KR20080053609A - 스폿용접 파괴검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스폿용접의 품질 확보를 위한 용접파괴검사시 사용하는 스폿용접 파괴검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 일정한 힘으로 타격을 가할 수 있는 실린더 수단 등을 포함하는 반자동화 개념의 새로운 파괴검사장치를 구현함으로써, 용접파괴검사와 관련한 시간과 노력을 줄일 수 있을 뿐 아니라 용접파괴검사를 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 스폿용접 파괴검사장치를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 스폿용접 파괴검사장치는 손잡이를 가지는 메인 프레임 어셈블리와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 설치되어 전후진 동작과 접힘 및 펴짐 동작을 수행하면서 작업물의 용접부위를 떨어뜨려주는 끌부재와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 수평 설치되며 끌부재의 전후진 동작을 위한 삽입용 실린더와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 수직 설치되며 끌부재의 접힘 및 펴짐 동작을 위한 벌림용 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
자동차 차체 바디, 스폿용접, 용접파괴검사, 타격장치

Description

스폿용접 파괴검사장치{Destructive device for spotwelding test}
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치를 나타내는 평면도
도 3a,3b,3c,3d는 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치의 사용상태를 나타내는 정면도
도 4는 종래의 스폿용접 파괴검사방법을 보여주는 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 손잡이 11 : 메인 프레임 어셈블리
12 : 끌부재 13 : 삽입용 실린더
14 : 벌림용 실린더 15 : 클램프
16 : 클램핑 실린더 17 : 쐐기부
18 : 힌지부 19a,19b,19c : 버튼
20 : 슬라이더 21a,21b : 브라켓
22 : 홈부
본 발명은 스폿용접의 품질 확보를 위한 스폿용접 파괴검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자가 간편하게 취급할 수 있는 새로운 형태의 파괴검사장치를 구현함으로써, 파괴검사시 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있는 등 검사작업을 보다 효율적이고 정확하게 수행할 수 있는 스폿용접 파괴검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 스폿용접은 가격이 저렴하고 대량 생산적이며 접합강도상의 효율이 높을 뿐 아니라 중량 경감, 자재 절약, 구조의 단순화 등의 성능상의 장점이 있으며, 기계에 따라 용접조건이 자동적으로 정해져 작업자의 숙련이나 기능에 의존할 필요가 없다는 장점이 있어 금속가공분야에서는 통상 스폿용접이 사용되고 있다.
이와 같은 스폿용접은 점상(點狀)으로 이루어지므로 점용접이라고도 하며, 판재에 직접 구멍을 뚫고 접합시키는 리벳접합과 달리 구멍을 뚫지 않고 접합할 수 있다.
여기서, 스폿용접부위의 결함은 용접의 신뢰성을 저하시키며, 특히 반복하중이나 충격하중이 작용하는 경우에는 주의를 요한다.
특히, 충격에 의한 하중의 것에서는 안전도가 중요하므로 결함이 없어야 한다.
보통 자동차 차체 바디에 적용되는 스폿용접은 충돌, 내구, 강도, NVH 성능 등을 결정하는 중요한 요소이므로 용접부의 강도 등 제반 용접품질의 중요성은 매우 높다.
따라서, 용접품질의 확보를 위해 실차 용접파괴시험을 수행하고 있으며, 도 4에 도시한 바와 같이 끌(Chisel)을 사용하는 테스트가 적용된다.
즉, 끌을 사용하여 용접부위를 떼어낸 다음, 이때의 떼어낸 부분의 표면을 확인하는 방식으로 시험한다.
예를 들면, 용접부위가 깨끗하게 떨어져 나오면 불량 판정을 내리고, 용접부위에 패널조각이 함께 붙어서 떨어져 나오면 양호한 판정을 내린다.
그러나, 기존의 용접파괴시험의 경우 작업자가 직접 끌과 망치 등을 사용하여 용접부를 타격하는 방식이므로, 작업자가 타격하는 상태에 따라 용접부위의 떨어진 상태가 매번 달라질 수 있고, 또 작업자가 용접파괴시험을 수행하기 위해서는 10일~15일의 기간과 비용 및 노동력이 소요되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 일정한 힘으로 타격을 가할 수 있는 실린더 수단 등을 포함하는 반자동화 개념의 새로운 파괴검사장치를 구현함으로써, 용접파괴검사와 관련한 시간과 노력을 줄일 수 있을 뿐 아니라 용접파괴검사를 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 스폿용접 파괴검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 손잡이를 가지는 메인 프레임 어셈블리와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 설치되어 전후진 동작과 접힘 및 펴짐 동작을 수행하면서 작업물의 용접부위를 떨어뜨려주는 끌부재와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 수평 설치되며 끌부재의 전후진 동작을 위한 삽입용 실린더와, 상기 메인 프레임 어셈블리상에 수직 설치되며 끌부재의 접힘 및 펴짐 동작을 위한 벌림용 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 프레임 어셈블리의 선단부에 설치되면서 회전동작을 통해 작업물을 클램핑시켜주는 클램프 및 이것을 작동시켜주는 클램핑 실린더로 이루어진 클램핑 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 끌부재는 위아래로 나란하게 겹쳐진 상태로 조합되는 2개의 부재로 이루어지되, 각 부재의 선단부에는 쐐기부가 형성되어 있고, 윗쪽의 부재는 힌지부로 지지되는 동시에 후단부에 연결되는 벌림용 실린더의 로드에 의해 힌지부를 축으로 회동되면서 그 선단부가 아래쪽의 부재에 대해 벌어질 수 있는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 프레임 어셈블리의 손잡이에는 실린더 작동을 위한 버튼이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치를 나타내는 정면 도이고, 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치를 나타내는 평면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 스폿용접 파괴검사장치는 크게 작업자가 손으로 직접 잡고 사용할 수 있는 부분인 메인 프레임 어셈블리(11)와, 작업물측과 직접 접촉하여 스폿용접되어 있는 작업을 떨어뜨려주는 부분인 틀부재(12)와 이것의 작동을 위한 실린더 수단 등을 포함하는 구조로 이루어져 있다.
상기 메인 프레임 어셈블리(11)는 2개의 나란한 가로대와 이 가로대를 연결시켜주는 2개 정도의 세로대가 일체식으로 조합되어 있는 구조물 형태로 이루어져 있으며, 아래쪽으로는 작업자가 손으로 잡을 수 있는 2개의 손잡이(10)가 앞뒤로 일정간격을 두고 갖추어져 있다.
특히, 상기 손잡이(10)는 모두 3개의 버튼(19a),(19b),(19c)이 부착되어 있는데, 각각의 버튼은 후술하는 각 실린더 수단을 작동시켜주는 일종의 스위치로서 버튼조작과 함께 실린더 수단이 작동될 수 있도록 되어 있다.
상기 틀부재(12)는 실질적으로 스폿용접되어 있는 작업물을 떼어주는 수단으로서, 위아래로 나란하게 겹쳐진 상태로 조합되는 2개의 부재로 이루어져 있으며, 이때의 2개의 부재는 메인 프레임 어셈블리(11)상에서 이동가능한 슬라이더(20)상에 지지되면서 슬라이더(20)의 이동시 전후로 함께 이동할 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기 슬라이더(20)는 양단부에 형성되는 홈부(22)를 이용하여 메인 프레임 어셈블리(11)의 가로대상에 슬라이드 가능한 구조로 끼워지면서 이동시 안내를 받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때의 상기 틀부재(12)를 포함하는 슬라이더(20)의 후단부에는 메인 프레임 어셈블리(11)상에 수평으로 고정 설치되는 삽입용 실린더(13)의 로드가 연결되어 있어서 이 삽입용 실린더(13)의 전후진 작동에 의해 틀부재(12)를 포함하는 슬라이더(20) 전체가 전후로 동작할 수 있게 된다.
이러한 틀부재(12)를 구성하는 2개의 부재에는 서로 상하 대칭형태의 쐐기부(17)가 선단부에 갖추어져 있어서 스폿용접되어 있는 2겹의 작업물, 예를 들면 서로 겹쳐있는 차체 바디 패널 사이로 용이하게 삽입될 수 있게 된다.
또한, 틀부재(12)를 구성하는 2개의 부재 중 윗쪽의 부재는 그 후단부분이 슬라이더(20)상에 힌지부(18)로 지지되는 형태로 설치되어 있어서 이때의 힌지부(18)를 중심으로 하여 마치 시이소 운동과 같은 회전동작을 할 수 있게 되고, 이를 위하여 그 후단부에는 슬라이더(20)상의 브라켓(21a)에 수직으로 고정 설치되는 벌림용 실린더(14)의 로드가 핀구조로 연결되므로서, 벌림용 실린더(14)의 작동에 의해 윗쪽의 부재는 힌지부(18)를 축으로 회동되면서 그 선단부의 쐐기부(17)가 아래쪽의 부재에 대해 벌어질 수 있게 되고, 결국 패널을 벌려줄 수 있게 되는 것이다.
이때, 틀부재(12)의 윗쪽 부재의 회동시 핀연결부위의 궤적과 관련한 로드 궤적과의 간섭은 벌림용 실린더(14)의 브라켓 지지부위에 공지의 핀구조를 적용하는 것으로 해소할 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)는 이 어셈블리를 작업물측에 고정시킬 수 있는 클램핑 수단을 포함한다.
이를 위하여, 메인 프레임 어셈블리(11)의 선단부에는 브라켓(21b)이 설치되고, 이렇게 설치되는 브라켓(21b)상에는 "ㄱ"자 형태의 클램프(15)가 핀구조 설지지되어 회전동작가능하게 설치되고, 이렇게 설치되는 클램프(15)의 한쪽과 메인 프레임 어셈블리(11) 사이에는 경사진 자세로 클램핑 실린더(16)가 설치된다.
이에 따라, 클램핑 실린더(16)가 작동하면 이 실린더의 로드에 한쪽이 연결되어 있는 클램프(15)가 회전하게 되고, 계속해서 클램프(15)는 다른 한쪽을 이용하여 메인 프레임 어셈블리(11)의 끝에 놓여진 작업물을 윗쪽으로 가압하는 형태로 작업물측에 어셈블리 전체가 고정될 수 있게 되므로, 보다 효과적으로 용접파괴시험을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 작업물측에 어셈블리 전체를 고정시킬 때 클램프와 클램핑 실린더의 조합으로 구성되는 클램핑 수단을 2세트 적용하여 양쪽에서 균형을 맞출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 스폿용접 파괴시험장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 일 구현예에 따른 스폿용접 파괴검사장치의 사용상태를 나타내는 정면도이다.
도 3a 내지 3d에 도시한 바와 같이, 먼저 장치를 세팅하는 과정으로서, 클램프(15)의 오픈 상태에서 메인 프레임 어셈블리(11)의 선단부 윗면에 작업물(100), 즉 패널을 위치시킨다.
다음, 손잡이(10)에 있는 1번 버튼(19a)을 조작하여 클램프(15)를 젖혀서 작 업물에 장치를 고정시킨다.
다음, 클램프(15)를 통해 용접물측에 장치를 고정시킨 상태에서 2번 버튼(19b)을 누르게 되면, 삽입용 실린더(13)의 작동에 의해 틀부재(12)가 앞쪽으로 이동하여 그 선단부의 쐐기부(27)가 패널 사이로 삽입된다(도 4를 참조하면 스폿용접부위 사이의 벌어진 틈새로 삽입됨).
다음, 이렇게 틀부재(12)의 쐐기부(17)가 패널 사이에 삽입된 상태에서 3번 버튼(19c)을 누르게 되면, 벌림용 실린더(14)의 작동에 의해 틀부재(12) 중 윗쪽의 부재가 회동되면서 그 선단부의 쐐기부(17)가 벌어지게 되므로, 이와 함께 패널도 쐐기부(17)에 의해 강제로 벌려지면서 용접점이 파단된다.
이때의 클램프(15)도 클램핑작용이 해제되면서 용접점 파단에 따른 간섭을 주지 않게 된다.
이렇게 파단된 용접점을 확인하여 불량 및 양호 여부를 판정하면 1개소에 대한 용접파괴시험을 완료할 수 있다.
여기서, 상기 버튼 조작을 통해 실린더 수단을 작동시키기 위한 전기적인 접속 방법, 실린더 수단 간의 연계적인 작동을 위한 제어 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
위와 같은 과정을 반복하는 것으로 해당 개소의 용접파괴시험을 수행할 수 있으며, 간단한 버튼조작에 의해 시험을 간편하게 수행할 수 있으므로, 시험수행과 관련한 능률을 높일 수 있고, 힘을 가하고 떨어뜨리는 과정이 정해진 동작에 의해 이루어지므로 보다 정확한 시험결과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 작업자가 간편하게 취급할 수 있고, 또 일정하게 타격을 가할 수 있는 반자동화 개념의 새로운 파괴검사장치를 구현함으로써, 용접파괴검사와 관련한 시간과 노력을 줄일 수 있는 장점이 있으며, 또 용접파괴검사를 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 손잡이(10)를 가지는 메인 프레임 어셈블리(11)와, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)상에 설치되어 전후진 동작과 접힘 및 펴짐 동작을 수행하면서 작업물의 용접부위를 떨어뜨려주는 끌부재(12)와, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)상에 수평 설치되며 끌부재(12)의 전후진 동작을 위한 삽입용 실린더(13)와, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)상에 수직 설치되며 끌부재(12)의 접힘 및 펴짐 동작을 위한 벌림용 실린더(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿용접 파괴검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)의 선단부에 설치되면서 회전동작을 통해 작업물을 클램핑시켜주는 클램프(15) 및 이것을 작동시켜주는 클램핑 실린더(16)로 이루어진 클램핑 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿용접 파괴검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 끌부재(12)는 위아래로 나란하게 겹쳐진 상태로 조합되는 2개의 부재로 이루어지되, 각 부재의 선단부에는 쐐기부(17)가 형성되어 있고, 윗쪽의 부재는 힌지부(18)로 지지되는 동시에 후단부에 연결되는 벌림용 실린더(14)의 로드에 의해 힌지부를 축으로 회동되면서 그 선단부가 아래쪽의 부재에 대해 벌어질 수 있는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 스폿용접 파괴검사장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 프레임 어셈블리(11)의 손잡이(10)에는 실린더 작동을 위한 버튼(19)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스폿용접 파괴검사장치.
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