KR20110006874A - Apparatus for inspecting surfaces and method for inspecting surfaces using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표면 검사 장치 및 이를 이용한 표면 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속주조 공정으로 제조된 주편의 복수 표면을 위치 설정된 상태에서 연속적으로 측정할 수 있는 표면 검사 장치 및 이를 이용한 표면 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface inspection apparatus and a surface inspection method using the same, and more particularly, a surface inspection apparatus and a surface inspection method using the same, which can continuously measure a plurality of surfaces of a cast steel manufactured by a continuous casting process in a position state. It is about.
일반적으로, 연속주조(continuous casting) 공정을 통해 제조된 주편은 후속 공정으로 이송되어 박판이나 열간강판 등의 최종 제품을 만드는데 사용되는 반제품 상태로서, 그 크기에 따라서 빌릿(billet), 블룸(bloom) 또는 슬래브(slab) 등으로 구분된다.In general, cast steel produced through a continuous casting process is a semi-finished state that is transferred to a subsequent process to be used to make a final product such as a thin plate or a hot steel sheet, depending on the size of the billet (bloom), bloom (bloom) Or slab or the like.
이러한 주편은 각종 표면 결함(surface defects)의 측정 및 분석을 위해 복수의 표면을 대상으로 표면 측정이 실시된다. 이때, 표면 측정을 통해 확인할 수 있는 표면 결함으로는 기포 자국이나 크랙(crack) 또는 오실레이션 마크(oscillation mark) 등이 있다.These slabs are subjected to surface measurements on a plurality of surfaces for the measurement and analysis of various surface defects. In this case, surface defects that can be confirmed by surface measurement include bubble marks, cracks, or oscillation marks.
종래에는 주편의 표면을 검사하기 위해서 중량물(重量物)인 주편을 크레 인(crane) 및 마그네틱 척(magnetic chuck) 등을 사용하여 작업대로 이송 및 안착시켰으며, 이후 크레인과 마그네틱 척의 조작을 통해 주편을 기울이거나 회전시켜 일면(一面) 단위로 표면 측정을 실시하였다.Conventionally, in order to inspect the surface of the cast steel, the cast material, which is a heavy material, was transported and seated on a workbench using a crane and a magnetic chuck, and then the cast steel was operated by manipulating a crane and a magnetic chuck. The surface measurement was performed in units of one surface by tilting or rotating.
주편의 표면을 측정하는 방식으로는 측정하고자 하는 주편 표면에 촉침을 주사(走査)하고, 촉침의 움직임을 전기적 신호 등으로 변환하여 출력하는 방식이나 카메라 등의 촬영수단을 통해 주편 표면의 이미지를 획득하고 이를 분석하는 방식이 사용되었다.In order to measure the surface of the cast steel, the needle is scanned on the surface of the cast steel to be measured, and the movement of the needle is converted into an electrical signal and outputted, or the image of the surface of the cast steel is obtained by photographing means such as a camera. And an analysis method was used.
그런데, 종래에는 주편의 복수 표면을 검사하는데 어려움이 있었다. 즉, 주편의 측정면을 확보하기 위해서 작업대에서 크레인 및 마그네틱 척을 사용하여 주편을 기울이고 회전시키는데 많은 작업 시간이 소요되고, 주편의 면 위치를 변동시킨 이후에 측정시 기준이 되는 위치를 재설정하는데 있어서도 많은 작업 시간이 소요되어 표면 검사 공정의 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, in the past, there was a difficulty in inspecting a plurality of surfaces of the cast. In other words, it takes a lot of work time to tilt and rotate the cast using a crane and magnetic chuck on the workbench to secure the measuring surface of the cast, and even after resetting the reference position for measurement after changing the surface position of the cast It takes a lot of work time, there was a problem that the work efficiency of the surface inspection process is lowered.
또한, 작업자의 숙련 미숙 등으로 인해 주편이 크레인으로부터 낙하되어 지면에 충돌함으로써 손상될 우려가 있으며, 작업자에게 부상을 입히는 산업재해가 우려되는 문제점이 있었다.In addition, due to the immaturity of the skilled worker, the cast steel may fall from the crane and collide with the ground, and may be damaged, and there may be a problem that an industrial accident causes injury to the worker.
또한, 종래에는 촉침 방식 및 이미지 촬영 방식이 수작업으로 이루어지기 때문에 작업자의 숙련도에 따라서 주편 표면의 측정 결과에 오차를 발생시켜 측정 데이터의 신뢰성을 확보하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, conventionally, since the stylus method and the image photographing method are made by hand, there is a problem in that an error occurs in the measurement result on the surface of the cast steel according to the skill of the operator, thereby failing to secure the reliability of the measurement data.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연속주조 공정을 통해 제조된 주편의 복수 표면을 위치 설정된 상태에서 연속적으로 측정할 수 있는 표면 검사 장치 및 이를 이용한 표면 검사 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a surface inspection apparatus and a surface inspection method using the same that can continuously measure a plurality of surfaces of the slab manufactured through a continuous casting process in a set position.
본 발명에 따른 표면 검사 장치는 주편이 안착되는 주편 안착대와, 상기 주편의 상측 영역 및 측면 영역에서 구동하여 상기 주편의 복수 표면을 검사하는 표면 측정수단과, 상기 표면 측정수단을 지면으로부터 이격시켜 지지하는 프레임부 및 상기 프레임부에 설치되어 상기 표면 측정수단의 구동을 제어하고, 상기 표면 측정수단에서 측정된 데이터를 관리 및 출력하는 통합 제어수단을 포함한다.The surface inspection apparatus according to the present invention comprises a slab seating table on which a cast steel is seated, surface measuring means for inspecting a plurality of surfaces of the cast steel by driving in an upper region and a side region of the cast steel, and separating the surface measuring means from the ground. It is provided with a supporting frame portion and the frame portion to control the driving of the surface measuring means, and integrated control means for managing and outputting the data measured by the surface measuring means.
또한, 본 발명에 따른 표면 검사 방법은 주편을 안착시키는 단계와, 상기 주편을 표면 측정시 기준이 되는 위치로 설정하는 단계와, 상기 주편의 복수 표면을 연속적으로 측정하는 단계와, 상기 주편의 표면에서 측정된 데이터를 통합하고, 외부로 출력하는 단계를 포함한다.In addition, the surface inspection method according to the present invention comprises the steps of seating the cast, setting the cast to a reference position when measuring the surface, continuously measuring a plurality of surfaces of the cast, the surface of the cast Integrating the data measured in the step, and outputting to the outside.
본 발명에 따르면 주편을 기판 안착대에 위치 설정시킨 상태, 즉 위치 고정된 상태에서 영상 촬영수단이 주편의 복수 표면 영역을 가로지르도록 함으로써 주편의 면 위치를 변동하지 않아 작업 시간이 단축된다. 또한, 주편의 면 위치를 변동한 이후에 실시되는 기준 위치의 설정이 반복되지 않아 작업 시간이 단축된다.According to the present invention, since the image photographing means intersects a plurality of surface areas of the cast steel in a state where the cast steel is positioned on the substrate mounting table, that is, the position is fixed, work time is not changed because the surface position of the cast steel does not change. In addition, the setting of the reference position performed after the surface position of the cast steel is changed is not repeated, thereby reducing the work time.
또한, 영상 촬영수단이 주편의 상측 영역 및 측면 영역에서 직교하는 3축 방향으로 직선 구동 및 지면에 수평 및 수직하는 방향으로 회전 구동되기 때문에 주편의 복수 표면을 연속적으로 측정할 수 있어서 표면 검사 공정의 작업 효율이 향상된다.In addition, since the image photographing means is linearly driven in the three-axis direction orthogonal to the upper and side regions of the cast steel and rotated in the horizontal and vertical directions to the ground, a plurality of surfaces of the cast steel can be measured continuously, Work efficiency is improved.
또한, 작업자의 숙련도와 상관없이 일관된 주편 표면 측정 데이터를 확보할 수 있어서 측정 데이터의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.In addition, consistent cast surface measurement data can be obtained regardless of the skill of the operator, thereby improving the reliability of the measurement data.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표면 검사 장치에 주편이 안착된 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 주편 안착대의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선 A-A'에 따른 주편 안착대의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 주편 안착대에 정렬바가 설치된 모습을 나타낸 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 표면 측정수단의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 메인 구동몸체의 내부 구성도이고, 도 8은 도 6에 도시된 수직 구동몸체의 내부 구성도이고, 도 9는 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 측면도 이며, 도 10은 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a state seated on the surface inspection apparatus shown in Figure 1, Figure 3 is a cast steel seat according to the invention 4 is a cross-sectional view of the cast steel seating according to the line A-A 'shown in Figure 3, Figure 5 is a view showing a state in which the alignment bar is installed in the cast steel seating shown in FIG. In addition, Figure 6 is a perspective view of the surface measuring means according to the present invention, Figure 7 is an internal configuration of the main drive body shown in Figure 6, Figure 8 is an internal configuration of the vertical drive body shown in Figure 6, 9 is a side view of the surface inspection apparatus according to the present invention, Figure 10 is a graph showing the measurement results of the surface inspection apparatus according to the present invention.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 장치(1000; 도 1 및 도 2 참조)는 주편(slab; S)이 안착되는 주편 안착대(100)와, 주편(S)의 상측 영역 및 측면 영역에서 구동하여 주편(S)의 복수 표면을 검사하는 표면 측정수단(200)과, 표면 측정수단(200)을 지면으로부터 이격시켜 지지하는 프레임부(300) 및 프레임부(300)에 설치되어 표면 측정수단(200)의 구동을 제어하고, 표면 측정수단(200)에서 측정된 데이터를 관리 및 출력하는 통합 제어수단(400)을 포함한다. 여기서, 주편은 전술한 바와 같이 그 크기에 따라서 빌릿, 블룸 또는 슬래브 등으로 나뉘는데 본 발명에서는 주편으로서 슬래브를 사용하였다. 물론, 주편으로서 빌릿이나 블룸이 적용될 수 있음은 당연하다.1 to 10, the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 주편 안착대(100)는 주편(S)의 표면 측정을 위한 작업대로서, 주편(S)이 상부면에 안착되는 안착 플레이트(110)와, 안착 플레이트(110)의 하부면 모서리부를 점(point)접촉 방식으로 지지하고 상하 구동시키는 다수의 높이조절기(120) 및 다수의 높이조절기(120)가 상부면에 설치되고, 하부면에 다수의 이동식 바퀴(150)가 부착되는 베이스 플레이트(130)를 포함한다.As shown in Figure 3 and 4, the
상하 이격된 상태에서 마주보는 안착 플레이트(110)와 베이스 플레이트(130)는 동일한 형상 및 크기를 갖는데, 본 실시예에서는 안착 플레이트(110)와 베이스 플레이트(130)가 4개의 모서리부를 갖는 직사각 형상으로 이루어져 이들 사이의 이격 공간에는 다수의 높이조절기(120)가 총 4개 설치된다. 물론, 안착 플레이트(110)와 베이스 플레이트(130)의 형상이 원형, 타원형 또는 다각형 등으로 변함 에 따라 높이조절기(120)의 사용되는 개수도 다양하게 달라질 수 있음은 당연하다.The
안착 플레이트(110)의 상부면에 놓여지는 주편(S)은 중량물(重量物)이기 때문에 크레인(미도시) 또는 마그네틱 척(미도시) 등을 이용한 안착 과정에서 충돌에 의해 안착 플레이트(110)에 움푹 파인 홈이 생기는 등 손상이 발생될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 본 실시예에서는 가공성이 우수하고, 가격이 저렴한 강(steel)을 재질로 하는 안착 플레이트(110)와 달리 스테인리스 강(stainless steel)을 합금 재질로 하는 강성의 보호 플레이트(112)를 안착 플레이트(110)의 상부면에 부착시켜 손상을 방지할 수 있다.Since the slab S placed on the upper surface of the
베이스 플레이트(130)로부터 이격된 안착 플레이트(110)의 높이(H3), 특히 안착 플레이트(110)에서 4개의 모서리부를 지지하여 각기 다른 높이로 모서리부의 높이를 조절할 수 있는 높이조절기(120)는 베이스 플레이트(130)의 상부면에 설치되는 실린더 몸체(122)와, 실린더 몸체(122)로부터 상측으로 돌출되는 높이(H1)가 가변되는 피스톤(126)과, 실린더 몸체(122)의 일측에 연결되어 피스톤(126)을 상하 구동시키는 조절레버(124) 및 피스톤(126)의 상단에 결합되고, 안착 플레이트(110)의 하부면과 점접촉 방식으로 맞닿는 접촉볼(127)이 내장되는 접촉기(128)를 포함한다.The height adjuster 120 that can adjust the height of the corner portion at different heights by supporting the four corners of the height H 3 , in particular the
본 실시예에서는 피스톤(126)의 돌출 높이(H1)를 조절레버(124)를 통해 수동으로 조절하였지만, 베이스 플레이트(130)의 상면 일측에 통합 제어수단(400)의 구동 명령을 받아 제어되는 공압 방식이나 유압 방식의 높이조절기 구동수단(미도시) 을 구비함으로써 통합 제어수단(400)에 미리 설정된 값으로 높이조절기(120)의 구동을 자동 제어할 수 있다.In this embodiment, the height of the protrusion (H 1 ) of the
이외에도, 안착 플레이트(110)의 하부면에는 상부가 곡면을 이루고 하부가 넙적한 형상을 갖는 접촉기(128)의 측면을 구속하여 안착 플레이트(110)와 접촉기(128)와의 연결을 용이하게 하는 접촉기 수납핀(114)이 형성된다.In addition, the lower surface of the
또한, 안착 플레이트(110)와 베이스 플레이트(130) 사이에는 피스톤(126)이 관통되도록 부분 절개홈(141)이 다수개 형성되는 보조 플레이트(140)가 구비된다. 보조 플레이트(140)는 베이스 플레이트(130)의 상부면에 수직으로 세워지는 다수의 지지바(142)에 의해서 지지된다.In addition, an
베이스 플레이트(130)의 하부면에 결합되는 다수의 이동식 바퀴(150)는 주편 안착대(100)의 이동시 지면에서 회전하는 접이식 이동바퀴(154)와, 접이식 이동바퀴(154)를 지지하는 바퀴 고정대(152)를 포함한다. 주편 안착대(100)를 지면에 위치 고정시킬 경우에 접이식 이동바퀴(154)가 상측으로 접히고, 지면에 수평을 이루는 바퀴 고정대(152)의 하부면은 지면에 맞닿아진다.The plurality of
보호 플레이트(112)의 상부면 또는 보호 플레이트(112)가 미부착된 경우에는 안착 플레이트(110)의 상부면에는 주편(S)이 놓여지는 과정에서 정렬의 기준이 되는 안착 기준선(119)이 형성된다. 본 실시예에서 안착 기준선(119)은 격자 형상으로 이루어져 피측정물의 크기가 작은 경우에도 보호 플레이트(112)의 상부면 중앙에서 정렬시킬 수 있다.When the upper surface of the
안착 기준선(119) 대신에 도 5에 도시된 것처럼, 보호 플레이트(112)의 상부 면 또는 안착 플레이트(110)의 상부면(보호 플레이트(112)가 미부착된 경우)에는 적어도 하나의 일측 테두리를 따라 주편(S)이 밀착되는 정렬바(180)를 돌출시켜 결합할 수 있다. 물론, 안착 기준선(119) 및 정렬바(180)를 동시에 구비할 수 있음은 당연하다.As shown in FIG. 5 instead of the
본 실시예에서는 정렬바(180; 180a, 180b)가 일측 테두리에 형성되거나(180a, 도 5(a)참조) 또는 지면에 수평한 면상에서 수직으로 교차하는 양측 테두리(180b, 도 5(b)참조)에 형성된다. 따라서, 주편(S)의 안착시 "ㅡ"자 형상 또는 "ㄱ"자 형상으로 이루어진 정렬바(180)의 내측면으로 주편(S)이 밀착되도록 수평 이동시켜 안착 플레이트(110) 상에서의 주편(S)의 위치를 보다 명확하게 설정할 수 있다.In the present embodiment, the alignment bars 180 (180a, 180b) are formed at one edge (see 180a, FIG. 5 (a)) or both
한편, 주편(S)이 안착 플레이트(110)에서 편심되어 주편(S)의 하중을 직접 받는 안착 플레이트(110)가 수평면 상에서 기울어질 수 있다. 이러한 안착 플레이트(110)의 기울어짐을 감지하기 위해 안착 플레이트(110)의 상부면, 일측면 또는 수직으로 교차하는 양측면에 기울어짐을 감지하고, 통합 제어수단(400)에 감지된 기울기 데이터를 전송하는 기울기 감지센서(190)가 구비된다.On the other hand, the slab (S) is eccentric in the
기울기 감지센서(190)에서 측정된 기울기 데이터는 통합 제어수단(400)으로 전송되고, 통합 제어수단(400)의 일측에 구비된 디스플레이 장치(410)를 통해 작업자가 용이하게 확인할 수 있다. 안착 플레이트(110)가 기울어진 경우에는 작업자가 조절레버(124)를 재조정하여 안착 플레이트(110)을 지면에 수평하게 유지시킨다.Tilt data measured by the
프레임부(300)는 표면 측정수단(200) 및 통합 제어수단(400) 등이 용이하게 설치될 수 있도록 상측면 및 측면이 개방 또는 부분 개방되는 프레임부 몸체(310)를 갖는다. 프레임부 몸체(310)는 알루미나(Al) 또는 강(steel)을 합금 재질로 하는 바(bar) 등의 결합으로 이루어지며, 프레임부 몸체(310)의 하부에는 접이식 이동바퀴(354)와, 바퀴 고정대(352)로 이루어진 이동식 바퀴(350)가 다수개 결합된다. 따라서, 공장 내에서 프레임부(300)의 위치로 자유롭게 이동 및 위치 고정이 가능하다.The
프레임부(300)의 일측, 구체적으로 표면 측정수단(200)이 설치되는 방향으로 일측면에는 프레임부(300)와 주편 안착대(100)와의 이격 거리(L1; 도 9 참조)를 조절하고, 프레임부(300)와 주편 안착대(100)와의 대향면이 지면에 대하여 수직으로 평행을 이루도록 조정하는 푸시부(500)가 구비된다.On one side of the
푸시부(500)는 주편 안착대(100)의 일측면, 즉 안착 플레이트(110), 보조 플레이트(140) 및 베이스 플레이트(130)의 일측면과 맞닿는 푸시 플레이트(510)와, 푸시 플레이트(510)가 수평 구동되도록 프레임부(300)에서 지지하는 푸시 플레이트 지지대(530) 및 푸시 플레이트 지지대(530)의 양측에 연결되어 푸시 플레이트(510)의 수평 구동에 구동력을 제공하는 한 쌍의 푸시 조절레버(540)를 포함한다.The
한 쌍의 푸시 조절레버(540)에 의해 푸시 플레이트(510)의 비틀림을 조절하여 주편 안착대(100)와 프레임부(300)의 밀착시 정렬 기준선(600) 상에서 주편 안착대(100)의 설정 위치를 조정할 수 있다.Setting the
본 실시예에서는 한 쌍의 푸시 조절레버(540)를 수동으로 동작하게 하였지 만, 앞서 설명한 높이조절기(120)의 조절레버(124)와 같이 푸시 플레이트 구동수단(미도시)을 프레임부(300)의 일측에 구비하여 통합 제어수단(400)에 의해 자동 제어할 수도 있다.In this embodiment, a pair of
평행한 한 쌍의 직선 라인으로 이루어지는 한 쌍의 정렬 기준선(600; 도 1 및 도 2 참조)은 공장 내 프레임부(300)의 고정 위치를 설정하는 기준선이 되며, 주편(S)의 표면 측정을 위해 프레임부(300)에 근접 위치되는 주편 안착대(100)의 정렬 위치를 설정하는 기준선이 된다. 본 실시예에서는 정렬 기준선(600) 상에 프레임부(300) 및 주편 안착대(100)의 정렬 여부가 육안으로 확인되지만, 한 쌍의 정렬 기준선(600) 상에서 마주보는 프레임부(300)와 주편 안착대(100)의 대향 위치에 각각 정렬 센서(미도시)를 설치하여, 주편 안착대(100)를 프레임부(300)에 근접시키는 과정에서 정렬 기준선(600)의 이탈 여부를 용이하게 확인 할 수 있다.A pair of alignment reference lines 600 (refer to FIGS. 1 and 2) consisting of a pair of parallel straight lines serves as a reference line for setting a fixed position of the
도 6에 도시된 바와 같이, 표면 측정수단(200)은 주편(S)의 상측 영역 및 측면 영역에서 직교하는 3축(x축, y축, z축) 방향으로 직선 구동하고, 영상 촬영수단(260)은 지면에 수평한 방향으로 회전(R1) 및 지면에 수직한 방향으로 회전(R2) 구동된다. 위와 같이 표면 측정수단(200)이 주편(S)이 놓여지는 공간상에서 다축으로 직선 구동 및 회전 구동할 수 있어서, 주편(S)의 복수 표면을 자유롭게 측정할 수 있다.As shown in FIG. 6, the surface measuring means 200 drives linearly in three axes (x-axis, y-axis, z-axis) orthogonal to the upper region and the side region of the slab S, and the image photographing means ( 260 is driven to rotate R 1 in a direction horizontal to the ground and to rotate R 2 in a direction perpendicular to the ground. As described above, the surface measuring means 200 can be linearly driven and rotated in multiple axes in the space in which the slab S is placed, so that a plurality of surfaces of the slab S can be freely measured.
이러한 표면 측정수단(200)은 주편(S)의 표면을 촬영하여 이미지로 획득하는 영상 촬영수단(260)과, 영상 촬영수단(260)을 주편(S)의 상측 영역 및 측면 영역에 서 직교하는 3축 방향으로 직선 구동시키고, 지면에 수평한 방향 및 수직한 방향으로 회전 구동시키는 측정수단 구동부를 포함한다.The surface measuring means 200 is an image capturing means 260 for photographing the surface of the cast steel (S) to obtain an image, and the image capturing means 260 is orthogonal in the upper region and the side region of the cast steel (S) It includes a driving means for driving linearly in the three-axis direction, the rotation drive in the direction horizontal and vertical to the ground.
본 실시예에서 측정수단 구동부는 프레임부(300)의 상부면 일측에 위치 고정되고, 연장되는 길이 방향(x방향)을 따라서 상부면에 안내유도홈(211)이 형성되는 이송대(210)와, 이송대(210)에 탑재되어 안내유도홈(211)을 따라서 직선 구동하는 메인 구동몸체(220)와, 메인 구동몸체(220)의 일측에 연결되고, 수평면 상에서 이송대(210)의 연장 방향(x방향)과 교차하는 방향(y방향)으로 직선 구동하는 수평 구동몸체(230)와, 수평 구동몸체(230)의 일단에 수직으로 결합되고, 지면을 향해 상호로 직선 구동하는 수직 구동봉(250)이 구비되는 수직 구동몸체(240)를 포함한다.In the present embodiment, the measuring means driving unit is fixed to one side of the upper surface of the
메인 구동몸체(220)는 도 7에 도시된 것처럼, 케이스(221)와, 케이스(221)의 내부에 구비되어 안내유도홈(211)의 내측에 형성된 제1래크 기어(rack gear; 212)에 맞물리는 제1피니언 기어(pinion gear; 216)와, 제1피니언 기어(216)을 구동시키는 제1구동모터(215)와, 제1구동모터(215)와 교차하는 방향으로 설치되는 제2구동모터(235)와, 제2구동모터(235)의 회전축에 연결되는 제2피니언 기어(236)를 포함한다. 여기서, 제2피니언 기어(236)는 수평 구동몸체(230)의 일측면에 형성된 제2래크 기어(미도시)에 맞물리며, 제2피니언 기어(236)의 회전에 의해 수평 구동몸체(230)가 직선 구동된다. 본 실시예에서는 메인 구동몸체(220) 및 수평 구동몸체(230)의 구동원으로서 제1구동모터(215) 및 제2구동모터(235)를 사용하기 때문에 모터의 정확한 회전 수 제어를 통해 직선 구동되는 거리를 정확하게 제어할 수 있다. 케이스(221)의 하부에는 이송대(210)에 형성된 안내유도홈(211)에 끼워지는 홈(223) 및 홈 돌출부(224)가 형성되고, 수평 구동몸체(230)가 용이하게 연결될 수 있는 수평면(222)을 제공한다.As shown in FIG. 7, the
본 실시예에서는 래크-피니언(rack-pinion) 방식으로 메인 구동몸체(220) 및 수평 구동몸체(230)를 직선 구동시켰지만, 벨트(belt) 방식이나 풀리(pulley) 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.In the present embodiment, the
도 8에 도시된 바와 같이, 수직 구동몸체(240)는 수직 구동봉(250)을 실린더 방식으로 상하 구동시킨다. 이를 위해 수직 구동몸체(240)는 수직 케이스(241)와, 수직 구동봉(250)을 상하로 밀어주는 상하 실린더(242)와, 상하 실린더(242)의 외주면에 결합되는 제1회전기어(243) 및 제1회전기어(243)에 맞물려 상하 실린더(242)를 회전(R1)시키는 제2회전기어(246) 및 회전모터(245)를 포함한다. 즉, 본 실시예에서 수직 구동봉(250)은 수직 구동몸체(240)에서 수평 회전(R1)되는 동시에 영상 촬영수단(260)은 수직 구동봉(250)의 일측에서 수직 회전(R2)된다.As shown in FIG. 8, the
영상 촬영수단(260)은 주편(S)의 표면을 측정하는 카메라부(262)와, 영상 촬영수단(260)이 주편(S)의 표면과의 이격된 거리(L2)를 감지하는 거리감지 센서(264)를 포함한다. 카메라부(262)는 주편(S)의 표면을 촬영하여 이미지 데이터를 획득하고, 이를 통합 제어수단(400)으로 전송하며, 거리감지 센서(264)는 촬영을 개시하기 전 주편(S)의 표면 측정을 위한 기준점을 측정하여, 촬영을 위한 개시점 및 종료점이 설정된다.The image capturing means 260 is a
통합 제어수단(400)에서는 주편(S)의 복수 표면(4개의 측면 및 상측면)을 가 로질러 스캔(scanning)하는 카메라부(262)에서 획득된 주편(S)의 표면의 이미지 데이터(도 10(a) 참조)를 전송 받는다. 이때, 이미지 데이터는 카메라부(262)의 직선 구동에 따른 주편(S) 표면의 파인 형상 또는 오실레이션 마크 등으로 나타난다.In the integrated control means 400, the image data of the surface of the slab S obtained by the
주편(S)의 하나의 측면에서 주편(S)의 높이를 변화시키면서 위의 스캔 과정을 반복하여 다수의 이미지 데이터를 획득한다.The above scanning process is repeated while varying the height of the cast steel S on one side of the cast steel S to obtain a plurality of image data.
이렇게 획득된 다수의 이미지 데이터는 통합 제어수단(400)에서 동일 축척으로 변환, 즉 카메라부(262)와 주편(S) 표면과의 거리 차의 보정이 이루어져 주편(S)의 일측 전면의 이미지로 통합된다. 위와 같은 주편(S)의 일측 전면을 나타내는 이미지는 3차원 형상 또는 색상을 이용한 그래프 방식으로 외부에 출력된다. 여기서, 도 10(b)는 주편(S)의 일측 전면을 3차원으로 나타낸 그래프이고, 도 10(c)는 수평면 상에서 주편(S)의 표면 고저에 따라 색상을 이용하여 나타낸 그래프이다.The plurality of image data thus obtained are converted to the same scale by the integrated control means 400, that is, the correction of the distance difference between the
위와 같은 그래프들은 통합 제어수단(400)의 일측에 구비된 디스플레이 장치(410)를 통해 출력되고, 작업자는 이를 통해 용이하게 확인 및 분석이 가능하다.The graphs as described above are output through the
미도시되었지만, 통합 제어수단(400)의 일측에 인쇄(print) 수단이 구비되어 주편(S) 표면의 결과, 즉 상기 3차원 형상 및 색상을 이용한 그래프를 인쇄할 수 있다.Although not shown, a print means may be provided on one side of the integrated control means 400 to print a result of the surface of the cast steel S, that is, a graph using the three-dimensional shape and color.
이하, 전술한 표면 검사 장치를 이용하여 주편의 복수 표면에서 표면 결함을 측정하는 표면 검사 방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a surface inspection method for measuring surface defects on a plurality of surfaces of a cast using the aforementioned surface inspection apparatus will be described in more detail.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 방법의 진행 상태를 나타낸 도면이고, 도 12은 본 발명에 따른 표면 검사 방법을 나타낸 순서도이다.11 is a view showing a progress state of the surface inspection method according to an embodiment of the present invention, Figure 12 is a flow chart showing a surface inspection method according to the present invention.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 방법은 주편을 안착시키는 단계와(S10), 주편을 표면 측정시 기준이 되는 위치로 설정하는 단계와(S20), 주편의 복수 표면을 연속적으로 측정하는 단계(S30) 및 주편의 표면에서 측정된 데이터를 통합하고 외부로 출력하는 단계(S40)를 포함한다.11 and 12, the surface inspection method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of seating the cast (S10), the step of setting the cast to a reference position when measuring the surface (S20), Continuously measuring the plurality of surfaces of the piece (S30) and the step of integrating the data measured on the surface of the cast and output to the outside (S40).
크레인이나 마그네틱 척 등의 이송 수단을 통해 주편이 안착되는 주편 안착대의 상부로 주편이 이송되고, 주편 안착대의 상부면에 주편이 안착된다.(S10)The cast steel is transferred to the upper portion of the cast steel seating station where the cast steel is seated through a transport means such as a crane or a magnetic chuck, and the cast steel is seated on the upper surface of the cast steel seat. (S10)
이후, 주편의 표면 측정을 위해 주편의 기준 위치가 설정된다.(S20) 즉, 주편을 주편 안착대에서 정렬 및 수평 유지시키는 제1위치설정 단계와, 주편 안착대를 프레임부의 일측으로 수평 이동시키고, 주편 안착대의 일측면과 프레임부의 마주보는 측면이 평행을 이루도록 조정하는 제2위치설정 단계 및 주편의 측면 영역 및 상측 영역에서 영상 촬영수단을 구동시켜 주편의 표면 측정의 기준점을 설정하는 제3위치설정 단계를 포함한다.Subsequently, a reference position of the cast steel is set to measure the surface of the cast steel (S20). That is, the first positioning step of aligning and maintaining the cast steel at the cast steel seat, and horizontally moving the cast steel seat to one side of the frame part, , A second positioning step of adjusting one side of the caster seating surface and the opposite side of the frame portion to be in parallel with each other; and a third position for setting a reference point for measuring the surface of the cast steel by driving the image photographing means in the side region and the upper region of the cast steel. Setting step.
제1위치설정 단계는 안착 플레이트의 상부면에 형성된 안착 기준선 또는 정렬바에 주편을 정렬시켜 놓은 후, 안착 플레이트의 기울어짐을 기울기 감지센서로 측정하여 다수의 높이조절기를 통해 안착 플레이트의 기울어짐을 보정한다.In the first positioning step, after aligning the cast pieces to the seating reference line or the alignment bar formed on the upper surface of the seating plate, the tilting of the seating plate is measured by a tilt sensor to correct the tilting of the seating plate through a plurality of height adjusters.
위와 같은 과정이 완료되면, 주편 안착대를 정렬 기준선을 따라 수평 이동시켜 프레임부의 일측에 근접 및 밀착시킨다. 이후, 프레임부의 일측에 구비된 푸시부를 조정하여 프레임부의 일측면과 마주보는 주편 안착대의 일측면이 평행(한 쌍 의 정렬 기준선과 교차하는 방향)을 이루도록 주편 안착대의 비틀림이 보정된다.When the above process is completed, the cast seat is moved horizontally along the alignment reference line to close and close to one side of the frame portion. Thereafter, by adjusting the push part provided on one side of the frame part, the twisting of the cast iron seat rest is corrected so that one side of the cast iron seating stand facing the one side of the frame part is parallel (the direction crossing the pair of alignment reference lines).
이후, 프레임부에 설치된 영상 촬영수단을 주편의 복수 측면 공간 및 상측면 공간에서 직선 구동 및 회전 구동시켜 스캔함으로써 주편의 크기를 측정한다. 주편의 크기 측정을 통해 주편 안착대 상에서의 주편이 놓여진 위치를 확인할 수 있으며, 더 나아가 주편의 표면 측정의 기준점을 설정할 수 있다. 여기서의 기준점은 영상 촬영수단이 촬영을 개시하는 개시점 및 촬영을 중단하는 종료점을 포함한다.Subsequently, the size of the slab is measured by scanning the image photographing means installed in the frame unit by linearly driving and rotating driving the plurality of side spaces and the upper side spaces of the cast steel. By measuring the size of the cast, it is possible to confirm the position of the cast on the caster seating stage, and further, to set a reference point for measuring the surface of the cast. The reference point herein includes a starting point at which the image capturing means starts shooting and an ending point at which shooting is stopped.
또한, 기준점의 설정은 측정하고자 하는 주편의 표면마다 모두 실시된다.In addition, setting of a reference point is performed for every surface of the cast piece to measure.
위와 같은 기준 설정이 완료되면 주편의 복수 표면을 연속적을 측정하게 된다.(S30) 주편의 일측 표면 측정이 완료되면 다른 표면 측정이 이루어지는데, 주편의 일측 표면 측정은 주편 몸체의 수평 방향을 가로지르는 스캔 과정을 주편에서의 높이를 일정하게 변화시키면서 다수 회 반복 실시된다. 1회의 스캔 과정을 통해 획득된 주편 표면의 이미지 데이터(도 10(a) 참조)로는 스캔선상에서의 움푹 파인 홈 또는 오실레이션 마크 등을 확인할 수 있다. 이러한 이미지 데이터는 복수개가 통합되어 주편에서의 하나의 표면 이미지(도 10(b), 10(c) 참조)로 형성되는데, 통합되는 과정에서는 카메라부와 주편 표면과의 거리 차에 의한 보정이 이루어진다. 통합된 주편 표면의 이미지 데이터는 3차원 형상의 그래프로 표시되거나 또는 주편 표면의 고저에 따른 색상의 그래프로 표시되어 주편 표면에서의 다양한 표면 결함을 용이하게 확인할 수 있다. 여기서, 3차원 형상 및 색상을 동시에 적용시킨 그래프로 나타낼 수 있음은 물론이다.When the above standard setting is completed, a plurality of surfaces of the cast steel are continuously measured. (S30) When surface measurement of one side of the cast steel is completed, another surface measurement is performed. The scanning process is repeated a number of times with a constant change in height in the cast steel. Image data (refer to FIG. 10 (a)) of the surface of the cast steel obtained through one scanning process may identify a recessed groove or an oscillation mark on a scan line. These image data are integrated into a plurality of surface images (refer to FIGS. 10 (b) and 10 (c)) of the cast steel. In the process of integration, correction is performed by the distance between the camera part and the surface of the cast steel. . The image data of the integrated slab surface can be displayed as a graph of three-dimensional shape or as a graph of color according to the height of the slab surface to easily identify various surface defects on the surface of the slab. Here, of course, it can be represented by a graph to which the three-dimensional shape and color are applied at the same time.
상기 주편 표면을 측정하여 도출된 그래프들은 통합 제어수단의 일측에 구비 된 디스플레이 장치를 통해 출력되고, 작업자는 이를 통해 용이하게 확인 및 분석이 가능하다. 미도시되었지만, 통합 제어수단의 일측에 인쇄 수단이 구비되어 주편 표면의 결과, 즉 상기 3차원 형상 및 색상을 이용한 그래프를 인쇄할 수 있다.(S40)Graphs derived by measuring the surface of the cast is output through a display device provided on one side of the integrated control means, the operator can easily check and analyze through this. Although not shown, a printing means may be provided on one side of the integrated control means to print a result of the cast surface, that is, a graph using the three-dimensional shape and color.
이상과 같이 전술한 본 발명에 따른 표면 검사 장치 및 이를 이용한 표면 검사 방법을 통해 주편을 기판 안착대에 위치 설정시킨 상태, 즉 위치 고정된 상태에서 영상 촬영수단이 주편의 복수 표면 영역을 가로지르도록 함으로써 주편의 면 위치를 변동하지 않아 작업 시간이 단축된다. 또한, 주편의 면 위치를 변동한 이후에 실시되는 기준 위치의 설정이 반복되지 않아 작업 시간이 단축된다. 또한, 영상 촬영수단이 주편의 상측 영역 및 측면 영역에서 직교하는 3축 방향으로 직선 구동 및 지면에 수평 및 수직하는 방향으로 회전 구동되기 때문에 주편의 복수 표면을 연속적으로 측정할 수 있어서 표면 검사 공정의 작업 효율이 향상된다.As described above, through the surface inspection apparatus and the surface inspection method using the same according to the present invention, the image capturing means traverses the plurality of surface areas of the cast in a state in which the cast is positioned on the substrate mounting table, that is, in a fixed position. By doing so, the surface position of the cast steel is not changed, thereby reducing the work time. In addition, the setting of the reference position performed after the surface position of the cast steel is changed is not repeated, thereby reducing the work time. In addition, since the image photographing means is linearly driven in the three-axis direction orthogonal to the upper and side regions of the cast steel and rotated in the horizontal and vertical directions to the ground, a plurality of surfaces of the cast steel can be measured continuously, Work efficiency is improved.
또한, 작업자의 숙련도와 상관없이 일관된 주편 표면 측정 데이터를 확보할 수 있어서 측정 데이터의 신뢰성이 향상된다.In addition, consistent cast surface measurement data can be obtained regardless of the skill of the operator, thereby improving the reliability of the measurement data.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 장치의 사시도.1 is a perspective view of a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 표면 검사 장치에 주편이 안착된 상태를 도시한 도면.2 is a view showing a state in which the cast steel seated on the surface inspection apparatus shown in FIG.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 주편 안착대의 사시도, 단면도 및 변형도.3 to 5 are a perspective view, a cross-sectional view and a modified view of the cast steel seat according to the invention.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 표면 측정수단의 사시도 및 세부 구성도.6 to 8 are a perspective view and a detailed configuration of the surface measuring means according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 측면도.9 is a side view of a surface inspection apparatus according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 측정 결과를 나타낸 그래프.10 is a graph showing a measurement result of the surface inspection apparatus according to the present invention.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 검사 방법의 진행 상태도.11 is a progress state diagram of the surface inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 표면 검사 방법을 나타낸 순서도.12 is a flowchart showing a surface inspection method according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
1000: 표면 검사 장치 100 : 주편 안착대1000: surface inspection device 100: cast seat
120 : 높이조절기 180 : 정렬바120: height adjuster 180: alignment bar
200 : 표면 측정수단 220 : 메인 구동몸체200: surface measuring means 220: main drive body
230 : 수평 구동몸체 240 : 수직 구동몸체230: horizontal drive body 240: vertical drive body
250 : 수직 구동봉 260 : 영상 촬영수단250: vertical drive rod 260: video recording means
300 : 프레임부 400 : 통합 제어수단300: frame portion 400: integrated control means
500 : 푸시부500: push section
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