KR101635903B1

KR101635903B1 - 나사 체결 장치

Info

Publication number: KR101635903B1
Application number: KR1020150012029A
Authority: KR
Inventors: 박승민; 임해조
Original assignee: 바이옵트로 주식회사
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-07-04

Abstract

본 발명의 나사 체결 장치는 작업 영역에 배치된 대상물에 나사를 체결하는 체결 유니트; 공급 위치에 배치되고 상기 나사가 수용된 공급 유니트; 및 상기 작업 영역 내에서 상기 체결 유니트를 이동시키고, 상기 체결 유니트에 상기 나사의 공급이 필요하면 상기 공급 위치로 상기 체결 유니트를 이동시키는 운반 유니트;를 포함하고, 상기 공급 유니트는 상기 공급 위치로 이동된 상기 체결 유니트가 도킹되면 상기 체결 유니트로 상기 나사를 공급할 수 있다.

Description

나사 체결 장치{SCREW DEVICE}

본 발명은 대상물에 나사를 자동으로 체결하는 나사 체결 장치에 관한 것이다.

각종 제품의 조립시 거의 모든 경우 나사가 사용된다. 따라서, 나사를 신속하게 제품에 적용시키면 대량 생산에 유리함은 자명하다.

나사를 신속하게 제품에 적용시키기 위해 나사를 공급하거나 체결하는 장치의 필요성이 부각되고 있다.

한국등록특허공보 제0890540호에는 나사를 자동으로 공급하는 장치가 개시되고 있으나, 공급된 나사를 전동 드라이버까지 이송시키는 방안, 오류 없이 대상물에 나사를 체결하는 방안은 개시되지 않고 있다.

한국등록특허공보 제0890540호

본 발명은 대상물에 나사를 오류 없이 체결할 수 있는 나사 체결 장치를 제공하기 위한 것이다.

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 나사 체결 장치는 타겟 위치에 나사를 체결하는 체결 모듈;을 포함하고, 상기 체결 모듈에는 상기 나사를 회전시키는 비트, 상기 비트를 회전시키는 제1 모터가 마련되며, 상기 제1 모터의 회전수와 토크는 제1 제어부에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 나사 체결 장치는 제1 위치로부터 제2 위치까지 이동하는 이동 모듈; 및 상기 이동 모듈을 제어하는 제2 제어부;를 포함하고, 상기 제2 제어부는 상기 이동 모듈의 이동 경로를 복수의 구간으로 구분하며, 상기 이동 모듈에는 제2 모터, 상기 제2 위치에 인접한 타겟 위치에 나사를 체결하는 체결 모듈이 설치되고 상기 제2 모터에 의해 상기 이동 경로를 따라 이동하는 이동부가 마련되고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 모터를 제어하며, 상기 복수의 구간 중 상기 제1 위치에 가까운 제1 구간과 상기 제1 구간과 비교하여 상기 제1 위치로부터 먼 제2 구간이 정의될 때, 상기 제2 제어부에 의해 상기 이동부가 상기 제2 구간을 이동하는 제2 속도는 상기 제1 구간을 이동하는 제1 속도보다 느리게 제어될 수 있다.

본 발명의 나사 체결 장치는 제1 위치와 제2 위치를 왕복하는 이동 모듈;을 포함하고, 상기 이동 모듈에는 제1 구동부에 의해 움직이는 제1 이동부, 상기 제1 이동부에 설치된 댐핑부, 상기 댐핑부에 연결된 제2 이동부가 마련되며, 상기 제2 이동부에는 상기 제2 위치에 인접한 타겟 위치에 나사를 체결하는 체결 모듈이 설치될 수 있다.

제1 위치와 제2 위치를 왕복하는 이동 모듈;을 포함하고, 상기 이동 모듈에는 제1 구동부에 의해 상기 제1 위치와 상기 제2 위치를 왕복하는 제1 이동부, 상기 제1 이동부에 이동 가능하게 설치된 제2 이동부가 마련되며, 상기 제2 이동부에는 상기 제2 위치에 인접한 타겟 위치에 나사를 체결하는 체결 모듈이 설치되고, 상기 제1 이동부가 상기 제2 위치에 도달하면 상기 제2 이동부는 상기 타겟 위치를 향해 이동하며, 상기 제2 이동부의 이동 거리는 상기 제1 이동부의 이동 거리보다 짧고, 상기 이동 모듈에는 상기 제1 이동부를 움직이는 제1 구동부와 상기 제2 이동부를 움직이는 제2 구동부가 별도로 마련될 수 있다.

본 발명의 나사 체결 장치는 초기 위치와 타겟 위치를 왕복하고, 상기 타겟 위치에 나사를 체결하는 체결 모듈; 및 상기 체결 모듈에 나사를 공급하는 공급 모듈;을 포함하고, 상기 공급 모듈에는 상기 나사를 제3 위치로 이송하는 저장부, 상기 제3 위치에 배치되고 상기 제3 위치의 나사를 정렬하는 얼라인부가 마련되며, 상기 얼라인부는 상기 제3 위치와 상기 체결 모듈의 이동 경로 상의 제4 위치를 왕복하고, 상기 제4 위치는 상기 초기 위치에 위치한 상기 체결 모듈의 간섭이 회피되는 위치이며, 상기 초기 위치에 위치한 상기 체결 모듈은 상기 제4 위치로 이동한 상기 얼라인부로부터 상기 나사를 공급받고, 상기 얼라인부가 상기 제3 위치로 이동하면 상기 타겟 위치를 향해 이동할 수 있다.

본 발명의 나사 체결 장치에 따르면, 대상물에 나사를 박는 체결 유니트와 체결 유니트에 나사를 공급하는 공급 유니트가 독립적으로 마련될 수 있다. 그리고, 필요한 경우 체결 유니트가 공급 유니트에 도킹하여 나사를 공급받도록 구성될 수 있다.

이에 따르면, 체결 유니트의 구동이 공급 유니트의 진동 또는 오류 등에 의해 제한되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 나사 드라이버에 해당하는 체결 모듈이 위치 및 토크 제어되는 제1 모터에 의해 구동될 수 있다.

이에 따르면, 대상물의 훼손을 최소할 수 있고, 나사가 비정상적으로 체결된 타겟 위치를 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 초기 위치로부터 타겟 위치까지 체결 모듈을 움직이는 이동 모듈이 속도 및 위치 제어되는 제2 모터에 의해 구동될 수 있다

이에 따르면, 특정 위치를 기준으로 체결 모듈의 속도가 다르게 제어될 수 있다. 그 결과 대상물의 훼손을 방지하는 동시에 신속한 체결 속도를 제공할 수 있다. 이러한 효과는 체결 모듈이 2단계에 걸쳐 이동하도록 구성된 이동 모듈에 의해 극대화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 체결 모듈의 이동 경로에 진입했다 빠지는 얼라인부가 공급 모듈에 마련되므로, 나사의 걸림 현상 등이 배제될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 나사 체결 장치에 따르면, 나사의 걸림 현상이 해소되고, 작업 속도가 개선되고, 대상물의 훼손이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 복수의 체결 유니트가 마련된 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 나사 체결 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 나사 체결 장치를 나타낸 개략적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 나사 체결 장치에 의해 대상물에 체결되는 나사를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 체결 유니트에서 저장부의 일부를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 공급 유니트의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 디스플레이부를 나타낸 개략도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또다른 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 저장부를 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 얼라인부를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 얼라인부를 나타낸 단면도이다.
도 15는 비트에 나사가 구속된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 16은 본 발명의 나사 체결 장치의 다른 동작을 나타낸 개략도이다.
도 17은 본 발명의 나사 체결 장치의 또다른 동작을 나타낸 개략도이다.
도 18은 본 발명의 체결 유니트를 나타낸 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 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.

본 발명의 나사 체결 장치는 체결 유니트(100), 공급 유니트(200) 및 운반 유니트(300)를 포함할 수 있다.

대상물(10)에 나사(30)를 체결하기 위해서는 특정 위치에 나사(30)를 조이거나 박는 드라이버가 필요하다. 체결 유니트(100)는 드라이버에 해당하는 체결 모듈(170)을 포함할 수 있다.

체결 유니트(100)가 대상물(10)의 타겟 위치, 예를 들어 대상물(10)에 마련된 나사홀(20) 등에 나사(30)를 체결하기 위해서는 타겟 위치로 이동할 필요가 있다. 이를 위해 운반 유니트(300)는 평면상으로 타겟 위치에 체결 유니트(100)가 위치하도록 체결 유니트(100)를 이동시킬 수 있다.

또한, 나사(30) 체결의 자동화를 위해 타겟 위치에 체결되는 나사(30)는 공급 유니트(200)로부터 체결 유니트(100)로 공급될 수 있다.

이를 위해 공급 유니트(200)에는 나사(30)가 수용될 수 있다. 이때의 공급 유니트(200)에 수용된 나사(30)는 사용자 또는 별도로 마련된 나사(30) 이송 수단에 의해 공급 유니트(200)로 공급된 것일 수 있다.

또한, 공급 유니트(200)는 랜덤(random)한 자세로 입력된 나사(30)를 설정 자세로 정렬시킬 수 있다. 일예로, 나사(30)는 체결 유니트(100)의 비트(171)에 구속되는 머리부(33), 머리부(33)의 제1 면(31)으로부터 연장되고 머리부(33)보다 작은 지름을 갖는 몸체부(35)를 포함할 수 있다. 이때, 나사(30)는 머리부(33)가 비트(171)에 대면되는 자세를 유지하는 것이 좋다. 이런 자세를 설정 자세라 칭할 때, 공급 유니트(200)로 입력된 나사(30)는 설정 자세와 다른 랜덤한 자세를 갖는 것이 일반적이다.

공급 유니트(200)에는 랜덤한 자세의 나사(30)를 설정 자세로 바꾸는 정렬 수단이 마련될 수 있다. 이때의 정렬 수단의 동작에 의해 공급 유니트(200)는 진동할 수 있다.

공급 유니트(200)에 수용된 나사(30)가 체결 유니트(100)로 공급되도록 하기 위해 다양한 방안이 마련될 수 있다.

일예로, 공급 유니트(200)는 체결 유니트(100)에 종속될 수 있다. 다시 말해 공급 유니트(200)는 체결 유니트(100)에 설치되고 체결 유니트(100)와 함께 이동할 수 있다. 그러나, 이에 따르면 이송 유니트의 부하가 증가될 수 있다. 또한, 공급 유니트(200)의 진동으로 인해 체결 유니트(100)의 위치 제어가 어렵고, 나사(30) 체결 정밀도가 저하될 수 있다. 또한, 하나의 대상물(10)에 대해 복수의 체결 유니트(100)가 함께 나사(30) 작업을 수행하는 경우, 각 체결 유니트(100)의 간섭 범위가 공급 유니트(200)까지 확대될 수 있다. 다시 말해 각 체결 유니트(100)의 이동 허용 범위가 줄어들 수 있다. 또한, 체결 유니트(100)로 공급되는 나사(30)의 개수가 공급 유니트(200)의 허용 범위 내로 제한될 수 있다. 결과적으로, 공급 유니트(200)가 체결 유니트(100)에 종속되는 구성은 나사(30) 체결의 신뢰도 및 작업 속도가 저하되는 문제가 있다.

다른 예로, 공급 유니트(200)는 체결 유니트(100)와 별도로 마련되고, 나사(30)관에 의해 서로 연결될 수 있다. 이때의 나사(30)관은 공급 유니트(200)의 나사(30)가 체결 유니트(100)로 이동하는 경로가 될 수 있다. 이 경우, 공급 유니트(200)의 진동이 나사(30)관에서 감쇄되므로 체결 유니트(100)로 전달되는 진동을 줄일 수 있다. 또한, 체결 유니트(100)와 별도로 마련된 공급 유니트(200)에 지속적으로 나사(30)를 입력할 수 있으므로, 이론적으로 무한대의 나사(30) 공급이 가능하다. 그러나, 나사(30)관의 장력으로 인해 체결 유니트(100)의 위치가 틀어질 수 있으며, 이로 인해 나사(30) 체결 작업이 방해받을 수 있다. 더욱이 나사(30)관은 다양한 위치로 이동하는 체결 유니트(100)로 나사(30)를 공급하기 위해 휘어지도록 만들어지며 이로 인해 탄성력을 가질 수 있다. 이때의 탄성력은 위 장력에 더해짐으로써 체결 유니트(100)의 위치 제어를 어렵게 만드는 요소가 되고 있다. 또한, 자유롭게 휘어지는 나사(30)관의 특성상 나사(30)가 나사(30)관에 걸리는 현상이 발생되기 쉽다. 이러한 문제는 작업 속도를 현저하게 저하시키는 치명적인 요인으로 작용할 수 있다. 더욱이, 복수의 체결 유니트(100)가 마련된다 하더라도 나사(30)관의 길이에 의해 제한되는 작업 범위로 인해, 오류가 발생된 특정 체결 유니트(100)를 다른 체결 유니트(100)가 대신하기 힘들다. 따라서, 특정 체결 유니트(100)에서 발생된 고장 또는 나사(30)관의 나사(30) 걸림이 해소될 때까지 나사(30) 체결이 요구되는 수많은 대상물(10)이 대기해야 하므로, 자동화 공정의 의미가 퇴색될 수 있다.

이상에서 살펴본 문제를 해소하기 위한 방안으로 본 발명의 체결 유니트(100), 공급 유니트(200) 및 운반 유니트(300)는 특수한 구성을 가질 수 있다. 일예로, 체결 유니트(100)와 공급 유니트(200)는 서로 도킹되는 구조를 취할 수 있다.

체결 유니트(100)는 작업 영역 ⓐ에 배치된 대상물(10)에 나사(30)를 체결할 수 있다. 작업 영역 ⓐ는 체결 유니트(100)에 의해 나사(30) 체결이 가능한 영역일 수 있다. 따라서, 작업 영역 ⓐ를 벗어난 위치에 대상물(10)이 배치되면 체결 유니트(100)는 해당 대상물(10)에 나사(30)를 체결할 수 없다. 하나의 작업 영역 ⓐ에는 복수의 체결 유니트(100)가 마련될 수 있다. 이 경우, 각 체결 유니트(100)는 서로 간섭되지 않는 범위 내에서 작업 영역 ⓐ을 따라 이동할 수 있다.

운반 유니트(300)는 기본적으로 작업 영역 ⓐ 내에서 체결 유니트(100)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 체결 유니트(100)에 나사(30)의 공급 필요하면 공급 위치 ⓑ로 체결 유니트(100)를 이동시킬 수 있다.

공급 위치 ⓑ에는 체결 유니트(100)와 별개로 마련된 공급 유니트(200)가 배치될 수 있다. 그리고, 공급 유니트(200)는 공급 위치 ⓑ로 이동된 체결 유니트(100)가 도킹되면 체결 유니트(100)로 나사(30)를 공급할 수 있다.

체결 유니트(100)로 나사(30)가 공급되면 운반 유니트(300)는 체결 유니트(100)를 다시 작업 영역 ⓐ로 이동시킬 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 공급 위치 ⓑ를 벗어난 체결 유니트(100)는 공급 유니트(200)로부터 완전하게 분리된 상태가 된다. 따라서, 공급 유니트(200)의 무게 및 진동은 체결 유니트(100)에 영향을 주지 않는다. 또한, 작업 영역 ⓐ에 위치한 체결 유니트(100)와 공급 위치 ⓑ를 연결하는 나사(30)관이 배제되므로, 나사(30)관의 장력 또는 탄성력에 의한 영향을 받지 않는다. 이에 따라, 체결 유니트(100)의 위치 제어가 정확하게 이루어질 수 있다. 또한, 나사(30)관의 배제로 인하여 나사(30)관에 나사(30)가 걸리는 현상이 완전하게 해소될 수 있다. 또한, 체결 유니트(100)는 공급 유니트(200) 또는 나사(30)관의 제한을 받지 않으므로 운반 유니트(300)가 허용하는 범위 내에서 자유롭게 이동할 수 있다.

가상의 공간상에서 서로 직교하는 x축, y축 및 z축이 정의될 때, 대상물(10)은 xy 평면에 놓일 수 있다. 그리고, 대상물(10)에 복수로 마련된 타겟 위치, 일예로 나사홀(20)은 z축 방향을 따라 형성될 수 있다.

이러한 대상물(10)에 나사(30)를 체결하기 위해서는 x축 자유도, y축 자유도, z축 자유도가 체결 유니트(100)에 제공되어야 한다. 이 중에서 z축 자유도는 체결 유니트(100) 자체에서 제공될 수 있다. 그리고, x축 자유도 및 y축 자유도는 운반 유니트(300)에 의해 제공될 수 있다. 다시 말해, 운반 유니트(300)는 xy 평면상으로 체결 유니트(100)를 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.

대상물(10)은 나사 체결 장치에 일방향으로 입력되거나 출력될 수 있다. 일예로, 대상물(10)은 x축 방향을 따라 이동해서 작업 영역 ⓐ로 진입할 수 있다. 그리고, 체결 유니트(100)에 의해 나사(30) 체결 작업이 완료되면 다시 x축 방향을 따라 작업 영역 ⓐ로부터 이탈될 수 있다. 이러한 대상물(10)의 입출력 동작을 제한하지 않기 위해 운반 유니트(300)는 2단 가이드 구조를 취할 수 있다. 작업 영역 ⓐ에 복수의 체결 유니트(100)가 마련된 경우 운반 유니트(300) 역시 복수로 마련될 수 있다.

도 2는 복수의 체결 유니트(100)가 마련된 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.

살펴보면, 하나의 작업 영역 ⓐ에 4개의 체결 유니트(100)가 마련되고 있다.

컨베이어 벨트 등에 의해 대상물(10)이 특정 방향으로 이동할 때, 운반 유니트(300)는 위 특정 방향을 따라 연장되는 제1 부재(310), 위 특정 방향에 수직 방향으로 연장되는 제2 부재(320)를 포함할 수 있다. 도면에서는 대상물(10)이 x축 방향으로 이동하므로, 제1 부재(310)는 x축 방향을 따라 연장되고, 제2 부재(320)는 y축 방향을 따라 연장될 수 있다.

제2 부재(320)는 제1 부재(310)에 의해 가이드되고, 체결 유니트(100)는 제2 부재(320)에 의해 가이드될 수 있다. 제2 부재(320)가 제1 부재(310)를 따라 이동하므로, 제2 부재(320)와 함께 이동하는 체결 유니트(100)는 x축 방향을 따라 이동할 수 있다. 그리고, 체결 유니트(100)는 제2 부재(320)를 따라 이동할 수 있으므로, y축 방향으로도 이동할 수 있다. 이와 같이 제1 부재(310)와 제2 부재(320)에 의해 체결 유니트(100)는 x축 자유도 및 y축 자유도를 가질 수 있다.

제2 부재(320)를 직접 가이드하는 특성상 적어도 제2 부재(320)는 체결 유니트(100)와 동일한 개수로 마련될 수 있다.

대상물(10)이 평면 상으로 특정 경로를 따라 이동할 때, 공급 위치 ⓑ는 위 특정 경로로부터 이격된 위치에 배치되는 것이 좋다. 만약 공급 위치 ⓑ가 특정 경로 상에 배치되면, 특정 경로의 공중에 공급 유니트(200)가 배치될 수 있다. 진동을 유발하는 공급 유니트(200)가 공중에 뜬 상태로 지지된다면 해당 진동의 감쇄가 어려우므로 바람직하지 못하다. 아울러, 대상물(10)을 이동시키는 컨베이어 벨트의 진동이 공급 유니트(200)에 가해질 수 있으므로, 체결 유니트(100)와 공급 유니트(200)의 도킹 상태가 훼손될 수 있다.

또한, 나사(30) 공급 시간을 최소화하기 위해 공급 위치 ⓑ는 작업 영역 ⓐ에 가까운 것이 좋다.

2개의 조건을 모두 만족시키기 위해 공급 위치 ⓑ는 제1 부재(310)의 연장 범위 내에서 제1 부재(310)의 옆에 배치되는 것이 좋다. 구체적으로 제1 부재(310)가 x11로부터 x12까지 연장될 때, 공급 위치 ⓑ의 좌표 중 x축 좌표는 x11과 x12 사이의 한 좌표일 수 있다. 그리고, 공급 위치 ⓑ의 y축 좌표는 제1 부재(310)의 y축 좌표와 다를 수 있다. 작업 영역 ⓐ와의 거리를 최소화하기 위해 공급 위치 ⓑ의 좌표는 작업 영역 ⓐ에 접하는 것이 좋을 수 있다. 그러나, 제1 부재(310), 제1 부재(310)를 따라 이동하는 제2 부재(320), 다른 체결 유니트(100)와의 간섭이 회피되도록 공급 위치 ⓑ는 평면상으로 작업 영역 ⓐ로부터 이격되는 것이 좋다. 일예로, 앞의 예에서 공급 위치 ⓑ의 y축 좌표는 제1 부재(310), 제2 부재(320) 및 작업 영역 ⓐ로부터 이격되는 것이 좋다.

앞에서 설명된 바와 같이 공급 유니트(200)는 진동을 유발할 수 있다. 이때의 진동이 체결 유니트(100)로 전파되는 것을 방지하기 위해 체결 유니트(100)를 지지하는 운반 유니트(300)와 공급 유니트(200)는 별도의 지지 수단에 의해 지지될 수 있다.

일예로, 본 발명의 나사 체결 장치는 운반 유니트(300)가 지지되는 제1 지지 유니트(370), 공급 유니트(200)가 지지되고 제1 지지 유니트(370)와 별도로 마련된 제2 지지 유니트(380)를 포함할 수 있다. 이에 따르면 공급 유니트(200)의 나사(30)의 정렬 과정에서 생성된 진동이 운반 유니트(300) 및 체결 유니트(100)로 전달되는 현상을 확실하게 방지할 수 있다. 그런데, 이러한 구성에 따르면, 작업 영역 ⓐ에 대해 공급 위치 ⓑ를 고정시키기 어려울 수 있다. 작업 영역 ⓐ에 대한 공급 위치 ⓑ의 고정은 체결 유니트(100)와 공급 유니트(200)가 서로 도킹되는 본 발명에서 대단히 중요한 요소일 수 있다. 공급 위치 ⓑ를 고정시키기 위해 본 발명의 나사 체결 장치는 제3 지지 유니트(390)를 포함할 수 있다.

제3 지지 유니트(390)는 제1 지지 유니트(370) 및 제2 지지 유니트(380)를 지지할 수 있다. 그리고, 작업 영역 ⓐ에 대해 공급 위치 ⓑ가 고정되도록 제1 지지 유니트(370)와 제2 지지 유니트(380)는 제3 지지 유니트(390)에 고정될 수 있다. 다만, 이에 따르면 제3 지지 유니트(390)를 통해 공급 유니트(200)의 진동이 운반 유니트(300)로 전파될 수 있다. 그러나, 제1 지지 유니트(370)와 제2 지지 유니트(380)를 지지하는 제3 지지 유니트(390)의 규모가 상대적으로 거대하므로, 해당 진동은 제3 지지 유니트(390)를 거치는 동안 대부분 감쇄될 수 있다. 또한, 제1 지지 유니트(370)와 제3 지지 유니트(390)의 사이 또는 제2 지지 유니트(380)와 제3 지지 유니트(390)의 사이에 고무판 등의 진동 흡수 부재가 개재되면 해당 진동의 전파를 최소화시킬 수 있다.

복수의 체결 유니트(100)가 마련된 경우 공급 유니트(200) 또한 복수로 마련될 수 있다. 이에 따라, 공급 위치 ⓑ 역시 복수로 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 나사 체결 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.

작업 영역 ⓐ에서 대상물(10)에 나사(30)를 체결하는 체결 유니트(100)는 나사(30)가 소모되면 운반 유니트(300)에 의해 공급 위치 ⓑ로 이동해서 공급 유니트(200)에 도킹할 수 있다.

공급 유니트(200)는 체결 유니트(100)가 도킹되면, 체결 유니트(100)로 나사(30)를 공급할 수 있다.

공급 유니트(200)로부터 나사(30)가 수급되면 체결 유니트(100)는 다시 작업 영역 ⓐ로 이동해서 나사(30) 체결 작업을 지속할 수 있다.

본 발명의 체결 유니트(100) 및 공급 유니트(200)는 서로 별개로 마련될 수 있다. 따라서, 체결 유니트(100)는 공급 유니트(200) 또는 나사(30)관의 제한을 받지 않으므로 이론상 무한대의 범위까지 이동이 가능하다. 또한, 공급 유니트(200)의 자중 또는 진동, 나사(30)관의 장력 등을 고려할 필요가 없으므로 체결 유니트(100)를 특정 위치로 용이하게 이동시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 나사 체결 장치를 나타낸 개략적인 측면도이다.

체결 유니트(100)에는 체결 모듈(170), 이동 모듈(120), 공급 모듈(110)이 마련될 수 있다.

체결 모듈(170)은 대상물(10)의 타겟 위치에 나사(30)를 체결하는 요소로, 소위 전동 드라이버를 포함할 수 있다. 타겟 위치에 나사(30)를 조이기 위해 필요한 경우 체결 모듈(170)은 z축을 중심으로 하는 회전 자유도를 가질 수도 있다.

이동 모듈(120)은 z축 방향 상으로 초기 위치로부터 타겟 위치를 향해 체결 모듈(170)을 이동시킬 수 있다. 그리고, 타겟 위치에 나사(30)가 체결되면 초기 위를 향해 체결 모듈(170)을 이동시킬 수 있다. 즉, 이동 모듈(120)은 체결 모듈(170)에 z축 자유도를 부여할 수 있다. 앞에서 체결 유니트(100)가 운반 유니트(300)에 의해 x축 자유도 및 y축 자유도가 부여되는 것을 설명하였다. 이로써, 체결 유니트(100)에 마련된 체결 모듈(170)은 x축 자유도, y축 자유도, z축 자유도가 모두 부여될 수 있다.

공급 모듈(110)은 체결 모듈(170)에 나사(30)를 공급할 수 있다.

구체적으로, 공급 모듈(110)에는 공급 유니트(200)로부터 제공된 나사(30)가 유입되는 저장부(119)가 마련될 수 있다.

체결 유니트(100)가 공급 유니트(200)로 이동되면, 저장부(119)는 공급 위치 ⓑ에 배치될 수 있다. 이는 저장부(119)가 공급 유니트(200)에 도킹되는 요소임을 의미할 수 있다. 도면에는 설명의 편의를 위해 공급 위치 ⓑ로 이동된 체결 유니트(100)와 공급 유니트(200)가 서로 이격된 것으로 나타내었으나, 실제로는 체결 유니트(100)의 저장부(119) 일단은 공급 위치 ⓑ에 위치할 수 있다.

앞에서 언급된 바와 같이 운반 유니트(300)에는 x축 방향으로 체결 유니트(100)를 이동시키는 제1 부재(310), y축 방향으로 체결 유니트(100)를 이동시키는 제2 부재(320)가 마련될 수 있다.

만약, 공급 위치 ⓑ가 (x0, y0, z0)라면, 제1 부재(310)는 저장부(119)가 x0에 위치하도록 체결 유니트(100) 또는 제2 부재(320)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 제2 부재(320)는 저장부(119)가 y0에 위치하도록 체결 유니트(100)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 저장부(119)는 평면상으로 공급 위치 ⓑ에 배치되는 부위의 z축 위치가 z0를 만족하도록 체결 유니트(100)에 고정될 수 있다. 체결 유니트(100)에는 z축으로 이동하는 이동 모듈(120)과 다르게 z축 방향으로 고정된 고정 모듈(160)이 마련될 수 있다. 즉, 고정 모듈(160)은 체결 유니트(100)가 평면상으로 정지된 상태에서 타겟 위치 또는 공급 위치로부터 고정된 위치에 배치될 수 있다. 이때, 저장부(119)는 고정 모듈(160)에 고정될 수 있다.

물론, 저장부(119) 역시 이동 모듈(120)에 의해 체결 모듈(170)과 함께 z축 방향을 따라 이동되도록 할 수 있다. 그리고, 공급 위치 ⓑ로 이동한 경우 이동 모듈(120)에 의해 저장부(119)가 z0를 만족하도록 할 수도 있다. 그러나, 위치 제어에 있어서, 고정된 요소가 증가할수록 위치 제어의 정확도가 개선될 것은 자명하다. 이를 위해 저장부(119)는 체결 유니트(100)에 설치되는 것보다 고정 모듈(160)에 설치되는 것이 좋다.

한편, 체결 유니트(100)가 나사(30)를 수급받기 위해 체결 유니트(100)에 빈번하게 도킹하면 나사(30) 체결 작업 속도가 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해 공급 유니트(200)에 도킹되는 저장부(119)에는 복수의 나사(30)가 저장되는 것이 좋다. 또한, 체결 유니트(100)에는 나사(30)의 소모 상태를 파악하기 위한 나사 감지부(130)가 마련될 수 있다.

일예로, 나사 감지부(130)는 저장부(119)에 저장된 나사(30)를 감지할 수 있다. 체결 유니트(100)는 나사 감지부(130)에 의해 나사(30)가 소모된 상태로 감지되면 운반 유니트(300)에 의해 공급 유니트(200)로 이동될 수 있다. 나사(30)가 소모된 상태는 저장부(119)에 존재하는 나사(30)의 개수가 설정 개수를 만족하지 못하는 상태일 수 있다. 나사 감지부(130)는 광학 센서를 포함할 수 있다.

공급 유니트(200)에는 복수의 나사(30)가 적재되는 적재부(210), 저장부(119)에 도킹되고 적재부(210)의 나사(30)를 체결 유니트(100)로 안내하는 안내 경로가 형성된 도킹부(230)가 마련될 수 있다. 적재부(210)에 적재된 나사(30)는 도킹부(230)를 거쳐 도킹이 이루어진 체결 유니트(100)의 저장부(119)로 유입될 수 있다.

공급 유니트(200)는 공급 위치 ⓑ에 고정될 수 있으므로, 적재부(210)에는 사용자 등에 의해 나사(30)가 용이하게 충전될 수 있다. 따라서, 적재부(210)로부터 제공되는 나사(30)는 이론상 무한대일 수 있다.

적재부(210)는 적재된 나사(30)를 설정 자세 및 일렬로 정렬시킨 후 도킹부(230)로 이송시킬 수 있다. 공급 유니트(200)에는 체결 유니트(100)의 도킹을 감지하는 제1 감지부(250)가 마련될 수 있다.

공급 유니트(200)는 제1 감지부(250)에서 체결 유니트(100)의 도킹이 감지되면 구동될 수 있다. 구체적으로 공급 유니트(200)의 적재부(210)는 도킹부(230)와 저장부(119)의 도킹이 완료되면, 도킹부(230)로 나사(30)를 이송시킬 수 있다. 제1 감지부(250)는 도킹부(230)에서 저장부(119)에 대면하는 단부에 위치할 수 있다.

공급 유니트(200)에는 도킹부(230)에 나사(30)가 존재하는지 감지하는 제2 감지부(270)가 마련될 수 있다. 도킹부(230)에 나사(30)가 존재하지 않는 경우는 적재부(210) 또는 도킹부(230)에 이상이 발생했거나 적재부(210)에 적재된 나사(30)가 없는 경우로 추정될 수 있다. 공급 유니트(200)에는 제2 감지부(270)의 감지 결과가 표시되는 표시부가 마련될 수 있다. 표시부에 의하면 사용자에게 도킹부(230)에 나사(30)가 없는 상태임을 인지시킬 수 있다. 제2 감지부(270)는 도킹부(230)의 다양한 위치에 설치될 수 있다.

제1 감지부(250) 및 제2 감지부(270)는 광학 센서 등을 포함할 수 있다.

체결 유니트(100)의 저장부(119)는 일방향으로 연장될 수 있다. 도킹부(230) 역시 저장부(119)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 이때, 도킹부(230)의 일단은 적재부(210)에 연결되고 타단은 저장부(119)에 도킹될 수 있다. 체결 유니트(100)와 공급 유니트(200)의 도킹시 도킹부(230)와 저장부(119)는 동일한 가상선 α 상에 위치할 수 있다. 이에 따르면 도킹부(230)에 형성되고 적재부(210)의 나사(30)를 체결 유니트(100), 구체적으로 저장부(119)로 안내하는 안내 경로와, 저장부(119)에 형성된 통로를 서로 매칭시킬 수 있다. 참고로, 도킹부(230)는 저장부(119)와 도킹되는 단부로부터 일부 구간만 가상선 α를 따라 연장되면 충분하다.

도킹이 이루어진 상태에서 도킹부(230)의 안내 경로와 저장부(119)의 통로가 서로 맞지 않을 수 있는데 이로 인해 도킹부(230)의 나사(30)가 저장부(119)로 이송되는 것이 제한되는 것을 방지할 필요가 있다.

이에 대한 대책으로 저장부(119)에서 도킹부(230)에 도킹되는 단부에 형성된 나사(30)의 통로는 도킹부(230)의 안내 경로보다 넓을 수 있다. 이에 따르면 소위 깔때기 구조가 형성됨으로써 신뢰성 있게 도킹부(230)의 나사(30)가 저장부(119)로 이동될 수 있다. 이에 대해 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 나사 체결 장치에 의해 대상물(10)에 체결되는 나사(30)를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 체결 유니트(100)에서 저장부(119)의 일부를 나타낸 개략도이다.

나사(30)는 체결 모듈(170)에 마련된 비트(171)에 구속되는 머리부(33), 머리부(33)의 제1 면(31)으로부터 연장되고 머리부(33)보다 작은 지름을 갖는 몸체부(35)를 포함할 수 있다. 몸체부(35)에는 외주를 따라 나사(30)산이 형성될 수 있다.

저장부(119)에는 몸체부(35)를 사이에 두고 2곳의 제1 면(31) A, B와 접촉되는 제1 가이드(111)가 마련될 수 있다. 이때의 제1 가이드(111)가 일방향으로 연장됨으로써 나사(30)의 통로가 형성될 수 있다. 예를 들어 제1 가이드(111)는 일방향으로 연장되는 막대에서 나사(30)의 몸체부(35)가 수용되고 머리부(33)가 얹혀지는 홈이 막대의 연장 방향을 따라 형성된 것일 수 있다. 또는 서로 대면하는 두개의 막대가 나사(30)의 몸체부(35)가 수용되는 간격으로 배치(이로 인해 몸체부(35)가 수용되는 홀이 형성됨)된 것일 수 있다.

나사(30)의 머리부(33) 직경을 Lh라 하고, 몸체부(35)의 직경을 Lb, 제1 가이드(111)에 형성된 홈의 폭 또는 두 막대 간의 간격을 L4라 할 때, Lh > L4 > Lb일 수 있다.

이때, 도킹부(230)에 도킹되는 저장부(119) 단부에 마련된 통로의 크기가 L7(홈의 폭 또는 두 막대 간의 간격)일 때, Lh > L7 > L4 > Lb일 수 있다.

도킹부(230)에 형성된 나사(30)의 안내 경로의 폭 역시 저장부(119)에 형성된 통로의 크기 L4와 동일한 크기를 가질 수 있다.

이에 따르면 도킹부(230)와 저장부(119)가 정확하게 일치하지 않고 L4와 L7의 차이 범위 내에서 틀어지게 도킹이 이루어지더라도 도킹부(230)의 나사(30)가 저장부(119)로 유입될 수 있다.

다시 도 4로 돌아가서 저장부(119)에는 제1 가이드(111)로부터 나사(30)가 이탈되는 것이 방지되도록 머리부(33)의 제2 면(32)을 덮는 제1 덮개(113)가 마련될 수 있다. 머리부(33)의 제2 면(32)은 머리부(33)에서 몸체부(35)가 연결된 제1 면(31)의 반대면일 수 있다. 제2 면(32)에는 체결 모듈(170)에 해당하는 전동 드라이버의 비트(171) 단부에 맞물리는 일자홈 또는 십자홈이 마련될 수 있다.

제1 덮개(113)와 제1 가이드(111)의 간격 L3는 나사(30)의 머리부(33)의 두께 W보다 크며, 나사(30)의 머리부(33)의 직경 Lh 및 나사(30) 전체의 길이 Lt(머리부(33)의 단부로부터 몸체부(35) 단부까지의 거리)보다 작은 것이 좋다. L3는 저장부(119)에 저장된 나사(30)의 규격에 따라 변동될 수 있다. 이를 위해 제1 덮개(113)와 제1 가이드(111)를 연결하고 제1 덮개(113)와 제1 가이드(111)의 간격을 조절하는 제1 간격 조절부(180)가 추가로 마련될 수 있다.

나사(30)가 자중에 의해 자연스럽게 이동되도록 제1 가이드(111)는 수평 방향에 기울어지게 연장될 수 있다.

도킹부(230)에는 몸체부(35)를 사이에 두고 2곳의 제1 면(31)과 접촉되는 제2 가이드(231), 나사(30)가 제2 가이드(231)로부터 이탈되는 것이 방지되도록 머리부(33)의 제2 면(32)을 덮는 제2 덮개(233)가 마련될 수 있다. 또한, 나사(30)의 규격에 따라 제2 덮개(233)와 제2 가이드(231)의 간격을 조절하는 제2 간격 조절부(280)가 마련될 수 있다.

체결 유니트(100)에는 저장부(119)에 마련된 나사(30)의 통로를 개폐시키는 제1 개폐부가 마련될 수 있다. 제1 개폐부는 공급 유니트(200)로부터 나사(30)가 수급되면 나사(30)의 통로를 폐쇄시킬 수 있다. 저장부(119)에 마련된 나사(30)의 통로는 대상물(10)에 나사(30)를 체결시키는 체결 유니트(100)의 비트(171)가 이동하는 이동 경로에 연결될 수 있다. 따라서, 나사(30)의 수급시 저장부(119)에 마련된 나사(30)의 통로를 폐쇄하지 않으면 수급된 나사(30)가 비트(171)의 이동 경로로 쏟아져 들어갈 수 있다. 이를 방지하기 위해 공급 유니트(200)로부터 나사(30)가 수급될 때에는 저장부(119)의 통로는 폐쇄되는 것이 좋다. 제1 개폐부는 저장부(119)에 마련된 제1 가이드(111)의 연장 방향 상으로 설정 위치를 막음으로써 나사(30)의 통로를 폐쇄시킬 수 있다. 제1 개폐부는 후술되는 제3 개폐부(140)와 일체로 형성될 수 있다.

일예로 제1 개폐부는 핀 실린더일 수 있다. 이때 핀 실린더는 제1 가이드(111)에 형성된 홈 또는 홀을 제1 가이드(111) 연장 방향의 수직 방향으로 관통할 수 있다. 해당 홈 또는 홀에는 나사(30)의 몸체부(35)가 수용되므로 홈 또는 홀을 관통한 핀 실린더는 몸체부(35)를 저지함으로써 나사(30)의 유동을 제한할 수 있다. 저장부(119)에 나사(30)가 일렬로 정렬된 경우 나사(30)의 머리부(33)와 몸체부(35)의 직경 차이로 인하여 서로 인접한 나사(30)의 몸체부(35)는 도면과 같이 이격된 상태가 유지된다. 핀 실린더는 이와 같이 서로 이격된 각 몸체부(35)의 사이에 위치하는 것으로 나사(30)의 통로를 폐쇄시킬 수 있다. 공급 유니트(200)로부터 나사(30)의 수급이 완료되면 핀 실린더, 구체적으로 핀 실린더의 피스톤 로드에 연결된 핀은 홈 또는 홀로부터 이탈함으로써 나사(30)의 통로를 개방시킬 수 있다. 참고로, 핀 실린더는 공압 또는 유압으로 구동될 수 있다.

공급 유니트(200)에는 도킹부(230)에 형성된 안내 경로를 개폐시키는 제2 개폐부(290)가 마련될 수 있다. 제2 개폐부(290)는 도킹부(230)가 체결 유니트(100)에 도킹되면 안내 경로를 개방시키고, 체결 유니트(100)로 나사(30)의 공급이 완료되면 안내 경로를 폐쇄시킬 수 있다. 즉, 제2 개폐부(290)에 의하면 체결 유니트(100)가 도킹되지 않은 환경에서 도킹부(230)의 나사(30)가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 제2 개폐부(290)는 일예로 앞에서 살펴본 핀 실린더일 수 있다. 이때의 핀 실린더는 제2 가이드(231)에 형성된 홈 또는 홀을 제2 가이드(231) 연장 방향의 수직 방향으로 관통할 수 있다. 이를 통해 나사(30)의 몸체부(35)가 유동되는 것을 저지할 수 있고, 나사(30)의 안내 경로를 폐쇄시킬 수 있다.

체결 모듈(170)에는 대상물(10)에 나사(30)를 체결시키는 비트(171)가 마련될 수 있다.

이때, 저장부(119)의 일단은 비트(171)의 이동 경로에 연결되고, 저장부(119)의 타단은 공급 위치 ⓑ에서 공급 유니트(200)에 도킹될 수 있다. 또한 저장부(119)는 나사(30)가 자중에 의해 비트(171)의 이동 경로를 향하여 이동하도록 수평 방향 및 비트(171)의 이동 방향에 기울어져 형성될 수 있다. 도면에는 저장부(119)에서 비트(171)의 이동 경로에 연결된 단부보다 도킹부(230)에 도킹되는 단부가 높게 위치하는 경우가 개시된다. 이에 따르면 도킹부(230)로부터 수급된 나사(30)가 자중(중력)에 의해 미끄러져 비트(171)의 이동 경로를 향해 이동할 수 있다.

저장부(119)에 저장되는 나사(30)의 개수는 저장부(119)의 길이에 비례한다. 그러나 저장부(119)의 길이가 너무 길면 인접한 다른 체결 유니트(100) 또는 인접한 다른 기구와 간섭될 수 있으므로 저장부(119)는 사업 정책에 따라 적절한 길이로 형성되는 것이 좋다.

도 7은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 공급 유니트(200)의 사시도이다.

공급 유니트(200)를 살펴보면 제1 감지부(250)와 제2 감지부(270)가 일체로 형성되고 있으며, 도킹부(230)의 단부에 제2 개폐부(290)가 마련되고 있다. 제2 개폐부(290)로 핀 실린더가 개시되고 있으며, 이때의 핀 실린더는 도 4와 달리 나사(30)의 제1 면(31)에 평행한 방향을 따라 움직이도록 설치될 수 있다. 제2 개폐부(290)는 도킹부(230)가 저장부(119)에 도킹, 예를 들어 대면 접촉되면 안내 경로를 개방시키고, 저장부(119)로 나사(30)의 공급이 완료되면 안내 경로를 폐쇄시킬 수 있다.

참고로, 저장부(119)에 마련된 제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150) 역시 나사(30)의 제1 면(31)에 평행한 방향을 따라 움직이도록 설계될 수도 있다.

제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150)는 비트(171)의 이동 경로에 나사(30)를 1개씩 장전시킬 수 있다. 도 4를 참조하면, 제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150)는 나사(30)의 머리부(33) 폭 Lh 이상의 간격으로 이격될 수 있으며, 서로 반대로 동작할 수 있다. 일예로, 제3 개폐부(140)가 개방되면 제4 개폐부(150)는 폐쇄될 수 있다. 이에 따르면, 나사(30)는 제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150)의 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제3 개폐부(140)가 폐쇄되면 제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150)의 사이 구간에는 더 이상 나사(30)가 유입되지 못한다. 이 상태에서 제4 개폐부(150)가 개방되면 제3 개폐부(140)와 제4 개폐부(150) 사이 구간에 위치한 나사(30)는 비트(171)의 이동 경로에 장전될 수 있다.

그리고, 제2 가이드(231)와 제2 덮개(233)가 마련되고 있다. 또한 제2 가이드(231)와 제2 덮개(233)의 간격을 조절하는 제2 간격 조절부(280)가 마련되고 있다.

도 8은 본 발명의 다른 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.

도 8에 도시된 나사 체결 장치는 앞에서 설명된 체결 유니트(100)를 구성하는 체결 모듈(170)을 포함할 수 있다.

체결 모듈(170)은 대상물(10)에 설정된 타겟 위치에 나사(30)를 체결할 수 있다. 나사(30)의 몸체부(35)에 나사(30)산이 형성된 경우 타겟 위치에 체결되기 위해 나사(30)는 회전될 필요가 있다. 이를 위해 체결 모듈(170)에는 나사(30)를 회전시키는 비트(171), 비트(171)를 회전시키는 제1 모터(175)가 마련될 수 있다. 이러한 구성은 소위, 전동 드라이버와 유사할 수 있다.

참고로, 본 발명의 체결 모듈(170)에는 저장부(119)를 통해 이송된 나사(30)가 흡착되는 흡착부(173)가 추가로 마련될 수 있다. 흡착부(173)는 자석 또는 공기 흡입 방식을 이용해 비트(171)를 향하는 방향으로 나사(30)를 잡아당길 수 있다. 나사(30)가 설정된 자세로 비트(171)에 흡착되도록 하고, 비트(171)의 회전에 의한 안전 사고가 방지되도록 흡착부(173)는 공압 방식을 이용하는 것이 좋다. 흡착부(173)는 비트(171)의 길이 방향을 따라 연장되고 비트(171)를 감싸는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 흡착부(173)의 일측에는 공기가 흡입되는 진공관(179)이 설치될 수 있다. 흡착부(173)는 비트(171)를 감싸므로 안전 사고를 방지할 수 있으며, 비트(171)의 길이 방향을 따라 나사(30)를 빨아당기므로 나사(30)의 설정 자세를 유지할 수 있다. 이때의 설정 자세는 비트(171)가 끼일 수 있는 홈이 마련된 나사(30)의 제2 면(32)이 비트(171)에 대면되는 자세일 수 있다.

전동 드라이버와 본 발명의 체결 모듈(170)의 가장 큰 차이점은 제1 제어부(410)에 의해 제1 모터(175)의 토크뿐만 아니라 제1 모터(175)의 회전수가 제어되는 것일 수 있다.

구체적으로, 제1 제어부(410)는 설정 회전수와 설정 토크가 만족되도록 제1 모터(175)를 피드포워드(feedforward) 제어할 수 있다.

일반적으로, 전동 드라이버의 제어 모드는 회전, 정지 2가지만 가능하다. 그리고, 해당 제어 모드는 전동 드라이버에 설치된 토크 센서(176)에 의해 피드백 제어될 수 있다.

예를 들어 전동 드라이버는 토크 센서(176)에서 F의 토크가 감지될 때까지 회전하고, F의 토크가 감지되면 정지될 수 있다. 이러한 전동 드라이버에 따르면 다음의 문제가 발생할 수 있다.

우선, 토크 센서(176)를 이용한 피드백 제어 방식이 적용되므로, 비트(171) 및 대상물(10)에 이미 F의 토크가 인가된 상태에서 비트(171)가 정지될 수 있다.

일례로, F가 비트(171) 또는 대상물(10)이 훼손되기 바로 직전의 임계값으로 설정된 경우를 가정한다. 피드백 제어 방식에 따르면, 토크 센서(176)에서 F가 감지된 경우에 모터가 정지될 수 있다. 피드백 제어 방식에 따르면 이론상으로 대상물(10) 또는 비트(171)에 F를 초과하는 토크가 인가되지 않지만 현실은 이와 다르다. 토크 센서(176)에서 측정된 값이 제어부로 전달되는 시간, 제어부에서 토크 센서(176)의 측정값을 처리하여 정지 신호를 생성하는 시간, 해당 정지 신호가 모터까지 전달되는 시간 등이 존재하므로, 모터가 정지할 때까지 대상물(10)에는 F를 초과하는 토크가 인가될 수 있다. 왜냐하면 피드백 제어는 전동 드라이버에서 설정 토크 F보다 큰 토크가 제공될 수 있는 환경에서 이루어지는 제어이기 때문이다. 따라서, 짧은 시간이기는 하지만 F를 초과하는 토크로 인해 대상물(10) 또는 비트(171)가 훼손될 것은 자명하다. 이러한 현상을 방지하기 위해 F는 위 임계값보다 상당히 작게 설정될 수 있는데, 이에 따르면 대상물(10)에 나사(30)를 꽉 조이는 제어가 힘들 수 있다. 다른 관점에서 설명하면 피드백 제어 방식을 따를 경우 오버 슈트 에러, 언더 슈트 에러를 처리하기 어려운 관계로 대상물(10) 등의 훼손없이 나사(30)를 꽉 조이는 제어가 어려울 수 있다.

다음으로, 토크 센서(176)를 이용한 피드백 제어 방식에 따르면, 나사(30)의 체결 상태를 정확하게 파악하기 어렵다. 토크 센서(176)를 이용한 피드백 제어 방식은 특정 타겟 위치에 나사(30)가 정상적으로 조여졌는지 파악하기 위한 것일 수 있다. 따라서, 설정 토크 F가 감지되면 나사(30)가 정상적으로 조여진 것으로 판단하고, 모터는 정지할 수 있다. 그리고, 전동 드라이버는 다른 타겟 위치로 이동할 수 있다.

그런데, 타겟 위치에 해당하는 나사홀(20)의 직경이 오류로 인해 초기 설계치보다 작은 경우 나사(30)가 정상적으로 박히지 않은 상태에서 설정 토크 F가 감지될 수 있다. 이에 따르면, 해당 타겟 위치에 나사(30)가 덜 박혔음에도 불구하고 전동 드라이버는 해당 타겟 위치에 대한 나사(30) 체결 작업이 정상적으로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.

이와 반대로, 나사(30)가 설정 위치보다 깊게 타겟 위치에 박힐 수 있다. 예를 들어 타겟 위치의 재질이 오류로 인해 설계값보다 약한 경우 나사(30)는 타겟 위치를 일부 훼손하면서 더 깊게 박힐 수 있다. 만약, 나사(30)가 타겟 위치를 통과해서 다른 부재에 박힌다면 이는 대단히 큰 문제를 유발시킬 수 있다. 그러나, 토크값만 피드백 되는 전동 드라이버의 경우 설정 토크 F만 감지되면 정상적으로 나사(30) 체결이 이루어진 것으로 판단할 수 있다.

이러한 상황에서 토크 센서(176)의 값만을 이용해서 타겟 위치에 나사(30)가 정상적으로 체결되었는지 여부를 판단하는 것은 대단히 어렵다. 특히, 모터와 비트(171)를 연결하는 기어 박스(177)가 추가되는 경우 이러한 상황은 더욱 두드러지게 나타날 수 있다. 기어 박스(177)에는 모터와 비트(171)를 연결하는 복수의 기어가 마련될 수 있다.

또한, 나사홀(20)의 직경이 초기 설계치보다 큰 경우 나사(30)가 타겟 위치에서 계속 헛돌게 되므로, 모터 및 비트(171)가 아무리 회전해도 설정 토크 F가 감지될 수 없다. 따라서, 전동 드라이버는 해당 위치에서 무한대로 회전할 수 있다.

이를 방지하기 위해 설정 시간을 마련하고, 타이머와 토크 센서(176)를 이용해 설정 시간 동안 F가 감지되지 않으면 비정상적으로 체결이 이루어진 것으로 판단할 수 있다. 그러나, 타이머와 토크 센서(176)를 이용한 체결 상태 감지는 딱 이 정도로 제한된다.

정리하면, 일반적인 전동 드라이버에 따르면 타겟 위치에 나사(30)를 정확하게 체결하기 어려우며, 체결 상태를 파악하기 힘들다. 이러한 문제는 제1 제어부(410)에 의해 회전수와 토크가 제어되는 제1 모터(175)에 의해 해소될 수 있다.

먼저, 타겟 위치를 훼손하지 않으면서 나사(30)를 꽉 조이는 방안에 대해 설명한다.

본 발명의 나사 체결 장치에는 입력부(430)가 마련될 수 있다.

입력부(430)는 나사(30)의 특성 정보 및 타겟 위치의 특성 정보 중 적어도 하나를 입력받을 수 있다. 이때, 나사(30)의 특성 정보는 나사(30)의 재질, 강도, 나사(30)산의 각도, 나사(30)산의 개수, 몸체부(35)의 길이 등을 포함할 수 있다. 타겟 위치의 특성 정보는 타겟 위치의 재질, 강도, 두께 등을 포함할 수 있다.

제1 제어부(410)는 나사(30)의 특성 정보를 기초로 나사(30)의 체결에 필요한 제1 모터(175)의 설정 회전수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 나사(30)산의 개수가 10개이면. 비트(171)가 10회전해야 나사(30)가 완전하게 체결될 수 있다. 이때, 제1 제어부(410)는 비트(171)가 10회전되도록 하는 제1 모터(175)의 회전수를 설정 회전수로 산출할 수 있다. 여기에 더하여 제1 제어부(410)는 나사(30)의 조임을 위해 설정 회전수에 추가 회전수를 부가할 수 있다.

제1 제어부(410)는 나사(30)의 특성 정보 또는 타겟 위치의 특성 정보를 기초로 나사(30) 또는 타겟 위치가 비훼손되는 설정 토크 F를 산출할 수 있다. 설정 토크 F는 추가 회전수에 따른 추가 회전 구간에 인가되는 토크에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 추가 회전수는 설정 토크 F와 관련하여 결정될 수 있다.

그리고, 제1 제어부(410)는 설정 회전수와 설정 토크 F가 만족되도록 제1 모터(175)를 제어할 수 있다. 이러한 환경을 살펴보면, 타겟 위치에 설정 토크 F보다 큰 토크가 인가될 수 있는 피드백 제어 환경과 다르게 설정 토크 F로 제한되는 토크만이 비트(171) 또는 대상물(10)에 인가될 수 있다. 이에 따르면, 대상물(10) 또는 나사(30)가 확실하게 비훼손될 수 있다.

또한, 나사(30)의 체결 상태를 정확하게 파악할 수 있다.

일예로, 체결 모듈(170)에는 제1 모터(175)의 회전수를 측정하는 엔코더(174), 비트(171) 또는 제1 모터(175)의 토크를 측정하는 토크 센서(176)가 마련될 수 있다. 이때, 제1 제어부(410)는 엔코더(174)의 측정 결과가 설정 회전수를 만족하거나, 토크 센서(176)의 측정 결과가 설정 토크를 만족하면 제1 모터(175)를 정지시킬 수 있다.

또한, 제1 제어부(410)는 제1 모터(175)의 회전수가 설정 회전수를 만족한 상태에서 제1 모터(175)의 토크가 설정 토크에 미달되면, 에러(error) 신호를 생성할 수 있다. 또는 제1 제어부(410)는 제1 모터(175)의 설정 토크를 만족한 상태에서 제1 모터(175)의 회전수가 설정 회전수에 미달되면 에러 신호를 생성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 디스플레이부(450)를 나타낸 개략도이다.

본 발명의 나사 체결 장치에는 타겟 위치 P0 및 타겟 위치 P0에 대한 나사(30)의 체결 상태가 표시되는 디스플레이부(450)가 마련될 수 있다.

나사(30)의 체결 상태는 제1 모터(175)의 회전수 및 토크로부터 파악될 수 있다. 제1 모터(175)의 토크는 제1 모터(175)로 인가되는 전류량에 의해 파악되거나, 제1 모터(175) 또는 제1 모터(175)에 링크된 비트(171)의 토크를 측정하는 토크 센서(176)로부터 파악될 수 있다.

그리고, 나사(30)의 체결 상태가 에러로 파악된 타겟 위치는 나사(30)의 체결 상태가 정상적으로 파악된 타겟 위치와 구별되게 표시될 수 있다.

일예로, 제1 제어부(410)는 설정 회전수와 설정 토크 중 적어도 하나가 만족되면 제1 모터(175)를 정지시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 모터(175)의 회전수가 설정 회전수를 만족한 상태에서 제1 모터(175) 또는 비트(171)의 토크가 설정 토크 F에 미달되면, 제1 제어부(410)는 제1 모터(175)를 정지시키고 에러 신호를 생성할 수 있다. 이러한 상황은 타겟 위치에서 나사(30)가 헛도는 상태에서 발생될 수 있다. 이때, 정상적으로 나사(30) 체결이 이루어진 상태가 디스플레이부(450)에 '○'로 표시되는 경우, 나사(30)가 헛도는 에러는 '○'와 구별되는 '△' 등으로 디스플레이부(450)에 표시될 수 있다.

만약, 제1 모터(175) 또는 비트(171)의 토크가 설정 토크 F를 만족한 상태에서 제1 모터(175)의 회전수가 설정 회전수에 미달되면, 제1 제어부(410)는 제1 모터(175)를 정지시키고 에러 신호를 생성할 수 있다. 이러한 상황은 타겟 위치의 직경이 초기 설계치보다 작거나, 타겟 위치에 이물질이 끼인 현상에 의해 나사(30)가 덜 박힌 상태에서 발생될 수 있다. 이때, 나사(30)가 덜 체결된 에러는 '○' 및 '△'과 구별되는 '×' 등으로 디스플레이부(450)에 표시될 수 있다.

정리하면, 본 발명의 제1 모터(175) 및 제1 제어부(410)에 따르면 타겟 위치에 나사(30)가 덜 체결된 상태 및 타겟 위치에서 나사(30)가 헛도는 상태를 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 특정 타겟 위치에 대한 설정 회전수와 설정 토크가 모두 만족되면, 특정 타겟 위치에 정상적으로 나사(30) 체결이 이루어진 것으로 파악할 수 있다.

이와 아울러, 대상물(10)의 타겟 위치 또는 나사(30)가 과한 토크에 의해 훼손되는 현상을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 대상물(10)에 대한 나사(30) 체결시 대상물(10)을 훼손하는 요소로, 비트(171)의 토크 외에도 타겟 위치에 체결 모듈(170)이 접촉할 때의 충격이 있을 수 있다. 이때의 충격은 타겟 위치를 향해 체결 모듈(170)을 이동시키는 이동 모듈(120)에 의해 유발될 수 있다. 이하에서는 이동 모듈(120)에 의해 충격을 감쇄시키는 방안을 살펴보도록 한다.

도 10은 본 발명의 또다른 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다.

도 10에 도시된 나사 체결 장치는 앞에서 설명된 이동 모듈(120)을 포함할 수 있다. 이동 모듈(120)은 z축 방향 상으로 타겟 위치로부터 고정된 위치에 배치되는 고정 모듈(160)에 의해 가이드될 수 있다. 이를 위해 고정 모듈(160)에는 이동 모듈(120)을 가이드하는 가이드부(128)가 마련될 수 있다.

xyz 공간에서 결과적으로 체결 모듈(170)은 운반 유니트(300)에 의해 x축 또는 y축으로 움직일 수 있다. 그리고, 체결 모듈(170)은 이동 모듈(120)에 의해 z축 방향을 따라 이동할 수 있다. 이를 위해 이동 모듈(120)에는 제2 위치 ②에 인접한 타겟 위치 P0에 나사(30)를 체결하는 체결 모듈(170)이 설치될 수 있다.

이동 모듈(120)은 제1 위치 ①로부터 제2 위치 ②까지 이동할 수 있다. 이때, 제1 위치 ①과 제2 위치 ②는 z축 상의 서로 다른 위치에 설정될 수 있다.

그리고, 나사 체결 장치에는 이동 모듈(120)의 z축 움직임을 제어하는 제2 제어부(420)가 마련될 수 있다. 제2 제어부(420)는 제1 제어부(410)와 일체로 형성될 수 있다.

z축을 따라 이동하는 체결 모듈(170)이 타겟 위치에 접촉할 때 발생되는 충격을 줄이는 직관적인 방법은 체결 모듈(170)의 이동 속도를 줄이는 것이다. 이때의 이동 속도는 최대한 느린 것이 좋을 것이다. 그러나, 느린 이동 속도에 따르면 나사(30) 체결의 전체 작업 시간이 증가될 것은 자명하다. 느린 작업 속도는 나사 체결 장치를 자동화시키는 취지에 위배되므로 바람직하지 못하다.

작업 속도를 개선하는 동시에 타겟 위치의 충격을 최소화하기 위해 제2 제어부(420)는 이동 모듈(120)의 이동 경로를 복수의 구간으로 구분할 수 있다.

그리고, 복수의 구간 중 제1 위치 ①에 가까운 제1 구간과 제1 구간과 비교하여 제1 위치 ①로부터 먼 제2 구간이 정의될 때, 제2 제어부(420)에 의해 이동 모듈(120)이 제2 구간을 이동하는 제2 속도는 이동 모듈(120)이 제1 구간을 이동하는 제1 속도보다 느리게 제어될 수 있다.

일예로, 제2 제어부(420)는 제1 위치 ①과 제2 위치 ②의 사이의 설정 위치 i를 기준으로 이동 모듈(120)의 이동 경로를 2개로 구분할 수 있다.

그리고, 제2 제어부(420)는 제1 위치 ①로부터 i까지 이동하는 이동 모듈(120)의 속도 v1과, i로부터 제2 위치 ②까지 이동하는 이동 모듈(120)의 속도 v2를 다르게 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 제어부(420)는 v2가 v1보다 느리게 제어할 수 있다.

이에 따르면, 이동 모듈(120)은 제1 위치 ①부터 i까지 빠르게 이동하므로, 작업 속도가 빨라질 수 있다. 그리고, 이동 모듈(120)은 i부터 제2 위치 ②까지 느리게 이동하므로 타겟 위치에 가해지는 충격을 최소화시킬 수 있다.

이러한 제어를 위해서는 설정 위치 i를 구분할 수 있는 위치 제어와, 각 구간의 속도를 다르게 제어하는 속도 제어가 요구될 수 있다.

본 발명의 나사 체결 장치에는 이동 모듈(120)을 z축 방향으로 움직이는 제1 구동부(125)가 마련될 수 있다. 이때, 제2 제어부(420)는 제1 구동부(125)를 제어할 수 있다. 위 요구 조건을 만족하기 위해 제2 제어부(420)는 제1 구동부(125)를 위치 제어하는 동시에 속도 제어할 수 있어야 한다.

그런데, 제1 구동부(125)가 실린더를 포함하는 경우, 위치 제어와 속도 제어가 어렵다. 따라서, 제1 구동부(125)는 제2 제어부(420)에 의해 위치 제어와 속도 제어가 가능한 제2 모터를 포함하는 것이 좋다. 위치 및 속도 제어를 위해 제2 모터에는 엔코더(124)가 마련될 수 있다.

특정 위치에 가해지는 충격을 줄이는 다른 방안으로 이동 모듈(120)에는 댐핑부(123)가 마련될 수 있다.

일예로, 이동 모듈(120)에는 제1 구동부(125)에 의해 움직이는 제1 이동부(121), 타겟 위치에 나사(30)를 체결하는 체결 모듈(170)이 설치되는 제2 이동부(122)가 마련될 수 있다. 이때, 댐핑부(123)는 제1 이동부(121)와 제2 이동부(122)를 연결할 수 있다.

그리고, 댐핑부(123)에 의해 제2 이동부(122)는 제1 이동부(121)에 이동 가능하게 지지될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 제1 구동부(125)에 의해 제1 이동부(121)가 하강하면, 제2 이동부(122) 역시 하강할 수 있다. 그리고, 제2 이동부(122)에 설치된 체결 모듈(170) 또는 해당 체결 모듈(170)에 끼워진 나사(30)가 타겟 위치에 닿으면, 제1 이동부(121)가 더 하강하더라도 댐핑부(123)의 탄성력에 의해 타겟 위치에 가해지는 충격이 흡수될 수 있다.

물론, 이를 위해서 타겟 위치에 나사(30)가 최초로 접촉되는 필요한 체결 모듈(170)의 이동 거리가 L2이고, 제1 이동부(121)의 이동 거리가 L1일 때, L2는 L1보다 짧을 수 있다. 체결 모듈(170)은 초기 위치 P1으로부터 타겟 위치 P0까지 이동할 수 있다. 그런데, 나사(30)가 물린 상태라면 체결 모듈(170)은 P0로부터 나사(30)의 길이 Lt를 뺀 P2까지 이동할 수 있다. 위에서 L2는 P1으로부터 P2까지의 거리일 수 있다.

그리고, 나사(30)의 몸체부(35)가 타겟 위치에 박히면 체결 모듈(170)은 P0에서 나사(30)의 머리부(33) 두께 W만큼 뺀 위치까지 이동할 수 있다.

한편, 타겟 위치에 정상적으로 나사(30)가 체결되기 위해서는 비트(171)의 회전 외에도 타겟 위치를 z축 방향으로 가압하는 힘이 필요하다.

이때의 가압력은 제1 구동부(125)에 의해 z축 방향을 따라 이동하는 제1 이동부(121)에 의해 제공될 수 있다. 그런데, 가압력이 제1 이동부(121)에 의해 직접 가해지면 타겟 위치 또는 나사(30)가 훼손될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 제1 이동부(121)의 가압력이 직접 타겟 위치로 전달되는 대신, 댐핑부(123)의 탄성력이 타겟 위치를 가압할 수 있다. 다시 말해, 체결 모듈(170)은 L1과 L2의 차이로 인해 유발되는 댐핑부(123)의 탄성력에 의해 타겟 위치를 가압할 수 있다. 이때의 탄성력은 타겟 위치의 반발력 또는 타겟 위치에 가해지는 충격을 줄이는 기능을 겸할 수 있으므로, 타겟 위치 또는 나사(30)의 훼손을 방지할 수 있다.

제1 이동부(121)가 제2 위치 ②에 도달하면, 체결 모듈(170)은 댐핑부(123)의 탄성력에 의해 타겟 위치를 가압할 수 있다. 이때의 탄성력은 타겟 위치를 향하는 방향일 수 있다. 그런데, 체결 모듈(170)이 타겟 위치를 향해 진행할수록 댐핑부(123)의 탄성력은 약해질 수 있다. 이는 타겟 위치에 나사(30)가 체결될수록 가압력이 저하되는 것을 의미하는데, 나사(30)가 체결될수록 강한 가압력이 요구되는 현실과 대치될 수 있다.

결과적으로, 타겟 위치에 나사(30)를 확실하게 체결하는 동시에, 타겟 위치 또는 나사(30)의 훼손을 방지하기 위해서는 3가지 조건이 만족되어야 한다.

첫째, 나사(30)와 타겟 위치의 접촉시 유발되는 충격을 최소화해야 한다.

둘째, 나사(30)는 길이 방향을 따라 타겟 위치에 가압되어야 한다.

셋째, 타겟 위치에 나사(30)가 조여질수록 강한 가압력이 요구된다.

이런 3가지 조건을 모두 충족시키기 위해 댐핑부(123)는 공압 실린더를 포함할 수 있다.

공압 실린더에는 제1 이동부(121)의 이동 방향을 따라 이동하는 피스톤, 피스톤에 연결된 피스톤 로드가 마련될 수 있다. 그리고, 피스톤 로드는 제2 이동부(122) 또는 제1 이동부(121)에 연결될 수 있다.

첫째 조건과 둘째 조건은 공압 실린더에 충전된 공기에 의해 달성될 수 있다.

셋째 조건은 공압 실린더에 공기가 추가로 주입되는 것으로 달성될 수 있다. 구체적으로, 제1 이동부(121)가 제2 위치 ②에 도달하면, 주입관(129)을 통해 공압 실린더에는 공기가 주입될 수 있다. 그리고, 공기의 주입에 의해 제2 이동부(122)는 타겟 위치를 향해 추가로 이동할 수 있다. 이렇게 추가 주입된 공기는 제1 이동부(121)가 제1 위치 ①로 도달하는 과정에서 외부로 배출될 수 있다.

정리하면, 이동 모듈(120)은 제1 위치 ①과 제2 위치 ②를 왕복할 수 있다.

그리고, 이동 모듈(120)에는 제1 구동부(125)에 의해 제1 위치 ①과 제2 위치 ②를 왕복하는 제1 이동부(121), 제1 이동부(121)에 의해 이동 가능하게 설치된 제2 이동부(122)가 마련될 수 있다. 그리고, 제2 이동부(122)에는 제2 위치에 인접한 타겟 위치에 나사(30)를 체결하는 체결 모듈(170)이 설치될 수 있다. 이때, 제1 이동부(121)가 제2 위치 ②에 도달하면 제2 이동부(122)는 타겟 위치 P0를 향해 이동할 수 있다. 그리고, 이동 모듈(120)에는 제1 이동부(121)를 움직이는 제1 구동부(125)와 제2 이동부(122)를 움직이는 제2 구동부가 별도로 마련될 수 있다. 이때, 제1 구동부(125)는 공압 실린더 또는 제2 모터 등을 포함할 수 있으며, 제2 구동부는 공압 실린더 또는 제3 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다.

다만, 제2 구동부는 제2 이동부(122)의 추가 이동 외에도 충격 흡수 등을 위해 공압 실린더를 포함하는 것이 좋다. 제2 구동부는 앞에서 설명된 댐핑부(123)와 일체로 형성될 수 있다.

제1 구동부(125)는 제1 이동부(121)의 이동 속도 및 위치가 제어되도록 제2 모터를 포함하는 것이 좋다.

제2 모터는 제2 제어부(420)에 의해 제어될 수 있다. 제1 위치 ①과 제2 위치 ② 사이의 설정 위치 i를 기준으로, 제1 위치 ①로부터 설정 위치 i까지 이동하는 제1 이동부(121)의 제1 속도는 제2 위치 ②로부터 제1 위치 ①로 이동하는 제1 이동부(121)의 속도와 동일할 수 있다. 그리고, 설정 위치 i로부터 제2 위치 ②까지 이동하는 제1 이동부(121)의 제2 속도는 제1 속도보다 느릴 수 있다.

이하에서는 체결 모듈(170)에 나사(30)를 공급하는 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명의 또다른 나사 체결 장치를 나타낸 개략도이다. 도 11에 도시된 나사 체결 장치는 체결 유니트(100)를 구성하는 공급 모듈(110)을 포함할 수 있다.

앞에서 설명된 바와 같이 체결 모듈(170)은 초기 위치 P1과 타겟 위치 P0를 왕복할 수 있다. 그리고, 타겟 위치 P0에 나사(30)를 체결할 수 있다. 만약, 나사(30)의 머리부(33) 두께 W가 존재한다면 체결 모듈(170)은 타겟 위치 P0에서 W를 감한 위치까지 이동할 수 있다.

공급 모듈(110)은 체결 모듈(170)에 나사(30)를 공급하는 요소일 수 있다. 나사 체결 장치에서 대상물(10)에 나사(30)가 체결되는 신뢰도만큼 나사(30)가 걸림없이 체결 모듈(170)로 제공되는 것도 중요하다.

이를 위해 본 발명의 공급 모듈(110)에는 저장부(119) 및 얼라인부(118)가 마련될 수 있다.

저장부(119)는 나사(30)를 제3 위치 ③으로 이송할 수 있다. 저장부(119)는 앞에서 설명된 바와 같이 공급 유니트(200)에 도킹되고 공급 유니트(200)로부터 나사(30)를 공급받을 수 있다. 나사(30)의 공급은 공급 위치 ⓑ에서 이루어질 수 있다. 이를 위해 저장부(119)는 공급 위치 ⓑ에 위치한 상태에서 공급 위치 ⓑ로부터 제3 위치 ③까지 연장될 수 있다. 따라서, 저장부(119)가 공급 위치 ⓑ에 위치한 상태를 기준으로 하면, 저장부(119)는 나사(30)를 공급 위치 ⓑ로부터 제3 위치 ③으로 이송할 수 있다.

얼라인부(118)는 제3 위치 ③에 배치되고 제3 위치 ③의 나사(30)를 정렬할 수 있다. 그리고, 얼라인부(118)는 제3 위치 ③과 체결 모듈(170)의 이동 경로 상의 제4 위치 ④를 왕복할 수 있다.

제4 위치 ④는 초기 위치 P1에 위치한 체결 모듈(170)의 간섭이 회피되는 위치일 수 있다.

초기 위치 P1에 위치한 체결 모듈(170)은 제4 위치 ④로 이동한 얼라인부(118)로부터 나사(30)를 공급받을 수 있다. 그리고, 체결 모듈(170)은 얼라인부(118)가 제3 위치 ③으로 이동하면, 타겟 위치 P0를 향해 이동할 수 있다.

체결 모듈(170)에는 제4 위치 ④에 배치된 나사(30)가 흡착되는 흡착부(173), 흡착부(173)에 흡착된 나사(30)를 타겟 위치 P0에 체결하는 비트(171)가 마련될 수 있다.

초기 위치 P1에 배치된 체결 모듈(170)은 얼라인부(118)가 제4 위치 ④에 위치하면, 초기 위치 P1와 제4 위치 ④ 사이의 제5 위치 ⑤로 이동할 수 있다. 그리고, 체결 모듈(170)은 제5 위치 ⑤에서 나사(30)가 흡착되면 초기 위치 P1을 향해 이동할 수 있다. 이때, 얼라인부(118)는 체결 모듈(170)이 상기 제5 위치 ⑤로부터 이탈되면 제3 위치 ③으로 이동할 수 있다.

저장부(119)는 비트(171)의 이동 경로 상에 나사(30)가 길이 방향으로 장전되는 방향으로 나사(30)를 이송할 수 있다. 일예로, 도 1과 같이 중력 방향에서 바라보았을 때, 다시 말해 평면상으로 나사(30)는 비트(171)의 이동 방향에 수직한 방향을 따라 이송될 수 있다. 이 경우, 저장부(119)는 나사(30)가 측면 방향으로 이동하도록 할 수 있다. 이에 따르면, 제3 위치 ③으로 이송된 나사(30)의 길이 방향은 비트(171)의 이동 방향과 일치할 수 있다.

나사(30)가 자중에 의해 제3 위치 ③으로 이동하도록, 중력 방향 상으로 제3 위치 ③는 공급 위치 ⓑ보다 낮을 수 있다.

도 12는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 저장부(119)를 나타낸 단면도이다.

앞에서 설명된 바와 같이 나사(30)는 비트(171)에 구속되는 머리부(33), 머리부(33)의 제1 면(31)으로부터 연장되고 머리부(33)보다 작은 지름을 갖는 몸체부(35)를 포함할 수 있다. 이러한 나사(30)가 측면 방향으로 이동하도록 하기 위해 저장부(119)에는 제1 가이드(111) 및 제1 덮개(113)가 마련될 수 있다.

제1 가이드(111)는 2개가 마련되고 몸체부(35)의 양측에 각각 위치할 수 있다. 2개의 제1 가이드(111) 간의 간격은 몸체부(35)의 직경 Lb보다 크고, 머리부(33)의 직경 Lh보다 작을 수 있다. 이러한 구성에 따르면 각 제1 가이드(111)의 상면에 머리부(33)의 제1 면(31)이 지지될 수 있다. 따라서, 나사(30)는 머리부(33)를 지지하는 제1 가이드(111)를 따라 이동하게 된다. 외부 충격에 의해 나사(30)가 제1 가이드(111)로부터 튀어나가는 것을 방지하기 위해 제1 가이드(111)의 상측에 제1 덮개(113)가 위치할 수 있다. 제1 덮개(113)에 의하면 중력의 반대 방향을 향해 이동하려는 나사(30)의 움직임을 제한할 수 있다.

제1 가이드(111)를 따라 나사(30)가 걸리지 않고 이송되기 위해서 제1 가이드(111)와 나사(30)의 접촉 면적은 작을수록 좋다. 일예로, 제1 가이드(111)와 나사(30)는 면접촉 대신 선접촉되는 것이 좋다. 선접촉을 위해 제1 가이드(111)에서 나사(30)의 제1 면(31)에 대면하는 면 또는 제1 면(31)에 대면하는 모서리에는 와이어(50)가 설치될 수 있다. 와이어(50)는 제1 가이드(111)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 와이어(50)는 제1 가이드(111)로부터 나사(30)를 향해 돌출되도록 제1 가이드(111)에 설치될 수 있다. 이러한 와이어(50)에 따르면, 나사(30)는 와이어(50)에 선접촉되므로 걸림 현상 없이 제3 위치 ③으로 이송될 수 있다. 마찬가지로 제1 덮개(113)에서 나사(30)에 대면하는 면에도 와이어(50)가 설치될 수 있다. 또한, 공급 유니트(200)에 마련된 도킹부(230)의 제2 가이드(231) 및 제2 덮개(233)에도 나사(30)에 대면되는 부분에 와이어(50)가 설치될 수 있다.

얼라인부(118)는 제3 위치 ③에 배치되고, 제3 위치 ③의 나사(30)를 정렬할 수 있다. 구체적으로 얼라인부(118)는 대상물(10)에 나사(30)를 조이는 비트(171)에 나사(30)가 정확하게 구속되도록 나사(30)의 위치 또는 자세를 교정할 수 있다.

얼라인부(118)에는 나사(30)를 정렬하는 홈 또는 홀 형상의 정렬부(510)가 마련될 수 있다. 이때, 정렬부(510)의 단면적은 비트(171)가 타겟 위치를 향해 이동하는 제1 방향 ⓒ로 갈수록 감소할 수 있다. 위 구성에 따르면 정렬부(510)는 소위 깔대기 형상을 취할 수 있다.

도 13은 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 얼라인부(118)를 나타낸 사시도이고, 도 14는 본 발명의 나사 체결 장치를 구성하는 얼라인부(118)를 나타낸 단면도이다.

살펴보면, 얼라인부(118)에 깔대기 형상의 정렬부(510)가 마련되고 있다. 정렬부(510)에는 나사(30)의 머리부(33)가 삽입될 수 있으며, 이를 위해 정렬부(510)의 입구의 직경 L5는 나사(30)의 머리부(33)의 직경 Lh보다 클 수 있다.

정렬부(510)의 중심축을 o라 정의할 때, 저장부(119)의 구성에 따라 나사(30)는 o를 따라 정렬부(510)로 유입되거나, o와는 다른 방향을 따라 정렬부(510)로 유입될 수 있다.

o를 따라 또는 제1 방향 ⓒ를 따라 나사(30)가 정렬부(510)로 유입되고 나사(30)의 위치 또는 자세가 잘못된 경우, 나사(30)에서 몸체부(35)의 단부가 정렬부(510)에 접촉하게 된다. 깔대기 형상의 정렬부(510)에 의해 몸체부(35)의 단부는 정렬부(510)의 중심축인 o를 향해 미끄러지고, 이를 통해 나사(30)의 위치 및 자세가 교정될 수 있다.

o와 다른 방향을 따라 나사(30)가 정렬부(510)로 유입되는 경우를 살펴본다.

일예로, 비트(171)는 제1 방향을 따라 이동하고, 나사(30)는 저장부(119)에 의해 나사(30)의 측면 방향을 따라 이동할 수 있다.

이때, 얼라인부(118)에는 제1 방향 ⓒ에 수직한 제2 방향 ⓓ를 따라 몸체부(35)가 통과하는 통과부(590), 머리부(33)를 지지하는 지지부(570)가 마련될 수 있다. 이러한 구성은 저장부(119)에서 나사(30)의 이송 경로를 형성하는 2개의 제1 가이드(111)와 일부 유사하다. 따라서, 이러한 구성에 의하면 나사(30)는 제3 위치 ③에서 정지하지 못하고, 지속적으로 이동할 수 있다.

이를 방지하기 위해 나사(30)를 정렬하는 정렬부(510)는 지지부(570)에 마련될 수 있다. 지지부(570)를 타고 제2 방향 ⓑ로 움직이는 나사(30)의 머리부(33)는 지지부(570)에 마련된 홈 또는 홀을 갖는 정렬부(510)에 빠지고, 움직임이 정지된다. 그리고, 정렬부(510)에 삽입된 머리부(33)는 정렬부(510)를 타고 미끄러지며, 이를 통해 나사(30)의 위치 또는 자세가 교정될 수 있다.

통과부(590)의 폭 L6는 몸체부(35)가 지나가도록, 몸체부(35)의 직경 Lb보다 클 수 있다. 그리고, 머리부(33)의 직경 Lh보다 작을 수 있다.

한편, 얼라인부(118)에는 정렬부(510)에 나사(30)가 위치한 것을 감지하는 정렬 감지부(550)가 마련될 수 있다. 그리고, 정렬 감지부(550)의 감지 결과에 따라 비트(171) 또는 얼라인부(118)의 동작이 결정될 수 있다.

일예로, 정렬 감지부(550)에 의해 정렬부(510)에 나사(30)가 없는 것으로 감지되면, 비트(171) 또는 얼라인부(118)는 구동되지 않을 수 있다.

도 15는 비트(171)에 나사(30)가 구속된 상태를 나타낸 개략도이다.

나사(30)의 머리부(33)에는 비트(171)의 단부에 끼워지는 홈이 형성될 수 있다. 일예로, 비트(171)의 단부가 십자 형태라면 머리부(33)에는 십자 홈이 형성될 수 있다.

대상물(10)의 타겟 위치에 나사(30)를 정확하게 체결시키기 위해 도 15의 (d)와 같이 나사(30)는 비트(171)의 단부에 똑바르게 위치하는 것이 좋다. 다르게 설명하면, 비트(171)의 연장 축과 나사(30)의 연장 축은 일치하는 것이 좋다.

그러나, 비트(171)를 향해 나사(30)를 잡아당기는 과정, 다시 말해 비트(171)에 나사(30)를 구속시키는 과정에서 나사(30)의 위치 또는 자세가 잘못될 수 있다. 이러한 오류는 나사(30)를 구속한 비트(171)가 이동하는 과정에서도 발생할 수 있다.

일예로, 도 15의 (a)와 같이 평면상으로 비트(171)와 나사(30)의 위치가 다를 수 있다. 이에 따르면 비트(171)가 나사(30)와 함께 대상물(10)로 접근하더라도 나사(30)는 대상물(10)에 마련된 나사홀(20)에 유입되지 못할 수 있다.

다른 예로, 도 15의 (b)와 같이 나사(30)가 기울어진 상태로 비트(171)에 구속될 수 있다. 이 경우에도 나사(30)의 몸체부(35)가 대상물(10)에 마련된 나사홀(20)에 유입되지 못하므로 나사(30) 체결이 이루어지지 않게 된다.

정렬부(510)에 따르면, 도 15의 (c)와 같이 나사(30)의 몸체부(35) 또는 머리부(33)의 자세가 올바르게 교정됨으로써, 잘못된 나사(30)의 위치 또는 자세를 도 15의 (d)처럼 바로잡을 수 있다.

정렬된 나사(30)를 비트(171)에 공급하기 위해 얼라인부(118)는 비트(171)의 이동 경로 상에 위치할 수 있다. 그런데, 이에 따르면 얼라인부(118)에 의해 비트(171)의 이동이 제한될 수 있다.

즉, 얼라인부(118)와 비트(171) 간에 간섭이 발생할 수 있는데, 이를 해소하기 위한 방안이 요구된다.

대상물(10)에 나사(30)를 조이기 위해 비트(171)는 제1 방향 ⓒ를 따라 이동할 수 있다. 비트(171)는 다양한 자유도를 갖고 다양하게 움직일 수 있는데, 이 중에서 나사(30)를 조이기 위해 대상물(10)에 가까워는 방향이 제1 방향 ⓒ일 수 있다.

일예로, 비트(171)는 제1 방향 ⓒ 또는 그 반대 방향으로만 움직이고 대신 얼라인부(118)가 제2 방향 ⓓ 등으로 움직일 수 있다. 또는 얼라인부(118)는 고정되고, 비트(171)가 제1 방향 ⓒ 및 제2 방향 ⓓ 등으로 움직일 수 있다.

도 16은 본 발명의 나사 체결 장치의 다른 동작을 나타낸 개략도이다.

참고로, 체결 모듈(170)에는 비트(171)를 향해 나사(30)를 잡아당기는 흡착부(173) 등의 구속 수단이 마련될 수 있다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 비트(171)만 표시한다.

나사 체결 장치에는 제3 위치 ③와 제4 위치 ④를 왕복하도록 얼라인부(118)를 움직이는 액추에이터(540)가 마련될 수 있다.

비트(171)가 제1 방향 ⓒ 또는 제1 방향의 반대 방향으로 이동 중인 경우, 얼라인부(118)는 제3 위치 ③에 위치할 수 있다. 일예로, 도 16의 (a)는 비트(171)가 제1 방향의 반대 방향으로 이동하는 상태를 나타내고, 도 16의 (c)는 비트(171)가 제1 방향으로 이동하는 상태를 나타낼 수 있다.

얼라인부(118)가 제3 위치 ③에 위치하면, 저장부(119)는 얼라인부(118)로 나사(30)를 공급할 수 있다.

비트(171)가 제1 방향의 반대 방향으로 이동하는 상태가 종료되면, 도 16의 (b)와 같이 얼라인부(118)는 액추에이터(540)에 의해 제4 위치 ④로 이동할 수 있다. 이때, 비트(171)는 제4 위치의 나사(30)를 잡아당겨서 구속할 수 있다. 흡입력을 강화시키기 위해 도 16의 (b) 상태에서 비트(171)는 머리부(33)에 근접한 위치까지 하강해서 머리부(33)를 구속하고, 얼라인부(118)로부터 몸체부(35)가 빠져나오도록 다시 상승할 수 있다.

도 16에서 나사 체결 장치는 (a), (b), (c)의 순서대로 동작하고, (c) 다음에 (a)로 동작할 수 있다.

도 17은 본 발명의 나사 체결 장치의 또다른 동작을 나타낸 개략도이다.

도 17의 (a)는 평면상으로 제3 위치 ③에 위치한 비트(171)가 제3 위치 ③의 나사(30)를 구속한 상태가 개시된다.

나사(30)를 구속한 비트(171)는 도 17의 (b)와 같이 제2 방향 등 제1 방향과 다른 방향으로 이동할 수 있다. 이후 비트(171)는 도 17의 (c)처럼 제1 방향 ⓒ로 이동하고, 얼라인부(118)의 간섭을 회피할 수 있다.

대상물(10)에 대한 나사(30)의 체결 작업을 완료한 비트(171)는 제1 방향의 반대 방향으로 이동한 후 도 17의 (a)와 같이 제3 위치 ③으로 이동할 수 있다.

도 18은 본 발명의 체결 유니트(100)를 나타낸 사시도이다.

도 18에 도시된 체결 유니트(100)는 고정 모듈(160), 이동 모듈(120), 체결 모듈(170), 공급 모듈(110)을 포함할 수 있다.

고정 모듈(160)은 중력 방향 상으로 타겟 위치로부터 이격된 고정 위치에 배치될 있다.

이동 모듈(120)은 고정 모듈(160)에 가이드되고, 중력 방향을 따라 이동할 수 있다. 이동 모듈(120)에는 제1 이동부(121), 댐핑부(123), 제2 이동부(122)가 마련될 수 있다.

제1 이동부(121)는 제1 구동부(125)에 의해 중력 방향을 따라 이동할 수 있다. 일예로, 고정 모듈(160)에는 가이드부(128)로서 중력 방향으로 연장되는 스크류가 마련될 수 있다. 이때, 제1 이동부(121)에는 위 스크류를 따라 이동하는 볼이 포함될 수 있다. 이상의 스크류와 볼은 소위 볼 스크류를 형성할 수 있다. 스크류를 회전시키는 제1 구동부(125)로서 제2 모터가 마련될 수 있으며, 제2 모터는 고정 모듈(160) 또는 제1 이동부(121)에 마련될 수 있다.

댐핑부(123)는 제1 이동부(121)에 설치될 수 있으며, 댐핑부(123)에 마련된 피스톤 로드에 제2 이동부(122)가 설치될 수 있다. 댐핑부(123)에는 공기가 주입되는 주입관(129)이 연결될 수 있다. 주입관(129)은 제1 이동부(121)가 제2 위치로 이동한 후 댐핑부(123)로 공기가 추가 주입되는 경로를 형성할 수 있다. 댐핑부(123)에 추가 주입된 공기에 의해 제2 이동부(122)는 타겟 위치를 가압할 수 있다.

체결 모듈(170)에는 제1 모터(175), 기어 박스(177), 엔코더(174), 흡착부(173), 비트(171)가 마련될 수 있다. 그리고, 흡착부(173)의 일단에는 진공관(179)이 설치될 수 있다.

공급 모듈(110)에는 저장부(119), 얼라인부(118)가 마련될 수 있다. 저장부(119)는 고정 모듈(160)에 고정될 수 있으며, 얼라인부(118)는 제3 위치와 제4 위치를 왕복할 수 있다. 제4 위치는 비트(171)의 이동 경로 상에 위치할 수 있다.

또한, 체결 모듈(170)에는 타겟 위치를 확인하는 타겟 확인부(190)가 마련될 수 있다. 타겟 확인부(190)는 카메라 등을 포함할 수 있으며, 평면상으로 비트(171)가 타겟 위치에 정확하게 배치되도록 할 수 있다. 타겟 확인부(190)의 정보는 운반 유니트(300)의 제어 신호로 이용될 수 있다.

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...대상물 20...나사홀
30...나사 31...제1 면
32...제2 면 33...머리부
35...몸체부 50...와이어
100...체결 유니트
110...공급 모듈 111...제1 가이드
113...제1 덮개 118...얼라인부
119...저장부 120...이동 모듈
121...제1 이동부 122..제2 이동부
123...댐핑부 124, 174...엔코더
125...제1 구동부 128...가이드부
129...주입관 130...나사 감지부
140...제3 개폐부 150...제4 개폐부
160...고정 모듈 170...체결 모듈
171...비트 173...흡착부
175...제1 모터 176...토크 센서
177...기어 박스 179...진공관
180...제1 간격 조절부 190...타겟 확인부
200...공급 유니트 210...적재부
230...도킹부 231...제2 가이드
233...제2 덮개 250...제1 감지부
270...제2 감지부 280...제2 간격 조절부
290...제2 개폐부 300...운반 유니트
310...제1 부재 320...제2 부재
370...제1 지지 유니트 380...제2 지지 유니트
390...제3 지지 유니트 410...제1 제어부
420...제2 제어부 430...입력부
450...디스플레이부 510...정렬부
540...액추에이터 550...정렬 감지부
570...지지부 590...통과부

Claims

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대상물의 타겟 위치에 나사를 체결하는 비트 및 상기 비트를 회전시키는 제1 모터가 마련된 체결 모듈;
상기 제1 모터를 제어하는 제1 제어부;
초기 위치로부터 상기 타겟 위치를 향해 상기 체결 모듈을 이동시키는 이동 모듈;
상기 이동 모듈의 이동을 가이드하는 가이드부가 마련된 고정 모듈;
상기 이동 모듈을 움직이는 제2 모터;
상기 제2 모터를 제어하는 제2 제어부;를 포함하고,
상기 이동 모듈은 제1 위치와 제2 위치를 왕복하며,
상기 이동 모듈에는 상기 제2 모터의 구동에 의해 상기 가이드부를 따라 움직이는 제1 이동부, 상기 체결 모듈이 설치되는 제2 이동부, 상기 제1 이동부와 상기 제2 이동부를 연결하는 댐핑부가 마련되며,
상기 제2 이동부는 상기 댐핑부에 의해 상기 제1 이동부에 이동 가능하게 지지되고,
상기 댐핑부는 공압 실린더를 포함하며,
상기 공압 실린더에는 상기 제1 이동부의 이동 방향을 따라 이동되는 피스톤, 상기 피스톤에 연결된 피스톤 로드가 마련되고,
상기 피스톤 로드는 상기 제1 이동부 또는 상기 제2 이동부에 연결되며,
상기 제1 이동부가 상기 제2 위치에 도달하면, 주입관을 통해 상기 공압 실린더에는 공기가 주입되며,
상기 공기의 주입에 의한 상기 피스톤 로드의 움직임에 의해 상기 제2 이동부는 상기 타겟 위치를 향해 추가로 이동하고,
상기 제2 이동부가 설치된 상기 체결 모듈은 상기 공압 실린더에 주입된 공기에 의해 상기 제2 이동부와 함께 상기 타겟 위치를 향해 추가로 이동하면서 상기 타겟 위치에 상기 나사가 조여질수록 상기 나사를 보다 강하게 가압하며,
상기 공압 실린더에 추가로 공급된 공기는 상기 나사의 체결이 완료된 후 상기 제1 이동부가 상기 제1 위치로 이동하는 과정에서 외부로 배출되는 나사 체결 장치.
제5항에 있어서,
상기 나사의 특성 정보 및 상기 타겟 위치의 특성 정보 중 적어도 하나를 입력받는 입력부;를 포함하고,
상기 제1 제어부는 상기 나사의 특성 정보를 기초로 상기 나사의 체결에 필요한 설정 회전수를 산출하며,
상기 제1 제어부는 상기 나사의 특성 정보 또는 상기 타겟 위치의 특성 정보를 기초로 상기 나사 또는 상기 타겟 위치가 비훼손되는 설정 토크를 산출하고,
상기 제1 제어부는 상기 설정 회전수와 상기 설정 토크가 만족되도록 상기 제1 모터를 제어하는 나사 체결 장치.
제5항에 있어서,
상기 체결 모듈에는 상기 제1 모터의 회전수를 측정하는 엔코더, 상기 비트 또는 상기 제1 모터의 토크를 측정하는 토크 센서가 마련되고,
상기 제1 제어부는 상기 엔코더의 측정 결과가 설정 회전수를 만족하거나, 상기 토크 센서의 측정 결과가 설정 토크를 만족하면 상기 제1 모터를 정지시키는 나사 체결 장치.
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제5항에 있어서,
상기 이동 모듈의 속도는 상기 제1 위치에 가까운 위치와 상기 제1 위치로부터 먼 위치에서 다르게 제어되는 나사 체결 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치까지의 구간 중 상기 제1 위치에 가까운 제1 구간과 상기 제1 구간과 비교하여 상기 제1 위치로부터 먼 제2 구간이 정의될 때,
상기 제2 제어부에 의해 상기 이동 모듈이 상기 제2 구간을 이동하는 제2 속도는 상기 이동 모듈이 상기 제1 구간을 이동하는 제1 속도보다 느리게 제어되는 나사 체결 장치.
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제5항에 있어서,
상기 타겟 위치에 상기 나사가 최초로 접촉되는데 필요한 상기 체결 모듈의 이동 거리 L2는 상기 제1 이동부의 이동 거리 L1보다 짧고,
상기 체결 모듈은 상기 L1과 상기 L2의 차이로 인해 유발되는 상기 댐핑부의 탄성력에 의해 상기 타겟 위치를 가압하는 나사 체결 장치.
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제5항에 있어서,
상기 체결 모듈에 나사를 공급하는 공급 모듈;을 포함하고,
상기 체결 모듈은 상기 초기 위치와 상기 타겟 위치를 왕복하고, 상기 타겟 위치에 상기 나사를 체결하며,
상기 공급 모듈에는 상기 나사를 제3 위치로 이송하는 저장부, 상기 제3 위치에 배치되고 상기 제3 위치의 나사를 정렬하는 얼라인부가 마련되며,
상기 얼라인부는 상기 제3 위치와 상기 체결 모듈의 이동 경로 상의 제4 위치를 왕복하고,
상기 제4 위치는 상기 초기 위치에 위치한 상기 체결 모듈의 간섭이 회피되는 위치이며,
상기 초기 위치에 위치한 상기 체결 모듈은 상기 제4 위치로 이동한 상기 얼라인부로부터 상기 나사를 공급받고, 상기 얼라인부가 상기 제3 위치로 이동하면 상기 타겟 위치를 향해 이동하는 나사 체결 장치.
제16항에 있어서,
상기 체결 모듈에는 상기 제4 위치에 배치된 상기 나사가 흡착되는 흡착부, 상기 흡착부에 흡착된 상기 나사를 상기 타겟 위치에 체결하는 비트가 마련되고,
상기 초기 위치에 배치된 상기 체결 모듈은 상기 얼라인부가 상기 제4 위치에 위치하면, 상기 초기 위치와 상기 제4 위치 사이의 제5 위치로 이동하며,
상기 체결 모듈은 상기 제5 위치에서 상기 나사가 흡착되면 상기 초기 위치를 향해 이동하고,
상기 얼라인부는 상기 체결 모듈이 상기 제5 위치로부터 이탈되면 상기 제3 위치로 이동하는 나사 체결 장치.