KR101305595B1

KR101305595B1 - 기어의 치형측정장치

Info

Publication number: KR101305595B1
Application number: KR1020070033419A
Authority: KR
Inventors: 신상종
Original assignee: 시그널링크 주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2013-09-09
Also published as: KR20080090196A

Abstract

본 발명은 기어의 치형측정장치에 관한 것으로서, 특히, 제조된 제품기어와, 제품기어 두께보다 얇은 두께를 갖으며 제품기어와 치합되는 마스터기어와, 마스터기어를 회전시키기 위한 회전유닛과, 회전유닛을 상,하방향으로 이동시키기 위한 승강유닛과, 제품기어와 마스터기어의 회전축 사이 이격 거리를 측정하기 위한 변위센서와, 변위센서에 측정된 변위값을 통해 제품기어의 치형을 연산하는 제어연산부를 포함하는 구성으로, 기어 가공의 최종 공정에서 생산된 기어 제품의 상,하 편차 비교를 통해 치형 에러를 용이하게 판별하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

마스터기어, 제품기어, 치형, 변위센서

Description

기어의 치형측정장치{Apparatus for measuring gear tooth shape}

도 1은 종래기술에 따른 기어테스터를 도시한 구성도.

도 2는 종래기술에 따른 기어테스터에서 제품기어와 마스터기어가 치합된 상태를 도시한 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치에서 제품기어와 마스터기어가 치합된 상태를 도시한 상태도.

도 5는 도 4의 마스터기어 측정위치에 따른 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치 측정값을 도시한 그래프.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

100 : 제품기어 200 : 마스터기어

300 : 회전유닛 400 : 승강유닛

500 : 변위센서

본 발명은 기어의 치형측정장치에 관한 것으로서, 제품기어 두께보다 얇은 두께를 갖는 마스터기어가 상,하 이동되면서 제품기어의 치형을 측정함에 따라, 기어의 치형 에러를 용이하게 판별할 수 있는 기어의 치형측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 기어를 가공하는 자동라인에서는 기어에 대한 전수 검사할 수 없는 바, 기어의 전수 검사와 유사한 효과를 얻기 위해 종래에는 자동라인의 최종 공정에 기어테스터를 설치하여 주요 항목에 대한 기어의 품질검사를 실시하고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 기어테스터의 구성도를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 기어테스터에서 제품기어와 마스터기어가 치합된 상태를 나타낸 도면이다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기어테스터는 성형 제작된 제품기어(10)에 품질검사를 위한 마스터기어(20)가 치합되고, 마스터기어(20)의 회전 작동을 위한 회전유닛(30)이 마스터기어(20)에 장착되며, 제품기어(10)의 회전축과 마스터기어(20)의 회전축 간의 거리를 측정하기 위한 변위센서(40)가 구비된다. 이로써, 회전유닛(30)에 의해 마스터기어(20)가 회전되는 경우 마스터기어(20)의 기어날이 제품기어(10)의 전체 기어날과 맞물려 돌아가게 되고, 변위센서(40)에 의해 두 기어 사이의 이격 거리가 측정된다.

그러나, 이러한 종래 기어테스터의 경우 제품기어(10)에 치합 설치된 마스터기어(20)의 두께(h2)는 제품기어(10)의 두께(h1)보다 크게 형성되어 있음에 따라, 제품기어(10)의 전체 폭에 대한 OBD(Over Ball Dia), RUNOUT, NICK 발생 여부는 검사가 가능하지만, 성형된 제품기어에 대한 프로파일(profile) 및 리드(lead)와 같은 치형에러는 검사할 수 없다는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해, 기어의 치형 을 측정하기 위해서는 별도의 전용 치형 측정기를 사용하여야 하지만, 이렇게 전용 치형 측정기를 통해 기어의 치형을 측정하는 경우 수십분 이상의 시간이 소요됨에 따라 작업 효율성이 저하된다는 문제점이 발생되었다.

본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공라인에 직접 설치되어 기어의 치형 상태를 용이하게 확인할 수 있는 기어의 치형측정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 가공을 위한 자동라인에서 성형된 제품기어; 상기 제품기어의 치형을 측정하기 위해 상기 제품기어 두께보다 얇은 두께를 갖으며 상기 제품기어와 치합되는 마스터기어; 회전모터를 통해 상기 마스터기어가 회전되도록 상기 마스터기어가 장착되는 회전유닛; 상기 회전유닛을 상,하방향으로 이동시키기 위한 승강유닛; 상기 제품기어와 마스터기어의 회전축 사이 이격 거리를 측정하기 위한 변위센서; 상기 승강유닛의 높이차에 따른 상기 제품기어의 변위값을 상기 변위센서를 통해 측정하여 제품기어의 치형을 연산하는 제어연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치에서 제품기어와 마스터기어가 치합된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 마스터기어 측정위치에 따른 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치 측정값을 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치에서 제품기어(100)와 마스터기어(200)가 치합된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 마스터기어(200) 측정위치에 따른 본 발명에 따른 기어의 치형측정장치 측정값을 나타낸 그래프이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제품기어(100)와, 상기 제품기어(100) 두께보다 얇은 두께를 갖으며 상기 제품기어(100)와 치합되는 마스터기어(200)와, 상기 마스터기어(200)를 회전시키는 회전유닛(300)과, 상기 회전유닛(300)을 상,하방향으로 이동시키는 승강유닛(400)과, 상기 제품기어(100)와 마스터기어(200) 사이의 회전축 이격 거리를 측정하기 위한 변위센서(500) 및, 측정된 변위값을 통해 상기 제품기어(100)의 치형을 연산하는 제어연산부(미도시)를 포함하는 구조이다.

구체적으로 상기 제품기어(100)는 기어 제조공정을 통해 최종적으로 제조된 기어로서, 주요 항목에 대한 품질 검사가 요구되는 바, 이를 위해 상기 제품기어(100)는 형성적으로 균일하게 가공된 마스터기어(200)에 의해 맞물려 회전됨에 따라 치형 에러 판별을 위한 품질 검사가 가능하다.

본 실시예에서, 상기 제품기어(100)에 치합되는 마스터기어(200)는 상기 제품기어(100) 두께(h1)보다 얇은 두께(h2)를 갖음에 따라 상기 제품기어(100)와 치합된 상태에서 회전 및 승강이 가능한 구조를 갖는다. 특히, 상기 마스터기어(200) 의 두께는 상기 제품기어(100) 두께의 1/8~1/4 범위 내로 가공됨에 따라 상기 마스터기어(200)는 상기 마스터기어(200)가 제품기어(100)의 높이방향을 이동하며 해당 높이에서의 제품기어(100) 회전축과 마스터기어(200) 회전축 사이의 이격 거리를 연속하여 측정이 가능하다.

이때, 상기 마스터기어(200) 두께(h2)가 제품기어(100) 두께(h1)의 1/4보다 두꺼운 경우에는 상기 제품기어(100)의 높이차에 따른 상기 제품기어(100) 회전축과 마스터기어(200) 회전축 사이의 변위값 측정이 어려울 수 있으며, 상기 마스터기어(200) 두께가 제품기어(100) 두께의 1/8보다 얇은 경우에는 제품기어(100) 회전축과 마스터기어(200) 회전축 사이의 변위값 측정이 효과적으로 이루어지지 못할 수 있다.

또한, 상기 마스터기어(200)는 회전모터에 의해 구동되는 회전유닛(300)과 구동연결되어 상기 제품기어(100)와의 치합시 회전이 가능하도록 구성되고, 승강유닛(400)과 구동연결되어 상기 제품기어(100)와 치합된 상태에서 제품기어(100)의 높이 방향으로 승강 가능하도록 구성된다.

특히, 상기 마스터기어(200)에는 상기 제품기어(100)와 마스터기어(200) 사이의 회전축 사이의 이격 거리를 측정하기 위한 변위센서(500)가 설치되어 상기 마스터기어(200)의 회전에 의해 제품기어(100)가 회전되는 경우 이들 회전축 사이의 거리변화에 따른 변위값 측정이 가능하다. 여기서, 이들 변위값은 상기 변위센서(500)와 전기적으로 연결된 기록장치(600)를 통해 표시될 수 있다.

한편, 상기 제어연산부(미도시)는 변위센서(500)를 통해 상기 승강유닛(400) 의 높이차에 따른 상기 제품기어(100)의 변위값을 360도 마다 연속적으로 제품기어(100)의 상하 편차를 알 수 있음에 따라 리드(lead), 프로필(profile)과 같은 치형에러를 판별할 수 있다.

결국, 상기 제어연산부는 상기 변위센서(500)를 통해 측정된 변위값을 통해 제품기어(100)의 전체 폭에 대한 OBD(Over Ball Dia), RUNOUT, NICK 발생 여부뿐만 아니라, 제품과 동일하게 만든 양품기어의 초기 측정값과 비교한 후 리드(lead), 프로필(profile)과 같은 치형에러를 판별할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기어의 치형측정장치의 경우 제품기어(100) 두께보다 얇은 두께를 갖는 마스터기어(200)가 제품기어(100)의 상,하로 이동되면서 치형을 측정함에 따라, 기어의 치형 에러를 용이하게 판별할 수 있고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 작업의 효율성을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. 이로써, 마스터기어의 두께가 제품기어의 두께보다 두껍게 형성되어 제품기어의 두께에 따른 치형 측정이 이루어지지 못함에 따라, 제품기어(100)에 대한 치형에러를 검사할 수 없는 종래 기술의 문제를 본 발명은 해결할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 기어 가공의 최종 공정에서 기어의 치형 불량을 확인할 수 있음에 따라 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 기어의 전체 두께에 대한 오차뿐만 아니라 제품기어가 360도 회전되면서 연속적으로 측정된 기어 제품의 상,하 편차를 비교하여 기어의 치형 에러를 효과적으로 판별할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

가공 성형된 제품기어(100);

상기 제품기어(100)의 치형을 측정하기 위해 상기 제품기어(100) 두께보다 얇은 두께를 갖으며 상기 제품기어(100)와 치합되는 마스터기어(200);

회전모터를 통해 상기 마스터기어(200)가 회전되도록 상기 마스터기어(200)가 장착되는 회전유닛(300);

상기 회전유닛(300)을 상,하방향으로 이동시키기 위한 승강유닛(400);

상기 제품기어(100)와 마스터기어(200)의 회전축 사이 이격 거리를 측정하기 위한 변위센서(500);

상기 승강유닛(400)의 높이차에 따른 상기 제품기어(100)의 변위값을 상기 변위센서(500)를 통해 측정하여 제품기어(100)의 치형을 연산하는 제어연산부를 포함하여 구성되고,

상기 마스터기어(200) 두께는 상기 제품기어(100) 두께의 1/8~1/4 범위 내인 것을 특징으로 하는 기어의 치형측정장치.
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