KR20200013882A - 볼케이지 정렬 공급장치 - Google Patents

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KR20200013882A
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Abstract

본 발명은 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 탑재되어, 볼케이지를 낱개씩 순차적으로 정렬하여 공급하는 볼케이지 정렬 공급장치에 관한 것으로,
본 발명에서는 외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 볼케이지들을 일렬로 정렬하여 볼케이지를 배출지점에 낱개씩 위치시키는 컨베이어 테이블을 포함하고,
상기 컨베이어 테이블은, 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지들을 일방향으로 이동시키는 정렬 컨베이어와; 상기 정렬 컨베이어의 일편에 경사지게 배치되어 정렬 컨베이어에 의해 일측으로 이송되면서 상호 간섭되는 볼케이지들을 빗면구조로 간섭하여 낱개식 전방 일측 모서리부로 안내하는 경사 지지편을 포함하는 정렬 컨베이어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

볼케이지 정렬 공급장치{Ball cage alignment supply device}
본 발명은 볼케이지 정렬 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 탑재되어, 볼케이지를 낱개씩 순차적으로 정렬하여 공급하는 볼케이지 정렬 공급장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 조인트는, 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달 각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차의 구동축의 경우에는 등속 조인트가 사용된다.
상기 등속 조인트는, 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 샤프트를 중심으로 엔진측(인보드측)은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트를 중심으로 타이어측(아웃보드측)은 볼타입 조인트로 이루어진다.
여기서, 상기 볼타입 등속 조인트는 샤프트와, 샤프트의 일단에 연결되는 내륜과, 상기 내륜의 외부에 설치되는 외륜과, 외륜에 전달하기 위한 다수개의 볼 베어링과, 볼을 지지하기 위한 볼 케이지, 및 상기 샤프트에 일단이 연결되고 상기 외륜에 일단이 연결되는 부트를 포함한다.
한편, 이러한 등속 조인트에 있어 볼 베어링을 등간격으로 지지하는 볼 케이지는 외벽이 호형으로 이루어진 관상의 케이지 본체와, 상기 케이지 본체의 외벽에 등간격으로 관통되게 형성되는 정렬창을 포함한다
그리고, 상기 정렬창은 볼 케이지 성형장치에서 순차적으로 피어싱되어 형성되며, 상기 정렬창은 내륜과 외륜 사이에 볼 베어링을 정형화되게 정렬하는 긴요한 기능을 수행하므로, 정렬창과 이를 포함하는 볼 케이지의 정도는 이를 포함하여 구성되는 등속 조인트의 품질을 좌우하는 중요한 척도가 된다.
따라서, 당 분야에서도 피어싱 공정에 의해 성형된 볼 케이지의 전폭과 높이를 포함하는 볼 케이지의 전체적인 외형 치수와, 볼 케이지의 외벽에 형성된 각 정렬창의 폭과 길이를 포함하는 치수와, 중심도, 그리고 형성 간격을 검사하고 있다
그런데, 종래에는 상기 복수의 정렬창들이 형성된 볼 케이지를 자동으로 검사하는 전용의 검사장치가 제안되지 아니한 관계로, 복수의 작업자가 수작업을 통해 볼 케이지와, 볼 케이지의 외벽에 형성된 각 정렬창들을 게이지를 통해 계측하여 볼 케이지의 성형불량 여부를 검사하고 있다.
이는 많은 시간과 인력이 소요되므로 볼 케이지의 제작에 따른 부대비용이 증가되고, 또 자칫 검사가 누락될 경우 후공정에 장애를 초래할 수도 있고 또 이를 포함하여 구성된 등속 조인트의 기능상, 또는 안전상의 문제점을 초래할 수도 있다.
한편, 본 발명자는 대한민국 특허 등록공고 제 10-1729324호를 통해, 볼 케이지 성형장치에서 순차적으로 배출되는 볼 케이지를 순차적으로 통과시키면서, 상기 볼 케이지의 전폭과 높이를 포함하는 외관치수와 상기 볼 케이지의 외벽에 등간격으로 관통되게 형성된 정렬창의 폭과 너비, 그리고 정렬창의 중심도 및 간격을 실시간으로 검사하여, 볼 케이지의 성형불량 여부를 검사하도록 한 차량 등속 조인트용 볼케이지 검사장치를 제안한 바 있다.
이와 같이 구성된 볼케이지 검사장치를 통해 볼케이지의 외관 검사를 실시하면, 종래 수작업에 의존하던 작업을 반자동으로 구현할 수 있는 이점을 갖는다. 그러나, 상기 검사장치는 볼케이지의 통과여부를 통해 성형 불량여부를 검사하도록 구성된 관계로, 볼케이지의 치수의 정밀성을 계측하기 어려운 한계성을 갖는다.
KR 10-1729324 B1 KR 10-2015-0078455 A KR 10-1541807 B1 KR 10-0710399 B1
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 차량 등속 조인트용 볼케이지들을 각 구간별로 이동시키면서, 볼케이지의 높이와 외경과, 내경, 및 정렬창의 높이와 폭을 포함하는 각 부위의 치수값을 순차적으로 정밀 계측하여 차량 등속 조인트용 볼케이지 검사시스템에 구비되어, 상기 볼케이지들을 포집공정과 분산공정을 교번되게 실시하여 볼케이지들을 순차적으로 정렬하여 공급하는 볼케이지 정렬 공급장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 볼케이지 정렬 공급장치는,
외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 볼케이지들을 일렬로 정렬하여 볼케이지를 배출지점에 낱개씩 위치시키는 컨베이어 테이블을 포함하고,
상기 컨베이어 테이블은, 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지들을 일방향으로 이동시키는 정렬 컨베이어와; 상기 정렬 컨베이어의 일편에 경사지게 배치되어 정렬 컨베이어에 의해 일측으로 이송되면서 상호 간섭되는 볼케이지들을 빗면구조로 간섭하여 낱개식 전방 일측 모서리부로 안내하는 경사 지지편을 포함하는 정렬 컨베이어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 정렬 컨베이어부를 통해 전방 일측 모서리부에 위치되는 볼케이지를 이송벨트에 안착하여 배출지점으로 낱개씩 순차 배출시키는 공급 컨베이어를 더 포함하여 구성된다.
보다 바람직하게는, 상기 정렬 컨베이어의 이송벨트는 정방향과 역방향으로 교반하여 이동하도록 구성되어,
정렬 컨베이어는, 이송벨트가 정방향으로 이동하면서 이송벨트에 안착된 볼케이지가 경사 지지편에 간섭되면서 전방 일측 모서리부에 포집되는 포집공정과; 이송벨트가 역방향으로 이동하면서 이송벨트에 안착되어 전방 일측 모서리부에 포집된 볼케이지가 분산되도록 하는 분산공정을 교번하여 실시하도록 구성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 차량 등속 조인트용 볼케이지들을 각 구간별로 이동시키면서, 볼케이지의 높이와 외경과, 내경, 및 정렬창의 높이를 포함하는 각 부위의 치수값을 순차적으로 정밀 계측하여, 볼케이지의 외형을 검사하도록 볼케이지 외형 검사시스템에 장착되어, 볼케이지를 낱개씩 순차 공급하도록 하고 있다.
따라서, 볼케이지의 연속적인 공급을 통한 볼케이지들의 연속적인 외관 검사가 가능하고, 특히 볼케이지는 포집공정과 분산공정을 교번하여 실시하도록 구성되어, 포집과정에 볼케이지들이 상하 뒤엉키어서 잼상태를 형성하더라도 분산공정에 의해 잼상태의 해체가 가능하다.
그리하여, 본 발명은 볼케이지의 안정적인 공급이 가능하고, 이를 통해 볼케이지의 외관 검사에 따른 연속성이 확보될 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 의해 검사되는 볼케이지의 외형 구성을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 상하 정렬장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 세척장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 상하 정렬장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고,
도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 검사장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고,
도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 선별 배출장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 볼케이지 정렬 공급장치를 포함하여 구성된 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 의해 검사되는 볼케이지의 외형 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 상하 정렬장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 세척장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 상하 정렬장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고, 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 검사장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이고, 도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템에 있어, 볼케이지 선별 배출장치의 세부 구성을 모식적으로 보여주는 것이다.
본 발명에 따른 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템(1)은, 도 1에서 보는 바와 같이 외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 차량 등속 조인트용 볼케이지(100)들을 순차적으로 구간 이동시키면서, 볼케이지의 높이값과 외경값과, 내경값, 및 정렬창의 높이값을 포함하는 각 부위의 치수값을 순차적으로 계측하여, 볼케이지(100)의 외형을 검사하는 전용 시스템이다.
상기 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템(1)은, 도 2에서 보는 바와 같이 볼케이지들을 일렬로 정렬하여 낱개씩 이동 공급하는 볼케이지 공급장치(10)와; 상기 볼케이지 공급장치를 통해 공급된 볼케이지를 구간 이동시키는 볼케이지 구간 이동장치(60)와; 상기 볼케이지 구간 이동장치(60)를 통해 구간 이동되는 볼케이지(100)의 높이 치수값과, 외경 치수값과, 내경 치수값과, 정렬창의 높이값을 순차적으로 계측하는 볼케이지 계측장치(40); 및 상기 볼케이지 계측장치(40)를 통해 계측된 치수값에 따라 볼케이지의 정상여부를 판정하여 분리 배출하는 볼케이지 선별 배출부(50)를 포함하여, 하기에서는 각 장치들을 상술하기로 한다.
[볼케이지 공급장치]
본 실시예에 따른 볼케이지 공급장치(1)는, 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이 외벽에 복수의 정렬창(110)들이 등각으로 형성된 볼케이지(100)들을 일렬로 정렬하여 볼케이지(100)를 배출지점에 낱개씩 위치시키는 컨베이어 테이블(11)을 포함한다.
상기 컨베이어 테이블(11)은, 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지(100)들을 일방향으로 이동시키는 정렬 컨베이어(12)와; 상기 정렬 컨베이어(12)의 일편에 경사지게 배치되어 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트에 의해 일측으로 이송되면서 상호 간섭되는 볼케이지(100)들을 빗면구조로 간섭하여서 낱개식 전방 일측 모서리부로 안내하는 경사 지지편(13)을 포함하는 정렬 컨베이어부와; 상기 정렬 컨베이어부를 통해 전방 일측 모서리부에 위치되는 볼케이지(100)를 이송벨트에 낱개씩 순차적으로 안착하여 배출지점으로 이동시키는 공급 컨베이어(14)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트를 정방향으로 연속하여 구동하지 아니하고, 정방향으로 이동된 다음 역방향으로 일시적으로 이동하는 과정을 교번되게 실시하여, 이송벨트(12a)에 안착된 볼케이지(100)들은 정방향으로 이동하면서 경사 지지편(13)에 간섭되어 일측 전방 모서리부로 포집하는 포집공정과, 포집된 볼케이지(100)들이 역방향으로 이동하면서 분산되는 분산공정을 교번하여 실시하도록 한다.
이와 같이 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트(12a)의 정역 이동을 통해 볼케이지(100)들의 포집공정과 분산공정이 교번하여 실시되면, 상기 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트에 안착된 볼케이지(100)들이 포집공정에 상호 간섭되어 일측으로 이송되지 못하는 잼현상이 분산공정에 의해 해소되고, 결과적으로 공급 컨베이어(14)가 위치된 일측 모서리부에 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지(100)가 순차적으로 위치한다.
따라서, 상기 정렬 컨베이어(12)의 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지(100)들은 교번하여 실시되는 포집공정과 분산공정에 의해 정렬 컨베이어(12)의 일측 모서리부에 낱개씩 순차 이동하고, 상기 일측 모서리부에 위치된 낱개의 볼케이지(100)들은 공급 컨베이어(14)의 이송벨트에 안착된 상태에서 역방향으로 이동하여 배출지점에 낱개씩 순차적으로 위치한다.
그리고, 상기 배출지점에 위치된 볼케이지(100)는 후술되는 구간 이송장치(60)를 통해 세척장치(20)에 협지된 상태로 이송 및 투입되어, 상하 방향이 정렬된 상태로 후속되는 방향 정렬공정과 각 치수 계측공정들에 낱개씩 순차 투입된다.
이때, 상기 정역이송을 통해 볼케이지의 포집공정과 분산공정을 교번하여 실시하는 정렬 컨베이어(12)에는 이송벨트에 전자력을 발산하는 전자석 모듈(15)을 배치하여, 이송벨트(12a)에 안착되어 포집공정과 분산공정이 교번하여 실시되는 강자성체 재질로 이루어진 볼케이지(100)들은 전자석 모듈(16)을 통해 발산되는 전자력에 의해 이송벨트에 긴밀히 밀착하여 이동되어서, 볼케이지의 분산공정과 포집공정이 안정되게 구현된다.
이때, 제어부(미도시)는 분산과정에서는 정렬 컨베이어의 이송벨트에 전자력을 발산하지 아니하고, 포집과정에서는 도 3b와 같이 전자석 모듈(15)을 통해 전자력을 발산하여 이송벨트와 볼케이지(100) 사이의 밀착력을 증가시켜서, 이송벨트에 분산하여 안착된 볼케이지(100)들은 정방향으로 안정되게 이동되면서 일측 모서리부에 순차적으로 포집되도록 한다.
[볼케이지 구간 이동장치]
본 실시예에 따른 볼케이지 구간 이동장치(60)는, 도 2에서 보는 바와 같이 개방된 볼케이지(100)의 상부에 진입하는 협지하는 헤드유닛(61)과; 상기 헤드유닛(61)을 상하 및 좌우로 이동시키는 이송유닛(62)을 포함한다.
여기서, 상기 헤드유닛(61)은 고정조를 통해 볼케이지를 협지하는 형태, 전자력을 통해 볼케이지를 고정하는 형태, 공압을 통해 볼케이지를 흡착하여 고정하는 형태 등 다양한 협지구조가 채택될 수 있고, 또 상기 이송유닛(62)은 수직, 및 수평의 공압 실린더형이 채택될수 있으며, 필요에 따라서는 볼스크루형의 이송유닛이 채택될수 있다.
[볼케이지 세척장치]
본 실시예에 따른 세척장치(20)는, 도 4에서 보는 바와 같이 세척실(21)과; 상기 세척실(21) 내에 배치되어 구간 이동장치(60)를 통해 공급되는 볼케이지를 안착시켜 일방향으로 회전시키는 구동척(22)과; 상기 구동척(22)에 의해 안착하여 회전하는 볼케이지(100)의 표면에 고압의 압축공기를 토출하여 볼케이지(100)의 표면에 잔류된 이물질을 제거하는 공압 세척노즐(23)을 포함한다.
상기 세척실(21)은, 상부에 개폐도어(21a)가 형성된 상부 개방형의 함체로 구성되어, 구간 이동장치(60)를 통해 공급장치(10)에서 공급된 낱개의 볼케이지(100)를 구동척(22)에 안착하여 일방향으로 회전하도록 한다.
그리고, 상기 구동척(22)에는 구동척(22)에 안착된 볼케이지를 견착하는 견착레버(22a)들이 힌지구조로 설치되고, 상기 견착레버(22a)의 하부에는 견착레버의 단부를 전자력을 통해 부착하여 견착레버(22a)의 견착단이 볼케이지의 외벽에 견착하는 전자석 유닛(22b)이 배치된다.
상기 견착레버(22a)는 자중에 의해 힌지축을 중심으로 외측으로 선회하려는 성향을 갖게 되며, 전자석 유닛(22b)을 통해 제공되는 전자력에 의해 내측으로 선회하여 내측에 형성된 볼케이지(100)의 외벽을 견착한다.
따라서, 상기 지지척에 안착된 볼케이지는 견착레버들에 의한 구속과, 전자석 유닛에 의해 발산되는 전자력에 의해 이중 구속상태가 형성되고, 결과적으로 견착레버들과 전자석 유닛에 의해 지지척에 안정되게 고정된 상태를 형성한다.
이때, 상기 견착레버(22a)는 볼케이지(100)에 형성된 정렬창(110)에 진입하여 정렬창을 견착하도록 구성하는 것이 보다 바람직하며, 이 또한 본 발명의 권리범위로 예정한다.
또한, 상기 공압 세척노즐(23)의 수두부에는 자성부재(24)가 형성되어, 상기 공압 세척노즐(23)은 자성부재(24)에서 발산되는 자기 결합력을 통해 강자성체로 이루어진 볼케이지(100)의 외벽에 자기 부착된 상태에서 볼케이지(100)의 표면에 압축공기를 토출한다.
이때, 상기 자성부재(24)에는 볼케이지의 외벽과 구름 마찰하는 볼베어링(24a-a)이 마련되어 상기 공압 세척노즐(23)은 볼케이지(100)의 외벽에 구름 마찰하도록 구성된다.
따라서, 상기 공압 세척노즐(23)은 수두부를 볼케이지(100)에 근접된 상태에서 고압의 압축공기를 볼케이지의 표면에 토출하여 볼케이지의 표면에 잔류된 금속칩 등의 이물질을 안정되게 제거한다.
이와 같이 볼케이지의 세척이 완료되면 구간 이동장치(60)는, 세척을 마친 볼케이지(100)를 협지하여 상하 정렬장치(30)에 투입한다.
[볼케이지 상하 정렬장치]
본 실시예에 따른 볼케이지 상하 정렬장치(30)는, 볼케이지(100)의 안착방향을 검사하고, 검사된 볼케이지(100)의 안착방향에 따라 볼케이지(100)를 180°상하 전복하여 볼케이지(100)가 상하 정렬된 상태로 후술되는 검사공정에 투입되도록 한다.
본 발명에 의해 계측 검사되는 볼케이지(100)는 그 특성상, 상하부의 형상이 비대칭된 금속 성형품으로 구성된다.
본 실시예에서는 검사를 요하는 볼케이지가 상하 비대칭된 형상인 점에서 착안하여 볼케이지(100)의 안착 방향을 확인한 다음, 확인된 안착방향에 따라 볼케이지의 상하 전복여부를 설정하여서 항시 볼케이지가 상하 정렬된 다음 계측공정에 투입되도록 한다.
상기 상하 정렬장치(30)는, 도 2와 도 5에서 보는 바와 같이 볼케이지의 상부에 계측헤드(31a)를 진입시켜 볼케이지(100)와의 간섭에 의한 계측헤드(31a) 하강 높이를 계측하여서 볼케이지(100)의 상하 정렬방향을 확인하는 정렬방향 계측부(31)와; 상기 정렬 방향 계측부(31)를 통해 계측된 볼케이지(100)의 정렬방향에 따라 볼케이지(100)를 상하 전복하여서, 볼케이지(100)를 상하 정렬하는 정렬 공급구(32)를 포함한다.
상기 정렬 공급구(32)는 볼케이지(100)의 외벽을 협지하는 그립퍼(32a)와; 상기 볼케이지(100)를 협지한 그립퍼(32a)를 180°등각 회전되도록 하는 등각 회전부재(32b)와; 상기 등각 회전부재(32b)를 상하 및 좌우 이동시켜 그립퍼(32a)에 협지된 볼케이지(100)를 배출지점에 위치시키는 이송부재(32c)를 포함한다.
따라서, 볼케이지 상하 정렬장치(30)는 구간 이송장치(60)를 통해 세척장치(20)를 통과하면서 표면 세척을 마친 볼케이지(100)가 공급되면, 상기 계측헤드(31a)를 볼케이지(100)의 상부에 진입하여 볼케이지와의 간섭에 의한 계측헤드(31a)의 하강높이에 따라 볼케이지(100)의 상하 방향을 인식한다.
예컨대, 상기 볼케이지의 하부가 상부 보다 구경이 큰 경우, 계측헤드의 하강높이가 기준값 보다 크면 제어부는 볼케이지가 상하 전복된 것으로 인지하고, 이 상태에서는 정렬 공급구는 그립퍼를 통해 볼케이지의 외경면을 협지한 다음 협지된 볼케이지를 180°전복하여서 볼케이지가 상하 정렬되도록 한다.
그리고, 상기 계측헤드의 하강높이가 기준값과 동일하면 제어부는 볼케이지가 상하 정렬된 상태로 인지하고,이 상태에서는 정렬 공급구(32)는 그립퍼(32a)를 통해 외경면을 협지한 볼케이지(100)를 상하 전복하지 아니하고 단순히 수평 이동시켜서 배출지점에 위치되도록 한다.
이때, 계측헤드(31a)의 하부 테두리부에는 도 4b와 같이 복수의 수평 감지센서(31b)를 마련하여 계측헤드(31a)의 하강에 의해 각 수평 감지센서(31b)가 가압되지 아니하면, 제어부는 장치의 구동을 정지하여 정상적으로 볼케이지가 비정상적으로 안착된 것을 인지함으써, 볼케이지가 비정상적으로 안착됨에 따른 볼케이지 상하 정렬장치의 오동작과 고장 발생이 방지되도록 한다.
[볼케이지 계측장치]
한편, 볼케이지 계측장치(40)는 도 2와 도 6에서 보는 바와 같이 볼케이지(100)의 높이 치수값을 계측하는 높이값 계측모듈(41)과; 볼케이지의 내경 치수값과 외경 치수값을 계측하는 내외경 계측모듈(42)과; 볼케이지에 형성된 정렬창들의 치수값을 계측하는 정렬창 계측모듈(43)을 포함하며, 이들 각 모듈(41, 42, 43) 사이에는 볼케이지(100)를 각 계측모듈(41, 42, 43)에 구간 이동시키는 구간 이송장치(60)들이 배치된다.
상기 높이값 계측모듈(41)은, 도 5a와 같이 계측을 요하는 볼케이지를 지지하는 지지척(41a)과; 상기 지지척(41a)에 배치된 볼케이지(100)의 상부면에 방사구조로 지지하여, 볼케이지(100)의 높이값을 계측하는 3개의 높이 계측센서(41b-a)가 마련된 계측헤드(41b)를 포함하여, 계측헤드(41b)에 마련된 높이 계측센서(41b-a)들을 통해 지지척(41a)에 안착된 볼케이지(100)의 상부면의 높이를 실시간으로 계측한다.
그리고, 상기 지지척(41a)은 좌우 회전이 가능한 회동형으로 이루어지고, 상기 지지척에는 안착된 볼케이지를 협지하는 복수의 견착레버(41a-a)들이 방사구조로 형성되고, 상기 견착레버(41a-a)는 무게중심에 의해 힌지축을 중심으로 외측으로 선회하려는 성향을 갖고, 또 전자석 유닛(41a-b)에 의해서는 내측으로 선회하여 볼케이지를 방사구조로 협지하여 구속한다.
따라서, 상기 지지척에 안착된 볼케이지는 견착레버들에 의한 구속과, 전자석 유닛에 의해 발산되는 전자력에 의해 이중 구속상태가 형성되고, 결과적으로 견착레버들과 전자석 유닛에 의해 지지척에 안정되게 고정된 상태를 형성한다.
이때, 상기 견착레버(41a-a)는 볼케이지(100)에 형성된 정렬창(110)에 진입하여 정렬창을 견착하도록 구성하는 것이 보다 바람직하며, 이 또한 본 발명의 권리범위로 예정한다.
상기 내외경 계측모듈(42)은 도 5b와 같이 계측을 요하는 볼케이지(100)를 지지하는 지지척(42a)과; 지지척(42a)에 등각 방사구조로 배치되어, 지지척(42a)에 안착된 볼케이지의 내벽을 방사구조로 지지하여 볼케이지 내경값을 계측하는 복수의 내경 계측센서(42b)와; 지지척(42b)의 외측에 등각 방사구조로 배치되어, 지지척(42b)에 안착된 볼케이지(100)의 외경면을 등각 방사구조로 지지하여, 볼케이지의 외경값을 계측하는 복수의 외경 계측센서(42c)를 포함한다.
여기서, 상기 지지척(42a)은 좌우 회전이 가능한 회동형으로 이루어지고, 상기 지지척에는 안착된 볼케이지를 협지하는 복수의 견착레버(42a-a)들이 방사구조로 형성되고, 상기 견착레버(42a-a)는 무게중심에 의해 힌지축을 중심으로 외측으로 선회하려는 성향을 갖고, 또 전자석 유닛(42a-b)에 의해서는 내측으로 선회하여 지지척(42a)에 안착된 볼케이지(100)를 방사구조로 협지하여 구속한다.
본 실시예에서는 도 6d에서 보는 바와 같이 상기 볼케이지(100)가 안착된 지지척(42a, 43a)의 측부에 쇄기형의 정렬부재(42c, 43c)를 진퇴구조로 배치하여, 쇄기형 정렬부재(42c, 43c)는 지지척(42c, 43a)에 안착된 볼케이지(100)에 형성된 정렬창들 중 어느 하나의 정렬창(110)에 진입하면서 볼케이지(100)의 방향을 정렬하고, 이 상태에서 내경 계측센서(42b)들과 외경 계측센서(42c)들은 볼케이지(100)의 내경과 외경에 접단하여 볼케이지의 내경값과 외경값을 각각 계측한다.
이때, 상기 볼케이지는 쇄기형의 정렬부재(42c)에 의해 방향이 정렬된 관계로, 내경 계측센서(42b)들과 외경 계측센서(42c)들이 볼케이지(100)의 정렬창(110)에 진입하는 현상이 방지되므로, 지지척에 안착된 볼케이지의 외경값과 내경값의 안정적인 계측이 가능하다.
또한, 외내경 계측모듈(42)의 일편에 배치되어 외내경 계측을 마친 볼케이지(100) 각 정렬창(110)의 높이와 너비를 계측하는 정렬창 계측모듈(43)은, 도 6c에서 보는 바와 같이 계측을 요하는 볼케이지의 안착공간을 제공하는 지지척(43a)과; 상기 지지척(43a)에 방사구조로 배치되어 지지척(43a)에 안착된 볼케이지의 정렬창에 진입하여, 볼케이지의 정렬창의 너비와 높이를 계측하는 정렬창 계측센서(43b)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 볼케이지가 안착되는 지지척(43a)의 측부에 쇄기형의 정렬부재(43c)를 진퇴구조로 배치하여, 쇄기형 정렬부재(43c)는 지지척(43a)에 안착된 볼케이지의 정렬창에 진입하면서 볼케이지(100)의 방향을 정렬하고, 이 상태에서 정렬창 계측센서(43c)들은 해당 정렬창에 진입하여 정렬창의 너비와 높이를 계측하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 지지척(43a)에는 3개의 정렬창 계측센서(43b)들이 등각 방사구조로 배치되어 볼케이지에 형성된 6개의 정렬창들 중 3개의 정렬창을 동시에 1차 계측하고, 이후 지지척(43a)은 60°의 각도로 등각 회전하여서 나머지 3개의 정렬창을 동시에 계측하도록 한다.
따라서, 상기 볼케이지 계측장치는 높이값 계측모듈(41)과, 내외경 계측모듈(42), 및 정렬창 계측모듈(43)을 통해 볼케이지의 높이값과, 내외경값과, 정렬창의 치수값을 순차적으로 수득한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 각 계측모듈을 통해 계측되는 계측값과, 메모리에 저장된 계측값을 대비하여, 해당 볼케이지의 외관의 정상 여부를 판별하게 된다.
[볼케이지 선별 배출장치]
한편, 제어부에 의한 판별에 의해 볼케이지를 선별하여 배출하는 선별 배출장치(50)는, 도 2와 도 7에서 보는 바와 같이 볼케이지 구간 이송장치(60)를 통해 구간 이동된 볼케이지(100)를 안착하는 가동 테이블(51)과; 상기 가동 테이블(51)의 외측에 배치되는 불량품 적재대(52)와; 상기 가동 테이블(51)의 내측에 배치되어, 가동 테이블(51)에 안착된 불량의 볼케이지를 외측으로 밀어 불량품 적재대(52)에 회수하는 푸쉬로더(53)와; 상기 가동 테이블(51)에 안착된 정상품의 볼케이지를 협지하여 일편에 배치된 배출 컨베이어(55)로 이동시키는 정상품 배출모듈(54)을 포함한다.
상기 가동 테이블(51)은 볼스크루를 통해 정역모터로 회전력을 제공받아 길이방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 불량품 적재대(52)에는 3개의 적재레일(52a)이 형성된다.
따라서, 상기 가동 테이블(51)은 길이방향으로 이동하면서 여분의 적재공간이 형성된 적재레일에 불량품의 볼케이지를 위치시켜, 가동 테이블(51)에 적재된 불량의 볼케이지(100)가 여분의 적재공간에 거치되도록 한다.
그리고, 가동 테이블(51)에 안착된 정상품 볼케이지(100)는 정상품 배출모듈(54)을 통해 일편에 형성된 배출 컨베이어(55)를 통해 외부로 배출된다.
따라서, 본 발명에 따른 차량 등속 조인트용 볼케이지 외형 검사시스템은 포집공정 및 분산공정을 통한 볼케이지의 정렬 공급과정과, 정렬 공급된 볼케이지의 세척과정과, 볼케이지의 상하 방향 정렬과정과, 각 계측모듈을 통한 순차적인 계측 검사과정, 및 선별 배출공정을 통해서, 볼케이지의 외관 불량을 정밀하게 검사하는 것이 가능하다.
1. 차량 등속 조인트용 볼케이지 검사 시스템
10. 볼케이지 공급장치 11. 컨베이어 테이블
12. 정렬 컨베이어 12a. 이송벨트
13. 경사 지지편 14. 공급 컨베이어
14a. 이송벨트 15. 공급 가이드
16. 전자석 모듈
20. 볼케이지 세척장치 21. 세척실
21a. 개폐도어 22. 구동척
23. 공압 세척노즐 24. 자성부재
30. 볼케이지 상하 정렬장치 31. 정렬방향 계측부
31a. 계측헤드 31b. 수평 감지센서
32. 정렬 공급구 32a. 그립퍼
32b. 등각 회전부재 32c. 이송부재
40. 볼케이지 계측장치 41. 높이값 계측모듈
41a. 지지척 41b. 계측헤드
41b-a. 높이 계측센서 42. 외내경 계측모듈
42a. 지지척 42b. 내경 계측센서
42c. 외경 계측센서 42d. 쇄기형 정렬부재
43. 정렬창 계측모듈 43a. 지지척
43b. 정렬창 계측센서 43c. 쇄기형 정렬부재
50. 볼케이지 선별 배출장치 51. 가동 테이블
52. 불량품 적재대 53. 푸쉬로더
54. 정상품 배출모듈 55. 정상품 배출 컨베이어
60. 볼케이지 구간 이송장치 61. 헤드유닛
61a. 헤드몸체 61b. 고정조
62. 이송유닛
100. 볼케이지 110. 정렬창

Claims (3)

  1. 외벽에 복수의 정렬창들이 형성된 볼케이지들을 일렬로 정렬하여 볼케이지를 배출지점에 낱개씩 위치시키는 컨베이어 테이블을 포함하고,
    상기 컨베이어 테이블은, 이송벨트에 분산하여 위치된 볼케이지들을 일방향으로 이동시키는 정렬 컨베이어와; 상기 정렬 컨베이어의 일편에 경사지게 배치되어 정렬 컨베이어에 의해 일측으로 이송되면서 상호 간섭되는 볼케이지들을 빗면구조로 간섭하여 낱개식 전방 일측 모서리부로 안내하는 경사 지지편을 포함하는 정렬 컨베이어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 볼케이지 정렬 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 정렬 컨베이어부를 통해 전방 일측 모서리부에 위치되는 볼케이지를 이송벨트에 안착하여 배출지점으로 낱개씩 순차 배출시키는 공급 컨베이어를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 볼케이지 정렬 공급장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 정렬 컨베이어의 이송벨트는 정방향과 역방향으로 교반하여 이동하도록 구성되어,
    정렬 컨베이어는, 이송벨트가 정방향으로 이동하면서 이송벨트에 안착된 볼케이지가 경사 지지편에 간섭되면서 전방 일측 모서리부에 포집되는 포집공정과; 이송벨트가 역방향으로 이동하면서 이송벨트에 안착되어 전방 일측 모서리부에 포집된 볼케이지가 분산되도록 하는 분산공정을 교번하여 실시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 볼케이지 정렬 공급장치.
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