KR20030050690A - Simulator for the laser speedometer using in the cold roll line - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소정 속도로 진행하는 피측정물의 진행속도를 산출하기 위한 레이저 속도계에 관한 것이고, 더 상세하게는 레이저빛을 피측정물에 주사하고 이로부터 반사되는 레이저빛을 감지하여 상기 피측정물의 진행속도를 산출하는 레이저 속도계의 속도산출 정확도를 검사하기 위한 레이저 속도계용 시뮬레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a laser speed meter for calculating a moving speed of an object to be processed at a predetermined speed, and more particularly, scanning laser light into the object to be measured and detecting the laser light reflected therefrom. It relates to a laser speedometer simulator for checking the speed calculation accuracy of the laser speedometer for calculating the speed.
일반적으로, 고속으로 진행하는 물체의 진행속도를 측정하기 위하여 레이저 속도계가 사용된다. 특히, 철강산업에서, 냉간압연라인 또는 소둔라인을 통과하여 진행하는 강판의 진행속도는 레이저 속도계에 의해서 측정된다.In general, a laser tachometer is used to measure the traveling speed of an object traveling at high speed. In particular, in the steel industry, the traveling speed of a steel sheet that passes through a cold rolling line or an annealing line is measured by a laser speedometer.
레이저 속도계는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 냉연강판(S)이 진행하는 냉간압연라인에서 냉간압연기(5) 사이에 설치되어 레이저빛을 주사하고 반사되는 레이저빛을 감지하는 레이저 작동기(1)와, 레이저 작동기(1)로부터 전송되는 감지신호를 연산하여 냉연강판(S)의 진행속도를 산출하는 연산기(2)로 구성된다. 즉, 레이저 작동기(1)의 감지신호가 연산기(2)에 전송되면, 연산기(2)는 내장되어 있는 프로그램에 의해서 전송되는 감지신호를 연산하여 냉연강판의 진행속도와 진행길이를 산출한다. 이와 같이 산출되는 냉연강판(S)의 진행속도와 진행길이의 산출값은상위연산기(4)에 전송되어 저장되고, 기록계(3)를 통하여 출력된다.1 and 2, the laser speedometer is installed between the cold rolling mills 5 in the cold rolling line where the cold rolled steel S proceeds to scan the laser light and detect the reflected laser light (1). ) And a calculator (2) for calculating the traveling speed of the cold rolled steel (S) by calculating the detection signal transmitted from the laser actuator (1). That is, when the detection signal of the laser actuator 1 is transmitted to the calculator 2, the calculator 2 calculates the traveling speed and the running length of the cold rolled steel sheet by calculating the detection signal transmitted by the built-in program. The calculated values of the advancing speed and the advancing length of the cold rolled steel sheet S calculated as described above are transmitted to the upper calculator 4, stored, and output through the recorder 3.
특히, 레이저 속도계는 제철소내의 각 냉간압연공정 또는 소둔공정에서 강판의 진행속도에 따른 압연제어가 필요한 개소에서 다량으로 사용된다. 이는, 강판의 압연제어는 강판의 진행속도에 따라서 이루어지기 때문이다. 따라서, 압연제어를 양호하게 수행하기 위해서는 강판의 진행속도를 정확하게 측정할 필요가 있다. 즉, 압연제어를 통한 우수한 품질의 강판을 얻기 위해서는 강판의 진행속도를 측정하는 레이저 속도계의 높은 측정 정확도가 요구된다.In particular, the laser speedometer is used in large quantities in the places where rolling control is required in accordance with the traveling speed of the steel sheet in each cold rolling or annealing process in the steel mill. This is because the rolling control of the steel sheet is made according to the traveling speed of the steel sheet. Therefore, in order to perform the rolling control satisfactorily, it is necessary to accurately measure the traveling speed of the steel sheet. That is, in order to obtain a steel sheet of good quality through the rolling control, high measurement accuracy of the laser speed meter for measuring the traveling speed of the steel sheet is required.
레이저 속도계의 측정 정확도를 향상시키기 위해서는 레이저 속도계를 현장에 설치하기 전 뿐만 아니라 설치한 후에도 주기적으로 검사를 실시한다.In order to improve the measurement accuracy of laser speedometers, periodic inspections are carried out not only before the installation but also after installation.
이때, 종래 일실시예에 따르면, 레이저 속도계의 측정 정확도는 정지되어 있는 피측정물에 주사된 후 반사되는 레이저를 레이저 속도계가 감지하였을 때 연산되는 연산값을 오실로스코프로(10)로 점검함으로써 검사되었다.At this time, according to the conventional embodiment, the measurement accuracy of the laser speedometer was inspected by checking the calculation value calculated by the oscilloscope 10 when the laser speedometer detects the reflected laser after being scanned on the object to be stopped. .
그러나, 이와 같은 레이저 속도계의 측정 정확도 검사는 피측정물이 정지된 상태로 유지되어 있으므로 피측정물이 다양한 속도변화를 동반하는 경우에는 레이저 속도계의 측정 정확도가 저하되었다. 그 결과, 레이저 속도계에 의한 속도 측정값의 오차를 판단할 수 없다는 문제점이 있다.However, in the measurement accuracy test of the laser speedometer, the measurement accuracy of the laser speedometer is deteriorated when the measurement object is accompanied by various speed changes because the object to be measured remains stationary. As a result, there is a problem that the error of the speed measurement value by the laser speedometer cannot be determined.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다양한 속도로 진행하는 피측정물의 진행속도를 산출하는 레이저 속도계의 측정 정확도를 점검할 수 있는 시뮬레이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a simulator that can check the measurement accuracy of a laser tachometer that calculates the traveling speed of the object to be measured at various speeds. .
도 1은 레이저 속도계가 냉간압연라인에 설치된 상태를 도시한 도면;1 is a view showing a state in which a laser speedometer is installed in a cold rolling line;
도 2는 레이저 속도계에 의해서 측정되는 냉연강판의 진행속도와 진행길이를 연산하는 시스템을 도시한 도면;2 shows a system for calculating the traveling speed and the running length of a cold rolled steel sheet measured by a laser speedometer;
도 3은 본 발명에 따른 레이저 속도계용 시뮬레이터의 구성을 개략적으로 도시한 도면;3 is a view schematically showing the configuration of a laser speedometer simulator according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따라서 레이저 작동기가 베이스 플레이트 상에 고정된 상태를 도시한 도면;4 shows a state in which the laser actuator is fixed on the base plate according to the invention;
도 5는 본 발명에 따른 레이저 속도계용 시뮬레이터의 구동부를 도시한 도면.5 is a view showing a driving unit of the laser speedometer simulator according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1 : 레이저 작동기1: laser actuator
2 : 연산기2: calculator
200 : 구동부200: drive unit
300 : 제어부300: control unit
400 : 컴퓨터400: computer
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 피측정물을 향해서 레이저빛을 주사하고 상기 피측정물로부터 반사되는 레이저빛을 감지하는 레이저 작동기와 상기 레이저 작동기로부터 제공되는 레이저빛 감지신호를 연산하여 상기 피측정물의 이동속도를 산출하는 연산기를 갖는 레이저 속도계의 측정 정확도를 점검하기 위한 시뮬레이터는 상기 레이저빛의 주사방향에 대해 상기 피측정물을 수직방향으로 이동시키는 구동수단을 구비한 구동부와, 상기 피측정물의 이동속도를 제어하도록 상기 구동수단의 작동속도를 제어하는 제어부와, 상기 연산기에서 산출되는 상기 피측정물의 이동속도와 상기 제어부에 의해서 제어되는 상기 피측정물의 이동속도를 비교하는 컴퓨터로 이루어지고, 상기 피측정물은 회전벨트로 구성되고, 상기 구동수단은 소정간격으로 이격되어 상기 회전벨트를 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 회전풀리와, 상기 회전풀리를 구동시키기 위한 회전모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, by calculating the laser light detection signal provided from the laser actuator and the laser actuator for scanning the laser light toward the object to be measured and the laser light reflected from the object to be measured The simulator for checking the measurement accuracy of the laser speedometer having a calculator for calculating the moving speed of the object to be measured includes: a driving unit including driving means for moving the object to be measured in a vertical direction with respect to the scanning direction of the laser light; And a control unit for controlling an operating speed of the driving means to control a moving speed of the object to be measured, and a computer for comparing the moving speed of the measured object calculated by the calculator with the moving speed of the measured object controlled by the controller. The object to be measured consists of a rotating belt, and the driving means It is characterized by consisting of a pair of rotary pulleys rotatably supporting the rotating belt spaced at a predetermined interval, and a rotating motor for driving the rotary pulleys.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 동일 구성은 동일 도면번호를 부여한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5, and the same components are assigned the same reference numerals.
먼저, 레이저 속도계는 피측정물에 레이저빛을 주사하고 상기 피측정물로부터 반사되는 레이저빛을 감지하는 레이저 작동기(1)와 레이저 작동기(1)로부터 전송되는 감지신호를 연산하여 상기 피측정물의 이동속도를 산출하는 연산기(2)를 갖는다. 레이저 작동기(1)는 베이스 플레이트(101) 상에 고정설치되어 있는 전방 클램프(102) 및 후방 클램프(103)에 의해서 파지된 상태로 고정된다. 베이스 플레이트(101)의 설치높이를 조정하기 위한 조정볼트(104)가 베이스 플레이트(101)의 모서리에 형성되어 있는 관통구에 체결된다. 따라서, 조정볼트(104)를 회전시킴으로써 베이스 플레이트(101)의 수평을 조정한다.First, the laser tachometer scans the laser light onto the object to be measured and calculates a detection signal transmitted from the laser actuator 1 and the laser actuator 1 for detecting the laser light reflected from the object to be moved. It has a calculator 2 for calculating the speed. The laser actuator 1 is fixed in a gripped state by the front clamp 102 and the rear clamp 103 fixed on the base plate 101. The adjusting bolt 104 for adjusting the installation height of the base plate 101 is fastened to the through hole formed at the corner of the base plate 101. Therefore, the horizontal of the base plate 101 is adjusted by rotating the adjusting bolt 104.
본 발명에 따르면, 레이저 속도계의 측정 정확도를 점검하기 위한 시뮬레이터는 베이스 플레이트(101) 상에서 클램프(102, 103)에 의해 파지되어 있는 레이저 작동기(1)로부터 주사되는 레이저빛이 진행하는 진행경로에 대응하는 위치에 설치되어 상기 피측정물을 소정 속도로 이동시키기 위한 구동부(200)를 갖는다. 이때, 상기 피측정물은 회전벨트(240)로 구성된다.According to the present invention, the simulator for checking the measurement accuracy of the laser speedometer corresponds to the traveling path of the laser light scanned from the laser actuator 1 held by the clamps 102 and 103 on the base plate 101. It is installed in a position to have a drive unit 200 for moving the object to be measured at a predetermined speed. At this time, the measurement object is composed of a rotating belt 240.
즉, 베이스 플레이트(101) 상에는 소정 크기의 지지판(201)이 제공되고, 지지판(201) 상에는 구동부(200)의 활주이동을 안내하는 슬라이딩 가이드(202)가 제공된다. 슬라이딩 가이드(202) 상에는 소정 크기의 상부 지지판(203)이 활주가능하게 설치된다.That is, the support plate 201 of a predetermined size is provided on the base plate 101, and the sliding guide 202 is provided on the support plate 201 to guide the slide movement of the driving unit 200. The upper support plate 203 of a predetermined size is slidably installed on the sliding guide 202.
그리고, 클램프(102, 103)에 지지되어 있는 레이저 작동기(1)에 인접하는 상부 지지판(203) 상의 전방에는 서포트 유니트(204)가 일체형으로 제공되고, 상부 지지판(203) 상의 후방에는 하기에 설명되는 회전모터(230)를 지지하기 위한 모터 지지대(231)가 제공된다. 즉, 모터지지대(231) 상에는 회전모터(230)가 제공되고 회전모터(230)의 후방에는 로타리 엔코더(306)가 제공된다.In addition, the support unit 204 is integrally provided at the front on the upper support plate 203 adjacent to the laser actuator 1 supported by the clamps 102 and 103, and described below at the rear on the upper support plate 203. A motor support 231 for supporting the rotating motor 230 is provided. That is, the rotary motor 230 is provided on the motor support 231, and the rotary encoder 306 is provided at the rear of the rotary motor 230.
이때, 회전모터(230)의 회전축의 위치에 대응하는 서포트 유니트(204)의 대응위치에는 하기에 설명되는 하부 플라이휠(220)을 회전가능하게 지지하는 제1샤프트(221)가 관통하는 제1관통구가 제공된다. 따라서, 상기 제1관통구를 관통하고 있는 제1샤프트(221)는 커플링 부재(223)를 통하여 회전모터(230)의 회전축에 분리가능하게 결합된다. 제1샤프트(221)는 상기 제1관통구에 제공된 베어링(222)에 의해서 회전가능하게 지지된다.At this time, the first through-through of the first shaft 221 for rotatably supporting the lower flywheel 220 to be described below to the corresponding position of the support unit 204 corresponding to the position of the rotary shaft of the rotary motor 230 A sphere is provided. Accordingly, the first shaft 221 penetrating the first through hole is detachably coupled to the rotation shaft of the rotary motor 230 through the coupling member 223. The first shaft 221 is rotatably supported by a bearing 222 provided in the first through hole.
한편, 서포트 유니트(204)의 상부에는 소정 크기의 제2관통구가 제공되고, 상기 제2관통구에는 제2베어링(212)을 통해서 상부 플라이휠(210)을 회전가능하게 지지하는 제2샤프트(214)가 관통한다. 상기 제2관통구를 관통하여 서포트 유니트(204)의 후방으로 돌출하는 제2샤프트(214)의 단부에는 고정레버(213)가 제공되고, 고정레버(213)에 의해서 제2샤프트(214)는 상기 제2관통구에 고정 설치된다. 바람직하게, 상기 제2관통구는 상하방향으로 연장하는 타원형상으로 형성되고, 제2샤프트(214)의 단부에 제공된 고정레버(213)를 상하방향으로 이동시켜 고정시킴으로써 제2샤프트(214)의 높낮이가 조절되어 회전벨트(240)의 장력을 조절한다.On the other hand, the upper portion of the support unit 204 is provided with a second through-hole of a predetermined size, the second through-hole second shaft for rotatably supporting the upper flywheel 210 through the second bearing (212) ( 214 penetrates. A fixing lever 213 is provided at an end portion of the second shaft 214 that protrudes to the rear of the support unit 204 through the second through hole, and the second shaft 214 is provided by the fixing lever 213. It is fixed to the second through hole. Preferably, the second through hole is formed in an elliptical shape extending in the vertical direction, the height of the second shaft 214 by moving by fixing the fixing lever 213 provided at the end of the second shaft 214 in the vertical direction. Is adjusted to adjust the tension of the rotating belt 240.
상부 플라이휠(210)은 회전벨트(240)에 의해서 하부 플라이휠(220)에 연결된다. 따라서, 회전모터(230)의 구동에 의하여 회전하는 하부 플라이휠(220)의 회전력은 회전벨트(240)를 통해서 상부 플라이휠(210)에 제공되어 상부 플라이휠(210)을 회전시킨다. 이때, 회전벨트(240)가 슬립되는 것을 방지하기 위하여, 상부 플라이휠(210)의 외주연에는 소정 크기의 돌기(210a)가 제공되고, 회전벨트(240)에는 돌기(210a)에 대응하는 천공구멍(240a)이 형성된다.The upper flywheel 210 is connected to the lower flywheel 220 by a rotating belt 240. Therefore, the rotational force of the lower flywheel 220 which is rotated by the driving of the rotary motor 230 is provided to the upper flywheel 210 through the rotating belt 240 to rotate the upper flywheel 210. In this case, in order to prevent the rotating belt 240 from slipping, a protrusion 210a having a predetermined size is provided on the outer circumference of the upper flywheel 210, and the perforation hole corresponding to the protrusion 210a is provided on the rotating belt 240. 240a is formed.
상기 제1관통구와 제2관통구 사이에서 서포트 유니트(204)의 외측면에는 센서지지대(304)가 고정설치된다. 제어부(300)에는 센서지지대(304)에 의해 고정되어 회전벨트(240)의 내측 또는 외측에 위치하고 있는 근접센서(303)에 신호전송이 가능하게 펄스카운터(305)를 경유하여 연결되는 회전수 카운터(302)가 제공된다. 또한, 제어부(300)는 회전모터(230)의 후방에 설치되어 회전축의 회전수를 검출하는 로터리 엔코더(306)와 신호전송이 가능하게 연결되어 회전모터(230)의 회전속도를 제어하는 속도 제어기(301)를 갖는다.The sensor support 304 is fixedly installed on the outer surface of the support unit 204 between the first through hole and the second through hole. The speed counter, which is fixed to the controller 300 by the sensor support 304 and connected to the proximity sensor 303 located at the inside or the outside of the rotating belt 240, via the pulse counter 305, to allow the signal transmission. 302 is provided. In addition, the controller 300 is installed at the rear of the rotary motor 230 is a speed controller for controlling the rotational speed of the rotary motor 230 is connected to the rotary encoder 306 that detects the number of revolutions of the rotary shaft to enable signal transmission Has 301.
연산부(2)는 레이저 작동기(1)와 제어부(300)에 신호전송이 가능하게 연결된다.The calculation unit 2 is connected to the laser actuator 1 and the control unit 300 to enable signal transmission.
이하, 본 발명에 따른 레이저 속도계용 시뮬레이터의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the laser speedometer simulator according to the present invention will be described.
레이저 작동기(1)를 전방 클램프(102)와 후방 클램프(103)에 파지시켜 베이스 플레이트(101) 상에 설치하고, 회전벨트(240)와의 거리를 현장에 설치되는 실제 거리와 동일한 거리가 되도록 조절한 후 연산부(2)와 신호전송이 가능하게 연결한다. 그리고, 연산부(2)의 후면에 있는 주전원을 온시키고 전면의 레이저 전원을 온시킴으로써 레이저 작동기(1)가 가동한다.The laser actuator 1 is mounted on the base plate 101 by holding the front clamp 102 and the rear clamp 103, and the distance from the rotating belt 240 is adjusted to be the same distance as the actual distance installed in the field. After that, the communication unit 2 is connected to the signal transmission. Then, the laser actuator 1 operates by turning on the main power source on the rear side of the calculation unit 2 and turning on the laser power source on the front side.
레이저 작동기(1)로부터 레이저빛이 회전벨트(240)로 주사되도록 베이스 플레이트(101) 상에서 구동부(200)의 상부 지지판(203)을 좌우로 이동시켜 조절한다.The upper support plate 203 of the driving unit 200 is moved left and right on the base plate 101 so that the laser light is scanned from the laser actuator 1 to the rotating belt 240.
이 후에, 제어부(300)의 전원을 온시키고 회전모터(230)를 회전시킨다. 이때, 커플링 부재(223)를 통해서 회전모터(230)의 회전축에 연결되어 있는 제1샤프트(221)가 회전함에 따라 하부 플라이휠(220)이 회전한다. 그리고, 회전벨트(240)를 통해서 하부 플라이휠(220)의 회전력은 상부 플라이휠(210)에 전달된다.After that, the power of the control unit 300 is turned on and the rotary motor 230 is rotated. At this time, the lower flywheel 220 rotates as the first shaft 221 connected to the rotary shaft of the rotary motor 230 rotates through the coupling member 223. Then, the rotational force of the lower flywheel 220 is transmitted to the upper flywheel 210 through the rotating belt 240.
한편, 레이저 작동기(1)에서 주사된 레이저빛이 회전벨트(240)로부터 반사되어 다시 레이저 작동기(1)로 되돌아오는 시간은 전기신호로 변환된 후 신호라인을 통해서 연산부(2)로 전송된다.Meanwhile, the time when the laser light scanned by the laser actuator 1 is reflected from the rotating belt 240 and returned to the laser actuator 1 is converted into an electric signal and then transmitted to the calculation unit 2 through the signal line.
연산부(2)에서는 레이저 작동기(1)에서 수신된 신호를 하기 식 1을 이용하여 회전벨트(240)의 진행속도를 연산한다.The calculating unit 2 calculates the traveling speed of the rotating belt 240 by using the following equation 1 for the signal received from the laser actuator 1.
V = (fD* λ) / 2 sinK ‥‥‥‥‥‥ (1)V = (f D * λ) / 2 sinK ‥‥‥‥‥‥‥ (1)
여기에서, V = 이송속도, fD= 도플러 주파수, λ= 레이저 파장, K = 레이저 작동기(1)로부터 주사된 레이저빛과 회전벨트로부터 반사되는 레이저빛 사이의 각도.Where V = feed rate, f D = Doppler frequency, λ = laser wavelength, K = angle between the laser light scanned from the laser actuator 1 and the laser light reflected from the rotating belt.
또한, 하기 식 2를 이용하여 회전벨트의 이송길이를 연산한다.In addition, the transfer length of the rotating belt is calculated using the following equation (2).
L = V * t ‥‥‥‥‥‥ (2),L = V * t ‥‥‥‥‥‥ (2),
여기에서, L = 이송길이, V = 이송속도, t = 시간.Where L = feed length, V = feed rate, t = time.
속도 제어기(301)의 회전속도 제어동작에 의하여 회전모터(230)의 회전속도가 가감속되는 동안, 컴퓨터(400)에서는 제어부(300)에 제공되는 회전모터(230)의 회전속도의 변화와 레이저 작동기(1)에 의해서 측정되는 회전속도를 비교하여 레이저 작동기(1)에 의한 회전속도 측정치의 정확도를 산출한다. 즉, 컴퓨터(400)에서는 제어기(300)의 속도변화를 내장되어 있는 자동 프로그램으로 제어하여회전모터(230)의 속도를 가감속 및 정속 운전하도록 하고, 연산기(2)에서 측정한 값과 제어기(300)에서 측정한 회전벨트(240)의 회전수를 자동으로 비교 연산하여 신속하고 정확하게 측정치를 교정하도록 한다.While the rotational speed of the rotational motor 230 is accelerated and decelerated by the rotational speed control operation of the speed controller 301, the computer 400 changes the rotational speed of the rotational motor 230 provided to the controller 300 and the laser. The accuracy of the rotation speed measurement by the laser actuator 1 is calculated by comparing the rotation speeds measured by the actuator 1. That is, the computer 400 controls the speed change of the controller 300 by the built-in automatic program so that the speed of the rotation motor 230 is accelerated and decelerated and the constant speed operation is performed, and the value measured by the calculator 2 and the controller ( The rotational speed of the rotating belt 240 measured in 300 is automatically calculated and compared to quickly and accurately calibrate the measured value.
본 발명에 따르면, 냉연강판의 다양한 속도변화와 동일하게 속도를 변환시키면서 검사할 수 있고, 레이저 작동기의 실제 현장 설치 거리와 동일한 거리가 되도록 정확한 위치 조절이 가능하며, 회전부의 정확한 속도제어와 길이 카운트를 통한 정밀한 검사를 할 수 있다.According to the present invention, it can be inspected while converting the speed in the same manner as the various speed changes of the cold rolled steel sheet, accurate position adjustment to be the same distance as the actual field installation distance of the laser actuator, accurate speed control and length count of the rotating part Precise inspection can be done through
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.The foregoing is merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention and those skilled in the art to which the present invention pertains recognize that modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit and gist of the invention as set forth in the appended claims. shall.
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