JP2020529923A - コイルのキンク測定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、熱間圧延ラインのコイラーでコイルを巻いた後、コイルを後工程に移送する前に、コイルの形状不良であるキンク（ｋｉｎｋ）を測定するコイルのキンク測定装置及び方法に関し、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置は、コイルの内巻部を含むコイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射するレーザー発生器と、上記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得するカメラと、上記カメラが獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、上記コイルのキンク量を測定する測定器と、を含むことができる。
Description
本発明は、コイルのキンク測定装置及び方法に関する。
一般に、熱間圧延ラインにおけるコイリング過程を説明すると、一対のピンチロールを通過しながらストリップの先端部は下部に曲げられる。次に、曲げられたストリップの先端部は、マンドレルと、これを取り巻くラッパーロールとの間でマンドレルの周りを取り囲みながら回転する。その後、一定の時間が経過した後には、マンドレルが円周の外側方向に拡張し、ピンチロールとマンドレルとの間に張力がかかり、コイリングが行われるようになる。
上述したコイラーにおいて、素材が極厚物材の場合には、ストリップ進入時の先端部形状及び適切ではない曲げの影響により、初期マンドレル進入時に発生する折れ現象をキンク（Ｋｉｎｋ）と定義する。上記キンクは、極厚物のコイリングで発生すると、コイル部の内巻における変形が原因となってパイプの造管作業時に真円を作れないなどの不良により、手作業でトーチなどを用いて切断する必要が生じるという大きい問題を抱えている。また、予め発見できなかった場合には、クライアントからのクレームが発生するという問題も有している。
このような従来の技術は、韓国公開特許第１０−２０１１−００７７７８２号公報を参照して容易に理解することができる。
本発明の一実施形態によると、熱間圧延ラインのコイラーでコイルを巻いた後、コイルを後工程に移送する前に、コイルの形状不良であるキンク（ｋｉｎｋ）を測定するコイルのキンク測定装置及び方法が提供される。
上述した本発明の課題を解決するために、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置は、コイルの内巻部を含むコイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射するレーザー発生器と、上記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得するカメラと、上記カメラが獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、上記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する測定器と、を含むことができる。
また、本発明の一実施形態によるにコイルのキンク測定方法は、コイルの内巻部を含むレーザー発生器が、コイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射し、カメラが、上記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得する段階と、測定器が、上記カメラが獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、上記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する段階と、を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、キンクの定量的な大きさに応じて、マーケティングに活用することができるだけでなく、予め問題を把握し、コイリング操業の基準を作成することができるため、コイリングの品質を安定化することができるという効果がある。
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置の概略的な構成図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置１００は、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び測定器１４０を含むことができ、照明１３０をさらに含むことができる。
レーザー発生器１１０は、鋼板が巻き取られたコイルＣの一面に対して、直線のレーザーを発生させることができる。コイルＣの一面は、巻き取られた鋼板の先端がある内巻部を含むことができる。レーザー発生器１１０の直線のレーザーは、コイルの中心点を通過するように発生することができる。
カメラ１２０は、フレームに配置され、コイルＣの中心点を含む画像を獲得することができる。すなわち、カメラ１２０は、レーザー発生器１１０のレーザーに沿って移動し、コイルＣの中心点を基準に、コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得することができる。これにより、コイルの内部形状を含む画像を獲得することができる。すなわち、上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像は、環状のコイルの内部形状を含む画像であることができる。
上記したコイルの内部形状を明確に獲得するために、上記コイルの一面の反対側である他面側に照明１３０を配置し、コイルＣの他面に光を照射することができる。
測定器１４０は、カメラ１２０が獲得した画像に基づいて、コイルＣの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及びコイルＣの中心点から上記コイルの他面のコイル端の距離を計算することにより、コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定することができる。
図２は本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定方法の概略的なフローチャートであり、図３ａから図３ｄは本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置及び方法におけるコイルのキンクを測定する原理を示す図及びグラフである。
図１とともに、図２及び図３ａから図３ｄを参照すると、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定方法は、レーザー発生器１１０が、コイルの内巻部を含むコイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射し、カメラ１２０が、レーザ発生器１１０のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得する段階Ｓ１０と、測定器１４０が、カメラ１２０が獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、コイルＣのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する段階Ｓ２０と、を含むことができる。
より詳細には、まず、鋼板が巻き取られたコイルが移送されたか否かを確認しＳ１１、Ｓ１２、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び照明１３０を動作させるＳ１３。
レーザー発生器１１０は、鋼板が常に一定の位置に移送されるコイルサポーターＣＳ上にコイリングされたコイルＣに対して、コイルＣの一面に対して一直線のレーザーラインＲを発生させる。このとき、コイルサポーターＣＳの位置がコイル毎に一定であるため、レーザーラインＲを固定させることができる。尚、コイルＣは、重量に応じて、コイルの中心が上下のみに移動するため、レーザーラインＲは常にコイルの中心点を通過するＳ１４。レーザーラインＲを用いることにより、カメラ１２０を垂直に移動させることができるフレームを用いてコイルの中心線に移動した後、コイルＣの一面の反対側である他面を臨む位置に照明１３０を配置させ、コイルＣの他面に光を照射して環状のコイル内部形状を正確に含む画像を獲得することができる。
すなわち、レーザーラインＲに対して上下方向に駆動可能なカメラ１２０で画像を確認した後、レーザー線がない部分の中心がコイルＣの中心点となるため、上記中心点の位置にカメラ１２０のフレームを移動させると、コイルの中心とカメラ中心とが一致するようになる。コイルＣの内部形状からキンクが観察されるため、コイル内部の画像鮮明度を高めるために、コイルの一面の反対側であるコイルの他面に光を照射するように照明１３０を設置すると、コイルの中心部分にドーナッツ状の環状が生成される。これをカメラ１２０で画像として獲得する。これにより、レーザー発生器、照明、１台のカメラからなる単純な構成により、コイルのキンク量を測定することができるＳ１４からＳ１７。
その後、測定器１４０は、獲得した画像をフィルタリングしてＳ２１、コイルＣのキンク量を計算しＳ２２からＳ２４、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び照明１３０は、動作を中止することができるＳ２５。
すなわち、測定器１４０は、獲得したコイルの内部画像に対して中心点における一定距離からの画像の変化を計算することにより、コイル内部の位置情報を得るようになる。また、環状の画像が測定されるため、反対側のコイル内部の位置も測定可能となり、２つの情報から安定的なコイルのキンク量を得るようになる。コイル内部の位置は、次のような式で計算される。
ここで、Ｄ１とは上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離、Ｄ２とは上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、Ｎとは任意の位置、Ｉとは任意の位置における画像ビットの出力サイズ、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３とは任意の位置における互いに異なる３地点の各半径、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３とは異なる任意の位置における互いに異なる３地点の各半径、αとはしきい値、θとは任意の角度を意味する。
上記値を用いると、図３ｄのように、Ｄ１、Ｄ２が一定の値よりも小さくなる部分がキンク発生位置となり、このときの値がキンク量となる。また、２つの情報から、（Ｄ１＋Ｄ２）／２の平均値を取ると、測定エラーを防止することができ、しきい値を用いることで測定エラーが発生したデータは削除することもできる。
上述のように、本発明によると、キンクの定量的な大きさに応じて、マーケティングに活用することができるだけでなく、予め問題を把握し、コイリング操業の基準を作成することができ、コイリングの品質を安定化することができる。
以上、添付の図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
本発明は、コイルのキンク測定装置及び方法に関する。
一般に、熱間圧延ラインにおけるコイリング過程を説明すると、一対のピンチロールを通過しながらストリップの先端部は下部に曲げられる。次に、曲げられたストリップの先端部は、マンドレルと、これを取り巻くラッパーロールとの間でマンドレルの周りを取り囲みながら回転する。その後、一定の時間が経過した後には、マンドレルが円周の外側方向に拡張し、ピンチロールとマンドレルとの間に張力がかかり、コイリングが行われるようになる。
上述したコイラーにおいて、素材が極厚物材の場合には、ストリップ進入時の先端部形状及び適切ではない曲げの影響により、初期マンドレル進入時に発生する折れ現象をキンク（Ｋｉｎｋ）と定義する。上記キンクは、極厚物のコイリングで発生すると、コイル部の内巻における変形が原因となってパイプの造管作業時に真円を作れないなどの不良により、手作業でトーチなどを用いて切断する必要が生じるという大きい問題を抱えている。また、予め発見できなかった場合には、クライアントからのクレームが発生するという問題も有している。
このような従来の技術は、韓国公開特許第１０−２０１１−００７７７８２号公報を参照して容易に理解することができる。
本発明の一実施形態によると、熱間圧延ラインのコイラーでコイルを巻いた後、コイルを後工程に移送する前に、コイルの形状不良であるキンク（ｋｉｎｋ）を測定するコイルのキンク測定装置及び方法が提供される。
上述した本発明の課題を解決するために、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置は、コイルの内巻部を含むコイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射するレーザー発生器と、上記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得するカメラと、上記カメラが獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、上記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する測定器と、を含むことができる。
また、本発明の一実施形態によるにコイルのキンク測定方法は、コイルの内巻部を含むレーザー発生器が、コイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射し、カメラが、上記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得する段階と、測定器が、上記カメラが獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、上記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する段階と、を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、キンクの定量的な大きさに応じて、マーケティングに活用することができるだけでなく、予め問題を把握し、コイリング操業の基準を作成することができるため、コイリングの品質を安定化することができるという効果がある。
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置の概略的な構成図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置１００は、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び測定器１４０を含むことができ、照明１３０をさらに含むことができる。
レーザー発生器１１０は、鋼板が巻き取られたコイルＣの一面に対して、直線のレーザーを発生させることができる。コイルＣの一面は、巻き取られた鋼板の先端がある内巻部を含むことができる。レーザー発生器１１０の直線のレーザーは、コイルの中心点を通過するように発生することができる。
カメラ１２０は、フレームに配置され、コイルＣの中心点を含む画像を獲得することができる。すなわち、カメラ１２０は、レーザー発生器１１０のレーザーに沿って移動し、コイルＣの中心点を基準に、コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得することができる。これにより、コイルの内部形状を含む画像を獲得することができる。すなわち、上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像は、環状のコイルの内部形状を含む画像であることができる。
上記したコイルの内部形状を明確に獲得するために、上記コイルの一面の反対側である他面側に照明１３０を配置し、コイルＣの他面に光を照射することができる。
測定器１４０は、カメラ１２０が獲得した画像に基づいて、コイルＣの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及びコイルＣの中心点から上記コイルの他面のコイル端の距離を計算することにより、コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定することができる。
図２は本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定方法の概略的なフローチャートであり、図３ａから図３ｄは本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定装置及び方法におけるコイルのキンクを測定する原理を示す図及びグラフである。
図１とともに、図２及び図３ａから図３ｄを参照すると、本発明の一実施形態によるコイルのキンク測定方法は、レーザー発生器１１０が、コイルの内巻部を含むコイルの一面から上記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射し、カメラ１２０が、レーザー発生器１１０のレーザーに沿って移動し、上記コイルの中心点を基準に、上記コイルの一面から上記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得する段階Ｓ１０と、測定器１４０が、カメラ１２０が獲得した画像に基づいて、上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、及び上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、コイルＣのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する段階Ｓ２０と、を含むことができる。
より詳細には、まず、鋼板が巻き取られたコイルが移送されたか否かを確認しＳ１１、Ｓ１２、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び照明１３０を動作させるＳ１３。
レーザー発生器１１０は、鋼板が常に一定の位置に移送されるコイルサポーターＣＳ上にコイリングされたコイルＣに対して、コイルＣの一面に対して一直線のレーザーラインＲを発生させる。このとき、コイルサポーターＣＳの位置がコイル毎に一定であるため、レーザーラインＲを固定させることができる。尚、コイルＣは、重量に応じて、コイルの中心が上下のみに移動するため、レーザーラインＲは常にコイルの中心点を通過するＳ１４。レーザーラインＲを用いることにより、カメラ１２０を垂直に移動させることができるフレームを用いてコイルの中心線に移動した後、コイルＣの一面の反対側である他面を臨む位置に照明１３０を配置させ、コイルＣの他面に光を照射して環状のコイル内部形状を正確に含む画像を獲得することができる。
すなわち、レーザーラインＲに対して上下方向に駆動可能なカメラ１２０で画像を確認した後、レーザー線がない部分の中心がコイルＣの中心点となるため、上記中心点の位置にカメラ１２０のフレームを移動させると、コイルの中心とカメラ中心とが一致するようになる。コイルＣの内部形状からキンクが観察されるため、コイル内部の画像鮮明度を高めるために、コイルの一面の反対側であるコイルの他面に光を照射するように照明１３０を設置すると、コイルの中心部分にドーナッツ状の環状が生成される。これをカメラ１２０で画像として獲得する。これにより、レーザー発生器、照明、１台のカメラからなる単純な構成により、コイルのキンク量を測定することができるＳ１４からＳ１７。
その後、測定器１４０は、獲得した画像をフィルタリングしてＳ２１、コイルＣのキンク量を計算しＳ２２からＳ２４、レーザー発生器１１０、カメラ１２０、及び照明１３０は、動作を中止することができるＳ２５。
すなわち、測定器１４０は、獲得したコイルの内部画像に対して中心点における一定距離からの画像の変化を計算することにより、コイル内部の位置情報を得るようになる。また、環状の画像が測定されるため、反対側のコイル内部の位置も測定可能となり、２つの情報から安定的なコイルのキンク量を得るようになる。コイル内部の位置は、次のような式で計算される。
ここで、Ｄ１とは上記コイルの中心点から上記コイルの他面のコイル先端の距離、Ｄ２とは上記コイルの中心点から上記コイルの一面のコイル先端の距離、Ｎとは任意の位置、Ｉとは任意の位置における画像ビットの出力サイズ、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３とは任意の位置における互いに異なる３地点の各半径、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３とは異なる任意の位置における互いに異なる３地点の各半径、αとはしきい値、θとは任意の角度を意味する。
上記値を用いると、図３ｄのように、Ｄ１、Ｄ２が一定の値よりも小さくなる部分がキンク発生位置となり、このときの値がキンク量となる。また、２つの情報から、（Ｄ１＋Ｄ２）／２の平均値を取ると、測定エラーを防止することができ、しきい値を用いることで測定エラーが発生したデータは削除することもできる。
上述のように、本発明によると、キンクの定量的な大きさに応じて、マーケティングに活用することができるだけでなく、予め問題を把握し、コイリング操業の基準を作成することができ、コイリングの品質を安定化することができる。
以上、添付の図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
Claims (6)
- コイルの内巻部を含むコイルの一面から前記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射するレーザー発生器と、
前記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、前記コイルの中心点を基準に、前記コイルの一面から前記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得するカメラと、
前記カメラが獲得した画像に基づいて、前記コイルの中心点から前記コイルの一面のコイル先端の距離、及び前記コイルの中心点から前記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、前記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する測定器と、
を含む、コイルのキンク測定装置。 - 前記コイルの他面に光を照射する照明をさらに含む、請求項１に記載のコイルのキンク測定装置。
- 前記測定器は、下記数式に基づいて、前記コイルの中心点から前記コイルの一面のコイル先端の距離、及び前記コイルの中心点から前記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、前記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）を測定する、請求項１に記載のコイルのキンク測定装置。
- レーザー発生器が、コイルの内巻部を含むコイルの一面から前記コイルの中心点を通過する直線のレーザーを照射し、カメラが、前記レーザー発生器のレーザーに沿って移動し、前記コイルの中心点を基準に、前記コイルの一面から前記コイルの一面の反対側である他面までの内巻部の画像を獲得する段階と、
測定器が、前記カメラが獲得した画像に基づいて、前記コイルの中心点から前記コイルの一面のコイル先端の距離、及び前記コイルの中心点から前記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、前記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）量を測定する段階と、
を含む、コイルのキンク測定方法。 - 前記画像を獲得する段階は、照明が、前記コイルの他面に対して光を照射する、請求項４に記載のコイルのキンク測定方法。
- 前記コイルのキンク量を測定する段階は、前記測定器が、下記数式に基づいて、前記コイルの中心点から前記コイルの一面のコイル先端の距離、及び前記コイルの中心点から前記コイルの他面のコイル先端の距離を計算して、前記コイルのキンク（ｋｉｎｋ）を測定する、請求項４に記載のコイルのキンク測定方法。
Applications Claiming Priority (3)
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