KR20040059191A - Apparatus for measuring shape of strip - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 제철소 열연공정에서 생산하는 열연강판의 형상을 레이저 발생기,빔 패스미러, 고정 미러 및 카메라를 이용하여 형상을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔 패스미러의 각도를 조절하여 레이저 발생기에서 발생된 레이저 광을 열연강판의 폭 방향으로 원하는 지점에 주사하고 열연강판에서 반사되는 레이저 광을 카메라에서 검출하여 열연 강판의 형상을 연속적으로 측정할 수 있도록 한 열연강판의 형상측정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring a shape of a hot rolled steel sheet produced in a steel mill using a laser generator, a beam pass mirror, a fixed mirror, and a camera, and more particularly, to adjust an angle of a beam pass mirror. To measure the shape of the hot-rolled steel sheet by scanning the laser light generated by the laser generator at a desired point in the width direction of the hot-rolled steel sheet and detecting the laser light reflected from the hot-rolled steel sheet by the camera. And to a method.
일반적으로 종래 사용되고 있는 열연 강판의 형상 측정장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 레이저 발생기와 검출기를 수용하는 다수의 변위계(21)를 이동시키는 대차(20)를 압연기(40) 후단의 열연강판(10)의 상부에 다수 개 설치하고, 대차가 먼저 라인 센터로 이동하고 나서, 각각의 변위계(21)가 열연강판의 측정위치에 도달할 때 까지 이동시켜야 한다. 그리고 상기 변위계(21)에서 레이저빔(24a)을 상기 열연강판 위에 조사한 후 그로부터 반사되어지는 레이저 광(24b)을 검출한다.In general, the shape measuring apparatus of a hot rolled steel sheet that is conventionally used, as shown in FIGS. A plurality of steel plates 10 are installed at the top, and the trolley first moves to the line center, and then each displacement gauge 21 is moved until it reaches the measurement position of the hot rolled steel sheet. The laser beam 24a is irradiated onto the hot-rolled steel sheet by the displacement meter 21, and then the laser beam 24b that is reflected therefrom is detected.
이후에 연산기(30)는 테이블 롤(15) 상을 주행하는 열연 강판으로부터 측정도된 상기 측정 데이터로부터 도 4에 도시된 바와 같이 강판의 실제형상(50)과 유사한 열연강판의 측정형상(60)을 연산하고 그 결과를 피드백시켜 압연기(40)를 제어한다.The calculator 30 then measures the shape 60 of the hot rolled steel sheet similar to the actual shape 50 of the steel sheet as shown in FIG. 4 from the measurement data measured from the hot rolled steel sheet traveling on the table roll 15. Is calculated and the result is fed back to control the rolling mill 40.
그러나 상기와 같은 종래의 열연강판 형상 측정장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 열연 강판의 형상을 측정하기 위해서는 대차(20)를 구동하고, 열연강판의 폭 사이즈에 따라 변위계(21)의 위치를 이동시켜야 하고 변위계가 열연강판의 상부에 위치함으로써 다음과 같은 문제점이 있다.However, in the conventional hot rolled steel sheet shape measuring apparatus as shown in FIG. 3, in order to measure the shape of the hot rolled steel sheet, the cart 20 is driven, and the position of the displacement gauge 21 is changed according to the width size of the hot rolled steel sheet. The displacement has to be moved to the upper portion of the hot rolled steel sheet has the following problems.
첫째, 대차(20)를 라인중심으로 이동시키고 나서 각각의 변위계(21)를 측정하고자 하는 열연강판 위치의 상부로 이동시키기 위해서 레일(23), 구동모터(25), 대차구동 샤프트(26) 등의 복잡한 장치를 사용하여야 하기 때문에 이동 중에 발생하는 진동에 의하여 레이저 발생기 및 검출부의 고정상태가 틀어지는 문제점이 있다.First, the rail 23, the drive motor 25, the bogie drive shaft 26, etc., in order to move the bogie 20 to the center of the line and then move each displacement meter 21 to the upper portion of the hot rolled steel sheet to be measured. Due to the use of complex devices, the fixed state of the laser generator and the detection unit is distorted due to vibrations generated during movement.
둘째, 형상을 측정하기 위해서는 연산기(30)에서 폭 사이즈에 따라 변위계(21)의 목표위치를 산출하여 변위계의 구동모터(25)를 동작시키고, 상기 구동모터의 동력을 변위계의 대차구동 샤프트(26)에 전달함으로써, 변위계가 라인센터를 기준으로 하여 중심쪽으로 이동하거나 또는 멀어진다. 이때 변위계가 관성에 의해 설정위치에 정지하지 못하고 밀리기 때문에 측정위치 에러에 의한 측정오차가 발생할 수 있고, 폭 사이즈가 아주 작은 경우에는 인접한 변위계끼리 서로 맞닿기 때문에 폭이 좁은 열연강판의 형상을 측정하지 못하는 문제점이 있다.Second, in order to measure the shape, the calculator 30 calculates a target position of the displacement gauge 21 according to the width size to operate the drive motor 25 of the displacement gauge, and the power of the drive motor is driven to the bogie drive shaft 26 of the displacement gauge. ), The displacement meter moves toward or away from the center with respect to the line center. In this case, the displacement gauge may not stop at the set position due to inertia, so it may cause measurement error due to measurement position error.If the width is very small, the adjacent displacement gauges contact each other, so that the shape of the narrow hot rolled steel sheet cannot be measured. There is a problem.
세째, 형상 측정장치의 변위계가 열연강판의 상부에 위치함으로써 고열과 수증기의 영향을 직접적으로 받기 때문에 장치의 열화가 빠르고, 그로 인하여 측정 데이터의 신뢰도가 낮은 문제점이 있다.Third, since the displacement meter of the shape measuring device is located directly on the hot-rolled steel sheet, it is directly affected by the high heat and water vapor, so that the device is deteriorated quickly, thereby lowering the reliability of the measurement data.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 본 발명은 테이블 롤의 상부에 게이지 룸을 설치하고, 그 내부의 양 측에 레이저 발생기, 빔 패스 미러, 고정 미러 및 카메라로 구성된 센서박스를 고정시킨 후 상기 빔 패스 미러의 각도 조절로 레이저 빔의 경로를 변경시켜 열연강판의 폭 사이즈에 관계 없이 강판의 형상을 측정할 수 있도록 하는 열연강판의 형상 측정장치와 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is provided with a gauge room on the top of the table roll, the laser generator, a beam path mirror, a fixed mirror and a camera on both sides of the interior After fixing the sensor box to provide a method and method for measuring the shape of the steel sheet to change the path of the laser beam by adjusting the angle of the beam path mirror to measure the shape of the steel sheet irrespective of the width size of the hot rolled steel sheet There is a purpose.
도 1은 종래 기술에 따른 열연강판의 형상 측정장치의 사시도1 is a perspective view of a shape measuring apparatus of a hot rolled steel sheet according to the prior art
도 2는 종래 기술에 따른 열연강판의 형상 측정장치의 측면도Figure 2 is a side view of the shape measuring apparatus of the hot rolled steel sheet according to the prior art
도 3은 종래 기술에 따른 열연강판의 형상 측정장치의 대차구조를 일부 절개하여 도시한 사시도3 is a perspective view showing a part of the bogie structure of the shape measuring apparatus of the hot rolled steel sheet according to the prior art
도 4는 종래 기술에 따른 열연강판의 수직변위 표현결과를 도시한 그래프Figure 4 is a graph showing the results of the vertical displacement of the hot rolled steel sheet according to the prior art
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열연강판의 형상 측정장치의 사시도5 is a perspective view of a shape measuring apparatus of a hot rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 게이지 룸부의 상세 구성을 보인 단면도6 is a sectional view showing a detailed configuration of the gauge room unit according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 센서박스의 상세 구성을 보인 단면도7 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a sensor box according to the present invention
도 8은 본 발명에 의한 미러부의 상세구성을 보인 사시도8 is a perspective view showing a detailed configuration of a mirror unit according to the present invention
도 9는 본 발명에 의한 빔 패스미러의 구성을 나타낸 사시도9 is a perspective view showing the configuration of a beam path mirror according to the present invention.
도 10a와 도 10b는 본 발명에 의한 레이저발생기부 및 카메라부 구성도10A and 10B are diagrams illustrating a laser generator unit and a camera unit according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 열연강판의 형상 측정방법을 설명하기 위한 상세도11 is a detailed view for explaining a shape measuring method of a hot rolled steel sheet according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 열연강판의 형상 측정동작흐름도12 is a flow chart of the shape measurement operation of the hot rolled steel sheet according to the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 열연강판 15 : 테이블 롤10: hot rolled steel sheet 15: table roll
20 : 대차 21 : 변위계20: balance 21: displacement meter
23 : 레일 24 : 레이저 빔23: rail 24: laser beam
25 : 구동모터 26 : 대차 구동 샤프트25: drive motor 26: bogie drive shaft
30 : 연산기 40 : 압연기30: calculator 40: rolling mill
50 : 열연강판의 실제형상 60 : 측정형상의 표현50: actual shape of hot rolled steel 60: representation of measurement shape
100 : 게이지 룸 부 101: 에어 배관100: gauge room part 101: air piping
110 : 센서박스 112 : 레이저 박스110: sensor box 112: laser box
113 : 카메라 박스 120 : 미러 부113: camera box 120: mirror portion
121 : 빔 패스 미러 122 : 미러 고정판121: beam path mirror 122: mirror fixing plate
123 : 워엄 휠 124 : 베어링123: worm wheel 124: bearing
125 : 워엄 126 : 모터125: worm 126: motor
127 : 로타리엔코더 128 : 기어박스127: rotary encoder 128: gearbox
129 : 고정 미러 130 : 레이저 발생기부129: fixed mirror 130: laser generator portion
131 : 레이저 빔 익스팬더 132 : 마이크로스코프 렌즈131: laser beam expander 132: microscope lens
133 : 광학렌즈 140 : 레이저 빔133: optical lens 140: laser beam
150 : 카메라부 151 : 카메라 렌즈150: camera unit 151: camera lens
155 : CCD 셀 160 : 연산기부155: CCD cell 160: calculator
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대기압보다 높은 압력을 유지하고, 테이블 롤의 상부에 설치되며, 레이저 발생기부와 카메라부와 미러부를 수용하는 두 개의 센서박스를 내부 양측에 각각 고정시켜 상기 미러부의 각도 조절로 레이저 빔의 경로를 변경하여 열연강판의 형상을 측정하는 게이지 룸부와; 상기 게이지 룸부와 압연기 사이에 전기적으로 연결되며, 폭 사이즈에 따라 열연강판의 측정위치와 미러부의 각도를 연산하고, 상기 게이지 룸부의 카메라부에서 검출되는 신호를 지정된 수식에 적용하여 상기 열연강판의 형상 데이터를 연산하고 그 연산 결과를 이용하여 상기 압연기를 제어할 수 있도록 상위 컴퓨터에 전달하거나 또는 직접 상기 압연기를 제어하는 연산기부로 구성되는 열연강판의 형상 측정장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention maintains a pressure higher than atmospheric pressure, is installed on the top of the table roll, the two sensor boxes for receiving the laser generator unit, the camera unit and the mirror unit, respectively fixed to both sides of the mirror A gauge room unit configured to measure a shape of the hot rolled steel sheet by changing a path of a laser beam by adjusting a negative angle; The shape of the hot rolled steel sheet is electrically connected between the gauge room part and the rolling mill, and calculates the measurement position of the hot rolled steel sheet and the angle of the mirror part according to the width size, and applies a signal detected by the camera part of the gauge room part to a specified equation. Provided is a shape measuring apparatus for a hot rolled steel sheet which is composed of a computing unit which transfers data to a host computer or directly controls the rolling mill so as to calculate data and control the rolling mill using the calculation result.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 열연강판의 형상측정장치의 전체 구성도로서, 양호한 측정환경을 제공하기 위한 에어배관(101)이 연결된 상태로 압연기(40) 후단의 테이블 롤의 상부에 설치되며 레이저 발생기부, 빔 패스 미러,고정 미러 및 카메라부로 구성된 두 개의 센서박스(110a, 110b)를 내부의 양측에 각각 고정시켜, 상기 빔 패스 미러의 각도 조절로 레이저 빔(140)의 경로를 변경하여 열연강판의 폭 사이즈에 관계 없이 열연강판의 형상을 측정하는 게이지 룸부(100)와, 상기 게이지 룸부와 압연기 사이에 전기적으로 연결되며, 폭 사이즈에 따라 열연강판의 측정위치와 빔 패스미러의 각도를 연산하고, 상기 게이지 룸부의 카메라부에서 검출되는 신호를 지정된 수식에 적용하여 상기 열연강판의 형상 데이터를 연산하고 그 연산 결과를 이용하여 상기 압연기를 제어할 수 있도록 상위 컴퓨터에 전달하거나 또는 직접 상기 압연기를 제어하는 연산기부(160)를 도시하고 있다. 여기서 상기 연산기부(160)는 아래의 수학식 1과 2를 이용하여 각도 및 형상 데이터를 연산한다.5 is an overall configuration diagram of an apparatus for measuring a shape of a hot rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention, the upper part of the table roll at the rear end of the rolling mill 40 with the air pipe 101 connected to provide a good measurement environment. Two sensor boxes 110a and 110b, which are installed and composed of a laser generator unit, a beam path mirror, a fixed mirror, and a camera unit, are respectively fixed to both sides of the inside thereof, and the path of the laser beam 140 is adjusted by adjusting the angle of the beam path mirror. And a gauge room part 100 for measuring the shape of the hot rolled steel sheet regardless of the width size of the hot rolled steel sheet, and electrically connected between the gauge room part and the rolling mill, and according to the width size of the hot rolled steel sheet. Compute the angle, calculate the shape data of the hot-rolled steel sheet by applying the signal detected by the camera unit of the gauge room unit to a specified equation and using the operation result The calculator 160 is provided to transmit to the host computer so as to control the rolling mill or directly control the rolling mill. Here, the calculator 160 calculates angle and shape data by using Equations 1 and 2 below.
여기서, θ는 빔 패스미러의 각도, ℓ는 레이저발생기부(또는 카메라부)와 측정포인트와의 수평거리, h는 레이저발생기부(또는 카메라부)와 테이블 롤 상면과의 수직거리이다.Here, θ is the angle of the beam path mirror, ℓ is the horizontal distance between the laser generator portion (or camera portion) and the measuring point, h is the vertical distance between the laser generator portion (or camera portion) and the table roll upper surface.
여기서, L은 열연강판의 길이, Yi는 열연강판의 수직변위, Vi는 열연강판의 속도, Ti는 레이저 빔 검출시간, n 은 1회 적분시간 동안 측정회수이다.Where L is the length of the hot rolled steel sheet, Yi is the vertical displacement of the hot rolled steel sheet, Vi is the speed of the hot rolled steel sheet, Ti is the laser beam detection time, and n is the number of measurements during one integration time.
도 6은 본 발명에 의한 게이지 룸부의 상세 구성을 보인 단면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 센서박스의 상세 구성을 보인 단면도로서, 상기 게이지 룸부(100)는 테이블 롤을 중심으로 하여 일정 간격 이격된 상태로 양측에 설치되는 두 개의 센서 박스(110a, 110b)로 이루어진다. 상기 각각의 센서박스는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기부(130)를 각각 내장한 다수의 레이저 박스(112)와, 레이저 빔을 검출하는 카메라부(150)를 각각 내장한 다수의 카메라 박스(113)와, 레이저 빔의 경로를 정밀하게 제어하여 변경시키는 미러부(120)를 포함하여 구성한다. 상기 각 센서박스(110a,110b)는 각 센서를 고정하기 위한 것으로 도면에서 좌측 센서박스(110b)에는 레이저 박스 2 Set, 카메라 박스 3 Set 가 장착되어 있고, 우측 센서박스(110a)에는 좌측 센서박스에 대응할 수 있도록 레이저 박스 3 Set, 카메라 박스 2 Set가 장착되어 있는 구성을 예시하고 있다.6 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the gauge room unit according to the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the sensor box according to the present invention, the gauge room unit 100 is spaced at a predetermined interval around the table roll It consists of two sensor boxes (110a, 110b) installed on both sides in a state. Each sensor box includes a plurality of laser boxes 112 each having a laser generator 130 for generating a laser beam, and a plurality of camera boxes 113 with a camera unit 150 for detecting a laser beam. And a mirror unit 120 for precisely controlling and changing the path of the laser beam. The sensor boxes 110a and 110b are for fixing each sensor. In the drawing, two sets of laser boxes and three sets of camera boxes are mounted on the left sensor box 110b, and the left sensor box on the right sensor box 110a. The laser box 3 set and the camera box 2 set are illustrated to correspond to the configuration.
또한 상기 게이지 룸부(100)는 열연강판 상부에 위치하며 열을 차단하고 진동을 억제하며 수분의 침투를 막을 수 있도록 한 적절한 크기의 공간이고, 특히 룸 내부가 대기압보다 높은 압력을 유지하도록 양압 공기를 공급하는 에어 배관(101)이 연결된다.In addition, the gauge room part 100 is located on the hot-rolled steel sheet and is a space of a suitable size to block heat, suppress vibration, and prevent infiltration of moisture, and in particular, positive pressure air is used to maintain a pressure higher than atmospheric pressure inside the room. The air piping 101 to supply is connected.
도 8은 본 발명에 의한 미러부의 상세구성을 보인 사시도로서, 상기 도면에서는 카메라 박스에 설치된 미러부를 예시하고 있으며, 이러한 미러부는 레이버 박스에도 동일하게 구성되므로 그 상세한 설명은 생략한다.8 is a perspective view showing a detailed configuration of a mirror unit according to the present invention. In the drawing, a mirror unit installed in a camera box is illustrated. Since the mirror unit is configured in the same manner as the radar box, detailed description thereof will be omitted.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 미러부(120)는 레이저 박스와 카메라 박스의 한 측벽에 고정되어 설치되며 각도조절이 가능한 빔 패스 미러(121)를 견고하게 지지하고 기어를 내부에 수용하는 기어박스(128)와, 레이저 박스와 카메라 박스의 다른 측벽에 상기 기어박스에 대향하게 고정되어 설치되며 상기 빔 패스미러로부터 입사되는 레이저의 경로를 바꾸어 카메라부 쪽으로 반사시키거나 또는 레이저 발생기부에서 나온 레이저의 경로를 바꾸어 상기 빔 패스 미러쪽으로 반사시키는 고정미러(129)를 포함하여 구성한다. 이러한 구성은 각각의 레이저박스와 카메라 박스 속에 모두 1세트씩 설치된다.As shown in FIG. 8, the mirror unit 120 is fixed to one sidewall of the laser box and the camera box, and firmly supports the angle-adjustable beam path mirror 121 and a gear for accommodating the gear therein. The box 128 and other sidewalls of the laser box and the camera box are fixedly installed opposite to the gear box, and change the path of the laser incident from the beam path mirror to reflect toward the camera part or the laser from the laser generator part. It comprises a fixed mirror 129 to change the path of the reflected to the beam path mirror. This configuration is installed one set in each laser box and camera box.
도 9는 본 발명에 의한 빔 패스 미러의 구성을 설명하기 위하여 기어박스(128)의 커버 일부를 절개하여 나타낸 사시도로서, 상기 기어박스(128)에는 레이저 광을 반사하는 빔 패스 미러(121)가 외부로 돌출되게 설치되고, 상기 빔 패스 미러를 부착하는 고정판(122)과, 상기 고정판을 회전시키는 워엄 휠(123)과, 상기 워엄 휠을 지지하는 베어링(124)과, 상기 워엄 휠을 정밀하게 회전시키는 워엄(125)과, 상기 워엄에 동력을 가하는 모터(126)와, 상기 모터의 회전 수를 정밀하게 계수하는 로타리 엔코더(127)가 하나의 구성체를 이루도록 하여 하나의 기어박스(128) 내에 수용된다.9 is a perspective view showing a portion of the cover of the gear box 128 in order to explain the configuration of the beam path mirror according to the present invention, the gear box 128 is a beam path mirror 121 for reflecting the laser light It is installed to protrude to the outside, the fixing plate 122 for attaching the beam path mirror, the worm wheel 123 for rotating the fixing plate, the bearing 124 for supporting the worm wheel, and the worm wheel precisely A worm 125 for rotating, a motor 126 for applying power to the worm, and a rotary encoder 127 for precisely counting the number of rotations of the motor form one configuration so as to form a structure. Are accepted.
도 10a는 본 발명에 의한 레이저발생기부의 상세 구성도로서, 상기 레이저 발생기부(130)는 별도의 고정대(134)를 이용하여 도 7의 레이저 박스(112) 내에 조립되며, 레이저 빔의 크기를 조정하는 빔 익스팬더(131)와, 레이저 광의 세기를 조정하는 마이크로스코프 렌즈(132)와, 초점을 맞추는 광학렌즈(133)로 구성되어 있다.FIG. 10A is a detailed configuration diagram of the laser generator unit according to the present invention. The laser generator unit 130 is assembled in the laser box 112 of FIG. 7 using a separate fixing stand 134. It consists of the beam expander 131 to adjust, the microscope lens 132 which adjusts the intensity of a laser beam, and the optical lens 133 which focuses.
도 10b는 본 발명에 의한 카메라부의 상세 구성도로서, 상기 카메라부(150)는 별도의 지지대(152)와 다수의 고정판(153,154)을 이용하여 도 7의 카메라 박스(113) 내에 조립되며, 레이저 광을 수광하는 카메라 렌즈(151)와, 신호를 검출하는 CCD 카메라(155)로 구성되며, 상기 카메라 렌즈(151)를 조정하여 신호의 감도를 조정한다.10B is a detailed configuration diagram of the camera unit according to the present invention, wherein the camera unit 150 is assembled in the camera box 113 of FIG. 7 using a separate support 152 and a plurality of fixing plates 153 and 154, and a laser beam. And a camera lens 151 for receiving light and a CCD camera 155 for detecting a signal. The camera lens 151 is adjusted to adjust the sensitivity of the signal.
도 11은 본 발명에 따른 열연강판의 형상 측정과정을 설명하기 위한 상세도이고, 도 12는 본 발명에 따른 열연강판의 형상 측정동작흐름도로서, 이하 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Figure 11 is a detailed view for explaining the shape measurement process of the hot rolled steel sheet according to the present invention, Figure 12 is a flow chart of the shape measurement operation of the hot rolled steel sheet according to the present invention, the operation of the present invention will be described in detail as follows.
먼저 연산기부(160)에 전원을 투입하면 센서박스(110) 내의 레이저 발생기부(130), 빔 패스미러를 구동하는 모터(126), 카메라부(150)에 전원이 인가되고, 센서박스 내의 레이저 발생기부에서 발생된 레이저 빔은 고정 미러(129), 빔 패스미러(121), 열연강판(10)을 거쳐 반대편 센서박스 내의 빔 패스미러(121), 고정 미러(129)를 거쳐 카메라부(150)의 CCD 카메라(155)에서 검출된다.First, when the power is supplied to the calculator unit 160, power is applied to the laser generator 130 in the sensor box 110, the motor 126 for driving the beam pass mirror, and the camera unit 150, and the laser in the sensor box. The laser beam generated by the generator portion passes through the fixed mirror 129, the beam pass mirror 121, and the hot rolled steel sheet 10, and passes through the beam pass mirror 121 and the fixed mirror 129 in the opposite sensor box. Is detected by the CCD camera 155.
이때, 상기 형상측정장치는 형상을 측정하기 전에 열연 강판의 수직변위에 해당하는 표준 샘플을 폭 방향으로 놓아두고 레이저 발생기부에서 레이저 광을 발생시키고, 레이저발생기부 및 카메라부 아래의 빔 패스미러의 각도를 0.01도 단위로 자동으로 조정하면서 CCD 카메라에서 레이저 광이 검출되도록 한다.At this time, the shape measuring device generates a laser light in the laser generator section while placing the standard sample corresponding to the vertical displacement of the hot-rolled steel sheet in the width direction before measuring the shape, and the beam path mirror under the laser generator section and the camera section The laser light is detected by the CCD camera while automatically adjusting the angle in 0.01 degree increments.
카메라부 내부의 CCD 카메라(155)는 표준 샘플의 높이와 1:1 대응이 되어지며, 만약 1024 CCD 셀이 표준 샘플 20[㎜] 높이에 1:1 대응하도록 교정한 경우, 실제 형상을 측정하는 경우, 512번 셀에서 레이저 빔이 검출된다면 열연강판의 수직변위는 10[㎜]에 해당한다.The CCD camera 155 inside the camera unit has a 1: 1 correspondence with the height of the standard sample, and if the 1024 CCD cell is calibrated 1: 1 with the height of the standard sample 20 [mm], the actual shape is measured. In this case, if the laser beam is detected in cell 512, the vertical displacement of the hot-rolled steel sheet corresponds to 10 [mm].
상기 연산기부(160)는 중앙의 레이저 빔을 강판의 폭 사이즈에 관계없이 강판 폭의 정중앙에 고정되게 하고, 나머지 레이저 빔(140)은 열연강판의 양 에지(에지에서 25㎜ 지점을 말한다)와 양 쿼터(폭의 4/1, 4/3 지점을 말한다) 지점에 투광되도록 한다.The calculator unit 160 allows the laser beam in the center to be fixed at the center of the steel sheet width regardless of the width of the steel sheet, and the remaining laser beams 140 are both edges of the hot-rolled steel sheet (points 25 mm from the edge). Allow light to be emitted at both quarters (ie 4/1 and 4/3 of the width).
이때, 에지와 퀴터의 측정 포인트를 결정하기 위해 빔 패스미러(121)의 각도를 상기 수학식 1(tan θ = ℓ/ h)로 연산한 후 각도를 조정한다.In this case, the angle of the beam path mirror 121 is calculated by Equation 1 (tan θ = ℓ / h) in order to determine the measuring point of the edge and the quiter, and then the angle is adjusted.
상기 수학식 1에 따라 각도가 결정되었을 경우 도 11을 참고하여 레이저 빔(140)의 경로를 설명하면, 열연강판이 평평한 경우에는 레이저발생기부(130)로부터 레이저 광이 발생되어 고정 미러(129)로 주사되고 레이저 광은 빔 패스미러(121)로 반사되어 열연강판(10a)에 부딪힌 후 카메라박스 측의 빔 패스미러(121)에 제 1경로(140a)를 따라 카메라에 수신된다. 만약 도 11의 참조부호 10a로 도시된 열연강판과 같이 형상이 불량한 경우 레이저 빔(140)은 제 2경로(140b)를 따라 CCD 카메라에 수신된다.When the angle is determined according to Equation 1, the path of the laser beam 140 will be described with reference to FIG. 11. When the hot rolled steel sheet is flat, laser light is generated from the laser generator 130 to fix the mirror 129. The laser beam is reflected by the beam pass mirror 121 and hit the hot rolled steel sheet 10a and then received by the camera along the first path 140a in the beam pass mirror 121 on the camera box side. If the shape is poor, such as a hot rolled steel sheet shown by reference numeral 10a of FIG. 11, the laser beam 140 is received by the CCD camera along the second path 140b.
따라서 상기 연산기부(160)는 카메라 내부의 CCD 카메라(155)가 검출한 셀 번호를 연산하여 열연강판의 수직변위를 연산한다. 상기 연산기부는 측정정도 및 결과의 신뢰도 향상을 위하여 카메라부 내부의 1024개 CCD 카메라(155)의 셀 신호를 셀 번호 1, (1+2)/2, 2, (2+3)/2, 3, …, 1024 순으로 신호를 재배열하여 2048개 셀처럼 확장하여 신호를 처리한다.Therefore, the calculator 160 calculates the vertical displacement of the hot-rolled steel sheet by calculating the cell number detected by the CCD camera 155 inside the camera. The calculator calculates the cell signals of the 1024 CCD cameras 155 inside the camera unit to improve the accuracy of measurement and the reliability of the results. The cell numbers 1, (1 + 2) / 2, 2, (2 + 3) / 2, 3,… The signal is rearranged in the order of 1024 and expanded like 2048 cells to process the signal.
각 측정지점의 수직변위가 산출되면, 상기 수학식 2를 이용하여 단위시간당 열연강판의 길이를 연산한다.When the vertical displacement of each measurement point is calculated, the length of the hot rolled steel sheet per unit time is calculated using Equation 2.
상기와 같이 측정하여 산출한 열연강판의 길이를 L1(좌측 에지), L2(폭 4/1지점), L3(정 중앙), L4(폭 3/4 지점), L5(우측 에지)라 하고, 각각의 길이를 L3로 나눈 값에 105을 곱하여 형상 데이터 I-유닛으로 표현하며, 운전자 화면에 디스플레이 및 피드백 제어를 위하여 상위 컴퓨터로 형상신호를 전송한다.The length of the hot rolled steel sheet measured and calculated as described above is referred to as L1 (left edge), L2 (4/1 point width), L3 (right center), L4 (3/4 point width), and L5 (right edge), Each length divided by L3 is multiplied by 10 5 to represent the shape data I-unit, and the shape signal is transmitted to the host computer for display and feedback control on the driver's screen.
이상의 본 발명에 의하면, 레이저 빔 패스미러를 이용하여 레이저 광의 경로를 변경시켜 형상을 측정함으로써 강판의 폭 사이즈가 변경되는 경우에도 구동장치가 없을 뿐만 아니라 측정오차가 발생하지 않으며, 고정 설치된 게이지 룸 내에서 강판의 수직변위를 직접 검출함으로써 외부 환경 및 기계적인 영향을 받지않고 항상 동일한 측정정도를 유지하며, 열연강판의 품질향상 및 측정결과를 피드백 시켜 열연강판을 최적으로 압연하는 효과가 있다.According to the present invention, even when the width of the steel sheet is changed by changing the path of the laser light by using a laser beam path mirror to measure the shape, there is no driving device and no measurement error occurs. By directly detecting the vertical displacement of the steel sheet, the same measurement accuracy is always maintained without being affected by the external environment and mechanical effects, and the hot rolled steel sheet is optimally rolled up by feeding back the quality improvement and the measurement result of the hot rolled steel sheet.
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