KR20220089829A - Welding defect inspection device of friction welding part of automobile engine valve - Google Patents

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KR20220089829A
KR20220089829A KR1020200180387A KR20200180387A KR20220089829A KR 20220089829 A KR20220089829 A KR 20220089829A KR 1020200180387 A KR1020200180387 A KR 1020200180387A KR 20200180387 A KR20200180387 A KR 20200180387A KR 20220089829 A KR20220089829 A KR 20220089829A
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Abstract

본 발명은 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 밸브헤드의 일측과 밸브샤프트의 일측이 상호 마찰용접에 의해 마찰용접부가 형성되는 엔진밸브; 상기 엔진밸브를 수용하는 가이드홀이 형성되는 충격시험대; 상기 가이드홀의 내측면에 구비되는 변위측정부; 상기 가이드홀의 하부에 구비되는 충격감지부;를 포함하되, 상기 변위측정부 및 상기 충격감지부와 연동되어 데이터를 송수신하고 모니터링하는 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve, and more particularly, to an engine valve in which a friction welding part is formed by friction welding on one side of a valve head and one side of a valve shaft; an impact test stand having a guide hole for accommodating the engine valve; a displacement measuring unit provided on the inner surface of the guide hole; It characterized in that it further comprises; including; a shock sensing unit provided under the guide hole; and a measuring unit interlocking with the displacement measuring unit and the shock sensing unit to transmit and receive data and to monitor.

Description

자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치{Welding defect inspection device of friction welding part of automobile engine valve}Welding defect inspection device of friction welding part of automobile engine valve

본 발명은 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진밸브의 자유낙하 운동에 의해 발생되는 충격파를 이용하여 마찰용접부의 용접불량 검사를 비 접촉식으로 수행하기 위한 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve, and more particularly, a vehicle for performing a non-contact welding defect inspection of a friction welding part using a shock wave generated by a free-fall motion of an engine valve It relates to a welding defect inspection device for friction welding of engine valves.

일반적으로 자동차 엔진 밸브는 고온 고압의 실린더 내부에 삽입되어 폭발가스를 배출하고 흡입가스가 유입되는 통로에 있기 때문에 극심한 온도차와 압력을 견디어 낼 수 있도록 설계되어야 한다. 따라서 엔진내부에 있는 밸브 헤드부는 고온과 고압에 우수한 재료로 성형되고 엔진 크랭크축과 연동되어 슬라이딩 운동을 하는 밸브 샤프트는 비교적 인성이 강한 소재로 만들어져 있다. 이 때문에 통상 자동차 엔진밸브는 밸브 헤드부와 샤프트 부분의 재료가 다르며 각각 성형한 후에 헤드부와 샤프트부를 마찰용접을 통해 접합하는 것이 보통이다(그림 1. 참고). 이때 헤드부는 고강도 강재(austenitic steel)로 만들어지고 샤프트부는 인성이 우수한 강재(martensitic steel)로 제작되는 경우가 많다.In general, automobile engine valves are inserted into high-temperature and high-pressure cylinders to discharge explosive gas and are located in the passage through which intake gas flows, so they must be designed to withstand extreme temperature differences and pressures. Therefore, the valve head inside the engine is made of a material excellent for high temperature and high pressure, and the valve shaft, which slides in conjunction with the engine crankshaft, is made of a material with relatively strong toughness. For this reason, the materials of the valve head and shaft are different for automobile engine valves, and it is common to join the head and shaft through friction welding after each molding (refer to Figure 1.). In this case, the head part is made of high-strength steel (austenitic steel), and the shaft part is made of high-toughness steel (martensitic steel) in many cases.

자동차에서 엔진밸브는 자동차의 성능과 수명에 매우 중요한 부품인 관계로 품질관리의 수준은 매우 높아 엔진밸브 마찰용접부는 생산현장에서 100% 전수검사를 수행하게 된다. 현재의 검사방법은 초음파 펄스-에코 방법을 사용하는데 그 방법을 그림 2에서 보여주고 있다. 밸브 샤프트 끝단에 그리스(grease)와 같은 커플런트(couplant)를 도포한 후 접촉식 초음파 탐촉자를 접촉시켜서 밸브 끝단에서 초음파가 헤드부 쪽으로 전파하도록 한 후 헤드부와 샤프트부가 접합된 마찰 용접부를 통과하게 한다. 이때 정상적으로 용접이 완전하게 이루어 진 경우에는 두개의 이종 금속이 완전하게 용융되어 접합된 관계로 마찰용접면의 경계가 물리적으로 없어서 반사파가 없지만 용접이 불량하여 크랙이나 기공등이 있는 경우에는 반사파가 만들어져 샤프트 끝단으로 반사되어 되돌아오는데 이 반사파의 유무를 감지하여 용접부의 불량여부를 판정한다.Since engine valves are very important parts for the performance and lifespan of automobiles in automobiles, the level of quality control is very high. The current inspection method uses the ultrasonic pulse-echo method, which is shown in Figure 2. After applying a couplant such as grease to the end of the valve shaft, contact the contact ultrasonic transducer so that the ultrasonic wave propagates from the end of the valve to the head, and then passes through the friction welding part where the head and shaft are joined. do. At this time, if the welding is completed normally, the two dissimilar metals are completely melted and joined, so there is no physical boundary between the friction welding surfaces, so there is no reflected wave. It is reflected back to the end of the shaft, and the presence or absence of this reflected wave is detected to determine whether the weld is defective.

그런데 이러한 접촉식 초음파 검사 방법은 몇 가지 문제점으로 인해 생산현장에서 불량률 판정에 오류가 발생하고 있다.However, due to several problems in this contact ultrasonic inspection method, an error occurs in determining the defect rate at the production site.

이 중 초음파 검사방법의 가장 큰 문제점은 접촉식 검사 방법이기 때문에 작업자가 접촉상태를 손으로 잘 유지할 경우에는 문제가 없지만 대량(수 백만개)의 밸브를 생산하는 공장에서 이와 같은 수동식 밸브검사를 지속적으로 할 경우 작업자의 미숙이나 피로도에 따라 불량판정을 우량품으로 오판할 수 있는 확률이 매우 높다.Among these, the biggest problem of the ultrasonic inspection method is that it is a contact inspection method, so there is no problem if the operator maintains the contact state by hand. In this case, the probability of misjudging a defective product as a good product is very high depending on the inexperience or fatigue level of the worker.

또한 접촉식 초음파 센서는 접촉마모나 열화등으로 주기적으로 보정과 교체가 이루어져야 하므로 비용과 시간이 소요된다. 이러한 문제점들로 인해 자동차 엔진 밸브의 품질검사의 불량률을 저감할 수 있는 비 접촉식 검사방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In addition, since the contact-type ultrasonic sensor needs to be periodically calibrated and replaced due to contact wear or deterioration, it is costly and time consuming. Due to these problems, there is an urgent need for a non-contact inspection method capable of reducing the defect rate of quality inspection of automobile engine valves.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0060543호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0060543

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 엔진밸브의 자유낙하 운동에 의해 발생되는 충격파를 이용하여 마찰용접부의 용접불량을 검사하기 위한 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for inspecting a welding defect of a friction welding part using a shock wave generated by a free-fall motion of an engine valve.

본 발명의 다른 목적은, 엔진밸브가 자유낙하 후 바닥 면과 충돌하여 발생되는 충격파가 밸브축을 따라 마찰용접부로 전파되면 제 1 변위센서가 마찰용접부를 기준으로 충격파의 투과파 신호를 측정하고, 제 2 변위센서가 마찰용접부를 기준으로 투과파와 반사파 신호를 각각 측정하여 마찰용접부의 용접불량을 판단하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to measure the transmitted wave signal of the shock wave based on the friction welding portion by the first displacement sensor when the shock wave generated by the engine valve collides with the floor surface after free fall is propagated along the valve shaft to the friction welding portion, 2 Displacement sensor to provide a welding defect inspection device for friction welding parts of automobile engine valves in which the displacement sensor measures the transmitted wave and reflected wave signals, respectively, based on the friction welding part, and determines the welding defect of the friction welding part.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purpose of the embodiments of the present invention is not limited to the above-mentioned purpose, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 밸브헤드의 일측과 밸브샤프트의 일측이 상호 마찰용접에 의해 마찰용접부가 형성되는 엔진밸브;According to a feature for achieving the object as described above, the present invention is an engine valve in which a friction welding portion is formed by friction welding on one side of a valve head and one side of a valve shaft;

상기 엔진밸브를 수용하는 가이드홀이 형성되는 충격시험대;an impact test stand having a guide hole for accommodating the engine valve;

상기 가이드홀의 내측면에 구비되는 변위측정부;a displacement measuring unit provided on the inner surface of the guide hole;

상기 가이드홀의 하부에 구비되는 충격감지부;an impact sensing unit provided at a lower portion of the guide hole;

를 포함하되,including,

상기 변위측정부 및 상기 충격감지부와 연동되어 데이터를 송수신하고 모니터링하는 측정부;a measuring unit interlocking with the displacement measuring unit and the impact sensing unit to transmit/receive and monitor data;

를 더 포함하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.There may be provided a welding defect inspection device of the engine valve friction welding part further comprising a.

또한, 상기 변위측정부는,In addition, the displacement measuring unit,

상기 마찰용접부의 일측과 일정거리 이격되어 구비되는 제1변위센서;a first displacement sensor spaced apart from one side of the friction welding part by a predetermined distance;

상기 마찰용접부의 타측과 일정거리 이격되어 구비되는 제2변위센서;a second displacement sensor spaced apart from the other side of the friction welding part by a predetermined distance;

를 포함하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.A welding defect inspection apparatus of a friction welding part of an automobile engine valve comprising a can be provided.

또한, 상기 제1변위센서는, In addition, the first displacement sensor,

상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부를 기준으로 상기 밸브헤드에 전달되는 투과파 신호를 측정하고,When the engine valve is in free fall, the transmitted wave signal transmitted to the valve head is measured based on the friction welding part,

상기 제2변위센서는, The second displacement sensor,

상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부를 기준으로 상기 밸브샤프트에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 측정하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.A welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve may be provided for measuring transmitted and reflected wave signals transmitted to the valve shaft based on the friction welding part when the engine valve is free-falling.

또한, 상기 충격감지부는,In addition, the impact sensing unit,

가속도센서를 포함하는 충격감지센서는, 상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 충격을 감지하고, 상기 변위측정부에 측정의 시작을 알리는 트리거 신호를 공급하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.The shock sensor including an acceleration sensor detects an impact when the engine valve is in free fall, and supplies a trigger signal notifying the start of measurement to the displacement measuring unit. can be

또한, 상기 엔진밸브가 상기 가이드홀에 삽입 시, 상기 밸브샤프트가 삽입된 후 상기 밸브헤드가 삽입되는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.In addition, when the engine valve is inserted into the guide hole, after the valve shaft is inserted, there may be provided a welding defect inspection device for a friction welding part of an automobile engine valve into which the valve head is inserted.

또한, 상기 가이드홀은 적어도 하나 이상 구비되고, 적어도 하나 이상의 상기 엔진밸브를 수용하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치가 제공될 수 있다.In addition, at least one guide hole may be provided, and a welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve for accommodating at least one or more engine valves may be provided.

본 발명인 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에 따르면, 엔진밸브의 자유낙하 운동에 의해 발생되는 충격파를 이용하여 마찰용접부의 용접불량을 검사를 신속하게 수행하는 효과가 있다.According to the present invention, the welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve has an effect of rapidly inspecting the welding defect of a friction welding part using a shock wave generated by a free-fall motion of an engine valve.

또한, 엔진밸브가 자유낙하 후 바닥 면과 충돌하여 발생되는 충격파가 밸브축을 따라 마찰용접부로 전파되면 제 1 변위센서가 마찰용접부를 기준으로 충격파의 투과파 신호를 측정하고, 제 2 변위센서가 마찰용접부를 기준으로 투과파와 반사파 신호를 각각 측정하여 마찰용접부의 용접불량을 판단하는 효과가 있다.In addition, when the shock wave generated by the engine valve collides with the floor surface after free fall is propagated to the friction welding part along the valve shaft, the first displacement sensor measures the transmitted wave signal of the shock wave based on the friction welding part, and the second displacement sensor friction It has the effect of judging the welding defect of the friction welding part by measuring the transmitted wave and the reflected wave signal respectively based on the welding part.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에서 엔진밸브가 가이드홀에 낙하되는 단계를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에서 엔진밸브에 충격파가 전달되는 단계를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사방법을 도시한 블록도이다.
1 is a schematic view showing a welding defect inspection device for a friction welding part of an automobile engine valve according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a step in which the engine valve falls into the guide hole in the welding defect inspection apparatus of the friction welding part of the engine valve of the automobile according to an embodiment of the present invention;
3 is a view illustrating a step in which a shock wave is transmitted to an engine valve in an apparatus for inspecting a welding defect of a friction welding part of a vehicle engine valve according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram illustrating a welding defect inspection method of a friction welding part of an automobile engine valve according to an embodiment of the present invention.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.The following objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprise' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically explain and help the understanding of the invention. However, those skilled in the art enough to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention in describing the invention are not described in order to avoid confusion in describing the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에서 엔진밸브가 가이드홀에 낙하되는 단계를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에서 엔진밸브에 충격파가 전달되는 단계를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사방법을 도시한 블록도이다.1 is a schematic diagram showing a welding defect inspection apparatus for a friction weld of a vehicle engine valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a view showing a step in which the valve is dropped into the guide hole, and FIG. 3 is a view showing a step in which a shock wave is transmitted to the engine valve in the welding defect inspection apparatus of the friction welding part of the engine valve of an automobile according to an embodiment of the present invention, 4 is a block diagram illustrating a welding defect inspection method of a friction welding part of an automobile engine valve according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치는 크게, 엔진밸브(100)와, 충격시험대(200)와, 변위측정부(300)와, 충격감지부(400)와, 측정부(500)를 포함하는 구성이다.As shown in Figures 1 to 4, the welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve according to an embodiment of the present invention is largely, an engine valve 100, an impact test stand 200, and a displacement measuring unit ( 300 ), the impact sensing unit 400 , and the measuring unit 500 .

먼저, 상기 엔진밸브(100)는, 밸브헤드(110)의 일측과 밸브샤프트(120)의 일측이 상호 마찰용접에 의해 마찰용접부(130)가 형성되는 구성이다.First, the engine valve 100 has a configuration in which a friction welding portion 130 is formed by friction welding between one side of the valve head 110 and one side of the valve shaft 120 .

이러한, 상기 엔진밸브(100)는 자동차의 성능과 수명에 매우 중요한 부품으로서 품질관리의 수준이 매우 높은 품목이다.As such, the engine valve 100 is a very important part for the performance and lifespan of a vehicle, and is an item with a very high level of quality control.

즉, 상기 엔진밸브(100)는 상기 밸브헤드(110)와 밸브샤프트(120) 간의 마찰용접 시 상기 마찰용접부(130)의 불량검사가 필수적이다.That is, in the engine valve 100 , it is essential to inspect the friction welding part 130 for failure during friction welding between the valve head 110 and the valve shaft 120 .

이와 같은, 상기 엔진밸브(100)는 이미 공지된 구성이므로 이하 상세한 설명은 생략한다.As such, since the engine valve 100 is a known configuration, a detailed description thereof will be omitted.

상기 충격시험대(200)는, 상기 엔진밸브(100)를 수용하는 가이드홀(210)이 형성되는 구성이다.The impact test stand 200 has a configuration in which a guide hole 210 for accommodating the engine valve 100 is formed.

이러한, 상기 충격시험대(200)는 지그(Jig) 형태로 구비되어 시험용 테이블이나 정반(Surface plate)의 상부에 견고히 설치되어 사용될 수 있다.The impact test stand 200 is provided in the form of a jig and can be used by being firmly installed on the test table or surface plate.

상기 가이드홀(210)은 적어도 하나 이상 구비되고, 적어도 하나 이상의 상기 엔진밸브(100)를 수용하는 형태로 구비될 수 있다.At least one guide hole 210 may be provided, and may be provided in a form to accommodate at least one or more engine valves 100 .

또한, 상기 가이드홀(210)은 상기 충격시험대(200)의 수직방향으로 복수개 설치될 수 있고, 상기 엔진밸브(100)의 길이에 따라 상기 가이드홀(210)를 가변하여 제작될 수도 있다.In addition, a plurality of guide holes 210 may be installed in the vertical direction of the impact test stand 200 , and may be manufactured by varying the guide holes 210 according to the length of the engine valve 100 .

아울러, 상기 가이드홀(210)은 단면이 원형 또는 타원형 또는 각형 중 어느 하나의 형태로 제작될 수 있다.In addition, the guide hole 210 may be manufactured in any one of a circular cross section, an oval shape, or a prismatic shape.

더욱 바람직하게는 상기 엔진밸브(100)의 단면과 동일한 형상으로 제작되되, 상기 가이드홀(210)의 단면의 크기는 상기 엔진밸브(100)의 단면의 크기보다 크게 제작되어 상기 엔진밸브(100)의 수용 즉, 자유 낙하할 경우, 걸림현상이 없이 스무스하게 자유 낙하되도록 유도하는 것이 바람직하다.More preferably, it is manufactured in the same shape as the cross section of the engine valve 100 , and the size of the cross section of the guide hole 210 is larger than the size of the cross section of the engine valve 100 , so that the engine valve 100 . It is desirable to induce a smooth free fall without jamming.

또한, 상기 가이드홀(210)의 상부 둘레는 상기 엔진밸브(100)의 걸림현상 없이 수용하기 위하여 면취공정이나 별도의 탄성브라켓(미도시)을 설치하여 상기 엔진밸브(100)를 수용 시 상기 엔진밸브(100)의 스크레치나 손상 등을 미연에 방지할 수 있다.In addition, a chamfering process or a separate elastic bracket (not shown) is installed around the upper circumference of the guide hole 210 to accommodate the engine valve 100 without jamming the engine valve 100 when the engine valve 100 is accommodated. It is possible to prevent scratches or damage to the valve 100 in advance.

한편, 마찰용접부의 용접불량 검사를 위하여 상기 엔진밸브(100)가 상기 가이드홀(210)에 삽입 시, 상기 밸브샤프트(120)가 삽입된 후 상기 밸브헤드(110)가 삽입되어 마찰용접부의 용접불량 검사를 수행하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the engine valve 100 is inserted into the guide hole 210 for inspection of welding defects of the friction welding part, the valve shaft 120 is inserted and then the valve head 110 is inserted to weld the friction welding part. It is desirable to perform a defect inspection.

상기 변위측정부(300)는, 상기 가이드홀(210)의 내측면에 구비되는 구성이다.The displacement measuring unit 300 is configured to be provided on the inner surface of the guide hole 210 .

이러한, 상기 변위측정부(300)는 상기 마찰용접부(130)의 일측과 일정거리 이격되어 구비되는 제1변위센서(310)와, 상기 마찰용접부(130)의 타측과 일정거리 이격되어 구비되는 제2변위센서(320)를 포함하는 구성이다.The displacement measuring unit 300 includes a first displacement sensor 310 provided to be spaced apart from one side of the friction welding unit 130 by a predetermined distance, and a first displacement sensor 310 provided to be spaced apart from the other side of the friction welding unit 130 by a predetermined distance. It is a configuration including two displacement sensors (320).

여기서, 상기 제1변위센서(310)와, 상기 제2변위센서(320)는 레이저 간섭계(laser interferometer) 등으로 변경실시될 수 있다.Here, the first displacement sensor 310 and the second displacement sensor 320 may be changed to a laser interferometer or the like.

또한, 상기 제1변위센서(310)는, 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 상기 밸브헤드(110)에 전달되는 투과파 신호를 측정하고, 상기 제2변위센서(320)는, 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 상기 밸브샤프트(120)에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 측정할 수 있다.In addition, the first displacement sensor 310 measures a transmitted wave signal transmitted to the valve head 110 with respect to the friction welding part 130 when the engine valve 100 is free-falling, and the second displacement sensor 310 measures the transmitted wave signal. The second displacement sensor 320 may measure a transmitted wave and a reflected wave signal transmitted to the valve shaft 120 based on the friction welding part 130 when the engine valve 100 is in free fall.

더욱 상세하게는, 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하가 된 후, 상기 밸브샤프트(120)와 상기 가이드홀(210) 간에 충격이 발생되어 충격파가 발생되고, 이하 설명될 충격감지부(400)에서 충격을 감지와 동시에, 상기 변위측정부(300)에 측정 시작을 알리는 트리거 신호를 공급하게 된다.More specifically, after the engine valve 100 is free-falling, an impact is generated between the valve shaft 120 and the guide hole 210 to generate a shock wave, and a shock sensing unit 400 to be described below. Simultaneously with detecting the impact, a trigger signal for informing the start of measurement is supplied to the displacement measuring unit 300 .

이때, 상기 충격파는 밸브샤프트(120)를 따라 이동되어 상기 마찰용접부(130)를 통과하거나 반사된 신호의 양(적고 많음의 정도 등)을 통해 상기 마찰용접부(130)의 용접불량 여부를 판단하게 된다.At this time, the shock wave moves along the valve shaft 120 and passes through the friction welding unit 130 or through the amount of the reflected signal (small or large degree, etc.) to determine whether welding of the friction welding unit 130 is defective. do.

여기서, 상기 제2변위센서(320)에서는 상기 밸브샤프트(120)에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 동시에 측정하게 되고, 상기 제1변위센서(310)에서는 상기 밸브헤드(110)에 전달되는 투과파 신호를 측정하게 되는데, 상기 제1변위센서(310)에서 상기 투과파 신호만 검출되고 제2변위센서(320)에서 반사파가 없으면 상기 마찰용접부(130)의 용접상태가 양호한 것으로 판단할 수 있고, 제2변위센서(320)에서 상기 투과파 이외에 반사파 신호가 검출되면 상기 마찰용접부(130)의 용접상태가 불량한 것으로 판단하여 상기 마찰용접부(130)를 포함한 상기 엔진밸브(100)를 재검하거나 재 제작할 수 있도록 분류하게 되는 것이다. Here, the second displacement sensor 320 simultaneously measures the transmitted wave and the reflected wave signal transmitted to the valve shaft 120 , and the first displacement sensor 310 measures the transmitted wave transmitted to the valve head 110 . A signal is measured. If only the transmitted wave signal is detected from the first displacement sensor 310 and there is no reflected wave from the second displacement sensor 320, it can be determined that the welding state of the friction welding part 130 is good, If the second displacement sensor 320 detects a reflected wave signal other than the transmitted wave, it is determined that the welding state of the friction welding part 130 is poor, and the engine valve 100 including the friction welding part 130 is re-examined or re-manufactured. to be classified so that

즉, 충격파가 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 통과하는 투과파 신호와 반사파 신호를 검출함으로서 상기 마찰용접부(130)의 용접불량 여부를 손쉽게 검사할 수 있는 것이다.That is, by detecting the transmitted wave signal and the reflected wave signal through which the shock wave passes with respect to the friction welding unit 130 , it is possible to easily inspect whether the friction welding unit 130 is defective in welding.

상기 충격감지부(400)는, 상기 가이드홀(210)의 하부에 구비되는 구성이다.The impact sensing unit 400 is configured to be provided under the guide hole 210 .

이러한, 상기 충격감지부(400)는 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하가 된 후, 상기 밸브샤프트(120)와 상기 가이드홀(210) 간에 충격을 감지하는 구성이다.The impact sensing unit 400 is configured to sense an impact between the valve shaft 120 and the guide hole 210 after the engine valve 100 is in free fall.

더 나아가, 상기 충격감지부(400)는 충격감지센서 또는 가속도센서 중 어느 하나의 센서를 선택하여 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하 시, 충격을 감지하고, 상기 변위측정부(300)에 측정의 시작을 알리는 트리거 신호를 공급할 수 있다.Furthermore, the shock sensing unit 400 selects any one of the shock sensing sensor and the acceleration sensor to detect the shock when the engine valve 100 is free-falling, and is measured by the displacement measuring unit 300 . It is possible to supply a trigger signal indicating the start of

이를 통해, 상기 변위측정부(300)가 작동될 수 있어, 항시 전원이 공급된 상태가 아니어도 상기 트리거 신호를 통해 상시 전원을 작동시켜 전력소모를 줄일 수 있으므로 경제적인 효과가 있다.Through this, the displacement measuring unit 300 can be operated, so that power consumption can be reduced by operating the power at all times through the trigger signal even when power is not always supplied, thereby having an economical effect.

또한, 상기 충격감지부(400) 일측에 근접센서가 더 설치될 수 있는데, 상기 근접센서는 상기 밸브샤프트(120)의 끝단과의 거리를 연속으로 측정할 수 있어 상기 충격감지부(400)와의 근접 예상시간이나, 상기 밸브샤프트(120)와 상기 충격감지부(400)와의 충격과 동시에 틸팅된 후의 거리를 측정하여 상기 엔진밸브(100)의 결합상태(용접불량, 무게 등)를 유추할 수 있는 보조적인 시험데이터를 제공받을 수도 있다.In addition, a proximity sensor may be further installed on one side of the shock sensing unit 400 , and the proximity sensor can continuously measure the distance to the end of the valve shaft 120 , and thus By measuring the estimated proximity time or the distance after being tilted at the same time as the impact between the valve shaft 120 and the impact sensing unit 400, the coupling state (defective welding, weight, etc.) of the engine valve 100 can be inferred. Additional test data may be provided.

상기 측정부(500)는, 상기 변위측정부(300) 및 상기 충격감지부(400)와 연동되어 데이터를 송수신하고 모니터링하는 구성이다.The measuring unit 500 is configured to transmit/receive and monitor data by interworking with the displacement measuring unit 300 and the impact sensing unit 400 .

이러한, 상기 측정부(500)는 상기 변위측정부(300)와 상기 충격감지부(400)에서 송수신되는 데이터를 유무선으로 통신을 수행할 수 있다.The measurement unit 500 may perform wired/wireless communication of data transmitted and received between the displacement measurement unit 300 and the impact sensing unit 400 .

이때, 상기 측정부(500)는 별도로 구비되는 통신부(510)를 통해 상기 변위측정부(300)와 상기 충격감지부(400)에서 송수신되는 데이터를 유무선 통신할 수 있다.At this time, the measurement unit 500 may communicate with the displacement measurement unit 300 and the data transmitted and received by the impact sensing unit 400 via wired/wireless communication through a separately provided communication unit 510 .

또한, 상기 통신부(510)는 무선 통신 또는 근거리 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.Also, the communication unit 510 may include a wireless communication or short-range communication module.

이하에서는, 본 발명인 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for inspecting welding defects of an automobile engine valve friction welding part according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사방법을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a welding defect inspection method of a friction welding part of an automobile engine valve according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사방법은 크게, 마찰용접부 형성단계(S10)와, 엔진밸브 자유낙하단계(S20)와, 충격파 생성단계(S30)와, 신호 측정단계(S40)와, 모니터링단계(S50) 및 마찰용접부 불량여부 판단단계(S60)을 포함하는 구성이다.As shown in Fig. 4, the welding defect inspection method of the friction welding part of the automobile engine valve is largely divided into the friction welding part forming step (S10), the engine valve free fall step (S20), the shock wave generating step (S30), and signal measurement. It is a configuration including a step (S40), a monitoring step (S50), and a determination step (S60) of whether the friction welding part is defective.

먼저, 상기 마찰용접부 형성단계(S10)는, 상기 엔진밸브(100)를 구비하기 위해 밸브헤드(110)의 일측과 밸브샤프트(120)의 일측 간에 상호 마찰용접하여 마찰용접부(130)를 형성하는 단계이다.First, in the friction welding part forming step (S10), the friction welding part 130 is formed by friction welding between one side of the valve head 110 and one side of the valve shaft 120 to provide the engine valve 100. is a step

상기 마찰용접부 형성단계(S10) 이후, 상기 엔진밸브(100)를 상기 충격시험대(200)에 형성되는 가이드홀(210)에 삽입하여 상기 엔진밸브(100)를 자유낙하시키는 엔진밸브 자유낙하단계(S20)가 수행된다.After the friction welding part forming step (S10), the engine valve free fall step of freely falling the engine valve 100 by inserting the engine valve 100 into the guide hole 210 formed in the impact test stand 200 ( S20) is performed.

상기 엔진밸브 자유낙하단계(S20) 이후, 상기 엔진밸브(100)가 자유낙하되어 상기 밸브샤프트(120)가 상기 가이드홀(210)의 하부와 충돌되어 충격파를 생성하는 충격파 생성단계(S30)가 수행된다.After the engine valve free fall step (S20), the engine valve 100 is free-falling and the valve shaft 120 collides with the lower portion of the guide hole 210 to generate a shock wave generating step (S30). is carried out

또한, 상기 충격파 생성단계(S30)와 동시에 상기 충격감지부(400)에서 상기 측정부(500)에 트리거신호를 송수신하는 트리거신호 송수신단계(S31)를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include a trigger signal transmitting/receiving step (S31) of transmitting and receiving a trigger signal from the shock sensing unit 400 to the measuring unit 500 at the same time as the shock wave generating step (S30).

상기 충격파 생성단계(S30) 이후, 상기 제1변위센서(310)에서, 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 상기 밸브헤드(110)에 전달되는 투과파 신호를 측정하고, 상기 제2변위센서(320)에서 상기 엔진밸브(100)의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 상기 밸브샤프트(120)에 전달되는 투과파 신호 및 반사파 신호를 측정하는 신호 측정단계(S40)가 수행된다.After the shock wave generating step ( S30 ), in the first displacement sensor 310 , when the engine valve 100 freely falls, the transmitted wave transmitted to the valve head 110 based on the friction welding part 130 . The signal is measured, and when the engine valve 100 is free-falling from the second displacement sensor 320, the transmitted wave signal and the reflected wave signal transmitted to the valve shaft 120 with respect to the friction welding part 130 are measured. A signal measuring step (S40) to be measured is performed.

또한, 상기 신호 측정단계(S40)에서 상기 제1변위센서(310)에서 측정된 투과파 신호와, 상기 제2변위센서(320)에서 측정된 투과파 신호 및 반사파 신호의 송수신하고 모니터링하는 모니터링단계(S50)가 수행된다.In addition, in the signal measuring step (S40), the transmitted wave signal measured by the first displacement sensor 310 and the transmitted wave signal and the reflected wave signal measured by the second displacement sensor 320 are transmitted/received and monitored. (S50) is performed.

여기서, 상기 제2변위센서(320)에서는 상기 밸브샤프트(120)에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 동시에 측정하게 되고, 상기 제1변위센서(310)에서는 상기 밸브헤드(110)에 전달되는 투과파 신호를 측정하게 되는데, 상기 제1변위센서(310)에서 상기 투과파 신호만 검출되면 상기 마찰용접부(130)의 용접상태가 양호한 것으로 판단할 수 있고, 상기 제1변위센서(310)에서 상기 투과파 이외에 반사파 신호가 검출되면 상기 마찰용접부(130)의 용접상태가 불량한 것으로 판단하여 상기 마찰용접부(130)를 포함한 상기 엔진밸브(100)를 재검하거나 재 제작할 수 있도록 분류하게 되는 것이다. Here, the second displacement sensor 320 simultaneously measures the transmitted wave and the reflected wave signal transmitted to the valve shaft 120 , and the first displacement sensor 310 measures the transmitted wave transmitted to the valve head 110 . A signal is measured. When only the transmitted wave signal is detected by the first displacement sensor 310 , it can be determined that the welding state of the friction welding part 130 is good, and the first displacement sensor 310 detects the transmission. When a reflected wave signal other than a wave is detected, it is determined that the welding state of the friction welding part 130 is poor, and the engine valve 100 including the friction welding part 130 is re-examined or classified so that it can be remanufactured.

즉, 충격파가 상기 마찰용접부(130)를 기준으로 통과하는 투과파 신호와 반사파 신호를 검출함으로서 상기 마찰용접부(130)의 용접불량 여부를 손쉽게 검사할 수 있는 것이다.That is, by detecting the transmitted wave signal and the reflected wave signal through which the shock wave passes with respect to the friction welding unit 130 , it is possible to easily inspect whether the friction welding unit 130 is defective in welding.

아울러, 상기 모니터링단계(S50)에서 상기 투과파 신호 및 반사파 신호가 상기 마찰용접부(130)의 통과여부 또는 상기 투과파 신호 및 반사파 신호가 상기 마찰용접부(130)를 통과한 신호의 양(적고 많음의 정도 등)을 통해 상기 마찰용접부(130)의 불량여부를 판단하는 마찰용접부 불량여부 판단단계(S60)가 수행된다.In addition, whether the transmitted wave signal and the reflected wave signal pass through the friction welding unit 130 in the monitoring step (S50) or the amount of the signal through which the transmitted wave signal and the reflected wave signal have passed through the friction welding unit 130 (small or large) The degree of failure of the friction welding portion 130 is performed through the determination step (S60) of whether the friction welding portion is defective or not.

따라서, 본 발명인 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치에 따르면, 엔진밸브의 자유낙하 운동에 의해 발생되는 충격파를 이용하여 마찰용접부의 용접불량 검사를 수행하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve has an effect of performing a welding defect inspection of a friction welding part using a shock wave generated by a free-fall motion of an engine valve.

또한, 제1변위센서에서 엔진밸브의 자유낙하 시, 마찰용접부를 기준으로 밸브헤드에 전달되는 투과파 신호를 측정하고, 제2변위센서에서 엔진밸브의 자유낙하 시, 마찰용접부를 기준으로 밸브샤프트에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 각각 측정하여 마찰용접부의 용접불량을 판단하는 효과가 있다.In addition, the first displacement sensor measures the transmitted wave signal transmitted to the valve head based on the friction welding part when the engine valve is in free fall, and when the engine valve is in free fall from the second displacement sensor, the valve shaft is based on the friction welding part. By measuring the transmitted and reflected wave signals transmitted to the

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.

100 : 엔진밸브 110 : 밸브헤드
120 : 밸브샤프트 130 : 마찰용접부
200 : 충격시험대 210 : 가이드홀
300 : 변위측정부 310 : 제1변위센서
320 : 제2변위센서 400 : 충격감지부
410 : 충격감지센서 500 : 측정부
510 : 통신부
100: engine valve 110: valve head
120: valve shaft 130: friction welding part
200: impact test bench 210: guide hole
300: displacement measuring unit 310: first displacement sensor
320: second displacement sensor 400: impact sensing unit
410: impact sensor 500: measuring unit
510: communication department

Claims (6)

밸브헤드의 일측과 밸브샤프트의 일측이 상호 마찰용접에 의해 마찰용접부가 형성되는 엔진밸브;
상기 엔진밸브를 수용하는 가이드홀이 형성되는 충격시험대;
상기 가이드홀의 내측면에 구비되는 변위측정부;
상기 가이드홀의 하부에 구비되는 충격감지부;
를 포함하되,
상기 변위측정부 및 상기 충격감지부와 연동되어 데이터를 송수신하고 모니터링하는 측정부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
an engine valve in which one side of the valve head and one side of the valve shaft are friction-welded by mutual friction welding;
an impact test stand having a guide hole for accommodating the engine valve;
a displacement measuring unit provided on the inner surface of the guide hole;
an impact sensing unit provided at a lower portion of the guide hole;
including,
a measuring unit interlocking with the displacement measuring unit and the impact sensing unit to transmit/receive and monitor data;
Welding defect inspection device of the friction welding part of an automobile engine valve, characterized in that it further comprises.
청구항 1에 있어서,
상기 변위측정부는,
상기 마찰용접부의 일측과 일정거리 이격되어 구비되는 제1변위센서;
상기 마찰용접부의 타측과 일정거리 이격되어 구비되는 제2변위센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
The method according to claim 1,
The displacement measuring unit,
a first displacement sensor provided to be spaced apart from one side of the friction welding part by a predetermined distance;
a second displacement sensor spaced apart from the other side of the friction welding part by a predetermined distance;
Welding defect inspection device of the friction welding part of an automobile engine valve, characterized in that it comprises a.
청구항 2에 있어서,
상기 제1변위센서는,
상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부를 기준으로 상기 밸브헤드에 전달되는 투과파 신호를 측정하고,
상기 제2변위센서는,
상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 상기 마찰용접부를 기준으로 상기 밸브샤프트에 전달되는 투과파와 반사파 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
3. The method according to claim 2,
The first displacement sensor,
When the engine valve is in free fall, the transmitted wave signal transmitted to the valve head is measured based on the friction welding part,
The second displacement sensor,
A welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve, characterized in that when the engine valve freely falls, the transmitted wave and the reflected wave signal transmitted to the valve shaft are measured based on the friction welding part.
청구항 1에 있어서,
상기 충격감지부는,
가속도센서를 포함하는 충격감지센서는, 상기 엔진밸브의 자유낙하 시, 충격을 감지하고, 상기 변위측정부에 측정의 시작을 알리는 트리거 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
The method according to claim 1,
The shock sensing unit,
An impact sensor including an acceleration sensor detects an impact when the engine valve is in free fall, and supplies a trigger signal informing the start of measurement to the displacement measuring unit. inspection device.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진밸브가 상기 가이드홀에 삽입 시, 상기 밸브샤프트가 삽입된 후 상기 밸브헤드가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
The method according to claim 1,
When the engine valve is inserted into the guide hole, the valve head is inserted after the valve shaft is inserted.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드홀은 적어도 하나 이상 구비되고, 적어도 하나 이상의 상기 엔진밸브를 수용하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진밸브 마찰용접부의 용접불량 검사장치.
The method according to claim 1,
The guide hole is provided with at least one, and the welding defect inspection apparatus for a friction welding part of an automobile engine valve, characterized in that it accommodates at least one or more of the engine valves.
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