KR102370392B1 - 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉연공정 소재의 두께 제어 방법에 관한 것으로서, 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 유무를 판단하는 판별 단계; 상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 소정 구간을 절사하는 기본 절사 단계; 및 상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 소재에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 선택 절사 단계;를 포함할 수 있다.

Description

냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법{Apparatus for controlling thickness of slab and control method therefor}

본 발명은 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉연공정에서 용접을 진행하기 위한 소재의 연결부 처리를 위한 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

열연 소재를 용접하여 연속적으로 압연 등의 공정을 행하는 냉연공정에서는 용접 선후행 코일의 오프게이지 절사 및 용접시 기계적 정렬을 위해 소재의 두께 정보를 확보하는 것은 매우 중요하다.

특히, 냉연 공정에서 선행 코일과 후행 코일의 연결부위가 밀(Mill)을 통과할 때 코일의 선단부(top) 및 미단부(tail)에서 수요가 요구 두께의 상/하한을 벗어나는 오프게이지가 발생하게 되는데, 이러한 오프게이지는 소재의 품질 저하 요인 중 하나로서, 소재의 두께를 일정하게 유지하고, 소재의 결합시에 선행 소재의 선단부와 후행 소재의 미단부의 두께를 동일하게 하는 것이 바람직하다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 열연판의 두께 편차를 측정하고 측정된 편차만큼 가압롤의 갭과 가압롤의 속도를 제어하여 두께를 제어하거나, 열연공정에서의 선/후행 소재의 두께, 폭, 강종 데이터를 제공받아 두께를 제어하는 방법 등이 제안되고 있다.

또한, 소재의 두께를 제어하기 위하여 소재의 열연 공정 정보의 유무에 따라, 냉연 절사 매수를 지정하여 오프게이지를 제거하는 방법이 제안되고 있으나, 이러한 종래의 기술은 신뢰할 수 있는 소재의 열연 공정 정보를 바탕으로 하여야 수행될 수 있다.

종래 기술은 선행 소재와 후행 소재의 용접을 위하여 위치고정 및 접합시에 소재의 두께는 열연의 실측 두께가 아닌 목표 두께값으로 제공되어, 선행 소재와 후행 소재의 접합부의 두께가 상이할 경우, 정확한 오프게이지 절사가 이루어지지 않아 용접 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.

또한, 외부 소재를 사용하는 등의 이유로 소재의 열연 공정 정보를 가지고 있지 않는 경우가 많으며, 이때는 현장 조업자의 경험에 따라 절사량을 정하여 절사 매수를 진행할 수밖에 없다.

그러나, 조업자의 경험에 의한 절사 매수를 지정하여 절사를 진행할 경우에도, 소재의 적절한 절사량의 조절이 어려우며, 이에 따라, 절사량이 부족한 경우 냉연 공정시 판 파단이 유발될 가능성이 증가하고 불필요한 소재의 가공으로 추가 가공 비용이 발생한다. 반면에, 절사량이 과도한 경우 소재가 낭비되어 생산성과 수율이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 소재의 두께를 측정하여 오프게이지 발생 여부를 확인하고, 필요한 절사량 만큼 소재를 절사하여 생산성과 수율을 향상시킬 수 있는 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉연공정 소재의 두께 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 냉연공정 소재의 두께 제어 방법은, 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 유무를 판단하는 판별 단계; 상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 소정 구간을 절사하는 기본 절사 단계; 및 상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 소재에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 선택 절사 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 선택 절사 단계는, 상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단하는 판단 단계; 상기 판단 단계에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하는 구간 절사 단계; 및 상기 판단 단계에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하고 상기 소재의 두께를 측정하는 측정 단계를 재수행하는 자동 절사 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 선택 절사 단계는, 상기 측정 단계에서 연속적으로 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화를 통하여 오프게이지 구간을 산출하는 오프게이지 구간 산출 단계; 및 상기 오프게이지 구간 산출 단계에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사하는 오프게이지 구간 절사 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기본 절사 단계에서 상기 소정 구간 절사되거나 상기 선택 절사 단계에서 상기 오프게이지 구간이 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 전단부를 연결하는 결합 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치가 제공된다. 본 발명의 냉연공정 소재의 두께 제어 장치는, 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정부; 상기 측정부 후단에 형성되어 상기 소재의 두께 변형으로 형성되는 오프게이지 구간을 절사하는 전단부; 상기 측정부에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여 상기 오프게이지의 유무를 판단하고, 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있도록 상기 측정부 및 상기 전단부를 제어하는 제어부; 및 상기 전단부의 후단에 형성되어, 상기 전단부에서 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 전단부를 연결하는 결합부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 측정부에서 측정된 상기 두께 측정값을 저장하는 저장부; 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 형성 유무를 판단하는 판별부; 상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단하는 판단부; 및 상기 판별부 또는 상기 판단부에서 판단된 결과에 따라 상기 소재의 일정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 전단 명령부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전단 명령부는, 상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 소정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 기준 절사 명령부; 상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하는 구간 절사 명령부; 및 상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 상기 측정부에 연속적으로 측정하여 상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 때까지 상기 기준 구간을 반복적으로 절사하는 자동 절사 명령부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 측정부에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값을 저장하는 저장부; 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 형성 유무를 판단하는 판별부; 상기 측정부에서 연속적으로 측정된 상기 두께 측정값의 변화를 통하여 상기 오프게이지 구간을 산출하는 산출부; 및 상기 판별부에서 판단된 결과 또는 상기 산출부에서 산출된 결과에 따라 상기 소재의 일정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 전단 명령부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전단 명령부는, 상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 소정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 기준 절사 명령부; 및 상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 산출부에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사하는 산출 구간 절사 명령부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 측정부는, 프로파일 게이지, 두께계, 변위센서, 광센서, 포인트 마이크로미터, 초음파 센서, 방사선 두께측정장치, 디지털 두께 게이지 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소재의 두께를 측정하여 오프게이지 발생 여부를 확인하고, 필요한 절사량 만큼 소재를 절사하여 불필요한 소재의 낭비를 감소시킬 수 있고, 불필요한 소재 가공에 소요되는 비용 절감으로 생산성과 수율을 향상시키는 효과를 가지는 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 냉연공정 소재의 두께 제어 방법의 종래 기술을 나타내는 순서도이다.
도 2는 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부에 형성된 전단 명령부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부에 형성된 전단 명령부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 단계의 동작을 나타내는 작동도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 냉연공정 소재의 두께 제어 방법의 종래 기술을 나타내는 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 냉연공정 소재의 두께를 제어하기 위하여 소재의 열연 공정 정보의 유무에 따라, 오프게이지 절사하는 방법이 구분되었다.

내부 소재를 사용하는 등의 이유로 소재의 열연 공정 정보를 포함하고 있는 경우에는, 열연 공정 정보를 활용하여 오프게이지 구간을 저장하고, 저장된 오프게이지 구간에 따라 오프게이지 구간별 절사를 제어하여, 선행 소재의 미단부 및 후행 소재의 선단부를 절사하였다.

반면에, 외부 소재를 사용하는 등의 이유로 소재의 열연 공정 정보를 가지고 있지 않는 경우에는, 현장 조업자의 경험에 따라 절사량을 정하여 절사하였다.

이러한 경우, 오프게이지의 절사량이 부족하여, 연속 탠덤 냉간 밀에서의 파단이 일어날 가능성이 있으며, 이를 방지하기 위하여 별도의 가공을 수행할 수 밖에 없다.

또한, 오프게이지의 절사량이 과도한 경우에는 소재의 낭비로 인하여 생산성과 수율이 저감되는 문제점이 발생되며, 정확한 오프게이지 절사가 이루어지지 않은 상태로 선행 소재와 후행 소재가 용접 결합시에 기계 정렬 오차 확대로 용접 품질이 저하되는 문제점이 발생된다.

도 2는 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 2에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 제어부(300)에 형성된 전단 명령부(350)를 나타내는 도면이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른, 냉연공정 소재의 두께를 제어하기 위한 냉연공정 소재의 두께 제어 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 측정부(100), 전단부(200), 제어부(300) 및 결합부(400)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 측정부(100)는 냉연 공정에서 소재(1)의 두께를 측정하는 장치로서, 소재의 열연 공정 정보를 가지고 있지 않는 경우나 소재의 열연 공정 정보의 신뢰성이 떨어질 경우에, 소재(1)에 형성되는 오프게이지의 정확한 측정을 위하여 소재(1)의 이송 중에 연속적으로 소재(1)의 두께를 측정할 수 있다.

측정부(100)에서 측정된 두께 측정값은 후술될 제어부(300)의 저장부(310)로 전송되어 저장될 수 있다.

측정부(100)는 프로파일 게이지, 두께계, 변위센서, 광센서, 포인트 마이크로미터, 초음파 센서, 방사선 두께측정장치, 디지털 두께 게이지 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

측정부(100)에서 측정된 상기 두께 측정값은 후술될 결합부에서 기계적 전단 부분과 갭 형성 등 기계 정렬에 중요한 인자로 사용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전단부(200)는 측정부(100) 후단에 형성되어 소재(1)의 두께 변형으로 형성되는 오프게이지 구간을 절사할 수 있다.

전단부(200)는 선행 소재의 미단부 및 후행 소재의 선단부가 동일한 두께의 구간에서 결합할 수 있도록, 선행 소재와 후행 소재의 두께가 다른 영역을 잘라내는 장치이다. 즉, 전단부(200)는 후술될 제어부(300)에서 소재(1)에 불필요한 부분을 판단하여, 소재(1)의 불필요한 영역을 전단부(200)에서 절사하는 장치를 포함할 수 있다.

이때, 소재(1)가 선행 소재일 경우 미단부를 절사하고, 소재(1)가 후행 소재일 경우 선단부를 절사할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 측정부(100)에서 측정된 소재(1)의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여 상기 오프게이지의 유무를 판단하고, 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있도록 측정부(100) 및 전단부(200)를 제어할 수 있다.

더욱 구체적으로, 제어부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 저장부(310), 판별부(320), 판단부(340) 및 전단 명령부(350)를 포함할 수 있다.

저장부(310)는 측정부(100)에서 측정된 상기 두께 측정값을 저장할 수 있으며, 특히, 저장부(310)는 소재(1)의 두께 변화를 산출할 수 있도록 이동 중에 연속적으로 측정된 상기 두께 측정값을 모두 저장할 수 있다.

이때, 연속적으로 측정된 상기 두께 측정값을 모두 저장할 수 있으며, 연속적으로 저장된 상기 두께 측정값을 통하여 정확한 오프게이지 구간을 산출할 수 있다. 또한, 상기 두께 측정값을 소재(1)의 영역별로 구분하여 저장하여, 오프게이지 구간이 포함된 영역만을 산출할 수도 있다.

판별부(320)는 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 소재(1)에 오프게이지의 형성 유무를 판단할 수 있다.

판별부(320)는 소재(1)에 오프게이지가 형성되었는지 확인할 수 있는 장치로서, 상기 두께 측정값이 저장되는 저장부(310)와 연결되어, 저장부(310)에 저장된 상기 두께 측정값의 변화량을 비교할 수 있다. 이때, 소재(1)의 두께가 한계영역 이상으로 변화한 구간을 오프게이지 구간인 것으로 판별할 수 있다.

또한, 상기 두께 측정값과 제어부(300)에 미리 설정된 상기 설정 두께값을 비교하여 일정 범위 이상으로 편차가 발생되는 구간을 오프게이지 구간인 것으로 판별할 수 있다.

판별부(320)에서 오프게이지 구간이 형성되었다고 판단되었을 경우에 판별부(320)는 판단부(340)에 연결될 수 있고, 오프게이지 구간이 없다고 판단되었을 경우에 전단 명령부(350)에 형성된 기준 절사 명령부와 연결될 수 있다.

판단부(340)는 상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단할 수 있다.

판단부(340)는 판별부(320)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 형성되었다고 판단되었을 경우에, 상기 오프게이지 구간이 제어부(300)에 사전 정의된 기준 구간과 비교하여 오프게이지 구간의 절사량을 판단할 수 있다.

판단부(340)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 판단부(340)는 전단 명령부(350)에 형성된 구간 절사 명령부와 연결될 수 있다.

반면에, 판단부(340)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 판단부(340)는 전단 명령부(350)에 형성된 자동 절사 명령부와 연결되고, 동시에 저장부(310)에서 다음 두께 측정값을 통하여 오프게이지의 유무와 오프게이지 구간을 재 판단할 수 있다.

전단 명령부(350)는 판별부(320) 또는 판단부(340)에서 판단된 결과에 따라 소재(1)의 일정 구간을 절사하도록 전단부(200)를 제어할 수 있으며, 구체적으로, 전단 명령부(350)는 기준 절사 명령부(351), 구간 절사 명령부(352) 및 자동 절사 명령부(353)를 포함할 수 있다.

도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 기준 절사 명령부(351)는 판별부(320)에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 소재(1)의 소정 구간을 절사하도록 전단부(200)를 제어할 수 있다.

기준 절사 명령부(351)는 판별부(320)와 연결되어 판별부(320)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 없다고 판단되었을 경우에 전단부(200)에 소재(1)의 소정 구간을 절사하도록 제어할 수 있다.

소재(1)에 오프게이지 구간이 없다고 판단되어도, 소재(1)의 선단부 또는 미단부의 상기 소정 구간을 절사하여 선행 소재와 후행 소재의 접합을 더욱 밀착시키고 용접 품질을 높일 수 있다.

구간 절사 명령부(352)는 판단부(340)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 소재(1)에서 상기 기준 구간을 절사할 수 있다.

구간 절사 명령부(352)는 판단부(340)와 연결되어 소재(1)의 오프게이지 구간이 절사 영역으로 저장된 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 한번의 절사로 소재(1)의 상기 오프게이지 구간이 제거될 수 있으므로, 전단부(200)에서 상기 기준 구간을 절사하도록 제어할 수 있다.

이때, 기준 절사 명령부(351)와 구간 절사 명령부(352)는 하나로 형성될 수 있다. 즉, 기준 절사 명령부(351)에서 절사 구간인 상기 소정 구간과 구간 절사 명령부(352)에서 절사 구간인 상기 기준 구간은 동일한 구간으로서, 소재(1)에 오프게이지 구간이 없다고 판단되거나 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우에 모두 상기 기준 구간(또는 상기 소정 구간)을 절사하도록 제어할 수 있다.

자동 절사 명령부(353)는 판단부(340)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 측정부(100)에 연속적으로 측정하여 판단부(340)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 때까지 상기 기준 구간을 반복적으로 절사할 수 있다.

자동 절사 명령부(353)는 판단부(340)와 연결되어 소재(1)의 오프게이지 구간이 절사 영역으로 저장된 상기 기준 구간 보다 동일하거나 더 넓은 영역으로 판단될 경우, 한번의 절사로 소재(1)의 상기 오프게이지 구간이 제거될 수 없으므로, 전단부(200)에서 상기 기준 구간을 절사하고, 다음 두께 측정값을 통하여 오프게이지의 유무와 오프게이지 구간을 재판단하여 반복될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 결합부(400)는 전단부(200)의 후단에 형성되어, 전단부(200)에서 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 전단부를 연결할 수 있다.

더욱 구체적으로, 결합부(400)는 클램프, 결합장치 및 검사장치를 포함하여, 측정부(200) 및 제어부(300)를 통하여 전단된 상기 선행 소재와 상기 후행 소재를 상기 클램프로 고정시키고, 상기 클램프를 이동하여 상기 선행 소재와 상기 후행 소재를 접촉시키고, 상기 결합장치로 상기 선행 소재와 상기 후행 소재를 결합시킨 후에, 상기 검사장치를 통하여 용접부위를 검사할 수 있다.

이때, 상기 결합장치는 용접을 할 수 있는 다양한 장치를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 레이저 용접을 포함할 수 있다.

본 발명에 일 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측정 단계(S10), 판별 단계(S20), 기본 절사 단계(S30), 선택 절사 단계(S40) 및 결합 단계(S50)를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 측정 단계(S10)는 냉연 공정에서 소재(1)의 두께를 측정하는 단계로서, 측정부(100)를 통하여 두께를 측정할 수 있다.

측정 단계(S10)는 소재의 열연 공정 정보를 가지고 있지 않는 경우나 소재의 열연 공정 정보의 신뢰성이 떨어질 경우에, 소재(1)에 형성되는 오프게이지의 정확한 측정을 위하여 소재(1)의 이송 중에 연속적으로 소재(1)의 두께를 측정하는 단계이다.

판별 단계(S20)는 측정 단계(S10)에서 측정된 소재(1)의 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여, 소재(1)에 오프게이지의 유무를 판단하는 단계이다.

판별 단계(S20)는 소재(1)에 오프게이지가 형성되었는지 확인할 수 있는 단계로서, 측정 단계(S10)에서 측정된 상기 두께 측정값의 변화량을 비교할 수 있다. 이때, 소재(1)의 두께가 한계영역 이상으로 변화한 구간을 오프게이지 구간인 것으로 판별할 수 있다.

또한, 판별 단계(S20)는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 상기 설정 두께값을 비교하여 일정 범위 이상으로 편차가 발생되는 구간을 오프게이지 구간인 것으로 판별할 수 있다.

예컨대, 측정 단계(S10)에서 인입된 소재(1)의 선단부부터 소재(1)의 두께를 연속적으로 측정하고, 판별 단계(S20)에서 측정된 두께 측정값의 변화량이 한계영역 이상으로 변화하거나 상기 두께 측정값과 저장된 설정 두께값의 편차가 일정 범위 이상으로 발생할 경우에, 소재(1)에 오프게이지가 형성되어 있다고 판단하여 선택 절사 단계(S40)를 수행할 수 있다.

반대로, 측정된 두께 측정값의 변화량이 한계영역 이상으로 변화가 크지 않았거나, 상기 두께 측정값과 저장된 설정 두께값의 편차가 일정 범위 내에서 발생할 경우에, 소재(1)에 오프게이지가 없다고 판단하여 기본 절사 단계(S30)를 수행할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기본 절사 단계(S30)는 판별 단계(S20)에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 소재(1)의 소정 구간을 절사하는 단계이다.

기본 절사 단계(S30)는 판별 단계(S20)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 없다고 판단되었을 경우에, 소재(1)의 소정 구간을 절사하여 선행 소재와 후행 소재의 접합을 더욱 밀착시키고 용접 품질을 높일 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 선택 절사 단계(S40)는 판별 단계(S20)에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 소재(1)에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 단계이다.

더욱 구체적으로, 선택 절사 단계(S40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 판단 단계(S41), 구간 절사 단계(S42), 자동 절사 단계(S43)를 포함할 수 있다.

판단 단계(S41)는 상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단하는 단계이다.

판단 단계(S41)는 판별 단계(S20)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 형성되었다고 판단되었을 경우에, 상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간과 비교하여 상기 오프게이지 구간의 절사량을 판단할 수 있다.

구체적으로, 판단 단계(S41)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우 구간 절사 단계(S42)를 수행하고, 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 자동 절사 단계(S43)를 수행하고 측정 단계(S10)에서 다음 두께 측정값을 통하여 오프게이지의 유무와 오프게이지 구간을 재 판단할 수 있다.

예컨대, 판단 단계(S41)에서 상기 오프게이지 구간을 상기 기준 구간과 비교하여 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단되면, 구간 절사 단계(S41)를 수행할 수 있으며, 상기 기준 구간만큼 소재(1)를 절사하여 상기 기준 구간보다 작은 상기 오프게이지 구간을 제거할 수 있다.

즉, 구간 절사 단계(S42)는 판단 단계(S41)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 소재(1)에서 상기 기준 구간을 절사하는 단계이다.

반면에, 판단 단계(S41)에서 상기 오프게이지 구간을 상기 기준 구간과 비교하여 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단되면, 자동 절사 단계(S43)를 수행할 수 있다. 이때, 상기 기준 구간만큼 소재(1)를 절사하여도 상기 기준 구간보다 큰 상기 오프게이지 구간이 소재(1)에 남겨지기 때문에, 측정 단계(S10) 부터 연속적으로 측정된 두께 측정값으로 판별 단계(S20) 및 판단 단계(S41)를 반복적으로 수행하여 상기 오프게이지 구간을 제거할 수 있다.

즉, 자동 절사 단계(S43)는 판단 단계(S41)에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 소재(1)에서 상기 기준 구간을 절사하고 소재(1)의 두께를 측정하는 측정 단계를 재수행하는 단계이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 결합 단계(S50)는 기본 절사 단계(S30)에서 상기 소정 구간 절사되거나 선택 절사 단계(S40)에서 상기 오프게이지 구간이 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 선단부를 연결하는 단계이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 단계(S50)의 동작을 나타내는 작동도이다.

도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 측정 단계(S10), 판별 단계(S20)를 수행하고, 기본 절사 단계(S30) 또는 선택 절사 단계(S40)를 수행하여 전단된 상기 선행 소재(1-1)와 상기 후행 소재(1-2)가 결합 단계(S50)에서 결합될 수 있다.

결합 단계(S50)는 상기 클램프(C)로 고정시키는 위치 고정 단계, 상기 클램프(C)를 이동하여 상기 선행 소재(1-1)와 상기 후행 소재(1-2)에 제로갭이 형성되도록 접촉시키는 접촉 단계, 상기 결합장치(W)로 상기 선행 소재(1-1)와 상기 후행 소재(1-2)를 포커싱 및 용접하는 용접 단계, 상기 검사장치를 통하여 용접부위를 검사하는 검사 단계를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 7은 도 6에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 제어부에 형성된 전단 명령부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(100), 전단부(200), 제어부(300) 및 결합부(400)를 포함할 수 있다.

이때, 측정부(100), 전단부(200) 및 결합부(400)는 상술한 바와 동일하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 측정부(100)에서 측정된 소재(1)의 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여 상기 오프게이지의 유무를 판단하고, 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있도록 측정부(100) 및 전단부(200)를 제어할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 저장부(310), 판별부(320), 산출부(330) 및 전단 명령부(350)를 포함할 수 있다.

저장부(310)는 측정부(100)에서 측정된 상기 소재(1)의 두께 측정값을 저장하고, 판별부(320)는 상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재(1)에 오프게이지의 형성 유무를 판단할 수 있다.

산출부(330)는 측정부(100)에서 연속적으로 측정된 상기 두께 측정값의 변화를 통하여 상기 오프게이지 구간을 산출할 수 있다.

산출부(330)는 판별부(320)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 형성되었다고 판단되었을 경우에, 저장부(310)에 연속적으로 저장된 상기 두께 측정값의 변화량을 통하여 상기 오프게이지 구간을 산출하여 절사량을 판단할 수 있다.

이때, 산출부(330)는 전단 명령부(350)에 형성된 산출 구간 절사 명령부와 연결될 수 있다.

전단 명령부(350)는 판별부(320)에서 판단된 결과 또는 산출부(330)에서 산출된 결과에 따라 소재(1)의 일정 구간을 절사하도록 전단부(200)를 제어할 수 있으며, 이때, 전단 명령부(350)는 도 8에 도시된 바와 같이, 기준 절사 명령부(351) 및 산출 구간 절사 명령부(354)를 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 기준 절사 명령부(351)는 판별부(320)에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 소재(1)의 소정 구간을 절사하도록 전단부(200)를 제어할 수 있다.

기준 절사 명령부(351)는, 상술한 바와 같이, 판별부(320)와 연결되어 판별부(320)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 없다고 판단되었을 경우에 전단부(200)에 소재(1)의 소정 구간을 절사하도록 제어할 수 있으며, 소재(1)의 선단부 또는 미단부의 상기 소정 구간을 절사하여 선행 소재와 후행 소재의 접합을 더욱 밀착시키고 용접 품질을 높일 수 있다.

산출 구간 절사 명령부(354)는 판별부(320)에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 산출부(330)에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있다.

산출 구간 절사 명령부(354)는 산출부(330)와 연결되어 소재(1)의 두께 측정값이 변화된 산출 구간을 오프게이지 구간으로 판단하여, 전단부(200)에서 상기 산출 구간을 절사하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 다른 실시예에 따른 냉연공정 소재의 두께 제어 방법은, 측정 단계(S10), 판별 단계(S20), 기본 절사 단계(S30), 선택 절사 단계(S40)를 포함할 수 있다.

이때, 측정 단계(S10), 판별 단계(S20), 기본 절사 단계(S30)는 상술한 바와 동일하다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 선택 절사 단계(S40)는 판별 단계(S20)에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 소재(1)에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 단계이다.

더욱 구체적으로, 선택 절사 단계(S40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 오프게이지 구간 산출 단계(S45) 및 오프게이지 구간 절사 단계(S46)를 포함할 수 있다.

오프게이지 구간 산출 단계(S45)는 판별 단계(S20)에서 소재(1)에 오프게이지 구간이 형성되었다고 판단되었을 경우에, 저장부(310)에 연속적으로 저장된 상기 두께 측정값의 변화량을 통하여 상기 오프게이지 구간을 산출하여 절사량을 판단할 수 있다.

예컨대, 측정 단계(S10)에서 연속적으로 측정된 두께 측정값의 수치가 일정 범위 내에서 측정되다가 편차가 일정 한계점 이상을 벗어나면, 오프게이지 구간 산출 단계(S45)에서 오차가 시작된 위치부터 오차가 줄어든 위치까지가 소재(1)의 오프게이지 구간이라고 산출할 수 있다.

즉, 오프게이지 구간 산출 단계(S45)는 측정 단계(S10)에서 연속적으로 측정된 소재(1)의 두께 측정값의 변화를 통하여 오프게이지 구간을 산출하는 단계이다.

오프게이지 구간 절사 단계(S46)는 오프게이지 구간 산출 단계(S45)에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사하는 단계이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예의 냉연공정 소재의 두께 제어 장치 및 제어 방법으로 소재의 두께를 직접 측정하여 오프게이지 발생 여부를 확인하고, 필요한 절사량 만큼 소재를 절사하여 불필요한 소재의 낭비를 감소시킬 수 있고, 불필요한 소재 가공에 소요되는 비용 절감으로 생산성과 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1 : 소재
1-1 : 선행 소재
1-2 : 후행 소재
100: 측정부
200: 전단부
300: 제어부
310 : 저장부
320 : 판별부
330 : 산출부
340 : 판단부
350 : 전단 명령부
351 : 기준 절사 명령부
352 : 구간 절사 명령부
353 : 자동 절사 명령부
354 : 산출 구간 절사 명령부
400 : 결합부
C : 클램프
W : 결합장치

Claims (10)

1. 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정 단계;
   상기 측정 단계에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 유무를 판단하는 판별 단계;
   상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 미리 설정된 제 1 구간을 절사하는 기본 절사 단계; 및
   상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 소재에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 선택 절사 단계;
   를 포함하고,
   상기 선택 절사 단계는,
   상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단하는 판단 단계;
   상기 판단 단계에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하는 구간 절사 단계; 및
   상기 판단 단계에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하고 상기 소재의 두께를 측정하는 측정 단계를 재수행하는 자동 절사 단계;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 방법.
2. 삭제
3. 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정 단계;
   상기 측정 단계에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 유무를 판단하는 판별 단계;
   상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 미리 설정된 제 1 구간을 절사하는 기본 절사 단계; 및
   상기 판별 단계에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 소재에 형성된 오프게이지 구간을 선택적으로 절사하는 선택 절사 단계;
   를 포함하고,
   상기 선택 절사 단계는,
   상기 측정 단계에서 연속적으로 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화를 통하여 오프게이지 구간을 산출하는 오프게이지 구간 산출 단계; 및
   상기 오프게이지 구간 산출 단계에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사하는 오프게이지 구간 절사 단계;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 기본 절사 단계에서 상기 제 1 구간 절사되거나 상기 선택 절사 단계에서 상기 오프게이지 구간이 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 선단부를 연결하는 결합 단계;
   를 더 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 방법.
5. 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정부;
   상기 측정부 후단에 형성되어 상기 소재의 두께 변형으로 형성되는 오프게이지 구간을 절사하는 전단부;
   상기 측정부에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여 상기 오프게이지의 유무를 판단하고, 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있도록 상기 측정부 및 상기 전단부를 제어하는 제어부; 및
   상기 전단부의 후단에 형성되어, 상기 전단부에서 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 전단부를 연결하는 결합부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 측정부에서 측정된 상기 두께 측정값을 저장하는 저장부;
   상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 형성 유무를 판단하는 판별부;
   상기 오프게이지 구간이 사전 정의된 기준 구간 이내인지 판단하는 판단부; 및
   상기 판별부 또는 상기 판단부에서 판단된 결과에 따라 상기 소재의 일정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 전단 명령부;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치.
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 전단 명령부는,
   상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 미리 설정된 제 1 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 기준 절사 명령부;
   상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 경우, 상기 소재에서 상기 기준 구간을 절사하는 구간 절사 명령부; 및
   상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 초과로 판단될 경우, 상기 측정부에 연속적으로 측정하여 상기 판단부에서 상기 오프게이지 구간이 상기 기준 구간 이내로 판단될 때까지 상기 기준 구간을 반복적으로 절사하는 자동 절사 명령부;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치.
8. 냉연 공정에서 소재의 두께를 측정하는 측정부;
   상기 측정부 후단에 형성되어 상기 소재의 두께 변형으로 형성되는 오프게이지 구간을 절사하는 전단부;
   상기 측정부에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 미리 설정된 설정 두께값을 비교하여 상기 오프게이지의 유무를 판단하고, 상기 오프게이지 구간을 절사할 수 있도록 상기 측정부 및 상기 전단부를 제어하는 제어부; 및
   상기 전단부의 후단에 형성되어, 상기 전단부에서 절사된 선행 소재의 미단부와 후행 소재의 전단부를 연결하는 결합부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 측정부에서 측정된 상기 소재의 두께 측정값을 저장하는 저장부;
   상기 두께 측정값의 변화량을 비교하거나 또는 상기 두께 측정값과 상기 설정 두께값을 비교하여, 상기 소재에 오프게이지의 형성 유무를 판단하는 판별부;
   상기 측정부에서 연속적으로 측정된 상기 두께 측정값의 변화를 통하여 상기 오프게이지 구간을 산출하는 산출부; 및
   상기 판별부에서 판단된 결과 또는 상기 산출부에서 산출된 결과에 따라 상기 소재의 일정 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 전단 명령부;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 전단 명령부는,
   상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성되지 않는다고 판단될 경우, 상기 소재의 미리 설정된 제 1 구간을 절사하도록 상기 전단부를 제어하는 기준 절사 명령부; 및
   상기 판별부에서 상기 오프게이지가 형성된다고 판단될 경우, 상기 산출부에서 산출된 상기 오프게이지 구간을 절사하는 산출 구간 절사 명령부;
   를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정부는,
    프로파일 게이지, 두께계, 변위센서, 광센서, 포인트 마이크로미터, 초음파 센서, 방사선 두께측정장치, 디지털 두께 게이지 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는, 냉연공정 소재의 두께 제어 장치.

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