KR20190080550A - 자동화 탈자시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동화 탈자시스템에 관한 것으로, 탈자기 몸체; 상기 탈자기 몸체의 양측에 컨베이어벨트로 구비되는 투입부 및 배출부; 상기 투입부 및 배출부 사이에 구비되는 이송부; 상기 투입부에 구비되며, 부품의 자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제1 실린더부; 상기 배출부에 구비되며, 부품의 잔류자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제2 실린더부; 상기 이송부의 중심에 위치하며, 상기 이송부로부터 이송된 부품의 탈자를 진행하고 터널형으로 구비되는 탈자부 및 상기 탈자기 몸체 일측에 구비되며, 상기 제1 및 제2 실린더부로부터 측정된 부품의 자기를 모니터링하는 측정부를 포함하고, 상기 측정부는, 상기 제2 실린더로부터 측정된 부품의 잔류자기를 허용 기준과 비교하여 양불판정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동화 탈자시스템을 제공할 수 있다.

Description

자동화 탈자시스템 {automated Demagnetization system}

본 발명은 자동화 탈자시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈자량 검사를 자동화시켜 품질의 정확도를 향상시키고, 잔류자기 검출의 데이터화를 통해 부품의 수명을 증대시키는 자동화 탈자시스템에 관한 것이다.

종래의 탈자기는 가공 및 기타 작업에 의해 자력이 생긴 소재의 공작물 표면의 잔류자기를 제거하는 기구로써 각각의 원자의 자극 방향이 일정하지 않도록 외부에서 자기장을 걸어주는 방식으로 제작되어 왔다.

부품에 잔류자기가 남아있다면 주변의 금속입자 등이 부품에 달라붙어 부품의 마멸과 파손을 초래하게 된다.

특히 베어링과 같은 회전하는 요소부품의 경우 수명단축 및 품질 저하에 영향을 받는다.

종래의 탈자기의 경우 잔류 자기량을 전수조사 할 수 있는 시스템이 없어 샘플링 방식을 적용하여 품질관리를 수행하기 때문에 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있었다.

또한, 자기량을 측정하는 기술이 결합되지 않아 가공물의 잔류자기량을 수시로 검출할 수 없고, 데이터화 하여 관리하는 기술이 부족하다.

이에 따라 양질의 부품을 생산하는 것에 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 자동화 탈자시스템에 관한 것으로, 구체적으로 탈자량 검사를 자동화시켜 품질의 정확도를 향상시키고, 잔류자기 검출의 데이터화를 통해 부품의 수명을 증대시키는 자동화 탈자시스템에 관한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 자동화 탈자시스템에 있어서, 탈자기 몸체; 상기 탈자기 몸체의 양측에 컨베이어벨트로 구비되는 투입부 및 배출부; 상기 투입부 및 배출부 사이에 구비되는 이송부; 상기 투입부에 구비되며, 부품의 자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제1 실린더부; 상기 배출부에 구비되며, 부품의 잔류자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제2 실린더부; 상기 이송부의 중심에 위치하며, 상기 이송부로부터 이송된 부품의 탈자를 진행하고 터널형으로 구비되는 탈자부 및 상기 탈자기 몸체 일측에 구비되며, 상기 제1 및 제2 실린더부로부터 측정된 부품의 자기를 모니터링하는 측정부를 포함하고, 상기 측정부는, 상기 제2 실린더로부터 측정된 부품의 잔류자기를 허용 기준과 비교하여 양불판정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부는, HMI 프로그램을 이용해 가우스 값을 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자동화 탈자시스템은, 상기 탈자기 몸체 일측에 구비되는 컨트롤 박스를 더 포함하고, 상기 컨트롤 박스는, 상기 탈자부를 온오프할 수 있는 전원부;

상기 탈자부 내부가 해당온도까지 올라가면 작동을 멈추도록 설정되는 온도조절부; 상기 탈자부의 작동 시간을 조정하는 타이머 및 상기 탈자부의 결함이나 이상이 감지될 경우 알림을 주는 알림부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈자부는 일측에 구비되어 열을 식혀주는 적어도 하나이상의 냉각팬을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 알림부는, 알림이 울리면 끄는 역할을 수행하는 알림스위치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자동화 탈자시스템은, 상기 측정부의 양불판정에 따라 불량 부품이 구분되어 배출될 수 있도록 하는 불량피드백부를 더 포함하고, 상기 불량피드백부는, 상기 측정부로부터 불량으로 판정된 부품을 일측으로 밀어주는 불량배출부 및 상기 불량배출부에 의해 이송된 부품을 상기 투입부로 이송시켜주는 불량이송부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 불량배출부는, 상기 배출부의 일측에 구비되며, 상기 이송부로부터 부품이 이송되는 속도를 설정하여 상기 측정부와 연동되어 불량으로 판정된 부품을 상기 불량이송부로 밀어내는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 자동화 탈자시스템은 기술적 측면으로 바라볼 때, 탈자량 검사를 자동화함으로써 품질의 정확도를 높일 수 있고,

보다 정확한 잔류자기 제거 및 제품의 수명 향상에 효율적이다.

경제적 측면에서 바라볼 때, 정형화된 고가의 외산 제품의 국산화를 통한 대체 효과 및 잔류 자기량 측정관리를 통한 공작물의 품질향상, 이윤창출 제품의 완성도를 높여 고객만족도를 향상시킬 수 있다.

베어링 생산 고정뿐만 아니라 다양한 자동화 가공 공정에 활용될 수 있다.

또한, 모니터링을 가시적으로 할 수 있어 공정관리, 품질관리 등에 능통할 수 있다.

또한, 탈자가 덜 된 부품을 복수 회 탈자를 진행할 수 있는 자동화 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 탈자시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 탈자시스템 제공방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동화 탈자시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 탈자시스템에 대한 인증기관 결과보고서이다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 탈자시스템은 몸체(100), 투입부(110), 배출부(120), 이송부(130), 제1 실린더부(140), 제2 실린더부(150), 탈자부(200), 측정부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

자동화 탈자시스템은 베어링과 같은 부품 공정과정이 끝난 후에 잔류자기를 제거시킬 수 있도록 사용하는 시스템이다.

여기서 탈자시스템은 부품에 잔류자기가 남아 있을 경우 주변 금속 입자의 부품에 달라 붙어 부품의 마멸과 파손을 초래할 수 있는 것을 방지 할 수 있다.

구체적으로, 이하에서 각 구성에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면 몸체(100)는 직육면체 형상으로 이루어 질 수 있으며, 중심이 관통된 형상으로 구비될 수 있다.

그러나 이에 한정하지 않으며, 탈자시스템을 이용하는 데 있어서, 불편함이 없는 형태면 충분하다.

투입부(110) 및 배출부(120)는 동일선상의 컨베이어 벨트로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 설명하기 쉽도록 부품이 투입되는 방향을 투입부(110), 탈자를 거친 부품이 배출되는 방향을 배출부(120)로 나누어 설명한다.

다음으로, 이송부(130)는 투입부(110)와 배출부(120)의 사이에 구비되며, 컨베이어 벨트와 동일선상에 구성될 수 있다.

이송부(130)는 몸체(100)의 중심이 관통된 부분을 지나가는 컨베이어 벨트일 수 있다.

즉, 이송부(130)는 부품이 투입부(110)를 지난 직후부분과 배출부(120)로 부품이 배출되기 직전부분이 될 수 있다.

제1 실린더부(140)는 투입부(110)와 이송부(130) 사이의 몸체(100) 일측에 구비될 수 있다.

제1 실린더부(140) 하측에는 홀센서가 구비될 수 있으며, 실린더를 이용해 홀센서의 위치를 조정할 수 있다.

즉, 부품의 크기에 따라 제1 실린더부(140)의 높이가 조절되어 홀센서를 이용해 자기를 측정할 수 있다.

여기서 홀센서는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아내는 것으로, 본 발명에서는 부품의 자기를 측정할 수 있다.

제1 실린더부(140)는 측정부(300)와 연동되어 홀센서로 측정된 부품의 자기를 가우스 값으로 모니터링 할 수 있다.

제2 실린더부(150)는 제1 실린더부(140)와 마찬가지로 하측에 홀센서를 구비할 수 있다.

즉, 제2 실린더부(150)도 부품의 자기를 측정할 수 있다.

그러나 제1 실린더부(140)와 차이는 탈자부(200)를 거친 부품의 잔류자기를 측정하는 것이다.

그러나 측정하는 방식은 제1 실린더부(140)와 같으며, 측정부(300)와 연동되어 홀센서로 측정된 부품의 잔류자기를 가우스 값으로 모니터링 할 수 있다.

다음으로 탈자부(200)는 본 발명에서 가장 핵심 구성일 수 있으며, 몸체(100)의 관통된 중심부에 구비될 수 있다.

탈자는 착자의 반대말로 착자를 해서 자력을 갖게 하여 영구자석이 되는 것으로부터 자력을 제거하는 것이다.

즉, 자력으로 인해 고장나거나 서로 인력이 작용하여 마멸되는 것을 방지하고 싶을 때 자력을 없애서 고장을 방지하고 수명을 장기화 시킬 때 사용된다.

탈자부(200)는 이송부(130)로부터 이송된 부품의 자기를 제거하는 구성으로 터널형태의 구조로 이루어질 수 있다.

탈자부(200)가 터널형태로 구비되면 내부에 구비된 탈자코일을 이용하여 부품의 자기를 제거할 수 있고, 3면을 동시에 탈자를 진행할 수 있어 시간적으로도 합리적이다.

탈자방법은 다양한데 본 발명에서는 탈자코일에 의해 콘덴서에 충전한 전하를 흐르게 하여 공진자장을 발생시켜 자장을 반전시키는 것으로 탈자시키며, 이때 중요한 점은 처음에 자기장을 세게 걸어주고 갈수록 약하게 걸어주면서 해야 효율적으로 탈자가 될 수 있다.

여기서, 탈자코일은 탈자를 하기 위하여 사용되는 전류가 통하는 도선의 코일을 말한다.

다음으로 측정부(300)는 도 1에서 살펴보면 상단에 구비될 수 있으며 이는 한정하지 않고 사용자의 눈높이 맞는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 측정부(300)는 제1 및 제2 실린더부(150)를 통해 측정된 부품의 자기를 가시적으로 확인할 수 있는 구성이다.

즉, HMI프로그램을 적용하여 가우스화 된 측정 값을 사용자가 직접 가시적으로 확인하여 부품의 자기 정도를 확인 할 수 있다.

이렇게 자기 정도를 가시적으로 확인함으로써 공정관리 또는 품질관리를 동시에 할 수 있어 합리적인 방법으로 부품을 관리 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 측정부(300)는 제1 실린터로부터 측정된 탈자 전 부품의 자기값과 제2 실린더부(150)로부터 측정된 탈자 후 값을 비교할 수 있도록 가시화할 수 있으며, 동시에 부품의 자기 허용 기준값을 설정해두어 비교하여 양불판정을 가시적으로 확인 할 수 있다.

다음으로 자동화 탈자시스템은 몸체(100) 일측에 구비되는 컨트롤 박스를 더 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 컨트롤 박스는 자동화 탈자시스템을 전반적으로 제어할 수 있는 부분이다.

즉, 탈자부(200)를 온오프할 수 있는 전원부, 탈자부(200) 내부가 해당온도까지 올라가면 작동을 멈추도록 설정되는 온도조절부, 탈자부(200)의 작동 시간을 조정하는 타이머, 탈자부(200)의 결함이나 이상이 감지될 경우 알림을 주는 알림부를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 알림부의 경우는 부저 울림이나 진동을 통해서 사용자에게 알릴 수 있는 구성으로 구비될 수 있다.

또한, 알림부는 부저 울림이나 진동을 통해 사용자가 알림을 확인할 경우 알림을 끌 수 있는 알림스위치를 더 구비할 수 있다.

온도조절부는 탈자를 진행하면서 발생할 수 있는 열을 배출할 수 있도록 다수 개의 냉각팬과 연동될 수 있으며, 다수 개의 냉각팬은 탈자부(200) 일측에 구비될 수 있다.

즉, 온도조절부는 온도센서를 이용하여 사용자가 설정해둔 1차온도 값을 넘어가면 냉각팬이 구동될 수 있다.

또한, 온도조절부는 탈자부(200)에서 부품의 탈자가 진행되면서 탈자부(200)가 가열되어 결함이 발생하는 것을 미연에 방지하기 위해 구비되는 것으로 온도센서를 이용해 설정한 2차온도 값보다 높아지는 경우 탈자부(200)의 전원을 꺼지도록 할 수 있다.

여기서, 1차온도 값은 2차온도 값보다 낮으며, 결함발생률 30%인 경우의 한계값으로 설정될 수 있다.

2차온도 값은 결함발생률 60%인 경우의 한계 값으로 설정될 수 있다.

설정하는 온도값은 탈자시스템의 크기와 형태에 따라 달라질 수 있으며, 부품의 종류 및 크기에 따라서도 달라질 수 있다.

다음으로 타이머는 탈자부(200)가 작동하는 시간을 설정하여 그 시간을 초과하지 않도록 할 수 있다.

즉, 부품의 종류와 크기에 따라 시간을 설정할 수 있으며, 부품의 자기량에 따라서도 변경하여 설정할 수 있다.

다음으로, 도 2를 참조하면, 자동화 탈자시스템 제공방법을 나열하고 있는데, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 탈자시스템의 구성을 설명하면서 설명 하였으므로, 구체적은 설명은 생략한다.

다음으로, 도 3을 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동화 탈자시스템은 불량피드백부(400)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로 설명하면 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 탈자시스템의 구성에 불량판정을 받은 부품을 다시 자동적으로 탈자 시킬 수 있는 구성을 더한 것이다.

불량피드백부(400)는 불량배출부(410) 및 불량이송부(420)로 구성될 수 있다.

즉, 측정부(300)를 통해 양/불 판정을 받고, 불량으로 판정이 된 부품을 불량배출부(410)를 통해 밀리게 되어 불량이송부(420)로 이동하게 되고, 불량이송부(420)를 통해 다시 투입부(110)로 부품이 복수 회 투입되어 잔류자기가 허용 기준 값만큼 될 때까지 탈자를 진행하는 것이다.

여기서, 불량배출부(410)는 제2 실린더부(150)로부터 불량배출부(410)까지의 거리에 따른 시간을 예측하여 불량으로 판정된 부품을 불량이송부(420)로 밀어내는 구성을 통해 부품을 밀어 낸다.

불량배출부(410)의 밀어내는 구성은 일반적인 유압식 실린더를 통해서 밀어낼 수 있으며, 측정부(300)와 연동될 수 있다.

불량이송부(420)는 배출부(120)의 일측과 투입부(110)의 일측이 연결되도록 구비될 수 있다.

또한, 불량이송부(420)는 상기의 이송부(130), 투입부(110), 배출부(120)와 동일한 컨베이어벨트로 구비될 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 측정부(300) 및 불량배출부(410)와 연동되어 불량으로 판정된 부품을 투입부(110)로 이송되어 탈자부(200)를 통해 탈자를 복수 회 진행할 수 있도록 할 수 있다.

상기와 같은 불량피드백부(400)를 통해서 부품의 불량률을 최소화하고, 사람이 직접 배출부(120)에서 투입부(110)로 가져가 탈자를 복수 회 진행하도록 하는 구성을 개선함으로써 인력낭비가 줄어드는 효과가 있다.

또한, 측정부(300)를 통해 기록될 수 있으므로, 공정관리 및 품질관리를 할때, 한번에 확인할 수 있어 편의성을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 도 4, 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 구체적으로 설명한다.

그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1]

본 발명의 실시예에 따른 자동화 탈자시스템을 적용하여 베어링의 탈자를 진행하였다.

[ 비교예 1]

일반적으로 사용화된 탈자시스템을 적용하여 베어링의 탈자를 진행하였다.

[ 실험예 1] 성능 검사

실시예 1과 비교예 1의 탈자시스템을 적용하여 베어링 탈자를 진행하였다.

주요 성능지표	단위	비교예 1	실시예 1	측정결과의 증빙방법
1. 잔류자기량	G(가우스)	6-7G	6G이하	인증기관 평가
2. 탈자시간	sec	10sec	8sec이하	인증기관 평가

본 발명의 실시예 1과 비교예 1의 탈자시스템의 성능 검사를 실시한 결과 표 1과 같이 비교예보다 잔류자기량 및 탈자시간 모두에서 높은 성능을 평가 받은 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예 1에 대해 자동차융합기술원(인증기관)에서 진행한 결과보고서인 도 4를 통해 입증될 수 있다.

이는 본 발명의 자동화 탈자시스템의 복수 회(측정->탈자->측정->탈자)의 연속동작과 같이 진행하는 구성을 통해, 잔류자기량 및 탈자시간이 모두 감소 되었음을 의미한다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 몸체
110 : 투입부
120 : 배출부
130 : 이송부
140 : 제1 실린더부
141,151 : 홀센서
150 : 제2 실린더부
200 : 탈자부
300 : 측정부
400 : 불량피드백부
410 : 불량배출부
420 : 불량이송부

Claims (7)

1. 탈자기 몸체;
   상기 탈자기 몸체의 양측에 컨베이어벨트로 구비되는 투입부 및 배출부;
   상기 투입부 및 배출부 사이에 구비되는 이송부;
   상기 투입부에 구비되며, 부품의 자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제1 실린더부;
   상기 배출부에 구비되며, 부품의 잔류자기를 측정하는 홀센서를 구비하는 제2 실린더부;
   상기 이송부의 중심에 위치하며, 상기 이송부로부터 이송된 부품의 탈자를 진행하고 터널형으로 구비되는 탈자부 및
   상기 탈자기 몸체 일측에 구비되며, 상기 제1 및 제2 실린더부로부터 측정된 부품의 자기를 모니터링하는 측정부를 포함하고,
   상기 측정부는,
   상기 제2 실린더로부터 측정된 부품의 잔류자기를 허용 기준과 비교하여 양불판정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동화 탈자시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정부는,
   HMI 프로그램을 이용해 가우스 값을 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동화 탈자시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동화 탈자시스템은,
   상기 탈자기 몸체 일측에 구비되는 컨트롤 박스를 더 포함하고,
   상기 컨트롤 박스는,
   상기 탈자부를 온오프할 수 있는 전원부;
   상기 탈자부 내부가 해당온도까지 올라가면 작동을 멈추도록 설정되는 온도조절부;
   상기 탈자부의 작동 시간을 조정하는 타이머 및
   상기 탈자부의 결함이나 이상이 감지될 경우 알림을 주는 알림부를 포함하는 자동화 탈자시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탈자부는 일측에 구비되어 열을 식혀주는 적어도 하나이상의 냉각팬을 더 포함하는 자동화 탈자시스템.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 알림부는,
   알림이 울리면 끄는 역할을 수행하는 알림스위치를 포함하는 자동화 탈자시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동화 탈자시스템은,
   상기 측정부의 양불판정에 따라 불량 부품이 구분되어 배출될 수 있도록 하는 불량피드백부를 더 포함하고,
   상기 불량피드백부는,
   상기 측정부로부터 불량으로 판정된 부품을 일측으로 밀어주는 불량배출부 및
   상기 불량배출부에 의해 이송된 부품을 상기 투입부로 이송시켜주는 불량이송부를 포함하는 자동화 탈자시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 불량배출부는,
   상기 배출부의 일측에 구비되며, 상기 이송부로부터 부품이 이송되는 속도를 설정하여 상기 측정부와 연동되어 불량으로 판정된 부품을 상기 불량이송부로 밀어내는 것을 특징으로 하는 자동화 탈자시스템.
   
   

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