KR102231141B1 - 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법 - Google Patents

후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압연공정을 마친 후판 압연판을 이송 테이블을 안착하여 길이방향으로 이송시키면서, 상기 후판 압연판의 평탄도와 폭과 길이값 및 직각도 등을 연속적으로 계측하여서, 후판 압연판의 외관 검사에 따른 고속성과 신뢰성이 확보되도록 한 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법에 관한 것으로,
본 발명에서는 구동롤러들을 통해 후판 압연판을 길이방향으로 이동시켜 후판 압연판이 검사구간을 통과하도록 하는 롤 테이블과;
상기 롤 테이블 상에 형성된 검사구간을 통과하는 후판 압연판을 설정주기에 따라 촬영하여 프로파일 데이터를 수득하는 프로파일 데이터 추출부; 및
상기 프로파일 데이터 추출부를 통해 추출된 3차원의 프로파일 데이터를 분석하여 검사구간을 통과한 후판 압연판의 외관을 검사하는 판독 검사부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법{System for inspecting appearance of rolled plate and method of inspecting appearance of rolled plate using the same}
본 발명은 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조된 후판 압연판을 길이방향으로 이송시키면서, 후판 압연판의 평탄도와, 직각도, 그리고 후판 압연판의 길이와 폭을 포함하는 외관 치수값을 동시에 일괄하여 검사하는 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 후판 압연판은 슬라브를 조압연과 사상압연 및 핫레벨러를 포함하는 압연공정과 냉각공정을 거쳐 절단공정에서 고객이 요구하는 사양에 따라 규격화되게 절단되어 소비자에게 제공된다.
그런데, 상기 후판 압연판은 제조과정에 수회의 압연과정과 재단과정을 수행하며, 이러한 압연 및 재단과정에 상기 후판 압연판의 평탄도와 직각도, 폭과 길이를 포함하는 외관 치수값의 정밀도가 요구된다.
예컨대, 이러한 평탄도와 직각도, 폭과 길이를 포함하는 외관 치수값을 만족하지 못하는 제품이 소비자에게 인도된 경우에, 소비자나 공급자는 시간적으로, 비용적으로 많은 손실이 야기될 수 있다.
한편, 종래의 후판 압연판 평탄도 측정방법은 강선을 후판 압연판 위에 평탄도 상태를 측정하였으나 상기 후판 압연판이 완전히 냉각되지 않고 100℃ 정도의 온도를 유지함으로 작업자가 후판 압연판 상에서 신속하게 측정작업을 하지 못해 강선이 후판 압연판에서 발생하는 열에 의해 팽창되거나 변형이 발생하여 정확한 평탄도를 측정하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 상기와 같은 방법으로 후판 압연판의 평탄도가 측정되어 출하된 후판 압연판은 평탄도가 정확하게 측정되지 않았으므로, 불량제품이 수요자에게 제공되는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방편으로 최근에는 스틸자나 강철자 등을 사용하였으나, 이는 후판 압연판을 소정의 시간만큼 정지시켜 놓고 작업자가 스틸자나 강철자 및 틈새 게이지를 가지고 평탄도를 측정하였다.
그러나, 상기의 방법은 후판 압연판이 100℃정도의 온도를 유지함으로 안전상에 문제점이 있었고, 생산되는 압연판의 폭이 3m이상인데 강철자의 최대길이는 2m임으로 한 번의 작업으로 평탄도측정을 완료하지 못하고 2회에 걸쳐 해야하는 번거로움이 있었다.
그리고, 최근 영상을 활용한 비젼 검사를 통해 후판 압연판의 평탄도와 직각도, 및 외관 치수값을 포함하는 외관을 검사하려는 시도가 일부 이루어지고 있으나, 현실적으로 평탄도의 측정과정과, 직각도와 외관 치수값의 측정과정이 분리하여 실시되고 있고, 또 측정 정확도가 낮아서 그 활용이 제한적으로 이루어지고 있는 실정이다.
KR 101572376 B1 KR 1020040059198 A KR 1020170076858 A
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 프로파일 데이터 추출부를 구성하는 빔 조사유닛의 선형 레이저빔 조사방향을 개량하고, 상기 빔 조사유닛에 의해 조사된 선형 레이저빔을 독특하게 활용하여, 분석을 요하는 프로파일 데이터의 수득 개수를 최소화하면서 후판 압연판의 평탄도와, 직각도, 그리고 후판 압연판의 길이와 폭을 포함하는 외관 치수값의 일괄적인 산출이 가능하도록 구성함으로써, 구조의 간소화와 함께 처리에 따른 신속성과 정확성을 확보하여서, 후판 압연판의 외관 검사에 따른 고속성과 신뢰성이 담보되도록 하는 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법을 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 후판 압연판 외관 검사 시스템은,
구동롤러들을 통해 후판 압연판을 길이방향으로 이동시켜 후판 압연판이 검사구간을 통과하도록 하는 롤 테이블과;
상기 롤 테이블 상에 형성된 검사구간을 통과하는 후판 압연판을 설정주기에 따라 촬영하여 프로파일 데이터를 수득하는 프로파일 데이터 추출부; 및
상기 프로파일 데이터 추출부를 통해 추출된 3차원의 프로파일 데이터를 분석하여 검사구간을 통과한 후판 압연판의 외관을 검사하는 판독 검사부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프로파일 데이터 추출부는, 검사구간에 진입되는 후판 압연판에 선형 레이저빔을 조사하는 빔 조사유닛과; 상기 후판 압연판에 조사된 선형 레이저빔의 조사영역을 설정주기에 따라 촬영하는 3차원 카메라 유닛을 포함하고,
상기 빔 조사유닛은, 검사구간에 진입하는 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르도록 3°내지 45°의 사선 방향으로 선형 레이저빔을 조사하여, 3차원 카메라 유닛에 의해 수득되는 프로파일 데이터에는 검사구간의 진입부를 통과하는 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔이 오버랩하여 형성되도록 구성한다.
보다 바람직하게는, 상기 판독 검사부에는,
상기 프로파일 데이터 추출부를 통해 수득되는 프로파일 데이터에서, 후판 압연판에 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 통해 심도값을 산출하고 상기 산출된 심도값을 통해 후판 압연판의 평탄도를 산출하는 심도값 산출유닛과;
상기 프로파일 데이터를 에지 추출기법을 통해, 후판 압연판에 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 통해, 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 순차적으로 검출하고, 상기 사선방향으로 조사된 선형 레이저빔을 통해 추출된 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 통해 후판 압연판의 직각도를 산출하는 에지값 산출유닛을 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 후판 압연판 외관 검사방법은,
롤 테이블을 통해 검사를 요하는 후판 압연판이 길이방향으로 이동하여 검사구간에 진입하면, 검사구간의 진입부에 배치된 진입 감지센서는 후판 압연판의 진입을 감지하고, 이와 동시에 검사구간의 진입부에 배치된 프로파일 데이터 추출부들은 구동하여서, 검사구간을 통과하는 후판 압연판의 프로파일 데이터들을 설정주기에 따라 연속하여 수득하는 프로파일 데이터 수득공정과;
판독 검사부가, 상기 각 프로파일 데이터 추출부를 통해 수득된 프로파일 데이터를 분석하여, 상기 후판 압연판의 평탄도와 직각도 및 폭과 길이값을 포함하는 외형 치수값을 수득하는 판독공정을 포함하여 구성하되,
상기 프로파일 데이터 수득공정에서, 상기 각 프로파일 데이터 추출부의 빔 조사유닛은 검사구간의 진입부를 통과하는 후판 압연판에 사선방향을 선형 레이저빔을 조사하고, 3차원 카메라 유닛은 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔이 오버랩된 프로파일 데이터들을 수득하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 판독공정에서는 판독 검사부의 심도값 산출유닛은, 상기 프로파일 데이터들에서, 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 3차원 심도측정 기법을 통해 분석하여 심도값을 산출하고, 상기 산출된 심도값을 통해 후판 압연판의 평탄도를 산출하고,
상기 판독 검사부의 에지값 산출유닛은, 상기 프로파일 데이터들에서, 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 에지 추출기법을 통해 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변에 교차되는 선형 레이저빔의 조사구간을 통해서 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 순차적으로 검출하여서, 후판 압연판의 직각도를 산출하도록 구성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 후판 압연판에 선형 레이저빔을 사선방향으로 조사하여, 선형 레이저빔이 압연강판의 가로방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 프로파일 데이터를 수득하고, 상기 프로파일 데이터에 형성된 선형 레이저빔을 분석 처리하여서, 후판 압연판의 평탄도의 검사와, 후판 압연판의 직각도 및 외관 치수값의 검사가 종합적으로 이루어지도록 하고 있다.
따라서, 본 발명은 동일 프로파일 데이터 추출부에서 추출된 프로파일 데이터의 분석을 통해서 단일 처리공정에 의해 후판 압연판의 평탄도의 검사와, 후판 압연판의 직각도 및 외관 치수값의 검사가 종합적으로 이루어지므로, 프로파일 데이터의 처리 개수의 감소에 의해 처리속도가 증가되고, 또 검사에 따른 신뢰성이 확보될 수 있다.
또한, 상기 선형 레이저빔을 후판 압연판의 이송방향과 직교하는 폭방향으로 배치하지 아니하고 사선 방향으로 배치하면, 선형 레이저빔을 통해 후판 압연판을 커버할 수 있는 영역이 증가되므로, 최소의 프로파일 데이터 추출부를 구비하여 최소의 프로파일 데이터를 분석하여서, 후판 압연판의 평탄도의 검사와, 후판 압연판의 직각도 및 외관 치수값 등의 종합적인 검사가 가능하므로, 구조의 간소화에 따른 제조비용의 절감과 오류 발생 빈도의 저감이 가능하다.
도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템의 전체 구성을 보여주는 블록도와, 구현상태를 모식적으로 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 롤 테이블의 세부 구성과 롤 테이블에 의한 후판 압연판의 이송상태를 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 의한 선형 레이저빔의 조사상태를 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 선형 레이저빔의 조사상태와, 대조군에 의한 선형 레이저빔의 조사상태를 보여주는 것이고,
도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 3차원 심도측정 기법을 통한 후판 압연판의 평탄도 산출상태를 모식적으로 보여주는 것이며,
도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템을 통한 후판 압연판 외관 검사과정을 순차적으로 보여주는 흐름도이고,
도 8은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템을 통한 후판 압연판의 평탄도 검출 상태를 모식적으로 보여주는 것이고,
도 9는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점의 산출 상태를 모식적으로 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판의 외관 검사 시스템과, 이를 이용한 후판 압연판의 외관 검사방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템의 전체 구성을 보여주는 블록도와, 구현상태를 모식적으로 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 롤 테이블의 세부 구성과 롤 테이블에 의한 후판 압연판의 이송상태를 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 의한 선형 레이저빔의 조사상태를 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 선형 레이저빔의 조사상태와, 대조군에 의한 선형 레이저빔의 조사상태를 보여주는 것이고, 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 3차원 심도측정 기법을 통한 후판 압연판의 평탄도 산출상태를 모식적으로 보여주는 것이며, 도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템을 통한 후판 압연판 외관 검사과정을 순차적으로 보여주는 흐름도이고, 도 8은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템을 통한 후판 압연판의 평탄도 검출 상태를 모식적으로 보여주는 것이고, 도 9는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판 외관 검사 시스템에 있어, 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점의 산출 상태를 모식적으로 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 후판 압연판의 외관 검사 시스템(1)은, 슬라브를 조압연과 사상압연 및 핫레벨러 압연을 포함하는 압연공정과, 사행 보정공정과; 보정된 사행에 따라 가장자리를 재단하는 재단공정과, 상기 재단공정을 마친 후판 압연판을 냉각하는 냉각공정, 및 상기 냉각공정을 마친 후판 압연판을 고객이 요구하는 사양에 따라 규격화되게 분할 절단한 후판 압연판들의 외관을 최종 검사하는 시스템이다.
상기 후판 압연판 외관 검사 시스템(1)은, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 구동롤러(11)들을 통해 후판 압연판(100)을 길이방향으로 이동시켜 후판 압연판(100)이 검사구간을 통과하도록 하는 롤 테이블(10)과; 상기 롤 테이블(10) 상에 형성된 검사구간을 통과하는 후판 압연판(100)을 설정주기에 따라 촬영하여 프로파일 데이터를 반복적으로 수득하는 프로파일 데이터 추출부(20); 및 상기 프로파일 데이터 추출부(20)를 통해 추출된 3차원의 프로파일 데이터를 분석하여 검사구간을 통과한 후판 압연판(100)의 평탄도와, 직각도, 및 폭과 너비를 포함하는 외형 치수값을 검출하는 판독 검사부(30)를 포함한다.
상기 롤 테이블(10)에는, 구동모터(미도시)로부터 회전력을 제공받아 회전하는 복수의 구동롤러(11)들이 이격하여 배치되어, 상기 후판 압연판(100)은 구동모터의 구동에 의해 일방향으로 회전하는 구동롤러(11)와의 마찰에 의해 길이방향으로 연속하여 이동된다.
도 1과 도 3a에서 보는 바와 같이 상기 롤 테이블(10)에 배치된 구동롤러(11) 사이에, 구동롤러(11)보다 상대적으로 길이가 짧고 직경이 작은 아이들 롤러(12)들을 지그재그 형태로 배치하여 지그재그 형태로 배치된 아이들 롤러(12)에 형성된 지지점(P2)의 간격을 단축함으로써, 상기 구동롤러(11) 사이를 통과하는 후판 압연판(100)은 아이들 롤러(12)들에 의해 지그재그 형태로 구간 지지되어 쳐짐 발생이 억제되면서 진동 발생이 최소화되도록 한다.
이때, 도 3b에서 보는 바와 같이 상기 아이들 롤러(12)의 지지점(P2)의 높이는 구동롤러(11)의 지지점(P1)의 높이보다 상대적으로 0.5mm 내지 2mm 가량 낮은 상하편차(G)가 형성되도록 구성되어, 아이들 롤러(12)는 길이방향으로 이동되는 후판 압연판(100)과의 과도한 충돌없이 자연스럽게 구동롤러(11) 사이를 통과하는 후판 압연판(100)을 지지하도록 한다.
바람직하게는, 상기 구동롤러(11)와 아이들 롤러(12)가 배치된 롤 테이블(10)의 이송면에는 흡기관(미도시)에 의한 흡기작용에 의해 감압상태가 형성되는 감압 챔버(10a)를 마련하여, 상기 구동롤러(11)와 아이들 롤러(12)에 안착되어 길이방향으로 이동하는 후판 압연판(100)은 감압 챔버(10a)에서 제공되는 흡기압에 의해 구동롤러(11)에 긴밀히 밀착되어 이동과정에 후판 압연판(100)의 진동 발생이 최소화되도록 한다.
따라서, 본 실시예에 따른 롤 테이블(10)은 후판 압연판(100)의 진동 발생을 최소화함으로써, 프로파일 데이터 추출부(20) 및 판독 검사부(30)에 의해 판독되는 후판 압연판(100)의 평탄도와, 직각도와 및 폭과 너비를 포함하는 외형 치수값의 계측 오차의 발생을 최소화한다.
또한, 상기 롤 테이블(10) 상에 형성된 검사구간의 진출점에는 검사구간에 진입되는 후판 압연판(100)의 진입을 감지하는 진입 감지센서(41)를 배치하고, 검사구간의 진출점에는 검사구간에서 배출되는 후판 압연판(100)을 감지하는 진출 감지센서(42)를 배치한다.
그리고, 상기 프로파일 데이터 추출부(20)는 진입 감지센서(41)에 의해 감지된 후판 압연판(100)의 진입 시점에서 진출 감지센서(42)에 의해 감지된 후판 압연판(100)의 진출 시점 사이에만 구동하도록 구성된다.
따라서, 상기 프로파일 데이터 추출부(20)는 후판 압연판(100)이 검사구간을 통과하는 과정에서는 후판 압연판(100)의 프로파일 데이터를 안정되게 취득하고, 또 진출 감지센서(42)에 의해 후판 압연판(100)의 진출이 감지되면 프로파일 데이터 추출부(20)의 구동을 정지함으로써, 프로파일 데이터 추출부(20)의 구동시간을 최소화한다.
또한, 상기 롤 테이블(10)을 따라 이동하는 후판 압연판(100)의 이동속도를 광학으로 감지하는 속도 계측센서(44)와, 상기 구동롤러(11)의 회전 속도를 계측하는 엔코더 센서(43)를 배치하여서, 속도 계측센서(44)나 엔코더 센서(43)를 통해 검사구간을 통과하는 후판 압연판(100)의 이동 속도값을 보다 정밀하게 측정하며, 후술되는 바와 같이 상기 계측되는 후판 압연판(100)의 이동 속도값은 판독 검사부(30)에 의해 산출되는 후판 압연판(100)의 폭과 길이를 포함하는 외형 치수값의 산출에 기초 자료로 활용된다.
한편, 본 발명에서는 상기 검사구간의 시작점, 즉 후판 압연판(100)의 진입부에 프로파일 데이터 추출부(20)를 배치하여, 상기 프로파일 데이터 추출부(20)를 통해 검사구간에 진입되는 후판 압연판(100)의 진입영상을 설정주기에 따라 촬영한 프로파일 데이터들을 반복하여 수득하고, 상기 판독 검사부(30)는 프로파일 데이터를 분석하여 해당 후판 압연판(100)의 외관을 실시간 검사하도록 한다.
특히, 본 실시예에서는 상기 프로파일 데이터 추출부(20)를 개량하여 프로파일 데이터를 통해, 후판 압연판(100) 표면의 평탄도 뿐 아니라, 후판 압연판(100)의 직각도와 폭과 길이를 포함하는 외형 치수값의 일괄적인 산출이 가능하도록 한다.
이와 같이 구성하면, 후판 압연판(100)의 평탄도를 측정하기 위해 복수의 프로파일 데이터 추출부(20)를 배치하고, 또 직각도와 외형 치수값의 산출하기 위해 복수의 프로파일 데이터 추출부(20)를 별도 구비함에 따른 구조가 복잡해지고, 또 제조비용이 증가되고, 특히 수많은 프로파일 데이터를 추출, 및 분석함에 따른 연산오류나 부하 발생이 최소화될 수 있다.
본 실시예에 따른 프로파일 데이터 추출부(20)는, 검사구간에 진입되는 후판 압연판(100)에 선형 레이저빔(L)을 조사하는 빔 조사유닛(21)과; 상기 빔 조사유닛(21)과 한조를 이루어 상기 선형 레이저빔(L)이 오버랩된 후판 압연판(100)의 검사영역을 설정주기에 따라 촬영하여, 빔 조사유닛(21)에 의해 조사된 선형 레이저빔(L)이 오버랩되어 검사구간을 통과하는 후판 압연판의 검사영역을 촬영한 프로파일 데이터를 연속적으로 수득하는 3차원 카메라 유닛(22)을 포함한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 도 4와 같이 상기 빔 조사유닛(21)은 검사구간에 진입하여 통과하는 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)을 가로지르도록 사선방향으로 선형 레이저빔(L)을 조사하도록 구성함으로써, 프로파일 데이터 추출부(20)의 3차원 카메라 유닛(22)에 의해 촬영하여 수득되는 프로파일 데이터에는 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)을 사선방향으로 가로지르는 선형 레이저빔(L)이 오버랩하여 형성되도록 한다.
본 실시예에 따르면, 상기 3차원 카메라 유닛(22)과 한조를 이룬 빔 조사유닛(21)은 3° 내지 45°의 범위 내에서 선형 레이저빔(L)을 사선방향으로 조사하여서, 사선방향으로 조사된 선형 레이저빔(L)이 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)을 사선방향으로 가로지르도록 한다.
이때, 상기 각 프로파일 데이터 추출부(20)의 빔 조사유닛(21)을 통해 후판 압연판(100)에 사선방향으로 조사되는 선형 레이저빔(L)들은 도 5a와 같이 상호 사선방향으로 평행하며, 상기 선형 레이저빔의 단부들은 전후방향으로 상호 교차되어 이들 사이에 교차구간(OA)이 형성되도록 한다.
따라서, 상기 판독 검사부(30)는 시차를 두어 교차되는 선형 레이저빔 단부들의 교차구간(OA)을 판독하여 이들 사이의 심도편차를 계측하여 진동값을 산출하고, 상기 산출된 진동값을 통해 후판 압연판(100)의 평탄도를 보정함으로써, 진동에 의해 후판 압연판(100)의 평탄도가 오산출되는 현상을 최소화한다.
본 실시예와 같이 상기 각 프로파일 데이터 추출부(20)를 구성하는 빔 조사유닛(21)이, 도 5b와 같이 길이방향으로 이동하는 후판 압연판(100)의 진행방향과 직교되는 폭방향으로 배치하지 아니하고, 사선 방향으로 선형 레이저빔(L)을 조사하도록 구성하면 프로파일 데이터 추출부(20)의 설치개수를 최소화하면서 후판 압연판(100)의 검사부위를 전체적으로 커버할 수 있고, 특히 빔 조사유닛(21)의 설치개수를 최소화하면서 도 4a와 같이 선형 레이저빔(L)의 단부가 시차를 두어 교차되는 교차구간(OA)들을 형성할 수 있다.
즉, 본 발명의 대조군으로 도시된 도 5b와 같이 선형 레이저빔을 폭방향으로 배치하여 선형 레이저빔(L)의 단부가 시차를 두어 교차되는 교차구간들을 형성하기 위해서는 적어도 빔 조사유닛들을 2열로 배치하여야 한다.
그러나, 본 실시예와 같이 선형 레이저빔(L)이 사선방향으로 조사되도록 구성하고, 이들 사선방향으로 조사된 선형 레이저빔(L)의 단부가 전후방향으로 교차하도록 구성하면, 도 5a와 같이 빔 조사유닛(21)들을 1열만 배치하여도 선형 레이저빔(L)들의 단부가 전후방향으로 교차되는 교차구간(OA)들의 형성이 가능하고, 결과적으로 선형 레이저빔(L)을 조사하는 빔 조사유닛(21)을 포함하는 프로파일 데이터 추출부(20)의 설치 개수를 최소화할 수 있다.
특히, 상기 선형 레이저빔(L)들을 사선방향으로 조사하여 촬영된 프로파일 데이터를 통해 판독 판독 검사부(30)는, 후판 압연판(100) 표면의 평탄도 뿐 아니라, 직각도와 외형 치수값을 동시에 산출할 수 있다.
상기 판독 검사부(30)는, 도 6에 모식적으로 도시된 3차원 심도측정 기법을 통해 선형 레이저빔이 사선방향으로 조사된 프로파일 데이터를 분석하여서, 후판 압연판(100) 표면의 심도값을 산출하고 산출된 심도값을 통해 후판 압연판(100)의 평탄도를 연산하는 심도값 산출유닛(31)과; 상기 프로파일 데이터를 필터링하여, 후판 압연판(100)에 사선방향으로 조사되어 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 검출하는 에지값 산출유닛(32)을 포함한다.
따라서, 상기 판독 검사부(30)의 심도값 산출유닛(31)은 도 6과 도 8과 같이 3차원 심도측정 기법을 통해 프로파일 데이터들을 순차적으로 필터링하여, 후판 압연판(100)의 표면에 사선방향으로 조사된 선형 레이저빔(L)의 심도값을 추출하고, 상기 심도값을 통해 후판 압연판(100)의 평탄도를 계측한다.
그리고, 상기 판독 검사부(30)의 에지값 산출유닛(32)은 도 9에서 보는 바와 같이 에지 추출기법을 통해 후판 압연판의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)에 교차되는 선형 레이저빔(L)의 조사구간을 통해서 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 검출하고, 상기 검출된 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 통해서 후판 압연판(100)의 직각도를 산출하는 한편, 속도 계측센서(44)와 엔코더 센서(43)를 통해 계측된 후판 압연판(100)의 이송 속도값을 대입하여 후판 압연판(100)의 폭과 길이를 포함하는 외형 치수값을 산출한다.
즉, 본 발명에서는 프로파일 데이터 추출부(20)를 통해, 길이방향으로 이동하는 후판 압연판(100)의 진행방향과 직교하는 폭방향으로 선형 레이저빔(L)을 조사하지 아니하고, 후판 압연판(100)의 진행방향의 사선방향으로 선형 레이저빔(L)을 조사한 다음 이를 촬영하여 프로파일 데이터를 추출하도록 구성하고 있다.
이와 같이 사선방향으로 선형 레이저빔을 조사한 프로파일 데이터를 활용하면, 후판 압연판(100)의 평탄도 뿐 아니라, 직각도와 외형 치수값을 동시에 판독할 수 있으며, 이를 본 발명에서는 기술적 특징으로 예정하고 있다.
보다 바람직한 실시형태를 보여주는 도 4에서는, 상기 검사구간의 진입부에, 후판 압연판(100)의 가로방향 에지변(101)의 측면과, 후판 압연판(100)의 폭방향 에지변(102)의 측면에 보조빔을 각각 조사하여, 후판 압연판(100)의 가로방향 에지변(101)의 측면부와, 후판 압연판(100)의 폭방향 에지변(102)의 측면부와 윤곽이 보다 명확히 시인되도록 하는 보조빔 조사유닛(23)을 부가한다.
이와 같이 구성하면, 상기 빔 조사유닛(21)에 의해 후판 압연판(100)의 진행방향의 사선방향으로 선형 레이저빔(L)과, 보조빔 조사유닛(23)에 의해 조사된 보조빔은 후판 압연판(100)의 각 에지변에 교차되고, 결과적으로 선형 레이저빔(L)과 교차하는 보조빔에 의해 각 에지변이 보다 명확히 시인되는 프로파일 데이터의 수득이 가능하고, 결과적으로 에지점 추출에 따른 신뢰성이 확보될 수 있다.
한편, 하기에서는 이와 같이 구성된 후판 압연판 외관 검사 시스템을 통한 후판 압연판(100)의 외형 검사과정을, 도 7 내지 도 9를 참조하여 상술하기로 한다.
최초 롤 테이블(10)을 통해 검사를 요하는 후판 압연판(100)이 길이방향으로 이동하여 검사구간에 진입하면, 검사구간의 진입부에 배치된 진입 감지센서(41)는 후판 압연판(100)의 진입을 감지하고, 이와 동시에 검사구간의 진입부에 배치된 프로파일 데이터 추출부(20)들이 구동하여서, 검사구간을 통과하는 후판 압연판(100)의 프로파일 데이터들을 설정주기에 따라 수득한다.
이때, 상기 각 프로파일 데이터 추출부(20)의 빔 조사유닛(21)은 진입부를 통과하는 후판 압연판(100)에 사선방향을 선형 레이저빔을 조사하고, 3차원 카메라 유닛(22)은 사선방향으로 조사되어 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)을 가로지르는 선형 레이저빔(L)이 오버랩된 프로파일 데이터들을 수득한다.
이와 동시에, 상기 롤 테이블(10)에 배치된 속도 계측센서(44)와 엔코더 센서(43)는, 검사구간을 통과하는 후판 압연판(100)의 이동 속도값을 계측하고, 상기 계측된 후판 압연판(100)의 이동 속도값은 판독 검사부(30)에 실시간으로 제공된다.
그리고, 상기 후판 압연판(100)이 검사구간을 통과하여 진출하면 진출 감지센서(42)는 이를 감지하고, 각 프로파일 데이터 추출부(20)는 구동을 정지하게 된다.
이후, 상기 판독 검사부(30)는 상기 각 프로파일 데이터 추출부(20)를 통해 수득된 프로파일 데이터를 분석하여, 상기 후판 압연판(100)의 평탄도와 직각도 및 폭과 길이값을 포함하는 외형 치수값을 수득하게 된다.
즉, 상기 판독 검사부(30)의 심도값 산출유닛(31)은 도 9a와 같이 후판 압연판(100)의 표면에 조사된 선형 레이저빔(L)의 조사구간을 3차원 심도 측정 기법을 통해 후판 압연판(100)의 평탄도를 산출한다.
이때, 심도값 산출유닛(31)은 프로파일 데이터들에 형성된 선형 레이저빔 사이에 형성된 교차구간(OA)의 심도값을 대비하여, 촬영과정에 후판 압연판의 진동값을 산출하고, 상기 산출된 진동값을 대입하여서 진동에 따른 평탄도의 오차를 보정하게 된다.
상기 진동값의 산출은, 교차구간(OA)을 형성하는 각 선형 레이저빔 단부의 심도값의 편차가 기준 편차값 이상으로 검출될 경우, 후판 압연판(100)의 과진동이 감지된 것으로 인식하여 이들 순차적으로 측정되는 선형 레이저빔 단부 심도값의 평균치로 진동값을 산정하고, 상기 산정된 진동값을 해당 검사부위의 평탄도를 보정하도록 하고 있다.
그리고, 상기 판독 검사부(30)의 에지값 산출유닛(32)은 도 9b와 같이 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)과 폭방향 에지변(102)에 교차되는 선형 레이저빔(L)의 조사구간을 통해서 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 순차적으로 검출한다.
그리고, 상기 검출된 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 통해서 후판 압연판(100)의 직각도를 검출하고, 또 상기 검출된 후판 압연판(100)의 길이방향 에지변(101)의 에지점과 폭방향 에지변(102)의 에지점을 통해서 이동 속도값을 대입하여서, 후판 압연판(100)의 폭과 길이를 포함하는 외형 치수값을 정밀하게 산출한다.
따라서, 본 발명은 사선방향으로 조사되는 선형 레이저빔을 통해서 후판 압연판의 평탄도 뿐 아니라, 직각도와 외관 치수값의 동시에 추출이 가능하다.
1. 후판 압연판 검사 시스템
10. 롤 테이블 10a. 감압챔버
11. 구동롤러 12. 아이들 롤러
20. 프로파일 데이터 추출부
21. 빔 조사유닛 22. 3차원 카메라 유닛
23. 보조빔 조사유닛
30. 판독 검사부 31. 심도값 산출유닛
32. 에지값 산출유닛
41. 진입 감지센서 42. 진출 감지센서
43. 엔코더 센서 44. 속도 계측센서
100. 후판 압연판 101. 길이방향 에지변
102. 폭방향 에지변 L. 선형 레이저빔
OA. 교차구간

Claims (5)

  1. 구동롤러들을 통해 후판 압연판을 길이방향으로 이동시켜 후판 압연판이 검사구간을 통과하도록 하는 롤 테이블과;
    상기 롤 테이블 상에 형성된 검사구간을 통과하는 후판 압연판을 설정주기에 따라 촬영하여 프로파일 데이터를 수득하는 프로파일 데이터 추출부; 및
    상기 프로파일 데이터 추출부를 통해 추출된 프로파일 데이터를 분석하여 검사구간을 통과한 후판 압연판의 평탄도를 포함하는 외관을 검사하는 판독 검사부를 포함하고,
    상기 프로파일 데이터 추출부는, 검사구간에 진입되는 후판 압연판에 선형 레이저빔을 조사하는 빔 조사유닛과; 상기 후판 압연판에 조사된 선형 레이저빔의 조사영역을 설정주기에 따라 촬영하는 3차원 카메라 유닛을 포함하고,
    상기 빔 조사유닛은, 검사구간에 진입하는 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르도록 사선 방향으로 평행하게 선형 레이저빔들을 조사하여, 상기 3차원 카메라 유닛에 의해 수득되는 프로파일 데이터에는 검사구간의 진입부를 통과하는 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔들이 오버랩하여 형성되되, 상기 선형 레이저빔들의 단부가 상호 교차하여 교차구간이 형성되도록 구성하고,
    상기 판독 검사부는 상기 교차구간에서 계측되는 심도편차를 이용하여 진동값을 산출하고, 상기 프로파일 데이터로부터 얻어진 상기 후판 압연판의 평탄도를 상기 산출된 진동값을 통해 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 후판 압연판의 외관 검사 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 판독 검사부에는,
    상기 프로파일 데이터 추출부를 통해 수득되는 프로파일 데이터에서, 후판 압연판에 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 통해 심도값을 산출하고 상기 산출된 심도값을 통해 후판 압연판의 평탄도를 산출하는 심도값 산출유닛과;
    상기 프로파일 데이터를 에지 추출기법을 통해, 후판 압연판의 사선 방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 통해, 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 순차적으로 검출하고, 상기 사선방향으로 조사된 선형 레이저빔을 통해 추출된 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 통해 후판 압연판의 직각도를 산출하는 에지값 산출유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 후판 압연판의 외관 검사 시스템.
  4. 롤 테이블을 통해 검사를 요하는 후판 압연판이 길이방향으로 이동하여 검사구간에 진입하면, 검사구간의 진입부에 배치된 진입 감지센서는 후판 압연판의 진입을 감지하고, 이와 동시에 검사구간의 진입부에 배치된 프로파일 데이터 추출부들은 구동하여서, 검사구간을 통과하는 후판 압연판의 프로파일 데이터들을 설정주기에 따라 연속하여 수득하는 프로파일 데이터 수득공정과;
    판독 검사부가, 상기 각 프로파일 데이터 추출부를 통해 수득된 프로파일 데이터를 분석하여, 상기 후판 압연판의 평탄도와 직각도 및 폭과 길이값을 포함하는 외형 치수값을 수득하는 판독공정을 포함하여 구성하되,
    상기 프로파일 데이터 수득공정에서, 상기 각 프로파일 데이터 추출부의 빔 조사유닛은 검사구간의 진입부를 통과하는 후판 압연판에 사선방향을 선형 레이저빔을 조사하고, 상기 선형 레이저빔들의 단부가 상호 교차하여 교차구간이 형성되도록 하고, 3차원 카메라 유닛은 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔이 오버랩된 프로파일 데이터들을 수득하도록 구성되고,
    상기 판독 검사부는 상기 교차구간에서 계측되는 심도편차를 이용하여 진동값을 산출하고, 상기 프로파일 데이터들로부터 수득된 상기 후판 압연판의 평탄도를 상기 산출된 진동값을 통해 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 후판 압연판의 외관 검사방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 판독공정에서는 판독 검사부의 심도값 산출유닛은, 상기 프로파일 데이터들에서, 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 3차원 심도측정 기법을 통해 분석하여 심도값을 산출하고, 상기 산출된 심도값을 통해 후판 압연판의 평탄도를 산출하고,
    상기 판독 검사부의 에지값 산출유닛은, 상기 프로파일 데이터들에서, 사선방향으로 조사되어 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변을 가로지르는 선형 레이저빔을 에지 추출기법을 통해 후판 압연판의 길이방향 에지변과 폭방향 에지변에 교차되는 선형 레이저빔의 조사구간을 통해서 후판 압연판의 길이방향 에지변의 에지점과 폭방향 에지변의 에지점을 순차적으로 검출하여서, 후판 압연판의 직각도를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 후판 압연판의 외관 검사방법.
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