KR100913040B1 - 부품 불량 자동검출장치 - Google Patents

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Abstract

하이드로포밍 성형공정의 자동화 라인에서 성형된 부품을 트리밍을 한 후 치수의 합,부를 자동으로 온라인 상태에서 검출할 수 있는 장치를 제공한다.
본 발명의 부품 불량 자동검출장치는, 제 1 탐지부(110), 제 2 탐지부(120), 이들 탐지부들을 고정하기 위한 고정수단(130), 상기 고정수단을 검출하고자 하는 부품으로 이동시키는 구동수단(140) 및 검출된 신호를 처리하는 제어부(150)를 포함한다. 상기 제 1 탐지부는, 복수의 탐촉자(112)와, 상기 복수의 탐촉자(112) 각각을 검지 가능한 탐촉자 센서(114)를 구비한다. 상기 제 2 탐지부는 상기 탐촉자 센서 사이에 위치한 기준블럭(125)과 접촉한 다이얼 게이지(122)를 포함하고, 상기 다이얼 게이지에 각각 상, 하한 설정센서(121, 123)가 구비되어 있다. 상기 자동검출장치는 부품의 길이 불량 및 단면 편차를 동시에 검출 가능하다.

Description

부품 불량 자동검출장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC DETECTING BAD PART}
본 발명은 하이드로포밍 공정(Hydroforming Process)의 자동화 공정에 적용되는 부품 불량 자동검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동화 라인에서 하이드로포밍 성형공정 후 트리밍(Trimming) 공정시의 부품 치수 불량을 바로 검출할 수 있도록 한 자동검출장치에 관한 것이다.
하이드로포밍기술은 자동차 부품의 경량화와 안정성 향상, 그리고 제품의 후공정의 조립성 향상 등의 이점을 실현하기 위해 성형과 트리밍 공정을 통하여 고객이 요구하는 제품을 생산하여 부품간 조립 작업능률을 향상시키고 경량화를 이루는 기술이다. 현재 자동차의 경량화 및 안정성 향상을 위해 많은 부품의 자동차부품을 하이드로포밍기술을 이용하여 사용하고 있다. 이 하이드로포밍에 의해 성형된 엔진 크레이들(Engine cradle), 현가장치의 크로스멤버(Crossmember) 등은 강도 및 안전성에서 우수성을 나타내고 있으며, 최근 튜브(Tube Hydroforming), 시트 하이드로포밍(Sheet Hydroforming) 등 향후 많은 부품으로 확대 적용될 것으로 전망되는 추세이다.
하이드로포밍 공정 라인에서는, 예컨대 파이프를 투입하여 벤딩(Bending)하 게 된다. 하이드로포밍을 통하여 성형이 완성된 부품은 공정 흐름에 따라 절단공정을 거치고 세척한 후 완제품으로 배출된다. 상기 하이드로포밍 공정 라인은 작업자가 제품을 샘플링(sampling) 형태로 검사하는 자동화 라인으로 구성되어 있다. 이때 절단공정시 하이드로포밍 성형품의 형상의 복잡성과 기타 영향으로 인해 절단공정시 치수의 변화가 일어남에 따라 고객이 요구하는 품질에서 벗어나는 경우 불량의 발생이 증가로 나타나고 있다.
또 자동화 라인으로 인해 라인 외부에서 샘플링 검사로 불량을 잡아내기에는 불량의 수가 증가하며, 전수검사를 하더라도 인원의 증가와 라인 내부에 발생되는 불량은 발견할 수 없는 어려움이 발생되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 하이드로포밍 작업시 절단공정에서의 절단제품에 대한 검사를 온라인(On-line) 상태에서 검출 가능하도록 하여 제품의 전수검사가 가능하고, 불량 제품의 발생을 사전에 예방하며, 이에 따라 제품의 정도를 향상시키고 라인 효율을 높일 수 있는 부품 불량 자동 검출장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명은, 부품 불량 검출장치에 있어서, 복수의 탐촉자와, 상기 복수의 탐촉자 각각을 검지 가능한 탐촉자 센서를 구비하는 제 1 탐지부; 상기 탐촉자 센서 사이에 위치한 기준블럭과 접촉한 다이얼 게이지를 포함 하고, 상기 다이얼 게이지(Dial gauge)에 각각 상, 하한 설정센서가 구비되는 제 2 탐지부; 상기 제 1 탐지부와 제 2 탐지부가 고정된 고정수단; 상기 고정수단을, 검사하고자 하는 부품으로 이동시키는 구동수단; 및 상기 제 1 탐지부와 제 2 탐지부로부터의 신호를 처리하는 제어부;를 포함하는 부품 불량 자동검출장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부품 불량 자동검출장치에서, 상기 고정수단은 제 1 브라켓과 제 2 브라켓을 포함하고, 상기 제 1 브라켓에는 상기 복수의 탐촉자가 설치되며, 제 2 브라켓에는 상기 탐촉자 센서와 제 2 탐지부가 장착된다.
또한 본 발명에 따른 부품 불량 자동검출장치에서, 상기 고정수단은 제 1 브라켓과 제 2 브라켓을 포함한다. 상기 제 1 브라켓에는 상기 복수의 탐촉자가 설치되며, 제 2 브라켓에는 상기 탐촉자 센서와 제 2 탐지부가 장착되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 구동수단은, 실린더와, 상기 실린더의 로드에 연결된 제 3 브라켓과, 상기 제 3 브라켓과 상기 고정수단을 연결하는 연결부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기준블럭은, 제 1 브라켓과 제 2 브라켓 사이에서 상기 제 1 브라켓측에 설치되는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 자동검출장치에서는, 상기 다이얼 게이지의 측정자가 상기 기준블럭에 접촉한 상태를 부품의 허용 하한치로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라, 하이드로포밍 공정에서 트리밍 공정을 거친 제품의 치수의 합,부를 자동검출하는 장치를 설치함으로써, 자동화 라인의 불량검출 시스템의 구축이 가능하고 온라인 상태에서 전수검사 실시가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 하이드로포밍 성형공정 후 트리밍 공정으로 제품치수에 맞게 절단공정을 거쳐 완제품을 생산하는 자동화 라인에서, 트리밍 공정시의 치수변화 불량을 라인 이동 중에 바로 검출할 수 있어, 공정의 정확성과 대량 불량을 사전에 방지 가능하게 되고, 이에 따라 라인의 효율적인 운용으로 제품원가를 낮추는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 부품 불량 자동검출장치의 전체 구성도이고, 도 2는 상기 장치에 대한 분해도이며, 도 3은 상기 장치의 사용상태도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부품 불량 자동검출장치(100)는, 크게 제 1 탐지부(110), 제 2 탐지부(120), 고정수단(130), 구동수단(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
제 1 탐지부(110)는, 검사하고자 하는 부품과 접촉하는 복수의 탐촉자(112)와, 상기 탐촉자 각각에 접촉하여 탐촉자(112)를 검지 가능한 탐촉자 센서(114)를 구비한다. 본 실시예에서의 탐촉자(112)는 부품의 단면 편차를 알기 위해 상,하,좌,우로 4개소의 측정이 가능하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 제 1 탐지부(110)는 탐촉자(112)가 부품의 단면에 접촉되면서 부품의 단면 편차를 검사한다.
제 2 탐지부(120)는, 2개의 탐촉자 센서(114) 사이에 위치한 기준블럭(125)과 접촉한 다이얼 게이지(122)를 포함한다. 상기 다이얼 게이지에는 각각 상, 하한 설정센서(121, 123)가 구비되어 있다. 본 실시예에서 다이얼 게이지(122)는 0.01~0.05mm의 감도용으로 사용할 수 있다. 다이얼 게이지(122)의 측정자(124)는 기준블럭(125)과 접촉되어 있으며, 다이얼 게이지(122)의 지침은 치수 하한 설정센서(123)와 떨어짐에 따라 하한 치수의 합부를 판정 가능하며 다이얼 게이지(122)의 지침이 상한 설정센서(121) 미감지로 상한 치수의 합부를 판정하는 구조로 이루어져 있다.
고정수단(130)은, 상기 제 1 탐지부(110)와 제 2 탐지부(120)를 고정하는 역할을 한다. 고정수단(130)은 제 1 브라켓(131)과 제 2 브라켓(132)을 포함한다. 제 1, 제 2 브라켓(131, 132)은 원판 또는 사각 형상, 또는 기타 다른 형상을 가질 수 있다.
제 1 브라켓(131)의 전면에는 그 원판의 주변을 따라 복수의 탐촉자(112)에 대응하는 제 1 홈(131a)을 4개소 구비하고 있다. 이에 따라 제 1 홈(131a)에 탐촉자 지지 스프링(131b)을 넣고, 반대측에서 탐촉자(112)의 일단을 고정 너트 등으로 고정한다. 복수의 탐촉자(112)는 장치의 길이방향을 따라 각각 유동 가능하다. 또한 제 1 브라켓(131)의 후면에는 구동수단(140)과 연결할 수 있는 연결부재(134)가 삽입되는 제 2 홈(131c)이 마련되어 있다.
제 2 브라켓(132)에는 탐촉자 센서(114)와 제 2 탐지부(120)가 장착된다. 탐촉자 센서(114)는 제 2 브라켓(132)에 마련된 제 3 홈(132a)에 배치하여 그 위에 고정커버(136)를 덮어 고정볼트로 부착한다. 이때 탐촉자 센서(114)는 탐촉자(112)의 연장선상과 일치하도록 하여 탐촉자(112)의 일단에 접촉 가능하다. 제 2 탐지부(120)의 다이얼 게이지(122)는 제 2 브라켓(132)의 관통구멍(135a)에 장착된 상태에서 다른 고정커버(135)로 덮고 고정볼트에 의해 제 2 브라켓(132)에 부착된다.
또한, 제 1 브라켓(131)과 제 2 브라켓(132)은 일정한 간격을 두고 배치된 2개의 연결부재(134)에 의해 연결되어 있다. 제 1 브라켓(131)과 제 2 브라켓(132) 사이의 연결부재(134)에는 버팀용 스프링(137)이 삽입되어 있다. 제 2 브라켓(132)에 삽입 관통된 연결부재(134)는 고정용 볼트(138)로 고정을 한다.
기준블럭(125)은, 제 1 브라켓(131)과 제 2 브라켓(132) 사이에서 탐촉자(112)와 반대방향쪽으로 제 1 브라켓(131)에 설치되어 있다.
또한, 구동수단(140)은 에어 실린더(141) 등의 액추에이터를 사용할 수 있다. 구동수단(140)으로서의 실린더 로드(142)의 일단에는 제 3 브라켓(133)이 장착되며, 제 3 브라켓(133)의 제 4 홈(133a)에 연결부재(134)가 삽입되어 구동수단(140)과 고정수단(130)이 일체로 이동 가능하도록 연결된다. 이에 따라 구동수단(140)의 구동에 의해 고정수단(130)을 검사하고자 하는 부품으로 이동시킬 수 있다.
그리고 각각의 탐촉자 센서(114)와 다이얼 게이지(122)에 설치된 상, 하한 설정센서(121, 123)들은 센서케이블(151)을 통하여 제어부(150)에 연결되며, 제어부(150)는 도시하지 않은 자동화 라인의 PLC와 연결하여 각 센서로부터 오는 신호 를 처리할 수 있도록 구성된다.
이하, 상기한 구조를 가지는 본 발명의 자동검출장치의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동검출장치(100)를 정치하고, 자동검출장치(100)의 일정 위치에 하이드로포밍으로 제조된 부품(P)을 안착시킨다. 본 실시예에서는 구동수단(140), 예컨대 에어 실린더(141)의 로드가 완전히 전진한 상태에서 제 2 탐지부(120)의 다이얼 게이지(122)가 하한치를 감지하도록 하한 설정센서(123)가 위치하고 있다. 즉 다이얼 게이지(122)에는 기준블럭(125)에 부품치수 하한을 설정하여 하한 설정센서(123)가 상시 On되어 있고, 부품치수의 상한값은 상한 설정센서(121)를 이용해 부품 공차에 맞게 설정되어 있다.
이 상태에서 에어 실린더(141)가 전진하면 에어 실린더 로드(142)가 전진하고, 제 1 내지 제 3 브라켓(133)이 일체로 부품(P)에 접근하게 된다. 그리고 제 1 탐지부(110)의 탐촉자(112)가 부품(P)의 단면에 접촉하여 탐촉자(112)의 편차확인을 탐촉자 센서(114)에 의해 확인이 된다. 즉 각각의 탐촉자(112)는 제 1 브라켓(131)에서 탐촉자 지지 스프링(131b)에 의해 부품(P)의 길이방향을 따라 유동이 가능하므로, 탐촉자(112)가 제 1 브라켓(131)에 완전히 밀착되었을 때 탐촉자 센서(114)가 감지되고, 탐촉자(112)가 부품(P)의 단면으로부터 떨어지게 되면 탐촉자 센서(114)는 감지신호를 발생하지 않으므로 부품(P)의 단면 편차를 확인 가능하게 된다.
또한 제 2 탐지부(120)인 다이얼 게이지(122)의 측정자(124)가 제 1 브라켓(131)의 기준블럭(125)에 접촉되어, 다이얼 게이지(122)의 지침에 의해 하한 설 정센서(123)의 감지 또는 상한 설정센서(121)의 미감지를 통한 부품(P)의 합부를 검출할 수 있다. 예컨대 길이가 짧은 상태의 부품(P)의 경우 탐촉자(112)가 부품(P)의 단면에 접촉조차 하지 않게 되므로, 다이얼 게이지(122)에 설치된 하한 설정센서(123)의 신호에 따라 그 부품(P)에 대하여 불량 신호를 보내게 된다. 반대로, 길이가 긴 상태의 부품(P)에서는 탐촉자(112)가 부품(P)의 단면에 접촉하게 되는 동시에, 기준블럭(125)과 맞닿는 다이얼 게이지(122)의 측정자(124)에 의해 다이얼 게이지(122)의 지침이 움직여 공차범위를 벗어나면 상한 설정센서(121)로부터 신호가 보내지게 될 것이다.
이러한 모든 신호는 제어부(150)로 전송되고, 제어부(150)에서는 부품(P)의 합부를 결정할 수 있다. 특히, 본 발명의 장치는 자동화 라인에서 온라인 상태로 제품의 합부를 전수검사가 가능하여 불량품의 생산을 방지하고, 나아가 제품의 신뢰도및 라인의 효율성도 증대시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부품 불량 자동검출장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 장치에 대한 분해도이다.
도 3은 도 1의 장치의 사용상태도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 자동검출장치 110: 제 1 탐지부
112: 탐촉자 114: 탐촉자 센서
120: 제 2 탐지부 121: 상한 설정센서
122: 다이얼 게이지 123: 하한 설정센서
124: 측정자 125: 기준블럭
130: 고정수단 131, 132, 133: 제 1 내지 제 3 브라켓
134: 연결부재 140: 구동수단
141: 에어 실린더 142: 에어 실린더 로드
150: 제어부

Claims (5)

  1. 부품 불량 검출장치에 있어서,
    복수의 탐촉자와, 상기 복수의 탐촉자 각각을 검지 가능한 탐촉자 센서를 구비하는 제 1 탐지부;
    상기 탐촉자 센서 사이에 위치한 기준블럭과 접촉한 다이얼 게이지를 포함하고, 상기 다이얼 게이지에 각각 상, 하한 설정센서가 구비되는 제 2 탐지부;
    상기 복수의 탐촉자가 설치되는 제 1 브라켓과, 상기 탐촉자 센서와 제 2 탐지부가 장착되는 제 2 브라켓을 포함하는 고정수단;
    상기 고정수단에 연결되어 상기 고정수단을 검사하고자 하는 부품으로 이동시키는 구동수단; 및
    상기 제 1 탐지부와 제 2 탐지부로부터의 신호를 처리하는 제어부;를 포함하는 부품 불량 자동검출장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단은, 실린더와, 상기 실린더의 로드에 연결된 제 3 브라켓과, 상기 제 3 브라켓과 상기 고정수단을 연결하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 불량 자동검출장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기준블럭은, 제 1 브라켓과 제 2 브라켓 사이에서 상기 제 1 브라켓측에 설치되는 것을 특징으로 하는 부품 불량 자동검출장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 다이얼 게이지의 측정자가 상기 기준블럭에 접촉한 상태를 부품의 허용 하한치로 설정하는 것을 특징으로 하는 부품 불량 자동검출장치.
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