KR20140141703A - 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법 및 관련 장치가 제공된다. 상기 방법은 야금 처리 라인으로부터의 스트립 또는 플레이트 형태인 금속 제품에 적용되며, 상기 방법은 a) 균일한 세기 하에서 상기 제품의 적어도 하나의 면의 일 부분을 조명하는 단계와, b) 조명된 부분의 광 라인의 이미지를 포착하는 단계와, c) 제품과 관련하여 규정된 방향으로 조명된 제품 및 광 라인을 상대적으로 이동시키는 단계와, d) 단계 a), 단계 b) 및 단계 c)를 반복하는 단계와, e) 세기의 2차원 분포로 라인의 이미지를 수집하고 제품의 스트랜드 방향을 선택하는 단계를 포함하고, 세기들 중 적어도 하나의 파가 검출되는 경우, 상기 파의 국소 진폭 변화가 국소 스트랜드 평탄도 결함 값을 전달한다.

Description

금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLATNESS OF A METAL PRODUCT}
본원 발명은 청구항 제1항 및 제12항의 전제부에 따른 스트립, 플레이트 및 관련 장치와 같은 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 압연 처리될 야금 처리 라인 내의 금속 스트립의 평탄도를 측정하기 위한 장치가 존재한다. 본 출원인으로부터 제안된 일 예는 가해지는 힘의 변화를 측정하는 롤[Planicim™ 롤로 공지된 또는 통상적으로 "쉐이프미터 롤(Shapemeter roll)"로 불리는 다른 롤]로 구성되는데, 여기서 상기 가해지는 힘이란 상기 측정 롤 위에서 이동하는 스트립의 단면 내의 일 세트의 지점들에 가해지는 힘이다. 이러한 방식에서, 상기 힘은 스트립에 가해지는 종방향 견인력에 비교될 수 있을 뿐만 아니라 스트립 에지들 사이에 위치되는 스트립의 (횡방향 측정 지점당) 스트랜드에 대해 더욱 개략적으로 비교될 수 있다. 이 측정 롤은 견인력 하에서 이동하는 스트립을 위한 우수한 측정 품질을 갖는데, 이는 평탄도를 측정할 때 이러한 스트립이 견인력에 주로 영향을 받기 때문이다. 하지만, 이 장치는 (10mm 이하의 최대 두께를 갖는) 스트립을 측정하는 것이 아니라 더 두꺼운 플레이트를 측정할 필요가 있을 때 더욱 제한적이다.
이러한 점에 있어서, 다른 시스템이 매우 두꺼운 플레이트(예컨대, 5mm 내지 150mm 이상)의 평탄도를 측정하도록 작동한다. 이 레이저 측정 장치는 또한 상당한 비용이 들며, 다른 이전의 장치와 마찬가지로, 그로 인해 스트립이 외부(종방향) 견인력과 관련되지 않는 상에 있을 때 스트립의 평탄도 측정을 위한 그 측정 한계에 도달하는 것조차도 재정적으로 무의미하다는 것이 발견될 수 있다. 사실상, 스트립 견인력 없이 또는 적어도 매우 작은 스트립 견인력과 함께, (중심으로부터 에지까지의) 스트립 스트랜드는 매우 특정한 부작용을 제공하는데, 이 부작용으로 인해 작은 잔류 견인력 값을 측정하는 것이 불가능해지며 따라서 견인력 하에 있는 스트립에 대한 측정 롤의 원리로서 평탄도를 양호하게 평가하는 것이 불가능해 진다.
평탄도를 측정하기 위한 다른 공지된 방법은 평평한 금속 제품의 진폭 진동을 측정하는 것으로 구성되는데, 여기서 평평한 금속 제품은 공압 유닛을 가로질러 이동하는 상기 제품상의 펄스 흡입을 변경함으로써 발생되는 상기 제품의 진동 여기로 인해 초래되는 종방향 견인력 하에 있다(출원인의 공보 EP2344286 참조). 마찬가지로, 이 방법은 제품상의 외부 견인력의 존재가 여기된 부분의 각 측면 상에 유지되는 것을 요구한다. 이 외부 견인력은 따라서 본원 발명이 측정하려고 시도하는 제품의 진정한 고유 견인력의 측정에 있어서 불확실성을 유발할 수 있다.
마지막으로, JP20110099821에 따르면, 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 대안은 금속 제품의 표면의 일부분 상으로 광 매트릭스를 투영하는 것으로서, ["인쇄식(in black and white)" 프린지(fringe) 또는 체크판(checkerboard) 유형의] 2진 코드식 광학 정보 및 투영된 매트릭스의 2차원 이미지의 획득을 만드는 디스플레이 시스템(CCD 카메라)으로 구성되는데, 이로 인해, 국소파(local wave) 형태의 제품의 비평탄도의 경우, (평평한 표면의) 이상적인 기준 네트워크의 것들과 투영된 프린지 또는 체크판 간의 이상(phase shift)을 기록할 수 있게 된다. 상 변화의 이러한 측정을 기초로, 제품의 조명된/디스플레이된 표면 구역의 평탄도가 계산된다. 하지만, 이동하는 제품(예컨대, 150m/min보다 빠르게 이동하는 스트립)의 경우, 이러한 측정 시스템에 대해 측정을 수행하기 위해서는 이동하는 스트립을 정지할 필요가 있는데, 그렇지 않다면 상 측정은 무의미하게 된다. 이 방법이 제품상에 외부 견인력을 도입하지 않는 것으로 보이는 경우에도, 제품의 고정화의 이러한 양상은 연속적인 작동 또는 교번적/가역적 설치에 대해 매우 곤란하며, 적어도 제품의 일정한(그리고 가능하다면 최대) 이동을 요구한다. 매우 반사적이지 않거나 또는 (적어도 400℃에서) 열간 압연된 금속 제품의 경우에, 투영된 매트릭스에 의해 조명되는 제품의 큰 표면상에 적절한 광 신호 대 노이즈 비율을 얻는 것이 더욱 어렵다는 것이 발견되었다.
본원 발명의 일 목적은 제품이 위치되는 처리 라인 상의 측정 지점에서 어떠한(외부) 견인력도 자연적으로는 가해지지 않은, 하지만 팽창에 의해 (외부) 견인력을 겪을 수 있는 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법을 제한하는 것이다. 따라서, 본원 발명의 목적은 상술된 것들보다 더욱 일반적이고, 간단하고 역학적으로 더욱 효율적인 시스템을 제안하는 것을 포함한다.
무엇보다도 장치의 단순함, 감소된 비용 및 고도의 측정 역학을 보장하면서 이러한 방법을 구현하는 것을 가능하게 하는 관련 장치를 제안하는 것이 본원 발명의 제2 목적이다.
따라서, 본원 발명은 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법 및 청구항 제12항에 청구된 바와 같은 구성을 구현하기 위한 관련 장치를 제안한다.
야금 처리 라인으로부터의 스트립 또는 플레이트의 형태인 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법으로서, 상기 측정될 제품은 자연적으로는 외부 견인력이 존재하지 않는, 금속 제품의 평탄도 측정 방법이며, 상기 방법은
a) 균일한 세기 하에서 상기 제품의 적어도 하나의 면의 (가는) 일 부분을 조명하는 단계와,
b) 조명된 부분의 광 라인의 이미지를 포착하는 단계와,
c) 상기 제품과 관련하여 규정된 방향으로 조명된 제품 및 광 라인을 상대적으로 이동시키는 단계와,
d) 단계 a), 단계 b) 및 단계 c)를 반복하는 단계와,
e) 세기의 2차원 분포로 라인의 이미지를 수집하고 제품의 스트랜드 방향을 선택하는 단계를 포함하고, 세기들 중 적어도 하나의 파(용어 "파"는 스트랜드의 수 개의 연속적 간격 상에서 국소적으로 검출되는 "중공/펌프" 유형의 적어도 하나의 세기 변화를 의미한다)가 검출되는 경우, 상기 파의 국소 진폭 변화가 국소 스트랜드 평탄도 결함 값을 전달한다.
사실상, 외부 견인력 작용이 없는 상태에서 그리고 제품이 가장 간단하게 컨베이어 벨트 또는 테이블 상에 위치될 때, 제품은 상이한 내부 응력들 하에 있는 그리고 그로 인해 상이한 길이들인 스트랜드로서 제공되는 평탄도에 관한 고유의 특성을 더 이상 제공하지 않는다. 스트랜드들이 물리적으로 나란한 경우에, 가장 긴 스트랜드가 표면상에서 관찰될 수 있는 범프 및 중공을 형성한다(이러한 범프 및 중공은 예컨대, 2m x 1km의 치수와 2mm의 두께를 갖는 스트립과 같은 제품에 대해 그 길이가 약 1cm로부터 30cm 초과까지 연장될 수 있다). 본원에서 (국소) 파 또는 파형으로 명명된 이러한 효과들이 평탄도 측정값인 것으로 보이며, 제품의 금속 표면에 대해 경사인 그리고 조명된 표면의 디스플레이의 평면에 대해 이중 경사(doubly oblique)인 조명 평면 하에서, 그들은 이상적으로 평평한 금속 표면과 관련하여 광 반사에 있어서의 차이를 유발하는 것으로 보인다. 따라서, 광 라인 포착이 수행되었다는 것을 인지한다면 그리고 범프 또는 중공이 이러한 라인을 절단하는 경우에, 관찰되는 라인의 광 세기의 감소 또는 (재)증가가 기록될 것이다. 이러한 조건을 얻기 위한 조건은 라인 또는 적어도 투영된 광 스트립이 이미지가 포획된 광 라인을 절단하여 그 광 라인과 평행하지 않다는 것이다.
마지막으로, 스트랜드의 방향은 제품의 길이를 따라 선택되는 것이 바람직하지만, 금속 스트립/플레이트의 폭을 가로질러 더욱 분산되어 있는 평탄도 결함도 측정할 수 있도록, 제품상에서 더욱 사선이 되도록 또는 횡방향이 되도록 스트랜드의 방향을 선택하는 것도 가능하다. 측정되는 스트랜드의 방향을 선택할 수 있는 본원 발명의 이러한 양태는 또한 비평탄도의 측정을 제품 내의 횡방향 타일-효과 결함뿐만 아니라 더 많은 다른 종방향 비평탄 결함을 평가하기에 더욱 역학적으로 적합하게 하는데, 스트랜드 상에서 교번식으로 검출되는 이러한 종방향 비평탄 결함의 파는 가변 길이(또는 주기)를 제공한다.
야금 라인 또는 시험 벤치 내에서 가장 간단하게는, 본원 발명에 따른 방법에 따르면, 조명된 부분은 적어도 제품의 폭에 걸쳐 연장하고 선택된 스트랜드 방향은 제품의 길이를 따른다. 이러한 양태로 인해, 간단하게 제품을 조명/디스플레이 조립체 반대로 이동시킬 수 있다[전술된 단계 a) 및 단계 b)에 대응함]. 따라서, 이미지 포착 및 조명의 수단을 포함하는 조립체와 제품 사이의 상대적 움직임은 라인 내에서 제품의 이동에 의해 또는 라인 내에서 움직이지 않는 제품을 위한 상기 수단의 움직임에 의해 구현된다.
실제로, 제품의 폭에 대한 가는 형상의 조명된 부분은 가장 간단하게는 적어도 하나의 레이저 소스 또는 스트립 광과 같은 광 소스에 의해 발생 되는데, 이러한 레이저 소스 또는 스트립 광은 제품의 반대편에 위치되는 적어도 하나의 광 소스를 포함하며, 상기 제품은 상기 소스 또는 스트립 광에 대해 이동한다. 따라서, 조명[스트립 광 또는 점광원(point source)] 및 디스플레이 조립체는 제품 반대편에 광학 삼각 측량 형태로 배열된다. 제품의 표면상으로 투영되는 레이저 라인을 발생시키는 단일 레이저 점광원(point laser source)에 의한 삼각 측량의 경우에, 투영된 라인의 세기를 디스플레이하기 위한 매트릭스 카메라상의 상기 라인의 변형은 움직임/이동의 평면에 대한 제품 높이를 전달한다. 따라서, 제품 스트랜드에 대해 전달된 상기 높이는 상기 스트랜드에 대한 평탄도(중공/범프)의 간단하고 빠른 측정을 가능하게 한다.
후속적으로, 도면 및 종속항은 본원 발명에 따른 방법의 유리한 양태를 설명하며 상기 방법의 구현을 위해 제공되는 장치의 실시예를 제공한다.
도 1은 본원 발명에 따른 평탄도를 측정하기 위한 방법을 구현하기 위한 개략적 장치를 도시한다.
도 2는 편향 롤 상에서의 측정을 위한 배열을 도시한다.
도 3은 편향 롤들 사이에서의 측정을 위한 배열을 도시한다.
도 4는 열간 압연 밀로부터의 출력에서의 본원 발명의 방법의 실행을 도시한다.
도 5는 시험 벤치 상에서의 본원 발명의 방법의 실행을 도시한다.
도 6은 측정 방법의 역학의 향상을 도시한다.
도 7은 견인력이 없는 상태에서 금속 스트립의 평평함의 측정을 도시한다.
도 1은 야금 처리 라인으로부터의 스트립 또는 플레이트 중 하나의 형태인 금속 제품(1)의 평탄도를 측정하기 위한 방법을 실행하기 위한 장치를 주로 도시하는데, 측정되는 상기 제품은 자연적으로는 외부 견인력이 없는 상태이며, 상기 장치는
- 상기 제품의 면에 인접하게 위치되어 그 면의 일부분(적어도 선형 부분)을 조명하는 적어도 하나의 스트립 광(2)과,
- 상기 부분의 이미지를 포착하기 위한 적어도 하나의 선형 카메라(3)와,
- 처리 라인 내에서 상기 제품의 움직임의 방향(X)을 따르는 반송 수단(ROLL)(여기서는 컨베이어 롤)으로서, 상기 처리 라인은 상기 방향으로의 상기 제품에 대한 스트립 광 및 카메라 조립체의 상대적 움직임을 제공하는, 반송 수단과,
- 측정 방법의 단계 a), 단계 b), 단계 c), 단계 d)를 활성화 및 조정하기 위한 스트립 광 및 카메라를 위한 제어 모듈(CTRL, COM, MOV, SYNC)과,
- 이미지를 수집하고 측정 방법의 단계 e)에 따라 선택된 스트랜드에 대한 평탄도 값을 추정하기 위해 이미지를 수신하는 카메라에 의해 전달되는 데이터를 처리하기 위한 유닛(MEAS)을 포함한다.
특히, 상기 장치는 반송 수단과 제어 모듈 사이에 동기화 유닛(SYNC)을 포함한다. 도 1에서, 이러한 반송 수단은 열간 압연 밀 스탠드[또는 냉간 압연 또는 열간 압연 두꺼운 시트 레벨러(cold- or hot-rolling heavy sheet leveler)], 롤 테이블, 컨베이어 벨트 또는 코일링 플랜트일 수 있는데, 상기 반송 수단은 제품/스트립/플레이트(1)를 그 종방향(X)을 따라 이동시키도록 구동된다. 원칙적으로, 상기 장치는 반송 수단을 제공하는데, 이 반송 수단은 스트립 광 및 카메라에 의해 형성되는 조립체의 정면에서 또는 그 반대로 제품을 이동시키는 수단으로서, 즉 스트립 광 및 카메라에 의해 형성되는 상기 조립체는 제품의 면에 대해 이동된다(따라서 상기 조립체는 예컨대 평평한 지지부 상에서 이동하지 않을 수 있다).
다이어그램 형태로 평평함의 측정을 더 잘 나타내기 위해, 2개의 스트랜드(L1, L2)가 종방향(X)을 따라 거의 인접하고 평행하게 선택되었다. 제1 스트랜드(L1)는 완전한 평탄도를 가지며[그로 인해 상기 스트랜드는 방향(X)을 따라 직선이고] 제2 스트랜드(L2)는 불완전한 평탄도를 나타내는 파동형상[평면(X, Z) 내의 범프/중공 편차]을 가지며, 상기 제품(1)은 거의 견인력을 받지 않는 것으로 가정된다. 하지만, 상기 제품에는 도 1에서 도시되지 않은 외부 견인력이 부차적으로 가해질 수도 있다. 이는 임의의 선 견인(line traction)에 의해 구현될 수 있다. 이 경우, 데이터 처리 유닛(MEAS)은 제품에 가해지는 견인력을 측정하기 위해 관련 모듈에 연결되는데, 이 견인력은 특히 상기 제품에 고유한 (측정된) 견인력에 추가하여 작용한다. 따라서, 상기 관련 측정 모듈은 예컨대 낮은 비평탄도 값(non-flatness value)만을 측정하지만, 본원 발명에 따른 방법은 더욱 확장된 범위의 비평판도 값에 대한 측정을 제공할 수도 있다.
따라서, 도 1의 본원 발명에 따른 방법은 광 세기의 검출된 파를 제공하는데, 이러한 검출된 파는 (선형 카메라(3)에 의해) 측정된 세기의 진폭 변화를 유발하는 각 스트랜드[여기서는 제2 스트랜드(L2)] 내의 중공 및 범프 타입의 배향 변화로부터 기인한 것으로서, 이는 그 자체의 평탄도 값을 가지며 그 자체의 고유 견인력 하에 있는 스트랜드 각각의 길이의 평가에 비교될 수 있다. 제1 스트랜드(L1)의 경우, 일정한 광 반사(R1)가 선형 카메라(3)에 도달하고 측정된 진폭은 스트랜드를 따라 최대를 유지하는 반면에, 카메라 및 스트립 광에 의해 형성되는 조립체 및 제품(1)은 상대적으로 움직이는 상태이다. 이는 제2 스트랜드(L2)에 대한 경우는 아닌데, 제2 스트랜드의 경우에는 상대적 움직임 도중 광 반사(R2)의 변화가 데이터 처리(MEAS, 선형 카메라에 연결됨)에 의해 기록되며, 이는 반사된 광의 주각도가 변화되고 제품상에서의 조명의 직접 반사를 수용하도록 제공되는 카메라의 각도 필드와 관련하여 동일한 위치에서 유지되지 않는다(입사각이 반사각에 근접한다)는 것을 나타낸다. 따라서, 광 반사의 각도로부터 기인하는 이러한 광 변화로부터, 범프/중공 유형의 파는 측정될 수 있으며, 최종적으로 각 스트랜드의 길이가 평가되고 평탄도 값으로 변환될 수 있다.
본원 발명에 따른 방법에 따르면, 제품은 외부의 종방향 견인력에 영향을 받을 수 있다. 이를 위해, 측정된 스트랜드의 방향은 제품에 대해 의심되는 비평탄도를 나타내는 파를 측정하기 위해 평면(X, Y) 내에서 선택될 수 있다(예컨대, 횡방향이 이동 방향으로 취해지는 경우, 타일 효과).
실험적으로, 본원 발명에 따른 방법은 특히 0.1mm와 적어도 150mm 사이의 가변 처리 라인 두께에 대해 확인될 제품의 평탄도의 매우 효과적인 측정을 위해 제공된다. 이는 본원 발명에 따른 방법이 (더 얇은) 스트립과 (더 두꺼운) 플레이트를 포함하는 금속 제품에 특히 양호하게 적합하기 때문이다. 이러한 점에 있어서, 그에 따라 더욱 일반적인 측정 방법이 냉간 및 열간 압연 모두에 의해 생산되는 제품을 위한 압연 또는 레벨링 설비의 입력 및/또는 출력에 적용될 수 있다.
도 2는 롤 상의 측정 배열을 도시하는데, 이때 본원 발명에 따른 방법에 따르면, 조명(2) 및 이미지 포착(3)은 제품 단면에 대해 수행되고, 상기 단면은 위에서 움직이는 제품(1)과 접촉하는 그 생산 라인 중 하나를 따라 편향 롤 상에서 관찰된다. 롤의 회전 축을 통과하는 중앙 평면(미세 점선)에 대해 조명 커튼(2)에 의해 형성되는 각도(θ2)는 상기 중앙 평면에 대해 통과하는 이미지 포착(3)의 평면에 의해 형성되는 각도(θ3)와 동일하거나 유사하다. 이러한 구성으로 인해, 그리고 제품이 위로 통과하는 편향 롤이 스트립 견인 측정 롤도 될 수 있다(그로 인해 평탄도 측정기가 될 수 있다)는 가정하에, 본원 발명에 따른 측정 방법은 측정 롤에 의해 초기에 측정되는 측정 가능한 평탄도 값의 범위를 높임으로써 평탄도 측정을 수행한다. 이러한 측정의 상보성은 예컨대, (롤의 외부 표면의 일부 각도에 대해 권취된 스트립 상에서의 부분적인 분리 효과를 생성하는) 고도의 비평탄도가 존재하는 것이 발견되는 경우의 주된 장점인데, 이 경우 견인력 하에서 평탄도를 측정하기 위한 롤은 이 지점에서 평탄도/견인력을 위한 관련 값을 전달하지 않는다. 따라서, 본원 발명에 따른 방법은 분리 구역에서 쉽게 평탄도 결점을 검출한다.
도 3은 도 2와 유사하지만 편향 롤들 사이에 위치되는 측정 배열(2, 3, θ2, θ3)을 도시하는데, 여기서 본원 발명에 따른 방법에 따르면, 조명(2) 및 이미지 포착(3)은 제품 단면(1)에 대해 수행되고, 상기 단면은 2개의 편향 롤러 사이에서 인장력 하에 있으며 그 면들 중 하나에 대한 어떠한 지지부도 없으며, 특히 이 경우 제품이 이동 금속 스트립(traveling metal strip)인 경우이다. 자연적으로, 야금 라인 구성에 따라, 편향 롤의 편향 접촉시 형성되는 접평면의 공간 배향은 임의의 배향이 될 수 있다. 이러한 구성 하에서 그리고 이동 스트립이 측정을 방해하는 과도한 진동 효과에 영향을 받지 않는다는 가정 하에서, (도 2에서와 같이) 롤 만곡/마모 효과에 의해 유발되는 평탄도 측정 부작용이 유리하게는 제거될 수 있다. 평탄도를 측정하기 위한 본원 발명의 방법은 약 2m x 1km의 치수를 갖는 제품에 대해 1cm 내지 수십cm 범위의 비평탄도 값을 전달한다는 것이 주목되어야 한다. 따라서, 스트립 인장이 정확하게 조절되는 경우, 진동은 1cm(최소 평탄도 측정값) 미만에서 허용될 수 있다.
도 1과 유사하게, 도 4 및 도 5는 압연 밀로부터의 출력에서 본원 발명에 따른 방법의 구현 및 시험 벤치에서의 본원 발명에 따른 방법의 구현을 각각 도시한다.
따라서, 본원 발명에 따른 방법에 따르면, 조명 및 이미지 포획은 제품 단면에 대해 수행되며, 상기 단면은 롤 테이블로 공지된 일련의 상위 롤 발생 라인, 컨베이어 벨트[제품(1) 아래의 일련의 롤들, 도 4 참조], 또는 고정된 지지 테이블(B)(도 5 참조)과 같은 평평한 횡단 구역 상에 위치된다. 조명 및 이미지 포착은 제품 단면에 대해 수행되며, 상기 단면은 압연 밀(LAM) 또는 레벨러와 같은 야금 처리 섹션의 입력 및/또는 출력에 위치되는데, 상기 제품은 각각 냉간 압연 또는 열간 압연된 금속을 주로 포함한다. [압연된 스트립의 헤드가 출력 권취기(output coiler)에 의해 권취되지 않았을 때의 압연 중 또는 레벨링 중의 반송에 의한] 견인력, 또는 (출력 권취기에 의해 주로 가해지는) 외부 견인력이 불가능한, 이러한 평탄도 측정은, 제품의 위치에 따라, 적절한 초기 평탄도 공차 하에서 새롭게 압연 또는 레벨링된 제품을 설명하는 중요한 정보 조각이며, 그 결과 제품은 고품질의 최종 제품이 되도록, 야금, 기계/화학 또는 기타 처리의 하류에서 다른 작업을 겪을 수 있다. 따라서, 견인력 등이 없는 상태에서 작동하는 본원 발명에 따른 방법은 이러한 경우에 특히 적합하다. 또한, 권취기(BOB)가 압연 밀(LAM)의 하류에서 반송 출력의 말미에 위치되는 경우, 본원 발명에 따른 측정 방법은 권취기 상에서 권취되기 전에 이동하는 제품의 일부 상에 수행될 수 있다. 여기서 권취기의 견인력이 평탄도 측정의 프로세스에서 고려되어야 한다.
마지막으로, (도시되지 않은 경우에도, 도 1 및 도 2와 같은 다른 도면뿐만 아니라) 도 4는 조정자를 작동하는 압연 밀(LAM) 또는 레벨러를 위한 입력 데이터(REG)로서 본원 발명에 따른 방법을 사용하는 잠재적 이점을 도시하는데, 상기 방법은 압연 밀 또는 레벨러로부터 나온 제품의 평탄도를 측정한 후에, 압연 밀 또는 레벨러로부터 나온 제품의 측정된 평탄도를 평가하고 부가된 품질 기준에 따라 이를 보정하기 위한 제어 지시를 전달한다.
본원 발명에 따른 방법 및 이전의 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에서와 같은 장치는 또한 야금 처리 도중 제품의 가역적 움직임(도 1 또는 도 4에서 X 방향을 따르는 좌-우 움직임)을 포함하는 평탄도 측정을 위해 쉽게 수행될 수 있다. 다시, 상기 측정은 견인력이 있거나 또는 없는 경우 압연 밀 또는 레벨러 내측 또는 외측에서 이루어질 수 있다.
도 5에서, 제품은 평평한 고정 지지부 상에서 수평으로 위치되며, 상기 지지부 상에는 제품의 평면에 대한 각각의 대향하는 입사 각도(θ2, θ3)에서 스트립 광(2) 및 카메라(3)에 의해 형성되는 조립체가 움직이지 않는 제품의 검사된 면에 대해 평행한 트롤리 순환에 의해 종방향 또는 횡방향으로 이동된다는 것이 주목되어야 한다.
대체로, 도 1에 도시된 장치는 특히 권취될 수 있는 스틸 스트립의 제조로부터 발생하는 미세-결함(수 미크론)에 대한 예컨대 품질 제어의 일부로서 움직이는 스트립의 자동 검사를 허용할 것이며, 적어도 스트립의 폭을 갖는 구역에 대한 조명을 위한 제1 배열 및 상기 구역의 이미지의 획득을 위한 제2 배열을 포함한다. 이러한 배열은 예컨대, FR 05 5 13105에 잘 설명되어 있는데, 조명 배열로서 스트립 광은 스트립 광의 폭을 가로질러 위치되는 일련의 광 다이오드 및 그것이 고출력 발광 다이오드로부터 나오는 광 커튼을 발생시킬 수 있게 하며 적어도 움직이는 스트립의 폭을 가로질러 통과하는 광학기구(optics)를 포함한다. 이미지 획득 배열은 적어도 하나의 카메라(적어도 선형)를 포함하는데, 그 획득 속도는 완전한 스트립의 이미지를 재구성하기 위해 연속적인 스트립의 부분들을 획득하도록 스트립의 이동 속도에 비해 충분히 빠르다. 2개의 배열은 삼각측량(triangulation)으로 공지된 축을 형성하고 스트립 상에서 교차하는 2개의 주요 광학 축을 나타낸다. 일반적으로, 다양한 색상(또는 파장)의 다이오드가 스트립 광 및 카메라 내에 설치되도록 선택될 수 있는데, 일반적으로는 간단한 흑백 카메라(회색 레벨)가 상기 색상을 필터링하기 위한 수단을 제공한다.
본원 발명의 경우에, 검사 장치는, 아날로그를 통하는 경우에도, 1mm 미만의 측정 범위에 대해서는 의도되지 않는데, 즉 검사 장치는 금속 제품 내의 (X, Y, Z에서의) 표면 결점에 대한 (X, Y, Z에서의) 토포그래픽 값(topographic value)을 전달하지 않고, 세기 변화를 측정하여 주로 큰 길이(5m 이상)의 스트랜드 상에서 길이가 수 cm의 증가하는 부분을 측정한다. 따라서, 본원 발명에 따른 방법은 FR 05 13105에서와 같은 시스템을 위한 별개의 측정 용도이다. 이러한 시스템을 얻기를 원하는 본 기술 분야의 숙련된 기술자는 적은 비용으로 2개의 개별 측정 방법을 구현할 수 있는데, 즉 표면 미세결함을 측정하게 할 뿐만 아니라 더욱 거시적인 견인력 및 그에 따른 평탄도 결함을 측정하게 한다. 이러한 2개의 측정 방법은 도 1에 따른 데이터 처리 모듈(MEAS) 및 제어 모듈(CTRL) 내의 컴퓨터 프로그램으로서 부수적으로 구현될 수도 있는데, 이는 2개의 미세결함 및 평탄도 측정 알고리즘을 위한 지원부로서 작용할 것이다.
도 6은 (예컨대, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에서 설명된 바와 같은) 본원 발명에 따른 측정 방법의 역학적 개선점을 나타내는데, 여기서 수 개의 선형 카메라(3, 3')가 관찰되는 광 라인의 횡단선(여기서는 제품의 횡단선)을 따라 분포된다. 이는 아래와 같은 몇 가지 장점을 갖는다:
- 카메라에 의해 측정되는 범위가 더욱 제한되어 더욱 집중적으로 조명/관찰되는 것에 기인한 진폭/세기 측정 역학에 있어서의 증가 - 이는 조명된 구역으로부터의 더 약한 광 반사에 영향을 받는 열간 압연된 또는 매트/다크 제품과 같은 덜 반사적인 제품의 경우에 주목할 만하다.
- (스트립 광이 여기서는 황단선인 부분에 걸쳐 균일하게 조명되어야 하기 때문에) 카메라에서의 세기의 균일성이 더욱 양호하다 - 이는 제품의 림/에지에 상당한 장점을 제공하는데, 반사되어 측정 가능한 광의 더 큰 분포가 존재하기 때문이다.
마지막으로, 도 7은 도 6에 따른 본원 발명에 따른 방법을 이용하여 얻어지는 견인력이 없는 상태에서 금속 스트립의 평탄도의 측정의 일 예를 도시한다. 측정된 금속 스트립은 2m x 1km의 치수와 2mm의 두께를 갖는데, 이 이미지는 2m x 50m를 측정한 스트립의 일부를 나타낸다. 1cm 내지 수십 cm 정도의 범프/중공 유형의 파가 자동적으로 명확하게 측정되어, 컨베이어 벨트 상의 스트립의 단일의 빠른 이동(견인력이 없거나 또는 적어도 견인력이 거의 없음)에 후속하는 스트립 내의 견인력 또는 고유의 평탄도 결함을 관찰할 수 있게 한다. 이 측정에 사용된 장치는 상술된 바와 같이 FR 05 13105에 의해 설명되는 것으로부터 구성되는 시스템이며, 이러한 구성과 관련된 비용은 현재 시장에서 존재하는 평탄도 측정 시스템의 획득과 비교할 때 매우 작다는 것이 발견되었다.

Claims (16)

  1. 야금 처리 라인으로부터의 스트립 또는 플레이트의 형태인 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법으로서, 상기 측정될 제품은 자연적으로는 외부 견인력이 존재하지 않는, 금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법이며,
    a) 균일한 세기 하에서 상기 제품의 적어도 하나의 면의 일 부분을 조명하는 단계와,
    b) 조명된 부분의 광 라인의 이미지를 포착하는 단계와,
    c) 상기 제품과 관련하여 규정된 방향으로 조명된 제품 및 광 라인을 상대적으로 이동시키는 단계와,
    d) 단계 a), 단계 b) 및 단계 c)를 반복하는 단계와,
    e) 세기들의 2차원 분포로 라인의 이미지를 수집하고 제품의 스트랜드 방향을 선택하는 단계로서, 세기들 중 적어도 하나의 파가 검출되는 경우, 상기 파의 국소 진폭 변화가 국소 스트랜드 평탄도 결함 값을 전달하는, 단계
    를 포함하는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    조명된 부분은 적어도 제품의 폭에 대해 연장되고, 선택된 스트랜드 방향은 제품의 길이를 따르는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    조명 및 이미지 포착의 수단 및 제품은 상기 라인 내에서의 제품의 이동에 의해 또는 상기 라인 내에서 이동하지 않는 제품에 대한 상기 수단의 이동에 의해 상대 이동하는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    조명 및 이미지 포착은 제품 단면에 대해 수행되고, 상기 단면은 롤 테이블로 공지된 일련의 상위 롤 생산 라인, 컨베이어 벨트, 또는 고정 지지 테이블과 같은 평평한 횡방향 구역 상에 위치되는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    조명 및 이미지 포착은 제품 단면에 대해 수행되고, 상기 단면은 편향 롤 상에서 관찰되는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    조명 및 이미지 포착은 제품 단면에 대해 수행되고, 상기 단면은 특히 제품이 이동 금속 스트립일 경우 2개의 편향 롤 사이에서 인장력 하에 있는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    조명 및 이미지 포착은 제품 단면에 대해 수행되고, 상기 단면은 압연 밀 또는 레벨러와 같은 야금 처리 섹션의 입력 및/또는 출력에 존재하고, 상기 제품은 각각 냉간 압연 또는 열간 압연된 금속으로 주로 구성되는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제품에는 외부 종방향 및/또는 횡방향 견인력이 가해지는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    제품의 평탄도는 특히 0.1mm와 적어도 150mm사이의 가변 처리 라인 두께에 대해 확인되는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출된 광 세기의 파는 측정된 세기의 진폭 변화를 유발하는 각 스트랜드 내의 중공 또는 범프 유형의 배향 변화로부터 기인하는데, 이것이, 그 자체의 평탄도 값을 가지며 그 자체의 고유 견인력 하에 있는 스트랜드의 각각의 길이의 평가에 비교될 수 있는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    조명된 부분은 제품의 폭에 대해 가는 형상이며 가장 간단하게는, 상기 제품 반대편에 위치되는 적어도 하나의 광 소스를 포함하는 적어도 하나의 레이저 소스 또는 스트립 광과 같은 광 소스에 의해 생성되고, 상기 제품은 상기 소스 또는 스트립 광에 대해 이동하는
    금속 제품의 평탄도를 측정하기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 한 항에 따른 금속 제품(1)의 평탄도를 확인하기 위한 방법을 구현하는 장치이며,
    - 상기 제품의 면에 인접하게 위치되어 그 면의 일부분을 조명하는 적어도 하나의 스트립 광(2)과,
    - 상기 부분의 이미지를 포착하기 위한 적어도 하나의 선형 카메라(3)와,
    - 처리 라인 내에서 상기 제품의 움직임의 방향(X)을 따르는 반송 수단(ROLL)으로서, 상기 제품에 대한 상기 방향으로의 스트립 광 및 카메라 조립체의 상대 이동을 제공하는 반송 수단과,
    - 스트립 광 및 카메라를 위한 제어 모듈(CTRL, COM, MOV, SYNC)과,
    - 이미지를 수집하고 선택된 스트랜드에 대한 평탄도 값을 추정하기 위해, 이미지를 수신하는 카메라에 의해 전달되는 데이터를 처리하기 위한 유닛(MEAS)을 포함하는
    금속 제품의 평탄도를 확인하기 위한 방법을 구현하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    제어 모듈과 반송 수단 사이의 동기화 유닛(SYNC)을 포함하는
    금속 제품의 평탄도를 확인하기 위한 방법을 구현하는 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    데이터 처리 유닛(MEAS)은 특히 상기 제품의 고유의 견인력에 추가하여 상기 제품에 가해지는 견인력을 측정하기 위한 모듈에 연결되는
    금속 제품의 평탄도를 확인하기 위한 방법을 구현하는 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    반송 수단은 스트립 광 및 카메라에 의해 형성되는 조립체의 전방에서 또는 그 반대로 제품을 이동시키는 수단인
    금속 제품의 평탄도를 확인하기 위한 방법을 구현하는 장치.
  16. 조절자를 작동하는 압연 밀 또는 레벨러를 위한 입력 데이터(REG)로서 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법의 사용이며,
    상기 방법은 압연 밀 또는 레벨러로부터 나오는 제품의 평탄도를 측정한 후에, 압연 밀 또는 레벨러로부터 나오는 제품의 측정된 평탄도를 평가 및 보정하기 위한 제어 지시를 전달하는 상기 방법의 사용.
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