KR20030026972A - 테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여배치시키기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여배치시키기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030026972A
KR20030026972A KR10-2003-7000509A KR20037000509A KR20030026972A KR 20030026972 A KR20030026972 A KR 20030026972A KR 20037000509 A KR20037000509 A KR 20037000509A KR 20030026972 A KR20030026972 A KR 20030026972A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
generator
receiving mechanism
spatial relationship
testing
Prior art date
Application number
KR10-2003-7000509A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 이. 주니어 드레이크
Original Assignee
록히드 마틴 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 록히드 마틴 코포레이션 filed Critical 록히드 마틴 코포레이션
Publication of KR20030026972A publication Critical patent/KR20030026972A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0247—Determining attitude
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0231—Composite or layered materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2694—Wings or other aircraft parts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파 테스팅 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 특정 흠집, 결함, 또는 재료의 조성을 포함하는 여러가지 물리적 속성에 대하여, 제조된 부분을 테스팅한다. 상기 부분은 상기 부분을 안정하게 유지하는 갠트리 시스템에 수용될 수 있다. 에너지 발생기는 에너지를 받는 부분을 조명하고 부분은 이러한 조명으로부터 에너지를 방사한다. 부분으로부터의 방사에 기초하여, 상기 시스템은 부분이 자유 공간의 어디에 있는지 정확히 결정할 수 있다. 에너지 조명 장치 및 수신기는 자유 공간에서 사전에 결정된 위치 관계를 갖는다. 이것은 조명 메커니즘과 수신 메커니즘의 위치가 알려져 있음을 의미한다. 부가적으로, 실제 테스팅 장치의 좌표는 또한 조명 장치, 수신 장치, 또는 둘 모두와 사전에 결정된 관계를 갖는다. 그리하여, 부분이 조명 장치 또는 수신 장치와 위치 관계를 가지는 자유 공간에서의 지점들을 정할 경우, 상기 부분에 대한 테스팅 장치의 지점 및/또는 방향을 정할 수 있다. 상기 지점 및/또는 방향 검출의 결과는 또한 액츄에이터 및 제어 시스템에 사용될 수 있다. 만약 테스팅 장치의 포지션이 테스팅되는 물체와 관련하여 변경되어야 한다면, 제어 시스템 및 액츄에이터는 테스팅되는 물체와 관련하여 테스팅 장치를 이동시키기 위하여 이러한 결정의 결과를 이용할 수 있다.

Description

테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여 배치시키기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING AND POSITIONING AN ULTRASONIC SIGNAL GENERATOR FOR TESTING PURPOSES}
본 출원은 "원격 레이저 빔 전달 시스템 및 초음파 테스팅 목적으로 로보틱 포지셔닝 시스템을 사용하기 위한 방법"이라는 명칭으로 2000년 7월 14일 출원된 미국 가출원 일련 번호 제 60/218,340호에 대해 우선권을 주장하고, 상기 미국 가출원은 본 명세서에서 참조로서 결합된다.
부가적으로, 본 출원은 Thomas E. Drake에 의하여 "집광 이후 단계에서의 광 증폭을 이용하여 초음파 표면 변위를 감지하기 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로1999년 10월 10일 출원된 미국 특허 출원 제 09/416,399호와 관련되고 상기 미국 출원은 참조로서 결합된다.
미리 설정된 체적 내 또는 표면 상의 임의의 위치에 레이저 빔을 기계적으로 지향시키는 것이 여러 가지 응용예에 대해 바람직하다. 이러한 다수의 응용예는 자동 로보틱스 시스템을 채택하는 산업 제조 응용예 내에 사용하기 위하여 특별히 다듬어진다. 지난 수십년에 걸쳐, 로보틱스 및 레이저 광원 기술의 출현은 어셈블리 라인 제조를 위한 많은 집적 시스템을 유도하였다. 예를 들어, 레이저 기술을 결합한 로보틱스 어셈블리 시스템은 용접과 같은 임무를 수행하기 위하여 자동차, 심지어는 비행기 제조 공장에 매우 전형적이다.
많은 시스템에 대하여, 기계식 아마츄어를 구비한 로보틱 또는 갠트리(gantry) 포지셔닝 시스템은 하나의 공작물의 여러 위치에 레이저 빔을 지향시키기 위하여 종종 사용된다. 이러한 아마츄어 그 자체는 기계적인 아마츄어의 단부로부터 레이저 빔을 정확히 지향시킨다. 레이저 빔 전달 시스템은 기계적인 아마츄어의 단부로부터 미리 설정된 체적 내의 임의의 위치로 레이저 빔을 지향시키기 위하여 보통 갠트리 포지셔닝 시스템(GPS) 내로, 보다 상세하게는 기계적 아마츄어 내로 통합된다. 특히, 그 다음에 레이저 빔은 공작물의 부분들로 지향되고 종종 용접, 절단, 융제(ablating)에 대한 여러 분야의 고안, 또는 레이저 빔을 사용하는 임의의 여러 응용 장치로부터 지향된다.
초음파 테스팅은 여러가지 재료를 포함하는 물체에 존재하는 재료 결함을 검출하기 위하여 사용될 수 있는 방법이다. 초음파 테스팅에 대해 일반적인 응용예는 복합 재료의 비균질성(inhomogeneity)을 검출하는 것에 관한 것이다. 초음파 테스팅은 제조 공정을 조정하기 위하여 제조되는 제품의 결점을 식별하는 것을 포함하여 다양한 산업계의 요구를 만족시키기 위하여 사용될 수 있다. 복합 재료를 포함하는 제품의 제조자는 공정의 반복성 및 효율을 높이도록 그들의 제조 공정을 수정하기 위하여 제조 물품의 결점을 식별하기를 또는 단지 공정 내의 문제 영역을 식별하기를 원한다. 복합 재료는 현대식 고성능 비행기 내의 중요한 컴포넌트들을 포함하고, 자동차 산업과 같은 지상 응용예(terrestrial application)에서는 보다 일반적이다. 복합 재료는 경량, 고강도, 및 강성도(stiffness)를 포함한 다수의 고유 속성들에 대해 바람직하다. 특히, 항공 응용예에 대하여, 복합 재료 컴포넌트들은 크고 형태가 복잡할 수 있으며, 종종 재료의 엄격한 확실성 및 구조적 안정성을 요하는 비행에 있어서는 중요한 것이다.
불행히도, 이러한 재료들은 때때로 결함을 가진 채 제조되거나 몇 시간 정도 사용한 이후에는 상기 결함들이 더 커진다. 이러한 재료 결함들은 재료 표면의 박리, 기공, 내포물, 접착된 서브 컴포넌트들 사이의 갈라짐, 또는 컴포넌트 그 자체 내의 공백으로서 나타날 수 있다. 이러한 구조물의 비균질성은 구조물을 심각하게 약화시키고, 치명적인 장애를 유발할 수 있는 상황을 가져온다. 복합 재료의 재료 결함을 검출하기 위한 종래의 방법은 임의의 재료 결함을 검출하기 위하여 복합물의 표면을 가로질러 설치된 기계식 스캐너와 관련하여 압전 변환기(piezoelectric transducer)를 이용한다. 종래 방법은 평평하지 않거나 또는 평탄하고 부드러운 윤곽의 복합 재료들을 수용하는데 어려움이 있다는 것을 포함하여 다수의 단점이있다. 또다른 단점은 변환기가 수로(water path)를 경유하여 재료에 커플링될 것을 요구한다는 것이다. 변환기는 스캐닝 동안 ±3°내에서 상기 표면에 수직으로 유지되어야 한다. 종래 기술을 사용하여 고도의 윤곽을 이루고 복잡한 형태의 컴포넌트들을 공급하는 것은 종종 극히 시간 집약적인 테스트 설정 준비를 요구한다.
레이저 초음파 테스팅은 이러한 결함들을 식별하기 위하여 사용되는 대안적인 방법이다. 항공 응용예, 특히 군사용 전투기에 대하여, 복합 재료로 제조된 모든 비행에 중요한 부분들은 설치되기 전에 완벽하게 점검되어야 한다. 레이저 빔 전달 시스템을 포함하는 GPS는 테스트 물체의 재료 결함들을 자동적으로 식별하기 위하여 레이저 초음파 테스팅 시스템과 결합될 수 있다.
한 가지 방법은 GPS의 기계적인 아마츄어의 단부 상에 레이저 소스를 포함한 레이저 초음파 테스팅 시스템을 설치하는 것이다. GPS를 사용하면, 시야에 있는 다수의 위치들로부터 테스트 물체에 근접하게 레이저 소스를 배치시키기 위해 초음파 테스팅 시스템이 테스트 물체 주위에서 기동될 수 있다. CO2레이저와 같은 고전력 기체 레이저를 사용하는 초음파 테스팅 시스템에 대하여, 크고 거대한 사이즈의 레이저는 기계적 아마츄어의 단부 세그먼트가 그 끝에서 대단히 무거운 중량을 지지할 수 있어야 하기 때문에 GPS와 초음파 테스팅 시스템의 결합을 곤란하게 한다. 광원 그 자체의 큰 사이즈와 엄청난 중량은 초음파 테스팅 시스템이 여러 견지에서 데이터 획득을 수행하기 위하여 테스트 물체 주위에서 기동되기 때문에 종종 초음파 테스팅 시스템의 무거운 중량을 지지할 수 있는 매우 큰 GPS를 사용할것을 요구한다.
다수의 전형적인 레이저 테스팅 시스템은 초음파 에너지 발생기가 테스팅되는 부분과 관련하여 적절히 배치되지 않을 때 장애를 받는다. 이러한 장애가 일어날 때, 테스트 결과는 수정되어야 하거나, 또는 서로 다른 부분들의 상대적인 강도를 테스팅하는 경우 이러한 테스트는 완전히 결정적이 아닐 수 있다. 부가하여, 초음파 신호가 발생될 때, 결과로 나오는 초음파 신호는 테스팅되는 물체의 특정 영역 및/또는 체적에 영향을 미친다. 물체를 완전히 테스트하는 것은 신호 초음파가 물체의 표면 및 내부 상의 여러 장소에 걸쳐 다수 회 발생될 것을 요구한다. 이러한 다수 회 수행에 의하여, 영향받은 소정의 영역들이 다른 것들보다 일반적임에도 불구하고 물체가 완전히 테스트될 수 있다. 이러한 경우, 종래에 있어서 수동 포지셔닝에 의존하는 많은 시스템들이 에러를 가진다. 이것은 오버랩이 크기 때문에 상기 부분의 테스팅이 크게 과보상되게 만든다. 초음파 테스팅 장치의 정확한 포지셔닝은 오버랩 영역이 최소화되기 때문에 테스팅 프로세스에서 측정가능하고 효율적인 경제성을 가능하게 한다.
본 발명은 일반적으로 테스팅되는 부분과 관련하여 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여 배치시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 레이저 소스에 의하여 발생되는 레이저 빔을 테스팅되는 물체 상의 특정 지점에 전달하기 위한 시스템 및 방법, 또는 초음파 기술을 이용하여 테스트 물체 의 재료 결점을 검출하는데 사용되는 갠트리 포지셔닝 시스템(gantry positioning system; GPS)에서, 초음파 신호 발생기에 의해 에너지가 전달되는 물체의 정확한 지점을 결정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 통합형 레이저 빔 전달 시스템을 구비한 갠트리 포지셔닝 및 초음파 테스팅 시스템의 일실시예를 도시한다.
도 2는 통합형 레이저 빔 전달 시스템을 구비한 갠트리 포지셔닝 및 초음파 테스팅 시스템에 관한 도 1의 특정 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예의 동작 유닛을 보여주는 다이어그램이다.
도 5는 도 4에 도시된 시스템의 특정 실시예에 관한 다이어그램이다.
도 6은 다축 레이저 포지셔닝 시스템을 구비한 도 4에 도시된 시스템의 사용을 상세히 나타낸 다이어그램이다.
도 7 및 도 8은 도 4에 도시된 시스템에서의 위치 관계를 상세히 도시한 다이어그램이다.
도 9 및 도 10는 도 4에 도시된 시스템이 동작할 수 있는 방법에 대한 프로세스를 상세히 도시한 다이어그램이다.
본 발명은 테스트 물체에 존재하는 재료 결함을 식별하고 검출하기 위하여 사용되는 레이저 초음파 테스팅 시스템을 채택한다. 데이터가 테스트 물체로부터 얻어지고 테스트 물체에 존재하는 임의의 재료 결함을 식별하고 결함들의 정확한 위치를 제공하기 위하여 분석된다. 복합 재료에서, 특히 항공 분야의 복합 재료에서 재료 결함을 식별하는 것은 항공기 설계자에게 비행에 결정적인 복합 컴포넌트들의 실제 수명 및 피로도와 관련된 정보를 제공하고, 또한 복합 컴포넌트의 제조자에게 컴포넌트의 응력(stress) 및 장애 지점에 관한 정보를 제공한다. 본 발명 내에 포함되는 초음파 테스팅 시스템은 T.E.Drake,Jr.에 의한 미국 출원 제 09/343,920호 "레이저 초음파 테스팅에 대한 시스템 및 방법"에 상세히 설명되어 있다.
본 발명의 특징은 초음파 레이저 시스템이라는 점에서 발견된다. 레이저 시스템은 특정 흠집, 결함, 또는 재료의 조성을 포함하는 여러가지 물리적 속성에 대하여, 제조된 부분을 테스팅한다. 상기 부분은 상기 부분을 안정하게 유지하는 갠트리 시스템에 수용될 수 있다. 에너지 발생기는 에너지를 받는 부분을 조명하고 부분은 이러한 조명으로부터 에너지를 방사한다. 부분으로부터의 방사에 기초하여, 상기 시스템은 부분이 자유 공간의 어디에 있는지 정확히 결정할 수 있다. 에너지 조명 장치 및 수신기는 자유 공간에서 사전에 결정된 위치 관계를 갖는다. 이것은 조명 메커니즘과 수신 메커니즘의 위치가 알려져 있음을 의미한다. 부가적으로, 실제 테스팅 장치의 좌표는 또한 조명 장치, 수신 장치, 또는 둘 모두와 사전에 결정된 관계를 갖는다. 그리하여, 부분이 조명 장치 또는 수신 장치와 위치 관계를 가지는 자유 공간에서의 지점들을 정할 경우, 상기 부분에 대한 테스팅 장치의 지점 및/또는 방향을 정할 수 있다.
상기 지점 및/또는 방향 검출의 결과는 또한 액츄에이터 및 제어 시스템에 사용될 수 있다. 만약 테스팅 장치의 포지션이 테스팅되는 물체와 관련하여 변경되어야 한다면, 제어 시스템 및 액츄에이터는 테스팅되는 물체와 관련하여 테스팅장치를 이동시키기 위하여 이러한 결정의 결과를 이용할 수 있다.
이것을 수행하기 위하여, 테스팅되는 물체가 갠트리 시스템 내에서 이동되어야 하든지, 또는 테스팅 장치가 테스팅되는 물체와 관련하여 이동되어야 한다. 물론, 이러한 실행들은 결합되어 발생할 수 있다. 이것은 포지션 및/또는 방향 결정을 보조하는 컴퓨터를 사용하여 달성될 수 있다. 이것은 물체 및 테스팅 장치의 상대적인 이동을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 시스템은 또한 물체와 관련하여 테스팅 장치를 정확히 배치하지 않기 위해 사용될 수 있으나, 또한 보상을 목적으로도 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 테스팅 시스템은 물체를 테스트하고, 그 다음에 포지셔닝 시스템은 테스팅 장치의 포지션 및/또는 방향에 대하여 물체의 상대적인 포지션을 결정한다. 테스팅되는 물체에 대한 테스팅 장치의 포지션 및/또는 방향이 정확하지 않을 때, 물체의 CAD 표현(representation)이 상기 시스템의 부정확한 방향 및/또는 포지셔닝 특징에 기초하여 수정을 유도하기 위하여 사용될 수 있다.
발생 에너지는 여러 가지 종류일 수 있다. 이것은 전자기 및 음향을 포함한다. 전자기 시스템의 경우에, 다양한 형태의 이러한 에너지가 마찬가지로 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 발생기는 레이다 파를 발생시키고, 수신기는 이것의 반사된 레이더 파를 검출한다. 또는, 에너지 발생기는 레이저처럼 물체를 비추는 코히어런트(coherent) 에너지를 발생시킬 수 있다. 수신 장치는 카메라 또는 광전 검출기(photoelectric detector)와 같은 다른 광학 수신기일 수 있다. 이러한 경우에, 여러가지 조명 장치, 및 광 수신기의 초점과 같은 광 수신기의 광학적 특성은 물체와 관련된 공간 상에서 상기 발생 장치 및 상기 수신 장치의 공간적인 방향을 결정할 수 있게 한다. 또는 음향 에너지와 같은 또다른 에너지가 수중음파탐지기 유형의 시스템(sonar-type system)에 사용될 수 있다.
본 발명 및 본 발명의 이점을 보다 완전히 이해하기 위하여, 첨부 도면과 연관된 이하의 설명을 참조한다. 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예는 도면에 도시되고, 동일한 참조번호는 여러가지 도면의 동일한 해당 부분을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명은 테스트 물체에 존재하는 임의의 재료 결함을 검출하도록 초음파 테스팅을 수행하기 위하여 원격 레이저 소스에 의해 전달되는 레이저 빔을 테스트 물체에 전달하기 위한 통합형 레이저 빔 전달 시스템을 구비한 갠트리 포지셔닝 시스템을 채택한다. 갠트리 포지셔닝 시스템은 레이저 초음파 기술을 사용하여 테스트 물체를 정밀하게 관찰하기 위하여 다양한 시야에서 전체 테스트 물체를 스캐닝한다. 데이터는 모든 시야에서 기록되고 이후에 임의의 상기 재료 결함 및 테스트 물체 내에 상기 결함의 위치를 검출하기 위하여 프로세싱된다.
도 1은 통합형 레이저 빔 전달 시스템을 구비한 갠트리 포지셔닝 및 초음파 테스팅 시스템의 일실시예(30)를 보여준다. 레이저 빔(11)은 원격 레이저 소스(31)에 의하여 발생되어 제 1 갠트리 부재(32)의 광 전송 채널 내로 삽입된다. 갠트리 포지셔닝 시스템의 각각의 갠트리 부재는 갠트리 포지셔닝 시스템을 통하여 레이저 빔(11)을 가이드하고 초음파 테스팅을 수행하기 위하여 테스트 물체(35)로 레이저 빔을 전달하기 위하여 도 2에 도시된 시스템과 유사한 광학 정렬 시스템(optical alignment system)을 포함한다. 갠트리 포지셔닝 시스템은 회전할 수 있게 연결된 다수의 갠트리 부재들을 포함한다. 테스트 물체(35)가 배치되는 목적하는 작업공간 내의 임의의 위치에 단부 갠트리 부재(34)를 배치시키는 갠트리 포지셔닝 시스템의 형태를 제어하기 위하여 갠트리 액츄에이터(33)가 각각의 이러한 회전가능한 연결부에 존재한다. 갠트리 포지셔닝 시스템이 테스트 물체(35)의 작업공간 주위에서 조종될 수 있도록 함으로써 다양한 시야에서 초음파 테스팅 시스템(36)을 사용하여 초음파 테스팅을 수행할 수 있다. 부가적으로, 레이저 빔 조절 시스템(37)은 레이저 빔이 갠트리 포지셔닝 시스템의 단부 갠트리 부재(34)를 나와서 테스트 물체(35)에 전달될 때 레이저 빔(11)의 발산을 최소화하기 위하여 사용될 수 있다. 레이저 빔 조절 시스템(37)은 또한 빔이 GPS를 통과하여 전파될 때 빔의 발산을 조절하고 최소화하기 위하여 GPS의 갠트리 세그먼트의 광 전송 채널(22) 내부에 포함될 수 있다.
도 2는 통합형 레이저 빔 전달 시스템을 구비한 갠트리 포지셔닝 및 초음파 테스팅 시스템에 대한 도 1의 특정 실시예(40)를 보여준다. 갠트리 포지셔닝 시스템은 서로에 대해 평행한 2개의 런웨이 빔(runway beam)을 지지하는 복수 개의 수직 지지 빔(41)들을 포함한다. 브리지 빔(43)은 2개의 런웨이 빔들 사이에 놓이고, 도 2에 도시된 평면도의 X 방향으로서 표시된 제 1 방향으로의 이동(translation)을 제공하기 위하여 브리지 빔 액츄에이터(44)를 사용하여 구동된다. 캐리지(45)는 브리지 빔(43)의 상부에 설치되고 제 1 방향과 수직한 다른 방향으로의 병진을 제공하기 위하여 캐리지 액츄에이터(46)을 사용하여 구동된다. 이러한 제 2 방향은 도 2에 도시된 상부면도의 Y 방향으로서 표시된다. Z마스트(Z-mast)는 브리지 빔(43)으로부터 하부로 연장되고, Z마스트의 길이는 가변적이며 Z마스트 액츄에이터(48)를 사용하여 제어된다. Z마스트는 처음의 2가지 방향에 수직인 제 3 방향으로의 병진을 제공한다. 이러한 제 3 방향은 도 2에 도시된 측면도에서 Z 방향으로 표시된다.
3가지 직교 위치의 이동을 제공하고 상기 시스템 도처에 레이저 빔을 전달함으로써, 갠트리 포지셔닝 시스템에 관한 도 2에 도시된 특정 실시예는 테스트 물체(35)의 작업공간 내부의 임의의 위치에 레이저 빔(11)을 방출하고, 도 1에 도시된 특성과 유사하게, 초음파 테스팅 시스템을 사용하여 다양한 시야에서 초음파 테스팅을 수행할 수 있다. 또한, 도 1과 유사한 방식으로, 레이저 빔 조절 시스템(37)은 레이저 빔이 갠트리 포지셔닝 시스템에 관한 이러한 특정 실시예의 Z마스트(47) 단부를 나와 테스트 물체(35)로 전달될 때 레이저 빔(11)의 발산을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 레이저 빔 조절 시스템(37)은 또한 빔이 GPS를 통과하여 전달될 때 빔의 발산을 조절하고 최소화하기 위하여 GPS의 갠트리 세그먼트의 광 전송 채널(22) 내부에 포함될 수 있다. 아주 양호한 공간 제어가 Z마스트(47)의 단부로부터 레이저 빔(11)을 지향시키기 위하여 요구된다면, 회전 부착 플랫폼(rotation attachment platform)(49)은 부가적인 방향 제어를 가능하게 하고 테스트 물체(35)에 레이저 빔(11)을 전달하는 Z마스트 단부에 부착될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다.
본 발명은 최적 레이저 초음파 테스팅 성능을 위하여 로보틱 포지션 및 광학 스캔 플랜(scan-plan)을 한정한다. 광학 스캔 플랜은 CAD 모델, 실제 측정, 및 특정 재료 유형에 대하여 레이저 초음파 테스팅 제한 사항에 의하여 정의된 성능 지수(figure-of-merit) 매개변수로부터 유도되는, 부분 기하학적 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 요구조건에는 이하의 사항이 포함된다.
(1) 반복가능하고 저비용으로 특정 부분을 배치시키기 위하여 작업 셀에서 부분 및 설치물(fixture) 방향을 정하는 것(이것은 부분의 CAD 모델, 부분의 중력 중심, 설치물 설계 유지, 로보틱 분야 등에 기초한 컴퓨터 정의 작업(computer defined task)일 수 있다. 또는 시스템 조작자에 의하여 상기 부분의 위치 및 설치물 설계가 경험에 기초하여 수동으로 정해지는 작업일 수 있다.);
(2) 시스템 초점 심도(depth-of-field)(예를 들어, 2.5m ±0.5m)에 기초하여 상기 부분 표면에 대한 최적 거리 유지;
(3) 레이저 입사각 제한(이것은 재료에 따라 소정의 경우에는 ±45도, 다른 경우에는 ±30도일 것이고, 또한 소정의 재료는 극도로 정반사이고 축상 뷰가 회피된다.);
(4) 스캐닝된 영역이 약간 오버랩된 상태로 100% 부분 적용범위 확인; 및
(5) 유효한 데이터가 최소 로보틱 재배치로 수집될 수 있는 영역들만 스캐닝함으로써 최적화.
본 발명은 레이저 초음파 테스팅 이미지 데이터를 매핑할 능력을 갖는다. 플랫 필드(flat-field) 레이저 초음파 테스팅 스캔 데이터는 실제 3D 표면 상에 투영될 수 있다. 이것은 초음파 데이터를 정확히 표면 상의 실제 측정점과 관련시킨다. 이것은 몇 가지 방식으로 구현될 수 있다. 첫째, 통합된 측정 시스템은 표면의 기하학적 정보를 측정하고 레이저 초음파 테스팅 데이터와 측정된 3D 표면 좌표 사이에 일대일 맵을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 둘째, CAD 기하학적 정보와함께 작업 셀의 부분의 위치는 데이터를 표면에 매핑하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 재구성된 3D 이미지는 명백히 스캔 적용범위가 완전한지를 지시하고 상기 부분의 표면 상에 각각의 레이저 초음파 테스팅 스캔에 관한 적합한 공간적 기록(registration)을 디스플레이할 것이다.
제 2 방법은 측정 값에 기초한 일대일(point-by-point) 재구성에 의존하지 않으나, 대신 레이저 초음파 테스팅 스캔 뷰와 관련된 부분의 방향과 관련된다. 이러한 방법의 주요 에러는 컴포넌트가 작업 셀 내부에 배치되는 정확성 및 레이저 초음파 테스팅 센서의 포지셔닝/포인팅 에러에 기인한다.
이러한 것은 데이터 해석 능력을 개선하고, 개선된 분석 특성으로 인한 노동 비용을 감소시키며, 처리량을 증가시키며, 복잡한 구조에 대하여 테스팅 능력을 향상시키며, 후속의 인서비스(inservice) 점검에 대한 참조 기준선으로서 사용하기 위한 저장 포맷을 개선하는 이점을 제공한다. 서로 다른 부분들 간에 또는 서로 다른 서비스 구간에서 동일한 부분 간에 자동화된 이미지 비교가 가능하다.
본 발명은 3D 빔 포인팅을 위한 보정(calibration) 방법을 제공한다. 이러한 측정 및 보정 절차는 레이저 초음파 테스팅 시스템의 빔 포인팅 벡터 에러를 수정한다. 이것은 5축 갠트리 포지셔닝 시스템에 기인한 모든 에러 및 2축 광 스캐너의 광학 정렬 및 포인팅으로부터 나온 모든 에러는 포함한다. 이러한 정보는 수정된 3D 재구성 이미지를 생성하기 위하여 요구되어 사용될 수 있다.
부가적으로, 본 발명은 로보틱 충돌 회피 방법(robotic collision avoidance method)을 제공한다. 파 갠트리 로봇(pars gantry robot)에 대한 충돌 회피 시스템은 영구적인 물체 및 일시적인 물체 양자 모두를 회피할 수 있는 능력을 포함한다. 영구적인 물체는 갠트리 구조 및 작업 영역 내부에 있는 다른 고정 하드웨어를 포함한다. 일시적인 물체는 부분, 부분 설치물 및 운반 카트를 포함한다.
이러한 것은 기계적 장애를 방지하는데 현저한 개선점을 제공한다. 심각한 로보틱 충돌에 기인한 고장 시간을 현재 추정해보면 8주 정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예의 동작 유닛을 보여주는 다이어그램이다. 물체(100)는 초음파 테스팅 시스템에 의하여 스캐닝된다. 본 발명에서, 에너지 조명기(energy illuminator)(102)는 소정 형태의 에너지로 객체를 조명하고, 에너지 수신 메커니즘은 객체로부터 방사되고 에너지 조명 장치(102)에 의하여 전해진 에너지와 관련된 에너지를 검출한다.
조명 발생기(illumination generator) 및 에너지 수신 메커니즘(104)는 사전에 설정된 공간적 관계로 서로 링크된다. 사전에 설정된 공간적 관계는 하나의 부분 상에 함께 고정되는 것처럼 고정될 수 있다. 또는 상기 공간적 관계는 서로 다른 제어가능한 본체들 상에 존재하는 에너지 수신 메커니즘 및 에너지 조명 발생기에 의해 변경될 수 있다.
임의의 경우에, 에너지 수신 메커니즘은 또한 사전에 설정된 또다른 공간적인 관계로 테스팅 메커니즘의 에너지 발생기와 관련된다. 또다시, 사전에 결정된 공간적 관계는 하나의 부분 상에 함께 고정되는 것처럼 고정될 수 있다. 또는 상기 공간적 관계는 서로 다른 제어가능한 본체들 상에 존재하는 에너지 수신 메커니즘 및 에너지 조명 발생기에 의해 변경될 수 있다.
에너지 조명 발생기는 에너지를 생성하고 에너지를 물체로 지향시킨다. 물체로부터 방사된 에너지는 에너지 수신 메커니즘에 의하여 검출된다. 방사된 에너지의 특성이 결정될 수 있고, 물체 상의 정확한 지점이 이러한 검출된 에너지로 인하여 특징지어질 수 있다.
에너지 조명 발생기는 레이저, 또는 다른 유형의 전자기 에너지 발생기, 예를 들어 저전력 레이다 시스템일 수 있다. 레이다 에너지의 경우, 에너지 수신 메커니즘은 물체의 형태를 결정할 수 있는데, 이는 에너지 수신 메커니즘 및 에너지 조명 발생기가 사전에 설정된 공간적 관계를 가질 수 있고, 또다른 사전에 설정된 공간적 관계가 테스팅 시스템의 에너지 발생 장치와 관련하여 존재하며, 에너지 발생 장치의 공간에 있는 정확한 위치가 측정으로부터 유도될 수 있기 때문이다.
관련적으로, 수중음파탐지기(sonar) 유형의 시스템이 마찬가지로 구현될 수 있다. 이 경우, 에너지는 자연적인 상태에서 전자기가 아니라 음향이다.
또다른 실시예에서, 에너지 조명 발생기는 가시 광 또는 레이저일 수 있다. 이 경우, 에너지 수신 메커니즘은 카메라, 또는 전자 광 검출기(electronic photo detector)일 수 있다. 이러한 방식으로, 초음파 테스팅에 사용되는 에너지 발생의 정확한 위치는 공간 상에서 정확히 식별될 수 있다. 이것은 테스팅 단계에 앞서 달성될 수 있고, 그 결과 물체의 효과적인 스위핑이 수행될 수 있으며, 물체의 측정을 수정할 수 있다.
도 5는 도 4에 따른 특정 실시예의 다이어그램이다. 이러한 실시예에서, 에너지 조명기는 레이저 또는 다른 유형의 가시 전자기 에너지 소스이고, 에너지 수신 메커니즘은 카메라이다.
도 6은 다축 레이저 발생 시스템을 구비한 도 4에 따른 시스템의 사용을 상세히 보여주는 다이어그램이다. 에너지 조명 발생기 레이저 및 에너지 수신 메커니즘 카메라는 공간 상에서 회전하고 이동하는 레이저 헤드 상에 함께 배치된다. 에너지 조명 발생기 레이저는 초음파 테스팅 레이저일 수 있거나, 또는 전체적으로 서로 다른 종류일 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 4의 시스템에 내재된 관계를 상세히 보여주는 다이어그램이다. 도 4는 주로 광학 유형의 시스템을 다룬다. 다른 관계식 및 방정식이 위상 반전식(phase reversal equation), 시간 반사식(time reflectometry equation) 등 이와 유사한 것처럼 다른 유형의 포지셔닝 시스템에 존재할 수 있다.
상기 다이어그램으로부터, 유사한 삼각형 사이의 관계는 이하의 결과를 낸다.
이러한 방법은 몇 가지 관계식을 끌어낼 수 있다. 이러한 관계식들은 이하의 것을 포함한다.
이와 같이, 몇 개의 기본 식이 설명된 광학 시스템으로부터 나온다. 기본식은 이하와 같다.
이와 같이, 도 8과 관련하여, 이하의 설계식은 또한 적절한 시스템 매개변수의 결정을 보조한다. 이것은 이하를 포함한다.
수치의 예는 이하와 같다.
이와 같이, 도 7 및 도 8의 광학 시스템은 높은 정확도로 부분의 공간적인 방향을 결정할 수 있다. 그러므로, 공간적인 프로파일링 시스템의 결과가 물체 및 테스팅 시스템의 상대적인 포지션을 이동시키기 위하여 제어 회로에 사용될 수 있다.
도 9는 도 4의 시스템이 동작할 수 있는 방법에 대한 프로세스를 상세히 보여주는 다이어그램이다. 본 발명의 일 실시예에서, 관련된 CAD 장치는 상기 시스템으로 테스팅되는 부분의 화상(representation)를 공급한다. 레이저 테스팅 어셈블리의 헤드는 다수의 운동 자유도를 갖고, 매우 정확하게 포지셔닝될 수 있게 한다.
이러한 실시예에서, 테스팅 헤드는 테스팅되는 부분에 근접하여 배치되고,그 다음에 상기 시스템은 시작할 테스팅에 대한 적절한 포지셔닝 수정을 결정한다. 테스팅 도구는 물체와 관련하여 적절히 포지셔닝되고, 테스팅 프로세스가 시작된다.
그 다음에 CAD 생성 표면이 테스팅 결과와 결합된다. 이것은 조작자가 신속하고 용이하게 테스팅되는 물체와 관련된 특징, 예를 들어, 결함, 응력, 결점 등 이와 유사한 것을 식별할 수 있게 한다. 또는, 특정 지점 대신에, 테스팅 데이터가 허용가능한 스케일 대 허용불가능한 스케일로 비교될 수 있다. 이 경우, 어두운 영역은 임계 테스팅에 도달하는 것이 실패한 영역을 나타낸다. 이것은 평가되거나 변경될 필요가 있는 특정 제조 단계를 식별하기 위하여 사용될 수 있다.
또다른 관련 실시예에서, 부분의 테스팅은 도 8의 제 1 패널의 어두운 영역에 의하여 지시되는, 부분의 특정 영역에 대한 결과를 생성할 수 있다. 정확한 포지셔닝 메커니즘은 테스팅 시스템이 특정한 각각의 테스팅 실행과 관련된 오버랩을 최소화시키므로 전체 부분은 신속하게 테스팅될 수 있다. 이것은 부분들이 테스팅되는 속도를 아주 증가시킬 것이다.
상기 시스템은 테스팅 장치를 포지셔닝할 필요 없다. 상기 시스템은 부분, 또는 테스팅 장치를 단독으로 또는 결합하여 배치시키기 위해 사용될 수 있다. 에너지 조명 발생기 및 에너지 수신 메커니즘은 또한 포지셔닝 시스템이 아닌 별개의 프레임 또는 지지물 상에 존재할 수 있다. 예를 들어, 에너지 조명 장치 및 에너지 수신 장치는 갠트리 시스템의 지지물 상에 배치될 수 있다. 이러한 시스템은 갠트리 시스템 내에서 물체를 이동시킬 수 있거나 테스팅 장치를 이동시킬 수 있으며, 둘 다를 이동시킬 수 있다.
이러한 시스템은 초음파 에너지를 발생하는 임의의 테스팅 시스템에 사용될 수 있다. 레이저 기반 시스템이 설명되었지만, 방출된 에너지 판독에 기초한 테스팅의 다른 형태들이 본 발명에 포함된다.
본 발명이 상세히 설명되었지만, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 다양한 변형예, 대체예 및 변경예가 만들어질 수 있다.

Claims (39)

  1. 초음파 테스팅 시스템을 위한 위치결정 메커니즘(location mechanism)으로서, 상기 초음파 테스팅 시스템은 물체를 테스팅하기 위해 동작하고 에너지 발생기를 구비하며, 상기 에너지 발생기는 상기 물체에 음향 에너지를 발생시키고,
    상기 위치결정 메커니즘은,
    상기 물체를 제 1 에너지로 비추는 조명 발생기;
    상기 물체로부터 방사되는 제 2 에너지를 수신하는 에너지 수신 메커니즘; 및
    상기 에너지 수신 메커니즘와 통신가능하게 결합되고 상기 제 2 에너지 수신에 기초하여 상기 물체와 상기 에너지 발생기 사이의 공간적 관계를 결정하는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제 2 에너지는 상기 제 1 에너지에 응답하여 상기 물체로부터 방사되고;
    상기 조명 발생기 및 상기 에너지 수신 메커니즘은 사전에 설정된 공간적인 관계로 서로와 관련되며;
    상기 에너지 수신 메커니즘은 사전에 설정된 관계로 상기 에너지 발생기와 관련되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 발생기가 레이저인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 에너지가 전자기 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 가시광 파장인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기(photoreceptor)들의 어레이인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 코히어런트(coherent) 전자기 에너지인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기의 어레이인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 조명 발생기가 레이다 발생 장치인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 적외선 파장인 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 에너지가 음향 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 물체와 상기 에너지 발생기의 공간적 관계를 결정하기 위하여 제어 회로에 의해 사용되는 CAD 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 메커니즘.
  14. 물체의 특징들을 검출하기 위한 초음파 테스팅 시스템으로서,
    상기 물체의 제 1 에너지를 생성하는 에너지 발생기로서, 상기 제 1 에너지가 초음파 에너지를 포함하는 에너지 발생기;
    제 2 에너지로 상기 물체를 비추는 조명 발생기;
    상기 물체로부터 방사되는 제 3 에너지를 수신하는 에너지 수신 메커니즘; 및
    상기 에너지 수신 메커니즘에 통신가능하게 결합되고 상기 제 3 에너지의 수신에 기초하여 상기 물체와 상기 에너지 발생기 사이의 공간적 관계를 결정하는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제 3 에너지는 상기 제 2 에너지에 응답하여 상기 물체로부터 방사되며;
    상기 조명 발생기와 상기 에너지 수신 메커니즘은 사전에 결정된 공간적 관계로 서로에 결합되며;
    상기 에너지 수신 메커니즘는 사전에 결정된 공간적 관계로 상기 에너지 발생기와 관련되는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2 에너지가 전자기 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 가시광 파장인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기들의 어레이인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 코히어런트 전자기 에너지인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기의 어레이인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  22. 제 15항에 있어서,
    상기 조명 발생기가 레이다 발생 장치인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  23. 제 15항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 적외선 파장인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  24. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2 에너지가 음향 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  25. 제 13항에 있어서,
    상기 물체와 상기 에너지 발생기의 공간적 관계를 결정하기 위하여 제어 회로에 의해 사용되는 CAD 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  26. 물체상의 특징들을 검출하기 위한 초음파 테스팅 시스템으로서,
    상기 물체를 지지하는 지지물;
    상기 물체의 제 1 에너지를 생성하는 에너지 발생기로서, 상기 제 1 에너지가 초음파 에너지를 포함하는 에너지 발생기;
    상기 에너지 발생기에 대한 상기 물체의 상대적인 포지션을 변화시키는 액츄에이터;
    제 2 에너지로 상기 물체를 비추는 조명 발생기;
    상기 물체로부터 방사되는 제 3 에너지를 수신하는 에너지 수신 메커니즘;
    상기 에너지 수신 메커니즘에 통신가능하게 결합되고 상기 제 3 에너지의 수신에 기초하여 상기 물체와 상기 에너지 발생기 사이의 공간적 관계를 결정하는 제 1 제어 회로; 및
    상기 액츄에이터에 통신가능하게 결합되고 상기 제 3 에너지의 수신에 기초하여 상기 물체와 상기 에너지 발생기 사이의 공간적 관계를 변화시키는 제 2 제어 회로를 포함하고,
    상기 제 3 에너지는 상기 제 2 에너지에 응답하여 상기 물체로부터 방사되며;
    상기 조명 발생기와 상기 에너지 수신 메커니즘은 사전에 결정된 공간적 관계로 서로에 결합되며;
    상기 에너지 수신 메커니즘은 사전에 결정된 공간적 관계로 상기 에너지 발생기와 관련되는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 제 2 에너지가 전자기 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 가시광 파장인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  30. 제 28항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기들의 어레이인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  31. 제 27항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 코히어런트 전자기 에너지인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 카메라인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 에너지 수신 메커니즘이 광수용기의 어레이인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  34. 제 27항에 있어서,
    상기 조명 발생기가 레이다 발생 장치인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  35. 제 27항에 있어서,
    상기 전자기 방사가 적외선 파장인 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  36. 제 26항에 있어서,
    상기 제 2 에너지가 음향 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  37. 제 26항에 있어서,
    상기 제 2 제어 회로가 상기 제 3 에너지의 수신에 응답하여 상기 지지물을 선택적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  38. 제 26항에 있어서,
    상기 제 2 제어 회로가 상기 제 3 에너지의 수신에 응답하여 상기 에너지 발생기를 선택적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
  39. 제 26항에 있어서,
    상기 물체와 상기 에너지 발생기의 공간적 관계를 결정하기 위하여 제어 회로에 의해 사용되는 CAD 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 테스팅 시스템.
KR10-2003-7000509A 2000-07-14 2001-07-16 테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여배치시키기 위한 시스템 및 방법 KR20030026972A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21834000P 2000-07-14 2000-07-14
US60/218,340 2000-07-14
PCT/US2001/022288 WO2002006848A2 (en) 2000-07-14 2001-07-16 System and method for locating and positioning an ultrasonic signal generator for testing purposes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030026972A true KR20030026972A (ko) 2003-04-03

Family

ID=22814712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-7000509A KR20030026972A (ko) 2000-07-14 2001-07-16 테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여배치시키기 위한 시스템 및 방법

Country Status (10)

Country Link
US (2) US6643002B2 (ko)
EP (1) EP1311874B1 (ko)
JP (1) JP4874499B2 (ko)
KR (1) KR20030026972A (ko)
AU (1) AU2002222956A1 (ko)
CA (1) CA2411632C (ko)
DK (1) DK1311874T3 (ko)
IL (1) IL153808A0 (ko)
NO (1) NO20030184L (ko)
WO (1) WO2002006848A2 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030025649A1 (en) * 2000-09-08 2003-02-06 Wynne Willson Peter David Image projection apparatus
US20020055861A1 (en) * 2000-11-08 2002-05-09 King Daniel A. Claiming system and method
US6750446B2 (en) * 2001-01-17 2004-06-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Ultrasonic-welding apparatus, optical sensor and rotation sensor for the ultrasonic-welding apparatus
US7200910B2 (en) * 2003-10-28 2007-04-10 Delphi Technologies, Inc. System and method of disposing a substrate in a housing
US7222450B2 (en) 2004-10-18 2007-05-29 N-Trance Security Ltd. Firearm security block and firearm fitted therewith
US7292029B2 (en) * 2004-10-28 2007-11-06 The Boeing Company Method for detecting substructure
CA2536411C (en) * 2006-02-14 2014-01-14 Lmi Technologies Inc. Multiple axis multipoint non-contact measurement system
US7525114B2 (en) 2006-02-14 2009-04-28 Lmi Technologies Ltd. Multiple axis multipoint non-contact measurement system
US7784348B2 (en) * 2006-12-22 2010-08-31 Lockheed Martin Corporation Articulated robot for laser ultrasonic inspection
KR101392532B1 (ko) * 2007-02-21 2014-05-07 록히드 마틴 코포레이션 레이저 초음파 검사를 위한 다관절 로봇
US7743660B2 (en) * 2007-06-15 2010-06-29 The Boeing Company System and method for automated inspection of large-scale part
US7865316B2 (en) * 2008-03-28 2011-01-04 Lockheed Martin Corporation System, program product, and related methods for registering three-dimensional models to point data representing the pose of a part
US8520930B2 (en) * 2008-04-18 2013-08-27 3D Scanners Ltd. Method and computer program for improving the dimensional acquisition of an object
ATE532031T1 (de) * 2008-04-18 2011-11-15 3D Scanners Ltd Verfahren und computerprogramm zur verbesserung der dimensionalen erfassung eines objekts
US7821646B2 (en) * 2008-05-15 2010-10-26 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for generating mid-IR laser beam for ultrasound inspection
US20090287427A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Lockheed Martin Corporation Vision system and method for mapping of ultrasonic data into cad space
US8220335B2 (en) * 2008-05-16 2012-07-17 Lockheed Martin Corporation Accurate image acquisition for structured-light system for optical shape and positional measurements
US20090287450A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Lockheed Martin Corporation Vision system for scan planning of ultrasonic inspection
US8243280B2 (en) * 2008-05-20 2012-08-14 Iphoton Solutions, Llc Laser ultrasonic measurement system with movable beam delivery
WO2012019189A2 (en) 2010-08-06 2012-02-09 Par Systems, Inc. Containerized systems
AU2011347298A1 (en) * 2010-12-21 2013-07-04 Bielomatik Leuze Gmbh + Co. Kg. Method for ensuring the quality of welded plastics components
WO2014047491A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Marc Dubois Depth mapping vision system with 2d optical pattern for robotic applications
US10373301B2 (en) * 2013-09-25 2019-08-06 Sikorsky Aircraft Corporation Structural hot spot and critical location monitoring system and method
KR101670278B1 (ko) * 2014-11-20 2016-11-10 세이프텍(주) 평판형 물체의 비파괴 검사 장치
WO2016115075A1 (en) 2015-01-13 2016-07-21 Sikorsky Aircraft Corporation Structural health monitoring employing physics models
CN104880409B (zh) * 2015-04-29 2017-11-28 暨南大学 一种同时进行植物光合作用和根系泌氧能力检测的装置及应用
CN106093959A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 北京印刷学院 一种基于多普勒技术的微振动物体空间局部定位装置
EP3485109B1 (en) 2016-07-15 2021-09-29 Fastbrick IP Pty Ltd Boom for material transport
US10635758B2 (en) 2016-07-15 2020-04-28 Fastbrick Ip Pty Ltd Brick/block laying machine incorporated in a vehicle
EP3649616A4 (en) 2017-07-05 2021-04-07 Fastbrick IP Pty Ltd POSITION AND ORIENTATION TRACKER IN REAL TIME
US11656357B2 (en) 2017-08-17 2023-05-23 Fastbrick Ip Pty Ltd Laser tracker with improved roll angle measurement
US11958193B2 (en) 2017-08-17 2024-04-16 Fastbrick Ip Pty Ltd Communication system for an interaction system
WO2019071313A1 (en) 2017-10-11 2019-04-18 Fastbrick Ip Pty Ltd MACHINE FOR CARRYING OBJECTS AND CARROUSEL WITH SEVERAL COMPARTMENTS FOR USE WITH THE SAME
MX2020002026A (es) * 2019-02-25 2020-08-26 Battenberg Robotic Gmbh & Co Kg Metodo para prueba de soldadura y disposicion de sonda ultrasonica.

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992627A (en) * 1973-01-06 1976-11-16 Rolls-Royce (1971) Limited Diagnostic apparatus
US3911733A (en) * 1974-04-01 1975-10-14 Trw Inc Optical signature method and apparatus for structural integrity verification
US4349112A (en) * 1980-03-31 1982-09-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Pellet inspection apparatus
US4355538A (en) * 1981-02-26 1982-10-26 Chromalloy American Corporation Exo-electron non-destructive test device and method
US4422177A (en) * 1982-06-16 1983-12-20 American Science And Engineering, Inc. CT Slice proximity rotary table and elevator for examining large objects
JPS606860A (ja) * 1983-06-15 1985-01-14 Hitachi Ltd 非接触式超音波探傷方法およびその装置
JPS6067854A (ja) * 1983-09-22 1985-04-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 配管の溶接線検査装置
US4809308A (en) * 1986-02-20 1989-02-28 Irt Corporation Method and apparatus for performing automated circuit board solder quality inspections
US4803639A (en) * 1986-02-25 1989-02-07 General Electric Company X-ray inspection system
US4817016A (en) * 1986-05-21 1989-03-28 Iowa State University Research Foundation, Inc. Non-destructive evaluation means and method of flaw reconstruction utilizing an ultrasonic multi-viewing transducer data acquistion system
JP2553867B2 (ja) * 1987-06-12 1996-11-13 新日本製鐵株式会社 超音波探傷装置
US4841460A (en) * 1987-09-08 1989-06-20 Perceptron, Inc. Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
FR2644886B1 (fr) * 1989-03-24 1993-12-10 Celette Sa Dispositif de controle de la position de differents points d'un vehicule
US5295073A (en) * 1989-03-24 1994-03-15 Celette S.A. Device for checking the position of various points of a vehicle
EP0489161A4 (en) * 1989-08-21 1992-07-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Ultrasonic flaw detector
US5014293A (en) * 1989-10-04 1991-05-07 Imatron, Inc. Computerized tomographic x-ray scanner system and gantry assembly
US5065630A (en) * 1990-06-12 1991-11-19 Grumman Aerospace Corporation Integrated system for aircraft crack detection
US5113079A (en) * 1990-09-05 1992-05-12 Matulka Robert D Non-destructive testing of aircraft for structural integrity using holographic moire patterns
US5122672A (en) * 1990-09-07 1992-06-16 Ford Motor Company Surface quality analyzer apparatus and method
US5119408A (en) * 1990-10-31 1992-06-02 General Electric Company Rotate/rotate method and apparatus for computed tomography x-ray inspection of large objects
US5384717A (en) * 1992-11-23 1995-01-24 Ford Motor Company Non-contact method of obtaining dimensional information about an object
US5442572A (en) * 1992-11-23 1995-08-15 Ford Motor Company Method and system for comparing free-form geometries using high density point data models
US5319567A (en) * 1992-11-23 1994-06-07 Ford Motor Company Non-contact method of obtaining dimensional information about a reference feature of an object
EP0710351A4 (en) 1993-07-20 1996-11-20 Commw Scient Ind Res Org CONDUIT INSPECTION SYSTEM
US5552984A (en) * 1993-09-16 1996-09-03 Trw Inc. Diagnostic system for complex systems using virtual components
US5541856A (en) * 1993-11-08 1996-07-30 Imaging Systems International X-ray inspection system
US5491333A (en) * 1994-02-28 1996-02-13 Electro-Pro, Inc. Dispensing method and apparatus that detects the presence and size of a cup and provides automatic fill control
US5490195A (en) * 1994-05-18 1996-02-06 Fatigue Management Associates Llc Method for measuring and extending the service life of fatigue-limited metal components
US5637812A (en) * 1994-11-14 1997-06-10 Screening Systems, Inc. Variable volume test chamber
US5486063A (en) * 1995-01-09 1996-01-23 Intermec Incorporated Method and apparatus for sensing the length of label or tag media by detecting changes in relative thickness
US5574226A (en) * 1995-04-06 1996-11-12 Ford Motor Company Transportable environmental test facility
US5867604A (en) * 1995-08-03 1999-02-02 Ben-Levy; Meir Imaging measurement system
US5760904A (en) * 1996-07-26 1998-06-02 General Electric Company Method and system for inspecting a surface of an object with laser ultrasound
DE19633813C2 (de) * 1996-08-22 1998-07-02 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimensionalen Erfassung von Strukturen in Bauwerken
US6175415B1 (en) * 1997-02-19 2001-01-16 United Technologies Corporation Optical profile sensor
US5848115A (en) * 1997-05-02 1998-12-08 General Electric Company Computed tomography metrology
US6047041A (en) * 1997-09-08 2000-04-04 Scientific Measurement System Apparatus and method for comparison
US5974889A (en) * 1998-01-02 1999-11-02 General Electric Company Ultrasonic multi-transducer rotatable scanning apparatus and method of use thereof
US6220099B1 (en) * 1998-02-17 2001-04-24 Ce Nuclear Power Llc Apparatus and method for performing non-destructive inspections of large area aircraft structures
US6023985A (en) * 1998-03-16 2000-02-15 Hewlett-Packard Company Controller for an environmental test chamber
US6571008B1 (en) * 1998-08-07 2003-05-27 Washington State University Research Foundation Reverse engineering of polymeric solid models by refractive index matching
JP2000346634A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Minolta Co Ltd ３次元入力装置
US6360621B1 (en) * 1999-06-25 2002-03-26 Venturedyne, Ltd. Environmental testing chamber
US6335943B1 (en) * 1999-07-27 2002-01-01 Lockheed Martin Corporation System and method for ultrasonic laser testing using a laser source to generate ultrasound having a tunable wavelength
US6466643B1 (en) * 2000-01-07 2002-10-15 General Electric Company High speed digital radiographic inspection of aircraft fuselages
US6378387B1 (en) * 2000-08-25 2002-04-30 Aerobotics, Inc. Non-destructive inspection, testing and evaluation system for intact aircraft and components and method therefore

Also Published As

Publication number Publication date
US6643002B2 (en) 2003-11-04
CA2411632A1 (en) 2002-01-24
IL153808A0 (en) 2003-07-31
US20040036042A1 (en) 2004-02-26
AU2002222956A1 (en) 2002-01-30
EP1311874A2 (en) 2003-05-21
NO20030184D0 (no) 2003-01-14
WO2002006848A2 (en) 2002-01-24
JP4874499B2 (ja) 2012-02-15
WO2002006848A3 (en) 2002-04-25
NO20030184L (no) 2003-01-14
US7208749B2 (en) 2007-04-24
DK1311874T3 (da) 2012-07-09
EP1311874B1 (en) 2012-05-23
JP2004504610A (ja) 2004-02-12
US20020048015A1 (en) 2002-04-25
CA2411632C (en) 2013-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20030026972A (ko) 테스팅의 목적으로 초음파 신호 발생기의 위치를 결정하여배치시키기 위한 시스템 및 방법
US20040154402A1 (en) Remote laser beam delivery system and method for use with a robotic positioning system for ultrasonic testing purposes
US9164066B1 (en) Laser ultrasound array system
CN103499645B (zh) 用于大尺寸零件的自动检查的系统和方法
KR101392532B1 (ko) 레이저 초음파 검사를 위한 다관절 로봇
US9250213B1 (en) Ultrasound inspection system for inspecting a test object with non-planar features
US20160239013A1 (en) Location Calibration for Automated Production Manufacturing
US11073500B2 (en) Systems and methods for automatic alignment and focusing of light in laser ultrasound testing
CN110411948B (zh) 使用激光超声来检测结构的系统和方法
US9404898B1 (en) Laser ultrasound testing in limited-access areas
WO2007001327A2 (en) Apparatus and methods for scanning conoscopic holography measurements
AU2007200013B2 (en) System and method for locating and positioning an ultrasonic signal generator for testing purposes
CA2435112C (en) Remote laser beam delivery system and method for use with a gantry positioning system for ultrasonic testing purposes
EP4071467A1 (en) Ultrasound inspection system and method
US12019050B2 (en) Ultrasound inspection system and method
AU2002251696A1 (en) Remote laser beam delivery system and method for use for ultrasonic testing purposes
US11794352B2 (en) Bore metrology methods and systems, and bore locating target assemblies for use therewith
Rooks Vision systems feature at TEAM

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application