KR20170045689A - 금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법 - Google Patents

Abstract

연마봉과 같은 금속봉의 직진도를 교정하기 위한 금속봉의 직진도 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법이 개시된다. 일 실시 예에 있어서, 상기 금속봉 직진도 자동 교정 장비는 장비본체 프레임, 상기 장비본체 프레임에서 금속봉을 회전 가능하게 지지 고정할 수 있도록 구성되는 회전구동 지지 수단, 상기 회전구동 지지수단에 의해 회전되는 상기 금속봉의 회전 각도에 따른 변형 정도에 대해 교정 정보를 취득하기 위한 변형측정 수단, 상기 장비본체 프레임에 간격을 갖고 구비되고 상기 금속봉을 가압하도록 설치되는 교정 수단 및 상기 회전구동 지지 수단, 상기 변형측정 수단 및 상기 교정 수단을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함한다.
다른 실시 예에 있어서, 상기 금속봉 직진도 자동 교정 방법은 교정할 금속봉을 직진도 교정 장치로 자동 또는 수동으로 공급하는 금속봉 공급과정, 회전 가능하게 안착 고정되는 상기 금속봉에 대하여 상기 금속봉의 회전에 따른 소정 포인트별로 변형 정도와 상기 금속봉의 회전각도 정도를 취득하는 교정정보 취득과정, 상기 취득한 교정정보에 근거하여 교정 실린더의 가압을 통하여 상기 금속봉을 교정하는 금속봉 교정과정 및 상기 금속봉 교정과정을 통해 교정된 상기 금속봉을 외부로 배출하는 금속봉 배출과정을 포함한다.

Description

금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법{auto straightening equipments and method for metal rod}

본 명세서에서 개시하는 기술은 금속봉의 직진도 교정 장비 및 금속봉의 직진도 교정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직진성을 요하는 연마봉 등의 금속봉을 회전시켜 얻은 변위 데이터에 근거하여 하나 이상의 포인트에서 선택적으로 또는 동시에 직진도를 교정할 수 있도록 하여 제품의 교정 신뢰성을 확보할 수 있고, 이와 동시에 자동작업 구현으로 작업성과 생산성 향상을 도모할 수 있는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법에 관한 것이다.

최근 산업이 발전함이 따라 자동차, 산업기기, 로봇산업 등에 이동 로드, 축대 등으로 사용되는 샤프트의 정밀도와 강도를 높이기 위한 부품소재 관련 산업이 발전하고 있다. 샤프트의 직진도는 정밀부품의 경우에 중요한 기준 조건이며, 이에 따라 최근 기술개발에 있어서 부품의 직진도를 높일 수 있는 소재 기술 개발, 공정 기술 개발이 진행되고 있다.

연마봉과 같은 금속봉은 기계관련 산업에서 핵심부품이며, 연마봉을 활용하여 얻어지는 축은 유압 실린더, 공압 실린더, LM 샤프트 등에 사용되는 핵심 기계 부품들로 직진도가 중요한 요소이며, 가공공정, 사용 용도 등에 따라 필요한 직진도가 확보되어야 한다. 따라서 연마봉은 정확한 운동 전달 특성과 내구성을 향상시키기 위해 직진도와 경도의 유지가 필요하다.

특히 이러한 연마봉은 선삭가공을 수행하고 나서 연삭공정을 진행하기 전에 경도를 높이기 위해 고주파 열처리 공정을 하게 된다. 그러나 열처리공정 중에 각 면들의 열처리 정도의 차이에 따라 부분적인 응력분포가 발생하고 축이 휘어지게 된다. 따라서 열처리 후 휘어진 연마봉에 대하여 연삭공정의 여유를 최소화하여 생산성을 증대시키기 위해서 직진도 교정 작업을 수행한다.

이러한 교정 작업은 소재의 물성치, 공정변수, 열처리 조건 등 다양한 조건에 따라 교정 작업이 이루어져야 하므로, 교정하는 작업자는 모든 것을 숙지하고 제품에 맞는 교정 작업을 해야 한다. 즉 많은 경험과 지식이 바탕이 되어야 제대로 된 교정 작업을 수행할 수가 있다.

그러나 현재는 교정기에 제품이 투입되는 공정부터 배출되는 공정까지 사람이 교정 작업을 수행하고 있다. 이로 인해 발생하는 휴먼에러에 의해 제품의 불량이 빈번하게 발생하고 있는 상황이며, 제품 하나의 직진도를 검사/교정하는 시간이 전체 제조 공정상에서 많은 부분을 차지하기 때문에 생산성의 한계를 보이고 있는 실정이다.

또한, 사람의 힘으로 40kg이 넘는 소재를 취급해야 하기 때문에 작업자는 항상 산업재해에 노출되어 있는 실정이다. 따라서 가공 전 연마봉 소재의 물성치, 공정 변수, 그리고 열처리 조건 등의 다양한 변화에 따른 직진도 오차를 최소화와 생산성향상, 작업자의 안전을 위하여 연마봉 교정기의 자동화 요구가 증대되고 있다.

교정장치와 관련한 종래의 기술로는 한국등록실용 KR 20-0422068 "센터리스 연마기의 연마봉 자동 로딩 장치", 한국등록특허 KR 10-1475731 "파이프 교정기용 교정롤러의 가도 조정장치" 등이 있다.

본 명세서에서는 종래의 문제점을 해결하기 위한 금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법이 제공한다. 본 발명에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 자동 교정 방법은 직진성을 요하는 다양한 재질과 다양하게 변위된 금속봉을 회전시켜 얻은 변위 데이터에 근거하여 하나 이상의 포인트에서 선택적으로 또는 동시에 직진도를 교정할 수 있도록 하여 제품의 교정 신뢰성을 확보할 수 있고, 자동작업 구현으로 작업성과 생산성 향상을 도모할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 연마봉과 같은 금속봉의 직진도를 교정하기 위한 금속봉의 직진도 자동 교정 장비가 개시된다. 상기 금속봉 직진도 자동 교정 장비는 장비본체 프레임, 상기 장비본체 프레임에서 금속봉을 회전 가능하게 지지 고정할 수 있도록 구성되는 회전구동 지지 수단, 상기 회전구동 지지수단에 의해 회전되는 상기 금속봉의 회전 각도에 따른 변형 정도에 대해 교정 정보를 취득하기 위한 변형측정 수단, 상기 장비본체 프레임에 간격을 갖고 구비되고 상기 금속봉을 가압하도록 설치되는 교정 수단 및 상기 회전구동 지지 수단, 상기 변형측정 수단 및 상기 교정 수단을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함한다.

상기 회전구동 지지 수단은 상기 금속봉의 양단부 측을 회전 가능하게 고정하는 양단측 지지 가이드와 상기 양단측 지지 가이드 중 적어도 하나를 회전 구동시키는 모터 및 상기 양단측 지지 가이드 사이에 구비되고 상기 금속봉이 회전 가능하게 안착되는 하나 이상의 추가 지지 가이드를 포함할 수 있다. 상기 변형측정 수단은 상기 금속봉의 회전각도에 따른 변형 정도를 측정하기 위한 물리적 또는 광학적 수단으로 구성될 수 있다. 상기 교정 수단은 유압 방식의 가압 실린더로 구성될 수 있다. 상기 제어부는 상기 금속봉의 회전각도 및 해당 회전각도에 대응한 포인트별로 측정된 변형 정도의 측정값을 전달받아 상기 해당 회전각도와 포인트에서 상기 가압 실린더를 구동시키도록 구성될 수 있다.

상기 금속봉의 직진도 자동 교정 장비는 교정할 상기 금속봉을 상기 회전구동 지지 수단에 자동 로딩하기 위한 금속봉 자동 로딩 장치 및 교정된 상기 금속봉을 상기 회전구동 지지 수단의 외부로 배출하기 위한 금속봉 자동 배출 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 변형측정 수단은 상기 금속봉에 접촉하면서 상기 금속봉의 변형 정도를 측정하기 위한 인디케이터 및 상기 금속봉의 회전 각도를 측정하기 위한 전자마이크로미터를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 전자마이크로미터에 의한 상기 금속봉의 회전각도의 측정값과 측정된 상기 금속봉의 회전각도 측정값에 대응하는 인디케이터의 변형 정도 측정값을 대응시켜 저장하도록 구성될 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 연마봉과 같은 금속봉의 직진도를 교정하기 위한 금속봉의 직진도 자동 교정 방법이 개시된다. 상기 금속봉 직진도 자동 교정 방법은 교정할 금속봉을 직진도 교정 장치로 자동 또는 수동으로 공급하는 금속봉 공급과정, 회전 가능하게 안착 고정되는 상기 금속봉에 대하여 상기 금속봉의 회전에 따른 소정 포인트별로 변형 정도와 상기 금속봉의 회전각도 정도를 취득하는 교정정보 취득과정, 상기 취득한 교정정보에 근거하여 교정 실린더의 가압을 통하여 상기 금속봉을 교정하는 금속봉 교정과정 및 상기 금속봉 교정과정을 통해 교정된 상기 금속봉을 외부로 배출하는 금속봉 배출과정을 포함한다.

상기 교정정보 취득과정은 상기 금속봉이 1회전 하는 과정에서 하나 이상의 포인트에서 상기 금속봉의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형 정도를 측정한 정보를 얻도록 된다. 상기 교정과정은 상기 교정정보 취득과정에서 얻어진 정보에 기초하여 최대 변형에 해당하는 위치가 교정되도록 상기 교정 실린더로 가압하여 교정할 수 있다.

상기 교정정보 취득과정은 상기 금속봉의 초기 안착된 위치에서의 값을 0으로 설정하고, 이후 1회전 하는 동안 상기 금속봉의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형 정도를 지속적으로 측정한 다음, 어느 회전각도에서 최대 변형인지를 확인한 정보를 저장하도록 된다. 상기 교정정보 취득과정과 금속봉 교정과정은 상기 금속봉의 변형 정도가 소정 직진도 범위 이내가 될 때까지 반복 실행하도록 이루어질 수 있다.

상기 교정과정은 상기 금속봉의 최대 변형 포인트에서 교정을 먼저 실행하거나, 처음 측정한 값에서 포인트별로 변형 정도가 최대인 값들의 회전각 차이가 일정 범위 이하일 경우, 포인트별로 동시 가압을 통한 교정을 실행하도록 이루어질 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장치는 양단에서 금속봉을 회전 가능하게 지지하는 지지가이드와 하나 이상의 포인트에서 변형 변위를 검출하는 변위측정 인디케이터 등을 활용하여 금속봉의 어느 한 부분 또는 여러 부분에 대하여 동시에 금속봉의 직진도를 자동 교정할 수 있다. 이를 통하여 직진 교정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장치는 로딩컨베어와 배출대차를 통하여 금속봉을 자동으로 교정장치에 투입하고, 배출함으로써 작업성과 생산성을 증가시킬 수 있다.

전술한 내용은 이후보다 자세하게 기술되는 사항에 대해 간략화된 형태로 선택적인 개념만을 제공한다. 본 내용은 특허 청구 범위의 주요 특징 또는 필수적 특징을 한정하거나, 특허청구범위의 범위를 제한할 의도로 제공되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비를 옵션 구성을 포함하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비에 포함되는 금속봉 교정 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비의 금속봉 교정 장치의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비의 금속봉 교정 장치의 구성과 동작에 대한 개념을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예의 금속봉 직진도 자동 교정 장비의 변형측정 인디케이터와 금속봉의 회전각도 간의 관계의 일 예시를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법을 보여주는 플로차트이다.

이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고 자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되어지며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막), 영역 및 형상을 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭, 길이, 두께 또는 형상 등은 과장되어 표현될 수도 있다. 일 구성요소가 다른 구성요소 "에 배치" 이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 배치되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소 "에 배치"라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 배치되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소 "에 연결" 이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 연결되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비 및 금속봉의 직진도 자동 교정 방법을 설명한다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비에 대하여 도 1 내지 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비를 옵션 구성을 포함하여 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비에 포함되는 금속봉 교정 장치를 보여주는 도면이다. 도 2의 (a)는 개념도이며, (b)는 실제 제작된 교정 장비의 모습을 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비의 실제 제작된 금속봉 교정 장치의 일부 구성을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속봉의 직진도 자동 교정 장비의 금속봉 교정 장치의 구성과 동작에 대한 개념을 보여주는 도면이다. 도 4의 (a)는 한 포인트에 대한 교정과정을 보여주는 도면이며, (b)는 두 포인트에 대한 교정과정을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 명세서 발명에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비(100)는 장비본체 프레임(110), 회전구동 지지 수단의 하나의 예로서 지지 가이드(120), 변형측정 수단의 하나의 예로서 변형측정 인디케이터(130)와 전자 마이크로미터, 교정 수단의 하나의 예로서 교정 실린더(140) 및 제어부(미도시)를 구비하는 금속봉 자동 교정 장치를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에서, 금속봉 자동 교정 장치는 선택적으로(optionally) 금속봉 자동 배출 장치로서 배출 실린더(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 또 다른 실시 예들에서 금속봉의 직진도 자동 교정 장비는 선택적으로 금속봉 자동 로딩 장치를 더 포함할 수 있다.

금속봉 교정 장치의 장비본체 프레임(110)은 지지 가이드(120), 변형측정 인디케이터(130), 교정 실린더(140) 그리고 선택적으로 배출 실린더를 구비하여 구성되며, 교정할 금속봉(10)의 길이보다 큰 내부 가공 공간을 구비하여 구성될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 장비본체 프레임(110)은 대략 사각 형태의 강철 프레임으로 이루어질 수 있다.

회전구동 지지 수단으로서 지지 가이드(120)는 장비본체 프레임(110)에서 금속봉(10)을 회전 가능하게 지지 고정할 수 있도록 구성된다. 다시 말하면, 지지 가이드(120)는 장비본체 프레임(110)의 내부 가공 공간에서 금속봉(10)을 횡방향으로 지지할 수 있도록 고정 설치되되, 양단부 측에서 금속봉(10)을 회전 가능하게 지지 고정할 수 있는 구성을 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 지지 가이드(120)는 금속봉(10)의 양단부에서 각각 상하 지지하면서 회전 구동하는 한 쌍의 양단측 롤러(또는 양단측 지지 가이드)(121)와 상기 롤러를 회전 구동시키는 모터(122) 및 상기 양단측 롤러 사이에서 하나 이상의 위치에 설치되며 안착되는 금속봉(10)을 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 지지 롤러(추가 지지 가이드)(123)를 포함한다. 양단측 롤러(121)는 하부 측 롤러가 모터(122)의 구동축에 연결되어 회전 구동하게 된다. 다르게는 양단측 롤러(121)는 상부 측 롤러가 모터(122)의 구동축에 연결되어 회전 구동할 수도 있다. 도면에는 양단측 롤러(121) 중 어느 한 롤러가 모터(122)의 구동축에 연결되어 회전 구동하는 경우가 예로서 표현되어 있으나, 다른 한 롤러가 모터(122)의 구동축에 연결되어 회전 구동할 수도 있다.

여기에서, 지지 가이드(120)의 각 롤러(121, 123) 간의 간격은 약 900mm의 간격을 갖는 것이 바람직하며, 이는 교정 실린더(140)에 의한 교정 작업을 효과를 고려한 실험 결과를 통해 얻어진 최적의 수치임을 확인하였다. 이러한 지지 가이드(120)는 교정할 금속봉(10)을 회전시킴과 동시에 회전 가능하게 지지하는 회전구동 지지 수단의 일 예로서, 앞서 언급한 바와 같이 금속봉(10)을 회전시키고, 회전가능하게 안착 고정할 수 있는 구성이라면 이에 한정되는 것은 아니다.

변형측정 수단의 한 예로서 변형측정 인디케이터(130)는 상기 회전구동 지지수단에 의해 회전되는 금속봉(10)의 회전 각도에 따른 변형 정도에 대한 교정 정보를 취득한다. 다시 말하면, 변형측정 인디케이터(130)는 금속봉(10)의 변형 정도를 측정하기 위한 것으로서, 지지 가이드(120) 사이에 하나 이상 또는 복수 설치되는데, 변형측정 인디케이터(130)의 개수는 측정하고자 하는 포인트의 수에 따라 달라질 수 있다. 변형측정 인디케이터(130)는 접점방식으로 동작하도록 구성될 수 있고, 금속봉(10)의 회전 각도와 연동되며, 바람직하게는 금속봉(10)의 하부에서 측정되도록 설치된다.

전자 마이크로미터(미도시)는 엔코더를 포함하며, 양단측의 지지가이드(121)에 의해 회전하는 금속봉에 대한 회전 각도를 측정하여 변형구간을 포지셔닝한다.

이러한 변형측정 인디케이터(130)와 전자 마이크로미터는 변형측정 수단의 일 예이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예의 금속봉 직진도 자동 교정 장비의 변형측정 인디케이터(130)와 금속봉(10)의 회전각도 간의 관계의 일 예시를 나타내는 그래프이다. 도 5의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 어느 회전각도의 어느 위치에서 변형 정도가 어떻게 나타나는지 알 수 있으며, 이러한 변형 정도 측정값은 금속봉(10)의 회전각도와 함께 측정하여 포인트별로 정보를 얻어 제어부(미도시)로 전달 저장된다. 제어부는 전달받은 변형 정도 측정값과 회전각도를 기준값과 비교할 수 있다. 이러한 변형측정 인디케이터(130)는 변형측정 수단의 일 예로, 변형측정 인디케이터(130)와 같은 물리적 구성 외에도 광학적 검출, 초음파 방식 등을 통해 변형 정도를 측정할 수 있는 구성이 채용될 수 있다. 광학적 검출은 예를 들면 비젼방식, 이미지 센싱 방식 등이 사용될 수 있다.

교정 수단의 한 예로서 교정 실린더(140)는 장비본체 프레임(110)에 간격을 갖고 구비되고, 금속봉(10)을 가압하도록 설치된다. 다시 말하면, 교정 실린더(140)는 유압방식의 실린더, 바람직하게는 정밀하게 제어되는 유압방식의 실린더로 구성되는 교정 수단의 일 예로서, 변형측정 인디케이터(130)가 위치되는 측의 대향 대응 측에 설치되는 것이 바람직하며, 제어부의 제어 명령을 통해 제어 구동된다.

제어부(미도시)는 회전구동 지지 수단, 변형측정 수단 및 교정 수단을 제어하도록 구성된다. 제어부(미도시)는 PC로 구성될 수 있는 것으로, 교정할 금속봉(10)의 직경과 롤러의 직경을 고려하여 금속봉(10)의 회전각도 및 해당 회전각도에 대응한 포인트별로 측정된 변형측정 인디케이터(130)와 전자 마이크로미터의 측정값을 전달받아 저장하고, 이후 이에 근거하여 해당 회전각도와 포인트에서 가압실린더를 구동시키도록 제어 명령을 전달한다. 이를 통하여 금속봉(10)의 직진도를 교정할 수 있다.

몇몇 다른 실시 예에서의 배출 실린더(미도시)는 장치본체 프레임(110) 일측에 설치되어 제어부의 명령을 통해 교정이 완료된 금속봉(10)을 외부로 배출시키도록 왕복 작동하는 배출 수단으로서 기능을 수행할 수 있다. 여기에서, 배출 수단으로서의 일 예로 배출 실린더를 설명하고 있지만, 지그(jig) 형태로 구성되어 제어부의 명령에 의해 교정이 완료된 금속봉(10)을 외부로 파지 이동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 몇몇 다른 실시 예의 본 발명에서 개시하는 금속봉(10)의 직진도 자동 교정 장비(100)는 금속봉 자동 로딩 장치를 더 포함할 수 있는데, 금속봉 자동 로딩 장치는 컨베이어 공급 방식 및/또는 지그로봇 공급 방식으로 구성될 수 있다. 여기에서, 금속봉 직진도 자동 교정 장비는 배출 수단인 배출 실린더 측에 수거함이 설치되며, 이 수거함의 금속봉 수용 경로는 경사지게 이루어져 금속봉(10)이 용이하게 수거되도록 구성될 수 있다.

이하 본 발명에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비(100)의 동작을 설명한다.

선택적 구성 장치인 컨베이어 공급 방식 또는 지그로봇 공급 방식으로 구성되는 금속봉 자동 로딩 장치에 의해, 또는 작업자의 수작업에 의해 교정할 금속봉(10)이 지지 가이드(120)에 안착된다. 지지 가이드(120)에 안착되는 금속봉(10)은 회전 가능하게 고정된 상태에서 양단측 지지 롤러(121)에 의해 금속봉(10)을 공압방식 또는 유압방식으로 상하 압박한 상태에서 1회전 시킨다.

이러한 1회전 과정에서 측정하고자 하는 각 포인트에 배치되는 변형측정 인디케이터(130)는 접점 방식으로 금속봉(10)의 굴곡을 따라 변형정도를 측정한다. 이때 회전각도도 함께 측정하여 포인트별로 정보를 얻는다. 구체적으로, 지지 가이드(120)에 금속봉(10)이 놓인 후, 각 포인트에 있는 변형측정 인디케이터(130)를 상승 또는 하강 이동시켜 금속봉(10)과 접촉시킨 후 측정값을 0으로 초기화되도록 설정한다. 이후 금속봉(10)이 1회전하는 과정 동안, 금속봉(10)의 표면에 지속적으로 접하여 변형정도를 측정한다. 이러한 측정된 값은 금속봉(10)의 회전각도와 대응시켜 제어부에 저장한다.

이후 제어부는 교정 실린더(140)를 통해 가압할 포인트를 정한 다음, 해당 포인트와 관련하여 측정 저장된 값을 통하여 금속봉(10)이 몇 도 회전한 경우 최대 변형인지를 확인한 후, 가압할 포인트에서 최대 변형에 해당하는 위치가 교정 실린더(140)를 향하도록 금속봉(10)을 제어한다. 이때 임의의 포인트를 기준으로 먼저 진행할 수도 있고, 바람직하게는 금속봉(10)의 중앙부에 인접한 포인트로부터 진행하는 것이 좋을 수 있다.

제어부는 교정 실린더(140)가 1차 가압된 이후, 금속봉(10)이 1회전 회전되도록 제어하면서 포인트별로 회전각과 변형측정 인디케이터를 통한 변형 정도에 대한 정보를 다시 얻는다. 이를 정보를 통하여 추가로 교정 실린더(140)가 가압할 포인트를 선택한 후 가압하도록 제어한다. 이후, 제어부는 금속봉(10)을 1회전 한 후 다시 포인트별로 회전각과 변형 정도에 대한 정보를 다시 얻고 가압하는 과정을 반복하게 된다.

여기에서, 제어부는 변형 정도가 소정의 범위 내, 예를 들면 기준값 범위 이내에 있는 것으로 판단되는 경우, 그 과정을 종료하고 직진도가 교정된 금속봉(10)을 배출 실린더와 같은 배출 수단을 통해 배출한 후, 다른 교정할 금속봉(10)을 금속봉 자동 로딩 장치나 수작업 등을 통해 로딩하여 전술한 과정을 반복하게 된다. 또한, 제어부는 처음 측정한 값에서 포인트별로 변형 정도가 최대인 값들의 회전각 차이가 일정 범위 이하일 경우, 예를 들어 포인트들 간에 상대 회전각의 차이가 약 5 ~ 약 10도 이하일 경우에는 처음부터 해당 포인트별로 동시 가압을 통한 교정을 진행하게 제어하도록 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법을 보여주는 플로차트이다. 본 발명에서 개시하는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법(200)을 도 6을 참조하여 정리하자면, 금속봉의 직진도 자동 교정 방법(200)은 크게 금속봉 공급과정(210), 교정정보 취득과정(220), 금속봉 교정과정(230) 및 금속봉 배출과정(240)를 포함한다.

금속봉 공급과정(210)에서는 교정할 금속봉(10)을 직진도 교정 장치로 자동 또는 수동으로 공급한다.

교정정보 취득과정(220)에서는 회전 가능하게 안착 고정되는 금속봉(10)에 대하여 소정 포인트별로 변형 정도와 금속봉(10)의 회전각도 정도를 취득한다.

금속봉 교정과정(230)에서는 취득한 교정정보에 근거하여 교정 실린더의 가압을 통하여 금속봉(10)을 교정한다.

여기에서, 교정정보 취득과정(220)에서는 금속봉(10)이 안착 지지된 상태에서 1회전 회전시키고, 1회전 과정에서 하나 이상의 포인트에서 금속봉(10)의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형정도를 측정한 정보를 얻는다. 보다 구체적으로 설명하면, 교정정보 취득과정(220)는 변형측정 수단을 통해 초기 안착된 위치에서의 값을 0으로 설정(예를 들면, 상하이동가능하게 구성되는 변형측정 인디케이터를 접촉시킨 상태에서의 값을 0으로 설정)하고, 이후 1회전 하는 과정 동안 금속봉(10)의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형정도를 지속적으로 측정한 다음, 어느 회전각도에서 최대 변형인지를 확인한 정보를 저장한다.

그런 다음, 금속봉 교정과정(230)는 교정정보 취득과정(220)에서 얻어진 정보에 기초하여 최대 변형에 해당하는 위치가 교정되도록 교정 실린더로 가압하여 교정하게 된다. 이때, 금속봉 교정과정(230)는 임의의 포인트를 기준으로 먼저 진행할 수 있고, 금속봉(10)의 중앙부에 인접한 포인트로부터 진행하는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 교정정보 취득과정(220)과 금속봉 교정과정(230)은 금속봉(10)의 변형 정도가 소정 직진도 범위 이내가 될 때까지 반복 실행되며, 처음 측정한 값에서 포인트별로 변형 정도가 최대인 값들의 회전각 차이가 일정 범위 이하일 경우, 예를 들어 포인트들 간에 상대 회전각의 차이가 약 5 ~ 약 10도 이하일 경우에는 처음부터 해당 포인트별로 동시 가압을 통한 교정을 진행할 수 있다.

금속봉 배출과정(240)은 작업자의 수작업이나 바람직하게는 다양하게 구현가능한, 예를 들면 컨베이어 배출 방식이나 지그로봇 파지 배출 방식 등을 통해 자동 배출될 수 있다.

상기한 본 발명에서 개시한 금속봉 자동 교정 장비 및 금속봉 자동 교정 방법은, 자동차, 산업기기, 로봇산업 등에 이동 로드, 축대 등으로 사용되는 샤프트의 정밀도와 강도를 높이기 위한 부품소재 관련 산업에 이용되는 샤프트, 즉 금속봉의 직진도를 교정하기 위하여 채용될 수 있다.

상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.

10 : 금속봉
100 : 금속봉의 직진도 자동 교정 장비
110 : 장비본체 프레임
120 : 지지 가이드
121 : 양단측 롤러
122 : 모터
130 : 변형측정 인디케이터
140 : 교정 실린더
200 : 금속봉의 직진도 자동 교정 방법
210 : 금속봉 공급과정
220: 교정정보 취득과정
230: 금속봉 교정과정
240: 금속봉 배출과정

Claims (8)

1. 장비본체 프레임;
   상기 장비본체 프레임에서 금속봉을 회전 가능하게 지지 고정할 수 있도록 구성되는 회전구동 지지 수단;
   상기 회전구동 지지수단에 의해 회전되는 상기 금속봉의 회전 각도에 따른 변형 정도에 대한 교정 정보를 취득하기 위한 변형측정 수단;
   상기 장비본체 프레임에 간격을 갖고 구비되고, 상기 금속봉을 가압하도록 설치되는 교정 수단; 및
   상기 회전구동 지지 수단, 상기 변형측정 수단 및 상기 교정 수단을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전구동 지지 수단은 상기 금속봉의 양단부 측을 회전 가능하게 고정하는 양단측 지지 가이드와, 상기 양단측 지지 가이드 중 적어도 하나를 회전 구동시키는 모터, 및 상기 양단측 지지 가이드 사이에 구비되고 상기 금속봉이 회전가능하게 안착되는 하나 이상의 추가 지지 가이드를 포함하고,
   상기 변형측정 수단은 상기 금속봉의 회전각도에 따른 변형 정도를 측정하기 위한 물리적 또는 광학적 수단으로 구성되고,
   상기 교정 수단은 유압 방식의 가압 실린더로 구성되며,
   상기 제어부는 상기 금속봉의 회전각도 및 해당 회전각도에 대응한 포인트별로 측정된 변형 정도의 측정값을 전달받아 상기 해당 회전각도와 포인트에서 상기 가압 실린더를 구동시키도록 구성되는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 금속봉의 직진도 자동 교정 장비는
   교정할 상기 금속봉을 상기 회전구동 지지 수단에 자동 로딩하기 위한 금속봉 자동 로딩 장치 및 교정된 상기 금속봉을 상기 회전구동 지지 수단의 외부로 배출하기 위한 금속봉 자동 배출 장치를 더 포함하는 금속봉의 직진도 자동 교정 장비.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 변형측정 수단은 상기 금속봉에 접촉하면서 상기 금속봉의 변형정도를 측정하기 위한 인디케이터, 및 상기 금속봉의 회전 각도를 측정하기 위한 전자마이크로미터를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 전자마이크로미터에 의한 상기 금속봉의 회전각도의 측정값과 측정된 상기 금속봉의 회전각도 측정값에 대응하는 인디케이터의 변형 정도 측정값을 대응시켜 저장하도록 구성되는 금속봉 직진도 자동 교정 장비.
5. 교정할 금속봉을 직진도 교정 장치로 자동 또는 수동으로 공급하는 금속봉 공급과정;
   회전 가능하게 안착 고정되는 상기 금속봉에 대하여 상기 금속봉의 회전에 따른 소정 포인트별로 변형 정도와 상기 금속봉의 회전각도 정도를 취득하는 교정정보 취득과정;
   상기 취득한 교정정보에 근거하여 교정 실린더의 가압을 통하여 상기 금속봉을 교정하는 금속봉 교정과정; 및
   상기 금속봉 교정과정을 통해 교정된 상기 금속봉을 외부로 배출하는 금속봉 배출과정을 포함하는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 교정정보 취득과정은 상기 금속봉이 1회전 하는 과정에서 하나 이상의 포인트에서 상기 금속봉의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형정도를 측정한 정보를 얻고
   상기 교정과정은 상기 교정정보 취득과정에서 얻어진 정보에 기초하여 최대 변형에 해당하는 위치가 교정되도록 상기 교정 실린더로 가압하여 교정하는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 교정정보 취득과정은 상기 금속봉의 초기 안착된 위치에서의 값을 0으로 설정하고, 이후 1회전 하는 동안 상기 금속봉의 회전각도와 해당 회전각도에서의 변형정도를 지속적으로 측정한 다음, 어느 회전각도에서 최대 변형인지를 확인한 정보를 저장하며,
   상기 교정정보 취득과정과 금속봉 교정과정은 상기 금속봉의 변형 정도가 소정 직진도 범위 이내가 될 때까지 반복 실행하도록 이루어지는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 교정과정은 상기 금속봉의 최대 변형 포인트에서 교정을 먼저 실행하거나, 처음 측정한 값에서 포인트별로 변형 정도가 최대인 값들의 회전각 차이가 일정 범위 이하일 경우, 포인트별로 동시 가압을 통한 교정을 실행하도록 이루어지는 금속봉의 직진도 자동 교정 방법.

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