KR101724313B1 - 자동 나사체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대상물에 나사못을 체결하되, 나사못을 대상물에 결합시키는 드라이버유닛에 대한 나사못 공급 작업이 자동화되고 나사못이 바르게 공급되어 작업 중단이 방지됨으로써 작업 효율이 향상되도록 한 자동 나사체결장치에 관한 것으로서,
대상물(500)에 나사못(150)을 체결하는 체결장치 본체(100)와 제어부(300)를 포함하고, 상기 체결장치 본체(100)는 지지대(110)에 설치되며 진동을 이용하여 나사못(150)을 정렬한 후 나사못(150)을 차례로 공급하는 피더부(120)와; 상기 지지대(110)에 경사지게 설치되어 상기 피더부(120)에 의해 공급되는 나사못(150)이 겹치지 않도록 하나씩 안내하는 가이드부(130)와; 상기 지지대(110)에 설치되며 상기 가이드부(130)에 의해 안내된 나사못(150)을 픽킹한 후 베이스(400)에 배치된 대상물(500)에 나사못(150)을 자동으로 체결하는 드라이버유닛(140);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 나사체결장치{Automatic Screw Tightening Machine}

본 발명은 대상물에 나사못을 체결하는 나사체결장치에 관한 것으로서, 특히 나사못을 대상물에 결합시키는 드라이버유닛에 대한 나사못 공급 작업이 자동화되고 나사못이 바르게 공급되어 작업 중단이 방지됨으로써 작업 효율이 향상되도록 한 자동 나사체결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제품을 조립할 때는 사이즈가 작은 나사못을 이용하여, 각 부품을 서로 결합시키고 있다. 하지만, 이처럼 사이즈가 작은 나사못을 작업자가 수작업으로 조립할 경우, 조립불량이 발생할 수 있고, 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 진동식 피더에 의해 공급된 나사못을 자동으로 피킹 및 픽업하여 대상물에 결합하는 나사체결장치가 개발되었다. 이러한 나사체결장치는 일측에 대상물이 고정되는 홀더가 구비된 본체와, 상기 본체의 일측에 구비되어 나사못을 하나씩 정렬하여 공급하는 피더와, 상기 본체에 구비되며 상기 피더에 의해 공급된 나사못을 픽업하여 상기 홀더에 고정된 대상물에 결합하는 드라이버유닛과, 상기 드라이버유닛에 연결되어 드라이버유닛의 위치를 조절하는 이송수단을 포함하는 것이 일반적이다.

이때, 상기 피더로는 진동을 이용하여 나사못을 정렬하여 공급하는 진동식 피더를 이용하고 있으며, 상기 드라이버유닛은 구동모터에 의해 구동되는 드라이버축이 구비된 드라이버본체와, 상기 드라이버축의 단부에 구비되어 상기 피더에 의해 공급된 나사못을 픽업하여 상기 드라이버축의 단부에 결합되도록 하는 픽업수단을 포함하고 있다. 그리고, 상기 픽업수단은 상기 드라이버축의 외측 둘레부를 감싸도록 배치된 흡입관과, 상기 흡입관에 연결된 진공펌프로 구성되어, 상기 흡입관을 상기 나사못의 상측에 근접시키면, 나사못이 흡입관의 내부로 흡입되어 상기 드라이버축의 단부에 결합되도록 구성되고 있다.

따라서, 상기 픽업수단을 이용하여 상기 피더에 의해 정렬된 나사못을 흡입하여 상기 드라이버축의 하단부에 결합되도록 한 상태에서, 상기 구동모터로 드라이버축을 구동시키면, 상기 드라이버축과 상기 나사못이 함께 회전되어 각 부품이 서로 결합시키게 된다.

여기서, 상기한 드라이버유닛의 구조는 등록특허 10-0581697호를 비롯한 다수의 선행문건에 자세히 나타나 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그러나, 상기한 종래의 나사체결장치는 나사못을 공급하기 위한 피더와, 피더에 의해 공급된 나사못을 대상물에 결합하는 드라이버유닛이 각기 별도로 구비되어, 대상물에 나사못을 결합하기 위해서는 드라이버유닛이 진동식 피더의 상부로 이동하여 1개의 나사못을 흡착하고, 다시 대상물의 상부로 이동하여 대상물에 나사못을 결합시키도록 구성되어 있어, 1개의 나사못을 대상물에 결합하기 위해 드라이버유닛이 이동하는 거리가 길어지고, 이로 인해 나사못을 결합하는데 소요되는 시간이 길어져서 작업효율이 매우 낮은 문제점이 있다.

또한, 본체의 상부에 피더를 설치하기 위한 공간을 두어야 함에 따라 공간활용도가 저하될 뿐 아니라, 홀더의 위치를 설정하는데 제약이 발생하고 설계의 자유도가 떨어지게 되는 다른 문제점이 있다.

더욱이, 드라이버유닛이 피더에 의해 공급된 나사못을 픽업한 후 대상물의 상부까지 측방향으로 이동하고, 다시 하측으로 하강되어 나사못을 대상물에 결합시키도록 하고 있어, 이 과정에서 발생한 충격이나 진동 등에 의해 드라이버축의 하단에 결합된 나사못이 이탈할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라 본 출원인은 나사못을 공급하는 피더와, 상기 피더에 의해 공급된 나사못을 대상물에 결합하는 드라이버유닛이 함께 구비되어, 나사못을 체결하기 위해 드라이버유닛이 이동하는 거리와 시간을 최소화하여 작업효율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 피더를 설치하기 위한 공간이 필요 없으며, 나사못이 고정된 드라이버유닛이 이동하는 도중에 나사못이 이탈하게 되는 것을 방지할 수 있도록 된 새로운 구조의 나사체결장치를 제안한 바 있다.

상기한 선출원 특허는, 대상물에 나사못을 결합하는 나사체결장치로서, 이송수단에 의해 위치조절되는 지지대와, 상기 지지대에 전후진가능하게 결합되며 나사못을 정렬하여 공급하는 피더와, 상기 피더에 연결되어 피더를 전후진시키는 전후진구동수단과, 상기 지지대에 승강가능하게 구비되며 상기 피더에 의해 공급된 나사못을 픽업할 수 있도록 된 드라이버유닛과, 상기 드라이버유닛에 연결되어 드라이버유닛을 승강시키는 승강구동수단으로 구성됨으로써, 피더가 전후진되면서 상기 드라이버유닛의 하측으로 나사를 공급하게 되어 나사못을 픽업하기 위해 드라이버유닛이 이동하는 거리 및 시간을 최소화하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

그러나, 상기한 선출원 특허는 피더가 전후진 이동하면서 나사못을 정렬하여 나사못을 공급하고 드라이버유닛이 승강하여 공급된 나사못을 픽업하여 대상물에 체결하도록 구성됨에 따라 피더가 이동하는 동안 나사못의 정렬이 흐트러져 드라이버유닛에 의한 픽업이 정상적으로 이루어지지 않을 경우 장치를 정지시켜야 하는 문제점이 있을 뿐 아니라, 피더와 드라이버 유닛이 설치된 지지대가 이송수단에 의해 전후 좌우로만 이동할 수 있어 대상물의 위치가 제한되는 문제점이 있다.

KR 10-1613296 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 나사못을 정렬한 후 나사못이 겹치지 않도록 하나씩 공급함과 아울러 드라이버유닛이 공급된 나사못을 흡착하여 픽업하도록 함과 아울러 피더의 위치가 고정되어 나사못의 정렬이 흐트러지지 않도록 함으로써, 작업 중단이 방지되어 작업 효율이 향상되도록 한 자동 나사체결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 피더에서 나사못을 정렬하는 과정에서 나사못이 충격에 의해 외부로 이탈하여 대상물을 손상시키는 것을 방지할 수 있도록 한, 자동 나사체결장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 정렬되어 공급되는 나사못이 하나씩만 공급되도록 함과 아울러 빠른 이송 속도로 인해 나사못이 이탈하여 대상물을 손상시키는 것을 방지할 수 있도록 한, 자동 나사체결장치를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 대상물의 위치에 관계없이 드라이버유닛과 피더가 이동하여 나사못을 체결할 수 있도록 함으로써, 생산성이 대폭 향상되도록 한 자동 나사체결장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대상물에 나사못을 체결하는 체결장치 본체와 제어부를 포함하고, 상기 체결장치 본체는,

지지대에 설치되며 진동을 이용하여 나사못을 정렬한 후 나사못을 차례로 공급하는 피더부와; 상기 지지대에 경사지게 설치되어 상기 피더부에 의해 공급되는 나사못이 겹치지 않도록 하나씩 안내하는 가이드부와; 상기 지지대에 설치되며 상기 가이드부에 의해 안내된 나사못을 픽킹한 후 베이스에 배치된 대상물에 나사못을 자동으로 체결하는 드라이버유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 피더부는 수평 지지대에 설치되는 받침부와, 아래쪽에서 위쪽으로 갈수록 직경이 넓어지는 구조로 형성되며 내측에 나사못이 삽입되는 나선 형상의 홈이 형성된 피더 본체와, 상기 홈에 위치한 나사못을 정렬시키기 위하여 상기 피더 본체에 진동을 가하는 진동부재와, 상기 피더 본체의 상단에 형성된 출구측에 설치되어 나사못을 정렬하는 정렬수단과, 상기 피더 본체에서 공급되는 나사못을 상기 가이드부로 안내하는 배출 가이드와, 상기 피더 본체를 지지하도록 상기 피더 본체의 하부에 위치되고 일측에 상기 진동부재가 설치되는 피더 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 피더부는 상기 받침부와 피더 지지대 사이에 배치되어 상기 진동부재에 의해 형성된 진동이 상기 받침부로 전달되지 않도록 하는 하나 이상의 완충 지지구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 피더 본체에 형성된 홈의 내측면에 경사부가 형성되어 상기 홈으로부터 이탈되는 나사못이 피더 본체의 중앙으로 떨어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 정렬수단은 상기 홈을 따라 이동하는 나사못 중 수직 방향으로 엉킨 나사못을 탈락시키도록 출구측에 설치된 제1정렬부재와, 상기 홈을 따라 이동하는 나사못 중 수평 방향으로 엉킨 나사못을 정렬하거나 탈락시키도록 상기 제1정렬부재의 출구측에 회전 가능하게 설치되는 제2정렬부재와, 상기 제1정렬부재의 안쪽에 경사지게 설치되어 상기 제1정렬부재와 제2정렬부재에 의해 탈락된 나사못이 상기 피더 본체의 중앙측으로 떨어지도록 안내하는 경사 안내부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 가이드부는 상기 피더부로부터 공급된 나사못이 이동하는 길이 방향의 안내홈이 형성되고 수직 지지대에 경사지게 설치된 경사 가이드와, 하단 상측에 나사못의 이동을 제한하는 스토퍼가 설치되며 상기 경사 가이드의 하부에 회전 가능하게 설치되는 나사공급블록과, 상기 경사 가이드의 상부측에 설치되어 나사못이 상측으로 튀지 않도록 하는 커버부재와, 하단 부분이 상기 경사 가이드의 안내홈에 승강 가능하게 삽입되어 상기 나사못이 일시 정지된 후 상기 나사공급블록으로 하나씩 공급되도록 상기 커버부재에 관통 설치되는 보조 스토퍼와, 양단이 상기 경사 가이드와 나사공급블록에 각각 고정되어 상기 나사공급블록을 초기 위치로 복귀시키는 리턴 스프링과, 상기 스토퍼에 의해 위치가 고정된 나사못을 감지하도록 상기 나사공급블록에 설치되는 나사못 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 가이드부는 상기 커버부재에 설치되며 상기 보조 스토퍼에 의해 지지된 나사못보다 위쪽에 위치한 나사못을 고정하는 흡착수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 커버부재에 상기 흡착수단이 연결된 대직경의 제1흡착홈 및 하나의 나사못만 흡착하도록 나사못의 헤드에 비해 작은 직경으로 형성되어 상기 제1흡착홈에 연통되는 제2흡착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 가이드부는 상기 나사공급블록의 상측에 설치되어 상기 경사 가이드의 안내홈을 따라 이동한 후 상기 나사공급블록의 홈을 따라 이동하는 나사못의 이동 속도를 줄여주는 완충부재를 더 포함하고, 상기 완충부재의 중간 부분 하측에 나사못의 헤드가 삽입되는 요홈이 길이 방향을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 드라이버유닛은 선단부가 나사못의 헤드에 결합되는 드라이버 본체와, 상기 가이드부에 구비된 스토퍼에 의해 이동이 제한된 나사못을 흡착하는 흡착부재와, 상기 드라이버 본체를 승강 및 회전시켜 상기 흡착부재에 의해 흡착된 나사못을 대상물에 체결하는 체결용 모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 드라이버유닛은 상기 흡착부재가 나사못을 흡착할 수 있도록 상기 가이드부에 구비된 나사공급블록을 가압하여 회동시키는 가압부재와, 상기 체결용 모터와 가압부재를 동시에 승강시키는 업다운 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 나사공급블록이 손상되지 않고 회동하도록 상기 가압부재의 하단에 롤러가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 상기 지지대와 피더부, 가이드부 및 드라이버 유닛으로 이루어진 체결장치 본체가, 상기 베이스에 설치된 로봇팔에 의해 이동되고, 상기 베이스의 일측에 설치된 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동 나사체결장치는 피더부와 가이드부에서 나사못이 겹치지 않도록 하나씩 공급한 후 드라이버유닛이 나사못을 흡착 방식으로 픽업함과 아울러 피더부가 지지대에 고정되어 나사못의 정렬이 흐트러지지 않게 되므로, 겹친 나사못으로 인한 작업 중단이 방지되어 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 나사못이 피더 본체의 하부 중앙으로부터 피더 본체의 상측으로 이동됨과 아울러 피더 본체의 출구 부분에서 하나씩 정렬됨에 따라 나사못이 겹치지 않고 일렬로 공급되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 피더 본체를 지지하는 피더 지지대와 받침부 사이에 완충 지지구가 배치되고 피더 본체의 측부에 진동부재가 설치됨에 따라 피더 본체와 피더 지지대가 동시에 흔들리게 되어 피더 본체의 과도한 흔들림으로 인해 나사못이 피더 본체의 외측으로 이탈되지 않음은 물론 피더 본체의 진동이 받침부로 전달되지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 피더 본체에 형성된 홈의 내측면에 경사부가 형성됨에 따라 진동에 의해 홈으로부터 빠져나온 나사못이 외부로 이탈되지 않고 피더 본체의 중앙 하부로 떨어지게 되고 그로 인해 나사못으로 인해 대상물 또는 베이스가 손상되지 않게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 정렬수단의 제1정렬부재와 제2정렬부재를 이용하여 수직 방향으로 기울어지거나 수평 방향으로 기울어진 나사못을 정렬 또는 탈락시키게 되어 피더 본체의 홈에 바르게 삽입된 나사못만 공급할 수 있음은 물론 제1정렬부재의 안쪽에 경사 안내부가 형성되어 탈락된 나사못이 피더 본체의 중앙으로 떨어지게 되므로, 나사못의 손실이 방지되고 정상적으로 정렬된 나사못을 차례로 공급할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 나사못의 이동을 안내하는 경사 가이드의 하부에 회전 가능하게 설치되는 나사공급블록에 스토퍼가 설치됨에 따라 나사못이 베이스로 떨어지지 않게 되고, 나사못 감지수단에 의해 나사못이 감지되는 경우에만 드라이버유닛이 작동하게 되어 불필요한 드라이버유닛의 작동으로 인한 에너지 소비가 감소하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 경사 가이드의 상측에 커버 부재가 구비되어 이동중인 나사못의 이탈 또는 정렬된 나사못의 흐트러짐이 방지되고, 경사 가이드의 중간 부분에 보조 스토퍼가 구비되어 나사못의 너무 빨리 이동하지 않도록 하여 나사못의 이탈이 방지되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 보조 스토퍼의 후방측에 흡착 수단이 구비되어 보조 스토퍼에 의해 정지된 나사못의 다음에 위치한 나사못을 흡착 고정하게 되므로, 보조 스토퍼를 승강 또는 회전시켜 나사못이 하나씩만 나사공급블록으로 이동시킬 수 있게 되고 그로 인해 나사못의 이탈이나 겹칩 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 경사 가이드의 하부에 위치한 나사공급블록의 상측에 완충부재가 설치되고 완충부재에 나사못의 헤드가 삽입되는 요홈이 형성됨에 따라 경사 가이드로부터 나사공급블록의 스토퍼까지 이동하는 동안 나사못이 천천히 이동됨은 물론 나사못이 외부로 이탈하지 않게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 드라이버유닛에 구비된 드라이버 본체의 앞쪽에 흡착부재가 구비되어 스토퍼에 의해 정지된 나사못을 픽킹 및 흡착 고정함에 따라 드라이버 본체의 선단부에 자력을 부여하지 않더라도 나사못이 이탈하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 드라이버유닛에 구비된 가압부재가 업다운 실린더에 의해 하강하여 나사공급블록을 회동시키게 되므로, 나사못의 픽킹을 위한 드라이버 본체와 흡착부재의 이동거리를 줄일 수 있게 되고, 나사못을 대상물에 체결할 때 나사공급블록에 의한 간섭이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 가압부재의 하단부에 롤러가 구비되어 나사공급블록에 접촉되므로 나사공급블록의 손상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 나사체결장치에 따르면, 체결장치 본체가 로봇팔에 의해 이동됨에 따라 전후 방향과 상하 방향으로만 이동되는 기존과는 달리 대상물이 베이스의 어디에 위치하더라도 나사못의 체결 작업을 수월하게 수행할 수 있게 되어 생산성이 대폭 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동 나사체결장치의 전체 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 요부인 체결장치 본체의 사시도.
도 3은 본 발명의 요부인 체결장치 본체의 배면 사시도.
도 4는 본 발명의 요부인 피더부의 사시도.
도 5는 본 발명의 요부인 피더부의 분리도.
도 6은 본 발명의 요부인 피더부의 단면도.
도 7은 본 발명의 요부인 체결장치 본체의 측면도.
도 8은 본 발명의 요부인 가이드부의 분리 사시도.
도 9는 본 발명의 요부인 보조 스토퍼와 흡착수단 및 완충부재를 나타낸 부분 확대도.
도 10 내지 15는 피더부에 의해 공급된 나사못을 대상물에 체결할 때까지의 과정을 순차적으로 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자동 나사체결장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 자동 나사체결장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 대상물(500)에 나사못(150)을 체결하는 체결장치 본체(100)와, 베이스(400)의 일측에 설치되어 상기 체결장치 본체(100)를 제어하는 제어부(300)와, 상기 베이스(400)에 설치되어 상기 체결장치 본체(100)를 상기 베이스(400)의 상면을 따라 이동시키는 로봇팔(200)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 체결장치 본체(100)는 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 지지대(110)에 설치되며 진동을 이용하여 나사못(150)을 정렬한 후 나사못(150)을 차례로 공급하는 피더부(120)와; 상기 지지대(110)에 경사지게 설치되어 상기 피더부(120)에 의해 공급되는 나사못(150)이 겹치지 않도록 하나씩 안내하는 가이드부(130)와; 상기 지지대(110)에 설치되며 상기 가이드부(130)에 의해 안내된 나사못(150)을 픽킹한 후 베이스(400)에 배치된 대상물(500)에 나사못(150)을 자동으로 체결하는 드라이버유닛(140);을 포함한다.

상기 피더부(120)는 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 수평 지지대(111)에 설치되는 받침부(121)와, 아래쪽에서 위쪽으로 갈수록 직경이 넓어지는 구조로 형성되며 내측에 나사못(150)이 삽입되는 나선 형상의 홈(122')이 형성된 피더 본체(122)와, 상기 홈(122')에 위치한 나사못(150)을 정렬시키기 위하여 상기 피더 본체(122)에 진동을 가하는 진동부재(123)와, 상기 피더 본체(122)의 상단에 형성된 출구측에 설치되어 나사못(150)을 정렬하는 정렬수단과, 상기 피더 본체(122)에서 공급되는 나사못(150)을 상기 가이드부(130)로 안내하는 배출 가이드(128)와, 상기 피더 본체(122)를 지지하도록 상기 피더 본체(122)의 하부에 위치되고 일측에 상기 진동부재(123)가 설치되는 피더 지지대(129)와, 상기 받침부(121)와 피더 지지대(129) 사이에 배치되어 상기 진동부재(123)에 의해 형성된 진동이 상기 받침부(121)로 전달되지 않도록 하는 하나 이상의 완충 지지구(124)로 이루어진다.

이때, 상기 피더 본체(122)에 형성된 홈(122')의 내측면에 경사부(122")가 형성되어 상기 홈(122')으로부터 이탈되는 나사못(150)이 피더 본체(122)의 중앙으로 떨어지도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 정렬수단은 상기 홈(122')을 따라 이동하는 나사못(150) 중 수직 방향으로 엉킨 나사못(150)을 탈락시키도록 출구측에 설치된 제1정렬부재(125)와, 상기 홈(122')을 따라 이동하는 나사못(150) 중 수평 방향으로 엉킨 나사못(150)을 정렬하거나 탈락시키도록 상기 제1정렬부재(125)의 출구측에 회전 가능하게 설치되는 제2정렬부재(126)와, 상기 제1정렬부재(125)의 안쪽에 경사지게 설치되어 상기 제1정렬부재(125)와 제2정렬부재(126)에 의해 탈락된 나사못(150)이 상기 피더 본체(122)의 중앙측으로 떨어지도록 안내하는 경사 안내부(127)로 이루어진다.

상기 가이드부(130)는 도 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 상기 피더부(120)로부터 공급된 나사못(150)이 이동하는 길이 방향의 안내홈이 형성되고 수직 지지대(111)에 경사지게 설치된 경사 가이드(131)와, 하단 상측에 나사못(150)의 이동을 제한하는 스토퍼(137)가 설치되며 상기 경사 가이드(131)의 하부에 회전 가능하게 설치되는 나사공급블록(136)과, 상기 경사 가이드(131)의 상부측에 설치되어 나사못(150)이 상측으로 튀지 않도록 하는 커버부재(132)와, 하단 부분이 상기 경사 가이드(131)의 안내홈에 승강 가능하게 삽입되어 상기 나사못(150)이 일시 정지된 후 상기 나사공급블록(136)으로 하나씩 공급되도록 상기 커버부재(132)에 관통 설치되는 보조 스토퍼(133)와, 상기 커버부재(132)에 설치되며 상기 보조 스토퍼(133)에 의해 지지된 나사못(150)보다 위쪽에 위치한 나사못(150)을 고정하는 흡착수단(134)과, 상기 나사공급블록(136)의 상측에 설치되어 상기 경사 가이드의 안내홈을 따라 이동한 후 상기 나사공급블록(136)의 홈을 따라 이동하는 나사못(150)의 이동 속도를 줄여주는 완충부재(135)과, 양단이 상기 경사 가이드(131)와 나사공급블록(136)에 각각 고정되어 상기 나사공급블록(136)을 초기 위치로 복귀시키는 리턴 스프링(138)과, 상기 스토퍼(137)에 의해 위치가 고정된 나사못을 감지하도록 상기 나사공급블록(136)에 설치되는 나사못 감지센서(139)를 포함한다.

이때, 상기 흡착수단(134)을 이용하여 나사못(150)을 흡착 고정하도록 상기 커버부재(132)에는 상기 흡착수단(134)이 연결된 대직경의 제1흡착홈(134') 및 하나의 나사못(150)만 흡착하도록 나사못(150)의 헤드에 비해 작은 직경으로 형성되어 상기 제1흡착홈(134')에 연통되는 제2흡착홈(134")이 형성된다. 그리고, 상기 완충부재(135)의 중간 부분 하측에는 나사못(150)의 헤드가 삽입되는 요홈(135')이 형성된다.

또한, 상기 드라이버유닛(140)은 도 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 선단부가 나사못(150)의 헤드에 결합되는 드라이버 본체(141)와, 상기 가이드부(130)에 구비된 스토퍼(137)에 의해 이동이 제한된 나사못(150)을 흡착하는 흡착부재(143)와, 상기 드라이버 본체(141)를 승강 및 회전시켜 상기 흡착부재(143)에 의해 흡착된 나사못(150)을 대상물(500)에 체결하는 체결용 모터(142)와, 상기 흡착부재(143)가 나사못(150)을 흡착할 수 있도록 상기 가이드부(130)에 구비된 나사공급블록(136)을 가압하여 회동시키는 가압부재(146)와, 상기 체결용 모터(142)와 가압부재(146)를 동시에 승강시키는 업다운 실린더(145)를 포함한다.

이때, 상기 나사공급블록(136)이 손상되지 않고 회동하도록 상기 가압부재(146)의 하단에 롤러(146')가 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동 나사체결장치는 하나씩 공급된 나사못을 드라이버유닛이 픽킹 및 흡착 고정하여 대상물에 체결하게 된다.

피더부(120)를 구성하는 피더 본체(122)의 내측에 투입된 복수의 나사못(150)은, 상기 피더 본체(122)가 진동부재(123)에 의해 진동함에 따라, 상기 피더 본체(122)의 내측면에 형성된 홈(122')을 따라 피더 본체(122)의 하측으로부터 상측으로 이동하게 된다. 이때, 상기 홈(122')의 내측면이 경사부(122")로 형성되어 있으므로, 상기 홈(122')으로부터 이탈된 나사못(150)은 피더 본체(122)의 중앙 부분으로 떨어지게 된다.

이때, 상기 피더 본체(122)를 하부에서 지지하는 피더 지지부(129)가 완충 지지구(124)를 개재하여 받침부(121)에 결합되어 있으므로, 진동부재(123)에 의해 피더 본체(122)가 흔들릴 때 피더 본체(122) 외에 피더 지지대(129) 및 진동부재(123)가 동시에 흔들리게 되어 피더 본체(122)의 과도한 흔들림으로 인해 나사못(150)이 외부로 빠져나가지 않게 된다. 그리고, 상기 완충 지지구(124)로 인해 상기 피더 본체(122)의 진동에 받침대(1210로 전달되지 않게 된다.

상기 피더 본체(122)에 형성된 홈(122')을 따라 상측까지 이동하는 동안 나사못(150)이 하나씩 정렬되고, 정렬되지 않고 흐트러진 나사못(150)은 정렬수단에 의해 탈락되어 피더 본체(122)의 중앙으로 떨어진다. 이때, 제1정렬부재(125)는 수직 방향에 대하여 기울게 위치한 나사못(150)을 탈락시키고 제2정렬부재(126)는 수평 방향으로 흐트러지거나 홈(122')으로부터 이탈된 나사못(150)을 탈락시킴으로써 나사못(150)이 하나씩 정렬되어 배출 가이드(128)를 통해 가이드부(130)로 공급되도록 한다.

상기 피더 본체(122)로부터 가이드부(130)의 경사 가이드(131)로 공급된 나사못(150)은 상기 경사 가이드(131)에 형성된 안내홈을 따라 서서히 하강하게 되고, 상기 경사 가이드(131)의 안내홈에 하단 일부가 삽입된 보조 스토퍼(133)에 의해 정지된다. 나사못(150)이 상기 보조 스토퍼(133)에 의해 정지되면, 도 10과 같이 흡착수단(134)이 작동하여 정지된 나사못(150)의 다음에 위치한 나사못(150)을 흡착 고정한다. 이에 따라, 도 11과 같이 상기 보조 스토퍼(133)가 상승하더라도 하나의 나사못(150)만 나사공급블록(136) 쪽으로 이동하고 나머지는 고정되어 움직이지 않게 된다. 이후, 도 12와 같이 상기 보조 스토퍼(133)가 하강하면 상기 흡착수단(134)이 나사못(150)의 흡착을 해제하여 상기 보조 스토퍼(133)에 나사못(150)이 걸리도록 한 후, 다시 작동하여 다른 나사못(150)을 흡착 고정한다.

상기 보조 스토퍼(133)가 상승함에 따라 나사공급블록(136) 쪽으로 이동하는 나사못(150)은 상기 나사공급블록(136)의 상측에 위치한 완충부재(135)로 인해 천천히 하강하게 되고, 마지막에는 도 13과 같이, 상기 나사공급블록(136)의 하단측에 위치한 스토퍼(137)에 의해 정지된다. 나사못(150)이 상기 스토퍼(137)에 의해 정지되면 나사못 감지센서(139)가 이를 감지하여 제어부(300)로 신호를 보내게 된다.

상기 제어부(300)는 상기 나사못 감지센서(139)의 신호에 따라 드라이버유닛을 구성한 업다운 실린더(145)를 작동시킨다. 상기 업다운 실린더(145)의 작동에 따라 드라이버 본체(141)와 가압부재(146)가 하강하면, 스토퍼(137)에 의해 정지된 나사못(150)과 흡착부재(143) 사이의 간격이 감소하게 된다. 이후, 도 14와 같이 상기 흡착부재(143)가 나사못(150)을 픽킹하여 흡착 고정할 수 있게 된다.

나사못(150)이 상기 흡착부재(143)에 고정된 후에도 상기 드라이버 본체(141)와 가압부재(146)가 계속 하강하게 되므로, 상기 나사공급블록(136)이 가압부재(146)에 의해 회동하여 드라이버 본체(141)의 하부 쪽을 개방하게 된다. 그리고, 계속 하강된 드라이버 본체(141)는 체결용 모터(142)에 의해 회전됨으로써, 도 15와 같이 상기 흡착부재(143)에 흡착 고정된 나사못(150)을 대상물에 체결하게 된다.

나사못(150)의 체결이 완료되면 상기 업다운 실린더(145)에 의해 드라이버 본체(141)와 가압부재(146)가 상승하게 되고, 상기 나사공급블록(136)은 리턴 스프링(138)에 의해 초기 위치로 회동되어 다음 작업을 대기하게 된다.

상기한 과정은 베이스(400)의 일측에 위치한 제어부(300)에 의해 자동으로 이루어지며, 상기 제어부(300)는 로봇팔(200)을 이용하여 체결장치 본체(100)를 이동시킴으로써 대상물(500)이 베이스(400)의 상측 어디에 있더라도 나사못(150)을 체결하게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100...체결장치 본체
110...지지대
111...수평 지지대
112...수직 지지대
120...피더부
121...받침부
122...피더 본체
122'...홈
122"..경사부
123...진동부재
124...완충 지지구
125...제1정렬부재
126...제2정렬부재
127...경사 안내부
128...배출 가이드
129...피더 지지대
130...가이드부
131...경사 가이드
132...커버부재
133...보조 스토퍼
134...흡착수단
134'...제1흡착홈
134"...제2흡착홈
135...완충부재
135'...요홈
136...나사공급블록
137...스토퍼
138...리턴 스프링
139...나사못 감지센서
140...드라이버유닛
141...드라이버 본체
142...체결용 모터
143....흡착부재
145...업다운 실린더
146...가압부재
146'...롤러
150...나사못
200...로봇팔
300...제어부
400...베이스
500...대상물

Claims (13)

1. 대상물(500)에 나사못(150)을 체결하는 체결장치 본체(100)와 제어부(300)를 포함하고,
   상기 체결장치 본체(100)는,
   지지대(110)에 설치되며 진동을 이용하여 나사못(150)을 정렬한 후 나사못(150)을 차례로 공급하는 피더부(120)와; 상기 지지대(110)에 경사지게 설치되어 상기 피더부(120)에 의해 공급되는 나사못(150)이 겹치지 않도록 하나씩 안내하는 가이드부(130)와; 상기 지지대(110)에 설치되며 상기 가이드부(130)에 의해 안내된 나사못(150)을 픽킹한 후 베이스(400)에 배치된 대상물(500)에 나사못(150)을 자동으로 체결하는 드라이버유닛(140);을 포함하며,
   상기 가이드부(130)는 상기 피더부(120)로부터 공급된 나사못(150)이 이동하는 길이 방향의 안내홈이 형성되고 수직 지지대(111)에 경사지게 설치된 경사 가이드(131)와, 하단 상측에 나사못(150)의 이동을 제한하는 스토퍼(137)가 설치되며 상기 경사 가이드(131)의 하부에 회전 가능하게 설치되는 나사공급블록(136)과, 상기 경사 가이드(131)의 상부측에 설치되어 나사못(150)이 상측으로 튀지 않도록 하는 커버부재(132)와, 하단 부분이 상기 경사 가이드(131)의 안내홈에 승강 가능하게 삽입되어 상기 나사못(150)이 일시 정지된 후 상기 나사공급블록(136)으로 하나씩 공급되도록 상기 커버부재(132)에 관통 설치되는 보조 스토퍼(133)와, 양단이 상기 경사 가이드(131)와 나사공급블록(136)에 각각 고정되어 상기 나사공급블록(136)을 초기 위치로 복귀시키는 리턴 스프링(138)과, 상기 스토퍼(137)에 의해 위치가 고정된 나사못(150)을 감지하도록 상기 나사공급블록(136)에 설치되는 나사못 감지센서(139)와, 상기 가이드부(130)는 상기 커버부재(132)에 설치되며 상기 보조 스토퍼(133)에 의해 지지된 나사못(150)보다 위쪽에 위치한 나사못(150)을 고정하는 흡착수단(134)과, 상기 나사공급블록(136)의 상측에 설치되어 상기 경사 가이드의 안내홈을 따라 이동한 후 상기 나사공급블록(136)의 홈을 따라 이동하는 나사못(150)의 이동 속도를 줄여주는 완충부재(135)를 포함하고,
   상기 커버부재(132)에 상기 흡착수단(134)이 연결된 대직경의 제1흡착홈(134') 및 하나의 나사못(150)만 흡착하도록 나사못(150)의 헤드에 비해 작은 직경으로 형성되어 상기 제1흡착홈(134')에 연통되는 제2흡착홈(134")이 구비되고,
   상기 완충부재(135)의 중간 부분 하측에 길이 방향을 따라 나사못(150)의 헤드가 삽입되는 요홈(135')이 형성된 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피더부(120)는 수평 지지대(111)에 설치되는 받침부(121)와, 아래쪽에서 위쪽으로 갈수록 직경이 넓어지는 구조로 형성되며 내측에 나사못(150)이 삽입되는 나선 형상의 홈(122')이 형성된 피더 본체(122)와, 상기 홈(122')에 위치한 나사못(150)을 정렬시키기 위하여 상기 피더 본체(122)에 진동을 가하는 진동부재(123)와, 상기 피더 본체(122)의 상단에 형성된 출구측에 설치되어 나사못(150)을 정렬하는 정렬수단과, 상기 피더 본체(122)에서 공급되는 나사못(150)을 상기 가이드부(130)로 안내하는 배출 가이드(128)와, 상기 피더 본체(122)를 지지하도록 상기 피더 본체(122)의 하부에 위치되고 일측에 상기 진동부재(123)가 설치되는 피더 지지대(129)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피더부(120)는 상기 받침부(121)와 피더 지지대(129) 사이에 배치되어 상기 진동부재(123)에 의해 형성된 진동이 상기 받침부(121)로 전달되지 않도록 하는 하나 이상의 완충 지지구(124)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 피더 본체(122)에 형성된 홈(122')의 내측면에 경사부(122")가 형성되어 상기 홈(122')으로부터 이탈되는 나사못(150)이 피더 본체(122)의 중앙으로 떨어지도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 정렬수단은 상기 홈(122')을 따라 이동하는 나사못(150) 중 수직 방향으로 엉킨 나사못(150)을 탈락시키도록 출구측에 설치된 제1정렬부재(125)와, 상기 홈(122')을 따라 이동하는 나사못(150) 중 수평 방향으로 엉킨 나사못(150)을 정렬하거나 탈락시키도록 상기 제1정렬부재(125)의 출구측에 회전 가능하게 설치되는 제2정렬부재(126)와, 상기 제1정렬부재(125)의 안쪽에 경사지게 설치되어 상기 제1정렬부재(125)와 제2정렬부재(126)에 의해 탈락된 나사못(150)이 상기 피더 본체(122)의 중앙측으로 떨어지도록 안내하는 경사 안내부(127)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 드라이버유닛(140)은 선단부가 나사못(150)의 헤드에 결합되는 드라이버 본체(141)와, 상기 가이드부(130)에 구비된 스토퍼(137)에 의해 이동이 제한된 나사못(150)을 흡착하는 흡착부재(143)와, 상기 드라이버 본체(141)를 승강 및 회전시켜 상기 흡착부재(143)에 의해 흡착된 나사못(150)을 대상물(500)에 체결하는 체결용 모터(142);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 드라이버유닛(140)은 상기 흡착부재(143)가 나사못(150)을 흡착할 수 있도록 상기 가이드부(130)에 구비된 나사공급블록(136)을 가압하여 회동시키는 가압부재(146)와, 상기 체결용 모터(142)와 가압부재(146)를 동시에 승강시키는 업다운 실린더(145)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 나사공급블록(136)이 손상되지 않고 회동하도록 상기 가압부재(146)의 하단에 롤러(146')가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지대(110)와 피더부(120), 가이드부(130) 및 드라이버 유닛(140)으로 이루어진 체결장치 본체(100)가,
   상기 베이스(400)에 설치된 로봇팔(200)에 의해 이동되고, 상기 베이스(400)의 일측에 설치된 제어부(300)에 의해 자동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 나사체결장치.
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