KR101227438B1 - 스프링 삽입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링공급부에서 연속적으로 공급되는 다수의 스프링을 상단면의 취출홈에 전달받아 수용하여 소정의 취출위치로 이송하며, 상기 이송된 스프링이 수직방향으로 취출되는 에스케이퍼(escaper)와; 상기 취출위치의 위쪽에 위치하며 하면에 상기 에스케이퍼로부터 상기 스프링을 취출 및 파지하는 스프링파지부가 구비된 파지블록과, 상기 파지블록의 위쪽에 위치하며 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입대상물에 삽입시키는 푸쉬핀이 구비된 가압블록과, 상기 푸쉬핀을 아래쪽으로 눌러주는 가압실린더가 포함된 그리퍼(gripper)와; 상기 삽입대상물을 삽입위치에 고정하는 대상물지지부; 및 상기 그리퍼가 상기 삽입대상물에 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입할 수 있도록 상기 취출위치로부터 상기 삽입위치까지 상하왕복운동, 수평왕복운동, 및 수평회전운동을 하도록 하는 그리퍼 이송장치가 포함된 스프링 삽입장치에 관한 것이다. 이에 의해, 자동화된 과정에 의해 다수의 스프링을 동시에 제품에 삽입하여 작업속도를 높이고, 스프링과 점접촉이 아닌 면접촉을 하는 스프링파지장치가 장착되어 제품의 불량율을 줄일 수 있다.

Description

스프링 삽입장치{SPRING INSERTION DIVICE}

본 발명은 스프링 삽입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 스프링이 삽입되는 제품에 상기 다수의 스프링을 동시에 삽입할 수 있도록 자동화된 스프링 삽입장치에 관한 것이다.

일반적으로 기계부품은 탄성력을 받아 움직이는 경우가 많으므로 기계부품에는 이러한 탄성력을 제공하는 스프링이 삽입되는 경우가 있다.

종래에는 스프링을 제품에 삽입할 경우 작업자의 수작업에 의하거나 자동화된 삽입장치를 사용하게 된다.

그러나, 종래의 스프링 삽입작업은 다음과 같은 문제점이 있다.

작업자의 수작업에 의해 제품에 스프링이 삽입되는 경우 자동화된 삽입장치에 비해 많은 시간과 작업자의 노력이 필요하여 작업의 효율성이 현저히 저하된다.

한편, 종래의 자동화된 스프링 삽입장치는 일반적으로 하나의 스프링을 그리퍼(gripper)를 사용하여 제품에 삽입하게 되어있어 다수의 스프링을 동시에 삽입하는 과정에 비해 작업속도가 떨어진다.

또한, 상기 그리퍼가 집게형상으로 되어있어 스프링을 점접촉이 일어나는 형태로 직접 파지하여 삽입하게 되므로 삽입과정에서 스프링이 조금만 오프셋(off set)되어도 삽입부에 균일하게 삽입되지 않고 이는 제품불량으로 이어지게 된다.

본 발명의 목적은 다수의 스프링을 동시에 제품에 삽입하여 작업속도를 높이고, 스프링과 점접촉이 아닌 면접촉을 하는 스프링파지장치가 장착되어 제품의 불량을 줄이는 자동화 된 스프링 삽입장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수열의 스프링공급관 각각으로부터 연속적으로 공급되는 다수의 스프링을 상단면의 취출홈에 전달받아 수용하여 소정의 취출위치로 이송하며, 상기 이송된 스프링이 수직방향으로 취출되는 에스케이퍼(escaper)와; 상기 취출위치의 위쪽에 위치하며 하면에 상기 에스케이퍼로부터 상기 스프링을 취출 및 파지하는 스프링파지부가 구비된 파지블록과, 상기 파지블록의 위쪽에 위치하며 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입대상물에 삽입시키는 푸쉬핀이 구비된 가압블록과, 상기 푸쉬핀을 아래쪽으로 눌러주는 가압실린더가 포함된 그리퍼(gripper)와; 상기 삽입대상물을 삽입위치에 고정하는 대상물지지부; 및 상기 그리퍼가 상기 삽입대상물에 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입할 수 있도록 상기 취출위치로부터 상기 삽입위치까지 상하왕복운동, 수평왕복운동, 및 수평회전운동을 하도록 하는 그리퍼 이송장치가 포함된 스프링 삽입장치를 제공한다.

또한, 상기 스프링파지부는, 상기 파지블록에 수직으로 형성되는 관통홀에 내장되어 상기 스프링을 감싸는 관형하우징과, 상기 관통홀에 수직으로 내장되어 상기 스프링을 가압함으로써 상기 스프링을 파지하는 파지볼(ball)과, 상기 파지볼을 가압하는 탄성체가 포함된 것일 수도 있다.

또한, 상기 그리퍼 이송장치는 수직이동가이드레일에 의해 안내되며 상기 그리퍼가 상하 왕복운동을 하게 하는 상하동작실린더와, 수평이동가이드레일에 의해 안내되며 상기 그리퍼가 수평왕복운동을 하게 하는 수평동작실린더와, 상기 그리퍼가 회전운동을 하게 하는 회전동작실린더가 포함된 것일 수도 있다.

이상의 본 발명에 따른 스프링 삽입장치에 의하면, 자동화된 과정에 의해 다수의 스프링을 동시에 제품에 삽입하여 작업속도를 높이고, 스프링과 점접촉이 아닌 면접촉을 하는 스프링파지장치가 장착되어 제품의 불량율을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치의 일부를 나타낸 사진,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치에 포함되는 그리퍼를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치에 포함되는 파지부를 도시한 단면도,
도 5, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치의 작동과정을 나타낸 사진이다.

본 발명의 실시예에 따른 스프링 삽입장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링공급부(20), 스프링공급부(20)에서 전달된 스프링이 취출되는 에스케이퍼(30), 파지블록(41)과 가압블록(42) 및 가압실린더(43, 44, 45)를 포함하며 에스케이퍼(30)에서 스프링을 취출하여 삽입대상물(60)에 삽입하는 그리퍼(40), 스프링의 삽입대상물(60)을 고정하는 대상물지지부(50), 그리퍼(40)의 수평동작장치(70)와 상하동작장치(80) 및 회전동작실린더(90)를 포함하여 구성된다.

이때, 수평동작장치(70)은 그리퍼가 스프링의 취출위치와 삽입위치 간 수평이동을 가능케하는 수평동작실린더(71)와, 이를 안내하는 수평이동가이드레일(72)로 구성된다.

또한, 상하동작장치(80)는 그리퍼(40)가 스프링 취출위치에서 하강하여 에스케이퍼(30)와 접촉하여 스프링을 취출하고 다시 상승하는 경우 스프링 삽입위치에서 하강하여 삽입대상물(60)과 접촉하여 스프링을 삽입하고 다시 상승하는 경우에 상하이동을 가능케 하는 상하동작실린더(81)와, 이를 안내하는 수직이동가이드레일(82)로 구성된다.

또한, 회전동작실린더(90)는 에스케이퍼의 하기에 설명되는 스프링 취출홈(도 2에서 32)과 고정된 삽입대상물(60)의 스프링삽입구멍(도 5에서 62)이 수개이므로 각 원주방향 불일치가 발생하기에 이를 맞출 필요가 있고, 이를 위해 그리퍼(40)가 회전운동이 가능케 하기 위한 것이다.

이때, 상기의 각 동작실린더들은 통상적으로 공압 또는 유압실린더이나, 실린더 대신 전동기가 사용될 수도 있다.

스프링공급부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부의 입구는 스프링이 연속으로 공급되는 수개의 스프링공급관(21)이 연결된다. 하부의 출구(미도시)는 에스케이퍼(30)가 우측으로 슬라이드되어 스프링공급부(20)의 하부에 위치된 상태에서 스프링 취출홈(32)과 연결된다. 이때, 스프링공급관(21)의 개수는 하기에서 설명되는 삽입대상물의 개수에 따르게 된다.

스프링공급부(20)를 통해 에스케이퍼(30)에 스프링이 수용되면, 이 수용되는 스프링으로 인해 우측으로 밀려나게 되는 슬라이드바(22-1)의 근접을 확인센서(도 1에서 22)가 감지하여 스프링공급부(20)에 내장된 스토퍼(미도시)에 의해 스프링의 유동이 차단된다. 그리고, 스프링공급부(20)가 좌측으로 슬라이드되어 도 2의 취출위치로 이송되면 삽입대상물(도 1에서 60)에 스프링을 삽입하는 과정이 시작된다.

에스케이퍼(30)는 상단면(31)에 스프링공급부(20)에서 스프링을 전달받아 수용하는 취출홈(32)이 형성되어 있다.

취출홈(32)은 하기에서 설명되는 삽입대상물의 스프링삽입구멍(도 5에서 62)의 위치, 개수 및 크기에 따르게 된다.

따라서, 도 2에서 보이는 바와 같이, 통상적으로 다수의 취출홈(32)이 형성되어 있으나 본 발명의 실시예에서는 3개의 취출홈(32)이 사용되므로 나머지는 볼트 등으로 밀폐되어 있다.

또한, 에스케이퍼(30)는 스프링공급부(20)의 아래쪽에서 상기 스프링공급부의 출구와 취출홈(32)이 정렬하는 위치에서 스프링을 전달받아 수용한 후, 스프링 취출위치로 수평이동하며, 도 2는 에스케이퍼가 취출위치에 놓인 상태를 나타내고 있다.

이때, 에스케이퍼(30)가 스프링 공급위치와 취출위치 간 수평왕복운동을 가능케 하는 것은 에스케이퍼동작실린더(도 1에서 33)이며, 통상적으로 공압 또는 유압실린더이나, 실린더 대신 전동기가 사용될 수도 있다.

도 2의 취출위치에서의 에스케이퍼(30)에 대하여, 그리퍼(도 1의 40)가 하강하여 하단의 파지블록(41)이 에스케이퍼(30)를 가압하면, 에스케이퍼(30)는 도 2의 h 높이만큼 아래로 밀려나게 되며 이때 에스케이퍼(30)에 수용된 스프링은 상기 높이(h)만큼 상부로 돌출되면서 상기 파지블록(41) 측으로 삽입된다. 하강된 에스케이퍼(30)는 그리퍼(40)의 상승과 함께 탄성 복귀한다.
그리퍼(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 파지블록(41)과 가압블록(42) 및 가압실린더(43, 44, 45)로 구성된다. 이때, 가압실린더(43, 44, 45)는 통상적으로 공압 또는 유압실린더이나, 실린더 대신 전동기가 사용될 수도 있다.

파지블록(41)은 스프링파지부(48)와, 푸쉬핀(46)이 삽입되는 수직의 관통홀(49)이 형성된다.

가압블록(42)은 가압실린더(43, 44, 45)에 의해 상하로 왕복이동하며 파지블록과 면접촉을 하여 가압블록에 결합된 푸쉬핀(46)이 스프링파지부(48)를 가압하게 되고 이로써, 스프링은 취출위치에서 에스케이퍼(도 1에서 20)로부터 취출되고, 삽입위치에서 삽입대상물(도1에서 60)에 삽입된다.

이때, 공정의 자동제어를 위해 그리퍼(40)가 스프링을 파지했는지 알 수 있는 파지확인센서(47)가 장착될 수도 있다.

스프링파지부(48)는 도 4에 도시된 바와 같이, 파지블록(41)에 형성된 관통홀(49)에 내장되는 관형하우징(481), 그리고 탄성체(482)와 파지볼(483)을 포함한다.

관형하우징(481)은 관통홀(49)에 쉽게 넣었다 뺄 수 있도록 원주방향이 이어지지 않은 원통의 형상을 가지며 하단이 안쪽 반경방향으로 약간 구부러져 있어 스프링(S)이 외부로 이탈되지 않게 한다. 또한, 상단은 푸쉬핀(46)의 일부가 삽입되어 있다.

탄성체(482)는 관형하우징(481)에 대해 수직으로 내장되어 파지볼(483)을 가압한다. 이때, 탄성체는 통상 스프링이 사용되지만 탄성고무, 탄성플라스틱 등이 사용될 수도 있다.

파지볼(483)은 탄성체(482)와 함께 관형하우징(483)에 대해 수직으로 내장되고, 일측이 탄성체(482)에 의해 가압되어 다른 일측을 통해 스프링(S)을 가압함으로써 파지한다.

즉, 스프링(S)은 에스케이퍼(도1에서 30)에서 취출 시 파지볼(483)과 면접촉하며 가압되어 파지볼(483)에 끼게 되므로 상기 파지볼(483)에 의해 붙어있게 된다.

또한, 스프링(S)은 삽입 시 하기에서 설명되는 삽입대상물의 스프링삽입구멍(도 5에서 62)에 들어가게 되고 상기 스프링삽입구멍의 내벽과 접촉하여 마찰력이 발생하고 상기 마찰력은 상기 파지볼(483)에서 스프링을 이탈시키는 힘으로 작용함에 따라 스프링(S)의 삽입이 완료된다.

스프링(S)의 삽입과정은, 도 5에 도시된 바와 같이, 그리퍼(도 1에서 40)는 에스케이퍼(30)에서 스프링을 취출하여 수평동작장치(도 1에서 70), 상하동작장치(도 1에서 80), 회전동작실린더(도 1에서 90)에 의해 삽입위치까지 이동한다.

그 결과로 취출위치에서 파지블록(41), 가압블록(42), 푸쉬핀(46)을 포함하는 그리퍼는 대상물지지부(50)에 고정된 삽입대상물(60)과 상하로 마주보도록 위치하게 된다.

이때, 본 실시예에 의한 삽입대상물(60)은 삽입물본체(61)와 3개의 스프링삽입구멍(62)을 가지기에, 3개의 스프링이 삽입지만, 스프링의 개수는 제품의 구조에 따라 더 적어지거나 많아질 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 그리퍼(도 1에서 40) 전체가 하강하여 파지블륵(41)이 삽입대상물(도 5에서 60)과 접하게 되고 가압블록(42)이 다시 하강함으로써 가압블록(42)에 결합된 푸쉬핀(46)이 스프링을 가압하여 스프링삽입구멍(도 5에서 62)에 삽입한다. 그 후 다시 상기 그리퍼가 상승하면 파지볼(도 4에서 483)에서 스프링이 이탈하여 삽입작업이 완료된다.

한편, 이상에서 설명된 스프링공급부(도 1에서 20)에서 공급된 스프링을 삽입대상물(도 1에서 60)에 삽입하는 과정은 자동제어유닛에 의해 연속적으로 진행될 수 있다.

이상에서 설명된 스프링 삽입장치는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

10: 스프링 삽입장치 20: 스프링공급부
30: 에스케이퍼 40: 그리퍼
50: 대상물지지부 60: 삽입대상물
70: 그리퍼의 수평동작장치 80: 그리퍼의 상하동작장치
90: 그리퍼의 회전동작실린더 S: 삽입스프링

Claims (3)

1. 스프링공급부에서 연속적으로 공급되는 다수의 스프링을 상단면의 취출홈에 전달받아 수용하여 소정의 취출위치로 이송하며, 상기 이송된 스프링이 수직방향으로 취출되는 에스케이퍼(escaper)와;
   상기 취출위치의 위쪽에 위치하며 하면에 상기 에스케이퍼로부터 상기 스프링을 취출 및 파지하는 스프링파지부가 구비된 파지블록과, 상기 파지블록의 위쪽에 위치하며 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입대상물에 삽입시키는 푸쉬핀이 구비된 가압블록과, 상기 푸쉬핀을 아래쪽으로 눌러주는 가압실린더가 포함된 그리퍼(gripper)와;
   상기 삽입대상물을 삽입위치에 고정하는 대상물지지부; 및
   상기 그리퍼가 상기 삽입대상물에 상기 스프링파지부가 파지한 스프링을 삽입할 수 있도록 상기 취출위치로부터 상기 삽입위치까지 상하왕복운동, 수평왕복운동, 및 수평회전운동을 하도록 하는 그리퍼 이송장치가 포함된 스프링 삽입장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스프링파지부는,
   상기 파지블록에 수직으로 형성되는 관통홀에 내장되어 상기 스프링을 감싸는 관형하우징과, 상기 관통홀에 수직으로 내장되어 상기 스프링을 가압함으로써 상기 스프링을 파지하는 파지볼(ball)과, 상기 파지볼을 가압하는 탄성체가 포함된 것을 특징으로 하는 스프링 삽입장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 그리퍼 이송장치는 수직이동가이드레일에 의해 안내되며 상기 그리퍼가 상하 왕복운동을 하게 하는 상하동작실린더와, 수평이동가이드레일에 의해 안내되며 상기 그리퍼가 수평왕복운동을 하게 하는 수평동작실린더와, 상기 그리퍼가 회전운동을 하게 하는 회전동작실린더가 포함된 것을 특징으로 하는 스프링 삽입장치.

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