본 연구는 알루미늄 Die-casting이나 Forging으로 제조되어지는 알루미늄 휠 림 표면에 리크를 검출하는 시스템과 알고리즘에 관한 개발이다. 자동차용 휠 림 표면에 발생되는 리크는 주조 후 냉각 과정 중 온도구배의 차이, 이물질, 용탕주입 과정에서의 기포 유입 등으로 인해 생길 수 있다. 지금까지 휠 림에 발생된 리크 검출을 위해 초음파탐상, 방사선투과, 자분탐상, 액체침투탐상, 와전류탐상, 누설검사, 육안검사 등 여러 방법으로 연구되었다. 본 연구에서는 휠 림 표면에 도포해 놓은 ...
본 연구는 알루미늄 Die-casting이나 Forging으로 제조되어지는 알루미늄 휠 림 표면에 리크를 검출하는 시스템과 알고리즘에 관한 개발이다. 자동차용 휠 림 표면에 발생되는 리크는 주조 후 냉각 과정 중 온도구배의 차이, 이물질, 용탕주입 과정에서의 기포 유입 등으로 인해 생길 수 있다. 지금까지 휠 림에 발생된 리크 검출을 위해 초음파탐상, 방사선투과, 자분탐상, 액체침투탐상, 와전류탐상, 누설검사, 육안검사 등 여러 방법으로 연구되었다. 본 연구에서는 휠 림 표면에 도포해 놓은 계면활성제 용액을 이용해 거품이 발생되면 이 거품의 움직임을 검출하여 검사하는 방법을 이용하였다. 제안하는 검사법은 저렴한 검사비용과 짧은 검사시간의 이점을 가지는 누설검사와 비전을 이용한 새로운 방법이다. 휠을 상하부의 원형판을 이용하여 눌려 기밀을 유지한다. 휠 내부에 공기를 주입하고 외부에 계면활성제 용액을 도포하려면 리크가 있는 지점에서만 대기압과 내부압력의 차이에 의해 분출되면서 거품을 발생시킨다. 하지만 이렇게 생성된 알루미늄 림 표면의 거품과 매끄럽고 반짝이는 림 표면의 난반사 빛 간의 차이를 CCD 카메라로 획득한 이미지에서 구별하는 것은 쉽지 않다. 고광택 원통형 휠 표면은 비전시스템 상에서는 거울과 같이 가상이미지를 만들어 낸다. 그래서 거울효과를 최소화하고 곡면 진 휠 림 표면에서의 불규칙적이고 산란되는 빛이 영상에 영향을 최소로 미치게 하는 LED를 이용한 조명을 새롭게 개발하였다. 영상 처리를 위한 전처리 과정은 Threshold와 Morphology 기법을 이용하여 거품 현상을 감지할 수 있도록 개발하였다. 거품의 변화를 통해 제안한 프로세싱인 동일한 지점에서 다른 정보를 가지는 영상을 2회 획득하게 되고 이미지의 모든 버블은 다양한 크기와 위치 변화에 의해 검출되어진다. 최초의 영상처리에서 림 표면에 리크가 검출되면 시스템은 그 위치를 저장하고 재검사를 통해 정밀 분석을 수행한다. 이러한 일련의 방법으로 리크검출 시스템을 통해 평가 수행되어진다. 결론적으로 휠 제조공정 중 발생되어진 리크를 주변의 환경적 요인으로 인한 다양한 빛의 영향에도 강인한 검사 시스템을 개발하였다.
본 연구는 알루미늄 Die-casting이나 Forging으로 제조되어지는 알루미늄 휠 림 표면에 리크를 검출하는 시스템과 알고리즘에 관한 개발이다. 자동차용 휠 림 표면에 발생되는 리크는 주조 후 냉각 과정 중 온도구배의 차이, 이물질, 용탕주입 과정에서의 기포 유입 등으로 인해 생길 수 있다. 지금까지 휠 림에 발생된 리크 검출을 위해 초음파탐상, 방사선투과, 자분탐상, 액체침투탐상, 와전류탐상, 누설검사, 육안검사 등 여러 방법으로 연구되었다. 본 연구에서는 휠 림 표면에 도포해 놓은 계면활성제 용액을 이용해 거품이 발생되면 이 거품의 움직임을 검출하여 검사하는 방법을 이용하였다. 제안하는 검사법은 저렴한 검사비용과 짧은 검사시간의 이점을 가지는 누설검사와 비전을 이용한 새로운 방법이다. 휠을 상하부의 원형판을 이용하여 눌려 기밀을 유지한다. 휠 내부에 공기를 주입하고 외부에 계면활성제 용액을 도포하려면 리크가 있는 지점에서만 대기압과 내부압력의 차이에 의해 분출되면서 거품을 발생시킨다. 하지만 이렇게 생성된 알루미늄 림 표면의 거품과 매끄럽고 반짝이는 림 표면의 난반사 빛 간의 차이를 CCD 카메라로 획득한 이미지에서 구별하는 것은 쉽지 않다. 고광택 원통형 휠 표면은 비전시스템 상에서는 거울과 같이 가상이미지를 만들어 낸다. 그래서 거울효과를 최소화하고 곡면 진 휠 림 표면에서의 불규칙적이고 산란되는 빛이 영상에 영향을 최소로 미치게 하는 LED를 이용한 조명을 새롭게 개발하였다. 영상 처리를 위한 전처리 과정은 Threshold와 Morphology 기법을 이용하여 거품 현상을 감지할 수 있도록 개발하였다. 거품의 변화를 통해 제안한 프로세싱인 동일한 지점에서 다른 정보를 가지는 영상을 2회 획득하게 되고 이미지의 모든 버블은 다양한 크기와 위치 변화에 의해 검출되어진다. 최초의 영상처리에서 림 표면에 리크가 검출되면 시스템은 그 위치를 저장하고 재검사를 통해 정밀 분석을 수행한다. 이러한 일련의 방법으로 리크검출 시스템을 통해 평가 수행되어진다. 결론적으로 휠 제조공정 중 발생되어진 리크를 주변의 환경적 요인으로 인한 다양한 빛의 영향에도 강인한 검사 시스템을 개발하였다.
This research describes a method to detect leaks on the surface of a wheel rim manufactured by aluminum die casting and forging. Leaks in wheel rim may be caused by temperature gradient differences in cooling period, impurities, or air bubbles flowed in die casting processes. Many researches have be...
This research describes a method to detect leaks on the surface of a wheel rim manufactured by aluminum die casting and forging. Leaks in wheel rim may be caused by temperature gradient differences in cooling period, impurities, or air bubbles flowed in die casting processes. Many researches have been performed for the leak detection of the wheel rims such as ultrasonic, eddy current, magnetic particle, liquid penetrate methods and so on. In this research, we develop a new approach with advantages of low cost and short inspection time by detecting the movement of soap bubbles on wheel rim surface. The airtight of the wheel is kept by pressing of the upper and lower plates on the wheel. The white bubbles generated with surfactant water spread on the wheel rim surface can be sprung up at the leak position due to high air pressure in the wheel rim. However, it is difficult to distinguish differences in image level of CCD camera between the bubbles and the aluminum rim due to bright reflection on the smooth and sparkle surface of the rim. A shiny cylindrical surface of the wheel produces also mirror image so that virtual images could be detected in a vision system. Thus, we have designed new light sources in order to minimize the mirror image effects and irregular luminance distribution on the curved surface of the wheel rim by using light emitted diodes. Preprocessing procedure for image processing has been also developed to detect the bubble configuration by using threshold and morphology techniques. The movement of the bubbles can be also detected in the proposed image processing algorithm, in which two image frames captured on same position at different instants have been compared to identify every bubble on the image frame and the variation of the sizes and locations. Once a leak on the surface of the rim is detected in the first step inspection, the system records the leak position in the rim for next step inspection to examine more detail image analysis. A series of experiments have been performed to evaluate the performance of the inspection system. As the results, we can conclude that the leaks generated in manufacturing processes of the wheel rim can be accurately detected even under the various lighting condition of the environments.
This research describes a method to detect leaks on the surface of a wheel rim manufactured by aluminum die casting and forging. Leaks in wheel rim may be caused by temperature gradient differences in cooling period, impurities, or air bubbles flowed in die casting processes. Many researches have been performed for the leak detection of the wheel rims such as ultrasonic, eddy current, magnetic particle, liquid penetrate methods and so on. In this research, we develop a new approach with advantages of low cost and short inspection time by detecting the movement of soap bubbles on wheel rim surface. The airtight of the wheel is kept by pressing of the upper and lower plates on the wheel. The white bubbles generated with surfactant water spread on the wheel rim surface can be sprung up at the leak position due to high air pressure in the wheel rim. However, it is difficult to distinguish differences in image level of CCD camera between the bubbles and the aluminum rim due to bright reflection on the smooth and sparkle surface of the rim. A shiny cylindrical surface of the wheel produces also mirror image so that virtual images could be detected in a vision system. Thus, we have designed new light sources in order to minimize the mirror image effects and irregular luminance distribution on the curved surface of the wheel rim by using light emitted diodes. Preprocessing procedure for image processing has been also developed to detect the bubble configuration by using threshold and morphology techniques. The movement of the bubbles can be also detected in the proposed image processing algorithm, in which two image frames captured on same position at different instants have been compared to identify every bubble on the image frame and the variation of the sizes and locations. Once a leak on the surface of the rim is detected in the first step inspection, the system records the leak position in the rim for next step inspection to examine more detail image analysis. A series of experiments have been performed to evaluate the performance of the inspection system. As the results, we can conclude that the leaks generated in manufacturing processes of the wheel rim can be accurately detected even under the various lighting condition of the environments.
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