KR101134024B1 - 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법 - Google Patents

열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선행재와 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을 촬영하여 영상신호로 생성하는 촬영부; 상기 후행재의 진입에 따른 진입 신호를 전달받아 상기 촬영부에 전달하여 상기 촬영부를 작동시키고, 상기 촬영부로부터 상기 영상신호를 전달받아 이미지로 변환하여 동영상 파일로 생성, 저장하는 영상 수집부; 상기 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하고, 상기 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상을 검출하는 검출부; 및 라인 씨닝 방법을 이용하여 상기 최적 이미지에서 상기 크롭의 길이를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치를 개시한다. 상기와 같은 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법은 크롭의 길이를 정확하게 측정하여, 효과적인 공정을 구현하기 위한 데이터를 제공할 수 있다.
크롭의 길이, 촬영부, 영상 수집부, 검출부, 연산부

Description

열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING A LENGTH OF A CROP IN HOT ENDLESS ROLLING PROCESS}
본 발명은 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 측정된 크롭의 길이에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
조 압연기를 통하여 압연된 1개의 열간 압연재가 압연된 후에, 그 다음의 열간 압연재가 압연되는 데에는 수십 초의 시간이 소요된다. 이에 비해 연연속 압연공정은 불과 1 초 내외에 완료되는 등 작업시간이 획기적으로 단축되기 때문에 생산성 향상은 물론 품질향상과 각종 설비사고의 방지가 이루어질 것으로 예상된다.
도 1은 일반적인 연연속 압연 공정을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연연속 압연 공정은 디스케일 단계(S10), 중첩 단계(S20), 접합 단계(S30) 및 크롭 제거단계(S40)로 이루어진다. 선행재(10)와 후행재(20)는 표면상에 존재하는 스케일이 제거된 다음에, 선행재(10)의 후단부가 후행재(20)의 선단부의 상면에 중첩된 상태에서 전단 접합된다. 이때, 접합된 선행재(10)와 후행재(20)의 상하부에는 크롭(30; crop)이 생성되고, 이러한 크롭(30)은 제거된다.
한편, 연연속 압연 공정을 통해 생성된 크롭은 제거되기 위하여 길이 측정이 이루어진다. 이러한 크롭의 길이 측정을 위하여, 종래에는 강판의 길이방향으로 일정한 간격으로 레이저 라인들을 조사하였다. 이러한 레이저 라인들은 CCD 카메라에 의해 촬영되었고, 레이저 라인들의 간격을 이용하여 크롭의 길이가 측정되는 방법이 사용되었다. 아울러, 이러한 방법을 바탕으로 방사선원과 검출기를 이용한 두께의 합과 중첩되는 부분의 기점과 종점을 방사선 신호를 이용하여 중첩량을 산출하는 방식을 사용하기도 하였다. 하지만, 종래의 방법은 정확한 크롭의 길이를 측정하는 데에 있어서 다소 제한적이라는 단점이 있다.
본 발명은 정확한 크롭의 길이를 측정하여, 크롭의 길이를 감소시키도록 데이터를 제공할 수 있는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명은 크롭의 길이를 바탕으로 선행재와 후행재의 이송 속도를 제어할 수 있는 데이터를 제공할 수 있는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 선행재와 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을 촬영하여 영상신호로 생성하는 촬영부; 상기 후행재의 진입에 따른 진입 신호를 전달받아 상기 촬영부에 전달하여 상기 촬영부를 작동시키고, 상기 촬영부로부터 상기 영상신호를 전달받아 이미지로 변환하여 동영상 파일로 생성, 저장하는 영상 수집부; 상기 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하고, 상기 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상을 검출하는 검출부; 및 라인 씨닝 방법을 이용하여 상기 최적 이미지에서 상기 크롭의 길이를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치를 포함한다.
아울러, 상기 최적 이미지는 동영상 파일에 포함된 복수 개의 이미지들 중에서 상기 크롭이 가장 선명하게 표시된 이미지인 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 (a) 촬영부가 선행재와 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을 촬영하여 영상신호를 생성하는 단계; (b) 영상수집부가 상기 촬영부로부터 상기 영상 신호를 제공받아 이미지로 변환하여, 동영상 파일를 생성, 저장하는 단계; (c) 검출부가 상기 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하는 단계; (d) 상기 검출부가 상기 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상을 검출하는 단계; 및 (e) 연산부가 상기 크롭의 길이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법을 개시한다.
또한, 상기 (a) 단계는, 상기 영상 수집부가 상기 후행재의 진입에 따라 촬영부를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법을 개시한다.
또한, 상기 (e) 단계는, (e1) 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상이 선형으로 변환되는 단계; (e2) 상기 최적 이미지 상에 수직선이 배치되어 수평방향으로 이동하는 단계; (e3) 상기 수직선과 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상의 교차점이 2개가 되기 시작하는 지점을 상기 크롭의 기점으로 검출하고, 상기 교차점이 1개가 되기 시작하는 지점을 상기 크롭의 종점으로 검출하는 단계; 및 (e4) 상기 크롭의 기점과 종점을 통하여 상기 크롭의 길이가 산출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 열연 연연속 압연공정의 크롭 측정 장치 및 방법은 촬영부, 영상 수집부, 검출부 및 연산부를 포함하여, 선행재 및 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을 촬영하고, 이에 따른 이미지로부터 선행재, 후행재 및 크롭의 형상을 검출하여 크롭의 길이를 측정한다.
크롭의 생성 과정은 동영상으로 촬영되고, 이 중에서 가장 크롭이 선명하게 촬영된 최적 이미지를 선별한다. 이러한 최적 이미지에서 노이즈가 제거되고, 선행재, 후행재 및 크롭의 형상만이 검출된다. 이렇게 검출된 형상은 크롭의 길이를 산출하는 데에 이용된다. 이러한 과정을 통하여 크롭은 그 형상이 명확하게 검출됨에 따라, 크롭의 길이 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있다.
아울러, 측정된 크롭의 길이는 열연 연연속 압연 공정에서 선행재와 후행재가 제대로 접합되는지 여부를 판단할 수 있고, 이를 바탕으로 공정을 제어하는 데이터로 이용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치(100)를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 크롭 측정 장치(100)의 연산부(104)에서 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상이 선형으로 변환된 최적 이미지를 나타내는 도면이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치(100)는 촬영부(101), 영상 수집부(102), 검출부(103) 및 연산부(104)를 포함하여, 열연 연연속 압연 공정을 통해 생성되는 크롭(203)의 크기를 측정한다.
촬영부(101)는 선행재(201)와 후행재(202)의 중첩으로 인한 크롭(203; crop)의 생성을 촬영하고 영상 신호를 생성한다. 이러한 촬영부(101)는 선행재(201)와 후행재(202)가 중첩되는 부분의 측면에 위치된다.
여기에서 선행재(201)와 후행재(202)는 800℃ 이상의 열연 강판이고, 가시광선 영역뿐만 아니라, 적외선 영역의 빛을 방출한다. 이로 인해, 촬영부(101)는 근적외선 영역의 파장(800㎚ 내지 850㎚)을 이용하여 선행재(201)와 후행재(202)를 CMOS 영역에서 촬영한다. 이때, 촬영되는 이미지(image)에서 선행재(201)와 후행재(202)는 상대적으로 밝게 표시되고, 이외 부분은 상대적으로 어둡게 표시된다.
한편, 본 실시예에서 이용되는 촬영부(101)는 1초 동안 300프레임을 촬영할 수 있는 고속 촬영기이고, 후행재(202)가 진입하기 시작하는 시점부터 3초 동안 크롭(203)의 생성과정을 촬영한다. 하지만, 촬영부(101)의 촬영시간 및 1초당 촬영 프레임수는 이에 한정되지 않고, 다양하게 변경가능하다.
아울러, 구체적으로 도시되지 않았지만, 촬영부(101)의 렌즈에는 고온의 복사열을 차단하기 위하여 석영컬쳐 유리로 된 광학 필터(미도시 됨)가 설치되고, 촬영부(101)는 하우징(미도시 됨)에 의해 수증기 및 고온으로부터 보호된다.
영상 수집부(102)는 촬영부(101)로부터 영상 신호를 제공받아 이미지로 변환하여 동영상 파일로 생성 저장한다. 이때, 동영상 파일은 촬영부(101)에 의해 3초 동안 촬영되기에, 촬영부(101)에 의해 1초 동안 촬영되는 프레임의 3배만큼의 프레임들로 이루어진다. 따라서, 본 실시예의 동영상 파일은 900프레임으로 이루어진다. 즉, 동영상 파일은 900개의 이미지들로 이루어지는 것을 의미한다. 아울러, 동영상 파일은 선행재(201)와 후행재(202)의 중첩이 이루어질 때마다 하나씩 영상 수집부(102)에 생성, 저장된다.
한편, 이러한 영상 수집부(102)는 열연 연연속 압연 공정를 위한 설비의 PLC로부터 후행재(202)의 진입에 따른 진입 신호를 제공받는다. 아울러, 영상 수집부(102)는 이러한 진입 신호를 촬영부(101)에 전달하여 촬영부(101)를 작동시킨다. 이로 인해, 촬영부(101)는 선행재(201)와 후행재(202)의 중첩 과정을 촬영하기 시작한다.
검출부(103)는 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성한다. 이때, 최적 이미지의 선별에 이용되는 동영상 파일에는 900개의 이미지들이 포함되어 있다. 이러한 이미지들 중에서 하나의 최적 이미지가 선별되어, 최적 이미지를 이용한 크롭(203)의 길이 측정이 이루어진다. 이로 인해, 최적 이미지는 900개의 이미지들 중에서 크롭(203)이 가장 선명하게 표시된 이미지이다.
아울러, 검출부(103)는 이러한 최적 이미지에 포함된 노이즈를 제거한다. 이러한 최적 이미지에서도 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)은 밝게 표시되고, 이외 부분은 어둡게 표시된다. 검출부(103)는 이러한 최적 이미지에서 배경부분과 밝기 차이가 많은 부분에 대해서는 더욱 밝게 하고, 밝기 차이가 적은 부분에 대해서 더욱 어둡게 한다. 이로 인해, 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상은 배경부분에 대하여 명확하게 구별된다. 이렇게 검출부(103)는 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상을 검출하는 것이다.
또한, 검출부(103)는 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상에 포함된 노이즈를 제거하여 더욱 명확하고 선명한 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상을 검출한다.
연산부(104)는 최적 이미지에서 크롭(203)의 길이를 산출한다. 이러한 연산부(104)는 검출부(103)에서 검출된 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상을 선형으로 변환한다. 즉, 연산부(104)는 도 3에 도시된 최적 이미지를 이용하여 크롭(203)의 길이를 측정한다.
라인 씨닝(line thinning) 방법에 의해 최적 이미지 상에 수직선(L)이 배치되고, 이러한 수직선(L)이 수평 방향(V)으로 이동한다. 이러한 과정에서, 수직선(L)은 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상과 2 개의 교차점을 갖는다. 이처럼 2개의 수직선(L)과 형상의 교차점을 갖는 부분이 크롭(203)의 형상에 해당된다.
즉, 연산부(104)는 수직선(L)이 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상과 2개 교차점을 갖기 시작하는 지점을 크롭(203)의 기점으로 감지하고, 2개의 교차점을 감지하다가 1개의 교차점을 갖기 시작하는 지점을 크롭(203)의 종점으로 감지한다. 아울러, 연산부(104)는 이에 따른 픽셀을 바탕으로 길이 단위로 산출한 다.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법은 선행재(201)와 후행재(202)의 중첩으로 생성되는 크롭(203)의 길이를 측정하는 데 이용된다. 여기에서 도면 부호는 앞서 언급된 실시예의 도면 부호를 사용하기로 한다.
우선, 촬영부(101)가 선행재(201)와 후행재(202)의 중첩으로 인한 크롭(203)의 생성을 촬영하여 영상신호를 생성하는 단계가 이루어진다(S101). S101 단계에서 촬영된 이미지는 선행재(201)와 후행재(202)를 상대적으로 밝게 표시하고, 이외 부분을 상대적으로 어둡게 표시한다. 아울러, 이러한 촬영부(101)는 영상 수집부(102)로부터 후행재(202)의 진입에 따른 진입 신호를 제공받아 작동하게 된다.
한편, 본 실시예의 촬영부(101)는 1초 동안 300프레임을 촬영하는 고속 촬영기이고, 3초 동안 크롭(203)의 생성 과정을 촬영한다. 하지만, 쵤영부(101)에 의한 촬영시간 및 초당 촬영 프레임수는 이에 한정되지 않고 다양하게 변경가능하다.
이어서, 영상 수집부(102)가 촬영부(101)로부터 영상 신호를 제공받아 이미지로 변환하여, 동영상 파일을 생성, 저장하는 단계가 이루어진다(S102). S102 단계에서, 동영상 파일을 구성하는 이미지들은 촬영부(101)의 1초 동안 촬영하는 프레임에 대하여 촬영된 시간의 곱에 해당되는 수를 갖는다. 예를 들어, 촬영부(101)가 1 초동안 300프레임을 촬영할 수 있고, 3초 동안 크롭(203)의 생성 과정을 촬영한다면, 동영상 파일은 900개의 이미지들로 구성된다.
이어서, 검출부(103)가 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하는 단계가 이루어진다(S103). S103 단계에서, 최적 이미지는 동영상 파일을 구성하는 이미지들 중 하나이며, 크롭(203)이 가장 선명하게 표시된 이미지이다.
이어서, 검출부(103)가 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상을 검출하는 단계가 이루어진다(S104). S104 단계를 통해 검출된 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상은 크롭(203)의 길이를 측정하는 데에 이용된다.
최적 이미지에서 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상의 검출은 배경부분과 밝기 차이가 많은 부분에 대해서는 더욱 밝게 하고, 밝기 차이가 적은 부분에 대해서 더욱 어둡게 하여, 형상과 이외 부분을 명확하게 구분되게 함으로써 이루어진다.
이어서, 연산부(104)가 크롭(203)의 길이를 산출하는 단계가 이루어진다(S105). S105 단계에서는, 라인 씨닝(line thinnig) 방법이 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상에 구현된다.
선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상이 선형으로 변환된다. 이를 포함하는 최적 이미지 상에 수직선(L)이 배치되고, 이러한 수직선(L)이 수평 방향(V)으로 이동하게 된다. 이러한 과정을 통해 연산부(104)는 수직선(L)과 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상의 교차점이 2개가 되기 시작하는 지점을 크롭(203)의 기점으로 검출하고, 교차점이 1개가 되기 시작하는 지점을 크 롭(203)의 종점으로 검출한다. 이렇게 검출된 크롭(203)의 기점과 종점 사이의 길이를 통하여 연산부(104)는 크롭(203)의 길이를 산출한다. 이때, 연산부(104)는 선행재(201), 후행재(202) 및 크롭(203)의 형상에 대한 픽셀을 바탕으로 산출한다. 예를 들어, 30픽셀이 2㎝에 대응된다면, 45픽셀로 산출된 크롭(203)의 길이에 대해서는 3㎝로 산출한다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 일반적인 연연속 압연 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 크롭 측정 장치의 연산부에서 선행재, 후행재 및 크롭의 형상이 선형으로 변환된 최적 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (6)

  1. 선행재와 후행재가 중첩되는 부분의 측면에 위치하여, 상기 선행재와 상기 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을 촬영하여 영상신호로 생성하는 촬영부;
    상기 후행재의 진입에 따른 진입 신호를 전달받아 상기 촬영부에 전달하여 상기 촬영부를 작동시키고, 상기 촬영부로부터 상기 영상신호를 전달받아 이미지로 변환하여 동영상 파일로 생성, 저장하는 영상 수집부;
    상기 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하고, 상기 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상을 검출하는 검출부; 및
    라인 씨닝 방법을 이용하여 상기 최적 이미지에서 상기 크롭의 길이를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치.
  2. 제 1 항에서,
    상기 최적 이미지는 동영상 파일에 포함된 복수 개의 이미지들 중에서 상기 크롭이 가장 선명하게 표시된 이미지인 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치.
  3. (a) 촬영부가 선행재와 후행재의 중첩으로 인한 크롭의 생성을, 상기 선행재와 상기 후행재가 중첩되는 부분의 측면에서 촬영하여 영상신호를 생성하는 단계;
    (b) 영상수집부가 상기 촬영부로부터 상기 영상 신호를 제공받아 이미지로 변환하여, 동영상 파일를 생성, 저장하는 단계;
    (c) 검출부가 상기 동영상 파일로부터 최적 이미지를 선별하여 이미지 파일로 생성하는 단계;
    (d) 상기 검출부가 상기 최적 이미지에서 노이즈를 제거하고, 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상을 검출하는 단계; 및
    (e) 연산부가 상기 크롭의 길이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    상기 영상 수집부가 상기 후행재의 진입에 따라 촬영부를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 (e) 단계는,
    (e1) 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상이 선형으로 변환되는 단계;
    (e2) 상기 최적 이미지 상에 수직선이 배치되어 수평방향으로 이동하는 단계;
    (e3) 상기 수직선과 상기 선행재, 상기 후행재 및 상기 크롭의 형상의 교차점이 2개가 되기 시작하는 지점을 상기 크롭의 기점으로 검출하고, 상기 교차점이 1개가 되기 시작하는 지점을 상기 크롭의 종점으로 검출하는 단계; 및
    (e4) 상기 크롭의 기점과 종점을 통하여 상기 크롭의 길이가 산출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 최적 이미지는 동영상 파일에 포함된 복수 개의 이미지들 중에서 상기 크롭이 가장 선명하게 표시된 이미지인 것을 특징으로 하는 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 방법.
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