KR20200051627A

KR20200051627A - 품질 검사 장치, 방법, 시스템 및 일체형 프로브 어셈블리

Info

Publication number: KR20200051627A
Application number: KR1020207006946A
Authority: KR
Inventors: 성린 왕; 하오 리우; 다청 후; 용 후; 펑페이 레이; 지궈 리우; 주어빈 쉬; 윈펑 가오
Original assignee: 한스 레이저 테크놀러지 인더스트리 그룹 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: US20200249189A1; WO2020087519A1; KR102352319B1; JP2021503591A; US11307160B2

Abstract

본 발명은 용접 품질 검사 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통합 프로브 세트, 구동 모듈 및 수집 모듈을 포함하는 품질 검사 장치에 관한 것이다. 상기 통합 프로브 세트는 복수 개의 쌍을 이루며 설치되고 하나의 구동단과 하나의 수집단으로 구성되는 일체형 프로브 어셈블리를 포함하고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 구동단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 구동단에 매칭되도록 설치되고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 수집단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 수집단에 매칭되도록 설치된다. 또한 본 발명은 품질 검사 시스템, 품질 검사 방법 및 일체형 프로브 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명은 품질 검사 장치, 시스템 및 용접 이음부 기반의 품질 검사 방법을 설계하여, 통합 프로브 세트, 구동 모듈 및 수집 모듈을 매칭시킴으로써 전체 용접 이음부의 용접 품질을 신속하게 검사할 수 있도록 하였다.

Description

품질 검사 장치, 방법, 시스템 및 일체형 프로브 어셈블리

본 발명은 용접 품질 검사 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 품질 검사 장치, 방법, 시스템 및 일체형 프로브 어셈블리에 관한 것이다.

레이저 용접은 정밀한 용접 방법으로, 열원으로 에너지 밀도가 높은 레이저를 사용해 금속을 녹인 후 용접 조인트를 형성하는 용접 방법이다. 이는 용접 정밀도가 높고 용접 속도가 빠르며 용접 변형이 적고 진공 환경이 필요하지 않다. 1970년대에는 주로 박판재 용접과 저속 용접에 사용되었으며, 용접 공정은 열전도형에 속한다. 즉, 레이저를 방사하여 공작물의 표면을 가열하고, 표면의 열에너지는 열전도를 통해 내부로 확산되며, 레이저 펄스의 폭, 에너지, 피크 전력 및 반복 주파수 등 매개변수를 제어함으로써 공작물을 녹여 특정한 용융 풀(molten pool)을 형성한다. 그 독특한 장점으로 인해 마이크로형, 소형 부품의 정밀 용접에 이미 성공적으로 응용되고 있다.

레이저 장치가 발달하면서 레이저 용접의 용접 속도가 더욱 빨라지고 있는데, 예를 들어 스캐닝 미러(scanning mirror)의 용접 속도는 구동 프로브가 200mm/s에 도달할 수 있어 용접 품질 검사의 효율에 대한 기업의 요구 수준이 점점 높아지고 있다. 일반적으로 사용되는 검사 방법에는 예를 들어 자분 탐상, 침투 탐상, 초음파 탐상, 방사선 탐상이 있다.

자분 탐상은 자분을 결함 근처의 누설 자기장에 축적시킴으로써 강자성 재료 표면 또는 표면 근처 지점 결함을 검출하는 일종의 비파괴 검사 방법이다. 강철 등의 자성 물질로 제작된 공작물을 자화시키고, 그 결함 부위의 누설 자기 에너지가 자분을 흡착하는 특성을 이용해 자분 분포에 따라 탐측 물체 표면 결함과 표면 근처 결함이 표시되는 탐상 방법으로, 상기 방법은 효율이 낮고 공작물을 오염시킨다.

침투 탐상은 모세관 현상을 이용하여 재료 표면 결함을 검사하는 일종의 비파괴 검사 방법으로, 상기 방법은 효율이 높지 않다.

초음파 탐상은 초음파 에너지를 금속 재료의 깊은 곳에 침투시키며, 한 단면에서 다른 단면으로 진입할 때 계면의 가장자리에 반사가 일어나는 특징을 이용하여 부품 결함을 검사하는 방법이다. 초음파 빔이 부품 표면으로부터 프로브에서 금속 내부까지 쏟아져 결함과 부품의 바닥면과 만나면 반사파가 발생하며 형광 스크린에 펄스 파형이 형성되고 이러한 펄스 파형에 따라 결함의 위치와 크기를 판단하는 방법으로, 상기 방법은 작업자에 대한 요구 수준이 비교적 높고 공동이 있는 구조에는 적합하지 않다.

방사선 탐상은 특정 방사선을 이용하여 용접 이음부 내부 결함을 검사하는 방법으로, 상기 방법은 기자재 비용이 비교적 높고 검사 속도가 비교적 느리다.

용접 품질 저항 검출은 새로운 유형의 용접 품질 검사 방법으로, 현재 연구 결과에서는 일반적으로 4개의 병렬 프로브가 사용되는데 여기에서 2개의 외측 프로브를 구동 프로브로 사용하여 펄스 전류를 방출하고 2개의 내측 프로브를 용접 이음부 양측에서 수집 프로브로 사용하여 용접 이음부 양측의 전압 변화를 수집하고, 전기 저항계를 통해 용접 이음부 저항을 분석 및 계산한다. 대부분의 검사는 4개의 프로브를 동시에 슬라이딩시켜 전체 용접 이음부 저항을 검사한다. 원리상으로는 가능하기는 하나 실제 검사 과정에는 많은 문제가 있다. 예를 들어, 프로브의 슬라이딩으로 인해 공작물 표면이 긁히며 프로브가 수차례 슬라이딩한 후의 마손은 검사 결과에 영향을 준다. 특히, 슬라이딩 타입의 검사는 공작물 표면 거칠기에 대한 요구 수준이 높고 비정상적인 값을 생성하기 상당히 쉬워 검사 결과의 신뢰성을 심각하게 방해한다. 또한 프로브 슬라이딩 검사는 프로브가 쉽게 구부러져 변형되고 프로브 슬라이딩 속도가 느리며 검사 효율이 낮은 문제 등이 있다. 따라서 프로브 슬라이딩으로 용접 이음부 저항을 검사하여 용접 이음부 품질을 판단하는 것은 현재로서는 실제 생산에 적용하기 어렵다.

현재 시장에는 이미 APPLENT, HIOKI 등 회사의 마이크로 저항 검출기와 같은 기술이 성숙한 저항계가 있다. 계측기의 테스트 원리는 모두 4라인 저항 측정으로 비슷하며, 여기에서 2개의 구동 라인은 저항계 구동 포트(Drive)와 프로브를 연결하고, 다른 2개의 수집 라인은 수집 포트(Sense)를 연결한다. 구동 라인이 연결하는 프로브는 용접 이음부 양측에서 직류 전류를 방출하고, 수집 라인이 연결하는 프로브는 용접 이음부 양측 전압 변화를 수집하며 저항계를 통해 저항값을 출력한다. 현재의 계측기 채널에는 2개의 구동 포트와 2개의 수집 포트가 구성하는 하나의 검사 채널만 있기 때문에 용접 이음부 특정 지점의 저항만 검사할 수 있으므로 전체 용접 이음부를 신속하게 검사하여 용접 품질을 판단하기가 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 종래 기술의 결함에 대하여 품질 검사 장치를 제공함으로써 단일 채널 검사로 인해 공작물 표면이 긁히고 검사 효율이 낮으며 신뢰성이 높지 않은 결함을 극복하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 종래 기술의 결함에 대하여 품질 검사 시스템을 제공함으로써 단일 채널 검사로 인해 공작물 표면이 긁히고 검사 효율이 낮으며 신뢰성이 높지 않은 결함을 극복하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 종래 기술의 결함에 대하여 품질 검사 방법을 제공함으로써 단일 채널 검사로 인해 공작물 표면이 긁히고 검사 효율이 낮으며 신뢰성이 높지 않은 결함을 극복하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 품질 검사 장치를 제공하며, 상기 품질 검사 장치는 통합 프로브 세트, 구동 모듈 및 수집 모듈을 포함하고, 상기 통합 프로브 세트는 복수 개의 쌍을 이루며 설치되고 하나의 구동단과 하나의 수집단으로 구성되는 일체형 프로브 어셈블리를 포함하고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 구동단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 구동단에 매칭되도록 설치되고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 수집단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 수집단에 매칭되도록 설치되고, 상기 구동 모듈은 전류를 방출하여 매칭된 구동단을 통해 상기 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집 모듈은 매칭된 수집단에 접촉하는 도체 내에 형성되는 전류 회로 영역의 저항값을 획득한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서 제공하는 상기 품질 검사 방법은 상기 품질 검사 장치에 의해 구현되며, 여기에는 한 쌍의 일체형 프로브 어셈블리를 도체 상의 용접 이음부 양측에 각각 접촉시키는 단계; 전류를 방출하여 매칭된 구동단을 통해 상기 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성하는 단계; 매칭된 수집단에 접촉하는 도체 내에 형성되는 전류 회로 영역의 전기 정보를 획득하여 복수 개의 스캐닝 채널을 형성하는 단계; 및 수집한 전기 정보를 저항값으로 변환하고 용접 이음부의 품질을 획득하는 단계를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 품질 검사 시스템을 제공하며, 상기 품질 검사 시스템은 품질 검사 장치, 통합 프로브 세트를 고정하기 위한 이동 어셈블리를 포함하고, 상기 이동 어셈블리는 지지대 또는 도체에 연결되어 지지대와 도체의 상대적인 운동을 구현하고, 상기 지지대는 2열로 설치되어 일체형 프로브 어셈블리에 대응하며 각각 고정되는 고정단을 포함하고, 이동 어셈블리의 구동 하에 쌍으로 설치된 일체형 프로브 어셈블리를 도체의 용접 이음부에 대응하는 양측에 접촉시킨다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 일체형 프로브 어셈블리를 제공하며, 상기 일체형 프로브 어셈블리는 통합 설치된 구동단과 수집단을 포함하고, 상기 구동단은 외부 구동 모듈에 연결되고, 구동 모듈의 작용 하에서 전류를 방출하여 다른 매칭되는 구동단과 함께 접촉되는 도체와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집단은 외부 수집 모듈에 연결되고, 수집 모듈의 작용 하에서 매칭되는 수집단과 함께 접촉하는 도체 내에 형성되는 전류 회로 영역의 전기 신호를 획득한다.

종래 기술과 비교하여 본 발명은 다음의 유익한 효과를 나타낸다. 본 발명은 품질 검사 장치, 시스템 및 용접 이음부 기반 품질 검사 방법을 설계하여, 통합 프로브 세트, 구동 모듈 및 수집 모듈을 매칭시킴으로써 전체 용접 이음부의 용접 품질을 신속하게 검사할 수 있도록 하였다. 여기에서 복수 개의 스캐닝 채널은 검사에서 프로브를 슬라이딩시킬 필요가 없으므로 검사 시 공작물이 긁히지 않고 공작물의 표면 거칠기에 대한 요구 수준이 낮다. 나아가, 비정상적인 파동이 극히 적어 프로브를 슬라이딩시켜 신뢰성을 더 높일 필요가 없으며, 여러 채널을 신속하게 스캔하여 저항을 획득하기 때문에 검사 효율이 더욱 높고 용접 이음부의 대량 검사에도 더욱 적합하다. 또한 검사 속도가 빠르고 효율이 높으며 오염이 없고 안정성이 우수한 장점 등이 있어 레이저 용접 이음부 용접 품질 검사 방법의 용도를 확장시켜 준다. 그 외 일체형 프로브 어셈블리를 통해 프로브 구조를 최적화해 검출 도체의 각기 다른 폭에 적용할 수 있다.

이하에서는 첨부도면과 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 품질 검사 장치의 원리도이다.
도 2는 본 발명의 평행 용접 도체에 기초한 품질 검사 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 수직 용접 도체에 기초한 품질 검사 장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일체형 프로브 어셈블리의 제1 방안의 구조도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일체형 프로브 어셈블리의 제2 방안의 구조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 프로브 어셈블리의 제3 방안의 구조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 품질 검사 장치의 구조도이다.
도 8은 도 7에서 복수 개 스위칭 모듈 기반의 구조도이다.
도 9은 본 발명에 따른 품질 검사 방법의 프로세스도이다.
도 10은 본 발명에서 저항값의 비정상 여부 판단에 기초한 품질 검사 방법의 프로세스도이다.
도 11은 본 발명에서 계산하여 얻은 저항값과 도체 자체 저항값의 비율에 기초한 품질 검사 방법의 프로세스도이다.
도 12는 본 발명에 따른 품질 검사 시스템의 구조도이다.
도 13은 도 12의 부분 구조도이다.
도 14는 본 발명에 따른 일체형 프로브 어셈블리와 도체를 접촉시킨 구조도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 비교적 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 품질 검사 장치의 바람직한 실시예를 제공한다.

품질 검사 장치에 있어서, 상기 품질 검사 장치는 통합 프로브 세트, 구동 모듈(130) 및 수집 모듈(120)을 포함하고, 상기 통합 프로브 세트는 복수 개의 쌍을 이루며 설치되고 하나의 구동단(112)과 하나의 수집단(111)으로 구성되는 일체형 프로브 어셈블리(110)를 포함하고, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)의 구동단(112)은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리(110)의 구동단(112)에 매칭되도록 설치되고, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)의 수집단(111)은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리(110)의 수집단(111)에 매칭되도록 설치되고, 상기 구동 모듈(130)은 전류를 방출하여 매칭된 구동단(112)을 통해 상기 접촉하는 도체(200)와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집 모듈(120)은 매칭된 수집단(111)에 접촉하는 도체(200) 중 형성되는 전류 회로 영역의 저항값을 획득한다.

바람직하게는, 복수 개의 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 2열로 설치되고, 1열 중의 일체형 프로브 어셈블리(110)는 다른 1열의 일체형 프로브 어셈블리(110)와 쌍으로 설치된다. 여기에서, 서로 쌍으로 설치되며 2열 내에 각각 설치되는 2개의 일체형 프로브 어셈블리(110)에 있어서, 양자의 구동단(112)은 구동 모듈(130)을 통해 구동 회로를 구성하고, 양자의 구동단(111)은 수집 모듈(120)을 통해 수집 회로를 구성하여 복수 개의 스캐닝 채널을 형성한다. 또한 도체(200)의 용접 이음부 양측에 일체형 프로브 어셈블리(110)가 각각 설치되어 복수 개의 스캐닝 채널을 형성하여 품질 검사를 진행한다.

구체적으로, 도 2 및 도 3을 참고하면, 이미 용접한 도체(200)를 준비하고, 2열로 설치된 일체형 프로브 어셈블리(110)를 도체(200) 상에 각각 접촉시키고, 도체(200) 용접 이음부(210)의 양측에 설치하며, 각 1열의 쌍을 이루는 일체형 프로브 어셈블리(110)의 간격 위치는 너무 크거나 너무 작지 않도록 적절하게 배치한다. 너무 클 경우 측정 정확도가 낮으며 너무 작을 경우 서로 인접한 부분에 간섭이 발생해 측정 구조에 영향을 미치거나 자원 낭비를 초래할 수 있다. 또한, 구동단(112)과 수집단(111)이 모두 도체(200)의 대응하는 위치상에 접촉된 후, 구동 모듈(130)이 매칭되는 구동단(112)을 통전시키고 도체(200)와 전류 회로를 형성하며 전류 회로는 용접 이음부(210)를 관통하도록 제어한다. 다시 용접 이음부(210) 위치에 대응하는 전압값을 수집하고, 수집단(111)을 매칭시켜 해당 지점 도체(200)의 전기 정보를 획득하며, 전기 정보를 기반으로 용접 이음부(210)의 품질을 판단한다.

또한, 품질 검사 장치는 수집 모듈(120)에 연결된 메인 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 메인 제어 모듈은 상기 수집 모듈(120)에서 획득한 전압값과 같은 전기 정보를 획득하고, 전압값에 따라 용접 이음부(210)의 저항값을 획득하며, 저항값에 따라 용접 이음부(210)의 품질을 판단한다.

나아가, 모든 일체형 프로브 어셈블리(110)가 전기 정보를 수집할 때까지 쌍을 이루는 일체형 프로브 어셈블리(110)는 순차적으로 작업한다. 예를 들어, 매칭된 구동단(112)을 순차적으로 통전시키고 대응하는 수집단(111)을 통해 매개변수를 수집하여 구동 모듈(130)과 수집 모듈(120)의 다중화를 구현하거나, 또는 구동단(112)을 동시에 통전시키고 대응하는 수집단(111)을 통해 매개변수를 수집하여 동시 작업을 구현하여 품질 검사 효율을 향상시킨다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 일체형 프로브 어셈블리의 바람직한 실시예를 제공한다.

본 실시예에서, 3가지 일체형 프로브 어셈블리(110) 방안을 제공한다. 일체형 프로브 어셈블리(110)를 통해 구동단(112)과 수집단(111)이 통합 설치되므로 구조가 단순해지고 검출이 용이하며 오류율이 줄어든다. 특히 구동단(112)과 수집단(111)은 접촉 불량이 발생하기 쉬우므로 도체(200) 상에 동시에 접촉시켜야 한다. 또한 접촉시켜야 하는 도체의 면적이 작아 좁은 면의 용접 이음부를 검사하기가 편리하다.

물론 상기 구동단(112)과 수집단(111)은 접촉 단락을 방지하기 위해 서로 절연되도록 설치한다.

방안 1: 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 외부에 설치되는 제1 프로브와 내부에 설치되는 제2 프로브를 포함하고, 상기 제1 프로브의 단면과 제2 프로브의 단면은 일체형 프로브 어셈블리(110)가 도체에 접촉할 때 가지런하게 설치된다. 여기에서 상기 제1 프로브는 구동단(112)와 수집단(111) 중 하나이고, 상기 제2 프로브는 구동단 (112)과 수집단(111)의 다른 하나이다.

바람직하게는, 도 4를 참고하면, 상기 제1 프로브에는 단부 오목홈(1121)이 설치되고, 제2 프로브는 단부 오목홈(1121) 내에 설치된다. 나아가, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 통합 설치된 구동단(112)과 수집단(111)을 포함하고, 상기 구동단(112)은 외부 구동 모듈에 연결되고, 구동 모듈의 작용 하에서 전류를 방출하여 다른 매칭되는 구동단(112)과 함께 접촉되는 도체와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집단(111)은 외부 수집 모듈에 연결되고, 수집 모듈의 작용 하에서 매칭되는 수집단(111)과 함께 접촉하는 도체 내의 형성되는 전류 회로 영역의 전기 신호를 획득한다. 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 외부에 설치하여 구동단(112)으로 사용하는 구동 프로브와 내부에 설치하여 수집단(111)으로 사용하는 수집 프로브를 포함하고, 상기 구동 프로브의 단면과 수집 프로브의 단면은 일체형 프로브 어셈블리(110)가 도체에 접촉할 때 가지런하게 설치된다.

구체적으로, 단부 오목홈(1121) 바닥부는 수집 프로브를 장착하기 위한 장착 구조를 가지며, 절연 블록을 통해 절연되도록 장착하고, 단부 오목홈(1121) 바닥부는 외부 연결선 또는 연결 도체를 통하는 채널을 구비하고, 상기 외부 연결선 또는 연결 도체는 구동 프로브와 절연되도록 설치된다. 또한 상기 수집 프로브의 검출단은 적어도 도체(200) 상에 접촉될 때 구동 프로브의 검출단과 가지런하다.

방안 2: 도 5를 참고하면, 방안 1에 기초하여, 상기 제1 프로브는 고리 모양의 관형 구조를 형성하고, 상기 제2 프로브는 제1 프로브의 중공 구조 내에 설치된다. 여기에서, 상기 제1 프로브는 구동단(112)과 수집단(111) 중 하나이고, 상기 제2 프로브는 구동단(112)과 수집단(111) 중 다른 하나이다.

구체적으로, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 바닥부에 설치되는 기판(114)을 더 포함하고, 수집 프로브도 기판(114) 상에 장착되고, 바람직하게는, 구동 프로브는 고리 모양의 중공 관형이고, 수집 프로브는 원통형 구조이고, 상기 수집 프로브의 검출단은 적어도 도체(200) 상에 접촉할 때 구동 프로브의 검출단과 가지런하다.

방안 3: 도 6을 참고하면, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 양측에 설치되는 제1 프로브와 제2 프로브를 포함하고, 상기 제1 프로브와 제2 프로브는 절연되도록 설치된다. 구체적으로, 기판을 더 포함하고, 상기 제1 프로브와 제2 프로브는 모두 기판(115) 상에 고정된다. 여기에서, 상기 제1 프로브는 구동단(112)과 수집단(111) 중 하나이고, 상기 제2 프로브는 구동단(112)과 수집단(111) 중 다른 하나이다.

본 실시예에서, 방안 1 및 방안 2에 있어서, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 탄성 부재는 제2 프로브의 바닥부에 설치되고, 외력의 구동 하에서 제2 프로브가 제1 프로브의 단면 수평 위치 지점에서 신축 이동하도록 만들거나; 또는, 상기 탄성 부재는 제1 프로브의 바닥부에 설치되고 외력의 구동 하에서 제1 프로브가 제2 프로브의 단면 수평 위치 지점에서 신축 이동하도록 만든다.

일반적으로, 제1 프로브는 탄성 부재의 작용 하에서 제2 프로브의 개구 지점으로 펼쳐지며, 일체형 프로브 어셈블리(110)가 도체(200) 상에 접촉할 경우 압력 하에서 제1 프로브를 신축 이동시키고, 제1 프로브와 제2 프로브를 도체(200) 상에 모두 접촉시킨다.

또한, 방안 3에 있어서, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 탄성 부재는 제1 프로브와 기판(115) 상에 설치되거나, 또는 상기 탄성 부재는 제2 프로브의 단부와 기판(115) 상에 설치되고, 탄성 부재를 통해 구동 프로브와 수집 프로브를 가지런하게 설치한다.

본 실시예에서, 상기 일체형 프로브 어셈블리(110)는 바닥부 지점에 설치되는 연장단(113)을 더 포함하고, 상기 연장단(113)은 구동단(112)과 구동 모듈에 각각 전기적으로 연결된 제1 연결선, 및 수집단(111)과 수집 모듈에 각각 전기적으로 연결된 제2 연결선을 감싼다.

본 실시예에서, 방안 1에 있어서, 바람직하게는 제1 프로브를 구동단(112)으로, 제2 프로브는 수집단(111)으로 사용하여 구동단(112) 사이의 전류 유통이 영향 받지 않도록 함으로써 정확성을 개선하고, 내부에 설치된 수집단(111)을 통해 전기 정보를 정확하게 획득할 수 있어 수집 데이터의 정확성을 높일 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 회로 제어의 비교적 바람직한 실시예를 제공한다.

상기 품질 검사 장치는 복수 개의 스위칭 모듈(140)을 구비하는 집적 회로를 더 포함하고, 매칭되도록 설치된 상기 구동단(112)과 수집단(111)은 스위칭 모듈(140)을 통해 구동 모듈(130)과 수집 모듈(120) 내에 각각 접속하고, 상기 집적 회로는 스위칭 모듈(140)을 순차적으로 켜 구동 모듈(130)이 전류를 방출해 매칭된 구동단(112)을 통해 접촉하는 도체(200)와 전류 회로를 형성하도록 만들고, 수집 모듈(120)이 매칭되는 수집단(111)에 접촉하는 도체(200) 중 형성되는 전류 회로 영역의 저항값을 획득하도록 만든다.

바람직하게는, 상기 집적 회로는 데이터 전송을 위한 PLC 모듈(150)과 스위칭 모듈(140)을 구성하는 릴레이를 포함하고, 상기 PLC 모듈(150)은 구동 모듈(130), 수집 모듈(120) 및 복수 개의 릴레이에 각각 연결되고, 상기 각각의 릴레이는 모두 쌍으로 설치되는 2개의 구동단(112)과 2개의 수집단(111)에 연결된다.

구체적으로, 일체형 프로브 어셈블리(110)는 각각 도체(200) 상에 접촉하며 설치되고, 용접 이음부(210) 양측에 설치되며, 일체형 프로브 어셈블리(110)가 도체(200) 상에 접촉될 때, 구동단(112)과 수집단(111)은 모두 도체(200) 표면에 접합되어 전기적 연결을 구현한다. 일체형 프로브 어셈블리(110)는 구동 라인(1121)과 수집 라인(1111)을 통해 스위칭 모듈(140)의 제1 구동 인터페이스와 제1 수집 인터페이스에 연결되며, 그 쌍으로 설치된 일체형 프로브 어셈블리(110)도 구동 라인(1121)과 수집 라인(1111)을 통해 상기 스위칭 모듈(140)의 제2 구동 인터페이스와 제2 수집 인터페이스에 연결되고, 다시 PLC 모듈(150)을 통해 데이터를 구동 모듈(130)과 수집 모듈(120)로 각각 전송한다. 상기 작업 프로세스는 다음과 같다. 1. 스위칭 모듈(140)이 켜지고, 이와 스위칭 모듈(140)이 꺼진다. 2. 구동 모듈(130)은 켜진 스위칭 모듈(140)을 통해 전류값을 대응하는 구동단(112) 내까지 출력하여 전류 회로를 구성하고, 즉 구동 모듈(130)--PLC 모듈(150)(구동 출력단)--스위칭 모듈(140)(제1 구동 인터페이스로부터 출력)--구동단(112)(제1 구동 인터페이스에 연결된 구동단)--도체(200)--용접 이음부(210)--도체(200)--구동단(112)(제2 구동 인터페이스에 연결된 구동단)--스위칭 모듈(140)(제2 구동 인터페이스로부터 입력)--PLC 모듈(150)(구동 입력단)--구동 모듈(130)이다. 3. 수집 모듈(120)은 켜진 스위칭 모듈(140)을 통해 이때 용접 이음부 양단의 전압값을 획득하여 저항값으로 변환한다.

본 실시예에서, 상기 구동 모듈(130)과 수집 모듈(120)은 마이크로 저항계(300)로 통합 설치되고, 상기 마이크로 저항계(300)는 전류를 출력하고 구동 모듈(130)에 연결하는 데 사용되는 구동 시스템을 포함하고, 전기 정보를 수집하고 수집 모듈(120)에 연결하는 데 사용되는 수집 시스템을 포함한다.

제어 원리는 다음과 같다. 릴레이를 통해 릴레이를 스위칭하고(하나의 릴레이는 분리, 다른 하나의 릴레이는 동기적으로 폐합), 마이크로 저항계는 끊임없이 릴레이에 연결된 일체형 프로브 어셈블리(110), 각 쌍의 일체형 프로브 어셈블리(110) 사이 용접 이음부의 저항값을 스캔 및 검사한다.

도 9, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명은 용접 이음부 기반의 품질 검사 방법의 바람직한 실시예를 제공한다.

용접 이음부 기반의 품질 검사 방법에 있어서, 상기 품질 검사 방법은 상기 품질 검사 장치에 의해 구현되며, 여기에는 하기 단계가 포함된다.

단계 S10: 쌍을 이루는 일체형 프로브 어셈블리를 각각 도체 상의 용접 이음부 양측에 접촉시킨다.

단계 S20: 전류를 방출하여 매칭된 구동단을 통해 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성한다.

단계 S30: 매칭된 수집단에 접촉하는 도체 내에 형성되는 전류 회로 영역의 전기 정보를 획득하여 복수 개의 스캐닝 채널을 형성한다.

단계 S40: 수집한 전기 정보를 저항값으로 변환하고 용접 이음부의 품질을 획득한다.

구체적으로, 통합 프로브 세트(110)는 도체(200) 상에 접촉되고 각각 열을 이루며 도체(200) 상의 용접 이음부(210) 양측에 설치되고, 상기 쌍을 이루는 구동단(112)은 각각 용접 이음부(210)의 양측에 가지런하게 설치되고, 상기 쌍을 이루는 수집단(111)은 각각 용접 이음부(210)의 양측에 가지런하게 설치되고, 구동 모듈(130)은 구동단(112)을 통전시키고, 쌍을 이루는 구동단(112), 도체(200) 및 용접 이음부(210)는 전류 회로를 형성하고, 수집 모듈(120)은 수집단(111)을 통해 전류 회로 영역에 대응하는 전기 정보를 수집하여 복수 개의 스캐닝 채널을 형성하고, 메인 제어 모듈은 용접 이음부(210)의 품질을 획득한다.

본 실시예에서, 상기 품질 검사 방법은 하기 단계를 더 포함한다.

단계 S42: 수집단을 통해 전류 회로 영역에 대응하는 전압값을 수집하고, 통전된 전류값에 따라 대응하는 위치의 저항값을 획득한다.

단계 S43: 저항값의 이상 여부를 판단하며, 만약 정상이면 용접 이음부 합격이고 그렇지 않으면 용접 이음부에 결함이 있는 것으로 간주한다.

나아가, 상기 용접 이음부 품질 판단은 하기 단계를 포함한다.

단계 S41: 수치 크기는 작은 것에서 큰 것 순서로 나열한 제1 비율 구간, 제2 비율 구간 및 제3 비율 구간을 미리 설정한다.

단계 S421: 획득한 저항값과 도체 자체 저항값의 비율을 계산한다.

단계 S431: 만약 상기 비율이 제1 비율 구간에 있다면, 용접 이음부 합격으로 간주한다.

단계 S432: 만약 상기 비율이 제2 비율 구간에 있다면, 냉납으로 간주한다.

단계 S433: 만약 상기 비율이 제3 비율 구간에 있다면, 누설 용접으로 간주한다.

바람직하게는, 제1 비율 구간은 90% 내지 110%이고, 제2 비율 구간은 110% 내지 210%이고, 제3 비율 구간은 210% 이상이다.

여기에서 단계 S421이 수행된 후, 결과에 따라 단계 S431, 단계 S432 및 단계 S433과 같이 대응하는 단계로 진입한다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명은 품질 검사 시스템의 바람직한 실시예를 제공한다.

상기 품질 검사 시스템은 품질 검사 장치, 통합 프로브 세트를 고정하기 위한 이동 어셈블리를 포함하고, 상기 이동 어셈블리는 지지대(310) 또는 도체(200)에 연결되어 지지대(310)와 도체(200)의 상대적인 운동을 구현하고, 상기 지지대(310)는 2열로 설치되어 일체형 프로브 어셈블리(110)에 대응하며 각각 고정되는 고정단(311)을 포함하고, 이동 어셈블리의 구동 하에 쌍으로 설치된 일체형 프로브 어셈블리를 도체의 용접 이음부(210)에 대응하는 양측에 접촉시킨다.

본 실시예에서, 도 13을 참고하면, 상기 품질 검사 시스템은 작업 테이블 (320), 작업 테이블(320)의 중간부에 설치되는 도체 클램핑 단부, 및 작업 테이블 양측에 설치되는 지지대(310)를 포함하고, 상기 이동 어셈블리는 작업 테이블(320)과 지지대(310) 사이에 설치되어 지지대(310)가 작업 테이블(320)을 따라 중간 또는 외부를 향해 이동시킨다.

상기 내용은 본 발명의 가장 바람직한 실시예일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 특허출원범위를 기반으로 등가적 변경 또는 수정을 진행한 경우 이는 모두 본 발명에 포함된다.

Claims

통합 프로브 세트, 구동 모듈 및 수집 모듈을 포함하고, 상기 통합 프로브 세트는 복수 개의 쌍을 이루며 설치되고 하나의 구동단과 하나의 수집단으로 구성되는 일체형 프로브 어셈블리를 포함하고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 구동단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 구동단에 매칭되도록 설치되고, 상기 일체형 프로브 어셈블리의 수집단은 쌍을 이루며 설치되는 다른 일체형 프로브 어셈블리의 수집단에 매칭되도록 설치되고, 상기 구동 모듈은 전류를 방출하여 매칭된 구동단을 통해 상기 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집 모듈은 매칭된 수집단에 접촉하는 도체 중 형성되는 전류 회로 영역의 저항값을 획득하는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제1항에 있어서,
복수 개의 상기 일체형 프로브 어셈블리는 2열로 설치되고, 1열 중의 일체형 프로브 어셈블리는 다른 1열의 일체형 프로브 어셈블리와 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 일체형 프로브 어셈블리는 외부에 설치되는 제1 프로브와 내부에 설치되는 제2 프로브를 포함하고, 상기 제1 프로브의 단면과 제2 프로브의 단면은 일체형 프로브 어셈블리가 도체에 접촉할 때 가지런하게 설치되고; 여기에서, 상기 제1 프로브는 구동단과 수집단 중 하나이고, 상기 제2 프로브는 구동단과 수집단의 다른 하나인 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 프로브에는 단부 오목홈이 설치되고, 제2 프로브는 단부 오목홈 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 프로브는 고리 모양의 관형 구조를 형성하고, 상기 제2 프로브는 제1 프로브의 중공 구조 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일체형 프로브 어셈블리는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 탄성 부재는 제2 프로브의 바닥부에 설치되고, 외력의 구동 하에서 제2 프로브가 제1 프로브의 단면 수평 위치 지점에서 신축 이동하도록 만들거나; 또는, 상기 탄성 부재는 제1 프로브의 바닥부에 설치되고 외력의 구동 하에서 제1 프로브가 제2 프로브의 단면 수평 위치 지점에서 신축 이동하도록 만드는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일체형 프로브 어셈블리는 바닥부 지점에 설치되는 연장단을 더 포함하고, 상기 연장단은 구동단과 구동 모듈에 각각 전기적으로 연결된 제1 연결선, 및 수집단과 수집 모듈에 각각 전기적으로 연결된 제2 연결선을 감싸는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 품질 검사 장치는 복수 개의 스위칭 모듈을 구비하는 집적 회로를 더 포함하고, 매칭되도록 설치된 상기 구동단과 수집단은 스위칭 모듈을 통해 구동 모듈과 수집 모듈 내에 각각 접속하고, 상기 집적 회로는 스위칭 모듈을 순차적으로 켜 구동 모듈이 전류를 방출해 매칭된 구동단을 통해 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성하도록 만들고, 수집 모듈이 매칭되는 수집단에 접촉하는 도체 중 형성되는 전류 회로 영역의 저항값을 획득하도록 만드는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제8항에 있어서,
상기 집적 회로는 데이터 전송을 위한 PLC 모듈과 스위칭 모듈을 구성하는 릴레이를 포함하고, 상기 PLC 모듈은 구동 모듈, 수집 모듈 및 복수 개의 릴레이에 각각 연결되고, 상기 각각의 릴레이는 모두 쌍으로 설치되는 2개의 구동단과 2개의 수집단에 연결되는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
제1항, 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 구동 모듈과 수집 모듈은 마이크로 저항계로 통합 설치되고, 상기 마이크로 저항계는 전류를 출력하고 구동 모듈에 연결하는 데 사용되는 구동 시스템을 포함하고, 전기 정보를 수집하고 수집 모듈에 연결하는 데 사용되는 수집 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 검사 장치.
용접 이음부 기반의 품질 검사 방법에 있어서,
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 상기 품질 검사 장치에 의해 구현되며, 하기의 단계:
쌍을 이루는 일체형 프로브 어셈블리를 각각 도체 상의 용접 이음부 양측에 접촉시키는 단계;
전류를 방출하여 매칭된 구동단을 통해 접촉하는 도체와 전류 회로를 형성하는 단계;
매칭된 수집단에 접촉하는 도체 내에 형성되는 전류 회로 영역의 전기 정보를 획득하여 복수 개의 스캐닝 채널을 형성하는 단계;
수집한 전기 정보를 저항값으로 변환하고 용접 이음부의 품질을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 이음부 기반의 품질 검사 방법.
제11항에 있어서,
수집단을 통해 전류 회로 영역에 대응하는 전압값을 수집하고, 통전된 전류값에 따라 대응하는 위치의 저항값을 획득하는 단계;
저항값의 이상 여부를 판단하며, 만약 정상이면 용접 이음부 합격이고, 그렇지 않으면 용접 이음부에 결함이 있는 것으로 간주하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 검사 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 용접 이음부 품질 판단은 하기 단계:
수치 크기는 작은 것에서 큰 것 순서로 나열한 제1 비율 구간, 제2 비율 구간 및 제3 비율 구간을 미리 설정하는 단계;
획득한 저항값과 도체 자체 저항값의 비율을 계산하는 단계;
만약 상기 비율이 제1 비율 구간에 있다면, 용접 이음부 합격으로 간주하고; 만약 상기 비율이 제2 비율 구간에 있다면, 냉납으로 간주하고; 만약 상기 비율이 제3 비율 구간에 있다면, 누설 용접으로 간주하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 검사 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 품질 검사 장치, 통합 프로브 세트를 고정하기 위한 이동 어셈블리를 포함하고, 상기 이동 어셈블리는 지지대 또는 도체에 연결되어 지지대와 도체의 상대적인 운동을 구현하고, 상기 지지대는 2열로 설치되어 일체형 프로브 어셈블리에 대응하며 각각 고정되는 고정단을 포함하고, 이동 어셈블리의 구동 하에 쌍으로 설치된 일체형 프로브 어셈블리를 도체의 용접 이음부에 대응하는 양측에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 품질 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 품질 검사 시스템은 작업 테이블, 작업 테이블의 중간부에 설치되는 도체 클램핑 단부, 및 작업 테이블 양측에 설치되는 지지대를 포함하고, 상기 이동 어셈블리는 작업 테이블과 지지대 사이에 설치되어 지지대가 작업 테이블을 따라 중간 또는 외부를 향해 이동시키는 것을 특징으로 하는 품질 검사 시스템.
상기 일체형 프로브 어셈블리에 있어서,
통합 설치된 구동단과 수집단을 포함하고, 상기 구동단은 외부 구동 모듈에 연결되고, 구동 모듈의 작용 하에서 전류를 방출하여 다른 매칭되는 구동단과 함께 접촉되는 도체와 전류 회로를 형성하고, 상기 수집단은 외부 수집 모듈에 연결되고, 수집 모듈의 작용 하에서 매칭되는 수집단과 함께 접촉하는 도체 내의 형성되는 전류 회로 영역의 전기 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 일체형 프로브 어셈블리.
제16항에 있어서,
상기 일체형 프로브 어셈블리는 외부에 설치하여 구동단으로 사용하는 구동 프로브와 내부에 설치하여 수집단으로 사용하는 수집 프로브를 포함하고, 상기 구동 프로브의 단면과 수집 프로브의 단면은 일체형 프로브 어셈블리가 도체에 접촉할 때 가지런하게 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 프로브 어셈블리.
제17항에 있어서,
상기 구동 프로브의 단면에 단부 오목홈이 설치되고, 상기 수집 프로브는 상기 단부 오목홈 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 프로브 어셈블리.