KR101582859B1 - Device and method for inspecting valve spring property - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 밸브 스프링 특성 측정장치 및 특성 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 스프링에 하중을 가하여 압축하되, 밸브 스프링이 요구되는 변위로 압축되었을 때의 하중값을 검출하고, 이와 더불어 압축된 밸브 스프링을 360° 회전시키면서 밸브 스프링의 측면부 영상을 촬영하며, 촬영된 영상을 분석하여 해당 밸브 스프링의 선간 접촉 권수와 같은 특성 정보를 자동으로 측정하는 밸브 스프링 특성 측정장치와 특성 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve spring characteristic measuring apparatus and a characteristic measuring method, and more particularly, to a valve spring characteristic measuring apparatus and method for measuring a valve spring force by compressing a valve spring by applying a load to the valve spring, The present invention relates to a valve spring characteristic measuring apparatus and a characteristic measuring method for measuring an image of a side surface of a valve spring while rotating the valve spring by 360 ° and analyzing the captured image and automatically measuring characteristic information such as the number of turns of the corresponding valve spring .
일반적으로 밸브 스프링은 엔진의 흡기 밸브 및 배기 밸브에 장착되어 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐를 조절하는 부품으로, 엔진 구동에 많은 영향을 미치는 중요한 부품이다.Normally, the valve spring is attached to the intake valve and the exhaust valve of the engine to regulate the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve, and is an important component that greatly affects engine driving.
이러한 밸브 스프링은 엔진 사양이나 흡기 밸브 및 배기 밸브의 개도 특성에 대응하는 특성을 갖도록 설계 및 제작되고 있다.Such valve springs are designed and manufactured to have characteristics corresponding to engine specifications and opening characteristics of intake valves and exhaust valves.
한편, 밸브 스프링의 특성은 스프링의 형상에 따라 변화되므로, 결국 제작된 밸브 스프링에 허용 범위 이상의 오차가 발생된 경우, 엔진의 성능을 저하시키고, 소음이나 진동을 발생시키게 된다.On the other hand, since the characteristic of the valve spring changes according to the shape of the spring, if an error more than an allowable range is generated in the manufactured valve spring, the performance of the engine is lowered and noise or vibration is generated.
따라서, 밸브 스프링의 제작시 엄격한 공차 관리가 요구됨에도 불구하고, 종래에는 밸브 스프링을 검사하기 위한 적절한 측정장비의 부재로 인하여 밸브 스프링에 대한 효과적인 관리가 이루어지지 못하였다.Thus, although strict tolerance management is required in the manufacture of the valve springs, effective management of the valve springs has not been achieved due to the absence of proper measuring equipment for testing the valve springs.
이러한 종래의 문제점을 고려하여 본 출원인은 밸브 스프링의 1차 하중검사 및 2차 하중검사를 하나의 장치를 이용하여 연속적으로 실시할 수 있도록 한 하중검사장치를 개발한 바 있으며, 이러한 하중검사장치는 공개특허공보 제10-2011-0105909호에 개시되어 있다.In view of such conventional problems, the applicant of the present invention has developed a load testing apparatus capable of continuously performing the primary load inspection and the secondary load inspection of the valve springs using one apparatus. Open No. 10-2011-0105909.
상기 발명에 개시된 하중검사장치는 1차 하중검사부와 2차 하중검사부를 포함하는 것으로 구성되며, 밸브 스프링에 대한 1차 하중검사와 2차 하중검사는 신속하고 정확하게 실시할 수 있는 장점을 갖고 있다.The load inspection apparatus disclosed in the above-mentioned invention comprises a primary load inspection unit and a secondary load inspection unit. The primary load inspection and the secondary load inspection for the valve spring can be performed quickly and accurately.
그러나, 상기 발명된 개시된 하중검사장치는 밸브 스프링이 요구되는 변위로 가압되었을 때의 하중값을 측정할 수 있을 뿐, 선간 접촉 권수나 밀착고와 같은 추가적인 세부 정보를 측정할 수 없는 문제점이 있다.However, the above-described disclosed load testing apparatus can measure the load value when the valve spring is pressed to a required displacement, and can not measure additional detailed information such as the number of winding contacts and the tightening height.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 하중값과 선간 접촉 권수, 2차 변위에 대한 하중값과 선간 접촉권수, 그리고 밀착고와 같은 밸브 스프링의 특성 정보를 자동으로 측정할 수 있도록 하는 밸브 스프링 특성 측정장치 및 특성 측정방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling a valve spring in which a load value for a primary displacement, a number of turns, And to provide a valve spring characteristic measuring apparatus and a characteristic measuring method for automatically measuring characteristic information of a valve spring.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 상면에 밸브 스프링이 수직하게 세워진 구조로 놓이며, 밸브 스프링과 함께 회전하는 회전판; 상기 회전판에 세워진 밸브 스프링의 내측에서 빛을 발산하는 센터 조명; 상기 회전판과 연결되어 회전판을 회전시키는 회전 구동 수단; 상기 회전판에 세워진 밸브 스프링의 일측에서 밸브 스프링을 향하여 빛을 발산하는 백 라이트; 상기 백 라이트와 밸브 스프링을 사이에 두고 마주하도록 배치되어 상기 회전판에 의하여 미리 설정된 각도 단위로 회전하는 밸브 스프링의 측면 영상을 촬영하는 카메라; 상기 회전판의 수직 상부에서 회전판과 이격된 구조를 갖도록 배치되며, 상하 방향으로 이동하면서 회전판에 놓인 밸브 스프링을 가압하여 압축시키는 가압블록; 상기 가압블록을 통하여 밸브 스프링에 가해지는 하중의 크기를 검출하는 로드셀; 상기 가압블록과 로드셀이 설치되며, 상기 가압블록을 상하로 이동시키는 상하이송기구; 상기 가압블록의 상하 이동시 가압블록의 위치정보를 검출하는 변위센서; 상기 로드셀과 변위센서로부터 전달되는 신호로부터 해당 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 하중값과 2차 변위에 대한 하중값을 획득하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 해당 밸브 스프링의 1차 변위와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수 및 밀착고를 검출하는 제어기; 및 상기 회전판에 놓인 밸브 스프링의 중심이 회전판의 중심에 일치하도록 밸브 스프링을 정렬하는 정렬수단;으로 구성되되, 상기 정렬수단은, 상기 회전판에 놓인 밸브 스프링의 일측에서 밸브 스프링에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 배치되며, 상기 밸브 스프링과 마주하는 측면에 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제1 홈이 형성된 제1 위치정렬지그; 상기 회전판에 놓인 밸브 스프링을 사이에 두고 제1 위치정렬지그와 마주하는 구조를 갖도록 배치되며, 상기 밸브 스프링과 마주하는 측면에 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제2 홈이 형성된 제2 위치정렬지그; 및 상기 제1 위치정렬지그와 제2 위치정렬지그가 상호 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 제1,2 위치정렬지그를 이동시키는 이동수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a valve assembly comprising: a rotary plate that rotates together with a valve spring, the valve spring being vertically erected on an upper surface thereof; A center light for emitting light from inside the valve spring installed on the rotating plate; Rotation driving means connected to the rotation plate to rotate the rotation plate; A backlight for emitting light toward the valve spring from one side of the valve spring installed on the rotation plate; A camera disposed to face the backlight and the valve spring to photograph a side image of the valve spring that is rotated by a predetermined angle unit by the rotation plate; A pressing block which is arranged to be spaced apart from the rotary plate at a vertical upper portion of the rotary plate and presses and compresses the valve spring placed on the rotary plate while moving in the vertical direction; A load cell for detecting a magnitude of a load applied to the valve spring through the press block; An up-and-down mechanism provided with the press block and the load cell, and vertically moving the press block; A displacement sensor for detecting position information of the press block when the press block is moved up and down; A load value for the primary displacement of the corresponding valve spring and a load value for the secondary displacement are obtained from signals transmitted from the load cell and the displacement sensor, and the image captured by the camera is analyzed, A controller for detecting the number of winding wires and the tight contact with respect to the secondary displacement; And alignment means for aligning the valve springs so that the center of the valve springs placed on the spindle coincides with the center of the spindle, wherein the alignment means is arranged in the direction of approaching or departing from the valve springs at one side of the valve springs A first positioning jig having a V-shaped first groove formed in a side face of the valve spring for receiving a side portion of the valve spring; And a second groove having a V-shaped structure in which a side portion of the valve spring is inserted into a side surface facing the valve spring, the second groove having a V- Position alignment jig; And moving means for moving the first and second aligning jigs so that the first and second aligning jigs move in a direction in which the first and second aligning jigs are moved toward or away from each other.
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한편 상기 밸브 스프링 특성 측정장치에 있어서, 상기 이동수단은, 상기 제1,2 위치정렬지그를 관통하되, 상기 제1 위치정렬지그와 체결되어 제1 위치정렬지그의 이동을 유도하는 왼나사가 일측에 형성되고, 상기 제2 위치정렬지그와 체결되어 제2 위치정렬지그의 이동을 유도하는 오른나사가 타측에 형성된 이송축; 및 상기 이송축과 연결되어 이송축을 회전시키는 이송용 모터;로 구성될 수 있다.In the apparatus for measuring a valve spring characteristic, the moving means includes a left-handed thread passing through the first and second aligning jigs, which is engaged with the first aligning jig to induce movement of the first aligning jig, A conveying shaft formed on the other side of the second aligning jig and having a right screw for guiding movement of the second aligning jig; And a feed motor connected to the feed shaft to rotate the feed shaft.
한편 상기 밸브 스프링 특성 측정장치에 있어서, 상기 센터 조명은 회전판을 관통하여 밸브 스프링의 중앙부로 삽입되도록 설치되고, 상기 카메라와 마주하는 방향에 위치한 측면부에는 상하 방향으로 연장된 슬릿 구조의 빛 발산부가 형성된 것으로 구성될 수 있다.In the apparatus for measuring a characteristic of a valve spring, the center light is installed to be inserted into a central portion of a valve spring through a rotating plate, and a light diffusing portion having a slit structure extending in a vertical direction is formed on a side portion facing the camera ≪ / RTI >
한편 상기 밸브 스프링 특성 측정장치에 있어서, 상기 상하이송기구는, 상기 로드셀과 가압블록이 설치된 승강블록; 상기 승강블록과 결합되어 승강블록의 상하 이동을 지지하는 하나 이상의 컬럼; 상기 컬럼의 내부 또는 외부에서 수직한 구조를 갖도록 설치되며, 상기 승강블록과 결합되는 이송스크류; 상기 이송스크류와 연결되어 이송스크류를 회전시키는 승강모터;로 구성될 수 있다.In the valve spring characteristic measuring apparatus, the up-and-down moving mechanism may include a lift block having the load cell and the push block installed therein; At least one column combined with the lift block to support the vertical movement of the lift block; A transfer screw installed to have a vertical structure inside or outside the column, the transfer screw being coupled with the lift block; And an elevating motor connected to the conveying screw to rotate the conveying screw.
또한 본 발명은, 회전판의 상면에 밸브 스프링을 수직하게 세워 놓는 단계(S110); 상기 회전판에 놓인 밸브 스프링과 가압블록을 접촉시켜 하중값이 0인 위치를 검출하고, 해당 위치의 변위값을 0으로 세팅하는 단계(S120); 상기 S120 단계 후, 미리 설정된 1차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록을 하강시키고, 1차 변위 위치에서 로드셀에서 검출되는 하중값을 1차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S130); 상기 S130 단계 후, 상기 회전판을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라로 촬영하는 단계(S140); 상기 S140 단계 후, 미리 설정된 2차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록을 하강시키고, 2차 변위 위치에서 로드셀에서 검출되는 하중값을 2차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S150); 상기 S150 단계 후, 상기 회전판을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라로 촬영하는 단계(S160); 및 상기 S140 단계에서 촬영된 영상과, 상기 S160 단계에서 촬영된 영상을 제어기가 분석하여 해당 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 검출하는 단계(S170);로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing an air conditioner, comprising: (S110) setting up a valve spring vertically on an upper surface of a rotating plate; Detecting a position where a load value is 0 by contacting a valve spring placed on the rotary plate with a pressing block, and setting a displacement value of the position to 0 (S120); After the step S120, a step S130 of lowering the pressure block so that the valve spring is compressed by a predetermined primary displacement and detecting a load value detected by the load cell at the primary displacement position as a load value with respect to the primary displacement; After the step S130, the step S140 of photographing the side image of the valve spring with the camera while rotating the valve spring by a preset angle unit by operating the rotation plate; After the step S140, a step S150 of lowering the pressure block so that the valve spring is compressed by a predetermined secondary displacement and detecting a load value detected by the load cell at the secondary displacement position as a load value with respect to the secondary displacement; After step S150, the step S160 of photographing the side image of the valve spring with the camera while operating the rotation plate to rotate the valve spring by a predetermined angle unit; And a step S170 of analyzing the image photographed in the step S140 and the image photographed in the step S160 to detect the number of turns of the line for the primary displacement of the valve spring and the number of turns of the line for the secondary displacement, The valve spring characteristic measuring method according to the present invention is characterized by comprising:
한편 상기 밸브 스프링 특성 측정방법에 있어서, 상기 S160 단계 후, 상기 가압블록을 더 하강시켜 밸브 스프링을 압축하되, 로드셀에서 검출되는 하중값과 변위센서에서 검출되는 변위값으로부터 산출되는 스프링 상수값이 미리 설정된 기준 상수값에 도달하였을 때의 변위값을 해당 밸브 스프링의 밀착고로 검출하는 단계(S180);가 더 포함될 수 있다.In the valve spring characteristic measuring method, after the step S160, the pressure block is further lowered to compress the valve spring, and the spring constant value calculated from the load value detected by the load cell and the displacement value detected by the displacement sensor (S180) of detecting a displacement value at the time of reaching the set reference constant value by the close contact of the valve spring (S180).
한편 상기 밸브 스프링 특성 측정방법에 있어서, 상기 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수는, 밸브 스프링의 상측 끝단을 검출하고, 밸브 스프링의 이웃한 두 권의 사이 거리가 0.05㎜인 지점을 검출한 뒤, 상측 끝단부 지점과 0.05㎜ 지점의 상대 각도와 밸브 스프링의 외경값으로부터 선간 접촉 권수를 산출할 수 있다.The number of turns of the line contact with respect to the primary displacement and the number of turns of the line of contact with respect to the secondary displacement are detected by the upper end of the valve spring and the distance between two neighboring volumes of the valve spring is After detecting a point of 0.05 mm, the number of turns of line contact can be calculated from the upper end point, the relative angle of 0.05 mm and the outer diameter of the valve spring.
한편 상기 밸브 스프링 특성 측정방법에 있어서, 상기 S140 단계 및 S160 단계는 밸브 스프링의 중앙부로 삽입되는 센터 조명을 이용하여 밸브 스프링의 내측에서 카메라 방향으로 조명을 발산시키고, 이와 더불어 밸브 스프링을 사이에 두고 카메라와 마주하도록 배치된 백 라이트에서 카메라 방향으로 조명을 발산시킨 상태에서 밸브 스프링의 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.In the method of measuring the characteristics of the valve spring, in steps S140 and S160, illumination is emitted from the inside of the valve spring toward the camera using a center light inserted into the center of the valve spring, It is preferable to photograph the image of the valve spring in a state in which the backlight disposed to face the camera radiates illumination toward the camera.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 밸브 스프링의 1차 하중과 2차 하중, 1,2차 하중시 선간 접촉 권수, 그리고 밀착고와 같은 세부적인 특성정보를 신속하고 정확하게 검출할 수 있으므로, 밸브 스프링에 대한 품질관리의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having such characteristics as described above, it is possible to quickly and accurately detect the detailed characteristic information such as the primary load, the secondary load, the number of turns of the line-to-line contact at the time of the first and second loads, It is possible to improve the efficiency of quality control of the valve springs.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치를 다른 각도에서 나타낸 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 정면도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 평면도,
도 5 는 본 발명에 따른 회전판과 센터 조명의 설치구조를 보인 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 상하이송기구의 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 정렬수단의 사시도,
도 8 은 카메라에서 촬영된 영상을 흑백으로 화소로 나타낸 영상,
도 9 는 밸브 스프링의 상측 끝단을 검출하는 과정을 보인 예시도,
도 10 은 검출된 특성 정보를 디스플레이장치를 통하여 나타낸 영상.1 is a perspective view of a valve spring characteristic measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view of a valve spring characteristic measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a front view of an apparatus for measuring the characteristics of a valve spring according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a plan view of an apparatus for measuring a characteristic of a valve spring according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a perspective view showing a mounting structure of a rotating plate and a center light according to the present invention,
6 is a perspective view of the upper and lower transfer mechanism according to the present invention,
Figure 7 is a perspective view of the alignment means according to the invention,
8 is a diagram showing an image taken by a camera as an image in pixels in black and white,
9 is a view showing a process of detecting an upper end of a valve spring,
10 is a view showing the detected characteristic information through the display device.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치를 다른 각도에서 나타낸 사시도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 정면도를, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치의 평면도를, 도 5는 본 발명에 따른 회전판과 센터 조명의 설치구조를 보인 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 상하이송기구의 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 정렬수단의 사시도를 도시하고 있다.FIG. 1 is a perspective view of an apparatus for measuring the characteristics of a valve spring according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a valve spring characteristic measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, 4 is a plan view of an apparatus for measuring the characteristics of a valve spring according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the installation structure of a rotating plate and a center light according to the present invention Fig. 6 is a perspective view of the vertical transfer mechanism according to the present invention, and Fig. 7 is a perspective view of the alignment means according to the present invention.
본 발명에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치는 밸브 스프링에 하중을 가하여 압축시키면서 1,2차 하중값을 검출하는 것은 물론이고, 밸브 스프링을 압축시킨 상태에서 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 촬영하여 1,2차 하중값에 대응하는 선간 접촉 권수와 같은 세부적인 특성 정보를 측정할 수 있도록 한 특징을 갖는다.The apparatus for measuring a characteristic of a valve spring according to the present invention detects a first and second load values while applying a load to a valve spring and compresses the valve spring while rotating the valve spring in a compressed state, It is possible to measure detailed characteristic information such as the number of winding lines corresponding to the secondary load value.
이러한 특징을 구현하기 위한 본 발명에 따른 밸브 스프링 특성 측정장치는 회전판(110), 센터 조명(120), 회전 구동 수단(130), 백 라이트(140), 카메라(150), 가압블록(160), 로드셀(170), 상하이송기구(180), 변위센서(190), 제어기(200)로 구성된다.The apparatus for measuring the characteristics of a valve spring according to the present invention for realizing such a characteristic includes a
참고로, 도면부호 100은 상기 회전판(110), 센터 조명(120), 회전 구동 수단(130), 백 라이트(140), 카메라(150), 상하이송기구(180), 변위센서(190), 제어기(200)가 설치되는 베이스 판이다.
상기 회전판(110)은 밸브 스프링(S)이 상면에 놓이는 받침판으로, 밸브 스프링이 놓이는 공간을 제공하는 것과 더불어 밸브 스프링을 회전시키는 기능을 갖는다.The rotating
이러한 회전판(110)은 원형의 판재나 블록으로 구성되며, 상면이 평탄하게 구성되어 좌면이 연마된 밸브 스프링이 상면에 놓이게 된다.The
또한, 상기 회전판(110)의 중앙부에는 센터 조명(120)의 설치를 위한 관통홀(111)이 형성되어 있다.A through
상기 센터 조명(120)은 카메라(150)를 이용한 밸브 스프링(S)의 영상 촬영시, 음영이 명확하게 구분된 영상을 카메라(150)로 촬영할 수 있도록 밸브 스프링(S)의 내측에서 카메라(150) 방향으로 빛을 발산하는 것이다.The
이러한 센터 조명(120)은 바 형상으로 이루어져 밸브 스프링(S)의 내측 중앙부에 세워지며, 회전판(110)과 밸브 스프링의 회전에 상관없이 항상 카메라(150) 방향으로 빛을 발산하도록 회전판(110)에 형성된 관통홀(111)을 통하여 회전판(110)의 상면으로 돌출되게 설치된다.The
한편, 상기 센터 조명(120)의 측면부 중 카메라(150)와 마주하는 방향에 위치한 측면부에는 상하 방향으로 연장되는 슬릿 구조의 빛 발산부(121)가 형성되어 상하 방향으로 연장되는 선형 구조의 빛을 카메라(150) 방향으로 조사하도록 구성된다.On the other hand, a
참고로, 상기 빛 발산부(121)는 센터 조명(120)의 측면부에 상하 방향으로 연장되는 구조를 갖는 광원을 설치하거나, 또는 센터 조명(120)의 내부에 광원을 설치하고, 센터 조명(120)의 측면에는 상하 방향으로 연장되는 슬릿을 형성하여 광원에서 발산되는 빛이 슬릿을 통하여 카메라(150) 방향으로 조사되도록 구성될 수 있다.The
상기 회전 구동 수단(130)은 회전판(110)과 연결되어 회전판(110)을 회전시키는 것으로, 회전 구동용 모터(131)에서 발생되는 회전력이 벨트와 풀리와 같은 동력전달수단(132)을 통하여 회전판(110)으로 전달되어 회전판(110)을 회전시키도록 구성될 수 있다.The rotation driving means 130 is connected to the
상기 백 라이트(140)는 카메라(150)를 이용한 밸브 스프링의 영상 촬영시, 음영이 명확하게 구분된 영상을 카메라(150)로 촬영할 수 있도록 밸브 스프링(S)의 외측에서 밸브 스프링을 사이에 두고 카메라(150) 방향으로 빛을 조사하도록 설치된다.The
이러한 백 라이트(140)는 밸브 스프링의 특정 부분에 빛이 집중되지 않고 전체적으로 균일하게 빛이 분산된 채로 조사될 수 있도록 하기 위하여 면광원 형태로 구성될 수 있다.The
상기 카메라(150)는 밸브 스프링의 측면 영상을 촬영하는 것으로, 상기 회전판(110) 위에 놓이는 밸브 스프링과 대략 같은 설치높이를 가지며, 밸브 스프링을 사이에 두고 백 라이트(140)와 마주하도록 설치되어 밸브 스프링의 측면에 대한 영상을 촬영하게 된다.The
이러한 카메라(150)는 공지의 GIGE 카메라로 구성될 수 있으며, GIGE 카메라에 비왜곡렌즈(151)를 장착하여 밸브 스프링의 측면부 영상을 촬영하도록 구성될 수 있다.The
상기 가압블록(160)은 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링을 상부에서 가압하여 압축시키는 것이다.The
이러한 가압블록(160)은 회전판(110)의 수직 상부에서 회전판(110)으로부터 이격된 구조를 갖도록 배치되며, 상하이송기구(180)에 의해 하강하면서 밸브 스프링을 가압하도록 구성된다.The pushing
한편, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 가압블록(160)의 저면에는 밸브 스프링의 가압시 센터 조명(120)이 내부로 삽입되어 수용되는 홀이 형성된다.Although not shown in the drawing, a hole is formed in the bottom surface of the
상기 로드셀(170)은 가압블록(160)에 의해 밸브 스프링이 압축되는 과정에서 가압블록(160)에 의해 밸브 스프링에 가해지는 하중값을 측정하는 것으로, 가압블록(160)과 상하이송기구(180)의 사이에 위치하도록 설치된다.The
즉, 가압블록(160)은 로드셀(170)과 연결되고 로드셀(170)은 상하이송기구(180)에 설치된다. 이러한 구조에 따르면, 상하이송기구(180)에 의하여 가압블록(160)과 로드셀(170)이 함께 상하로 이동하며, 가압블록(160)에 의해 밸브 스프링이 압축되는 경우, 가압블록(160)에 전해지는 하중이 로드셀(170)로 그대로 전달되어 로드셀(170)에 의한 하중값의 검출이 가능하게 된다.That is, the
상기 상하이송기구(180)는 가압블록(160)을 상하로 이동시키는 것으로, 승강블록(181), 컬럼(182), 이송스크류(183), 승강모터(184)로 구성된다.The
상기 승강블록(181)은 이송스크류(183)와 승강모터(184)의 작동에 의해 상하로 이동하면서 가압블록(160)을 이동시키는 것으로, 저면부에 로드셀(170)과 가압블록(160)이 설치된다.The elevating
상기 컬럼(182)을 승강블록(181)과 결합되어 승강블록(181)을 상하 이동을 지지하는 것이다.The
이러한 컬럼(182)은 하나 이상으로 구성되며, 도 1,2,6에는 2개의 컬럼(182)이 승강블록(181)의 양측에 배치되어 승강블록(181)의 상하 이동을 지지하는 구조가 개시되어 있다.1, 2, and 6, two
이처럼 컬럼(182)을 이용하여 승강블록(181)의 상하 이동을 지지하도록 구성함에 있어서, 컬럼(182)에 수직방향으로 연장되는 구조를 갖는 가이드 돌기 또는 가이드 홈을 형성하고, 상기 가이드 돌기 또는 가이드 홈과 결합되어 이동하는 가이드 홈 또는 가이드 돌기를 승강블록(181)에 형성하여 가이드 돌기와 가이드 홈의 결합을 통하여 승강블록(181)의 상하 이동을 지지하도록 구성될 수 있다.When the
상기 이송스크류(183)는 컬럼(182)의 내부 또는 외부에서 수직한 구조를 갖도록 설치되며, 상기 승강블록(181)과 결합되어 회전동작을 통하여 승강블록(181)을 상하로 이동시키도록 구성된다.The conveying
이러한 이송스크류(183)는 승강블록(181)의 안정적인 상하 이동을 위하여 승강블록(181)의 좌우 양측에 각각 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the conveying
상기 승강모터(184)는 이송스크류(183)를 회전시키는 것으로, 벨트와 풀리를 매개로 두 이송스크류(183)와 연결되어 이송스크류(183)를 회전시키도록 구성된다.The elevating
상기 변위센서(190)는 상하이송기구(180)에 의해 이동하는 가압블록(160)의 위치정보를 검출하는 것으로, 가압블록(160)과 연결되어 가압블록(160)의 위치정보를 직접 검출하거나, 또는 가압블록(160)을 상하로 이동시키는 승강블록(181)과 연결되어 승강블록(181)의 움직임을 감지하는 방식으로 가압블록(160)의 위치정보를 검출하도록 구성될 수 있다.The
한편, 다양한 검출방식의 변위센서(190)가 이미 상용화되어 널리 사용되고 있는 바, 변위센서(190)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, since the
상기 제어기(200)는 센터 조명(120), 회전 구동 수단(130), 백 라이트(140), 카메라(150), 상하이송기구(180), 그리고 후술될 정렬수단(210)을 제어하는 기능을 가지며, 로드셀(170)과 변위센서(190)에서 전달되는 하중값과 위치정보 그리고 카메라(150)에서 촬영되는 영상에 기초하여 1차 변위 및 2차 변위에 대한 하중값과 선간 접촉 권수 그리고 밀착고를 검출하는 기능을 갖는다.The
한편, 상기와 같이 구성된 밸브 스프링 특성 측정장치에 있어서, 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링의 중심이 회전판(110)의 중심에 일치하도록 밸브 스프링을 정렬시키는 정렬수단(210)이 더 포함되는 것이 바람직하다.In the valve spring characteristic measuring apparatus constructed as described above, it is preferable that the aligning means 210 for aligning the valve springs so that the center of the valve spring placed on the
상기 정렬수단(210)은 제1 위치정렬지그(211)와 제2 위치정렬지그(212) 및 제1,2 위치정렬지그(211,212)를 작동시키는 이동수단(213)으로 구성된다.The aligning means 210 includes a first aligning
상기 제1 위치정렬지그(211)는 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링(S)의 일측에서 밸브 스프링에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 설치되며, 밸브 스프링과 마주하는 측면에는 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제1 홈(2111)이 형성된 것으로 구성된다.The
상기 제2 위치정렬지그(212)는 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링(S)을 사이에 두고 제1 위치정렬지그(211)와 마주하는 위치에서 밸브 스프링에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 설치되며, 밸브 스프링과 마주하는 측면에는 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제2 홈(2121)이 형성된 것으로 구성된다.The
이러한 제1 위치정렬지그(211)와 제2 위치정렬지그(212)가 밸브 스프링을 사이에 두고 마주하도록 결합된 경우, 제1 홈(2111)과 제2 홈(2121)이 만나 밸브 스프링의 외면 둘레를 감싸 밸브 스프링의 중심이 회전판(110)의 회전중심에 위치하도록 밸브 스프링을 이동시키는 사각형의 홀이 형성된다.When the
상기 이동수단(213)은 제1 위치정렬지그(211)와 제2 위치정렬지그(212)가 밸브 스프링을 사이에 두고 상호 대칭되는 방향으로 이동하도록 제1,2 위치정렬지그(211,212)를 이동시키는 것으로, 이송축(2131)과 이송용 모터(2132)로 구성된다.The moving means 213 moves the first and second aligning
상기 이송축(2131)은 수평방향으로 연장되면서 제1,2 위치정렬지그(211,212)를 관통하는 구조를 가지며, 제1 위치정렬지그(211)와 체결되어 제1 위치정렬지그(211)의 이동을 유도하는 왼나사가 일측에 형성되고, 제2 위치정렬지그(212)와 체결되어 제2 위치정렬지그(212)의 이동을 유도하는 오른나사가 타측에 형성된 것으로 구성된다.The conveying
결국, 이송축(2131)이 시계방향으로 회전할 때, 제1,2 위치정렬지그(211,212)가 밸브 스프링에 근접하는 방향으로 이동한다고 가정할 경우, 이송축(2131)의 반시계방향 회전할 경우에는 제1,2 위치정렬지그(211,212)가 밸브 스프링으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.If it is assumed that the first and second positioning jigs 211 and 212 move in the direction close to the valve spring when the
상기 이송용 모터(2132)는 이송축(2131)과 연결되어 이송축(2131)을 회전시키는 것으로, 제어기(200)로부터 전달되는 제어신호에 의하여 작동하게 된다.
The conveying
상기와 같이 구성된 밸브 스프링 특성 측정장치에 의하여 구현되는 본 발명의 밸브 스프링 특성 측정방법은 회전판(110)의 상면에 밸브 스프링을 수직하게 세워 놓는 단계(S110); 상기 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링과 가압블록(160)을 접촉시켜 하중값이 0인 위치를 검출하고, 해당 위치의 변위값을 0으로 세팅하는 단계(S120); 상기 S120 단계 후, 미리 설정된 1차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록(160)을 하강시키고, 1차 변위 위치에서 로드셀(170)에서 검출되는 하중값을 1차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S130); 상기 S130 단계 후, 상기 회전판(110)을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라(150)로 촬영하는 단계(S140); 상기 S140 단계 후, 미리 설정된 2차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록(160)을 하강시키고, 2차 변위 위치에서 로드셀(170)에서 검출되는 하중값을 2차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S150);상기 S150 단계 후, 상기 회전판(110)을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라(150)로 촬영하는 단계(S160); 및 상기 S140 단계에서 촬영된 영상과, 상기 S160 단계에서 촬영된 영상을 제어기(200)가 분석하여 해당 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 검출하는 단계(S170);로 이루어진다.The method of measuring a valve spring characteristic according to the present invention, which is implemented by the valve spring characteristic measuring apparatus constructed as described above, includes the steps of: (S110) setting a valve spring vertically on the upper surface of the rotating plate 110; A step S120 of detecting a position where a load value is 0 by contacting a valve spring placed on the rotary plate 110 with a pressing block 160 and setting a displacement value of the position to 0; After step S120, the pressure block 160 is lowered so that the valve spring is compressed by a predetermined primary displacement, and the load value detected by the load cell 170 at the primary displacement position is detected as a load value with respect to the primary displacement Step S130; After step S130, the step S140 of photographing the side image of the valve spring with the camera 150 while operating the rotation plate 110 to rotate the valve spring by a predetermined angle unit; After step S140, the pressure block 160 is lowered so that the valve spring is compressed by a predetermined secondary displacement, and the load value detected by the load cell 170 at the secondary displacement position is detected as a load value with respect to the secondary displacement In operation S150, after step S150, the step S160 of photographing the side image of the valve spring with the camera 150 while operating the rotation plate 110 to rotate the valve spring by a predetermined angle unit; And the controller 200 analyzes the image photographed in the step S140 and the image photographed in the step S160 to detect the number of turns of the line for the primary displacement of the valve spring and the number of turns of the line for the secondary displacement (S170).
상기 S110 단계는 작업자 또는 미도시된 이송장치가 측정이 요구되는 밸브 스프링을 회전판(110)의 위에 올려놓는 단계로써, 작업자 또는 미도시된 이송장치는 밸브 스프링의 중앙부로 센터 조명(120)이 삽입되도록 밸브 스프링을 수직하게 세운 상태에서 밸브 스프링의 중심이 회전판(110)의 중심에 가능한 일치하도록 밸브 스프링을 회전판(110) 위에 올려놓게 된다.In step S110, a worker or a conveying device (not shown) places a valve spring, which is required to be measured, on the
한편, 회전판(110) 위에 밸브 스프링이 놓이면, 제어기(200)는 정렬수단(210)을 작동시켜 밸브 스프링의 중심이 회전판(110)의 회전중심에 일치하도록 밸브 스프링을 정해진 위치에 정렬시키게 된다.On the other hand, when the valve spring is placed on the
이처럼 제어기(200)에 의해 작동하는 정렬수단(210)은, 이송용 모터(2132)의 작동에 의해 이송축(2131)이 회전하고, 상기 이송축(2131)의 회전에 의하여 제1,2 위치정렬지그(211,212)가 밸브 스프링(S)에 근접하는 방향으로 이동하며, 이처럼 이동하는 제1,2 위치정렬지그(211,212)에 형성된 제1,2 홈(2111,2121)에 밸브 스프링의 측면부가 접촉하게 되면, 밸브 스프링은 V형 구조를 갖는 제1 홈(2111) 및 제2 홈(2121)에 의해 안내되어 제1 홈(2111) 및 제2 홈(2121)의 중심부에 위치하도록 이동하게 됨으로써 밸브 스프링의 정렬이 이루어지게 된다.The aligning means 210 operated by the
이러한 과정을 통하여 밸브 스프링의 위치가 정렬되면, 이송축(2131)의 역방향 회전에 의하여 제1,2 위치정렬지그(211,212)는 밸브 스프링으로부터 이격된다.When the position of the valve spring is aligned through this process, the first and second positioning jigs 211 and 212 are separated from the valve spring by the reverse rotation of the
상기 S120 단계는 로드셀(170)과 변위센서(190)를 초기화하는 과정으로, 제어기(200)는 승강모터(184)를 작동시켜 가압블록(160)을 하강시키되, 로드셀(170)로부터 미리 설정된 하중값이 검출될 때까지 가압블록(160)을 하강시키게 된다.The
한편, 미리 설정된 하중값이 로드셀(170)로부터 검출되면, 제어기(200)는 승강모터(184)를 역방향으로 작동시켜 가압블록(160)을 서서히 상승시킨다.On the other hand, when a preset load value is detected from the
위와 같이 가압블록(160)이 서서히 상승하는 과정에서 로드셀(170)로부터 하중값이 0으로 검출되면, 해당 위치의 변위값을 0으로 세팅하게 되며, 이로써 로드셀(170)과 변위센서(190)의 초기화가 완료된다.When the load value from the
상기 S130 단계는 1차 변위에 대한 하중값을 검출하는 과정으로, 제어기(200)는 승강모터(184)를 작동시켜 가압블록(160)을 하강시키되, 미리 설정된 1차 변위값이 변위센서(190)로부터 검출될 때가지 가압블록(160)을 하강시켜 밸브 스프링을 압축시키게 된다.The
이처럼 밸브 스프링이 압축되는 과정에서 변위센서(190)로부터 미리 설정된 1차 변위값이 검출되면, 제어기(200)는 승강모터(184)를 정지시키고, 로드셀(170)로부터 검출되는 하중값을 1차 변위에 대한 하중값으로 저장하게 된다.When the preset primary displacement value is detected from the
상기 S140 단계는 1차 변위로 밸브 스프링이 압축된 상태에서 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 측정하기 위하여 밸브 스프링의 측면부 영상을 카메라(150)로 촬영하는 단계이다.Step S140 is a step of photographing the side surface image of the valve spring with the
즉, 제어기(200)는 회전 구동용 모터(131)를 작동하여 회전판(110)을 회전시킴으로써 밸브 스프링을 360˚ 회전시키되, 회전판(110)이 미리 설정된 각도 단위로 회전하도록 회전 구동용 모터(131)를 제어하게 된다.That is, the
또한, 제어기(200)는 회전판(110)과 밸브 스프링이 각도 단위로 회전할 때마다 카메라(150)를 작동하여 밸브 스프링의 측면부 영상을 촬영하게 되며, 밸브 스프링의 360˚ 회전하는 과정에서 카메라(150)는 수십 내지 수백 장의 영상을 촬영하게 된다.In addition, the
이처럼 카메라(150)를 이용하여 촬영된 영상을 제어기(200)가 분석하여 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 측정하게 된다. 한편 영상의 분석을 통하여 선간 접촉 권수를 측정하는 과정은 S170 단계를 설명하는 과정에서 구체적으로 설명하도록 한다.The
상기 카메라(150)를 이용한 촬영과정에서 밸브 스프링과 배경이 음영에 의하여 뚜렷하게 구분된 영상을 획득할 수 있도록 하기 위하여 센터 조명(120)과 백 라이트(140)가 사용된다.A
즉, 상기 센터 조명(120)은 밸브 스프링의 내측에서 카메라(150) 방향으로 빛을 발산시킴으로써, 카메라(150)의 바로 앞쪽에 위치한 밸브 스프링의 권들에 대한 음영이 명확하게 구분된 영상을 카메라(150)가 획득할 수 있도록 돕게 된다.That is, the
또한, 상기 백 라이트(140)는 밸브 스프링의 뒤쪽에서 밸브 스프링 방향으로 빛을 발산시킴으로써, 밸브 스프링의 전체적인 윤곽에 대한 음영이 명확하게 구분된 영상을 카메라(150)가 획득할 수 있도록 돕게 된다.In addition, the
상기 S150 단계는 2차 변위에 대한 하중값을 검출하는 과정으로, 제어기(200)는 승강모터(184)를 작동시켜 가압블록(160)을 더 하강시키되, 미리 설정된 2차 변위값이 변위센서(190)로부터 검출될 때가지 가압블록(160)을 더 하강시켜 밸브 스프링을 압축시키게 된다.In step S150, the
이처럼 밸브 스프링이 압축되는 과정에서 변위센서(190)로부터 미리 설정된 2차 변위값이 검출되면, 제어기(200)는 승강모터(184)를 정지시키고, 로드셀(170)로부터 검출되는 하중값을 2차 변위에 대한 하중값으로 저장하게 된다.When a predetermined secondary displacement value is detected from the
상기 S160 단계는 2차 변위로 압축된 밸브 스프링을 360˚ 회전시키면서 밸브 스프링의 측면부 영상을 카메라(150)로 촬영하는 공정으로, 앞서 설명된 S140 단계와 마찬가지로 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 여러 장의 영상을 촬영하게 되며, 물론 이러한 촬영과정에서도 센터 조명(120)과 백 라이트(140)가 사용된다.In step S160, the image of the side surface of the valve spring is photographed by the
상기 S170 단계는 S140 단계와 S160 단계에서 촬영된 영상을 제어기(200)가 분석하여 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 측정하는 단계이다.In step S170, the
참고로, 선간 접촉 권수는 밸브 스프링의 상측 끝단으로부터 이웃한 두 권의 사이 거리가 0.05㎜인 지점의 권수이다.For reference, the number of turns of the line-to-line contact is the number of turns at the point where the distance between two adjacent lines from the upper end of the valve spring is 0.05 mm.
도 8은 카메라에서 촬영된 영상을 흑백으로 화소로 나타낸 영상을 도시하고 있다.FIG. 8 shows an image of an image photographed by a camera in pixels in black and white.
참고로, 카메라(150)에서 촬영된 영상을 흑백의 화소 나타내게 되면, 도 8과 같은 영상을 얻을 수 있으며, 이처럼 처리된 영상내의 화소의 밝기를 이용하여 밸브 스프링의 윤곽에 위치하는 각 점의 좌표를 얻을 수 있다.For example, when the image taken by the
즉, 화소의 밝기가 흰색에서 검은색으로 바뀌는 지점에 위치한 화소가 밸브 스프링의 윤곽을 구성하는 화소에 해당하므로. 이러한 조건을 만족하는 화소를 검출하는 방식으로 밸브 스프링의 윤곽을 구성하는 화소들을 검출할 수 있다.That is, since the pixel located at the point where the brightness of the pixel changes from white to black corresponds to the pixel constituting the outline of the valve spring. It is possible to detect pixels constituting the outline of the valve spring in such a manner as to detect pixels satisfying these conditions.
도 9는 밸브 스프링의 상측 끝단을 검출하는 과정을 보인 예시도이다.9 is an exemplary view showing a process of detecting an upper end of a valve spring.
제어기(200)는 센터 조명(120)에 의해 구획되는 영상의 중앙부 영역을 검사영역(A)으로 설정하고, 검사영역(A) 내에 위치한 화소의 밝기가 백에서 흑으로 변화되는 지점에 위치한 화소를 밸브 스프링의 윤곽에 위치하는 지점들을 검출하게 되며, 검출되는 지점의 좌표를 분석함으로써 상측 끝단(S1)에 위치한 지점을 검출할 수 있다.The
즉, 상측 끝단(S1)의 경계에서는 Y축 좌표값에 급격한 변화가 발생하게 되므로, Y축 좌표값의 급격한 변화가 감지되는 좌표값을 찾아내는 방식으로 상측 끝단(S1)을 검출할 수 있다.That is, at the boundary of the upper end S1, an abrupt change occurs in the Y-axis coordinate value, so that the upper end S1 can be detected by finding a coordinate value in which the abrupt change of the Y-axis coordinate value is detected.
상기와 같은 방법으로 밸브 스프링의 상측 끝단을 검출하되, 상측 끝단이 영상의 중앙부에 가장 근접한 영상을 검출하고, 해당 영상의 촬영시 회전판(110)이 회전된 각도를 회전 구동용 모터(131)의 엔코더나 별도의 회전각 센서를 이용하여 검출한다.In this way, the upper end of the valve spring is detected, and the image of the upper end of the valve spring closest to the center of the image is detected. The rotation angle of the
이후, 제어기(200)는 영상의 가장 상부에 위치한 권과 그 바로 아래 위치한 권의 사이 거리를 검출하여 두 권의 사이 거리가 0.05㎜에 가장 근접한 지점을 검출한다.Thereafter, the
즉, 제어기(200)는 영상의 중앙부에 설정된 검사영역(A)의 위에서 아래쪽으로 화소의 밝기를 검사하되, 화소의 밝기가 백에서 흑으로 바뀌는 지점을 찾아 권의 상부 윤곽에 위치한 지점으로 인식하고, 흑에서 백으로 바뀌는 지점을 찾아 권의 하부 윤곽에 위치한 지점으로 인식하게 된다.That is, the
따라서, 화면의 정중앙에 위치하는 임의의 수직선(L)을 기준으로 영상의 위쪽에서 아래쪽으로 화소의 밝기를 분석하여, 상부 권의 하부 윤곽에 위치한 지점(P1)과 하부 권의 상부 윤곽에 위치한 지점(P2)을 검출하고, 검출된 두 점(P1,P2)의 사이 거리(d)가 0.05㎜에 가장 근접한 영상을 검출하고, 해당 영상의 촬영시 회전판(110)이 회전된 각도를 회전 구동용 모터(131)의 엔코더나 별도의 회전각 센서를 이용하여 검출하게 된다.Accordingly, the brightness of the pixel is analyzed from the top to the bottom of the image on the basis of an arbitrary vertical line L positioned at the center of the screen, so that a point P1 located on the lower contour of the upper portion and a portion located on the upper contour of the lower portion And detects an image whose distance d between the two detected points P1 and P2 is closest to 0.05 mm and detects the angle at which the
위와 같은 과정을 통해 두 영상의 회전각이 검출되면, 상측 끝단과 0.05㎜ 지점의 상대적인 각도(α)를 산출할 수 있으며, 산출된 각도(α)와 밸브 스프링의 외경 정보를 이용하여 선간 접촉 권수를 검출하게 된다.When the rotation angles of the two images are detected through the above process, the relative angle (alpha) between the upper end and the 0.05 mm point can be calculated. Using the calculated angle (alpha) and the outer diameter information of the valve spring, .
한편, 위와 같은 영상의 분석방법은 실시 가능한 하나의 예를 설명한 것으로, 영상 분석 기술의 발달로 인하여 다양한 영상 분석 기법이 사용되고 있으며, 본 발명의 제어기(200) 또한 공지의 영상 분석 기법을 이용하여 영상을 분석함으로써, 상측 끝단과 0.05㎜ 지점을 검출할 수도 있다.Meanwhile, various image analysis techniques have been used due to the development of image analysis technology, and the
한편, 본 발명에 따른 밸브 스프링 특성 측정방법은 밸브 스프링의 밀착고를 검출하는 단계(S180)가 더 포함될 수 있다.Meanwhile, the method of measuring a valve spring characteristic according to the present invention may further include a step (S180) of detecting the close contact of the valve spring.
이를 위하여 상기 제어기(200)는 2차 변위로 압축된 밸브 스프링의 촬영이 완료되면, 가압블록(160)을 하강시켜 밸브 스프링을 더 압축하되, 로드셀(170)에서 검출되는 하중값과 변위센서(190)에서 검출되는 변위값으로부터 산출되는 스프링 상수값이 미리 설정된 기준 상수값에 도달하였을 때, 가압블록(160)을 하강을 정지시키고, 이때의 변위값을 해당 밸브 스프링의 밀착고로 검출하게 된다.
When the
상술한 바와 같이 본 발명은 밸브 스프링을 압축하여 1,2차 변위에 대한 하중값을 검출하는 것뿐만 아니라, 압축된 밸브 스프링을 회전시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 1,2차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 자동으로 검출할 수 있는 바, 밸브 스프링의 특성 정보를 빠르고 정확하게 획득할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, not only the valve spring is compressed to detect the load value for the first and second displacements, but also the image is captured while rotating the compressed valve spring, It is possible to automatically detect the number of winding lines for the line, and it is possible to acquire the characteristic information of the valve spring quickly and accurately.
참고로, 도 10에는 상기와 같은 과정을 통해 검출된 특성 정보를 디스플레이장치를 통하여 화면으로 표시한 상태를 보인 이미지가 도시되어 있다.
For reference, FIG. 10 shows an image showing a state in which characteristic information detected through the above process is displayed on a screen through a display device.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 회전판 120: 센터 조명
121: 빛 발산부 130: 회전 구동 수단
140: 백 라이트 150: 카메라
160: 가압블록 170: 로드셀
180: 상하이송기구 181: 승강블록
182: 컬럼 183: 이송스크류
184: 승강모터 190: 변위센서
200: 제어기 210: 정렬수단
211: 제1 위치정렬지그 2111: 제1 홈
212: 제2 위치정렬지그 2121: 제2 홈
213: 이동수단 2131: 이송축
2132: 이송용 모터Description of the Related Art
110: spindle 120: center light
121: light emitting unit 130: rotation driving means
140: Backlight 150: Camera
160: Press block 170: Load cell
180: Shanghai transfer mechanism 181: Lift block
182: Column 183: Feed screw
184: lift motor 190: displacement sensor
200: controller 210: alignment means
211: first positioning jig 2111: first groove
212: second positioning jig 2121: second groove
213: moving means 2131:
2132: Feeding motor
Claims (10)
상기 회전판(110)에 세워진 밸브 스프링의 내측에서 빛을 발산하는 센터 조명(120);
상기 회전판(110)과 연결되어 회전판(110)을 회전시키는 회전 구동 수단(130);
상기 회전판(110)에 세워진 밸브 스프링의 일측에서 밸브 스프링을 향하여 빛을 발산하는 백 라이트(140);
상기 백 라이트(140)와 밸브 스프링을 사이에 두고 마주하도록 배치되어 상기 회전판(110)에 의하여 미리 설정된 각도 단위로 회전하는 밸브 스프링의 측면 영상을 촬영하는 카메라(150);
상기 회전판(110)의 수직 상부에서 회전판(110)과 이격된 구조를 갖도록 배치되며, 상하 방향으로 이동하면서 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링을 가압하여 압축시키는 가압블록(160);
상기 가압블록(160)을 통하여 밸브 스프링에 가해지는 하중의 크기를 검출하는 로드셀(170);
상기 가압블록(160)과 로드셀(170)이 설치되며, 상기 가압블록(160)을 상하로 이동시키는 상하이송기구(180);
상기 가압블록(160)의 상하 이동시 가압블록(160)의 위치정보를 검출하는 변위센서(190);
상기 로드셀(170)과 변위센서(190)로부터 전달되는 신호로부터 해당 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 하중값과 2차 변위에 대한 하중값을 획득하고, 상기 카메라(150)에서 촬영된 영상을 분석하여 해당 밸브 스프링의 1차 변위와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수 및 밀착고를 검출하는 제어기(200); 및
상기 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링의 중심이 회전판(110)의 중심에 일치하도록 밸브 스프링을 정렬하는 정렬수단(210);으로 구성되되,
상기 정렬수단(210)은,
상기 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링의 일측에서 밸브 스프링에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 배치되며, 상기 밸브 스프링과 마주하는 측면에 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제1 홈(2111)이 형성된 제1 위치정렬지그(211);
상기 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링을 사이에 두고 제1 위치정렬지그(211)와 마주하는 구조를 갖도록 배치되며, 상기 밸브 스프링과 마주하는 측면에 밸브 스프링의 측면부가 삽입되는 V형 구조의 제2 홈(2121)이 형성된 제2 위치정렬지그(212); 및
상기 제1 위치정렬지그(211)와 제2 위치정렬지그(212)가 상호 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 제1,2 위치정렬지그(211,212)를 이동시키는 이동수단(213);으로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정장치.A rotating plate (110) placed on the upper surface of the valve spring in a vertically erected structure and rotating together with the valve spring;
A center light 120 for emitting light from inside the valve spring installed on the rotary plate 110;
Rotation driving means 130 connected to the rotation plate 110 to rotate the rotation plate 110;
A backlight 140 for emitting light toward the valve spring from one side of the valve spring installed on the rotation plate 110;
A camera (150) arranged to face the backlight (140) and the valve spring to photograph a side image of a valve spring rotated by a predetermined angle unit by the rotation plate (110);
A pressing block 160 disposed at a vertical upper portion of the rotary plate 110 and spaced apart from the rotary plate 110 to pressurize and compress the valve spring placed on the rotary plate 110 while moving in the vertical direction;
A load cell 170 for detecting the magnitude of a load applied to the valve spring through the pressing block 160;
A vertical transfer mechanism 180 installed with the pressing block 160 and the load cell 170 for moving the pressing block 160 up and down;
A displacement sensor 190 for detecting position information of the pressing block 160 when the pressing block 160 moves up and down;
A load value for a primary displacement of the corresponding valve spring and a load value for a secondary displacement are obtained from signals transmitted from the load cell 170 and the displacement sensor 190, A controller (200) for detecting the number of turns and the contact height between the first and second displacements of the corresponding valve springs; And
And alignment means (210) for aligning the valve springs so that the center of the valve springs placed on the rotation plate (110) coincides with the center of the rotation plate (110)
The alignment means (210)
A first groove 2111 of a V-shaped structure which is arranged to move in a direction approaching or away from the valve spring on one side of the valve spring placed on the rotary plate 110, and a side portion of the valve spring is inserted into a side surface facing the valve spring, A first positioning jig 211 formed with the first positioning jig 211;
A V-shaped structure having a structure in which a valve spring placed on the rotary plate 110 is opposed to the first positioning jig 211 and a side portion of the valve spring is inserted into a side surface facing the valve spring, A second positioning jig 212 having two grooves 2121 formed therein; And
And moving means 213 for moving the first and second aligning jigs 211 and 212 so that the first and second aligning jigs 211 and 212 move toward or away from each other Wherein the valve spring is a valve spring.
상기 제1,2 위치정렬지그(211,212)를 관통하되, 상기 제1 위치정렬지그(211)와 체결되어 제1 위치정렬지그(211)의 이동을 유도하는 왼나사가 일측에 형성되고, 상기 제2 위치정렬지그(212)와 체결되어 제2 위치정렬지그(212)의 이동을 유도하는 오른나사가 타측에 형성된 이송축(2131); 및
상기 이송축(2131)과 연결되어 이송축(2131)을 회전시키는 이송용 모터(2132);로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정장치.The apparatus according to claim 1, wherein the moving means (213)
A left-handed thread passing through the first and second aligning jigs 211 and 212 and engaged with the first aligning jig 211 to guide movement of the first aligning jig 211 is formed on one side, A conveying shaft 2131 formed on the other side of the right screw that is engaged with the aligning jig 212 to induce the movement of the second aligning jig 212; And
And a conveying motor (2132) connected to the conveying shaft (2131) for rotating the conveying shaft (2131).
상기 센터 조명(120)은 회전판(110)을 관통하여 밸브 스프링의 중앙부로 삽입되도록 설치되고,
상기 카메라(150)와 마주하는 방향에 위치한 측면부에는 상하 방향으로 연장된 슬릿 구조의 빛 발산부(121)가 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정장치.The method according to claim 1,
The center light 120 is installed to be inserted into the central portion of the valve spring through the rotating plate 110,
And a light diffusing part (121) having a slit structure extending in a vertical direction is formed on a side part facing the camera (150).
상기 로드셀(170)과 가압블록(160)이 설치된 승강블록(181);
상기 승강블록(181)과 결합되어 승강블록(181)의 상하 이동을 지지하는 하나 이상의 컬럼(182);
상기 컬럼(182)의 내부 또는 외부에서 수직한 구조를 갖도록 설치되며, 상기 승강블록(181)과 결합되는 이송스크류(183);
상기 이송스크류(183)와 연결되어 이송스크류(183)를 회전시키는 승강모터(184);로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정장치.[2] The apparatus according to claim 1,
A lift block 181 in which the load cell 170 and the press block 160 are installed;
At least one column 182 coupled with the lift block 181 to support the vertical movement of the lift block 181;
A conveying screw 183 installed vertically in the column 182 or coupled to the elevating block 181;
And an elevating motor (184) connected to the conveying screw (183) to rotate the conveying screw (183).
상기 회전판(110)에 놓인 밸브 스프링과 가압블록(160)을 접촉시켜 하중값이 0인 위치를 검출하고, 해당 위치의 변위값을 0으로 세팅하는 단계(S120);
상기 S120 단계 후, 미리 설정된 1차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록(160)을 하강시키고, 1차 변위 위치에서 로드셀(170)에서 검출되는 하중값을 1차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S130);
상기 S130 단계 후, 상기 회전판(110)을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라(150)로 촬영하는 단계(S140);
상기 S140 단계 후, 미리 설정된 2차 변위만큼 밸브 스프링이 압축되도록 가압블록(160)을 하강시키고, 2차 변위 위치에서 로드셀(170)에서 검출되는 하중값을 2차 변위에 대한 하중값으로 검출하는 단계(S150);
상기 S150 단계 후, 상기 회전판(110)을 작동시켜 밸브 스프링을 미리 설정된 각도 단위로 회전시키면서 밸브 스프링의 측면 영상을 카메라(150)로 촬영하는 단계(S160); 및
상기 S140 단계에서 촬영된 영상과, 상기 S160 단계에서 촬영된 영상을 제어기(200)가 분석하여 해당 밸브 스프링의 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수를 검출하는 단계(S170);로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정방법.A step S110 of vertically erecting a valve spring on the upper surface of the rotary plate 110;
A step S120 of detecting a position where a load value is 0 by contacting a valve spring placed on the rotary plate 110 with a pressing block 160 and setting a displacement value of the position to 0;
After step S120, the pressure block 160 is lowered so that the valve spring is compressed by a predetermined primary displacement, and the load value detected by the load cell 170 at the primary displacement position is detected as a load value with respect to the primary displacement Step S130;
After step S130, the step S140 of photographing the side image of the valve spring with the camera 150 while operating the rotation plate 110 to rotate the valve spring by a predetermined angle unit;
After step S140, the pressure block 160 is lowered so that the valve spring is compressed by a predetermined secondary displacement, and the load value detected by the load cell 170 at the secondary displacement position is detected as a load value with respect to the secondary displacement Step S150;
After step S150, the step S160 of photographing the side image of the valve spring with the camera 150 while operating the rotation plate 110 to rotate the valve spring by a preset angle unit (S160); And
The controller 200 analyzes the image photographed in the step S140 and the image photographed in the step S160 to detect the number of turns of the line for the primary displacement of the valve spring and the number of turns of the line for the secondary displacement S170). ≪ / RTI >
상기 S160 단계 후, 상기 가압블록(160)을 더 하강시켜 밸브 스프링을 압축하되, 로드셀(170)에서 검출되는 하중값과 변위센서(190)에서 검출되는 변위값으로부터 산출되는 스프링 상수값이 미리 설정된 기준 상수값에 도달하였을 때의 변위값을 해당 밸브 스프링의 밀착고로 검출하는 단계(S180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정방법.The method of claim 7,
After the step S160, the pressure block 160 is further lowered to compress the valve spring. The spring constant value calculated from the load value detected by the load cell 170 and the displacement value detected by the displacement sensor 190 is set in advance (S180) of detecting a displacement value when the reference constant value is reached as a close contact of the valve spring (S180).
상기 1차 변위에 대한 선간 접촉 권수와 2차 변위에 대한 선간 접촉 권수는,
밸브 스프링의 상측 끝단(S1)을 검출하고, 밸브 스프링의 이웃한 두 권의 사이 거리가 0.05㎜인 지점을 검출한 뒤, 상측 끝단부 지점과 0.05㎜ 지점의 상대 각도(α)과 밸브 스프링의 외경값으로부터 선간 접촉 권수를 산출하는 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정방법.The method of claim 7,
The number of turns of the line contact with respect to the primary displacement and the number of turns of the line with respect to the secondary displacement,
The upper end S1 of the valve spring is detected and a point having a distance of 0.05 mm between the two adjacent springs of the valve spring is detected. Then, the upper end point and the relative angle? And calculating the number of turns of the line contact from the outer diameter value.
상기 S140 단계 및 S160 단계는 밸브 스프링의 중앙부로 삽입되는 센터 명(120)을 이용하여 밸브 스프링의 내측에서 카메라(150) 방향으로 조명을 발산시키고, 이와 더불어 밸브 스프링을 사이에 두고 카메라(150)와 마주하도록 배치된 백 라이트(140)에서 카메라(150) 방향으로 조명을 발산시킨 상태에서 밸브 스프링의 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 밸브 스프링 특성 측정방법.The method of claim 7,
In step S140 and step S160, the central name 120 inserted into the center of the valve spring is used to divert the light from the inside of the valve spring toward the camera 150, and the camera 150, Wherein an image of the valve spring is photographed in a state in which the backlight (140) arranged to face the camera (150) emits illumination in the direction of the camera (150).
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