KR102035309B1 - 점화트랜스 자동검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양산 공정에서 점화트랜스를 자동으로 검사하는 시스템에 있어서: 점화트랜스 클램핑을 위한 파지대(25)를 지닌 본체(20); 상기 본체(20)의 점화트랜스와 전기적으로 연결하기 위한 입력지그(31)와 출력지그(32)를 지닌 결선수단(30); 상기 결선수단(30)에 전기적으로 연결하기 위한 입력대(41)와 출력대(42)를 지닌 검사수단(40); 및 상기 검사수단(40)의 입력에 대응한 출력 변화를 설정된 알고리즘으로 판정하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 점화트랜스 양산 현장에서 연속으로 이송되는 대상물을 검사함에 로봇을 기반으로 주요 기능의 전기적 특성을 신속하고 정확하게 판정하여 품질과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

Description

점화트랜스 자동검사 시스템 {System for the automatic inspection of ignition transformer}

본 발명은 자동화 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 양산 현장에서 연속으로 이송되는 점화트랜스의 양부를 판단하기 위한 점화트랜스 자동검사 시스템에 관한 것이다.

최근에 대기오염ㆍ미세먼지 등의 환경문제가 대두되면서 가스보일러에 대한 관심이 고조되고 있고, 관련 업계에서 효율성과 안전성을 기반으로 IT기술과 접목을 시도하는 노력이 이어지고 있다. 가스보일러의 품질과 기능을 향상하는 측면에서 빠른 진화를 거듭하고 있기는 하지만 여전히 비용절감과 가격경쟁을 유지하기 위한 양산 기술의 접목이 필요한 실정이다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2011-0093032호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0145537호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 차량의 점화파형을 입력받는 입력채널과, 상기 점화파형의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 디지털 신호를 전달받아 역극 신호인 경우 반전시키는 재설정가능복합소자로 구성된다. 이에, 점화파형 신호의 종류를 찾기 위한 여러 번의 시행착오를 피하도록 자동으로 정역 신호를 구분해서 작업시간을 단축하는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 차량의 정비 과정에서 점화파형을 검사함을 요체로 하므로 보일러 점화트랜스의 양산 현장에 적용하기에 한계성을 보인다.

선행문헌 2는 점화 트랜스로부터 신호를 입력받는 제1단계; 고장 발생의 신호이면 모든 부하를 오프시키는 제2단계; 정상적인 신호이면 염전압 여부로 점화 트랜스 또는 모든 부하를 오프시키는 제3단계; 및 모든 부하가 오프된 후에 에러를 표시부에 출력하는 제4단계로 구성된다. 이에, 점화 트랜스의 불량으로 발생되는 연료 가스 냄새와 호흡 곤란을 방지하는 효과를 기대한다.

다만, 이는 이미 설치된 보일러에서 점화 트랜스의 불량을 감지하므로 점화트랜스의 양산 현장에 적용하기 위해서는 개선의 여지가 크다.

한국 공개특허공보 제2011-0093032호 "점화파형 측정장치 및 그 방법" (공개일자 : 2011.08.18.) 한국 등록특허공보 제0145537호 "점화 트랜스 불량감지방법" (공개일자 : 1997.07.26.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 점화트랜스 양산 현장에서 연속으로 이송되는 대상물을 검사함에 로봇을 기반으로 주요 기능의 전기적 특성을 신속하고 정확하게 판정하기 위한 점화트랜스 자동검사 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양산 공정에서 점화트랜스를 자동으로 검사하는 시스템에 있어서: 점화트랜스 클램핑을 위한 파지대를 지닌 본체; 상기 본체의 점화트랜스와 전기적으로 연결하기 위한 입력지그와 출력지그를 지닌 결선수단; 상기 결선수단에 전기적으로 연결하기 위한 입력대와 출력대를 지닌 검사수단; 및 상기 검사수단의 입력에 대응한 출력 변화를 설정된 알고리즘으로 판정하는 제어수단;을 포함하여 이루어지되, 상기 검사수단은 입력대 및 출력대 상에 탄성적으로 지지되는 단자편을 구비하고, 입력대 및 출력대의 상하운동을 유발하는 승강구동기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 결선수단의 입력지그 및 출력지그는 각각 상측의 커넥터와 하측의 단자봉을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 입력지그 및 출력지그는 각각 파지대의 일측 단부 및 타측 단부에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 점화트랜스의 주파수 및 시간 도메인에서 전압 파형을 판정하는 제어기를 구비하고, 본체의 하류측에 직교로봇을 기반으로 하는 선별배출기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 점화트랜스 양산 현장에서 연속으로 이송되는 대상물을 검사함에 로봇을 기반으로 주요 기능의 전기적 특성을 신속하고 정확하게 판정하여 품질과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 시스템을 각각 정면, 평면, 측면에서 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 주요부를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 제어수단을 나타내는 사진
도 6은 본 발명에 따른 시스템의 모니터링 화면 상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 양산 공정에서 점화트랜스를 자동으로 검사하는 시스템에 관하여 제안한다. 석유, 경유, 가스 등의 연료를 연소시켜 난방ㆍ급탕하는 보일러용 점화트랜스(10)의 양산 시스템을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 점화트랜스(10)는 점화 코일과 회로 기판을 하우징에 내장하고 기판에 케이블(15)로 연결된 입력단자(11)와 출력단자(12)를 외장한다.

본 발명에 따른 본체(20)는 점화트랜스 클램핑을 위한 파지대(25)를 지닌 구조이다. 도 1에서 본체(20)는 상류측에 투입대(21)를 구비하고 하류측에 배출대(22)를 구비한 상태로 예시한다. 파지대(25)는 점화트랜스(10)의 주요부, 예컨대, 하우징, 입력단자(11), 출력단자(12)를 각각 파지하는 구조로 형성된다. 본체(20)의 상류측과 하류측에 걸쳐 파지대(25) 및 이에 클램핑된 점화트랜스를 이송하기 위한 LM가이드(24)와 컨베이어(27)가 설치된다.

이때, 본 발명의 본체(20)는 검사 공정 외에 이에 관련되는 공정과 연계적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 본체(20)에서 검사 공정의 상류측에 점화트랜스 가공/조립 공정을 배치할 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 파단선으로 생략된 부분이 기판을 자동으로 솔더링하는 납땜 공정이다.

또한, 본 발명에 따르면, 결선수단(30)이 상기 본체(20)의 점화트랜스와 전기적으로 연결하기 위한 입력지그(31)와 출력지그(32)를 지닌 구조이다. 입력지그(31)는 점화트랜스의 입력단자(11)와 연결하는 부분이고, 출력지그(32)는 점화트랜스의 출력단자(12)와 연결하는 부분이다. 입력지그(31)와 출력지그(32)는 양산에서 점화트랜스의 다양한 모델(규격) 변동에 대응하지만 필요에 따라 교체하기도 용이하게 구성된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 결선수단(30)의 입력지그(31) 및 출력지그(32)는 각각 상측의 커넥터(34)와 하측의 단자봉(36)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 입력지그(31)는 상측의 각형 커넥터(34)를 통하여 점화트랜스의 입력단자(11)와 연결 가능하고, 출력지그(32)는 상측의 원형 커넥터(34)를 통하여 점화트랜스의 출력단자(12)와 연결 가능하다. 각각의 커넥터(34)는 하측으로 노출된 단자봉(36)과 전기적으로 연결된 상태이다. 점화트랜스의 입력단자(11) 및 출력단자(12)를 결선수단(30)의 커넥터(34)에 각각 연결하는 작업은 투입대(21)에서 수동적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 입력지그(31) 및 출력지그(32)는 각각 파지대(25)의 일측 단부 및 타측 단부에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다. 보일러 점화트랜스(10)의 검사에 있어서 외부로 노출된 입력단자(11)와 출력단자(12)는 주변과 간섭의 여지가 있다. 이와 같은 장애 요인을 피하기 위해 파지대(25)는 크게 3부분으로 분할되도록 구성하고, 복수의 LM가이드(24)와 컨베이어(27)를 이용하여 안정적으로 이송한다.

또한, 본 발명에 따르면, 검사수단(40)이 상기 결선수단(30)에 전기적으로 연결하기 위한 입력대(41)와 출력대(42)를 지닌 구조이다. 입력대(41)는 입력지그(31)와 전기적 연결이 단속되고, 출력대(42)는 출력지그(32)와 전기적 연결이 단속된다. 도 4에서 1개의 입력대(41) 및 2개의 출력대(42)를 나타내고 있으나 하나의 파지대(25)에서 4개의 점화트랜스(10)를 검사하는 경우 각각 4개의 입력대(41) 및 출력대(42)가 설치된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검사수단(40)은 입력대(41) 및 출력대(42) 상에 탄성적으로 지지되는 단자편(44)을 구비하고, 입력대(41) 및 출력대(42)의 상하운동을 유발하는 승강구동기(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 입력대(41)는 이송되는 입력지그(31)의 단자봉(36)에 맞물림 가능한 단자편(44)을 구비하고, 출력대(42)는 이송되는 출력지그(32)의 단자봉(36)에 맞물림 가능한 복수의 단자편(44)을 구비한다. 각각의 단자편(44)은 단락 위험을 경감하도록 입력대(41) 및 출력대(42)의 상면으로 돌출되지 않으면서 하측에 스프링에 의한 상승 복귀력을 받도록 설치된다. 승강구동기(46)는 설정된 거리를 상하로 운동하는 유공압실린더 또는 전기엑츄에이터를 기반으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 제어수단(50)이 상기 검사수단(40)의 입력에 대응한 출력 변화를 설정된 알고리즘으로 판정하는 구조이다. 제어수단(50)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(52)를 기반으로 한다. 점화트랜스의 전기적 특성을 자동으로 판정하기 위한 알고리즘은 메모리에 프로그램과 데이터 형태로 저장되고 실행된다. 전술한 컨베이어(27), 승강구동기(46), 입력대(41)의 단자편(44) 등은 제어기(52)의 출력인터페이스에 연결된다. 제어기(52)의 입력인터페이스에는 출력대(42)의 단자편(44), 위치검출기(55) 등이 연결된다. 위치검출기(55)는 파지대(25)의 이동(정렬) 위치, 입력대(41)와 출력대(42)의 승강 위치 등을 검출한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 점화트랜스의 주파수 및 시간 도메인에서 전압 파형을 판정하는 제어기(52)를 구비하고, 본체(20)의 하류측에 직교로봇을 기반으로 하는 선별배출기(56)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 5를 참조하면, 제어기(52)에 연결되는 모니터(58)가 전압검사, 파형검사, 불량표시, 검사수량 표시 등을 나타내는 상태를 예시한다. 선별배출기(56)는 직교로봇으로 구성되어 배출대(22)에 설치되고 판정을 거친 점화트랜스를 양품/불량품 경로로 배출한다. 직교로봇으로 구성하면 자체의 마이컴 회로를 탑재하여 제어기(52)의 연산 부담을 경감할 수 있다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 작동의 일예를 설명하면, 작업자가 투입대(21)에서 4개의 점화트랜스(10)를 파지대(25)에 장착하고 입력단자(11)와 출력단자(12)를 결선하면, 파지대(25)가 본체(20)를 거치면서 납땜 공정이 진행되고 이어서 검사 공정에 도달하고, 입력대(41)의 상승으로 단자편(44)을 입력지그(31)의 단자봉(36)에 접촉시키는 동시에 출력대(42)의 상승으로 단자편(44)을 출력지그(32)의 단자봉(36)에 접촉한다. 이에 따라 입력대(41), 입력지그(31), 입력단자(11)를 통하여 점화트랜스(10)에 전원이 인가되는 순간 출력단자(12), 출력지그(32), 출력대(42)를 통하여 신호가 생성된다.

도 6(a)는 주파수 도메인에서 파형 신호를 분석하여 양품으로 판정된 경우를 나타내고, 도 6(b)는 도 6(a)와 대비하여 신호가 미흡한 불량품으로 판정된 경우를 나타낸다. 도 6(c)는 시간 도메인에서 파형 신호를 분석하여 충분한 진폭의 양품으로 판정된 경우를 나타내고, 도 6(d)는 도 6(c)와 대비하여 진폭이 미흡한 불량품으로 판정된 경우를 나타낸다. 도 6(e)는 양품과 불량품의 전기적 특성에 의거하여 분포된 상태를 나타낸다.

한편, 본 발명은 점화트랜스의 투입, 검사, 배출의 자동화와 더불어 검사 공정 이후에 마킹 공정을 더 부가할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 점화트랜스 11: 입력단자
12: 출력단자 20: 본체
21: 투입대 22: 배출대
24: LM가이드 25; 파지대
30: 결선수단 31: 입력지그
32: 출력지그 34: 커넥터
36: 단자봉 40: 검사수단
41: 입력대 42: 출력대
44: 단자편 46: 승강구동기
50: 제어수단 52: 제어기
54; 전원구동기 55: 위치검출기
56: 선별배출기 58: 모니터

Claims (5)

1. 양산 공정에서 점화트랜스를 자동으로 검사하는 시스템에 있어서:
   점화트랜스 클램핑을 위한 파지대(25)를 지닌 본체(20);
   상기 본체(20)의 점화트랜스와 전기적으로 연결하기 위한 입력지그(31)와 출력지그(32)를 지닌 결선수단(30);
   상기 결선수단(30)에 전기적으로 연결하기 위한 입력대(41)와 출력대(42)를 지닌 검사수단(40); 및
   상기 검사수단(40)의 입력에 대응한 출력 변화를 설정된 알고리즘으로 판정하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 검사수단(40)은 입력대(41) 및 출력대(42) 상에 탄성적으로 지지되는 단자편(44)을 구비하고, 입력대(41) 및 출력대(42)의 상하운동을 유발하는 승강구동기(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 점화트랜스 자동검사 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결선수단(30)의 입력지그(31) 및 출력지그(32)는 각각 상측의 커넥터(34)와 하측의 단자봉(36)을 구비하는 것을 특징으로 하는 점화트랜스 자동검사 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 입력지그(31) 및 출력지그(32)는 각각 파지대(25)의 일측 단부 및 타측 단부에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 점화트랜스 자동검사 시스템.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(50)은 점화트랜스의 주파수 및 시간 도메인에서 전압 파형을 판정하는 제어기(52)를 구비하고, 본체(20)의 하류측에 직교로봇을 기반으로 하는 선별배출기(56)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 점화트랜스 자동검사 시스템.

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