KR20220114418A - 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 휠의 내측 및 외측의 용접결함을 검사할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것으로, 내측에 물이 담기는 검사수조; 상기 검사수조를 상측에서 지지하는 테이블 형상으로서, 하측에 공간부가 마련되는 메인 마운트; 상기 검사수조 하부면에 기밀 고정관통 배치되는 회전축; 상기 회전축 상단에 형성되어 차량용 휠이 중심축에 결합되는 척 유닛; 상기 메인 마운트 공간부에서 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축을 회전 구동시키는 회전액추에이터; 상기 검사수조 내 수중에서 상기 척 유닛에 차량용 휠이 결합되면, 초음파센서가 차량용 휠 용접부위에 근접되게 형성되어 차량용 휠의 용접부위 결함을 검사하는 초음파검사기;를 포함하여 구성되어, 상기 검사수조 내에서 차량용 휠을 결합, 회전시키면서 차량용 휠의 용접결함을 초음파 검사하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 휠의 내측 및 외측의 용접결함을 검사할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것이다.
차량용 휠은 원통 형상으로서 고무로 만들어진 타이어가 변형되지 않도록 해주고, 타이어와 차축 사이에서 하중을 지지하며 회전함과 동시에 차량의 무게와 지면의 저항을 이길 수 있도록 구성되는 가장 중요한 부품 중 하나이다.
일반적으로, 차량용 휠은 외주에 장착되는 타이어의 형태를 유지하기 위한 림(rim)과, 림의 변형을 방지하도록 림에 연결되며, 차축에 결합되는 디스크(disc)로 이루어진다.
이러한 차량용 휠은 각각 별도 성형 후 용접을 통해 결합되는데, 차량용 휠은 차량의 주행성 및 안정성에 매우 중요한 역할을 하고 있으므로 해당 용접부에 대한 결함검사가 필수적이다. 특히, 림과 디스크의 용접결합 시 차량용 휠의 내측과 외측에 용접부가 형성되는데, 이를 검사하기 위한 수단으로 비파괴검사 장비를 사용한 검사방법이나, 육안에 의존한 검사방법이 사용되었다.
그러나, 육안에 의존한 검사방법의 경우 숙련된 경험을 가진 다수의 인력을 필요로 하기 때문에 검사의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있으며, 비파괴검사 장비를 사용한 검사방법의 경우 림의 형상이 복잡하고 굴곡이 많아 적용하기 힘든 문제점이 있어, 차량용 휠의 내측와 외측 용접부 결함을 용이하게 검사할 수 있는 비파괴검사 장치 기술의 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명을 통해 차량용 휠의 내측 및 외측 용접부의 결함을 용이하게 검사할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 차량용 휠을 검사 구역까지 자동 이동 가능하도록 형성되어 자동화 생산라인에 적용할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 용접결함부를 파악한 후, 각 위치별 결함도를 디스플레이에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
내측에 물이 담기는 검사수조; 상기 검사수조를 상측에서 지지하는 테이블 형상으로서, 하측에 공간부가 마련되는 메인 마운트; 상기 검사수조 하부면에 기밀 고정관통 배치되는 회전축; 상기 회전축 상단에 형성되어 차량용 휠이 중심축에 결합되는 척 유닛; 상기 메인 마운트 공간부에서 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축을 회전 구동시키는 회전액추에이터; 상기 검사수조 내 수중에서 상기 척 유닛에 차량용 휠이 결합되면, 초음파센서가 차량용 휠 용접부위에 근접되게 형성되어 차량용 휠의 용접부위 결함을 검사하는 초음파검사기;를 포함하여 구성되어, 상기 검사수조 내에서 차량용 휠을 결합, 회전시키면서 차량용 휠의 용접결함을 초음파 검사하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치를 본 발명의 요지로 한다.
상기 척 유닛은, 상기 회전축 중심부에 동축 결합되며 상기 회전축 상단과 하단에 노출되는 길이로 형성되는 피스톤 축; 상기 회전축의 축에 대하여 방사형 절개되어 형성되고, 하부에 가압 원추홈이 형성된 휠 장착헤드; 상기 회전축 단부와 결합되어 상기 휠 장착헤드를 내장시키는 헤드하우징; 상기 피스톤 축 상단에 결합되고, 상기 가압 원추홈에 접촉되는 원추형 가압헤드; 상기 피스톤 축 하단에 결합되어 상기 피스톤 축을 승하강시키는 유압실린더;로 구성되어, 차량용 휠의 내측 중심홈에 상기 휠 장착헤드를 삽입시키고, 상기 유압실린더로 피스톤 축을 상승시키면 상기 가압헤드가 상기 가압 원추홈을 밀면서 상기 휠 장착헤드를 확개시켜 차량용 휠을 고정하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 회전축은, 기 회전축을 승강시키는 승강 액추에이터;가 더 포함되어 상기 척 유닛에 결합된 차량용 휠의 결합위치 및 검사위치에 따라 승강 구동되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 회전 액추에이터는, 상기 회전축 하단과 베어링으로 결합되는 회전부 마운트; 상기 회전부 마운트 일측에 회전 서보모터가 형성되고, 동력전달풀리 및 벨트로 상기 회전축과 결합되어 상기 회전축을 구동시키는 회전유닛;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 승강 액추에이터는, 상기 회전부 마운트 타측에서 상기 회전부 마운트 하단을 지지하는 받침대; 상기 받침대에 가동단이 결합되며 스크류 마운트가 상기 메인 마운트 상측 저면과 수직 결합되는 볼스크류; 상기 스크류 마운트 하단에 상승 서보모터가 결합되고, 동력전달풀리 및 벨트로 상기 볼스크류와 연결되어 상기 가동단으로 상기 회전축을 승강 구동시키는 상승유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 초음파검사기는, 상기 차량용 휠의 용접부위에 대한 초음파 검사를 수행하는 초음파센서; 단부에 상기 초음파센서가 부착되어, 상기 검사수조 내에서 차량용 휠의 용접부위로 상기 초음파센서를 안내하는 안내프레임; 상기 검사수조 외부에 형성되며, 상기 초음파센서의 측정 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 초음파검사기는, 상기 차량용 휠의 용접부위 외측을 검사하는 외측검사기;와, 상기 차량용 휠의 용접부위 내측을 검사하는 내측검사기;로 구분 형성되고, 상기 외측 검사기의 안내프레임은 'ㄴ'자 형상으로서, 상기 초음파센서가 차량용 휠의 외측 용접부에 인접하게 배치되도록 형성되는 외측 안내프레임으로 형성되며, 상기 내측검사기의 안내프레임은 'ㄷ'자 형상으로서, 상기 초음파센서가 차량용 휠의 내측 용접부에 인접하게 배치되도록 형성되는 내측 안내프레임;으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치는, 차량용 휠을 상기 척 유닛에 고정시킨 후, 설정지점을 기준으로 360°회전하여 용접 부위를 초음파 검사하고, 각 위치별 용접결함을 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치로 되는 것이 바람직하다.
본 발명이 제공됨으로써 차량용 휠의 내측 및 외측 용접부의 결함을 용이하게 검사할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치가 제공되는 효과가 있다.
또한, 차량용 휠을 검사 구역까지 자동 이동시킬 수 있어 자동화 생산라인에 적용 가능한 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치가 제공되는 효과가 있다.
그리고, 용접결함부를 파악한 후, 각 위치별 결함도를 디스플레이에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치가 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 정단면도이다.
도 2는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 가동 전 회전축의 상부 확대도이다.
도 4는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 가동 후 회전축의 상부 확대도이다.
도 5는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 회전축이 상승한 상태의 측단면도이다.
도 6은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 외측검사기를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 내측검사기를 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치와 연동되는 측정 프로그램의 예시도이다.
도 2는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 가동 전 회전축의 상부 확대도이다.
도 4는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 가동 후 회전축의 상부 확대도이다.
도 5는 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 회전축이 상승한 상태의 측단면도이다.
도 6은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 외측검사기를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 내측검사기를 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치와 연동되는 측정 프로그램의 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
그리고, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 크게 검사수조(100), 메인 마운트(200), 회전축(300), 척 유닛(400), 회전 액추에이터(500) 및 초음파검사기(600)로 구성된다.
검사수조(100)는 내측에 물이 채워지며, 내부에서 용접결함 검사가 이루어진다.
이때, 검사수조(100)는 육면체 형상으로서, 차량용 휠(W)이 인출입될 수 있도록 상부면 중심이 개방 형성될 수 있다.
그리고, 검사수조(100) 상부면에는 초음파검사기(600)가 고정 배치될 수 있으며, 초음파검사기(600)가 검사수조(100) 내부로 인입되는 검사홀(미도시)이 형성될 수 있다.
그리고, 검사수조(100)는 내측에 물을 공급하는 물 공급 파이프(미도시) 및 공급홀(미도시)이 형성될 수 있으며, 장치제어부(미도시)가 형성되어 수조 내부의 물 공급을 제어하도록 형성될 수 있다.
메인 마운트(200)는 테이블 형상으로서, 검사수조(100)를 상측에서 지지할 수 있으며, 메인 마운트(200)의 하측에는 회전축(300) 및 척 유닛(400), 회전 액추에이터(500)가 배치되는 공간부가 마련될 수 있다.
이때, 메인 마운트(200)는 설치 기준면(지면, 건물의 바닥면 등)에 설치되며, 검사수조(100) 뿐만 아니라 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치의 구성 전체를 지지하도록 형성될 수 있다.
회전축(300)은 검사수조(100) 하부면에 기밀 고정관통 배치된다.
즉, 회전축(300)의 상측은 검사수조(100) 내부에 배치되고, 회전축(300)의 하측은 메인 마운트(200)의 하측 공간부에 배치되며, 회전축(300)이 기밀 고정관통되도록 검사수조(100)와 회전축(300)의 결합부에 기밀고정부(미도시)가 형성될 수 있다.
그리고, 기밀고정부는 검사수조(100) 내측 하부면에 볼트 체결되어 고정될 수 있으며, 내측에 기밀부재 및 방수부재를 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 기밀고정부는 회전축(300)이 상하방향으로 이동되더라도 검사수조(100) 내부의 물에 대하여 기밀을 유지할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
척 유닛(400)은 회전축(300) 상단에 형성되며, 차량용 휠(W)이 중심축에 결합된다.
이때, 척 유닛(400)이 차량용 휠(W)의 중심축이 결합되면, 회전축(300)의 회전에 따라 차량용 휠(W)이 함께 회전할 수 있다.
회전 액추에이터(500)는 메인 마운트(200) 공간부에서 회전축(300)과 연결되어 회전축(300)을 회전 구동시킨다.
이때, 회전 액추에이터(500)는 회전축(300)의 일측에 결합되되, 회전축(300)의 외주면에 결합되어 회전축(300)을 회전시키는 것이 바람직하다.
초음파검사기(600)는 검사수조(100) 내 수중에서 척 유닛(400)에 차량용 휠(W)이 결합되면, 초음파센서(610)가 차량용 휠(W) 용접부위에 근접하게 형성되어 차량용 휠(W)의 용접부위 결함을 검사하도록 형성된다.
이때, 초음파검사기(600)는 검사수조(100)에 고정되고, 차량용 휠(W)에 초음파센서(610)를 근접시켜 용접부위의 결함을 측정하도록 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 검사수조(100) 내에서 차량용 휠(W)이 척 유닛(400)에 결합되고, 회전축(300)이 회전함과 동시에 차량용 휠(W)이 회전 구동되어 차량용 휠(W)의 용접결함을 초음파 검사할 수 있다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)의 척 유닛(400)은 피스톤 축(410), 휠 장착헤드(420), 헤드하우징(430), 원추형 가압헤드(440), 유압실린더(450)로 구성될 수 있다.
피스톤 축(410)은 회전축(300) 중심부에 동축 결합되며, 회전축(300) 상단과 하단에 노출되는 길이로 형성될 수 있다.
이때, 피스톤 축(410)은 하단부가 유압실린더(450)와 결합되고, 상단부가 원추형 가압헤드(440)와 결합될 수 있다.
그리고, 회전축(300) 내측으로부터 상하방향으로 이송 가능하도록 회전축(300) 내측 중공 지름보다 피스톤 축(410)의 지름이 작게 형성되는 것이 바람직하며, 회전축(300) 내에서 피스톤 축(410)이 안정적으로 이송될 수 있도록 회전축(300)의 내측 상부 및 내측 하부에는 베어링 단차부(미도시) 및 피스톤 축 지지 베어링(미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 피스톤 축(410)의 상부면과 하부면은 각각 유압실린더(450)와 원추형 가압헤드(440)가 볼트 체결될 수 있도록 태핑홀(미도시)이 형성될 수 있다.
휠 장착헤드(420)는 회전축(300)의 축에 대하여 방사형 절개되어 형성되고, 하부에 가압 원추홈(421)이 형성될 수 있다.
이때, 휠 장착헤드(420)는 내측에 피스톤 축(410)의 상부가 인입되도록 형성될 수 있으며, 피스톤 축(410)의 상부와 원추형 가압헤드(440)가 배치되는 공간부가 마련될 수 있다.
그리고, 가압 원추홈(420)은 원추 형상의 홈으로서, 휠 장착헤드(420)의 상부면 중심이 개방되도록 형성되며, 원추형 가압헤드(440)와 맞닿도록 형성될 수 있다.
또한, 휠 장착헤드(420) 하단부에 외측 방향으로 단차지도록 형성되는 돌출단차부(미도시)가 형성될 수 있다.
헤드하우징(430)은 회전축(300)의 상단부에 결합되어, 휠 장착헤드(420)를 내장시킬 수 있다.
이때, 헤드하우징(430)은 회전축(300)의 상단부에 결합되는 결합단(미도시)과, 결합단 상부에 배치되어 내측에 휠 장착헤드(420)를 내장시키는 내장단(미도시)으로 구분 형성될 수 있다.
내장단은, 내측 하단부가 단차지게 형성되어 결합단에 결합되는데, 결합단과 내장단 사이에 함몰되도록 형성되는 함몰단차부(미도시)가 형성되고, 함몰단차부 내측에 휠 장착헤드(420)의 돌출단차부가 배치될 수 있다.
이때, 함몰단차부는 휠 장착헤드(420)가 상방향으로 이동될 경우 이동거리를 제한하는 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
원추형 가압헤드(440)는 피스톤 축(410) 상단에 결합되고, 가압 원추홈(421)에 접촉 배치될 수 있다.
유압실린더(450)는 피스톤 축(410) 하단에 결합되어 피스톤 축(410)을 승하강 시킬 수 있다.
이때, 피스톤 축(410)은 유압실린더(450)의 피스톤(미도시)과 결합되어 구동에 따라 승하강될 수 있다.
따라서 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 차량용 휠(W)의 내측 중심홈에 휠 장착헤드(420)를 삽입시키고, 유압실린더(450)로 피스톤 축(410)이 승강되면 원추형 가압헤드(440)가 가압 원추홈(421)을 밀어내면서 휠 장착헤드(420)가 상방향으로 이동됨과 동시에 외측 방향으로 확개되어 차량용 휠(W)을 고정시킬 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)의 회전축(300)은 승강 액추에이터(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
승강 액추에이터(700)는 척 유닛(400)에 결합된 차량용 휠의 결합위치 및 검사위치에 따라 승강 구동되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 회전 액추에이터(500)는 회전부 마운트(510), 회전유닛(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
회전부 마운트(510)는 회전축(300) 하단과 베어링으로 결합될 수 있다.
회전축(300)의 외측에 베어링이 복수 개 결합되고, 베어링 외측에 베어링 커버가 결합되어 회전축(300)이 보다 안정적으로 회전부 마운트(510)에 결합될 수 있다.
그리고, 회전유닛(520)은 동력발생 및 동력전달을 통해 회전축(300)을 회전시키며, 회전 서보모터와 동력전달풀리 및 벨트를 포함하여 구성될 수 있다.
회전 서보모터는 회전부 마운트(510)의 일측에 결합 형성되고, 회전 서보모터 상부에 제1회전풀리가 결합되며, 회전축(300)의 원주면에 제2회전풀리가 결합될 수 있다.
이때, 제1회전풀리 및 제2회전풀리에 벨트가 결합되어 회전동력을 전달할 수 있다.
즉, 회전 서보모터로부터 발생된 동력을 회전축(300)에 전달하여 회전축(300)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.
그리고, 승강 액추에이터(700)는 받침대(710), 볼스크류(730), 상승유닛(740)을 포함할 수 있다.
받침대(710)는 회전부 마운트(510)의 타측에서 회전부 마운트(510)의 하단을 지지할 수 있다.
볼스크류(730)는 받침대(710)에 가동단이 결합되며 스크류 마운트(720)가 메인 마운트(200) 상측 저면과 수직 결합될 수 있다.
상승유닛(740)은 상승 서보모터, 동력전달풀리 및 벨트를 포함하여 구성되어, 스크류 마운트(720) 하단에 상승 서보모터가 결합되고, 동력전달풀리 및 벨트로 볼스크류(730)와 연결되어 가동단을 이동시켜 회전축(300)을 승하강 구동시킬 수 있다.
이때, 동력전달풀리는 상승 서보모터에 결합되는 제1상승풀리와, 볼스크류(730)에 결합되는 제2상승풀리로 구성될 수 있으며, 제1상승풀리 및 제2상승풀리는 벨트결합되어 상승 서보모터의 동력을 전달할 수 있다.
그리고, 가동단은 받침대(710)와 결합되되. 볼스크류(730) 구동에 의해 승하강되도록 형성될 수 있다.
실시예로서, 가동단은 레일 및 대차 형식으로 구성될 수 있다.
먼저, 회전부 마운트(510)의 타측 하단에 형성되는 받침대(710)와 가동단의 대차가 결합되고, 레일에 결합되는 대차는 볼스크류에 결합된 너트와 결합될 수 있다.
그리고, 상승 서보모터가 구동되어 동력전달풀리 및 벨트에 의해 볼스크류(730)가 회전구동되고, 볼스크류(730)에 결합된 너트가 상승하며 너트와 결합된 가동단의 대차가 함께 상승할 수 있다.
따라서, 대차가 상승함에 따라 가동단에 결합된 받침대(710) 및 회전부 마운트(510)가 상승하게 되어 회전축(300)이 승강될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 초음파센서(610), 안내프레임(620), 제어부(630)를 포함하여 구성될 수 있다.
초음파센서(610)는 차량용 휠(W)의 용접부위에 대한 초음파 검사를 수행할 수 있다.
그리고, 안내프레임(620)은 단부에 초음파센서(610)가 부착되고 검사수조(100) 내에서 차량용 휠(W)의 용접부위로 초음파센서(610)를 안내할 수 있다.
이때, 안내프레임(620)의 형상은 초음파센서(610)가 측정하고자 하는 용접부위의 위치에 따라 상이한 형상으로 이루어질 수 있다.
제어부(630)는 검사수조(100) 외부에 형성되고, 초음파센서(610)의 측정구동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(630)의 지시에 따라 안내프레임(620)을 상하, 좌우, 전후방향으로 이동시키는 구동본체가 검사수조(100)의 외측 상면에 형성되어 초음파센서(610)의 위치를 조절할 수 있다.
이때, 제어부(630)는 검사 대상인 차량용 휠(W)의 규격에 따라 설정된 좌표점 위치에 초음파센서(610)를 이동시키도록 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 초음파검사기(600)는, 외측검사기(601)와 내측검사기(602)로 구분 형성될 수 있다.
외측검사기(601)는 차량용 휠(W)의 외측 용접부위를 검사할 수 있다.
이때, 외측검사기(601)의 안내프레임(620)은 'ㄴ'자 형상으로서, 초음파센서(610)가 차량용 휠(W)의 외측 용접부에 인접하게 배치되도록 형성될 수 있다.
내측검사기(602)는 차량용 휠(W)의 내측 용접부위를 검사할 수 있다.
이때, 내측검사기(602)의 안내프레임(620)은 'ㄷ'자 형상으로서, 초음파센서(610)가 차량용 휠(W)의 내측 용접무에 인접하게 배치되도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 구성들을 통해 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)를 실시예를 통해 살펴보면, 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 승강 액추에이터(700)가 구동되어 회전축(300)이 승강된 상태로 구비될 수 있다.
그리고, 휠 이송로봇, 작업자에 의한 수동 이송장치 등을 통해 회전축(300)이 승강된 상태에서 척 유닛(400)으로 차량용 휠(W)이 안착되면, 유압실린더(450)가 구동되어 피스톤 축(410)이 승강하게 되고, 원추형 가압헤드(440)가 가압원추홈(421)을 밀어내며 휠 장착헤드(420)가 상방향으로 이동됨과 동시에 외측방향으로 확개될 수 있다.
확개된 휠 장착헤드(420)는 차량용 휠(W)의 내측에 형성된 홈에 인입되어 차량용 휠(W)을 구속하고, 승강 액추에이터(700)가 구동되어 차량용 휠(W)이 구속된 상태로 물이 채워진 검사수조(100)에 인입될 수 있다.
차량용 휠(W)이 인입되면 검사수조(100) 내에 배치된 초음파센서(610)의 위치가 조정되고, 회전 액추에이터(500)에 의해 차량용 휠(W)이 360°회전될 수 있다.
이때, 초음파센서(610)는 위치의 변동없이 고정되고, 차량용 휠(W)만 회전시킴으로써 휠의 내측 및 외측 용접부를 검사하도록 형성된다.
검사가 종료되면, 승강 액추에이터(700)가 구동되어 차량용 휠(W)이 검사수조(100) 밖으로 인출되고, 유압실린더(450)의 구동에 의해 원추형 가압헤드(440)가 하강하며 휠 장착헤드(420)가 헤드하우징(430) 내측으로 인입되며 차량용 휠(W)의 구속이 해제될 수 있다.
구속이 해제된 차량용 휠(W)은 휠 이송로봇, 작업자에 의한 수동 이송장치 등에 의하여 척 유닛(400)으로부터 분리될 수 있다.
또한, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는, 차량용 휠을 척 유닛(400)에 고정시킨 후, 설정지점을 기준으로 360°회전하여 용접부위를 초음파 검사하고, 각 위치별 용접결함을 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 8을 참조하여 실시예를 살펴보면, 본 발명인 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는 검사결과를 디스플레잉하고 분석하는 측정 프로그램과 연동될 수 있다.
먼저, 차량용 휠(W)에 형성된 에어홀 기준으로 360° 회전시키면, 각 위치별 결함도가 퍼센테이지화되어 디스플레이에 표시되고, 용접결함 위치를 안내할 수 있다.
또한, 용접결함 검사결과를 실시간으로 화면전환 없이 확인할 수 있도록 구성될 수 있으며, 결함 위치와 정보를 원형그래프 및 차트그래프를 통해 나타낼 수 있다.
그리고, 측정 및 연산을 동시 처리할 수 있는 프로세스를 구비하여 연산 대기시간을 최소화할 수 있으며, 측정결과를 데이터베이스화하는 서버를 별도로 구축할 수 있다.
또한, 측정 프로그램에서 제공되는 그래프는 확대기능을 통해 결함 지점을 확대하여 확인할 수 있으며, 결함정보를 클릭하면 결함위치(각도), 깊이, 크기정보를 확인할 수 있도록 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 휠의 내측 및 외측의 용접결함을 검사할 수 있는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주 내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허 청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.
100 : 검사수조 200 : 메인 마운트
300 : 회전축 400 : 척 유닛
410 : 피스톤 축 420 : 휠 장착헤드
421 : 가압 원추홈 430 : 헤드하우징
440 : 원추형 가압헤드 450 : 유압실린더
500 : 회전 액추에이터 510 : 회전부 마운트
520 : 회전유닛 600 : 초음파검사기
601 : 외측검사기 602 : 내측검사기
610 : 초음파센서 620 : 안내프레임
630 : 제어부 700 : 승강 액추에이터
710 : 받침대 720 : 스크류 마운트
730 : 볼스크류 740 : 상승유닛
300 : 회전축 400 : 척 유닛
410 : 피스톤 축 420 : 휠 장착헤드
421 : 가압 원추홈 430 : 헤드하우징
440 : 원추형 가압헤드 450 : 유압실린더
500 : 회전 액추에이터 510 : 회전부 마운트
520 : 회전유닛 600 : 초음파검사기
601 : 외측검사기 602 : 내측검사기
610 : 초음파센서 620 : 안내프레임
630 : 제어부 700 : 승강 액추에이터
710 : 받침대 720 : 스크류 마운트
730 : 볼스크류 740 : 상승유닛
Claims (8)
- 내측에 물이 담기는 검사수조(100);
상기 검사수조(100)를 상측에서 지지하는 테이블 형상으로서, 하측에 공간부가 마련되는 메인 마운트(200);
상기 검사수조(100) 하부면에 기밀 고정관통 배치되는 회전축(300);
상기 회전축(300) 상단에 형성되어 차량용 휠이 중심축에 결합되는 척 유닛(400);
상기 메인 마운트(200) 공간부에서 상기 회전축(300)과 연결되어 상기 회전축(300)을 회전 구동시키는 회전 액추에이터(500);
상기 검사수조(100) 내 수중에서 상기 척 유닛(400)에 차량용 휠이 결합되면, 초음파센서(610)가 차량용 휠 용접부위에 근접되게 형성되어 차량용 휠의 용접부위 결함을 검사하는 초음파검사기(600);를 포함하여 구성되어,
상기 검사수조(100) 내에서 차량용 휠을 결합, 회전시키면서 차량용 휠의 용접결함을 초음파 검사하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 척 유닛(400)은,
상기 회전축(300) 중심부에 동축 결합되며 상기 회전축(300) 상단과 하단에 노출되는 길이로 형성되는 피스톤 축(410);
상기 회전축(300)의 축에 대하여 방사형 절개되어 형성되고, 하부에 가압 원추홈(421)이 형성된 휠 장착헤드(420);
상기 회전축(300) 단부와 결합되어 상기 휠 장착헤드(420)를 내장시키는 헤드하우징(430);
상기 피스톤 축(410) 상단에 결합되고, 상기 가압 원추홈(421)에 접촉되는 원추형 가압헤드(440);
상기 피스톤 축(410) 하단에 결합되어 상기 피스톤 축(410)을 승하강시키는 유압실린더(450);로 구성되어,
차량용 휠의 내측 중심홈에 상기 휠 장착헤드(420)를 삽입시키고, 상기 유압실린더(450)로 상기 피스톤 축(410)을 상승시키면 상기 원추형 가압헤드(440)가 상기 가압 원추홈(421)을 밀면서 상기 휠 장착헤드(420)를 확개시켜 차량용 휠을 고정하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제2항에 있어서,
상기 회전축(300)은,
상기 회전축(300)을 승강시키는 승강 액추에이터(700);가 더 포함되어 상기 척 유닛(400)에 결합된 차량용 휠의 결합위치 및 검사위치에 따라 승강 구동되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제3항에 있어서,
상기 회전 액추에이터(500)는,
상기 회전축(300) 하단과 베어링으로 결합되는 회전부 마운트(510);
상기 회전부 마운트(510) 일측에 회전 서보모터가 형성되고, 동력전달풀리 및 벨트로 상기 회전축(300)과 결합되어 상기 회전축(300)을 구동시키는 회전유닛(520);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제4항에 있어서,
상기 승강 액추에이터(700)는,
상기 회전부 마운트(510) 타측에서 상기 회전부 마운트(510) 하단을 지지하는 받침대(710);
상기 받침대(710)에 가동단이 결합되며 스크류 마운트(720)가 상기 메인 마운트(200) 상측 저면과 수직 결합되는 볼스크류(730);
상기 스크류 마운트(720) 하단에 상승 서보모터가 결합되고, 동력전달풀리 및 벨트로 상기 볼스크류(730)와 연결되어 상기 가동단으로 상기 회전축(300)을 승강 구동시키는 상승유닛(740);을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 초음파검사기(600)는,
상기 차량용 휠의 용접부위에 대한 초음파 검사를 수행하는 초음파센서(610);
단부에 상기 초음파센서(610)가 부착되어, 상기 검사수조(100) 내에서 차량용 휠의 용접부위로 상기 초음파센서(610)를 안내하는 안내프레임(620);
상기 검사수조(100) 외부에 형성되며, 상기 초음파센서(610)의 측정 구동을 제어하는 제어부(630);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제6항에 있어서,
상기 초음파검사기(600)는,
상기 차량용 휠의 용접부위 외측을 검사하는 외측검사기(601);와,
상기 차량용 휠의 용접부위 내측을 검사하는 내측검사기(602);로 구분 형성되고,
상기 외측 검사기(601)의 안내프레임(620)은 'ㄴ'자 형상으로서, 상기 초음파센서(610)가 차량용 휠의 외측 용접부에 인접하게 배치되도록 형성되는 외측 안내프레임으로 형성되며,
상기 내측검사기(602)의 안내프레임은 'ㄷ'자 형상으로서, 상기 초음파센서(610)가 차량용 휠의 내측 용접부에 인접하게 배치되도록 형성되는 내측 안내프레임;으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치(1000)는,
차량용 휠을 상기 척 유닛(400)에 고정시킨 후, 설정지점을 기준으로 360°회전하여 용접 부위를 초음파 검사하고, 각 위치별 용접결함을 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치.
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| KR1020210017892A KR20220114418A (ko) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020210017892A KR20220114418A (ko) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 초음파센서를 이용한 용접결함 검사장치 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240117929A (ko) | 2023-01-26 | 2024-08-02 | 고려대학교 산학협력단 | 열화상 데이터 기반 강관 용접부 결함 검출 방법 |
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| KR100806829B1 (ko) | 2006-08-04 | 2008-02-22 | 김도영 | 자동차 강철림의 불량검사를 위한 방법 및 시스템 |
| KR101671779B1 (ko) | 2015-12-07 | 2016-11-02 | 현대성우신소재 주식회사 | 2피스 접합 방식 로드휠의 제조방법 및 제조시스템 |
-
2021
- 2021-02-08 KR KR1020210017892A patent/KR20220114418A/ko not_active Application Discontinuation
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