기 센서부(10)는 상기 이동대와의 결합을 위한 플레이트(18)와, 상기 플레이트와의 사이에 스프링을 두고 결합되는 본체부(16)와, 상기 본체부의 양쪽 가장자리에 설치되는 이송바퀴(11)와, 상기 본체부에 내장되는 초음파유도코일(31) 및 원격거리센서(33)와, 상기 본체부 하부에 장착되어 상기 초음파유도코일과 원격거리센서를 보호하기 위한 폴리에스테르재의 피복판(32)으로 구성된 것을 특징으로 하는 압연롤 결한 자동 검출장치.