KR101537968B1

KR101537968B1 - 볼트 자동 체결 장치

Info

Publication number: KR101537968B1
Application number: KR1020130125175A
Authority: KR
Inventors: 최형태; 오현옥
Original assignee: 부국산업주식회사
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-07-21
Also published as: KR20150046415A

Abstract

본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 공급부(100), 이송부(200), 안착부(300), 렌치부(400), 검사부(500), 마킹부(600) 중 적어도 하나를 포함하며, 플렉시블 호스(18)와 금속 튜브(19)간의 연결을 위하여 볼트(13)를 자동으로 체결하고, 공기 압력을 금속 튜브(19) 내부에 주입하여 튜브부(10)의 누설 여부를 자동 검사하여 튜브부(10)의 볼트 체결 생산성 향상 및 품질의 균일화를 달성하고, 인원 감소로 인한 제조 원가 절감, 이동 동선의 획기적 단축 및 작업 공간의 절감을 달성한다.

Description

볼트 자동 체결 장치{AUTOMATION DEVICE FOR BOLT FASTENING}

본 발명은 브레이크 라인 또는 클러치 라인 등 자동차용 튜브부(10)를 체결하기 위해 사용되는 볼트의 자동 체결 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 튜브부는 유체 및 기체를 이송시키는 목적으로 사용되며, 자동차의 브레이크, 클러치, 파워 핸들, 연료 라인 등에서 고압의 유체 또는 기체를 안전하게 공급하기 위한 것으로서 고압에 버티고 내환경성을 갖기 위하여 금속제로 제작된다.

자동차용 튜브부를 따라 이송되는 유체 및 기체는 휘발성이 매우 높은 연료에서부터 자동차의 제동을 위해 힘을 전달하는 브레이크 오일까지 여러 종류가 있다. 튜브부를 따라 유체의 누설이 발생하면 자동차의 운행 안전성에 심각한 영향을 미친다.

한편, 자동차용 튜브부의 조인트 연결 부분등을 연결할 때 볼트와 너트를 사용하는데 종래에는 이들의 체결을 렌치부 등의 수작업 공구를 이용하는 경우가 대부분이었다. 따라서, 체결 토오크가 일정하지 않고 유체 및 기체의 누설 위험이 상존하였다.

대한민국 등록특허 제1297570호

본 발명은 자동차용 튜브부의 연결시 사용되는 볼트의 자동 체결 장치에 있어서, 튜브부를 따라 이송되는 유체 또는 기체의 누설을 방지하고, 볼트의 정확한 체결 토오크를 유지할 수 있으며, 기존의 수작업에 의하던 것을 자동화시켜 안정적인 품질로 일정한 체결 성능을 확보할 수 있는 자동차용 튜브부의 볼트 자동 체결 장치를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 공급부(100), 이송부(200), 안착부(300), 렌치부(400), 검사부(500), 마킹부(600) 중 적어도 하나를 포함한다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 플렉시블 호스(18) 또는 금속 튜브(19)가 볼트(13) 및 너트(11)의 나사 결합에 의하여 체결되는 튜브부(10)가 안착되며 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 어느 하나가 삽입되는 홀더(420)가 마련된 안착부(300); 상기 홀더(420)와 대면되며 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 나머지 하나가 삽입되는 회전 렌치(431)가 회전 가능하게 설치되는 렌치부(400); 를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 홀더(420)에 대한 상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11)가 자동으로 나사 결합되는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200); 를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 안착부(300)의 상기 홀더(420) 및 상기 렌치부(400)의 상기 회전 렌치(431)는 상기 이송부(200)의 이송 방향인 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 대면되며, 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 나머지 하나가 상기 튜브부(10)에 체결되기 전 또는 체결된 후에 상기 렌치부(400)는 상기 제2 방향을 따라 병진 이동되고, 상기 병진 이동에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 회전 렌치(431)에서 분리되는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 렌치부(400)는 그 일부가 개구된 렌치부 개구(433)를 구비하고, 상기 회전 렌치(431)는 그 일부가 개구된 회전 렌치 개구(432)를 구비한다.

일 실시예로서, 상기 튜브부(10)가 상기 렌치부(400)에 로딩 또는 언로딩될 때, 상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 회전 렌치 개구(432)가 상기 렌치부 개구(433)와 일치된다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)가 적재되는 공급 트레이(110)를 구비한 공급부(100); 를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 공급 트레이(110)는 그 양단부가 돌출된 트레이 돌출부(113)를 구비하며, 상기 볼트(13)의 측면 또는 상기 너트(11)의 측면이 상기 트레이 돌출부(113)에 접촉 간섭됨으로써 상기 튜브부(10)가 상기 튜브부(10)의 이송 방향에 수직한 방향으로 위치 정렬된다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200); 상기 튜브부(10)가 적재되는 공급 트레이(110), 상기 튜브부(10)의 이송 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치된 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)를 구비한 공급부(100); 를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 제1 공급 스토퍼(114a) 및 상기 제2 공급 스토퍼(114b)가 교대로 승강됨으로써, 상기 튜브부(10)가 상기 이송부(200)에 낱개로 공급된다.

일 실시예로서, 상기 안착부(300)는 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 안착되는 함몰부(310)를 다수 구비하며, 상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200)는 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 함몰부(310)에 안착되는 방향으로 승강되는 승강 운동과 상기 튜브부(10)의 이송 방향을 따라 왕복 이동되는 병진 운동을 주기적으로 반복하며 상기 이송부(200)의 사이클 동작을 형성한다.

일 실시예로서, 상기 튜브부(10)를 상기 렌치부(400)의 정확한 위치에 공급하기 위하여 안내하는 가이드 브라켓(390)이 마련되고, 상기 가이드 브라켓(390)은 상측이 개구된 가이드 브라켓 개구(391)와 평판 형상의 일부를 벤딩시킨 가이드 브라켓 절곡부(393)를 구비하며, 상기 가이드 브라켓 절곡부(393)는 상기 튜브부(10)의 돌출된 부위인 볼트(13)의 측면 또는 너트(11)의 측면에 접촉 간섭되어 상기 튜브부(10)의 길이 방향 위치를 정렬한다.

일 실시예로서, 상기 회전 렌치(431) 또는 상기 홀더(420)에는 토오크 제한 수단이 마련되고, 상기 토오크 제한 수단에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)의 체결 토오크가 일정값 이내로 제한되며, 상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)의 체결 토오크가 일정값에 도달하면 상기 회전 렌치(431)의 회전이 정지되고, 상기 렌치부(400)가 상기 홀더(420)에서 멀어지거나 가까와지는 방향으로 병진이동하면서 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 회전 렌치(431)에서 분리된다.

일 실시예로서, 상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200)에 의하여 상기 회전 렌치(431)에 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 안착되었는지 여부, 상기 튜브부(10)를 상기 안착부(300) 또는 상기 렌치부(400)에 로딩 또는 언로딩시 회전 렌치 개구(432)가 개구된 위치에 있는지 여부, 상기 안착부(300)의 홀더(420)에 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 정위치에 안착되었는지 여부 중 적어도 하나를 검사하는 레이저 센서(410)가 마련된다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)의 일측에서 주입부(520)가 공급한 유체의 압력과 상기 튜브부(10)의 타측에서 배출되는 유체의 압력의 차이를 측정하여 상기 튜브부(10)의 리크 유무를 검사하는 검사부(500); 를 포함한다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)의 단부를 고정시키는 검사부 스토퍼(510)와, 상기 튜브뷰의 단부에 누설 검사용 유체 압력을 공급하는 주입부(520)를 구비하는 검사부(500); 를 포함한다.

일 실시예로서, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는, 상기 튜브부(10)에 마킹을 하는 마커(610)와, 상기 마커(610)를 상하 이동시키는 마커 실린더(620)를 구비하는 마킹부(600); 를 포함한다.

본 발명의 볼트 자동 체결 장치는 플렉시블 호스와 금속 튜브간의 연결을 위하여 볼트를 자동으로 체결하고, 공기 압력을 금속 튜브 내부에 주입하여 튜브부의 누설 여부를 자동 검사함으로써, 튜브부의 볼트 체결 생산성 향상 및 품질의 균일화를 달성한다, 또한 작업 인원 감소로 인한 제조 원가 절감, 이동 동선의 획기적 단축 및 작업 공간의 절감을 달성한다.

도 1은 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 피작업물로서 자동차용 튜브부(10)를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 주요부를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 공급부(100)를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 공급부(100)의 공급 트레이(110)의 일부를 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 이송부(200) 및 안착부(300)를 모시적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 렌치부(400)를 모식적으로 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 피작업물로서 자동차용 튜브부(10)를 도시한 정면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 피작업물로서 자동차용 튜브부(10)를 구성하는 너트(11), 너트 연장부(12), 볼트(13), 볼트 탭(14), 튜브 플랜지(16), 플렉시블 호스 연결부(17), 플렉시블 호스(18), 금속 튜브(19)가 도시된다.

예를 들어 자동차의 브레이크 장치에 사용되는 튜브부(10)는 자동차의 제동을 위해 브레이크 페달 작동시 금속 튜브(19) 내의 브레이크 오일이 바퀴 부분의 실린더를 작동하여 브레이크 라이닝과 드럼이 작동할 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

한편, 파워 스티어링 튜브는 조향 장치인 핸들에 무리한 힘을 가하지 않더라도 원하는 방향으로 부드럽게 이동시키기 위하여 핸들과 바퀴 부분에 압력을 연결해주는 튜브로서 유압 피딩, 리턴, 쿨링 라인으로 사용된다.

이때, 브레이크용 튜브부(10) 또는 파워 스티어링 튜브부(10)는 차체, 현가장치, 조향부처럼 상대적으로 움직이는 두 부분을 연결해야 한다.

적어도 일부에 유연성을 갖는 연결을 위한 일 실시예로서, 금속 튜브(19) 사이에 플랙시블 호스가 배치되며, 플렉시블 호스(18) 내부에는 고압의 유체가 흐른다. 내유성이 있는 고무 또는 금속관에 고무로 만든 커버를 겹쳐서 플렉시블 호스(18)가 제작되고, 플렉시블 호스(18)는 높은 유압에 의한 팽창을 최소화하도록 되어 있다.

일 실시예로서, 금속 튜브(19) 또는 플렉시블 호스(18)의 연결을 위하여 볼트(13)와 너트(11)가 사용된다. 일 실시예로서, 플렉시블 호스(18)의 양단부에는 플렉시블 호스 연결부(17)가 마련되며, 플렉시블 호스 연결부(17)는 플렉시블 호스(18)의 양단부를 너트(11)의 내부에 기밀성을 확보하며 연결한다. 너트(11)는 틀렉시블 호스 연결부와 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 너트(11)를 일방향으로 연장시킨 것이 플렉시블 호스 연결부(17)를 형성하고, 너트(11)를 타방향으로 연장시킨 것이 너트 연장부(12)를 형성한다.

일 실시예로서, 볼트(13)의 체결을 위하여 너트(11)의 일단부가 길게 연장된 너트 연장부(12)가 마련되며, 너트 연장부(12)의 내부에는 암나사산이 형성되어 볼트(13) 외경에 형성된 볼트 탭(14)과 나사결합된다.

한편, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 렌치부(400)는 볼트(13)를 회전시켜 너트(11)에 결합시킨다. 금속 튜브(19)의 단부에는 금속 튜브(19)의 외경 방향으로 돌출된 튜브 플랜지(16)가 형성되며, 볼트(13)가 너트(11)에 체결되면 튜브 플랜지(16)가 너트(11) 내부에 밀착되어 유체의 누설이 방지된다.

자동차용 튜브부(10)의 구성은 위에서 설명한 것에 한정되지 않고 예를 들면 플렉시블 호스(18)가 생략된 형태나 기타의 다른 구성이 생략된 형태도 무방하다. 다만 본 발명의 피작업물로서 길게 연장된 관 형상으로서 작동 유체의 흐름 통로가 되고이음매가 볼트(13)와 너트(11)의 체결에 의하면 모두 본 발명에서 말하는 자동차용 튜브부(10)에 속한다.

도 2는 본 발명의 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 주요부를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 측면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는 공급부(100), 이송부(200), 안착부(300), 렌치부(400), 검사부(500), 마킹부(600) 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 볼트 자동 체결 장치는 예를 들어 브레이크 튜브 중간에 체결되는 플렉시블 호스(18)와 금속 튜브(19)간의 볼트(13)를 자동으로 체결하고, 자동 체결시 일정값의 체결 토오크를 유지하여 일정한 토크로 볼트(13)가 체결되게 하고, 공기 압력의 누설 여부를 검사함으로써 체결된 튜브부(10)의 리크 검사를 자동으로 수행한다.

종래에는 볼트(13)의 체결시 작업자가 렌치 공구를 이용하여 수작업으로 볼트(13)를 체결하였으며, 체결 토오크의 관리도 규제하기 어렵고, 체결된 제품은 별도의 리크 검사 없이 다음 공정으로 공급되었다. 종래의 방법에 의하면 작업자의 숙련도에 따른 생산성 편차가 심하고 작업자의 컨디션에 따른 불량 작업이 발생되어 품질에 큰 문제가 생길 수 있었다. 한편, 자동차용 튜브부(10)는 예를 들면 자동차의 제동을 담당하는 브레이크 라인으로써 브레이크 오일 리크시 치명적인 사고로 이어지므로 기밀성이 매우 중요한 사항이며, 이러한 다양한 요구 성능으로 인하여 체결 자동화시 고려해야 할 항목이 매우 많다.

본 발명은 이러한 문제점에 대한 대책으로서, 플렉시블 호스(18) 및 볼트(13)가 삽입된 자동차용 튜브부(10)가 공급부(100)에 적재되면, 공급부(100) 전방에 설치된 공급 스토퍼(114a,114b)에 의하여 자동차용 튜브부(10)가 한개씩 순차적으로 이송부(200)에 로딩되고, 렌치부(400)에 의하여 볼트(13)가 일정한 체결력으로 너트(11)에 자동 체결되며, 누설 검사 또한 자동으로 이루어진다.

레이저 센서(410)의 신호를 받아 자동으로 렌치부(400)의 회전 렌치(431)가 회전하며 미리 셋팅된 토오크로 플렉시블 호스(18)와 튜브가 볼트(13)로 체결된다. 체결이 완료된 제품은 이송부(200)에 의해 검사부(500)로 이송된다.

검사 시간을 줄이고 검사 효율을 높이기 위하여 검사부(500)는 여러 개의 튜브부(10)를 한번에 검사하는 것이 바람직하다. 일 실시예로서, 일정 수량의 튜브부(10)(도시된 예에 의하면 3개)가 검사부(500)에 공급되면 이송부(200) 상측에 위치한 검사부 스토퍼(510)가 아래로 하강하며 튜브부(10)의 양 끝단을 유동이 발생하지 않도록 고정한다. 튜브부(10)가 검사부(500)에 고정되면, 튜브부(10)의 단부에 대면되는 공압 주입부(520)가 전진하면서 튜브부(10)의 단부에 밀착된다. 밀착이 완료되면 일정 시간 및 일정 압력으로 공압 주입부(520)에서 튜브부(10)로 공기 압력이 공급된다. 공압 주입부(520)의 주입 압력 대비 튜브부(10) 내의 공기 압력을 측정하면 튜브부(10)의 리크 유무가 자동으로 판별된다.

검사가 완료된 튜브부(10)는 마킹부(600)에 의하여 양불 여부가 표시된다. 검사부(500)의 리크 검사 결과 양품으로 판정된 튜브부(10)는 검사부(500) 상측에 배치된 마킹부(600)에 의하여 양품으로 표시된다. 검사부(500)의 검사가 완료되면 마킹부(600)가 하측으로 내려와 튜브부(10)의 마킹이 이루어진다. 마킹이 완료된 제품은 이송부(200)에 의하여 볼트(13) 자동 체졀 장치 외부로 배출되며, 양품과 불량품이 서로 구분되어 배출된다.

이와 같이 본 발명의 볼트 자동 체결 장치는 플렉시블 호스(18)와 금속 튜브(19)간의 연결을 위하여 볼트(13)를 자동으로 체결하고, 공기 압력을 금속 튜브(19) 내부에 주입하여 튜브부(10)의 누설 여부를 자동 검사함으로써, 튜브부(10)의 볼트 체결 생산성 향상 및 품질의 균일화를 달성한다, 또한 작업 인원 감소로 인한 제조 원가 절감, 이동 동선의 획기적 단축 및 작업 공간의 절감을 달성한다.

다음으로 본 발명의 볼트 자동 체결 장치를 구성하는 공급부(100), 이송부(200), 안착부(300), 렌치부(400), 검사부(500), 마킹부(600)의 구성 및 작용을 더욱 구체적으로 설명한다.

이송부(200)에 의한 튜브부(10)의 이송 방향을 제1 방향(x축 방향)으로 정의하고, 튜브부(10)의 길이 방향을 제2 방향(y축 방향)으로 정의하며, 안착부(300) 또는 렌치부(400)에 연직한 방향을 제3 방향(z축 방향)으로 정의하고, 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향은 직교 좌표계를 형성한다.

먼저 공급부(100)에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 볼트 자동 체결 장치의 공급부(100)를 도시한 측면도이다. 도 5는 본 발명의 공급부(100)의 공급 트레이(110)의 일부를 도시한 부분 사시도이다. 공급부(100)는 도 4 및 도 5와 같이 일정한 경사를 갖는 공급 트레이(110)를 구비하며, 공급 트레이(110)에 여러 개 적재된 튜브부(10)는 중력에 의하여 아래 방향으로 정렬된다. 공급 트레이(110)에 놓여진 튜브부(10)는 공급 스토퍼(114a,114b)에 의하여 한개씩 순차적으로 조립 라인으로 공급된다.

튜브부(10)의 낱개 공급을 위한 일 실시예로서, 공급 스토퍼(114a,114b)는 튜브부(10)의 이송 방향인 x축 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치된 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)를 포함한다. 튜브부(10)를 낱개로 공급하기 위하여 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)는 튜브부(10)의 직경에 대응되는 일정 간격으로 이격되며, 서로 교대로 승강된다. 공급부(100)로부터 이송부(200)를 향하는 제1 방향(x축 방향)을 따라 제2 공급 스토퍼(114b) 및 제1 공급 스토퍼(114a)가 순차적으로 배치된다. 공급 스토퍼(114a,114b)는 튜브부(10)의 길이 방향에 수직한 방향 또는 튜브부(10)의 이송 방향에 수직한 방향을 따라 승강된다. 공급 스토퍼(114a,114b)가 상승된 위치에 있으면 튜브부(10)의 이동이 저지되고, 하강된 위치에 있으면 튜브부(10)의 튜브부(10) 및 공급 스토퍼(114a,114b)의 접촉 간섭이 해제되어 튜브부(10)가 중력에 의하여 이송부(200) 쪽으로 이동된다.

제1 공급 스토퍼(114a)가 하강된 위치에 있고 제2 공급 스토퍼(114b)가 상승된 위치에 있으면, 제2 공급 스토퍼(114b) 상측에 적재된 튜브부(10)는 제2 공급 스토퍼(114b)에 의하여 이동이 억제되며, 제2 공급 스토퍼(114b)의 하측에 적재된 튜브부(10)는 제1 공급 스토퍼(114a)를 기구적 간섭없이 통과하여 이송부(200)쪽으로 자유 이동된다. 제1 공급 스토퍼(114a)와 제2 공급 스토퍼(114b)의 이격 간격을 조절하면 이송부(200)쪽으로 자유 이동되는 튜브부(10)의 개수를 조절할 수 있다. 예를 들어 제1 공급 스토퍼(114a)와 제2 공급 스토퍼(114b)의 이격 간격을 튜브부(10)의 배열 간격과 동일하게 하면, 하나의 튜브부(10)만 공급부(100)로부터 이송부(200)쪽으로 이동된다.

한편, 제1 공급 스토퍼(114a)가 상승된 위치에 있고 제2 공급 스토퍼(114b)가 하강된 위치에 있으면, 제2 공급 스토퍼(114b) 상측에 있던 튜브부(10)가 제1 공급 스토퍼(114a) 방향으로 보충된다. 이와 같이 튜브부(10)의 공급 방향을 따라 서로 이격된 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)에 의하여 공급부(100)는 이송부(200)로 하나의 튜브부(10)를 낱개로 공급한다. 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)의 이격 간격을 늘이면, 튜브부(10)의 직경 증가에 대응할 수 있는 한편, 공급부(100)에서 이송부(200)로 공급되는 튜브부(10)의 개수를 조절할 수 있다.

뿐만 아니라, 공급부(100)는 플렉시블 호스(18) 양 끝단에 체결되는 볼트(13)의 위치 또는 튜브 길이에 맞게 좌우로 공급 트레이(110)를 확장 및 축소 가능한 구조로 되어 있으며 근접 센서(미도시)를 통하여 튜브부(10)의 공급 유무를 자동으로 체크할 수 있다.

또한, 튜브부(10)를 길이 방향으로 가지런하게 정렬하기 위하여 튜브부(10)의 위치를 정렬하는 정렬 수단이 공급 트레이(110)에 마련된다. 일 실시예로서, 공급 트레이(110)의 일부를 돌출시킨 트레이 돌출부(113)가 마련되고, 트레이 돌출부(113)는 튜브부(10)의 정해진 위치 중 하나인 너트(11)의 측면이나 볼트(13)의 측면에 접촉하여 튜브부(10)를 이송방향에 수직한 방향(y축 방향)으로 안내한다. 공급 트레이(110)에 튜브부(10)를 로딩시 너트(11)의 측면 또는 볼트(13)의 측면이 트레이 돌출부(113)에 접촉되도록 하면 공급부(100)에 적재된 튜브부(10)가 이송방향에 수직한 방향(y축 방향)으로 위치 정렬된다. 일 실시예로서, 트레이 돌출부(113)는 평판 형상의 트레이 플레이트(111)의 양단부를 일측으로 구부림으로써 형성된다.

다음으로 이송부(200) 및 안착부(300)에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. 대표적으로 도 6을 참조하면, 튜브부(10)의 너트(11)가 안착되는 안착부(300)의 형상이 도시된다. 너트(11)의 각진 형상에 대응되도록 안착부(300)는 함몰부(310)를 구비한다. 서로 인접한 두 개의 함몰부(310) 사이에는 돌출부(320)가 형성된다. 이송부(200)는 튜브부(10)의 이송 방향(x축 방향)의 상류측에 위치한 함몰부(310)에서 튜브부(10)를 상측으로 들어올리고, 이송 방향(x축 방향)으로 이동시키며, 튜브부(10)를 하측으로 내리는 사이클 동작을 반복한다.

이송부(200)는 막대 형상의 이송 플레이트(210)를 한 쌍 구비하며, 이송 플레이트(210)의 일부를 절개한 이송홈(220)을 구비한다. 이송 플레이트(210)는 안착부(300)의 연장 방향 또는 튜브뷰의 이송 방향인 x축 방향을 따라 길게 연장되는 형상이며, 이송홈(220)은 이송 플레이트(210)의 상측을 일부 절개한 형상이다. 이송홈(220)에는 튜브부(10)의 금속 튜브(19)가 안착되며, 이송 플레이트(210)의 이동 궤적은 이송부(200)의 사이클 동작을 형성한다.

대표적으로 도 7을 참조하며 렌치부(400)에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

플렉시블 호스(18)와 볼트(13)를 포함한 튜브부(10)는 1개 또는 2개의 금속 튜브(19)가 연결된 채로 이송부(200)에 의하여 안착부(300)를 거쳐 렌치부(400)로 이송된다. 렌치부(400)는 튜브부(10)의 길이 방향인 y축 방향으로 병진 이동 가능하게 설치되며, 렌치부(400) 내부에는 회전 렌치(431)가 회전 가능하게 설치된다.

일 실시예로서, 튜브부(10)를 렌치부(400)의 정확한 위치에 공급하기 위하여 가이드 브라켓(390)이 마련된다. 가이드 브라켓(390)은 상측이 개구된 가이드 브라켓 개구(391)와, 평판 형상의 일부를 벤딩시킨 가이드 브라켓 절곡부(393)를 구비한다. 가이드 브라켓 개구(391)에는 튜브부(10)의 금속 튜브(19)가 통과하며, 가이드 브라켓 절곡부(393)는 튜브부(10)의 돌출된 부위인 볼트(13)의 측면 또는 너트(11)의 측면에 접촉 간섭되어 튜브부(10)의 길이 방향인 y축 방향 위치를 정렬한다. 따라서, 이송부(200)가 튜브부(10)를 렌치부(400)에 이송하기 전에 가이드 브라켓(390)에 의하여 튜브부(10)의 길이 방향 위치가 정렬된다.

튜브부(10)의 너트(11)는 안착부(300)에 형성된 홀더(420)에 삽입되며, 볼트(13)는 렌치부(400)의 회전 렌치(431)에 삽입된다. 즉, 너트(11)는 비회전 요소인 안착부(300)의 홀더(420)에 삽입되고, 볼트(13)는 회전 요소인 렌치부(400)의 회전 렌치(431)에 삽입된다. 회전 렌치(431) 내부에 안착된 볼트(13)는 회전 렌치(431)의 회전에 따라 일정한 토크로 자동 체결된다.

일 실시예로서, 체결 토오크를 측정하고 일정값 이내로 제어하는 수단이 필요하다. 이를 위하여 회전 렌치(431) 또는 홀더(420)에는 토오크 제한 수단이 마련되며, 이에 따라 볼트(13)의 체결 토오크가 일정값 이내로 규제된다.

일 실시예로서, 회전 렌치(431)의 회전에 따라 볼트(13)의 체결 토오크가 일정값에 도달하면, 회전 렌치(431)의 회전을 정지시켜야 한다. 이때, 회전 렌치(431)의 회전 각도에 따라 회전 렌치(431)가 렌치부 개구(433)를 폐쇄하는 각도가 있을 수 있다. 한편, 볼트(13)의 체결이 완료된 튜브부(10)를 렌치부(400)에서 언로딩하는데 회전 렌치(431)가 렌치부 개구(433)를 폐쇄한 상태에서는 이송부(200)가 튜브부(10)를 언로딩할 수 없다. 또한, 일정값의 토크로 체결 완료된 볼트(13)에 대하여 볼트(13) 및 회전 렌치(431)의 분리를 위하여 회전 렌치(431)를 정방향 또는 역방향으로 재회전시키면 볼트(13)의 체결 토오크가 변동될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 볼트(13)의 체결이 완료되면 회전 렌치(431)가 회전 가능하게 설치된 렌치부(400)는 튜브부(10)의 이송 방향인 x축 방향에 수직한 방향이자 튜브부(10)의 길이 방향인 y축 방향으로 먼저 이동되고, 이에 따라 볼트(13) 및 회전 렌치(431)가 분리된다. 즉, 회전 렌치(431)가 회전 가능하게 설치된 렌치부(400)가 튜브부(10)의 길이 방향을 따라 병진 운동을 하면 볼트(13)가 회전 렌치(431)에서 분리된다.

다음으로 이송부(200)는 상측 방향인 z축 방향으로 튜브부(10)를 들어올려야 한다. 따라서, 렌치부(400)가 튜브부(10) 길이 방향을 따라 병진 운동을 한 다음, 회전 렌치 개구(432)가 렌치부 개구(433)와 일치하도록 회전 렌치(431)가 회전하면 회전 렌치(431)의 상측이 개구되므로 이송부(200)가 튜브부(10)를 상측으로 들어올릴 수 있다. 이송부(200)는 렌치부(400)에서 분리된 튜브뷰를 검사부(500)로 이송하고, 체결이 필요한 새로운 튜브부(10)를 렌치부(400)에 공급한다.

이송부(200)에 의하여 공급된 튜브부(10)는 안착부(300) 및 렌치부(400)에 안착되며, 렌치부(400)의 회전 렌치(431)에 볼트(13)가 안착되었는지 여부, 튜브부(10)를 안착부(300) 또는 렌치부(400)에 로딩 또는 언로딩시 볼트(13)가 걸려서 튜브부(10)가 파손되지 않도록 회전 렌치 개구(432)가 상방향으로 개구된 위치에 있는지 여부, 볼트(13)가 안착된 회전 렌치(431)의 회전시 너트(11)가 겉돌지 않도록 안착부(300)의 홀더(420)에 너트(11)가 정위치에 안착되었는지 여부 등이 레이저 센서(410)에 의하여 자동으로 체크된다.

다음으로 도 2 및 도 3을 함께 참조하며 검사부(500)를 구체적으로 설명한다. 렌치부(400)에서 플렉시블 호스(18)나 금속 튜브(19)가 볼트(13)로 체결 완료되면 이송부(200)는 볼트(13) 체결된 튜브부(10)를 검사부(500)로 이송한다.

검사부(500)는 튜브부(10)의 단부를 고정시키는 검사부 스토퍼(510)와 튜브뷰의 단부에 누설 검사용 유체 압력을 공급하는 주입부(520)를 포함한다. 검사 효율을 높이기 위하여 검사부(500)에 일정 수량의 튜브부(10)가 공급되는 것이 바람직하다.

튜브부(10)가 검사부(500)에 공급되면 검사부 스토퍼(510)가 하측으로 내려와 튜브부(10)의 길이 방향 양 단부를 고정하고 주입부(520)가 튜브부(10)의 단부를 향하여 전진하며 튜브부(10)에 밀착되고, 주입부(520)를 통하여 검사용으로 세팅된 일정한 공압을 가한다.

튜브부(10)의 일측에 밀착되는 주입부(520)에서 공급된 공기의 압력과 튜브부(10)의 길이 방향 타측에서 배출되는 공기 압력의 차이를 측정하면, 튜브부(10)의 리크 유무를 검사할 수 있다.

리크 검사가 완료된 튜브부(10)는 마킹부(600)에 의하여 양불 여부가 표시된다. 마킹부(600)는 튜브부(10)에 마킹을 하는 마커(610)와 마커(610)를 상하 이동시키는 마커 실린더(620)를 포함한다. 마커(610)는 마커 실린더(620)에 의하여 승강되며 튜브부(10) 표면에 양불 여부를 표시한다.

마킹부(600)의 마킹 작업이 완료된 튜브부(10)는 볼트 자동 체결 장치 외부로 배출된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10…튜브부 11…너트
12…너트 연장부 13…볼트
14…볼트 탭 16…튜브 플랜지
17…플렉시블 호스 연결부 18…플렉시블 호스(flexible hose)
19…금속 튜브 100…공급부
110…공급 트레이 111…트레이 플레이트
113…트레이 돌출부 114a...제1 공급 스토퍼
114b...제2 공급 스토퍼 200…이송부
210...이송 플레이트 220...이송홈
300…안착부 310...함몰부
320...돌출부 390…가이드 브라켓
391...가이드 브라켓 개구 393...가이드 브라켓 절곡부
400…렌치부 410...레이저 센서
420...홀더 431...회전 렌치
432...회전 렌치 개구 433...렌치부 개구
500…검사부 510...검사부 스토퍼
520...주입부 600…마킹부
610...마커 620...마커 실린더

Claims

플렉시블 호스(18) 또는 금속 튜브(19)가 볼트(13) 및 너트(11)의 나사 결합에 의하여 체결되는 튜브부(10)가 안착되며 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 어느 하나가 삽입되는 홀더(420)가 마련된 안착부(300);
상기 홀더(420)와 대면되며 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 나머지 하나가 삽입되는 회전 렌치(431)가 회전 가능하게 설치되는 렌치부(400);
상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200); 를 포함하고,
상기 홀더(420)에 대한 상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11)가 자동으로 나사 결합되고,
상기 안착부(300)의 상기 홀더(420) 및 상기 렌치부(400)의 상기 회전 렌치(431)는 상기 이송부(200)의 이송 방향인 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 대면되며, 상기 볼트(13) 및 상기 너트(11) 중 나머지 하나가 상기 튜브부(10)에 체결되기 전 또는 체결된 후에 상기 렌치부(400)는 상기 제2 방향을 따라 병진 이동되고, 상기 병진 이동에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 회전 렌치(431)에서 분리되는 볼트 자동 체결 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 렌치부(400)는 그 일부가 개구된 렌치부 개구(433)를 구비하고,
상기 회전 렌치(431)는 그 일부가 개구된 회전 렌치 개구(432)를 구비하며,
상기 튜브부(10)가 상기 렌치부(400)에 로딩 또는 언로딩될 때, 상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 회전 렌치 개구(432)가 상기 렌치부 개구(433)와 일치되는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)가 적재되는 공급 트레이(110)를 구비한 공급부(100); 를 포함하고,
상기 공급 트레이(110)는 그 양단부가 돌출된 트레이 돌출부(113)를 구비하며, 상기 볼트(13)의 측면 또는 상기 너트(11)의 측면이 상기 트레이 돌출부(113)에 접촉 간섭됨으로써 상기 튜브부(10)가 상기 튜브부(10)의 이송 방향에 수직한 방향으로 위치 정렬되는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200);
상기 튜브부(10)가 적재되는 공급 트레이(110), 상기 튜브부(10)의 이송 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치된 제1 공급 스토퍼(114a) 및 제2 공급 스토퍼(114b)를 구비한 공급부(100); 를 포함하고,
상기 제1 공급 스토퍼(114a) 및 상기 제2 공급 스토퍼(114b)가 교대로 승강됨으로써, 상기 튜브부(10)가 상기 이송부(200)에 낱개로 공급되는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 안착부(300)는 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 안착되는 함몰부(310)를 다수 구비하며,
상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200)는 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 함몰부(310)에 안착되는 방향으로 승강되는 승강 운동과 상기 튜브부(10)의 이송 방향을 따라 왕복 이동되는 병진 운동을 주기적으로 반복하며 상기 이송부(200)의 사이클 동작을 형성하는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)를 상기 렌치부(400)의 정확한 위치에 공급하기 위하여 안내하는 가이드 브라켓(390)이 마련되고,
상기 가이드 브라켓(390)은 상측이 개구된 가이드 브라켓 개구(391)와 평판 형상의 일부를 벤딩시킨 가이드 브라켓 절곡부(393)를 구비하며,
상기 가이드 브라켓 절곡부(393)는 상기 튜브부(10)의 돌출된 부위인 볼트(13)의 측면 또는 너트(11)의 측면에 접촉 간섭되어 상기 튜브부(10)의 길이 방향 위치를 정렬하는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전 렌치(431) 또는 상기 홀더(420)에는 토오크 제한 수단이 마련되고,
상기 토오크 제한 수단에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)의 체결 토오크가 일정값 이내로 제한되며,
상기 회전 렌치(431)의 회전에 따라 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)의 체결 토오크가 일정값에 도달하면 상기 회전 렌치(431)의 회전이 정지되고,
상기 렌치부(400)가 상기 홀더(420)에서 멀어지거나 가까와지는 방향으로 병진이동하면서 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 상기 회전 렌치(431)에서 분리되는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)를 이송하는 이송부(200)에 의하여 상기 회전 렌치(431)에 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 안착되었는지 여부, 상기 튜브부(10)를 상기 안착부(300) 또는 상기 렌치부(400)에 로딩 또는 언로딩시 회전 렌치 개구(432)가 개구된 위치에 있는지 여부, 상기 안착부(300)의 홀더(420)에 상기 볼트(13) 또는 상기 너트(11)가 정위치에 안착되었는지 여부 중 적어도 하나를 검사하는 레이저 센서(410)가 마련되는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)의 일측에서 주입부(520)가 공급한 유체의 압력과 상기 튜브부(10)의 타측에서 배출되는 유체의 압력의 차이를 측정하여 상기 튜브부(10)의 리크 유무를 검사하는 검사부(500); 를 포함하는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)의 단부를 고정시키는 검사부 스토퍼(510)와, 상기 튜브뷰의 단부에 누설 검사용 유체 압력을 공급하는 주입부(520)를 구비하는 검사부(500); 를 포함하는 볼트 자동 체결 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브부(10)에 마킹을 하는 마커(610)와, 상기 마커(610)를 상하 이동시키는 마커 실린더(620)를 구비하는 마킹부(600); 를 포함하는 볼트 자동 체결 장치.