KR20100078722A - 접합 구조물 검사장치 및 그 방법 - Google Patents

접합 구조물 검사장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 개 이상의 스틸 소재를 접합시키는 용접, 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 접합 구조물 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 서로 마주 보도록 설치되어 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 검사하기 위해 안착되는 검사 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치와 안착된 검사 부품과 전기적으로 접속되어, 규정된 전압/전류를 검사 부품에 순환시키고 순환되는 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하여 그 결과를 표시하는 검사장치를 포함한다.
Figure P1020080137065
접합 구조물, 클램핑 장치, 전류량 순환, 검사장치

Description

접합 구조물 검사장치 및 그 방법{Connecting assembly inspection system and method thereof}
본 발명은 접합 구조물에서 두 개 이상의 스틸(Steel) 소재를 접합시키는 용접, 볼트 및 너트 결합의 누락이나 과 작업을 검사하는 접합 구조물 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로 차량의 제작에 사용되는 다양한 부품들은 적어도 두 개 이상의 스틸 소재가 용접, 볼트 및 너트의 결합에 의해 하나의 완성된 부품으로 구성된다.
예를 들어, 차량에 제작에 사용되는 사이드 멤버(Side Member)나 펜더(Fender), 언더 바디(Under Body) 등의 부품은 프레스 성형에 의해 적어도 두 개 이상의 인너 부재와 아웃터 부재로 형성되고, 이들 두 개 이상의 부재는 용접을 통한 접합, 볼트 및 너트에 의한 결합으로 하나의 부품으로 완성된다.
상기에서 용접은 소재의 특성에 따라 용접 조건이 자동으로 결정되어 작업자의 숙련이나 기능에 의존할 필요가 없으며, 접합 강도상의 효율이 높은 스폿 용접이 통상적으로 사용된다.
상기와 같이 적어도 두 개 이상의 부재가 접합되어 완성되는 부품은 용접, 볼트 및 너트의 결합에 따라 강성과 부품의 형상이 결정되고, 차체와의 결합을 위한 중요한 포인트 및 결합 부재로 생성된다.
따라서, 완성된 스틸 부품에서 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수는 부품의 특성을 결정하는 아주 중요한 역할이 제공되므로, 완성된 부품에 대하여 작업자는 육안을 통해 진단하여 제품의 작업을 판정하고 있다.
그러나, 완성된 제품이 작은 경우에는 작업자의 육안에 의한 진단이 가능하나 제품의 크기가 커지는 경우에는 작업자의 육안을 통해 볼트 및 너트의 결합 개수, 결합 위치와 용접 포인트 개수를 확인하는데 많은 어려움이 발생하는 단점이 있다.
또한, 작업자의 육안에 의해 진단이 이루어지므로, 작업 공정에 많은 손실이 발생되고, 정확한 양불의 판단이 제공되지 못하여 불량 제품이 완성된 제품으로 출고되어져 차량에 결합되어져 리콜이 발생되는 문제점이 발생되며, 숙련된 작업자에 의해서만 이루어지는 단점이 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 스틸 부품이 갖는 자체 고유저항과 볼트 및 너트의 결합, 용접에 따라 저항이 증가되는 특성을 이용하여 완성된 부품을 순환하는 전류량을 측정하고, 측정된 전류량을 분석하여 용접 개수, 볼트 및 너트의 결합 누락이나 과 작업을 자동으로 판정할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 볼트 및 너트의 결합, 용접에 따라 저항이 증가되는 특성을 이용하여 작업이 누락된 위치 혹은 과 작업이 이루어진 위치를 판정하고 해당 위치를 지시하여 신속한 수리 복구 작업이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 접합 구조물 검사장치는, 서로 마주 보도록 설치되어 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 검사하기 위해 안착되는 검사 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치; 상기 안착된 검사 부품과 전기적으로 접속되어, 규정된 전압/전류를 검사 부품에 순환시키고 순환되는 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하고 그 결과를 표시하는 검사장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 접합 구조물 검사장치는, 서로 마주 보도록 설치되어 작업 상태를 검사하기 위한 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치; 상용전원을 정류하여 부하측에 동작전원으로 공급하는 전원부; 검사 부품 선택, 검사 조건, 검사 진행을 포함하는 선택 신호를 제어부에 제공하는 키 입력부; 부품 종류와 검사 조건의 선택에 따라 규정된 전압/전류량을 결정하여 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품에 전압/전류를 순환시키고, 순환된 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단하는 제어부; 완성된 부품이 갖는 고유저항과 용접 개수 및 용접 위치에 따른 저항값의 변화, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 결합 위치에 따른 저항값의 변화가 테이블 값으로 저장되는 데이터 베이스; 제어부의 제어에 따라 검사 부품의 종류, 검사 진행 상황 및 검사 결과 를 설정된 소정의 방식으로 표시하는 표시부; 상기 제1,2클램핑 장치 중 어느 하나와 전기적으로 접속되며, 상기 제어부의 제어에 따라 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품에 규정된 전압/전류를 공급하여 순환시키는 전압/전류공급부; 상기 제1,2클램핑 장치 중 어느 하나와 전기적으로 접속되며, 검사 부품을 순환한 전류량을 검출하여 제어부에 제공하는 전류검출부를 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 접합 구조물 검사방법은, (a) 검사 부품을 제1,2클램핑 장치에 안착시키고, 검사 부품에 매칭되는 전압/전류를 순환시키는 과정; (b) 검사 부품을 순환한 전류량을 측정하여 해당 부품에 규정된 전류량과 비교하여 작업의 양불을 판정하는 과정; (c) 상기 (b) 과정에서 판정된 결과를 설정된 방법으로 표시하는 과정을 포함한다.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 완성된 스틸 부품에 대한 접합 진단이 제품의 크기에 관계없이 자동으로 실행되어 검사에 안정성, 신뢰성 및 편리성이 제공되는 효과가 기대된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200) 및 검사장치(300)로 구성된다.
제1클램핑 장치(100)와 제2클램핑 장치(200)는 서로 마주 보도록 설치되어, 프레스 성형된 적어도 2개 이상의 부재를 용접, 볼트 및 너트의 결합으로 완성시킨 부품의 작업 상태를 검사하기 위하여 완성된 특정 검사 부품의 양측면을 고정한다.
상기 제1,2클램핑 장치(100)(200)는 지그 베이스(112)(212)의 일측에 상향하여 장착되며, 클램핑부(122)(222)가 안착되는 로딩부(130)(230)가 상부 일측단에 형성되는 로케이터(104)(204)가 장착된다.
상기 로케이터(104)(204)의 측방 일측에는 공압 혹은 유압에 의해 작동되는 실린더(106)(206)가 상향하여 장착되며, 상기 실린더(106)(206)의 작동에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드(108)(208)의 선단에는 클램퍼(110)(210)의 후단이 힌지 체결된다.
또한, 상기 클램퍼(110)(210)의 다른 일측은 상기 로케이터(104)(204)의 일측에 힌지 고정되어 상기 피스톤 로드(108)(208)의 왕복 운동에 따라 상기 로케이터(104)(204)와의 힌지점을 기준으로 회전 운동하여 안치된 검사 부품(400)을 클램핑 또는 언클램핑 한다.
즉, 실린더(106)(206)로 에어 또는 오일이 공급되면 피스톤 로드(108)(208) 가 상승하면서 클램퍼(110)(210)가 힌지 작동에 의해 선단이 하강하고, 클램퍼(110)(210)의 클램핑부(122)(222)는 로케이터(104)(204)의 로딩부(130)(230)에 안착된 완성된 스틸 부품(400)을 클램핑하여 고정시킨다.
상기 로딩부(130)(230)는 검사 부품이 안치되는 로딩면(131)(231)의 중앙부에 전도성이 양호한 금속편(133)(233)이 상하로 슬라이딩 가능하도록 장착되고, 상기 금속편(133)(233)의 하측에 상하 슬라이딩을 지지하는 스프링이 배치되며, 상기 금속편(133)(233)은 검사장치(300)와 전기적으로 접속된다.
검사장치(300)는 상기 로딩부(130)(230)에 검사를 위한 부품이 안착되면, 안착된 검사 부품에 따라 규정된 전압/전류를 출력하여 전기적으로 접속되는 금속편(133)(233)을 통해 안착된 검사 부품에 전압/전류를 순환시키고, 순환되는 전류량을 분석하여 검사 부품에 대한 용접, 볼트 및 너트의 결합의 정상여부를 진단하여 그 결과를 작업자에게 표시부를 통해 지시한다.
상기 검사장치(300)에는 검사 부품이 갖는 고유 저항값과 진단을 위한 전압/전류, 용접 개수 및 위치에 따라 변화되는 저항값, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 위치에 따라 변화되는 저항값에 대한 정보를 테이블 데이터로 설정된다.
상기 테이블 데이터로 설정되는 저항값에 대한 정보는 사전 반복적인 실험을 통해 산출된 값으로 최소의 오차 범위에 포함된다.
상기 검사장치(300)는 오옴(Ω)의 법칙(I = V/R)을 적용하여 검사 부품에서 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 이상 여부를 진단한다.
예를 들어, 검사 부품을 순환시켜 측정한 전류량이 규정된 전류량 보다 작은 값을 갖는 상태이면 특정 부분에 과 작업이 발생한 것으로 판정하고, 감소된 전류량의 분석으로 과 작업이 발생된 종류와 위치를 추출하여 그에 대한 정보를 표시부를 통해 지시한다.
또한, 검사 부품을 순환시켜 측정한 전류량이 규정된 전류량 보다 큰 값을 갖는 상태이면 특정 부분에 대하여 작업 누락이 발생한 것으로 판정하고, 증가 전류량의 분석으로 작업 누락이 발생된 종류와 위치를 추출하여 그에 대한 정보를 표시부를 통해 지시한다.
상기에서는 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 검사 부품을 안착시켜 용접, 볼트 및 너트의 결합을 검사하는 것으로 하였으나, 제1,2클램핑 장치(100(200)를 이용하여 두 개 이상의 부재를 결합 고정시킨 다음 용접, 볼트 및 너트를 결합하여 부품을 완성한 다음에 전압/전류를 순환시켜 검사하는 기술도 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1에서 완성 부품(400)에 표시된 도면부호(410A - 410F)는 볼트 및 너트의 결합을 지시한다.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 검사장치(300)는 전원부(310)와 키 입력부(320), 제어부(330), 데이터 베이스(340), 표시부(350), 전원/전류공급부(360), 전류검출부(370)를 포함한다.
전원부(310)는 3상 혹은 단상으로 공급되는 상용전원을 검사장치를 구성하는 각 부하에서 필요로 하는 전원으로 변환시켜 각각의 부하측에 공급한다.
키 입력부(320)는 작업자가 선택하는 검사를 위한 완성된 부품의 종류, 검사조건, 검사 진행 등의 신호를 제어부(330)에 제공한다.
제어부(330)는 선택되는 검사 부품의 종류와 검사 조건에 따라 규정된 전압/전류량을 결정하여 검사 부품에 전류를 순환시키고, 순환된 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단한다.
데이터 베이스(340)는 검사 대상 부품들이 갖는 고유저항과 용접 개수 및 용접 위치에 따른 저항값의 변화, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 결합 위치에 따른 저항값의 변화가 테이블 값으로 저장된다.
표시부(350)는 제어부(350)의 제어에 따라 검사 실행에 따른 제반적인 동작을 표시한다.
예를 들어, 검사가 진행되는 부품 종류, 정상적인 순환 전류량, 검사 결과가 설정된 소정의 방식으로 표시된다.
전압/전류공급부(360)는 상기 제어부(330)의 제어에 따라 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착된 검사 부품에 규정된 전압/전류를 공급하여 순환시킨다.
전류검출부(370)를 검사 부품을 순환한 전류량을 검출하여 제어부(330)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 접합 구조물에 대한 검사 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저, 검사를 위한 부품(400)을 측정지그인 제1,2클램핑 장치(100)(200)의 안착시키면 로딩부(110)(210)의 금속편(133)(233)과 스틸 재질로 이루어지는 검사 부품(400)이 접촉되어 검사장치(300)에 전기적인 폐루프가 형성된다(S101).
이후, 검사장치(300)에 구성되는 키 입력부(320)를 이용하여 검사 부품(400)의 종류, 검사조건 등의 정보를 설정하면 제어부(330)는 선택된 검사 부품에 대한 정보를 표시부(350)를 통해 표시한다.
그리고, 제어부(330)는 검사 부품의 종류의 검사 조건에 따라 규정된 전압/전류량을 결정하여 전압/전류공급부(360)를 통해 제1,2클램핑 장치(100)(200)에 안착된 검사 부품(400)에 규정된 전압/전류를 공급하여 순환시킨다(S103).
이와 같이 검사 부품(400)을 순환한 전류량은 전류검출부(370)에 측정되어 제어부(330)에 제공된다(S104).
따라서, 제어부(330)는 순환된 전류량과 데이터 베이스(340)에 설정된 테이블 값에서 추출되는 해당 검사 부품(400)의 기준 전류량을 비교하여(S105) 전류량에 차이가 발생되는지 판단한다(S106).
상기 S106의 판단에서 전류량에 차이가 발생되지 않았으면 해당 검사 부품(400)의 조립을 위한 용접, 볼트 및 너트의 결합 작업은 정상적으로 이루어진 것으로 판정하고 그에 대한 정보를 표시부(350)를 통해 작업자에게 통지한다(S107).
그러나, 상기 S106의 판단에서 전류량에 차이가 발생되면 검사 부품(400)을 순환된 전류량이 해당 검사 부품(400)에 설정된 기준 전류량을 초과하였는지 혹은 기준 전류량에 미달되는지 판단한다(S108).
상기 S108의 판단에서 기준 전류량을 초과하였으면 임의 부분에 용접, 볼트 및 노트의 결합 작업에 누락이 발생된 것으로 판정하고(S109), S108의 판단에서 기 준 전류량에 미달되면 임의의 부분에 과작업이 이루어진 것으로 판단한다(S110).
이후, 검사 부품이 갖는 고유저항과 용접 개수 및 용접 위치에 따른 저항값의 변화, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 결합 위치에 따른 저항값의 변화 등의 조건으로 설정되는 데이터 베이스(340)의 정보를 이용하여 작업 누락 혹은 과작업이 발생된 작업 종류와 작업이 발생된 위치를 분석 및 판정하여(S111) 표시부(350)에 출력시킨다(S112).
따라서, 작업자는 검사 부품에 대한 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 검사를 결과를 편리하게 인식할 수 있어 검사 작업에 안정성과 효율성 및 신뢰성이 제공된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접합 구조물 검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 검사장치의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 접합 구조물에 대한 검사 절차를 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1클램퍼 200 : 제2클램퍼
300 : 검사장치 400 : 검사부품

Claims (10)

  1. 서로 마주 보도록 설치되어 용접, 볼트 및 너트의 결합 상태를 검사하기 위해 안착되는 검사 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치;
    상기 안착된 검사 부품과 전기적으로 접속되어, 규정된 전압/전류를 검사 부품에 순환시키고 순환되는 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 작업 상태를 판정하여 그 결과를 표시하는 검사장치;
    를 포함하는 접합 구조물 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2클램핑 장치는
    지그 베이스의 일측에 상향하여 장착되며, 클램핑부가 안착되는 로딩부가 상부 일측단에 형성되는 로케이터;
    상기 로케이터의 측방 일측에 상향하여 장착되는 상기 실린더;
    상기 로케이터의 일측에 힌지 고정되어 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지점을 기준으로 회전 운동하여 안치되는 검사 부품을 고정시키는 클램퍼;
    를 포함하며,
    상기 로딩부의 로딩면의 중앙부에 상하로 슬라이딩 가능하도록 장착되고, 상기 검사장치와 전기적으로 접속되는 금속편;
    상기 금속편의 하측에 배치되어 금속편의 상하 슬라이딩을 지지하는 스프링;
    을 포함하는 접합 구조물 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는 검사 부품이 갖는 고유 저항값과 진단을 위한 전압/전류, 용접 개수 및 위치에 따라 변화되는 저항값, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 위치에 따라 변화되는 저항값의 정보가 테이블 데이터로 설정되는 접합 구조물 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는 검사 부품을 순환한 전류량이 규정된 전류량 보다 작은 값을 갖는 상태이면 특정 부분에 과 작업이 발생한 것으로 판정하고, 규정된 전류량 보다 큰 값을 갖는 상태이면 특정 부분에 작업 누락이 발생한 것으로 판정하며, 전류량의 분석으로 불량 작업 종류와 위치를 추출하여 그에 대한 정보를 표시하는 접합 구조물 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는 상용전원을 정류하여 부하측에 동작전원으로 공급하는 전원부;
    검사 부품 선택, 검사 조건, 검사 진행을 포함하는 선택 신호를 제어부에 제공하는 키 입력부;
    부품 종류와 검사 조건의 선택에 따라 규정된 전압/전류량을 결정하여 제1,2 클램핑 장치에 안치된 검사 부품에 전압/전류를 순환시키고, 순환된 전류량을 분석하여 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단하는 제어부;
    검사 부품이 갖는 고유저항과 용접 개수 및 용접 위치에 따른 저항값의 변화, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 결합 위치에 따른 저항값의 변화가 테이블 값으로 저장되는 데이터 베이스;
    제어부의 제어에 따라 검사 부품의 종류, 검사 진행 상황 및 검사 결과를 설정된 소정의 방식으로 표시하는 표시부;
    상기 제어부의 제어에 따라 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품에 규정된 전압/전류를 공급하여 순환시키는 전압/전류공급부;
    상기 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품을 순환한 전류량을 검출하여 제어부에 제공하는 전류검출부;
    를 포함하는 접합 구조물 검사장치.
  6. 서로 마주 보도록 설치되어 작업 상태를 검사하기 위한 부품의 양측면을 고정하는 제1,2클램핑 장치;
    상용전원을 정류하여 부하측에 동작전원으로 공급하는 전원부;
    검사 부품 선택, 검사 조건, 검사 진행을 포함하는 선택 신호를 제어부에 제공하는 키 입력부;
    부품 종류와 검사 조건의 선택에 따라 규정된 전압/전류량을 결정하여 제1,2클램핑 장치에 안치된 검사 부품에 전압/전류를 순환시키고, 순환된 전류량을 분석 하여 용접, 볼트 및 너트의 결합에 대한 작업 불량 여부를 판단하는 제어부;
    완성된 부품이 갖는 고유저항과 용접 개수 및 용접 위치에 따른 저항값의 변화, 볼트 및 너트의 결합 개수 및 결합 위치에 따른 저항값의 변화가 테이블 값으로 저장되는 데이터 베이스;
    제어부의 제어에 따라 검사 부품의 종류, 검사 진행 상황 및 검사 결과를 설정된 소정의 방식으로 표시하는 표시부;
    상기 제1,2클램핑 장치 중 어느 하나와 전기적으로 접속되며, 상기 제어부의 제어에 따라 제1,2클램핑 장치에 안착된 검사 부품에 규정된 전압/전류를 공급하여 순환시키는 전압/전류공급부;
    상기 제1,2클램핑 장치 중 어느 하나와 전기적으로 접속되며, 검사 부품을 순환한 전류량을 검출하여 제어부에 제공하는 전류검출부;
    를 포함하는 접합 구조물 검사장치.
  7. (a) 검사 부품을 제1,2클램핑 장치에 안착시키고, 검사 부품에 매칭되는 전압/전류를 순환시키는 과정;
    (b) 검사 부품을 순환한 전류량을 측정하여 해당 부품에 규정된 전류량과 비교하여 작업의 양불 판정을 실행하는 과정;
    (c) 상기 (b) 과정에서 판정된 결과를 설정된 방법으로 표시하는 과정;
    을 포함하는 접합 구조물 검사방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 과정에서 검사 부품을 순환한 전류량과 해당 부품에 규정된 전류량이 오차 범위에 포함되면 용접, 볼트 및 너트의 결합은 정상으로 판정하는 접합 구조물 검사방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 과정에서 검사 부품을 순환한 전류량이 해당 부품에 규정된 전류량을 초과하면 임의 부분에 작업 누락이 발생된 것으로 판정하고, 전류량의 분석으로 작업 누락의 종류 및 위치를 판정하여 표시하는 접합 구조물 검사방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 과정에서 검사 부품을 순환한 전류량이 해당 부품에 규정된 전류량 미만이면 임의 부분에 과 작업이 발생된 것으로 판정하고, 전류량의 분석으로 과 작업 종류 및 위치를 판정하여 표시하는 접합 구조물 검사방법.
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