WO2019132505A1 - 선재 권취 형상 측정 장치 - Google Patents

선재 권취 형상 측정 장치 Download PDF

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WO2019132505A1
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wire
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data
wound
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PCT/KR2018/016647
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김도훈
황원호
배우현
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주식회사 포스코
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    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the present invention relates to a wire wound shape measuring apparatus for measuring a wound shape of a wire.
  • the wire rod air cooling stand is a process for producing high-strength and high-grade wire rod such as spring steel, tie cord and CHQ.
  • a straight wire is transformed into a wire form and then cooled in the air-cooled zone. If the wire is not wound properly, scratches may occur during transportation in the air- There is a problem that a joint scratch or scratch scratch is additionally generated in the course of the process.
  • a wire wound shape measuring device capable of measuring a wound shape of a wire by temperature measurement.
  • an apparatus for measuring a wire wound shape comprising: a temperature sensor unit having a plurality of temperature sensors for measuring a temperature of a wire wound on an air- Extracting a peak candidate group from temperature data of each of a plurality of temperature sensors of the sensor unit, extracting a candidate group of temperature data related to the wire from the extracted group of peak candidates, calculating a width direction width of the wire material, A sensor signal collecting and analyzing section for determining the lengthwise end points of the wire using the temperature variation differential value and tracking the winding shape of the wire rod, and a suitable winding shape tracking algorithm is provided to the sensor signal collecting and analyzing section according to a simulation And a simulation unit.
  • thermometer temperature analysis and winding shape of the wire wound by the thermometer alone can be measured, and the problem of narrowing the space due to the cold-weather cover of the air-cooled stand can be solved.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus for measuring a wire wound shape according to an embodiment of the present invention
  • Figs. 2 and 3 are diagrams showing noise generated when the winding shape of the wire is measured only by temperature measurement. Fig.
  • FIG. 4 is a graph of temperature data acquired by the temperature sensor unit of the wire wound wound shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a sensor signal collecting and analyzing unit and a simulation unit of the wire wound shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figs. 6 to 12 are operational flowcharts showing the wire wound shape measuring operation of the wire wound shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Figs. 13 to 25 are diagrams showing the wire wound shape measurement of the sensor signal collecting and analyzing unit of the wire wound shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus for measuring a wire wound shape according to an embodiment of the present invention
  • an apparatus 100 for measuring a wire wound shape may include a temperature sensor unit 110, a sensor signal collection and analysis unit 120, and a simulation unit 130 .
  • the temperature sensor unit 110 can measure the temperature of the wound wire rod C being conveyed in the air-cooling zone B in the wire rod air-cooling stage (A).
  • a plurality of lids (stationary coolant covers) D may be disposed on the air-cooled stand B and a plurality of temperature sensors 111, 112, 113, and 11N of the temperature sensor unit 110 may be disposed in the space between the lids D, It is possible to measure the temperature of the wire rod C wound.
  • Figs. 2 and 3 are diagrams showing noise generated when the winding shape of the wire is measured only by temperature measurement. Fig.
  • the widthwise noise is different according to the position measured by the temperature sensor, and it is also difficult to separate the noise and the wire material temperature.
  • FIG. 4 is a graph of temperature data acquired by the temperature sensor unit of the wire wound wound shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the temperature sensors 111, 112, 113, and 11N of the temperature sensor unit 110 of the wire wound shape measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention are connected to a predetermined unit It is possible to measure the temperature in the width direction of the wire wound by the wire. For example, the width direction temperature of the wire wound in 6 ms units can be measured.
  • the sensor signal collection and analysis unit 120 extracts a peak candidate group from the temperature data of each of the plurality of temperature sensors 111, 112, 113, and 11N of the temperature sensor unit 110,
  • the widthwise direction width of the wire rod is calculated by extracting a candidate temperature data item related to the wire rod from the candidate wire and determining both end points in the longitudinal direction of the wire rod using the temperature change differential value in the temperature data, The shape can be tracked.
  • the simulation unit 130 may provide the sensor signal acquisition and analysis unit 120 with a suitable winding shape tracking algorithm according to the simulation.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a sensor signal collecting and analyzing unit and a simulation unit of the wire wound shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor signal collecting and analyzing unit 120 of the wire wound shape measuring apparatus includes a data transmitting / receiving unit 121, a wire starting point and ending point calculating unit 122, A wire width direction endpoint calculation unit 124, a temperature analysis data extraction unit 125, an algorithm module, and a parameter reception unit 126.
  • the data transmitting and receiving unit 121 may include a wire material information communication interface 121a, a sensor communication interface 121b, a sensor data high speed receiving unit 121c and a sensor data post-processing unit 121d.
  • the wire rod information communication interface 121a and the sensor communication interface 121b of the data transmission and reception section 121 receive the wound shape data base and the wound shape data and temperature data from each of the temperature database through the memory, the CPU and the communication card,
  • the sensor data high-speed receiving unit 121c transfers the measured temperature data from the temperature sensor unit 110 to the memory, and the sensor data post-processing unit 121d can transmit the post-processed measured temperature data.
  • the wire starting point and ending point calculation unit 122 may calculate the starting point and the ending point of the wound wire rod with the algorithm module and parameters received and transmitted after receiving the wound wire rod information and the post-processed measured temperature data.
  • the event generating unit 123 may generate the start, middle, end, and cancel events of the wound wire rod based on the calculated starting point and end point of the wire rod.
  • the wire end width direction end point calculation unit 124 can calculate end points in the width direction of the wound wire rod with the received algorithm module and parameters received after receiving the post-processed measured temperature data from the data transmitting / receiving unit 121.
  • the temperature analysis data extracting unit 125 can extract the temperature analysis data from the received algorithm modules and parameters received from both end points in the width direction of the calculated wire rod from the wire rod width direction endpoint calculator 124.
  • the algorithm module and parameter receiving unit 126 receives the algorithm modules and parameters set in advance from the simulation unit 130 and receives the wire rod starting point and end point calculator 122, the wire rod width direction both end point calculator 124, And transmits the algorithm module and parameters to the extraction unit 125.
  • the simulation unit 130 includes a temperature / winding shape database interface 131, a temperature stream data collecting unit 132, a winding shape tracking algorithm editing unit 133, a winding shape tracking simulation executing unit 134, a simulation event generating unit 135, and an algorithm module and a parameter transferring unit 136.
  • the temperature / winding shape database interface 131 can receive winding shape data and temperature data from each of the wound shape database and the temperature database.
  • the temperature stream data collection unit 132 can collect temperature stream data of the wound wire rod based on the received temperature data.
  • the winding shape tracking algorithm editing section 133 can edit an algorithm for tracking the winding shape of the wound wire rod.
  • the winding shape tracking simulation execution unit 134 can execute simulation of tracking the winding shape of the wound wire rod in accordance with the edited winding shape tracking algorithm and the simulation data and the temperature stream of the wound wire rod.
  • the simulation event generation unit 135 can display the temperature data, the simulation review result, and the simulation management result of the simulation of the wrapping shape tracking of the wound wire rod, respectively, in the HMI (Human Machine Interface) system.
  • HMI Human Machine Interface
  • the algorithm module and parameter transferring unit 136 may transmit the algorithm module and parameter from the winding shape tracking algorithm editing unit 133 to the sensor signal collecting and analyzing unit 120.
  • FIGS. 6 to 12 are flow charts showing an operation of measuring the wire wound shape of the wire wound shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13 to 26 are views showing a wire wound shape measuring apparatus Fig. 3 is a view showing the wire wound shape measurement of the sensor signal collection and analysis unit of Fig.
  • the data transmitting and receiving unit 121 of the sensor signal collecting and analyzing unit 120 of the wire wound shape measuring apparatus 100 includes a temperature sensor (not shown) (S11, S12), temperature data is collected from each temperature sensor (S13), and the acquisition time and the value are stored in a queue form in a memory-based file (S14) , And can receive the temperature data after the post-process request (S15).
  • the sensor data post-processing unit 121d of the data transmitting and receiving unit 121 reads temperature data from the memory-based file when there is post-process data (S21, S22) (S24), the temperature data is stored in the temperature database as time series data (S25), the processing is requested to the wire starting point and ending point calculation unit 122, (S26).
  • the wire starting point and ending point calculator 122 calculates the widthwise temperature data at a low value (S101, S102) (S103), and the operation can be started for each temperature point based on the sorted order (S104). That is, as shown in FIG. 13 and FIGS. 14A to 14E, it is possible to collect the temperature points by collecting the widthwise temperature data (FIGS. 14A and 14B) and extracting peaks from the collected widthwise temperature data (Figs. 14C, 14D and 14E). Referring to FIG. 14E, it is assumed that (1) the point is activated only by itself at the beginning, (2) the points are merged in the presence of the activated points in the vicinity at the time of activation, and have. That is, when activating each temperature point, you can merge into one if there is already an active point next to it. In this case, since the low temperature is activated in order, all of the mergers that are generated can occur in a form of increasing temperature.
  • the difference (ba) between the temperature of the previous point of the end point of the merging group to be connected and the temperature of the merging group to be connected, (Cb) between the previous point temperatures of the merging group to be connected with the merging group are calculated (S113), and if the (ba) and (ca) (S115). If the signs of (ba) and (ca) are different from each other, the present temperature point is merged into the end point of the other merging group, and the existing local minimum value and the current local minimum value (S116) (Fig. 15B).
  • the operation can be started for each temperature point based on the ordered sequence (S104).
  • a representative temperature deviation value is calculated as a difference between the local maximum value and the local minimum value when the local maxima value or the local minimum value is changed (S117).
  • the operation can be started for each temperature point based on the sorted order (S104) (Fig. 16) (Figs. 17A to 17F).
  • the peak section candidates according to the temperature selection can be generated in the order of magnitude, and the peak of the temperature section connected during growth can be recalculated.
  • FIG. 17E it is possible to derive the various peak section candidates of (1) to (12) through merging, and to extract only the candidates of the degree of deviation from the peak of the peak section candidates among the peak section candidates of (6), (7), .
  • local maximum point positions of the extracted peak candidate groups may be calculated and then sorted in size order (S120) (FIG. That is, as shown in FIG. 18A, positions in the width direction of the local maximum point in the 6, 7, 10, and 12 peak intervals are collected and sorted in the order of magnitude, and the local maximum temperatures are collected and aligned for all peak interval candidates,
  • the width direction size of the coil part can be calculated as (2 - 1) by using the leftmost point 1 and the rightmost point 2.
  • 18B shows a performance graph in which the width direction size of the coil is measured in the longitudinal direction.
  • the wire wound shape can be displayed as the middle of the wound wire rod (S123) or the leading end of the wound wire rod (S125). Then, the event generating unit 123 may request generation of the start and intermediate events of the wire rod, and update the winding shape database at the starting point and the intermediate point of the wire rod (S126).
  • the calculated width direction length (width) is equal to or smaller than the reference value (S122)
  • the predetermined time may be a few seconds.
  • the event generation unit 123 cancels the recognition of the winding shape of the wire material by determining that the wire material is not sensed within a predetermined time, It is possible to request the creation of a termination event, and update the winding shape database by the unfixed point of the wire or by canceling the winding shape recognition (S132).
  • the event generation unit 123 when the event generation is requested (S201, S202), the event generation unit 123 generates the start, middle, end, and rewound shape recognition cancellation events of the wound wire according to the requested content (S203) It is possible to transmit the generated event to the wire rod width direction endpoint calculation unit 124 and the temperature classification data extraction unit 125 (S204).
  • the inter-point temperature change differential value can be calculated in the wire material width direction temperature data (S304). That is, the list of (P1-P2, P2-P3, ..., Pn-1-Pn) can be generated when the widthwise temperature is (P1, P2, P3 ..., Pn-1, Pn). Thereafter, a differential value position that is equal to or larger than the reference value can be selected from the calculated list (S306).
  • differential value when the differential value is (+), it means the starting temperature portion of the wire rod in the width direction, and when the differential value is (-), it can mean the kind portion of the wire rod temperature in the width direction. If the temperature of the wire is accurately measured, there may be at least two (+) values and at least two (-) values (FIG. 19).
  • the leftmost point of the (+) values is the rightmost point Is selected as the upper edge of the wire rod, and the edge information of the current wire rod is updated in the wound shape database (S308).
  • the ensemble method starts from both ends of the width data and recognizes the point at which the temperature section starts within a specific temperature with respect to the width direction Max temperature as both ends of the wire material (FIG. 20).
  • the width can be set smaller than the actual wire material due to a too small temperature range (FIG. 21) (Fig. 22), and the noise at the outer edge of the wire rods may be erroneously judged as the end portion than the actual wire rods (Fig. 23).
  • the temperature points in the width direction of the wire can be divided by half, and the following steps can be separately calculated for the lower half for the wire rods and the upper half for the wire rods (S310) (FIG.
  • the temperature ranges for edge extraction are K 1 , K 2 , ... , K n , the end point candidates can be calculated in the following procedure (S311).
  • E k closest to P can be selected as the (upper / lower) edge point candidate and selected (S313).
  • the edge information for the current wire material is updated in the rewound shape database (S317), and the wire material can be moved back to the wire material width direction end point calculation start step (S318)
  • thermometer As described above, according to the present invention, it is possible to measure the temperature of the wire wound by the thermometer alone and to measure the winding shape, and to solve the problem of narrowing the space due to the cold-

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Abstract

본 발명은, 온도 측정으로 선재의 권취 형상을 측정할 수 있는 선재 권취 형상 측정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치는 선재 공냉대 상에 권취된 선재의 온도를 측정하는 복수의 온도 센서를 갖는 온도 센서부, 상기 온도 센서부의 복수의 온도 센서 각각의 온도 데이터들로부터 피크(peak) 후보군을 추출하고 추출된 피크 후보군으로부터 선재에 관련된 온도 데이터 후보군을 추출하여 상기 선재의 폭방향 너비를 계산하고, 상기 온도 데이터들내에서 온도 변화 미분값을 이용하여 상기 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하여 상기 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 센서 신호 수집 및 분석부, 상기 센서 신호 수집 및 분석부에 시뮬레이션에 따라 적합한 권취형상 트랙킹 알고리즘을 제공하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.

Description

선재 권취 형상 측정 장치
본 발명은 선재의 권취 형상을 측정하는 선재 권취 형상 측정 장치에 관한 것이다.
선재 공냉대는 스프링강, 타이코드, CHQ 등 고강도 고급 선재를 생산하는 공정이다.
통상 직선 형태의 선재는 선재 형태로 변환된 후 공냉대에서 냉각이 진행되는데, 선재의 권취 형상이 불량할 경우, 공냉대 내에서 이송중 긁힘흠이 생기거나, 공냉대 조업 후 집적한 선재를 결속하는 과정에서 결속흠이나 긁힘흠이 추가로 발생하게 되는 문제점이 있다.
이러한 종래 기술에 대해서는, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0021777호 등을 참조하여 쉽게 이해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 측정으로 선재의 권취 형상을 측정할 수 있는 선재 권취 형상 측정 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치는 선재 공냉대 상에 권취된 선재의 온도를 측정하는 복수의 온도 센서를 갖는 온도 센서부, 상기 온도 센서부의 복수의 온도 센서 각각의 온도 데이터들로부터 피크(peak) 후보군을 추출하고 추출된 피크 후보군으로부터 선재에 관련된 온도 데이터 후보군을 추출하여 상기 선재의 폭방향 너비를 계산하고, 상기 온도 데이터들 내에서 온도 변화 미분값을 이용하여 상기 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하여 상기 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 센서 신호 수집 및 분석부, 상기 센서 신호 수집 및 분석부에 시뮬레이션에 따라 적합한 권취형상 트랙킹 알고리즘을 제공하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도계만으로 권취된 선재의 온도 분석 및 권취 형상도 측정할 수 있고, 공냉대 상의 서냉재 커버로 인한 장소 협소 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 온도 측정만으로 선재의 권취 형상을 측정할 시에 발생되는 노이즈를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 온도 센서부에서 취득하는 온도 데이터 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 센서 신호 수집 및 분석부와 시뮬레이션부의 개략적인 구성도이다.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 선재 권취 형상 측정 동작을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 13 내지 도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 센서 신호 수집 및 분석부의 선재 권취 형상 측정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치(100)는 온도 센서부(110), 센서 신호 수집 및 분석부(120) 및 시뮬레이션부(130)를 포함할 수 있다.
온도 센서부(110)는 선재 공냉대 공정(A)에서 공냉대(B)에서 이송중인 권취된 선재(C)의 온도를 측정할 수 있다. 공냉대(B)의 상측에는 복수의 덮개(서냉재 커버)(D)가 배치될 수 있으며, 복수의 덮개(D)간의 틈새로 온도 센서부(110)의 복수의 온도 센서(111,112,113,11N)가 권취된 선재(C)의 온도를 측정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 온도 측정만으로 선재의 권취 형상을 측정할 시에 발생되는 노이즈를 나타내는 도면이다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 권취된 선재의 길이 방향으로 각 온도 센서(111,112,113,11N)(여기서, N은 자연수)에서 연속으로 측정되고 있는 온도 데이터 스트림(stream)을 살펴보면, 길이 방향 노이즈와 실제 선재의 온도가 함께 측정되고 있는 것을 볼 수 있으며, 길이 방향 노이즈와 비슷한 온도 대역의 선재일 경우 노이즈와 선재의 온도를 분리하기 어려울 수 있다.
도 1과 함께 도 3을 참조하면, 동일한 선재 내에서도 온도 센서가 측정한 위치에 따라 폭방향 노이즈가 서로 다른 온도 분포를 보이고 있으며, 이 또한 노이즈와 선재의 온도를 분리하기 어려울 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 온도 센서부에서 취득하는 온도 데이터 그래프이다.
도 1과 함께, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치(100)의 온도 센서부(110)의 각 온도 센서(111,112,113,11N)는 사전에 설정된 일정 사간 단위로 권취된 선재의 폭방향 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 6ms 단위로 권취된 선재의 폭방향 온도를 측정할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 센서 신호 수집 및 분석부(120)는 온도 센서부(110)의 복수의 온도 센서(111,112,113,11N) 각각의 온도 데이터들로부터 피크(peak) 후보군을 추출하고 추출된 피크 후보군으로부터 선재에 관련된 온도 데이터 후보군을 추출하여 상기 선재의 폭방향 너비를 계산하고, 상기 온도 데이터들내에서 온도 변화 미분값을 이용하여 상기 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하여 상기 권취된 선재의 권취 형상을 트랙킹할 수 있다.
시뮬레이션부(130)는 센서 신호 수집 및 분석부(120)에 시뮬레이션에 따라 적합한 권취형상 트랙킹 알고리즘을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 센서 신호 수집 및 분석부와 시뮬레이션부의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 센서 신호 수집 및 분석부(120)는 데이터 송수신부(121), 선재 시작점 및 종료점 계산부(122), 이벤트 생성부(123), 선재 폭방향 양끝점 계산부(124), 온도 분석용 데이터 추출부(125), 알고리즘 모듈 및 파라미터 수신부(126)를 포함할 수 있다.
데이터 송수신부(121)는 선재 정보 통신 인터페이스(121a), 센서 통신 인터페이스(121b), 센서 데이터 고속 수신부(121c) 및 센서 데이터 후처리부(121d)를 포함할 수 있다.
데이터 송수신부(121)의 선재 정보 통신 인터페이스(121a) 및 센서 통신 인터페이스(121b)는 메모리, CPU 및 통신 카드를 통해 권취 형상 데이터 베이스, 온도 데이터 베이스 각각으로부터 권취 형상 데이터와 온도 데이터를 전달받고, 센서 데이터 고속 수신부(121c)는 온도 센서부(110)로부터의 측정 온도 데이터를 메모리에 전달하며, 센서 데이터 후처리부(121d)는 후처리된 측정 온도 데이터를 전달할 수 있다.
선재 시작점 및 종료점 계산부(122)는 상기 권취된 선재의 정보와 상기 후처리된 측정 온도 데이터를 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 상기 권취된 선재의 시작점 및 종료점을 계산할 수 있다.
이벤트 생성부(123)는 계산된 선재의 시작점 및 종료점에 기초하여 상기 권취된 선재의 시작,중간,종료 및 취소 이벤트를 생성할 수 있다.
선재 폭방향 양끝점 계산부(124)는 데이터 송수신부(121)로부터의 후처리된 측정 온도 데이터를 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 상기 권취된 선재의 폭방향 양끝점을 계산할 수 있다.
온도 분석용 데이터 추출부(125)는 선재 폭방향 양끝점 계산부(124)로부터의 계산된 선재의 폭방향 양끝점을 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 온도 분석용 데이터를 추출할 수 있다.
알고리즘 모듈 및 파라미터 수신부(126)는 시뮬레이션부(130)로부터 사전에 설정된 알고리즘 모듈 및 파라미터를 전달받아 선재 시작점 및 종료점 계산부(122), 선재 폭방향 양끝점 계산부(124) 및 온도 분석용 데이터 추출부(125)에 해당 알고리즘 모듈 및 파라미터를 전달할 수 있다.
시뮬레이션부(130)는 온도/권취 형상 데이터 베이스 인터페이스(131), 온도 스트림 데이터 수집부(132), 권취 형상 트랙킹 알고리즘 편집부(133), 권취형상 트랙킹 시뮬레이션 실행부(134), 시뮬레이션 이벤트 생성부(135) 및 알고리즘 모듈 및 파라미터 전달부(136)를 포함할 수 있다.
온도/권취 형상 데이터 베이스 인터페이스(131)는 권취 형상 데이터 베이스, 온도 데이터 베이스 각각으로부터 권취 형상 데이터와 온도 데이터를 전달받을 수 있다.
온도 스트림 데이터 수집부(132)는 전달받은 온도 데이터에 기초하여 상기 권취된 선재의 온도 스트림(stream) 데이터를 수집할 수 있다.
권취 형상 트랙킹 알고리즘 편집부(133)는 상기 권취된 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 알고리즘을 편집할 수 있다.
권취형상 트랙킹 시뮬레이션 실행부(134)는 편집된 권취 형상 트랙킹 알고리즘과 시뮬레이션 데이터 및 상기 권취된 선재의 온도 스트림에 따라 상기 권취된 선재의 권취형상 트랙킹의 시뮬레이션을 실행할 수 있다.
시뮬레이션 이벤트 생성부(135)는 실행된 상기 권취된 선재의 권취형상 트랙킹의 시뮬레이션의 온도 데이터, 시뮬레이션 검토 결과 및 시뮬레이션 관리 결과를 각각 HMI(Human Machine Interface) 방식으로 표시할 수 있다.
알고리즘 모듈 및 파라미터 전달부(136)는 권취 형상 트랙킹 알고리즘 편집부(133)로부터의 알고리즘 모듈 및 파라미터를 센서 신호 수집 및 분석부(120)에 전달할 수 있다.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 선재 권취 형상 측정 동작을 나타내는 동작 흐름도이고, 도 13 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치의 센서 신호 수집 및 분석부의 선재 권취 형상 측정을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 5와 함께, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재 권취 형상 측정 장치(100)의 센서 신호 수집 및 분석부(120)의 데이터 송수신부(121)는 온도 센서(111,112,113,11N)으로부터의 수신 대기 온도 데이터가 존재하면(S11,S12), 각 온도 센서로부터 온도 데이터를 수집하여(S13), 메모리 기반 파일에 수집 시점과 값을 큐 형태로 저장하고(S14), 온도 데이터를 후처리 요청 후 수신 대기할 수 있다(S15).
도 1 및 도 5와 함께, 도 7을 참조하면, 데이터 송수신부(121)의 센서 데이터 후처리부(121d)는 후처리 데이터가 존재하면(S21,S22), 상기 메모리 기반 파일에서 온도 데이터를 읽어(S23) 데이터 베이스 쿼리(Query)로 온도 데이터를 변경하고(S24), 온도 데이터 베이스에 시계열 데이터로 저장한 후(S25), 선재 시작점 및 종료점 계산부(122)에 처리 요청하고 후처리 데이터 존재를 체크할 수 있다(S26).
도 1 및 도 5와 함께, 도 8을 참조하면, 선재 시작점 및 종료점 계산부(122)는 선재의 시작 및 종료 계산 요청이 존재하면(S101,S102), 수집된 폭방향 온도 데이터들을 낮은 값에서 높은 값 순으로 정렬하고(S103), 정렬된 순서에 기반하여 각 온도 포인트에 대해 작업을 시작할 수 있다(S104). 즉, 도 13 및 도 14a 내지 도 14e에 도시된 바와 같이 폭방향 온도 데이터를 수집하여(도 14a, 도 14b) 수집된 폭방향 온도 데이터에서 피크(peak)를 추출하여 온도 포인트를 합병할 수 있다(도 14c, 도 14d, 도 14e). 도 14e를 참조하면, 1) 초기에는 포인트 혼자만 활성화되고, 2) 활성화시 주변에 기 활성화된 Point 존재시 합병되며, 3) 초기에는 온도 포인트들 합병시 도시된 화살표 방향 같은 성장 방향으로 합병될 수 있다. 즉, 각 온도 포인트를 활성화시 옆에 이미 활성화된 포인트가 존재하면 하나로 합병할 수 있다. 이때, 낮은 온도부터 순서대로 활성화되므로, 생성되는 합병들은 모두 온도가 증가하는 형태로 발생하게 될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 정렬된 순서로 모든 온도 포인트를 방문 여부(S105)에 따라 현재 선택된 온도 포인트에 대해 원본 온도 데이터에서 활성화시키거나(S106), 도 9에 도시된 바와 같이 특정 온도 편차 이상의 피크 후보군을 추출할 수 있다(S119).
현재 선택된 온도 포인트에 대해 원본 온도 데이터에서 활성화되고, 활성화 후 바로 옆에 합병 대상이 존재하면(S107), 합병시 본 온도 포인트가 타 합병군의 끝부위로 합병되는지 여부를 판단하고(S109), 아닌 경우 본 온도 포인트를 중심으로 2개 합병군 간의 합병이 발생되어 합병후 본 온도 포인트를 본 합병군의 로컬 맥시멈(loacl maximum)값으로 갱신하고(S111)(도 15a), 맞는 경우 본 포인트와 연결될 합병군의 끝 포인트에 그 이전 포인트가 존재하는 지를 판단하여(S110), 아닌 경우 본 온도 포인트를 타 합병군의 단순 끝부위 포인트로 병합할 수 있다(S112).
활성화 후 바로 옆에 합병 대상이 존재하지 않으면(S107), 본 온도 포인트 1개로만 구성된 합병군을 생성하여(S108), 본 온도 포인트를 타 합병군의 단순 끝부위 포인트로 병합할 수 있다(S112).
본 포인트와 연결될 합병군의 끝 포인트에 그 이전 포인트가 존재하면(S110), 연결될 합병군의 끝 포인트의 이전 포인트 온도와 연결될 합병군의 끝 포인트의 온도간의 차(b-a)와, 본 포인트의 온도와 연결될 합병군의 끝 포인트의 이전 포인트 온도 간의 차(c-b)를 각각 계산하여(S113), (b-a)와 (c-a)가 동일 부호이면 본 온도 포인트를 타 합병군의 단순 끝부위 포인트로 병합하고(S115), (b-a)와 (c-a)의 부호가 서로 상이하면, 본 온도 포인트를 타 합병군의 끝부위 포인트로 병합하고 타 합병군의 기존 로컬 미니멈(local minimum) 값과 지금의 로컬 미니멈 값을 비교하여 가장 작은 값으로 갱신할 수 있다(S116)(도 15b).
본 온도 포인트를 타 합병군의 끝부위 포인트로 병합한 이후(S112,S115) 정렬된 순서에 기반하여 각 온도 포인트에 대해 작업을 시작할 수 있다(S104).
로컬 맥시멈값을 갱신하거나(S111), 로컬 미니멈 값을 갱신(S116)한 이후, 합병군 생성으로 로컬 맥시멈값이나 로컬 미니멈 값 변경시 로컬 맥시멈값과 로컬 미니멈 값간의 차로 대표 온도 편차값을 계산하고(S117), 새로운 피크 후보군으로 온도 데이터 베이스를 갱신(S118)한 후, 정렬된 순서에 기반하여 각 온도 포인트에 대해 작업을 시작할 수 있다(S104)(도 16)(도 17a 내지 도 17f).
즉, 도 17d과 같이, 크기 순으로 온도 선택에 따른 피크 구간 후보들을 생성할 수 있고, 성장중에 연결된 온도 구간의 피크를 재계산할 수 있다. 도 17e와 같이, 합병을 통해 ① 내지 ⑫ 의 다양한 피크 구간 후보들을 도출하고, 도 17f와 같이 ⑥, ⑦, ⑩, ⑫의 피크 구간 후보들 중 코일 진온도로 인정할 수 있는 오도 편차 이상의 후보군들만 추출할 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, 특정 온포 편차 이상의 피크 후보군을 추출한 후(S119), 추출된 피크 후보군들의 로컬 맥시멈 포인트 위치를 계산한 후 크기순으로 정렬할 수 있다(S120)(도 18a). 즉 도 18a와 같이, ⑥, ⑦, ⑩, ⑫ 피크 구간들 내의 local maximum point의 폭방향 내 위치 값들을 수집하여 크기 순으로 정렬하여, 모든 피크 구간 후보들에 대해 local maximum 온도를 모아 정렬한 후, 가장 왼쪽에 있는 포인트인 ①와 가장 오른쪽 포인트인 ②를 이용하여 코일부의 폭방향 크기를 (② - ①)로 계산할 수 있다.
이후, 가장 하부쪽 포인트와 가장 상부쪽 포인트간 위치값 차를 구해 선재의 폭방향 길이를 계산할 수 있다(S121)(도 18b). 도 18b에는 코일의 폭방향 크기를 길이방향으로 측정한 실적 그래프가 도시된다.
계산된 폭방향 길이(너비)가 기준값 이상이면(S122), 선재 권취 형상의 트랙킹 여부에 따라(S123), 권취된 선재의 중간으로 표시하거나(S124), 권취된 선재의 선단으로 표시할 수 있다(S125). 이후, 이벤트 생성부(123)는 선재의 시작, 중간 이벤트 생성을 요청하고, 선재의 시작점 및 중간점으로 권취형상 데이터 베이스를 갱신할 수 있다(S126).
계산된 폭방향 길이(너비)가 기준값 이하이면(S122), 선재 권취 형상의 트랙킹 여부에 따라(S127), 선재의 시작점 및 종단점 계산 시작으로 다시 이동하거나(S128), 선재의 권취 형상으로 인식한지 일정 시간 이내인지 판단할 수 있다(S129). 상기 일정 시간은 수초일 수 있다. 일정 시간 이내이면 의미 없는 데이터로 판단하여 선재의 권취 형상 인식을 취소하고(S131), 일정 시간 이내가 아니면 권취된 선재의 미단으로 표시하여(S130), 이벤트 생성부(123)는 선재의 취소, 종료 이벤트 생성을 요청하고, 선재의 미단점 또는 권취 형상 인식 취소로 권취형상 데이터 베이스를 갱신할 수 있다(S132).
도 10을 참조하면, 이벤트 생성부(123)는 이벤트 생성이 요청되면(S201,S202), 요청한 내용에 따라 권취된 선재의 시작, 중간, 종료, 권취형상 인식 취소 이벤트를 생성하고(S203), 선재 폭방향 양끝점 계산부(124) 및 온도 분성용 데이터 추출부(125)에 생성된 이벤트를 전달할 수 있다(S204).
도 5와 함께 도 11을 참조하면, 선재 폭방향 양끝점 계산부(124)는 이벤트가 존재하고(S301,S302), 시작, 중간, 종료 이벤트가 아닌 경우에는 권취 형상 데이터 베이스에서 트랙킹 데이터를 취소하고(S305), 시작, 중간, 종료 이벤트인 경우에는(S303), 선재 폭방향 온도데이터 내에서 포인트간 온도 변화 미분값을 계산할 수 있다(S304). 즉, 폭방향 온도가 (P1,P2,P3...,Pn-1,Pn)일때, (P1-P2,P2-P3,...,Pn-1-Pn)리스트를 생성할 수 있다. 이후, 계산된 리스트에서 기준값 이상인 미분값위치를 선정할 수 있다(S306). 즉, 미분값이 (+)인 경우, 폭 방향에 선재의 진온도 시작부를 의미하고, 미분값이(-)인 경우, 폭방향에서 선재의 진온도의 종류부를 의미할 수 있다. 선재의 온도가 정확히 측정되었다면 (+)값이 적어도 2개 이상, (-)값이 적어도 2개 이상이 존재할 수 있다(도 19).
기준값 이상의 미분값이 (+)값이 2개 이상, (-)값이 2개 이상이면(S307), (+)값들 중 가장 왼쪽의 포인트를 선재의 하단부 에지로 (-)값들 중 가장 오른쪽 포인트를 선재의 상단부 에지로 선정하고, 권취 형상 데이터 베이스에 현재 선재에 대한 에지 정보로 갱신할 수 있다(S308).
한편, 기준값 이상의 미분값이 (+)값이 2개 이상, (-)값이 2개 이하여서, 포인트간 온도 변화 미분값을 기반하여 선재의 양끝점 계산이 실패한 경우(S309) 앙상블 기법을 시도할 수 있다.
상기 앙상블 기법은 폭 데이터 양끝에서 출발하여, 폭방향 Max 온도 대비 특정 온도 이내로 온도구간이 시작되는 시점을 선재의 양끝 온도로 인정하는 방법이다(도 20).
이때, 폭방향 최대 온도 대비 너무 낮은 온도값으로 온도 구간을 설정하면 너무 작은 온도 구간으로 인해 실제 선재보다 폭이 작게 설정될 수 있고(도 21), 선재의 폭방향 안쪽으로 설정되는 구간일 존재할 수 있으며(도 22), 실제 선재보다 선재 외곽의 노이즈를 끝단으로 잘못 판단할 수도 있다(도 23).
즉, 선재의 온도에 따라 최대 온도 대비 온도 구간 선택을 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, 평균 500도인 선재의 경우, Max 대비 40도를 사용하면 되지만, 평균 600도인 선재의 경우, Max 대비 100도를 사용해야 한다. 그 이유는 선재에 따라서는 노이즈 온도가 높기 때문에 이를 피해서 실제 선재 온도만을 찾아야 하기 때문이다. 그러나, 동일 선재 내에서도 온도가 변화하고, 동일한 로트(Lot) 내에서도 선재의 온도가 서로 다르기 때문에, Max 대비 온도구간 방법은 상황에 따라서 동적으로 변화하도록 하여, 선재의 양끝점을 찾을 수 있도록 해야 한다(도 24).
도 12를 참조하면, 상기 앙상블 기법에 따라 선재의 폭 방향 온도 포인트 들을 반씩 나누어 하위 절반은 선재 하부용, 상위 절반은 선재 상부용으로 나누어 다음 단계들을 각각 계산할 수 있다(S310)(도 25).
먼저, 선재의 에지 추출을 시도할 온도구간들을 K1, K2, …, Kn 이라 할 때, 다음 순서에서 끝점 후보들을 계산할 수 있다(S311).
E1 : (상부/하부) 폭방향 Max 온도 대비 K1 내 온도구간이 시작되는 선재의 끝점
E2 : (상부/하부) 폭방향 Max 온도 대비 K2 내 온도구간이 시작되는 선재의 끝점
.
.
En : (상부/하부) 폭방향 Max 온도 대비 Kn 내 온도구간이 시작되는 선재의 끝점(S312)
이전 선재 폭에 대해 계산된 포인트 위치 값이 P라 할 때, P와 가장 가까운 Ek를 (상부/하부) 에지 포인트 후보로 판정하여 선택할 수 있다(S313).
권취된 선재의 곡선률을 고려했을 때, P-Ek 값이 기준값 이상이면(S314), 권취된 선재의 곡선률을 고려했을 때, 본 차이 값은 실제 존재할 수 없으므로 곡선률을 고려해 사전에 계산해둔 최대 변화가능 에지 값으로 변경하고(S315), 기준값 이하인 경우, Ek 값을 선재의 (상부/하부) 에지 값으로 결정할 수 있다(S315).
이후, 권취 형상 데이터 베이스에 현재 선재에 대한 에지 정보로 갱신하고(S317), 선재 폭방향 양끝점 계산 시작 단계로 다시 이동할 수 있다.(S318)
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도계만으로 권취된 선재의 온도 분석 및 권취 형상도 측정할 수 있고, 공냉대 상의 서냉재 커버로 인한 장소 협소 문제를 해소할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 선재 공냉대 상에 권취된 선재의 온도를 측정하는 복수의 온도 센서를 갖는 온도 센서부;
    상기 온도 센서부의 복수의 온도 센서 각각의 온도 데이터들로부터 피크(peak) 후보군을 추출하고 추출된 피크 후보군으로부터 선재에 관련된 온도 데이터 후보군을 추출하여 상기 선재의 폭방향 너비를 계산하고, 상기 온도 데이터들내에서 온도 변화 미분값을 이용하여 상기 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하여 상기 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 센서 신호 수집 및 분석부; 및
    상기 센서 신호 수집 및 분석부에 시뮬레이션에 따라 적합한 권취형상 트랙킹 알고리즘을 제공하는 시뮬레이션부
    를 포함하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선재 공냉대의 상측에는 복수의 덮개가 배치되고,
    상기 복수의 온도 센서는 상기 복수의 덮개 사이의 각 틈새에서 각각 상기 권취된 선재의 온도를 측정하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 신호 수집 및 분석부는 사전에 설정된 시간 간격으로 상기 온도 데이터들에 따라 상기 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 신호 수집 및 분석부는 상기 온도 데이터들내에서 온도 변화 미분값을 이용하여 상기 권취된 선재의 길이방향 양 끝점 판정에 실패하면, 앙상블 기법을 기반으로 상기 권취된 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 신호 수집 및 분석부는 폭방향 온도 데이터 최대값 대비 일정 온도 이내로 온도 구간이 시작되는 점을 상기 권취된 선재의 길이방향 양 끝점을 판정하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서 신호 수집 및 분석부는
    권취 형상 데이터 베이스, 온도 데이터 베이스 각각으로부터 권취 형상 데이터와 온도 데이터를 전달받고 상기 온도 센서부로부터의 측정 온도 데이터를 메모리에 전달하며 후처리된 측정 온도 데이터를 전달하는 데이터 송수신부;
    상기 권취된 선재의 정보와 상기 후처리된 측정 온도 데이터를 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 상기 선재의 시작점 및 종료점을 계산하는 선재 시작점 및 종료점 계산부;
    계산된 선재의 시작점 및 종료점에 기초하여 상기 권취된 선재의 시작,중간,종료 및 취소 이벤트를 생성하는 이벤트 생성부;
    상기 데이터 송수신부로부터의 후처리된 측정 온도 데이터를 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 상기 권취된 선재의 폭방향 양끝점을 계산하는 선재 폭방향 양끝점 계산부;
    상기 선재 폭방향 양끝점 계산부로부터의 계산된 선재의 폭방향 양끝점을 전달받아 전송받은 알고리즘 모듈 및 파라미터로 온도 분석용 데이터를 추출하는 온도 분석용 데이터 추출부; 및
    상기 시뮬레이션부로부터 사전에 설정된 알고리즘 모듈 및 파라미터를 전달받아 상기 선재 시작점 및 종료점 계산부, 상기 선재 폭방향 양끝점 계산부 및 상기 온도 분석용 데이터 추출부에 해당 알고리즘 모듈 및 파라미터를 전달하는 알고리즘 모듈 및 파라미터 수신부
    를 포함하는 선재 권취 형상 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는
    권취 형상 데이터 베이스, 온도 데이터 베이스 각각으로부터 권취 형상 데이터와 온도 데이터를 전달받는 온도/권취 형상 데이터 베이스 인터페이스;
    전달받은 온도 데이터에 기초하여 상기 권취된 선재의 온도 스트림(stream) 데이터를 수집하는 온도 스트림 데이터 수집부;
    상기 권취된 선재의 권취 형상을 트랙킹하는 알고리즘을 편집하는 권취 형상 트랙킹 알고리즘 편집부;
    편집된 권취 형상 트랙킹 알고리즘과 시뮬레이션 데이터 및 상기 권취된 선재의 온도 스트림에 따라 상기 권취된 선재의 권취형상 트랙킹의 시뮬레이션을 실행하는 권취형상 트랙킹 시뮬레이션 실행부;
    실행된 상기 권취된 선재의 권취형상 트랙킹의 시뮬레이션의 온도 데이터, 시뮬레이션 검토 결과 및 시뮬리이션 관리 결과를 HMI(Human Machine Interface) 방식으로 표시하는 시뮬레이션 이벤트 생성부;및
    상기 권취 형상 트랙킹 알고리즘 편집부로부터의 알고리즘 모듈 및 파라미터를 상기 센서 신호 수집 및 분석부에 전달하는 알고리즘 모듈 및 파라미터 전달부
    를 포함하는 선재 권취 형상 측정 장치.
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