KR100774917B1 - 슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지그부와 구동부 및 로드셀부를 구비하여 해당 자동차 부품의 슬라이딩포스를 정밀하게 측정할 수 있고, 해당 자동차 부품의 품질 판정을 자동화할 수 있는 슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 슬라이딩포스 측정시스템은 작업물의 슬라이딩포스를 측정하되, 작업물(10)을 일측 부위를 지지하여 주는 지그부(200)와; 상기 지그부(200)에 의해 일측 부위가 고정된 작업물의 타측 부위를 신장 또는 신축시키도록 이송판(320)에 결합된 구동부(300)와; 상기 이송판(320)에 설치되어서 상기 타측 부위와 상기 이송판(320)의 사이에 로드셀(420)을 배치시켜서 상기 구동부(300)의 구동시 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 로드셀부(400)와; 상기 로드셀부(400)로부터 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 수집하여 판독해주는 판독장치(500)를 포함한다.

클램프장치, 로드셀부, 볼스크루, 서보모터, 본체, 지그판, 이송판

Description

슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법{MEASURING SYSTEM AND METHOD FOR SLIDING FORCE}

도 1은 일반적인 로어 틸트 텔레스코픽 컬럼 조립체와 같은 작업물의 사시도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬라이딩포스 측정시스템의 구성을 설명하기 위한 측면도,

도 3은 도 2에 도시된 지그구동부의 평면도,

도 4는 도 3에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도,

도 5는 도 3에 도시된 선 B-B를 따라 절단한 단면도,

도 6은 도 3에 도시된 지그구동부의 작동관계를 설명하기 위해 일부분을 절개한 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 본체 200 : 지그부

300 : 구동부 320 : 이송판

400 : 로드셀부 420 : 로드셀

500 : 판독장치 510 : 디스플레이장치

본 발명은 슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 축길이가 신장 가능한 모든 컬럼 조립체, 조향장치와 같은 자동차 부품의 축길이 신장에 대응한 슬라이딩포스(sliding force) 측정용 설비에 해당하는 슬라이딩포스 측정시스템과 그의 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진이 장착되는 차대와, 바퀴에 가해지는 힘에 대응 또는 감응하여 감쇠력을 변화시킴에 따라 주행 중 차륜이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않게 하여 승차감 향상 및 차량안정성을 도모하는 현가장치와, 엔진의 힘을 전달하기 위한 전동장치(동력전달장치)와, 차량의 주행을 제어하는 조향장치를 포함한다.

여기서, 조향장치는 스티어링휠(steering wheel)의 조작에 따른 조향력을 스티어링 컬럼 및 스티어링 샤프트에 의해 밸브쪽으로 전달시키고, 밸브와 연결된 랙-피니언 파워 스티어링 기어 조립체 내의 피니언으로 하여금 랙바(rack bar)를 통해 타이로드(tie-rod)를 이동시켜, 결국 바퀴가 원하는 방향으로 움직이도록 하는 장치이다.

스티어링 컬럼은 논 틸트(non-tilt), 틸트(tilt), 텔레스코픽(telescopic), 틸트-텔레스코픽(tilt-telescopic) 타입이 있다.

특히, 틸트-텔레스코픽(tilt-telescopic) 타입의 컬럼 조립체는 틸트되는 곳 의 위치에 따라 로어(lower) 타입과 업퍼(upper) 타입으로 구분된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 로어 틸트 텔레스코픽 컬럼 조립체(lower tilt-telescopic column assembly)는 컬럼 몸체(1)의 일측과 타측 중 어느 하나에 유니버설 조인트 조립체(7) 또는 스티어링휠(8)을 연결하여 사용함으로써, 유니버설 조인트 조립체(7)와 체결될 스티어링 기어박스에 스티어링휠(8)의 토크력을 전달하는 기본 기능을 수행한다.

이런 컬럼 몸체(1)는 경사 조절을 위한 틸트 작동(t)과 축 길이 조절을 위한 텔레스코픽 작동(e)과 같은 부가 기능 수행한다.

부가 기능 수행을 위해서 컬럼 몸체(1)는 스티어링 샤프트를 감싸게 결합한 컬럼하우징부(5)와; 이런 컬럼하우징부(5)의 아래쪽에서 로어 틸트를 수행하기 위한 힌지 브래킷(2)과; 컬럼하우징부(5)의 위쪽에서 각종 핸들 및 일시 고정 구조를 구비하여 틸트 또는 텔레스코픽 조작을 수행하기 위한 몸체 브래킷(3)과; 스티어링 샤프트 중에서 컬럼하우징부(5)를 기준으로 축길이 신장 및 축소가 되는 휠축(6)에 형성된 연결링(4)을 갖는다. 여기서, 연결링(4)의 외경은 휠축(6)의 직경보다 상대적으로 큰 크기를 갖고 있다.

이런 컬럼 몸체(1)는 조립체로서 완성 조립된 후, 휠축(6)이 컬럼하우징부(5)를 기준으로 축방향으로 신장 또는 축소되도록 슬라이딩될 때의 힘, 즉 슬라이딩포스(sliding force)를 수동으로 소정 계측기로 검사되었다. 슬라이딩포스는 텔레스코픽 작동시 발생되는 상대적인 힘을 의미한다.

그러나, 종래의 슬라이딩포스 검사방법은 수동으로 이루어진 관계로 인하여 조향장치의 정밀한 슬라이딩포스의 측정이 어려웠다.

예컨대, 종래의 슬라이딩포스 검사방법에서 수동식 계측기와 접촉하는 컬럼 몸체의 소정 지점에서 마모가 발생될 경우에는 마모에 의한 슬라이딩포스의 오차가가 발생됨에 따라 정밀한 측정이 불가능한 실정이다.

이와 같이, 수동으로 슬라이딩포스의 측정이 이루어지고 있고, 마모에 의한 정밀 측정이 어려운 상황에서는 로어 틸트 텔레스코픽 컬럼 조립체와 같은 피측정 대상물(이하, '작업물'이라 칭함)의 품질 판정 자동화가 불가능할 뿐만 아니라, 부품 양산성에 악영향을 끼치고 있는 실정이다.

따라서, 상기 언급한 문제점들을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 지그부와 구동부 및 로드셀부를 구비하여 해당 자동차 부품(예 : 조향장치)의 슬라이딩포스를 정밀하게 측정할 수 있고, 해당 자동차 부품의 품질 판정을 자동화할 수 있는 슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법을 제공하는데 있다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은 조향장치와 같은 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 슬라이딩포스 측정시스템에 있어서, 작업물을 일측 부위를 지지하여 주는 지그부와; 상기 지그부에 의해 일측 부위가 고정된 작업물의 타측 부위를 신장 또는 신축시키는 이송판을 갖는 구동부와; 상기 이송판에 설치되어서 상기 타측 부위와 상기 이송판의 사이에 로드셀을 배치시켜서 상기 구동부의 구동시 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 로드셀부와; 상기 로드셀부로부터 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 수집하여 판독해주는 판독장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 작업물을 지그부에 로딩시켜서 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 슬라이딩포스 측정방법에 있어서, 초기 측정 전에 작업물을 마모해주는 초기 마모를 1회 실시하고, 작업물의 슬라이딩포스를 실제 측정시에는 구동부에 의해 이송판을 전진 및 후진시, 구동부와 작업물의 사이에 설치한 로드셀부에 의해서 하중값 데이터를 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정방법에 의해 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬라이딩포스 측정시스템의 구성을 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 지그구동부의 평면도이다. 또한, 도 4는 도 3에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 선 B-B를 따라 절단한 단면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 지그구동부의 작동관계를 설명하기 위해 일부분을 절개한 측면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이딩포스 측정시스템은 조향장치와 같은 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 이동형 본체(100)에 의해 실현 가능하다.

본체(100)는 복수개의 축부재들과 가로대부재들을 이용하여 작업대 형상의 하부 프레임과, 이런 하부 프레임에서 수직하게 세워진 상부 프레임으로 구성되어 있다.

본체(100)의 하부 프레임의 저부에는 복수개의 이동식 잭(102)이 형성되어 있다.

본체(100)에는 로어 틸트 텔레스코픽 컬럼 조립체와 같이 피측정 대상물인 작업물(10)을 지지하여 주는 지그부(200)와, 작업물(10)을 구동하여 주는 구동부(300)와, 구동시 슬라이딩포스를 측정하는 로드셀부(400)와, 이런 로드셀부(400)로부터 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 수집하여 판독해주는 판독장치(500)가 구비되어 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 본체(100)의 하부 프레임 뒤쪽에는 하부 프레임의 기저축으로부터 연장된 하부 지지대(101)에서 수직하게 세워진 제어부(110)가 설치되어 있다.

본체(100)의 제어부(110)는 외부 동력원(예 : 전원, 공압원, 유압원)을 이용할 수 있게 구성되고 있다.

제어부(110)는 연결 전선을 통해서 제어스위치블록(120)과 결합되어 있다. 제어스위치블록(120)은 검사 시작 버튼, 비상 정지 버튼을 갖고 있고, 해당 버튼에 대응한 스위치 신호를 제어부(110)에게 전달하도록 되어 있다.

제어부(110)는 전원공급 인터페이스, 제어신호전달 인터페이스, 측정신호전달 인터페이스, 각종 센서 인터페이스에 연결된 통상의 제어회로(도시 안됨, 예 : PLC 등)를 갖고 있고, 이러한 인터페이스 및 제어회로를 통해서 하기에 설명할 작동방법에 대응하게 해당 작동전원, 공압 또는 유압신호, 각종 제어신호 또는 명령시퀀스를 지그부(200)의 제1, 제2클램프장치용 압력 제어기(130), 구동부(300)의 모터, 로드셀부(400)의 로드셀, 또는 판독장치(500)의 전원공급부에게 전달하거나, 이송판(320)의 수평 이동에 관한 작동 제어를 위해서 각종 동작 감지 센서(예 : 슬라이딩 감지용 근접센서 등)로부터 감지신호를 입력받도록 되어 있다.

이렇듯, 제어부(110)는 동력 및 신호 전달뿐만 아니라, 모든 작동에 필요한 입출력 명령시퀀스 신호처리, 하중값 데이터를 판독장치(500)로 전달하는 등, 본 발명에서 이루어지는 각종 작동방법을 제어하는 소정의 제어 알고리즘들을 메모리에 저장하고 있고, 상기 메모리를 액세스하는 중앙프로세서에 의해 상기 제어 알고리즘을 수행하도록 구성되어 있다.

지그부(200)는 하기에 설명할 바와 같이 복수개의 공압 또는 유압식 클램프장치를 이용하여 작업물(10)의 일측 부위, 즉 힌지 브래킷(12)과 몸체 브래킷(13)만을 복수개의 안착지그에 각각 임시적으로 고정시키는 역할을 담당한다.

구동부(300)는, 힌지 브래킷(12)과 몸체 브래킷(13) 내지 컬럼하우징부(15) 등과 같이 지그부(200)에 의해서 고정된 작업물(10)을 기준으로, 컬럼하우징부(15) 으로부터 텔레스코픽 작동(예 : 축길이 신장 또는 축길이 축소)이 가능한 작업물(10)의 타측 부위, 예컨대, 휠축(16) 및 휠축(16)에 연결된 연결링(4)을 잡아 뽑듯이 또는 밀어 내듯이 슬라이딩시킬 수 있도록 슬라이딩포스보다 상대적으로 큰 크기의 수평 이동력을 발생시킨다.

로드셀부(400)는 그의 하중 센서 구조물과 함께 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 출력하여 판독장치(500)에 입력시키는 역할을 담당한다.

판독장치(500)는 본체(100)의 상부 프레임에 의해 지지되는 곳에 설치되어 있다.

판독장치(500)는 로드셀부(400)로부터 하중값 데이터를 수집하여, 이렇게 수집한 하중값 데이터에 대응하게 작업물(10)의 슬라이딩포스의 적격 또는 부적격 판정결과를 보여주는 디스플레이장치(510) 및 컴퓨터시스템(520)으로 이루어져 있다.

또한, 판독장치(500)의 컴퓨터시스템(520)은 디스플레이장치(510)에서 상기 판정결과에 대응한 출력데이터를 표시할 수 있도록, 로드셀부(400)로부터 하중값 데이터를 수집하고, 이렇게 수집한 하중값 데이터를 판독장치(500)의 메모리에 미리 기억된 기준 데이터에 비교 및 판단함에 따라, 적어도 작업물(10)의 슬라이딩포스의 적격과 부적격을 판단하는 슬라이딩포스 판정 알고리즘을 수행하는 중앙프로세서와 메모리를 갖는다.

판독장치(500)의 슬라이딩포스 판정 알고리즘은 초기마모에 의한 슬라이딩포스 측정과 같은 구동부(300)의 가 작동 후, 본격적으로 슬라이딩포스를 측정할 때, 판독장치(500)의 신호변환보드를 통해 변환된 디지털 신호를 기준으로 해당 작업물(10)의 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 획득하고, 획득한 하중값 데이터와 기준 데이터를 비교 및 판단하고, 그 판단 결과 해당 작업물(10)의 슬라이딩포스의 적격 또는 부적격 판정에 대한 정보를 디스플레이장치(510)에 표시하는 일련의 작동 단계들로 이루어져 있다.

판독장치(500)와 제어부(110)는 상호 연동하도록 해당 연결 케이블을 통해 결합되어 있다. 여기서, 판독장치(500) 및 제어부(110)의 연동이란, 제어부(110)가 소정 제어작동을 수행할 때, 또는 소정 조건값에 만족할 때, 또는 소정의 명령시퀀스 입력을 받을 때, 판독장치(500)가 해당 하중값 데이터를 읽어오거나 슬라이딩포스 판정 알고리즘을 수행하는 등과 같이 상호 연속 동작되는 것을 의미한다.

예컨대, 제어부(110)가 지그부(200) 또는 구동부(300)를 작동시키고 있는 시간 간격(term)에서, 판독장치(500)가 대기 상태를 위한 소정의 명령시퀀스에 따라 작동되는 바와 같은 연동 제어가 수행되는 것을 의미한다.

또한, 판독장치(500) 및 제어부(110)의 연동은, 제어부(110)에 의해 구동부(300), 로드셀부(400)의 작동 완료 후, 상기 로드셀부(400)로부터 발생된 하중값 데이터의 입력 시점을 기준으로 또는 명령시퀀스에 의해 판독장치(500)로 하여금 상기 슬라이딩포스 판정 알고리즘이 수행될 수 있게 해준다.

이하, 본 발명의 상세한 기계 장치적 구성에 대해서 설명하고자 한다.

도 2를 참조하면, 본체(100)의 하부 프레임과 상부 프레임의 중간에는 기준판(103)이 수평하게 배치되어 있다. 기준판(103)에서 전방측 변 중에서 작업자의 손이 쉽게 도달할 수 있는 위치에는 블록 고정용 박스에 의해 제어스위치블록(120)이 고정되어 있다.

이런 기준판(103)의 상면에는 지그부(200)의 지그판(201)이 고정된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지그부(200)의 지그판(201)에는 우측에서부터 좌측까지 한 쌍의 제1클램프장치(210), 한 쌍의 제2클램프장치(220), 한 쌍의 슬라이 딩레일(230)이 배열되어 있다.

제1클램프장치(210) 및 제2클램프장치(220)는 각각 복수개의 공압 또는 유압식 액추에이터(211, 218, 221, 228)와; 해당 액추에이터(211, 218, 221, 228)의 램(ram)축의 직선 왕복 작동을 유한한 각도 내에서 회동 왕복 작동으로 변환시키는 회동식 링크절과; 해당 액추에이터(211, 218, 221, 228)의 실린더케이싱을 각각 지그판(201)의 상부 위치에 배치시키도록 지그판(201)에 세워진 복수개의 장착대(240, 250)와; 해당 장착대(240, 250)의 상부 중앙에 각각 고정된 제1안착지그(219) 및 제2안착지그(229)를 포함한다.

구동부(300)의 모터(310)(예 : 회전각 또는 이송량 조절이 가능한 서보모터)는 제1클램프장치(210)의 아래쪽에서 지그판(201)의 상면에 고정되어 있다. 예컨대, 모터(310)의 모터하우징은 해당 모터고정대 또는 통상의 하우징 고정수단을 이용하여 지그판(201)에 고정될 수 있다.

이때, 모터(310)의 회전축(311)의 축방향은 지그판(201)의 중심으로 가로방향으로 지나가는 중심선 방향에 일치하게 하는 것이 바람직하다.

이런 모터(310)를 제1클램프장치(210)의 아래쪽에 배치할 수 있는 공간 확보를 위해서, 지그판(201)에 세워진 복수개의 장착대(240, 250) 중 어느 하나는 단폭의 '

'자형, 다리형(bridge shape), 육교형, 복수개의 다리로 지지되는 가로대형 중에서 선택된 어느 하나의 단면 형상을 갖는 제1장착대(240)인 것이 바람직하다.

제1장착대(240)는 제1클램프장치(210)에서 2개를 한 쌍으로 배열한 액추에이터(211, 218)의 실린더케이싱을 각각 고정 및 지지하는 역할을 담당한다.

제1장착대(240)의 기저부위는 지그판(201)에서 수직하게 세워지도록 고정된다.

제1장착대(240)의 아래쪽 공간(243)은 모터(310)의 배치 공간으로 사용되고, 제1장착대(240)의 양측면은 공압 또는 유압형식의 액추에이터 지지를 위해 브래킷과 같은 역할을 하는 날개부(241, 242)가 각각 고정된다. 예컨대, 일측(예 : 우측)의 액추에이터용 날개부(241)는 '

'자형을 갖고, 타측(예 : 좌측)의 액추에이터용 날개부(242)는 '

'자형을 갖는 것이 바람직하다.

액추에이터 설치용 날개부(241, 242) 각각의 수평부 저면에는 해당 액추에이터(211, 218)의 실린더케이싱이 각각 고정되며, 그러한 액추에이터(211, 218)의 램축(212)은 각각 날개부(241, 242) 각각의 수평부에서 상하 방향으로 관통하게 형성된 해당 관통구멍에서 미끄럼작동 가능하게 결합된다.

예컨대, 좌측의 램축(212)은 해당 액추에이터(211)의 압력 출입 방향 변화에 따라 축방향으로 직선 왕복 작동함에 따라, 결국 액추에이터(211)의 전체 축길이를 신축 또는 축소시키는 역할을 담당한다.

좌측의 램축(212)의 끝단에는 회동식 링크절(213)의 일측이 결합되어 있다. 그리고, 회동식 링크 장치(213)의 타측은 액추에이터 설치용 날개부(241, 242) 각각의 수평부에서 힌지작동하게 결합되어 있다.

이런 결합 상태에서, 제1클램프장치(220)는 회동식 링크절(213)의 회동식 힌지바(214)에 의해서, 회동식 링크절(213)의 타측에 해당하는 좌측의 클램프암(215)을 상향으로 경사지게 향하여 개방시킨 언클램프 상태와, 클램프암(215)을 수평하 게 하여 폐쇄시킨 클램프 상태 사이를 왕복 회동할 수 있게 된다.

한편, 우측의 램축(216)도 상기 설명한 좌측의 램축(212) 및 그와 연관된 구성요소들과 같은 동일한 결합구조를 갖고 있다.

따라서, 우측의 클램프암(216)은 좌측의 클램프암(215)과 마찬가지로, 각각 해당 액추에이터(218)의 직선 왕복 작동에 대응하게 회동 왕복 작동을 수행할 수 있다.

좌측 및 우측의 클램프암(215, 216)은 각각 그의 가압면, 예컨대 서로 마주보는쪽 단부의 저면에 가압돌부(217, 227)를 각각 더 형성하고 있는 것이 바람직하다. 가압돌부(217, 227)는 효율적인 압착 고정을 위해 사용될 수 있다.

또한, 제어부가 각각의 액추에이터(211, 218)를 동일 타이밍의 명령시퀀스에 의해 제어할 경우, 좌측 및 우측의 클램프암(215, 216)이 동시에 언클램프 상태 또는 클램프 상태를 유지할 수 있거나, 또는 소정 인터벌(interval) 간격의 명령시퀀스에 의해 순차적으로 언클램프 상태 또는 클램프 상태를 유지할 수 있다.

적어도 클램프암(215, 216)은 클램프 상태일 때, 제1안착지그(219)에 놓여질 작업물(10)의 힌지 브래킷(12)을 제1안착지그(219)쪽으로 가압하여 결국 작업물(10)의 힌지 브래킷(12)이 제1안착지그(219)에 클램프 상태일 때만 고정되도록 한다.

반대로 클램프암(215, 216)이 언클램프 상태일 때, 제1안착지그(219)로부터 힌지 브래킷(12)이 릴리스 됨에 따라 작업물(10)을 움직일 수 있는 상태가 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 이송판(320)을 제2클램프장치(220)의 아래쪽과 지 그판(201)의 사이에서 수평 이동시킬 수 있는 공간 확보를 위해서, 지그판(201)에 세워진 복수개의 장착대(240, 250) 중 어느 하나는 장폭의 '

'자형, 다리형(bridge shape), 육교형, 복수개의 다리로 지지되는 가로대형 중에서 선택된 어느 하나의 단면 형상을 갖는 제2장착대(250)인 것이 바람직하다.

제2장착대(250)는 제2클램프장치(220)에서 2개를 한 쌍으로 배열한 액추에이터(221, 228)의 실린더케이싱을 각각 고정 및 지지하는 역할을 담당한다.

또한, 제2장착대(250)의 아래쪽 공간(253)은 이송판(320) 관련 결합 구성 요소들과, 로드셀부(400)의 장착 공간으로 사용된다.

이를 위해서, 제2장착대(250)의 양측벽(251)은 지그판(201)에서 수직하게 세워져 있고, 이런 양측벽(251) 각각의 상단에는 굴절형 가로대(252)가 가로 방향으로 배치 및 고정되어 있다.

굴절형 가로대(252)의 굴절 상부에는 제2안착지그(229)가 고정되어 있으며, 이러한 제2안착지그(229)를 기준으로 굴절형 가로대(252)의 양측에 위치한 굴절 하부에는 각각 액추에이터(221, 228)가 설치되어 있다.

여기서, 제2안착지그(229)의 상면 중앙에는 작업물(10)의 몸체 브래킷(13) 사이에서 아래쪽으로 돌출된 부위를 안착시킬 수 있도록 지그홈(229a)이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 해당 액추에이터(221, 228)의 실린더케이싱은 굴절형 가로대(252)의 양측에 위치한 굴절 하부의 저면에 각각 고정되며, 그러한 액추에이터(221, 228)의 램축(222)은 각각 굴절 하부에서 상하 방향으로 관통하게 형성된 해당 관통구멍에 서 미끄럼작동 가능하게 결합된다.

예컨대, 좌측의 램축(222)은 해당 액추에이터(221)의 압력 출입 방향 변화에 따라 축방향으로 직선 왕복 작동함에 따라, 결국 액추에이터(221)의 전체 축길이를 신축 또는 축소시키는 역할을 담당한다.

좌측의 램축(222)의 끝단에는 회동식 링크절(223)의 일측이 결합되어 있다. 그리고, 회동식 링크 장치(223)의 타측은 굴절형 가로대(252)의 굴절 하부에서 각각 힌지작동하게 결합되어 있다.

이런 결합 상태에서, 제2클램프장치(220)는 회동식 링크절(223)의 회동식 힌지바(224)에 의해 클램프암(225)을 상향으로 경사지게 향하여 개방시킨 언클램프 상태와, 클램프암(225)을 수평하게 하여 폐쇄시킨 클램프 상태 사이를 왕복 회동할 수 있게 된다.

한편, 우측의 램축(226)도 상기 설명한 좌측의 램축(222) 및 그와 연관된 구성요소들과 같은 동일한 결합구조를 갖고 있다.

따라서, 우측의 클램프암(226)은 좌측의 클램프암(225)과 마찬가지로, 각각 해당 액추에이터(228)의 직선 왕복 작동에 대응하게 회동 왕복 작동을 수행할 수 있다.

역시, 제어부는 각각의 액추에이터(221, 228)를 동일 타이밍의 명령시퀀스 또는 소정 인터벌 간격의 명령시퀀스에 의해 동시 동작 또는 순차적 동작에 의해 언클램프 및 클램프 상태 중 어느 하나를 유지할 수 있다.

적어도 클램프암(225, 226)은 클램프 상태일 때, 제2안착지그(229)에 놓여질 작업물(10)의 몸체 브래킷(13)을 제2안착지그(229)쪽으로 가압하여 결국 작업물(10)의 몸체 브래킷(13)이 제2안착지그(229)에 고정되도록 한다.

반대로 클램프암(225, 226)이 언클램프 상태일 때, 제2안착지그(229)로부터 몸체 브래킷(13)이 릴리스 됨에 따라 작업물(10)을 움직일 수 있는 상태가 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 로드셀부(400)는 이송판(320)에서 수직하게 세워진 로드셀 장착대(410)와; 로드셀 장착대(410)의 상단에서 수평한 방향으로 가압력(f)을 전달받도록 결합된 로드셀(420)과; 가압력 방향의 반대쪽에서 로드셀(420)과 밀착하게 결합된 걸쇠부(430)를 포함하고, 걸쇠부(430)의 상단에 작업물(10)의 휠축(16)의 연결링(14)을 안착시킬 수 있는 링안착홈(431)을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

구동부(300)는 지그판(201)에서 지지된 상태에서 회전력을 발생시키는 모터(310)를 갖는다.

모터(310)의 회전축은 축커플러(330)를 통해서 모터(310)의 회전력을 스크루축(340)에 전달하도록 결합되어 있다.

스크루축(340)은 베어링블록(341, 342)에 의해서 지그판(201)에서 수평하게 축회전 가능하게 체결되어 있다.

또한, 스크루축(340)에는 볼스크루(350)와 이송대우 관계를 갖도록 결합되어 있다.

볼스크루(350)의 볼스크루케이싱은 이송판(320)의 저면 중앙에 고정되어 있다. 이송판(320) 각각의 저면 코너를 기준으로, 이송판(320)의 저면에는 복수개 의 선형이동형 가이드블록(360)이 결합되어 있다.

도 3, 도 5 및 도 6을 병행 참조하면, 가이드블록(360)은 지그판(201)에 배열된 한 쌍의 가이드레일(230)에서 레일방향을 따라 미끄럼작동 가능하게 결합되어 있다.

따라서, 모터(310)의 회전력은 스크루축(340)과 볼스크루(350)에 의해 이송판(320)을 가이드레일(230)의 레일방향으로 이송시킬 수 있는 이송력이 된다.

이런 이송력을 이용하여 수평이동하는 이송판(320)은 로드셀부(400)의 로드셀 장착대(410), 로드셀(420), 걸쇠부(430) 및 걸쇠부(430)의 링안착홈(431)에 안착된 작업물(10)의 휠축(16)의 연결링(14)을 밀어 내듯이 유한한 스트로크 거리(s) 내에서 수평 이동시킨다.

이 과정에서, 작업물(10)의 휠축(16)이 컬럼하우징부(15)로부터 슬라이딩되어 돌출되면서 상기 수평이동에 대한 반발력과 같은 슬라이딩포스가 확인된다.

슬라이딩포스는 상기 로드셀(420)의 수평 이동에 대응한 가압력(f)과 동일하므로, 결국 로드셀(420)에 검출되는 가압력(f)이 작업물(10)의 슬라이딩포스로서 본 발명에서 측정될 수 있다.

이렇게 측정된 슬라이딩포스는 앞서 설명한 판독장치(500)로 입력 처리될 수 있다.

또한, 이송판(320)의 유한한 스트로크 거리(s) 내에서의 수평 이동은 지그판(201)에 배열된 복수개의 동작 감지 센서(325)에 의해서 제어된다.

도 3 또는 도 5를 참조하면, 가이드블록(360)의 외측변에는 센서감지돌기 (326)가 설치되어 있고, 이런 센서감지돌기(326)는 가이드블록(360) 및 이송판(320)과 동시에 수평 이동된다.

복수개의 동작 감지 센서(325)들은 센서감지돌기(326)의 동선 아래쪽으로 지그판(201)에 배열되어 있으므로, 센서감지돌기(326)의 위치를 감지하고, 이를 제어부에 입력시킴에 따라, 결국 제어부로 하여금 이송판(320)의 이동 거리를 산출케 함으로써, 이송판(320)의 시작 지점, 정지 지점, 이동 거리 등에 대응한 작동 제어를 수행하도록 되어 있다.

이하, 본 발명의 슬라이딩포스 측정시스템의 작동방법 및 측정방법을 설명하고자 한다.

본 발명의 슬라이딩포스 측정시스템의 작동방법에 대응한 측정방법은 초기 측정 전에 작업물을 마모해주는 초기 마모를 1회 실시하고, 작업물의 슬라이딩포스를 실제 측정시에는 구동부에 의해 이송판을 전진 및 후진시, 구동부와 작업물의 사이에 설치한 로드셀부에 의해서 하중값 데이터를 각각 측정한다.

이러한 측정방법에 대한 상세한 내용을 살펴본다.

먼저, 작업물(10)을 지그부(200)에 안착시키는 작업물 로딩단계가 수행된다.

그런 경우, 작업물(10)의 힌지 브래킷(12)과 몸체 브래킷(13)은 각각 제1, 제2안착지그(219, 229)에 안착되고, 작업물(10)의 휠축(16)의 연결링(14)을 걸쇠부(430)의 링안착홈(431)에 끼워진다.

이후, 제어스위치블록(120)의 검사 시작 버튼에 의해 검사 시작 신호가 제어부(110)로 입력되면, 제어부(110)가 제1, 제2클램프장치(210, 220)의 액추에이터 (211, 218, 221, 228)를 작동시켜서, 결국 액추에이터(211, 218, 221, 228)의 작동력을 전달받은 클램프암(215, 216, 225, 226)이 작업물(10)을 클램프 상태로 고정시키는 클램프 단계가 제어부(110)에 의해 수행된다.

제어부(110)는 초기 마모를 위해 이송판(320)을 스트로크 거리(s) 내에서 1회 왕복 수평 이동을 1차적으로 수행하도록 제어하는 초기 마모 작동 단계를 수행한다.

초기 마모 작동 단계에서, 모터(310)는 이송판(320)의 1회 왕복 수평 이동에 대응한 회전량만큼 그의 회전축, 축커플러(330) 및 스크루축(340)을 회전 및 정지 시킨다.

예컨대, 스트로크 거리(s)의 시작 지점에서 모터(320)는 정회전 작동을 유한한 시간동안 수행하여 스트로크 거리(s)의 끝지점까지 이송판(320)이 도달하게 되며, 이러한 도달 시점이 동작 감지 센서(325)에 감지될 때, 역회전 작동을 수행하여 스트로크 거리(s)의 시작 지점에 복귀될 때 회전축을 정지시킨다.

이러한 초기 마모를 위한 1회 왕복 수평 이동은, 클램프암(215, 216, 225, 226)과 작업물(10) 사이에서 미동의 초기 마모를 발생시키고, 그 결과 클램프암(215, 216, 225, 226)으로 하여금 작업물(10)을 더욱 더 견고하게 고정시키게 한다.

이후, 제어부(110)는 작업물의 슬라이딩포스의 실제 측정에 대응한 데이터 산출을 위해서 앞서 설명한 방법과 동일하게 모터(310)를 제어하여서, 이송판(320)을 스트로크 거리(s) 내에서 1회 왕복 수평 이동을 2차적으로 수행하도록 제어함에 따라, 이송판(320)의 전진과 후진시에 각각 하중값 데이터를 획득하는 데이터 산출 단계를 수행한다.

즉, 데이터 산출 단계에서는, 로드셀부(400)의 로드셀(420)은 클램프암(215, 216, 225, 226)과 작업물(10)간의 미끄럼에 의한 오차가 없는 슬라이딩포스를 이송판(320)의 전진과 후진시에 각각 측정하고, 이런 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 판독장치(500)에 전송한다.

판독장치(500)는 로드셀부(400)의 로드셀(420)로부터 수신 받은 하중값 데이터를 미리 판독장치(500)의 메모리에 기억된 기준 데이터에 비교 및 판단함에 따라, 적어도 작업물(10)의 슬라이딩포스의 적격과 부적격을 판단하는 판단단계를 수행한다.

예컨대, 판독장치(500)는 기준 데이터의 허용 범위 내에 상기 수신 받은 하중값 데이터가 포함되면 적격 판정을, 그리고 허용 범위를 벗어날 경우 부적격 판정을 내리고, 판단결과를 디스플레이장치(510)에 표시한다.

이후, 비상 정지 버튼의 정지 신호 또는 슬라이딩포스 판단 후의 다음 명령시퀀스에 대응한 제어부(110)의 작동 제어에 의해서, 제1, 제2클램프장치(210, 220)의 액추에이터(211, 218, 221, 228)가 반대로 작동되어서, 결국 클램프암(215, 216, 225, 226)들이 작업물(10)을 릴리스 시킬 수 있는 언클램프 상태로 복귀하는 언클램프 단계가 수행된다.

이상, 앞서 설명한 바와 같은 본 발명에서는 지그부와 구동부 및 로드셀부를 구비하여 해당 자동차 부품의 슬라이딩포스를 정밀하게 측정할 수 있고, 해당 자동차 부품의 품질 판정을 자동화할 수 있는 슬라이딩포스 측정시스템 및 측정방법을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 슬라이딩포스 측정시스템은 초기 마모를 위한 1회 왕복 수평 이동 후 슬라이딩포스를 측정함에 따라서, 클램프암과 작업물간의 미끄럼에 의한 오차가 없는 정밀한 슬라이딩포스를 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 슬라이딩포스 측정방법은 로어 틸트 텔레스코픽 컬럼 조립체와 같이 조립품을 측정하는 설비로서 자동 측정을 수행함에 따라, 측정값의 신뢰도 및 측정 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (9)

1. 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 슬라이딩포스 측정시스템에 있어서,

   작업물을 일측 부위를 지지하여 주는 지그부와;

   상기 지그부에 의해 일측 부위가 고정된 작업물의 타측 부위를 신장 또는 신축시키는 이송판을 갖는 구동부와;

   상기 이송판에 설치되어서 상기 타측 부위와 상기 이송판의 사이에 로드셀을 배치시켜서 상기 구동부의 구동시 작업물의 슬라이딩포스를 측정하는 로드셀부와;

   상기 로드셀부로부터 슬라이딩포스에 대응한 하중값 데이터를 수집하여 판독해주는 판독장치; 및

   상기 측정시스템의 하부 프레임 뒤쪽에서, 상기 하부 프레임의 기저축으로부터 연장된 하부 지지대에서 수직하게 세워지고, 동력 및 신호 전달기능, 작동에 필요한 입출력 명령시퀀스 신호처리기능, 하중값 데이터를 판독장치로 전달기능을 하고, 복수의 작동방법을 제어하는 소정의 제어 알고리즘들을 메모리에 저장하고, 상기 메모리를 억세스하는 중앙프로세서에 의해 상기 제어 알고리즘을 수행하도록 구성된 제어부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 지그부는,

   상기 측정시스템의 기준판에 고정된 지그판과; 상기 지그판의 일측에서 수직하게 세워진 한 쌍의 제1클램프장치와; 상기 제1클램프장치와 이격된 상태로 상기 지그판의 타측에서 수직하게 세워진 한 쌍의 제2클램프장치를 포함하여 상기 제1클램프장치 및 상기 제2클램프장치에 각각 설치된 액추에이터의 램축에 관한 직선 왕복 작동을 회동 왕복 작동으로 변환시키도록 회동식 링크절과 회동식 힌지바 및 클램프암을 상기 램축에 결합시키고 있고, 상기 액추에이터의 실린더케이싱을 각각 상기 지그판의 상부 위치에 배치시키도록 상기 지그판에 세워진 복수개의 장착대와; 상기 복수개의 장착대별로 고정된 제1안착지그 및 제2안착지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 장착대는,

   단폭의 '

   

   '자형, 장폭의 '

   

   '자형, 다리형, 육교형, 복수개의 다리로 지지되는 가로대형 중에서 선택된 어느 하나의 단면 형상을 갖고 있고, 상기 액추에이터의 설치를 위해서 '

   

   '자형 또는 '

   

   '자형 중에서 선택된 형상의 날개부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 구동부는,

   상기 지그부에 모터하우징을 고정시킨 모터와; 상기 모터의 회전축에 축커플러로 결합되고 상기 지그판에서 베어링블록으로 축회전이 가능한 스크루축과; 상기 스크루축에 이송대우 관계를 갖도록 결합되고 상기 이송판에 볼스크루케이싱을 상기 이송판의 저면에 고정시킨 볼스크루와; 상기 지그판에 배열된 복수개의 가이드레일과; 상기 가이드레일에 미끄럼작동 가능하게 결합되어 상기 이송판을 지지하는 가이드블록과; 상기 가이드블록의 외측변에 설치된 센서감지돌기와; 상기 센서감지돌기의 동선 아래쪽으로 상기 지그판에 복수개로서 배열된 동작 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 로드셀부는,

   상기 이송판에서 수직하게 세워진 로드셀 장착대와; 상기 로드셀 장착대의 상단에서 수평한 방향으로 가압력을 전달받도록 결합된 로드셀과; 가압력 방향의 반대쪽에서 상기 로드셀과 밀착하게 결합된 걸쇠부를 포함하고, 상기 걸쇠부의 상단에 작업물의 휠축의 연결링을 안착시킬 수 있는 링안착홈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정시스템.
7. 슬라이딩포스 측정방법에 있어서,

   작업물을 지그부에 안착시키는 작업물 로딩 단계;

   이송판(320)을 스크로크 거리(s) 내에서 왕복 수평 이동하여, 작업물을 마모해주는 초기 마모 실시 단계; 및

   구동부와 상기 작업물의 사이에 설치된 로드셀부가, 상기 구동부에 의한 상기 이송판(320)의 전진 및 후진 시에, 슬라이딩포스 및 상기 슬라이딩포스에 대응하는 하중값 데이터를 각각 측정하는, 상기 작업물의 슬라이딩포스 측정 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 작업물 로딩단계 후 제어부가,

   제1, 제2클램프장치의 액추에이터를 작동시켜서, 상기 액추에이터의 작동력을 전달받은 클램프암이 작업물을 클램프 상태로 고정시키는 클램프 단계와; 초기 마모를 위해 이송판을 스트로크 거리 내에서 1회 왕복 수평 이동을 1차적으로 수행하도록 제어하는 초기 마모 작동 단계를 포함하는 상기 초기 마모 실시 단계와,

   작업물의 슬라이딩포스의 실제 측정에 대응한 데이터 산출을 위해서, 모터를 제어하여, 상기 이송판을 스트로크 거리 내에서 1회 왕복 수평 이동을 2차적으로 수행하도록 제어하면서, 상기 이송판의 전진과 후진시에 각각 하중값 데이터를 획득하는 데이터 산출 단계와; 상기 제1, 제2클램프장치의 액추에이터가 반대로 작동되어서, 상기 클램프암들이 작업물을 릴리스 시킬 수 있는 언클램프 상태로 복귀하는 언클램프 단계를 포함하는 상기 작업물의 슬라이딩포스 측정 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 데이터 산출 단계와 상기 언클램프 단계의 사이에서 판독장치가,

   로드셀부의 로드셀로부터 수신 받은 하중값 데이터를 미리 상기 판독장치의 메모리에 기억된 기준 데이터에 비교 및 판단함에 따라, 작업물의 슬라이딩포스의 적격과 부적격을 판단하는 판단단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩포스 측정방법.

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