KR20160085030A - Apparatus of inspecting bonding of mechanical member using natural frequency - Google Patents

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Abstract

An apparatus for inspecting a joint condition of a mechanical member formed by joining multiple members comprises: a vibrating device configured to vibrate the member; a sensor configured to measure a vibration of the member; and an operating device configured to compute natural frequency data from vibration data of the member, measured by the sensor. The operating device compares the natural frequency data, which is measured by the sensor and computed, with known natural frequency data, which the member shows when the joint condition is perfect, to evaluate the joint condition of the member.

Description

고유 진동수를 이용한 기계 부재의 접합 상태 검사 장치{Apparatus of inspecting bonding of mechanical member using natural frequency}Technical Field [0001] The present invention relates to an apparatus for inspecting bonding of a mechanical member using a natural frequency,

본 발명은 부재의 접합 상태 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 부품을 접합하여 형성된 기계 부속에서 접합 부위의 상태를 고유 진동수를 이용해 검사하기 위한 접합 상태 검사 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bonding state inspection apparatus for a member, and more particularly, to a bonding state inspection apparatus for inspecting a state of a bonding site using a natural frequency in a machine part formed by bonding a plurality of components.

다양한 형태와 용도의 요구에 따라, 복수의 금속인 부품을 접합하여 하나의 부재를 형성하는 경우가 많이 있다. In many cases, one member is formed by bonding a plurality of metal parts according to demands of various forms and uses.

두 금속인 부품을 접합하기 위한 방법으로 용접이나 소위 브레이징(brazing) 접합이라고 하는 방법 등이 이용되고 있다. As a method for joining two metal parts, a method called welding or so-called brazing bonding is used.

브레이징 접합은 경납땜이라고도 하며, 놋쇠납, 은납 등을 접착제로 하여 접착부를 가열하고, 이것을 용해시켜서 접합시키는 방법이다. The brazing joint is also referred to as brazing, and is a method in which the bonding portion is heated by using brass lead, silver solder, or the like as an adhesive, and is melted and bonded.

브레이징 접합의 의하면 모재(base metal)의 용융점 이하에서 작업이 이루어지므로 모재는 상하지 않게 하면서도 접합이 가능하다. 따라서, 이종 금속 부품 간에도 접합이 가능하며, 크게 다른 형태나 재질의 부품이라도 접합이 가능하다. According to the brazing joint, since the work is performed below the melting point of the base metal, the base material can be bonded while not being damaged. Therefore, it is possible to bond even between different kinds of metal parts, and it is possible to connect even parts of different shapes or materials.

또한, 강한 접합 강도가 보장되며, 접합 과정의 자동화가 용이하다. 아울러, 불량률 발생시 반복적인 보수가 가능하다. In addition, strong bonding strength is ensured, and automation of the bonding process is easy. In addition, repetitive repair is possible when a defect rate occurs.

복수의 부품을 접합하여 형성된 부품은 그 품질의 확보를 위해 접합이 잘 이이루어졌는지 여부의 검사가 필요하다. It is necessary to inspect whether the parts formed by bonding a plurality of parts have been well bonded to secure the quality thereof.

부품의 접합 상태를 검사하기 위한 방법으로서, 초음파 검사, x-레이 검사, 자외선 반응 액체 침투 검사 및 청음 검사 등이 이용되고 있다. Ultrasonic inspection, x-ray inspection, ultraviolet ray liquid penetration inspection and auditory inspection are used as methods for checking the bonding state of components.

초음파 검사와 x-레이 검사는 검사 정확도가 높은 편이지만 검사 장치의 구성이 복잡하고 검사 대상인 제품의 형상이 제한되며, 검사 시간이 오래 걸린다는 문제가 있다. Ultrasonic inspection and x-ray inspection have high inspection accuracy, but the configuration of the inspection apparatus is complicated, the shape of the product to be inspected is limited, and the inspection time is long.

자외선 반응 액체를 침투시켜 자외선을 통해 검사를 수행하는 자외선 반응 액체 침투 검사는 부품의 형상이 제한되지 않지만, 검사 정확도가 낮고 검사 시간이 오래 소요된다는 단점이 있다. Ultraviolet Reaction Ultraviolet Reaction that penetrates a liquid and performs the inspection through ultraviolet rays. The liquid penetration test has a disadvantage in that the shape of the components is not limited, but the inspection accuracy is low and the inspection time is long.

청음 검사는, 부품의 접합 부위의 접합 상태(접합율 등)를 검사하기 위해 작업자가 부품을 두드려보고 정상 제품과 비교해 소리에 차이가 있는지 여부 등을 검사하는 방법이다. 하지만, 이러한 방법은 작업자의 숙련도에 따라 검사 결과의 신뢰성이 낮고, 작업 환경에 영향을 받게 된다. The audible test is a method in which an operator touches a part and checks whether or not there is a difference in sound compared with a normal product in order to check the bonding state (bonding rate, etc.) of the bonding part of the part. However, this method has a low reliability of test results and is influenced by the work environment according to the skill of the operator.

한국 특허등록 제10-0723023호Korea Patent No. 10-0723023

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 부품이 접합되어 형성된 부재의 접합 상태를 비파괴적인 방법으로 검사하면서도, 검사 시간이 짧고, 제품의 형상에 제한이 없으며, 검사 정확도가 높은 부품의 접합 상태 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide an inspection apparatus, And it is an object of the present invention to provide an apparatus for inspecting a bonding state of a high component.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 부품을 접합하여 형성된 부재의 접합 상태를 검사하기 위한 접합 상태 검사 장치로서, 상기 부재를 가진시키는 가진 장치와, 가진된 상기 부재의 진동을 측정하는 센서 및 상기 센서로부터 측정된 상기 부재의 진동 데이터로부터 고유 진동수 데이터를 계산하는 연산 장치를 포함하고, 상기 연산 장치는, 상기 센서에 의해 측정되어 계산된 부재의 고유 진동수 데이터("측정 진동수 데이터")와 접합 상태가 완전할 때 해당 부재가 나타내는 이미 알고 있는 부재의 고유 진동수 데이터("기준 진동수 데이터")를 비교하여, 상기 부재의 접합 상태를 추정하는 접합 상태 검사 장치가 제공된다. In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a bonding state inspection apparatus for inspecting a bonding state of a member formed by bonding a plurality of components, the bonding state inspection apparatus comprising: And a calculation device for calculating natural frequency data from the vibration data of the member measured from the sensor, wherein the calculation device calculates the natural frequency data of the member measured and calculated by the sensor ("Reference frequency data") of an already known member indicated by the member when the state of bonding is complete with respect to the frequency of vibration of the member, and estimating the bonding state of the member.

일 실시예에 따르면, 상기 부재의 고유 진동수 데이터는 접합 상태에 종속하여 변화하는 접합 관련 고유 진동수를 포함하고, 상기 연산 장치는 상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수와 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수를 비교하여, 상기 부재의 접합 상태를 추정한다. According to one embodiment, the characteristic frequency data of the member includes a bonding-related natural frequency that changes depending on the bonding state, and the calculating device calculates the characteristic frequency-related natural frequency of the member with respect to the bonding- The frequencies are compared to estimate the junction state of the member.

일 실시예에 따르면, 상기 부재의 고유 진동수 데이터는 복수의 피크를 포함하고, 상기 접합 관련 고유 진동수는 상기 복수의 피크 중 특정 순번의 피크에 해당하는 고유 진동수이다. According to one embodiment, the characteristic frequency data of the member includes a plurality of peaks, and the bonding-related natural frequency is a natural frequency corresponding to a peak of a specific order among the plurality of peaks.

일 실시예에 따르면, 상기 연산 장치는, 상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수가 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수보다 높은 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단한다. According to one embodiment, the calculation device determines that the bonding state is not acceptable when the bonding-related natural frequency of the measurement frequency data is higher than the bonding-related natural frequency of the reference frequency data.

일 실시예에 따르면, 상기 연산 장치는, 상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수의 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수에 대한 변화율을 계산하고, 상기 변화율에 비례하는 상기 부재의 접합율을 계산한다. According to one embodiment, the computing device calculates a rate of change with respect to the junction-related natural frequency of the reference frequency data of the natural frequency of the connection frequency of the measured frequency data, and calculates the rate of connection of the member proportional to the rate of change .

일 실시예에 따르면, 상기 연산 장치는, 상기 부재의 접합율이 소정의 기준 값에 미달하는 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단한다. According to one embodiment, the computing device determines that the junction state is not acceptable when the junction rate of the member is less than a predetermined reference value.

일 실시예에 따르면, 상기 부재의 고유 진동수 데이터는 접합 상태에 종속하여 변화하는 복수의 접합 관련 고유 진동수를 포함하고, 상기 연산 장치는 상기 측정 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수와 그에 대응하는 순번의 기준 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수를 하나씩 비교하여, 복수의 변화율 값을 산출하고, 상기 복수의 변화율 값 중 하나라도 상기 기준 값에 미달하는 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단한다. According to one embodiment, the characteristic frequency data of the member includes a plurality of bonding-related natural frequencies that vary depending on the bonding state, and the calculating device calculates a plurality of bonding-related natural frequencies of the measurement frequency data, And a plurality of change rate values are calculated. When any one of the plurality of change rate values is less than the reference value, it is determined that the junction state is not acceptable.

일 실시예에 따르면, 접합 상태 검사 장치는, 상기 복수의 부품마다 부착되는 복수의 센서를 구비하고, 상기 연산 장치는 복수의 센서로부터 측정된 동작 데이터를 이용해 복수의 접합 부위 각각에 대한 접합율을 계산한다. According to one embodiment, the bonding state inspection apparatus includes a plurality of sensors attached to each of the plurality of components, and the operation device calculates a bonding rate for each of a plurality of bonding sites using operation data measured from the plurality of sensors .

일 실시예에 따르면, 상기 가진 장치는 상기 부재를 가격하여 충격을 주는 임팩트 해머이고, 상기 연산 장치는 상기 부재의 고유 진동수 데이터를 진동수에 대한 에너지의 밀도를 나타내는 파워 스팩트럼 밀도(power spectral density; PSD)로 추출한다. According to one embodiment, the vibrating device is an impact hammer which impacts the member by impacting the member, and the calculating device calculates the power spectral density (PSD) representing the density of energy with respect to the frequency, ).

일 실시예에 따르면, 상기 임팩트 해머는 사용자가 인력으로 상기 부재를 직접 가격하도록 형성되고, 상기 연산 장치는 상기 측정 진동수 데이터에 나타난 에너지의 밀도가 상기 기준 진동수 데이터의 에너지의 밀도와 동일해지도록 스케일링하여, 상기 측정 진동수 데이터와 상기 기준 진동수 데이터를 비교한다. According to one embodiment, the impact hammer is formed such that the user directly charges the member with a force, and the computing device scales the energy so that the density of the energy represented by the measured frequency data becomes equal to the density of the energy of the reference frequency data. And compares the measured frequency number data with the reference frequency number data.

일 실시예에 따르면, 상기 측정 진동수 데이터에 나타난 에너지의 밀도가 상기 기준 진동수 데이터의 에너지의 밀도와 비교하여 소정의 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 사용자에게 상기 부재에 대한 재타격을 요청한다. According to an embodiment, when the density of the energy represented by the measured frequency data is out of a predetermined reference range in comparison with the density of the energy of the reference frequency data, the user is requested to reattempt the member.

일 실시예에 따르면, 상기 연산 장치는 상기 접합 상태로서 접합율과 합격 여부를 판정하고, 접합 상태 검사 장치는 상기 접합율과 합격 여부를 사용자에게 통지하는 출력 장치를 더 포함한다. According to one embodiment, the computing device determines the bonding rate and acceptability as the bonding state, and the bonding state checking device further includes an output device that notifies the user of the bonding rate and acceptability.

일 실시예에 따르면, 상기 센서는 상기 가진 장치에 의해 가진된 상기 부재의 가속도를 측정하는 가속도 센서이다. According to one embodiment, the sensor is an acceleration sensor that measures the acceleration of the member excited by the vibrating device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 상태 검사 장치의 개념도이다.
도 2는 접합 상태의 검사 대상이 되는 부재를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 부재의 고유 진동수 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 접합 상태 검사 장치에 의한 접합 상태 검사 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 기준 진동수 데이터와 시편에 대해 측정한 측정 진동수 데이터를 비교한 그래프이다. 1 is a conceptual diagram of a bonding state inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows a member to be inspected in the bonded state.
Fig. 3 is a graph showing natural frequency data of the member of Fig. 2; Fig.
4 is a flowchart for explaining a bonding state inspection process by the bonding state inspection apparatus of FIG.
5 is a graph comparing the reference frequency data with the measured frequency data measured with respect to the specimen.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 상태 검사 장치(이하, "검사 장치")(1)의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a bonding state inspection apparatus (hereinafter referred to as "inspection apparatus") 1 according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 검사 장치(1)는 대략 사각 박스 형태의 케이스(10)를 포함한다. The inspection apparatus 1 according to the present embodiment includes a substantially rectangular box-shaped casing 10.

케이스(10)의 상단부에는 전방이 개구된 룸이 형성된다. 룸의 안쪽 측벽에는 사용자가 바라볼 수 있는 모니터(20)가 형성되고, 바닥에는 검사 대상이 되는 부재(이하, "시편"이라고 함)(100)를 내려놓고 검사를 수행할 수 있는 검사 선반(11)이 구비된다. In the upper end portion of the case 10, a room opened frontward is formed. A monitor 20 that can be viewed by a user is formed on an inner sidewall of the room and a test shelf (hereinafter, referred to as "test piece") 100 11 are provided.

본 실시예에 따르면 사용자에게 검사 과정을 안내하고 검사 결과를 출력하는 출력장치로서 모니터(20)가 구비되었지만, 이에 한정되지 않는다. According to the present embodiment, the monitor 20 is provided as an output device for guiding the user to the inspection process and outputting the inspection result, but the present invention is not limited thereto.

검사 과정과 검사 결과 등을 음성으로 알려주는 스피커 등의 음성 장치가 모니터(20)와 선택적으로 또는 동시에 구비될 수 있다. A sound device such as a speaker for informing the inspection process and the inspection result by voice may be provided to the monitor 20 selectively or simultaneously.

검사 선반(11)의 중앙부에는 시편(100)을 안착하는 패드(12)가 구비된다. 패드(12)는 스폰지 등의 재질로 이루어져 시편(100)을 타격할 때 케이스(10)에 전달되는 충격을 흡수할 수 있다. At the center of the inspection shelf 11, a pad 12 for seating the test piece 100 is provided. The pad 12 is made of a material such as a sponge and can absorb a shock transmitted to the case 10 when the specimen 100 is struck.

검사 선반(11)의 한쪽에는 시편(100)의 진동을 측정할 수 있는 센서(40)와, 사용자가 눌러 검사 시작을 지시할 수 있는 버튼(13)이 구비된다. On one side of the inspection shelf 11 is provided a sensor 40 for measuring the vibration of the test piece 100 and a button 13 for instructing the start of inspection by the user.

본 실시예에 따른 센서(40)는 시편(100)에 직접 부착되어 시편(100)의 진동 가속도를 측정하는 가속도 센서이다. 센서(40)에서 측정된 타격에 따른 시편(100)의 가속도 정보가 시편(100)의 고유 진동수 데이터를 계산하기 위한 진동 데이터로 제공된다. The sensor 40 according to the present embodiment is an acceleration sensor attached directly to the test piece 100 to measure vibration acceleration of the test piece 100. Acceleration information of the test piece 100 according to the hit measured by the sensor 40 is provided as vibration data for calculating natural frequency data of the test piece 100. [

본 실시예에 따른 센서(40)는 20Hz ~ 10kHz 대역의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서이다.The sensor 40 according to the present embodiment is an acceleration sensor capable of measuring acceleration in the 20 Hz to 10 kHz band.

본 실시예에서는 센서(40)로서 가속도 센서가 이용되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 등을 이용해 진동하는 시편(100)의 변위를 측정하는 변위 센서 등도 센서(40)로 이용될 수 있다. In the present embodiment, an acceleration sensor is used as the sensor 40, but the present invention is not limited thereto, and a displacement sensor for measuring the displacement of the sample 100 vibrating using a laser or the like can also be used as the sensor 40.

검사 선반(11)의 키보드(미도시)와 마우스(미도시)를 설치할 수 있는 키보드 선반(14)과 마우스 선반(15)이 구비된다. 키보드 선반(14)과 마우스 선반(15)은 서랍식으로 형성되어 케이스(10)의 내부로 수납하였다가, 사용시 케이스(10) 밖으로 빼낼 수 있다. 키보드와 마우스는 검사 장치(1)의 검색 조건 등 여러 기능을 세팅하기 위한 인터페이스 장치로 이용될 수 있다. A keyboard shelf 14 and a mouse shelf 15 on which a keyboard (not shown) and a mouse (not shown) of the inspection shelf 11 can be installed. The keyboard shelf 14 and the mouse shelf 15 are formed in a drawer shape and stored in the case 10, and can be taken out of the case 10 in use. The keyboard and the mouse can be used as an interface device for setting various functions such as a search condition of the inspection apparatus 1. [

키보드 선반(14)과 마우스 선반(15)의 아래쪽에는 검사 장치(1)에서 획득되는 데이터를 연산하거나 검사 장치(1)의 제반 기능 등을 제어하기 위한 연산 장치(컴퓨터)(60)가 구비된다. Below the keyboard shelf 14 and the mouse shelf 15 is provided an arithmetic unit (computer) 60 for calculating data obtained by the inspection apparatus 1 and controlling all functions of the inspection apparatus 1 .

검사 장치(1)는 시편(100)을 가진시키는 가진 장치로서, 시편(100)을 가격하여 충격을 주는 임팩트 해머(50)를 구비한다. The inspection apparatus 1 is an excitation apparatus having a specimen 100 and is provided with an impact hammer 50 for impacting the specimen 100 at an impact.

검사 장치(1)의 구조를 간소화하기 위해, 본 실시예에 따른 임팩트 해머(50)는 사용자가 직접 들고 인력으로 시편(100)을 직접 가격하도록 구성되어 있다. In order to simplify the structure of the inspection apparatus 1, the impact hammer 50 according to the present embodiment is configured to directly charge the specimen 100 with an attractive force by the user.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 임팩트 해머(50)는 액츄에이터 등을 이용해 패드(12)에 위치한 시편(100)의 일정한 지점을 일정한 힘으로 가격하도록 케이스(10)의 내외부에 장착될 수도 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. It is understood, however, that the impact hammer 50 may be mounted on the inside and outside of the case 10 so as to charge a certain point of the specimen 100 placed on the pad 12 with a constant force by using an actuator or the like .

아울러, 본 실시예에 따른 가진장치는 해머 형태로 한정되는 것은 아니며, 시편(100)을 가진하여 시편(100)이 진동하도록 함으로써 고유 진동수를 측정할 수 있도록 하는 어떠한 종류의 장치 및 설비를 포함할 수 있다. In addition, the vibrating device according to the present embodiment is not limited to the hammer type, and may include any type of device and equipment that allows the specimen 100 to oscillate by vibrating the specimen 100 .

도 2(a)는 접합 상태를 검사하기 위한 시편(100)의 사시도이고, 도 2(b)는 시편(100)의 평면도이다.Fig. 2 (a) is a perspective view of the test piece 100 for checking the bonding state, and Fig. 2 (b) is a plan view of the test piece 100. Fig.

시편(100)은 좌우 측에 위치한 판형의 지지체(101, 102)와, 두 지지체 사이로 연장되는 세 개의 관형 연결체(103, 104, 105)로 이루어진 다수의 부품이 서로 접합되어 형성된다. The test piece 100 is formed by joining a plurality of parts composed of plate-shaped supports 101 and 102 located on the left and right sides and three tubular connectors 103, 104 and 105 extending between the two supports.

지지체(101, 102)와 연결체(103, 104, 105)의 접합 부위는 브레이징 접합에 의해 접합되며, 6개의 접합 부위(111, 112, 113, 114, 115, 116)가 형성된다. The joint portions of the supports 101 and 102 and the joint bodies 103, 104 and 105 are joined by brazing and six joint portions 111, 112, 113, 114, 115 and 116 are formed.

본 실시예에 따른 시편(100)은 무한궤도에 이용되는 기계 부속으로서, 기계구조용 합금강의 재질로 이루어진다. The specimen 100 according to the present embodiment is a mechanical part used in an endless track, and is made of alloy steel for mechanical structure.

두 지지체(101, 102)는 모두 가로 173.4mm와 세로 60.6mm의 규격을 가지는 대략 사각형의 판 형태를 가진다. 제1연결체(103)와 제3연결체(105)는 동일한 규격을 가지며, 47.6mm의 지름과 278.6mm의 길이를 가지는 원통형 부품이다. 가운데 위치하는 제2연결체(104)는 31.7mm의 지름과 278.6mm의 길이를 가지는 원통형 부품이다.Both supports 101 and 102 have a substantially rectangular plate shape having a dimension of 173.4 mm in width and 60.6 mm in length. The first connecting body 103 and the third connecting body 105 are cylindrical parts having the same size and a diameter of 47.6 mm and a length of 278.6 mm. The second connecting body 104 positioned in the center is a cylindrical part having a diameter of 31.7 mm and a length of 278.6 mm.

본 실시예에 따른 검사 장치(1)는 임팩트 해머(50)를 이용해 시편(100)을 타격하여 시편(100)을 진동시킨 후, 시편(100)의 진동을 센서(40)를 통해 감지하고, 이 진동 데이터를 고유 진동수 데이터로 계산하여 시편(100)의 접합 상태를 추정한다. The inspection apparatus 1 according to the present embodiment vibrates the specimen 100 by hitting the specimen 100 using the impact hammer 50 and then senses the vibration of the specimen 100 through the sensor 40, The vibration data is calculated as natural frequency data to estimate the bonding state of the test piece 100.

타격에 의해 진동하는 시편(100)의 진동수는 아래 [수학식]과 같이 시편(100)의 질량과 강성에 의해 결정된다.
The frequency of the specimen 100 vibrating due to the impact is determined by the mass and stiffness of the specimen 100 as shown in the following equation.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure pat00001

Figure pat00001

여기서, f는 진동수, m은 시편의 질량, k는 시편의 강성도이다. Where f is the frequency, m is the mass of the specimen, and k is the stiffness of the specimen.

강성도는 시편(100)의 형상에 영향을 받으며, 브레이징 접합부위의 접합 상태가 완벽할수록 높아진다. The stiffness is affected by the shape of the test piece 100, and the higher the degree of bonding of the brazing joint portion becomes, the higher the rigidity becomes.

따라서, 동일 공정에 의해 제조되어 질량과 형상이 실질적으로 동일한 다수의 시편(100)들의 경우 브레이징 접합 정도에 따라서 강성의 변화가 생기게 되며, 이에 의해 고유 진동수가 변화하게 된다. Therefore, in the case of a plurality of specimens 100 manufactured by the same process and having substantially the same mass and shape, the rigidity is changed according to the degree of brazed joint, thereby changing the natural frequency.

이하에서는, 본 실시예에 따른 검사 장치(1)를 이용해 시편(100)의 접합 상태를 검사하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of checking the bonding state of the test piece 100 using the testing device 1 according to the present embodiment will be described.

고유 진동수는 시편(100)의 질량과 형상에 따라 변화하는 시편(100)의 고유한 값이다. 따라서, 시편(100)을 타격하였을 때 나타나는 고유 진동수 중 접합 상태와 관계된 고유 진동수를 찾아내는 작업이 선행되어야 한다. The natural frequency is a characteristic value of the test piece 100 which changes according to the mass and shape of the test piece 100. [ Therefore, it is necessary to find the natural frequency related to the joint state among the natural frequencies appearing when the specimen 100 is hit.

먼저, 도 2를 참조하여 설명한 시편(100)과 동일한 형태와 질량을 가지며, 6개의 접합 부위(111, 112, 113, 114, 115, 116)가 모두 100%의 접합율을 가지는 기준 부재를 제작한다. First, a reference member having the same shape and mass as those of the specimen 100 described with reference to FIG. 2 and having six bonding regions 111, 112, 113, 114, 115, and 116 have a bonding ratio of 100% do.

기준 부재는 실제 접합 상태를 검사하기 위한 시편(100)과 동일한 공정에 의해 제작되는 것이 바람직하며, 여러 개의 부재를 제조하고 그 중 접합율이 100%인 부재를 선별하는 방법 등으로 기준 부재를 선택할 수 있다. It is preferable that the reference member is manufactured by the same process as that of the test piece 100 for checking the actual bonding state and the reference member is selected by a method of manufacturing a plurality of members and selecting a member having a bonding ratio of 100% .

접합율이 100%라는 것은 접합을 위한 장비 등 제조 환경을 고려하여 물리적으로 접합율이 더 향상되기는 어려운 실질적으로 완전한 접합 상태를 의미한다는 것이 이해되어야 할 것이다. It should be understood that a bonding rate of 100% means a substantially complete bonding state in which the bonding rate is not physically improved in consideration of the manufacturing environment such as equipment for bonding.

기준 부재의 접합율은 상술한 초음파 검사, x-레이 검사 등 비파괴적인 방법을 이용해 알 수 있다. The bonding rate of the reference member can be found by using a non-destructive method such as the above-described ultrasonic inspection and x-ray inspection.

준비된 기준 부재를 검사 장치(100)의 패드(12)에 올려놓고, 센서(40)를 기준 부재의 제1지지체(101)의 일 지점(122)에 부착한다(도 2 참조). 이후, 임팩트 해머(50)를 이용해 제1지지체(101)의 다른 지점(121)을 타격한다. The prepared reference member is placed on the pad 12 of the inspection apparatus 100 and the sensor 40 is attached to a point 122 of the first support 101 of the reference member (see FIG. 2). Thereafter, the impact hammer 50 is used to strike another point 121 of the first support 101.

타격에 의해 기준 부재가 가진되고, 센서(40)는 기준 부재의 진동에 따른 가속도 데이터(진동 데이터)를 수집한다. The reference member is excited by the striking, and the sensor 40 collects acceleration data (vibration data) in accordance with the vibration of the reference member.

연산 장치(60)는 센서(40)로부터 수집된 가속도 데이터를 퓨리에 변환하여 주파수에 대한 에너지 밀도를 나타내는 파워 스팩트럼 밀도(power spectral density; PSD)로 표현되는 주파수 계열로 변환한다. The computing device 60 converts the acceleration data collected from the sensor 40 into a frequency series expressed by power spectral density (PSD) representing the energy density for the frequency.

도 3(a)는 기준 부재를 타격하였을 때 수집된 가속도 데이터를 PSD 변환한 결과를 나타내는 그래프이다. 3 (a) is a graph showing the result of PSD conversion of the acceleration data collected when the reference member is struck.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 접합율이 100%인 기준 부재의 진동수는 진동수(f1)에서 진동수(fn)의 n개의 피크를 가지는 진동수 스팩트럼을 나타낸다. 이론적으로는 피크를 가지는 고유 진동수의 개수는 무한하지만, 센서(40)의 측정가능한 영역에 의하여 나타나는 고유 진동수의 개수가 정해진다. As shown in Fig. 3 (a), the frequency of the reference member having a bonding ratio of 100% represents a frequency spectrum having n peaks of the frequency f n at the frequency f 1 . In theory, the number of natural frequencies having peaks is infinite, but the number of natural frequencies represented by the measurable area of the sensor 40 is determined.

이때, 피크를 가지는 n개의 진동수가 기준 부재의 고유 진동수가 된다. At this time, the n number of frequencies having peaks are the natural frequencies of the reference member.

연상 장치(60)는 기준 부개가 나타내는 고유 진동수 데이터를 기준 진동수 데이터(200)로 저장한다. The associating device (60) stores the natural frequency data represented by the reference frequency generator as the reference frequency data (200).

다음으로, 기준 부재와 동일한 형태와 질량을 가지며 동일한 공정으로 복수의 비교 부재를 제작한다. Next, a plurality of comparative members having the same shape and mass as those of the reference member are manufactured by the same process.

제작된 비교 부재들 각각에 대한 접합율을 산출한다. 산출되는 접합율은 6개의 접합 부위(111, 112, 113, 114, 115, 116) 각각의 접합율일 수도 있고, 평균 접합율일 수 있다. And the bonding rate for each of the manufactured comparison members is calculated. The calculated joining ratio may be a joining ratio of each of the six joining portions 111, 112, 113, 114, 115, and 116, and may be an average joining ratio.

비교 부재들에 대한 접합율의 산출은 초음파 검사, x-레이 검사 등의 비파괴적인 방법을 이용할 수도 있고, 비교 부재들의 접합부를 절단해 육안이나 다른 장비를 이용해 접합 상태를 살펴보는 파괴적인 방법일 수도 있다. The calculation of the bonding rate for the comparative members can be performed using a non-destructive method such as ultrasonic inspection or x-ray inspection, or a destructive method of cutting the joints of the comparative members and observing the bonding state using the naked eye or other equipment have.

파괴적인 방법을 이용해 비교 부재들의 접합율을 산출하는 경우, 다음에 설명하는 비교 시편들의 고유 진동수 데이터 수집 과정을 거친 후 접합율 검사가 이루어져야 할 것이다. In the case of using the destructive method to calculate the joining ratio of the comparative members, the joining ratio test should be performed after the process of collecting the natural frequency data of the comparison specimens described below.

준비된 비교 부재를 검사 장치(100)의 패드(12)에 올려놓고, 센서(40)를 비교 부재의 제1지지체(101)의 일 지점(122)에 부착한다. 이후, 임팩트 해머(50)를 이용해 제1지지체(101)의 다른 지점(121)을 타격한다. The prepared comparison member is placed on the pad 12 of the inspection apparatus 100 and the sensor 40 is attached to one point 122 of the first support 101 of the comparison member. Thereafter, the impact hammer 50 is used to strike another point 121 of the first support 101.

타격에 의해 비교 부재가 가진되고, 센서(40)는 비교 부재의 진동에 따른 가속도 데이터를 수집한다. The comparison member is excited by the striking, and the sensor 40 collects the acceleration data according to the vibration of the comparison member.

연산 장치(60)는 비교 부재의 가속도 데이터를 PSD 변환하여 주파수 계열로 변환한다.The arithmetic unit 60 PSD-converts the acceleration data of the comparison member and converts it into a frequency sequence.

도 3(b)는 하나의 비교 부재를 타격하였을 때 수집된 가속도 데이터를 PSD 변환한 결과를 나타내는 그래프이다. 3 (b) is a graph showing the result of PSD conversion of the acceleration data collected when one comparison member is hit.

상술한 바와 같이, 동일 공정에 의해 제조되어 질량과 형상이 실질적으로 동일한 부재들의 경우 브레이징 접합 정도에 따라서 강성의 변화가 생기게 되며, 이에 의해 고유 진동수가 변화하게 된다. As described above, in the case of members having substantially the same mass and shape as those manufactured by the same process, the rigidity is changed according to the degree of brazed joint, thereby changing the natural frequency.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 비교 부재는 기준 부재와 마찬가지로 진동수(f1')에서 진동수(fn')의 n개의 고유 주파수를 가지는 진동수 스팩트럼을 나타낸다. 다만, 비교 부재의 고유 주파수는 기준 부재의 고유 주파수와는 주파수가 변화된 양태를 보인다. As shown in Fig. 3 (b), the comparison member shows a frequency spectrum having n natural frequencies of the frequency f n 'at the frequency f 1 ', like the reference member. However, the natural frequency of the comparison member is changed in frequency from the natural frequency of the reference member.

연산 장치(60)는 비교 부재가 나타내는 고유 진동수 데이터를 비교 진동수 데이터(300)로 저장한다. The arithmetic unit 60 stores the natural frequency data represented by the comparison member as the comparison frequency data 300.

기준 진동수 데이터(200)와 비교 진동수 데이터(300)를 비교하여, 고유 진동수와 접합 상태의 상관도를 분석하였다. 비교군인 비교 진동수 데이터(300)가 많을수록(즉, 비교 부재가 많을수록), 상관도 분석의 신뢰성은 높아질 수 있다. The reference frequency data 200 and the comparison frequency data 300 were compared to analyze the correlation between the natural frequency and the bonding state. The more the comparative comparison frequency data 300 (i.e., the more the comparison member is), the higher the reliability of the correlation analysis can be.

분석에 따르면, 진동수 데이터의 n개의 고유 진동수 중 첫 번째에서 열 번째 이내의 고유 진동수가 부재의 형상과 질량 정보를 비교적 많이 포함하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 고유 진동수와 접합율의 관계는 선형적으로 변한다는 점을 알 수 있었다. According to the analysis, it is found that the natural frequencies within the first to tenth of the n natural frequencies of the frequency data include a relatively large amount of shape and mass information of the members. Also, it can be seen that the relationship between the natural frequency and the bonding rate changes linearly.

도 2의 형태와 질량을 가지는 부재의 경우, 첫 번째에서 네 번째로 나타나는 네 개의 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)가 접합 상태에 따라 민감하여 반응한다. 본 실시예에 따르면, 첫 번째에서 네 번째로 나타나는 네 개의 고유 진동수를 접합 상태에 종속하여 변화하는 고유 진동수("접합 관련 고유 진동수")로 선정하였다. In the case of the member having the shape and mass of FIG. 2, the first to fourth four natural frequencies (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ) are sensitive and responsive to the bonding state. According to this embodiment, four natural frequencies appearing from the first to the fourth are selected as the natural frequency ("natural frequency related to junction") that changes depending on the junction state.

본 실시예에 따르면, 기준 진동수 데이터(200)에서 첫 번째 고유 진동수(f1)는 1670Hz이고, 두 번째 고유 진동수(f2)는 1947Hz이며, 세 번째 고유 진동수(f3)는 2278Hz이고, 네 번째 고유 진동수(f4)는 2568Hz이다. 이들 네 개의 접합 관련 고유 진동수 중, 두 번째 고유 진동수(f2)와 세 번째 고유 진동수(f3)가 접합율과 상관 관계가 유독 민감한 것으로 나타났다.According to this embodiment, in the reference frequency data 200, the first natural frequency f 1 is 1670 Hz, the second natural frequency f 2 is 1947 Hz, the third natural frequency f 3 is 2278 Hz, The third natural frequency (f 4 ) is 2568 Hz. Of these four joint-related natural frequencies, the second natural frequency (f 2 ) and the third natural frequency (f 3 ) were found to be sensitive to the bonding rate.

상기 접합 관련 고유 진동수는 검사하는 제품의 형상과 질량에 따라 달라지는 값이다. 다만, 접합 관련 고유 진동수는 복수의 피크 중 특정 순번의 피크에 해당하는 고유 진동수로 규정될 수 있다는 점을 확인하였다(본 실시예의 경우, 첫 번째에서 네 번째 피크로 나타나는 고유 진동수).The bonding-related natural frequency is a value that varies depending on the shape and mass of the product to be inspected. However, it has been confirmed that the bonding-related natural frequencies can be defined as the natural frequencies corresponding to the peaks of the specific order among the plurality of peaks (in this embodiment, natural frequencies represented by the first to fourth peaks).

기 산출된 기준 부재의 접합율(100%)과 비교 부재의 접합율을 바탕으로, 기준 진동수 데이터(200)와 비교 진동수 데이터(300)를 비교하였다. 그 결과, 접합 관련 고유 진동수와 접합율은, 접합 관련 고유 진동수가 약 0.5% 변화하면, 접합율이 약 20% 변화하는 비례 관계에 있음을 도출하였다. The reference frequency data 200 and the comparison frequency data 300 are compared based on the calculated connection rate (100%) of the reference member and the connection rate of the comparison member. As a result, it was found that the bond frequency and the bond rate were proportional to each other when the bond frequency was changed by about 0.5%.

즉, 두 번째 고유 진동수(f2)를 기준으로 하였을 때, 비교 부재의 두 번째 고유 진동수(f2')가 1938HZ로 나타내면 비교 부재의 접합 부위 전체 또는 어느 하나 이상의 접합율이 80% 접합율을 가진다는 것을 의미한다. That is, the second resonant frequency (f 2) a second resonant frequency (f 2 ') the junction of all or any one or more of the bonding rate is 80% bonding rate indicates comparison member to 1938HZ of Comparative members when, based on the It means to have.

연산 장치(60)는 기준 고유 진동수 데이터와 함께 상기 접합 관련 고유 진동수 정보를 저장하고, 이를 바탕으로 시편(100)의 접합 상태를 추출하는데 이용한다. The arithmetic unit 60 stores the junction-related natural frequency information together with the reference natural frequency data, and uses it to extract the joint state of the test piece 100 based on the information.

이하에서는 도 4를 참조하여, 검사 장치(1)를 이용해 시편(100)의 접합 상태를 검사하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of checking the bonding state of the test piece 100 using the testing device 1 will be described with reference to FIG.

도 4는 접합 상태 검사 과정을 설명하는 순서도이다. 4 is a flowchart for explaining the process of checking the bonding state.

검사자는 시편(100)을 패드(12)에 올려놓고, 시편(100)의 일 지점(122)에 센서(40)를 부착한다. The inspector puts the specimen 100 on the pad 12 and attaches the sensor 40 to one point 122 of the specimen 100.

버튼(13)을 눌러 검사 시작을 요청하면, 출력장치인 모니터(20)는 검사 시작을 알리고 사용자에게 시편(100)에 대한 타격을 요청한다. When the user presses the button 13 to start the inspection, the monitor 20, which is an output device, notifies the start of the inspection and requests the user to hit the test piece 100.

검사자는 임팩트 해머(50)를 들어 시편(100)의 일 지점(121)을 적정한 세기로 타격한다. The inspector hits the one point 121 of the specimen 100 at an appropriate intensity by holding the impact hammer 50 thereon.

타격에 의해 시편(100)이 가진되고, 센서(40)는 시편(100)의 진동에 따른 가속도 데이터를 수집한다. The test piece 100 is excited by the blow, and the sensor 40 collects the acceleration data according to the vibration of the test piece 100.

연산 장치(60)는 센서(40)로부터 수집된 가속도 데이터를 PSD 변환하여 시편(100)의 고유 진동수 데이터("측정 진동수 데이터")를 산출한다. The computing device 60 PSD-converts the acceleration data collected from the sensor 40 to calculate natural frequency data ("measurement frequency data") of the test piece 100.

연산 장치(60)는 측정 진동수 데이터와 이미 알고 있는 기준 진동수 데이터를 비교한다. The arithmetic unit 60 compares the measured frequency data with the already known reference frequency data.

도 5는 측정 진동수 데이터와 기준 진동수 데이터를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing a result of comparison between measured frequency data and reference frequency data.

도 5에 도시된 바와 같이, 연산 장치(60)는 접합 상태 추정을 위해 측정 진동수 데이터의 첫 번째 내지 네 번째 피크에 나타나는 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")와, 기준 진동수 데이터의 첫 번째 내지 네 번째 피크에 나타나는 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)를 비교한다. 연산 장치(60)는 기준 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수와 그에 대응하는 순번의 측정 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수를 일대일로 비교(예를 들어, 고유 진동수(f1")는 고유 진동수(f1)와 비교)하여, 4개의 비교값을 생성한다. 5, the arithmetic unit 60 calculates joint-related natural frequencies f 1 ", f 2 ", f 3 ", f 4 " appearing in the first to fourth peaks of the measurement frequency data for joint state estimation (F 1 , f 2 , f 3 , f 4 ) appearing in the first to fourth peaks of the reference frequency data are compared with each other. The arithmetic unit 60 compares the plurality of junction-related natural frequencies of the reference frequency data and the plurality of connection-related natural frequencies of the measurement frequency data of the order corresponding thereto in a one-to-one correspondence (for example, the natural frequency f 1 " Frequency f 1 ) to generate four comparison values.

본 실시예에 따르면, 검사자가 임팩트 해머(50)를 직접 들어 시편(100)을 타격하도록 되어 있으므로, 기준 시편에 대한 타격시와 비교해 타격의 세기가 달라진다. According to the present embodiment, since the inspector directly hits the specimen 100 with the impact hammer 50, the strength of the impact is different from that when the specimen is hit with the reference specimen.

도 5에 도시된 바와 같이, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")는 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)와 비교할 때 대응하는 에너지의 밀도가 상이하다. 본 실시예에서는 검사자가 기준 부재보다 시편(100)에 대해 타격을 더 세게 가하여 각 접합 관련 고유 진동수에 대응한 타격 에너지의 밀도가 기준 진동수 데이터와 비교하여 전체적으로 상승하였다. 5, the junction-related natural frequencies f 1 ", f 2 ", f 3 ", and f 4 " of the measured frequency data are the natural frequencies (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ), the corresponding energy densities are different. In the present embodiment, the inspector applies more striking force to the specimen 100 than the reference member, and the density of the striking energy corresponding to each joint-related natural frequency is increased as compared with the reference frequency data.

또한, 여러 시편(100)에 대해 검사를 수행하는 경우 시편(100)마다 타격의 세기도 달라진다. In addition, when the inspection is performed on the various specimens 100, the strength of the specimens 100 varies.

따라서, 본 실시예에 따르면, 기준 진동수 데이터(200)에서 각각의 접합 관련 고유 진동수와 관계된 타격 에너지를 기준으로, 소정의 기준 범위(±α)를 지정한다. 본 실시예에 따르면, α는 기준 진동수 데이터의 타격 에너지의 10%에 해당하는 값이다. Therefore, according to the present embodiment, a predetermined reference range (+ -) is specified based on the impact energy related to each junction-related natural frequency in the reference frequency data 200. [ According to the present embodiment,? Is a value corresponding to 10% of the striking energy of the reference frequency data.

도 5에 도시된 바와 같이, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")의 에너지 밀도가 기준 범위에 있는 경우, 검사의 정확성을 위해 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수의 에너지 밀도가 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수의 에너지 밀도와 동일해지도록 스케일링한 뒤, 측정 진동수 데이터와 상기 기준 진동수 데이터를 비교하도록 할 수 있다. 5, when the energy density of the bonding-related natural frequencies f 1 & quot ;, f 2 & quot ;, f 3 & quot ;, f 4 "of the measured frequency data falls within the reference range, The measured frequency number data and the reference frequency number data may be compared with each other after the energy density of the bonding-related natural frequencies of the data is scaled so as to become equal to the energy density of the natural frequencies of the junctions of the reference frequency data.

만약, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4") 중 하나라도 상기 기준 범위를 벗어나는 경우, 연산 장치(60)는 타격이 비정상적으로 이루어졌거나 타격 강도의 조정이 필요하다고 판단하여, 모니터(20)를 통해 검사자에게 재타격을 요청한다. If the joining-related specific measurement frequency data frequency (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") one, even if outside the reference range, the calculator 60 is blow striking the jyeotgeona made unusually of It is determined that adjustment of the strength is necessary, and the inspector is requested to re-strike through the monitor 20.

이때, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수가 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수를 상회하여 기준 범위를 벗어나는 경우 타격 세기가 너무 세므로 타격을 약하게 하라는 지령을 요청하고, 하회하여 기준 범위를 벗어나는 경우 타격 세기가 너무 약하므로 타격을 세게 하라는 지령을 요청할 수 있다. At this time, when the frequency-related natural frequency of the measured frequency data exceeds the reference frequency related to the frequency of the reference frequency data, it requests the instruction to weaken the impact because the strength is too high. If the frequency falls below the reference range, You can ask for a command to increase the hit because the strength is too weak.

일반적으로 시편(100)의 접합율이 100%가 아닌 경우, 기준 부재에 비해 접합 부위의 강성이 낮아서 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")는 각각 대응하는 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)보다 낮은 것이 일반적이다. In general, when the joint ratio of the specimen 100 is not 100%, the bonding associated unique junction low rigidity measured frequency data for comparison to the reference member frequencies (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4" Are generally lower than the junction-related natural frequencies (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ) of the corresponding reference frequency data.

하지만, 브레이징 접합 위치가 잘못되어 비정상적으로 강성이 높은 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 시편(100)은 접합 상태가 불량인 불합격으로 판정되어야 한다. However, there may occur a case where the brazing joint position is wrong and the rigidity is abnormally high. In this case, the specimen 100 should be judged as a failure with a poor bonding state.

따라서, 연산 장치(60)는 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4") 중 각각에 대응하는 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)를 상회하는 진동수가 있는지 판단한다. Thus, the arithmetic unit 60 is joint-related natural frequency of the measured frequency data (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") junction associated unique reference frequency data corresponding to each of the frequencies (f 1, f 2 , f 3 , f 4 ).

만약, 측정 진동수 중 기준 진동수를 상회하는 값이 하나라도 존재하면, 연산 장치(60)는 해당 시편(100)의 접합 상태를 불합격인 것으로 검사자에게 통보한다. If any one of the measurement frequencies exceeds the reference frequency, the arithmetic unit 60 notifies the inspector that the joint state of the specimen 100 is rejected.

도 5에 도시된 바와 같이, 측정 진동수 모두가 기준 진동수에 하회하는 경우, 연산 장치(60)는 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")가 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)와 비교할 때 소정의 접합율 합격 기준 범위 내에 있는지 여부를 판단한다. 5, the arithmetic unit 60 calculates the junction-related natural frequencies f 1 ", f 2 ", f 3 "and f 4 " of the measured frequency data, when all of the measured frequencies are lower than the reference frequency, (F 1 , f 2 , f 3 , f 4 ) of the reference frequency data is within a predetermined bonding rate acceptance reference range.

본 실시예에 따르면, 접합 상태의 합격 기준은 접합율 80%이며, 그에 대응하여 상기 접합율 합격 기준 범위가 각 고유 진동수마다 정해진다. According to the present embodiment, the acceptance criterion for the bonding state is 80%, and the bonding criterion acceptance reference range is determined for each natural frequency correspondingly.

상술한 바와 같이, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")의 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)에 대한 변화율이 0.5% 변화하면, 접합율은 80%가 된다. As described above, the junction associated natural frequency of the measured frequency data (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") based joint-related specific frequency data frequency (f 1, f 2, of f 3, f 4 ) is changed by 0.5%, the bonding ratio becomes 80%.

따라서, 기준 진동수 데이터(200)를 기준으로, 첫 번째 고유 진동수(f1)에 대한 합격 기준 범위(β1)는 8Hz이고, 두 번째 고유 진동수(f2)에 대한 합격 기준 범위(β2)는 9Hz이며, 세 번째 고유 진동수(f3)에 대한 합격 기준 범위(β3)는 11Hz이고, 네 번째 고유 진동수(f4)에 대한 합격 기준 범위(β4)는 19Hz이다. Therefore, based on a reference frequency data 200, the first natural frequency (f 1), pass the reference range (β 1) is passed a reference range (β 2) of the 8Hz and a second natural frequency (f 2) for It is 9Hz, and the third resonant frequency (f 3) to pass a reference range (β 3) is 11Hz, and pass the reference range (β 4) for the fourth resonant frequency (f 4) is about 19Hz.

만약, 측정 진동수 데이터의 첫 번째 고유 진동수(f1")가 1662Hz보다 크고, 두 번째 고유 진동수(f2")가 1938Hz 보다 크며, 세 번째 고유 진동수(f3")가 2267Hz 보다 크고, 네 번째 고유 진동수(f4")가 2549Hz보다 크면, 시편(100)의 접합율은 80%를 넘는 것으로, 접합 상태가 합격인 것으로 통보한다. If the first natural frequency f 1 "of the measured frequency data is greater than 1662 Hz, the second natural frequency f 2 " is greater than 1938 Hz, the third natural frequency f 3 "is greater than 2267 Hz, the natural frequency (f 4 ") is greater than 2549Hz, at more than the junction rate is 80% of the specimen 100 will be notified that the joined state is passed.

반면, 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수 중 하나라도 상술한 값을 넘지 않으면, 접합 상태가 불합격인 것으로 통보한다. On the other hand, if any one of the resonance-related natural frequencies of the measurement frequency data does not exceed the above-mentioned value, it is notified that the joint state has failed.

접합율과 고유 진동수의 변화율은 비례 관계에 있으므로, 연산 장치(60)는 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")의 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)에 대한 네 개의 변화율을 환산해 네 개의 접합율을 계산한다. Since the bonding rate and the rate of change of the natural frequency are proportional to each other, the calculating device 60 calculates the junction frequency of the reference frequency data of the bonding-related natural frequencies f 1 & quot ;, f 2 & quot ;, f 3 & quot ;, f 4 " And calculates four bonding rates by converting the four rate of change for the related natural frequencies (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ).

네 개의 접합율은 시편(100)의 접합 부위의 접합율을 대변하는 것은 아니므로, 연산 장치(60)는 네 개의 접합율 중 가장 낮은 접합율을 선택하여, 시편(100)의 접합율로 통보할 수 있다. Since the four bonding rates do not represent the bonding rates of the bonding sites of the test piece 100, the calculating device 60 selects the lowest bonding rate among the four bonding rates, and notifies the bonding rate of the test piece 100 can do.

본 실시예에 따르면, 하나의 센서(40)를 이용하여 시편(100) 전체의 접합율을 추정하였지만, 복수의 센서(40)를 이용하는 경우 시편(100)의 각 접합 부위(111, 112, 113, 114, 115, 116)마다 접합율을 계산할 수 있다. According to the present embodiment, the bonding ratio of the entire specimen 100 is estimated using one sensor 40. However, when the plurality of sensors 40 are used, the bonding portions 111, 112, 113 , 114, 115, and 116, the bonding rate can be calculated.

더 구체적으로, 시편(100)은 두 개의 지지체(101, 102)와 세 개의 연결체(103, 104, 105)의 5개의 부품으로 이루어져 있으므로, 독립적인 데이터 수집을 위해 5개의 센서(40)를 각 부품마다 설치하면, 접합 부위마다 접합율을 계산할 수 있다. More specifically, since the test piece 100 is made up of five parts of two supports 101 and 102 and three connecting pieces 103, 104 and 105, five sensors 40 are provided for independent data collection If it is installed for each part, the bonding rate can be calculated for each bonding site.

기준 부재와 비교 부재를 제작하고, 기준 부재를 이루는 5개의 부품마다 센서(40)를 설치한 뒤 타격한다. The reference member and the comparative member are manufactured, and the sensor 40 is installed for each of the five components constituting the reference member, and then hit.

서로 연결된 부품은 하나의 연결부를 공유하므로(예를 들어, 지지체(101)과 연결체(103)는 접합 부위(111)을 공유), 해당 두 부품에 각각 부착된 두 센서(40)에서 수집된 두 진동 데이터는 모두 공통된 접합 부위(111)에 대한 정보를 포함하게 된다. Since the parts connected to each other share one connecting part (for example, the supporting part 101 and the connecting part 103 share the bonding part 111), the two parts 40 and 40 Both of the vibration data include information about the common joint region 111. [

비교 부재를 파괴적 또는 비파괴적 방법으로 검사하여, 비교 부재의 각 접합 부위의 접합율을 알아낸 뒤, 5개의 센서(40)로부터 수집된 진동 데이터를 분석하면, 각 접합 부위의 접합율과 5개의 센서(40)에서 수집되어 변환된 5개 세트의 기준 진동수 데이터의 상관 관계를 분석하여 각 접합 부위의 접합율과 고유 진동수의 변화율의 관계를 도출할 수 있다. The comparison member is inspected in a destructive or non-destructive manner to determine the bonding rates of the respective bonding regions of the comparative member and then the vibration data collected from the five sensors 40 are analyzed, The correlation between the five sets of reference frequency data collected and converted by the sensor 40 can be analyzed to derive the relationship between the junction rate at each junction and the rate of change of the natural frequency.

시편(100)에도 똑같이 5개의 센서(40)를 각 부품마다 설치하여 타격하고, 그 측정 진동수 데이터를 기준 진동수 데이터와 비교하면, 이미 알고 있는 접합율과 고유 진동수의 변화율의 관계에 따라 시편(100)의 각 접합 부위마다 접합율을 계산할 수 있다. Five sensors 40 are mounted on each part of the specimen 100 to hit the specimen 100. When the measured frequency data is compared with the reference frequency data, the specimen 100 ) Can be calculated for each junction.

이와 같은 복수의 센서를 이용해 시편(100)의 각 접합 부위마다 접합율을 계산하는 방법은, 앞에서 자세히 설명한 하나의 센서를 이용해 시편(100)의 전체 접합율을 계산하는 방법과 비교해 대상을 확장하였을 뿐 원리는 동일하다는 점이 당업자에게 이해될 수 있을 것이다. The method of calculating the bonding rate at each bonding site of the test piece 100 using the plurality of sensors as described above is extended compared to the method of calculating the total bonding rate of the test piece 100 by using one sensor described in detail above It will be understood by those skilled in the art that the principles are the same.

본 실시예에 따른 검사 장치(1)에 의하면, 복수의 부품이 접합되어 형성된 부재의 접합 상태를 비파괴적인 방법으로 검사할 수 있고, 아울러, 검사 시간이 짧고, 제품의 형상에 제한이 없으며, 검사 정확도가 높다. According to the inspection apparatus 1 according to the present embodiment, it is possible to inspect the bonding state of the members formed by bonding a plurality of parts by a non-destructive method, and also to have a short inspection time, The accuracy is high.

또한, 검사자의 숙련도와 관계없이 일정한 신뢰도로 검사가 가능하며, 자동화 설비로 응용이 가능하다. Also, regardless of the skill of the inspector, the inspection can be performed with a certain reliability, and it can be applied to an automated facility.

또한, 검사 시편이 달라지는 경우에도, 기준 진동수 데이터를 구축하는 과정을 거치기만 하면, 빠르고 신속하게 다수의 시편에 대해 검사가 이루어질 수 있어, 작업 효율이 우수하다. Also, even when the test specimen is changed, inspection can be performed on a large number of specimens quickly and quickly, only through the process of constructing the reference frequency data, and the operation efficiency is excellent.

아울러, 장치의 크기가 작고 구성이 간단하여, 좁은 공간에 설치가 가능하다. In addition, since the device is small in size and simple in construction, it can be installed in a narrow space.

Claims (13)

복수의 부품을 접합하여 형성된 부재(100)의 접합 상태를 검사하기 위한 접합 상태 검사 장치로서,
상기 부재(100)를 가진시키는 가진 장치(50);
가진된 상기 부재(100)의 진동을 측정하는 센서(40);
상기 센서(40)로부터 측정된 상기 부재(100)의 진동 데이터로부터 고유 진동수 데이터를 계산하는 연산 장치(60)를 포함하고,
상기 연산 장치(60)는, 상기 센서(40)에 의해 측정되어 계산된 부재(100)의 고유 진동수 데이터("측정 진동수 데이터")와 접합 상태가 완전할 때 해당 부재가 나타내는 이미 알고 있는 부재의 고유 진동수 데이터("기준 진동수 데이터")를 비교하여, 상기 부재(100)의 접합 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. A bonding state inspection apparatus for inspecting a bonding state of a member (100) formed by bonding a plurality of components,
A vibrating device (50) for vibrating the member (100);
A sensor (40) for measuring the vibration of the member (100) excited;
And an arithmetic unit (60) for calculating natural frequency data from the vibration data of the member (100) measured from the sensor (40)
The calculating device 60 calculates the difference between the measured frequency and the natural frequency data of the member 100 measured and calculated by the sensor 40 And compares the natural frequency data ("reference frequency data") to estimate the bonding state of the member (100). 제1항에 있어서,
상기 부재(100)의 고유 진동수 데이터는 접합 상태에 종속하여 변화하는 접합 관련 고유 진동수를 포함하고,
상기 연산 장치(60)는 상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")와, 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)를 비교하여, 상기 부재(100)의 접합 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 1,
The characteristic frequency data of the member (100) includes a bonding-related natural frequency that varies depending on the bonding state,
The operation device 60 includes a junction associated natural frequencies of the measured frequency data (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") , and a joint-related unique in said reference frequency data, a frequency (f 1, f 2 , f 3 , f 4 ) of the member (100) to estimate the bonding state of the member (100). 제2항에 있어서,
상기 부재(100)의 고유 진동수 데이터는 복수의 피크를 포함하고,
상기 접합 관련 고유 진동수는 상기 복수의 피크 중 특정 순번의 피크에 해당하는 고유 진동수인 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 3. The method of claim 2,
The natural frequency data of the member (100) includes a plurality of peaks,
Wherein the bonding-related natural frequency is a natural frequency corresponding to a peak of a specific order among the plurality of peaks. 제2항에 있어서,
상기 연산 장치(60)는,
상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")가 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)보다 높은 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 3. The method of claim 2,
The computing device (60)
Joining of the measured frequency data associated natural frequency than (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") are joined associated natural frequency of the reference frequency data (f 1, f 2, f 3, f 4) And judges that the bonding state is unsatisfactory when the bonding state is high. 제2항에 있어서,
상기 연산 장치(60)는,
상기 측정 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")의 상기 기준 진동수 데이터의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)에 대한 변화율을 계산하고,
상기 변화율에 비례하는 상기 부재(100)의 접합율을 계산하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 3. The method of claim 2,
The computing device (60)
The measuring junction associated unique frequency data frequency (f 1 ", f 2" , f 3 ", f 4") junction associated natural frequencies (f 1, f 2, f 3, f 4) of the said reference frequency data Calculating the rate of change for < RTI ID =
And calculates a bonding rate of the member (100) proportional to the rate of change. 제5항에 있어서,
상기 부재(100)의 접합율이 80% 미만일 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 6. The method of claim 5,
And judges that the bonding state is not acceptable when the bonding rate of the member (100) is less than 80%. 제6항에 있어서,
상기 부재(100)의 고유 진동수 데이터는 접합 상태에 종속하여 변화하는 복수의 접합 관련 고유 진동수를 포함하고,
상기 연산 장치(60)는 상기 측정 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수(f1", f2", f3", f4")와 그에 대응하는 순번의 기준 진동수 데이터의 복수의 접합 관련 고유 진동수(f1, f2, f3, f4)를 하나씩 비교하여, 복수의 변화율 값을 산출하고,
상기 복수의 변화율 값 중 하나라도 0.5%를 초과하는 경우 접합 상태가 불합격인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 6,
The characteristic frequency data of the member (100) includes a plurality of bonding-related natural frequencies varying depending on the bonding state,
The arithmetic unit 60 calculates a plurality of connection-related natural frequencies (f 1 ", f 2 ", f 3 ", f 4 ") of the measured frequency data and a plurality of connection- A plurality of rate of change values are calculated by comparing the frequencies (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ) one by one,
And judges that the bonding state is not acceptable when any one of the plurality of rate of change values exceeds 0.5%. 제1항에 있어서,
상기 복수의 부품마다 부착되는 복수의 센서(40)를 구비하고,
상기 연산 장치(60)는, 복수의 센서(40)로부터 측정된 동작 데이터를 이용해 복수의 접합 부위 각각에 대한 접합율을 계산하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 1,
And a plurality of sensors (40) attached to each of the plurality of parts,
Wherein the calculating device (60) calculates a bonding ratio for each of a plurality of bonding sites using operation data measured by the plurality of sensors (40). 제1항에 있어서,
상기 가진 장치(50)는 상기 부재를 가격하여 충격을 주는 임팩트 해머이고,
상기 연산 장치(60)는 상기 부재(100)의 고유 진동수 데이터를 진동수에 대한 에너지의 밀도를 나타내는 파워 스팩트럼 밀도(power spectral density; PSD)로 추출하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 1,
The vibrating device (50) is an impact hammer which impacts the member by impacting it,
Wherein the calculation device (60) extracts natural frequency data of the member (100) by a power spectral density (PSD) representing the density of energy with respect to a frequency. 제9항에 있어서,
상기 임팩트 해머는 사용자가 인력으로 상기 부재(100)를 직접 가격하도록 형성되고,
상기 연산 장치(60)는,
상기 측정 진동수 데이터에 나타난 에너지의 밀도가 상기 기준 진동수 데이터의 에너지의 밀도와 동일해지도록 스케일링하여, 상기 측정 진동수 데이터와 상기 기준 진동수 데이터를 비교하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 10. The method of claim 9,
The impact hammer is formed such that the user directly presses the member 100 with a force,
The computing device (60)
And scales the energy of the energy appearing in the measured frequency data so as to be equal to the density of the energy of the reference frequency data to compare the measured frequency data with the reference frequency data. 제10항에 있어서,
상기 측정 진동수 데이터에 나타난 에너지의 밀도가 상기 기준 진동수 데이터의 에너지의 밀도와 비교하여 ±10% 범위를 벗어나는 경우, 상기 사용자에게 상기 부재(100)에 대한 재타격을 요청하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. 11. The method of claim 10,
And requests the user to re-strike the member (100) when the density of the energy represented by the measured frequency data is out of the range of ± 10% as compared with the density of the energy of the reference frequency data. Inspection device. 제1항에 있어서,
상기 연산 장치(60)는 상기 접합 상태로서 접합율로 합격 여부를 판정하고,
합격 여부를 사용자에게 통지하는 출력 장치(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 1,
The computing device (60) judges whether or not the junction is in the junction state with the junction ratio,
Further comprising an output device (20) for notifying a user of acceptance or not. 제1항에 있어서,
상기 센서(40)는 상기 가진 장치(50)에 의해 가진된 상기 부재(100)의 가속도를 측정하는 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 접합 상태 검사 장치. The method according to claim 1,
Wherein the sensor (40) is an acceleration sensor for measuring the acceleration of the member (100) excited by the vibrating device (50).
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