KR101390385B1 - 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 용접품질 평가방법은, AC전원을 이용한 너트 프로젝션 용접시 전압, 전류, 압력, 평균동저항(ADR), 발열량 및 전체 용접시간을 포함한 다수의 용접정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 다수의 용접정보가 기설정된 각각의 기준범위를 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 다수의 용접정보가 상기 각각의 기준범위를 만족하면 상기 전체 용접시간 동안 상기 전원의 반주기(half cycle)마다 기설정된 샘플링 주기에 따라 측정된 전류 및 전압의 순시치를 이용하여 상기 각 샘플링 주기마다의 순시동저항(IDR)을 계산하는 단계; 상기 계산된 각 샘플링 주기마다의 순시동저항(IDR)을 이용하여 상기 반주기별로 상기 순시동저항(IDR)의 기울기를 계산하고 상기 반주기별 순시동저항(IDR)의 기울기 중 최소 값(S_min)을 계산하는 단계; 상기 계산된 최소 값(S_min)을 기설정된 제1기준치와 비교하는 단계; 상기 반주기별로 측정된 실효전류 및 실효전압을 이용하여 상기 각 반주기별 평균동저항(ADR)을 계산하고 상기 반주기별 평균동저항(ADR)을 상기 전체 용접시간에 대하여 평균하여 상기 전체 용접시간 동안의 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비를 계산하여 기설정된 제2기준치와 비교하는 단계; 및 상기 두 비교단계에서, 상기 계산된 최소 값(S_min)이 제1기준치보다 크고 상기 계산된 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비가 제2기준치보다 크면 용접품질이 양호한 것으로 평가하는 단계를 포함한다.

Description

너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법{METHOD FOR EVALUATING WELDING QUALITY OF NUT PROJECTION WELDING}
본 발명은 너트 프로젝션 용접(Nut Projection Welding)에 관한 것으로서, 특히 다양한 평가용 파라미터를 이용하여 너트 프로젝션 용접의 용접품질을 비파괴적으로 정확하게 평가할 수 있도록 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법에 관한 것이다.
최근에 저항용접의 일종으로 금속재료의 접합부에 만들어진 돌기를 접촉시켜 압력을 가하고 여기에 전류를 통하여 저항열의 발생을 비교적 작은 특정 부분에 한정시켜 접합하는 프로젝션 용접이 제시되고 있다.
특히, 자동차부품의 제조 및 조립 공정에서 피어싱(piercing)된 패널에 규격화된 너트를 저항용접하는 너트 프로젝션 용접이 이용되고 있는데 자동차 1대에 평균적으로 대략 200개 이상의 너트 프로젝션 용접이 요구된다.
이러한 너트 프로젝션 용접은 프로젝션 너트에 형성된 돌기가 용접하고자 하는 패널에 접촉된 상태에서 전극으로의 가압 및 통전을 이용한 저항열에 의해 돌기를 녹여 패널에 접합하게 된다.
이처럼, 너트 프로젝션 용접은 패널에 규격화된 너트를 용접하는 방식이므로 용접부 외관에 흠집이 없고 매끈한 외관을 가지고 전극의 수명이 길어져 생산성 향상에 효과가 있고 열용량의 차이가 많이 나는 이종 금속의 접합도 가능하다. 또한, 한번에 다수의 용접이 가능하고 하나의 제품에 다수의 작은 용접부를 가질 수 있으므로 우수한 용접 강도를 가진다는 장점이 있다.
하지만, 종래의 너트 프로젝션 용접에서는 패널(11)과 너트(10)를 물리적인 힘을 가해 분리한 후, 그 분리된 용접부의 상태를 눈으로 확인하여 용접품질을 평가하였다. 이는 파괴적인 방법으로서 작업자의 물리적인 힘을 필요로 하고 작업자의 눈으로 직접 용접상태를 확인하기 때문에 정확한 용접품질 평가가 어렵고 전수검사가 아닌 샘플링을 통해 검사하기 때문에 대량불량을 사전에 예방하기 어렵다는 문제점이 있다.
이를 방지하기 위하여 종래에 너트 프로젝션 용접 시 전류, 전압, 압력 등의 파라미터를 측정하여 용접품질을 평가하는 방법이 제시되었다. 하지만, 이 경우 단순히 이들 파라미터만으로 용접기 출력의 안정성을 정확히 판단하기는 어렵고, 특히 용접기 자체가 아니라 이물질, 돌기부 높이 등의 외부요인에 품질변화는 상기의 파라미터만으로는 판단하기 어려우므로 용접품질의 정확한 평가가 어려웠다는 문제점이 있다.
이에, 해당 기술분야에서는 너트 프로젝션 용접에서의 용접품질을 실시간으로 정확하게 검출할 수 있는 기술의 개발이 적극 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 너트 프로젝션 용접시 용접기 자체만 아니라 외부요인에 의한 용접품질을 정확하게 평가할 수 있는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 평가용 파라미터의 분석을 통해 너트 프로젝션 용접의 용접품질을 비파괴적으로 정확하게 평가할 수 있도록 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 너트 프로젝션 용접 중에 실시간으로 전수검사를 통해 용접품질을 평가할 수 있도록 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법은,
단상 AC 전원을 이용한 너트 프로젝션 용접시 전압, 전류, 압력, 평균동저항(ADR), 발열량 및 용접시간을 포함한 다수의 용접정보를 검출하는 검출단계; 상기 검출된 다수의 용접정보가 기설정된 각각의 기준범위를 만족하는지를 판단하는 판단단계; 상기 다수의 용접정보가 상기 각각의 기준범위를 만족하면 상기 용접시간 동안의 순시동저항(IDR)을 계산하는 계산단계; 상기 순시동저항(IDR)의 기울기를 기설정된 제1기준치와 비교하는 제1비교단계; 상기 검출된 전류에 대한 상기 계산된 평균동저항(ADR)의 변동비를 기설정된 제2기준치와 비교하는 제2비교단계; 및 및 상기 제1 및 제2 비교단계에서, 상기 순시동저항(IDR)의 기울기가 제1기준치보다 크고, 상기 전류 대비 평균동저항(ADR)의 변동비가 제2기준치보다 크면 용접품질이 양호한 것으로 평가하는 평가단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 순시동저항(IDR)은 상기 용접시간 동안 상기 전원의 반주기(half cycle)별로 기설정된 샘플링주기에 따라 측정된 전류의 순시치와, 상기 전류의 순시치와 동일시각에 대응하는 전압의 순시치를 이용하여 계산된다.
본 발명에서, 상기 평균동저항(ADR)은 상기 반주기(half cycle)별로 측정된 실효전류 및 실효전압을 이용하여 계산된다.
본 발명에서, 상기 제1비교단계는, 상기 반주기별로 상기 샘플링주기로 측정된 다수의 순시동저항(IDR)의 기울기 중 최소 값(S_min)을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 최소값(S_min)이 상기 제1기준치보다 큰지를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 다수의 순시동저항(IDR)의 기울기는 음수(-)이다.
본 발명에서, 상기 검출단계는 상기 용접시간 동안 상기 용접정보를 검출한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법에서는 다음과 같은 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 의하면 너트 프로젝션 용접시 용접품질을 비파괴적으로 평가할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 너트 프로젝션 용접시 샘플링 검사가 아닌 전수검사를 통해 모든 용접부에 대한 품질 평가가 수행될 수 있다.
나아가, 본 발명에 의하면 너트 프로젝션 용접시 외부요인에 의한 용접품질을 정확하게 평가할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 구현하기 위한 용접장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 보이는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)의 개념을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전류, 전압, 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)의 실시간 측정실험 그래프에 대한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 순시동저항(IDR)의 기울기를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 용접품질 분포도에서 제1기준치 및 제2기준치의 결정방법을 보이는 실험결과 그래프.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 구현하기 위한 용접장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 용접장치의 일례를 참조하면, 본 발명에 따른 용접장치는 너트 프로젝션 용접기(110)에 부착되어 용접시 전압, 전류, 압력을 각각 검출하는 전압센서(101), 전류센서(102) 및 압력센서(103)가 구비된다. 본 발명의 너트 프로젝션 용접기의 전원은 단상 AC 전원을 이용함이 바람직하다. 이는 가격이 싸고 내구성이 우수하다는 장점들로 인하여 실제로 현장에서 많이 사용되고 있다. 이들 센서들(101,102,103)은 각각 공지의 센서모듈을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이들 센서(101,102,103)에서 측정된 전압, 전류 및 압력의 측정값은 컴퓨터장치(120)로 입력된다. 이러한 컴퓨터장치(120)는 그 내부에 용접품질 평가를 위한 전용프로그램이 설치되어 있으며, 그 전용프로그램으로 상기 입력된 전압, 전류 및 압력 측정값을 이용하여 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가에 필요한 다수의 파라미터를 계산한 후 이를 이용하여 용접품질을 평가하게 된다. 본 실시 예에서 압력은 너트 프로젝션 용접시 용접기(10)의 전극을 누르는 힘으로써 공기압으로 측정될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법을 보이는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 상기한 바와 같이 단상 AC 전원을 이용하는 너트 프로젝션 용접기(110)에서의 너트 프로젝션 용접시 전압센서(101), 전류센서(102) 및 압력센서(103)를 이용하여 각각 전압, 전류 및 압력을 측정한다(S101). 이어, 측정된 전압, 전류 및 압력 값을 이용하여 평균동저항(ADRAverage Dynamic Resistance), 발열량 및 용접시간을 각각 계산한다(S103). 여기서, 평균동저항(ADR)은 전압/전류로 계산될 수 있고, 용접시간은 통전시간으로 계산될 수 있으며, 발열량(Joule)은 전압x전류2x용접시간으로 계산될 수 있다. 이러한 용접시의 발열량은 모재 사이의 저항 발열에 의해 주어지는 열량을 말한다. 용접시간은 특정한 너트 프로젝션 용접 별로 너트 프로젝션 용접기(10)에 대해 미리 설정된 값이므로, 컴퓨터장치(130)에서 전압, 전류, 용접시간을 이용하여 용접에 따른 발열량을 계산할 수 있다. 이러한 전압, 전류, 평균동저항(ADR), 발열량 및 용접시간은 용접시 전체 과정에서 검출 및 계산된 값이다.
계속해서, 상기와 같이 계산된 너트 프로젝션 용접시의 전압, 전류, 압력, 평균동저항(ADR), 발열량 및 용접시간을 포함한 다수의 용접정보가 기설정된 각각의 기준범위를 만족하는지를 판단한다(S105). 이러한 각각의 기준범위는 너트 프로젝션 용접이 제대로 수행되고 있는지를 판단하기 위한 판단범위이다. 따라서, 각각의 용접정보가 각 해당 기준범위에 들어가는 경우는 용접이 제대로 이루어지고 있다고 판단하고, 반대로 해당 기준범위를 벗어나는 경우는 용접 불량이 발생하는 것으로 판단하는 것이다.
각 용접정보가 각각의 해당 기준범위를 만족하면 용접시간 동안의 순시동저항(IDR:Instantaneous Dynamic Resistance)을 계산한다(S107). 특히, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 용접시간 동안 단상 AC 전원의 반주기(half cycle)별로 기설정된 샘플링주기에 따라 측정된 전류의 순시치(Instantaneous value)와 그 전류의 순시치와 동일시각에 나타나는 전압의 순시치를 이용하여 순시동저항(IDR)을 계산한다. 이때, 이러한 반주기(half cycle)별로 측정된 실효전류 및 실효전압을 이용하여 각 반주기별 평균동저항(ADR)을 계산한다. 이러한 반주기별 평균동저항(ADR)은 상기한 바와 같이 너트 프로젝션 용접시 용접의 전체 과정에서 계산된 평균동저항(ADR)과 구별된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)의 개념을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)을 계산하기 위하여, 공급되는 전원의 반주기(half cycle) 동안 기설정된 샘플링주기별로 전류의 순시치(31) 및 전압의 순시치(32)를 각각 측정한다. 이때, 이러한 전류의 순시치(31) 및 전압의 순시치(32)는 샘플링주기마다 순간적인 데이터로서 서로 동일한 측정시각에 동일한 개수로 측정된다. 따라서, 순시동저항(IDR)은 전류의 순시치와, 그 전류의 순시치와 동일시각에 측정된 전압의 순시치를 이용하여 옴의 법칙에 의해 계산한 저항의 순시치로서 너트 프로젝션 용접시 동적으로 변하는 저항값을 의미한다. 또한, 평균동저항(ADR)은 상기 공급되는 전원의 반주기(half cycle) 동안 신효전류(IRMS)와 실효전압(VRMS)을 이용하여 옴의 법칙에 의해 계산한 저항값을 의미한다. 도 3의 (c)에서와 같이 순시동저항(IDR)은 샘플링주기마다 계산되므로 다수의 데이터로 나타나며, 평균동저항(ADR)은 '반주기에서의 실효전압/실효전류'로 계산되므로 일정한 값을 가지도록 나타난다. 이러한 반주기별 평균동저항(ADR)을 이용하면 전체 용접시간 동안의 평균동저항(ADR)을 계산할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전류, 전압, 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)의 실시간 측정실험 그래프에 대한 예시도이다.
도 4의 일례에서는 용접시간(통전시간)을 7주기로 하여 너트 프로젝션 용접에서의 전류, 전압, 순시동저항(IDR) 및 평균동저항(ADR)에 대한 실험결과를 나타내고 있다. 도면에서 순시동저항(IDR)은 반주기 동안 음(-)의 기울기를 가지는 동적인 패턴을 나타내고, 평균동저항(ADR)은 반주기 동안 하나의 값으로 나타내어지며, 전체- 총 용접시간을 기준으로 보면 초반에는 저항이 감소하다가 차츰 저항값이 일정하게 유지되고 있음을 알 수 있다.
다시, 도 2를 참조하여, 상기와 같이 계산된 실시간 순시동저항(IDR)의 기울기를 계산하고(S109), 그 순시동저항의 기울기와 기설정된 제1기준치를 비교한다(S111). 즉, 용접시간 동안 순시동저항(IDR)의 기울기를 계산하여 제1기준치와 비교하는 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는, 공급되는 전원의 반주기(half cycle)마다 순시동저항(IDR)에 대한 기울기를 계산한다. 도 5는 본 발명에 따른 순시동저항(IDR)의 기울기를 나타낸 그래프이다. 이는 반주기마다 샘플링주기로 측정된 순시동저항(IDR)의 기울기를 나타낸다. 따라서, 만약 도 4의 실험 예에서와 같이, 용접시간이 7주기(7cycle)인 경우 용접시간 내에 반주기(half cycle)는 14개가 된다. 이때, 도 5의 일 예시와 같이 각 반주기 동안마다 순시동저저항(IDR)의 기울기를 계산하기 때문에 순시동저항(IDR)의 기울기는 14개가 산출되는 것이다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 반주기별로 계산된 다수의 순시동저항(IDR)의 기울기 중에서 최소 값(S_min)을 제1기준치와 비교하는 것이 바람직하다. 이때, 제1기준치는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 판단시 순시동저항(IDR)의 기울기와 관련하여 용접품질의 양불을 판단하는 기준 값이다. 또한, 도 5의 그래프에서 알 수 있듯이, 반주기별 순시동저항(IDR)의 기울기는 모두 음수(-)이다. 왜냐하면, 첫째, 너트 프로젝션 용접의 경우는 저항 점 용접과는 달리 용접부가 4군대로 나뉘어서 용접하게 된다. 이것은 적은 용접부가 4개가 제품 하나의 용접부가 된다는 것을 의미한다. 따라서 각 용접부에 발생하는 발열량은 점용접부보다 작으므로 저항이 감소했다가 올라가는 현상이 나타나지 않고 음의 기울기를 가지는 것으로 판단된다. 둘째, 너트의 돌기는 용접되는 면적이 크게 증가하지 않고 엠보의 높이가 짧다 때문에 각 돌기가 녹아 눌러지면서 너트 가장자리로 무효분류가 일어나 용접이 완료되었더라도 지속적인 음의 기울기를 가지게 되는 것으로 판단된다. 셋째, 너트의 돌기에서 용접되는 면적이 크게 증가하지 않기 때문에 영교차(zero cross) 구간에서 냉각효과가 크다. 그러므로 냉각구간인 영교차(zero cross) 구간을 지날 때 용접부는 식게 되고 따라서 다음 반주기에서 저항이 상승하게 된다. 위의 3조건 때문에 반주기당 순시동저항의 기울기가 음의 기울기를 가지고 반주기마다 초기 저항이 증가하게 된다.
따라서, 발열량이 주어지면서 접촉면적이 늘어남에 따라 저항이 감소하는 구간(A)과, 반주기를 지난 후 영교차(zero cross) 구간을 지나면서 냉각이 발생하여 다시 저항이 상승하는 구간(B)으로 인해 순시동저항(IDR)은 모두 (-)의 기울기를 갖는다. 본 발명에서 순시동저항(IDR)의 기울기는 하기 수학식으로 계산될 수 있다.
Figure 112012059287648-pat00001
이때, b는 순시동저항(IDR)의 기울기, x는 반주기 동안의 샘플링된 데이터에서의 시간 평균값, y는 반주기 동안의 샘플링된 데이터의 저항 평균값, Xi는 i번째 데이터의 시간, Yi는 i번째 데이터의 저항값이다.
계속해서, 도 2에서와 같이, 순시동저항(IDR) 기울기가 제1기준치보다 큰 경우에는, 전체 용접시간 동안에서의 전류에 대한 평균동저항(ADR)의 비를 계산하고(S113), 그 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비를 기설정된 제2기준치와 비교한다(S115). 여기서, 제2기준치는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 판단시, 전체 용접시간 동안에서의 전류에 대한 평균동저항(ADR)의 비와 관련하여 용접품질의 양불을 판단하는 기준 값으로서, 각 반주기별 평균동저항(ADR)을 전체 용접시간 동안으로 평균함으로써 전체 용접시간 동안의 평균동저항(ADR)을 계산할 수 있다.
이어, 전체 용접시간 동안의 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비가 제2기준치보다 큰 것으로 판단되면 용접품질이 양호한 것으로 평가하고(S117), 작으면 용접품질이 불량한 것으로 평가한다(S119).
도 6은 본 발명에 따른 용접품질 분포도에서 제1기준치 및 제2기준치의 결정방법을 보이는 실험결과 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 실험 예에서 M6의 프로젝션 너트에 대하여 각각 전류변경, 동일전류에서 주기변동, 프로젝션 너트의 이물질 변경, 돌기의 개수 변경 등 다양한 실험조건의 변경을 통해 다수의 실험을 수행하여 각각 용접품질 분포도를 나타낸 것이다. 패널과 너트가 분리되는 문제점이 발생한 경우 순시동저항(IDR)의 기울기가 급해지고 정상 용접이 진행되면서 순시동저항(IDR)의 기울기가 완만해지므로 순시동저항(IDR) 기울기의 최소값(S_min)을 이용하면 용접의 상태(품질)를 판단할 수 있게 된다. 특히, 도 6의 (a)는 전체 용접시간 동안의 순시동저항(IDR) 기울기의 최소값과 용접품질의 관계를 나타내고, 도 6의 (b)는 전체 용접시간 동안의 전류에 대한 평균동저항(ADR)의 비와 용접품질의 관계를 나타내고 있다.
먼저, 도 6의 (a)에서 알 수 있듯이, 순시동저항(IDR) 기울기의 최소값이 -0.28보다 작은 경우에는 정상품질로 판단하고, -0.28보다 큰 경우에는 불량품질로 판단할 수 있다. 이때, -0.28이 제1기준치가 되는 것이다. 이러한 제1기준치는 요구하는 용접품질의 정도에 따라 변경될 수 있음은 당연하다.
또한, 도 6의 (b)에서 알 수 있듯이, 전체 용접시간 동안의 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비가 82보다 크면 정상품질로 판단하고, 작으면 불량품질로 판단할 수 있다. 이때, 82가 제2기준치가 되는 것이다. 이러한 제2기준치 역시 요구하는 용접품질의 정도에 따라 변경될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 단상 AC 전원을 이용한 너트 프로젝션 용접시 1차적으로 전압, 전류, 압력, 평균동저항(ADR), 발열량 및 용접시간을 포함한 용접정보가 기설정된 각각의 해당 기준범위를 만족하는지를 판단하고, 이들 각각의 기준범위를 만족하면, 2차적으로 반주기 동안의 순시동저항(IDR)의 기울기를 제1기준치와 비교하고, 상기 계산된 전류에 대한 평균동저항(ADR)의 비를 기설정된 제2기준치와 비교하여, 너트 프로젝션 용접의 용접품질을 판단하도록 한다.
이러한 1차, 2차의 판단을 통해 너트 프로젝션 용접 과정에서 실시간으로 비파괴적으로 용접품질을 판단할 수 있고 정확한 용접품질 판정이 이루어질 수 있게 된다.
상기한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
너트 프로젝션 용접은 특히 자동차 부품의 제조공정에 매우 유용하게 이용되고 있다. 이러한 너트 프로젝션 용접에서는 용접품질이 제품의 품질과 연관되기 때문에 용접품질을 정확하게 평가하고 관리하는 것이 매우 중요하다.
이러한 측면에서, 본 발명은 너트 프로젝션 용접시 용접부를 전수검사하고 다양한 파라미터를 이용하여 용접품질을 평가하기 때문에 프로젝션 너트를 이용하는 자동차 분야뿐만 아니라 조선, 항공기, 교량, 건축 등 다양한 분야에서 매우 유용하게 이용될 수 있다.
31 : 전류의 순시치 32 : 전압의 순시치
110 : 너트 프로젝션 용접기 101 : 전압센서
102 : 전류센서 103 : 압력센서

Claims (7)

  1. AC전원을 이용한 너트 프로젝션 용접시 전압, 전류, 압력, 평균동저항(ADR), 발열량 및 전체 용접시간을 포함한 다수의 용접정보를 검출하는 단계;
    상기 검출된 다수의 용접정보가 기설정된 각각의 기준범위를 만족하는지를 판단하는 단계;
    상기 다수의 용접정보가 상기 각각의 기준범위를 만족하면 상기 전체 용접시간 동안 상기 전원의 반주기(half cycle)마다 기설정된 샘플링 주기에 따라 측정된 전류 및 전압의 순시치를 이용하여 상기 각 샘플링 주기마다의 순시동저항(IDR)을 계산하는 단계;
    상기 계산된 각 샘플링 주기마다의 순시동저항(IDR)을 이용하여 상기 반주기별로 상기 순시동저항(IDR)의 기울기를 계산하고 상기 반주기별 순시동저항(IDR)의 기울기 중 최소 값(S_min)을 계산하여 기설정된 제1기준치와 비교하는 단계;
    상기 반주기별로 측정된 실효전류 및 실효전압을 이용하여 상기 각 반주기별 평균동저항(ADR)을 계산하고 상기 반주기별 평균동저항(ADR)을 상기 전체 용접시간에 대하여 평균하여 상기 전체 용접시간 동안의 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비를 계산하여 기설정된 제2기준치와 비교하는 단계; 및
    상기 두 비교단계에서, 상기 계산된 최소 값(S_min)이 제1기준치보다 크고 상기 계산된 전류 대비 평균동저항(ADR)의 비가 제2기준치보다 크면 용접품질이 양호한 것으로 평가하는 단계를 포함하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 다수의 순시동저항(IDR)의 기울기는 음수(-)인 것을 특징으로 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 순시동저항(IDR)의 기울기는 하기 수학식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법.
    Figure 112014001289874-pat00002

    (b는 순시동저항(IDR)의 기울기, x는 반주기 동안의 샘플링된 데이터에서의 시간 평균값, y는 반주기 동안의 샘플링된 데이터의 저항 평균값, Xi는 i번째 데이터의 시간, Yi는 i번째 데이터의 저항값)
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 용접정보를 검출하는 단계는 상기 용접시간 동안에 검출하는 것을 특징으로 하는 너트 프로젝션 용접의 용접품질 평가방법.
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