KR102125142B1 - 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램 - Google Patents
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Abstract
홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램이 개시된다. 상기 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램은 홀(hole)을 구비한 판재를 파지하는 파지부, 상기 홀 내에 삽입되어 홀을 확장시키는 펀칭부, 상기 펀칭부에 의하여 확장된 홀에 대한 이미지를 획득하는 이미지 획득부 및 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하고, 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 분석부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 홀에 대한 이미지로부터 관심 영역을 추출하고, 상기 관심영역을 선형화 하여 크랙에 대한 정보를 분석하는 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램에 관련된 것이다.
일반적으로, 구멍 확장성 시험(hole expansion ratio test; HER)이란 소정의 구멍을 가진 판재를 대상으로 펀칭으로 상기 구멍을 확장하였을 때, 상기 구멍이 크랙(crack)이나 넥킹(necking) 등의 불량 없이 얼마나 확장 가능한지를 판단하는 시험법 중의 하나이다. 상기 구멍 확장성 시험은 재료의 성형성과 크랙 저항성을 도출하기 위한 중요한 시험 방법 중 하나이다.
최근 자동차 업계를 중심으로 1.0GPa이상의 인장강도를 요구하는 초고강도 강의 사용이 증가하고 있다. 상기 초고강도 강은 인장강도 및 강성이 우수하지만 성형성이 매우 떨어지고, 크랙과 낵킹에 대한 저항성이 취약하다는 단점이 있다. 따라서 오늘날에는 강재의 강도뿐 만 아니라 성형성 및 크랙 안정성이 강재를 선택하는데 중요한 고려사항이 되고 있다.
상기의 이유로 정확성과 효율성을 향상시키기 위한 HER 평가방법에 대한 연구가 수행되고 있다. 기존의 HER평가는 작업자가 육안으로 초기 크랙을 관찰하여 크랙의 발생 여부 및 크기를 판단하기 때문에, 물성을 판단하는데 있어서 작업자의 육안과 주관적인 판단이 개입되기 때문에, 실험 결과의 신뢰도와 재현성의 문제를 늘 내포하고 있었다. 상기의 문제점을 해결하기 위하여 펀치의 가해지는 하중의 변화를 인식하여 크랙 발생 여부를 판단하는 평가법이 개발되었지만, 미세한 크랙이 발생한 경우, 하중의 변화가 미비하여 잘 인식을 하지 못하는 문제점이 발생하였으며, 시편에 전류를 주입하고, 상기 전류의 변화로부터 크랙의 발생 유무를 판단하는 장치가 개발되었으나, 상기 방법의 경우 도전성 시편을 별도로 가공해야 한다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 이미지를 통하여 관심영역을 추출하고, 상기 관심영역을 선형화 하여 크랙에 대한 정보를 제공하는 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 홀이 형성된 판재의 도금 여부를 자체적으로 판단하고, 상기 도금 여부에 따라 분석 방법을 스스로 변경할 수 있는 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 홀 확장성 시험장치 및 시험방법 및 작동 프로그램을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치는 홀(hole)을 구비한 판재를 파지하는 파지부, 상기 홀 내에 삽입되어 홀을 확장시키는 펀칭부, 상기 펀칭부에 의하여 확장된 홀에 대한 이미지를 획득하는 이미지 획득부 및 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하고, 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 분석부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치는 상기 획득된 홀에 대한 이미지를 복수의 단위 셀(unit cell)로 분할하고, 상기 단위 셀 당 독립적인 임계값을 적용하여 이진화 하여 상기 관심 영역을 추출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고, 상기 검출된 블롭들 중 가장 큰 블롭을 제거하고, 상기 제거 후 남은 블롭 중 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 판재의 도금 여부에 따라 상기 획득된 이미지에서 배경 제거 순서를 달리할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 판재가 도금된 상태인 경우, 상기 도금으로 인하여 반사된 영역으로 정의되는 배경을 제거한 후, 상기 배경이 제거된 이미지로부터 관심 영역을 추출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고, 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치는 상기 펀칭부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 분석부를 통하여 상기 판재에 크랙이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 펀칭부의 움직임을 정지하도록 제어하며, 상기 분석부는, 상기 펀칭부가 정지된 상태에서 홀의 크기 및 홀 확장비(Hole expansion ratio)를 도출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 추출된 관심 영역을 임의의 지점을 기준으로, 선형화시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 관심 영역의 선형화 전과 선형화 후의 블롭의 개수에 따라 상기 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험장치의 분석부는 상기 선형화 후, 상기 관심 영역의 블롭의 외부경계와 내부경계가 만나는지 여부에 따라 상기 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험방법은 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계, 상기 펀칭부를 상기 홀 내부에 삽입시켜, 상기 홀을 확장시키는 단계, 상기 홀을 확장시키는 중, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계, 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하는 단계, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계, 및 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험방법은 상기 판재가 도금 되었는지 여부에 대해 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 판재가 도금되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 관심 영역을 추출하는 단계는, 상기 이미지의 배경을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 판재가 도금된 것으로 판단된 경우, 상기 관심 영역을 추출하는 단계 이전에, 상기 이미지의 배경을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험방법의 상기 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계는, 상기 관심 영역의 선형화 전과 선형화 후의 블롭의 개수 정보 및 상기 선형화 후, 상기 관심 영역의 블롭의 외부경계와 내부경계가 만나는지 여부에 대한 정보 중 적어도 하나를 고려할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험방법의 상기 관심 영역을 추출하는 단계는, 상기 판재가 도금되지 않은 경우, 상기 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고, 상기 검출된 블롭들 중 가장 큰 블롭을 제거하고, 상기 제거 후 남은 블롭 중 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는 것을 포함하고, 상기 판재가 도금된 경우, 상기 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고, 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀 확장성 시험 프로그램은 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계, 상기 펀칭부를 상기 홀 내부에 삽입시켜, 상기 홀을 확장시키는 단계, 상기 홀을 확장시키는 중, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계, 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하는 단계, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계, 및 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계를 실행시키기 위해서 매체에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 홀 확장성 시험장치는 홀(hole)을 구비한 판재를 파지하는 파지부, 상기 홀 내에 삽입되어 홀을 확장시키는 펀칭부, 상기 펀칭부에 의하여 확장된 홀에 대한 이미지를 획득하는 이미지 획득부 및 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하고, 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 분석부를 포함할 수 있다.
이를 통해, 상기 홀 확장성 시험장치는 HER 공정 자동화를 수행할 수 있으며, 사용자의 육안과 판단이 배제된 크랙 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해 홀 확장성 시험 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 높은 재현성을 갖는 HER 분석 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 판재의 도금 여부를 스스로 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 판재의 코팅 여부에 따라서 관심 영역을 추출하는 단계를 변경할 수 있다. 이를 통해, 코팅 유무에 제한되지 않고 신뢰도 높은 결과를 제공할 수 있으며, 다양한 강종에 대한 HER 결과를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀 확장성 시험장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 미도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S110을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S120을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S130을 설명하기 위한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S140을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S141을 설명하기 위한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S143을 설명하기 위한 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S147을 설명하기 위한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S149을 설명하기 위한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S150을 설명하기 위한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S160을 설명하기 위한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S240을 설명하기 위한 사진이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S250을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S253을 설명하기 위한 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S257을 설명하기 위한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 미도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S110을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S120을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S130을 설명하기 위한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S140을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S141을 설명하기 위한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S143을 설명하기 위한 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S147을 설명하기 위한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S149을 설명하기 위한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S150을 설명하기 위한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S160을 설명하기 위한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S240을 설명하기 위한 사진이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S250을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S253을 설명하기 위한 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S257을 설명하기 위한 사진이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 홀 확장성 시험(Hole Expansion Ratio Test, HER)을 자동으로 수행하고 분석하는 홀 확장성 시험장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 홀 확장성 시험장치는 파지부 및 펀칭부를 포함하여, 홀(hole)을 구비한 판재의 홀을 확장시킬 수 있으며, 이미지 획득부 및 분석부를 포함하여 상기 홀에 대한 이미지를 획득하고, 상기 획득된 이미지를 분석하여 홀 확장성 및 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해, 홀 확장성 시험장치는 HER 공정 자동화를 수행할 수 있으며, 생산성과 품질을 향상할 수 있다. 또한, 표준화된 홀 확장성 시험 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따르면, 판재에 대한 크랙 정보를 정량적으로 제공하는 홀 확장성 시험방법을 제공할 수 있다. 예를 들어 상기 분석부는 상기 이미지 획득부로부터 확보된 홀에 대한 이미지에 대하여 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)과정을 통해 분석하여, 사용자의 육안과 판단이 배제된 크랙 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해, 홀 확장성 시험 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 높은 재현성을 갖는 HER 분석 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따르면, 판재의 표면상태에 따른 변수를 고려한 홀 확장 시험방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 홀 확장성 시험장치는 상기 판재의 도금 여부를 스스로 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 판재의 코팅 여부에 따라서 관심 영역을 추출하는 단계를 변경할 수 있다. 이를 통해, 코팅 유무에 제한되지 않고 신뢰도 높은 결과를 제공할 수 있으며, 다양한 강종에 대한 HER 결과를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀 확장성 시험장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 홀 확장성 시험장치(100)는 파지부(110), 펀칭부(120), 이미지 획득부(130), 제어부(140), 및 분석부(150) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 파지부(110)는 홀 확장 시험을 위해 소정의 홀(H)이 펀칭된 판재(P)를 파지할 수 있다. 예를 들어 상기 파지부(110) 제1 다이(111) 및 제2 다이(115)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 다이(111)와 상기 제2 다이(115) 사이에 상기 판재(P)를 고정하여 파지할 수 있다. 제1 다이(111)는 소정의 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 제1 다이(111)를 관통하는 제1 개구(113)가 형성될 수 있다. 제2 다이(115)는 소정의 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 제2 다이(115)를 관통하는 제2 개구(117)가 형성될 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 제2 개구(117)는 상기 제1 개구(113)의 중심을 관통하는 일 선상에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제1 개구(113)와 상기 제2 개구(117)를 공통으로 관통하는 선을 센터라인(L)으로 정의할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(113)의 직경은 상기 제2 개구(117)의 직경과 같거나 클 수 있다.
펀칭부(120)는 상기 홀(H) 안쪽에 삽입되어 상기 홀(H)을 확장시킬 수 있다. 상기 펀칭부(120)는 상기 센터라인(L) 상에 위치할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 펀칭부(120)는 후술할 제어부(140)에 의해 상기 센터라인(L)을 따라 연직 방향(M)으로 운동 할 수 있다. 예를 들어, 상기 펀칭부(120)가 연직 방향으로 상승하여 상기 판재(P)에 펀칭된 상기 홀(H)의 크기를 확장시킬 수 있다. 반대로 상기 펀칭부(120)가 연직 방향으로 하강하여 상기 제2 개구(117)내에 삽입될 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 펀칭부(120)의 상단은 소정의 각도를 갖는 원뿔 또는 평면 형태의 원기둥, 구 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 상기 펀칭부(120)의 상단이 원뿔 형상을 갖는 것을 예를 들어 설명하였으나, 그 모양에 한정되지 않는다.
상기 이미지 획득부(130)은 소정의 촬영 영역(I)을 갖는 장비로, 상기 홀(H)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 실시 예에 따르면 상기 이미지 획득부(130)은 상기 판재(P)의 상단 방향으로 소정거리 이격된 상기 센터라인(L)의 일 지점에 위치할 수 있다. 상기 이미지 획득부(130)은 상기 홀(H)을 실시간으로 촬영하며, 상기 촬영된 이미지를 후술할 분석부(150)로 전송할 수 있다. 상기 이미지 획득부(130)는 카메라를 포함할 수 있으며, 그 중 CCD 카메라(charge-coupled device camera)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(140)는 상기 파지부(110), 펀칭부(120), 이미지 획득부(130)와 전기적으로 연결되어있으며, 상기 파지부(110), 펀칭부(120), 이미지 획득부(130) 중 어느 하나 이상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(140)는 상기 제1 다이(111) 및 상기 제2 다이(115) 중 어느 하나 이상을 상기 센터라인(L) 방향으로 하강 또는 상승시켜 상기 판재(P)를 파지하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 펀칭부(120)를 상기 센터라인(L) 방향으로 하강 또는 상승시켜 상기 판재(P)의 펀칭된 홀(H)을 확장시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 이미지 획득부(130)의 촬영 조건을 제어할 수 있으며, 상기 이미지 획득부(130)가 촬영한 이미지를 후술할 분석부(150)로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 분석부(150)는 상기 이미지 획득부(130) 및 제어부(140)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 이미지 획득부(130)로부터 제공받은 이미지를 분석하여 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 분석부(150)는 상기 이미지 획득부(130)에서 획득된 이미지로부터 상기 홀(H)에 대응하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)할 수 있다. 이 때, 상기 분석부(150)는 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다.
이상 본 발명의 실시 예에 따른 홀 확장성 시험장치(100)에 대해 설명하였다. 이하 도 2 내지 도 17을 통하여 미도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법을 설명하도록 하겠다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 홀 확장성 시험방법은 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계, 상기 펀칭부를 상기 홀 내부에 삽입시켜, 상기 홀을 확장시키는 단계, 상기 홀을 확장시키는 중, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계, 상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하는 단계, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계, 및 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 홀 확장성 시험장치는 상기 판재의 도금 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 판재의 도금 여부를 판단하는 단계는 사용자가 판재의 도금 여부를 입력하는 방법과, 상기 홀에 대한 이미지를 분석하여 자체적으로 판단하는 방법 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 배경 영역(예를 들어, 관심 영역 바깥)의 반사도가 미리 정해진 기준 이하인 경우, 미도금 판재로 판단할 수 있고, 이와 달리 배경 영역(예를 들어, 관심 영역 바깥)의 반사도가 미리 정해진 기준 초과인 경우, 도금 판재로 판단할 수 있다.
상기 홀 확장성 시험장치는 상기 판재가 도금되지 않은 것으로 판단된 경우 도 2에 개시된 순서도에 따라 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한 상기 판재가 도금되었다는 것으로 판단된 경우 도 13에 개시된 순서도에 따라 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다. 본 명세서에서는 도 2에 개시된 미도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법을 설명하고, 도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법은 도 13을 통해서 후술하도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 미도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S110을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S120을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S130을 설명하기 위한 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S140을 설명하기 위한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S141을 설명하기 위한 사진이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S143을 설명하기 위한 사진이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S147을 설명하기 위한 사진이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S149을 설명하기 위한 사진이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S150을 설명하기 위한 사진이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S160을 설명하기 위한 사진이다.
도 2를 참조하면, 미도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법은 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계(S110), 홀을 확장시키는 단계(S120), 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계(S130), 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S140), 관심 영역을 선형화 하는 단계(S150) 및 관심 영역 내 블롭의 변화를 분석하여 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계(S160) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계 S110
상기 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계(S110)는 상기 제1 지그(111)와 상기 제2 지그(115) 사이에 판재(P)를 놓고 가압하여 판재를 파지하는 단계이다. 구체적으로 도 3을 참조하면, 상기 판재(P)는 상기 제1 지그(111)와 상기 제2 지그(115) 사이 일 면에 놓여질 수 있다. 이 때, 상기 판재(P)에 형성된 홀(H)은 상기 제1 지그(111)의 제1 개구(113) 및 상기 제2 지그(115)의 제2 개구(117)의 중심을 관통하는 일 선상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 상기 홀(H)은 상기 제1 개구(113)와 상기 제2 개구(117)를 공통으로 관통하는 센터라인(L) 상에 일렬로 위치할 수 있으며, 상기 제1 개구(113), 홀(H) 및 제2 개구(117) 순서대로 나란히 배열될 수 있다.
본 상기 제1 지그(111)를 상기 제2 지그(115)가 위치한 방향(D)으로 가압(D)하는 모습이 설명하였으나, 상기 제2 지그(115)를 상기 제1 지그(115)가 위치한 방향 혹은 제1 지그(111) 및 상기 제2 지그(115)가 서로 마주 보는 방향으로 가압(D)하도록 변경할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
단계 S120
다시 도 2를 참조하면, 상기 홀을 확장시키는 단계(S120)는 상기 제2 개구(117) 내에 삽입된 펀칭부(120)가 상기 판재(P)에 형성된 홀(H)을 확장시키는 단계이다.
구체적으로 도 4의 (a)를 참조하면, 상기 펀칭부(120)는 상기 제2 지그(115)에 형성된 상기 제2 개구(117)내에 삽입될 수 있다. 이 때, 상기 영상 획득부(130), 홀(H) 및 펀칭부(120)은 센터라인 상에 나란히 배열될 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 제어부(140)는 상기 펀칭부(120)을 상기 센터라인(L)을 따라 수직 상승하는 방향(U)으로 이동하도록 제어할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 펀칭부(120)는 상기 판재(P)에 형성된 상기 홀(H)의 하부에 압력을 가해 상기 홀(H)을 확장시킬 수 있다.
단계 S130
다시 도 2를 참조하면, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계(S130)는 상기 분석부(150)가 상기 영상 획득부(130)를 통하여 상기 홀(H)에 대한 이미지를 획득하는 단계이다.
예를 들어, 상기 분석부(150)는, 상기 영상 획득부(130)를 통하여 상기 홀(H)이 확장되는 경우에 있어서, 실시간으로 홀(H)에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 분석부(150)는 상기 영상 획득부(130)에서 상기 판재(P) 일 면에 형성된 홀(H)에 대한 이미지를 전송 받을 수 있다. 상기 이미지는 상기 홀(H)의 외주면(파란색 원)과 내주면(빨간색 원)에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이 때, 상기 홀(H)의 외주면(파란색 원)과 내주면(빨간색 원)사이의 영역을 관심 영역으로 정의할 수 있다. 실시 예에 따르면 상기 분석부(150)는 상기 이미지가 회색조로 나타나지 않은 경우, 상기 이미지를 회색조로 변환시키는 기능을 더 포함할 수 있다.
단계 S140
상기 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S140)는 상기 이미지를 변환하여 관심 영역을 추출하는 단계이다. 도 6을 참조하면, 상기 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S140)는 이미지를 복수의 셀로 분할하는 단계(S141), 복수의 단위 셀을 이진화 하는 단계(S143), 특정 픽셀 별로 그룹핑 하여 블롭(blob)을 검출하는 단계(S145), 배경에 해당하는 블롭을 제거하는 단계(S147) 및 관심 영역에 해당하는 블롭을 추출하는 단계(S149) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
단계 S141
상기 이미지를 복수의 셀로 분할하는 단계(S141)는 상기 분석부(150)가 상기 이미지를 단위 셀(unit cell)로 분할하는 단계이다. 도 7을 참조하면, 상기 분석부(150)는 상기 영상 획득부(130)에서 전송 받은 이미지를 m X n 개의 단위 셀로 분할 할 수 있다. 이를 통해 상기 분석부(150)는 각각에 단위 셀 마다 해당하는 구역을 설정할 수 있다.
단계 S143
다시 도 6을 참조하면, 상기 복수의 단위 셀을 이진화 하는 단계(S143)는 상기 복수의 단위 셀로 분할된 상기 이미지를 이진화 하는 단계이다. 이진화란, 상기 이미지를 픽셀(pixel)별로 나누고, 상기 픽셀 별 그레이 스케일(gray scale) 값을 기준으로, 특정 임계값 이상의 그레이 스케일을 갖는 픽셀을 흰색으로, 특정 임계값 이하의 그레이 스케일을 갖는 픽셀을 검정색으로 분류하는 과정이다. 이 때, 이진화는 상기 임계값을 적용하는 방법에 따라 전역 이진화와 적응형 이진화로 분류할 수 있다. 전역 이진화는 전체 이미지 영역에 대하여 하나의 임계값을 적용할 수 있다. 반면에 적응형 이진화는 각각의 단위 셀 당 독립적인 임계값을 적용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 분석부(150)는 상기 이미지를 적응형 이진화 하여 상기 이미지 상에서 상기 관심 영역을 구분할 수 있다.
본 발명의 실시 예와는 다르게 상기 이미지를 전역 이진화 하면, 도 8의 (a)에 개시된 바와 같이, 상기 홀(H)의 외주면(파란색 원)과 내주면(빨간색 원)사이의 구역을 명확하게 구분하지 못하고 상기 영역 중 일부 영역만 구분하는 것을 확인할 수 있다.
하지만 본 발명의 실시 예에 따라 상기 이미지를 적응형 이진화 하면, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 홀(H)의 외주면(파란색 원)과 내주면(빨간색 원)사이의 구역을 명확하게 구분할 수 있다. 이를 통해 상기 분석부(150)는 상기 홀(H)의 외주면(파란색 원)과 내주면(빨간색 원)사이의 관심 영역을 구별할 수 있다.
단계 S145
다시 도 6을 참조하면, 상기 특정 픽셀 별로 그룹핑 하여 블롭(blob)을 검출하는 단계(S145)는 상기 분석부(150)가 상기 이진화된 이미지를 대상으로 블롭 디텍션(blob detection)을 수행하는 과정이다. 블롭 디텍션(blob detection)은 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 분석부(150)는 상기 이진화 된 이미지 중 흰색으로 분류된 픽셀, 다시 말해 그레이 스케일이 255를 갖는 픽셀들을 대상 픽셀로 선택할 수 있다. 상기 분석부(150)는 상기 대상 픽셀을 기준으로 상하 좌우 대각선에 위치한 픽셀이 상기 대상 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 경우, 상기 동일한 그레이 스케일을 갖는 인접 픽셀을 그룹핑 할 수 있다. 상기 그룹핑된 픽셀을 하나의 블롭(blob)으로 정의할 수 있다. 상기의 과정을 통하여, 상기 이진화된 이미지는 복수의 블롭을 가질 수 있다.
단계 S147
상기 배경에 해당하는 블롭을 제거하는 단계(S147)는 검출된 블롭들 중 배경 (background)에 해당하는 블롭을 제거하는 단계이다. 예를 들어, 도 9의 (a)를 참조하면, 상기 이미지는 복수의 블롭을 가질 수 있다. 이 때, 상기 분석부(150)는 가장 큰 블롭을 제거함으로써, 배경에 해당하는 블롭을 제거할 수 있다. 이를 통해, 백그라운드 노이즈(background noise)가 제거된 도 9의 (b)와 같은 이미지를 얻을 수 있다.
단계 S149
다시 도 6을 참조하면, 상기 관심 영역에 해당하는 블롭을 추출하는 단계(S149)는 상기 단계 S147을 통해 확보한 배경이 제거된 이미지에서 나머지 노이즈에 해당하는 블롭을 제거하여 관심 영역을 추출하는 단계이다. 예를 들어, 도 10의 (a)를 참조하면, 상기 분석부(150)는 상기 단계 S147에서 배경에 해당하는 블롭을 제거한 이미지에서 상기 이미지의 중심에서 가장 멀리 있는 블롭을 제외하고, 나머지 블롭을 제거할 수 있다. 이 때, 상기 이미지 중심에서 가장 멀리 있는 블롭이 관심 영역에 해당하는 블롭이다. 이를 통해 상기 분석부(150)는 도 10의 (b)에 개시된 바와 같이 상기 관심 영역에 해당하는 블롭을 제공할 수 있다.
단계 S150
다시 도 2를 참조하면, 관심 영역을 선형화 하는 단계(S150)는 상기 블롭을 분석하기 위하여 원형의 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계이다. 상기 분석부(150)는 상기 원형의 관심 영역의 중심점을 기준으로 상기 원형의 관심 영역을 선형화 할 수 있다. 이하 상기 원형의 관심 영역의 중심점을 도출하기 위한 과정이 설명된다.
도 11을 참조하면, 상기 분석부(150)는 상기 이미지의 중심점을 기준으로, 상기 중심점을 통과하는 수평선과 수직선을 그릴 수 있다. 이 때, 분석부(150)는 상기 수직선을 연장하였을 때, 관심영역과 가장 먼저 접촉하는 일 점을 V1으로 정의할 수 있으며, 다른 일 점을 V2로 정의할 수 있다. 같은 과정으로, 상기 분석부(150)는 상기 수평선을 연장하였을 때, 관심영역과 가장 먼저 접촉하는 일 점을 H1으로 정의할 수 있으며, 다른 일 점을 H2로 정의할 수 있다. 분석부(150)는 상기 H1과 H2의 중점인 Hm을 X좌표로 가지며, 상기 V1과 V2의 중점인 Vm을 Y좌표로 가지는 일 점을 도출할 수 있다. 상기의 일 점을 상기 원형의 관심 영역의 중심으로 정의할 수 있다. 가질 수 있다. 상기의 과정을 통하여 상기 분석부(150)는 상기 원형의 관심 영역의 중심을 도출할 수 있으며, 상기 원형의 관심 영역의 중심을 기준으로 상기 관심영역을 선형화 할 수 있다. 이를 통해, 상기 분석부(150)는 상기 관심 영역이 원형의 상태를 가질 때 보다 더 효율적으로 크랙을 분석할 수 있다.
단계 S160
다시 도 2를 참조하면, 관심 영역 내 블롭의 변화를 분석하여 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계(S160)는 상기 단계 S150을 통해 선형화 한 관심 영역을 분석하여 크랙의 크기 및 수량 등 상기 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계이다. 상기 분석부(150)는 독립적인 블롭의 수를 분석하는 방법 및 상기 블롭의 내부경계와 외부경계를 추출하여 분석하는 방법 중 어느 하나 이상의 방법을 통하여 크랙에 대한 정보를 도출할 수 있다.
도 12의 (a)를 참조하면, 상기 분석부(150)는 독립적인 블롭의 수를 파악해 크랙 발생 여부를 판별할 수 있다. 다시 말해, 상기 분석부(150)는 상기 단계 S150을 통해 선형화된 블롭을 획득하며, 상기 선형화된 블롭의 개수가 2개 이상의 독립된 블롭으로 나누어진 경우, 상기 판재(P)에 크랙이 발생하였다고 판별할 수 있다.
도 12의 (b)를 참조하면, 상기 분석부(150)는 블롭의 외부경계(outer boundary)와 내부경계(inner boundary)를 추출하여, 상기 외부경계와 상기 내부경계가 만난 지점에 대하여, 상기의 위치에서 크랙이 발생하였다고 판별할 수 있다.
이를 통해 상기 분석부는 상기 판재(P) 일 면에 형성된 홀(H)을 확장하였을 때, 크랙 발생 여부를 판별할 수 있으며, 크랙 발생에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 분석부(150)는 상기 홀(H)에 크랙이 발생한 경우, 상기 크랙이 발생된 당시의 홀(H)의 크기와 홀 확장비(Hole expansion ratio)를 정량적으로 도출하여 제공할 수 있다.
본 발명의 신뢰성을 검증하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 미도금 판재(P)에서의 홀 확장 실험을 수행하였다. 이에 따라, 11.93mm의 홀(H)의 크기와 19.30%의 홀 확장비를 도출하였다. 동일한 미도금 판재(P)에 대하여 실측해 본 결과, 11.94mm의 홀(H)의 크기와 19.40%의 홀 확장비를 확인하였다. 즉, 상기의 결과를 비교하면, 상기 홀 확장성 시험장치(100)를 통한 측정방법과 실측은 각각 0.08% 및 0.52%만큼의 차이로 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여 상기 홀 확장성 시험장치(100)는 실측과 비교하여 신뢰도가 높은 결과를 제공할 수 있다.
이상 도 2 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 미도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법을 설명하였다. 이하 도 13 내지 17을 통하여 도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 도금 판재의 홀 확장성 시험방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S240을 설명하기 위한 사진이고, 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S250을 설명하기 위한 순서도이고, 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S253을 설명하기 위한 사진이고, 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단계 S257을 설명하기 위한 사진이다.
상기 홀 확장성 시험장치는 상기 판재가 도금된 것으로 판단된 경우, 도 13에 개시된 순서도에 따라 크랙에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 13을 참조하면, 도금 판재에서의 홀 확장성 시험방법은 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계(S210), 홀을 확장시키는 단계(S220), 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계(S230), 이미지의 배경을 제거하는 단계(S240), 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S250), 관심 영역을 선형화 하는 단계(S260) 및 관심 영역 내 블롭의 변화를 분석하여 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계(S270) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 중, 상기 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계(S210), 홀을 확장시키는 단계(S220) 및 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계(S230)는 각각 상술한 단계 S110, S120 및 S230과 대응하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
단계 S240
상기 이미지의 배경을 제거하는 단계(S240)는 도금된 판재(P)의 반사영역을 제거하는 단계이다. 도 14의 (a)를 참조하면, 도금 강판의 경우, 이진화를 수행할 경우, 도 14의 (b)와 같이 관심영역의 일부가 소실되는 문제가 발생할 수 있다. 상기와 같이 관심영역이 소실되는 이유는, 도금된 강판의 경우 도금으로 인해 도금이 두께 방향의 파단면 보다 더 많은 양의 빛을 반사하기 때문에 관심영역이 주변보다 어두워 지며, 상기 빛의 반사로 인하여 임계값이 기존 이상으로 높아지기 때문이다. 따라서 관심영역을 추출하기 위해서는 도금으로 인한 빛의 반사를 고려해야 한다. 상기의 문제점을 해결하기 위해 도금된 판재(P)의 경우, 도 14의 (c)와 같이 이진화 과정 전에 반사영역을 제거하는 과정이 더 포함될 수 있다.
단계 S250
상기 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S250)는 상기 단계 S240을 통하여 반사영역이 제거된 이미지에 대해서 관심 영역을 추출하는 단계이다. 도 15를 참조하면, 상기 홀에 대한 관심 영역을 추출하는 단계(S250)는 이미지를 복수의 셀로 분할하는 단계(S251), 복수의 단위 셀을 이진화 하는 단계(S253), 특정 픽셀 별로 그룹핑 하여 블롭(blob)을 검출하는 단계(S255) 및 관심 영역에 해당하는 블롭을 추출하는 단계(S257) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
이 중, 이미지를 복수의 셀로 분할하는 단계(S251) 및 특정 픽셀 별로 그룹핑 하여 블롭(blob)을 검출하는 단계(S255)는 상술한 단계 S141 및 S145와 대응하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
단계 S253
상기 복수의 단위 셀을 이진화 하는 단계(S253)는 상기 복수의 단위 셀로 분할된 상기 이미지를 이진화 하는 단계이다. 실시 예에 따르면, 상기 분석부(150)는 상기 단계 S240을 통하여 반사영역이 제거된 이미지를 이진화 할 수 있다.
본 발명의 실시 예와는 다르게 상기 반사영역이 제거되지 않은 판재를 이진화 하는 경우, 도 16의 (a)에 개시된 바와 같이, 상기 판재(P)의 도금으로 인해 관심영역의 일부가 소실되며, 관심영역을 도출하는데 어려움이 있다.
하지만 본 발명의 실시 예에 따라 상기 단계 S240에서 반사영역이 제거된 이미지를 이진화 한하면, 도 16의 (b)의 도시된 바와 같이, 온전한 형태의 관심 영역을 도출할 수 있다. 이를 통해, 상기 분석부(150)는 도금된 판재(P)의 관심 영역을 구별할 수 있다.
단계 S257
다시 도 15를 참조하면, 관심 영역에 해당하는 블롭을 추출하는 단계(S257)는 상기 단계 S255를 통해서 그룹핑 된 블롭의 노이즈를 제거하여 관심영역을 추출하는 단계이다. 예를 들어, 상기 분석부(150)는 상기 단계 S147에서 배경에 해당하는 블롭을 제거한 이미지에서 상기 이미지의 중심에서 가장 멀리 있는 블롭을 제외하고, 나머지 블롭을 제거할 수 있다. 도 17의 (a)를 참조하면, 상기 이미지의 중심에서 가장 멀리 있는 블롭만 남아있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 도 17의 (b)에 개시된 최종 관심 영역 이미지를 도출할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 분석부(150)는 상기 홀(H)에 크랙이 발생한 경우, 상기 크랙이 발생된 당시의 홀(H)의 크기와 홀 확장비(Hole expansion ratio)를 정량적으로 도출하여 제공할 수 있다.
본 발명의 신뢰성을 검증하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도금 판재(P)에서의 홀 확장 실험을 수행하였다. 이에 따라 12.12mm의 홀(H)의 크기와 21.20%의 홀 확장비를 도출하였다. 동일한 도금 판재(P)에 대하여 실측해 본 결과, 12.11mm의 홀(H)의 크기와 21.10%의 홀 확장비를 확인하였다. 즉 상기의 결과를 비교하면, 상기 홀 확장성 시험장치(100)를 통한 측정방법과 실측은 각각 0.08% 및 0.47%만큼의 차이로 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여 상기 홀 확장성 시험장치(100)는 실측과 비교하여 신뢰도가 높은 결과를 제공할 수 있다.
이상 도 2 내지 도 17을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 시험방법은 컴퓨터 프로그램에 의하여 구현될 수 있다. 이 때, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 제어부에서 실행될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 홀 확장성 시험장치
110: 파지부
111: 제1 다이
115: 제2 다이
120: 펀칭부
130: 이미지 획득부
140: 제어부
150: 분석부
110: 파지부
111: 제1 다이
115: 제2 다이
120: 펀칭부
130: 이미지 획득부
140: 제어부
150: 분석부
Claims (15)
- 홀(hole)을 구비한 판재를 파지하는 파지부;
상기 홀 내에 삽입되어 홀을 확장시키는 펀칭부;
상기 펀칭부에 의하여 확장된 홀에 대한 이미지를 획득하는 이미지 획득부; 및
상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 선형화(linearization)하고, 상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 분석부를 포함하되,
상기 분석부는, 상기 판재의 도금 여부에 따라 상기 획득된 이미지에서 배경 제거 순서를 달리하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 획득된 홀에 대한 이미지를 복수의 단위 셀(unit cell)로 분할하고,
상기 단위 셀 당 독립적인 임계값을 적용하여 이진화 하여 상기 관심 영역을 추출하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고,
상기 검출된 블롭들 중 가장 큰 블롭을 제거하고, 상기 제거 후 남은 블롭 중 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는, 홀 확장성 시험장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 판재가 도금된 상태인 경우,
상기 도금으로 인하여 반사된 영역으로 정의되는 배경을 제거한 후, 상기 배경이 제거된 이미지로부터 관심 영역을 추출하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제5 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 배경이 제거된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고,
상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 펀칭부를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 분석부를 통하여 상기 판재에 크랙이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 펀칭부의 움직임을 정지하도록 제어하며,
상기 분석부는, 상기 펀칭부가 정지된 상태에서 홀의 크기 및 홀 확장비(Hole expansion ratio)를 도출하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 추출된 관심 영역을 임의의 지점을 기준으로, 선형화시키는, 홀 확장성 시험장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 관심 영역의 선형화 전과 선형화 후의 블롭의 개수에 따라 상기 크랙에 대한 정보를 제공하는, 홀 확장성 시험장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 분석부는, 상기 선형화 후, 상기 관심 영역의 블롭의 외부경계와 내부경계가 만나는지 여부에 따라 상기 크랙에 대한 정보를 제공하는, 홀 확장성 시험장치.
- 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계;
펀칭부를 상기 홀 내부에 삽입시켜, 상기 홀을 확장시키는 단계;
상기 홀을 확장시키는 중, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하는 단계;
상기 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계; 및
상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함하되,
상기 관심 영역을 추출하는 단계는, 상기 판재의 도금 여부에 따라 상기 획득된 이미지에서 배경 제거 순서를 달리하는, 홀 확장성 시험방법.
- 제11 항에 있어서,
상기 판재가 도금되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 관심 영역을 추출하는 단계는, 상기 이미지의 배경을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 판재가 도금된 것으로 판단된 경우, 상기 관심 영역을 추출하는 단계 이전에, 상기 이미지의 배경을 제거하는 단계를 더 포함하는, 홀 확장성 시험방법.
- 제11 항에 있어서,
상기 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계는,
상기 관심 영역의 선형화 전과 선형화 후의 블롭의 개수 정보 및 상기 선형화 후, 상기 관심 영역의 블롭의 외부경계와 내부경계가 만나는지 여부에 대한 정보 중 적어도 하나를 고려하는, 홀 확장성 시험방법.
- 제12 항에 있어서,
상기 관심 영역을 추출하는 단계는,
상기 판재가 도금되지 않은 경우,
상기 홀에 대한 이미지를 복수의 단위 셀로 분할하고, 상기 단위 셀당 독립적인 임계값을 적용하여 이진화된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고,
상기 검출된 블롭들 중 가장 큰 블롭을 제거하고, 상기 제거 후 남은 블롭 중 상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는 것을 포함하고,
상기 판재가 도금된 경우,
상기 도금으로 인하여 반사된 영역으로 정의되는 배경을 제거하고, 상기 배경이 제거된 이미지에서, 특정 픽셀을 선택하고, 상기 특정 픽셀과 동일한 그레이 스케일을 가지는 인접 픽셀들을 그룹핑하여 블롭(blob)들을 검출하고,
상기 이미지 중심으로부터 가장 멀리 있는 블롭을 상기 관심 영역으로 제공하는 것을 포함하는, 홀 확장성 시험방법.
- 홀을 구비한 판재를 파지하는 단계;
펀칭부를 상기 홀 내부에 삽입시켜, 상기 홀을 확장시키는 단계;
상기 홀을 확장시키는 중, 상기 홀에 대한 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 이미지로부터 홀에 대응하는 관심 영역을 추출하는 단계;
상기 관심 영역을 선형화(linearization)하는 단계; 및
상기 선형화에 의한 블롭(blob)의 변화에 따라 크랙에 대한 정보를 제공하는 단계를 실행시키되,
상기 관심 영역을 추출하는 단계는, 상기 판재의 도금 여부에 따라 상기 획득된 이미지에서 배경 제거 순서를 달리하기 위해서 매체에 저장된, 홀 확장성 시험 프로그램.
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