KR20220043217A - 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법 - Google Patents

이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

장치 구성의 간이화 및 대폭적인 소형·경량화를 실현한 후에 검사 대상물의 검사를 적절히 행할 수 있는 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법을 제공한다. 이동식 검사 장치(20)는, 검사 대상물(S)의 표면(Sa)상을 이동하면서 검사 대상물(S)의 결함을 검사하는 이동식 검사 장치 본체(30)를 구비한다. 이동식 검사 장치 본체(30)는, 정회전·역회전 가능한 적어도 2개의 차륜(32)에 의해 표면(Sa)상을 이동하는 대차(31)와, 대차(31)의 전단측 혹은 후단측에 배치된 적어도 1개의 검사 센서(44)를 구비한다. 검사 대상물(S)의 검사 영역을, 직선을 사이에 둔 2개의 분할 영역(A1, A2)으로 분할함과 함께, 대차(31)는, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각에 있어서 검사 센서(44)가 전술의 직선과 대향하는 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)측을 향한 상태로 이동한다.

Description

이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법
본 발명은, 검사 대상물의 표면상을 이동하면서 검사 대상물의 결함을 검사하는 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 검사 대상물로서의 강판 등의 금속판의 품질을 보증하기 위해, 강판 등의 표면 결함이나 내부 결함을 초음파 탐상 등으로 검사하는 것이 행해지고 있다. 예를 들면, 초음파 탐상에 있어서는, 온라인에서는, 생산 라인의 이송 롤러상을 반송되는 강판 등의 금속판에, 복수개 병렬로 나열된 검사 센서로서의 초음파 탐상 헤드를 수막을 통하여 접촉시켜 자동으로 검사한다. 또한, 오프라인에서는, 정지하고 있는 강판 등의 금속판에, 손으로 미는 대차(臺車) 등으로 초음파 탐상 헤드를 이동시켜 수막을 통하여 접촉시켜 수동으로 검사한다.
일반적으로, 초음파 탐상 헤드는 초음파 탐상기 본체에 탐상 케이블로 접속되고, 초음파 탐상 헤드에서 탐상된 출력(결과)이 초음파 탐상기 본체에 입력되고, 그 출력(결과)이 데이터 처리 장치에 입력되어 처리되고, 내부 결함의 유무가 검사된다. 또한, 초음파 탐상의 경우, 강판 등의 금속판의 검사면(표면)에는, 초음파를 통과시키는 매체로서 물이 살수되어, 금속판의 검사면(표면)에 수막이 형성된다. 따라서, 오프라인에서 검사 대상물로서의 금속판의 초음파 탐상을 행하는 경우는, 금속판상이 물에 젖어 미끄러지기 쉬운 상태가 된다. 금속판은 바닥면에 설치된 침목 등의 위에 놓여지는 경우가 많기 때문에, 검사원은 젖은 단차가 있는 금속판상을 이동하게 되어 전도(顚倒)할 위험성이 있다.
또한, 고정밀도의 초음파 탐상을 행하기 위해서는, 검사 센서로서의 초음파 탐상 헤드를 소정의 주사선을 따라 정확하게 이동시킬 필요가 있지만, 주사선을 금속판상에 그리거나 하는 준비는 수고가 듦과 동시에, 수작업에 의한 초음파 탐상 헤드의 이동 정밀도에는 한계가 있다.
이러한 수작업에 의한 문제를 해소하기 위해, 종래에 있어서는, 금속판의 이동식 검사 장치가 제안되어 있고, 예를 들면, 특허문헌 1 및 2에 나타내는 것이 제안되어 있다.
특허문헌 1에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치는, 삼각측량의 원리에 기초하여 옥내 공간 내에서의 자기 위치 측정을 행하는 옥내 위치 측정 시스템을 이용하여, 금속판을 검사하는 금속판용 이동식 검사 장치이다. 그리고, 이 금속판용 이동식 검사 장치는, 정회전·역회전 가능한 4개의 차륜 및, 차륜을 회전 구동함과 함께 차륜을 각각 독립적으로 선회 구동하는 구동부를 갖고, 금속 판면을 주행하는 대차를 구비하고 있다. 또한, 이 대차에는, 옥내 위치 측정 시스템을 구성하고, 옥내 위치 측정 시스템 신호를 발신 또는 수신하는 항법용 신호 발신기 혹은 항법용 신호 수신기가 장착됨과 함께, 금속판의 손상을 검사하는 검사 센서가 형성되어 있다. 그리고, 금속판용 이동식 검사 장치는, 옥내 위치 측정 시스템 신호를 이용하여 인식한 자기 위치와 목표 위치로부터의 편차를 연산하여, 그 편차에 따라서 구동부에 차륜의 정회전·역회전·정지 및, 각 차륜의 선회를 지시하고, 대차에, 좌우 이동, 비스듬한 이동, 전후 이동, 또는 그 자리에서 선회를 시켜, 대차를 소정의 목표 위치로 자율 주행시키는 제어 수단을 구비하고 있다.
또한, 특허문헌 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치는, 위치 측정 수단으로부터의 정보에 기초하여 금속판상을 이동하여, 금속판 표면 또는 내부에 존재하는 결함의 유무를 검사하는 금속판용 이동식 검사 장치로서, 정회전·역회전 가능한 적어도 2개의 차륜과 차륜을 구동하는 구동부를 갖는 대차를 구비하고 있다. 또한, 이 대차에는, 금속판을 검사하는 초음파 탐상의 탐촉자를 구비한 탐상 헤드가 탑재되어 있다. 그리고, 금속판용 이동식 검사 장치는, 위치 측정 수단에 의해 인식한 검사 장치의 위치와 목표 위치의 편차를 연산하여, 그 편차가 최소가 되도록 구동부에 차륜의 정회전·역회전·정지의 지령을 부여하고, 검사 장치를 소정의 목표 위치로 자율 주행시키도록 제어하는 제어 수단을 구비하고 있다. 그리고, 이 제어 수단은, 검사 장치의 중량 변화, 또는 금속판과 탐상 헤드와의 슬라이딩 저항, 또는 이들 양쪽을 검출하고, 그 검출값으로부터 구해진 보정값을 상기 지령으로 피드백하는 기능을 갖는다.
일본특허 제5954241호 공보 일본특허 제5999214호 공보
그러나, 이들 종래의 특허문헌 1 및 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치에 있어서는, 다음의 문제점이 있었다.
즉, 특허문헌 1 및 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치의 어느 것에 있어서도, 대차에, 정회전·역회전 가능한 4개의 차륜을 형성함과 함께, 각 차륜을 회전 구동함과 함께 각 차륜을 각각 독립적으로 선회 구동하는 구동부를 형성하고 있다.
또한, 특허문헌 1 및 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치의 어느 것에 있어서도, 탐상 헤드를 금속판의 단부 위치에까지 이동시키기 위해 탐상 헤드를 수평 방향으로 주사시키는 주사용 액추에이터가 구비되어 있다. 이들 특허문헌 1 및 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치에 있어서는, 금속판용 이동식 검사 장치에 형성된 에지 검출용 센서가 금속판의 단부를 검지한 시점에서, 금속판용 이동식 검사 장치를 일단 정지시킨다. 그리고, 그 시점에서 주사용 액추에이터에 의해 탐상 헤드를 수평 방향으로 주사시켜 탐상 헤드를 금속판의 단부 위치에까지 이동시키고, 이에 따라, 금속판의 단부에 이르기까지의 적절한 검사를 행하게 되어 있다.
이러한 특허문헌 1 및 2에 나타내는 금속판용 이동식 검사 장치에 있어서는, 차륜 자체의 수도 4개로 많을 뿐만 아니라, 각 차륜을 선회 구동하는 구동부가 필요해짐과 함께, 또한, 탐상 헤드를 이동시키는 주사용 액추에이터 자체가 필요해짐과 함께 그 주사용 액추에이터를 제어하는 제어 장치도 필요해진다.
이 때문에, 장치 구성이 복잡해짐과 함께 장치 전체의 중량이 꽤 커져 버린다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 이 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 장치 구성의 간이화 및 대폭적인 소형·경량화를 실현한 후에 검사 대상물의 검사를 적절히 행할 수 있는 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 여러 가지 검토를 행한 결과, 이하의 인식을 얻었다.
우선, 4륜 구동·4륜 조타를 행하는 이동식 검사 장치(100)의 대표적인 이동 루트를 도 14에 나타낸다. 이 이동 루트는, 검사 대상물로서의 직사각형 형상의 강판(S)의 직사각형 형상 검사 영역을 소정 피치로 4륜 구동·4륜 조타를 행하는 이동식 검사 장치(100)가 이동하는 것을 의미하고 있고, 이동식 검사 장치(100)의 중심 궤적과 일치한다. 이 이동 루트는, 직선 형상의 종이동 및 직선 형상의 횡이동을 반복하고 있고, 이동식 검사 장치(100)에는 4륜 구동·4륜 조타가 필요해진다. 또한, 후술하는 검사 센서(101)를 단독으로 이동시키는 주사용 액추에이터(도시하지 않음)가 필요해져, 이동식 검사 장치의 중량 증가가 된다.
4륜 구동·4륜 조타를 행하는 이동식 검사 장치(100)에 의해 검사 대상물로서 강판(S)의 검사를 행할 때의 이동식 검사 장치(100)의 구체적인 이동 루트를 도 15에 나타낸다.
이동식 검사 장치(100)는, 우선, 최초의 검사 패스에서, 그 평면에서 본 중심이 점(P11)이 되는 위치로부터 강판(S)의 폭 방향을 따라 이동하고, 동시에 검사 센서(101)에서 검사를 행한다. 그리고, 이동식 검사 장치(100)는, 그 평면에서 본 중심이 점(P12)이 되는 위치에서 정지한다. 그 후, 도시하지 않는 주사용 액추에이터(일반적으로는 리니어 슬라이더 등)로 검사 센서(101)를 강판(S)의 측연(側緣)까지 파선의 화살표로 나타내도록 움직여 당해 패스의 검사를 완료한다. 그 후, 최초의 이동 패스에서, 도시하지 않는 4개의 차륜의 각각을 그 자리에서 90° 선회시켜 이동식 검사 장치(100)는 강판(S)의 길이 방향으로 소정 거리(검사 피치와 동일한 거리) 이동하고, 다음의 검사 패스에 이른다. 이후, 동일하게 검사 패스와 이동 패스를 반복하여, 4륜 구동·4륜 조타를 행하는 이동식 검사 장치(100)에 의해 검사 대상물로서 강판(S)의 검사가 완료된다.
한편, 이동식 검사 장치에 의한 강판(S)의 검사에 있어서 이 이동 루트 이외의 이동을 허용할 수 있다면 차륜의 구동 기구로서 4륜 구동·4륜 조타일 필요는 없다. 본 발명자들은, 이동식 검사 장치의 장치 구성을 간이화함과 함께 대폭적인 소형·경량화를 실현하기 위해, 정회전·역회전 가능한 적어도 2개의 차륜의 구동으로 하여, 각 차륜을 선회시키는 일 없이, 검사 센서를 주사하기 위한 주사용 액추에이터를 불필요로 한 이동식 검사 장치에 의해 강판(S)의 검사를 행할 수 있는 것을 발견했다.
그러한 이동식 검사 장치에 의해 강판(S)의 검사를 행하기 위해, 우선, 검사 대상물로서 직사각형 형상의 강판(S)의 표면(Sa)의 직사각형 형상 검사 영역을, 도 16에 나타내는 바와 같이, 강판(S)의 폭 방향에 있어서 중심선(직선)을 사이에 두고 2개의 분할 영역(A1)과 분할 영역(A2)으로 분할했다.
그리고, 도 17에 나타내는 바와 같이, 강판(S)의 검사를 행할 때에, 이동식 검사 장치 본체(30)의 대차(31)를, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각에 있어서 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)가 전술의 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)측을 향한 상태로 이동하도록 했다.
강판(S)의 검사를 행할 때의 이동식 검사 장치 본체(30)의 이동 루트를 도 17을 참조하여 간단하게 설명한다. 이동식 검사 장치 본체(30)는, 우선, 전반의 분할 영역(A1)에 있어서, 최초의 검사 패스에서, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)상에 위치하는 이동식 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P1)이 되는 위치로부터 강판(S)의 폭 방향을 따라 이동하고, 동시에 탐상 헤드(44)에서 검사를 행한다. 그리고, 이동식 검사 장치 본체(30)는, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)에 위치하는 이동식 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P2)이 되는 위치에서 정지한다. 따라서, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)에 위치하는 점에서, 탐상 헤드(44)를 분할 영역(A1)의 측연(A1a)에까지 이동시키기 위한 주사용 액추에이터가 불필요해진다.
그 후, 최초의 이동 패스에서, 이동식 검사 장치 본체(30)의 대차(31)의 좌우 양측(강판(S)의 길이 방향 양측)에 형성된 2개의 차륜(32)에 좌우에서 회전수차를 부여하면서 역회전시킨다. 이에 따라, 이동식 검사 장치 본체(30)는 2개의 곡선(R1, R2)으로 이루어지는 궤적으로 이동식 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P2)으로부터 점(P3)으로 이동하고, 정지한다. 점(P3)은, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)상의 다른 위치(탐상 헤드(44)의 최초의 위치에 대하여 강판(S)의 길이 방향으로 소정 거리(검사 피치(D)에 상당하는 거리) 어긋난 위치)에 위치하는 점이다. 점(P3)은, 다음의 검사 패스의 개시점이다. 점(1)과 점(3)의 사이의 간격은 검사 피치(D)이다.
이후, 동일하게 검사 패스와 이동 패스를 반복하여, 이동식 검사 장치 본체(30)에 의해 전반(前半)의 분할 영역(A1)의 검사가 완료된다.
그리고, 전반의 분할 영역(A1)의 검사가 완료된 시점에서, 좌우의 2개의 차륜(32)을 정역회전시켜 이동식 검사 장치 본체(30)를 180° 선회(제자리 선회)시켜, 탐상 헤드(44)를 전술의 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A2)의 측연(A2a)(측연(A1a)과 반대측)측을 향하게 한다. 이동식 검사 장치 본체(30)를 180° 선회시키지 않고 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)측을 향한 채로 후반(後半)의 분할 영역(A2)의 검사를 실시해도, 탐상 헤드(44)를 주사용 액추에이터에 의해 이동시킬 수 없기 때문에, 탐상 헤드(44)와 분할 영역(A2)의 측연(A2a)의 사이가 검사 불가능 범위가 되어 버리기 때문이다.
그리고, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A2)의 측연(A2a)측을 향한 상태로, 전반과 동일한 검사 패스와 이동 패스를 반복하여, 이동식 검사 장치 본체(30)에 의해 후반의 분할 영역(A2)의 검사를 완료한다. 이에 따라, 검사 대상물로서 직사각형 형상의 강판(S)의 표면(Sa)의 직사각형 형상 검사 영역 전체를 검사할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 이 인식에 기초하여 이루어진 것으로서, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치는, 검사 대상물의 표면상을 이동하면서 검사 대상물의 결함을 검사하는 이동식 검사 장치 본체를 구비한 이동식 검사 장치로서, 상기 이동식 검사 장치 본체는, 정회전·역회전 가능한 적어도 2개의 차륜에 의해 상기 검사 대상물의 표면상을 상기 차륜의 회전축과 직교하는 전후 방향으로 이동하는 대차와, 당해 대차의 전단측 혹은 후단측에 배치되고, 상기 검사 대상물의 결함을 검사하는 적어도 1개의 검사 센서를 구비하고, 상기 검사 대상물의 검사 영역을, 직선을 사이에 둔 2개의 분할 영역으로 분할함과 함께, 상기 이동식 검사 장치 본체의 대차는, 분할된 2개의 상기 분할 영역의 각각에 있어서 상기 검사 센서가 상기 직선과 대향하는 상기 영역의 측연측을 향한 상태로 이동하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 이동식 검사 방법은, 전술의 이동식 검사 장치를 이용하여 검사 대상물의 결함을 검사하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 강재의 제조 방법은, 전술의 이동식 검사 방법을 실시하는 검사 공정을 포함하는 것을 요지로 한다.
본 발명에 따른 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법에 의하면, 장치 구성의 간이화 및 대폭적인 소형·경량화를 실현한 후에 검사 대상물의 검사를 적절히 행할 수 있는 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치를 포함하는 검사 시스템 전체의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 검사 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치를 구성하는 이동식 검사 장치 본체의 정면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체의 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체의 좌측면도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체에 있어서의 탑재 헤드를 추종시키는 추종 기구의 평면도이다.
도 7은 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체에 있어서의 탑재 헤드를 추종시키는 추종 기구의 정면도이다.
도 8은 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체에 있어서의 탑재 헤드를 추종시키는 추종 기구의 좌측면도이다.
도 9는 도 8에 있어서의 9-9선을 따르는 단면도이다.
도 10은 도 3에 나타내는 이동식 검사 장치 본체에 있어서의 추종 기구를 설명하기 위한 개략도이다.
도 11은 검사 대상물로서 강판의 내부의 탐상을 행할 때의 이동식 검사 장치 본체의 이동 루트를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에 나타내는 이동 루트로 이동식 검사 장치 본체가 이동하여 강판 내부의 탐상을 행한 JIS G0801 압력 용기용 강판의 초음파 탐상 검사 방법에 따른 검사 패턴의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 실시예에 따른 이동식 검사 장치에 의해 검사 대상물로서의 강판의 결함의 검사를 행했을 때의 검사 맵을 나타내는 도면이다.
도 14는 4륜 구동·4륜 조타를 행하는 이동식 검사 장치의 대표적인 이동 루트를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 검사 대상물로서 강판의 검사를 행할 때의 도 14에 나타내는 이동식 검사 장치의 구체적인 이동 루트를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 검사 대상물로서의 강판의 검사 영역을 중심선(직선)을 사이에 두고 2개의 분할 영역으로 분할한 모습을 나타내는 도면이다.
도 17은 검사 대상물로서 강판의 검사를 행할 때의 본 실시 형태의 이동식 검사 장치 본체의 이동 루트를 설명하기 위한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 실시 형태에 특정하는 것은 아니다. 또한, 도면은 개략적인 것이다. 그 때문에, 두께와 평면 치수의 관계, 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의해야 하고, 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.
우선, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치를 포함하는 검사 시스템 전체에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치를 포함하는 검사 시스템 전체의 개략 구성이 나타나 있고, 검사 시스템(1)은, 옥내 위치 측정 시스템(10)과, 이동식 검사 장치(20)를 구비하고 있다.
옥내 위치 측정 시스템(10)은, 삼각측량의 원리에 기초하여 옥내에서의 자기 위치 측정을 행하는 것으로서, 본 실시 형태에서는, IGPS(Indoor Global Positioning System)를 이용하고 있다. 구체적으로는, 옥내 위치 측정 시스템(10)은, 옥내에 배치된 복수의 항법용 송신기(11)와, 항법용 수신기(12)와, 위치 연산용 소프트웨어에 의해 이동식 검사 장치 본체(30)의 위치를 연산하는 현재 위치 연산부(13)(도 2 참조)를 구비하고 있다.
이동식 검사 장치(20)는, 검사 대상물로서의 강판(S)의 표면(Sa)상을 이동하면서 강판(S)의 내부 결함 및 강판(S)의 이면측의 표면 결함을 검사하는 이동식 검사 장치 본체(30)와, 강판(S)의 표면(Sa)상에 검사에 필요한 물(W)을 공급하는 물공급 장치(80)를 구비하고 있다. 검사 대상물로서의 강판(S)은, 평면에서 보아 직사각형 형상을 이룬 후강판(판두께 6㎜ 이상)을 대상으로 하고 있다.
이동식 검사 장치 본체(이하, 검사 장치 본체라고 함)(30)는, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 소정의 판두께를 갖고, 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 대략 직사각형 형상의 대차(31)를 구비하고 있다. 대차(31)의 전방측의 좌우 방향 양단에는, 좌우 한 쌍의 차륜(32)이 형성되어 있다. 좌우 한 쌍의 차륜(32)의 각각은, 독립적으로 구동되고, 각 차륜(32)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 선단에 제1 교차축 기어(32b)를 구비한 회전축(32a)을 구비하고 있다. 그리고, 제1 교차축 기어(32b)는, 차륜 구동용 모터(33)의 감속 기어의 출력 회전축(33a)의 선단에 형성된 제2 교차축 기어(33b)에 맞물려 있다. 각 차륜(32)은, 차륜 구동용 모터(33)에 의해 정회전 및 역회전이 가능해져 있다. 또한, 대차(31)의 하면측의 후방측의 좌우 방향 대략 중앙부에는, 종동적(從動的)인 전방위 이동 가능한 차륜(34)이 설치되어 있다.
대차(31)는, 정회전·역회전 가능한 좌우 한 쌍의 차륜(32)에 의해 강판(S)의 표면(Sa)상을 각 차륜(32)의 회전축(32a)과 직교하는 전후 방향으로 이동한다.
또한, 대차(31)에는, 강판(S)의 내부 결함 및 강판(S)의 이면측의 표면 결함을 탐상하는 검사 센서로서의 초음파 탐촉자를 구비한 탐상 헤드(44)와, 탐상 헤드(44)로부터의 출력(결과)이 입력됨과 함께, 당해 출력(결과)을 데이터(연산) 처리하여 당해 데이터 처리 결과를 후술의 IO 보드(37)에 출력하는 초음파 탐상기 본체(43)가 형성되어 있다.
대차(31)의 상면의 후단 근방에는, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 좌우 방향으로 연장되는 제1 기립부(38)가 세워 설치되고, 대차(31)의 상면의 전단 근방에는, 좌우 방향으로 연장되는 제2 기립부(39)가 세워 설치되어 있다. 그리고, 제1 기립부(38)의 상면에는, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 좌우 방향으로 대차(31)의 좌우 방향단으로부터 돌출하도록 연장되는 복수의 제1 판 부재(40)가 설치되고, 제2 기립부(39)의 상면에는, 좌우 방향으로 연장되는 복수의 제2 판 부재(41)가 설치되어 있다. 또한, 제1 판 부재(40)의 상면 및 제2 판 부재(41)의 상면에는, 이들 제1 판 부재(40) 및 제2 판 부재(41)를 걸치도록 전후 방향으로 연장되는 복수의 제3 판 부재(42)가 설치되어 있다. 그리고, 이들 제3 판 부재(42)의 상면에 전술의 초음파 탐상기 본체(43)가 설치되어 있다.
또한, 탐상 헤드(44)는, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 대차(31)의 후단측으로서 대차(31)의 좌우 방향단으로부터 돌출하는 제1 판 부재(40)의 하방에 좌우 한 쌍 설치되어 있다. 그리고, 각 탐상 헤드(44)는, 각 탐상 헤드(44)를 검사 대상물로서의 강판(S)의 표면(Sa)의 요철 상태에 추종시키는 추종 기구(50)에 의해 제1 판 부재(40)에 지지되어 있다. 추종 기구(50)에 대해서는, 후에 설명한다.
좌우 한 쌍의 탐상 헤드(44)의 설치 간 거리는, 후술하는 검사 피치(D)의 정수배의 크기로 설정된다.
또한, 제2 판 부재(41)상의 좌우 양단 근방에는, 한 쌍의 항법용 수신기(12)가 세워 설치됨과 함께, 대차(31)의 상면에는, 제어 박스(35) 내에 탑재 컴퓨터(36) 및 IO 보드(37)가 형성되어 있다.
옥내 위치 측정 시스템(10)의 각 항법용 송신기(11)는, 회전 팬 빔을 사출하고, 각 항법용 수신기(12)는, 항법용 송신기(11)로부터 사출되는 회전 팬 빔을 수신한다. 이 때, 회전 팬 빔은 소정의 각도로 어긋나 있고, 이를 수신하는 항법용 수신기(12)의 3차원 좌표값, 즉 위치 또는 높이를 측정할 수 있다. 그리고, 각 항법용 수신기(12)가 수신한 수신 정보는 탑재 컴퓨터(36)에 전송되고, 탑재 컴퓨터(36)에 의해, 삼각측량의 원리에 따라 항법용 수신기(12)의 위치를 연산한다. 복수의 항법용 송신기(11)로부터 수신한 신호를 이용하여, 다시 연산을 반복함으로써, 항법용 수신기(12)를 탑재한 주행 중의 검사 장치 본체(30)의 위치 정보를 리얼 타임으로 취득할 수 있다.
탑재 컴퓨터(36)는, ROM, RAM, CPU 등을 구비하여 구성된 컴퓨터 시스템으로서, ROM 등에 미리 기억된 각종 전용의 프로그램을 실행함으로써, 후술하는 각 기능이 소프트웨어상에서 실현된다.
탑재 컴퓨터(36)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 항법용 수신기(12)가 수신한 수신 정보에 기초하여 항법용 수신기(12)의 현재의 위치를 연산하는 현재 위치 연산부(13)를 구비하고 있다. 또한, 탑재 컴퓨터(36)는, 목표 검사 위치 및 경로 정보를 설정함과 함께, IO 보드(37)로부터의 검사 데이터, 검사 위치 정보를 평가하는 설정·평가부(15)를 구비하고 있다. 또한, 탑재 컴퓨터(36)는, 현재 위치 연산부(13)에서 연산된 항법용 수신기(12)의 현재의 위치와 설정·평가부(15)로부터의 목표 검사 위치에 기초하여, 목표 검사 위치에 대한 현재 위치의 편차를 연산하는 위치 편차 연산부(14)를 구비하고 있다. 또한, 탑재 컴퓨터(36)는, 위치 편차 연산부(14)에서 연산된 편차가 0이 되도록 차륜 구동용 모터(33)에 속도 지령 등의 제어 신호를 출력하고, 차륜(32)의 속도(회전 방향을 포함함)의 피드백 제어를 행하는 구동 제어부(16)를 구비하고 있다. 구동 제어부(16)가, 당해 편차가 0이 되도록 차륜 구동용 모터(33)에 속도 지령 등의 제어 신호를 출력하고, 차륜(32)의 속도(회전 방향을 포함함)의 피드백 제어를 행함으로써, 검사 장치 본체(30)는, 목표 주행 루트를 따른 자율 주행을 행한다.
또한, 도시는 하지 않지만, 대차(31)에는 전원으로서의 배터리가 탑재되어 있다.
다음으로, 각 탐상 헤드(44)를 강판(S)의 표면(Sa)의 요철 상태에 추종시키는 추종 기구(50)에 대해서, 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
여기에서, 강판(S)의 표면(Sa)의 요철 상태란, 도 10에 나타내는 바와 같이, 강판(S)의 표면(Sa)에 요철이 있는 경우뿐만 아니라, 강판(S)의 표면(Sa)에 굴곡이 있는 경우도 포함하는 강판(S)의 표면(Sa)이 요철로 되어 있는 상태 모두를 포함하는 의미이다.
이 추종 기구(50)는, 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)를 보유지지(保持)하는 센서 보유지지 기구(51)와, 센서 보유지지 기구(51)에 의해 보유지지된 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정하는 하중 조정 기구(52)를 구비하고 있다.
센서 보유지지 기구(51)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 탐상 헤드(44)의 주위를 둘러싸도록 보유지지하는 평판 형상의 홀더(53a)를 구비하고 있다. 탐상 헤드(44)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 홀더(53a)의 중심에 형성된 관통 구멍(53f)에 삽입되고, 탐상 헤드(44)를 나사 부재(53e)에 의해 외주로부터 압압함으로써 홀더(53a)에 보유지지된다. 또한, 센서 보유지지 기구(51)는, 탐상 헤드(44)를 보유지지한 홀더(53a)를 고정함과 함께 탐상 헤드(44)를 주위로부터 둘러싸는 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 구비하고 있다. 홀더(53a)는, 볼트(53c) 및 나비 볼트(53d)에 의해 센서 보유지지 틀 부재(53b)에 고정된다.
또한, 센서 보유지지 틀 부재(53b)의 상면에는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 지지 부재(54)가 고정되고, 이 제1 지지 부재(54)는, 제2 지지 부재(56)에 대하여 제1 힌지(55)를 중심으로 회전 가능하게 축지되어 있다. 제1 힌지(55)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, X축 방향으로 연장되어 있다. 즉, 탐상 헤드(44)를 보유지지하는 센서 보유지지 틀 부재(53b)는, X축을 중심으로 회전하도록 되어 있다. X축은, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 평행 또한 전후 (폭) 방향으로 연장되어 있다.
또한, 제2 지지 부재(56)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제3 지지 부재(58)에 대하여 제2 힌지(57)를 중심으로 회전 가능하게 축지되어 있다. 제2 힌지(57)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, Y축 방향으로 연장되어 있다. 즉, 탐상 헤드(44)를 보유지지하는 센서 보유지지 틀 부재(53b)는, Y축을 중심으로 회전하도록 되어 있다. Y축은, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 평행 또한 X축에 대하여 직교하는 좌우 (길이) 방향으로 연장되어 있다.
또한, 센서 보유지지 틀 부재(53b)의 X축을 중심으로 한 회전 및 Y축을 중심으로 한 회전을 각각 규제하는 경우가 있고, 그들 경우를 고려하여, 도 7 내지 도 9에는, 센서 보유지지 틀 부재(53b)의 X축을 중심으로 한 회전 및 Y축을 중심으로 한 회전의 각각을 규제하는 부재가 도시되어 있다.
또한, 제3 지지 부재(58)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 소정 판두께를 갖고, 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 하측 평판(59)의 하면에 부착되어 있다. 이 하측 평판(59)의 좌우 방향 단부에는, Z축 방향으로 연장되는 부착판(69) 및 레일 부재(70)가 부착되어 있다. 그리고, 하측 평판(59)의 상측에는, 소정 판두께를 갖고, 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 상측 평판(60)이 형성되어 있다. 이 상측 평판(60)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 대차(31)의 좌우 방향단으로부터 돌출하는 제1 판 부재(40)의 하면에 부착된다. 그리고, 상측 평판(60)의 하면에는, 선단에 슬라이더(71)가 부착된 부착판부(72)가 고정되어 있다. 슬라이더(71)는, 하측 평판(59)에 부착된 레일 부재(70)를 따라 이동하게 되어 있다. 즉, 슬라이더(71)는, 대차(31)에 고정된 제1 판 부재(40)에 대하여 고정되어 있는 상측 평판(60)에 고정되어 있기 때문에, 하측 평판(59)이 레일 부재(70)가 연장되는 방향을 따라 승강한다. 따라서, 탐상 헤드(44)를 보유지지하는 센서 보유지지 틀 부재(53b)는, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 수직(상하)으로 연장되는 Z축을 따라 승강하도록 되어 있다.
다음으로, 하중 조정 기구(52)는, 센서 보유지지 기구(51)에 의해 보유지지된 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정하는 것이다. 전술한 바와 같이, 탐상 헤드(44)를 보유지지하는 센서 보유지지 틀 부재(53b)는, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 수직(상하)으로 연장되는 Z축을 따라 승강한다. 이 때문에, 센서 보유지지 틀 부재(53b)에 아무런 하중이 작용하지 않으면, 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체의 자중이 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 작용하게 된다. 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체의 자중이 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 작용하면, 탐상 헤드(44)에 의한 탐상 시에 하중이 지나치게 커 탐상에 지장을 초래한다. 그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 하중 조정 기구(52)에 의해 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정하도록 하고 있다.
하중 조정 기구(52)에 있어서, 하측 평판(59)의 전후 방향의 양단 근방에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 중공 파이프부의 일단에 플랜지(62a)를 구비한 부시(62)가 플랜지(62a)가 하측 평판(59)의 상면에 접하고, 중공 파이프부가 하측 평판(59)을 삽통하여 하측 평판(59)으로부터 하방으로 돌출하도록 압입 고정된다. 또한, 상측 평판(60)에는, 부시(62)를 삽통하는 샤프트(61)가 고정되어 있다. 각 샤프트(61)의 하단 근방에는, 수나사부가 형성되고, 이 수나사부에 하중 조정용의 복수의 너트(68)가 나사 맞춤된다. 그리고, 너트(68)의 상측에는 금속 와셔(63)가 배치되고, 부시(62)의 하측에는 금속 와셔(64)가 배치되고, 양 금속 와셔(63, 64) 간에는, 샤프트(61)를 둘러싸도록 압축 코일 스프링(65)이 배치된다. 압축 코일 스프링(65)은, 부시(62)를 통하여 하측 평판(59), 즉 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체를 상방으로 밀어 올리도록 작용한다. 한편, 부시(62)의 플랜지(62a)의 상측에는 금속 와셔(66)가 배치되고, 이 금속 와셔(66)와 상측 평판(60)의 하면의 사이에는, 샤프트(61)를 둘러싸도록 압축 코일 스프링(67)이 배치된다. 압축 코일 스프링(67)은, 부시(62)를 통하여 하측 평판(59), 즉 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체를 하방에 눌러 내리도록 작용한다. 압축 코일 스프링(65)에 의한 밀어 올리는 힘과 압축 코일 스프링(67)의 눌러 내리는 힘을 조정함으로써, 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정한다.
통상은, 압축 코일 스프링(65)에 의한 밀어 올리는 힘으로부터 압축 코일 스프링(67)의 눌러 내리는 힘을 뺀 값이 정(正)이 되도록 조정한다. 이에 따라, 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체가 밀어 올려지고, 강판(S)의 표면(Sa)에 작용하는 탐상 헤드(44) 및 센서 보유지지 틀 부재(53b)를 포함한 하측 평판(59)까지의 전체의 자중이 감산되도록 되어 있다.
이에 따라, 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정한다.
이와 같이, 추종 기구(50)는, 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)를 보유지지하는 센서 보유지지 기구(51)와, 센서 보유지지 기구(51)에 의해 보유지지된 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 부여하는 하중을 조정하는 하중 조정 기구(52)를 구비하고 있다. 그리고, 센서 보유지지 기구(51)는, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 평행으로 연장되는 X축 및 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 평행 또한 X축에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 Y축을 중심으로 회전하고, 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 수직으로 연장되는 Z축을 따라 승강한다.
이에 따라, 도 10에 나타내는 바와 같이, 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)상을 주사(이동)할 때에, 강판(S)의 표면(Sa)의 요철 상태에 맞추어 센서 보유지지 기구(51)에 의해 보유지지된 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)에 대하여 소정의 하중이 부여된 상태로 X축 및 Y축을 중심으로 회전한다. 또한, 탐상 헤드(44)가, Z축을 따라 승강하고, 각 탐상 헤드(44)가 강판(S)의 표면(Sa)의 요철 상태에 적절한 압압력으로 추종할 수 있다.
또한, 검사 장치 본체(30)에는, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 정류판(73)이 설치되어 있다.
이 정류판(73)은, 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 정류판 부착 부재(74)에 의해 대차(31)로부터 검사 장치 본체(30)의 검사 패스 시에 있어서의 진행 방향(후방향)으로 돌출하도록 대차(31)의 하면에 설치된다.
검사 장치 본체(30)는, 후술하지만, 검사 패스 시에 있어서 대차(31)의 후방측으로 진행하고, 이동 패스 시에 있어서 대차(31)의 전방측으로 진행한다.
정류판 부착 부재(74)는, 대차(31)의 하면으로부터 하방으로 연장되는 좌우 한 쌍의 지지 각부(脚部)(74a)와, 양 지지 각부(74a)의 후단에 걸치도록 부착되고, 후측이 볼록하게 원호 형상의 원호형 부착 판부(74b)를 구비하고 있다.
정류판(73)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 원호면(73a) 및 이 제1 원호면(73a)에 대하여 약간 작은 직경을 갖는 제2 원호면(73b)을 갖고, 소정의 판두께로 형성된 원호 형상을 이루어, 검사 장치 본체(30)의 검사 패스 시에 있어서의 진행 방향측에 제1 원호면(73a)이 볼록해지도록 원호형 부착 판부(74b)의 후면에 부착된다. 정류판(73)은, 강판(S)의 표면(Sa)과의 사이에 수막이 형성되는 정도의 극간이 생기도록 원호형 부착 판부(74b)에 부착된다.
이 정류판(73)은, 검사 장치 본체(30)의 이동과 동시에, 물공급 장치(80)로부터 강판(S)의 표면(Sa)상에 공급된 물(W)을 진행 방향으로 밀어내고, 또한, 탐상 헤드(44)와 강판(S)의 표면(Sa)의 사이에 물을 공급하는 유선을 형성하는 기능을 갖는다.
다음으로, 물공급 장치(80)에 대해서 설명한다. 검사 장치 본체(30)는, 초음파 탐상에 의해 강판(S)의 내부 결함 및 강판(S)의 이면측의 표면 결함을 검사하는 것이기 때문에, 강판(S)의 표면(검사면)(Sa)에는, 초음파를 통과시키는 매체로서 물이 필요해진다. 이 물을 강판(S)의 표면(Sa)상에 살수하기 위해, 이동식 검사 장치(20)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 강판(S)의 표면(Sa)상에 검사에 필요한 물(W)을 공급하는 물공급 장치(80)를 구비하고 있다.
이 물공급 장치(80)는, 검사 장치 본체(30)와는 별개로 형성되고, 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 직사각형 형상으로 형성된 강판(S)의 대향하는 장변측의 각각의 단면에 한 쌍 설치되어 있다.
각 물공급 장치(80)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 강판(S)의 표면(Sa)상에 물(W)을 공급하는 노즐(81)을 구비하고 있다. 이 노즐(81)은, 플랫 스프레이 노즐로 구성되고, 노즐(81)로부터 물(W)을 부채꼴 형상으로 펼쳐지도록 분사한다.
여기에서, 노즐(81)은, 상면이 강판(S)의 표면(Sa)과 면일이 되도록 강판(S)의 단면에 착탈이 자유롭게 부착된 마그넷식의 부착대(83)에 상면이 부착대(83)와 면일이 되도록 고정된 직사각형 평판 형상의 부착판(82)상에 고정 부재(82a)에 의해 부착된다.
그리고, 각 노즐(81)에는 호스(84)가 접속되고, 2개의 호스(84)는 조인트(85)에 의해 물공급원(도시하지 않음)에 접속된 호스(86)에 접속된다.
물공급원으로부터 호스(86), 호스(84)를 통하여 물(W)이 노즐(81)에 공급되면, 물(W)은 노즐(81)로부터 부채꼴 형상으로 펼쳐지도록 분사되고, 부착판(82)의 상면 및 부착대(83)의 상면을 통과하여 강판(S)의 표면(Sa)상에 공급된다. 이에 따라, 물(W)이 강판(S)의 표면(Sa)상에 살수된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치(20)에 있어서는, 검사 장치 본체(30)와는 별개로 검사 대상물로서의 강판(S)의 표면(Sa)상에 검사에 필요한 물(W)을 공급하는 물공급 장치(80)를 설치하고 있기 때문에, 검사 장치 본체(30) 자체가 소형으로 가벼워져, 대폭적인 소형·경량화를 실현할 수 있는 이동식 검사 장치(20)로 할 수 있다. 또한, 검사 장치 본체(30) 자체에 물탱크를 설치하는 것으로는, 물(W)을 다 사용해 버리면, 물탱크에, 재차, 물(W)을 공급하는 수고가 있지만, 본 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치(20)에 있어서는, 물을 다 사용해 버릴 걱정도 없어졌다.
다음으로, 도 1에 나타내는 이동식 검사 장치(20)를 이용한 이동식 검사 방법에 대해서, 도 11, 도 12 및 도 16을 참조하여 설명한다. 도 11은, 검사 대상물로서 강판의 내부의 탐상을 행할 때의 이동식 검사 장치 본체의 이동 루트를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 도 11에 나타내는 이동 루트로 이동식 검사 장치 본체가 이동하여 강판 내부의 탐상을 행한 JIS G0801 압력 용기용 강판의 초음파 탐상 검사 방법에 따른 검사 패턴의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 16은, 전술했지만, 검사 대상물로서의 강판의 검사 영역을 중심선(직선)을 사이에 두고 2개의 분할 영역으로 분할한 모습을 나타내는 도면이다.
우선, 이동식 검사 장치(20)를 이용한 강판(S)의 이동식 검사 시에 있어서, 강판(S)의 표면(Sa)상에 물공급 장치(80)로부터 물(W)을 공급하고, 강판(S)의 표면(Sa)상에 균일하게 물(W)을 살수한다. 이 물공급 장치(80)에 의한 물(W)의 공급은, 강판(S)의 검사 중은 상시 행한다.
이어서, 이동식 검사 장치(20)의 검사 장치 본체(30)를, 도 11에 나타내는 이동 루트로 강판(S)의 표면(Sa)상을 이동시켜, 강판(S)의 내부의 탐상을 행한다.
여기에서, 검사 장치 본체(30)에 탑재된 탑재 컴퓨터(36)의 현재 위치 연산부(13)는, 항법용 수신기(12)에서 수신한 수신 정보에 기초하여 항법용 수신기(12)의 현재의 위치를 연산한다. 또한, 위치 편차 연산부(14)는, 현재 위치 연산부(13)에서 연산된 항법용 수신기(12)의 현재의 위치와 설정·평가부(15)로부터의 목표 검사 위치에 기초하여, 목표 검사 위치에 대한 현재 위치의 편차를 연산한다. 그리고, 구동 제어부(16)는, 위치 편차 연산부(14)에서 연산된 편차가 0이 되도록 차륜 구동용 모터(33)에 속도 지령 등의 제어 신호를 출력하고, 차륜(32)의 속도(회전 방향을 포함함)의 피드백 제어를 행함으로써, 검사 장치 본체(30)는, 목표 주행 루트를 따른 자율 주행을 행한다.
여기에서, 검사 장치 본체(30)의 이동 루트, 즉 목표 주행 루트를 획정하기 위해, 도 16에 나타내는 바와 같이, 직사각형 형상의 강판(S)의 표면(Sa)의 직사각형 형상으로 형성되는 검사 영역을, 강판(S)의 폭 방향에 있어서 중심선(직선)을 사이에 두고 2개의 직사각형 형상을 이루는 분할 영역(A1)과 분할 영역(A2)으로 분할한다. 중심선은, 폭(L)의 강판(S)에 대하여, 폭 방향 중앙의 위치(L/2)에서 강판(S)의 길이 방향으로 연장된다.
그리고, 검사 장치 본체(30)는, 전반의 분할 영역(A1)에 있어서, 강판(S)의 길이 방향의 일단측(도 11에 있어서의 강판(S)의 좌단측)으로부터 강판(S)의 길이 방향의 타단측(도 11에 있어서의 강판(S)의 우단측)을 향하여 후술의 이동 루트를 구성하는 검사 패스와 이동 패스를 반복함으로써, 강판(S)의 내부의 탐상을 행한다.
여기에서, 검사 장치 본체(30)의 대차(31)를, 도 11에 나타내는 바와 같이, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2) 중 전반의 분할 영역(A1)에 있어서, 탐상 헤드(44)가 전술의 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A1)의 측연(A1a)을 향하도록 배치한다. 즉, 대차(31)의 후단측이 분할 영역(A1)의 측연(A1a)을 향하도록 배치한다. 그리고, 탐상 헤드(44)가 전술의 중심선(직선)상에 위치하는 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P1)이 되는 위치에 대차(31)를 이동시킨다.
이어서, 검사 장치 본체(30)의 대차(31)를, 이동 루트에 있어서의 최초의 검사 패스에서, 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P1)이 되는 위치로부터 강판(S)의 폭 방향을 따라 이동시키고, 동시에 탐상 헤드(44)에서 강판(S)의 내부의 탐상을 행한다. 그리고, 검사 장치 본체(30)를, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)에 위치하는 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P2)이 되는 위치에서 정지시킨다. 즉, 최초의 검사 패스에서, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)상의 위치에서 분할 영역(A1)의 측연(A1a)의 위치에 이르기까지 직선 형상으로 이동하면서 강판(S)의 강판(S)의 내부의 탐상을 행한다. 이에 따라, 탐상 헤드(44)를 분할 영역(A1)의 측연(A1a)에까지 이동시키기 위한 주사용 액추에이터가 불필요해진다.
그 후, 검사 장치 본체(30)의 대차(31)를, 이동 루트에 있어서의 최초의 이동 패스에서, 좌우 한 쌍의 차륜(32)에 좌우에서 회전수차를 부여하면서 역회전시킨다. 이에 따라, 검사 장치 본체(30)의 대차(31)는, 2개의 곡선(R1, R2)으로 이루어지는 궤적으로 검사 장치 본체(30)의 평면에서 본 중심이 점(P2)으로부터 점(P3)으로 이동하고, 정지한다. 점(P3)은, 탐상 헤드(44)가 전술의 중심선(직선)상의 위치와는 다른 중심선(직선)상의 위치(탐상 헤드(44)의 최초의 위치에 대하여 강판(S)의 길이 방향으로 소정 거리(검사 피치(D)에 상당하는 거리) 어긋난 위치)에 위치하는 점이다. 점(P3)은, 다음의 검사 패스의 개시점이다. 즉, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)의 위치에서 중심선(직선)상의 다른 위치에 이르기까지 2개의 곡선(R1, R2)의 궤적으로 이동한다. 이 이동 패스에서는, 탐상 헤드(44)에 의해 탐상은 동시에 행해지지만, 후에 서술하는 설정·평가부(15)에 있어서 검사 데이터가 소거된다.
이후, 동일하게 검사 패스와 이동 패스를 반복하여, 검사 장치 본체(30)에 의해 전반의 분할 영역(A1)에 있어서의 강판(S)의 내부의 탐상이 완료된다. 이 때에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 복수의 중복 검사 회피 영역(B)을 형성한다. 각 중복 검사 회피 영역(B)에서는, 검사 패스를 형성하지 않고 이동 패스만으로 하여, 대차(31)의 좌측에 형성한 탐상 헤드(44)와, 대차(31)의 우측에 형성한 탐상 헤드(44)에 의한 중복 검사를 회피하도록 하고 있다.
그리고, 전반의 분할 영역(A1)의 강판(S)의 내부의 탐상이 완료된 시점에서, 좌우의 2개의 차륜(32)을 정역회전시켜 검사 장치 본체(30)를 180° 선회(제자리 선회)시켜, 탐상 헤드(44)를 전술의 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A2)의 측연(A2a)측을 향하게 한다. 검사 장치 본체(30)를 180° 선회시키지 않고 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1)의 측연(A1a)측을 향한 채로 후반의 분할 영역(A2)에 있어서의 강판(S)의 내부의 탐상을 실시해도, 탐상 헤드(44)를 이동시키는 주사용 액추에이터가 없기 때문에, 탐상 헤드(44)와 분할 영역(A2)의 측연(A2a)의 사이가 검사 불가능 범위가 되어 버리기 때문이다.
이어서, 검사 장치 본체(30)는, 후반의 분할 영역(A2)에 있어서, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A2)의 측연(A2a)측을 향한 상태로, 강판(S)의 길이 방향의 타단측(도 11에 있어서의 강판(S)의 우단측)으로부터 강판(S)의 길이 방향의 일단측(도 11에 있어서의 강판(S)의 좌단측)을 향하여 전반과 동일한 이동 루트를 구성하는 검사 패스와 이동 패스를 반복한다. 이에 따라서, 검사 장치 본체(30)에 의해 후반의 분할 영역(A2)에 있어서의 강판(S)의 내부의 탐상을 행한다. 이에 따라, 검사 대상물로서 직사각형 형상의 강판(S)의 표면(Sa)의 직사각형 형상을 이루는 검사 영역 전체를 검사할 수 있게 된다. 또한, 이 때에, 전반의 분할 영역(A1)과 동일하게, 복수의 중복 검사 회피 영역(B)을 형성하여, 좌측의 탐상 헤드(44)와 우측의 탐상 헤드(44)의 중복 검사를 회피한다.
이에 따라, 도 12에 나타내는 JIS G0801 압력 용기용 강판의 초음파 탐상 검사 방법에 따른 검사 패턴의 일 예와 같이, 강판(S)의 길이 방향을 따라 검사 피치(D)로 강판(S)의 내부의 탐상이 실시된다.
또한, 이 검사 피치(D)는, 20mm, 100mm, 200mm, 250mm 정도이다.
그리고, 탐상 헤드(44)에서 얻어진 검사 데이터는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 초음파 탐상기 본체(43) 및 IO 보드(37)를 통하여 탑재 컴퓨터(36)의 설정·평가부(15)에 전송되어 평가된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 이동식 검사 장치(20)에 의하면, 검사 장치 본체(30)는, 정회전·역회전 가능한 2개의 차륜(32)에 의해 검사 대상물로서의 강판(S)의 표면(Sa)상을 차륜(32)의 회전축(32a)과 직교하는 전후 방향으로 이동하는 대차(31)와, 대차(31)의 후단측에 배치되고, 강판(S)의 결함을 검사하는 2개의 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)를 구비한다. 그리고, 강판(S)의 직사각형 형상을 이루는 검사 영역을, 중심선(직선)을 사이에 둔 2개의 직사각형 형상으로 형성된 분할 영역(A1, A2)으로 분할함과 함께, 검사 장치 본체(30)의 대차(31)는, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각에 있어서 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)측을 향한 상태로 이동한다.
이에 따라, 정회전·역회전 가능한 2개의 차륜(32)의 구동으로 하여, 각 차륜(32)을 선회시키는 일 없이, 탐상 헤드(44)를 주사하기 위한 주사용 액추에이터를 불필요로 한 검사 장치 본체(30)에 의해 강판(S)의 결함을 검사할 수 있다. 이 때문에, 장치 구성의 간이화 및 대폭적인 소형·경량화를 실현한 후에 검사 대상물로서의 강판(S)의 검사를 적절히 행할 수 있는 이동식 검사 장치(20)를 제공할 수 있다.
또한, 검사 장치 본체(30)의 이동 루트는, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각에 있어서, 검사 패스와 이동 패스를 구비하고 있다. 검사 패스는, 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)상의 위치에서 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)의 위치에 이르기까지 직선 형상으로 이동하면서 상기 강판(S)의 검사를 행하는 것이다. 이동 패스는, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)의 위치에서 중심선(직선)상의 다른 위치에 이르기까지 2개의 곡선(R1, R2)으로 이루어지는 궤적으로 이동하는 것이다.
이에 따라, 정회전·역회전 가능한 2개의 차륜(32)의 구동으로 하여, 각 차륜(32)을 선회시키는 일 없이, 탐상 헤드(44)를 주사하기 위한 주사용 액추에이터를 불필요로 한 검사 장치 본체(30)에 의해 강판(S)의 결함을 확실히 검사할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 이동식 검사 방법에 의하면, 전술의 이동식 검사 장치(20)를 이용하여 검사 대상물로서의 강판(S)의 결함을 검사하기 때문에, 장치 구성의 간이화 및 대폭적인 소형·경량화를 실현한 후에 검사 대상물로서의 강판(S)의 검사를 적절히 행할 수 있는 이동식 검사 장치(20)를 이용하여 검사 대상물로서의 강판(S)의 결함을 검사할 수 있다.
그리고, 강재로서의 강판(S)은, 이 이동식 검사 방법을 실시하는 검사 공정을 거쳐 제조된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 가지의 변경, 개량을 행할 수 있다.
예를 들면, 이동식 검사 장치(20)에 의해 검사되는 검사 대상물은, 강판(S)에 한정되지 않는다.
또한, 검사 대상물은 직사각형 형상에 한정되지 않고, 검사 대상물의 검사 영역이 직사각형 형상으로 형성되는 경우에 한정되지 않고, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각이 직사각형 형상이 되어 있는 경우에 한정되지 않는다.
또한, 이동식 검사 장치(20)에 의한 강판(S)의 결함의 검사는, 초음파 탐상에 의한 강판(S)의 내부 결함 및 이면측의 표면 결함의 검사에 한정되지 않고, 강판(S)의 내부 결함과 표면측 및 이면측의 표면 결함을 포함하는 강판(S)의 결함 전체를 검사하는 것이라도 좋다.
또한, 검사 장치 본체(30)는, 검사 대상물로서의 강판(S)의 표면(Sa)상을 이동하면서 강판(S)의 결함을 검사하는 것이면, 도 1 및 도 3 내지 도 5에 나타낸 구조의 것에 한정되지 않는다.
또한, 정회전·역회전 가능한 차륜(32)은, 좌우 한 쌍 형성되어 있지만, 적어도 2개 있으면 좋고, 3륜이나 4륜이어도 좋다.
또한, 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)는, 좌우 한 쌍 설치되어 있지만, 1개여도, 3개 이상이어도 좋다.
또한, 검사 센서로서의 탐상 헤드(44)는, 대차(31)의 후단측에 설치되어 있지만, 대차(31)의 전단측에 설치되어 있어도 좋다. 단, 이 경우에 있어서, 대차(31)를 강판(S)의 표면(Sa)상에서 이동시키는 경우, 분할된 2개의 분할 영역(A1, A2)의 각각에 있어서 탐상 헤드(44)가 중심선(직선)과 대향하는 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)측을 향한 상태로 이동하도록 한다. 즉, 대차(31)의 전단측을 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)측을 향한 상태로 대차(31)를 이동하도록 한다.
또한, 강판(S)의 직사각형 형상으로 형성된 검사 영역을 2개의 직사각형 형상으로 형성된 분할 영역(A1, A2)으로 분할함에 있어서, 강판(S)의 폭 방향의 중심선으로 분할하는 경우에 한정되지 않고, 강판(S)의 폭 방향의 중심이 아닌 위치의 직선을 사이에 두고 분할하도록 해도 좋다.
또한, 검사 장치 본체(30)의 이동 패스는, 탐상 헤드(44)가 분할 영역(A1, A2)의 측연(A1a, A2a)의 위치에서 중심선(직선)상의 다른 위치에 이르기까지 2개의 곡선(R1, R2)으로 이루어지는 궤적으로 이동하도록 되어 있다. 그러나, 이 이동 패스에 있어서의 궤적은, 곡선을 포함하고 있으면 좋고, 1개의 곡선만의 궤적이어도 좋고, 2개 이상의 곡선을 포함하고 있는 궤적이어도 좋고, 곡선과 직선을 포함한 궤적이어도 좋다.
실시예
실시예에 따른 이동식 검사 장치로서 도 1에 나타내는 이동식 검사 장치(20)를 이용하여, 인구자(○△□)가 형성된 강판의 검사를 행했다. 그 검사 맵을 도 13에 나타낸다. 검사 맵은, 검사 장치 본체(30)의 위치와 그 위치에 있어서의 검사 데이터를 관련 지음으로써 작성했다.
강판에 형성된 인구자(○△□)의 위치 및 형상은 미리 정확하게 알고 있으며, 실시예에 따른 이동식 검사 장치에 의한 검사가 충분한 정밀도를 갖고 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 종래의 이동식 검사 장치(특허문헌 1이나 특허문헌 2에 나타내는 것과 동일 구성의 이동식 검사 장치)의 질량은 물탱크를 구비하고 있기 때문에 80㎏ 정도로(만수로 하면 100㎏ 초과), 매우 무거웠다. 이 때문에, 이동식 검사 장치의 강판 간의 이동에는 리프터 등을 사용하여 개선의 여지가 있었다.
이에 대하여, 실시예에 따른 이동식 검사 장치는, 물공급 장치(80)를 검사 장치 본체(30)와 별개로 형성하고, 또한, 구동 기구를 쇄신(4륜 구동·4륜 조타→2륜 구동·비조타)했기 때문에, 검사 장치 본체(30) 자신의 질량은 20㎏ 정도로까지 경량화되고, 동시에 크기도 작게 할 수 있었다. 이 때문에, 인력에 의한 운반이 가능해져, 검사 장치 본체(30)의 핸들링성이 대폭으로 향상했다. 또한, 물공급 장치(80)는, 매우 가볍고, 인력으로 강판의 검사마다 강판에 설치하면 좋고, 그 핸들링성은 문제시되지 않는다.
1 : 검사 시스템
10 : 옥내 위치 측정 시스템
11 : 항법용 송신기
12 : 항법용 수신기
13 : 현재 위치 연산부
14 : 위치 편차 연산부
15 : 설정·평가부
16 : 구동 제어부
20 : 이동식 검사 장치
30 : 이동식 검사 장치 본체
31 : 대차
32 : 차륜(구동)
32a : 회전축
32b : 제1 교차축 기어
33 : 차륜 구동용 모터
33a : 출력 회전축
33b : 제2 교차축 기어
34 : 차륜(전방위)
35 : 제어 박스
36 : 탑재 컴퓨터
37 : IO 보드
38 : 제1 기립부
39 : 제2 기립부
40 : 제1 판 부재
41 : 제2 판 부재
42 : 제3 판 부재
43 : 초음파 탐상기 본체
44 : 탐상 헤드(검사 센서)
50 : 추종 기구
51 : 센서 보유지지 기구
52 : 하중 조정 기구
53a : 홀더
53b : 센서 보유지지 틀 부재
53c : 볼트
53d : 나비 볼트
53e : 나사 부재
53f : 관통 구멍
54 : 제1 지지 부재
55 : 제1 힌지
56 : 제2 지지 부재
57 : 제2 힌지
58 : 제3 지지 부재
59 : 하측 평판
61 : 샤프트
60 : 상측 평판
62 : 부시
62a : 플랜지
63 : 금속 와셔
64 : 금속 와셔
65 : 압축 코일 스프링
66 : 금속 와셔
67 : 압축 코일 스프링
68 : 너트
69 : 부착판
70 : 레일 부재
71 : 슬라이더
72 : 부착판부
73 : 정류판
73a : 제1 원호면(원호면)
73b : 제2 원호면
74 : 정류판 부착 부재
74a : 지지 각부
74b : 원호형 부착판부
80 : 물공급 장치
81 : 노즐
82 : 부착판
82a : 고정 부재
83 : 부착대
84 : 호스
85 : 조인트
86 : 호스
91 : 액추에이터
92 : 거리계
93 : 액추에이터 제어 장치
S : 강판(검사 대상물)
Sa : 표면
A1, A2 : 분할 영역
A1a, A2a : 분할 영역의 측연
B : 중복 검사 회피 영역
D : 검사 피치
W : 물

Claims (5)

  1. 검사 대상물의 표면상을 이동하면서 검사 대상물의 결함을 검사하는 이동식 검사 장치 본체를 구비한 이동식 검사 장치로서,
    상기 이동식 검사 장치 본체는, 정회전·역회전 가능한 적어도 2개의 차륜에 의해 상기 검사 대상물의 표면상을 상기 차륜의 회전축과 직교하는 전후 방향으로 이동하는 대차와, 당해 대차의 전단측 혹은 후단측에 배치되고, 상기 검사 대상물의 결함을 검사하는 적어도 1개의 검사 센서를 구비하고,
    상기 검사 대상물의 검사 영역을, 직선을 사이에 둔 2개의 분할 영역으로 분할함과 함께, 상기 이동식 검사 장치 본체의 대차는, 분할된 2개의 상기 분할 영역의 각각에 있어서 상기 검사 센서가 상기 직선과 대향하는 상기 분할 영역의 측연측을 향한 상태로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동식 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사 대상물은 직사각형 형상을 이루고, 상기 검사 영역이 직사각형 형상으로 형성되고, 분할된 2개의 상기 분할 영역의 각각이 직사각형 형상이 되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동식 검사 장치 본체의 이동 루트는, 분할된 2개의 상기 분할 영역의 각각에 있어서, 상기 검사 센서가 상기 직선 상의 위치에서 상기 분할 영역의 측연의 위치에 이르기까지 직선 형상으로 이동하면서 상기 검사 대상물의 검사를 행하는 검사 패스와, 상기 검사 센서가 상기 분할 영역의 측연의 위치에서 상기 직선 상의 위치와는 다른 직선 상의 위치에 이르기까지 곡선을 포함한 궤적으로 이동하는 이동 패스를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 검사 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 이동식 검사 장치를 이용하여 검사 대상물의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 이동식 검사 방법.
  5. 제4항에 기재된 이동식 검사 방법을 실시하는 검사 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조 방법.


KR1020227008397A 2019-09-19 2020-09-15 이동식 검사 장치, 이동식 검사 방법 및 강재의 제조 방법 KR20220043217A (ko)

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