KR101868967B1

KR101868967B1 - 전조 가공용 품질검사장치

Info

Publication number: KR101868967B1
Application number: KR1020170040002A
Authority: KR
Inventors: 윤삼봉; 오연식
Original assignee: (주)중산기업
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-07-20

Abstract

본 발명은, 전조기에 설치하며, 전조 가공시 한 쌍의 다이스가 대상물을 가공하면서 이동한 거리를 측정하는 경도측정부, 상기 전조기에 설치하며, 상기 대상물의 전조 가공시 발생하는 진동을 측정하는 진동측정부, 상기 경도측정부 및 상기 진동측정부에서 각각 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치 데이터와 비교하여, 전조 가공 완료된 상기 대상물의 불량 여부를 판단하는 불량판단부를 포함하는 전조 가공용 품질검사장치를 제공함으로써, 대상물의 전조 가공시, 경도측정부는 대상물의 가공에 따른 다이스의 이동거리를 측정하고, 진동측정부는 진동을 측정한 후, 불량판단부로 전달한다. 그러면, 불량판단부는 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교한 후, 전조 가공이 완료된 대상물의 경도 예측 및 크랙 여부를 판단함으로써, 사용 용도에 따른 대상물의 전조 가공시 불량 여부를 용이하게 파악할 수 있게 한다.

Description

전조 가공용 품질검사장치{Quality inspection system for thread rolling tools}

본 발명은 전조기에서 대상물을 전조 가공시, 대상물의 품질을 검사하는 전조 가공용 품질검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 전조 가공은 한 쌍의 전조 다이스 사이에 소재를 끼워 소성 변형시켜 원하는 모양으로 만드는 가공법으로, 보통 상온에서 가공이 이루어지며 외주면에 나사가 가공된 볼트나 기어를 가공하는데 이용한다. 이때, 전조 다이스는 금형강, 베어링강, 합금공구강 등으로 만들어지며, 나사의 모양을 평판 상으로 형성한 평판형 다이스는 1쌍의 다이스 사이에 소재를 끼우고 압력을 가하면서 다이스를 왕복 운동시켜 나사산을 가공하게 되고, 나사의 모양이 둥근형으로 만들어진 원형 다이스는 2개의 원형 다이스를 회전시키면서 그 사이에 소재를 끼우고 나사산을 가공하게 된다.

이렇게, 전조 가공을 통해 완성된 볼트나 기어는, 검사자가 일일이 육안 또는 수작업으로 체결해보거나 비파괴검사를 통해 불량 여부를 확인하나, 검사 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

이러한, 전조 가공을 통해 완성된 대상물의 불량여부를 검사하는 장치에 대한 기술은, 대한민국공개특허공보 제2010-0128769호(2010.12.08)에 제시된다.

본 발명은, 전조 가공을 통해 완성된 대상물의 경도나 표면 조직 상의 크랙과 같은 결함을 용이하게 검사할 수 있는 전조 가공용 품질검사장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 전조기에 설치하며, 전조 가공시 한 쌍의 다이스가 대상물을 가하면서 이동한 거리를 측정하는 경도측정부, 상기 전조기에 설치하며, 상기 대상물의 전조 가공시 발생하는 진동을 측정하는 진동측정부, 상기 경도측정부 및 상기 진동측정부에서 각각 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치 데이터와 비교하여, 전조 가공 완료된 상기 대상물의 불량 여부를 판단하는 불량판단부를 포함하는 전조 가공용 품질검사장치를 제공한다.

또한, 상기 경도측정부는, 상기 한 쌍의 다이스 사이 이동 거리를 측정하도록 상기 한 쌍의 다이스 중 일측에 배치된 다이스에 접하도록 연결 설치하며, 상기 경도측정부는, 디지털 인디게이터 일 수 있다.

또한, 상기 진동측정부는, 상기 다이스에 의해 상기 대상물에 가해지는 힘의 방향과 수평되게 배치하며, 상기 진동측정부는, 가속도 센서 일 수 있다.

또한, 상기 불량판단부는, 상기 경도측정부 및 상기 진동측정부에서 각각 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교하는 비교처리수단, 상기 비교처리수단에서 비교한 결과를 통해 상기 대상물의 경도 또는 크랙의 불량 여부를 표시하는 결과표출수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 비교처리수단은, 상기 진동측정부에서 측정된 진동 수치에서 상기 대상물의 전조 가공시 발생하는 진동 외에 전조기의 작동시 발생하는 진동 및 작업자에 의해서 발생하는 진동은 제거한 후, 미리 저장된 정상범위의 진동 수치와 비교할 수 있다.

본 발명에 따른 전조 가공용 품질검사장치는, 대상물의 가공시 경도측정부는 대상물의 가공에 따른 다이스의 이동거리를 측정하고, 진동측정부는 진동을 측정한 후, 불량판단부로 전달한다. 그러면, 불량판단부는 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교한 후, 전조 가공이 완료된 대상물의 경도 예측 및 크랙 여부를 판단함으로써, 사용 용도에 따른 대상물의 전조 가공시 불량 여부를 용이하게 파악할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치의 개략 설치상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치의 개략 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치의 개략 설치상태도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 전조 가공용 품질검사장치는, 경도측정부(100), 진동측정부(200), 불량판단부(300)를 구비한 상태로 전조기(10)에 연결 설치한다. 여기서, 상기 전조기(10)는 양측에 대향되게 배치되도록 한 쌍의 다이스(20,21)를 회전 가능하게 구비하며, 이때, 일측의 다이스(20)는 타측의 다이스(21) 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치한다. 따라서, 상기 전조기(10)는 전조 가공하고자 하는 대상물(1)을 한 쌍의 다이스(20,21) 사이에 배치한 후, 일측의 다이스(20)를 타측의 다이스(21) 방향으로 이동시켜, 상기 대상물(1)을 가압하면서 한 쌍의 다이스(20,21)에 의한 가공 작업이 이루어지게 한다.

상기 경도측정부(100)는 상기 한 쌍의 다이스(20,21)에 의한 전조 가공시 상기 다이스(20,21)에 의한 상기 대상물(1) 방향으로의 이동 거리를 측정한다. 즉, 상기 경도측정부(100)는 상기 다이스(20,21)의 상기 대상물(1)의 나사홈을 형성하기 위한 이동 거리를 측정한 후, 측정된 이동 거리를 이후 설명될 불량판단부(300)로 전달한다. 이같이, 상기 경도측정부(100)는 상기 대상물(1)의 경도가 낮을 경우에 상기 다이스(20,21)가 가공방향으로 많이 들어가면서 상기 대상물(1)의 나사홈이 깊게 파이고 이동 거리에 대한 측정 수치가 높게 측정되며, 반대로 상기 대상물(1)의 경도가 높을 경우에 상기 다이스(20,21)가 가공방향으로 적게 들어가면서 상기 대상물(1)의 나사홈이 얕게 파이고 이동 거리에 대한 측정 수치는 낮게 측정된다.

이러한, 상기 경도측정부(100)는 상기 한 쌍의 다이스(20,21) 사이의 거리를 측정하도록 상기 한 쌍의 다이스(20,21) 사이에 배치되도록 상기 전조기(10)에 결합 설치한다. 이때, 경도측정부(100)는 일측의 다이스(20)를 타측의 다이스(21) 방향으로 이동시, 일측의 다이스(20)에 의해 눌림되면서 이동 거리를 측정하게 된다. 여기서, 상기 경도측정부(100)는 측정된 이동 거리 수치를 디지털 데이터로 출력시켜 불량판단부(300)로 전달할 수 있도록 디지털 인디게이터를 사용한다.

상기 진동측정부(200)는 상기 전조기(10)에 의한 상기 대상물(1)의 전조 가공시 발생하는 진동을 측정한다. 즉, 상기 진동측정부(200)는 상기 다이스(20,21)에 의한 상기 대상물(1)의 나사홈을 형성할 때 발생하는 진동을 측정한 후, 측정된 진동 수치를 이후 설명될 불량판단부(300)로 전달한다.

이러한, 상기 진동측정부(200)는 상기 대상물(1)의 전조 가공시 발생하는 진동을 측정할 수 있도록 상기 전조기(10)에 고정상태로 결합 설치한다. 이때, 상기 진동측정부(200)는 상기 한 쌍의 다이스(20,21)에 의한 상기 대상물(1)의 전조 가공이 이루어지는 부분에 인접하게 위치하도록 상기 전조기(10)에 연결 설치한다. 여기서, 상기 진동측정부(200)는 상기 다이스(20,21)에 의해 상기 대상물(1)에 가해지는 힘의 방향과 수평되게 배치함으로써, 상기 대상물(1)의 전조 가공시 발생하는 진동을 정확하게 측정할 수 있게 된다. 이러한, 상기 진동측정부(200)는 가속도 센서를 사용한다.

여기서, 상기 진동측정부(200)에는 측정된 상기 진동을 디지털신호로 변환한 후, 불량판단부(300)로 전달되게 하는 신호변환부(210)를 연결 구비할 수 있다. 여기서, 상기 신호변환부(210)는 DAQ를 사용한다.

상기 불량판단부(300)는 상기 전조기(10)에서 전조 가공이 완료된 상기 대상물(1)의 불량 여부를 판단한다. 보다 상세하게는, 상기 불량판단부(300)는 상기 경도측정부(100)에서 측정된 상기 다이스(20,21)의 이동 거리 수치 및 상기 진동측정부(200)에서 측정된 진동 수치를 입력받아, 상기 대상물(1)이 설치 용도에 따라 필요로 하는 경도 크기를 가지는지 여부 및 상기 대상물(1)의 크랙 여부를 판단한다. 이때, 상기 불량판단부(300)는 미리 저장된 정상범위의 상기 다이스(20,21)의 이동거리 수치 및 진동 수치와 상기 경도측정부(100)에서 측정된 상기 다이스(20,21)의 이동 거리 수치 및 상기 진동측정부(200)에서 측정된 진동 수치를 비교하여 상기 대상물(1)의 불량 여부를 판단하게 된다. 이러한, 상기 불량판단부(300)는 상기 경도측정부(100)에서 측정된 이동거리 수치 및 상기 진동측정부(200)에서 측정된 진동 수치를 입력받을 수 있도록 상기 경도측정부(100) 및 상기 진동측정부(200)와 연결된다. 여기서, 상기 불량판단부(300)는 비교처리수단(310), 결과표출수단(320)을 포함한다.

상기 비교처리수단(310)은 상기 경도측정부(100) 및 상기 진동측정부(200)에서 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교하여, 상기 대상물(1)의 경도 불량 또는 크랙의 발생 여부를 판단한다. 이러한, 상기 비교처리수단(310)에는 사용하고자 하는 용도에 따라 필요로 하는 상기 대상물(1)의 정상수치 경도 범위 데이터를 각각 미리 저장한다. 그리고, 상기 비교처리수단(310)에는 상기 대상물(1)의 크랙 발생여부를 파악할 수 있도록 상기 대상물(1)의 정상수치 진동 범위 데이터를 미리 저장한다. 이같이, 상기 비교처리수단(310)은 상기 대상물(1)의 정상수치 경도 범위 데이터 및 정상수치 진동 범위 데이터를 저장한 상태로 상기 경도측정부(100) 및 상기 진동측정부(200)에서 측정된 이동 거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 상기 대상물(1)의 경도 또는 크랙 발생 여부를 판단하는 프로그램을 통해 상기 대상물(1)의 불량 여부를 판단하고, 판단된 결과를 결과표출수단(320)으로 전달하여, 결과표출수단(320)에서 불량 여부를 표출되게 한다.

여기서, 상기 비교처리수단(310)은 상기 진동측정부(200)에서 측정된 후 입력되는 진동 수치 중 상기 대상물(1)의 전조 가공시에 발생하는 진동 수치만을 미리 저장된 상기 대상물(1)의 정상수치 진동 범위 데이터와 비교하게 된다. 즉, 상기 비교처리수단(310)은 상기 진동측정부(200)를 통해 입력되는 진동 수치 중에서 상기 대상물(1)의 전조 가공시 발생하는 진동 수치 외에 전조기의 작동시 생성되는 진동 수치 및 작업자에 의해서 발생하는 진동 수치는 필터링을 통해 제거하게 된다.

이같이, 상기 비교처리수단(310)은 상기 진동 수치와 미리 저장된 상기 대상물(1)의 정상수치 진동 범위 데이터를 분석시, 진폭의 차이가 가장 크게 발생하는 진동 주파수 70 ~ 150Hz 대역을 기준으로 상기 대상물(1)의 크랙 여부를 판단하게 된다. 따라서, 상기 비교처리수단(310)은 필터링된 상기 진동 수치와 미리 저장된 상기 대상물(1)의 정상수치 진동 범위 데이터를 비교한 후, 필터링된 진동 주파수 70 ~ 150Hz 대역에서 진폭이 0.01 이상의 피크가 존재할 경우, 상기 대상물(1)의 크랙이 발생한 것으로 판단하게 된다.

상기 결과표출수단(320)은 상기 비교처리수단(310)에서 판단된 결과를 통해 상기 전조기(10)에서 전조 가공된 상기 대상물(1)의 경도 불량 또는 크랙 발생 여부를 표출되게 한다. 이러한, 상기 결과표출수단(320)은 상기 비교처리수단(310)과 연결되어, 상기 비교처리수단(310)으로부터 판단된 결과 신호를 전달받아, 상기 대상물(1)의 불량 발생시, 디스플레이장치를 통한 영상 표시 또는 LED와 같은 발광수단을 통한 불빛 표시 또는 소리를 통해 표출되게 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치에는, 상기 경도측정부(100)를 통한 상기 대상물(1)의 경도 측정을 정확하게 할 수 있도록 상기 대상물(1)의 전조 가공 작업이 마무리되기 직전에 상기 경도측정부(100)에서 측정된 이동거리 수치를 상기 불량판단부(300)로 전달되게 하도록 하는 인풋툴(400)과 풋버튼(500)을 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 인풋툴(400)은 상기 경도측정부(100)와 상기 불량판단부(300) 사이에 배치된 상태로 상기 경도측정부(100) 및 상기 불량판단부(300)와 연결되어, 상기 경도측정부(100)에서 측정된 이동 거리 수치를 상기 불량판단부(300)로의 전달되게 된다. 상기 풋버튼(500)은 상기 인풋툴(400)을 통한 상기 불량판단부(300)로의 이동 거리 수치 전달 여부를 제어되게 한다. 즉, 상기 풋버튼(500)은 상기 인풋툴(400) 및 상기 전조기(10)와 연결되어, 상기 작업자가 상기 풋버튼(500)을 누른 상태로 유지할 경우 상기 전조기(10)가 작동되게 하면서 상기 대상물(1)의 전조 가공이 이루어지게 하며, 상기 작업자가 상기 풋버튼(500)을 누른 상태를 해제시킬 경우, 상기 전조기(10)에 의한 상기 대상물(1)의 전조 가공이 끝남과 동시에 상기 경도측정부(100)에서 측정된 이동거리 수치가 상기 인풋툴(400)을 통해 상기 불량판단부(300)로 전달될 수 있게 한다.

또한, 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치에는, 상기 대상물(1)의 작업지시정보를 상기 불량판단부(300)에 미리 저장된 데이터로부터 조회한 후, 부품번호, 부품명, 규격, 허용 경도범위, 작업수량 등과 같은 작업지시정보를 출력시킬 수 있도록 하는 물품정보확인수단(400)을 구비할 수 있다. 이러한, 상기 물품정보확인수단(600)은 상기 불량판단부(300)와 연결한다. 여기서, 상기 물품정보확인수단(600)은 상기 대상물(1)에 부착된 바코드를 통해 작업지시정보를 확인할 수 있도록 바코드 스캐너를 사용할 수 있다.

이와 같이 구성되는 일 실시예에 따른 전조 가공용 품질검사장치의 동작을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 봉 형상의 상기 대상물(1)을 상기 전조기(10)의 다이스(20,21) 사이에 삽입 배치한 후, 상기 풋버튼(500)을 밟아 상기 전조기(10)를 작동시키면, 일측의 상기 다이스(20)가 타측의 상기 다이스(21) 방향으로 이동하게 된다. 그러면, 상기 대상물(1)의 외주면에 나사홈이 형성됨과 더불어 상기 경도측정부(100)는 일측의 상기 다이스(20)에 의해 눌려지면서 이동 거리를 측정한다. 이때, 상기 다이스(20,21)는 상기 대상물(1)과 접촉 후, 상기 다이스(20,21)의 미는 힘과 상기 대상물(1)의 반발력이 평형을 이룰 때까지 일측의 상기 다이스(20)는 이동된 후 수초간 상기 대상물(1)의 전조 가공을 유지하게 된다.

이후, 상기 작업자가 상기 풋버튼(500)을 밟은 상태를 해제하여, 상기 대상물(1)의 전조 가공작업을 완료한다. 이때, 상기 진동측정부(200)는 상기 다이스(20,21)에 의한 상기 대상물(1)의 전조 가공 시작부터 종료될 때까지 발생하는 진동 수치를 상기 불량판단부(300)로 전달한다. 그리고, 상기 경도측정부(100)는 상기 풋버튼(500)을 밟은 상태에서 해제하는 순간에 측정된 이동 거리 수치를 상기 불량판단부(300)로 전달한다.

이렇게, 상기 경도측정부(100) 및 상기 진동측정부(200)를 통해 측정된 상기 이동거리 수치 및 상기 진동 수치는 상기 불량판단부(300)로 입력된 후, 상기 불량판단부(300)의 비교처리수단(310)은 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치를 각각 비교한다.

그리고, 상기 비교처리수단(310)에서 입력된 상기 이동거리 수치나 상기 진동 수치가 정삼범위의 이동거리 수치 및 진동 수치를 벗어났다고 판단한 경우, 상기 결과표출수단(320)을 통해 표출되게 하면서, 전조 가공된 상기 대상물(1)의 불량 여부를 상기 작업자가 파악할 수 있게 한다.

이와 같이, 일 실시예의 전조 가공용 품질검사장치는, 상기 대상물(1)의 전조 가공시, 상기 경도측정부(100)는 상기 대상물(1)의 가공에 따른 상기 다이스(20,21)의 이동거리를 측정하고, 상기 진동측정부(200)는 진동을 측정한 후, 상기 불량판단부(300)로 전달한다. 그러면, 상기 불량판단부(300)는 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교한 후, 전조 가공이 완료된 상기 대상물(1)의 경도 예측 및 크랙 발생여부를 판단함으로써, 사용 용도에 따른 상기 대상물(1)의 전조 가공시 불량 여부를 용이하게 파악할 수 있게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 경도측정부 200: 진동측정부
300: 불량판단부 310: 비교처리수단
320: 결과표출수단 400: 인풋툴
500: 풋버튼 600: 물품정보확인수단

Claims

전조기에 설치하며, 전조 가공시 한 쌍의 다이스가 대상물을 가공하면서 이동한 거리를 측정하는 경도측정부와;
상기 전조기에 설치하며, 상기 대상물의 전조 가공시 발생하는 진동을 측정하는 진동측정부; 및
상기 경도측정부 및 상기 진동측정부에서 각각 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치 데이터와 비교하여, 전조 가공 완료된 상기 대상물의 불량 여부를 판단하는 불량판단부;를 포함하며,
상기 불량판단부는, 상기 경도측정부 및 상기 진동측정부에서 각각 측정된 이동거리 수치 및 진동 수치를 입력받은 후, 미리 저장된 정상범위의 이동거리 수치 및 진동 수치와 비교하는 비교처리수단, 상기 비교처리수단에서 비교한 결과를 통해 상기 대상물의 경도 또는 크랙의 불량 여부를 표시하는 결과표출수단을 포함하고,
상기 비교처리수단은, 상기 진동측정부에서 측정된 진동 수치에서 상기 대상물의 전조 가공시 발생하는 진동 외에 전조기의 작동시 발생하는 진동 및 작업자에 의해서 발생하는 진동은 필터링한 후, 미리 저장된 정상범위의 진동 수치와 비교하며,
상기 비교처리수단은 상기 진동측정부에서 측정된 진동 수치와 미리 저장된 대상물의 정상수치 진동 범위 데이터를 분석시, 진폭의 차이가 가장 크게 발생하는 진동 주파수 70 ~ 150Hz 대역을 기준으로, 필터링된 진동 수치와 미리 저장된 대상물의 정상수치 진동 범위 데이터를 비교한 후, 필터링된 진동의 진폭이 0.01 이상의 피크가 존재할 경우 상기 대상물에 크랙이 발생한 것으로 판단하는 전조 가공용 품질검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 경도측정부는, 상기 한 쌍의 다이스 사이 이동 거리를 측정하도록 상기 한 쌍의 다이스 중 일측에 배치된 다이스에 접하도록 연결 설치하며,
상기 경도측정부는, 디지털 인디게이터 인 전조 가공용 품질검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진동측정부는, 상기 다이스에 의해 상기 대상물에 가해지는 힘의 방향과 수평되게 배치하며,
상기 진동측정부는, 가속도 센서 인 전조 가공용 품질검사장치.
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