KR100244658B1 - 쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용탕으로 부터 직접 박판을 주조하는 쌍롤형 박판제조공정에서 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 관한 것으로써, 롤의 상부에 있는 비접촉식센서를 이용하여 롤표면의 임의의 두점을 감지한 후 기하학을 이용하여 롤닙으로 부터 비접촉식 센서까지의 높이를 측정하므로써, 영점조정을 위한 기구가 요구되지 않을 뿐만 아니라 박판을 주조하기 위한 준비작업의 순서에 관계없이 원하는 시간에 영점조정을 할 수 있어 다른 작업들과의 기계적인 간섭을 피할 수 있는 쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이 측정방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 쌍롤형 박판제조공정에서의 롤의 상부에 위치되어 있는 비접촉식섹서를 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 있어서, 상기 비접촉식 센서를 임의의 위치로 수평이동시켜 롤표면의 임의의점 및 롤표면의 다른 임의의점에서 비접촉식 센서까지의 거리를 감지한 후 이 두값을 이용하여 비접촉식센서로부터 롤닙까지의 절대거리를 구하고, 이를 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이측정방법

제1도는 종래방법에 따라 용탕면 높이 영점조정방법을 설명하기 위한 모식도.

제2도는 본 발명에 따라 용탕면높이 영점 조정방법을 설명하기 위한 모식도.

제3도는 본 발명에 따라 용탕면 높이 영점조정후 비접촉식 센서를 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법을 설명하기 위한 모식도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 롤 2 : 비접촉식센서

본 발명은 용탕으로 부터 직접 박판을 주조하는 쌍롤형 박판제조공정에서 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 롤의 상부에 있는 비접촉식센서를 이용하여 임의의 두점을 감지한후, 기하학을 이용하여 롤닙으로 부터 비접촉식센서까지의 높이를 측정하고, 이 값을 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 관한 것이다.

쌍롤형 박판제조장치를 이용한 박판제조시 용탕면의 높이를 일정하게 제어하여야 하며, 이를 위해서 시간에 따른 롤닙으로 부터의 용탕높이를 측정하는 것은 필수불가결한 과정이며, 이를 위한 선행조건으로서 우선적으로 롤닙으로 부터 비접촉센서까지의 높이를 알아야 한다.

여기서, 롤닙은 두롤의 중심선을 포함하면서 두롤사이에 형성되는 최소 단면을 의미한다.

다시말하면, 쌍롤형 박판제조시 용탕면의 높이를 측정하기 위해서는 용탕면높이영점 조정이 선행되어야 한다.

종래에는, 제1도 나타난 바와같이, 롤(1)사이의 롤닙(4)으로 부터 원하는 높이에 미리 영점조정용 판(3)을 놓고, 이지점까지의 거리(d)를 비접촉식 센서(2)로 인식한후 여기에 미리 알고 있는 롤닙으로부터 영점 조정용 판까지의 거리(h)를 더하여 롤립(4)으로 부터 비접촉식 센서(2)까지의 거리(D)를 알아내었다.

그러나 이러한 방법을 사용하여 영점조정할 경우 영점 조정용판(3)을 매번롤사이에 놓고 영점조정용판과 롤닙까지의 거리를 측정하여 컴퓨터에 입력시켜야하는 번거로움이 있으며, 또한 박판을 주조하기 위한 준비중 다른 작업들과의 기계적인 간섭을 피하기 위해 이들 보다 선행되게 영점조정을 해야하는 제약이 있었다. 그외에도 주조준비를 위한 모든 준비가 끝난후 불의의 실수나 사고로인하여 영점조정된 상태가 해제되는 경우 이를 재차 시도할수 있는 방법이 없었다.

이에, 본 발명자는 상기한 종래방법의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구를 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명을 롤의 상부에 위치되어 있는 비접촉식 센서를 이용하여 롤 표면의 임의의 두점을 감지한후 기하학을 이용하여 롤닙으로 부터 비접촉식 센서까지의 높이를 측정하므로써, 영점조정을 위한 기구가 별도로 요구되지 않을 뿐만아니라 박판을 주조하기 위한 준비작업의 순서에 관계없이 원하는 시간에 영점조정을 할수 있어 다른 작업들과의 기계적인 간섭을 피할수 있는 쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이 측정방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 쌍롤형 박판제조공정에서의 롤의 상부에 위치되어 있는 비접촉식 센서를 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 있어서, 상기 비접촉식센서를 수평으로 이동시켜 롤표면의 제1임의의점(A)의 직상에 위치시킨다음, 상기 제1임의의점(A)에서 비접촉식 센서까지의 거리(L₁)를 비접촉식센서에 의해 구하는 단계; 상기 비접촉식센서를 수평으로 이동시켜 롤표면의 제2임의의점(B)의 직상에 위치시킨 다음, 상기 제2 임의의점(B)에서 비접촉식센서까지의 거리(L₂)를 비접촉식센서에 의해 구하는 단계: 상기 제1임의의점(A)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₁)및 제2임의의점(B)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₂)를 기하학을 이용하여 구하는 단계; 상기에서 구한 임의의점에서 비접촉식센서까지의 거리(L₁)(L₂) 및 임의의점에서 롤닙까지의 거리(ℓ₁),(ℓ₂)를 이용하여 기하학에 의해 롤닙에서 비접촉식센서까지의 절대거리(D)를 구하는 단계; 및 비접촉식센서를 용탕면 측정위치에 위치시켜 상기와 같이 구한 절대거리(D)를 이용하여 하기식에 의해

h(t)=D-d(t)

(여기서, h : 용탕면의 높이, d : 용탕면과 비접촉식센서사이의 거리)

용탕면의 높이를 측정하는 단계를 포함하여 구성되는 쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이측정방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면에 의해 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 용탕면의 높이를 측정하기 위해서는 비접촉식센서(2)를 용탕면 측정위치(제1도의 위치)에서 롤(1)표면의 제1임의의점(A)의 직상으로 수평이동시킨 다음, 상기 제1임의의점(A)에서 비접촉식센서(2)까지의 거리(L₁)를 비접촉식센서(2)에 의해 구한후, 상기 비접촉식 센서(2)를 롤표면의 제2임의의점(B)의 직상으로 수평이동시킨 다음, 상기 제2 임의의점(B)에서 비접촉식센서(2)까지의 거리(L₂)를 비접촉식센서(2)에 의해 구한다.

즉, 비접촉식 센서(2)가 제1임의의점(A)의 직상에서 L₁값을 읽고, 제2임의의점(B)의 직상으로 옮겨져 L₂의 값을 읽는다.

다음에, 제1임의의점(A)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₁)및 제2임의의점(B)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₂)를 기하학을 이용하여 구하는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 L₁과 L₂의 차(L₂-L₁)인 L₃는 롤닙인 O(zero)에서 d와 r의 비율로 하기식(1)과 같이 나타낼수 있다.

즉, 비접촉식센서가 L₁과 L₂값을 읽고 나면, 각도 θ₁은 정해진다.

상기 (ℓ₁)과 (ℓ₂)는 하기식(2) 및 (3)과 같이 표시될 수 있다.

ℓ₁= v sin(θ₁+θ₂)......(2)

ℓ₂= v sin(θ₂)..........(3)

여기서, θ₂는 미지수이다.

상기 두식을 빼면 하기식(4)와 같은 방정식이 얻어진다.

ℓ₁-ℓ₂=L₃=v[sin(θ₁+θ₂)-sin(θ₂)].......(4)

따라서, 상기 식(4)를 정리하면 하기식(5)와 같이 표시된다.

sin(θ₁+θ₂)-sin(θ₂)=L₃/v............(5)

상기 식(5)를 삼각함수의 법칙에 따라 정리하면 하기식(6)과 같이 쓸수 있다.

{cos(θ₁)-1} sin(θ₂)+sin(θ₁)Cos(θ₂)=L₃/v......(6)

상기 식(6)에서 이미 알고 있는 값들을 편의상 하기와같이 정의하면 상기식(6)은 하기식(7)과 같이 된다.

Cos(θ₁)-1 = a.............(6a)

sin(θ₁) = b...............(6b)

L₃/v = C ..................(6c)

asin(θ₂) + b cos(θ₂) = C ..........(7)

따라서, θ₂는 상기 식(7)을 풀어서 간단하게 얻을 수 있다.

그러면 ℓ₂는 다음과 같이 계산할 수 있다.

ℓ₂= v sin(θ₂).......(3)

하기식(8)에서와 같이, 상기 식(3)에서 구한 ℓ₂에 비접촉식 센서가 읽은 값 L₂를 더하면, 롤닙에서 비접촉식 센서까지의 절대거리인 D를 얻게된다.

D = ℓ₁+ L₂= vsin(θ₂) + L₂.........(8)

한편, 비접촉식센서가 B점의 직상의 위치에서 L₂값을 먼저읽고 나중에 A점의 직상의 위치에서 L₁값을 읽는 경우에도 상기한 과정과 동일하며, 다만 마직막에 D를 구하는 과정에서 상기 식(8)은 하기식(9)와 같이 표시되는 것만 유의하면된다.

D = ℓ₂+ L₁= vsin(θ₁+ θ₂) + L₁.........(9)

상기와 같이 비접촉식센서를 이용하여 롤닙으로 부터 높이 측정은 롤표면의 임의의 두점만 감지하면 되고, 두점을 감지하는 순서에는 관계없이 그리고 아무런 제약없이 사용할수 있는 장점이 있다.

이와같은 방법으로 롤닙으로부터 비접촉센서까지의 거리(D)를 알아내고 나면 제3도와 같이 쌍롤형 박판제조장치를 이용한 박판(6) 제조시 시간에 따라 변화하는 용탕(5)면의 높이(h)를 하기식(10)과 같이 측정할수 있게 된다.

h(t) = D-d(t).................(10)

상술한 바와같이, 본 발명은 롤의 상단부에 있는 비접촉식 센서를 이용하여 아무런 보조기구없이 단지 롤표면의 임의의 두점을 감지한후 기하학을 이용하여 롤닙으로 부터 비접촉식센서까지의 절대높이를 측정하고, 이를 용탕면의 높이 측정에 이용하므로써 보다 간편하고 다른 공정과 간섭없이 용탕면의 높이를 측정할수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 쌍롤형 박판제조공정에서의 롤의 상부에 위치되어 있는 비접촉식 센서를 이용하여 용탕면의 높이를 측정하는 방법에 있어서, 상기 비접촉식센서를 수평으로 이동시켜 롤표면의 제1임의의 점(A)의 직상에 위치시킨다음, 상기 제1임의의 점(A)에서 비접촉식 센서까지의 거리(L₁)를 비접촉식센서에 의해 구하는 단계; 상기 비접촉식센서를 수평으로 이동시켜 롤표면의 제2임의의 점(B)의 직상에 위치시킨 다음, 상기 제2 임의의 점(B)에서 비접촉식센서까지의 거리(L₂)를 비접촉식센서에 의해 구하는 단계; 상기 제1임의의점(A)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₁)및 제2임의의 점(B)에서 롤닙까지의 거리(ℓ₂)를 기하학을 이용하여 구하는 단계; 상기에서 구한 임의의 점에서 비접촉식센서까지의 거리(L₁)(L₂) 및 임의의점에서 롤닙까지의 거리(ℓ₁),(ℓ₂)를 아래식 (8) 또는 (9)에 대입하여 롤닙에서 비접촉식센서까지의 절대거리(D)를 구하는 단계; 및

   D = ℓ2 + L2......(8)

   D = ℓ1 + L1......(9)

   비접촉식센서를 용탕면 측정위치에 위치시켜 상기와 같이 구한 절대거리(D)를 이용하여 하기식에 의해

   h(t) = D-d(t)

   (여기서, h : 용탕면의 높이, d : 용탕면과 비접촉식센서사이의 거리)

   용탕면의 높이를 측정하는 단계를 포함하여 구성되는 쌍롤형 박판제조공정에서의 용탕면 높이측정방법.