KR101053271B1 - 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일을 언코일시킨 후 일정 크기로 절단하여 강 시트로 제조하는 강 시트 제조라인에서 코일의 표면 결함을 자동으로 제거하는 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템에 있어서, 코일 제조사에서 코일 제조시 발생한 결함에 관한 정보를 저장한 결함 데이터베이스로부터 추출된 결함 정보와 강 시트 제조라인에서 절단된 코일의 외피 길이 정보를 이용하여 결함 정보를 재설정하고 재설정된 정보를 바탕으로 표면에 존재하는 결함을 자동으로 제거할 수 있는 강 시트의 자동 결함 제거 방법을 제공한다.

상기 시스템으로 코일 제조사에서 저장된 정보를 강 시트 제조 공정에 정확하게 이용할 수 있으므로, 강 시트 생산 라인에서 결함 제품 제거시 수동으로 전환할 필요가 없어 생산성의 극대화 및 설비 자동화에 기여할 수 있다.

결함 위치 정보, 코일 이송 수단, 언코일러, 강 시트, 절단부

Description

강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템{Automated Defect Rejection System of Steel Sheet Product Line}

강 시트의 연속 제조 공정에서 강 시트에 발생한 결함을 제거하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일의 제조 공정에서 검출된 결함 정보 및 코일의 정보를 코일 제조사로부터 온-라인으로 수신하여 강 시트 제조 장치의 제어부에서 이를 재구성하여 코일의 길이별 결함 위치 정보를 파악하고 이를 계산하여 제품의 결함을 길이에 따라 자동으로 제거하는 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템 에 관한 것이다.

열연, 냉연, 스테인리스 강판 등의 제품을 권취된 코일로부터 연속적으로 제조하는 공정에서는 공정의 오작업, 주변 환경, 기타 이유로 인하여 다양한 결함이 나타날 수 있다. 코일 제조사에서는 이러한 결함을 일반적으로 표면 결함 디텍터(SDD, Surface Defect Detector)를 통해 인지할 수 있다.

하지만, 기존에는 이러한 코일 제품의 생산시에 검출된 결함 정보를 코일 제 조사에서 강 시트 제조사로 전송되지 않았기 때문에, 결함 부위를 제거하기 위해서는 결함 위치를 강 시트 제조라인에서 육안으로 판별하여 생산 라인에 이미 진입하였거나 진입하는 과정이라도 라인의 속도를 저하시키거나 수동으로 전환하여 처리하는 방식을 사용하였다.

따라서, 작은 결함의 존재에 의해서도 지대한 생산성 저하, 불필요한 인력의 낭비, 생산 비용 및 시간의 상승 등의 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 결함을 100% 제거하는 것이 어려워 불량 강 시트의 생산이 발생하는 경우도 나타났다. 또한, 이러한 결함이 발생할 때 마다 제거하고자 한다면 단중의 저하로 인하여 대형 코일의 생성이 어려워 대형 제품의 생산은 불가능하게 된다는 문제점 역시 존재한다.

강 시트의 결함 제거와 관련된 종래 기술로, 결함 부위를 기설치된 마커 장치로 마킹하여 표면 결함의 제거를 보다 용이하고 체계적으로 관리하는 기술이 나타난 바 있으나, 이러한 기술은 단순히 결함의 제거 과정을 용이하게 하는 수준에 불과할 뿐, 실질적으로 결함제거 과정을 원격지 간에 자동화할 수 있는 설비는 없었다.

강 시트의 제조사에서 수동으로 작업할 수 밖에 없었던 기존의 강 시트 결함 제거 과정을 자동화하여, 생산성 및 작업 효율을 극대화할 수 있는 획기적인 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 코일을 언코일시킨 후 일정 크기로 절단하여 강 시트로 제조하는 강 시트 제조라인에서 코일의 표면 결함을 자동으로 제거하는 결함 자동 제거 시스템에 있어서, 코일의 정보가 저장된 결함 데이터베이스, 상기 강 시트 제조라인에 코일 입력시 상기 입력된 코일의 코일 번호를 인식하는 코일 인식부, 코일 이송 수단 선단에 구비되어 상기 입력된 코일의 외피 길이를 측정하는 외피 길이 측정부, 상기 코일 이송 수단 후단에 구비되어 코일을 절단하고 결함이 존재하는 강 시트와 결함이 존재하지 않는 강 시트를 분류하는 절단부 및 상기 코일 인식부에 의해 인식된 코일 번호에 대응하는 상기 결함 데이터베이스로부터 추출한 상기 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보와, 상기 외피 길이 측정부로 측정된 상기 입력된 코일의 외피 길이에 관한 정보로 상기 코일의 결함 위치를 재설정하고, 상기 재설정된 결함 위치에 따라 절단부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템을 제공한다.

이 경우, 상기 제어부는 상기 결함 데이터베이스로부터 상기 입력된 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보를 추출하고, 상기 외피 길이 측정부로 측정된 상기 입력된 코일의 외피 길이에 관한 정보로 실제 절단될 외피 길이를 구하고, 상기 코일의 초기 총 길이에서 상기 실제 절단될 외피 길이를 감하여 상기 코일의 실제 총 길이를 구하고, 상기 코일의 실제 총 길이에 관한 정보 및 상기 코일 번호별 결함에 관한 정보로부터 상기 입력된 코일의 결함 위치를 재설정하게 된다.

코일 제조사의 정보를 온라인으로 이용하여 이를 제품 생산에 정확하게 이용할 수 있으므로, 제품 생산 라인을 수동으로 전환하여 결함이 존재하는 제품을 제거할 필요가 없어 생산성의 극대화 및 설비 자동화에 기여할 수 있다.

열연, 냉연, STS(스테인리스 스틸) 등의 강판은 제철소(이하 '코일 제조사'라고 함)에서 제조될 수 있다. 제선-제강-압연 등의 일련의 과정을 거치고 나면 강판들은 그 두께가 크게 두껍지 않으므로 보관, 이동 등의 편의를 위하여 최종적으로 코일 형태로 만들어진다. 코일 제조사는 열연, 냉연, STS 등의 코일의 코일 번호 및 코일 번호에 따라 표면 결함 디텍터(SDD, Surface Defect Detector)에서 인식된 길이 별 코일의 결함에 관한 정보를 결함 데이터베이스에 저장한다. 그리고, 강 시트 제조사에서는 코일 제조사로부터 상기 코일을 받아 언코일(uncoil)-이송-절단(shearing)-강 시트 배출(rejection) 과정을 거쳐 일정한 크기의 제품(이하 '강 시트'라고 함)로 생산한다.

그런데 코일은 연속 주조 라인, 압연 롤의 상호 작용, 불순물의 작용 등의 다양한 원인에 의하여 스크래치, 홀 결함 등의 여러가지 결함이 표면에 존재할 수 있다. 이러한 결함은 코일 제조시 코일 제조사의 표면 결함 디텍터(SDD, Surface Defection Detector)로 감지될 수 있으며, 이는 코일별 인식 번호 등과 함께 코일의 총 길이를 기준으로 길이 방향으로 결함 데이터베이스에 저장된다.

따라서, 결함 데이터베이스를 강 시트를 제조하는 제조사에서 직접 이용하여 이를 공정의 제어부, 바람직하게는 언코일러 제어 PLC 등에서 활용할 수 있다면 기존에 수동으로 작업이 이루어지던 결함 제거 과정을 자동화시킬 수 있게 된다.

이하, 강 시트의 연속 제조 공정에서 발생하는 결함을 자동으로 제거하는 시스템의 실시예를 이하 첨부된 도 1 및 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다.

상기 코일 제조사로부터 코일을 받아 강 시트로 제조하는 강 시트 제조사는 이러한 결함 정보를 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에서 제어부(200)는 상기 결함 데이터베이스와 연결되어 있다. 코일 인식부로 입력된 코일의 번호가 인식되어 제어 부(200)에 수신되면, 제어부는 코일 번호에 대응하는 코일의 정보를 결함 데이터베이스로부터 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보를 추출하여 사용할 수 있다. 상기 제어부(200)는 추출된 데이터를 이용하여 강 시트 제조에 사용되는 언코일러(300), 코일 이송 수단(400), 절단부(600) 등의 작동을 제어하는 역할을 수행한다.

한편, 원기둥 형태인 코일의 가장 바깥쪽 외주면을 이루는 강판 부분(이하 '외피'라고 함)은 물리적인 결함이 많아 제거될 필요가 있는 바, 초기 코일의 총 길이에서 제거된 외피의 길이를 감한 길이를 기준으로 결함 정보를 수정할 필요가 있다. 이를 위하여, 강 시트 제조라인에서 언코일된 강판을 이송하는 역할을 담당하는 코일 이송 수단(400)의 선단에는 외피 길이 측정부(500)가 장착될 수 있다. 상기 외피 길이 측정부(500)는 바람직하게는 엔코더를 사용할 수 있는데, 언코일러(300)의 회전에 따라 언코일되는 강판의 길이를 측정할 수 있는 바, 상기 엔코더를 이용하여 코일의 외피 길이를 측정한다.

따라서, 정확한 코일의 총 길이 정보를 제공하기 위해서는 초기 총 길이 정보에서 외피 부분만큼의 길이를 제거하고, 이로 인하여 전체 총 길이 정보가 수정되면 결함 데이터베이스에 존재하는 길이별 결함 정보 역시 바뀌어야 한다. 이를 위하여 상기 외피 길이 측정부(500)가 절단할 코일의 외피 길이를 측정한다.

상기 결함 제거 시스템에서 상기 제어부(200)는 매우 중요한데, 결함 데이터베이스로부터 추출한 상기 입력된 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보와 상기 외피 길이 측정부로 측정된 상기 입력된 코일의 외피 길이에 관한 정보로 상기 입력된 코일의 결함 위치를 재설정한다. 보다 상세하게는, 상기 외피 길이 측정부로 측정된 외피 길이에서 기설정된 상기 외피 길이 측정부 및 절단부 사이의 거리를 감하여 실제 절단될 외피 길이를 구하고, 상기 입력된 코일의 초기 총 길이에서 상기 실제 절단될 외피 길이를 감하여 코일의 실제 총 길이를 구하고, 이러한 코일의 실제 총 길이가 바뀜에 따라 코일의 길이에 따른 결함 정보가 재설정되는 것이다.

상기 제어부(200)는 상기 재설정된 코일의 길이에 따른 결함 정보를 바탕으로 절단부(600)를 제어해 언코일된 강판을 절단한다. 상기 절단부(600)는 상기 코일 이송 수단 후단에 구비되며, 코일을 절단하는 역할 이외에도 결함이 존재하는 강 시트와 결함이 존재하지 않는 강 시트를 분류하는 기능을 수행한다. 상기 제어부(200)의 제어에 의해 상기 절단부(600)는 언코일된 코일을 우선 절단하여 강 시트로 제조하고, 이후 상기 강 시트에 결함이 존재하는 부위를 포함하면 불량품으로 분류하여 제거하고, 결함이 존재하는 부위를 포함하지 않으면 강 시트는 제품으로 분류한다.

도 1은 강 시트의 결함 자동 제거 시스템을 모식적으로 나타낸 도면.

도 2는 강 시트의 결함 자동 제거 시스템을 이용하여 결함을 제거하는 각 단계를 나타낸 플로우차트.

Claims (2)

1. 코일을 언코일시킨 후 일정 크기로 절단하여 강 시트로 제조하는 강 시트 제조라인에서 코일의 표면 결함을 자동으로 제거하는 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 시스템에 있어서,

   코일의 정보가 저장된 결함 데이터베이스;

   상기 강 시트 제조라인에 코일 입력시 상기 입력된 코일의 코일 번호를 인식하는 코일 인식부;

   코일 이송 수단 선단에 구비되어 상기 입력된 코일의 외피 길이를 측정하는 외피 길이 측정부;

   상기 코일 이송 수단 후단에 구비되어 코일을 절단하고 결함이 존재하는 강 시트와 결함이 존재하지 않는 강 시트를 분류하는 절단부; 및

   상기 코일 인식부에 의해 인식된 코일 번호에 대응하는 상기 결함 데이터베이스로부터 추출한 상기 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보와, 상기 외피 길이 측정부로 측정된 상기 입력된 코일의 외피 길이에 관한 정보로 상기 코일의 결함 위치를 재설정하고, 상기 재설정된 결함 위치에 따라 절단부를 제어하는 제어부를 포함하며,

   상기 제어부는

   상기 결함 데이터베이스로부터 상기 입력된 코일의 초기 총 길이 및 코일 번호별 결함에 관한 정보를 추출하고,

   상기 외피 길이 측정부로 측정된 상기 입력된 코일의 외피 길이에 관한 정보로 실제 절단될 외피 길이를 구하고,

   상기 코일의 초기 총 길이에서 상기 실제 절단될 외피 길이를 감하여 상기 코일의 실제 총 길이를 구하고,

   상기 코일의 실제 총 길이에 관한 정보 및 상기 코일 번호별 결함에 관한 정보로부터 상기 입력된 코일의 결함 위치를 재설정하는 것을 특징으로 하는 강 시트 제조라인의 결함 자동 제거 장치.
2. 삭제

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