KR100217854B1 - 강판의 길이측정방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간압연된 후강판이 제품으로 절단된 후 강판의 길이를 검사할 때 강판의 길이를 정확하게 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로 그 목적은, 강판의 변형과 접촉롤러의 마모 및 접촉롤러와 강판의 접촉시 발생하는 미끄럼등에 의하여 발생되는 측정오차를 가일층 감소시킬 뿐만 아니라, 접촉롤러의 온도상승 및 표면에 이물질의 흡착등에 의한 직경변화에 따른 측정오차를 제거토록 하는 강판의 길이측정방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 강판(1)과 접촉롤러(3)의 미끄럼에 의하여 발생하는 측정오차를 보정토록 판감지센서(S2)의 후방에 후면판 감지센서(P2,P3)를 설치하고, 측정후 마모에 의하여 발생하는 상기 접촉롤러(3)의 직경변화를 계산토록 판감지센서(S1)의 전방에 전면판 감지센서(P1)를 설치하며, 상기 접촉롤러(3)의 온도상승 및 이물질의 부착에 의한 측정오차를 방지토록 접촉롤러 지지대상에 에이젯트노즐(11a,11b)를 부착하고, 상기 접촉롤러(3)에 의하여 측정한 길이와 각 센서 사이의 거리를 이용하여 강판의 전체길이(L)를 각 센서 및 엔코더(4)와 접속 설치된 컴퓨터로서 계산하는 데에 그 요지가 있다.

Description

강판의 길이측정방법 및 그 장치

제1도는 종래의 강판의 길이측정장치를 도시한 개략측면도.

제2(a)도는 종래의 강판의 길이측정장치에 있어서 평탄한 강판의 길이측정상태를 도시한 개략도.

제2(b)도는 종래의 강판의 길이측정장치에 있어서 변형된 강판의 길이측정상태를 도시한 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 강판의 길이측정장치를 도시한 개략 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강판 2 : 이송롤

3 : 접촉롤러 4 : 엔코더

6 : 타이밍벨트 7 : 피스톤

S1,S2,P1,P2,P3 : 판감지센서 11a,11b : 에어젯트 노즐

본 발명은 열간압연된 후강판이 제품으로 절단된 후 강판의 길이를 검사할 때 강판의 길이를 정확하게 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로 보다 상세하게 설명하면, 강판의 변형과 접촉롤러의 마모 및 접촉롤러와 강판의 접촉시 발생하는 미끄럼등에 의하여 발생되는 측정오차를 가일층 감소시킬 뿐만 아니라, 접촉롤러의 온도상승 및 표면에 이물질의 흡착등에 의한 직경변화에 따른 측정오차를 제거할 수 있도록 한 강판의 길이측정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 열간압연된 후강판은 제품규격에 따른 열간압연후 냉각된 강판이 일정한 제품길이로 절단되며, 상기 제품의 길이측정이 정확하지 않으면 요구된 제품의 길이보다 절단된 제품의 길이가 짧거나 길게 되는 문제가 발생된다.

이때, 절단된 제품의 길이가 요구된 제품의 길이보다 짧은 경우, 절단된 제품의 판매가 불가능하게 되는 한편, 절단된 길이가 길게 되면, 설계 실수율을 저하시키거나 마지막 절단 제품은 길이가 짧게되어 상기 제품을 사용하는 생산공정에 커다란 손해를 끼치게 된다.

이에 따라서, 후강판 생산공정시 다단계의 길이측정공정이 수행되는데, 그 첫번째 단계는 길게 압연된 후강판을 이송롤러로서 이송하면서 각 제품의 길이만큼 절단될 부위에 백색선으로 표시를 하는것이다.

그 두번째 단계는 상기 강판을 절단하면서 길이를 측정토록 하며, 마지막 세번째 단계는 절단된 상기 강판의 제품길이를 측정하여 절단된 길이가 제품규격에 맞는가를 검사하는 것이다.

상기와 같은기술과 관련된 종래의 강판의 길이측정장치는 제1도에서 도시한 바와 같이, 강판(1)을 이송하는 이송롤(2)의 상측으로 상하 이동토록 피스톤(7)과 연설된 접속롤러(3)가 타이밍벨트(6)로서 엔코더(4)에 연결 설치되고, 상기 엔코더(4)는 상기 이송롤(2)의 하측에 부착된 각각의 판 감지센서(S₁),(S₂)와 연결된 컴퓨터에 접촉되는 구성으로 이루어진다.

또한, 상기와 같은 종래의 강판의 길이측정장치에 의한 강판의 길이측정방법은, 제1도에서 도시한 바와같이, 강판(1)의 선단부가 전면센서(S1)를 통과한 후 후면센서(S2)를 통과함과 동시에 배관(8)을 통하여 압축공기를 공급하여 피스톤(7)이 접촉롤러(3)의 지지대를 회전시켜, 상기 접촉롤러(3)를 강판(1)에 접촉시킨다.

상기 강판(1)에 접촉된 롤러(3)는 강판(1)의 전방이동에 의하여 회전되어, 이 회전수가 타이밍벨트(timing belt)(6)를 통하여 엔코더(encoder)(4)로 전달되게 된다.

또한, 상기 엔코더(4)에서 측정된 회전수는 변환기에서 전기적인 신호로 변환되어 컴퓨터로 전달되며, 강판(1)의 후단부가 상기 선단부 센서(s1)를 통과하면 상기 접촉롤러(3)는 강판에서 이탈되어 측정을 종료한다.

이때, 컴퓨터에서는 사전에 설정된 접촉롤러(3)의 직경(D), 강판이 진행함에 따라 측정된 접촉롤러(3)의 회전수(N), 접촉롤러(3)와 후면센서사이의 거리(L2), 접촉롤러(3)가 하강되어 강판(1)에 접촉할 때, 상기 강판(1)이 진행한 거리(L3), 및 전면센서(S1)와 접촉점까지의 거리(L1)를 이용하여 하기식에 의하여 강판의 전체길이(L)를 계산한다.

상기 계산식은, L = π * D * N + L1 + L2 + L3 이다.

이때, 상기 계산식에서 접촉롤러(3)가 하강되어 강판(1)에 접촉할 때까지 상기 강판(1)이 진행한 거리(L3)는 접촉롤러(3)가 하강하여 강판(1)에 접촉할 때까지 소요된 시간에 강판이 이송되는 속도를 곱하여 계산한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 강판의 길이측정방법에 있어서, 상기 측정방법으로서 생산공장의 세번째 단계인 제품길이측정에 적용하면 강판의 변형, 측정 롤러 마모 및 접촉 롤러의 접촉시, 강판과 롤러사이의 미끄럼등에 의한 측정오차가 발생하는 문제가 발생한다.

상기와 같은 종래의 강판의 길이측정방법에서 발생되는 문제점은, 제2(a)도 및 제2(b)도에서 도시하였다.

제2(a)도에서 도시한 바와 같이, 강판(1)이 평탄할 경우에는 접촉롤러(3)가 하강하여 강판에 접촉하는 시간이 사전에 설정된 시간과 동일하지만, 제2(b)도에서 도시한바와 같이, 강판의 선단부가 굴곡된 상태일 경우에는 강판(1)과 접촉롤러(3)가 접촉하는 시간이 사전 설정시간보다 길거나 짧게 되어 측정된 강판(1)의 길이는 실제 강판길이와 다르게 판정된다.

따라서, 상기와 같은 판정결과는 제품의 길이부족으로 수요자가 재생산을 요구하게 되어 생산공장에는 커다란 피해가 발생되는 것이다.

또한, 접촉롤러(3)의 마모 및 접촉롤러(3)와 강판(1)과의 접촉시, 강판(1)과 접촉롤러(3)사이에서 발생되는 미끄럼에 의해서도 측정오차가 발생된다.

상기 측정중 롤러의 마모에 의하여 롤러 직경(D)이 작아짐으로 인하여, 상기 접촉롤러(3)의 직경이 작아지면 실제 강판(1)의 길이보다 측정된 길이가 더 길게 판정되기 때문에, 상기에서 서술한 길이부족에 의한 문제가 발생한다.

또한, 롤러의 접촉시에 강판(1)과의 미끄럼이 발생하면, 실제 길이보다 짧은 것으로 측정하기 때문에 정상적인 강판을 불량처리해야 하는 커다란 문제가 발생되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 전면센서의 전방에 설치된 한개의 판감지센서와, 후면센서의 후방에 설치된 두개의 판감지센서로서, 상기 각 센서로부터 감지된 판감지신호와 상기 각 센서들 사이의 거리를 이용하여 접촉롤러의 마모와 강판의 변형 및 강판과 접촉롤러사이에 발생되는 미끄럼에 의한 측정오차를 모두 제거토록 하는 강판의 길이측정방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 강판과 접촉롤러 사이에 발생되는 미끄럼에 의한 측정오차를 보정토록하는 두개의 후면 판감지센서가 후면센서의 후방으로 구비되고, 접촉롤러의 마모에 의한 접촉롤러의 직경변화를 측정토록 전면 판감지센서가 전면센서의 전방으로 구비되며, 접촉롤러의 온도상승 및 이물질의 부착을 방지토록 에어젯트노즐이 접촉롤러상에 부착되고, 상기 강판의 측정길이와 각 센서사이의 거리를 계산토록 컴퓨터가 설치되어 강판의 정확한 길이 측정을 수행하는 강판의 길이측정장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 접촉롤러의 전면에 두개의 판감지 센서를 설치하고, 후면에 세개의 판감지 센서를 설치하여 강판의 길이를 측정하는 방법에 있어서, 강판의 선단부가 S1센서를 통과하는 시점에서 접촉롤러가 하강되어 강판에 접촉하는 단계; 강판의 선단부가 S2센서 사이를 주행하는 동안 접촉롤러의 원주속도가 강판의 속도와 같게 되는 단계; 강판의 선단부가 P2센서를 통과하면서 측정이 개시되고 P3센서를 통과하면서 접촉롤러로서 측정한 강판의 길이(L'3)와 센서 P2와 P3사이의 거리(L3)를 이용하여 보정계수(α)를 α=L3/L'3로 구하는 단계; 강판의 길이측정중 강판의 후단부가 P1센서와 S1센서를 통과하였을 때 두 센서 사이에서 측정된 강판의 진행한 거리(L'1)와 두센서사이의 거리(L1)를 이용하여 마모후의 접촉롤러의 직경(D')을 초기직경(D)에 대하여 D'=D*(L'1/L1)로 구하여 다음 측정에서 사용토록 하는 단계; 및, 강판이 S1센서를 통과한 후 강판의 후단부가 접촉롤러에 오기전에 강판표면으로부터 접촉롤러를 이탈시키고 강판의 전체 길이(L)를 L = π * D * N + L1 + L2 + L3으로 구하는 단계를 포함하여 구성되는 강판의 길이측정방법을 마련함에 의한다.

또한, 강판과 접촉롤러의 미끄럼에 의하여 발생하는 측정오차를 보정하기 위해 판감지센서(S2)의 후방에 설치되는 후면판감지센서(P2,P3); 측정후 마모에 의하여 발생하는 상기 접촉롤러의 직경변화를 계산하기 위해 판 감지센서(S1)의 전방에 설치되는 전면 판감지 센서(P1); 상기 접촉롤러의 온도상승 및 이물질의 부착에 의한 측정오차를 방지하기 위하여 접촉롤러 지지대상에 부착되는 에어젯트노즐(11a, 11b); 및 상기 접촉롤러에 의하여 측정한 길이와 각 센서 사이의 거리를 이용하여 강판의 전체길이(L)을 하기식에 의해 L = π * D * N + L1 + L2 + L3 계산토록 각 센서 및 엔코더와 접속 설치되는 컴퓨터를 포함하여 구성되는 강판의 길이 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 따른 강판의 길이측정방법을 도시한 개략측면도로서, 본 발명에서의 강판의 길이측정방법은 강판의 선단부가 판감지센서(P1)(S1)을 통과한 후 판감지센서(S1)를 통과하면 접촉롤러가 하강되어 강판에 접촉하게 되는 단계; 강판이 센서 S2와 P2사이에서 접촉한 후 강판이 계속 진행함에 따라 접촉롤러의 원주속과 강판의 속도가 같게 되는 단계; 강판의 선단부가 센서 P2를 통과하면서 측정이 개시되고 센서P3를 통과하면서 접촉롤러로 측정한 판길이(L'3)와 센서P2와 P3사이의 거리(L3)를 이용하여 보정계수(α)를 α=L3/L'3로 구하는 단계; 강판의 길이를 계속 측정하다가 강판의 후단부가 센서P1과 S1을 통과하였을 때 센서 P1과 S1사이에서 강판이 순수 진행한 거리(L'1)를 측정하고 마모후의 접촉롤러의 직경(D')을 초기직경(D)에 대하여 D'=D*(L'1/L1)로 구하여 다음 측정에서 사용할 수 있도록 하는 단계; 및 강판의 후단부가 센서S1을 통과한 후 강판의 후단부가 접촉롤러에 오기전에 강판표면으로부터 접촉롤러를 이탈시키고 강판의 전체 길이(L)를 L = π * D * N + L1 + L2 + L3 으로 구하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기와 같은 강판의 길이측정방법에 의하여, 강판과 접촉롤러의 접촉시 발생하는 미끄럼에 의한 측정오차와 강판의 변형에 의하여 발생하는 측정오차는, 접촉롤러가 강판에 접촉된 후 강판의 속도와 롤러의 원주속도가 같게 되는 P2에서 길이측정을 개시하여 소멸시킬 수 있다.

상기 접촉롤러의 마모 및 측정중 접촉롤러와 강판의 미끄럼에 의하여 발생하는 오차는, 실제 측정한 길이에 상기 계산식에서 구한 보정계수 α를 곱함으로써 제거된다.

한편, 측정이 끝나기 전에 측정중에 발생된 접촉롤러의 마모량을 고려하여 마모후의 접촉롤러의 직경을 계산하여 다음 측정시에 이용함으로써 보다 정확한 측정이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 강판의 길이측정장치는 제3도에 나타난 바와 같이, 종래의 길이측정기에 강판의 길이보정계수를 구하는데 이용하는 판감지센서P2 및 P3와, 마모후의 접촉롤러(3)의 직경을 구하는데 이용하는 판감지센서 P1를 구비하였다.

또한, 강판(1)을 측정하는 각각의 센서 P1,P2,P3 및 S1,S2는 강판(1)의 선후단부를 정확하게 감지토록 원거리용 포토센서(photo sensor) 이고, 측정후의 측정치의 보정 및 마모후의 직경(D)의 계산이 보다 정확하게 수행된다.

한편, 측정중 접촉롤러(3)의 온도가 상승하거나 롤러(3)의 표면에 이물질이 부착되면 접촉롤러(3)의 직경이 변하여 측정오차를 발생시키게 되는데, 통상 접촉롤러(3)의 온도가 기준보다 60℃ 상승하게 되면, 롤러의 직경을 200㎜, 강의 열팽창계수를 1.5*10^-5이라고 하면, 롤러(3)가 한바퀴 회전하는데 측정오차가 0.565㎜가 발생된다.

상기 측정오차는 접촉롤러(3)의 표면에 이물질이 부착하였을 경우에도 발생되며, 만약 판의 길이가 긴 강판을 측정하게 되면 측정오차가 매우커지게 된다.

이에따라서, 강판(1)표면에 부착되어 측정오차를 이물질이나 박리된 표면 스케일(scale)의 제거를 위한 에어젯트노즐(air zet nozzle)(11b)을 접촉롤러(3)의 지지대상에 부착하였으며, 상기 접촉롤러(3)의 온도상승에 의한 직경(D)변화의 방지와 이물질 제거를 위하여 롤러 냉각용 에어젯트노즐(11a)을 구비하였다.

한편, 컴퓨터는 강판(1)의 길이측정시 각 센서로부터 감지신호를 받아 에어피스톤(7)의 구동, 측정된 거리의 계산등을 순차로 수행한다.

따라서, P1센서에 강판(1)이 진입하였는가를 검사하고 강판(1)의 진입이 감지되면 S1센서에 강판(1)이 진입하였는가를 검사한다.

상기 P1센서와 S1센서가 모두 강판(1)을 감지한 상태에서 S2센서에서 강판(1)이 진입하는가를 검사하고, 상기 S2센서에 강판(1)의 선단부가 진입하여 P1,S1,S2센서 모두 강판(1)을 감지하게 되면 접촉롤러(3)를 하강시켜 강판(1)에 접촉시킨다.

이때, 상기 접촉롤러(3)는 S2센서와 P2센서 사이에서 강판(1)에 접촉되고, 원주속도가 강판의 속도와 동일하게 된 상태에서 P2센서가 강판의 진입을 기다린다.

또한, 상기 강판(1)이 P2센서에 진입하면 측정을 개시하여 접촉롤러(3)의 회전수(N)를 읽어들이고 강판이 P3센서를 통과하면, 센서P2와 P3사이에서 측정한 길이(L'3)를 두 센서사이의 거리(L3)로 나누어 보정계수 α를 계산한다.

상기 P1센서는 강판(1)의 후단부가 통과하였는가를 검사하고 통과가 검출되면 S1센서는 강판(1)의 후단부가 통과하였는가를 검사하고, S1센서가 강판(1)의 후단부의 통과를 검출하면, 에어실린더를 작동시켜 접촉롤러(3)를 강판으로부터 이탈시키고 강판(1)의 후단부가 P1센서와 S1센서 사이를 통과할 때 측정한 길이(L'1)와, 두 센서사이의 거리(L)를 이용하여 마모후의 직경(D')를 계산하여 다음 측정시의 접촉롤러의 직경으로 한다.

따라서, 측정이 완료되면 측정이 완료된 강판의 총길이(L)를 측정된 회전수(N)를 이용하여 L = π * D * N + L1 + L2 + L3의 수식으로 계산한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제3도에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 강판의 길이측정 방법과 종래의 강판의 길이측정 방법에 있어서 측정정도를 비교하기 위하여, 종래의 길이측정장치에 의한 강판의 길이측정결과와 본 발명의 길이측정장치에 의한 강판의 길이측정결과를 비교하였다.

또한, 종래의 강판의 길이측정장치에 의한 강판의 길이측정장치는 제1도에서 도시한바와 같이, 센서S1과 S2 사이의 거리를 1.5m로 형성시키고, 접촉롤러(3)의 직경은 150㎜이며, 접촉롤러(3)의 수직하강속도는 0.3m/s이고, 강판의 이송속도를 1m/s로 설정하였다.

한편, 측정한 강판(1)의 판두께는 6㎜에서 120㎜로 변화시켰으며, 판두께가 150㎜이하인 강판은 변형이 있는 경우의 강판도 포함시켰다.

이때, 측정결과 강판(1)의 두께 및 변형크기에 따라 오차의 정도는 다르게 나타났지만 대체적으로 오차의 범위는 ±20㎜의 범위였다.

또한, 상기와 같은 종래의 강판의 길이측정장치에 의한 측정결과와 본발명에 따른 강판의 길이측정결과를 비교하면, 종래의 강판의 길이측정장치의 전면센서(S1)의 1.5m전방에 한개의 포토센서(P1)를 부착하고, 후면센서(S2)의 후방에 1.5m간격으로 두개의 포토센서(P2),(P3)를 설치하여 본 발명에 따른 강판의 길이측정방법에 의하여 측정을 한 결과 측정오차가 ±3㎜이내인 양호한 측정정도를 얻었다.

Claims (6)

1. 접촉롤러(3)와 다수의 판감지센서(S1)(S2)를 이용하여 강판(1)의 길이를 측정 하는 강판의 길이측정장치에 있어서, 강판(1)과 접촉롤러(3)의 미끄럼에 의하여 발생하는 측정오차를 보정토록 상기 판감지센서(S2)의 후방에 설치되는 후면판감지센서(P2,P3); 측정후 마모에 의하여 발생하는 상기 접촉롤러(3)의 직경변화를 계산토록 상기 판감지센서(S1)의 전방에 설치되는 전면판 감지센서(P1); 상기 접촉롤러(3)의 온도상승 및 이물질의 부착에 의한 측정오차를 방지하기위하여 접촉롤러 지지대상에 부착된 에어젯트노즐(11a,11b); 및 상기 접촉롤러(3)에 의하여 측정한 길이와 각 센서 사이의 거리를 이용하여 강판의 전체길이(L)를 하기식에 의해

   L = π * D * N + L1 + L2 + L3

   계산토록 상기 각 센서 및 엔코더(4)와 접속 설치된 컴퓨터를 포함하여 구성 되는 것을 특징으로 하는 강판의 길이측정장치.
2. 접촉롤러의 전면에 두개의 판감지센서를 설치하고 후면에 세개의 판감지센서를 설치하여 강판의 길이를 측정하는 강판의 길이측정방법에 있어서, 강판의 선단부가 S1센서를 통과하는 시점에서 접촉롤러가 하강되어 강판에 접촉하는 단계; 강판의 선단부가 S2센서와 P2센서 사이를 주행하는 동안 접촉롤러의 원주속도가 강판의 속도와 같게 되는 단계; 강판의 선단부가 P2센서를 통과하면서 측정이 개시되고 P3센서를 통과하면서 접촉롤러로서 측정한 강판길이(L'3)와 센서 P2와 P3사이의 거리(L3)를 이용하여 보정계수(α)를 α=L3/L'3로 구하는 단계; 강판의 길이측정중 강판의 후단부가 P1센서와 S1센서를 통과하였을때 두 센서사이에서 측정된 강판의 진행한 거리(L'1)와 두 센서사이의 거리(L1)를 이용하여 마모후의 접촉롤러의 직경(D')을 초기직경(D)에 대하여 D'=D*(L'1/L1)로 구하여 다음 측정에서 사용토록 하는 단계; 및, 강판이 S1센서를 통과한 후 강판의 후단부가 접촉롤러에 오기전에 강판 표면으로부터 접촉롤러를 이탈시키고 강판의 전체길이(L)를 L = π * D * N + L1 + L2 + L3 으로 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 길이 측정방법.
3. 제2항에 있어서, 두개의 센서P2,P3사이에서 측정된 강판의 진행길이(L'3)의 두센서사이의 거리(L3)를 이용하여 보정계수(α)를 구하고, 강판의 길이(L)를 전체 측정된 길이(L')에 대하여; L = α * L' 로 보정하여 측정중 미끄럼에 의하여 발생하는 오차를 감소시키는 것을 특징으로 하는 강판의 길이측정 방법.
4. 제2항에 있어서, 길이측정을 강판과 접촉롤러가 접촉한 후 강판의 이송속도와 접촉롤러의 원주속도가 같게 되는 지점에서 개시하여 접촉시에 발생하는 미끄럼에 의한 측정오차를 제거토록 하는 것을 특징으로 하는 강판의 길이측정 방법.
5. 제2항에 있어서, 측정이 종료되기 전에 P1센서와 S1센서 사이의 거리(L1)와 두 센서사이에서 측정한 거리(L'1)를 이용하여 마모후의 접촉롤러직경(D')을 마모전의 직경(D)에 대하여 D' = D* (L1/L'1)로 구하여 측정오차를 감소시키는 것을 특징으로 하는 강판의 길이측정방법.
6. 제2항에 있어서, 접촉롤러와 강판표면에 에어젯트노즐로서 고압의 공기를 분사시켜 접촉롤러의 온도상승 및 이물질의 부착에 의한 직경의 변화를 방지하여 측정정도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 강판의 길이측정방법.