KR101798596B1

KR101798596B1 - 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치

Info

Publication number: KR101798596B1
Application number: KR1020160131846A
Authority: KR
Inventors: 박종규
Original assignee: (주)대성종합열처리
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2017-11-16

Abstract

본 발명은 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스터브 샤프트에 대한 고주파 열처리 및 와전류 탐상 검사가 자동화 방식으로 이루어지도록 하여 스터브 샤프트의 품질을 보장하고 생산성을 향상시킬 수 있는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 전후 방향으로 수평 설치된 공급컨베이어를 통해 스터브 샤프트를 수직으로 기립시켜 공급하는 공급부; 상기 공급컨베이어의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 투입로봇을 통해 상기 공급부에서 공급된 스터브 샤프트를 후단으로 투입하는 투입부; 상기 공급컨베이어의 후단에 이격 설치되고 좌우로 슬라이딩 운동하며 상부 선단과 중간 및 후단에 각각 관통공이 뚫린 제1지그와 제2지그 및 제3지그가 각각 구비된 이송대를 통해 상기 투입부에 의해 투입된 스터브 샤프트를 다단 이송하는 이송부; 상기 이송대의 상측 중간 및 후단에 각각 설치되는 제1유도코일과 제2유도코일과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일의 내측에 각각 설치되는 제1냉각노즐과 제2냉각노즐과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일에 각각 고주파를 인가하는 고주파발생기와, 상기 이송대의 하측 중간 및 후단에 각각 설치되고 상기 이송대의 상부로 승강 및 회전 운동하는 제1밀편과 제2밀편을 통해, 상기 이송부에 의해 다단 이송되는 스터브 샤프트를 차례대로 상승 및 회전시켜 고주파 담금질과 템퍼링을 각각 행하는 고주파열처리부; 상기 고주파열처리부의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 취출로봇을 통해 상기 고주파열처리부에서 고주파 담금질과 템퍼링이 완료된 스터브 샤프트를 후단으로 취출하는 취출부; 상기 고주파열처리부의 후단에 이격 설치되고 상기 공급컨베이어의 평행을 이루는 배출컨베이어를 통해 상기 취출부에서 취출된 스터브 샤프트를 배출하는 배출부; 및 상기 배출부의 선단에 설치되어 상기 배출부에서 배출되는 스터브 샤프트에 와전류를 인가하여 고주파 열처리 상태를 검사하여 양품은 상기 배출컨베이어를 따라 그대로 배출되게 불량품은 상기 배출컨베이어에서 이탈시켜 분리하는 검사부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치{High frequency heat treatment apparatus with eddy current testing device}

본 발명은 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스터브 샤프트에 대한 고주파 열처리 및 와전류 탐상 검사가 자동화 방식으로 이루어지도록 하여 스터브 샤프트의 품질을 보장하고 생산성을 향상시킬 수 있는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스터브 샤프트(stub shaft)는 차량 엔진의 회전력을 차축으로 전달하는 드라이브 샤프트를 구성하는 부품 중의 하나이다.

이러한 스터브 샤프트는 원판형의 플랜지부와, 플랜지부의 중심에 돌출 형성된 샤프트부로 이루어진 형태로서, 스플라인이 형성된 샤프트부에 의해 회전력이 전달됨에 따라 샤프트부의 내구성이 요구되는 부품이다.

이러한 내구성 요구에 만족하도록 스터브 샤프트의 샤프트부 표면 경도 증대를 위해 고주파 열처리가 필요한데, 이를 위한 종래의 스터브 샤프트의 고주파 열처리 장치는 스터브 샤프트를 연속적으로 공급 이송하면서 한 개씩 개별적으로 고주파 열처리하고 취출하는 구조이다.

그러나 종래의 고주파 열처리 장치는 스터브 샤프트를 고주파 열처리하고 취출한 후에는 고주파 열처리가 제대로 되어 있는지를 검사하지 않고 그대로 배출컨베이어로 배출함에 따라 양품과 불량품이 혼입되는 문제점이 있다.

그리고 혼입된 양품과 불량품에 대한 전수 검사를 위해서는 배출컨베이어를 따라 배출되는 스터브 샤프트를 다시 한 개씩 일일이 검사해야 하므로 경제적으로 비효율적이고 시간도 많이 소요되는 문제점도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1374937호, 2014.03.10.자 등록.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 고주파 열처리된 스터브 샤프트를 취출하여 배출할 때 비파괴 검사인 와전류 탐상 방식으로 고주파 열처리 품질을 검사하여 양품과 불량품으로 분리 배출하여 불량품의 혼입을 억제할 수 있고 전수 검사를 신속 용이하게 할 수 있는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치는 전후 방향으로 수평 설치된 공급컨베이어를 통해 스터브 샤프트를 수직으로 기립시켜 공급하는 공급부; 상기 공급컨베이어의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 투입로봇을 통해 상기 공급부에서 공급된 스터브 샤프트를 후단으로 투입하는 투입부; 상기 공급컨베이어의 후단에 이격 설치되고 좌우로 슬라이딩 운동하며 상부 선단과 중간 및 후단에 각각 관통공이 뚫린 제1지그와 제2지그 및 제3지그가 각각 구비된 이송대를 통해 상기 투입부에 의해 투입된 스터브 샤프트를 다단 이송하는 이송부; 상기 이송대의 상측 중간 및 후단에 각각 설치되는 제1유도코일과 제2유도코일과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일의 내측에 각각 설치되는 제1냉각노즐과 제2냉각노즐과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일에 각각 고주파를 인가하는 고주파발생기와, 상기 이송대의 하측 중간 및 후단에 각각 설치되고 상기 이송대의 상부로 승강 및 회전 운동하는 제1밀편과 제2밀편을 통해, 상기 이송부에 의해 다단 이송되는 스터브 샤프트를 차례대로 상승 및 회전시켜 고주파 담금질과 템퍼링을 각각 행하는 고주파열처리부; 상기 고주파열처리부의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 취출로봇을 통해 상기 고주파열처리부에서 고주파 담금질과 템퍼링이 완료된 스터브 샤프트를 후단으로 취출하는 취출부; 상기 고주파열처리부의 후단에 이격 설치되고 상기 공급컨베이어의 평행을 이루는 배출컨베이어를 통해 상기 취출부에서 취출된 스터브 샤프트를 배출하는 배출부; 및 상기 배출부의 선단에 설치되어 상기 배출부에서 배출되는 스터브 샤프트에 와전류를 인가하여 고주파 열처리 상태를 검사하여 양품은 상기 배출컨베이어를 따라 그대로 배출되게 불량품은 상기 배출컨베이어에서 이탈시켜 분리하는 검사부;로 구성되며, 상기 검사부는 상기 배출컨베이어의 선단 하측에 상하 운동 가능하게 설치되어 상기 배출컨베이어를 따라 배출되는 스터브 샤프트를 승강시키는 리프트; 상기 배출컨베이어의 선단 상측에 설치되어 상기 리프트에 의해 상승된 스터브 샤프트에 와전류를 인가하고 수신하는 탐촉자; 상기 탐촉자에 연결되어 스터브 샤프트로부터 수신한 와전류의 진폭에 따라 양품과 불량품으로 분리 판별하는 판별기; 및 상기 배출컨베이어의 선단 일측에 설치되어 상기 판별기의 판별에 따른 판별신호에 따라 양품으로 판별된 스터브 샤프트를 배출컨베이어의 설치방향과 직교하는 방향으로 밀어서 떨어뜨리는 분리편;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 리프트의 상단에는 스터브 샤프트가 수직으로 기립된 상태 그대로 상승되도록 단부가 뽀족한 승강지그가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출컨베이어는 길이방향 중앙으로 상기 리프트가 관통하여 스터브 샤프트를 상승시킬 수 있도록 두 개의 이송벨트가 상호 일정간격을 두고 양측에 배치된 트윈 벨트 타입으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과들을 기대할 수 있다.

먼저, 스터브 샤프트를 자동화 방식으로 고주파 열처리함으로써 스터브 샤프트의 생산성을 높일 수 있다.

그리고 고주파 열처리 후 스터브 샤프트에 대한 전수 검사가 자동화 방식으로 행해지고 전수 검사 결과에 따라 양품과 불량품을 분리함으로써 불량품의 혼입을 억제하고 열처리 품질도 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 평면도.
도 3은 도 1 및 2의 A부 확대도.

본 발명은 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치는 차량 엔진의 회전력을 차축으로 전달하는 드라이브 샤프트를 이루는 핵심 부품 중의 하나인 스터브 샤프트(stub shaft)를 고주파 담금질 및 템퍼링을 포함하는 고주파 열처리를 자동화 방식을 행하기 위한 장치이다.

특히, 본 발명에 따른 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치는 스터브 샤프트를 고주파 열처리하고 취출한 후 고주파 열처리 상태를 검사하고 검사 결과에 따라 양품과 불량품으로 확실하게 분리 배출하여 불량품이 양품에 혼합되는 폐단을 방지함으로써 고주파 열처리 품질 및 신뢰성을 높일 수 있는 것이 특징이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 크게 공급부(10), 투입부(20), 이송부(30), 고주파열처리부(40), 취출부(50), 배출부(60) 및 검사부(70)로 구성된다.

먼저, 상기 공급부(10)는 공급컨베이어(11)를 통해 복수 개의 스터브 샤프트(S)를 일정시간 간격으로 일정거리 이송시키면서 공급하는 장치이다.

이때 스터브 샤프트(S)는 중공이 형성된 원판형의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중공 외주를 따라 수직으로 돌출 형성되고 외주면에 스플라인이 형성된 샤프트부로 구성된다.

즉, 스터브 샤프트(S)의 샤프트부 표면 경도 증대를 위해 고주파 열처리를 행하는 것이므로 공급부(10)에서는 스터브 샤프트(S)는 샤프트부가 위로 향하고 플랜지부가 아래로 향하도록 수직으로 기립된 상태로 공급된다.

다음으로, 상기 투입부(20)는 공급컨베이어(11)를 통해 수직으로 기립된 상태로 공급되는 스터브 샤프트(S)를 투입로봇(21)으로 파지하여 후단의 이송부(30)로 투입하는 장치이다.

이때 투입로봇(21)은 스터브 샤프트(S)의 샤프트부를 파지하고 스터브 샤프트(S)를 파지한 상태에서 상하 및 좌우로 운동할 수 있는 구조를 가진다.

다음으로, 상기 이송부(30)는 공급컨베이어(11)의 후단에 소정거리 이격되게 설치되어 좌우로 슬라이딩 운동하여 투입로봇(21)에 의해 투입된 스터브 샤프트(S)를 다단으로 전진 이송하는 장치이다.

이를 위해 이송부(30)는 공급컨베이어(11)의 후단에 이격 설치되고 좌우로 슬라이딩 운동하는 이송대(31)와, 이송대(31)의 상부 선단과 중간 및 후단에 설치된 각각 제1지그(32)와 제2지그(33) 및 제3지그(34)로 구성된다.

그리고 제1지그(32)와 제2지그(33) 및 제3지그(34)에는 상하로 관통한 관통공(321)(331)(341)이 형성된다.

이때 투입로봇(21)에 의해 투입된 스터브 샤프트(S)는 제1위치가 되는 제1지그(32)로 투입되고 이송대(31)의 슬라이딩 이송에 따라 제1위치보다 후단에 있는 제2위치로 이송된 다음 제2위치보다 후단에 있는 제3위치까지 이송된다.

다음으로, 상기 고주파열처리부(40)는 이송대(31)의 상측에 구비되어 이송대(31)를 따라 다단으로 전진 이송되는 스터브 샤프트(S)를 차례대로 고주파 담금질 및 템퍼링 하는 장치이다.

이를 위해 고주파열처리부(40)는 이송대(31)의 상측 중간 및 후단에 각각 설치되는 제1유도코일(41)과 제2유도코일(42)과, 제1유도코일(41)과 제2유도코일(42)의 내측에 각각 설치되는 제1냉각노즐(미도시)과 제2냉각노즐(미도시)과, 제1유도코일(41)과 제2유도코일(42)에 각각 고주파를 인가하는 고주파발생기(43)와, 이송대(31)의 하측 중간 및 후단에 각각 설치되고 상기 관통공을 통해 이송대(31)의 상부로 상하 및 회전 운동하는 제1밀편(44)과 제2밀편(45)으로 구성된다.

이때 제1유도코일(41)과 제2유도코일(42)은 이송대(31)의 상측에서 제2위치와 제3위치에 각각 설치된다. 그리고 제1밀편(44)과 제2밀편(45)은 이송대(31)의 상측에서 제2위치에서 제3위치에 각각 설치된다.

즉, 이송대(31)의 1차 전진 이송에 따라 제1지그(32)에 투입된 스터브 샤프트(S)가 제1위치에서 제2위치로 이송되면 제1유도코일(41)과 제1냉각노즐에 의해 고주파 담금질이 행해진다.

단, 이때는 제1밀편(44)이 제1지그(32)의 관통공(321)을 수직으로 관통하여 스터브 샤프트(S)를 상승 및 회전시킴으로써 제1유도코일(41)과 제1냉각노즐을 통한 고주파 담금질이 가능하게 된다.

그리고 이송대(31)의 2차 전진 이송에 따라 제1지그(32)에 투입된 스터브 샤프트(S)가 제2위치에서 제3위치로 이송되면 제2유도코일(42)과 제2냉각노즐에 의해 고주파 템퍼링이 행해진다.

단, 이때도 제2밀편(45)이 제1지그(32)의 관통공(321)을 수직으로 관통하여 스터브 샤프트(S)를 상승 및 회전시킴으로써 제2유도코일(42)과 제2냉각노즐을 통한 고주파 담금질이 가능하게 된다.

다음으로, 상기 취출부(50)는 고주파열처리부(40)의 후단 상측에 설치되어 고주파 열처리가 완료된 스터브 샤프트를 이송대(31)로부터 취출하는 장치이다.

이때 취출부(50)는 스터브 샤프트(S)를 파지 가능하고 상하 및 좌우로 운동 가능한 구조를 가진 취출로봇(51)을 통해 취출이 이루어진다.

다음으로, 상기 배출부(60)는 고주파열처리부(40)의 후단에 소정거리 이격되게 설치되어 배출컨베이어(61)를 통해 취출로봇(51)에 의해 취출된 스터브 샤프트(S)를 배출하는 장치이다.

이때 배출컨베이어(61)는 공급컨베이어(11)와 평행하게 설치되어 한 명의 작업자가 공급컨베이어(11)에서 공급되는 스터브 샤프트(S)와, 배출컨베이어(61)를 통해 배출되는 스터브 샤프트(S)를 동시에 관리할 수 있다.

마지막으로, 상기 검사부(70)는 배출컨베이어(61)를 통해 배출되는 스터브 샤프트(S)의 고주파 열처리 상태를 와전류 탐상 방식으로 검사하여 검사 결과에 따라 불량품을 양품에서 분리해내는 장치이다.

이를 위해 검사부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 리프트(71)와 탐촉자(72)와 판별기(미도시) 및 분리편(74)으로 구성될 수 있다.

상기 리프트(71)는 배출컨베이어(61)의 선단 하측에 상하 운동 가능하게 설치되어 배출컨베이어(61)를 따라 배출되는 스터브 샤프트(S)를 수직으로 승강시키는 것이다.

단, 리프트(71)의 상단에는 스터브 샤프트(S)가 수직으로 기립된 상태 그대로 상승되도록 스터브 샤프트(S)의 중공 내측으로 삽입되는 단부가 뽀죡한 승강지그(711)가 설치된다.

상기 탐촉자(72)는 배출컨베이어(61)의 선단 상측에 설치되어 리프트(71)에 의해 상승된 스터브 샤프트(S)에 와전류를 인가하고 와전류에 따른 진폭을 스터브 샤프트(S)로부터 수신하는 것이다.

상기 판별기는 탐촉자(72)와 전지적으로 연결되어 스터브 샤프트(S)로부터 수신한 와전류의 진폭에 따라 양품과 불량품으로 분리 판별하여 판별신호를 발생시키는 것이다.

상기 분리편(73)은 배출컨베이어(61)의 선단 일측에 설치되어 판별기의 판별에 따른 판별신호에 따라 불량품으로 판별된 스터브 샤프트는 배출컨베이어(61)의 설치방향과 직교하는 방향으로 강제로 밀어서 떨어뜨려 분리하는 것이다.

한편, 배출컨베이어(61)는 길이방향 중앙을 통해 리프트(71)가 수직으로 관통하여 스터브 샤프트(S)를 상승시킬 수 있도록 두 개의 이송벨트(611)가 상호 일정간격을 두고 양측에 배치된 트윈 벨트 타입으로 구성된다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 공급부
11: 공급컨베이어
20: 투입부
21: 투입로봇
30: 이송부
31: 이송대
32: 제1지그
32: 제2지그
33: 제3지그
321, 321, 331: 관통공
40: 고주파열처리부
41: 제1유도코일
42: 제2유도코일
43: 고주파발생기
44: 제1밀편
45: 제2밀편
50: 취출부
51: 취출로봇
60: 배출부
61: 배출컨베이어
611: 이송벨트
70: 검사부
71: 리프트
711: 승강지그
72: 탐촉자
73: 분리편

Claims

전후 방향으로 수평 설치된 공급컨베이어를 통해 스터브 샤프트를 수직으로 기립시켜 공급하는 공급부;
상기 공급컨베이어의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 투입로봇을 통해 상기 공급부에서 공급된 스터브 샤프트를 후단으로 투입하는 투입부;
상기 공급컨베이어의 후단에 이격 설치되고 좌우로 슬라이딩 운동하며 상부 선단과 중간 및 후단에 각각 관통공이 뚫린 제1지그와 제2지그 및 제3지그가 각각 구비된 이송대를 통해 상기 투입부에 의해 투입된 스터브 샤프트를 다단 이송하는 이송부;
상기 이송대의 상측 중간 및 후단에 각각 설치되는 제1유도코일과 제2유도코일과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일의 내측에 각각 설치되는 제1냉각노즐과 제2냉각노즐과, 상기 제1유도코일과 상기 제2유도코일에 각각 고주파를 인가하는 고주파발생기와, 상기 이송대의 하측 중간 및 후단에 각각 설치되고 상기 이송대의 상부로 승강 및 회전 운동하는 제1밀편과 제2밀편을 통해, 상기 이송부에 의해 다단 이송되는 스터브 샤프트를 차례대로 상승 및 회전시켜 고주파 담금질과 템퍼링을 각각 행하는 고주파열처리부;
상기 고주파열처리부의 후단 상측에 설치되고 상하 및 좌우 운동하는 취출로봇을 통해 상기 고주파열처리부에서 고주파 담금질과 템퍼링이 완료된 스터브 샤프트를 후단으로 취출하는 취출부;
상기 고주파열처리부의 후단에 이격 설치되고 상기 공급컨베이어의 평행을 이루는 배출컨베이어를 통해 상기 취출부에서 취출된 스터브 샤프트를 배출하는 배출부; 및
상기 배출부의 선단에 설치되어 상기 배출부에서 배출되는 스터브 샤프트에 와전류를 인가하여 고주파 열처리 상태를 검사하여 양품은 상기 배출컨베이어를 따라 그대로 배출되게 불량품은 상기 배출컨베이어에서 이탈시켜 분리하는 검사부;로 구성되며
상기 검사부는
상기 배출컨베이어의 선단 하측에 상하 운동 가능하게 설치되어 상기 배출컨베이어를 따라 배출되는 스터브 샤프트를 승강시키는 리프트;
상기 배출컨베이어의 선단 상측에 설치되어 상기 리프트에 의해 상승된 스터브 샤프트에 와전류를 인가하고 수신하는 탐촉자;
상기 탐촉자에 연결되어 스터브 샤프트로부터 수신한 와전류의 진폭에 따라 양품과 불량품으로 분리 판별하는 판별기; 및
상기 배출컨베이어의 선단 일측에 설치되어 상기 판별기의 판별에 따른 판별신호에 따라 양품으로 판별된 스터브 샤프트를 배출컨베이어의 설치방향과 직교하는 방향으로 밀어서 떨어뜨리는 분리편;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 리프트의 상단에는
스터브 샤프트가 수직으로 기립된 상태 그대로 상승되도록 단부가 뽀족한 승강지그가 설치되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 배출컨베이어는
길이방향 중앙으로 상기 리프트가 관통하여 스터브 샤프트를 상승시킬 수 있도록 두 개의 이송벨트가 상호 일정간격을 두고 양측에 배치된 트윈 벨트 타입으로 구성되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치.
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