KR20130013807A - Apparatus for simultaneously measuring strip position bias and width - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연 공정 또는 제지 공정에 있어서 레이저 광원 및 카메라를 이용하여 판쏠림 및 판폭을 동시에 계측할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plate tilting and plate width simultaneous measuring device, and more particularly, to a device that can simultaneously measure the plate tilting and plate width using a laser light source and a camera in a rolling process or a papermaking process.
압연 공정 또는 제지 공정에 있어서 제품 판의 쏠림 정도, 판폭 및 판 두께 등의 계측은 아주 중요한 사안이며, 이들의 계측은 별도의 시스템에 의해 이루어진다.In the rolling process or the papermaking process, measurement of the degree of deflection of the product plate, the plate width, the plate thickness, and the like are very important issues, and the measurement thereof is performed by a separate system.
판쏠림 계측과 관련하여, 종래에는 판 하부에 광원을 배치하고 판 상부 좌우로 광계측 센서를 배치하여, 좌우 광계측 센서에 의해 감지된 광량 차이로 판쏠림 정도를 계측하였다. 그러나, 이러한 종래 기술에 의하면 판쏠림 값의 정확한 계측이 어렵다는 단점이 있었다. 이 외에도, 정전 센서 또는 유도 센서를 이용하여 판쏠림을 계측하는 기술이 제안되었으나, 이들 방법 역시 판쏠림 값의 정확한 계측이 어렵다는 단점이 있었다.In relation to the plate tilt measurement, a light source is disposed below the plate and a photometer sensor is disposed on the left and right sides of the plate, and the degree of plate tilt is measured by the difference in the amount of light detected by the left and right photometer sensors. However, this conventional technique has a disadvantage that it is difficult to accurately measure the plate tilt value. In addition, a technique of measuring plate tilt by using an electrostatic sensor or an induction sensor has been proposed, but these methods also have a disadvantage in that accurate measurement of the plate tilt value is difficult.
한편, 판폭의 계측과 관련하여, 일반적으로 판 좌우의 가장자리 위치를 감지하는 방법을 사용하였으며, 방사선이나 레이저 광원을 이용하는 방법도 있었다.On the other hand, in relation to the measurement of the plate width, the method of detecting the position of the left and right edge of the plate in general, there was a method using a radiation or a laser light source.
특허출원 제1998-0056037호에서는 레이저 광원과 CCD 카메라를 이용하여 판폭을 계측하는 방법을 제안하였다. 레이저 광원이 판 진행 방향에 직교되는 레이저 선광(light line)을 형성하고, 판 위에 형성된 선광을 CCD 카메라로 촬영한 후 그 길이를 계산하여 판폭을 결정하도록 구성되며, 이에 부가적으로, 판 좌우에 레이저 거리계를 장착하여 레이저 광원과 판과의 거리를 계측한 후 판폭 계산 값의 정밀도를 향상시키는 방법을 제안하였다. 그러나, 이 방법에 의하면, 판폭만을 측정할 수 있을 뿐 판폭과 판쏠림을 동시에 측정하는 것은 불가능하였다.Patent application No. 1998-0056037 proposes a method for measuring plate width using a laser light source and a CCD camera. The laser light source is configured to form a laser light line orthogonal to the plate traveling direction, and photograph the linear light formed on the plate with a CCD camera, and then calculate the length thereof to determine the plate width. After measuring the distance between the laser light source and the plate by mounting a laser rangefinder, a method of improving the accuracy of the plate width calculated value is proposed. However, according to this method, only the plate width can be measured, but it is impossible to simultaneously measure the plate width and the plate tilt.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 광원 및 카메라를 이용하여 판쏠림 및 판폭을 동시에 계측할 수 있으며, 판쏠림 정도를 정량적인 수치로 계측할 수 있는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치를 제공하기 위한 것이다. Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by using a laser light source and a camera can measure the plate tilt and the plate width at the same time, the plate tilt and the degree of plate tilt can be measured with a quantitative numerical value It is to provide a sheet width simultaneous measurement device.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치는, 판의 진행 방향 상부에 배치되어 레이저 광을 주사하는 레이저 광원; 상기 판의 진행 방향의 상부에 배치되어 상기 레이저 광원에 의해 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 촬영하는 카메라; 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 처리하여 상기 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 수치화하는 영상처리부; 및 상기 영상처리부에 의해 수치화된 레이저 반사광의 길이와, 기설정된 상기 레이저 광원과 판과의 거리 및 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리를 이용하여 판쏠림 값 및 판폭 값을 계산하는 계산부를 포함한다. In accordance with an embodiment of the present invention for achieving the above object, the plate tilting and plate width simultaneous measuring apparatus, the laser light source disposed in the upper direction of the traveling direction of the plate to scan the laser light; A camera disposed above the traveling direction of the plate and photographing a length of laser reflected light generated at the bottom left and right of the bottom of the plate by the laser light source; An image processing unit for processing the image photographed by the camera to quantify the length of the laser reflected light generated at the bottom left and right of the lower plate; And a calculator configured to calculate a plate tilt value and a plate width value by using a length of the laser reflected light digitized by the image processor, a predetermined distance between the laser light source and the plate, and a distance between the laser light source and the bottom of the plate. Include.
이때, 상기 레이저 광원은 상기 판의 진행 방향으로 비스듬하게 배치되는 것이 바람직하다.In this case, the laser light source is preferably arranged obliquely in the advancing direction of the plate.
또한, 상기 카메라는 상기 레이저 광원보다 높은 위치에 배치되고, 상기 레이저 광원에 비해 레이저 반사광이 생성되는 쪽으로 위치하는 것이 바람직하다.In addition, the camera is disposed at a position higher than the laser light source, it is preferable to be located in the direction in which the laser reflected light is generated compared to the laser light source.
또한, 상기 계산부는 아래 수학식에 의해 판쏠림 값을 계산하며,In addition, the calculation unit calculates the plate tilt value by the following equation,
, ,
, ,
, ,
여기서, Bstrip는 판쏠림 값, l1L는 판의 좌측 폭, l1R 은 판의 우측 폭, d1은 상기 레이저 광원과 판과의 거리, d2는 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리, lc는 판 하부 바닥의 좌측 및 우측에 생성된 레이저 반사광의 끝부분 사이의 거리, l2L은 좌측 레이저 반사광의 길이, l2R은 우측 레이저 반사광의 길이를 의미한다.Where B strip is the plate angle, l 1L is the left width of the plate, l 1R is the right width of the plate, d 1 is the distance between the laser light source and the plate, d 2 is The distance between the laser light source and the bottom of the bottom of the plate, l c is the distance between the ends of the laser reflected light generated on the left and right sides of the bottom of the plate, l 2L is the length of the left laser reflected light, l 2R is the length of the right laser reflected light Means.
또한, 상기 계산부는 아래 수학식에 의해 판폭 값을 계산하며,In addition, the calculation unit calculates the plate width value by the following equation,
, ,
, ,
, ,
여기서, Wstrip는 판폭 값, l1L는 판의 좌측 폭, l1R 은 판의 우측 폭, d1은 상기 레이저 광원과 판과의 거리, d2는 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리, lc는 판 하부 바닥의 좌측 및 우측에 생성된 레이저 반사광의 끝부분 사이의 거리, l2L은 좌측 레이저 반사광의 길이, l2R은 우측 레이저 반사광의 길이를 의미한다.Where W strip is the width of the plate, l 1L is the left width of the plate, l 1R is the right width of the plate, d 1 is the distance between the laser light source and the plate, d 2 is The distance between the laser light source and the bottom of the bottom of the plate, l c is the distance between the ends of the laser reflected light generated on the left and right sides of the bottom of the plate, l 2L is the length of the left laser reflected light, l 2R is the length of the right laser reflected light Means.
본 발명에 의하면, 판쏠림 및 판폭을 동시에 계측할 수 있을 뿐만 아니라, 판쏠림 정도를 정량적인 수치로 계측할 수 있다.According to the present invention, not only the plate tilt and the plate width can be measured at the same time, but also the degree of plate tilt can be measured by a quantitative value.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저 광원에서 측정 대상인 판 보다 더 먼 곳에 위치한 바닥에 형성되는 레이저 선광을 이용하므로, 판 위치 값이 확대된 정보를 이용하여 보다 정확한 판쏠림 및 판폭 값을 획득할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the laser beam is formed on the floor located farther than the plate to be measured from the laser light source, it is possible to obtain a more accurate plate tilt and plate width value by using the information of the plate position value is expanded. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치의 구성도,
도 2a는 판 진행 방향 측면에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면,
도 2b는 상부에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면,
도 2c는 판 진행 방향 단면에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명에 의한 판쏠림 및 판폭 계측 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a simultaneous plate tilting and plate width measurement apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2A is a view for explaining a method of arranging a laser light source and a camera and generation of laser reflected light as viewed from a plate traveling direction;
2B is a view for explaining a method of arranging a laser light source and a camera and a generation of laser reflected light as viewed from above;
FIG. 2C is a view for explaining a method of arranging a laser light source and a camera and generation of laser reflected light as viewed from a plate traveling direction cross section; and
3 is a view for explaining the principle of plate tilting and plate width measurement according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a device for simultaneously measuring plate pull and plate width according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치(100)는 레이저 광원(110), 카메라(120), 영상처리부(130) 및 계산부(140)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the simultaneous plate tilting and plate
레이저 광원(110)은 판의 진행 방향 상부에 배치되는 것으로, 이때 판의 진행 방향으로 비스듬하게 배치되는 것이 바람직하다.The
카메라(120)는 판의 진행 방향의 상부에 배치되어 레이저 광원(110)에 의해 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 촬영하기 위한 것이다. 이때, 카메라(120)는 레이저 광원(110)보다 높은 위치에 배치되고, 또한 레이저 광원(110)에 비해 레이저 반사광이 생성되는 쪽으로 위치하는 것이 바람직하다. The
영상처리부(130)는 카메라(120)에 의해 촬영된 영상을 처리하여 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 수치화한다. 영상처리부(130)는 통상적인 영상 처리 기술을 이용하여 구현될 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The
계산부(140)는 영상처리부(130)에 의해 수치화된 레이저 반사광의 길이와, 기설정된 레이저 광원(110)과 판과의 거리 및 레이저 광원(110)과 판 하부의 바닥과의 거리를 이용하여 판쏠림 값 및 판폭 값을 계산한다.
The
이하, 도 2a 내지 도2c 및 도 3을 참조하여, 레이저 광원(110)과 카메라(120)의 배치 방법 및 계산부(140)에 의해 판쏠림 및 판폭 값을 계산하는 원리에 대해 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to FIGS. 2A to 2C and 3, a method of arranging the plate tilt and the plate width by the
도 2a는 판 진행 방향 측면에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 상부에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2c는 판 진행 방향 단면에서 본 레이저 광원과 카메라의 배치 방법 및 레이저 반사광의 생성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2A is a view for explaining a method of arranging a laser light source and a camera and the generation of laser reflected light, as viewed from the side of a plate traveling direction; FIG. It is a figure and FIG. 2C is a figure for demonstrating the arrangement | positioning method of a laser light source and a camera, and generation | occurrence | production of a laser reflection light seen from the cross section of a board direction.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 레이저 광원(110)은 판(1)의 진행 방향 상부에, 판(1)의 진행 방향으로 비스듬하게 배치된다. 이와 같이 배치된 레이저 광원(110)에 의해 판(1)의 상부 및 판(1) 하부의 좌측 및 우측 바닥(2)에 레이저 반사광(3)이 생성된다.2A to 2C, the
또한, 카메라(120)는 레이저 광원(110) 보다 높은 위치에, 레이저 광원(110)에 비해 레이저 반사광(3)이 생성되는 쪽으로 배치되어 판(1) 하부의 좌측 및 우측 바닥(2)에 생성된 레이저 반사광(3)의 길이를 촬영한다. 이처럼, 카메라(120)가 레이저 광원(110) 보다 높은 위치에 배치됨으로써, 바닥(2)에 생성된 레이저 반사광(3)을 보다 효율적으로 관측할 수 있게 된다.
In addition, the
도 3은 본 발명에 의한 판쏠림 및 판폭 계측 원리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the principle of plate tilting and plate width measurement according to the present invention.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 레이저 광원(110) 및 카메라(120)가 배치된 상태에서, 레이저 광원(110)에 의해 주사된 레이저 선광이 판 위와 판의 좌측 및 우측 바닥에 도 3에 도시된 바와 같이 생성된다.In the state where the
계산부(140)는 기 설정된 레이저 광원(110)과 판과의 거리(d1) 및 레이저 광원(110)과 판 하부의 바닥과의 거리(d2)와, 영상처리부(130)에 의해 수치화된 좌측 및 우측의 레이저 반사광의 길이(l2L, l2R)를 이용하여 판쏠림 값 및 판폭 값을 계산한다.
판 하부 바닥의 좌측 및 우측에 생성된 레이저 반사광의 끝부분 사이의 거리를 lc라 하면, 수학식 1 및 2와 같은 삼각함수 공식에 의해 레이저 광원(110)의 중심선을 기준으로 판의 좌측 폭(l1L) 및 판의 우측 폭(l1R) 값을 계산할 수 있다.
If the distance between the ends of the laser reflected light generated on the left and right of the bottom of the lower plate is l c , the left width of the plate relative to the center line of the
이후, 수학식 1 및 2에 의해 구해진 판의 좌측 폭(l1L) 및 판의 우측 폭(l1R)을 이용하여, 수학식 3와 같이 판쏠림 값(Bstrip)을 계산하고, 수학식 4와 같이 판폭 값(Wstrip)을 계산할 수 있다.
Subsequently, using the left width l 1L and the right width l 1R of the plate obtained by
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 판
2: 바닥
3: 레이저 반사광
100: 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치
110: 레이저 광원
120: 카메라
130: 영상 처리부
140: 계산부1: plate
2: Floor
3: laser reflected light
100: simultaneous measurement of plate tilt and plate width
110: laser light source
120: camera
130:
140: calculation unit
Claims (5)
상기 판의 진행 방향의 상부에 배치되어 상기 레이저 광원에 의해 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 촬영하는 카메라;
상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 처리하여 상기 판 하부의 좌측 및 우측 바닥에 생성되는 레이저 반사광의 길이를 수치화하는 영상처리부; 및
상기 영상처리부에 의해 수치화된 레이저 반사광의 길이와, 기설정된 상기 레이저 광원과 판과의 거리 및 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리를 이용하여 판쏠림 값 및 판폭 값을 계산하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치.
A laser light source disposed above the advancing direction of the plate to scan laser light;
A camera disposed above the traveling direction of the plate and photographing a length of laser reflected light generated at the bottom left and right of the bottom of the plate by the laser light source;
An image processing unit for processing the image photographed by the camera to quantify the length of the laser reflected light generated at the bottom left and right of the lower plate; And
A calculation unit configured to calculate a plate tilt value and a plate width value by using a length of the laser reflected light digitized by the image processor, a predetermined distance between the laser light source and the plate, and a distance between the laser light source and the bottom of the plate. Plate tilting and plate width simultaneous measurement device, characterized in that.
상기 레이저 광원은 상기 판의 진행 방향으로 비스듬하게 배치되는 것을 특징으로 하는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치.
The method of claim 1,
And the laser light source is disposed obliquely in the advancing direction of the plate.
상기 카메라는 상기 레이저 광원보다 높은 위치에 배치되고, 상기 레이저 광원에 비해 레이저 반사광이 생성되는 쪽으로 위치하는 것을 특징으로 하는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치.
The method of claim 1,
And the camera is disposed at a position higher than the laser light source, and positioned at a side where laser reflected light is generated compared to the laser light source.
상기 계산부는 아래 수학식에 의해 판쏠림 값을 계산하며,
,
,
,
Bstrip는 판쏠림 값, l1L는 판의 좌측 폭, l1R 은 판의 우측 폭, d1은 상기 레이저 광원과 판과의 거리, d2는 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리, lc는 판 하부 바닥의 좌측 및 우측에 생성된 레이저 반사광의 끝부분 사이의 거리, l2L은 좌측 레이저 반사광의 길이, l2R은 우측 레이저 반사광의 길이인 것을 특징으로 하는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치.
The method of claim 1,
The calculation unit calculates the plate tilt value by the following equation,
,
,
,
B strip is the plate angle, l 1L is the left width of the plate, l 1R is the right width of the plate, d 1 is the distance between the laser light source and the plate, d 2 is The distance between the laser light source and the bottom of the bottom of the plate, l c is the distance between the ends of the laser reflected light generated on the left and right sides of the bottom of the plate, l 2L is the length of the left laser reflected light, l 2R is the length of the right laser reflected light Plate pulling and plate width simultaneous measurement device, characterized in that.
상기 계산부는 아래 수학식에 의해 판폭 값을 계산하며,
,
,
,
Wstrip는 판폭 값, l1L는 판의 좌측 폭, l1R 은 판의 우측 폭, d1은 상기 레이저 광원과 판과의 거리, d2는 상기 레이저 광원과 판 하부의 바닥과의 거리, lc는 판 하부 바닥의 좌측 및 우측에 생성된 레이저 반사광의 끝부분 사이의 거리, l2L은 좌측 레이저 반사광의 길이, l2R은 우측 레이저 반사광의 길이인 것을 특징으로 하는 판쏠림 및 판폭 동시 계측 장치.The method of claim 1,
The calculation unit calculates the plate width value by the following equation,
,
,
,
W strip is the width of the plate, l 1L is the width of the left side of the plate, l 1R is the width of the right side of the plate, d 1 is the distance between the laser light source and the plate, d 2 is The distance between the laser light source and the bottom of the bottom of the plate, l c is the distance between the ends of the laser reflected light generated on the left and right sides of the bottom of the plate, l 2L is the length of the left laser reflected light, l 2R is the length of the right laser reflected light Plate pulling and plate width simultaneous measurement device, characterized in that.
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