KR870000456B1 - 형상 검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형상 검출장치

제1도는 종래 장치의 구성을 표시한 블럭도.

제2도는 그 동작을 설명하기 위한 강판의 선단형상도.

제3도는 본 발명의 한 실시예의 구성도.

제4도는 그 각부의 신호 파형도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.

제6도는 각부의 신호 파형도.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 표시한 블럭도.

제8도-제10도는 각기 그 동작설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강판 2 : 렌즈

3 : 광전소자군 4 : 증폭기

6 : 폭(幅) 측정회로 8 : 비교회로

9 : 절단기 제어장치 10 : 양자화회로(量子化回路)

11 : 기억장치 12 : 미분회로

13 : 피크홀드회로 14 : 2진 코우드화 회로

15 : 주사회로(走査回路)

본 발명은 철강의 열간 압연공정에 있어서 압연서에 생기는 강재(鋼材)의 선단 및 후단의 변형을 검출하는 형상검출장치에 관한 것이다.

철강의 열간압연시에 생기는 강재선단의 변형은 다음 단계 이후의 압연로울(Roll)에 불균형한 하중을 가하여 로울손상에 원인이 되거나 불량재 생산의 원인이 되었었다. 이와같은 폐단을 방지하기 위하여 종래에는 작업자가 눈으로 관측하여 적당한 위치에서 절단기를 조작하여 절단하였다.

그렇기 때문에 강재의 선단의 변형을 자동적으로 검출하여 변형부분의 필요 최소한의 부분을 절단하고 당해 재료를 다음 단계의 로울로 이송시켜 불균형 하중의 영향을 제거하며, 로울의 손상을 예방하기 위하여 다음과 같은 형상검출장치가 제안되고 있었다.

제1도는 종래 장치의 블럭도이다.

열간 압연공정을 거치는 적열강판(1)의 판폭(板巾)을 렌즈(2)를 사용한 광학계와 라인상으로 정렬된 복수개의 광전소자(3)을 사용하여 측정라인(3a)상의 강판의 유무를 측정한다.

광전소자(3)은 강판의 온도에 비례하는 출력을 발생하고, 이 출력은 증폭기(4)에서 증폭되어 아날로그 디지탈 변환회로(A/D)(5)에 의하여 각 광전소자(3)의 출력신호를 디지탈량으로 변환시킨다.

즉 강판(1)의 상(像)이 만들어진 광전소자(3)의 부분의 신호는 논리치(論理値) "1"로, 그리고 강판(1)의 상이 존재하지 않는 광전소자(3) 부분신호는 논리치 "0"이 된다.

A/D(5)의 출력을 카운터회로로 구성하는 폭측정회로(6)에 논리치 "1" 출력의 수를 계수하면 강판(1)의 폭에 상당한 측정치가 얻어진다.

강판(1)의 폭측정치를 입력단자(7)에서 부여되는 폭기준치 W와 비교회로(8)로 비교하고 강판(1)의 판폭이 W보다 작은 일정한 허용치내에 들어갔을 때에 비교회로(8)에서 절단기제어장치(9)에 절단신호가 부여되어 강판(1)의 선단이 절단된다.

즉 제2도에 표시한 바와 같이 강판(1)의 중앙부의 판폭을 W라고 하면 강판(1) 선단부의 점선으로 표시된 kW(K＜1)의 판폭의 위치를 검출하여 절단할 수 있는 것이다.

종래의 장치는 상기한 바와 같이 구성되어 있으므로, 강판상에 발생하는 스켈이나 수분침착(WATER DEPOSition)에 의하여 강판영상이 불균형한 명도(明度)가 되거나, 배경이나 공기중의 미립자에 의한 산란광때문에 강판영상 이외에서도 밝게 되는 경우, 강판영상의 디지탈화에 오차가 발생하는 결점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 것의 결점을 제거하고저 발명된 것으로서, 아날로그 강판상 신호를 다수치(多數値)로 양자화(量子化)하여 기억장치에 기억시키고, 이 양자화 신호를 공간미분하여 미분레벨의 강판신호를 얻고, 이후 2진코우드화 피크홀드 등의 처리를 함으로서 스켈, 수분침착신호나 산란신호에 의하여 오차가 생기지 않는 형상검출장치를 제공함을 목적으로 한다.

이하 제3도에 따라 본 발명의 한 실시예에 대하여 설명한다.

적열강판(1)에서 절단기 제어장치(9)까지는 종래의 형상검출장치에서 설명한 것과 같은 것이다.

(10)은 아날로그로 얻어진 강판영상신호를 다수치로 양자화하는 양자화회로, (11)은 양자화된 강판영상신호를 기억시키는 기억장치, (12)는 기억장치(11)에 기억된 강판영상신호를 판독하여 2차원적으로 미분하는 미분회로, (14)는 미분된 강판영상신호를 사전에 구해진 고정한계치로 2진코우드화하는 2진코우드화회로, (13)은 2진코우드화 강판영상신호를 특정방향을 향하여 키크홀드하는 피크홀드회로, (15)는 강판(1)이 검출영역에서 일정거리 진행할 때마다 발생하는 구동신호 P를 받아서 광전소자균(3a)를 주사시켜 출력을 송출시키는 주사회로이다.

이와같이 구성된 장치는 N개의 광전소자로된 광전소자균(3)의 출력(이하 비디오 신호라 칭한다)을 주사회로(15)에 의하여 강판의 횡(판폭) 방향에 대한 시야를 강판이 일정거리 화살표 방향으로 진행할 때마다 1회씩 주사되어서 판독되는 것이다.

이 비디오 신호는 증폭기(4)를 통하여 양자회로(10)에 의하여 다수치의 양자화 레벨을 보유하는 디지탈 신호로 변환되고, 상기 주사순서에 따라서 기억장치(11) 속에 기억된다.

이 동작은 사전에 설정되는 검출시야와 주사간격에서 산출되는 주사회수 M회만큼 동작되며, 그 결과 예를들면 기억장치(11)에는 제4a도에 표시된 바와 같은 비디오 화상이 얻어진다.

그러나 종래 장치의 결점에서 기술된 바와 같은 외관(外亂) 성분이다.

스켈 또는 수분침착(가)나, 산란(나) 때문에 발생하는 신호가 혼합되어 있어, 예를들면 주사선부(다)에 있어서의 비디오신호는 제4b도와 같이 되고 고정한 계치(라)(마) 등에서는 2진코우드화된 것으로서는 오차가 커지게 된다.

본 발명에 의한 장치는 이와같은 온도레벨의 비디오 화상을 미분회로(12)에 의하여 2차원적으로 미분하여 신호변화를 경사도 레벨(Steepness Lovel)로 변환시킴으로서, 제4c도에 표시하는 경사도 레벨신호가 얻어진다. 즉 제4b도에 표시한 비디오신호에서도 명백한 바와 같이 강판(1)의 에지(Edge)부에서의 신호변화는 크고, 산란부에서는 작기 때문에 구별은 용이하게 할 수 있는 것이다.

이제 제4c도에 표시한 바와 같이 스켈 또는 수분침착부의 신호는 상술한 양자의 구별을 불가능하게할 정도로 광범위한 경사도 레벨를 갖게 되지만, 이는 강판(1) 내에서만 발생한다.

다음에 이 경사도 레벨신호를 2진코우드화회로(14)에 의하여 일정한 한계치 레벨(바)로 2진코우드화하고, 계속하여 피크홀드회로(13)으로 2진코우드화 신호를 피크홀드함으로써 제4e도에 표시하는 바와 같이 스켈, 수분침착의 영양을 받지 아니하는 강판의 폭신호를 추출할 수 있는 것이다.

이 폭신호를 기초로 하여 절단신호를 발생하는 동작은 종래 장치와 동일하다.

더우기, 상기 실시예에서는 2진코우드화회로(14)는 고정 한계치에 의한 경사도 레벨신호를 2진코우드화한다고 하였으나, 강판(1)의 온도변화가 클 경우에는 한계치의 설정이 곤란하게 되는 사례가 있다.

제5도는 이와같은 난점을 해소하는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도로서, 미분회로(12)에 의하여 처리된 경사도 레벨화 신호를 우선 피크홀드회로(13)에 의하여 피크홀드 처리한다.

이 결과 제4c도에서 설명한 바와 같이 제6a도에서 표시하는 비디오신호가 동도(B)와 같이 피크홀드된 신호로서 기억장치(11)에 기억시킨다.

단, 이 경우 피크홀드의 방향은 강판중앙부를 향하여 동도(B)의 화살표(차)(자)와 같이 설정된다.

다음에, 기억장치(11)에 기억되어 있는 피크홀드신호에서 2진코우드화회로(14)에 의하여, 농도 히스토그램(Histogram)을 구한다.

제6c도는 이와같이 하여 구한 농도 히스토그람신호의 일예로서 강판부(카)와 산란부(타)가 히스토그램신호의 산(山)으로서 구하여지므로 이 2개의 산 사이, 즉 골부분 V₁의 값을 한계치로서 2진코우드화하여 얻어지는 동도(D) 2진코우드화신호에서 강판의 폭신호만을 추출할 수 있는 것이다.

본 실시예에 의하면 강판(1)의 온도에 따라서 한계치 V₁을 구하는 유동 2진 코우드화 화법이므로 안정되게 강판영산의 추출이 이루어진다.

더우기, 폭신호에서 절단신호를 얻는 것은 종래 장치와 동일하다. 상기 실시예에서는 미분회로, 피크홀드회로, 2진코우드화회로 등 하드웨어로서 설명하였으나, 동기능을 처리할 수 있는 계산기에 의하여 소프트웨어적으로 실행시켜도 된다.

또한 강판신호의 촬상수단으로서 각종 필터, 자동조리개기구 등에 의한 수광광량 조절기능을 부가하여도 된다.

본 발명의 또 다른 실시예를 다음에 설명한다.

본 실시예는 아날로그 강판신호를 다수치로 양자화하여 기억장치에 기억시키고, 이 강판신호를 강판상의 위치에 대응하는 복수개로 분할하고 각부마다 온도히스토그램을 작성하여 최적한계치를 구하여 2진코우드화하므로서 산란신호나 강판의 온도분포에 영향을 받지 않는 형상검출장치를 제공하고저 발명된 것으로 제7도에 의하여 설명한다.

적열강판(1)에서 절단기제어장치(9)까지는 상기 제1도에서 설명한 종래의 형상검출장치에서 설명한 부분과 동일하다. (10)은 아날로그로 얻어진 강판영상신호를 다수치로 양자화하는 양자화회로, (11)은 양자화된 강판영상신호를 기억시키는 기억장치, (14)는 기억장치(11)에 기억된 강판영상신호를(국소적으로) 판독하고 히스톤그램을 작성하여 가장 적합한 한계치를 구하고 2진코우드화하는 국소 2진코우드화회로, (15)는 강판(1)이 검출영역에서 일정거리 진행할 때마다 발생하는 구동신호 P를 수신하여 광전소자균(3a)를 주사하여 출력을 송출시키는 주사회로이다.

이와같이 구성된 장치는 N계의 광전소자로된 광전소자균(3a)의 출력(이하 비디오신호라고 한다)은 주사회로(15)에 의하여 강판의 횡(판폭) 방향에 대한 시야를 강판이 일정거리 화살표 방향으로 진행될 때마다 1회씩 주사되어서 판독된다.

이 비디오신호는 증폭기(4)를 통하여 양자화회로(10)에 의해 다수치의 양자화 레벨을 갖는 디지탈 신호로 변환되어 상기 주사 순서에 따라 기억장치(11)에 기억된다.

이 동작은 사전에 설정되는 검출시야와 주사간격에서 산출되는 주사횟수 M만큼 이루어지며, 이 결과, 예를들면 기억장치(11)에는 제8a도에 표시한 바와 같은 비디오화상이 얻어진다.

그러나 동도면 사선(a)로 표시한 바와 같이 종래 장치의 결점에서 기술한 바와 같은 외란성분인 산란신호가 혼합되어 있다.

이 산란신호는 강판(1)으로부터의 복사광에 의하여 생기는 것이므로 강판(1)의 온도가 높은 부분, 즉 제8c도에 표시된 (e), (f) 부분의 산란광은 높은 신호레벨 V₁을 보유한다.

이에 대하여 강판(1)에는 제8c도의 (c), (d)에 표시된 바와 같은 낮은 온도부분이 있어, 이 부분의 신호 레벨 V₂가 전술한 V₁신호레벨에 대하여 낮게 될 경우 고정된 한계치에 의한 2진코우드화라면 제8b도의 실선표시와 같은 오차가 생긴다.

2진코우드화회로(14)는 상술한 오차를 제거하기 위하여, 우선 강판(1)의 온도가 높은 중앙부, 즉 제9도에 표시한(g) 영역의 비디오신호를 기억장치(11)에서 판독하여 히스토그램을 작성한다.

이 히스토그램은 제10도에 일예를 표시한 바와 같이 횡측예 비디오신호의 레벨 V종축에 그 빈도 N를 취하는 것으로서, 상기 강판(1)의 (g)의 부분에서는 비교적 온도가 높은 부분임으로 강판부와 산란부에서는 제10도(t), (u)에 표시하는 바와 같이 히스토그램신호상에서 명확하게 구별할 수 있는 것이다.

따라서 양자의 경계를 표시하는 비디오신호 레벨 Vs를 한계치로 하면 상기(g)의 부분을 정밀하게 2진코우드화 할 수 있고, 그 결과를 기억장치(11)에 제차 기억시킨다.

이어서 상기 2진코우드화 처리에 의한 비디오 영상의 단부인 점(h)(i)가 얻어지므로 비디오 영상상에서 강판(1)의 폭방향에, 예를들면 1:2:1이 되게 분할하는 점(j)(k)를 산출하고 상기에서와 같이 비교적 고온인 폭방향의 중앙부(1)의 영역에 대하여 히스토그램 처리하고, 그 한계치에 의하여 2진코우드화 처리하고 그 결과를 제차 기억장치(11)에 기억시킨다.

계속하여 상기한 처리에 의하여 비디오 영상의 다른 점(m)(n)가 얻어지므로 사전에 설정되는 양 W에서 계산된 점(Q)(P)에서 강판(1)의 각 부분인 온도가 낮은 영역(g)에 대하여서도 전기한 바와 동일하게 하여 히스토그램을 작성하고, 2진코우드화 처리하여 기억장치(11)에 기억시킨다.

이 경우에도 비교적 온도가 낮은 부분 뿐임으로 히스토그램 신호상으로는 명확하게 강판부와 산란부를 구별할 수 있는 것이다.

이어서 나머지 부분(π)(S)의 영역에 대하여서도 순차적으로 동일하게 하여 2진코우드화 처리하고, 기억장치(11)에 기억시킨다.

이와같이 하여 비디오 영상을 분할하여 2진코우드화 하면 강판(1)이 보유하는 온도분포의 특징에 대응된 구분이 되어 히스토그램 신호상 산란부와 강판부가 명확하게 분리할 수 있어 오차가 없는 2진코우드화 처리가 실현되어 기억장치(11)에 2진코우드화 처리후의 비디오 영상이 기억된다.

이 결과에서 절단신호를 발생하는 동작은 종래 장치와 동일하며 상기에서 기술된 바 있다.

상기 실시예는 2진코우드화 회로로서 최소한으로 필요한 분할수를 표시한 것으로, 상기와 같은 사고방식에 의하여 더욱 작게 분할하여도 된다.

또한 상기 실시예에서는 국소 2진코우드화 회로를 하드웨어로 하여 설명하였으나, 동기능을 처리할 수 있는 계산기에 의하여 소프트웨어적으로 실행시켜도 된다.

더우기 강판신호의 촬상수단으로서 각종 필터, 자동조리게 구동에 의한 수광광량 조절기능을 부가시킬 수도 있는 것이다.

이상 기술한 바와 같이 이 발명에 의하면 비디오 영상을 온도레벨에서 경사도 레벨로 변환하여 스켈, 수분침착, 산란 등의 외란의 영향을 받지 않는 형상 검출장치를 얻게 되어 실용상의 효과가 크다. 또한 본 발명에 의하면 강판의 온도분포의 특징에 따라 처리영역을 분할하고, 각기 부분마다 히스토그램 처리에 의한 한계치를 구하여 2진코우드화하도록 하였음으로 산란광의 영향을 받지 않는 실용상의 효과도 매우 크다.

Claims (4)

1. 강판의 폭방향으로 복수개 배열된 광전소자군상에 렌즈를 통하여 강판의 영상을 만들고 상기 강판의 폭방향의 온도분포에 대응한 검출신호를 발생하는 검출수단, 상기 광전소자군에 대하여 상기 강판의 진행거리에 따른 시간간격으로 주사신호를 발생하는 주사회로, 상기 검출수단에서 얻게 되는 검출신호를 다수치화하는 영자화회로, 이 양자화로에서 얻은 다수치화 신호를 기억하는 기억장치회로, 이 기억장치회로에 기억된 다수치화 신호를 2차원적으로 미분하는 미분회로, 이 미분회로에서 얻은 미분신호를 2진코우드화하는 2진코우드화회로, 이 2진코우드화회로에서 얻은 2진화 신호를 주사방향으로 피크홀드하는 피크홀드회로, 이 피크홀드에서 얻은 피크홀드신호에서 상기 강판의 각 주사부의 판폭을 구하는 판폭측정회로, 이판폭측정회로에서 구한 판폭과 사전에 설정된 규정폭치와를 비교하여 이 결과를 출력하는 비교회로를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 미분신호를 주사방향으로 피크홀드하는 피크홀드회로, 이 피크홀드회로에서 얻은 피크홀드 신호의 농도 히스토그램에서 한계치레벨을 결정하고 이 한계치레벨에 의하여 상기 피크홀드 신호를 2진코우드화하는 2진코우드화회로, 이 2진코우드화회로에서 얻은 2진코우드화 신호에서 강판의 각 주사부의 판폭을 구하는 폭 측정회로, 이 폭 측정회로에서 구한 판폭과 사전에 설정된 규정 폭치를 비교하여 이 결과를 출력하는 비교회로를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 기억수단에 기억된 다수치화 신호를 상기 강판의 온도분포에 대응한 복수개의 영역으로 분할하고 각 영역마다 한계치 레벨을 정하여 상기 분할된 다수치화 신호를 각 상기 영역마다의 한계치레벨에 의하여 각각 2진코우드화하는 2진코우드화회로, 이 2진코우드화회로에서 얻은 2진코우드화 신호에서 상기 강판의 각 주사부의 판폭을 구하는 폭 측정회로, 이 폭측정회로 1에서 구한 판폭과 사전에 설정된 규정폭치를 비교하여 이 결과를 출력하는 비교회로를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검출장치.
4. 제3항에 있어서, 다수치화 신호를 강판의 중앙부 온도의 높은 부분을 폭방향으로 구획한 영역 g와, 폭방향에 소정 비율로 3분한중 중앙부의 영역 I와, 상기 3분한 양측 중 강판의 선단의 소정부를 포함하는 영역 g와 그 나머지 2개의 영역 π와 S로 분할하도록 한 것을 특징으로 하는 형상 검출장치.

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