KR20160039916A - 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치는 검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 과정에서 방출된 탄성파 신호를 감지하는 음향 방출 센서부, 상기 감지된 신호 중에서 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정하는 주기 측정부, 그리고 상기 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 상기 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작은 경우 상기 프레스 판넬을 정상 상태로 판단하는 결함 여부 판단부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법을 이용함으로써, 프레스 가공 과정에서 발생한 결함을 간단하게 검출할 수 있고, 결함 유무 판단이 모호한 검출 대상은 매개변수를 이용하여 더 정확하게 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.

Description

프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법{Defect Detection Apparatus of Panel and Method Thereof}
본 발명은 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판넬 제작시의 프레스 가공 과정에서 방출된 탄성파 신호를 이용하여 해당 판넬의 결함 여부를 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
재료나 제품의 건전성을 조사할 때, 주로 재질 또는 형상 치수에 변화를 주지 않는 비파괴 검사 방법을 이용하여 검사한다. 비파괴 검사 방법에는 육안 검사법, 초음파 검사법, 방사선 투과법, 음향 방사법 등이 있다. 이 중에서 육안 검사법은 사람의 눈으로 결함의 유무나 부재의 변형 등 이상 여부를 검출하는 것으로, 검사자가 검출 대상을 관찰하여 결함 유무를 판단하는 방법으로, 확대경 등의 보조기구를 사용하기도 한다. 육안 검사법은 많은 검사기기를 필요로 하지 않아 간단히 수행할 수 있지만, 충분한 지식과 기량을 가진 검사원을 필요로 한다. 육안검사법을 이용하여 프레스 판넬의 결함 유무를 판단하기도 하며, 검사자가 일정한 속도로 지나가는 검출 대상의 상하면을 비추는 거울 앞에 서서 두 거울을 번갈아가며 바라보면서 검출 대상의 결함을 검사하였다.
그리고 초음파 검사법은 검출 대상에 가해진 초음파 빔이 내부 결함을 만나면 반사되는 성질을 이용하여 검출 대상 내부의 결함을 검사한다. 반사된 초음파 에너지의 세기 및 반사 시간으로 결함유무와 결함이 발생한 위치를 구할 수 있다.
또한 엑스선이나 방사성 동위원소를 이용하여 제품 내부의 결함을 검사하는 방사선 투과법은 주로 용접부나 주조품의 결함을 검출할 때 사용하며, 방사선을 검출 대상에 조사하고, 획득한 투과 사진 상의 방사선의 강도 변화를 통하여 결함을 검출한다. 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 비파괴 검사법이지만 결함 검출을 위한 검사 시 투과되는 방사선의 양은 병원에서 엑스레이 촬영 시 사용하는 방사선의 50배인 5밀리시버트(mSv)이고, 검사 중 검사자가 방사선에 노출될 위험이 있어 각별한 주의가 요구된다.
마지막으로 음향 방사법은 고체 재료가 변형 또는 파괴될 때 발생하는 탄성파 신호를 이용하여 결함을 검사한다. 검출 대상에 탄성응력을 가하면서 결함 여부를 검사한다. 검출 대상에 복수의 음향방출 센서를 설치하고, 수집한 신호를 통하여 균열 발생 위치를 추정하고, 균열의 형태나 정도 등 다양한 정보를 해석할 수 있다. 특히 음향 방사법은 다른 비파괴 검사법에 비하여 넓은 영역의 검사가 가능하며, 설비나 구조물이 사용 중인 경우에도 감시가 가능하다. 또한 실시간 계측이 가능하고, 결함의 위치를 탐지할 수 있다. 그러나 음향방출 센서를 통하여 수집한 신호를 경험에 의존하여 해석해야 하며, 배경 잡음의 처리가 검사의 정확도에 큰 영향을 끼친다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-0309280호(2002.4.24 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판넬 제작 시 프레스 가공 과정에서 방출된 탄성파 신호를 이용하여 해당 판넬의 결함 여부를 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치는 검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 과정에서 방출된 탄성파 신호를 감지하는 음향 방출 센서부, 상기 감지된 신호 중에서 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정하는 주기 측정부, 그리고 상기 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 상기 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작은 경우 상기 프레스 판넬을 정상 상태로 판단하는 결함 여부 판단부를 포함한다.
또한, 상기 제1 기준값 및 제2 기준값은, 비교 대상이 되는 복수의 프레스 판넬로부터 기 측정한 주기의 값을 이용하여 결정되며, 상기 비교 대상 중 결함이 발생한 프레스 판넬의 주기와 상기 비교 대상 중 정상 상태인 프레스 판넬의 주기의 분포상 각각의 경계선의 값을 의미할 수 있다.
또한, 상기 감지된 신호로부터 출력전압이 상기 문턱전압보다 큰 펄스의 개수, 상기 출력전압이 문턱전압보다 큰 펄스들의 면적의 합인 에너지, 상기 주기 동안에 발생한 평균 주파수 중에서 적어도 하나의 매개변수를 추출하는 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결함 여부 판단부는, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값 사이의 값을 가질 경우에는 상기 추출된 매개변수를 이용하여 상기 프레스 판넬의 결함 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 결함 여부 판단부는, 추출된 매개변수 중에서 상기 펄스의 개수 및 상기 에너지가 기준치보다 높은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하며, 상기 평균 주파수가 기준치보다 낮은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 프레스 판넬의 결함 검출 장치에 의해 수행되는 프레스 판넬의 결함 검출 방법은 검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 과정에서 방출된 탄성파 신호를 감지하는 단계, 상기 감지된 신호 중에서 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정하는 단계, 그리고 상기 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 상기 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작은 경우 상기 프레스 판넬을 정상 상태로 판단하는 단계를 포함한다.
따라서 본 발명에 따르면 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법을 이용함으로써, 프레스 가공 과정에서 발생한 결함을 간단하게 검출할 수 있고, 결함 유무 판단이 모호한 검출 대상은 매개변수를 이용하여 더 정확하게 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 S210 단계에서 수신한 신호를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 S220 단계 및 S250 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 S230 단계 및 S240 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 S260 단계를 설명하기 위한 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 나타낸 것처럼, 프레스 판넬의 결함 검출 장치(100)는 음향 방출 센서부(110), 주기 측정부(120), 추출부(140), 결함 여부 판단부(130)를 포함한다.
먼저, 음향 방출 센서부(110)는 검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 가공 과정에서 방출된 탄성파를 감지한다. 프레스 기계를 이용하여 금속 판넬을 가공할 때, 판넬 내부에 국부적으로 형성된 변형 에너지가 급격히 해소되면서 탄성파가 방출된다. 이때 방출된 탄성파가 음향 방출(AE, Acoustic Emission) 신호이며, 음향 방출 센서부(110)는 AE센서를 이용하여 음향 방출 신호를 감지한다.
그리고 음향 방출 센서부(110)는 결함을 검출할 대상인 프레스 판넬의 표면에 부착되어 음향 방출 신호를 감지한다. 음향 방출 센서부(110)는 변형이나 파괴로 인하여 프레스 판넬로부터 음향 방출 신호가 방출될 경우, 프레스 판넬 내부의 발생원으로부터 프레스 판넬 표면에 도달한 파동에 의하여 발생하는 미소한 동적 변위를 감지하고, 감지한 신호를 전기적 신호로 변환한다. 또한 비접촉식 AE센서를 이용하여 검출 대상에 부착하지 않고 비접촉식으로 음향 방출 신호를 감지할 수도 있다.
음향 방출(AE) 신호를 이용하여, 프레스 판넬과 같은 고체 내에서 일어나는 전위의 이동, 미세 균열의 생성과 성장, 용융과 응고 등 지극히 미세한 변화의 포착이 가능하다. 프레스 기계를 이용하여 프레스 판넬을 전단하거나, 프레스 판넬을 다이 속으로 유입시킬 때, 또는 프레스 판넬에 굽힘 응력을 가하여 구부리는 과정에서 프레스 판넬로부터 음향 방출 신호가 방출된다. 이때 방출되는 음향 방출 신호를 음향 방출 센서부(110)가 감지하고, 전기적 신호로 변환한다.
그리고 주기 측정부(120)는 감지된 신호 중에서 전압이 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정한다. 전기적 신호로 변환된 신호 중에서 문턱전압 이상의 전압을 갖는 신호를 추출하고, 추출된 신호 중에서 전압이 문턱 전압보다 큰 신호가 연속하는 구간을 판단한다. 그리고 그 구간의 길이인 주기를 측정한다.
검침 대상인 프레스 판넬에서 감지한 신호에 음향 방출 신호가 포함되어 있을 경우, 감지한 신호에 전압이 큰 펄스가 많이 포함되어 있다. 따라서 문턱전압보다 큰 전압을 갖는 펄스가 연속되는 구간인 주기 정보를 추출하고, 이를 이용함으로써 해당 프레스 판넬의 결함 발생여부를 판단할 수 있다.
다음으로 결함 여부 판단부(130)는 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 측정된 주기가 제2 기준값보다 작은 경우 프레스 판넬을 정상 상태로 판단한다. 설명의 편의상, 주기값 중에서 결함이 발생한 프레스 판넬로 구분하는 기준값을 제1 기준값으로, 정상 상태의 프레스 판넬로 구분하는 기준값을 제2 기준값으로 명명한다. 그리고 제1 기준값은 제2 기준값에 비하여 크다.
그러나 검침 대상인 프레스 판넬의 주기가 제1 기준값 이하이고 제2 기준값 이상인 경우에는 주기만을 이용하여 결함 발생 여부를 판단하기 어렵다. 이 경우에는 결함 여부 판단부(130)는 후술할 추출부(140)에서 추출한 매개변수를 이용하여 2차원적으로 해당 프레스 판넬의 결함 여부를 판단할 수 있다.
마지막으로 추출부(140)는 감지된 신호로부터 출력전압이 문턱전압보다 큰 펄스의 개수, 출력전압이 문턱전압보다 큰 펄스들의 면적의 합인 에너지, 주기 동안에 발생한 평균 주파수 중에서 하나 이상의 매개변수를 추출한다.
제1 기준값보다 작고, 제2 기준값 보다 큰 주기를 갖는 프레스 판넬의 경우, 주기만을 이용하여 결함 여부를 판단하기 어렵다. 이때, 결함 여부 판단부(130)는 추출된 매개변수와 주기를 이용하여 2차원적으로 결함 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 주기가 제2 기준값보다 크고, 제1 기준값보다 작은 경우, 문턱 전압을 넘는 펄스의 개수가 기준치보다 많거나, 에너지의 수치가 기준치보다 큰 경우에는 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단한다. 그리고 평균 주파수가 기준치보다 작은 경우에도 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저 음향 방출 센서부(110)는 검출 대상인 프레스 판넬로부터 음향 방출(AE) 신호를 감지한다(S210).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 S210 단계에서 수신한 신호를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 것처럼, 음향 방출 센서부(110)는 프레스 판넬로부터 감지한 신호를 전기적 신호로 변환한다. 이를 통하여 시간에 따른 전압 값의 변화를 알 수 있다. 도 3에서 진폭이 큰 순간은 프레스 판넬에 압력이 가해진 순간을 의미한다. 감지한 신호의 한 주기를 분석하여 해당 프레스 판넬에 포함된 결함을 검출할 수 있다.
다음으로 주기 측정부(120)는 감지된 신호로부터 문턱전압을 넘는 펄스가 연속하는 구간의 주기를 측정한다(S220). 여기서 문턱전압은 음향방출 신호의 펄스와 다른 신호가 구별되는 전압의 수치를 의미한다. 문턱전압 이상의 신호를 통하여, 후술할 결함 여부 판단부(130)는 해당 신호가 방출된 프레스 판넬에 결함이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 S220 단계 및 S250 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 나타낸 것처럼, 주기 측정부(120)는 S210 단계에서 감지된 신호 중에서 문턱 전압을 넘는 펄스가 연속하여 존재하는 구간의 주기를 측정한다.
그리고 결함 여부 판단부(130)는 측정한 주기 값을 이용하여 해당 프레스 판넬의 결함 여부를 판단한다. 결함 여부 판단부(130)는 주기가 제1 기준값보다 큰 경우, 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단한다(S230).
또한 결함 여부 판단부(130)는 주기가 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작을 경우, 해당 프레스 판넬은 정상 상태인 것으로 판단한다(S240).
여기서 제1 기준값과 제2 기준값은 복수의 프레스 판넬로부터 기 측정한 주기 값을 이용하여 결정된다. 복수의 결함이 발생한 프레스 판넬과 복수의 정상적인 프레스 판넬을 대상으로 S210 단계 및 S220 단계를 실시하여 주기 값을 데이터베이스화 할 수 있다. 데이터베이스화 된 주기 값을 통하여 정상 상태의 프레스 판넬과 결함이 발생한 프레스 판넬을 구분 짓는 기준값을 2개 설정한다.
만약 주기가 제1 기준값보다 작고, 제2 기준값보다 큰 경우에는 주기만으로 결함 여부를 판단하지 않는다. 이때에는 후술할 S250 단계를 통하여 매개변수를 추출하고, 추출한 매개변수를 이용하여 해당 프레스 판넬의 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.
다음으로 추출부(140)는 S220 단계에서 감지한 신호로부터 매개변수를 추출한다(S250). 추출부(140)는 S220 단계에서 측정한 주기 동안의 신호로부터 매개변수를 추출하며, 펄스의 개수, 에너지, 평균 주파수 중에서 적어도 하나 이상의 매개변수를 추출한다. 펄스의 개수는 문턱 전압보다 큰 펄스의 개수를 의미하고, 에너지는 문턱 전압보다 큰 펄스들의 면접 합을 나타낸다. 그리고 평균 주파수는 주기 동안 발생한 신호의 주파수 평균을 의미한다.
도 4에 나타낸 것처럼, 추출부(140)는 문턱 전압을 넘는 펄스의 개수를 카운팅하여 펄스의 개수를 계산하고, 카운팅 된 펄스 중에서 문턱 전압 이상인 부분의 면적의 합을 이용하여 에너지를 계산한다. 또한 추출부(140)는 주기 동안 발생한 신호의 평균 주파수를 계산한다.
마지막으로 결함 여부 판단부(130)는 측정한 주기와 추출한 매개변수를 이용하여 해당 프레스 판넬의 결함 여부를 판단한다(S260). 결함 여부 판단부(130)는 추출한 매개변수 중에서 펄스의 개수 또는 에너지 값이 높은 프레스 판넬을 결함이 발생한 것으로 판단하고, 평균 주파수가 낮은 프레스 판넬을 결함이 발생한 것으로 판단한다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치들을 이용한 모의실험 결과에 대하여 상세하게 설명한다. 표 1에 나타낸 것처럼, 65개의 프레스 판넬을 대상으로 모의실험을 진행하였으며, 프레스 판넬의 샘플링 순서대로 1번부터 65번까지 각각의 프레스 판넬에 번호를 부여하여 구분하였다.
Sample No . Pressure ( tons ) Frictional force Final Status
1~60 170 -
 Unconfirmed
61 240
 Normal
62
Occurrence
(Used sandpaper)
 Breakage
63
170
 Crack
64
65 Normal
표 1과 같이, 1번 내지 60번 프레스 판넬에는 170톤의 압력을 가하는 프레스 가공을 실시하였고, 61번 및 62번 프레스 판넬에는 240톤의 압력을 가하였으며, 63번 내지 65번 프레스 판넬에는 170톤의 압력을 가하였다. 1번 내지 61번 프레스 판넬에는 실제 프레스 가공 현장에서 발생하는 마찰력이 생기지 않았다. 따라서 프레스 판넬의 상태 확인이 무의미하다.
62번 내지 65번 프레스 판넬에는 실제 프레스 가공 현장에서 발생하는 마찰력을 재현하기 위하여 사포(Sandpaper)를 이용하여 프레스 가공을 실시하였다. 실제 프레스 가공 현장에서는 반복된 프레스 과정으로 인하여 프레스 기계에 열이 발생하고, 발생한 열은 프레스 판넬에 마찰력으로 작용한다. 프레스 가공 과정에서 가한 압력과 프레스 기계에 발생한 열로 인한 마찰력이 합해져서 실제 프레스 판넬에 작용하게 된다. 그리고 이때 발생한 마찰력이 프레스 판넬에 결함을 발생시키는 주요 요인이다. 따라서 본 모의 실험에서는 실제 프레스 가공 현장에서 발생하는 마찰력을 사포를 이용하여 재현하였다.
프레스 가공된 63번 내지 65번의 프레스 판넬을 확인한 결과, 63번 및 64번 프레스 판넬에서는 결함이 검출되었고, 65번 프레스 판넬은 정상 상태인 것으로 확인되었다. 그리고 가해진 압력과 마찰력 발생 여부 등의 환경 변수가 동일한 63번 내지 65번 프레스 판넬을 비교하였다.
비교 결과, 도 5와 같이 각각의 프레스 판넬은 서로 다른 주기값을 가지며, 프레스의 결함 여부에 따라 주기 값이 구분되었다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 S230 단계 및 S240 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 x축을 프레스 판넬의 검사 순서를 의미하고, y축은 주기 측정부(120)에서 측정한 각각의 프레스 판넬의 주기를 의미한다.
도 5에 나타낸 것처럼, 63번 및 64번 프레스 판넬은 주기 값이 비교적 크고, 정상 상태인 65번 프레스 판넬은 비교적 낮은 주기값을 가졌다. 복수의 프레스 판넬을 대상으로 모의 실험을 진행하여 결함이 발생한 프레스 판넬과 정상 상태인 프레스 판넬을 구분하는 주기값 2개를 확인할 수 있으며, 결함이 검출된 프레스 판넬을 구분 짓는 주기값을 제1 기준값, 정상 상태인 프레스 판넬을 구분짓는 주기값을 제2 기준값으로 채택하였다.
제1 기준값과 제2 기준값 사이의 주기값은 결함이 발생한 프레스 판넬과 정상 상태인 프레스 판넬을 명확하게 판단하지 못하는 주기값의 범위를 의미한다. 결함 여부 판단부(130)는 제1 기준값과 제2 기준값 사이의 주기를 갖는 프레스 판넬의 결함 여부는 추출부(140)에서 추출된 매개변수를 이용하여 판단할 수 있다.
또한 제1 기준값과 제2 기준값은 동일한 값을 가질 수 있으며, 결함 여부 판단부(130)는 매개변수를 이용하지 않고, 하나의 기준값을 이용하여 프레스 판넬의 결함 여부를 판단할 수 있다.
이하에서는 도 6a 및 6b를 통하여 추출한 매개변수를 이용하여 제1 기준값과 제2 기준값 사이의 주기를 갖는 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 S260 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 에너지 매개변수를 이용하여 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 모의실험 결과, 결함이 발생한 프레스 판넬의 에너지 값은 상대적으로 컸으며, 정상 상태인 프레스 판넬의 에너지 값은 비교적 작았다.
다음으로 도 6b는 평균주파수 매개변수를 이용하여 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 모의 실험 결과, 결함이 발생한 프레스 판넬의 평균 주파수는 상대적으로 작았으며, 결함이 발생하지 않은 정상 상태의 프레스 판넬은 비교적 큰 평균 주파수를 가졌다.
따라서, 결함 여부 판단부(130)는 모의실험 결과에 따른 각 매개변수의 기준치를 설정하고, 설정한 매개변수의 기준치를 이용하여 검출 대상인 프레스 판넬의 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.
먼저 추출부(140)는 복수의 프레스 판넬을 대상으로 매개변수를 추출하고, 결함 여부 판단부(130)는 정상 상태의 프레스 판넬과 결함이 발생한 프레스 판넬을 구분하는 매개변수의 기준치를 설정한다.
그리고 추출부(140)는 제1 기준값과 제2 기준값 사이의 주기값을 갖는 검출 대상인 프레스 판넬의 매개변수를 추출하고, 결함 여부 판단부(130)는 추출한 매개변수와 설정된 매개변수의 기준치를 비교하여 해당 프레스 판넬의 결함 발생 여부를 판단한다.
추출부(140)에서 추출된 매개변수 중에서 펄스의 개수 또는 에너지가 각각 펄스의 개수 기준치 또는 에너지의 기준치를 초과하는 경우, 해당 프레스 판넬은 결함이 발생한 것으로 판단한다. 그리고 평균 주파수가 평균 주파수의 기준치보다 작은 경우, 해다 프레스 판넬은 결함이 발생한 것으로 판단한다.
본 발명의 실시예에 따른 프레스 판넬의 결함 검출 장치(100)는 재료에 파단 강도 이상의 압력을 가하여 잘라내는 전단 가공이나, 재료에 힘을 가하여 굽힘 응력을 발생시켜 여러 모양으로 재료를 가공하는 굽힘 가공, 그리고 재료를 다이 속으로 유입시키면서 이음매가 없는 용기를 성형하는 드로잉 가공, 또는 재료에 강한 압축력을 가하여 소재 변형을 일으키면서 틀 내부의 형상대로 제품이 성형되도록 하는 압축 가공 등 다양한 프레스 가공 과정에 적용하여 각종 재료의 가공 과정에서 발생하는 결함을 검출할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법을 이용함으로써, 프레스 가공 과정에서 발생한 결함을 간단하게 검출할 수 있고, 결함 유무 판단이 모호한 검출 대상은 매개변수를 이용하여 더 정확하게 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 분산 프레스 판넬의 결함 검출 장치
110 : 음향 방출 센서부 120 : 주기 측정부
130 : 결함 여부 판단부 140 : 추출부

Claims (10)

  1. 검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 과정에서 방출된 탄성파 신호를 감지하는 음향 방출 센서부,
    상기 감지된 신호 중에서 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정하는 주기 측정부, 그리고
    상기 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 상기 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작은 경우 상기 프레스 판넬을 정상 상태로 판단하는 결함 여부 판단부를 포함하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준값 및 제2 기준값은,
    비교 대상이 되는 복수의 프레스 판넬로부터 기 측정한 주기의 값을 이용하여 결정되며,
    상기 비교 대상 중 결함이 발생한 프레스 판넬의 주기와 상기 비교 대상 중 정상 상태인 프레스 판넬의 주기의 분포상 각각의 경계선의 값을 의미하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지된 신호로부터 출력전압이 상기 문턱전압보다 큰 펄스의 개수, 상기 출력전압이 문턱전압보다 큰 펄스들의 면적의 합인 에너지, 상기 주기 동안에 발생한 평균 주파수 중에서 적어도 하나의 매개변수를 추출하는 추출부를 더 포함하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결함 여부 판단부는,
    상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값 사이의 값을 가질 경우에는 상기 추출된 매개변수를 이용하여 상기 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결함 여부 판단부는,
    추출된 매개변수 중에서 상기 펄스의 개수 및 상기 에너지가 기준치보다 높은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하며,
    상기 평균 주파수가 기준치보다 낮은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 장치.
  6. 프레스 판넬의 결함 검출 장치를 이용한 결함 검출 방법에 있어서,
    검출 대상인 프레스 판넬로부터 프레스 과정에서 방출된 탄성파 신호를 감지하는 단계,
    상기 감지된 신호 중에서 문턱전압보다 큰 신호가 연속적으로 나타나는 구간인 주기를 측정하는 단계, 그리고
    상기 측정된 주기가 제1 기준값보다 큰 경우 상기 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값보다 작은 경우 상기 프레스 판넬을 정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는 프레스 판넬의 결함 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기준값 및 제2 기준값은,
    비교 대상이 되는 복수의 프레스 판넬로부터 기 측정한 주기의 값을 이용하여 결정되며,
    상기 비교 대상 중 결함이 발생한 프레스 판넬의 주기와 상기 비교 대상 중 정상 상태인 프레스 판넬의 주기의 분포상 각각의 경계선의 값을 의미하는 프레스 판넬의 결함 검출 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 감지된 신호로부터 출력전압이 상기 문턱전압보다 큰 펄스의 개수, 상기 출력전압이 문턱전압보다 큰 펄스들의 면적의 합인 에너지, 상기 주기 동안에 발생한 평균 주파수 중에서 적어도 하나의 매개변수를 추출하는 단계를 더 포함하는 프레스 판넬의 결함 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 단계는,
    상기 측정된 주기가 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값 사이의 값을 가질 경우에는 상기 추출된 매개변수를 이용하여 상기 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프레스 판넬의 결함 여부를 판단하는 단계는,
    추출된 매개변수 중에서 상기 펄스의 개수 및 상기 에너지가 기준치보다 높은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하며,
    상기 평균 주파수가 기준치보다 낮은 경우 해당 프레스 판넬에 결함이 발생한 것으로 판단하는 프레스 판넬의 결함 검출 방법.
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