KR19980066929A - 벨트장력 검사장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

세탁기 등의 제품에 장착되는 벨트구동부에 대한 자동화된 벨트장력 검사장치 및 방법을 개시한다. 개시된 장치는 벨트를 가압하여 그때 작용하는 압력 정도에 따라 신호를 발생하는 압축형 로드셀(10)을 포함하며, 로드셀 위치이동을 위한 승강구동부(20), 로드셀 가압이동을 위한 가압구동부(30)를 구비하며, 그 가압구동부(30)에 있는 로드셀 이동거리 감지를 위한 엔코더 회전원판(34) 및 센서(35)를 가진다. 로드셀은 피검사물의 벨트 옆으로 위치되어 설정압력이 감지될 때까지 그 벨트를 누르도록 이동된다. 이때 로드셀이 움직인 거리를 측정하여 그 거리에 따라 벨트장력의 양부를 판정하는 것이다. 벨트장력의 양부를 정확하게 판정함으로써 그 검사결과의 신뢰성을 높이고 자동화를 통해 생산성을 높일 수 있는 것이다.

Description

벨트장력 검사장치 및 방법.

본 발명은 세탁기를 포함한 각종 제품에 장착되는 벨트구동부의 벨트장력(belt tension) 검사방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 조립라인상에서 벨트장력을 자동적으로 검사할 수 있는 벨트장력 검사방법 및 그 검사장치에 관한 것이다.

벨트구동부에서는 벨트와 벨트바퀴(풀리)의 마찰력에 의하여 동력이 전달된다. 이를 위해서는 벨트를 이론적인 길이보다도 약간 짧게 해서 적당한 힘으로 잡아당길 필요가 있는데 이것을 벨트장력이라 한다. 이러한 벨트장력이 너무 약하면 벨트와 풀리 사이에 미끄럼이 생겨서 충분한 전동력을 얻을 수 없게 되고, 반대로 너무 세면 동력을 발생하는 모터가 과부하로 운전된다. 따라서 벨트구동부의 벨트장력은 그것이 장착되는 제품에서 요구되는 부하와 회전 토오크 등을 감안한 적정한 값으로 조정될 필요가 있다.

예로써, 도 1은 세탁기용 벨트구동부를 그 축방향에 보인 것이다. 세탁기용 벨트구동부는 브라켓(1)에 모터(2)와 감속기어(3)가 적당한 간격으로 체결고정되고 각각의 축에 풀리(4,5)를 끼우고 거기에 벨트(6)를 가설하여 되는 것으로서, 그 조립과정에서 모터(2)의 체결고정위치를 감속기어(3)에 대해 이동조정하여 벨트장력을 조정하도록 되어 있다. 이러한 세탁기용 벨트구동부는 그 브라켓(1)이 도시되지 않은 세탁조 밑면에 거꾸로 장착되게 조립되는데 그 조립전에 정확한 벨트장력으로 조정되었는지를 검사하여야 하는 것이다.

벨트장력 검사에 있어서, 종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이 벨트(6)를 양측에서 대략 2㎏의 힘으로 가압하고 그때의 수축된 벨트간격(d)을 눈금자로 재어서 그 간격에 따라 벨트장력의 양부를 가려내었다.

이러한 종래의 벨트장력 검사방법은 벨트가 가압되는 위치나 방향 그리고 작업자의 숙련도에 따라 그 검사결과가 달라질 수 있으므로 신뢰성이 떨어진다. 따라서 종래의 방법에 의하면 제품적용 이후에 벨트장력 불량으로 인해 재조정이 요구되는 경우가 종종 발생되고 있는 실정이다.

한편, 제품의 생산성을 높이기 위하여는 모든 조립라인을 자동화하는 것이 바람직하다. 즉, 세탁기의 경우에 상기한 벨트구동부 브라켓 조립라인과 그 브라켓을 세탁조에 조립하기 위한 세탁조 조립라인을 인라인화할 필요가 있으며, 이를 위하여는 전술한 벨트장력 검사작업을 그 조립라인상에서 수행할 수 있어야 하는 것이다. 그러나 종래의 벨트장력 검사방법은 원시적인 수작업에 의존하므로 조립라인의 완전자동화를 실현하는데 큰 장애가 되며, 따라서 제품의 생산성을 떨어트리는 주요 원인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 벨트구동부의 벨트장력 검사작업에 신뢰성을 확보하기 위하여 일률적인 기계조작을 통해 벨트장력의 양부를 정확히 가려낼 수 있는 벨트장력 검사장치 및 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 벨트구동부를 제품 생산(조립)라인의 완전자동화를 위하여 그 조립라인상에서 조립이송되는 벨트구동부의 벨트장력 검사를 자동적으로 수행할 수 있는 벨트장력 검사장치 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 벨트장력 검사방법을 설명하기 위하여 세탁기용 벨트구동부를 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 벨트장력 검사장치의 부분절단 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 벨트장력 검사장치에 의하여 로드셀이 작업위치로 이동된 상태를 보인 부분 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 벨트장력 검사장치에 의하여 로드셀이 가압된 상태를 보인 부분 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 벨트장력 검사방법을 나타낸 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6 : 벨트10 : 로드셀

20 : 승강구동부23 : 승강대

24 : 에어실린더30 : 가압구동부

31 : 모터32 : 나사축

34 : 엔코더 회전원판35 : 엔코더 센서

50 : 콘베이어60 : 고정지지부

63 : 스토퍼 로드64 : 고정지지판

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

벨트장력에 의한 압력 정도를 알리는 신호를 검출하기 위한 압축형 로드셀(load cell)을 포함하며,

상기한 로드셀을 작업위치에 고정된 피검사물인 벨트구동부 조립체의 벨트가압위치로 이동시키는 로드셀 위치이동수단과,

벨트 가압위치로 이동된 로드셀을 움직여 벨트를 가압하는 가압이동수단, 그리고

상기한 가압수단에 의하여 로드셀이 움직인 거리를 측정하는 측정수단을 구비하여,

상기한 로드셀에서 검출되는 신호와 검출수단에 의하여 검출되는 거리에 따라 벨트장력의 양부를 판정하는 벨트장력 검사장치를 구성하는 것이다.

또한 상기한 목적을 달성하는 본 발명의 벨트장력 검사방법은,

상기한 피검사물인 벨트구동부 조립체가 작업위치로 이송 및 고정되어진 상태에서,

상기한 이동수단의 액츄에이터를 작동하여 로드셀을 벨트구동부 조립체의 벨트가압위치로 이동시키는 로드셀 위치이동단계,

상기한 가압수단의 액츄에이터를 구동하여 벨트가압위치로 이동된 로드셀을 움직여 벨트를 가압하는 로드셀 가압이동단계,

상기한 로드셀 가압단계와 동시에 로드셀에 작용하는 압력과 그 로드셀이 움직인 거리를 측정하는 측정단계, 그리고

상기한 측정단계에서 측정된 압력과 거리에 따라 벨트장력 양부를 판단한 후 초기상태로 복귀하여 작업을 종료하는 종료단계를 포함한다.

본 발명은 특히, 상기한 로드셀 가압이동수단을 회전 액츄에이터(예: 모터)를 포함시키고, 상기한 로드셀이 움직인 거리를 측정하는 측정수단을 그 회전 액츄에이터의 회전수를 감지하는 엔코더(encoder)를 포함시키는 것과,

상기한 측정단계에서 로드셀 압력이 설정압력에 도달될 때 상기한 가압이동수단의 액츄에이터를 즉시 정지시켜 그 로드셀 가압이동을 멈추고, 이러한 상태에서 그 움직인 거리를 측정하여 그 거리가 설정범위 내에 있으면 벨트장력에 이상이 없음을 판정하고 그 범위를 벗어난 경우에 불량판정하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 벨트장력을 사람이 아닌 일률적인 기계작동으로 벨트를 가압하고 그 수축된 거리를 정확히 측정하므로 그 검사결과에 신뢰성을 보장받을 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면, 조립라인상에서의 자동화된 장력검사를 통해 생산성을 높이고, 특히 벨트장력 검사 오류로 인한 불량을 없앨 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 벨트장력 검사장치는 도 2와 같이, 로드셀(10)과, 로드셀 위치이동을 위한 승강구동부(20), 로드셀 가압이동을 위한 가압구동부(30), 피검사물인 세탁기용 벨트구동부 조립체(40)의 이송 콘베이어(50), 그 조립체(40)를 작업위치에서 움직이지 못하게 잡아주기 위한 고정지지부(60), 그리고 각부의 액츄에이터를 제어하고 양부판정하여 그 결과를 표시하는 제어표시반(70)으로 구성된다. 여기서 승강구동부(20)는 로드셀 가압구동부(30) 전체를 하강시켜서 로드셀(10)을 작업위치로 이동시키도록 되어 있다.

승강구동부(20)는 지지대(21), 이 지지대(21)에 형성된 안내레일(22)에 끼워져 승강될 수 있는 승강대(23), 그리고 승강대(23)를 승강시키도록 작동되는 에어실린더(24)로 이루어져 있다.

가압구동부(30)는 회전동력을 발생하는 모터(31), 모터(31)로부터 전동되는 나사축(32), 나사축(32)에 끼워져서 그 회전에 따라 직선이동되는 이동블록(33), 그리고 나사축(32) 끝에 달려서 함께 회전되는 엔코더 회전원판(34) 및 센서(35)로 이루어져 있다. 여기서 이동블록(33)에 상기한 로드셀(10)이 일체적으로 함께 이동되도록 연결되어 있으며, 그 이동방향이 피검물의 벨트(6) 일측변과 수직을 이루도록 된 것이다.

고정지지부(60)는 조립체(40)가 탑재된 팰릿(41)을 작업위치 근방에서 감지하는 센서(61), 센서(61) 신호를 근거로 작동되는 에어실린더(62), 에어실린더(62)의 스토퍼 로드(63)에 걸려 이송저지된 팰릿(41)의 고정구멍(42)으로 삽입될 수 있는 고정돌기(65)를 갖는 고정지지판(64), 그리고 고정지지판(64)을 승강하도록 작동되는 에어실린더(65)로 구성된다. 즉, 팰릿(41)이 스토퍼 로드(63)에 걸려 멈춰진 상태에서 에어실린더(65)를 작동시키면 고정지지판(64)이 그 고정돌기(65)를 팰릿(41)의 고정구멍(42)에 끼우고 그 팰릿(41)을 약간 들어올리게 됨으로써 그 팰릿(41) 위치를 움직이지 않게 고정시키는 것이다.

상기한 실시예와 같은 본 발명의 벨트장력 검사장치의 동작을 그 동작상태가 도시된 도 3 및 도 4를 참조하면서 도 5에 도시된 본 발명의 벨트장력 검사방법에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2의 콘베이어(50) 상에서 고정지지부(60)의 센서(61)와 에어실린더(62)의 작동으로 팰릿(41)이 스토퍼 로드(63)에 걸려서 이송저지되어 있고, 동시에 에어실린더(62)의 작동으로 약간 상승된 고정지지판(64)에 들려서 고정된 상태에서, 본 발명 방법의 첫 번째 단계로서 승강구동부(20)의 에어실린더(24)를 작동시킨다(단계 S1). 그러면 도 3과 같이 가압구동부(30)를 지지하는 승강대(23) 전체가 지지대(21)의 안내레일(22)을 따라 하강하게 되고, 로드셀(10)의 로드버튼(11) 끝이 작업위치, 즉 피검사물의 벨트(6) 높이로 내려오고 그 바로 옆에 위치하게 된다. 이러한 상태에서 본 발명은 가압이송부(30)의 모터(31)를 구동하여(단계 S2) 로드셀(10)을 가압이동시킨다. 모터(31)가 구동되면 나사축(32)이 회전되고 그 회전에 따른 나사진행방향으로 이동블록(33)이 도 4와 같이 전진하게 된다. 이에 따라 로드셀(10)의 로드버튼(11)이 벨트(6)를 누르면서 이동하게 되어 벨트(6)가 수축되는데 따른 압력이 로드셀(10)의 로드버튼(11)에 작용하게 된다. 따라서 본 발명은 그 로드셀(10)에서 검출되는 신호를 근거로 그 압력을 측정하고 동시에 나사축(32)과 함께 회전하게 되는 엔코더 회전원판(34)의 회전수를 감지하는 그 센서(35)의 신호로부터 그 회전수에 비례하는 로드셀(10)의 이동거리, 즉 도 4에 표시된 바와 같은 벨트(6)의 수축거리 d'를 측정한다(단계 S3). 이 과정에서 본 발명은 측정된 압력이 설정압력에 도달되었는가를 판단하여(단계 S4) 그 설정압력에 도달됨과 동시에 모터(31)를 정시키고(단계 S5), 이어 측정된 이동거리가 설정범위에 있을 때 벨트장력에 이상이 없는 것으로 간주하여 작업을 종료하고 초기상태로 복귀한다(단계 S7).

만약, 설정압력이 도달된 상태에서 이동거리가 짧거나 길어서 설정범위 밖으로 벗어난 경우에는 벨트장력이 불량한 것으로 판정한(단계 S8) 후 작업을 중단한다. 그리고, 모터정지 단계(S5) 이전에 설정압력에 도달되지 않은 상태에서는 로드셀(10)에 감지되는 압력에 변화가 있었는지를 판단하여(단계 S9) 그 압력변화가 감지되지 않으면 조립체(40)의 조립과정에서 벨트(4)가 누락된 것으로 인식하여 검사불가판정하고(단계 S10) 작업을 종료하는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 세탁기 등의 각종 제품에 장착되는 벨트구동부의 벨트장력 검사작업을 그 조립라인상에서 자동적으로 수행할 수 있고, 특히 벨트장력의 양부를 정확히 가려내어 그 이후의 조립작업이 벨트장력 불량으로 중단되는 것을 예방할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 자동화와 함께 작업의 원할한 진행으로 그 생산성을 높이는 동시에 벨트장력 검사결과의 신뢰성 확보로 제품불량 요소를 줄이는 효과를 제공한다.

Claims (11)

1. 벨트장력에 의한 압력 정도를 알리는 신호를 검출하기 위한 압축형 로드셀을 포함하는 벨트장력 검사장치에 있어서,

   상기한 로드셀을 작업위치에 고정된 피검사물의 벨트가압위치로 이동시키는 로드셀 위치이동수단과,

   벨트 가압위치로 이동된 로드셀을 움직여 벨트를 가압하는 가압이동수단, 그리고

   상기한 가압수단에 의하여 로드셀이 움직인 거리를 측정하는 측정수단을 구비하여,

   상기한 로드셀에서 검출되는 신호와 검출수단에 의하여 검출되는 거리에 따라 벨트장력의 양부를 가려내도록 구성된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 위치이동수단이, 안내레일을 가지는 지지대와, 그 안내레일에 끼워져 승강될 수 있게 지지된 승강대, 그리고 승강대를 승강시키도록 작동되는 액츄에이터를 포함하여 되고, 그 승강대에 상기한 가압이동수단이 지지된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기한 가압이동수단이, 회전동력을 발생하는 모터와, 이 모터로부터 전동되는 나사축, 그리고 그 나사축에 끼워져서 그 회전에 따라 직선이동되는 이동블록을 구비하여 되고,

   그 이동블록에 상기한 로드셀이 일체적으로 함께 이동되도록 연결되고,

   상기한 측정수단이 상기한 나사축에 달려서 함께 회전되는 엔코더 회전원판 및 이 회전원판의 회전수를 감지하는 센서를 포함하여 그 회전수로부터 로드셀이 움직인 이동거리를 측정하게 된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
4. 제1항에 있어서, 상기한 로드셀에 감지되는 압력이 설정압력에 도달될 때까지 상기한 가압이동수단의 액츄에이터가 구동되는 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
5. 제1항에 있어서, 상기한 가압이동수단에 의하여 상기한 로드셀이 이동하는 방향이 상기한 피검사물의 벨트에 수직한 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
6. 제1항에 있어서, 상기한 피검사물을 이송하는 콘베이어수단과, 이 콘베이어수단상의 작업위치에서 움직이지 못하게 고정지지하기 위한 고정지지수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
7. 제6항에 있어서, 상기한 고정지지수단이, 상기한 피검사물의 팰릿을 작업위치 근방에서 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 근거로 작동되어 팰릿을 이송저지하기 위한 스토퍼 로드를 가지는 액츄에이터와, 그 이송저지된 팰릿을 밑에서 위로 들어올려서 고정지지하기 위한 고정지지판과 이 고정지지판을 승강시키도록 작동되는 다른 액츄에이터를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사장치.
8. 벨트장력에 의한 압력 정도를 알리는 신호를 검출하기 위한 압축형 로드셀을 사용한 벨트장력 검사방법에 있어서,

   상기한 로드셀을 작업위치에 놓인 피검사물의 벨트가압위치로 이동시키는 로드셀 위치이동단계,

   상기한 벨트가압위치로 이동된 로드셀을 움직여 벨트를 가압하는 로드셀 가압이동단계,

   상기한 로드셀 가압단계와 동시에 로드셀에 작용하는 압력과 그 로드셀이 움직인 거리를 측정하는 측정단계, 그리고

   상기한 측정단계에서 측정된 압력과 거리에 따라 벨트장력 양부를 판단한 후 초기상태로 복귀하여 작업을 종료하는 종료단계가 포함된 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사방법.
9. 제8항에 있어서, 상기한 가압이동단계에서 회전동력을 발생하는 모터를 사용하는 것과, 그 모터의 회전수로부터 상기한 이동거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사방법.
10. 제8항에 있어서, 상기한 측정단계에서 측정되는 로드셀의 압력이 설정압력에 도달될 때까지 상기한 로드셀을 이동시켜, 그때의 이동거리가 설정범위 내에 있으면 벨트장력에 이상이 없음을 판정하고 그 범위를 벗어난 경우에 불량판정하는 것을 그 특징으로 하는 벨트장력 검사방법.
11. 제8항에 있어서, 상기한 가압이동단계 이후에 상기한 측정단계에서 측정되는 로드셀의 압력에 변화가 없는 경우에 검사불가 판정하는 것을 특징으로 하는 벨트장력 검사방법.