KR20190107793A - 압연재 폭 측정장치 - Google Patents

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Abstract

압연재 폭 측정장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치는 압연중인 압연재의 양측으로 상호 마주하도록 이격되고, 압연재와의 거리를 측정하는 한 쌍의 거리측정유닛 및 한 쌍의 거리측정유닛을 통해 측정된 압연재와의 양쪽 거리와 한 쌍의 거리측정유닛의 간격을 근거로 압연재의 폭을 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

압연재 폭 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING WIDTH OF ROLLED STEEL PLATE}
본 발명은 압연재 폭 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연공정 중 압연재의 폭을 측정하는 압연재 폭 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 철강회사에서 주로 이루어지는 압연공정은 빌렛과 같은 압연재를 여러 단계에 걸쳐 열간압연기의 압연롤에 강제로 통과시킴으로써, 다양한 단면형상을 갖는 봉 모양의 소재를 생산하는 공정을 가리킨다.
이러한 압연공정 중에는 압연재의 폭을 측정하여 압연재의 정상유무를 판단함으로써, 압연재의 치수 및 압연기의 동작성능을 점검하고 교정하게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1499944호(2015.03.02.등록)
본 발명의 실시예는 휴대 가능하고 압연재의 폭을 보다 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 압연재 폭 측정장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 압연중인 압연재의 양측으로 상호 마주하도록 이격되고, 상기 압연재와의 거리를 측정하는 한 쌍의 거리측정유닛; 및 상기 한 쌍의 거리측정유닛을 통해 측정된 상기 압연재와의 양쪽 거리와 상기 한 쌍의 거리측정유닛의 간격을 근거로 상기 압연재의 폭을 산출하는 제어부를 포함하는 압연재 폭 측정장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 거리측정유닛은 상기 압연재에 레이저빔을 조사하는 광 조사장치; 및 상기 광 조사장치를 통해 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 레이저빔을 촬영한 레이저빔 이미지를 생성하는 이미지센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 생성된 레이저 빔 이미지의 위치를 근거로 상기 압연재와의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 상기 거리측정유닛은 상기 압연재에 라인 형태의 3개의 레이저빔을 조사하는 광 조사장치; 및 상기 광 조사장치를 통해 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 라인 형태의 3개의 레이저빔을 촬영한 3개의 레이저빔 이미지를 생성하는 이미지센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 생성된 3개의 레이저빔 이미지의 간격을 근거로 상기 이미지센서와 상기 압연재의 좌우 측정각도 틀어짐을 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 거리와, 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 라인 형태의 3개의 레이저빔이 상기 이미지 센서에 입사되는 각도를 이용하여 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 좌우 측정각도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 생성된 3개의 레이저빔 이미지 중 두 개의 레이저빔 이미지를 대상으로 각 레이저빔 이미지에서 동일한 라인상의 두 개 점 간의 픽셀차이값들을 이용하여 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 상하 측정각도 틀어짐을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 휴대가 가능하고 압연재의 폭을 보다 빠르고 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 압연재의 폭을 측정하는 과정에서 측정각도 틀어짐으로 인한 측정 오차를 보정할 수 있어 압연재의 폭을 보다 정확하고 신뢰성 있게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 개략적인 제어블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재로 조사된 라인형 광의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재의 폭을 측정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재와의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 측정시편을 이용하여 이미지 센서의 거리별 셀 번호와, 이미지 센서와 압연재 간의 거리를 얻는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 좌우로 틀어진 측정각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 상하로 틀어진 측정각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 압연재 폭 측정장치(1)는 압연 중인 압연재(2)의 폭을 측정한다.
압연재 폭 측정장치(1)는 압연재(2)와의 거리측정이 가능하게 마련된 한 쌍의 거리측정유닛(10)과, 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이를 일체로 연결하는 연결프레임(20)을 포함할 수 있다.
압연재(2)는 스틸 와이어, 피아노선, 못, 볼트, 철근 등을 만드는데 사용되는 선재를 포함하여 열간 압연 또는 냉각 압연되는 다양한 강재가 될 수 있다.
한 쌍의 거리측정유닛(10)은 압연 중인 압연재(2)의 양측으로 위치될 수 있도록 상호 마주한 상태에서 이격되게 배치된다.
한 쌍의 거리측정유닛(10)은 거리측정유닛들(10) 사이에 압연재(2)가 위치된 상태에서 압연재(2)를 기준으로 양측으로 상호 180도 대칭을 이루도록 마련될 수 있다.
한 쌍의 거리측정유닛(10)은 외관을 이루는 하우징(14)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 거리측정유닛(10)에 포함된 후술하는 광 조사장치와 이미지 센서는 하우징(14) 내부에 수용되도록 설치될 수 있다. 하우징(14)에는 영상신호 처리를 위한 프로세스 보드나, 데이터 송신장치, 거리측정유닛(10) 내부의 구성으로 전원을 공급하기 위한 배터리 등이 수용되도록 설치될 수 있다.
한 쌍의 거리측정유닛(10)을 이용하여 압연재(2)와의 거리를 측정할 수 있으므로 각 거리측정유닛(10)에 의해 측정되는 압연재(2)와의 거리의 합을 정해진 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이의 거리에서 빼는 방식으로 압연재(2)의 폭을 간단히 측정할 수 있게 된다.
연결프레임(20)은 압연재(2)의 둘레방향을 따라 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이를 연결하는 것에 의해 압연 중인 압연재(2)가 한 쌍의 거리측정유닛(10)과 연결프레임(20) 사이를 통과할 수 있도록 하면서 한 쌍의 거리측정유닛(10)이 상호 한 몸을 이루도록 한다. 측정자가 연결프레임(20) 한쪽을 손으로 파지하는 형태로 압연재 폭 측정장치(1)를 휴대할 수 있다.
또한, 압연재 폭 측정장치(1)는 보다 간편한 휴대를 위해 연결프레임(20)에 결합되는 손잡이(30)를 포함할 수 있다.
손잡이(30)는 압연재 폭 측정장치(1)의 측정 환경이나, 측정자의 자세 등이 다양한 형태로 변화되는 경우에도 압연재 폭 측정장치(1)를 쉽게 잡을 수 있도록 연결프레임(20)을 따라 이동 가능하게 마련될 수 있다.
손잡이(30)는 이동경로 상에서 선택적으로 위치 고정이 가능하게 마련될 수 있다.
따라서, 상기한 구성을 갖춤으로써 압연재 폭 측정장치(1)는 시스템의 부피 및 무게를 줄일 수 있어 휴대 가능하고, 한 쌍의 거리측정유닛(10)을 이용하여 압연재(2)의 폭을 보다 빠르고 정확하게 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치의 개략적인 제어블록도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재로 조사된 라인형 광의 형태를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 거리측정유닛(10)은 광 조사장치(11)와 이미지 센서(12)를 포함할 수 있다.
광 조사장치(11)는 압연재(2)에 라인 형태를 이루는 복수의 라인형 광(3)을 조사한다. 예를 들면, 일정한 간격으로 이격된 3개의 라인형 광(3)을 조사한다.
광 조사장치(11)는 라인 형태의 레이저 빔들을 발생시키는 복수의 레이저 빔 발생장치를 포함할 수 있다. 각 레이저 빔 발생장치는 레이저 빔 라인을 형성하도록 어레이 형태로 마련된 복수의 광원을 조사할 수 있다.
광 조사장치(11)는 이미지 센서(12)와 미리 설정된 각도를 이루도록 이미지 센서(12) 일측으로 배치될 수 있다.
이미지 센서(12)는 광 조사장치(11)를 통해 압연재(2) 표면으로 조사되어 반사되는 복수의 라인형 광(3)의 반사이미지를 생성한다.
이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 거리에 따라 이미지 센서(12)에 초점이 맺히는 라인형 광(3)의 위치가 달라지므로, 거리측정유닛(10)에 따르면 이미지 센서(12)에 맺히는 라인형 광(3)의 위치를 추적하는 방식으로 압연재(2)와의 거리를 측정할 수 있게 된다.
거리측정유닛(10)은 자동초점조정렌즈(12a)를 포함할 수 있다. 자동초점조정렌즈(12a)는 압연재(2)와 이미지 센서(12) 사이의 거리 변화에 상관없이 라인형 광(3)의 반사이미지가 이미지 센서(12)에 뚜렷하게 맺혀지도록 할 수 있다.
광 조사장치(11)를 통해 3개의 라인형 광(3)을 형성할 수 있고, 이에 따라 이미지 센서(12)에 맺히는 인접한 라인형 광(3)의 반사이미지에서 라인형 광들(3) 사이의 간격 변화를 통해 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 각도를 측정할 수 있게 된다. 따라서 압연재 폭 측정장치(1)는 압연재(2)의 폭을 측정하는 과정에서 압연재(2)와 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이가 수직으로 교차되지 못하고 일정각도 틀어지게 되더라도 그 틀어짐 정도를 보상할 수 있게 되어 압연재(2)의 폭을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
거리측정유닛(10)은 광 조사장치(11)에서 조사되는 특정파장의 빛만이 이미지 센서(12)를 통해 취득되도록 하는 밴드패스필터(13)를 포함할 수 있다.
광 조사장치(11)에서 조사되는 빛의 파장은 532nm 일 수 있으며, 밴드패스필터(13)는 자동초점조정렌즈(12a)의 전방으로 위치될 수 있다.
따라서 압연 중인 압연재(2)는 900℃ 이상의 고온을 유지하는 경우가 많고, 이때 압연재(2)로부터는 600nm 이상의 파장대에 속하는 적색광이나, 적외선과 같은 파장대의 빛이 나오게 되는데, 밴드패스필터(13)를 통해 이와 같은 적색광이나 적외선 파장대의 빛이 이미지 센서(12)의 의해 취득되는 것이 차단됨에 따라, 거리측정유닛(10)은 압연재(2)와의 거리를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.
한편, 압연재 폭 측정장치는 전반적인 제어를 수행하는 제어부(40)를 포함한다.
제어부(40)의 입력측에는 이미지 센서(12)와 입력부(50)가 전기적으로 연결되어 있다.
제어부(40)의 출력측에는 광 조사장치(11), 표시부(60) 및 통신부(70)가 전기적으로 연결된다.
입력부(50)는 사용자의 명령을 입력받는다.
입력부(50)는 압연재(2)의 폭을 측정하기 위한 측정명령을 입력받는다.
표시부(60)는 압연재(2)의 폭을 측정과 관련된 각종 정보를 표시할 수 있다.
표시부(60)는 압연재(2)의 폭을 표시할 수 있다.
표시부(60)는 압연재 폭 측정시 압연재(2)에 대한 거리측정유닛(10)의 측정각도를 표시할 수 있다.
표시부(60)는 압연재 폭 측정시 압연재(2)에 대한 거리측정유닛(10)의 측정각도 틀어짐을 경고할 수 있다.
통신부(70)는 외부의 장치와 통신하여 정보를 송수신한다.
제어부(40)는 광 조사장치(11)를 구동시킨다. 제어부(40)는 입력부(50)를 통해 입력된 사용자 명령에 따라 광 조사장치(11)를 구동시킨다. 제어부(40)는 측정자가 압연재 폭 측정명령을 입력하면, 광 조사장치(11)를 구동시킨다.
제어부(40)는 이미지 센서(12)로부터 출력된 복수의 라인형 광(3)의 반사이미지에 대한 이미지신호를 입력받는다.
제어부(40)는 이미지 센서(12)로부터 입력된 이미지신호를 분석하여 압연재(2)의 폭을 측정한다.
제어부(40)는 각 거리측정유닛(10)과 압연재(2)의 거리를 각각 측정하고, 측정된 각 거리값의 합을 정해진 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이의 거리값에서 빼서 압연재(2)의 폭을 측정한다.
제어부(40)는 이미지 센서(12)로부터 입력된 이미지신호를 분석하여 3개의 라인형 광들(3) 사이의 간격 변화를 근거로 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 각도를 측정한다.
제어부(40)는 3개의 라인형 광들(3) 사이의 간격 변화를 근거로 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 좌우 각도를 측정할 수 있다. 제어부(40)는 3개의 라인형 광들(3) 사이의 간격 변화를 근거로 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 상하 각도를 측정할 수 있다.
제어부(40)는 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 각도를 표시부(60)에 표시시킬 수 있다.
제어부(40)는 이미지 센서(12)와 압연재(2) 사이의 각도를 근거로 압연재(2)의 폭을 측정하는 과정에서 압연재(2)와 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이가 수직으로 교차되지 못하고 측정각도가 틀어지는 것을 판단할 수 있다.
제어부(40)는 측정각도 틀어짐을 표시부(60)를 통해 경고할 수 있다.
제어부(40)는 통신부(70)를 통해 외부 장치로 압연재 폭 측정과 관련된 각종 정보를 송신할 수 있다. 외부 장치는 데스크 탑 컴퓨터, 노트북, 테플릿 컴퓨터, 휴대폰 등을 포함할 수 있다.
제어부(40)가 압연재(2)의 폭을 직접 산출하기 대신에 이미지 센서(12)로부터 입력된 이미지신호를 압연재(2)의 폭을 산출 가능한 외부의 장치로 전송하는 역할만 수행하는 것도 가능하다.
상기한 구성을 갖춘 압연재 폭 측정장치(1)에서 광 조사장치(11)를 통해 라인형 광(3)을 압연재(2)로 조사하고, 이미지 센서(12)를 통해 압연재(2)로부터 반사되는 라인형 광(3)의 반사이미지를 취득하고 취득된 반사이미지를 분석하여 압연재(2)의 폭을 측정하는 일련의 폭 측정 동작은 한 쌍의 거리측정유닛(10) 사이에 압연재(2)가 위치됨과 동시에 자동적으로 수행될 수 있다.
압연재 폭 측정장치(1)는 무게가 가벼워 휴대가 용이하고, 압연재(2) 표면으로 조사되어 반사되는 광의 이미지를 측정하는 간단한 조작에 의해 압연재(2)의 폭을 측정할 수 있게 되어 휴대 상태에서 압연재(2)의 폭을 빠르고 정확하게 측정하기에 적합하고, 측정각도 혹은 측정각도 틀어짐을 측정자에게 알려줄 수 있어 측정자가 측정오차를 교정할 수 있게 할 수 있으며, 열간압연에 적용될 경우 압연재(2)의 열기로부터 장치의 보호가 쉬워 내구성에서도 유리한 이점을 갖게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재의 폭을 측정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 한 쌍의 거리측정유닛(10)은 서로 마주보게 배치된다.
거리측정유닛들(10)의 간격은 자동초점조정렌즈(12a)를 기준으로 일정하게 유지되도록 설계되어 있다. 예를 들면, 거리측정유닛들(10)의 간격은 400mm 일 수 있다.
각 거리측정유닛(10)는 압연재(2)의 양쪽 끝 부분에 레이저 빔을 각각 조사하고, 압연재(2)에 조사된 레이저 빔이 압연재(2)의 표면에 반사된 이미지를 이미지 센서(12)를 통해 촬영하고, 촬영된 반사이미지를 분석하여 각 거리측정유닛(10)에서 압연재(2)의 양쪽 끝 부분까지의 거리(Pd1,Pd2)의 값을 얻는다.
거리측정유닛들(10) 간의 정해진 간격인 미리 설정된 거리값(일예로, 400mm)에서 Pd1과 Pd2값을 빼면, 압연재(2)의 폭(BL)을 산출할 수 있다.
즉, 압연재(2)의 폭(BL)은 다음의 식 [1]에 의해 산출할 수 있다.
BL = SL - (Pd1 + Pd2) - 식[1]
여기서, SL은 한 쌍의 거리측정유닛들 간의 간격이고, Pd1은 한 쌍의 거리측정유닛 중 제1 거리측정유닛과 압연재의 거리이며, Pd2는 한 쌍의 거리측정유닛 중 제2 거리측정유닛과 압연재의 거리이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 압연재와의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, Pd는 압연재(2)와 자동초점조정렌즈(12a)의 거리이다. Pd는 압연재(2)와 자동초점조정렌즈(12a) 간의 최단 거리일 수 있다. Pd는 압연재(2)에서 자동초점조정렌즈(12a)까지의 수직거리일 수 있다. 예를 들면, Pd는 57.697mm 일 수 있다.
CLd는 광 조사장치(11)와 자동초점조정렌즈(12a) 중심부의 거리이다. 예를 들면, CLd는 21mm 일 수 있다.
∠a는 자동초점조정렌즈(12a)를 기준으로 한 광 조사장치(11)에서 출력되는 레이저 빔의 각도이다. 예를 들면, ∠a는 70°이다.
FL는 이미지 센서(12)와 자동초점조정렌즈(12a)의 거리이다. 예를 들면, FL는 16mm 렌즈 사용을 기준으로 한 거리이다.
ML는 이미지 센서(12)에 의해 촬영된 레이저빔 이미지와 이미지 센서(12)의 중앙까지의 거리이다. 참고로, 이미지 센서(12)의 1 픽셀크기는 1.4μm 일 수 있다.
압연재(2)와 자동초점조정렌즈(12a)의 거리 Pd는 다음의 식 [2]에 의해 산출할 수 있다.
Figure pat00001
- 식[2]
레이저빔이 압연재(2)에 반사된 후 자동초점조정렌즈(12a)에 입사된 각도 ∠d´는 다음의 식 [3]에 의해 산출할 수 있다.
Figure pat00002
- 식[3]
도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔이 이미지 센서(12)의 정중앙에 위치하는 것을 기준으로 한다.
레이저빔 이미지가 중앙에 있으므로 ∠d´는 0˚이다.
압연재(2)와 자동초점조정렌즈(12a)의 거리 Pd는 위의 식 [2]를 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00003
위와 같이, CLd는 미리 설정된 값으로서, 21mm 이고, ∠a는 미리 설정된 각도로서, 70°이며, ∠d는 ∠d´의 엇각으로서, 0˚이므로, Pd는 57.697mm 이다.
즉, 레이저빔 이미지가 이미지 센서(12)의 정중앙에 위치하면, Pd는 57.697mm 임을 알 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(12)에 의해 촬영된 레이저빔 이미지가 이미지 센서(12)의 중앙에서 우측에 위치하면 압연재(2)가 기준거리보다 가까이 위치한 것으로 판단할 수 있다. 이때 값은 픽셀 수를 카운터 하여 거리를 양(+)의 거리값으로 산출한다.
레이저빔 이미지가 이미지 센서(12)의 중앙에서 우측으로 350 픽셀만큼 떨어진 위치에서 검출되었다고 가정하면, 이미지 센서(12)의 1 픽셀크기는 1.4μm 이므로 350 픽셀은 490μm(350 * 1.4㎛)이다. 따라서, ML은 0.49mm이다.
∠d´는 위의 식 [3]을 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00004
∠d’는 ∠d와 같으므로 Pd는 위의 식 [2]를 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00005
도 8에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(12)에 의해 촬영된 레이저빔 이미지가 이미지 센서(12)의 중앙에서 좌측에 위치하면 압연재(2)가 기준거리보다 멀리 위치한 것으로 판단할 수 있다. 이때 값은 픽셀 수를 카운터 하여 거리를 음(-)의 거리값으로 산출한다.
레이저빔 이미지가 이미지 센서(12)의 중앙에서 좌측으로 220 픽셀만큼 떨어진 위치에서 검출되었다고 가정하면, 이미지 센서(12)의 1 픽셀크기는 1.4㎛ 이므로 220 픽셀은 -308㎛(-220 * 1.4㎛)이다. 따라서, ML은 0.308mm이다.
∠d´는 위의 식 [3]을 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00006
∠d’는 ∠d와 같으므로 Pd는 위의 식 [2]를 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
Figure pat00007
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 측정시편을 이용하여 이미지 센서의 거리별 셀 번호와, 이미지 센서와 압연재 간의 거리를 얻는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 높이 및 깊이가 일예로, 10mm이고, 전체 밑변길이와 전체 높이가 100mm인 계단 모양의 시편(S)을 마련하고, 광 주사 장치(11)를 통해 계단 모양의 시편(S)에 3개의 라인형 레이저빔을 조사한다. 3개의 라인형 레이저빔은 이미지 촬영라인을 기준으로 20° 각도로 시편(S)에 조사한다.
3개의 라인형 레이저빔을 20°각도로 시편(S)에 조사하면, 이미지 센서(12)에서 도 10과 같은 시편이미지를 취득할 수 있다.
이미지 프로세싱 알고리즘을 이용하여 취득된 시편이미지에서 3개의 라인형 레이저빔 이미지를 취득하고, 취득된 3개의 라인형 레이저빔 이미지를 이미지 센서(12)의 픽셀별로 구분하고, 구분된 픽셀들의 데이터를 기준으로 상술한 수식들을 적용하면 거리를 환산할 수 있다. 이를 이용하면, 다음의 도 11와 같은 표를 미리 얻을 수 있다. 이후 이 표를 이용하여 거리를 환산할 수 있다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 좌우로 틀어진 측정각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 측정자는 압연재 폭 측정장치(1)를 휴대한 상태에서 압연재(2)를 사이에 두고 한 쌍의 거리측정유닛(10)를 위치시켜 압연재(2)의 폭을 측정하기 때문에 측정자의 측정자세로 인해 측정각도가 좌우로 틀어질 수 있다. 즉, 압연재 폭 측정시 측정각도에 따라 오차가 발생할 수 있다.
압연재(2)에 조사된 3개의 라인형 레이저빔은 좌측부터 우측까지 차례대로 제1 레이저빔, 제2 레이저빔, 제3 레이저빔이라 가정할 때, 제1 레이저빔과 제2 레이저빔의 간격을 Ld1 이라 가정하고, 제2 레이저빔과 제3 레이저빔의 간격을 Ld2 이라 가정한다. 이때, ∠a는 자동초점조정렌즈(12a)를 기준으로 제1 레이저빔과 제2 레이저빔이 이루는 각도이고, ∠b는 자동초점조정렌즈(12a)를 기준으로 제2 레이저빔과 제3 레이저빔이 이루는 각도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(12)가 압연재(2)를 정면에서 촬영할 경우, 즉, 이미지 센서(12)의 측정각도가 압연재(2)와 수직일 경우, Ld1의 길이와 Ld2의 길이가 동일하게 촬영이 된다. 이때, ∠a와 ∠b는 동일하기 때문에 압연재(2)에 조사된 3개의 라인형 레이저빔에 대응하는 3개의 레이저빔 이미지 간의 간격은 Ld1과 Ld2의 간격과 동일한 비율에 대응하는 간격을 이룬다. 즉, Ld1과 Ld2가 동일할 경우, 3개의 레이저빔 이미지가 동일한 간격으로 이격된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(12)가 압연재(2)를 좌측에서 촬영할 경우, 즉, 이미지 센서(12)의 측정각도가 압연재(2)와 좌측으로 틀어질 경우, Ld1의 길이는 Ld2의 길이보다 길게 촬영이 된다. 따라서, Ld1에 대응하는 레이저빔 이미지간의 간격은 Ld2에 대응하는 레이저빔 이미지간의 간격보다 길게 나타난다.
도 15에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(12)가 압연재(2)를 우측에서 촬영할 경우, 즉, 이미지 센서(12)의 측정각도가 압연재(2)와 우측으로 틀어질 경우, Ld1의 길이는 Ld2의 길이보다 짧게 촬영이 된다. 따라서, Ld2에 대응하는 레이저빔 이미지간의 간격은 Ld1에 대응하는 레이저빔 이미지간의 간격보다 길게 나타난다.
이와 같이, 촬영된 3개의 레이저빔 이미지를 이용하여 ∠a와 ∠b 를 산출하고, 산출된 ∠a와 ∠b을 이용하여 현재의 측정각도를 산출할 수 있다. 즉, Pd와 FL을 알 수 있으므로 ∠a와 ∠b을 이용하여 이미지 센서(12)의 측정각도를 산출할 수 있다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 압연재 폭 측정장치에서 상하로 틀어진 측정각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, LB1는 제1 레이저빔 이미지, LB2는 제2 레이저빔 이미지, LB3은 제3 레이저빔 이미지이다.
각 레이저빔 이미지(LB1,LB2,LB3)의 중앙을 횡으로 가로지르는 일점쇄선은 기준선이다.
상측 기준선 Ra와 하측 기준선 Rb는 일점쇄선으로 나타낸 기준선에서 상하로 동일한 간격으로 이격된 선들이다. 예를 들면, 상측 기준선 Ra는 257 픽셀(257 px)일 수 있다. 하측 기준선 Rb는 598 픽셀(598 px)일 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, Ra와 LB1이 만나는 점을 A, Ra와 LB3가 만나는 점을 B, Rb와 LB1이 만나는 점을 C, Rb와 LB3가 만나는 점을 D라 가정한다.
A, B, C, D의 픽셀값은 추출할 수 있다. 예를 들면, A는 360 픽셀, B는 699 픽셀, C는 355 픽셀, D는 710 픽셀일 수 있다.
제1 레이저빔 이미지(LB1)의 점 A와 점 C의 차이값과 제3 레이저빔 이미지(LB3)의 점 B와 점 D의 차이값을 비교하면, 이미지 센서(12)와 압연재(2)의 측정각도가 상하로 얼마만큼 틀어졌는지를 알 수 있다.
A(360), B(699), C(355) 및 D(710)을 이용하여 각 차이값을 산출하면, A-C = 5, B-D = -11임을 알 수 있다. 이러한 차이값 비교결과를 이용하여 이미지 센서(12)의 상하 측정각도 틀어짐 및 틀어진 상하 측정각도를 산출할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, A(522), B(770), C(444) 및 D(717)을 이용하여 각 차이값을 산출하면, A-C = 78, B-D = 53임을 알 수 있다. 이러한 차이값 비교결과를 이용하여 이미지 센서(12)의 상하 측정각도 틀어짐 및 틀어진 상하 측정각도를 산출할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, A(387), B(642), C(428) 및 D(710)을 이용하여 각 차이값을 산출하면, A-C = -41, B-D = -68임을 알 수 있다. 이러한 차이값 비교결과를 이용하여 이미지 센서(12)의 상하 측정각도 틀어짐 및 틀어진 상하 측정각도를 산출할 수 있다.
도 16의 연산 결과를 살펴보면, A-C값은 양의 값, B-D값은 음의 값임을 알 수 있다. 차이값은 대체적으로 상대적으로 작은 값이다.
도 17의 연산 결과를 살펴보면, A-C값과 B-D값은 모두 양의 값임을 알 수 있다.
도 18의 연산 결과를 살펴보면, A-C값과 B-D값은 모두 음의 값임을 알 수 있다.
이러한 연산 결과를 바탕으로 A-C값과 B-D값을 근거로 하여 현재 레이저빔 이미지는 이미지 센서가 상하방향 중 어느 방향에서 촬영한 이미지인지를 파악할 수 있어 틀어진 상하방향을 알 수 있다.
1 : 압연재 폭 측정장치 2 : 압연재
3 : 라인형 광 10 : 거리측정유닛
11 : 광 조사장치 12 : 이미지 센서
12a: 자동초점조정렌즈 20 : 연결프레임
30 : 손잡이 40 : 제어부
50 : 입력부 60 : 표시부
70 : 통신부

Claims (6)

  1. 압연중인 압연재의 양측으로 상호 마주하도록 이격되고, 상기 압연재와의 거리를 측정하는 한 쌍의 거리측정유닛; 및
    상기 한 쌍의 거리측정유닛을 통해 측정된 상기 압연재와의 양쪽 거리와 상기 한 쌍의 거리측정유닛의 간격을 근거로 상기 압연재의 폭을 산출하는 제어부를 포함하는 압연재 폭 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정유닛은 상기 압연재에 레이저빔을 조사하는 광 조사장치; 및
    상기 광 조사장치를 통해 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 레이저빔을 촬영한 레이저빔 이미지를 생성하는 이미지센서를 포함하는 압연재 폭 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 생성된 레이저 빔 이미지의 위치를 근거로 상기 압연재와의 거리를 산출하는 압연재 폭 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정유닛은 상기 압연재에 라인 형태의 3개의 레이저빔을 조사하는 광 조사장치; 및
    상기 광 조사장치를 통해 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 라인 형태의 3개의 레이저빔을 촬영한 3개의 레이저빔 이미지를 생성하는 이미지센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 생성된 3개의 레이저빔 이미지의 간격을 근거로 상기 이미지센서와 상기 압연재의 좌우 측정각도 틀어짐을 판단하는 압연재 폭 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 거리와, 상기 압연재 표면으로 조사되어 반사되는 라인 형태의 3개의 레이저빔이 상기 이미지 센서에 입사되는 각도를 이용하여 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 좌우 측정각도를 산출하는 압연재 폭 측정장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 생성된 3개의 레이저빔 이미지 중 두 개의 레이저빔 이미지를 대상으로 각 레이저빔 이미지에서 동일한 라인상의 두 개 점 간의 픽셀차이값들을 이용하여 상기 이미지 센서와 상기 압연재의 상하 측정각도 틀어짐을 판단하는 압연재 폭 측정장치.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164723A (zh) * 2022-07-21 2022-10-11 中航锂电（洛阳）有限公司 一种电池极耳尺寸和极耳间距的检测装置及检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666525A (ja) * 1992-08-18 1994-03-08 Nippon Steel Corp レーザ距離計を用いた厚さ測定装置
JP2006189389A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Jfe Steel Kk 光学式厚さ測定方法および装置
KR20070119522A (ko) * 2006-06-14 2007-12-20 가부시키가이샤 타니타 선형 측정 장치
KR20130040026A (ko) * 2011-10-13 2013-04-23 주식회사 솔루봇 측정 대상 물체에 대한 거리를 측정하는 방법 및 장치
KR101499944B1 (ko) 2013-12-03 2015-03-06 동국제강주식회사 폭 압연롤 측정장치 및 그를 이용한 폭 압연롤 측정방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666525A (ja) * 1992-08-18 1994-03-08 Nippon Steel Corp レーザ距離計を用いた厚さ測定装置
JP2006189389A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Jfe Steel Kk 光学式厚さ測定方法および装置
KR20070119522A (ko) * 2006-06-14 2007-12-20 가부시키가이샤 타니타 선형 측정 장치
KR20130040026A (ko) * 2011-10-13 2013-04-23 주식회사 솔루봇 측정 대상 물체에 대한 거리를 측정하는 방법 및 장치
KR101499944B1 (ko) 2013-12-03 2015-03-06 동국제강주식회사 폭 압연롤 측정장치 및 그를 이용한 폭 압연롤 측정방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164723A (zh) * 2022-07-21 2022-10-11 中航锂电（洛阳）有限公司 一种电池极耳尺寸和极耳间距的检测装置及检测方法

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