KR100899361B1

KR100899361B1 - 나사검사선별장치

Info

Publication number: KR100899361B1
Application number: KR1020080125517A
Authority: KR
Inventors: 최익도
Original assignee: (주)진합
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2009-05-26

Abstract

본 발명은 제조된 볼트 또는 나사의 상태를 광학카메라로 검사하여 정상과 불량을 선별하는 나사검사선별장치에 사용되는 것으로, 상세하게는 검사될 나사가 고정홈에 고정되어 이동되면서 광학 카메라로 촬영시 고정홈의 두께를 최소화하여 선별되는 나사의 신뢰성을 높이도록 이루어진 나사검사선별장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 나사검사선별장치는, 피더로부터 연속적으로 공급되는 나사를 이송하면서 광학 카메라로 촬영을 한 후 광학 카메라로 촬영된 이미지를 미리 저장된 이미지를 비교하여 나사의 정상 또는 불량 상태의 여부를 판단한 후 각기 다른 수납통으로 수납하도록 이루어진 나사검사선별장치에 있어서,

상기 피더에 연계되어 피더로부터 공급되는 나사(B)를 이동시키는 원통형태로 형성되고, 끝단부에 나사(B)를 고정하는 고정홈이 등간격으로 형성되고, 수평축(X)을 중심으로 회전하는 인덱스와; 상기 인덱스의 고정홈에 고정되어 이동되는 나사(B)를 광학 카메라로 촬영하고, 상기 광학 카메라로 촬영된 이미지를 컨트롤러부에 저장되어 있는 이미지와 비교하여 정상/불량을 판독하고, 상기 컨트롤러부로 판독된 불량나사(B)를 고정홈으로부터 분리하는 불량나사 분리장치로 분리하여 불량수납통으로 수납하고, 정상인 나사(B)는 정상수납통으로 수납되도록 이루어진 것이다.

나사검사선별장치, 인덱스, 광학카메라

Description

나사검사선별장치{Screw thread test device}

산업의 발달로 인하여 각종 기계의 개발과 그 수요가 많아지고 있으며, 이러한 각종 기계의 제작을 위해 다양한 구성요소를 필요로 하고, 상기 구성요소를 결합하기 위한 체결부재를 필요로 한다.

보통 각종 기계를 구성요소를 결합하는 체결부재는 볼트와 너트, 나사, 리벳, 접착제 등과 같이 다양한 체결부재가 사용되고 있으며, 그 중에서 볼트와 나사가 체결부재로 가장 널리 사용된다.

볼트와 나사(이하 '나사'로 총칭함)는 생산이 되면, 나사에 형성되어 있는 나사산과 머리가 정상적으로 형성되었는지를 검사하여 불량인 것을 선별하여 정상 상태의 나사만을 공급한다.

최근에는 점점 정밀기계가 발달됨에 따라 정밀기계를 구성시키는 구성요소를 결합시키는 체결부재 역시 보다 정밀해져야 하고, 이를 검사하는 장치 또한 정확한 검사를 하여야 한다.

이와 같이 나사의 사용이 증가하고, 보다 나사의 정밀성을 요구함에 따라 제조된 나사를 보다 빠르고 정확하고 신뢰성을 가지도록 검사하기 나사검사선별장치를 필요로 하게 되었으며, 국내실용신안등록 제424801호의 정밀나사 검사 및 선별장치, 국내특허등록 제0499390호의 볼트선별장치, 특허등록 제275141호의 볼트선별장치 등 다양한 기술들이 제공되어 있다.

일반적인 나사검사선별장치는 크게 제작된 나사를 연속적으로 공급하는 피더기와, 나사를 촬영하는 광학 카메라와, 상기 피더기로부터 공급되는 나사를 광학 카메라로 공급하는 인덱스와, 광학 카메라로 촬영된 이미지를 미리 입력되어 있는 이미지와 비교하여 정상과 불량을 판독하는 판독처리장치로 구성된다.

상기 국내실용신안등록 제424801호의 정밀나사 검사 및 선별장치에서와 같이 통상적으로 피더기에서 연속적으로 공급되는 나사를 광학 카메라에서 촬영하도록 공급하는 인덱스는 도 1 과 같이 원판으로 형성되고, 그 외주면에 등간격으로 나사가 고정되는 고정홈(1a)이 형성된 회전 플레이트(1)로 이루어진다. 이와 같이 이루어진 회전 플레이트(1)는 수직축(Y)을 중심으로 회전하는 원판으로 형성되고, 그 위주면에 고정홈(1a)이 형성됨으로써 8~10㎜의 두께를 가지게 된다.

일반적으로 광학 카메라에 촬영되는 나사는 촬영시 나사가 고정되는 두께 만 큼 촬영이 이루어지지 않게 된다. 그러므로 도 1과 같이 회전 플레이트(1)로 이루어진 인덱스는 회전 플레이트(1)의 두께만큼을 촬영하지 못함으로써 선별되는 나사의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

상기 국내특허등록 제0499390호의 볼트선별장치에서는 비스듬하게 설치되어 이격되게 설치된 휠과, 상기 휠 상에 설치되는 와이어를 이용하여 피더기로부터 공급되는 나사를 광학 카메라로 이송시켜 촬영이 이루어지도록 하는 기술이 제공되어 있다. 그러나 이러한 상기 휠과 와이어를 이용한 기술은 피더기로부터 공급되는 나사를 일정한 간격으로 공급하지 못하므로써 광학 카메라로 촬영시 촬영시간을 맞추지 못하고, 미촬영되거나 부정확하게 촬영됨으로써 선별되는 나사의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기 단점을 해결하고자 발명된 것으로, 검사될 나사를 연속적으로 공급하는 피더에서 나사를 공급받아 고정하여 이동시키되, 균일한 간격으로 이동시키고, 고정되는 두께를 최소화하여 이동시켜 광학 카메라로 촬영함으로써 선별되는 나사의 신뢰성을 높일 수 있는 나사검사선별장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자 본 발명의 나사검사선별장치는, 피더로부터 연속적으로 공급되는 나사를 이송하면서 광학 카메라로 촬영을 한 후 광학 카메라로 촬영된 이미지를 미리 저장된 이미지와 비교하여 나사의 정상 또는 불량 상태의 여부를 판단한 후 각기 다른 수납통으로 수납하도록 이루어진 나사검사선별장치에 있어서, 상기 피더에 연계되어 피더로부터 공급되는 나사(B)를 이동시키는 원통형태로 형성되고, 끝단부에 나사(B)를 고정하는 고정홈이 등간격으로 형성되고, 수평축(X)을 중심으로 회전하는 인덱스와; 상기 인덱스의 고정홈에 고정되어 이동되는 나사(B)를 광학 카메라로 촬영하고, 상기 광학 카메라로 촬영된 이미지를 컨트롤러부에 저장되어 있는 이미지와 비교하여 정상/불량을 판독하고, 상기 컨트롤러부로 판독된 불량나사(B)를 고정홈으로부터 분리하는 불량나사 분리장치로 분리하여 불량수납통으로 수납하고, 정상인 나사(B)는 정상수납통으로 수납되도록 구성된다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 나사검사선별장치는, 원통형태로 이루어지고, 그 끝단부에 고정홈이 등간격으로 형성된 인덱스를 제공함으로써 나사를 고정하는 인덱스에 형성된 고정홈의 두께를 최소화하고, 균일한 간격으로 이동시킴으로써 광학 카메라로 촬영시 촬영되지 않는 부분을 감소시키고, 광학 카메라에 균일한 간격으로 이동시킴으로써 선별되는 나사의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 나사검사선별장치는 볼트 또는 나사(이하, '나사'로 총칭함)에 형성된 나사산과 머리를 광학 카메라로 촬영하여 촬영된 이미지와 컨트롤러부에 저장 된 이미지를 비교하여 불량으로 제조된 나사만 선별하여 제거하는 장치로써, 첨부된 도 2 내지 도 4와 같이 크게 제조된 나사를 연속적으로 공급하는 공급수단인 피더(10)와, 상기 피더(10)와 연계되고, 공급되는 나사를 고정하여 일정간격으로 이동시키는 이동수단인 인덱스(20)와, 상기 인덱스(20)에 고정되어 이동되는 나사(B)를 촬영하는 촬영수단인 광학 카메라(30)와, 상기 촬영수단인 광학 카메라(30)로 촬영된 이미지와 미리 저장되어 있는 이미지를 비교하여 정상/불량을 판독하는 제어장치의 컨트롤러부(미도시)와, 상기 인덱스(20)에 고정되어 이동하는 나사(B) 중 불량의 나사만을 수거하는 불량나사수거수단(40)과, 정상인 나사만을 수거하는 정상나사수거수단(50)과, 상기 인덱스(20)를 구동시키는 구동수단(60)과, 상기 광학 카메라(30)로부터 더욱 정확한 이미지를 획득하기 위하여 촬영되는 나사(B)를 조명하는 조명수단(미도시)으로 구성된다.

상기 피더(10)는 제조된 나사(B)를 연속적으로 공급하는 장치로 통상의 것이다. 이러한 상기 피더(10)는 도 2 내지 도 4와 같이 보통 제조된 나사(B)가 저장되어 있는 호퍼(11)와, 상기 호퍼(11)와 연계되어 나사(B)를 공급받아 연속적으로 공급하는 내측에 나선형의 턱이 형성된 회전하는 회전드럼을 포함하는 드럼(12)과, 상기 드럼(12)에서 연속적으로 공급되는 나사(B)를 일렬로 정렬하여 공급하는 가이드공급수단(13)으로 이루어진다.

이러한 피더(10)는 호퍼(11)에서 나사(B)가 드럼(12)에 공급되고, 상기 드럼(12)에 공급된 나사(B)는 회전드럼의 회전으로 나선형의 턱을 타고 외부로 연속적으로 배출되어 가이드공급수단(13)에 공급되어 일렬로 정렬되어 공급된다.

상기 가이드공급수단(13)은 보통 나사(B)가 경사면을 따라 이동하도록 이루어진 것으로, 이격되고 경사지게 형성된 2개의 가이드대로 형성되어 인덱스(20)에 연속적으로 나사를 정렬하여 공급한다.

상기 인덱스(20)는 피더(10)로부터 공급되는 나사(B)를 고정하여 일정한 간격으로 이동시키는 수단으로, 도 7과 인덱스(20)는 일측이 개구된 원통형태로 형성되고, 개구된 끝단부에는 피더(10)로부터 공급되는 나사(B)를 고정하는 고정홈(23)이 등간격으로 형성되고, 구동수단과 연결되어 수평축(X)을 중심으로 회전하는 회전축에 설치된다.

이러한 상기 인덱스(20)는 도 7과 같이 링(Ring) 형태로 형성되고, 일측에 등간격으로 고정홈(23)이 형성된 플레이트(21)와, 상기 플레이트(21)가 고정 설치하고, 수평축(X)을 중심으로 회전하는 회전축에 설치되는 인덱스 하우징(22)으로 구성된다.

상기 플레이트(21)는 도 8과 같이 얇은 판의 일측에 고정홈(23)을 형성하고, 이를 링 형태로 인덱스 하우징(22)에 체결부재를 이용하여 고정한다. 상기 플레이트(21)의 두께(t)는 보통 0.5~2㎜로 이루어지고, 폭(W)은 30~60㎜로 이루어지며, 상기 고정홈(23)은 원형, 삼각형, 사각형, 마름모, 타원 중 어느 하나의 형태로 형성된다.

이와 같이 형성된 인덱스(20)는 나사(B)를 고정하도록 형성된 고정홈(23)의 두께를 얇게 형성할 수 있게 된다.

상기 촬영수단인 광학 카메라(30)는 통상의 것으로, 인덱스(20)의 고정 홈(23)에 고정되어 이동하는 나사(B)의 정면을 촬영하는 제1 광학 카메라(31)와 평면(머리)을 촬영하는 제2 광학 카메라(32)로 이루어지며, 상기 광학 카메라(30)로 촬영된 이미지는 컨트롤러부에 전송된다.

상기 제1 광학 카메라(31)는 나사(B)의 정면을 촬영하도록 도 2 내지 도 6과 같이 인덱스(20)의 정면에 설치되며, 상기 제2 광학 카메라(32)는 나사(B)의 평면(머리)을 촬영하도록 도 5 내지 도 6과 같이 인덱스(20)의 상부에 설치된다.

보통 상기 제1 광학 카메라(31)와 제2 광학 카메라(32)는 인덱스(20)와의 거리와 촬영각도를 조절하도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 선별되는 나사(B)의 신뢰성을 높이고자 광학 카메라(30)는 제1 광학 카메라(31)와 제2 광학 카메라(32)로 이루어지나, 제1 광학 카메라(31)로 만으로 이루어질 수도 있다.

상기 컨트롤러부(미도시)는 광학 카메라(30)부터 전송되는 이미지를 저장된 이미지와 비교판단하여 정상과 불량을 구별하되, 보통 컨트롤러부는 나사산의 형상과 모양, 머리의 위치 및 형상과 모양, 색상을 비교하여 정상과 불량을 판독한다.

상기 컨트롤러부는 나사의 정상과 불량을 판독 이외에 피더(10), 광학 카메라(30), 불량나사수거수단(40), 구동수단(60), 조명수단 등을 제어한다.

상기 불량나사수거수단(40)은 컨트롤러부로부터 판독된 나사가 불량시, 불량의 나사가 정상나사수거수단(50)에 도달하기 전에 인덱스(20)로부터 미리 분리하여 정상의 나사와 구별하여 수거하는 것으로, 도 2와 같이 불량을 나사를 저장하는 불량나사수거통(41)과, 인덱스(20)에서 분리된 불량의 나사를 불량나사수거통(41)으 로 안내하는 불량나사 이동통로(42)와, 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정된 불량나사를 분리하는 분리장치(43)로 구성된다. 상기 분리장치(43)는 도 9와 같이 압축공기를 분사하는 분사노즐을 사용한다.

이와 같이 이루어진 불량나사수거수단(40)은 컨트롤러부에서 판독된 불량나사가 분리장치(43)에 위치하면, 압축기(미도시)로부터 공급되는 압축공기를 불량나사에 분사하여 인덱스(20)의 고정홈(23)으로부터 분리하고, 상기 분리된 불량의 나사는 불량나사 이동통로(42)를 따라 불량나사수거통(41)으로 이동되어 수거된다.

상기 정상나사수거수단(50)은 컨트롤러부로부터 판독된 불량의 나사가 불량나사수거수단(40)으로 인덱스(20)로부터 분리되어 이동하는 정상의 나사만을 수거하는 것으로, 도 2와 같이 정상의 나사만을 저장하는 정상나사수거통(51)과, 인덱스(20)로 이동하여 공급되는 정상의 나사를 상기 정상나사수거통(51)으로 안내하는 정상나사 이동통로(52)로 구성된다.

상기 정상나사수거수단(50)은 도 10과 같이 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정되어 이동하는 정상의 나사가 인덱스(20)의 회전으로 인하여 자연적으로 고정홈(23)으로부터 이탈되어 정상나사 이동통로(52)에 자연낙하하고, 자연낙하한 정상나사는 정상나사수거통(51)으로 수거된다.

상기 정상나사수거수단(50)에는 불량나사수거수단(40)의 분리장치(43)와 동일한 분리장치(53)가 더 설치될 수도 있다.

상기 구동수단(60)은 보통 전동모터(61)가 사용되며, 상기 전동모터(61)의 회전력은 감속기(62)를 통하여 적당한 속도로 감속되어 인덱스(20)가 설치되는 회 전축(63)을 회전시키고, 상기 회전축(63)의 회전에 의하여 인덱스(20)는 회전을 하게 된다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 나사검사선별장치는 제조된 나사가 피더(10)에 공급되면, 나사는 피더(10)에서 일렬로 정렬되어 연속적으로 인덱스(20)에 공급되어, 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정되어 일정한 간격으로 촬영수단인 광학 카메라(30)에 공급되어 촬영된다.

상기 광학 카메라(30)에 촬영된 이미지는 제1 광학 카메라(31)에서 나사의 정면을 촬영한 이미지와, 제2 광학 카메라(32)에서 나사의 평면을 촬영한 이미지이다.

상기와 같이 광학 카메라(30)에서 촬영된 이미지는 컨트롤러부에 전송되어 미리 저장된 이미지와 비교판단하여 정상과 불량을 판독하게 된다.

ⅰ) 상기 컨트롤러부에서 판독된 이미지가 불량시, 불량으로 판독된 불량나사가 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정되어 이동되어 불량나사수거수단(40)인 분리수단(43)에 위치하게 되면, 컨트롤러부는 압축기의 압축공기를 분사노즐을 통하여 불량나사에 분사하도록 함으로써 불량나사가 인덱스(20)의 고정홈(23)으로부터 분리되어 불량나사수거통(41)에 수거하고,

ⅱ) 상기 컨트롤러부에서 판독된 이미지가 정상시, 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정된 정상의 나사가 불량나사수거수단(40)을 그냥 통과한 후 정상나사수거수단(50)에서 인덱스(20)의 고정홈(23)로부터 분리되어 정상나사수거통(51)으로 수거 된다.

정상의 나사가 상기 인덱스(20)의 고정홈(23)에서 분리되는 방법은 인덱스(20)의 회전에 의하여 나사가 자유낙하하여 자동으로 분리되도록 하거나, 또는 압축공기를 분사하여 분리되도록 할 수 있다.

이와 같이 구성되어 작동하는 본 발명인 나사검사선별장치는, 원통형태로 형성된 인덱스(20)가 1 회전시 나사의 공급과, 판독과, 분리가 이루어지는 것으로, 좀더 상세하게 설명하면, 인덱스(20)가 1 회전시 피더(10)로부터 공급되는 나사가 고정홈(23)에 고정되어 광학 카메라(30)에서 촬영되고, 상기 광학 카메라(30)에서 촬영된 이미지는 컨트롤러부에 전송되어 정상과 불량을 판독하고, 컨트롤러부에서 판독되는 상태에 따라 불량나사수거수단(40) 또는 정상나사수거수단(50)으로 선별된다.

도 1은 종래에 사용 중인 원형 플레이트로 형성된 나사검사선별장치용 인덱스의 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 평면도.

도 3은 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 측면도.

도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 평면 개략도.

도 5은 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 부분측면도.

도 6은 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 부분사시도.

도 7은 본 발명의 일실시예를 나타낸 나사검사선별장치의 인덱스에 대한 사시도.

도 8은 본 발명의 나사검사선별장치의 인덱스 플레이트에 대한 사시도.

도 9는 본 발명의 나타낸 나사검사선별장치의 불량나사수거수단에 대한 부분상세도.

도 10은 도 9는 본 발명의 나타낸 나사검사선별장치의 정상나사수거수단에 대한 부분상세도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : 피더 20 : 인덱스

30 : 광학 카메라 40 : 불량나사수거수단

50 : 정상나사수거수단 60 : 구동수단

B : 나사

Claims

피더로부터 연속적으로 공급되는 나사를 이송하면서 광학 카메라로 촬영을 한 후 광학 카메라로 촬영된 이미지를 미리 저장된 이미지와 비교하여 나사의 정상 또는 불량 상태의 여부를 판단한 후 각기 다른 수납통으로 수납하도록 이루어진 나사검사선별장치에 있어서,

상기 피더(10)에 연계되어 피더(10)로부터 공급되는 나사(B)를 이동시키는 원통형태로 형성되고, 끝단부에 나사(B)를 고정하는 고정홈(23)이 등간격으로 형성되고, 수평축(X)을 중심으로 회전하도록 링(Ring) 형태로 형성되어 일측에 등간격으로 고정홈(23)이 형성된 플레이트(21)와, 상기 플레이트(21)가 고정설치하고, 수평축(X)을 중심으로 회전하는 회전축에 설치되는 인덱스 하우징(22)으로 구성된 인덱스(20)와;

상기 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정되어 이동되는 나사(B)를 광학 카메라(30)로 촬영하고, 상기 광학 카메라(30)로 촬영된 이미지를 컨트롤러부로 저장되어 있는 이미지와 비교하여 정상/불량을 판독하고, 상기 컨트롤러부로 판독된 불량나사(B)를 고정홈(23)으로부터 분리하는 불량나사 분리장치로 분리하여 불량수납통(41)으로 수납하고, 정상인 나사(B)는 정상수납통(51)으로 수납되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 나사검사선별장치.
제 1항에 있어서,

상기 플레이트(21)는 평판의 일측에 등간격으로 고정홈(23)을 형성하여 인덱스 하우징(22)에 링(Ring) 형태로 설치함을 특징으로 하는 나사검사선별장치.
제 1항에 있어서,

상기 광학 카메라(30)는 회전하는 인덱스(20)에 고정되어 이동되는 나사(B)의 정면을 촬영하는 제1 광학 카메라(31)와, 평면을 촬영하는 제2 광학 카메라(32)로 구성됨을 특징으로 하는 나사검사선별장치.
제 1항에 있어서,

상기 인덱스(20)의 고정홈(23)에 고정되어 이동하는 정상인 나사(B)를 고정홈(23)으로부터 분리하는 나사분리장치가 더 설치됨을 특징으로 하는 나사검사선별장치.
제 1항에 있어서,

상기 불량나사 분리장치는 고압탱크로부터 공급되는 압축의 공기를 고정홈(23)에 고정되어 있는 나사(B)에 분사하여 분리하도록 이루어짐을 특징으로 하는 나사검사선별장치.
제 4항에 있어서,

상기 나사분리장치는 고압탱크로부터 공급되는 압축의 공기를 고정홈(23)에 고정되어 있는 나사(B)에 분사하여 분리하도록 이루어짐을 특징으로 하는 나사검사선별장치.