KR101254898B1 - 코일링기 재료 표면 흠 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일링기 재료 표면 흠 검사장치에 관한 것으로, 그 목적은 코일링기의 전단에 배치되어 재료의 표면 흠을 검출하는 검사기로 투입되는 재료의 진동을 억제하고, 더불어 재료 표면의 방청유나 이물질을 제거하여 보다 신뢰도 높은 검사를 실시할 수 있도록 한 코일링기 재료 표면 흠 검사장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 재료 표면 흠 검사장치는 연속적으로 공급되는 재료의 양측에서 재료와 밀착된 상태를 유지하여 재료의 진동을 억제하는 진동억제기; 상기 진동억제기를 통해 나오는 재료의 표면으로 세척액과 공기를 분사하여 재료 표면의 이물질을 제거하는 이물질 제거기; 및 상기 이물질 제거기를 통해 이물질이 제거된 재료의 표면 영상을 재료를 중심으로 서로 다른 각도로 배치된 다수 개의 카메라를 이용하여 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 재료의 표면 흠을 검출하는 검사기로 구성되며, 상기 진동억제기는, 이물질 제거기로 투입되는 재료의 진동을 억제하는 1차 진동억제기; 및 상기 검사기의 전단과 후단에 각각 배치되어 검사기에 의한 검사과정에서의 재료의 진동을 억제하는 2차 진동억제기로 구성된다.

Description

코일링기 재료 표면 흠 검사장치{A equipment for material surface crack inspection of coiling Machine}

본 발명은 코일스프링의 제작을 위해 사용되는 재료의 표면 흠을 검사하는 장치에 관한 것으로, 특히 코일링기로 투입되는 재료의 표면 흠 검사작업시 진동이나 재료의 표면 오염으로 인한 에러를 예방하고, 연속적으로 빠르게 이동하는 재료의 표면 흠을 실시간으로 검사할 수 있도록 함으로써 표면에 흠이 있는 재료를 이용한 코일스프링의 성형을 방지할 수 있도록 한 코일링기 재료 표면 흠 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 다양한 종류의 코일스프링이 사용되고 있다. 예컨대 자동차의 현가장치에 사용되는 코일스프링은 주행 안정성과 승차감에 큰 영향을 미치고, 엔진의 흡/배기 밸브에 사용되는 코일스프링은 엔진의 구동에 큰 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 자동차의 현가장치나 흡/배기 밸브에 사용되는 코일스프링은 큰 하중에 반복적으로 작용하는 것은 물론이고, 비교적 나쁜 환경하에서 신축을 반복하게 되므로, 우수한 내구성과 내식성이 요구된다.

그러나 표면에 흠이 있는 재료를 사용하여 코일스프링을 제작하게 될 경우, 흠을 통해 부식이 진행되며, 이로 인해 코일스프링의 성능 및 내구 수명이 저하되어 현가장치나 엔진에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

이에 따라 표면에 흠이 있은 재료를 이용한 코일스프링의 성형을 미연에 방지하기 위하여 코일스프링의 성형에 앞서 재료 표면의 흠을 검사하는 작업을 진행하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2010-0124479호 (2010.11.29)

그러나 코일링기의 성형 속도는 생산성 향상을 위해 기술적 발전과 함께 계속 빠르게 증가하고 있으며, 이처럼 코일링 속도가 증가할 경우, 코일링기로 투입되는 재료의 이동속도 또한 빨라지게 되며, 재료의 이송 속도가 빨라질수록 재료의 진동이 심해지므로 재료의 표면 흠 검사가 용이하지 못한 문제점이 있다.

특히 엔진의 흡/배기 밸브에 사용되는 코일스프링의 재료는 그 직경이 매우 작으며, 통상 재료경이 작은 재료의 코일링 속도가 증가하면 이에 비례하여 진동의 발생도 심해지게 되므로, 흡/배기 밸브에 사용되는 코일스프링의 재료 표면 검사는 더욱 용이하지 못한 문제점이 있다.

또한 코일스프링의 제작을 위한 재료에는 부식을 방지하기 위한 방청유가 도포되어 있으며, 이러한 방청유를 깨끗하게 제거하지 못한 채 검사작업을 실시하게 될 경우, 방청유 및 이물질에 의해 에러가 발생되는 바 검사작업의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 코일링기의 전단에 배치되어 재료의 표면 흠을 검출하는 검사기로 투입되는 재료의 진동을 억제하고, 더불어 재료 표면의 방청유나 이물질을 제거하여 보다 신뢰도 높은 검사를 실시할 수 있도록 한 코일링기 재료 표면 흠 검사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 빠른 속도로 투입되는 재료의 표면 흠을 실시간으로 빠르고 정확하게 검사할 수 있는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 코일링기 재료 표면 흠 검사장치는 연속적으로 공급되는 재료의 양측에서 재료와 밀착된 상태를 유지하여 재료의 진동을 억제하는 진동억제기; 상기 진동억제기를 통해 나오는 재료의 표면으로 세척액과 공기를 분사하여 재료 표면의 이물질을 제거하는 이물질 제거기; 및 상기 이물질 제거기를 통해 이물질이 제거된 재료의 표면 영상을 재료를 중심으로 서로 다른 각도로 배치된 다수 개의 카메라를 이용하여 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 재료의 표면 흠을 검출하는 검사기로 구성되며, 상기 진동억제기는, 이물질 제거기로 투입되는 재료의 진동을 억제하는 1차 진동억제기; 및 상기 검사기의 전단과 후단에 각각 배치되어 검사기에 의한 검사과정에서의 재료의 진동을 억제하는 2차 진동억제기로 구성된 것을 특징으로 한다.

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이때 상기 1차 진동억제기는, 재료가 관통되는 고정하우징; 상기 고정하우징의 내부에서 재료를 사이에 두고 상호 근접하거나 멀어지게 이동하도록 배치되며 내측부에 재료의 표면과 접촉되는 롤러가 구비된 한쌍의 고정지그; 상기 두 고정지그의 사이에 설치되어 두 고정지그를 이격시키는 스프링; 상기 고정지그에 끝단이 접촉하도록 고정하우징에 체결되어 재료경의 변화에 따라 두 고정지그를 이동시키는 한쌍의 조절볼트로 구성된다.

또한 상기 1차 진동억제기는 다수 개로 구성되며, 각각의 1차 진동억제기에 구비된 고정지그가 서로 다른 방향에서 재료와 접촉하도록 다수 개의 1차 진동억제기가 서로 다른 각도로 설치되는 것이 바람직하다.

한편 상기 2차 진동억제기는, 재료를 사이에 두고 지그재그형의 구조로 배치되며, 재료의 반경에 대응하는 반경의 밀착홈을 측면에 구비하여 재료의 양측면을 밀착 지지하는 다수 개의 회전롤러로 구성된다.

이때 상기 2차 진동억제기는, 상기 2차 진동억제기는 다수 개로 구성되며, 각각의 2차 진동억제기에 구비된 회전롤러가 서로 다른 방향에서 재료의 양측면에 밀착되어 지지할 수 있도록 다수 개의 2차 진동억제기가 서로 다른 각도로 설치되는 것이 바람직하다.

한편 상기 2차 진동억제기는, 베이스 블록; 상기 베이스 블록에 설치되어 재료에 근접하거나 멀어지도록 이동하는 다수 개의 이동블록; 상기 각각의 이동블록에 회전가능하게 설치된 다수 개의 회전롤러; 상기 베이스 블록에 설치되며, 상기 이동블록과 나사결합되어 이동블록의 위치를 조절하는 위치조절볼트로 구성된다.

이때 상기 회전롤러는 회전롤러를 관통하여 이동블록에 체결되는 고정볼트를 매개로 이동블록에 결합되어 고정볼트의 분해조립을 통해 교체가 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편 상기 이물질 제거기는, 재료의 표면을 닦아 이물질을 제거하는 우레탄 브러쉬; 상기 재료의 표면으로 세정액과 공기를 분사하여 재료의 표면을 세척하는 세척기; 상기 세척기의 후단에 배치되며, 재료의 원주방향으로 연장되어 재료를 에워싼 채 재료의 표면으로 공기를 분사하여 재료 표면에 잔류한 세정액 및 이물질을 제거하는 링형 공기분사기로 구성된다.

이때 상기 우레탄 브러쉬는, 재료가 통과하는 슬릿이 중앙부에 형성된 다수 개의 우레탄판으로 구성되되, 각각의 우레탄판은 슬릿이 서로 다른 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 세척기는, 재료가 관통하도록 원통형의 구조로 형성되며, 세정액 공급장치 및 공기공급장치와 연결되어 세정액과 공기를 공급받는 세척블록; 상기 세척블록의 내측 원주면에 형성되어 세척블록을 관통하는 재료의 표면으로 세정액을 분사하는 다수 개의 세정액 분사노즐; 및 상기 세척블록 내측 원주면에 형성되어 세척블록을 관통하는 재료의 표면으로 공기를 분사하는 다수 개의 공기 분사노즐로 구성된다.

이때 상기 세정액 분사노즐과 공기 분사노즐은 재료의 진행방향과 마주하며 경사각을 갖도록 세척블록에 형성된다.

한편 상기 검사기는, 재료를 중심으로 원형 구조로 배열되어 재료의 표면 영상을 촬영하는 다수 개의 카메라; 상기 재료를 에워싼 구조로 설치되어 재료의 표면으로 빛을 조사하는 링형 조명; 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 재료 표면 흠을 실시간으로 검사하고, 재료 흠의 검출 시 빛 또는 소리를 발생시켜 경고하고 코일링기의 구동을 정지시키는 컨트롤러; 및 상기 카메라와 링형 조명을 수용하여 재료 표면 영상의 촬영시 외부 조명을 차단하여 균일한 조명 환경을 제공할 수 있도록 하는 조명 박스로 구성된다.

이때 상기 컨트롤러는 각각의 카메라에서 촬영된 영상을 독립적으로 처리할 수 있도록 다수 개로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 코일링기로 연속적으로 투입되는 재료의 표면 흠을 실시간으로 검사하여 표면에 흠이 있는 재료를 이용한 코일스프링의 성형을 방지할 수 있으며, 이러한 표면 흠의 검사작업시 빠른 속도로 이동하는 재료의 진동을 효과적으로 억제하고 더불어 재료 표면의 이물질을 완전히 제거한 상태에서 검사작업을 실시하게 됨으로써 검사작업의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 검사기로 투입되는 재료의 진동을 억제하는 것뿐만 아니라 코일링기로 투입되는 재료의 진동도 억제하게 되므로, 코일링기에 의한 코일스프링의 성형시 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 각각의 카메라마다 독립적인 화상처리를 위한 컨트롤러를 마련하여 영상의 처리 속도를 높이고, 확장에 유리한 형태로 검사기를 구성할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코일링기 재료 표면 흠 검사장치의 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 1차 진동억제기의 구조를 나타낸 정면도,
도 3 은 다수 개로 구성된 1차 진동억제기가 서로 다른 각도로 배치된 상태를 나타낸 예시도,
도 4 는 장입장치의 측면도,
도 5 는 본 발명에 따른 2차 진동억제기의 정면도,
도 6 은 본 발명에 따른 2차 진동억제기의 평면도,
도 7 은 본 발명에 따른 이물질 제거기의 구조도,
도 8 은 본 발명에 따른 우레탄 브러쉬의 구조도,
도 9 는 본 발명에 따른 세척기의 구조도,
도 10 은 본 발명에 따른 링형 공기분사기의 구조도,
도 11 은 본 발명에 따른 검사기의 측면도,
도 12 는 본 발명에 따른 검사기의 정면도,
도 13 은 본 발명에 따른 검사기의 블록도,
도 14 는 본 발명에 따른 카메라의 또 다른 배치구조를 나타낸 예시도,
도 15 는 본 발명에 따른 표면 흠 검사장치의 실행시 컨트롤러와 연결된 디스플레이에 나타난 화면,
도 16 은 표면 흠을 설정하는 화면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코일링기 재료 표면 흠 검사장치의 구조도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 표면 흠 검사장치는 코일스프링의 성형을 위하여 코일링기로 투입되는 재료의 표면에 존재하는 흠을 검사하는 검사장치로써, 기술이 발전함에 따라 증가하는 코일링 속도에 부응하여 연속적으로 빠르게 이동하는 재료의 표면 흠을 에러 없이 검사할 수 있도록 한 특징을 갖는 것으로, 진동억제기(100)와 이물질 제거기(200) 및 검사기(300)로 구성되어 있다.

상기 진동억제기(100)는 연속적으로 빠르게 이동하는 재료의 양측에서 재료와 밀착된 상태를 유지하여 재료의 진동을 억제하는 것으로, 1차 진동억제기(110)와 2차 진동억제기(120)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 1차 진동억제기의 구조를 나타낸 정면도를, 도 3은 다수 개로 구성된 1차 진동억제기가 서로 다른 각도로 배치된 상태를 나타낸 예시도를 도시하고 있다.

상기 1차 진동억제기(110)는 장입장치(10)와 이물질 제거기(200)의 사이에 위치하도록 배치되어 이물질 제거기(200)로 이동하는 재료의 진동을 억제하는 것이다. 이러한 1차 진동억제기(110)는 고정하우징(111)과, 고정지그(112)와, 스프링(113)과, 조절볼트(114)로 구성되어 있다.

상기 고정하우징(111)은 양측면이 개방된 구조로 형성되며, 상기 장입장치(10)에 의해 이동하는 재료(S)가 중심부를 관통하도록 배치된다.

상기 고정지그(112)는 고정하우징(111)을 관통하는 재료(S)는 양측에서 재료와 접촉하여 재료를 지지할 수 있도록 한쌍으로 구성되며, 한쌍의 고정지그(112)는 고정하우징(111)의 내부에서 재료를 사이에 두고 상호 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 설치되어 있다.

또한 상기 고정지그(112)의 내측부에는 고정지그(112)와 재료 사이에 발생되는 마찰저항을 감소시키기 위한 롤러(112a)가 구비되어 있다.

상기 스프링(113)은 두 고정지그(112)의 사이에 위치하도록 설치되며, 이처럼 설치된 스프링(113)은 두 고정지그(112)가 상호 이격되도록 지지하게 된다.

상기 조절볼트(114)는 재료경에 따라 고정지그(112)의 위치를 조절하는 것으로, 고정하우징(111)에 체결되며, 이처럼 고정하우징(111)에 체결된 조절볼트(114)의 끝단은 고정지그(112)에 접촉하여 체결정도에 따라 고정지그(112)의 위치를 조절하게 된다. 이러한 조절볼트(114)는 두 고정지그(112)의 위치를 각기 조절할 수 있도록 한쌍으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 1차 진동억제기(110)는 두 고정지그(112)가 재료의 양측에 접촉하여 재료의 진동을 억제하게 되며, 이러한 1차 진동억제기(110)를 다수 개로 구성하고, 다수 개의 1차 진동억제기(110)를 서로 다른 각도로 설치하여, 각각의 1차 진동억제기(110)에 구비된 고정지그(112)가 서로 다른 방향에서 재료와 접촉하도록 함으로써, 재료의 진동을 보다 효과적으로 억제하고 더불어 굽어진 재료를 곧게 펼칠 수도 있게 된다.

한편 도 3에는 3개의 1차 진동억제기(110)가 45도의 각도차를 갖도록 배치된 상태가 예시되어 있다.

도 4는 장입장치의 측면도를 도시하고 있다.

한편 상기 장입장치(10)는 둥글게 말린 상태로 제공된 코일스프링 재료(S)를 펼쳐 코일링기로 투입시키는 것으로, 이러한 장입장치(10)는 재료를 사이에 두고 마주하도록 배치된 장입롤러(11)를 회전시켜 재료를 연속적으로 이동시키게 된다. 이러한 장입장치는 주지관용된 기술이므로 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 2차 진동억제기의 정면도를, 도 6은 본 발명에 따른 2차 진동억제기의 평면도를 도시하고 있다.

상기 2차 진동억제기(120)는 검사기(300)의 전단과 후단에 각각 배치되어 표면 흠 검사과정에서 발생하는 재료의 진동을 억제하는 것이다. 이러한 2차 진동억제기(120)는 베이스 블록(121)과, 이동블록(122)과, 회전롤러(123)와, 위치조절볼트(124)로 구성되어 있다.

상기 베이스 블록(121)은 평판형의 부재로써 이동하는 재료(S)의 이웃한 곳에 위치하도록 배치된다.

상기 이동블록(122)은 베이스 블록(121)에 설치되어 회전롤러(123)를 지지하는 것으로, 재료에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동가능하도록 베이스 블록(121)에 설치된다. 이러한 이동블록(122)은 각각의 회전롤러(123)을 독립적으로 지지할 수 있도록 다수 개로 구성되며, 다수 개의 이동블록(122)은 재료(S)를 사이에 두고 지그재형의 구조로 배치되어 있다.

상기 회전롤러(123)는 다수 개로 구성되며, 각각의 회전롤러(123)는 이동블록(122)에 설치되어 있다. 이처럼 설치된 다수 개의 회전롤러(123)는 재료를 사이에 두고 지그재그형의 구조로 배치되며, 이때 회전롤러(123)의 측면에는 재료의 반경에 대응하는 반경을 갖는 밀착홈(123a)이 형성되어 재료를 밀착 지지하게 된다.

한편 상기 회전롤러(123)는 회전롤러(123)를 관통하여 이동블록(122)에 체결되는 고정볼트(125)를 매개로 이동블록(122)에 결합되며, 이러한 구조에 따르면 재료경의 변화시 고정볼트(125)의 분해조립을 통해 회전롤러(123)를 손쉽게 교체할 수 있게 된다.

상기 위치조절볼트(114)는 베이스 블록(121)에 설치되며, 이동블록(122)과 나사결합되어 이동블록(122)을 이동시키도록 구성된다. 따라서 사용자는 위치조절볼트(114)의 조작을 통해 이동블록(122)을 이동시킴으로써 회전롤러(123)의 위치를 조절할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 이물질 제거기의 구조도를, 도 8은 본 발명에 따른 우레탄 브러쉬의 구조도를, 도 9는 본 발명에 따른 세척기의 구조도를, 도 10은 본 발명에 따른 링형 공기분사기의 구조도를 도시하고 있다.

상기 이물질 제거기(200)는 재료의 표면 흠을 검사하는데 있어 에러의 요인이 되는 방청유 및 기타 이물질을 재료로부터 제거하는 것으로, 우레탄 브러쉬(210)와, 세척기(220)와, 링형 공기분사기(230)로 구성되어 있다.

상기 우레탄 브러쉬(210)는 이물질 제거기(200)로 투입되는 재료의 표면을 닦아 이물질을 제거하는 것으로, 재료가 관통하는 슬릿(211a)이 중앙부에 형성된 다수 개의 우레탄판(211)으로 구성되어 있다. 이때 상기 우레탄판(211)은 1㎜ 정도의 두께를 갖는 얇은 판으로써, 이러한 다수 개의 우레탄판(211)을 겹쳐 놓은 것에 의해 우레탄 브러쉬(210)가 구성된다.

이와 같은 우레탄 브러쉬(210)에 의하여 재료 표면의 이물질이 고르게 제거될 수 있도록 하기 위하여 상기 각각의 우레탄판(211)에 형성된 슬릿(211a)은 서로 각도로 형성되는 것이 바람직하다. 한편 도 8에는 4개의 우레탄판(211)으로 우레탄 브러쉬(210)가 구성되며, 각각의 우레탄판(211)에 구비된 슬릿(211a)이 45도의 각도차를 갖도록 형성된 구조가 도시되어 있다.

상기 세척기(220)는 재료의 표면으로 세정액과 공기를 고압으로 분사하여 이물질을 제거하는 것으로, 세척블록(221)과, 세정액 분사노즐(222)과, 공기 분사노즐(223)로 구성되어 있다.

이때 상기 세척블록(221)은 중심부로 재료(S)가 관통할 수 있도록 원통형의 구조로 형성되며, 세정액 공급장치 및 공기공급장치와 연결되어 세정액 및 공기를 공급받도록 구성된다.

한편 상기 세정액 공급장치는 세정액 저장 탱크(241)와, 상기 세정액 저장 탱크(241) 내의 세정액을 세척블록(221)으로 공급하는 펌프(242)와, 상기 세정액 저장 탱크(241)로부터 펌프(242)로 유입되는 세정액에 포함된 이물질을 여과하는 필터(243)와, 상기 펌프(242)로부터 세척블록(221)으로 공급되는 세정액의 분사압력을 조절하는 압력조절밸브(244)로 구성될 수 있으며, 세척블록(221)을 통해 재료의 표면으로 분사된 세정액은 세척블록(221)으로부터 세정액 저장 탱크(241)로 유입되어 세정액의 재사용이 이루어지는 구조로 구성될 수 있다. 도면 중 미설명 부호 245는 공기펌프로 구성되는 펌프(242)의 가동 공기압을 조절하는 밸브이다.

한편 상기 공기공급장치는 공지의 콤프레서로 구성될 수 있으며, 컴프레서로부터 세척블록(221)으로부터 공급되는 공기의 압력을 조절하는 공기압 조절밸브(251)가 구비되어 있다.

상기 세정액 분사노즐(222)은 다수 개로 구성되며, 세척블록(221)의 내측 원주면 상에 소정 각도간격으로 설치되어 재료의 표면으로 세정액을 분사하게 된다. 이러한 세정액 분사노즐(222)에 의해 분사되는 세정액에 의하여 이물질이 보다 효과적으로 세정될 수 있도록 하기 위하여 상기 세정액 분사노즐(222)은 재료의 진행방향과 마주하되, 경사각(θ)을 갖도록 세척블록(221)의 내측 원주면에 형성되어 있다. 이때 세정액 분사노즐(222)의 경사각은 다양하게 구성될 수 있으며, 가장 이상적인 경사각은 45도이다.

상기 공기 분사노즐(223)은 다수 개로 구성되며, 세척블록(221)의 내측 원주면 상에 소정 각도간격으로 설치되어 재료의 표면으로 세정액을 분사하게 된다. 이러한 공기 분사노즐(223)은 세정액 분사노즐(222)과 마찬가지로 재료의 진행방향과 마주하되, 경사각(θ)을 갖도록 형성된다.

한편 상기 세정액 분사노즐(222)과 공기 분사노즐(223)은 도 9에 도시된 바와 같이 반복적으로 배치되어 세정액과 공기의 분사가 순차적으로 반복되게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 링형 공기분사기(230)는 세척기(220)를 통해 나오는 재료의 표면으로 공기를 분사하여 재료 표면에 잔류한 세정액이나 이물질을 최종적으로 제거하는 것이다. 이러한 링형 공기분사기(230)는 재료의 원주방향으로 연장되어 재료를 에워싼 구조를 가지고, 내측 원주면에는 재료의 진행 방향과 마주하며 경사각(θ)을 갖도록 형성된 다수 개의 노즐공(231)이 원주 둘레를 따라 형성되며, 재료 표면에 근접한 채로 재료의 표면으로 고압의 공기를 분사하여 재료 표면에 잔류한 세정액 및 이물질을 제거하게 된다.

도 11은 본 발명에 따른 검사기의 측면도를, 도 12는 본 발명에 따른 검사기의 정면도를, 도 13은 본 발명에 따른 검사기의 블록도를, 도 14는 본 발명에 따른 카메라의 또 다른 배치구조를 나타낸 예시도를 도시하고 있다.

상기 검사기(300)는 재료의 표면 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 재료의 표면 흠을 검출하는 것이다. 이러한 검사기(300)는 카메라(310)와, 링형 조명(320)과, 컨트롤러(330)와, 조명 박스(340)로 구성된다.

상기 카메라(310)는 다수 개로 구성되며, 다수 개의 카메라(310)를 이용하여 재료의 전 둘레(360도)에 대한 표면 영상을 촬영할 수 있도록 다수 개의 카메라(310)는 재료를 중심으로 원형의 배열구조를 갖도록 배치된다. 한편 카메라(310)의 수를 증가시킬수록 좀 더 미세한 흠의 검출이 가능하며 검출 신뢰성도 높일 수 있으며, 도 12에는 3개의 카메라가, 도 14에는 6개의 카메라가 배치된 구조가 도시되어 있다.

상기 링형 조명(320)은 재료를 에워싼 구조로 설치되어 재료의 전 둘레에 고르게 빛을 조사하게 되며, 보다 선명한 영상 촬영을 보조하기 위하여 카메라(310)에 의해 촬영되는 영역의 전단과 후단에 각각 위치하도록 배치된다.

상기 컨트롤러(330)는 카메라(310)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 표면 흠을 검출하는 것이다. 이러한 컨트롤러(330)는 화상 인터페이스(351)를 통해 카메라(310)에 의해 촬영된 영상에 대한 화상 데이터를 전송받게 되며, 표면 흠이 검출되면, 제어 인터페이스(352)를 통해 소리 또는 빛을 발생시켜 경고하고 코일링기의 구동을 정지시키게 된다.

이러한 컨트롤러(330)는 카메라(310)와 일대일로 대응하여 각각의 카메라(310)에서 촬영된 영상을 독립적으로 처리할 수 있도록 다수 개로 구성하게 되면, 영상의 처리속도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 보다 정밀한 흠의 검출을 위하여 카메라(310)의 수를 증가시킬 때에도 손쉽게 제어회로를 구성할 수 있으므로 우수한 확장성을 갖는 이점이 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 코일링기 재료 표면 흠 검사장치를 이용하여 코일링기로 공급되는 재료의 표면 흠을 검출하는 과정을 설명하도록 하며, 이를 통해 본 발명에 따른 표면 흠 검사장치가 갖는 작용 효과에 대해 설명하도록 한다.

코일스프링의 성형을 위하여 코일링기로 투입되는 재료는 원형의 단면을 갖는 선재로써, 이러한 코일스프링 재료는 최초 둥글게 말아진 형태로 제공되며, 장입장치(10)에 의해 풀리면서 연속적으로 코일링기로 공급된다.

한편 장입장치(10)에 의해 코일링기로 공급되는 재료는 먼저 1차 진동억제기(110)를 거치게 되며, 이때 1차 진동억제기(110)에 구비된 고정지그(112)에 의해 양측이 구속된 채로 이동하게 됨으로써 재료의 이동시 발생되는 진동을 억제하게 된다.

한편 1차 진동억제기(110)는 다수 개로 구성되며, 다수 개의 1차 진동억제기(110)들은 서로 다른 각도로 배치되어 각각의 진동억제기(100)에 구비된 고정지그(112)가 재료의 서로 다른 측면에서 접촉하여 재료의 진동을 억제하게 되므로, 재료의 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 재료를 곧게 펴는 효과도 기대할 수 있게 된다.

한편 코일링기로 공급되는 재료경이 변경될 경우, 사용자는 고정하우징(111)에 체결된 조절볼트(114)를 이용하여 고정지그(112)의 위치를 재료경에 맞추어 조정하게 된다.

상기 1차 진동억제기(110)를 거친 재료는 이물질 제거기(200)로 유입되며, 이처럼 이물질 제거기(200)로 유입되는 재료 표면의 방청유나 이물질은 이물질 제거기(200)의 선단에 배치된 우레탄 브러쉬(210)에 의해 1차적으로 제거된다.

한편 상기 우레탄 브러쉬(210)는 서로 다른 각도로 형성된 슬릿(211a)을 갖는 다수 개의 우레탄판(211)으로 구성되므로, 재료가 우레탄판(211)들을 관통하며 이동하는 과정에서 서로 다른 각도로 형성된 슬릿(211a)에 의해 우레탄판(211)들이 재료의 전 둘레를 고르게 닦아주게 되므로, 재료 표면의 방청유나 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

상기와 같은 우레탄 브러쉬(210)를 거친 재료는 세척기(220)를 관통하며 이동하게 되며, 이때 세척기(220)를 구성하는 세척블록(221)에 구비된 다수 개의 세정액 분사노즐(222)로부터 분사되는 세정액에 의하여 재료 표면의 방청유나 이물질이 씻겨 나가게 되며, 이후 다수 개의 공기 분사노즐(223)로부터 분사되는 공기에 의하여 재료 표면에 잔류한 방청유와 이물질 및 세정액을 털어내게 된다.

이와 같은 세정액과 공기의 분사는 세정액 분사노즐(222)과 공기 분사노즐(223)이 반복적으로 배치됨에 따라 반복적으로 이루어지게 된다.

한편 사용된 세정액은 세정액 저장 탱크(241)로 반환되어 재사용되며, 반복된 사용으로 인해 세정액이 오염되어 재사용이 불가능할 경우 교환하게 된다.

상기와 같은 세척기(220)를 거친 재료는 이물질 제거기(200)의 말단에 배치된 링형 공기분사기(230)를 관통하며 이동하게 되며, 이때 링형 공기분사기(230)는 재료의 표면에 근접한 상태에서 노즐공(231)을 통해 재료의 표면으로 고압의 공기를 분사하여 재료 표면에 잔류한 방청유와 이물질 및 세정액을 최종적으로 제거하게 된다.

한편 상기 링형 공기분사기(230)의 내측 원주면에는 원주 둘레를 따라 다수 개의 노즐공(231)이 고르게 분포되어 재료의 전 둘레에 고압의 공기를 분사함으로써, 재료 표면에 잔류하는 방청유와 이물질 및 세정액을 최소화할 수 있게 된다.

상기와 같은 이물질 제거기(200)를 거친 재료는 2차 진동억제기(120)를 거쳐 검사기(300)로 투입되며, 상기 2차 진동억제기(120)는 검사기(300)는 전단과 후단에 각각 배치되어 검사작업이 이루어지는 과정에서 발생될 수 있는 재료의 진동을 억제하게 된다.

한편 상기 2차 진동억제기(120)는 재료를 사이에 두고 지그재그형으로 배치된 다수 개의 회전롤러(123)가 재료의 양측에 밀착됨으로서 재료의 진동을 억제하게 되며, 이러한 2차 진동억제기(120)는 다수 개로 구성되며, 다수 개의 2차 진동억제기(120)가 서로 다른 각도로 배치되어 각각의 2차 진동억제기(120)에 구비된 회전롤러(123)가 서로 다른 방향에서 재료에 밀착되어 진동을 억제토록 함으로써 재료의 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

한편 코일링기로 공급되는 재료경이 변경될 경우, 사용자는 회전롤러(123)를 이동블록(122)에 고정하는 고정볼트(125)를 분해하여 변경된 재료경에 대응하는 크기의 밀착홈(123a)을 갖는 회전롤러(123)로 교체하게 되며, 위치조절볼트(124)를 이용하여 이동블록(122)을 이동시킴으로써 회전롤러(123)의 위치를 조정하게 된다.

본 발명은 상기와 같이 1차 진동억제기(110)와 2차 진동억제기(120)를 이용하여 이동하는 재료의 진동을 억제하고, 또 이물질 제거기(200)를 이용하여 재료 표면의 방청유나 이물질을 제거함으로써, 표면 흠 검사작업과정에서 발생되는 수 있는 에러를 감소시킬 수 있게 된다.

한편 검사기(300)로 투입되는 재료는 조명 박스(340)를 관통하며 이동하게 되며, 이때 링형 조명(320)은 재료의 전 둘레에 고르게 빛을 조사하게 되고, 재료를 중심으로 원형의 배열구조로 배치된 다수 개의 카메라(310)에 의하여 재료의 표면 영상이 촬영된다.

이와 같이 각각의 카메라(310)에서 촬영된 영상의 데이터는 화상 인터페이스(351)를 통해 각각의 컨트롤러(330)로 전달되며, 각각의 컨트롤러(330)는 전달된 화상 데이터를 분석하여 재료 표면을 흠을 검출하게 된다.

예컨대 코일스프링의 성형에 사용되는 재료의 표면은 열처리로 인해 검은 색을 띄고 있으며, 재료 표면의 흠은 흰색을 띄게 된다. 따라서 카메라(310)에 의해 촬영되는 영역의 양측에 위치한 링형 조명(320)이 촬영 영역으로 조명을 비추게 되면, 흠이 발생된 부분은 금속 반사 빛으로 더욱 선명하게 드러나게 된다.

따라서 카메라(310)에 의해 획득된 화상 데이터의 밝기 및 형태 등의 분석과 필터링의 공정을 통해 표면 흠의 정보를 알 수 있으며, 흠의 가로 길이, 세로 길이, 면적, 형태 등을 분석하여 표면 흠의 여부를 컨트롤러(330)가 판정하게 된다.

참고로, 도 15는 본 발명에 따른 표면 흠 검사장치의 실행시 컨트롤러와 연결된 디스플레이에 나타난 화면이고, 도 16은 표면 흠을 설정하는 화면을 나타낸 것이다.

한편 화상 데이터의 분석을 통해 해당 재료의 표면에 흠이 있을 것으로 판정되며, 컨트롤러(330)는 표면 흠 검출신호를 제어 인터페이스(352)를 통해 알람기 및 코일링기로 전달하여 빛 또는 소리를 이용하여 사용자에게 표면 흠의 검출을 알려 불량 재료가 처리될 수 있도록 하고, 불량 재료를 이용한 성형의 방지를 위하여 코일링기의 성형을 정지시키게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 진동억제기 (110) : 1차 진동억제기
(111) : 고정하우징 (112) : 고정지그
(112a) : 롤러 (113) : 스프링
(114) : 조절볼트 (120) : 2차 진동억제기
(121) : 베이스 블록 (122) : 이동블록
(123) : 회전롤러 (123a) : 밀착홈
(124) : 위치조절볼트 (125) : 고정볼트
(200) : 이물질 제거기 (210) : 우레탄 브러쉬
(211) : 우레탄판 (211a) : 슬릿
(220) : 세척기 (221) : 세척블록
(222) : 세정액 분사노즐 (223) : 공기 분사노즐
(230) : 링형 공기분사기 (300) : 검사기
(310) : 카메라 (320) : 링형 조명
(330) : 컨트롤러 (340) : 조명 박스

Claims (14)

1. 연속적으로 공급되는 재료의 양측에서 재료와 밀착된 상태를 유지하여 재료의 진동을 억제하는 진동억제기(100);
   상기 진동억제기(100)를 통해 나오는 재료의 표면으로 세척액과 공기를 분사하여 재료 표면의 이물질을 제거하는 이물질 제거기(200); 및
   상기 이물질 제거기(200)를 통해 이물질이 제거된 재료의 표면 영상을 재료를 중심으로 서로 다른 각도로 배치된 다수 개의 카메라(310)를 이용하여 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 재료의 표면 흠을 검출하는 검사기(300)로 구성되며,
   상기 진동억제기(100)는,
   상기 이물질 제거기(200)로 투입되는 재료의 진동을 억제하는 1차 진동억제기(110); 및
   상기 검사기(300)의 전단과 후단에 각각 배치되어 검사기(300)에 의한 검사과정에서의 재료의 진동을 억제하는 2차 진동억제기(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 진동억제기(110)는,
   재료가 관통되는 고정하우징(111);
   상기 고정하우징(111)의 내부에서 재료를 사이에 두고 상호 근접하거나 멀어지게 이동하도록 배치되며 내측부에 재료의 표면과 접촉되는 롤러(112a)가 구비된 한쌍의 고정지그(112);
   상기 두 고정지그(112)의 사이에 설치되어 두 고정지그(112)를 이격시키는 스프링(113);
   상기 고정지그(112)에 끝단이 접촉하도록 고정하우징(111)에 체결되어 두 고정지그(112)를 이동시키는 한쌍의 조절볼트(114)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 1차 진동억제기(110)는 다수 개로 구성되며,
   각각의 1차 진동억제기(110)에 구비된 고정지그(112)가 서로 다른 방향에서 재료와 접촉하도록 다수 개의 1차 진동억제기(110)가 서로 다른 각도로 설치된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 진동억제기(120)는,
   재료를 사이에 두고 지그재그형의 구조로 배치되며, 재료의 반경에 대응하는 반경의 밀착홈(123a)을 측면에 구비하여 재료의 양측면을 밀착 지지하는 다수 개의 회전롤러(123)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 2차 진동억제기(120)는,
   상기 2차 진동억제기(120)는 다수 개로 구성되며, 각각의 2차 진동억제기(120)에 구비된 회전롤러(123)가 서로 다른 방향에서 재료의 양측면에 밀착되어 지지할 수 있도록 다수 개의 2차 진동억제기(120)가 서로 다른 각도로 설치된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 2차 진동억제기(120)는,
   베이스 블록(121);
   상기 베이스 블록(121)에 설치되어 재료에 근접하거나 멀어지도록 이동하는 다수 개의 이동블록(122);
   상기 각각의 이동블록(122)에 회전가능하게 설치된 다수 개의 회전롤러(123);
   상기 베이스 블록(121)에 설치되며, 상기 이동블록(122)과 나사결합되어 이동블록(122)의 위치를 조절하는 위치조절볼트(124)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 회전롤러(123)는 회전롤러(123)를 관통하여 이동블록(122)에 체결되는 고정볼트(125)를 매개로 이동블록(122)에 결합되어 고정볼트(125)의 분해조립을 통해 교체가 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 이물질 제거기(200)는,
   재료의 표면을 닦아 이물질을 제거하는 우레탄 브러쉬(210);
   상기 재료의 표면으로 세정액과 공기를 분사하여 재료의 표면을 세척하는 세척기(220);
   상기 세척기(220)의 후단에 배치되며, 재료의 원주방향으로 연장되어 재료를 에워싼 채 재료의 표면으로 공기를 분사하여 재료 표면에 잔류한 세정액 및 이물질을 제거하는 링형 공기분사기(230)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 우레탄 브러쉬(210)는,
    재료가 통과하는 슬릿(211a)이 중앙부에 형성된 다수 개의 우레탄판(211)으로 구성되되, 각각의 우레탄판(211)은 슬릿(211a)이 서로 다른 각도로 형성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 세척기(220)는,
    재료가 관통하도록 원통형의 구조로 형성되며, 세정액 공급장치 및 공기공급장치와 연결되어 세정액과 공기를 공급받는 세척블록(221);
    상기 세척블록(221)의 내측 원주면에 형성되어 세척블록(221)을 관통하는 재료의 표면으로 세정액을 분사하는 다수 개의 세정액 분사노즐(222); 및
    상기 세척블록(221) 내측 원주면에 형성되어 세척블록(221)을 관통하는 재료의 표면으로 공기를 분사하는 다수 개의 공기 분사노즐(223)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 세정액 분사노즐(222)과 공기 분사노즐(223)은 재료의 진행방향과 마주하며 경사각(θ)을 갖도록 세척블록(221)에 형성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 검사기(300)는,
    재료를 중심으로 원형 구조로 배열되어 재료의 표면 영상을 촬영하는 다수 개의 카메라(310);
    상기 재료를 에워싼 구조로 설치되어 재료의 표면으로 빛을 조사하는 링형 조명(320);
    상기 카메라(310)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 재료 표면 흠을 실시간으로 검사하고, 재료 흠의 검출 시 빛 또는 소리를 발생시켜 경고하고 코일링기의 구동을 정지시키는 컨트롤러(330); 및
    상기 카메라(310)와 링형 조명(320)을 수용하여 재료 표면 영상의 촬영시 외부 조명을 차단하여 균일한 조명 환경을 제공할 수 있도록 하는 조명 박스(340)로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(330)는 각각의 카메라(310)에서 촬영된 영상을 독립적으로 처리할 수 있도록 다수 개로 구성된 것을 특징으로 하는 코일링기 재료 표면 흠 검사장치.

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