KR20130129720A - 와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 가공 방법 - Google Patents

와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는, 공급되는 모재에 전조 가공을 수행하는 전조롤러를 포함하는 가공부와, 상기 가공부에 모재가 공급되기 전에 와전류 탐상 검사를 통해 모재의 경도분포 및 결함여부를 검사하는 모재 검사부와, 상기 모재 검사부를 통해 측정된 와전류 신호를 분석하여 모재의 경도를 계산하고, 결함여부를 판별하여 구동부에 제어신호를 송출하는 제어부와, 상기 제어부의 신호에 따라 가공부를 구동하는 구동부 및 상기 전조롤러의 위치와 전조롤러에 가해지는 압력을 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 와전류를 이용한 전조 가공 방법은, 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법은, 전조기에 가공할 모재를 공급하는 모재공급단계와, 전조 롤러에서 모재가 가공되기 전에 와전류 탐상기로 모재의 와전류를 검사하는 모재 와전류 탐상단계와, 상기 와전류 탐상단계에서 측정된 유도전류 값을 분석하여 모재의 경도 값을 계산하고 모재의 결함여부를 판별하는 경도 계산 및 불량판별단계와, 상기 경도 계산 단계에서 계산된 경도 값에 대응하는 가공조건을 결정하는 가공모드선택단계 및 상기 가공모드선택단계에서 선택된 가공모드에 해당하는 가공조건에 따라 모재를 가공하는 전조가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 가공 방법{ROLLING MACHINE AND ROLLING METHOD USING EDDY CURRENT TESTER}
본 발명은 와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조가공방법에 관한 것으로서, 전조롤러에 의한 전조 가공 전에 공급되는 모재의 경도와 결함여부를 와전류 탐상기를 통해 검사하고 모재의 경도분포에 따라 적절한 가공조건을 선택하여 가공하도록 제어하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기와 그 전조가공방법에 관한 것이다.
일반적으로 나사가공 등의 전조가공을 수행함에 있어서, 전조기에 공급되는 소재에 외부크랙, 균열, 불순물 함유 등의 결함이 존재할 경우, 전조 가공시 결함이 존재하는 부분에는 가공불량이 발생하게 된다.
또한, 가공될 소재의 길이가 긴 경우에는 소재의 길이 방향을 따라 그 경도값이 일정하지 아니하고 공급되는 소재별로 특정한 경도분포를 가지게 된다. 경도는 소재의 전조 가공시 가공 조건에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나인데, 소재가 일정한 경도값을 가지지 아니하고 그 경도값이 달라짐에도 이를 반영하지 아니하고 일정한 가공 조건으로 가공을 하게 되면 전조가공에 의해 형성된 나산산의 모양이 일정하지 아니하거나 나사 뭉개짐, 이중 나사산 발생 등의 문제점이 발생하게 된다.
상기한 소재 내부에 존재하는 결함여부는 제작과정에서 육안으로 식별이 어렵고 검사가 불가능하여 가공된 제품을 선택적으로 샘플링하여 제품을 절단하는 등의 방법을 통하여 제품에 발생된 크랙 등의 결함을 검사하고 있는 실정이다.
상기의 방법을 개선하기 위하여 소재의 비파괴 검사 및 검사장치를 사용하고 있으나 그 검사방법은 기계장치에서 소재를 검사장치에 안치시키고 검사물에 초음파를 조사하여 반사되는 에코의 크기로부터 결함여부를 판별하거나 X선을 조사하여 투과하는 X선을 촬영하여 균열 및 크랙 등의 결함여부를 판별하고 후속공정으로 이송장치에 의해 이송시켜 작업을 수행하였다. 최근에는 비파괴 검사 중에서 와전류 탐상기를 이용하여 소재의 결함여부를 판별하는 와전류 탐상 시험이 많이 사용되고 있다.
와전류 탐상시험이란 대상 시험체에 와전류를 유도하여 이 전류와 재질 사이의 상호 작용을 관찰하여 시험체의 상태를 분석하는 비파괴검사 기술로 검사시 탐촉자가 시험체에 접촉되지 않고 고속으로 검사가 가능하여 널리 활용되고 있다. 와전류 탐상 시험의 원리를 보면 와전류 탐상기의 전자기코일에 전류가 흘러 자기장이 발생되면 발생된 자기장에 의해 검사 대상물에 와전류(유도전류)를 형성시키고, 형성된 와전류에 의해 전자기코일의 임피던스의 변화가 발생한다. 이러한 임피던스 변화를 측정하여 검사 대상물의 다양한 특성을 파악하는데 이용된다.
와전류 탐상 시험이 적용되는 사례를 보면 크랙검사, 열처리 유무검사, 경화 깊이 측정검사, 가공 유무검사, 형상 변화검사, 수치검사 및 경도검사 등에 적용되고 있다.
종래에는 전조 가공 시 상기한 와전류 탐상에 의한 소재의 결함 여부를 확인하지 아니하고 가공을 하거나 별도의 공정으로 와전류 탐상에 의한 소재 결함 여부를 확인하는 수준에 머물렀으며, 길이가 긴 소재의 경도값이 일정하지 아니하고 특정한 분포값을 가짐에도 불구하고 소재의 경도변화를 반영하지 아니하고 전조 가공을 함으로써, 가공 시 불량의 발생률이 높고, 가공품질이 일정하지 아니하며, 경우에 따라서는 전조롤러에 무리를 일으켜 전조롤러의 수명 단축을 야기하는 문제점을 가지고 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전조기에 공급되는 모재(이하에서는 가공전의 소재를 모재, 가공 후의 소재를 가공재로 구분하여 사용한다.)를 전조 가공 전에 와전류 탐상을 통해 크랙 등의 결함여부를 판별하고, 모재의 경도분포를 반영하여 그 가공 조건을 경도값에 맞게 적절히 제어함으로써, 가공불량을 미리 방지하고 가공 품질이 일정한 가공물을 생산하도록 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 방법을 제공함에 있다. 또한, 전조 가공이 수행된 가공물에 대해 와전류 탐상 검사를 수행하여 불량품과 양품을 선별함으로써, 별도의 불량검사 공정이 필요 없는 전조기 및 전조 가공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는, 공급되는 모재에 전조 가공을 수행하는 전조롤러를 포함하는 가공부와, 상기 가공부에 모재가 공급되기 전에 와전류 탐상 검사를 통해 모재의 경도분포 및 결함여부를 검사하는 모재 검사부와, 상기 모재 검사부를 통해 측정된 와전류 신호를 분석하여 모재의 경도를 계산하고, 결함여부를 판별하여 구동부에 제어신호를 송출하는 제어부와, 상기 제어부의 신호에 따라 가공부를 구동하는 구동부 및 상기 전조롤러의 위치와 전조롤러에 가해지는 압력을 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 제어부는 상기 모재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 경도값을 계산하는 경도계산부와, 상기 경도계산부에 의해 계산된 경도값에 따라 대응되는 가공조건을 결정하는 가공모드선택부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더불어, 상기 제어부는 상기 모재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 결함여부를 판별하는 모재불량판별부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모재불량판별부에 의해 가공부에 공급되는 모재가 크랙, 불순물 함유 등에 의한 불량으로 판별되는 경우, 가공을 멈추고 불량으로 판별된 모재를 배출하는 불량모재 배출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는, 상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재를 와전류 탐상 검사를 통해 결함여부를 검사하는 가공재 검사부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 가공재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 가공재 불량판별부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 경우, 상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재 중 불량품으로 판별된 가공재를 적재하는 불량품 적재부와, 상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재 중 양품으로 판별된 가공재를 적재하는 양품 적재부, 및
상기 가공부를 통해 전조 가공되어 배출되는 가공재를 상기 제어부의 가공재 불량판별부의 신호에 따라 불량품 적재부 또는 양품 적재부로 이동시키는 선별수단을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법은, 전조기에 가공할 모재를 공급하는 모재공급단계와, 전조 롤러에서 모재가 가공되기 전에 와전류 탐상기(ECT : Eddy Current Tester)로 모재의 와전류를 검사하는 모재 와전류 탐상단계와, 상기 와전류 탐상단계에서 측정된 유도전류 값을 분석하여 모재의 경도 값을 계산하고 모재의 결함여부를 판별하는 경도 계산 및 불량판별단계와, 상기 경도 계산 단계에서 계산된 경도 값에 대응하는 가공조건을 결정하는 가공모드선택단계 및 상기 가공모드선택단계에서 선택된 가공모드에 해당하는 가공조건에 따라 모재를 가공하는 전조가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 전조가공단계에 의해 가공된 가공재에 와전류 탐상기를 이용하여 가공재의 와전류를 검사하는 가공재 와전류 탐상단계와, 상기 가공재 와전류 탐상단계에서 측정된 유도전류 값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 가공재 불량판별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더불어, 상기 가공재 불량판별단계에서 판별된 결과에 따라 가공재를 불량품 적재부와 양품 적재부 중 어느 하나로 선별하여 적재하는 선별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전조기에 공급되는 모재의 결함여부와 경도분포를 와전류 탐상 검사를 통해 확인함으로써, 가공 불량을 현저히 줄이고, 가공 품질을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 크랙, 불순물 함유 등의 결함을 가지고 있는 모재 가공시에 전조기에 가해질 수 있는 충격을 방지하여 전조기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한, 가공재를 와전류 탐상 검사를 통해 불량여부를 판별함으로써, 별도의 불량검사 공정을 생략할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조방법에 관한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조방법에 관한 순서도.
도 4는 가공될 모재의 경도분포를 나타낸 예시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 말하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4을 참조하여 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 가공 방법의 바람직한 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기의 개념도이며, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법에 관한 순서도 이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는, 공급되는 모재(1)에 전조 가공을 수행하는 전조롤러(11)를 포함하는 가공부(10)와, 상기 가공부(10)에 모재(1)가 공급되기 전에 와전류 탐상 검사를 통해 모재의 경도분포 및 결함여부를 검사하는 모재 검사부(50)와, 상기 모재 검사부(50)를 통해 측정된 와전류 신호를 분석하여 모재의 경도를 계산하고, 결함여부를 판별하여 구동부에 제어신호를 송출하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 신호에 따라 가공부(10)를 구동하는 구동부(20) 및 상기 전조롤러(11)의 위치와 전조롤러(11)에 가해지는 압력을 측정하는 센서부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가공부(10)는 외면에 나사 가공 등의 전조 가공을 수행할 수 있도록 가공면이 형성된 전조롤러(11)와 전조롤러를 지지하는 각종 장치들을 모두 포함하는 부분이며, 통상의 전조기에 사용되는 가공부와 동일한 구성이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
가공부(10)를 구동하는 구동부(20)는 한 쌍의 전조롤러(11)를 회전구동하는 회전구동모터(도면미표시)와 전조롤러 중 적어도 어느 하나의 위치를 변화시킬 수 있는 위치제어모터(도면미표시)를 포함하여 구성될 수 있다. 전조기에 사용되는 회전구동모터는 주로 전조롤러의 회전수를 제어할 수 있는 서보모터를 사용하는 것이 바람직하며, 위치제어모터는 제어부의 신호에 따라 전조롤러의 위치를 변화시킨다. 통상적으로 전조롤러 중 하나는 그 축의 위치가 고정되는 주축, 다른 하나는 축의 위치를 변화시킬 수 있는 부축인데, 부축의 위치를 변화시킴에 따라 전조롤러(11) 간의 간격을 조절하고 가공되는 소재에 가해지는 압력을 조절할 수 있게 된다.
상기 센서부(40)는, 상기 전조롤러(11)의 위치를 측정하는 위치센서(42)와 전조롤러에 가해지는 압력을 측정하는 압력센서(41)를 포함하여 구성된다. 위치센서(42)에서 측정한 전조롤러(11)의 간격과 전조롤러에 가해지는 압력값을 제어부(30)에 송출하면, 제어부(30)는 전조롤러(11)에 일정한 위치와 설정된 압력이 가해지도록 구동부(20)에 신호를 보내 제어하게 된다.
본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는 모재(1)가 가공부(10)에 공급되기 전에 모재의 결함여부와 경도값을 측정하기 위한 모재 검사부(50)를 포함한다. 모재 검사부(50)는 와전류 탐상기(ECT : Eddy-Current Tester)를 채택한다. 소재의 결함여부를 검사하는 비파괴 검사 수단으로는 초음파와 X선 등을 사용하기도 하지만, 움직이는 모재에 적용하기는 부적합하며, 결함여부와 경도값을 동시에 측정하기 위해서는 와전류 탐상기를 채택하여야 한다. 와전류 탐상기는 주로 소재에 발생된 크랙, 함유된 불순물 등에 의한 결함을 검사하는데 주로 사용되고 있으며, 이 밖에 표면 열처리 정도를 판단하는데도 많이 사용되고 있다. 최근에는 경도값의 측정에도 사용되고 있다. 경도값의 측정은, 경도값을 측정하여 알고 있는 표준대상물의 와전류 값과 측정대상물의 와전류 값을 비교 분석하여 경도값을 예측할 수 있다. 직접 경도를 측정하는 방법에 비하여 정확한 경도값을 측정할 수는 없으나, 일정한 오차 범위내에서 경도값을 예측할 수 있다.
상기 제어부(30)는 상기 모재 검사부(50)에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 경도값을 계산하는 경도계산부(31)와, 상기 경도계산부(31)에 의해 계산된 경도값에 따라 대응되는 가공조건을 결정하는 가공모드선택부(32) 및 상기 모재 검사부(50)에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 결함여부를 판별하는 모재 불량판별부(33)를 포함하여 구성된다. 도 4는 모재의 경도분포를 나타내는 예시도이다. 도 4에 도시된 경도분포는 예시에 불과한 것으로 각 모재마다 다른 경도분포를 가진다. 도 4에 도시된 바와 같이 일정 이상의 길이를 가지는 소재는 길이방향으로 특정한 경도분포를 가진다. 어떤 부분은 모재 표준 경도값(부위에 관계없이 일정한 경도값을 가지는 비교 표준이 되는 모재의 경도값으로 정의한다.) 보다 낮은 경도값을 가지며 어떤 부분은 모재 표준 경도값 보다 높은 경도값을 가진다.
일정한 품질을 가지는 전조 가공을 위해서는, 가공 부위의 경도값이 달라지게 되면 이에 적합한 가공 조건이 달라져야 한다. 만약 일정한 가공조건으로만 가공하게 되면 경도값이 높은 부위와 낮은 부위에 형성된 나사산의 높이, 형상 등의 가공 결과에 차이가 나게 되어, 품질의 일정성을 보장할 수 없고 불량이 발생할 확률이 높아지게 된다. 따라서, 측정된 경도값에 따라, 전조롤러의 회전수, 절입 깊이, 전조롤러에 가해지는 압력 등의 가공 조건을 제어함으로써 일정한 품질을 가지도록 전조 가공할 수 있다.
와전류 탐상기를 통해 모재의 경도값을 측정하는 것은 간접적인 경도 측정법이므로 물리적인 방법에 의한 직접 측정법에 비해 정확하지 않으며, 일정 범위의 오차가 발생하게 된다. 또한, 모재의 경도값은 길이 방향으로 연속적으로 변하므로 미세한 경도 변화에 대하여 가공 조건을 일일이 제어하기는 힘들다. 따라서, 모재의 경도값을 측정하되 아래 표 1에 기재된 바와 같이 경도값이 일정한 구간에 속하는지를 예측하고, 해당 구간에 속해 있는 동안에는 일정한 가공 조건을 유지하도록 제어한다.
구간경도값(Hv)
(중간값)		 전조롤러 회전수
(RPM)		 절입 깊이
(mm)		 압력
(kgf/cm²)
105 - 115
(110)		 34 1.25 17
115 - 125
(120)		 30 1.2 18
125 - 135
(130)		 27 1.1 20
상기와 같이 일정 구간 별 경도값을 예측하여 그에 따른 설정된 가공 조건이 적용된 가공모드를 선택하여 전조 가공하면 제어가 용이하면서도 일정한 품질을 가지도록 모재를 가공할 수 있게 된다. 예를 들어 경도값이 115 내지 125 Hv(비커스경도) 구간으로 예측될 경우, 이에 대응하는 27 RPM 의 전조롤러 회전수, 1.2 mm 의 절입 깊이, 20 kgf/cm²의 압력으로 가공하게 되고, 가공 중 예측되는 경도값이 125 내지 135 Hv 구간으로 변경 예측될 경우, 이에 대응하는 전조롤러 회전수 27 RPM, 절입깊이 1.1mm, 압력 20kgf/cm²로 가공 조건이 변경되도록 제어된다.
경도값 측정에 따라 선택된 가공모드에 따라 전조 가공을 함에 있어, 모재 검사부(40)와 가공부(10)는 일정한 거리(d)가 있으므로, 경도값이 측정된 부위가 가공부(10)에 도달했을때 대응된 가공 조건으로 가공되도록 타임 딜레이(Time-delay : T)를 반영한다. 딜레이 되는 시간은 거리 d 를 모재(1)의 이송속도(f)로 나누어 계산할 수 있다.
즉, T = d/f 이다. 이때 이송속도는 일반적으로 전조롤러의 회전속도에 의해 결정된다.
본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는 상기 모재불량판별부(33)에 의해 가공부에 공급되는 모재가 크랙, 불순물 함유 등에 의한 불량으로 판별되는 경우, 가공을 멈추고 불량으로 판별된 모재를 배출하는 불량모재 배출수단(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 불량한 모재는 가공 불량을 야기하고 전조기에 무리를 주어 고장의 원인이 되므로 불량으로 판별된 모재는 가공을 하지 않고 밖으로 배출하는 것이 바람직하다. 불량한 모재를 배출하기 위해 배출수단(70)이 구비되는데, 배출수단(70)은 제어부(30)에 의해 제어되는 에어실린더(70) 등을 채택할 수 있다. 제어부의 모재 불량판별부(33)에서 모재가 불량한 것으로 판별하면 제어부(30)의 신호에 따라 가공부(10)의 전조롤러(11)가 일정 이상의 간격으로 이격되어 가공을 멈추고 에어실린더(70)가 모재(1)를 가공부(10) 바깥으로 밀어내게 된다.
본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기는, 상기 가공부(10)를 통해 전조 가공된 가공재(2)를 와전류 탐상 검사를 통해 결함여부를 검사하는 가공재 검사부(60)를 더 포함하고, 상기 제어부(30)는, 상기 가공재 검사부(60)에서 측정된 유도전류값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 가공재 불량판별부(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 전조 가공된 가공재(2)에 나사 뭉게짐, 이중 나사산 등의 불량이 발생하는지 여부를 확인하기 위하여 전조롤러(11)와 일정 거리 이격된 곳에 와전류 탐상기를 포함한 가공재 검사부(60)를 설치할 수 있다. 가공재(2)에 와전류 탐상기에 의해 와전류를 유도하고, 와전류 값을 측정하여 가공재 불량판별부(34)에서 가공재의 불량여부를 판별한다.
가공재 불량판별부(34)에서 불량품으로 판별된 가공재는 불량품 적재부(82)로 이송 적재하고, 양품으로 판별된 가공재는 양품 적재부(81)로 이송하여 적재한다. 도 1에 도시된 바와 같이 가공재가 전조 가공되어 배출되면 선별수단(90)에 의해 불량 또는 양품 적재부로 이송하게 된다. 선별수단(90)은 제어부(30)의 신호에 따라 구동되고, 가공재를 불량품 적재부(82)와 양품 적재부(81)로 이동시킬 수 있는 다양한 수단이 채택될 수 있다.
본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법은, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 모재공급단계(S10), 모재 와전류 탐상단계(S20), 경도 계산 및 불량판별단계(S30), 가공모드선택단계(S40) 및 전조가공단계(S50)를 포함하며, 가공재 불량판별단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
모재공급단계(S10)에서는 전조기에 모재가 공급된다. 모재의 공급방법은 통상적인 소재 공급방법에서 채택된다. 모재(1)를 가공부(10)에 밀어서 공급할 경우 상기의 배출수단(70)이 모재 공급의 역할을 수행할 수도 있다.
모재 와전류 탐상단계(S20)에서는 모재가 가공부(10)에서 가공되기 전에 와전류 탐상기로 모재의 상태를 검사한다. 모재에 자기장을 가하여 와전류가 형성되도록 유도하고, 유도된 와전류의 값을 측정하여 제어부(30)로 송출한다.
경도 계산 및 불량 판별단계(S30)에서는 상기 모재 와전류 탐상단계(S20)에서 측정된 유도전류 값을 분석하여 모재의 경도 값과 불량여부를 판별한다. 상기에서 설명한 바와 같이 모재의 경도값은 모재의 와전류를 표준 경도값을 가지는 모재의 와전류신호와 비교분석하여 예측하며 속하는 일정 구간값으로 결정하는 것이 바람직하다. 측정된 와전류신호로부터 모재의 경도값을 계산함과 동시에 모재의 불량여부를 판별한다. 모재에 크랙 등의 결함이 있는 경우에는 와전류값이 급격하게 변화하고 이에 따른 이상 신호가 감지된다. 모재 불량판별부(33)에서 모재가 불량한 것으로 판별하면 가공을 멈추고 모재를 배출하여 불량품 적재부(82)로 이송한다.
가공모드선택단계(S40)는 상기 경도 계산부(31)에서 예측된 경도값에 따라 적절한 가공모드를 선택하여 구동부(20)에 제어신호를 보내는 과정이다. 각 가공 모드에서 적용되는 가공 조건은 실험을 통해 특정 경도값에 적합한 전조롤러 회전수, 전조롤러에 가해지는 압력 등을 확정하여 가공모드선택부(32)에 저장된다. 가공모드선택부(32)는 예측된 경도값이 상기 표 1에 예시 기재된 경도범위에 속하면 이에 대응하는 가공 모드에 해당하는 가공 조건으로 가공을 수행하도록 구동부(20)에 제어신호를 보내게 된다.
가공재 불량판별단계(S60)는 상기 전조가공단계(S50)에 의해 가공된 가공재에 와전류 탐상기를 이용하여 가공재의 와전류를 검사하고, 상기에서 측정된 가공재에 발생한 유도전류 값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 단계이며, 선별단계(S70)는, 상기 가공재 불량판별단계(S60)에서 판별된 결과에 따라 가공재를 불량품 적재부(82)와 양품 적재부(81) 중 어느 하나로 선별하여 적재하는 단계이다. 앞서 설명한 바와 같이 제어부(30)의 가공재 불량판별부(34)에서 가공재가 불량한 것으로 판별되면 선별수단(90)에 의해 불량품 적재부(82) 또는 양품 적재부(81)로 선별 이송하여 적재한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 와전류 탐상기를 이용한 전조기 및 전조 가공 방법에 따라 모재를 가공하기 전에 와전류 탐상기에 의해 모재의 와전류를 측정하여 모재의 경도값을 예측하고, 예측된 경도값에 대응한 적절한 가공 조건을 부여함으로써, 일정한 품질의 전조 가공물을 생산할 수 있고, 전조기의 내구성 향상에 기여할 수 있으며, 전조 가공 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
1 : 모재
2 : 가공재
10 : 가공부
11 : 전조롤러
20 : 구동부
30 : 제어부
31 : 경도계산부
32 : 가공모드선택부
33 : 모재 불량판별부
34 : 가공재 불량판별부
40 : 센서부
41 : 압력센서
42 : 위치센서
50 : 모재 검사부
60 : 가공재 검사부
70 : 불량모재 배출수단
81: 양품 적재부
82 : 불량품 적재부
90 : 선별수단

Claims (9)

  1. 전조기에 있어서,
    공급되는 모재에 전조 가공을 수행하는 전조롤러를 포함하는 가공부;
    상기 가공부에 모재가 공급되기 전에 와전류 탐상 검사를 통해 모재의 경도분포 및 결함여부를 검사하는 모재 검사부;
    상기 모재 검사부를 통해 측정된 와전류 신호를 분석하여 모재의 경도를 계산하고, 결함여부를 판별하여 구동부에 제어신호를 송출하는 제어부;
    상기 제어부의 신호에 따라 가공부를 구동하는 구동부; 및
    상기 전조롤러의 위치와 전조롤러에 가해지는 압력을 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 경도값을 계산하는 경도계산부와, 상기 경도계산부에 의해 계산된 경도값에 따라 대응되는 가공조건을 결정하는 가공모드선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 모재의 결함여부를 판별하는 모재불량판별부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 모재불량판별부에 의해 가공부에 공급되는 모재가 크랙, 불순물 함유 등에 의한 불량으로 판별되는 경우, 가공을 멈추고 불량으로 판별된 모재를 배출하는 불량모재 배출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  5. 제 1항 내지 제 3항에 있어서,
    상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재를 와전류 탐상 검사를 통해 결함여부를 검사하는 가공재 검사부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 가공재 검사부에서 측정된 유도전류값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 가공재 불량판별부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재 중 불량품으로 판별된 가공재를 적재하는 불량품 적재부와, 상기 가공부를 통해 전조 가공된 가공재 중 양품으로 판별된 가공재를 적재하는 양품 적재부, 및
    상기 가공부를 통해 전조 가공되어 배출되는 가공재를 상기 제어부의 가공재 불량판별부의 신호에 따라 불량품 적재부 또는 양품 적재부로 이동시키는 선별수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조기.
  7. 전조 가공 방법에 있어서,
    전조기에 가공할 모재를 공급하는 모재공급단계;
    전조 롤러에서 모재가 가공되기 전에 와전류 탐상기(ECT : Eddy Current Tester)로 모재의 와전류를 검사하는 모재 와전류 탐상단계;
    상기 와전류 탐상단계에서 측정된 유도전류 값을 분석하여 모재의 경도 값을 계산하고 모재의 결함여부를 판별하는 경도 계산 및 불량판별단계;
    상기 경도 계산 단계에서 계산된 경도 값에 대응하는 가공조건을 결정하는 가공모드선택단계; 및
    상기 가공모드선택단계에서 선택된 가공모드에 해당하는 가공조건에 따라 모재를 가공하는 전조가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전조가공단계에 의해 가공된 가공재에 와전류 탐상기를 이용하여 가공재의 와전류를 검사하고, 상기에서 측정된 가공재의 유도전류 값을 분석하여 가공재의 불량여부를 판별하는 가공재 불량판별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모재 불량판별단계 및 가공재 불량판별단계에서 판별된 결과에 따라 가공재를 불량품 적재부와 양품 적재부 중 어느 하나로 선별하여 적재하는 선별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상기를 이용한 전조 가공 방법.
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