KR101553813B1

KR101553813B1 - 빔의 크랙 검출장치

Info

Publication number: KR101553813B1
Application number: KR1020140132052A
Authority: KR
Inventors: 심준수
Original assignee: 주식회사화신
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-09-18

Abstract

빔의 크랙 검출장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 빔의 크랙 검출장치는: 빔을 설정 위치에 셋팅시키는 빔셋팅장치와, 설정위치에 셋팅된 빔에 형성된 크랙을 감지하는 크랙감지장치와, 크랙감지장치를 빔의 길이방향으로 이동시키는 센서이동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

빔의 크랙 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING CRACK OF BEAM}

본 발명은 빔의 크랙 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빔의 용접부에 형성된 크랙을 검출하는 빔의 크랙 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 부품으로 사용되는 토션빔은 원형의 튜브를 프레스 가공하여 절곡된 형상을 성형한다. 토션빔은 비틀림 강성과 차량 선회 시 타이어를 통하여 유입되는 횡력에 대한 벤딩 강성을 가져야하며, 이를 위해 토션빔은 절곡된 형상으로 성형된다.

토션빔의 재료가 되는 튜브는 금속 판재를 말아서 용접으로 고정하며, 튜브에서 용접 작업이 이루어진 부분을 따라 용접선이 형성된다. 이와 같이 토션빔을 용접 시 금속의 냉각속도의 차이, 수축을 방해하는 가스 등으로 인해 크랙이 발생할 수 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0098369호(2011.09.01.공개, 발명의 명칭: 튜브 용접선 정렬장치와 그 제어방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 용접에 의해 크랙이 발생될 수 있는 토션빔의 용접부를 탐지하면서 크랙을 효율적으로 검출할 수 있는 빔의 크랙 검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치는: 빔을 설정 위치에 셋팅시키는 빔셋팅장치; 설정위치에 셋팅된 상기 빔에 형성된 크랙을 감지하는 크랙감지장치; 및 상기 크랙감지장치를 상기 빔의 길이방향으로 이동시키는 센서이동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 빔셋팅장치는, 상기 빔이 안착되는 안착부; 및 상기 안착부를 상기 크랙감지장치측으로 이동시키는 빔이송부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 안착부는, 상기 빔을 하단지지하는 받침부; 상기 받침부에 안착된 상기 빔의 단부와 접하는 단부접촉부; 및 상기 받침부에 안착된 상기 빔의 측면부와 접하는 측면접촉부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 크랙감지장치는, 상기 센서이동장치에 의해 상기 빔의 길이방향으로 이동되는 이동부; 상기 이동부와 연결되고, 탄성적으로 승강되는 센서지지부; 및 상기 센서지지부에 설치되고, 상기 용접부의 크랙을 검출하는 센서가 장착되는 센서장착부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서지지부는, 상기 센서장착부를 회전가능하게 지지하는 회전지지부; 상기 회전지지부에 설치되고, 상기 센서장착부를 일측으로 탄성지지하는 탄성가압부; 및 상기 회전지지부를 상기 이동부와 연결하는 승강연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전지지부는, 상기 센서장착부의 양측에 마주하게 형성되고, 상기 센서장착부의 회전축부가 연결되는 축지지부; 상기 축지지부의 일단부와 연결되고, 상기 탄성가압부가 설치되는 스프링설치부; 및 상기 축지지부의 타단부와 연결되고, 상기 탄성가압부에 의해 가압되어 기울어진 상기 센서장착부와 접하여 그 회전 각도를 한정하는 스토퍼부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전지지부는, 상기 센서장착부 중 제1센서장착부가 설치되는 제1회전지지부; 및 상기 제1회전지지부와 연결되고, 상기 센서장착부 중 제2센서장착부가 설치되는 제2회전지지부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성가압부는, 상기 제1회전지지부에 설치되고, 상기 제1센서장착부를 일측으로 탄성지지하는 제1탄성가압부; 및 상기 제2회전지지부에 설치되고, 상기 제2센서장착부를 타측으로 탄성지지하는 제2탄성가압부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강연결부는, 상기 회전지지부와 연결되고, 상기 이동부에 형성된 안내홀부를 관통하여 설치되는 가이드바; 상기 안내홀부의 상부에 설치되고, 상기 가이드바를 상측으로 탄성지지하는 상향지지부재; 및 상기 안내홀부의 하부에 설치되고, 상기 가이드바를 하측으로 탄성지지하는 하향지지부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서장착부는, 상기 센서 중 제1센서가 설치되는 제1센서결합부; 및 상기 센서 중 제2센서가 설치되고, 상기 제1센서와 상기 제2센서가 상기 빔의 폭방향으로 설정 간격 또는 상대 각도를 가지도록 상기 제1센서결합부와 연결되는 제2센서결합부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서장착부는, 상기 센서가 상기 빔과 탄성적으로 접하게 상기 센서를 탄성적으로 지지하는 센서탄성지지부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서장착부는, 상기 빔측으로 돌출되게 형성되고, 단부에 상기 빔에 접촉되는 볼이 구비되는 볼접촉부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서이동장치는, 상기 빔과 나란하게 연장되는 레일부; 및 액추에이터의 구동에 의해 상기 레일부를 따라 이동되고, 상기 크랙감지장치가 결합되는 주행부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서이동장치는, 상기 레일부를 지지하는 지지부; 및 상기 지지부를 승강이동시키는 승강이동부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치에 의하면, 빔셋팅장치를 이용해 빔을 설정 위치에 셋팅시키고, 센서이동장치를 구동시켜 크랙감지장치를 빔의 길이방향으로 이동시키는 것에 의해, 빔에 형성된 크랙을 빔의 전 길이에 걸쳐 검출할 수 있다. 이에 따라, 빔에 형성된 크랙으로 인한 빔의 품질 저하를 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 복수개의 센서를 장착한 상태의 크랙감지장치를 빔의 길이방향을 따라 한차례 이동시키는 것에 의해, 용접에 의해 크랙이 발생될 수 있는 용접부 전체를 탐지하면서 크랙을 효율적으로 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빔의 크랙 검출장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치의 센서장착부가 회전된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 빔의 크랙 검출장치의 적용 대상이 되는 빔의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 C지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 D지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 E지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빔의 크랙 검출장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B'선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치의 센서장착부가 회전된 상태를 도시한 사시도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 빔의 크랙 검출장치의 적용 대상이 되는 빔의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 C지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 D지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치가 도 7의 E지점에 접한 상태를 설명하고자 도시한 도면이다.

도 1, 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치(1)의 검출 대상이 되는 빔(1)은 튜브 형상을 가지며, 길이방향을 따라 서로 다른 단면 형상을 가진다. 이러한 빔(1)은 금속 판재를 말아서 용접에 의해 고정하여 튜브 형상으로 가공하게 되므로, 용접 작업이 이루어진 부분을 따라 용접선이 형성된다. 본 발명의 설명에서는 이러한 용접선과, 용접선이 형성된 부분과 접하게 되는 빔(1)의 부분을 용접부(3)라 한다.

빔(1)의 용접 시 금속의 냉각속도의 차이, 수축을 방해하는 가스 등으로 인해 크랙이 발생할 수 있다. 이러한 크랙은 용접선상에 형성될 수 있고, 용접선과 접하게 되는 빔(1)의 일부에도 형성될 수 있다. 본 발명은 이와 같이 용접에 의해 크랙이 발생될 수 있는 용접부(3) 전체를 탐지하면서 크랙을 효율적으로 검출할 수 있는 빔의 크랙 검출장치(1)를 제공한다.

본 발명을 설명하기 위한 도면상에서 용접부(3)는 선형으로 도시되어 있으나, 이는 편의 상 용접선을 지시한 것이므로, 용접부(3)는 용접선과 인접한 빔(1)의 일부까지 포괄한다고 보아야 할 것이다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 빔의 크랙 검출장치(1)는 빔셋팅장치(10), 크랙감지장치(20), 센서이동장치(30)를 포함한다.

빔셋팅장치(10)는 빔(2)을 설정 위치에 셋팅시킨다. 본 발명의 설명에서는 빔셋팅장치(10)에 의해 빔(2)이 셋팅된 상태에서 용접부(3)는 빔(2)의 상부에 위치된다고 가정한다. 크랙감지장치(20)는 복수개의 센서(27)를 이용해 용접부(3)에 형성된 크랙을 감지한다. 센서이동장치(30)는 크랙감지장치(20)를 빔(2)의 길이방향으로 이동시킨다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 빔셋팅장치(10)는 안착부(11)와 빔이송부(15)를 포함한다.

안착부(11)는 빔(2)이 안착되는 안착되는 부분이다. 본 발명의 일실시예에 따른 빔(2)의 양단부를 지지한다. 빔(2)의 양단부는 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 사각형 단면 형상을 가지므로, 안측부(11)는 이에 대응되는 형상을 가진다. 즉, 안착부(11)는 이러한 사각형 외면부를 가지는 부분이 안정되게 안착될 수 있는 형상을 가진다.

본 발명의 일실시예에 따른 안착부(11)는 받침부(12), 단부접촉부(13), 측면접촉부(14)를 포함한다. 받침부(12)는 빔(2)을 하단지지하는 부분으로, 사각형 단면 형상을 가지는 빔(2)의 단부가 안착될 수 있는 평탄한 상면부를 가진다.

단부접촉부(13)는 받침부(12)의 단부에 수직방향으로 연결되어, 받침부(12)에 안착된 빔(2)의 단부와 접하게 된다. 측면접촉부(14)는 받침부(12)의 양측부에 수직방향으로 연결되어, 받침부(12)에 안착된 빔(2)의 측면부와 접하게 된다. 받침부(12)에 안착된 상태의 빔(2)은 단부접촉부(13)에 의해 길이방향 이동이 구속되고, 측면접촉부(14)에 의해 측방향 이동이 구속된다.

빔이송부(15)는 안착부(11)를 크랙감지장치(20)측으로 이동시킨다. 빔이송부(15)는 이송레일(16)과, 안착부(11)와 연결되고 모터부재, 실린더부재 등의 구동장치에 의해 이송레일(16)을 따라 이동되는 이동구를 포함한다.

빔이송부(15)를 이용해 안착부(11)를 크랙감지장치(20)로부터 이격된 위치로 이동시킨 상태에서 크랙감지장치(20)와의 간섭 없이 안착부(11)상에 빔(2)을 안착시킬 수 있다. 이후 빔이송부(15)를 이용해 안착부(11)를 크랙감지장치(20)의 하측으로 이동시킴으로써, 빔(2)을 그 용접부(3)가 크랙감지장치(20)의 직하방에 위치되는 설정 위치에 셋팅할 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 크랙감지장치(20)는 이동부(21), 센서지지부(22), 센서장착부(26), 센서(27)를 포함한다.

이동부(21)는 센서이동장치(30)의 주행부(32)와 연결되어, 센서이동장치(30)의 작동 시 주행부(32)와 함께 빔(2)의 길이방향으로 이동된다. 센서지지부(22)는 이동부(21)상에 탄성적으로 승강가능하게 설치된다. 센서장착부(26)는 용접부(3)의 크랙을 검출하는 센서(27)가 장착되는 부분으로, 센서지지부(22)상에 회동가능하게 설치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 센서지지부(22)는 회전지지부(23), 탄성가압부(24), 승강연결부(25)를 포함한다.

회전지지부(23)는 센서장착부(26)를 회전가능하게 지지한다. 본 발명의 일실시예에 따른 회전지지부(23)는 축지지부(231), 스프링설치부(232), 스토퍼부(233)가 일체로 연결된 구조를 가진다. 회전지지부(23)는 전체적으로 중앙부가 중공된 프레임의 형상을 가지게 되고, 중공된 중앙부에는 센서장착부(26)가 삽입 설치된다.

축지지부(231)는 센서장착부(26)의 회전축부(266)가 설치되는 부분으로, 센서장착부(26)의 양측에 마주하게 형성된다. 이에 따라 축지지부(231)는 센서장착부(26)의 양측부에 형성된 한 쌍의 회전축부(266)를 회전가능하게 지지하게 된다.

스프링설치부(232)는 상호 마주하는 한 쌍의 축지지부(231)를 상호 연결하도록 형성된다. 스프링설치부(232)상에는 센서장착부(26)를 탄성가압하는 탄성가압부(24)의 일단부가 결합된다.

스프링설치부(232)는 축지지부(231)의 일단부와 연결되고, 스토퍼부(233)는 축지지부(231)의 타단부와 연결되어 축지지부(231)와 마주하게 된다. 센서장착부(26)는 탄성가압부(24)에 의해 가압되어 스토퍼부(233)측으로 기울어지게 되고, 탄성가압부(24)와 접하여 그 회전 각도가 한정된다.

탄성가압부(24)는 스프링설치부(232)와 센서장착부(26)의 사이에 설치되고, 스프링설치부(232)를 기반으로 하여 센서장착부(26)를 스토퍼부(233)측으로 탄성가압한다. 탄성가압부(24)로는 코일스프링 등의 스프링부재를 적용할 수 있다.

탄성가압부(24)로서 코일스프링을 적용하는 경우, 탄성가압부(24)는 스프링설치부(232)와 접하는 일단부에서 센서장착부(26)와 접하는 타단부측으로 갈수록 그 직경이 축소되는 형상을 가진다. 스프링설치부(232)상에는 코일스프링의 일단부에 대응되는 직경으로 돌출되게 형성된 제1스프링고정부가 형성되고, 스프링설치부(232)와 마주하는 센서장착부(26)상에는 코일스프링의 타단부에 대응되는 직경으로 돌출되게 형성된 제2스프링고정부가 형성된다.

스프링설치부(232)는 고정된 상태를 유지하고, 센서장착부(26)는 빔(2)의 단면 형상에 따라 다양한 각도로 회동하게 된다.(도 6, 도 8 내지 도 10 참조) 이에 따라, 탄성가압부(24)를 상기와 같이 센서장착부(26)측으로 갈수록 그 직경이 축소되는 형상으로 형성하면, 탄성가압부(24) 전체를 그 축소된 타단부에 해당되는 직경으로 형성하는 경우와 비교해 탄성가압부(24)의 탄성력을 강화할 수 있다.

또한, 탄성가압부(24)를 상기와 같이 센서장착부(26)측으로 갈수록 그 직경이 축소되는 형상으로 형성하면, 탄성가압부(24) 전체를 그 확장된 일단부에 해당되는 직경으로 형성하는 경우와 비교해, 센서장착부(26)와 접촉되는 탄성가압부(24)의 단부가 보다 유연하게 탄성변형될 수 있어, 센서장착부(26)의 회동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

승강연결부(25)는 회전지지부(23)를 이동부(21)와 연결하는 부분이다. 승강연결부(25)는 회전지지부(23)를 이동부(21)상에 탄성적으로 승강가능하게 연결한다. 본 발명의 일실시예에 따른 승강연결부(25)는 가이드바(251), 상향지지부재(252), 하향지지부재(253)를 포함한다.

가이드바(251)는 상하로 연장된 막대 형상을 가지고, 브라켓, 용접 등에 의해 회전지지부(23)와 연결된다. 가이드바(251)는 이동부(21)상에 상하로 관통되게 형성된 안내홀부(211)를 관통하도록 설치된다.

상향지지부재(252)는 가이드바(251)를 상측으로 탄성지지하는 부재로, 코일스프링을 적용할 수 있다. 상향지지부재(252)는 안내홀부(211)의 상측으로 연장되는 가이드바(251)의 상부 둘레에 끼워져 설치되고, 안내홀부(211)의 상단부와 가이드바(251)의 상단부 사이에 위치된다. 가이드바(251)의 상단부 둘레에는 상향지지부재(252)의 이탈을 구속하는 걸림턱부가 돌출되게 형성된다.

하향지지부재(253)는 가이드바(251)를 하측으로 탄성지지하는 부재로, 상향지지부재(252)와 마찬가지로 코일스프링을 적용할 수 있다. 하향지지부재(253)는 안내홀부(211)의 하측으로 연장되는 가이드바(251)의 하부 둘레에 끼워져 설치되고, 가이드바(251)와 회전지지부(23)간의 연결부와 안내홀부(211)의 하단부 사이에 위치된다.

센서장착부(26)의 볼접촉부(264)와 센서(27)가 빔(2)의 상부에 접촉되면, 센서장착부(26)에 빔(2)과의 접촉력, 즉 상향력이 작용하게 되고, 회전지지부(23)와 가이드바(251)에 그 상향력이 전달된다. 이때 회전지지부(22)와 가이드바(251)는 상향지지부재(252)와 하향지지부재(253)에 의해 탄성적으로 지지된 상태로 상향 이동된다.

상향지지부재(252)와 하향지지부재(253)에 의하면 상기와 같이 빔(2)과의 접촉 상태에 따라 센서장착부(26)에 다양하게 변경되어 작용하는 상향력, 하향력에 연동하여 센서장착부(26)와 회전지지부(23)가 유연하게 상향, 하향 이동될 수 있다. 이에 따라 볼접촉부(264)와 센서(27)가 빔(2)에 무리하게 가압 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 회전지지부(23)는 제1회전지지부(23A)와 제2회전지지부(23B)를 포함하는 한 쌍이 구비된다. 또한, 센서장착부(26)는 제1회전지지부(23A)상에 설치되는 제1센서장착부(26A)와, 제2회전지지부(23B)상에 설치되는 제2센서장착부(26B)를 포함하는 한 쌍이 구비된다.

또한, 탄성가압부(24)는 제1센서장착부(26A)를 일측으로 탄성지지하는 제1탄성가압부(24A)와, 제2센서장착부(26B)를 타측으로 탄성지지하는 제2탄성가압부(24B)를 포함하는 한 쌍이 구비된다.

이에 따라, 제1센서장착부(26A), 제2센서장착부(26B) 각각에 장착된 센서(27)가 서로 이격된 위치에서 제1센서장착부(26A), 제2센서장착부(26B) 각각의 회동 각도에 연동하여 기울어지면서 용접부(3)와 접한 상태로 크랙을 검출하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이 빔(2)이 좌우 대칭인 형상을 가지고, 빔(2)의 상부 중 중간부에 용접부(3)가 형성된다고 가정하면, 제1센서장착부(26A), 제2센서장착부(26B)를 좌우방향으로 상호 대칭되게 제작하고, 제1센서장착부(26A)와 제2센서장착부(26B)의 대칭 기준이 되는 수직선상에 용접부(3)를 위치시키면, 제1센서장착부(26A)에 장착된 센서(27)와 제2센서장착부(26B)에 장착된 센서(27)가 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 용접부(3)의 좌측부와 우측부에 각각 상호 대칭되게 접하게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 제1센서장착부(26A)는 제1센서결합부(261), 제2센서결합부(262), 센서탄성지지부(263), 볼접촉부(264)를 포함한다.

제1센서결합부(261)는 제1센서(27A)가 장착되는 부분으로, 제1센서(27A)는 제1센서결합부(261)를 관통하여 설치된다. 제2센서결합부(262)는 제2센서(27B)가 장착되는 부분으로, 제2센서(27B)는 제2센서결합부(262)를 관통하여 설치된다.

제1센서결합부(261)에 제1센서(27A)를, 제2센서결합부(262)에 제2센서(27B)를 각각 장착한 후 제1센서결합부(261)와 제2센서결합부(262)를 상호 결합시키는 것에 의해, 제1센서(27A)와 제2센서(27B)를 포함하는 복수개의 센서(27)를 빔(2)의 폭방향으로, 즉 도 8 내지 도 10상의 좌우 방향으로 설정 간격 또는 상대 각도를 두고 제1센서장착부(26A)에 설치할 수 있다.

즉 제1센서결합부(261)와 제2센서결합부(262)간의 조립 위치, 각도에 따라 제1센서(27A)와 제2센서(27B)간의 간격과 각도를 다양하게 설정, 조정할 수 있다.

센서탄성지지부(263)는 센서(27)가 빔(2)과 탄성적으로 접하게 센서(27)를 탄성적으로 지지한다. 센서탄성지지부(263)로는 코일스프링을 적용할 수 있다. 센서탄성지지부(263)는 센서(27)가 탄성적으로 상향 및 하향 이동될 수 있도록 제1센서결합부(261)와 제2센서결합부(262)의 상부와 하부에 각각 설치된다.

센서탄성지지부(263)는 가이드바(251)를 탄성지지하는 상향지지부재(252), 하향지지부재(253)와 동일한 구조와 작용을 가지는 바, 그 상세한 설명을 생략한다.

센서탄성지지부(263)에 의하면 빔(2)과의 접촉 상태에 따라 센서(27)에 다양하게 변경되어 작용하는 상향력, 하향력에 연동하여 센서(27)가 유연하게 상향, 하향 이동될 수 있다. 이에 따라 센서(27)가 빔(2)에 무리하게 가압 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

볼접촉부(264)는 빔(2)측으로 돌출되게 형성되고, 빔(2)과 접촉되는 단부상에는 볼(265)이 장착된다. 제1센서장착부(26A)는 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 볼접촉부(264)가 빔(2)에 접하는 각도로 기울어지게 된다. 센서이동장치(30)의 구동 시 볼(265)은 구(球) 형상을 가지고 빔(2)과 접촉되어 빔(2)에 스크래치가 생기는 것을 방지한다.

제2센서장착부(26B)는 제1센서장착부(26A) 동일한 구조를 가지고 대칭되게 설치된다. 제2센서장착부(26B)에는 제3센서(27C)와 제4센서(27D)가 장착된다. 제1센서(27A), 제2센서(27B), 제3센서(27C), 제4센서(27D)는 빔(2)의 폭방향으로 서로 다른 위치에서 용접부(3) 전체 폭에 걸쳐 접하면서, 용접부(3)의 전체 폭에 걸쳐 동시에 크랙을 검출한다.

센서(27)로는 와전류를 이용하여 크랙을 감지하는 와전류 탐상장치, 초음파의 회신 상태에 따라 크랙을 감지하는 초음파 탐상장치, 자장의 변화로 크랙을 감지하는 마그네틱 센서 등 금속재에 형성된 크랙을 감지할 수 있는 공지의 센서부재를 적용할 수 있다.

센서(27)에 크랙이 감지되면 빔(2)의 불량으로 판단하고 크랙감지장치(20)를 이용한 크랙 검출을 중단하거나, 크랙이 검출된 위치를 마킹한 후 크랙감지장치(20)를 다시 이동시키면서 복수개의 개소에 형성된 크랙을 모두 검출할 수 있다. 이후 크랙이 검출된 부분을 보완하는 후처리 공정을 거치거나, 빔(2)을 폐기, 재활용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치(1)는 마킹부를 추가로 구비할 수 있다. 마킹부는 센서(27)에 크랙이 감지된 경우, 크랙이 감지된 위치에서 빔(2)의 외면부에 표시를 남긴다.

일례로, 마킹부는 빔(2)의 외면부에 표시를 남기는 펜과, 센서(27)에 연동하여 펜을 승강이동시키는 펜승강장치를 포함할 수 있다. 또한 마킹부는 크랙감지장치(20) 또는 주행부(32)에 결합되어 크랙감지장치(20)와 함께 이동되면서 빔(2)에 표시를 남길 수 있다.

마킹부를 설치하면, 크랙감지장치(20)의 이동을 중단하는 일 없이 빔(2)의 전 길이에 걸쳐 크랙 검출을 완료한 상태에서, 크랙이 감지된 위치를 작업자가 육안으로 용이하게 확인할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센서이동장치(30)는 레일부(31), 주행부(32), 액추에이터(33), 지지부(34), 승강이동부(35)를 포함한다.

레일부(31)는 빔(2)과 나란하게 연장된다. 주행부(32)는 액추에이터(33)의 구동에 의해 레일부(31)를 따라 이동되고, 크랙감지장치(20)가 결합된다. 지지부(34)는 레일부(31)의 양단부를 지지한다. 승강이동부(35)는 지지부(34)를 승강이동시킨다.

레일부(31)는 나란하게 연장되는 한 쌍의 바를 포함하고, 한 쌍의 바 중 일측의 외면부에는 수나사산이 형성된다. 주행부(32)는 레일부(31)에 형성된 수나사산과 나사결합되는 암나사산을 구비하여 한 쌍의 바에 관통되게 설치된다. 액추에이터(33)는 수나사산이 형성된 바를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 회전동력을 제공하는 모터부재를 적용할 수 있다

이에 따라, 액추에이터(33)를 정방향으로 구동시키는 것에 의해 레일부(31)의 바를 정방향으로 회전시키면서 주행부(32)를 빔(2)의 길이방향 일측으로 이동시킬 수 있다. 또한, 액추에이터(33)를 역방향으로 구동시키는 것에 의해 레일부(31)의 바를 역방향으로 회전시키면서 주행부(32)를 빔(2)의 길이방향 타측으로 이동시킬 수 있다.

레일부(31)상에는 주행부(32)의 위치를 감지하는 센서부재가 설치될 수 있다. 이러한 센서부재로는 리미트 스위치 등을 적용할 수 있다. 예를 들어, 빔(2)의 단부에 대응되는 레일부(31)의 단부상에 리미트 스위치를 설치하면, 크랙감지장치(20)가 빔(2)의 단부에 도달된 상태에서 리미트 스위치와 접하게 되고, 리미트 스위치의 신호가 전환된다. 이러한 리미트 스위치의 신호 전환에 연동하여 액추에이터(33)의 구동을 자동으로 정지할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 빔의 크랙 검출장치(1)에 의하면, 빔셋팅장치(10)를 이용해 빔(2)을 설정 위치에 셋팅시키고, 센서이동장치(30)를 구동시켜 크랙감지장치(20)를 빔(2)의 길이방향으로 이동시키는 것에 의해, 빔(2)에 형성된 크랙을 빔(2)의 전 길이에 걸쳐 검출할 수 있다. 이에 따라, 빔(2)에 형성된 크랙으로 인한 빔의 품질 저하를 예방할 수 있다.

또한, 복수개의 센서(27)를 장착한 상태의 크랙감지장치(20)를 빔(2)의 길이방향을 따라 한차례 이동시키는 것에 의해, 용접에 의해 크랙이 발생될 수 있는 용접부(3) 전체를 탐지하면서 크랙을 효율적으로 검출할 수 있다.

승강이동부(35)는 레일부(31)를 승강시키는 것에 의해, 크랙감지장치(20) 전체를 승강시키게 된다. 승강이동부(35)로는 실린더부재, 리니어가이드 등을 적용할 수 있다.

안착부(11)에 안착된 상태의 빔(2)이 빔이송부(15)에 의해 크랙감지장치(20)의 직하방에 위치되면, 승강이동부(35)가 하강 구동되어 레일부(31)를 하향 이동시키는 것에 의해 크랙감지장치(20)에 장착된 센서(27)를 빔(2)에 접촉시키게 된다. 또한, 크랙감지장치(20)에 의한 빔(2)의 크랙 검출이 완료되면, 승강이동부(35)가 상승 구동되어 레일부(31)를 상향 이동시키는 것에 의해 크랙감지장치(20)를 빔(2)으로부터 이격시키게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 빔의 크랙 검출장치 2 : 빔
3 : 용접부 10 : 빔셋팅장치
11 : 안착부 12 : 받침부
13 : 단부접촉부 14 : 측면접촉부
15 : 빔이송부 16 : 이송레일
20 : 크랙감지장치 21 : 이동부
22 : 센서지지부 23 : 회전지지부
23A : 제1회전지지부 23B : 제2회전지지부
24 : 탄성가압부 24A : 제1탄성가압부
24B : 제2탄성가압부 25 : 승강연결부
26 : 센서장착부 26A : 제1센서장착부
26B : 제2센서장착부 27 : 센서
27A : 제1센서 27B : 제2센서
27C : 제3센서 27D :제4센서
30 : 센서이동장치 31 : 레일부
32 : 주행부 33 : 액추에이터
34 : 지지부 35 : 승강이동부
211 : 안내홀부 231 : 축지지부
232 : 스프링설치부 233 : 스토퍼부
251 : 가이드바 252 : 상향지지부재
253 : 하향지지부재 261 : 제1센서결합부
262 : 제2센서결합부 263 : 센서탄성지지부
264 : 볼접촉부 265 : 볼
266 : 회전축부

Claims

빔을 설정 위치에 셋팅시키는 빔셋팅장치;
설정위치에 셋팅된 상기 빔에 형성된 크랙을 감지하는 크랙감지장치; 및
상기 크랙감지장치를 상기 빔의 길이방향으로 이동시키는 센서이동장치;를 포함하고,
상기 센서이동장치는,
상기 빔과 나란하게 연장되는 레일부;
액추에이터의 구동에 의해 상기 레일부를 따라 이동되고, 상기 크랙감지장치가 결합되는 주행부;
상기 레일부를 지지하는 지지부; 및
상기 지지부를 승강이동시키는 승강이동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 빔셋팅장치는,
상기 빔이 안착되는 안착부; 및
상기 안착부를 상기 크랙감지장치측으로 이동시키는 빔이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제2항에 있어서,
상기 안착부는,
상기 빔을 하단지지하는 받침부;
상기 받침부에 안착된 상기 빔의 단부와 접하는 단부접촉부; 및
상기 받침부에 안착된 상기 빔의 측면부와 접하는 측면접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 크랙감지장치는,
상기 센서이동장치에 의해 상기 빔의 길이방향으로 이동되는 이동부;
상기 이동부와 연결되고, 탄성적으로 승강되는 센서지지부; 및
상기 센서지지부에 설치되고, 용접부의 크랙을 검출하는 센서가 장착되는 센서장착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제4항에 있어서,
상기 센서지지부는,
상기 센서장착부를 회전가능하게 지지하는 회전지지부;
상기 회전지지부에 설치되고, 상기 센서장착부를 일측으로 탄성지지하는 탄성가압부; 및
상기 회전지지부를 상기 이동부와 연결하는 승강연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 회전지지부는,
상기 센서장착부의 양측에 마주하게 형성되고, 상기 센서장착부의 회전축부가 연결되는 축지지부;
상기 축지지부의 일단부와 연결되고, 상기 탄성가압부가 설치되는 스프링설치부; 및
상기 축지지부의 타단부와 연결되고, 상기 탄성가압부에 의해 가압되어 기울어진 상기 센서장착부와 접하여 그 회전 각도를 한정하는 스토퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 회전지지부는,
상기 센서장착부 중 제1센서장착부가 설치되는 제1회전지지부; 및
상기 제1회전지지부와 연결되고, 상기 센서장착부 중 제2센서장착부가 설치되는 제2회전지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제7항에 있어서,
상기 탄성가압부는,
상기 제1회전지지부에 설치되고, 상기 제1센서장착부를 일측으로 탄성지지하는 제1탄성가압부; 및
상기 제2회전지지부에 설치되고, 상기 제2센서장착부를 타측으로 탄성지지하는 제2탄성가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 승강연결부는,
상기 회전지지부와 연결되고, 상기 이동부에 형성된 안내홀부를 관통하여 설치되는 가이드바;
상기 안내홀부의 상부에 설치되고, 상기 가이드바를 상측으로 탄성지지하는 상향지지부재; 및
상기 안내홀부의 하부에 설치되고, 상기 가이드바를 하측으로 탄성지지하는 하향지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제4항에 있어서,
상기 센서장착부는,
상기 센서 중 제1센서가 설치되는 제1센서결합부; 및
상기 센서 중 제2센서가 설치되고, 상기 제1센서와 상기 제2센서가 상기 빔의 폭방향으로 설정 간격 또는 상대 각도를 가지도록 상기 제1센서결합부와 연결되는 제2센서결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제4항 또는 제10항에 있어서,
상기 센서장착부는,
상기 센서가 상기 빔과 탄성적으로 접하게 상기 센서를 탄성적으로 지지하는 센서탄성지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
제11항에 있어서,
상기 센서장착부는,
상기 빔측으로 돌출되게 형성되고, 단부에 상기 빔에 접촉되는 볼이 구비되는 볼접촉부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔의 크랙 검출장치.
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