KR101617360B1 - 탐촉자 가공 및 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탐촉자를 고정하는 홀더부; 상기 홀더부와 결합하여 상기 탐촉자를 이동시키는 이동부; 상기 탐촉자의 이동 경로 상에 배치되는 연마부; 상기 탐촉자의 높이를 측정하는 거리측정부; 상기 이동 경로 상에 배치되며, 표준시편과, 상기 표준시편이 각각 수용되며 높이 방향으로 매질갭이 상이한 복수 개의 포켓부를 포함하는 검사부;및 상기 거리측정부에서 측정한 상기 탐촉자의 높이에 기초한 연마량을 산출하고, 산출된 연마량에 대응한 매질갭을 갖는 포켓부에 상기 탐촉자가 정렬되도록 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치를 제공하여, 흠집이나 편 마모 등이 발생하고, 이물질이 부착된 탐촉자를 폐기하지 않고 재생하여 사용할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

탐촉자 가공 및 검사 장치{APPARATUS PROCESSING AND INSPECTING APPARATUS}
본 발명은 탐촉자 가공 및 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 후판의 결함을 탐상하는 탐촉자를 재 가공하여 사용하기 위한 탐촉자 가공 및 검사 장치에 관한 기술이다.
후판의 사용 환경이 가혹해 지고 수요가의 품질에 대한 요구 수준이 높아짐에 따라 출하 전 후판의 내부 품질에 대해서도 보다 높은 수준의 품질 관리가 필요하다. 후판의 품질 관리를 위해 후판의 내부 품질을 확인하기 위한 기술로서, 초음파 탐상 기술을 예로 들 수 있다.
초음파 탐상 기술은 서로 다른 특성(특히 밀도)를 가지는 매질의 경계 내에서 음파가 반사되는 현상을 이용하여 시편의 내부에 후판과 다른 매질, 즉, 결함이 존재하는지 여부를 검사하는 기술이다.
이러한 원리를 후판 내부 품질 검사에 이용할 수 있다.
구체적으로, 후판 내부에 개재물이나 공공(void)등이 존재하는 경우, 후판과 개재물이나 공공 등과의 계면에서 음파가 반사되는 현상이 발생한다. 이렇게 반사된 초음파는 탐촉자에 의해 감지되는데 이를 통해 개재물의 위치와 강도 등을 확인할 수 있다.
탐촉자는 후판의 표면을 스캐닝 하게 되어 있는데, 사용 횟수가 증가함에 따라 흠집이나 편 마모 등이 발생하고, 이물질이 부착되기 마련이다. 이렇게 하자가 발생하는 탐촉자는 폐기하고 신품으로 교체 사용하게 된다.
그러나. 탐촉자에 하자가 발생하였다 하여 신품으로 바로 교체하는 것은 낭비가 심한 문제점이 있다. 또한, 신품의 탐촉자를 작업에 적용하기 위해서는 일정 기준의 품질 검사를 수행하게 되는데 이로 인하여 전체 공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제2002-0083808호(2002.12.26.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흠집이나 편 마모 등이 발생하고, 이물질이 부착된 탐촉자를 폐기하지 않고 재생하여 사용할 수 있으며, 재생된 탐촉자를 바로 검사할 수 있는 초음파 탐촉자 가공 및 검사 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 탐촉자를 고정하는 홀더부와, 상기 홀더부와 결합하여 상기 탐촉자를 이동시키는 이동부와, 상기 탐촉자의 이동 경로 상에 배치되는 연마부와, 상기 탐촉자의 높이를 측정하는 거리측정부와, 상기 이동 경로 상에 배치되며, 표준시편과, 상기 표준시편이 각각 수용되며 높이 방향으로 매질갭이 상이한 복수 개의 포켓부를 포함하는 검사부 및 상기 거리측정부에서 측정한 상기 탐촉자의 높이에 기초한 연마량을 산출하고, 산출된 연마량에 대응한 매질갭을 갖는 포켓부에 상기 탐촉자가 정렬되도록 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 포켓부는 상기 표준시편이 수용되는 포켓과, 상기 포켓 위에 배치되어 상기 탐촉자가 거치되는 단차면을 포함하고 상기 단차면에서 상기 표준시편의 상면까지 상기 매질갭을 형성하는 매질수용부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동부는 상기 홀더부와 결합하는 z축 이동부와, 상기 z축 이동부와 결합하는 x축 이동부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 z축 이동부는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체에 결합하는 제1 모터와, 상기 제1 모터에 축결합하는 제1 리드스크류와, 상기 홀더부와 결합하고, 상기 제1 리드스크류에 결합하는 제1 이동블록을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 x축 이동부는 제2 몸체와, 상기 제2 몸체에 결합하는 제2 모터와, 상기 제2 모터에 축결합하는 제2 리드스크류를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 복수 개의 상기 포켓부는 상기 탐촉자의 이동 경로를 따라 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 포켓부는 상기 매질갭의 크기에 따라 순차적으로 배열될수 있다.
바람직하게는, 상기 검사부는 상기 포켓부와 연통되는 매질 유입구와 매질 유출구를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 검사부는 상기 매질 유입구 및 상기 매질 유출구와 연결되어 상기 포켓부에 매질을 공급하거나 상기 포켓부의 매질을 흡입하는 매질펌핑부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
바람직하게는, 상기 거리측정부는 레이저 측정 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탐촉자를 연마하는 연마부와 연마 후, 바로 탐상 성능을 검사할 수 있는 검사부를 구비함으로써, 흠집이나 편 마모 등이 발생하고, 이물질이 부착된 탐촉자를 폐기하지 않고 재생하여 사용할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 매질갭이 상이한 포켓부를 탐촉자(T)의 이동 경로 상에 배치하여, 탐촉자(T)의 연마량에 따라 보다 정확하게 탐촉자(T)의 탐상 성능을 검사할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 탐촉자 가공 및 검사 장치의 검사부를 도시한 도면,
도 3은 연마부에 정렬된 탐촉자(T)를 도시한 도면,
도 4는 홀더부가 연마부를 향하여 하향 이동하는 상태를 도시한 도면,
도 5는 연마 작업 후, 상승하는 홀더부를 도시한 도면,
도 6은 검사부에 장착되는 탐촉자를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치를 도시한 도면이다. 이러한, 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치는, 홀더부(100)와, 이동부(200)와, 연마부(300)와, 거리측정부(400)와, 검사부(500)와, 제어부(600)를 포함할 수 있다.
홀더부(100)는 탐촉자(T)를 고정하는 역할을 한다. 구체적으로, 홀더부(100)는 탐촉자(T)가 하향하도록 고정한다.
이동부(200)는 홀더부(100)와 결합되어 탐촉자(T)를 이동시키는 역할을 한다.
일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치는, 탐촉자(T)의 가공 영역과 검사 영역을 포함하고 있는데, 이동부(200)는 탐촉자(T)자가 가공 영역과 검사 영역을 이동하도록 홀더부(100)를 이동시키는 역할을 한다.
이러한 이동부(200)는 크게 z축 이동부(210)와, x축 이동부(220)를 포함할 수 있다.
z축 이동부(210)는 홀더부(100)를 수직 방향(도 1의 z축 방향)으로 이동시키는 역할을 한다.
z축 이동부(210)는 제1 몸체(211)와, 제1 모터(212)와, 제1 리드스크류(213)와, 제1 이동블록(214)을 포함할 수 있다. 제1 몸체(211)는 x축 이동부(220)에 연결된다. 제1 모터(212)는 제1 몸체(211)에 설치될 수 있다. 제1 리드스크류(213)는 제1 몸체(211)에 수직 방향으로 길게 배치되며, 제1 모터(212)에 축결합한다. 제1 이동블록(214)은 제1 리드스크류(213)에 결합되어 제1 모터(212)의 회전에 연동하여 제1 리드스크류(213)을 따라 상하 이동한다.
x축 이동부(210)는 홀더부(100)를 수평 방향(도 1의 z축 방향)으로 이동시키는 역할을 한다.
x축 이동부(210)는 제2 몸체(221)와, 제2 모터(222)와, 제2 리드스크류(223)를 포함할 수 있다. 제2 몸체(221)는 x축 이동부(220)에 연결된다. 제2 모터(221)는 제2 몸체(222)에 설치될 수 있다. 제2 리드스크류(213)는 제2 몸체(211)에 수평 방향으로 길게 배치되며, 제2 모터(221)에 축결합한다.
연마부(300)는 탐촉자(T)의 접촉면을 연마하여 가공하는 역할을 한다. 탐촉자(T)의 경우, 흠집이나 이물질 부착 등으로 성능에 문제가 발생하면 바로 폐기하였으나, 일 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치를 통해 문제가 발생한 탐촉자(T)를 폐기하지 않고 재사용 할 수 있다.
연마부(300)는 홀더부(100)의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 그리고 연마부(300)는 탐촉자(T) 바로 아래에 배치될 수 있다. 연마부(300)는 그라인더와 그라인더를 회전시키는 모터와 같은 구동장치로 이루어질 수 있다. 이러한 연마부(300)는 탐촉자(T)의 표면에 마찰 접촉하여 탐촉자(T)를 일정 두께만큼 갈아냄으로써, 탐촉자(T)의 흠집이나 이물질을 제거시키는 역할을 한다.
거리측정부(400)는 탐촉자(T)의 높이를 측정하는 장치이다. 거리측정부(400)는 연마부(300)에 인접하여 설치될 수 있다. 그리고, 거리측정부(400)는 레이저 측정 장치일 수 있다. 이러한 거리측정부(400)는 연마 가공 전 탐촉자(T)의 높이와 연마 가공 후 탐촉자(T)의 높이 정보를 제어부(도 3의 600)에 제공한다. 이는 연마 가공 전 탐촉자(T)의 높이와 연마 가공 후 탐촉자(T)의 높이 차를 통해 탐촉자(T)의 연마량을 측정하기 위함이다.
도 2는 도 1에서 도시한 탐촉자 가공 및 검사 장치의 검사부를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 검사부(500)는 연마부(300)에서 연마된 탐촉자(T)의 성능을 검사하는 역할을 한다.
검사부(500)는 복수 개의 포켓부(520)가 마련되며, 각각의 포켓부(520)에는 표준시편(510)이 마련된다. 이러한 검사부(500)는 탐촉자(T)의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 특히, 각각의 포켓부(520)는 탐촉자(T)의 이동 경로를 따라 일정 간격으로 배열될 수 있다.
포켓부(520)는 포켓(521)과, 매질수용부(522)를 포함할 수 있다.
포켓(521)은 오목하게 형성되어 표준시편(510)을 내부에 수용하는 수용공간을 형성한다. 포켓(521) 위에는 매질수용부(522)가 위치한다. 매질수용부(522)는 포켓(521)의 면적보다 넓게 형성되어 단차면(522a)을 형성시킬 수 있다. 이 단차면(522a)에 탐촉자(T)가 거치되면서 탐촉자(T)와 표준시편(510) 사이에 갭을 형성하게 된다. 매질수용부(522)에는 매질이 채워 지게 되며, 여기서 매질은 물일 수 있다.
그 결과, 단차면(522a)에 거치된 탐촉자(T)와 표준시편(510) 사이에는 매질갭(G1,G2,G3,G4)이 형성된다. 이때, 각각의 포켓부(520)는 매질갭(G1,G2,G3,G4)이 상이하도록 형성된다. 이는 탐촉자(T)의 연마량에 대응하여 탐촉자(T)의 성능을 검사하기 위함이다.
한편, 포켓(521)의 깊이와 매질갭(G1,G2,G3,G4)의 표준시편(510)의 두께(t)의 고려하여 적절하게 설계되어야 한다.
검사부(500)는 매질수용부(522)와 연통되는 매질 유입구(530)와 매질 유출구(540)를 포함할 수 있다. 그리고 매질 유입구(530)와 매질 유출구(540)는 매질펌핑부(550)와 연결될 수 있다. 매질펌핑부(550)는 검사 시, 매질수용부(522)에 매질을 공급하고, 검사가 종료한 이후에는 매질수용부(522)의 매질을 빼어 내는 역할을 한다.
어느 표준시편(510)에 정렬된 상태에서 탐촉자(T)로부터 초음파가 해당 표준시편(510)에 조사되면 기준반사파(E1) 및 초과반사파(E2)와 더불어 결함 영역의 결함반사파(E3)을 취합하여 탐촉자(T)의 성능을 평가할 수 있다.
도 3은 연마부에 정렬된 탐촉자(T)를 도시한 도면이고, 도 4는 홀더부가 연마부를 향하여 하향 이동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 이동부(200)는 홀더부(100)를 연마부(300) 위로 정렬시킨다. 이때, 거리측정부(400)는 탐촉자(T)의 높이(H)를 측정하여 제어부(600)에 전달한다.
도 4를 참조하면, 이동부(200)는 홀더부(100)를 하향시켜 탐촉자(T)가 연마부(300)에 닿도록 배치한다. 이후, 연마부(300)가 구동하여 탐촉자(T)의 연마작업이 진행된다.
도 5는 연마 작업 후, 상승하는 홀더부를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 탐촉자(T)에 대한 연마 작업이 완료되면, 홀더부(100)가 원위치로 상승 이동한다. 이후, 거리측정부(400)는 탐촉자(T)의 높이(H2)를 다시 측정한다. 거리측정부(400)는 측정된 탐촉자(T)의 높이(H2)에 대한 정보를 제어부(600)에 전달한다.
그리고 제어부(600)는 연마 가공 전 탐촉자(T)의 높이(H1)와, 연마 가공 후 탐촉자(T)의 높이(H2)에 기초하여 탐촉자(T)의 연마량을 산출한다.
제어부(600)는 연마량 산출 후에 홀더부(100)를 검사부(500)로 이동시켜 탐촉자(T)를 정렬시킨다. 이때, 제어부(600)는 산출된 연마량에 대응하는 포켓부(520A)에 홀더부(100)가 정렬되도록 이동부(200)를 제어한다.
도 6은 검사부에 장착되는 탐촉자를 도시한 도면이다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 홀더부(100)가 포켓부(520A)를 향하여 하향 이동하여 장착된다. 그리고 해당 탐촉자(T)는 포켓부(520A)에 거치되어 매질갭(G2)을 갖은 상태에서 해당 표준시편(510A)에 초음파를 조사함으로써, 결함 탐상 성능을 검사 받게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 탐촉자 가공 및 검사 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 홀더부
200: 이동부
210: z축 이동부
211: 제1 몸체
212: 제1 모터
213: 제1 리드스크류
214: 제1 이동블록
220: x축 이동부
221: 제2 몸체
222: 제2 모터
223: 제2 리드스크류
300: 연마부
400: 거리측정부
500: 검사부
600: 제어부

Claims (10)

  1. 탐촉자를 고정하는 홀더부;
    상기 홀더부와 결합하여 상기 탐촉자를 이동시키는 이동부;
    상기 탐촉자의 이동 경로 상에 배치되는 연마부;
    상기 탐촉자의 높이를 측정하는 거리측정부;
    상기 이동 경로 상에 배치되며, 표준시편과, 상기 표준시편이 각각 수용되며 높이 방향으로 매질갭이 상이한 복수 개의 포켓부를 포함하는 검사부;및
    상기 거리측정부에서 측정한 상기 탐촉자의 높이에 기초한 연마량을 산출하고, 산출된 연마량에 대응한 매질갭을 갖는 포켓부에 상기 탐촉자가 정렬되도록 상기 이동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서
    상기 포켓부는 상기 표준시편이 수용되는 포켓과, 상기 포켓 위에 배치되어 상기 탐촉자가 거치되는 단차면을 포함하고 상기 단차면에서 상기 표준시편의 상면까지 상기 매질갭을 형성하는 매질수용부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 홀더부와 결합하는 z축 이동부와, 상기 z축 이동부와 결합하는 x축 이동부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 z축 이동부는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체에 결합하는 제1 모터와, 상기 제1 모터에 축결합하는 제1 리드스크류와, 상기 홀더부와 결합하고, 상기 제1 리드스크류에 결합하는 제1 이동블록을 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 x축 이동부는 제2 몸체와, 상기 제2 몸체에 결합하는 제2 모터와, 상기 제2 모터에 축결합하는 제2 리드스크류를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    복수 개의 상기 포켓부는 상기 탐촉자의 이동 경로를 따라 배치되는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 포켓부는 상기 매질갭의 크기에 따라 순차적으로 배열되는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 포켓부와 연통되는 매질 유입구와 매질 유출구를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 매질 유입구 및 상기 매질 유출구와 연결되어 상기 포켓부에 매질을 공급하거나 상기 포켓부의 매질을 흡입하는 매질펌핑부를 포함하는 탐촉자 가공 및 검사 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 거리측정부는 레이저 측정 장치인 탐촉자 가공 및 검사 장치.
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