KR101962076B1 - 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소결금속으로 이루어진 브레이크 부품의 내부에 발생하는 크랙을 초음파 비파괴 검사를 통해 제품불량을 선별할 수 있는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 자동차 브레이크 부품에 해당하는 대상물(A)이 공급되어 일방향으로 이송되는 공급 컨베이어와, 상기 공급 컨베이어의 끝 부분 일측에 고정 설치되어 또 다른 이동경로를 형성하고 대상물의 저면부를 지지하는 안내지지대와, 상기 공급 컨베이어의 끝 부분에 설치되어 대상물이 안내지지대를 따라 일정간격으로 이동할 수 있도록 하는 지그장치부와, 상기 안내지지대의 경로 끝 부분에 설치되어 초음파 송수신을 통해 대상물의 이상 여부를 확인하는 초음파 측정부와, 상기 안내지지대의 경로 바깥쪽에 설치되어 초음파 측정부를 거친 대상물을 배출하는 배출부;로 구성되는 것을 특징으로 한다

Description

자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치{Ultrasonic testing equipment for automobile brake parts}

본 발명은 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소결금속으로 이루어진 브레이크 부품의 내부에 발생하는 크랙을 초음파 비파괴 검사를 통해 제품불량을 선별할 수 있는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결금속이란 미세한 금속분말을 혼합하여 금형장치를 통해 제품을 형상화한 다음, 금속의 용융온도 이하에서 가열 합금을 통해 완성되는 금속을 의미한다.

이러한 소결금속은 도 1에 도시한 형태로 이루어진 자동차의 전자동 주차 브레이크 부품인 캐리어(Carrier)에도 적용된다. 그러나 일반적인 자동차 부품 검사장치로는 표면에 드러나 있는 크랙이나 흠집 등을 확인할 수 있을 뿐, 부품 내부에 발생한 크랙에 대해서는 전혀 검사할 수 없는 실정이었다.

특히 브레이크 부품의 경우 내부 크랙이 발생할 경우 이상증세가 곧바로 나타나지 않고 일정기간 사용함에 따라 부품이 파손되어 차량의 제동에 문제를 일으키게 되는 것이다.

자동차 부품검사와 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-1629722호(차량부품 불량검사용 초음파 탐상장치)에는 초음파를 통해 불량여부를 검사하고자 하는 차량부품으로 이루어지는 대상물의 일측을 지지하는 일측지지부재와, 상기 대상물의 타측을 지지하는 타측지지부재로 구성되는 지지부와, 상기 지지부의 타측지지부재에 회전가능하게 구비되고, 내부에 상기 대상물의 타측이 수용되는 회전부와, 상기 지지부의 일측지지부재가 지지하는 상기 대상물의 일측 상부방향에 위치하도록 상기 일측지지부재에 구비된 상태에서 상기 대상물로 초음파를 발진하는 초음파 발진부와; 상기 지지부의 타측지지부재에 구비된 상기 회전부에 구비되어 상기 회전부를 따라 회전하고, 상기 초음파 발진부가 발진한 초음파를 수신하는 초음파 수신부;를 포함하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 피스톤 로드, 쇽업쇼버용 샤프트 등과 같이 봉상으로 이루어진 부품에만 적용되는 기술로서, 본 발명에서 제시하고자 하는 원판상의 브레이크 부품은 적용할 수 없는 기술에 해당하며, 많은 수량의 부품을 자동으로 이송/정렬하여 검사할 수 없는 구조로 되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 다량의 자동차 브레이크 부품을 자동으로 이송/정렬하여 공급하고 단면에 대하여 초음파검사를 하여 부품 내부에 발생한 크랙을 확인하여 양품/불량품을 정확하고 효과적으로 선별할 수 있는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 자동차 브레이크 부품에 해당하는 대상물(A)이 공급되어 일방향으로 이송되는 공급 컨베이어와, 상기 공급 컨베이어의 끝 부분 일측에 고정 설치되어 또 다른 이동경로를 형성하고 대상물의 저면부를 지지하는 안내지지대와, 상기 공급 컨베이어의 끝 부분에 설치되어 대상물이 안내지지대를 따라 일정간격으로 이동할 수 있도록 하는 지그장치부와, 상기 안내지지대의 경로 끝 부분에 설치되어 초음파 송수신을 통해 대상물의 이상 여부를 확인하는 초음파 측정부와, 상기 안내지지대의 경로 바깥쪽에 설치되어 초음파 측정부를 거친 대상물을 배출하는 배출부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공급 컨베이어의 상부에는 경로를 따라 대상물의 크기에 맞게 일렬로 이송될 수 있도록 한 한 쌍의 가이드부재가 설치되고, 상기 가이드부재에는 적어도 하나 이상의 경사면을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지그장치부는; 안내지지대의 상부에 설치되며 복수의 지지홈이 형성되어 지그실린더의 작동에 의해 대상물의 양측에서 선택적으로 지지하는 한 쌍의 지그블럭과, 상기 지그블럭이 안내지지대의 경로방향으로 안내레일을 따라 왕복 운동할 수 있도록 한 이동실린더;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 초음파 측정부는; 상기 안내지지대의 하부에 설치되어 공급된 대상물을 회전시키는 회전작동부와, 상기 회전작동부의 상부에 설치되며 압전소자를 통해 대상물의 상부에서 초음파를 송신한 다음 대상물의 저면부에서 다시 반사되는 초음파를 수신하여 대상물의 내부크랙을 확인하는 초음파 송수신부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전작동부는 안내지지대에 수직으로 형성된 관통구멍의 안쪽에서 대상물을 지지하는 회전지지부와, 상기 회전지지부의 하부에서 축결합되는 회전모터와, 상기 회전지지부의 하부에 결합되어 회전지지부를 수직방향으로 승하강될 수 있도록 한 제1승강실린더;를 포함하여 상기 제1승강실린더에 의해 초음파 검사시 회전지지부의 지지면이 안내지지대의 지지면보다 더 돌출되어 대상물이 회전지지부에 의해 들어올려진 상태로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공급되는 대상물(자동차 브레이크 부품)을 자동으로 정렬 이송, 초음파검사, 배출이 자동으로 이루어질 수 있도록 하여 다량의 검사 대상물을 신속하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 대상물의 단면에 대하여 초음파 검사를 통해 내부에 발생한 크랙을 확인하여 양품/불량품을 정확히 선별함으로써, 제품의 신뢰도를 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 검사 대상물(A)에 해당하는 자동차 브레이크 부품을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 따른 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치의 전체 구성을 나타낸 평면도
도 3 내지 4는 본 발명의 지그장치부를 나타낸 측면도
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 지그장치부의 작동과정을 (가),(나),(다),(라),(마)의 순서대로 나타낸 예시도
도 8은 본 발명의 초음파 측정부의 구성을 나타낸 측면도
도 9 내지 10은 본 발명의 초음파 측정부의 검사과정을 나타낸 확대도
도 11은 본 발명의 초음파 측정부를 통해 양품/불량품을 선별하는 모니터링 화면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치는 도 2에 도시한 바와 같이 자동차 브레이크 부품에 해당하는 대상물(A)이 공급되어 일방향으로 이송되는 공급 컨베이어(100)와, 상기 공급 컨베이어(100)의 끝 부분 일측에 고정 설치되어 또 다른 이동경로를 형성하고 대상물(A)의 저면부를 지지하는 안내지지대(200)와, 상기 공급 컨베이어(100)의 끝 부분에 설치되어 대상물(A)이 안내지지대(200)를 따라 일정간격으로 이동할 수 있도록 하는 지그장치부(300)와, 상기 안내지지대(200)의 경로 끝 부분에 설치되어 초음파 송수신을 통해 대상물(A)의 이상 여부를 확인하는 초음파 측정부(400)와, 상기 안내지지대(200)의 경로 바깥쪽에 설치되어 초음파 측정부(400)를 거친 대상물(A)을 배출하는 배출부(500);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 공급 컨베이어(100)는 별도의 공급장치(미도시)를 통해 공급된 대상물(A)을 공급모터(110)가 회전함에 따라 일방향으로 이송하는 장치로서, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 공급 컨베이어(100)의 상부에는 경로를 따라 대상물(A)의 크기에 맞게 일렬로 이송될 수 있도록 한 한 쌍의 가이드부재(120)가 설치되고, 상기 가이드부재(120)에는 적어도 하나 이상의 경사면(121)을 갖도록 되어 있다.

상기 안내지지대(200)는 공급 컨베이어(100)가 끝나는 지점의 일측에 형성된 것으로서, 대상물(A)의 저면부를 지지할 수 있도록 한 구성이다. 상기 안내지지대(200)는 일정 경로를 따라 복수의 대상물(A)이 이동할 수 있도록 한 지지수단이기 때문에 움직이지 않고 고정되어 있다.

본 발명의 지그장치부(300)는 도 2 내지 4에 도시한 바와 같이 공급 컨베이어(100)가 끝나는 지점에 설치되어 공급 컨베이어(100)에 위치한 대상물(A)이 안내지지대(200)의 경로를 따라 일정간격만큼 이동할 수 있도록 한 구성이다. 즉, 상기 지그장치부(300)의 구성을 구체적으로 설명하자면 안내지지대(200)의 상부에 설치되며 복수의 지지홈(320)이 일정간격으로 각각 형성되어 지그실린더(330)의 작동에 의해 대상물(A)의 양측에서 선택적으로 지지하는 한 쌍의 지그블럭(310)과, 상기 지그블럭(310)이 안내지지대(200)의 경로방향으로 안내레일(341)을 따라 왕복 운동할 수 있도록 한 이동실린더(340);로 구성된다.

아울러, 상기 지그블럭(310)은 공급 컨베이어(100)를 기준으로 안쪽에 배치되어 안내지지대(200)의 이동구간만큼의 길이로 형성된 제1지그블럭(311)과, 공급 컨베이어(100)를 기준으로 바깥쪽에 배치되어 제1지그블럭(311)의 길이보다 공급 컨베이어(100)의 위치까지 더 연장된 길이로 형성되는 제2지그블럭(312)으로 이루어지며, 이때 상기 제2지그블럭(312)의 연장된 부분에는 공급 컨베이어(100)를 통해 공급되는 대상물(A)이 지지될 수 있도록 한 안착홈(321)이 더 형성된다.

상기 제1지그블럭(311)과 제2지그블럭(312)에 형성된 지지홈(320)은 도면에 도시한 바와 같이 길이방향을 따라 일정간격으로 4개씩 형성될 수 있다. 따라서, 안내지지대(200)의 상부에 대상물(A)이 올려지는 지점은 총 4군데가 되며, 마지막에 대상물(A)의 위치에는 초음파 측정부(400)가 설치되는 것이다.

본 발명의 지그장치부(300)의 작동과정은 도 5 내지 7에 도시한 (가),(나),(다),(라),(마)의 순서로 이루어진다. 1개의 안착홈(321)과 4개의 지지홈(320)으로 이루어진 지그블럭(310)을 예를 들어 설명하자면 최초 안착홈(321)이 위치한 부분은 공급대기 상태이며, 1번째, 2번째, 3번째의 지지홈(320)이 위치한 부분은 검사대기 상태이며, 4번째 지지홈(320)이 위치한 부분은 초음파 검사가 이루어지는 부분이다.

상기 지그장치부(300)의 작동과정을 구체적으로 설명하자면 먼저 (가)에 도시한 바와 같이 지그블럭(310)이 벌어져 있는 상태에서 공급 컨베이어(100)를 통해 공급된 대상물(A)은 제2지그블럭(312)의 안착홈(321)에 걸리게 되고, 나머지 검사대기 상태의 대상물(A)은 안내지지대(200)의 특정 위치에 놓이게 된다.

그리고 나서 지그실린더(330)를 작동하여 (나)에 도시한 바와 같이 양측의 지그블럭(310)으로 대상물(A)을 잡게 되며, 이동실린더(340)를 작동하여 (다)에 도시한 바와 같이 대상물(A)을 잡은 상태로 한 칸 이동하게 된다. 이때 이동하는 한 칸은 지지홈(320)의 간격만큼이며 안착홈(321)에 지지된 대상물(A)은 안내지지대(200)의 위치까지 이동하게 된다. 그 다음에는 (라)에 도시한 바와 같이 지그블럭(310)을 벌려서 모든 대상물(A)이 한 칸 이동한 상태가 되는 것이다. 다시 (마)에 도시한 바와 같이 이동실린더(340)를 작동하여 초기의 위치로 오게 되며 이러한 과정을 반복하면서 대상물(A)이 한 칸씩 순차적으로 이동하는 것이다.

본 발명의 초음파 측정부(400)는 도 8에 도시한 바와 같이 상기 안내지지대(200)의 하부에 설치되어 공급된 대상물(A)을 회전시키는 회전작동부(410)와, 상기 회전작동부(410)의 상부에 설치되며 압전소자(421)를 통해 대상물(A)의 상부에서 초음파를 송신한 다음 대상물(A)의 저면부에서 다시 반사되는 초음파를 수신하여 대상물(A)의 내부크랙을 확인하는 초음파 송수신부(420);로 구성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 압전소자(421)의 초음파 측정은 대상물(A)의 한 부분만을 측정하기 때문에 초음파 즉정과정에서 대상물(A)을 회전함으로써 대상물(A) 전체를 확인할 수 있는 것이다.

상기 회전작동부(410);는 도 9에 도시한 바와 같이 안내지지대(200)에 수직으로 형성된 관통구멍의 안쪽에서 대상물(A)을 지지하는 회전지지부(411)와, 상기 회전지지부(411)의 하부에서 축결합되는 회전모터(412)와, 상기 회전지지부(411)의 하부에 결합되어 회전지지부(411)를 수직방향으로 승하강될 수 있도록 한 제1승강실린더(413);를 포함하는 구성으로 이루어진다. 따라서, 상기 제1승강실린더(413)에 의해 초음파 검사시에는 도 10에 도시한 바와 같이 회전지지부(411)의 지지면이 안내지지대(200)의 지지면보다 더 돌출되어 대상물(A)이 회전지지부(411)에 의해 들어올려진 상태로 회전되는 것이다.

그리고 상기 초음파 송수신부(420) 역시 도 9 내지 10에 도시한 바와 같이 제2승강실린더(422)에 결합되어 초음파 검사시에만 대상물(A)과 근접된 위치로 하강할 수 있도록 한다.

상기 초음파 측정부(400)를 통한 대상물(A)의 양품/불량 여부를 파악하는 기준은 도 11에 나타난 바와 같이 양품의 경우 초음파 신호가 대상물(A)의 하단부까지 정상도달하여 반향되는 저면파의 신호를 확인하여 이를 확인하게 된다. 만약 불량품의 경우 초음파 신호가 크랙 또는 불연속적인 내부층에 의해 산란되어 반향되는 저면파 신호가 나타나지 않기 때문에 이를 확인하여 불량품으로 판단하는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

A : 대상물
100 : 공급 컨베이어 110 : 공급모터
120 : 가이드부재 121 : 경사면
200 : 안내지지대 300 : 지그장치부
310 : 지그블럭 311 : 제1지그블럭
312 : 제2지그블럭 320 : 지지홈
321 : 안착홈 330 : 지그실린더
340 : 이동실린더 341 : 안내레일
400 : 초음파 측정부 410 : 회전작동부
411 : 회전지지부 412 : 회전모터
413 : 제1승강실린더 420 : 초음파 송수신부
421 : 압전소자 422 : 제2승강실린더
500 : 배출부

Claims (6)

1. 자동차 브레이크 부품에 해당하는 대상물(A)이 공급되어 일방향으로 이송되는 공급 컨베이어(100)와,
   상기 공급 컨베이어(100)의 끝 부분 일측에 고정 설치되어 또 다른 이동경로를 형성하고 대상물(A)의 저면부를 지지하는 안내지지대(200)와,
   상기 공급 컨베이어(100)의 끝 부분에 설치되어 대상물(A)이 안내지지대(200)를 따라 일정간격으로 이동할 수 있도록 하는 지그장치부(300)와,
   상기 안내지지대(200)의 경로 끝 부분에 설치되어 초음파 송수신을 통해 대상물(A)의 이상 여부를 확인하는 초음파 측정부(400)와,
   상기 안내지지대(200)의 경로 바깥쪽에 설치되어 초음파 측정부(400)를 거친 대상물(A)을 배출하는 배출부(500);로 구성되며,
   상기 지그장치부(300)는;
   안내지지대(200)의 상부에 설치되며 복수의 지지홈(320)이 형성되어 지그실린더(330)의 작동에 의해 대상물(A)의 양측에서 선택적으로 지지하는 한 쌍의 지그블럭(310)과, 상기 지그블럭(310)이 안내지지대(200)의 경로방향으로 안내레일(341)을 따라 왕복 운동할 수 있도록 한 이동실린더(340);로 구성되며,
   상기 지그블럭(310)은 공급 컨베이어(100)를 기준으로 안쪽에 배치되어 안내지지대(200)의 이동구간만큼의 길이로 형성된 제1지그블럭(311)과, 공급 컨베이어(100)를 기준으로 바깥쪽에 배치되어 제1지그블럭(311)의 길이보다 공급 컨베이어(100)의 위치까지 더 연장된 길이로 형성되는 제2지그블럭(312)으로 이루어지며, 상기 제2지그블럭(312)의 연장된 부분에는 공급 컨베이어(100)를 통해 공급되는 대상물(A)이 지지될 수 있도록 한 안착홈(321)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공급 컨베이어(100)의 상부에는 경로를 따라 대상물(A)의 크기에 맞게 일렬로 이송될 수 있도록 한 한 쌍의 가이드부재(120)가 설치되고, 상기 가이드부재(120)에는 적어도 하나 이상의 경사면(121)을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 측정부(400)는;
   상기 안내지지대(200)의 하부에 설치되어 공급된 대상물(A)을 회전시키는 회전작동부(410)와,
   상기 회전작동부(410)의 상부에 설치되며 압전소자(421)를 통해 대상물(A)의 상부에서 초음파를 송신한 다음 대상물(A)의 저면부에서 다시 반사되는 초음파를 수신하여 대상물(A)의 내부크랙을 확인하는 초음파 송수신부(420);로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 회전작동부(410)는 안내지지대(200)에 수직으로 형성된 관통구멍의 안쪽에서 대상물(A)을 지지하는 회전지지부(411)와,
   상기 회전지지부(411)의 하부에서 축결합되는 회전모터(412)와,
   상기 회전지지부(411)의 하부에 결합되어 회전지지부(411)를 수직방향으로 승하강될 수 있도록 한 제1승강실린더(413);를 포함하여 상기 제1승강실린더(413)에 의해 초음파 검사시 회전지지부(411)의 지지면이 안내지지대(200)의 지지면보다 더 돌출되어 대상물(A)이 회전지지부(411)에 의해 들어올려진 상태로 회전되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 초음파 송수신부(420)는 제2승강실린더(422)에 결합되어 초음파 검사시에만 대상물(A)과 근접된 위치로 하강하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 부품용 초음파 검사장치

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