KR20210045007A - 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 레벨카메라로부터 촬영된 영상데이터를 제어부가 판독하여 현재 도금조의 도금액 수위를 산출함에 따라 인고트 투입 제어를 통한 도금액 레벨 유지가 자동화되어 작업자의 업무 부하 및 생산품의 품질 편차를 감소시킴에 따라 품질 신뢰도를 증대시킬 수 있는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 도금액이 저장되는 도금조와; 상기 도금조로 인고트를 공급하는 인고트투입장치와; 상기 도금조의 도금액 레벨을 측정하기 위해 상기 도금조의 특정 영역을 촬영하는 레벨카메라와; 상기 레벨카메라로부터 촬영된 영상데이터를 전달받아 현재 도금조의 도금액의 수위를 판단하고 판단 결과에 따라 인고트투입장치를 통한 인고트의 투입여부를 결정하는 제어부;를 포함한다.

Description

레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템{Plating liquid level automatic control system through camera}

본 발명은 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 레벨카메라로부터 촬영된 영상데이터를 제어부가 판독하여 현재 도금조의 도금액 수위를 산출함에 따라 인고트 투입 제어를 통한 도금액 레벨 유지가 자동화되어 작업자의 업무 부하 및 생산품의 품질 편차를 감소시킴에 따라 품질 신뢰도를 증대시킬 수 있는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템에 관한 것이다.

각종 산업에 사용하는 강판은 표면이 대기 및 수분에 노출되어 부식되는 것을 방지하기 위하여 표면처리를 하는데, 표면처리의 대표적인 방법이 도금액을 강판의 표면에 도포하는 방법이다.

도금액을 강판의 표면에 도금액을 도포하는 방법은 예비 도금조 내부에 담겨진 도금액을 메인 도금조로 공급한다. 한편, 코일형태로 가공된 강판은 표면에 묻은 이물을 제거하여 청정하게 한 다음, 도금액이 공급된 메인 도금조로 강판을 침지시켜 강판의 표면처리 작업을 수행한다.

도 1은 일반적인 도금액 공급시스템을 나타내는 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이 종래의 도금액 공급시스템은 도금액(1)을 임시로 저장하는 예비도금조(2)와, 상기 예비 도금조(2)에서 공급되는 도금액(1)이 저장되면서 도금공정이 이루어지는 메인 도금조(3)와, 상기 예비 도금조(2)에서 오버 플로우(over flow)되는 도금액(1)이 상기 메인 도금조(3)로 유동되도록 상기 예비 도금조(2)와 메인 도금조(3) 사이에 설치되는 유로(4)를 포함한다.

이때 상기 메인 도금조(3)에는 싱크롤(R)이 배치되고, 상기 싱크롤(R)에 의해 강판(S)을 메인 도금조(3)에 인입시켜 도금하는 것이다.

메인 도금조(3)에서 강판(S)의 표면에 도금액(1)이 도금됨에 따라 메인 도금조(3)에 공급된 도금액(1)이 소비된다. 또한, 메인 도금조(3)에 공급된 도금액(1)인 액체아연과 대기중의 공기가 접촉되면서 산화되어 드로스(dross)라는 아연덩어리가 형성된다.

이렇게 메인 도금조(3)에서 강판(S)의 도금이 진행함에 따라 표면에 묻어나가는 도금액(1)의 양과 드로스로 발생되어 수거되는 손실량 등으로 인해 메인 도금조(3)에 공급된 도금액(1)의 양은 줄어들게 되고, 이렇게 줄어든 도금액(1)을 보충하기 위하여 예비 도금조(2)에 아연괴인 인고트(I, ingot)를 투입하면 인고트(I)가 투입된 부피만큼 예비 도금조(2)에 임시 저장된 도금액(1)이 오버 플로우 되면서 유로(4)를 통해 메인 도금조(3)로 공급되는 것이다.

하지만, 종래의 메인 도금조(3)의 도금액(1) 레벨관리는 작업자가 육안으로 직접 메인 도금조(3)의 도금액(1) 레벨을 확인하고 그 정도를 판단하여 예비 도금조(2)에 인고트(I)를 투입하는 시기 및 양을 결정하여 관리하였다.

이렇게 도금액(1)의 레벨관리를 작업자의 육안으로 판단하여 실시하다 보니 항상 동일조건으로 관리하기가 어려웠고, 불규칙적인 인고트(I) 투입에 의해 도금액(1)의 레벨 관리가 진행되기 때문에 연속적으로 도금액(1) 공급량을 조절하는 것이 불가능하여 메인 도금조(3)의 도금액(1) 레벨 변화가 매우 불연속적으로 변하게 되는 문제가 초래된다.

한편, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도금조 레벨을 측정하기 위해 레이저를 사용하거나 부표 방식을 사용하기도 했는데, 이 경우 드로스의 발생에 따른 레벨 측정 결과값의 오차가 빈번히 발생하여 시스템의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 도금조의 인고트 투입을 위한 도금액 레벨을 정확하게 인식할 수 있는 시스템의 개선이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 레벨카메라로부터 촬영된 영상데이터가 제어부로 전달되고 제어부는 이를 통해 현재 도금조의 도금액 수위를 산출하여 인고트의 투입여부를 결정함으로써 도금조 내 도금액 레벨 유지의 자동화에 따른 작업자 업무 부하를 감소시킴은 물론 생산품의 품질 편차를 감소시키고 품질 신뢰도를 증대시킬 수 있는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 도금액이 저장되는 도금조와; 상기 도금조로 인고트를 공급하는 인고트투입장치와; 상기 도금조의 도금액 레벨을 측정하기 위해 상기 도금조의 특정 영역을 촬영하는 레벨카메라와; 상기 레벨카메라로부터 촬영된 영상데이터를 전달받아 현재 도금조의 도금액의 수위를 판단하고 판단 결과에 따라 인고트투입장치를 통한 인고트의 투입여부를 결정하는 제어부;를 포함한다.

여기서 상기 도금조로 도금액을 공급하는 예비 도금조가 포함되며, 상기 인고트투입장치는 상기 예비 도금조로 인고트를 공급하도록 구성된다.

아울러 상기 레벨카메라는 도금조의 상부측 내벽면을 촬영하되, 상기 레벨카메라에 의해 촬영되는 상부측 내벽면에는 도금조의 최상면이 포함되며, 상기 제어부는 상기 레벨카메라로부터 전달받은 도금조 촬영데이터를 도금조의 가로 길이에 따라 복수 개로 분할하여 분할된 영역별로 도금조의 최상면 레벨값과 도금액의 수위 레벨값을 산출하고 각 영역별로 최상면 레벨값과 수위 레벨값 간 간격레벨값을 생성하며, 각 영역별 간격레벨값을 설정에 따라 처리하여 최종 간격레벨값을 생성한다.

또한 상기 제어부는 상기 최종 간격레벨값이 기설정된 기준 간격레벨값 보다 같거나 클 경우 상기 인고트투입장치로 구동 제어신호를 전송하며, 상기 제어부는 상기 최종 간격레벨값과 기설정된 기준 간격레벨값 간 차이에 따라 인고트투입장치의 구동 시간을 결정한다.

본 발명에 따르면 도금조 내 도금액의 레벨 유지가 자동화됨에 따라 기존 육안으로 레벨 유지를 수행할 경우 발생되는 업무 부하를 저감시킴은 물론 품질 편차 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 도금액 공급시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템의 제어부 동작과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템을 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템의 제어부 동작과정을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템(100)은 도금액이 저장되는 도금조(10)와, 상기 도금조(10)로 인고트(I)를 공급하는 인고트투입장치(20)와, 상기 도금조(10)의 도금액 레벨을 측정하기 위해 상기 도금조(10)의 특정 영역을 촬영하는 레벨카메라(30)와, 상기 레벨카메라(30)로부터 촬영된 영상데이터를 전달받아 현재 도금조(10)의 도금액의 수위를 판단하고 판단 결과에 따라 인고트투입장치(20)를 통한 인고트(I)의 투입여부를 결정하는 제어부(40)로 이루어진다.

여기서 상기 도금조(10)는 일정 수용공간이 형성되어 도금액이 저장되며 강판의 도금공정이 이루어지는 수단이다. 그래서 상기 도금조(10)에는 싱크롤(미도시)이 배치되고, 상기 싱크롤에 의해 강판을 도금조(10)에 인입시킨 다음 인출시킴에 따라 강판의 표면에 상기 도금액이 일정한 두께로 도포되도록 한다.

이와 같은 상기 도금조(10)에 저장되는 도금액은 도금 공정 및 드로스 발생에 따라 점차 손실됨에 따라 주기적 또는 설정에 따라 도금액을 충전해야 하는데, 이러한 도금액 충전을 위해 인고트투입장치(20)가 구비된다.

상기 인고트투입장치(20)는 후술할 제어부(40)의 제어에 따라 아연 또는 아연합금 인고트(Ingot)를 상기 도금조(10)로 투입하도록 한다.

한편 본 발명에서는 도금조(10) 내 도금액 레벨을 측정하기 위해 레벨카메라(30)가 구비되는데, 이러한 레벨카메라(30)는 도금조(10)의 상부측 내벽면을 설정에 따라 일정 시간 간격, 예를 들면 200㎲ 간격으로 촬영하여 촬영데이터를 생성한다.

이러한 상기 레벨카메라(30)에 의해 촬영되는 도금조(10)의 촬영 영역은 상부측 내벽면을 정면 방향으로 촬영하도록 하며, 하나 이상 바람직하게는 2개소 내지 4개소로 구비된다.

여기서 상기 도금조(10)의 상부 내벽면은 도금조의 최상면이 포함되어야 하며 도금조의 최상면이 기준이 된다.

상기 레벨카메라(30)를 2개소 내지 4개소로 구비함이 바람직한 이유는 어느 일측 벽면에 드로스 발생이 과다할 경우 이를 촬영한 촬영데이터로 판단되는 도금액 레벨은 오차가 발생될 수 있어 양측 벽면 또는 4개소의 벽면 모두를 촬영하고 이로부터 가장 낮은 도금액 레벨을 최종 도금액 레벨로 판단함이 바람직한 것이다.

한편 상기 레벨카메라(30)에 의해 생성되는 촬영데이터는 실시간으로 제어부(40)로 전달되며 제어부(40)는 상기 레벨카메라(30)로부터 촬영된 영상데이터를 전달받아 현재 도금조(10)의 도금액 레벨을 판단하고 판단 결과에 따라 인고트투입장치(20)를 통한 인고트(I)의 투입여부를 결정하게 된다.

이러한 제어부(40)의 촬영데이터를 통한 인고트(I) 투입여부 판단은 도금조(10) 내 최상면의 레벨과 도금액 레벨 간 간격으로 판단하는데, 보다 구체적으로는 상기 레벨카메라(30)로부터 전달받은 도금조 촬영데이터에서 우선 도금조의 가로 길이에 따라 복수 개로 분할하여 분할된 영역별로 도금조의 최상면 레벨값(T)과 도금액의 수위 레벨값(H)을 산출한다.

이와 같이 복수 개로 분할하는 이유는 가로 방향으로 분할된 각 영역별로 도금액의 수위 레벨값(H)이 미세하게 차이가 발생될 수 있어 이러한 영역별 차이를 설정에 따라 처리하기 위함이다.

즉, 분할하지 않은 상태로 하나의 도금액 수위 레벨값(H)을 산출하는 경우 가로 방향을 따라 도금액 수위 레벨이 미세한 차이를 나타내게 되어 이를 산출하기가 어렵기 때문이다.

이러한 도금액 수위 레벨의 차이는 대표적으로 드로스(Dross)의 발생에 따라 초래될 수 있다.

여기서 분할 영역의 개수로는 20 내지 200 개소로 분할할 수 있으며, 바람직하게는 80 내지 120 개소이다.

이러한 분할 영역별 도금조의 최상면 레벨값(T)과 도금액의 수위 레벨값(H)을 산출하면 이들 간 간격레벨값을 생성하는데, 각 영역별 간격레벨값이 미세하게 차이가 발생될 수 있다.

제어부(40)는 이러한 각 영역별 간격레벨값을 설정에 따라 최종 간격레벨값을 생성하는데, 여기서 최종 간격레벨값을 생성하는 방법으로는 각 영역별 간격레벨값을 평균한 평균 간격레벨값을 채택하거나, 간격레벨값이 가장 큰 영역의 간격레벨값을 최종 간격레벨값으로 채택할 수 있을 것이다.

여기서 간격레벨값이 가장 큰 영역의 간격레벨값을 최종 간격레벨값으로 채택하는 경우는 드로스에 의해 도금액 수위 레벨값(H)이 높아질 수 있으나, 낮아질 수는 없으므로 가장 낮은 도금액 수위 레벨값(H)이 실제 도금액 수위 레벨일 가능성이 높기 때문이다.

이에 따라 제어부(40)는 최종 간격레벨값이 특정되면, 기설정된 기준 간격레벨값, 예를 들면 115mm(도 3에 도시) 보다 최종 간격레벨값이 같거나 크게 되면 인고트투입장치(20)를 구동하는 구동 제어신호를 전송하여 인고트(I)가 투입되도록 한다.

여기서 인고트(I) 투입 수 또는 인고트투입장치(20)의 구동 시간에 따라 충전되는 도금액의 양 즉, 도금액 레벨이 달라질 수 있기 때문에 제어부(40)는 필요에 따라 상기 최종 간격레벨값과 기설정된 기준 간격레벨값 간 차이에 따라 인고트투입장치(20)의 구동 시간을 결정하도록 구성될 수 있다.

물론 레벨카메라(30)가 일실시예에 따라 200㎲ 간격으로 연속적인 촬영을 수행하고 제어부(40)가 즉각적으로 연속하여 판독하기때문에 기준 간격레벨값 보다 같거나 크게 되는 즉시 설정된 개수의 인고트(I) 또는 인고트투입장치(20)의 구동 시간대로 구동이 이루어지게 할 수 있다.

여기서 제어부(40)는 상기 레벨카메라(30) 및 인고트투입장치(20)와 유선 또는 근거리 통신으로 데이터 전송이 이루어지도록 구성될 수도 있으며, 서버 형태로 구현되어 Wi-Fi 망 또는 이더넷 망으로 연결되어 데이터 전송이 이루어지도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템(100)은 전술한 실시예에서 예비 도금조(50)가 더 포함되는데, 이러한 예비 도금조(50)는 인고트투입장치(20)로부터 인고트(I)를 전달받으며 도금액을 일시저장하게 되며, 예비 도금조(50)의 도금액 레벨이 일정 레벨 보다 높아지면 오버플로우에 의해 유동경로(51)를 따라 도금조(10)로 도금액이 이동되도록 한다.

본 실시예에 따르면 제어부(40)에서 최종 간격레벨값이 기설정된 기준 간격레벨값 보다 같거나 크게 되면 인고트투입장치(20)로 구동 제어신호를 전송하고 인고트투입장치(20)의 구동에 따라 예비 도금조(50)로 인고트(I)가 공급되게 된다.

이에 따라 예비 도금조(50)에서 도금액의 오버플로우가 발생되면 유동경로(51)를 따라 도금액이 도금조(10)로 이동되게 된다.

필요에 따라 상기 제어부(40)는 예비 도금조(50)의 도금액 레벨을 특정 레벨로 유지하도록 관리할 수 있으며, 이러한 특정 레벨 관리를 위해 본 발명의 레벨카메라(30)가 적용될 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 도금조 20 : 인고트투입장치
30 : 레벨카메라 40 : 제어부
50 : 예비 도금조
100 : 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템
I : 인고트 T : 도금조 최상면 레벨값
H : 도금액 수위 레벨값 G : 간격레벨값

Claims (6)

1. 도금액이 저장되는 도금조(10)와;
   상기 도금조(10)로 인고트(I)를 공급하는 인고트투입장치(20)와;
   상기 도금조(10)의 도금액 레벨을 측정하기 위해 상기 도금조(10)의 특정 영역을 촬영하는 레벨카메라(30)와;
   상기 레벨카메라(30)로부터 촬영된 영상데이터를 전달받아 현재 도금조(10)의 도금액의 수위를 판단하고 판단 결과에 따라 인고트투입장치(20)를 통한 인고트(I)의 투입여부를 결정하는 제어부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 도금조(10)로 도금액을 공급하는 예비 도금조(50)가 더 포함되며,
   상기 인고트투입장치(20)는 상기 예비 도금조(50)로 인고트(I)를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 레벨카메라(30)는
   도금조(10)의 상부측 내벽면을 촬영하되,
   상기 레벨카메라(30)에 의해 촬영되는 상부측 내벽면에는 도금조의 최상면이 포함되는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부(40)는
   상기 레벨카메라(30)로부터 전달받은 도금조 촬영데이터를 도금조의 가로 길이에 따라 복수 개로 분할하여 분할된 영역별로 도금조의 최상면 레벨값(T)과 도금액의 수위 레벨값(H)을 산출하고 각 영역별로 도금조 최상면 레벨값(T)과 도금액 수위 레벨값(H) 간 간격레벨값(G)을 생성하며, 각 영역별 간격레벨값(G)을 설정에 따라 처리하여 최종 간격레벨값을 생성하는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부(40)는
   상기 최종 간격레벨값이 기설정된 기준 간격레벨값 보다 같거나 클 경우 상기 인고트투입장치(20)로 구동 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부(40)는
   상기 최종 간격레벨값과 기설정된 기준 간격레벨값 간 차이에 따라 인고트투입장치(20)의 구동 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 레벨카메라를 통한 도금액 레벨 자동제어시스템.
   

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