KR100415923B1

KR100415923B1 - 강판의폭형상온라인측정장치

Info

Publication number: KR100415923B1
Application number: KR10-1998-0058982A
Authority: KR
Inventors: 임층수; 김달우
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1998-12-26
Filing date: 1998-12-26
Publication date: 2004-05-27
Also published as: KR20000042716A

Abstract

본 발명은 냉연강판과 같은 강판의 생산라인에 있어서 길이방향으로 고속 이송중인 강판의 폭과 그 폭 형상을 온라인으로 실시간 측정할 수 있고, 이로써 생산 강판의 품질향상 및 불량발생감소를 가져올 수 있는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 길이방향으로 이송중인 강판(3)의 폭 및 폭 형상을 측정하기 위한 장치에 있어서, 상기 이송중인 강판(3)의 폭방향 상부 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 레이저 광원부(1)와; 상기 통판하는 강판(3)의 하부 양측에 상기 레이저 광원부(1)와 대면하도록 설치되면서, 상기 레이저 광원부(1)로부터 발광된 레이저를 집광하는 집광렌즈(12)와, 이로부터 집광된 광원을 검출하는 광 검출기(11)로 구성되고, 좌우 폭조정이 가능하도록 설치되는 한 쌍의 레이저 수광부(2)와; 상기 레이저 광원부(1) 및 레이저 수광부(2)로부터 데이터를 전송받아 강판(3)의 폭형상 및 폭 사이즈를 분석 측정하도록 전기 신호적으로 연결된 컴퓨터(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치를 제공한다.

Description

강판의 폭형상 온라인 측정장치{METHOD FOR ON-LINE MEASUREMENT OF WIDTH PROFILE OF STEEL STRIP}

본 발명은 레이저를 이용하여 강판의 폭 형상(width profile)을 강판의 생산라인에서 온라인으로 측정하는 장치에 관한 것으로, 레이저 광원부와 수광부로 구성되는 한 쌍의 검출장치를 강판의 양쪽에 설치하여 강판의 폭 및 폭 형상을 간판의 이송중에 온라인으로 측정하여 강판 생산작업을 용이하게 함으로써 강판의 품질 향상을 가져오도록 할 수 있는 장치에 관한 것이다.

자동차용 외판재나 일반 가전제품의 외장재로 사용되는 냉연강판은 제철소에서 강판이 생산된 후 수요자에게 납품되어 2차 가공의 과정을 거쳐 원하는 용도로 사용된다.

이러한 강판이 수요자에 의해 2차 가공될 경우 강판의 폭 형상이 가공작업에 큰 영향을 미치기 때문에 강판 생산시 그 강판의 폭 형상을 엄격하게 관리하여야 하며, 폭 형상에 대한 품질보증이 필수적이다.

그러나, 현재의 강판 생산라인에 있어서는 고속으로 이송되는 강판의 폭 형상을 강판의 이송중에 직접 정밀하게 측정하는 방법이 없기 때문에 강판생산후 그 생산 강판의 일부를 샘플링하여 접촉식 방법에 의해 강판의 폭 및 강판의 폭방향 단부 형상을 측정하고 있는 바, 이 경우 강판 전체의 폭 형상에 대한 품질보증이 불가능하고, 강판이 이미 생산된 상태이기 때문에 불량품 생산 방지가 어렵다.

따라서, 이러한 고속 강판 생산라인을 통해 생산되고 있는 강판의 폭 형상을 강판의 이송중에 온라인으로 측정하고 그 측정결과에 상응하여 생산 강판의 폭 형상제어가 실시간으로 이루어지도록 하면 강판 전체에 대한 폭 형상 데이터 확보 및 폭 형상 제어가 가능하여 수요자의 신뢰도를 제고할 수 있고 대량의 불량발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 얻어지게 된다.

본 발명은 이러한 배경에서 연구된 것으로, 그 목적은 위와 같은 고속 강판 생산라인에서 그 생산강판의 폭 및 폭 형상을 강판의 이송 중에 온라인으로 정확히 측정함과 동시에, 통판되는 강판의 폭 사이즈에 따라 검출장치의 설치 폭도 조절되도록 함으로써 강판에 대한 고도의 품질관리가 가능하도록 하여 주고 대량의 불량발생을 미연에 방지할 수 있도록 하여 주는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 강판의 폭 형상 온라인 측정장치의 구성개요도,

도2는 본 발명의 측정장치중 레이저 발광부와 수광부의 구성개요도.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 레이저 광원부 2: 레이저 수광부 3: 강판

4: 레이저 콘트롤러 5: 컴퓨터 6: 구동모터 7: 스크류샤프트

8:이동대 11:광검출기 12:집광렌즈

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이송중인 강판의 폭방향 상부 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 레이저 광원부와; 상기 통판하는 강판의 하부 양측에 상기 레이저 광원부와 대면하도록 설치되면서, 상기 레이저 광원부로부터 발광된 레이저를 집광하는 집광렌즈와, 이로부터 집광된 광원을 검출하는 광 검출기로 구성되고, 좌우 폭조정이 가능하도록 설치되는 한 쌍의 레이저 수광부와; 상기 레이저 광원부 및 레이저 수광부로부터 데이터를 전송받아 강판의 폭형상 및 폭 사이즈를 분석 측정하도록 전기 신호적으로 연결된 컴퓨터로 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 한 쌍의 레이저 수광부가 하부의 베이스 상에 회전 가능하도록 설치되면서 중앙부를 중심으로 좌우 역방향의 나사산이 형성된 스크류 샤프트와, 이의 좌우측에 나사 결합하여 삽입되는 한 쌍의 이동대와, 상기 스크류 샤프트의 일측에 축결합하는 구동모터에 의하여 좌우 폭 조정이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치를 제공한다.

이하에서, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1에서 부호 3은 본 발명이 관련된 강판 생산라인에 있어서 일방향으로 고속 이동되고 있는 강판 스트립을 나타낸다.

본 발명에 따르면, 상기 강판(3)의 폭방향 양측에 각각 레이저 광원부(1)와 레이저 수광부(2)로 이루어진 한 쌍의 검출장치를 강판(3)의 폭방향 단부를 포함하는 일정폭의 부위가 통과하도록 하여 배치되고, 상기 레이저 광원부(1)와 레이저 수광부(2)는 레이저 콘트롤러(4) 및 컴퓨터(5)에 전기 신호적으로 연결 설치된다.

상기 레이저 발광부(1)와 수광부(2)는 후면부에 고정대(9)가 부착되어 상호 한 쌍으로 고정됨 동시에,

상기 강판(3)의 좌우 양측의 레이저 발광부(1)와 수광부(2)는 구동모터(6)에 의해 회전 구동되는 스크류 샤프트(7) 상에 서로를 향한 방향이나 그 반대방향으로 동시 이동될 수 있도록 결합 설치된 이동대(8) 상에 각각 설치 지지되어 생산 대상 강판(3)의 폭 크기에 따라 좌우 레이저 발광부(1)와 수광부(2)간의 거리를 조정할 수 있도록 되어 있다.

상기 레이저 발광부(1)와 수광부(2)는 도2에서 보는 바와 같이 레이저 광원부(1)로부터의 레이저빔(L)이 강판(3) 양측의 측정대상 단부를 포함하는 일정영역을 커버하는 폭으로 레이저 수광부(2)를 향해 조사되고, 상기 레이저 수광부(2)는 상기와 같이 강판(3)의 측단부가 존재하는 영역을 지나 조사되어 온 레이저빔(L')을 집광렌즈(12)를 통해 수광하여 그 수광된 레이저빔(L')의 세기 및 분포양태에 상응하는 신호를 광검출기(11)에서 발하도록 설치 구성되어 있다.

작용에 있어서, 본 발명을 구성하는 검출장치의 레이저 광원부(1)에서 방출된 레이저빔(2)이 강판(3)의 측단부가 존재하는 영역의 공간을 지난 후 레이저 수광부(2)에서 수광되어 그 수광된 레이저빔(L')의 세기가 측정된다.

이러한 레이저 광원부(1)와 레이저 수광부(2)사이에 강판(3)이 없을 경우 광원부(1)에서 발생된 레이저빔이 모두 수광부(2)에서 측정되므로 수광부(2)의 출력은 최대가 된다.

이제, 광원부(1)와 수광부(2)사이에 강판(3)이 존재하여 광원부(1)로부터 방출된 레이저빔의 일부를 가리게 되면 그 가려진 레이저빔의 양에 상응하여 수광부(2)의 출력이 감소하게 된다.

도시된 강판(3)은 스트립(strip) 형태를 갖는 강판의 폭 방향 단면을 도시한 것이며, 이 강판(3)은 생산라인에서 길이방향으로 고속 이송되고 있다.

따라서, 수광부(2)의 출력을 모니터링하면 현재 생산 이송되고 있는 강판(3)에 의해 광원부(1)로부터의 레이저빔이 가려지는 정도를 항시 알 수 있고, 이 정보를 이용하여 강판의 폭방향 형상이 강판의 길이방향으로 어떠한 변화를 갖는가를 실시간적으로 파악할 수 있는 것이다.

또한, 강판(3)의 양쪽 끝단에 설치된 레이저 발광부(1)와 수광부(2)사이의 거리가 기지의 거리로 되므로 상기 레이저빔이 강판에 의해 가려지는 정도에 따라 강판(3)의 폭 방향길이도 온라인으로 측정할 수 있다.

도 2는 상기 레이저 발광부(1)와 수광부(2)의 구조를 나타낸 것이다. 그림에서 레이저 광원부(1) 내에는 렌즈 시스템을 포함하는 레이저 발생수단이 설치되어 있어 일정한 폭을 갖는 얇은 평판형의 레이저빔(L)을 수광부(2)를 향해 발생시킨다.

이 레이저빔(L)중 강판(3)에 의해 차단되지 않고 통과한 레이저빔(L')이 레이저 수광부(2)의 집광렌즈(12)를 통해 광검출기(11)로 입사되어 그 세기가 측정된다.

이와 같이 레이저빔의 세기를 측정하는 광검출기(11)는 매우 높은 응답속도를 갖는 검출기이다.

이러한 높은 응답속도의 광검출기(11)를 이용함으로써 매우 빠른 속도로 길이방향으로 이송되는 강판(3)의 폭 형상을 그 강판의 이송 중에 거의 실시간적으로 측정할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 장치는 상술한 바와 같은 구성, 작용에 의해 강판 생산라인에서 고속이송중인 강판의 폭 사이즈에 대응하여 그 설치폭이 가변될 수 있으며,강판의 형상을 이송중에 온라인으로 실시간 측정하여 생산 강판의 품질향상 및 불량발생감소를 이루어낼 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

길이방향으로 이송중인 강판(3)의 폭 및 폭 형상을 측정하기 위한 장치에 있어서,

상기 이송중인 강판(3)의 폭방향 상부 양측에 각각 설치되어 레이저를 발광시키는 한 쌍의 레이저 광원부(1)와;

상기 통판하는 강판(3)의 하부 양측에 상기 레이저 광원부(1)와 대면하도록 고정되면서, 상기 레이저 광원부(1)로부터 발광된 레이저를 집광하는 집광렌즈(12)와, 이로부터 집광된 광원을 검출하는 광 검출기(11)로 구성되고, 좌우 폭조정이 가능하도록 설치되는 한 쌍의 레이저 수광부(2)와;

상기 레이저 광원부(1) 및 레이저 수광부(2)로부터 데이터를 전송받아 강판(3)의 폭형상 및 폭 사이즈를 분석 측정하도록 전기 신호적으로 연결된 컴퓨터(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 레이저 수광부(2)는 하부의 베이스(10) 상에 회전 가능하도록 설치되면서 중앙부를 중심으로 좌우 역방향의 나사산이 형성된 스크류 샤프트(7)와, 이의 좌우측에 나사 결합하여 삽입되는 한 쌍의 이동대(8)와, 상기 스크류 샤프트(7)의 일측에 축결합하는 구동모터(6)에 의하여 좌우 폭조정이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 폭 형상 온라인 측정장치.