KR200248854Y1 - 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치 - Google Patents

Abstract

중앙 하단부에 설치된 광원부와, 광원부로부터 출력되어 생산라인 상의 용접용 스틸관 내부에 담겨진 플럭스에 반사된 빛의 에너지에 따라 플럭스의 이미지 데이터를 추출하기 위해 광원부의 좌·우측에 구비된 스캐닝부와, 좌·우 스캐닝부 사이에 형성된 공간에 공기압을 제공하기 위한 공기유입관을 포함하여 이루어지는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.

Description

용접봉 내부의 플럭스 촬상장치 {An image taking apparatus for the flux inside of a welding rod}

본 고안은 촬상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산 라인 상의 용접봉에 충진되는 플럭스의 이미지를 촬영하여 전기적 신호로 변환하기 위한 장치에 관한 것이다.

두 금속을 용접할 때 사용되는 용접봉의 품질을 검사하기 위해 종래에는 생산 공정을 모두 마치고 완성된 용접봉의 일부에 코일을 감아 이 코일에 전류를 흘려 와전류(Eddy current)를 검출기를 이용하여 측정함으로써 용접봉 내의 플럭스충진률을 검사하는 방법을 사용하였다.

이러한 방법은 측정 결과의 에러율이 크고, 이미 생산을 마친 후에 측정하기 때문에, 단지 불량 여부만을 체크함으로써 생산성이 현저히 떨어진다고 할 수 있다.

이러한 불편함을 해결하기 위해 용접봉에 충진되는 플럭스의 표면 이미지를 선형 이미지로 변환하여 실시간 측정하기 위한 검사장치가 개발되었다. 본 고안은 이러한 검사장치에 사용되는 촬상장치의 구성에 관한 것이다.

본 고안은 생산 라인 중의 용접봉 내에 충진되는 플럭스의 이미지를 촬영하기 위한 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 플럭스의 이미지를 고속으로 추출하여 생산 라인 상의 용접봉 품질을 실시간 체크할 수 있는 촬상장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 생산 공정의 환경을 고려하여 플럭스 등의 분진으로 인한 광원 표면 및 스캐닝 글래스의 오염을 방지하여 추출된 이미지의 화질을 높힐 수 있는 구조를 갖는 촬상장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 고안에 따른 촬상장치는 중앙 하단부에 설치된 광원부와, 상기 광원부로부터 출력되어 생산라인 상의 용접용 스틸관 내부에 담겨진 플럭스에 반사된 빛의 에너지에 따라 플럭스의 이미지 데이터를 추출하기 위해 상기 광원부의 좌·우측에 구비된 스캐닝부와, 상기 좌·우 스캐닝부 사이에 형성된 공간에 공기압을 제공하기 위한 공기유입관을 포함하여 이루어지는 것을 구성의 특징으로 한다.

본 고안에 따른 촬상장치의 세부적 구성의 특징은 상기 스캐닝부가, 상기 광원부로부터 출력되어 플럭스에 반사된 빛을 투과시키는 글래스(glass)와, 상기 글래스(glass)를 투과한 빛을 소정 각도로 반사하는 반사경(mirror)과, 상기 반사경을 거쳐 제공되는 빛을 집광하는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 통해 집광된 빛의 양을 전기적 신호로 변환하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device)와, 상기 고체촬상소자의 출력신호를 이미지 데이터로 변환하는 이미지 처리부를 포함하여 이루어지는 점이다.

본 고안에 따른 촬상장치의 다른 세부적 구성의 특징은 상기 글래스(glass) 표면에 분진이 달라붙는 것을 방지하기 위해 글래스 표면에 소정 압력을 가진 공기가 제공될 수 있도록 유입관의 종단부에 노즐이 형성된 점이다.

도 1은 본 고안에 따른 촬상장치를 적용하기 위한 검사장치의 전체 구성도,

도 2는 도 1의 촬상장치의 개략적 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 촬상장치의 구성을 상세하게 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 플럭스 촬상장치의 구성과 그 구성에 따른 동작을 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 촬상장치를 사용하여 용접봉 내의 플럭스 충진율을 검사하기 위한 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다. 먼저 본 고안에 따른 촬상장치가 사용되는 검사장치의 전체구성을 살펴보기로 한다. 플럭스 충진율 검사장치의 구성은 서로 다른 각도로 상기 용접봉의 동일 영역을 촬영하는 두 대의 초고속 카메라(11, 12)와, 상기 두 카메라(11,12)에 의해 촬영된 영상신호 디지털 이미지 신호로 변환하는 신호변환부(20)와, 상기 신호변환부(20)를 통해 제공되는 영상신호를 임시 저장하는 영상메모리(30)와, 상기 영상메모리내의 영상신호로부터 용접봉 내에 충진된 플럭스의 선형 이미지를 추출하는 영상신호처리부(50)와, 상기 영상메모리(30)로의 영상신호 전달 및 영상신호처리부(50)의 동작제어 등을 통해 추출이미지와 기준 이미지를 비교 분석하여 용접봉 내의 플럭스 충진률을 산출하는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)의 출력신호에 따라 생산자가 육안으로 검사결과를 확인할 수 있도록 표시하는 모니터 및 검사결과를 일정 데이터 포맷(data format)으로 저장하는 데이터베이스 등을 포함하여 이루어진다.

본 고안에 따른 촬상장치는 생산 라인(line) 상의 용접봉 플럭스(flux)의 충진율을 검사하기 위한 장치에 사용되는 것으로서, 도 1의 도면부호 11과 12에 나타난 두 카메라가 하나의 유닛(Unit)에 형성된 것으로 그 전체적 구성은 도 2에 나타난 바와 같다.

중앙 하단부에 설치된 광원부(110)와, 상기 광원부(110)로부터 출력되어 생산라인 상의 용접용 스틸관 내부에 담겨진 플럭스에 반사된 빛의 에너지에 따라 플럭스의 이미지 데이터를 추출하기 위해 상기 광원부(110)의 좌·우측에 구비된 스캐닝부(120)와, 상기 좌·우 스캐닝(120)부 사이에 형성된 공간에 공기압을 제공하기 위한 공기유입관(130)으로 이루어진다.

상기 광원부(110)는 촬상 이미지를 전기적 신호로 변환하기 위해 사용되는 촬상소자(Charged coupled device)의 민감성을 고려하여 고휘도의 광원체로서 직류를 사용한 할로겐 램프(DC regulated halogen lamp)를 사용한다.

도 3은 본 고안에 따른 촬상장치를 구체적으로 나타낸 단면도로서, 스캐닝부(20)의 구성을 좀 더 상세히 나타내고 있다. 상기 광원부(110)로부터 출력되어 플럭스에 반사된 빛을 투과시키는 글래스(glass)(121)와, 상기 글래스(glass)(121)를 투과한 빛을 소정 각도로 반사하는 반사경(mirror)(122)과, 상기 반사경(122)을 거쳐 제공되는 빛을 집광하는 집광렌즈(123)와, 상기 집광렌즈(123)를 통해 집광된 빛의 양을 전기적 신호로 변환하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device)(124)와, 상기 고체촬상소자(124)의 출력신호를 이미지 데이터로 변환하는 이미지 처리부(125)와, 공기 유입관(130)의 하단부에는 유입관을 통해 유입된 공기를 각 스캐닝부의 글래스(121) 방향으로 제공하여 상기 글래스(121) 표면에 플럭스 분진 등의 이물질을 제거하기 위해 노즐부(A)가 형성되어 있다.

상기 이미지 처리부(125)에는 상기 고체촬상소자(124)의 동작을 제어하기 위해 고속의 데이터 처리를 수행할 수 있는 프로세서가 포함된다.

상기 고체촬상소자(124)은 약 7.8㎛ 의 센싱 포인트가 1,000개 나열된 선형 CMOS 타입(linear CMOS CCD type)으로 촬상 영역은 약 7.8㎜에 이른다.

상기 글래스(121)는 표면이 무광(Anti-reflective) 코팅(coating)되어 있으며, 반사경(122)은 알루미늄(Al) 표면 처리된 것을 사용한다.

할로겐 램프(110)로부터 출력되어 플럭스에 반사된 빛은 각 글래스(121)를 투과하여 반사경(122)에 의해 반사된 다음, 집광렌즈(123)를 통해 고체촬상소자(124)에 전달된다. 각 이미지처리부(125)는 상기 고체촬상소자(124)로부터 제공된 신호를 고속으로 후단에 연결된 컴퓨터에 전달하기 위해 약 132M바이트/sec의 고속으로 인터페이스 처리를 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치는 플럭스 촬상 이미지를 고속으로 인터페이싱하여 실시간 검사할 수 있으며, 광원 표면의 이물질을 노즐을 이용하여 제거하는 구조로 되어 있어 추출되는 이미지의 화질을 높힐 수 있는 부수적 효과를 가진다.

Claims (6)

1. 중앙 하단부에 설치된 광원부와,

   상기 광원부로부터 출력되어 생산라인 상의 용접용 스틸관 내부에 담겨진 플럭스에 반사된 빛의 에너지에 따라 플럭스의 이미지 데이터를 추출하기 위해 상기 광원부의 좌·우측에 구비된 스캐닝부와,

   상기 좌·우 스캐닝부 사이에 형성된 공간에 공기압을 제공하기 위한 공기유입관을 포함하여 이루어지는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.
2. 제 1 항에 있어서; 상기 스캐닝부는,

   상기 광원부로부터 출력되어 플럭스에 반사된 빛을 투과시키는 글래스(glass)와,

   상기 글래스(glass)를 투과한 빛을 소정 각도로 반사하는 반사경(mirror)과,

   상기 반사경을 거쳐 제공되는 빛을 집광하는 집광렌즈와,

   상기 집광렌즈를 통해 집광된 빛의 양을 전기적 신호로 변환하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device)와,

   상기 고체촬상소자의 출력신호를 이미지 데이터로 변환하는 이미지 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.
3. 제 2 항에 있어서; 상기 글래스(glass) 표면에 분진이 달라붙는 것을 방지하기 위해 글래스 표면에 소정 압력을 가진 공기가 제공될 수 있도록 유입관의 종단부에 노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.
4. 제 2 항에 있어서; 상기 글래스(glsass)는 무광(Anti-reflective) 코팅(coating)된 것을 특징으로 하는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.
5. 제 2 항에 있어서; 상기 반사경(mirror)은 알루미늄(Al) 코팅된 것을 특징으로 하는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.
6. 제 1 항에 있어서; 상기 광원부는 직류 전원을 이용한 할로겐 램프(DC reflective halogen lamp)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접봉 내부의 플럭스 촬상장치.