KR100954761B1

KR100954761B1 - 캠 검사장치

Info

Publication number: KR100954761B1
Application number: KR1020090093126A
Authority: KR
Inventors: 김현철
Original assignee: (주)리모텍
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2010-04-28

Abstract

본 발명은 캠 검사장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 캠 검사장치는, 외주면에 나선홈(12)이 형성된 캠(10)이 안착 및 고정되는 설치유닛(100)과, 상기 설치유닛(100)과 근접시에 상기 나선홈(12) 내부에 검사용볼(B)을 선택적으로 삽입하여 나선홈(12)의 가공상태를 측정 및 검사하는 검사유닛(200)과, 상기 설치유닛(100) 및 검사유닛(200)을 지지하는 프레임(300)과, 상기 검사유닛(200)에서 측정된 나선홈(12)의 가공상태를 도시화하는 디스플레이(400)와, 상기 설치유닛(100), 검사유닛(200) 및 디스플레이(400)의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 캠 검사시 사용편의성이 향상되며 불량 여부를 빠르게 검출해낼 수 있는 이점이 있다.

캠, 원통캠, 볼캠, 검사, 장치, 검사용볼

Description

캠 검사장치 {A cam inspection equipment}

도 1 은 본 발명에 의한 캠 검사장치의 외관 구성을 보인 사시도.

도 2 는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 요부 구성인 설치유닛 및 검사유닛을 나타낸 부분 확대도.

도 3 은 본 발명에 의한 캠 검사장치의 요부 구성인 검사유닛을 나타낸 부분 확대도.

도 4 는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 요부 구성인 검사유닛의 후면 구성을 보인 사시도.

도 5 는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 일 구성인 검사용볼이 보관된 상태를 나타낸 확대 사시도.

도 6 은 본 발명에 의한 캠 검사장치의 일 구성인 검사용볼이 노출된 상태를 나타낸 확대 사시도.

도 7 은 본 발명에 의한 캠 검사장치에서 일 구성인 검사용볼이 캠과 접촉한 상태를 나타낸 개략도.

도 8 은 본 발명에 의한 캠 검사장치를 이용하여 캠의 나선홈을 검사시에 검사 결과를 도시한 그래프.

도 9 는 본 발명에 의한 캠 검사장치를 이용하여 캠을 검사하는 방법을 나타 낸 공정 순서도.

도 10 은 본 발명에 의한 캠 검사장치를 이용하여 캠을 검사하는 방법 중 일단계인 볼접촉단계를 세부적으로 나탄내 공정 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 캠 12. 나선홈

100. 설치유닛 110. 가이드바

120. 이송캠 130. 캠이송모터

140. 안착대 150. 잠금구

160. 안착판 162. 구름부재

170. 캠회전모터 190. 베이스

200. 검사유닛 210. 커버

212. 개구부 220. 보관구

222. 볼수용홈 230. 이탈제한구

232. 회전가이드 234. 지지블럭

236. 회전안내홈 238. 간섭돌기

240. 노출강제구 241. 이동판

242. 지지대 243. 왕복운동부

244. 링크 245. 탄성부재

246. 베어링 247. 가이드블럭

250. 회전축 252. 정렬홈

260. 제1엔코더 270. 회전축정렬구

280. 제2엔코더 290. 힘전달구

300. 프레임 400. 디스플레이

B . 검사용볼 S100. 캠설치단계

S200. 볼위치초기화단계 S300. 볼접촉단계

S320. 이송과정 S340. 볼노출과정

S360. 볼접촉과정 S400. 캠회전단계

S500. 회전각도감지단계 S600. 감지각도표시단계

S700. 캠원위치단계 S800. 캠분리단계

본 발명은 캠 검사시 사용편의성이 향상되며 불량 여부를 빠르게 검출해낼 수 있도록 한 캠 검사장치에 관한 것이다.

공작물에 대하여 나사절삭, 구멍뚫기, 스폿페이싱가공 등 여러가지 가공을 단일장치에서 복합적으로 행할 수 있도록 구성한 머시팅센터와 같은 다기능공작기계에서는 탭이나 드릴 등의 공구를 미리 소정의 수납장소에 다수 격납해두고 소망하는 공구를 적시에 선택하여 사용이 종료된 공구와 자동으로 교환하는 자동공구 교환장치가 일반적으로 배설되어 있다.

상기 자동공구교환장치로는 여러가지 형식의 것이 제안되어 있으나 주축헤더 를 수직방향으로 이동시켜 프레임에 대해 고정적으로 배설한 공구매거진에서 캠긱루를 이용하여 공구교환을 행하도록 한 기구가 실용화되고 있다.

캠기구는 공구홀더를 협지 및 해제가능한 협지해제기구를 가진 주축을 회전할 수 있게 지지하고 왕복동기구에 의해 프레임에 대하여 상기 주축의 축선방향으로 공구교환영역 및 공작물 가공영역에 걸쳐서 왕복이송되는 주축헤드와 상기 프레임에 고정되고 공구홀더를 파지가능한 그립암을 요동할 수 있도록 하는 피보팅부 근처의 자유단에 캠기구가 배설되고, 상기 주축헤드의 왕복이동에 의하여 캠기구와 접촉하여 그립암이 주축헤드에 대하여 요동하도록 형성한 것이 있었다.

캠기구로는 캠플로어타입과 캠타입이 있으나 가공이 쉽고 파워업이 용이하며, 컴팩트하게 구성할 수 있는 캠타입이 캠플로어타입과 대체되는 추세에 있다.

종래 캠의 가공은 다양한 공구자세를 제공할 수 있는 3개의 선형축과 2개의 회전축이 구비된 5축공작기계와 볼 엔드밀로 가공하였다.

그러나 5축공작기계는 기계부 및 제어부제작에 고난도의 기술을 필요로 하는 장비이므로 캠의 가공에 이용하기에는 어려움이 있었다.

이에 따라 캠 가공시 불량이 빈번하게 발생하여 생산성이 저하되고 제조 원가를 높이게 되는 문제점이 있다.

또한, 캠 제조시 불량율이 높에 나타남에 따라 샘플링 검사는 불가하여 제조된 모든 캠에 대하여 검사를 실시하고 있는 실정이며, 3차원 입체 검사가 필요함에 따라 고가의 검사장비가 요구되었다.

그리고, 캠 검사장비를 이용하여 검사하는데 많은 시간이 소요되는 문제점도 야기되었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 저렴하게 제작되어 캠의 보다 정밀한 검사가 가능하도록 한 캠 검사장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사용편의성을 향상시키고 검사 시간이 현저히 단축되도록 한 캠 검사장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 세팅된 캠을 직선운동시에 캠의 나선홈과 검사용볼이 선택적으로 접촉하도록 하고, 캠을 회전시켜 나선홈의 형상 및 위치를 도시함으로써 나선홈의 가공상태를 육안으로 검사 가능하도록 한 캠 검사장치을 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 캠 검사장치는, 외주면에 나선홈이 형성된 캠이 안착 및 고정되는 설치유닛과, 상기 설치유닛과 근접시에 상기 나선홈 내부에 검사용볼을 선택적으로 삽입하여 나선홈의 가공상태를 측정 및 검사하는 검사유닛과, 상기 설치유닛 및 검사유닛을 지지하는 프레임과, 상기 검사유닛에서 측정된 나선홈의 가공상태를 도시화하는 디스플레이와, 상기 설치유닛, 검사유닛 및 디스플레이의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 설치유닛은, 상기 프레임 일측에서 직선 왕복운동하여 상기 검사유닛의 일측과 선택적으로 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 검사용볼은 설치유닛과 검사유닛이 이격된 경우 검사유닛 내부에 보관되며, 상기 설치유닛과 검사유닛이 접촉한 후 이격거리가 가까워질수록 노출면적이 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 설치유닛은, 상기 캠이 안착되는 안착대와, 상기 캠에 압력을 가한 상태로 안착대와 결합되어 상기 캠의 움직임을 제한하는 잠금구와, 상기 안착대를 지지하는 안착판과, 상기 캠에 회전동력을 제공하는 캠회전모터를 포함하여 구성되며, 상기 캠회전모터의 회전동력은 안착대를 관통하여 잠금구에 전달됨을 특징으로 한다.

상기 검사유닛은, 다수의 검사용볼이 외주 방향에 방사상으로 보관되는 보관구와, 상기 다수 검사용볼의 이탈을 제한하는 이탈제한구와, 상기 이탈제한구를 선택적으로 회전시켜 다수 검사용볼이 설치유닛 방향으로 노출되도록 하는 노출강제구와, 상기 보관구와 노출강제구에 동일한 회전 중심을 제공하는 회전축과, 상기 회전축의 회전각도를 감지하는 제1엔코더와, 상기 회전축이 미리 설정된 회전각도를 갖도록 강제하는 회전축정렬구와, 상기 회전축정렬구의 회전 각도를 측정하는 제2엔코더와, 상기 설치유닛과 검사유닛 접촉시에 설치유닛의 이송 방향과 대응되는 방향으로 검사유닛에 힘을 전달하는 힘전달구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 보관구와 이탈제한구는 회전축을 기준으로 동심원 상에 위치하며, 상기 보관구는 회전축과 연동하여 회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 보관구는 캠 회전시에 나선홈에 대한 검사용볼의 구름 운동에 따라 자유회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 노출강제구는 힘전달구를 통해 힘을 전달받아 검사용볼을 노출시키며, 힘전달구로부터 제공된 힘이 제거되면 탄성복원력에 의해 검사용볼의 이탈을 제한하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 캠 검사시 사용편의성이 향상되며 불량 여부를 빠르게 검출해낼 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명에 캠 검사장치의 구성을 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 외관 구성을 보인 사시가 도시되어 있으며, 본 발명의 실시예에서는 볼캠의 나선홈을 검사하기 위한 캠 검사장치를 ㅇ예로 들어 설명한다.

본 발명에 의한 캠 검사장치는 검사대상물인 캠(10)을 회전 가능하게 고정하고, 캠(10)을 일방향으로 이동시켜 캠(10)의 외주면에 형성된 나선홈(12)의 가공 상태, 즉 형상, 치수 및 가공 위치를 검사하기 위한 장치이다.

이를 위해 상기 캠 검사장치는, 캠(10)이 안착 및 고정되는 설치유닛(100)과, 상기 설치유닛(100)과 근접시에 상기 나선홈(12) 내부에 검사용볼(B)을 선택적으로 삽입하여 나선홈(12)의 가공상태를 측정 및 검사하는 검사유닛(200)과, 상기 설치유닛(100) 및 검사유닛(200)을 지지하는 프레임(300)과, 상기 검사유닛(200)에서 측정된 나선홈(12)의 가공상태를 도시화하는 디스플레이(400)와, 상기 설치유 닛(100), 검사유닛(200) 및 디스플레이(400)의 동작을 제어하는 제어유닛(도시되지 않음)을 포함하여 구성된다.

상기 설치유닛(100)은 프레임(300)에 고정 설치된 한 쌍의 가이드바(110)의 길이 방향으로 직선 왕복 운동 가능하며, 이송캠(120) 및 캠이송모터(130)로부터 힘을 제공받게 된다.

즉, 상기 설치유닛(100)은 대략 중앙 하부에는 전/후 방향(상기 가이드바(110)와 평행한 방향)으로 이송캠(120)이 구비되며, 상기 이송캠(120)은 캠이송모터(130)로부터 회전동력을 제공받아 회전하도록 구성된다.

그리고, 상기 설치유닛(100)은 캠이송모터(130)로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 이송캠(120)의 길이 방향을 따라 직선 운동 가능하며, 상기 캠이송모터(130)의 회전 방향에 따라 이송캠(120)의 길이 방향을 따라 선택적인 왕복 운동이 가능하게 된다.

상기 설치유닛(100)의 후방에는 검사유닛(200)이 구비되며, 상기 검사유닛(200)은 이물의 유입을 방지하기 위하여 커버(210)가 구비된다. 상기 커버(210)는 프레임(300)에 고정되어 선택적으로 분리 가능하며, 상기 설치유닛(100)이 설치된 방향으로 일부가 절제되어 개구부(211)가 형성된다.

따라서, 상기 개구부(211)를 통해 상기 캠(10)은 검사용볼(B)과 선택적으로 접촉 가능하게 된다.

이하 첨부된 도 2를 참조하여 상기 설치유닛(100)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

상기 설치유닛(100)은, 상기 캠(10)을 지지한 상태로 프레임(300) 상부에서 직선 왕복운동하는 것으로, 상기 프레임(300)에 사각판 형상을 가지고 고정된 베이스(190) 상면에 고정된다.

그리고, 상기 가이드바(110)와 이송캠(120) 및 캠이송모터(130)는 베이스(190) 에 고정 결합된다. 따라서, 상기 캠(10)은 검사유닛(200) 방향으로 직선 운동이 가능하게 된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 설치유닛(100)은, 상기 캠(10)이 안착되는 안착대(140)와, 상기 캠(10)에 압력을 가한 상태로 안착대(140)와 결합되어 상기 캠(10)의 움직임을 제한하는 잠금구(150)와, 상기 안착대(140)를 지지하는 안착판(160)과, 상기 캠(10)에 회전동력을 제공하는 캠회전모터(170)를 포함하여 구성된다.

상기 안착대(140)는 중앙부가 천공되어 안착판(160) 상면에 고정되며, 상기 안착판(160)의 하면에는 한 쌍의 구름부재(162)가 구비된다. 그리고, 상기 구름부재(162)는 가이드바(110)의 길이 방향으로 이동하여 상기 안착판(160)의 직선 운동 방향을 안내하게 된다.

상기 안착대(140) 상측에는 캠(10)이 안착되며, 상기 잠금구(150)의 하부는 캠(10)의 중앙을 관통한 후 상기 안착대(140) 내부에 위치하게 된다.

그리고, 상기 잠금구(150)의 하부는 나사체결에 의해 상기 캠회전모터(170)의 회전축과 축결합되며, 도시되진 않았지만 상기 잠금구(150)의 내부에는 베어링이 구비되어 캠(10), 잠금구(150)가 캠회전모터(170)로부터 회전동력을 제공받았을 때 동시에 회전할 수 있게 된다.

상기 설치유닛(100)은 캠(10)을 지지하는 역할 외에도 직선 운동시에 상기 검사유닛(200)의 일측과 접촉하여 검사유닛(200)에 다수 구비된 검사용볼(B)이 나선홈(12)을 향해 노출되도록 하는 역할도 동시에 수행한다.

즉, 상기 안착판(160)의 후방에는 힘전달구(290)가 돌출되어 있다. 상기 힘전달구(290)는 안착판(160)이 검사유닛(200)에 가까이 다가올 때 단부가 선택적으로 접촉함으로써 검사유닛(200)에 운동에너지를 전달하기 위한 구성이다.

이하 첨부된 도 3을 참조하여 상기 검사유닛(200)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 요부 구성인 검사유닛(200)을 나타낸 부분 확대도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 상기 검사유닛(200)은, 다수의 검사용볼(B)이 외주 방향에 방사상으로 보관되는 보관구(220)와, 상기 다수 검사용볼(B)의 이탈을 제한하는 이탈제한구(230)와, 상기 이탈제한구(230)를 선택적으로 회전시켜 다수 검사용볼(B)이 설치유닛(100) 방향으로 노출되도록 하는 노출강제구(240)와, 상기 보관구(220)와 노출강제구(240)에 동일한 회전 중심을 제공하는 회전축(250)과, 상기 회전축(250)의 회전각도를 감지하는 제1엔코더(260)와, 상기 회전축(250)이 미리 설정된 회전각도를 갖도록 강제하는 회전축정렬구(270)와, 상기 회전축정렬구(270)의 회전 각도를 측정하는 제2엔코더(280)와, 상기 설치유닛(100)과 검사유닛(200) 접촉시에 설치유닛(100)의 이송 방향과 대응되는 방향으로 검사유닛(200)에 힘을 전달하는 힘전달구(290)를 포함하여 구성된다.

상기 구성들을 상세히 설명하면, 상기 보관구(220)는 대략 원판 모양을 가지고, 외주면에는 중심방향으로 대략 반원 형상의 볼수용홈(도 7의 도면부호 222 참조)이 다수 함몰 형성된다.

그리고, 상기 볼수용홈(222)은 검사용볼(B)이 수용되는 공간으로, 상기 보관구(220)의 회전 중심을 기준으로 동일한 각도만큼 이격되어 있다.

따라서, 상기 볼수용홈(222)에 삽입된 검사용볼(B)은 나선홈(12)과 선택적으로 접촉하고 캠(10) 회전시에 구름운동이 가능하게 된다.

상기 보관구(220)의 전/후에는 4개의 이탈제한구(230)가 구비된다. 상기 이탈제한구(230)는 보관구(220)와 동일한 회전 중심을 가지고 동심원을 이루며, 좌측방향은 개방되어 대략 부채꼴 형상을 가진다.

상기 이탈제한구(230)는 볼수용홈(222)에 보관된 다수 검사용볼(B) 중에서 어느 하나 이상만 선택적으로 외부로 노출되도록 하는 것으로, 다수 검사용볼(B)의 이탈을 방지하는 역할도 동시에 수행한다.

즉, 상기 이탈제한구(230)는 도 4와 같이 회전축(250)을 기준으로 회전하며, 한 쌍의 이탈제한구(230)가 서로 근접하는 방향 즉 서로 반대방향으로 회전하도록 구성된다.

따라서, 도 3과 같은 상태에서 좌측에 위치한 검사용볼(B)은 좌측 외면이 일부 노출되어 있으나 이탈제한구(230)에 의해 볼수용홈(222)으로 부터 이탈되지 않게 되며, 상기 4개의 이탈제한구(230) 중 상측에 위치한 한 쌍의 이탈제한구(230) 가 시계방향으로 회전하고, 하측에 위치한 한 쌍의 이탈제한구(230)가 반시계방향으로 회전하여 도 6과 같은 상태가 되면, 이탈제한구(230)에 의해 일부만 노출되어 이탈이 제한되어 있던 검사용볼(B)은 수용홈으로부터 이탈이 가능한 상태가 되며 이때 상기 검사용볼(B)은 나선홈(12)의 내주면과 접촉하여 구름 운동이 가능하게 된다.

그리고, 도 5 및 도 6과 같이 상기 이탈제한구(230)의 선단에는 이탈제한구(230)의 회전에 따라 검사용볼(B)의 외면 일부를 선택적으로 간섭하여 검사용볼(B)이 이탈되지 않도록 제한하는 간섭돌기(238)가 구비된다.

상기 이탈제한구(230) 사이에는 회전가이드(232)가 구비된다. 상기 회전가이드(232)는 이탈제한구(230)의 회전 방향을 가이드하기 위한 것으로, 상기 베이스(190)에 직립된 상태로 고정된 지지블럭(234)에 고정되어 일정한 위치를 유지하며, 상기 회전가이드(232)의 전/후면에는 회전안내홈(236)이 함몰 형성된다.

따라서, 상기 이탈제한구(230)는 회전안내홈(236)을 따라 회전 가능하게 된다.

상기 이탈제한구(230)는 노출강제구(240)의 일측과 연결되어 연동하게 된다. 즉, 상기 이탈제한구(230)는 전술한 힘전달구(290)에 가해진 우측 방향 힘에 의해 우측방향으로 이송하게 되며, 이때 상기 이탈제한구(230)를 회전시키도록 구성된다.

상기 노출강제구(240)의 구성은 아래에서 상세히 하기로 한다.

한편, 상기 보관구(220) 및 이탈제한구(230)의 중앙에는 회전축(250)이 구비 된다. 상기 회전축(250)은 보관구(220) 및 이탈제한구(230)의 회전 중심 역할을 수행하는 것으로, 상기 노출강제구(240)가 좌/우 방향으로 직선 왕복운동시에 아래에서 설명하게 될 링크(244)의 회전 중심 역할도 동시에 수행한다.

상기 회전축(250)의 후단에는 제1엔코더(260)가 구비된다. 상기 제1엔코더(260)는 회전축(250)의 회전각도를 감지하기 위한 구성으로, 상기 디스플레이(400)와 전기적으로 연결되어 있다.

상기 회전축(250)의 선단에는 회전축정렬구(270)가 구비된다. 상기 회전축정렬구(270)는 상기 회전축(250)이 미리 설정된 회전각도를 갖도록 강제하는 것으로, 회전축(250)의 선단에서 후방으로 일정 깊이만큼 함몰된 정렬홈(252)에 선택적으로 삽입됨으로써 상기 회전축(250)이 미리 설정된 회전각도를 갖도록 할 수 있다.

이를 위해 상기 회전축정렬구(270)는 상기 회전축(250)과 직교하는 방향의 회전중심을 기준으로 회전하도록 구성되며, 상기 정렬홈(252)의 폭 크기와 대응되는 폭을 갖도록 가공된다.

보다 상세하게는 상기 회전축정렬구(270)는 상면에서 하측 방향으로 갈수록 횡단면적 크기가 증가하도록 구성되며, 상면의 폭은 정렬홈(252)의 폭보다 작게 구성된다.

따라서, 상기 회전축정렬구(270)가 회전시에 정렬홈(252)과의 간섭이 최소화된 상태로 삽입이 가능하며, 이와 동시에 상기 회전축정렬구(270)는 정렬홈(252)과 대응되는 폭을 갖게 되어 회전축(250)을 미리 설정된 회전각도를 갖도록 회전시킬 수 있게 된다.

상기 회전축정렬구(270)의 우측에는 제2엔코더(280)가 구비된다. 상기 제2엔코더(280)는 회전축(250)의 초기 회전각 위치를 초기화하기 위한 구성으로, 상기 정렬구가 정렬홈(252)에 삽입되었을 때 회전 각도를 감지하게 되며, 상기 캠(10)의 나선홈(12)을 측정하기 전에만 회전축(250)을 정렬하기 위해 사용된다.

마지막으로 상기 검사유닛(200)에는 힘전달구(290)가 구비된다. 상기 힘전달구(290)는 설치유닛(100)이 이송하여 검사유닛(200)과 근접하게 되었을 때 설치유닛(100)과 접촉하여 노출강제구(240)를 작동시킬 수 있도록 하는 구성이다.

따라서, 상기 힘전달구(290)는 베이스(190)에 결합되지 않고 노출강제구(240)의 일측에 결합된다.

이하 첨부된 도 4를 참조하여 상기 노출강제구(240)의 구성을 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 캠 검사장치의 요부 구성인 검사유닛(200)의 후면 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 상기 노출강제구(240)는, 상기 베이스(190) 상면에서 힘전달구(290)와 선택적으로 접촉하여 연동하는 이동판(241)과, 상기 이동판(241)에 결합고정된 지지대(242)와, 상기 지지대(242) 일측에 일단이 회전 가능하게 결합되고, 타단은 상기 회전축(250) 방향으로 연장형성된 왕복운동부(243)와, 상기 왕복운동부(243)와 이탈제한구(230) 일측에 양단부가 결합되어 상기 왕복운동부(243)에 제공된 힘이 상기 이탈제한구(230)에 전달되도록 하는 링크(244)와, 상기 이동판(241)과 힘전달구(290)가 이격시에 이동판(241)에 탄성복원력을 제공하는 탄성부 재(245)를 포함하여 구성된다.

상기 이동판(241)은 사각판 형상을 가지며 한 쌍으로 구비된다. 그리고, 상기 이동판(241)의 하면에는 레일(도시되지 않음)과 베어링(246)이 구비되어 직선 왕복운동이 가능하게 된다.

즉, 상기 레일은 한 쌍으로 구비되어 상기 베이스(190) 에 평행하게 결합되고, 상기 베어링(246)은 한 쌍의 레일에 대응되게 결합되어 슬라이딩하며, 상기 이동판(241)과 결합된다.

따라서, 상기 이동판(241)은 레일과 베어링(246)에 의해 직선 왕복운동이 가능하게 된다.

그리고, 상기 이동판(241)의 상측에는 왕복운동부(243)가 구비된다. 상기 왕복운동부(243)는 대략 "

"형상을 갖도록 구비되며, 좌측부 상/하측은 링크(244)와 결합되고, 우측부는 지지대(242)와 회전 가능하게 결합된다.

따라서, 상기 지지대(242)는 이동판(241)에 결합되어 고정되어 있으므로, 상기 이동판(241)이 이동시에 왕복운동부(243)도 같이 연동하게 된다.

상기 링크(244)는 한 쌍으로 구비되며, 이탈제한구(230)에 각각 하나 씩 일단부가 결합된다. 그리고, 타단부는 전술한 바와 같이 상기 왕복운동부(243)의 좌측부에 회전 가능하게 결합된다.

따라서, 상기 이탈제한구(230)는 회전안내홈(236)을 따라 회전 가능하므로 상기 왕복운동부(243)가 도 4와 같은 상태이고, 도 5와 같이 검사용볼(B)이 간섭돌기(238)에 의해 간섭된 상태일 때, 상기 왕복운동부(243)가 우측 방향으로 이동하 게 되면 상기 링크(244)는 왕복운동부(243)를 기준으로 회전하면서 이탈제한구(230)를 우측방향(도 4에서 볼 때)으로 회전시키게 된다.

이때 상기 검사용볼(B)은 도 6과 같이 간섭돌기(238)에 의해 가려진 부분이 적어져 노출 면적이 증가하게 됨으로써 볼수용홈(222)으로부터 이탈 가능한 상태가 된다.

한편, 상기 왕복운동부(243) 외측에는 가이드블럭(247)이 구비된다. 상기 가이드블럭(247)은 상부에 세로로 긴 직사각형 형상의 구멍이 천공되고, 하단부가 베이스(190)에 결합되어 고정된 것으로, 상기 왕복운동부(243)가 직선 왕복운동시에 운동 방향을 가이드함은 물론 왕복운동부(243)의 하중을 지지하는 역할도 동시에 수행하게 된다.

또한, 상기 가이드블럭(247)은 왕복운동부(243)가 이동시에 한 쌍의 링크(244)에 전달되어지는 힘이 고르게 분배되도록 하는 역할도 동시에 수행한다.

즉, 상기 가이드블럭(247)은 왕복운동부(243)가 회전하지 않고 직선운동만 가능하도록 가이드하게 되는데, 이에 따라 상기 왕복운동부(243)는 한 쌍의 링크(244)는 동일한 힘으로 이탈제한구(230)를 우측방향으로 당겨 회전시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 검사용볼(B)은 보관구(220) 외측으로 돌출된 상태를 유지하며, 나선홈(12) 내부에 삽입되어 구름운동이 가능한 상태가 된다.

한편, 상기 디스플레이(400)는 검사용볼(B)이 나선홈(12)을 따라 구름 운동하면서 측정된 보관구(220)의 회전각도 변화를 육안으로 확인할 수 있도록 도시하 는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 표시할 수 있다.

즉, 도 8은 본 발명에 의한 캠 검사장치를 이용하여 캠의 나선홈(12)을 검사시에 검사 결과를 도시한 그래프로서, 나선홈(12)의 정치수에 대응하는 선도를 미리 도시하고, 실제 측정한 나선홈(12)의 회전각도 선도를 동시에 도시함으로써 어떤 위치의 나선홈(12)에서 정치수에 대하여 얼마나 잘못 가공되었는지를 즉시 확인할 수 있다.

이하 첨부된 도 9 및 도 10을 참조하여 상기와 같이 구성되는 캠 검사장치를 이용하여 캠을 검사하는 방법을 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 캠 검사방법은, 상기 캠(10)을 설치유닛(100)에 안착 및 고정하는 캠설치단계(S100)와, 상기 설치유닛(100)이 직선 운동시에 나선홈(12)과 다수 검사용볼(B) 중 하나 이상이 동일 직선상에 위치하도록 하는 볼위치초기화단계(S200)와, 상기 나선홈(12)과 검사용볼(B)을 접촉시키는 볼접촉단계(S300)와, 상기 설치유닛(100)의 일측을 회전시켜 캠(10)이 연동하도록 하는 캠회전단계(S400)와, 상기 캠(10) 회전시에 나선홈(12) 내부에서 검사용볼(B)을 구름운동시켜 방사상으로 배치된 다수 검사용볼(B)이 어느 한 직선을 기준으로 회전한 각도를 감지하는 회전각도감지단계(S500)와, 상기 회전각도를 디스플레이(400)를 통해 도시화하는 감지각도표시단계(S600)와, 상기 설치유닛(100)을 직선 운동하여 캠(10)과 검사용볼(B)을 이격하는 캠원위치단계(S700)와, 상기 설치유닛(100)으로부터 캠(10)을 분리하는 캠분리단계(S800)로 이루어진다.

상기 캠설치단계(S100)는 검사하고자 하는 캠(10)을 설치유닛(100)에 설치하 는 과정으로, 상기 안착대(140) 상면에 캠(10)을 안착하고, 상기 잠금구(150)의 하부를 캠(10) 중앙으로 관통한 다음 상기 캠회전모터(170)와 잠금구(150)의 하부가 축결합하게 된다.

이때, 상기 캠(10)은 회전은 가능하나 안착대(140)로부터 분리되지 않게 되며, 상기 캠회전모터(170)가 회전시에 상기 캠(10)과 잠금구(150)는 동시에 회전 가능하게 된다.

물론 상기 캠회전모터(170)는 제어유닛에 의해 동작이 제어되며, 상기 설치유닛(100)과 검사유닛(200)은 서로 이격된 상태이다.

상기 캠설치단계(S100)에서 캠(10)의 설치가 완료되면, 검사용볼(B)의 위치를 초기화하는 볼위치초기화단계(S200)가 실시된다. 상기 볼위치초기화단계(S200)는 다수의 검사용볼(B) 중에서 이탈제한구(230) 전방으로 일부가 노출된 검사용볼(B)이 나선홈(12)과 대응되는 높이의 위치에 놓이도록 하는 과정이다.

즉, 상기 볼위치초기화단계(S200)는 보관구(220)의 각도를 보정하여 검사용볼(B)의 위치를 미리 설정된 위치에 놓이도록 하는 과정으로, 상기 나선홈(12)과 평행한 직선상에 검사용볼(B)이 놓일 수 있도록 상기 회전축정렬구(270)를 사용하여 보관구(220)를 회전시키게 된다.

보다 상세하게는 상기 회전축정렬구(270)를 회전시켜 정렬홈(252)에 삽입함으로써 사기 회전축(250)은 미리 설정된 회전각도만큼 회전하여 정위치에 놓이도록 하게 된다.

이때 상기 검사용볼(B)은 간섭돌기(238)에 의해 외면이 간섭되어 볼수용 홈(222)으로부터 이탈이 차단된 상태이다.

이후 상기 볼접촉단계(S300)가 실시된다. 상기 볼접촉단계(S300)는 간섭돌기(238)에 의한 검사용볼(B)의 간섭을 해지함과 동시에 상기 나선홈(12) 내부에 검사용볼(B)을 삽입시켜 검사용볼(B)의 구름운동이 가능한 상태로 놓이도록 하는 과정이다.

이를 위해 상기 볼접촉단계(S300)는 설치유닛(100)을 이송하여 캠(10)과 검사유닛(200)을 근접시키는 이송과정(S320)과, 상기 설치유닛(100)과 힘전달구(290)를 접촉시켜 상기 간섭돌기(238)와 검사용볼(B)의 간섭을 해지하는 볼노출과정(S340)과, 상기 검사용볼(B)을 나선홈(12) 내부에 삽입하여 접촉하는 볼접촉과정(S360)으로 이루어진다.

따라서, 상기 이송과정(S320) 진행중에 설치유닛(100)은 힘전달구(290)와 접촉하게 되고, 상기 설치유닛(100)과 접촉한 힘전달구(290)는 이동판(241), 지짇재 및 왕복운동부(243)를 이동시키게 된다. 그리고, 상기 왕복운동부(243)의 움직임에 의해 상기 한 쌍의 링크(244)는 당겨지는 힘이 가해지게 되고, 이때 상기 링크(244)와 연결되어 있는 이탈제한구(230)는 회전안내홈(236)을 따라 회전하게 된다.

상기 이탈제한구(230)가 회전함에 따라 상기 이탈제한구(230)의 단부에 형성된 간섭돌기(238)는 도 5와 같이 검사용볼(B)의 외면 일부를 간섭하고 있다가 도 6과 같이 간섭이 해지되며, 상기 검사용볼(B)의 노출 면적이 점차 증가하여 완전히 노출되면 이와 동시에 상기 검사용볼(B)은 도 7과 같이 나선홈(12)의 내주면과 접 촉한 상태가 된다.

그리고, 상기 검사용볼(B)은 회전축(250)을 기준으로 자유 회전이 가능한 상태가 된다.

이후 상기 캠회전단계(S400)가 실시된다. 상기 캠회전단계(S400)는 캠회전모터(170)를 회전시켜 캠(10)을 회전시키는 과정으로, 상기 캠(10)의 회전에 의해 상기 나선홈(12)에 끼워진 검사용볼(B)은 나선홈(12)과 접촉에 의해 구름운동하게 된다.

보다 상세하게는 상기 캠회전단계(S400)에서 상기 검사용볼(B)은 구름운동과 함께 회전축(250)을 기준으로 회전운동도 선택적 또는 동시에 실시된다.

이후 상기 회전각도감지단계(S500)가 실시된다. 상기 회전각도감지단계(S500)는 검사용볼(B)이 나선형으로 함몰 형성된 나선홈(12)을 따라 구름운동 함에 따라 상기 보관구(220)가 회전축(250)을 기준으로 회전하는 각도를 감지하는 과정이다.

즉, 상기 보관구(220)가 회전함에 따라 보관구(220)와 축결합된 회전축(250)도 회전하게 되며, 이때 상기 회전축(250)의 단부에 결합되어 회전축(250)의 회전각도를 측정하는 제1엔코더(260)는 결국 검사용볼(B) 및 보관구(220)의 회전 각도를 감지할 수 있게 된다.

상기 회전각도감지단계(S500)는 캠회전단계(S400)와 동시에 실시되며, 이와 함께 상기 감지각도표시단계(S600)도 실시된다.

상기 감지각도표시단계(S600)에서는 회전각도감지단계(S500)에서 감지된 검 사용볼(B)의 회전각도를 디스플레이(400)를 통해 도 8과 같은 그래프로 도시하는 과정이다.

따라서, 검사자는 디스플레이(400)를 통해 도시되는 그래프를 미리 도시되어 있던 그래프와 비교하여 어떤 부분에서 어느정도의 각도가 틀어져 가공되었는지를 육안으로 확인할 수 있다.

이후 상기 캠원위치단계(S700)가 실시된다. 상기 캠원위치단계(S700)는 검사유닛(200)과 설치유닛(100)을 이격하는 과정으로, 상기 이송캠(120)을 회전시켜 설치유닛(100)과 검사유닛(200)을 이격하게 되며, 이때 상기 힘전달구(290)는 설치유닛(100)과 멀어지게 되고 상기 힘전달구(290)로부터 힘을 제공받던 왕복운동부(243)는 탄성부재(245)의 탄성복원력에 의해 원래 위치로 복원된다.

상기 캠원위치단계(S700)가 완료되면 캠(10)의 검사는 완료되며, 검사가 요구되는 다른 캠(10)의 설치를 위해 상기 캠(10)은 설치유닛(100)으로부터 분리하는 캠분리단계(S800)가 실시된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 캠 검사장치에서는 나선홈을 따라 구름운동하는 검사용볼의 회전각도를 측정하여 캠의 검사가 가능하도록 하였다.

따라서, 저렴하게 제작이 가능하며, 캠의 보다 정밀한 검사가 가능한 이점이 있다.

또한, 사용편의성이 향상되며 검사 시간이 현저히 단축되므로 캠의 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명에서는 캠에 회전동력을 제공하고 이러한 회전동력에 따라 검사용볼이 구름운동 및 회전운동하도록 구성하였다.

따라서, 캠의 회전운동만으로 나선홈의 형성 위치 및 형성각도 등의 측정이 가능한 이점이 있다.

Claims

외주면에 나선홈이 형성된 캠이 안착 및 고정되는 설치유닛과, 상기 설치유닛과 근접시에 상기 나선홈에 검사용볼을 선택적으로 삽입하여 나선홈의 가공상태를 측정 및 검사하는 검사유닛과, 상기 설치유닛 및 검사유닛을 지지하는 프레임과, 상기 검사유닛에서 측정된 나선홈의 가공상태를 도시화하는 디스플레이와, 상기 설치유닛, 검사유닛 및 디스플레이의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성되는 캠 검사장치에 있어서,

상기 설치유닛은 상기 프레임 일측에서 직선 왕복운동하여 상기 검사유닛의 일측과 선택적으로 접촉하고, 상기 검사용볼은 설치유닛과 검사유닛이 이격된 경우 검사유닛 내부에 보관되며, 상기 설치유닛과 검사유닛이 접촉한 후 이격거리가 가까워질수록 노출면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 캠 검사장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 설치유닛은,

상기 캠이 안착되는 안착대와,

상기 캠에 압력을 가한 상태로 안착대와 결합되어 상기 캠의 움직임을 제한하는 잠금구와,

상기 안착대를 지지하는 안착판과,

상기 캠에 회전동력을 제공하는 캠회전모터를 포함하여 구성되며,

상기 캠회전모터의 회전동력은 안착대를 관통하여 잠금구에 전달됨을 특징으로 하는 캠 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 검사유닛은,

다수의 검사용볼이 외주 방향에 방사상으로 보관되는 보관구와,

상기 다수 검사용볼의 이탈을 제한하는 이탈제한구와,

상기 이탈제한구를 선택적으로 회전시켜 다수 검사용볼이 설치유닛 방향으로 노출되도록 하는 노출강제구와,

상기 보관구와 노출강제구에 동일한 회전 중심을 제공하는 회전축과,

상기 회전축의 회전각도를 감지하는 제1엔코더와,

상기 회전축이 미리 설정된 회전각도를 갖도록 강제하는 회전축정렬구와,

상기 회전축정렬구의 회전 각도를 측정하는 제2엔코더와,

상기 설치유닛과 검사유닛 접촉시에 설치유닛의 이송 방향과 대응되는 방향으로 검사유닛에 힘을 전달하는 힘전달구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 캠 검사장치.
제 5 항에 있어서, 상기 보관구와 이탈제한구는 회전축을 기준으로 동심원 상에 위치하며, 상기 보관구는 회전축과 연동하여 회전하는 것을 특징으로 하는 캠 검사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 보관구는 캠 회전시에 나선홈에 대한 검사용볼의 구름 운동에 따라 자유회전하는 것을 특징으로 하는 캠 검사장치.
제 7 항에 있어서, 상기 노출강제구는 힘전달구를 통해 힘을 전달받아 검사용볼을 노출시키며, 힘전달구로부터 제공된 힘이 제거되면 탄성복원력에 의해 검사용볼의 이탈을 제한하는 것을 특징으로 하는 캠 검사장치.