KR20090032773A - 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 허브 베어링에 사용되는 슬리브를 자동으로 검사 및 적재할 수 있는 자동화 설비에 관한 것이다.

본 발명은 슬리브의 앞면과 뒷면을 효과적으로 검사할 수 있는 검사 유니트와 슬리브를 지정된 갯수만큼 차곡차곡 쌓을 수 있는 적재 유니트를 적절하게 연계시킨 새로운 형태의 자동화 설비를 구현함으로써, 작업성을 향상시킬 수 있고 인건비를 줄일 수 있으며 불량률도 줄일 수 있는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치를 제공한다.

자동차, 허브 베어링, 슬리브, 검사 및 적재 장치, 자동화 설비

Description

자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치{Sleeve loading and inspecting equipment for hub bearing in vehicle}

본 발명은 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 허브 베어링에 사용되는 슬리브를 자동으로 검사 및 적재할 수 있는 자동화 설비에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진의 폭발력을 변속기를 통해 구동력으로 변환시킴과 아울러 상기한 구동력으로 타이어를 회전시켜 주행하게 되는데, 이때 상기 타이어를 회전시키기 위해서는 변속기에 연결되어 있는 구동축으로부터 회전력을 전달받는 차동 장치를 통해 현가장치의 너클과 연결되어 휠의 회전을 지지하는 허브를 매개로 연결된다.

여기서, 상기 허브는 현가장치의 너클과 연결되어 휠의 회전을 지지하는 것으로서, 차의 상·하·전·후 방향의 하중과 선회할 때 발생하는 수평하중도 받기 때문에 보통 2개 정도의 허브 베어링을 마주보도록 설치한다.

이러한 허브 베어링은 차체에 고정지지되는 외륜, 이 외륜의 내주면에 구비되어 그 외면과 외륜의 내주면 사이에 볼이나 테이퍼 롤러가 장착되는 허브, 상기 볼 또는 테이퍼 롤러의 일렬이 접촉결합된 지점의 허브 외면에 결합되는 내륜, 상기 허브 또는 내륜과 결합되는 외륜에 의해 형성되는 공간의 양끝에 이물질 등의 침입을 방지하기 위해 압입되는 실(seal), 상기 내외륜 및 실을 포함하는 베어링 전체를 마감하는 슬리브 등을 포함하는 형태로 이루어진다.

여기서, 상기 슬리브는 자동차의 허브 베어링을 덮어주는 일종의 캡으로서, 베어링에 주입되는 오일이 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에 외부의 이물질이 베어링측으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 슬리브는 환형의 고리 형상으로 슬리브의 내측은 베어링을 수용할 수 있도록 그 원주방향으로 홈이 형성되어 있으며, 슬리브의 외측은 편평한 면으로 되어 있다.

보통 생산라인에서 생산 완료된 디바이스(Device), 예를 들면 슬리브는 출하 전에 양품인지 혹은 불량품인지의 여부를 판별하기 위한 검사를 거치게 되고, 계속해서 후공정으로서 검사를 마친 슬리브는 일정 묶음으로 적재 및 포장되어 최종 제품으로 출하된다.

예를 들면, 슬리브를 제작하는 부품업계의 경우 검사가 완료된 대략 100개의 슬리브를 적재한 후, 철사나 끈 등으로 묶어서 출하하게 된다.

이때, 슬리브의 앞뒤 방향이 중요하며, 앞뒤 방향이 틀릴 경우에 작업이 불가능하게 된다.

현재 슬리브에 대한 검사와 적재 및 포장 작업은 작업자가 직접 슬리브의 앞뒤 방향을 육안으로 검사한 후, 지정 갯수 만큼 수작업으로 적재한 다음 포장을 하는 방식으로 진행된다.

그러나, 슬리브의 검사 작업이나 포장을 위한 적재 작업을 수작업에 의존하여 수행하는 관계로 작업속도가 저하되고, 또 작업자의 피로에 의해 불량률이 높은 단점이 있는 등 전반적으로 슬리브 검사 및 적재 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 슬리브를 검사, 적재 및 포장함에 있어 작업자가 직접 육안으로 슬리브의 외관 등을 검사한 후, 슬리브 갯수와 앞뒤 방향을 확인 정리하기 때문에 시간이 많이 소요되고, 단순 노무로 작업자의 인건비가 증가하며, 또한 작업자의 피로로 인하여 불량률이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 슬리브의 앞면과 뒷면을 효과적으로 검사할 수 있는 검사 유니트와 슬리브를 지정된 갯수만큼 차곡차곡 쌓을 수 있는 적재 유니트를 적절하게 연계시킨 새로운 형태의 자동화 설비를 구현함으로써, 작업성을 향상시킬 수 있고 인건비를 줄일 수 있으며 불량률도 줄일 수 있는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치는 모터에 의해 구동되는 피더를 따라 진행되는 슬리브의 앞면과 뒷면을 차례로 카메라를 통해 검사한 후 배출하는 검사 유니트(10)와, 상기 검사 유니트에서 배출되는 슬리브를 모터에 의해 회전하는 턴테이블상의 다수의 수직형 바에 끼워서 차곡차곡 적재하는 적재 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 검사 유니트는 모터에 의해 구동되는 제1피더 및 이 제1피더의 경로상의 상부에 설치되어 슬리브 앞면을 검사하는 제1카메라, 상기 제1피더와는 높이차를 두고 아래쪽에 나란하게 설치되며 모터에 의해 구동되는 제2피더 및 이 제2피더의 경로상의 상부에 설치되어 슬리브 뒷면을 검사하는 제2카메라, 상기 제1피더의 후단측과 제2피더의 선단측 사이에 경사지게 연결 설치되어 슬리브를 자동 으로 뒤집어지게 하는 전환 슈트 등을 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 적재 유니트의 경우에는 회전가능한 원판형의 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트의 원주방향 가장자리를 따라 일정간격으로 배치되어 슬리브를 끼워 적재시킬 수 있는 다수의 수직형 바, 프레임상에서 다수의 베어링과 함께 설치되어 회전축 역할을 하면서 베이스 플레이트측에 결합되는 베어링 인서트, 프레임상에 설치되어 베이스 플레이트의 회전을 위한 동력을 제공하는 스텝핑 모터 및 이 스텝핑 모터측과 베어링 인서트측 사이에 연결 설치되는 전동장치 등을 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명에서 제공하는 슬리브의 검사 및 적재 장치에 따르면, 슬리브의 검사 및 적재를 위한 모든 장비를 자동화 함으로써, 작업 속도를 향상시킬 수 있고 인건비를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 또한 검사의 정확도 및 적재의 효율성을 높일 수 있어 제품의 검사 및 적재 작업과 관련한 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치는 슬리브의 앞뒤 방향을 검사한 후, 슬리브를 배출하는 검사 유니트와, 검사된 슬리브를 소정의 수량씩 적재하는 적재 유니트로 구분된다.

여기서, 검사 유니트는 슬리브의 앞면을 검사할 수 있는 제1카메라와, 홈이 형성된 슬리브의 뒷면을 검사할 수 있는 제2카메라와, 슬리브를 일정속도로 이송시켜주는 피딩장치를 포함한다.

또한, 적재 유니트는 스텝핑 모터에 의해 회전하는 턴테이블을 포함하며, 턴테이블의 바깥 둘레에는 검사 유니트에서 배출되는 슬리브를 적재할 수 있는 수직형 바가 설치된다.

여기서, 수직형 바는 턴테이블 원주방향을 따라 소정 간격으로 다수 개가 설치되며, 100여개 정도의 슬리브를 적재할 수 있는 높이를 가질 수 있고, 이때의 슬리브를 적재할 수 있는 높이를 작업 상황에 따라 달라질 수 있다.

또한, 수직형 바의 일측에는 적재된 슬리브를 용이하게 포장할 수 있도록, 즉 용이하게 묶을 수 있도록 길이방향으로 철사 등의 연결부재를 삽입할 수 있는 홀이 형성된다.

그리고, 검사 유니트의 배출측에는 슬리브의 배출 갯수를 측정하여 스텝핑 모터로 신호를 줌으로써 턴테이블의 회전속도를 조절할 수 있도록 해주는 센서가 구비된다.

이때, 턴테이블의 회전속도를 조절하는 방식으로 센서를 설치함이 없이 슬리브가 낙하되는 속도를 미리 측정한 후, 제어부에 미리 세팅하여 조절하는 방식을 적용할 수도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치 를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 슬리브의 검사를 위한 검사 유니트(10)와 슬리브의 적재를 위한 적재 유니트(20)을 조합한 자동화 시스템을 보여준다.

상기 검사 유니트(10)는 한쪽 방향으로 진행되는 슬리브의 앞면과 뒷면을 순차적으로 검사하는 수단이다.

이를 위하여, 프레임 구조물로 이루어진 본체의 한쪽에는 피딩 모터(18)에 의해 구동되는 컨베이어 등과 같은 제1피더(11)가 설치되고, 이와 연계하여 그 하부에는 일부 구간을 중첩하면서 같은 방향으로 나란하게 배치되는 제2피더(14)가 설치되는 한편, 이렇게 높이차를 두고 설치되는 제1피더(11)와 제2피더(14) 간의 중첩구간, 즉 제1피더(11)의 후단측과 제2피더(14)의 선단측 사이에는 경사진 형태의 전환 슈트(16)가 연결 설치된다.

이때의 전환 슈트(16)는 상단부를 제1피더(11)의 후단측에 근접시키고 하단부를 제2피더(14)의 선단측에 근접시킨 경사진 형태로 설치됨에 따라 제1피더를 빠져나온 슬리브를 제2피더의 앞쪽으로 보낼 수 있다.

이에 따라, 제1피더(11)를 타고 한쪽으로 진행되는 슬리브는 그 끝에 가서 전환 슈트(16)쪽으로 떨어짐과 동시에 그 방향이 뒤집어지면서 슈트를 타고 제2피더(14)상에 놓여지게 되고, 계속해서 제2피더(14)를 타고 같은 방향으로 진행된 후, 그 끝에 가서 배출 슈트(13)를 통해 적재 유니트(20)측으로 보내지게 된다.

여기서, 상기 슬리브는 제1피더의 끝에 가서 자체 무게에 의해 앞부분이 먼 저 기울어지게 되므로 자연스럽게 그 방향이 뒤집어질 수 있다.

즉, 제1피더상에서 앞면을 위로 하여 진행되다가 전환 슈트에서 방향이 바뀌어 제2피더에서는 뒷면을 위로 하여 진행될 수 있다.

슬리브가 피더를 따라 이송되는 동안 카메라에 의한 검사가 이루어지게 되는데, 이를 위하여 제1피더(11) 경로상의 상부와 제2피더(14) 경로상의 상부에는 각각 제1카메라(12)와 제2카메라(15)가 설치되어 피더를 따라 진행되는 슬리브의 앞면과 뒷면에 대한 검사가 이루어지게 된다.

즉, 제1카메라(12)는 슬리브의 앞면을 검사할 수 있고, 제2카메라(15)는 홈이 있는 슬리브의 뒷면을 검사할 수 있다.

여기서, 카메라의 촬영정보를 이용하여 슬리브의 앞면과 뒷면을 검사하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

또한, 상기 제2피더(14)의 후단측에는 배출 슈트(13)가 설치되고, 슬리브는 이곳을 통해 낙하되어 적재 유니트(20)에 자동으로 공급될 수 있다.

특히, 상기 배출 슈트(13)에는 광센서, 포토센서, 리미트스위치 등과 같은 센서(17)가 설치되어 있으며, 이에 따라 검사 유니트(10)로부터 최종 배출되는 슬리브의 수량을 카운트할 수 있고, 이때의 카운트 정보는 적재 유니트(10)에 있는 턴테이블의 회전속도를 조절하는데 쓰일 수 있다.

한편, 상기 적재 유니트(10)는 검사가 끝난 슬리브를 일정 갯수, 예를 들면 약 100개씩 적재하는 수단으로서, 여기서는 검사 유니트(10)의 배출 슈트(13)를 타 고 내려오는 슬리브를 수직형 바(22)에 차곡차곡 끼워서 쌓는 형태로 적재할 수 있고, 적재가 끝난 수직형 바상의 슬리브를 철사 등으로 한묶음씩 포장할 수 있다.

이러한 적재 유니트(10)의 구조와 작동 관계를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치에서 적재 유니트를 나타내는 사시도이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 적재 유니트(20)는 크게 바퀴를 이용하여 이동가능한 대차 형태의 프레임, 다수 개의 수직형 바를 이용하여 슬리브를 적재하는 턴테이블, 턴테이블의 회전을 위한 모터 및 전동장치로 구성된다.

상기 턴테이블은 실질적으로 슬리브를 적재하는 부분으로서, 원판형의 베이스 플레이트(21)와, 이 베이스 플레이트(21)의 원주방향 가장자리를 따라가면서 일정한 간격으로 설치되는 다수의 수직형 바(22)로 이루어진다.

이때의 각 수직형 바(22)는 베이스 플레이트(21)의 가장자리에 형성되는 닷의 홈부분에 그 하단이 하나씩 끼워져 고정되는 형태로 수직 설치된다.

특히, 베이스 플레이트(21)에 있는 수직형 바(22)의 주변에는 바의 적어도 3면을 둘러싸는 형태로 바와 나란한 수직형 플레이트(27)가 설치되며, 이에 따라 수직형 바(22)에 끼워지는 슬리브는 이때의 수직형 플레이트(27) 내에 수용되면서 그 끼워진 정렬상태가 크게 흐트러지지 않게 된다.

즉, 슬리브가 바에 끼워지면서 밑으로 떨어지는 경우 전후 및 좌우로 크게 흔들릴 수 있는데, 이때 슬리브는 수직형 플레이트에 의해 부딪히면서 어느 정도 일정하게 정렬될 수 있다.

또한, 상기 수직형 바(22)의 일측에는 홀(28)이 형성되어 있어서 슬리브 포장시 길이방향으로 철사나 끝 등을 삽입한 후, 적재된 슬리브를 한묶음으로 용이하게 포장할 수 있다.

이와 같은 턴테이블의 회전을 위하여 프레임(23)의 윗면에는 베어링 하우징(31)이 설치되고, 이렇게 설치되는 베어링 하우징(31)에는 다수의 베어링(24)과 함께 베어링 인서트(25)가 설치되며, 이때의 베어링 인서트(25)는 베이스 플레이트(21)의 저면 중심부에 결합된다.

이에 따라, 베이스 플레이트(21) 및 수직형 바(22)를 포함하는 턴테이블 전체는 베어링 인서트(25)를 회전축으로 하여 회전될 수 있다.

턴테이블의 회전을 위한 구동수단으로서 스텝핑 모터(29)와 전동장치(26)가 구비된다.

상기 스텝핑 모터(29)는 프레임(23)상의 일측에 모터 블럭(30)을 이용하여 설치되며, 상기 전동장치(26)는 베어링 인서트(25)측과 스텝핑 모터(29)의 축에 각각 설치되는 풀리(26a),(26b)와 2개의 풀리 사이에 연결되는 벨트(26c)로 구성될 수 있다.

이에 따라, 스텝핑 모터(29)가 구동하면 벨트 전동에 의해 턴테이블은 일정각도 회전될 수 있으며, 결국 1개의 수직형 바에 대한 슬리브 적재가 완료되면 턴테이블의 회전에 의해 빈 다른 1개의 수직형 바가 검사 유니트(10)의 배출 슈트(13) 위치에 올 수 있다.

또한, 적재 유니트(20)에는 턴테이블의 회전속도(회전각도)를 제어하기 위한 센서(32)가 설치되어 있으며, 이때의 센서 신호에 의해 턴테이블은 정확히 한 피치씩(바와 바와 간의 피치) 회전될 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재장치에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 생산라인에서 생산 완료된 슬리브를 검사 유니트(10)의 제1피더(11)에 올려 놓으면, 제1피더(11) 및 제2피더(14) 이송 중에 제1카메라(12)와 제2카메라(15)에 의해 슬리브의 앞뒤 방향이 측정된다.

앞뒤 방향에 이상이 없으면 측정된 슬리브는 적재 유니트(20)의 수직형 바(22)에 낙하된다.

이때, 센서(17)는 낙하 중인 슬리브를 감지(카운트)하여 MCU로 신호를 주고, 이때의 신호를 받은 MCU는 드라이버를 거쳐 스텝핑 모터(29)에 제어신호를 출력한다.

따라서, 센서(17)를 통해 수량을 확인하여 세팅된 값 만큼(100개의 슬리브) 수직형 바(22)에 적재되면, 스텝핑 모터(29)는 턴테이블을 소정 각도 만큼 회전시켜 다음의 수직형 바(22)가 다시 슬리브를 적재하는 과정을 반복한다.

여기서, 작업자는 수직형 바(22)에 세팅된 값 만큼의 슬리브가 적재되면, 수직형 바(22)에 형성된 홀(28)을 통해 철사 등을 삽입하여 100개의 슬리브를 묶는 포장작업을 완료한다.

이와 같이 본 발명에서는 자동화된 슬리브 검사와 적재 및 포장 장치를 이용 하여 슬리브의 갯수를 지정 갯수 만큼 정의하여 나눈 후, 자동 적재 및 포장할 수 있으므로, 작업 속도를 높일 수 있고 또 인건비를 줄일 수 있는 등 슬리브 검사, 적재, 포장 작업 전반에 걸쳐 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치를 나타내는 평면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치를 나타내는 측면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치에서 적재 유니트의 분해상태를 나타내는 사시도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 검사 및 적재 장치에서 적재 유니트의 조립상태를 나타내는 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 검사 유니트 11 : 제1피더

12 : 제1카메라 13 : 배출 슈트

14 : 제2피더 15 : 제2카메라

16 : 전환 슈트 17 : 센서

18 : 피딩 모터

20 : 적재 유니트 21 : 베이스 플레이트

22 : 수직형 바 23 : 프레임

24 : 베어링 25 : 베어링 인서트

26 : 전동장치 27 : 수직형 플레이트

28 : 홀 29 : 스텝핑 모터

30 : 모터 블럭 31 : 베어링 하우징

32 : 센서

Claims (6)

1. 모터에 의해 구동되는 피더를 따라 진행되는 슬리브의 앞면과 뒷면을 차례로 카메라를 통해 검사한 후 배출하는 검사 유니트(10)와, 상기 검사 유니트(10)에서 배출되는 슬리브를 모터에 의해 회전하는 턴테이블상의 다수의 수직형 바에 끼워서 차곡차곡 적재하는 적재 유니트(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 검사 유니트(10)는 모터에 의해 구동되는 제1피더(11) 및 이 제1피더(11)의 경로상의 상부에 설치되어 슬리브 앞면을 검사하는 제1카메라(12)와, 상기 제1피더(11)와는 높이차를 두고 아래쪽에 나란하게 설치되며 모터에 의해 구동되는 제2피더(14) 및 이 제2피더(14)의 경로상의 상부에 설치되어 슬리브 뒷면을 검사하는 제2카메라(15)와, 상기 제1피더(11)의 후단측과 제2피더(14)의 선단측 사이에 경사지게 연결 설치되어 슬리브를 자동으로 뒤집어지게 하는 전환 슈트(16)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검사 유니트(10)는 제2피더(14)의 배출 슈트(13)상에 설치되어 유니트로부터 배출되는 슬리브의 수량을 카운트하는 센서(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 적재 유니트(20)는 회전가능한 원판형의 베이스 플레이트(21)와, 상기 베이스 플레이트(21)의 원주방향 가장자리를 따라 일정간격으로 배치되어 슬리브를 끼워 적재시킬 수 있는 다수의 수직형 바(22)와, 프레임(23)상에서 다수의 베어링(24)과 함께 설치되어 회전축 역할을 하면서 베이스 플레이트(21)측에 결합되는 베어링 인서트(25)와, 프레임(23)상에 설치되어 베이스 플레이트(21)의 회전을 위한 동력을 제공하는 스텝핑 모터(29) 및 이 스텝핑 모터(29)측과 베어링 인서트(25)측 사이에 연결 설치되는 전동장치(26)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 적재 유니트(20)는 수직형 바(22)의 적어도 3면 둘레에 나란하게 설치되어 슬리브를 가지런하게 정렬시켜주는 수직형 플레이트(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 적재 유니트(20)의 수직형 바(22)에는 적재된 슬리브를 용이하게 포장하기 위하여 길이방향으로 철사나 끈을 삽입할 수 있는 홈(28)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 허브 베어링용 슬리브의 검사 및 적재 장치.

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