KR100226904B1 - 레이저를 이용한 냉연강판의 표면홈 검출방법및그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 레이저를 이용하여 냉연강판의 표면흠을 비접촉식으로 탐상하는 방법과 그 장치에 관한 것으로, 냉연강판의 표면 거칠기의 크기를 임계레벨로 설정하여 결함신호에 중첩시켜 나타냄으로 인하여, 강판의 표면 거칠기에 의한 영향을 배제하고, 결함의 탐상효과를 상승시킬 수 있도록 하며, 또한 결함신호의 형태를 구분함으로써 강판 결함의 종류를 용이하게 판별할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저에서 주사되는 광선이 빗살가르개에 입사되어 두 갈래로 나누어지도록 하여 광검출기에 입사되며, 다른 광선은 시편에 반사되어 광검출기에 입사되어 표면 거칠기를 검출하고, 상기 빛살가르개를 통해 반사되어 트랜스 레이터의 표면결함용 시편에 입사토록 되고, 상기 표면 결함용 시편에서 반사되는 광선이 광검출기에 입사되어 표면 결함을 검출하는 것을 그 요지로 한다.

Description

레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출장치의 구성도

제2도는 본 발명을 이용하여 표면 거칠기에 의한 잡음 레벨의 설정을 나타낸 그래프도.

제3a - 3f도는 본 발명에 의한 강판 표면흠 탐상 실시예의 그래프도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이저 2,3 : 빛살가르개

4,10,13,15 : 렌즈 6,12,18 : 광 검출기

7 : 컴퓨터 8 : 시편

9 : 트랜스레이터 14 : 공간필터

16 : 중성필터

본 발명은 레이저를 이용하여 냉연강판의 표면흠을 비접촉식으로 탐상하는 방법과 그 장치에 관한 것으로 이는 특히, 레이저 광선을 두 개로 분리하여 강판의 표면에 주사(Scanning)한 후 각각의 반사광의 세기분포를 측정함으로 인하여, 강판의 표면거칠기의 영향에 의한 오차를 제거하는 광학계를 구성하여 탐상효과를 증대시킬 수 있도록한 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법과 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉연강판은 자동차 및 전자제품의 외장재로 널리 사용되고 있는 관계로 그 표면의 품질이 매우 중요하며, 미세한 표면흠도 허용되지 않는 것이다.

그러나, 상기 냉연강판은 이를 제조하기 위한 제조공정중 압연에 의한 긁힌 흠(Scratch), 롤 마크(Roll Mark), 스리버(Sliver) 등의 표면흠이 발생되고 주변 환경의 영향에 의하여 여러 가지 형태의 녹(Rust)이 발생하게 되는등 각종 표면흠이 발생되고 있는 실정인 것이다.

따라서, 냉연강판의 불량품 생산을 방지하고, 수요자의 품질보증 요구에 대처하기 위해서는 강판의 표면흠 탐상기술이 필수적으로 요구되는 것이다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 레이저를 이용한 강판의 표면흠 측정방법에 있어서는 미국 특허 제4,298,808호, 및 일본 특허공보 소61-25042호, 동공보 소61-45914호등이 알려져 있다.

상기 공보들에 의하면, 레이저를 이용하여 냉연강판의 표면에 주사하여 표면흠을 측정토록 하는 것이나, 강판 표면의 고유한 표면 거칠기를 고려하지 않으므로 미세한 표면결함에 대해서는 검출효율이 대단히 작게되는 단점이 있으며, 이에 따라서 강판 표면 거칠기에 의해 측정오차가 발생하게 되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서, 그 목적은, 냉연 강판의 표면 거칠기의 크기를 임계레벨로 설정하여 결함신호에 중첩시켜 나타냄으로 인하여, 강판의 표면 거칠기에 의한 영향을 배제하고, 결함의 탐상효과를 상승시킬 수 있도록 하며, 또한 결함신호의 형태를 구분함으로써 강판 결함의 종류를 용이하게 판별할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 트랜스레이터상의 시편에 빛살가르개를 개재하여 레이저를 주사하여 광 검출기를 통한 표면 거칠기 및 표면흠을 용이하게 측정할 수 있도록한 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 레이저에서 주사되는 광선이 빛살가르개에 입사되어 두 갈래로 나누어지도록 하며, 반사되는 하나의 광선이 렌즈와 밴드패스 필터를 거쳐 광검출기에 입사되며, 다른 광선은 시편에 반사되어 렌즈와 밴드패스 필터를 거쳐 상기 광검출기에 입사되어 표면 거칠기를 검출하는 단계와, 주사되는 광선이 빛살가르개를 통해 반사되어 2개의 렌즈에 의해 평행광선으로 형성되며, 상기 평행광선은 공간 필터를 거쳐 광선의 단면적을 원형으로 형성 후 트랜스레이터의 표면결함용 시편에 입사토록 되고, 상기 표면 결함용 시편에서 반사되는 광선이 중성필터와 밴드패스 필터를 거쳐 광검출기에 입사되어 표면 결함을 검출하는 단계를 포함하여 구성되는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법을 마련함에 의한다.

또한, 일정각도 경사지게 레이저가 위치되어 트랜스레이터상측으로 위치되는 시편과 상측의 빛살가르개로 광원이 갈라지도록 레이저의 전방으로 설치되는 빛살가르개와, 상기 상측의 빛살가르개 전방에는 렌즈와 밴드패스 필터가 설치되어 입사되는 광원이 이를 투과하여 입사 광원을 검출하는 광 검출기와, 상기 시편에서 반사되는 광원이 투과되는 렌즈와 밴드패스 필터의 전방에 광 검출기가 설치되어 상기 광검출기와 일체로 입력된 신호로서 표면 거칠기를 측정하는 컴퓨터와, 상기 상측 빛살가르개에서 반사되는 광원이 평행광선으로 형성토록 설치되는 2개의 렌즈사이에 광선의 단면적을 원형으로 형성되어 시편에 입사토록 설치되는 공간필터와, 상기 공간필터를 통해 시편에서 반사되는 광원이 투과되는 중성필터와 밴드패스 필터가 설치되어 그 상측의 광 검출기에 입사된 광원의 세기로서 표면흠 검출신호를 나타내는 컴퓨터를 포함하여 이루어진 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 따른 레이저를 이요한 냉연강판의 표면흠 검출장치의 구성도로서, 표면흠 검출장치의 일측으로 일정각도 경사지게 레이저(1)가 위치되어 트랜스레이터(9)상측으로 위치되는 시편(8)과 상측의 빛살가르개(3)로 광원이 갈라지도록 레이저(1)의 전방으로 설치되는 빛살가르개(2)가 설치되며, 상기 상측의 빛살가르개(3) 전방에는 렌즈(4)와 밴드 패스필터(5)가 설치되어 입사되는 광원이 이를 투과토록 되며, 상기 밴드 패스필터(5) 전방에는 입사 광원을 검출하는 광 검출기(6)가 위치되며, 상기 시편(8)에서 반사되는 광원이 투과되는 렌즈(10)와 밴드패스 필터(11)의 전방에 광 검출기(12)가 설치되어 상기 광검출기(6)와 일체로 입력토록 컴퓨터(7)가 연설되어 신호로서 강판의 표면 거칠기를 측정토록 한다.

또한, 상기 상측 빛살가르개(3)에서 반사되는 광원이 평행광선으로 형성토록 설치되는 2개의 렌즈(13)(15)사이에 광선의 단면적을 원형으로 형성되어 시편(8)에 입사토록 공간필터(15)가 설치되며, 상기 공간필터(15)를 통해 시편(8)에서 반사되는 광원이 투과되는 중성필터(16)와 밴드패스 필터(17)가 설치되어 그 전방의 광 검출기(18)에 입사된 광원의 세기를 컴퓨터(7)에 전달하여 강판의 표면흠 검출신호를 나타내는 구성으로 이루어진다.

이와같은 구성으로된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

표면흠 검출장치의 레이저(1)에서 발생된 광선은 빛살가르개(2)에 입사되어 두갈래로 나뉘어지게 되며, 그중 하나는 반사되어 렌즈(4), 밴드패스 필터(5)를 거쳐 광 검출기(6)에 입사된 후 컴퓨터(7)에 입력된다.

또한 상기 빛살가르개(2)를 투과한 다른 하나의 광선은 시편(8)에서 반사되어 렌즈(10)와 밴드패스 필터(11)를 거쳐 광 검출기(12)에 입사된 후 컴퓨터(7)에 입력토록 되며, 이와같이 광 검출기(7)(12)에 입사된 빛의 세기는 컴퓨터(7)에 입력된 후 표면 거칠기를 계산하는데 사용된다.

또한, 표면흠을 검출하기 위하여 사용된 광선은 빛살가르개(3)에서 반사된 후, 두 개의 렌즈(13)(15)를 통하여 평행광선이 만들어지며, 공간필터(14)를 통과하여 광선의 단면적이 원형이 된 후 트랜스레이터(9)위에 설치되어 있는 표면결함 측정용 시편(8)에 입사된다.

상기 입사광선은, 표면결함 측정용 시편(8)의 표면에서 반사한 후 중성필터(6)에서 광 검출기의 감도에 맞게 광량이 조절토록 된후, 레이저 파장 이외의 빛이 입사되는 것을 방지하기 위하여 밴드 패스필터(17)를 거쳐 광 검출기(18)에 입사되어 결함신호가 측정되며, 이 신호는 컴퓨터(7)에 입력되어 결함신호를 나타내게 된다.

제 2 도는 본 발명을 이용하여 표면 거칠기에 의한 잡음 레벨의 설정을 나타낸 그래프도로서, 레이저 광선이 강판의 표면에 주사된 길이와 반사광선의 세기의 상관관계를 표현한 것이다.

상기 그래프도에서, 잡음레벨은 요철의 평균치를 중심으로 하여 표면 요철의 최대 및 최소치를 포함하도록 설정하며, 필요에 따라 임의로 그 레벨을 조정할 수 있다.

제 3 도는 본 발명에 의한 레이저를 이용한 냉연강판 표면흠 탐상의 실시예이다.

제 3 도의 (a)는, 롤 마크(Roll Mark)로써 잡음 레벨의 범위 내에 있는 그래프는 표면 거칠기에 의해 요철을 나타내며, 잡음 레벨보다 위로 크게 튀어나온 부분은 롤 마크에 의한 결함신호를 나타낸다.

제 3 도의 (b)는 녹(Rust)을 나타내며, 잡음 레벨의 아래쪽에 있는 그래프가 녹에 의한 결함 신호이며, 제 3도의 (c)는 점녹(Point Rust)을 나타내며, 잡음 레벨의 범위내에 있는 그래프는 표면 거칠기에 의한 요철을 나타내며, 잡음 레벨보다 아래로 튀어나온 부분은 점녹에 의한 결함 신호를 나타낸다.

제 3 도의 (d)는, 긁힌흠(Scratch)에 의한 결함 신호를 나타내는 것으로써 결함 신호는 잡음레벨 보다 약간위 또는 날카로운 톱니 형상으로 나타낸다.

제 3 도의 (e)는, 선상 스캡(Line Scab)으로써 잡음레벨의 아래쪽으로 날카롭고, 깊은 결함신호가 나타나며, 제 3도의 (f)에서 잡음레벨의 아래쪽으로 나타난 그래프는 스리버(Sliver)에 의한 표면 결함이다.

상기와 같이, 본 발명에서 표면 거칠기의 크기를 임계레벨로 설정하여 결함신호에 중첩시켜 나타냄으로써, 표면 거칠기에 의한 영향을 배제하고 결함의 탐상효과를 증대시킬 수 있으며, 또한 결함신호의 형태를 구분함으로써 결함의 종류를 용이하게 판단할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 트랜스레이터상의 시편에 빛살가르개를 개재하여 레이저를 주사하여 광 검출기를 통한 표면 거칠기 및 표면흠을 용이하게 측정할 수 있도록 하며, 냉연 강판의 표면 거칠기의 크기를 임계레벨로 설정하여 결함신호에 중첩시켜 나타냄으로 인하여, 강판의 표면 거칠기에 의한 영향을 배제하고, 겸함의 탐상효과를 상승시킬 수 있도록 하며, 또한 결함신호의 형태를 구분함으로써 강판 결함의 종류를 용이하게 판별할 수 있게되는 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 일정각도 경사지게 레이저(1)가 위치되어 트랜스레이터(9)상측으로 위치되는 시편(8)과 상측의 빛살가르개(3)로 광원이 갈라지도록 레이저(1)의 전방으로 설치되는 빛살가르개(2)와, 상기 상측의 빛살가르개(3) 전방에는 렌즈(4)와 밴드패스 필터(5)가 설치되어 입사되는 광원이 이를 투과하여 입사 광원을 검출하는 광 검출기(6)와, 상기 시편(8)에서 반사되는 광원이 투과되는 렌즈(10)와 밴드패스 필터(11)의 전방에 광 검출기(12)가 설치되어 상기 광검출기와 일체로 입력된 신호로서 표면 거칠기를 측정 하는 컴퓨터(7)와, 상기 상측 빛살가르개(3)에서 반사되는 광원이 평행광선으로 형성토록 설치되는 2개의 렌즈(13)(15)사이에 광선의 단면적을 원형으로 형성되어 시편에 입사토록 설치되는 공간필터(14)와, 상기 공간필터(14)를 통해 시편(8)에서 반사되는 광원이 투과되는 중성필터(16)와 밴드패스 필터(17)가 설치되어 그 상측의 광 검출기(18)에 입사된 광원의 세기로서 표면흠 검출신호를 나타내는 컴퓨터(7)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 중성필터(16)는, 광 검출기(18)의 감도에 맞게 광량이 조절됨을 특징으로 하는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출장치.
3. 레이저에서 주사되는 광선이 빛살가르개에 입사되어 두 갈래로 나누어지도록 하며, 반사되는 하나의 광선이 렌즈와 밴드패스 필터를 거쳐 광검출기에 입사되며, 다른 광선은 시편에 반사되어 렌즈와 밴드패스 필터를 거쳐 상기 광검출기에 입사되어 표면거칠기를 검출하는 단계와, 주사되는 광선이 빛살가르개를 통해 반사되어 2개의 렌즈에 의해 평행광선으로 형성되며, 상기 평행광선은 공간 필터를 거쳐 광선의 단면적을 원형으로 형성 후 트랜스레이터의 표면결함용 시편에 입사토록 되고, 상기 표면 결함용 시편에서 반사되는 광선이 중성필터와 밴드패스 필터를 거쳐 광검출기에 입사되어 표면 결함을 검출하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법.
4. 제3항에 있어서, 레이저에서 주사되는 광선이 빛살가르개에 입사되어 두 갈래로 나누어지도록 하여, 강판의 표면 거칠기에 의한 임계레벨을 설정하여 표면 거칠기에 의한 오차요인을 제거하고, 강판의 표면흠을 탐상토록 하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 냉연강판의 표면흠 검출방법.