KR20230092496A - 선재의 마그나 자동 검사 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치는 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 시편 거치용 테이블에 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 시편 거치용 플레이트 구동부, 상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 시편 거치용 베어링부, 고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 시편 거치용 테이블 구동부, 상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 영상 촬영부를 포함할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 방법은 시편 거치용 플레이트 구동부가 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 단계, 시편 거치용 베어링부가 상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 단계, 시편 거치용 테이블 구동부가 고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 단계, 영상 촬영부가 상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 선재의 마그나 자동 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표면 결함 엄격재 생산 비율이 높은 선재 공장은 냉간 압조용(Cold Heading Quality; CHQ) 선재, 합금강 등의 생산 시 필수적으로 마그나 검사(Magna Test)를 실시하게 되고 이를 통해 선재의 결함 등급을 판정하게 되는데, 종래에는 한도 견본을 이용하여, 작업자의 육안 검사를 진행함에 따라 검사 결과에 대해 작업자별 편차 존재한다. 또한 검사 후 해당 결함에 대한 판정결과만 있을 뿐 객관적 결함영상 데이터 등이 부재하여 원인조사, 조업개선 등으로 연결되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선재의 마그나 시험을 자동으로 수행할 수 있는 선재의 마그나 자동 검사 장치 및 방법이 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치는 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 시편 거치용 테이블에 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 시편 거치용 플레이트 구동부, 상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 시편 거치용 베어링부, 고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 시편 거치용 테이블 구동부, 상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 영상 촬영부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 방법은 시편 거치용 플레이트 구동부가 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 단계, 시편 거치용 베어링부가 상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 단계, 시편 거치용 테이블 구동부가 고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 단계, 영상 촬영부가 상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체계적인 품질관리가 가능하고 결함발생시 원인조사 및 조업개선이 가능하며 글로벌 고객사측에도 신뢰감을 줄 수 있고, 아울러 자동검사를 통한 작업자 편차를 저감시키고 실수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선재 공장 시험반 형장 레이 아웃 및 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치 설치 위치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치에 의해 촬영된 선재를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치에 의해 촬영된 선재를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 선재 공장 시험반 형장 레이 아웃 및 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치 설치 위치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 선재 시편절단 및 시험반 현장라인은 볼 수 있다. 도 1에 도시된 선재 시편절단 및 시험반 현장라인의 외부에서 선재의 시편을 절단, 채취하여 시험반으로 인계한다. 인계할 때는 컨베이어 벨트를 이용하거나 수동으로 외벽 창구를 놓아두면 검사자가 시편을 받는 방식을 이용한다. 시편이 전달된 후에는 일정부분은 절단(절단&압축)하여 마그나 테스트를 진행하는데 먼저 M/T에서 시편을 자화시킨 후 자분을 묻히는 작업을 진행할 수 있다.
이후, 도 2에 도시된 선재의 마그나 자동 검사 장치에 시편을 넣어 자동검사를 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치(100)는 시편 출입용 슬라이딩 게이트(110), 시편 거치용 테이블(120), 시편 거치용 테이블 구동부(130), 시편 거치용 플레이트(140), 시편 거치용 플레이트 구동부(150), 시편 거치용 베어링부(160), 영상 촬영부(170)를 포함할 수 있으며, 시편 수거함(180)을 더 포함할 수 있다. 선재의 마그나 자동 검사 장치(100)의 외부에는 선재의 마그나 자동 검사를 위한 컨트롤 패널(190)이 설치될 수 있다.
시편 거치용 테이블(120)은 시편 출입용 슬라이딩 게이트(110)을 통해 유입된 선재의 시편(S)을 거치할 수 있으며, 시편 거치용 플레이트(140) 및 시편 거치용 베어링부(160)은 시편(S)의 앞단부와 끝단부를 각각 고정시킬 수 있고, 시편 거치용 플레이트 구동부(150)는 시편 거치용 플레이트(140)를 이동시켜 시편(S)를 전후좌우로 이동시킬 수 있다.
영상 촬영부(170)는 시편(S)의 영상을 촬영하여 시편(S)의 마그나(magna)를 검출할 수 있다. 영상 촬영부(170)는 시편(S)의 원주 방향을 따라 배치된 적어도 3개의 카메라(171,172,173)를 구비하여 시편(S)의 원주 방향으로 시편(S)의 전체 영상을 촬영할 수 있다. 검출부(174)는 촬영된 시편(S)의 영상에서 마그나를 검출할 수 있다.
검사가 완료된 시편(S)은 시편 수거함(180)에 떨어져 수거될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2와 함께, 도 3을 참조하면, 먼저, 시편 출입용 슬라이딩 게이트(110)를 열어 시편(S)을 시편 거치용 테이블(120) 위에 올려두고 시편(S)의 양단을 시편 거치용 베어링부(160) 및 시편 거치용 플레이트(140)에 오도록 조정한다(도 3의 (a)). 이후 시편 거치용 베어링부(160) 및 시편 거치용 플레이트(140)에 의해 시편(S)의 양단을 고정시킨 뒤 시편 거치용 테이블 구동부(130)는 시편 거치용 테이블(120)을 하부로 이동시킨다(도 3의 (b)). 시편 거치용 테이블(120)이 하부로 이동하면 시편(S)을 좌/우로 이동하더라도 표면에 있던 자분이 테이블과의 마찰에 의해 탈거되지 않는다.
시편 거치용 베어링부(160)의 거치용 베어링(162, 163)은 하부 2개 베어링으로 구성될 수 있으며 상부의 고정용 베어링(161)이 베어링 구동부(164)의 제어에 따라 상하로 이동을 통해 시편(S)의 양단 중 앞단을 고정하게 된다. 시편(S)은 상하 방면에 대해서는 고정이나, 롤러 타입의 베어링을 이용하여 좌/우 이동에 대해서는 자유롭게 동작할 수 있다(시편 좌/우 이동시 베이링 접촉으로 자분이 탈거 될 수 있으나, 영상촬영 후 탈거된 자분은 검사성능에 영향을 미치지 않는다). 시편(S)의 양단 중 끝단은 시편 거치용 플레이트(140)에 올려 놓는다. 시편이 올려진 후에는 거치용 베어링과 동일하게 시편 거치용 플레이트(140) 상부가 아래로 이동하여 시편(S)의 끝단을 고정시킨다. 특히 시편 거치용 플레이트(140)는 좌/우가 평평하게 넓은데 이는 절단된 시편(S) 자체가 직선이 아니 곡률이 있기 때문에 시편의 곡률 정도 및 시편(S)을 바닥에 놓았을 때 어느 방향으로 쓰러지든 (고정형) 거치용 베어링과 연동하여 (좌우이동형) 거치용 플레이트도 반대편 끝단을 고정시킬 수 있다.
시편이 고정된 후에는 시편 거치용 플레이트 구동부(150)는 시편 거치용 플레이트(140)를 이용하여 시편(S)을 직선 이동시키면서 영상 촬영부(170)를 통해 시편(S)의 영상 촬영을 진행한다(도 3의 (c)).
시편(S)이 직선방향으로 전부 이동한 후에는 시편 자신의 중량에 의해 시편수거함(180)에 떨어진다(도 3의 (d)).
이때, 영상촬영부(170)의 검출부(174)에 저장된 데이터는 시험반 검사자 및 원거리 조업자에게 제품정보와 함께 제공될 수 있다. 검사자 및 조업자는 영상확인을 통해 제품 불량/양품 상태판정을 수행하고, 결함형태에 따라 설비점검 및 부품교체 등을 수행한다. 시스템이 설치된 초기에는 육안판정을 통해 결함여부를 확인하나 일정 부분 데이터가 쌓인 후에는 영상처리 및 인공지능 기법 등을 활용하여 자동판정할 수 있다. 육안검사자 및 조업자에게 결함유무에 따라 알람을 제공하여 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 시편 거치용 플레이트(140) 하단에는 롤러 또는 베어링(141)을 배치하여 롤러 하부 레일을 따라서 좌/우로 움직일 수 있다. 이는 영상 촬영부(170)의 카메라(171,172,173)를 이용하여 시편(S)을 길이방향으로 촬영할 때 시편의 곡률여부 및 정도에 상관없이 시편이 카메라의 촬영 중앙 위치에 오도록 할 수 있다. 시편 거치용 베어링부(160)의 베어링(161,162,163)의 경우 좌/우 이동이 없기 때문에 시편의 위치가 항상 일정 (즉 카메라 촬영 중앙위치)한 반면 반대편의 시편 거치용 플레이트(140) 경우 플레이트 하부 롤러 및 레일(141)을 따라서 좌/우로 움직일 수 있기 때문에 시편촬영시 항상 시편의 위치가 카메라의 촬영 중앙위치에 올 수 있다.
시편 촬영 절차가 전부 끝나면 시편(1S)은 시편 수거함(180)으로 보내지고 시편 거치용 플레이트(140) 및 시편 거치용 테이블(120)은 초기 상태로 이동하여 다음 시편 검사를 준비한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재의 마그나 자동 검사 장치에 의해 촬영된 선재를 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)는 선재 공장의 8mm 선재에 스크랩성 표면 크랙이 발생된 영상이며, 도 4의 (b)는 22mm 선재의 표면에 미세 크랙이 발생된 영상으로 영상 촬영 결과 마그나가 검출된 것을 볼 수 있다.
고급강 생산비율 증대 및 글로벌 고객사 클레임 저감을 위해 육안검사를 통한 제품 출하 및 관리는 비효율적인 측면이 있다. 이에 반해 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 체계적인 품질관리가 가능하고 결함발생시 원인조사, 조업개선이 가능하며 글로벌 고객사측에도 신뢰감을 줄 수 있다. 아울러 자동검사를 통한 작업자 편차 저감 및 실수율 향상 효과를 가져다 준다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 선재의 마그나 자동 검사 장치
110: 시편 출입용 슬라이딩 도어
120: 시편 거치용 테이블
130: 시편 거치용 테이블 구동부
140: 시편 거치용 플레이트
141: 롤러 및 레일
150: 시편 거치용 플레이트 구동부
160: 시편 거치용 베어링부
161: 시편 고정용 베어링
162, 163: 시편 거치용 베어링
164: 베어링 구동부
170: 영상 촬영부
171. 172, 173: 카메라
174: 검출부
180: 시편 수거함
190: 컨트롤 키패드
110: 시편 출입용 슬라이딩 도어
120: 시편 거치용 테이블
130: 시편 거치용 테이블 구동부
140: 시편 거치용 플레이트
141: 롤러 및 레일
150: 시편 거치용 플레이트 구동부
160: 시편 거치용 베어링부
161: 시편 고정용 베어링
162, 163: 시편 거치용 베어링
164: 베어링 구동부
170: 영상 촬영부
171. 172, 173: 카메라
174: 검출부
180: 시편 수거함
190: 컨트롤 키패드
Claims (9)
- 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 시편 거치용 테이블에 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 시편 거치용 플레이트 구동부;
상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 시편 거치용 베어링부:
고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 시편 거치용 테이블 구동부; 및
상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 영상 촬영부
를 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 영상 촬영부는 상기 시편의 원주 방향을 따라 배치된 적어도 3개의 카메라를 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 시편 거치용 베어링부는 상기 시편의 앞단을 거치하는 적어도 둘의 거치용 베어링과, 상기 적어도 둘의 거치용 베어링에 상기 시편의 앞단이 거치되면 상부에서 상기 시편의 앞단으로 이동하여 상기 시편의 앞단을 고정시키는 적어도 하나의 고정용 베어링을 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 시편 거치용 플레이트 구동부는 상기 시편 거치용 플레이트의 하부에 구비된 롤러 또는 베어링 및 레일을 이용하여 상기 시편의 위치를 상기 적어도 3개의 카메라의 촬영 중앙 위치에 있도록 하는 선재의 마그나 자동 검사 장치.
- 제1항에 있어서,
검사가 완료된 시편을 수거하는 시편 수거함을 더 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 장치.
- 시편 거치용 플레이트 구동부가 시편 출입용 슬라이딩 도어를 통해 진입된 선재의 시편을 거치하기 위해 상기 시편의 끝단에 시편 거치용 플레이트를 밀착시키는 단계;
시편 거치용 베어링부가 상기 시편의 표면에 부착된 자분의 이탈을 최소화하기 위해 상기 시편의 앞단을 고정시키는 단계:
시편 거치용 테이블 구동부가 고정된 상기 시편이 사전에 설정된 검사 방향으로 이동되면 시편 거치용 테이블을 하부로 이동시키는 단계; 및
영상 촬영부가 상기 시편이 상기 검사 방향으로 이동하면 상기 시편의 원주 방향 및 길이 방향으로 영상을 촬영하여 마그나를 검출하는 단계
를 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 시편의 앞단을 고정시키는 단계는 상기 시편 거치용 베어링부의 적어도 둘의 거치용 베어링에 상기 시편의 앞단을 거치하고, 상기 적어도 둘의 거치용 베어링에 상기 시편의 앞단이 거치되면 적어도 하나의 고정용 베어링을 상부에서 상기 시편의 앞단으로 이동시켜 상기 시편의 앞단을 고정시키는 단계인 선재의 마그나 자동 검사 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 마그나를 검출하는 단계는 상기 시편 거치용 플레이트 구동부가 상기 시편 거치용 플레이트의 하부에 구비된 롤러 또는 베어링 및 레일을 이용하여 상기 시편의 위치를 상기 적어도 3개의 카메라의 촬영 중앙 위치에 있도록 하는 단계인 선재의 마그나 자동 검사 방법.
- 제6항에 있어서,
검사가 완료된 시편을 시편 수거함에 보내는 단계를 더 포함하는 선재의 마그나 자동 검사 방법.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210181935A KR20230092496A (ko) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 선재의 마그나 자동 검사 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230092496A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140050383A (ko) | 2012-10-19 | 2014-04-29 | 주식회사 포스코 | 선재코일 검사장치 |
-
2021
- 2021-12-17 KR KR1020210181935A patent/KR20230092496A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140050383A (ko) | 2012-10-19 | 2014-04-29 | 주식회사 포스코 | 선재코일 검사장치 |
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