KR20100106092A - 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법 - Google Patents

강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

냉연강판(S) 표면의 오염도 측정시 측정종이(H)의 전영역에 골고루 오염이 전이될 수 있도록 하고 구성을 간소화시킨 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법이 소개된다.
이러한 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치는 냉연강판 표면의 오염물질을 채취하기 위한 측정종이(H)가 구비된 측정종이 제공부(100)와, 상기 측정종이(H)를 흡착하여 고정한 뒤 고정된 측정종이(H)가 냉연강판의 표면에 밀착되도록 하며, 밀착된 상태에서 상기 측정종이(H)가 회전되도록 하는 오염 채취부(200)와, 상기 측정종이(H)로 전이되는 냉연강판의 오염 상태를 영상으로 취득하는 오염 측정부(300)와, 상기 오염 측정부(300)에 의해 취득된 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산부(400)와, 상기 오염 채취부(200)와, 오염 측정부(300)와, 백색도 계산부(400)를 제어하고, 상기 백색도 계산부(400)에 의해 계산된 백색도 계산 결과를 저장 및 표시하는 제어부(500)를 포함하는 구성을 갖는다.
오염, 자동, 측정, 백색도, 계산, 냉연강판

Description

강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법{APPARATUS FOR MEASURING AUTOMATICALLY POLLUTION LEVEL ON STEEL SHEET AND METHOD THEREOF}
본 발명은 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전처리 공정을 통과한 냉연강판 표면의 오염도를 자동으로 측정하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉간압연된 냉연강판의 표면은 압연유 등의 오염물질로 오염되어 있다. 따라서, 냉간압연의 후속 공정에서는 알칼리 용액 등을 이용하여 냉연강판의 표면 오염물질을 제거하는데(이를 전처리 공정이라 함), 이때 전처리 공정을 통과한 냉연강판 표면의 오염물질이 잘 제거되었는지를 측정할 필요가 있다.
종래에는 전처리 공정을 통과한 냉연강판 표면의 오염물질 제거 상태를 측정하기 위해 강판의 백색도 자동 측정장치(대한민국 등록특허 제10-0494110호)를 사용하였는데 이는 전처리 공정을 통과한 냉연강판 표면의 오염물질의 제거상태를 작업자가 감지하여 브러쉬 유닛의 회전속도 및 압하력을 경험에 의해 제어하던 방식을 보완하고자 안출된 것으로서, 냉연강판 표면의 백색도 값을 채취하여 그 결과에 따라 브러쉬 유닛의 회전수 및 압하력을 자동으로 제어하고자 했던 장치이다.
이러한 종래의 장치는 냉연강판 표면의 오염물질을 측정종이로 채취할 때 측정종이의 맨 처음부분(측정종이가 일정한 방향으로 진행중인 냉연강판의 표면에 접촉될 때 측정종이 쪽으로 점점 가까워지는 냉연강판 표면의 오염물질이 가장 먼저 접촉하게 되는 측정종이의 가장자리 부분을 의미함)에만 오염이 집중적으로 전이되어 정확한 측정이 이루어지지 못하였다. 또한, 냉연강판의 표면이 평평하지 않을 경우에는 측정종이의 일부분에만 오염이 전이되어 정확한 측정이 이루어지지 못하였다. 한편, 종래의 장치에서는 측정종이를 측정블록에 보급하는 별도의 측정종이 공급부가 구성되어 장치의 복잡화 및 제작 비용의 상승을 초래하는 원인이 되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉연강판 표면의 오염도 측정시 측정종이의 전영역에 골고루 오염이 전이될 수 있도록 하고 구성을 간소화시킨 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치는, 냉연강판 표면의 오염물질을 채취하기 위한 측정종이가 구비된 측정종이 제공부와, 상기 측정종이를 흡착하여 고정한 뒤 고정된 측정종이가 냉연강판의 표면에 밀착되도록 하며, 밀착된 상태에서 상기 측정종이가 회전되도록 하는 오염 채취부와, 상기 측정종이로 전이되는 냉연강판의 오염 상태를 영상으로 취득하는 오염 측정부와, 상기 오염 측정부에 의해 취득된 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산부와, 상기 오염 채취부와, 오염 측정부와, 백색도 계산부를 제어하고, 상기 백색도 계산부에 의해 계산된 백색도 계산 결과를 저장 및 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 오염 채취부는 로보트 팔에 설치된 측정블록과, 이 측정블록의 단부에 설치된 밀착 모듈과, 이 밀착 모듈의 내측에서 상기 측정블록에 설치된 흡착 모듈과, 상기 측정블록의 외측에 설치되어 상기 측정종이를 상기 밀착 모듈에 밀착하여 고정하는 고정 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 밀착 모듈은 상기 측정블록에 고정되는 클램핑베이스와, 이 클램핑베이스의 내측에 고정 설치된 구면베어링과, 이 구면베어링에 연결되어 다양한 각도로 움직이는 측정종이 밀착 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 흡착 모듈은 상기 측정종이를 흡착하는 흡착패드와, 이 흡착패드에 연결되어 상기 측정블록의 내부 중앙에 설치되고, 외부의 진공펌프와 진공홀을 매개로 연결된 흡입관을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정 모듈은 회전 및 선형 동작을 행하는 회전 액추에이터와 이 회전 액추에이터에 연결되어 상기 측정종이를 상기 밀착 모듈에 가압 고정시키는 클램핑 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오염 측정부는 레일 프레임과, 이 레일 프레임을 따라 이동하는 메인 프레임과, 이 메인 프레임의 내부에 설치된 카메라와, 상기 메인 프레임의 상부에 설치된 회전식 덮개와, 상기 레일 프레임에 설치되고 상기 메인 프레임과 탄성 부재를 매개로 연결된 완충 프레임을 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법은, 측정종이를 오염 채취부에 고정하는 측정종이 준비 단계와, 측정종이와 냉연강판 사이의 접촉시간을 계산하는 접촉시간 계산 단계와, 계산된 접촉시간 만큼 측정종이를 냉연강판의 표면에 밀착시킨 뒤 밀착된 상태로 회전시켜 강판 표면의 오염을 측정종이로 골고루 전이시키는 오염 채취단계와, 측정종이에 전이된 냉연강판의 오염 상태를 영상으로 취득하는 영상 취득 단계와, 취득한 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산 단계와, 백색도 계산 결과를 저장하고 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정종이 준비 단계는 오염 채취부에 의해서 측정종이에 대한 흡입 및 고정이 모두 행해지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법에 따르면, 냉연강판 표면의 오염도 측정시 측정종이의 전영역에 골고루 오염이 전이될 수 있게되어 냉연강판 표면의 정확한 오염도를 측정할 수 있게 되고, 오염 채취부에 의해서 측정종이에 대한 흡입 및 고정이 모두 행해지게 되어, 설비의 간소화 및 이에 따른 설비 비용의 절감을 도모할 수 있게 되며, 냉연강판 표면의 오염도 측정에 대한 전 공정이 자동화되어, 편차없는 정확한 오염도 측정 결과를 얻을 수 있게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법에 대하여 살펴본다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치는 측정종이 제공부(100)와, 오염 채취부(200)와, 오염 측정부(300)와, 백색도 계산부(400)와, 제어부(500)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 측정종이 제공부(100)는 냉연강판 표면의 오염물질을 채취하기 위한 측정종이(H)를 구비하여 이 측정종이(H)를 상기 오염 채취부(200)로 제공하기 위한 것으로서, 측정종이(H)를 겹겹이 보관하기 위한 하우징(110)과, 이 하우징(110) 내부에 위치하여 상기 측정종이(H)들을 가압하여 밀착시키는 가압판(120)과, 이 가압판(120)을 가압하는 가압 실린더(130)를 포함한다.
상기 가압판(120)은 상기 하우징(110) 내부에 보관되는 측정종이(H)가 하나하나 상기 오염 채취부(200)로 공급됨에 따라 상기 측정종이(H)들이 서로 밀착되도록 가압하여 오염 채취부(200)에 의한 측정종이(H)의 흡착이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 오염 채취부(200)는 상기 측정종이 제공부(100)에 구비된 측정종이(H)를 흡착하여 고정하고, 고정된 측정종이(H)를 냉연강판(S)의 표면에 밀착시켜 냉연강판(S, 도 1 참조)의 오염이 측정종이(H)로 골고루 전이되도록 하기 위한 것으로서, 다관절로 이루어져 자유자재로 움직일 수 있는 로보트 팔(210, 도 1 참조)과, 이 로보트 팔(210)의 단부에 회전 가능하게 설치되는 원통 형상의 측정블록(220)과, 이 측정블록(220)의 단부에 설치된 밀착 모듈(230)과, 이 밀착 모듈(230)의 내측에서 상기 측정블록(220)에 설치된 흡착 모듈(240)과, 상기 측정블록(220)의 외측에 설치되어 상기 측정종이(H)를 상기 밀착 모듈(230)에 밀착하여 고정하는 고정 모듈(250)을 포함한다.
상기 밀착 모듈(230)은 상기 측정블록(220)에 고정되는 사다리꼴 원추 형상의 클램핑베이스(231)와, 이 클램핑베이스(231)의 내측에 고정 설치된 구면베어링(232)과, 이 구면베어링(232)에 연결되어 다양한 각도로 움직이는 측정종이 밀착 부재(233)를 포함한다.
여기서, 상기 구면베어링(232)은 도 6에 도시된 바와 같이, 내측에 구면의 오목한 베어링면을 갖는 외측 부재(232a)와, 외측에 구면의 볼록한 베어링면을 갖고 상기 외측 부재(232a)의 내부에 수용되어 다양한 각도[화살표(A,B,C) 방향]로 움직이는 내측 부재(232b)를 포함한다.
한편, 상기 측정종이 밀착부재(233)는 상기 구면베어링(232)의 내측 부재(232b)의 내측에 연결 설치되어 상기 내측 부재(232b)와 일체가 되어 다양한 각도로 움직일 수 있게 된다. 이와 같이, 상기 측정종이 밀착부재(233)가 다양한 각도로 움직일 수 있도록 한 것은 다양한 굴곡을 가지는 냉연강판(S)의 표면에 대응하여 냉연강판(S) 표면의 오염이 측정종이(H)로 골고루 전이될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 흡착 모듈(240)은 상기 측정종이(H)를 흡착하는 흡착패드(241)와, 이 흡착패드(241)에 연결되어 상기 측정블록(220)의 내부 중앙에 설치되고, 외부의 진공펌프와 진공홀(I)을 매개로 연결된 흡입관(242)을 포함한다.
여기서, 상기 흡착패드(241)는 상기 클램핑베이스(231)의 내측에서 상기 측정블록(220)에 고정 설치되고, 상기 흡착패드(241)의 내부에는 흡착관(241a)이 형성된다. 이렇게 흡착관(241a)이 형성된 흡착패드(241)는 흡입관(242)에 연결되고, 상기 흡입관(242)은 진공홀(I)에 연결되며, 이 진공홀(I)은 외부에 설치된 진공펌프(미도시)에 연결된다. 따라서, 진공펌프를 작동시켜 상기 흡착관(241a)을 통해 측정종이(H)를 흡착할 수 있게 된다.
상기 고정 모듈(250)은 회전 및 선형 동작을 행하는 회전 액추에이터(251)와 이 회전 액추에이터(251)에 연결되어 상기 측정종이(H)를 상기 밀착 모듈(230) 에 가압 고정시키는 클램핑 부재(252)를 포함한다.
여기서, 상기 회전 액추에이터(251)는 상기 측정블록(220)의 외부 측면에 설치되고, 회전 또는 선형 동작을 각각 개별적으로 행할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 두가지 동작을 동시에 행할 수 있다. 상기 클램핑 부재(252)는 원형의 링 형상으로 이루어지며, 상기 회전 액추에이터(251)에 연결되어 회동하거나 선형으로 이동한다.
도 7을 참조하면, 상기 오염 측정부(300)는 레일 프레임(340)과, 메인 프레임(310)과, 이 메인 프레임(310)의 내부에 설치된 카메라(320)와, 상기 메인 프레임(310)의 상부에 설치된 회전식 덮개(330)와, 완충 프레임(350)을 포함한다.
여기서. 상기 레일 프레임(340)은 상부 레일(341)과 하부 레일(342)을 포함하고, 상기 메인 프레임(310)의 측부 및 하부에는 상부 롤러(311) 및 하부 롤러(312)가 각각 설치되며, 상기 상부 롤러(311) 및 하부 롤러(312)는 상기 상부 레일(341)과 하부 레일(342)을 따라 회전하게 되고, 이에 따라 상기 메인 프레임(310)은 레일 프레임(340)을 따라 이동할 수 있게 된다.
또한, 상기 메인 프레임(310)의 내부에 설치된 카메라(320)는 측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하기 위한 것으로서, 영상 촬영용 렌즈(321, 도 12 참조)와, 플래쉬(322, 도 12 참조)를 포함한다. 상기 카메라(320)는 측정종이(H)에 전이된 오염 부분 및 이 오염 부분의 주변부까지 포함되도록 여유있는 촬영을 행한다.
또한, 상기 회전식 덮개(330)는 상기 메인 프레임(310)의 상측에 설치되는 전동 모터(332)와 이 전동 모터(332)에 설치되어 회동하는 덮개 본체(331)를 포함하며, 상기 덮개 본체(331)는 상기 전동 모터(332)에 의해 일정 각도 회동함으로써, 상기 메인 프레임(310)에 형성된 측정구(미도시)를 상황에 따라 개방 또는 폐쇄한다. 이와 같이, 상기 측정구(미도시)가 상황에 따라 개방 또는 폐쇄되도록 한 것은 측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하지 않는 경우에는 상기 측정구(미도시)를 폐쇄하여 상기 메인 프레임(310) 내부에 설치된 카메라(320)를 주변에서 발생된 분진 및 습기로부터 보호하기 위해서이다. 더 나아가 상기 카메라(320)의 보호와 적합한 촬영 환경을 제공하기 위해 상기 메인 프레임(310) 내부로 질소가스를 공급할 수 있다.
또한, 상기 완충 프레임(350)은 상기 레일 프레임(340)에 설치되고, 상기 메인 프레임(310)의 후방에 위치하며, 상기 메인 프레임(310)과 탄성 부재(351)를 매개로 연결된다. 이와 같이, 완충 프레임(350) 및 탄성 부재(351)가 설치되도록 한 이유는 오염 측정부(300)에 의해 측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하기 위하여 측정종이(H)가 고정된 밀착 모듈(230)을 상기 오염 측정부(300)의 메인 프레임(310)에 형성된 측정구(미도시)로 일정 깊이 삽입할 때 상기 메인 프레임(310) 및 이 메인 프레임(310)의 내부에 설치된 카메라(320)에 가해지는 충격이 완화될 수 있도록 하기 위함이다.
도 14를 참조하면, 상기 백색도 계산부(400)는 상기 오염 측정부(300)에 의해 취득된 영상 즉, 상기 카메라(320)에 의해 촬영된 측정종이(H)에 전이된 오염 부분 및 이 오염 부분의 주변부까지 포함하는 영상을 여러 개의 픽셀(P)로 나누고, 오염 부분의 경계(Q)를 조금이라도 포함하는 범위까지를 오염 경계(R)로 확장하여, 이 오염 경계(R) 내부의 각 픽셀에 대한 백색도 레벨을 밝기별로 1부터 256까지 분류한 뒤, 평균 백색도 레벨을 계산한다. 여기서, 평균 백색도 레벨은 오염 경계(R) 내부의 전체 픽셀에 대한 백색도 레벨 합계를 오염 경계(R) 내부의 총 픽셀수로 나눈 값이다.
상기 제어부(500)는 상기 오염 채취부(200)와, 오염 측정부(300)와, 백색도 계산부(400)를 제어하고, 상기 백색도 계산부(400)에 의해 계산된 백색도 계산 결과를 저장 및 표시하기 위한 것으로서, 상기 오염 채취부(200)와, 오염 측정부(300)와, 백색도 계산부(400) 각각에 연결되고, 하기에서 설명할 측정종이 접촉시간 계산 단계에서 필요한 냉연강판(S)의 속도를 측정하는 속도카운터(V)와도 연결된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치의 작동과 더불어 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법에 따른 흐름도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법은 측정종이(H)를 오염 채취부(200)에 고정하는 측정종이 준비 단계(S10)와, 측정종이(H)와 냉연강판(S) 사이의 접촉시간(t)을 계산하는 접촉시간 계산 단계(S20)와, 계산된 접촉시간(t) 만큼 측정종이(H)를 냉연강판(S)의 표면에 밀착시킨 뒤 밀착된 상태로 회전시켜 냉연강판(S) 표면의 오염을 측정종이(H)로 골고루 전이시키는 오염 채취단계(S50, S60)와, 측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하는 영상 취득 단계(S80)와, 취득한 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산 단계(S90)와, 백색도 계산 결과를 저장하고 표시하는 단계(S100, S110)를 포함한다.
여기서, 상기 측정종이 준비 단계(S10)에서는 오염 채취부(200)에 의해서 측정종이(H)에 대한 흡입 및 고정이 모두 행해진다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법을 시간 순서에 따라 도 8 내지 도 13을 참조하여 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 로보트 팔(210)을 화살표(D) 방향으로 이동시켜 오염 채취부(200)의 밀착 모듈(230)이 측정종이 제공부(100)에 접근 되도록 한다. 이때, 흡착 모듈(240)에 의해 측정종이(H)에 대한 흡착이 이루어진다. 이와 같이 측정종이(H)를 흡착하는 과정에서는 고정 모듈(250)은 흡착 과정에 간섭을 주지 않는 위치에 있게 된다.
이후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 로보트 팔(210)을 화살표(E) 방향으로 이동시켜 오염 채취부(200)의 밀착 모듈(230)이 측정종이 제공부(100)로부터 이탈되도록 한다.
이후, 고정 모듈(250)의 회전 액추에이터(251)가 회전하도록 작동시켜 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(252)가 180도 회동하여 흡착한 측정종이(H)의 전방에 위치하도록 한다.
이후, 고정 모듈(250)의 회전 액추에이터(251)를 선형 작동시켜 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(252)와 클램핑베이스(231, 도 8의 (c) 참조) 사이에 측정종이(H)가 고정되도록 한다.
이상 상술한 단계는 도 13에 도시된 측정종이 준비 단계(S10)이다.
이후, 제어부(500)는 측정종이 접촉시간(t) 계산 단계(S20)를 수행하는데, 이 단계에서는 측정종이 접촉시간(t)에 대한 계산은 속도카운터(V, 도 1 참조)에 의해 측정된 냉연강판(S)의 속도와, 작업자에 의해 미리 정하여진 접촉길이를 이용하여 측정종이 접촉시간(t)을 계산한다. 즉, 접촉시간(t)=접촉길이/속도이다.
이후, 냉연강판(S)의 어느 부분에 측정종이(H)를 접촉시킬지를 선정하는 측정 위치 선정 단계(S30)를 수행하는데, 이러한 측정 위치는 작업자에 의해 미리 정하여져서 프로그래밍 되고, 상황에 따라 센서를 설치하여 오염도가 높은 부분을 자동으로 선정하도록 할 수 있다.
이후, 오염 채취부(200)의 밀착 모듈(230)에 고정된 측정종이(H)를 측정 위치로 이동시키기 위해 로보트 팔(210)을 구동시키는 측정 위치 이동 단계(S40)를 수행한다.
이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 로보트 팔(210)을 이동시켜 측정종이(H)를 계산된 접촉시간(t) 만큼 냉연강판(S)의 표면(M)에 밀착시킨 뒤 밀착된 상태로 화살표(F) 방향 또는 이와 반대 방향으로 회전시켜 강판 표면의 오염을 측정종이(H)로 골고루 전이시키는 오염 채취단계(S50, S60)를 수행한다. 여기서, 측정종이(H)가 회전되는 것은 로보트 팔(210)이 측정블록(220)을 회전시키기 때문이다.
한편, 도 10의 (a),(b),(c)를 참조하면, 상기 오염 채취단계(S50, S60)에서 밀착 모듈(230)의 측정종이 밀착부재(233)는 구면베어링(232)에 연결 설치되어 다양한 각도로 움직일 수 있기 때문에 냉연강판(S)에 굴곡이 생기거나 이 굴곡의 모양이 바뀌더라도 변화되는 냉연강판(S)의 굴곡에 대응하여 움직이게 되고, 이로써 냉연강판(S)의 오염이 측정종이(H) 전체로 골고루 전이될 수 있게 된다.
이후, 로보트 팔(210)을 이동시켜 냉연강판(S)에서 측정종이(H)를 분리시키는 측정종이 분리 단계(S70)를 수행한다.
이후, 영상 취득 단계(S80)를 수행하는데, 이 단계에서는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 로보트 팔(210)을 이동시켜 측정블록(220)이 오염 측정부(300) 전방에 위치하도록 한 뒤, 로보트 팔(210)을 좀더 이동시켜 측정종이(H)의 일부를 오염 측정부(300)의 내부로 삽입시킨다. 이때, 카메라(320)를 이용하여 측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 촬영한다. 여기서, 상기 카메라(320)는 측정종이(H)에 전이된 오염 부분 및 이 오염 부분의 주변부까지 포함되도록 여유있는 촬영을 행한다.
한편, 상기와 같은 영상 취득 단계(S80)에서는 회전식 덮개(330)의 덮개 본체(331)를 전동 모터(332)에 의해 일정 각도 회동시켜 오염 측정부(300)를 개방하고, 상기 영상 취득 단계(S80)가 종료한 뒤에는 상기 덮개 본체(331)를 다시 회동시켜 오염 측정부(300)가 폐쇄되도록 함으로써, 오염 측정부(300)의 카메라(320)가 주변의 분진 또는 습기로부터 보호되도록 한다.
이후, 백색도 계산부(400, 도 1 참조)에 의해 백색도 계산 단계(S90)를 수행 하는데, 도 14를 참조하면, 상기 백색도 계산부(400)는 상기 오염 측정부(300)에 의해 취득된 영상 즉, 상기 카메라(320)에 의해 촬영된 측정종이(H)에 전이된 오염 부분 및 이 오염 부분의 주변부까지 포함하는 영상을 여러 개의 픽셀(P)로 나누고, 오염 부분의 경계(Q)를 조금이라도 포함하는 범위까지를 오염 경계(R)로 확장하여, 이 오염 경계(R) 내부의 각 픽셀에 대한 백색도 레벨을 밝기별로 1부터 256까지 분류한 뒤, 평균 백색도 레벨을 계산한다. 여기서, 평균 백색도 레벨은 오염 경계(R) 내부의 전체 픽셀에 대한 백색도 레벨 합계를 오염 경계(R) 내부의 총 픽셀수로 나눈 값이다.
이후, 백색도 계산 결과 저장 단계(S100) 및 백색도 계산 결과 표시 단계(S110)를 수행하는데, 이 단계에서 제어부(500, 도 1 참조)는 상기 백색도 계산부(400)에 의해 계산된 백색도 계산 결과를 저장하고, 별도의 표시장치(미도시)를 통해 백색도 계산 결과를 표시한다.
이후, 이상과 같은 단계들을 반복 수행하여 계속적으로 냉연강판(S)의 오염도를 자동으로 측정하고 그 결과를 표시한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치 및 방법을 적용할 경우 냉연강판 표면의 오염도 측정시 측정종이의 전영역에 골고루 오염이 전이될 수 있게 되어 냉연강판 표면의 정확한 오염도를 측정할 수 있게 되고, 오염 채취부에 의해서 측정종이에 대한 흡입 및 고정이 모두 행해지게 됨으로써, 설비의 간소화 및 이에 따른 설비 비용의 절감을 도모할 수 있게 되며, 냉연강판 표면의 오염도 측정에 대한 전 공정이 자동화됨으로써, 편차없는 정확한 오염도 측정 결과를 얻을 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 측정종이 제공부를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 오염 채취부를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 적용된 오염 채취부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용된 오염 채취부의 요부를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 적용된 구면베어링을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 적용된 오염 측정부를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용된 오염 채취부에 의해 측정종이 제공부에 구비된 측정종이를 흡착하여 고정하는 모습을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 적용된 오염 채취부를 이용하여 냉연강판 표면의 오염을 채취하는 모습를 나타낸 도면.
도 10은 오염 채취시 측정종이 밀착부재가 구면베어링에 의해 냉연강판의 굴곡에 대응하여 다양한 방향으로 움직이는 모습을 나타낸 도면.
도 11은 오염이 채취된 측정종이를 오염 측정부로 접근시키는 상태를 나타낸 도면.
도 12는 측정종이에 전이된 냉연강판의 오염 상태를 영상으로 취득하는 모습을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법에 따 른 흐름도.
도 14는 카메라에 의해 촬영된 영상 및 백색도 계산시 필요한 오염 경계에 대한 설정을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 측정종이 제공부 200 : 오염 채취부
300 : 오염 측정부 400 : 백색도 계산부
500 : 제어부 210 : 로보트 팔
220 : 측정블록 230 : 밀착 모듈
240 : 흡착 모듈 250 : 고정 모듈
231 : 크램핑베이스 232 : 구면베어링
233 : 밀착 부재 241 : 흡착패드
242 : 흡입관 251 : 회전 액추에이터
252 : 클램핑 부재 310: 메인 프레임
320 : 카메라 330 : 회전식 덮개
340 : 레일 프레임 350 : 완충 프레임
H : 측정종이 S : 냉연강판

Claims (8)

  1. 냉연강판(S) 표면의 오염물질을 채취하기 위한 측정종이(H)가 구비된 측정종이 제공부(100);
    상기 측정종이(H)를 흡착하여 고정한 뒤 고정된 측정종이(H)가 냉연강판의 표면에 밀착되도록 하며, 밀착된 상태에서 상기 측정종이(H)가 회전되도록 하는 오염 채취부(200);
    상기 측정종이(H)로 전이되는 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하는 오염 측정부(300);
    상기 오염 측정부(300)에 의해 취득된 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산부(400); 및
    상기 오염 채취부(200)와, 오염 측정부(300)와, 백색도 계산부(400)를 제어하고, 상기 백색도 계산부(400)에 의해 계산된 백색도 계산 결과를 저장 및 표시하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오염 채취부(200)는 로보트 팔(210)에 설치된 측정블록(220)과, 이 측정블록(220)의 단부에 설치된 밀착 모듈(230)과, 이 밀착 모듈(230)의 내측에서 상기 측정블록(220)에 설치된 흡착 모듈(240)과, 상기 측정블록(220)의 외측에 설치 되어 상기 측정종이(H)를 상기 밀착 모듈(230)에 밀착하여 고정하는 고정 모듈(250)을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀착 모듈(230)은 상기 측정블록(220)에 고정되는 클램핑베이스(231)와, 이 클램핑베이스(231)의 내측에 고정 설치된 구면베어링(232)과, 이 구면베어링(232)에 연결되어 다양한 각도로 움직이는 측정종이 밀착 부재(233)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 흡착 모듈(240)은 상기 측정종이(H)를 흡착하는 흡착패드(241)와, 이 흡착패드(241)에 연결되어 상기 측정블록(220)의 내부 중앙에 설치되고, 외부의 진공펌프와 진공홀(I)을 매개로 연결된 흡입관(242)을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 모듈(250)은 회전 및 선형 동작을 행하는 회전 액추에이터(251)와 이 회전 액추에이터(251)에 연결되어 상기 측정종이(H)를 상기 밀착 모듈(230)에 가압 고정시키는 클램핑 부재(252)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오염 측정부(300)는 레일 프레임(340)과, 이 레일 프레임(340)을 따라 이동하는 메인 프레임(310)과, 이 메인 프레임(310)의 내부에 설치된 카메라(320)와, 상기 메인 프레임(310)의 상부에 설치된 회전식 덮개(330)와, 상기 레일 프레임(340)에 설치되고 상기 메인 프레임(310)과 탄성 부재(351)를 매개로 연결된 완충 프레임(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 장치.
  7. 측정종이(H)를 오염 채취부(200)에 고정하는 측정종이 준비 단계(S10);
    측정종이(H)와 냉연강판(S) 사이의 접촉시간(t)을 계산하는 접촉시간 계산 단계(S20);
    계산된 접촉시간(t) 만큼 측정종이(H)를 냉연강판(S)의 표면에 밀착시킨 뒤 밀착된 상태로 회전시켜 냉연강판(S) 표면의 오염을 측정종이(H)로 골고루 전이시키는 오염 채취단계(S50, S60);
    측정종이(H)에 전이된 냉연강판(S)의 오염 상태를 영상으로 취득하는 영상 취득 단계(S80);
    취득한 영상으로부터 백색도를 계산하는 백색도 계산 단계(S90); 및
    백색도 계산 결과를 저장하고 표시하는 단계(S100, S110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 측정종이 준비 단계(S10)는 오염 채취부(200)에 의해서 측정종이(H)에 대한 흡입 및 고정이 모두 행해지는 것을 특징으로 하는 강판 표면의 오염도 자동 측정 방법.
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