KR20000019784A

KR20000019784A - 슬라브 사이즈 측정 시스템

Info

Publication number: KR20000019784A
Application number: KR1019980038054A
Authority: KR
Inventors: 정갑모; 김덕우
Original assignee: 김광호; 포스데이타 주식회사
Priority date: 1998-09-15
Filing date: 1998-09-15
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR100268217B1

Abstract

본 발명은 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)를 구비하는 슬라브 사이즈 측정 시스템에 관한 것으로서, 슬라브의 길이, 폭, 두께 별로 측정 시작점과 끝점을 찾기 위한 라인 스캔 카메라(21,24,31,40); 상기 라인 스캔 카메라로부터의 화상 신호를 조합하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 맞도록 변환하여 출력하는 화상 처리 장치(51,52,53,54); 화상 인식을 명확하게 수행하기 위한 조명등(22,23,32,33,41); 시스템 중앙 처리 컴퓨터와 인터페이스하기 위한 릴레이 장치(56) 및 디지털 입출력 장치(64); 시스템의 측정 시간을 단축시키기 위하여 슬라브의 시작점과 끝점을 고속으로 찾아가는 기능 및 슬라브의 적재 상황 및 표면의 이물질 유무 등을 판단하기 위한 기능에 정보를 제공하는 레이져 센서(21,25,30); 슬라브의 길이, 폭, 두께 방향으로 카메라, 레이져 센서 및 조명등을 전, 후진 이동하는 고정블록(4,6,8,10); 및 상위 컴퓨터(65)와의 통신 입출력 장치(55)를 포함하는 것임을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 슬라브 사이즈 측정 시스템은, 차량에 의하여 입고되는 슬라브 규격을 자동으로 측정하므로 수작업 측정시 필요한 인력을 감축할 수 있으며, 슬라브 규격의 이론치와 측정치를 이용하여 슬라브 설계시 수율 감소로 인한 원가 상승 요인을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 제철소 후판 공장에 입고되는 슬라브 규격의 자동 측정 뿐만 아니라, 제철소 공장 자동화 시스템 구축에서 슬라브 사이즈 측정 및 형상 인식을 요구하는 부분에 광범위하게 이용될 수 있다.

Description

슬라브 사이즈 측정 시스템

본 발명은 슬라브 사이즈 측정 시스템(Slab Size Measuring System, SSMS)에 관한 것으로서, 특히 슬라브의 길이, 폭, 두께를 자동으로 측정할 수 있는 자동 측정 시스템에 관한 것이다.

슬라브 제품의 입고 관리에서 각각의 제품을 취급할 때 제품 규격을 측정하는 것은 각 제품의 현품 규격 관리가 필요한 모든 분야, 특히 제철소의 후판 공장 장입 소재 설계시 필요하다. 후판의 규격에 따라 계획 생산을 하는 제철소의 후판 공장에서 가열로에 장입되는 슬라브 장입 소재 설계시 원판 슬라브의 규격 정보가 실제 슬라브의 사이즈와 일치하지 않는 경우에 중량 미달에 의한 불량 후판이 발생하여 수율이 감소하고 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다. 따라서, 슬라브의 정확한 규격 정보를 관리한다면 후판의 계획 생산시 장입 소재의 설계가 정확해지고 후공정에서 생산되는 후판의 품질이 향상되므로, 원판 슬라브의 정확한 길이, 폴, 두께 등의 규격 정보를 관리하는 것이 매우 중요하다.

종래에는 원판 슬라브 입고시 제품별 실규격 측정이 없는 상태에서 제품의 공급사로부터 제공되는 정보만으로 공급사별 학습 오차로 추측하여 관리하였고, 특별히 슬라브 실규격 정보가 필요한 경우 수작업으로 측정하여 입력하였으므로 별도의 인력이 필요하였다. 즉, 종래에 입고되는 원판 슬라브 각각의 제품의 규격 정보 측정 방법은 제품의 길이, 폭, 두께를 각각 줄자를 이용하여 측정하여야 하므로 수작업으로 인한 측정 오류 발생의 문제가 있다.

종래에 후판 공장에 입고되는 슬라브류 제품은 길이, 폭, 두께가 다른 여러 종류의 슬라브가 한 장씩 차량에 적재되어 계근실로 입고되는데, 이때에 제품 번호를 대조하고 중량만을 측정한다. 입고된 슬라브는 옥외 또는 옥내에 보관되며 후판 생산을 위하여 소재 절단시 원판 슬라브의 실규격 정보는 이러한 종래의 물류 흐름에서는 자동 측정이 불가능하며 수작업으로만 수행되어 왔다.

상기한 바와 같이 입고된 슬라브의 실규격 자동 측정을 위하여는 측정 시스템을 효과적으로 이용할 수 있는 최초의 입고 장소인 계근실이 적합하고, 슬라브의 정확한 규격을 자동으로 측정하기 위하여는 다음과 같은 문제점들을 해결하여야 한다.

첫째, 측정 대상 슬라브의 규격 범위는 길이가 4,000㎜∼12,000㎜, 폭이 1,250㎜∼2,000㎜, 두께가 170㎜∼300㎜이고, 측정 오차는 길이 ±5㎜, 폭 ±5㎜ 두께 ±2㎜를 유지하여야 하고, 슬라브는 직사각형 형태를 유지하는 제품도 있으나, 슬라브에 따라서 모서리 부분이 심한 스카핑이나 전체적으로 휘어진 것, 상부에 이물질이 있는 제품이 있을 수 있다.

둘째, 슬라브를 이송하기 위하여 트레일러 적재함에 지게차로 슬라브를 적재할 때 차량 적재함 바닥과 정수평을 유지하여 적재하지 못하는 것이 일반적이고, 제품의 하부에 받치는 버팀목의 규격도 일정하지 않다.

셋째, 수작업으로 측정할 때에는 측정 부위는 한점에서 한점까지 거리를 측정함으로서 측정값의 신뢰도가 떨어지므로 측정 부위를 구간에서 구간까지 측정하여 평균값을 취함으로써 측정된 슬라브 규격 정보의 신뢰도를 개선하여야 한다.

넷째, 슬라브를 적재한 차량의 대기로 인한 혼잡을 피하기 위하여 차량당 슬라브 측정 시간을 최대 3분으로 제한하여야 한다.

다섯째, 측정 장치가 설치된 장소는 슬라브 적재 차량의 적재대 상부로서, 슬라브를 인식하기 위한 카메라 및 레이져 센서, 조명등을 설치한 이송 장치의 블록이 이동시에는 슬라브 모서리 부분의 그림자 발생 및 검출 각도 변형에 따른 측정 지점 판단 오류를 없애기 위하여 진동을 최소화하여야 한다.

여섯째, 우천시 슬라브 표면에 묻은 물기로 인하여 카메라 화상 처리 난반사로 화상 인식 오류를 없애기 위하여 자동 또는 수동으로 조절하는 카메라 화상 인식 조절 기능이 필요하다.

일곱째, 계근대에 진입하는 차량의 확인 여부 및 측정을 위한 정확한 정치 위치를 감지하기 위한 기능이 필요하다.

여덟째, 슬라브의 입력 규격 정보와 실제 측정 정보가 상호 비교되어 정보의 이상 유무를 계근대 작업자에게 전달하여 시스템에 의한 측정이 실패인지, 제공되는 제품의 규격 정보에 오류가 있는지를 판단하도록 하여야 한다.

아홉째, 자동 측정 기능이 고장이거나 적재 방법등 인위적인 요인으로 인하여 측정이 불가능한 조건일 때 조건을 만족후 재시도하거나, 수동 운전을 할 수 있도록 하여야 한다.

마지막으로, 입고된 슬라브에 대하여 제품번호별로 측정된 결과값을 작업자 및 상위 컴퓨터에 알려주어야 하고, 일정한 수량의 슬라브에 한하여 화상 인식 정보 및 측정값을 차후에 조회할 수 있도록 메모리에 자동 저장되고 일정 기간을 경과하면 소거되어야 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 슬라브 입고 계근실 옥내 상부에 부착되어 각 슬라브가 차량에 의하여 한 장씩 입고될 때마다 슬라브의 길이, 폭, 두께 등의 규격을 자동으로 측정하여 그 결과를 상부의 컴퓨터에 전달하고, 또한, 후판 생산시 가열로에 장입되는 소재를 절단하기 위한 설계시에 제공되는 정보를 바탕으로 정확한 설계를 유도할 수 있도록 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템(Slab Size Measuring System, SSMS)이 장착된 슬라브 입고 계근대의 정면도,

도2는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 길이 측정 장치의 정면도,

도3은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 폭 측정 장치의 정면도,

도4는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 두께 측정 장치의 정면도,

도5는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 구성도,

도6은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 신호의 흐름을 설명하는 블록 구성도,

도7은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 사이즈 자동 측정의 전체 흐름도,

도8은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 길이 측정 흐름도,

도9는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 폭 측정 흐름도,

도10은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 두께 측정 흐름도.

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : SSMS가 설치된 슬라브 계근대 건물

2A, 2B, 2C, 2D : 기본 베이스 브라켓트

3 : 슬라브 길이 측정 전단 이송베드

4 : 슬라브 길이 측정 전단 고정블록

3A, 5A, 7A, 9A : 랙 부착 LM 레일

4A, 6A, 8A, 10A : 서보 모터 장치

4C, 6B, 8B, 10B : LM 블록

4C, 6C, 8D, 10D : 피니언 기어

4D, 6D, 8D, 10D : LM 블록 베이스

5 : 슬라브 길이 측정 후단 이송베드

6 : 슬라브 길이 측정 후단 고정블록

7 : 슬라브 폭 측정 이송베드

8 : 슬라브 폭 측정 고정블록

9 : 슬라브 두께 측정 이송베드

10 : 슬라브 두께 측정 고정블록

11 : 차량 진입 확인용 포토센서

12A, 12B : 차량 정상 정차 확인용 포토센서

13 : 차량 슬라브 적재 샤시

14 : 슬라브 제품

20, 25, 30 : 레이져 센서(길이 측정용)

21, 24, 31, 40 : 라인 스캔 카메라

22, 23, 32, 33, 41 : 조명등

26A, 27A, 34A, 42A : 상한 위치 근접 센서

26B, 27B, 34B, 42B : 원점 위치 근접 센서

26C, 27C, 34C, 42C : 하한 위치 근접 센서

50 : 시스템 중앙 처리 컴퓨터

51, 52, 53, 54 : 화상 처리 장치

55 : 통신 입출력 장치

56 : 릴레이 장치

57, 57A, 57B, 57C, 57D : 운전자 안내 표시 램프

58, 60, 61, 63 : 서보 모터 제어 장치

59, 62 : 위치 제어 장치

64 : 디지털 입출력 장치

65 : 상위 컴퓨터

70 : 시스템 중앙 처리 컴퓨터의 제어보드

71 : 시스템 중앙 처리 컴퓨터의 메모리

72 : 전원 모듈

73 : 네트워크 통신 보드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 슬라브 사이즈 측정 시스템은, 슬라브의 길이, 폭, 두께 별로 양쪽 끝단을 인식하기 위한 카메라와 레이져 센서; 슬라브의 길이, 폭, 두께 방향으로 카메라, 레이져 센서 및 조명등을 전, 후진 이동하는 구동수단; 조명등의 정지 위치, 상한, 하한 한계 위치를 알려주는 신호를 발생하는 센서; 차량의 진입 확인 및 정지 위치 정상 확인 센서; 카메라 및 레이져 센서와 연계하여 측정 위치 판단하고, 상기 구동 수단을 제어하는 제어 수단; 상기 카메라 및 구동 수단이 인식한 슬라브 규격 측정 정보를 상위 컴퓨터로 송신하기 위한 네트워크 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 슬라브 사이즈 측정 시스템을 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템(Slab Size Measuring System, SSMS)이 장착된 슬라브 입고 계근대의 정면도이다.

본 발명에 의한 슬라브 사이즈 측정 시스템은 슬라브 계근대 건물(1)에 장착된다.

도2는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 길이 측정 장치의 정면도이다.

도2에 도시된 슬라브의 길이(Y축) 측정 장치에서 슬라브 길이 측정 전단 이송베드(3) 및 슬라브 길이 측정 후단 이송베드(5)는 도1에 도시된 기본 베이스 브라켓트(2A,2B)에 각각 장착되어 있고, 도2에 도시된 바와 같이, 전후단 라인 스캔 카메라(21,24), 조명등(22,23), 전후단 레이져센서(20,25)를 장착한 LM 블록 베이스(4D,6D)를 전,후단 각각 6,000㎜ 범위내에서 전후진 방향으로 이송시키기 위한 제1, 제2 서보모터(4A,6A)와, 상기 제1, 제2 서보모터의 회전축에 연결된 피니언기어(4C,6C), 이들을 결합시키는데 필요한 커플링과 베어링을 내장한 LM 블록(4B,6B)과 상기 서보모터(4A,6A)에 연결된 피니언기어(4C,6C)와 결합되어 있는 랙 부착 LM 레일(3A,5A)로 구성된다.

슬라브 길이 측정을 위한 라인 스캔 카메라의 구동을 설명한다.

원점 위치 근접 센서(26B,27B)의 동작 필요 조건하에 모터 제어 장치의 회전 명령에 의하여 제1, 제2 서보모터(4A,6A)를 정회전시키면, 피니언기언(4C,6C)가 회전하여 라인 스캔 카메라(21,24), 조명등(22,23) 및 레이져 센서(20,25)가 장착된 LM 블록 베이스(4D,6D)를 각각 앞으로 빠르게 전진하도록 하고, 조명등(22,23)도 점등된다.

그후 전,후단 각각의 레이져 센서(20,25)가 슬라브 시,종단점 부근을 높이 변화값으로 검출하면 제1, 제2 서보모터(4A,6A)는 저속 회전으로 전환되고, 전,후단의 각각의 라인 스캔 카메라(21,24)는 정밀하게 슬라브의 시, 종단점을 화상 인식하며, 또한, 제1, 제2 서보모터(4A,6A)에 내장되어 있는 펄스발생기에 의하여 이동된 거리에 비례하여 발생된 펄스수를 합산하여 슬라브길이 산출에 사용한다.

그후 화상 인식 및 펄스수 합산이 완료되면, 제1, 제2 서보모터(4A,6A)는 모터 제어 장치의 회전 명령에 의해 역회전하여 라인 스캔 카메라(21,24), 조명등(22,23), 레이져 센서(20,25)가 장착된 LM 블록 베이스(4D,6D)를 고속으로 후진시키고 원점 위치 근접 센서(26B,27B)의 동작에 의하여 원위치로 되돌린다. 또한, 상한 위치 근접 센서(26A,27A)와 하한 위치 근접 센서(26C,27C)는 전,후단 이송 베드의 랙 부착 LM 레일(3A,5A)이 유효 운동 범위를 넘어서 주행할 때 제1, 제2서보모터(4A,6A)를 정지시키기 위한 비상 정치 검출 센서이다.

도3은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 폭 측정 장치의 정면도이다.

도3에 도시된 슬라브의 폭(X축) 측정 장치에서 슬라브 폭 측정 이송베드(7) 는 도1에 도시된 기본 베이스 브라켓트(2C)에 장착되어 있고, 도3에 도시된 바와 같이, 라인 스캔 카메라(31), 좌우측 조명등(32,33), 레이져 센서(30)를 장착한 LM 블록 베이스(8D)를 주행 거리 3,000㎜ 범위내에서 전후진 방향으로 이송시키기 위한 제3 서보모터(8A)와, 상기 제3 서보모터의 회전축에 연결된 피니언기어(8C), 이들을 결합시키는데 필요한 커플링과 베어링을 내장한 LM 블록(8B)과 상기 제3 서보모터(8A)에 연결된 피니언기어(8C)와 결합되어 있는 랙 부착 LM 레일(7A)로 구성된다.

슬라브 폭 측정을 위한 라인 스캔 카메라의 구동을 설명한다.

원점 위치 근접 센서(34B)의 동작 필요 조건하에 모터 제어 장치의 회전 명령에 의하여 제3 서보모터(8A)를 정회전시키면 피니언기어(8C)가 회전하여 라인 스캔 카메라(31), 좌우측 조명등(32,33) 및 레이져 센서(30)가 장착된 LM 블록 베이스(8D)가 빠르게 전진하여 슬라브 폭 측정 이송 베드(7)의 중심으로 이동한다.

그 후 우측 조명등(33)이 점등되고, LM 블록 베이스(8D)가 중심에서 좌측으로 이동하여 레이져 센서(30)가 슬라브의 좌측 끝점 부근을 높이 변화값으로 검출하면 제3 서보모터(8A)는 저속 회전으로 전환되고, 라인 스캔 카메라(31)는 정밀하게 슬라브의 좌측 끝점을 화상 인식하고, 또한 제3 서보모터(8A)에 내장되어 있는 펄스 발생기에 의하여 좌측 이동된 거리에 비례하여 발생된 펄스수를 합산하여 슬라브 폭 산출에 사용한다.

그 후 우측 조명등(33)이 소등되고, 좌측 조명등(32)이 점등되고 LM 블록 베이스(8D)가 우측으로 고속 이동하여 레이져 센서(30)가 슬라브의 우측 끝점 부근을 높이 변화값으로 검출하면 제3 서보모터(8A)는 저속 회전으로 전환되고, 라인 스캔 카메라(31)는 정밀하게 슬라브의 우측 끝점을 화상 인식하며, 또한 제3 서보모터(8A)에 내장되어 있는 펄스 발생기에 의하여 우측 이동된 거리에 비례하여 발생된 펄스수를 합산하여 슬라브 폭 산출에 사용한다.

그 후 슬라브 폭 방향 양끝점의 화상 인식 및 LM 블록 베이스(8D)의 이동 거리 펄스수 합산이 완료되면 제3 서보모터(8A)는 모터 제어 장치의 회전 명령에 의하여 역회전하여 라인 스캔 카메라(31), 조명등(32,33), 레이져 센서(30)가 장착된 LM 블록 베이스(8D)가 고속으로 후진하고 원점 위치 근접 센서(34B)의 동작에 의하여 원위치로 되돌아온다. 또한, 상한 위치 근접 센서(34A)와 하한 위치 근접 센서(34C)는 전,후단 이송 베드의 랙 부착 LM 레일(7A)의 이동 유효 범위를 넘어서 주행할 때 제3 서보모터(8A)를 정지시키기 위한 비상 정지 검출 센서이다.

도4는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 슬라브 두께 측정 장치의 정면도이다.

도4에 도시된 슬라브의 두께(Z축) 측정 장치에서 슬라브 두께 측정 이송베드(9)는 도1에 도시된 기본 베이스 브라켓트(2D)에 장착되어 있고, 도4에 도시된 바와 같이, 라인 스캔 카메라(40) 및 조명등(41)을 장착한 LM 블록 베이스(10D)를 슬라브 두께 방향 주행 거리 1,000㎜ 범위내에서 상하 방향으로 이송시키기 위한 제4 서보모터(10A)와, 상기 제4 서보모터의 회전축에 연결된 피니언기어(10C), 이들을 결합시키는데 필요한 커플링과 베어링을 내장한 LM 블록(10B)과 상기 제4 서보모터(10A)에 연결된 피니언기어(10C)와 결합되어 있는 랙 부착 LM 레일(9A)로 구성된다.

슬라브 두께 측정을 위한 라인 스캔 카메라의 구동을 설명한다.

원점 위치 근접 센서(42B)의 동작 필요조건하에 모터 제어 장치의 회전 명령에 의해 제4 서보모터(10A)를 정회전시키면 피니언 기어(10C)가 회전하여 라인 스캔 카메라(40), 조명등(41)이 장착된 LM 블록 베이스(10D)가 빠르게 상승하여 슬라브 두께 측정 이송 베드(9A)의 중심으로 이동한다.

그 후 조명등(41)이 점등되고, LM 블록 베이스(10D)가 슬라브 두께 측정 이송 베드(9A)의 중심에서 상향 이동하여 라인 스캔 카메라(41)는 정밀하게 슬라브의 상단부 끝점을 화상 인식하며, 또한 제4 서보모터(10A)에 내장되어 있는 펄스 발생기에 의해 상단부 이동된 거리에 비례하여 발생된 펄스수를 합산하여 슬라브 두께 산출에 사용한다.

그 후 LM 블록 베이스(8D)가 하향하여 고속 이동하여 라인 스캔 카메라(40)는 정밀하게 슬라브의 하단부 끝점을 화상 인식하며, 또한 제4 서보모터(10A)에 내장되어 있는 펄스 발생기에 의해 하단부 이동된 거리에 비례하여 발생된 펄스수를 합산하여 슬라브 두께 산출에 사용한다.

그 후 슬라브 두께 방향 양끝점의 화상 인식 및 LM 블록 베이스(10D)의 이동 거리 펄스수 합산이 완료되면 제4 서보모터(10A)는 모터 제어 장치의 회전 명령에 의하여 역회전하여 라인 스캔 카메라(40), 조명등(41)이 장착된 LM 블록 베이스(10D)는 고속으로 후진하고, 원점 위치 근접 센서(42B)의 동작에 의하여 원위치로 돌아온다. 또한, 상한 위치 근접 센서(42A)와 하한 위치 근접 센서(42C)는 이송 베드의 랙 부착 LM 레일(9A)이 이동 유효 범위를 넘어서 주행할 때, 제4 서보모터(10A)를 정지시키기 위한 비상 정지 검출 센서이다.

도5는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 구성도이다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템은, 슬라브(14)의 길이, 폭, 두께 측정을 위한 라인 스캔 카메라(21,24,31,40), 조명등(22,23,32,33,41) 및 레이져 센서(20,25,30)를 장착한 고정 블록(4,6,8,10), 이 고정블록과 각각 조합된 이송 베드(3,5,7,9)가 기본 베이스 브라켓트(2A,2B,2C,2D)에 설치되어 있고, 또한 길이 측정 이송 베드(3,5)에 조합된 고정 블록(4,6)에는 펄스 발생기를 내장한 제1 서보모터(4A)와 제2 서보모터(6A)가 각각의 서보 모터 제어 장치(58,60) 및 위치 제어 장치(59)를 통하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 연결된다.

또한, 폭, 두께 측정 이송 베드(7,9)에 조합된 고정 블록(8,10)에도 펄스 발생기가 내장된 제3 서보모터(8A)와 제4 서보모터(10A)가 각각의 서보 모터 제어 장치(61,63) 및 위치 제어 장치(62)를 통하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 연결된다.

한편, 각 이송 베드에 설치되어 있는 상한, 하한, 원점 근접 센서(26A,27A,34A,42A)는 각각의 고정 블록(4,6,8,10)이 이송 베드(3,5,7,9)에서 정상 운전을 하기 위하여 필요한 위치 정보를 디지털 입출력 장치(64)를 통하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 전달한다. 또한, 디지털 입출력 장치(64)에는 계근대에 차량의 진입을 확인하는 차량 진입 확인용 포토 센서(11), 차량의 정상 정차를 확인하는 차량 정상 정차 확인용 포토 센서(12A,12B)가 연결되고, 릴레이 장치(56)를 통하여 연결된 조명등(22,23,32,33,41) 및 운전자에게 측정에 필요한 안내를 표시하는 운전자 안내 표시 램프(57)가 있으며, 이들의 제어는 디지털 입출력 장치(64)와 연결된 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)가 수행한다.

한편, 슬라브(14) 길이 방향 전단 끝부분을 인식하는 장치로는 카메라(21)가 화상 처리 장치(51)를 통하고, 길이 방향 끝점 부근을 검출하는 레이져 센서(20)가 통신 입출력 장치(55)를 통한다. 슬라브(14) 길이 방향 후단 끝부분을 인식하는 장치로는 카메라(24)가 화상 처리 장치(53)를 통하고, 길이 방향 끝점 부근을 검출하는 레이져 센서(25)가 통신 입출력 장치(55)를 통한다. 슬라브(14) 폭 방향 양 끝부분을 인식하는 장치로는 카메라(31)가 화상 처리 장치(52)를 통하고, 폭 방향 양 끝점 부근을 검출하는 레이져 센서(30)가 직렬 입출력 장치(55)를 통한다. 슬라브(14) 두께 방향 상하 끝부분을 인식하는 장치로는 카메라(40)가 화상 처리 장치(54)를 통한다. 이러한 화상 처리 장치들(51,53,52,54) 및 통신 입출력 장치(55)는 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 연결된다.

한편 슬라브의 이론 정보를 수신하거나, 측정한 실정보를 상위 컴퓨터(65)로 송신하는 것은 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 내장된 네트워크 통신 장치를 통하여 네트워크망(TCP-IP)에 연결된다.

도6은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 신호의 흐름을 설명하는 블록 구성도이다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템에서 시스템 중앙 처리 컴퓨터는, CPU를 포함하는 제어보드(70)와 메모리(71)를 포함하는데, 제어보드(70)의 CPU는 펜티엄 MMX-200 마이크로프로세서를 이용하여 구성될 수 있고, 제어보드(70)는 본 시스템의 전체적인 운영을 관장하며 ISA 버스 상에 주변 제어 보드 인터페이스와 메모리 인터페이스를 갖추고 있다. 메모리(71)는 본 시스템을 운영하는데 필요한 소프트웨어 및 작업 결과 정보를 저장한다.

화상 처리 장치(51,53,52,54)는 카메라(21,24,31,40)로부터 전송되는 화상 신호를 제어보드(70)에 적합한 신호로 변환하여 입출력하고, 통신 입출력 장치(55)는 레이져 센서(20,25,30)로부터 전송되는 값을 제어보드(70)에 맞게 변환하여 전송한다. 디지털 입출력 장치(64)는 각종 센서(11,12A,12B,26A,26B,26C,27A,27B,27C,34A,34B,34C,42A,42B,42C)에서 감지된 신호를 제어보드(70)에 적합하게 변환하여 출력한다.

또한, 조명등(22,23,32,33,41) 및 운전자 안내 표시 램프(57A,57B,57C,57D)는 릴레이 장치(56)를 통하여 디지털 입출력 장치(64)에 연결되어 있고 제어 보드(70)에서 나오는 제어 신호에 의하여 점등 및 소등된다.

한편, 슬라브 길이를 측정하기 위한 이송 베드 구동 장치인 제1 및 제2 서보모터(4A,6A)의 저속, 고속, 정지 상태를 제어하는 서보 모터 제어 장치인 DRVI(58), DRV2(60)와 서보 모터에 내장된 펄스 발생기에서 발생된 펄스 신호를 이용하여 정회전 또는 역회전시 이동 거리값의 절대값을 취하여 제어보드(70)에 전달하고 제어보드(70)로부터의 제어 신호에 따라서 서보 모터의 위치를 제어하는 위치제어장치(59)를 구비한다.

또한, 슬라브 폭 및 두께를 측정하기 위한 이송 베드 구동 장치인 제3 및 제4 서보모터(8A,10A)의 저속, 고속, 정지 상태를 제어하는 서보 모터 제어 장치인 DRV3(61), DRV4(63)와 서보 모터에 내장된 펄스 발생기에서 발생된 펄스 신호를 이용하여 정회전 또는 역회전시 이동 거리값의 절대값을 취하여 제어보드(70)에 전달하고 제어보드(70)로부터의 제어 신호에 따라서 서보 모터의 위치를 제어하는 위치 제어 장치(62)를 구비한다.

전원모듈(72)은 제어보드(70) 및 주변 장치의 전원 공급 장치로서 직류 전원을 공급하고, 네트워크 통신보드(73)는 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)와 상위 컴퓨터와의 데이터 송수신을 위한 것이다.

도7은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 사이즈 자동 측정의 전체 흐름도이다.

먼저, 작업자가 차량에 적재되어 입고된 슬라브의 길이, 폭, 두께의 규격을 측정하기 위하여 시스템에 전원을 인가하면 자동 리셋 상태가 되어 제어보드의 CPU는 프로그램을 수행하기 시작하여 시스템이 가동 시작한다(S1).

시스템 가동 시작 후, 시스템의 제어보드는 초기화 프로그램의 수행에 의하여 시스템을 초기화한다(S2).

차량 진입 확인용 포토 센서(11) 및 차량 정상 정차 확인용 포토 센서(12A,12B)가 검출 여부를 확인한다(S3).

이 때 상기 센서들에 의한 검출 여부가 확인되지 않으면 차량 진입 및 차량의 정차 위치가 정상이 아닌 경우이므로 재확인을 수행한다. 상기 센서들에 의한 검출이 정상적이면 운전자 안내 표시 램프가 점등되고 운전자는 차량을 정지시킨다(S4).

시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 상위 컴퓨터(65)로부터 측정할 슬라브 규격 정보를 수신한 것을 확인한다(S5).

이 때 상위 컴퓨터(65)로부터 슬라브 규격 정보를 수신 받지 못한 경우에는 대기하면서 재차로 수신을 확인한다.

상위 컴퓨터(65)로부터 슬라브 규격 정보가 수신된 것이 확인되면, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 전송받은 슬라브의 이론치 규격을 모니터에 출력한다(S6).

그런 다음, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 연결되어 있는 위치 제어 장치(59,62), 화상 처리 장치(51,52,53,54) 및 통신 입출력 장치(55)에 슬라브 측정에 필요한 제어 신호를 전송하여 이송 장치, 카메라 및 레이져 센서를 가동하여 슬라브(14)의 길이, 폭, 두께를 측정한다(S7).

이송 장치 및 화상 검출이 실패하거나, 또는 이론치와 측정치 차이를 비교하여 설정된 차이값을 넘는 경우에는 측정 실패로 판단하여 시스템은 대기하고, 비교값이 설정된 차이값을 넘지 않는 경우에는 측정을 종료한다(S8).

측정을 종료한 후, 슬라브의 이론치, 측정치 및 오차값의 결과를 상위 컴퓨터(65)에 전송하고 결과 정보는 화면에 출력하고 메모리에 화상 정보 및 결과 정보를 저장하고, 시스템은 다음 작업을 위하여 초기화하고 대기한다(S9).

운전자 안내 표시 램프에 측정 완료에 따른 차량 출발 메시지 램프를 점등하여 운전자에게 차량 출발을 알려준다(S10).

도8은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 길이 측정 흐름도이다.

측정이 시작되면(S100), 프로그램 인에이블(enable)을 확인하여 디스에이블(disable)이면 측정 대기하고, 인에이블이면 측정 프로세스를 시작한다(S101).

슬라브 길이 측정 전단 고정블록(4) 및 슬라브 길이 측정 후단 고정블록(6)을 동시에 작동하고, 카메라(22,23)를 점등한다(S102).

슬라브 전후단 끝부분 방향으로 고정 블록(4,6)이 저속 이동하면서 카메라(21,24)의 화상 인식 최적 조건의 감도 조절을 한다(S103).

감도 조절이 끝나면 고정 블록(4,6)은 목표 지점으로 고속 이동하고 슬라브(14) 전후단 끝점 부분을 레이져 센서(20,24)가 높이값 변화로 검출하고(S104), 대략적으로 슬라브의 끝부분을 결정하고(S105), 이를 실패하는 경우 재시도한다.

그 후 고정 블록(4,6)은 저속으로 전환되고, 카메라(21,24)가 화상 검출로 정밀하게 슬라브 끝부분을 찾고, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 화상 처리 장치(51,53)로부터 전송되어 오는 슬라브(14) 전후단 굴곡진 끝부분의 화상을 조합하고 평균하여 기준 라인을 결정한다(S106).

또한, 시스템 중앙 처리 시스템(50)은 고정 블록(4,6)의 이송 거리인 슬라브 길이 측정 거리를 위치 제어 장치에서 보내준 절대값(펄스 발생기 발생 펄스수 가산)으로 계산하여 슬라브 길이값 및 결과 보정값을 화면에 표시하고(S107), 길이 측정 프로세스를 초기화한다(S108).

도9는 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 폭 측정 흐름도이다.

도7의 주흐름도에서 슬라브 길이, 폭, 두께 측정이 시작되면(S7), 폭 측정 프로그램이 수행되기 시작한다(S200).

프로그램 인에이블을 확인하여 디스에이블이면 측정을 대기하고 인에이블이면 측정 프로세스를 시작한다(S201).

슬라브(14) 폭 측정 고정 블록(8)이 슬라브 중심으로 이동하고(S202), 카메라의 우측 조명등(33)이 점등되고(S102), 슬라브(14)의 폭 중심에서 좌측 방향으로 고정 블록(8)이 저속 이동하면서 카메라(31)의 화상 인식 최적 조건의 감도 조절을 한다(S203).

감도 조절이 끝나면 고정 블록(8)은 목표 지점으로 고속 이동하고 슬라브(14) 폭 좌측단 끝점 부근을 레이져 센서(30)가 높이값 변화로 검출하면(S204), 대략적으로 슬라브의 끝부분을 결정하고(S205), 실패시에는 재시도한다.

그 후 고정 블록(8)은 저속으로 전환되고, 카메라(31)가 화상 검출로 정밀하게 슬라브 끝부분을 찾고, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 화상 처리 장치(52)로부터 전송되어 오는 슬라브(14) 좌측단 굴곡진 끝부분의 화상을 조합하고 평균하여 라인을 결정하고(S206), 카메라의 우측 조명등(33)이 소등되고, 좌측 조명등(32)이 점등되면, 고정 블록(8)은 슬라브(14) 폭 방향 좌측 끝점에서 우측으로 빠르게 이동하고 레이져 센서(30)는 슬라브(14) 폭 방향 우측 끝점 부근을 높이값 변화로 검출하며(S207), 대략적으로 슬라브의 끝부분을 결정하고(S208) 실패시는 재시도한다.

그 후 고정 블록(8)은 저속으로 전환되고, 카메라(31)가 화상 검출로 정밀하게 슬라브 끝부분을 찾고, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 화상 처리 장치(52)로부터 전송되어 오는 슬라브(14) 우측단 굴곡진 끝부분의 화상을 조합하고 평균하여 라인을 결정한다(S209).

시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 고정 블록(8)의 이송 거리인 슬라브 폭 측정 거리를 위치 제어 장치에서 보내준 절대값(펄스 발생기 발생 펄스수 가산)으로 계산하여 슬라브 길이값 및 결과 정보값을 화면에 표시하고(S210), 폭 측정 프로세스를 초기화한다(S211).

도10은 본 발명에 따른 슬라브 사이즈 측정 시스템의 슬라브 두께 측정 흐름도이다.

도7의 주흐름도에서 슬라브 길이, 폭, 두께 측정 시작(S7)을 하면 두께 측정 프로그램이 시작된다(S300).

프로그램 인에이블을 확인하여 디스에이블이면 측정 대기하고 인에이블이면 측정 프로세서를 시작한다(S301).

카메라의 조명(41)을 점등하고(S302), 슬라브(14) 두께 측정 고정 블록(10)이 슬라브 두께 중심으로 이동하고(S303), 슬라브(14)의 두께 중심에서 상부 방향으로 고정 블록(10)이 이동하면서 카메라(31)의 화상 인식 최적 조건의 감도 조절을 한다(S304).

감도 조절이 끝나면 고정 블록(10)은 목표 지점으로 이동하여 슬라브(14) 상단부 끝부분을 카메라(40)가 대략적으로 검색하고(S305). 슬라브의 상단 끝부분을 결정하며(S306), 실패시는 재시도한다.

그 후 고정 블록(10)은 저속으로 전환되고, 카메라(31)가 화상 검출로 정밀하게 슬라브 끝부분을 찾고, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 화상 처리 장치(54)로부터 전송되어 오는 슬라브(14) 상단부 굴곡진 끝부분의 화상을 조합하고 평균하여 라인을 결정하고(S307), 고정 블록(10)은 슬라브(14) 두께 방향 상단 끝점에서 하단으로 이동하여 하단부 끝부분을 카메라(40)가 대략적으로 검색하고(S309), 슬라브의 하단 끝부분을 결정하며(S310), 실패시에는 재시도한다.

그 후 고정 블록(10)은 저속으로 전환되고, 카메라(40)가 화상 검출로 정밀하게 슬라브 끝부분을 찾고, 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 화상 처리 장치(54)로부터 전송되어 오는 슬라브(14) 상단부 굴곡진 끝부분의 화상으로 조합하고 평균하여 라인을 결정한다(S311).

시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)는 고정 블록(10)의 이송 거리인 슬라브 두께 측정 거리를 위치 제어 장치에서 보내준 펄스값(펄스발생기 발생 펄스수 가산)으로 계산하여 슬라브 길이값 및 결과 정보값을 화면에 표시하고(S312), 두께 측정 프로세스를 초기화한다(S313).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 슬라브 사이즈 측정 시스템은, 차량에 의하여 입고되는 슬라브 규격을 자동으로 측정하므로 수작업 측정시 필요한 인력을 감축할 수 있으며, 슬라브 규격의 이론치와 측정치를 이용하여 슬라브 설계시 수율 감소로 인한 원가 상승 요인을 줄일 수 있다.

Claims

시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)를 구비하는 슬라브 사이즈 측정 시스템에 있어서,

슬라브의 길이, 폭, 두께 별로 측정 시작점과 끝점을 찾기 위한 라인 스캔 카메라(21,24,31,40);

상기 라인스캔카메라로부터의 화상 신호를 조합하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 맞도록 변환하여 출력하는 화상 처리 장치(51,52,53,54);

화상 인식을 명확하게 수행하기 위한 조명등(22,23,32,33,41);

시스템 중앙 처리 컴퓨터와 인터페이스하기 위한 릴레이 장치(56) 및 디지털 입출력 장치(64);

시스템의 측정 시간을 단축시키기 위하여 슬라브의 시작점과 끝점을 고속으로 찾아가는 기능 및 슬라브의 적재 상황 및 표면의 이물질 유무 등을 판단하기 위한 기능에 정보를 제공하는 레이져 센서(21,25,30);

슬라브의 길이, 폭, 두께 방향으로 카메라, 레이져 센서 및 조명등을 전, 후진 이동하는 고정블록(4,6,8,10); 및

상위 컴퓨터(65)와의 통신 입출력 장치(55)를 포함하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 슬라브 사이즈 측정 시스템은,

슬라브를 적재한 차량의 운전자에게 시스템의 작동 현황 및 차량 유도를 위한 운전자 안내 표시 램프(57,57A,57B,57C,57D); 및

차량의 상태를 확인하기 위한 센서(11A,12A,12B)를 더 포함하고, 상기 운전자 안내 표시 램프와 센서가 상기한 디지털 입출력 장치(64)를 통하여 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 접속되는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제1항에 있어서, 슬라브의 길이, 폭, 두께 방향으로 카메라, 레이져 센서 및 조명등을 전, 후진 이동하는 고정블록(4,6,8,10)은,

펄스 발생기가 내장된 서보 모터(4A,6A,8A,10A)와 서보 모터의 회전축에 연결된 피니언 기어(4C,6A,8C,10C) 및 베어링 장치로 구성되고, 랙 부착 LM 레일(3A,5A,7A,9A)이 조립된 이송 베드(3,5,7,9)에 결합되며, 상기 이송 베드(3,5,7,9)는 슬라브 입고 계근대의 기본 베이스 브라켓트(2A,2B,2C,2D)에 장착되고, 고정 블록(4,6,8,10)의 비정상 위치 및 원점 위치를 알려주는 근접 센서(26,27,34,42)를 구비하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제3항에 있어서,

상기 고정 블록(4,6,8,10)은 고정 블록의 이동시 서보 모터(4A,6A,8A,10A)의 회전에 의하여 발생된 펄스수를 합산하는 위치 제어 장치(59,61) 및 서보 모터(4A,6A,8A,10A)의 정회전, 역회전 및 정지를 제어하는 서보 모터 제어 장치(58,60,61,63)를 더 구비되어 상기 시스템 중앙 처리 컴퓨터(50)에 접속되어 있고, 합산된 펄스수의 절대값을 취하여 슬라브의 길이, 폭, 두께값을 출력하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템 중앙 처리 컴퓨터는,

네트워크 통신망을 통하여 상위 컴퓨터(65)로부터 입고된 슬라브 이론치를 수신하고, 측정 결과를 화면을 통하여 나타냄과 동시에 상위 컴퓨터(65)로 측정 결과를 전송하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제5항에 있어서, 상기 시스템 중앙 처리 컴퓨터는,

화면상에 슬라브 사이즈 측정을 원활하게 수행하는데 필요한 시스템의 상태 표시 및 기능키 표시, 현재의 작업 결과 및 이전의 작업 결과와 슬라브의 시작 부분과 끝부분의 화상 처리 결과를 조회할 수 있는 MMI(Man & Machine Interface) 기능을 포함하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.
제6항에 있어서, 상기 시스템 중앙 처리 컴퓨터는,

슬라브 표면에 수분 및 변색으로 인한 카메라 화상 인식 오류를 제거하기 위한 카메라 자동 감도 조절 기능 및 자동 조명 조절 기능을 포함하는 것임을 특징으로 하는 슬라브 사이즈 측정 시스템.