KR100406382B1 - 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쌍롤식 박판 주조공정에서 제조되는 박판을 코일러에 규칙적이고 안정하게 감기 위하여 박판의 위치를 일정하게 제어하기 위한 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조용 박판위치제어장치는 상기 쌍롤 사이로 박판이 진입되는 것을 감지하고, 감지된 박판의 폭방향 좌, 우 위치를 각각 검출하는 제1,2카메라와, 상기 제1,2카메라에 의해 측정된 박판위치신호를 입력받아 박판의 폭방향 중심위치를 판단하는 박판위치판단기와, 상기 롤 사이로 박판이 진입하면 상부롤이 상승하여 실린더위치 검출 피드백신호를 출력하고, 상기 박판의 폭방향 중심과 박판진행테이블의 폭 중심이 일치하면 상부롤이 하강하여 실린더 중앙위치기준값을 출력하는 주조 시퀀스 판단기와, 상기 주조 시퀀스판단기로부터 출력되는 신호와 상기 박판위치판단기로부터 출력되는 박판중심위치값을 입력받아 그 편차를 연산하는 연산부와, 상기 연산부로부터 출력되는 편차를 보상하기 위한 비례적분연산을 수행하여 상부롤 및 하부롤을 박판의 폭방향의 좌우로 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 PI제어기와, 상기 PI제어기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 상부롤 및 하부롤을 구동시키기 위한 유압신호를 출력하는 유압신호발생부를 구비하여 이루어진다.
Description
본 발명은 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 쌍롤식 박판 주조공정에서 제조되는 박판을 코일러에 규칙적이고 안정하게 감기 위하여 박판의 위치를 일정하게 제어하기 위한 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치에 관한 것이다.도 1은 종래 쌍롤식 박판 주조기의 개략적인 구성을 보인 시스템구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 쌍롤식 박판 주조기는 용탕에 고인 용강을 회전하는 두 개의 롤(1)(2)을 통해 박판으로 직접 주조하는 장치로써 롤을 통해 제조되는 박판(9)을 박판위치제어기(6)를 통해 박판의 위치를 측정하여 코일러(8)에 규칙적으로 감게 된다. 이때, 박판 위치 제어기(6)는 박판의 위치를 측정하고 이를 일정하게 하도록 구성되어 있으며, 박판의 위치 측정은 주조 환경에 따라 그 정밀도가 달라진다. 이는 주조 중에 발생하는 스케일에 의해 그 위치 측정 장치가 간섭을 받거나 제조되는 박판이 밝게 보여 박판 위치를 측정하기 위해 사용하는 발광체와 구별이 되지 않는 상황이 발생하기 때문이다.
한편, 박판 진행 방향으로 진행하는 박판의 위치가 어느 한쪽으로 치우치는 현상은 쌍롤의 중앙과 박판 진행 테이블의 중앙위치가 일치하지 않거나 박판의 폭방향 두께가 균일하지 않은 경우이거나 혹은 제조되는 박판의 에지부의 벌징으로 인해 발생될 수 있다. 그리고, 쌍롤식 박판 주조 공정에서 제조되는 박판의 초기부는 박판과 리더 스트립 연결부가 존재하고 이 부위에 임계값이상의 장력을 부과하면 그 연결부가 끊어지게 된다. 따라서 주조 초기부터 박판 위치 제어기의 상부롤을 상측으로 상향시키고, 박판 초기 연결부가 코일러(8)에 안정되게 안착하게 되면 박판 위치 제어기(6)의 상부롤을 하강시켜 박판 위치 제어가 실행될 수 있도록 박판을 잡아주게 된다. 그러나, 주조 초기에 발생된 박판의 사행으로 인해 박판의 위치와 박판위치제어기의 롤의 위치가 일치하지 않고 틀어지게 되면 박판위치제어기의 상부롤이 박판을 불안정하게 잡게 되어 박판의 위치제어가 정밀하고 정확하게 이루어지지 못하는 현상이 발생되었다.
따라서, 쌍롤식 박판 주조 공정과 같은 특수 상황에서 박판의 위치를 정밀하게 제어하기 위한 박판 위치 제어 시스템이 필요하게 되었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 쌍롤식 박판 주조 장치에서 제조되는 박판의 위치를 검출하여 박판 위치제어기의 롤 폭방향 중심과 박판의 폭방향 중심이 일치되도록 하여 코일러에 안정되게 권취될 수 있도록 박판 위치를 제어하는 쌍롤식 박판 주조기용 박판 위치 제어장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 종래 쌍롤식 박판 주조기의 개략적인 구성을 보인 시스템구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치의 기구적 구성을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 쌍롤식 박판 주조기용 박판 위치 제어장치의 구성을 보인 시스템 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1...고정롤, 2...구동롤,
3...박판가이드롤, 4...루프높이측정장치,
5...디플렉트롤, 6...박판위치제어유니트,
7...박판장력제어유니트, 8...코일러,
9...박판, 21...상부롤,
22...하부롤, 24...실린더,
25...유압장치, 31,32...제 1 및 제 2 카메라,
40...주조시퀀스판단기, 43...박판위치판단기,
44...PI제어기, 45...유압신호발생부.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치는 상부롤 및 하부롤이 맞물려 주조되는 박판이 상기 쌍롤의 사이로 진입되는 주조초기에서 박판의 폭중심과 박판진행테이블의 폭중심이 일치되도록 상기 롤을 좌우로 구동시켜 박판위치를 제어하도록 된 쌍롤식 박판 주조기의 박판위치제어장치에 있어서,상기 쌍롤 사이로 박판이 진입되는 것을 감지하고, 감지된 박판의 폭방향 좌, 우 위치를 각각 검출하는 제1,2카메라와,상기 제1,2카메라에 의해 측정된 박판위치신호를 입력받아 박판의 폭방향 중심위치를 판단하는 박판위치판단기와,상기 롤 사이로 박판이 진입하면 상부롤이 상승하여 실린더위치 검출 피드백신호를 출력하고, 상기 박판의 폭방향 중심과 박판진행테이블의 폭 중심이 일치하면 상부롤이 하강하여 실린더 중앙위치기준값을 출력하는 주조 시퀀스 판단기와,상기 주조 시퀀스판단기로부터 출력되는 신호와 상기 박판위치판단기로부터 출력되는 박판중심위치값을 입력받아 그 편차를 연산하는 연산부와,상기 연산부로부터 출력되는 편차를 보상하기 위한 비례적분연산을 수행하여 상부롤 및 하부롤을 박판의 폭방향의 좌우로 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 PI제어기와,상기 PI제어기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 상부롤 및 하부롤을 구동시키기 위한 유압신호를 출력하는 유압신호발생부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하에는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치의 구성 및 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치의 기구적 구성을 보인 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치 제어장치는 박판위치제어기(20)의 프레임(23)에 박판의 위치를 측정하기 위한 제1,2카메라(31)(32)를 각각 박판(9)이 지나가는 양 사이드측에 형성한다. 이때, 박판위치제어기(20)의 다수개의 롤(21)(22)은 진행하는 박판의 상/하부에 각각 위치하여 박판을 잡고 박판의 폭방향의 좌우로 움직여 박판의 폭 중심을 진행테이블의 중심과 일치되도록 박판 위치를 조정하게 된다. 또한, 상기 다수개의 롤(21)(22)을 좌/우로 구동시키기 위하여 박판 위치 제어용 유압장치(25)와 박판 위치제어 실린더(24)가 롤의 일측에 구성된다.
한편, 도시되지는 않았으나 본 발명을 구현하기 위해서 박판의 위치를 판단하는 박판 위치 판단기를 구비하고, 이 박판 위치 판단기는 두 대의 카메라 검출 신호를 피드백 데이터로 사용하여 박판의 위치를 판단하게 된다.
일반 냉연 공정에서 사용하는 박판 위치 판단기는 박판을 어둡게 판단하고, 박판 주위의 부위를 박판과 구별하기 위한 밝은 부분을 만들기 위해 발광체를 구비한다. 그러나, 쌍롤식 박판 주조 공정에서 제조되는 박판은 매우 온도가 높아서 박판 자체가 발광을 하게 된다. 따라서, 쌍롤식 박판 주조 공정에서는 박판을 밝게 판단하고, 그 박판 주위를 어둡게 판단하도록 시스템 환경을 설정하게 된다. 그리고, 스케일등의 외부 외란에 둔감하게 박판의 위치를 판단하기 위하여 최대 밝은 카메라 픽셀 찾기와 같은 고유의 이미지 프로세싱 기법을 사용하여 박판의 위치를 판단한다.
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 쌍롤식 박판 주조기용 박판 위치 제어장치의 구성을 보인 시스템 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 쌍롤식 박판 주조기용 박판 위치 제어장치에서는 박판의 워크사이드측을 측정하는 제 1 카메라(31) 및 박판의 드라이브사이드측을 측정하는 제 2 카메라(32)로부터 측정된 박판 위치 측정 데이터를 박판위치판단기(43)로 입력받아 박판위치판단기(43)에서 박판의 중앙위치를 연산하여 연산기(42)로 입력한다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이 종래의 쌍롤식 박판 주조공정에서 주조된 박판의 초기부에는 박판과 리더 스트립에 임계값이상의 장력을 주지 않도록 즉, 리더스트립과 박판의 연결부가 무리한 장력으로 인해 끊어지는 것을 방지하기 위하여 박판의 초기부에 대해서는 박판 위치 제어를 수행하지 않는다. 그러나, 이때 외부 요인에 의해 박판이 사행되어 있는 경우 박판 위치 제어기(20)의 롤 폭방향 중심과 박판의 폭방향 중심 위치가 일치하지 않아 정확한 박판 위치 제어가 이루어지지 않게 된다.
따라서, 본 발명에서는 이를 방지하기 위해서 주조 초기에는 박판 위치 제어기(20)의 롤 폭방향 중심과 박판의 폭방향 중심 위치가 일치되도록 자동제어하게 된다. 이때, 박판의 위치는 제어되지 않으므로 계속 변동하게 되고, 이 박판 위치에 따라 박판 위치 제어기(20)를 구동시켜 박판 위치 제어기(20)의 상부롤(21)이 하강할 때 박판(9)의 폭방향 중심과 박판 위치 제어기의 롤(21)(22) 폭방향 중심이 일치될 수 있도록 주조 초기에 제어하는 것이다.
한편, 도 3에서 보는 바와 같이, 주조 시퀀스 판단기에서 현재 주조공정이 주조 초기인가를 판단하면, 즉 박판의 선단부가 제 1 및 제 2 카메라(31)(32)에 의해 검출되었는가를 판단하고, 이때 주초 초기이면 도시되지 않은 실린더 위치검출기를 통해 입력되는 실린더의 구동위치값을 여파기(41)를 통해 필터링한 후 연산부(42)로 입력하게 된다. 이때 연산부(42)에서는 상기 실린더(24)의 구동위치값에 따른 실린더의 중앙위치와 상기 박판위치판단기(43)를 통해 출력되는 박판의 중앙위치값을 입력받아 그 차를 연산하여 PI제어기(44)로 출력한다. PI제어기(44)에서는 상기 연산부(42)로부터 입력된 실린더중앙위치값과 박판중앙위치값을 일치시키도록 연산된 편차를 보상하기 위한 실린더구동값을 출력하게 된다.
따라서, 유압신호발생부(45)에서는 상기 PI제어기(44)로부터 출력되는 실린더구동값에 따라 실린더의 실제 구동값을 출력하여 실린더를 구동시킴으로써 상부롤(21) 및 하부롤(22)의 중앙위치가 박판(9)의 중앙위치와 일치되도록 제어하게 된다.
한편, 이렇게 주조초기에 롤 중심과 박판의 중심이 일치되도록 제어되었으면 이후에는 상부롤(21)을 하강시켜 박판위치제어기(20)측에 진입된 박판(9)을 고정시키게 된다. 이러한 경우에는 주조 시퀀스 판단기(40)에서 상부롤(21)이 하강되었는가를 판단하고, 상부롤(21)이 하강된 경우에는 연산부(42)에 박판 진행 테이블의 폭방향 중심값이 입력되도록 한다.
따라서, 상기 연산부(42)에서는 박판 진행 테이블의 폭방향 중심값과 제 1 및 제 2 카메라(31)(32)를 통해 측정된 박판의 양측의 측정 데이터에 따라 박판 위치 판단기(43)에서 판단된 박판의 폭방향 중심값을 입력받아 그 편차를 연산하여 PI제어기(44)로 출력한다. PI제어기(44)에서는 박판 진행 테이블의 폭방향 중심과박판의 폭방향 중심이 일치되도록 박판 위치 제어기의 롤을 박판의 폭방향 좌/우로 구동시켜 위치제어를 수행하게 된다.
본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치는 주조 시퀀스에 따라 즉, 주조 초기인지 아닌지에 따라서 박판 위치 제어기의 제어방법을 달리하도록 구성한다. 즉, 주조 초기인 경우에는 박판위치를 측정하는 카메라를 박판위치제어기의 프레임측에 설치하고, 상기 각 카메라를 통해 측정된 박판의 위치가 박판위치제어기의 롤 중심과 일치되지 않으면 박판의 폭방향 중심과 롤의 폭방향 중심이 일치되도록 상부롤 및 하부롤을 좌우로 구동시키게 된다. 이후에 롤의 폭방향 중심과 박판의 폭방향 중심이 일치되면 상부롤을 하강시킨 후에 박판의 위치가 박판 진행 테이블의 중심과 일치되도록 제어하게 된다.
따라서, 주조 초기에 박판이 사행되는 경우에도 이를 보정하여 박판의 중심과 상부롤의 중심이 일치되도록 하여 주조 공정중에 발생되는 권취기의 권취불량을 방지하고 그에 따른 주조 공정의 안정성을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (2)
- 상부롤 및 하부롤이 맞물려 주조되는 박판이 상기 쌍롤의 사이로 진입되는 주조초기에서 박판의 폭중심과 박판진행테이블의 폭중심이 일치되도록 상기 롤을 좌우로 구동시켜 박판위치를 제어하도록 된 쌍롤식 박판 주조기의 박판위치제어장치에 있어서,상기 쌍롤 사이로 박판이 진입되는 것을 감지하고, 감지된 박판의 폭방향 좌, 우 위치를 각각 검출하는 제1,2카메라와,상기 제1,2카메라에 의해 측정된 박판위치신호를 입력받아 박판의 폭방향 중심위치를 판단하는 박판위치판단기와,상기 롤 사이로 박판이 진입하면 상부롤이 상승하여 실린더위치 검출 피드백신호를 출력하고, 상기 박판의 폭방향 중심과 박판진행테이블의 폭 중심이 일치하면 상부롤이 하강하여 실린더 중앙위치기준값을 출력하는 주조 시퀀스 판단기와,상기 주조 시퀀스판단기로부터 출력되는 신호와 상기 박판위치판단기로부터 출력되는 박판중심위치값을 입력받아 그 편차를 연산하는 연산부와,상기 연산부로부터 출력되는 편차를 보상하기 위한 비례적분연산을 수행하여 상부롤 및 하부롤을 박판의 폭방향의 좌우로 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 PI제어기와,상기 PI제어기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 상부롤 및 하부롤을 구동시키기 위한 유압신호를 출력하는 유압신호발생부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 카메라는 온도차를 명암으로 인식하는 장치로서, 진입된 박판의 온도에 의해 박판 자체가 발광하여 발생되는 빛으로 박판과 박판외의 사물을 판단하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치제어장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR10-1999-0060910A KR100406382B1 (ko) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR10-1999-0060910A KR100406382B1 (ko) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | 쌍롤식 박판 주조기용 박판위치 제어장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20010057469A KR20010057469A (ko) | 2001-07-04 |
| KR100406382B1 true KR100406382B1 (ko) | 2003-11-19 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100507569B1 (ko) * | 2000-08-28 | 2005-08-17 | 주식회사 포스코 | 신경망을 이용한 쌍롤식 박판 주조장치의 박판 위치 제어장치 |
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1999
- 1999-12-23 KR KR10-1999-0060910A patent/KR100406382B1/ko active IP Right Grant
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