KR101663932B1 - 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치 및 그 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전소 가동을 위한 제어시스템에서 복수의 제어카드에 장착된 부품들의 불량여부를 검사하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 발전소의 가동 제어를 위한 제어시스템에서 분리한 발전소 제어용 제어카드의 표면을 세정 및 건조하는 세정기; 상기 세정 및 건조된 제어카드의 외형을 3차원으로 스캔한 후 스캔한 3차원 이미지정보를 제어기로 출력하는 3D스캐너; 상기 스캔된 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 검사할 부품을 선택하고 해당 부품의 검사를 위하여 제어카드에 결합되거나 형성된 리드프레임, 비어홀(Via-Hole), 납땜 위치 또는 인쇄회로패턴을 선택하는 입력기; 상기 3D스캐너에서 입력된 제어카드의 3차원 이미지정보를 저장부에 저장하고 표시부를 통해 제어카드를 3차원으로 표시하며 절연막의 제거 및 형성을 제어하며 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 지그 제작을 위한 제어신호와 제어카드에 장착된 부품의 성능을 검사하는 제어신호를 출력하는 제어기; 상기 입력기에서 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사하기 위하여 제어기의 제어로 지그를 3차원으로 프린트하는 3D프린터; 상기 제어기의 제어로 입력기를 통해 선택한 제어카드에 장착된 부품의 전기적인 접촉을 위하여 검사할 부품의 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴 표면에 코팅된 절연막을 선택적으로 제거하는 절연막제거기; 상기 프린트된 지그의 프로브가 검사할 부품의 절연막이 제거된 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴에 접촉되면 제어기의 제어로 검사신호를 입력하는 검사신호입력기; 상기 지그를 통해 입력된 검사신호에 따라 부품을 거쳐 지그에서 검출된 검사신호를 제어기로 출력하는 검사신호검출기, 및 상기 지그를 통해 해당 부품들의 검사가 완료되면 제어기의 제어로 절연막이 제거된 부분에 절연막을 코팅하는 절연막코팅기를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 발전소 제어시스템에 장착된 모든 제어카드에 장착된 부품의 정상적인 기능과 특성을 정밀하게 판독하여 오류여부를 검사할 수 있고, 제어카드를 주기적으로 검사하여 오류를 방지하고 일정한 수명을 가진 부품을 교체하거나 필요조건에 따라 제어카드 전체를 새로 교체할 수 있도록 하여 발전소의 안전한 가동 및 운용을 향상시킨 것이다.

Description

발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치 및 그 검사 방법{Apparatus for Inspection Components of Control Card in Electric Power Plants Control System and Method thereof}
본 발명은 발전소 제어시스템에서 제어카드의 정상적인 작동여부를 검사하는 장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전소 가동을 위한 제어시스템에서 복수의 제어카드에 장착된 부품들의 불량여부를 검사하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발전소는 전력을 생산하는 원동기와 이에 부속되는 시설을 갖춘 곳으로, 발전소는 기계적 에너지나 열에너지를 전기에너지로 변환시킨다. 따라서 발전을 위해서는 에너지를 필요로 하며, 이러한 에너지원을 발전자원 또는 전력자원이라고 한다. 발전의 형태는 수력과 화력이 주종을 이루나 최근에는 전력수요의 급증과 자원 문제 등으로 원자력발전이 차지하는 비중이 점차 확대되고 있는 실정이다. 발전소의 종류로 수력발전소는 높은 곳에 위치하는 하천이나 저수지의 물을 수압관로를 통해 낮은 곳에 있는 수차로 보내어 수차를 회전시키고, 수차에 직결된 발전기에서 전기에너지를 얻는 것으로, 수력발전소에는 수로식 발전소, 댐식 발전소, 저수지식 발전소, 양수식 발전소 등이 있다. 또한, 화력발전소는 석탄, 석유, 천연가스 등이 가진 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸고 기계적 에너지를 다시 전기에너지로 변환시키는 것으로, 화력발전소에는 기력 발전소, 가스터빈 발전소, 내연력 발전소 등이 있다. 그리고 원자력발전소는 핵분열 반응에 의해 생긴 열에너지를 전기에너지로 변환시켜 발전한다. 조력발전소는 해양에서 조석에 의해 생기는 간만의 차를 이용하여 발전한다. 더욱이 조력발전소는 간만의 차가 큰 만구에 댐을 구축하여 저수지를 만들어 발전하며 수력발전에 비해 낙차가 매우 작으므로 이에 적합한 특별한 수차를 사용한다. 지열발전소는 지하에 있는 천연 열에너지로 발생하는 증기나 뜨거운 물을 이용하여 발전한다. 지열발전소는 보일러의 증기로 전력을 발생시키는 기력발전소와 원리적인 면에서는 같다. 풍력발전소는 풍력으로 풍차를 회전시켜 발전한다. 풍력발전소는 바람이 가진 에너지 밀도가 낮기 때문에 장치가 커지고, 또 폭풍이 불 때나 바람이 없을 때의 대책이 필요한 단점이 있다.
종래의 발전소는 발전설비를 위한 각종 보호시스템, 제어시스템 및 감시시스템이 구비되어 발전소에서 발생되는 모든 상황을 감지하고 감시 및 제어한다. 이러한 감시와 제어를 위하여 제어시스템에는 복수의 제어카드에 의해 운전이나 계측을 위한 설비들을 운용하고 분석한다. 제어카드는 인쇄회로기판에 복수의 집적회로(IC)를 포함하여 능동소자와 수동소자가 복합적으로 장착된다. 발전소의 특성상 제어카드는 진동이나 열에 취약하고 제어카드에서 입출력되는 신호에 포함된 노이즈나 과전압 또는 과전류에 의하여 열화되어 오류를 발생할 수 있는 문제가 있었다. 더욱이 발전소는 한번 가동이 된 후에 정지되면 재가동을 위하여 많은 시간과 비용이 소요되고, 특히 원자력발전소의 경우에는 가장 중요한 안전과 관련된 치명적인 문제를 발생할 수 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1은 발전소에 구비되는 각종 운전설비와 계측설비 등의 운용과 상태 분석 등을 담당하는 제어카드에 장착된 반도체 집적회로의 특성과 기능을 정밀 검사할 수 있도록 하는 것으로, 발전소 제어카드에 장착된 반도체 집적회로를 검사하기 위한 조건을 입력하는 조작부; 검사대상 반도체 집적회로의 리드프레임과 전기적으로 연결되어 리드프레임을 통해 입출력되는 데이터를 검출하는 지그; 지그에서 검출되는 검사대상 반도체 집적회로의 입출력 데이터를 판독하여 제어부에 제공하는 판독부; 조작부에서 입력되는 조건에 따라 검사대상 반도체 집적회로의 검사조간을 설정하고, 판독부에서 제공되는 검사대상 반도체 집적회로의 입출력 데이터와 해당 반도체 집적회로의 정상상태 입출력 데이터와 비교하여 검사 결과를 판정하는 제어부; 발전소 제어카드에 장착되는 반도체 집적회로를 제조회사별, 종류별로 구분하여 정상상태의 입출력 데이터를 데이터베이스로 구축하는 메모리부; 제어부의 제어에 따라 반도체 집적회로의 검사 진행에 대한 상태와 검사결과를 설정된 소정의 방식으로 출력하는 표시부를 포함하는 발전소 제어카드의 반도체 집적회로 검사장치가 개시되어 있다.
그러나 선행기술은 제어카드에 장착된 반도체 집적회로의 입출력 데이터를 판독하기 위한 지그를 사용하는 데, 다양한 반도체 집적회로의 종류나 규격에 따라 리드프레임 사이의 간격이 각각 상이하므로 해당하는 반도체 집적회로의 리드프레임의 접촉을 위한 각각의 지그를 사용해야 한다. 따라서 반도체 집적회로의 리드프레임 사이의 간격에 적합한 지그를 적용하기 위하여 수많은 반도체 집적회로의 리드프레임을 접촉하여 판독할 수 있는 지그를 준비해야 하는 문제가 있었다. 또한, 제어카드에는 집적회로뿐만 아니라 능동소자나 수동소자의 정상적인 기능을 판독하기 위한 지그도 준비해야 하는 번거로운 문제도 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1174856호(2012.08.17.공고)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발전소의 가동을 위한 제어시스템에 설치된 복수의 제어카드에 장착된 반도체 집적회로와 더불어 능동소자나 수동소자 등의 각종 부품을 3차원으로 스캔한 후 3차원 프린터로 지그를 제작하여 각 부품의 정상적인 기능 특성을 보다 정밀하게 판독하여 제어카드의 오류를 검사하기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 발전소 제어용 제어카드를 검사 이전에 정밀 세정하여 제어카드에 분진이나 습기에 의한 오작동을 방지하고, 또, 제어카드의 검사 이후에 절연코팅막을 재형성시켜 분진, 습기 또는 진동이나 열로부터 제어카드를 보호할 수 있도록 한 것이 다른 목적이다.
또한, 본 발명은 발전소 제어용 제어카드를 주기적으로 검사하여 오류를 방지하고 일정한 수명을 가진 부품을 교체하거나 필요조건에 따라 제어카드 전체를 새로 교체할 수 있도록 하여 발전소의 안전한 가동 및 운용을 도모하기 위한 것이 또 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 발전소의 가동 제어를 위한 제어시스템에서 분리한 발전소 제어용 제어카드의 표면을 세정 및 건조하는 세정기; 상기 세정 및 건조된 제어카드의 외형을 3차원으로 스캔한 후 스캔한 3차원 이미지정보를 제어기로 출력하는 3D스캐너; 상기 스캔된 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 검사할 부품을 선택하고 해당 부품의 검사를 위하여 제어카드에 결합되거나 형성된 리드프레임, 비어홀(Via-Hole), 납땜 위치 또는 인쇄회로패턴을 선택하는 입력기; 상기 3D스캐너에서 입력된 제어카드의 3차원 이미지정보를 저장부에 저장하고 표시부를 통해 제어카드를 3차원으로 표시하며 절연막의 제거 및 형성을 제어하며 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 지그 제작을 위한 제어신호와 제어카드에 장착된 부품의 성능을 검사하는 제어신호를 출력하는 제어기; 상기 입력기에서 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사하기 위하여 제어기의 제어로 지그를 3차원으로 프린트하는 3D프린터; 상기 제어기의 제어로 입력기를 통해 선택한 제어카드에 장착된 부품의 전기적인 접촉을 위하여 검사할 부품의 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴 표면에 코팅된 절연막을 선택적으로 제거하는 절연막제거기; 상기 프린트된 지그의 프로브가 검사할 부품의 절연막이 제거된 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴에 접촉되면 제어기의 제어로 검사신호를 입력하는 검사신호입력기; 상기 지그를 통해 입력된 검사신호에 따라 부품을 거쳐 지그에서 검출된 검사신호를 제어기로 출력하는 검사신호검출기, 및 상기 지그를 통해 해당 부품들의 검사가 완료되면 제어기의 제어로 절연막이 제거된 부분에 절연막을 코팅하는 절연막코팅기를 포함하여 이루어진 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치를 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, 상기 세정기는 제어카드의 표면에 에어를 분사하는 에어분사기와, 제어카드의 표면에 세정액으로 세정하는 브러시와, 세정된 제어카드에 열풍을 분사하는 열풍건조기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 세정기는 초음파클리너를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 3D스캐너는 탐침을 이용하여 제어카드의 표면을 훑어서 3차원 이미지정보를 획득하거나 제어카드 표면에 레이저광을 주사하여 반사되는 빛을 받아 3차원 이미지정보를 획득하거나 또는 제어카드의 정면, 배면, 좌측면, 우측면, 평면 및 저면에서 사진을 촬영하여 합성한 후 3차원 이미지정보를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 3D프린터는 3D스캐너에서 획득된 3차원 이미지정보로부터 선택된 부품의 검사를 위한 접촉 위치가 선정되면 제어기의 제어로 지그를 조각방식 또는 조형방식으로 프린트할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 지그는 몸체 아래에 제어카드에 장착된 부품의 리드프레임이나 비어 홀(Via-Hole) 또는 납땜 위치나 인쇄회로패턴에 접촉되는 복수의 프로브가 구성되되, 프로브 상부에 프로브의 가압력을 지지하는 탄성부재가 결합되고 몸체 내부에 프로브와 연결된 케이블이 배선되고, 상기 프로브와 탄성부재는 전도성 금속으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 상기 절연막제거기는 초음파가열기 또는 레이저커팅기 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 저장부에는 제어카드의 일련번호, 제어기능, 부품정보, 사용연한, 검사주기, 최종 검사일 및 검사정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, (a) 발전소용 제어시스템에서 검사할 제어카드를 분리하고, 분리된 제어카드를 세정기를 이용하여 에어분사, 세정 및 건조하는 단계; (b) 상기 제어기가 세정된 제어카드를 3D스캐너를 이용하여 외형을 스캔하고 스캔된 3차원 이미지정보를 표시기를 통해 표시하며 저장부에 저장하는 단계; (c) 상기 표시기에 표시된 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 입력기를 이용하여 검사할 부품을 선택하고, 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사할 위치정보가 선정되면, 제어기에서 3D프린터를 이용하여 해당 부품의 검사를 위한 지그를 프린트하며, 프린트된 지그에 각각 케이블을 연결하여 지그를 제작하는 단계; (d) 상기 제어카드에 장착된 부품의 검사할 위치정보의 선정에 따라 선정된 부분에 코팅된 절연막을 절연막제거기로 제거하고, 절연막이 제거된 부분에 지그의 프로브를 접촉하는 단계; (e) 상기 제어기는 검사신호입력기를 제어하여 지그를 통해 부품으로 검사신호를 입력하고, 지그로부터 검사신호검출기에서 검사신호를 검출하는 단계, 및 (f) 상기 제어기는 검사신호검출기에서 검출된 검사신호를 저장부에 저장된 해당 부품의 특성 값과 비교하여 불량여부를 판별하고 검출된 검사신호와 불량여부에 관련된 정보를 표시기를 통해 표시하며 저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법을 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, 상기 (c) 단계에서, 입력기로 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사할 위치정보는 제어카드와 결합된 리드프레임이나 납땜 위치 또는 제어카드에 형성된 비어 홀(Via-Hole)이나 인쇄회로패턴 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 (c) 단계에서, 제어카드에 장착된 모든 부품을 한 번에 검사할 수 있는 지그를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 (e) 단계에서, 검사신호는 제어기에서 제어카드의 정상적인 작동에 따른 실제 신호이거나 또는 가상의 신호를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발전소 제어시스템의 제어용 제어카드를 검사 이전에 정밀 세정하여 제어카드에 분진이나 습기에 의한 오작동을 방지하고, 제어카드의 검사 이후에 절연코팅막을 재형성시켜 분진, 습기 또는 진동이나 열로부터 제어카드를 보호할 수 있으며, 제어시스템에 장착된 모든 제어카드에 장착된 부품의 정상적인 기능과 특성을 정밀하게 판독하여 오류여부를 검사할 수 있고, 제어카드를 주기적으로 검사하여 오류를 방지하고 일정한 수명을 가진 부품을 교체하거나 필요조건에 따라 제어카드 전체를 새로 교체할 수 있도록 하여 발전소의 안전한 가동 및 운용을 향상시킨 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드의 예를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드의 세정하는 예를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드를 검사하는 지그를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드를 지그를 이용하여 검사하는 방법을 예로서 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에서, 세정기(10)는 발전소의 가동 제어를 위한 제어시스템에서 분리한 발전소 제어용 제어카드(1)의 표면을 세정하는 것이다. 세정기(10)는 제어카드(1)를 대략 3단계로 세정한다. 즉 도 4a에서, 에어분사기(45)를 이용하여 고압의 에어를 분사하여 제어카드(1)의 표면에 접착된 분진이나 먼지 등의 이물질을 제거한다. 그리고 도 4b에서, 세정액이 공급되는 회전하는 브러시(46)를 제어카드(1)의 평면과 저면에 접촉시켜 제어카드(1) 표면에 고착된 이물질을 분리하여 세정한다. 세정액은 알코올 등과 같이 휘발성분이 포함된 것이 좋다. 그리고 도 4c에서, 열풍건조기(47)로 이용하여 제어카드(1) 표면에 열풍을 분사하여 건조시킨다. 따라서 제어카드(1)는 제어시스템에 장착된 상태에서 각종 이물질, 특히 분진이나 먼지 등이 달라붙어 부품들의 정상적인 작동을 방해한다. 이러한 이물질은 제어카드(1)에 장착된 부품에서 발생되는 열이 공기 중으로 발산되지 못하게 하는 장애요인으로 부품을 열화시키거나 또는 수명을 단축시키거나 오작동을 일으키게 하는 원인이 되기 때문이다. 또한, 도 4d에서, 제어카드(1)를 세정하는 세정기(10)로 초음파클리너(48)를 이용하여 초음파를 발생시켜 복수의 부품이 장착된 제어카드 표면에 고착된 이물질을 분리 및 세정할 수 있다.
3D스캐너(20)는 세정 및 건조된 제어카드(1)의 외형을 3차원으로 스캔한 후 스캔한 3차원 이미지정보를 제어기(90)로 출력하는 것으로, 3D스캐너(20)는 제어카드(1)와 더불어 제어카드에 장착된 각종 부품의 위치, 크기 및 형상이나 모양을 스캔한 후에 3차원의 이미지정보를 제공하는 것이다. 3D스캐너(20)는 탐침을 이용하여 제어카드(1)의 표면을 훑어서 3차원 이미지정보를 획득하는 방식, 제어카드(1) 표면에 레이저광을 주사하여 반사되는 빛을 받아 3차원 이미지정보를 획득하는 방식 또는 제어카드(1)의 6면, 즉 정면, 배면, 좌측면, 우측면, 평면 및 저면에서 사진을 촬영하여 합성한 후 3차원 이미지정보를 획득하는 방식 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
입력기(110)는 3D스캐너(20)에서 스캔되어 표시기(100)에 표시된 제어카드(1)의 3차원 이미지정보로부터 검사할 부품을 선택하는 것으로, 입력기(110)는 해당 부품의 검사를 위하여 제어카드(1)에 장착된 부품의 리드프레임이나 리드프레임이 제어카드(1)에 결합되는 납땜 위치 또는 비어홀(Via-Hole)이나 인쇄회로패턴을 선택하는 것이다. 입력기(110)는 마우스나 키보드 또는 이와 동일 유사한 기능을 갖는 어떠한 장치도 포함되고, 이러한 장치의 기능 구현을 위한 프로그램도 포함된다.
제어기(90)는 3D스캐너(20)에서 입력된 제어카드(1)의 3차원 이미지정보를 저장부(120)에 저장하고, 제어기(90)는 표시기(100)를 통해 제어카드(1)를 3차원으로 표시하며, 제어카드(1) 표면에 코팅된 절연막을 제거하는 절연막제거기(70)와 제어카드(1) 표면에 절연막을 코팅 형성하는 절연막코팅기(80)를 각각 제어한다. 저장부(120)에는 제어카드(1)의 일련번호, 제어기능, 부품정보, 사용연한, 검사주기, 최종 검사일 및 검사정보 등을 저장하고 입출력한다. 표시기(100)는 제어카드(1)의 3차원 이미지정보와 제어카드(1)의 검사과정을 가시적으로 표시하는 것이다. 그리고 제어기(90)는 제어카드(1)의 3차원 이미지정보로부터 지그(40) 제작을 위한 제어신호와 제어카드(1)에 장착된 부품의 성능을 검사하는 제어신호를 출력한다. 또한, 제어기(90)는 지그(40)를 통해 제어카드(1)에 장착된 부품에 검사신호를 입력하는 검사신호입력기(110)와 지그(40)로부터 해당 부품의 검사신호를 검출하는 검사신호검출기(60)를 제어한다.
3D프린터(30)는 입력기(110)에서 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사하기 위하여 제어기(90)의 제어로 지그를 3차원으로 프린트하는 것이다. 3D프린터(30)는 3D스캐너(20)에서 획득된 3차원 이미지정보로부터 선택된 부품의 검사를 위한 접촉 위치가 선정되면 제어기(90)의 제어신호로 지그(40)를 조각방식, 즉 가루나 액체를 굳힌 레이어(Layer)를 여러 겹 쌓아 3차원으로 프린트하는 방식이 적용되거나 또는 조형방식, 즉 원재료를 날로 깎아 조각하는 방식이 적용될 수 있다.
절연막제거기(70)는 제어기(90)의 제어로 입력기(110)를 통해 선택한 제어카드(1)에 장착된 부품의 전기적인 접촉을 위하여 검사할 부품의 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴 표면에 코팅된 절연막을 선택적으로 제거하는 것이다. 절연막제거기(70)는 지그(40)의 프로브가 접촉할 수 있는 영역의 범위만큼만 제거하는 것이다. 절연막제거기(70)는 초음파로 가열하여 절연막을 제거하는 초음파가열기나 또는 레이저를 이용하여 절연막을 제거하는 레이저커팅기 등이 적용될 수 있다.
검사신호입력기(110)는 프린트된 지그(40)의 프로브가 검사할 부품의 절연막이 제거된 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴에 접촉되면 제어기(90)의 제어로 검사신호를 입력하는 것이다. 이때, 검사신호입력기(110)에서 입력되는 검사신호는 테스트를 위한 가상의 신호이거나 또는 제어기(90)에서 제어카드(1)의 정상적인 작동에 따른 실제 신호가 될 수 있다. 검사신호검출기(60)는 지그(40)를 통해 입력된 검사신호에 따라 부품을 거쳐 지그에서 검출된 검사신호를 제어기(90)로 출력하는 것이다. 따라서 검사신호검출기(60)에서 검출된 신호는 검사신호입력기(110)에서 입력된 신호와 동일하거나 해당 부품의 특성에 따라 출력되는 변조된 신호가 될 수 있다.
절연막코팅기(80)는 지그(40)를 통해 해당 부품들의 검사가 완료되면 제어기(90)의 제어로 절연막이 제거된 부분에 절연막을 재코팅하는 것이다. 절연막코팅기(80)은 스프레이로 분사하여 절연막이 형성되도록 하거나 코팅할 부분에 절연막을 융착시킬 수 있다.
도 5a에서, 지그(40)는 몸체(41) 아래에 제어카드(1)에 장착된 부품의 리드프레임이나 비어 홀(Via-Hole) 또는 납땜 위치나 인쇄회로패턴에 접촉되는 복수의 프로브(42)가 구성된다. 복수의 프로브(42)는 반도체 집적회로에 구성된 복수의 리드프레임에 접촉하여 검사할 수 있도록 한다. 그리고 도 5b에서, 지그(40)의 프로브(42) 상부에 프로브의 가압력을 지지하는 탄성부재(43)가 결합된다. 지그(40) 몸체 내부에는 프로브(42)와 연결된 케이블(44)이 배선된다. 또한, 프로브(42)와 탄성부재(43)는 전도성 금속으로 검사신호를 입력하거나 출력할 수 있어야 한다. 도 5c에서, 지그(40)는 2개의 프로브(42)를 이용하여 2개의 리드프레임을 갖는 부품에 접촉하여 검사할 수 있도록 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법에 관하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 발전소용 제어시스템에서 검사할 제어카드(1)를 분리한다(S1). 이때, 발전소는 이중화된 제어시스템을 구비하여 실제 발전소 가동에 문제가 없어야 한다. 따라서 발전소는 이중화된 제어시스템에서 어느 하나를 통해 정상적으로 제어가 이루어져야 하고 예비의 제어시스템에 장착된 복수의 제어카드를 검사할 수 있도록 하는 것이 좋다. 더욱이 검사를 통해 문제가 없는 주 제어시스템 또는 예비 제어시스템을 통해 발전소의 정상적인 가동 및 제어가 이루어져야 할 것이다. 또는 발전소에 설치된 복수의 호기별로 가동을 정지한 상태에서 해당 제어시스템을 검사할 수 있도록 하는 것이 좋다.
제어시스템에서 분리된 제어카드(1)는 세정기(10)를 이용하여 에어분사, 세정 및 건조시켜 세정과정을 수행한다(S2). 더욱이 제어카드(1)에는 분진이나 먼지 등의 이물질이 점착되어 있으므로, 우선, 제어카드(1) 표면에 에어분사기(45)로 고압의 에어를 분사하여 이물질을 제거하고, 그리고 제어카드(1)를 세정액이 공급되고 회전하는 브러시(46)가 구비된 라인으로 이동시켜 고착된 이물질을 세정하여 제거한다. 다음으로 세정액으로 세정된 제어카드(1)의 표면을 열풍건조기(47)로 열풍을 분사하여 건조시킨다. 이때, 제어카드(1)에 고착된 이물질의 제거를 위하여 초음파클리너(48)를 이용할 수 있다. 초음파클리너(48)는 초음파를 발생시켜 제어카드(1) 표면에 고착된 이물질을 제거할 수 있을 것이다. 제어카드(1)의 부품을 검사하기 전에 세정을 통하여 제어카드(1)의 정상적인 기능을 도모하고 수명을 연장할 수 있다.
다음으로, 제어기(90)가 세정이 이루어진 제어카드(1)를 3D스캐너(20)를 이용하여 외형을 스캔한다(S3). 즉 3D스캐너는 평판의 제어카드(1) 일측면 또는 양측면에 불규칙하게 장착된 부품들의 위치를 가시적인 3차원의 이미지정보로 추출한다. 한편, 제어카드(1)가 다층의 기판인 경우에는 제어카드(1)의 입력단이나 출력단 또는 소켓이나 단자대 등을 통해 검사가 가능할 것이고, 제어카드(1) 표면에 형성된 비어홀을 통해서도 검사가 가능할 것이다. 제어기(90)는 3D스캐너(20)에서 스캔된 3차원 이미지정보를 표시기(100)를 통해 표시하고 저장부(120)에 저장한다(S4).
그리고 표시기(100)에 표시된 제어카드(1)의 3차원 이미지정보로부터 입력기(110)를 조작하여 검사할 부품을 선택한다(S5). 예를 들어, 도 3에서, 3D스캐너(20)에서 스캔된 제어카드(1)에는 반도체집적회로(IC1-IC3) 및 리드프레임, 저항(R), 커패시터(C1-C3), 그리고 비어홀과 납땜부, 및 인쇄회로패턴 등을 선택할 수 있다. 입력기(110)로 제어카드(1)에 장착된 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사할 위치정보가 선정되면, 제어기(90)는 3D프린터(30)를 이용하여 해당 부품의 검사를 위한 지그(40)를 프린트한다(S6). 그리고 프린트된 지그(40)에 각각 케이블(44) 등을 연결하여 지그(40)를 제작한다. 지그(40)는 몸체(41)와 프로브(42), 그리고 탄성부재(43)와 더불어 각 프로브(42)에 케이블(44)이 연결되어 있어야 한다. 지그(40)는 검사할 부품의 구조나 형상에 따라 다양한 구조 및 형상으로 제작될 것이다.
다음으로, 제어카드(1)에 장착된 부품의 검사할 위치정보의 선정에 따라 선정된 부분에 코팅된 절연막을 절연막제거기(70)로 제거한다(S7). 검사할 위치정보는 해당 부품과 결합 또는 연결된 부분으로 리드프레임, 납땜위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴 중 어느 하나가 될 것이므로, 절연막제어기(90)를 이용하여 해당하는 부분의 절연막을 제거한다. 절연막은 초음파를 이용한 가열기나 레이저를 이용한 커팅기 등이 적용되는 것이 좋다. 제어카드(1)에서 부품의 검사위치에 절연막이 제거되면, 제작된 지그(40)의 프로브(42)를 절연막이 제거된 부분에 접촉시킨다(S8).
도 6에서, 프로브(42)로 부품에 접촉하는 예로서, 도 6a는 반도체 집적회로(IC1)의 리드프레임(2) 간격이 다소 넓은 경우이다. 이는 3D프린터()에 의하여 프린팅된 프로브(42)의 간격도 넓게 제작된다. 그리고 도 6b는 반도체 집적회로(IC1)의 리드프레임(2) 간격이 다소 좁은 경우이다. 이것도 3D프린터(30)에 의하여 프린팅된 프로브(42)의 간격도 좁게 제작된다. 또한, 도 6c는 저항(R) 양단의 리드프레임(2)에 프로브(42)로 접촉하는 예이다. 해당하는 부품의 검사를 하는 동안 지그(40)는 움직이지 않도록 고정시키는 것이 좋다. 이후 제어기(90)는 검사신호입력기(110)를 제어하여 지그(40)를 통해 검사대상 부품으로 검사신호가 입력되도록 한다(S9). 이때, 검사신호는 제어기(90)에서 제어카드(1)의 정상적인 작동에 따른 실제 신호이거나 또는 가상의 신호가 될 것이다. 지그(40)로부터 검사대상 부품으로 검사신호가 입력되면 검사신호검출기(60)에서 검사신호를 검출하여 제어기(90)로 출력한다(S10).
제어기(90)는 검사신호검출기(60)에서 검출된 검사신호를 저장부(120)에 저장된 해당 부품의 특성 값과 비교하여 불량여부를 판별한다(S11). 즉 검사대상 부품의 입력 검사신호에 대하여 출력 검사신호는 저장부(120)에 저장되어 있어 이를 비교하면 해당하는 부품의 양 또는 불량을 판별할 수 있을 것이다. 그리고 제어기(90)는 검출된 검사신호와 불량여부에 관련된 정보를 표시기(100)를 통해 표시하며 저장부(120)에 저장한다(S12). 그러므로 제어카드(1)의 검사관리자는 제어카드(1)에 장착된 부품의 불량여부에 따라 제어카드(1)에 장착된 해당하는 부품을 교체하거나 제어카드(1) 전체를 교체하거나 보수하게 된다.
또한, 본 발명에서는 제어카드(1)에 장착된 모든 부품을 검사할 수 있는 지그(40)를 제작하는 경우에는 제어카드를 한 번에 검사할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법으로 제어시스템의 모든 제어카드(1) 및 제어카드에 장착된 부품을 검사할 수 있을 것이다. 그리고 제어카드의 검사결과나 검사주기 또는 정비정보 등을 저장 및 출력함으로써 제어카드의 관리가 가능해질 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1: 제어카드 2: 리드프레임 10: 세정기 20: 3D스캐너 30: 3D프린터 40: 지그 41: 몸체 42: 프로브 43: 탄성부재 44: 케이블 45: 에어분사기 46: 브러시 47: 열풍건조기 48: 초음파클리너 50: 검사신호입력기 60: 검사신호검출기 70: 절연막제거기 80: 절연막코팅기 90: 제어기 100: 표시기 110: 입력기 120: 저장부

Claims (12)

  1. 발전소의 가동 제어를 위한 제어시스템에서 분리한 발전소 제어용 제어카드의 표면을 세정 및 건조하는 세정기;
    상기 세정 및 건조된 제어카드의 외형을 3차원으로 스캔한 후 스캔한 3차원 이미지정보를 제어기로 출력하는 3D스캐너;
    상기 스캔된 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 검사할 부품을 선택하고 해당 부품의 검사를 위하여 제어카드에 결합되거나 형성된 리드프레임, 비어홀(Via-Hole), 납땜 위치 또는 인쇄회로패턴을 선택하는 입력기;
    상기 3D스캐너에서 입력된 제어카드의 3차원 이미지정보를 저장부에 저장하고 표시부를 통해 제어카드를 3차원으로 표시하며 절연막의 제거 및 형성을 제어하며 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 지그 제작을 위한 제어신호와 제어카드에 장착된 부품의 성능을 검사하는 제어신호를 출력하는 제어기;
    상기 입력기에서 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사하기 위하여 제어기의 제어로 지그를 3차원으로 프린트하는 3D프린터;
    상기 제어기의 제어로 입력기를 통해 선택한 제어카드에 장착된 부품의 전기적인 접촉을 위하여 검사할 부품의 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴 표면에 코팅된 절연막을 선택적으로 제거하는 절연막제거기;
    상기 프린트된 지그의 프로브가 검사할 부품의 절연막이 제거된 리드프레임, 납땜 위치, 비어홀 또는 인쇄회로패턴에 접촉되면 제어기의 제어로 검사신호를 입력하는 검사신호입력기;
    상기 지그를 통해 입력된 검사신호에 따라 부품을 거쳐 지그에서 검출된 검사신호를 제어기로 출력하는 검사신호검출기, 및
    상기 지그를 통해 해당 부품들의 검사가 완료되면 제어기의 제어로 절연막이 제거된 부분에 절연막을 코팅하는 절연막코팅기를 포함하여 이루어진 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 세정기는 제어카드의 표면에 에어를 분사하는 에어분사기와, 제어카드의 표면에 세정액으로 세정하는 브러시와, 세정된 제어카드에 열풍을 분사하는 열풍건조기를 포함하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 세정기는 초음파클리너를 포함하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 3D스캐너는 탐침을 이용하여 제어카드의 표면을 훑어서 3차원 이미지정보를 획득하거나 제어카드 표면에 레이저광을 주사하여 반사되는 빛을 받아 3차원 이미지정보를 획득하거나 또는 제어카드의 정면, 배면, 좌측면, 우측면, 평면 및 저면에서 사진을 촬영하여 합성한 후 3차원 이미지정보를 획득하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 3D프린터는 3D스캐너에서 획득된 3차원 이미지정보로부터 선택된 부품의 검사를 위한 접촉 위치가 선정되면 제어기의 제어로 지그를 조각방식 또는 조형방식으로 프린트하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 지그는 몸체 아래에 제어카드에 장착된 부품의 리드프레임이나 비어 홀(Via-Hole) 또는 납땜 위치나 인쇄회로패턴에 접촉되는 복수의 프로브가 구성되되, 프로브 상부에 프로브의 가압력을 지지하는 탄성부재가 결합되고 몸체 내부에 프로브와 연결된 케이블이 배선되고, 상기 프로브와 탄성부재는 전도성 금속으로 이루어진 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 절연막제거기는 초음파가열기 또는 레이저커팅기 중 어느 하나인 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 저장부에는 제어카드의 일련번호, 제어기능, 부품정보, 사용연한, 검사주기, 최종 검사일 및 검사정보를 포함하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 장치.
  9. (a) 발전소용 제어시스템에서 검사할 제어카드를 분리하고, 분리된 제어카드를 세정기를 이용하여 에어분사, 세정 및 건조하는 단계;
    (b) 제어기가 상기 세정된 제어카드를 3D스캐너를 이용하여 외형을 스캔하고 스캔된 3차원 이미지정보를 표시기를 통해 표시하며 저장부에 저장하는 단계;
    (c) 상기 표시기에 표시된 제어카드의 3차원 이미지정보로부터 입력기를 이용하여 검사할 부품을 선택하고, 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사할 위치정보가 선정되면, 제어기에서 3D프린터를 이용하여 해당 부품의 검사를 위한 지그를 프린트하며, 프린트된 지그에 각각 케이블을 연결하여 지그를 제작하는 단계;
    (d) 상기 제어카드에 장착된 부품의 검사할 위치정보의 선정에 따라 선정된 부분에 코팅된 절연막을 절연막제거기로 제거하고, 절연막이 제거된 부분에 지그의 프로브를 접촉하는 단계;
    (e) 상기 제어기는 검사신호입력기를 제어하여 지그를 통해 부품으로 검사신호를 입력하고, 지그로부터 검사신호검출기에서 검사신호를 검출하는 단계, 및
    (f) 상기 제어기는 검사신호검출기에서 검출된 검사신호를 저장부에 저장된 해당 부품의 특성 값과 비교하여 불량여부를 판별하고 검출된 검사신호와 불량여부에 관련된 정보를 표시기를 통해 표시하며 저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 입력기로 선택한 부품의 전기적인 특성을 검사할 위치정보는 제어카드와 결합된 리드프레임이나 납땜 위치 또는 제어카드에 형성된 비어 홀(Via-Hole)이나 인쇄회로패턴 중 어느 하나인 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 제어카드에 장착된 모든 부품을 한 번에 검사할 수 있는 지그를 제작하는 단계를 더 포함하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 (e) 단계에서, 검사신호는 제어기에서 제어카드의 정상적인 작동에 따른 실제 신호이거나 또는 가상의 신호를 포함하는 발전소 제어용 제어카드의 부품 검사 방법.
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