강구 생산 공정 상세 소개 (7): 선별

강구 생산 공정에서 선별 공정은 강구의 기하학적 크기, 형태, 표면 품질 및 성능이 엄격한 기술 요구 사항을 충족하도록 보장하는 데 필수적인 단계입니다. 선별기의 핵심 장비는 다양한 정밀 측정 및 분리 기술을 결합하여 강구를 효율적으로 선별합니다.

1. 선별 공정의 원리

강구 선별 공정은 다음의 핵심 원리에 기반합니다.

1.1 기하학적 크기 선별 원리

강구의 직경 또는 특정 크기 편차를 측정하여 사전 설정된 공차 범위에 따라 등급을 나눕니다. 주요 원리는 다음과 같습니다:

기계적 선별: 다양한 직경의 체공이나 회전형 체를 기반으로 중력 또는 구름 효과를 활용하여 강구를 선별합니다.

레이저 측정: 레이저의 반사 또는 투과 특성을 이용하여 강구 직경의 미세 편차를 검출합니다.

유도 측정: 유도 전류의 변화를 통해 강구 직경 또는 두께의 미세 변화를 반영합니다.

1.2 형태 및 표면 품질 선별 원리

강구의 원형도, 구형도 및 표면 결함은 품질 평가의 중요한 지표입니다. 주요 검출 원리는 다음과 같습니다:

광학 검사: 고속 카메라 시스템을 이용하여 강구 표면 이미지를 캡처하고 이미지 처리 알고리즘을 통해 구형도 평가 또는 결함을 검출합니다.

접촉 측정: 기계식 프로브로 강구 표면을 스캔하여 원형도 또는 형태 편차 데이터를 획득합니다.

초음파 또는 자분 검사: 표면 균열 또는 내부 결함을 검출하는 데 사용됩니다.

1.3 소재 및 성능 선별 원리

강구의 경도, 밀도, 내부 구조 등 파라미터를 기준으로 선별하며, 다음 원리를 사용합니다:

경도 검사: 경도계로 하중을 가한 후 압흔 깊이를 기록합니다.

초음파 검사: 초음파가 강구 내부를 통과하는 속도를 통해 소재 균일성과 결함을 평가합니다.

와류 검사: 소재의 전자기적 특성 등급을 나누고 미세 균열을 식별합니다.

2. 선별 공정 장비

선별기는 강구 선별 공정의 핵심이며, 설계와 기능이 선별 효율과 정밀도를 직접적으로 결정합니다. 주요 선별 장비와 특징은 다음과 같습니다:

2.1 드럼 스크린 선별기

기능: 드럼 스크린의 다양한 체공 크기를 활용하여 강구를 선별합니다.

2.2 레이저 선별기

기능: 레이저 센서를 통해 강구의 직경 및 형태 편차를 정밀 측정합니다.

2.3 비전 선별기

기능: 고속 CCD 카메라로 강구 표면 이미지를 수집하고, 딥러닝 알고리즘을 결합하여 표면 결함 및 형태 편차를 검출합니다.

2.4 초음파 또는 와류 선별기

기능: 강구 내부 균열 또는 소재 균일성을 검출합니다.

2.5 다기능 자동화 선별기

기능: 크기, 형태, 표면 품질 및 성능 검출 기능을 통합합니다.

3. 선별 공정 흐름

3.1 드럼 진동 선별

목적: 크기 및 형태 편차가 큰 강구를 제거합니다.

흐름:

강구가 드럼 스크린 또는 진동 스크린에 투입됩니다.

체공 크기나 홈 크기에 따라 대략적으로 등급을 나눕니다.

3.2 레이저 및 비전 선별

목적: 크기, 형태, 표면 결함을 정밀하게 선별합니다.

흐름:

기하학적 크기 측정: 레이저 또는 유도 장치로 강구 직경을 개별적으로 측정합니다.

형태 검사: 회전 플랫폼에서 원형도와 구형도를 검사합니다.

표면 검사: CCD 비전 시스템으로 표면 이미지를 캡처하여 균열, 긁힘, 오염 등을 식별합니다.

성능 검사: 경도계 또는 와류 장비로 소재 특성을 테스트합니다.

3.3 와류 분류

목적: 검출 결과에 따라 강구를 서로 다른 용기에 분류합니다.

흐름:

자동 분류 시스템이 서보 컨트롤러를 통해 로봇 암이나 공기 흐름으로 분류 작업을 수행합니다.

데이터 저장 시스템이 검출 정보를 기록하여 이후 품질 추적 및 통계 분석에 활용됩니다.

4. 공정의 장단점

4.1 장점

고정밀: 마이크로미터 수준의 검출 요구를 충족할 수 있습니다.

고효율: 자동화 선별기는 분당 수천 개의 강구를 처리할 수 있어 대량 생산 요구를 충족합니다.

다기능화: 현대 선별 장비는 크기, 형태, 표면 및 성능을 종합적으로 검출할 수 있습니다.

추적 가능성: 선별 데이터를 저장하고 생산 공정에 피드백하여 공정을 최적화할 수 있습니다.

4.2 단점

높은 장비 비용: 검출 장비와 자동화 시스템의 초기 투자 비용이 큽니다.

환경 의존성: 레이저 및 비전 검출은 환경 진동, 온도, 먼지에 민감합니다.

복잡성: 다기능 장비의 유지보수 및 조정에는 높은 기술 지원이 필요합니다.

5. 결론

강구 선별 공정은 현대 강구 제조에서 없어서는 안 될 핵심 단계로, 정밀 장비와 자동화 기술을 활용하여 크기, 형태, 표면 품질 및 소재 성능 기준에 따라 등급을 분류하고 선별합니다. 기술이 지속적으로 발전함에 따라 선별 공정은 전통적인 기계적 선별에서 지능형 다기능 선별로 빠르게 전환되고 있습니다.

미래 전망:

친환경 기술: 저에너지, 친환경 선별 장비 채택.

지능형 기술: AI 알고리즘을 결합하여 선별 효율과 검출 정확도를 최적화.

통합 기술: 다기능 선별기를 지능형 제조 시스템에 통합하여 완전 자동화 생산 라인 실현.

강구 선별 기술의 지속적인 발전은 고정밀 강구 제조를 위한 기술적 보장을 제공하며, 베어링, 항공우주, 의료기기와 같은 관련 응용 분야의 품질과 성능 향상을 촉진합니다.