KR101553630B1 - 변위센서를 이용한 개스킷 조립 검사 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모제품에 체결되는 개스킷의 정조립 여부를 자동으로 검사하는 장치에 관한 것으로, 고정지그와; 상기 고정지그에 수직으로 입설 고정되어 상기 모제품에 체결된 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단의 높이를 측정하는 변위센서와; 상기 고정지그의 일측에 결합되어 상기 변위센서가 고정된 고정지그를 승하강시키는 상하이동수단과; 상기 고정지그와 이격 설치되어 상기 변위센서에 의해 측정된 측정값을 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하는 데이터 처리장치를 포함하는 개스킷 조립 검사 장치 및 그 검사방법을 제공하며, 대량 생산되는 제품 생산라인에서 개스킷의 누락 및 중복 조립 여부를 정확히 자동 검사함으로써 검사성능 향상, 제품 불량률 감소, 전수검사 실시가 가능한 효과를 제공하고, 아울러 평탄도 검사기, 리크 검사기 등 기본 검사장치와 함께 사용이 가능하므로 작업의 편의성을 높일 수 있는 우수한 효과를 제공한다.

개스킷, 조립, 검사, 변위센서, 접촉식, 비접촉식

Description

변위센서를 이용한 개스킷 조립 검사 장치 및 그 검사 방법{INSPECTION APPARATUS FOR THE ASSEMBLING OF GASKET WITH DISPLACEMENT SENSOR AND THE ASSEMBLING METHOD THEREOF}

본 발명은 모제품에 체결되는 개스킷의 정조립 여부를 자동으로 검사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변위센서를 이용하여 개스킷의 누락 및 중복 조립 여부를 자동으로 검사함으로써 검사성능을 향상시키고 제품 불량률을 감소시킨 개스킷 조립 검사 장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.

개스킷은 금속이나 소재가 서로 접촉할 경우, 접촉면에서 가스나 물이 누출되지 않도록 끼워넣는 얇은판상의 고리모양의 패킹(packing)이다. 재료는 보통 고무재료를 사용하지만, 석면이나 구리 등을 사용하기도 한다.

그런데, 자동차 부품의 경우에는 보통 소품종 대량 생산인 경우가 많으며, 볼트와 개스킷의 조립은 수작업으로 이루어지기 때문에 작업자의 부주의로 인하여 개스킷의 누락 또는 중복이 발생하며, 이는 자동차 부품의 주요 결함요인이 되고 있다.

이러한 개스킷의 누락 또는 중복 조립 여부에 대한 검사는 제품출고시 육안 으로 이루어져 왔는데, 육안검사는 대량 생산되는 자동차 부품의 특성상 전수검사가 어렵고, 정확한 검사가 어려워 오차가 발생하며, 작업자에게 지나친 작업부담을 가중시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 대량 생산되는 제품 생산라인에서 개스킷의 누락 및 중복 조립 여부를 정확히 자동 검사함으로써 검사성능 향상, 제품 불량률 감소 및 전수검사 실시가 가능한 개스킷 조립 검사 장치 및 검사 방법 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명은 모제품에 체결되는 개스킷의 정조립 여부를 자동으로 검사하는 장치에 있어서, 고정지그와; 상기 고정지그에 수직으로 입설 고정되어 상기 모제품에 체결된 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단의 높이를 측정하는 변위센서와; 상기 고정지그의 일측에 결합되어 상기 변위센서가 고정된 고정지그를 승하강시키는 상하이동수단과; 상기 고정지그와 이격 설치되어 상기 변위센서에 의해 측정된 측정값을 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하는 데이터 처리장치를 포함하는 개스킷 조립 검사 장치를 제공한다.

이 때, 상기 변위센서는 접촉식 또는 비접촉식인 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 상하이동수단은 모터에 의해 구동되며 정밀 위치 제어가 가능한 초정밀 스테이지(Axis Linear Stage)인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 모제품에 체결된 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단 높이의 기준값을 결정하는 단계와; 체결된 볼트 또는 플러그의 상부와 제품 사이에 개스킷이 결합된 검사 대상 모제품을 준비하는 단계와; 변위센서가 고정된 고정지그를 상하 이동수단에 의해 승하강시킨후 상기 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단의 높이를 측정하는 단계와; 상기 측정값을 데이터 처리장치로 전송하는 단계와; 상기 전송된 측정값을 상기 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하는 단계를 포함하는 개스킷 조립 검사 방법을 제공한다.

여기서, 상기 변위센서는 접촉식 또는 비접촉식인 것을 특징으로 하는 개스킷 조립 검사 방법도 제공한다.

상술한 구성에 의해 본 발명은, 대량 생산되는 제품 생산라인에서 개스킷의 누락 및 중복 조립 여부를 정확히 자동 검사함으로써 검사성능 향상, 제품 불량률 감소, 전수검사 실시가 가능한 효과를 제공하고, 아울러 평탄도 검사기, 리크 검사기 등 기본 검사장치와 함께 사용이 가능하므로 작업의 편의성을 높일 수 있으며, 육안검사가 아닌 자동검사이므로 환경이 열악한 작업장에서도 검사가 가능한 우수한 효과가 있다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 개스킷 조립 검사 장치의 구성도, 도 2는 개스킷이 조립된 상부 형태를 나타낸 사진, 도 3은 개스킷이 조립된 하부 형태를 나타낸 사진, 도 4는 본발명의 상하이동수단중 하나인 Axis Linear Stage의 사진, 도 5는 기준값을 결정하는 방법을 나타낸 개략도, 도 6는 측정값을 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 검사하는 방법을 나타낸 개략도, 도 7은 비접촉식인 레이저 변위센서 에 의한 거리 측정 방법을 나타낸 개략도, 도 8은 본 발명에 따른 개스킷 조립 검사 방법의 플로우 차트이다.

본 발명은 모제품에 체결되는 개스킷의 정조립 여부를 자동으로 검사하는 장치이며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모제품(1)에 용접된 가이드(2)의 안내를 받아 볼트(3)가 모제품(1)과 체결되고, 상기 볼트(3)의 상부와 모제품(1)의 사이에는 개스킷(4)이 결합되는데, 접촉식 또는 비접촉식 변위센서(5)를 이용하여 볼트(3) 또는 플러그의 상부 또는 하부의 높이를 측정하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 변위센서(5)는 고정지그(6)에 수직으로 입설되어 고정 설치되며, 상하이동수단(7)이 상기 고정지그(6)의 일측에 결합됨에 의하여 상기 변위센서가 고정된 고정지그가 일정 거리를 승하강 이동한 후 변위센서(5)가 볼트 또는 플러그의 상부 또는 하부의 높이를 측정하게 된다.

이 때, 상기 상하이동수단은 유압 실린더를 사용할 수도 있으나, 정밀 위치 제어를 위해서는 도 4에 도시된 모터에 의해 구동되는 초정밀 스테이지(Axis Linear Stage)를 사용하는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초정밀 스테이지의 일측에는 고정지그가 안착되어 상하이동할 수 있도록 안착부위가 형성되어 있다.

또한, 상기 고정지그와 이격된 위치에는 데이터 처리장치(8)가 설치되어 있어, 상기 변위센서에 의해 측정된 측정값을 미리 측정해 놓은 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하게 된다.

이 때, 상기 변위센서(5)는 접촉식 또는 비접촉식 모두 가능한데, 접촉식인 경우에는 변위센서와 피측정물이 직접 접촉함으로써 발생하는 변위부(9)의 길이 변형을 이용하여 높이를 측정하게 되고, 비접촉식인 경우에는 변위센서와 피측정물이 직접 접촉하지 않고 거리를 측정하게 되는데, 레이저식, 초음파식, 와전류식 등이 가능하다.

이하, 본 발명의 개스킷 조립 검사 방법에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8의 플로우 차트에 도시된 바와 같이, 본 발명의 개스킷 조립 검사 방법은 먼저 모제품에 체결된 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단 높이의 기준값을 결정해야 한다(S1). 이를 위해서는 접촉식의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 설계도면에 나타난 모제품에 체결된 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단 높이에 해당되는 위치에 탈착식 마스터(10)를 설치한 후, 상하이동수단을 이용하여 변위센서(5)를 이동시켜 마스터와 접촉시킨다. 볼트 또는 플러그의 상단의 경우에는 위에서 아래로 하방이동, 하단의 경우에는 아래에서 위로 상방이동시켜 마스터와 접촉시킨다. 그 결과, 변위부(9)의 길이가 d0에서 d1으로 변화하게 되며, d1이 기준값으로 결정되어 데이터 처리장치(8)에 기준값으로 설정되어 입력된다.

한편, 비접촉식인 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 직접 접촉하지 않고 변위센서로부터 레이저 또는 초음파 등을 발생시켜 거리를 측정하여 기준값을 설정한다.

이와같이 기준값을 결정한 다음에는 검사 대상인 체결된 볼트 또는 플러그의 상부와 제품 사이에 개스킷이 결합된 모제품을 준비한다(S2). 즉, 모제품(1)에 용 접된 가이드(2)의 안내를 받아 볼트(3)를 모제품(1)과 체결하고, 상기 볼트(3)의 상부와 모제품(1)의 사이에는 개스킷(4)을 결합시킨 검사 대상 모제품을 준비한다.

그리고, 상기 탈착식 마스터(10)를 제거하고, 피측정물인 상기 검사 대상 모제품을 올려 놓은 뒤 변위센서(5)가 고정된 고정지그(6)를 상하이동수단에 의해 이동시켜 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단의 높이를 측정한다(S3). 접촉식인 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 볼트 또는 플러그의 상단 또는 하단과 접촉되어 변위부(9)의 길이가 d0에서 d2로 변화하게 되며, 비접촉식인 경우에는 레이저 또는 초음파를 발생시켜 거리를 측정하게 된다.

그리고, 상기 변위센서에 의한 측정값은 개스킷의 정조립 여부를 확인하기 위해 데이터 처리장치(8)로 전송된다(S4).

상기 데이터 처리장치(8)는 상기 전송된 측정값을 상기 설정된 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하게 되는데(S5), 접촉식인 경우에는 기준값인 d1과 측정값인 d2의 길이를 비교하여 'd1-d2'의 절대치값, 즉 │d1-d2│값이 합격품을 위한 검사기준보다 작을 경우에는 정조립 여부에 대해 합격으로 판정하고, 반대로 검사기준보다 클 경우에는 개스킷의 누락 및 중복 조립 등 제품 불량에 해당하여 불합격으로 판정한다.

한편, 비접촉식인 경우에도 기준값과 측정값을 비교하여 상기와 동일한 방법으로 제품의 불량 여부를 점검할 수 있다.

도 1은 본 발명의 개스킷 조립 검사 장치의 구성도.

도 2는 개스킷이 조립된 상부 형태를 나타낸 사진.

도 3은 개스킷이 조립된 하부 형태를 나타낸 사진.

도 4는 본발명의 상하이동수단중 하나인 Axis Linear Stage의 사진.

도 5는 기준값을 결정하는 방법을 나타낸 개략도.

도 6는 측정값을 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 검사하는 방법을 나타낸 개략도.

도 7은 비접촉식인 레이저 변위센서에 의한 거리 측정 방법을 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명에 따른 개스킷 조립 검사 방법의 플로우 차트.

*도면의 주요부호에 관한 설명*

1. 모제품 2. 가이드

3. 볼트 4. 개스킷

5. 변위센서 6. 고정지그

7. 상하이동수단 8. 데이터 처리장치

9. 변위부 10. 탈착식 마스터

Claims (5)

1. 모제품에 체결되는 개스킷의 정조립 여부를 자동으로 검사하는 장치에 있어서,

   모제품에 체결되는 볼트를 가이드하기 위하여 모제품의 일면에 설치된 볼트 가이드와,

   모제품의 타면에서 개스킷을 사이에 두고 모제품에 체결되어 상기 볼트 가이드에 삽입되는 볼트와,

   고정지그와;

   상기 고정지그에 수직으로 입설 고정되어 상기 모제품에 체결되어 볼트 가이드에 삽입된 볼트 하단의 높이를 측정하는 1개의 변위센서와;

   상기 고정지그의 일측에 결합되어 상기 변위센서가 고정된 고정지그를 승하강시키는 상하이동수단과;

   상기 고정지그와 이격 설치되어 상기 변위센서에 의해 측정된 측정값을 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하는 데이터 처리장치를 포함하는 개스킷 조립 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변위센서는 접촉식 또는 비접촉식인 것을 특징으로 하는 개스킷 조립 검사 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 상하이동수단은 모터에 의해 구동되며 정밀 위치 제어가 가능한 초정밀 스테이지(Axis Linear Stage)인 것을 특징으로 하는 개스킷 조립 검사 장치.
4. 모제품에 체결된 볼트 하단의 높이의 기준값을 결정하는 단계와;

   모제품에 체결되는 볼트를 가이드하기 위하여 모제품의 일면에 설치된 볼트 가이드를 통하여 모제품의 타면에서 모제품에 체결되어 상기 볼트 가이드에 삽입된 볼트와 모제품의 타면 사이에 개스킷이 결합된 검사 대상 모제품을 준비하는 단계와;

   1개의 변위센서가 고정된 고정지그를 상하이동수단에 의해 승하강시킨후 상기 볼트 하단의 높이를 측정하는 단계와;

   상기 측정하는 단계의 측정값을 데이터 처리장치로 전송하는 단계와;

   상기 전송된 측정값을 상기 기준값과 비교하여 개스킷의 정조립 여부를 확인하는 단계를 포함하는 개스킷 조립 검사 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 변위센서는 접촉식 또는 비접촉식인 것을 특징으로 하는 개스킷 조립 검사 방법.

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