KR100926550B1 - 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법 - Google Patents

용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는 용접 검사 대상물이 안착되는 회전판 및 그 회전판을 회전시키기 위한 구동 모터를 가진 회전 테이블과, 검사 대상물에 대응하여 180°간격으로 각각 배치되며 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 검사 대상물의 표면으로 레이저를 각각 조사하고 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 각각 수신하는 제1 및 제2 센서와, 검사 대상물의 치수에 따른 제1,2 센서의 이동 거리 및 각각의 측정값을 연산하고 그 측정값을 기준으로 검사 대상물의 치수 오차 및 기울어진 정도를 연산하여 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위 및 용접 비드의 평면을 보정해 주며 상기 보정된 데이터 값으로 검사 대상물의 용접 비드 높이를 연산하는 연산유닛과, 제1 센서 및 상기 제2 센서를 통해 측정된 검사 대상물의 측정값 및 연산유닛의 연산값들을 그래프화 하여 표시하는 디스플레이유닛과, 검사 시스템의 전반적인 운용을 제어하는 제어유닛을 포함하여, 검사 대상물의 제품별 치수 오차 및 안착 불량에 따른 용접 검사 대상물의 기울어진 수준을 연산하여 용접 비드의 평면을 보정함으로써 용접 비드의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있도록 하는 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법을 제공한다.
용접, 품질, 검사, 위치, 오차, 보정

Description

용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법 {WELDING INSPECTION SYSTEM AND METHOD}
본 발명의 예시적인 실시예는 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접 검사 대상물의 제품별 치수 오차 및 안착 불량에 따른 용접 검사 대상물의 기울어진 수준을 연산하여 용접 비드의 평면을 보정함으로써 그 용접 비드의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있도록 하는 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 2가지 고체 재료 사이에 직접 원자간 결합이 이루어지게 하여 접합시키는 것으로서, 금속 재료를 접합하는데 많이 이용되고 있다.
특히, 대략 2만 내지 3만 개가 넘는 부품으로 이루어진 자동차의 경우 용접에 의한 결합이 대부분인데, 이러한 용접에 결함이 있는 경우 운전자의 안전에 큰 위협이 될 수 있다.
따라서 용접 상태의 결함 유무를 검사하는 것은 매우 중요한데, 현재 실시하고 있는 용접 검사는 정기적인 샘플 검사와 선택된 샘플을 파괴하여 해당 라인에서 생산되는 제품의 용접 상태를 점검하는 파괴 검사로 이루어진다.
그러나 이러한 종래 실시되던 파괴 검사는 접합된 두 재료에 물리적 힘을 가하여 분리시키면서 그 분리에 소요된 힘으로 용접 상태를 짐작하는 분리 실험을 하게 되므로, 실험 과정에 위험성이 높으며, 검사 시간 또한 많이 소요되는 문제점이 있었다. 또한 이러한 파괴 검사의 경우 선택된 샘플이 검사 과정에서 파괴되므로, 검사 대상으로 선택된 제품이 검사 후 폐기되어 검사를 실시할수록 경제적 손실이 발생되는 문제점이 있었다. 아울러 이러한 파괴 검사는 상술한 바와 같이 검사 대상이 파괴되어 폐기되기 때문에, 몇 개의 샘플 만을 선택하여 진행하는 샘플 검사에 적합하므로 모든 제품을 검사하는 전수 검사에는 적용될 수 없는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위한 방안으로서 최근에는 2종의 금속 모재가 용접된 검사 대상물의 용접 품질을 레이저를 이용하여 판정할 수 있는 비파괴 방식의 용접 품질 검사 장치가 개시된 바 있다.
이와 같은 비파괴 방식의 용접 품질 검사 장치는 크게, 용접 검사 대상물의 용접부로 레이저를 조사하고 CCD(Charge Couple Device) 카메라로 그 빛을 검출하여 용접부 표면의 양부를 판단하는 비젼 시스템 방식의 레이저 감사 장치, 접촉식 변위 센서로 검사 대상물의 용접부 표면의 양부를 판단하는 접촉식 변위 센서 방식의 검사 장치, 및 초음파 센서를 이용하여 검사 대상물의 용접부로 초음파를 발진하고 그 용접부에서 반사되는 음파로 용접부 내부(심부)의 용접 여부 및 기공을 판단하는 초음파 검사 장치를 그 예로 들 수 있다.
특히, 상기한 용접 품질 검사 장치들은 공통적으로, 회전판 위에 용접 검사 대상물을 안착시킨 상태로 그 회전판을 회전시키면서 검사 대상물의 용접부를 전술한 바와 같은 방식으로 검사하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래 기술에 따른 비파괴 방식의 용접 품질 검사 장치들은 회전판에 안착되는 용접 검사 대상물이 제품별로 치수 오차가 있거나 그 회전판에 비정상적인 자세로 불량하게 안착된 경우, 시스템 자체에서 이를 인지 및 감안하지 못하고 앞서 설명한 바와 같은 방식들로 용접부의 양부를 판단하게 되므로, 검사 대상물의 치수 오차 또는 틀어짐으로 인해 용접부의 판정에 오류가 발생하게 된다는 문제점을 공통적으로 내포하고 있다.
따라서 본 발명의 예시적인 실시예는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 용접 검사 대상물의 제품별 치수 오차 및 안착 불량에 따른 용접 검사 대상물의 기울어진 수준을 연산하여 용접 비드의 평면을 보정함으로써 그 용접 비드의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있도록 하는 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템은, 2종의 금속 모재가 용접된 용접 검사 대상물의 용접 비드 표면을 레이저를 이용하여 검사하기 위한 것으로서, 상기 검사 대상물이 안착되는 회전판 및 상기 회전판을 회전시키기 위한 구동 모터를 가진 회전 테이블과, 상기 검사 대상물에 대응하여 180°간격으로 각각 배치되며 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 검사 대상물의 표면으로 레이저를 각각 조사하고 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 각각 수신하는 제1 및 제2 센서와, 상기 검사 대상물의 치수에 따른 상기 제1,2 센서의 이동 거리 및 각각의 측정값을 연산하고 상기 측정값을 기준으로 상기 검사 대상물의 치수 오차 및 기울어진 정도를 연산하여 상기 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위 및 상기 용접 비드의 평면을 보정해 주며 상기 보정된 데이터 값으로 상기 검사 대상물의 용접 비드 높이를 연산하는 연산유닛과, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 통해 측정된 상기 검사 대상물의 측정값 및 상 기 연산유닛의 연산값들을 그래프화 하여 표시하는 디스플레이유닛과, 상기 용접 품질 검사 시스템의 전반적인 운용을 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용접 품질 검사 시스템에 있어서, 상기 제1,2 센서 각각은 상기 레이저를 조사하는 레이저 조사부와, 상기 검사 대상물의 표면에서 반사되는 레이저를 수신하여 소정의 신호값으로 변환하고 그 신호값을 상기 연산유닛으로 출력하는 레이저 수신부를 지닌 레이저 변위 센서로서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 용접 품질 검사 시스템은, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 좌우 방향으로 각각 왕복 이동시키기 위한 이동유닛을 더욱 포함할 수 있다.
이 경우 상기 이동유닛은 상기 제1,2 센서와 각각 연결되게 설치되는 이동 블록과, 상기 각 이동 블록을 왕복 이동시키기 위한 가이드 레일과, 상기 각 이동 블록에 연결 설치되어 상기 이동 블록을 상기 가이드 레일을 따라 이동시키는 리니어 모터를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템을 이용한 용접 검사 방법은, 상기 용접 품질 검사 시스템을 이용하여 2종의 금속 모재가 용접된 용접 검사 대상물의 용접 비드 표면을 레이저를 통해 검사하기 위한 것으로서, 상기 제1 센서를 좌우로 이동시키면서 상기 검사 대상물의 표면 높이를 측정하여 제1 그래프화 하고, 상기 검사 대상물의 중심선을 연산하여 상기 중심선에서 용접선까지의 거리인 k값(용접경/2) 만큼 상기 제1 센서를 이동시키고, 상기 제2 센서를 중심선에서 용접선까지의 거리인 m값(용접경+n) 만큼 이동 시킨 상태로 상기 회전판을 회전시키며, 상기 제1 센서를 통해 상기 검사 대상물의 용접 비드 높이를 측정하여 제2 그래프화 하고, 상기 제2 센서를 통해 상기 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위의 평면부 높이를 측정하여 제3 그래프화 하며, 상기 제3 그래프에서 상기 검사 대상물의 평면을 연산하여 보정 평면을 구하고, 상기 제3 그래프의 위상각을 180°또는 90°회전 변환한 다음, 상기 보정 평면을 상기 제2 그래프에 대입하여 용접 비드값의 측정 데이터를 상기 보정평면이 상기 제2 그래프 상의 평면과 일치하도록 데이터를 회전 변환한 후, 보정 후의 측정 데이터 값을 제4 그래프화 하고, 상기 데이터 값으로 상기 용접 비드의 높이를 연산하여 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 용접 품질 검사 방법에 있어서, 상기 제2 센서는 상기 검사 대상물의 기준면(C)으로부터 그 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위까지의 표면 높이(h2)를 측정하고, 상기 연산유닛은 상기 용접 비드의 기준값(ho)를 연산하고, 상기 (h2)값 및 (h0)값으로부터 상기 용접 비드의 기준면(h2-h0) 값을 연산할 수 있다.
상기 용접 품질 검사 방법에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 용접 비드의 높이(h1)를 측정하고, 상기 연산유닛은 상기 (h1)값 및 상기 (h0)값으로부터 상기 용접 비드의 실제 높이(h1-h0) 값을 연산할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템 및 그 검사 방법에 의하면, 회전 테이블의 회전판에 검사 대상물이 정상적으로 안착된 경우 검사 대상물의 제품별 치수 오차에 따른 용접 비드의 평면을 보정하 고, 검사 대상물이 회전 테이블의 회전판에 비정상적으로 불량하게 안착된 경우 검사 대상물의 기울어진 수준에 따른 용접 비드의 평면을 보정함으로써 제어유닛을 통해 상기 용접 비드의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있다.
이로써 본 실시예에서는 용접 품질 검사를 인-라인에서 자동으로 측정할 수 있으므로, 용접 불량 검사의 신뢰성을 확보할 수 있고, 이로 인해 원가 절감 및 조립 리워크의 비용을 줄일 수 있으며, 용접부의 결합 검출 공정 자동화를 실현할 수 있고, 구조가 간단하여 투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 실시예에 의하면, 비접촉식의 레이저 변위 센서를 사용하므로 반 영구적으로 사용할 수 있음은 물론 설비 보수 및 유지 관리가 용이하다는 효과도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 용접 품질 검사 시스템(100)은 차량의 자동 변속기에 사용되는 스피드 기어 어셈블리 즉, 스피드 기어로서 이루어지는 제1 금속 모재(11)의 외주에 클러치 기어와 같은 제2 금속 모재(12)가 용접된 용접 검사 대상물(10: 이하에서는 편의상 "검사 대상물" 이라고 한다)에 있어 제1 금속 모재(11)와 제2 금속 모재(12) 사이의 용접 비드(13) 표면으로 레이저를 조사하여 그 용접 비드(13)의 표면(B) 양부를 오차 없이 판정하기 위한 것이다.
이러한 용접 품질 검사 시스템(100)은 특히 상기 검사 대상물(10)의 제품별 치수 오차 및 비정상적인 자세(안착 불량)의 수준을 연산하여 용접 비드의 평면을 보정할 수 있는 구조로서 이루어진다.
본 실시예에서, 상기 용접 품질 검사 시스템(100)은 기본적으로, 회전 테이블(20)과, 제1,2 센서(31, 41)와, 연산유닛(50)과, 디스플레이유닛(70)과, 제어유닛(90)을 포함하여 구성된다.
상기 회전 테이블(20)은 검사 대상물(10)을 일정한 속도로 360°회전시키기 위한 것이다.
이러한 회전 테이블(20)은 상기 검사 대상물(10)이 안착될 수 있는 회전판(21)을 구비하고 있는 바, 회전판(21)은 스핀들 축(23)에 결합되고, 이 경우 상기 스핀들 축(23)은 회전판(21)을 회전시키기 위한 구동 모터(25)와 연결된다.
바람직하게, 상기 회전 테이블(20)은 회전판(21)의 회전 각도를 검출하고 그 검출 신호를 제어유닛(90)으로 출력하여 상기 제어유닛(90)에 의해서 회전판(21)의 회전 각도가 컨트롤 될 수 있는 통상적인 구조의 인덱스 테이블로 이루어진다.
본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 센서(31, 41)는 검사 대상물(10)의 표면 및 용접부로 레이저를 각각 조사하고, 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 수신할 수 있도록 삼각 측정 방식을 채용한 CCD(Charge Couple Device) 레이저식 변위 센서로 서 구성되며, 수광 소자로 CCD를 사용하고 그 CCD의 각 화소별로 광량을 검출할 수 있는 구조로 되어 있다.
상기 제1 및 제2 센서(31, 41) 각각은 레이저를 조사하는 레이저 조사부와(33, 43), 검사 대상물(10)의 표면에서 반사되는 레이저를 수신하여 소정의 신호값으로 변환하고 그 신호값을 연산유닛(50)으로 출력하는 레이저 수신부(35, 45)를 포함하고 있다.
이러한 제1 및 제2 센서(31, 41)는 당 업계에서 널리 사용되는 통상적인 구조의 CCD 레이저식 변위 센서로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 자세한 구성의 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 센서(31, 41)는 회전판(21)의 회전 각도를 기준할 때, 검사 대상물(10)에 대응하여 180°간격으로 배치되는 바, 뒤에서 더욱 설명하는 이동유닛(60)에 의해 각각 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.
상기한 이동유닛(60)은 제1 센서(31) 및 제2 센서(41)와 각각 연결되게 설치되는 이동 블록(61)이 구비되고, 각 이동 블록(61)을 왕복 이동시키기 위한 가이드 레일(63)이 소정의 프레임(미도시)에 고정되게 설치되며, 상기 각 이동 블록(61)에 연결 설치되어 그 이동 블록(61)을 가이드 레일(63)을 따라 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 리니어 모터(65)가 구비된다.
본 실시예에서, 상기 연산유닛(50)은 제1 센서(31) 및 제2 센서(41)로부터 출력되는 신호를 제공받아 연산 운용 프로그램을 통해 상기 센서(31) 및 제2 센서(41)의 측정값에 대한 연산이 이루어진다.
이러한 연산유닛(50)은 검사 대상물(10)의 제품별 치수 및 안착 불량에 따른 제1 센서(31) 및 제2 센서(41)의 이동 거리와 이들 센서(31, 41)의 측정값을 각각 연산하는 기능을 하게 된다.
그리고 연산유닛(50)은 상기한 측정값을 기준으로 검사 대상물(10)의 제품별 치수 오차 및 안착 불량에 따른 검사 대상물(10)의 기울어진 정도를 연산하여 그 검사 대상물(10)의 용접 비드(13) 외측 부위 평면(A) 및 용접 비드(13)의 평면(B)을 보정해 주고, 상기 보정된 데이터 값을 기초로 검사 대상물(10)의 용접 비드(13) 높이를 연산하는 기능도 하게 된다.
이와 같은 제1,2 센서(31, 41)를 통한 검사 대상물(10)의 측정 및 검사 대상물(10)의 측정값에 따른 상기 연산유닛(50)의 연산 과정은 뒤에서 더욱 자세하게 설명하기로 한다.
본 실시예에서, 상기 디스플레이유닛(70)은 제1 센서(31) 및 제2 센서(41)를 통해 측정된 검사 대상물(10)의 측정값 및 언급한 바 있는 연산유닛(50)의 연산값을 그래프화 하여 표시하기 위한 것이다.
상기 디스플레이유닛(70)은 제어유닛(90)에 미리 설정된 검사 시스템(100)의 구동 운용 프로그램의 실행 과정 및 결과를 디스플레이 하는 통상적인 구조의 표시장치로서 이루어진다.
본 실시예에서, 상기 제어유닛(90)은 검사 시스템(100)의 전반적인 구동 운용을 제어하고, 검사 대상물(10)에 대한 용접 비드(13)의 표면 양부를 오차 없이 판정하기 위한 것다.
상기 제어유닛(90)은 회전 테이블(20) 및 제1,2 센서(31, 41)의 구동을 제어하고, 연산유닛(50) 및 디스플레이유닛(70)의 연산 운용을 제어하며, 그 연산 운용 데이터를 기준으로 용접 비드(13)의 품질을 판단할 수 있는 통상적인 구조의 컨트롤러로서 이루어진다.
따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템(100)을 이용한 용접 검사 대상물의 용접 품질 검사 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 방법은 회전 테이블(20)의 회전판(21)에 검사 대상물(10)이 정상적으로 안착된 경우에 있어서 검사 대상물(10)의 제품별 치수 오차에 따른 용접 비드(13)의 평면을 보정하고, 도 2에서와 같이 회전 테이블(20)의 회전판(21)에 검사 대상물(10)이 비정상적으로 불량하게 안착된 경우에 있어서 검사 대상물(10)의 기울어진 수준에 따른 용접 비드(13)의 평면을 보정하여 그 용접 비드(13)의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있다.
이를 더욱 구체적으로 설명하면, 우선 제1 센서(31)를 이동유닛(60)을 통해 좌우로 이동시키면서 제1 센서(31)의 레이저 조사부(33)를 통해 검사 대상물(10)의 표면으로 레이저를 조사하고, 레이저 수신부(35)를 통해 검사 대상물(10)의 레이저 조사 부위에서 반사되는 레이저를 수신하여 상기 검사 대상물(10)의 표면 높이를 측정한 다음, 그 표면 높이의 측정값을 연산유닛(50)을 통해 도 3에서와 같이 제1 그래프화 한다.
이어서, 도 3에서와 같이 검사 대상물(10)의 중심선(CL: Center Line)을 연 산하고, 상기 중심선(CL)에서 용접선까지의 거리인 k값(용접경/2) 만큼 상기 제1 센서(31)를 이동시킨다.
그리고 도 4에서와 같이, 검사 대상물(10)의 중심선(CL)에서 용접선까지의 거리인 m값(용접경+n) 만큼 상기 제2 센서(41)를 이동시킨다. 여기서. n값은 용접 제품별로 상이한 고유 상수를 나타낸다.
이 상태에서, 제어유닛(90)을 통해 회전 테이블(20)로 소정의 제어 신호를 인가하여 회전판(21)을 360°회전시킨다.
이와 동시에, 상기 제1 센서(31)의 레이저 조사부(33)를 통해 검사 대상물(10)의 용접 비드 표면(B)으로 레이저를 조사하고 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 레이저 수신부(35)를 통해 수신함으로써 검사 대상물(10)의 용접 비드 표면(B)의 높이를 측정하고 그 측정값을 연산유닛(50)을 통해 도 5에서와 같이 제2 그래프화 한다.
다음, 상기 제2 센서(41)의 레이저 조사부(43)를 통해 검사 대상물(10)의 용접 비드 외측 부위 즉, 제2 금속 모재(12)의 평면(A)으로 레이저를 조사하고 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 레이저 수신부(45)를 통해 수신함으로써 상기 외측 부위 평면(A)의 높이를 측정하고 그 측정값을 연산유닛(50)을 통해 도 6에서와 같이 제3 그래프화 한다.
이어서, 도 6에서와 같은 상기 제3 그래프에서 검사 대상물(10)의 외측 부위 평면(A)을 연산하여 도면에 일점 쇄선으로 표시된 보정 평면을 구한다.
다음, 상기 제3 그래프의 위상각을 180°또는 90°회전 변환한 다음, 상기한 보정 평면을 제2 그래프에 대입하여 용접 비드값의 측정 데이터를 상기 보정평면이 제2 그래프 상의 평면과 일치하도록 데이터를 회전 변환한다.
마지막으로, 상기 보정 후의 측정 데이터 값을 연산유닛(50)을 통해 도 7에서와 같이 제4 그래프화 하고, 이러한 데이터 값으로 용접 비드(13)의 표면(B) 높이를 연산하게 되면, 제어유닛(90)은 검사 대상물(10)의 용접 비드 표면에 대한 양부를 판정하게 된다.
상기한 과정에서, 제2 센서(41)는 도 8에서와 같이 상기 검사 대상물(10)의 기준면(C)으로부터 그 검사 대상물(10)의 용접 비드(13) 외측 부위까지의 표면 높이(h2)를 측정한다.
그리고 연산유닛(50)은 상기 용접 비드(13)의 기준값(ho)를 연산하고, 상기 (h2)값 및 (h0)값으로부터 용접 비드(13)의 기준면(h2-h0) 값을 연산하게 된다.
또한 상기 제1 센서(31)는 용접 비드(13)의 높이(h1)를 측정하고, 연산유닛(50)은 상기 (h1)값 및 상기 (h0)값으로부터 용접 비드(13)의 실제 높이(h1-h0) 값을 연산하게 된다.
대안으로서, 본 실시예에서는 제1 센서(31)가 용접 비드(13)의 평면(B)을 측정하기 곤란할 정도로 검사 대상물(10)이 기울어지거나 틀어진 경우, 제어유닛(90)을 통해 검사 대상물(10)을 측정하지 않고, 알람이나 경고등을 발생하게 할 수도 있다.
따라서 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 과정을 통해 회전 테이블(20)의 회전판(21)에 검사 대상물(10)이 정상적으로 안착된 경우에 있어서 검사 대상 물(10)의 제품별 치수 오차에 따른 용접 비드(13)의 평면을 보정하고, 검사 대상물(10)이 회전 테이블(20)의 회전판(21)에 비정상적으로 불량하게 안착된 경우에 있어서 검사 대상물(10)의 기울어진 수준에 따른 용접 비드(13)의 평면을 보정함으로써 제어유닛(90)을 통해 상기 용접 비드(13)의 표면 양부를 오차 없이 판정할 수 있게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 품질 검사 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

Claims (6)

  1. 2종의 금속 모재가 용접된 용접 검사 대상물의 용접 비드 표면을 레이저를 이용하여 검사하기 위한 용접 품질 검사 시스템에 있어서,
    상기 검사 대상물이 안착되는 회전판, 및 상기 회전판을 회전시키기 위한 구동 모터를 가진 회전 테이블;
    상기 검사 대상물에 대응하여 180°간격으로 각각 배치되며, 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 검사 대상물의 표면으로 레이저를 각각 조사하고 그 조사 부위에서 반사되는 레이저를 각각 수신하는 제1 및 제2 센서;
    상기 검사 대상물의 치수에 따른 상기 제1,2 센서의 이동 거리 및 각각의 측정값을 연산하고, 상기 측정값을 기준으로 상기 검사 대상물의 치수 오차 및 기울어진 정도를 연산하여 상기 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위 및 상기 용접 비드의 평면을 보정해 주며, 상기 보정된 데이터 값으로 상기 검사 대상물의 용접 비드 높이를 연산하는 연산유닛;
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 통해 측정된 상기 검사 대상물의 측정값 및 상기 연산유닛의 연산값들을 그래프화 하여 표시하는 디스플레이유닛;
    상기 용접 품질 검사 시스템의 전반적인 운용을 제어하는 제어유닛; 및
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 좌우 방향으로 각각 왕복 이동시키기 위한 이동유닛을 포함하며,
    상기 이동유닛은 상기 제1,2 센서와 각각 연결되게 설치되는 이동 블록과, 상기 각 이동 블록을 왕복 이동시키기 위한 가이드 레일과, 상기 각 이동 블록에 연결 설치되어 상기 이동 블록을 상기 가이드 레일을 따라 이동시키는 리니어 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 검사 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1,2 센서 각각은,
    상기 레이저를 조사하는 레이저 조사부와, 상기 검사 대상물의 표면에서 반사되는 레이저를 수신하여 소정의 신호값으로 변환하고 그 신호값을 상기 연산유닛으로 출력하는 레이저 수신부를 지닌 레이저 변위 센서로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 품질 검사 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 제공되는 용접 품질 검사 시스템을 이용하여 2종의 금속 모재가 용접된 용접 검사 대상물의 용접 비드 표면을 레이저를 통해 검사하는 용접 품질 검사 방법에 관한 것으로서,
    상기 제1 센서를 좌우로 이동시키면서 상기 검사 대상물의 표면 높이를 측정하여 제1 그래프화 하고, 상기 검사 대상물의 중심선을 연산하여 상기 중심선에서 용접선까지의 거리인 k값(용접경/2) 만큼 상기 제1 센서를 이동시키고, 상기 제2 센서를 중심선에서 용접선까지의 거리인 m값(용접경+n) 만큼 이동시킨 상태로 상기 회전판을 회전시키며, 상기 제1 센서를 통해 상기 검사 대상물의 용접 비드 높이를 측정하여 제2 그래프화 하고, 상기 제2 센서를 통해 상기 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위의 평면부 높이를 측정하여 제3 그래프화 하며, 상기 제3 그래프에서 상기 검사 대상물의 평면을 연산하여 보정 평면을 구하고, 상기 제3 그래프의 위상각을 180°또는 90°회전 변환한 다음, 상기 보정 평면을 상기 제2 그래프에 대입하여 용접 비드값의 측정 데이터를 상기 보정평면이 상기 제2 그래프 상의 평면과 일치하도록 데이터를 회전 변환한 후, 보정 후의 측정 데이터 값을 제4 그래프화 하고, 상기 데이터 값으로 상기 용접 비드의 높이를 연산하여 판단하는 용접 품질 검사 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 센서는 상기 검사 대상물의 기준면(C)으로부터 그 검사 대상물의 용접 비드 외측 부위까지의 표면 높이(h2)를 측정하고,
    상기 연산유닛은 상기 용접 비드의 기준값(ho)를 연산하고, 상기 (h2)값 및 (h0)값으로부터 상기 용접 비드의 기준면(h2-h0) 값을 연산하는 용접 품질 검사 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 용접 비드의 높이(h1)를 측정하고,
    상기 연산유닛은 상기 (h1)값 및 상기 (h0)값으로부터 상기 용접 비드의 실제 높이(h1-h0) 값을 연산하는 용접 품질 검사 방법.
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