KR20190004099A - 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법 - Google Patents

나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대; 일 단부에 상기 공구대가 삽입되고, 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부 및 상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛을 제공한다.
본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대와, 일 단부에 상기 공구대가 삽입되고 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부와, 상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부를 포함하는 나사산 검사유닛; 상기 나사산 검사유닛을 회전시키는 동력부; 상기 회전부에 인접하게 배치되어 상기 회전부의 회전을 감지하는 센서부; 상기 나사산 검사유닛과 센서부를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 이송부 및 상기 동력부를 제어하여 상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 제공한다.
또한 본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 설정하는 설정단계; 상기 공구를 이송하여 피검사체의 검사위치에 나사 결합하여 검사하는 검사단계; 상기 검사단계에서 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 감지하는 센싱단계; 상기 설정단계에서 기설정된 데이터와, 상기 센싱단계에서 측정한 데이터를 비교하여 피검사체에 형성된 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 판단하는 비교단계 및 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 사용자에게 알려주는 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 자동으로 나사산의 가공 상태를 검사할 수 있어 신속하고 정확한 검사가 가능하고, 나사산 검사유닛 상에서 공구를 용이하게 교체할 수 있으며, 검사 환경에 따라서 공구의 회전속도, 회전수, 토크의 범위를 선택적으로 설정할 수 있고, 나사산의 정확한 검사로 인하여 조립과정에서 발생하는 2차 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법{DETECTING UNIT FOR SCREW THREAD AND DETECTING DEVICE HAVING THE SAME AND DETECTING METHOD USING THE DETECTING DEVICE}
본 발명은 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법에 관한 것으로서, 나사산이 형성된 피검사체에 결합되어 나사산이 정상 상태 또는 비정상 상태로 가공된 것을 검사하는 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법에 관한 것이다.
기술의 발달로 인하여 대부분의 전자 기기들은 그 크기나 규모가 소형화 되고 있고, 이에 따른 집약된 기술을 보호하기 위해 방진, 방수가 보편화되고 있는 실정이다.
모바일 기기 역시 두께가 얇아지고, 속도는 빨라지고, 디스플레이는 대형화됨에 따라서 넓고 얇은 형상을 가지는 바(bar) 타입의 휴대폰이 널리 보급되고, 방진, 방수 기능이 기본적으로 채용되고 있다.
이렇게 두께가 얇고, 표면적이 넓은 기기들은 충격과 뒤틀림에 취약하여 그 강성의 보완이 요구되고, 충격과 뒤틀림에도 방진, 방수를 유지할 수 있도록 조립오차도 정밀하게 요구되고 있다.
그러나 이러한 기기들은 제조 과정에서 나사산 하나의 불량으로도 조립오차가 허용 공차를 벗어나기 십상이고, 나사산 하나의 불량으로 인해 완성 단계를 앞둔 기기의 조립 불량으로 막대한 손해를 감수해야만 하는 문제점이 있다.
이를 극복하기 위해서 기기의 나사산에 일일이 볼트를 결합하고 분리하는 과정을 반복하면서 작업자가 직접 나사산을 검사하고 있지만, 개개인의 검사 공정에 따라서 공차 범위가 달라질 수 있어 검사 과정이 불규칙하고, 작업 속도가 신속하지 못한데다가 작업자의 피로도가 쉽게 증가하는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 피검사체에 형성된 수나사(외주면에 수나사가 형성된 볼트 포함) 또는 암나사를 포함하는 나사산(내주면에 암나사가 형성된 탭 홀 또는 조립홀 포함)이 정상 상태 또는 비정상 상태로 가공된 것을 사전에 검사할 수 있고, 또한 정확하고 균일한 속도로 검사할 수 있으며, 검사과정에서 나사산의 정상 상태 또는 비정상 상태로 가공된 것을 용이하게 사용자가 인지할 수 있는 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대; 일 단부에 상기 공구대가 삽입되고, 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부 및 상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛을 제공한다.
상기 공구대는 원주방향을 따라서 배치되는 복수개의 파지부재를 포함하고, 상기 파지부재는 일 단부로부터 상기 회전부에 결합되는 타 단부 방향으로 외경이 점차 감소되도록 형성될 수 있다.
복수개의 상기 파지부재들은 각각 일 단부와 타 단부가 지그재그 방향으로 인접한 다른 파지부재들과 연결되어 일체로 구성될 수 있다.
상기 회전부는 일 측에 상기 공구대가 결합되도록 결합홀이 형성된 결합부재와, 상기 결합부재의 타 측에 결합되어 회전력을 상기 결합부재에 전달하는 연결부재와, 상기 결합부재의 타 측에서 상기 연결부재와 나란히 돌출되어 동시에 회전하는 돌출부재를 포함할 수 있다.
상기 회전부는 상기 결합홀과 수직방향으로 연통하고, 상기 결합부재의 외주면 중심을 관통하는 통공이 형성될 수 있다.
또한 본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대와, 일 단부에 상기 공구대가 삽입되고 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부와, 상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부를 포함하는 나사산 검사유닛; 상기 나사산 검사유닛을 회전시키는 동력부; 상기 회전부에 인접하게 배치되어 상기 회전부의 회전을 감지하는 센서부; 상기 나사산 검사유닛과 센서부를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 이송부 및 상기 동력부를 제어하여 상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 제공한다.
상기 센서부는 상기 회전부의 타 단부에 돌출되어 상기 회전부와 일체로 회전하는 돌출부재와, 상기 나사산 검사유닛 또는 상기 나사산 검사유닛을 회전시키는 동력부에 인접하게 결합되는 브라켓과, 상기 브라켓 상에 결합되어 상기 돌출부재의 회전수 또는 회전속도를 측정하는 센서모듈을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 센서모듈로부터 상기 나사산 검사유닛의 회전정보를 전달받아 기설정된 상기 나사산 검사유닛의 회전상태를 비교 또는 판단하며, 상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상이 설정된 범위를 벗어나는 경우 이를 사용자에게 알리는 부저와, 상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 모두가 상기 설정된 범위를 충족하는 경우 점등하는 램프와, 상기 동력부를 통하여 상기 나사산 검사유닛이 회전하는 속도를 설정하는 속도 컨트롤러와, 상기 나사산 검사유닛의 공구가 피검사체를 검사한 횟수를 카운트하여 공구의 교체시기를 알려주는 교체주기 표시패널을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 피검사체에 나사 결합될 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 설정하는 설정단계; 상기 공구를 이송하여 피검사체의 검사위치에 나사 결합하여 검사하는 검사단계; 상기 검사단계에서 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 감지하는 센싱단계; 상기 설정단계에서 기설정된 데이터와, 상기 센싱단계에서 측정한 데이터를 비교하여 피검사체에 형성된 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 판단하는 비교단계 및 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 사용자에게 알려주는 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법을 제공한다.
상기 검사단계는 상기 공구가 회전 가능하도록 결합된 나사산 검사유닛을 피검사체로 이송하는 이송단계를 포함할 수 있다.
상기 비교단계는 상기 센싱단계에서 측정된 데이터를 근거로 상기 공구의 회전속도가 상기 기설정된 데이터의 회전속도 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 속도 판단단계와, 상기 공구의 회전수가 상기 기설정된 데이터의 회전수 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 회전수 판단단계를 포함할 수 있다.
상기 비교단계는 상기 공구와 피검사체가 검사를 위해 결합 공정을 수행한 총 횟수를 카운트하여 상기 공구의 교체시점을 판단하는 공구 교환 시기 판단단계를 포함할 수 있다.
상기 출력단계는 피검사체의 나사산이 정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제1알림단계와, 피검사체의 나사산이 비정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제2알림단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치 및 검사장치를 이용한 검사방법에 따르면,
첫째, 자동으로 나사산의 가공 상태를 검사할 수 있어 신속하고 정확한 검사가 가능하고,
둘째, 나사산 검사유닛 상에서 공구를 용이하게 교체할 수 있으며,
셋째, 검사 환경에 따라서 공구의 회전속도, 회전수, 토크의 범위를 선택적으로 설정할 수 있고,
넷째, 나사산의 정확한 검사로 인하여 조립과정에서 발생하는 2차 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 나사산 검사유닛을 구비한 검사장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치의 나사산 검사유닛을 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 나사산 검사유닛을 분해하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 검사장치를 이용한 검사방법을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들에 대해 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 나사산 검사유닛을 구비한 검사장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 나사산 검사유닛 및 이를 구비한 검사장치의 나사산 검사유닛을 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 나사산 검사유닛을 분해하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 검사장치(100)는 나사산 검사유닛(110)과, 나사산 검사유닛(110)의 회전상태를 감지하는 센서부(120)와, 나사산 검사유닛(110)과 센서부(120)를 이송시키는 이송부(130) 및 나사산 검사유닛(110)의 회전을 제어하는 제어부(140)를 포함한다.
먼저 나사산 검사유닛(110)은 공구대(111)와, 일 측에 결합홀(115)이 형성된 회전부(113) 및 커버부(119)를 포함한다.
이때 피검사체(20)와 공구(10)는 서로 나사 결합되되, 피검사체(20)에 탭 홀 형태로 암나사가 형성되고 공구(10)에 수나사가 마련되어 암나사의 나사산에 결합되면서 검사할 수도 있고, 반대로 피검사체(20)에 수나사가 형성되고 공구(10)에 암나사가 마련되어 수나사의 나사산에 결합되면서 검사하는 구조를 취할 수 있다. 본 실시예에서는 전자인 피검사체(20)에 암나사가 형성되고 공구(10)의 수나사가 결합되어 암나사의 나사산을 검사하는 것을 일 예로 설명한다.
공구대(111)는 피검사체(20)에 형성된 암나사의 가공상태를 검사할 공구(10)가 삽입되고, 공구대(111)에 공구(10)가 결합된 상태로 회전부(113) 상에 결합된다. 공구대(111)는 원주방향을 따라서 배치되는 복수개의 파지부재(112)를 포함하고, 상기 파지부재(112)는 일 단부로부터 상기 회전부(113)에 결합되는 타 단부 방향으로 외경이 점차 감소되도록 형성된다. 그리고 복수개의 파지부재(112)들 내측에 공구(10)가 결합된다. 공구대(111)는 일 단부와 타 단부가 각각 서로 지그재그 방향으로 파지부재(112)들을 연결하고 있기 때문에 공구대(111)의 외부에서 공구방향으로 가압하는 경우 공구(10)의 외주면을 가압하면서 파지하게 된다. 또한 공구대(111)는 일 단부에서 타 단부 방향으로 그 외경이 감소하기 때문에 회전부(113) 내부에 삽입되면서 공구(10)를 가압하는 구조를 갖는다.
여기서 공구(10)의 외주면에는 공구대(111)의 내주면과 마찰이 증대되도록 너링가공 되거나, 또는 복수개의 돌기가 형성될 수 있다. 또한 공구(10)가 피검사체(20)의 암나사에 삽입되는 부분에는 적어도 5 산 내지 8산 범위의 나사산이 형성된다.
회전부(113)는 일 측에 공구대(111)가 결합되도록 결합홀(115)이 형성된 결합부재(114)와, 타 측에서 회전력을 결합부재(114)에 전달하는 연결부재(117)를 포함한다.
결합부재(114)는 외주면 중심을 관통하는 통공(116)이 형성되고, 통공(116)과 결합홀(115)은 서로 수직방향으로 연통하도록 형성된다.
그리고 결합부재(114)와 연결부재(117)는 일체로 회전이 이루어지며, 연결부재(117)의 일 단부는 결합부재(114) 내부에 삽입되어 통공(116) 상에 노출된다. 이때 공구(10)는 파지부재(112)와 결합된 상태로 결합홀(115)에 삽입되면서 연결부재(117)의 일 단부에 접촉함으로써 공구(10)의 결합 정도가 제한된다. 또한 공구대(111)와 공구(10)가 결합된 결합체는 공구(10)를 교체하는 과정에서 통공(116)에 별도의 탈거 공구를 삽입하여 공구대(111)를 탈거 방향으로 가압함으로서 교체가 용이해진다.
커버부(119)는 공구(10)가 공구대(111)에 결합된 결합체를 회전부(113) 상에 고정시키는 기능을 가진다. 공구(10)를 교체하는 경우에는 커버부(119)를 일부 또는 전부 개방하여 공구(10)와 공구대(111)의 결합체를 탈거한 후 공구(10)를 교환할 수 있다. 또한 커버부(119)의 외주면에는 커버부(119)의 회전에 마찰력을 제공하고자 너링가공 되거나, 또는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.
여기서 공구(10)는 선단에 수나사가 형성된 볼트 형상을 일 예로 설명하며, 내주면에 암나사가 형성된 너트를 결합할 수도 있다.
이렇게 나사산 검사유닛(110)은 공구(10)를 파지하는 공구대(111)를 분리하여 공구(10)의 교체주기에 맞추어 분리 및 조립이 용이하고, 사용자가 피검사체(20)와 공구(10) 사이에서 공구(10)가 회전하는 상태, 즉 회전수(량), 토크, 회전방향, 회전속도 등을 확인할 수 있는 효과가 있다. 또한 나사산 검사유닛(110)은 연결부재(117)를 통하여 공구(10)의 결합 깊이를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 동력부(131)는 나사산 검사유닛(110)을 회전시켜 검사에 필요한 동력을 제공한다. 동력부(131)의 일 단부는 연결부재(117)를 파지할 수 있도록 척이 구비되고, 연결부재(117)는 척에 결합되는 구조나 형상에 따라서 다양한 형상으로 적용할 수 있다. 또한 동력부(131)는 나사산 검사유닛(110)의 회전방향을 정방향과 역방향으로 제어하고, 동력부(131)의 동력 전원을 인가하는 제어스위치들(미도시)이 구비될 수 있다. 물론 제어스위치는 작업자 또는 검사자의 작업 편의를 위해 제어부(140)에 구비되거나 발판 스위치로 적용될 수도 있다.
그리고 센서부(120)는 나사산 검사유닛(110)의 측방향에 인접하게 배치되어 회전부(113)의 회전 상태를 감지한다.
센서부(120)는 회전부(113)의 타 단부에 구비된 돌출부재(121)와, 나사산 검사유닛(110) 또는 나사산 검사유닛(110)을 회전시키는 동력부에 결합되는 브라켓(122)과, 브라켓(122) 상에 구비되어 나사산 검사유닛(110)의 회전상태를 감지하는 센서모듈(123)을 포함한다.
돌출부재(121)는 회전부(113)의 타 단부에서 연결부재(117)와 인접하게 일체로 돌출되어 회전부(113)와 동시에 회전한다. 이때 돌출부재(121)는 회전부(113)와 일체로 회전하면서 적어도 1회전에 1회는 센서모듈(123)에 회전부(113)가 회전하는 신호를 전달하게 된다. 도면에서는 돌출부재(121)가 센서모듈(123)과 기계적으로 접촉하지 않고 설정된 감지거리 내에서 돌출부재(121)가 근접하면 검출하는 무접점 방식으로 도시되었으나, 서로 접촉하여 마찰에 의한 신호를 전달하는 접점방식으로 적용될 수도 있다.
브라켓(122)은 대략 ‘ㄷ’자 형상으로 절곡된 형상을 가지고, 동력부(131)의 단부에 결합된다. 브라켓(122)의 상부는 동력부에 결합되고, 하부는 연결부재(117)가 편심회전 하는 것을 방지하도록 안내하는 구조를 갖는다. 이때 브라켓(122)의 하부는 연결부재(117)와 접촉하지 않도록 구성되는 것이 바람직하나, 서로 접촉하는 구조로 적용될 수도 있다. 이렇게 브라켓(122)의 하부에서 연결부재(117)가 안내되는 부분에 인접하게는 센서모듈(123)이 결합된다.
센서모듈(123)은 돌출부재(121)의 회전속도, 회전수, 또는 토크를 측정하여 제어부(140)로 측정된 데이터를 전송한다. 그러면 제어부(140)가 회전부(113)의 회전상태 또는 회전정보를 판단하게 된다. 물론 나사산 검사유닛(110)의 회전 토크는 동력부(131)에서 제어할 수도 있다.
여기서 센서모듈(123)은 위치센서 혹은 변위(變位)센서의 일종으로 돌출부재(121)가 접근해 왔을 때의 위치를 검출하는 기능을 가지는 근접센서가 적용되는 것이 바람직하다.
그리고 이송부(130)는 일 단부가 브라켓(122) 상에 결합되고, 타 단부가 제어부(140)에 결합되어 나사산 검사유닛(110)과 센서부(120)를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 기능을 제공한다.
이송부(130)는 복수의 관절로 구성되어 수평방향으로 다단 절곡되면서 x축 또는 y축으로 이송할 수 있다. 또한 이송부(130)의 타 단부는 제어부(140) 상에 수직방향으로 구비된 축(132)을 기준으로 z축 방향으로 왕복 이송이 가능하게 마련된다. 따라서 나사산 검사유닛(110), 동력부(131), 센서부(120)는 이송부(130)를 통하여 x, y, z 축으로 평행이동이 가능하고, 무엇보다도 공구(10)는 항시 피검사체(20)와 수직방향을 유지할 수 있도록 이송할 수 있는 이점이 있다.
마지막으로, 제어부(140)는 나사산 검사유닛(110)의 기설정된 회전정보와 센서모듈(123)로부터 나사산 검사유닛(110)의 회전정보를 전달받아 비교 또는 판단하고, 이를 사용자에게 알리거나 작동을 중지시키는 기능을 한다.
이를 위해서 제어부(140)는 부저(141)와, 램프(142)와, 속도 컨트롤러(143)와, 교체주기 표시패널(144)을 포함한다.
부저(141)는 나사산 검사유닛(110)의 회전상태를 판단하여 회전속도, 회전수, 토크 중 적어도 하나 이상이 설정된 범위를 벗어나는 경우(비정상) 이를 청각적으로 사용자에게 알리는 기능을 선택적으로 제공한다. 물론 이에 부가적으로 사용자가 시각적으로 감지할 수 있도록 부저(141)와 함께 램프(142)가 점등될 수도 있다.
또한 램프(142)는 나사산 검사유닛(110)의 회전속도, 토크, 회전수가 모두 설정된 범위를 충족하는 경우(정상) 점등하도록 제어될 수 있다.
여기서 나사산 검사유닛(110)의 회전속도, 회전수, 토크가 설정된 범위를 벗어나거나 충족하는 경우에 따라서 램프(142)가 점등되는 색상은 각각 서로 다르게 점등될 수 있다. 예컨대, 설정된 범위를 벗어나는 경우(비정상(Low, High))는 나사산의 불량을 나타내는 적색이 점등되고, 설정된 범위를 충족하는 경우(정상(Go))는 정상 가공상태를 나타내는 녹색(또는 청색)이 점등될 수 있다. 여기서 본 실시예의 회전수에 따른 나사산 검사유닛(110)의 가공상태는 아래 표1을 통하여 정상과 비정상 상태를 나타낼 수 있다.
가공상태 비정상(Low) 정상(Go) 비정상(High)
회전수 5회 미만 5~6회 6회 초과
출력 적색램프 점등 및 부저 울림 녹색램프 점등 적색램프 점등 및 부저 울림
또한 속도 컨트롤러(143)는 동력부(131)를 통하여 나사산 검사유닛(110)이 회전하는 속도를 설정한다. 속도 컨트롤러(143)는 나사산 검사유닛(110)이 회전에 필요한 회전속도에 따라서 단계적으로 설정이 가능한 가변저항볼륨 스위치가 적용되거나, 또는 필요한 회전속도를 정확하게 입력하거나 나타내주는 디스플레이(145) 방식으로 적용될 수 있다. 여기서 가변저항볼륨 스위치 방식의 경우에는 회전속도의 미세조정이 가능하다. 예컨대 가변저항볼륨 스위치 방식의 경우 단계적 회전에 대한 스위치의 회전 단위를 보다 세분화 하여 정밀하게 회전하도록 설정하거나, 또는 디스플레이 방식의 경우에는 정수로 설정된 속도단위뿐만 아니라 소수점 이하의 속도단위(예컨대 rpm 단위)로 설정할 수도 있다.
교체주기 표시패널(144)은 나사산 검사유닛(110)의 공구(10)가 피검사체(20)를 검사한 횟수를 카운트하여 공구(10)의 교체시기를 알려준다. 예컨대 공구(10)의 설정된 검사횟수가 100회라면, 나사산 검사유닛(110)이 정회전과 역회전을 반복해서 각각 100회 측정된 시점에서 공구(10)의 교체를 요구하는 알림이 나타난다. 물론 이때 사용자는 공구(10)를 교체할 수도 있고, 공구(10)의 종류에 따라서 공구(10)의 교체주기를 변경할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 검사장치를 이용한 검사방법을 나타내는 블록도이다. 이하에서 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 검사장치를 이용한 검사방법(S100)은 공구(10)의 회전 데이터를 설정하는 설정단계(S110)와, 나사산 검사유닛(110)이 피검사체(20)와 나사 결합되는 검사단계(S120)와, 공구(10)의 회전상태를 감지하는 센싱단계(S130)와, 설정단계(S110)에서 기설정된 데이터와 센싱단계(S130)에서 측정한 데이터를 비교하는 비교단계(S140) 및 나사산의 가공상태를 사용자에게 알려주는 출력단계(S150)를 포함한다.
먼저 설정단계(S110)는 제어부(140)를 통하여 나사산 검사유닛(110)의 회전속도, 회전수, 토크를 설정한다. 보다 바람직하게는 설정단계(S110)에서 나사산 검사유닛(110)의 회전속도와 회전수는 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 또한 회전수는 5~6회로 설정되는 것이 바람직하며, 나사산의 형상이나 깊이에 따라서 가변적으로 설정된다.
검사단계(S120)는 공구(10)를 피검사체(20)에 형성된 암나사에 결합하면서 전원이 인가되어 검사가 이루어진다.
이를 위해서 검사단계(S120)는 공구(10)가 회전 가능하도록 결합된 나사산 검사유닛(110)을 피검사체(20)로 이송하는 이송단계(S121)를 포함한다. 이송단계(S121)에서 사용자는 이송부(130)를 이용하여 동력부(131)를 파지하고 나사산 검사유닛(110)을 피검사체(20)의 위치에 정렬되도록 이송한 후 검사를 할 수 있다. 이때 검사과정에서는 공구(10)의 정회전 또는 역회전에 따른 회전수와 회전속도 및 토크 검사가 이루어지며, 공구(10)의 역회전에 대해서는 검사과정이 선택적으로 생략될 수 있다.
센싱단계(S130)는 검사단계(S120)에서 나사산 검사유닛(110) 또는 공구(10)의 회전상태를 측정한다. 센싱단계(S130)는 공구(10)가 회전하는 속도, 회전수 또는 토크를 측정하여 측정된 데이터를 제어부(140)로 전송한다.
비교단계(S140)는 설정단계(S110)에서 기설정된 데이터와, 센싱단계(S130)에서 측정한 데이터를 비교하여 피검사체(20)에 형성된 나사산의 가공상태가 정상 또는 비정상인지를 판단한다.
그리고 비교단계(S140)는 센싱단계(S130)에서 측정된 데이터를 근거로 공구(10)의 회전속도가 기설정된 데이터의 회전속도 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 속도 판단단계(S141)와, 공구(10)의 회전수가 기설정된 데이터의 회전수 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 회전수 판단단계(S142)를 포함한다.
예컨대 정상가공은 기설정된 속도범위에서 설정된 회전수로 각각 정회전과 역회전으로 회전하면 되고, 반대로 비정상가공은 기설정된 속도범위를 벗어나도록 회전하거나, 기설정된 속도범위에서도 회전방향에 따른 기설정된 회전수를 달성하지 못하는 경우에 해당된다. 기설정된 회전수를 초과하면 나사산이 설정범위 이상을 초과하여 형성되거나 파손된 경우이고, 기설정된 회전수에 못미치면 나사산이 설정범위 이하로 형성되거나 파손된 경우에 해당될 수 있기 때문에 불량으로 판단한다.
또한 비교단계는 공구(10)와 피검사체(20)가 검사를 위해 결합 공정을 수행한 총 검사 횟수를 카운트하여 공구(10)의 교체시점을 판단하는 공구 교환 시기 판단단계(S143)를 포함한다. 공구 교환 시기 판단단계(S143)는 센싱단계(S130)에서 공구(10)의 회전수를 측정하여 기설정된 검사횟수에 다다른 경우 교체주기 표시패널(144)을 통하여 공구(10)의 교체시점을 알려줄 수 있다.
출력단계(S150)는 나사산이 가공된 상태를 사용자에게 알려준다. 예컨대 부저(141)나 램프(142) 또는 별도의 디스플레이(145)를 통하여 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 시각적 또는 청각적으로 출력하여 알려주거나, 공구(10)의 교체주기에 대한 알림을 출력할 수 있다.
출력단계(S150)는 피검사체(20)의 나사산이 정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제1알림단계(S151)와, 피검사체(20)의 나사산이 비정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제2알림단계(S152)를 포함한다.
여기서 제1알림단계(S151)와 제2알림단계(S152)는 동일 구성을 통하여 서로 다른 소리나 색상으로 사용자에게 알려줄 수 있고, 또한 서로 다른 구성을 통하여 사용자에게 알려줄 수도 있다.
예컨대 제1알림단계(S151)는 피검사체(20)에 형성된 나사산이 정상적으로 가공되었다는 것을 부저(141) 또는 램프(142)를 통해 알려줄 수 있고, 제2알림단계(S152)는 피검사체(20)에 형성된 나사산이 비정상적으로 가공되었다는 것을 부저(141) 또는 램프(142)를 통해 알려줄 수 있다. 물론 정상 또는 비정상가공 상태를 디스플레이(145)에 별도로 나타낼 수도 있다.
따라서 본 발명에 따른 나사산 검사유닛(110) 및 이를 구비한 검사장치(100) 및 검사장치를 이용한 검사방법(S100)에 따르면 나사산 검사유닛(110)의 공구(10) 교체가 용이하고, 피검사체(20)에 형성된 나사산의 정상 또는 비정상 상태를 신속 정확하게 측정할 수 있고, 피검사체(20)의 나사산 상태가 불량인 경우 사용자가 피검사체(20)를 별도 분리하여 차후 조립과정에서 조립불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 검사장치
110 : 나사산 검사유닛
120 : 센서부
130 : 이송부
140 : 제어부

Claims (12)

  1. 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대;
    일 단부에 상기 공구대가 삽입되고, 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부 및
    상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공구대는,
    원주방향을 따라서 배치되는 복수개의 파지부재를 포함하고, 상기 파지부재는 일 단부로부터 상기 회전부에 결합되는 타 단부 방향으로 외경이 점차 감소되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    복수개의 상기 파지부재들은 각각 일 단부와 타 단부가 지그재그 방향으로 인접한 다른 파지부재들과 연결되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전부는,
    일 측에 상기 공구대가 결합되도록 결합홀이 형성된 결합부재와,
    상기 결합부재의 타 측에 결합되어 회전력을 상기 결합부재에 전달하는 연결부재와,
    상기 결합부재의 타 측에서 상기 연결부재와 나란히 돌출되어 동시에 회전하는 돌출부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 결합홀과 수직방향으로 연통하고, 상기 결합부재의 외주면 중심을 관통하는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 나사산 검사유닛.
  6. 피검사체에 나사 결합될 공구가 결합되는 공구대와, 일 단부에 상기 공구대가 삽입되고 외부로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전부와, 상기 회전부 상에 결합되어 상기 공구대를 선택적으로 고정시키는 커버부를 포함하는 나사산 검사유닛;
    상기 나사산 검사유닛을 회전시키는 동력부;
    상기 회전부에 인접하게 배치되어 상기 회전부의 회전을 감지하는 센서부;
    상기 나사산 검사유닛과 센서부를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 이송부 및
    상기 동력부를 제어하여 상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 회전부의 타 단부에 돌출되어 상기 회전부와 일체로 회전하는 돌출부재와,
    상기 나사산 검사유닛 또는 상기 나사산 검사유닛을 회전시키는 동력부에 인접하게 결합되는 브라켓과,
    상기 브라켓 상에 결합되어 상기 돌출부재의 회전수 또는 회전속도를 측정하는 센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서모듈로부터 상기 나사산 검사유닛의 회전정보를 전달받아 기설정된 상기 나사산 검사유닛의 회전상태를 비교 또는 판단하며,
    상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상이 설정된 범위를 벗어나는 경우 이를 사용자에게 알리는 부저와,
    상기 나사산 검사유닛의 회전속도, 토크, 회전수 모두가 상기 설정된 범위를 충족하는 경우 점등하는 램프와,
    상기 동력부를 통하여 상기 나사산 검사유닛이 회전하는 속도를 설정하는 속도 컨트롤러와,
    상기 나사산 검사유닛의 공구가 피검사체를 검사한 횟수를 카운트하여 공구의 교체시기를 알려주는 교체주기 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  9. 피검사체에 나사 결합될 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 설정하는 설정단계;
    상기 공구를 이송하여 피검사체의 검사위치에 나사 결합하여 검사하는 검사단계;
    상기 검사단계에서 공구의 회전속도, 토크, 회전수 중 적어도 하나 이상을 감지하는 센싱단계;
    상기 설정단계에서 기설정된 데이터와, 상기 센싱단계에서 측정한 데이터를 비교하여 피검사체에 형성된 나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 판단하는 비교단계 및
    나사산의 정상가공 또는 비정상가공 상태를 사용자에게 알려주는 출력단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 검사단계는,
    상기 공구가 회전 가능하도록 결합된 나사산 검사유닛을 피검사체로 이송하는 이송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 비교단계는,
    상기 센싱단계에서 측정된 데이터를 근거로 상기 공구의 회전속도가 상기 기설정된 데이터의 회전속도 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 속도 판단단계와,
    상기 공구의 회전수가 상기 기설정된 데이터의 회전수 범위를 벗어나는 경우 나사산의 비정상 가공 상태로 판단하는 회전수 판단단계와,
    상기 공구와 피검사체가 검사를 위해 결합 공정을 수행한 총 횟수를 카운트하여 상기 공구의 교체시점을 판단하는 공구 교환 시기 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 출력단계는,
    피검사체의 나사산이 정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제1알림단계와,
    피검사체의 나사산이 비정상 가공된 경우 사용자에게 시각 또는 청각적으로 알려주는 제2알림단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치를 이용한 검사방법.
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