KR20180012655A - Gear Inspection Apparatus Using Ultrasonic Soft Touch Probe - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a nondestructive-contact gear inspection apparatus using a soft probe and, more specifically, to a nondestructive-contact gear inspection apparatus using a soft probe which forms a probe in a pen shape to easily inspect a small gear and forms a soft contact unit of the probe to easily probe a curved surface of a teeth unit of a gear. According to the present invention, the nondestructive-contact gear inspection apparatus using a soft probe emits an ultrasonic wave into a gear, receives the reflected ultrasonic wave to inspect a defect of the gear from a received ultrasonic wave signal, and comprises: an ultrasonic wave pulse receiver to generate an ultrasonic wave to oscillate the ultrasonic wave; a probe having a contact unit to come in contact with a surface of the gear to emit the ultrasonic wave generated from the pulse receiver into the gear and receive a reflected ultrasonic wave signal; and a signal processing and calculating unit to analyze the ultrasonic wave signal received from the probe to calculate whether a defect of the gear exists and a defect position. The contact unit of the probe is made of a soft material which is tightly attached to the surface of the gear.

Description

소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치{Gear Inspection Apparatus Using Ultrasonic Soft Touch Probe} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a contactless gear non-destructive inspection apparatus using a soft probe,

본 발명은 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브를 펜 형상으로 형성하여 소형 기어의 검사가 용이할 뿐만 아니라 프로브의 접촉부를 소프트하게 형성하여 기어의 치차부 곡면도 용이하게 탐촉이 가능한 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe, more particularly, to a probe having a pen shape, The present invention relates to a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe capable of easily detecting a contact.

초음파 비파괴 검사는 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불연속부(결함-밀도차)를 검출하기 위해 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴 검사 방법 중 하나이다. 초음파 비파괴 검사 방법에는 접촉매질이 있어야 초음파 탐상이 가능한 접촉식 방법과 공기를 매질로 하여 접촉매질 없이도 초음파 탐상이 가능하도록 하는 비접촉식 방법이 있다.Ultrasonic nondestructive inspection is one of the non-destructive inspection methods that conduct ultrasonic inspection to materials to detect discontinuities (defect-density difference) existing on the surface or inside of the material. The ultrasonic nondestructive inspection method includes contact method in which ultrasonic inspection can be performed with a contact medium and contactless method in which air is used as a medium to enable ultrasonic inspection without contact medium.

상술한 바와 같이 초음파를 이용한 비파괴 검사는 말 그대로 검사 대상체 내부에 초음파를 입사하여 내부 결함이나 대상체 바닥 표면에서 반사파를 수신하거나 대상체를 투과하여 전파된 초음파를 반대측의 표면에서 수신하여 그 수신된 신호의 세기나 전파 시간을 측정함으로써 피검사체에 대한 결함의 존재 유무 및 위치 그리고 재료의 두께나 물성치를 측정할 수 있는 검사 기술이다.As described above, the nondestructive inspection using ultrasonic waves is a method in which an ultrasonic wave is incident on an object to be inspected literally and receives an internal defect or a reflected wave from the bottom surface of the object or receives the ultrasonic wave propagated through the object on the opposite surface, By measuring the intensity or propagation time, it is an inspection technology that can measure the presence and position of defects on the test object, and the thickness and physical properties of the material.

따라서 초음파 프로부로부터 송신된 초음파 신호의 형상 또는 세기가 대상체의 검사 결과에 영향을 주는 주요 요소이며 이는 초음파 프로브와 검사체 표면간의 접촉 상태에 따라 결정된다. 즉, 프로브와 검사체간의 접촉 상태가 변하게 되면 초음파의 신호가 달라지므로 동일한 검사체에서 검사를 수행하였더라도 접촉 상태에 따라 다른 검사 결과가 도출될 수 있다.Therefore, the shape or intensity of the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic probe unit is a main factor affecting the inspection result of the object, which is determined by the contact state between the ultrasonic probe and the surface of the inspection object. That is, when the contact state between the probe and the inspection object is changed, the signal of the ultrasonic wave is changed, so that different inspection results can be obtained depending on the contact state even if the inspection is performed in the same inspection object.

한편, 기어는 구조적으로 그 회형이 곡면으로 이루어지므로 초음파를 이용하여 기어의 결함을 검사하는 경우 프로브의 접촉 상태가 검사자에 따라서 달라질 수 있으며, 검사체의 표면 상태, 검사 위치, 프로브와 검사체간 접촉 매질에 따라 변할 수 있어 검사 결과가 달라질 수 있다. Since the gear is structurally made of a curved surface, when the defect of the gear is inspected using ultrasonic waves, the contact state of the probe can be changed according to the inspector, and the surface state of the probe, the probe position, It can vary depending on the medium and the test result can be changed.

즉, 기어의 손상 여부를 판단하기 위한 초음파 검사 기법은 기어 내부에서 반사된 초음파 신호의 세기를 통해 손상 여부 및 정도를 검출하게 되는데, 초음파 프로브와 기어 표면 사이에 항상 일정한 접촉 상태를 유지하는 것이 검사의 재현성과 신뢰성을 확보하는데 중요한 요소가 된다.That is, the ultrasonic inspection method for determining the damage of the gears detects the damage and the degree of damage through the intensity of the ultrasonic signals reflected from the inside of the gear. It is necessary to always maintain a constant contact state between the ultrasonic probe and the gear surface Which is an important factor in securing the reproducibility and reliability of the apparatus.

따라서, 초음파를 이용한 기어 내부 검사를 위해서는 검사자에 상관없이 일정한 검사 위치와 접촉 상태를 유지할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. 대한민국 공개특허 제10-2012-0016527호(기어 커플링 검사용 초음파 탐상장치)에는 초음파 신호의 재현성과 반복성의 향상이 가능하도록 초음파 프로브를 기어 커플링에 동일한 접촉상태로 부착 가능하도록 하기 위한 기어 커플링 검사용 초음파 탐상장치가 개시되어 있다.Therefore, it is required to develop a technique that can maintain a constant inspection position and contact state irrespective of the inspector in order to inspect the inside of a gear using ultrasonic waves. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0016527 (an ultrasonic probe for gear coupling inspection) discloses a gear couple for allowing an ultrasonic probe to be attached to a gear coupling in the same contact state so that reproducibility and repeatability of an ultrasonic signal can be improved. An ultrasonic inspection apparatus for a ring inspection is disclosed.

그러나, 상기의 대한민국 공개특허 제10-2012-0016527호(기어 커플링 검사용 초음파 탐상장치)는 프로브의 위치를 동일하게 위치시킬 수 있도록 하나, 복잡한 곡면 형상의 기어 표면에 프로브를 일정하게 접촉하도록 유지하고 소형 정밀기어의 경우 프로브가 기어의 표면에 접근할 수 없는 한계를 여전히 갖는다.However, the aforementioned Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0016527 (ultrasonic probe for gear coupling inspection) can position the probes equally, but it is difficult to uniformly position the probes on a complex curved gear surface And in the case of small precision gears, the probes still have a limit to the surface of the gear.

대한민국 공개특허 제10-2012-0016527호 : 기어 커플링 검사용 초음파 탐상장치Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0016527: Ultrasonic flaw detection device for gear coupling inspection

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 프로브를 펜 형상으로 형성하여 소형 기어의 검사가 용이할 뿐만 아니라 프로브의 접촉부를 소프트하게 형성하여 기어의 치차부 곡면도 용이하게 탐촉이 가능한 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide a probe having a pen shape, which is easy to inspect small gears, And to provide a contact-type gear non-destructive testing apparatus using a soft probe capable of detecting the contact.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는, 기어 내부에 초음파를 입사하고 그 반사된 초음파를 수신하여 수신된 초음파 신호로부터 기어의 결함을 검사하기 위한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 있어서, 초음파를 발생시켜 발진하는 초음파 펄스 리시브와, 상기 펄스 리시브로부터 발생된 초음파를 기어 내부로 입사시키고 반사된 초음파 신호를 수신하도록 접촉부가 기어의 표면에 접촉되는 프로브와, 상기 프로브로부터 수신된 초음파 신호를 분석하여 기어의 결함 유무, 결함 위치를 산출하는 신호처리 및 연산부가 구비되어 구성되되, 상기 프로브의 접촉부는 기어의 표면에 밀착되는 부드러운 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to the present invention includes: a probe for receiving an ultrasonic wave into a gear, receiving the reflected ultrasonic wave, and inspecting a defect of the gear from the received ultrasonic signal A contact type non-destructive testing apparatus comprising: an ultrasonic pulse receiver which generates ultrasonic waves and oscillates; a probe in which a contact portion is brought into contact with a surface of a gear so as to receive ultrasonic waves generated from the pulse receipt into a gear and receive reflected ultrasonic signals; And a signal processing and arithmetic unit for calculating a defect position and a defect position of the gear by analyzing the ultrasonic signal received from the probe, wherein the contact portion of the probe is formed of a soft material adhered to the surface of the gear .

또한, 본 발명에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는, 상기 프로브는 펜(Pen) 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to the present invention is characterized in that the probe is formed in a pen shape.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 프로브를 펜 형상으로 형성하여 소형 기어의 검사가 용이할 뿐만 아니라 프로브의 접촉부를 소프트하게 형성하여 기어의 치차부 곡면도 용이하게 탐촉이 가능한 장점을 갖는다.The contact type gear non-destructive inspection apparatus using the soft probe according to the present invention has the probe in the form of a pen so that it is easy to inspect the small gear, and the contact portion of the probe is softly formed, It is advantageous in that it can be easily detected.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치의 구성을 도시한 사진
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 이용되는 펜 형상의 초음파 소프트 프로브를 도시한 사진
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치를 이용하여 초음파 분석 프로그램을 구동한 결과를 화면 사진1 is a photograph showing a configuration of a contact type gear nondestructive inspection apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention
2 is a photograph showing a pen-shaped ultrasonic soft probe used in a contact type gear nondestructive test apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a result of driving an ultrasonic analysis program using a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention,

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치의 구성을 도시한 사진이고, 도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 이용되는 펜 형상의 초음파 소프트 프로브를 도시한 사진이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치를 이용하여 초음파 분석 프로그램을 구동한 결과를 화면 사진이다.FIG. 1 is a photograph showing the construction of a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- FIG. 3 is a screen photograph showing a result of driving an ultrasonic analysis program using a contact type gear non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention .

본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 기어(도면에 미도시) 내부에 초음파를 입사하고 그 반사된 초음파를 수신하여 수신된 초음파 신호로부터 기어의 결함을 검사하기 위한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 해당된다.A contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention receives ultrasonic waves into gears (not shown) and receives reflected ultrasonic waves to inspect the gears for defects from received ultrasonic signals Contact type gear non-destructive testing device.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 신호처리 및 연산부(1,2), 펄스 리시브(3) 및 프로브(4)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention includes signal processing and calculating units 1 and 2, a pulse receiving unit 3, and a probe 4.

상기 펄스 리시브(3)는 기어(도면에 미도시)의 내부로 입사시킬 초음파를 발생시켜 발진하기 위한 구성이다.The pulse receiver 3 has a structure for generating ultrasonic waves to be injected into a gear (not shown in the drawings) and oscillating the ultrasonic waves.

상기 프로브(4)는 상기 펄스 리시브(3)로부터 발생된 초음파를 기어 내부로 입사시키고, 기어 내부의 결함이나 반대측 표면에서 반사된 초음파 신호를 수신하기 위한 구성이다. The probe 4 is configured to receive the ultrasonic waves generated from the pulse receiver 3 into the gears and receive defects in the gears or ultrasonic signals reflected from the opposite surface.

상기 프로브(4)는 접촉부가 기어의 표면에 접촉되는데, 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 곡면 등 복잡한 형상의 기어 표면에 대응할 수 있도록 접촉부가 기어의 표면에 밀착되는 부드러운(Soft) 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.In the probe type non-destructive testing apparatus using the soft probe according to the embodiment of the present invention, the contact portion is in contact with the surface of the gear, And is formed of a soft material which is in close contact with the surface of the base material.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 소형 정밀 기어의 좁은 공간에 진입할 수 있도록 상기 프로브가 펜(Pen) 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다. 도 2는 펜 형상으로 형성된 프로브를 도시한 사진이다. 도 2에 도시된 프로브에서 기어의 표면에 접촉되는 부분, 즉 접촉부는 소프트한 재질로 형성된다.The contact type non-destructive testing apparatus using a soft probe according to an embodiment of the present invention is characterized in that the probe is formed in a pen shape so as to enter a narrow space of a small precision gear. 2 is a photograph showing a probe formed in a pen shape. In the probe shown in Fig. 2, the portion contacting the surface of the gear, i.e., the contact portion is formed of a soft material.

상기 신호처리 및 연산부(1,2)는 상기 프로브(4)로부터 수신된 초음파 신호를 분석하여 기어의 결함 유무, 결함 위치를 산출하기 위한 구성이다. 도면에는 상기 신호처리 및 연산부(1,2)는 프로브(4)로부터 수신된 초음파 신호를 증폭하고 분석하는 PXI(2)와, 분석된 초음파 신호로부터 결함 유무, 결합 크기, 결합 위치 등을 산출하는 프로그램이 탑재되고 분석 결과를 표시하는 디스플레이가 구비된 컴퓨터(1)로 구성된다. 도 3은 컴퓨터(1)에 탑재된 프로그램에 의해 분석된 분석 결과가 디스플레이에 표시된 상태를 도시한 것이다.  The signal processing and arithmetic operation unit (1, 2) is a structure for analyzing the ultrasonic signal received from the probe (4) and calculating the presence or absence of a defect in the gear. In the figure, the signal processing and calculation units 1 and 2 include a PXI 2 for amplifying and analyzing an ultrasonic signal received from a probe 4, and a PXI 2 for calculating a presence / absence of defect, And a computer (1) equipped with a display on which a program is loaded and an analysis result is displayed. 3 shows a state in which the analysis result analyzed by the program installed in the computer 1 is displayed on the display.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The contact type gear nondestructive inspection apparatus using the soft probe described above and shown in the drawings is only one embodiment for carrying out the present invention and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is defined only by the matters set forth in the following claims, and the embodiments improved and changed without departing from the gist of the present invention are obvious to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs It will be understood that the invention is not limited thereto.

1 신호처리 및 연산부의 컴퓨터
2 신호처리 및 연산부의 PXI
3 펄스 리시브
4 프로브1 signal processing and computing computer
2 Signal processing and PXI of operation unit
3 pulse receive
4 probes

Claims (2)

기어 내부에 초음파를 입사하고 그 반사된 초음파를 수신하여 수신된 초음파 신호로부터 기어의 결함을 검사하기 위한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치에 있어서,
초음파를 발생시켜 발진하는 초음파 펄스 리시브와, 상기 펄스 리시브로부터 발생된 초음파를 기어 내부로 입사시키고 반사된 초음파 신호를 수신하도록 접촉부가 기어의 표면에 접촉되는 프로브와, 상기 프로브로부터 수신된 초음파 신호를 분석하여 기어의 결함 유무, 결함 위치를 산출하는 신호처리 및 연산부가 구비되어 구성되되,
상기 프로브의 접촉부는 기어의 표면에 밀착되는 부드러운 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치.A contact type non-destructive testing apparatus for inserting an ultrasonic wave into a gear, receiving a reflected ultrasonic wave, and inspecting a defect of the gear from a received ultrasonic signal,
A probe in which a contact portion is brought into contact with a surface of a gear so as to receive an ultrasonic wave generated from the pulse receiver and to receive a reflected ultrasonic signal, and a probe, which receives the ultrasonic signal received from the probe, And a signal processing and calculation unit for calculating the presence or absence of a defect in the gear and the position of the defect,
Wherein the contact portion of the probe is formed of a soft material which is in close contact with the surface of the gear. 제1항에 있어서,
상기 프로브는 펜(Pen) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 소프트 프로브를 이용한 접촉식 기어 비파괴 검사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the probe is formed in a pen shape.
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