KR101536450B1 - 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법 - Google Patents

연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치는, 강판을 촬영하여 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보를 생성하는 카메라부; 및 상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하고, 외부로부터 강판 정보를 입력 받아서 강판 폭 라인 값을 연산하여 싱기 강판의 에지라인 및 상기 강판 폭 라인 값을 이용하여 프로파일 범위를 설정하고, 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨을 합한 프로파일을 생성하고, 상기 프로파일을 이용해 접합부를 판정하는 접합부 검출부를 포함할 수 있다.

Description

연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법{Appatatus and method for detecting the jointed parts of strip in the endless rolling process}
본 출원은 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연연속 압연 공정에서 강판의 접합부를 정확하게 검출할 수 있는 강판의 접합부 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
연연속 압연 기술은 선행과 후행하는 두 개의 열간 압연재를 중첩하여 열간 압연하는 기술을 말한다. 종래의 경우, 조 압연기(roughing mill)를 통하여 압연된 1개의 열간 압연재의 압연이 끝난 후, 그 다음 순번의 열간 압연재를 압연할 때까지 수십 초를 대기해야 했었다. 연연속 압연 공정의 경우, 이러한 대기시간이 없이 작업시간이 획기적으로 단출되기 때문에 생산성 향상은 물론 품질향상과 각종 설비사고의 방지가 가능하다. 또한, 연연속 압연 공정에서는, 생산하는 코일이 처음과 끝부분에서 발생하는 품질 불량과 스크랩 손실이 줄어들고, 일반적인 열간 압연 공정에서 압연이 어려운 넓이과 두께의 제품 생산이 가능하다.
연연속 압연 공정에서는 선행재와 후행재의 접합부를 절단함에 있어서, 접합부 위치의 정확한 트래킹이 보장되고 절단길이(접합부와 절단점 사이의 거리)의 오차가 적을수록 실제 수득률이 높아진다. 따라서 연연속 압연재의 접합부를 정확히 검출하기 위한 기술이 요구된다.
연연속 압연재의 접합부 검출에 관한 종래기술로는, 압연재를 접합할 때 접합점을 생성하고 압연속도와 사상 압연기의 입출측측의 강판 두께를 이용하여 해당 접합점을 트래킹하는 방법과, 압연재의 동적 하중 변동 또는 두께 방향변위에 의해 선행재와 후행재의 접합부를 검출하는 방법이 있다. 이러한 방법들은 사상 압연기의 각 스탠드의 출구측 판압과 스탠드 롤 속도를 이용한 계산에 의해 접합부의 위치를 구한다. 그러나, 이 경우 접합기 또는 압연하중변동에 존재하는 사상 압연기의 상류측 스탠드에서 접합부를 정확히 검출하여도 하류측 사상 압연기에서는 계산에 의해 접합부의 위치를 구하므로 최종 스탠드 출측에서는 접합부의 위치에 오차가 발생하게 된다.
또한, 종래의 카메라 영상을 이용하여 접합부를 검출하는 방법의 경우, 소재의 에지라인 값을 먼저 찾아야만 접합부를 정확히 검출할 수 있었다. 다만, 종래의 경우에 하부 광원의 청결도, 냉각수 및 먼지 비산, 카메라 초점 조정 불량 등의 원인으로 강판부와 광원의 경계가 명확하지 못하여 에지라인 값을 찾지 못하는 경우가 발생하여 접합부 판정에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0096029호 (2004.11.16.)
본 출원은 연연속 열간 압연 공정에서 강판의 에지라인 값 및 강판의 폭 정보를 이용하여 선행재와 후행재 사이의 접합부를 정확하게 검출할 수 있는 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치는, 강판을 촬영하여 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보를 생성하는 카메라부; 및 상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하고, 외부로부터 강판 정보를 입력 받아서 강판 폭 라인 값을 연산하여 싱기 강판의 에지라인 값 및 상기 강판 폭 라인 값을 이용하여 프로파일 범위를 설정하고, 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨을 합한 프로파일을 생성하고, 상기 프로파일을 이용해 접합부를 판정하는 접합부 검출부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접합부 검출부는 상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하는 에지라인 검출부; 외부로부터 입력 받은 강판 정보를 이용하여 강판 폭 라인 값을 연산하는 폭 라인 연산부; 상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값 중에서 작은 값을 상기 프로파일 범위로 설정하고, 상기 영상 정보에서 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부; 상기 프로파일을 수신하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값 이하면 접합부로 판정하는 접합부 판정부; 및 접합부가 판정되면, 접합부 검출신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접합부 검출부는 상기 강판 정보에 따라 기 저장된 기준값 테이블에 저장된 값들 중 하나를 상기 기준값으로 설정하는 기준값 결정부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 현재 프로파일의 평균값은 현재의 라인을 포함하여 길이 방향의 접합부 구간 길이에 해당하는 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다.
여기서, 상기 과거 프로파일의 평균값은 현재의 라인으로부터 접합부 구간 길이 이전의 접합부 구간 길이의 2배의 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다.
여기서, 상기 카메라부는 상기 영상 정보를 생성하는 CCD 카메라; 및 광원의 파장을 통과시켜 광원이 투과된 영역이 상기 영상 정보에서 일정 조도 이상으로 표시되게 하는 광학 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치는, 상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호를 생성하여 상기 에지라인 검출부로 전송하는 트래킹부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 강판 정보는 강판의 강종, 온도 및 폭을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법은, 에지라인 검출부가 카메라부로부터 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보를 입력 받는 영상 정보 입력단계; 상기 에지라인 검출부가 상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하는 에지라인 검출단계; 폭 라인 연산부가 외부로부터 강판 정보를 입력 받아서 강판 폭 라인 값을 연산하는 폭 라인 연산단계; 프로파일 생성부가 상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값을 이용하여 프로파일 범위를 연산하고, 상기 영상 정보에서 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일을 생성하는 프로파일 생성단계; 접합부 판정부가 상기 프로파일을 이용하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값 이하면 접합부로 판정하는 접합부 판정단계; 및 접합부가 판정되면, 출력부가 접합부 검출신호를 출력하는 검출신호 출력단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 영상 정보를 입력 받기 이전에 트래킹부가 상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호를 생성하고, 상기 접합부 검출 구간신호를 에지라인 검출부로 전송하는 접합부 트래킹 단계를 더 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법에 의하면, 강판의 선행재와 후행재 사이의 접합부를 영상 정보를 이용하여 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법에 의하면, 강판의 에지라인 값을 검출에 오류가 발생한 경우에도 강판 정보를 이용하여 정확한 접합부 검출이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 강판의 접합부 검출 장치 및 방법에 의하면, 강판의 강종과 온도 정보를 이용하여 기준값을 결정함으로써, 다양한 강종에 대하여도 정확한 접합부 검출이 가능하다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치가 사용되는 연연속 압연설비의 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치 중 카메라부가 영상 정보를 생성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치가 생성한 접합부의 영상 정보의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는, 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치의 기준값 테이블을 나타내는 도면이다.
도 6은. 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치를 포함하는 연연속 압연설비의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치를 포함하는 연연속 압연설비는 조 압연기(10), 코일박스(20), 크롭 절단기(30), 접합기(40), 사상 압연기(50), 고속 절단기(60), 권취기(70), 카메라부(100), 하부 광원(90), 접합부 검출부(200) 및 트래킹부(300)를 포함할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치를 포함하는 연연속 압연 설비를 설명한다.
도 1을 참조하면, 연연속 압연 공정에서는 조 압연기(10)를 통하여 압연된 열간 압연재가 코일박스(20)에 권취된다. 이후, 상기 열간 압연재가 권취된 코일박스(20)로부터 인출되는 선행재의 후단과 후행재의 선단을 크롭 절단기(30)가 절단한다. 그리고, 후행재를 가속시켜 후행재의 선단을 선행재의 후단 위쪽으로 겹치게 한 뒤에 접합기(40)가 상기 선행재와 상기 후행재를 접합한다. 이후, 접합된 강판을 사상 압연기(50)가 마무리 압연한 후, 권취기(70) 전단의 고속 절단기(60)가 절단하여 제품을 생산하게 된다. 이 경우, 상기 고속 절단기(60)는 강판의 접합부가 검출되면, 상기 접합부를 절단할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치의 카메라부(100), 트래킹부(300) 및 접합부 검출부(200)는 강판(접합된 열간 압연재)의 접합부를 검출하기 위하여 상기 사상 압연기(50)와 상기 고속 절단기(60) 사이에 차례대로 배치될 수 있다. 상기 카메라부(100)는 CCD 카메라(110) 및 상기 CCD 카메라(110) 하단에 구비되는 광학 필터(120)를 포함할 수 있다. 이 경우, 하부 광원(90)은 상기 카메라부(100)의 하단에 위치하여 상기 카메라부(100) 방향으로 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 상기 카메라부(100)는 상기 사상 압연기(50)의 최종 스탠드 출측에 배치될 수 있다. 이 경우, 강종에 따라 최종 스탠드 출측의 소재 온도가 다르게 되고, 코일의 가장자리 온도가 다른 부위에 비해 낮아서 에지라인 값(e)을 검출하기 어려울 수 있다. 따라서, 상기 하부 광원(90)은 상기 사상 압연기(50)의 잡업 롤 하부에 배치되어 상기 카메라부(100)의 에지라인 값(e) 검출 정도를 높일 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치는 카메라부(100) 및 접합부 검출부(200)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치를 설명한다.
카메라부(100)는 강판을 촬영하여 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보(i)를 생성할 수 있다. 상기 영상 정보(i)는 색상 대신 흑백의 명암값을 갖는 픽셀들로 표현될 수 있다. 구체적으로, 상기 영상 정보(i)에는 강판이 이송되는 패스라인과 강판 및 강판의 접합부가 각기 다른 명암의 그레이 픽셀로 표현될 수 있다. 상기 카메라부(100)는 상기 영상 정보(i)를 접합부 검출부(200)로 전송할 수 있다.
접합부 검출부(200)는 영상 정보(i)를 분석하여 강판의 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 상기 강판의 에지라인 값(e)은 상기 영상 정보(i)에 포함된 강판 부분의 경계선을 의미한다.
상기 접합부 검출부(200)는 외부로부터 강판 정보(dat)를 입력 받아서 강판 폭 라인 값을 연산할 수 있다. 이 경우, 상기 강판 정보(dat)는 강판의 강종, 온도 및 폭 정보를 포함할 수 있다. 상기 강판 폭 라인 값은 상기 영상 정보(i)에서의 강판의 폭을 나타내는 값일 수 있다.
상기 접합부 검출부(200)는 상기 강판의 에지라인 값(e) 및 상기 강판 폭 라인 값을 이용하여 프로파일 범위(R)를 설정하고, 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위(R)까지의 그레이 레벨을 합한 프로파일(p)을 생성할 수 있다.
상기 접합부 검출부(200)는 상기 프로파일(p)을 이용해 접합부를 판정할 수 있다. 구체적으로, 상기 프로파일(p)은 강판의 두께에 따라 다른 값이 생성될 수 있다. 즉, 상기 강판의 접합부와 접합부 이외의 곳에서는 상기 강판의 프로파일(p) 값이 상이할 수 있다. 따라서, 상기 접합부 검출부(200)는 상기 프로파일(p)을 지속적으로 확인하여 상기 강판의 접합부를 판정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 접합부 검출부(200)는 에지라인 검출부(210), 폭 라인 연산부(220), 프로파일 생성부(230), 접합부 판정부(240) 및 출력부(250)를 포함할 수 있다.
에지라인 검출부(210)는 영상 정보(i)를 분석하여 강판의 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 구체적으로, 상기 에지라인 검출부(210)는 상기 영상 정보(i) 중에서 명암 값이 차이 나는 경계선이 되는 강판의 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 이 경우, 상기 에지라인 값(e)은 상기 영상 정보(i)에서 상기 강판으로 판별되는 영역의 폭 방향 픽셀수, 즉, 상기 영상 정보(i)의 강판 영역의 끝부분부터 상기 명암 값이 차이 나는 경계선까지의 픽셀수로 표현될 수 있다. 상기 에지라인 검출부(210)는 검출한 에지라인 값(e)을 프로파일 생성부(230)로 전송할 수 있다.
폭 라인 연산부(220)는 외부로부터 입력 받은 강판 정보(dat)를 이용하여 강판 폭 라인 값을 연산할 수 있다. 구체적으로, 상기 폭 라인 연산부(220)는 외부의 시스템 또는 사용자 단말로부터 상기 강판 정보(dat)를 입력 받을 수 있다. 여기서 외부의 시스템은 강판 주조 공정을 제어하는 공정 제어 시스템일 수 있다. 상기 폭 라인 연산부(220)는 상기 강판 정보(dat)에 포함된 강판의 폭과 강판이 지나가는 패스라인 폭을 이용하여 상기 강판 폭 라인 값을 연산할 수 있다. 구체적으로, 상기 강판 폭 라인 값은 강판의 폭을 패스라인 폭으로 나눈 후 카메라부(100) 화소를 곱한 값일 수 있다. 예를 들어, 카메라부(100)의 화소가 1024픽셀인 경우, 상기 강판 폭 라인 값은 Lc/Lp * 1024 일 수 있다. 즉, 상기 강판 폭 라인 값은 강판 정보(dat)를 이용하여 영상 정보(i) 내에 표현된 강판의 폭에 대응하는 픽셀수로 표현될 수 있다.
프로파일 생성부(230)는 상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값(e) 중 작은 값을 상기 프로파일 범위(R)로 설정할 수 있다. 상기 프로파일 범위(R)는 접합부를 판정하기 위하여 영상 정보(i)에서 그레이 레벨의 합을 구할 범위일 수 있다. 여기서, 상기 강판 폭 라인 값은 폭 라인 연산부(220)가 구한 강판 폭 라인 값을 그대로 사용할 수도 있고, 추가적으로 마진을 가감한 뒤에 상기 에지라인 값(e)과 비교할 수도 있다. 상기 프로파일 생성부(230)는 상기 폭 라인 값과 상기 에지라인 값 중에서 작은값을 상기 프로파일 범위로 설정할 수 있다. 이 경우, 프로파일 생성부(230)는 다음의 수학식 1로부터 상기 프로파일 범위(R)를 구할 수 있다.
Figure 112013115841132-pat00001
여기서, R은 프로파일 범위, Lc는 강판의 폭, Lp는 패스라인 폭, 카메라부 화소는 상기 카메라부(100)에서 생성하는 영상 정보(i)의 픽셀 수, a는 강판 폭 끝위치의 마진을 말한다. 여기서 상기 a 값은 +10 또는 -10으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 프로파일 생성부(230)는 별도로 구한 상기 에지라인 값(e) 및 상기 강판 폭 라인 값을 이용하여 프로파일 범위(R)를 설정함으로써, 에지라인 값(e) 검출에 오류가 발생하는 경우에도 강판의 폭 위치까지 프로파일(p)을 생성할 수 있게 되어 접합부 판정의 정확도를 높일 수 있다.
상기 프로파일 생성부(230)는 상기 영상 정보(i)에서 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위(R)까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일(p)을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 프로파일 생성부(230)는 다음의 수학식 2를 이용하여 프로파일(p)을 생성할 수 있다.
Figure 112013115841132-pat00002
여기서, R은 프로파일 범위(R), x는 강판의 폭 방향, y는 강판의 길이 방향(패스라인 진행 방향)을 의미한다.
상기 프로파일 생성부(230)는 생성한 프로파일(p)을 접합부 판정부(240)로 전송할 수 있다.
접합부 판정부(240)는 상기 프로파일(p)을 수신하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값(ref) 이하면 접합부로 판정할 수 있다. 여기서, 상기 기준값(ref)은 0.5 또는 0.7로 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 현재 프로파일의 평균값은 현재의 라인을 포함하여 길이 방향의 접합부 구간 길이에 해당하는 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다.
또한, 상기 과거 프로파일의 평균값은 현재의 라인으로부터 접합부 구간 길이 이전의 접합부 구간 길이의 2배의 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다. 여기서, 상기 과거 프로파일의 평균값은 상기 접합부 구간 길이의 2배의 라인 개수의 평균 이외에도, 상기 접합부 구간 길이 이상의 라인 개수의 평균 프로파일 값으로 기 설정할 수 있다.
또한, 상기 현재 프로파일의 평균값 및 상기 과거 프로파일의 평균값을 구하는 경우, 상기 접합부 구간 길이는 연연속 압연 공정에 따라 사용자가 임의대로 설정할 수 있다.
구체적으로, 접합부는 상기 영상 정보(i) 내에서 더 어둡게 표현이 되기 때문에 접합부가 존재하는 경우, 상기 과거 프로파일의 평균값과 현재 프로파일의 평균값이 더 큰 차이가 날 수 있다. 따라서, 상기 과거 프로파일의 평균값과 상기 현재 프로파일의 평균값의 비율은 상대적으로 더 작아질 수 있다. 따라서, 상기 접합부 판정부(240)는 상기 평균값의 비율이 상기 기준값(ref) 이하가 되면, 접합부로 판정할 수 있다.
상기 접합부 판정부(240)는 접합부를 판정한 접합부 판정 결과(d)를 출력부로 전송할 수 있다.
출력부(250)는 접합부가 판정되면, 접합부 검출신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 상기 출력부(250)는 접합부 검출신호를 고속 절단기(60)로 전송할 수 있다. 따라서, 상기 고속 절단기(60)는 접합부 검출신호에 응답하여 강판의 접합부 부분을 정확하게 절단할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치 중 접합부 검출부(200)는 기준값 결정부(260)를 더 포함할 수 있다.
기준값 결정부(260)는 상기 강판 정보(dat)에 따라 기 저장된 기준값 테이블에 저장된 값들 중 하나를 상기 기준값(ref)으로 설정할 수 있다. 구체적으로, 상기 기준값 결정부(260)는 상기 기준값 테이블을 저장하는 저장 공간을 구비할 수 있다. 상기 기준값 테이블은 강판 정보(dat)에 대응되는 기준값(ref)들을 메핑한 정보일 수 있다. 상기 기준값 결정부(260)는 외부로부터 강판 정보(dat)를 입력 받아서 대응되는 기준값(ref)을 상기 기준값 테이블에서 추출할 수 있다. 상기 기준값 결정부(260)는 추출한 상기 기준값(ref)을 접합부 판정부(240)로 전송할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치는 트래킹부(300)를 더 포함할 수 있다.
트래킹부(300)는 상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호(t)를 생성하여 상기 에지라인 검출부(210)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 강판은 조 압연기(10), 코일박스(20), 크롭 절단기(30), 접합기(40) 및 사상 압연기(50)를 거치면서 냉각수 제어의 이상 요인 등과 같은 비정상적인 요인에 의해 강판의 중간위치에서 온도의 하락이 발생할 수 있다. 온도의 하락이 발생한 경우, 영상 정보(i)에서 그레이 레벨이 어둡게 표시되어 접합부로 오판할 가능성이 있다. 따라서, 상기 트래킹부(300)는 접합부 검출 구간신호(t)를 생성하여 오판 가능성을 줄일 수 있다. 구체적으로, 상기 트래킹부(300)는 접합기(40)가 선행재와 후행재를 접합한 경우, 접합부를 트래킹하여 상기 접합부가 카메라부(100)에 도달하기 전과 후에 상기 접합부 검출 구간신호(t)를 생성하여 상기 에지라인 검출부(210)로 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 에지라인 검출부(210)는 상기 접합부 검출 구간신호(t) 사이의 상기 영상 정보를 분석하여 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 즉, 상기 트래킹부(300)는 접합부가 존재할 수 있는 구간에서만 상기 에지라인 검출부(210)가 영상 정보(i)를 분석하도록 할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치 중 카메라부(100)가 영상 정보(i)를 생성하는 것을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 카메라부(100)는 CCD 카메라(110) 및 광학 필터(120)를 포함할 수 있다.
CCD 카메라(110)는 강판의 그레이 레벨을 갖는 영상 정보(i)를 생성할 수 있다. 상기 CCD 카메라(110)는 외부 물체를 촬영하여 그레이 레벨을 갖는 영상 정보(i)를 생성할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
도 3을 참조하면, 상기 카메라부(100)는 강판의 중앙부터 하부 광원(90)의 바깥쪽 끝까지를 전 범위로 촬영하는 2개의 CCD 카메라(110)를 구비할 수 있다. 여기서 하부 광원(90)의 크기는 패스라인 폭과 일치할 수 있다. 다만, 상기 도 3의 경우 이외에도 상기 카메라부(100)는 상기 하부 광원(90) 전 범위를 촬영하는 1개의 CCD 카메라(110)만을 구비할 수도 있다.
광학 필터(120)는 광원의 파장을 통과시켜 광원이 투과된 영역이 상기 영상 정보(i)에서 일정 조도 이상으로 표시되게 할 수 있다. 구체적으로, 상기 광학 필터(120)는 하부 광원(90)의 파장만 통과시킬 수 있다. 이 경우, 상기 영상 정보(i)에는 광원이 통과한 영역은 밝게 표시되고, 강판이 위치한 영역만 어둡게 표시될 수 있다.
상기 광학 필터(120)는 적외선을 차단하는 광학 필터(120)일 수 있다. 구체적으로, 열연 강판은 가시광선 및 적외선 영역의 빛을 강하게 방출하고, 상기 CCD 카메라(110)도 적외선 영역에 대한 감도가 강하여 강판 중앙의 표면 명암이 구별되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 광학 필터(120)는 적외선을 차단함으로써, 상기 CCD 카메라(110)가 생성하는 영상 정보(i)에서 강판의 에지라인 값(e)이 구분되면서 강판의 명암도 구별 가능하게 할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치가 생성한 접합부의 영상 정보(i)의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, X는 강판의 폭 방향, Y는 강판의 길이 방향(패스라인 방향)을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 상기 영상 정보(i)에는 강판 부분이 어둡게(검게) 나타나고, 하부 광원(90)의 광이 방출되는 영역은 밝게 나타난 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 에리라인 검출부는 명암의 경계를 확인하여 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다.
도 5는, 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치의 기준값 테이블을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 기준값 테이블에는 강판 정보(dat)들과 상기 강판 정보(dat)들에 대응되는 기준값(ref)이 매핑되어 정리되어 있을 수 있다. 도 5를 참조하면, 기준값 테이블은 강판의 강종과 온도에 따른 기준값(ref)들이 정리된 표일 수 있다. 구체적으로, 영상 신호의 그레이 레벨은 강판의 강종과 온도에 따라 상이할 수 있다. 따라서, 각기 다른 강판의 접합부를 일정한 기준값(ref)에 따라 판정할 경우, 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 기준값 결정부(260)는 상기 강판 정보(dat)(강판의 폭, 온도 등)에 따라 강판의 소재에 맞는 기준값(ref)을 결정하여 접합부 판정부(240)로 전송할 수 있다.
도 6은. 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법은 트래킹 단계(S100), 영상 정보 입력단계(S200), 에지라인 검출단계(S300), 폭 라인 연산단계(S400), 프로파일 생성단계(S500), 접합부 판정단계(S600) 및 검출신호 출력단계(S700)를 포함할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 연연속 압연 공저에서의 접합부 검출 방법을 설명한다.
트래킹 단계(S100)에서는, 트래킹부(300)가 상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호(t)를 생성하고, 상기 접합부 검출 구간신호(t)를 에지라인 검출부(210)로 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 트래킹 단계(S100)에서는, 에지라인 검출부(210)가 상기 접합부 검출 구간신호(t)에 응답하여 접합부가 존재하는 위치 주변의 영상 정보(i)만을 분석할 수 있다.
영상 정보 입력단계(S200)에서는, 에지라인 검출부(210)가 카메라부(100)로부터 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보(i)를 입력 받을 수 있다. 상기 영상 정보(i)는 패스 라인을 이동하는 강판을 촬영한 영상으로, 색상 대신 흑백의 명암으로 나타는 영상일 수 있다.
에지라인 검출단계(S300)에서는, 상기 에지라인 검출부(210)가 상기 영상 정보(i)를 분석하여 강판의 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 구체적으로, 상기 에지라인 검출단계(S300)에서는, 상기 영상 정보(i)에서 어두운 부분을 강판으로, 밝은 부분을 패스라인 영역(또는, 하부 광원(90) 영역)으로 보아 강판의 경계가 되는 에지라인 값(e)을 검출할 수 있다. 상기 에지라인 검출단계(S300)에서는, 에지라인 검출부(210)가 상기 에지라인 값(e)을 프로파일 생성부(230)로 전송할 수 있다.
폭 라인 연산단계(S400)에서는, 폭 라인 연산부(220)가 외부로부터 강판 정보(dat)를 입력 받아서 강판 폭 라인 값을 연산할 수 있다. 여기서, 상기 강판 정보(dat)는 강판의 폭, 온도 및 강종을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폭 라인 연산단계(S400)에서는, 상기 폭 라인 연산부(220)가 공정 제어 시스템으로부터 상기 강판 정보(dat)를 입력 받을 수 있다. 상기 폭 라인 연산단계(S400)에서는, 상기 폭 라인 연산부(220)가 상기 강판의 폭을 패스라인 폭으로 나눈 후 카메라부(100)의 화소(픽셀)을 곱하여 상기 강판 폭 라인 값을 연산할 수 있다. 상기 폭 라인 연산단계(S400)에서는, 상기 폭 라인 연산부(220)가 상기 강판 폭 라인 값을 프로파일 생성부(230)로 전송할 수 있다.
프로파일 생성단계(S500)에서는, 프로파일 생성부(230)가 상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값(e)을 이용하여 프로파일 범위(R)를 연산할 수 있다. 구체적으로, 상기 프로파일 생성단계(S500)에서는 상기 프로파일 생성부(230)가 상기 수학식 1로부터 상기 프로파일 범위(R)를 연산할 수 있다.
상기 프로파일 생성단계(S500)에서는, 상기 프로파일 생성부(230)가 상기 영상 정보(i)에서 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위(R)까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일(p)을 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 프로파일 생성단계(S500)에서는, 상기 프로파일 생성부(230)가 상기 수학식 2를 이용하여 상기 프로파일(p)을 생성할 수 있다. 상기 프로파일 생성단계(S500)에서는, 상기 프로파일 생성부(230)가 상기 프로파일(p)을 접합부 판정부(240)로 전송할 수 있다.
접합부 판정단계(S600)에서는, 접합부 판정부(240)가 상기 프로파일(p)을 이용하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값(ref) 이하면 접합부로 판정할 수 있다. 여기서, 상기 현재 프로파일의 평균값은 현재의 라인을 포함하여 길이 방향의 접합부 구간 길이에 해당하는 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다. 또한, 상기 과거 프로파일의 평균값은 현재의 라인으로부터 접합부 구간 길이 이전의 접합부 구간 길이의 2배의 라인 개수의 평균 프로파일 값일 수 있다. 상기 접합부 판정단계(S600)에서는, 상기 접합부 판정부(240)가 접합부 판정 결과(d)를 출력부(250)로 전송할 수 있다.
검출신호 출력단계(S700)에서는, 출력부(250)가 접합부 검출신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 상기 검출신호 출력단계(S700)에서는, 상기 출력부(250)가 상기 접합부 판정부(240)로부터 접합부 판정 결과(d)를 수신하여 접합부가 판정된 경우, 상기 접합부 검출신호를 출력할 수 있다. 상기 검출신홀 출력단계에서는, 상기 출력부(250)가 상기 접합부 검출신호를 고속 절단기(60)로 전송할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
10: 조 압연기 20: 코일박스
30: 크롭 절단기 40: 접합기
50: 사상 압연기 60: 고속 절단기
70: 권취기 90: 하부 광원
100: 카메라부 110: CCD 카메라
120: 광학 필터 200: 접합부 검출부
210: 에지라인 검출부 220: 폭 라인 연산부
230: 프로파일 생성부 240: 접합부 판정부
250: 출력부 260: 기준값 결정부
300: 트래킹부
i: 영상 정보 e: 에지라인 값
p: 프로파일 d: 접합부 판정 결과
dat: 강판 정보 t: 접합부 검출 구간신호
ref: 기준값 R: 프로파일 범위
S100: 트래킹 단계
S200: 영상 정보 입력단계
S300: 에지라인 검출단계
S400: 폭 라인 연산단계
S500: 프로파일 생성단계
S600: 접합부 판정단계
S700: 검출신호 출력단계

Claims (10)

  1. 강판을 촬영하여 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보를 생성하는 카메라부; 및
    상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하고, 외부로부터 강판 정보를 입력받아서 강판 폭 라인 값을 연산하여 상기 강판의 에지라인 값 및 상기 강판 폭 라인 값을 이용하여 프로파일 범위를 설정하고, 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨을 합한 프로파일을 생성하고, 상기 프로파일을 이용해 접합부를 판정하는 접합부 검출부를 포함하고,
    상기 접합부 검출부는
    상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하는 에지라인 검출부;
    외부로부터 입력받은 강판 정보를 이용하여 강판 폭 라인 값을 연산하는 폭 라인 연산부;
    상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값 중에서 작은 값을 상기 프로파일 범위로 설정하고, 상기 영상 정보에서 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부;
    상기 프로파일을 수신하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값 이하면 접합부로 판정하는 접합부 판정부; 및
    접합부가 판정되면, 접합부 검출신호를 출력하는 출력부를 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 접합부 검출부는
    상기 강판 정보에 따라 기 저장된 기준값 테이블에 저장된 값들 중 하나를 상기 기준값으로 설정하는 기준값 결정부를 더 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 현재 프로파일의 평균값은
    현재의 라인을 포함하여 길이 방향의 접합부 구간 길이에 해당하는 라인 개수의 평균 프로파일 값인 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이전 프로파일의 평균값은
    현재의 라인으로부터 접합부 구간 길이 이전의 접합부 구간 길이의 2배의 라인 개수의 평균 프로파일 값인 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카메라부는
    상기 영상 정보를 생성하는 CCD 카메라; 및
    광원의 파장을 통과시켜 광원이 투과된 영역이 상기 영상 정보에서 일정 조도 이상으로 표시되게 하는 광학 필터를 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호를 생성하여 상기 에지라인 검출부로 전송하는 트래킹부를 더 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 강판 정보는
    강판의 강종, 온도 및 폭을 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 장치.
  9. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 접합부 검출장치를 이용한 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법에 있어서,
    에지라인 검출부가 카메라부로부터 강판의 그레이 레벨 픽셀을 갖는 영상 정보를 입력받는 영상 정보 입력단계;
    상기 에지라인 검출부가 상기 영상 정보를 분석하여 강판의 에지라인 값을 검출하는 에지라인 검출단계;
    폭 라인 연산부가 외부로부터 강판 정보를 입력받아서 강판 폭 라인 값을 연산하는 폭 라인 연산단계;
    프로파일 생성부가 상기 강판 폭 라인 값과 상기 강판의 에지라인 값 중 작은 값을 프로파일 범위로 설정하고, 상기 영상 정보에서 상기 강판의 폭 방향으로 상기 프로파일 범위까지의 그레이 레벨의 합을 계산하여 프로파일을 생성하는 프로파일 생성단계;
    접합부 판정부가 상기 프로파일을 이용하여 현재 프로파일의 평균값과 이전 프로파일의 평균값의 비율이 기준값 이하면 접합부로 판정하는 접합부 판정단계; 및
    접합부가 판정되면, 출력부가 접합부 검출신호를 출력하는 검출신호 출력단계를 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 영상 정보를 입력 받기 이전에
    트래킹부가 상기 강판의 접합부 위치를 트래킹하여 접합부 검출 구간신호를 생성하고, 상기 접합부 검출 구간신호를 에지라인 검출부로 전송하는 접합부 트래킹 단계를 더 포함하는 연연속 압연 공정에서의 접합부 검출 방법.
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