KR19990054422A

KR19990054422A - 카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법

Info

Publication number: KR19990054422A
Application number: KR1019970074236A
Authority: KR
Inventors: 은종호
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사; 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 철강 산업에 있어서 조압연공정에서 조압연기를 왕복하며 조압연된 조압연재의 선단부가 휘는 굽힘 현상인 와프(Warp)의 형상을 자동으로 측정하여 조압연재의 품질을 향상시키고 조압연기의 안정적인 운전에 활용할 수 있도록 한 카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법에 관한 것으로, 조압연기의 입출구측에 반대편의 사이드 가이드와 조압연재가 동시에 보이도록 비스듬히 경사지게 CCD 카메라를 설치하고, 상기 CCD 카메라에서 연속적으로 촬영된 영상으로부터 조압연재의 윤곽선을 추출하여 상기 조압연재의 선단부의 굽힘 정도를 자동으로 측정할 수 있도록 구성되어, 자동으로 조압연재의 굽힘 정도를 측정하여 일정량 이상의 굽힘의 발생을 조기에 정량적으로 감지하여 이를 바탕으로 조압연기의 운전을 조정하여 롤에 압연재가 말려 들어가는 대형사고를 예방할 수 있고, 온라인으로 굽힘 정도를 연속 측정 데이터로 관리하여 굽힘 정도에 따른 조압연기의 조정을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

Description

카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법

본 발명은 철강 산업에 있어서 조압연공정에서 조압연기를 왕복하며 조압연된 조압연재의 선단부가 휘는 굽힘 현상인 와프(Warp)의 형상을 자동으로 측정하여 조압연재의 품질을 향상시키고 조압연기의 안정적인 운전에 활용할 수 있도록 한 카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 조압연공정은 가열로에서 약 섭씨 1250 도로 가열하여 이송된 슬래브를 조압연기를 통과하면서 반복하여 조압연하는 것이다.

이때 조압연된 슬래브의 선단부가 휘는 굽힘 현상이 자주 발생되는데, 현재까지는 조업자가 육안으로 구분 가능한 범위 내에서 조압연기 롤에 말릴 가능성이 있는 굽힘 현상이 선단부에 발생하는 경우 조업자의 판단에 따라 조압연기를 조정하여 주고 있다.

그러므로, 이러한 슬래브의 선단부 굽힘 정도를 정량적으로 측정하여 조압연기의 안정적인 운전에 활용할 수 있는 굽힘 정도 자동측정방법의 개발이 요구되고 있다.

제철소 내 열연공장에서 슬래브를 조압연할 때 조압연재의 굽힘 정도는 조압연기의 롤 간극 및 위치, 압연속도 조정 등에 중요한 영향을 끼칠 수 있다.

만약 허용 이상의 굽힘이 발생하는 경우에는 이를 계속하여 압연하는 경우에는 다음 압연시에 압연기에 끼이는 일이 발생할 수도 있다.

이를 방지하기 위하여 조업자는 항상 슬래브의 압연과정을 지켜보고 있다가 비교적 심한 굽힘이 발생하면 다음 압연시 이를 감안한 압연기 운전을 조정하여 주어야 하기 때문에 작업자에게는 과도한 업무부담이 되고, 작업의 능률이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 조압연기의 입출구의 측면에 사이드 가이드가 조압연재의 이탈을 방지하기 위하여 설치되어 있으므로 측면에서의 굽힘 정도의 측정이 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 정량적인 측정방법에 의하여 자동적으로 조압연재의 선단부의 굽힘 정도를 측정하여 압연기의 운전 데이터로 활용할 수 있도록 한 카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 조압연 공정에 본 발명의 측정장치가 설치된 상태를 나타낸 설명도,

도 2는 본 발명의 CCD 카메라의 설치상태를 나타낸 설명도,

도 3은 본 발명의 조압연재 굽힘 측정을 위한 영상처리 방법의 순서도.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1: 조압연기 2: 슬래브

3: 사이드 가이드 4: CCD 카메라

5: 영상처리 컴퓨터 6: 화상 모니터

7: 제어기

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조압연기의 입출구측에 반대편의 사이드 가이드와 조압연재가 동시에 보이도록 비스듬히 경사지게 CCD 카메라를 설치하고, 상기 CCD 카메라에서 연속적으로 촬영된 영상으로부터 조압연재의 윤곽선을 추출하여 상기 조압연재의 선단부의 굽힘 정도를 자동으로 측정할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 카메라를 이용한 조압연재 굽힘 정도 자동 측정방법을 상세히 설명한다.

도 1은 조압연 공정에 본 발명의 측정장치가 설치된 상태를 나타낸 설명도이다.

도 1에서는 조압연기(1)를 통과한 슬래브(2)의 선단부에서 발생된 와프 현상을 보여주는 것으로, 이를 관측하기 위해서는 이동중인 조압연재인 슬래브(2)의 선단부의 수직 높이와 굽힘이 시작되는 부분까지의 길이가 인지되어야 한다.

이와 같은 두 값으로 평균 굽힘 정도가 계산 가능하다.

먼저, 조압연재인 슬래브(2)의 영상으로부터 굽힘 정도를 인지할 수 있는 높이에 CCD 카메라(4)를 양측에 설치하고, 상기 CCD 카메라(4)가 잡을 수 있는 화면 내에 충분한 크기의 슬래브(2)의 영상이 들어갈 수 있도록 조정하고, 연속적으로 슬래브(2)의 영상을 촬영하도록 한다.

도 2는 본 발명의 CCD 카메라의 설치 위치를 나타낸 설명도이다.

통상 조압연재인 슬래브(2)와 수평으로 0-45도 정도의 각을 이루어도 상관없으나, 본 발명에서는 측면에 간섭되는 사이드 가이드(3)가 있어서 30도 정도의 각을 유지하였다.

상기 사이드 가이드(3)는 조압연되는 슬래브(2)가 좌, 우로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 슬래브(2)의 진행방향의 좌, 우 측면에 설치된다.

만약, 측면에 간섭되는 상기 사이드 가이드(3)가 없다면 수평면에서 측정하는 것이 가장 효과적일 것이나, 공장 내에서 이동되는 여러 설비 및 조업자들로부터 인하여 영상을 잡는데 방해가 될 수 있기 때문에 본 발명에서와 같이 약 30도 정도의 상부에서 비추는 것이 바람직하다.

이때 슬래브(2)는 반대편의 사이드 가이드(3)와 현저한 명암차이를 보이므로 영상 처리하는 데에도 효과적이다.

이와 같이 설치된 CCD 카메라(4)에서 연속적으로 촬영된 슬래브(2)의 영상은 영상처리 컴퓨터(6)에서 다음과 같은 과정을 수행하도록 구성되어 각각의 화상 모니터(7)에 나타내어진다.

도 3은 본 발명의 조압연재 굽힘 측정을 위한 영상처리 방법의 순서도이다.

먼저, 잡힌 영상에서 원하는 슬래브(2)의 형태를 부각시키고, 잡음을 제거하기 위한 필터링(Filtering) 작업을 수행하고, 이를 통하여 영상의 경계선 추출을 위한 에지 오퍼레이팅(Edge Operating) 작업을 수행한다.

이의 결과는 명암의 변화에 따른 불연속값의 크기와 방향이 나오는데 이 값을 이용하여 영상 분할 작업을 수행한다.

이 작업은 비슷한 명암분포 특성을 가지는 영역들을 서로 병합해 나가는 과정으로 여기서는 조압연재인 슬래브(2)의 외부 경계를 검출해 낸다.

같은 특성을 가지는 영역들로 분할된 영상은 인식에 알맞은 형태의 형상 정보로 새롭게 나타내는 과정을 거치게 된다.

이때 조압연재의 굽힘 정도를 판단할 수 있는 선단부의 최고 높이, 굽힘 발생정도, 굽힘 각 등으로 나타난다.

이로부터 종래의 조업자가 육안으로 판단하던 조압연재의 굽힘 정도를 정량적인 수치로 나타낼 수 있는 것이다.

이 수치가 조업 기준에서 미리 설정해 놓은 기준값보다 큰 경우에는 조압연 운전기 혹은 운전실에 신호를 보내어 조업에 활용할 수 있도록 한다.

한편, 이를 조업자의 판단 기준과 비교하거나 굽힘 정도에 따른 조압연 결과를 비교하여 그 상관관계를 추출하여 자동으로 조압연기를 조정할 수 있는 자동제어 시스템을 구성하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 카메라를 이용한 조압연재의 굽힘 정도 자동 측정방법을 사용하면, 자동으로 조압연재의 굽힘 정도를 측정하여 일정량 이상의 굽힘의 발생을 조기에 정량적으로 감지하여 이를 바탕으로 조압연기의 운전을 조정하여 롤에 압연재가 말려 들어가는 대형사고를 예방할 수 있고, 온라인으로 굽힘 정도를 연속 측정 데이터로 관리하여 굽힘 정도에 따른 조압연기의 조정을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

조압연기의 입출구측에 반대편의 사이드 가이드와 조압연재가 동시에 보이도록 비스듬히 경사지게 CCD 카메라를 설치하고, 상기 CCD 카메라에서 연속적으로 촬영된 영상으로부터 조압연재의 윤곽선을 추출하여 상기 조압연재의 선단부의 굽힘 정도를 자동으로 측정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 카메라를 이용한 조압연재의 굽힘 정도 자동 측정방법.