KR102357204B1 - 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 탭홀 내부에서 삽입되는 측정부에서 발생되는 다양한 주파수를 통해 탭홀에서 반사되는 자기장신호를 이용하여 검사 대상의 임피던스 단층 촬영을 수행하여 다양한 불량을 체크할 수 있도록 하면서, 탭홀 불량을 정확하게 검사할 수 이는 기술에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 시험체의 내부에 암나사부가 형성된 탭홀의 불량을 검사하는 장치에 있어서, 상기 탭홀 내부에 삽입되어 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 시험체에 반사된 임피던스를 측정하는 전극을 포함하는 측정부와, 상기 측정부에서 측정된 각 주파수의 임피던스를 분석하여 탭홀의 불량 여부를 판단하는 탭홀분석부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치{Taphole defect inspection device using magnetic field signal}

본 발명은 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 탭홀 내부에서 삽입되는 측정부에서 발생되는 다양한 주파수를 통해 탭홀에서 반사되는 자기장신호를 이용하여 검사 대상의 임피던스 단층 촬영을 수행하여 다양한 불량을 체크할 수 있도록 하면서, 탭홀 불량을 정확하게 검사할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 탭홀(tap hole)은 수나사가 체결되기 위한 구멍으로서, 암나사를 만들기 위한 공구(tap)를 이용하여 형성된다.

상기 탭홀은 자동차를 비롯하여 다양한 기계장치에 형성되어 각 부품 간의 결합을 담당하고 있다. 이러한 탭홀은 기계적 내구성에 밀접한 연관이 있고, 부품간의 체결력, 기밀성이 좌우되기 때문에 탭홀에 형성된 나사산의 정밀도는 매우 중요하다 할 수 있다.

따라서, 탭홀이 제대로 형성되어 있는지 검사가 필요한데, 탭홀 내부의 나사산은 외부로 노출되어 있지 않기 때문에, 육안으로 파악하기 힘들고, 탭홀 내부를 촬영하여 확인하더라도 탭홀의 불량 여부를 파악하기 어렵다.

종래에는 표준나사를 통해 탭홀의 불량 여부를 물리적인 방식으로 파악하고 있었으나, 이러한 방식의 불량검사는 물리적 검사과정에서 나사산이 손상되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자에 의해 개시된 등록특허 제10-1927266호(비접촉 탭홀 나사산 카운트 장치)와, 등록특허 제10-1436006호(탭홀 검사 시스템)에는 탭홀 내부의 나사산과 접촉하지 않고 탭홀의 불량을 검사할 수 있도록 한 기술을 개시하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 탭홀의 불량을 검사하는 데에 있어서 측정부가 탭홀의 나사산과 비접촉 방식으로 이루어지도록 하여 나사산의 손상을 방지하며, 검사방식을 측정부에서 발생되는 다양한 주파수를 이용하여 탭홀 내부에서 반사되는 자기장신호를 이용하여 다양한 탭홀 불량 모델을 한번에 검사할 수 있도록 하여 검사정확도를 높이고자 한 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 시험체의 내부에 암나사부가 형성된 탭홀의 불량을 검사하는 장치에 있어서, 상기 탭홀 내부에 삽입되어 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 시험체에 반사된 임피던스를 측정하는 전극을 포함하는 측정부와, 상기 측정부에서 측정된 각 주파수의 임피던스를 분석하여 탭홀의 불량 여부를 판단하는 탭홀분석부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탭홀분석부는; 시험체의 기본정보를 통해 적정 주파수의 범위 내에서 복수의 주파수 채널을 구성하여 측정부에서 인가하는 멀티 주파수를 선정하는 주파수 선정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탭홀분석부는; 표준 정상제품에 대한 기준 임피던스 정보가 주파수 채널별로 저장되는 기준값 저장부와, 상기 기준값 저장부의 기준 임피던스 정보와 측정부를 통해 측정되는 시험체의 임피던스를 각 주파수 채널에서 독립적으로 비교하여 종합적으로 탭홀의 불량여부를 판단하는 비교판단부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기준값 저장부는; 정상범위의 임피던스 값에서 최소 허용값과 최대 허용값을 주파수 채널마다 설정하여, 상기 비교판단부에서는 시험체의 임피던스 값이 최소 허용값과 최대 허용값 사이의 값으로 측정될 경우 해당 주파수 채널은 정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측정부의 측정값과 탭홀분석부의 분석정보를 표시하고, 불량여부를 최종적으로 판단하여 나타내주는 화면표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 탭홀의 불량을 검사하는 데에 있어서 측정부가 탭홀의 나사산과 비접촉 방식으로 이루어지도록 하여 검사 대상에 손상을 전혀 발생시키지 않도록 한 효과가 있다.

또한 본 발명은 측정부에서 발생되는 다양한 주파수를 통해 탭홀에서 반사되는 자기장신호를 이용하여 검사 대상의 임피던스 단층 촬영을 수행함으로써, 탭홀의 나사산 형성 정보뿐만 아니라, 탭홀이 형성된 금속층의 물성정보를 파악할 수 있고, 임피던스 분석을 통해 금속층의 단층정보까지 파악할 수 있어 표면상으로 보이지 않아 기존에 파악할 수 없었던 불량(예를 들어 금속층 내부에 형성된 기포)까지 검사할 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 검사장치를 통해 정상제품에 해당하는 시험체의 검사정보를 나타내주는 화면표시부 사진
도 3은 본 발명의 검사장치를 통해 반탭 불량에 해당하는 시험체의 검사정보를 나타내주는 화면표시부 사진
도 4는 본 발명의 검사장치를 통해 이중탭 불량에 해당하는 시험체의 검사정보를 나타내주는 화면표시부 사진
도 5는 본 발명의 검사장치를 통해 찍힘 불량에 해당하는 시험체의 검사정보를 나타내주는 화면표시부 사진

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 시험체(A)의 내부에 암나사부가 형성된 탭홀의 불량을 검사하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 도 1에 도시한 바와 같이 상기 탭홀 내부에 삽입되어 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 시험체(A)에 반사된 임피던스를 측정하는 전극(110)을 포함하는 측정부(100)와, 상기 측정부(100)에서 측정된 각 주파수의 임피던스를 분석하여 탭홀의 불량 여부를 판단하는 탭홀분석부(200);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 측정부(100)는 시험체(A)의 암나사부 직경에 비해 작은 크기로 이루어져 있으며, 비접촉 방식으로 탭홀의 불량을 검사하게 되는 것이다. 그리고 상기 측정부(100)의 전극(110)은 코일형태로 되어 있어서 360도 주변으로 멀티 주파수에 해당하는 전류를 발생시킨 다음 시험체(A)로부터 반사되는 임피던스를 전극(110)에서 다시 측정하게 된다.

상기 측정부(100)는 복수의 주파수에 해당하는 전류를 동시에 인가하는 것이 아니라, 각 주파수에 해당하는 전류를 각각 순차적으로 인가하는 것이 바람직하며, 임피던스 측정역시 각 전류마다 반사되는 임피던스를 각각 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 탭홀분석부(200)는 이렇게 측정부(100)를 통해 측정된 임피던스를 분석하여 해당 시험체(A)의 탭홀이 정상인지 불량인지를 판단하는 구성에 해당한다. 그리고 상기 탭홀분석부(200)는 시험체(A)의 기본정보를 통해 적정 주파수의 범위 내에서 복수의 주파수 채널을 구성하여 측정부(100)에서 인가하는 멀티 주파수를 선정하는 주파수 선정부(210);를 더 포함할 수 있다.

상기 주파수 선정부(210)에서 복수의 주파수 채널을 구성하기 위해서는 측정부(100)를 이용하여 시험체(A)에 다양한 주파수를 전류를 발생시켜 임피던스 값을 측정하되, 임피던스 값이 최대로 발생하는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다. 이때 선정한 하나 이상의 주파수를 시험체(A)의 기본정보와 매칭시켜 저장하여 DB화 함으로써, 추후에 상기 주파수 선정부(210)로 시험체(A)의 기본정보가 입력될 경우 이와 매칭되는 하나 이상의 주파수를 선정하게 되는 것이다.

상기 주파수 선정부(210)를 통해 생성되는 주파수 채널의 개수는 최소 8개에서 16개, 32개, 64 등으로 생성될 수 있다.

그리고 본 발명의 탭홀분석부(200)는; 좀 더 구체적으로 표준 정상제품에 대한 기준 임피던스 정보가 주파수 채널별로 저장되는 기준값 저장부(220)와, 상기 기준값 저장부(220)의 기준 임피던스 정보와 측정부(100)를 통해 측정되는 시험체(A)의 임피던스를 각 주파수 채널에서 독립적으로 비교하여 종합적으로 탭홀의 불량여부를 판단하는 비교판단부(230);로 구성될 수 있다.

상기 기준값 저장부(220)에 저장되는 기준 임피던스는 표준 정상제품에 측정부(100)를 삽입하여 선정된 멀티 주파수의 전류를 인가하여, 정상제품에 대한 임피던스 즉 기준 임피던스를 얻게되는 것이다. 이렇게 얻은 기준 임피던스는 시험체(A)의 기본정보와 함께 DB화 함으로써 추후 시험체(A)의 기본정보를 입력하는 것으로 기준 임피던스를 불러올 수 있게 되는 것이다.

아울러 상기 기준값 저장부(220)에 저장되는 기준 임피던스는 멀티 주파수마다 다르기 때문에 각 주파수 채널에 독립적인 값으로 저장되어야 하며, 상기 비교판단부(230) 역시 시험체(A)의 임피던스와 기준 임피던스를 각 주파수 채널별로 독립적으로 판단하여 탭홀의 불량여부를 판단하게 되는 것이다.

그리고 상기 기준값 저장부(220)는; 정상범위의 임피던스 값에서 최소 허용값과 최대 허용값을 주파수 채널마다 설정하여, 상기 비교판단부(230)에서는 시험체(A)의 임피던스 값이 최소 허용값과 최대 허용값 사이의 값으로 측정될 경우 해당 주파수 채널은 정상으로 판단하는 것이다. 즉, 시험체(A)의 임피던스 값이 최소 허용값 미만이거나 최대 허용값을 초과할 경우 해당 주파수 채널은 불량으로 판단하는 것이다.

본 발명은 상기 측정부(100)의 측정값과 탭홀분석부(200)의 분석정보를 표시하고, 불량여부를 최종적으로 판단하여 나타내주는 화면표시부(300);를 더 포함할 수 있다.

상기 화면표시부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 측정부(100)를 통해 측정된 시험체(A)의 임피던스 값이 각 채널별로 표시될 수 있도록 하고, 각 채널의 최소 허용값과 최대 허용값이 표시되어 측정된 임피던스 값이 정상범위의 임피던스 값에 해당하는지 나타나게 되며, 모든 주파수 채널에 정상으로 판단이 되면 해당 시험체(A)는 양품으로 판정되는 것이다.

일반적으로 탭홀의 불량 종류에는 탭의 기본적인 조건 즉, 탭의 깊이, 나사산의 개수, 탭사이즈가 정상적이지 않은 불량이 있을 수 있고, 탭의 외관상에 보여지는 불량 무탭, 반탭, 이중탭 불량이나 크랙문제가 있을 수 있고, 금속층 내부에 존재하는 기포 및 경도불량 등과 같이 다양한 불량이 존재한다.

본 발명은 3 내지 5에 도시한 바와 같이 화면표시부(300) 상에 불량의 종류에 따라 각 주파수 채널의 고유 패턴을 보이고 있기 때문에, 탭홀분석부(200)에서 각 불량 종류에 따른 각 주파수 채널의 패턴을 서로 매칭시켜 저장하는 불량타입 메모리부(240);를 더 포함함으로써, 탭홀 검사시 어떤 종류의 불량인지 파악할 수 있게 되는 것이다. 상기 불량타입 메모리부(240)는 다양한 불량정보가 저장될수록 불량의 종류를 판단함에 있어서 좀 더 정확하게 이루어질 수 있는 것이다.

아울러, 본 발명의 측정부(100)는 측정되는 자기장의 세기로부터 노이즈를 제거하는 필터수단(120)이 더 포함될 수 있으며, 상기 필터수단(120)은 저역 통과 필터(LPF. Low Pass Filter) 또는 고역 통과 필터(HPF, High Pass Filter)로 적용되는 것이 바람직하고, 상기 탭홀분석부(200)에서는 상기 필터수단(120)을 거친 자기장의 세기를 증폭시켜 측정 정확도를 높일 수 있는 증폭수단(130)이 더 포함될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명은 임피던스 측정을 통해 탭홀의 나사산 형성 정보뿐만 아니라, 탭홀이 형성된 금속층의 물성정보를 파악할 수 있고, 임피던스 분석을 통해 금속층의 단층정보까지 파악할 수 있어 표면상으로 보이지 않아 기존에 파악할 수 없었던 불량(예를 들어 금속층 내부에 형성된 기포)까지 검사할 수 있는 이점을 갖는다.

즉, 본 발명은 멀티 주파수에 해당하는 각각의 자기장이 시험체(A)에 침투되는 깊이가 서로 다른 원리를 이용하여, 시험체(A)에 반사되는 자기장 신호를 통해 임피던스 값을 분석하여 시험체(A)의 단층구조까지 파악할 수 있으며, 검사 정확도가 향상되는 효과가 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

A : 시험체
100 : 측정부 110 : 전극
120 : 필터수단 130 : 증폭수단
200 : 탭홀분석부 210 : 주파수 선정부
220 : 기준값 저장부 230 : 비교 판단부
240 : 불량타입 메모리부 300 : 화면표시부

Claims (5)

1. 시험체(A)의 내부에 암나사부가 형성된 탭홀의 불량을 검사하는 장치에 있어서,
   상기 탭홀 내부에 삽입되어 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 시험체(A)에 반사된 임피던스를 측정하는 전극(110)을 포함하는 측정부(100)와,
   상기 측정부(100)에서 측정된 각 주파수의 임피던스를 분석하여 탭홀의 불량 여부를 판단하는 탭홀분석부(200);로 이루어지되,
   상기 탭홀분석부(200)는;
   시험체(A)의 기본정보를 통해 복수의 주파수 채널을 구성하여 측정부(100)에서 인가하는 멀티 주파수를 선정하는 주파수 선정부(210);를 포함하여 구성되며,
   상기 주파수 선정부(210)에서 복수의 주파수 채널을 구성하기 위해서는 측정부(100)를 이용하여 시험체(A)에 다양한 주파수를 전류를 발생시켜 임피던스 값을 측정하고,
   상기 탭홀분석부(200)는;
   표준 정상제품에 대한 기준 임피던스 정보가 주파수 채널별로 저장되는 기준값 저장부(220)와, 상기 기준값 저장부(220)의 기준 임피던스 정보와 측정부(100)를 통해 측정되는 시험체(A)의 임피던스를 각 주파수 채널에서 독립적으로 비교하여 탭홀의 불량여부를 판단하는 비교판단부(230);를 더 포함하여 구성되며,
   상기 기준값 저장부(220)는; 정상범위의 임피던스 값에서 최소 허용값과 최대 허용값을 주파수 채널마다 설정하여, 상기 비교판단부(230)에서는 시험체(A)의 임피던스 값이 최소 허용값과 최대 허용값 사이의 값으로 측정될 경우 해당 주파수 채널은 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치
   
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5. 제 1항에 있어서,
   상기 측정부(100)의 측정값과 탭홀분석부(200)의 분석정보를 표시하고, 불량여부를 최종적으로 판단하여 나타내주는 화면표시부(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 신호를 이용한 탭홀 불량 검사장치

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