WO2017090795A1 - 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치 - Google Patents

와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치 Download PDF

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heat treatment
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inspection
ball stud
high frequency
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박종규
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박종규
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Definitions

  • the present invention relates to a high frequency heat treatment apparatus for a ball stud, and more particularly, an inspection unit for inspecting the high frequency heat treatment state of the ball stud by an eddy current flaw detection method is installed on one side of the extraction unit, and the ball stud is mounted on one side of the inspection unit according to the inspection result.
  • the present invention relates to a high-frequency heat treatment apparatus for ball studs that has an eddy current flaw detection system capable of inspecting the ball studs and preventing the mixing of defective products.
  • the ball stud is one of the key parts used in the ball joint connecting the steering device and the steering device of the vehicle.
  • the ball stud smoothly transmits the steering motion and the function to enable the rotation in each direction for steering operation. While reducing the impact transmitted from the road surface is to function.
  • the ball stud is composed of a circular head portion, a body portion extending below the head portion, and a bolt portion extending below the body portion, and various repetitive loads are applied to the head portion, and cracks are formed on the lower side of the head portion and the upper portion of the body portion. Abrasion occurs and this causes a decrease in durability.
  • the ball stud requires high frequency heat treatment to increase the surface hardness on the lower side of the head and the upper side of the body.
  • the conventional high frequency heat treatment apparatus of the ball stud has a structure in which the high frequency heat treatment and taking out each one by one while supplying and feeding the ball stud.
  • the conventional high frequency heat treatment apparatus of the ball stud has a problem in that good and bad products are mixed as it is discharged to the discharge conveyor without checking whether the high frequency heat treatment is properly performed after the high frequency heat treatment of the ball stud is taken out.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, when the high frequency heat treatment ball studs are taken out and discharged, the high frequency heat treatment quality is inspected by the eddy current flaw detection method, which is a non-destructive test to separate and discharge the defective and defective products by separating and discharging them into good and defective products. It is an object of the present invention to provide a high frequency heat treatment apparatus of a ball stud that has a full inspection function of an eddy current flaw detection method, which can be easily and facilitates a full inspection.
  • the high frequency heat treatment apparatus of the ball stud having a total inspection function of the eddy current flaw detection method according to the present invention for achieving the above object is a plurality of turntable and rotationally arranged, the plurality of roundly arranged at regular intervals on the top of the supply turntable
  • a supply part consisting of two supply holders for supplying the ball studs inserted and seated in the supply holders;
  • An input part configured to be provided at an upper side of the supply part and configured to move vertically and horizontally, and an input jig installed at an end of the movable block to hold and grip the ball stud supplied from the supply part;
  • the ball is installed on one side of the supply portion and the rotating turntable, and the plurality of transfer holders are arranged in a rounded manner at a predetermined angle on the upper portion of the transfer turntable is inserted into the transfer holder by the inserting ball
  • a transfer unit for transferring the studs
  • a detection unit configured to include a detection sensor installed at an upper left side of the
  • a high frequency heat treatment unit for performing high frequency heat treatment of the ball stud inserted into the transfer holder The ball stud is installed on the right side of the transfer unit and moves vertically and horizontally, and is formed at the end of the movable block and is taken out by a gripping operation to be inserted into the transfer holder and placed in the transfer holder to be subjected to high frequency heat treatment by the high frequency heat treatment unit.
  • the inspection unit is provided with an inspection table and an inspection hole installed at one side of the inspection table and inserted into the center with the ball stud inserted therein, and an eddy current coil having an eddy current supplied therein along the inspection hole to transmit the eddy current to the ball stud.
  • a test probe to be installed on the other side of the test stand and a test hole through which a ball stud of a good product inserted into the center without a high frequency heat treatment defect is formed therethrough, and an eddy current coil supplied with an eddy current inside the test hole is installed.
  • a discriminator for discriminating high frequency heat treatment failure of the ball stud by comparing an amplitude of the eddy current received from the test probe and the standard probe, respectively, with a standard probe for transmitting an eddy current to the ball stud of the test stud.
  • the separation unit is installed on the upper side of the inspection table and the horizontal and vertical movement of the movable block, and the ball stud is installed to grip the end of the movable block and inserted into the inspection hole of the test probe according to the inspection result of the inspection unit Characterized in that it consists of a separation jig to be discharged to the discharge conveyor or defective product discharge conveyor.
  • the non-oxidation chamber is installed on the upper side of the transfer unit to contain the high-frequency heat treatment unit and the nitrogen atmosphere is maintained, and the water curtain is vertically sprayed downward from both sides of the non-oxidation chamber so that the ball stud is subjected to high-frequency heat treatment in the nitrogen atmosphere. It is characterized by further comprising an antioxidant.
  • the present invention by the above configuration can be expected the following effects.
  • the high frequency heat treatment of the ball studs in an automated manner can increase the productivity of the ball studs. And after the high-frequency heat treatment, the inspection of the ball studs is performed in an automated manner, and by separating the good and defective products according to the results of the total inspection, it is possible to suppress the incorporation of the defective products and improve the heat treatment quality. In addition, the high frequency heat treatment is performed in the non-oxidation chamber filled with nitrogen to prevent surface oxidation of the ball stud due to the high frequency heat treatment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a high frequency heat treatment apparatus of a ball stud having a full inspection function of the eddy current flaw detection method according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the high frequency heat treatment apparatus of the ball stud with the eddy current inspection method according to the present invention is one of the core parts used in the ball joint connecting the steering device and the steering device of the vehicle, the mechanical rigidity of the head and body of the ball stud It is a device for performing a high frequency heat treatment in an automated manner to increase the.
  • the incorporation of defective products can be suppressed as much as possible, and the whole inspection for filtering out defective products can be easily performed.
  • This feature is characterized by the structure provided with an inspection part for inspecting the high frequency heat treatment quality of the ball studs which have been subjected to the high frequency heat treatment by the vortex flaw detection method on one side of the ejection part, and a separation part which separates and discharges the ball studs as good or defective according to the inspection result of the inspection part. Is achieved.
  • the part 40, the high frequency heat treatment part 50, the extraction part 60, the inspection part 70, and the separating part 80 are comprised.
  • the supply unit 10 is configured to sequentially supply a plurality of ball studs one by one placed in an upright position on the top.
  • the supply unit 10 may be composed of a supply turn table 11 and a supply holder 12, as shown in FIG.
  • the supply turn table 11 is formed in a disk shape and a drive motor (not shown) is installed at the lower center to rotate in a predetermined angle according to the operation of the motor (not shown).
  • the supply holder 12 is composed of a plurality and is arranged so as to be arranged in a round at a predetermined angle intervals on the top of the supply turn table 11, the ball stud is inserted and placed in a standing state.
  • the supply unit 10 is a plurality of ball studs are positioned at regular angle intervals while the supply turntable 11 rotates at regular angle intervals while the ball stud is inserted into the supply holder 12 in a standing state by the operator. Supply on the move.
  • the input unit 20 is configured to hold the ball studs to be supplied while being moved at a predetermined angle by the supply unit 10 and to feed the ball studs 30 to be described later.
  • the input unit 20 may be composed of a movable block 21 and the input jig 22 as shown in FIG.
  • the movable block 21 is installed above the supply turntable 11 and configured to move horizontally and vertically by a driving means (not shown).
  • the injection jig 22 is installed at the end of the movable block 21 to grip the ball stud by the operation of the cylinder (not shown).
  • the input unit 20 stands up with a ball stud in a state where the movable block 21 is horizontally and vertically moved, and the input jig 22 is gripped and inserted into the supply holder 12 of the supply turntable 11. It is put into the transfer unit 30 to be described later as it is.
  • the transfer unit 30 is configured to transfer the ball studs introduced by the input unit 20 at regular angle intervals.
  • the transfer unit 30 may be composed of a transfer turntable 31 and a transfer holder 32, as shown in FIG.
  • the transfer turn table 31 is rotatably installed on one side of the supply turn table 11 and is formed in a disk shape and a motor (not shown) is installed at the lower center to rotate at regular intervals according to the operation of the motor. .
  • the transfer holder 32 is composed of a plurality and installed so as to be arranged in a round at a predetermined angle intervals on the upper portion of the transfer turn table 31 is inserted into the ball stud in the standing state.
  • the transfer unit 30 is fixed to the plurality of ball studs while the transfer turntable 31 rotates at regular angle intervals while the ball stud is inserted into the transfer holder 32 in a standing state by the input unit 20. It moves while moving at angular intervals.
  • the sensing unit 40 is configured to detect whether a ball stud conveyed by the transfer unit 30 exists in the transfer holder 32.
  • the sensing unit 40 may include a cylinder 42 and a sensing sensor 41 as shown in FIG. 1.
  • the cylinder 42 is installed so that the rod is directed to the end of the support (not shown) installed vertically on one side of the transfer turn table 31.
  • the detection sensor 41 is installed on the rod of the cylinder 42 and detects the presence of the ball stud by contacting the ball stud inserted into the transfer holder 32 while vertically moving downward by the operation of the cylinder 42. It is.
  • the sensing unit 40 is positioned below the sensing sensor 41 while the sensing sensor 41 vertically moves downward by the operation of the cylinder 42 during the rotation of the transfer turntable 31 at a predetermined angle.
  • the presence of the ball stud is detected according to the presence or absence of contact with the ball stud is inserted into the transfer holder 32.
  • the high frequency heat treatment unit 50 and the extraction unit 60 which will be described later with respect to the ball stud inserted into the transfer holder 32 are normally operated. However, if it is detected that the ball stud does not exist in the transfer holder 32, the high frequency heat treatment unit 50 and the extraction unit 60, which will be described later, regarding the ball stud inserted into the transfer holder 32 will not operate excessively. do.
  • the sensing unit 40 also functions to press the ball studs downward in the process of contact with the ball studs inserted into the transfer holder 32 to be inserted into the transfer holder 32 with the correct depth.
  • the sensing unit 40 has a high frequency heat treatment at an accurate portion (lower head and upper body) when the high frequency heat treatment is performed in the high frequency heat treatment unit 50 to which the ball stud inserted into the transfer holder 32 will be described later. To be done.
  • the high frequency heat treatment unit 50 is configured to perform high frequency heat treatment on the lower side of the head and the upper side of the body of the ball stud transferred by the transfer unit 30. That is, the high frequency heat treatment unit 50 is configured to perform high frequency heat treatment including all high frequency heating, quenching and tempering.
  • the high frequency heat treatment unit 50 may be composed of a high frequency generator 52, an induction coil 51 and a cooling nozzle 53, as shown in FIG.
  • the high frequency generator 52 is installed at the rear side of the transfer turn table 31 to generate a high frequency by a power source applied from the outside.
  • the induction coil 51 is installed to vertically move up and down by lifting means (not shown) in an electrically connected state with the high frequency generator 52, and has a form surrounding the ball stud. However, a cooling water path (not shown) is provided inside the induction coil 51 to circulate the cooling water supplied from the outside to prevent overheating due to the application of high frequency.
  • the cooling nozzle 53 is installed inside the induction coil 51 to inject cooling water for quenching into the induction coil 51.
  • the high frequency heat treatment unit 50 has a high frequency generator in a state in which the induction coil 51 vertically moves downward to wrap the head part and the body part of the ball stud inserted into the feed holder 32 of the transfer turntable 31 roundly.
  • the high frequency generated in 52) is applied to the induction coil 51 for a predetermined time, and then subjected to high frequency heating, followed by tempering for a predetermined time, and then cooling water is injected for a predetermined time through the cooling nozzle 53 to cool the high frequency heating, water supply, and tempering. Including high frequency heat treatment is performed.
  • the high frequency heat treatment unit 50 is further provided with an anti-oxidation unit 90 to prevent oxidation of the surface when the ball stud is subjected to high frequency heat treatment.
  • the anti-oxidation unit 90 may include an oxidation free chamber 91 and a water curtain 92.
  • the oxidation-free chamber 91 is installed to contain the high frequency heat treatment unit 50 at the rear side of the transfer turntable 31 and is filled with nitrogen to maintain the nitrogen atmosphere.
  • the water curtain 92 is formed by water sprayed downward on both sides of the oxide free chamber 91 so that the nitrogen atmosphere is maintained inside the oxide free chamber 91.
  • the anti-oxidation unit 90 allows the high frequency heat treatment unit 50 to be in a nitrogen atmosphere through the non-oxidation chamber 91 and the water curtain 92 so that the ball stud is subjected to high frequency heat treatment in a vacuum state, thereby surface oxidation of the ball stud. Will be prevented.
  • the extraction unit 60 is configured to take out the ball studs subjected to high frequency heat treatment by the high frequency heat treatment unit 50 in the process of being transferred from the transfer unit 30.
  • the takeout unit 60 may be composed of a movable block 61 and a takeout jig 62 as shown in FIG. 1.
  • the movable block 61 is installed on the right side of the transfer turn table 31 and configured to be movable vertically and horizontally by a driving means (not shown).
  • the ejecting jig 62 is installed at the end of the movable block 61 to grip the ball stud by the operation of a cylinder (not shown).
  • the take-out part 60 stands the ball stud in a state where the movable block 61 is horizontally and vertically moved and the take-out jig 62 is gripped and inserted into the transfer holder 32 of the transfer turntable 31. It is taken out as it is.
  • the inspection unit 70 is configured to inspect the high frequency heat treatment state of the ball stud taken out by the extraction unit 60.
  • the inspection unit 70 may be composed of the inspection table 71, the test probe 72, the standard probe 73 and the discriminator 74 as shown in FIG.
  • the inspection table 71 is installed below the take-out jig 62 and has a flat plate shape.
  • the test probe 72 has an eddy current coil installed at one side of the test table 71 and formed with a test hole 72a through which a ball stud inserted by the take-out part 60 is inserted in the center thereof, and an eddy current is supplied to the inside thereof. Not shown) is installed.
  • the standard probe 73 has an eddy current coil (not shown) installed at the other side of the inspection table 71 and having an inspection hole 73a through which a ball stud of a good product is inserted into the center without a high frequency heat treatment defect therebetween, and an eddy current supplied thereto. ) Is installed.
  • the discriminator 74 is electrically connected to the test probe 72 and the standard probe 73 so as to compare the amplitudes of the eddy currents received by the test probe 72 and the standard probe 73, respectively, and the extraction unit 60. The high frequency heat treatment failure of the ball stud taken out by this is discriminated.
  • the inspection unit 70 transmits the eddy currents to the ball studs to be inspected and the ball studs to be the inspection standard, respectively, in the test probe 72 and the standard probe 73, and then receives them from the discriminator 74, respectively. By comparing the amplitudes of the eddy currents with each other, it is determined whether the high frequency heat treatment of the ball stud to be audited is performed properly.
  • the ball stud to be inspected is received from the ball stud to be inspected based on the amplitude magnitude of the eddy current received from the ball stud as the inspection standard. If the amplitude magnitude of the eddy current is within the preset allowable range, it is judged as good quality;
  • the separating unit 80 is configured to separate and discharge the ball studs inspected by the inspection unit 70 as good or bad according to the test result.
  • the separating unit 80 may be composed of a movable block 81 and a separating jig 82 as shown in FIG.
  • the movable block 81 is installed above the inspection table 71 and configured to be capable of horizontal and vertical movement by a driving means (not shown).
  • the separating jig 82 is installed at the end of the movable block 81 to grip the ball stud according to the operation of the cylinder (not shown).
  • the separation unit 80 is the ball studs determined as good quality by moving the movable block 81 horizontally and vertically, and the separating jig 82 performs the holding operation according to the inspection result of the inspection unit 70 is a good quality discharge conveyor
  • the ball stud discharged to 83 and identified as defective is discharged to the defective discharge conveyor 84.
  • the present invention relates to a high frequency heat treatment apparatus for a ball stud, and more particularly, an inspection unit for inspecting the high frequency heat treatment state of the ball stud by an eddy current flaw detection method is installed on one side of the extraction unit, and the ball stud is mounted on one side of the inspection unit according to the inspection result. Separation part for discharging and discharging good and bad is installed, so it can be used for the whole inspection of the ball stud and the high frequency heat treatment device of the ball stud that has the eddy current flaw detection inspection function to prevent the mixing of the defective product.

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Abstract

본 발명은 볼 스터드의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취출부의 일측에 볼 스터드의 고주파 열처리 상태를 와전류 탐상 방식으로 검사하는 검사부가 설치되고 검사부의 일측에 검사의 결과에 따라 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리 배출하는 분리부가 설치되어 볼 스터드의 전수 검사가 가능하고 불량품의 혼입을 방지할 수 있는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.

Description

와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치
본 발명은 볼 스터드의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취출부의 일측에 볼 스터드의 고주파 열처리 상태를 와전류 탐상 방식으로 검사하는 검사부가 설치되고 검사부의 일측에 검사의 결과에 따라 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리 배출하는 분리부가 설치되어 볼 스터드의 전수 검사가 가능하고 불량품의 혼입을 방지할 수 있는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 볼 스터드(ball stud)는 차량의 조향장치와 조향장치를 연결하는 볼 조인트에 사용되는 핵심부품 중의 하나로서 조향 조작을 위해 각 방향으로의 회전을 가능하게 하는 기능과 조향 운동을 원활하게 전달하면서 노면으로부터 전달되는 충격을 완화하는 기능 등을 하는 것이다.
상기 볼 스터드는 원형의 헤드부와, 헤드부의 하부에 연장 형성된 몸체부와, 몸체부의 하부에 연장 형성된 볼트부로 이루어진 형태로서 헤드부에 다양한 반복하중이 가해지면서 헤드부의 하측과 몸체부의 상측에 균열 및 마모가 발생하여 내구성이 저하되는 원인이 된다.
이러한 내구성 저하를 막기 위해 볼 스터드는 헤드부의 하측과 몸체부의 상측에 표면 경도를 증대시키기 위한 고주파 열처리가 필요하다. 이를 위한 종래의 볼 스터드의 고주파 열처리 장치는 볼 스터드를 공급 이송하면서 한 개씩 개별적으로 고주파 열처리하고 취출하는 구조이다.
그러나 종래의 볼 스터드의 고주파 열처리 장치는 볼 스터드를 고주파 열처리하고 취출한 후에는 고주파 열처리가 제대로 되어 있는지를 검사하지 않고 그대로 배출컨베이어로 배출함에 따라 양품과 불량품이 혼입되는 문제점이 있다.
그리고 혼입된 양품과 불량품에 대한 전수 검사를 위해서는 배출컨베이어를 따라 배출되는 볼 스터드를 다시 한 개씩 일일이 검사해야 하므로 경제적으로 비효율적이고 시간도 많이 소요되는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 고주파 열처리된 볼 스터드를 취출하여 배출할 때 비파괴 검사인 와전류 탐상 방식으로 고주파 열처리 품질을 검사하여 양품과 불량품으로 분리 배출하여 불량품의 혼입을 억제할 수 있고 전수 검사를 신속 용이하게 할 수 있는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치는 회전 운동하는 공급턴테이블과, 상기 공급턴테이블의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되어 설치되는 복수 개의 공급홀더로 이루어져, 상기 공급홀더에 삽입 안착되는 상기 볼 스터드를 공급하는 공급부; 상기 공급부의 상측에 설치되어 수직 및 수평 운동하는 가동블록과, 상기 가동블록의 단부에 설치되어 파지 동작하는 투입지그로 이루어져 상기 공급부에서 공급되는 상기 볼 스터드를 투입하는 투입부; 상기 공급부의 일측에 설치되어 회전 운동하는 이송턴테이블과, 상기 이송턴테이블의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되어 설치되는 복수 개의 이송홀더로 이루어져 상기 투입부에 의해 상기 이송홀더에 삽입 안착되는 상기 볼 스터드를 이송하는 이송부; 상기 이송부의 좌측 상부에 설치되는 감지센서와, 상기 감지센서를 수직 운동시키는 실린더로 이루어져 상기 이송부에 의해 이송되는 볼 스터드가 상기 이송홀더에 삽입 안치된 상태인지를 감지하는 감지부; 상기 이송부의 후측에 설치되어 상하 운동하며 상기 볼 스터드를 감싸는 형태를 가진 유도코일과, 상기 유도코일에 고주파를 인가하는 고주파발생기와, 상기 유도코일의 내측에 설치되어 냉각수를 분사하는 냉각노즐로 이루어져 상기 이송홀더에 삽입 안착된 상기 볼 스터드를 고주파 열처리하는 고주파열처리부; 상기 이송부의 우측에 설치되어 수직 및 수평 운동하는 가동블록과, 상기 가동블록의 단부에 설치되어 파지 동작으로 취출지그로 이루어져 상기 이송홀더에 삽입 안착되어 상기 고주파열처리부에 의해 고주파 열처리된 상기 볼 스터드를 취출하는 취출부; 상기 취출부의 하측에 설치되어 상기 취출부에 의해 취출된 상기 볼 스터드에 와전류를 흘려 고주파 열처리 결함을 검사하는 검사부; 및 상기 검사부의 상측에 설치되어 상기 검사부의 검사 결과에 따라 상기 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리시켜 배출하는 분리부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 검사부는 검사대와, 상기 검사대의 일측에 설치되고 중심에 상기 볼 스터드가 삽입되는 검사홀이 관통 형성되며 상기 검사홀을 따라 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일이 설치되어 상기 볼 스터드에 와전류를 송수하는 시험탐촉자와, 상기 검사대의 타측에 설치되고 중심에 고주파 열처리 결함이 없는 양품의 볼 스터드가 삽입되는 검사홀이 관통 형성되고 상기 검사홀을 따라 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일이 설치되어 상기 양품의 볼 스터드에 와전류를 송수하는 표준탐촉자와, 상기 시험탐촉자와 상기 표준탐촉자에서 각각 수신된 와전류의 진폭을 비교하여 상기 볼 스터드의 고주파 열처리 불량을 판별하는 판별기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 분리부는 상기 검사대의 상측에 설치되어 수평 및 수직 운동하는 가동블록과, 상기 가동블록의 단부에 파지 동작하도록 설치되어 상기 시험탐촉자의 검사홀에 삽입된 볼 스터드를 상기 검사부의 검사 결과에 따라 양품배출컨베이어 또는 불량품배출컨베이어로 분리 배출하는 분리지그로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이송부의 상측에서 상기 고주파열처리부를 내포하도록 설치되고 질소분위기가 유지되는 무산화챔버와, 상기 무산화챔버의 양측에서 하방 수직으로 분사되는 워터커튼으로 이루어져 상기 볼 스터드가 질소분위기에서 고주파 열처리되도록 하는 산화방지부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과들을 기대할 수 있다.
먼저, 볼 스터드를 자동화 방식으로 고주파 열처리함으로써 볼 스터드의 생산성을 높일 수 있다. 그리고 고주파 열처리 후 볼 스터드에 대한 전수 검사가 자동화 방식으로 행해지고 전수 검사 결과에 따라 양품과 불량품을 분리함으로써 불량품의 혼입을 억제하고 열처리 품질도 향상시킬 수 있다. 또한, 질소로 채워진 무산화챔버 내에서 고주파 열처리가 행해짐으로써 고주파 열처리로 인한 볼 스터드의 표면 산화도 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치를 도시한 전체 구성도.
본 발명에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치는 차량의 조향장치와 조향장치를 연결하는 볼 조인트에 사용되는 핵심부품 중의 하나인 볼 스터드의 헤드부와 몸체의 기계적 강성을 증대시키기 위해 자동화 방식으로 고주파 열처리를 행하기 위한 장치이다.
특히, 본 발명에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치는 볼 스터드를 고주파 열처리하고 취출한 후 고주파 열처리가 제대로 되어 있는지를 검사하여 검사 결과에 따라 양품과 불량품으로 분리 배출함으로써 불량품의 혼입을 최대한 억제할 수 있고 불량품을 걸러내는 전수 검사를 신속 용이하게 할 수 있는 것이 특징이다.
이러한 특징은 취출부의 일측에 고주파 열처리가 완료된 볼 스터드의 고주파 열처리 품질을 와류 탐상 방식으로 검사하는 검사부와, 검사부의 검사 결과에 따라 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리 배출하는 분리부가 구비된 구조에 의해 달성된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치(100)는 도 에 도시된 바와 같이 공급부(10)와 투입부(20)와 이송부(30)와 감지부(40)와 고주파열처리부(50)와 취출부(60)와 검사부(70) 및 분리부(80)로 구성된다.
먼저, 상기 공급부(10)는 상부에 기립 상태로 안치되는 복수 개의 볼 스터드를 한 개씩 순차적으로 공급하는 구성이다.
이를 위해 공급부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 공급턴테이블(11)과 공급홀더(12)로 구성될 수 있다.
상기 공급턴테이블(11)은 원판 형상으로 형성되고 하부 중심에 구동모터(미도시)가 설치되어 모터(미도시)의 작동에 따라 일정각도 간격으로 회전 운동하는 것이다.
상기 공급홀더(12)는 복수 개로 구성되고 공급턴테이블(11)의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되도록 설치되며 볼 스터드가 기립 상태로 삽입 안치되는 것이다.
즉, 공급부(10)는 작업자에 의해 볼 스터드가 기립 상태로 공급홀더(12)에 삽입 안치된 상태에서 공급턴테이블(11)이 일정각도 간격으로 회전 운동하면서 복수 개의 볼 스터드를 일정각도 간격으로 위치 이동하면서 공급하게 된다.
다음으로, 상기 투입부(20)는 공급부(10)에 의해 일정각도로 위치 이동하면서 공급되는 볼 스터드를 파지하여 후술할 이송부(30)로 투입하는 구성이다.
이를 위해 투입부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 가동블록(21)과 투입지그(22)로 구성될 수 있다.
상기 가동블록(21)은 공급턴테이블(11)의 상측에 설치되고 구동수단(미도시)에 의해 수평 및 수직 운동하도록 구성된 것이다.
상기 투입지그(22)는 가동블록(21)의 단부에 설치되어 실린더(미도시)의 작동에 의해 볼 스터드를 파지하는 파지 동작을 하는 것이다.
즉, 투입부(20)는 가동블록(21)이 수평 및 수직 운동하고 투입지그(22)가 파지 동작하면서 공급턴테이블(11)의 공급홀더(12)에 삽입 안치된 상태의 볼 스터드를 기립된 상태 그대로 후술할 이송부(30)로 투입하게 된다.
다음으로, 상기 이송부(30)는 투입부(20)에 의해 투입되는 볼 스터드를 일정각도 간격으로 이송하는 구성이다.
이를 위해 이송부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 이송턴테이블(31)과 이송홀더(32)로 구성될 수 있다.
상기 이송턴테이블(31)은 공급턴테이블(11)의 일측에 회전 가능하게 설치되고 원판 형상으로 형성되고 하부 중심에 모터(미도시)가 설치되어 모터의 작동에 따라 일정각도로 간격으로 회전 운동하는 것이다.
상기 이송홀더(32)는 복수 개로 구성되고 이송턴테이블(31)의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되도록 설치되어 볼 스터드가 기립 상태로 삽입 안치되는 것이다.
즉, 이송부(30)는 투입부(20)에 의해 볼 스터드가 기립 상태로 이송홀더(32)에 삽입 안치된 상태에서 이송턴테이블(31)이 일정각도 간격으로 회전 운동하면서 복수 개의 볼 스터드를 일정각도 간격으로 위치 이동하면서 이송하게 된다.
다음으로, 상기 감지부(40)는 이송부(30)에 의해 이송되는 볼 스터드가 이송홀더(32)에 존재하는지를 감지하는 구성이다.
이를 위해 감지부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더(42) 및 감지센서(41)로 구성될 수 있다.
상기 실린더(42)는 이송턴테이블(31)의 일측에 수직으로 설치된 지지대(미도시) 의 단부에 로드가 아래로 향하도록 설치된 것이다.
상기 감지센서(41)는 실린더(42)의 로드에 설치되어 실린더(42)의 작동에 의해 하방으로 수직 운동하면서 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드와 접촉하여 볼 스터드의 존재 여부를 감지하는 것이다.
즉, 감지부(40)는 이송턴테이블(31)이 일정각도로 회전 운동하는 과정에서 감지센서(41)가 실린더(42)의 작동에 의해 하방으로 수직 운동하면서 감지센서(41)의 하측에 위치하는 이송홀더(32)에 삽입 안치되는 볼 스터드와의 접촉 유무에 따라 볼 스터드의 존재 여부를 감지하게 된다.
이때 볼 스터드가 이송홀더(32)에 존재하는 것으로 감지되는 경우 해당 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드에 대하여 후술할 고주파열처리부(50)와 취출부(60)가 정상적으로 작동하게 된다. 그러나 볼 스터드가 이송홀더(32)에 존재하지 않은 것으로 감지되는 경우 해당 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드에 대하여 후술할 고주파열처리부(50)와 취출부(60)가 작동하지 않고 지나치게 된다.
한편, 감지부(40)는 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드와의 접촉 과정에서 볼 스터드를 하방으로 눌러 이송홀더(32)에 정확한 깊이로 삽입 안치되게 하는 기능도 한다.
즉, 감지부(40)는 해당 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드가 후술할 고주파열처리부(50)에서 고주파 열처리가 행해질 때 정확한 부위(헤드부의 하측과 몸체부의 상측)에 고주파 열처리가 이루어지도록 한다.
다음으로, 상기 고주파열처리부(50)는 이송부(30)에 의해 이송되는 볼 스터드의 헤드부 하측과 몸체부 상측을 고주파 열처리하는 구성이다. 즉, 고주파열처리부(50)는 고주파 가열, 급랭, 템퍼링을 모두 포함하는 고주파 열처리를 행하는 구성이다.
이를 위해 고주파열처리부(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 고주파발생기(52)와 유도코일(51) 및 냉각노즐(53)로 구성될 수 있다.
상기 고주파발생기(52)는 이송턴테이블(31)의 후측에 설치되고 외부에서 인가되는 전원에 의해 고주파를 발생시키는 것이다.
상기 유도코일(51)은 고주파발생기(52)와는 전기적으로 연결된 상태에서 승강수단(미도시)에 의해 상하로 수직 운동하도록 설치되고 볼 스터드를 감싸는 형태를 가진 것이다. 단, 유도코일(51)의 내측에는 고주파의 인가로 인한 과열을 방지하기 위해 외부에서 공급되는 냉각수가 순환하는 냉각수로(미도시)가 구비된다.
상기 냉각노즐(53)은 유도코일(51)의 내측에 설치되어 유도코일(51) 내측으로 급랭을 위한 냉각수를 분사하는 것이다.
즉, 고주파열처리부(50)는 유도코일(51)이 하방으로 수직 운동하여 이송턴테이블(31)의 이송홀더(32)에 삽입 안치된 볼 스터드의 헤드부와 몸체부를 둥글게 감싼 상태에서 고주파발생기(52)에서 발생시킨 고주파가 유도코일(51)로 일정시간 인가되어 고주파 가열한 후 일정시간 동안 템퍼링을 행한 다음 냉각노즐(53)을 통해 냉각수가 일정시간 분사되어 냉각시킴으로써 고주파 가열, 급량, 템퍼링을 포함하는 고주파 열처리를 행하게 된다.
한편, 고주파열처리부(50)에는 볼 스터드가 고주파 열처리될 때 표면의 산화를 방지하기 위한 산화방지부(90)가 더 설치된다.
상기 산화방지부(90)는 도 1에 도시된 바와 같이 무산화챔버(91)와 워터커튼(92)으로 구성될 수 있다.
상기 무산화챔버(91)는 이송턴테이블(31)의 후측에서 고주파열처리부(50)를 내포하도록 설치되고 내부가 질소로 채워져 질소분위기가 유지되는 것이다.
상기 워터커튼(92)은 무산화챔버(91)의 양측에 하방으로 분사되는 물에 의해 형성되는 것으로 무산화챔버(91)의 내부가 질소분위기가 유지되도록 하는 것이다.
즉, 산화방지부(90)는 무산화챔버(91)와 워터커튼(92)을 통해 고주파열처리부(50)를 질소분위기 내에 있도록 하여 볼 스터드가 진공 상태에서 고주파 열처리되도록 함으로써 볼 스터드의 표면 산화를 방지하게 된다.
다음으로, 상기 취출부(60)는 이송부(30)에서 이송되는 과정에서 고주파열처리부(50)에 의해 고주파 열처리된 볼 스터드를 취출하는 구성이다.
이를 위해 취출부(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 가동블록(61)과 취출지그(62)로 구성될 수 있다.
상기 가동블록(61)은 이송턴테이블(31)의 우측에 설치되고 구동수단(미도시)에 의해 수직 및 수평 이동 가능하게 구성된 것이다.
상기 취출지그(62)는 가동블록(61)의 단부에 설치되어 실린더(미도시)의 작동에 의해 볼 스터드를 파지하는 파지 동작을 하는 것이다.
즉, 취출부(60)는 가동블록(61)이 수평 및 수직 이동하고 취출지그(62)가 파지 동작하면서 이송턴테이블(31)의 이송홀더(32)에 삽입 안치된 상태의 볼 스터드를 기립된 상태 그대로 취출하게 된다.
다음으로, 상기 검사부(70)는 취출부(60)에 의해 취출된 볼 스터드의 고주파 열처리 상태를 검사하는 구성이다.
이를 위해 검사부(70)는 도 1에 도시된 바와 같이 검사대(71)와 시험탐촉자(72)와 표준탐촉자(73) 및 판별기(74)로 구성될 수 있다.
상기 검사대(71)는 취출지그(62)의 하측에 설치되고 평판 형태를 가진 것이다.
상기 시험탐촉자(72)는 검사대(71)의 일측에 설치되고 중심에 취출부(60)에 의해 취출된 볼 스터드가 삽입되는 검사홀(72a)이 관통 형성되며 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일(미도시)이 설치된 것이다.
상기 표준탐촉자(73)는 검사대(71)의 타측에 설치되고 중심에 고주파 열처리 결함이 없는 양품의 볼 스터드가 삽입되는 검사홀(73a)이 관통 형성되고 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일(미도시)이 설치된 것이다.
상기 판별기(74)는 시험탐촉자(72)와 표준탐촉자(73)에 전기적으로 연결되어 시험탐촉자(72)와 표준탐촉자(73)에서 각각 수신되는 와전류의 진폭을 상호 비교하여 취출부(60)에 의해 취출된 볼 스터드의 고주파 열처리 불량을 판별하는 것이다.
즉, 검사부(70)는 시험탐촉자(72)와 표준탐촉자(73)에서 각각 검사 대상이 되는 볼 스터드와 검사 기준이 되는 양품의 볼 스터드에 와전류를 송수한 후 이를 각각 판별기(74)에서 수신하여 와전류의 진폭을 상호 비교함으로써 감사 대상이 되는 볼 스터드의 고주파 열처리가 제대로 된 것인지를 판별하게 된다.
이때 검사 기준이 되는 볼 스터드를 기준으로 검사 대상이 되는 볼 스터드를 양품과 불량품으로 판별할 때는 검사 기준이 되는 볼 스터드로부터 수신한 와전류에 대한 진폭 크기를 기준으로 검사 대상이 되는 볼 스터드로부터 수신한 와전류에 대한 진폭 크기가 기설정된 허용 범위 이내이면 양품으로 판별하고 그렇지 않으면 불량품으로 판별한다.
마지막으로, 상기 분리부(80)는 검사부(70)에서 검사 완료된 볼 스터드를 검사 결과에 따라 양품과 불량품으로 분리 배출하는 구성이다.
이를 위해 분리부(80)는 도 1에 도시된 바와 같이 가동블록(81)과 분리지그(82)로 구성될 수 있다.
상기 가동블록(81)은 검사대(71)의 상측에 설치되고 구동수단(미도시)에 의해 수평 및 수직 운동 가능하게 구성된 것이다. 상기 분리지그(82)는 가동블록(81)의 단부에 설치되어 실린더(미도시)의 작동에 따라 볼 스터드를 파지하는 동작을 하는 것이다.
즉, 분리부(80)는 검사부(70)의 검사 결과에 따라 가동블록(81)이 수평 및 수직으로 이동하고 분리지그(82)가 파지 동작을 행함으로써 양품으로 판별된 볼 스터드는 양품배출컨베이어(83)로 배출하고 불량품으로 판별된 볼 스터드는 불량품배출컨베이어(84)로 배출하게 된다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
본 발명은 볼 스터드의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취출부의 일측에 볼 스터드의 고주파 열처리 상태를 와전류 탐상 방식으로 검사하는 검사부가 설치되고 검사부의 일측에 검사의 결과에 따라 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리 배출하는 분리부가 설치되어 볼 스터드의 전수 검사가 가능하고 불량품의 혼입을 방지할 수 있는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치 분야에 이용가능하다.

Claims (4)

  1. 회전 운동하는 공급턴테이블(11)과, 상기 공급턴테이블(11)의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되어 설치되는 복수 개의 공급홀더(12)로 이루어져, 상기 공급홀더(12)에 삽입 안착되는 상기 볼 스터드를 공급하는 공급부(10);
    상기 공급부(10)의 상측에 설치되어 수직 및 수평 운동하는 가동블록(21)과, 상기 가동블록(21)의 단부에 설치되어 파지 동작하는 투입지그(22)로 이루어져 상기 공급부(10)에서 공급되는 상기 볼 스터드를 투입하는 투입부(20);
    상기 공급부(10)의 일측에 설치되어 회전 운동하는 이송턴테이블(31)과, 상기 이송턴테이블(31)의 상부에 일정각도 간격을 두고 둥글게 배치되어 설치되는 복수 개의 이송홀더(32)로 이루어져 상기 투입부(20)에 의해 상기 이송홀더(32)에 삽입 안착되는 상기 볼 스터드를 이송하는 이송부(30);
    상기 이송부(30)의 좌측 상부에 설치되는 감지센서(41)와, 상기 감지센서(41)를 수직 운동시키는 실린더(42)로 이루어져 상기 이송부(30)에 의해 이송되는 볼 스터드가 상기 이송홀더(32)에 삽입 안치된 상태인지를 감지하는 감지부(40);
    상기 이송부(30)의 후측에 설치되어 상하 운동하며 상기 볼 스터드를 감싸는 형태를 가진 유도코일(51)과, 상기 유도코일(51)에 고주파를 인가하는 고주파발생기(52)와, 상기 유도코일(51)의 내측에 설치되어 냉각수를 분사하는 냉각노즐(53)로 이루어져 상기 이송홀더(32)에 삽입 안착된 상기 볼 스터드를 고주파 열처리하는 고주파열처리부(50);
    상기 이송부(30)의 우측에 설치되어 수직 및 수평 운동하는 가동블록(61)과, 상기 가동블록(61)의 단부에 설치되어 파지 동작으로 취출지그(62)로 이루어져 상기 이송홀더(32)에 삽입 안착되어 상기 고주파열처리부(50)에 의해 고주파 열처리된 상기 볼 스터드를 취출하는 취출부(60);
    상기 취출부(60)의 하측에 설치되어 상기 취출부(60)에 의해 취출된 상기 볼 스터드에 와전류를 흘려 고주파 열처리 결함을 검사하는 검사부(70); 및
    상기 검사부(70)의 상측에 설치되어 상기 검사부(70)의 검사 결과에 따라 상기 볼 스터드를 양품과 불량품으로 분리시켜 배출하는 분리부(80);로 구성되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부(70)는
    검사대(71)와, 상기 검사대(71)의 일측에 설치되고 중심에 상기 볼 스터드가 삽입되는 검사홀(72a)이 관통 형성되며 상기 검사홀(72a)을 따라 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일(미도시)이 설치되어 상기 볼 스터드에 와전류를 송수하는 시험탐촉자(72)와, 상기 검사대(71)의 타측에 설치되고 중심에 고주파 열처리 결함이 없는 양품의 볼 스터드가 삽입되는 검사홀(73a)이 관통 형성되고 상기 검사홀(73a)을 따라 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일(미도시)이 설치되어 상기 양품의 볼 스터드에 와전류를 송수하는 표준탐촉자(73)와, 상기 시험탐촉자(72)와 상기 표준탐촉자(73)에서 각각 수신된 와전류의 진폭을 비교하여 상기 볼 스터드의 고주파 열처리 불량을 판별하는 판별기(74)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리부(80)는
    상기 검사대(71)의 상측에 설치되어 수평 및 수직 운동하는 가동블록(81)과, 상기 가동블록(81)의 단부에 파지 동작하도록 설치되어 상기 시험탐촉자(72)의 검사홀(72a)에 삽입된 볼 스터드를 상기 검사부(70)의 검사 결과에 따라 양품배출컨베이어(83) 또는 불량품배출컨베이어(84)로 분리 배출하는 분리지그(82)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송부(30)의 상측에서 상기 고주파열처리부(50)를 내포하도록 설치되고 질소분위기가 유지되는 무산화챔버(91)와, 상기 무산화챔버(91)의 양측에서 하방 수직으로 분사되는 워터커튼(92)으로 이루어져 상기 볼 스터드가 질소분위기에서 고주파 열처리되도록 하는 산화방지부(90)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치.
PCT/KR2015/012809 2015-11-26 2015-11-27 와전류 탐상 방식의 전수 검사 기능을 겸비한 볼 스터드의 고주파 열처리 장치 WO2017090795A1 (ko)

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