KR101416391B1

KR101416391B1 - 써멀 드릴 태핑 자동화 장치

Info

Publication number: KR101416391B1
Application number: KR1020120147793A
Authority: KR
Inventors: 류현정
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR20140078435A

Abstract

써멀 드릴 태핑 자동화 장치가 개시된다. 개시된 써멀 드릴 태핑 자동화 장치는 ⅰ)로봇의 아암 선단에 장착되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 하우징과, ⅱ)하우징의 내부에 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2 이동체와, ⅲ)제1 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 써멀 드릴 공구와, ⅳ)제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 태핑 공구와, ⅴ)써멀 드릴 공구 및 태핑 공구에 각각 대응하여 제1 및 제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 작업 패널을 지지하는 한 쌍의 제1 및 제2 지지대를 포함할 수 있다.

Description

써멀 드릴 태핑 자동화 장치 {AUTOMATION SYSTEM FOR THERMAL DRILL AND TAPPING}

본 발명의 실시예는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체 패널 또는 멤버류에 너트를 자동으로 성형할 수 있도록 한 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차체 조립 공정에서는 각종 차체 패널 및 멤버류을 조립하는데, 이와 같이 제품 패널 및 멤버류를 조립하는 방법으로는 용접, 볼팅, 리벳팅 등의 다양한 접합 방식을 적용하고 있다. 이 중에서 볼팅 방식은 볼트와 너트를 이용하여 결합 대상물을 결합하게 된다.

한편, 결합 대상물의 뒤쪽 접근이 어려워 한 쪽에서 볼팅 작업을 해야 하는 경우에는 웰드 너트 또는 팝 너트를 어느 하나의 결합 대상물에 접합하고, 다른 하나의 결합 대상물에 볼트를 결합하여 그 볼트를 너트에 체결함으로써 결합 대상물들을 결합하게 된다.

상기에서 웰드 너트 접합 방식은 결합 대상물에 드릴로 홀을 형성하고, 그 홀에 너트를 끼운 다음 용접으로 결합 대상물에 너트를 고정시킨다.

팝 너트 접합 방식은 결합 대상물에 홀을 형성하고, 그 홀에 너트를 삽입하는 과정 중에 공구를 삽입하여 리벳 작업을 실시하여 너트를 결합 대상물에 고정시킨다.

그러나, 웰드 너트 접합 공정의 경우에는 너트와 홀 성형 과정이 필요하고, 용접을 실시하므로 모재의 변형을 유도하며 용접 불량 시 너트가 빠져 나오거너 스패터에 의한 부품의 오염을 야기할 수 있다.

그리고, 팝 너트 접합 공정의 경우에는 웰드 너트 접합 방식과 동일하게 추가 부품으로 너트가 필요하며, 수작업으로 홀을 형성해야 하는 번거로움이 있다.

이와 같은 웰드 너트 접합 방식과 팝 너트 접합 방식의 문제점을 개선하기 위해 최근에는 써멀 드릴 기술이 개발된 바 있다.

써멀 드릴 기술은 초경 재질의 툴로 결합 대상물에 압력과 회전력을 가하여 이 때 발생하는 마찰 에너지를 이용하여 패널 등에 암나사를 성형하는 방식으로, 결합 대상물에 홀을 뚫으면서 너트를 성형하고, 탭 공구로서 너트의 내주면에 나사산을 형성한다.

이러한 써멀 드릴 방식을 적용하면 결합 대상물에 홀을 뚫으면서 너트를 형성하므로 추가 홀의 수작업 및 너트 등의 부품 삭제로 결합 대상물의 경량화와 원가 절감을 도모할 수 있다.

그런데, 상기와 같은 써멀 드릴 방식으로 너트를 성형하기 위해서는 써멀 드릴로서 홀을 형성하고, 써멀 드릴을 탭 공구로 교환해야 하는 번거로움이 있으며, 너트의 품질 육안이나 수작업으로 확인하고 있는 실정이다.

본 발명의 실시예들은 결합 대상물의 써멀 드릴 공구에 의한 너트 성형과, 탭 공구에 의한 탭 가공이 동시에 자동으로 이루어지고, 너트의 품질을 자동으로 검사할 수 있도록 한 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치는, ⅰ)로봇의 아암 선단에 장착되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 하우징과, ⅱ)상기 하우징의 내부에 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2 이동체와, ⅲ)상기 제1 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 써멀 드릴 공구와, ⅳ)상기 제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 태핑 공구와, ⅴ)상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구에 각각 대응하여 상기 제1 및 제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 작업 패널을 지지하는 한 쌍의 제1 및 제2 지지대를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치는, 상기 태핑 공구에 대응하는 상기 제2 지지대에 설치되며, 상기 작업 패널의 너트 성형부를 적외선으로 검사하는 검사유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 이동체는 각각의 제1 구동부를 통해 제1 가이드를 따라 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구는 상기 모터에 각각 결합되며, 각각의 제2 구동부를 통해 제2 가이드를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지대는 각각의 제3 구동부를 통해 제3 가이드를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지대에는 상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구와 마주하는 쪽으로 연장된 제1 및 제2 아암이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 제1 아암에는 상기 써멀 드릴 공구에 의해 성형된 작업 패널의 너트 성형부를 수용하며, 상기 써멀 드릴 공구의 진퇴 이동을 안내하는 제1 안내홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 제2 아암에는 상기 너트 성형부를 수용하며, 상기 태핑 공구의 진퇴 이동을 안내하는 제2 안내홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 검사유닛은 상기 제2 안내홈의 내벽면에 설치되며 적외선을 조사하는 발광부와, 상기 발광부와 마주하게 상기 제2 안내홈의 내벽면에 설치되며 상기 발광부에서 조사된 적외선을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 있어서, 상기 검사유닛은 상기 수광부에서의 적외선 검출 유무로 상기 너트 성형부의 불량 여부를 판정할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 작업 패널의 써멀 드릴 공구에 의한 너트 성형부의 성형과, 태핑 공구에 의한 너트 성형부의 탭 가공이 동시에 자동으로 이루어지고, 너트 성형부의 품질을 자동으로 검사할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 종래 기술과 달리 추가 홀의 수작업 및 너트 등의 부품을 삭제할 수 있으므로, 작업 패널의 경량화와 제작 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 너트 성형부의 성형과 태핑 가공이 동시에 자동으로 이루어짐에 따라 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 싸이클 타임을 단축할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 검사유닛을 통해 너트 성형부의 품질을 자동으로 검사할 수 있으므로, 제품의 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 정면 투영도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 측면 투영도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 의해 성형된 작업 패널의 너트 성형부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치에 적용되는 검사유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

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.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 정면 투영도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치를 도시한 측면 투영도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 차체 패널 등을 포함하는 결합 대상물(이하에서는 편의 상 "작업 패널" 이라고 한다)에 너트를 일체로 성형하는 공정에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 써멀 드릴 가공으로 작업 패널(1: 이하 도 4 참조)에 너트 성형부(3: 이하 도 4 참조)를 성형하고, 태핑 가공으로 너트 성형부(3)의 내주면에 나사산(5)을 형성할 수 있다.

여기서, 상기 써멀 드릴 가공이라 함은 초경 재질의 툴로 결합 대상물에 압력과 회전력을 가하여 이 때 발생하는 마찰 에너지를 이용하여 패널 등에 암나사를 성형하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 써멀 드릴 가공에 의한 너트 성형부(3)와, 그 너트 성형부(3)의 탭 가공이 동시에 자동으로 이루어지고, 너트 성형부(3)의 품질을 자동으로 검사할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 기본적으로, 하우징(10)과, 제1 및 제2 이동체(20, 30)와, 써멀 드릴 공구(40)와, 태핑 공구(50)와, 제1 및 제2 지지대(60, 70)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하우징(10)은 본 장치(100)의 구성 요소를 지지하는 것으로, 로봇의 아암(도면에 도시되지 않음)에 툴 체인저(11)를 통해 장착될 수 있다.

상기 하우징(10)은 하면이 개방되고 다른 면이 폐쇄된 형태로 이루어지며, 상면에는 툴 체인저(11)가 설치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 이동체(20, 30)는 뒤에서 더욱 설명될 써멀 드릴 공구(40)와, 태핑 공구(50)와, 제1 및 제2 지지대(60, 70)가 설치되는 것으로, 하우징(10)의 내부에 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

즉, 상기 제1 이동체(20)에는 써멀 드릴 공구(40) 및 제1 지지대(60)가 설치되며, 제2 이동체(30)에는 태핑 공구(50)와 제2 지지대(70)가 설치된다.

여기서, 상기 제1 및 제2 이동체(20, 30)는 각각의 제1 구동부(21, 31)에 의해 하우징(10)의 내부에서 수평 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 제1 및 제2 이동체(20, 30)는 하우징(10)의 내벽면에 설치된 제1 가이드(25)를 따라 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 이동체(20, 30)는 제1 가이드(25)에 슬라이딩 가능하게 결합된 소정의 이동 블록에 고정되면서 제1 가이드(25)를 따라 수평 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 그리고, 상기 제1 구동부(21, 31)는 예를 들면 제1 및 제2 이동체(20, 30)에 각각 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 써멀 드릴 공구(40)는 도 4에서와 같은 작업 패널(1)에 너트 성형부(3)를 성형하기 위한 것으로서, 작업 패널(1)에 압력과 회전력을 가하여 이 때 발생하는 마찰 에너지를 이용하여 작업 패널(1)에 암나사부를 성형할 수 있다.

상기 써멀 드릴 공구(40)는 제1 이동체(20)에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터(M1)에 의해서 회전할 수 있다. 상기 써멀 드릴 공구(40)는 모터(M1)의 구동축에 연결되는 바, 그 모터(M1)와 함께 제2 구동부(41)에 의해 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 써멀 드릴 공구(40)는 제1 이동체(20)의 내벽면에 설치된 제2 가이드(45)를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 써멀 드릴 공구(40)는 제2 가이드(45)에 슬라이딩 가능하게 결합된 소정의 이동 블록에 고정되면서 제2 가이드(45)를 따라 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 그리고, 상기 제2 구동부(41)는 예를 들면 모터(M1)의 하우징에 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 태핑 공구(50)는 써멀 드릴 공구(40)에 의해 작업 패널(1)에 성형된 너트 성형부(3)의 내주면에 나사산(5)을 태핑 가공하기 위한 것이다(도 4 참조).

상기 태핑 공구(50)는 제2 이동체(30)에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터(M2)에 의해서 회전할 수 있다. 상기 태핑 공구(50)는 모터(M2)의 구동축에 연결되는 바, 그 모터(M2)와 함께 제2 구동부(51)에 의해 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 태핑 공구(50)는 제2 이동체(30)의 내벽면에 설치된 제2 가이드(55)를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 태핑 공구(50)는 제2 가이드(55)에 슬라이딩 가능하게 결합된 소정의 이동 블록에 고정되면서 제2 가이드(55)를 따라 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 그리고, 상기 제2 구동부(51)는 예를 들면 모터(M2)의 하우징에 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 작업 패널(1)을 지지하며, 써멀 드릴 공구(40)와 태핑 공구(50)의 이동을 지지하는 기능을 하게 된다.

상기 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 써멀 드릴 공구(40) 및 태핑 공구(50)에 각각 대응하여 제1 및 제2 이동체(20, 30)에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 각각의 제3 구동부(61, 71)에 의해 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 제1 및 제2 이동체(20, 30)의 내측면에 각각 구비된 제3 가이드(65, 75)를 통해 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 제3 가이드(65, 75)에 슬라이딩 가능하게 결합된 소정의 이동 블록에 고정되면서 제3 가이드(65, 75)를 따라 수직 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 그리고, 상기 제3 구동부(61, 71)는 제1 및 제2 지지대(60, 70)에 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

상기와 같은 제1 및 제2 지지대(60, 70)에는 도 5에서와 같이 써멀 드릴 공구(40) 및 태핑 공구(50)와 도면을 기준할 때 상하 방향으로 마주하는 쪽으로 연장된 제1 및 제2 아암(67, 77)이 각각 구비된다.

상기 제1 아암(67)에는 써멀 드릴 공구(40)에 의해 성형된 작업 패널(1)의 너트 성형부(3)를 수용하며, 써멀 드릴 공구(40)의 진퇴 이동을 안내하는 제1 안내홈(69)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제2 아암(77)에는 너트 성형부(3)를 수용하며, 태핑 공구(50)의 진퇴 이동을 안내하는 제2 안내홈(79)이 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 도 5에서와 같이, 작업 패널(1)에 성형된 너트 성형부(3)의 품질 불량을 적외선으로 검사하는 검사유닛(80)을 더 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 검사유닛(80)은 태핑 공구(50)에 대응하는 제2 지지대(70)의 제2 아암(77)에 설치될 수 있다.

이러한 검사유닛(80)은 제2 아암(77)의 제2 안내홈(79)의 내벽면에 매립 설치되며 적외선을 조사하는 발광부(81)와, 발광부(81)와 마주하게 제2 안내홈(79)의 내벽면에 매립 설치되며 발광부(81)에서 조사된 적외선을 수광하는 수광부(83)를 포함한다.

상기 발광부(81)는 도면에 미도시된 적외선 발진기와 연결되며, 수광부(83)는 도면에 미도시된 제어기와 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제어기는 수광부(83)의 적외선 검출 유무를 판단하여 제2 안내홈(79)에 수용된 너트 성형부(3)의 불량 여부를 판단하고, 그 불량 여부를 디스플레이(도면에 도시되지 않음)를 통해 표시할 수 있다.

즉, 수광부(83)에서 적외선이 검출되면 제어기는 이를 판단하여 너트 성형부(3)의 품질이 불량한 것으로 판정하고, 수광부(83)에서 적외선이 검출되지 않으면 제어기는 이를 판단하여 너트 성형부(3)의 품질이 양호한 것으로 판정한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)의 작동 상태를 앞서 개시한 도면들 및 하기의 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.

우선, 도 6의 (a)에서와 같이 초기 공정의 경우 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 작업 패널(1)을 지지한다. 여기서, 제1 및 제2 지지대(60, 70)는 제1 구동부(21, 31)를 통해 제1 및 제2 이동체(20, 30)를 수평 방향으로 이동시킴으로써 피치가 조정된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 도 6의 (b)에서와 같이 제3 구동부(61)에 의해 제1 지지대(60)를 상측 방향으로 이동시킨다. 이와 동시에 제2 구동부(41)에 의해 써멀 드릴 공구(40)를 하강시키는데, 이 경우 써멀 드릴 공구(40)는 모터(M1)에 의해 회전하는 상태에 있다.

이에 상기 써멀 드릴 공구(40)는 작업 패널(1)에 압력과 회전력을 가하여 이 때 발생하는 마찰 에너지로서 작업 패널(1)에 너트 성형부(3)를 성형할 수 있게 된다.

상기와 같이 작업 패널(1)에 너트 성형부(3)를 성형한 상태에서 도 7의 (a)에서와 같이 제1 지지대(60)와 써멀 드릴 공구(40)를 원래의 위치로 이동하게 된다.

이 상태에서 본 발명의 실시예에서는 제1 구동부(21, 31)를 통해 제1 및 제2 이동체(20, 30)를 수평 방향으로 이동시킴으로써 제1 및 제2 지지대(60, 70)의 피치를 조절한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 도 7의 (b)에서와 같이 써멀 드릴 공구(40)와 태핑 공구(50)를 모터(M1, M2)를 통해 동시에 회전시키며, 제2 구동부(41, 51)에 의해 동시에 하강시키고, 제1 및 제2 지지대(60, 70) 또한 제3 구동부(61, 71)에 의해 동시에 상승시킨다.

이에, 상기 써멀 드릴 공구(40)는 작업 패널(1)에 압력과 회전력을 가하여 이 때 발생하는 마찰 에너지로서 작업 패널(1)에 다른 위치에 너트 성형부(3)를 성형하게 된다.

이와 동시에, 상기 태핑 공구(50)는 최초로 성형된 너트 성형부(3)의 내주면에 나사산(5)을 가공하게 된다.

상기와 같이 써멀 드릴 공구(40)에 의한 너트 성형부(3)의 성형 및 태핑 공구(50)에 의한 나사산(5)의 가공이 완료되면, 써멀 드릴 공구(40), 태핑 공구(50), 제1 및 제2 지지대(60, 70)를 원래의 위치로 이동시키며 전술한 바와 같은 일련의 과정을 반복하며 작업 패널(1)에 나사산(5)이 형성된 너트 성형부(3)를 성형할 수 있게 된다.

이러는 과정에서, 본 발명의 실시예에서는 도 8에서와 같이 제2 지지대(70)에 설치된 검사유닛(80)을 통해 제2 아암(77)의 제2 안내홈(79)에 수용된 너트 성형부(3)의 품질을 검사한다.

상기 검사 과정에서는 발광부(81)를 통해 적외선을 조사한다. 그러면 제어기는 수광부(83)의 적외선 검출 유무를 판단하여 너트 성형부(3)의 불량 여부를 판단하는데, 수광부(83)에서 적외선이 검출되면 이를 판단하여 너트 성형부(3)의 품질이 불량한 것으로 판정하고, 수광부(83)에서 적외선이 검출되지 않으면 이를 판단하여 너트 성형부(3)의 품질이 양호한 것으로 판정한다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 써멀 드릴 태핑 자동화 장치(100)는 작업 패널(1)의 써멀 드릴 공구(40)에 의한 너트 성형부(3)의 성형과, 태핑 공구(50)에 의한 너트 성형부(3)의 나사산 가공이 동시에 자동으로 이루어지고, 너트 성형부(3)의 품질을 자동으로 검사할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 종래 기술과 달리 추가 홀의 수작업 및 너트 등의 부품을 삭제할 수 있으므로, 작업 패널(1)의 경량화와 제작 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 너트 성형부(3)의 성형과 태핑 가공이 동시에 자동으로 이루어짐에 따라 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 싸이클 타임을 단축할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 검사유닛(80)을 통해 너트 성형부(3)의 품질을 자동으로 검사할 수 있으므로, 제품의 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 작업 패널 3... 너트 성형부
5... 나사산 10... 하우징
11... 툴 체인저 20... 제1 이동체
21, 31... 제1 구동부 25... 제1 가이드
30... 제2 이동체 40... 써멀 드릴 공구
41, 51... 제2 구동부 45, 55... 제2 가이드
50... 태핑 공구 60... 제1 지지대
61, 71... 제3 구동부 65, 75... 제3 가이드
67... 제1 아암 69... 제1 안내홈
70... 제2 지지대 77... 제2 아암
79... 제2 안내홈 80... 검사유닛
81... 발광부 83... 수광부
M1, M2... 모터

Claims

로봇의 아암 선단에 장착되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 하우징;
상기 하우징의 내부에 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2 이동체;
상기 제1 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 써멀 드릴 공구;
상기 제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 모터에 의해서 회전하는 태핑 공구;
상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구에 각각 대응하여 상기 제1 및 제2 이동체에 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 작업 패널을 지지하는 한 쌍의 제1 및 제2 지지대; 및
상기 태핑 공구에 대응하는 상기 제2 지지대에 설치되며, 상기 작업 패널의 너트 성형부를 적외선으로 검사하는 검사유닛;
을 포함하는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이동체는 각각의 제1 구동부를 통해 제1 가이드를 따라 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제1 항에 있어서,
상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구는 상기 모터에 각각 결합되며, 각각의 제2 구동부를 통해 제2 가이드를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 지지대는 각각의 제3 구동부를 통해 제3 가이드를 따라 수직 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 지지대에는 상기 써멀 드릴 공구 및 태핑 공구와 마주하는 쪽으로 연장된 제1 및 제2 아암이 구비되는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 아암에는 상기 써멀 드릴 공구에 의해 성형된 작업 패널의 너트 성형부를 수용하며, 상기 써멀 드릴 공구의 진퇴 이동을 안내하는 제1 안내홈이 형성되고,
상기 제2 아암에는 상기 너트 성형부를 수용하며, 상기 태핑 공구의 진퇴 이동을 안내하는 제2 안내홈이 형성되는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제7 항에 있어서,
상기 검사유닛은,
상기 제2 안내홈의 내벽면에 설치되며 적외선을 조사하는 발광부와,
상기 발광부와 마주하게 상기 제2 안내홈의 내벽면에 설치되며, 상기 발광부에서 조사된 적외선을 수광하는 수광부
를 포함하는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.
제8 항에 있어서,
상기 검사유닛은 상기 수광부에서의 적외선 검출 유무로 상기 너트 성형부의 불량 여부를 판정하는 써멀 드릴 태핑 자동화 장치.