초록 ▼

3. 개발결과 요약
핵심기술
▪ MPA 적용 탐지 센서의 국산화 기술
▪ 초고속 신호처리 MPA 비파괴검사장비 보드 자동화 시스템 개발 기술

최종목표
▪ MPA (Matrix Phased array) 적용하여 개발 중인 초음파 비파괴검사 장비의 전자회로를 국내기술로 완성함과 동시에 측정에 필요한 탐촉자를 국산화
▪ 생산라인에서 효율적으로 비파괴 검사 진행을 위해 비파괴검사장비와 용접로봇의 일체화 → 용접과 동시에 검사를 실시할 수 있는 자동화 시스템 기술 개발
▪ MPA (Matrix P

3. 개발결과 요약
핵심기술
▪ MPA 적용 탐지 센서의 국산화 기술
▪ 초고속 신호처리 MPA 비파괴검사장비 보드 자동화 시스템 개발 기술

최종목표
▪ MPA (Matrix Phased array) 적용하여 개발 중인 초음파 비파괴검사 장비의 전자회로를 국내기술로 완성함과 동시에 측정에 필요한 탐촉자를 국산화
▪ 생산라인에서 효율적으로 비파괴 검사 진행을 위해 비파괴검사장비와 용접로봇의 일체화 → 용접과 동시에 검사를 실시할 수 있는 자동화 시스템 기술 개발
▪ MPA (Matrix Phased array) 초음파 비파괴검사장비의 자동화 시스템에서 탐촉자를 사용하여 용접부에 대한 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있는 알고리즘 개발
▪ (사업화) 기술이전 2013년 내 실시, 1 차년도 완료 전 완성차 또는 협력업체 1차 시제품 필드테스트 실시, 2 차년도 과제 기관 중 구매의향서 확보
▪ 과제 종료 후 1년 이내 최종 양산품 생산 시스템 구축 및 2년차부터 개발 제품 매출 발생

개발내용 및 결과
▪ MPA 초음파 비파괴 검사 장비의 현장형 알고리즘 개선
▪ MPA 초음파 비파괴 검사 장비의 전자회로 (main board) 국산화 개발
- 자동차 Frame의 용접부에 대한 국산화 main board를 장착한 MPA 초음파 비파괴검사 장치 Prototype 제품과 실제 기계적 파단시험 후의 너겟경 비교 결과, 임의의 선정된 위치의 동일 직경이 5.3mm로 매우 유사한 결과값 나타냄
▪ MPA 초음파 비파괴 검사 장비의 탐지센서 국산화 개발
- 센서에 pulse를 인가하여 초음파신호가 정상적으로 발생되는지 확인
- Trigger 신호가 전송된 후 금속의 두께에 비례하는 시간 지연 후에 응답 신호가 검출되므로 시간계산에 의하여 금속의 두께 측정가능
▪ MPA 초음파 비파괴검사 장비의 자동화 검사 시스템 개발
- 티칭된 위치를 따라서 정확하게 로봇이 움직여 프로브와 시편의 측정 부위를 접촉시켰으며, 로봇의 안정적인 이동으로 인하여 균일한 결과값 가짐

기술개발 배경
▪ 자동차, 조선해양플랜트, 항공 산업 등의 용접부 품질에 대한 중요성 증가로 인한 용접부 품질검사에 대한 신뢰성 증대 필요성 대두 (기존방법은 검사 소요시간 및 정확성 부족, 인력 및 비용 소모)
▪ Matrix Phased array(MPA) 초음파기술은 탐촉자 내에 element 수가 이차원적으로나 3차원적으로 분포되어 있어 신호를 steering 하고 scan 함으로써, flaw나 crack의 크기와 위치를 더 정확하게 측정하여 검사결과에 대한 신뢰도 높음
▪ 현재 MPA 기반 비파괴검사 기술 및 장비의 경우 국산화가 전무하고 개발 기술 또한 단계에 머무르고 있어 시급한 사업화를 통한 용접 품질 부품의 품질개선이 필요함. 양산라인에서는 생산성의 저하를 개선하고자 검사 속도를 증가시켜 자동 조립라인에 같이 병행해서 쓸 수 있도록 현 수동 장비를 자동장비로 재개발하고자 하는 것이 본 과제의 중점임

핵심개발 기술의 의의
▪ 대상기술 개발에 있어서 핵심은 전자회로와 탐촉자 그리고 자동화로 나눌 수 있음
- 전자회로의 특징은 16-channel까지 동시 발진이 가능하고 동시에 16-channel까지 판독이 가능한 초고속 switching 기술
- 탐촉자 내부는 element 수가 최대 64개까지 이며 각 elenent를 통해서 측정된 초음파 신호를 처리하여 전체 데이터를 한눈에 해독 가능한 영상으로 실시간으로 표현하는 이미징 프로세스 알고리즘 및 영상 프로그램 개발
- MPA 초음파 장치의 로봇 연동 자동화 시스템 개발

적용 분야
▪ 자동차 산업 : 자동차 저항점용접 용접부 품질 검사
▪ 원자력 및 플랜트 (조선) 배관 등의 용접부 비파괴 검사

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 사업 개요 ... 14
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 20
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 27
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 28
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 28
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 29
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 31
• 제 4 절 유형적 발생품 (연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 31
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 32
• 제 1 절 기술사업화 최종 결과 ... 32
• 1. 신뢰성 검증 및 소프트웨어 개선 ... 32
• 2. 초고속 신호처리 MPA 장비 국산화 ... 48
• 3. MPA를 이용한 초음파 비파괴검사 알고리즘의 소프트웨어 개선 ... 61
• 4. 현장변수 대응이 강화된 품질판단 알고리즘을 국산화 장비에 탑재 및 신뢰성 검증 ... 63
• 5. 초고속 신호처리 MPA 비파괴 검사 장비 보드의 국산화 및 사업화 ... 75
• 6. 초고속 신호처리 비파괴 검사 장비 보드 자동화 시스템으로 개발 및 산업 응용 확대 ... 82
• 제 2 절 기술사업화 추진 체계 ... 102
• 1. 각 기관/기업별 역할 ... 102
• 2. 각 기관/기업별 추진 내역 ... 103
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 104
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 106
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 107
• 끝페이지 ... 110