KR20000042516A - 젠지미어밀에서의 형상제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스테인레스 냉간압연에서의 형상 제어방법에 관한 것으로, 특히 젠지미어밀(Sendzimir Mill)에서 형상 패턴을 신경회로망을 이용하여 대칭, 비대칭 성분으로 분류함으로써 압연조업의 안정성을 높인 젠지미어밀에서의 형상제어방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 형상제어방법은 형상분류를 위한 대표형상패턴을 대칭성을 갖는 패턴으로 설정하여, 현재의 형상으로부터 대칭 성분을 최대한 추출함으로서, 형상 제어가 대칭적으로 이루어지게 하는 것으로서, 사행의 방지 및 조업의 안정적 운행이 가능하게 된다.

Description

젠지미어밀에서의 형상제어방법
본 발명은 스테인레스 냉간압연에서의 강판의 형상을 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 젠지미어밀(Sendzimir Mill)에서 강판의 폭방향 형상을 대표적인 두 대칭 패턴의 조합으로 검출하여 목표형상이 되도록 제어하는 젠지미어밀에서의 형상제어방법에 관한 것이다.
스테인레스 냉간압연에 이용되는 일반적인 형상제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 강판을 압연하기 위한 작업롤러(work roller)(11a,11b)와 상기 작업롤러(11a,11b)를 지지해주면서 강판의 엣지(edge)부분의 형상을 제어할 때 사용되는 1차 중간 롤러(1st Intermediate roller)(12a∼12d)와 상기 1차 중간 롤러(12a∼12d)를 지지해주는 2차 중간 롤러(2nd Intermediate roller)(13a∼13f)와 상기 2차 중간롤러(13a∼13f)를 지지해 주는 지지롤러(backup roller)(14a,14d,14e∼14h)와 입력되는 강판의 폭방향 형상을 제어하기 위한 톱-크라운-롤러(TC, Top-Crown-Roller)(14b,14c)로 이루어진 젠지미어밀(10)과, 상기 젠지미어밀(10)의 전후단에 각각 설치되어 젠지미어밀(10)로부터 배출되는 강판의 폭방향 형상을 검출하는 제1,2형상검출기(30a,30b)와, 상기 제1,2형상검출기(30a,30b)로부터 입력된 형상검출신호에 따라서 강판의 형상을 판단하고 이를 유저요구에 따른 형상으로 제어하기 위한 제어부(40)와, 상기 제어부(40)로부터 제어신호에 따라서 상기 강판의 엣지형상을 제어하는 1차 중간 롤러(12a∼12d)와 강판의 폭방향형상을 제어하는 톱-크라운-롤러(14b,14c)를 상승/하강시키는 유압시스템(20)으로 구성되어 있다.
이러한 구성의 젠지미어밀에 강판을 여러번 왕복통과시키면서, 일정형상으로 압연하는데, 이때의 형상제어는, 제어부(40)가 강판의 폭방향으로 배열된 32개의 로드셀로 이루어진 제1형상검출기(30a) 또는 제2형상검출기(30b)로부터 출력되는 32개의 검출값을 입력받아 압연될 강판의 폭방향 형상을 판단하여, 소정의 목표형상으로 압연되도록 하기 위한 상기 톱-크라운-롤러(14b,14c)위치를 계산하고, 유압시스템(20)은 각 액츄에이터를 구동시켜 상기 제어부(40)에서 계산된 위치에 상기 톱-크라운-롤러(14b,14c)를 위치시킨다.
상기에서, 톱-크라운-롤러(14b,14c)는 8개의 세그먼트(14ab1∼14ab8)로 나누어지며, 각 제1∼제8세그먼트(14ab1∼14ab8)는 유압시스템(20)에 의해 따로 움직이게 된다.
그런데, 압연 조업 중 사행 현상이 발생하게 되면, 형상이 불량하게 되고, 판파단 등의 사고 가능성이 커져, 압연 속도를 높이지 못함에 따라, 생산량이 감소하게 된다. 따라서 압연조업에 있어서 이러한 조업 불안정 요인을 제거하는 것은 중요한 일이 된다.
종래에는, 상기 제어부(40)에서 현재 강판의 형상을 판단하는데 있어서, 대칭, 비대칭에 상관없이 설정된 여러개의 기본 패턴의 조합으로, 현재 강판의 형상을 판단하였다.
그런데, 종래와 같이, 현재 강판의 형상을 판단하는데 있어서, 비대칭 요소가 포함됨으로서, 상기 톱-크라운-롤러가 비대칭으로 위치제어될 때, 형상제어되는 강판에 사행(강판이 좌우로 흔들리는 현상) 현상을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 젠지미어밀의 톱-크라운-롤러를 최대한 대칭적으로 제어하여 사행의 발생을 방지하고 조업의 안정성을 높이고자 하는 젠지미어밀에서의 형상제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 젠지미어밀을 이용한 형상제어장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 형상 제어 방법을 보이는 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명에 의한 형상제어방법에서 사용하는 대표 형상 패턴중 하나를 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 형상제어방법에서 사용하는 대표 형상 패턴중 다른 하나를 보인 그래프이다.
도 5는 본 발명에 의한 형상제어방법에 의해서 검출된 형상을 대표형상패턴으로 분류한 예를 보이는 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1...강판
11a, 11b...작업롤러
12a, 12b, 12c, 12d...1차 충간 롤러
13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f...2치 중간 롤러
14a, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h...지지 롤러
14b, 14c...톱-크라운-롤러
20...유압 시스템
30a, 30b...형상검출기
40...제어부
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명은 다수의 세그먼트로 분리되어 강판의 폭방향 형상을 조정하는 탑-크라운-롤러를 구비한 젠지미어밀과 상기 젠지미어밀로부터 출력되는 강판의 폭방향형상을 검출하는 형상검출기와 상기 탑-크라운롤러의 각 세그먼트를 움직이는 액츄에이터를 포함하는 형상제어장치에서의 형상제어방법에 있어서,
상기 형상검출기를 이용하여 현재 강판의 폭방향 형상을 측정하는 제 1단계;
상기 형상검출기로부터 측정된 폭방향 형상을 대칭성을 갖는 하나이상의 대표 형상 패턴으로 분류하는 제 2단계;
상기에서 분류된 형상 패턴에서 젠지미어밀의 톱-크라운-롤러의 위치를 계산하는 제 3단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 형상 제어 방법을 수행하기 위한 장치의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 의한 형상제어방법의 개략적인 동작과정은 도 2에 도시한 바와 같이, 이루어지는데, 제1단계(210)는 상기 도1에 보인 제1형상검출기(30a) 또는 제2형상검출기(30b) 중 강판배출방향의 형상검출기를 이용하여 압연할 강판의 현재 형상을 검출하는 과정이다. 이는 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 제1,2형상검출기(30a, 30b)는 강판의 폭방향으로 배열된 32개의 로드 셀로 이루어지며, 강판이 상기 32개의 로드셀을 통과할때, 각 부분의 무게값으로 강판 형상을 측정할 수 있도록 되어 있다.
그 다음, 제 2단계(220)는, 상기 제1,2형상검출기(30a, 30b)로부터 측정된 형상값을 제어부(40)가 전달 받아, 대표 형상 패턴으로 분류하는 과정으로, 이때, 대표형상패턴은 도 3에 보인 2차 함수 형태와, 도 4에 보인 4차 함수 형태의 두가지 패턴을 사용한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에서 형상검출에 이용되는 대표형상패턴들은 대칭적인 모양을 하고 있으며, 측정하고자 하는 강판형상의 대칭 성분은 이 패턴들의 다양한 조합으로 모두 표현될 수 있다.
상기한 두 가지 대표형상으로 측정된 강판의 형상을 분류하는 것은 신경회로망을 이용하는데, 이때, 신경회로망은 입력층과 중간층과 출력층으로 이루어진 다층 퍼셉트론(multi layered perceptron) 구조로 이루어지고, 모우멘텀(momentum)을 가진 역전파(back-propagation)학습 방법을 이용하여 상기 형상을 분류하는 신경회로망을 학습시킨다.
다층 퍼셉트론 구조는 입력층과 중간층과 출력층으로 구성되어 있는데, 본 발명에서 두가지 형상패턴으로 분류하는 신경회로망은 상기 제1,2형상검출기(30a,30b)로부터 입력되는 32개의 형상값이 각각 입력되는 32개의 노우드(node)로 이루어진 입력층과, 본 발명에 의한 입력형상의 패턴분류결과로서, 상기 본 발명에서 설정한 대칭성을 갖는 두가지 기본형상패턴이 입력형상에 포함되어 있는 정도가 출력되는 두 출력노드로 이루어진 출력층과, 상기 입력층과 출력층을 연결하는 10개의 노우드로 이루어진 중간층으로 이루어진다.
그 다음, 제3단계(230)는, 검출형상의 대표패턴분류결과로부터 상기 젠지미어밀(10)에서 톱-크라운-롤러(14b, 14c)의 위치를 계산하는 과정이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 두가지 대칭적인 대표형상패턴으로 입력형상을 분류하여, 비대칭요소를 제거하였다. 이렇게, 대칭적인 두 대표형상패턴의 포함정도로서, 입력형상을 분류하고, 분류된 형상에 따라서 상기 톱-크라운-롤러(14b,14c)위치를 계산하고, 이에 따른 유압시스템(30)을 동작시킴으로서, 상기 톱-크라운-롤러(14b,14c)가 비대칭적으로 동작하는 것을 미리 차단하고, 항상 대칭적으로 제어되도록 함으로서, 강판에서 사행현상이 발생하는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 2차함수 패턴과 4차함수 패턴으로 검출된 형상을 분류한 실시예를 도 5에 도시한다.
상기 제1형상검출기(30a) 또는 제2형상검출기(30b)의 32개 로드셀에서 검출한 형상값이 도 5a의 막대그래프와 같다고 할 때, 이러한 검출형상을 도3 및 도4와 같은 두가지 대표형상패턴으로 분류하면, 도 5b와 도 5c와 같이 나타난다. 상기 도 5b의 형상패턴과 도 5c의 형상패턴을 합치면 도 5a의 실선과 같이 나타나며, 검출형상의 대칭성분이 추출된다.
따라서, 제3단계로, 상기 도 5a에 도시된 실선을 폭방향 형상오차를 나타내는 대표형상패턴으로 간주하고, 상기 형상오차가 제로가 되도록 톱-크라운-롤러(14b,14c)의 각 세그먼트 위치를 계산한다. 여기에서, 위치계산은 형상오차가 +방향으로 나타나면 그만큼 해당 세그먼트를 하강시키고, 형상오차가 -방향으로 나타나면 그 만큼 해당 영역의 세그먼트를 상승시키는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 현재의 형상으로부터 대칭 성분을 최대한 추출함으로서, 톱-크라운-롤러의 폭형상제어가 대칭적으로 이루어지고, 이에 의하여, 강판에 사행현상이 나타나는 것을 방지할 수 있고, 강판의 사행현상을 방지함에 의해 조업의 안정적 운행이 가능하도록 하는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 다수의 세그먼트로 분리되어 강판의 폭방향 형상을 조정하는 탑-크라운-롤러를 구비한 젠지미어밀과 상기 젠지미어밀로부터 출력되는 강판의 폭방향형상을 검출하는 형상검출기와 상기 탑-크라운롤러의 각 세그먼트를 움직이는 액츄에이터를 포함하는 형상제어장치에서의 형상제어방법에 있어서,
    상기 형상검출기를 이용하여 현재 강판의 폭방향 형상을 측정하는 제 1단계;
    상기 형상검출기로부터 측정된 폭방향 형상을 2차함수로 표현되는 제1대표형상패턴과 4차함수로 표현되는 제2대표형상패턴으로 분류하는 제 2단계;
    상기에서 분류된 형상 패턴에서 젠지미어밀의 톱-크라운-롤러의 위치를 계산하는 제 3단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 젠지미어밀에서의 형상제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서는 상기 형상검출기의 검출신호가 각각 입력되는 다수의 입력노드를 갖는 입력층과 상기 대표형상패턴 각각의 측정형상을 이루는 정도가 출력되는 다수의 출력노드로 이루어진 출력층과 상기 입력층과 출력층을 연결하는 중간층으로 이루어지고, 역전파학습알고리즘에 의해 학습된 신경회로망을 이용하여 측정형상을 각 대표형상패턴으로 분류하는 것을 특징으로 하는 젠지미어밀에서의 형상제어방법.
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