KR101806694B1 - 용접팁 검사장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러센싱 기술을 이용하여 용접팁의 선단에 대한 드레싱 품질 및 이물질 부착 상태 등을 보다 정밀하게 검사할 수 있는 용접팁 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 용접팁 검사장치는, 용접팁의 선단이 안착되는 검사블록; 상기 검사블록의 내에 설치되어 상기 용접팁의 선단으로 빛을 조사하여 용접팁의 선단에서 반사되는 반사광을 수광하는 컬러센서; 및 상기 컬러센서가 수신한 반사광을 컬러별 파장을 분석하는 컨트롤러;를 가질 수 있다.

Description

용접팁 검사장치 및 그 방법{WELDING TIP INSPECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 용접팁 검사장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러센싱 기술을 이용하여 용접팁의 선단에 대한 드레싱 품질 및 이물질 부착 상태 등을 보다 정밀하게 검사할 수 있는 용접팁 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스폿용접기 등과 같은 용접장치는 일정 회수 용접 후에 가압과 발열로 인해 용접팁의 선단이 변형되거나 용접팁의 선단에 이물질 등이 부착될 수 있다. 이에, 용접작업을 일정 회수 수행한 후에 용접팁의 선단은 팁 드레서(tip dresser)에 의해 드레싱되어 원래 상태로 복원될 수 있다.
이러한 팁 드레서에 의해 용접팁의 선단이 드레싱된 이후에 용접팁의 선단에 대한 드레싱 품질 등을 용접팁 검사장치에 의해 검사하여 왔다.
종래의 용접팁 검사장치는 포토센서에 의해 반사광의 광량을 기준으로 용접팁의 선단을 검사하는 방식으로 이루어진다.
하지만, 종래의 용접팁 검사장치는 반사광의 광량을 기준으로 용접팁의 선단에 스패터가 고착되고, 이렇게 고착된 스패터의 조도가 양호할 경우에는 광반사성이 증가하여 스패터의 고착오염 상태를 검사하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 컬러센싱 기술을 이용하여 용접팁의 선단에 대한 드레싱 품질 및 이물질 부착 상태 등을 보다 정밀하게 검사할 수 있는 용접팁 검사장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 용접팁 검사장치는,
용접팁의 선단이 안착되는 검사블록;
상기 검사블록의 내에 설치되어 상기 용접팁의 선단으로 빛을 조사하여 용접팁의 선단에서 반사되는 반사광을 수광하는 컬러센서; 및
상기 컬러센서가 수신한 반사광을 컬러별 파장을 분석하는 컨트롤러;을 포함할 수 있다.
상기 검사블록은 검사홀을 가지고, 상기 검사홀 내에 상기 컬러센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 검사블록은 상기 용접팁의 선단이 안착되는 안착면을 가지고, 상기 안착면은 상기 검사홀과 면하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 검사블록은 상기 검사홀을 개폐하는 커버를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 커버는 작동실린더에 의해 전후진함으로써 상기 검사홀을 개폐하는 것을 특징으로 한다.
상기 검사블록은 상기 검사홀 내로 에어를 블로워하는 에어블로워를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 용접팁 검사장치는,
용접팁의 선단을 드레싱하는 팁 드레서에 대해 인접하게 배치된 검사블록;
상기 팁 드레서에 의해 드레싱된 상기 용접팁의 선단에 빛을 조사하여 상기 용접팁의 선단에서 반사되는 반사광을 수신하는 컬러센서; 및
상기 컬러센서에 전기적으로 연결되어 상기 컬러센서가 수신한 반사광을 컬러별 파장으로 분석하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 팁 드레서와 상기 검사블록은 브라켓에 의해 서로 평행하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은 상기 팁 드레서가 결합되는 제1결합부 및 상기 검사블록이 결합되는 제2결합부를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 용접팁 검사방법은,
검사블록의 컬러센서에 의해 용접팁의 선단에 빛을 조사한 후에 그 반사되는 반사광을 수신하는 조사 및 반사단계;
컬러센서가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 컨트롤러에 의해 분석하는 분석단계; 및
상기 컨트롤러에 의한 분석값을 일정한 판단값과 비교하여 용접팁의 선단에 불량 여부를 판단하는 불량여부 판단단계;를 포함할 수 있다.
상기 조사 및 반사단계 이전에 팁 드레서에 의해 드레싱된 용접팁을 검사블록 측으로 이동하는 용접팁 이동단계를 더 포함할 수 있다.
상기 용접팁 이동단계는 팁 드레서에 의해 드레싱된 용접팁을 용접기에 의해 검사블록의 검사홀 측으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 조사 및 반사단계에서는 컬러센서의 광원으로부터 용접팁의 선단에 백색광을 조사한 후에 그 반사되는 반사광을 컬러센서의 수광부가 수신하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석단계는 컬러센서의 수광부가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 컨트롤러가 분석한 후에 그 파장값의 비율에 의해 컬러를 구분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 컬러센서에 의해 용접팁의 선단에 의한 반사광을 컬러센서를 이용하여 RGB 컬러 파장으로 분석함으로써 용접팁의 선단에 대하 청정도를 정밀하게 검사할 수 있고, 이를 통해 용접팁 선단에 대한 드레싱 품질검사를 보다 정확하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 컬러센서에 의해 용접팁의 선단의 고유색상(황색)을 기준으로 스패터 등과 같은 이물질의 색상(회색~흑색)을 보다 정밀하게 검출할 수 있고, 이를 통해 용접팁 선단에 대한 이물질 부착 상태 들을 매우 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사장치를 부분적으로 절개한 절개사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 용접팁 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사장치가 팁 드레서 측에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사장치(20)는, 용접팁(1)의 선단이 안착되는 검사블록(21)과, 검사블록(21) 내에 배치된 컬러센서(22)와, 컬러센서(22)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(23)를 포함할 수 있다.
검사블록(21)는 용접팁(1)의 선단이 안착되는 안착면(21a)을 가질 수 있다. 스폿용접기 등과 같은 저항용접기는 도 4와 같이 용접팁(1)이 상하 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 이에 한 쌍의 안착면(21a)이 검사블록(21)의 상면 및 하면에 대칭적으로 형성될 수 있다. 특히, 안착면(21a)은 용접팁(1)의 선단이 검사홀(24)의 축선을 향하도록 테이퍼진 구조로 형성될 수 있다.
검사블록(21)는 검사홀(24, inspection hole)을 가지고, 검사홀(24) 내에는 컬러센서(22)가 설치되고, 특히 컬러센서(22)의 광원 및 수광부 등이 검사홀(24) 내에 노출되도록 설치될 수 있다. 특히, 안착면(21a)이 검사홀(24)과 면하는 위치에 형성됨으로써 용접팁(1)의 선단은 검사홀(24) 내의 컬러센서(22)와 일정 거리를 안정되게 유지 내지 확보할 수 있다.
컬러센서(22)는 빛(백색광)을 조사하는 광원(미도시)과, 반사광을 수광하는 수광부(미도시)를 가질 수 있다.
컬러센서(22)의 광원은 고휘도의 백색광을 조사하도록 구성될 수 있고, 컬러센서(22)의 수광부는 광원에서 조사된 백색광이 용접팁(1)의 선단에서 반사됨에 따라 생성된 반사광을 수광하도록 구성될 수 있다. 수광부는 광검출수단 및 컬러별 필터 등으로 이루어져 Red, Green, Blue 컬러별 파장을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 용접팁(1)을 동시에 검사할 수 있도록 한 쌍의 컬러센서(22)가 상하 대칭적으로 배치될 수 있다.
컨트롤러(23)는 컬러센서(22)에 전기적으로 연결되어 컬러센서(22)의 수신부가 수광한 반사광의 컬러별 파장을 분석한 후에 그 파장값의 비율에 의해 컬러를 구분하며, 이러한 분석값을 일정한 판단값과 비교하여 정상 또는 불량 여부를 판단할 수 있다. 이러한 판단과정을 통해, 용접팁(1)의 선단에 대한 드레싱 품질, 이물질의 고착 상태 등을 정밀하게 검사할 수 있다.
또한, 검사블록(21)은 검사홀(24)을 개폐하는 커버(25)를 가질 수 있다. 커버(25)는 검사홀(24)의 상단 개구 및 하단 개구를 동시에 개폐할 수 있도록 한 쌍의 커버부(25a)를 가질 수 있고, 한 쌍의 커버부(25a)는 연결부(25b)를 통해 일체로 형성될 수 있다. 이에, 커버(25)는 검사블록(21)의 외면을 따라 슬라이딩가능하게 설치되어 검사홀(24)을 선택적으로 개폐하도록 구성될 수 있다.
용접팁(1)을 검사하지 않는 경우에는 커버(25)가 검사홀(24)을 폐쇄하여 외부의 이물질이 검사홀(24) 내로 유입됨을 방지하여 컬러센서(22)를 보호할 수 있고, 용접팁(1)을 검사할 경우에만 커버(25)가 검사홀(24)을 개방할 수 있다.
커버(25)는 작동실린더(26)에 의해 검사블록(21)의 외면을 따라 전후진하도록 구성될 수 있다. 커버(25)의 일측에는 장착부(25c)가 마련되고, 커버(25)의 장착부(25c)에는 작동실린더(26)의 로드(26a) 선단이 결합되며, 이에 작동실린더(26)의 로드(26a)가 전후진함에 따라 커버(25)도 함께 전후진할 수 있다.
그리고, 검사블록(21)은 검사홀(24)의 내부로 에어를 블로워하는 에어블로워(27)를 가질 수 있다. 에어블로워(27)의 노즐이 검사홀(24) 내에서 컬러센서(22)를 향하도록 설치됨으로써 외부 이물질의 유입을 방지할 뿐만 아니라 컬러센서(22)의 청소를 용이하게 할 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 용접팁 검사장치(20)는 팁 드레서(10)에 인접하게 배치될 수 있고, 이에 팁 드레서(10)에 의해 드레싱된 용접팁(1)의 선단을 보다 신속하고 안정적으로 검사할 수 있다.
팁 드레서(10)는 지지프레임(15)에 지지되는 바디(11)와, 바디(11)에 설치되어 용접팁(1)의 선단을 드레싱하는 커터 툴(12)과, 커터 툴(12)을 구동하는 구동모터(13) 등을 가질 수 있다.
그리고, 지지프레임(15)의 일측에는 제어패널(16)이 설치될 수 있고, 이러한 제어패널(16)에는 상술한 컨트롤러(23)가 일체로 마련될 수 있다.
팁 드레서(10)와 용접팁 검사장치(20)의 검사블록(21)은 브라켓(30)에 의해 서로 평행하게 설치될 수 있다. 이와 같이, 팁 드레서(10)와 검사블록(21)이 브라켓(30)에 의해 서로 인접하게 배치됨에 따라, 팁 드레서(10)에 의해 드레싱된 용접팁(1)의 선단이 검사블록(21) 측으로 신속하게 이동할 수 있고, 이를 통해 드레싱된 용접팁(1)의 선단에 대한 검사정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
브라켓(30)은 팁 드레서(10)가 복수의 체결구 등에 의해 결합되는 제1결합부(31) 및 검사블록(21)이 복수의 체결구 등에 의해 결합되는 제2결합부(32)를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접팁 검사방법을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 용접팁 검사방법은, 드레싱단계(S1)와, 용접팁 이동단계(S2)와, 조사 및 반사단계(S3)와, 분석단계(S4)와, 불량 여부 판단단계(S5)로 이루어질 수 있다.
드레싱단계(S1)에서는 팁 드레서(10)의 커터 툴(12)에 의해 용접팁(1)의 선단을 드레싱할 수 있다.
용접팁 이동단계(S2)에서는 팁 드레서(10)에 의해 드레싱된 용접팁(1)을 용접기의 이동부(미도시)에 의해 검사블록(21)의 검사홀(24) 측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 용접팁(1)의 선단은 검사블록(21)의 안착면(21a)에 안착됨으로써 검사홀(24)에 면하게 된다.
조사 및 반사단계(S3)에서는 컬러센서(22)의 광원으로부터 용접팁(1)의 선단에 빛(백색광)을 조사한 후에 그 반사되는 반사광을 컬러센서(22)의 수광부가 수신할 수 있다.
분석단계(S4)에서는 컬러센서(22)의 수광부가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 컨트롤러(23)에 의해 분석한 후에 그 파장값의 비율에 의해 컬러를 구분할 수 있다.
불량여부 판단단계(S5)에서는 컨트롤러(23)에 의한 분석값을 일정한 판단값과 비교하여 용접팁(1)의 선단에 불량 여부를 판단할 수 있다. 이러한 판단단계를 통해, 용접팁(1)의 선단에 대한 드레싱 품질, 이물질의 고착 상태 등을 정밀하게 검사할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 컬러센서에 의해 용접팁의 선단에 의한 반사광을 컬러센서를 이용하여 RGB 컬러 파장으로 분석함으로써 용접팁의 선단에 대하 청정도를 정밀하게 검사할 수 있고, 이를 통해 용접팁 선단에 대한 드레싱 품질검사를 보다 정확하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 컬러센서에 의해 용접팁의 선단의 고유색상(황색)을 기준으로 스패터 등과 같은 이물질의 색상(회색~흑색)을 보다 정밀하게 검출할 수 있고, 이를 통해 용접팁 선단에 대한 이물질 부착 상태 들을 매우 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 팁 드레서 11: 바디
12: 커터 툴 13: 구동모터
20: 용접팁 검사장치 21: 검사블록
21a: 안착면 22: 컬러센서
23: 컨트롤러 24: 검사홀
30: 브라켓

Claims (14)

  1. 용접팁의 선단을 드레싱하는 팁 드레서에 인접하게 배치되고, 용접팁의 선단이 안착되며, 검사홀을 가진 검사블록;
    한 쌍의 커버부 및 상기 한 쌍의 커버부를 일체로 연결하는 연결부를 가지고, 상기 검사홀의 상단 개구 및 하단 개구를 개폐하도록 상기 검사블록의 외면에 슬라이딩가능하게 설치되는 커버;
    상기 검사블록 내에 설치되고, 상기 팁 드레서에 의해 드레싱된 상기 용접팁의 선단에 빛을 조사하여 용접팁의 선단에서 반사되는 반사광을 수광하는 컬러센서; 및
    상기 컬러센서가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 분석하는 컨트롤러;을 포함하고,
    상기 팁 드레서와 상기 검사블록은 브라켓에 의해 서로 평행하게 설치되며, 상기 브라켓은 상기 팁 드레서가 결합되는 제1결합부 및 상기 검사블록이 결합되는 제2결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사홀 내에 상기 컬러센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사블록은 상기 용접팁의 선단이 안착되는 안착면을 가지고, 상기 안착면은 상기 검사홀과 면하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버는 작동실린더에 의해 전후진함으로써 상기 검사홀을 개폐하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사블록은 상기 검사홀 내로 에어를 블로워하는 에어블로워를 가지는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 다른 용접팁 검사장치를 이용한 용접팁 검사방법으로,
    검사블록의 컬러센서에 의해 용접팁의 선단에 빛을 조사한 후에 그 반사되는 반사광을 수신하는 조사 및 반사단계;
    컬러센서가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 컨트롤러에 의해 분석하는 분석단계; 및
    상기 컨트롤러에 의한 분석값을 일정한 판단값과 비교하여 용접팁의 선단에 불량 여부를 판단하는 불량여부 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 조사 및 반사단계 이전에 팁 드레서에 의해 드레싱된 용접팁을 검사블록 측으로 이동하는 용접팁 이동단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 용접팁 이동단계는 팁 드레서에 의해 드레싱된 용접팁을 용접기에 의해 검사블록의 검사홀 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 조사 및 반사단계에서는 컬러센서의 광원으로부터 용접팁의 선단에 백색광을 조사한 후에 그 반사되는 반사광을 컬러센서의 수광부가 수신하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 분석단계는 컬러센서의 수광부가 수신한 반사광의 컬러별 파장을 컨트롤러가 분석한 후에 그 파장값의 비율에 의해 컬러를 구분하는 것을 특징으로 하는 용접팁 검사방법.
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