KR100913034B1 - 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정에 적용되는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치에 관한 것이다. 본 발명은 하이드로 포밍 관의 양측 단부를 브라켓 커버로 막아서 관 내부를 외부에 대해 밀봉상태로 유지시키는 복수의 실린더를 구비한 씰링 부, 상기 씰링 부의 일측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 내측에 일정 압력의 공압을 충전하는 가압 부, 및 상기 씰링 부의 타측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 공압을 검출하고, 검출값을 기준값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관의 터짐을 판정하는 검출 부를 포함하여 온-라인상에서 하이드로 포밍 관의 불량을 검출하되, 상기 하이드로 포밍 관은 테이블 상에 위치되어 터짐 검출 작업 도중에 지그로 위치고정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 모든 하이드로 포밍 관에 대해 온-라인 전수 검사를 실시할 수 있고, 그에 따라서 불량품의 후공정 배출을 방지하며, 하이드로 포밍 관의 불량율 저감과 생산라인의 효율적인 운용으로 하이드로 포밍 제품의 제조 원가를 낮추는 장점이 있다. 또한 후속 공정에서 트리밍(Trimming) 작업시의 설비충돌 발생을 사전에 예방할 수 있는 효과도 얻어진다.

하이드로포밍, 관 터짐 검출장치, 씰링 부, 온-라인 전수 검사, 트리밍

Description

하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치{Apparatus For Detecting The Leakage of A Hydroforming Pipe}

본 발명은 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정에 적용되는 하이드로 포밍 관의 터짐을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 온-라인 상태에서 하이드로 포밍 관의 터짐을 쉽게 검출하여 후속하여 제작되는 하이드로 포밍 관의 불량 증가를 방지하고, 온-라인 상태에서 전수 검사를 실시하여 하이드로포밍 성형 제품의 신뢰도를 향상시키며, 효율적인 성능검사를 자동으로 실시할 수 있음으로써 작업 생산성을 향상시키도록 된 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 하이드로포밍 기술은 자동차 부품의 일체화를 통한 경량화와 강도향상에 따른 안전성 향상, 그리고 자동차 프레임 부품의 조립성 향상 등의 이점을 실현하기 위해 고객이 요구하는 제품을 생산하고 있다.

이와 같은 하이드로포밍 라인은 통상적으로 파이프를 투입하여 벤딩(Bending) 공정을 거쳐 제품에 맞는 형상으로 제작하는 것으로, 예비성형(Preforming) 공정을 거쳐 제품의 1차성형을 이루고, 하이드로포밍 공정을 통해 제품의 형상을 완전히 성형한 다음, 트리밍(Trimming) 공정을 거쳐 제품에 맞는 치수로 절단을 하고, 세척공정을 거쳐 완제품으로 생산된다. 그리고 작업자가 하이드로포밍 관의 샘플링(Sampling) 검사나 전수검사를 하는 형태로 하이드로 포밍 설비를 구성한다.

이와 같은 하이드로포밍 공정에서 사용된 모재 관의 결함이나 혹은 이물질의 투입으로 인한 성형 불균형 또는 장입(Loading) 불량에 따른 특정부위의 과다 확관으로 인해 성형도중에 터지거나 미세 균열(crack)이 발생된다. 또한 이와 같이 성형 불량이 일어난 하이드로 포밍 관이 후속공정으로 진행될 때에는 트리밍(Trimming) 공정에서 안착불량이 발생하거나, 절단공정에서의 형상 변화로 인해 절단도중 설비와의 충돌과 혹은 미세 균열로 인해 불량품이 생산된다. 한편 작업자의 완제품 샘플링 검사시에는 종종 불량품이 검출이 안되는 경우가 있으며, 이와 같은 경우에는 불량한 성능의 하이드로포밍 관이 생산되어 제품 강도저하를 유발하게 된다.

이와 같이 하이드로 포밍 성형제품의 터짐이 정확히 확인이 되지 않으면 불량품의 지속적인 증가와 작업 손실의 증가가 나타나며, 자동화 라인을 통하여 생산된 제품의 신뢰도 저하가 이루어지므로 보다 큰 문제점 유발이 우려된다. 또한 최근에는 하이드로 포밍 관의 형상의 복잡성과 기타영향으로 인해 불량의 발생 확률이 높으며, 자동화 라인으로 인해 라인 외부에서 샘플링 검사로 불량을 잡아내기엔 불량품의 수가 많아져서 불가능한 실정이다. 또한 자동화 라인의 외부에서 제품의 전수검사를 하더라도 작업인원의 증가로 인해서 작업 생산성이 저하되고, 라인 내 부에 발생되는 불량은 발견할 수 없는 문제점이 발생되고 있다

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은하이드로포밍 성형 후의 성형제품에 대한 터짐검사를 온-라인 상태에서 검출 가능하도록 하여 불량품의 증가를 방지하고, 제품 검사를 온-라인 상태에서 전수검사 방식으로 진행함으로써 생산제품의 신뢰도를 향상시키며, 효율적인 자동 검사작업이 이루어질 수 있도록 개선된 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정에서 하이드로 포밍 관의 터짐을 검출하기 위한 장치에 있어서,

하이드로 포밍 관의 양측 단부를 브라켓 커버로 막아서 관 내부를 외부에 대해 밀봉상태로 유지시키는 복수의 실린더를 구비한 씰링 부;

상기 씰링 부의 일측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 내측에 일정 압력의 공압을 충전하는 가압 부; 및

상기 씰링 부의 타측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 공압을 검출하고, 검출값을 기준값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관의 터짐을 판정하는 검출 부;를 포함하여 온-라인상에서 하이드로 포밍 관의 불량을 검출하되, 상기 하이드로 포밍 관은 테이블 상에 위치되어 터짐 검출 작업 도중에 지그로 위치고정되는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 씰링 부는 복수의 실린더가 상기 하이드로 포밍 관의 양측 단부에 각각 위치된 공압 실린더로 각각 이루어지고, 상기 브라켓 커버는 공압 실린더의 로드에 연결되며, 그 전면에는 탄성력이 우수한 실리콘 패드가 부착되어 하이드로 포밍 관의 단부에 대해 밀착되어 관 내부를 외부에 대해 밀봉시키는 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 가압 부는 상기 씰링 부의 일측 브라켓 커버 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관의 내측으로 일정길이 연장하는 노즐을 구비하고, 상기 노즐에는 가요성 호스를 통하여 공압 공급원이 연결되며, 상기 공압 공급원에는 공압을 일정압력으로 제공하는 공압 제어기를 구비하여 상기 하이드로 포밍 관의 내부에 일정압력의 공압을 제공하는 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 검출 부는 상기 씰링 부의 타측 브라켓 커버 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관의 내측으로 일정길이 연장하는 노즐을 구비하고, 상기 노즐에는 가요성 호스를 통하여 공압을 검출하여 전기적신호로 출력하는 공압 검출 센서가 연결되며, 상기 공압 검출 센서에는 검출값을 기준값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관의 터짐을 판정하는 제어기가 연결된 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치를 제공한다.

삭제

본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치에 의하면 하이드로포밍 공정을 거친 제품의 내부에 온-라인 상에서 공압을 충전하고, 공압의 누출 여부를 신속하게 판정할 수 있기 때문에 모든 하이드로 포밍 관에 대해 전수 검사를 실시할 수 있다.

따라서 온-라인 상에서 모든 하이드로 포밍 관에 대하여 쉽게 전수검사가 가능하여 불량품의 후공정 배출을 방지하고, 그에 따른 하이드로 포밍 관의 불량율 저감과 생산라인의 효율적인 운용으로 하이드로 포밍 제품의 제조 원가를 낮추는 장점이 있다

또한 하이드로 포밍 공정에서의 제품이상을 바로 알 수 있어 성형불량에 따른 형상 변화로 인한 트리밍(Trimming) 작업시의 설비충돌 발생을 사전에 예방할 수 있는 효과도 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치(1)는 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정에서 온-라인 상으로 하이드로 포밍 관(100)의 터짐을 검출하기 위한 장치이다.

본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부(100a)(100b)를 브라켓 커버(15a)(15b)로 막아서 관 내부를 외부에 대해 밀봉상태로 유지시키는 씰링 부(10)를 구비한다. 이와 같은 씰링 부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 공압 실린더(12a)(12b)가 상기 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부에 각각 위치되어 작동되는데, 상기 각각의 공압 실린더(12a)(12b)의 로드에는 브라켓 커버(15a)(15b)가 연결되어 전후로 이동된다. 또한 상기 브라켓 커버(15a)(15b)의 전면에는 탄성력이 우수한 실리콘 패드(20)가 볼트(22)로 고정되어 일체로 되어 있다.

이와 같은 씰링 부(10)는 상기 브라켓 커버(15a)(15b)와 실리콘 패드(20)를 하이드로 포밍 관(100)의 단부(100a)(100b)에 대해 밀착시켜 관 내부를 외부에 대해 밀봉(sealing) 시키는데, 상기 브라켓 커버(15a)(15b)와 실리콘 패드(20)가 일정압력으로 상기 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부(100a)(100b)에 각각 가압되면, 실리콘 패드(20)의 탄성력으로 그 접촉 부분에서 완전 밀착되어 하이드로 포밍 관(100)의 내부와 외부가 밀봉으로 차단된다.

상기 공압 실린더(12a)(12b) 들과 브라켓 커버(15a)(15b) 및 실리콘 패드(20)들은 하이드로 포밍 관(100)의 단부(100a)(100b)에 각각 위치되어 공압 실린더(12a)(12b)의 작동으로 이들 단부를 각각 밀봉처리한다.

또한 본 발명은 상기 씰링 부(10)의 일측 브라켓 커버(15a)를 통하여 하이드로 포밍 관(100)의 내측에 일정 압력의 공압을 충전하는 가압 부(30)를 구비한다.

그리고 상기 가압 부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 씰링 부(10)의 일측 브라켓 커버(15a)의 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관(100)의 내측으로 일정 길이 연장하는 노즐(32)을 구비한다. 상기 노즐(32)은 원통형의 파이프 구조로 이루어진 것이고, 가요성 호스(34)를 통하여 공압 공급원(40)에 연결되는데, 상기 공압 공급원(40)은 공압 펌프(미 도시) 또는 공압 펌프에 의해서 항상 일정압력의 공압이 충전되어 밸브(48) 개폐를 통하여 공압을 제공하는 공압 탱크(미 도시) 등으로 이루어질 수 있다.

그리고 이와 같은 공압 공급원(40)에는 공압을 일정압력으로 제공하는 공압 제어기(Air Pressure Regulator)(42)와 자동개폐 밸브(48)를 구비하여 상기 하이드로 포밍 관(100)의 내부에 공압을 제공하는 경우, 일정압력의 공압이 제공되도록 한다.

또한 도 3에 도시된 공압 공급 회로도에 도시된 바와 같이, 상기 공압 공급원(40)의 공급 압력을 외부에서 확인할 수 있는 공압 게이지(44)도 공압 공급원(40)에 장착가능하다.

이와 같은 가압 부(30)는 하이드로 포밍 관(100)에 공압을 공급하고, 공압 누출 테스트(leak test)를 거쳐서 제품의 합격 여부를 전수검사할 수 있도록 일정압력의 공기를 하이드로 포밍 관(100)에 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 상기 가압 부(30)에 의해서 공급된 공압의 누출 여부를 검출하여 상기 하이드로 포밍 관(100)의 터짐을 판정하는 검출 부(60)를 포함하는데, 상기 검출 부(60)는 상기 씰링 부(10)의 타측 브라켓 커버(15b)를 통하여 하이드로 포밍 관(100)의 공압을 센서(65)가 검출하고, 그 검출 값을 제어기(70)에서 기준 값에 비교하여 그 결과를 외부로 표시한다.

상기 검출 부(60)는 상기 씰링 부(10)의 타측 브라켓 커버(15b) 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관(100)의 내측으로 일정길이 연장하는 노즐(72)을 구비하는데, 상기 노즐(72)은 일정 길이의 파이프 구조로 이루어지고, 상기 노즐(72)에는 가요성 호스(74)를 통하여 공압을 검출하여 전기적신호로 출력하는 공압 검출 센서(65)가 연결된다. 그리고 상기 공압 검출 센서(65)에는 검출 값을 기준 값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관(100)의 터짐을 판정하는 제어기(70)가 전기적으로 연결된 구조이다.

상기 제어기(70)는 통상적인 PLC(Programmable Logic Controller)나 마이크로 프로세서를 내장한 컴퓨터로 이루어질 수 있고, 상기 공압 검출 센서(65)로부터 검출된 공압을 내장된 메모리 부(미 도시)의 기준 값에 비교하여 하이드로 포밍 관(100)의 공기 누출 여부를 외부로 출력한다.

예를 들면 검출 공압이 기준 공압에 비하여 낮다면, 디스플레이(미 도시)를 통하여 "불량"을 출력하고, 검출 공압이 기준 공압에 적합하면 "정상"이라는 신호를 외부로 출력하여 작업자들이 쉽게 해당 하이드로 포밍 관(100)의 불량 여부를 판정할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 본 발명은 상기 하이드로 포밍 관(100)은 테이블(T) 상에 위치되어 터짐 검출 작업 도중에 지그(82)로 위치고정되는 구조이다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 테이블(T) 상에 지그(82)가 마련되어 그 지그(82)에 불량 여부를 검사하고자 하는 하이드로 포밍 관(100)이 위치됨으로써 씰링 부(10), 가압 부(30) 및 검출 부(60)에 의한 작동시 정 위치에 고정되어 정확한 검출이 이루어지도록 한다.

미 설명 부호(90)는 오-링이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치(1)는 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정상에 배치된다.

본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치(1)는 성형이 완료된 하이드로 포밍 관(100)이 도 1에 도시된 바와 같이, 테이블(T) 상의 지그(82)에 끼워 안착된다.

이와 같이 지그(82)에 안착되면 자동으로 씰링 부(10)를 통하여 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부(100a)(100b)가 씰링 부(10)의 브라켓 커버(15a)(15b)와 실리콘 패드(20)에 의해서 막혀지게 되는데, 씰링 부(10)에 마련된 복수의 공압 실린더(12a)(12b)가 각각 상기 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부(100a)(100b)에서 작동하여 브라켓 커버(15a)(15b)와 실리콘 패드(20)가 하이드로 포밍 관(100)의 단부(100a)(100b)를 막게 된다.

따라서 상기 하이드로 포밍 관(100)의 양측 단부(100a)(100b)는 외부에 대해 밀봉(sealing)으로 유지되고, 다음으로 가압 부(30)가 작동하여 하이드로 포밍 관(100)의 내부에 공압을 충전한다. 이와 같은 경우 공압 공급원(40)의 공압 펌프가 작동하거나, 공압 탱크의 밸브(48)가 자동으로 열리면서 공압 제어기(Air Pressure Regulator)(42)와 가요성 호스(34)를 통하여 노즐(32)에 공기가 공급되고, 하이드로 포밍 관(100)의 내부에 일정압력의 공압을 제공한다. 그리고 일정 압력의 공압이 주입된 다음에는 공압 공급이 자동으로 중지된다.

그리고, 이와 같이 하이드로 포밍 관(100)에 공압을 공급하게 되면, 검출 부(60)의 센서(65)에서는 공압의 누출 여부를 검출하는데, 이는 상기 센서(65)가 씰링 부(10)의 타측 브라켓 커버(15b)에 마련된 노즐(72)과 가요성 호스(74)를 통하여 하이드로 포밍 관(100)의 공압을 검출하고, 그 검출 값을 전기적인 신호로 제어기(70)에 송출한다.

상기 제어기(70)는 이와 같이 공압 검출 센서(65)로부터 송출된 공압을 받아서 내장된 메모리 부의 기준 값에 비교하고, 검출 공압이 기준 공압에 비하여 낮다면, 디스플레이를 통하여 "불량"을 출력하고, 검출 공압이 기준 공압에 적합하면 "정상"이라는 신호를 외부로 출력한다. 이와 같은 제어기(70)에 의한 검출 결과는 온-라인상으로 작업장에 전달될 수 있고, 신속하게 하이드로 성형 관의 불량 여부를 판정하여 추출 제거할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 하이드로포밍 성형 공정후 제품의 터짐을 그 내부에 공압을 주입하여 압력유지 상태의 확인을 통하여 제품의 터짐검사를 전수 검사형태로 온-라인 상에서 실시할 수 있다. 따라서 불량으로 판정된 하이드로 포밍 관(100)은 후공정으로 보내지 않게 되어 트리밍(Trimming) 공정에서 설비의 충돌을 사전에 예방하고, 하이드로 포밍 생산라인의 효율적인 운영이 가능한 것이다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치의 작동 구조를 전체적으로 도시한 평면도;

도 2는 본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치의 씰링 부, 가압 부 및 검출 부 구조를 분해하여 도시한 분해조립도;

도 3은 본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치에 구비된 가압 부의 공압 회로도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... 본 발명에 따른 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치

10.... 씰링 부 12a,12b.... 공압 실린더

15a,15b... 브라켓 커버 20.... 실리콘 패드

30.... 가압 부 32.... 노즐

34.... 가요성 호스 40.... 공압 공급원

42.... 공압 제어기(Air Pressure Regulator)

44.... 공압 게이지 48.... 자동개폐 밸브

60.... 검출 부 65.... 센서

70.... 제어기 72.... 노즐

74.... 가요성 호스 82.... 지그

90.... 오-링 100..... 하이드로 포밍 관

100a,100b.... 하이드로 포밍 관의 단부 T.... 테이블

Claims (5)

1. 하이드로포밍(Hydroforming Process)의 자동화 공정에서 하이드로 포밍 관의 터짐을 검출하기 위한 장치에 있어서,

   하이드로 포밍 관의 양측 단부를 브라켓 커버로 막아서 관 내부를 외부에 대해 밀봉상태로 유지시키는 복수의 실린더를 구비한 씰링 부;

   상기 씰링 부의 일측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 내측에 일정 압력의 공압을 충전하는 가압 부; 및

   상기 씰링 부의 타측 브라켓 커버를 통하여 하이드로 포밍 관의 공압을 검출하고, 검출값을 기준값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관의 터짐을 판정하는 검출 부;를 포함하여 온-라인상에서 하이드로 포밍 관의 불량을 검출하되, 상기 하이드로 포밍 관은 테이블 상에 위치되어 터짐 검출 작업 도중에 지그로 위치고정되는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 씰링 부는 복수의 실린더가 상기 하이드로 포밍 관의 양측 단부에 각각 위치된 공압 실린더로 각각 이루어지고, 상기 브라켓 커버는 공압 실린더의 로드에 연결되며, 그 전면에는 탄성력이 우수한 실리콘 패드가 부착되어 하이드로 포밍 관의 단부에 대해 밀착되어 관 내부를 외부에 대해 밀봉시키는 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가압 부는 상기 씰링 부의 일측 브라켓 커버 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관의 내측으로 일정길이 연장하는 노즐을 구비하고, 상기 노즐에는 가요성 호스를 통하여 공압 공급원이 연결되며, 상기 공압 공급원에는 공압을 일정압력으로 제공하는 공압 제어기를 구비하여 상기 하이드로 포밍 관의 내부에 일정압력의 공압을 제공하는 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 검출 부는 상기 씰링 부의 타측 브라켓 커버 중앙을 관통하여 하이드로 포밍 관의 내측으로 일정길이 연장하는 노즐을 구비하고, 상기 노즐에는 가요성 호스를 통하여 공압을 검출하여 전기적신호로 출력하는 공압 검출 센서가 연결되며, 상기 공압 검출 센서에는 검출 값을 기준 값에 비교하여 상기 하이드로 포밍 관의 터짐을 판정하는 제어기가 연결된 것임을 특징으로 하는 하이드로 포밍 관의 터짐 검출장치.
5. 삭제

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