KR102610087B1 - 진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치 - Google Patents

진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 모터에 의해 구동되는 시험미션의 구동축과 다이나모미터부가 연결되는 단계, 상기 시험미션의 종류에 따른 정보가 미션정보제공부를 통해 검사기제어부로 입력되는 단계, 상기 시험미션의 진동을 측정하도록 하나 이상의 진동센서가 상기 시험미션에 연결되는 단계, 상기 진동센서를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를 통해 수집하는 단계, 상기 수집된 진동데이터를 검사기제어부로 전달하여 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계, 상기 주파수분석을 통해 상기 시험미션에서 적어도 하나 이상의 최적의 검사위치를 선별하는 단계 및 상기 선별된 검사위치에서의 진동데이터값을 미리 설정된 검사기준에 따라 분석하여 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치{TRANSMISSION INSPECTION METHOD AND TRANSMISSION INSPECTION DEVICE USING VIBRATION}
본 발명은 미션검사방법 및 미션검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 미션에서 발생되는 진동을 감지하여 미션의 불량여부를 구분할 수 있는 진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치에 관한 것이다.
미션의 동력을 차의 주행 속도에 알맞게 변속시키는 장치인 미션은 내연기관의 가장 핵심적인 구성으로 내연기관의 생산에 있어서 미션의 조립불량의 검사는 필수적 요소라 하겠다.
미션의 조립불량의 원인은 수없이 다양하나 조립불량을 알 수 있는 대표적인 징후는 미션구동시 부조(진동)와 이음(소음)이 동반된다는 것이다. 따라서 종래 미션 검사라인에서는 숙련된 작업자가 완성된 미션을 구동시키고, 구동미션에서 발견되는 떨림을 촉감으로 느끼거나 이음을 귀로 감지하여 미션의 조립불량을 검출하는 방법으로 미션의 조립불량을 검출하였다.
그러나 소음은 감성적인 부분이므로 진동의 RMS 레벨이 높더라도 이음이 없으면 양품으로 생각하는 경향이 있고, 전체적인 진동레벨은 작다고 하더라도 이음이 섞여 있으면 불량으로 판정하는 경향이 있어 미션의 조립불량 판별의 정확성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한 작업현장의 소음으로 이음의 발견이 용이하지 않은 문제가 있었고, 무엇보다 작업자의 경험에 미션 조립불량 판별을 의존한다는 점에서 교육기간, 교육비용 및 인건비가 증가하는 문제가 있었다.
또 종래 미션 조립불량 검출방법은 미션의 진동신호를 측정하기 위해 미션을 구동하는 방식이 연료 주입을 통한 미션가동이므로 유류비의 부담이 크고, 미션 조립불량검사 싸이클 타임이 증가하며, 생산라인의 화재 위험이 상존하는 문제가 있었다.
등록특허공보 제 10- 0436573호(2004.06.08.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시험미션에서 발생되는 진동을 검출하기 위한 최적의 위치를 선정하고, 이를 통해 검출된 진동을 분석하여 기준값과의 비교를 통해 시험미션의 이상여부를 판단할 수 있는 진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 진동을 이용한 미션검사방법은 모터에 의해 구동되는 시험미션의 구동축과 다이나모미터부가 연결되는 단계, 상기 시험미션의 종류에 따른 정보가 미션정보제공부를 통해 검사기제어부로 입력되는 단계, 상기 시험미션의 진동을 측정하도록 하나 이상의 진동센서가 상기 시험미션에 연결되는 단계, 상기 진동센서를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를 통해 수집하는 단계, 상기 수집된 진동데이터를 검사기제어부로 전달하여 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계, 상기 주파수분석을 통해 상기 시험미션에서 적어도 하나 이상의 최적의 검사위치를 선별하는 단계 및 상기 선별된 검사위치에서의 진동데이터값을 미리 설정된 검사기준에 따라 분석하여 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계를 통해 상기 시험미션의 불량여부를 판단한 후, 상기 시험미션의 구동축을 상기 다이나모미터부로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계가 더 포함된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주파수분석을 실시하는 단계에서, 상기 시험미션의 기어맞물림주파수의 최소 3.25배까지의 주파수 범위를 사용하여 분석을 실시하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 최적의 검사위치를 선별하는 단계에서 상기 최적의 검사위치는 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에서 변속에 따른 변동이 가장 크게 관측되는 각 지점 중 적어도 어느 하나의 위치로 설정된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서 상기 검사기제어부는 검사기준으로 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서 상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서 상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서 상기 검사기제어부는 상기 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하도록 상기 시험미션의 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량 여부를 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계에서 상기 검사기제어부는 일정 기간 이상 누적된 진동데이터를 활용하여 신규검사기준을 설정하도록 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계를 포함하는 것도 가능하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 진동을 이용한 미션검사장치는 시험미션에 부착되어 상기 시험미션의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하도록 진동센서가 구비된 진동감지부, 상기 시험미션의 동력축과 연결되어 상기 시험미션의 구동에 따라 상기 시험미션의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부, 상기 다이나모미터부의 회전속도 값을 전달받아 검사기제어부에 상기 회전속도 정보를 전달하는 다이나모미터제어부, 상기 다이나모미터제어부로부터 수집된 상기 시험미션의 회전속도가 미리 설정된 기준속도에 부합되면 상기 진동감지부로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부, 상기 다이나모미터부의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 상기 시험미션의 진동데이터를 전달받아 주파수를 분석하며, 기준주파수와 비교하여 상기 시험미션의 이상여부를 판단하는 검사기제어부 및 상기 검사기제어부가 상기 시험미션의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부에 상기 시험미션에 대한 정보를 제공하는 미션정보제공부를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 다이나모미터제어부로부터 신호를 전달받아 상기 다이나모미터부를 가동시키고, 가동된 상기 다이나모미터부의 토크와 회전속도의 데이터를 전달받는 신호분배부가 구비된 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 진동감지부는 상기 시험미션의 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에서 변속에 따른 변동이 가장 크게 관측되는 각 지점 중 적어도 어느 하나의 위치에 장착되는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 기준주파수와 비교하도록 시간영역에서 진동크기분석에 따른 진동실효치 및 충격진동감지에 따른 파고율을 통해 진동신호를 처리하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 진동실효치는 진동신호를 처리하도록 수집된 초기 진동 데이터에서 일정 구간을 선택하고, 선택된 일정구간을 분할하여 분할된 구간 각각에서의 주파수의 평균값으로 설정하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 상기 신호분배부로부터 상기 다이나모미터부의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 상기 시험미션의 진동데이터를 전달받아, 정상미션의 진동데이터에 따른 진폭값의 비교를 통해 상기 시험미션의 이상여부를 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 상기 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하도록 상기 시험미션의 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량 여부를 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 진동을 이용한 미션검사방법 및 미션검사장치는 시험미션에서 발생되는 진동을 검출하기 위한 최적의 위치를 선정하고, 이를 통해 검출된 진동을 분석하여 기준값과의 비교를 통해 시험미션의 이상여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 진동실효치를 설정하는 방법을 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 진동센서의 측정 위치 및 측정 순서를 도시한 그림 및 표이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 측정점에 따른 진동실효치와 파고율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 4에 따른 최적의 검사위치를 선별한 표이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 변속기 및 변속기 단수의 구성도를 도시한 그림 및 표이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 축 및 기어 구조의 간략도 및 축에 따른 주파수를 구분한 표이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 변속기 진동 주파수 평균 및 표준 편차를 나타낸 표이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 변속기 진동 주파수의 양품과 불량의 비교를 나타낸 표이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 검사원과 검사기준의 시험미션의 합격률 및 불량률과 불량판정에 따른 목록을 나타낸 표이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치를 간략히 도시한 그림이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치의 진동감지부들을 표시한 사진이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치의 정상 미션과 불량 미션 CONTOUR를 비교한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법의 순서도이다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 미션검사방법(100)은 모터에 의해 구동되는 시험미션(210)의 구동축과 다이나모미터부(230)가 연결되는 단계(S110), 상기 시험미션(210)의 종류에 따른 정보가 미션정보제공부(280)를 통해 검사기제어부(270)로 입력되는 단계(S120), 상기 시험미션(210)의 진동을 측정하도록 하나 이상의 진동센서가 상기 시험미션(210)에 연결되는 단계(S130), 상기 진동센서를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를(260) 통해 수집하는 단계(S140), 상기 수집된 진동데이터를 검사기제어부(270)로 전달하여 검사기제어부(270)에서 주파수분석을 실시하는 단계(S150), 상기 주파수분석을 통해 상기 시험미션에서 적어도 하나 이상의 최적의 검사위치를 선별하는 단계(S160) 및 상기 선별된 검사위치에서의 진동데이터값을 미리 설정된 검사기준에 따라 분석하여 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계(S170) 를 포함한다.
보다 상세하게는, 모터에 의해 구동되는 시험미션(210)의 구동축과 다이나모미터부(230)가 연결되는 단계 (S110)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션(210)은 상기 다이나모미터부(230)의 다이나모미터와 구동축에 의해 연결되고, 외부의 모터와 연결되어 구동된다. 여기서, 상기 다이나모미터부(230)는 상기 시험미션(210)과 구동축으로 연결되어 시험미션의 회전속도 및 토크를 출력할 수 있다.
또한, 상기 시험미션(210)의 종류에 따른 정보가 미션정보제공부(280)를 통해 검사기제어부(270)로 입력되는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 미션정보제공부(280)는 시험미션(210)의 특성을 파악하여 미션에 따른 검사기준값을 정하고 데이터화하도록 상기 검사기제어부(270)로 시험미션(210)의 정보를 전달할 수 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 진동을 이용한 미션검사방법은 상기 시험미션(210)의 진동을 측정하도록 하나 이상의 진동센서가 상기 시험미션(210)에 연결되는 단계(S130)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션(210)에는 진동을 검출하기 위한 진동센서가 연결되고, 상기 진동센서를 통해 상기 시험미션(210)에서 발생되는 진동을 검출하고, 이를 분석하여 시험미션(210)의 불량여부를 판단할 수 있다.
또한, 진동센서를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를(260) 통해 수집하는 단계(S140)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션(210)의 회전속도 및 토크를 상기 다이나모미터부(230)를 통해 감지하고, 상기 시험미션(210)에 부착된 진동감지부(220)를 통해 감지된 진동데이터를 데이터수집부(260)를 통해 수집한다.
또한, 데이터수집부(260)를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부(270)로 전달하여 검사기제어부(270)에서 주파수분석을 실시하는 단계(S150)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 데이터수집부(260)를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부(270)로 전달하고, 전달된 진동데이터를 통해 주파수분석을 실시한다.
또한, 주파수분석을 통해 상기 진동센서 중 최적의 검사위치를 선별하는 단계(S160)를 포함한다.
여기서, 상기 진동센서 중 최적의 검사위치를 선별하는 단계는 사전에 미리 설정된 검사 위치를 사용하게 되면, 해당 단계를 스킵할 수 있고, 필요에 따라 진동센서 최적의 검사위치를 선별하는 단계를 통해 특정 위치를 선택할 수 있도록(S160)를 선별될 수 있다.
즉, 기존에 상기 진동센서 중 검사위치가 기 선별된 경우 검사위치 선별하는 단계를 스킵하고, 기설정된 검사위치에서 다른 위치로 변경하거나, 설정된 검사위치가 없는 경우, 상기 선별하는 단계를 통해 최적의 검사 위치를 선별할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션(210)에는 진동감지부(220)에 구비된 다수의 진동센서가 연결되고, 상기 진동센서 중 변속에 따른 변동값이 큰 위치의 주파수를 측정값으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 검사기제어부는 선별된 진동센서로부터 수집된 진동데이터의 검사기준을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 진동센서를 통해 최적의 측정위치를 선별하고, 선별된 위치에서 전달되는 진동데이터의 주파수 분석을 통해 기준값과 비교하여 상기 시험미션(210)의 불량여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 검사기제어부(270)는 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하는 단계(S260)를 포함하고, 상기 설정된 검사기준에 따라 시험미션(210)의 불량여부를 판단(S170)하고, 기존의 불량미션의 진동데이터 또는 기존의 정상미션의 진동데이터와 시험미션(210)의 진동데이터를 비교하여 양품을 선별(S181)하거나 불량 부품을 선별하는 단계(S171)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(270)는 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하는 단계를 포함하고, 상기 설정된 검사기준에 따라 기존의 정상미션의 진동데이터 또는 불량미션의 진동데이터를 통해 시험미션(210)의 불량여부를 판단한다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(270)는 주파수 분석을 통해 시험미션(210)의 불량여부를 기존의 정상미션 진동데이터 또는 불량 미션의 진동데이터와 비교하여 검사기준에 따라 분류하고, 불량여부를 판정하여 불량으로 분류 또는 양품으로 분류하게 된다.
또한, 시험미션(210) 구동축을 상기 다이나모미터부(230)로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계(S180)를 포함한다.
따라서, 상기 다이나모미터부(230)로부터 상기 시험미션(210)의 구동축을 연결해제하여 구동을 차단함으로써, 시험을 종료하게 된다.
또한, 상기 검사기준을 설정하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 시간영역에서 진동크기분석에 따른 진동실효치(RMS : Root Mean Square) 및 충격진동감지에 따른 파고율(CF : Crest Factor)을 통해 진동신호를 처리할 수 있고, 상기 진동실효치는 진동신호를 처리하도록 수집된 초기 진동 데이터에서 일정 구간을 선택하고, 선택된 일정구간을 분할하여 분할된 구간 각각에서의 주파수의 평균값으로 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 진동실효치를 설정하는 방법을 도시한 그림이다.
도 1 내지 도 2 및 도 13을 참조하면, 진동의 크기를 분석하기 위해 진동센서로부터 수집된 초기 진동데이터에서 일부 구간을 선택(120sec)하고, 선택된 구간을 일정시간 간격으로 분할하며, 분할된 구간을 진동실효치에 따른 주파수의 평균값을 측정값으로 설정할 수 있다. 따라서, 설정된 측정값을 시험미션의 불량여부를 판단하기 위한 기준값과 비교하여 상기 시험미션의 불량여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 진동센서의 측정 위치 및 측정 순서를 도시한 그림 및 표이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 측정점에 따른 진동실효치와 파고율을 나타낸 그래프이며, 도 5는 도 4에 따른 최적의 검사위치를 선별한 표이다.
도 1 및 도 3 내지 도 13을 참조하면, 상기 최적의 검사위치를 선별하는 단계(S160)에서, 상기 최적의 검사위치는 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에서 변속에 따른 변동이 가장 크게 관측되는 각 지점 중 적어도 어느 하나의 위치로 설정될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션에서 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에 진동센서를 연결하고, 시험미션의 구동에 따른 진동실효치 및 파고율을 비교하면, 진동 평균은 측정점 2, 3에서 변속에 따른 변동값이 가장 크게 관측되었고, 진동실효치는 후진4단에서, 파고율은 전진 1단에서 가장 높게 관측되었으며, 주파수의 분석 결과를 살펴보면, 측정점 2에서 변속에 따른 피크주파수가 가장 다양하게 나타나고, 기준을 0.05(g) 이상으로 설정할 경우 측정점 3, 5 에 특성주파수가 많게 나타난다.
따라서, 변동값이 크게 관측되는 측정점 2, 3, 5의 위치를 최적의 검사위치로 선별할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법을 위한 변속기 및 변속기 단수의 구성도를 도시한 그림 및 표이다.
일 예로, 변속기는 전/후진 각 16단을 가질 수 있으며, 단에 따라 맞물림 기어가 결정된다. 즉 상기 변속기는 16단 = 전후진, 4단의 주변속, 4단의 부변속으로 구성된다.
변속기 1단은 전진, 주변속 1단, 부변속 1단으로 기어가 맞물리고, 변속 단수에 따라 검사 가능 기어가 결정(기어 Order 성분 분석)되고, 부변속 1단 시 부변속부 모든 기어가 맞물릴 수 있다.
또한, 기어의 잇수에 따른 출력 주파수를 산출하도록, 기어 평가 조건으로 GMF(Gear Mesh Frequency(기어맞물림주파수) = 기어 이빨수 x RPM)가 사용되고, GMF의 최소 3.25배까지의 주파수 범위를 사용한다.
기본 GMF 외 2 또는 3배의 GMF에서 기어 문제가 발생될 수 있고, 많은 경우 마멸이 가장 먼저 감지되는 주파수는 GMF x 3이다. 이는 각 치차의 맞물림은 3개의 독립적인 이벤트(입구 미끄럼, 구름, 출구 미끄럼)를 포함하는 기인한다.
또한, 기어 평가 조건의 진동 측정은 각 베어링 하우징에서 취득해야 되고, 베어링 하우징 설치가 어려울 경우 기어를 지지하는 베어링 지지대에 가능한 가까운 곳에 설치한다.
또한, 기어 평가 조건의 진동 측정은 측정은 서로 직각을 이루는 세방향(수평, 수직 및 축방향)에서 측정하고, 특정 기어의 경우 부하에 따라 한 방향에서 힘을 발생시키며, Helical, Herringbone 및 Bevel Gear는 축 방향으로 큰 진동이 발생한다.
또한, 기어 평가 조건의 진동 측정은 하나의 공통 기어를 가지는 기어들의 주어진 맞물림에 대하여, 기어가 2개 이상이 공통으로 맞물려 있으면 GMF는 항상 동일하며, 동일 축이라도 기어의 맞물림 기어가 다르면 GMF도 다르게 나타날 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 축 및 기어 구조의 간략도 및 축에 따른 주파수를 구분한 표이다.
또한, 기어 주파수 계산을 위한 시스템 조건은 입력축의 회전수 N1 = 1800 RPM이고, 기어 잇수 : Z1 = 20, Z2 =60, Z3=52, Z4 =70로 설정될 경우,
각 축에 따른 기어 진동 주파수 산출식은,
로 설정될 수 있고, 3축 2단 기어에서 맞물림 주파수는 각각 ?1 과 ? 2개가 발생된다.
여기서, 상기 변속기 검사 단수 및 기어진동 주파수를 통해 부품 기어가 모두 맞물림을 확인할 수 있는 4개의 검사 단수 선정 및 기어 주파수를 산출 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 변속기 진동 주파수 평균 및 표준 편차를 나타낸 표이다.
또한, 도 8을 참조하면, 변속기 진동 주파수 평균 및 표준 편차를 통해 실제 양산라인에서 취득한 85개 데이터 대상으로 기어 주파수 평균 및 표준 편차 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 변속기 진동 주파수의 양품과 불량의 비교를 나타낸 표이다.
또한, 도 9를 참조하면, 변속기 진동 주파수 양품 불량 비교를 통해 PTO 불량으로 판정된 불량품과 85개 평균 데이터 비교(PTO 불량 검출 가능한 검사 4단 기준)를 수행할 수 있다.
즉, PTO 기어 불량을 감지 할 수 있는 검사 4단 3번 센서에서 주파수 피크 감지되고, GMF 외 2배 또는 3배의 GMF에서 기어 문제 발생 할 수 있으므로 산출 GMF의 X2, X3 성분으로 매칭한다.( 피크 주파수 2322.6 Hz 와 가지 근접한 주파수는 764.1 Hz의 3배수인 2292.4 Hz와 가장 근접한 것으로 보임)
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사방법에 따른 검사원과 검사기준의 시험미션의 합격률 및 불량률과 불량판정에 따른 목록을 나타낸 표이다.
또한, 도 10을 참조하면, 양산 검사 데이터(85대)의 시계열 분석 기반한 검사 기준 24개 설정하고, RMS, CF의 표준 편차값을 기준하여 정품 구간 설정하며, PSD 기반 검사 4단 3번 센서 기준 주파수 설정하여, 양산 TM 시험 기간 동안 취득 데이터 총 85개 중 양품 83, 불량 2로 나타났다.
이에 대해, 검사기준을 적용하면, 실제 85개 데이터 중 18개를 NG로 판정 하고, 해당 기간 검사 대상 중 OQC 불량 판정 기대 없으며, 검사 데이터 분석 결과 및 주파수 트렌드를 보았을때, 검사원 판정 기준으로 2개가 양품으로 처리되었으나, 검사기준을 적용한 결과 18개가 불량으로 처리되었다.
따라서, 본 발명에 따른 검사기준 적용을 통해 불량검출률을 향상시킬 수 있다. 또한, 검사기준을 설정하는 단계에서, 검사기제어부(270)는 1/3 옥타브 밴드를 사용하여 실시간으로 진동데이터를 기반으로 검사기준을 설정(S172)할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(270)는 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하는 하나의 방법으로 1/3 옥타브 밴드를 사용하여 실시간으로 진동데이터를 기반으로 시험미션의 이상유무를 판단할 수 있다.
또한, 상기 주파수분석을 실시하는 단계(S150)에서, 상기 검사기제어부(270)는 시험미션(210)의 회전속도가 2200RPM의 기준속도일 때, 정상미션과 시험미션(210)에 대한 36.7㎐의 주파수의 진폭값을 분석하는 것일 수 있다.
또한, 상기 검사기준에 따라 시험미션(210)의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량미션의 진동데이터 또는 정상미션의 진동데이터와 시험미션(210)의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 검사기준으로 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것일 수 있다.(S173)
또한, 상기 검사기준에 따라 시험미션(210)의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량미션의 진동데이터 또는 정상미션의 진동데이터와 시험미션(210)의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것일 수 있다.
또한, 상기 검사기준에 따라 시험미션(210)의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량미션의 진동데이터 또는 정상미션의 진동데이터와 시험미션(210)의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것일 수 있다.
또한, 검사기준을 설정하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하도록 시험미션(210)의 낮은 공회전과 높은 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량미션을 판단하도록 검사기준을 설정할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(270)는 시험미션(210)의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하는 또 하나의 방법으로 시험미션(210)의 낮은 공회전과 높은 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량미션을 판단하도록 검사기준을 설정할 수 있고, 상기 낮은 공회전과 높은 공회전에 따른 기울기를 통해 기울기값이 너무 낮거나 너무 높은 경우 시험미션(210)을 불량미션으로 판단하게 된다.
여기서, 상기 검사기준을 설정하는 단계는 사전에 미리 설정된 기준으로 검사하게 되면, 해당 단계를 스킵할 수 있고, 필요에 따라 검사기준 설정 단계를 통해 설정된 검사 기준 중 어느 하나를 선택하여 검사 할 수 있도록 기설정된 검사기준의 유무를 판단하는 단계(S161)를 통해 선택될 수 있다.
즉, 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하기 전에 기설정된 검사기준이 있는 경우(Yes) 검사기준을 설정하는 단계를 스킵하고 기설정된 검사기준과 시험미션의(210)의 데이터를 비교하여 시험미션(210)의 불량판정을 검토할 수 있으며, 기설정된 검사기준이 없는 경우(No) 검사기준을 설정하는 단계를 통해 검사기준을 설정하고 설정된 검사기준을 시험미션의(210)의 데이터와 비교하여 시험미션(210)의 불량판정(S170)을 검토할 수 있다.
따라서, 검사 시 마다 검사기준을 새롭게 설정하지 않고, 기설정된 검사기준을 통해 시험미션(210)의 불량판정을 검토하므로, 시험미션(210)의 검사과정을 간소화할 수 있고, 시험미션(210)의 종류에 따라 검사기준을 미리 설정할 수 있으며, 또한, 기설정 검사기준이 없는 경우 필요에 따라 검사기준을 새로 설정하므로 필요에 따라 검사기준을 다양화할 수 있고, 검사기준을 보다 구체적을 설정할 수 있다.
또한, 상기 검사기제어부(270)에서 주파수분석을 실시하는 단계에서, 상기 검사기제어부(270)는 일정 기간 이상 누적된 진동데이터를 활용하여 신규로 추가된 회전속도 정보 등이 추가되면, 해당 추가된 정보를 신규검사기준으로 설정하여 주파수분석 결과를 재데이터화하여 저장하는 단계(S151)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계에서, 신규로 추가된 회전속도에 따른 검사기준을 새로 적용하고, 신규 불량 판정률을 기존 저장된 진동데이터를 대상으로 재 데이터화하고, 상기 신규검사기준으로 진동데이터를 재시뮬레이션하여 성능을 평가하는 단계(S152)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치를 간략히 도시한 그림이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치의 진동감지부들을 표시한 사진이며, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 미션검사장치의 정상 미션과 불량 미션 CONTOUR를 비교한 그래프이다.
도 11내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 진동을 이용한 미션검사장치 (200)는 시험미션(210)에 부착되어 상기 시험미션(210)의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하도록 진동센서가 구비된 진동감지부(220), 상기 시험미션(210)의 동력축과 연결되어 상기 시험미션(210)의 구동에 따라 상기 시험미션(210)의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부(230), 상기 다이나모미터부(230)의 회전속도 값을 전달받아 검사기제어부에 상기 회전속도 정보를 전달하는 다이나모미터제어부(250), 상기 다이나모미터제어부(250)로부터 수집된 상기 시험미션(210)의 회전속도가 미리 설정된 기준속도에 부합되면 상기 진동감지부(220)로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부(260), 상기 다이나모미터부(230)의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부(260)로부터 상기 시험미션(210)의 진동데이터를 전달받아 주파수를 분석하며, 기준주파수와 비교하여 상기 시험미션(210)의 이상여부를 판단하는 검사기제어부(270) 및 상기 검사기제어부(270)가 상기 시험미션(210)의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부(270)에 상기 시험미션(210)에 대한 정보를 제공하는 미션정보제공부(280)를 포함한다.
본 발명에 따른, 진동을 이용한 미션검사장치(200)는 진동감지부(220)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 진동감지부(220)는 상기 미션의 일측에 부착되고, 미션의 구동시 발생되는 진동을 감지한다. 따라서, 상기 진동감지부(220)는 진동을 감지하도록 압전가속도방식, 외팔보 진동방식, 광섬유방식 등으로 구성된 센서일 수 있다.
또한, 시험미션(210)의 출력축과 연결되어 상기 시험미션(210)의 회전속도, 상기 시험미션(210)의 회전속도에 상응하는 토크를 출력하는 다이나모미터부(230)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 다이나모미터부(230)는 상기 시험미션(210)의 출력축과 연결되고 상기 시험미션(210)의 구동에 따라 함께 동작하여 상기 시험미션(210)의 회전속도 및 토크를 출력할 수 있다.
따라서, 상기 다이나모미터부(230)의 구동을 통해, 상기 시험미션(210)의 회전속도 및 토크를 추출하고, 이 중, 추출된 회전속도 정보를 다이나모미터제어부(250)로 전달할 수 있다.
상기 다이나모미터제어부(250)는 상기 다이나모미터부(230)의 구동을 위해 상기 시험미션으로(110)로 전원을 공급할 수 있다.
따라서, 상기 다이나모미터제어부(250)를 통해 상기 시험미션(210)을 구동하고, 상기 시험미션(210)의 구동에 따라 다이나모미터부(230)의 구동을 함께 제어할 수 있다.
또한, 다른 실시예로, 상기 시험미션(210)의 구동을 위해 상기 시험미션(210)은 상기 다이나모미터부(230)와 구동축에 의해 연결되고, 다이나모미터제어부(250)로부터 전원을 공급받아 상기 다이나모미터부(230)를 가동시켜 상기 시험미션(210)을 구동시킬 수도 있다.
또한, 다이나모미터제어부(250)로부터 신호를 전달받아 상기 시험미션(210)의 구동에 따른 상기 다이나모미터부(230)의 가동에 의해 상기 다이나모미터부(230)가 출력한 토크와 회전속도의 정보를 검사기제어부(270) 및 다이나모미터제어부(250)로 전달하는 신호분배부(240)가 구비된다.
여기서, 상기 회전속도의 정보는 특정 RPM, 예를 들면 2200RPM 이라는 값의 정보일 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 신호분배부(240)는, 상기 다이나모미터부(230)로부터 전달받은 시험미션(210) 회전속도를 다이나모미터제어부(250)로 전달하고, 또한 상기 전달받은 시험미션(210)의 회전속도를 검사기제어부(270)로 전달 한다.
따라서, 상기 신호분배부(240)가 다이나모미터제어부(250)로 상기 다이나모미터부(230)가 출력한 회전속도 정보를 전달함으로써, 상기 시험미션(210)이 기준속도에 부합하는지 여부를 상기 다이나모미터제어부(250)가 판단하게 된다.
여기서 상기 시험미션(210)의 회전속도가 기준속도에 부합하는지 여부를 실시간으로 감지하는 미션회전속도감시부(미도시)를 따로 구비할 수도 있다.
또한, 상기 다이나모미터제어부(250)는 수집된 시험미션(210)의 회전속도가 기준속도에 부합되면 진동감지부(220)로부터 진동데이터를 수집하도록 신호분배부(240)를 통해 검사기제어부(270)에 신호를 전달한다.
상기 데이터수집부(260)는 검사기제어부(270)로부터 상기 다이나모미터부(230)에서 출력된 상기 시험미션(210)의 회전속도가 기준속도에 부합된다는 신호를 수신받으면 상기 진동감지부(220)로부터 진동데이터를 수집한다.
따라서, 상기 데이터수집부(260)는 기준속도를 충족하는 시험미션(210)의 진동데이터를 수집할 수 있다.
또한, 신호분배부(240)로부터 상기 다이나모미터부(230)의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부(260)로부터 시험미션(210)의 진동데이터를 전달받아 정상미션의 데이터와의 비교를 통해 시험미션(210)의 이상여부를 판단하는 검사기제어부(270)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(270)는 상기 다이나모미터부(230)의 회전속도 정보를 기반으로 상기 시험미션(210)의 진동데이터를 정상미션의 진동데이터와 비교하여 시험미션(210)의 이상여부를 판단한다.
즉, 다이나모미터제어부(250)로부터 상기 다이나모미터부(230)의 회전속도 정보가 수집되어 해당 데이터가 검사기제어부(270)로 전달되고, 데이터수집부(260)로부터 시험미션(210)의 진동데이터가 수집되어 상기 검사기제어부(270)로 전달되면, 상기 검사기제어부(270)는 전달된 각각의 데이터를 통해 소정의 회전속도에서 갖게 되는 진동을 데이터화할 수 있고, 이를 정상미션의 진동데이터와 비교하여 데이터의 유사성이 감소될수록 불량미션에 근접한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 검사기제어부(270)는 소정의 기준에 따라 정상미션의 진동데이터와 기준에 부합되면 정상미션으로 기준에 부합되지 않으면 불량미션으로 판단하게 된다.
한편, 상기 정상미션은 미션의 구동에 있어서 특별한 이상이 발견되지 않아 구동에 문제가 없는 미션을 말하고, 상기 불량미션은 미션의 구동시 부품의 결함이나 그밖에 다른 이유로 정상적인 구동이 불가능하거나 구동이 가능하더라도 소음이나 기능상의 문제가 있는 미션을 말한다.
또한, 검사기제어부(270)가 시험미션(210)의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부(270)에 상기 시험미션(210)에 대한 정보를 제공하는 미션정보제공부(280)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 미션정보제공부(280)는 검사기제어부(270)에 시험미션(210)에 대한 정보를 제공하여 시험미션(210)과 회전속도에 따른 진동데이터를 통해 시험미션(210)의 특성을 평가한다.
즉, 미션의 종류에 따라 진동의 차이가 발생되고, 상기 미션정보제공부(280)는 상기 검사기제어부(270)에 시험미션(210)의 정보를 제공하여 시험미션(210)과 매칭되는 정상미션의 진동데이터와 시험미션(210)의 진동데이터를 비교하고, 이를 통해 시험미션(210)의 이상여부를 판단한다.
이때, 상기 미션정보제공부(280)가 상기 검사기제어부(270)에 시험미션(210)의 정보를 다양한 방법을 통해 제공할 수 있고, 구체적으로는, 수기, 바코드, QR코드, RFID 등의 방법을 통해 제공할 수 있다.
도 11내지 도 12를 참조하면, 진동감지부(220)는 상기 시험미션(210)의 베어링축, 주동력축 및 미션케이스가 연결되는 지점에 설치되어 전달되는 진동을 측정하도록 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO(power take off)축 중 적어도 어느 하나의 위치에 장착될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 진동감지부(220)는 시험미션(210)의 베어링축, 주동력축 및 미션케이스가 연결되는 지점에 설치되어 전달되는 진동을 통해 이상진동을 명확히 검출하도록 정회전 클러치부(P1), 부변속 출력부(P2) 및 PTO축(P3) 중 적어도 어느 하나의 위치에 장착될 수 있다.
또한, 상기 진동감지부(220)는 미션 내의 기어가 모두 맞물리는 시점의 진동을 측정하도록 전진 1단, 전진 3단, 후진 4단, PTO 1단 중 어느 하나의 경우에 진동을 감지할 수 있다.
따라서, 상기 진동감지부(220)는 미션 내의 기어가 모두 맞물려 작동될 때, 최대 진동이 발생될 때 진동을 감지하여 진동으로 인한 불량미션을 명확히 파악할 수 있다.
또한, 상기 데이터수집부(260)는 수집된 데이터의 시간영역의 함수를 주파수영역으로 변환하는 신호변환부를 포함할 수 있고, 상기 신호변환부는 주파수영역으로 변환과정에서 윈도우 설정을 통해 스펙트럴 릭케이지 효과를 최소화할 수 있다.
보다 상세하게는, 진동 데이터는 초기 설정된 기준 시간 이상 수집하며, 수집이 완료 되면 시간 영역의 함수를 주파수 영역으로 변환할 수 있고, 주파수 영역 변환 과정에서 스펙트럴 릭케이지(Spectral Leakage) 효과를 최소화 하기 위해 윈도우(window)의 설정이 가능할 수 있다.
즉, 윈도우는 가장자리에서 매끄럽고 지속적으로 “”로 변하는 증폭기와 함께 제한된 길이 윈도우에 의해 기록되는 복합적 시간 기록으로 구성되어 있고, 이는 파형 충족의 끝부분을 만들어 가파른 이행없이 지속적인 파형의 결과를 나타내므로, 스펙트럴 릭케이지 효과를 최소화할 수 있다.
도 11 및 도 13을 참조하면, 검사기제어부는 시험미션의 이상여부를 판단하기 위한 하나의 검사기준으로 1/3 옥타브 밴드를 사용하여 실시간으로 진동데이터에 따라 불량미션을 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명에 따른 진동을 이용한 미션검사장치는 미션의 여러부위에 진동감지부가 부착될 수 있고, 바람직하게는 P1 내지 P3의 부위(도 2)에 장착되며, 1/3 octave band 를 사용하여 시험미션(210)에서 정상 미션과 불량 미션 CONTOUR를 비교할 수 있다.
이때, 가로축은 주파수[Hz], 세로축(Y axis)은 시간 크기로 하여 표기하고, 크기의 높낮이(dB)를 color 를 이용하여 표기 할 수 있고, 그 중 C1성분은 pitching 이나 yawing 성분을 의미하고, C1.5 성분은 rolling 성분을 의미하며, 정상미션에서는 C1성분이나 C1.5성분이 높게 나타나지만, 불량미션에서는 C1, C1.5도 정상미션보다 높으며, 이상진동으로 인해 C0.5성분이나 C2성분이 높게 나타난다. 따라서, C0.5성분이나 C2성분이 높게 나타나면 시험미션(210)을 불량미션으로 판단할 수 있다.
상기 C0.5 내지 C2는 미션의 구동시 발생되는 진동이 갖는 일정한 값에 따라 정상미션은 일정한 성분이 높은 값을 나타내고, 불량미션은 이외의 값에서 높을 값을 나타내는 점을 통해 불량미션을 구분할 수 있다.
또한, 검사기제어부(270)는 시험미션(210)의 회전속도가 2200RPM의 기준속도에서 정상미션과 시험미션(210)에 대한 36.7㎐의 주파수의 진폭값을 비교하여 불량미션으로 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 시험미션(210)은 다이나모미터부(230)를 통해 2200RPM을 유지하고, 이때 검사기제어부(270)는 발생되는 주파수의 범위 중 36.7㎐에서의 진폭값을 데이터화할 수 있고, 데이터화된 진폭값을 정상미션의 2200RPM에서의 36.7㎐의 주파수의 진폭값의 데이터와 비교하여 소정의 기준에 따라 상기 시험미션(210)의 이상여부를 판단할 수 있다.
이때, 상기 소정의 기준은 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 소정의 기준은 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 소정의 기준은 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 시험미션(210)은 소정의 기준에 따라 이상여부를 판단할 수 있으므로, 판단된 시험미션(210)을 데이터화할 수 있고, 데이터가 누적될수록 본 발명에 따른 진동을 이용한 미션검사장치의 불량미션의 검출률을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 진동을 이용한 미션검사장치(200)는 시험미션의 이상여부를 판단하기 위한 또 하나의 검사기준으로 낮은 공회전(LOW IDLE)과 높은 공회전(HIGH IDLE)에 따른 기울기의 비교를 통해 불량미션을 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부는 임의의 위치를 선정(도 2의 P1 내지 P3)하여 진동감지부를 부착하고, X, Y, Z축에서 Low idle과 High idle 따른 진동 레벨을 각각 측정할 수 있다.
이때, P1 내지 P3 각각의 위치에 따른 X, Y, Z의 진동 레벨이 검출되고, X, Y, Z의 불량미션과 정상미션의 각각의 Low idle과 High idle에 따라 기울기가 검출된다.
기울기 = (H_IDLE-L_IDLE)/(H_rpm-L_rpm)*1000
기울기 ratio= 불량미션의 기울기/정상미션의 기울기
이때, P1 내지 P3의 X, Y, Z지점에서 불량미션과 정상미션의 기울기는 기준값에 따라 기준값보다 크거나 작으면 불량미션으로 판단할 수 있다.
즉, 기울기 ratio의 값은 절대 값으로 하여 0.7~1.6을 기준값으로 하고 기울기의 값이 기준값의 범위 보다 작거나 크면 불량미션으로 판단할 수 있다.
따라서, 기울기 ratio가 0.7 이하이거나 1.7이상일 경우 불량미션으로 판단할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 진동을 이용한 미션검사방법
200: 진동을 이용한 미션검사장치
210: 시험미션
220: 진동감지부
230: 다이나모미터부
240: 신호분배부
250: 다이나모미터제어부
260: 데이터수집부
270: 검사기제어부
280: 미션정보제공부

Claims (19)

  1. 진동을 이용하여 미션을 검사하는 방법에 있어서,
    모터에 의해 구동되는 시험미션의 구동축과 다이나모미터부가 연결되는 단계;
    상기 시험미션의 종류에 따른 정보가 미션정보제공부를 통해 검사기제어부로 입력되는 단계;상기 시험미션의 진동을 측정하도록 하나 이상의 진동센서가 상기 시험미션에 연결되는 단계;
    상기 진동센서를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를 통해 수집하는 단계;
    상기 수집된 진동데이터를 검사기제어부로 전달하여 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계;
    상기 주파수분석을 통해 상기 시험미션에서 적어도 하나 이상의 최적의 검사위치를 선별하는 단계; 및
    상기 선별된 검사위치에서의 진동데이터값을 미리 설정된 검사기준에 따라 분석하여 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 최적의 검사위치를 선별하는 단계에서, 상기 최적의 검사위치는 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에서 변속에 따른 변동이 가장 크게 관측되는 각 지점 중 적어도 어느 하나의 위치로 설정된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계를 통해 상기 시험미션의 불량여부를 판단한 후, 상기 시험미션의 구동축을 상기 다이나모미터부로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수분석을 실시하는 단계에서,
    상기 시험미션의 기어맞물림주파수의 최소 3.25배까지의 주파수 범위를 사용하여 분석을 실시하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 시험미션의 불량여부를 판단하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 상기 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하도록 상기 시험미션의 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 일정 기간 이상 누적된 진동데이터를 활용하여 신규검사기준을 설정하도록 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사방법.
  10. 시험미션에 부착되어 상기 시험미션의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하도록 진동센서가 구비된 진동감지부;
    상기 시험미션의 동력축과 연결되어 상기 시험미션의 구동에 따라 상기 시험미션의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부;
    상기 다이나모미터부의 회전속도 값을 전달받아 검사기제어부에 상기 회전속도 정보를 전달하는 다이나모미터제어부;
    상기 다이나모미터제어부로부터 수집된 상기 시험미션의 회전속도가 미리 설정된 기준속도에 부합되면 상기 진동감지부로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부;
    상기 다이나모미터부의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 상기 시험미션의 진동데이터를 전달받아 주파수를 분석하며, 기준주파수와 비교하여 상기 시험미션의 이상여부를 판단하는 검사기제어부; 및
    상기 검사기제어부가 상기 시험미션의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부에 상기 시험미션에 대한 정보를 제공하는 미션정보제공부;를 포함하고,
    상기 진동감지부는 상기 시험미션의 정회전 클러치부, 부변속 출력부 및 PTO축의 각 지점에서 변속에 따른 변동이 가장 크게 관측되는 각 지점 중 적어도 어느 하나의 위치에 장착되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 다이나모미터제어부로부터 신호를 전달받아 상기 다이나모미터부를 가동시키고, 가동된 상기 다이나모미터부의 토크와 회전속도의 데이터를 전달받는 신호분배부가 구비된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서, 상기 검사기제어부는 기준주파수와 비교하도록 시간영역에서 진동크기분석에 따른 진동실효치 및 충격진동감지에 따른 파고율을 통해 진동신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 진동실효치는 진동신호를 처리하도록 수집된 초기 진동 데이터에서 일정 구간을 선택하고, 선택된 일정구간을 분할하여 분할된 구간 각각에서의 주파수의 평균값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 검사기제어부는 상기 신호분배부로부터 상기 다이나모미터부의 회전속도 정보를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 상기 시험미션의 진동데이터를 전달받아, 정상미션의 진동데이터에 따른 진폭값의 비교를 통해 상기 시험미션의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 검사기제어부는 정상미션의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량미션의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상미션으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량미션의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량미션으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상미션으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 검사기제어부는 상기 시험미션의 이상여부에 대한 검사기준을 설정하도록 상기 시험미션의 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 미션검사장치.
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