KR20000021540U - The nugget inspection device of spot weldi ng - Google Patents
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Abstract
본 고안은 스포트(Spot) 용접에서 너켓(Nugget)을 파괴하지 않고 오프라인으로 너켓의 용접 상태, 형상을 정확하고 용이하게 전수검사가 가능하도록 편리한 스포트 용접의 너켓 검사장치를 제공함을 목적으로 하는 것으로서,An object of the present invention is to provide a convenient spot welding apparatus for spot welding so as to enable full and accurate inspection of the welding state and shape of the nuggets offline without breaking the nugget in spot welding.
그 구성은 특히, 스포트 용접의 너켓(A)에 대해 직류자장의 변화를 준 경우에 발생하는 자기여효(磁氣余效) 현상을 이용하여 너켓(A)의 용접상태를 측정하는 것을 원리로 한 것으로 제일 먼저 스프트 용접의 너켓(A)에 대해 직류자장의 변화를 주어 구동코일(1)과 상술한 직류자장의 변화에 기초를 둔 너켓(A)부근의 자속밀도의 변화를 감지하는 자기코일(3)을 사용하는 것을 특징으로 하고, 두 번째로 상기 자기코일(3)을 너켓(A) 및 그 주변부위에 대해 배열 배치하는 것을 특징으로 하고 있다.In particular, the configuration is based on the principle that the weld state of the nut nut A is measured by using the magnetic field phenomena generated when a direct current magnetic field change is applied to the spot nut nut A. First of all, magnetic coil which senses the change of magnetic flux density near the nut (A) based on the change of the driving coil (1) and the above-described DC magnetic field by giving the change of the DC magnetic field to the nut (A) of the shaft welding. (3) is used, and secondly, the magnetic coil 3 is arranged to be arranged with respect to the nugget A and its peripheral portion.
Description
본 고안은 스포트(SPOT) 용접에 대한 너켓(용접부)의 용접상태를 비파괴 오프라인으로 검사하도록 한 스포트 용접의 너켓 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting a nugget of a spot welding, which allows the non-destructive offline inspection of the welding state of the nugget (welding part) for spot welding.
종래 스포트 용접 너켓의 검사방법으로는 드라이브 체크방법, 용접시의 주울열(전기가 도체내에 흐를때 생기는 열)로부터 너켓의 직경을 추정하는 방법, 고주파 전류를 흘린 코일의 인덕턴스(inductance)의 변화로부터 너켓의 용접상태를 추정하는 방법 등이 알려져 있다.Conventional inspection methods for spot welded knuckles include a drive check method, a method of estimating the diameter of a nugget from joule heat (heat generated when electricity flows in the conductor) during welding, and a change in inductance of a coil in which a high frequency current is applied. Known methods for estimating the weld state of a nut are known.
상기 드라이브 체크는 용접부위를 벗겨서 너켓의 직경을 측정하는 이른바 파괴 검사였기에 샘플시험과 제거시험이 필요하므로 전수검사가 불가능했다. 또, 줄열을 이용한 방법은 인라인으로 한정되어 있고 너켓의 내부 결합, 특히 용접직후에 발생하는 벗겨짐, 깨어짐 등을 검출할 수 없는 결점이 있다. 또, 인덕턴스의 변화로부터 추정하는 방법은 너켓과 센서의 위치관계가 극히 미묘하기 때문에 항상 동일하게 설정하지 않으면 정확한 값을 얻을 수가 없고 동일 시험 재료라 하더라도 센서를 기울거나 멀어지게 하면 값이 변화하고 너켓 형상의 불량을 판정할 수 없는 등의 결점이 있다.The drive check was a so-called fracture test that measures the diameter of the nut by peeling the welded portion, so a sample test and a removal test were necessary, so that a full test was not possible. In addition, the method using the joule heat is limited to inline, and there is a drawback in that it is impossible to detect peeling, cracking, etc. occurring inside the knuckle, especially immediately after welding. In addition, the method of estimating the change in inductance is extremely subtle because the positional relationship between the nut and the sensor is extremely subtle, so that the exact value cannot be obtained unless it is always set to the same value. There are drawbacks, such as the inability to determine shape defects.
본 고안은 상술한 종래 스포트 용접에서의 너켓 검사방법의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것이며, 스포트 용접의 너켓에 대하여 이것을 파괴하지 않고, 오프라인으로 너켓의 형상 및 용접상태를 정확하고 간편하게 전수검사가 가능하도록 편리한 스포트 용접의 너켓 검사장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problem of the conventional method of spot welding in spot welding, and it is possible to accurately and easily perform a full inspection of the shape and welding state of the nut without offline breaking the spot for the nut of spot welding. It is an object of the present invention to provide a spot welding nugget inspection device which is convenient to use.
도 1은 본 고안 전체의 구성도,1 is a configuration diagram of the present invention,
도 2는 본 고안 구동코일의 펄스(PULS) 구동파형,2 is a pulse driving waveform of the driving coil of the present invention;
도 3은 본 고안 스포트 용접의 너켓으로 얻을 수 있는 펄스(PULS) 파형,Figure 3 is a pulse (PULS) waveform obtained by the knuckle of the spot welding of the present invention,
도 4는 본 고안 스포트 용접이 너켓 부위외에서 얻을 수 있는 펄스(PULS)파형,Figure 4 is a pulse (PULS) waveform that the spot welds of the present invention can be obtained outside the knuckle region,
도 5는 본 고안 자기코일의 배열 배치를 예시한 평면도,5 is a plan view illustrating the arrangement of the inventive magnetic coil;
도 6은 본 고안 자기코일을 배열 배치한 경우의 구성도.6 is a configuration diagram when the magnetic coil of the present invention is arranged and arranged.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
A:스포트 용접의 너켓, 1:구동코일,A: Nuket of spot welding, 1: Driving coil,
2:구동코일 드라이버(Driver), 3:자기코일,2: driving coil driver, 3: magnetic coil,
4:컨트롤부, 5:센서회로부,4: control part, 5: sensor circuit part,
6:데이터처리부, 7:표시부,6: data processing unit, 7: display unit,
8:아날로그 스위치(SW).8: Analog switch (SW).
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 스포트 용접의 너켓에 대하여 직류자장의 변화를 준 경우에 발생하는 자기여효 현상을 이용하여 너켓의 용접상태를 측정하는 것을 원리로 하는 것으로, 먼저 스포트 용접의 너켓에 대하여 직류자장의 변화를 주어 구동코일과 상술한 직류자장의 변화에 근거한 너켓부근의 자속밀도 변화를 감지하는 지기코일을 사용하는 것을 특징으로 하는 것이고, 둘째로 상기 자기코일을 너켓 및 그 주변부위에 대하여 일정한 배열로 배치하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is based on the principle of measuring the welding state of a nugget by using the magnetic field effect generated when the DC magnetic field is changed with respect to the spot welded nugget. It is characterized in that for using the magnetic coil to detect the change in the magnetic flux density of the vicinity of the knuckle based on the change of the drive coil and the above-described DC magnetic field by using a change in the DC magnetic field for the second, It characterized in that arranged in a constant array with respect to.
상기의 수단에 의해 구동코일을 구동시켜 스포트 용접의 너켓에 대하여 직류자장의 변화를 주면 해당 물질이 갖는 고유의 성질에 의하여 자기여효가 발생되고, 너켓에는 스포트 용접후에 급랭한 마르텐사이트가 생성되기 때문에 너켓과 너켓 부근에는 자기여효가 발생한다.When the drive coil is driven by the above means to change the DC magnetic field with respect to the spot welding nugget, the magnetic quenching occurs due to the inherent properties of the material. Magnetic quench occurs near the knuckle and the knuckle.
따라서, 너켓부근의 자기여효의 현상인 충분한 자속밀도의 변화를 자기코일 으로 감지해 그 신호를 데이터처리해서 너켓의 용접상태를 측정할 수 있다.Therefore, a sufficient change in magnetic flux density, which is a phenomenon of magnetic quenching near the knuckle, can be detected by the magnetic coil, and the signal can be processed to measure the weld state of the knuckle.
또한, 자기코일을 너켓 및 그 주변부위에 대해 일정한 배열로 배치한 경우 너켓 혹은 그 주변부위의 넓은 면적에 대하여 자기여효의 정보를 얻을 수 있고, 너켓의 용접상태 및 형상을 한층 명확하게 측정할 수 있다.In addition, when the magnetic coils are arranged in a uniform arrangement with respect to the nuggets and their peripheral parts, information on the magnetic field can be obtained for the large area of the nuggets or their peripheral parts, and the weld state and shape of the nuggets can be measured more clearly. have.
이하, 본 고안을 도시한 실시 예에 기초로 설명을 하면 도 1은 본 고안장치의 구성도이다. 1은 피측정물의 스포트 용접 너켓(A)에 대해 수직 직류자장을 주는 구동코일이고, 그 구동코일(1)에 전류를 통하게 하는 구동코일 드라이브(2)는 도 2에 예시하는 것과 같이 직각의 펄스구동을 하지 않고, 이것에 의해 구동코일(1)은 너켓 (A)에 대해 직류자장의 변화를 준다.Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in Figure 1 is a block diagram of the device of the present invention. 1 is a drive coil which gives a vertical direct-current magnetic field to the spot welded nugget A of the object to be measured, and the drive coil drive 2 which causes a current to pass through the drive coil 1 is pulsed at a right angle as illustrated in FIG. 2. Without driving, the drive coil 1 thereby changes the direct current magnetic field with respect to the nut.
3은 구동코일(1)에 의해 직류자장의 변화에 따라 너켓(A)부근의 자속밀도의 변화를 감지하는 자기코일이고, 그 자기코일(3)은 적의(適宜)적인 홀 소자 기반에 납땜을 하여 고정되고 지지된다. +측 출력 패턴과 -측 출력 패턴을 가능한 한정된 동일 위치에 배치하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 급격한 직류자장의 변화에 의한 배선 패턴상에서의 영향을 상쇄시킬 수 있다.3 is a magnetic coil which detects a change in the magnetic flux density near the nugget A by the change of the DC magnetic field by the driving coil 1, and the magnetic coil 3 is soldered on the basis of an appropriate hole element. To be fixed and supported. It is preferable to set the + side output pattern and the − side output pattern to be arranged in the same limited position as possible. This can cancel the influence on the wiring pattern due to the rapid change in the DC magnetic field.
4는 자기코일(3)에서의 감지신호를 근거로 한 너켓(A)의 물성을 측정, 해석하는 컨트롤부이고 자기코일(3)으로부터의 감지신호를 증폭하는 센서회로부(5), 센서회로부(5)로 증폭된 신호를 A/D변환 데이터 처리하는 데이터처리장치(6), 처리데이터의 표시, 설정을 수행하는 표시부(7)로 구성되어 있다.4 is a control unit for measuring and interpreting the physical properties of the nugget A based on the detection signal from the magnetic coil 3, and a sensor circuit unit 5 and a sensor circuit unit (amplifying the detection signal from the magnetic coil 3). A data processing device 6 for processing A / D converted data of the signal amplified by 5) and a display unit 7 for displaying and setting processing data.
상기한 구성에 대하여 자기코일(3)을 피측정부인 스포트 용접의 너켓(A)위치에 상대시켜 구동코일(1)에 구동코일 드라이브(2)에 의해 도 2에 나타난 것과 같이 펄스 구동파형을 준다. 그 펄스 구동파형은 직류자장의 강도에 비례한다.(실제로는 구동코일(1)의 인덕턴스성분보다 떨어짐이 나타난다.)With respect to the above configuration, the magnetic coil 3 is applied to the position of the nugget A of the spot welding, which is the portion to be measured, to give the driving coil 1 a pulse driving waveform as shown in FIG. 2 by the driving coil drive 2. . The pulse drive waveform is proportional to the intensity of the DC magnetic field (actually, it appears to be inferior to the inductance component of the drive coil 1).
이렇게 해서 구동코일(1)이 스포트 용접의 너켓(A)에 대해 직류자장의 변화를 주면 물질 그 자체의 고유한 성질에 의하여 자기여효가 발생되고 너켓(A)로는 스포트 용접후 급속냉각해 마르텐사이트가 생성되기 때문에 그 이외의 너켓 부위는 자기여효과 틀리게 발생해In this way, when the drive coil 1 changes the DC magnetic field with respect to the nuke (A) of the spot welding, magnetic quenching is generated by the inherent property of the material itself, and then rapidly cooled after spot welding with the nut (A) and martensite Is generated, the non-nut area is wrong
너켓 A의 완화시정수 〉 너켓 이외의 부위 완화시정수Relief Time Constant of Knuckle A
로 되어 너켓(A)는 도 3에 예시된 바와 같이 파형 X, 너켓 이외의 부위는 도 4에 예시한 것처럼 파형 Y를 얻는다.As shown in FIG. 3, the nugget A obtains the waveform X, and the portions other than the nugget obtain the waveform Y as illustrated in FIG.
구동코일(1)을 펄스 구동시키는 것에 의해 자기여효 현상의 발생을 현저하게 함과 동시에 직각으로 구동시키는 것으로 피측정물인 스포트 용접의 너켓(A)부분의 자기화를 방지하는 것이 가능하다.By pulse driving the drive coil 1, it is possible to prevent the magnetization of the nugget A portion of the spot welding, which is the object to be measured, by making the generation of the magnetic field effect remarkable and driving it at a right angle.
이 자기여효의 현상을 너켓(A)에 군림한 자기코일(3)으로 감지해서 컨트롤부 (4)에 대하여 데이터처리를 수행하고, 너켓(A)의 용접상태를 측정할 수 있게 된다.This phenomenon of magnetic drift can be sensed by the magnetic coil 3 reigning on the nut nut A, data processing is performed on the control unit 4, and the welding state of the nut nut A can be measured.
도 5는 다수의 자기코일(3)을 마치 바둑판 상태로 일정한 배열로 배치한 경우를 예시한 것이고, 이렇게 구성한 경우 너켓(A)와 그 주변부의 넓은 면적의 자기여효 정보를 얻어 너켓(A)의 용접상태 및 그 형상을 한층 상세하고 명확하게 측정할 수 있게 되어 효과적이다.FIG. 5 illustrates a case in which a plurality of magnetic coils 3 are arranged in a uniform arrangement in a checkered state, and in this case, the magnetic quenching information of a large area of the nuggets A and its periphery is obtained. The welding state and its shape can be measured in more detail and clearly, which is effective.
도 5에 예시한 것과 같이 16개의 자기코일(3)을 너켓(A) 및 그 주변부의 소정의 면적 내에 군림하여 일정한 배열로 배치를 한 경우 구동코일(1)을 펄스 구동시키면 각각의 자기코일(3)에는 피측정물이 상대하고 있는 부분의 성질에 따라서 자속밀도의 변화가 나타난다.As illustrated in FIG. 5, when 16 magnetic coils 3 are arranged in a predetermined arrangement by reigning within a predetermined area of the nuggets A and its periphery, when the driving coil 1 is pulsed, each magnetic coil ( In 3), the magnetic flux density changes according to the property of the part to be measured.
상기한 배열로 배치한 자기코일(3)으로부터의 신호 처리를 간단하게 나타내기 위하여 도 6에 예시한 것처럼 4개의 자기코일(3)을 1그룹(GROUP)으로 하면, 각 자기코일 3의 +측 출력 4개, -측 출력 4개를 각각 아날로그 스위치(SW)(8)로 고속으로 전환하고, +측 출력 1개, -측 출력 1개로 차동 증폭하면 4개의 자기코일(3)의 신호가 중첩된 상태의 신호 4개가 된다. 그것들을 A/D변환후 분리, 해석을 수행하고, 16개의 자기코일(3)에 상대한 너켓(A) 및 그 주변의 소정면적내의 각 부분의 물성으로부터 너켓(A)의 형상 및 용접상태를 측정하여 표시를 하는 것이 가능하다.In order to simplify the signal processing from the magnetic coils 3 arranged in the above arrangement, as shown in FIG. 6, when four magnetic coils 3 are grouped as one group, the + side of each magnetic coil 3 When four outputs and four negative-side outputs are respectively switched at high speed by an analog switch (8), and differentially amplified by one positive-side output and one negative-side output, the signals of the four magnetic coils 3 overlap. 4 signals are in the closed state. After the A / D conversion, they are separated and analyzed, and the shape and welding state of the nucket A are determined from the properties of each part within a predetermined area of the nugget A and its surroundings against the 16 magnetic coils 3. It is possible to measure and display.
본 고안은 이상 설명한 바와 같고, 스포트 용접의 너켓(A)에 대해 직류자장의 변화를 준 경우 발생하는 자기여효의 현상을 이용해서 너켓(A)의 용접상태, 형상을 측정하는 것이기 때문에 비파괴이고, 샘플 등의 여분 시험재료가 필요하지 않고, 전수검사가 가능함과 동시에 오프라인이고, 용접직후의 내부 결함을 검출할 수 있다. 또한 측정할때마다 오차가 발생할 우려가 없고 너켓의 용접상태 그 형상을 용이하고 정확하게 측정할 수 있어 지극히 편리한 등의 실용적 가치를 가지고 있다.The present invention is as described above, and is non-destructive because it measures the weld state and the shape of the nugget A by using the phenomenon of magnetic field that occurs when the DC magnetic field is applied to the nugget A of the spot welding. There is no need for extra test materials such as samples, it is possible to perform a full inspection and offline, and to detect internal defects immediately after welding. In addition, there is no risk of errors occurring every time of measurement, and the shape of the welding state of the knuckle can be measured easily and accurately.
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