KR20020043689A - 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치 - Google Patents

강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이송중인 강판 하면의 결함을 검출하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 이송중인 열연강판(12)의 하부결함을 측정하는 표면결함 검출기에서 측정장치(3,4)의 측정 빔 난반사를 방지하는 장치에 있어서, 상기 표면결함 검출기의 측정장치(3,4)로 떨어지는 이물질을 차단시키기 위한 이물질 차단수단; 상기 열연강판 이송중에, 열연강판의 두께, 폭 및 속도에 기초해서 분사각도를 결정하고, 결정된 분사각도, 분사 압력 및 흡입압력을 제어하고, 이후 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 제어수단; 상기 제어수단에 따라 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 개폐수단; 상기 제어수단의 제어에 따라 분사각도를 조정하는 각도 조정수단; 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 에어 공급 탱크에서 공급되는 에어량을 조절하는 에어량 조절수단; 상기 이물질 차단수단의 일측 상부에 설치되어, 상기 에어량 조절수단을 통한 드라이 에어를 상기 이물질 차단수단의 상부면으로 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 에어 분사수단; 상기 이물질 차단수단의 타측 상부에 설치되어, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 이물질 차단수단상의 이물질을 흡입하는 흡수수단; 를 포함하며, 이와같은 본 발명에 의하면, 열연공정의 사상압연기와 다운(Down) 코일러(coiler) 사이를 통과하는 이송강판의 하부 표면에 발생된 흠을 측정하는 강판 이면 표면결함 검출용 적외선 빔이 난반사하는 것을 방지하도록 함으로서, 표면결함 검출 능력을 향상시키고 측정장치의 오염을 사전에 방지하여 강판표면의 하부에 발생된 표면결함을 정확하게 측정할 수 있다.

Description

강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치{APPARATUS FOR PREVENT SCATTERED REFLECTION OF MEASURING BEAM OF SURFACE DEFECT IN IRON}
본 발명은 이송중인 강판 하면의 결함을 검출하는 장치에 관한 것으로서, 특히 열연공정의 사상압연기와 다운(Down) 코일러(coiler) 사이를 통과하는 이송강판의 하부 표면에 발생된 흠을 측정하는 강판 이면 표면결함 검출용 적외선 빔이 난반사하는 것을 방지하도록 함으로서, 표면결함 검출 능력을 향상시키고 측정장치의 오염을 사전에 방지하여 강판표면의 하부에 발생된 표면결함을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 강판 이면 표면결함 검출용 측정빔의 난반사 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고객에게 출하될 냉연제품의 합.부 판정을 위한 등급부여 과정중 두께,폭,중량 및 재질 검사등은 대부분 자동판정이 이루어지고 있으나, 표면검사는 검사원의 오감에 의존하고 있는 실정이다. 이러한 표면검사는 결함종류의 다양성과 복잡성 그리고 형태및 영향도 등이 매우 특이하여 이를 정량화하는 것이 거의 불가능한 것으로 여겨져, 전적으로 검사원의 경험과 능력에 의존하여 왔다.
그러나, 최근에 계측기술의 발달로 여러종류의 표면결함검출기를 개발하여 온라인(ON-LINE)에 적용하여 큰 효과 얻고 있다. 그러나, 모든 측정장치에 해당되는 사항이지만 피측정물의 하면 등 환경이 열악한 개소의 측정정도 향상이 아직까지 과제로 남아있다. 그래서 본 발명의 목적은 환경이 열악한 개소에서의 측정정도 향상을 위한 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치를 개발하게 된 것이다.
이와같은 표면결함검출기의 원리는 빛의 반사원리인 정반사와 난반사를 이용하는데 결함이 없는 부위는 정반사되고 결함이 있는 부위는 난반사가 되기때문에 정반사와 난반사가 가장 많이 일어나는 부위에 카메라를 설치하여 이때 카메라에 받아들인 빛의 량을 분류하여 결함을 추출하는 것이다.
도 1은 일반적인 열연 사상압연기 후단의 표면결함 검출기의 설치 개요도로서, 도 1을 참조하면, 제철소에서 사용하는 표면결함검출기는 열연 및 냉연 라인에서 강판 표면의 결함을 ON-LINE상에서 자동검출하기 위하여 사용한다. 냉연에서는 환경이 열연보다 양호하고 또한 LINE 방향이 수평/수직 방향으로 되어 있기 때문에 측정장치를 설치하기에는 수월한 편이다.
이러한 열연에서는 LINE 방향이 수평으로 되어 있고 사상압연기(5) 후방에 강판을 냉각하기 위한 냉각수가 분사되기 때문에 표면결함 검출용 적외선 빔이 난반사가 되기때문에 측정 신뢰도를 확보하기가 대단히 어렵다.
도 1에 도시한 바와같이, 열연강판의 상면(2)/하면(1)에 설치되는 종래 표면결함 검출기는 도 2에 도시된 바와같으며, 도2를 참조하면, 스트로보스코픽 라이트장치(3)에서 열연강판 표면에 빛을 조사하고, 이 상태에서 열연강판의 표면을 카메라(3)가 촬영하며, 이 스트로보스코픽 라이트장치(3)와 카메라(4)는 이미지 처리를 수행하는 UPS에 의해 제어되고, 이 UPS는 이더넷을 통해 메인컴퓨터 및 프린터에 접속되어 있다.
그러나, 열연라인의 상부(2)에서 표면결함을 측정하고자 하는 측정 POINT에 에어 분사 등의 방법으로 적외선 빔의 난반사를 방지하여 표면결함 측정정도를 확보하고 있지만 열연라인의 하부(1)에 설치된 표면결함검출기는 이송중인 강판에서 떨어지는 스케일(SCALE), 냉각수, 흄, 냉각수 비산 등으로 측정장치(3,4)가 난반사되어 표면결함을 검출하지 못할 뿐만 아니라, 낙하된 이물질이 측정렌즈를 오염시키는 문제점이 발생되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 작업롤 속도와 강판두께, 강판 폭에 따른 에어 유량제어 장치 구성으로 이송중인 강판표면에서 떨어지는 이물질에 의한 표면결함검출용 측정 빔의 난반사를 방지할 수 있을뿐만아니라 측정 빔의 렌즈에 이물질이 부착되는 것도 방지할 수 있는 이송중인 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치를 제공하는데에 있다.
도 1은 일반적인 열연 사상압연기 후단의 표면결함 검출기의 설치 개요도이다.
도 2는 종래의 강판 이면 표면결함 검출기의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 강판 이면 표면결함 검출기의 측정 빔의 난반사 방지장치 구성도이다.
도 4는 도 3의 난반사 방지장치의 부분 상세도이다.
도 5는 본 발명의 난반사 방지장치의 동작흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 하부 표면결함 검출기 2 : 상부 표면결함 검출기
4 : CCD 카메라5 : 사상압연기
6 : 에어 분사기7 : 석션 필터
8 : 슬라이드식 천창9 : 자동밸브
10 : 드라이 에어12 : 열연강판
13 : 에어 공급배관14 : 각도 조정용 실린더
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 이송중인 열연강판의 하부결함을 측정하는 표면결함 검출기에서 측정장치의 측정 빔 난반사를 방지하는 장치에 있어서, 상기 표면결함 검출기의 측정장치(3,4)로 떨어지는 이물질을 차단시키기 위한 이물질 차단수단; 상기 열연강판 이송중에, 열연강판의 두께, 폭 및 속도에 기초해서 분사각도를 결정하고, 결정된 분사각도, 분사 압력 및 흡입압력을 제어하고, 이후 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 제어수단; 상기 제어수단에 따라 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 개폐수단; 상기 제어수단의 제어에 따라 분사각도를 조정하는 각도 조정수단; 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 에어 공급 탱크에서 공급되는 에어량을 조절하는 에어량 조절수단; 상기 이물질 차단수단의 일측 상부에 설치되어, 상기 에어량 조절수단을 통한 드라이 에어를 상기 이물질 차단수단의 상부면으로 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 에어 분사수단; 상기 이물질 차단수단의 타측 상부에 설치되어, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 이물질 차단수단상의 이물질을 흡입하는 흡수수단; 를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 강판 이면 표면결함 검출검출기의 측정 빔의 난반사 방지장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 강판 이면 표면결함 검출기의 측정 빔의 난반사 방지장치 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 강판 이면 표면결함 검출검출기의 측정 빔의 난반사 방지장치는 이송중인 열연강판(12)의 하부결함을 측정하는 표면결함 검출기에서 측정장치(3,4)로 떨어지는 이물질을 차단시키기 위한 이물질 차단수단과, 상기 열연강판 이송중에, 열연강판의 두께, 폭 및 속도에 기초해서 분사각도를 결정하고, 결정된 분사각도, 분사 압력(또는 와이핑 압력) 및 흡입압력을 제어하고, 이후 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단에 따라 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 개폐수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 분사각도를 조정하는 각도 조정수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 에어 공급 탱크에서 공급되는 에어량을 조절하는 에어량 조절수단과, 상기 이물질 차단수단의 일측 상부에 설치되어, 상기 에어량 조절수단을 통한 드라이 에어를 상기 이물질 차단수단의 상부면으로 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 에어 분사수단과, 상기 이물질 차단수단의 타측 상부에 설치되어, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 이물질 차단수단상의 이물질을 흡입하는 흡수수단을 포함한다.
상기 이물질 차단수단은 슬라이드식으로 검출기 동작시 개방되고, 검출동작이 없을 경우에는 폐쇄되는 슬라이드식 천창에 해당되며, 이는 그 일측보다 타측이 낮은 위치로 경사지게 설치한다.
상기 제어수단은 열연강판에 대한 데이터, 즉 작업롤 속도와 판두께, 판폭데이타를 관리하는 SCC(supervisory control computor)와, 상기 SCC로부터 작업롤 속도와 판두께, 판폭 데이터를 전송받아 이에 기초하여 분사각도를 결정하고, 열연강판이 이송중일 경우, 결정한 분사각도, 에어 분사압력 및 흡입압력을 제어하며, 이후 상기 이물질 차단수단을 개폐를 제어하는 PLC를 포함한다. 또한 상기 제어수단은 사상압연기의 작업롤 속도, 강판 두께, 강판 폭데이타를 곱하고, 이 곱한 값을 제1,제2 설정값과 각각 비교한후 비교결과에 따라 분사각도를 결정한다.
상기 개폐수단은 상기 제어수단의제어에 따라 상기 이물질 차단수단을 개폐시키기 위한 장치이이다. 상기 각도 조정수단은 상기 에어 분사수단에 포함된 노즐에서 분사되는 에어분사각도를 조정하기 위한 장치로서, 본 발명에서는 각도 조정용 실린더를 설치하여 구성한다. 상기 에어량 조절수단은 상기 에어 분사수단의 노즐에 연결된 공급배관상에 설치되어 상기 제어수단에 따라 개폐되는 자동밸브에 해당된다.
상기 에어 분사수단은 상기한 이물질 차단수단의 일측 상부에 설치되어 그 타측에 설치된 흡입수단 방향으로 에어를 분사하는 장치로서, 이는 상기 각도 조정수단에 의해서 분사각도가 조정되는 복수개의 에어노즐을 포함하는 에어 분사기에 해당된다. 상기 흡수수단은 상기한 이물질 차단수단의 타측 상부에 설치되어 그 일측에 설치된 분사수단에서 분사되는 에어 및 이물질을 흡수하는 장치로서, 본 발명에서는 석션 필터(7)로 구성한다.
도 4는 도 3의 난반사 방지장치의 부분 상세도로서, 도 4를 참조하면, 상기 에어 분사수단은 슬릿 노즐(SLIT NOZZLE)을 통해 폭방향으로 균일한 에어분사가 가능하도록 구성하고, 그리고, 상기 에어 분사수단에는 난반사 방지 및 이물 제거효율 향상을 위하여 분사각도를 조정하기 위한 각도조정수단이 구성성되어 있다.
도 5는 본 발명의 난반사 방지장치의 동작흐름도이다.
이와같이 구성된 본 발명의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 설명하면, 먼저, 제어수단은 사상압연기의 마지막 S스탠드 하부 작업롤의 속도가 아이들링 속도 이상(50MPM)이 되면 열연강판이 이송중인 것으로 판단하고, 이 제어수단, 즉 SCC(supervisory control computor)에서는 작업롤 속도와 판두께, 판폭 데이타를 PLC로 전송한다. 이때, PLC에서는 에어량 조절수단인 유량제어용 밸브(9)를 오픈하여 작업롤 속도, 강판 두께, 강판 폭을 고려하여 분사각도를 결정한후, 이 결정된 분사각도가 되도록 각도조정수단을 제어하며, 또한, 에어 분사수단의 에어 분사 압력과 흡입수단인 석션 필터의 흡인압력을 제어한다.
이와같은 작업롤 속도와 강판 두께, 강판 폭에 따른 표면결함 검출용 측정 빔의 난반사 방지동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 를 참조하면, 작업롤 속도와 판두께, 판폭이 커지면 이송중인 열연강판의 냉각을 위하여 열연공정의 사상압연기와 다운(Down) 코일러(coiler) 사이에 있는 라미너 플로우(LAMINAR FLOW)(11)에서 냉각수가 더 많이 분사되게 되고, 또한 속도의 증가와 함께 하부로 비산되는 이물질 량도 비례하여 많아지게 된다.
상기 SCC로 부터 사상압연기의 작업롤 속도, 강판 두께, 강판 폭를 수신하여 작업롤 속도가 열간압연기의 아이들 속도(50MPM) 이상이면 하기 수학식 1에 의해서 Q값을 계산된다(도 5의 S51-S54에 해당).
Q = WR SPD * THK * WTH
여기서, WR SPD : 열연 사상압연기 작업롤 속도(mpm), THK : 열연강판 두께(mm), WTH : 열연강판 폭(mm).
이후, 상기 계산한 Q값을 제1,제2 설정값과 각각 비교한후 비교결과에 따라분사각도를 결정하고, 이 결정한 분사각도, 분사압력 및 흡입압력을 제어하는 과정에 대해서 설명한다(도 5의 S55에 해당).
먼저, 상기의 수학식 1에서의 계산결과, Q값이 Qmax*0.8 이상이면 하기 수학식 2와 같이 설정된다.
A = A0 + a, B = B0, C = C0
여기서, A : 표면결함 검출용 적외선 빔의 난반사 방지장치 헤드 각도, A0 : 헤드각도의 초기치, a : Q값이 Qmax*0.8이상에서 헤드각도 보상값, B : 표면결함 검출용 적외선 빔의 난반사 방지장치 에어 분사 압력, B0 : 일정 에어 분사 압력, C : 석션 필터의 흡입압력, C0 : 일정 흡입압력.
상기 수학식 2와 같이 설정이 완료되면 슬라이드식 천창이 오픈되고 표면결함검출기가 온되어 이송중인 열연강판의 이면의 표면결함을 검출하게 된다.
반면에, 상기 수학식 1에서의 계산결과, Q값이 Qmax*0.8 이하일 경우에는 Q값이 Qmax*0.6 이상인지 아니면 이하인지를 비교하여 이상이면 하기 수학식 3으로 설정되고, 이하이면 하기 수학식 4로 설정된다.
A = A0 + b, B = B0, C = C0
A =A0 + c, B =B0, C=CO
상기 수학식 3 및 4에서, b : Q값이 Qmax*0.6이상에서 헤드각도 보상값, c : Q값이 Qmax*0.6미만에서 헤드각도 보상값.
그 다음에, 상기의 수학식 3 및 4의 결과값이 설정되면 슬라이드식 천창이 오픈되고 표면결함검출기가 온되어 이송중인 열연강판의 이면의 표면결함을 검출하게 된다(도 5의 S56,S57에 해당).
그리고, 사상압연기의 작업롤의 속도가 아이들 속도 미만이면 표면결함 검출기가 OFF되고, 슬라이드식 천창이 클로즈(CLOSE)되며(도 5의 S58에 해당), 그리고 에어 분사 압력과 흡입(Scuction) 필터의 흡입압력이 영(zero)으로 되면서 1 사이클이 끝나게 된다.
상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 하부 표면결함검출기에서와 같이 측정환경이 열악한 개소에서의 표면결함 검출 능력을 향상시키고 측정장치의 오염을 사전에 방지하여 강판표면의 하부에 발생된 표면결함을 정확하게 측정함으로써, 날로 엄격해지는 수요가의 요구를 만족시킬 수 있을 뿐만아니라 불량율을 감소시켜 경쟁력 확보에도 이바지하는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (3)

  1. 이송중인 열연강판(12)의 하부결함을 측정하는 표면결함 검출기에서 측정장치(3,4)의 측정 빔 난반사를 방지하는 장치에 있어서,
    상기 표면결함 검출기의 측정장치(3,4)로 떨어지는 이물질을 차단시키기 위한 이물질 차단수단;
    상기 열연강판 이송중에, 열연강판의 두께, 폭 및 속도에 기초해서 분사각도를 결정하고, 결정된 분사각도, 분사 압력 및 흡입압력을 제어하고, 이후 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 제어수단;
    상기 제어수단에 따라 상기 이물질 차단수단의 개폐를 제어하는 개폐수단;
    상기 제어수단의 제어에 따라 분사각도를 조정하는 각도 조정수단;
    상기 제어수단의 제어에 따라 상기 에어 공급 탱크에서 공급되는 에어량을 조절하는 에어량 조절수단;
    상기 이물질 차단수단의 일측 상부에 설치되어, 상기 에어량 조절수단을 통한 드라이 에어를 상기 이물질 차단수단의 상부면으로 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 에어 분사수단;
    상기 이물질 차단수단의 타측 상부에 설치되어, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 이물질 차단수단상의 이물질을 흡입하는 흡수수단; 를 포함함을 특징으로 하는 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이물질 차단수단은
    그 일측보다 타측이 낮은 위치로 경사지게 설치한 것을 특징으로 하는 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어수단은
    사상압연기의 작업롤 속도, 강판 두께, 강판 폭데이타를 곱하고, 이 곱한 값을 제1,제2 설정값과 각각 비교한후 비교결과에 따라 분사각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 강판이면 표면결함 측정빔의 난반사 방지장치.
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JP2000292369A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Dac Engineering Kk 品質検査装置

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