KR102127423B1 - 카울 크로스 바아의 mdps 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 카울 크로스 바아에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있도록 한 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 카울 크로스 바아에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있도록 한 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
전동식 조향장치(MDPS, Motor Driven Power Steering)는 자동차의 중요 부품이며, 운전자에 의해 계속 움직여지는 곳으로서 오랜기간 사용할 수 있는 내구성이 중요한 부품이다.
이러한 전동식 조향장치는 카울 크로스 부품, 예컨대 카울 크로스 바아에 탑재되기 때문에 카울 크로스 바아의 용접 분리 등 내구성 검증 필요하다.
이에, 본 출원인에 의해 이러한 검증을 수행할 수 있는 장치 혹은 시스템이 제안된 바 있는데, 이번에는 지난번 출원된 기술을 좀 더 개선한 시스템을 제안하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 카울 크로스 바아에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있도록 한 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 카울 크로스 바아(Cowl Cross Bar)의 MDPS(Motor Driven Power Steering) 마운팅부에 대한 내구강도 모사시험을 위하여 상기 전동식 조향장치(MDPS)가 탑재된 시편에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하는 인풋 드라이버(Input Driver)와, 상기 인풋 드라이버와 함께 상기 회전 내구 시험 및 상기 굽힘 강성 시험을 진행하되 시험값을 출력하는 아웃풋 로더(Output Loader)와, 상기 인풋 드라이버 및 상기 아웃풋 로더 사이에 배치되되 상기 시편을 위치 조정 가능하게 지지하는 시편 스탠드(Specimen Stand)와, 베이스 프레임을 구비하는 모사시험 장치를 마련하는 모사시험 장치 마련단계; 상기 베이스 프레임에 형성되는 다수의 설치용 통공을 매개로 해서 상기 베이스 프레임 상의 미리 결정된 위치에 상기 인풋 드라이버, 상기 아웃풋 로더 및 상기 시편 스탠드를 설치해서 시편에 대한 모사시험을 세팅하는 모사시험을 위한 장비 세팅단계; 상기 모사시험 장치에 시험 대상의 시편을 탑재하는 시편 탑재단계; 상기 모사시험 장치를 통해서 탑재된 시편을 시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키고 곧이어 반시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키는 1사이클 회전동작을 연속적으로 120,000회 반복적으로 진행하는 시편 테스트단계; 상기 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 상기 모사시험 장치의 상부에 배치되는 비젼 카메라를 이용해서 용접부의 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하는 비젼 카메라를 이용한 용접부 이상여부 촬영단계; 촬영된 영상을 분석하는 영상 분석단계; 및 분석된 결과값을 모니터링하는 한편 이상 발생 시 관리자의 무선단말기과 알림장치로 동시에 알림 전송하는 알림 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법에 의해 달성된다.
상기 목적은, 카울 크로스 바아(Cowl Cross Bar)의 MDPS(Motor Driven Power Steering) 마운팅부에 대한 회전 내구 시험과 굽힘 강성 시험을 포함하는 내구강도 모사시험을 진행하는 모사시험 장치; 상기 모사시험 장치의 상부에 배치되며, 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영 비젼 카메라; 상기 비젼 카메라를 이동(moving) 가능하게 지지하는 무빙 모듈(moving module); 상기 무빙 모듈이 연결되며, 상기 무빙 모듈을 소정의 X축으로 이동시키는 X축 갠트리; 상기 X축 갠트리와 연결되며, 상기 X축 갠트리를 상기 X축에 교차되는 Y축을 따라 이동시키는 Y축 갠트리; 상기 무빙 모듈과 상기 비젼 카메라 사이에 배치되며, 상기 비젼 카메라를 상하 방향인 Z축으로 업/다운(up/down) 구동시키는 업/다운 구동부; 일단부가 상기 업/다운 구동부에 연결되며, 타단부에서 상기 비젼 카메라가 착탈 가능하게 탑재되도록 상기 비젼 카메라를 지지하는 카메라 지지부; 상기 무빙 모듈과 연결되며, 상기 무빙 모듈이 상기 X축 갠트리, 상기 Y축 갠트리 및 상기 업/다운 구동부에 의해 동작되도록 하는 일련의 신호를 통신하는 전력선 통신부(PLC, Power Line Communication); 상기 모사시험 장치의 일측에 마련되는 랙(Rack); 상기 랙과 연결되고 상기 모사시험 장치 및 상기 랙에 전기를 공급하는 일렉트릭 박스(Electronic Box); 상기 랙에 마련되며, 상기 회전 내구 시험과 상기 굽힘 강성 시험을 위해 상기 모사시험 장치를 컨트롤하는 한편 상기 전력선 통신부에 연결되고 상기 전력선 통신부의 신호를 기초로 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하도록 컨트롤하는 시스템 컨트롤러; 및 상기 시스템 컨트롤러와 연결되며, 상기 내구강도 모사시험 시 발생 가능한 에러를 외부로 알리는 알림장치를 포함하며, 상기 인풋 드라이버는, 상부 영역을 이루되 상기 시편의 상기 전동식 조향장치 및 상기 전동식 조향장치에 결합되는 스티어링 휠과 연결되어 상기 회전 내구 시험을 위한 각도와, 상기 굽힘 강성 시험을 위한 하중을 제어하는 인풋 드라이버 모터 아세이(Input Driver Motor Assy); 및 상기 인풋 드라이버 모터 아세이를 지지하는 인풋 드라이버 프레임(Input Driver Frame)을 포함하며, 상기 인풋 드라이버 모터 아세이는 제1 스크루 잭(Screw Jack)에 의해 높낮이가 조절되게 마련되고, 제2 볼 스크루(Ball Screw)에 의해 전, 후진이 가능하게 마련되고, 제2 스크루 잭(Screw Jack)에 의해 각도 조절이 가능하게 마련되며, 상기 제2 볼 스크루와 상기 제2 스크루 잭의 주변에는 제1 각도기가 배치되며, 상기 인풋 드라이버 모터 아세이는, 상기 회전 내구 시험을 위한 제1 서보모터; 상기 굽힘 강성 시험을 위한 제1 에어 실린더(Air Cylinder); 상기 제1 에어 실린더의 위치를 파악할 수 있는 제1 위치 파악모듈(LVDT); 입력 하중을 측정할 수 있는 제1 로드셀; 상기 스티어링 휠에 클램핑 또는 클랭핑 해제가 가능한 휠 클램프; 및 상기 휠 클램프 및 상기 제1 에어 실린더와 연결되는 클램프 바아를 포함하며, 상기 회전 내구 시험 시 상기 제1 서보모터에서 동력을 전달하면 제1 감속기, 제1 커플링, 제1 토크셀을 거쳐 제1 세레이션에서 상기 전동식 조향장치의 각도를 제어하되 상기 제1 세레이션에 상기 전동식 조향장치가 연결되기 위해 커넥터가 마련되며, 상기 인풋 드라이버 프레임에는 공압 라인부가 마련되되 상기 공압 라인부는 공압을 이용해서 상기 제1 에어 실린더의 하중 및 방향을 제어하며, 상기 공압 라인부는, 상기 제1 에어 실린더에 에어를 공급해 주며, 전진, 후진, 정지를 가능하게 해주는 방향전환밸브; 에어의 압력을 0~9Bar의 범위 내에서 제어해주는 전자식 레귤레이터; 및 입력되는 공압을 6bar로 세팅하는 수동 레귤레이터를 포함하며, 상기 아웃풋 로더는 상기 전동식 조향장치와 연결되어 부하를 주는 아웃풋 로더 모터 아세이(Output Loader Motor Assy)를 포함하며, 상기 아웃풋 로더 모터 아세이는 상기 회전 내구 시험을 위한 제2 서보모터를 포함하며, 상기 회전 내구 시험 시 상기 전동식 조향장치와 연결되어 있는 제2 세레이션부가 회전하면 상기 제2 서보모터에서 반대방향으로 부하를 제공하되 부하값은 상기 제2 세레이션부와 상기 제2 서보모터 사이의 제2 토크셀로 측정되어 그래프로 출력되며, 상기 시편 스탠드는, 상기 시편이 탑재되는 T 슬롯 테이블(T Slot Table); 상기 T 슬롯 테이블의 높낮이를 조절하는 스탠드 스크루 잭; 상기 T 슬롯 테이블에 마련되되 상기 시편을 받치는 다수 개의 시편 받침용 지그; 상기 시편 받침용 지그와 함께 상기 시편을 지지하는 제1 및 제2 사이드 지지대; 상기 제1 및 제2 사이드 지지대 사이에 마련되는 시편 중앙 지지대; 상기 시편 중앙 지지대의 상단부에 배치되어 상기 시편을 지지하는 상부 지그; 및 상기 시편 중앙 지지대의 주변에 배치되어 상기 시편 하부를 지지하는 다수의 바텀 지그를 포함하며, 상기 시편과의 상대위치 조절을 위해 상기 인풋 드라이버는 제1 볼 스크루(Ball Screw)에 의해 위치가 조절 가능하게 마련되고, 상기 아웃풋 로더는 U 클램프로 위치 고정이 가능하게 마련되며, 상기 시편 스탠드는 상기 시편의 설치 위치에 따라 높낮이가 조절되게 마련되며, 상기 시편 받침용 지그는, 상기 T 슬롯 테이블에 고정되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트에 기립 배치되고, 상부에 배치되는 시편을 완충 가능하게 지지하는 완충 쇼바; 상기 완충 쇼바의 단부에 결합되며, 상호간 접근되는 방향으로 탄성바이어스되면서 시편을 클램핑하는 클램프; 및 상기 클램프 사이에 배치되되 상기 시편을 손상 없이 지지하는 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 카울 크로스 바아에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 모사시험 장치의 확대도이다.
도 3은 인풋 드라이버의 확대도이다.
도 4는 도 3의 요부 확대 측면도이다.
도 5는 인풋 드라이버 모터 아세이 영역의 상세 구조도이다.
도 6은 인풋 드라이버 프레임에 마련되는 공압 라인부의 설명을 위한 도면이다.
도 7은 아웃풋 로더의 확대도이다.
도 8은 아웃풋 로더 모터 아세이 영역의 상세 구조도이다.
도 9는 시편 스탠드의 확대도이다.
도 10은 시편 스탠드에 시편이 클램핑된 상태의 측면도이다.
도 11은 회전 내구 시험을 위한 커넥터의 구조도이다.
도 12는 회전 내구 시험의 배치도이다.
도 13은 굽힘 강성 시험의 배치도이다.
도 14는 비젼 카메라의 구동을 위한 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템의 제어블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 모사시험 장치의 확대도이다.
도 3은 인풋 드라이버의 확대도이다.
도 4는 도 3의 요부 확대 측면도이다.
도 5는 인풋 드라이버 모터 아세이 영역의 상세 구조도이다.
도 6은 인풋 드라이버 프레임에 마련되는 공압 라인부의 설명을 위한 도면이다.
도 7은 아웃풋 로더의 확대도이다.
도 8은 아웃풋 로더 모터 아세이 영역의 상세 구조도이다.
도 9는 시편 스탠드의 확대도이다.
도 10은 시편 스탠드에 시편이 클램핑된 상태의 측면도이다.
도 11은 회전 내구 시험을 위한 커넥터의 구조도이다.
도 12는 회전 내구 시험의 배치도이다.
도 13은 굽힘 강성 시험의 배치도이다.
도 14는 비젼 카메라의 구동을 위한 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템의 제어블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템의 구성도, 도 2는 도 1에 도시된 모사시험 장치의 확대도, 도 3은 인풋 드라이버의 확대도, 도 4는 도 3의 요부 확대 측면도, 도 5는 인풋 드라이버 모터 아세이 영역의 상세 구조도, 도 6은 인풋 드라이버 프레임에 마련되는 공압 라인부의 설명을 위한 도면, 도 7은 아웃풋 로더의 확대도, 도 8은 아웃풋 로더 모터 아세이 영역의 상세 구조도, 도 9는 시편 스탠드의 확대도, 도 10은 시편 스탠드에 시편이 클램핑된 상태의 측면도, 도 11은 회전 내구 시험을 위한 커넥터의 구조도, 도 12는 회전 내구 시험의 배치도, 도 13은 굽힘 강성 시험의 배치도, 도 14는 비젼 카메라의 구동을 위한 구조를 도시한 도면, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템의 제어블록도, 그리고 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법의 순서도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명은 카울 크로스 바아(30)에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템은 도 12처럼 전동식 조향장치(10)가 탑재되는 카울 크로스 바아(30)에 대한 회전 내구 시험과, 도 13처럼 전동식 조향장치(10)가 탑재되는 카울 크로스 바아(30)에 대한 굽힘 강성 시험을 진행할 수 있다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법에 대해 먼저 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법은 모사시험 장치 마련단계(S10), 모사시험을 위한 장비 세팅단계(S20), 시편 탑재단계(S30), 시편 테스트단계(S40), 비젼 카메라를 이용한 용접부 이상여부 촬영단계(S50), 영상 분석단계(S60) 및 알림 전송단계(S70)를 포함한다.
모사시험 장치 마련단계(S10)는 카울 크로스 바아(Cowl Cross Bar)의 MDPS(Motor Driven Power Steering) 마운팅부에 대한 내구강도 모사시험을 위하여 상기 전동식 조향장치(MDPS)가 탑재된 시편(1)에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하는 인풋 드라이버(200, Input Driver)와, 인풋 드라이버(200)와 함께 회전 내구 시험 및 상기 굽힘 강성 시험을 진행하되 시험값을 출력하는 아웃풋 로더(300, Output Loader)와, 인풋 드라이버(200) 및 아웃풋 로더(300) 사이에 배치되되 시편(1)을 위치 조정 가능하게 지지하는 시편 스탠드(400, Specimen Stand)와, 베이스 프레임(110)을 구비하는 모사시험 장치(100)를 마련하는 과정이다.
모사시험을 위한 장비 세팅단계(S20)는 베이스 프레임(110)에 형성되는 다수의 설치용 통공(111)을 매개로 해서 베이스 프레임(110) 상의 미리 결정된 위치에 인풋 드라이버(200), 아웃풋 로더(300) 및 시편 스탠드(400)를 설치해서 시편(1)에 대한 모사시험을 세팅하는 과정이다. 시편(1)의 형상 및 사이즈에 따라 인풋 드라이버(200), 아웃풋 로더(300) 및 시편 스탠드(400)의 세팅 위치가 달라질 수 있다.
시편 탑재단계(S30)는 모사시험 장치(100)에 시험 대상의 시편(1)을 탑재하는 과정이다. 고속 회전이 수반되기 때문에 시편(1)을 견고하게 탑재할 필요가 있다.
시편 테스트단계(S40)는 모사시험 장치(100)를 통해서 탑재된 시편(1)을 시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키고 곧이어 반시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키는 1사이클 회전동작을 연속적으로 120,000회 반복적으로 진행하는 과정이다. 최소, 120,000회가 진행되게 함으로써 고품질의 부품을 제작할 수 있다.
비젼 카메라를 이용한 용접부 이상여부 촬영단계(S50)는 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 모사시험 장치(100)의 상부에 배치되는 비젼 카메라(900)를 이용해서 용접부의 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하는 과정이다.
기존의 육안 검사에서 벗어나 비젼 카메라(900)를 이용해서 용접부의 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하기 때문에 좀 더 정확하고 미세한 검증이 가능해질 수 있다.
영상 분석단계(S60)는 촬영된 영상을 분석하는 과정이다. 이 과정은 시스템 컨트롤러(700)에 의해 수행될 수 있다.
알림 전송단계(S70)는 분석된 결과값을 모니터링하는 한편 이상 발생 시 관리자의 무선단말기과 알림장치(800)로 동시에 알림 전송하는 과정이다. 이 단계 역시, 시스템 컨트롤러(700)의 작용으로 진행될 수 있다.
이와 같은 방법을 수행하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 카울 크로스 바아(30, Cowl Cross Bar)의 MDPS(Motor Driven Power Steering, 10) 마운팅부에 대한 회전 내구 시험과 굽힘 강성 시험을 포함하는 내구강도 모사시험을 진행하는 모사시험 장치(100)와, 모사시험 장치(100)의 일측에 마련되는 랙(Rack, 500)과, 랙(500)과 연결되고 모사시험 장치(100) 및 랙(500)에 전기를 공급하는 일렉트릭 박스(Electronic Box, 600)와, 모사시험 장치(100)의 상부에 마련되는 비젼 카메라(900)와, 회전 내구 시험과 굽힘 강성 시험을 위해 모사시험 장치(100)를 컨트롤하는 시스템 컨트롤러(700)와, 시스템 컨트롤러(700)와 연결되며, 내구강도 모사시험 시 발생 가능한 에러를 외부로 알리는 알림장치(800)를 포함할 수 있다. 알림장치(800)가 마련되기 때문에 비상 상황 시 혹은 에러 발생 시 상황을 외부로 알려 신속한 조치를 취할 수 있게끔 한다. 따라서 안전사고 혹은 부품의 손상 등의 피해를 최소화할 수 있다.
앞서 기술한 것처럼 카울 크로스 바아(30)의 MDPS 마운팅부에 전동식 조향장치(MDPS, Motor Driven Power Steering, 10)가 탑재될 수 있고, 그 일측에 스티어링 휠(20)이 조립될 수 있다. 카울 크로스 바아(30)에 전동식 조향장치(10) 및 스티어링 휠(20)이 탑재된 전체 부품을 시편(1, 도 1 참조)이라 하여 설명한다.
스티어링 휠(20)은 원형의 링(ring) 형상을 갖는다는 점에서 메이커마다 대략 유사하지만 전동식 조향장치(10) 및 카울 크로스 바아(30)의 사이즈, 구조 및 외형은 메이커마다 상이하다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
참고로, 본 실시예에 따른 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템을 구동시키기 위한 장비 사양은 240V, 3P, 145A이다. 또한 7bar이상의 공압이 필요하다. 하지만, 이의 조건에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
모사시험 장치(100)는 인풋 드라이버(Input Driver, 200), 아웃풋 로더(Output Loader, 300), 시편 스탠드(Specimen Stand, 400)를 포함할 수 있다.
인풋 드라이버(200)는 시편(1)에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하는 장치이다.
아웃풋 로더(300)는 인풋 드라이버(200)와 함께 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하되 시험값을 출력하는 장치이다.
그리고 시편 스탠드(400)는 인풋 드라이버(200)와 아웃풋 로더(300) 사이에 배치되되 시편(1)을 위치 조정 가능하게 지지하는 구조물이다.
인풋 드라이버(200), 아웃풋 로더(300) 및 시편 스탠드(400)는 베이스 프레임(110) 상에 일체로 지지될 수 있다. 따라서 이들을 한 번에 위치 이동시키기에 유리하다.
베이스 프레임(110)에는 인풋 드라이버(200), 아웃풋 로더(300) 및 시편 스탠드(400)의 설치를 위한 다수의 설치용 통공(111)이 형성된다. 다수의 설치용 통공(111)을 매개로 해서 베이스 프레임(110) 상의 적절한 위치에 인풋 드라이버(200), 아웃풋 로더(300) 및 시편 스탠드(400)를 설치할 수 있다.
베이스 프레임(110)의 하부에는 다수의 미끄럼 방지용 푸트(112)가 마련된다. 미끄럼 방지용 푸트(112)는 베이스 프레임(110)의 네 귀퉁이에 배치되어 베이스 프레임(110)을 안정적으로 지지할 수 있다. 그리고 베이스 프레임(110)의 측부에는 절취부(113)가 형성된다.
시편(1)과의 상대위치 조절을 위해 인풋 드라이버(200)는 제1 볼 스크루(Ball Screw, 201)에 의해 시편(1)에 따라 좌우로 움직일 수 있다. 아웃풋 로더(300)는 전동식 조향장치(10)에 맞춰 U 클램프(301)로 고정할 수 있다. 그리고 시편 스탠드(400)는 시편(1)의 설치 위치에 따라 높낮이가 조절될 수 있다.
인풋 드라이버(200)에 대해 살펴보면 시편(1)에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행한다.
인풋 드라이버(200)는 상부 영역을 이루되 시편(1)의 전동식 조향장치(10) 및 스티어링 휠(20)과 연결되어 회전 내구 시험을 위한 각도와, 굽힘 강성 시험을 위한 하중을 제어하는 인풋 드라이버 모터 아세이(Input Driver Motor Assy, 210)와, 하부 영역을 이루되 인풋 드라이버 모터 아세이(210)를 지지하는 인풋 드라이버 프레임(Input Driver Frame, 240)을 포함한다.
인풋 드라이버 모터 아세이(210)는 제1 스크루 잭(Screw Jack, 211)을 사용하여 높낮이를 조절할 수 있다.
인풋 드라이버 모터 아세이(210)의 높낮이 조절 방법을 알아본다. 우선, 4개의 클램프(212)에 부착되어 있는 클램프 레버(213)를 사용하여 클램프를 풀어준다. 그런 다음, 스크루 잭 샤프트(Screw Jack Shaft, 214)를 10mm 스패너 또는 10mm 복스를 사용하여 높낮이를 조절한다. 높낮이 조절이 끝나면 4개의 클램프(212)를 다시 체결해 주면 된다.
인풋 드라이버 모터 아세이(210)는 제2 볼 스크루(Ball Screw, 215)에 의해 전, 후진이 가능하며, 제2 스크루 잭(Screw Jack, 216)에 의해 각도 조절이 가능하다. 각도는 17ㅀ내지 30ㅀ범위 내에서 조절 가능하다.
제2 볼 스크루(215)와 제2 스크루 잭(216)의 주변에는 제1 각도기(217)가 배치된다. 그리고 제2 스크루 잭(216)의 반대편에는 유닛 베어링(219)이 마련된다.
인풋 드라이버 모터 아세이(210)의 각도 조절 방법을 알아본다. 우선, 고정용 볼트(218)를 풀어 준다. 그런 다음, 제2 스크루 잭(216)을 10mm 스패너 또는 10mm 복스를 사용하여 각도를 조절한다. 제1 각도기(217)를 확인하여 각도 조절 후, 풀었던 고정용 볼트(218)를 다시 체결해 주면 된다.
한편, 인풋 드라이버 모터 아세이(210)는 회전 내구 시험을 위한 제1 서보모터(221)와, 굽힘 강성 시험을 위한 제1 에어 실린더(Air Cylinder, 225)를 포함한다.
우선, 회전 내구 시험 시 제1 서보모터(221)에서 동력을 전달하면 제1 감속기(222), 제1 커플링(222a), 제1 토크셀(223)을 거쳐 제1 세레이션(224)에서 전동식 조향장치(MDPS, 10)의 각도를 제어할 수 있다.
제1 세레이션(224)에 전동식 조향장치(10)가 연결되기 위해 도 11과 같은 구조의 커넥터(230)가 사용된다. 커넥터(230)는 전동식 조향장치(10)의 샤프트(11)에 연결되는 제1 연결구(231)와, 제1 세레이션(224)에 연결되는 연결 세레이션(234)을 구비하는 제2 연결구(233)와, 제1 및 제2 연결구(231,233)를 연결하는 연결용 볼트(232)를 포함할 수 있다.
회전 내구 시험 시 도 12처럼 커넥터(230)를 전동식 조향장치(10)에 연결시킨 후, 제1 세레이션(224)이 제2 연결구(233)의 연결 세레이션(234)에 연결되게 한 상태에서 제1 서보모터(221)의 회전을 통해 진행할 수 있다.
다음, 굽힘 강성 시험 시 제1 에어 실린더(225)를 사용할 수 있는데, 제1 에어 실린더의 위치를 파악할 수 있는 제1 위치 파악모듈(LVDT, 226)과, 입력 하중을 측정할 수 있는 제1 로드셀(227)이 갖춰짐으로써, 시료(1)의 굽힘 강성 시험을 진행할 수 있다.
이러한 굽힘 강성 시험을 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠(20)에 클램핑 또는 클랭핑 해제가 가능한 휠 클램프(228)와, 휠 클램프(228) 및 제1 에어 실린더(225)와 연결되는 클램프 바아(229)를 포함할 수 있다.
이에, 굽힘 강성 시험을 진행할 때는 도 13처럼 휠 클램프(228)를 스티어링 휠(20)에 클램핑시킨 이후에 제1 에어 실린더(225)로 클램프 바아(229)를 가압하면서 제1 위치 파악모듈(LVDT, 226)로 이를 감지하는 방식으로 진행할 수 있다.
한편, 인풋 드라이버 프레임(240)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 공압 라인부(250)가 갖춰진다.
공압 라인부(250)는 인풋 드라이버 프레임(240)의 뒤에 배치되며, 공압을 이용해서 제1 에어 실린더(225)의 하중 및 방향을 제어해주는 역할을 한다. 이러한 공압 라인부(250)는 방향전환밸브(251), 전자식 레귤레이터(252) 및 수동 레귤레이터(253)를 포함한다.
방향전환밸브(251)는 제1 에어 실린더(225)에 에어를 공급해 주며, 전진, 후진, 정지를 가능하게 해준다. 전자식 레귤레이터(252)는 에어의 압력을 0~9Bar의 범위 내에서 제어해준다. 수동 레귤레이터(253)는 입력되는 공압을 일정 수준으로 맞춰 전자식 레귤레이터(252)로 공급시켜준다. 즉 수동으로 밸브를 돌려 제어한다. 6bar로 세팅할 수 있다.
한편, 아웃풋 로더(300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 전동식 조향장치(MDPS, 10)와 연결되어 부하를 주는 아웃풋 로더 모터 아세이(Output Loader Motor Assy, 310)를 포함한다. 아웃풋 로더 모터 아세이(310)를 통해 전동식 조향장치(MDPS, 10)의 설치 각도를 확인해서 조절해준다.
아웃풋 로더 모터 아세이(310)의 각도 조절 방법을 알아본다. 우선, 고정용 볼트(321)를 풀어준다. 그런 다음, 핸들(322)로 아웃풋 로더 모터 아세이(310)의 각도를 조절한다. 이때는 제2 각도기(324)를 보면서 아웃풋 로더 모터 아세이(310)의 각도를 조절한다. 핸들(322)에는 핸들 감속기(323)가 연결된다. 조절이 끝나면 고정용 볼트(321)를 다시 체결해서 고정해준다.
아웃풋 로더 모터 아세이(310)는 회전 내구 시험을 위한 제2 서보모터(311)를 포함한다. 회전 내구 시험 시 전동식 조향장치(10)와 연결되어 있는 제2 세레이션부(312)가 회전하면 제2 서보모터(311)에서 반대방향으로 부하를 준다. 부하값은 제2 세레이션부(312)와 제2 서보모터(311) 사이의 제2 토크셀(313)로 측정하여 그래프로 보여준다.
제2 서보모터(311)에는 제2 감속기(314)가 연결된다. 제2 감속기(314)와 제2 토크셀(313), 그리고 제2 토크셀(313)과 제2 세레이션부(312)는 각각 제2 커플링(315,316)에 의해 연결된다.
한편, 시편 스탠드(400)는 시편(1)을 거치해서 실제 차량처럼 고정시키는 역할을 한다. 스탠드 스크루 잭(401)을 이용해서 시편(1)이 탑재되는 T 슬롯 테이블(T Slot Table, 402)의 높낮이를 조절할 수 있다.
T 슬롯 테이블(402)에는 시편(1)을 받치는 시편 받침용 지그(410)가 다수 개 배치된다. 시편 받침용 지그(410)는 본 실시예에서 한 쌍으로 적용될 수 있다. 따라서 시편(1)을 안정적으로 받쳐 지지할 수 있다.
이러한 시편 받침용 지그(410)는 도 9에 도시된 바와 같이, T 슬롯 테이블(402)에 고정되는 고정 플레이트(411)와, 고정 플레이트(411)에 기립 배치되고, 상부에 배치되는 시편(1)을 완충 가능하게 지지하는 완충 쇼바(412)와, 완충 쇼바(412)의 단부에 결합되며, 상호간 접근되는 방향으로 탄성바이어스되면서 시편(1)을 클램핑하는 클램프(413)와, 클램프(413) 사이에 배치되되 시편(1)을 손상 없이 지지하는 패드(414)를 포함할 수 있다.
시편 받침용 지그(410)와 함께 시편(1)을 지지하기 위해 제1 및 제2 사이드 지지대(421,422)가 마련된다. 제1 및 제2 사이드 지지대(421,422)는 그 일측이 T 슬롯 테이블(402)에 고정되고 타측이 시편(1)에 나사 결합되는 방식으로 시편(1)의 사이드를 지지한다.
제1 및 제2 사이드 지지대(421,422) 사이에는 시편 중앙 지지대(424)가 마련된다. 시편 중앙 지지대(424)의 상단부에 상부 지그(425)가 마련되어 시편(1)과 시편 중앙 지지대(424)를 나사로 고정시킴으로써 그 위치에서 시편(1)을 지지한다.
시편 중앙 지지대(424)의 주변에는 시편(1)의 하부를 지지하는 다수의 바텀 지그(423)가 마련된다. 바텀 지그(423) 역시 나사 고정 방식으로 시편(1)을 지지할 수 있다.
한편, T 슬롯 테이블(402)의 높낮이 조절 방법을 알아본다. 스탠드 클램프(404)에 연결되는 스탠드 클램프 레버(405)를 사용해서 스탠드 클램프(404)를 풀어준다. 그런 다음, 스탠드 스크루 잭(401)을 10mm 스패너 또는 10mm 복스를 사용하여 T 슬롯 테이블(402)의 높낮이를 조절한다. 높낮이 조절이 끝나면 스탠드 클램프(404)를 다시 조이면 된다.
이처럼 T 슬롯 테이블(402)의 높낮이를 조절하면 그 상부의 시편 받침용 지그(410) 역시 높낮이가 함께 조절될 수 있기 때문에 결과적으로 시편(1)의 높낮이 조절이 가능해질 수 있다. 따라서 다양한 형태의 시편에 대한 테스트가 가능해질 수 있는 이점이 있다.
한편, 비젼 카메라(900)는 도 1 및 도 14에 도시된 바와 같이, 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영한다. 기존의 육안 검사에서 벗어나 비젼 카메라(900)를 이용해서 용접부의 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하기 때문에 좀 더 정확하고 미세한 검증이 가능해질 수 있다.
본 실시예에서 적용되는 시편이 긴 구조물이기 때문에 각 부분에 대한 정확한 촬영을 위해서는 비젼 카메라(900)가 고정식이 아닌 이동식, 다시 말해 전동식으로 구현된다. 이를 위해, 아래의 구성들이 추가된다.
비젼 카메라(900)에는 비젼 카메라(900)을 이동(moving) 가능하게 지지하는 무빙 모듈(940, moving module)이 연결된다. 무빙 모듈(940)은 도 14의 좌표인 X축 및 Y축을 따라 이동 가능하다. 이를 위해, X축 갠트리(910)와 Y축 갠트리(920)가 마련된다.
X축 갠트리(910)는 무빙 모듈(940)이 연결되며, 무빙 모듈(940)을 소정의 X축으로 이동시키는 역할을 하고, Y축 갠트리(920)는 X축 갠트리(910)와 연결되며, X축 갠트리(910)를 X축에 교차되는 Y축을 따라 이동시키는 역할을 한다.
그리고 무빙 모듈(940)과 비젼 카메라(900) 사이에는 업/다운 구동부(930)가 연결된다. 실린더 등으로 적용될 수 있는 업/다운 구동부(930)는 비젼 카메라(900)을 상하 방향인 Z축으로 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다. 업/다운 구동부(930)는 비젼 카메라(900)의 오토 포커싱을 돕는다.
업/다운 구동부(930)에는 카메라 지지부(901)가 연결된다. 카메라 지지부(901)는 일단부가 업/다운 구동부(930)에 연결되며, 타단부에서 비젼 카메라(900)가 착탈 가능하게 탑재되도록 비젼 카메라(900)를 지지하는 역할을 한다.
이와 같은 업/다운 구동부(930)를 비롯해서 X축 갠트리(910)와 Y축 갠트리(920)가 적용되고 이에 무빙 모듈(940)이 동작됨에 따라 긴 구조물인 시편의 각 부분에 대한 촬영이 정확해질 수 있다.
본 실시예의 경우, 비젼 카메라(900)의 구동을 위하여 전력선 통신부(950)(PLC, Power Line Communication)가 마련된다. 전력선 통신부(950)는 무빙 모듈(940)과 연결되며, 무빙 모듈(940)이 X축 갠트리(910), Y축 갠트리(920) 및 업/다운 구동부(930)에 의해 동작되도록 하는 일련의 신호를 통신한다.
마지막으로, 시스템 컨트롤러(700)는 시편(1)에 대한 회전 내구 시험과 굽힘 강성 시험을 컨트롤한다. 즉 시스템 컨트롤러(700)는 시편(1)에 대한 도 12의 회전 내구 시험 및 도 13의 굽힘 강성 시험을 위해 모사시험 장치(100), 특히 인풋 드라이버(200) 및 아웃풋 로더(300)의 동작을 컨트롤한다.
뿐만 아니라 시스템 컨트롤러(700)는 전력선 통신부(950)에 연결되고 전력선 통신부(950)의 신호를 기초로 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하도록 컨트롤한다.
이러한 역할을 수행하는 시스템 컨트롤러(700)는 중앙처리장치(710, CPU), 메모리(720, MEMORY), 그리고 서포트 회로(730, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(710)는 본 실시예에서 시편(1)에 대한 도 12의 회전 내구 시험 및 도 13의 굽힘 강성 시험을 위해 모사시험 장치(100), 특히 인풋 드라이버(200) 및 아웃풋 로더(300)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(720, MEMORY)는 중앙처리장치(710)와 연결된다. 메모리(720)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(730, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(710)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(730)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 시스템 컨트롤러(700)는 시편(1)에 대한 회전 내구 시험과 굽힘 강성 시험을 컨트롤하는 한편 전력선 통신부(950)에 연결되고 전력선 통신부(950)의 신호를 기초로 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하도록 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(720)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(720)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 카울 크로스 바아에 대하여 차량의 진동, 핸들 움직임 등을 고려한 가상의 내구강도 모사시험을 진행함으로써 차량 부품에 대한 용접 분리, 파손, 뒤틀림 등의 내구강도를 사전에 검증할 수 있고, 이로 인해 안전하면서도 고품질의 부품을 제공할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 시편 10 : 전동식 조향장치
11 : 샤프트 20 : 스티어링 휠
30 : 카울 크로스 바아 100 : 모사시험 장치
110 : 베이스 프레임 111 : 설치용 통공
112 : 미끄럼 방지용 푸트 113 : 절취부
200 : 인풋 드라이버 201 : 제1 볼 스크루
210 : 인풋 드라이버 모터 아세이 211 : 제1 스크루 잭
212 : 클램프 213 : 클램프 레버
214 : 인풋 드라이버 모터 215 : 제2 볼 스크루
216 : 제2 스크루 잭 217 : 제1 각도기
218 : 고정용 볼트 219 : 유닛 베어링
221 : 제1 서보모터 222 : 제1 감속기
223 : 제1 토크셀 224 : 제1 세레이션
225 : 제1 에어 실린더 226 : 제1 위치 파악모듈
227 : 제1 로드셀 228 : 클램프
229 : 클램프 바아 240 : 인풋 드라이버 프레임
250 : 공압 라인부 251 : 방향전환밸브
252 : 전자식 레귤레이터 253 : 수동 레귤레이터
300 : 아웃풋 로더 301 : U 클램프
310 : 아웃풋 로더 모터 아세이 400 : 시편 스탠드
401 : 스탠드 스크루 잭 402 : T 슬롯 테이블
410 : 시편 받침용 지그 421 : 제1 사이드 지지대
422 : 제2 사이드 지지대 500 : 랙
600 : 일렉트릭 박스 700 : 시스템 컨트롤러
800 : 알림장치 900 : 비젼 카메라
11 : 샤프트 20 : 스티어링 휠
30 : 카울 크로스 바아 100 : 모사시험 장치
110 : 베이스 프레임 111 : 설치용 통공
112 : 미끄럼 방지용 푸트 113 : 절취부
200 : 인풋 드라이버 201 : 제1 볼 스크루
210 : 인풋 드라이버 모터 아세이 211 : 제1 스크루 잭
212 : 클램프 213 : 클램프 레버
214 : 인풋 드라이버 모터 215 : 제2 볼 스크루
216 : 제2 스크루 잭 217 : 제1 각도기
218 : 고정용 볼트 219 : 유닛 베어링
221 : 제1 서보모터 222 : 제1 감속기
223 : 제1 토크셀 224 : 제1 세레이션
225 : 제1 에어 실린더 226 : 제1 위치 파악모듈
227 : 제1 로드셀 228 : 클램프
229 : 클램프 바아 240 : 인풋 드라이버 프레임
250 : 공압 라인부 251 : 방향전환밸브
252 : 전자식 레귤레이터 253 : 수동 레귤레이터
300 : 아웃풋 로더 301 : U 클램프
310 : 아웃풋 로더 모터 아세이 400 : 시편 스탠드
401 : 스탠드 스크루 잭 402 : T 슬롯 테이블
410 : 시편 받침용 지그 421 : 제1 사이드 지지대
422 : 제2 사이드 지지대 500 : 랙
600 : 일렉트릭 박스 700 : 시스템 컨트롤러
800 : 알림장치 900 : 비젼 카메라
Claims (2)
- 카울 크로스 바아(Cowl Cross Bar)의 전동식 조향장치(MDPS;Motor Driven Power Steering) 마운팅부에 대한 내구강도 모사시험을 위하여 전동식 조향장치(MDPS)가 탑재된 시편에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하는 인풋 드라이버(Input Driver)와, 상기 인풋 드라이버와 함께 상기 회전 내구 시험 및 상기 굽힘 강성 시험을 진행하되 시험값을 출력하는 아웃풋 로더(Output Loader)와, 상기 인풋 드라이버 및 상기 아웃풋 로더 사이에 배치되되 상기 시편을 위치 조정 가능하게 지지하는 시편 스탠드(Specimen Stand)와, 베이스 프레임을 구비하는 모사시험 장치를 마련하는 모사시험 장치 마련단계;
상기 베이스 프레임에 형성되는 다수의 설치용 통공을 매개로 해서 상기 베이스 프레임 상의 미리 결정된 위치에 상기 인풋 드라이버, 상기 아웃풋 로더 및 상기 시편 스탠드를 설치해서 시편에 대한 모사시험을 세팅하는 모사시험을 위한 장비 세팅단계;
상기 모사시험 장치에 시험 대상의 시편을 탑재하는 시편 탑재단계;
상기 모사시험 장치를 통해서 탑재된 시편을 시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키고 곧이어 반시계방향으로 360도 내지 520도로 회전시키는 1사이클 회전동작을 연속적으로 120,000회 반복적으로 진행하는 시편 테스트단계;
상기 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 상기 모사시험 장치의 상부에 배치되는 비젼 카메라를 이용해서 용접부의 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하는 비젼 카메라를 이용한 용접부 이상여부 촬영단계;
촬영된 영상을 분석하는 영상 분석단계; 및
분석된 결과값을 모니터링하는 한편 이상 발생 시 관리자의 무선단말기과 알림장치로 동시에 알림 전송하는 알림 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 방법.
- 카울 크로스 바아(Cowl Cross Bar)의 전동식 조향장치(MDPS;Motor Driven Power Steering) 마운팅부에 대한 내구강도 모사시험을 위하여 전동식 조향장치(MDPS)가 탑재된 시편에 대한 회전 내구 시험 및 굽힘 강성 시험을 진행하는 인풋 드라이버(Input Driver)와, 상기 인풋 드라이버와 함께 상기 회전 내구 시험 및 상기 굽힘 강성 시험을 진행하되 시험값을 출력하는 아웃풋 로더(Output Loader)와, 상기 인풋 드라이버 및 상기 아웃풋 로더 사이에 배치되되 상기 시편을 위치 조정 가능하게 지지하는 시편 스탠드(Specimen Stand)와, 베이스 프레임을 구비하는 모사시험 장치;
상기 모사시험 장치의 상부에 배치되며, 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영 비젼 카메라;
상기 비젼 카메라를 이동(moving) 가능하게 지지하는 무빙 모듈(moving module);
상기 무빙 모듈이 연결되며, 상기 무빙 모듈을 소정의 X축으로 이동시키는 X축 갠트리;
상기 X축 갠트리와 연결되며, 상기 X축 갠트리를 상기 X축에 교차되는 Y축을 따라 이동시키는 Y축 갠트리;
상기 무빙 모듈과 상기 비젼 카메라 사이에 배치되며, 상기 비젼 카메라를 상하 방향인 Z축으로 업/다운(up/down) 구동시키는 업/다운 구동부;
일단부가 상기 업/다운 구동부에 연결되며, 타단부에서 상기 비젼 카메라가 착탈 가능하게 탑재되도록 상기 비젼 카메라를 지지하는 카메라 지지부;
상기 무빙 모듈과 연결되며, 상기 무빙 모듈이 상기 X축 갠트리, 상기 Y축 갠트리 및 상기 업/다운 구동부에 의해 동작되도록 하는 일련의 신호를 통신하는 전력선 통신부(PLC, Power Line Communication);
상기 모사시험 장치의 일측에 마련되는 랙(Rack);
상기 랙과 연결되고 상기 모사시험 장치 및 상기 랙에 전기를 공급하는 일렉트릭 박스(Electronic Box);
상기 랙에 마련되며, 상기 회전 내구 시험과 상기 굽힘 강성 시험을 위해 상기 모사시험 장치를 컨트롤하는 한편 상기 전력선 통신부에 연결되고 상기 전력선 통신부의 신호를 기초로 시편 테스트단계가 완료된 이후에, 시편의 용접부에 대한 파손 또는 이탈 이상여부를 촬영하도록 컨트롤하는 시스템 컨트롤러; 및
상기 시스템 컨트롤러와 연결되며, 상기 내구강도 모사시험 시 발생 가능한 에러를 외부로 알리는 알림장치를 포함하며,
상기 인풋 드라이버는,
상부 영역을 이루되 상기 시편의 상기 전동식 조향장치 및 상기 전동식 조향장치에 결합되는 스티어링 휠과 연결되어 상기 회전 내구 시험을 위한 각도와, 상기 굽힘 강성 시험을 위한 하중을 제어하는 인풋 드라이버 모터 아세이(Input Driver Motor Assy); 및
상기 인풋 드라이버 모터 아세이를 지지하는 인풋 드라이버 프레임(Input Driver Frame)을 포함하며,
상기 인풋 드라이버 모터 아세이는 제1 스크루 잭(Screw Jack)에 의해 높낮이가 조절되게 마련되고, 제2 볼 스크루(Ball Screw)에 의해 전, 후진이 가능하게 마련되고, 제2 스크루 잭(Screw Jack)에 의해 각도 조절이 가능하게 마련되며,
상기 제2 볼 스크루와 상기 제2 스크루 잭의 주변에는 제1 각도기가 배치되며,
상기 인풋 드라이버 모터 아세이는,
상기 회전 내구 시험을 위한 제1 서보모터;
상기 굽힘 강성 시험을 위한 제1 에어 실린더(Air Cylinder);
상기 제1 에어 실린더의 위치를 파악할 수 있는 제1 위치 파악모듈(LVDT);
입력 하중을 측정할 수 있는 제1 로드셀;
상기 스티어링 휠에 클램핑 또는 클랭핑 해제가 가능한 휠 클램프; 및
상기 휠 클램프 및 상기 제1 에어 실린더와 연결되는 클램프 바아를 포함하며,
상기 회전 내구 시험 시 상기 제1 서보모터에서 동력을 전달하면 제1 감속기, 제1 커플링, 제1 토크셀을 거쳐 제1 세레이션에서 상기 전동식 조향장치의 각도를 제어하되 상기 제1 세레이션에 상기 전동식 조향장치가 연결되기 위해 커넥터가 마련되며,
상기 인풋 드라이버 프레임에는 공압 라인부가 마련되되 상기 공압 라인부는 공압을 이용해서 상기 제1 에어 실린더의 하중 및 방향을 제어하며,
상기 공압 라인부는,
상기 제1 에어 실린더에 에어를 공급해 주며, 전진, 후진, 정지를 가능하게 해주는 방향전환밸브;
에어의 압력을 0~9Bar의 범위 내에서 제어해주는 전자식 레귤레이터; 및
입력되는 공압을 6bar로 세팅하는 수동 레귤레이터를 포함하며,
상기 아웃풋 로더는 상기 전동식 조향장치와 연결되어 부하를 주는 아웃풋 로더 모터 아세이(Output Loader Motor Assy)를 포함하며,
상기 아웃풋 로더 모터 아세이는 상기 회전 내구 시험을 위한 제2 서보모터를 포함하며,
상기 회전 내구 시험 시 상기 전동식 조향장치와 연결되어 있는 제2 세레이션부가 회전하면 상기 제2 서보모터에서 반대방향으로 부하를 제공하되 부하값은 상기 제2 세레이션부와 상기 제2 서보모터 사이의 제2 토크셀로 측정되어 그래프로 출력되며,
상기 시편 스탠드는,
상기 시편이 탑재되는 T 슬롯 테이블(T Slot Table);
상기 T 슬롯 테이블의 높낮이를 조절하는 스탠드 스크루 잭;
상기 T 슬롯 테이블에 마련되되 상기 시편을 받치는 다수 개의 시편 받침용 지그;
상기 시편 받침용 지그와 함께 상기 시편을 지지하는 제1 및 제2 사이드 지지대;
상기 제1 및 제2 사이드 지지대 사이에 마련되는 시편 중앙 지지대;
상기 시편 중앙 지지대의 상단부에 배치되어 상기 시편을 지지하는 상부 지그; 및
상기 시편 중앙 지지대의 주변에 배치되어 상기 시편 하부를 지지하는 다수의 바텀 지그를 포함하며,
상기 시편과의 상대위치 조절을 위해 상기 인풋 드라이버는 제1 볼 스크루(Ball Screw)에 의해 위치가 조절 가능하게 마련되고, 상기 아웃풋 로더는 U 클램프로 위치 고정이 가능하게 마련되며, 상기 시편 스탠드는 상기 시편의 설치 위치에 따라 높낮이가 조절되게 마련되며,
상기 시편 받침용 지그는,
상기 T 슬롯 테이블에 고정되는 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트에 기립 배치되고, 상부에 배치되는 시편을 완충 가능하게 지지하는 완충 쇼바;
상기 완충 쇼바의 단부에 결합되며, 상호간 접근되는 방향으로 탄성바이어스되면서 시편을 클램핑하는 클램프; 및
상기 클램프 사이에 배치되되 상기 시편을 손상 없이 지지하는 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울 크로스 바아의 MDPS 마운팅부 내구강도 모사시험 시스템.
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