KR20160116086A - 강판의 전단 위치 측정 장치 - Google Patents

강판의 전단 위치 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강판의 전단 위치 측정 장치에 관한 것으로, 폭 전단기의 이동부에 연결되어 이동부측 전단날의 좌우 움직임에 따라 이동하는 지지프레임, 상기 지지프레임에 고정된 적어도 2개 이상의 피측정부, 상기 피측정부들에 대응하여, 각각의 피측정부까지의 거리를 측정하는 적어도 2개 이상의 센서 및 상기 센서들의 측정결과에 근거하여 강판의 전단 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판의 전단 위치 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING SHEARING POSITION OF PLATE}
본 발명은 강판의 전단 위치 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판의 폭 전단 위치를 측정하는 강판의 전단 위치 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 철강제조공정은 제선공정을 통해 코크스를 연소시켜 철광석을 용해하여 선철을 만들고, 제강공정을 통해 선철에 포함된 탄소와 같은 불순물을 감소시켜 순도가 높은 반제품을 생산하며, 압연공정을 통해 반제품을 선재, 코일, 박판 등의 최종 제품으로 완성시킨다.
이러한 공정 수행 중에, 압연을 거친 강판은 최종 제품으로 완성되기 위해 고객의 요구에 따른 규격으로 전단된다. 즉, 압연된 강판은 생산 규격에 맞는 길이, 폭 등으로 전단되며, 특히 다양한 폭의 제품들이 생산되는 경우가 많다. 이러한 폭 전단은 보통 강판을 길이 방향으로 이송시키면서 양쪽에 위치한 전단날로 양단부를 전단하는 방식으로 수행되며, 한쪽의 전단날은 고정시키되 다른 쪽의 전단날을 좌우로 움직여 원하는 폭의 강판이 생산되도록 하는 것이 일반적이다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1353965호(2014.01.15)에 개시되어 있다.
본 발명은 강판의 폭 전단 위치를 정확하게 측정할 수 있는 강판의 전단 위치 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치는 폭 전단기의 이동부에 연결되어 이동부측 전단날의 좌우 움직임에 따라 이동하는 지지프레임; 상기 지지프레임에 고정된 적어도 2개 이상의 피측정부; 상기 피측정부들에 대응하여, 각각의 피측정부까지의 거리를 측정하는 적어도 2개 이상의 센서; 및 상기 센서들의 측정결과에 근거하여 강판의 전단 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 센서들은 광삼각법을 사용하는 레이저 변위 센서(Laser Displacement Sensor)이고, 상기 피측정부들은 레이저를 반사하는 반사판인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 피측정부들 중 가장 먼 거리에위치한 2개의 피측정부 사이의 거리는 상기 폭 전단기의 전단 범위보다 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 센서들은 상기 가장 먼 거리에 위치한 2개의 피측정부 사이에 위치하고, 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치는, 폭 전단기의 이동부측 전단날의 움직임과 같이 움직이는 적어도 2개 이상의 피측정부 및 피측정부에 대응하는 센서를 통해 폭 전단기의 전단 범위를 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하여 측정함으로써, 측정 가능 거리는 짧으나 정확도가 높은 센서를 이용하여 강판의 폭 전단 위치를 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치는 레이저 변위 센서(Laser Displacement Sensor)와 같이 정확도가 높은 센서를 이용하여 전단 위치를 측정함으로써, 강판의 폭 전단 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치에서 전단 위치를 계산하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치에서 전단 위치를 계산하는 과정을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치는 제어부(100), 제1센서(110), 제2센서(120), 지지프레임(200), 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)을 포함한다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 폭 전단기는 위치가 고정된 고정부와 좌우로 이동하면서 강판의 전단 폭을 결정하는 이동부로 구성되어 있으며, 고정부와 이동부에는 각각 전단날이 구비되어 있다.
지지프레임(200)은 이러한 폭 전단기의 이동부에 연결되어 이동부측 전단날의 좌우 움직임에 따라 이동한다. 즉 지지프레임(200)은 전단날의 좌우 움직임과 동일하게 움직이므로, 제어부(100)는 지지프레임(200)의 움직임을 측정하여 강판의 폭 전단 위치를 측정할 수 있다.
제1반사판(210) 및 제2반사판(220) 즉 피측정부는 지지프레임(200)에 고정되어 있다. 즉 피측정부 또한 지지프레임의 움직임(즉 이동부측 전단날의 움직임)과 같이 움직이므로, 제어부(100)는 피측정부의 움직임(위치)을 측정하여 강판의 폭 전단 위치를 측정할 수 있다.
제1센서(110) 및 제2센서(120)는 피측정부에 대응하여, 각각의 피측정부까지의 거리를 측정할 수 있다. 즉 제1센서(110)는 제1반사판(210)까지의 거리를 측정할 수 있고 제2센서(120)는 제2반사판(220)까지의 거리를 측정할 수 있다.
즉 피측정부와 이에 대응하는 센서들은 폭 전단기의 전단 범위(최소 전단 폭에서 최대 전단 폭까지의 길이)를 복수개의 영역으로 구분하여 측정할 수 있도록 함으로써, 측정 가능 범위는 짧으나 정확도가 높은 센서를 전단 위치 측정을 위한 센서로 사용할 수 있도록 한다.
예를 들어 이러한 정확도가 높은 센서로는 광삼각법을 사용하는 레이저 변위 센서(Laser Displacement Sensor)가 채용될 수 있으며, 이에 따라 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)으로 레이저를 반사하는 반사판이 채용될 수 있다.
이때 제1센서(110) 및 제2센서(120)는 제1반사판(210)과 제2반사판(220) 사이에 위치하여 서로 반대 방향으로 레이저를 출력하도록 설치될 수 있으며, 이러한 제1센서(110) 및 제2센서(120)는 고정되어 있을 수 있다.
즉 폭 전단기의 이동부가 움직이면, 지지프레임이 같이 움직이게 되며 이에 따라 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)도 움직이게 된다. 반면 제1센서(110) 및 제2센서(120)는 고정되어 있으므로, 이동부의 움직임에 따라 제1센서(110) 및 제2센서(120)에서 측정되는 측정결과는 달라진다.
따라서 제어부(100)는 제1센서(110) 및 제2센서(120)의 측정결과에 근거하여 강판의 전단 위치를 계산할 수 있으며, 도 3을 참조하여 이를 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
상술한 것과 같이, 폭 전단기의 이동부측 전단날은 강판의 최소폭 위치에서부터 최대폭 위치까지 움직일 수 있으며, 이러한 움직임에 따라 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)도 같이 움직이게 된다.
즉 이동부측 전단날이 최소폭 지점에 위치한 경우, 제1반사판(210)은 제1센서(110)로부터 a만큼 떨어진 거리에 위치하게 된다. 만약 이동부측 전단날이 최대폭 지점으로 움직이면, 제1반사판(210)은 제1센서(110)로부터 점차 멀어지게 되므로, 제어부(100)는 제1센서(110)의 측정값의 변화를 통해 강판의 전단 위치를 계산할 수 있다.
다만 이동부측 전단날이 최대폭 지검에 점차 가까워지면, 제1반사판(210)의 위치가 제1센서(110)의 측정 가능 범위에서 벗어날 수 있으며, 이러한 경우에 제어부(100)는 제1센서(110)의 측정값을 통해 강판의 전단 위치를 정확하게 계산하지 못할 수 있다.
그러나, 제1센서(110)를 통해 강판의 전단 위치를 측정하지 못하는 범위에서는 제2센서(120)를 통해 강판의 전단 위치를 측정할 수 있도록, 제2센서(120) 및 제2반사판(220)을 위치시킨다면, 제어부(100)는 제1센서(110)의 측정값을 통해 강판의 전단 위치를 정확하게 계산하지 못할 때, 제2센서(120)의 측정값을 통해 강판의 전단 위치를 계산할 수 있게 된다.
즉 제2센서(120)의 측면에서 이동부측 전단날의 이동을 살펴보면, 이동부측 전단날이 최소폭 지점에 위치한 경우에는 제2반사판(220)과 제2센서(120) 사이의 거리가 멀기 때문에, 제2센서(120)는 제2반사판(220)의 위치를 정확히 측정할 수 없다. 그러나 이동부측 전단날이 최대폭 지점으로 움직이면, 제2센서(120)와 제2반사판(220) 사이의 거리가 점차 가까워지므로, 특정 지점에서부터는 제2센서(120)가 제2반사판(220)의 위치를 정확히 측정할 수 있게 된다. 또한 이동부측 전단날이 최종적으로 최대폭 지점에 위치한다면 제2반사판(220)은 제2센서(120)로부터 b만큼 떨어진 거리에 위치하게 된다.
결론적으로 제어부(100)는 제1센서(110) 및 제2센서(120)의 측정결과에 근거하여 강판의 전단 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어, 이동부측 전단날이 제1센서(110)로 측정 가능한 범위 내에 위치한다면, 제어부(100)는 최소폭에 제1센서(110)의 측정값을 더한 뒤 a를 차감하여 강판의 전단 폭을 계산할 수 있다. 또한 이동부측 전단날이 제2센서(120)로 측정 가능한 범위 내에 위치한다면, 제어부(100)는 최대폭에 c를 더한 뒤 제2센서(120)의 측정값을 차감하여 강판의 전단 폭을 계산할 수 있다.
레이저 변위 센서는 레이저의 왕복 시간을 측정하는 단순한 레이저 거리 센서와는 달리 광삼각법을 사용하기 때문에 그 정확도가 매우 높다. 그러나 측정 가능한 최대 거리(일반적으로 2m)가 짧다는 단점이 존재한다. 따라서 전단 범위가 비교적 긴(일반적으로 3m 내외) 폭 전단기를 사용하는 경우에는 하나의 레이저 변위 센서만을 사용하여서는 강판의 전단 위치를 측정할 수 없다.
그러나 도 3에 도시된 것과 같이, 폭 전단기의 전단범위를 2개의 영역으로 구분하고 2개의 레이저 변위 센서를 사용한다면 강판의 전단 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
또한 이때 제어부(100)가 강판의 전단 위치를 정확하게 측정하기 위해서는 제1센서(110)로 측정 가능한 범위와 제2센서(120)로 측정 가능한 범위가 오버랩 되는 영역 즉 b의 길이가 0이상으로 형성되게끔 제1센서(110), 제2센서(120), 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)의 위치를 설계하여야 한다. 즉 제1센서(110)로 전단 위치를 측정할 수 없으면서 제2센서(120)로도 전단 위치를 측정할 수 없는 영역이 존재하면, 해당 영역에서 강판의 전단 위치를 정확하게 파악할 수 없기 때문이다.
뿐만 아니라, 제1반사판(210)과 제2반사판(220)의 거리는 폭 전단기의 전단 범위보다 길어야 한다. 즉 가장 멀리 떨어진 피측정부 사이의 거리가 폭 전단기의 전단 범위보다 짧다면, 피측정부 사이에 위치한 센서로는 폭 전단기의 이동을 전부 파악할 수는 없기 때문이다.
다만 제1센서(110), 제2센서(120), 제1반사판(210) 및 제2반사판(220)의 위치가 각각 어느 지점으로 고정되는 것은 아니며, 상술한 제한범위 내에서 사용자의 의도, 센서의 스펙, 폭 전단기의 전단 범위 등에 따라 다양한 조건으로 설계될 수 있다.
한편 본 실시예에서는 2개의 반사판과 센서를 이용한 강판의 폭 전단 위치 측정을 설명하였으나, 폭 전단기의 전단 범위 및 센서의 스펙에 따라 3개 이상의 피측정부와 센서가 필요할 수도 있다. 다만 이러한 경우에도 상술한 설명을 참조하여 피측정부 및 센서의 위치를 설계한다면 강판의 폭 전단 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 강판의 전단 위치 측정 장치는 폭 전단기의 이동부측 전단날의 움직임과 같이 움직이는 적어도 2개 이상의 피측정부 및 피측정부에 대응하는 센서를 통해 폭 전단기의 전단 범위를 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하여 측정함으로써, 측정 가능 거리는 짧으나 정확도가 높은 센서를 이용할 수 있도록 하며, 이러한 정확도가 높은 센서를 이용함으로써 강판의 폭 전단 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
110: 제1센서
120: 제2센서
130: 제n센서
200: 지지프레임
210: 제1반사판
220: 제2반사판

Claims (4)

  1. 폭 전단기의 이동부에 연결되어 이동부측 전단날의 좌우 움직임에 따라 이동하는 지지프레임;
    상기 지지프레임에 고정된 적어도 2개 이상의 피측정부;
    상기 피측정부들에 대응하여, 각각의 피측정부까지의 거리를 측정하는 적어도 2개 이상의 센서; 및
    상기 센서들의 측정결과에 근거하여 강판의 전단 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 강판의 전단 위치 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서들은 광삼각법을 사용하는 레이저 변위 센서(Laser Displacement Sensor)이고,
    상기 피측정부들은 레이저를 반사하는 반사판인 것을 특징으로 하는 강판의 전단 위치 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 피측정부들 중 가장 먼 거리에 위치한 2개의 피측정부 사이의 거리는 상기 폭 전단기의 전단 범위보다 긴 것을 특징으로 하는 강판의 전단 위치 측정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 센서들은 상기 가장 먼 거리에 위치한 2개의 피측정부 사이에 위치하고, 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 강판의 전단 위치 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102046579B1 (ko) * 2019-05-31 2019-11-19 한화시스템(주) 워터젯 무인수상정의 방향 전환 방법
CN114083051A (zh) * 2021-12-01 2022-02-25 太原科技大学 一种基于线结构光的钢板定尺剪切***及方法

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