KR101336652B1 - 너트 내주면 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제1 너트를 제1 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제1 이송판과, 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제2 너트를 제2 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제2 이송판을 구비하는 이송 유닛; 및 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 내주면에 와전류를 유도하여 상기 와전류로 인한 자기장을 검출하도록 형성되는 프로브와, 상기 프로브를 각각 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향에 평행한 접선을 갖는 원형 궤적을 따라 회전시켜 상기 프로브를 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 중공부 내로 진입하게 구동하도록 형성되는 구동부를 가지는 프로브 유닛을 포함하는, 너트 내주면 검사 장치를 제공한다.

Description

너트 내주면 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING INNER CIRCUMFERENTIAL SURFACE OF NUT}
본 발명은 프로브를 이용하여 너트의 내주면을 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.
전자 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자제품의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 소형화·정밀화되고 있다. 이러한 전자제품의 고품질화에는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.
체결요소 부품의 자동화 검사 장비의 하나인 비전 검사 장치는, 체결 요소를 촬영한 이미지를 처리하여 제품의 외관을 검사할 수 있게 구성된 것이다.
이러한 검사 과정에서, 통상적으로 외면의 이미지를 얻으면 되는 나사류와 달리, 너트류는 내주면의 나사산에 대한 이미지를 얻어야 하는 점에서 이미지 획득시에 어려움이 있다. 이러한 어려움으로 인해 너트류의 내주면의 나사산에 대한 명확한 이미지를 얻을 수 없어 너트의 신뢰도를 확보하기 어렵다. 또한, 비전 검사 장치는 검사 속도가 느려, 다량의 너트를 검사하기 위해서는 여러 대의 비전 검사 장치를 구비하여야 한다.
일본 공개특허공보 특개2002-202291호(2002.07.19.공개)
본 발명의 목적은, 너트의 내주면에 형성된 나사산의 결함 유무를 간단하게 판별할 수 있고, 추가의 장치를 구비하지 않고도 하나의 장치로 다량의 너트를 신속하게 검사할 수 있는, 너트 내주면 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 너트 내주면 검사 장치는, 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제1 너트를 제1 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제1 이송판과, 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제2 너트를 제2 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제2 이송판을 구비하는 이송 유닛; 및 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 내주면에 와전류를 유도하여 상기 와전류로 인한 자기장을 검출하도록 형성되는 프로브와, 상기 프로브를 각각 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향에 평행한 접선을 갖는 원형 궤적을 따라 회전시켜 상기 프로브를 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 중공부 내로 진입하게 구동하도록 형성되는 구동부를 가지는 프로브 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판은, 상기 제1 이송판의 주면과 상기 제2 이송판의 주면이 서로 평행한 층을 이루도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판은, 각각 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트를 원주 방향을 따라 회전시켜 이송되도록 하는 원판으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이송 유닛은, 상기 제1 이송판의 회전 중심에 연결되는 제1 샤프트 및 상기 제2 이송판의 회전 중심에 연결되는 제2 샤프트를 구비하는 샤프트; 및 상기 샤프트에 연결되어 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판을 각각 회전 구동하도록 형성되어, 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판의 원주 방향에 접하는 접선 방향이 각각 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향이 되도록 형성되는 회동부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 샤프트는 내부에 축방향을 따라 형성되는 중앙홀을 포함하고, 상기 제1 샤프트는 상기 중앙홀에 삽입되어 상기 제2 샤프트와 동일한 회전 중심을 갖도록 배치되며, 상기 회동부는 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판의 회전 방향이 서로 반대 방향이 되도록 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트를 회전 구동하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 회동부는, 회동 베벨 기어를 포함하고, 상기 제1 샤프트는, 상기 제1 이송판에 연결되는 제1 로드; 및 상기 제1 로드에 설치되어, 상기 회동 베벨 기어와 맞물려 회전되도록 형성되는 제1 베벨 기어를 포함하고, 상기 제2 샤프트는, 상기 제2 이송판에 연결되며 상기 중앙홀을 구비하는 제2 로드; 및 상기 회동 베벨 기어와 맞물려 회전하도록 상기 제2 로드에 설치되며, 상기 제1 베벨 기어와는 반대 방향으로 회전하도록 배치되는 제2 베벨 기어를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 유닛은 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 구동부는, 상기 프로브의 회전 중심을 이루도록 형성되는 구동축; 상기 구동축에서 방사 방향으로 연장 형성되며, 자유단에는 상기 프로브가 설치되는 지지대; 및 상기 구동축을 회전 구동하도록 형성되어, 상기 프로브가 상기 원형 궤적을 그리도록 하는 동력원을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 구동축은, 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향 모두와 수직을 이루는 방향을 따라 연장 형성되어, 상기 프로브가 그리는 상기 원형 궤적이 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판과 수직을 이루도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 이송판은, 상기 제1 너트가 배치되어 이송되는 위치에 상기 제1 너트와 대응하는 사이즈로 형성되는 관통부를 포함하고, 상기 제2 이송판은, 상기 제2 너트가 배치되어 이송되는 위치에 상기 제2 너트와 대응하는 사이즈로 형성되는 오목부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 구동부는, 상기 프로브를 상기 지지대의 연장 방향으로 진퇴하게 구동하도록 형성되는 진퇴 구동부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트의 위치를 감지하도록 형성되는 위치 센서와, 상기 위치 센서의 감지 결과에 근거하여 상기 진퇴 구동부의 작동을 제어하도록 형성되는 제어부를 구비하는 구동 결정 유닛이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제1 이송판은, 원주 방향을 따르는 가장자리 영역에 상기 제1 너트에 대응하는 사이즈로 형성되는 관통부를 포함하고, 상기 제2 이송판은, 원주 방향을 따르는 가장자리 영역에 상기 제2 너트에 대응하는 사이즈로 형성되는 오목부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 관통부는 상기 제1 이송판의 가장자리에서 외부로 개방 형성되는 개방부를 포함하며, 상기 이송 유닛은, 상기 제1 이송판의 가장자리를 따라 상기 제1 너트가 배출되는 위치까지 상기 개방부를 폐쇄하도록 연장 형성되어 상기 제1 너트가 상기 관통부에서 이탈되는 것을 방지하도록 형성되는 폐쇄부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브는, 상기 와전류를 인가하고 상기 제1 너트의 내주면과 상기 제2 너트의 내주면에서 유도되는 와전류로 인한 자기장을 검출하도록 형성되는 코일; 및 상기 코일을 감싸도록 형성되는 절연성 캡을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 너트 내주면 검사 장치에 의하면, 너트의 내주면에 형성된 나사산의 결함 유무를 간단하게 판별할 수 있고, 추가의 장치를 구비하지 않고도 하나의 장치로 다량의 너트를 신속하게 검사할 수 있다.
또한, 광원과 카메라를 이용하는 비전 검사 장치가 별도로 요구되지 않으므로 경제적이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 정렬 유닛(120a,120b), 이송 유닛(130), 및 프로브 유닛(150)을 보인 개념도이다.
도 3은 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 이송 유닛(130)과 프로브 유닛(150)의 작동 방식을 구체적으로 보인 개념도이다.
도 4는 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 프로브 유닛(150)의 구성을 구체적으로 보인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(200)의 이송 유닛(230), 프로브 유닛(250), 및 구동 결정 유닛(280)을 보인 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(100)에 대한 개념적인 평면도이다.
본 도면을 참조하면, 너트 내주면 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110a,110b), 정렬 유닛(120a,120b), 이송 유닛(130), 프로브 유닛(150), 형상 측정 유닛(160a,160b), 및 배출 유닛(170)을 포함할 수 있다.
공급 유닛(110a,110b)은 호퍼(hopper) 형태로 형성되어 있으며, 제품(N)을 시간당 일정 양만큼 정렬 유닛(120a,120b)에 공급한다. 구체적으로, 공급 유닛(110a,110b)은 제1 공급 유닛(110a)과 제2 공급 유닛(110b)을 포함할 수 있으며, 제1 공급 유닛(110a)은 제1 정렬 유닛(120a)에 제품(N)을 공급하고, 제2 공급 유닛(110b)은 제2 정렬 유닛(120b)에 제품(N)을 공급할 수 있다.
도 1에 도시된 것과 달리, 공급 유닛(110a,110b)은 하나만 구비될 수도 있다. 이때, 공급 유닛(110a 또는 110b)은 각각 제1 정렬 유닛(120a) 및 제2 정렬 유닛(120b)까지 연장되는 두 개의 가이드 부재를 통해 제품(N)을 제1 정렬 유닛(120a) 및 제2 정렬 유닛(120b)에 각각 공급하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제품(N)은 팬너트(pan nut)와 같은 너트류가 될 수 있다. 팬너트(N)의 구체적인 형태는 도 4를 참조하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 정렬 유닛(120a,120b)은 서로 모여져 있는 제품(N)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 정렬 유닛(120a,120b)은 제1 정렬 유닛(120a) 및 제2 정렬 유닛(120b)을 포함할 수 있다. 구성적인 측면에 있어서, 제1 정렬 유닛(120a)은 제1 볼(bowl) 피더(121a)와 제1 직선 피더(122a)를 구비하고, 제2 정렬 유닛(120b)은 제2 볼 피더(121b)와 제2 직선 피더(122b)를 구비할 수 있다.
또한, 정렬 유닛(120a,120b)도 도 1에 도시된 것과 달리, 하나만 구비되도록 형성될 수 있다. 이때, 정렬 유닛(120a 또는 120b)은 각각 제1 이송판(131a) 및 제2 이송판(131b)까지 연장되는 제1 직선 피더(122a) 및 제2 직선 피더(122b)를 통해, 하나의 볼 피더(121a 또는 121b)로부터 제품(N)을 제1 이송판(131a) 및 제2 이송판(131b, 이상, 도2 참조)에 공급하도록 형성될 수 있다.
제1 볼 피더(121a) 및 제2 볼 피더(121b)는 제품(N)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 제1 볼 피더(121a) 및 제2 볼 피더(121b)는 제품(N)을 이송하는 중에 가이드의 형상에 의하여 제품(N)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 제품(N)을 탈락시킨다. 구체적으로, 본 실시예에서 제1 볼 피더(121a)는 팬너트와 같은 제품(N)의 헤드(NH)가 위쪽을 향하도록 정렬하여 제1 직선 피더(122a)로 안내한다. 또한, 제2 볼 피더(121b)는 제품(N)의 헤드(NH, 이상 도2 참조)가 아래쪽을 향하도록 정렬하여 제2 직선 피더(122b)로 안내한다. 제1 볼 피더(121a) 및 제2 볼 피더(121b)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입이 적용 가능하다.
제1 볼 피더(121a) 및 제2 볼 피더(121b)에 의해 일정 자세로 공급된 제품(N)은 각각 제1 직선 피더(122a) 및 제2 직선 피더(122b)에 의해 일렬로 정렬된다. 제1 직선 피더(122a) 및 제2 직선 피더(122b)는 제품(N)을 자중에 의해 자연적으로 먼저 이송된 제품(N)에 밀착시킨다. 공급 속도를 증가시키고 상호 간의 간격을 일정하게 유지하기 위해 제1 직선 피더(122a) 및 제2 직선 피더(122b)에는 공압 노즐과 같은 푸셔(pusher)가 구비될 수 있다. 직선 피더(122)의 끝단에는 한꺼번에 제품(N)이 복수 개가 공급되는 것(잼)을 방지하기 위한 기계적 또는 전자적 장치를 포함할 수 있다. 그러한 잼 방지 장치는 스프링에 의해 젖혀질 수 있는 암(arm) 또는 게이트(gate)나 롤러(roller) 등이 채택될 수 있다.
이송 유닛(130)은 제품(N)을 이송하면서 검사(측정)를 받을 수 있도록 하고 검사가 마쳐진 후 배출되도록 하는 구성이다. 이송 유닛(130)은 제1 이송판(131a)과 제2 이송판(131b)을 포함할 수 있다. 본 도면에서, 제2 이송판(131b)은 제1 이송판(131a)의 아래쪽에 배치되어 도시되지 않는다. 제1 이송판(131a)은 제1 방향(R1)으로 회전하며, 제2 이송판(131b)은 제1 방향(R1)과 반대 방향인 제2 방향(R2)을 따라 회전하도록 형성된다(도 2 참조). 이송 유닛(130)에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 프로브 유닛(150)은 제품(N)이 검사 영역 내의 설정된 위치(범위)에 왔을 때 제품(N)의 내주면(IS), 구체적으로 팬너트의 내주면(IS, 이상 도 4)에 대한 정보를 얻을 수 있게 구성된다. 얻어진 내주면(IS) 정보는 나사산의 결손이나 결함 또는 크랙의 존재 등을 평가하는데 활용된다. 프로브 유닛(150)의 상세한 구성 및 작동 방식에 대하여는 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 형상 측정 유닛(160a,160b)은 제품(N)의 헤드 규격, 몸체의 직경, 몸체의 길이 등 다양한 크기적 요소를 측정할 수 있게 구성된다. 형상 측정 유닛(160a,160b)은 제1 이송판(131a)에 설치되는 제1 형상 측정 유닛(160a)과, 제2 이송판(131b)에 설치되는 제2 형상 측정 유닛(160b)을 포함할 수 있다. 형상 측정 유닛(160a,160b)은 제품(N)의 일측에 배치되는 광원(백라이트)과, 광원의 반대쪽에 배치되는 카메라를 갖춤으로써 제품(N)의 실루엣을 검사할 수 있게 구성될 수 있다.
배출 유닛(170)은 검사가 완료되었거나 재검사가 필요한(측정되지 않은) 제품(N)을 분류하여 배출시킨다. 배출 유닛(170)은 적어도 하나의 양품 배출부(171, 172), 불량품 배출부(173), 재검사품 배출부(174)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출 유닛(170)은 공압으로 제품(N)을 이동시키는 공압 노즐을 포함할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 것과 달리, 배출 유닛(170)은 제1 이송판(131a)에 설치되는 제1 배출 유닛과, 제2 이송판(131b)에 설치되는 제2 배출 유닛을 별도로 가질 수도 있다.
이외에도 너트 내주면 검사 장치(100)는 각 전자 부품들을 제어하거나 감지 또는 측정된 결과를 받는 데이터 처리부와, 검사 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 양품과 불량품, 및 재검사품을 구별하기 위한 알고리즘이 포함된 소프트웨어를 내장하고, 또한 사용자의 검사 장치에 대한 조작 또는 알림을 용이하게 하기 위한 시각적 사용자 인터페이스(graphic user interface: GUI)를 갖출 수 있다. 다음으로, 상술한 이송 유닛(130) 및 프로브 유닛(150)의 작동 방식을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 정렬 유닛(120a,120b), 이송 유닛(130), 및 프로브 유닛(150)을 보인 개념도이다. 전술한 공급 유닛(110a,110b), 형상 측정 유닛(160a,160b), 및 배출 유닛(170)은 이송 유닛(130)과 프로브 유닛(150)의 이해를 돕기 위해 도시하지 않는다. 또한, 상술한 제품(N)은 팬너트(N1,N2)를 예로 들어 후술한다.
본 도면을 참조하면, 너트 내주면 검사 장치(100)는 전체적으로 볼 때 제1 정렬 유닛(120a), 제2 정렬 유닛(120b), 이송 유닛(130), 및 프로브 유닛(150)을 포함할 수 있다.
제1 정렬 유닛(120a)은 제1 팬너트(N1)를 헤드(NH)가 위쪽을 향하도록 정렬하여, 제1 직선 피더(122a)를 통해 제1 이송판(131a)으로 이송한다. 제2 정렬 유닛(120b)은 제2 팬너트(N2)를 헤드(NH)가 아래쪽을 향하도록 정렬하여, 제2 직선 피더(122b)를 통해 제2 이송판(131b)으로 이송한다.
이송 유닛(130)은 제1 이송판(131a), 제2 이송판(131b), 폐쇄부(137), 제1 샤프트(141a), 제2 샤프트(141b), 및 회동부(145)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1 이송판(131a)은 제1 방향(R1)을 따라 회전하는 원판으로 형성된다. 제1 팬너트(N1)는 제1 이송판(131a)을 통해 이송되는 동안, 프로브 유닛(150)을 이용한 내주면(IS) 검사 이외에 형상 검사 등을 거친다(도 1 참조). 이때, 제1 이송판(131a)이 두꺼우면 제1 이송판(131a)과 맞닿는 제1 팬너트(N1)의 몸체(NB) 면적이 넓어져 외형 검사가 현실적으로 어려운 영역이 발생한다. 이러한 점을 고려하여, 제1 이송판(131a)은 5㎜ 이하, 구체적으로는 2㎜ 이하의 두께로 형성된다. 이처럼 제1 이송판(131a)의 두께를 최소화하면, 형상 검사가 가능한 면적을 최대한으로 넓힐 수 있다.
또한, 제1 이송판(131a)에는 가장자리 영역에 원주 방향을 따라 관통부(133)가 형성된다. 관통부(133)는 제1 팬너트(N1)에 대응하는 사이즈로 형성된다. 구체적으로, 관통부(133)는 제1 팬너트(N1)가 걸린채로 이동할 수 있도록, 제1 팬너트(N1)의 몸체(NB)보다 크고 제1 팬너트(N1)의 헤드(NH)보다 작은 사이즈로 형성된다. 또한, 관통부(133)는 제1 이송판(131a)의 가장자리에서 외부로 개방되도록 형성되는 개방부(134)를 포함할 수 있다. 제1 팬너트(N1)는 이 개방부(134)를 통해 관통부(133)에서 이탈될 수 있다.
폐쇄부(137)는 제1 팬너트(N1)가 이송되는 동안 개방부(134)를 통해 이탈되지 않도록 하는 구성이다. 폐쇄부(137)는 개방부(134)를 폐쇄하기 위해 제1 이송판(131a)의 가장자리를 둘러싸도록 형성된다. 또한, 폐쇄부(137)는 제1 이송판(131a)의 가장자리를 따라 제1 팬너트(N1)가 배출되는 위치(F)까지 연장되도록 형성된다.
제2 이송판(131b)은 제1 방향(R1)과 반대 방향인 제2 방향(R2)을 따라 회전하도록 형성되는 원판으로 이루어진다. 제2 이송판(131b)은 제1 이송판(131a) 아래에 배치되며, 제1 이송판(131a)과 서로의 주면이 평행한 층을 이루도록 배치된다. 제2 팬너트(N2)도 제2 이송판(131b)을 통해 이송되는 동안 형상 검사 등을 거친다. 따라서, 제2 이송판(131b)도 형상 검사가 가능한 면적을 최대화하기 위해, 제1 이송판(131a)처럼 5㎜ 이하, 구체적으로는 2㎜ 이하의 두께로 형성된다.
또한, 제2 이송판(131b)에는 가장자리 영역에 원주 방향을 따라 오목부(135)가 형성된다. 오목부(135)는 제2 팬너트(N2)에 대응하는 사이즈로 형성된다. 구체적으로, 오목부(135)는 제2 팬너트(N2)의 헤드(NH)가 안착되어 이송될 수 있도록, 제2 팬너트(N2)의 헤드(NH)에 대응하는 사이즈로 형성된다.
제1 샤프트(141a)는 제1 이송판(131a)의 회전 중심을 이루는 구성이다. 구체적으로 제1 샤프트(141a)는, 제1 이송판(131a)에 연결되어 회동부(145)까지 연장 형성되는 제1 로드(142a)와, 제1 로드(142a)에 설치되는 제1 베벨 기어(143a)를 포함할 수 있다.
제2 샤프트(141b)는 제2 이송판(131b)의 회전 중심을 이루는 구성이다. 제2 샤프트(141b)도, 제2 이송판(131b)에 연결되어 회동부(145)까지 연장 형성되는 제2 로드(142b)와, 제2 로드(142b)에 설치되어 제1 베벨 기어(143a)와 반대 방향으로 회전하도록 배치되는 제2 베벨 기어(143b)를 포함할 수 있다.
제2 로드(142b)에는 내부에 축방향을 따라 중앙홀(144)이 형성된다. 중앙홀(144)은 제1 로드(142a)의 지름보다 큰 지름을 가진다. 따라서, 제1 로드(142a)는 제2 로드(142b)의 중앙홀(144)에 내장될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 제1 샤프트(141a)와 제2 샤프트(141b)는 서로 동일한 회전 중심을 갖도록 배치될 수 있다.
회동부(145)는 제1 샤프트(141a)와 제2 샤프트(141b)를 회전 구동하도록 형성되는 구성이다. 회동부(145)는 회동 베벨 기어(146)를 포함하고, 회동 베벨 기어(146)는 제1 샤프트(141a)의 제1 베벨 기어(143a) 및 제2 샤프트(141b)의 제2 베벨 기어(143b)와 맞물리도록 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 회동 베벨 기어(146)의 회전으로 인해, 제1 베벨 기어(143a)와 제2 베벨 기어(143b)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 샤프트(141a)와 제2 샤프트(141b)에 각각 연결되는 제1 이송판(131a)과 제2 이송판(131b)도 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.
회동부(145)는 본 실시예에서와 같이 하나의 구동원과 베벨 기어로 형성될 수도 있으나, 이와 달리 제1 샤프트(141a)에 연결되는 제1 회동부와, 제2 샤프트(141b)에 연결되는 제2 회동부를 각각 구비할 수도 있다. 또한, 회동부(145)는 회전과 정지를 순간적으로 반복할 수 있는 급가속 제어형 전기 모터 등을 사용할 수 있다.
프로브 유닛(150)은 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)을 검사하도록 형성되는 구성이다. 프로브 유닛(150)은 제1 이송판(131a)과 제2 이송판(131b) 사이에 배치되며, 프로브(151)와, 구동부(153)를 포함할 수 있다.
프로브(151)는 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)에 와전류를 유도하여 결함 유무를 판별할 수 있도록 하는 구성이다. 이를 위해, 프로브(151)는 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로 삽입될 수 있도록 설치된다. 프로브(151)의 구체적인 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
다시 도 2를 참조하면, 구동부(153)는 구동축(154), 지지대(155), 및 동력원(156)을 포함할 수 있다.
구동축(154)은 프로브(151)의 회전 중심을 이루는 구성이다. 구동축(154)은 제1 팬너트(N1)가 이송되는 제1 진행 방향(A) 및 제2 팬너트(N2)가 이송되는 제2 진행 방향(B) 모두와 수직을 이루는 방향을 따라 연장되도록 형성된다.
제1 진행 방향(A)은 제1 팬너트(N1)가 프로브 유닛(150)이 위치한 지점을 통과할 때 제1 팬너트(N1)의 이송 방향이다. 따라서, 제1 진행 방향(A)은 프로브 유닛(150)이 위치한 지점에서 제1 이송판(131a)의 원주 방향과 접하는 접선 방향과 같다. 마찬가지로, 제2 진행 방향(B)은 제2 팬너트(N2)가 프로브 유닛(150)이 위치한 지점을 통과할 때의 이송 방향으로서, 이는 프로브 유닛(150)이 위치한 지점에서 제2 이송판(131b)의 원주 방향과 접하는 접선 방향과 같다. 이에 따라, 구동축(154)은 프로브 유닛(150)이 위치한 지점에서의 제1 이송판(131a)의 접선 방향 및 제2 이송판(131b)의 접선 방향 모두와 수직을 이루는 방향으로 연장 형성된다.
지지대(155)는 프로브(151)를 구동축(154)과 연결하도록 형성되는 구성이다. 지지대(155)는 구동축(154)에서 방사 방향을 따라 연장 형성되며, 자유단에는 프로브(151)가 설치된다. 지지대(155)는 신속한 검사를 위해 복수개가 구비될 수도 있다.
동력원(156)은 구동축(154)을 제3 방향(R3)으로 회전 구동하는 요소이다. 동력원(156), 구동축(154), 지지대(155), 및 프로브(151)는 서로 차례대로 연결되어 있다. 따라서, 동력원(156)이 회전하면 프로브(151)도 제3 방향(R3)을 따라 회전하게 된다. 이때, 프로브(151)가 이동하는 궤적은 제1 원형 궤적(C1)을 이루게 된다. 프로브(151)는 구동축(154)에서 방사 방향으로 연장되는 지지대(155)에 설치되므로, 제1 원형 궤적(C1)은 제1 이송판(131a) 및 제2 이송판(131b)과 수직을 이루도록 형성된다.
동력원(156)은 제1 이송판(131a) 및 제2 이송판(131b)의 회전 속도를 제어하는 회동부(145)와 서로 연계되어 제어된다. 이를 위해, 동력원(156)은 회동부(145)의 가감속 여부에 따라 회전 속도를 손쉽게 조절할 수 있는 급가속 제어형 모터 등을 사용할 수 있다.
이하에서는, 상술한 구성 요소들을 기초로, 본 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(100)의 작동 방식을 설명한다. 이해를 돕기 위해, 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 대한 검사 과정부터 설명한다.
먼저, 제1 팬너트(N1)는 제1 직선 피더(122a)를 통해 헤드(NH)가 위쪽을 향하도록 정렬되어 제1 이송판(131a)으로 이송된다. 이송된 제1 팬너트(N1)는 제1 직선 피더(122a)로부터 이탈된 후, 제1 이송판(131a)의 관통부(133)에 걸쳐지게 된다. 제1 이송판(131a)은 제1 로드(142a)를 중심으로 제1 방향(R1)을 따라 회전하도록 형성되므로, 제1 팬너트(N1)도 관통부(133)에 걸쳐진 채로 제1 이송판(131a)의 원주 방향인 제1 방향(R1)을 따라 회전하게 된다.
제1 팬너트(N1)가 프로브 유닛(150)이 위치한 지점에 진입한 때, 제1 팬너트(N1)는 제1 진행 방향(A)을 따라 이송된다. 이때, 프로브(151)는 제1 이송판(131a)과 수직한 제1 원형 궤적(C1)을 따라 회전하여, 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로 비스듬히 진입하게 된다. 프로브(151)를 구동하는 동력원(156)은 회동부(145)와 연계되어 제어되므로, 이후 프로브(151)는 제1 팬너트(N1)의 이송 속도에 맞추어 제1 팬너트(N1)와 함께 이동하게 된다. 이 과정에서, 프로브(151)는 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS, 도 4 참조)에 와전류를 유도하고 결함 여부를 검사하게 된다.
이후, 프로브(151)는 제1 원형 궤적(C1)을 그리면서 계속 이동하여 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로부터 이탈된다. 검사를 마친 제1 팬너트(N1)는 제1 방향(R1)을 따라 배출 유닛(170, 도 1 참조)이 위치한 지점까지 이송된다. 폐쇄부(137)는 제1 팬너트(N1)가 배출되는 위치(F)까지만 형성되어 있어, 제1 팬너트(N1)는 배출 유닛(170)이 위치한 지점에서 개방부(134)를 통해 배출된다.
제1 팬너트(N1)가 상술한 검사 과정을 거치는 동안, 제2 팬너트(N2)에 대한 검사도 동시에 이루어진다. 제2 팬너트(N2)에 대한 검사 과정은 먼저 제2 팬너트(N2)가 제2 정렬 유닛(120b)을 통해 이송되면서 시작된다. 제1 팬너트(N1)와 달리, 제2 팬너트(N2)는 제2 직선 피더(122b)를 통해 헤드(NH)가 아래쪽을 향하도록 정렬되어 이송된다. 이송된 제2 팬너트(N2)는 제2 직선 피더(122b)로부터 이탈된 후, 제2 이송판(131b)의 오목부(135)에 안착된다.
제2 이송판(131b)은 회동부(145)로 구동되어 제2 로드(142b)를 중심으로 제2 방향(R2)을 따라 회전하게 된다. 따라서, 제2 팬너트(N2)도 오목부(135)에 안착된 채로 제2 이송판(131b)의 원주 방향인 제2 방향(R2)을 따라 회전하게 된다. 이때, 제2 베벨 기어(143b)는 회동 베벨 기어(146)와 맞물려 제1 베벨 기어(143a)의 반대 방향으로 회전하도록 배치되므로, 제2 방향(R2)은 제1 방향(R1)의 반대 방향이 된다. 이에 따라, 제2 팬너트(N2)가 프로브 유닛(150)이 위치한 지점을 지날 때의 이송 방향인 제2 진행 방향(B)도 제1 진행 방향(A)과 반대 방향이 된다. 이후, 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)에는 프로브(151)가 삽입되고, 제1 팬너트(N1)의 검사 과정과 동일한 검사 과정을 거치게 된다.
이러한 구성에 의하면, 하나의 장치에서 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)에 대한 검사가 동시에 이루어지므로, 다량의 팬너트(N1,N2)를 신속하게 검사할 수 있다. 또한, 제1 이송판(131a)과 제2 이송판(131b)이 서로 층을 이루도록 배치되므로, 장치의 부피를 줄일 수 있고, 작업 공간을 넓게 활용할 수 있다. 이하에서는, 이송 유닛(130)과 프로브 유닛(150)의 작동 방식을 도 3을 참조하여 더 구체적으로 살펴본다.
도 3은 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 이송 유닛(130)과 프로브 유닛(150)의 작동 방식을 구체적으로 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 제1 진행 방향(A)을 따라 이송되는 제1 팬너트(N1), 제2 진행 방향(B)을 따라 이송되는 제2 팬너트(N2), 및 구동축(154)을 중심으로 회전하는 프로브(151)가 도시된다.
본 실시예에서 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)는 도 2에 도시된 것과 같이, 각각 제1 이송판(131a)의 원주 방향인 제1 방향(R1) 및 제2 이송판(131b)의 원주 방향인 제2 방향(R2)을 따라 회전하며 이송된다. 여기서, 제1 이송판(131a) 및 제2 이송판(131b)의 지름은 프로브(151) 및 지지대(155)의 길이보다 충분히 길다. 따라서, 프로브 유닛(150)이 위치한 지점에서 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A) 및 제2 팬너트(N2)의 제2 진행 방향(B)은 거의 직선을 이루는 것으로 볼 수 있다. 이러한 점을 바탕으로, 프로브(151)가 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로 삽입되는 방식을 구체적으로 설명한다. 이해를 돕기 위해, 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 대한 검사 과정부터 설명한다.
먼저, 제1 팬너트(N1)는 제1 이송판(131a)의 관통부(133)에 걸쳐진 채로 제1 위치(P11)에 진입한다. 이때, 구동축(154)은 동력원(156)에 의해 제3 방향(R3)으로 회전하여, 프로브(151)가 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH) 입구(EH)에 위치하도록 한다. 프로브(151)가 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)과 접촉하게 되면 정확한 검사 결과를 획득할 수 없으므로, 프로브(151)는 그 자유단이 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A)의 반대편 내주면(IS)에 근접하여 진입하도록 제어된다.
이러한 구성에 의하면, 제1 팬너트(N1)가 제1 위치(P11)로부터 제4 위치(P14)까지 이송되는 동안, 프로브(151) 또는 지지대(155)가 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A) 쪽에 위치한 중공부(CH) 입구(EH)의 내주면(IS)과 접촉하지 않게 된다.
다음으로, 제1 팬너트(N1)는 제2 위치(P12)로 이송된다. 제1 팬너트(N1)가 이송되면, 동력원(156)도 구동축(154)을 회전 구동하여, 프로브(151)가 제1 원형 궤적(C1)을 그리며 이동하도록 한다. 프로브(151)는 이와 같이 제1 원형 궤적(C1)을 따라 회전 이동함으로써, 제1 진행 방향(A)과 평행한 방향으로는 제1 팬너트(N1)의 속도와 동일하게 수평 이동하고, 제1 진행 방향(A)과 수직한 방향으로는 제1 팬너트(N1)의 헤드(NH)를 향해 상승 이동하게 된다.
다음으로, 제1 팬너트(N1)는 제3 위치(P13)로 이송된다. 제3 위치(P13)에서도, 프로브(151)는 제2 위치(P12)에서와 같이 제1 원형 궤적(C1)을 따라 계속 이동하게 된다. 또한, 프로브(151)의 자유단도 제2 위치(P12)에서와 같이 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A)의 반대편 내주면(IS)에 근접하여 상승 이동하므로, 지지대(155)가 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)과 접촉하지 않게 된다.
다음으로, 제1 팬너트(N1)는 제4 위치(P14)로 이송된다. 제4 위치(P14)에서 프로브(151)가 그리는 제1 원형 궤적(C1)은 제1 진행 방향(A)과 평행한 접선을 갖게 된다. 또한, 제4 위치(P14)에서 프로브(151)는 제1 팬너트(N1)의 헤드(NH)와 가장 근접하는 지점까지 상승하게 된다. 이때, 프로브(151)의 자유단이 제1 팬너트(N1)의 상단면(IH)에 닿으면 정확한 검사 결과를 얻을 수 없으므로, 프로브(151)가 그리는 제1 원형 궤적(C1)은 제1 팬너트(N1)의 상단면(IH)과 접하지 않도록 형성된다.
프로브(151)는 이와 같이 제1 팬너트(N1)가 이송되는 동안 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A)과 수직한 방향으로 계속 상승하면서, 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 와전류를 유도하게 된다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
다시 도 3을 참조하면, 제1 팬너트(N1)는 제4 위치(P14)를 거쳐 제5 위치(P15)로 이송된다. 이 때에도 프로브(151)는 제1 원형 궤적(C1)을 따라 이동하게 된다. 다만, 프로브(151)는 제4 위치(P14)에서 제1 원형 궤적(C1)의 최고점에 도달한 이후, 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A)과 수직한 방향으로는 제1 팬너트(N1)의 입구(EH) 쪽을 향해 하강하게 된다. 이후, 프로브(151)는 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로부터 이탈되고, 제3 방향(R3)을 따라 계속 회전하여 제2 이송판(131b)을 통해 이송되는 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로 삽입될 수 있도록 제1 원형 궤적(C1)을 따라 이동한다.
제5 위치(P15)에서, 프로브(151)는 제1 진행 방향(A)과 평행한 방향으로는 제1 위치(P11)에서 제4 위치(P14)로 이동할 때보다 더 신속하게 이동하게 된다. 이는 프로브(151)가 제1 위치(P11) 내지 제4 위치(P14)에서의 이동 속도와 동일하게 이동하게 되면, 지지대(155)가 제1 팬너트(N1) 제1 진행 방향(A)의 반대편 내주면(IS)과 맞닿게 되기 때문이다. 이를 위해, 동력원(156)의 회전 속도는 전술한 것과 같이 회동부(145)의 회전 속도와 서로 연계하여 제어된다. 또한, 동력원(156)은 전술한 급가속 제어형 모터를 사용하여, 제5 위치(P15)에서 제4 위치(P14) 이전의 속도보다 더 신속히 회전하도록 구성될 수 있다.
본 실시예와 달리, 프로브(151)의 자유단이 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH) 중앙으로 진입하여 상승 이동하는 경우라면, 프로브(151)는 제5 위치(P15) 이후에도 제1 위치(P11) 내지 제4 위치(P14)에서의 이동 속도와 동일한 속도로 회전 이동할 수 있다. 프로브(151)의 자유단이 중공부(CH) 중앙으로 진입하면, 지지대(155)가 제5 위치(P15)에서도 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)과 맞닿을 염려가 없기 때문이다.
다만, 프로브(151)의 자유단이 중공부(CH) 중앙으로 진입하면 프로브(151)가 제4 위치(P14)에서 본 실시예보다 높이 상승할 수 없다. 이에 따라, 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)의 결함(CR)에 대한 정확한 결과값을 획득하지 못할 수 있다. 따라서, 프로브(151)의 자유단이 중공부(CH) 중앙으로 진입하는 구성은 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)가 제1 팬너트(N1)의 몸체(NB) 길이에 비해 충분히 넓어 지지대(155)가 내주면(IS)에 맞닿을 염려가 없는 경우에 이용할 수 있다.
본 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(100)는, 제1 팬너트(N1)가 상술한 내주면(IS)의 검사 과정을 거치는 동안, 동시에 제2 팬너트(N2)도 제2 이송판(131b)을 통해 이송되면서 검사를 받도록 구성된다. 제2 팬너트(N2)의 검사 과정은, 제1 팬너트(N1)가 검사를 받는 과정과 유사하다. 구체적으로, 제2 팬너트(N2)의 제1 위치(P21), 제2 위치(P22), 제3 위치(P23), 제4 위치(P24), 및 제5 위치(P25)에 따른 검사 과정은, 각각 제1 팬너트(N1)의 제1 위치(P11), 제2 위치(P12), 제3 위치(P13), 제4 위치(P14), 및 제5 위치(P15)에 따른 검사 과정과 유사하게 이루어진다. 이하에서는, 제2 팬너트(N2)의 검사 과정과 관련하여, 제1 팬너트(N1) 검사 과정과의 차이점을 위주로 살펴본다.
먼저, 제2 팬너트(N2)는 제2 이송판(131b)의 오목부(135)에 안착되어 제2 진행 방향(B)을 따라 제1 위치(P21)에 진입한다. 여기서, 제2 진행 방향(B)은 제1 팬너트(N1)의 제1 진행 방향(A)과 반대 방향이다. 프로브(151)는 제1 위치(P21)에서 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH) 입구(EH)에 위치하게 된다.
다음으로, 제2 팬너트(N2)가 제2 위치(P22)로 이송되면, 프로브(151)도 제1 원형 궤적(C1)을 따라 회전 이동하게 된다. 이때, 프로브(151)는 제2 진행 방향(B)과 평행한 방향으로는 제2 팬너트(N2)의 속도와 동일하게 수평 이동하고, 제2 진행 방향(B)과 수직한 방향으로는 제2 팬너트(N2)의 헤드(NH)를 향해 하강 이동하게 된다. 이는 제2 팬너트(N2)가 제3 위치(P23)로 이송될 때에도 동일하다.
다음으로, 제2 팬너트(N2)가 제4 위치(P24)로 이송되면, 프로브(151)도 제1 원형 궤적(C1)을 따라 계속 이동하여, 제4 위치(P24)에서 제2 팬너트(N2)의 헤드(NH)와 가장 근접하는 지점까지 하강하게 된다. 프로브(151)는 제2 팬너트(N2)가 제1 위치(P21)에서 제4 위치(P24)로 이송되는 동안 제2 진행 방향(B)과 수직한 방향으로 계속 하강하면서, 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)을 검사하게 된다.
다음으로, 제2 팬너트(N2)는 제5 위치(P25)로 이송되고, 프로브(151)도 제1 원형 궤적(C1)을 따라 이동하게 된다. 이때, 프로브(151)는 제2 진행 방향(B)과 수직한 방향으로는 제2 팬너트(N2)의 헤드(NH) 쪽에서 중공부(CH)의 입구(EH) 쪽으로 상승하게 된다. 이후, 프로브(151)는 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로부터 이탈되고, 제3 방향(R3)을 따라 계속 회전하여 제1 이송판(131a)을 통해 이송되는 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로 삽입될 수 있도록, 제1 원형 궤적(C1)을 따라 이동하게 된다.
이러한 구성에 의하면, 프로브(151)는 제3 방향(R3)을 따라 일회전하는 동안 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)를 연속적으로 검사할 수 있게 된다. 따라서, 검사 시간이 단축되어 다량의 팬너트(N1,N2)를 신속하게 검사할 수 있다. 또한, 상술한 것과 같이 구동축(154)에서 복수의 프로브(151) 및 지지대(155)가 연장되도록 구성하여, 검사 속도를 더욱 증가시킬 수도 있다. 이하, 프로브(151)가 제1 팬너트(N1) 내주면(IS)에 와전류를 유도하여 자기장을 검출하는 과정을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 1의 너트 내주면 검사 장치(100)의 프로브 유닛(150)의 구성을 구체적으로 보인 개념도이다. 이하에서는, 이해를 돕기 위해 제1 팬너트(N1) 및 제1 이송판(131a) 만을 도시하여 설명한다. 다만, 아래에서 설명하는 작동 방식은 제2 팬너트(N2) 및 제2 이송판(131b)에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 도면을 참조하면, 먼저 제1 팬너트(N1)는, 헤드(NH)와, 몸체(NB)를 포함한다. 헤드(NH)는 통상 몸체(NB)보다 큰 폭을 가진다. 몸체(NB)의 헤드(NH) 쪽 단부는 막히나, 반대쪽 단부에는 중공부(CH)를 외부와 연통시키도록 개방되는 입구(EH)가 형성된다. 중공부(CH)의 실린더형의 내주면(IS)에는 나사산이 형성된다. 제1 팬너트(N1)는 헤드(NH)가 제1 이송판(131a)의 관통부(133)에 걸려있는 채로 이송된다.
제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)을 검사하기 위한 프로브 유닛(150)은, 프로브(151)와, 구동부(153, 도 2 참조)를 포함하며, 구동부(153)는 본 도면에 도시된 지지대(155)를 포함할 수 있다.
프로브(151)는, 코일(151a)과, 이 코일(151a)을 감싸도록 형성되는 절연성 캡(151b)을 포함할 수 있다. 코일(151a)은 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 와전류를 인가하고 이로 인해 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에서 유도되는 와전류로 인한 자기장을 감지할 수 있도록 구성된다.
절연성 캡(151b)은 코일(151a)을 감싸도록 구성되며, 코일(151a)이 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS) 또는 상단면(IH)에 직접 접촉하지 않도록 한다. 이하, 본 실시예에 따른 프로브(151)의 제1 팬너트(N1) 내주면(IS) 검사 방식을 설명한다.
먼저, 제1 팬너트(N1)가 제1 위치(P11)를 거쳐 제4 위치(P14)로 이송되는 동안, 프로브(151)는 지지대(155)와 함께 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH) 입구(EH)에서 헤드(NH) 쪽으로 상승 이동한다(이상, 도 3 참조). 이때, 프로브(151)의 코일(151a)에는 전류가 인가되고, 이 전류에 의해 코일(151a) 내에 자기장이 형성된다. 이러한 상태로 프로브(151)의 코일(151a)이 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로 삽입되면 전자 유도의 원리에 의해 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 와전류가 유도된다. 이러한 와전류는 다시 유도 자기장을 형성하고 이 유도 자기장은 코일(151a)에 의해 검출된다.
이 경우, 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)에 크랙과 같은 결함(CR)이 있다면, 유도 자기장은 양품 제1 팬너트(N1)의 자기장과 차이가 발생하므로 두 개의 자기장을 비교하여 내주면(IS)의 결함(CR) 유무를 판단할 수 있다. 따라서, 카메라를 이용하는 비전 검사 장치보다 정확한 결과를 획득할 수 있다.
코일(151a)이 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)로 삽입될 때, 코일(151a)이 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS) 또는 상단면(IH)에 접촉하면 제1 팬너트(N1)에 유도된 와전류가 코일(151a)에 대전되고, 이로 인해 정확한 자기장의 값을 검출할 수 없다. 따라서, 코일(151a)을 절연성 캡(151b)으로 감싸도록 구성하여 이러한 현상을 방지할 수 있다. 코일(151a)이 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)으로부터 자기장을 검출하면, 제1 팬너트(N1)는 이후 결함(CR) 유무에 따라 양품 또는 불량품으로 분류되어 배출된다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(200)에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 너트 내주면 검사 장치(200)의 이송 유닛(230), 프로브 유닛(250), 및 구동 결정 유닛(280)을 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 너트 내주면 검사 장치(200)는, 진퇴 구동부(257)를 구비하는 구동부(253), 및 구동 결정 유닛(280)을 포함할 수 있다.
진퇴 구동부(257)는 프로브(251)를 지지대(255)의 연장 방향으로 진퇴하게 구동하는 요소이다. 이를 위해, 진퇴 구동부(257)는, 프로브(251)가 직선 방향으로 왕복할 수 있도록 하는 리니어 모터 등을 사용할 수 있다. 다만, 회전형 모터에 톱니바퀴를 부착하는 방식이 사용될 수도 있다. 본 실시예에서 진퇴 구동부(257)는 지지대(255)의 고정단에 설치되도록 형성되지만, 지지대(255)의 자유단에 설치되어 프로브(251) 만을 구동하도록 형성될 수도 있다.
구동 결정 유닛(280)은 위치 센서(281a,281b)와 제어부(283)를 포함할 수 있다. 위치 센서(281a,281b)는, 제1 팬너트(N1)의 위치를 감지하도록 형성되는 제1 위치 센서(281a)와, 제2 팬너트(N2)의 위치를 감지하도록 형성되는 제2 위치 센서(281b)를 포함할 수 있다. 제1 위치 센서(281a)는 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)의 위치를 정확히 감지할 수 있도록 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)의 주변에 설치되고, 제2 위치 센서(281b)는 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)의 주변에 설치될 수 있다. 위치 센서(281a,281b)로는 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 제어부(283)는 제1 위치 센서(281a) 및 제2 위치 센서(281b)의 감지 결과에 근거하여 진퇴 구동부(257)의 작동을 제어한다.
이하, 본 실시예에 따른 이송 유닛(230)과 프로브 유닛(250)의 작동 방식을 설명한다.
먼저, 프로브(251)는 제1 실시예의 프로브(151)보다 작은 지름을 갖는 제2 원형 궤적(C2)을 따라 회전하도록 형성된다. 따라서, 프로브(251)는 제1 실시예와 달리 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로 비스듬히 진입하지 않는다. 제1 팬너트(N1)가 이송되어 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH)가 프로브(251)와 마주하도록 위치하면, 제1 위치 센서(281a)는 제1 팬너트(N1)의 위치를 감지하여 이에 관한 데이터를 제어부(283)로 송신한다. 마찬가지로, 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)가 프로브(251)와 마주하도록 위치하면, 제2 위치 센서(281b)는 제2 팬너트(N2)의 위치를 감지하여 이에 관한 데이터를 제어부(283)로 송신한다.
제어부(283)는 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 위치 데이터를 수신하고 진퇴 구동부(257)를 작동시켜 프로브(251)가 각각 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH) 및 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로 삽입되도록 한다. 이때, 프로브(251)에는 전류가 인가되고, 프로브(251)는 상술한 것과 같이 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)에서 유도되는 자기장을 검출한다.
프로브(251)가 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS)과 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)으로부터 각각 유도 자기장을 검출하고 나면, 제어부(283)는 진퇴 구동부(257)를 작동시켜 프로브(251)가 구동축(254) 쪽을 향해 복귀하도록 한다. 이에 따라, 프로브(251)는 각각 제1 팬너트(N1)의 중공부(CH) 및 제2 팬너트(N2)의 중공부(CH)로부터 이탈되고, 각각 제2 원형 궤적(C2)을 따라 회전하게 된다. 이후, 제1 팬너트(N1)에 대한 검사를 마친 프로브(251)는 제2 팬너트(N2)를 검사할 수 있도록 제3 방향(R3)을 따라 회전하게 되고, 동시에 제2 팬너트(N2)에 대한 검사를 마친 프로브(251)는 제1 팬너트(N1)를 검사할 수 있도록 제3 방향(R3)을 따라 제1 이송판(231a) 쪽으로 회전 이동하게 된다.
이러한 구성에 의하면, 프로브(251)는 제1 팬너트(N1)의 내주면(IS) 및 제2 팬너트(N2)의 내주면(IS)과 접촉하지 않으면서 중공부(CH) 내부로 깊이 삽입될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 제1 팬너트(N1) 및 제2 팬너트(N2)가 상대적으로 깊은 형상의 중공부(CH)를 가진 경우에도 정확한 검사 결과값을 획득할 수 있다.
상기와 같은 너트 내주면 검사 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100,200: 너트 내주면 검사 장치
110a,110b: 공급 유닛 120a,120b: 정렬 유닛
130,230: 이송 유닛 131a,231a: 제1 이송판
131b,231b: 제2 이송판 133,233: 관통부
134: 개방부 137: 폐쇄부
145: 회동부 150,250: 프로브 유닛
151,251: 프로브 154: 구동축
155,255: 지지대 156: 동력원
157: 진퇴 구동부 160a,160b: 형상 측정 유닛
170: 배출 유닛 280: 구동 결정 유닛

Claims (15)

  1. 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제1 너트를 제1 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제1 이송판과, 중공부로 한정되는 내주면을 가지는 제2 너트를 제2 진행 방향으로 이송하도록 형성되는 제2 이송판을 구비하는 이송 유닛; 및
    상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 내주면에 와전류를 유도하여 상기 와전류로 인한 자기장을 검출하도록 형성되는 프로브와, 상기 프로브를 각각 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향에 평행한 접선을 갖는 원형 궤적을 따라 회전시켜 상기 프로브를 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트 각각의 중공부 내로 진입하게 구동하도록 형성되는 구동부를 가지는 프로브 유닛을 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판은, 상기 제1 이송판의 주면과 상기 제2 이송판의 주면이 서로 평행한 층을 이루도록 배치되는, 너트 내주면 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판은, 각각 상기 제1 너트 및 상기 제2 너트를 원주 방향을 따라 회전시켜 이송되도록 하는 원판으로 형성되는, 너트 내주면 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제1 이송판의 회전 중심에 연결되는 제1 샤프트 및 상기 제2 이송판의 회전 중심에 연결되는 제2 샤프트를 구비하는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 연결되어 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판을 각각 회전 구동하도록 형성되어, 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판의 원주 방향에 접하는 접선 방향이 각각 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향이 되도록 형성되는 회동부를 더 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 샤프트는 내부에 축방향을 따라 형성되는 중앙홀을 포함하고,
    상기 제1 샤프트는 상기 중앙홀에 삽입되어 상기 제2 샤프트와 동일한 회전 중심을 갖도록 배치되며,
    상기 회동부는 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판의 회전 방향이 서로 반대 방향이 되도록 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트를 회전 구동하도록 형성되는, 너트 내주면 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회동부는, 회동 베벨 기어를 포함하고,
    상기 제1 샤프트는,
    상기 제1 이송판에 연결되는 제1 로드; 및
    상기 제1 로드에 설치되어, 상기 회동 베벨 기어와 맞물려 회전되도록 형성되는 제1 베벨 기어를 포함하고,
    상기 제2 샤프트는,
    상기 제2 이송판에 연결되며 상기 중앙홀을 구비하는 제2 로드; 및
    상기 회동 베벨 기어와 맞물려 회전하도록 상기 제2 로드에 설치되며, 상기 제1 베벨 기어와는 반대 방향으로 회전하도록 배치되는 제2 베벨 기어를 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 유닛은 상기 제1 이송판과 상기 제2 이송판 사이에 배치되는, 너트 내주면 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 프로브의 회전 중심을 이루도록 형성되는 구동축;
    상기 구동축에서 방사 방향으로 연장 형성되며, 자유단에는 상기 프로브가 설치되는 지지대; 및
    상기 구동축을 회전 구동하도록 형성되어, 상기 프로브가 상기 원형 궤적을 그리도록 하는 동력원을 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동축은, 상기 제1 진행 방향 및 상기 제2 진행 방향 모두와 수직을 이루는 방향을 따라 연장 형성되어, 상기 프로브가 그리는 상기 원형 궤적이 상기 제1 이송판 및 상기 제2 이송판과 수직을 이루도록 형성되는, 너트 내주면 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 이송판은, 상기 제1 너트가 배치되어 이송되는 위치에 상기 제1 너트와 대응하는 사이즈로 형성되는 관통부를 포함하고,
    상기 제2 이송판은, 상기 제2 너트가 배치되어 이송되는 위치에 상기 제2 너트와 대응하는 사이즈로 형성되는 오목부를 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 프로브를 상기 지지대의 연장 방향으로 진퇴하게 구동하도록 형성되는 진퇴 구동부를 더 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 너트 및 상기 제2 너트의 위치를 감지하도록 형성되는 위치 센서와, 상기 위치 센서의 감지 결과에 근거하여 상기 진퇴 구동부의 작동을 제어하도록 형성되는 제어부를 구비하는 구동 결정 유닛을 더 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 제1 이송판은, 원주 방향을 따르는 가장자리 영역에 상기 제1 너트에 대응하는 사이즈로 형성되는 관통부를 포함하고,
    상기 제2 이송판은, 원주 방향을 따르는 가장자리 영역에 상기 제2 너트에 대응하는 사이즈로 형성되는 오목부를 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 관통부는 상기 제1 이송판의 가장자리에서 외부로 개방 형성되는 개방부를 포함하며,
    상기 이송 유닛은, 상기 제1 이송판의 가장자리를 따라 상기 제1 너트가 배출되는 위치까지 상기 개방부를 폐쇄하도록 연장 형성되어 상기 제1 너트가 상기 관통부에서 이탈되는 것을 방지하도록 형성되는 폐쇄부를 더 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 와전류를 인가하고 상기 제1 너트의 내주면과 상기 제2 너트의 내주면에서 유도되는 와전류로 인한 자기장을 검출하도록 형성되는 코일; 및
    상기 코일을 감싸도록 형성되는 절연성 캡을 포함하는, 너트 내주면 검사 장치.
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