KR20130034955A - 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법 Download PDF

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김동일
강기수
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 권취코일에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정하여 실시간으로 모니터링 함으로써 검사자의 효율을 증대시킬 수 있으며, 권취코일의 정량적 평가가 가능하다.

Description

권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MEASURING SHAPE OF ROLLED COIL AND METHOD THEREOF}
본 발명은 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권취코일에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정하는 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200 ~ 1300 ℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연 및 두께 압연을 실시하고, 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종압연을 실시하여 생산된 스트립을 권취기로 감아 두루마리 형태의 권취코일로 권취하는 일련의 공정으로 이루어진다.
이와 같이 일련의 압연공정을 진행하여 완료된 권취코일은 이송경로를 따라 야적장에 적치된 후 다음 목적 공정으로 이송된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-1998-0026184호(1998.07.15.)에 개시되어 있다.
본 발명은 권취코일에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정하는 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 권취코일의 형상 측정장치는 권취코일의 측면에서 촬영하여 권취코일의 영상을 획득하는 촬영부; 및 촬영부로부터 획득된 권취코일의 영상에 대한 영상처리를 수행하여 권취코일에 대한 형상을 측정하여 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 출력되는 형상을 모니터링하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 측정된 형상의 정량적 분류에 따라 경고를 발생시키는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 촬영부는 권취코일의 측면을 촬영하기 위한 카메라; 권취코일의 촬영시 배경을 형성하는 백플레이트; 및 권취코일의 측면에 빛을 조사하기 위한 조명을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는 권취코일의 영상을 이진화하여 윤곽선을 추출한 후 회귀분석을 통해 장단축을 검출하여 권취코일에 대한 형상을 정량적으로 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 권취코일의 형상 측정방법은 제어부가 촬영부로부터 권취코일의 영상을 입력받는 단계; 권취코일의 영상에 대해 흑백 이진화 처리하는 단계; 흑백 이진화 처리된 영상에서 윤곽선을 추출하는 단계; 및 윤곽선에 대해 회귀분석을 통해 정량화된 권취코일의 형상을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 윤곽선을 추출하는 단계는 흑백 이진처리된 영상에서 체인코드를 이용한 얼룩들을 검출한 후 얼룩들 중 가장 큰 얼룩으로 내권부의 윤곽선을 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 회귀분석은 중회귀분석인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 권취코일에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정하여 실시간으로 모니터링 함으로써 검사자의 효율을 증대시킬 수 있으며, 권취코일의 정량적 평가가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연과정을 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 촬영부의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 흑백 이진화 처리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 추출된 윤곽선을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 권취코일의 형상 측정장치 및 그 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연과정을 간략하게 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치를 나타낸 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 촬영부의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 흑백 이진화 처리된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치에서 추출된 윤곽선을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 압연과정을 살펴보면 압연기(10)를 통해 압연을 마친 스트립(15)은 냉각 종료온도 및 냉각속도를 맞추기 위해 이송롤러(25)를 통해 압연기(10)의 출측에 설치된 가속냉각기(20)로 이송되어 냉각이 이루어진 후 권취기(30)로 이송되어 두루마리 형태의 권취코일(35)로 권취된다.
이후 권취코일(35)은 권취기(30)에서 인출되어 이송경로를 따라 집합장으로 이송된 후 다음 목적 공정으로 이송된다.
권취기(30)에서 인출된 권취코일(35)에 대해 형상을 측정하여 짱구가 발생할 경우 다음 공정으로 이송되지 못하고 스크랩 처리하거나 되감는 공정을 추가로 진행하여 양품으로 생산된다.
짱구는 내권부가 타원형으로 변형되는 현상으로 자중이나 권취 온도가 너무 높아 열팽창이 불안해지거나 장력 부적정으로 인한 느슨함으로부터 야기된다.
본 발명은 이와 같이 권취코일(35)에 대해 형상을 정략적으로 측정하여 실시간으로 모니터링할 뿐만 아니라 경고를 발생시켜 검사 효율을 높일 수 있도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정장치는 촬영부(40) 및 제어부(50)를 비롯하여 표시부(60)와 경고부(70)를 포함한다.
촬영부(40)는 권취코일(35)의 측면에서 촬영하여 권취코일(35)의 영상을 획득하기 위한 구성을 포함한다.
즉, 촬영부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 권취코일(35)의 측면을 촬영하기 위한 카메라(42)와, 권취코일(35)의 측면과 내권부와의 경계를 명확하게 구분할 수 있도록 권취코일(35)의 촬영시 배경을 형성하는 백플레이트(44) 및 권취코일(35)의 측면에 빛을 조사하기 위한 조명(46)을 포함한다.
제어부(50)는 권취코일(35)의 영상에 대한 영상처리를 수행하여 권취코일(35)에 대한 형상을 측정하여 정량적으로 출력한다.
제어부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 촬영부(40)로부터 획득된 영상에 대해 내권부를 쉽게 인식할 수 있도록 임의 경계값을 기준으로 흑백 이진화 처리를 한다.
이후 흑백 이진화 처리된 영상에서 검은영역 혹은 흰영역의 얼룩(Blob)에 대해 체인코드를 이용하여 레벨링을 수행한 후 얼룩들 중 내권부에 해당되는 가장 큰 얼룩에 대해 도 5와 같이 윤곽선을 추출한다.
이렇게 추출한 윤곽선에 대해 최소자승법에 의한 중회귀분석으로 정량화된 내권부의 형상을 측정한다.
이와 같이 제어부(50)에서 출력되는 형상을 실시간으로 모니터링하기 위한 표시부(60)가 더 구비할 수 있다.
표시부(60)로 출력되는 정보로는 표 1에 나타낸 바와 같이 회귀분석의 신뢰도를 비롯하여 짱구발생량으로 내권부 형상의 X축과 Y축의 픽셀 및 장축대비 짱구량을 출력하여 검사 효율을 증대시킨다.
Figure pat00001
또한, 제어부(50)에서 측정된 형상의 정량적 분류에 따라 경고를 발생시키는 경고부(70)를 더 포함하여 작업자 및 권취기 운전실에서 짱구 발생에 따른 권취온도 및 장력 등의 제어가 이루어질 수 있도록 한다.
위와 같이 본 발명에 의한 권취코일의 형상 측정장치에 따르면, 권취코일(35)에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일의 형상 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 권취코일(35)의 형상 측정방법은 먼저, 제어부가 촬영부(40)로부터 권취코일(35)의 영상을 입력받는다(S10).
촬영부(40)로부터 획득된 영상에 대해 내권부를 쉽게 인식할 수 있도록 임의 경계값을 기준으로 흑백 이진화 처리를 한다(S20).
이후 흑백 이진화 처리된 영상에서 검은영역 혹은 흰영역의 얼룩(Blob)에 대해 체인코드를 이용하여 레벨링을 수행한 후 얼룩들 중 내권부에 해당되는 가장 큰 얼룩에 대해 도 5와 같이 빨간색선의 윤곽선을 추출한다(S30).
이렇게 추출한 윤곽선에 대해 최소자승법에 의한 중회귀분석으로 파란색의 정량화된 내권부의 형상을 추출한다(S40)(S50).
정량화된 내권부의 형상은 표 1과 같이 정량화된 값으로 출력된다.
위와 같이 본 발명에 의한 권취코일의 형상 측정방법에 따르면, 권취코일(35)에 대해 측면영상을 이용하여 내권부의 형상을 정량적으로 측정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 압연기 15 : 스트립
20 : 가속냉각기 30 : 권취기
35 : 권취코일 40 : 촬영부
42 : 카메라 44 : 백플레이트
46 : 조명 50 : 제어부
60 : 표시부 70 : 경고부

Claims (8)

  1. 권취코일의 측면에서 촬영하여 상기 권취코일의 영상을 획득하는 촬영부; 및
    상기 권취코일의 영상에 대한 영상처리를 수행하여 상기 권취코일에 대한 형상을 측정하여 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 출력되는 상기 형상을 모니터링하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 측정된 상기 형상의 정량적 분류에 따라 경고를 발생시키는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 촬영부는
    상기 권취코일의 측면을 촬영하기 위한 카메라;
    상기 권취코일의 촬영시 배경을 형성하는 백플레이트; 및
    상기 권취코일의 측면을 조사하기 위한 조명;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 권취코일의 영상을 이진화하여 윤곽선을 추출한 후 회귀분석을 통해 장단축을 검출하여 상기 권취코일에 대한 상기 형상을 정량적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정장치.
  6. 제어부가 촬영부로부터 권취코일의 영상을 입력받는 단계;
    상기 권취코일의 영상에 대해 흑백 이진화 처리하는 단계;
    상기 흑백 이진화 처리된 영상에서 윤곽선을 추출하는 단계; 및
    상기 윤곽선에 대해 회귀분석을 통해 정량화된 상기 권취코일의 형상을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 윤곽선을 추출하는 단계는 상기 흑백 이진처리된 영상에서 체인코드를 이용한 얼룩들을 검출한 후 상기 얼룩들 중 가장 큰 얼룩으로 내권부의 상기 윤곽선을 추출하는 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 회귀분석은 중회귀분석인 것을 특징으로 하는 권취코일의 형상 측정방법.
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