KR101027423B1

KR101027423B1 - Ｄｐｆ 드릴링 장치 및 이를 이용한 ｄｐｆ 드릴링 방법

Info

Publication number: KR101027423B1
Application number: KR1020090033006A
Authority: KR
Inventors: 장동훈; 김종인
Original assignee: 주식회사 로보스타
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2011-04-11
Also published as: KR20100114575A

Abstract

DPF{DIESEL PARTICULATE FILTER} 드릴링 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 DPF 드릴링 장치는, DPF가 로딩되며 고정되는 DPF고정유닛; 상기 DPF고정유닛을 상승 또는 하강시키는 DPF상하구동유닛; 상기 DPF의 높이를 측정하는 DPF높이측정유닛; 상기 DPF에 구멍을 뚫는 드릴유닛; 상기 드릴유닛에 구비된 드릴의 높이를 측정하는 드릴높이측정유닛; 상기 드릴로 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영하거나, 또는, 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영하는 카메라유닛; 상기 카메라유닛으로부터 상기 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 드릴과 상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축 사이의 XY축거리를 찾거나, 또는, 상기 카메라유닛으로부터 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제어부; 상기 드릴유닛을 Z축방향으로 움직이게 하는 제3구동유닛; 상기 제3구동유닛을 X축방향으로 움직이게 하는 제2구동유닛; 상기 제2구동유닛을 Y축방향으로 움직이게 하는 제1구동유닛; 및 상기 드릴유닛이 구멍을 뚫을 때 발생하는 상기 DPF의 분진을 빨아들이는 집진유닛;을 포함한다. 상술한 구조를 가진 DPF 드릴링 장치는, DPF 상면과 하면, 구멍을 뚫을 지점에, 구멍을 신속하고, 정확하고, 설정된 깊이로 뚫을 수 있다.

Description

ＤＰＦ 드릴링 장치 및 이를 이용한 ＤＰＦ 드릴링 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRILLING DIESEL PARTICULATE FILTER}

본 발명은 DPF에 구멍을 뚫는 DPF 드릴링 장치에 관한 것이다.

DPF는 경유 차량에서 배출되는 매연을 배기열로 연소시켜 제거하는 필터이다.

도 1은 DPF를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, DPF(1) 내부에는 복수개의 통로(2)들이 구비된다.

복수개의 통로(2)들은 제1통로(2a)들과 제2통로(2b)들로 구성된다.

상기 제1통로(2a)는 DPF(1) 상면 쪽이 뚫려 있고 하면 쪽이 막혀 있다.

상기 제2통로(2b)는 DPF(1) 상면 쪽이 막혀 있고 하면 쪽이 뚫려 있다.

상기 제1통로(2a)와 제2통로(2b)는 DPF(1) 내부에서 교대로 인접하여 배치된다.

상기 제1통로(2a) 막혀 있는 쪽에 구멍(3)을 직경 D, 깊이 T로 뚫어 내부와 연결한다. 상기 제2통로(2b) 막혀 있는 쪽에 구멍(3)을 직경 D, 깊이 T로 뚫어 내 부와 연결한다.

매연은 구멍(3)과 통로(2)를 지나는 동안, 배기열로 연소되어 제거된다.

한편, 종래에는 DPF 상면과 하면에 구멍(3)을 수작업으로 뚫었다.

따라서, 구멍(3)을 뚫는 시간을 단축하기 어려웠다. 또한, 구멍(3)을 뚫을 지점에 구멍(3)을 정확하게 뚫기 어려웠다. 또한, 구멍(3)을 설정된 깊이로 뚫기도 어려웠다.

본 발명의 목적은 DPF 상면과 하면, 구멍을 뚫을 지점에, 구멍을 신속하고, 정확하고, 설정된 깊이로 뚫는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 DPF 드릴링 장치는, DPF가 로딩되며 고정되는 DPF고정유닛; 상기 DPF고정유닛을 상승 또는 하강시키는 DPF상하구동유닛; 상기 DPF의 높이를 측정하는 DPF높이측정유닛; 상기 DPF에 구멍을 뚫는 드릴유닛; 상기 드릴유닛에 구비된 드릴의 높이를 측정하는 드릴높이측정유닛; 상기 드릴로 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영하거나, 또는, 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영하는 카메라유닛; 상기 카메라유닛으로부터 상기 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 드릴과 상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축 사이의 XY축거리를 찾거나, 또는, 상기 카메라유닛으로부터 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제어부; 상기 드릴유닛을 Z축방향으로 움직이게 하는 제3구동유닛; 상기 제3구동유닛을 X축방향으로 움직이게 하는 제2구동유닛; 상기 제2구동유닛을 Y축방향으로 움직이게 하는 제1구동유닛; 및 상기 드릴유닛이 구멍을 뚫을 때 발생하는 상기 DPF의 분진을 빨아들이는 집진유닛;을 포함한다.

또한, 상기 목적은, DPF받침대에 DPF를 로딩하는 제1단계; 상기 DPF받침대에 상기 DPF를 고정하는 제2단계; 상기 DPF의 높이를 측정하는 제3단계; 상기 DPF 상 면 또는 하면에 구멍을 뚫을 드릴의 높이를 측정하는 제4단계; 상기 드릴과 상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축 사이의 XY축거리를 구하는 제5단계; 상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제6단계; 및 상기 구멍을 뚫을 지점에 구멍을 뚫는 제7단계;를 포함하는 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF에 드릴링하는 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, DPF 상면과 하면, 구멍을 뚫을 지점에, 구멍을 신속하고, 정확하고, 설정된 깊이로 뚫을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 DPF 드릴링 장치에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DPF 드릴링 장치를 나타낸 사시도이다. 도 4는 DPF센서 접촉단과, 드릴센서 접촉단과, 테스트판 상면이 기준선상에 위치하고, 테스트판 중심에 XYZ좌표의 원점이 위치한 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3의 제1구동유닛, 제2구동유닛, 제3구동유닛, 드릴유닛, 드릴센서를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 실선화살표 M1은 제1연결플레이트 이동방향을 나타낸다. 실선화살표 M2는 제3연결플레이트 이동방향을 나타낸다.

도 6은 도 3의 DPF상하구동유닛, DPF고정유닛, DPF높이측정유닛를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 실선화살표 M3는 센서홀더 이동방향을 나타낸다. 실선화살표 M4는 제2받침대 이동방향을 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 DPF 드릴링 장치는, 프레임(5), 커버(6), 제1구동유닛(10)들, 제2구동유닛(20), 제3구동유닛(30), 드릴유닛(40), 카메라유닛(50), DPF높이측정유닛(60), 드릴높이측정유닛(70), 테스트판(75), DPF고정유닛(80), DPF상하구동유닛(90), 집진유닛(100)을 포함한다.

상기 프레임(5)은 철재를 용접하여 제작된다. 물론, 알루미늄 프로파일(ALUMINUM PROFILE)로도 제작할 수 있을 것이다.

상기 프레임(5)은 베이스프레임(5a)과, 지지프레임(5b)으로 구성된다.

상기 베이스프레임(5a)의 내부에는 전기장치(미도시), PC(미도시), 공압유닛(미도시)등이 설치된다. 상기 지지프레임(5b)은 베이스프레임(5a) 상면에 2개가 설치된다. 상기 지지프레임(5b)들은 X축방향으로 설정간격 떨어져 있다.

상기 커버(6)는 알루미늄 프로파일(미도시)과 이를 덮는 아크릴판(미도시)로 구성된다.

상기 아크릴판에는 도어(미도시)가 설치된다. 작업자는 도어를 열고, DPF받침대(81)에/로부터 DPF(1)를 수동으로 로딩(LOADING) 또는 언로딩(UNLOADING)한다. 물론, 로봇을 이용하여, DPF받침대(81)에/로부터 DPF(1)를 자동으로 로딩 또는 언로딩할 수도 있을 것이다.

상기 커버(6)에는 모니터(미도시), 조작스위치(미도시), 키보드 받침대(미도시), 마우스받침대(미도시) 등이 설치된다.

상기 제1구동유닛(10)은 지지프레임(5b) 상면에 설치된다.

상기 제1구동유닛(10)은 서보모터(미도시)와, 서보모터의 축에 결합되는 볼 스크류(미도시)와, 볼스크류에 결합되어 볼스크류가 회전할 때 Y축방향으로 직선운동하는 제1연결플레이트(11)로 구성된다. 물론, 제1구동유닛(10)은 리니어모터와 리니어모터의 이동자에 결합되어, Y축방향으로 직선운동하는 제1연결플레이트(11)로 구성될 수도 있다.

상기 제2구동유닛(20)은 베이스프레임(5a) 상측을 X축방향으로 가로지른다.

상기 제2구동유닛(20) 일단은 어느 하나의 제1구동유닛(10)의 제1연결플레이트(11)에 결합되고, 타단은 다른 하나의 제1구동유닛(10)의 제1연결플레이트(11)에 결합된다. 이로 인해, 제1구동유닛(10)들이 각각의 제1연결플레이트(11)들을 Y축방향으로 이동시키면, 제2구동유닛(20)을 Y축방향으로 이동된다.

상기 제2구동유닛(20)은 서보모터(미도시)와, 서보모터의 축에 결합되는 볼스크류(미도시)와, 볼스크류에 결합되어 볼스크류가 회전할 때 X축방향으로 직선운동하는 제2연결플레이트(21)로 구성된다. 물론, 제2구동유닛(20)은 리니어모터와 리니어모터의 이동자에 결합되어, X축방향으로 직선운동하는 제2연결플레이트(21)로 구성될 수도 있다.

상기 제2연결프레이트(21)는 수직부재(21a), 수평부재(21b), 수직부재(21a)와 수평부재(21b)를 연결하는 리브(21c)로 구성된다.

상기 제3구동유닛(30)은 수직부재(21a)에 설치된다. 이로 인해, 제2구동유닛(20)이 제2연결플레이트(21)를 X축방향으로 이동시키면, 제3구동유닛(20)을 X축방향으로 이동된다.

상기 제3구동유닛(30)은 서보모터(미도시)와, 서보모터의 축에 결합되는 볼 스크류(미도시)와, 볼스크류에 결합되어 볼스크류가 회전할 때 Z축방향으로 직선운동하는 제3연결플레이트(31)로 구성된다. 물론, 제3구동유닛(30)은 리니어모터와 리니어모터의 이동자에 결합되어, Z축방향으로 직선운동하는 제3연결플레이트(31)로 구성될 수도 있다.

상기 드릴유닛(40)은 제3연결플레이트(31)에 설치된다. 이로 인해, 제3구동유닛(30)이 제3연결플레이트(31)를 Z축방향으로 이동시키면, 드릴유닛(40)을 Z축방향으로 이동된다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 드릴유닛(40)은 스핀들모터(41)와, 드릴척(42)과, 드릴(43)로 구성된다. 상기 드릴척(42)은 스핀들모터(41)의 축(41a)에 착탈가능하게 결합된다. 상기 드릴(43)은 드릴척(42)에 착탈가능하게 결합된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라유닛(50)은 카메라홀더(51)와 카메라(52)로 구성된다.

상기 카메라홀더(51)는 수직부재(21a)에 설치된다. 상기 카메라홀더(51)의 구멍(51a)에는 카메라(52)의 헤드(52a)가 삽입된다.

상기 카메라홀더(51)에는 조명등이 더 설치될 수도 있다. 상기 조명등은, 카메라(52)가 DPF(1) 상면 또는 하면을 촬영할 때, DPF(1) 상면 또는 하면을 밝게 비춘다.

상기 카메라(52)는 촬영된 영역의 이미지를 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 이미지를 영상처리(IMAGE PROCESSING)하여, DPF(1) 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾아낸다. 찾는 방법은 후술한다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 DPF높이측정유닛(60)은 실린더(61)와 센서홀더(62)와 DPF센서(63)로 구성된다. 실린더(61)는 수직부재(21a)에 설치된다. 센서홀더(62)는 실린더(61) 로드에 설치된다. DPF센서(63)는 센서홀더(61) 구멍(61a)에 삽입된다. DPF센서(63)는 터치센서임이 바람직하다.

상기 실린더(61)가 로드를 하강시켜, DPF센서(63) 접촉단(63a)을 기준선(R)상에 위치시킨다. 하강한 거리는 S이다. 여기서, 기준선(R)은 테스트판(75) 상면 중앙을 X축방향으로 지나가는 선이다. 테스트판(75) 상면 중앙에는 XYZ좌표의 원점(Ｏ)이 위치한다. DPF높이측정유닛(60)이 DPF(1)높이를 측정하는 방법은 후술한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 드릴높이측정유닛(70)은 센서지지대(71), 센서받침대(72), 드릴센서(73)로 구성된다.

상기 센서지지대(71)는 베이스프레임(5a) 상면에 설치된다. 센서받침대(72)는 센서지지대(71) 상면에 설치된다. 드릴센서(73)는 센서받침대(72) 상면에 설치된다. 드릴센서(73) 접촉단(73a)은 기준선(R)상에 위치한다. 드릴센서(73)는 터치센서임이 바람직하다. 상기 드릴높이측정유닛(70)이 드릴(43) 높이를 측정하는 방법은 후술한다.

상기 테스트판(75)은 센서받침대(72) 상면에 설치된다. 카메라유닛(50)과 테스트판(75)을 이용하여, 드릴(43)과 드릴(43)을 회전시키는 스핀들모터(41) 축 사이의 XY축거리를 찾는다. 찾는 방법은 후술한다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 DPF고정유닛(80)은 DPF받침대(81), 실린더(82)로 구성된다.

상기 DPF받침대(81)에는 DPF가 크기별로 로딩될 수 있게, 제1홈(81a), 제2홈(81b),제3홈(81c)이 파져 있다.

상기 DPF받침대(81) 중심부에는 직경 D1을 가진 제1홈(81a)이 파져 있다. 제1홈(81a)에는 직경 D1을 가진 대형 DPF가 로딩된다.

상기 제1홈(81a) 중심부에는 직경 D2를 가진 제2홈(81b)이 파져 있다. 여기서, 직경 D2는 직경 D1보다 작다. 제2홈(81b)에는 직경 D2를 가진 중형 DPF가 로딩된다.

상기 제2홈(81b) 중심부에는 직경 D3를 가진 제3홈(81c)이 파져 있다. 여기서, 직경 D3는 직경 D2보다 작다. 제3홈(81c)에는 직경 D3를 가진 소형 DPF가 로딩된다.

상기 DPF받침대(81)는 제1받침대(110)와 제2받침대(120)로 구성된다.

상기 제1받침대(110)은 하면 중심부로부터 돌출된 결합축(111)을 구비한다.결합축(111) 중심부에는 구멍이 파져 있다. 구멍의 내주면에는 암나사(111a)가 형성된다. 암나사(111a)에는 후술할 볼스크류(95)의 수나사(95a)가 결합된다. 제1받침대(110) 하면에는 삽입홈(112)이 2개 파져 있다. 삽입홈(112)들 사이에 결합축(111)이 위치한다. 삽입홈(112)에는 후술할 가이드봉(93)이 삽입된다.

상기 실린더(82)는 제1받침대(110) 상면에 설치된다. 실린더(82)의 로드(82a)는 제2받침대(120)에 결합된다. 실린더(82)가 로드(82a)를 밀면, 제1받침대(110)에 제2받침대(120)가 접촉된다. 실린더(82)가 로드(82a)를 당기면, 제1받침 대(110)으로부터 제2받침대(120)가 분리된다. 한편, DPF받침대(81)에, DPF(1)가 로딩되면 이를 감지하는 센서를 더 설치할 수도 있다. 상기 센서는 광센서임이 바람직하다. 상기 DPF고정유닛(80)이 DPF를 고정하는 방법은 후술한다.

상기 DPF상하구동유닛(90)은 모터베이스(91), 서보모터(92), 가이드봉(93)들, 부시(94)들, 볼스크류(95), 커플링(96)으로 구성된다.

상기 모터베이스(91)는 베이스프레임(5a)에 설치된다.

상기 서보모터(92)는 모터베이스(91)에 설치된다.

상기 모터베이스(91)에는 서보모터(92)의 헤드(92a)가 삽입되는 제1구멍(91a)이 뚫려있다. 제1구멍(91a)은 모터베이스(91)의 중심부에 위치한다.

상기 모터베이스(91))에는 가이드봉(93)이 관통하는 제2구멍(91b)이 2개 뚫려있다. 제2구멍(91b)들 사이에 제1구멍(91a)이 위치한다.

상기 가이드봉(93)은 제2구멍(91b)을 통과하여 제1받침대(110)의 삽입홈(112)에 삽입된다. 부시(94)는 제2구멍(91b)에 설치된다.

상기 부시(94)는 가이드봉(93)과 제2구멍(91b) 사이에 위치한다.

상기 볼스크류(95)의 일단에는 수나사(95a)가 형성된다. 수나사(95a)는 결합축(111)의 암나사(111a)와 결합한다.

상기 커플링(96)은 볼스크류(95)의 타단과 서보모터(92) 축을 연결한다.

상기 서보모터(92)가 볼스크류(95)를 시계방향으로 회전시키면, DPF받침대(81)가 상승한다. 반대로, 서보모터(92)가 볼스크류(95)를 반시계방향으로 회전시키면, DPF받침대(81)가 하강한다.

상기 집진유닛(100)은 버큠발생기(미도시), 덕트(101), 노즐(102)로 구성된다. 버큠발생기는 버큠을 발생시킨다. 버큠발생기와 노즐(102)은 덕트(101)로 연결된다. 버큠발생기가 버큠을 발생시키면, 덕트(101)와 노즐(102)에 부압이 발생된다. 집진유닛(100)은 드릴(43)이 DPF(1)에 구멍을 뚫을 때 발생하는 DPF의 분진을, 버큠발생기를 작동시켜, 노즐(102)과 덕트(101)를 통해 빨아들인다.

이하, 상술한 구조를 가진 DPF 드릴링 장치를 이용하여, DPF에 드릴링하는 방법을 설명한다.

도 7은 도 3의 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF 드릴링 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조하면, DPF 드릴링 장치를 이용하여, DPF에 드릴링하는 방법은, DPF받침대(81)에 DPF(1)를 로딩하는 제1단계(S10); DPF받침대(81)에 DPF(1)를 고정하는 제2단계(S20); DPF(1)의 높이를 측정하는 제3단계(S30); DPF(1) 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 드릴(43) 높이를 측정하는 제4단계(S40); 드릴(43)과 드릴(43)을 회전시키는 스핀들모터(41) 축(41a) 사이의 XY축거리를 구하는 제5단계(S50); DPF(1) 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제6단계(S60); 구멍을 뚫을 지점에 구멍을 뚫는 제7단계(S70)를 포함한다.

이하, 제1단계(S10)를 설명한다.

도 6을 참조하면, 실린더(82)가 로드(82a)를 당겨서, 제1받침대(110)과 제2받침대(120)을 분리한다. DPF(1)가 중형이므로, DPF(1)를 제2홈(81b)에 로딩한다. 만약, DPF(1)가 대형이면 제1홈(81a)에 로딩한다. DPF(1)가 소형이면 제3홈(81c)에 로딩한다. 한편, DPF(1) 상면에 구멍을 먼저 뚫고자 하므로, DPF(1) 상면을 위로 향하게 로딩한다. 물론, DPF(1) 하면에 구멍을 먼저 뚫고자 한다면, DPF(1) 하면을 위로 향하게 로딩한다.

이하, 제2단계(S20)를 설명한다.

도 6을 참조하면, 실린더(82)가 로드(82a)를 밀면 제2받침대(120)가 DPF(1)를 밀게 된다. 이로 인해, DPF(1)가 제2홈(81b)에 고정된다. 만약, DPF(1)가 대형이면, DPF(1)가 제1홈(81a)에 고정된다. DPF(1)가 소형이면, 제3홈(81c)에 고정된다.

이하, 제3단계(S30)를 설명한다.

DPF(1)의 높이를 다음과 같은 순서로 측정한다. 도 6을 참조하면,

첫번째, 실린더(61)가 DPF센서(63) 접촉단(63a)을 기준선(R)까지 하강시킨다. 하강한 거리는 S이다.

두번째, 기준선(R)으로부터 제2홈(81b)까지 Z축거리를 구한다. Z축거리는, 서보모터(92)에 구비된 엔코더가 카운팅한 모터회전수로부터 구한다. Z축거리는 H1이다.

세번째, DPF받침대(81)를 저속으로 상승시킨다. DPF(1) 상면이 DPF센서(63)의 접촉단(63a)에 닿는다. DPF(1) 상면이 DPF센서(63)의 접촉단(63a)에 닿게 되면, DPF센서(63)는 제어부에 신호를 보낸다. 제어부는 DPF받침대(81)가 상승한 거리를 구한다. 상승한 거리는, 서보모터(92)에 구비된 엔코더가 카운팅한 모터회전수로부터 구한다. 상승한 거리는 H2이다.

네번째, 제어부는 H1에서 H2를 빼서 DPF(1)의 높이를 측정한다. 측정된 DPF(1)의 높이는 (H1-H2)가 된다.

DPF(1)의 높이를 알면, DPF(1) 상면 Z좌표도 알 수 있다. 예를 들어, 제2홈(81b) Z좌표가 Z1이면, DPF(1) 상면 Z좌표는 Z1+(H1-H2)가 된다. DPF(1) 상면 Z좌표를 알면, DPF받침대(81)를 상승 또는 하강시켜, DPF(1) 상면을 원하는 Z좌표에 위치시킬 수 있다.

이하, 제4단계(S40)를 설명한다.

드릴(43) 높이를 다음과 같은 순서로 측정한다. 도 5를 참조하면,

첫번째, 제3구동유닛(30)이 스핀들모터(41)의 축(41a) 끝단(41b)을 기준선(R)으로부터 L1만큼 상승시킨다.

두번째, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)이 스핀들모터(41)의 축(41a)을 드릴센서(73) 상측에 위치시킨다. 그러면, 드릴(43)도 드릴센서(73) 상측에 위치한다.

세번째, 제3구동유닛(30)이 스핀들모터(41)의 축(41a)을 저속으로 하강시킨다. 그러면, 드릴(43)도 저속으로 하강한다. 드릴(43) 끝단(43a)이 드릴센서(73) 접촉단(73a)에 닿는다. 드릴센서(73) 접촉단(73a)은 기준선(R)상에 위치한다. 드릴센서(73) 접촉단(73a) Z좌표는 0이다. 드릴(43) 끝단(43a)이 드릴센서(73) 접촉단(73a)에 닿으면, 드릴센서(73)는 제어부에 신호를 보낸다.

네번째, 스핀들모터(41)의 축(41a) 끝단(41b)이 하강한 거리를 구한다. 하강한 거리는, 제3구동유닛(30)의 서보모터(미도시)에 구비된 엔코더가 카운팅한 모터회전수로부터 구한다. 하강한 거리는 L2이다.

다섯번째, 제어부는 L1에서 L2를 빼서 드릴(43) 높이를 측정한다. 측정된 드릴(43) 높이는 (L1-L2)가 된다.

드릴(43) 높이를 알면, 드릴(43) 끝단(43a) Z좌표도 알 수 있다. 예를 들어, 스핀들모터(41)의 축(41a) 끝단(41b) Z좌표가 Z1이면, 드릴(43) 끝단(43a) Z좌표는 Z1-(L1-L2)이 된다. 드릴(43) 끝단(43a) Z좌표를 알면, 제3구동유닛(30)은 스핀들모터(41)를 상승 또는 하강시켜, 드릴(43)을 원하는 Z좌표에 위치시킬 수 있다.

이하, 제5단계(S50)를 설명한다.

도 8(a)(b)(c)는 도 7의 드릴과 스핀들모터 축 사이, X축거리 및 Y축거리를 구하는 순서를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 8(a)(b)(c)를 참조하면, 드릴(43)이 드릴척(42)에 고정되면, 스핀들모터(41)의 축(41a)과 드릴(43)은 이론적으로 일직선상에 놓여 진다. 이 경우, 드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이 X축거리와 Y축거리는 각각 0이 된다.

그러나, 드릴(43)이 드릴척(42)에 의해 고정될 때, 드릴(43)에 균일하게 힘이 가해지지 않는다. 따라서, 드릴(43)이 어느 한 방향으로 밀려 드릴척(43)에 고정된다. 이로 인해, 스핀들모터(41) 축(41a)과 드릴(43)이 실제로는 일직선상에 놓여지지 않게 된다. 이 경우, 드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이의 X축거리와 Y축거리는 각각 0이 되지 않는다. 따라서, 드릴(43)을 드릴척(42)에 고정시킨 다음에는, 드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이 X축거리와 Y축거리를 구해야 한다. 그래야만, 드릴(43)의 XY좌표를 알 수 있기 때문이다.

드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이의 X축거리와 Y축거리는 다음과 같은 순서로 구해진다.

첫번째, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제3구동유닛(30)이 스핀들모터(41)의 축(41a) 끝단(41b)을 기준선(R)으로부터 I만큼 상승시킨다. 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)이, 스핀들모터(41)의 축(41a)을 테스트판(75) 중심에 위치한 원점(Ｏ) 상측에 위치시킨다.

두번째, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 스핀들모터(41)가 드릴(43)을 회전시킨다. 제3구동유닛(30)이 드릴(43)을 (I+T1) 만큼 하강시켜 테스트판(75)에 구멍을 뚫는다. 여기서, T1은 구멍의 깊이다.

세번째, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)이 카메라(52) 렌즈의 중심을 원점(Ｏ) 상측에 위치시킨다. 카메라(52)로 테스트판(75) 상면을 촬영한다. 카메라(52)는 촬영된 영역의 이미지를 제어부에 전송한다. 제어부는 이미지를 영상처리 하여, 뚫린 구멍(74a)의 위치를 찾는다. 뚫린 구멍(74a) 중심의 XY좌표는 드릴(43)의 XY좌표와 같다.

뚫린 구멍(74a) 중심은 원점(Ｏ)으로부터 X축방향으로 δx만큼 떨어져 있다. 따라서, 드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이 X축거리는 δx임을 알 수 있다.

뚫린 구멍(74a) 중심은 원점(Ｏ)으로부터 Y축방향으로 δy만큼 떨어져 있다. 따라서, 드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이 Y축거리는 δy임을 알 수 있다.

드릴(43)과 스핀들모터(41)의 축(41a) 사이 X축거리와, 드릴(43)과 스핀들모 터(41)의 축(41a) 사이 Y축거리를 알면, 드릴(43) XY좌표도 알 수 있다.

예를 들어, 스핀들모터(41)의 축(41a) XY좌표가 (X1,Y1)이면, 드릴(43) XY좌표는 (X1+δx,Y1+δy)이 된다. 드릴(43) XY좌표를 알면, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은 스핀들모터(41)을 X축방향 또는 Y축방향으로 이동시켜, 드릴(43)을 원하는 XY좌표에 위치시킬 수 있다.

이하, 제6단계(S60)를 설명한다.

도 9는 도 7의 DPF에 구멍을 뚫어야 할 지점을 찾는 단계와, 구멍을 뚫어야 할 지점에 구멍을 뚫는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 점선은 카메라(52)가 촬영한 영역의 이미지를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 카메라(52)로 DPF(1) 상면을 4번에 나누어 촬영한다. 왜냐하면, DPF(1) 상면이 넓어서, 카메라(52)로 DPF(1) 상면을 한번에 촬영할 수 없기 때문이다. 점선은 카메라(52)가 촬영한 영역을 나타낸다.

제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은, 카메라(52) 렌즈의 중심을 C1 지점 상측으로 이동시킨다. 카메라(52)는 DPF(1) 상면을 촬영한다. 카메라(52)는 촬영된 영역(A1)의 이미지를 제어부에 전송한다.

제어부는 촬영된 영역(A1)의 이미지를 영상처리하여, DPF(1) 상면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는다. 먼저, 제어부는 촬영된 영역(A1)의 이미지를 영상처리하여, 제1 통로(2a)들 위치를 찾는다. 제1통로(2a) 위치를 찾으면, 제1통로(2a)와 제2통로(2b)가 DPF(1) 내부에서 교대로 인접하여 배치되므로, 제2통로(2b) 위치도 찾을 수 있다. 제2통로(2b) 막혀 있는 쪽, DPF(1) 상면의 중앙이 구멍이 뚫릴 지점이다. 찾아낸 구멍이 뚫릴 지점들은 P1,P2,P3,P4이다.

이하, 제7단계(S70)를 설명한다.

도 6 및 도 9를 참조하면, DPF상하구동유닛(90)은 DPF(1) 상면을 기준선(R)까지 상승시킨다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 제3구동유닛(30)은 드릴(43) 끝단(43a)을 기준선(R)으로부터 거리 I만큼 상승시킨다.

도 3 및 도 9를 참조하면, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은 드릴(43) 끝단(43a)을 P1 상측에 위치시킨다. 스핀들모터(41)는 드릴(43)을 고속으로 회전시킨다. 제3구동유닛(30)이 드릴(43)을 (I+T)만큼 하강시켜 P1에 깊이 T를 가진 구멍을 뚫는다. 이와 같은 방식으로 P2, P3, P4 지점에도 구멍을 뚫는다. 집진유닛(100)은, 구멍을 뚫을 때 발생하는 DPF의 분진을 제거하기 위하여, 버큠발생기를 작동시켜 노즐(102)과 덕트(101)를 통해 DPF의 분진을 빨아들인다.

P1,P2,P3,P4 지점들에 구멍을 뚫고나면, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은 카메라(52)를 이동시켜, 카메라(52) 렌즈의 중심을 C2 지점 상측에 위치시킨다. 카메라(52)는 DPF(1) 상면을 촬영한다. 카메라(52)는 촬영된 영역(A2)의 이미지를 제어부에 전송한다. 찾아낸 구멍이 뚫릴 지점들은 P5,P6,P7이다. P5,P6,P7 지점들을 찾아 구멍을 뚫는 방법은, P1 지점을 찾아 구멍을 뚫는 방법과 동일하므로, 설명을 생략한다.

P5,P6,P7 지점들에 구멍을 뚫고나면, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은 카메라(52)를 이동시켜, 카메라(52) 렌즈의 중심을 C3 지점 상측에 위치시킨다. 카메라(52)는 DPF(1) 상면을 촬영한다. 카메라(52)는 촬영된 영역(A3)의 이미지를 제 어부에 전송한다. 찾아낸 구멍이 뚫릴 지점들은 P8,P9,P10이다. P8,P9,P10 지점들을 찾아 구멍을 뚫는 방법은, P1 지점을 찾아 구멍을 뚫는 방법과 동일하므로, 설명을 생략한다.

P8,P9,P10 지점들에 구멍을 뚫고나면, 제1구동유닛(10)과 제2구동유닛(20)은 카메라(52)를 이동시켜, 카메라(52) 렌즈의 중심을 C4 지점 상측에 위치시킨다. 카메라(52)는 DPF(1) 상면을 촬영한다. 카메라(52)는 촬영된 영역(A4)의 이미지를 제어부에 전송한다. 찾아낸 구멍이 뚫릴 지점들은 P11,P2이다. P11,P12 지점들을 찾아 구멍을 뚫는 방법은, P1 지점을 찾아 구멍을 뚫는 방법과 동일하므로, 설명을 생략한다.

P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12 지점들에 구멍을 모두 뚫으면, 작업자는 DPF받침대(81)로부터 DPF(1)를 언로딩한다.

다음으로, DPF(1) 하면에 구멍을 뚫을 지점들을 찾아, 구멍을 뚫기 위하여, DPF(1)를 뒤집어서, DPF(1)를 로딩한다. DPF(1) 하면에 구멍을 뚫을 지점들을 찾아, 구멍을 뚫는 방법은, DPF(1) 상면에 구멍을 뚫을 지점들을 찾아, 구멍을 뚫는 방법과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

도 1은 DPF를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DPF 드릴링 장치를 나타낸 사시도이다.

도 4는 DPF센서 접촉단과, 드릴센서 접촉단과, 테스트판 상면이 기준선상에 위치하고, 테스트판 중심에 XYZ좌표의 원점이 위치한 상태를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 3의 제1구동유닛, 제2구동유닛, 제3구동유닛, 드릴유닛, 드릴센서를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 3의 DPF상하구동유닛, DPF고정유닛, DPF높이측정유닛를 나타낸 도면이다.

도 7은 도 3의 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF 드릴링 방법을 나타낸 순서도이다.

도 9는 도 7의 DPF에 구멍을 뚫어야 할 지점을 찾는 단계와, 구멍을 뚫어야 할 지점에 구멍을 뚫는 단계를 설명하기 위한 도면이다.

Claims

DPF가 로딩되며 고정되는 DPF고정유닛;

상기 DPF고정유닛을 상승 또는 하강시키는 DPF상하구동유닛;

상기 DPF의 높이를 측정하는 DPF높이측정유닛;

상기 DPF에 구멍을 뚫는 드릴유닛;

상기 드릴유닛에 구비된 드릴의 높이를 측정하는 드릴높이측정유닛;

상기 드릴로 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영하거나, 또는, 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영하는 카메라유닛;

상기 카메라유닛으로부터 상기 구멍이 뚫린 테스트판을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 드릴과 상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축 사이의 XY축거리를 찾거나, 또는, 상기 카메라유닛으로부터 상기 DPF 상면 또는 하면을 촬영한 이미지를 전송받아, 상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제어부;

상기 드릴유닛을 Z축방향으로 움직이게 하는 제3구동유닛;

상기 제3구동유닛을 X축방향으로 움직이게 하는 제2구동유닛;

상기 제2구동유닛을 Y축방향으로 움직이게 하는 제1구동유닛; 및

상기 드릴유닛이 구멍을 뚫을 때 발생하는 상기 DPF의 분진을 빨아들이는 집진유닛;을 포함하는 DPF 드릴링 장치.
제1항에 있어서, 상기 DPF고정유닛은,

제1받침대과 제2받침대으로 구성된 DPF받침대; 및

상기 제1받침대에 설치되며, 상기 제2받침대를 이동시키는 실린더;를 포함하는 DPF 드릴링 장치.
제2항에 있어서, 상기 DPF받침대에는 상기 DPF가 크기별로 로딩될 수 있게, 복수개의 홈들이 파져 있는 DPF 드릴링 장치.
제1항에 있어서, 상기 DPF높이측정유닛은,

실린더;

상기 실린더 로드에 설치된 센서홀더; 및

상기 센서홀더에 설치된 DPF센서;로 구성된 DPF 드릴링 장치.
제1항에 있어서, 상기 드릴높이측정유닛은,

센서지지대;

상기 센서지지대에 설치된 센서받침대;

상기 센서받침대에 설치된 드릴센서로 구성된 DPF 드릴링 장치.
DPF받침대에 DPF를 로딩하는 제1단계;

상기 DPF받침대에 상기 DPF를 고정하는 제2단계;

상기 DPF의 높이를 측정하는 제3단계;

상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 드릴의 높이를 측정하는 제4단계;

상기 드릴과 상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축 사이의 XY축거리를 구하는 제5단계;

상기 DPF 상면 또는 하면에 구멍을 뚫을 지점을 찾는 제6단계; 및

상기 구멍을 뚫을 지점에 구멍을 뚫는 제7단계;를 포함하는 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF에 드릴링하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 제3단계는,

DPF센서를 기준선까지 하강시키는 단계;

상기 DPF가 상기 DPF센서에 닿을 때까지, 상기 DPF를 상승시키는 단계; 및

상기 DPF가 상기 DPF센서에 닿으면, 상기 DPF센서가 제어부에 신호를 보내는 단계;를 포함하는 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF에 드릴링하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 제4단계는,

상기 드릴을 드릴센서 상측에 위치시키는 단계;

상기 드릴이 상기 드릴센서에 닿을 때까지, 상기 드릴을 하강시키는 단계;

상기 드릴이 상기 드릴센서에 닿으면, 상기 드릴센서가 제어부에 신호를 보내는 단계;를 포함하는 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF에 드릴링하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 제5단계는,

상기 드릴을 회전시키는 스핀들모터 축을, 테스트판에 위치한 원점 상측에 위치시키는 단계;

상기 스핀들모터를 하강시키고, 상기 드릴을 회전시켜, 상기 드릴로 상기 테스트판에 구멍을 뚫는 단계;

상기 구멍이 뚫린 테스트판을 카메라로 촬영하는 단계; 및

상기 촬영된 영역의 이미지를 제어부로 전송하는 단계;를 포함하는 DPF 드릴링 장치를 이용하여 DPF에 드릴링하는 방법.