KR101433915B1 - 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 스틸볼에 의한 디버링 작업시 밸브바디와 같은 대상물이 고정된 픽스춰의 진동이 수평방향과 수직방향으로 병행 발생되도록 하거나, 주파수와 초음파 인가시간이 최적제어되는 초음파 디버링 작업이 수행되도록 함으로써 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모되고 초음파를 통해 디버링과 세척이 동시에 수행되어 작업효율 향상이 도모되는 한편, 디버링 작업 전후에 대상물의 버 형성정도와 대상물의 종류가 대상물 영상분석을 통해 검출되어 대상물 종류와 버 형성정도에 맞추어진 디버링 작업시간과 진동주파수로 디버링 유도장치의 구동이 최적제어되도록 함으로써 디버링 작업사이클 단축에 따른 생산성 향상과 디버링 성능 향상이 도모될 뿐만 아니라, 다수의 센서에 의해 시스템 구성요소의 상태정보가 검출되면서 관리자 단말기로 전송되도록 함으로써 디버링 시스템의 실시간 모니터링과 원격 제어가 가능해지고, 시스템 구성요소가 모듈화되어 서로 조립되는 구성이 제공됨으로서 유지보수작업이 용이하고 원활하게 수행되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 대상물이 내부에 고정되는 대상물 고정하우징 모듈; 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 대상물에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 되는 디버링 유도장치 모듈; 대상물 고정하우징 모듈에 투입되는 투입 대상물을 촬영하게 되는 대상물 촬영장치 모듈; 대상물 촬영장치 모듈과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 디버링 유도장치 모듈의 구동을 제어하게 되는 컨트롤 모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 대상물이 내부에 고정되는 대상물 고정하우징 모듈; 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 대상물에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 되는 디버링 유도장치 모듈; 대상물 고정하우징 모듈에 투입되는 투입 대상물을 촬영하게 되는 대상물 촬영장치 모듈; 대상물 촬영장치 모듈과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 디버링 유도장치 모듈의 구동을 제어하게 되는 컨트롤 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 스틸볼에 의한 디버링 작업시 밸브바디와 같은 대상물이 고정된 픽스춰의 진동이 수평방향과 수직방향으로 병행 발생되도록 하거나, 주파수와 초음파 인가시간이 최적제어되는 초음파 디버링 작업이 수행되도록 함으로써 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모되고 초음파를 통해 디버링과 세척이 동시에 수행되어 작업효율 향상이 도모되는 한편, 디버링 작업 전후에 대상물의 버 형성정도와 대상물의 종류가 대상물 영상분석을 통해 검출되어 대상물 종류와 버 형성정도에 맞추어진 디버링 작업시간과 진동주파수로 디버링 유도장치의 구동이 최적제어되도록 함으로써 디버링 작업사이클 단축에 따른 생산성 향상과 디버링 성능 향상이 도모될 뿐만 아니라, 다수의 센서에 의해 시스템 구성요소의 상태정보가 검출되면서 관리자 단말기로 전송되도록 함으로써 디버링 시스템의 실시간 모니터링과 원격 제어가 가능해지고, 시스템 구성요소가 모듈화되어 서로 조립되는 구성이 제공됨으로서 유지보수작업이 용이하고 원활하게 수행되는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에 관한 것이다.
프레스가공, 연삭가공 등에 의한 성형품들은 가공과정에서 버(burr)를 형성시키게 되는데, 이와 같은 버는 가공과정에서 소재의 소성변형으로 인하여 성형품의 모서리 부위 등에 형성되는 불필요한 잔재량으로서 둔감한 공구에 의하여 주로 발생된다. 이와 같은 버는 조립시 타 구성요소에 손상을 야기시키는 한편, 작업안전성과 제품 기능성을 떨어뜨리므로, 버를 제거하기 위한 디버링 작업이 수행되는 것이 일반적이다.
또한, 노트북, PC, 플랫 패널 박형 디스플레이장치, 내비케이터용 LCD 등에 사용되는 베젤, 프레임 등의 프레스 성형품은 높은 정밀도의 가공면을 요구하고 있는데, 내부구조가 복잡하여 프레스 가공시 버나 날카로운 모서리가 쉽게 형성되면서 타제품에 대한 손상 유발과 미소 버의 탈락에 의한 전기적인 부적합성 문제가 야기되고 있는 실정이므로, 각종 디스플레이장치에 적용되는 프레스 성형품에서도 버를 효율적으로 제거하기 위한 디버링 작업이 요청되었다.
이와 같은 디버링은 수작업이나 모터 동력에 의한 와이어 브러싱 작업, 제한된 가스 폭발에 의한 용융 혹은 기화 현상에 의한 작업, 국한된 부위의 버에 대한 전기/화학연마작업, 연질금속 혹은 미세한 연마제 등을 사용한 수작업, 블라스팅용 캐비닛 등에서 세라믹, 나무, 플라스틱 등의 연마제를 고압으로 공급하는 블라스팅 작업, 자성을 지닌 연마제의 슬러리를 자성영역에 부여하여 회전하는 성형품에 대하여 작용시키는 마그네틱 플로팅 연마작업, 비드나 원통형상의 경질재료인 스틸볼을 성형품과 함께 픽스춰에 넣어 진동을 부여하는 스틸볼 작업 등으로 수행될 수 있는데, 상기와 같은 다양한 디버링 방법들은 성형품의 용도에 맞추어 적절하게 선정되어 적용된다.
여기서, 디버링과 관련된 기술로서 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0036672호 "디버링 방법", 공개번호 제10-2009-0050610호 "밸브 바디용 내부 자동사상장치", 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0169241호 "디버링 장치" 등이 안출되어 있다.
한편, 차량 변속기나 엔진에 사용되는 밸브바디는 주물공정, 가공공정, 세척공정, 주물품의 버(burr)를 제거하기 위한 디버링 공정 등을 거쳐 성형되는데, 특히 밸브바디의 디버링 공정은 직경 2㎜ 크기의 소형 스틸볼에 강한 진동을 인가함으로써 밸브바디에 남아있는 버가 제거되도록 하였다.
그러나, 밸브바디의 버를 제거하기 위한 종래의 디버링 장치는 밸브바디가 고정된 픽스춰의 진동이 단순하게 수평방향으로만 발생되면서 스틸볼에 의한 버 제거 작업이 수행되도록 하는 것임에 따라, 복잡한 형상구조의 밸브바디의 구석진 홈이나 미세 틈새에 형성된 버의 정밀제거가 어려웠고, 이에 따라 버 제거를 위한 디버링 작업사이클을 늘리게 됨으로써 디버링 작업시간이 오래 걸리고, 장시간 진동으로 디버링장치 수명이 저하되는 한편, 장시간 진동 과정에서 디버링 불량률이 높아지는 문제점이 있었다. 또한, 직경 2㎜ 크기의 소형 스틸볼을 사용함에 따라, 밸브바디 구석진 홈이나 미세 틈새로 스틸볼이 끼이게 되는 현상이 자주 발생하였다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 수평진동을 유도하는 제1액추에이터와 수직진동을 유도하는 제2액추에이터를 갖는 다축 구동형 스틸볼 디버링장치를 구비함에 따라, 스틸볼에 의한 디버링 작업시 밸브바디와 같은 대상물이 고정된 픽스춰의 진동이 수평방향과 수직방향으로 병행 발생되어 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모될 수 있는 새로운 형태의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 초음파 주파수와 초음파 인가시간이 대상물의 종류와 버 형성량, 디버링 작업 정밀도에 맞추어 설정되도록 하는 디버링 초음파 디버링 장치를 구비하여 초음파에 의한 디버링 작업이 최적제어됨에 따라, 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모될 수 있는 한편, 초음파를 통해 디버링과 세척이 동시에 수행되어 작업효율 향상도 도모되는 새로운 형태의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 대상물 촬영장치 모듈에 의해 대상물이 촬영되고, 컨트롤 모듈에 의해 대상물 영상정보가 분석되면서 디버링 작업 전후에 대상물의 버 형성정도와 대상물의 종류가 검출되어 대상물 종류와 버 형성정도에 맞추어진 디버링 작업시간과 진동주파수로 디버링 유도장치의 구동이 최적제어됨에 따라, 디버링 작업사이클 단축에 따른 생산성 향상과 디버링 성능 향상이 도모될 수 있는 새로운 형태의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 더불어 본 발명은 자이로 센서, 각속도 센서, 온도 센서, 습도 센서, 음압 센서, 수온 센서 등의 다수 센서에 의해 디버링 시스템을 이루는 대상물 고정하우징 모듈과 디버링 유도장치 모듈의 상태정보가 검출되고, 컨트롤 모듈과 통신하는 관리서버와 연동되는 관리자 단말기로 디버링 작업상태정보나 대상물 고정하우징 모듈과 디버링 유도장치 모듈의 상태정보가 전송됨에 따라, 디버링 시스템의 실시간 모니터링과 원격 제어가 가능해질 수 있는 새로운 형태의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 시스템 구성요소가 모듈화되어 서로 조립되는 구성이 제공됨에 따라, 유지보수작업이 용이하고 원활하게 수행될 수 있는 새로운 형태의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 대상물이 내부에 고정되는 대상물 고정하우징 모듈과; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 되는 디버링 유도장치 모듈과; 상기 대상물 고정하우징 모듈에 투입되는 투입 대상물을 촬영하게 되는 대상물 촬영장치 모듈과; 상기 대상물 촬영장치 모듈과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 상기 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 상기 디버링 유도장치 모듈의 구동을 제어하게 되는 컨트롤 모듈을 포함하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 디버링 유도장치 모듈은 다축 구동형 스틸볼 디버링장치를 포함하되, 상기 다축 구동형 스틸볼 디버링장치는 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로 스틸볼을 투입하게 되는 스틸볼 투입기와; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수평방향 진동을 유도하게 되는 제1액추에이터와; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수직방향 진동을 유도하게 되는 제2액추에이터와; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로부터 스틸볼을 회수하는 스틸볼 회수기와; 상기 스틸볼 회수기와 상기 스틸볼 투입기 사이에 설치되어 회수된 스틸볼을 상기 스틸볼 투입기로 전달하게 되는 스틸볼 이동기구 및; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되고, 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로 세척수를 투입시켜 스틸볼의 배출과 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부 세척이 수행되도록 하는 세척기구를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 제1액추에이터는 상기 대상물 고정하우징 모듈으로부터 이격된 위치에 고정되고, 회전축이 수평하게 배치되는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 진동유도용 캠과; 상기 진동유도용 캠이 접촉하게 되는 접촉편과; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 접촉편에 양단이 고정되면서 수평하게 배치되는 스프링을 포함하여, 상기 구동모터에 의한 상기 진동유도용 캠의 편심회전에 따라 상기 스프링의 주기적인 수평방향 탄성변형이 유도되면서 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 투입된 스틸볼의 수평진동이 유도되도록 하고, 상기 제2액추에이터는 수직으로 배치되는 하나 이상의 작동실린더를 포함하여 상기 작동실린더의 피스톤로드 동작에 따라 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 투입된 스틸볼의 수직진동이 유도되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 상기 대상물 고정하우징 모듈과 제1액추에이터가 설치되는 고정프레임 상부 표면에 이동레일이 수평하게 형성되도록 하고, 상기 이동레일에 대응하는 슬라이딩 블록이 상기 대상물 고정하우징 모듈 저면에 형성되어 상기 제1액추에이터에 의한 대상물 고정하우징 모듈의 수평진동시 상기 대상물 고정하우징 모듈에 작용하는 압축하중이 상기 대상물 고정하우징 모듈의 상기 이동레일 상의 자유이동에 의해 흡수되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 디버링 유도장치 모듈은 초음파 디버링장치를 포함하되, 상기 초음파 디버링장치는 상기 대상물 고정하우징 모듈에 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 수용된 작동유체의 초음파 캐비테이션을 유도하게 되는 초음파 진동자와; 상기 초음파 진동자와 연결되고, 초음파를 발생시키는 초음파 발진기를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 컨트롤 모듈은 상기 투입 대상물 영상정보를 입력받게 되는 입력모듈과; 상기 입력모듈와 연결되고, 상기 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물 형상정보를 특성정보로 검출하게 되는 형상인식모듈과; 상기 형상인식모듈과 연결되고, 투입 대상물 형상정보로부터 투입 대상물의 종류를 판별하는 대상물 판별모듈과; 상기 형상인식모듈과 연결되고, 투입 대상물 형상정보로부터 투입 대상물의 버 형성정보를 판별하는 버 판별모듈 및; 상기 대상물 판별모듈과 버 판별모듈과 연결되고, 투입 대상물의 종류와 버 형성정보에 대응하는 상기 디버링 유도장치 모듈의 동작시간 및 진동주파수를 산출하게 되는 제어신호 생성모듈를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 대상물은 차량용 밸브바디이고, 상기 컨트롤 모듈은 차량용 밸브바디의 종류별 특성정보가 저장된 밸브바디 정보DB를 포함하되, 상기 대상물 판별모듈은 대상물 형상정보로부터 밸브바디의 종류를 판별하게 되고, 상기 제어신호 생성모듈은 밸브바디의 종류에 따라 달리 설정된 상기 디버링 유도장치 모듈의 동작시간을 판별된 밸브바디의 종류에 맞추어 산출하게 되는 한편, 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 상기 디버링 유도장치 모듈의 진동주파수를 산출하게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 대상물 촬영장치 모듈은 디버링되어 상기 대상물 고정하우징 모듈로부터 배출된 배출 대상물을 촬영하게 되되, 상기 컨트롤 모듈은 상기 배출 대상물 영상정보를 입력받게 되는 입력모듈과; 상기 입력모듈와 연결되고, 상기 배출 대상물 영상정보로부터 배출 대상물 형상정보를 검출하게 되는 형상인식모듈과; 상기 형상인식모듈과 연결되고, 배출 대상물 형상정보로부터 배출 대상물의 버 형성정보를 판별하는 버 판별모듈 및; 상기 버 판별모듈과 연결되고, 배출 대상물의 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 배출 대상물의 재 디버링 작업 유무를 판별하여 재 디버링 작업 유무정보를 출력시키게 되는 재 디버링 판별모듈을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 상기 대상물 고정하우징 모듈과 디버링 유도장치 모듈의 설정위치에 설치되는 하나 이상의 자이로센서, 온도 센서, 습도 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하고, 상기 컨트롤 모듈은 상기 자이로센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수평 진동정보와 수직 진동정보로부터 수직 진동 및 수평 진동 오류를 모니터링하게 되는 진동 오류 모니터링모듈과; 상기 온도 센서와 습도 센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부의 상태정보로부터 디버링 작업상태를 모니터링하게 되는 디버링 작업상태 모니터링모듈을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에서 상기 센서 모듈은 상기 대상물 고정하우징 모듈에 각속도센서와 자이로센서가 설치되도록 하는 한편 상기 디버링 유도장치 모듈에 자이로센서가 설치되도록 하고, 상기 컨트롤 모듈의 진동 오류 모니터링모듈은 상기 각속도센서와 자이로센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈의 각속도 정보, 수평 진동정보, 수직 진동정보로부터 상기 대상물 고정하우징 모듈의 정상동작 유무를 판별하게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템은 상기 컨트롤 모듈과 통신하는 관리서버와; 상기 관리서버와 통신하는 관리자 단말기를 포함하되, 상기 관리자 단말기는 관리자가 휴대하게 되는 관리자 이동통신기기와, 관리자가 사용하게 되는 관리자 컴퓨터를 포함하여 관리자가 원격으로 디버링 모니터링 및 디버링 제어를 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에 의한 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템에 의하면, 스틸볼에 의한 디버링 작업시 밸브바디와 같은 대상물이 고정된 픽스춰의 진동이 수평방향과 수직방향으로 병행 발생되도록 하거나, 주파수와 초음파 인가시간이 최적제어되는 초음파 디버링 작업이 수행되도록 함으로써 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모되고 초음파를 통해 디버링과 세척이 동시에 수행되어 작업효율 향상도 도모되는 한편, 디버링 작업 전후에 대상물의 버 형성정도와 대상물의 종류가 대상물 영상분석을 통해 검출되어 대상물 종류와 버 형성정도에 맞추어진 디버링 작업시간과 진동주파수로 디버링 유도장치의 구동이 최적제어되도록 함으로써 디버링 작업사이클이 40초 이하로 단축되는 생산성 향상과 디버링 성능 향상이 도모될 뿐만 아니라, 다수의 센서에 의해 시스템 구성요소의 상태정보가 검출되면서 관리자 단말기로 전송되도록 함으로써 디버링 시스템의 실시간 모니터링과 원격 제어 및, 디버링 시스템 이상발생시 신속한 장애 대처가 가능해지며, 시스템 구성요소가 모듈화되어 서로 조립되는 구성이 제공됨으로서 유지보수작업이 용이하고 원활하게 수행되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템의 기본 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 구성 및 작동을 보여주기 위한 개략도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 주요부 측면도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 주요부 평면도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치에서 초음파 진동자의 배치구성을 보여주기 위한 개략도;
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치가 적용된 대상물장착 수조를 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치의 개략도;
도 10은 다축 구동형 스틸볼 디버링장치와 초음파 디버링장치가 함께 설치된 디버링 유도장치를 보여주기 위한 블록도;
도 11의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈과 컨트롤 모듈의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 12의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈의 구성과 작동을 보여주기 위한 블록도;
도 13의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈의 세부 구성과 작동을 보여주기 위한 블록도;
도 14는 관리서버와 관리자 단말기와 연동되는 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 15와 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템의 관리자 단말기에서 구현되는 HMI 기반 시스템 모니터링 화면의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 구성 및 작동을 보여주기 위한 개략도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 주요부 측면도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치의 주요부 평면도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치에서 초음파 진동자의 배치구성을 보여주기 위한 개략도;
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치가 적용된 대상물장착 수조를 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치의 개략도;
도 10은 다축 구동형 스틸볼 디버링장치와 초음파 디버링장치가 함께 설치된 디버링 유도장치를 보여주기 위한 블록도;
도 11의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈과 컨트롤 모듈의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 12의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈의 구성과 작동을 보여주기 위한 블록도;
도 13의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈의 세부 구성과 작동을 보여주기 위한 블록도;
도 14는 관리서버와 관리자 단말기와 연동되는 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 15와 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템의 관리자 단말기에서 구현되는 HMI 기반 시스템 모니터링 화면의 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 16에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 디버링 작업, 디버링장치, 스틸볼 디버링, 초음파 디버링, 영상인식 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 차량 변속기나 엔진에 사용되는 밸브바디(1')의 주조 성형과정에서 밸브바디(1')에 형성되는 버(burr)를 제거하기 위한 것으로, 도 1에서와 같이 대상물 고정하우징 모듈(10), 디버링 유도장치 모듈(20), 대상물 촬영장치 모듈(30), 센서 모듈(50), 컨트롤 모듈(40)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 물론, 본 발명의 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 밸브바디에만 적용되는 것은 아니고, 버(burr)가 형성된 다양한 대상물에 적용되는 것이다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 시스템 구성요소 각각이 하나의 장치로서 모듈화{대상물 고정하우징 모듈(10), 디버링 유도장치 모듈(20), 대상물 촬영장치 모듈(30), 센서 모듈(50), 컨트롤 모듈(40)}되어 결합되는 구성임에 따라, 유지보수작업이 용이하고 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
대상물 고정하우징 모듈(10)은 대상물(1)이 내부에 고정되는 것으로, 대상물 고정하우징 모듈(10)의 내부에서 대상물(1)에 대한 디버링(deburring) 작업이 수행된다. 여기서 디버링 유도장치 모듈(20)을 이루는 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)와 연결되는 대상물 고정하우징 모듈(10)은 개폐되는 덮개에 의해 밀폐되는 내부공간을 가져 내부공간에 대상물(1)이 고정되도록 하는 픽스춰(10a)로 이루어지고, 디버링 유도장치 모듈(20)을 이루는 초음파 디버링장치(20b)와 연결되는 대상물 고정하우징 모듈(10)은 작동유체가 수용되는 내부공간을 갖는 대상물장착 수조(10b)로 이루어진다.
디버링 유도장치 모듈(20)은 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되어 대상물(1)에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 된다. 이와 같은 디버링 유도장치 모듈(20)은 도 2 내지 도 5에서와 같이 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)로 이루어지거나, 도 6 내지 도 9에서와 같이 초음파 디버링장치(20b)로 이루어질 수 있다. 또한, 도 10에서와 같이 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)와 초음파 디버링장치(20b)가 함께 설치되어 디버링 유도장치 모듈(20)로 선택적으로 사용되는 구조로 이루어질 수도 있다.
여기서, 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)는 도 2에서와 같이 스틸볼 투입기(21), 제1액추에이터(23), 제2액추에이터(24), 스틸볼 회수기(22)를 포함하는 구성으로 이루어진 것으로, 제1액추에이터(23)와 제2액추에이터(24)를 통해 스틸볼의 수평진동 뿐만 아니라 수직진동까지 유도함으로써 디버링 성능 향상을 도모하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)는 직경 1.5㎜ 이하의 스틸볼을 사용하여 대상물(1)의 구석진 홈, 미세 틈새에 형성된 버까지 제거되도록 함으로써 디버링 작업 정밀도의 향상을 도모하게 되고, 스틸볼이 구석진 홈이나 미세 틈새에 끼이게 되는 현상도 방지되게 된다. 이와 같은 스틸볼은 볼 형상, 핀 형상, 원뿔 형상, 마름모 형상으로 이루어지거나, 커팅 와이어 형태의 것이 사용될 수 있다.
스틸볼 투입기(21)는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되게 설치되어 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부로 스틸볼을 투입하게 된다. 이와 같은 스틸볼 투입기(21)는 대상물 고정하우징 모듈(10) 상부에 배치된 공급호퍼(211)의 하부를 개방시켜 대상물 고정하우징 모듈(10)을 이루는 픽스춰(10a)로 스틸볼을 고압으로 폭포수처럼 투입시키게 된다.
제1액추에이터(23)는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되어 대상물 고정하우징 모듈(10)의 수평방향 진동을 유도하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 제1액추에이터(23)는 도 3에서와 같이 구동모터(231), 진동유도용 캠(232), 접촉편(233), 스프링(234), 고정편(235)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
구동모터(231)는 대상물 고정하우징 모듈(10)으로부터 이격된 위치에 고정되는 것으로, 회전축(2311)이 수평하게 배치된다. 진동유도용 캠(232)은 구동모터(231)의 회전축(2311)에 장착되어 회전하게 된다. 접촉편(233)은 스프링(234) 일단부가 결합되는 것으로, 진동유도용 캠(232)이 분리되어 접촉하게 된다. 스프링(234)은 대상물 고정하우징 모듈(10) 표면에 고정된 고정편(235)과 접촉편(233)에 양단이 고정되면서 수평하게 배치되는 것으로, 고용량 스프링이 사용되어 대상물 고정하우징 모듈(10)의 진동을 유도하게 된다. 고정편(235)은 대상물 고정하우징 모듈(10) 표면에 고정되어 스프링(234)과 결합된다.
상기와 같은 제1액추에이터(23)는 구동모터(231)에 의한 진동유도용 캠(232)의 편심회전에 따라 스프링(234)의 주기적인 수평방향 탄성변형이 유도되면서 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부에 투입된 스틸볼의 고속 수평진동이 유도되도록 한다.
제2액추에이터(24)는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되어 대상물 고정하우징 모듈(10)의 수직방향 진동을 유도하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 제2액추에이터(24)는 수직으로 배치되는 다수개의 작동실린더(241)를 포함하여 작동실린더(241)의 피스톤로드 동작에 따라 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부에 투입된 스틸볼의 수직진동이 유도되도록 한다. 작동실린더(241)로는 유압실린더가 사용될 수 있다.
여기서, 대상물 고정하우징 모듈(10)과 제1액추에이터(23)는 고정프레임(80) 상면에 설치되고, 제2액추에이터(24)를 이루는 다수개의 작동실린더(241)는 베이스 프레임(81)에 하단부가 고정되고, 고정프레임(80)의 저면에 상단부가 고정되면서 대상물 고정하우징 모듈(10)을 수직이동시키게 되는데, 이를 통해 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부에 투입된 스틸볼의 수직진동이 유도된다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)는 제1액추에이터(23)와 제2액추에이터(24)를 통해 스틸볼의 수평진동과 수직진동이 병행하여 유도되므로 스틸볼의 압축 마찰력과 인장 마찰력이 인가되면서 대상물(1)의 버 제거효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 고정프레임(80) 상부 표면에 이동레일(11)이 수평하게 형성되도록 하고, 이동레일(11)에 대응하는 슬라이딩 블록(12)이 대상물 고정하우징 모듈(10) 저면에 형성되도록 한다. 이에 따라, 제1액추에이터(23)에 의한 대상물 고정하우징 모듈(10)의 수평진동시 대상물 고정하우징 모듈(10)에 작용하는 압축하중이 대상물 고정하우징 모듈(10)의 이동레일(11) 상의 자유이동에 의해 흡수되어 장치 내구성이 증대될 수 있게 된다.
스틸볼 회수기(22)는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되게 설치되어 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부로부터 스틸볼을 회수하게 된다. 이와 같은 스틸볼 회수기(22)는 대상물 고정하우징 모듈(10)을 이루는 픽스춰(10a)의 하부가 디버링 작업완료에 의해 개방된 상태에서 세척기구(222)로부터 픽스춰(10a) 내부로 고압으로 분사되는 세척수에 의해 배출되는 스틸볼을 회수하게 된다. 픽스춰(10a) 하부로부터 배출되는 세척수와 제거된 버는 별도로 분리되어 세척기구(222)와 버 수집탱크로 전달된다.
스틸볼 이동기구(221)는 스틸볼 회수기(22)와 스틸볼 투입기(21) 사이에 설치되어 회수된 스틸볼을 스틸볼 투입기(21)로 전달하게 된다.
세척기구(222)는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 연결되게 설치되는 것으로, 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부로 세척수를 투입시켜 스틸볼의 배출과 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부 세척이 수행되도록 한다. 여기서 세척기구(222)는 이중 필터를 구비하여 대상물 고정하우징 모듈(10) 내부 세척을 수행하면서 오염된 세척수를 필터링한 후 재활용하게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)는 장치 구성요소 각각이 모듈화되어 결합되는 구성임에 따라, 유지보수작업이 용이하고 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 디버링 유도장치 모듈(20)에 포함되는 초음파 디버링장치(20b)는 도 6에서와 같이 초음파 진동자(25), 초음파 발진기(26)를 구비하는 구성으로 이루어진다.
초음파 진동자(25)는 대상물 고정하우징 모듈(10)을 이루는 대상물장착 수조(10b)에 설치되어 대상물장착 수조(10b) 내부에 수용된 작동유체의 초음파 캐비테이션을 유도하게 된다. 이와 같은 초음파 진동자(25)는 도 7의 (a)에서와 같이 대상물장착 수조(10b)의 외부 저면에 설치되거나, 도 7의 (b)에서와 같이 대상물장착 수조(10b)의 내부 측면에 설치되거나, 도 7의 (c)에서와 같이 대상물장착 수조(10b)의 내부 바닥면에 설치되거나, 도 7의 (d)에서와 같이 대상물장착 수조(10b)의 내부 측면과 바닥면에 각각 설치될 수 있다.
초음파 발진기(26)는 초음파 진동자(25)와 연결되는 것으로, 초음파를 발생시켜 초음파 진동자(25)로 전달하게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 디버링장치(20b)는 도 9에서와 같이 초음파 디버링과 초음파 세척이 동시적으로 수행되도록 하고, 초음파 디버링과 초음파 세척이 다수 단계로 수행되도록 함으로써 작업효율을 증대시키게 된다. 여기서, 초음파 디버링장치(20b)는 도 9에서와 같이 대상물 클램퍼(91), 클램퍼 이동로드(92), 클램퍼 이동레일(93)을 갖는 대상물 이송기구(90)를 구비하여 다수의 대상물(1)이 신속하고 효율적으로 이동되도록 한다.
대상물 촬영장치 모듈(30)은 대상물 고정하우징 모듈(10)에 투입되는 투입 대상물(1)을 촬영하여 컨트롤 모듈(40)로 전달하게 된다. 또한, 대상물 촬영장치 모듈(30)는 디버링되어 대상물 고정하우징 모듈(10)로부터 배출되는 배출 대상물(1)을 촬영하여 컨트롤 모듈(40)로 전달하게 된다. 이를 위하여 대상물 촬영장치 모듈(30)은 이동가능하게 설치되는 카메라장치를 구비하여 대상물(1)의 투입위치나 배출위치에서 대상물(1)을 자동 촬영할 수 있도록 한다.
센서 모듈(50)은 대상물 고정하우징 모듈(10)과 디버링 유도장치 모듈(20)의 설정위치에 설치되는 하나 이상의 자이로센서(51), 온도 센서(52), 습도 센서(53), 각속도 센서(54), 음압 센서(55), 수온 센서(56)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈(50)은 도 11의 (a)에서와 같이 대상물 고정하우징 모듈(10)을 이루는 픽스춰(10a)에 자이로센서(51), 각속도 센서(54), 온도 센서(52), 습도 센서(53)가 설치되도록 하고, 디버링 유도장치 모듈(20)에 자이로센서(51)가 설치되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈(50)은 도 11의 (b)에서와 같이 대상물 고정하우징 모듈(10)을 이루는 대상물장착 수조(10b)에 음압 센서(55), 수온 센서(56)가 설치되도록 할 수 있다.
컨트롤 모듈(40)은 대상물 촬영장치 모듈(30)과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물(1)의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물(1)의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 디버링 유도장치 모듈(20)의 구동을 제어하게 된다. 또한, 컨트롤 모듈(40)은 디버링이 완료되어 배출된 대상물 영상정보도 대상물 촬영장치 모듈(30)로부터 전달받게 되는데, 이와 같은 배출 대상물 영상정보로부터 배출 대상물(1)의 버 형성정보를 검출하게 되며, 배출 대상물(1)의 버 형성정보에 맞추어 배출 대상물(1)의 재 디버링 작업 여부를 판별하고, 재 디버링 작업시 디버링 유도장치 모듈(20)의 구동을 제어하게 된다.
이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈(40)은 도 12의 (a)와 (b)에서와 같이 입력모듈(41), 형상인식모듈(42), 대상물 판별모듈(43), 버 판별모듈(44), 제어신호 생성모듈(45a), 재 디버링 판별모듈(45b)을 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)의 대상물(1)은 차량용 밸브바디(1')인데, 이에 대응하여 컨트롤 모듈(40)은 차량용 밸브바디(1')의 종류별 특성정보가 저장된 밸브바디 정보 DB(46)를 포함하게 된다.
입력모듈(41)은 투입 대상물 영상정보와, 배출 대상물 영상정보를 입력받게 된다.
형상인식모듈(42)은 입력모듈(41)와 연결되는 것으로, 투입 대상물(1)의 영상정보로부터 투입 대상물(1)의 형상정보를 특성정보로 검출하게 되고, 배출 대상물(1)의 영상정보로부터 배출 대상물(1)의 형상정보를 검출하게 된다. 이와 같은 형상인식모듈(42)은 도 13의 (a)와 (b)에서와 같이 반사제거 알고리즘(4211)을 갖는 노이즈 제거유닛(421)을 통해 대상물(1) 촬영시의 주변 환경변화에 따른 미세한 밝기 차이나 갑작스런 외부 물체의 그림자 발생 등에 따른 노이즈를 제거하고, 차영상 분석 알고리즘(4221)을 갖는 특징점 검출유닛(422)을 통해 실시간으로 획득된 투입 대상물(1)이나 배출 대상물(1)의 영상정보와 밸브바디 정보 DB(46)에 저장된 버 제거된 제조완료된 상태의 밸브바디 영상정보로부터 도출되는 차영상을 이용하여 특징점을 검출한다.
대상물 판별모듈(43)은 형상인식모듈(42)과 연결되는 것으로, 투입 대상물(1)의 형상정보로부터 투입 대상물(1)의 종류를 판별하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 대상물 판별모듈(43)에서는 대상물(1)의 형상정보로부터 밸브바디(1')의 종류를 판별하게 된다. 이를 위하여 대상물 판별모듈(43)은 도 13의 (a)에서와 같이 밸브바디 종류 판별유닛(431)을 구비하여 형상인식모듈(42)의 특징점 검출유닛(422)에서 검출된 특징점으로부터 밸브바디(1')의 종류를 판별하게 된다.
버 판별모듈(44)은 형상인식모듈(42)과 연결되는 것으로, 투입 대상물(1)의 형상정보로부터 투입 대상물(1)의 버 형성정보를 판별하게 된다. 또한 버 판별모듈(44)은 배출 대상물(1)의 형상정보로부터 배출 대상물(1)의 버 형성정보를 판별하게 된다. 여기서, 버 형성정보로는 대상물(1)에 형성되어 있는 버의 형성량을 포함한다. 이에 대응하여 본 발명의 실시예에 따른 버 판별모듈(44)은 도 13의 (a)와 (b)에서와 같이 버 형성량 판별유닛(441)을 구비하여 버 형성량을 판별하게 된다.
제어신호 생성모듈(45a)은 대상물 판별모듈(43)과 버 판별모듈(44)과 연결되는 것으로, 투입 대상물(1)의 종류와 버 형성정보에 대응하는 디버링 유도장치 모듈(20)의 동작시간 및 진동주파수를 산출하게 된다. 특히 본 발명의 실시예에 다른 제어신호 생성모듈(45a)은 밸브바디(1')의 종류에 따라 달리 설정된 디버링 유도장치 모듈(20)의 동작시간을 판별된 밸브바디(1')의 종류에 맞추어 산출하게 되는 한편, 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 디버링 유도장치 모듈(20)의 진동주파수를 산출하게 된다.
재 디버링 판별모듈(45b)은 버 판별모듈(44)과 연결되는 것으로, 배출 대상물(1)의 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 배출 대상물(1)의 재 디버링 작업 유무를 판별하여 재 디버링 작업 유무정보를 출력시키게 된다. 즉, 재 디버링 판별모듈(45b)은 배출 대상물(1)에 형성된 버 형성량으로부터 대상물(1)로부터 버(burr)가 제거된 정도를 확인하여 버의 제거 상태가 불량할 경우 배출 대상물(1)이 다시 디버링될 수 있도록 재 디버링 작업 유무정보를 출력시키게 되는 것이다. 재 디버링 작업 유무정보의 출력은 컨트롤 모듈(40)에 구비되는 출력장치나 관리자 단말기(70)를 통한 텍스트 메시지, 음성 메시지 등의 형태로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤 모듈(40)은 도 11의 (a)와 (b)에서와 같이 진동 오류 모니터링모듈(47b)과 디버링 작업상태 모니터링모듈(47a)을 구비하는데, 진동 오류 모니터링모듈(47b)은 픽스춰(10a)에 설치된 자이로센서(51)와 각속도 센서(54)로부터 입력되는 픽스춰(10a)의 수평 진동정보와 수직 진동정보와, 디버링 유도장치 모듈(20)에 설치된 자이로센서(51)로부터 일벽되는 디버링 유도장치 모듈(20)의 수평 진동정보와 수직 진동정보로부터 해당 요소의 수직 진동 및 수평 진동 오류를 모니터링하게 된다. 이와 같은 진동 오류 모니터링모듈(47b)은 각속도 센서(54)와 자이로센서(51)로부터 입력되는 픽스춰(10a)의 각속도 정보, 수평 진동정보, 수직 진동정보로부터 대상물 고정하우징 모듈(10)의 정상동작 유무를 판별하게 되고, 자이로센서(51)로부터 입력되는 디버링 유도장치 모듈(20)의 수평 진동정보, 수직 진동정보로부터 디버링 유도장치 모듈(20)의 정상동작 유무를 판별하게 된다.
디버링 작업상태 모니터링모듈(47a)은 온도 센서(52)와 습도 센서(53)로부터 입력되는 픽스춰(10a) 내부의 상태정보로부터 디버링 작업상태를 모니터링하게 된다. 또한, 디버링 작업상태 모니터링모듈(47a)은 도 11의 (b)와 도 13의 (c)에서와 같이 대상물장착 수조(10b)에 설치된 음압 센서(55)와 수온 센서(56)로부터 디버링 작업 정밀도를 분석하고, 제어신호 생성모듈(45a)과 연동되어 현재 디버링 작업 정밀도에 대응하는 초음파 주파수와 초음파 인가시간이 산출되도록 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 도 14에서와 같이 컨트롤 모듈(40)의 통신모듈(48)과 통신하는 관리서버(60), 관리서버(60)와 통신하는 관리자 단말기(70)를 포함하여 관리자가 원격으로 디버링 모니터링 및 디버링 유도장치 모듈(20)에 대한 제어를 수행할 수 있도록 한다.
여기서, 관리자 단말기(70)는 관리자가 휴대하게 되는 관리자 이동통신기기(71), 관리자가 사용하게 되는 관리자 컴퓨터(72)를 포함하는데, 관리자 이동통신기기(71)나 관리자 컴퓨터(72)에는 도 15와 도 16에서와 같이 HMI 기반 시스템 모니터링 프로그램이 설치되어 디버링 시스템에 대한 모니터링 및 관리가 원활하고 효율적으로 수행될 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 수평진동을 유도하는 제1액추에이터(23)와 수직진동을 유도하는 제2액추에이터(24)를 갖는 다축 구동형 스틸볼 디버링장치(20a)를 구비함으로써, 스틸볼에 의한 디버링 작업시 밸브바디(1')와 같은 대상물(1)이 고정된 픽스춰(10a)의 진동이 수평방향과 수직방향으로 병행 발생되어 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 초음파 주파수와 초음파 인가시간이 대상물의 종류와 버 형성량, 디버링 작업 정밀도에 맞추어 설정되도록 하는 디버링 초음파 디버링장치(20b)를 구비함으로써 초음파에 의한 디버링 작업이 최적제어되고, 이를 통해 디버링 효율 향상과 불량률 감소가 도모될 수 있는 한편, 초음파를 통해 디버링과 세척이 동시에 수행되어 작업효율 향상도 도모된다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 대상물 촬영장치 모듈(30)에 의해 대상물(1)이 촬영되고, 컨트롤 모듈(40)에 의해 대상물(1)의 영상정보가 분석되면서 디버링 작업 전후에 대상물(1)의 버 형성정도와 대상물의 종류가 검출되어 대상물 종류와 버 형성정도에 맞추어진 디버링 작업시간과 진동주파수로 디버링 유도장치 모듈(20)의 구동이 최적제어됨으로써, 디버링 작업사이클 단축에 따른 생산성 향상과 디버링 성능 향상이 도모된다. 이와 더불어 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템(100)은 자이로센서(51), 각속도 센서(54), 온도 센서(52), 습도 센서(53), 음압 센서(55), 수온 센서(56) 등의 다수 센서에 의해 디버링 시스템(100)을 이루는 대상물 고정하우징 모듈(10)과 디버링 유도장치 모듈(20)의 상태정보가 검출되고, 컨트롤 모듈(40)과 통신하는 관리서버(60)와 연동되는 관리자 단말기(70)로 디버링 작업상태정보나 대상물 고정하우징 모듈(10)과 디버링 유도장치 모듈(20)의 상태정보가 전송됨으로써, 디버링 시스템(100)의 실시간 모니터링과 원격 제어가 가능해진다. 그리고, 본 발명은 디버링 시스템(100)의 각 구성요소가 모듈화되어 서로 조립되는 구성이 제공됨으로써, 유지보수작업이 용이하고 원활하게 수행된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 대상물 1' : 밸브바디
10 : 대상물 고정하우징 모듈 10a : 픽스춰
10b : 대상물장착 수조 11 : 이동레일
12 : 슬라이딩 블록 20 : 디버링 유도장치 모듈
20a : 다축 구동형 스틸볼 디버링장치
20b : 초음파 디버링장치 21 : 스틸볼 투입기
211 : 공급호퍼 22 : 스틸볼 회수기
221 : 스틸볼 이동기구 222 : 세척기구
23 : 제1액추에이터 231 : 구동모터
2311 : 회전축 2312 : 모터장착대
2313 : 구동모터 드라이브 232 : 진동유도용 캠
233 : 접촉편 234 : 스프링
235 : 고정편 24 : 제2액추에이터
241 : 작동실린더 2411 : 작동실린더 드라이브
25 : 초음파 진동자 26 : 초음파 발진기
27 : 전원공급기 30 : 대상물 촬영장치 모듈
40 : 컨트롤 모듈 41 : 입력모듈
42 : 형상인식모듈 421 : 노이즈 제거유닛
4211 : 반사제거 알고리즘 422 : 특징점 검출유닛
4221 : 차영상 분석 알고리즘 43 : 대상물 판별모듈
431 : 밸브바디 종류 판별유닛 44 : 버 판별모듈
441 : 버 형성량 판별유닛 45a : 제어신호 생성모듈
45b : 재 디버링 판별모듈 46 : 밸브바디 정보 DB
47a : 디버링 작업상태 모니터링모듈 47b : 진동 오류 모니터링모듈
48 : 통신모듈 50 : 센서 모듈
51 : 자이로센서 52 : 온도 센서
53 : 습도 센서 54 : 각속도 센서
55 : 음압 센서 56 : 수온 센서
60 : 관리서버 70 : 관리자 단말기
71 : 관리자 이동통신기기 72 : 관리자 컴퓨터
80 : 고정프레임 81 : 베이스 프레임
82 : 몸체프레임 90 : 대상물 이송기구
91 : 클램퍼 92 : 클램퍼 이동로드
93 : 클램퍼 이동레일
100 : 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템
10 : 대상물 고정하우징 모듈 10a : 픽스춰
10b : 대상물장착 수조 11 : 이동레일
12 : 슬라이딩 블록 20 : 디버링 유도장치 모듈
20a : 다축 구동형 스틸볼 디버링장치
20b : 초음파 디버링장치 21 : 스틸볼 투입기
211 : 공급호퍼 22 : 스틸볼 회수기
221 : 스틸볼 이동기구 222 : 세척기구
23 : 제1액추에이터 231 : 구동모터
2311 : 회전축 2312 : 모터장착대
2313 : 구동모터 드라이브 232 : 진동유도용 캠
233 : 접촉편 234 : 스프링
235 : 고정편 24 : 제2액추에이터
241 : 작동실린더 2411 : 작동실린더 드라이브
25 : 초음파 진동자 26 : 초음파 발진기
27 : 전원공급기 30 : 대상물 촬영장치 모듈
40 : 컨트롤 모듈 41 : 입력모듈
42 : 형상인식모듈 421 : 노이즈 제거유닛
4211 : 반사제거 알고리즘 422 : 특징점 검출유닛
4221 : 차영상 분석 알고리즘 43 : 대상물 판별모듈
431 : 밸브바디 종류 판별유닛 44 : 버 판별모듈
441 : 버 형성량 판별유닛 45a : 제어신호 생성모듈
45b : 재 디버링 판별모듈 46 : 밸브바디 정보 DB
47a : 디버링 작업상태 모니터링모듈 47b : 진동 오류 모니터링모듈
48 : 통신모듈 50 : 센서 모듈
51 : 자이로센서 52 : 온도 센서
53 : 습도 센서 54 : 각속도 센서
55 : 음압 센서 56 : 수온 센서
60 : 관리서버 70 : 관리자 단말기
71 : 관리자 이동통신기기 72 : 관리자 컴퓨터
80 : 고정프레임 81 : 베이스 프레임
82 : 몸체프레임 90 : 대상물 이송기구
91 : 클램퍼 92 : 클램퍼 이동로드
93 : 클램퍼 이동레일
100 : 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템
Claims (11)
- 대상물이 내부에 고정되는 대상물 고정하우징 모듈과;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 되는 다축 구동형 스틸볼 디버링장치를 포함하는 디버링 유도장치 모듈과;
상기 대상물 고정하우징 모듈에 투입되는 투입 대상물을 촬영하게 되는 대상물 촬영장치 모듈과;
상기 대상물 촬영장치 모듈과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 상기 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 상기 디버링 유도장치 모듈의 구동을 제어하게 되는 컨트롤 모듈을 포함하되,
상기 다축 구동형 스틸볼 디버링장치는 상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로 스틸볼을 투입하게 되는 스틸볼 투입기와;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수평방향 진동을 유도하게 되는 제1액추에이터와;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수직방향 진동을 유도하게 되는 제2액추에이터와;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로부터 스틸볼을 회수하는 스틸볼 회수기와;
상기 스틸볼 회수기와 상기 스틸볼 투입기 사이에 설치되어 회수된 스틸볼을 상기 스틸볼 투입기로 전달하게 되는 스틸볼 이동기구 및;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되게 설치되고, 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부로 세척수를 투입시켜 스틸볼의 배출과 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부 세척이 수행되도록 하는 세척기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1액추에이터는 상기 대상물 고정하우징 모듈으로부터 이격된 위치에 고정되고, 회전축이 수평하게 배치되는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 진동유도용 캠과; 상기 진동유도용 캠이 접촉하게 되는 접촉편과; 상기 대상물 고정하우징 모듈과 접촉편에 양단이 고정되면서 수평하게 배치되는 스프링을 포함하여, 상기 구동모터에 의한 상기 진동유도용 캠의 편심회전에 따라 상기 스프링의 주기적인 수평방향 탄성변형이 유도되면서 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 투입된 스틸볼의 수평진동이 유도되도록 하고,
상기 제2액추에이터는 수직으로 배치되는 하나 이상의 작동실린더를 포함하여 상기 작동실린더의 피스톤로드 동작에 따라 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 투입된 스틸볼의 수직진동이 유도되도록 하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 대상물 고정하우징 모듈과 제1액추에이터가 설치되는 고정프레임 상부 표면에 이동레일이 수평하게 형성되고,
상기 이동레일에 대응하는 슬라이딩 블록이 상기 대상물 고정하우징 모듈 저면에 형성되어 상기 제1액추에이터에 의한 대상물 고정하우징 모듈의 수평진동시 상기 대상물 고정하우징 모듈에 작용하는 압축하중이 상기 대상물 고정하우징 모듈의 상기 이동레일 상의 자유이동에 의해 흡수되도록 하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 디버링 유도장치 모듈은 초음파 디버링장치를 포함하되,
상기 초음파 디버링장치는 상기 대상물 고정하우징 모듈에 설치되어 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부에 수용된 작동유체의 초음파 캐비테이션을 유도하게 되는 초음파 진동자와;
상기 초음파 진동자와 연결되고, 초음파를 발생시키는 초음파 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤 모듈은 상기 투입 대상물 영상정보를 입력받게 되는 입력모듈과;
상기 입력모듈와 연결되고, 상기 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물 형상정보를 특성정보로 검출하게 되는 형상인식모듈과;
상기 형상인식모듈과 연결되고, 투입 대상물 형상정보로부터 투입 대상물의 종류를 판별하는 대상물 판별모듈과;
상기 형상인식모듈과 연결되고, 투입 대상물 형상정보로부터 투입 대상물의 버 형성정보를 판별하는 버 판별모듈 및;
상기 대상물 판별모듈과 버 판별모듈과 연결되고, 투입 대상물의 종류와 버 형성정보에 대응하는 상기 디버링 유도장치 모듈의 동작시간 및 진동주파수를 산출하게 되는 제어신호 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 6항에 있어서,
상기 대상물은 차량용 밸브바디이고,
상기 컨트롤 모듈는 차량용 밸브바디의 종류별 특성정보가 저장된 밸브바디 정보DB를 포함하되,
상기 대상물 판별모듈은 대상물 형상정보로부터 밸브바디의 종류를 판별하게 되고,
상기 제어신호 생성모듈은 밸브바디의 종류에 따라 달리 설정된 상기 디버링 유도장치 모듈의 동작시간을 판별된 밸브바디의 종류에 맞추어 산출하게 되는 한편, 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 상기 디버링 유도장치 모듈의 진동주파수를 산출하게 되는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 대상물이 내부에 고정되는 대상물 고정하우징 모듈과;
상기 대상물 고정하우징 모듈과 연결되어 상기 대상물에 대한 디버링(deburring)를 유도하게 되는 디버링 유도장치 모듈과;
상기 대상물 고정하우징 모듈에 투입되는 투입 대상물을 촬영하게 되는 대상물 촬영장치 모듈과;
상기 대상물 촬영장치 모듈과 연결되어 투입 대상물 영상정보를 전달받게 되고, 상기 투입 대상물 영상정보로부터 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보를 검출하게 되며, 투입 대상물의 특성정보와 버 형성정보에 맞추어 상기 디버링 유도장치 모듈의 구동을 제어하게 되는 컨트롤 모듈을 포함하고,
상기 대상물 촬영장치 모듈은 디버링되어 상기 대상물 고정하우징 모듈로부터 배출된 배출 대상물을 촬영하게 되되,
상기 컨트롤 모듈는 상기 배출 대상물 영상정보를 입력받게 되는 입력모듈과;
상기 입력모듈와 연결되고, 상기 배출 대상물 영상정보로부터 배출 대상물 형상정보를 검출하게 되는 형상인식모듈과;
상기 형상인식모듈과 연결되고, 배출 대상물 형상정보로부터 배출 대상물의 버 형성정보를 판별하는 버 판별모듈 및;
상기 버 판별모듈과 연결되고, 배출 대상물의 버 형성정보로부터 검출되는 버 형성량에 맞추어 배출 대상물의 재 디버링 작업 유무를 판별하여 재 디버링 작업 유무정보를 출력시키게 되는 재 디버링 판별모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 대상물 고정하우징 모듈과 디버링 유도장치 모듈의 설정위치에 설치되는 하나 이상의 자이로센서, 온도 센서, 습도 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하고,
상기 컨트롤 모듈는 상기 자이로센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈의 수평 진동정보와 수직 진동정보로부터 수직 진동 및 수평 진동 오류를 모니터링하게 되는 진동 오류 모니터링모듈과;
상기 온도 센서와 습도 센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈 내부의 상태정보로부터 디버링 작업상태를 모니터링하게 되는 디버링 작업상태 모니터링모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 9항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 대상물 고정하우징 모듈에 각속도센서와 자이로센서가 설치되도록 하는 한편 상기 디버링 유도장치 모듈에 자이로센서가 설치되도록 하고,
상기 컨트롤 모듈의 진동 오류 모니터링모듈은 상기 각속도센서와 자이로센서로부터 입력되는 상기 대상물 고정하우징 모듈의 각속도 정보, 수평 진동정보, 수직 진동정보로부터 상기 대상물 고정하우징 모듈의 정상동작 유무를 판별하게 되는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템. - 제 9항에 있어서,
상기 컨트롤 모듈와 통신하는 관리서버와;
상기 관리서버와 통신하는 관리자 단말기를 포함하되,
상기 관리자 단말기는 관리자가 휴대하게 되는 관리자 이동통신기기와, 관리자가 사용하게 되는 관리자 컴퓨터를 포함하여 관리자가 원격으로 디버링 모니터링 및 디버링 제어를 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130070149A KR101433915B1 (ko) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130070149A KR101433915B1 (ko) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101433915B1 true KR101433915B1 (ko) | 2014-08-29 |
Family
ID=51751275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130070149A KR101433915B1 (ko) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | 버 정보기반 최적제어형 복합 구동식 디버링 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101433915B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115008288A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-06 | 福州鸿基自动化设备有限公司 | 除毛刺轴电浮动机构及换刀机构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100234630B1 (ko) * | 1992-10-06 | 1999-12-15 | 시바노요시히데 | 초음파 세정장치 |
| KR20090050610A (ko) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 대광다이캐스트공업(주) | 밸브 바디용 내부 자동사상장치 |
| KR20120100811A (ko) * | 2011-03-02 | 2012-09-12 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 금속 디버링 시스템 및 방법 |
-
2013
- 2013-06-19 KR KR1020130070149A patent/KR101433915B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR100234630B1 (ko) * | 1992-10-06 | 1999-12-15 | 시바노요시히데 | 초음파 세정장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115008288A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-06 | 福州鸿基自动化设备有限公司 | 除毛刺轴电浮动机构及换刀机构 |
| CN115008288B (zh) * | 2022-07-01 | 2024-04-05 | 福州鸿基自动化设备有限公司 | 除毛刺轴电浮动机构及换刀机构 |
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