KR101088696B1 - 형상측정기의 교정장치 - Google Patents

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Abstract

형상측정기의 기준 높이를 셋팅하는 교정작업을 보다 정확하게 수행할 수 있도록, 형상측정기에 폭방향으로 놓여져 형상측정기의 레이저모듈로부터 조사되는 레이저빔에 의한 좌표값 측정을 위한 측정바와, 이 측정바를 측정하고자 하는 위치로 이동시키기 위한 이동부를 포함하는 교정장치를 제공한다.
Figure R1020090049218
교정, 스텝모터, 이동부재, 스크류바, 레이저거리계

Description

형상측정기의 교정장치{CALIBRATION DEVICE}
본 발명은 강판의 형상을 측정하는 형상측정기에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 형상측정기에 있어서 높이의 기준을 셋팅하는 교정작업을 기계적으로 정교하게 수행할 수 있도록 된 형상측정기의 교정장치에 관한 것이다.
일반적으로 열연강판은 조업 시 형상 등을 연속적으로 측정하게 되는데, 그 측정은 형상측정기를 통해 이루어진다.
상기 형상측정기는 예컨대, 열간 압연라인에서 발생하는 열연 강판의 평탄도나 두께 불량 등을 온 라인으로 측정하는 장치이다. 상기 형상측정기는 반도체 레이저와 일차원 이미지 센서를 이용한 삼각 측정 방법을 통해 형상을 측정한다. 형상측정기는 폭방향을 따라 설치되는 복수개의 반도체 레이저모듈과, 레이저모듈로부터 대상물체에 조사된 레이저를 촬영하는 카메라모듈을 구비한다. 레이저모듈은 대상물체에 레이저를 조사하고 대상물체의 광 스포트는 카메라모듈에 촬상된다. 카메라모듈을 통해 촬상된 데이터를 통해 대상물체의 변위를 측정한다.
여기서 상기 형상측정기는 측정의 정확도를 확보하기 위해서 높이의 기준을 셋팅하는 작업이 매우 중요하다. 이에 주기적으로 또는 수시로 형상측정기의 높이 의 기준을 셋팅하는 교정 작업을 수행하게 된다.
이에 형상측정기의 기준 높이를 셋팅하는 교정작업을 보다 정확하게 수행할 수 있도록 된 형상측정기의 교정장치를 제공한다.
또한, 형상측정기의 교정작업을 기계적으로 보다 간편하게 수행할 수 있도록 된 형상측정기의 교정장치를 제공한다.
이를 위해 본 장치는 형상측정기에 폭방향으로 놓여져 형상측정기의 레이저모듈로부터 조사되는 레이저빔에 의한 좌표값 측정을 위한 측정바와, 이 측정바를 측정하고자 하는 위치로 이동시키기 위한 이동부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 이동부는 형상측정기의 프레임에 폭방향으로 설치되는 이송스크류바와, 상기 이송스크류를 회전시키기 위한 스텝모터, 상기 이송스크류바에 치합되어 이송스크류바를 따라 이동되는 이동부재, 이 이동부재 상에 설치되는 수직스텝모터, 이 수직스텝모터의 회전축에 연결되어 이동부재에 수직설치되는 수직스크류바, 이 수직스크류바에 치합되어 승하강되고 상기 측정바가 수평설치되는 승강부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동부는 상기 측정바의 양 선단에 하향 설치되는 레이저 거리계, 상기 프레임에 폭방향으로 설치되고 상기 레이저거리계 하부에 위치하여 레이저거리계의 기준이 되는 기준바를 더 포함할 수 있다.
이에 스텝모터와 레이저거리계를 통해 측정바의 위치를 정확하게 이동할 수 있게 되어 폭방향이나 높이방향의 교정을 보다 정확하게 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 이동부는 상기 이송스크류바에 평행하게 배치되고 상기 이동부재가 슬라이딩가능하게 설치되는 가이드바를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동부는 상기 이동부재 상에 수직스크류바에 평행하게 설치되어 상기 승강부재를 안내하는 수직가이드바를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 장치는 높이 편차를 정밀하게 계측하여 교정함으로써 보다 정밀한 교정이 가능하게 된다.
또한, 교정작업을 기계적으로 수행함으로써 수작업시 발생되는 작업자간의 편차가 없이 균일하고 정확한 교정이 가능하게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또 는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
도 1은 본 실시예에 따른 교정장치가 형상측정기(100)에 설치된 상태를 도시하고 있다. 이하 설명에서는 후판의 형상을 측정하는 후판 형상측정기(100)를 실시예로서 설명한다. 본 교정장치는 후판 뿐아니라 냉연강판에 대한 형상측정기(100) 등에도 적용가능하며 특별히 한정되지 않는다.
상기한 도면에 의하면 형상측정기(100)는 하부에 롤(120)이 설치되어 대상물체가 진행되는 프레임 구조물(110)과, 이 프레임 구조물의 상단을 따라 간격을 두고 설치되어 대상물체에 레이저를 조사하는 레이저모듈(130), 대상물체에 조사된 레이저를 촬영하는 카메라모듈(140)을 포함한다.
본 실시예에서 상기 레이저모듈(130)과 카메라모듈(140)은 프레임 구조물(110)의 폭방향을 따라 양 측선단부와 중앙부 3 곳에 각각 구분 배치된다. 이에 각 레이저모듈(130)과 카메라모듈(140)은 양 측선단부와 중앙부의 각 영역에 배치되어 대상물체인 후판 등에 대한 형상을 측정하게 된다. 레이저모듈(130)로부터 레이저가 후판 윗면에 조사되면 이 조사된 빛을 카메라모듈(140)이 촬영하게 된다. 이 촬영된 데이터를 통해 후판에 조사된 레이저를 따라 좌표값을 확인하여 후판의 형상을 측정하게 되는 것이다.
여기서 상기 형상측정기(100)를 교정하기 위한 본 교정장치(10)는 형상측정기(100)에 의해 측정되는 높이의 기준을 셋팅하기 위한 것으로, 상기 프레임 구조물(110)에 폭방향으로 놓여져 좌표값 측정을 위해 레이저모듈(130)로부터 조사되는 레이저빔이 투사되어 카메라모듈(140)에 의해 촬영되는 측정바(12)와, 이 측정바(12)를 측정하고자 하는 위치로 이동시키기 위한 이동부를 포함한다.
상기 측정바(12)는 길게 연장된 바형태의 구조물로, 윗면은 레이저모듈(130)로부터 조사되는 빛이 투사되며 카메라모듈(140)에 의한 촬상면을 이룬다. 상기 측정바(12)의 길이는 대략 일측 레이저모듈(130)의 설치간격에 대응된다.
상기 측정바(12)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.
상기 이동부는 측정바(12)를 기준위치에 셋팅하고 이 기준위치에 대해 정확한 높이로 승하강하거나 측정바(12)를 프레임 구조물(110)의 폭방향을 따라 정확한 위치로 이동시키는 역할을 하게 된다.
이를 위해 상기 이동부는 형상측정기(100)의 프레임 구조물(110) 양 측단에 연결 설치되어 후판 진행방향에 대해 폭방향으로 놓여지는 이송스크류바(20)와, 상기 이송스크류바(20) 일측 선단에 연결되어 이송스크류바(20)를 회전시키기 위한 스텝모터(22), 상기 이송스크류바(20)에 치합되어 이송스크류바(20)를 따라 이동되는 이동부재(24), 이 이동부재(24) 상에 설치되는 수직스텝모터(26), 이 수직스텝모터(26)의 회전축에 연결되어 이동부재(24)에 수직설치되는 수직스크류바(28), 이 수직스크류바(28)에 치합되어 승하강되고 상기 측정바(12)가 수평설치되는 승강부재(30)를 포함한다.
이에 상기 스텝모터(22)를 정역회전시키게 되면 이송스크류바(20)에 결합되어 있는 이동부재(24)가 프레임 구조물(110)을 따라 후판 진행방향에 대해 폭방향으로 이동하게 된다. 또한, 수직스텝모터(26)를 정역회전시키게 되면 수직스크류바(28)에 결합되어 있는 승강부재(30)가 승하강된다. 따라서 승강부재(30)에 설치되는 측정바(12)를 원하는 위치로 상하좌우로 이동시킬 수 있게 되는 것이다.
본 실시예에서 상기 이동부재(24)는 암나사홀이 관통형성되어 이송스크류바(20)에 치합됨과 더불어, 이동시 회전되지 않도록 이동부재(24)를 관통하는 가이 드바(32)가 이송스크류바(20)와 평행하게 설치된다. 이에 이송스크류바(20)가 회전하게 되면 이동부재(24)는 가이드바에 의해 지지된 상태로 가이드바(32)를 따라 슬라이딩되어 좌우로 이동하게 된다.
또한, 상기 이동부재(24) 상부에는 수직스크류바(28)와 평행하게 수직가이드바가 설치되어 상기 승강부재(30)가 수직가이드바(34)에 슬라이딩가능하게 설치된다. 따라서 수직스크류바(28)가 회전되면 승강부재(30)가 수직가이드바를 따라 안내되어 수직스크류바(28)를 따라 승하강된다.
한편, 상기 측정바(12)의 기준 높이 셋팅은 스텝모터(22)와 수직스텝모터(26)의 회전량에 대한 이동거리를 연산하여 얻어지며, 보다 정확한 높이의 교정을 위해 본 장치는 레이저거리계(40)가 더욱 구비된다.
즉, 상기 이동부는 상기 측정바(12)의 양 선단에 하향 설치되는 레이저거리계(40)와, 상기 프레임 구조물(110)에 폭방향으로 설치되고 상기 레이저거리계(40) 하부에 위치하여 레이저거리계(40)로의 기준이 되는 기준바(42)를 더 포함한다.
상기 레이저거리계(40)는 레이저를 이용하여 두 점 사이의 거리를 정밀하게 측정하는 기구로 이에 대해서는 이미 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 기준바(42)는 레이저거리계(40) 바로 직하방향에 위치하여 레이저거리계(40)로부터 발사되는 레이저가 되반사되는 기준점 역할을 수행하게 된다.
이에 스텝모터(22)와 레어지거리계(40)를 통해 측정바(12)의 위치를 정확하게 이동할 수 있게 되어 폭방향이나 높이방향의 교정을 보다 정확하게 확보할 수 있게 된다.
이하, 본 교정장치(10)의 작용에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
형상측정기(100)의 높이의 기준을 셋팅하기 위하여 스텝모터(22)와 수직스텝모터(26)가 구동되어 측정바(12)를 원하는 위치에 정확히 이동시킨다. 이에 레이저모듈(130)은 측정바(12)로 레이저를 조사하고 이 측정바(12)를 카메라모듈(140)이 촬영함으로써 기준 위치를 교정하게 된다.
스텝모터(22)가 설정된 값으로 구동되면 이송스크류바(20)를 따라 이동부재(24)가 폭방향으로 이동된다. 이동부재(24)를 형상측정기(100)의 일측 선단부로 이동시킨 후에는 구동모터를 정지하여 이동부재(24)를 고정시키고, 수직스텝모터(26)를 구동한다. 본 실시예에서는 형상측정기(100)의 폭방향을 따라 세곳으로 나누어 교정작업이 진행하게 된다. 이에 일측 선단부에서부터 중앙부 그리고 다른쪽 선단부로 차례대로 교정작업이 진행된다.
수직스텝모터(26)가 설정된 값으로 구동되면 수직스크류바(28)를 따라 승강부재(30)가 상승되어 승강부재(30)에 설치된 측정바(12)를 교정 높이에 위치하게 된다. 여기서 상기 스텝 모터와 수직스텝모터(26)는 회전량의 연산을 통해 이동부재(24) 또는 승강부재(30)의 이동량을 제어할 수 있으므로, 측정바(12)를 원하는 셋팅 위치로 이동시킬 수 있는 것이다.
여기서 보다 정밀한 높이 셋팅은 측정바(12)에 설치된 레이저거리계(40)를 통해 이루어진다. 상기 레이저거리계(40)는 직하방향에 위치한 기준바(42)로 레이저를 발사하여 기준바(42)에 대한 높이를 정밀하게 측정하게 된다.
레이저거리계(40)를 통해 측정바(12)의 높이를 검출하고, 이 위치에서 측정바(12)의 높이를 기준 위치로 셋팅한다. 즉, 레이저모듈(130)로부터 측정바(12)로 레이저를 조사하고 이렇게 레이저가 조사된 측정바(12)를 카메라모듈(140)로 촬영한다. 카메라모듈(140)에 의해 촬영된 데이터를 통해 형상측정기(100) 기준 높이를 셋팅하게 되는 것이다.
기준 높이가 측정되어 셋팅되면 상기 측정바(12)를 설정된 높이로 이동시켜 다시 교정작업을 수행한다.
설정된 높이에 맞춰 수직스텝모터(26)가 구동되면 수직스크류바(28)를 따라 승강부재(30)가 상승된다. 이에 승강부재(30)에 설치된 측정바(12)는 설정된 높이로 이동된다. 여기서 상기 측정바(12)에 설치된 레이저거리계(40)는 상승된 측정바(12)의 정확한 높이를 확인하게 된다. 상기 높이에서 측정바(12)에 레이저를 조사하고 이는 카메라모듈(140)을 통해 촬영되어 해당 높이에 대한 교정값으로 셋팅된다.
상하방향에 대한 교정이 완료되면 측정바(12)를 폭방향으로 이동하여 형상측정기(100)의 중앙부와 선단부로 차례로 이동하여 교정작업을 수행한다.
이와같이 측정바(12)를 원하는 위치로 기계적으로 이동시킨 후 정확한 높이를 확인하여 해당 높이를 셋팅값으로 교정함으로써 정확한 교정이 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 실시예에 따른 형상측정기의 교정장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 교정장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 교정장치 12 : 측정바
20 : 이송스크류바 22 : 스텝모터
24 : 이동부재 26 : 수직스텝모터
28 : 수직스크류바 30 : 승강부재
40 : 레이저거리계 42 : 기준바

Claims (5)

  1. 형상측정기에 폭방향으로 놓여져 형상측정기의 레이저모듈로부터 조사되는 레이저빔에 의한 좌표값 측정을 위한 측정바와, 상기 측정바를 측정하고자 하는 위치로 이동시키기 위한 이동부를 포함하고,
    상기 이동부는 형상측정기의 프레임에 폭방향으로 이동가능하게 설치되는 이동부재와, 상기 이동부재 상에 수직방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 측정바가 수평 설치되는 승강부재를 포함하는 형상측정기의 교정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는 형상측정기의 프레임에 폭방향으로 설치되고 상기 이동부재가 치합되어 이동가능하게 설치되는 이송스크류바와, 상기 이송스크류를 회전시키기 위한 스텝모터, 상기 이동부재 상에 설치되는 수직스텝모터, 상기 수직스텝모터의 회전축에 연결되어 이동부재에 수직설치되며 상기 승강부재가 치합되어 이동가능하게 설치되는 수직스크류바를 포함하는 형상측정기의 교정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 측정바의 양 선단에 하향 설치되는 레이저 거리계, 상기 프레임에 폭방향으로 설치되고 상기 레이저거리계 하부에 위치하여 레이저거리계의 기준이 되는 기준바를 더 포함하는 형상측정기의 교정장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 이송스크류바에 평행하게 배치되고 상기 이동부재가 슬라이딩가능하게 설치되는 가이드바를 더 포함하는 형상측정기의 교정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 이동부재 상에 수직스크류바에 평행하게 설치되어 상기 승강부재를 안내하는 수직가이드바를 더 포함하는 형상측정기의 교정장치.
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