KR101309953B1 - 캠버 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조압연기의 전단에서 발생되는 캠버 및 비대칭 도그본(Dog-bone)의 형상을 측정하고 이로부터 조압연기에서 발생될 캠버량을 미리 예측하여 제어할 수 있는 캠버 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명은, 상기 조압연의 전단 공정에서 발생되는 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하고, 상기 측정된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 상기 강판을 조압연시 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버가 제거되도록 조압연의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 것이다.
조압연, 캠버, SSP(Side Sizing Press), 형상 측정기

Description

캠버 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling camber}
본 발명은 열간 압연 공정에서 좌.우 비대칭 압연 조건 등에 의해 발생하는 강판의 캠버를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 판간 캠버 제어에 있어서, 외란등에 의해 갑작스럽게 발생하는 캠버에 대해서도 제어가 가능한 캠버 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
열간 압연의 조압연(Roughing mills) 공정에서 발생되는 강판의 캠버(Camber)는 통판성 및 강판의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 즉, 과도한 캠버의 발생은 사이드 가이드와 같은 설비에 강판의 끼임 및 부딪힘 현상을 유발하여 설비 사고의 원인이 되기도 하며, 사상압연(Finishing mills)에서의 사행을 유발하고 이로 인한 강판의 통판성 문제를 야기시킨다. 또한, 강판의 선단부에서 발생한 캠버는 코일 권취기에서 코일링 작업시 텔레스코프(Telescope) 형상 문제를 발생시키고 이로 인하여 실수율 감소 및 후 공정에서의 마찰흠과 같은 품질 문제를 발생시킨다.
일반적으로, 이러한 캠버를 제어하기 위한 방법으로, 압연하중 신호를 피드백 받아서 하중이 큰 쪽에 대하여 롤 갭을 줄이도록 레벨, 즉 롤 갭의 좌,우 편차 를 제어하는 이른바 하중 편차 제어 방식을 사용한다. 그러나, 상기 하중 편차 제어 방식은, 강판에 웨지(wedge), 즉 좌.우 두께 편차가 존재하고, 이로 인하여 하중 차가 발생하는 경우, 하중이 큰 쪽에 대하여 갭을 줄이게 되기 때문에 캠버 발생을 오히려 조장하게 된다.
다른 캠버 제어 방법으로, 사이드가이드를 이용하여 캠버를 교정하는 방법이 있는데, 이 방법은 캠버 발생을 억제하는 데는 효과적이지만 이미 발생된 캠버를 능동적으로 제어하기에는 설비에 무리가 따르기 때문에, 실제 적용시 한계가 있다.
한편, 상술한 문제들을 해결하기 위하여, 도 1에 도시한 바와 같이, 조압연 출측에 캠버 측정기를 설치하여 캠버량을 직접 측정하고, 상기 측정된 캠버량을 이용하여 다음 강판의 레벨을 제어하는 방법이 제안된 바 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 캠버 제어 장치는, 압연기(2)의 후단에 캠버측정기(4)를 설치하여, 압연기(2)에서 압연된 후 배출되는 강판(1)의 캠버량을 상기 캠버 측정기(4)로 측정하면, 캠버제어기(6)에서 상기 캠버 측정기(4)에서 측정된 캠버량으로부터 상기 강판(1)의 대표 캠버값을 구하고, 상기 대표 캠버값을 제거하기 위한 레벨 제어량(통상, 압연롤의 양 사이드의 롤갭 편차로 정의됨)을 계산하고, 다음 강판이 압연기(2)로 치입되기 전에, 상기 압연기(2)의 롤갭을 제어하는 롤갭 제어기(3)에 상기 계산된 레벨 보정량을 적용하여 다음 강판의 캠버를 제거하게 된다. 상술한 종래 캠버 제어 장치는, 현재 강판의 캠버 측정값을 이용하여 다음 강판의 캠버를 제어하는 판간 제어 방식을 사용하는 것으로서, 적용 결과 캠버 값이 크게 줄어드는 효과를 얻을 수 있으나, 판간 제어의 한계로 인하여 외란 및 강판의 조건이 바뀌는 경우에는 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
도 2는 상술한 캠버 제어 장치를 조압연 설비의 제4 스탠드(R4)에 적용한 후의 캠버 제어 결과를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 상기 캠버 제어 장치의 판간 캠버 제어에 의하여, 강판의 캠버량이 대부분 ±20㎜이내로 제어가능하나, 외란의 영향으로 갑작스럽게 크게 발생되는 캠버량에 대해서는 판간 제어의 한계 때문에 대응이 불가능함을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 제안된 것으로서, 조압연기의 전단에서 발생되는 캠버 및 비대칭 도그본(Dog-bone)의 형상을 측정하고 이로부터 조압연기에서 발생될 캠버량을 미리 예측하여 제어할 수 있는 캠버 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은, 조압연의 전단 공정의 출측에 설치되어, 상기 조압연의 전단 공정에서 발생되는 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 형상 측정기; 및, 상기 형상 측정기에서 측정된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 상기 강판을 조압연시 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버가 제거되도록 조압연의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 캠버 제어기를 포함하는 캠버 제어 장치를 제공한다.
상기 캠버 제어 장치는, 조압연 공정에서 압연된 후에 상기 강판에 발생된 캠버를 측정하는 캠버 측정기를 더 포함하고, 이때 상기 캠버 제어기는, 상기 캠버 측정기의 형상 데이터로부터 대표 캠버값을 추출하고, 상기 대표 캠버값이 제거되도록 조압연의 제4 스탠드의 레벨을 제어하는 기능을 더 수행한다.
상기 캠버 제어 장치에 있어서, 상기 형상 측정기는, 상기 강판의 이송 속도를 측정하는 속도 측정기; 및 서로 드라이브 사이드 및 워크 사이드 방향으로 교차 촬영하여, 상기 강판의 형상을 촬영하는 제1,2 CCD 카메라를 포함하여 이루어진다.
상기 캠버 제어 장치에 있어서, 상기 캠버 제어기는, 상기 형상 측정기에서 측정된 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터로부터 조압연의 전단 공정에서 발생된 캠버의 대표 캠버값을 예측하는 캠버 예측 모듈과, 상기 캠버 예측 모듈에서 예측된 대표 캠버값이 제거되도록 상기 제1 스탠드의 레벨 제어량을 산출하는 제1 레벨 제어량 산출 모듈과, 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하고, 이를 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈에 제공하는 제1 보정 계수 학습 모듈로 이루어진 제1 캠버 제어부를 포함하고, 또한, 상기 캠버 측정기에서 측정된 캠버 데이터에서 대표 캠버값을 추출하는 대표 캠버값 추출 모듈과, 상기 대표 캠버값 추출 모듈에서 추출된 대표 캠버값이 제거되도록 상기 제4 스탠드의 레벨 제어량을 산출하는 제2 레벨 제어량 산출 모듈과, 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하여 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈에 제공하는 제2 보정 계수 학습 모듈로 이루어지는 제2 캠버 제어부를 더 포함할 수 있다.
더하여, 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은, 조압연의 전단 공정에서 생성된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 단계; 상기 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 캠버 제어를 위한 대표 캠버값을 산출하는 단계; 상기 대표 캠버값을 제거하기 위한 레벨 제어량을 계산하는 단계; 상기 산출된 레벨 제어량을, 조압연기의 제1 스탠드에 적용하여, 다음 강판에 대한 압연기의 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 캠버 제어 방법을 제공한다.
상기 캠버 제어 방법은, 상기 형상 측정기에서 측정한 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터를 필터링하여, 노이즈 성분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 캠버 제어 방법에 있어서, 상기 대표 캠버값을 산출하는 단계는, 상기 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터를 탑부(Top), 미들부(Middle) 및 테일부(Tail)로 구분하여, 탑부와 미들부와 테일부의 캠버 값을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 탑부의 캠버값과 테일부의 캠버값의 평균을 구하고, 이를 대표 캠버값으로 정의하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 캠버 제어 방법은, 상기 레벨 제어량 계산 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 캠버 제어 방법에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는, 단독 스탠드인 경우, 상기 형상 데이터에서 앞의 약 20% 및 마지막의 20%를 각각 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 60%의 데이터를 미들부 데이터로 구분하고, 다수개의 압연기가 연속으로 배치되는 탠덤 스탠드인 경우, 두 스탠드 간의 거리를 기준 거리로 하여, 상기 형상 데이터 중에서 앞 부분과 뒷부분에서 각각 상기 기준 거리 만큼의 형상 데이터를 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 데이터는 미들부 데이터로 구분한다.
상기 캠버 제어 방법에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추 출하는 단계는, 상기 캠버값을 추출하기 전에, 상기 형상 데이터에 대하여 커브 피팅을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는, 상기 미들부는 형상 데이터의 평균값을 캠버값으로 정의하고, 탑부와 테일부는, 형상 데이터에서 상기 미들부의 캠버값을 뺀 값의 절대값을 구하고, 상기 절대값에서 가장 큰 값을 캠버값으로 정의하는 것을 특징으로 한다.
상기 커브 피팅을 수행하는 단계는, 미들부의 형상 데이터에 대해서는 일차함수로써 커브 피팅을 수행하고, 탑부와 테일부의 형상 데이터에 대해서는 이차함수로써 커브 피팅을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 캠버 제어 장치 및 방법은, 판간 캠버 제어 방식에 있어서, 조압연 전단의 설비, 사이드 사이징 프레스(SSP)에서 발생한 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 형상 측정기로 측정하여, 상기 형상 데이터로부터 조압연에서 발생될 대표 캠버값을 산출하고, 상기 대표 캠버값이 제거되도록 조압연 공정의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 것으로서, 그 결과, 외란이 발생하거나 강판의 조건이 변경되더라도 캠버를 적절하게 제어할 수 있는 우수한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있 어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, '모듈'이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명에 의한 캠버 제어 장치 및 방법은, 조압연의 전단에서 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하고, 이로부터 조압연시 발생할 캠버를 예측하여, 상기 캠버가 제거되도록 조압연의 제1 스탠드의 롤갭 레벨을 제어하는 것으로서, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 종래의 판간 캠버 제어 기술과 함께 적용될 수 있다. 이 경우, 판간 캠버 제어 효과를 더 높일 수 있다. 이하의 설명에서는, 상기 도 1에서 설명한 판간 캠버 제어 장치와 함께 적용한 경우를 예시한다.
도 3은 조압연 공정에 적용된 본 발명의 일 실시 예에 따른 캠버 제어 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 캠버 제어 장치는, 기본적으로 조압연 설비의 전 단에서 한 강판의 전체에 대한 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 형상 측정기(110)와, 상기 형상 측정기(110)에서 측정된 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터로부터 조압연 설비에서 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버를 제거하도록 롤갭 보정량을 산출하여 다음 강판에 대한 조압연의 제1 스탠드(R1)의 레벨을 피드포워드 제어하는 캠버 제어기(130)를 포함한다. 더하여, 본 발명에 의한 캠버 제어 장치는, 상기 조압연의 출측에서 배출되는 강판의 캠버량을 측정하는 캠버 측정기(120)를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 캠버 제어기(130)는, 상기 캠버 측정기(120)에서 측정된 상기 강판의 캠버량으로부터 대표 캠버값을 추출하고, 다음 강판에서 상기 대표 캠버값이 제거되도록 조압연의 제4 스탠드(R4)의 레벨을 제어하는 기능을 더 수행한다.
더 구체적으로, 상기 형상 측정기(110)는, 조압연의 전단 설비, 즉, 사이드 사이징 프레스(SSP)의 출측에 설치되어, 상기 사이드 사이징 프레스(SSP)에서 형성된 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정한다.
도 4는 상기 형상 측정기(110)의 상세 구성을 나타낸 블럭도로서, 이를 참조하면, 상기 형상 측정기(110)는, 강판(41)의 이동 속도를 측정하는 속도 측정기(42)와, 상기 강판(41)의 상부에서 상기 강판(41)의 상부 표면을 촬영하는 제1,2 CCD 카메라(43,44)로 이루어질 수 있다. 상기 제1,2 CCD 카메라(43,44)는 상기 강판(41)의 양 사이드를 촬영하도록 설치되는데, 더 바람직하게는, 중앙부를 기준으로 서로 대각선 방향으로 교차하여 촬영하도록 설치된다. 상기 제1,2 CCD 카메라(43,44)는 강판이 진행하는 동안 연속 촬영을 수행하는 상기 강판의 전체에 대한 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 촬영한다. 그리고, 상기 강판의 전체가 모두 통과하면, 상기 촬영한 형상 데이터를 캠버 제어기(130)로 전송한다.
본 발명에서는, 상기 형상 측정기(110)를 통하여 강판의 이송 속도와, 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 연속 측정하여, 이송 속도를 기준으로 형상 데이터를 연결함으로써, 강판 전체의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 얻을 수 있으며, 상기 3차원 형상으로부터 이후에서 설명할 캠버 제어 방법을 통하여 캠버 제어에 필요한 대표 캠버값을 얻을 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 캠버 측정기(120)는, 조압연의 출측, 즉, 제4 스탠드(R4)의 출측에 설치되어, 조압연 공정에서 압연된, 즉, 상기 제4 스탠드(R4)로부터 배출되는 강판의 캠버를 측정한다. 이러한 상기 캠버 측정기(120)는 앞서 도 1에 보인 캠버 측정기(4)와 유사하다.
상기 캠버 제어기(130)는, 상기 형상 측정기(110)에서 측정된 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터, 해당 강판의 조압연시 발생될 캠버를 예측하고, 다음 강판에서 상기 예측된 캠버가 제거되도록 제1 스탠드(R1)의 레벨을 피드포워드 제어한다 또한, 상기 캠버 제어기(130)는 상기 캠버 측정기(120)로부터 측정된 캠버량으로부터 조압연된 강판의 대표 캠버값을 추출하여, 상기 대표 캠버값이 제거되도록 조압연의 제4 스탠드(R4)의 레벨을 피드백 제어한다. 이러한 기능은 상기 도 1에 보인 캠버 제어기(6)의 기능과 유사하다.
도 5는 상기 캠버 제어기(130)의 상세 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 5를 참조하면, 상기 캠버 제어기(130)는, 상기 형상 측정기(110)의 측정 결과로부터 조압연 공정에서 발생할 캠버량을 예측하여, 이를 제거하도록 조압연의 제1 스탠드(R1)의 레벨을 제어하는 제1 캠버 제어부(131)와, 상기 캠버 측정기(120)의 형상 데이터로부터 강판의 대표 캠버값을 추출하고 이를 제거하도록 조압연의 제4 스탠드(R4)의 레벨을 제어하는 제2 캠버 제어부(132)를 포함하여 이루어진다.
더하여, 상기 제1 캠버 제어부(131)는, 상기 형상 측정기(110)에서 측정된 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터로부터 조압연의 전단 설비에서 발생된 캠버의 대표 캠버값을 예측하는 캠버 예측 모듈(131a)과, 상기 캠버 예측 모듈(131a)에서 예측된 대표 캠버값이 제거되도록 제1 스탠드(R1)의 레벨 제어량을 산출하는 제1 레벨 제어량 산출 모듈(131b)과, 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈(131b)에서의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하여 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈(131b)에 제공하는 제1 보정 계수 학습 모듈(131c)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈(131b)에서 산출된 레벨 제어량에 따라서 제1 스탠드(R1)의 롤갭 레벨을 제어하는 롤갭 제어기(도시생략)는 상기 제1 캠버 제어부(131)에 포함되어 구성될 수 도 있고, 도 1에 도시된 것처럼 별도의 장치로 구성될 수 도 있다.
이어서, 상기 제2 캠버 제어부(132)는, 상기 캠버 측정기(120)에서 측정된 캠버 데이터에서 대표 캠버값을 추출하는 대표 캠버값 추출 모듈(132a)과, 상기 대표 캠버값 추출 모듈(132a)에서 추출된 대표 캠버값이 제거되도록 제4 스탠드(R4)의 레벨 제어량을 산출하는 제2 레벨 제어량 산출 모듈(132b)와, 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈(132b)의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하여 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈(132b)에 제공하는 제2 보정 계수 학습 모듈(132c)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈(132b)에서 산출된 레벨 제어량에 따라서 제4 스탠드(R4)의 롤갭 레벨을 제어하는 롤갭 제어기(도시생략)는 상기 제2 캠버 제어부(132)에 포함되어 구성될 수 도 있고, 도 1에서와 같이 별도의 장치로 구성될 수 도 있다.
다음으로, 상술한 본 발명의 캠버 제어 장치에 의하여 캠버 제어 과정을 도 6의 순서도를 참조하여 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는, 상기 형상 측정기(110)와, 제1 캠버 제어부(131)의 동작을 위주로 설명하며, 종래 판간 캠버 제어 장치와 동일하게 동작하는 캠버 측정기(120) 및 제2 캠버 제어부(132)의 동작에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명에 의한 캠버 제어 방법을 제어 수순에 따라 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명은 캠버 제어를 위하여, 먼저 조압연의 전단 설비, 즉, 사이드 사이징 프레스(SSP)의 출측에 설치된 형상 측정기(110)를 통해, 상기 조압연의 전 공정에서 생성된 한 강판(10)의 전체에 대한 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정한다(S60).
이어서, 캠버 제어기(130), 즉, 제1 캠버 제어부(131)가 상기 형상 측정기(110)로부터 측정된 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터를 입력받아, 단계S61~단계S64의 캠버 값 추출 과정을 통하여, 탑부(Top), 미들부(Middle) 및 테일부(Tail)의 캠버 값을 추출한다. 캠버 값을 추출하는 과정은 다음과 같이 이루어진다.
상기 형상 측정기(110)에서 측정한 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터를 필터링하여, 노이즈 성분을 제거한다(S61). 본 발명의 일 실시 예에서는 무빙 평균화(moving average) 방법을 적용하여 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
이어서, 상기 필터링된 형상 데이터를 탑부, 미들부 및 테일부로 구분한다(S62). 여기서, 형상 데이터를 부분별로 구분하는데 있어서, 단독 스탠드에 대해서는 전체 형상 데이터에서 앞의 약 20% 및 마지막의 20%를 각각 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 60%의 데이터를 미들부 데이터로 구분한다. 한편, 다수개의 압연기가 연속으로 배치되는 탠덤 스탠드에 대해서는, 두 스탠드 간의 거리를 기준 거리로 하여, 전체 형상 데이터 중에서 앞 부분과 뒷부분에서 각각 상기 기준 거리 만큼의 형상 데이터를 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 데이터는 미들부 데이터로 구분한다.
그리고, 상기 각 부분별 형상 데이터에 대하여 커브 피팅을 수행한다(S63). 이는 앞서 필터링된 형상 데이터로부터 전체적인 강판판의 휨 형상을 얻기 위함이다. 이때, 미들부의 형상 데이터에 대해서는 일차함수로써 커브 피팅을 수행하고, 탑부와 테일부의 형상 데이터에 대해서는 이차함수로써 커브 피팅을 수행한다.
그리고, 상기 커브 피팅된 데이터를 기반으로 각 부분별로 캠버값을 구한다(S64). 이때, 미들부에 대해서는, 커브 피팅된 데이터의 평균을 구하고, 상기 평균값을 미들부의 캠버값으로 정의한다. 이렇게 산출된 미들부 캠버는 전체적으로 강판이 롤러 테이블의 중심에서 어느 쪽으로 치우쳐서 통과하는 가를 나타낸다. 탑부에 대해서는, 커브 피팅된 데이터에서 상기 산출된 미들부의 캠버값을 뺀 값의 절대값을 구하고, 상기 절대값에서 가장 큰 값을 탑부의 캠버값으로 정의한다. 그리고, 테일부의 캠버는 상기 탑부와 같은 방법을 적용하여 산출한다.
상기와 같이 강판의 각 부분별로 캠버 값이 구해지고 나면, 제1 캠버 제어부(131)는, 캠버 제어를 위한 상기 강판의 대표 캠버값을 구한다(S65). 이는, 조압연 공정의 특성상 강판이 압연기에 치입이 되기 전에는 레벨 변경이 가능하지만 일단 강판이 압연기에 치입이 되고 난 이후 레벨 변경이 불가능하기 때문으로, 강판이 압연기에 치입되기 전에 캠버 제어를 적용 하기 위한 대표 캠버값을 추출하여야 한다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 대표 캠버값은 앞서 산출된 탑부 캠버와 테일부의 캠버의 평균값으로 정의한다. 따라서 만약 탑부의 캠버와 테일부의 캠버가 각각 다른 방향성을 가진다면, 더 큰 캠버값을 줄이는 방향으로 레벨 제어가 이루어지게 된다.
상기와 같이 대표 캠버값을 구하면, 제1 캠버 제어부(131)는 상기 대표 캠버값을 제거하기 위한 레벨 제어량을 계산한다(S66). 상기 계산되는 레벨 제어량은, 앞서 대표 캠버값을 산출한 강판의 다음 강판을 위한 레벨 제어량이 된다.
보정 계수는 모델 오차 및 외란에 의해 발생되는 캠버 제어 오차를 보정하는 역할을 하는 것으로, 상기와 같이 레벨 제어량을 산출한 후, 강판(k-1번째, k번째)의 대표 캠버값과 롤갭에 대한 캠버의 영향 계수, 레벨 제어량, 보정 계수를 참조하여, 강판(k+1번째)에 대한 보정 계수를 학습한다(S67).
마지막으로, 상기 산출된 레벨 제어량을, 조압연기의 제1 스탠드(R1)에 적용하여, 다음(k번째) 강판에 대한 압연기의 레벨을 제어한다(S68).
따라서, 다음 강판은 이전 강판에서 예측되는 캠버를 제거할 수 있도록 압연된다.
더하여, 상기 강판이 조압연 설비에서 압연될 때 발생되는 캠버는, 캠버 측정기(120) 및 제2 캠버 제어부(132)에 의하여 제어된다. 이는 앞서 도 1에서 설명한 캠버 제어와 유사하므로 그 상세 과정에 대한 설명을 생략한다.
본 발명에서는 조압연 공정에서의 캠버 제어 장치를 설명하였지만, 조압연 공정은 일 실시예에 불과한 것으로, 압연 공정 전체에 대해서 동일하게 적용 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래의 캠버 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 종래 캠버 제어 장치에 의한 캠버 제어 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 의한 캠버 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 캠버 제어 장치에 있어서, 3차원 형상 측정기의 상세 구성을 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 캠버 제어 장치에 있어서, 캠버 제어기의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명에 의한 캠버 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 3차원 형상 측정기 120 : 캠버 측정기
130 : 캠버 제어기 131 : 제1 캠버 제어부
132 : 제2 캠버 제어부 131a : 캠버 예측 모듈
131b : 제1 레벨 제어량 산출 모듈 131c : 제1 보정 계수 학습 모듈
132a : 대표 캠버값 추출 모듈 132b : 제2 레벨 제어량 산출 모듈
132c : 제2 보정 계수 학습 모듈

Claims (16)

  1. 조압연의 전단 공정의 출측에 설치되어, 상기 조압연의 전단 공정에서 발생되는 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 형상 측정기; 및
    상기 형상 측정기에서 측정된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 상기 강판을 조압연시 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버가 제거되도록 조압연의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 캠버 제어기를 포함하고,
    상기 형상 측정기는
    상기 강판의 이송 속도를 측정하는 속도 측정기; 및
    서로 드라이브 사이드 및 워크 사이드 방향으로 교차 촬영하여, 상기 강판의 형상을 촬영하는 제1,2 CCD 카메라를 포함하여 이루어지는 캠버 제어 장치.
  2. 조압연의 전단 공정의 출측에 설치되어, 상기 조압연의 전단 공정에서 발생되는 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 형상 측정기;
    상기 형상 측정기에서 측정된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 상기 강판을 조압연시 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버가 제거되도록 조압연의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 캠버 제어기; 및
    조압연 공정에서 조압연된 후에 상기 강판에 발생된 캠버를 측정하는 캠버 측정기를 포함하고,
    상기 캠버 제어기는, 상기 캠버 측정기의 형상 데이터로부터 대표 캠버값을 추출하고, 상기 대표 캠버값이 제거되도록 조압연의 제4 스탠드의 레벨을 제어하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 형상 측정기는
    상기 강판의 이송 속도를 측정하는 속도 측정기; 및
    서로 드라이브 사이드 및 워크 사이드 방향으로 교차 촬영하여, 상기 강판의 형상을 촬영하는 제1,2 CCD 카메라를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캠버 제어기는
    상기 형상 측정기에서 측정된 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터로부터 조압연의 전단 공정에서 발생된 캠버의 대표 캠버값을 예측하는 캠버 예측 모듈과,
    상기 캠버 예측 모듈에서 예측된 대표 캠버값이 제거되도록 상기 제1 스탠드의 레벨 제어량을 산출하는 제1 레벨 제어량 산출 모듈과,
    상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하고, 이를 상기 제1 레벨 제어량 산출 모듈에 제공하는 제1 보정 계수 학습 모듈로 이루어진 제1 캠버 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 캠버 제어기는,
    상기 캠버 측정기에서 측정된 캠버 데이터에서 대표 캠버값을 추출하는 대표 캠버값 추출 모듈과,
    상기 대표 캠버값 추출 모듈에서 추출된 대표 캠버값이 제거되도록 상기 제4 스탠드의 레벨 제어량을 산출하는 제2 레벨 제어량 산출 모듈과,
    상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈의 레벨 제어량 산출 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하여 상기 제2 레벨 제어량 산출 모듈에 제공하는 제2 보정 계수 학습 모듈로 이루어지는 제2 캠버 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 캠버 예측 모듈은
    상기 형상 측정기에서 측정된 강판 전체의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터를 탑부, 미들부, 및 테일부로 구분하여, 각각의 캠버값을 산출하고, 산출된 탑부와 테일부의 캠버값의 평균을 구하여, 상기 강판의 대표 캠버값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 장치.
  7. 조압연의 전단 공정에서 생성된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 단계;
    상기 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 캠버 제어를 위한 대표 캠버값을 산출하는 단계;
    상기 대표 캠버값을 제거하기 위한 레벨 제어량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 레벨 제어량을, 조압연기의 제1 스탠드에 적용하여, 다음 강판에 대한 조압연기의 레벨을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 대표 캠버값을 산출하는 단계는,
    상기 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터를 탑부(Top), 미들부(Middle) 및 테일부(Tail)로 구분하여, 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 탑부의 캠버값과 테일부의 캠버값의 평균을 구하고, 이를 대표캠버값으로 정의하는 단계를 포함하여 이루어지는 캠버 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    강판의 캠버 및 비대칭 도그본의 형상 데이터를 필터링하여, 노이즈 성분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 조압연의 전단 공정에서 생성된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 단계;
    상기 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 캠버 제어를 위한 대표 캠버값을 산출하는 단계;
    상기 대표 캠버값을 제거하기 위한 레벨 제어량을 계산하는 단계;
    상기 계산된 레벨 제어량을, 조압연기의 제1 스탠드에 적용하여, 다음 강판에 대한 조압연기의 레벨을 제어하는 단계; 및
    상기 레벨 제어량을 계산하는 단계를 수행하여 계산된 결과를 이용하여 상기 대표 캠버값 산출시의 모델 에러와 외란에 의한 영향을 보정해 주는 보정 계수를 학습하는 단계를 포함하는 캠버 제어 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는
    단독 스탠드인 경우, 상기 형상 데이터에서 앞의 20% 및 마지막의 20%를 각각 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 60%의 데이터를 미들부 데이터로 구분하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는
    다수개의 조압연기가 연속으로 배치되는 탠덤 스탠드인 경우, 두 스탠드 간의 거리를 기준 거리로 하여, 상기 형상 데이터 중에서 앞 부분과 뒷부분에서 각각 상기 기준 거리의 형상 데이터를 탑부 및 테일부 데이터로 구분하고, 그 사이의 나머지 데이터는 미들부 데이터로 구분하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는
    상기 캠버값을 추출하기 전에, 상기 형상 데이터에 대하여 커브 피팅을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 탑부와 미들부와 테일부의 캠버값을 추출하는 단계는
    상기 미들부는 형상 데이터의 평균값을 캠버값으로 정의하고, 탑부와 테일부는, 형상 데이터에서 상기 미들부의 캠버값을 뺀 값의 절대값을 구하고, 상기 절대값에서 가장 큰 값을 캠버값으로 정의하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 커브 피팅을 수행하는 단계는,
    미들부의 형상 데이터에 대해서는 일차함수로써 커브 피팅을 수행하고, 탑부와 테일부의 형상 데이터에 대해서는 이차함수로써 커브 피팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 캠버 제어 방법.
  16. 압연의 전단 공정의 출측에 설치되어, 상기 압연의 전단 공정에서 발생되는 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상을 측정하는 형상 측정기; 및
    상기 형상 측정기에서 측정된 강판의 캠버 및 비대칭 도그본 형상 데이터로부터 상기 강판을 압연시 발생될 캠버를 예측하고, 상기 예측된 캠버가 제거되도록 압연의 제1 스탠드의 레벨을 제어하는 캠버 제어기를 포함하는 것으로서,
    상기 형상 측정기는
    상기 강판의 이송 속도를 측정하는 속도 측정기; 및
    서로 드라이브 사이드 및 워크 사이드 방향으로 교차 촬영하여, 상기 강판의 형상을 촬영하는 제1, 2 CCD 카메라를 포함하는 캠버 제어 장치.
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