KR101660452B1

KR101660452B1 - 스폿 용접건의 용접팁 검사장치

Info

Publication number: KR101660452B1
Application number: KR1020140169490A
Authority: KR
Inventors: 김병익; 김근홍; 김진경; 전현환; 성동진; 정명환
Original assignee: 아진산업(주)
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-09-28
Also published as: US10055835B2; US20160171681A1; KR20160066086A

Abstract

본 발명은 스폿 용접건의 용접팁 검사장치에 관한 것으로서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 암실의 검사공간이 형성되고, 일측에 상호 대향하는 한 쌍의 용접팁이 인입되는 인입구가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 획득하는 촬상부와, 상기 하우징의 내부 일측 중 상기 한 쌍의 용접팁을 사이에 두고 상기 촬상부와 대향되는 위치에 설치되고, 상기 촬상부가 위치하는 방향으로 빛을 발산하여 상기 촬상부가 역광분위기에서 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하도록 하는 조명부 및 상기 촬상부로부터 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 인가받고, 상기 영상을 명암기준으로 이진화처리한 후 상기 용접팁의 에지를 추출하여 추출된 상기 에지를 통해 상기 용접팁의 정렬상태를 분석하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 용접팁을 암실 내에서 촬상하여 촬상된 영상 내에서 용접팁의 윤곽이 보다 명확하게 표시되도록 함으로써 영상분석을 통한 용접팁의 검사효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 영상분석에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스폿 용접건의 용접팁 검사장치{Test apparatus for tip of spot wellding gun}

본 발명은 스폿 용접건의 용접팁 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접팁을 암실 내에서 촬상하여 촬상된 영상 내에서 용접팁의 윤곽이 보다 명확하게 표시되도록 함으로써 영상분석을 통한 용접팁의 검사효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 영상분석에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 스폿용접은 저항용접기술의 일종으로, 용접하기 위한 금속판재를 두장 또는 세장을 포개어 한 쌍의 용접팁 사이에 배치한 쌍태에서 한 쌍의 용접팁으로 가압한 후 용접팁에 전류를 인가하여 그로부터 발생되는 저항발열을 이용하여 금속판재를 용접하는 방식이다.

이러한 스폿용접은 점용접이라고도 하는데, 용접시간이 짧다는 이점이 있어 박판의용접에 널리 사용되고 있다.

상기한 스폿용접을 하기 위한 스폿용접건은 상호 대향하는 한 쌍의 용접팁이 구비되어 겹치진 모재의 상하면에 한 쌍의 용접팁을 각각 밀착시킨 상태에서 용접팁에 고전류의 전기를 흘려 보내 이때 발생하는 고온의 열을 이용하여 모재를 용접하게 되는데, 최근에는 로봇암에 상기 스폿용접기를 설치하여 용접 작업을 자동으로 진행할 수 있도록 된 용접로봇이 널리 사용되고 있다.

그런데, 이러한 스폿용접건은 용접작업시 용접팁의 가압력, 전류의 세기, 용접팁의 직진도, 선단경, 영점등 설정 오류와, 장시간 용접 작업으로 인한 용접팁의 마모 또는 형상변경, 용접팁에 발생된 오염물에 의해 전극손상, 품질저하, 강도저하, 내부 균열등의 용접불량이 발생될 수 있다.

이에 종래에는 스폿용접건을 이용한 용접작업 전에 용접팁의 가압력, 전류의 세기등을 검사하고, 작업자가 육안으로 용접팁의 직진도, 선단경 영점, 용접팁 이물질 유무등을 확인한 후 용접작업이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, 종래에는 앞에서 설명한 바와 같이 작업자가 육안으로 용접팁의 직진도, 선단경, 영점, 용접팁의 이물질 유무등을 직접 검사함으로써 용접팁 검사작업에 상당한 시간이 소요될 뿐 아니라 그 검사 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.

이에 최근에는 한국등록특허 1385922호와 같이 비전장비를 이용하여 용접팁의 선단검사등을 자동으로 수행하거나, 센서를 이용하여 용접팁의 직진도를 자동으로 검사하는 검사장치가 개발된 바 있다.

그러나, 이와 같은 용접팁 검사장치는 하나의 검사장치에서 하나의 검사공정만을 제공함으로써 각 검사공정 후 스폿용접건을 다른 검사장치로 이동한 후 다음 검사를 수행해야 함으로써 검사작업 단축에 한계가 있었고, 비전검사의 경우 용접팁이 외부의 빛에 노출됨에 따라 영상에 노이즈발생률이 높아 영상분석에 소요되는 시간이 증대될 뿐 아니라 검사효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용접팁을 암실 내에서 촬상하여 촬상된 영상 내에서 용접팁의 윤곽이 보다 명확하게 표시되도록 함으로써 영상분석을 통한 용접팁의 검사효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 영상분석에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 용접팁 검사공정을 하나의 장치에서 이루어질 수 있도록 하여 용접팁 검사공정에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 암실의 검사공간이 형성되고, 일측에 상호 대향하는 한 쌍의 용접팁이 인입되는 인입구가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 획득하는 촬상부와, 상기 하우징의 내부 일측 중 상기 한 쌍의 용접팁을 사이에 두고 상기 촬상부와 대향되는 위치에 설치되고, 상기 촬상부가 위치하는 방향으로 빛을 발산하여 상기 촬상부가 역광분위기에서 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하도록 하는 조명부 및 상기 촬상부로부터 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 인가받고, 상기 영상을 명암기준으로 이진화처리한 후 상기 용접팁의 에지를 추출하여 추출된 상기 에지를 통해 상기 용접팁의 정렬상태를 분석하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치를 제공한다.

그리고, 상기 촬상부는 상기 하우징의 내부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 측부에서 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 측면영상을 획득하는 측면 촬상부 및 상기 하우징의 내부 중 상부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 상부에서 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 평면영상을 획득하는 평면 촬상부를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 측면영상 및 상기 평면영상을 인가받고, 인가된 상기 측면영상 및 상기 평면영상에 기초하여 상기 용접팁의 정렬상태를 분석하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징의 내부 일측 중 상기 한 쌍의 용접팁 선단과 대향되는 일측에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁 선단 영상을 획득하며, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 용접팁의 선단영상을 상기 프로세서로 인가하는 선단 촬상부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 선단영상을 인가받고, 상기 선단영상에 기초하여 상기 용접팁의 오염도를 분석할 수 있다.

아울러, 상기 하우징의 일측에 설치되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되며, 일측에 상기 한 쌍의 용접팁이 가압되면서 발생되는 가압력을 검출하는 가압력 검출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하우징의 일측에 설치되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되며, 상기 한 쌍의 용접팁으로부터 발생되는 자장을 통해 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 용접팁을 암실 내에서 촬상하여 촬상된 영상 내에서 용접팁의 윤곽이 보다 명확하게 표시되도록 함으로써 영상분석을 통한 용접팁의 검사효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 영상분석에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 하우징 일측에 가압력 센서, 전류센서가 설치되고, 그 내부에 용접팁의 평면, 측면, 선단부를 촬상하는 촬상부가 설치됨으로써 복수의 용접팁 검사공정을 하나의 장치에서 이루어질 수 있도록 하여 용접팁 검사공정에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 사시도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 분해사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 단면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 가압력을 측정하는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건 용접팁의 전류를 검출하는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치 내부에 용접팁이 인입된 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 사시도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 분해사시도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치의 단면도이다.

도1 내지 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치(1)는 하우징(10)과, 차폐부재(20)와, 가압력 검출부(30)와, 전류 검출부(40)와, 측면 촬상부(50)와, 평면 촬상부(70)와, 제1 조명부(60)와, 제2 조명부(80)와, 선단 촬상부(90) 및 프로세서(100)를 포함하여 구성된다.

하우징(10)은 대략 육면체의 박스 형상으로 형성되고, 내부에 용접팁의 직진도, 선단부, 영점, 이물질 유무를 검출하기 위한 검사공간(11)이 형성되고, 상부 일측에 한 쌍의 용접팁이 검사공간(11)으로 인입되기 위한 인입구(12)가 형성된다.

이러한 하우징(10)은 후술하는 각 구성의 설치영역을 제공함과 아울러 용접팁 검사공간(11)을 암실로 제공하여 촬상된 용접팁 영상에서 용접팁의 윤곽이 뚜렷하게 표현될 수 있도록 하는 역할을 한다.

차폐부재(20)는 인입구(12)가 형성된 하우징(10) 일측에 설치되고, 연질의 재질로 형성되며, 하우징(10)의 인입구(12)를 차폐하여 하우징(10)의 검사공간(11)을 암실 분위기로 형성함과 아울러 용접팁이 인입되는 경우 휘어지면서 용접팁의 인입로를 제공하도록 하는 역할을 하는데, 여기서 차폐부재(20)는 브러쉬가 사용될 수 있다.

가압력 검출부(30)는 하우징(10)의 상면 일측으로부터 상방으로 연장형성되고, 양면에 각각 한 쌍의 용접팁이 가압되는 경우 한 쌍의 용접팁으로부터 가해지는 가압력을 검출하고, 검출된 가압력을 후술하는 프로세서(100)로 전달함으로써 한 쌍의 용접팁의 가압력을 측정할 수 있도록 하는 역할을 한다.

전류 검출부(40)는 하우징(10)의 상면 중 가압력 검출부(30)가 설치되지 않은 일측에 설치되고, 한 쌍의 용접팁에 전류가 공급되는 경우 한 쌍의 용접팁으로부터 발생되는 자장을 검출하고, 검출된 자장에 따른 전류값을 후술하는 프로세서(100)로 전달함으로써 한 쌍의 용접팁에 공급되는 전류값을 측정할 수 있도록 하는 역할을 한다.

측면 촬상부(50)는 하우징(10)의 내부 중 검사공간(11)으로 인입된 한 쌍의 용접팁 측방에 설치되고, 한 쌍의 용접팁을 촬상하여 한 쌍의 용접팁 측면영상을 획득하며, 획득된 용접팁 측면영상을 후술하는 프로세서(100)로 전달하는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 가압력 검출부(30) 및 전류 검출부(40)가 하우징(10)의 상면 일측에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 가압력 검출부(30) 및 전류 검출부(40)는 작업환경에 따라 하우징(30)의 측면부에도 설치될 수 있다.

제1 조명부(60)는 하우징(10)의 내부 일측에 설치되는 지지대(61)와, 지지대(61)의 일측 중 측면 촬상부(50)와 대향되는 위치에 설치되는 조명수단(62)을 포함하여 구성되며, 측면 촬상부(50)와 조명수단(62) 사이에 한 쌍의 용접팁이 배치되어 측면 촬상부(50)가 용접팁의 측면영상을 촬상하는 경우 측면 촬상부(50)에서 한 쌍의 용접팁을 역광상태에서 촬상하도록 하여 한 쌍의 용접팁 형상을 보다 뚜렷하게 획득할 수 있도록 하는 역할을 한다.

평면 촬상부(70)는 하우징(10)의 내부 상면 중 검사공간(11)으로 인입된 한 쌍의 용접팁 상방에 설치되고, 한 쌍의 용접팁을 촬상하여 한 쌍의 용접팁 평면영상을 획득하며, 획득된 용접팁 평면영상을 후술하는 프로세서(100)로 전달하는 역할을 한다.

제2 조명부(80)는 하우징(10)의 내부 중 평면촬상부와 대향되는 위치에 설치되고, 측면 촬상부(50)와의 사이영역에 한 쌍의 용접팁이 배치되어 평면 촬상부(70)가 용접팁의 평면 영상을 촬상하는 경우 평면 촬상부(70)에서 한 쌍의 용접팁을 역광상태에서 촬상하도록 하여 한 쌍의 용접팁 형상을 보다 뚜렷하게 획득할 수 있도록 하는 역할을 한다.

아울러, 상기한 제1 조명부(60) 및 제2 조명부(80)는 앞서 설명한 기능외에도 후술하는 선단 촬상부(90)가 각 용접팁의 선단을 촬영하는 경우 빛을 제공하여 용접팁의 선단영상을 보다 선명하게 획득할 수 있도록 하는 역할을 한다.

선단 촬상부(90)는 한 쌍이 하우징(10)의 내부 일측 중 한 쌍의 용접팁 선단과 대향되는 일측에 각각 설치되되, 상기한 측면 촬상부(50), 제1 조명부(60) 및 제2 조명부(80)에 간섭되지 않는 일측에 설치되고, 한 쌍의 용접팁 선단을 각각 촬상하여 선단영상을 획득하며, 획득한 영상을 프로세서(100)에 전달함으로써 용접팁 선단의 오염도를 분석할 수 있도록 하는 역할을 하는데, 이러한 선단 촬상부(90)는 오염도를 보다 명확하게 확인할 수 있도록 컬러 SD 카메라가 사용되는 것이 바람직하다.

프로세서(100)는 가압력 검출부(30), 전류 검출부(40), 측면 촬상부(50), 평면 촬상부(70), 선단 촬상부(90)와 전기적으로 연결되어 각각 용접팁의 가압력 정보, 전류 정보, 측면영상정보, 평면영상정보, 선단영상정보를 인가받고, 이를 분석하여 분석된 가압력 데이터, 전류 데이터, 직진도 데이터, 선단도 데이터, 팁간의 영점 데이터 및 선단의 오염도 데이터를 외부의 디스플레이 장치에 표시되도록 하는 역할을 한다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 가압력을 측정하는 상태를 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건 용접팁의 전류를 검출하는 상태를 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치 내부에 용접팁이 인입된 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건의 용접팁 검사장치(1)의 검사동작을 첨부된 도4 내지 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가압력 검출부(30)의 전면과 후면을 스폿 용접건(G)의 한 쌍의 용접팁(T)으로 가압하는 경우 가압력 검출부(30)에서 한 쌍의 용접팁(T)에 의한 가압력을 검출하고, 검출된 가압력 정보를 프로세서(100)로 전달한다.

이에 프로세서(100)는 전달된 가압력 정보를 미리 설정된 기준값과 비교하여 분석하고, 분석된 데이터를 외부의 디스플레이장치에 표시되도록 한다.

다음 스폿 용접건(G)이 이동되어 한 쌍의 용접팁 사이에 전류 검출부(40)가 배치된 상태에서 한 쌍의 용접팁(T)에 전류가 인가되면, 전류 검출부(40)에서는 한 쌍의 용접팁(T)에 발생되는 자장에 따른 전류값을 검출하고, 검출된 전류값 정보를 프로세서(100)로 전달한다.

프로세서(100)는 전달된 전류값 정보를 미리 설정된 기준값과 비교하여 분석하고, 분석된 데이터를 외부의 디스플레이장치에 표시되도록 한다.

전류값 테스트가 완료된 후 한 쌍의 용접팁이 하우징(10)의 인입구(12)를 통해 검사공간(11)으로 인입되면, 제1 조명부(60) 및 제2 조명부(80)가 on되고, 측면 촬상부(50) 및 평면 촬상부(70)가 한 쌍의 용접팁(T)을 측방과 상방에서 촬상하여 용접팁 측면영상과, 평면영상을 획득하고, 이를 프로세서(100)로 전달한다.

프로세서(100)는 전달된 측면영상과, 평면영상의 노이즈 제거하고, 영상정보를 명암기준으로 이진화처리한 후 에지를 추출하여 용접팁(T)의 직진도, 선단경 및 영점을 검사하며, 검사된 데이터를 외부의 디스플레이장치에 표시한다.

다음, 선단 촬상부(90)를 통해 각 용접팁의 선단부를 촬상한 후 획득된 용접팁의 선단영상을 프로세서(100)로 전달한다.

이에 프로세서(100)는 전달된 용접팁 선단영상 중 노이즈를 제거하고, 팁 직경을 통해 선단영상 중 팁의 드레싱면을 검출한 후 명암차와 색정보에 따라 드레싱면의 오염도를 검사하며, 검사된 데이터를 외부의 디스플레이장치에 표시되도록 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 스폿 용접건의 용접팁 검사장치 10 : 하우징
11 : 검사공간 12 : 인입구
20 : 차폐부재 30 : 가압력 검출부
40 : 전류 검출부 50 : 측면 촬상부
60 : 제1 조명부 61 : 지지대
62 : 조명수단 70 : 평면 촬상부
80 : 제2 조명부 90 : 선단 촬상부
100 : 프로세서

Claims

내부에 암실의 검사공간이 형성되고, 일측에 상호 대향하는 한 쌍의 용접팁이 인입되는 인입구가 형성된 하우징과;
상기 하우징의 내부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 획득하는 촬상부와;
상기 하우징의 내부 일측 중 상기 한 쌍의 용접팁을 사이에 두고 상기 촬상부와 대향되는 위치에 설치되고, 상기 촬상부가 위치하는 방향으로 빛을 발산하여 상기 촬상부가 역광분위기에서 상기 한 쌍의 용접팁을 촬상하도록 하는 조명부; 및
상기 촬상부로부터 상기 한 쌍의 용접팁 영상을 인가받고, 상기 영상을 명암기준으로 이진화처리한 후 상기 용접팁의 에지를 추출하여 추출된 상기 에지를 통해 상기 용접팁의 정렬상태를 분석하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 촬상부는
상기 하우징의 내부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 측부에서 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 측면영상을 획득하는 측면 촬상부; 및
상기 하우징의 내부 중 상부 일측에 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁을 상부에서 촬상하여 상기 한 쌍의 용접팁 평면영상을 획득하는 평면 촬상부를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 측면영상 및 상기 평면영상을 인가받고, 인가된 상기 측면영상 및 상기 평면영상에 기초하여 상기 용접팁의 정렬상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 내부 일측 중 상기 한 쌍의 용접팁 선단과 대향되는 일측에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 용접팁 선단 영상을 획득하며, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 용접팁의 선단영상을 상기 프로세서로 인가하는 선단 촬상부를 더 포함하고,
상기 프로세서는 상기 선단영상을 인가받고, 상기 선단영상에 기초하여 상기 용접팁의 오염도를 분석하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 일측에 설치되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되며, 일측에 상기 한 쌍의 용접팁이 가압되면서 발생되는 가압력을 검출하는 가압력 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 일측에 설치되고, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되며, 상기 한 쌍의 용접팁으로부터 발생되는 자장을 통해 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 용접팁 검사장치.