KR101972537B1 - 후판 자동 형상교정 시스템 및 방법 - Google Patents

후판 자동 형상교정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 시스템은 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 위치하는 소재(후판)의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정부; 상기 소재의 규격정보 및 상기 평탄도 측정부에서 측정한 평탄도 측정값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 스케줄링 정보를 산출하는 평탄화 스케줄링 산출부; 및 상기 가역식 텐션 레벨러의 평탄화 레벨링 동작을 제어하는 PLC를 포함하고, 상기 평탄도 측정부는 상기 소재(후판)의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 소재(후판)의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제1 측정부; 상기 소재(후판)의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 소재(후판)의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제2 측정부; 상기 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 각각 위치한 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 소재(후판)의 평탄도(형상)를 산출하는 평탄도 산출부를 포함하고, 상기 평탄화 스케줄링 산출부는 상기 소재의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정하는 조업조건 설정부; 상기 소재의 규격정보, 평탄도 측정값 및 조업 조건을 기초로, 압연 패스 수를 정하는 압연 패스 결정부; 상기 조업조건을 고려하여 상기 소재의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스 별 레벨링량을 산출하는 레벨링량 산출부; 및 상기 레벨링량 산출부에서 산출된 패스 별 레벨링량에 따라 레벨링된 소재의 평탄도 측정값과 해당 패스에서 상기 소재의 예측 평탄도 또는 평탄도 불량 패턴을 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 조업 조건, 압연 패스 및 패스별 압연 레벨링량을 보정하여 재 산출하는 레벨링 보정부를 포함하고, 상기 평탄도(형상)는 상기 군집함수의 분포도인 것을 특징으로 한다.

Description

후판 자동 형상교정 시스템 및 방법{System and method for automatic controlling correction of flatness of a tension leveler}
본 발명은 후판 자동 형상교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 후판은 가열로, 압연기, 가속냉각장치, 열간교정기 등을 사용하는 다수의 단위 고정들을 통해 제조된다. 즉, 슬라브를 가열하여 목표로 하는 두께와 폭으로 압연하여 얻은 날판을 가속 냉각한다. 이후 열간 상태에서 열간 교정기에 의해 교정을 실시한 후, 날판의 에지와 전후단을 절단하여 제품(후판)으로 제조한다.
상술한 후판 제조 공정에 대해서는 예컨대, 한국공개특허 제2009-0043392호(“후판의 제조방법 및 그 장치”, 공개일: 2009년 5월 6일)에 개시되어 있다.
상술한 후판의 제조 공정은 고온의 판재를 강압하, 강냉각, 강교정하기 때문에 제조된 후판에는 평탄도 불량이 발생될 수 있다.
이러한 평탄도 불량의 경우, 레벨러를 통해 작업자가 평탄화 작업을 수행한다. 그러나, 작업자에 따라 평탄화 작업이 균일하지 못하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2009-0043392호
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 후판 자동 형상교정 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 시스템은 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 위치하는 후판의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정부; 상기 후판의 규격정보 및 상기 평탄도 측정부에서 측정한 평탄도 측정값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 스케줄링 정보를 산출하는 평탄화 스케줄링 산출부; 및 상기 가역식 텐션 레벨러의 평탄화 레벨링 동작을 제어하는 PLC를 포함하고, 상기 평탄도 측정부는 상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제1 측정부; 상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제2 측정부; 상기 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 각각 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각들을 군집한 군집 함수 f(Ln)에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 평탄도 산출부를 포함하고, 상기 평탄화 스케줄링 산출부는 상기 후판의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정하는 조업조건 설정부; 상기 후판의 규격정보, 평탄도 측정값 및 조업 조건을 기초로, 압연 패스 수를 정하는 압연 패스 결정부; 상기 조업조건을 고려하여 상기 후판의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스 별 레벨링량을 산출하는 레벨링량 산출부; 상기 후판의 규격정보에 따라 설정 및 산출된 조업조건, 압연 패스 수, 레벨링량을 포함하는 가역식 텐션 레벨의 스케줄을 생성하는 스케줄링 생성부; N 패스 압연 스케줄 정보를 이용하여 평탄화 작업이 진행된 후판의 평탄도가 N+1 패스 진행 전에, 예측 평탄도의 오차범위 또는 평탄화 불량패턴의 오차범위 내에 있는 지를 비교판단하는 비교판단부; 상기 비교판단부의 비교결과에 따라 제2 지점(후단)에서 측정한 후판의 평탄도 측정값 또는 기 설정된 평탄도 불량패턴 간의 차에 상응하는 보정값을 생성한 후, 상기 보정값에 기초하여 기존 평탄화 스케줄링에 포함된 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 보정하는 보정부를 포함하고, 상기 평탄도산출부는 상기 후판의 선단부, 중단부, 후단부 각각에서 검출된 군집함수들을 K means 클러스터링 알고리즘에 적용하여 상기 후판의 휨, 웨이브, 뒤틀림의 군집함수로 분류하고, 상기 군집 함수 f(Ln)은 P1(± tan θ)~ Pn(± tan θ)이고, Pn은 후판의 폭 라인 n열에서 라인 레이저 빔이 반사된 지점을 의미하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 방법은 가역식 텐션 레벨러의 전단으로 인입되는 후판의 평탄도를 제1 지점에서 측정하는 a) 단계; 상기 후판의 규격정보 및 상기 제1 지점에서 측정한 후판의 평탄도 측정값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 포함하는 1차 스케줄링 정보를 산출하는 b) 단계; 상기 가역식 텐션 레벨러에서 상기 1차 스케줄링 정보에 따라 상기 후판의 평탄화 레벨링 작업을 수행하는 c) 단계; 상기 가역식 텐션 레벨러의 후단에서 출력되는 상기 후판의 평탄도를 제2 지점에서 측정하는 d) 단계; 상기 제2 지점에서 측정한 평탄도와 해당 압연 패스의 예측 평탄도 간의 차이를 비교판단하는 e) 단계; 상기 차이가 발생되면, 상기 차이값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량이 보정된 2차 스케줄링 정보를 생성하는 f) 단계; 및 상기 가역식 텐션 레벨러에서 상기 2차 스케줄링 정보에 따라 상기 후판의 평탄화 레벨링 작업을 수행하는 g) 단계를 포함하고, 상기 a) 단계는 상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ을 검출하는 단계; 및 상기 가역식 텐션 레벨러의 전단에 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 b) 단계는 상기 후판의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정하는 단계; 상기 후판의 규격정보 및 후판의 평탄도 측정값을 기초로, 압연 패스 수를 결정하는 단계; 및 상기 조업조건을 고려하여 상기 후판의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스별 압연 레벨링량을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 d) 단계는 상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ을 검출하는 단계; 및 상기 후단에 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 e) 단계는, N 패스 압연 스케줄 정보를 이용하여 평탄화 작업이 진행된 후판의 평탄도가 N+1 패스 진행 전에, 예측 평탄도의 오차범위 또는 평탄화 불량패턴의 오차범위 내에 있는 지를 비교판단하는 단계를 포함하고, 상기 f) 단계는 상기 1차 스케줄링으로 레벨링된 후판의 평탄도 측정값과 해당 패스에서 후판의 예측 평탄도값을 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 조업 조건, 압연 패스 및 패스별 압연 레벨링량을 보정하는 단계를 포함하고, 상기 평탄도를 산출하는 단계는 상기 후판의 선단부, 중단부, 후단부 각각에서 검출된 군집함수들을 K means 클러스터링 알고리즘에 적용하여 상기 후판의 휨, 웨이브, 뒤틀림의 군집함수로 분류하고, 상기 군집 함수 f(Ln)은 P1(± tan θ)~ Pn(± tan θ)이고, Pn은 후판의 폭 라인 n열에서 라인 레이저 빔이 반사된 지점을 의미하는 것을 특징으로 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 해당 업계 종사자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 후판의 불량패턴에 대한 압연할 총 압연패스 수 및 압연패스 마다의 레벨링량을 분석한 후, 분석된 정보를 압연 패스 스케줄에 적용함으로써, 가역식 텐션 레벨러의 레벨링 동작시 운전자마다 상이한 레벨링 정도의 차이를 해소할 수 있고, 이를 통해 정량화된 레벨링이 가능하다는 이점이 있다.
상술한 이점을 통해 후판의 품질 향상 및 생산성 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 측정부 및 제2 측정부의 세부 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3a는 소재의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각의 영역을 나타낸 도이다.
도 3b는 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 소재(후판)에 에러가 발생된 영역을 K means 클러스터링 알고리즘을 통해 병합 군집하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 평탄화 스케줄링 처리의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5 내지 도 9는 평탄화 불량패턴을 나타낸 예시도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 방법을 설명한 흐름도이다.
도 11은 도 10의 S720 과정의 세부 흐름도이다.
도 12는 도 10의 S760 과정에서 보정
도 13은 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 레벨러용 비접촉식 자동형상교정 시스템 및 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 측정부 및 제2 측정부의 세부 구성을 나타낸 예시도이고, 도 3a는 소재의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각의 영역을 나타낸 도이고, 도 3b는 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 소재(후판)에 에러가 발생된 영역을 K means 클러스터링 알고리즘을 통해 병합 군집하는 과정을 나타낸 예시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 평탄화 스케줄링 처리의 세부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5 내지 도 9는 평탄화 불량패턴을 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조, 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 시스템 (100)은 평탄도 측정부(200), 가역식 텐션 레벨러(300), PLC(400) 및 평탄화 스케줄링 처리부(500)를 포함할 수 있다.
상기 평탄도 측정부(200)는 가역식 텐션 레벨러(300)의 제1 지점(전단) 및 제2 지점(후단)에 위치되어, 라인 레이저 빔을 이용하여 소재의 평탄도를 측정한다.
보다 구체적으로, 상기 평탄도 측정부(200)는 제1 측정부(210), 제2 측정부(220) 및 평탄도 산출부(230)를 포함할 수 있고, 상기 제1 측정부(210)는 제1 지점(전단)에 위치한 소재의 표면형상을 라인 레이저를 통해 측정하고, 상기 제2 측정부(220)는 제2 지점(후단)에 위치한 소재의 표면형상을 라인 레이저를 통해 측정한다.
상기 제1 측정부(210)는 레이저 조사부(211) 및 검출부(212)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 조사부(211)는 일정 속도로 이송하는 소재(후판)의 폭 방향으로 복수 개의 라인 레이저 빔을 조사한다.
이때, 복수 개의 라인 레이저 빔은 일정 간격으로 이격된 상태로 조사될 수 있다.
다음으로, 검출부(212)는 소재(후판)에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출한다.
다음으로, 상기 평탄도 산출부(230)는 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 소재의 평탄도를 산출할 수 있다.
참고로, 상기 평판도 산출부(230)는 K means 클러스터링 알고리즘을 이용하여 소재의 선단부, 중단부, 후단부 각각의 소재 상태(휩, 웨이브, 뒤틀림 등)을 군집함수의 분포도로 나타낼 수 있다.
군집 함수 f(Ln)는 P1(± tan θ) ~ Pn(± tan θ) 으로, Pn는 소재의 폭 라인 n열에서 라인 레이저 빔이 반사된 지점을 의미한다.
한편, 상기 평탄도 산출부(230)는 산출된 소재의 평탄도에 기초하여 선단부, 중단부, 후단부 각각의 소재 상태(휩, 웨이브, ?지, 뒤틀림)를 분류하여 제공할 수 있다. 상기 소재 상태는 후술하는 가역식 텐션 레벨러(300)의 롤갭 및 압하량을 설정하는 설정값의 기초자료로 사용될 수 있다.
다음으로, 가역식 텐션 레벨러(300)는 상기 평탄도 측정부(200)에서 제1 지점 및 제2 지점에서 측정한 측정값 및 소재의 규격정보에 기초하여 산출된 평탄화 스케줄링 정보에 따라 상기 소재의 형상(평탄도)를 교정한다.
다음으로, PCL(Programmable Logic Controller: 400)는 평탄화 스케줄링 정보에 기초하여 가역식 텐션 레벨러(300)의 형상교정(평탄화 작업) 동작을 제어한다.
다음으로, 도 3을 참조, 상기 평탄화 스케줄링 처리부(500)는 상기 소재의 규격정보 및 상기 평탄도 측정부(200)에서 산출한 소재의 평탄도(형상)(휨, 웨이브, 뒤틀림 등)에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러(300)의 평탄화 스케줄링 정보를 산출한 후, 상기 PLC(400)로 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 평탄화 스케줄링 처리부(500)는 조업조건 설정부(510), 압연 패스 결정부(520), 레벨링량 산출부(530) 및 보정부(540)을 포함할 수 있다.
상기 조업조건 설정부(510)는 상기 소재의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 기본 조업 조건을 설정한다.
여기서, 조업조건은 가역식 텐션 레벨러(300)의 압연 하중, 압연 토크, 압하율, 롤갭, 롤갭 속도 등을 포함할 수 있다.
상기 압연 패스 결정부(520)는 상기 소재의 규격정보 및 소재의 평탄도(형상)를 기초로, 압연 패스 수를 결정한다.
상기 레벨링량 산출부(530)는 상기 조업조건을 고려하여 상기 소재의 평탄도(형상)와 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스 별 압연 레벨링량을 산출한다.
여기서, 조업 조건 설정부(510)는 레벨링량 산출부(530)에서 산출된 패스 별 압연 레벨링량에 기초하여 압연 하중, 압연 토크, 압하율, 롤갭, 롤갭 속도를 설정하게 된다.
상기 스케줄링 생성부(540)는 상기 소재의 규격정보에 따라 설정 및 산출된 조업조건, 압연 패스 수, 레벨링량을 포함하는 가역식 텐션 레벨러의 스케줄을 생성한다.
한편, 상기 평탄화 스케줄링 산출부(500)는 비교판단부(550) 및 스케줄링 보정부(560)을 더 포함할 수 있다.
상기 비교판단부(550)는 N 패스 압연 스케줄 정보를 이용하여 평탄화 작업이 진행된 소재의 평탄도가 N+1 패스 진행 전에, 예측 평탄도의 오차범위 또는 평탄화 불량패턴의 오차범위 내에 있는 지를 비교한다.
여기서 비교결과가 정상상태로 판단되면, 가역식 텐션 레벨러(300)는 스케줄링 정보에 따라 N+1 패스의 평탄화 작업(레벨링)을 진행하게 된다.
만약, 비교결과가 에러로 판단되면, 기존 평탄화 스케줄링 정보는 보정부(560)를 통해 보정된다.
상기 보정부(560)는 상기 제2 지점(후단)에서 측정한 소재의 평탄도 측정값과 평탄화 예측값 또는 기 설정된 평탄도 불량패턴 간의 차에 상응하는 보정값을 생성한 후, 상기 보정값을 토대로 기존 평탄화 스케줄링에 포함된 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 보정한다.
상기 기 설정된 불량패턴은 평탄화 레벨링 작업 중에 발생되었거나 발생가능한 불량패턴 정보일 수 있다
상기 평탄화 불량패턴은 도 5 내지 도 9 참조, 웨이브 패턴, 만곡 패턴, 뒤틀림 패턴, V자 변형 패턴, 벤딩 패턴을 포함하며, 상기 웨이브 패턴은 에지 웨이브 패턴, 센터 웨이브 패턴, 복합 웨이브 패턴, 전폭 웨이브 패턴, 선단 50% 에지 웨이브-후단 50% 센터 웨이브 패턴, 선단 50% 센터 웨이브-후단 50% 에지 웨이브 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 에지 웨이브-후단 센터 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 센터 웨이브-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 에지 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-중단 에지 웨이브-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 평탄-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 평탄-중단 에지 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 평탄-후단 센터 웨이브 패턴, 선단 평탄-중단 센터 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 센터 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-중단 센터 웨이브-후단 센터 웨이브 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 만곡 패턴은, (+) C 만곡 패턴, (-) C 만곡 패턴, 선단 (+)C 만곡-후단 평단 패턴, 선단 (-) C 만곡-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-후단 (+) C 만곡 패턴, 선단 평탄-후단 (-) C 만곡 패턴, 전길이 (+) L 만곡 패턴, 전길이 (-) L 만곡 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 뒤틀림 패턴은, (+) 판 뒤틀림 패턴, 전길이 (-) 판 뒤틀림 패턴을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 V자 변형 패턴은 선단부 V 변형 패턴, 후단부 V 변형 패턴, 선단-후단 V 변형 패턴을 포함할 수 있다.
마지막으로, 도 8에 도시된 벤딩 패턴을 포함하며, 상기 벤딩 패턴은 상향 벤딩 패턴과 하향 벤딩 패턴을 포함할 수 있다.
이후, 스케줄링 생성부는 보정된 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량이 반영된 새로운 평탄화 스케줄링 정보를 생성하여 제공한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 방법을 설명한 흐름도이고, 도 11은 도 9의 S720 과정의 세부 흐름도이고, 도 12는 도 10의 S760의 보정과정을 나타낸 예시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 방법(S700)은 도 1에 도시된 후판 자동 형상교정 시스템(100)을 통해 수행된다.
먼저, 소재(후판)가 가역식 텐션 레벨러(300)의 전단으로 인입되기 전인 제1 지점(A)에서 소재(후판)의 평탄도를 평탄도 측정부(200)에서 라인 레이저 빔을 이용하여 측정(S710)한다.
상기 S710은 상기 소재(후판)의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 소재(후판)의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)을 검출하는 과정 및 상기 가역식 텐션 레벨러의 전단에 위치한 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 소재(후판)의 평탄도(형상)를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.
이후, 스케줄링 산출부(500)에서 상기 소재(후판)의 규격정보 및 상기 제1 지점에서 측정한 소재의 평탄도 측정값에 기초하여 가역식 텐션 레벨러(300)의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 레벨링량을 포함하는 1차 스케줄링 정보를 산출(S720)한다.
여기서, 상기 S720 과정은 도 11을 참조, 상기 소재의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정(S721)하는 단계, 상기 소재의 규격정보 및 소재의 평탄도 측정값을 기초로, 압연 패스 수를 결정(S722)하는 단계 및 상기 조업조건을 고려하여 상기 소재의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스별 압연 레벨링량을 산출(S723)하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 소재의 규격정보는 열처리 유무, 열처리 방법, 강판의 두께, 폭, 길이, 길이방향 규제코드, 폭방향 코드, 파수 제한 개수, 규격 약호, 폭절단 여부 등을 포함하는 정보일 수 있다.
상기 S720 과정이 완료되면, 가역식 텐션 레벨러(300)에서 1차 스케줄링 정보에 따라 상기 소재(후판)의 평탄화 레벨링 작업을 가역식으로 수행(S730)한다.
이후, 상기 가역식 텐션 레벨러(300)의 후단에서 출력되는 소재의 평탄도를 제2 지점에서 측정(S740)한다.
상기 740 과정은 상기 소재(후판)의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 소재(후판)의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)을 검출하는 과정 및 상기 후단에 위치한 소재(후판)의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ)들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 소재(후판)의 평탄도(형상)를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 S740 과정은 이전 패스에서 평탄화 레벨링 작업된 소재의 평탄화의 정상상태를 판단하기 위한 작업일 수 있다.
이후, 스케줄링 산출부(500)에서 상기 제2 지점에서 측정한 평탄도 측정값과 해당 압연 패스의 예측 평탄도 또는 기 설정된 평탄도 불량패턴 간의 차를 비교분석(S750)한다.
만약, 차이가 발생되면, 상기 차이에 기초하여 1차 스케줄링 정보인 가역식 텐션 레벨러(300)의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 보정한 2차 스케줄링 정보를 생성(S760)한다.
상기 S760 과정은 상기 1차 스케줄링으로 레벨링된 소재의 평탄도 측정값과 해당 패스에서 소재의 예측 평탄도 또는 평탄도 불량패턴을 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 조업 조건, 압연 패스 및 패스별 레벨링량을 보정하는 과정을 포함할 수 있다(도 12 참조).
상기 기 설정된 평탄도 불량패턴은 웨이브 패턴, 만곡 패턴, 뒤틀림 패턴, V자 변형 패턴 및 벤딩 패턴 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
상기 웨이브 패턴은 에지 웨이브 패턴, 센터 웨이브 패턴, 복합 웨이브 패턴, 전폭 웨이브 패턴, 선단 50% 에지 웨이브-후단 50% 센터 웨이브 패턴, 선단 50% 센터 웨이브-후단 50% 에지 웨이브 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 에지 웨이브-후단 센터 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 센터 웨이브-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 에지 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-중단 에지 웨이브-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 에지 웨이브-중단 평탄-후단 에지 웨이브 패턴, 선단 평탄-중단 에지 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 평탄-후단 센터 웨이브 패턴, 선단 평탄-중단 센터 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 센터 웨이브-중단 센터 웨이브-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-중단 센터 웨이브-후단 센터 웨이브 패턴을 포함할 수 있다.
상기 만곡 패턴은, (+) C 만곡 패턴, (-) C 만곡 패턴, 선단 (+)C 만곡-후단 평단 패턴, 선단 (-) C 만곡-후단 평탄 패턴, 선단 평탄-후단 (+) C 만곡 패턴, 선단 평탄-후단 (-) C 만곡 패턴, 전길이 (+) L 만곡 패턴, 전길이 (-) L 만곡 패턴을 포함할 수 있다.
상기 뒤틀림 패턴은, (+) 판 뒤틀림 패턴, 전길이 (-) 판 뒤틀림 패턴을 포함할 수 있다.
상기 V자 변형 패턴은 선단부 V 변형 패턴, 후단부 V 변형 패턴, 선단-후단 V 변형 패턴을 포함할 수 있다.
상기 벤딩 패턴은 상향 벤딩 패턴과 하향 벤딩 패턴을 포함할 수 있다.
최종적으로, 가역식 텐션 레벨러(S770)에서 2차 스케줄링 정보에 따라 소재(후판)의 평탄화 레벨링 작업(S770)을 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 후판 자동 형상교정 방법은 테스트 공정을 더 포함할 수 있고, 상기 테스트 공정은 상술한 S710 ~ S770 과정으로 진행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 후판의 불량패턴에 대한 압연할 총 압연패스 수 및 압연패스 마다의 레벨링량을 분석한 후, 분석된 정보를 압연 패스 스케줄에 적용함으로써, 가역식 텐션 레벨러의 레벨링 동작시 운전자마다 상이한 레벨링 정도의 차이를 해소할 수 있고, 이를 통해 정량화된 레벨링이 가능하다는 이점이 있다.
상술한 이점을 통해 후판의 품질 향상 및 생산성 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
도 13은 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면으로, 상술한 하나 이상의 실시예를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스(1100)를 포함하는 시스템(1000)의 예시를 도시한다.
예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 컴퓨팅 디바이스(1100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(1110) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛(1110)은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 추가적인 스토리지(1130)를 포함할 수 있다. 스토리지(1130)는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 스토리지(1130)에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지(1130)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛(1110)에 의해 실행되기 위해 메모리(1120)에 로딩될 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 입력 디바이스(들)(1140) 및 출력 디바이스(들)(1150)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 디바이스(들)(1140)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 출력 디바이스(들)(1150)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 입력 디바이스(들)(1140) 또는 출력 디바이스(들)(1150)로서 사용할 수도 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 컴퓨팅 디바이스(1100)가 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1300))와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)(1160)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속(들)(1160)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스(1100)를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들)(1160)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.
상술한 컴퓨팅 디바이스(1100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크(1200)에 의해 상호접속될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "구성요소", "~부" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다.
예를 들어, 구성요소는 프로세서상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.
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 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 후판 자동 형상교정 시스템
200: 평탄도 측정부
210: 제1 측정부
220: 제2 측정부
211, 221: 레이저 조사부
212, 222: 검출부
230: 평탄도 산출부
300: 가역식 텐션 레벨러
400: PLC
500: 스케줄링 산출부
510: 조업조건 설정부
520: 압연 패스 결정부
530: 레벨링량 산출부
540: 보정부
600: 데이터베이스

Claims (2)

  1. 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 위치하는 후판의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정부;
    상기 후판의 규격정보 및 상기 평탄도 측정부에서 측정한 평탄도 측정값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 스케줄링 정보를 산출하는 평탄화 스케줄링 산출부; 및
    상기 가역식 텐션 레벨러의 평탄화 레벨링 동작을 제어하는 PLC를 포함하고,
    상기 평탄도 측정부는
    상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제1 측정부;
    상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각을 검출하는 제2 측정부;
    상기 가역식 텐션 레벨러의 전단 및 후단에 각각 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각들을 군집한 군집 함수 f(Ln)에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 평탄도 산출부를 포함하고,
    상기 평탄화 스케줄링 산출부는
    상기 후판의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정하는 조업조건 설정부;
    상기 후판의 규격정보, 평탄도 측정값 및 조업 조건을 기초로, 압연 패스 수를 정하는 압연 패스 결정부;
    상기 조업조건을 고려하여 상기 후판의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스 별 레벨링량을 산출하는 레벨링량 산출부;
    상기 후판의 규격정보에 따라 설정 및 산출된 조업조건, 압연 패스 수, 레벨링량을 포함하는 가역식 텐션 레벨의 스케줄을 생성하는 스케줄링 생성부;
    N 패스 압연 스케줄 정보를 이용하여 평탄화 작업이 진행된 후판의 평탄도가 N+1 패스 진행 전에, 예측 평탄도의 오차범위 또는 평탄화 불량패턴의 오차범위 내에 있는 지를 비교판단하는 비교판단부;
    상기 비교판단부의 비교결과에 따라 제2 지점(후단)에서 측정한 후판의 평탄도 측정값 또는 기 설정된 평탄도 불량패턴 간의 차에 상응하는 보정값을 생성한 후, 상기 보정값에 기초하여 기존 평탄화 스케줄링에 포함된 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 보정하는 보정부를 포함하고,
    상기 평탄도산출부는 상기 후판의 선단부, 중단부, 후단부 각각에서 검출된 군집함수들을 K means 클러스터링 알고리즘에 적용하여 상기 후판의 휨, 웨이브, 뒤틀림의 군집함수로 분류하고,
    상기 군집 함수 f(Ln)은 P1(± tan θ)~ Pn(± tan θ)이고, Pn은 후판의 폭 라인 n열에서 라인 레이저 빔이 반사된 지점을 의미하는 것을 특징으로 하는 후판 자동 형상교정 시스템.
  2. 가역식 텐션 레벨러의 전단으로 인입되는 후판의 평탄도를 제1 지점에서 측정하는 a) 단계;
    상기 후판의 규격정보 및 상기 제1 지점에서 측정한 후판의 평탄도 측정값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량을 포함하는 1차 스케줄링 정보를 산출하는 b) 단계;
    상기 가역식 텐션 레벨러에서 상기 1차 스케줄링 정보에 따라 상기 후판의 평탄화 레벨링 작업을 수행하는 c) 단계;
    상기 가역식 텐션 레벨러의 후단에서 출력되는 상기 후판의 평탄도를 제2 지점에서 측정하는 d) 단계;
    상기 제2 지점에서 측정한 평탄도와 해당 압연 패스의 예측 평탄도 간의 차이를 비교판단하는 e) 단계;
    상기 차이가 발생되면, 상기 차이값에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 압연 패스 수, 조업 조건 설정, 패스별 압연 레벨링량이 보정된 2차 스케줄링 정보를 생성하는 f) 단계; 및
    상기 가역식 텐션 레벨러에서 상기 2차 스케줄링 정보에 따라 상기 후판의 평탄화 레벨링 작업을 수행하는 g) 단계를 포함하고,
    상기 a) 단계는
    상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 전단에 위치한 후판의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ을 검출하는 단계; 및
    상기 가역식 텐션 레벨러의 전단에 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 b) 단계는
    상기 후판의 규격정보에 기초하여 상기 가역식 텐션 레벨러의 조업 조건을 설정하는 단계;
    상기 후판의 규격정보 및 후판의 평탄도 측정값을 기초로, 압연 패스 수를 결정하는 단계; 및
    상기 조업조건을 고려하여 상기 후판의 평탄도 측정값과 기준 평탄도의 차이값에 해당하는 패스별 압연 레벨링량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 d) 단계는
    상기 후판의 폭 방향으로 일정간격 이격되도록 복수 개의 라인 레이저 빔을 상기 후단에 위치한 소재의 표면에 조사한 후, 상기 후판의 표면에 반사된 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ을 검출하는 단계; 및
    상기 후단에 위치한 후판의 폭 라인 별로 조사된 복수 개의 라인 레이저 빔의 반사각(± tan θ들을 군집한 군집 함수 f(Ln))에 기초하여 상기 후판의 평탄도를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 e) 단계는,
    N 패스 압연 스케줄 정보를 이용하여 평탄화 작업이 진행된 후판의 평탄도가 N+1 패스 진행 전에, 예측 평탄도의 오차범위 또는 평탄화 불량패턴의 오차범위 내에 있는 지를 비교판단하는 단계를 포함하고,
    상기 f) 단계는
    상기 1차 스케줄링으로 레벨링된 후판의 평탄도 측정값과 해당 패스에서 후판의 예측 평탄도값을 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 조업 조건, 압연 패스 및 패스별 압연 레벨링량을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 평탄도를 산출하는 단계는
    상기 후판의 선단부, 중단부, 후단부 각각에서 검출된 군집함수들을 K means 클러스터링 알고리즘에 적용하여 상기 후판의 휨, 웨이브, 뒤틀림의 군집함수로 분류하고,
    상기 군집 함수 f(Ln)은 P1(± tan θ)~ Pn(± tan θ)이고, Pn은 후판의 폭 라인 n열에서 라인 레이저 빔이 반사된 지점을 의미하는 것을 특징으로 하는 후판 자동 형상교정 방법.
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