KR100803068B1 - 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축과 파이프 등 피측정물의 동심도를 측정하여 양/불량을 검사하는 시스템에 관한 것으로서, 특히 자동변속기 내부의 회전부품 중에서 단품들간의 조립에서 발생되는 동심도 관리를 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템은, 자동변속기 회전부품인 피측정물의 고정이나 동작에 대한 제어신호를 생성하여 출력하는 PLC와, 상기 PLC의 제어신호에 의하여 피측정물을 고정하고 중심축에서 회전 동작시키는 측정다이와, 상기 피측정물이 중심축에서 회전 동작하는 동안에 런-아웃 변위를 측정하여 출력하는 레이저 변위측정기 및 상기 레이저 변위측정기에서 출력한 측정값을 연산하여 기준스펙과 비교해서 피측정물의 동심도 양/불량을 판정하는 중앙처리장치를 포함한다.
자동변속기, 동심도, 레이저 변위측정기, 런-아웃

Description

자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템{Concentricity Test System for Rotaion Sub-Assembly of Automatic Transmisson}
도 1은 본 발명에 따른 동심도 검사시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 설치예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 동심도 검사방법의 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 NG 판정의 디스플레이를 나타내는 도면,
도 5는 자동변속기에서 동심도 관리가 필요한 회전부품을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 피측정물 11: 자동변속기
12: 오일펌프 어셈블리 14: 오버드라이브 유성캐리어
16: 출력 유성캐리어 18: 다이렉트 유성캐리어
20: 레이저 변위측정기 30: PLC
40: PC 42: 중앙처리장치
44: 모니터 46: DB
50: 측정다이
본 발명은 축과 파이프 등 피측정물의 동심도를 측정하여 양/불량을 검사하는 시스템에 관한 것으로서, 특히 자동변속기 내부의 회전부품 중에서 단품들간의 조립에서 발생되는 동심도 관리를 위한 시스템에 관한 것이다.
동심도(Concentricity)란 기준축심(基準軸心)과 동일한 직선 위에 축심을 가져야 할 원통 부분에 있어서 그 원통 부분의 축심과 기준축심의 오차(誤差)의 크기를 말하는 것으로, 하나의 중심선을 기준으로 외경가공이 될 경우 각 부분의 진원도의 차이가 동심도를 나타낸다.
예를 들어 흔히 사용하는 축에는 베어링이 장착되는 부분이 있고 또 다른 기계요소가 장착되는 부분이 있다.
이 경우 각 부분은 외경이 다르므로 중심선을 기준으로 외경의 벗어남의 정도가 관리되지 않으면 회전시 롤링이 발생된다.
기계나 장치에 사용되는 회전축의 축심이 기준축심으로 부터 벗어나면 축이 편심운동(偏心運動)을 하므로, 높은 회전 정밀도나 고속회전이 요구될 때에 지장을 초래하므로 동심도 관리는 매우 중요하다.
종래 이러한 동심도를 측정하는 방법으로 V블록을 이용하는 방법과 양측 센터에 물리고 측정하는 방법이 있다.
V블록을 이용하는 방법은 V블록의 V홈에 피측정물을 올려놓고 다이얼게이지(Dial Gauge 또는 Dial Indicator)를 측정다이에 장착한 후 피측정물을 회전시키면서 다이얼게이지의 흔들림 수치 즉, 동심도를 측정하는 방법으로, 이때 동심도는 다이얼게이지 지시량의 1/2 TIR(Total Indicate Record)을 읽는다.
양측 센터에 물리고 측정하는 방법은 선반이나 연삭기 등 양측에 센터가 있는 장비에 피측정물을 올려 고정한 상태에서 왕복대 등에 다이얼게이지를 장착하고 회전부에 접촉하여 피측정물을 수동으로 회전하면서 동심도를 측정하는 방법으로, 이때 동심도를 지시량 전체를 TIR로 읽는다.
이러한 종래의 동심도 측정시스템은 피측정물의 고정(Clamp), 다이얼게이지의 장착 및 측정 등이 수작업으로 이루어져 번거롭고 측정시간이 길기 때문에 생산제품 전량에 대한 동심도 측정이 불가능하여 LOT단위 생산량에 대한 대표 시료를 통하여 동심도를 측정할 수 밖에 없다.
즉, 종래 동심도 측정방법으로는 정확한 측정은 기대할 수 있지만 생산라인에서 제품 특성상 전수검사가 요구되는 제품 측정시 측정시간이 길어 불가능함에 따라 샘플링 검사에 국한시키다보니 불량품 선별이 불확실한 결점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피측정물의 고정(Clamp) 및 측정 등이 자동으로 이루어져 편리하고 측정시간이 단축되기 때문에 자동변속기 회전축에 대한 회전부품들의 전수 동심도 검사가 가능하고, 그 회전부품의 동심도 불량으로 인한 동력전달 및 윤활불량의 내구성 문제점을 해결할 수 있으며, 동심도 검사 데이터베이스를 구축할 수 있도록 하는 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템은, 자동변속기 회전부품인 피측정물의 고정이나 동작에 대한 제어신호를 생성하여 출력하는 PLC와, 상기 PLC의 제어신호에 의하여 피측정물을 고정하고 중심축에서 회전 동작시키는 측정다이와, 상기 피측정물이 중심축에서 회전 동작하는 동안에 런-아웃 변위를 측정하여 출력하는 레이저 변위측정기 및 상기 레이저 변위측정기에서 출력한 측정값을 연산하여 기준스펙과 비교해서 피측정물의 동심도 양/불량을 판정하는 중앙처리장치를 포함한다.
먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해 동심도 관리가 필용한 자동변속기의 회전부품에 대해 설명한다.
자동변속기의 입력축에 대하여 회전하는 부품에 대한 동심도 관리는 균일한 회전력 전달 및 축에 대한 편심운동으로 인한 맞물리는 기어들간의 저항력 개선을 위해 필요하다.
도 5에서 오일펌프 어셈블리(12)는 입력축 회전에 의해 자동변속기(11) 내부에 오일을 윤활하고 케이스 및 밸브바디 유로내 오일유압을 형성하는 것으로서, 회전축에 대한 하우징/리액트시프트 샤프트 어셈블리의 진원도 유지가 필요하다.
상기 오일펌프 어셈블리(12)는 하우징과 리액트시프트 샤프트 어셈블리를 볼트로 체결하여 조립한 후 회전축 중심에 대한 동심도 관리가 필요하다.
오버드라이브(Over Drive) 유성캐리어(14) 및 출력 유성캐리어는 유성캐리어 컵(Cup)과 플레이트 용접공정후 회전중심에 대한 동심도 관리가 필요하다.
다이렉트(Direct) 유성캐리어는 유성캐리어 컵(Cup)과 플레이트 용접공정후 회전중심에 대한 동심도 관리가 필요하다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 동심도 검사시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 설치예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 레이저 변위측정기(20a,20b,20c), PLC(30), PC(40), 측정다이(50)를 포함하여 구성된다.
피측정물(10)은 특히 자동변속기(11) 회전부품에서 동심도 관리가 필요한 오일펌프 어셈블리(12), 오버드라이브 유성캐리어(14), 출력 유성캐리어(16), 다이렉트 유성캐리어(18)이다.
측정다이(50)는 PLC(30)의 제어신호에 의해 상기 피측정물(10)을 움직이지 않도록 고정(Clamp)하고, 피측정물(10)을 회전시킨다.
PLC(30)는 상기 측정다이(50)에 제어신호를 보내어 측정다이(50)의 동작을 제어하면서, PC(40)에 측정시작신호를 보낸다.
상기 PC(40)는 PLC(50)에서 보낸 측정시작신호에 따라 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)에 동심도 측정을 명령하고, 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)에서 출력한 런-아웃 변위를 연산하여 반경 기준스펙과 비교해서 양/불량을 판정한다.
그리고 양/불량에 대한 판정 결과를 PLC(50)에 보낸다.
상기 PC(40)는 중앙처리장치(42)와, 모니터(44), DB(46)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙처리장치(42)는 레이저 변위측정기(30)에서 출력한 런-아웃 변위를 연산하여 반경 기준스텍과 비교해서 양/불량을 판정하고, 양품으로 판정된 경우 그 측정값을 DB(46)에 저장하며, 모니터(46)를 통해 디스플레이한다.
즉 모니터(44)는 중앙처리장치(42)의 제어에 의해 각 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)별 측정값과, 측정값 양/불량 판정을 디스플레이한다.
상기 DB(46)에 저장된 측정값은 추후 전 피측정물의 동심도 검사 데이터베이스 구축에 이용된다.
상기 레이저 변위측정기(Distance Verification Sensor)(20a,20b,20c)는 피측정물(10)이 회전하는 동안 런-아웃(Run-out) 변위를 측정하여 이를 PC(40)에 출력한다.
상기 런-아웃은 축을 고정하고 피측정물(10)을 소정각도 회전시켰을 때 중심선이 움직이는 거리를 말한다.
본 발명에서 상기 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)는 피측정물(10)과 120° 간격으로 소정거리 이격되게 3개 설치되어 피측정물(10)이 120°회전하는 동안 피측정물(10)의 런-아웃 변위를 측정한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 피측정물의 축에 대하여 3개의 런-아웃 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)를 120°간격으로 설치하고, 피측정물(10)이 120°회전하는 동안의 센싱된 데이터를 반경 기준스펙과 비교하여 양/불량을 판정한다.
도 3은 본 발명에 따른 동심도 검사방법의 순서도이다.
피측정물(10)을 측정다이(50)에 올려놓고 PLC(50)의 제어에 의해 측정다 이(50)에서 피측정물(10)을 움직이지 않도록 고정(Clamp)한다(S302).
계속하여 PLC(30)는 측정다이(50)에 120°회전 제어신호를 보내면서 동시에 PC(40)에 측정시작신호를 보내고 상기 PC(40)의 중앙처리장치(42)는 측정시작신호를 받음과 동시에 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)에 측정명령신호를 보내면, 이에 의해 측정다이(50)는 피측정물(10)을 가운데 축에 대해 120°회전시킨다(S304),
동시에 120°간격으로 떨어진 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)는 피측정물(10)이 120° 회전하는 동안 3점 레이저 포인트(laser point) 런-아웃 변위를 측정하여 PC(40)에 송신한다(S306).
PC(40)의 중앙처리장치(42)는 각 레이저 변위측정기별 측정값을 연산하고(S308), 그 연산된 측정값을 기준스펙과 비교하여 양/불량(OK/NG)을 판정한다(S310).
피측정물(10)의 동심도가 양으로 판정된 경우에 동심도 판정을 OK 처리하고, 그때 측정값을 DB(46)에 저장한다(S312).
피측정물(10)의 동심도가 불량으로 판정된 경우에 동심도 판정을 NG 처리한다(S314).
상기 중앙처리장치(42)는 S308단계에서 각 레이저 변위측정기별 측정값을 모니터(44)에 디스플레이한다.
또한 S312단계 및 S314단계에서 측정값 양/불량 판정 결과를 도 5에 나타낸 바와 같이 모니터(44)에 디스플레이하면서, PLC(30)에는 양/불량 판정 결과를 전송한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동변속기 회전축에 대한 회전부품들의 전수 동심도 검사가 가능하고, 그 회전부품의 동심도 불량으로 인한 동력 전달 및 윤활불량의 내구성 문제를 해결하며, 전 피측정물 동심도 검사 데이터 베이스를 구축할 수 있다.

Claims (4)

  1. 자동변속기 회전부품인 피측정물(10)의 고정이나 동작에 대한 제어신호를 생성하여 출력하는 PLC(30);
    상기 PLC(30)의 제어신호에 의하여 피측정물(10)을 고정하고 중심축에서 회전 동작시키는 측정다이(50);
    상기 피측정물(10)이 중심축에서 회전 동작하는 동안에 런-아웃 변위를 측정하여 출력하되, 피측정물(10)과 120°간격으로 소정거리 이격되게 3개 설치되어 피측정물(10)이 120°회전하는 동안 피측정물(10)의 3점 레이저 포인트의 런-아웃 변위를 측정하는 레이저 변위측정기(20a,20b,20c); 및
    상기 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)에서 출력한 측정값을 연산하여 반경 기준스펙과 비교해서 피측정물(10)의 동심도 양/불량을 판정하는 중앙처리장치(42)를 포함하는 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(42)는 PC(40)에 구비된 것으로 모니터(44)를 통하여 각 레이저 변위측정기(20a,20b,20c)별 측정값과, 측정값 양/불량 판정을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 피측정물(10)은 자동변속기 회전부품 중에서 동심도 관리가 필요한 오일펌프 어셈블리(12), 오버드라이브 유성캐리어(14), 출력 유성캐리어(16), 다이렉트 유성캐리어(18) 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템.
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