디지털 영상처리 기술을 활용한 소형 항전부품 확대경 검사 자동화 Microscopic Inspection Automation of Small Components on Avionics System using Digital Image Processing Technique원문보기
군용 항공기에 적용되는 항공전자(航空電子) 계통 구성품은 오늘날 부품의 고집적화, 소형화, 기능의 다양화가 이루어짐에 따라 결함이 발생하면 예전과 같이 전압,전류,저항 측정기(Multi-meter), 오실로스코프(Oscilloscope) 등의 단순 계측기와 정비사의 수작업만으로는 요구되는 Turn-around 시간 내에 결함을 식별하고 수리하는 것이 어렵게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 F-16 항공기 도입 이후부터는 자동화된 ...
군용 항공기에 적용되는 항공전자(航空電子) 계통 구성품은 오늘날 부품의 고집적화, 소형화, 기능의 다양화가 이루어짐에 따라 결함이 발생하면 예전과 같이 전압,전류,저항 측정기(Multi-meter), 오실로스코프(Oscilloscope) 등의 단순 계측기와 정비사의 수작업만으로는 요구되는 Turn-around 시간 내에 결함을 식별하고 수리하는 것이 어렵게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 F-16 항공기 도입 이후부터는 자동화된 점검 장비가 개발, 일선 또는 야전, 창급 정비부서에 자동화점검체계(ATS, Automatic Test System)가 보급되어 고장이 의심되는 구성품의 기능검사 수행이 단시간에 가능하게 되었으나, ATS의 검사개념은 여전히 전기신호를 통한 부품의 기능적 적부검사를 수행하고 있으며, 결함원인의 약 40%를 차지하고 있는 솔더링 상태불량, 배선불량 등 부품의 기능 외적 결함에 대해서는 정확한 결함식별에 한계가 있었다. 이러한 결함은 지상에서 점검을 수행하는 동안은 나타나지 않거나, 간헐적으로 나타남으로써 ATS의 신뢰도 저하와 근본적인 결함을 찾아 수리하는데 많은 시간과 노력을 소비하게 하는 원인이 되었다. 그런 이유로, 부품의 기능 외적 결함을 식별해 내기 위해서는 정비사가 육안검사를 통해 상태를 판단해야하는 주관적이고 수동적이며, 시간 소모적인 공정을 수행하고 있다. 실질적으로 항전계통 결함을 수리하는 공정에서 ATS 이외에 수동으로 진행되는 고장탐구, 결함식별 절차가 전체 공정의 70~80%를 차지하고 있다. 디지털 영상처리 기술이 발달하면서 최근에는 전자 구성품을 대량으로 생산하는 공장에서 부품의 솔더링 상태를 검사하기 위한 머신비전 자동화 검사시스템이 적용되고 있으나, 여러 가지 다양한 시스템의 항전 구성품 결함수리를 해야 하는 군 또는 민간 정비부서에서는 경제적 이유와 실용성 등 여러 가지 제한사항으로 인해 아직 자동화 검사시스템을 적용하지 못하고 있는 실정이므로 본 연구를 통해 군용 항공기 정비환경에서도 적용이 용이한 항전계통의 소형부품 솔더링 상태검사 자동화 방법을 제안하게 되었다.
군용 항공기에 적용되는 항공전자(航空電子) 계통 구성품은 오늘날 부품의 고집적화, 소형화, 기능의 다양화가 이루어짐에 따라 결함이 발생하면 예전과 같이 전압,전류,저항 측정기(Multi-meter), 오실로스코프(Oscilloscope) 등의 단순 계측기와 정비사의 수작업만으로는 요구되는 Turn-around 시간 내에 결함을 식별하고 수리하는 것이 어렵게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 F-16 항공기 도입 이후부터는 자동화된 점검 장비가 개발, 일선 또는 야전, 창급 정비부서에 자동화점검체계(ATS, Automatic Test System)가 보급되어 고장이 의심되는 구성품의 기능검사 수행이 단시간에 가능하게 되었으나, ATS의 검사개념은 여전히 전기신호를 통한 부품의 기능적 적부검사를 수행하고 있으며, 결함원인의 약 40%를 차지하고 있는 솔더링 상태불량, 배선불량 등 부품의 기능 외적 결함에 대해서는 정확한 결함식별에 한계가 있었다. 이러한 결함은 지상에서 점검을 수행하는 동안은 나타나지 않거나, 간헐적으로 나타남으로써 ATS의 신뢰도 저하와 근본적인 결함을 찾아 수리하는데 많은 시간과 노력을 소비하게 하는 원인이 되었다. 그런 이유로, 부품의 기능 외적 결함을 식별해 내기 위해서는 정비사가 육안검사를 통해 상태를 판단해야하는 주관적이고 수동적이며, 시간 소모적인 공정을 수행하고 있다. 실질적으로 항전계통 결함을 수리하는 공정에서 ATS 이외에 수동으로 진행되는 고장탐구, 결함식별 절차가 전체 공정의 70~80%를 차지하고 있다. 디지털 영상처리 기술이 발달하면서 최근에는 전자 구성품을 대량으로 생산하는 공장에서 부품의 솔더링 상태를 검사하기 위한 머신비전 자동화 검사시스템이 적용되고 있으나, 여러 가지 다양한 시스템의 항전 구성품 결함수리를 해야 하는 군 또는 민간 정비부서에서는 경제적 이유와 실용성 등 여러 가지 제한사항으로 인해 아직 자동화 검사시스템을 적용하지 못하고 있는 실정이므로 본 연구를 통해 군용 항공기 정비환경에서도 적용이 용이한 항전계통의 소형부품 솔더링 상태검사 자동화 방법을 제안하게 되었다.
The avionics system of modern military aircraft has become highly integrated and miniaturized and its function has also become diversified. In the past, repair and maintenance of failures in conventional aircraft with analog equipments could be achieved via handwork of maintenance personnel using si...
The avionics system of modern military aircraft has become highly integrated and miniaturized and its function has also become diversified. In the past, repair and maintenance of failures in conventional aircraft with analog equipments could be achieved via handwork of maintenance personnel using simple inspection device or measuring device. However, achieving the same operationfor modern military aircraft via conventional methods within appropriate time frame has become increasingly challenging. In order to solve this problem, developed nations such as U.S has been using ATS(Automatic Test System) since the operation of 3rd generation aircraft, during which usage of digital equipmints has become increasingly prevalent. After acquisition of F-16 aircraft, ROKAF also has been acquiring ATS simultaneosly with the aircraft. Since then, ATS has become the basic maintenance system for field level and depot level maintenance, and repair of avionics system components during short time frame has become possible. The concept of ATS operation is comparison of standard expectation value and the input/output signal value via interface path of UUT(Unit Under Test). Hence, when the functional component consists of dozens of lower level components, ATS indicates list of dozens of components as possible sources of failures- this is the limitation of ATS. Furthermore, when a micro component is soldered to circuit board and its position deviation is greater the allowable position error, ATS won’t indicate that it is wrong. However, intermittent failure may occur later on. As shown above, potential failures unrelated to the component functionality can affect the system during mission operation in-air and become undetectable on ground inspection, making it challenging to identify. This phenomenon will lower the reliability of ATS and cause maintenance personnels to spend considerable time and effort in order to identify and repair the failure. This paper suggests suitable determination method for work status via automation of microscopic inspection. microscopic inspection is one of conventional operation method that comprises a majority of overall troubleshooting and repair process. Furthermore, this paper proved the reliability and validity of automated microscopic inspection through repeated experiment. Automated microscopic inspection identifies a failure that is not due to a malfunctioning component. It is consists of following operations; photographing the mount status of component via electronic microscope, improving image quality via digital image processing, measuring the edge line of the part that requires inspection, and displaying the comparison result with work tolerance limit. The goal of this project is to provide a quantitative result which assists the worker in timely and objective status determination.
The avionics system of modern military aircraft has become highly integrated and miniaturized and its function has also become diversified. In the past, repair and maintenance of failures in conventional aircraft with analog equipments could be achieved via handwork of maintenance personnel using simple inspection device or measuring device. However, achieving the same operationfor modern military aircraft via conventional methods within appropriate time frame has become increasingly challenging. In order to solve this problem, developed nations such as U.S has been using ATS(Automatic Test System) since the operation of 3rd generation aircraft, during which usage of digital equipmints has become increasingly prevalent. After acquisition of F-16 aircraft, ROKAF also has been acquiring ATS simultaneosly with the aircraft. Since then, ATS has become the basic maintenance system for field level and depot level maintenance, and repair of avionics system components during short time frame has become possible. The concept of ATS operation is comparison of standard expectation value and the input/output signal value via interface path of UUT(Unit Under Test). Hence, when the functional component consists of dozens of lower level components, ATS indicates list of dozens of components as possible sources of failures- this is the limitation of ATS. Furthermore, when a micro component is soldered to circuit board and its position deviation is greater the allowable position error, ATS won’t indicate that it is wrong. However, intermittent failure may occur later on. As shown above, potential failures unrelated to the component functionality can affect the system during mission operation in-air and become undetectable on ground inspection, making it challenging to identify. This phenomenon will lower the reliability of ATS and cause maintenance personnels to spend considerable time and effort in order to identify and repair the failure. This paper suggests suitable determination method for work status via automation of microscopic inspection. microscopic inspection is one of conventional operation method that comprises a majority of overall troubleshooting and repair process. Furthermore, this paper proved the reliability and validity of automated microscopic inspection through repeated experiment. Automated microscopic inspection identifies a failure that is not due to a malfunctioning component. It is consists of following operations; photographing the mount status of component via electronic microscope, improving image quality via digital image processing, measuring the edge line of the part that requires inspection, and displaying the comparison result with work tolerance limit. The goal of this project is to provide a quantitative result which assists the worker in timely and objective status determination.
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