KR102037111B1 - 고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법 - Google Patents

고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 단조 공정 중의 고열의 단조물의 치수를 정확하게 측정할 수 있는 고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법을 제공한다. 여기서, 고열 단조물의 치수측정장치는 조사부, 라인스캔촬영부, 이동부 그리고 연산부를 포함한다. 조사부는 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 수평방향으로 레이저빔을 조사한다. 라인스캔촬영부는 조사부와 동일 높이로 구비되고, 단조물에 레이저빔이 조사되는 상태에서 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 라인단위 영상을 획득한다. 이동부는 라인스캔촬영부가 복수의 라인단위 영상을 연속으로 획득하도록 조사부 및 라인스캔촬영부를 동시에 수직방향으로 이동시킨다. 연산부는 라인스캔촬영부에서 획득되는 복수의 라인단위 영상을 기초로 고열의 단조물의 높이를 산출한다.

Description

고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법{APPARATUS FOR MEASURING DIMENSION OF HIGH-TEMPERATURE FORGING AND METHOD OF MEASURING DIMENSIO OF HIGH-TEMPERAUTRE FORGING}
본 발명은 고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단조 공정 중의 고열의 단조물의 치수를 정확하게 측정할 수 있는 고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법에 관한 것이다.
단조는 금속재료를 소성유동하기 쉬운 상태에서 압축력 또는 충격력을 가하여 단련하는 것을 말한다.
일반적으로, 철강이 주조된 상태에서는 조직이 균일하지 못하기 때문에 이것을 가열하거나 소성변형을 통해 내부조직을 기계적으로 파괴, 조직의 균일화를 얻기 위해 단조 공정을 거치게 된다. 단조는 고온에서 가공하는 열간단조와, 열간보다 저온의 온간 및 상온에서 가공하는 냉간단조로 구별될 수 있다.
단조공정을 통해서는 조선용 단조품뿐만 아니라, 자동차, 발전, 항공용 등의 분야에서 사용될 수 있는 단조품을 얻을 수 있다.
단조품은 단조공정 중에 치수가 관리되어 최종적으로는 원하는 치수의 단조품을 얻을 수 있다. 단조공정 중의 단조품은 고열이기 때문에 접촉식 측정방법은 적용되기가 어렵다. 또한, 광학치수 측정방법의 경우, 단조품 자체가 고열이므로 광학 측정을 위한 광이 고열에 의해 불균일해지게 되어 측정이 곤란한 문제가 있다.
도 1은 종래의 고열 단조물의 치수측정방법의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 1의 (a)에서 보는 바와 같이, 단조공정 중에 고열의 단조품(FG)의 높이를 측정하기 위해, 단조품(FG)의 일측에는 촬영장치(10)가 마련된다. 촬영장치(10)는 영역 카메라가 사용되며, 고정된 상태에서 단조품(FG)의 측면(S1)을 촬영하게 된다.
한편, 단조품(FG)이 직사각형상의 단면을 가지는 경우, 아무리 정밀하게 단조가 이루어지더라도, 단조품(FG)의 모서리(R)는 라운드 형상을 가지게 되는데, 촬영장치(10)에서 조사되는 조명광(11) 중에 단조품(FG)의 모서리(R)에 조사되는 조명광(12)은 라운드 진 모서리(R)에서 산란되어 촬영장치(10)로 수광되지 못하게 되는 문제가 발생하게 된다.
이 경우, 도 1의 (b)에서 보는 바와 같이, 실제로는 단조품(FG)이 제1높이(H1)를 가지고 있다고 하더라도, 모서리 부분에서 산란되는 조명광에 의해 손실높이(HL)가 발생하게 되고, 이에 따라 촬영된 영상(20)은 제1높이(H1)보다 작은 제2높이(H2)를 가지게 된다. 즉, 촬영장치(10)에서 촬영되는 영상(20)으로부터 획득되는 단조품의 높이가 단조품(FG)의 실제 높이보다 작은 높이로 측정되게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이러한 현상은 원형의 단면을 가지는 단조품에 대해서도 동일하게 발생될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제1426349호(2014.08.05. 공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단조 공정 중의 고열의 단조물의 치수를 정확하게 측정할 수 있는 고열 단조물의 치수측정장치 및 고열 단조물의 치수측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 수평방향으로 레이저빔을 조사하는 조사부; 상기 조사부와 동일 높이로 구비되고, 상기 단조물에 상기 레이저빔이 조사되는 상태에서 상기 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 라인단위 영상을 획득하는 라인스캔촬영부; 상기 라인스캔촬영부가 복수의 상기 라인단위 영상을 연속으로 획득하도록 상기 조사부 및 상기 라인스캔촬영부를 동시에 수직방향으로 이동시키는 이동부; 그리고 상기 라인스캔촬영부에서 획득되는 상기 복수의 라인단위 영상을 기초로 상기 고열의 단조물의 높이를 산출하는 연산부를 포함하는 고열 단조물의 치수측정장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 조사부 및 상기 라인스캔촬영부를 내측에 수용하며, 상기 조사부에서 조사하는 레이저빔이 통과하고 상기 라인스캔촬영부로 광이 유입되도록 개방 형성되는 개구홀을 가지는 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하우징의 내부에 공기를 공급하여 상기 하우징의 내부에 양압이 형성되도록 하는 양압형성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개구홀을 통해 이물질이 유입되지 않도록 상기 하우징의 외측에서 상기 개구홀의 전방에 공기를 분사하는 공기커튼부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연산부는 획득되는 상기 라인단위 영상 각각에 포함되는 대상이미지 중에 미리 정해진 기준광도 이상의 광도를 가지는 대상이미지를 기초로 상기 단조물의 높이를 산출할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 수평방향으로 레이저빔을 조사하는 조사부 및 상기 조사부와 동일 높이로 구비되는 라인스캔촬영부가 이동부에 의해 동시에 수직방향으로 이동되도록 하여, 상기 라인스캔촬영부가 상기 단조물에 상기 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 복수의 라인단위 영상을 연속으로 획득하는 영상획득단계; 그리고 연산부가 라인스캔촬영부에서 획득되는 상기 복수의 라인단위 영상을 기초로 상기 고열의 단조물의 높이를 산출하는 높이 산출단계를 포함하는 고열 단조물의 치수측정방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 높이 산출단계에서, 상기 연산부는 획득되는 상기 라인단위 영상 각각에 포함되는 대상이미지 중에 미리 정해진 기준광도 이상의 광도를 가지는 대상이미지를 기초로 상기 단조물의 높이를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레이저빔이 수평방향으로 조사되기 때문에, 단조물의 일측면의 상단부 및 하단부에서 레이저빔의 산란이 최소화될 수 있고, 조사부 및 라인스캔촬영부가 동일 높이에 마련되어 단조물의 일측면의 상단부 및 하단부에 조사되는 레이저빔이 라인스캔촬영부에 촬영될 수 있다. 특히, 레이저빔은 고열의 단조품에서 자체 발광되는 광의 파장과 다른 파장을 가지기 때문에, 라인스캔촬영부가 레이저빔의 파장대의 광 만이 수광되도록 설정되면 고열의 단조품에서 발광되는 광에 대한 간섭이 없이 레이저빔에 의한 광의 촬영이 가능하다. 그리고, 조사부 및 라인스캔촬영부가 동시에 하강 이동되면서 단조물에 조사되는 레이저빔을 연속해서 라인단위로 촬영함으로써, 단조물의 실제 높이에 대응되는 길이의 대상이미지를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 연산부는 라인스캔촬영부에서 획득되는 연속되는 복수의 라인단위 영상에 포함되는 대상이미지 중에 기준광도 이상의 광도를 가지는 대상이미지를 유효한 대상이미지로 선택할 수 있다. 그리고, 선택된 유효한 대상이미지를 기초로 단조물의 높이를 산출할 수 있기 때문에, 단조물의 치수 측정 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 고열 단조물의 치수측정방법의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치의 작동예를 나타낸 정면예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치의 작동예를 나타낸 평면예시도이다.
도 5는 도 3의 작동예에 따른 치수측정 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 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(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 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 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치를 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치의 작동예를 나타낸 정면예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정장치의 작동예를 나타낸 평면예시도이다.
도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 고열 단조물의 치수측정장치는 조사부(100), 라인스캔촬영부(200), 이동부(300) 그리고 연산부(400)를 포함할 수 있다.
조사부(100)는 단조공정 중의 고열의 단조물(FG)의 일측에 이격되어 구비될 수 있다. 조사부(100)는 단조물(FG)의 일측면(S1)에 레이저빔(110)을 조사할 수 있으며, 이때, 레이저빔(110)은 수평방향으로 조사될 수 있다.
조사부(100)에서 조사되는 레이저빔(110)은 고열의 단조물(FG)에서 자체 발광되는 광의 파장과 구별되는 파장을 가질 수 있다. 조사부(100)에서 조사되는 레이저빔(110)은 단조물(FG)의 일측면(S1)에 포인트를 이루도록 조사될 수 있다.
라인스캔촬영부(200)는 조사부(100)와 동일한 높이로 구비될 수 있다.
라인스캔촬영부(200)는 영상을 획득하는 복수의 라인센서(미도시)를 가질 수 있다. 라인스캔촬영부(200)는 수평방향으로 연장되는 라인단위 영상을 촬영할 수 있으며, 라인단위 영상은 레이저빔(110)이 조사되는 영역을 포함하는 촬영범위(210)를 가질 수 있다.
라인스캔촬영부(200)는 라인 카메라일 수 있다. 라인 카메라는 영역 카메라보다 촬영속도가 빠르기 때문에 측정시간이 단축될 수 있다. 일반적으로 영역 카메라는 초당 100프레임을 촬영할 수 있으나, 라인 카메라는 초당 10,000 라인을 촬영 할 수 있다.
고열 단조물의 치수측정장치는 미세조정부(미도시)를 포함할 수 있으며, 미세조정부는 라인스캔촬영부(200) 및 조사부(100)가 동일 높이에 마련되도록 하고, 라인스캔촬영부(200)가 레이저빔(110)이 조사되는 영역을 포함하여 촬영할 수 있도록, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 미세 조정하여 얼라인할 수 있다.
라인스캔촬영부(200)에서 획득하는 라인단위 영상은 레이저빔(110)의 단면 지름에 대응되는 높이를 가지도록 형성될 수 있다.
단조물(FG)이 제1방향(A1)으로 연장 형성되고, 제2방향(A2)으로 폭을 가지며, 제3방향(A3)으로 높이를 가지는 경우, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)는 단조물(FG)을 기준으로 제2방향(A2)으로 이격되어 구비될 수 있다. 그리고, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)는 제1방향(A1)으로 나란히 구비될 수 있으며, 제3방향(A3)으로 동일한 높이로 구비될 수 있다.
이동부(300)는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 동시에 이동시킬 수 있다. 본 실시예에서 이동부(300)는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 제3방향(A3), 즉, 수직방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 라인스캔촬영부(200)는 연속되는 라인단위 영상을 획득할 수 있다.
이동부(300)에 의해 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 동시에 이동되더라도 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)의 상대위치는 변경되지 않고 고정될 수 있다. 따라서, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)는 이동 중에도 동일한 높이를 유지할 수 있으며, 레이저빔(110)은 라인단위 영상의 촬영범위(210)에 조사될 수 있다.
도 5는 도 3의 작동예에 따른 치수측정 예를 설명하기 위한 예시도인데, 도 3 및 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 이동부(300)는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 제3방향(A3)을 따라 단조물(FG)보다 높은 제1지점(P1)으로 상승시킬 수 있다.
그리고, 라인스캔촬영부(200)에서 촬영이 시작되고, 조사부(100)에서는 수평방향으로 레이저빔(110)을 조사할 수 있으며, 라인스캔촬영부(200)에서는 영상(250)을 획득할 수 있다. 여기서, 영상(250)은 연속되는 복수의 라인단위의 영상(251)으로 이루어질 수 있다.
이후, 이동부(300)에 의해 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 동시에 하강하게 되는데, 조사부(100)에서는 레이저빔(110)을 계속해서 수평방향으로 조사하게 되고, 라인스캔촬영부(200)에 의해서 수평방향에 대해 촬영이 계속해서 이루어질 수 있게 된다.
하강하는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 제2지점(P2)에 도착하기 전까지는, 레이저빔(110)은 허공으로 조사되기 때문에, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 라인단위 영상(251)에는 레이저빔(110)이 촬영되지 않게 된다. 따라서, 제1지점(P1) 및 제2지점(P2) 사이에서 얻어지는 연속되는 라인단위 영상(251)으로 이루어지는 영상(250)은 레이저빔(110)에 의한 대상이미지는 포함되지 않게 된다.
그러다가 하강하는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 제2지점(P2)에 위치될 때부터는 레이저빔(110)은 단조물(FG)의 일측면(S1)에 조사되게 되고, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 라인단위 영상(251)에는 레이저빔(110)이 촬영된 대상이미지(260)가 포함될 수 있다. 그리고, 해당 라인단위 영상(251)으로 이루어지는 영상(250)에서는 레이저빔(110)이 촬영된 대상이미지(260)가 포함되게 된다.
본 발명에서는 레이저빔(110)이 수평방향으로 조사되기 때문에, 단조물(FG)의 일측면(S1)의 상단부에서 레이저빔(110)의 산란이 최소화될 수 있다. 따라서, 단조물(FG)의 일측면(S1)의 상단부에 조사되는 레이저빔(110)은 라인스캔촬영부(200)에 촬영될 수 있다.
특히, 레이저빔(110)은 고열의 단조품(FG)에서 자체 발광되는 광의 파장과 다른 파장을 가지기 때문에, 라인스캔촬영부(200)가 레이저빔(110)의 파장대의 광 만이 수광되도록 설정되면 고열의 단조품(FG)에서 발광되는 광에 대한 간섭이 없이 레이저빔(110)에 의한 광의 촬영이 가능하다.
라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)의 폭(WC)은 라인단위 영상(251)의 촬영범위(210)에 대응될 수 있다. 그리고, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)에 포함되는 대상이미지(260)의 폭(WL)은 레이저빔(110)의 지름에 대응될 수 있다.
대상이미지(260)는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 제2지점(P2)에서 제3지점(P3)의 사이에서 이동되는 동안에는 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)에 포함될 수 있다.
레이저빔(110)은 수평방향으로 조사되기 때문에, 제3지점(P3)에서 단조물(FG)의 일측면(S1)의 하단부에서도 레이저빔(110)의 산란은 최소화될 수 있고, 단조물(FG)의 일측면(S1)의 하단부에 조사되는 레이저빔(110)은 손실 없이 라인스캔촬영부(200)에 촬영될 수 있다.
이에 따라, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)에 포함되는 대상이미지(260)의 길이(L)는 단조물(FG)의 실제 높이인 제1높이(H1)에 대응될 수 있게 된다.
이동부(300)에 의해 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)의 하강이 계속되어 제3지점(P3)을 지나게 되면, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)에는 대상이미지(260)가 포함되지 않게 되고, 이는 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 제4지점(P4)에 도달할 때까지 지속될 수 있다.
본 발명에 따르면, 조사부(100)에서는 고열의 단조물(FG)에서 발광되는 광의 파장과 다른 파장의 레이저빔(110)이 수평하게 조사되고, 조사부(100)와 동일 높이에 구비되는 라인스캔촬영부(200)에서 레이저빔(110)을 포함하여 촬영하며, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)가 동시에 하강 이동되면서 단조물(FG)에 조사되는 레이저빔(110)을 연속해서 라인단위로 촬영함으로써, 단조물(FG)의 실제 높이인 제1높이(H1)에 대응되는 길이(L)의 대상이미지(260)를 얻을 수 있다.
라인스캔촬영부(200)와 단조물(FG) 과의 거리는 단조물(FG)의 일측면(S1)에 조사되는 레이저빔(110)의 형상의 틀어짐으로부터 계산될 수 있다. 이를 통해, 단조물(FG)의 단면 형상이 다각형인 경우 대상이미지(260)는 직선의 형태를 이룰 수 있으며, 단조물(FG)의 단면 형상이 원형인 경우 대상이미지는 곡선의 형태를 이룰 수 있다.
연산부(400)는 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)을 기초로 고열의 단조물(FG)의 실제 높이를 산출할 수 있다.
전술한 바와 같이, 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 영상(250)은 연속되는 복수의 라인단위의 영상(251)으로 이루어지는데, 제2지점(P2) 및 제3지점(P3) 사이에서 획득되는 라인단위의 영상에는 레이저빔(110)을 촬영한 대상이미지(260)가 포함될 수 있다.
그런데, 레이저빔(110)이 수평방향으로 조사되더라도, 제2지점(P2)에서 단조물(FG)에 조사되는 레이저빔(110)의 일부는 단조물(FG)의 상단부에서 산란될 수 있다. 따라서, 단조물(FG)의 상부의 임의 지점(Pa)까지를 촬영한 라인단위의 영상에는 레이저빔의 이미지가 획득될 수 있다.
마찬가지로, 제3지점(P3)에서 조사되는 레이저빔(110)의 일부도 단조물(FG)의 하단부에서 산란될 수 있고, 단조물(FG)의 하부의 임의 지점(Pb)까지를 촬영한 라인단위의 영상에는 레이저빔의 이미지가 획득될 수 있다.
그러나, 제2지점(P2) 및 제3지점(P3) 사이에서 단조물(FG)의 일측면(S1)에 조사되어 촬영되는 레이저빔의 제1광도(C1)와 비교했을 때, 단조물(FG)의 상단부에서 임의 지점(Pa) 사이에서 획득되는 제2광도(C2) 및 단조물(FG)의 하부에서 임의 지점(Pb) 사이에서 획득되는 제3광도(C3)는 아주 미미할 수 있다.
연산부(400)는 라인스캔촬영부(200)에서 획득되는 연속되는 복수의 라인단위 영상(251)에 포함되는 대상이미지(260) 중에 기준광도(Cs) 이상의 광도를 가지는 대상이미지를 유효한 대상이미지로 선택할 수 있다. 그리고, 선택된 유효한 대상이미지를 기초로 단조물(FG)의 높이를 산출할 수 있기 때문에, 단조물(FG)의 치수 측정 정확도가 향상될 수 있다.
기준광도(Cs)는 여러 실험을 통해 획득된 데이터를 기초로 미리 정해질 수 있으며, 연산부(400)는 획득된 영상에서 기준광도(Cs) 이상인 제1광도(C1)를 가지는 유효한 대상이미지(260)의 길이(L)를 측정하고, 이로부터 단조물(FG)의 높이를 산출할 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 고열 단조물의 치수측정장치는 하우징(500), 양압형성부(600) 그리고 공기커튼부(700)를 포함할 수 있다.
하우징(500)은 내측에 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 수용할 수 있다.
하우징(500)은 개구홀(510)을 가질 수 있으며, 조사부(100)에서 조사하는 레이저빔(110)은 개구홀(510)을 통과하여 조사될 수 있고, 개구홀(510)을 통해 광이 유입되어 라인스캔촬영부(200)에서 촬영될 수 있다.
이동부(300)는 하우징(500)을 승강시킴으로써, 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 동시에 승강시킬 수 있다.
양압형성부(600)는 하우징(500)의 내부에 공기를 공급하여 하우징(500)의 내부에 양압이 형성되도록 할 수 있다.
공기커튼부(700)는 하우징(500)의 전방에 구비될 수 있으며, 개구홀(510)을 통해 외부의 이물질이 유입되지 않도록 개구홀(510)의 전방에 공기(710)를 분사할 수 있다.
단조 공정이 이루어지는 환경은 고열이고, 분진 등의 이물질이 많이 비산하기 때문에, 장비의 보호 및 측정의 정확도가 확보될 수 있도록 환경적 차폐가 중요하다. 하우징(500)은 조사부(100) 및 라인스캔촬영부(200)를 내측에 수용하여 보호할 수 있으며, 양압형성부(600) 및 공기커튼부(700)는 단조 공정 중의 이물질이 하우징(500)의 내측으로 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문에 이러한 환경적 차폐가 효과적으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 고열 단조물의 치수측정방법에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고열 단조물의 치수측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 고열 단조물의 치수측정방법은 영상획득단계(S810) 그리고 높이 산출단계(S820)를 포함할 수 있다.
영상획득단계(S810)는 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 수평방향으로 레이저빔을 조사하는 조사부 및 조사부와 동일 높이로 구비되는 라인스캔촬영부가 이동부에 의해 동시에 수직방향으로 이동되도록 하여, 라인스캔촬영부가 단조물에 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 복수의 라인단위 영상을 연속으로 획득하는 단계일 수 있다.
높이 산출단계(S820)는 연산부가 라인스캔촬영부에서 획득되는 복수의 라인단위 영상을 기초로 고열의 단조물의 높이를 산출하는 단계일 수 있다.
높이 산출단계(S820)에서, 연산부는 획득되는 라인단위 영상 각각에 포함되는 대상이미지 중에 미리 정해진 기준광도 이상의 광도를 가지는 대상이미지를 기초로 단조물의 높이를 산출할 수 있다.
한편, 앞에서는 조사부 및 라인스캔촬영부를 수직방향으로 이동시켜 단조물의 높이를 측정하는 경우로 설명하였지만, 조사부 및 라인스캔촬영부를 단조물의 길이방향으로 이동시켜 단조물의 길이를 측정하거나, 단조물의 폭방향으로 이동시켜 단조물의 폭을 측정할 수도 있음은 물론이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 조사부
110: 레이저빔
200: 라인스캔촬영부
250: 영상
251: 라인단위 영상
260: 대상이미지
300: 이동부
400: 연산부
500: 하우징
600: 양압형성부
700: 공기커튼부

Claims (7)

  1. 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 레이저빔을 조사하는 조사부;
    상기 단조물에 상기 레이저빔이 조사되는 상태에서 상기 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 라인단위 영상을 획득하는 라인스캔촬영부;
    상기 라인스캔촬영부가 복수의 상기 라인단위 영상을 연속으로 획득하도록 상기 조사부 및 상기 라인스캔촬영부를 동시에 수직방향으로 이동시키는 이동부; 그리고
    상기 라인스캔촬영부에서 획득되는 상기 복수의 라인단위 영상을 기초로 상기 고열의 단조물의 높이를 산출하는 연산부를 포함하고,
    상기 조사부에서 조사되는 레이저빔은 수평방향으로 조사되고, 상기 고열의 단조물에서 발광되는 광의 파장과 다른 파장을 가지며
    상기 라인스캔촬영부는 상기 조사부와 동일 높이로 구비되며,
    상기 연산부는 획득되는 상기 라인단위 영상 각각에 포함되는 대상이미지 중에 미리 정해진 기준광도 이상의 광도를 가지지 못하는 상기 단조물의 상단부에서 임의 지점 사이에서 획득되는 제2광도 및 상기 단조물의 하단부에서 임의 지점 사이에서 획득되는 제3광도를 제외하고 상기 기준광도 이상인 제1광도를 가지는 유효한 대상이미지를 기초로 상기 단조물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 고열 단조물의 치수측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조사부 및 상기 라인스캔촬영부를 내측에 수용하며, 상기 조사부에서 조사하는 레이저빔이 통과하고 상기 라인스캔촬영부로 광이 유입되도록 개방 형성되는 개구홀을 가지는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 고열 단조물의 치수측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 공기를 공급하여 상기 하우징의 내부에 양압이 형성되도록 하는 양압형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열 단조물의 치수측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 개구홀을 통해 이물질이 유입되지 않도록 상기 하우징의 외측에서 상기 개구홀의 전방에 공기를 분사하는 공기커튼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열 단조물의 치수측정장치.
  5. 삭제
  6. 단조공정 중의 고열의 단조물의 일측면에 레이저빔을 조사하는 조사부 및 라인스캔촬영부가 이동부에 의해 동시에 수직방향으로 이동되도록 하여, 상기 라인스캔촬영부가 상기 단조물에 상기 레이저빔이 조사되는 영역을 촬영한 복수의 라인단위 영상을 연속으로 획득하는 영상획득단계; 그리고
    연산부가 라인스캔촬영부에서 획득되는 상기 복수의 라인단위 영상을 기초로 상기 고열의 단조물의 높이를 산출하는 높이 산출단계를 포함하고,
    상기 영상획득단계에서,
    상기 조사부에서 조사되는 레이저빔은 수평방향으로 조사되고 상기 고열의 단조물에서 발광되는 광의 파장과 다른 파장을 가지고, 상기 라인스캔촬영부는 상기 조사부와 동일 높이로 구비되며,
    상기 높이 산출단계에서,
    상기 연산부는 획득되는 상기 라인단위 영상 각각에 포함되는 대상이미지 중에 미리 정해진 기준광도 이상의 광도를 가지지 못하는 상기 단조물의 상단부에서 임의 지점 사이에서 획득되는 제2광도 및 상기 단조물의 하단부에서 임의 지점 사이에서 획득되는 제3광도를 제외하고 상기 기준광도 이상인 제1광도를 가지는 유효한 대상이미지를 기초로 상기 단조물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 고열 단조물의 치수측정방법.
  7. 삭제
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