KR20160078799A - 미산세 결함 탐상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모재에 발생하는 미산세 결함을 탐상할 수 있는 결함 탐상 장치에 관한 것으로서, 모재의 상부에 배치되어 상기 모재의 표면을 촬영하는 카메라와, 상기 모재와 카메라 사이에 배치되고 상기 모재의 촬영 영역에 대하여 복수의 방향에서 광을 조사하는 광원수단을 포함한다. 이러한 구성으로, 모재 표면을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상을 통하여 미산세 결함을 보다 용이하게 검출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

결함 탐상 장치{APPARATUS FOR DETECTING DEFECT}

본 발명은 결함 탐상 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모재에 발생하는 미산세 결함을 탐상할 수 있는 결함 탐상 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철강 공정으로 생산되는 모재는 약 1100℃의 고온에서 상온으로 냉각되고, 이 냉각 과정에서 철이 산소와 반응하여 스케일이 생성된다. 그리고, 열간 압연공정 후 산세과정을 통하여 표면에 생성된 스케일을 제거 한다. 그러나 산세과정에서 표면에 생성된 스케일을 완벽히 제거 하지 못하여 남아 있을 경우에 이를 미산세 결함이라 한다.

모재를 냉간 압연 후 생산된 제품에 상기와 같은 미산세 결함이 있는 경우에는 제품의 품질에 문제가 있는 것이므로, 모재를 출하하기 전에 표면품질 검사를 진행한다. 현재까지는 작업자가 육안으로 검사를 하고 있지만, 미산세 결함의 크기가 약 20 ~ 100㎛ 정도로 미세하여 작업자가 육안으로 검사하기에는 어려움이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 카메라로 모재의 표면을 촬영하여 미산세 결함을 검사할 수 있는 방법이 활용될 수 있다. 미산세 결함을 영상으로 취득하려면 측정영역이 30mm x 30mm 이하이어야 하는데, 이때 영상을 취득하면, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 모재(P)의 표면 거칠기(R)가 영상에 표현이 되어 미산세(D) 결함과 구분이 어렵다. 즉, 미산세(D)는, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 모재(P)의 표면 거칠기(R)가 큰 부분 보나 작은 부분에 존재하고 있어 표면영상을 취득하면 모재의 표면 거칠기(R)와 미산세(D) 결함을 구분하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 모재 표면을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상을 통하여 미산세 결함을 검사할 수 있는 결함 탐상 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 모재의 표면 거칠기의 영향을 줄이고 미산세 결함을 용이하게 검출할 수 있는 결함 탐상 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결함 탐상 장치는, 모재의 상부에 배치되어 상기 모재의 표면을 촬영하는 카메라와, 상기 모재와 카메라 사이에 배치되고 상기 모재의 촬영 영역에 대하여 복수의 방향에서 광을 조사하는 광원수단을 포함한다.

상기 광원수단은 내부에 중공부가 마련되고, 상기 내부로 조사되는 광을 복수의 방향으로 반사하는 반사부재와, 상기 반사부재에 배치되어 상기 반사부재로 광을 조사하는 광원부를 구비할 수 있다.

상기 반사부재는 내부가 비어있는 반구 형태로 마련되고, 내부로 조사되는 광을 반사하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 반사부재는 중심부를 관통하여 형성되고, 상기 카메라와 체결되는 카메라 체결부를 더 구비할 수도 있다.

상기 광원부는 상기 반사부재의 끝단부에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 광원부는 상기 반사부재의 끝단부의 원주 방향을 따라 배치되는 선형의 광원으로 마련될 수도 있다.

본 발명에 의한 결함 탐상 장치에 따르면, 모재 표면을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상을 통하여 미산세 결함을 보다 용이하게 검출할 수 있어 작업 능률을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 모재의 표면에 대하여 복수의 방향으로 광이 조사되도록 구성하여, 카메라로 촬영된 영상에서 모재의 표면 거칠기의 영향을 줄일 수 있어 보다 정확하게 미산세 결함을 검출할 수 있어 제품의 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1의 (a)는 일반적인 카메라를 통하여 촬영된 모재의 표면을 개략적으로 나타낸 사진,
도 1의 (b)는 모재의 표면 거칠기에서 미산세의 위치를 개략적으로 도시해 보인 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 결함 탐상 장치의 구성을 개략적으로 도시해 보인 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 결함 탐상 장치에서 광이 조명되는 방향을 개략적으로 도시해 보인 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 결함 탐상 장치를 이용하여 모재의 표면을 촬영하여 나타낸 사진이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 결함 탐상 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 결함 탐상 장치의 구성을 개략적으로 도시해 보인 개략도이고, 도 3은 상기 결함 탐상 장치에서 광이 조명되는 방향을 개략적으로 도시해 보인 개략도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명인 결함 탐상 장치(1)는 모재(P)의 표면을 촬영하는 카메라(10)와, 상기 모재(P)의 촬영 영역에 대하여 복수의 방향에서 광(L)을 조사하는 광원수단(20)을 포함한다.

상기 카메라(10)는 일정 영역을 촬영할 수 있는 타입으로 마련되고, 1 픽셀(pixel)의 촬영 크기가 5㎛의 해상도를 가지도록 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 카메라(10)의 렌즈는 상기 모재(P)와 상기 카메라(10) 간의 촬영 거리를 대응하여 교체될 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 카메라(10)의 성능이 이에 한정되는 것은 아니고, 미산세 결함을 판단하기 위한 모재(P)의 재질, 크기 및 사용환경에 따라 다양한 카메라가 적용될 수 있다.

상기 광원수단(20)은 조사되는 광(L)을 복수의 방향으로 반사할 수 있는 반사부재(30)와, 상기 반사부재(30)에 배치되어 상기 반사부재(30)로 광(L)을 조사하는 광원부(40)를 구비한다.

상기 반사부재(30)는 내부가 비어있는 반구 형태, 즉 돔(dome) 형태로 마련되고, 내부로 조사되는 광(L)을 반사하며, 중심부가 관통되어 상기 카메라(10)가 관통된 중심부를 통하여 모재(P)의 표면을 촬영한다. 그리고, 상기 반사부재(30)의 관통된 중심부에 카메라 체결부(32)가 마련된다.

그리고, 상기 반사부재(30)는 몸체 전체가 광을 반사할 수 있는 소재로 제작될 수 있고, 또는 내측면에만 광을 반사할 수 있는 소재로 제작될 수도 있다.

상기 광원부(40)는 상기 반사부재(30)의 끝단부(31)에 설치되고, 상기 반사부재(30)의 내부에 복수의 방향으로 광(L)을 조사한다. 그리고, 상기 광원부(40)는 상기 반사부재(30)의 끝단부(31)의 원주 방향을 따라 선형의 광원으로 배치될 수도 있다.

예를 들어, 상기 광원부(40)는 도넛 형태로 마련되어 상기 반사부재(30)의 끝단부(31)에 설치될 수 있고, 또는 상기 광원부(40)는 적어도 180°로 광을 조사하는 광원이 상기 반사부재(30)의 상기 끝단부(31)의 원주 방향을 따라 복수 개로 설치될 수도 있다. 그리고, 상기 광원부(40)는 카메라용 플래쉬(flash)와 같이 순간적으로 광(L)을 조사하고, 약 5 ~ 20㎲ 동안만 발광하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 3을 참고하면, 상기 광원부(40)에서 복수의 방향으로 조사되는 광(L)이 상기 반사부재(30)의 내부로 조사되고, 내부로 조사된 광(L)이 반사되어 최종적으로 모재(P)의 표면에 조사된다. 즉, 복수의 방향에서 광(L)이 모재(P)의 표면에 조사되어 상기 카메라(10)로 모재(P)의 표면을 촬영 시 표면 거칠기에 의한 음영을 최소화 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 결함 탐상 장치를 이용하여 모재의 표면을 촬영하여 나타낸 사진이다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 결함 탐상 장치(1)를 이용하여 촬영된 영상은 8 비트(bit)의 256 흑백 단계(grey level)로 표현된다. 상기 촬영된 영상에서 모재(P)의 표면 평균 밝기는 약 100 단계에 해당하고, 미산세(D) 결함의 밝기는 약 40 단계에 해당한다.

즉, 상기 카메라(10)로 모재(P)의 표면을 촬영 시 상기 광원수단(20)에 의하여 복수의 방향에서 광(L)이 모재(P)의 표면에 조사되어 높낮이를 달리하는 표면 거칠기는 밝게 표현이 되었고, 미산세(D) 결함은 어두운 색으로 뚜렷하게 검출되었다.

이러한 구성으로, 모재의 표면을 카메라로 촬영 시 모재의 표면 거칠기에 의하여 나타난 어두운 영역을 복수의 방향에서 조사되는 광에 의하여 최소화할 수 있고, 이에 따라, 미산세 결함을 더욱 뚜렷하게 나타낼 수 있어 보다 정확하게 미산세 결함을 검출할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

P : 모재 R : 표면 거칠기
D : 미산세 L : 광
1 : 결함 탐상 장치 10 : 카메라
20 : 광원수단 30 : 반사부재
40 : 광원부

Claims (6)

1. 모재의 상부에 배치되어, 상기 모재의 표면을 촬영하는 카메라; 및
   상기 모재와 카메라 사이에 배치되고, 상기 모재의 촬영 영역에 대하여 복수의 방향에서 광을 조사하는 광원수단;
   을 포함하는 결함 탐상 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원수단은,
   내부에 중공부가 마련되고, 상기 내부로 조사되는 광을 복수의 방향으로 반사하는 반사부재; 및
   상기 반사부재에 배치되어, 상기 반사부재로 광을 조사하는 광원부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 탐상 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 반사부재는,
   내부가 비어있는 반구 형태로 마련되고, 내부로 조사되는 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 결함 탐상 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 반사부재는,
   중심부를 관통하여 형성되고, 상기 카메라와 체결되는 카메라 체결부;
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 탐상 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 광원부는,
   상기 반사부재의 끝단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 결함 탐상 장치.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 광원부는,
   상기 반사부재의 끝단부의 원주 방향을 따라 배치되는 선형의 광원으로 마련되는 것을 특징으로 하는 결함 탐상 장치.
   
   
   

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