KR101633883B1 - 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드부와 스템부로 이루어진 밸브스핀들을 상기 헤드부가 위쪽으로 향하도록 한 상태에서 이송하는 밸브 이송유닛; 상기 밸브 이송유닛을 통해 이동된 밸브스핀들의 헤드부가 위쪽으로 향한 상태에서 안착됨과 동시에 파지가 용이하도록 상방향으로 상승시켜주는 밸브 안착유닛; 상기 밸브스핀들의 스템부가 물이 담긴 검사용기에 침지되면 초음파를 발진시키고, 상기 침지된 밸브스핀들로부터 반사된 초음파를 수신하는 검사 유닛; 상기 검사 유닛을 통해 수신된 초음파를 분석하여 당해 밸브스핀들의 헤드부와 스템부의 용접이 양호한지 또는 불량한지 판정하는 중앙제어장치; 상기 중앙제어장치의 밸브스핀들 양불판정에 따라 상기 밸브스핀들을 양호한 것과 불량한 것으로 선별 배출하는 선별 배출유닛; 및 파지, 상하회전, 좌우회전 가능하도록 구성되며, 상기 밸브 안착유닛에 안착되어 상승된 밸브스핀들의 헤드부가 상부로 향하게 한 상태로 스템부를 파지하여 상기 검사 유닛의 검사용기에 침지시켰다가 다시 상기 선별 배출유닛으로 이송하는 파지로봇;으로 이루어진 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치에 관한 것으로, 차량 엔진에 적용되는 밸브스핀들의 헤드부와 스템부 사이의 용접이 제대로 이루어진 것인지 자동으로 검사 및 선별할 수 있는 효과가 얻어진다.

Description

차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치{Device to Check Automatically Valve Spindle of Automobile Engine}

본 발명은 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 엔진에 적용되는 밸브스핀들의 헤드부와 스템부 사이의 용접이 제대로 이루어진 것인지 자동으로 검사 및 선별할 수 있는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 흡기 밸브 또는 배기 밸브에 사용되는 밸브스핀들은 원판형의 헤드부 중앙에 스템부가 축 형태로 고정되어 이루어진다.

밸브스핀들을 이루는 헤드부와 스템부는 주조성형을 통해 일체로 구성할 수도 있으나, 이런 경우 별도의 금형이 필요하여 제조원가가 많이 소요되고, 후처리 공정이 필요하여 통상은 헤드부와 스템부를 별도로 구성한 상태에서 헤드부와 스템부를 용접에 의해 고정하고 있다.

이러한 밸브스핀들은 고온 고압의 폭발 압력에 노출되므로 우수한 내열성이 요구됨은 물론 각종 연소 산화물 등의 유해 화합물에 노출되므로 우수한 내식성이 요구된다.

이를 위해 밸브스핀들의 헤드부와 스템부는 용접이 균일하고 견고하게 이루어져야 하며, 만일 헤드부와 스템부의 용접이 균일하고 견고하게 이루어지지 않고 용접불량인 경우 밸브의 작동 중 헤드부와 스템부가 분리되어 작동 불능 상태를 초래함은 물론 주변의 다른 부품들의 손상을 초래할 수 있다.

종래에는 밸브스핀들의 헤드부와 스템부의 용접부위를 검사할 때 검사자의 육안과 경험에 의하여 검사하였으므로 신뢰성이 현저하게 저하되어 명확한 검사가 어렵고, 밸브스핀들을 하나씩 일일이 검사해야 하는 것이므로 검사속도가 매우 더디게 진행될 수밖에 없으며, 검사결과의 신뢰성이 현저히 떨어진다는 문제점이 있었다.

따라서, 밸브스핀들의 헤드부와 스템부의 용접부위 검사를 보다 신뢰성있게 빠른 속도로 검사하기 위한 장치가 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제 10-2010-0095884 호 '디젤엔진의 실린더 헤드용 밸브 스핀들의 좌면 용접 육성부결함 검사방법' 대한민국 등록특허 제 10-1293574 호 '밸브스핀들의 용접육성부를 검사하는 초음파 검사장치'

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 엔진에 적용되는 밸브스핀들의 헤드부와 스템부 사이의 용접이 제대로 이루어진 것인지 자동으로 검사 및 선별할 수 있는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치는, 헤드부와 스템부로 이루어진 밸브스핀들을 상기 헤드부가 위쪽으로 향하도록 한 상태에서 이송하는 밸브 이송유닛;

상기 밸브 이송유닛을 통해 이동된 밸브스핀들의 헤드부가 위쪽으로 향한 상태에서 안착됨과 동시에 파지가 용이하도록 상방향으로 상승시켜주는 밸브 안착유닛;

상기 밸브스핀들의 스템부가 물이 담긴 검사용기에 침지되면 초음파를 발진시키고, 상기 침지된 밸브스핀들로부터 반사된 초음파를 수신하는 검사 유닛;

상기 검사 유닛을 통해 수신된 초음파를 분석하여 당해 밸브스핀들의 헤드부와 스템부의 용접이 양호한지 또는 불량한지 판정하는 중앙제어장치;

상기 중앙제어장치의 밸브스핀들 양불판정에 따라 상기 밸브스핀들을 양호한 것과 불량한 것으로 선별 배출하는 선별 배출유닛; 및

파지, 상하회전, 좌우회전 가능하도록 구성되며, 상기 밸브 안착유닛에 안착되어 상승된 밸브스핀들의 헤드부가 상부로 향하게 한 상태로 스템부를 파지하여 상기 검사 유닛의 검사용기에 침지시켰다가 다시 상기 선별 배출유닛으로 이송하는 파지로봇;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 이송유닛은,

평행한 2개의 제1 가이드봉이 상기 밸브 안착유닛 입구측을 향하도록 경사지게 구비되어 상기 제1 가이드봉의 사이에 상기 밸브스핀들의 스템부를 통과시킨 상태로 상기 밸브스핀들의 헤드부가 얹혀져 하방향으로 이송되도록 하는 상부 가이드부와,

상기 상부 가이드부의 하부에 위치되며, 평행한 2개의 제2 가이드봉이 상기 밸브 안착유닛 방향으로 경사지게 구비되어 상기 밸브 스핀들의 스템부 하부가 상기 제2 가이드봉 사이에 위치되어 이송되게 하는 하부 가이드부를 포함하며;

상기 상부 가이드부와 상기 하부 가이드부의 일측에는 정지실린더의 신축에 따라 스토퍼가 상기 이송되는 밸브스핀들을 일시 정지시켰다가 다시 이송되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 안착유닛은,

상하방향으로 길게 형성된 밸브안착틀의 상부로부터 상기 밸브스핀들의 헤드부가 안착되는 헤드안착홈과, 상기 헤드안착홈의 중앙부에 위치되어 상기 밸브스핀들의 스템부가 수용되는 스템수용홈과, 상기 헤드안착홈과 상기 스템수용홈으로 상기 밸브스핀들을 안내하도록 상기 헤드안착홈 및 상기 스템수용홈과 통하는 호형의 가이드홈이 각각 형성되어 이루어지며;

상기 밸브안착틀의 내부에는 상기 헤드안착홈과 상기 스템수용홈에 위치된 밸브스핀들을 상방향으로 상승시키는 승강판과, 신축에 따라 상기 승강판을 승강시키는 승강실린더가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 검사 유닛은,

내부에 물이 채워지는 검사용기와, 상기 검사용기의 일측에 구비되어 초음파를 발진하고 되돌아오는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부와, 상기 검사용기의 수위를 감지하는 수위센서와, 상기 수위센서를 통한 감지신호에 따라 물을 펌핑하여 상기 검사용기의 수위를 일정하게 유지하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 선별 배출유닛은,

평행한 2개의 제3 가이드봉이 구비되어 상기 파지로봇에 파지된 상태로 상기 검사 유닛에 침지되었다가 나온 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제3 가이드봉 사이에 얹혀져 이송되는 배출안내부와,

평행한 2개의 제4 가이드봉이 구비되며, 상기 배출안내부로부터 분지되어 상기 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제4 가이드봉 사이에 얹혀져 배출되는 양호배출부와,

평행한 2개의 제5 가이드봉이 구비되며, 상기 배출안내부로부터 상기 양호배출부와는 다른 방향으로 분지되어 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제5 가이드봉의 사이에 얹혀져 배출되는 불량배출부와,

상기 배출안내부의 분지위치 중 분량배출부측에 회전가능하게 구비되어 상기 중앙제어장치의 명령에 따라 상기 불량배출부측을 개폐하는 제1 게이트와,

상기 배출안내부의 분지위치 중 양호배출부측에 회전가능하게 구비되어 상기 중앙제어장치의 명령에 따라 상기 제1 게이트와 연동하면서 상기 양호배출부측을 개폐하는 제2 게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 파지로봇은,

상기 밸브스핀들을 파지하는 파지기구부와, 상기 파지기구부의 위치에 맞게 상하회전 및 좌우회전하는 회전기구부로 이루어지며,

상기 파지기구부는, 2개의 파지아암이 서로 벌어지거나 오므려들도록 파지실린더에 의해 작동되도록 구성되고,

상기 2개의 파지아암의 마주보는 면 외측부위는 서로 끼워맞춤 대응되는 형상으로 이루어지며, 상기 2개의 파지아암 위쪽에 상기 밸브스핀들의 헤드부가 위치되도록 한 상태에서 상기 2개의 파지아암의 마주보는 면 중앙부를 통해 상기 밸브스핀들의 스템부를 파지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치는, 밸브 이송유닛을 통해 밸브스핀들을 헤드부가 상방향을 향하도록 하나씩 이송할 수 있고, 이러한 밸브스핀들은 밸브 안착유닛을 통해 헤드부가 상방향을 향하도록 세워져 안착될 수 있으며, 파지로봇을 통해 밸브스핀들이 헤드부가 상방향으로 향하도록 세워진 상태로 파지하여 검사 유닛을 거쳐 선별 배출유닛에 세워진 상태로 얹혀질 수 있고, 검사 유닛을 통과하는 과정에서 초음파에 의해 밸브스핀들의 헤드부와 스템부가 적정하게 용접되었는지 검사하여 양불판정을 할 수 있고, 이러한 판정결과에 따라 선별 배출유닛을 통해 양호한 것과 불량한 것이 서로 다른 라인을 따라 배출될 수 있는 것이므로 밸브스핀들을 투입해주기만 하면 검사 및 선별이 보다 빠른 시간내에 자동으로 이루어질 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 육안으로 검사하던 종래와는 달리 초음파에 의한 정밀 검사가 이루어질 수 있어 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 별도의 선별과정없이 검사를 통해 판정된 결과에 따라 서로 다른 라인으로 양호한 것과 불량한 것이 선별 배출될 수 있는 것이므로 인력을 크게 줄일 수 있는 이점도 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치에 적용되는 밸브스핀들의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 정면 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 평면 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 밸브 이송유닛과 밸브 안착유닛 상세도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 파지로봇 상세도.
도 6은 도 5에 따른 파지로봇의 파지아암 상세도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 검사 유닛 상세.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 선별 배출장치의 상세도로서,
도 8a는 양호 배출시 상태도.
도 8b는 불량 배출시 상태도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치에 적용되는 밸브스핀들의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 정면 구성도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 평면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 밸브 이송유닛과 밸브 안착유닛 상세도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 파지로봇 상세도이고, 도 6은 도 5에 따른 파지로봇의 파지아암 상세도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 검사 유닛 상세도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치의 선별 배출장치의 상세도로서, 도 8a는 양호 배출시 상태도이고, 도 8b는 불량 배출시 상태도이다.

본 발명에 적용되는 밸브스핀들(1)은 원판형의 헤드부(2) 중앙에 축의 형태로 스템부(3)가 용접에 의해 고정되어 이루어진다.

본 발명은 이러한 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)와 스템부(3) 용접 불량 유무를 자동으로 검사하고, 자동을 선별하여 양호한 밸브스핀들(1)과 불량한 밸브스핀들(2)을 분리해주기 위한 것으로, 밸브 이송유닛(10), 밸브 안착유닛(20), 파지로봇(30), 검사 유닛(40), 선별 배출유닛(50)과, 이들 밸브 이송유닛(10), 밸브 안착유닛(20), 파지로봇(30), 검사 유닛(40), 선별 배출유닛(50)을 제어하기 위한 중앙제어장치(60)가 구비된다.

밸브 이송유닛(10)은, 헤드부(2)와 스템부(3)로 이루어진 밸브스핀들(1)을 헤드부(2)가 위쪽으로 향하도록 세워진 상태로 이송해주는 부위로서, 이를 위해 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 얹혀져 이송되는 상부 가이드부(11)와, 밸브스핀들(1)의 스템부(3) 하부가 끼워져 이송되는 하부 가이드부(13)로 이루어진다.

상부 가이드부(11)는, 평행한 2개의 제1 가이드봉(12)이 밸브 안착유닛(20) 입구측을 향하도록 경사지게 구비되어 제1 가이드봉(12)의 사이에 밸브스핀들(1)의 스템부(3)를 통과시킨 상태로 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 얹혀져 하방향으로 이송되도록 구성되며, 하부 가이드부(13)는 상부 가이드부(11)의 하부에 위치되며 평행한 2개의 제2 가이드봉(14)이 밸브 안착유닛(20) 방향으로 경사지게 구비되어 밸브스핀들(1)의 스템부(3) 하부가 제2 가이드봉(14) 사이에 위치되어 이송되도록 구성된다.

이때, 밸브스핀들(1)을 투입되는 개수대로 계속 이송시키면 후공정인 검사과정이 원활히 진행되지 못할 것이므로 밸브스핀들(1)을 후공정의 텀에 맞게 일시 정지시켰다가 다시 이송해줄 필요가 있으며, 이를 위해 상부 가이드부(11)와 하부 가이드부(12)의 일측에는 정지실린더(15)의 신축에 따라 스토퍼(16)가 상기 이송되는 밸브스핀들(1)을 일시 정지시켰다가 다시 이송시키도록 구성된다.

이러한 정지실린더(15)의 신축 동작은 중앙제어장치(60)의 제어를 통해 제어된다.

밸브 안착유닛(20)은, 밸브 이송유닛(10)을 통해 이송된 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 위쪽을 향해 세워진 상태로 안착되는 부위로서, 상하방향으로 길게 형성된 밸브안착틀(21)의 상부로부터 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 안착되는 헤드안착홈(22)과, 헤드안착홈(22)의 중앙부에 위치되어 밸브스핀들(1)의 스템부(3)가 수용되는 스템수용홈(23)과, 헤드안착홈(22)과 스템수용홈(23)으로 밸브스핀들(1)을 안내하도록 헤드안착홈(22) 및 스템수용홈(23)과 통하는 호형의 가이드홈(24)이 각각 형성되어 이루어진다. 가이드홈(24)의 개방방향은 밸브 이송유닛(10)의 밸브스핀들(1) 이송방향이 된다.

또한, 후공정에서 파지로봇(30)을 통해 밸브스핀들(1)을 파지하기 용이하도록 밸브스핀들(1)이 안착된 후 밸브스핀들(1)을 상승시켜주어야 하며, 이를 위해 밸브안착틀(21)의 내부에는 헤드안착홈(22)과 스템수용홈(23)에 위치된 밸브스핀들(1)을 상방향으로 상승시키는 승강판(25)과, 신축에 따라 승강판(25)을 승강시키는 승강실린더(26)가 더 구비된다.

파지로봇(30)은, 밸브 안착유닛(20)에 안착되어 상승된 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 상부로 향하게 한 상태로 스템부(3)를 파지하여 검사 유닛(40)의 검사용기(41)에 침지시켰다가 다시 선별 배출유닛(50)으로 이송하도록 구성되는 것으로, 밸브스핀들(1)을 파지하는 파지기구부(31)와, 파지기구부(31)의 위치에 맞게 상하회전 및 좌우회전하는 회전기구부(34)로 이루어진다.

파지기구부(31)는, 2개의 파지아암(32)이 서로 벌어지거나 오므려들도록 파지실린더(33)에 의해 작동되도록 구성되고, 2개의 파지아암(32)의 마주보는 면 외측부위는 서로 끼워맞춤 대응되는 형상으로 이루어지며, 2개의 파지아암(32) 위쪽에 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 위치되도록 한 상태에서 2개의 파지아암(32)의 마주보는 면 중앙부를 통해 밸브스핀들(1)의 스템부(3)를 파지하도록 구성된다.

파지로봇(30)을 이루는 다수의 좌우회전부위와 상하회전부위에는 도시하지는 않았지만 회전동작이 가능하도록 다수의 서보모터가 구비됨은 자명하며, 이러한 서보모터들은 중앙제어장치(60)의 제어를 받아 작동하게 된다.

검사 유닛(40)은, 밸브스핀들(1)의 스템부(3)가 물이 담긴 검사용기(41)에 침지되면 초음파를 발진시키고, 상기 침지된 밸브스핀들(1)로부터 반사된 초음파를 수신하여 이러한 신호를 중앙제어장치(60)에 전송해주는 부위로서, 내부에 물이 채워지는 검사용기(41)와, 검사용기(41)의 일측에 구비되어 초음파를 발진하고 되돌아오는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부(42)와, 검사용기(41)의 수위를 감지하는 수위센서(43), 수위센서(43)를 통한 감지신호에 따라 물을 펌핑하여 검사용기(41)의 수위를 일정하게 유지하는 펌프(44)로 이루어진다.

수위센서(43)는, 전자식 수위센서를 적용할 수도 있고, 일반적인 플로팅밸브로 구성할 수도 있음은 자명하다.

선별 배출유닛(50)은, 중앙제어장치(60)의 밸브스핀들 양불판정에 따라 밸브스핀들(1)을 양호한 것과 불량한 것으로 선별 배출하는 부위로서, 양호한 밸브스핀들(1)이 배출되는 양호배출부(51)와, 불량한 밸브스핀들(1)이 배출되는 불량배출부(53)가 각각 구성된다.

이때, 양호배출부(51)와 불량배출부(53)를 서로 다른 라인으로 구성하는 경우 장치의 구성이 복잡하고, 파지로봇(30)의 작동도 복잡해지며, 설비비가 많이 소요될 것이므로 보다 컴팩트하면서 안정된 작동을 위해 본 발명에서는 선별 배출유닛(50)의 양호배출부(51)와 불량배출부(53)의 입구측은 하나의 배출안내부(55)로만 구성하고, 이로부터 2분지되어 일 부위는 양호배출부(51)를 이루도록 하면서 다른 부위는 불량배출부(53)를 이루도록 구성한 것이다.

즉, 평행한 2개의 제3 가이드봉(56)이 구비되어 파지로봇(30)에 파지된 상태로 검사 유닛(40)에 침지되었다가 나온 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 제3 가이드봉(56) 사이에 얹혀져 이송되는 배출안내부(55)와, 평행한 2개의 제4 가이드봉(52)이 구비되며 배출안내부(55)로부터 분지되어 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 제4 가이드봉(52) 사이에 얹혀져 배출되는 양호배출부(51)와, 평행한 2개의 제5 가이드봉(54)이 구비되며 배출안내부(55)로부터 양호배출부(51)와는 다른 방향으로 분지되어 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 제5 가이드봉(54)의 사이에 얹혀져 배출되는 불량배출부(53)와, 배출안내부(55)의 분지위치 중 불량배출부측에 회전가능하게 구비되어 중앙제어장치(60)의 명령에 따라 불량배출부측을 개폐하는 제1 게이트(57)와, 배출안내부(51)의 분지위치 중 양호배출부측에 회전가능하게 구비되어 중앙제어장치(60)의 명령에 따라 제1 게이트(57)와 연동하면서 양호배출부측을 개폐하는 제2 게이트(58)로 구성한 것이다.

물론, 선별 배출유닛(50)은 상기한 구성이외에도 양호한 밸브스핀들(1)과 불량한 밸브스핀들(1)을 각각 선별하여 배출할 수 있는 어떠한 구성이든 포함할 수 있음은 당연하다.

또한, 도면상에는 분지부위에 삼각 분지판(59)이 구성된 것을 예로 하였으나, 제4 가이드봉(52)과 제5 가이드봉(54)이 서로 연결되도록 구성할 수도 있다.

중앙제어장치(60)는, 검사 유닛(40)을 통해 수신된 초음파를 분석하여 당해 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)와 스템부(3)의 용접이 양호한지 또는 불량한지 판정하는 역할을 하며, 이외에도 밸브 이송유닛(10)의 정지실린더(15), 밸브 안착유닛(20)의 승강실린더(26), 파지로봇(30)의 파지실린더(33) 및 각 서보모터, 선별 배출유닛(50)의 제1 게이트(57)와 제2 게이트(58)의 동작을 서로 연동하도록 제어하게 된다.

또한, 밸브 이송유닛(10), 밸브 안착유닛(20), 검사 유닛(40), 선별 배출유닛(50)은 한 장치에 2개 또는 3개라인씩 나란하게 구성하고, 하나의 파지로봇(30)의 파지아암(32)을 다수개 구성하여 한꺼번에 여러 라인의 작업이 이루어지도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치는 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 밸브 이송유닛(10)을 통해 밸브스핀들(1)이 하나씩 투입되면 일단 정지실린더(15)가 신장되어 스토퍼(16)가 상부 가이드부(11)와 하부 가이드부(13)를 막아줌으로써 밸브스핀들(1)을 일시 정지시켰다가 일정한 텀을 두고 다시 정지실린더(15)가 수축되어 스토퍼(16)가 다시 상부 가이드부(11)와 하부 가이드부(13)를 개방하여 밸브스핀들(1)이 이송되도록 작동된다.

상부 가이드부(11)와 하부 가이드부(13)는 평행한 2개씩의 제1 가이드봉(12)과 제2 가이드봉(14)으로 이루어져 상하부에 각각 위치되며, 상부 가이드부(11)에서는 밸브스핀들(1)의 스템부(3)가 제1 가이드봉(12) 사이를 통과한 상태에서 헤드부(2)가 얹혀진 상태이고, 하부 가이드부(13)에서는 밸브스핀들(1)의 스템부(3) 하부가 제2 가이드봉(14) 사이에 끼워진 상태이며, 이들 상부 가이드부(11)와 하부 가이드부(13)는 밸브 안착유닛(20) 방향으로 하향 경사지게 설치되므로 밸브스핀들(1)은 그 헤드부(2)가 상방향을 향해 세워진 상태로 밸브 안착유닛(20)방향으로 동력없이도 자연스럽게 이송될 수 있다.

밸브 이송유닛(10)에 밸브스핀들(1)을 투입할 때에는 수동식으로 밸브스핀들(1)을 하나씩 걸어줄 수도 있으나, 보다 빠르고 편리하게는 자동 이송라인과 연결하여 밸브스핀들(1)이 밸브 이송유닛(10)에 자동으로 일정간격을 가지고 투입되도록 함이 바람직하다.

밸브 이송유닛(10)을 통해 밸브 안착유닛(20)으로 밸브스핀들(1)이 들어오면 밸브 안착유닛(20)의 밸브안착틀(21) 입구측에 형성된 호형의 가이드홈(24)을 따라 자연스럽게 안내되어 헤드안착홈(22)에 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)가 안착됨과 동시에 스템수용홈(23)에는 스템부(3)가 수용될 수 있게 된다.

이와 동시에 승강실린더(26)가 신장되어 승강판(25)이 상승하면 밸브스핀들(1)의 스템부(3)가 스템수용홈(23)에 끼워져 세워진 상태를 유지하면서 밸브스핀들(1) 전체가 상승하게 되고, 파지로봇(30)이 좌우회전하며 그 파지기구부(31)의 파지아암(32)이 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)를 파지아암(32)의 상부에 수용한 상태로 파지아암(32)의 사이에 밸브스핀들(1)의 스템부(3)를 파지하게 된다.

이후, 파지기구부(31)가 상승하여 밸브스핀들(1)이 밸브 안착유닛(20)을 빠져나가게 되고, 파지기구부(31)가 검사 유닛(40)의 검사용기(41) 상부위치에서 다시 하강하여 밸브스핀들(1)의 스템부(3)를 검사용기(41)의 물속에 침지하게 된다.

검사용기(41)의 일측에는 초음파 송수신부(42)가 구비되어 있어 초음파를 발진하게 되고, 이러한 초음파가 밸브스핀들(1)의 스템(3)과 부딪혀 되돌아오는 파장을 다시 수신하여 중앙제어장치(60)에 전달하게 된다.

중앙제어장치(60)에서는 기입력되어 있는 파장대와 검사 유닛(40)으로부터 전달된 파장대를 비교하여 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)와 스템부(3)가 균일하고 견고하게 용접되었는지를 판정해주게 되는데, 만일 밸브스핀들(1)의 헤드부(2)와 스템부(3)가 균일하고 견고하게 용접되지 않고, 혹여 크랙 등이 발생되어 있는 경우 초음파 검사시 수신되는 파장대는 정상적인 파장대가 되지 못하므로 중앙제어장치(60)에서는 이러한 파장대를 비교하여 밸브스핀들(1)의 양불 판정을 해주게 되므로 육안으로 검사하는 것에 비해 신뢰성 있는 판정이 이루어질 수 있다.

파지로봇(30)은 밸브스핀들(1)을 파지한 상태에서 검사용기(41)에 밸브스핀들(1)을 침지하였다가 다시 상승 및 회전하여 선별 배출유닛(50)의 배출안내부(55) 위쪽에 위치하게 되고, 파지아암(32)을 벌려 밸브스핀들(1)을 배출안내부(55)의 제3 가이드봉(56) 위쪽에 떨어뜨려주게 된다.

배출안내부(55)의 제3 가이드봉(56) 역시 하향 경사지게 구성되어 있어 제3 가이드봉(56) 사이에 스템부(3)가 통과되면서 헤드부(2)가 얹혀진 상태에서 밸브스핀들(1)은 배출방향으로 자연스럽게 이송될 수 있다.

중앙제어장치(60)를 통해 당해 밸브스핀들(1)의 양불이 판정되면 중앙제어장치(60)에서는 선별 배출유닛(50)의 제1 게이트(57)와 제2 게이트(58)를 서로 반대방향으로 제어해주게 되는데, 밸브스핀들(1)이 양호한 것으로 판정된 경우 제1 게이트(57)는 폐쇄하고, 제2 게이트(58)는 개방하여 밸브스핀들(1)은 양호배출부(51) 방향으로 이동하면서 제4 가이드봉(52)에 얹혀져 배출될 수 있는 것이고, 밸브스핀들(1)이 불량한 것을 판정된 경우 제1 게이트(57)는 개방하고, 제2 게이트(58)는 폐쇄하여 밸브스핀들(1)은 불량배출부(53) 방향으로 이동하면서 제5 가이드봉(54)에 얹혀져 배출될 수 있는 것이다.

양호배출부(51)와 불량배출부(54)로 이송된 밸브스핀들(1)은 각각 모아지거나, 별도의 이송라인과 연계되어 다음 단계로 이송될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르게 되면 밸브스핀들(1)을 투입해주기만 하면 검사 및 선별이 보다 빠른 시간내에 자동으로 이루어질 수 있으며, 육안으로 검사하던 종래와는 달리 초음파에 의한 정밀 검사가 이루어질 수 있어 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 별도의 선별과정없이 검사를 통해 판정된 결과에 따라 서로 다른 라인으로 양호한 것과 불량한 것이 선별 배출될 수 있는 것이므로 인력을 크게 줄일 수 있는 이점도 있게 된다.

한편, 파지로봇(30)을 통해 밸브스핀들(1)을 검사 유닛(40)의 검사용기(41)에 침지하였다가 빼내는 과정에서 밸브스핀들(1)에 물이 묻어나거나, 외부로 물이 떨어지게 되므로 검사용기(41)의 물은 계속 소진될 수밖에 없으므로 검사 유닛(40)에서는 수위센서(43)를 통해 상시 검사용기(41)의 수위를 감지하여 펌프(44) 구동을 통해 상시 적정 수위를 유지해줄 수 있게 함으로써 검사에 상시 완벽하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 밸브 이송유닛(10)의 밸브스핀들(1) 이송간격, 밸브 안착유닛(20)의 밸브스핀들(1) 상승간격, 파지로봇(30)의 파지, 침지, 배출 간격 등은 타임제어를 통해 구현할 수도 있고, 각 부위에 센서 또는 리미트 스위트를 구비하여 하나의 공정이 완료되면 다음 공정이 자동으로 진행되도록 설정할 수 있음은 자명하다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

1 : 밸브스핀들 2 : 헤드부
3 : 스템부 10 : 밸브 이송유닛
11 : 상부 가이드부 13 : 하부 가이드부
12 : 제1 가이드봉 14 :제2 가이드봉
15 : 정지실린더 16 : 스토퍼
20 : 밸브 안착유닛 21 : 밸브안착틀
22 : 헤드안착홈 23 : 스템수용홈
24 : 가이드홈 25 : 승강판
26 : 승강실린더 30 : 파지로봇
31 : 파지기구부 32 : 파지아암
33 : 파지실린더 34 : 회전기구부
40 : 검사 유닛 41 : 검사용기
42 : 초음파 송수신부 43 : 수위센서
44 : 펌프 50 : 선별 배출유닛
51 : 양호배출부 52 : 제4 가이드봉
53 : 불량배출부 54 : 제5 가이드봉
55 : 배출안내부 56 : 제3 가이드봉
57 : 제1 게이트 58 : 제2 게이트
59 : 삼각 분지판 60 : 중앙제어장치

Claims (6)

1. 헤드부와 스템부로 이루어진 밸브스핀들을 상기 헤드부가 위쪽으로 향하도록 한 상태에서 이송하는 밸브 이송유닛;
   상기 밸브 이송유닛을 통해 이동된 밸브스핀들의 헤드부가 위쪽으로 향한 상태에서 안착됨과 동시에 파지가 용이하도록 상방향으로 상승시켜주는 밸브 안착유닛;
   상기 밸브스핀들의 스템부가 물이 담긴 검사용기에 침지되면 초음파를 발진시키고, 상기 침지된 밸브스핀들로부터 반사된 초음파를 수신하는 검사 유닛;
   상기 검사 유닛을 통해 수신된 초음파를 분석하여 당해 밸브스핀들의 헤드부와 스템부의 용접이 양호한지 또는 불량한지 판정하는 중앙제어장치;
   상기 중앙제어장치의 밸브스핀들 양불판정에 따라 상기 밸브스핀들을 양호한 것과 불량한 것으로 선별 배출하는 선별 배출유닛; 및
   파지, 상하회전, 좌우회전 가능하도록 구성되며, 상기 밸브 안착유닛에 안착되어 상승된 밸브스핀들의 헤드부가 상부로 향하게 한 상태로 스템부를 파지하여 상기 검사 유닛의 검사용기에 침지시켰다가 다시 상기 선별 배출유닛으로 이송하는 파지로봇;
   을 포함하되,
   상기 밸브 이송유닛은,
   평행한 2개의 제1 가이드봉이 상기 밸브 안착유닛 입구측을 향하도록 경사지게 구비되어 상기 제1 가이드봉의 사이에 상기 밸브스핀들의 스템부를 통과시킨 상태로 상기 밸브스핀들의 헤드부가 얹혀져 하방향으로 이송되도록 하는 상부 가이드부와,
   상기 상부 가이드부의 하부에 위치되며, 평행한 2개의 제2 가이드봉이 상기 밸브 안착유닛 방향으로 경사지게 구비되어 상기 밸브 스핀들의 스템부 하부가 상기 제2 가이드봉 사이에 위치되어 이송되게 하는 하부 가이드부를 포함하며;
   상기 상부 가이드부와 상기 하부 가이드부의 일측에는 정지실린더의 신축에 따라 스토퍼가 상기 이송되는 밸브스핀들을 일시 정지시켰다가 다시 이송시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 안착유닛은,
   상하방향으로 길게 형성된 밸브안착틀의 상부로부터 상기 밸브스핀들의 헤드부가 안착되는 헤드안착홈과, 상기 헤드안착홈의 중앙부에 위치되어 상기 밸브스핀들의 스템부가 수용되는 스템수용홈과, 상기 헤드안착홈과 상기 스템수용홈으로 상기 밸브스핀들을 안내하도록 상기 헤드안착홈 및 상기 스템수용홈과 통하는 호형의 가이드홈이 각각 형성되어 이루어지며;
   상기 밸브안착틀의 내부에는 상기 헤드안착홈과 상기 스템수용홈에 위치된 밸브스핀들을 상방향으로 상승시키는 승강판과, 신축에 따라 상기 승강판을 승강시키는 승강실린더가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 검사 유닛은,
   내부에 물이 채워지는 검사용기와, 상기 검사용기의 일측에 구비되어 초음파를 발진하고 되돌아오는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부와, 상기 검사용기의 수위를 감지하는 수위센서와, 상기 수위센서를 통한 감지신호에 따라 물을 펌핑하여 상기 검사용기의 수위를 일정하게 유지하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 선별 배출유닛은,
   평행한 2개의 제3 가이드봉이 구비되어 상기 파지로봇에 파지된 상태로 상기 검사 유닛에 침지되었다가 나온 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제3 가이드봉 사이에 얹혀져 이송되는 배출안내부와,
   평행한 2개의 제4 가이드봉이 구비되며, 상기 배출안내부로부터 분지되어 상기 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제4 가이드봉 사이에 얹혀져 배출되는 양호배출부와,
   평행한 2개의 제5 가이드봉이 구비되며, 상기 배출안내부로부터 상기 양호배출부와는 다른 방향으로 분지되어 밸브스핀들의 헤드부가 상기 제5 가이드봉의 사이에 얹혀져 배출되는 불량배출부와,
   상기 배출안내부의 분지위치 중 불량배출부측에 회전가능하게 구비되어 상기 중앙제어장치의 명령에 따라 상기 불량배출부측을 개폐하는 제1 게이트와,
   상기 배출안내부의 분지위치 중 양호배출부측에 회전가능하게 구비되어 상기 중앙제어장치의 명령에 따라 상기 제1 게이트와 연동하면서 상기 양호배출부측을 개폐하는 제2 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 파지로봇은,
   상기 밸브스핀들을 파지하는 파지기구부와, 상기 파지기구부의 위치에 맞게 상하회전 및 좌우회전하는 회전기구부로 이루어지며,
   상기 파지기구부는, 2개의 파지아암이 서로 벌어지거나 오므려들도록 파지실린더에 의해 작동되도록 구성되고,
   상기 2개의 파지아암의 마주보는 면 외측부위는 서로 끼워맞춤 대응되는 형상으로 이루어지며, 상기 2개의 파지아암 위쪽에 상기 밸브스핀들의 헤드부가 위치되도록 한 상태에서 상기 2개의 파지아암의 마주보는 면 중앙부를 통해 상기 밸브스핀들의 스템부를 파지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브스핀들 자동 검사장치.
   

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