KR20150074680A - 비정질 파이버 제조 설비에서 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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공남웅
이상호
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Abstract

비정질 파이버 제조 설비에서 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치 및 방법이 제공된다. 갭 측정 장치는, 비정질 파이버 제조 설비의 냉각휠의 후면에서 노즐의 측면 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 영역에 조명을 조사하는 조명부를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하는 장치에 있어서, 냉각휠의 후면에 배치되어 조명부에 의해 조사된 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부와, 획득된 영상으로부터 노즐의 측면 에지를 검출하는 에지 검출부와, 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 갭 측정 영역을 설정하는 갭 측정 영역 설정부와, 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정하는 갭 측정부를 포함함으로써, 노즐로부터 용융 합금이 배출되는 도중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있다.

Description

비정질 파이버 제조 설비에서 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF MEASURING GAP BETWEEN NOZZLE AND COOLING WHEEL USING REAR LIGHT IN MANUFACTURING AMORPHOUS FIBER}
본 출원은, 비정질 파이버 제조 설비에서 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정에 관한 것이다.
일반적으로 비결정질 합금(이하 '비정질 합금'이라 함)은 금속을 용융 상태에서 급속 냉각시켜 제조되며, 비정질 합금은 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없어 액상의 무질서한 원자배열 상태를 고체 상태까지 유지하게 된다.
비정질 합금은 통상적인 결정질 합금과는 달리 원자들이 불규칙하게 배열함으로써 결정성을 갖지 않는 액상과 유사한 구조를 지닌다. 따라서, 비정질 합금은 결정질 합금의 특징인 결정입계(grain boundary), 전위(dislocation) 등과 같은 결정결함(crystalline imperfection)이 존재하지 않으며, 같은 조성의 결정질 금속에 비하여 우수한 연자성, 초자왜, 강인성, 내식성, 초전도성 등의 우수한 특성을 갖는다.
이러한 비정질 합금 제조 방법으로서는 다이캐스팅/영구주형주조법(die casting/permanent mold casting)과 멜트 스피닝법(melt spinning)이 주로 이용되고 있다. 멜트 스피닝법은 합금을 용융시키는 턴디쉬와, 턴디쉬의 하부 일측에 장착되어 용융 합금을 배출하는 노즐과, 노즐의 하부에 근접 설치되어 회전하는 냉각휠로 구성되며, 턴디쉬 내의 용융 합금이 노즐을 통해 고속으로 회전하는 냉각휠의 원주면에 토출되면서 급속으로 냉각되어, 비정질 상태를 유지하는 일정 폭 및 두께를 가지는 스트립 또는 파이버로 제조된다.
비정질 소재의 특성상 용융 합금은 105K/s 이상의 급속 냉각이 요구되므로 매우 적은 양의 용융 합금만을 냉각휠에 토출되어 급속 냉각된다. 용융 합금을 미세한 양으로 제어하여 냉각휠에 토출하기 위해서는 용융 합금을 배출하는 노즐과 냉각휠 사이에 설정되는 미세 갭의 측정 및 제어가 필수적이다. 노즐과 냉각휠 사이의 갭은 노즐이 냉각휠에 대해 수평을 유지하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭이 일정해야 균일한 두께의 스트립 또는 파이버를 제조할 수 있다.
상술한 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하기 위한 기술은 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0077479호('비정질 파이버 제조설비의 노즐과 냉각휠의 갭 제어장치', 공개일: 2013년 7월 9일)에 개시되어 있다.
하지만, 상술한 문헌에는 화상 인식 카메라를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 자동으로 검출하는 내용만이 개시되어 있을 뿐, 구체적인 방법에 대해서는 언급되어 있지 않다. 더구나, 상술한 문헌의 경우 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않고 있는 경우에만 적용이 가능하며, 노즐로부터 용융 합금이 배출되고 있는 중에는 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정이 불가능하다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2013-0077479호('비정질 파이버 제조설비의 노즐과 냉각휠의 갭 제어장치', 공개일: 2013년 7월 9일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 노즐로부터 용융 합금이 배출되고 있는 중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있는 비정질 파이버 제조 설비에서 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 비정질 파이버 제조 설비의 냉각휠의 후면에서 노즐의 측면 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역에 조명을 조사하는 조명부를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하는 장치에 있어서, 상기 냉각휠의 후면에 배치되어 상기 조명부에 의해 조사된 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 영상으로부터 상기 노즐의 측면 에지를 검출하는 에지 검출부; 상기 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 갭 측정 영역을 설정하는 갭 측정 영역 설정부; 및 상기 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정하는 갭 측정부를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 조명부는, 블루 계열의 조명을 포함하며, 상기 영상 획득부는, 전단에 블루 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 에지 검출부는, 상기 획득된 영상을 이진화하는 이진화부; 상기 이진화된 영상의 수직 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부; 및 상기 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치를 가지는 지점을 상기 노즐의 측면 에지로 판단하는 에지 판단부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 프로파일 생성부는, 상기 이진화된 영상 중 상기 노즐의 하부와 상기 냉각휠의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역으로 설정하는 갭 후보 영역 설정부; 및 상기 설정된 갭 측정 후보 영역에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 수직 프로파일 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역 설정부는, 상기 검출된 노즐의 측면 에지로부터 상기 냉각휠의 폭방향으로 일정 거리 이격되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역 설정부는, 상기 검출된 노즐의 측면 에지, 상기 노즐의 하부 에지 및 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리는, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상으로부터 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 영역일 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 비정질 파이버 제조 설비의 냉각휠의 후면에서 노즐의 측면 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역에 조명을 조사하는 조명부를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하는 방법에 있어서, 상기 냉각휠의 후면에 배치된 영상 획득부에서, 상기 조명부에 의해 조사된 영역의 영상을 획득하는 제1 단계; 에지 검출부에서, 상기 획득된 영상으로부터 상기 노즐의 측면 에지를 검출하는 제2 단계; 갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 갭 측정 영역을 설정하는 제3 단계; 및 갭 측정부에서, 상기 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정하는 제4 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 조명부는, 블루 계열의 조명을 포함하며, 상기 영상 획득부는, 전단에 블루 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제2 단계는, 이진화부에서, 상기 획득된 영상을 이진화하는 단계; 프로파일 생성부에서, 상기 이진화된 영상의 수직 프로파일을 생성하는 단계; 및 에지 판단부에서, 상기 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치를 가지는 지점을 상기 노즐의 측면 에지로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 수직 프로파일을 생성하는 단계는, 갭 후보 영역 설정부에서, 상기 이진화된 영상 중 상기 노즐의 하부와 상기 냉각휠의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역으로 설정하는 단계; 및 수직 프로파일 생성부에서, 상기 설정된 갭 측정 후보 영역에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제3 단계는, 상기 갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지로부터 상기 냉각휠의 폭방향으로 일정 거리 이격되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제3 단계는, 갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지, 상기 노즐의 하부 에지 및 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리는, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상으로부터 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 영역일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 냉각휠의 후면에 노즐과 냉각휠 사이의 갭으로 조명을 조사하는 조명부 및 노즐의 측면 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 영상을 획득하기 위한 영상 획득부를 배치시킨 후, 영상 획득부에서 획득된 영상으로부터 노즐의 측면 에지를 검출하고, 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정함으로써, 노즐로부터 용융 합금이 배출되는 도중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치의 전체 구성도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정을 위한 영상 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정 영역을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치의 전체 구성도로, 조명부(111, 112), 영상 획득부(121, 122), 에지 검출부(130), 갭 측정 영역 설정부(140)와, 갭 측정부(150)를 포함할 수 있다. 한편, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정을 위한 영상 처리 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정 영역을 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 '후면 조명'이란 냉각휠(20)을 기준으로 냉각휠(20)의 후면, 즉 영상 획득부(121, 122)와 동일한 측에 위치한 조명을 말한다.
우선, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정 장치가 적용되는 비정질 파이버 제조 설비는, 용융 합금을 내부에 저장하기 위한 턴디쉬(1)와, 턴디쉬(1)의 하부에 설치되며 턴디쉬(1)로부터 유입되는 융용 합금을 냉각휠(20)로 배출(토출)하는 노즐(10)과, 노즐(10)의 하부에 배치되어 노즐(10)로부터 배출되는 용융 합금을 급속 냉각시키는 냉각휠(20)로 구성되며, 노즐(10)로부터 배출되는 용융 합금은 고속 회전하는 냉각휠(20)에 의해 급속 냉각되어 비정질 금속 파이버를 형성하게 된다. 여기서, 노즐(10)은 냉각휠(20)의 폭방향(X 방향)으로 길게 배치되는 복수의 분사구들(미도시)을 구비할 수 있으며, 노즐(20)의 측면 에지(EG)는, 도 3에서 도시된 바와 같은 경사진 형태 또는 수직 형태일 수 있다.
한편, 조명부(111, 112)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 획득부(121, 122)와 같은 냉각휠(20)의 후면에 배치되며, 냉각휠(20)의 후면에서 노즐(10)의 측면 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 영역(Z1, Z2)에 조명을 조사할 수 있다. 즉, 제1 조명부(111)는 노즐(10)의 좌측 에지가 포함되도록, 제2 조명부(112)는 노즐(10)의 우측 에지가 포함되도록 조명을 조사할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 조명부(111, 112)는 블루 계열의 조명을 포함할 수 있다.
그리고, 영상 획득부(121, 122)는, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device) 카메라일 수 있으며, 냉각휠(20)을 기준으로 조명부(111, 112)와 같은 측에 배치되어 조명부(111, 112)에 의해 조사된 영역의 영상을 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 영상 획득부(121, 122)의 전단에는 블루 필터를 포함할 수 있다. 즉, 노즐(10)로부터 배출되는 용융 합금은 레드 계열의 성분이 크기 때문에, 상술한 조명부(111, 112)는 블루 계열의 조명을 사용하는 한편, 영상 획득부(121, 122)의 전단에는 블루 필터를 사용함으로써, 번짐을 방지하는 효과가 있다.
구체적으로, 제1 영상 획득부(121)는, 노즐(10)의 좌측 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 제1 영역(Z1)에 대한 영상을, 제2 영상 획득부(122)는 노즐(10)의 우측면 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 제2 영역(Z2)에 대한 영상을 획득한 후 이를 에지 검출부(130)로 전달할 수 있다.
에지 검출부(130)는, 이진화부(131), 프로파일 생성부(132) 및 에지 판단부(133)를 포함하여 이루어지며, 영상 획득부(121, 122)로부터 획득된 영상으로부터 노즐(10)의 측면 에지를 검출할 수 있다. 이하에서는 발명의 이해를 돕기 위해 제1 영역(Z1)에 대한 영상을 기준으로 설명하나, 제2 영역(Z2)에 대한 영상에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
구체적으로, 에지 검출부(130) 중 이진화부(131)는, 영상 획득부(121, 122)로부터 획득된 영상을, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이진화할 수 있다(도 2a는 노즐(10)의 좌측 에지를 포함하는 이진화된 영상을 예시적으로 도시하고 있음). 이진화된 영상은 프로파일 생성부(132)로 전달될 수 있다.
다음, 에지 검출부(130) 중 프로파일 생성부(132)는, 이진화부(131)로부터 전달받은 이진화된 영상에 대해서, 도 2c에 도시된 바와 같은 수직 프로파일을 생성할 수 있다. 도 2c에서 가로축은 도 2a 영상의 가로축을, 세로축은 도 2a 영상의 각 열에 대하여 화소값을 모두 더한 값(즉, 수직 프로파일)을 의미한다.
한편, 수직 프로파일을 구하는데 걸리는 연산 시간을 저감하기 위해, 프로파일 생성부(132)는, 이진화된 영상(도 2a 참조) 중 노즐(10)의 하부와 냉각휠(20)의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역(도 2b 참조)으로 설정하는 갭 후보 영역 설정부(132a)와, 설정된 갭 측정 후보 영역(도 2b 참조)에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 수직 프로파일 생성부(132b)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 에지 검출부(130) 중 에지 판단부(133)는, 프로파일 생성부(132)에서 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치(201)를 가지는 지점을 노즐의 측면 에지로 판단할 수 있다. 즉, 도 2c의 수직 프로파일에 대하여, 가로 방향으로 수직 프로파일을 미분할 수 있으며, 그 결과 도 2d와 같은 수직 프로파일의 미분값을 구할 수 있다. 도 2d에서 미분값이 최대값(201)을 가지는 지점을 노즐(10)의 측면 에지로 검출할 수 있는 것이다.
한편, 갭 측정 영역 설정부(140)는, 도 2e에 도시된 바와 같이, 검출된 노즐(10)의 측면 에지를 기준으로 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 갭 측정 영역(300)을 설정할 수 있다.
도 3에는 도 2e에 도시된 갭 측정 영역(300)을 확대한 도면이 도시되어 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 갭 측정 영역(300)은 에지 검출부(130)에서 검출한 노즐의 에지(EdGe, EG)를 기준으로 측면 에지(EG)로부터 일정 거리(L) 이격된 상태로, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부가 포함되도록 설정될 수 있다. 즉, 갭 측정 영역(300)의 노즐(10)에는 분사구들(미도시)이 구비되어 있지 않기 때문에 갭 측정 영역(300)에는 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출되지 않으며, 이에 따라 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출되는 동안에도 설정된 갭 측정 영역(300)의 영상으로부터 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리(즉, 갭)을 측정할 수 있는 것이다. 상술한 일정 거리(L)는 분사구들이 구비된 위치에 따라 결정될 수 있는 값이다. 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 갭 측정 영역(300)은 에지 검출부(130)에서 검출한 노즐(10)의 측면 에지(EdGe, EG), 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부가 포함되도록 설정될 수도 있다.
마지막으로, 갭 측정부(150)는, 갭 측정 영역 설정부(140)에서 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리인 갭(도 3의 G 참조)을 측정할 수 있다.
즉, 영상 획득부(121, 122)에 의해 획득된 영상, 즉 노즐(10)의 측면 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 영상 중 위에서 설정한 갭 측정 영역(300)에 대하여 이진화 과정, 에지 검출 알고리즘을 적용하여 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지를 검출한 후, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리(즉, 갭)를 측정할 수 있다.
상술한 갭 측정 영역(300)의 설정은, 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정될 수 있다. 그리고, 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상에 기초하여 갭 측정부(150)는, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리를 측정 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 냉각휠의 후면에 노즐과 냉각휠 사이의 갭으로 조명을 조사하는 조명부 및 노즐의 측면 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 영상을 획득하기 위한 영상 획득부를 배치시킨 후, 영상 획득부에서 획득된 영상으로부터 노즐의 측면 에지를 검출하고, 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정함으로써, 노즐로부터 용융 합금이 배출되는 도중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 우선 영상 획득부(121, 122)는, 냉각휠(20)을 기준으로 조명부(111, 112)와 같은 냉각휠(20)의 후면에 배치되어 조명부(111, 112)에 의해 조사된 영역의 영상을 획득할 수 있다(S401). 한편, 조명부(111, 112)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 획득부(121, 122)와 같은 냉각휠(20)의 후면에 배치되며, 냉각휠(20)의 후면에서 노즐(10)의 측면 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 영역(Z1, Z2)에 조명을 조사할 수 있음을 상술한 바와 같다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 조명부(111, 112)는 블루 계열의 조명을 사용하는 한편, 영상 획득부(121, 122)의 전단에는 블루 필터를 사용함으로써, 번짐을 방지하는 효과가 있다.
다음, 에지 검출부(130)는, 영상 획득부(121, 122)로부터 획득된 영상으로부터 노즐(10)의 측면 에지를 검출할 수 있다(S402).
다음, 갭 측정 영역 설정부(140)는, 검출된 노즐(10)의 측면 에지를 기준으로 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부를 포함하는 갭 측정 영역(300)을 설정할 수 있다(S403).
마지막으로, 갭 측정부(150)는, 갭 측정 영역 설정부(140)에서 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리인 갭(도 3의 G 참조)을 측정할 수 있다(S404).
상술한 갭 측정 영역(300)의 설정은, 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정될 수 있다. 그리고, 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(10)로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상에 기초하여 갭 측정부(150)는, 노즐(10)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부 에지까지의 거리를 측정 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 냉각휠의 후면에 노즐과 냉각휠 사이의 갭으로 조명을 조사하는 조명부 및 노즐의 측면 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 영상을 획득하기 위한 영상 획득부를 배치시킨 후, 영상 획득부에서 획득된 영상으로부터 노즐의 측면 에지를 검출하고, 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정함으로써, 노즐로부터 용융 합금이 배출되는 도중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
1: 턴디쉬 10: 노즐
20: 냉각휠 111, 112: 조명부
121, 122: 영상 획득부 130: 에지 검출부
131: 이진화부 132: 프로파일 생성부
132a: 갭 후보 영역 설정부 132b: 수직 프로파일 생성부
133: 에지 판단부 140: 갭 측정 영역 설정부
150: 갭 측정부 300: 갭 측정 영역
G: 갭 EG: 에지

Claims (16)

  1. 비정질 파이버 제조 설비의 냉각휠의 후면에서 노즐의 측면 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역에 조명을 조사하는 조명부를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하는 장치에 있어서,
    상기 냉각휠의 후면에 배치되어 상기 조명부에 의해 조사된 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 획득된 영상으로부터 상기 노즐의 측면 에지를 검출하는 에지 검출부;
    상기 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 갭 측정 영역을 설정하는 갭 측정 영역 설정부; 및
    상기 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정하는 갭 측정부를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명부는, 블루 계열의 조명을 포함하며,
    상기 영상 획득부는, 전단에 블루 필터를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에지 검출부는,
    상기 획득된 영상을 이진화하는 이진화부;
    상기 이진화된 영상의 수직 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부; 및
    상기 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치를 가지는 지점을 상기 노즐의 측면 에지로 판단하는 에지 판단부를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로파일 생성부는,
    상기 이진화된 영상 중 상기 노즐의 하부와 상기 냉각휠의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역으로 설정하는 갭 후보 영역 설정부; 및
    상기 설정된 갭 측정 후보 영역에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 수직 프로파일 생성부를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역 설정부는,
    상기 검출된 노즐의 측면 에지로부터 상기 냉각휠의 폭방향으로 일정 거리 이격되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역 설정부는,
    상기 검출된 노즐의 측면 에지, 상기 노즐의 하부 에지 및 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정되며,
    상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리는, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상으로부터 측정되는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  8. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역은,
    상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 영역인 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 장치.
  9. 비정질 파이버 제조 설비의 냉각휠의 후면에서 노즐의 측면 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역에 조명을 조사하는 조명부를 이용하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 냉각휠의 후면에 배치된 영상 획득부에서, 상기 조명부에 의해 조사된 영역의 영상을 획득하는 제1 단계;
    에지 검출부에서, 상기 획득된 영상으로부터 상기 노즐의 측면 에지를 검출하는 제2 단계;
    갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 갭 측정 영역을 설정하는 제3 단계; 및
    갭 측정부에서, 상기 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정하는 제4 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조명부는, 블루 계열의 조명을 포함하며,
    상기 영상 획득부는, 전단에 블루 필터를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    이진화부에서, 상기 획득된 영상을 이진화하는 단계;
    프로파일 생성부에서, 상기 이진화된 영상의 수직 프로파일을 생성하는 단계; 및
    에지 판단부에서, 상기 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치를 가지는 지점을 상기 노즐의 측면 에지로 판단하는 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수직 프로파일을 생성하는 단계는,
    갭 후보 영역 설정부에서, 상기 이진화된 영상 중 상기 노즐의 하부와 상기 냉각휠의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역으로 설정하는 단계; 및
    수직 프로파일 생성부에서, 상기 설정된 갭 측정 후보 영역에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지로부터 상기 냉각휠의 폭방향으로 일정 거리 이격되며, 상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    갭 측정 영역 설정부에서, 상기 검출된 노즐의 측면 에지, 상기 노즐의 하부 에지 및 상기 냉각휠의 상부를 포함하는 영역을 갭 측정 영역으로 설정하는 단계를 포함하는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역은, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정되며,
    상기 노즐의 하부 에지와 상기 냉각휠의 상부 에지까지의 거리는, 상기 노즐로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상으로부터 측정되는 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
  16. 제9항, 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 측정 영역은,
    상기 노즐로부터 용융 합금이 배출되지 않는 영역인 후면 조명을 이용한 노즐과 냉각휠 사이의 갭 측정 방법.
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