KR100498101B1 - 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치 - Google Patents

측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스트립의 폭 방향으로 기준점인 패스라인으로부터 스트립 거리를 측정하고, 또한 스트립의 정확한 패스라인 및 형상을 측정하여, 패스라인 및 형상변동에 의한 폭 측정편차를 자동으로 보정하도록 한 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트립(1)과 일정 거리를 유지하는 지지 프레임(101), 상부 프레임(102), 하부 프레임(103)을 포함하는 프레임부(100); 상기 상부 프레임(102)에 상기 스트립의 폭방향으로 이동가능토록 설치되어, 스트립까지의 거리를 측정하는 레이저 거리측정부(200); 상기 스트립(1)의 하부의 하부 프레임(103)에 상기 스트립(1)의 폭방향 전체를 커버하는 길이로 형성되어, 상기 스트립(1)으로 빛을 조사하는 하부광원(11); 상기 프레임부(100)의 상부 프레임(102) 하면부에 설치되고, 상기 레이저 거리측정부(200)에 의해 발생되고, 상기 스트립(1)에 의해 반사된 레이저빔을 감지하여 상기 스트립(1)의 에지를 검출하는 카메라부(300); 및 상기 카메라부(300)로부터 전송된 데이터로 폭을 계산하고, 상기 레이저 거리측정부(200)로부터의 데이터를 이용하여 스트립의 형상을 판단하며, 판단된 형상에 따라 보정을 수행하여 보정된 폭 측정결과를 산출하는 연산 제어부(400)를 구비함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 스트립의 폭을 정확하게 측정할 수 있고, 폭 측정시 스트립의 반곡현상이나 패스라인 변동 등의 형상불량으로 인해 발생되는 측정상의 오차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 폭 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정 장치{AN APPARATUS FOR MEASURING THE WIDTH OF STRIP WITH ERROR COMPENSATION FUNCTION}
본 발명은 스트립 형상 및 패스라인 변동에 의한 편차보정 기능을 갖는 폭 측정장치에 관한 것으로, 특히 스트립의 폭 방향으로 기준점인 패스라인으로부터 스트립 거리를 측정하고, 또한 스트립의 정확한 패스라인 및 형상을 측정하여, 패스라인 및 형상변동에 의한 폭 측정편차를 자동으로 보정하도록 함으로서, 스트립의 폭을 정확하게 측정할 수 있고, 폭 측정시 스트립의 반곡 현상이나 패스라인 변동 등의 형상불량으로 인해 발생되는 측정상의 오차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 폭 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 스트립 폭 측정장치의 사시도로서, 도 1에 도시된 종래의 스트립 폭 측정장치는 고정된 프레임(10)의 하부에 길이가 긴 특수 형광등이 하부광원(11)으로 설치된 상태에서 스트립(1)을 광원의 상부로 진행시켜 스트립(1)에 의해 빛이 가려지는 부분인 양측 에지부를 카메라(12)로 검출하고, 상기 스트립 폭 측정장치는 상기 카메라(12)로부터의 양측 에지부의 간격으로부터 폭을 측정한다.
도 2는 종래의 스트립 폭 측정장치의 문제점 설명을 위한 구성도로서, 도 2를 참조하면, 이러한 종래의 스트립의 폭 측정장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 스트립 폭 측정장치에서의 스트립(1)을 측정하는 방식이 스트립의 양끝(이하, "에지"라 한다)의 빛을 측정하는 원리이므로 카메라(12)는 기준 패스라인(2)의 위로 볼록하게 되는 반곡 등으로 인한 스트립(1) 형상의 변화는 감지할 수가 없는 문제점이 있다. 이에 따라 온라인에서 작업환경에 따른 스트립(1)의 반곡등 형상변화가 발생할 경우 폭계는 실제의 폭보다 변형된 형상만큼 작게 측정된다. 또한 패스라인의 중심선(3)을 중심으로 어느 일측으로 치우치는 패스라인 변동은 카메라(12)의 초점변화 및 측정 포인트의 변동 요인이 되어 폭 측정치의 편차를 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 스트립의 폭 방향으로 기준점인 패스라인으로부터 스트립 거리를 측정하고, 또한 스트립의 정확한 패스라인 및 형상을 측정하여, 패스라인 및 형상변동에 의한 폭 측정편차를 자동으로 보정하도록 함으로서, 스트립의 폭을 정확하게 측정할 수 있고, 폭 측정시 스트립의 반곡현상이나 패스라인 변동 등의 형상불량으로 인해 발생되는 측정상의 오차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 폭 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 스트립 폭 측정장치는
스트립과 일정 거리를 유지하여 상기 스트립의 패스라인의 측면에 설치된 지지 프레임과, 상기 스트립의 상부에 상기 지지 프레임에 의해 지지되는 상부 프레임과, 상기 스트립의 하부에 상기 지지 프레임에 의해 지지되는 하부 프레임을 포함하는 프레임부; 상기 스트립의 하부의 하부 프레임에 상기 스트립의 폭방향 전체를 커버하는 길이로 형성되어, 상기 스트립으로 빛을 조사하는 하부광원; 상기 상부 프레임 하면중, 상기 스트립의 각 에지부에 해당하는 위치에 설치한 양측 지지부재와, 상기 지지부재 사이에 설치된 스크류 샤프트 및 직선 샤프트와, 상기 스크류 샤프트를 회전 및 위치검출을 위한 시키는 서보모터 및 엔코더와, 상기 직선 샤프트에 의해 지지되고, 상기 스크류 샤프트에 의해 이동되는 가이드 베어링 및 센서 고정판과, 상기 센서 고정판 하부에 설치된 레이저 거리센서와, 상기 레이저 거리 센서 양측에 설치되고, 상기 하부광원으로부터의 빛을 검출하는 전진 포토센서 및 후진 포토센서를 포함하는 레이저 거리측정부;
삭제
상기 프레임부의 상부 프레임 하면부에 설치되고, 상기 레이저 거리측정부에 의해 발생되고, 상기 스트립에 의해 반사된 레이저빔을 감지하여 상기 스트립의 에지를 검출하는 카메라부; 및
상기 각 부의 동작을 제어하고, 상기 카메라부로부터 전송된 데이터로 폭을 계산하고, 상기 레이저 거리측정부로부터의 데이터와 수학식에 따라 스트립의 형상을 판단하며, 판단된 형상에 따라 보정을 수행하여 보정된 폭 측정결과를 산출하는 연산 제어부
를 구비함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명의 스트립 폭 측정장치의 전체 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 스트립 폭 측정장치는 스트립의 폭측정 설비를 설치하기 위한 프레임부(100)와, 상기 프레임부(100)에 설치하여 스트립(1)까지의 거리를 측정하기 위한 레이저 거리측정부(200)와, 상기 스트립의 양측 에지를 측정하기 위한 카메라부(300)와, 상기 레이저 거리측정부(200)에 의한 거리 및 상기 카메라부(300)에 의한 양측 에지를 이용하여 스트립의 폭을 계산하기 위한 연산 제어부(400)와, 상기 스트립(1)의 하부의 하부 프레임(103)에 상기 스트립(1)의 폭방향 전체를 커버하는 길이로 형성되어, 상기 스트립(1)으로 빛을 조사하는 하부광원(11)을 포함한다.
도 4는 도 3의 프레임부(100) 및 레이저 거리 측정부(200)의 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 프레임부(100)는 견고하게 지지하는 O 자형으로서, 이는 스트립(1)과 일정 거리를 유지하여 상기 스트립(1)의 패스라인의 측면에 설치된 지지 프레임(101)과, 상기 스트립과 일정간격을 유지하는 상기 스트립의 상부에 상기 지지 프레임(101)에 의해 지지되며, 상기 스트립의 폭방향으로 설치된 상부 프레임(102)과, 상기 스트립과 일정간격을 유지하는 상기 스트립의 하부에 상기 지지 프레임(101)에 의해 지지되며, 상기 스트립의 폭방향으로 설치된 하부 프레임(103)을 포함한다.
도 5는 도 4의 레이저 거리 측정부(200)의 동작설명을 위한 정면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 레이저 거리 측정부(200)는 상기 프레임부(100)의 상부 프레임(102) 하면중, 스트립의 각 에지부에 해당하는 위치에 설치한 양측 지지부재(210A,210B)와, 상기 지지부재(210A,210B) 사이에 설치된 스크류 샤프트(206) 및 직선 샤프트(207)와, 상기 스크류 샤프트(206)를 회전시키는 서보모터(208) 및 엔코더(209)와, 상기 직선 샤프트(207)에 의해 지지되고, 상기 스크류 샤프트(206)에 의해 이동되는 가이드 베어링(205) 및 센서 고정판(204)과, 상기 센서 고정판(204) 하부에 설치된 레이저 거리센서(201)와, 상기 레이저 거리 센서(201) 양측에 설치되어, 상기 하부광원(11)으로부터의 빛을 검출하는 전진 포토센서(202) 및 후진 포토센서(203)를 포함한다.
즉, 단축의 스크류 샤프트(206)가 서보모터(208)에 연결되어 가이드 베어링(205)을 구동하도록 되어 있고, 가이드 베어링(205)에 센서고정판(204)이 결합되며 레이저 거리센서(201)가 센서 고정판(204) 하부에 부착되어 있다. 레이저 거리센서(201)의 좌측에는 전진 포토센서(202)가 우측에는 후진 포토센서(203)가 부착되어 상기 하부광원(11)에서 방출된 빛이 스트립에 의해 차단되는 것을 검출하여 이러한 검출은 레이저 거리센서(201)의 전후진 이동 제어에 이용된다. 또한 레이저 거리센서(201)의 정확한 위치를 나타내기 위해 엔코더(209)가 서보모터(208)에 연동되어 있는 구조를 갖는다.
도 6은 도 3의 카메라부(300)의 구성도로서, 도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 카메라부(300)는 상기 프레임부(100)의 상부 프레임(102) 하면중 설정위치에 설치되고, 상기 레이저 거리측정부(200)에 의해 발생되고, 상기 스트립(1)에 의해 반사된 레이저빔을 감지하여 상기 스트립(1)의 에지를 검출한다. 즉, 상기 카메라부(300)는 지지대의 좌우측에 각각 설치된 카메라고정판(204)에 CCD 카메라(301)를 설치하여 진동에 움직이지 않도록 되어 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 연산 제어부(400)는 상기 각 부의 동작을 제어하고, 상기 카메라부(300)로부터 전송된 데이터로 폭을 계산하고, 상기 레이저 거리측정부(200)로부터의 데이터와 수학식에 따라 스트립의 형상을 판단하며, 판단된 형상에 따라 보정을 수행하여 보정된 폭 측정결과를 산출한다.
도 7은 스트립의 형상을 보이는 단면도로서, 도 7을 참조하면, 일반적으로 스트립의 형상을 예를 들어 도시한 것이다. 도 8은 본 발명에 따른 레이저 거리측정 신호를 나타낸 그래프로서, 도 8에서는 도 7에 도시된 스트립의 형상 각각에 대해서 레이저 거리측정 신호 형상을 보이고 있다.
도 9는 본 발명에 따라 패스라인 오차보정을 위한 샘플 측정방법을 나타낸 사시도이고, 도10은 본 발명에 따라 형상 오차보정 방법을 나타낸 그래프이다.
도11은 본 발명에 따른 스트립 폭 측정장치의 신호처리 블록도로서, 도 11을 참조하면, 상기 연산 제어부(400)는 제어판넬(410)과 중앙처리기(420)를 포함하는데, 상기 제어판넬(410)은 상기 카메라부(300)로부터 데이터를 채취하는 프레임 그래버1,2(411)와, 상기 레이저 거리측정부(200)의 구동을 제어하는, 즉 전진 포토스위치(202) 및 후진 포토스위치(203)로부터 신호를 받아 서보모터(208)를 구동하여 레이저거리센서(201)의 전후진을 제어하는 레이저 센서 무빙 콘트롤러(412)와, 상기 레이저 거리측정부(200)의 레이저 거리센서(201)의 출력신호를 증폭하는 신호증폭기(413)와, 이들 신호의 동기화를 위한, 즉 레이저 거리측정부(200)의 이동 거리인 x축의 값 및 기준패스라인(2)으로부터 스트립의 거리를 나타내는 y축의 값을 산출하는 XY 동기회로(414)를 포함한다. 그리고, 상기 중앙처리기(420)는 상기 각 구성요소를 제어하고, 상기 제어판넬(410)로부터 받은 데이터를 이용하여 좌측폭 및 우측폭을 계산하는 좌측폭 및 우측폭 연산함수를 포함한다.
상기 제어판넬(410)로부터 받은 데이터를 이용하여 형상을 판단하기 위한 형상판단 함수 및 보정할 폭 연산함수를 포함하며, 상기 판단된 형상에 따라 보정할 폭을 계산하여 스트립의 폭을 연산하는 보정된 폭 연산함수를 포함한다.
도12는 본 발명에 따른 패스라인보정용 샘플측정 순서도이고, 도13은 본 발명에 다른 패스라인 및 형상변동 보정동작 순서도이다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도 3 내지 도 13에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 13을 참조하면, 먼저 스트립(1)을 측정하기 위해 연산 제어부(400)를 온하면 연산 제어부(400)의 프레임 그래버(411)를 통해 채취된 상기 카메라부(300)의 CCD 카메라(301)에 의한 이미지신호가 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)의 좌측폭 연산함수 및 우측폭 연산 함수에 의해 스트립의 센터라인(3)으로부터 좌,우측 폭이 계산된다.
상기 연산 제어부(400)에서 형상측정모드 프로그램을 실행하면(S401), 레이저 거리측정부(200)의 서보모터(208)가 동작하여 상기 레이저 거리측정부(200)의 레이저 거리센서(201)가 전진 이동한다(S402). 그리고, 상기 레이저 거리센서(201)가 전진하다가 스트립(1)을 만나게 되면 스트립(1)에 의해 상기 하부광원(11)이 가려져 온 상태이던 전진 포토스위치(202)가 오프되고 후진 포토스위치(203)는 온 상태를 유지하게 되며(S403), 이후 레이저 거리센서(201)의 빔이 스트립(1)의 표면에 닿아 거리측정을 시작한다(S404).
이때, 본 발명의 XY동기회로(414)는 레이저 센서 무빙 콘트롤러(412)를 통하여 전진 포토스위치(202)의 신호를 받고 신호증폭기(413)에서 정형화된 레이저 거리센서(201)의 신호를 받아 정확한 측정시점 정보와 측정된 거리 데이터를 중앙처리기(420)로 전송하여 메모리에 저장하며, 이 동작은 전진 포토스위치(202) 및 후진 포토스위치(203)가 오프 상태일 동안 반복하고 상기 레이저 거리센서(201)가 계속 전진하여 전진 포토스위치(202)가 온되면 측정을 정지한다(S405, S406, S407). 이때 상기 레이저 거리센서(201)는 계속 이동하며 전진 포토스위치(202) 및 후진 포토스위치(203)가 모두 온상태이면 이동이 정지된다(S408, S409).
이와 같이 하나의 스캔의 거리측정이 완료되면, 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는 전송받은 데이터를 기초로 해서 도 7에 도시된 바와 같은 스트립의 형상 패턴을 도 8에 도시한 바와 같은 그래프 형태로 표현한다(S420). 즉, 일반적으로, 강판의 생산라인 상에서 폭 측정기 부분에서 발생할 수 있는 스트립(1)의 형상은 도 7의 (a) 내지 (e)와 같고, 상기 레이저 거리센서(201)에 의해 측정된 신호는 각각 도 8의 (a) 내지 (e)와 같이 그래프 형태로 표현된다(S420).
상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는 상기 레이저 거리센서(201)에 의해 측정된 거리 데이터를 바탕으로 스트립의 형상을 중앙 처리기(420)에서 판단하는데, 이는 하기 판별식 1 내지 5에 의해서, 도 7에 도시된 바와같은 스트립의 형상을 도 8에 도시된 레이저 거리측정 신호에 기초해서 판별한다.
(판별식 1)
if(AND(DR=DS, DR=DL, DR>DC)) 제1 형상,
(판별식 2)
if(AND(DR>DS, DR>DL, DR=DC)) 제2 형상,
(판별식 3)
if(AND(DC=DS, DC=DL, DR>DC)) 제3 형상,
(판별식 4)
if(AND(DR=DS, DS>DC, DC>DL)) 제4 형상,
(판별식 5)
if(AND(DR=DL, DL>DC, DC>DS)) 제5 형상,
여기서, DR : 상기 거리센서측정라인(213)으로부터 기준패스라인(2)까지의 거리,
DS : 상기 레이저 거리센서(201)의 측정이 시작되는 위치에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리,
DL : 상기 레이저 거리센서(201)의 측정이 정지되는 위치에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리,
DC : 상기 스트립(1)의 센터에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리
또한, 상기 판별식들에 의한 판별되는 형상에 대해서 예를 들면, 상기 제1 형상은 도 8의 (a)에 도시된 형상에 해당될 수 있고, 상기 제2 형상은 도 8의 (b)에 도시된 형상에 해당될 수 있고, 상기 제3 형상은 도 8의 (c)에 도시된 형상에 해당될 수 있고, 상기 제4 형상은 도 8의 (d)에 도시된 형상에 해당될 수 있으며, 그리고, 상기 제5 형상은 도 8의 (e)에 도시된 형상에 해당될 수 있다.
상기 판별식 1 내지 5에 해당하지 않는 패턴의 그래프는 상기 스트립(1)이 정상적인 형상과 패스라인 상태로 측정된 것으로 판단할 수 있으며, 이에 대해서는 보정은 이루어질 필요가 없다.
전술한 바와 같이, 상기 판별식들에 의해 형상이 결정되면, 형상에 의한 보정치를 연산하는데, 상기 중앙처리기(420)는 패스라인 변동이 있는지를 확인하고 패스라인 변동이 있을 경우 패스라인 보정을 먼저 실시한 후 형상보정을 도 10에 되시된 바와같이 수행하게 된다.
본 발명의 카메라부(300)의 CCD카메라(301)는 항상 스트립(1)의 에지만 검사하기 때문에 상기 판별식에 의한 형상 판단방법에서 도 8의 (a)에 도시된 스트립인 경우에는 형상보정만 수행하고, 도 8의 (c)에 도시된 스트립인 경우에는 패스라인보정만 수행하며, 그리고, 도 8의 (b), (d) 및 (e)는 패스라인보정 및 형상보정을 수행한다.
다음은, 도 9 및 도 12를 참조하여 패스라인의 보정과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서의 패스라인 보정을 하기 위해서는 다음과 같이 오프라인 상에서 표준시편(103)을 사용한 패스라인 변화에 따른 폭 측정편차 데이터를 얻어 파라메터 값으로 사용하는데, 먼저, 샘플홀더(104)를 패스라인에 설치하고 표준샘플(103)을 세팅한 후 샘플패스 조정볼트(105)를 돌려 표준샘플의 높이를 기준패스라인과 동일한 높이(도9의 a위치)로 조정한 후 폭을 측정하여 스트립의 좌측폭 및 우측폭 지시치를 기록한다(S301,S302), 다시 샘플패스 조정볼트(105)를 돌려 표준샘플(103)의 높이 패스라인 편차범위 만큼(도9의 b위치) 올려준 다음 폭을 측정하여 스트립의 좌측폭 및 우측폭 지시치를 기록한다(S303,S304).
만약, 패스라인의 변동이 있을 경우, 입력된 파라메터와 레이저거리센서(201)에서 측정된 패스라인 거리 데이터를 기초로, 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는 하기 수학식 6 및 7에 의해서 좌측폭 측정치에 대한 패스라인 변동 보정치(LPC) 및 우측폭 측정치에 대한 패스라인 변동 보정치(RPC)를 계산한다 (S421,S422).
여기서, LW_A : 레이저 거리측정부(200)에 의해 측정된 기준 패스라인에서의 좌측폭 지시치,
RW_A : 기준 패스라인에서의 우측폭 지시치,
LW_B : 변화된 패스라인에서의 좌측폭 지시치로 파라메터로 입력된 값,
RW_B : 변화된 패스라인에서의 우측폭 지시치로 파라메터로 입력된 값,
CPH : 샘플패스라인의 변화량,
PE : 레이저 거리센서(201)가 측정한 스트립(1) 패스라인의 변동폭
또한, 형상 보정치의 계산은 형상변화가 있을 경우에 상기 레이저거리센서(201)의 측정시작점에서 측정 정지점 까지의 이동거리 및 기준패스라인(2)으로부터의 스트립(1)의 높이변동을 적분한 값을 이용하여 도 10에 도시된 바와같이 보정치를 계산하며(S423), 이에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는 하기 수학식 8 및 9에 의해 상기 레이저 거리센서(201)가 한번 측정할 때의 이동거리(x) 및 기준패스라인(2)으로부터의 스트립(1)의 높이변동(y)을 구한다.
여기서, MS : 레이저 거리센서의 이동 속도
TC : 측정 타임 콘스턴트(Time Constant)이며 파라메터로 주어지는 값
여기서, Dmn : 측정한 레이저 거리센서(201)의 거리측정라인(213)으로부터 스트립(1) 까지의 거리
Dmn-1 : Dmn측정시점보다 한 단계 이전에 측정한 레이저 거리센서(201)의 거리측정라인(213)으로부터 스트립(1) 까지의 거리
최초 측정시 Dmn-1 : 항상 거리센서의 측정라인(213)으로부터 기준패스라인(2)이 됨
다음, 상기 수학식 8, 9에 의한 상기 레이저 거리센서(201)가 한번 측정할 때의 이동거리(x) 및 기준패스라인(2)으로부터의 스트립(1)의 높이변동(y)을 이용하여 하기 수학식 10 및 11에 의해 상기 레이저거리센서(201)의 직선이동거리(ML) 및 형상측정길이(CL)를 구한다.
상기 수학식 10, 11에 의한 상기 레이저거리센서(201)의 직선이동거리(ML) 및 형상측정길이(CL)를 이용하여 하기 수학식 12에 의해 상기 스트립(1)의 형상변동 보정치(SC)를 계산한다.
전술한 바와 같이, 상기 수학식 6 및 수학식 7에 의해 패스라인 보정치가 계산되고, 수학식 12에 의해 형상 보정치가 계산되며, 하기 표 1에 있는 방법으로 패스라인 보정 및 형상 보정이 이루어진다(S425,S426).
형상 패스라인 보정 형상보정 보정된 폭 연산
도 7a 보정안함 보정함 W=LW+RW+SC
도 7b 보정함 보정함 W=LW+LPC+RW+RPC+SC
도 7c 보정함 보정안함 W=LW+LPC+RW+RPC
도 7d 보정함 보정함 W=LW+LPC+RW+SC
도 7e 보정함 보정함 W=LW+RW+RPC+SC
정상 보정안함 보정안함 W=LW+RW
상기 표 1에서, 형상열의 7a 내지 7e는 도 7에 있는 스트립의 형상이고, W는 보정된 폭(425)이고, LW는 좌측폭 측정치, RW는 우측폭 측정치, LPC는 좌측 패스라인 보정치, RPC는 우측 패스라인 보정치이며, SC는 형상 보정치이다. 그리고, 상기 표 1에서 형상열의 정상란은 형상 및 패스라인 변동이 없는 경우로 이때는 보정이 이루어지지 않는다.
그리고, 상기 레이저 거리센서(201)의 전진으로 한 스캔의 형상측정 및 보정이 끝난 후, 나고, 전진포토스위치(202)와 후진포토스위치(203)가 전부 온되면 전진이 정지되고 후진이 셋트되어(S409) 상기 레이저거리센서(201)가 후진을 시작하고 거리측정 및 보정작업을 수행한다(S411 내지 S418)
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 스트립의 폭 방향으로 기준점인 패스라인으로부터 스트립 거리를 측정하고, 또한 스트립의 정확한 패스라인 및 형상을 측정하여, 패스라인 및 형상변동에 의한 폭 측정편차를 자동으로 보정하도록 함으로서, 스트립의 폭을 정확하게 측정할 수 있고, 폭 측정시 스트립의 반곡현상이나 패스라인 변동 등의 형상불량으로 인해 발생되는 측정상의 오차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 폭 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 종래의 스트립 폭 측정장치의 사시도이다.
도 2는 종래의 스트립 폭 측정장치의 문제점 설명을 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 스트립 폭 측정장치의 전체 구성도이다.
도 4는 도 3의 프레임부(100) 및 레이저 거리 측정부(200)의 사시도이다.
도 5는 도 4의 레이저 거리 측정부(200)의 동작설명을 위한 정면도이다.
도 6은 도 3의 카메라부(300)의 구성도이다.
도 7은 스트립의 형상을 보이는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 거리측정 신호를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라 패스라인 오차보정을 위한 샘플 측정방법을 나타낸 사시도이다.
도10은 본 발명에 따라 형상 오차보정 방법을 나타낸 그래프이다.
도11은 본 발명에 따른 스트립 폭 측정장치의 신호처리 블록도이다.
도12는 본 발명에 따른 패스라인보정용 샘플측정 순서도이다.
도13은 본 발명에 다른 패스라인 및 형상변동 보정동작 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 스트립 2 : 기준 패스라인
100 : 프레임부 200 : 레이저 거리 측정부
201 : 레이저 거리센서 208 : 서보모터
300 : 카메라부 400 : 연산 제어부
410 : 제어판넬 411 : 프레임 그래버
412 : 레이저 센서 무빙 콘트롤러 413 : 신호증폭기
414 : XY 동기회로 420 : 중앙처리기

Claims (5)

  1. 스트립(1)과 일정 거리를 유지하여 상기 스트립(1)의 패스라인의 측면에 설치된 지지 프레임(101)과, 상기 스트립의 상부에 상기 지지 프레임(101)에 의해 지지되는 상부 프레임(102)과, 상기 스트립의 하부에 상기 지지 프레임(101)에 의해 지지되는 하부 프레임(103)을 포함하는 프레임부(100);
    상기 스트립(1)의 하부의 하부 프레임(103)에 상기 스트립(1)의 폭방향 전체를 커버하는 길이로 형성되어, 상기 스트립(1)으로 빛을 조사하는 하부광원(11);
    상기 상부 프레임(102) 하면중, 상기 스트립(1)의 각 에지부에 해당하는 위치에 설치한 양측 지지부재(210A,210B)와, 상기 지지부재(210A,210B) 사이에 설치된 스크류 샤프트(206) 및 직선 샤프트(207)와, 상기 스크류 샤프트(206)를 회전 및 위치검출을 위한 시키는 서보모터(208) 및 엔코더(209)와, 상기 직선 샤프트(207)에 의해 지지되고, 상기 스크류 샤프트(206)에 의해 이동되는 가이드 베어링(205) 및 센서 고정판(204)과, 상기 센서 고정판(204) 하부에 설치된 레이저 거리센서(201)와, 상기 레이저 거리 센서(201) 양측에 설치되어, 상기 하부광원(11)으로부터의 빛을 검출하는 전진 포토센서(202) 및 후진 포토센서(203)를 포함하는 레이저 거리측정부(200);
    상기 프레임부(100)의 상부 프레임(102) 하면부에 설치되고, 상기 레이저 거리측정부(200)에 의해 발생되고, 상기 스트립(1)에 의해 반사된 레이저빔을 감지하여 상기 스트립(1)의 에지를 검출하는 카메라부(300); 및
    상기 각 부의 동작을 제어하고, 상기 카메라부(300)로부터 전송된 데이터로 폭을 계산하고, 상기 레이저 거리측정부(200)로부터의 데이터와 수학식에 따라 스트립의 형상을 판단하며, 판단된 형상에 따라 보정을 수행하여 보정된 폭 측정결과를 산출하는 연산 제어부(400)
    를 구비함을 특징으로 하는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연산 제어부(400)는
    상기 카메라부(300)로부터 데이터를 채취하는 프레임 그래버(411)와, 상기 레이저 거리측정부(200)의 구동을 제어하는 레이저 센서 무빙 콘트롤러(412)와, 상기 레이저 거리측정부(200)의 출력신호를 증폭하는 신호증폭기(413)와, 이들 신호의 동기화를 위한 XY 동기회로(414)를 갖는 제어판넬(410); 및
    상기 각 구성요소를 제어하고, 상기 제어판넬(410)로부터 받은 데이터를 이용하여 좌측폭 및 우측폭을 계산하여 형상을 판단하고, 이 판단된 형상에 따라 보정할 폭을 계산하여 스트립의 폭을 연산하는 중앙처리기(420)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는
    상기 거리센서측정라인(213)으로부터 기준패스라인(2)까지의 거리(DR)와, 상기 레이저 거리센서(201)의 측정이 시작되는 위치에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리(DS)와, 상기 레이저 거리센서(201)의 측정이 정지되는 위치에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리(DL)와, 그리고, 상기 스트립(1)의 센터에서의 거리센서 측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 측정거리(DC)를 이용하여, 하기 판별식 1 내지 5에 의해, 즉,
    "판별식 1, if(AND(DR=DS, DR=DL, DR>DC)) 제1 형상",
    "판별식 2, if(AND(DR>DS, DR>DL, DR=DC)) 제2 형상",
    "판별식 3, if(AND(DC=DS, DC=DL, DR>DC)) 제3 형상",
    "판별식 4, if(AND(DR=DS, DS>DC, DC>DL)) 제4 형상", 및
    "판별식 5, if(AND(DR=DL, DL>DC, DC>DS)) 제5 형상"에 의해서, 상기 스트립의 형상을 판별하는 것을 특징으로 하는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는
    상기 레이저 거리측정부(200)에 의해 측정된 기준 패스라인에서의 좌측폭 지시치(LW_A), 기준 패스라인에서의 우측폭 지시치(RW_A), 변화된 패스라인에서의 좌측폭 지시치로 파라메터로 입력된 값(LW_B), 변화된 패스라인에서의 우측폭 지시치로 파라메터로 입력된 값(RW_B), 샘플패스라인의 변화량(CPH), 레이저 거리센서(201)가 측정한 스트립(1) 패스라인의 변동폭(PE)을 이용하여,
    "수학식 6, " 및
    "수학식 7, "에 의해 좌측폭 측정치에 대한 패스라인 변동 보정치(LPC) 및 우측폭 측정치에 대한 패스라인 변동 보정치(RPC)를 계산하는 것을 특징으로 하는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 연산 제어부(400)의 중앙처리기(420)는
    레이저 거리센서의 이동 속도(MS), 측정 타임 콘스턴트(TC), 레이저 거리센서(201)의 거리측정라인(213)으로부터 스트립(1)까지의 거리(Dmn), Dmn 측정시점보다 한 단계 이전에 측정한 거리(Dmn-1)를 이용하여
    "수학식8, "와,
    "수학식9, "에 의해 상기 레이저 거리센서(201)가 한번 측정할 때의 이동거리(x) 및 기준패스라인(2)으로부터의 스트립(1)의 높이변동(y)을 구하고,
    상기 수학식 8, 9에 의한 "x, y"를 이용하여
    "수학식 10, "와,
    "수학식 11, "에 의해 상기 레이저거리센서(201)의 직선이동거리(ML) 및 형상측정길이(CL)를 구하며,
    상기 수학식 10, 11에 의한 "ML,CL"을 이용하여
    "수학식12, "에 의해 상기 스트립(1)의 형상변동 보정치(SC)를 계산하는 것을 특징으로 하는 측정 편차보정 기능을 갖는 스트립 폭 측정장치.
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