KR100468407B1 - 강구의 직경 자동 측정방법 - Google Patents

강구의 직경 자동 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강구(볼베어링)의 무게를 감지하여 직경을 자동으로 산출하는 강구의 직경 측정방법에 관한 것으로, 강구의 가공을 자동으로 제어하기 위한 자동제어 시스템에 있어서, 입력된 데이타를 저장하는 단계와, 경과시간을 카운트하는 단계와, 시간이 경과되면 강구를 자동으로 로딩하는 단계와, 로딩된 강구의 무게를 감지하는 단계와, 감지된 무게로 직경을 산출하는 단계와, 산출된 직경으로 양품 여부를 판정하는 단계와, 그리고 양품이 아닐 경우 가공설비의 보정을 실시하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.

Description

강구의 직경 자동 측정방법{Automatic masuring method for ball bearing}
본 발명은 강구(볼베어링)의 직경을 자동으로 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강구의 가공설비를 자동으로 제어하기 위해 강구의 무게를 측정하여 직경을 자동으로 산출하는 강구 직경 자동 측정방법에 관한 것이다.
종래에는 가공하고자하는 가공정도를 가공장치에 입력하여 가공을 수행한 후 가공품이 요구 품질을 만족하는지의 여부를 판정하기 위해서는 가공된 강구의 직경을 측정하여 판정하는데, 강구의 측정방법으로는 기계적인 장치로 측정하는 접촉식과 광학장치를 이용한 비접촉식이 사용되어 왔다. 접촉식이나 비접촉식 모두 시료를 샘플링하여 직접 직경을 측정하는 방법이다.
이러한 직접 측정 방식은 임의의 점에 대한 직경을 측정하는 방식으로 데이타 처리에 어려움이 많다. 즉, 한번의 측정값이므로 게이지 오차나 측정자 오차에 의해 측정오차 범위가 확대되어 합격품과 불합격품 판정에 있어서 신뢰성이 떨어진다. 이러한 문제점으로 인해 일반적으로 몇개의 포인트를 찍어 직경을 측정하여 측정오차를 축소하는 방법을 사용한다. 이렇게 할 경우, 측정오차는 줄어드나 측정 시간의 과다로 시간 낭비는 물론이고 이로 인해 가공설비의 자동화에 최대의 걸림돌로 작용하여 설비의 전자동화에 문제점이 있었고, 또한, 측정장비의 복잡화와 설치비용이 과다하다는 문제점도 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 강구의 직경을 자동으로 측정하여 측정오차가 적고 데이타 처리가 용이하며, 가공설비의 자동화로 강구의 생산성을 높이고, 품질을 향상시킬 수 있는 강구의 직경 자동 측정방법을 제공함에 있다.
도 1은 본발명의 강구 가공설비 전체시스템 개략도.
도 2는 본발명의 메인콘트롤부 제어구성도.
도 3은 본 발명의 강구 직경을 자동으로 측정하기 위한 동작 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 측정용유니트부 2 : 메인콘트롤부
3 : 가공장비제어부 4 : 가공장비
5 : 자동로딩부 21 : 마이콤
22 : 데이타입력부 23 : 타이머부
24 : 비교부 25 : 메모리부
26 : 표시부 27 : 경고음발생부
28 : 전원부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강구의 직경 자동 측정방법은, 입력된 데이타를 저장하는 단계와; 경과시간을 카운트하는 단계와; 시간이 경과되면 강구를 로딩하고 무게가 감지된 후 언로딩하는 단계와; 로딩되면 무게를 감지하는 단계와; 감지된 무게로 직경을 산출하는 단계와; 산출된 직경으로 양품 여부를 판정하는 단계와; 그리고 양품이 아닐 경우 가공설비의 보정을 실시하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강구의 직경 자동 측정방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본발명의 강구 가공설비 전체시스템 개략도이고, 도 2는 본발명의 강구 직경 자동측정을 위한 제어구성도를 도시하고 있다.
도 1의 전체시스템 개략도에서, 측정용유니트부(1)는 신뢰성이 확인된 무게 센서로 무게를 측정하는 부분이며, 여기서 측정된 값(W)이 메인콘트롤부(2)에 전달되고 이 무게의 값(W)을 근거로 하여 강구의 직경(Rm)을 산출하고 이 산출된 값(Rm)을 이미 설정된 표준값(Rs)과를 비교하여 표시한다. 상기 메인콘트롤부(2)에서 산출된 값에 근거하여 가공장비제어부(3)에 신호를 보내어 자동으로 가공조건을 변경하도록 제어한다. 필요에 따라 수동으로 제어할 수도 있는 것은 물론이다.
상기 가공장비제어부(3)는 상기 메인콘트롤부(2)의 산출값에 따라서, 필요시 장비를 보정하여 가공품이 최적의 조건으로 가공될 수 있도록 제어한다. 예를 들면, 무게(W)를 측정하여 산출된 직경(Rm)이 표준값(Rs)과 비교하여 크거나 작을 경우, 가공장비제어부(3)에 정보를 보내어 가공할 강구의 직경값을 변경하거나 장비의 가공조건을 변경하도록 제어한다. 이러한 보정값이 입력되면 가공장비(4)는 상기 가공장비제어부(3)에 따라 구동되어 강구를 가공한다. 상기 가공장비(4)에서 가공된 강구는 자동로딩부(5)에 의해 측정유니트부(1)에 자동으로 로딩(Loading)된다. 상기 로딩된 강구는 측정유니트(1)에 의해 무게가 측정되고, 측정이 종료되면 자동으로 언로딩 시킨다. 이러한 상기의 과정을 순환하게 된다. 상기 도 1에서 실선화살표는 신호의 흐름을 도시하고, 점선화살표는 가공품인 강구의 흐름을 표시하고 있다.
도 2의 메인콘트롤부의 제어 구성에서,
메모리(25)부에는 강구의 직경을 산출하는 연산식과, 데이타입력부(22)를 통해 입력된 강구의 요구품질 데이타 즉 표준직경(Rs), 허용오차(s), 측정주기(t) 및 재질에 대한 정보 즉 재질의 밀도값(d)이나 비중 등과 그외 시스템 제어에 필요한 데이타가 저장된다.
비교부(24)는 측정용유니트부(1)에서 센서로 감지된 무게의 값(W)으로 상기 메모리부(25)에 저장된 연삭식에 의해 마이콤(21)에서 산출된 값(Rm)과, 상기 메모리부(25)에 이미 저장된 표준직경값(Rs)과를 비교한다. 그리고,
표시부(26)는 상기 비교부(24)에서 비교한 결과가 표시되고, 비교 결과는 데이타로 표시되거나 합,부로 표시되며, 기타 사용자가 알고 싶어하는 가공정보를 표시한다. 상기 비교부(24)에서 허용범위｛(1-s)Rs<Rm<(1+s)Rs｝를 벗어날 경우에는 표시부(26)에 표시됨과 동시에 경고음발생부(27)에서 알람음을 발생시켜 사용자에게 청각적으로 알려준다. 그리고
타이머부(23)는 측정주기(t)에 맞춰 시간을 카운트하고, 전원부(28)에서는 가공장비나 자동로딩부 등의 동작을 위한 전원을 공급하고 제어한다.
다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 강구 직경을 자동으로 측정하기 위한 과정에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 강구의 직경을 자동으로 측정하기 위한 동작 흐름을 도시하고 있다.
메인시스템에 전원이 인가되어 시스템 동작이 시작되면, 먼저, 데이타입력부(22)를 통해 요구품질을 위한 데이타 즉 표준직경(Rs), 재질의 밀도(d), 허용오차(s), 측정주기(t) 등의 데이타와, 가공 환경조건의 데이타 즉 측정범위, 측정 분해능, 측정 환경온도 등의 데이타가 입력된다(제 101 단계). 상기 데이타 입력단계(제 101 단계)에는 시스템 제어를 위한 필요한 데이타 등도 입력될 수 있다. 상기 입력된 데이타가 메모리부(26)에 저장되는 단계(제 102 단계)를 거친후 가공장비(4)의 동작조건을 제어하기 위한 필요한 정보의 세팅이 완료되었는지를 판단하고(제 103 단계), 세팅이 완료되지 않았으면 다시 데이터 입력 단계(제 101 단계)로 되돌아 가고, 세팅이 완료되었으면 가공장비(4)의 구동을 시작한다(제 104 단계).
상기 가공장비구동단계(제 104 단계)에서 가공장비(4)의 구동으로 강구의 가공을 시작하면, 입력된 측정주기(t)에 따라 경과시간을 카운트하고(제 105 단계), 시간이 경과되었는지를 판단하는 단계(제 106 단계)를 거친다. 상기 경과시간 카운트 단계(제 105 단계)와 경과시간 판단단계(제 106 단계)는 샘플링 방법에 따라서 생산(가공) 수량을 카운트하고 수량을 판단하는 방법으로 실시할 수도 있고, 전수검사를 실시할 경우에는 상기 단계를 생략할 수도 있음은 물론이다.
상기 단계(제 105 단계)에서 경과시간이 완료되면 측정유니트부(1)에 가공된 강구를 로딩하고 무게 감지 후에 언로딩시키는 과정을 포함하는 자동로딩 단계(제 107 단계)를 거치고, 상기 로딩단계(제 107 단계)에서 로딩된 강구의 무게를 감지하여 측정(제 108 단계)한 후, 측정된 값을 마이콤(21)으로 보내면 마이콤(21)에서는 감지된 무게값(W)을 근거로 하여 메모리부(25)에 저장된 연산식에 따라 직경 Rm값을 산출한다(제 109 단계). 직경의 연산은, 상기 데이타입력단계(제 101 단계)에서 입력된 재질의 밀도(d)와 측정된 무게(W)에 의해서 직경 Rm( Rm³= 3W/2πd)을 산출한다. 상기 로딩단계(제 107 단계)에서는 자동로딩부(5)에 의해 자동으로 로딩하고 측정 후 자동으로 언로딩하는 과정을 포함하고, 필요시는 수동으로 로딩할 수도 있을 것이다.
상기 단계에서 구한 직경값(Rm)에 의하여, 허용오차를 감안하여 양품 여부를 판단하고(제 110 단계), 양품이면 경과시간을 계속 카운트하여 측정하는 과정을 거치고, 양품범위｛(1-s)Rs<Rm<(1+s)Rs｝를 벗어나는 경우에는 표시부(26)에 데이타 값을 표시함과 동시에 경고음발생부(27)를 통해 경고음을 발생시킨다(제 111 단계). 경고음발생부(27)는 청각적으로 알람하는 효과를 위한 것으로 표시부(26)에서 충분한 표시가 된다면 경고음 발생은 생략할 수도 있을 것이다.
상기 단계(제 111 단계)에서 불합격으로 표시되거나, 경고음이 발생되면, 상기 직경값(Rm)을 기초로 하여 가공장비 제어부(3)를 통해 최적의 강구를 가공하기 위해서 설비보정값을 입력한다(제 112 단계). 그런 다음 보정값이 입력이 완료되었는지를 판단하고(제 113 단계), 보정이 완료되었으면 가공장비구동단계(제 104 단계)로 되돌아 가서 계속 동작한다. 상기 설비보정단계(제 112 단계)에서 측정값의 결과에 따라서 자동으로 보정값을 세팅시키는 것 뿐만 아니라 상황에 따라 수동으로 보정값을 세팅시킬 수 있음은 당연하다.
상기와 같은 동작흐름을 통해 강구의 직경을 자동으로 측정하고, 측정된 값에 의하여 강구의 가공을 자동으로 제어하는 가공설비의 전자동화를 실현할 수 있다.
그리고 이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서 설명된 본 발명은 다음의 효과를 갖는다.
강구의 직경을 자동으로 측정하고, 한 포인트에 대한 직경을 나타내는 것이 아니고 전체 직경에 대한 평균값으로 산출되는 값이기 때문에 측정오차가 적고 데이타 처리가 용이하므로, 가공설비의 자동화로 강구의 생산성을 높이고, 품질을 향상시킬 수 있는 효과와 함께 편리함을 제공한다.

Claims (6)

  1. 강구의 가공을 제어하기 위한 제어시스템에 있어서, 강구의 직경 산출을 위한 입력 데이타를 저장하는 데이타 저장단계(제 102 단계)와; 입력된 데이타에 따라 강구를 가공하기 위해 가동장비를 구동하는 가동장비 구동단계(제 104 단계)와; 가공된 강구를 로딩시키는 강구 로딩단계(제 107 단계)와; 로딩된 강구의 무게를 측정하는 무게 측정단계(제 108 단계)와; 입력된 정보에 따라 감지된 무게로 직경을 산출하는 직경 산출단계(제 109 단계)와; 그리고 산출된 직경의 데이타를 표시하는 표시단계(제 111 단계)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 로딩단계(제 107 단계) 이전에, 입력된 측정 주기에 따라 경과시간을 카운트하는 단계(제 105 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 로딩단계(제 107 단계) 이전에, 입력된 측정 주기에 따라 생산수량을 카운트하는 단계(제 105 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 직경 산출단계(제 109 단계) 이후에 산출값에 따라양품여부를 판정하는 양품 판정단계(제 110 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 직경 산출단계(제 109 단계) 이후에 산출값에 따라 가공설비의 조건을 보정하는 설비 보정단계(제 112 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정방법.
  6. 직경산출을 위한 데이타를 입력시키는 데이타입력부(22), 입력된 데이타와 직경산출 연산식을 저장하는 메모리부(25), 연산을 실시하는 마이콤(21)을 포함하는 메인콘트롤부(2)와; 가공장비제어부(3)에 의해 제어되어 강구의 가공을 실시하는 가공장비(4)와; 가공된 강구를 로딩시키는 로딩부(5)와; 그리고 로딩된 강구의 무게를 측정하는 측정용유니트부(1)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강구 직경 자동 측정장치
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