규 격 서

품명: 6축 초음파 C-Scan 시스템

(6-Axes Ultrasonic C-Scan System)

2009.  10.

한국기계연구원 부설 재료연구소

6축 초음파 C-Scan 시스템 규격서

1. 품명 : 6축 초음파 C-Scan 시스템 (6-Axes Ultrasonic C-Scan System)

2. 개요 :

본 장치는 A-Scan 초음파 탐상결과를 2차원 평면 이미지로 변환하여 검사재의 형상과 내부결함을 가시적으로 평가할 수 있도록하기 위한 설비이다.

초음파 탐상기는 당 연구원에서 보유중인 독일 Krautkramer사의 USD15X 장비와 기타 탐촉자를 포함한 악세사리를 활용한다.

기계부는 직각좌표 로봇 스캐너가 채용되며 부식방지를 위한 SUS plate 수조와 견고한 Steel Frame 구조를 채택한다.

6축 직각좌표 Robot의 채용으로 판재 및 각종 원형 제품에 대한 pulse-echo 검사 및 through transmission 검사에 대한 C-scan을 수행한다.

전장부는 Industrial Computer 시스템을 기반으로 하여, 기계부 제어를 담당하는 Motion Controller Unit와 탐상기의 Analog 출력을 디지털화 하기위한 Data Acquistion Unit 및 기타 전기적 제어를 위한 I/O로 구성된다.

아울러 C-Scan Image Mapping Program, Flaw Evaluation Program, Motion Control Program과 더불어 UT Instrument Communication Program을 포함하는 제어 및 평가 Software로 구성된다.

주사 경로의 설정은 검사대상의 3D CAD 파일을 Loading하여 PC 그래픽 상에서 자동으로 설정하며, 검사시 발생할 수 있는 기구적인 불안전 요소를 사전에 제거하기 위한 그래픽 시뮬레이션이 지원된다.

3. 성능 및 용도

가. 성능

- Scan Resolution : Min. 0.1[mm]

- Scan Speed : Max. 500[mm/sec]

- Scan 시 양방향 Data 획득

- 6축 Motion 제어 (X, Y, Z & W)

나. 용도

- 각종 철강/세라믹/복합소재 등의 내부결함 검사

- 각종 항공/자동차 부품류 등의 건전성 평가

- 각종 이종재 접합부 건전성 평가

- 평판(Plate)소재 평면 Scan 검사

- 원형(Cylindrical)소재 회전 Scan 검사

- 수침 초음파 검사 (자동)

- 접촉 초음파 검사 (수동)

4. 상세 규격

가. 초음파 탐상기(검사기) 규격 (당 연구원 기존품 활용_공급제외)

1) Model : 독일 Krautkramer 사 USD15X

2) Screen Size : 96 X 76[mm]

3) Dimensions : 138 X 238 X 319[mm]

4) Weight : 5.6[kg]

나. 제어 및 평가 시스템(전장부) 규격

1) Housing : 19inch Industrial Steel Rack Cabinet

2) Industrial Computer Set : Window XP 기반, CPU 2.4GHz/3.0GB RAM/500GB HDD 이상

3) Data Acquition Unit : 1.2MS/s, 미국 National Instruments (Model: NI PCI-6251)사 제품사양과 동급 또는 그 이상

4) Motion Controller : 80MHz CPU, 미국: Delta-tau (Model: CEM-Clipper)사 제품사양과 동급 또는 그 이상)

다. 정밀 위치제어 구동부(기계부) 규격

1) 6축 직각좌표 Robot

- X축 ST:1000[mm] / Double Y축 ST:1000[mm] / Bouble Z축 ST:800[mm]

/ W축 360[°] turning

2) SUS Plate 수조부 및 철골 Frame

라. 제어 및 평가 프로그램(Software) 규격

1) 개발 Tool : Visual Studio

2) C-Scan Image Mapping Program

3) Flaw Evaluation Program

4) Motion Control Program

5) UT Instrument Communiction Program

5.  기타사항

가. 납기 및 납품

1) 발주 후 60일 이내로 하며, 시운전이 완료된 시점을 납품일로 한다.

2) 납품장소는 당 연구원에서 지정한 장소로 한다.

나. 보증기간

1) 시운전 완료 후 1년

사 양 서

품명: 6축 초음파 C-Scan 시스템

(6-Axes Ultrasonic C-Scan System)

2009.  10.

한국기계연구원 부설 재료연구소

1. 품명 : 6축 초음파 C-Scan 시스템 (6-Axes Ultrasonic C-Scan System)

2. 장치의 설명

1) 장치의 일반사항

본 장치는 A-Scan 초음파 탐상결과를 2차원 평면 이미지로 변환하여 검사재의 형상과 내부결함을 가시적으로 평가할 수 있도록하기 위한 설비이다.

초음파 탐상기는 당 연구원에서 보유중인 독일 Krautkramer사의 USD15X 장비와 기타 탐촉자를 포함한 악세사리를 활용한다.

기계부는 직각좌표 로봇 스캐너가 채용되며 부식방지를 위한 SUS plate 수조와 견고한 Steel Frame 구조를 채택한다.

6축 직각좌표 Robot의 채용으로 판재 및 각종 원형 제품에 대한 pulse-echo 검사 및 through transmission 검사에 대한 C-scan을 수행한다.

전장부는 Industrial Computer 시스템을 기반으로 하여, 기계부 제어를 담당하는 Motion Controller Unit와 탐상기의 Analog 출력을 디지털화 하기위한 Data Acquistion Unit 및 기타 전기적 제어를 위한 I/O로 구성된다.

아울러 C-Scan Image Mapping Program, Flaw Evaluation Program, Motion Control Program과 더불어 UT Instrument Communication Program을 포함하는 제어 및 평가 Software로 구성된다.

주사 경로의 설정은 검사대상의 3D CAD 파일을 Loading하여 PC 그래픽 상에서 자동으로 설정하며, 검사시 발생할 수 있는 기구적인 불안전 요소를 사전에 제거하기 위한 그래픽 시뮬레이션이 지원된다.

2) 장치의 상세사항

가. 초음파 탐상기(검사기) 사양 (당 연구원 기존품 활용_공급제외 )

1) Range : 2.5 ~ 9999[mm]

2) Velocity : 500 ~ 15,000[m/s]

3) Pulser Type : Spike, max 400[V]

4) Pulse Repetition Frequency : 1 ~ 12,000[Hz]

5) Frequency Range : 0.3 ~ 20[MHz](-3dB)

6) Gain : 0 ~ 110[dB], 0.5dB step

7) Rectification : Full/pos.Half/neg.Half/RF

8) Suppression : 0 ~ 89[%]

9) Monitor Gate : 3 (Interface, A, B)

10) Data Memory : 280 data sets

11) Outputs : RS232, TTL, Analog(TOF/AMP)

나. 제어 및 평가 시스템(전장부) 사양

1) Housing : 19″ Industrial Steel Rack Cabinet

2) Industrial Computer Set

- 산업용 19″Rack Mount PC

- CPU, RAM, HDD, VGA 사양은 계약시 상급모델 적용

- LAN card, CD-RW, 17″ TFT-LCD 모니터, 키보드, 마우스 포함

3) Data Acquition Unit : 미국 National Instruments(Model: PCI-6251)사 제품사양과 동급 이상

- 초음파 장비(USD15X)의 아날로그 형태인 측정결과를 디지털화 하는 장치

- Sampling Rate : 1.2 [MS/S]

- 16채널 Analog Input

4) Motion Controller : 미국 Deltatau(Model: CEM-Clipper)사 제품사양과 동급 이상

- 직각좌표 로봇의 정밀 위치제어

- 6축 모션 컨트롤러

- 80MHz CPU

- PC Interface

- 외부 Joy Stick Box에 의한 매뉴얼 조작

다. 정밀 위치제어 구동부(기계부) 사양

1) 6축 직각좌표 Robot

- 탐상영역을 자동으로 정밀구동하여 탐촉자의 위치를 제어

- DC Servo Motor 채용

- Ball Screw & LM guide Actuator

- X축 : Stroke max. 1000[mm]

- Double Y축 : Stroke max. 1000[mm]

- Double Z축 : Stroke max. 800[mm]

- W축 : Turning

- 위치반복정밀도 : ±0.02[mm]

- Max. Scan Speed : 500[mm/sec]

- Min. Scan Resoultion : 0.1[mm]

2) SUS Plate 수조부 및 철골 Frame

- Stainless Steel Plate 용접구조(수조부)

- 철골 프레임을 통한 수조와 로봇 스캐너를 안정적으로 지지

- 고강도 아크릴 Window

- Plate 소재 검사용 시편 Table (탈부착 용이)

- Cylindrical 소재 검사용 Turning Table (탈부착 용이)

라. 제어 및 평가 프로그램(Software) 사양

1) C-Scan Image Mapping Program

- C-Scan Image 및 B-Scan Image Mapping

- A-Scan imge download

- Zoom & 3D Projection

- 각종 Image Processing Tools

- 결함길이, 각도, 면적 측정

- File저장 및 조회

- 자동 Report 생성

- 1차 Scan 후 2차 국부지정 정밀 Scanning

- Thickness Calibration

- User Define Palette Scale

2) Flaw Evaluation Program

- HIC(CLR, CTR, CAR, CSR) 자동측정

- 청정도 (ASTM E588 적용) 자동측정

- 결함분석 기능 (넘버링, 크기, 점유비)

- TOF/AMP 통계 그래프

3) Motion Control Program

- 6축 모션 컨트롤 프로그램

- 로봇 스캐너의 정밀 위치제어

- Scan Area 좌표설정

- 검사 분해능 및 속도제어

- 3D CAD 파일 loading에 의한 자동 주사경로 생성 및 시뮬레이션

4) UT Instrument Communiction Program

- 초음파 탐상기 USD15X 장비의 설정을 PC상에서 원격제어

- USD15X의 Prameter 및 측정치 date를 PC에 전송받아 처리

마. Utilities (공급제외)

- 전기 : AC 220[V], 60[Hz], 단상

- 탐상수 : 음용수 수준의 수질

바. Documents

- 사용설명서

- 도면 및 기타 기술자료

3. 6-Axes Ultrasonic C-Scan System 사용자 요구사항

1) 반드시 MS 윈도우 환경의 전용 소프트웨어가 제공되어야 함. 또한 관련 Software upgrade 시 기술지원이 원활해야 함.

2) 당 연구원 보유중인 초음파 탐상기 USD15X를 이용하여 시스템을 구성하는 데 있어 요구된 기능을 만족해야 함.

3) 시편 Table 2종(Flate, Turning)은 매뉴얼 탈부착이 용이 해야함.

4) 설비 매뉴얼 제공을 비롯해, 이론 및 실기와 관련된 설비 운용교육이 수반되어야 함.

5) 물품 납품전, 한국기계연구원 부설 재료연구소 사용자로부터 제품에 대한 성능 평가 및 납품 승인을 받고 납품할 것.

6) 예방정비용역 : 공급사는 하자보증기간동안 공급된 설비의 유지보수를 위하여 월 1회 무상 예방정비용역을 실시하고 해당 결과 report를 제출해야 함.