KR101874510B1 - 핀홀 검출기용 검증 방법 - Google Patents

핀홀 검출기용 검증 방법 Download PDF

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Abstract

핀홀 검출기의 검증 방법은, 핀홀 검출기에 검증 장치를 설치하고, 시편 지지대를 회전시키며 시편을 촬영하여 핀홀을 검출하는 제1 단계와, 제1 단계에서 검출된 핀홀 결함을 크기 별로 분류하는 제2 단계와, 시편 지지대를 회전시키며 시편을 촬영하여 제1 단계의 핀홀 검출을 검증하는 제3 단계와, 제3 단계의 핀홀 결함 정보를 데이터베이스화하고, 품질 검사 규격을 적용하여 표면 품질을 판정하는 제4 단계를 포함한다.

Description

핀홀 검출기용 검증 장치 및 방법 {VERIFICATION DEVICE AND METHOD FOR PIN HOLE DETECTOR}
본 발명은 핀홀 검출기용 검증 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핀홀 검출기의 작동을 검증하기 위한 검증 장치 및 방법에 관한 것이다.
강판에 존재하는 핀홀은 소재 불량이나 공정 불량에 의해 발생하는데, 핀홀이 있는 강판으로 식음료 캔이나 드럼 등을 가공하면 핀홀을 통해 내용물이 누출되는 불량으로 이어진다. 따라서 강판 출하 전 품질 검사를 통해 핀홀 유무를 확인해야 한다.
통상의 핀홀 검출기는 강판으로 빛을 조사하는 광 조사부와, 강판을 촬영하는 카메라와, 카메라가 획득한 영상을 분석하여 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부 등을 포함한다. 권취기에서 풀려 나가는 코일 강판의 이동 속도는 대략 500mpm 내지 1,000mpm이며, 이동하는 강판의 상, 하측에 카메라와 광 조사부가 각각 설치된다.
핀홀 검출기는 크기가 100㎛ 이하인 미세 핀홀에 대해 검출 성능이 다소 낮을 수 있다. 이 경우 핀홀 검출기는 오검출 신호를 출력하거나, 핀홀이 있는 강판에 양호 판정을 내릴 수 있다.
본 발명은 핀홀 검출기를 보조하는 장치로서, 강판의 핀홀을 다시 검출, 분류, 및 검증하여 강판의 핀홀 결함에 대한 분류 오류를 제거하고, 정확한 기준으로 핀홀 표면 품질을 확인 및 검증할 수 있는 핀홀 검출기용 검증 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에서 핀홀 검출기는 강판으로 빛을 조사하는 광 조사부와, 강판을 촬영하는 카메라와, 카메라가 획득한 영상을 분석하여 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부를 포함한다. 핀홀 검출기용 검증 장치는 시편을 끼우기 위한 개구부를 가지는 시편 지지대와, 시편 지지대에 결합되어 시편 지지대를 회전시키는 구동 모터와, 구동 모터의 회전 속도를 조절하는 속도 제어부를 포함하며, 강판과 분리된 유휴 상태의 핀홀 검출기에서 광 조사부와 카메라 사이에 설치된다.
시편 지지대는 원판 모양일 수 있고, 시편은 광 조사부와 카메라를 잇는 방향을 따라 구동 모터와 비중첩될 수 있다. 구동 모터는 핀홀 검출기를 통과하는 강판의 이동 속도와 동일한 속도로 시편 지지대를 회전시킬 수 있다. 시편은 강판을 절개하여 얻은 시편과, 미리 설정된 크기의 핀홀이 형성된 표준 시편 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출기용 검증 방법은, 핀홀 검출기에 검증 장치를 설치하고, 시편 지지대를 회전시키며 시편을 촬영하여 핀홀을 검출하는 제1 단계와, 제1 단계에서 검출된 핀홀 결함을 크기 별로 분류하는 제2 단계와, 시편 지지대를 회전시키며 시편을 촬영하여 제1 단계의 핀홀 검출을 검증하는 제3 단계와, 제3 단계의 핀홀 결함 정보를 데이터베이스화하고, 품질 검사 규격을 적용하여 표면 품질을 판정하는 제4 단계를 포함한다.
제1 단계에서 시편 지지대의 회전 속도는 핀홀 검출기를 통과하는 강판의 이동 속도와 같거나, 미리 설정된 여러 속도 구간 별로 변할 수 있다.
제4 단계에서 표면 품질 판정은 미리 설정된 여러 등급 가운데 하나를 선택하여 판정하는 것일 수 있고, 품질 검사 규격과 표면 품질 등급은 강판의 사용처에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
실시예에 따르면, 핀홀 결함에 대한 검출과 분류 오류를 제거할 수 있고, 정확한 기준으로 핀홀 표면 품질을 확인하고 검증할 수 있다. 또한, 핀홀에 대한 검출, 분류 기술과 기준을 정량화할 수 있고, 강판의 품질 관리 능력을 높일 수 있다.
도 1은 강판의 길이 방향에 따른 핀홀 검출기의 구성도이다.
도 2는 강판의 폭 방향에 따른 핀홀 검출기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출기용 검증 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출기용 검증 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5와 도 6은 제1 단계와 제3 단계에서 핀홀이 검출된 시편의 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 강판의 길이 방향에 따른 핀홀 검출기의 구성도이고, 도 2는 강판의 폭 방향에 따른 핀홀 검출기의 구성도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 핀홀 검출기(100)는 강판(200)으로 빛을 조사하는 광 조사부(110)와, 강판(200)을 촬영하는 카메라(120)와, 카메라(120)가 획득한 영상을 분석하여 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부(130)를 포함한다.
광 조사부(110)와 카메라(120)는 강판(200)을 사이에 두고 서로 반대 측에 위치한다. 도 1과 도 2에서는 광 조사부(110)가 강판(200)의 하측에 위치하고, 카메라(120)가 강판(200)의 상측에 위치하는 경우를 도시하였으나, 그 반대의 경우도 가능하다.
광 조사부(110)는 특정 파장의 빛을 방출하는 광원을 포함하며, 카메라(120)는 광 조사부(110)에서 방출되는 빛의 파장에서 높은 감도를 가지는 복수의 광 센서를 포함한다. 광 조사부(110)는 강판(200)의 폭 방향을 따라 균일한 세기의 빛을 방출하며, 강판(200)의 폭 방향을 따라 복수의 카메라(120)가 일렬로 배치될 수 있다.
카메라(120)와 광 조사부(110)는 권취기(300)에 감겨 있다가 일정 속도, 예를 들어 500mpm 내지 1,000mpm의 속도로 풀려 나가는 강판(200)의 상, 하측에 배치될 수 있다. 강판(200)에 핀홀이 존재하면 광 조사부(110)에서 방출된 빛은 핀홀을 통과하여 카메라(120)에 입사한다. 핀홀 검출부(130)는 카메라(120)가 획득한 영상에 포함된 빛의 세기와 위치에 따라 핀홀의 크기와 개수 및 위치 등의 정보를 분석한다.
전술한 핀홀 검출기(100)는 크기가 100㎛ 이하인 미세 핀홀에 대해 검출 성능이 다소 낮을 수 있다. 이 경우 핀홀 검출기(100)는 오검출 신호를 출력하거나, 핀홀이 있는 강판에 양호 판정을 내릴 수 있다.
다음에 설명하는 핀홀 검출기용 검증 장치(400)는 핀홀 검출기(100)의 보조 장치로서, 강판의 핀홀을 다시 검출, 분류, 및 검증하여 강판의 핀홀 결함에 대한 분류 오류를 제거하고, 정확한 기준으로 핀홀 표면 품질을 확인 및 검증하기 위한 장치이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출기용 검증 장치의 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 핀홀 검출기용 검증 장치(400)는 시편(410)을 지지하는 시편 지지대(420)와, 시편 지지대(420)에 결합되어 시편 지지대(420)를 회전시키는 구동 모터(430)와, 구동 모터(430)의 회전 속도를 조절하는 속도 제어부(440)를 포함한다.
시편 지지대(420)는 원판 모양일 수 있고, 시편(410)이 끼워지는 개구부(421)를 포함한다. 구동 모터(430)는 시편 지지대(420)의 중앙에 결합된 회전축(431)을 가지며, 시편 지지대(420)를 회전시킨다. 개구부(421)는 시편 지지대(420)의 중앙으로부터 일정 거리 이격된 곳에 위치하며, 개구부(421)에 끼워진 시편(410)은 수직 방향을 따라 구동 모터(430)와 중첩되지 않는다.
작업자는 속도 제어부(440)를 조작하여 시편 지지대(420)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 이때 시편 지지대(420)의 회전 속도는 핀홀 검출기(100)가 사용되는 공정에서 실제 강판(200)의 이동 속도와 같은 속도로 설정될 수 있다.
검증 장치(400)는 강판(200)과 분리된 유휴(idle) 상태의 핀홀 검출기(100)의 카메라(120)와 광 조사부(110) 사이에 설치될 수 있다. 카메라(120)가 광 조사부(110)의 상측에 위치하는 경우, 검증 장치(400)는 지지대(450)를 통해 광 조사부(110) 위에 설치된다. 반대로 광 조사부(110)가 카메라(120)의 상측에 위치하는 경우, 검증 장치(400)는 지지대(450)를 통해 카메라(120) 위에 설치된다.
이때 지지대(450)는 시편(410)을 향하는 광 조사부(110)의 빛 또는 시편(410)을 촬영하는 카메라(120)의 시야를 가리지 않도록 구동 모터(430)와 같거나 이보다 약간 큰 폭을 가질 수 있다.
시편(410)은 실제 강판(200)을 절개하여 얻은 시편이거나, 미리 설정된 크기의 핀홀이 형성된 표준 시편일 수 있다. 표준 시편의 경우 미리 설정된 두 가지 이상의 크기, 예를 들어 20㎛, 50㎛, 및 100㎛ 크기의 핀홀이 형성된 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출기용 검증 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 핀홀 검출기용 검증 방법은 핀홀 검출기(100)에 검증 장치(400)를 설치하고 시편(410)을 촬영하여 핀홀을 검출하는 제1 단계(S10)와, 핀홀 결함을 크기 별로 분류하는 제2 단계(S20)와, 회전하는 시편(410)을 다시 촬영하여 제1 단계(S10)의 핀홀 검출을 검증하는 제3 단계(S30)와, 핀홀 결함 정보를 데이터베이스화하고 품질 검사 규격을 적용하여 표면 품질을 판정하는 제4 단계(S40)를 포함한다.
제1 단계(S10)에서 검증 장치(400)는 강판(200)과 분리된 유휴(idle) 상태의 핀홀 검출기(100)에서 카메라(120)와 광 조사부(110) 사이에 설치될 수 있다. 광 조사부(110)는 시편 지지대(420)에 고정된 시편(410)을 향해 빛을 방출하며, 카메라(120)는 회전하는 시편(410)을 촬영하여 영상 정보를 획득한다.
제1 단계(S10)에서 시편(410)의 회전 속도는 실제 공정에서 강판(200)의 이동 속도와 같을 수 있으며, 다른 한편으로 다양한 검증 실험을 위해 미리 설정된 여러 속도 구간별로 변할 수 있다. 핀홀 검출부(130)는 시편 영상에 포함된 빛의 세기와 위치에 따라 핀홀의 크기와 개수 및 위치 등의 정보를 분석한다.
제2 단계(S20)에서 핀홀 검출부(130)는 제1 단계(S10)에서 분석된 핀홀 결함을 크기 별로 분류한다. 예를 들어 20㎛, 50㎛, 100㎛ 세가지 크기의 핀홀이 형성된 표준 시편의 경우, 제2 단계(S20)에서 핀홀 검출부(130)는 핀홀을 크기 별로 세가지 그룹, 예를 들어 20㎛ 내지 39㎛, 40㎛ 내지 69㎛, 70㎛ 내지 100㎛의 세가지 그룹으로 분류할 수 있다.
제3 단계(S30)에서 카메라(120)는 회전하는 시편(410)을 다시 촬영하여 영상 정보를 획득한다. 그리고 핀홀 검출부(130)는 시편 영상에 포함된 빛의 세기와 위치에 따라 핀홀의 크기와 개수 및 위치 등의 정보를 분석하고, 제1 단계(S10)의 분석 정보와 비교하여 제1 단계(S10)의 핀홀 검출을 검증한다.
도 5와 도 6은 제1 단계와 제3 단계에서 핀홀이 검출된 시편의 사진이다. 도 5는 50㎛ 크기의 핀홀이 검출된 경우를 나타내고 있고, 도 6은 100㎛ 크기의 핀홀이 검출된 경우를 나타내고 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참고하면, 제4 단계(S40)에서 핀홀 검출부(130)는 제1 단계 내지 제3 단계(S10, S20, S30)의 핀홀 결함 정보, 예를 들어 핀홀 결함의 종류, 발생 위치, 발생 길이 등을 데이터베이스화하고, 품질 검사 규격을 적용하여 표면 품질을 판정한다.
시편(410)이 실제 강판을 절개하여 얻은 시편이거나, 일정 크기의 핀홀이 미리 형성된 표준 시편인 경우 모두에서, 제1 단계(S10)의 핀홀 검출과 제3 단계(S30)의 핀홀 검증을 통해 핀홀 검출기(100)의 정확도를 검증하고 평가할 수 있다.
그리고 핀홀 검출부(410)는 품질 검사 규격에 따라 시편(410)의 표면 품질을 미리 정해진 여러 등급 가운데 하나를 선택하여 등급 판정을 내릴 수 있다. 제4 단계(S40)의 등급 판정은 시편(410)이 실제 강판(200)을 절개하여 얻은 시편일 경우에 특히 유용하다.
즉, 실제 강판(200)에 대해 핀홀 검출기(100)가 100㎛ 이하의 미세 핀홀에 대해 검출 정밀도가 낮더라도 전술한 검증 장치(400)와 검증 방법을 이용하면 100㎛ 이하의 미세 핀홀을 높은 정밀도로 검출할 수 있으며, 검증 결과를 실제 강판(200)에 동일하게 적용할 수 있다.
제4 단계(S40)의 품질 검사 규격과 이에 따른 등급은 강판(200)의 사용처에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 강판(200)을 이용하여 캔을 만드는 경우, 캔에 담기는 내용물에 따라 품질 검사 규격과 이에 따른 등급이 상이하게 설정될 수 있다. 제4 단계(S40)에서 판정된 표면 품질의 등급 정보는 필요에 따라 강판(200) 구매자에게 제공될 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 검증 장치 및 방법에 따르면 핀홀 결함에 대한 검출과 분류 오류를 제거할 수 있고, 정확한 기준으로 핀홀 표면 품질을 확인하고 검증할 수 있다. 또한, 핀홀에 대한 검출, 분류 기술과 기준을 정량화할 수 있고, 강판의 품질 관리 능력을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 핀홀 검출기 110: 광 조사부
120: 카메라 130: 핀홀 검출부
200: 강판 300: 권취기
400: 검증 장치 410: 시편
420: 시편 지지대 430: 구동 모터
440: 속도 제어부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 강판의 핀홀 검출기용 검증 장치를 이용한 검증 방법으로서,
    상기 강판을 절개하여 얻은 시편을 지지하는 시편 지지대와, 상기 시편 지지대를 회전시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터의 회전 속도를 조절하는 속도 제어부를 포함하는 검증 장치를 상기 강판과 분리된 유휴 상태의 핀홀 검출기에 설치하는 설치 단계;
    상기 시편 지지대를 회전시키며 상기 시편을 1차로 촬영하여 핀홀을 검출하는 핀홀 검출 단계;
    상기 핀홀 검출 단계에서 검출된 핀홀 결함을 크기 별로 분류하는 결함 분류 단계;
    상기 시편 지지대를 회전시키며 상기 시편을 2차로 촬영하여 상기 핀홀 검출 단계의 핀홀 검출을 검증하는 검증 단계; 및
    상기 검증 단계의 핀홀 결함 정보를 데이터베이스화하고, 품질 검사 규격을 적용하여 표면 품질을 판정하는 판정 단계
    를 포함하는 핀홀 검출기용 검증 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 핀홀 검출 단계 및 상기 검증 단계에서, 상기 시편 지지대의 회전 속도는 상기 핀홀 검출기를 통과하는 상기 강판의 이동 속도와 같거나, 미리 설정된 여러 속도 구간 별로 변하는 핀홀 검출기용 검증 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 판정 단계에서 상기 표면 품질 판정은 미리 설정된 여러 등급 가운데 하나를 선택하여 판정하는 것이고, 상기 품질 검사 규격과 상기 표면 품질 등급은 상기 강판의 사용처에 따라 상이하게 설정되는 핀홀 검출기용 검증 방법.
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