KR101680642B1 - 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치에 관한 것으로 공압 엑추에이터 내의 압력변화를 이용하여 가공물의 불량판단을 검사하도록 하기 위해서, 피스톤로드에 연결된 피스톤헤드가 이동되면서 공압 엑추에이터 내의 압력을 측정하는 압력측정부; 상기 피스톤로드에 연결되어 가공물을 검사하는 검사부재; 상기 공압 엑추에이터 내에 압력을 공급 조절하는 압력공급모듈; 상기 압력공급모듈에 에어를 공급하는 에어공급부와, 압력공급모듈에 공급되는 에어를 제어하는 에어제어부가 구비되는 압력제어모듈; 상기 압력측정부의 압력값을 전송받아 압력의 변동값을 통해 공압 엑추에이터내에 검출된 압력값으로 가공물의 불량판단을 검사하는 불량진단모듈;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치{Badness tester apparatus using pneumatic actuator}

본 발명은 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치에 관한 것으로서, 특히 공압 엑추에이터 내의 압력변화를 이용하여 가공물의 불량판단을 검사하도록 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 승용차 등의 차량에 있어서는 엔진과 트랜스미션을 미리 조립하여 일체화 시킨후에 엔진룸내에 설치한다. 이 경우 엔진과 트랜스미션의 조립체는 중량체임과 동시에 냉각이 크게 요구되는 부품이므로 상기 조립체를 엔진룸 내에 장착을 할 경우는 상기 조립체의 트랜스미션 부분을 하부에서 지지하도록 엔진마운틴 멤버를 엔진룸 전후방의 샤시 중간 부분에 설치하여 그 위에 트랜스미션 부분을 장착하고 있다.

또한 조립체의 엔진 부분은 엔진마운틴 브라켓트를 엔진에 고정시킨 후 엔진마운틴 브라켓트를 엔진마운틴에 체결하여 차량의 측면 차체에 고정시킨다.

이러한 엔진마운틴의 경우 장착성과 조립성을 위해 바디 상에 가공돌출부가 형성된다. 하지만 이 가공돌출부의 높이는 제품에 비해 그리 높이 가공되지 않아 그 검사과정이 원만하게 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 이의 방지를 위해 작업자가 전수검사를 실시할 수 있지만, 작업자가 많은 제품을 전수검사 하다 보면 대량의 가공물을 연속적으로 검사함으로 인해 피로가 급증하게 되고, 이로 인해 검사에러나 검사누락 등으로 인한 불량제품이 투입될 우려가 있으며, 가공물이 많아질수록 비용과 시간이 많이 걸리게 되어 경제적, 실질적으로 전수검사가 어려운 현실이므로 검사의 자동화가 절실히 요구되고 있다.

본 발명에서는 상기한 문제점을 해소하기 위해 등록특허 제10-0494577호에서 개시된 리크(Leak) 자동검사 방법을 이용하여 정밀하면서도 안정적인 검사작동이 이루어지도록 하는 불량 검사장치를 제안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 공압 엑추에이터 내의 압력변화를 이용하여 자동차의 엔진마운틴과 같은 가공돌출부가 형성되는 가공물의 높이 및 가공유무에 대한 불량판단을 검사하도록 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 피스톤로드(12)에 연결된 피스톤헤드(14)가 이동되면서 공압 엑추에이터(16) 내의 압력을 측정하는 압력측정부(10); 상기 피스톤로드(12)에 연결되어 가공물(2)을 검사하는 검사부재(20); 상기 공압 엑추에이터(16) 내에 압력을 공급 조절하는 압력공급모듈(30); 상기 압력공급모듈(30)에 에어를 공급하는 에어공급부(42)와, 압력공급모듈(30)에 공급되는 에어를 제어하는 에어제어부(44)가 구비되는 압력제어모듈(40); 상기 압력측정부(10)의 압력값을 전송받아 압력의 변동값을 통해 공압 엑추에이터(16)내에 검출된 압력값으로 가공물(2)의 불량판단을 검사하는 불량진단모듈(50);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치를 제공한다.

이때, 검사부재(20)는 하단부에 수직방향의 제1단감지턱(21)과, 제1단감지턱(21)에 연결되어 하부측으로 연장되는 수직방향의 제2단감지턱(22)으로 다단 형성되어 제1단감지턱(21) 및 제2단감지턱(22)의 가공물(2)과의 접촉상태로 불량판단을 검사하도록 구성함을 특징으로 한다.

또한, 압력공급모듈(30)은 에어를 공급받아 보관하는 에어탱크(32)가 구비되고, 에어탱크(32)의 유입측에 연결되는 2-way 솔레노이드밸브(34)와, 에어탱크(32)의 공급배출측에 연결되는 3-way 솔레노이드밸브(36)와, 에어탱크(32) 내의 압력을 측정 및 조절하는 압력센서(38)가 압력제어모듈(40)의 에어제어부(44)에 연결되어 작동됨을 특징으로 한다.

또한, 공압 엑추에이터(16)는 피스톤헤드(14)의 최대이동구간의 헤드측에 초기동작감지센서(71)가 구비되고, 로드측에 최대동작감지센서(72)가 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 검사부재(20)가 연결설치된 압력측정부(10) 및 압력공급모듈(30)은 압력제어모듈(40)에 복수개의 구조로 연결 설치됨을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치는 공압 엑추에이터 내의 압력변화를 이용하여 자동차의 엔진마운틴 등과 같이 가공돌출부가 형성된 가공물의 높이 및 가공유무에 대한 불량판단을 자동으로 검사함으로써 정밀한 검사를 수행할 수 있고, 검사불량을 감소할 수 있으며 이에 따라 검사효율을 높일 수 있는 효과가 있으며, 검사데이터를 관리함으로써 꾸준한 품질 안정성을 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 검사부재가 연결설치된 압력측정부 및 압력공급모듈을 압력제어모듈에 복수개의 구조로 연결 설치함으로써 검사부재에 의한 가공물의 전수검사 시간을 보다 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 불량 검사장치의 압력측정부에 의한 검사부재의 작동상태를 나타낸 개략 구성도
도 3은 본 발명에 의한 검사부재의 측면도
도 4는 본 발명에 의한 검사 정상의 경우에서의 검사부재 작동상태도
도 5는 본 발명에 의한 검사 불량의 경우에서의 검사부재 작동상태도

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 보면 본 발명에 의한 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치는 공압 엑추에이터 내의 압력변화를 이용하여 자동차의 엔진마운틴과 같은 가공돌출부가 형성되는 가공물의 불량판단을 검사하도록 하기 위한 것으로서, 공압 엑추에이터(16)를 이용한 압력측정부(10)와, 가공물(2)을 검사하는 검사부재(20)와, 압력공급모듈(30)과, 압력제어모듈(40)과, 가공물(2)의 불량판단을 검사하는 불량진단모듈(50)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 상기 압력측정부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 에어를 공급받아 작동되는 공압 엑추에이터(16)를 구비하고, 공압 엑추에이터(16) 내에서 이동되는 피스톤헤드(14)를 구비하며, 피스톤헤드(14)에 연결되어 공압 엑추에이터(16)의 외부로 연장되는 피스톤로드(12)를 구비하여 이루어지며, 공압 엑추에이터(16) 외측의 피스톤로드(12)의 단부에는 가공물(2)을 검사하는 검사부재(20)를 연결 구성되어 상기 피스톤로드(12)에 연결된 피스톤헤드(14)가 이동되면서 공압 엑추에이터(16) 내의 압력을 측정한다. 여기에서 가공물(2)은 자동차의 엔진마운틴과 같은 가공돌출부가 형성되는 가공물을 칭한다.

이때 공압 엑추에이터(16)는 다양한 구조 및 형태로 구비될 수 있으나, 본 발명의 실시예 및 도면에서는 통상의 에어실린더 구조로 설명한다.

상기 공압 엑추에이터(16)의 외측에는 피스톤헤드(14)가 작동되는 최대이동구간의 헤드측에 초기동작감지센서(71)를 구비하고, 로드측에 최대동작감지센서(72)를 구비하여 구성된다. 상기 피스톤헤드(14)는 공압 엑추에이터(16) 내의 초기동작감지센서(71)와 최대동작감지센서(72) 사이에서 작동되며, 상기 초기동작감지센서(71)의 위치는 가공물(2)의 검사를 위한 공압 엑추에이터(16) 내로 에어 공급전 피스톤헤드(14)의 초기위치에 해당하며, 최대동작감지센서(72)의 위치는 가공물(2)의 검사범위의 한계위치에 해당한다. 이에 상기 피스톤헤드(14)의 초기동작감지센서(71) 위치시에는 검사시작 대기 상태이고, 최대동작감지센서(72) 위치시에는 피스톤헤드(14)가 최대이동거리에 도달하여 더 이상 검사진행을 할 수 없음을 나타낸다.

그리고 상기 검사부재(20)는 상기 피스톤로드(12)에 연결되어 주로 가공물(2)의 높이치수불량 및 높이가공불량 등을 검사하는 부재로서, 도 3에서와 같이 검사부재(20)의 하단부에 가공물(2)에 닿이도록 수직방향으로 제1단감지턱(21)이 형성되고, 제1단감지턱(21)에 연결되어 하부측으로 연장되는 수직방향의 제2단감지턱(22)이 다단으로 연결 형성되어 제1단감지턱(21) 및 제2단감지턱(22)의 가공물(2)과의 접촉상태로 가공물(2)의 불량을 판단하도록 구성된다.

상기한 도 3에서와 같은 구조에서 도 4에서와 같이 가공물(2) 측으로 검사부재(20)가 이동하면서 가공물(2)의 가공돌출부(3a)에 제1단감지턱(21)이 닿여 정지하게 되면 가공돌출부(3a)의 가공 정상범위에 해당한다.

이때 검사부재(20)의 초기위치인 초기동작감지센서(71)의 위치에서 압력공급모듈(30)로부터 에어를 공급받으면서 검사부재(20)가 서서히 가공물(2) 측으로 이동되며, 일실시예로서 압력공급모듈(30)에서 유입되는 에어압력이 최대 1 bar 일 경우, 가공돌출부(3a)의 가공 정상범위 일때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.3~0.4 bar 로 설정되며, 도 5에서와 같이 가공돌출부(3b)의 높이가 정상범위보다 낮을 경우에는 제1단감지턱(21)이 닿지 않고 지나친 후 제2단감지턱(22)에 닿여 정지하게 되며, 이는 가공돌출부(3b)의 가공 불량범위에 해당한다. 이 경우 압력공급모듈(30)에서 유입되는 에어압력이 최대 1 bar 일 경우, 가공돌출부(3b)의 가공 불량범위 일때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.8~0.9 bar 로 설정되게 한다.

미도시되었으나, 이와 반대로 가공돌출부의 높이가 정상보다 높을 경우에는 가공물(2) 측으로 검사부재(20)가 이동하면서 가공물(2)의 가공돌출부에 제1단감지턱(21)이 닿여 정지하게 되면 가공돌출부의 가공 불량범위에 해당하게 되고, 제1단감지턱(21)이 닿지 않고 지나친 후 제2단감지턱(22)에 닿여 정지하게 되면 가공돌출부의 가공 정상범위에 해당하도록 설정할 수 있다.

상기 압력의 범위는 검사되는 가공물(2)의 종류 및 특성에 따라 설정되는 범위이므로 한정되지 않는다.

상기 공압 엑추에이터(16) 내에 압력 공급 조절을 위해 에어를 공급하는 압력공급모듈(30)이 구비된다. 압력공급모듈(30)은 도 1 및 도 2에서와 같이 에어를 공급받아 보관하는 에어탱크(32)를 구비하고, 에어탱크(32)의 유입측에 연결되는 2-way 솔레노이드밸브(34)와, 에어탱크(32)의 공급배출측에 연결되는 3-way 솔레노이드밸브(36)와, 에어탱크(32) 내의 압력을 측정 및 조절하는 압력센서(38)가 후술되는 압력제어모듈(40)의 에어제어부(44)에 연결되어 작동되도록 구성된다.

상기 에어탱크(32)의 유입측의 2-way 솔레노이드밸브(34)는 에어공급부(42)와 에어탱크(32) 상호간에 연결되어 에어를 일방향으로 공급하여 주게 된다. 그리고 에어탱크(32)의 공급배출측의 3-way 솔레노이드밸브(36)는 에어탱크(32)와 공압 엑추에이터(16) 상호간에 연결되어 에어를 일방향으로 공급하여 줌과 함께 공압 엑추에이터(16)에서 에어 배출시 타방향인 외부측으로 배출 안내하여 주게 된다.

상기 에어탱크(32)의 공급배출측에 2-way 솔레노이드밸브를 사용하게 되면 공압 엑추에이터(16)에 공급된 에어가 검사 완료후 다시 에어탱크(32) 내로 유입됨으로 인해 에어탱크(32) 내에 정량의 에어를 조절하기 힘들게 된다. 그러므로 3-way 솔레노이드밸브(36)를 사용하여 공압 엑추에이터(16)에 공급된 에어를 검사 완료후 타방향인 외부측으로 배출시켜 줌으로써 에어탱크(32) 내의 정량의 에어 조절이 유리하게 된다.

상기 압력공급모듈(30)에 연결되는 압력제어모듈(40)은 압력공급모듈(30)에 에어를 공급하는 에어공급부(42)와, 압력공급모듈(30)에 공급되는 에어를 제어하는 에어제어부(44)로 구성된다.

그리고, 상기 불량진단모듈(50)은 공압 엑추에이터(16)를 이용한 압력측정부(10)의 압력값을 전송받아 압력의 변동값을 통해 공압 엑추에이터(16)내에 검출된 압력값으로 가공물(2)의 불량판단을 검사하도록 구성된다.

삭제

상기 공압 엑추에이터(16)내에 검출된 압력값을 통한 가공물(2)의 불량판단 검사는 다른 실시예로서 밀폐공간에서 새어 나가는 유체의 흐름을 계측하는 방식인 리크테스트(Leak test)의 원리를 응용한 공기압력 테스트 방식을 이용하여 수행할 수 있다.

상기 불량진단모듈(50)에는 미도시되었으나, 설정된 검사시간 안에 가공물(2)을 측정한 후 후퇴하도록 하는 타이머가 구비되며, 공압 엑추에이터(16) 내의 압력수치를 나타내는 디스플레이부, 압력조절 레버, 연산부 등이 구비된다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치의 작동설명은 하기와 같다.

먼저, 압력제어모듈(40)의 에어공급부(42)를 통해 에어탱크(32) 내로 공기를 유입시켜 에어탱크(32) 내의 압력이 1 bar (실시예에서의 임의 압력수치임)가 되게 한다. 이때 1 bar의 압력이 되면 압력센서(38)에서 밸브를 닫아 정확한 압력이 설정, 유지되도록 한다.

이 상태의 에어탱크(32)에서 공압 엑추에이터(16) 내로 에어를 서서히 공급하게 되고, 이에 따라 공압 엑추에이터(16) 내부의 피스톤헤드(14)가 초기동작감지센서(71)의 위치에서부터 서서히 최대동작감지센서(72) 측으로 이동하게 된다. 이때 검사되는 가공돌출부(3a)의 가공 정상범위 일때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.3~0.4 bar 로 설정되어 있고, 가공돌출부(3b)의 가공 불량범위 일때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.8~0.9 bar 로 설정되어 있다.

이러한 조건에서 도 4에서와 같이 가공물(2) 측으로 검사부재(20)가 이동하면서 가공물(2)의 가공돌출부(3a)에 제1단감지턱(21)이 닿여 정지하게 되면 그때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.3~0.4 bar가 되므로 가공 정상범위에 포함된다. 이 검사데이터는 저장, 보관되어 검사효율에 대한 관리성 및 품질 안정성 등을 높이도록 한다.

한 번의 검사가 완료되면, 공압 엑추에이터(16) 내의 피스톤헤드(14)는 초기동작감지센서(71) 측으로 복귀하게 되고, 이때 공압 엑추에이터(16) 내의 에어는 3-way 솔레노이드밸브(36)의 배출방향인 외부측으로 배출된다.

다시 검사를 위해 에어탱크(32) 내에 1 bar 의 압력이 가해지고, 그 압력이 공압 엑추에이터(16) 내로 이동되면서 피스톤헤드(14)의 이동에 따라 검사부재(20)가 가공물(2) 측으로 이동된다. 이때 도 5에서와 같이 가공돌출부(3b)의 높이가 정상범위보다 낮을 경우, 제1단감지턱(21)이 닿지 않고 지나친 후 제2단감지턱(22)에 닿여 정지하게 되며, 이는 가공돌출부(3b)의 가공 불량범위에 해당한다. 이때 공압 엑추에이터(16) 내의 압력은 0.8~0.9 bar 이다. 또한 이때 가공물(2)에 가공돌출부가 가공 형성되지 않은 경우에도 도 5의 경우와 동일하게 작동된다.

이와 반대로 가공돌출부의 높이가 정상보다 높을 경우에는 가공물(2) 측으로 검사부재(20)가 이동하면서 가공물(2)의 가공돌출부에 제1단감지턱(21)이 닿여 정지하게 되면 가공돌출부의 가공 불량범위에 해당하게 되고, 제1단감지턱(21)이 닿지 않고 지나친 후 제2단감지턱(22)에 닿여 정지하게 되면 가공돌출부의 가공 정상범위에 해당한다.

한편, 검사부재(20)에 의한 가공물(2)의 전수검사 시간을 보다 단축하기 위해 상기 검사부재(20)가 연결설치된 압력측정부(10) 및 압력공급모듈(30)을 압력제어모듈(40)에 복수개의 구조로 연결 설치되도록 구성할 수 있다.

2 : 가공물 10 : 압력측정부
12 : 피스톤로드 14 : 피스톤헤드
16 : 공압 엑추에이터 20 : 검사부재
21 : 제1단감지턱 22 : 제2단감지턱
30 : 압력공급모듈 32 : 에어탱크
34 : 2-way 솔레노이드밸브 36 : 3-way 솔레노이드밸브
38 : 압력센서 40 : 압력제어모듈
42 : 에어공급부 44 : 에어제어부
50 : 불량진단모듈 71 : 초기동작감지센서
72 : 최대동작감지센서

Claims (5)

1. 피스톤로드(12)에 연결된 피스톤헤드(14)가 이동되면서 공압 엑추에이터(16) 내의 압력을 측정하는 압력측정부(10);
   상기 피스톤로드(12)에 연결되어 가공물(2)을 검사하는 검사부재(20);
   상기 공압 엑추에이터(16) 내에 압력을 공급 조절하는 압력공급모듈(30);
   상기 압력공급모듈(30)에 에어를 공급하는 에어공급부(42)와, 압력공급모듈(30)에 공급되는 에어를 제어하는 에어제어부(44)가 구비되는 압력제어모듈(40);
   상기 압력측정부(10)의 압력값을 전송받아 압력의 변동값을 통해 공압 엑추에이터(16)내에 검출된 압력값으로 가공물(2)의 불량판단을 검사하는 불량진단모듈(50);을 포함하여 이루어지고,
   상기 압력공급모듈(30)은 에어를 공급받아 보관하는 에어탱크(32)가 구비되고, 에어탱크(32)의 유입측에 연결되는 2-way 솔레노이드밸브(34)와, 에어탱크(32)의 공급배출측에 연결되는 3-way 솔레노이드밸브(36)와, 에어탱크(32) 내의 압력을 측정 및 조절하는 압력센서(38)가 압력제어모듈(40)의 에어제어부(44)에 연결되어 작동됨을 특징으로 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 검사부재(20)는 하단부에 수직방향의 제1단감지턱(21)과, 제1단감지턱(21)에 연결되어 하부측으로 연장되는 수직방향의 제2단감지턱(22)으로 다단 형성되어 제1단감지턱(21) 및 제2단감지턱(22)의 가공물(2)과의 접촉상태로 불량판단을 검사하도록 구성함을 특징으로 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치.
   
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공압 엑추에이터(16)는 피스톤헤드(14)의 최대이동구간의 헤드측에 초기동작감지센서(71)가 구비되고, 로드측에 최대동작감지센서(72)가 구비됨을 특징으로 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 검사부재(20)가 연결설치된 압력측정부(10) 및 압력공급모듈(30)은 압력제어모듈(40)에 복수개의 구조로 연결 설치됨을 특징으로 하는 공압 엑추에이터를 이용한 불량 검사장치.

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