KR100437137B1 - 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향방출법(Acoustic Emission)으로 적용함으로써, 각종 기계부품의 타격으로 방출되는 음향을 조사하여 결함여부를 조사하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치에 관한 것으로, 음향탐상의 신뢰성이 향상될 수 있도록 부품의 이송자세를 교정하도록 일렬로 배치된 복수개의 마찰차로 이루어지는 아이들 풀리가 구비되고, 타격 위치가 동일하도록 이송된 부품을 일시적으로 정지시켜 지지할 수 있으며 타격이 종료되는 동시에 연동하여 부품의 이송정지를 해제할 수 있는 가변형 지그를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치{Acoustic Emission Explorating Device With Changeable Jig}

본 발명은 부품의 타격으로 방출되는 음향을 조사하여 결함여부를 조사하는 탐상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품의 이송자세를 교정하도록 마찰차로 이루어진 아이들 풀리가 구비되고, 타격 위치가 동일하도록 이송된 부품을 일시적으로 정지시킬 수 있는 가변형 지그를 구비하여 이루어지는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 크기 및 형상들이 다양하며 소량 다품종으로 생산되는 각종 기계부품들의 불량 판정은 음향방출법(Acoustic Emission)이 적용된 탐상 장치에 의해 이루어진다.

상기 종래 탐상장치는 컨베이어에 의해 순차적으로 이송되는 각 부품을 타격하여 이 때 발생되는 방출 음향을 기준 주파수 대역과 비교함으로써, 허용오차 범위 내에 포함되는지에 따라 불량여부를 판별하게 된다.

그런데 종래 탐상장치에서는 각 부품들의 이송에 따른 위치나 자세 등이 균일하지 못하여 그 타격 지점이 동일하지 못하기 때문에, 그에 따른 음향탐상의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해 피검체인 부품들은 로봇팔과 같은 가변형 홀딩 장치에 사용하여 그 위치 및 자세가 교정되는데, 이 때 상기 각 부품을 타격하게 되면 타격시 발생되는 음향이 상기 로봇팔에 흡수되거나 감쇠되어 정확한 신호의 체크를 할 수 없는 문제점이 있다.

또한 상기 로봇팔과 같은 홀딩장치는 그 장비가격이 비교적 고가에 속하므로 기존의 탐상장치에 장착하여 사용하기에는 비용상 과다한 문제점이 있다.

따라서 보다 간단하고 제작단가가 낮으며 기존의 탐상장치에 용이하게 장착하여 사용할 수 있는 부품의 홀딩장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 피검체인 부품에 대한 보다 정확한 타격으로 결함 탐상의 신뢰성을 보다 증대시킬 수 있는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 아이들 풀리를 구비하여 부품의 이송자세를 교정하고, 가변형 지그를 구비하여 부품의 자세를 교정하여 항시 동일한 지점을 타격할 수 있도록 하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 일측 상부에 낙하하는 복수개의 부품(200)을 타방향을 향해 순차적으로 이송하는 제 1컨베이어(10);

상기 제 1컨베이어(10)의 타측 상부에 위치하며 일측 하부에 음향감지센서(21)가 구비되어 상기 제 1컨베이어(10)의 타측으로 이동하는 상기 부품(200)의 소정부위를 타격하는 임팩트 바(20);

상기 각 부품(200)에 대한 상기 임팩트 바(20)의 타격에 따라 감지하는 상기 음향감지센서(21)의 아날로그 감지신호를 증폭하도록 상기 음향센서(21)에 전기적으로 연결되는 증폭기(30);

상기 증폭기(30)에서 증폭된 아날로그 감지신호를 파형으로 표시하기 위해 상기 증폭기(30)에 전기적으로 연결되는 오실로스코프(41) 및 상기 증폭기(30)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(40);

상기 A/D 변환기(40)에 전기적으로 연결되어 상기 디지털 신호를 설정된 기준 주파수 대역과 대비하여 소정의 오차범위 이내에 대한 포함 여부를 판단하는 제어기(50);

상기 각 부품(200)에 대한 상기 임팩트 바(20)의 타격 지점이 동일하도록 상기 제 1컨베이어(10) 상부에 위치하여 상기 각 부품(200)의 각축 방향 이동 경로 및 위치를 조절하는 위치 조절부;

상기 제 1컨베이어(10)의 타측 하부에 위치하여 순차적으로 낙하하는 상기 각 부품(200)을 타측으로 이송하는 제 2컨베이어(70); 및

상기 제 2컨베이어(70)의 타측에 위치하며 상기 제어기(50)에서 결정된 회전방향으로 회전하면서 정면으로 진입하는 각 부품(200)을 선택되는 어느 한측으로 밀어내는 푸시봉(81)을 포함하는 불량 선별부(80);를 포함하며,

상기 위치 조절부는 상기 제 1컨베이어(10)의 구동방향을 따라 일렬로 배치되어 각 외주연의 마찰로 연동하여 회전하는 복수개의 마찰차(61a)와, 상기 각 마찰차(61a)의 회전을 지지하도록 각 마찰차(61a)의 배열방향을 따라 상부 및 하부를각각 지지하는 제 1프레임(61b) 및 제 2프레임(61c)으로 이루어지며, 상기 각 부품(200)이 상호 일정간격을 두고 일렬로 순차적인 이동이 가능하도록 상기 제 1컨베이어(10)의 양측에 구동방향을 따라 각각 설치되는 한쌍의 아이들 풀리(61)와,

상기 각 아이들 풀리(61)의 타측에 소정간격을 두고 설치되며, 상기 각 부품(200)의 이동 및 임팩트 바(20)에 타격에 연동하여 상기 제 1컨베이어(10) 상에서 상기 임팩트 바(20)의 순간적인 타격 지점에 상기 각 부품(200)의 이동을 일시적으로 정지 및 해제시키는 가변형 지그(62)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치에 의하여 달성된다.

여기서 상기 가변형 지그(62)는 상기 부품(200)의 이동방향에 역행하는 방향으로 위치하며, 하향 절곡된 각 하부에 상기 각 부품(200)의 양측을 지지하여 이동을 일시적으로 저지하기 위한 스토퍼(62b)가 구비되는 한쌍의 다리(62a)와,

상기 각 다리(62a)의 축선방향을 따라 관통 형성되는 복수개의 관통구(62c)에 선택적으로 끼움 결합되어 결합부위를 중심으로 상기 각 다리(62a)를 회전시키기 위한 한쌍의 구동모터(62d)와,

상기 구동모터(62d)가 안측 하향 설치되며 상기 관통구(62c)에 대한 선택적인 끼움 결합에 따라 상기 각 다리(62a)의 노출정도를 달리하여 길이가 조절되도록 하는 홀더(62e)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 상기 가변지그(62)의 구동모터(62d)는 상기 임팩트 바(20)의 타격에 따른 승강에 연동하여 상기 각 부품(200)의 이동 정지 및 해제가 가능하도록 상기 제어기(50)에 전기적으로 연결하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방출음향 탐상 장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 아이들 풀리 및 가변형 지그의 확대 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 가변형 지그의 실시도이다.

< 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명 >

10: 제 1컨베이어 20: 임팩트 바

21: 음향감지센서 30: 증폭기

40: A/D 변환기 41: 오실로스코프

50: 제어기 61: 아이들 풀리

61a: 마찰차 61b: 제 1프레임

61c: 제 2프레임 62: 가변형 지그

62a: 다리 62b: 스토퍼

62c: 관통구 62d: 구동모터

62e: 홀더 70: 제 2컨베이어

80: 선별부 81: 푸시봉

82: 회전모터 100: 탐상 장치

200: 부품

다음으로는 본 발명에 따른 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 방출음향 탐상 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 아이들 풀리 및 가변형 지그의 확대 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가변형 지그의 실시도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탐상 장치(100)는 부품(200)으로부터 방출되는 음향을 감지하여 설정된 주파수 대역과 비교함으로써, 그 오차범위 이내에 포함되는지에 따른 불량여부를 판별하기 위한 것으로, 피검체로서의 부품(예를 들어 엘보우)(200)이 정확한 위치에서 불량여부를 검사받도록 부품(200)을 고정하는 가변형 지그(Jig)(62)가 부착되어 있다.

이러한 상기 탐상장치(100)는 음향방출법(Acoustic Emission Method)이라는 부품(200) 불량조사방식이 적용되는데 있어서, 상기 가변형 지그(62)에 의해 불량조사에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이러한 상기 가변형 지그(62)와 더불어 각 부품(200)의 위치 및 경로를 조절하기 위해 제 1컨베이어(10)의 상부에는 제 1컨베이어(10)의 구동방향에 따라 각 부품(200)이 이동하는 방향인 X축방향을 따라 아이들 풀리(Idle Pulley)(61)가 설치되어 있다.

상기 가변형 지그(62) 및 아이들 풀리(61)는 각 부품(200)에 대한 경로 및 위치를 교정하기 위한 위치 조절부로서 기능하며, 상기 아이들 풀리(61)는 복수개의 마찰차(61a)가 상기 제 1컨베이어(10)의 구동방향을 따라 일렬로 배치되어 인접한 각 외주연의 접촉으로 연속적으로 회전한다.

이 때 상기 각 마찰차(61a)의 상부 및 하부에는 그 배열방향을 따라 제 1프레임(61b) 및 제 2프레임(61c)이 설치되어 상기 각 마찰차(61a)의 회전을 지지하게 되며, 이러한 상기 아이들 풀리(61)는 상기 제 1컨베이어(10)의 양측으로 각각 1개씩이 설치되어 그 사이로 이송되는 각 부품(200)의 이송자세를 교정할 수 있다.

상기 제 1컨베이어(10)는 일측에 제작된 부품(200)이 순차적으로 낙하하면 타측으로 이송하는데, 상기 제 1컨베이어(10)의 타측 상부에는 임팩트 바(Impact Bar)(20)가 설치되어 상기 각 부품(200)을 순차적으로 타격하게 된다.

이 때 임팩트 바(20)의 하부에는 고성능 마이크 형태의 음향감지센서(21)가 내설되어 있어 상기 각 부품(200)의 타격시 방출되는 음향을 감지하게 되며 감지된 아날로그 신호는 증폭기(30)에서 증폭한 뒤, A/D 변환기(Analog-Digital Converter)(40)로 송출된다.

여기서 상기 가변형 지그(62)는 상기 임팩트 바(20)와 제 1컨베이어(10)의 사이에 설치되며, 구동모터(62d)가 내장된 홀더(62e) 전면으로는 한쌍의 다리(62a)가 평행하게 설치되어 있어 상기 각 다리(62a)의 하부에 결합된 스토퍼(62b)가 다가오는 각 부품(200)의 이송을 순간적으로 정지시킨다.

이 때 상기 각 다리(62a)의 스토퍼(62b)는 상기 부품(200)의 양측을 지지하여 항시 부품(200)이 일정한 자세로 정지되도록 할 수 있는데, 이는 상기 아이들 풀리(61)가 각 부품(200)이 가변형 지그(62)에 근접하기 이전에 미리 그 자세 및 위치를 정렬하기 때문이다.

아울러 상기 각 다리(62a) 및 스토퍼(62b)는 그 재질이 일명 테플론이라 일컫어지는 플루오르수지(Fluororesin)로 이루어져 있어 각 스토퍼(62b)가 부품(200)의 이송을 저지한 채 부품(200)의 양측을 지지하면서 동시에 임팩트 바(20)의 타격이 이루어지면 타격에 따른 음향 파동이 흡수되어나 감쇠되는 것을 방지할 수 있어 감지된 음향신호의 특성을 최대화할 수 있다.

이와 같이 상기 스토퍼(62b)가 상기 각 부품(200)의 자세를 교정하여 정지시키면 상기 임팩트 바(20)가 타격하게 되는데, 상기 각 다리(62a)에 의한 각 부품(200)의 자세 교정이 일정하기 때문에, 항시 일정한 타격 위치를 유지할 수 있다.

여기서 상기 홀더(62e)의 내부에 설치된 구동모터(62d)는 총 2개로 상기 각 다리(62a)별로 구비되어 상기 각 다리(62a)의 축선방향을 따라 표면에 형성된 복수개의 관통구(62c)에 선택적으로 끼움 결합되어 결합 부위를 중심으로 상기 각 다리(62a)를 회전시킬 수 있다.

상기 관통구(62c)에 대한 상기 구동모터(62d)의 선택적인 결합으로 상기 각 다리(62a)의 길이가 조절될 수 있으며, 피검체로서의 부품(200)의 크기나 형상에 따라 각 다리(62a)의 길이를 조절하여 사용하게 된다.

이 때 상기 각 다리(62a)의 회전은 구동모터(62d)에 전기적으로 연결된 제어기(50)에 의해 제어되어 그 구동방향이 결정되는데, 상기 임팩트 바(20)의 타격시 상기 각 다리(62a)가 모아져 상기 부품(200)의 양측을 지지하고 타격이 종료되면 양측방향(Y축방향)으로 벌어져 상기 각 부품(200)이 이동되도록 한다.

아울러 상기 제어기(50)는 상기 임팩트 바(20)의 음향감지센서(21)의 감지신호를 상기 A/D 변환기(40)를 통해 수신하여 앞에서 언급된 기준 주파수 대역과 비교하게 된다. 또한 상기 A/D 변환기(40)는 오실로스코프(41)가 전기적으로 연결되어 있어 감지된 음향신호의 파형을 시각적으로 인지할 수 있다.

만일 부품(200)의 타격으로 감지된 음향이 약 60dB 정도이고 상기 증폭기(30)에서 약 80dB 정도로 증폭한 뒤, 상기 A/D 변환기(40)로 송출되어 디지털 주파수로 변환되고 제어기(50)에 송출되었는데, 이 때 제어기(50)에 내정된 기준 주파수 대역이 900Hz 정도이고 허용오차 범위가 ±10Hz이며 상기 디지털 주파수 신호의 주파수 대역이 약 750Hz 정도라면 허용오차 범위를 벗어났기 때문에, 불량으로 판정받게 된다.

아울러 불량여부를 조사받은 부품(200)이 이송되어 분류될 수 있도록 상기 제 1컨베이어(10)의 타측 하부에는 제 2컨베이어(70)가 위치하게 된다. 상기 제 2컨베이어(70)의 구동방향은 상기 제 1컨베이어(10)의 구동방향에 역행하며, 상기 제 1컨베이어(10)에서 이송이 종료되면 상기 제 2컨베이어(70)에 낙하하게 된다.

또한 상기 제 2컨베이어(70)의 타측에는 불량 선별부(80)가 위치하여 타측으로 이송된 각 부품(200)이 순차적으로 안치되면 푸시봉(81)이 좌우로 회전하면서불량여부를 판정받은 부품(200)을 각 방향으로 선택적으로 밀어낸다. 불량판정이 내려진 부품(200)은 파기되어 새로운 부품(200)을 제작하는데 재료로서 이용된다.

이 때 상기 푸시봉(81)에 결합되어 상기 푸시봉(81)을 좌우로 회전시키는 회전모터(82)는 상기 제어기(50)에 전기적으로 연결되어 그 회전방향이 결정된다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치(100)에서, 상기 구동모터(62d) 및 회전모터(82)는 전기모터, 유압모터, 스텝모터, 브러쉬레스 모터 등에서 임의로 택일하여 사용할 수 있다.

아울러 상기 각 다리(62a)는 길이조절 뿐만 아니라 홀더(62e)에 내장된 구동모터(62d)의 설치간격을 조절함으로써, 부품(200)의 형상 및 크기에 따라 각 다리(62a)의 상호 간격 또한 선택적으로 조절할 수 있으며, 스토퍼(62b)와 더불어 플로오르수지로 이루어지는 것 이외에, 내마모성 및 내 충격성이 우수한 합성수지 중에서 택일하여 사용할 수 있다.

또한 상기 아이들 풀리(61)는 제 1컨베이어(10)의 양측으로 1개씩 설치되는 것 이외에, 제 1컨베이어(10)의 규모에 따라 부품(200)이 복수열로 이동될 경우 그에 적절하게 대응하여 다수개를 설치할 수 있으며, 마찰차(61a)를 대신하여 치차를 사용할 수 있음은 물론이다.

이에 따라 상기 임팩트 바(20) 또한 부품(200)이 이송되는 열수에 맞춰 다수개를 설치하여 사용할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상 장치에 의하면, 부품에 대한 타격 위치가 항시 동일하기 때문에, 보다 신뢰성 있는 결함탐상이 가능한 특징이 있다.

아울러 기존의 탐상장치에 가변형 지그 및 아이들 풀리를 부착하여 사용할 수 있으며, 피검체인 부품의 형상 및 크기가 불규칙하더라도 적용이 가능한 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (3)

1. 일측 상부에 낙하하는 복수개의 부품(200)을 타방향을 향해 순차적으로 이송하는 제 1컨베이어(10);

   상기 제 1컨베이어(10)의 타측 상부에 위치하며 일측 하부에 음향감지센서(21)가 구비되어 상기 제 1컨베이어(10)의 타측으로 이동하는 상기 부품(200)의 소정부위를 타격하는 임팩트 바(20);

   상기 각 부품(200)에 대한 상기 임팩트 바(20)의 타격에 따라 감지하는 상기 음향감지센서(21)의 아날로그 감지신호를 증폭하도록 상기 음향센서(21)에 전기적으로 연결되는 증폭기(30);

   상기 증폭기(30)에서 증폭된 아날로그 감지신호를 파형으로 표시하기 위해 상기 증폭기(30)에 전기적으로 연결되는 오실로스코프(41) 및 상기 증폭기(30)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(40);

   상기 A/D 변환기(40)에 전기적으로 연결되어 상기 디지털 신호를 설정된 기준 주파수 대역과 대비하여 소정의 오차범위 이내에 대한 포함 여부를 판단하는 제어기(50);

   상기 각 부품(200)에 대한 상기 임팩트 바(20)의 타격 지점이 동일하도록 상기 제 1컨베이어(10) 상부에 위치하여 상기 각 부품(200)의 각축 방향 이동 경로 및 위치를 조절하는 위치 조절부;

   상기 제 1컨베이어(10)의 타측 하부에 위치하여 순차적으로 낙하하는 상기각 부품(200)을 타측으로 이송하는 제 2컨베이어(70); 및

   상기 제 2컨베이어(70)의 타측에 위치하며 상기 제어기(50)에서 결정된 회전방향으로 회전하면서 정면으로 진입하는 각 부품(200)을 선택되는 어느 한측으로 밀어내는 푸시봉(81)을 포함하는 불량 선별부(80);를 포함하며,

   상기 위치 조절부는 상기 제 1컨베이어(10)의 구동방향을 따라 일렬로 배치되어 각 외주연의 마찰로 연동하여 회전하는 복수개의 마찰차(61a)와, 상기 각 마찰차(61a)의 회전을 지지하도록 각 마찰차(61a)의 배열방향을 따라 상부 및 하부를 각각 지지하는 제 1프레임(61b) 및 제 2프레임(61c)으로 이루어지며, 상기 각 부품(200)이 상호 일정간격을 두고 일렬로 순차적인 이동이 가능하도록 상기 제 1컨베이어(10)의 양측에 구동방향을 따라 각각 설치되는 한쌍의 아이들 풀리(61)와,

   상기 각 아이들 풀리(61)의 타측에 소정간격을 두고 설치되며, 상기 각 부품(200)의 이동 및 임팩트 바(20)에 타격에 연동하여 상기 제 1컨베이어(10) 상에서 상기 임팩트 바(20)의 순간적인 타격 지점에 상기 각 부품(200)의 이동을 일시적으로 정지 및 해제시키는 가변형 지그(62)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가변형 지그(62)는 상기 부품(200)의 이동방향에 역행하는 방향으로 위치하며, 하향 절곡된 각 하부에 상기 각 부품(200)의 양측을 지지하여 이동을 일시적으로 저지하기 위한 스토퍼(62b)가 구비되는 한쌍의 다리(62a)와,

   상기 각 다리(62a)의 축선방향을 따라 관통 형성되는 복수개의 관통구(62c)에 선택적으로 끼움 결합되어 결합부위를 중심으로 상기 각 다리(62a)를 회전시키기 위한 한쌍의 구동모터(62d)와,

   상기 구동모터(62d)가 안측 하향 설치되며 상기 관통구(62c)에 대한 선택적인 끼움 결합에 따라 상기 각 다리(62a)의 노출정도를 달리하여 길이가 조절되도록 하는 홀더(62e)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가변지그(62)의 구동모터(62d)는 상기 임팩트 바(20)의 타격에 따른 승강에 연동하여 상기 각 부품(200)의 이동 정지 및 해제가 가능하도록 상기 제어기(50)에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 가변형 지그가 구비되는 방출음향 탐상장치.