KR100442643B1 - 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온라인으로 공급되는 열연바의 형태를 자동으로 검출하여 조업자에게 보여줌으로써 보다 정확하게 최적의 절단여백을 설정할 수 있는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하는 장치에 있어서, 상기 조압연을 행하는 조압연 스탠드(2)와 상기 절단기(4)의 사이에 위치하여 공급되는 열연바의 영상을 획득하는 CCD 카메라(10)와, 상기 CCD 카메라(10 ; Charge Coupled Device Camera)에서 획득한 영상을 분석 및 신호 처리하여 열연바의 형상을 검출하는 신호처리장치(11)를 포함하며, 상기 신호처리장치(11)는 획득된 영상(20)신호에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별 최대 화소값을 구하고 이를 저장하는 제1버퍼(21)와, 상기 제1버퍼(21)에 저장된 각 라인별 최대 화소값을 전체적으로 다시 오름차순으로 정렬하여 저장하는 제2버퍼(22)로 구성되며, 상기 제2버퍼(22)에 정렬된 화소값을 통해 열연바의 형상을 검출하는 열연바의 검출장치가 제공된다.

Description

온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법{Apparatus and method for detecting hot rolled bar}

본 발명은 열연바의 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이며, 특히, 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하여 조업자에게 보여줌으로써 조업자가 보다 정확하게 열연바의 절단여백(Margin)을 설정할 수 있는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이다.

조압연을 거친 열연바의 머리부분과 꼬리부분은 일직선으로 형성되어 있지 않고, 중앙부분이 볼록하거나 오목하게 형성되어 있다. 그래서, 열연바의 머리부분과 꼬리부분을 절단기에서 일직선상으로 절단한 다음, 다음공정을 진행하게 된다.

종래의 열연바를 절단하는 방법은 조업자가 고정된 임의의 절단여백을 설정해놓고 절단하는 방법을 사용한다.

그러나, 상기 방법은 조업자가 열연바의 형태에 무관하게 일정한 여백을 주기 때문에, 그 형태를 알고 최적의 절단여백을 설정했을때 보다 많은 손실을 입게되며, 또한 최적의 절단여백보다 적게 여백을 주었을 경우 다시 절단해야 하는 등의 생산성 저하를 가져온다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온라인으로 공급되는 열연바의 형태를 자동으로 검출하여 조업자에게 보여줌으로써 보다 정확하게 최적의 절단여백을 설정할 수 있는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치의 구성도이고,

도 2는 도 1에 도시된 검출장치로 열연바의 영상을 수직방향 화소값 추출방법으로 도시한 도면이고,

도 3은 도 1에 도시된 검출장치로 검출한 열연바의 수직방향 화소값 분포도를 도시한 그래프이며,

도 4는 본 발명에 따른 온라인으로 공급되는 열연바의 검출방법의 흐름도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 열연바 2 : 조압연롤 스탠드

3 : 사상압연롤 스탠드 4 : 절단기

10 : CCD 카메라 11 : 신호처리장치

20 : 획득된 열연바 영상 21 : 수직방향 라인별 최대값 버퍼

22 : 오름 순서대로 정렬된 최대값 버퍼

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하는 장치에 있어서, 상기 조압연을 행하는 조압연 스탠드와 상기 절단기의 사이에 위치하여 공급되는 열연바의 영상을 획득하는 CCD 카메라와, 상기 CCD 카메라에서 획득한 영상을 분석 및 신호 처리하여 열연바의 형상을 검출하는 신호처리장치를 포함하며, 상기 신호처리장치는 획득된 영상신호에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별 최대 화소값을 구하고 이를 저장하는 제1버퍼와, 상기 제1버퍼에 저장된 각 라인별 최대 화소값을 전체적으로 다시 오름차순으로 정렬하여 저장하는 제2버퍼로 구성되며, 상기 제2버퍼에 정렬된 화소값을 통해 열연바의 형상을 검출하는 열연바의 검출장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 CCD 카메라는 외부 트리거(Trigger)를 사용할 필요가 없이 내장된 트리거만을 사용하며 초당 60번의 속도로 열연바의 영상을 획득한다.

또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하는 방법에 있어서, 상기 조압연을 행하는 조압연 스탠드와 상기 절단기의 사이에 위치하는 CCD 카메라로부터 영상을 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득한 영상에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별 최대 화소값을구하고 이를 오름순서대로 정렬함으로써 열연바의 영상을 검출하는 단계를 포함하는 열연바의 검출방법이 제공된다.

아래에서, 본 발명에 따른 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 검출장치로 열연바의 영상을 수직방향 화소값 추출방법으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 검출장치로 검출한 열연바의 수직방향 화소값 분포도를 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 온라인으로 공급되는 열연바의 검출방법의 흐름도이다.

도 1에 보이듯이, 본 발명의 열연바 검출장치는 열연공정에서 열연바(1)의 영상을 획득하기 위하여, 조압연 스탠드(2)와 절단기(4 ; Crop Shear)의 사이에 설치된 CCD 카메라(10 ; Charge Coupled Device Camera)와, 이런 CCD 카메라(10)에서 획득된 영상을 분석하여 열연바의 유무를 판별하는 신호처리장치(11)로 구성되어 있다.

도 2에는 CCD 카메라(10)에서 획득된 열연바의 영상(20)과, 이렇게 회득한 영상(20)을 수직방향으로(열연바의 진행방향과 평행한 방향) 샘플링한 각 라인에 대한 최대 화소값을 구하여 저장한 제1버퍼(21) 및, 이런 제1버퍼(21)에서 구한 각 라인의 최대 화소값 전체를 다시 오름차순으로 정렬하는 제2버퍼(22)가 도시되어 있다. 이 때, 제1버퍼(21) 및 제2버퍼(22)에서는 가장 작은 화소값을 A, 가장 큰 화소값을 Z로 도시하였다.

즉, 조압연된 열연바는 소정의 온도를 갖는 것으로서, 열연바의 각각의 부분(중앙, 머리부분, 꼬리부분)에 따라 CCD 카메라(10)로 복사되는 빛의 강도가 다르다. 또한, 열연바가 있는 경우와 없는 경우에도 복사되는 빛의 강도도 다르다. 그래서, 열연바가 없을 경우에는 CCD 카메라(10)가 흑색의 영상을 얻어, 제1버퍼(21)에서 가장 작은 화소값(A)을 나타낸다. 그러나, 열연바가 있는 경우에는 CCD 카메라(10)가 각각의 부분(중앙, 머리부분, 꼬리부분)에 따른 색의 영상을 얻고, 제1버퍼(21)에서 그에 따른 화소값을 나타낸다.

위와 같이 구성된 본 발명에서 CCD 카메라(10)에 의한 열연바의 샘플링 간격은 10 화소로 사용하는 것이 바람직하다.

도 3은 정렬된 제2버퍼(22)의 값의 분포를 나타내는 분포도로서, 그 분포도의 X축은 획득한 영상(20)의 수직방향으로의 위치이며, 그 분포도의 Y축은 화소값이다. 그리고, P와 Q는 분포도에서 대응되는 값을 나타내고, T3와 T4는 임의의 임계값이다. 이런 T3, T4는 다수의 실험에 의해 그 값이 결정된다.

아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치의 작동관계 및 그에 따른 검출방법에 대해 설명하겠다.

도 1 내지 도 4에 보이듯이, 먼저, CCD 카메라(10)로부터의 영상신호를 회득하는 데, 이를 구체적으로 설명하면, 외부의 트리거(Trigger)를 받지 않고, CCD 카메라(10)의 내부 트리거를 이용하여 초당 60번의 속도로 연속적으로 영상을 획득하여 이를 순차적으로 신호처리장치(11)로 전달한다(S1).

이렇게 S1 에서 획득한 영상(20)신호로부터 샘플링된 각 라인의 최대 화소값을 추출하는 데, 이를 구체적으로 설명하면, 도 2에서 획득된 영상(20)신호에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별로 최대 화소값을 구한 후 이를 제1버퍼(21)에 저장하고, 이를 전체적으로 다시 오름차순으로 정렬하여 제2버퍼(22)에 저장한다(S2).

그런 다음, S2 에서 구한 오름차순으로 정렬된 제2버퍼(22)에서 최소 화소값(A)과 최대 화소값(Z)을 이용하고 하기의 수학식 1, 2, 3을 사용하여 열연바의 형상을 형상검출장치(도시안됨)에서 검출한다(S3).

Z - A > T1

상기 수학식 1에서 T1은 열연바 부분과 공간 부분을 구분해 주는 임계값이다. 이 때, T1은 다수의 실험에 의해 그 값이 결정된다. 상기 수학식 1을 만족할 경우에는 하기의 수학식 2에서 P값을 구한다.

P = A + (Z - A) ×T2/100

상기 수학식 2에서 P는 열연바의 머리부분(Head), 또는 꼬리부분(Tail)에 해당하는 화소값으로서 임의의 임계값 T2에 의해서 구해진다. 상기 수학식 2에서 T2는 최대 화소값(Z)와 최소 화소값(A)의 사이의 백분율로 표현된다.

다음으로, 하기의 수학식 3의 만족 여부를 조사한다.

상기 수학식 3에서 Q는 수학식 2에서 구해진 화소값 P가 도 3에 도시된 분포도에서 대응하는 값으로서, 열연바의 머리부분(Head), 또는 꼬리부분(Tail)이 CCD 카메라(10)의 영상(20) 내에서 존재하는 위치이다. 그리고, T3와 T4는 Q의 범위를 조정하는 임계값이 된다.

위와 같은 수학식 1과 수학식 3을 모두 만족할 경우, 획득한 영상에 열연바의 머리부분(Head) 또는 꼬리부분(Tail)이 존재하게 된다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명에서, T1 = 100, T2 = 80, T3 = 200, T4 = 250 로 하는 것이 바람직하다.

앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에 있어서, 열연바가 지나는 상부에 위치한 CCD 카메라(10)는 내부 트리거를 사용하여 연속적(초당 60번)으로 영상을 획득한다. CCD 카메라(10)에서 획득한 각 영상마다 상기 설명한 방법으로 수학식 1, 2, 3의 만족 여부를 확인하고, 만약 상기 수식을 모두 만족할 경우는 해당 영상(20)에 열연바의 머리부분 또는 꼬리부분이 검출되었음을 의미하므로 조업자에게 이에 대한 정보를 주고 조업자는 절단기(4)를 사용하여 열연바을 절단한다.

위와 같은 절단작업이 완료된 열연바(1)는 사상압연롤 스탠드(4)로 공급되어 압연된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법은, 열연공정에 있어서 온라인으로 공급되는 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 열연바의 영상을 검출하여 조업자에게 열연바의 형태를 보여줄 수 있어서, 작업자로 하여금 최적의 절단여백으로 열연바를 절단하게 할 수 있으므로 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치 및 그 검출방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하는 장치로서,

   상기 조압연을 행하는 조압연 스탠드와 상기 절단기의 사이에 위치하여 공급되는 열연바의 영상을 획득하는 CCD 카메라(Charge Coupled Device Camera)와,

   상기 CCD 카메라에서 획득한 영상을 분석 및 신호 처리하여 열연바의 형상을 검출하는 신호처리장치를 포함하며,

   상기 신호처리장치는 획득된 영상신호에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별 최대 화소값을 구하고 이를 저장하는 제1버퍼와, 상기 제1버퍼에 저장된 각 라인별 최대 화소값을 전체적으로 다시 오름차순으로 정렬하여 저장하는 제2버퍼, 및 상기 제2버퍼에 정렬된 화소값을 통해 열연바의 형상을 검출하는 형상검출장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 CCD 카메라는 외부 트리거(Trigger)를 사용할 필요가 없이 내장된 트리거만을 사용하며 초당 60번의 속도로 열연바의 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출장치.
3. 열연공정에서 조압연을 거친 열연바를 절단기(Crop Shear)에서 절단하기 전에 온라인 상에서 열연바의 영상을 자동으로 검출하는 방법에 있어서,

   상기 조압연을 행하는 조압연 스탠드와 상기 절단기의 사이에 위치하는 CCD 카메라(Charge Coupled Device Camera)로부터 영상을 획득하는 단계와,

   상기 단계에서 획득한 영상에서 수직방향으로 샘플링된 각 라인별 최대 화소값을 구하고 이를 오름순서대로 정렬함으로써 열연바의 영상을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인으로 공급되는 열연바의 검출방법.