KR101304451B1 - 가분수형 나사용 나사체결기 - Google Patents

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Abstract

나사 머리부의 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사가 나사공급기를 통해 공급되는 경우, 가분수형 나사를 체결 대상물에 정확하게 체결할 수 있고, 가분수형 나사의 형상에 대응하는 슈팅 호스(Shooting Hose)를 통해 나사체결기에 가분수형 나사를 오류 없이 용이하게 공급할 수 있는, 가분수형 나사용 나사체결기이 제공된다. 가분수형 나사용 나사체결기는, 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이보다 큰 가분수형 나사용 나사체결기에 있어서, 나사공급기로부터 공급되는 가분수형 나사를 정렬하여 압축 에어를 통해 송출하는 분배기; 분배기에 연결되어 가분수형 나사를 이송시키는 슈팅 호스; 슈팅 호스에 연결되어 이송된 가분수형 나사가 안착되는 죠(Jaw); 가분수형 나사가 흡착되도록 체결 대상물 쪽으로 왕복운동하여, 슈팅 호스를 통해 이송되는 가분수형 나사를 죠(Jaw)에 안착시키는 왕복운동 실린더; 및 전용 비트를 회전시켜 죠(Jaw)에 안착된 가분수형 나사를 체결 대상물에 체결하는 전동 드라이버를 포함하되, 죠(Jaw)에 안착된 가분수형 나사는 마우스피스를 통하여 체결 대상물에 체결된다.

Description

가분수형 나사용 나사체결기 {SCREWDRIVER FOR FASTENING SCREW OF IMPROPER FRACTION TYPE}
본 발명은 나사체결기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 나사 머리부(Screw Head)의 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 나사(이하 "가분수(Improper Fraction)형 나사"로 칭함)를 체결하기 위한 가분수형 나사용 나사체결기에 관한 것이다.
일반적으로, 대량생산 라인에서의 나사(Screw) 체결 작업은 수작업에 의존하거나 또는 반자동화된 작업에 의해 수행되고 있다. 예를 들면, 다수의 작업자가 렌치(Wrench)나 드라이버(Screwdriver) 등과 같은 수공구를 이용하여 지정된 조립품에 나사를 체결하거나, 또는, 보다 진보된 작업 방식에서는 모터로 구동되는 전동공구를 이용하고 있는데, 이러한 방식들의 나사 체결작업은 실질적으로 다수의 숙련된 작업자를 필요로 하므로 제조 원가 상승 요인으로 작용한다. 또한, 이러한 방식들의 나사 체결작업은 작업 속도에 한계가 있으므로 다수의 나사를 동시에 체결하여야 하는 공정에서는 지체 시간이 너무 길어지게 된다.
이에 따라 최근 생산성 향상과 조립품의 품질균일화 및 인건비 절감 등의 이유로 지그(Jig)에 고정된 조립품을 자동 나사체결 시스템을 이용하여 조립하고 있다.
이러한 자동 나사체결 시스템은 무질서하게 놓인 나사를 자동 정렬하고, 직선 피더기(나사공급기)를 통해 나사 공급홀을 거쳐 나사 분배홀로 이송시키고, 다시 나사 분배홀에서 하나씩 분리하여 압축 에어(Air)에 의해 호스 형태의 슈트(Shoot)를 통해 전동 스크류드라이버에 공급하여 장착시키며, 이후, 전동 스크류드라이버를 공압 실린더나 서버 모터에 의해 조립품의 나사홀로 전진시킴으로써, 나사를 체결하게 된다.
이와 같이 대량생산 라인에서 수작업이 아닌 공정의 자동화 추세에 발맞춘 자동 나사 체결장치의 도입은 인건비 및 인원관리에 소요되는 비용의 절감 및 생산성 증가, 기타 정밀작업 및 생산라인의 신뢰성 확보에 기여하고 있다.
한편, 종래의 기술에 따른 자동 나사 체결장치에서, 체결 헤드는 인입구 부분이 죠(jaw) 형태이고, 체결 헤드 하우징과 고정 장착되어 나사가 인입구를 통해 죠(jaw)에 장전되는 체결 헤드의 형태로 이루어져 있다. 이러한 죠(jaw) 형태의 체결 헤드는 목표지점 전에 나사를 체결하기 위해 비트와 함께 나사가 하강할 때, 체결 헤드 양측에 있는 죠(jaw)가 벌어져야만 하는 구조로 되어 있다.
전술한 자동 나사 체결장치와 관련된 선행 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-604345호에는 "볼 형 체결 헤드"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 자동 나사 체결장치에 대해 개략적으로 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 볼형 체결 헤드가 장착된 자동 나사체결기를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 자동 나사체결기(12)는, 나사 정렬공급장치와 피더기(14)로부터 공급되는 나사를 나사분배 장치(Escapement: 15)와 호스(Hose) 형태의 슈트(16)를 통해 볼형 체결 헤드(11)로 공급하여 장착시킨 다음에, 전동 스크류드라이버를 공압 실린더 또는 서버 모터에 의해 체결 대상물인 조립체의 목표지점으로 전진시켜 나사를 체결한다.
종래의 기술에 따른 볼형 체결 헤드가 장착된 자동 나사체결기에 따르면, 나사 체결 헤드의 밑 부분의 나사 배출구의 직경이 10mm를 넘지 않는 체결헤드 유닛을 사용함으로써, 죠(jaw) 형태의 체결 헤드에 비해 더욱 좁고 깊숙한 공간의 목표 지점 직전까지 체결 헤드가 하강하여 목표지점에 정확하게 나사를 체결할 수 있다.
한편, 나사는 용도에 따라 체결용 나사, 조정용 나사, 전동용 나사로 , 나사산의 모양에 따라 삼각나사, 각 나사, 사다리꼴 나사, 톱니 나사, 둥근 나사 등으로, 호칭에 따라 미터 나사, 인치 나사 등, 나사의 피치에 따라 보통 나사, 가는 나사 등 나뉘며 그 외의 여러 나사들이 있다. 또한, 나사 머리(Screw head)는 그 모양에 따라 평머리, 둥근 머리, 둥근 평머리, 둥근 접시 머리, 냄비 머리 등이 있다.
한편, 도 2는 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 작은 진분수형 나사를 예시하는 도면이고, 도 3은 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사를 예시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 나사의 머리부 직경(R1)이 몸통부 길이(D1)보다 작은 나사(50)(진분수형 나사라 칭함)의 경우, 전술한 자동 나사 체결장치에서 용이하게 체결될 수 있다.
하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 나사의 머리부 직경(R2)이 몸통부 길이(D2)보다 큰 가분수형 나사(60)의 경우, 전술한 자동 나사 체결장치에서 용이하게 체결될 수 없다.
구체적으로, 종래의 기술에 따른 자동 나사체결기의 경우, 도 2에 도시된 진분수형 나사는 나사의 길이가 어느 정도 보존되어 있어서 체결하는데 어려움이 없지만, 도 3에 도시된 바와 같은 가분수형 나사는 이러한 자동 나사체결기로는 나사를 슈팅(Shooting) 체결하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 즉, 가분수형 나사는 슈팅 호스(또는 튜브) 내부에서 자세를 유지하는 것이 용이하지 않기 때문에 오류가 빈번하게 발생하게 된다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-604345호(출원일:2005년 12월 30일), 발명의 명칭: "볼 형 체결 헤드" 대한민국 공개특허번호 제2006-40642호(출원일:2006년 5월 10일), 발명의 명칭: "자동나사 체결시스템의 나사분배장치" 대한민국 공개특허번호 제2005-108947호(출원일: 공개일: 2005년 11월 17일), 발명의 명칭: "와셔 자동체결장치 및 방법" 대한민국 등록실용신안번호 제20-411652호(출원일: 2005년 12월 30일), 고안의 명칭: "분배기" 대한민국 등록실용신안번호 제1992-4289호(출원일: 1989년 11월 29일), 고안의 명칭: "스크류 자동 체결기" 대한민국 등록실용신안번호 제1993-281호(출원일: 1989년 11월 11일), 발고안의 명칭: "한손으로 조작가능한 휴대용 볼트 자동공급체결기"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 나사 머리부의 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사가 나사공급기를 통해 공급되는 경우, 가분수형 나사를 체결 대상물에 정확하게 체결할 수 있는, 가분수형 나사용 나사체결기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 가분수형 나사의 형상에 대응하는 슈팅 호스(Shooting Hose)를 통해 나사체결기에 가분수형 나사를 오류 없이 용이하게 공급할 수 있는, 가분수형 나사용 나사체결기를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 가분수형 나사용 나사체결기는, 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이보다 큰 가분수형 나사용 나사체결기에 있어서, 나사공급기(Screw Feeder)로부터 공급되는 가분수형 나사를 정렬하여 압축 에어를 통해 송출하는 분배기(Escapement); 상기 분배기에 연결되어 상기 가분수형 나사를 이송시키는 슈팅 호스(Shooting Hose); 상기 슈팅 호스에 연결되어 상기 이송된 가분수형 나사가 안착되는 죠(Jaw); 상기 가분수형 나사가 흡착되도록 체결 대상물 쪽으로 왕복운동하여, 상기 슈팅 호스를 통해 이송되는 가분수형 나사를 상기 죠(Jaw)에 안착시키는 왕복운동 실린더; 및 전용 비트를 회전시켜 상기 죠(Jaw)에 안착된 상기 가분수형 나사를 상기 체결 대상물에 체결하는 전동 드라이버(Driver)를 포함하되, 상기 슈팅 호스는 상기 가분수형 나사의 형상에 대응하는 T형 홀이 형성되며, 상기 T형 홀을 통해 상기 가분수형 나사가 정렬된 상태로 이송되고, 상기 죠(Jaw)에 안착된 가분수형 나사는 마우스피스(Mouth piece)를 통하여 체결 대상물에 체결되는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 슈팅 호스의 단면은 원형, 정사각형, 육각형 또는 직사각형일 수 있다.
여기서, 상기 슈팅 호스는, 일측 단부에 상기 분배기에 장착되는 분배기 장착부가 형성되고, 타측 단부에 상기 죠에 장착되는 죠 장착부가 형성된다.
여기서, 상기 분배기는 공압 실린더에 의해 좌우로 왕복운동함으로써 상기 가분수형 나사를 상기 슈팅 호스까지 1개씩 이송한다.
여기서, 상기 왕복운동 실린더가 체결 대상물 쪽으로 전진하면 상기 슈팅 호스를 통해 상기 가분수형 나사가 송출되고, 상기 왕복운동 실린더가 후진하면 진공(Vacuum)에 의해 상기 가분수형 나사가 상기 죠에 흡착된다.
여기서, 상기 죠에 흡착된 가분수형 나사는 상기 나사체결기의 마우스피스에 안착된 것이 확인된 후 나사체결 작업이 수행된다.
삭제
본 발명에 따르면, 나사 머리부의 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사가 나사공급기를 통해 공급되는 경우, 가분수형 나사를 체결 대상물에 정확하게 체결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가분수형 나사의 형상에 대응하는 슈팅 호스(Shooting Hose)를 통해 나사체결기에 가분수형 나사를 오류 없이 용이하게 공급할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 볼형 체결 헤드가 장착된 자동 나사 체결기를 나타내는 도면이다.
도 2는 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 작은 진분수형 나사를 예시하는 도면이다.
도 3은 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기를 구체적으로 나타내는 사진이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기(Escapement) 블록의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기를 설명하기 위한 사진들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기에 분배기를 장착한 것을 나타내는 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 나타내는 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 분배기에 장착하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 죠(Jaw)에 장착하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스가 분배기 및 죠(Jaw)에 장착된 상태를 나타내는 사진이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 나타내는 도면이다.
도 17a 및 도 17b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스의 단면을 예시하는 도면들이다.
도 18 및 도 19는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사의 압송 및 체결을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기 컨트롤러를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러의 조작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기를 나타내는 사진이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기는 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이보다 큰 가분수형 나사용 나사체결기로서, 나사체결기 본체(110), 슈팅 호스(120) 및 분배기(Escapement: 140)를 포함하며, 상기 나사체결기 본체(110)는, 전동 드라이버(Driver: 111), 작동레버(Lever: 112), 왕복운동 실린더(Reciprocal Cylinder: 113), 죠(Jaw: 114), 나사 안착용 캐쳐(Catcher: 115), 마우스피스(Mouth Piece: 116), 실린더 동작 호스(117) 및 나사 흡착 호스(118)를 포함한다.
슈팅 호스(120)는 상기 분배기에 연결되어 상기 가분수형 나사를 이송시킨다. 이때, 상기 슈팅 호스(120)는 상기 가분수형 나사의 형상에 대응하는 T형 홀이 형성되며, 상기 T형 홀을 통해 상기 가분수형 나사가 정렬된 상태로 이송된다. 또한, 상기 슈팅 호스(120)는, 일측 단부에 상기 분배기에 장착되는 분배기 장착부가 형성되고, 타측 단부에 상기 죠에 장착되는 죠 장착부가 형성됨으로써, 분배기 및 죠 사이에 배치된다. 또한, 상기 슈팅 호스(120)의 단면은 원형, 정사각형, 육각형 또는 직사각형일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
분배기(140)는 나사공급기(Screw Feeder)로부터 공급되는 가분수형 나사를 정렬하여 압축 에어를 통해 송출한다. 이때, 상기 분배기(140)는 공압 실린더에 의해 좌우로 왕복운동함으로써 상기 가분수형 나사를 상기 슈팅 호스(120)까지 1개씩 이송시킨다.
전동 드라이버(111)는 전용 비트를 회전시켜 상기 죠(Jaw)에 안착된 상기 가분수형 나사를 상기 체결 대상물에 체결한다.
왕복운동 실린더(113)는 상기 가분수형 나사가 흡착되도록 체결 대상물 쪽으로 왕복운동하여, 상기 슈팅 호스를 통해 이송되는 가분수형 나사를 상기 죠(Jaw)에 안착시킨다. 이때, 왕복운동 실린더(113)에는 실린더 동작 호스(117) 및 나사 흡착 호스(118)가 연결된다.
구체적으로, 작동레버(112)를 동작시켜 상기 왕복운동 실린더(113)가 체결 대상물 쪽으로 전진하면 상기 슈팅 호스(120)를 통해 상기 가분수형 나사가 송출되고, 상기 왕복운동 실린더113)가 후진하면 진공(Vacuum)에 의해 상기 가분수형 나사가 상기 죠(114)에 흡착된다. 이때, 상기 죠(114)에 흡착된 가분수형 나사는 상기 나사체결기의 마우스피스(116)에 안착된 것이 확인된 후 나사체결 작업이 수행된다.
죠(114)는 상기 슈팅 호스에 연결되어 상기 이송된 가분수형 나사가 안착된다. 이때, 상기 죠(114)에 안착된 가분수형 나사는 나사 안착용 캐쳐(115) 및 마우스피스(116)를 통하여 체결 대상물에 체결된다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기의 나사체결 작업이 자동으로 수행되는 것이 아니라, 수동으로 수행된다. 즉, 나사공급은 자동으로 수행되지만, 가분수형 나사를 체결 대상물에 체결하는 것은 수동으로 수행된다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기를 구체적으로 나타내는 사진이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기는, 나사체결기 본체(110), 슈팅 호스(Shooting Hose: 120), 나사공급기(Screw Feeder: 130) 및 분배기(Escapement: 140)를 포함하고, 나사공급기 컨트롤러(150) 및 드라이버 컨트롤러(160)를 추가로 포함한다.
나사체결기 본체(110)는 상기 슈팅 호스를 통해 이송된 가분수형 나사를 체결 대상물에 체결한다.
슈팅 호스(120)는 상기 분배기에 연결되어 상기 가분수형 나사를 이송시킨다. 이때, 상기 슈팅 호스(120)는 상기 가분수형 나사(200)의 형상에 대응하는 T형 홀이 형성되며, 상기 T형 홀을 통해 상기 가분수형 나사(200)가 정렬된 상태로 이송된다.
나사공급기(130)는 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이보다 큰 가분수형 나사를 공급한다.
분배기(140)는 상기 나사공급기(130)에 장착되어 상기 나사공급기(130)로부터 공급되는 가분수형 나사를 정렬하여 압축 에어를 통해 송출한다.
나사공급기 컨트롤러(150)는 상기 나사공급기(130)의 구동을 제어한다. 상기 나사공급기 컨트롤러(150)에 대한 구체적인 설명은 도 20을 참조하여 후술하기로 한다.
드라이버 컨트롤러(160)는 상기 나사체결기(110)의 전동 드라이버의 구동을 제어한다. 상기 드라이버 컨트롤러(160)에 대한 구체적인 설명은 도 21 및 도 22를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서, 도 6a는 왕복운동 실린더(113)가 체결 대상물 쪽으로 전진한 상태를 나타내며, 이때, 나사공급기(Screw Feeder)에서 송출된 나사(Screw)를 죠(Jaw)에 안착하여 체결을 준비하게 된다.
도 6b는 왕복운동 실린더(113)가 체결 대상물로부터 후진한 상태를 나타내며, 죠(Jaw)에 안착된 나사(Screw)는 마우스피스(116)를 통하여 체결 대상물에 체결될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 다시 참조하면, 나사 흡착 호스(118) 및 실린더 동작 호스(117)를 왕복운동 실린더(113)에 연결하고, 작동레버(112)를 한번 누르면, 왕복운동 실린더(113)가 체결 대상물 쪽으로 전진한다.
다음으로, 나사 공급기(130)에서 슈팅 호스(120)를 통해 나사(200)를 나사체결기(110)로 송출하게 되고, 이때, 왕복운동 실린더(113)가 후진하게 되면, 진공(Vacuum)에 의해 가분수형 나사(200)가 흡착된다.
다음으로, 상기 가분수형 나사(200)가 상기 나사체결기(110)의 마우스피스(116)에 안착된 것을 확인한 후 나사체결 작업이 수행된다.
이후, 상기 가분수형 나사(200)의 체결이 완료되면, 전술한 동작들이 자동으로 반복될 수 있다.
도 7의 a)는 모델명이 RDH-4100인 나사체결기의 제원을 나타내며, 도 7의 b)는 왕복운동 전용 비트를 나타내고, 도 7의 c)는 비트 탈착용 지그(Jig)를 나타낸다. 즉, 도 7의 b)에 도시된 전동 드라이버의 왕복운동 전용 비트를 사용하여 나사를 체결 대상물에 체결할 수 있고, 이때, 전용 비트는, 도 7의 c)에 도시된 비트 탈착용 지그 상에 탑재된다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기를 나타내는 도면이다.
도 8의 a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기(130)는 진동판(131), 레일(Rail: 132), 공압 실린더(133) 및 나사 송출용 에어 공급부(134)를 포함하며, 상기 나사공급기(130)에 분배기(140)가 장착된다.
진동판(131)은 무질서하게 배치된 나사(200)가 자동 정렬하도록 진동을 인가한다.
레일(132)은 자동 정렬된 나사(200)를 분배기(140)에 공급한다.
공압 실린더(133)는 나사가 1개씩 공급되도록 분배기(140)를 왕복운동시킨다.
나사 송출용 에어 공급부(134)는 상기 분배기(140)에 공급된 나사를 송출하기 위한 압축 에어를 공급한다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기(130)는 자동 나사체결기용의 나사공급기로 사용되는 모델명 THF1-3R-SH일 수 있다.
상기 나사공급기(130)는 가분수형 나사(200)를 누운 상태로 이송시키며, 이때, 도 8의 b)에 도시된 바와 같이, 전압 및 전류에 크기에 따라 진동판(131)의 진동 크기를 조절할 수 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기(140)는 T자형 슈팅 호스(120) 및 에어 송출용 에어 호스(134)와 결합함으로써, 도 9a에 도시된 바와 같이, 분배기(140)가 나사(200)를 송출할 경우, 슈팅 호스(120)를 통하여 나사체결기의 죠(114)까지 나사(200)를 이송한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기(140)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 공압 실린더(133)에 의해 좌우로 왕복운동함으로써 나사(200)를 슈팅 호스(120)까지 1개씩 이송할 수 있다.
한편, 도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기를 설명하기 위한 사진들이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기에 분배기를 장착한 것을 나타내는 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기(140)는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 호스에 맞게 분배기 내부를 T자 형상으로 형성하게 되며, 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 분배기 내부에 에어 송출구가 형성된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 분배기(140)는 나사공급기(130)에 장착됨으로써, 나사공급기(130)로부터 공급되는 나사를 정렬 및 분배하여 슈팅 호스(120)를 통해 나사체결기에 공급할 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 나타내는 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스(120)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 일측 단부에 분배기 장착부(121)가 형성되고, 타측 단부에 죠(Jaw) 장착부(122)에 형성됨으로써, 상기 슈팅 호스(120)가 분배기(140) 및 죠(114) 사이에 배치된다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 분배기에 장착하는 과정을 나타내는 사진이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 죠(Jaw)에 장착하는 과정을 나타내는 사진이며. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스가 분배기 및 죠(Jaw)에 장착된 상태를 나타내는 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스(120)를 분배기(140)에 장착하는 과정으로서, 도 13의 a)는 슈팅 호스(120)의 일측 단부에 분배기 장착부(121)가 형성된 것을 나타낸다.
도 13의 b)는 상기 슈팅 호스(120)의 분배기 장착부(121)가 분배기(140)에 형성된 홀에 삽입 장착되기 직전의 상태를 나타내며, 도 13의 c)는 상기 슈팅 호스(120)의 분배기 장착부(121)가 분배기(140)에 형성된 홀에 삽입 장착된 것을 나타낸다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 죠(Jaw)에 장착하는 과정으로서, 도 14의 a)는 슈팅 호스(120)의 타측 단부에 죠(Jaw) 장착부(122)가 형성된 것을 나타낸다.
도 14의 b)는 슈팅 호스(120)의 죠(Jaw) 장착부(122)가 죠(114)에 형성된 홀에 삽입 장착되기 직전의 상태를 나타내며, 도 14의 c)는 슈팅 호스(120)의 죠(Jaw) 장착부(122)가 죠(114)에 형성된 홀에 삽입 장착된 것을 나타낸다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스(120)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 분배기 장착부(121)가 분배기(140)에 장착되고, 죠(Jaw) 장착부(122)가 죠(Jaw: 114)에 장착됨으로써, 나사공급기(130)를 통해 공급되는 나사가 슈팅 호스(120)를 통해 나사체결기(110)에 정확하고 용이하게 공급될 수 있다.
한편, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스를 나타내는 도면이고, 도 17a 및 도 17b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스의 단면을 예시하는 도면들이다.
도 16의 a)는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스(120)의 사시도이고, 도 16의 b)는 그 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 슈팅 호스(120)는 가분수형 나사의 형상에 대응하여 T형 홀을 가지며, 상기 가분수형 나사는 상기 T형 홀을 통해 그 위치가 정렬된 상태로 나사체결기에 공급될 수 있다.
이때, 나사체결기용 슈팅 호스(120)는 비금속 재질로서, 나사가 송출되는 호스 내부 홀이 나사 횡단면인 T형 형상으로 형성되도록 함으로써, 가분수형 나사 또는 작은 나사도 정확하게 나사체결기에 송출시킬 수 있다.
또한, 도 17의 a)는 슈팅 호스(120)의 단면이 원형인 경우를 예시하며, 도 17의 b)는 슈팅 호스(120)의 단면이 원형, 정사각형, 육각형 또는 직사각형일 수 있는 것을 나타낸다.
한편, 도 18 및 도 19는 각각 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사의 압송 및 체결을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 18의 a)는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 가분수형 나사(200)가 슈팅 호스(120)를 통해 나사체결기(110)로 송출되어 안착되는 것을 나타내며, 도 18의 b)는 나사체결기(110)의 전용비트(Bit)가 전진하여 안착된 나사(200)의 + 형상과 전용비트의 십자 형상이 맞춤되는 것을 나타낸다.
또한, 도 19의 a)는 나사체결기(110)의 전용비트(Bit)가 회전하여 가분수형 나사(200)를 체결 대상물(300)에 체결하는 것을 나타내며, 도 19의 b)는 가분수형 나사(200)가 체결 대상물(300)에 체결된 후 나사체결기(110)의 전용비트(Bit)가 후진하는 것을 나타낸다.
한편, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기 컨트롤러를 나타내는 도면이다.
도 20의 a)는 나사공급기 컨트롤러(150)를 예시하며, 도 20의 b)는 전기 사양을 나타내며, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기 컨트롤러(150)는 나사공급기(130)를 제어하기 위한 컨트롤러로서, 예를 들면, 출력 전압 및 출력 주파수가 육안으로 확인할 수 있도록 디지털 표시된다. 이때, 표시 전환 스위치를 구비함으로써 표시 전환이 가능하며, 기설정된 기능은 저장할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 나사공급기 컨트롤러(150)는, 전압 및 주파수 조절 스위치(151), 설정 변경 저장 스위치(152), 전압 및 주파수 변동 스위치(153) 및 전원 스위치(154)를 구비함으로써, 나사공급기(130)를 구동하는 전압 및 주파수를 조절할 수 있다.
한편, 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러를 나타내는 도면이고, 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러의 조작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21의 a)는 RDT-30Ⅳ를 나타내는 사진이고, 도 21의 b)는 입력 전원, 출력 전원 및 출력 신호를 나타내며, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러(160)는, 상기 나사체결기의 전동 드라이버(111)를 구동하기 위한 컨트롤러로서, 예를 들면, 모델명 RDT-30Ⅳ일 수 있다.
구체적으로, 상기 드라이버 컨트롤러(160)는 전동 드라이버(111)에 20 ~ 30V의 전원을 공급하고, 토크업(Torque Up)을 입력하며, 나사공급기(130)에 나사 송출신호를 출력한다.
또한, 상기 드라이버 컨트롤러(160)는 과부하 보호회로인 브레이크 스위치(Breaker Switch)가 장착되며, 외부 접점으로 전동 드라이버(111)를 온(On)/오프(Off)시킬 수 있다.
상기 드라이버 컨트롤러(160)는 공압 실린더의 하강 시작 시간을 조정할 수 있고, 또한, 공압 실린더의 하강 시간과 나사 이송 시간을 조정할 수 있다.
또한, 상기 드라이버 컨트롤러(160)는 전동 드라이버(111)의 나사의 + 형상과 전용비트(Bit)의 십자 형상의 맞춤 시간인 처음 회전시간을 조정할 수 있다.
구체적으로, 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서 드라이버 컨트롤러(160)의 조작 방법은 다음과 같다.
TD0은 실린더 하강 개시 시간 시간을 조정하는 단자로서, 나사 체결이 끝나고, 전동 드라이버(111)의 시작 스위치를 놓으면, 다음 나사의 송출을 위해 공압 실린더는 상하 운동을 시작한다. 이때, TD0은 이러한 상하운동을 개시하기까지의 타이밍을 조정할 수 있는데, 예를 들면, 조정시간은 0.1 ~ 5초 이내일 수 있다.
다음으로, TS1은 실린더 하강시간과 나사 압송시간을 조정하는 단자로서, 실린더가 완전히 늘어나고 캐쳐까지 보내지는 시간을 조정한다. 예를 들면, 조정시간 범위는 0.1 ~ 1초일 수 있다.
다음으로, TM1은 드라이버 회전시간을 조정하는 단자로서, 나사와 비트의 감합(흡착)을 순조롭게 시키기 위해서 실린더 상승에 배합해 드라이버를 회전시키는 시간을 조정한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 가분수형 나사용 나사체결기에서, 나사 1개의 체결시간은 약 2초 내외이며, 슈팅 및 안착 오류율로서, 100개 슈팅 시험시 오류가 발생하지 않았으며, 이때, 공기압은 0.4 ~ 0.5Mpa가 사용되었다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 나사 머리부의 직경이 몸통부 길이(나사 길이)보다 큰 가분수형 나사가 나사공급기를 통해 공급되는 경우, 가분수형 나사를 체결 대상물에 정확하게 체결할 수 있다. 또한, 가분수형 나사의 형상에 대응하는 슈팅 호스(Shooting Hose)를 통해 나사체결기에 가분수형 나사를 오류 없이 용이하게 공급할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 나사체결기 본체
120: 슈팅 호스(Shooting Hose)
130: 나사공급기(Screw Feeder)
140: 분배기(Escapement)
150: 나사공급기 컨트롤러(Screw Feeder Controller)
160: 드라이버 컨트롤러(Driver Controller)
111: 전동 드라이버(Driver)
112: 작동레버(Lever)
113: 왕복운동 실린더
114: 죠(Jaw)
115: 나사 안착용 캐쳐(Catcher)
116: 마우스피스(Mouth Piece)
117: 실린더 동작 호스
118: 나사 흡착 호스
121: 분배기 장착부
122: 죠(Jaw) 장착부
131: 진동판
132: 레일(Rail)
133: 공압 실린더
134: 나사 송출용 에어 공급부
200: 나사(Screw)
300: 체결 대상물

Claims (13)

  1. 나사의 머리부 직경이 몸통부 길이보다 큰 가분수형 나사용 나사체결기에 있어서,
    나사공급기(Screw Feeder)로부터 공급되는 가분수형 나사를 정렬하여 압축 에어를 통해 송출하는 분배기(Escapement);
    상기 분배기에 연결되어 상기 가분수형 나사를 이송시키는 슈팅 호스(Shooting Hose);
    상기 슈팅 호스에 연결되어 상기 이송된 가분수형 나사가 안착되는 죠(Jaw);
    상기 가분수형 나사가 흡착되도록 체결 대상물 쪽으로 왕복운동하여, 상기 슈팅 호스를 통해 이송되는 가분수형 나사를 상기 죠(Jaw)에 안착시키는 왕복운동 실린더; 및
    전용 비트를 회전시켜 상기 죠(Jaw)에 안착된 상기 가분수형 나사를 상기 체결 대상물에 체결하는 전동 드라이버(Driver)
    를 포함하되,
    상기 슈팅 호스는 상기 가분수형 나사의 형상에 대응하는 T형 홀이 형성되며, 상기 T형 홀을 통해 상기 가분수형 나사가 정렬된 상태로 이송되고, 상기 죠(Jaw)에 안착된 가분수형 나사는 마우스피스(Mouth piece)를 통하여 체결 대상물에 체결되는 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슈팅 호스의 단면은 원형, 정사각형, 육각형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슈팅 호스는, 일측 단부에 상기 분배기에 장착되는 분배기 장착부가 형성되고, 타측 단부에 상기 죠에 장착되는 죠 장착부가 형성된 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분배기는 공압 실린더에 의해 좌우로 왕복운동함으로써 상기 가분수형 나사를 상기 슈팅 호스까지 1개씩 이송하는 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 왕복운동 실린더가 체결 대상물 쪽으로 전진하면 상기 슈팅 호스를 통해 상기 가분수형 나사가 송출되고, 상기 왕복운동 실린더가 후진하면 진공(Vacuum)에 의해 상기 가분수형 나사가 상기 죠에 흡착되는 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 죠에 흡착된 가분수형 나사는 상기 나사체결기의 마우스피스에 안착된 것이 확인된 후 나사체결 작업이 수행되는 것을 특징으로 하는 가분수형 나사용 나사체결기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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