KR102291914B1 - 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치 - Google Patents

가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일 방향으로 길게 형성되며, 중앙에 일 방향으로 제1홀이 형성된 가공제품의 정밀도를 통합적으로 평가할 수 있는 가공제품의 통합 정밀도 평가장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 예의 통합 정밀도 평가장치는 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 포함하는 본체; 상기 하부 플레이트에 설치되고, 가공제품을 반고정시키는 적어도 하나 이상의 척이 설치되며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 가공제품에 대한 작업이 수행되는 각각의 위치로 이동시키는 스테이지; 및 상기 본체 내부에 가공제품에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치되는 상하 비전검사부, 상면 버제거부-하면 버제거부, 에어게이지 측정부, 블로어-버수거부, 표면검사부-표면검사 턴부, 버퍼핸들러 및 측면비전검사부를 포함한다.

Description

가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치{Integrated precision evaluation device for machined parts}
본 발명은 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치에 관한 것으로서, 가공 부품의 전면의 정밀도를 비전검사방식으로 검사하되, 부착되어 있는 버(burr)를 제거하여 가공 부품의 정밀도를 보다 정확하게 평가하고, 통합 정밀도 평가 장치의 고장을 방지할 수 있는 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치이다.
자동차의 미션 등에 이용되는 부품들은 정밀한 금속 가공에 의해 형성된다. 가공 부품의 정밀도가 낮아 목표하는 치수에서 벗어날 경우, 조립이 불가능할 뿐만 아니라 조립되는 다른 부품을 파손시키거나 조립후에도 해당 제품의 고장의 원인이 된다. 따라서 가공 부품의 출하전에 다양한 정밀검사를 통해 양품을 선별하기 위한 공정이 진행된다.
예전에는 정밀검사를 통해 양품을 선별하기 위해 작업자가 하나하나 직접 검사를 수행하였으나, 이와 같은 수작업은 작업속도가 너무 느리며, 작업자의 숙련도에 따라 정밀검사 후에도 불량율이 높다는 문제가 있었다.
최근에는 가공 부품의 외부를 촬영하여 수행되는 비전검사 방식에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 하지만 가공부품의 특성상 가공된 부분에 버(burr)가 잔존하고 있는 경우에 버(burr)에 의해 비전검사에서 불량으로 판정되는 경우가 있다.
또한, 비전검사 방식은 가공 제품의 외형 검사에는 적합하나, 관 형태와 같이 홀(hole)이 가공되어 있는 경우에는 비전검사로는 홀(hole) 내부의 정밀도를 평가할 수 없다는 문제가 있다. 즉, 관 형태와 같이 내측에 홀(hole)이 가공되어 있는 가공 부품은 초점거리의 문제로 인해 작업자가 별도로 내측의 홀(hole)에 바(bar) 타입의 측정도구를 삽입하여 정밀도를 평가하는 추가적인 과정이 요구된다. 그런데 홀의 내측에 잔존하는 버(burr)가 있는 경우 바(bar) 타입의 측정도구가 홀에 물려서 측정도구 자체가 고장나는 심각하는 문제가 있었다.
나아가 비전검사에 의해 불량판정의 완인이 된 버(burr)를 확인하더라도, 별도로 버(burr)를 제거하는 과정이 요구된다.
결국 가공 부품의 정밀도를 전체적으로 평가하기 위해서는 비전검사, 홀의 정밀도 평가, 버(burr)의 제거가 각각 별도로 수행되어 많은 시간이 필요하였으며, 이와 같은 가공 부품의 정밀도를 통합하여 판단할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 목적은 가공 부품의 정밀도를 통합하여 판단할 수 있는 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 측면에 홀(hole)이 형성된 가공 부품의 정밀도도 통합하여 판단할 수 있는 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치를 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 가공제품의 통합 정밀도 평가장치는 일 방향으로 길게 형성되며 중앙에 일 방향으로 제1홀이 형성된 가공제품의 정밀도를 통합적으로 평가할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 일 예에 따른 가공제품의 통합 정밀도 평가장치는 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 포함하는 본체; 상기 하부 플레이트에 설치되고, 가공제품을 반고정시키는 적어도 하나 이상의 척이 설치되며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 가공제품에 대한 작업이 수행되는 각각의 위치로 이동시키는 스테이지; 및 상기 본체 내부에 가공제품에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치되는 상하 비전검사부, 상면 버제거부-하면 버제거부, 에어게이지 측정부, 블로어-버수거부, 표면검사부-표면검사 턴부, 버퍼핸들러 및 측면비전검사부를 포함하고, 상기 상하 비전 검사부는 상기 하부 플레이트의 상기 스테이지 주위에 설치되며, 가공제품의 상면 및 하면의 정밀도를 검사하는 제1카메라를 포함하고, 상기 가공제품 회전유닛은 상기 상부 플레이트의 상기 상하 비전검사부에 대응하는 위치에 설치되며, 상기 척에 반고정되어 있던 가공제품을 그립으로 잡아 상하면을 회전시켜줌으로써 상기 상하 비전검사부에서 가공제품의 상면 및 하면의 정말도를 측정하도록 제공하며, 상기 상면 버제거부는 가공제품의 제1홀에 대응하는 상면 버제거부재를 포함하며, 상기 상면 버제거부재가 상면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제1홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제1홀의 상면 방향에 잔존하던 버를 제거하고, 상기 하면 버제거부는 가공제품의 제1홀에 대응하는 하면 버제거부재를 포함하며, 상기 하면 버제거부재가 하면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제1홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제1홀의 하면 방향에 잔존하던 버를 제거하고, 상기 에어게이지 측정부는 가공제품의 제1홀의 정밀도를 측정하는 에어게이지 노즐을 포함하며, 상기 에어게이지 노즐을 가공제품의 노즐에 삽입한 후 공기의 유량 또는 압력을 측정하여 가공제품의 제1홀의 정밀도를 평가하고, 상기 블로어는 가공제품으로 공기를 불어 가공제품에 붙어있던 버를 버수거부로 탈착시키고, 상기 버수거부는 자성을 가져 가공제품에서 탈착된 버가 상기 본체 내부에서 비산하지 않도록 포집하며, 상기 표면검사부는 라인 스캔카메라를 이용하여 가공제품의 표면의 불량여부를 검사하며, 상기 표면검사 턴부는 상기 표면검사부에서 가공제품의 일 측의 표면검사를 수행한 후에 가공제품을 회전시켜, 상기 표면검사부에서 가공제품의 타측의 표면검사를 수행할 수 있도록 제공하며, 상기 버퍼 핸들러는 상기 척에서 가공제품을 그립으로 잡은 후에 상기 측면비전검사부의 제품안착부에 가공제품을 이송시키며, 상기 측면 비전검사부는 제품안착부에 위치한 가공제품의 측면의 정밀도를 검사하는 것을 특징으로 한다.
일 예에 있어서, 가공제품의 측면에는 제2홀이 형성되며, 상기 본체 내부에 가공제품에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치된 상하 비전검사부와 상면 버제거부-하면 버제거부의 사이에는 얼라인부-얼라인 턴부 및 측면 버제거부가 순차적으로 더 포함되며, 상기 얼라인부는 상기 얼라인 턴부에서 가공제품을 Z축 방향으로 회전시키는 동안에 가공제품의 제2홀의 위치를 확인 및 정렬하며, 상기 측면 버제거부는 가공제품의 제2홀에 대응하는 측면 버제거부재를 포함하며, 상기 얼라인부에 의해 가공제품의 제2홀 위치가 정렬된 후에 상기 측면 버제거부재가 하면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제2홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제2홀에 잔존하던 버를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 측면 비전검사부는, 측면 비전검사가 수행되는 동안 가공제품이 위치하는 제품안착부; 상기 제품안착부에 위치한 가공제품의 측면에 비스듬하게 위치하며, 가공제품의 측면 형상을 상부로 반사시키는 반사부재; 및 상기 반사부재의 상부에 설치되며, 상기 반사부재에 의해 반사된 상을 촬영하는 측면 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치는 중앙에 홀이 형성된 가공제품의 정밀도를 통합적으로 평가할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 일 예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가장치는 가공 제품에 홀(hole)을 형성할 경우에 필연적으로 발생하는 버(burr)를 자동으로 제거하고, 그 홀의 내부의 정밀도까지 평가가 가능하다는 장점이 있다. 나아가, 가공 제품의 측면에 측면 홀이 형성된 경우, 측면 홀의 버도 제거 가능하며, 측면 홀의 정밀도도 평가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치에 의해 정밀도가 측정되는 가공 부품의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치의 개략적 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치의 내부의 개략적 평면도이다.
도 4는 로더의 개략적 사시도이다.
도 5는 스테이지의 개략적 사시도이며, 도 6은 척 유닛의 개략적 확대 사시도이다.
도 7은 인 핸들러의 개략적 사시도이다.
도 8은 상하 비전검사부의 개략적 사시도이다.
도 9는 제1턴(turn)부의 개략적 사시도이다.
도 10은 얼라인(align)부의 개략적 사시도이다.
도 11은 측면 버(burr) 제거부의 개략적 사시도이다.
도 12는 상면 버(burr) 제거부의 개략적 사시도이다.
도 13은 하면 버(burr) 제거부의 개략적 사시도이다.
도 14는 에어게이지 측정부의 개략적 사시도이다.
도 15는 블로어의 개략적 사시도이다.
도 16은 제2턴(turn)부의 개략적 사시도이다.
도 17은 표면 검사부의 개략적 사시도이다.
도 18은 버퍼 핸들러의 개략적 사시도이다.
도 19는 측면 비전검사부의 개략적 사시도이다.
도 20은 아웃 핸들러의 개략적 사시도이다.
도 21은 아웃 컨베이어의 개략적 사시도이다.
도 22는 상하 비전검사부로 가공제품의 상하면 검사를 수행하는 화면이다.
도 23 및 24은 표면 검사부로 가공제품의 표면 스캔을 수행하는 화면이다.
도 25는 측면 비전검사부로 가공제품의 측면 검사를 수행하는 화면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 부품의 통합 정밀도 평가 장치(1, 이하 “통합 정밀도 평가 장치”라 함)에 의해 정밀도가 측정되는 가공 부품(P)의 사진이다.
도 1에서 보는 바와 같이 가공부품(P)은 금속 재질이며, 일 방향으로 길게 형성되는 관 형태를 가진다. 가공부품(P)의 중앙에는 일 방향으로 제1홀(hole 1)이 형성된다. 또한, 가공부품(P)의 측면에는 제2홀(hole 2)이 형성될 수 있다. 한편, 본 문서에서 홀(hole)은 가공부품(P)을 관통하거나 관입하여 형성된 공간을 의미한다. 가공부품(P)에 홀을 형성하는 과정에서 홀의 입구와 내부에 필연적으로 가공부산물인 버(burr)가 발생한다. 이와 같이 형성된 버는 가공부품의 정밀도(예를 들어, 예를 들어, 공차, 표면상태, 홀의 지름, 홀의 내부 지름 등)을 평가하는데 장애물이 되며, 심각하게는 정밀도 평가 장치의 파손 원인이 되는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 정밀도 평가장치(1)는 홀이 형성된 가공부품의 정밀도를 매우 쉽고 빠르게 통합적으로 평가할 수 있다는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 정밀도 평가 장치(1)의 개략적 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 정밀도 평가 장치(1)의 내부의 개략적 사시도이며, 도 4 내지 도 22는 통합 정밀도 평가 장치(1)의 각 구성의 사시도들이다.
아래에서는 도 2 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 일 예에 따른 통합 정밀도 평가 장치(1)에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 정밀도 평가 장치(1)는 본체(10), 로더(30) 및 아웃 컨베이어(50)를 포함한다.
로더(30, 도 4)는 정밀도 평가 수행 전인 가공부품(P)들을 적재부(35)에 적재하고 있다가 작업부(36)로 이동시켜서 통합 정밀도 평가 장치(1)로 공급하는 역할을 수행한다. 팔레트(31)위에 정밀도 평가 수행 전인 가공부품(P)들을 정렬시켜 놓고, 복수개의 팔레트(31)를 쌓아둔다. 팔레트 이송유닛(31)은 가공부품(P)이 있는 팔레트(31)는 작업부(36)로 이동시키고, 가공부품(P)이 없는 빈 팔레트(31)는 적재부(35)로 이동시킨다. 제1팔레트 높이조절유닛(33) 및 제2팔레트 높이조절유닛(34)은 팔레트(31)를 이송하는 과정에서 높이 방향으로 팔레트를 적재할 경우에 대상 팔레트의 높이를 조절하는 역할을 한다.
본체(10)는 하부 플레이트(11)와 상부 플레이트(12)를 구비한다. 본체(10)의 내부 공간에서 하부 플레이트(11)는 바닥을 구성하고, 상부 플레이트(12)는 천장을 구성한다. 다만, 하부 플레이트(11)가 본체(10)의 내부 공간의 바닥 전체를 구성해야만 하는 것은 아니고, 상부 플레이트(12)도 본체(10)의 내부 공간의 천장 전체를 구성해야만 하는 것은 아니다.
하부 플레이트(11)에는 스테이지(110, 도 5)가 설치된다. 스테이지(110)는 원판 형상의 스테이지 플레이트(111)를 구비하는데, 스테이지 플레이트(111)는 스테이지 회전유닛(112)에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전한다. 스테이지 플레이트(111) 상에는 가공제품(P)을 반고정시키는 적어도 하나 이상의 척 유닛(113, 도 6)이 설치된다. 척 유닛(113)은 상단부에 설치되어, 가공제품(P)을 반고정하는 척(113a), 가공제품(P)을 고정하거나 놓아주기 위한 척(113a)의 동작을 제어하는 실린더(113b)를 구비한다. 실린더(113b)의 동작에 의해 세 방향으로 설치된 척 그립(113c)이 중앙으로 모여 가공제품(P)을 고정시키거나, 척 그립(113c)이 외곽으로 이동하여 가공제품(P)을 놓게된다. 스테이지(110)에 구비된 척 유닛(113)의 개수는 본체(10) 내에서 작업이 이루어지는 위치의 수에 대응하도록 결정(예를 들어, 10 개)되어, 한번에 복수개의 가공제품(P)에 대한 정밀도 평가가 이루어진다. 스테이지(110)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 가공제품에 대한 작업이 수행되는 각각의 위치로 이동시키는 역할을 한다.
가공제품(P)에 제1홀(Hole 1)이 형성된 경우 본체(10) 내부에는 가공제품(P)에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치되는 인 핸들러(120), 상하 비전검사부(130), 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180), 에어게이지 측정부(190), 블로어(200)-버수거부(210), 표면검사 턴부(220)-표면검사부(230-, 버퍼핸들러(240), 측면비전검사부(250) 및 아웃 핸들러(260)를 포함한다. 한편, 가공제품(P)에 제2홀(Hole 2)이 형성된 경우 본체(10) 내부에 가공제품(P)에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치된 상하 비전검사부(130)와 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180)의 사이에는 얼라인 턴부(140)-얼라인부(150) 및 측면 버제거부(160)가 순차적으로 더 포함될 수 있다. 즉, 가공제품(P)에 제2홀(Hole 2)이 형성된 경우 인 핸들러(120), 상하 비전검사부(130), 얼라인 턴부(140)-얼라인부(150), 측면 버제거부(160), 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180), 에어게이지 측정부(190), 블로어(200)-버수거부(210), 표면검사 턴부(220)-표면검사부(230), 버퍼핸들러(240), 측면비전검사부(250) 및 아웃 핸들러(260)를 포함한다. 인 핸들러(120), 상하 비전검사부(130), 얼라인 턴부(140)-얼라인부(150), 측면 버제거부(160), 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180), 에어게이지 측정부(190), 블로어(200)-버수거부(210), 표면검사 턴부(220)-표면검사부(230), 버퍼핸들러(240)는 스테이지(110)의 외주를 따라 순차적으로 설치될 수 있다. 본 발명에서 각 구성의 순서는 통합 정밀도 평가 장치(1)의 효율적인 동작을 위해 매우 중요하다. 즉, 각 구성이 순서가 서로 유기적으로 영향을 미친다. 이에 대해서는 후술한다. 한편, 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180)처럼 A-B로 기재한 것은 서로 동일한 위치에서 작업을 수행하거나, 서로 연계하여 작업을 수행하는 구성을 의미한다. 스테이지(110)가 반시계 방향으로 회전할 경우 인 핸들러(120), 상하 비전검사부(130), 얼라인 턴부(140)-얼라인부(150), 측면 버제거부(160), 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180), 에어게이지 측정부(190), 블로어(200)-버수거부(210), 표면검사 턴부(220)-표면검사부(230), 버퍼핸들러(240)는 반시계 방향으로 순차적으로 설치된다. 설치 공간의 효율성을 위해 측면비전검사부(250) 및 아웃 핸들러(260)는 버퍼 핸들러(240)의 옆에 설치될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 측면비전검사부(250) 및 아웃 핸들러(260)도 스테이지(110)의 외주를 따라 순차적으로 설치될 수 있다.
아래에서는 본체(10) 내부에서 가공부품(P)에 대해 작업이 수행되는 순서대로 각 구성에 대해 설명하도록 한다.
인 핸들러(120, 도 7)는 하부 플레이트(11)에 설치되어, 로더(30)로부터 가공제품(P)을 스테이지(110)의 척 유닛(113)으로 이송시키는 역할을 한다. 즉, 인 핸들러(120)의 그립(121)이 작업부(36)의 가공제품(P)을 잡고, 인핸들러 상하이동유닛(122)이 가공제품(P)을 잡은 그립(121)을 든 상태로 인핸들러 좌우이동유닛(123)이 스테이지(110) 쪽으로 가공제품(P)을 이동시키고, 다시 인핸들러 상하이동유닛(122)이 그립(121)의 높이를 낮춰 가공제품(P)을 척 유닛(113)에 반고정시키게 된다.
인 핸들러(120)에 의해 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정되면 스테이지(110)가 회전하여 가공제품(P)이 상하 비전검사부(130)에 위치하게 된다. 이때, 인 핸들러(120)는 다른 척 유닛(113)에 새로운 가공제품(P)을 반고정하게 된다.
상하 비전검사부(130, 도 8)에서는 가공제품(P)의 상면 및 하면의 정밀도를 검사한다. 가공제품(P)의 상면 및 하면의 정밀도를 한 위치에서 검사하기 위해, 상하 비전검사부(130)는 제품회전유닛(135, 도 8)과 쌍을 이루어 설치된다. 이때, 상하 비전검사부(130)는 하부 플레이트(11)에 설치되고, 제품회전유닛(135)은 상부 플레이트(12)에 설치될 수 있다. 제품회전유닛(135)은 그립(135a)으로 스테이지(110)의 가공제품(P)을 잡고, 그립회전모터(135b)가 그립(135a) 회전시킴으로써 상하 비전검사부(130)에서 가공제품(P)의 상면 및 하면을 모두 검사할 수 있도록 제공한다. 상하 비전검사부(130)에는 가공제품(P)의 상부, 즉 그립(135a)의 상부에 제1카메라(131)가 설치되며, 제1카메라(131)의 주위에는 링조명(133)이 설치된다. 제1카메라(131)는 제1카메라 상하이동유닛(132)에 의해 위아래로 움직이며, 링조명(133)은 링조명 상하이동유닛(133)에 의해 위아래로 움직인다. 특히, 본 발명에서는 링조명(133)을 상하로 움직여 가공제품(P)의 상면 및 하면의 정밀도를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 가공제품(P)의 상면 및 하면은 단순히 평평한 형태가 아니라 다양한 굴곡을 가지고 있으므로, 링조명(133)을 상하로 움직임으로써 가공제품(P)의 상면 및 하면의 굴곡을 보다 더 정확하게 측정할 수 있다. 도 22는 상하 비전검사부(130)를 이용하여 가공제품(P)의 상면의 정밀도를 측정한 것이며, 이와 같은 방법으로 가공제품(P)의 하면에 대해서도 정밀도 측정이 수행된다.
상하 비전검사부(130)에서 가공제품(P)의 상면 및 하면에 대한 정밀도 평가가 종료되며, 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 가공제품(P)이 얼라인 턴(turn)부(140)-얼라인(align)부(150)에 위치하게 된다. 다만, 얼라인 턴부(140)-얼라인부(150) 및 측면 버제거부(160)는 가공제품(P)의 측면에 제2홀이 형성된 경우에 수행되며, 그렇지 않은 경우에는 생략되어 가공제품에 대해 다음 단계인 하면 버제거부(170) 및 하면 버제거부(180)에서의 작업이 수행된다.
얼라인 턴부(140, 도 9)는 하부 플레이트(11)에 설치되며, 얼라인부(150, 도 10)은 상부 플레이트(12)와 하부 플레이트(11)에 구성을 나누어 설치된다. 얼라인 턴부(140)는 그립(141)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 가공제품(P)을 잡고, 그립 상하이동유닛(142)이 그립(141)의 높이를 조절한다. 그립(141)은 그립회전모터(143)에 의해 Z축으로 회전한다. 한편, 얼라인부(150)는 측면홀 감지센서(151)와 고정포스트(154)가 서로 마주 보도록 설치된다. 그립(141)에 의해 회전하는 가공부품(P)은 측면홀 감지센서(151)와 고정포스트(154)의 사이에 위치하게 되며, 가공제품(P)의 일측을 고정포스트(154)가 지지한다. 측면홀 감지센서(151)는 측면홀 감지센서 전후이동유닛(152)에 의해 가공제품(P)에 가까워지거나 멀어지도록 동작하며, 측면홀 감지센서 상하이동유닛(153)에 의해 위아래로 동작한다. 고정포스트(154)도 고정 포스트 전후이동유닛(155)에 의해 의해 가공제품(P)에 가까워지거나 멀어지도록 동작한다. 얼라인 턴부(140)에서 가공제품(P)을 고정포스트(154)에 지지시킨 상태에서 Z축으로 서서히 회전시키면 측면홀 감지센서(151)가 가공제품(P)의 제2홀을 찾게되며, 측면홀 감지센서(151)가 가공제품(P)의 제2홀을 감지하면 얼라인 턴부(140)가 동작을 멈추고 그 상태로 스테이지(110)에 가공제품(P)을 반고정시킨다.
얼라인 턴(turn)부(140)-얼라인(align)부(150)에서 가공제품(P)의 제2홀의 위치를 파악해 정렬시키면, 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 측면 버(burr) 제거부(160)에 위치하게 된다.
측면 버제거부(160, 도 11)는 상부 플레이트(12)에 설치되어, 가공제품의 제2홀에 잔존하던 버를 제거한다. 측면 버제거부(160)는 핀형태의 가공부품인 측면 버제거 부재(161)가 측면 버제거 모터(162)에 의해 회전하면서, 측면 버제거 부재 전후 이동유닛(163)에 의해 제2홀 방향으로 전진하게 된다. 이전 단계에서 얼라인부(150)에 의해 제2홀이 정렬되어 있으므로, 측면 버제거 부재(161)가 전진하면서 제2홀에 삽입된다. 즉, 측면 버제거 부재(161)가 회전하면서 제2홀에 삽입되는 과정에서 제2홀의 입구와 내측에 잔존하던 버(burr)들이 제거된다. 한편, 측면 버제거 부재(161)의 상부에는 측면 버제거 부재 위치감지센서(164)가 설치되어 측면 버제거 부재(161)의 위치를 감지한다. 전술한 바와 같이 측면 버제거 부재(161)가 회전하면서 제2홀에 삽입되는데, 측면 버제거 부재 위치감지센서(164)가 측면 버제거 부재(161)의 위치를 감지하여 삽입되는 깊이를 파악하고 제어하게 된다. 측면 버제거 부재 위치감지센서(164)는 측면 버제거 부재 위치감지센서 전후 이동유닛(165)에 의해 그 위치가 결정될 수 있으며, 결정된 위치에 따라 측면 버제거 부재(161)의 삽입 깊이가 결정된다.
측면 버제거부(160)에서 가공제품(P)의 제2홀의 버를 제거하면 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180)에 위치하게 된다.
상면 버제거부(170, 도 12)는 상부 플레이트(12)에 설치되어, 가공제품의 제1홀의 상부에 잔존하던 버를 제거한다. 상면 버제거부(170)는 핀형태의 가공부품인 상면 버제거 부재(171)가 상면 버제거 모터(172)에 의해 회전하면서, 상면 버제거 부재 상하이동유닛(173)에 의해 제1홀 방향으로 하강하게 된다. 즉, 상면 버제거 부재(161)가 회전하면서 제1홀에 삽입되며, 그 과정에서 제1홀의 상부 입구와 내측에 잔존하던 버(burr)들이 제거된다. 한편, 상면 버제거 부재(171)의 일측에는 상면 버제거 부재 위치감지센서(174)가 설치되어 상면 버제거 부재(171)의 위치를 감지한다. 전술한 바와 같이 상면 버제거 부재(171)가 회전하면서 제1홀에 삽입되는데, 상면 버제거 부재 위치감지센서(174)가 상면 버제거 부재(171)의 위치를 감지하여 삽입되는 깊이를 파악하고 제어하게 된다. 상면 버제거 부재 위치감지센서(174)는 상면 버제거 부재 위치감지센서 상하 이동유닛(175)에 의해 그 위치가 결정될 수 있으며, 결정된 위치에 따라 상면 버제거 부재(171)의 삽입 깊이가 결정된다.
하면 버제거부(180, 도 13)는 하부 플레이트(11)에 설치되어, 가공제품의 제1홀의 하부에 잔존하던 버를 제거한다. 하면 버제거부(180)는 핀형태의 가공부품인 하면 버제거 부재(181)가 하면 버제거 모터(182)에 의해 회전하면서, 하면 버제거 부재 상하이동유닛(183)에 의해 제1홀 방향으로 상승하게 된다. 즉, 하면 버제거 부재(161)가 회전하면서 제1홀에 삽입되며, 그 과정에서 제1홀의 하부 입구와 내측에 잔존하던 버(burr)들이 제거된다. 한편, 하면 버제거 부재(181)의 일측에는 하면 버제거 부재 위치감지센서(184)가 설치되어 하면 버제거 부재(181)의 위치를 감지한다. 전술한 바와 같이 하면 버제거 부재(181)가 회전하면서 제1홀에 삽입되는데, 하면 버제거 부재 위치감지센서(184)가 하면 버제거 부재(181)의 위치를 감지하여 삽입되는 깊이를 파악하고 제어하게 된다. 하면 버제거 부재 위치감지센서(184)는 하면 버제거 부재 위치감지센서 상하 이동유닛(185)에 의해 그 위치가 결정될 수 있으며, 결정된 위치에 따라 하면 버제거 부재(181)의 삽입 깊이가 결정된다.
상면 버제거부(170)-하면 버제거부(180)에서 가공제품(P)의 제1홀의 버를 제거하면 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 에어게이지 측정부(190)에 위치하게 된다.
에어게이지 측정부(190, 도 14)는 제1홀의 내부의 정밀도를 평가한다. 이를 위해 에어게이지 측정부(190)는 에어게이지 노즐(191)을 구비하고, 에어게이지 측정부(190)에 가공제품(P)이 위치하면 제품감지 센서(193)가 가공제품(P)을 감지하고, 에어게이지 상하이동유닛(192)에 의해 에어게이지 노즐(191)이 제1홀에 삽입된다. 에어게이지 노즐(191)에서는 유체(공기)가 분사되고, 제1홀과 에어게이지 노즐(191) 사이의 유체의 유량 또는 압력을 측정함으로써 제1홀의 정밀도가 평가된다. 제1홀에 버(burr)가 잔존하고 있는 경우 버가 유체의 움직임을 방해하여 에어게이지 측정부(190)의 측정 정확성이 떨어질 뿐만 아니라, 심각하게는 에어게이지 노즐(191)을 파손하는 원인이 된다. 그런데 본 발명은 에어게이지 측정부(190)의 작업전에 제1홀(또는 제1홀 및 제2홀)의 버를 이미 제거하였기 때문에 에어게이지 측정부(190)의 측정 정확성이 향상되며, 에어게이지 노즐(191)의 파손이 예방된다.
에어게이지 측정부(190)에서 가공제품(P)의 제1홀의 정밀도 평가가 끝나면 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 블로어(200)-버수거부(210)에 위치하게 된다.
블로어(200, 도 15)는 하부 플레이트(11)에 설치되고, 버수거부(210, 도 15)는 상부 플레이트(12)에 설치된다. 블로어(200)에서는 공기를 가공제품(P)으로 불어 가공제품에 붙어있던 버를 버수거부(210)로 탈착시키고, 버수거부(210)은 자성을 가져 가공제품(P)에서 탈착된 버가 본체(10) 내부에서 비산하지 않도록 포집한다. 공기는 블로어(200)의 블로어 부재(201)에서 나오게 되는데, 블로어 부재(201)은 블로어 부재 상하이동유닛(202)에 의해 위아래로 움직이면서 가공제품(P)에 붙어있는 버를 날리게 된다. 버수거부(201)은 휘어진 평판형태의 마그네틱 부재(211)가 블로어 부재(201)의 반대편에 설치된다.
블로어(200)-버수거부(210)에서 가공제품(P)의 버가 탈착되면 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 표면검사 턴부(220)-표면검사부(230)에 위치하게 된다.
표면검사 턴부(220, 도 16)는 하부 플레이트(11)에 설치되며, 표면 검사부(230, 도 17)도 하부 플레이트(11)에 설치된다. 표면검사 턴부(220)는 그립(221)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 가공제품(P)을 잡고, 그립 상하이동유닛(222)이 그립(221)의 높이를 조절한다. 그립(221)은 그립회전모터(223)에 의해 Z축으로 회전한다. 한편, 표면검사부(230)는 라인스캔 카메라(231)와 라인 스캔 카메라 전후 이송유닛(232)을 구비한다. 라인스캔 카메라(231)는 가공제품(P)의 표면을 검사하게 된다. 가공제품(P)의 일측의 표면검사가 끝나면 표면검사 턴부(220)에 의해 가공제품(P)이 회전하여 타측의 표면검사가 수행된다. 도 23 및 도 24는 표면검사부(230)에서 가공제품의 표면검사를 수행하는 과정 및 결과를 나타낸 것이다. 한편, 가공제품(P)에 이물질이나 버가 부착되어 있는 경우 표면검사시에 불량으로 판정되는데, 본 발명에서는 표면검사 전에 블로어로 이물질 및 버를 제거하여 표면검사의 정확성이 향상된다.
표면검사 턴부(220)-표면검사부(230)에서 가공제품(P)의 표면검사가 완료되면 가공제품(P)이 스테이지(110)의 척 유닛(113)에 반고정된 상태로 스테이지(110)가 회전하여 버퍼 핸들러(240)에 위치하게 된다.
버퍼 핸들러(240, 도 18) 가공제품을 그립으로 잡은 후에 후술하는 측면비전검사부(250)의 제품안착부(252)에 가공제품(P)을 안착시키고, 측면비전검사가 완료된 후에는 제품안착부(252)의 가공제품(P)을 아웃핸들러(260)으로 제공한다. 버퍼핸들러(240)는 하부 플레이트(111)에 설치된다. 버퍼핸들러(240)는 가공부품(P)을 잡는 그립(241)을 구비하며, 그립(241)은 그립 상하이동유닛(243)에 의해 상하로 이동한다. 그립(241)은 그립 제1회전유닛(242)에 의해 X축으로 회전하며, 그립 제2회전유닛(242)에 의해 그립(241)과 그립 제1회전유닛(242)이 Z축으로 회전한다. 그립 제1회전유닛(242)은 측면비전검사부(250)에서 검사제품(P)의 일측의 검사가 끝나면, 검사제품(P)을 뒤집어서 타측의 검사를 수행하도록 제공한다. 그립 제2회전유닛(242)에 의해 가공제품(P)이 측면비전검사부(250)와 아웃핸들러(260)로 순차적으로 제공된다.
측면 비전검사부(250, 도 19)는 하프 플레이트(11)에 버퍼 핸들러(240)에 인접하여 설치된다. 측면 비전검사부(250)는 제품안착부(252)에 위치한 가공제품의 측면의 정밀도를 검사한다. 제품안착부(252)에는 측면 비전검사가 수행되는 동안 가공제품이 위치한다. 제품안착부에 위치한 가공제품의 측면에 비스듬하게 반사부재(253)가 설치되며, 반사부재(253)는 가공제품(P)의 측면 형상을 상부로 반사시킨다. 반사부재(253)의 상부에는 반사된 상을 촬영하는 측면 카메라(251)가 설치된다. 본 발명은 반사부재(253)를 이용하여 평면으로의 필요 설치공간을 줄이고, 측면 카메라(251)의 초점거리를 확보하였다. 제품안착부(252)의 상부에는 핀조명(254)이 설치되며, 핀조명(254)는 핀조명 전후이동유닛(255) 및 핀조명 상하이동유닛(256)에 의해 움직이면서 비전 검사의 정확성을 향상시키게 된다. 특히, 핀조명(254)은 제1홀로 빛을 비추는데, 제2홀의 정밀도(지름 등)를 정확하게 측정 수 있게 한다. 도 25를 보면, 핀조명(254)으로 제1홀에 빛을 비춤으로써 제2홀이 명확하게 보이는 것을 알 수 있다.
버퍼 핸들러(240)는 측면 비전검사가 끝난 가공제품(P)을 아웃 핸들러(260)으로 제공한다.
아웃 핸들러(260, 도 20)는 정밀도 평가가 끝난 가공제품(P)을 아웃 컨베이어(30)로 공급하는 역할을 한다. 즉, 그립(261)이 버퍼핸들러(240)에서 제공한 가공부품(P)을 잡고, 그립 상하이동유닛(262) 및 그립 좌우이동유닛(263)이 동작하여 가공부품(P)을 옮긴다.
마지막으로 아웃컨베이어(30, 도 21)에는 정상제품과 불량제품이 분류된다.
한편, 본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한번 첨언한다.
1: 통합 정밀도 평가 장치
10: 본체
11: 하부 플레이트
12: 상부 플레이트
30: 로더
50: 아웃 컨베이어
110: 스테이지
120: 인 핸들러
130: 상하 비전검사부
140: 얼라인 턴(turn)부
150: 얼라인(align)부
160: 측면 버(burr) 제거부
170: 상면 버(burr) 제거부
180: 하면 버(burr) 제거부
190: 에어게이지 측정부
200: 블로어
210: 버 수거부
220: 표면검사 턴(turn)부
230: 표면 검사부
240: 버퍼 핸들러
250: 측면 비전검사부
260: 아웃 핸들러

Claims (3)

  1. 일 방향으로 길게 형성되며 중앙에 일 방향으로 제1홀이 형성된 가공제품의 정밀도를 통합적으로 평가할 수 있는 가공제품의 통합 정밀도 평가장치로서:
    하부 플레이트 및 상부 플레이트를 포함하는 본체;
    상기 하부 플레이트에 설치되고, 가공제품을 반고정시키는 적어도 하나 이상의 척 유닛이 설치되며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 가공제품에 대한 작업이 수행되는 각각의 위치로 이동시키는 스테이지; 및
    상기 본체 내부에 가공제품에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치되는 상하 비전검사부, 상면 버제거부-하면 버제거부, 에어게이지 측정부, 블로어-버수거부, 표면검사부-표면검사 턴부, 버퍼핸들러 및 측면비전검사부를 포함하고,
    상기 상하 비전 검사부는 상기 하부 플레이트의 상기 스테이지 주위에 설치되며, 가공제품의 상면 및 하면의 정밀도를 검사하는 제1카메라를 포함하고,
    제품 회전유닛은 상기 상부 플레이트의 상기 상하 비전검사부에 대응하는 위치에 설치되며, 상기 척 유닛에 반고정되어 있던 가공제품을 그립으로 잡아 상하면을 회전시켜줌으로써 상기 상하 비전검사부에서 가공제품의 상면 및 하면의 정말도를 측정하도록 제공하며,
    상기 상면 버제거부는 가공제품의 제1홀에 대응하는 상면 버제거부재를 포함하며, 상기 상면 버제거부재가 상면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제1홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제1홀의 상면 방향에 잔존하던 버를 제거하고,
    상기 하면 버제거부는 가공제품의 제1홀에 대응하는 하면 버제거부재를 포함하며, 상기 하면 버제거부재가 하면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제1홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제1홀의 하면 방향에 잔존하던 버를 제거하고,
    상기 에어게이지 측정부는 가공제품의 제1홀의 정밀도를 측정하는 에어게이지 노즐을 포함하며, 상기 에어게이지 노즐을 가공제품의 제1홀에 삽입한 후 공기의 유량 또는 압력을 측정하여 가공제품의 제1홀의 정밀도를 평가하고,
    상기 블로어는 가공제품으로 공기를 불어 가공제품에 붙어있던 버를 버수거부로 탈착시키고, 상기 버수거부는 자성을 가져 가공제품에서 탈착된 버가 상기 본체 내부에서 비산하지 않도록 포집하며,
    상기 표면검사부는 라인 스캔카메라를 이용하여 가공제품의 표면의 불량여부를 검사하며,
    상기 표면검사 턴부는 상기 표면검사부에서 가공제품의 일 측의 표면검사를 수행한 후에 가공제품을 회전시켜, 상기 표면검사부에서 가공제품의 타측의 표면검사를 수행할 수 있도록 제공하며,
    상기 버퍼 핸들러는 상기 척 유닛에서 가공제품을 그립으로 잡은 후에 상기 측면비전검사부의 제품안착부에 가공제품을 이송시키며,
    상기 측면 비전검사부는 제품안착부에 위치한 가공제품의 측면의 정밀도를 검사하는 것을 특징으로 하는 가공제품의 통합 정밀도 평가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가공제품의 측면에는 제2홀이 형성되며,
    상기 본체 내부에 가공제품에 대한 작업이 순차적으로 진행되도록 설치된 상하 비전검사부와 상면 버제거부-하면 버제거부의 사이에는 얼라인부-얼라인 턴부 및 측면 버제거부가 순차적으로 더 포함되며,
    상기 얼라인부는 상기 얼라인 턴부에서 가공제품을 Z축 방향으로 회전시키는 동안에 가공제품의 제2홀의 위치를 확인 및 정렬하며,
    상기 측면 버제거부는 가공제품의 제2홀에 대응하는 측면 버제거부재를 포함하며, 상기 얼라인부에 의해 가공제품의 제2홀 위치가 정렬된 후에 상기 측면 버제거부재가 측면 버제거모터에 의해 회전하면서 가공제품의 제2홀에 삽입됨으로써 가공제품의 제2홀에 잔존하던 버를 제거하는 것을 특징으로 하는 가공제품의 통합 정밀도 평가장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측면 비전검사부는,
    측면 비전검사가 수행되는 동안 가공제품이 위치하는 제품안착부;
    상기 제품안착부에 위치한 가공제품의 측면에 비스듬하게 위치하며, 가공제품의 측면 형상을 상부로 반사시키는 반사부재; 및
    상기 반사부재의 상부에 설치되며, 상기 반사부재에 의해 반사된 상을 촬영하는 측면 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공제품의 통합 정밀도 평가장치.
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