KR20150093802A - 금속 평탄 제품의 평탄도 측정 및 잔류 응력 측정 - Google Patents

금속 평탄 제품의 평탄도 측정 및 잔류 응력 측정 Download PDF

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로베르트 린스보트
안스가르 그뤼스
라이네르 부르게르
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피터 헌트
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프리메탈스 테크놀로지스 오스트리아 게엠베하
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Abstract

본 발명은 금속 평탄 제품(1)에서 평탄도 측정 및 잔류 응력들을 측정하는 것에 관한 것이다. 본 발명에 의해 해결되는 문제는 기존 평탄도 측정 장치(6)들 및/또는 방법들의 정확성 및 신뢰성을 증가시킨다. 이러한 문제는, 하기 방법 단계들을 갖는 금속 평탄 제품(1)의 평탄도를 측정하는 방법에 의해 해결되며, 상기 방법은, 절곡 장치(3)에서 상기 평탄 제품(1)을 절곡하여, 절곡 후에 평면식 평탄 제품(1)이 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 아크(5)를 형성하는 단계; 평탄 제품(1)의 폭 방향으로 다수의 위치(y)들에서 절곡된 평탄 제품(1)의 아크(5) 구역에서의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 단계; 및 절곡된 평탄 제품(1)의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품(1)의 평탄도를 판정하는 단계를 포함한다.

Description

금속 평탄 제품의 평탄도 측정 및 잔류 응력 측정 {FLATNESS MEASURING AND MEASURING OF RESIDUAL STRESSES FOR A METALLIC FLAT PRODUCT}
본 발명은, 금속 평탄 제품의 평탄도를 측정하는 방법, 금속 평탄 제품의 잔류 응력들을 측정하는 방법 및 금속 평탄 제품의 평탄도를 측정하거나 잔류 응력들을 측정하는 장치에 관한 것이다.
열간(hot) 또는 냉간 압연기(cold rolling mill)에서 금속, 바람직하게는 강 또는 알루미늄제 평탄 제품(예컨대, 강 스트립)을 생산할 때, 또는 평탄 제품 또는 시트의 품질을 제어할 때, 평탄 제품의 평탄도가 고수준의 정확도로 판정될 수 있다면 유리하다. 원칙적으로, 비 접촉(non-contact)(또한, 무접촉(contactless)으로서 언급됨) 및 접촉(즉, 무접촉식이 아님(non-contactless)) 측정 방법들이 당업자들에게 공지되어 있다. 무접촉식이 아닌 측정 방법들(예컨대, 압력-감지식(pressure-sensitive) 측정 롤러들)은, 측정 롤러와의 접촉이 평탄 제품을 냉각시키며 측정 롤러들이 스케일(특히, 열간 압연 중) 또는 다른 오염물(dirt)에 의해 쉽게 오염될 수 있다는 단점을 갖는다. 또한, 무접촉식이 아닌 평탄도 측정은, 규정된 최소 장력을 필요로 하며, 그 결과 한편으로는 측정 정확도가 악영향을 받으며, 다른 한편으로는, 예컨대, 장력이 없는(tensionless) 스트립 헤드 또는 스트립 풋(foot)의 평탄도가 판정될 수 없다. 무접촉 측정 방법들은 이 방법들의 정확도가 불충분하다(insufficiently accurate)는 단점을 갖는다.
다음 논문으로부터 공지된 것이 다양한 평탄도 측정 방법들 및 측정 장치들이다: 파비앙 로게스(Fabian Loges)에 의한 "평탄 압연 중 스트립 평탄도를 측정하고 조절하는 새로운 전략들의 연구(Entwicklung neuer Strategien zur Messung und Regelung der Bandplanheit beim Flachwalzen), 카젤 대학 출판부(Kassel University Press), ISBN 978-3-89958-754-8, 2009". 상기 문헌은 평탄도를 측정하는 방법들의 정확도가 어떻게 추가로 개선될 수 있는지에 대해서는 입증하지 못하고 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 기존의 평탄도 측정 장치들 또는 평탄도 측정 방법들의 정확도 및 신뢰성을 더 개선하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은, 금속 평탄 제품에서의 잔류 응력들을 측정하는 방법 및 장치를 특정하는 것이다.
먼저 언급된 목적은, 금속 평탄 제품, 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 압연 제품, 특히 강 스트립의 평탄도를 측정하는 방법에 의해서 성취되며, 상기 방법은 절곡 장치에서 상기 평탄 제품을 절곡하여, 절곡 이후에, 평면식 평탄 제품이 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 아크를 형성하는 단계; 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치(y)들에서 절곡된 평탄 제품의 아크 구역에서의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 단계; 절곡된 평탄 제품의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품의 평탄도를 판정하는 단계를 포함한다.
전형적으로, 금속 평탄 제품(예컨대, 예비 압연(pre-rolling) 또는 마무리 압연(finishing rolling) 라인으로부터의 강 스트립)은 압연 컨베이어 상에서 수평 평면으로 이송된다. 평탄도가 측정될 때, 평탄 제품은 절곡 장치에서 아크를 형성하도록 절곡되어, (평탄 제품이 완벽하게 평면이라고 가정하면) 평탄 제품은 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 자유 아크를 형성한다.
평탄 제품이 절곡될 때, 평탄 제품은 아크를 형성하도록 상방으로 절곡된다면 유리하다. 용어 "아크를 형성하도록 상방으로"는, 평탄 제품의 상방 절곡을 말하며, 절곡된 평탄 제품의 아크의 중심점은, 아크의 정점 아래에서 수직 방향으로 위치된다. 평탄 제품이 "상방으로" 절곡된다는 사실은, 오염 입자들(예컨대, 스케일) 그리고 또한 냉각수가 아크의 상부 구역으로부터(특히, 정점으로부터) 자동으로 제거되며, 이에 의해 평탄도 측정의 정확도를 개선한다는 것을 의미한다. 대안으로, 또한 평탄 제품은 물론 수평 평면에서 측면 방향으로 또는 "하방으로" 절곡될 수 있다.
이후, 특히 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치들(y)에서 절곡된 평탄 제품의 아크 구역에서(즉, 운송 방향에 직각(right angles) 그리고 평탄 제품의 두께 방향에 직각), 실제 절곡 반경(r(y))을 측정함으로써, 평탄 제품의 윤곽이 측정된다. 이는, 본질적으로, 평탄도가 비접촉 또는 비접촉식이 아닌 방식으로 측정되는지의 여부는 여기에서는 관련이 없다.
본 발명의 방법에 의해, 평탄도가 절곡된 평탄 제품 상에서 측정된다. 따라서, 형상 또는 평탄도 편차들은 절곡된 평탄 제품의 윤곽의 변화를 유발한다. 윤곽이 측정되고 평탄도가 그로부터 판정된다.
평탄도 측정의 정확도를 개선하기 위해서, 평탄 제품이 적어도 측정 위치(이상적으로, 또한 측정 위치 이전 및 이후의 길이 방향 세그먼트)에서 "자유 아크"(즉, 비 클램핑식 아크(non-clamped arc))를 형성할 수 있다면 바람직하다. 일반적으로, 이는 측정 위치가 투입측 상에 또는 출력 측 상에 절곡 장치로부터 운송 방향으로 가능한 한 가장 큰 간격이라면 바람직하다.
절곡된 평탄 제품의 윤곽이 측정된 이후, 평탄 제품의 평탄도는 측정된 윤곽 또는 측정된 실제 절곡 반경(r(y))을 고려하여 결정된다. 평탄도 및 이를 위한 공통 파라미터들(예컨대, I 유닛(I), 높이(H), % 경사도(steepness)(S), % 연신율(e) 및 % 평탄도(f))의 판정은 예컨대, 브이.비. 긴츠부르크(V.B. Ginzburg)로부터의 "고품질 강 압연; 이론과 실제(High-quality steel rolling: theory and practice), Marcel Dekker Inc., 1993"의 챕터 1" 기하학적 파라미터들의 정의들(Definitions of Geometrical Parameters)"로부터 당업자에게 공지되어 있다.
윤곽이 측정된 후에, 절곡된 평탄 제품은 전형적으로 다시 뒤로(back) 절곡되며, 다시 절곡된 평탄 제품은 다음 처리 단계로 압연 컨베이어 상에서 이송된다.
정상적으로, 평탄도는 예비 압연과 최종 압연 사이에서 또는 최종 압연과 냉각 섹션에서 평탄 제품의 냉각 사이에서 측정된다. 그러나, 냉각 후, 예컨대, 스트립이 코일로 되기 직전에, 평탄도가 측정되는 것도 동등하게 가능하다. 이는, 스트립의 평탄도가 판매 상태의 준비가 된 것(ready for sale state)으로 판정되는 것을 허용한다.
운송 방향에 대해 직각뿐만 아니라 길이 방향으로 평탄 제품의 평탄도를 평가할 수 있도록, 유리하게는, 윤곽, 특히 절곡된 평탄 제품의 실제 절곡 반경(r(x, y))이 평탄 제품의 길이 방향으로의 다수의 위치(x)들에서 측정되고, 평탄 제품의 평탄도가 절곡된 평탄 제품의 측정된 윤곽들을 고려하여 평탄 제품의 길이 방향으로 다수의 위치(x)들에 대해 판정된다.
평탄 제품을 추가 처리할 때, 예컨대 레이저 절삭 중, 가능한 가장 평면인 형상을 성취하기 위해서, 평탄 제품의 평탄도가 저장되고 추가 처리 중 고려된다면, 유리하다. 폭 방향 및 길이 방향 양자 모두로의 평탄 제품의 평탄도가 저장된다면, 특히 유리하다. 추가 처리 중 평탄도를 고려하는 가장 단순한 방법은, 충분히 평면이 아닌 평탄 제품의 구역들을 절취하는 것이다.
두 번째로 언급되는 목적은, 금속 평탄 제품, 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 평탄 제품, 특히 강 스트립의 잔류 응력들을 측정하는 방법에 의해 성취되며, 상기 방법은, 절곡 장치에서 상기 평탄 제품을 절곡하여, 절곡 후에, 잔류 응력이 없는 평탄 제품이 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 아크를 형성하는 단계; 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치(y)들에서 절곡된 평탄 제품의 아크 구역에서의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 단계; 예컨대, σx(y)=Eㆍεx(y)=Eㆍ(r0-r(y))/r0에 의해 상기 절곡된 평탄 제품의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품의 잔류 응력(σx(y))을 연산하는 단계를 포함한다.
금속 평탄 제품은 또한 전형적으로 잔류 응력들이 측정되기 이전에 압연 컨베이어 상의 수평 방향 평면에서 이송된다. 평탄도를 측정할 때와 같이, 평탄 제품은 절곡 장치에서 아크를 형성하도록 절곡되어, 평탄 제품이 완벽하게 잔류 응력들이 없는 것으로 가정하면, 절곡된 평탄 제품은 목표 절곡 반경(r0)을 형성한다.
평탄도를 측정하기 위해 부여된 상세들은, 평탄 제품을 절곡하는 단계 및 윤곽을 측정하는 단계의 2 단계에 동일하게 유지한다. 평탄도를 측정할 때와는 다르게, 평탄 제품의 잔류 응력(σx(y))은 평탄 제품의 폭에 걸쳐 측정된 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))으로부터 계산된다. 특정 공식이 1 차원 응력 상태(압연된 스트립들에서 종종 발생하는 바와 같음)에 대해 충분히 정확하다. 물론, 대응하는 관계들은, 예컨대 2 차원 응력 상태와 같은 보다 복잡한 응력 상태들을 위해 기계 과학으로부터 당업자에게 또한 공지된다.
잔류 응력들이 절곡된 평탄 제품 상에서 측정되는 본 발명의 방법에 의해, 결과적으로, 평탄 제품에 국부적으로 존재하는 잔류 응력들이 퍼지는 것을 허용한다(도 2b 참조, 여기서 인장 응력들을 갖는 구역들이 내측방으로 퍼지고, 압축 응력들을 갖는 영역들이 외측방으로 퍼짐). 퍼짐(spread)은 절곡된 평탄 제품의 윤곽 변화를 필요로 한다. 윤곽이 측정되고 잔류 응력들이 이로부터 계산된다.
평탄 제품의 하나의 길이방향 위치에서뿐만 아니라 길이 방향으로 수개의 위치들에서 평탄 제품의 잔류 응력들을 평가할 수 있도록, 유리하게는, 윤곽, 특히 절곡된 평탄 제품의 실제 절곡 반경(r(x, y))이 평탄 제품의 길이 방향으로의 다수의 위치(x)들에서 측정되고, 평탄 제품의 잔류 응력이 예컨대 σx(x, y)=E.εx (x, y)=Eㆍ(r0-r(x, y))/r0에 의해, 절곡된 평탄 제품의 측정된 윤곽들을 고려하여 평탄 제품의 다수의 위치(x)들에 대해 연산된다.
평탄 제품의 잔류 응력(σx)들이 추가 처리중 저장 및 고려된다면, 특히 유리하다. 폭 방향 및 길이 방향 양자 모두로의 평탄 제품의 잔류 응력들이 저장된다면, 특히 유리하다. 추가 처리 중 잔류 응력들을 고려하는 가장 단순한 방법은, 높거나 불균일한(non-homogenous) 잔류 응력들을 갖는 구역들을 절취하는 것이다. 이는, 구성요소들이 특히 정확한 형상들로 생산되는 것을 허용한다. 특히 유리하게는, (때로, 국부적으로 불균일한) 잔류 응력 등을 고려하여 구성요소의 형상(윤곽)의 예비(preliminary) 연산을 실행하여, 잔류 응력들을 받게 되는 시트로부터 절단된(cut) 구성요소는 절취(cutting out) 후에 소망하는 형상을 갖는다(또한, 도 9a, 9b 참조).
평탄도 측정 또는 잔류 응력 측정의 정확도는, 평탄 제품이 본질적으로 장력이 없고 압력이 없다면, 즉, 측정 중 인장 응력 또는 압축 응력이 없거나 단지 적다면, 추가로 개선될 수 있다. 이를 성취하기 위해서 당업자들에게는 충분히 많은 수의 옵션들이 공지되어 있다. 예컨대, 투입측 절곡 장치의 입구 롤러들 및/또는 출구측 절곡 장치의 출구 롤러들의 입구측 및/또는 출구측 토크는, 평탄 제품이 측정 중 대체로 장력이 없고 압력이 없도록 설정될 수 있다. 상기 롤러 쌍들이 구동되지 않도록 설계되어야 한다면, 평탄 제품이 측정 중 대체로 장력이 없고 압력 없이 유지되도록, 토크들은 또한 외부 구동장치들(즉, 운송 방향으로 입구 롤러들 이전에 또는 출구 롤러들 이후에 드라이버들)에 의해 설정될 수 있을 것이다. 장력이 없는 평탄 제품(특히, 스트립)에는 장력 또는 압력으로 인한 변형들(예컨대, 수축부(constriction)들)이 나타나지 않으며, 이에 의해 측정의 정확성을 개선한다.
평탄도가 측정되거나 잔류 응력이 측정될 때의 열전달로 인한 평탄 제품의 냉각은, 측정이 다수의 광학 빔들, 특히 레이저 빔들에 의해 광학적으로 실행되고, 광 빔이 광원으로부터 평탄 제품 상으로 방사되고, 광 빔이 평탄 제품의 표면에 의해 반사되고, 상기 반사된 광 빔이 리시버에 의해 수신된다면 방지될 수 있다. 평탄도 또는 잔류 응력의 지표로서의 평탄 제품의 절곡 반경은, 광 빔의 통과 시간(transit time)에 의해, 발광된 광 빔과 수신된 광 빔 사이 위상 차이에 의해 또는 삼각 측량(triangulation)에 의해, 에미터(emitter), 평탄 제품 및 리시버 사이 거리에 걸쳐 판정될 수 있다. 본 출원에서, "반사된"은 또한 표면에서의 확산 반사(diffuse reflection)(산란(scatter))를 지칭한다.
콤팩트한 거리 측정 장치는, 광 빔이 에미터/리시버, 즉, 에미터 및 리시버 양자 모두를 포함하는 장치에 의해 발광되고 역으로 수신된다면 성취될 수 있다.
그의 길이 방향 및 폭 방향으로의 평탄 제품의 윤곽을 위한 다수의 값들을 얻기 위해서, 다수의 광 빔들은 광 격자의 형태로 평탄 제품 상으로 투사될 수 있다. 광 빔들은, 평탄 제품의 표면에 의해 반사되며, 반사된 광 빔들은 예컨대 하나 또는 그 초과의 카메라들에 의해 수신된다. 카메라 이미지들은 바람직하게는 실시간으로 분석된다.
특히 단순한 에미터/리시버가 평탄 제품의 폭 방향으로 이동된다(또한, 트래버싱(traversing)으로서 언급됨).
대안으로, 다수의 광 원들 및 다수의 리시버들은 평탄 제품의 폭 방향으로 배열될 수 있으며, 실제 절곡 반경(r(y))의 측정은 본질적으로 절곡된 평탄 제품의 폭 방향으로 동시에 발생한다. 이는 이동하는 평탄 제품의 평탄도 또는 잔류 응력이 다수의 위치들에서-운송 방향에 직각으로 동시에 판정되는 것을 허용한다. 다수의 위치들에서 거리 측정들이 동시에 개시되며 측정 또는 조절 시스템의 샘플링 단계 내에서 분석된다면, 여기에서는 유리하다.
본 발명의 방법은, 압연기(rolling mill)에서 금속 평탄 제품, 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 평탄 제품, 특히 강 스트립의 평탄도를 조절하는 데 특히 적합한데, 상기 방법은, 상기 압연기에서 평탄 제품을 압연하는 단계; 제 1 항 내지 제 3 항 그리고 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 압연된 평탄 제품의 실제 평탄도(PAct)의 평탄도를 측정하는 단계; 목표 평탄도(PTar)와 실제 평탄도(PAct) 사이의 조절 에러(e)(e = PTar - PAct)를 판정하는 단계; 레귤레이터에 의해 조절 에러(the regulating error)(e)에 따라 교정 변수(correcting variable)(u)를 판정하는 단계; 상기 압연기의 압연 스탠드에서 액츄에이터에 교정 변수(u)를 적용하여, 조절 에러가 최소화되는 단계를 포함한다.
이는, 상이한 작동 조건들에서조차 평탄 제품의 평탄도를 높은 수준으로 유지한다. 압연기의 압연 스탠드에서 (열간 또는 냉간) 압연된 평탄 제품의 실제 평탄도 및 목표 평탄도(PTar)와 실제 평탄도(PAct) 사이의 편차(소위, 조절 에러)(e)가 여기서 판정된다. 이후, 레귤레이터는 교정 변수(u)를 판정하기 위해서 조절 에러를 사용하는데, 이는 압연 스탠드의 하나 이상의 액츄에이터(예컨대, UC 또는 CVC 압연 스탠드에서의 롤 변형(roll deflection)을 위한 액츄에이터)에 공급되어, 이에 의해 조절 에러(e)를 최소화한다. 이러한 조치는 평탄 제품의 압연 중 평탄도 에러들이 방지되는 것을 허용한다. 이는, 평탄 제품에서의 기복(undulation)들(예컨대, 이른바 롱 센터(long center), 롱 에지(long edge)들, 쿼터 버클(quarter buckle)들, 에지 버클(edge buckle)들, 센터 버클(center buckle)들, 사이드 버클(side buckle)들 등)이 회피되는 것을 허용한다; 상기 인용된 긴츠부르그(Ginzburg)에 의한 책에서 도 1.13 "스트립 매니페스트 형상의 형태들(Forms of strip manifest shape)"을 또한 참조함.
평탄도 조절을 위한 상기 방법이 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치들에서 실행되고, 평탄 제품의 기하학적 형상이 다수의 액츄에이터들에 의해 명확하게 영향을 받는다면, 특히 유리하다.
절곡된 평탄 제품의 윤곽 또는 절곡 반경(r(y))의 측정 중, 측정 얼마 전(shortly before), 바람직하게는 측정 직전(immediately before)에 또는 윤곽의 측정 얼마 후(shortly after), 바람직하게는 측정 직후(immediately after), 평탄 제품의 (길이방향) 섬유의 온도(T(y))는 폭 방향(y)으로 측정되며, 상기 섬유의 온도(T(y))는 평탄도를 판정하거나 잔류 응력을 계산할 때 고려된다면, 평탄도 또는 잔류 응력을 측정할 때, 정확도가 더 개선될 수 있다.
이는, 평탄 제품의 국부적인 열팽창의 영향을 고려하여, 그 결과로서, 예컨대 스트립(열간 압연 중 종종 더 차가움)의 에지의 평탄도 또는 잔류 응력들을 높은 수준의 정확도로 판정하는 것을 또한 가능케 한다. 예컨대, 고온계(pyrometer)들 또는 적외선 카메라를 사용하여 측정이 실행될 수 있다. 측정에 대한 대안으로서, 예컨대, 열간 압연 중 평탄 제품에서의 온도 분포가 연산 모델(calculation model)을 사용하여 판정될 수 있었다. 이는, 바람직하게는 온라인으로 행해진다. 스트립에서의 국부적 온도들은, 또한 상류 및/또는 하류 측정과 연산 모델의 조합을 이용하여 판정될 수 있다. 연산 모델은 예컨대, 스트립의 열 용량(thermal capacity) 및 열 전도도, 주위환경의 방사율(emissivity), 대류, 주위 온도 및 열 복사(thermal radiation)를 고려한다.
도입부에 인용된 목적은, 또한 금속 평탄 제품의 평탄도를 측정하거나 잔류 응력들을 측정하는 장치에 의해 성취되며, 상기 장치는, 평탄 제품을 이송하기 위한 투입측 압연 컨베이어; 상기 평탄 제품을 절곡하기 위해서 2 이상의 입구 롤러들을 가져, 절곡된 평탄 제품이 절곡 반경(r0)을 형성할 수 있는 투입측 절곡 장치; 윤곽, 특히 평탄 제품의 폭 방향으로의 다수의 위치들에서 절곡된 평탄 제품의 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 거리 측정 장치; 및 신호들을 교체하기 위한 거리 측정 장치에 연결되는, 평탄 제품의 잔류 응력들 또는 평탄도를 판정하는 연산 장치를 포함한다.
투입측 압연 컨베이어는 금속 평탄 제품의 평탄도를 측정하거나 잔류 응력들을 측정하는 장치로 평탄 제품을 이송한다. 투입측 절곡 장치의 2 개의 입구 롤러들(이는, 전형적으로 평탄 제품의 두께 방향으로 서로 대향하여 놓임)은 절곡된 평탄 제품이 절곡 반경(r0)(평탄 제품은, 평탄도를 측정할 때 본질적으로 평면이며 또는 본질적으로 잔류 응력들이 없는 것으로 가정됨)을 형성하는 그러한 방식으로 평탄 제품을 절곡한다. 거리 측정 장치는, 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치들에서 평탄 제품의 윤곽을 측정하는데 사용될 수 있다. 연산 장치(이는 신호들 교환을 목적으로 거리 측정 장치에 연결됨)는 절곡된 평탄 제품의 윤곽으로부터 평탄 제품의 평탄도 또는 잔류 응력들을 판정할 수 있다.
거리 측정 장치가 광학적 평탄도 측정 장치라면, 편리하다. 대안으로, 거리 측정 장치는 평탄 제품의 폭 방향으로 오프셋된 다수의 접촉 롤러들을 가질 수 있다.
거리 측정 장치 내로의 먼지(dirt)의 침투를 방지하기 위해서 거리 측정 장치가 평탄 제품 위에 수직 방향으로 배열된다면, 유리하다. 거리 측정 장치가 절곡된 평탄 제품의 아크의 정점의 구역에서 수평 방향으로 배열된다면, 또한 유리하다.
장치가 또한 평탄 제품을 다시 절곡하기 위해서 2 이상의 출구 롤러들을 갖는 출력측 절곡 장치; 및 평탄 제품을 이송하는 출력측 압연 컨베이어를 포함한다면, 편리하다.
입구 롤러들 중 하나 이상의 롤러가 평탄 제품을 절곡하게 구동될 수 있도록 구성되며/되거나 출구 롤러들 중 하나 이상의 롤러가 평탄 제품을 다시 절곡하게 구동될 수 있도록 구성되기 때문에, 평탄 제품의 장력이 본 발명의 장치에 의해 설정될 수 있다.
비교적 작은 절곡 반경(r0)은, 유리하게는 평탄 제품에서 비교적 고주파 기복(high-frequency undulations)들을 검출할 때 사용된다. 비교적 큰 절곡 반경(r0)은, 비교적 저주파 기복(low-frequency undulation)들을 검출하는데 적합하다. 고주파 및 저주파 기복들 양자 모두가 높은 수준의 정확도로 해결된다면, 장치는 가변 절곡 반경(r0)을 가질 수 있다(도 7 참조).
본 발명의 추가의 이점들 및 특징들은, 하기 도면들을 참조하여, 비제한적인 예시적 실시예들을 따르는 설명으로부터 나타날 것이다.
도 1은 평탄 제품(flat product)의 잔류 응력들을 측정하거나 평탄도(flatness)를 측정하기 위한 본 발명의 장치의 개략도를 도시한다.
도 2a는 도 1의 상세도를 도시한다.
도 2b는 도 1의 스트립의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 장치에 대한 대안의 장치의 도면을 도시한다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 장치의 제 1 및 제 2 변형예의 개략도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 상이한 스트립 장력(tension)들을 갖는 도 1로부터의 아크의 도면을 도시한다.
도 7은 얇고 두꺼운 스트립을 위해 변경할 수 있는 반경(r0) 및 변경가능한 아크 길이를 갖는 도 1에 도시된 장치의 도면을 도시한다.
도 8은 길이방향 연장체에 걸쳐 가변 굽힘 반경(r0)을 갖는 본 발명의 장치의 도면을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 후속 제조 프로세스 상에서 평탄 제품의 인장 응력들의 영향의 도면을 도시한다.
도 1은 강 스트립으로서 구성된 평탄 제품(1)에서 잔류 응력들을 측정하거나 평탄도를 측정하기 위한 장치의 개략도를 도시한다. 스트립이 최종 압연 라인의 압연 스탠드에서 압연된 이후에(도시 생략), 스트립(1)은 수평 방향으로 투입측 압연 컨베이어(2a)를 경유하여, 드라이버 롤러(7)들로서 구체화된 한 쌍의 입구 롤러(entry roller)(3a, 3b)들을 갖는 투입측(input-side) 절곡(bending) 장치(3)에 이송된다. 입구 롤러(3a, 3b)들은 스트립(1)을 상방으로 절곡하여, 중심점(M)을 중심으로 곡률의 반경(r0)을 갖는 아크(5)를 형성한다(스트립은 평면이거나 잔류 응력들이 없는 것으로 가정함). 아크(5)는 입구 롤러(3a, 3b)들의 접촉 라인들과 출구 롤러들의 접촉 라인들 사이에서 자유로우며, 환언하면, 이러한 구역으로 이송되지 않는다. 아크(5)의 정점(apex) 구역에서 위에 그리고 정점 구역에 대체로 다수의 거리 측정 장치(6)들이 배열된다. 도시된 예에서, 거리 측정 장치(6)의 각각의 광원(light source)은 레이저 비임을 방사하며, 이는 아크(5)의 표면에 의해 반사되며 거리 측정 장치(6)에서 수신기에 의해 역으로(back) 수신된다. 이에 따라, 거리 측정 장치(6)들은, 스트립(1)의 폭 방향으로 다수 개의 위치(y)들에서 스트립의 윤곽을 판정한다. 더 자세하게는, 스트립(1)의 윤곽은, 예컨대 레이저 빔의 통과(transit) 시간에 기초하여 판정되거나 방사된 광 빔과 관련하여 반사된 광 빔의 위상 변이(phase shift)에 기초하여 판정되어, 스트립의 윤곽에서의 아주 약간의 편차(deviation)들이 판정되는 것을 허용한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 다수의(이 경우에는, 16개) 거리 측정 장치(6)들이 스트립(1)의 폭 방향(y)으로 배열될 수 있으며; 대안으로 하나의 거리 측정 장치(6)가 평탄 제품의 폭 방향(y)으로 횡단할 수 있었다.
윤곽이 측정된 후에, 스트립(1)은 운송 방향(T)으로 2 개의 출구 롤러(4a, 4b)들에 의해서 다시 절곡되고, 이후 냉각 섹션(도시 생략)으로 수평한 운송 방향(T)에서 출력측 압연 컨베이어(2b) 상에 이송된다. 스트립의 장력 또는 압력에 의해 평탄도 또는 잔류 응력 측정이 잘못되지 않게 하도록, 스트립은 아크(5)의 구역에서 대체로 장력을 받지 않거나 압력을 받지 않는다. 이는 예컨대, 입구 롤러(3a, 3b)들 및 출구 롤러(4a, 4b)들이 드라이버 롤러(7)들로서 구체화되고 드라이버 롤러(7)들의 드라이브 토크는 스트립(5)이 측정중 본질적으로 장력/압력을 받지 않도록 설정되는 것으로 성취된다.
스트립의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))은 스트립의 평탄도 및/또는 잔류 응력들을 판정하고 출력 장치를 통해 스트립의 평탄도 및 잔류 응력들을 출력하는 연산 장치(computation unit(도시 생략))로 전달된다. 거리 측정 장치(6)들은 여기서 버스 인터페이스(bus interface)를 통해 연산 장치에 연결된다.
단지 폭방향(y)으로 스트립(1)의 잔류 응력들 또는 평탄도를 판정할 수 없도록, 스트립(1)이 운송 방향(T)으로 이동되는 동안, 거리 측정 장치(6)들은 평탄 제품의 윤곽을 판정한다. 예컨대 매트릭스 형태로 입수 가능한 윤곽 정보로부터(예컨대, 폭 방향으로 평탄 제품의 16 개의 동시에 분석되는 실제 절곡 반경들(r(y))이 매트릭스의 일 열(one row)을 나타낼 수 있음; 후속 윤곽 샘플링 단계들은 매트릭스의 열들에 인접함), 스트립의 평탄도를 판정하는 것이 가능하다. 공통의 평탄도 파라미터들에 대한 공식들에 관하여, 브이.비. 긴츠부르크(V.B. Ginzburg)에서 "고품질 강 압연; 이론과 실제(High-quality steel rolling:theory and practice), Marcel Dekker Inc., 1993"의 챕터 "1.18 스트립 평탄도에 대한 공식들(Formulas for Strip Flatness)"에서 참조된다.
상하 구별을 위해서, 중력(g)이 도 1에서 도시된다.
도 2a는 도 1로부터의 상세를 도시한다. 도 2b는 스트립(1)의 폭(B)에 걸쳐 분배되는 16 개의 거리 측정 장치(6)들을 갖는 위로(up) 절곡된 스트립(1)의 측면도를 도시한다. 각각의 거리 측정 장치(6)는 스트립(1) 상으로 레이저 빔을 방사하며, 이 빔은 스트립(1)에 의해 반사되며 거리 측정 장치(6)에 의해 역으로 수신된다. 레이저 빔의 분석은 실제 절곡 반경(r(y))이 스트립(1)의 폭 방향(y)에 걸쳐 판정되는 것을 허용한다. 또한, 폭 방향(y)으로의 윤곽의 분석은, 다른 형상 편차들이 예컨대 이른바 입구 측 및 출구 측 상에서 클램핑되는 스트립의 캠버를 판정하는 것을 허용한다. 이는, y-z 평면에서의 윤곽의 구배(gradient)로 나타낸다.
평탄도와 같이, 평탄 제품(1)의 잔류 응력들은 평탄 제품(1)의 윤곽에 기초하여 판정된다. x 방향으로의 평탄 제품(1)의 잔류 응력(σx(y))은 폭 방향으로의 위치(y)에서 후속하는 바와 같다:σx(y) = Eㆍεx(y) = Eㆍ(r0-r(y))/r0, 여기서 E는 평탄 제품의 탄성 계수이며, εx(y)는 위치(y)에서 x 방향으로의 연신율(elongation)이며, r(y)는 위치(y)에서 측정된 실제 절곡 반경이며, r0는 장치의 평탄 제품의 공칭(nominal) 절곡 반경이다. 단순 계산에서, r0는 폭(B)으로 나눈(over) 평균 반경(r(y))으로 가정될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 장치에 대한 대체예를 도시하며, 여기서 스트립(1)은 절곡된다(bent down). 스케일(scale) 또는 냉각수에 의해 측정이 영향을 받는 것을 회피하기 위해서, 아크(5)는 압축 공기를 사용하여 자유 송풍(blown)된다.
도 4 및 도 5는 도 1에 대한 본 발명의 2 개의 추가 대체예들을 도시한다. 도 4에서, 입구 롤러들은 상부 롤러(3a) 및 2 개의 하부 롤러(3b)들을 포함한다. 출구 롤러(4a, 4b)들에도 동일하게 적용한다. 도 5에서, 상부 및 하부 입구 롤러(3a, 3b)들 각각 그리고 출구 롤러(4a, 4b)들은 동일 직경을 갖는다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 장치를 도시하며, 도 1과 비교하여 도 6a의 스트립(1)은 증가된 스트립 장력을 가지며 도 1과 비교하여 도 6b에서는 감소된 스트립 장력을 갖는다. 도 6a 및 도 6b에서 실제 절곡 반경은, r로서 도시되며; 도 1로부터 공칭 절곡 반경은 r0이다. 또한, 실제 절곡 반경(r)의 분석은, 스트립(1)의 장력이 구체적으로 설정되는 것을 허용한다. 또한, 입구 롤러(3a, 3b)들과 출구 롤러(4a, 4b)들 사이 아크(5)가 버퍼(buffer)로서 작동하여, 입구와 출구 사이의 단기간의 변동(fluctuation)들은 작은(minor) 장력 변동들을 유발한다.
원칙적으로는, 본 발명의 방법 및 본 발명의 장치는 얇은 평탄 제품 및 비교적 두꺼운 평탄 제품 양자 모두에 적합하다. 도 7은 얇은 스트립(1)으로부터 비교적 두꺼운 스트립(1')으로 진행하는 장치에서 요구되는 변화들을 도시한다. 더욱 자세하게는, 하부 입구 롤러(3b)는 운송 방향에 반대로(counter to) 몇도 그리고 하방 방향으로 몇도 이동되며, 상부 및 하부 출구 롤러(4a, 4b)들은 (사선 화살표들에 의해 나타내는 바와 같이) 각각 운송 방향(T)으로 이동되며 롤러(4b)는 하부 입구 롤러(3b)에 대칭적으로 하방 방향으로 몇도 이동된다. 이는, 얇은 스트립(1)을 위한 아크(5)의 곡률 반경(r0)에 비해 두꺼운 스트립(1')을 위한 아크(5')의 곡률 반경(r0')을 증가시킨다.
도 8은 평탄 제품(1)에서의 잔류 응력들을 측정하거나 평탄도를 측정하는 수정된 장치를 도시하며, 절곡 반경(r)들은 평탄 제품(1)의 길이 방향 연장부에 걸쳐 일정하지 않다. 보다 자세하게는, 투입측 절곡 장치(3) 이후의 절곡 반경이 r0 , 1 이고 직전의 출력 절곡 장치(4)의 절곡 반경은 r0 ,2이며, 여기서 r0 ,1 > r0 ,2이다. 평탄 제품(1)은 릴(8) 상에서 윤곽 측정 장치(6)들(도시 생략)에 의한 측정 이후에 코일링된다. 평탄도 측정의 정확성 또는 추가의 잔류 응력 측정을 개선하기 위해서, 평탄 제품(1)의 윤곽은 아크(5)의 구역에서 평탄 제품(1)의 길이 방향으로 다수의 위치들에서 획득될 수 있다. 평탄도 또는 잔류 응력은 각각의 예에서, 윤곽들로부터 계산된다. 적어도 부분적으로 과잉의 윤곽 정보는, 측정들의 정확도를 개선하는데 사용될 수 있으며; 예컨대, 평탄도 또는 잔류 응력의 측정 결과들이 평균화될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 평탄 제품에서의 잔류 응력들을 아는 것(knowledge)은 추가의 생산 단계들을 위해서 또한 중요한 것으로 도시된다. 도 9a는 강 스트립(1)을 도시하며, 이는 인장 응력들을 갖는 구역(22) 그리고 이 구역(22)으로부터 먼 인장 응력들이 없는 구역(21)을 갖는다. 또한 상이한 구성요소(23-26)들의 단면 형상(23'-26')들이 도시되며, 상기 구성요소들은 레이저 절삭기(laser cutting machine)를 사용하여 평탄 제품(1)으로부터 절취된다(cut out). 구성요소(23 내지 26)들의 결과로 발생하는 형상들에서의 인장 응력들의 영향이 도 9b에 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 구성요소(24)의 상부 부분은 치수 안정성에 악영향을 미치는 인장 응력(22)들로 인해 위로 절곡된다(bend up). 동일한 것이 구성요소(23)의 상부 부분에서도 마찬가지이다. 어쨌든, 잔류 응력들에 대해 아는 것은 고정밀 구성요소들을 제조할 때 극도로 중요하며, 그렇지 않다면, 심각한 구성요소 비틀림(distortion)이 가능하다는 것을 도면으로부터 알 수 있다. 단면 형상(26')은 시트형 평탄 제품(1)에서 판정된 잔류 응력 분배를 고려하여 판정되었으며, 이에 따라 구성요소의 형상(26)은 절취 후에 가능한 한 소망하는 형상에 해당한다.
본 발명이 바람직한 예시적 실시예들을 사용하여 상세하게 예시 및 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시들에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 보호 범주로부터 벗어나지 않고, 당업자에 의해서 다른 변경예들이 이로부터 유도될 수 있다.
1 : 평탄 제품
2a : 투입측 압연 컨베이어
2b : 출력측 압연 컨베이어
3 : 투입측 절곡 장치
3a : 상부 입구 롤러
3b : 하부 입구 롤러
4 : 투입측 베어링 장치
4a : 상부 출구 롤러
4b : 하부 출구 롤러
5 : 아크
6 : 거리 측정 장치
7 : 드라이브 롤러
8 : 릴
9 : 압연 스탠드
21 : 인장 응력들이 없는 구역
22 : 인장 응력들이 있는 구역
23'...26' : 구성요소들의 단면 형상
23...26 : 구성요소들
B : 평탄 제품의 폭
g : 중력
M : 중심점
r, r0 : 곡률 반경
T : 평탄 제품의 운송 방향
x, y, z : 직교 좌표계의 x,y,z축

Claims (16)

  1. 금속 평탄 제품(metallic flat product)(1), 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 압연 제품(rolled product), 특히 강 스트립의 평탄도를 측정하는 방법으로서,
    - 절곡(bending) 장치(3)에서 상기 평탄 제품(1)을 절곡하여, 절곡 이후에, 평면식 평탄 제품(1)이 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 아크(5)를 형성할 수 있는 단계;
    - 절곡된 평탄 제품(1)의 아크(5) 구역에서의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 평탄 제품(1)의 폭 방향으로 다수의 위치(y)들에서 측정하는 단계;
    - 절곡된 평탄 제품(1)의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품(1)의 평탄도를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    평탄도를 측정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡된 평탄 제품의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(x, y))은 평탄 제품(1)의 길이 방향으로 다수의 위치(x)들에서 측정되고; 그리고
    상기 평탄 제품(1)의 평탄도는 절곡된 평탄 제품(1)의 측정된 윤곽들을 고려하여 평탄 제품(1)의 길이 방향으로 다수의 위치(x)들에 대해 판정되는 것을 특징으로 하는,
    평탄도를 측정하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평탄 제품(1)의 평탄도는 평탄 제품(1)의 추가 처리 중 저장 및 고려되는 것을 특징으로 하는,
    평탄도를 측정하는 방법.
  4. 금속 평탄 제품(1), 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 압연 제품, 특히 강 스트립의 잔류 응력들을 측정하는 방법으로서,
    - 절곡 장치(3)에서 상기 평탄 제품(1)을 절곡하여, 절곡 이후에, 잔류 응력이 없는 평탄 제품(1)이 목표 절곡 반경(r0)을 갖는 아크(5)를 형성할 수 있는 단계;
    - 평탄 제품의 폭 방향으로 다수의 위치(y)들에서 절곡된 평탄 제품(1)의 아크(5) 구역에서의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 단계;
    - 예컨대 σx(y) = Eㆍεx(y) = Eㆍ(r0 - r(y))/r0에 의해 상기 절곡된 평탄 제품(1)의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품(1)의 잔류 응력(σx(y))을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    잔류 응력들을 측정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    절곡된 평탄 제품(1)의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(x, y))은, 평탄 제품의 길이 방향으로의 다수의 위치(x)들에서 측정되며, 그리고 예컨대 σx(x,y)=Eㆍεx (x,y)=Eㆍ(r0-r(x,y))/r0에 의해 상기 절곡된 평탄 제품(1)의 측정된 윤곽을 고려하여 평탄 제품(1)의 길이방향으로의 다수의 위치(x)들에 대해 평탄 제품의 잔류 응력(σx(x,y))이 연산되는 것을 특징으로 하는,
    잔류 응력들을 측정하는 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 평탄 제품(1)의 잔류 응력(σx)들은 평탄 제품(1)의 추가 처리 중 저장 및 고려되는 것을 특징으로 하는,
    잔류 응력들을 측정하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실제 절곡 반경(r)은 하나 이상의 광 빔, 특히 레이저 빔에 의해 광학적으로 측정되며, 상기 광 빔은 광원(6)으로부터 평탄 제품(1) 상으로 방사되고, 상기 광 빔은 평탄 제품(1)의 표면에 의해 반사되고, 상기 반사된 광 빔은 리시버(6)에 의해 수신되고, 상기 광 원(6), 평탄 제품(1) 및 리시버(6) 사이 거리는 광 빔의 통과 시간(transit time), 발광된 광 빔과 수신된 광 빔 사이 위상 차이에 의해 또는 삼각 측량(triangulation)에 의해 판정되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    다수의 광 빔들이 광 격자(light grid)의 형태로 평탄 제품(1) 상으로 투사되며(projected), 상기 광 빔들은 평탄 제품(1)의 표면에 의해 반사되고, 상기 반사된 광 빔들은 카메라에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    다수의 광원(6)들 및 다수의 리시버(6)들은 평탄 제품(1)의 폭 방향(y)으로 배열되고, 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 단계가 절곡된 평탄 제품(1)의 폭 방향(y)으로 본질적으로 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  10. 압연기(rolling mill)(9)에서 금속 평탄 제품(1), 바람직하게는 강 또는 알루미늄제의 압연 제품, 특히 강 스트립의 평탄도를 조절하는 방법으로서,
    - 상기 압연기(9)에서 평탄 제품(1)을 압연하는 단계;
    - 제 1 항 내지 제 3 항 그리고 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 압연된 평탄 제품(1)의 실제 평탄도(PAct)의 평탄도를 측정하는 단계;
    - 목표 평탄도(PTar)와 실제 평탄도(PAct) 사이의 조절 에러(e)(e=PTar - PAct)를 판정하는 단계;
    - 레귤레이터에 의해 편차(e)에 따라 교정 변수(correcting variable)(u)를 판정하는 단계;
    - 상기 압연기(9)의 압연 스탠드(9)에서 액츄에이터에 교정 변수(u)를 적용하여, 조절 에러(e)가 최소화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    평탄도를 조절하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절곡된 평탄 제품(1)의 윤곽의 측정 중, 측정 얼마 전(shortly before), 바람직하게는 측정 직전(immediately before)에 또는 윤곽의 측정 얼마 후(shortly after), 바람직하게는 측정 직후(immediately after)에, 평탄 제품(1)의 섬유의 온도(T(y))는 폭 방향(y)으로 측정되며, 상기 온도(T(y))는 평탄도를 판정하거나 잔류 응력을 계산할 때 고려되는 것을 특징으로 하는,
    평탄도를 조절하는 방법.
  12. 금속 평탄 제품(1)의 평탄도를 측정하거나 잔류 응력들을 측정하는 장치로서,
    - 평탄 제품(1)을 이송하기 위한 투입측(input-side) 압연 컨베이어(2a);
    - 상기 평탄 제품(1)을 절곡하기 위해서 2 이상의 입구 롤러(3a, 3b)들을 가져, 절곡된 평탄 제품(1)이 절곡 반경(r0)을 형성할 수 있는 투입측 절곡 장치(3);
    - 평탄 제품(1)의 폭 방향(y)으로의 다수의 위치들에서 절곡된 평탄 제품(1)의 윤곽, 특히 실제 절곡 반경(r(y))을 측정하는 거리(distance) 측정 장치(6); 및
    - 신호들을 교체하기 위한 거리 측정 장치(6)에 연결되는, 평탄 제품(1)의 잔류 응력들 또는 평탄도를 판정하는 연산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    측정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 거리 측정 장치(6)는 광학적 거리 측정 장치인 것을 특징으로 하는,
    측정 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 거리 측정 장치(6)는 평탄 제품(1) 위에 수직 방향으로 배열되며, 상기 거리 측정 장치(6)는 바람직하게는 절곡된 평탄 제품(1)의 아크(5)의 정점(apex)의 구역에서 수평 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는,
    측정 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 절곡된 평탄 제품(1)을 다시 절곡하기(bending back) 위한 2 이상의 출구 롤러(4a, 4b)들을 갖는 출력측 절곡 장치(4); 및
    - 다시 절곡된 평탄 제품(1)을 이송하기 위한 출력측 압연 컨베이어(2b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    측정 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 투입측 절곡 장치(3)의 하나 이상의 롤러(3a, 3b)는, 평탄 제품(1)을 절곡하도록 구동될 수 있으며/있거나 출력측 절곡 장치(4)의 하나 이상의 롤러(4a, 4b)는 절곡된 평탄 제품(1)을 다시 절곡하도록 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    측정 장치.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014110665A1 (de) * 2014-07-29 2016-02-18 Rieter Ingolstadt Gmbh Messwalze und Vorrichtung zum Messen eines Faserverbandes
EP3168570A1 (fr) * 2015-11-10 2017-05-17 Primetals Technologies France SAS Méthode de mesure de planéité d'un produit métallique et dispositif associé
KR102411538B1 (ko) * 2017-09-04 2022-06-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법
CN107588740A (zh) * 2017-11-03 2018-01-16 深圳市方泰设备技术有限公司 板翘检查机
CN108981562B (zh) * 2018-06-29 2023-05-30 南京铁道职业技术学院 高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置
CN109580058B (zh) * 2019-01-23 2021-03-09 福建省安元光学科技有限公司 一种利用镀层表面粗糙度判断模具产品应力的方法
CN109738288B (zh) * 2019-02-21 2024-02-13 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种多功能模块化粒子加速器材料辐照样品托
CN110926403B (zh) * 2019-11-28 2021-03-09 九江德福科技股份有限公司 一种阴极辊粗糙度测试方法
CN111272554B (zh) * 2020-03-27 2023-07-11 九江德福科技股份有限公司 一种铜箔泡泡纱的定量分析方法
CN113776424B (zh) * 2021-08-25 2022-05-20 中南大学 一种柔性压电复合材料的弯曲半径测量装置及方法
CN114527010B (zh) * 2021-12-17 2022-09-16 浙江瑞凯不锈钢股份有限公司 一种用于冷轧不锈钢带的抗弯折强度检测装置
CN114485431B (zh) * 2021-12-30 2024-03-15 上海新力动力设备研究所 一种扩散段轮廓/分层界面尺寸快速测量装置
FR3139895A1 (fr) 2022-09-16 2024-03-22 Constellium Neuf Brisach Dispositif et procédé de contrôle de planéité d’une tôle métallique.

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2650316B2 (ja) * 1988-05-19 1997-09-03 石川島播磨重工業株式会社 帯板形状検出装置
US4910877A (en) * 1988-07-18 1990-03-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tube curvature measuring probe and method
JPH08122009A (ja) * 1994-10-27 1996-05-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ダミー腹部曲げひずみ計測装置、それを用いた腹部傷害推定装置
US5687487A (en) * 1995-09-25 1997-11-18 Dogwood Restorations Flatness tester
DE19725726C2 (de) 1997-06-18 2000-08-03 Bwg Bergwerk Walzwerk Verfahren zur Planheitsmessung von Bändern, insbesondere Metallbändern
JP2000180157A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Super Silicon Kenkyusho:Kk 平坦度測定センサ
CN1161194C (zh) * 2002-01-11 2004-08-11 北京科技大学 一种直线型激光板形检测装置
DE10224938B4 (de) 2002-06-04 2010-06-17 Bwg Bergwerk- Und Walzwerk-Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Planheitsmessung von Bändern
DE102007059185B4 (de) * 2007-01-15 2011-04-07 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Geradheit von Langprodukten
US7612872B2 (en) * 2007-03-01 2009-11-03 Prueftechnik Dieter Subsch AG Method of determining the flatness of a foundation to which a building structure, machinery or equipment is to be mounted
DE102008015828A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-02 Sms Demag Ag Walzvorrichtung und Verfahren für deren Betrieb
CN101224472A (zh) * 2008-02-03 2008-07-23 东北大学 一种基于近红外图像的板材头部弯曲形状检测装置及方法
EP2381233B1 (en) * 2009-11-24 2016-11-16 Sumitomo Riko Company Limited Bend sensor and method of measuring deformed shape
US8310660B2 (en) * 2010-03-16 2012-11-13 Xerox Corporation Method and system for calibrating a multiple-beam curvature/flatness sensor
US20120169869A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Daniel You Method and apparatus for determining bending properties of golf club shafts
US8544340B1 (en) * 2011-09-26 2013-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Device for testing thin specimens in pure bending
WO2014165013A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Celgard, Llc Method and system for optical camber measurement of flat sheet membranes, films, and webs

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