KR930008667Y1 - 나사 전조기에 있어서의 나사의 상하이동 검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

나사 전조기에 있어서의 나사의 상하이동 검출장치

제 1 도는 나사전조 상태를 도시하기 위해서 고정 다이 플레이트를 제거시킨 전조기의 가공부분의 개략적인 측면도로서, 실선은 정상적으로 전조되어 있는 나사를 보여주고, 점선은 나사가 초기에 먹어들어갔을 때에 나사 블랭크가 상승한채 전조된 경우와, 나사의 멀어들어간 위치가 미리 정해진 위치와는 상이하게 전조되버려 가공도중에 「이가 맞지 않음」이 발생하여 상승한채 전조된 경우와, 그리고 하강한 채로 전조된 경우를 보여주는 개략적인 측면도.

제 2 도는 종래의 나사 전조작업시 나사의 불량을 검출하는 방법의 개략적인 평면도.

제 3 도는 제 2 도에서 고정 다이 플레이트를 제거시킨 개략적인 측면도.

제 4 도는 종래의 나사불량 검출장치를 전조기상에 설치하고, 그 자기 센서를 다이 플레이트 사이로 나사의 볼트에 접근시킨 부분 정면도.

제 5 도는 본 고안에 따른 검출장치의 나사 전조작업시 나사의 불량 검출방법의 개략적인 평면도.

제 6 도는 제 5 도에서 고정 다이 플레이트를 제거시킨 개략적인 측면도.

제 7 도는 본 고안에 따른 검출장치를 전조기상에 설치하고, 그 자기센서를 다이 플레이트 사이로 나사의 볼트에 접근시킨 부분 정면도.

제 8 도는 본 고안에 따른 검출장치의 블록선도.

제 9 도는 나사의 전조가 연속적으로 행하여지고 있을때 제 8 도의 a점, b점에 있어서의 신호파형도.

제 10 도는 제 2 도 내지 제 4 도의 종래기술의 장치의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전조기 본체 2, 3 : 다이 플레이트

4 : 자기센서 5 : 지지대

6 : 지시축 7 : 나사

8 : 리드선 9 : 클리프

10 : 마그네트대 11 : 변위계회로

11a : 발진회로 11b : 직류증폭회로

12 : 타이밍회로 13 : 피크홀드회로

14 : 평균화 처리회로 15, 17 : 전압상하한 비교회로

16 : 알람회로 18 : 램프 또는 경보기

19 : 전압디지틀 표시회로

본 고안은, 나사전조기에 있어서 나사의 전조시에 발생되는 불량나사를 검출하여 그 경보를 작업자에게 알려서 나사 전조기를 정지시키는 나사의 상하이동 검출장치에 관한 것이다.

종래의 불량나사를 검출하기 위한 검출장치에 있어서는 나사 전조시에 나사가 상승한채 전조된 경우에만 불량나사를 검출할 수 있도록 되어 있었다(일본국 특허공보 소 54-40502호 참조).

제 2 도 내지 제 4 도를 참조하여 이러한 종래의 검출장치의 구성 및 작동을 설명한다. 제 2 도 내지 제 4 도는 앞서 언급한 일본국 특허 공보에 개시된 검출장치의 개략도이다.

제 2 도 내지 제 4 도에 도시된 나사불량 검출장치에서는, 건조기 본체(1)에 장착된 홀더(2')내에 고정 다이 플레이트(2)를 설치하고, 이 다이 플레이트(2)에 대향하여 전조기 본체(1)의 길이방향으로 왕복으로 자유롭게 이동가능하게 장착된 램(3')의 내면에는 가동 다이 플레이트(3)를 고정시켜서, 고정 다이 플레이트(2)에 대향하여 가동 다이 플레이트(3)가 왕복으로 자유롭게 움직이게 설치한다.

검출단자겸용 전극(4')을 절연판(5') 및 지지금구(5")를 사이에 두고 지지대(5)의 선단 하부에 수직으로 고정시키고, 이 지지대(5)의 후단에 조임용 클리프(9)를 설치하여서 수직 지시축(6)에 대하여 지지대(5)를 상하로 조절할 수 있도록 하고, 이 지시축(6)의 하단에는 마그네트대(10)를 고정시켜 이 마그네트대를 전조기 본체(1)의 표면에 흡착시키며, 지시축(6)을 수직으로 설치한다.

지시축의 설치 위치는 전조기 본체(1)의 표면에서 다이 플레이트(2)의 길이방향으로 후단으로 부터 1/3로하고, 지지금구(5")의 하단에 설치된 전극(4')이 2개의 다이 플레이트(2와 3)의 사이에서 이들 플레이트에 접근하도록 한다. 따라서 , 클리프(9)를 풀어서 지지대(5)를 상하로 조절함으로써, 전조되는 나사(7)의 종류에 따라서 나사의 두부표면과 전극(4')의 하단과의 사이의 간격을 조절할 수 있도록 한다. 전극(4')의 리드선(8)은 전조기 본체(1)로 부터 어스되어 있다.

제 10 도를 참조하면, 제 2 도 내지 제 4 도에 도시된 종래 기술의 검출장치의 작동회로가 도시되어 있다. 제 10 도에서, 전극(4')을 리드릴레이(M₁)의 코일을 사이에 두고 전원(DC+24V)에 접속하고, 리드릴리에(X₁)의 접점(X_1a)과 리셋트 스위치(RS)를 전극(4') 및 전조기 본체(1)와 병렬로 리드릴레이(X₁)의 코일에 접속한다. 또한 리드릴레이(X₁)의 접점(X_1a)을 보호하기 위하여 다이오우드(D)를 접속한다. 리드릴레이(X₁)의 코일에 병렬로 파워릴레이(1/2)의 코일을 접속한다.

파워릴레이(X₂)의 접점(X_2a)을 경보램프(RL)를 사이에 두고 전원에 접속한다. 또, 파워릴레이(X₂)의 접점(X_2b)을 전조기(1)의 조작회로에 직렬로 접속한다.

검출단자용 전극(4')이 설정된 간격보다 큰 간격으로 이동중인 나사(7)와 접촉하면, 리드릴레이(X₁)가 작동하는 동시에 리드릴레이(X₁)의 접점(X_1a)이 ON으로 된다. 리드릴레이(X₁)의 접점(X_1a)이 ON이 되므로 파워릴레이(X₂)의 코일이 작동하고, 파워릴레이(X₂)의 접점(X_2a)이 ON이 되면 경보램프(RL)가 점등되며, 동시에 파워릴레이(X₂)의 접점((X_2b)이 off가 되므로 전자석(Mg)의 전류가 끊어지고, 그 접점(Mg a)(Mg b)(Mg c)떨어져서 모우터(M)를 정지시킨다. 이 상태는 리세트 스위치(RS)를 누르기 까지 계속된다.

일반적으로 나사의 전조작업에 있어서, 불량나사가 발생하는 원인으로는 다음과 같은 것을 들 수 있다.

(1) 기계의 타이밍이 어긋나거나 또는 조정불량등으로 인하여, 나사의 전조시에 나사 본체가 다이 플레이트로 초기에 먹어들어갈때에 일정한 위치에서 지지되고는 있지만 상승한채 혹은 하강한 채로 전조된다. 이때, 나사본체에는 일정한 범위 밖의 길이로 나사가 전조된다.

(2) 상기 이유에 의하여, 나사본체가 다이 플레이트로 초기에 먹어들어갈때에 나사 본체가 일정한 위치에서 지지되지 않은 상태에서 나사본체를 전조하면, 일정한 리드각과는 상이한 나사가 전조되고 소위 「이가 맞지않음」이 발생하며, 나사 본체의 위치가 초기에 먹어들어가는때 부터 나사 깎는 기구를 향하여 전조됨에 따라서 상승하거나 하강하거나 한다.

(3) 나사에 스프링, 와셔등을 부착할 경우에는, 초기에 다이플레이트로 먹어들어 갈때에 나사 본체의 자세가 불안정하게되고, 상기 (1), (2)와 같은 상태로되며, 나사 목부분의 밑으로 부터 나사의 단부까지의 길이가 고르지 못한 나사 혹은 이가 맞지않는 나사가 발생한다.

상기 일본국 특허공보에 개시된 바와같은 공지된 장치에 의한 불량나사의 검출은, 앞서 언급한 나사전조시의 불량발생(1), (2), (3)에 있는 내용중 나사본체가 상승한 경우에는 검출할 수 있으나, 하강한 경우에는 검출할 수 없다는 결점이 있다.

나사본체가 상승한 경우와 하강한 경우 모두에 있어서 검출이 요망되고 있었다.

또한, 검출용 전극에 의하여 접촉시키는 방법은 나사본체와 전극간 사이의 간격을 미세하게 조정하기가 대단히 번잡하고, 더우기 장기간의 사용중에 검출장치의 선단부의 마모나 파손의 염려가 있으며 검출정도의 신뢰성이 낮다.

본 고안의 주목적은, 나사의 전조시에 발생하는 불량나사를 확실히 그리고 순간적으로 검출하는, 동시에 전조기를 정지시키며, 이를 작업자에 통보하는 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 고속도로 양산되는 모든 나사를 제조공정에서 자동적으로 검사하고 다음공정의 검사작업을 생략함으로써, 생산효율이 향상되고 나사의 결함으로 인한 사고방지에 도움이 되는 검출장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 나사의 전조중에 나사본체의 상승을 검출하는 외에도, 종래의 장치에서는 불가능한 나사 본체의 하강의 검출도 가능하며, 사용상의 복잡성을 해결하고, 검출정도의 향상과 그의 신뢰성을 향상시킴으로써, 전조된 나사본체를 전반적으로 확실하게 검출하는 장치를 제공하는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 불량나사 검출장치에 있어서는, 검출부분의 자기센서를 나사 본체의 상부에 설치하고, 나사본체와 자기센서와의 간격을 검출한다. 이러한 간격의 적정여부의 판정을 위하여, 평균화 처리회로를 제공하여 나사가 자기센서 밑을 통과할때의 나사의 두분면과의 간격의 크기를 평균화시키고, 각각의 자기센서 밑을 통과할때의 나사의 두분면과의 간격의 크기를 평균화시키고, 각각의 나사에 대한 간격의 크기와 비교하도록 하여, 그러한 간격이 일정한도 이상(상한치)인때는 나사본체가 하강한 것으로 판정하고, 그러한 간격이 일정한도 이하(하한치)인때는 나사본체가 상승한 것으로 판정한다. 평균화 처리회로를 사용함으로써 전조기 자체의 열팽창에 따른 완만한 특성의 변화로 인한 나사본체와 자기 센서와의 완만한 변동을 검출하지 않고도 검출장치를 사용할 수 있다. 그러한 간격의 값은 디지틀로 표시되며, 상한치와 하한치에 대해서도 디지틀로 표시하고, 그러한 간격의 허용범위를 수치로 설정하여 표시함으로써 정확하게 그리고 용이하게 간격을 조정할 수 있다.

나사본체와 자기센서와의 간격이 최적위치로 조정되었을때에 작업자가 이를 알 수 있도록 신호를 발신하도록 한다 .

또한, 자기센서를 사용함으로써 검출물(나사)에 대하여 비접촉식으로 검출할 수 있으므로, 검출부분의 마모나 파손이 전혀 없으며, 검출정도와 그의 신뢰성은 종래의 검출용 전극에 의하여 접촉시키는 접촉식 방법에 비하여 월등히 뛰어나다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

제 5 도, 제 6 도 및 제 7 도를 참조하면, 전조기본체(1)내에 장착된 홀더(2')의 내면에는 고정 다이 플레이트(2)가 설치되어 있고, 전조기본체(1)내에서 길이방향 양쪽으로 자유롭게 왕복이동하도록 장착된 램(3')의 내면에는 가동 다이 플레이트(3)가 고정 다이 플레이트(2)와 마주하도록 설치되어 있어서, 가동 다이 플레이트(3)가 고정 다이 플레이트(2)와 마주하여 자유롭게 왕복이동하도록 구성되어 있다.

본 고안에 따른 자기센서(4)가 지지대(5)의 선단 아래쪽에 수직하게 부착되어 있으며, 이 지지대(5)의 뒷쪽 끝단에는 클리프(9)를 조여붙어서 지지대(5)가 수직방향 지시축(6)상에서 상하로 자유롭게 조절가능하도록 설치되어 있다. 지시축(6)의 하단은 마그네트대(10)에 부착되어 있으며, 이 마그네트대(10)는 전조기본체(1)의 표면상에 설치되어 있다. 지시축(6)은 전조기본체(1)상에 수직하게 설치되어 있다.

지시축(6)의 부착위치는, 제 5 도 내지 제 7 도에 도시된 바와같이, 전조기본체(1)의 표면에서 다이 플레이트(2)의 이동방향에 대한 후단으로 부터 약 ⅓의 위치이며, 지지대(5) 하단의 자기센서(4)가 양쪽 다이 플레이트(2, 3)의 사이에서 이들 플레이트에 접근하도록 구성되어 있다. 따라서, 클리프(9)를 조절하여 지지대(5)를 상하로 이동시키면, 전조되는 나사(7)의 종류에 따라서 이 나사의 두부표면과 자기센서(4)의 하단과의 사이의 간격을 조절할 수가 있다. 간격이 최적위치로 조정되었을때에 작업자가 이를 알수 있도록 신호가 제공된다. 이는 후에 보다 상세히 설명한다.

자기센서(4)를 고정 및 가동 다이 플레이트(2, 3)의 이동방향에 대한 후단부로 부터 약 ⅓정도 떨어진 지점에 설치하는데, 그 이유는 이들 다이 플레이트의 각전조면 후단부에 "함정"을 형성해서 전조된 나사(7)가 전조기로 부터 용이하게 낙하하도록 구성되어 있으므로, 이 후단부에서는 나사(7)가 불안정한 상태로 이송되어서 그 상태를 정확히 검출할 수 없기 때문이다. 또한, 이들 다이 플레이트(2, 3)의 전단부에 자기센서(4)를 설치하지 않는 것은, 불량나사를 검출하여 전조기를 순간적으로 정지시킨 경우에, 고속으로 운전되고 있던 전조기의 관성에 의하여 이 불량나사을 역으로 다이 플레이트(2, 3)의 앞부분으로 되돌려 보내므로, 다시 앞부분으로 먹어 들어간 정상적인 나사소재와 결합하여 2개의 나사가 동시에 먹어들어가는 상태가 되어서, 전조기의 각 구성부품이 손상되고, 전조기 본체의 조정을 빗나가게할 염려가 있기 때문이다.

지금까지 설며한 구성은 대체로 앞서 언급한 일본특허공보에 개시된 검출장치와 유사하며, 단지 종래의 검출단자겸용 전극(4') 대신에 자기센서(4)를 설치한 점이 상이하다.

제 8 도는 본 고안의 실시예인 검출장치의 블록선도이다. 제 8 도에 있어서, 자기센서(4)가 발진회로(11a), 직류증폭회로(11b)로 구성되는 변위계 회로(11)에 접속되어 있다. 변위계 회로(11)의 출력은, 타이밍회로(12)와 피크홀드회로(13) 및 전압 상. 하한 비교회로(17)로 보내지고, 피크홀드회로(13)의 출력은 평균화 처리회로(14)로 보내진다.

전압 상. 하한 비교회로(17)로 부터 램프 또는 경보기(18)등이 집속되어 있다. 또한, 타이밍회로(12)로 부터는, 피크홀드 기간에 동기하는 타이밍신호가 피크홀드회로(13)과 평균화처리회로(14)에 보내진다.

평균화 처리회로(14)의 출력은 전압 상. 하한 비교회로(15)와 전압디지틀 표시회로(19)로 보내지며, 전압 상, 하한 비교회로(15)의 상, 하한 출력은 알람신호로서 알람회로(16)에 보내어진다.

이제, 이와같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 장치의 동작을 설명한다.

제 5 도, 제 6 도, 제 7 도, 제 8 도에 있어서, 자기센서(4)의 출력은 변위계회로(11)로 보내진다. 변위계회로(11)에서는, 자기센서(4)의 출력에 따라 발진회로(11a)의 인덕턴스를 변동시키고, 직류증폭회로(11)의 출력측에 자기센서(4)와 나사(7)의 두부면 사이의 간격에 따라서 적당한 레벨신호를 발생시킨다. 이 레벨신호는 타이밍회로(12)와 피크홀드회로(13) 및 전압 상, 하한 비교회로(17)로 보내진다.

전조되고 있는 나사(7)가 자기센서(4)의 바로 밑을 통과할때 나사(7)의 두부면과 자기센서(4)의 최적의 간격을 조정하기 위하여, 전조기를 움직여서 이 자기센서(4)의 바로 밑에 나사(7)의 두부가 위치하도록 한다. 이때, 전압 상, 하한 비교회로(17)에서는 입력신호가 일정한 전압범위에 있을때 전기가 흘러서 램프 또는 경보기(18) 등에 이를 통보함으로써, 그러한 간격의 적정여부를 판단하게 된다.

제 9 도 (a)는, 연속해서 나사의 전조가 행하여지고 있을때 제 8 도의 a점에 있어서의 신호파형도이다. 여기에서, 1개의 신호의 피크값은 1개의 나사를 전조하는 동아나에 나tk(7)가 자기센서(4)의 바로 밑을 통과한 것에 해당되며, 전조기나 다이 플레이트(2, 3)의 열팽창등의 제조건에 따라 피크값이 근소한 차이를 보여주고 있다. 타이밍 회로(12)에서는, 제 9 도의 (a)의 점 S를 1개의 신호마다 검출하여 피크홀드 및 평균화처리를 하기 위한 타이밍을 형성한다. 더우기, 제 9 도의 (a)의 각 신호 마다 둥근 흑점이 직하강 지점을 표시하고 있다.

피크홀드회로(13)로 보내진 신호는, 타이밍회로(12)로 부터 보내지는 출력에 의하여, 1개의 신호마다 다음신호의 피크 까지 그 피크값을 유지한다.

제 9 도의 (b)는, 제 8 도의 6개의 지점에 있어서의 피크홀드된 신호파형도, 즉, 피크홀드 곡선이다. 제 9 도의 (a)와 제 9 도의 (b) 사이를 연결하는 점선은 각 피크의 위치를 표시하고 있으며, 점선의 각 구간에서 각 신호 마다 피크값이 유지되어 있다.

평균화 처리회로(14)에서는, 1개의 피크홀드 마다 타이밍회로(12)로 부터 신호를 받아서 차례로 평균화가 이루어지며, 그 평균값과 그 시점에서의 피크홀드 값과의 차의 절대값을 출력시킨다. 그 값이 전압 상. 하한 비교회로(15)와 전압 디지틀 표시회로(19)에 미리 설정된 일정값 이내이면 정상으로 간주하고, 그 범위 밖이면 알람회로(16)에 출력을 보내어 이상이 있음을 알린다.

이와같이 한다면, 평균값과의 차의 절대값으로 정상 혹은 이상을 판정할 수 있으므로, 나사의 전조중의 나사본체의 상승과 하강의 어느쪽이나 검출할 수 있을뿐 아니라, 전압 상. 하한 비교회로(15)의 설정값을 전압 디지틀 표시회로(19)의 수치에 의하여 조절함으로써, 보다 정밀도가 높은 조정이 가능하다.

본 고안은, 이상 설명한 바와같이 구성되어 있으므로, 다음에 기재하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

즉, 나사의 전조중에 나사가 상승한 경우뿐만 아니라, 하강했을 경우에도 불량나사를 검출하고, 경보를 작업자에게 알릴 수가 있다.

조정시, 나사의 두부면과 자기센서 사이의 간격이 최적의 범위내(상한값과 하한값의 범위내)로 조정되었을 때에, 작업자가 용이하게 이상유무를 알 수 있도록 램프 또는 경보기등의 신호가 가능하도록 구성되어 있으므로, 작업자에 의한 조정 설정이 극히 간단하다.

또한, 종래의 접촉식 센서에 비하여 나사의 두부면과 자기센서 사이의 간격의 조정이 간단하며, 검출수단이 비접촉식이기 때문에 종래의 접촉식 검출장치에서와 같이 사용중에 장치의 선단부가 마모되거나 파손되는 일이 없으며, 검출정도의 신뢰성이 높다.

Claims (1)

1. 나사 전조기에서 전조되는 나사의 상. 하 이동을 검출하는 1개의 자기센서와, 상기 자기센서로 부터 나사의 상. 하 이동에 대응하여 전압이 일정한 범위내에 있을때 최적위치를 통보하는 조정시통보회로와, 나사의 상. 하 이동에 대응하는 피크치를 다음 피크치까지 유지하는 피크홀드회로와, 상기 피크홀드회로의 피크홀드출력의 평균치를 구하는 평균화처리회로와를 갖추고 있으며, 검출된 나사의 상. 하 이동과 그의 평균치의 차의 절대치가 일정한 범위이내인 때에 이를 전압표시회로에 표시해 두는 동시에, 상기 절대치가 일정한 범위밖으로 되었을 때에 전압의 상한. 하한 회로를 통하여 알람회로를 구동하도록 구성되어 있는 나사 전조기에 있어서의나사의 상하이동 검출장치.