KR101060833B1

KR101060833B1 - 소재의 트위스트 각도조정시스템 및 각도조정방법

Info

Publication number: KR101060833B1
Application number: KR1020080122261A
Authority: KR
Inventors: 정재형
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2011-08-30
Also published as: KR20100063897A

Abstract

본 발명은 소재의 트위스트 각도조정시스템 및 각도조정방법에 관한 것으로, 특히 공형압연에 있어서 소재단면의 형상관리를 위해 소재의 트위스트 각도를 조정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 소재의 트위스트 각도조정시스템은, 상기 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 촬영하는 광학 카메라; 상기 촬영된 소재의 형상에 대한 이미지를 분석하여 상기 이미지에 나타나는 상기 소재 형상의 두께를 연산하는 두께 연산부; 및 상기 연산된 소재 형상의 두께를 바탕으로 상기 소재의 두께조건을 판단하고, 상기 연산된 소재 형상의 두께가 상기 소재의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 상기 소재의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러를 제어하여 상기 소재의 트위스트 각도를 조정하는 트위스트 각도 조정기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

소재, 트위스트, 각도조정, 두께, 이미지 분석

Description

소재의 트위스트 각도조정시스템 및 각도조정방법{System and method for twist angle adjustment of material}

선재압연의 경우에, 160각 빌렛(billet)을 공형압연을 통해 다양한 크기(5.5~42￠)의 최종제품으로 생산한다. 이 과정에서 최대 32개의 스탠드(stand)를 통과해야 하며, 스탠드와 스탠드 사이에서 타원형(oval), 원형(round), 타원형의 순서로 소재 단면적의 형상이 변하면서 작업이 된다.

이때, 타원형에서 원형으로 작업시 소재의 각도를 90°로 트위스트할 필요가 있다. 이에 따라, 소재의 트위스트 각도를 정확히 측정하고 제어하는 것은 그 중요성이 증대되고 있다.

현재에는 트위스트 가이드의 각도를 활용하여 이론적인 트위스트 각도를 예측하여 간접적으로 측정할 수 있으나, 강철 등급(steel grade) 및 소재의 온도에 따라 그 편차가 크게 발생하기 때문에 정확한 트위스트 각도측정 및 제어를 위한 방안이 필요하다.

본 발명은 스탠드와 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 트위스트 각도를 정확히 측정함으로써, 소재의 트위스트 각도를 일정하게 하고 소재의 트위스트 불량에 의한 소재단면의 변화를 차단하여 소재표면의 품질불량을 줄이는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은, 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 촬영하는 광학 카메라; 상기 촬영된 소재의 형상에 대한 이미지를 분석하여 상기 이미지에 나타나는 상기 소재 형상의 두께를 연산하는 두께 연산부; 및 상기 연산된 소재 형상의 두께를 바탕으로 상기 소재의 두께조건을 판단하고, 상기 연산된 소재 형상의 두께가 상기 소재의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 상기 소재의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러를 제어하여 상기 소재의 트위스트 각도를 조정하는 트위스트 각도 조정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 촬영하는 제1단계; 상기 촬영된 소재의 형상에 대한 이미지를 분석하여 상기 이미지에 나타나는 상기 소재 형상의 두께를 연산하는 제2단계; 상기 연산된 소재 형상의 두께를 바탕으로 상기 소재의 두께조건을 판단하는 제3단계; 및 상기 연산된 소재 형상의 두께가 상기 소재의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 상기 소재의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러를 제어하여 상기 소재의 트위스트 각도를 조정하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1단계는, 상기 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이의 중간지점에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 수직방향과 45°의 각도에서 촬영하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제2단계는, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점과, 상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서 트위스트되고 있는 소재 형상의 두께를 연산하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점은, 상기 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점인 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 소재의 두께조건은, 상기 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점에서의 상기 소재 형상의 두께가 최소가 되고, 상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서의 상기 소재 형상의 두께가 같아야 하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 스탠드와 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 트 위스트 각도를 정확히 측정함으로써, 소재의 트위스트 각도를 일정하게 하고 소재의 트위스트 불량에 의한 소재단면의 변화를 차단하여 소재표면의 품질불량을 줄인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 소재의 트위스트 각도조정시스템의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 소재의 트위스트 각도조정시스템은, 광학 카메라(100), 두께 연산부(200), 트위스트 각도 조정기(300) 및 트위스트 롤러(400)를 포함할 수 있다.

광학 카메라(100)는 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재(50)의 형상을 촬영한다. 소재(50)는 제1 스탠드로 진입하여 제2 스탠드를 향하는데, 제1 스탠드에서 타원형 형상으로 압연되고 제2 스탠드에서 원형 형상으로 압연되기 위해 제1 스탠드에서 제2 스탠드를 향하면서 트위스트되는 과정을 거치게 된다. 이때, 광학 카메라(100)는 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이의 중간지점에서 트위스트되고 있는 소재(50)의 형상을 수직방향과 45°의 각도에서 촬영한다.

두께 연산부(200)는 광학 카메라(100)가 촬영한 소재(50)의 형상에 대한 이 미지를 분석하여 이미지에 나타나는 소재(50) 형상의 두께를 연산한다. 이때, 두께 연산부(200)는 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점과, 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서 트위스트되고 있는 소재(50) 형상의 두께를 연산한다. 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점은, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점으로 정하는 것이 바람직하다.

트위스트 각도 조정기(300)는 두께 연산부(200)에서 연산된 소재(50) 형상의 두께를 바탕으로 소재(50)의 트위스트 조건을 만족시키기 위한 소재(50) 형상의 두께조건을 판단하고, 두께 연산부(200)에서 연산된 소재(50) 형상의 두께가 소재(50) 형상의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 소재(50) 형상의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러(400)를 제어하여 소재(50)의 트위스트 각도를 조정한다. 여기서, 소재(50) 형상의 두께조건은, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점에서의 소재(50) 형상의 두께가 최소가 되고, 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서의 소재(50) 형상의 두께가 같아야 하는 것이다. 이때, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점의 소재(50) 형상의 두께가 같도록 소재(50)의 트위스트 각도를 조정한다. 소재(50)의 트위스트 각도를 조정하게 됨으로써, 제1 스탠드에 진입한 소재(50)는 제2 스탠드에서 정확히 90°로 트위스트될 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 소재의 트위스트 각도조정방법의 흐름도이다. 도 2를 도 1과 함께 살펴보면, 소재의 트위스트 각도조정방법은 다음과 같다.

먼저, 광학 카메라(100)가 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재(50)의 형상을 촬영한다(S100). 이때, 광학 카메라(100)는 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이의 중간지점에서 트위스트되고 있는 소재(50)의 형상을 수직방향과 45°의 각도에서 촬영한다. 이와 같은 이유는, 소재(50)가 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이의 중간지점에 있는 경우에, 광학 카메라(100)가 수직방향과 45°의 각도에서 촬영해야만 소재(50) 형상의 두께가 최소로 되기 때문이다.

이후에, 두께 연산부(200)가 광학 카메라(100)가 촬영한 소재(50)의 형상에 대한 이미지를 분석하여 이미지가 나타내는 소재(50) 형상의 두께를 연산한다 (S200). 이때, 두께 연산부(200)는 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점과, 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서 트위스트되고 있는 소재(50) 형상의 두께를 연산한다. 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점은, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점으로 정하는 것이 바람직하다.

이후에, 두께 연산부(200)가 연산된 소재(50) 형상의 두께를 바탕으로 소재(50) 형상의 두께조건을 판단한다(S300).

이후에, 트위스트 각도 조정기(300)가 두께 연산부(200)에서 연산된 소재(50) 형상의 두께가 소재(50) 형상의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 소재(50) 형상의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러(400)를 제어하여 소재(50)의 트위스트 각도를 조정한다(S400). 여기서, 소재(50) 형상의 두께조건은, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점에서의 소재(50) 형상의 두께가 최소가 되고, 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서의 소재(50) 형상의 두께가 같아야 하 는 것이다. 이때, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점의 소재(50) 형상의 두께가 같도록 소재(50)의 트위스트 각도를 조정한다. 소재(50) 형상의 트위스트 각도를 조정하게 됨으로써, 제1 스탠드에 진입한 소재(50)는 제2 스탠드에서 정확히 90°로 트위스트될 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 소재의 트위스트 각도조정시스템의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 소재의 트위스트 각도조정방법의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 소재 100 : 광학 카메라

200 : 두께 연산부 300 : 트위스트 각도 조정기

400 : 트위스트 롤러

Claims

제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 촬영하는 광학 카메라;

상기 촬영된 소재의 형상에 대한 이미지를 분석하여 상기 이미지에 나타나는 상기 소재 형상의 두께를 연산하는 두께 연산부; 및

상기 연산된 소재 형상의 두께를 바탕으로 상기 소재의 두께조건을 판단하고, 상기 연산된 소재 형상의 두께가 상기 소재의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 상기 소재의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러를 제어하여 상기 소재의 트위스트 각도를 조정하는 트위스트 각도 조정기;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정시스템.
제1 스탠드와 제2 스탠드 사이에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 촬영하는 제1단계;

상기 촬영된 소재의 형상에 대한 이미지를 분석하여 상기 이미지에 나타나는 상기 소재 형상의 두께를 연산하는 제2단계;

상기 연산된 소재 형상의 두께를 바탕으로 상기 소재의 두께조건을 판단하는 제3단계; 및

상기 연산된 소재 형상의 두께가 상기 소재의 두께조건에 부합하지 않는 경우에, 상기 소재의 두께조건에 부합하도록 트위스트 롤러를 제어하여 상기 소재의 트위스트 각도를 조정하는 제4단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법.
제2항에 있어서,

상기 제1단계는, 상기 제1 스탠드와 제2 스탠드 사이의 중간지점에서 트위스트되고 있는 소재의 형상을 수직방향과 45°의 각도에서 촬영하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법.
제2항에 있어서,

상기 제2단계는, 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점과, 상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서 트위스트되고 있는 소재 형상의 두께를 연산하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법.
제4항에 있어서,

상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점은, 상기 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 1/4 지점과 3/4 지점인 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법.
제2항에 있어서,

상기 소재의 두께조건은, 상기 제1 스탠드에서 제2 스탠드까지의 중간지점에 서의 상기 소재 형상의 두께가 최소가 되고, 상기 중간지점 전후의 대칭되는 두 정해진 지점에서의 상기 소재 형상의 두께가 같아야 하는 것을 특징으로 하는 소재의 트위스트 각도조정방법.