KR100957927B1 - 스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 스트립이 진행하는 패스라인 상의 한 지점인 조사 지점에 복수의 레이저 빔을 집중하여 조사하고, 상기 스트립으로부터 반사된 상기 복수의 레이저 빔의 광량을 검출하는 적어도 하나의 광학 검출부; 및 상기 광학 검출부에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하고 상기 변환된 전기 신호로부터 상기 패스라인에 상기 스트립이 있는지의 여부에 대한 신호 및 상기 스트립의 선단이 검출된 것을 나타내는 스트립 선단 검출 신호를 제공하는 신호 처리부;를 포함하는 스트립 선단 검출 장치를 제공한다.

스트립 선단 검출 장치, 권취 장치, QOC, 레이저 센서

Description

스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치{APPARATUS FOR DETECTING FRONT END OF STRIP AND STRIP WINDING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 권취 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 스트립 선단 검출을 더욱 하게 검출할 수 있도록 광학 검출부와 신호 처리부를 포함하는 스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 권취 장치에 관한 것이다.

일반적으로 권취 장치 설비라 함을 강판의 고속 주행 롤러 테이블(이하, '런 아웃 테이블(ROT, Run Out Table)'이라 함) 후면에 설치되어 사상 압연기를 빠져나온 스트립이 랜아웃 테이블을 통해 빠르게 이송되는 스트립을 정지상태 없이 곧바로 코일상태로 감기게 하는 장치를 말하며, 스트립 초기 코일상태로 권취시 유니트 롤이 스트립 선단부를 눌러줌으로써 발생하는 선단부 찍힘, 텔레스코프 발생 등 스트립 권취형상 불량을 방지하기 위해 큐오시(QOC, QUICK OPEN CONTROL) 제어를 실시한다. 여기서 QOC 제어라 함은 핀치 롤과 유니트 롤 사이의 스트립 초기 선단부를 빠르고 정확하게 검출하여 스트립 선단이 각 유니트 롤에 근접하면 유니트 롤 유압 서보기기를 구동하여 소정의 점프량으로 유니트 롤을 개방하고 선단이 통과하 면 다시 설정 압력으로 눌러주는 동작을 결정된 회수만큼 반복 실시하는 것을 말한다.

QOC 제어에 있어서 핀치 롤과 유니트 롤 사이의 QOC 제어용 스트립 선단 기준신호 검출장치는 열연공정에서 스트립 초기 선단부 권취 작업시 스트립의 선단부에서 발생되는 선단부 찍힘, 텔레스코프 발생 등 스트립 권취형상 불량을 없애고 스트립 코일의 풀림을 방지하는 등 스트립의 원활한 권취를 위해 도입되고 있다. 이러한 QOC 제어용 스트립 선단 기준신호 검출장치는 스트립의 선단부 품질과 생산에 직결되는 것으로서 매우 높은 정도의 측정 정확도와 빠른 응답성이 요구되는 기술이다.

한편, 스트립 선단부의 초기 권취시 맨드릴과 유니트 롤의 QOC 제어를 위하여, 종래에는 진동센서 또는 레이저 수광부와 레이저 발광부가 분리된 분리형 레이저 센서를 이용하였다. 때에 따라서는 진동센서와 분리형 센서는 서로의 단점을 보완하여 운영하기 한다. 즉, 진동 센서는 냉각수, 분진, 이물질 등에 의한 검출 영향은 적으나 넓은 대역의 진동 검출에는 정확도와 신속성이 떨어지는 단점이 있는 반면, 분리형 레이저 센서는 넓은 대역의 진동 등에 의한 검출 영향은 적으나, 냉각수, 분진, 이물질 등에 의한 검출 정확도와 신속성이 떨어지는 단점이 있다. 이들 중 하나만 검출되더라도 스트립 초기 선단부 권취에 대한 QOC 제어가 가능하지만, 이러한 종래의 검출기는 아래와 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래 QOC 제어용 선단 트래킹 기준신호 검출장치인 진동 센서는 상술한 원리를 이용하여 스트립의 진입 유,무를 감지하게 되나 검출 감도를 높게 하면 스트립이 없음에도 불구하고 주변 설비의 충격 진동만으로도 진동센서가 스트립이 진입한 것으로 인식하여 QOC 제어를 가동하고 유니트 롤이 작동됨으로써 권취설비의 파손을 초래하며, 검출 감도를 낮게 하면 충격에 의한 진동이 적은 얇은 두께의 스트립이 통과시 진동센서가 스트립의 진입을 감지하지 못해 QOC 제어가 정지됨으로써 스트립 선단부가 권취되지 못하고 권취설비와 스트립과의 충돌이 발생하는 권취 오작동이 발생한다. 이로 인해 권취 오작동 코일의 폐기등을 위한 장시간의 권취 오작동 복구 시간이 소요됨으로써, 생산이 중단되는 치명적인 문제가 발생된다.

둘째, 종래 QOC 제어용 선단 트래킹 기준신호 검출장치인 진동 센서는 스트립이 핀치롤을 통과하면서 충격에 의한 진동발생이 조금이라도 지연되거나 늦게 감지되면 스트립 진입에 대한 트래킹 검출 응답지연이 발생되고 이로 인해 QOC 제어 타이밍이 늦어져 권취시 유니트롤이 스트립 선단부를 늦게 눌러줌으로서 선단부 찍힘, 텔레스코프 발생등 스트립 권취형상 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

셋째, 종래 강판의 QOC 제어용 스트립 트래킹 기준신호 검출장치인 분리형 레이저 센서는 전술한 이용하여 스트립의 진입 유, 무를 감지하게 되나 패스라인 하부에 설치된 레이저 빔 수광부는 열악한 주위환경(냉각수, 수증기, 분진)에 의해 레이저 빔 수광부 오염이 발생되어 스트립이 없음에도 불구하고 레이저 빔 수광량이 없거나 적어짐으로써 스트립이 진입한 것으로 인식하여 QOC 제어를 가동하고 유니트 롤이 작동해 권취 설비의 파손을 초래한다.

넷째, 레이저 수광부는 반도체 소자와 전자부품으로 구성됨에 따라 절연불량, 수분침투, 외란등에 의해 센서의 잦은 고장이 발생함으로써 분리형 레이저 센 서의 교환 및 유지 보수를 하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다.

다섯째, 충격 진동이 매우 큰 두께가 크고 넓은 폭의 스트립을 연속적으로 조업 할 경우 분리형 레이저 센서의 레이저 발생부와 레이저 수광부가 기계적인 틀어짐이 발생하여 레이저 빔 조사 각도와 레이저 빔 수광위치가 변하여 스트립이 없음에도 불구하고 레이저 빔 수광량이 없거나 적어지게 되며 이로 인해 스트립이 진입한 것으로 인식하여 QOC 제어를 가동하고 유니트 롤이 작동해 권취설비가 파손된다.

여섯째, 분리형 레이저 센서의 레이저 발생부와 레이저 수광부의 교환 및 기계적인 조정작업등 유지 보수를 하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스트립 전단의 검출을 정확하게 할 수 있는 스트립 전단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 스트립 전단의 검출을 정확하고 신속하게 할 수 있는 스트립 전단 검출 장치를 구비하여 스트립 전단 검출 장치로부터의 정확한 스트립 검출에 따라 QOC 제어를 정밀하게 할 수 있는 권취 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유지 보수가 용이한 스트립 전단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 스트립이 진행하는 패스라인 상의 한 지점인 조사 지점에 복수의 레이저 빔을 집중하여 조사하고, 상기 스트립으로부터 반사된 상기 복수의 레이저 빔의 광량을 검출하는 적어도 하나의 광학 검출부; 및 상기 광학 검출부에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하고 상기 변환된 전기 신호로부터 상기 패스라인에 상기 스트립이 있는지의 여부에 대한 신호 및 상기 스트립의 선단이 검출된 것을 나타내는 스트립 선단 검출 신호를 제공하는 신호 처리부;를 포함하는 스트립 선단 검출 장치를 제공한다.

상기 광학 검출부 각각은, 상기 조사 지점에 대하여 상기 조사 지점의 연직 방향과 일정한 각도를 이루는 복수의 레이저 빔을 조사하는 복수의 레이저 발광부; 및 상기 스트립을 기준으로 상기 복수의 레이저 발광부와 동일한 측에서 상기 조사 지점의 연직 방향에 설치되며, 상기 스트립에서 반사된 상기 복수의 레이저 빔을 수집하는 레이저 수광부;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 레이저 발광부는 상기 조사 지점의 연직 방향을 기준으로 서로 대칭을 이루면서 배치될 수 있으며, 특히, 상기 복수의 레이저 빔 각각이 상기 조사지점의 연직 방향과 이루는 상기 미리 정해진 각도는 모두 동일한 것이 바람직하다.

또한, 상기 레이저 발광부 각각은, 상기 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드가 내부에 고정되어 장착되는 레이저 다이오드 하우징; 및 상기 레이저 다이오드 하우징의 위치를 조절하여 상기 레이저 다이오드 하우징에 장착된 상기 레이저 다이오드가 조사하는 상기 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 레이저 빔 조사각도 조절 수단;을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 레이저 발광부는 일체형으로 이루어진다.

그리고, 상기 레이저 수광부는, 상기 조사 지점에서 반사된 상기 복수의 레이저 빔을 수집하는 포집렌즈; 상기 수집된 레이저 빔을 직진시키는 직진렌즈; 상기 직진된 레이저 빔을 집중시키는 집광렌즈; 및상기 집중된 레이저 빔으로부터 광량을 검출하는 광 검출기;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 신호 처리부는, 상기 광학 검출부에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하는 광/전기 변환기; 상기 전기 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기에서 증폭된 전기 신호에서 저주파 노이즈 및 고주파 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 필터부를 통과한 전기 신호를 보상하는 신호 감쇠 보상기; 및 상기 보상된 전기 신호와 기설정된 기준 신호와 비교하는 비교기;를 포함할 수 있다.

상기 광학 검출부는 적어도 1개가 포함되며, 상기 적어도 1개의 광학 검출부는 상기 스트립이 취입되는 롤의 입구측 및 출구측 각각에 적어도 1개가 설치될 수 있다.

그리고, 상기 신호 처리부는 상기 적어도 1개의 광학 검출부 중 입구측 광학 검출부와 출구측 광학 검출부에서 각각 검출된 광량과 상기 광량들의 각각 검출된 시간을 이용하여 상기 패스라인에 상기 스트립이 있는지의 여부에 대한 신호 및 상기 스트립의 선단 검출 신호를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 양태는, 맨드릴; 상기 맨드릴에 스트립을 권취되도록 상기 스트립에 압력을 가하는 복수의 유니트 롤; 상기 유니트 롤이 상기 스트립에 압력을 가하도록 상기 유니트 롤을 안내하며, 상기 유니트 롤의 압력에 의하여 권취되는 상기 스트립이 소정의 곡률을 갖도록 상기 스트립을 안내하는 복수의 라운드 가이드; 및 상기 유니트 롤이 상기 복수의 유니트 롤에 인가하는 압력을 조절하도록 상기 라운드 롤을 제어하는 제어부; 를 포함하는 스트립 권취 장치에 있어서, 전술한 스트립 선단 트래킹 기준 신호 검출 장치를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 신호 처리부로부터의 스트립 검출 신호에 따라 상기 유니트롤이 인가하는 압력을 제어하는 스트립 권취 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 첫째, 충격과 진동에 의한 기계적인 틀어짐이 발생해도 조사된 레이저 빔 위치와 레이저 빔 수광 위치에 절대 위치가 변화하지 않아 정확한 검출이 가능하고, 둘째, 냉각수와 분진과 이물질등에 의한 영향을 받지 않음으로써 정확하고 신속한 검출이 가능하고, 셋째, 장치의 모든 기능이 한몸체로 이루어진 콤팩트한 구조로 설치공간의 제약을 최소화할 수 있으며, 넷째, 공장의 조업 환경등에 의한 고장이나 기계적 조정 혹은 센서의 청소등 별도의 유지 보수가 필요 없을 뿐만 아니라 검출기의 수명이 다할 때까지 반영구적으로 사용이 가능하다. 다섯째, 또한, 검출기 점검, 교환시 소요되는 시간이 극히 적어 실용적일뿐만 아니라, 처음 설치시 광학 센싱부 조정과 설정 한번으로 검출기 교체 전까지 별도의 조정이 필요없는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스트립 권취 장치는 이러한 스트립 전단 검출 장치를 구비함으로써 보다 정밀하게 스트립을 권취하여 스트립 권취 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치를 설명한다. 다른 도면에서 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치(200)의 개략적인 블록도이다. 특히, 도 1의 (a)는 스트립(10)이 검출된 경우의 스트립 선단 검출 장치(200)의 블록도를 도시하며, 도 1의 (b)는 스트립(10)이 검출되지 않은 경우의 스트립 선단 검출 장치(200)의 블록도를 도시한다.

도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치(200)는, 스트립(10)이 진행하는 패스라인 상의 한 지점인 조사 지점(A)에 복수의 레이저 빔을 집중하여 조사하고, 스트립(10)으로부터 반사된 복수의 레이저 빔의 광량을 검출하는 적어도 하나의 광학 검출부(210)와 광학 검출부(210)에서 검출된 광량을 전기적인 신호로 변환하여 가공처리하는 신호 처리부(220)를 포함한다.

이러한 스트립 전단 검출 장치(200)의 광학 검출부(210)는 스트립(10)의 패스라인 중에 한 지점인 조사 지점(A)에 레이저 빔을 조사한다. 이 때, 도 1의 (a)와 같이 조사 지점(A)에 스트립(10)이 있는 경우에는 조사 지점(A)으로 조사된 레이저 빔이 스트립(A)에 의해 다시 광학 검출부(210)측으로 반사되면, 광학 검출부(210)는 반사된 레이저 빔의 광량을 검출하여 이를 신호 처리부(220)에 제공한다. 신호 처리부(220)는 제공받은 광량에 기초하여 패스라인에 스트립(10)이 있다는 취지의 신호를 제공한다.

한편, 도 1의 (b)와 같이 조사 지점(A)에 스트립(10)이 없는 경우에는, 조사지점(A)으로 조사된 레이저 빔은 조사 지점(A)을 그대로 통과하여 레이저 빔이 광학 검출부(210)로 반사되지 않는다. 이에 따라, 광학 검출부(210)에서 검출될 수 있는 광량은 없거나 외부 광에 의한 노이즈에 의한 아주 미약하므로, 거의 0에 가까운 광량을 신호 처리부(220)에 제공한다. 신호 처리부(220)는 제공받은 광량에 기초하여 패스라인에 스트립(10)이 없다는 취지의 신호를 제공한다.

이와 같이, 신호 처리부(220)는 광학 검출부(210)로부터 제공받은 광량에 기초하여 패스라인에 스트립(10)이 있는지 여부에 대한 신호를 제공한다.

한편, 상기 신호 처리부(220)는 상기 스트립(10)이 존재하지 않다가 존재하는 것을 검출하여 상시 스트립(A)의 선단이 검출되었다는 취지의 스트립 전단 검출 신호를 더 제공할 수 있으며, 이 대신에, 상기 신호 처리부(220)는 상기 스트립(A)의 존재 또는 부재에 관한 정보만을 제공하고, 이 정보를 제공받은 장치(미도시)에서 스트립 선단 검출 신호를 생성하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 2을 참조하여 광학 검출부(210)에 대하여 설명한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검출부(210)에 대한 개략적인 블록도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 검출부(210)는 조사 지점(A)에 대하여 조사 지점(A)의 연직 방향과 일정한 각도를 이루는 복수의 레이저 빔을 조사하는 복수의 레이저 발광부(211)와 스트립(10)을 기준으로 복수의 레이저 발광부(211)와 동일한 측에서 조사 지점(A)의 연직 방향에 설치되며, 스트립(10)에서 반사된 복수의 레이저 빔을 수집하는 레이저 수광부(215)를 포함한다. 특히, 상기 레이저 수광부(215)는 조사 지점(A)에서 반사된 복수의 레이저 빔을 수집하는 포집렌즈(216), 수집된 레이저 빔을 직진시키는 직진렌즈(217), 직진된 레이저 빔을 광 검출기(219)로 집중시키는 집광렌즈(218) 및 집중된 레이저 빔으로부터 광량을 검출하는 광 검출기(219)를 포함한다.

이와 같은 광학 검출부(210)는 복수의 레이저 발광부(211)에서 동시에 스트 립(10)의 패스라인 상의 조사 지점(A)으로 레이저 빔을 조사하고, 복수의 레이저 빔이 스트립(10)에서 반사된 경우에 반사된 레이저 빔은 수광렌즈(216), 직진렌즈(217) 및 집광렌즈(218)를 순차적으로 통과하면서 광 검출기(219)에 집중되며, 광 검출기는 이로부터 반사된 광량을 검출하여 출력한다.

도면에서는 레이저 발광부(211)가 2개인 것으로 도시되었지만, 이는 예시적인 것으로 3개 이상의 레이저 발광부(211)가 이용될 수 있다.

한편, 스트립(10)의 표면은 스트립의 특성에 의하여 그 표면이 거울과 같이 매끄럽지는 않으며, 다소 거친 경우가 대부분이다. 따라서, 스트립(10)에 하나의 빔이 조사될 경우에 스트립(10)의 거친 표면 때문에 난반사가 일어나는 경우가 발생하면 레이저 수광부에 모이는 레이저 빔의 양이 부족하여 스트립(10)이 패스라인에 있는데에도 불구하고 스트립(10)이 없는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여 복수의 레이저 발광부(211)를 이용한다.

또한, 레이저 발광부(211)가 스트립(10)을 기준으로 조사 지점(A)의 연직 방향과 일정한 각도를 이루도록 레이저 발광부(211)를 배치하고, 레이저 수광부(212)가 레이저 발광부(211)와 동일한 측에 있으면서 조사 지점(A)의 연직 방향에 있도록 레이저 수광부(215)를 배치함으로써 스트립(10)에서 반사된 레이저 빔이 레이저 수광부(215)를 안정적으로 향하도록 하여 난반사가 일어나더라도 스트립(10) 선단의 검출을 더욱 정확하게 할 수 있다.

다음으로, 조사 지점에 대한 레이저 발광부(211)의 배치를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 스트립(10)의 상부에서 바라본 레이저 발광부(211)의 배치를 개략적으로 도시한 도면이다. 특히, 도 3a는 4개의 레이저 발광부(211)의 배치를 도시하며, 도 3b는 3개의 레이저 발광부(211)의 배치를 도시한다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 각각의 레이저 발광부(211)는 조사 지점(A)의 연직 방향(도면에서는 조사 지점(A)으로 들어가는 방향)에 대하여 서로 대칭을 이루면서 배치되어 있다. 이러한 배치에 의하여 레이저 발광부(211) 각각에서 조사된 복수의 레이저 빔은 조사 지점(A)의 연직 방향과 이루는 각도가 모두 동일하게 될 수 있다. 따라서, 이러한 배치에 의하여 스트립(10)의 조사 지점(A)에서 난반사된 레이저 빔이 레이저 수광부(212)에 더 신뢰성있게 검출할 수 있다. 즉, 조사 지점(A)에서 난반사가 일어나는 경우, 대칭으로 배치된 복수의 레이저 발광부(211)로부터 대칭을 이루는 복수의 레이저 빔이 동일한 지점(A)에 조사되며, 조사 지점(A)에서 난반사된 레이저 빔은 각각 서로 다른 각도로 반사된다. 특히. 도 3a와 도 3b와 같은 배치에 의한 난반사는 서로 반대되는 반사 각도를 가질 수 있다. 따라서, 도 3a와 도 3b와 같은 배치에 의해 스트립(10)에 의해 반사된 레이저 빔이 레이저 수광부(212)에 도달하는 확률이 매우 커지며, 이에 따라 스트립(10) 검출의 신뢰성을 매우 높일 수 있다.

한편, 도 3a 및 도 3b와 같은 배치 대신에, 복수의 레이저 빔 각각이 조사 지점(A)의 연직 방향과 이루는 각도가 모두 동일하여도 되며, 이 경우에도 도 3a 및 도 3b의 배치와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 그러고, 도 3a 및 도 3b에는 각각 4개 및 3개의 레이저 발광부(211)를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 더 많은 개수의 레이저 발광부 또는 더 적은 개수의 레이저 발광부가 포함될 수 있다.

한편, 레이저 발광부(211)에 대한 일 실시예가 도 4에 도시된다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치에 이용될 수 있는 레이저 발광부(211)의 일례에 대한 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 발광부(211)는 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드(212), 레이저 다이오드(212)가 내부에 고정되어 장착되는 레이저 다이오드 하우징(213) 및 레이저 다이오드 하우징(212)의 위치를 조절하여 레이저 다이오드 하우징(213)에 장착된 레이저 다이오드(212)가 조사하는 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 레이저 빔 조사각도 조절 수단(214)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 4에서는 레이저 빔 조사각도 조절 수단(214)은 장착 부재(214a) 및 복수의 위치 조절 볼트(214b)로 이루어지며, 위치 조절 볼트(214b)들이 조여진 정도에 따라 장착 부재(214a)와 레이저 다이오드 하우징(213)이 이루는 각도가 변하게 되고, 이에 따라 레이저 다이오드 하우징(213)에 장착된 레이저 다이오드(212)가 조사하는 레이저 빔이 조사 지점(A)을 향하도록 조사 각도가 가변될 수 있다.

이러한 레이저 발광부(211)는 일체로 구성될 수 있으며, 이러한 구성을 통하여 레이저 발광부(211)는 레이저 빔의 조사 각도를 용이하게 조정할 수 있는 장점이 있다. 즉, 레이저 발광부(211)의 설치시 뿐만 아니라, 작업 여건에 따라 기계 적인 진동 등의 영향으로 레이저 빔의 조사 각도가 어긋나더라도 레이저 조사 각도를 용이하게 조정할 수 있다. 아울러, 일체로 구성되어 있기 때문에, 레이저 발광부(211)가 고장이 나는 경우에는 고장난 부품의 교체가 용이하여 유지 보수의 시간 및 비용이 절감되는 장점이 있다.

다음으로, 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치(200)의 신호 처리부(220)에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치(200)의 신호 처리부(220)에 대한 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 신호 처리부(220)는 광학 검출부(210)에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하는 광/전기 변환기(221), 광량에 대한 전기 신호를 증폭하는 증폭기(222), 증폭기에서 증폭된 전기 신호에서 저주파 노이즈 및 고주파 노이즈를 제거하는 필터부(223), 필터부를 통과한 전기 신호를 보상하는 신호 감쇠 보상기(224) 및 보상된 전기 신호와 기설정된 기준 신호를 비교하는 비교기(225)로 이루어진다.

이러한 신호 처리부(220)는 광학 검출부(210)에서 검출된 신호를 광/전기 변환기(221), 증폭기(222), 필터부(223) 및 신호 감쇠 보상기(224)를 통과하면서 광 검출기에서 검출된 광량이 전기 신호로 변환된 후에 불필요한 노이즈 성분이 제거되어 일정 범위 내의 크기(전압 또는 전류의 크기)를 갖는 전기 신호가 되며, 이러한 전기 신호가 스트립(10)의 검출 유무를 판단하기 위하여 비교기(225)에서 기설 정된 기준 신호와 비교된다.

예를 들어, 비교기(225)로 입력되는 신호는 0 내지 5V의 크기를 갖는 전압 신호이며, 기설정된 기준 신호가 2.5V의 전압 신호로 설정되어 있다면, 비교기(225)에 입력되는 신호가 기준 신호보다 더 작다면 레이저 수광부(215)에서 충분한 광량이 검출되지 않은 것이므로 비교기(225)는 스트립(10)이 패스라인에 있지 않는 것을 의미하는 신호를 출력하며, 비교기(225)에 입력되는 신호가 기준 신호보다 더 크다면 레이저 수광부(215)에서 충분한 광량이 검출된 것이므로 비교기(225)는 스트립(10)이 패스라인에 있는 것을 의미하는 신호를 출력한다.

이러한 신호 처리부(220)의 신호 처리를 통하여 스트립(10)의 존재 여부 및 스트립(10) 선단의 검출 여부를 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.

한편, 도면에는 상기 광/전기 변환기(221)가 신호 처리부에 포함된 것으로 도시되었지만, 이 대신에 광/전기 변환기(221)는 레이저 수광부(215)에 포함되어 레이저 수광부(215)가 레이저 빔에 대한 광량을 검출하여 이를 전기 신호로 변환한 후 신호 처리부(220)에 제공할 수도 있다.

다음으로, 도 6을 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치를 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치(300)에 대한 개략적인 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스트립 선단 검출 장치(300)는 도 1에 도시된 스 트립 검출 장치(200)와 유사하지만, 핀치롤(20)의 스트립(10)이 취입되는 입구측 및 출구측에 광학 검출부(310)가 각각 설치된다는 점에서 다르다.

이와 같이, 광학 검출부(310)가 스트립이 취입되는 입구측 및 출구측에 광학 검출부(310)가 각각 설치됨으로써, 스트립(10)의 유무 및 스트립(10)의 선단 검출 유무를 더욱 신속하고 정확하게 알 수 있다.

한편, 이 경우에, 신호 처리부(320)는 2개의 광학 검출부(320) 중 입구측 광학 검출부와 출구측 광학 검출부에서 각각 검출된 광량과 이들이 각각 검출된 시간을 이용하여 패스라인에 스트립(10)이 있는지의 여부에 대한 신호 및 스트립(10)의 선단 검출 신호를 제공할 수 있다.

그리고, 도면에서는 광학 검출부가 스트립의 입구측 광학 검출부 및 출구측 광학 검출부가 각각 1개씩 있는 것이 도시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 입구측 및 출구측에 각각 2개 이상의 광학 검출부를 포함하는 구성도 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 스트립 선단 검출 장치(200, 300)를 구비한 스트립 권취 장치(400)가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치(400)를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치(400)에 대한 개략적인 블록도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 권취 장 치(400)는 스트립(10)이 진행하는 패스라인 상의 한 지점인 조사 지점(A)에 복수의 레이저 빔을 집중하여 조사하고, 스트립(10)으로부터 반사된 복수의 레이저 빔의 광량을 검출하는 적어도 하나의 광학 검출부(210)와 광학 검출부(210)에서 검출된 광량을 전기적인 신호로 변환하여 가공처리하는 신호 처리부(220), 스트립이 권취되는 맨드릴(440), 맨드릴(440)에 스트립(10)이 권취되도록 스트립(10)에 압력을 가하는 복수의 유니트 롤(421, 422, 423, 424), 유니트 롤(421, 422, 423, 424)이 스트립(10)에 압력을 가하도록 유니트 롤(421, 422, 423, 424)을 안내하며, 유니트 롤(421, 422, 423, 424)의 압력에 의하여 권취되는 스트립(10)이 소정의 곡률을 갖도록 스트립(10)을 안내하는 복수의 라운드 가이드(431, 432, 433, 434) 및 상기 유니트 롤(421, 422, 423, 424)이 스트립(10)에 인가하는 압력을 조절하도록 라운드 가이드(431, 432, 433, 434)을 제어하는 제어부(450)를 포함하며, 제어부(450)는 신호 처리부(220)로부터의 스트립 검출 신호에 따라 상기 유니트 롤(421, 422, 423, 424)이 스트립(10)을 인가하는 압력을 제어한다.

도 1와 도 7을 비교하면, 도 1에 도시된 스트립 권취 장치(200)의 모든 구성이 도 7의 스트립 권취 장치(400)에 포함된 것을 알 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것이며, 스트립 권취 장치(200) 대신에 도 5에 도시된 스트립 권취 장치(200)뿐만 아니라 전술한 스트립 권취 장치 모두가 포함될 수 있다.

이러한 스트립 권취 장치(400)는 스트립 권취 장치(200)로부터 스트립 검출 신호를 제어부(450)에서 수신하면, 제어부(450)는 조사 지점(A)과 맨드릴(440)까지의 거리와 스트립(10)의 진행 속도에 기초하여 상기 스트립(10)이 취입되는 시간을 정확하게 계산한 다음, 유니트 롤(421, 422, 423, 424)이 스트립(10)을 소정 시간동안 가압하고 점프(즉, 가압하지 않음)하는 동작을 반복하도록 라운드 가이드(431, 432, 433, 434)을 제어하는 QOC 제어를 수행한다. 이러한 QOC 제어는 스트립의 종류에 따라 6 내지 10회 정도 스트립이 권취될 때까지 반복한다.

이와 같이, 스트립 권취 장치에 권취되는 스트립은 스트립 검출 장치가 정확한 스트립 검출 신호를 제공하기 때문에 스트립이 권취 장치를 파손시키지 않으면서 정확하게 권취 장치 내로 취입될 수 있게 하며, 취입되는 스트립의 권취 형상에서 텔레스코프 등의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 8a 및 도 8b는 이러한 본 발명의 실시예에 따른 스트립 권취 장치에서 권취되는 스트립의 권취 상태와 종래의 스트립 권취 장치에서 권취된 스트립의 권취 상태를 각각 도시한다.

종래 기술에 따른 스트립 권취 장치에서 권취된 스트립에서는 도 8a에 도시된 바와 같이 스트립 선단 검출 불량으로 인하여 루프가 발생하여 텔레스코프가 형성된 것을 보이나, 본 발명에 따른 스트립 권취 장치에서 권취된 스트립에서는 도 8b에 도시된 바와 같이 텔레스코프가 발생하지 않는다. 이러한 스트립의 권취상태가 종래에 비하여 개선이 되어 코일 불량을 현저하게 감소시킨다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치 및 이를 구비한 스트립 권취 장치에 대하여 설명하였다. 전술한 스트립 선단 검출 장치는 스트립 권취 장치 뿐만 아니라 스트립의 선단 검출이 필요한 임의의 장치에 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 스트립 선단 검출 장치는 스트립 권취 장치를 위한 스트립 선단 검출 신호 제공에 한정되지 않는다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치의 개략적인 블록도이다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검출부에 대한 개략적인 블록도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 스트립의 상부에서 바라본 레이저 발광부의 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치에 이용될 수 있는 레이저 발광부의 일례에 대한 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치에 이용될 수 있는 신호 처리부에 대한 블록도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 선단 검출 장치에 대한 개략적인 블록도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치에 대한 개략적인 블록도이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 스트립 권취 장치에서 권취되는 스트립의 권취 상태와 종래의 스트립 권취 장치에서 권취된 스트립의 권취 상태를 각각 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 스트립 20: 핀치롤

200, 300: 스트립 선단 검출 장치 400: 스트립 권취 장치

210, 310: 광학 검출부 211: 레이저 발광부

212: 레이저 다이오드 213: 레이저 다이오드 하우징

214: 레이저 빔 조사각도 조절 수단 215: 레이저 수광부

216: 포집렌즈 217: 직진렌즈

218: 집광렌즈 219: 광 검출기

220, 320: 신호 처리부 221: 광/전기 변환기

222: 증폭기 223: 필터부

224: 신호 감쇠 보상기 225: 비교기

421, 422, 423, 424: 유니트 롤 431, 432, 433, 434: 라운드 가이드

440: 맨드릴 450: 제어부

Claims (11)

1. 스트립이 진행하는 패스라인 상의 한 지점인 조사 지점에 복수의 레이저 빔을 집중하여 조사하고, 상기 스트립으로부터 반사된 상기 복수의 레이저 빔의 광량을 검출하는 적어도 하나의 광학 검출부; 및

   상기 광학 검출부에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하고 상기 변환된 전기 신호로부터 상기 패스라인에 상기 스트립이 있는지의 여부에 대한 신호 및 상기 스트립의 선단이 검출된 것을 나타내는 스트립 선단 검출 신호를 제공하는 신호 처리부;

   를 포함하며,

   상기 광학 검출부 각각은,

   상기 조사 지점에 대하여 상기 조사 지점의 연직 방향과 미리 정해진 각도를 이루는 복수의 레이저 빔을 조사하는 복수의 레이저 발광부; 및

   상기 스트립을 기준으로 상기 복수의 레이저 발광부와 동일한 측에서 상기 조사 지점의 연직 방향에 설치되며, 상기 스트립에서 반사된 상기 복수의 레이저 빔을 수집하는 레이저 수광부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 레이저 발광부는 상기 조사 지점의 연직 방향을 기준으로 서로 대칭을 이루면서 배치되는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 레이저 빔 각각이 상기 조사지점의 연직 방향과 이루는 상기 미리 정해진 각도는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 레이저 발광부 각각은,

   상기 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드;

   상기 레이저 다이오드가 내부에 고정되어 장착되는 레이저 다이오드 하우징; 및

   상기 레이저 다이오드 하우징의 위치를 조절하여 상기 레이저 다이오드 하우징에 장착된 상기 레이저 다이오드가 조사하는 상기 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 레이저 빔 조사각도 조절 수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 레이저 발광부는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 레이저 수광부는,

   상기 조사 지점에서 반사된 상기 복수의 레이저 빔을 수집하는 포집렌즈;

   상기 수집된 레이저 빔을 직진시키는 직진렌즈;

   상기 직진된 레이저 빔을 집중시키는 집광렌즈; 및

   상기 집중된 레이저 빔으로부터 광량을 검출하는 광 검출기;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 신호 처리부는,

   상기 광학 검출부에서 검출된 광량을 전기 신호로 변환하는 광/전기 변환기;

   상기 전기 신호를 증폭하는 증폭기;

   상기 증폭기에서 증폭된 전기 신호에서 저주파 노이즈 및 고주파 노이즈를 제거하는 필터부;

   상기 필터부를 통과한 전기 신호를 보상하는 신호 감쇠 보상기; 및

   상기 보상된 전기 신호와 기설정된 기준 신호와 비교하는 비교기;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 광학 검출부는 적어도 1개가 포함되며,

   상기 적어도 1개의 광학 검출부는 상기 스트립이 취입되는 롤의 입구측 및 출구측 각각에 적어도 1개가 설치되는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 신호 처리부는 상기 적어도 1개의 광학 검출부 중 입구측 광학 검출부와 출구측 광학 검출부에서 각각 검출된 광량과 상기 광량들의 각각 검출된 시간을 이용하여 상기 패스라인에 상기 스트립이 있는지의 여부에 대한 신호 및 상기 스트립의 선단 검출 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 스트립 선단 검출 장치.
11. 맨드릴;

    상기 맨드릴에 스트립을 권취되도록 상기 스트립에 압력을 가하는 복수의 유니트 롤;

    상기 유니트 롤이 상기 스트립에 압력을 가하도록 상기 유니트 롤을 안내하며, 상기 유니트 롤의 압력에 의하여 권취되는 상기 스트립이 곡률을 갖도록 상기 스트립을 안내하는 복수의 라운드 가이드; 및

    상기 유니트 롤이 상기 복수의 유니트 롤에 인가하는 압력을 조절하도록 상기 라운드 롤을 제어하는 제어부;

    를 포함하는 스트립 권취 장치에 있어서,

    제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 스트립 선단 트래킹 기준 신호 검출 장치를 더 포함하며,

    상기 제어부는 상기 신호 처리부로부터의 스트립 검출 신호에 따라 상기 유니트롤이 인가하는 압력을 제어하는 스트립 권취 장치.

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