KR100497501B1 - Detection Method for Defect of piston gallery and The apparatus used thereto - Google Patents

Detection Method for Defect of piston gallery and The apparatus used thereto Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파펄스를 이용한 피검체의 결함탐지방법 및 장치에 관한 것으로, 피검체에 초음파펄스를 발사하는 단계; 피검체로부터 반사된 초음파펄스를 수신하는 단계; 수신된 일련의 초음파펄스가 가지는 패턴정보를 컴퓨터가 인식가능한 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 신호로부터 컴퓨터를 이용하여 소정 파라미터값을 추출하는 단계; 및 당해 피검체를 대상으로 상기 추출된 파라미터 값과 당해 파라미터에 설정된 기준 값과를 비교판단하여 결함여부를 판단하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for detecting a defect of a subject using ultrasonic pulses, comprising: firing ultrasonic pulses on a subject; Receiving ultrasonic pulses reflected from the subject; Converting the pattern information of the received series of ultrasonic pulses into a signal recognizable by a computer; Extracting a predetermined parameter value from the converted signal using a computer; And comparing the extracted parameter value with a reference value set for the parameter to the subject, and determining whether there is a defect.

또한 본 발명에 사용되는 결함탐지시스템은 컨트롤러; 콘트롤러의 제어에 따라 피검체를 지지대에 부착하거나 지지대로부터 탈착하는 피검체 탈부착수단; 컴퓨터의 제어에 따라 피검체에 초음파를 발사하고 피검체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 센서를 포함하는 초음파 센서부; 상기 초음파 센서와 컴퓨터와의 사이에서 전기적 신호를 인터페이스하는 센서구동회로부; 컨트롤러와 컴퓨터와의 사이에 전기적 신호를 인터페이스하는 컨트롤러 구동회로부; 및 초음파 센서부로부터 수신된 패턴정보로부터 당해 피검체의 결함을 판단하는 컴퓨터 프로그램을 소정 저장공간에 구비하는 컴퓨터를 포함한다. In addition, the defect detection system used in the present invention is a controller; A subject detachable means for attaching a subject to or from the support according to the control of the controller; An ultrasonic sensor unit including a sensor which emits ultrasonic waves to a subject under control of a computer and receives ultrasonic signals reflected from the subject; A sensor driving circuit unit for interfacing an electrical signal between the ultrasonic sensor and the computer; A controller driving circuit unit for interfacing electrical signals between the controller and the computer; And a computer provided in a predetermined storage space with a computer program for determining a defect of the subject from the pattern information received from the ultrasonic sensor unit.

Description

초음파를 이용한 자동차 엔진용 피스톤 갤러리의 결함탐지방법 및 이에 사용되는 결함탐지 장치{Detection Method for Defect of piston gallery and The apparatus used thereto} Defect detection method for the piston gallery for automobile engines using ultrasonic waves and a defect detection apparatus used therein {Detection Method for Defect of piston gallery and The apparatus used used}

본 발명은 초음파펄스를 이용한 피검체의 결함탐지방법으로서, 보다 상세하게는 초음파로부터 반사되는 초음파 파형을 컴퓨터로 분석하여 검사를 요하는 부위의 위치 및 결함여부를 용이하게 판단하는 결함탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a defect detection method of a subject using ultrasonic pulses, and more particularly, to a defect detection method for easily determining the position and defect of a site requiring inspection by analyzing an ultrasonic wave wave reflected from an ultrasonic wave with a computer. will be.

종래 특정 물품에 대한 비파괴검사 방법으로는 X-레이검사법, 와류전류법, 음향방출법, 자성 파우더를 이용한 방법 및 초음파 송출법이 있다. Conventional nondestructive testing methods for certain articles include X-ray inspection, eddy current method, acoustic emission method, magnetic powder method, and ultrasonic emission method.

X-레이 검사법은 방사선을 검사물(이하 피검체)에 투과하여 밀도의 차이를 판독하는 방법을 이용한 것으로 검사결과에 대한 시각적인 직관성이 있는 장점이 있으나, 인체에 해로운 방사선이 사용되는 문제가 있다.X-ray examination is a method of reading the difference in density by transmitting radiation through a test object (hereinafter referred to as a subject), which has an advantage of visual intuition about the test result, but there is a problem that radiation harmful to a human body is used. .

와류전류법은 피검체의 표면에 와류전류를 흘려 와류의 패턴을 분석하는 방법으로 전도성 금속의 표면에 존재하는 결함에 대한 판독능이 우수한 장점이 있으나, 피검체 내부의 상태를 해석하는 능력은 매우 떨어지는 단점이 지적된다.The eddy current method is a method of analyzing the pattern of the vortex by flowing the eddy current through the surface of the subject, and has an excellent readability of defects on the surface of the conductive metal, but the ability to analyze the state inside the subject is very poor. The disadvantages are pointed out.

음향방출법은 검사초점의 주위에 음향을 방출시켜 이상신호의 방향과 위치를 판별하는 방법으로 매우 미세한 결함도 판독할 수 있으나, 장치설치가 매우 까다로운 단점이 지적된다.The acoustic emission method is a method of determining the direction and position of an abnormal signal by emitting sound around the inspection focus point, and can read very minute defects, but it is pointed out that the installation of the device is very difficult.

자성 파우더를 이용한 방법은 자성 물질을 검사물 표면에 도포한 후 형광의 반향색을 이용해 표면상태를 판독하는 방법으로 설치 비용이 저렴한 장점이 있으나, 검사자동화가 곤란한 문제가 있다.The method using the magnetic powder has the advantage that the installation cost is low by applying the magnetic material to the surface of the test object and then reading the surface state using the reflection color of fluorescence, but there is a problem that inspection automation is difficult.

초음파 송출법은 초음파를 피검체에 송출시켜 반향파 또는 투과파를 판독한 후 피검체 내부조직의 상태를 추적하는 방법으로 검사물 내부 조직 상태를 판별함에 있어 x-레이 검사법보다 탁월한 장점이 있다. 하지만 초음파센서와 피검체의 사이에 공기층을 없애주는 젤 상의 커플런트(Couplant)를 개입시키므로 검사의 자동화를 어렵게 하고, 피스톤의 갤러리 형상 등 탐지하기 어려운 결함에 적용된 예는 보고된 바가 없다.Ultrasonic emission method is an excellent method than the x-ray inspection method in determining the internal tissue state of the specimen by the method of sending the ultrasonic wave to the subject to read the echo or transmission wave and then track the state of the internal tissue. However, there is no report of applying to defects that are difficult to detect, such as galvanizing the piston, by interfering a coupler (Couplant) on the gel to remove the air layer between the ultrasonic sensor and the subject.

본 발명의 목적은 초음파를 이용하여 피스톤의 갤러리 형상 등 기존 장치나 방법으로는 탐지하기 어려운 결함도 용이하게 탐지할 수 있는 새로운 탐지 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a new detection method that can easily detect defects that are difficult to detect by the existing apparatus or method such as the gallery shape of the piston using ultrasonic waves.

본 발명의 다른 목적은 상기 결함탐지과정을 전부 자동화할 수 있어 검사에 소요되는 시간 및 노동력을 절감할 수 있는 결함탐지 시스템을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a defect detection system that can automate all the defect detection process to reduce the time and labor required for inspection.

본 발명은 초음파펄스를 이용한 피검체의 결함탐지방법으로 하기 단계를 포함한다.The present invention includes the following steps as a defect detection method of a subject using ultrasonic pulses.

피검체에 초음파펄스를 발사하는 단계; 피검체로부터 반사된 초음파펄스를 수신하는 단계; 수신된 일련의 초음파펄스가 가지는 패턴정보를 컴퓨터가 인식가능한 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 신호로부터 컴퓨터를 이용하여 소정 파라미터값을 추출하는 단계; 및 당해 피검체를 대상으로 상기 추출된 파라미터 값과 당해 파라미터에 설정된 기준 값과를 비교판단하여 결함여부를 판단하는 단계.Firing ultrasonic pulses on a subject; Receiving ultrasonic pulses reflected from the subject; Converting the pattern information of the received series of ultrasonic pulses into a signal recognizable by a computer; Extracting a predetermined parameter value from the converted signal using a computer; And comparing the extracted parameter value with a reference value set for the parameter to the subject, and determining whether there is a defect.

상기 단계를 포함하는 본 발명의 결함탐지 방법은 초음파를 이용하면서도 기존에 측정하기에 곤란한 부분에 존재하는 각종 결함을 매우 용이하게 탐지할 수 있고, 이를 자동화할 수 있어 대량의 피검체에 대한 전수검사도 가능하다.The defect detection method of the present invention comprising the above step can easily detect various defects existing in the difficult part to measure in the past while using ultrasonic waves, and can automate this, so that a total inspection of a large number of subjects is possible. It is also possible.

본 발명이 적용될 수 있는 피검체의 종류는 특별히 한정되지 아니한다. 즉 피검체는 주물 등으로 형성되어 육안, X-레이 등으로 접근이 곤란한 공간 및 형상을 가지는 어떠한 구조체도 포함된다. 상기 구조체는 바람직하게는 내부에 형성된 공동(Cavity)구조를 포함한다. 이러한 구조체의 대표적인 예로서 피스톤의 갤러리 형상이 후술하는 바람직한 실시예에 개시되어 있다. 하지만 이는 어디까지나 본 발명의 내용을 설명하기 위한 예시에 불과할 뿐 본 발명이 지니는 기술적 사상은 여기에 국한되지 아니함에 유의해야 한다.The kind of the subject to which the present invention can be applied is not particularly limited. That is, the test subject includes any structure having a space and a shape that is formed of a casting or the like and is difficult to access with the naked eye, an X-ray, or the like. The structure preferably includes a cavity structure formed therein. As a representative example of such a structure, the gallery shape of the piston is disclosed in the preferred embodiment described below. However, it should be noted that the technical spirit of the present invention is not limited thereto, but is merely an example for explaining the contents of the present invention.

이하 본 발명의 내용을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에서 예시하고자 하는 자동차 엔진 등에 사용되는 피스톤(1)의 형상이 도시되어 있다. 피스톤의 상부에는 안쪽면에 연소가스를 효율적으로 배출하기 위한 소정의 통로(2)가 형성되어 있다. 이를 통상적으로 갤러리(gallery)라 부르며, 피스톤이 높은 압축비를 견뎌내기 위해서는 필수적으로 요구된다. 갤러리가 피스톤의 제한된 공간내에 장착되기 위해서는 매우 정밀한 가공기술이 요구되며, 가공 후에는 피스톤내에서의 위치 및 형상에 대한 정밀한 검사가 요구되어진다.Figure 1 shows the shape of a piston (1) used in automobile engines and the like to be illustrated in the present invention. In the upper portion of the piston, a predetermined passage 2 is formed on the inner surface for efficiently discharging the combustion gas. This is commonly referred to as a gallery, which is essential for pistons to withstand high compression ratios. Very precise machining techniques are required for the galleries to be mounted within the limited space of the piston, and after machining, precise inspection of the position and shape within the piston is required.

본 발명의 바람직한 실시예로서 초음파를 이용한 피검체의 결함검사시스템은 도 2에 도시된 바와 같다. 본 발명에 사용되는 결함검사장치는 피검체 탈부착수단(3)과 초음파 센서부(4)의 동작을 제어하는 컨트롤러(5); 콘트롤러의 제어에 따라 피검체를 지지대에 부착하거나 지지대로부터 탈착하는 피검체 탈부착수단(3); 컴퓨터의 제어에 따라 피검체에 초음파를 발사하고 피검체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 센서를 포함하는 초음파 센서부(4); 상기 초음파 센서와 컴퓨터와의 사이에서 전기적 신호를 인터페이스하는 센서구동회로부(6); 컨트롤러와 컴퓨터와의 사이에 전기적 신호를 인터페이스하는 컨트롤러 구동회로부(7); 및 초음파 센서부로부터 수신된 패턴정보로부터 당해 피검체의 결함을 판단하는 컴퓨터 프로그램(8)을 소정 저장공간에 구비하는 컴퓨터(9)를 포함한다.As a preferred embodiment of the present invention, a defect inspection system of a subject using ultrasound is shown in FIG. 2. The defect inspection apparatus used in the present invention includes a controller (5) for controlling the operation of the subject detachable means (3) and the ultrasonic sensor unit (4); A subject detachable means (3) for attaching a subject to or from the support according to the control of the controller; An ultrasonic sensor unit 4 including a sensor which emits ultrasonic waves to a subject under control of a computer and receives ultrasonic signals reflected from the subject; A sensor driving circuit unit 6 for interfacing an electrical signal between the ultrasonic sensor and the computer; A controller driving circuit portion 7 for interfacing electrical signals between the controller and the computer; And a computer 9 having a computer program 8 in a predetermined storage space for determining a defect of the subject under test from the pattern information received from the ultrasonic sensor unit.

피검체 탈부착수단(3)은 컨트롤러(5)의 제어에 따라 피검체를 지지대에 부착시키거나, 역으로 지지대로부터 검사가 완료된 피검체를 탈착시킨다. 바람직하게는 상기 피검체 탈부착수단(3)은 일련의 강체링크를 포함하며 각 강체링크는 회전관절, 직선관절 내지는 볼 소켓관절 등으로 연결된 머니퓰레이터일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로서 실제로 작업을 수행하는 피검체 탈부착수단의 말단장치는 평행 턱 그리퍼 내지는 두 손가락 그리퍼 등이 이용될 수 있다.The test subject detachable means 3 attaches the test subject to the support under the control of the controller 5, or conversely detaches the test subject from the support. Preferably, the subject detachable means 3 includes a series of rigid links, each rigid link may be a manipulator connected by a rotary joint, a straight joint or a ball socket joint. As a preferred embodiment of the present invention, a parallel jaw gripper or a two-finger gripper may be used as the end device of the subject detachable means which actually performs the work.

초음파센서부(4)는 내부에 발진자로서 바람직하게는 압전소자(미도시)가 구비되며, 구동회로(9)로부터 소정의 발진신호가 상기 압전소자에 인가되어 원하는 주파수를 가지는 초음파를 발사하고 매질의 경계면에서 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 센서(4-1)와 초음파 센서를 이동시키는 이송체(4-2)를 포함한다.The ultrasonic sensor unit 4 is preferably provided with a piezoelectric element (not shown) as an oscillator therein, and a predetermined oscillation signal is applied from the driving circuit 9 to the piezoelectric element to emit an ultrasonic wave having a desired frequency, and the medium. Ultrasonic sensor 4-1 for receiving the ultrasonic waves reflected from the interface of the and the moving body (4-2) for moving the ultrasonic sensor.

이러한 초음파 센서(4-1)는 이미 상용화되어 있으며 예를 들면, 스트라벨리 인스트루먼트(Straveley Instrument), 테크니소닉(Technisonic), 크라우트크라머 (KrautKramer), 파나메트릭(Panametrics)사에서 생산되는 초음파 센서가 있으며, 이들로부터 요구되는 특성에 따라 얼마든지 원하는 사양의 제품을 선택할 수 있다.Such ultrasonic sensors 4-1 are already commercially available and include, for example, ultrasonic sensors produced by Straveley Instrument, Technisonic, KrautKramer, and Panametrics. Depending on the characteristics required, these products can be selected as desired.

이송체(4-2)는 초음파 센서(4-1)를 지지하며 직선운동이 가능하여 피검체의 요검사 부위로 초음파 센서를 이동시키거나 요검사 부위로부터 분리시킨다. 이송체(4-2)의 운동은 컨트롤러(5)에 의해 제어된다.The conveying member 4-2 supports the ultrasonic sensor 4-1 and is capable of linear movement to move the ultrasonic sensor to or separate from the urine examination site. The movement of the conveying body 4-2 is controlled by the controller 5.

센서구동회로부(6)는 상기 초음파센서부(4)와 컴퓨터(9)와의 사이에서 전기적 신호를 인터페이스한다. 상기 센서구동회로부(6)는 이미 공지된 구성으로 도 3에 도시된 바와 같다.The sensor drive circuit section 6 interfaces an electrical signal between the ultrasonic sensor section 4 and the computer 9. The sensor drive circuit 6 is as shown in FIG. 3 in a known configuration.

이러한 센서구동회로부(6)는 적어도 원하는 주파수를 가지는 발진파형을 센서에 출력하는 발진회로부(10)와, 매질의 경계면에서 반사되어 오는 초음파로부터 유도된 전기적 신호를 컴퓨터가 처리가능한 신호로 변환하기 위한 반사파 신호처리부(11)를 포함한다. 반사파 신호처리부(11)는 통상적으로 반사파 신호의 수신회로, 수신된 신호의 증폭회로, 증폭된 신호를 여파하기 위한 소정의 필터회로(예를 들면 밴드패스필터 등), 여파된 신호를 검파하기 위한 검파회로, 미리 설정된 역치와 비교하여 신호로부터 잡음을 제거하기 위한 비교회로 등을 포함할 수 있다. 상기 일련의 회로를 거쳐 처리된 신호는 피검체에게서 요구되는 소정의 정보를 담고 있다. 이러한 정보는 컴퓨터가 처리가능한 소정 비트의 디지털 신호로 변환되고 저장공간(메모리 등)의 소정 영역에 할당되어 파일형태로 저장된다. 이와 같이 구성되는 센서구동회로부(6)의 구체적인 예가 대한민국공개특허공보제2000-0053591호에 잘 설명되어 있다. 이와 같은 구성의 센서구동회로부는 바람직하게는 카드의 형식으로 제작되어 컴퓨터의 일부를 구성한다.The sensor driving circuit unit 6 includes an oscillation circuit unit 10 for outputting an oscillation waveform having at least a desired frequency to the sensor, and an electrical signal derived from ultrasonic waves reflected from the interface of the medium into a computer-processable signal. A reflected wave signal processor 11 is included. The reflected wave signal processing unit 11 typically includes a receiving circuit for the reflected wave signal, an amplifying circuit for the received signal, a predetermined filter circuit for filtering the amplified signal (for example, a band pass filter), and a detector for detecting the filtered signal. The detection circuit may include a comparison circuit for removing noise from the signal in comparison with a preset threshold. The signal processed through the series of circuits contains predetermined information required by the subject. This information is converted into a digital signal of a predetermined bit that can be processed by a computer, allocated to a predetermined area of a storage space (memory, etc.) and stored in a file form. Specific examples of the sensor driving circuit unit 6 configured as described above are well described in Korean Patent Publication No. 2000-0053591. The sensor drive circuit portion having such a configuration is preferably manufactured in the form of a card to constitute a part of a computer.

컴퓨터(9)는 컨트롤러 구동회로부(7)를 통해 외부적으로는 컨트롤러(5)와 연결되며 내부적으로는 초음파 센서(4)로부터 수신된 반사파의 패턴정보를 해석할 수 있는 컴퓨터 프로그램(8)을 구비한다. The computer 9 is connected to the controller 5 externally through the controller driving circuit unit 7 and internally has a computer program 8 capable of interpreting the pattern information of the reflected wave received from the ultrasonic sensor 4. Equipped.

상기 컨트롤러 구동회로부(7)는 통상적인 릴레이 입출력수단(Relay I/O, 예를 들면 PCL8514, 어드밴테크사)으로 구현이 가능하다. 컨트롤러 구동회로부(7)는 센서구동회로부에서와 같이 바람직하게는 카드의 형식으로 제작되어 컴퓨터의 일부를 구성한할 수 있다.The controller driving circuit unit 7 may be implemented by a general relay input / output unit (Relay I / O, for example, PCL8514, Advantech). The controller driving circuit portion 7 may be manufactured in the form of a card, as in the sensor driving circuit portion, to constitute a part of a computer.

상기 컨트롤러(5)는 특별히 한정되지는 않지만 바람직하게는 PLC (programmable logic controller)이다.The controller 5 is not particularly limited but is preferably a programmable logic controller (PLC).

또한 컴퓨터(9)는 초음파 센서(4-1)로부터 수신된 반사파 신호의 패턴정보로부터 당해 피검체의 결함을 판단하는 소정 알고리듬이 구현된 프로그램(8)이 설치되어 있어야 한다. 상기 프로그램을 컴퓨터시스템에 인스톨하는 경우 바람직하게는 피검체의 특성 파라미터에 대한 기준값을 설정할 수 있어야 하며, 피검체의 종류 및 성질에 따라 변경된 기준값으로 재입력될 수 있어야 한다. 여기서 '특성 파라미터'라 함은 피검체에서 측정하고자 하는 결함의 존부 및 상태를 결정하는데 키(Key)가 되는 변수를 말하며 이하 동일한 의미로 사용한다.In addition, the computer 9 should be provided with a program 8 in which a predetermined algorithm for determining the defect of the subject is implemented from the pattern information of the reflected wave signal received from the ultrasonic sensor 4-1. When the program is installed in the computer system, preferably, a reference value for the characteristic parameter of the subject should be set, and it should be able to be re-entered with a reference value changed according to the type and nature of the subject. Herein, 'characteristic parameter' refers to a variable which is a key for determining the existence and condition of a defect to be measured in a subject, and is used in the same meaning below.

프로그램(8)은 처리를 요하는 데이터(또는 파일)가 저장장치(예: 보조기억장치)에 존재하는 경우 당해 데이터가 보유하는 정보로부터 특성 파라미터 값을 추출하고, 상기 추출된 파라미터 값과 당해 특성 파라미터에 설정된 기준값과를 비교 판단하여 결함여부를 판단한다.The program 8 extracts the characteristic parameter value from the information held by the data when the data (or file) to be processed exists in the storage device (for example, the auxiliary storage device), and the extracted parameter value and the characteristic. It is determined whether or not there is a defect by comparing with the reference value set in the parameter.

바람직하게는 상기 프로그램(8)은 피검체로부터 수신된 초음파의 진행시간 내지는 거리(깊이)에 따른 반사파형의 패턴 및 이들 패턴으로부터 얻어지는 파라미터 값에 의한 적부판단결과를 모니터 상에서 2차원 또는 3차원 그래프 등으로 가시화할 수 있어야 한다.Preferably, the program (8) is a two-dimensional or three-dimensional graph on the monitor of the result of the determination of the reflected waveform according to the pattern of the reflected waveform according to the progress time or distance (depth) of the ultrasonic wave received from the subject and the parameter values obtained from these patterns You should be able to visualize it with

본 발명의 내용은 자동차 등의 엔진용 피스톤을 피검체로 하는 초음파펄스를 이용한 결함탐지시스템을 통해 이하에서 보다 상세히 이해될 수 있을 것이다.The contents of the present invention will be understood in more detail below through a defect detection system using ultrasonic pulses using a piston for an engine such as an automobile.

도 4는 피스톤(21)을 피검체로 하는 결함탐지시스템으로서, 말단장치로 평행턱 그리퍼(22)가 장착된 SCARA 형의 머니퓰레이터(23)와, 급수관(24-1)을 통해 공급되는 물을 뿜어주는 스쿼터(미도시)가 장착된 초음파센서(도 5, 24), 머니퓰레이터(23) 및 초음파 센서 이송체(도 5, 25)의 동작을 제어하는 컨트롤러(26), 피스톤의 결함여부를 판단하여 적부판단 과정을 수행하는 컴퓨터(27)로 구성된다. Fig. 4 is a defect detection system using the piston 21 as an object to be inspected, which is a SCARA-type manipulator 23 equipped with a parallel jaw gripper 22 as an end device, and water supplied through a water supply pipe 24-1. The main controller determines the defects of the piston and the controller 26 for controlling the operation of the ultrasonic sensor (FIGS. 5 and 24), the manipulator 23 and the ultrasonic sensor feeder (FIGS. 5 and 25) equipped with a squatter (not shown). It consists of a computer 27 that performs the suitability determination process.

피스톤(21)은 피스톤 이송수단을 구성하는 이송벨트(28)의 동작에 의해 시스템에 유입되며, 머니퓰레이터(23)의 동작에 의해 회전형 지지대(29)에 고정된다.The piston 21 is introduced into the system by the operation of the conveying belt 28 constituting the piston conveying means, and is fixed to the rotatable support 29 by the operation of the manipulator 23.

피스톤 이송수단은 트레이(30)를 운반하는 이송벨트(28)와 피스톤 감지센서(31)를 포함한다. 피스톤 감지센서(31)는 검사를 요하는 피스톤의 도착여부를 감지하고 컨트롤러(26)는 이러한 신호에 따라 머니퓰레이터(23)의 동작을 제어한다.The piston conveying means includes a conveying belt 28 and a piston sensor 31 for conveying the tray 30. The piston sensor 31 detects the arrival of the piston requiring inspection and the controller 26 controls the operation of the manipulator 23 according to this signal.

머니퓰레이터(23)는 저면에 고정된 제 1 링크(a)와, 제 1링크의 단부와 회전관절로 연결된 제 2링크(b)와, 상기 제 2링크와 단부가 회전관절로 연결된 제 3링크(c)와, 제 3링크와 직선관절로 연결되어 수평 및 수직운동이 가능한 제 4링크(d) 및 상기 제 4링크의 수직단부에 연결된 1쌍의 그리퍼(22,22')를 구비하고 있다.The manipulator 23 includes a first link a fixed to the bottom surface, a second link b connected to an end of the first link by a rotational joint, and a third link connected to an end of the second link by a rotational joint. c) and a fourth link (d) connected horizontally and vertically with the third link and a pair of grippers (22, 22 ') connected to the vertical ends of the fourth link.

피스톤(21)은 이송벨트 상의 트레이(Tray)(30)에 재치된 상태에서 선행하는 피스톤의 검사종료와 함께 피스톤 감지센서(31)가 위치한 작업대기라인으로 이동된다. 컨트롤러(26)의 제어에 따라 머니퓰레이터(23)가 동작되고, 새로운 피스톤(21)은 그리퍼(22)에 의해 파지되어 지지대(29)로 옮겨진다. 이때 검사가 종료된 피스톤은 나머지 그리퍼(22')에 의해 파지되어 지지대(29)로부터 제거된다.The piston 21 is moved to the work waiting line where the piston sensor 31 is located with the completion of the inspection of the preceding piston in the state of being placed in the tray 30 on the conveyance belt. The manipulator 23 is operated under the control of the controller 26, and the new piston 21 is gripped by the gripper 22 and moved to the support 29. At this time, the finished piston is gripped by the remaining gripper 22 'and removed from the support 29.

상기 과정을 수행하는 머니퓰레이터(23)의 개별적인 동작들은 컨트롤러(26)에 의해 미리 정해진 방법과 순서에 따라 제어된다.Individual operations of the manipulator 23 performing the above process are controlled by the controller 26 in a predetermined method and order.

급수수단인 스쿼터가 장착된 초음파 센서(24)는 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤(21)이 회전형 지지대(29)에 고정된 후 이송체(25)의 동작을 매개하여 피스톤의 검사를 요하는 표면에 부착된다.As shown in FIG. 5, the ultrasonic sensor 24 equipped with a squatter, which is a water supply unit, requires the inspection of the piston through the operation of the conveying body 25 after the piston 21 is fixed to the rotary support 29. Is attached to the surface.

피스톤의 내부 갤러리의 위치 및 결함상태를 측정하고자 하는 경우 바람직하게는 갤러리 상면의 연장선(a1)과 피스톤의 표면이 만나는 지점(p1)에 초음파센서(24)를 부착한다. 이는 갤러리가 피스톤내에서 공간적으로 점하는 위치와 갤러리 표면의 상태를 정확하게 측정하기 위해서이다.When measuring the position and the defect state of the inner gallery of the piston is preferably attached to the ultrasonic sensor 24 at the point (p1) where the extension line a1 of the upper surface of the gallery meets the surface of the piston. This is to accurately measure the position of the gallery spatially within the piston and the state of the gallery surface.

이 경우 보다 정확한 측정을 위해 필요한 경우 피스톤 상면의 다른 위치(연장선 a2와 피스톤 표면이 만나는 지점(p2))에 제 2의 센서를 부착할 수 있다.In this case a second sensor can be attached at another position on the piston upper surface (point p2 where the extension line a2 meets the piston surface) if necessary for a more accurate measurement.

초음파 센서(24)가 피스톤의 요검사부위(p1,p2)에 정확하게 위치된 후 컴퓨터(27)는 센서 구동회로부(6)를 통해 초음파를 발사할 것을 지시하고, 초음파 센서는 발진회로로부터 소정의 주파수를 가지는 초음파를 피스톤의 표면에 발사한다. 이후 초음파 센서(24)는 매질의 경계면에서 반사된 초음파를 수신하고 신호처리부로 당해 수신된 정보를 입력하도록 제어된다.After the ultrasonic sensor 24 is correctly positioned at the urine test portions p1 and p2 of the piston, the computer 27 instructs to launch the ultrasonic wave through the sensor drive circuit portion 6, and the ultrasonic sensor has a predetermined value from the oscillation circuit. An ultrasonic wave having a frequency is emitted to the surface of the piston. The ultrasonic sensor 24 is then controlled to receive the ultrasonic waves reflected from the interface of the medium and input the received information to the signal processor.

위 과정은 지지대(29)를 회전축으로 하여 피스톤을 360도 회전시키면서 소정의 각주기로 반복된다. 이 경우 각주기는 특별한 한정을 요하지는 아니한다. 다만 경험적으로 볼 때 피스톤의 1회전당 720포인트 이상(즉, 0.5도 이하의 간격)으로 반복적으로 측정하는 것에 의해 보다 정확성을 담보할 수 있다.The above process is repeated at a predetermined angular period while rotating the piston 360 degrees with the support 29 as the rotation axis. In this case, each cycle does not require any special limitation. Empirically, however, more accuracy can be ensured by repeatedly measuring more than 720 points per revolution of the piston (ie less than 0.5 degrees apart).

소정의 각주기로 수신된 반사파 신호는 신호처리부(11)에서 원하는 반사파만으로 선별되어진 후 소정 비트의 디지털 신호로 코딩되어 저장장치에 저장된다.The reflected wave signal received at each predetermined period is selected by only the desired reflected wave in the signal processor 11 and then coded into a digital signal of a predetermined bit and stored in the storage device.

피스톤 갤러리에 대한 정보수집과정과 결함판단과정이 종료되는 경우 컴퓨터(27)는 소정의 종료 신호를 컨트롤러(26)에 인가한다. 이하의 과정은 앞서 언급한 과정과 동일하게 진행된다.When the information collection process and the defect determination process for the piston gallery are finished, the computer 27 applies a predetermined end signal to the controller 26. The following process is performed in the same manner as the above-mentioned process.

도 6에는 상기 과정에서 얻어지는 반사파 신호의 일례가 도시되어 있다. 상단의 (a)그림의 횡축은 반사파의 진행시간(Time of Flight: 이하 TOF라 약칭한다)을 나타내며, 종축은 반사파의 피크를 백분율로 표시한 것으로 이 경우 수신측의 감도레벨은(dB)은 사용자에 의해 임의로 조정될 수 있다.6 shows an example of the reflected wave signal obtained in the above process. The horizontal axis in the upper part (a) shows the time of flight (TOF), and the vertical axis represents the peak of the reflected wave as a percentage. In this case, the sensitivity level of receiver is (dB) It can be adjusted arbitrarily by the user.

TOF는 반사파의 진행시간으로 반사파의 속도가 일정하다는 조건하에서 거리(깊이)와 비례한다. 따라서 TOF를 측정하는 경우 피스톤의 내부에서 매질의 경계면의 위치를 정확하게 파악할 수 있다. 이때 매질의 제 1차 경계면으로는 피스톤의 표면이며, 내부에 결함이 존재하지 않는다면 제 2차 경계면은 갤러리가 될 것이다. 반사파는 매질의 경계면에서 형성되므로 수신된 반사파의 파형에서 제 1 피크와 제 2피크간의 거리는 피스톤 표면에서부터 갤러리까지의 깊이가 된다.TOF is the propagation time of the reflected wave and is proportional to the distance (depth) under the condition that the velocity of the reflected wave is constant. Therefore, when measuring the TOF, it is possible to accurately determine the position of the interface of the medium inside the piston. At this time, the primary interface of the medium is the surface of the piston, and if there is no defect therein, the secondary interface will be a gallery. Since the reflected wave is formed at the interface of the medium, the distance between the first peak and the second peak in the waveform of the received reflected wave becomes the depth from the piston surface to the gallery.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 피스톤의 상면에 두 개의 센서(s1,s2)를 설치하므로 피스톤내에서 갤러리의 위치를 공간적으로 정확하게 특정할 수 있다. 다만 피스톤의 상면에 1개의 센서를 두는 경우에도 갤러리의 위치를 공간적으로 특정함에는 거의 문제가 없다. 즉, 피스톤 상부의 센서(s1)는 갤러리가 위치되어져야 할 장소에 부착되어지므로 만일 갤러리가 있어야 할 위치보다 죄우로 쉬프트(좌우 쏠림 현상)된 경우 반사파의 세기가 감소될 것이고, 이를 이용하면 갤러리의 쉬프트 현상은 쉽게 판단될 수 있다.In the preferred embodiment of the present invention, since the two sensors s1 and s2 are installed on the upper surface of the piston, the position of the gallery in the piston can be spatially and accurately specified. However, even if one sensor is placed on the upper surface of the piston, there is almost no problem in spatially specifying the position of the gallery. That is, since the sensor s1 on the piston is attached to the place where the gallery should be located, the intensity of the reflected wave will be reduced if shifted to the right or left side rather than the position where the gallery should be located. The shift phenomenon of can be easily judged.

도 6의 (a)에 도시한 파형에서 종축인 피크의 크기는 반사파의 세기와 비례한다. 반사파의 세기는 갤러리의 결함상태를 결정하는 중요한 파라미터가 된다. 갤러리의 표면에 기포가 발생되거나 미세한 균열이 존재하는 경우 이러한 결함은 발사된 초음파를 난반사시켜 결과적으로 반사되는 파의 크기를 감소시킨다. 바람직하게는 측정대상을 특정하기 위해 갤러리의 표면이 존재하는 영역을 검사영역(Gate)으로 다소 여유를 갖도록 미리 설정하여 둔다. 위 검사영역내에서 검출된 각피크의 평균 크기(Gated Peak Detect: 이하 GPD라 약칭한다)는 미리 설정된 허용가능한 기준치와 비교하여 결함의 상태를 판단하는데 있어서 중요한 자료로서 제공된다. 다만 경우에 따라서 검사영역은 절대적이지 않으며, 피스톤의 표면 상태에 따라 수정될 것이 요구된다. 즉 피스톤의 표면이 완전 평면이 아닌 곡면으로 처리된 경우 검사영역의 수정은 불가피하다.In the waveform shown in FIG. 6A, the magnitude of the vertical peak is proportional to the intensity of the reflected wave. The intensity of the reflected wave is an important parameter that determines the defect state of the gallery. In the case of bubbles or fine cracks on the surface of the gallery, these defects diffusely reflect the emitted ultrasonic waves, reducing the size of the resulting reflected wave. Preferably, the area in which the surface of the gallery is present is set in advance to allow a slight margin to the inspection area in order to specify the measurement object. The average magnitude of each peak detected in the above inspection area (hereinafter referred to as GPD) is provided as an important data in determining the state of a defect in comparison with a preset acceptable reference value. In some cases, however, the inspection area is not absolute and needs to be modified according to the surface condition of the piston. In other words, if the surface of the piston is treated as a curved surface rather than a completely flat surface, modification of the inspection area is inevitable.

전술한 바와 같이 반사파의 피크를 감소시키는 원인은 갤러리 형상의 결함에 기인한 것과, 쉬프트 현상에 의한 것이 병존할 수 있다. 다만 결함에 의한 피크 감소는 결함이 존재하는 특정한 위치에서만 관찰되는 현상이며, 쉬프트 현상은 광범위한 측정 각도에서 관찰되어지는 것이 보통이므로 이러한 차이는 용이하게 판별될 수 있다. 다만 확률적으로는 희박하지만 결함자체가 광범위하게 분포하는 경우 쉬프트에 의한 결함과 구별이 어려우므로 초음파 센서(s2)를 추가하는 것으로서 정확성을 더욱 담보할 수 있다.As described above, the cause of the decrease in the peak of the reflected wave may be due to the defect in the gallery shape and the shift due to the shift phenomenon. However, the peak reduction due to a defect is a phenomenon only observed at a specific position where a defect exists, and the shift phenomenon is usually observed at a wide range of measurement angles, so such a difference can be easily determined. However, if the probability itself is sparse, but the defect itself is widely distributed, it is difficult to distinguish it from the defect due to the shift, so that the accuracy can be further secured by adding the ultrasonic sensor s2.

도 6의 (b)에 도시한 그래프는 상기 도 6의 (a)에서 얻어진 각주기마다 얻어진 정보를 바탕으로 한 갤러리의 내부 자취이다. 이때 그래프 상의 횡축은 피스톤의 원주를 나타내며, 종축은 피스톤의 표면으로부터의 깊이를 나타낸다. 상기 그래프에 의하면 갤러리의 기울어짐(tilt), 편심, 깊이 및 기공에 관한 정보를 쉽게 확인할 수 있다.The graph shown in FIG. 6B is an internal trace of the gallery based on the information obtained for each period obtained in FIG. 6A. The abscissa on the graph represents the circumference of the piston and the ordinate represents the depth from the surface of the piston. According to the graph, information on tilt, eccentricity, depth and porosity of the gallery can be easily identified.

컨트롤러(26)에 의한 초음파 센서 이송체(25) 및 머니퓰레이터(23) 동작의 제어과정은 도 7에서와 같은 알고리듬을 통해 보다 구체화될 것이다.The control process of the operation of the ultrasonic sensor carrier 25 and the manipulator 23 by the controller 26 will be further embodied through an algorithm as shown in FIG. 7.

단계 701은 작업대기과정으로 이송벨트상의 피스톤이 재치된 트레이(30)가 미리 지정된 대기장소로 이동된다. 단계 702에서 피스톤 감지센서(31)가 피스톤이 대기라인에 위치되었음을 감지한다. 단계 703에서 컨트롤러(26)는 머니퓰레이터 (23)에 작업지시명령을 인가한다. 단계 704에서 머니퓰레이터의 그리퍼가 장착된 링크가 파지장소로 이동하여 제 1피스톤을 파지한 후 지지대(29)에 결합시킨다. In step 701, the tray 30, on which the piston on the transfer belt is placed, is moved to a pre-designated waiting area during the work waiting process. In step 702 the piston sensor 31 detects that the piston is located in the waiting line. In step 703 the controller 26 applies a work instruction to the manipulator 23. In step 704, the gripper-mounted link of the manipulator is moved to the gripping location, and the first piston is gripped and then coupled to the support 29.

단계 705에서 컨트롤러는 초음파센서 이송체(25)에 지지대에 결합된 피스톤의 측정부위에 센서(24)가 위치되도록 위치이동을 지시한다. 단계 706에서 초음파 센서가 피스톤의 지정된 위치에 이동된 경우 컨트롤러(26)는 단계 708에서 제어권을 컴퓨터(27)에 넘긴다.In step 705, the controller instructs the position movement so that the sensor 24 is positioned at the measuring portion of the piston coupled to the support to the ultrasonic sensor carrier 25. When the ultrasonic sensor is moved to the designated position of the piston in step 706, the controller 26 passes control to the computer 27 in step 708.

단계 709에서 컴퓨터 시스템(27)은 측정을 요하는 채널을 선택한다. 여기서 채널이란 각 초음파 센서와 컴퓨터 시스템과의 사이에 형성된 정보전달통로를 의미한다. 만일 센서가 2개 사용된 경우 채널의 수는 2개, 4개가 사용된 경우 채널의 수는 4개가 되며 이들로부터 전송되는 신호는 Mux/Demux 회로부에서 처리되어 다중화 및 역다중화과정을 거치게 된다.In step 709 the computer system 27 selects a channel requiring measurement. Here, the channel means an information transmission path formed between each ultrasonic sensor and the computer system. If two sensors are used, the number of channels is two, and if four are used, the number of channels is four, and the signals transmitted from them are processed in the Mux / Demux circuit section to undergo multiplexing and demultiplexing.

채널이 선택되면 컴퓨터 시스템은 단계 710에서 센서 구동회로부(6)를 통해 초음파 발사신호를 센서에 인가한다. 이 경우 지지대는 컨트롤러의 제어에 따라 단계 708에서 서보모터를 동작시켜 피스톤을 일정한 속도로 360도 회전시킨다.When the channel is selected, the computer system applies the ultrasonic emission signal to the sensor through the sensor drive circuitry 6 in step 710. In this case, the support rotates the piston 360 degrees at a constant speed by operating the servomotor in step 708 under the control of the controller.

단계 711에서 초음파 센서는 수신된 신호를 반사파 신호처리부로 입력시키고, 신호처리된 결과는 파일 형태로 소정의 저장장치에 저장된다. 상기 저장장치는 하드디스크드라이브, 플로피디스크, EEPROM, 램, CD롬 등의 광학기록장치일 수 있다.In operation 711, the ultrasonic sensor inputs the received signal to the reflected wave signal processor, and the result of the signal processing is stored in a predetermined storage device in the form of a file. The storage device may be an optical recording device such as a hard disk drive, a floppy disk, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, or the like.

상기 단계 709 내지 711의 과정은 단계 708에서 지지체(29)가 피스톤을 360도 회전시키는 동안 채널당 720포인트에서 반복된다(단계 712에서 체크).The process of steps 709 to 711 is repeated at 720 points per channel while the support 29 rotates the piston 360 degrees in step 708 (check in step 712).

단계 713에서 컴퓨터는 얻어진 반사파 신호를 처리하여 제 1피스톤에 대한 적합여부를 판단한다. 검사를 종료한 후 단계 714에서 컴퓨터는 컨트롤러(26)에 검사종료신호 및 당해 피스톤의 적격여부를 알리는 신호를 함께 인가한다.In step 713, the computer processes the obtained reflected wave signal to determine compliance with the first piston. After completing the test, in step 714, the computer applies a test completion signal to the controller 26 together with a signal indicating whether the piston is eligible.

이후 단계 701의 과정을 반복한다. 다만 단계 704의 과정에서 컨트롤러는 당해 검사완료된 피스톤이 합격으로 판정된 경우 합격된 피스톤은 제 2피스톤이 운반된 트레이 위에 재치시켜 다음 공정으로 이송되도록 하고, 불합격으로 판정된 피스톤은 별도의 위치에 재치시켜 폐기처분되도록 선별한다.Thereafter, the process of step 701 is repeated. However, in the process of step 704, the controller determines that the inspected piston is passed, so that the passed piston is placed on the tray where the second piston is transported to be transferred to the next process, and the piston determined to fail is placed in a separate position. To be disposed of for disposal.

상기 단계 713에서 초음파센서에 수신된 반사파 신호의 패턴정보로부터 당해 피검체의 결함을 판단하기 위해 사용된 프로그램은 도 8에 도시한 바와 같은 알고리듬을 통해 보다 구체화될 수 있다.The program used to determine the defect of the subject from the pattern information of the reflected wave signal received by the ultrasonic sensor in step 713 may be further embodied through an algorithm as shown in FIG. 8.

먼저 단계 801은 프로그램을 초기화하는 단계이다. 단계 802에서 특성 파라미터(TOF, GPD)의 기준값을 설정한다. 단계 803은 도 7의 단계 711을 통해 저장장치에 처리할 데이터가 존재하는지 여부를 검사하여 처리할 데이터가 존재하는 경우 단계 804에서 메모리로 로딩하여 데이터를 처리하고, 단계 805에서 당해 피스톤에 대한 최종 검사결과를 출력하고 저장장치에 당해 결과를 저장한다. 단계 806에서는 새로운 피스톤에 대한 데이터가 존재하는지 여부를 판단하여 처리할 데이터가 존재하는 경우 상기 단계 804의 과정을 반복하고, 차기 피스톤에 대한 데이터가 존재하지 않는 경우 종료한다.First, step 801 is a step of initializing a program. In step 802, reference values of the characteristic parameters TOF and GPD are set. Step 803 checks whether there is data to be processed in the storage device through step 711 of FIG. 7, and if there is data to be processed, loads it into memory in step 804 to process the data, and in step 805, the final data for the piston is processed. Output the test result and save the result in the storage device. In step 806, it is determined whether there is data for the new piston, and if the data to be processed exists, the process of the step 804 is repeated, and if there is no data for the next piston, the process ends.

상기 단계 804의 과정은 도 9에 도시한 바와 같다. 먼저 단계 901에서 각 채널당 특정 각도에서 얻어지는 특성 파라미터(TOF, GPD) 값을 추출한다. 단계 902에서는 상기 단계 901에서 추출한 파라미터값과 이미 설정된 기준값과를 비교판단한다. 단계 903에서 기준값과 비교한 결과를 기록하고 단계 904에서는 다음 각도에서 얻은 데이터를 검색하여 존재하는 경우 단계 901로 복귀한다. 이러한 과정은 반사파가 피스톤의 1회전당 720포인트에서 얻어진 경우 각 채널당 720회의 과정을 반복하게 될 것이다(단계 905에서 체크). 만일 기준값에서 정한 소정의 요건을 만족하지 못하는 결함부위가 상기 720포인트 중 어느 하나에라도 존재하는 경우 당해 피스톤은 단계 906에서 부적합 판정을 하고, 그렇지 않은 경우 합격판정을 한 후 이러한 사실은 피스톤에 부여된 고유식별번호에 따라 저장장치에 기록한다.The process of step 804 is as shown in FIG. First, in step 901, characteristic parameter (TOF, GPD) values obtained at specific angles for each channel are extracted. In step 902, a comparison between the parameter value extracted in step 901 and a reference value already set is determined. In step 903, the result of the comparison with the reference value is recorded, and in step 904, the data obtained from the next angle is retrieved and the flow returns to step 901 if present. This process will repeat 720 processes per channel if the reflected wave is obtained at 720 points per revolution of the piston (check at step 905). If a defective part that does not meet the prescribed requirements set by the reference value exists at any of the 720 points, the piston makes a non-conformance at step 906; otherwise, after the acceptance decision, this fact is applied to the piston. Record to storage device according to unique identification number.

본 발명에 의하면 초음파를 이용하여 피스톤의 갤러리 형상 등 기존 장치나 방법으로는 탐지하기 어려운 결함도 용이하게 탐지할 수 있다. 따라서 본 발명은 표본 검사 뿐만 아니라 전수검사를 요하는 피검체의 특정부위의 결함을 탐지함에 있어서 매우 효과적이다. 또한 상기 결함탐지과정을 전부 자동화할 수 있어 검사에 소요되는 시간 및 노동력을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily detect defects that are difficult to detect with existing apparatuses or methods such as the gallery shape of the piston using ultrasonic waves. Therefore, the present invention is very effective in detecting defects in specific parts of a subject requiring full inspection as well as specimen inspection. In addition, the defect detection process can be fully automated, thereby reducing the time and labor required for inspection.

도 1은 자동차 엔진 등에 사용되는 피스톤의 형상을 보여주는 부분 단면도1 is a partial cross-sectional view showing the shape of a piston used in an automobile engine and the like.

도 2는 초음파를 이용한 피검체의 결함검사장치의 블록도2 is a block diagram of a defect inspection apparatus of a subject using ultrasonic waves

도 3은 센서구동회로부의 구현예를 보여주는 구성도3 is a configuration diagram showing an embodiment of a sensor driving circuit unit;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로서 제시되는 피스톤을 피검체로 하는 결함탐지시스템의 구성도4 is a configuration diagram of a defect detection system using a piston as a test object presented as a preferred embodiment of the present invention;

도 5는 초음파 센서가 피스톤에 부착된 상태도5 is a state in which the ultrasonic sensor is attached to the piston

도 6은 프로그램을 구동하여 얻어진 반사파 신호의 처리예(a), 각주기마다 얻어진 정보를 바탕으로 얻어진 갤러리의 내부 자취예(b)Fig. 6 shows a processing example (a) of a reflected wave signal obtained by driving a program, and an internal trace example (b) of a gallery obtained based on information obtained for each period;

도 7은 컴퓨터에 의한 초음파센서 및 머니퓰레이터의 동작 제어과정을 나타내는 절차흐름도7 is a flow chart showing the operation control process of the ultrasonic sensor and the manipulator by a computer

도 8은 초음파센서에 수신된 반사파 신호의 패턴정보로부터 당해 피검체의 결함을 판단하는 과정을 도시한 절차흐름도8 is a flowchart illustrating a process of determining a defect of a subject under test from pattern information of a reflected wave signal received by an ultrasonic sensor.

도 9는 상기 도 8의 단계 804의 세부적 절차흐름도 9 is a detailed flowchart of step 804 of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1,21: 피검체(피스톤) 2: 갤러리1,21: subject (piston) 2: gallery

3: 피검체 탈부착수단 4,24: 초음파 센서부3: Subject detachable means 4, 24: Ultrasonic sensor unit

5: 컨트롤러 6: 센서구동회로부5: Controller 6: Sensor Drive Circuit

7: 컨트롤러 구동회로부 9,27: 컴퓨터7: controller drive circuit 9, 27: computer

22: 그리퍼 23: 머니퓰레이터 22: Gripper 23: Manipulator

25: 센서 이송체 26: 컨트롤러25: sensor carrier 26: controller

28: 이송벨트 29: 피스톤 지지체28: conveying belt 29: piston support

30: 트레이 31: 피스톤 감지센서30: Tray 31: Piston Detection Sensor

Claims (16)

내부에 갤러리가 위치한 자동차 엔진용 피스톤의 상면 연장부에 초음파 펄스를 발사하는 단계;Emitting ultrasonic pulses to an upper surface extension of a piston for an automobile engine in which a gallery is located; 피검체로부터 반사된 초음파 펄스를 수신하는 단계;Receiving ultrasonic pulses reflected from the subject; 수신된 일련의 초음파 펄스가 가지는 패턴 정보를 컴퓨터가 인식가능한 신호로 변환하는 단계;Converting the pattern information of the received series of ultrasonic pulses into a signal recognizable by a computer; 상기 변환된 신호로부터 컴퓨터를 이용하여 피스톤의 표면으로부터 반사되는 제 1반사펄스와, 피스톤의 내부 매질과 갤러리의 공동구조와의 경계면으로부터 반사되는 제 2반사펄스와의 시간차로부터 얻어지는 거리정보 및 상기 제 2반사 펄스의 세기정보를 포함하는 피스톤 내부에서의 갤러리의 위치정보 및 갤러리의 표면상태정보에 관한 파라미터 값을 추출하는 단계; 및 Distance information obtained from a time difference between a first reflection pulse reflected from the converted signal from the surface of the piston using a computer, and a second reflection pulse reflected from an interface between the inner medium of the piston and the cavity structure of the gallery; Extracting parameter values of the gallery position information and the surface state information of the gallery in the piston including intensity information of the two reflection pulses; And 당해 피스톤 갤러리를 대상으로 상기 추출된 파라미터 값과 당해 파라미터에 설정된 기준 값과를 비교판단하여 결함여부를 판단하는 단계를 포함하는 초음파 펄스를 이용한 자동차 엔진용 피스톤 갤러리의 결함탐지방법Detecting a defect of the piston gallery for the automobile engine using the ultrasonic pulse comprising the step of comparing the extracted parameter value and the reference value set in the parameter to the piston gallery to determine whether there is a defect. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 컨트롤러;controller; 컨트롤러의 제어에 따라 피검체를 지지대에 부착하거나 지지대로부터 탈착하는 피검체 탈부착수단;A subject detachable means for attaching a subject to or from the support according to the control of the controller; 컴퓨터의 제어에 따라 내부에 갤러리가 위치한 자동차 엔진용 피스톤의 상면 연장부에 초음파를 발사하고 피검체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 센서를 포함하는 초음파 센서부;Ultrasonic sensor unit including a sensor for emitting an ultrasonic wave to the upper surface extension of the piston for the automobile engine in which the gallery is located under the control of the computer and receiving the ultrasonic signal reflected from the subject; 상기 초음파 센서와 컴퓨터와의 사이에서 전기적 신호를 인터페이스 하는 센서구동회로부;A sensor driving circuit unit which interfaces an electrical signal between the ultrasonic sensor and the computer; 컨트롤러와 컴퓨터와의 사이에 전기적 신호를 인터페이스 하는 컨트롤러 구동회로부; 및A controller driving circuit unit for interfacing electrical signals between the controller and the computer; And 피스톤의 표면으로부터 반사되는 제 1반사펄스와, 피스톤의 내부 매질과 갤러리의 공동구조와의 경계면으로부터 반사되는 제 2반사펄스와의 시간차로부터 얻어지는 거리정보 및 상기 제 2반사 펄스의 세기정보를 포함하는 피스톤 내부에서의 갤러리의 위치정보 및 갤러리의 표면상태정보에 관한 파라미터 값을 기준 값과 비교하여 피스톤 갤러리의 결함을 판단하는 컴퓨터 프로그램을 소정 저장공간에 구비하는 컴퓨터를 포함하는 자동차 엔진용 피스톤 갤러리의 결함탐지장치Distance information obtained from the time difference between the first reflection pulse reflected from the surface of the piston and the second reflection pulse reflected from the interface between the inner structure of the piston and the cavity structure of the gallery, and the intensity information of the second reflection pulse. A piston gallery for an automobile engine including a computer having a computer program in a predetermined storage space that compares parameter values of the gallery position information and gallery surface state information within the piston with a reference value to determine a defect of the piston gallery. Fault detection device 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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