KR100273099B1 - Measure and cutting system for crop - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선재공장에서 선재의 선단 및 후단에 형성되는 불량부분을 절단해주기 위한 크롭 절단 시스템에 관한 것으로, 특히 소재의 직검출센서를 이용하여 선재의 선,후단의 불량부 절단길이를 계측함으로써 크롭부의 정확한 절단을 통하여 선재제품의 수율을 높일 수 있도록 한 선재 크롭부 계측 및 절단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a crop cutting system for cutting the defective parts formed on the front and rear ends of the wire rod in the wire rod factory, and in particular, by measuring the length of cutting of the defective parts of the wire and the rear end of the wire rod using a direct detection sensor of the material. The present invention relates to a wire cropping part measurement and cutting system that can increase the yield of wire products through accurate cutting of parts.
선재공장에서 선재소재의 압연중 그의 선단부와 후단부는 다른 부위보다 과냉각되고 또한 요철이 일어나므로, 다음의 압연 스탠드에서의 원활한 치입과 설비고장문제 그리고 조업사고를 방지하기 위해 해당선재의 선,후단부를 절단하게 된다.During the rolling of the wire rod in the wire rod factory, the front end and the rear end of the wire rod are supercooled than other parts and irregularities occur. Will cut.
또한, 선재의 표면검사 등을 통하여 크롭량이 과다할 경우에는 이를 절단하게 된다.In addition, if the crop amount is excessive through surface inspection of the wire rod, it is cut.
지금까지는 선재공장의 경우 HMD(Hot Metal Detector)에서 들어오는 신호에 의해 소재의 유무를 판단하고, 스탠드 롤에 부착되어 있는 PLG(펄스 제네레이터)에 의해 검출되어진 회전속도로 소재의 이동속도를 계산하여 절단신호를 출력하고 있다.Until now, the wire rod factory judges the presence of the material by the signal from the HMD (hot metal detector), and calculates and cuts the moving speed of the material at the rotational speed detected by the PLG (pulse generator) attached to the stand roll. The signal is output.
그러나 이러한 기존의 방식은 압연중 소재와 롤 사이에서 일어나게 되는 슬립현상으로 인하여 정확한 소재의 이동속도를 파악할 수가 없기 때문에 강종의 치수에 따른 압연조건의 변화에 적극 대응할 수가 없다는 문제점을 가지게 된다.However, this conventional method has a problem in that it is not able to grasp the exact moving speed of the material due to the slip phenomenon occurring between the material and the roll during rolling, and can not actively respond to changes in the rolling conditions according to the size of the steel.
또한 기존의 시스템에서는 HMD 센서가 소재로부터 약 2.5m 지점에 위치하고 있기 때문에 그 측정오차는 필연적으로 크게 나타날 수 밖에 없다.In addition, in the existing system, the measurement error is inevitably large because the HMD sensor is located about 2.5m from the material.
그러므로 동일소재 조건 하에서도 선단부의 크롭절단시 그 절단길이에 편차가 발생되어 실수율이 감소하게 되며, 이는 운전자의 수동개입을 요구하게 되어 설비의 자동화에 반하는 결과를 초래해왔다.Therefore, even under the same material condition, when cutting the tip of the tip, deviation occurs in the cutting length, which reduces the error rate, which requires manual intervention by the driver, which has resulted in the contrary to the automation of the equipment.
따라서 선재 절단기와 크롭절단기 사이에서 소재의 이송속도를 간접적인 방식이 아닌 직접 검출방식을 통하여 검출하고, 또한 피측정물로부터의 최대한 근접위치에서 안정된 센싱을 보장하는 장치가 절실히 요구된다 할 것이다.Therefore, there is an urgent need for a device that detects the feed rate of the material between the wire cutter and the crop cutter by using a direct detection method rather than an indirect method, and also ensures stable sensing at the closest position from the object to be measured.
본 발명의 목적은 선재공장에서 선재의 선단 및 후단에 형성되는 불량부분을 절단해주기 위한 크롭 절단 시스템에 소재의 선단부 직검출센서를 이용하여 선재의 불량부 절단길이를 계측하여 정확한 크롭절단이 이루어지게 함으로써 선재제품의 수율을 높일수 있도록 한 선재 크롭부 계측 및 절단 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to measure the cutting length of the defective portion of the wire rod using a direct detection sensor of the end of the material in the crop cutting system for cutting the defective portion formed at the front end and the rear end of the wire rod in the wire rod factory to make accurate cropping By providing a wire crop part measurement and cutting system to increase the yield of wire products.
본 발명의 특징은 선재의 이송방향에 대해 일정한 간격을 가지고 일렬배치되는 센서와, 상기 센서의 검출신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부의 센싱출력값과 스탠드 PLG 및 절단기 PLG를 입력으로하여 절단 타이밍신호를 발생하는 절단신호 출력부와, 상기 절단신호출력부의 출력을 받아들여 절단기에 크롭절단 구동신호를 출력하는 크롭절단제어부로 구성되는 선재크롭의 계측 및 절단시스템으로 특징지을 수 있다.A characteristic of the present invention is a cutting timing by inputting a sensor arranged in a line with a predetermined distance with respect to the wire direction, amplifying unit for amplifying a detection signal of the sensor, sensing output value of the amplifying unit, stand PLG and cutter PLG as inputs. It is characterized by the cutting and cutting system of the wire rod composed of a cutting signal output unit for generating a signal and a crop cutting control unit for receiving an output of the cutting signal output unit and outputting a crop cutting drive signal to the cutter.
제1도는 본 발명 시스템의 신호센싱 및 처리회로 구성도이다.1 is a block diagram of a signal sensing and processing circuit of the system of the present invention.
제2도는 본 발명 시스템의 절단출력 제어부의 상세 회로구성도이다.2 is a detailed circuit diagram of a cutting output control unit of the system of the present invention.
제3도는 본 발명 시스템에서의 센싱신호 처리과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.3 is a timing chart illustrating a sensing signal processing process in the system of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 압연스탠드 2 : 스탠드PLG1: Rolling stand 2: Stand PLG
3 : 선재 5-9 : 센서3: wire 5-9: sensor
10 : 증폭부 11 : 냉각부10 amplification unit 11 cooling unit
12 : 절단신호출력부 13 : 크롭절단제어부12: cutting signal output unit 13: crop cutting control unit
14 : 선단부 15 : 절단기14: tip 15: cutter
16 : 압연스탠드 17 : 절단기PLG16: rolling stand 17: cutter PLG
18 : 시간계측부 19 : 클럭부18: time measuring unit 19: clock unit
20 : 구간속도 제어부 21 : 제어프로세서20: section speed control unit 21: control processor
22 : A/D변환부22: A / D converter
이하에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.
본 발명의 크롭 계측 절단시스템은 선재소재가 스탠드를 통과하여 크롭절단기 사이에 설치한다. 제1도에서 나타내고 있는 바와 같이, 기존의 센서와는 달리 본 발명의 소재유무 판단을 위한 소재검출센서(5-9)는 비교적 선재에 접근하여 설치되게 되며, 여기서 센싱된 선재선단 감지신호는 센싱감도조절 및 응답특성 조절 기능을 갖는 증폭부(10)에서 증폭되어 절단신호출력부(12)로 전송되게 연결한다.In the crop measurement cutting system of the present invention, the wire rod is installed between the crop cutters through the stand. As shown in Figure 1, unlike the existing sensor, the material detection sensor (5-9) for determining the presence of the material of the present invention is installed relatively close to the wire rod, wherein the detected wire end detection signal is sensed It is amplified in the amplifier 10 having a sensitivity control and response characteristics control function is connected to be transmitted to the cutting signal output unit 12.
상기 센서(5-9)들과 증폭부(10)는 내열형 파이버센서와 고속의 응답속도를 가지며, 냉각부(11)의 냉각장치에 의해 선재측으로부터의 복사열로 인해 이들의 온도가 상승하는 것과, 센서창에 이물질이 끼이게 되는 것이 억제되게 한다.The sensors 5-9 and the amplification unit 10 have a high speed response speed with a heat-resistant fiber sensor, and their temperature is increased due to the radiant heat from the wire rod side by the cooling device of the cooling unit 11. In addition, the foreign matter gets stuck in the sensor window can be suppressed.
상기의 절단신호 출력부(12)는 연산제어 유니트로써, 증폭부(10)로 부터의 센싱출력신호와 압연스탠드(1)에 설치된 스탠드 PLG(2)로 부터의 검출신호와 크롭절단기(15)에 설치된 절단기 PLG(17)로 부터와 검출신호를 입력하여 연산처리한 다음, 크롭 절단제어기(13)를 통해 상기 크롭절단기(15)에 작동신호를 출력하게 연결하여 구성한다.The cutting signal output unit 12 is an arithmetic and control unit, and the sensing output signal from the amplifier 10 and the detection signal from the stand PLG 2 installed on the rolling stand 1 and the crop cutter 15 After inputting the detection signal from the cutting machine PLG (17) installed in the calculation process, and through the crop cutting controller 13 is configured to connect the output signal to the crop cutter (15).
제2도는 상기 절단신호출력부(12)의 상세회로 블록구성도이다. 여기에서 참고되는 바와 같이, 증폭부(10)에서 출력되는 센싱신호는 클럭부(19)로부터의 클럭 입력을 받아들여 타이밍 카운트하는 시간계측부(18)와 구간속도 제어부(20)를 통하여 제어 프로세서(21)측으로 인가되게 연결하고 있다.2 is a detailed circuit block diagram of the cut signal output unit 12. As shown in FIG. As referred to herein, the sensing signal output from the amplifier 10 receives the clock input from the clock unit 19 through a time measuring unit 18 and a section speed controller 20 for timing counting. 21) is being applied to the side.
또한, 상기 제어 프로세서(21)에는 PLG들로부터 입력되는 신호는 A/D변환부(22)에서 디지털 값으로 변환되어 입력되는 데이터와 제어자에 의한 절단길이 설정값과 리드율 설정값 데이터를 받아들여 처리한 후, 절단신호를 크롭 절단제어부(13)측으로 출력되게 연결하고 있다.In addition, the control processor 21 receives the data input from the PLGs is converted into a digital value by the A / D converter 22 receives the input data, the cut length setting value and the read rate setting value data by the controller After processing, the cutting signal is connected to be output to the crop cutting control unit 13 side.
이와같이 구성된 본 발명 시스템의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.The operation process of the present invention system configured as described above is as follows.
제1도에서 도시하고 있는바와 같이, 압연 스탠드(1)를 통과한 소재(3)는 화살표방향의 선재 진행방향으로 크롭절단기에 의해 절단되어 그의 선단부가 다음의 압연스탠드(16)로의 치입성이 원활하게 한다. 이때 발생하게 되는 선단부 크롭을 최소화시키는 것은 제품수율에 매우 중요하게 영향하므로, 이를 위해서는 소재의 이송속도를 매우 정밀하게 계측하여야 한다.As shown in FIG. 1, the raw material 3 which has passed through the rolling stand 1 is cut by a crop cutter in the direction of moving the wire rod in the direction of the arrow, and its tip end is inserted into the next rolling stand 16. Make it smooth. Minimizing the tip crop that occurs at this time has a very important effect on product yield, so the feed rate of the material must be measured very precisely.
본 발명에서는 소재(3)의 진행방향에 대하여 5개의 선재선단검출센서(5-9)를 제3도에서 주어지는 간격으로 설치되어, 각각의 센서에 의해서 센싱된 값이 증폭부(10)를 통해 소재와 유무확인 및 이송속도 검출을 위해 절단신호출력부(12)로 전송되게 된다. 여기에서 센서와 증폭부는 소재(3)의 고열로 부터의 복사열을 최대한 차단시켜 센싱에러를 억제시키기 위해 냉각부(11)로 냉각되게 된다.In the present invention, five wire end detection sensors (5-9) are provided at intervals given in FIG. 3 with respect to the advancing direction of the material (3), and the values sensed by the respective sensors are amplified by the amplification unit (10). It is transmitted to the cutting signal output unit 12 to check the presence and absence of the material and the conveying speed. Here, the sensor and the amplification unit is cooled by the cooling unit 11 to block the radiant heat from the high heat of the material 3 to suppress the sensing error.
이와함께 상기 절단신호 출력부(12)는 소재의 이송속도 계산에 스탠드PLG(2)로부터의 펄스신호를 이용하여 최종적으로 크롭절단 제어부(13)에 선재선단의 크롭부를 절단하기 위한 제어신호를 내보내 절단기(15)가 선재의 크롭부를 절단하게 한다.At the same time, the cutting signal output unit 12 sends a control signal for cutting the cropped portion of the wire rod end to the crop cutting control unit 13 by using the pulse signal from the stand PLG 2 to calculate the feed speed of the raw material. The cutter 15 causes the cropped portion of the wire rod to be cut.
한편, 소재의 이송속도는 제2도에 보인 절단신호 제어부(12)에서 실행된다. 그 과정을 살펴보면, 먼저 소재가 제1센서(5)를 통과하게 되면 증폭부(10)는 해당센서의 입력만 인에이블하고, 다른 센서의 입력은 디스에이블 시킨다. 따라서 이때의 로직값에 의해 소재의 진입 여부를 확인하게 되는 것이다.On the other hand, the feed speed of the raw material is executed by the cutting signal control unit 12 shown in FIG. Looking at the process, first, when the material passes through the first sensor 5, the amplifier 10 only enables the input of the corresponding sensor, the input of the other sensor is disabled. Therefore, the logic value at this time is to check whether the entry of the material.
이렇게 소재의 진입이 센싱되면 이때부터 클러부(19)에서는 기준클럭이 발생되게 되고, 이를 토대로하여 시간 계측부는 소재의 선단이 제 2 센서(6)에 도달하는 시간을 카운트하여 그값을 메모리에 저장한다. 구간속도 연산부(20)는 구간별 소재의 이송속도를 제 4 센서(8)까지 제3도에 보인 것처럼 6구간(T1 - T6)으로 나누어 계산한다.When the entry of the material is sensed as described above, the clock unit 19 generates a reference clock. Based on this, the time measurement unit counts the time for which the tip of the material reaches the second sensor 6 and stores the value in the memory. do. The section speed calculating unit 20 calculates the feed rate of the material for each section by dividing it into six sections (T1-T6) as shown in FIG. 3 to the fourth sensor 8.
이러한 구간 분할 계산은 절단신호출력부 내의 제어프로세서(21)에서 연산되지 않고, 직접 구간속도 연산부(20)에서 하드웨어적으로 처리되게 된다. 이러한 하드웨어적인 신호 연산처리는 시스템의 응답속도를 현저히 개선하게 된다.This section division calculation is not performed by the control processor 21 in the cut signal output unit, but is directly processed by the section speed calculating unit 20 in hardware. This hardware signal processing significantly improves the response speed of the system.
나아가 보다 정확한 소재의 이동속도 계산은 스탠드 PLG(2)의 펄스출력을 이용한다. 먼저 제 1센서(5)와 제 2센서(6)사이의 길이를 (L1)이라고 할 때 시간 계측부(18)에서 계산된 시간값이 (T1)이라면, 이 구간에서의 소재의 이송속도는 V1 = L1/T1으로 정의된다. 따라서 스탠드 PLG(2)에서 계산된 소재이동속도(V)를 각 스캔타임마다 적분하여 이동거리를 계산하고, 이렇게 계산된 이동거리가 센서사이의 거리와 같을때는 V=V1이 된다.Furthermore, the more accurate calculation of the moving speed of the material uses the pulse output of the stand PLG (2). First, when the length between the first sensor 5 and the second sensor 6 is (L1), and the time value calculated by the time measuring unit 18 is (T1), the feed speed of the material in this section is V1. = L1 / T1 Therefore, the moving distance is calculated by integrating the material moving speed V calculated in the stand PLG 2 for each scan time, and when the calculated moving distance is equal to the distance between the sensors, V = V1.
이동거리의 오차가 기준치보다 클경우에는 두값 사이의 비(a), a= V1/V를 구한다. 마찬가지로 제 2센서(6)와 제 3센서(7) 구간에서도 상기와 같은 방식으로 비교하여 오차가 기준치보다 클 경우에는 두값 사이의 비인 b=V2/V를 구한다. 또한 제 3센서(7)와 제 4센서(8)사이의 관계값인 비(c)를 구한다. 이렇게 구해진 a,b,c 값에 웨이트 함수를 부여하여 최종적인 소재의 이송속도를 구하게 되는 것이다.If the error of the moving distance is larger than the reference value, the ratio (a) between two values, a = V1 / V, is obtained. Similarly, in the intervals of the second sensor 6 and the third sensor 7, the above-mentioned method is compared. When the error is larger than the reference value, b = V2 / V, which is the ratio between the two values, is obtained. Further, the ratio c, which is the relationship between the third sensor 7 and the fourth sensor 8, is obtained. A weight function is given to the a, b, and c values thus obtained to find the final feed rate.
한편, 제 4센서(8)로부터 크롭 절단기 사이에서 절단기로 절단신호의 정확성을 판단하는 거리 검출센서인 제 5센서(9)는 이렇게 구해진 소재의 이동속도에 의해 제어프로세서(21)가 크롭 절단제어부(13)에 제어시기 정보를 주게된다. 또한 상기 제어 프로세서(21)는 증폭부(10)에서 나온 출력신호와 스탠드 PLG(2)와 절단기 PLG(17)의 펄스신호 입력을 A/ID변환부(22)를 통하여 입력하고, 또 운전자가 설정하는 절단길이 정보와 리드율 정보를 입력하여, 이를 토대로하여 산출되는 정확한 크롭 절단지점을 계산하여 절단기(15)측에 절단신호를 내보내게 되는 것이다.On the other hand, the fifth sensor 9, which is a distance detection sensor that determines the accuracy of the cutting signal from the fourth sensor 8 to the cutting machine between the crop cutters, is controlled by the control processor 21 based on the movement speed of the material thus obtained. The control timing information is given to 13. In addition, the control processor 21 inputs the output signal from the amplifier 10 and the pulse signal input of the stand PLG 2 and the cutter PLG 17 through the A / ID conversion unit 22, and the driver By setting the cutting length information and the read rate information to be set, it is to calculate the exact crop cutting point calculated on the basis of this to send a cutting signal to the cutter (15) side.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 압연이 공형형식으로 소재가 비틀어져 레이저를 이용한 소재의 이송속도 계측방식에서의 센싱에러 및 롤 슬립현상에 의한 길이산출 에러를 방지할수 있어, 작업자에 의해 주어지는 정확한 길이의 크롭부를 직접센싱 방식을 통하여 산출해 냄으로써, 제품의 수율향상 효과와 제품의 균질화를 달성할 수 있다.As described above, the present invention can prevent the length calculation error due to the sensing error and the roll slip phenomenon in the feed rate measurement method using the laser due to the twisting of the material in the form of a rolled steel. By calculating the crop part through the direct sensing method, it is possible to achieve the effect of improving the yield of the product and the homogenization of the product.
또한, 본 발명은 현재의 소재의 위치판별이 가능하므로 소재이동을 트래킹이 가능하다.In addition, the present invention can determine the location of the current material, it is possible to track the movement of the material.
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