KR20150061906A - 비 파괴 크랙 검사 장치 - Google Patents

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KR20150061906A
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김병훈
변영재
장길진
유현기
장희돈
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현대자동차주식회사
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기아자동차주식회사
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Abstract

발명은, 프레스 공정에 의해 생산되는 판넬의 결함을 검사하는 비 파괴 크랙 검사 장치로서, 상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제1 센서; 상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 비 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제2 센서; 상기 제1 및 제2 센서에가 수신한 음향 신호를 증폭하여 출력하는 앰프부; 및 상기 앰프부에서 출력되는 신호를 처리하여 결함 여부를 감지하는 신호 처리부를 포함하는 비파괴 크랙 검사 장치를 제공한다.
본 발명은, 검사 대상에 대하여 소정의 음향 신호를 인가한 후, 인가된 신호가 전파되는 것을 감지하여 프레스 공정에 의한 생산품의 결함을 판단할 수 있고, 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 음향 센서와 비 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 고주파 센서를 적용하여 검출 성능이 향상될 수 있다.

Description

비 파괴 크랙 검사 장치{Apparatus for nondestructive crack inspection}
본 발명은 비 파괴 크랙 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가청 대역의 음향 센서와 비 가청 대역의 음향 센서를 적용하여 비 파괴 검사를 실시할 수 있는 비 파괴 크랙 검사 장치에 관한 것이다.
프레스 기기를 이용하여 소정의 판넬을 생산하는 공정에서, 생산되는 판넬을 실시간으로 검사할 필요가 있다.
기존에는 작업자가 육안으로 판넬을 주시하면, 판넬의 불량 여부를 검사하였지만. 검사의 속도와 정확성이 낮은 문제점이 있다.
또한, 판넬의 내부에 결함이 있는 경우에는 쉽게 관찰할 수 없어 완성된 제품의 안정성과 효율성이 크게 위협받는 문제점이 있다.
따라서 프레스 공정에 의해 판넬을 생산하는 공정에서, 생산되는 판넬의 미세 변형, 미세 균열 등의 결함여부를 초기에 감지하는 것이 필요하다.
본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 검사 대상에 대하여 소정의 음향 신호를 인가한 후, 인가된 신호가 전파되는 것을 감지하여 프레스 공정에 의한 생산품의 결함을 판단할 수 있는 비 파괴 크랙 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 음향 센서와 비 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 고주파 센서를 적용하여 검출 성능이 향상되는 비 파괴 크랙 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 판넬 생산 라인 상에서 생산되는 판넬을 검사하여 불량 판넬이 이후의 공정 라인에 투입되는 것을 방지할 수 있는 비 파괴 크랙 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 프레스 공정에 의해 생산되는 판넬의 결함을 검사하는 비 파괴 크랙 검사 장치로서, 상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제1 센서; 상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 비 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제2 센서; 상기 제1 및 제2 센서에가 수신한 음향 신호를 증폭하여 출력하는 앰프부; 및 상기 앰프부에서 출력되는 신호를 처리하여 결함 여부를 감지하는 신호 처리부를 포함하는 비파괴 크랙 검사 장치를 제공한다.
상기 판넬에 대하여 음향을 인가하는 음향 인가수단을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 센서가 센싱하는 가청 대역은 16Hz 내지 20kHz 일 수 있다.
상기 제2 센서가 센싱하는 비 가청 대역은 20kHz 이상일 수 있다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 복수개로 배치될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 검사 대상에 대하여 소정의 음향 신호를 인가한 후, 인가된 신호가 전파되는 것을 감지하여 프레스 공정에 의한 생산품의 결함을 판단할 수 있고, 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 음향 센서와 비 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 고주파 센서를 적용하여 검출 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 판넬 생산 라인 상에서 생산되는 판넬을 검사하여 불량 판넬이 이후의 공정 라인에 투입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비 파괴 크랙 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비 파괴 크랙 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 크랙 검사 장치(100)는 제1 센서(110), 제2 센서(120), 앰프부(130), 신호 처리부(140)를 포함한다.
우선, 판넬(1)에서 방출되는 음향에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
소정의 구조물에 응력이 가해지면 탄성 대역에서 소성 대역으로 이동하여 소성변형이 일어나고, 계속적인 응력이 가해지면 미세 변형 및 미세 균열 등의 결함이 발생 및 성장해서 파괴에 이른다. 이 과정 중에 소성역으로부터 각 단계마다 그 내부에 축적된 변형에너지가 탄성파의 형태로 방출되고, 구조물을 따라 전파되어 탄성파인 음향방출신호로 전파된다. 이때, 탄성파인 음향방출신호는 전파거리, 매질의 형태 및 종류 등에 따라 감쇠가 나타나고, 따라서 최초 발생지점으로부터 서로 다른 위치에서 각각 시간차를 두고 감지된다.
제1 센서(110)는 측정 대상인 판넬(1)에서 방출되는 가청 대역의 음향 신호를 감지하고, 감지한 음향에 해당하는 신호를 출력한다.
제1 센서(110)가 감지하는 음향 신호는 16Hz 내지 20kHz 의 주파수를 갖는 가청 대역일 수 있다.
제2 센서(120)는 측정 대상인 판넬(1)에서 방출되는 비 가청 대역의 음향 신호를 감지하고, 감지한 음향에 해당하는 신호를 출력한다.
제2 센서(120)가 감지하는 음향 신호는 제1 센서(110)가 감지하는 음향 신호보다 고주파 대역인 것이 바람직하다. 제2 센서(120)가 감지하는 음향 신호는 20kHz 이상의 주파수를 갖는 비가청 대역의 신호일 수 있다.
제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 탄성파(Acoustic Emission; AE)를 측정하는 AE(Acoustic Emission) 센서인 것이 바람직하다.
도면에서, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 측정 대상인 판넬(1) 상에 배치되어 있지만, 필요에 따라, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 판넬(1)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 각각 복수개로 배치될 수 있다.
복수의 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 각각 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 도면에서는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 판넬(1)의 일측에 일직선을 이루며 배치되지만, 이에 한정되지 않고 배치 형태와 배치 간격은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 탈부착이 가능하게 배치되는 것이 바람직하다.
앰프부(130)는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)와 신호선으로 연결되어, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)에서 출력되는 신호를 일정 수준으로 증폭하여 출력한다. 앰프부(130)의 신호 증폭 정도는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
신호 처리부(140)는 앰프부(130)에서 증폭되어 출력되는 신호를 처리하여 측정 대상인 판넬(1) 상의 균열을 감지한다.
여기서, 신호 처리부(140)는 각각 복수로 배치되는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)의 감지 결과에 따라, 판넬(1)의 균열을 감지한다.
우선, 신호 처리부(140)는 복수의 제1 센서(110) 또는 제2 센서(120) 각각의 감지 결과에 따라 결함 발생 지점을 감지할 수 있다.
즉, 결함이 발생된 판넬(1) 상의 소정 위치에서는 소정의 음향 신호가 방출된다. 방출된 음향 신호는 제1 센서(110)에 의해 감지될 수 있다. 여기서, 복수의 제1 센서(110)는 그 배치 위치에 따라 결함의 위치와 상대적인 거리에 차이가 있고, 이에 따라 제1 센서(110) 각각의 음향 신호 감지 시간에도 차이가 있게 된다.
신호 처리부(140)는 1초당 음향 전달 거리를 이용하여, 음향 신호 방출 지점(결함 발생 위치와 제1 센서(110) 각각의 거리를 환산한 후, 이를 이용하여 판넬(1) 상에서의 결함 발생 위치를 산출해낼 수 있다.
여기서, 제2 센서(120)의 출력 신호를 이용한 판넬 상의 결함 발생 산출은 제1 센서(110)의 출력 신호를 이용한 산출과 동일하게 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 신호 처리부(140)는 입력되는 신호의 크기에 의해 결함의 크기를 산출할 수 있다.
한편, 판넬(1)이 놓여져 있는 경우, 판넬(1)에서는 별도의 음향이 발생되지 않는다. 이를 위해, 판넬(1)에 소정의 음향을 인가하는 수단으로서, 음향 인가수단(150)을 더 포함할 수 있다.
음향 인가수단(150)은 판넬(1)에 대하여 소정의 신호를 인가하는 구성 요소로서, 사용자가 선택한 소정의 수단(스피커 등)을 이용하여 판넬(1)에 대하여 음향을 인가할 수 있다.
인가된 음향은 판넬(1)의 일단에서 타단으로 전달된다. 판넬(1) 상에 결함이 없는 경우에는 음향은 별도의 왜곡없이 전달될 수 있다. 판넬(1) 상에 결함이 있는 경우, 결함 부위를 통과하는 음향은 결함의 형상에 따라 왜곡이 발생될 수 있고, 센서를 통해 이를 인가받은 신호 처리부(140)는 왜곡 정도에 따라 판넬(1) 상의 결함을 감지할 수 있다.
본 발명은, 검사 대상에 대하여 소정의 음향 신호를 인가한 후, 인가된 신호가 전파되는 것을 감지하여 프레스 공정에 의한 생산품의 결함을 판단할 수 있고, 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 음향 센서와 비 가청 대역의 음향을 감지할 수 있는 고주파 센서를 적용하여 검출 성능이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명은 판넬 생산 라인 상에서 생산되는 판넬을 검사하여 불량 판넬이 이후의 공정 라인에 투입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 비파괴 크랙 검사 장치
110: 제1 센서
120: 제2 센서
130: 앰프부
140: 신호 처리부

Claims (5)

  1. 프레스 공정에 의해 생산되는 판넬의 결함을 검사하는 비 파괴 크랙 검사 장치로서,
    상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제1 센서;
    상기 판넬에 탈착 가능하게 구성되고 상기 판넬에서 방출되는 비 가청 대역의 음향 신호를 센싱하는 제2 센서;
    상기 제1 및 제2 센서가 수신한 음향 신호를 증폭하여 출력하는 앰프부;
    상기 앰프부에서 출력되는 신호를 처리하여 결함 여부를 감지하는 신호 처리부를 포함하는 비파괴 크랙 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판넬에 대하여 음향을 인가하는 음향 인가수단을 더 포함하는 비파괴 크랙 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서가 센싱하는 가청 대역은 16Hz 내지 20kHz인 비파괴 크랙 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 센서가 센싱하는 비 가청 대역은 20kHz 이상인 비파괴 크랙 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 복수개로 배치되는 비파괴 크랙 검사 장치.
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