KR20110069552A - 시편 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 시편 검사장치는 상측에 시편을 거치하는 시편 안착부; 시편 안착부의 상부에 배치되어 시편을 스캔하며 이미지를 획득하는 스캔헤드; 및 시편 안착부와 스캔헤드가 내부에 설치되는 하우징;을 포함한다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 스캔헤드를 일방향으로 수평이동시키는 스캔헤드 구동부 및 상기 스캔헤드 구동부의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 시편 안착부를 일방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 하는 활주 구동부 및 활주 구동부의 구동을 제어하는 활주 구동제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 선명도가 우수한 이미지를 획득할 수 있고, 또한 스캔헤드가 시편 위를 스캔하며 이동하여 대형 시편의 경우에도 왜곡 없는 이미지를 얻을 수 있다.
또한 이미지 데이터 저장 및 운용관리가 편리하며, 작업이 단순화되어 시편 검사 시간을 단축하고 검사효율을 높일 수 있다.
시편, 검사, 스캔

Description

시편 검사장치{APPARATUS FOR INSPECTING SAMPLE}
본 발명은 시편 검사장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시편의 상태 또는 품질을 검사하기 위해 스캔장치를 이용하여 시편 표면조직의 이미지를 현출하는 장치에 관한 것이다.
어떠한 물질, 특히 주편 등과 같은 금속 물질의 상태 또는 품질을 확인하기 위해서는 그 표면의 매크로(macro) 조직을 검사하는 것이 필수적이다. 매크로 조직을 검사하기 위해서는 시편을 제작하고 그 표면을 촬영하여 이미지 파일 형태로 변환하고, 이미지 파일을 통해 매크로 조직을 검사한다.
이를 위해 종래에는 표면 조직이 현출된 시편을 촬영대에 올려놓고, 시편의 위치를 조정한 다음, 카메라로 촬영하고 컴퓨터를 이용해 이미지 파일로 저장하고 출력하여 매크로 조직을 검사하였다.
그러나 이러한 종래 기술은 시편을 위치조정하여 카메라의 초점을 맞추는 작업이 수작업으로 이루어져서 정확한 위치에 시편을 셋팅하는 것이 어렵고, 촬영시마다 다시 초점을 맞춰야 하기 때문에 많은 시간이 소요되었다.
또한 카메라 촬영 후 곧바로 이미지 확인이 어려워 재촬영하게 되는 경우가 많고, 카메라로 촬영하여 이미지 파일로 변환하는 작업에서 많은 시간이 소요되며, 많은 시편을 처리하는 경우 작업 효율성이 문제되었다.
특히 카메라 촬영에 의한 현출된 시편 조직의 이미지는 출력된 이미지의 해상도와 선명도에 따라 조직을 검사하는데 오차가 발생하였다. 또한 촬영장소의 명암에 따라 선명도가 변화하여 조직구분이 어렵고, 대형 시편의 경우 그 가장자리의 이미지가 왜곡되는 단점이 있었다.
본 발명은 선명도가 우수한 이미지를 얻을 수 있는 시편 검사장치를 제공한다.
또한 본 발명은 시편 검사 시간이 짧고 작업효율이 높은 시편 검사장치를 제공한다.
본 발명에 따른 시편 검사장치는 상측에 시편을 거치하는 시편 안착부; 시편 안착부의 상부에 배치되어 시편을 스캔하며 이미지를 획득하는 스캔헤드; 및 시편 안착부와 스캔헤드가 내부에 설치되는 하우징;을 포함한다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 하우징은 밀폐되는 경우 암실을 형성할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 스캔헤드를 일방향으로 수평이동시키는 스캔헤드 구동부 및 상기 스캔헤드 구동부의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 스캔헤드 구동부는 하우징 내부에 일방향으로 배치되는 구동축과, 스캔헤드의 일측에 배치되는 링커를 포함하며, 구동축과 링커가 축결합하여 스캔헤드가 구동축을 따라 이동하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 시편 안착부를 일방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 하는 활주 구동부 및 활주 구동부의 구동을 제어하는 활주 구동제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 활주 구동부는 시편 안착부를 지지하는 지지 플레이트; 지지 플레이트 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드홈; 및 하우징 내부의 양측에 배치되며, 가이드홈에 삽입되도록 형성되는 한 쌍의 가이드부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 시편 안착부는 상면에 배치되는 소켓부 및 상기 소켓부에 안착되는 볼 베어링으로 이루어지는 복수개의 시편 받침대를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 시편 안착부의 상면 일측에는 시편의 이탈을 방지하도록 이탈방지부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 있어서, 시편이 금속 시편인 경우, 이탈방지부의 일측에는 금속 시편을 고정하도록 자성체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 선명도가 우수한 이미지를 획득할 수 있고, 또한 스캔헤드가 시편 위를 스캔하며 이동하여 대형 시편의 경우에도 왜곡 없는 이미지를 얻을 수 있다.
또한 이미지 데이터 저장 및 운용관리가 편리하며, 작업이 단순화되어 시편 검사 시간을 단축하고 검사효율을 높일 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 검사장치에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 검사장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 안착부의 사시도이다.
본 발명에 따른 시편 검사장치는 시편 안착부(200) 스캔헤드(300) 및 하우징(100)을 포함하여 구성된다.
시편 안착부(200)는 시편(S)을 거치하기 위한 수단으로서, 하우징(100) 내부에 배치될 수 있다. 시편 안착부(200)는 플레이트 형상으로 구성될 수 있으며, 그 상면에 시편(S)가 놓일 수 있다.
시편 안착부(200)는 그 상면에 배치되는 소켓부(222)와, 소켓부(222)에 안착되는 볼 베어링(221)으로 이루어지는 시편 받침대(220)를 복수개 구비할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 플레이트 형상의 시편 안착부(200)에 홈이 형성되고, 홈에 원통형의 소켓부(222)가 삽입된다. 볼 베어링(221)은 소켓부(222) 상부에 형성된 소켓에 삽입되어 회전할 수 있도록 형성된다.
시편(S)을 시편 안착부(200)에 구비되어 있는 볼 베어링(221) 위에 올려 놓는 경우, 시편(S)이 볼 베어링(221)의 회전에 의해 부드럽게 이동하여 원하는 위치에 배치될 수 있다. 시편 받침대(220)는 당해 실시형태에 국한되는 것이 아니라 그 변형에 의하여 시편을 부드럽게 이동시킬 수 있는 다른 형태들도 고려할 수 있을 것이다.
시편 안착부(200)의 상면 일측에는 이탈방지부(230)가 구비되는데, 이탈방지부(230)은 시편의 이탈을 방지하도록 하는 수단이다. 이탈방지부(230)는 도 3에 도시된 바와 같이 플레이트 형상의 시편 안착부(200)의 일측에 상방으로 돌출된 측벽을 형성할 수 있다. 또한 ㄱ자 형상으로 구비될 수 있는데, 모서리가 수직인 시편(S)을 ㄱ자 형상에 밀착시켜 시편이 이탈되지 않도록 할 수 있다.
또한 금속 시편을 검사하는 경우에는 이탈방지부(230)의 일측에 금속 시편을 고정하도록 자성체(231)를 더 구비하여 자성체(231)의 자성에 의해 금속 시편이 시편 안착부(200) 위에서 유동되지 않게 한다.
스캔헤드(300)는 시편 안착부(200)의 상부에 배치되어 시편을 스캔하며 이미지를 획득하는 수단이다. 예를 들면 스캔헤드(300)는 대상물에 빛을 비추고 반사되는 빛에 대한 정보를 광센서로 수집한 다음, 수집된 정보에 해당하는 전기적 신호를 변환하고 변환된 아날로그 전기적 신호를 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환하는 수단을 포함한다. 스캔헤드(300) 내의 광원을 통해 시편 위로 빛을 비추어 시편에 대한 이미지를 획득한다.
하우징(100)은 내부에 공간을 구비하며, 그 내부에 시편 안착부(200)와 스캔헤드(300)가 설치되어 있다. 하우징(100)의 전면에는 도어(120)가 구비될 수 있으며, 이 경우 도어(120)는 내부공간(110)을 개폐한다. 하우징(100)은 밀폐되는 경우 암실을 형성할 수 있다.
도어(120)를 개방하여 하우징(100) 내부공간에 있는 시편 안착부(200)에 시편을 거치시킬 수 있고, 후술하는 바와 같이 활주 구동부(210)를 구비하는 경우 활주구동부(210)를 구동하여 시편 안착부(200)를 하우징(100) 외부로 활주이동시킬 수 있다.
도어(120)를 폐쇄하는 경우 내부공간(110)은 스캔헤드(300)가 스캔을 실시할 때에 암실의 역할을 할 수도 있다. 스캔헤드(300)가 시편(S)과 밀착되어 스캔이 되는 경우에는 스캔헤드(300)의 광원에서 나오는 빛이 다른 광원에서 나오는 빛과 섞이지 않지만, 스캔헤드(300)가 시편(S)과 이격되어 스캔이 되는 경우에는 다른 광원에서 나오는 빛과 섞여 정밀하고 선명하게 스캔할 수 없기 때문에 암실이 필요하다. 암실에서 스캔하는 경우 이미지 선명도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 하우징(100)의 측면에도 측면도어(510)가 더 구비될 수 있는데, 측면도어(510)를 개방하면 스캔헤드(300) 또는 시편(200) 안착부의 상태를 점검하거나, 고장을 수리하기가 더 용이해진다.
하우징(100) 외면 일측에는 제어부 판넬(520)이 더 구비될 수 있는데, 스캔헤드(300)를 작동시켜 스캔 및 이미지 획득을 제어하고, 후술할 구동제어부(미도시) 및 활주 구동제어부(미도시)와 연결되어 본 발명에 따른 시편 검사장치를 조작하도록 한다.
본 발명에 따른 시편 검사장치는 스캔헤드 구동부(310) 및 구동제어부(미도시)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
스캔헤드 구동부(310)는 스캔헤드(300)를 일방향으로 수평이동시키는 수단으 로서, 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에 일방향으로 배치되는 구동축(311)과, 스캔헤드(300)의 일측에 배치되는 링커(312)를 더 구비하며, 구동축(311)과 링커(312)가 축결합하여 스캔헤드(300)가 구동축(311)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 구동축(311)은 도어(120)가 구비된 전면을 기준으로 할 때 좌우방향으로 배치될 수 있다.
스캔헤드 구동부(310)는 실린더(미도시)를 더 구비하고 실린더에 의해 구동되어 스캔헤드(300)를 이동시킬 수 있는데, 이에 한정되지 않고 스캔헤드(300)를 이동시킬 수 있는 수단이라면 다양하게 변경되어 구현될 수 있을 것이다.
구동제어부는 스캔헤드 구동부(310)의 구동을 제어하는 수단으로서, 스캔헤드(300)가 원하는 위치만큼 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 시편 검사장치는 활주 구동부(210) 및 활주 구동제어부(미도시)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
활주 구동부(210)는 스캔헤드(300)가 수평이동하는 방향과 교차하는 방향으로 시편 안착부(200)를 수평이동하도록 하는 수단으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 시편 안착부(200)를 지지하는 지지 플레이트(211); 지지 플레이트(211) 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드홈(212); 및 하우징(100) 내부의 양측에 배치되며, 가이드홈(212)에 삽입되도록 형성되는 한 쌍의 가이드부(213);를 더 구비할 수 있다.
스캔헤드(300)가 앞서 설명한 바와 같이 좌우로 수평이동을 한다면, 시편 안착부(200)는 이와 교차하는 방향, 즉 전후 방향으로 이동한다. 이 때 가이드홈(212)에 가이드부(213)가 삽입되어 있어, 시편 안착부(200)는 가이드부(213)를 따라 슬라이딩 이동을 한다.
특히 하우징(100) 내부공간(110)에 배치되어 있던 시편 안착부(200)는 하우징(100) 전면부에 설치된 도어(120)가 개방되는 경우, 하우징(100) 외측까지 이동할 수 있다(도 1 참조).
활주 구동부(210)는 실린더(미도시)를 더 구비하고 실린더에 의해 구동되어 시편 안착부(200)를 이동시킬 수 있는데, 이에 한정되지 않고 시편 안착부(200)를 이동시킬 수 있는 수단이라면 다양하게 변경되어 구현될 수 있을 것이다.
활주 구동제어부는 활주 구동부(210)의 구동을 제어하는 수단으로서, 시편 안착부(200)가 원하는 위치만큼 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에 연결된 컴퓨터(600)는 스캔헤드(300)에서 스캔하고 획득한 이미지를 파일로 저장하여 관리하며, 저장된 이미지 파일을 출력하여 작업자가 시편의 상태, 품질 등을 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 검사장치의 작동에 대하여 구체적으로 설명한다.
우선, 검사할 시편을 마련한다. 금속 시편의 경우 매크로 에칭을 하여 금속조직이 잘 현출되도록 한다.
본 발명에 따른 시편 검사장치에서 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(100) 전면부에 있는 도어(120)를 열고, 활주 구동제어부(미도시)를 조작해서 활주 구동부(210)가 구동하도록 하여 시편 안착부(200)가 하우징(100) 외측으로 이동하게 한 다.
시편(S)을 시편 안착부(200)에 배치된 시편 받침대(220)위에 올려 놓는다. 시편(S)의 모서리가 직각을 이루는 경우 시편(S)을 이탈방지부(230)에 밀착시킨다(도 3 참조). 금속 시편의 경우에는 자성체(231)에 의해서 시편이 고정된다.
다시 활주 구동제어부를 조작해서 활주 구동부(210)를 구동시켜 시편 안착부(200)를 하우징(100) 내부로 이동시키고, 도어(120)를 닫는다.
구동제어부(미도시)를 통해 스캔헤드 구동부(310)를 구동하여 스캔헤드(300)를 이동시켜 스캔헤드(300)의 위치를 시편(S) 위치에 맞추어 조정한다.
스캔헤드(300)가 스캔하면서 광센서를 이용하여 이미지를 획득하면, 시편 검사 장치에 연결된 컴퓨터(600)에 이미지가 전송 및 저장되고, 이미지를 출력하여 시편의 상태, 품질 등을 검사할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 검사장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 안착부 및 활주 구동부의 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 하우징 110 : 내부공간
120 : 도어 200 : 시편 안착부
210 : 활주 구동부 211 : 지지 플레이트
212 : 가이드 홈 213 : 가이드부
221 : 볼 베어링 222 : 소켓부
230 : 이탈방지부 231 : 자성체
300 : 스캔헤드 310 : 스캔헤드 구동부
311 : 구동축 312 : 링커

Claims (9)

  1. 상측에 시편을 거치하는 시편 안착부;
    상기 시편 안착부의 상부에 배치되어 시편을 스캔하며 이미지를 획득하는 스캔헤드; 및
    상기 시편 안착부와 상기 스캔헤드가 설치되는 하우징;
    을 포함하는 시편 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 밀폐되는 경우 암실을 형성하는 시편 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캔헤드를 일방향으로 이동시키는 스캔헤드 구동부 및 상기 스캔헤드 구동부의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 시편 검사장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스캔헤드 구동부는
    상기 하우징 내부에 상기 일방향으로 배치되는 구동축과, 상기 스캔헤드의 일측에 배치되는 링커를 포함하고,
    상기 구동축과 링커가 축결합하여 스캔헤드가 구동축을 따라 이동하도록 하 는 시편 검사장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 시편 안착부를 상기 일방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 하는 활주 구동부 및 상기 활주 구동부의 구동을 제어하는 활주 구동제어부를 포함하는 시편 검사장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 활주 구동부는
    시편 안착부를 지지하는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드홈; 및
    하우징 내부의 양측에 배치되며, 상기 가이드홈에 삽입되도록 형성되는 한 쌍의 가이드부;를 포함하는 시편 검사장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 시편 안착부는 상면에 배치되는 소켓부 및 상기 소켓부에 안착되는 볼 베어링으로 이루어지는 복수개의 시편 받침대를 포함하는 시편 검사장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 시편 안착부의 상면 일측에는 시편의 이탈을 방지하도록 이탈방지부를 포함하는 시편 검사장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 시편이 금속 시편인 경우, 상기 이탈방지부의 일측에는 금속 시편을 고정하도록 자성체를 포함하는 시편 검사장치.
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