KR20030026442A - 선재의 표면 결함 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평행광을 측정대상 선재의 표면에 투사시키고, 선재 표면에서 반사되는 광을 복수개의 슬릿을 통과시킨 후 이와 대응되는 위치의 수광소자로 입사시켜 광량을 전기신호로 변환시키며, 상기 복수개의 전기신호를 조합하거나 비교함으로서 선재의 표면 결함을 검출하는 장치에 관한 것으로,

선재의 표면에 광을 출력하기 위한 발광부와; 상기 선재에서 반사되는 광의 일정 주파수 영역만을 통과시키기 위한 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 광량을 센싱하기 위한 수광소자로 이루어진 수광부와; 상기 수광부의 수광소자로 부터 검출된 광량을 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력 데이터를 근거로 표면결함 여부를 판단하고, 기준이상 표면 결함시 경보신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부로 명령에 따라 경보음을 발생하는 경보음 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

선재의 표면 결함 검사 장치{Inspection Unit of Surface defect in Line Materials}

본 발명은 선재의 제조과정에서 발생된 표면의 결함을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로, 평행광을 측정대상 선재의 표면에 투사시키고, 선재 표면에서 반사되는 광을 복수개의 슬릿을 통과시킨 후 이와 대응되는 위치의 수광소자로 입사시켜 광량을 전기신호로 변환시키며, 상기 복수개의 전기신호를 조합하거나 비교함으로서 선재의 표면 결함을 검출하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에나멜 전선의 바니쉬 코팅 후에는 표면의 결함을 검출하여 불량 제품의 생산을 방지하게 되는데, 에나멜 전선 및 각종 전선 등의 선재 표면 결함을 검출함에 있어서, 종래에는 원시적인 수단으로 생산라인에 작업자가 대기하면서 육안으로 살펴보거나 또는 손으로 만져 보면서 검사를 하였으나 이는 작은 결함을 검출할 수 없고 또한 결함부위가 지나친 이후에는 찾을 수가 없기 때문에 정확하지 못하여 많은 양의 불량제품이 생산되고 판매됨으로써 제품에 대한 신뢰도를 저하시키는 문제점을 내포하고 있었다.

이를 해결하기 위한 이 분야의 종래기술로는 와전류 센서를 이용한 방법이 있다.

상기 와전류를 이용한 결함부위 검출방법에 있어서, 와전류 센서의 원리는 코일에 교반되는 전기신호를 주고 금속재를 접근시킬때 금속에서 유도되는 와전류에 의해 역으로 감쇄되는 교반 전기신호의 양을 측정하는 것이다.

따라서, 측정가능한 매질은 도체에 한정된다.

이와 같은 원리를 이용한 와전류형 선재 표면결함 검출장치는 선재를 두개의 동일한 특성을 지닌 관통형 코일의 중앙으로 통과시키면서 이 코일들에 교반되는 전기신호를 주어 선재에서 유도되는 기전력의 차이를 이용하여 결함을 검출하는 구조와, 선재를 중심으로 와전류 센서를 회전시켜서 결함을 검출하는 방법등 크게 두가지 구조로 나눌 수 있다.

그러나, 이러한 와전류를 이용한 결함 검사장치는 시스템 구성이 복잡해지는문제점이 있고, 아울러 측정 가능한 매질이 도체에 한정되므로 금속성 재질만을 검사할 수 밖에 없는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로,

선재에 평행광을 투사시켜 반사되는 광량을 복수개의 수광소자로 이루어진 수광부에서 측정함으로서, 동일 선재에서 수광소자의 간격만큼 이웃한 표면간의 차이를 실시간으로 비교하여 선재의 표면결함을 검출토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

선재의 표면결함 검출장치에 있어서,

선재의 표면에 광을 출력하기 위한 발광부와; 상기 선재에서 반사되는 광의 일정 주파수 영역만을 통과시키기 위한 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 광량을 센싱하기 위한 수광소자로 이루어진 수광부와; 상기 수광부의 수광소자로 부터 검출된 광량을 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력 데이터를 근거로 표면결함 여부를 판단하고, 기준이상 표면 결함시 경보신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부로 명령에 따라 경보음을 발생하는 경보음 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 수광부는 선재의 광반사 지점에 1개 설치되는 것이 특징이다.

또한, 상기 수광부는 원주상으로 다수개 설치되는 것이 특징이다.

또한, 상기 발광부 및 수광부를 1 세트로 하여 선재의 진행방향과 평행하게 다수 세트로 배열하여 이루어지는 것이 특징이다.

도 1은 본 발명에 있어서 1개의 수광부에 광을 반사시키는 실시예도.

도 2는 본 발명에 있어서 다수개의 수광부에 광을 반사기키는 실시예도.

도 3은 본 발명에 있어서 수광부의 검출부 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 선재 20: 발광부

30: 수광부 40: 슬릿

50: 비교부 60: 제어부

70: 경보음 출력부

이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 있어서 1개의 수광부에 광을 반사시키는 실시예를 나타내고, 도 2는 다수개의 수광부에 광을 반사기키는 실시예를 나타내었고, 도 3은 수광부의 검출부를 나타내었다.

도시한 바와같이 본 발명은 선재(10)의 표면에 광을 출력하기 위한 발광부 (20)와;

상기 선재(10)에서 반사되는 광의 일정 주파수 영역만을 통과시키기 위한 슬릿(40)과, 상기 슬릿(40)을 통과한 광량을 센싱하기 위한 수광소자(31)로 이루어진 수광부(30)와;

상기 수광부(30)의 수광소자(31)로 부터 검출된 광량을 비교하는 비교부(50)와;

상기 비교부(50)의 출력 데이터를 근거로 표면결함 여부를 판단하고, 기준이상 표면 결함시 경보신호를 출력하는 제어부(60)와;

상기 제어부(60)로 명령에 따라 경보음을 발생하는 경보음 출력부(70)를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 발광부(20)로 부터 평행광을 선재(10)에 수직하게 투사시키면, 이 평행광의 반사광들은 평행광이 선재와 만나는 미소점의 접사각에 수직한 선을 기준으로 대칭적인 각도로 반사된다.

따라서, 실제 반사광들은 선재(10)가 가리고 있는 면을 제외한 모든 방향으로 반사될 수 있다.

본 발명에서는 이를 수광하는 장치로서 도 1에 도시한 바와 같이 1개의 수광부(30)를 부착할 수도 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 선재의 원주방향으로 다수개 의 수광부(30)를 설치할 수도 있다.

상기 수광부(30)는 슬릿(40)을 통해 일정한 파장의 광이 수광소자(31)에 투과되도록 구성하고 있으며, 상기 수광소자(31)는 수광부(30)에 다수개 설치되어 선재의 반사광을 검출하도록 하였다.

따라서, 반사광이 도달가능한 원주상에 도 1과 같이 복수개의 수광부(30)를 두고, 또한, 각 수광부(30)를 도 2와 같이 선재의 진행방향에 수직한 방향으로 복수개의 수광소자(31)를 두어 선재에서 반사되어 오는 광량을 전기신호로 변환하여 이를 측정하고, 이 전기신호들을 비교하거나, 조합하여 동일한 선재에서 수광소자 (31)간의 간격만큼 떨어진 표면에서 반사되어 오는 광량간의 차이를 검출할 수 있다.

만일 표면일부에 결함이 존재하면, 여기서 반사되는 반사광은 결함이 있는 경우 접사각이 달라지므로 반사되는 각도도 결함이 없는 경우와 달라진다.

따라서, 이러한 광량간의 차이를 비교하거나, 또한, 원주방향으로 설치된 복수개의 수광부에서 얻어지는 신호를 조합하면 표면선재의 결함유무와 위치를 알 수 있다.

제어부(60)에서는 실시간으로 선재 표면의 결함여부를 판별하고, 이상이 있을 경우 경보음 출력부(70)를 통해 경보함으로서 작업자가 결함사실을 즉각 알 수 있도록 하였다.

또한, 이 결함 검출 시스템은 1개 이상의 수광소자를 도 1과 같은 형태로 원주상으로 배열된 센싱 헤드를 구성하고, 이러한 센싱 헤드를 복수개 설치함으로서 구성이 가능하다.

본 발명에 의한 선재의 표면결함 검출장치는 선재에 평행광을 투사시켜 반사되는 광량을 복수개의 수광소자로 이루어진 수광부에서 측정함으로서, 동일선재에서 수광소자의 간격만큼 이웃한 표면간의 차이를 실시간으로 비교하여 결함을 검출할 수 있다.

이 장치는 와전류를 이용한 결함검사장치에 비해 시스템 구성 비용이 저렴하고, 선재가 전반사 특성이 있는 경우에는 재질이 금속 또는 비금속 재질이라도 상관없이 표면 결함 측정이 가능하며, 와전류에서 측정이 불가능한 선재표면상의 비금속성의 이물의 첨착도 검출할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 선재의 표면결함 검출장치에 있어서,

   선재의 표면에 광을 출력하기 위한 발광부와;

   상기 선재에서 반사되는 광의 일정 주파수 영역만을 통과시키기 위한 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 광량을 센싱하기 위한 수광소자로 이루어진 수광부와;

   상기 수광부의 수광소자로 부터 검출된 광량을 비교하는 비교부와;

   상기 비교부의 출력 데이터를 근거로 표면결함 여부를 판단하고, 기준이상 표면 결함시 경보신호를 출력하는 제어부와;

   상기 제어부로 명령에 따라 경보음을 발생하는 경보음 출력부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광부는 선재면의 중심에 수직한 방향으로 1개 설치되는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광부는 선재면의 중심에 수직한 방향으로 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 수광부는 선재의 광반사 지점에 1개 설치되는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수광부는 광반사 지점에 원주상으로 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
6. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 수광부는 다수개의 수광소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광부 및 수광부를 1 세트로 하여 선재의 진행방향과 평행하게 다수세트를 열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선재의 표면 결함 검사 장치.