KR20040092263A - Apparatus for inspecting defect of weldment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모재에 작업편이 용접됨 용접물의 불량을 검사하는 장치에 관한 것이다. 특히, 이러한 장치는 스터드 볼트를 모재에 용접한 후 모재에 스터드 볼트(stud bolt)가 누락되지 않고 적절한 강도로 용접되었는가를 검사하는 데 유용하다.The present invention relates to a device for inspecting a defect of a welded workpiece on a base metal. In particular, such a device is useful for welding a stud bolt to a base material and then checking whether the stud bolt is welded to a suitable strength without missing the stud bolt.
통상의 스터드 볼트 용접은 용접건과 모재 사이에 아크를 발생시켜 스터드 볼트를 용접한다. 이때 부재의 용접 환경이나 용접건과 부재 사이의 거리 등에 의하여 볼트의 용접 불량이 발생할 수 있다. 또한, 수작업으로 용접시 볼트 용접 작업 부위가 많으면 볼트 용접을 누락할 경우도 발생한다. Conventional stud bolt welding generates an arc between the welding gun and the substrate to weld the stud bolt. At this time, the welding failure of the bolt may occur due to the welding environment of the member or the distance between the welding gun and the member. In addition, if there are many bolt welding work sites during manual welding, bolt welding may be missed.
도 1은 종래의 방열판에 취부되는 스터드 볼트의 누락 방지 장치에 대한 개략도이다. 스터드 볼트(102)가 모재인 방열판에 용접되어, 근접 센서(103)가 상단에 설치된 유닛(104)을 통하여 상기 스터드 볼트(102)의 누락 여부를 판단한다. 상기 근접 센서(103)는 패널(101)이 하강할 때 스터드 볼트(102)의 끝단부와의 접촉 여부에 의해 스터드 볼트(102)의 누락 여부를 판단한다. 1 is a schematic diagram of a device for preventing a missing stud bolt attached to a conventional heat sink. The stud bolt 102 is welded to the heat sink, which is the base material, and the proximity sensor 103 determines whether the stud bolt 102 is missing through the unit 104 installed at the upper end. The proximity sensor 103 determines whether the stud bolt 102 is missing by contacting the end of the stud bolt 102 when the panel 101 descends.
도 2는 종래의 자동차의 방열판 취부용 스터드 볼트 누락 방지 장치의 다른 예를 도시한다. 도 2에 도시된 스터드 볼트 누락 방지 장치에는 리밋 스위치(106)가 유닛(104)의 상부에 설치되어 있다. 상기 리밋 스위치(106)에는 힌지축(107)에 의하여 작동막대(109)가 선회 가능하게 설치되고, 작동막대(109)를 상향 편의시키는 코일스프링(108)이 마련되어 있다. 상기 작동막대(109)의 선단에는 철판 재질로서 소정 직경의 원판 형태를 갖는 누름판(110)이 고정 설치되어 있다. 패널(101)이 하강하면서 그에 용접된 스터드 볼트(102)가 누름판(110)을 누르게 되면 리밋스위치(106)에 의하여 상기 스터드 볼트(102)의 누락 여부가 유닛(104)을 통하여 감지된다. 2 shows another example of a device for preventing a missing stud bolt for installing a heat sink of a conventional vehicle. The limit switch 106 is installed in the upper part of the unit 104 in the stud bolt omission prevention apparatus shown in FIG. The limit switch 106 is provided with a pivoting rod 109 rotatably provided by a hinge shaft 107 and a coil spring 108 for biasing the actuating rod 109 upward. At the tip of the working bar 109, a pressing plate 110 having a disc shape having a predetermined diameter as a steel plate material is fixedly installed. When the panel 101 descends and the stud bolt 102 welded to the pressing plate 110 is pressed, the limit switch 106 detects whether the stud bolt 102 is missing through the unit 104.
도 1에 도시된 종래의 스터드 볼트 누락 방지 장치에서 근접 센서(103)는 스터드 볼트(102)의 끝단부와 계속적인 반복 접촉 또는 오접촉으로 인한 근접 센서(103)의 파손으로 스터드 볼트(102)의 용접 여부를 정확히 인식하지 못하게 되고, 이 때 스터드 볼트(102)의 파손도 발생될 수 있다.In the conventional stud bolt omission prevention device shown in FIG. 1, the proximity sensor 103 is damaged due to the breakage of the proximity sensor 103 due to continuous repeated contact or miscontact with the end of the stud bolt 102. It is not possible to accurately recognize whether the welding of, at this time, the stud bolt 102 may also be broken.
또한, 도 2에 도시된 종래의 장치에서도 반복되는 접촉 검출로 인하여 누락 방지 장비의 마모 및 지지 스프링의 탄성력 저하가 발생하여 스터드 볼트의 누락을 정확히 검출할 수 없게 된다. In addition, even in the conventional apparatus shown in FIG. 2, repeated contact detection may cause wear of the anti-missing equipment and decrease of the elastic force of the support spring, so that the omission of the stud bolt may not be accurately detected.
상기 종래 장치들은 볼트와 누락 방지 장비의 단순 접촉에 의하여 볼트의 누락을 검사하기 때문에 취부 용접의 강도에 무관하게 누락 검출이 감지된다. 따라서, 불완전하게 용접된 스터드는 누락 검사 완료 후 취부 강도의 저하로 인하여 스터드 볼트가 떨어지게 되는 문제가 발생할 수도 있다. 이러한 문제로 인해, 스터드 볼트의 용접 후에, 스터드 볼트의 누락뿐만 아니라 스터드 볼트의 용접 강도 검사의 필요성도 함께 요구된다.Since the conventional devices check for missing bolts by simple contact of the bolts with the missing preventive equipment, the missing detection is detected regardless of the strength of the mounting weld. Therefore, the incompletely welded studs may cause a problem that the stud bolts fall due to a drop in the mounting strength after completion of the missing inspection. Due to this problem, after welding of the stud bolt, not only the missing stud bolt but also the necessity of checking the weld strength of the stud bolt is required.
본 발명의 목적은 이러한 종래 장치들의 문제점을 해결하는 용접물의 불량 검사 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a defect inspection apparatus of a weld which solves the problems of these conventional apparatuses.
본 발명은 종래의 접촉식 센서를 사용하는 대신, 비접촉식 광센서를 사용하여모재에 용접된 볼트와 같은 작업편의 누락을 감지한다. 또한, 공압 실린더에 의한 순간적인 충격을 용접된 작업편에 인가하여 작업편이 모재로부터 떨어지는가를 판단하여 작업편과 모재 사이의 용접 강도를 검사한다.Instead of using conventional contact sensors, the present invention uses non-contact optical sensors to detect missing workpieces, such as bolts welded to the substrate. In addition, by applying an instantaneous impact by the pneumatic cylinder to the welded workpiece to determine whether the workpiece falls from the base material to test the weld strength between the workpiece and the base material.
도 1은 종래의 볼트 누락 방지 장치의 일례를 도시한 도면.1 is a view showing an example of a conventional bolt missing prevention device.
도 2는 종래의 볼트 누락 방지 장치의 다른 예를 도시한 도면.2 is a view showing another example of a conventional bolt missing prevention device.
도 3은 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치로서, 용접된 볼트의 누락을 검사하는 장치의 구성도.3 is a configuration of a device for inspecting a defect of welded bolts according to the present invention, the inspection of missing welded bolts.
도 4는 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치의 구성도로서, 용접된 볼트의 누락을 검사하는 공정을 도시한 도면.Figure 4 is a block diagram of a defect inspection apparatus of the weld according to the present invention, showing a step of inspecting the missing of the welded bolt.
도 5는 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치의 구성도로서, 용접된 볼트의 용접 강도를 검사하는 공정을 도시한 도면.5 is a configuration diagram of a defect inspection apparatus for weldments according to the present invention, showing a process of inspecting the weld strength of the welded bolt.
도 6은 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치의 제어 방법을 도시한 도표.6 is a diagram illustrating a control method of a defect inspection apparatus for weldments according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치의 제어 흐름도.7 is a control flowchart of a defect inspection apparatus for weldments according to the present invention;
도 8은 용접된 볼트의 누락을 검사하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치의 구성도.8 is a block diagram of an apparatus according to another embodiment of the present invention for inspecting for missing welded bolts.
도 9는 용접된 볼트의 용접 강도를 검사하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치의 구성도.9 is a schematic diagram of an apparatus according to another embodiment of the present invention for inspecting the weld strength of a welded bolt.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101: 모재101: base material
102: 스터드 볼트102: stud bolt
103: 근접 센서 (접촉 센서)103: proximity sensor (contact sensor)
104: 종래의 볼트 누락 방지 장치의 유닛104: unit of conventional bolt missing prevention device
105: 지지대105: support
106: 리밋 스위치106: limit switch
107: 힌지축107: hinge axis
108: 코일 스프링108: coil spring
109: 작동막대109: working bar
110: 누름판110: pressure plate
201: 본체201: main body
202: 발광부202: light emitting unit
203: 수광부203: light receiver
204: 수용 공동204: accommodation cavity
205: 공압 실린더205: pneumatic cylinder
206: 충격 인가부206: impact applying unit
207: 제어기207: controller
302: 거리 측정 광센서302: distance measuring light sensor
전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위한 용접물의 불량 검사 장치는 상기 용접물의 작업편을 수용하는 수용 공동을 갖는 본체와, 상기 수용 공동 내에 설치되고, 수용될 작업편이 위치하게 되는 공간에 광을 발광하는 발광부와, 상기 발광부에 대향 위치하여 작업편이 수용되지 않은 상태에서 상기 발광부에서 발광된 광을 수신하는 수광부와, 상기 발광부로부터의 광신호를 상기 수광부가 수신하는가를 판단하는 제어기를 포함한다. 이 때, 상기 광은 적외선 광일 수 있다. 또한, 수광부와 발광부는 거리 측정 광센서로 대신할 수 있다. 용접 강도를 검사하기 위하여, 상기 수용 공동 내에 수용된 작업편에 충격을 가하는 충격 인가부를 더 포함할 수 있다. 상기 충격 인가부는 모재에 수직인 방향 또는 모재에 평행한 방향으로 작업편에 충격을 가할 수 있다. 상기 충격 인가부는 용접된 작업편을 직접 타격하는 타격기와 이를 전후진시키는 작동기를 포함할 수 있으며, 작동기는 바람직하게 공압에 의해 작동할 수 있다.The defect inspection apparatus of the weldment for achieving the object of the present invention described above emits light in a space having a main body having an accommodating cavity for accommodating the workpiece of the weldment, and installed in the accommodating cavity, and the workpiece to be accommodated is located. A light emitting unit configured to face the light emitting unit, a light receiving unit receiving light emitted from the light emitting unit when the workpiece is not accommodated, and a controller determining whether the light receiving unit receives the light signal from the light emitting unit; Include. In this case, the light may be infrared light. In addition, the light receiving unit and the light emitting unit may be replaced by a distance measuring optical sensor. In order to check the weld strength, the impact applying unit for impacting the workpiece accommodated in the receiving cavity may be further included. The impact applying unit may apply an impact to the workpiece in a direction perpendicular to the base material or in a direction parallel to the base material. The impact applicator may comprise a striking force directly hitting the welded workpiece and an actuator for advancing and retreating it, which may preferably be operated by pneumatic pressure.
제1 실시예First embodiment
도 3은 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치로서, 특히 모재(101)에 용접된 스터드 볼트(102)와 같은 작업편의 누락을 검사하는 장치를 도시한다. 본 발명에 따른 용접물의 불량 검사 장치는 본체(201)와, 발광부(202)와, 수광부(203)와,제어기(207)를 포함한다. 본체(201)는 모재(101)에 용접된 스터드 볼트(102)를 수용하는 수용 공동(204)을 갖고, 수용 공동(204) 내에는 발광부(202)와 그에 대향 위치된 수광부(203)로 구성된 광센서가 장착되어 있다. 발광부(202)는 수용 공동(204) 내에 수용될 스터드 볼트(102)가 위치하게 되는 공간에 광을 발광하고 이를 수광부(203)가 수광한다. 상기 광은 바람직하게는 적외선 광일 수 있다.3 shows a defect inspection apparatus of a weld according to the present invention, in particular an apparatus for inspecting a missing piece of workpiece, such as a stud bolt 102 welded to a base material 101. The defect inspection apparatus of the welded body which concerns on this invention includes the main body 201, the light emitting part 202, the light receiving part 203, and the controller 207. The main body 201 has a receiving cavity 204 for receiving the stud bolts 102 welded to the base material 101, and within the receiving cavity 204 is a light emitting part 202 and a light receiving part 203 positioned opposite thereto. It is equipped with a configured light sensor. The light emitter 202 emits light in a space where the stud bolt 102 to be accommodated in the accommodation cavity 204 is located, and the light receiver 203 receives the light. The light may preferably be infrared light.
다음은, 도 6 과 도 7의 A 영역을 참조하여, 스터드 볼트(102)의 누락을 검사하는 공정을 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(102)의 용접이 완료되면 스터드 볼트(102)의 누락을 검사하기 위해 작업자나 자동화 시스템이 모재(101)를 본 발명의 장치로 이송시켜 스터드 볼트(102)가 상기 수용 공동(204) 내에 수납되도록 한다. 모재(101)에 부착된 스터드 볼트(102)가 본 장치의 수용 공동(204) 내에 수납되기 전에, 발광부(202)에서 발광된 광은 수광부(203)에서 수광하여 온(ON) 상태를 유지한다. 스터드 볼트(102)가 상기 수용 공동(204) 내에 수납되도록 모재(101)가 본 장치에 위치되면 스터드 볼트(102)의 누락 검사를 수행한다. 만일 발광부(202)에서 발광된 광이 차단되는 오프(OFF) 상태가 되면(T_ds), 제어기(207)는 스터드 볼트(102)가 모재에 정확히 용접되어 발광부(202)와 수광부(203) 사이에 개재된 것으로 판단하여 스터드 볼트가 누락되지 않은 것으로 인식하게 된다. 만약, 모재(101)가 상기와 같이 본 장치에 위치되었는데도 광을 수광부(203)가 계속 수광하는 온(ON) 상태를 유지한다면 스터드 볼트(102)는 누락된 것으로 인식하게 된다. 이때, 제어기는 작업자에게 누락 부위를 알려준다.Next, with reference to the area A of Figs. 6 and 7, the process of inspecting for omission of the stud bolt 102 will be described. As shown in FIG. 3, when welding of the stud bolt 102 is completed, an operator or an automated system transfers the base material 101 to the apparatus of the present invention to check for a missing stud bolt 102. ) Is received in the receiving cavity 204. Before the stud bolts 102 attached to the base material 101 are accommodated in the receiving cavity 204 of the apparatus, the light emitted from the light emitting portion 202 is received by the light receiving portion 203 and kept on. do. When the base material 101 is positioned in the apparatus such that the stud bolts 102 are received in the receiving cavity 204, the missing inspection of the stud bolts 102 is performed. If the light emitted from the light emitting unit 202 is turned off (T_ds), the controller 207 is the stud bolt 102 is correctly welded to the base material so that the light emitting unit 202 and the light receiving unit 203 It is determined that the intervening between the stud bolt is not missing. If the base material 101 is positioned in the apparatus as described above, the stud bolt 102 is recognized as missing if the light is kept in the ON state where the light receiving unit 203 continues to receive the light. At this time, the controller informs the operator of the missing part.
제2 실시예Second embodiment
한편, 스터드 볼트의 누락뿐만 아니라 스터드 볼트의 용접 강도를 함께 검사하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 장치는, 도3에 도시된 스터드 볼트의 누락을 검사하는 상기 장치(도 4 및 도 5에서는 본체(201)의 바닥부)에 충격 인가부가 더 마련된다. 충격 인가부는 충격력을 발생시키는 공압 실린더(205)와 스터드 볼트(102)에 충격을 가하게 되는 타격기(206)를 포함한다. On the other hand, an apparatus according to a second embodiment of the present invention for checking not only the missing stud bolt but also the weld strength of the stud bolt is shown in FIGS. 4 and 5. 4 and 5, the impact applying unit is further provided on the device (bottom of the main body 201 in Figs. 4 and 5) for inspecting the missing stud bolts shown in Fig. 3. The impact applying unit includes a pneumatic cylinder 205 for generating an impact force and a striking machine 206 for impacting the stud bolts 102.
도 6 과 도 7의 A 영역은 앞서 설명한 바와 같이, 스터드 볼트(102)의 누락을 검사하는 공정이며, B 영역은 스터드 볼트(102)의 용접 강도를 검사하는 공정을 도시한다. 스터드 볼트의 누락 검사 중에 공압 실린더(205)는 타격기(206)를 후진 상태로 유지시킨다. 제 1실시예에서와 같이 스터드 볼트의 누락이 없는 것으로 검사가 종료되면, 스터드 볼트의 용접 강도를 검사하기 위하여 공압 실린더(205)는 타격기(206)를 전진시켜(T_ps), 스터드 볼트에 순간적인 충격력을 인가한 후 타격기(206)를 후진시킨다(T_pe). 이때, 광센서는 계속 광을 검출하여 스터드 볼트의 이상 여부를 관측한다. 즉, 스터드 볼트(102)에 충격력을 인가한 후 용접이 정상적으로 행해졌다면 계속 광이 차단되어 있는 오프 상태를 유지한다(T_pe ~ T_de). 만약 순간적인 충격력 인가 후 스터드 볼트(102)가 모재(101)에서 분리되거나 휘어진다면, 광센서의 수광부(203)는 발광부(202)에서 발광하는 광을 수광하는 온 상태가 되어 용접 강도에 이상이 있음을 인식하여 작업자에게 경고를 보낸다.As described above, region A of FIGS. 6 and 7 is a process for inspecting the omission of the stud bolt 102, and region B illustrates a process for inspecting the weld strength of the stud bolt 102. The pneumatic cylinder 205 keeps the striking machine 206 in the reversed state during the missing stud bolt inspection. When the inspection is finished as there is no missing stud bolt as in the first embodiment, the pneumatic cylinder 205 advances the blower 206 (T_ps) to check the weld strength of the stud bolt (T_ps). After applying the impact force, the impactor 206 is reversed (T_pe). At this time, the optical sensor continues to detect the light to observe whether the stud bolt is abnormal. That is, if the welding is performed normally after applying the impact force to the stud bolt 102, the light is kept off state (T_pe ~ T_de). If the stud bolt 102 is separated or bent from the base material 101 after the instantaneous impact force is applied, the light receiving portion 203 of the optical sensor is turned on to receive the light emitted from the light emitting portion 202, which is abnormal in welding strength. Recognize that there is a warning.
상기 검사 후, 용접물을 본 발명의 장치에서 제거할 때, 취부 용접이 정상적이라면 용접물이 제거되면서 스터드 볼트도 수용 공동(204) 내에서 함께 제거되므로 수광부(203)는 광을 수광하는 온 상태가 된다(T_de). 만약, 용접물의 제거 후에도 수광부(203)가 광을 계속 수광하지 못하는 오프 상태를 유지한다면, 이는 모재(101)로부터 스터드 볼트(102)가 분리된 것을 의미하게 되어 작업자에게 경고를 보내 볼트의 누락 및 용접 강도 불량을 알려준다.After the inspection, when the weldment is removed from the apparatus of the present invention, if the mounting weld is normal, the stud bolt is also removed together in the receiving cavity 204 as the weldment is removed, so that the light receiving portion 203 is turned on to receive light. (T_de). If the light receiving portion 203 remains in an off state where the light cannot continue to receive light even after the removal of the welded material, this means that the stud bolts 102 are separated from the base material 101 and warns the worker that the bolts are missing and Indicates a poor weld strength.
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서, 발광부(202) 및 수광부(203)로 구성된 광센서 대신 거리 측정 광센서(302)를 사용하여 수용 공동(204) 내에 스터드 볼트(102)의 존재 유무를 판별할 수 있다.8 illustrates the presence or absence of the stud bolt 102 in the receiving cavity 204 using the distance measuring optical sensor 302 instead of the optical sensor composed of the light emitting portion 202 and the light receiving portion 203 as another embodiment of the present invention. Can be determined.
또한, 전술된 공압 실린더(205) 및 타격기(206)는 본체(201)의 하단부에 설치되어 스터드 볼트(102)를 그의 종방향으로 타격하고 있으나, 도 9에 도시된 바와 같이 본체(201)의 측부에 설치되어 스터드 볼트(102)를 그의 횡방향으로 타격할 수도 있다.In addition, the above-described pneumatic cylinder 205 and the striking machine 206 are installed at the lower end of the main body 201 to strike the stud bolt 102 in its longitudinal direction, as shown in FIG. It may be provided on the side to strike the stud bolt 102 in its transverse direction.
전술된 구성에 의한 본 발명의 용접물 불량 검사 장치는 기계적 접촉이 전혀 없으므로 기계적 접촉 방식에 기인한 기계적 마모와 마찰에 의한 충격을 제거하여 용접된 상태를 유지시키면서 스터드 볼트의 누락을 검사할 수 있다. The weldment defect inspection apparatus of the present invention according to the above-described configuration has no mechanical contact at all can eliminate the stud bolt while maintaining the welded state by removing the mechanical wear and frictional impact caused by the mechanical contact method.
또한, 이러한 누락 검사와 함께 모재와 스터드 볼트의 용접 강도 검사를 자동화할 수 있으며, 이때 소정의 충격력을 항상 일정하게 인가하여 표준화된 검사를 설정할 수 있다.In addition, it is possible to automate the welding strength inspection of the base material and the stud bolts with such a missing inspection, it is possible to set a standardized inspection by constantly applying a predetermined impact force at all times.
따라서, 이러한 용접물의 누락 검사 및 용접 강도 검사를 통하여 안정적인 제품을 생산하게 되어, 기존의 방식 대비 검사 효율성이 증대되고, 제품의 신뢰성이 확보된다.Therefore, a stable product is produced through the missing inspection and the welding strength inspection of the weldment, thereby increasing the inspection efficiency compared to the conventional method, and ensuring the reliability of the product.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020030026510A KR20040092263A (en) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | Apparatus for inspecting defect of weldment |
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| KR1020030026510A KR20040092263A (en) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | Apparatus for inspecting defect of weldment |
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| KR (1) | KR20040092263A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160069188A (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus for Inspection of Welding State of Clad to Battery Cell |
| KR20220089829A (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-29 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Welding defect inspection device of friction welding part of automobile engine valve |
| KR20220116841A (en) * | 2021-02-16 | 2022-08-23 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Infrared inspection device for friction welding of vehicle engine valve |
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2003
- 2003-04-25 KR KR1020030026510A patent/KR20040092263A/en active IP Right Grant
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