KR102005393B1

KR102005393B1 - 락볼트 체결장치

Info

Publication number: KR102005393B1
Application number: KR1020190015905A
Authority: KR
Inventors: 강태선; 남근호
Original assignee: 강태선
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-10-01
Also published as: WO2020166795A1; US11717878B2; US20220118504A1

Abstract

본 개시는 락볼트 체결장치에 관한 것으로, 내부에 락볼트를 당기기 위한 그립이 구비된 몸체부와 몸체부의 하부에 돌출 형성되며 외부에 작동스위치가 설치된 파지부를 이루어지며, 파지부의 내부에는 그립을 구동하기 위한 유압을 공급하는 유압공급유로와 그립에 공급된 유압 배출하는 유압배출유로와 작동스위치에 공압을 공급하는 에어공급유로가 설치되고, 파지부의 외부에는 작동스위치의 작동시 에어공급유로의 에어를 배출하도록 형성된 배출홀을 갖는 락볼트 건과, 유압공급유로에 유압을 공급하는 유압공급펌프와 유압배출유로로부터 배출되는 유압을 회수하는 유압회수펌프와 유압공급펌프에 오일을 공급하고, 유압회수펌프로부터 오일을 회수하는 오일탱크를 갖는 구동력공급부와, 유압공급펌프, 유압회수펌프 및, 에어공급유로와 연결된 제1 솔밸브와 제1 솔밸브에 에어를 공급하는 에어공급부와 제1 솔밸브와 에어공급부 사이에 설치되어 제1 솔밸브에 공급되는 공압을 조절하는 에어압력조절기를 갖는 작동부와, 구동력공급부와 작동부를 수용하는 하우징; 및, 작동스위치로부터 작동신호가 입력되면, 제1 솔밸브로부터 공압이 유압공급펌프 및 유압회수펌프로 공급되도록 하여 유압공급펌프 및 유압회수펌프가 작동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

락볼트 체결장치{Joining device for lock bolt}

본 개시는 피접합물을 락볼트로 상호 접합시킬 때 비정상적으로 작업이 이루어지는 것을 검출할 수 있는 락볼트 체결장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 부품은 용접 및 체결부재를 통해 체결된다. 체결부재로는 볼트와 너트, 리벳, 락볼트 등이 사용된다.

대부분의 자동차 부품은 볼트와 너트로 체결이 되는데, 볼트와 너트로 체결된 부품은 자동차의 주행 중 발생되는 진동에 의해 볼트 또는 너트가 분리되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 자동차 부품을 반영구적으로 결합시키기 위해 락볼트가 사용되고 있다.

락볼트를 이용한 락볼팅(Lockboltting)은 피접합물에 형성된 결합공에 락볼트 핀을 삽입하고, 반대편에서 락볼트 칼라(Collar)를 핀에 끼운후 칼라가 압축되도록 공구를 작동시킴으로써 칼라가 핀에 형성된 홈에 강력하게 압착성형되도록 하여 피접합물이 상호 접합되게 하는 것이다. 이때, 핀의 일부분은 절단된다.

그러나, 전술한 락볼트를 이용한 체결은 다음과 같은 문제점 있다.

첫째 소재 자체의 결함으로 인해 락볼팅이 정확하게 이루어지지 않았거나, 락볼트 소재가 규정된 압력으로 피접합물에 체결되지 않은 경우에도 작업자가 육안으로 락볼팅 상태만을 인식하여 작업을 완료할 경우 락볼팅 상태가 불량한 제품이 양품으로 생산되는 문제점이 있다.

둘째 작업자가 락볼트 칼라(Collar)를 누락시킨 상태에서 피접합물을 체결하여도 이를 확인할 수 있는 방법이 없으며, 이를 방지하기 위해 검사단계를 추가해야 함으로써 작업성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 개시는 피접합물을 락볼트를 이용하여 체결할 때 락볼트가 피접합물에 비정상적으로 체결되는 것을 검출하고, 락볼트를 정확한 위치에 체결할 수 있는 락볼트 체결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예에 의한 락볼트 체결장치는 내부에 락볼트를 당기기 위한 그립이 구비된 몸체부와 상기 몸체부의 하부에 돌출 형성되며 외부에 작동스위치가 설치된 파지부를 이루어지며, 상기 파지부의 내부에는 상기 그립을 구동하기 위한 유압을 공급하는 유압공급유로와 상기 그립에 공급된 유압 배출하는 유압배출유로와 상기 작동스위치에 공압을 공급하는 에어공급유로가 설치되고, 상기 파지부의 외부에는 상기 작동스위치의 작동시 상기 에어공급유로의 에어를 배출하도록 형성된 배출홀을 갖는 락볼트 건과, 상기 유압공급유로에 유압을 공급하는 유압공급펌프와 상기 유압배출유로로부터 배출되는 유압을 회수하는 유압회수펌프와 상기 유압공급펌프에 오일을 공급하고, 상기 유압회수펌프로부터 오일을 회수하는 오일탱크를 갖는 구동력공급부와, 상기 유압공급펌프, 상기 유압회수펌프 및, 상기 에어공급유로와 연결된 제1 솔밸브와 상기 제1 솔밸브에 에어를 공급하는 에어공급부와 상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급부 사이에 설치되어 상기 제1 솔밸브에 공급되는 공압을 조절하는 에어압력조절기를 갖는 작동부 및, 상기 작동스위치로부터 작동신호가 입력되면, 상기 제1 솔밸브로부터 상기 공압이 상기 유압공급펌프 및 상기 유압회수펌프로 공급되도록 하여 상기 유압공급펌프 및 상기 유압회수펌프가 작동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 에어공급부로부터 공급되는 공압을 검출하는 에어압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 에어공급부로부터 공급되는 공압이 미리 설정된 값을 벗어났을 때 상기 에어압력조절기가 작동되도록 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유압공급유로로 공급되는 유압을 검출하는 제1 유압센서와, 상기 유압배출유로부터 배출되는 유압을 검출하는 제2 유압센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 공급되는 유압과 상기 배출되는 유압이 미리 설정된 값을 벗어 났을 때 상기 에어압력조절기가 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급로 사이에는 제2 솔밸브가 설치되고,상기 제어부는 상기 작동스위치의 작동신호에 기초하여 상기 제1 솔밸브로부터 상기 에어공급유로로 에어가 공급되지 않게 차단하고, 상기 에어공급유로 상에 존재하는 에어가 상기 제2 솔밸브에 구비된 에어배출포트를 통해 배출되도록 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급부 사이에는 제3 솔밸브가 설치되고, 상기 제어부는 상기 락볼트 건이 미리 입력된 작업위치에 위치되었을 때 상기 제3 솔밸브를 작동시켜 상기 에어가 상기 제1 솔밸브로 공급되도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징의 내부 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터 검출된 온도에 연동하여 상기 제1 유압센서로부터 검출되는 유압이 미리 설정된 값이되도록 보정하기 위해 미리 설정된 알고리즘에 의해 상기 에어압력조절기를 연속적으로 제어하는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 실시예에 따르면, 피접합물을 락볼트를 이용하여 체결할 때 락볼트가 피접합물에 비정상적으로 체결되는 것을 검출하고, 락볼트를 정확한 위치에 체결할 수 있어 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 락볼트 체결장치를 개략적으로 도시하는 구성도.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 락볼트 체결장치의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 블록도.

본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 락볼트 체결장치를 개략적으로 도시하는 구성도, 도 2는 본 개시의 실시예에 따른 락볼트 체결장치의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 블록도이다.

이를 참조하면, 실시예에 따른 락볼트 체결장치(100)는 락볼트 건(110), 구동력공급부(120), 작동부(130), 하우징(140), 제어부(150)로 구성된다.

락볼트 건(110)은 내부에 락볼트를 당기기 위한 그립(112a)이 구비된 몸체부(112)와, 몸체부(112)의 하부에 돌출 형성되며 외부에 작동스위치(114a)가 설치된 파지부(114)를 이루어진다.

여기서, 파지부(114)의 내부에는 그립(112a)을 구동하기 위한 유압을 공급하는 유압공급유로(115)와, 그립(112a)에 공급된 유압 배출하는 유압배출유로(116)와, 작동스위치(114a)에 공압을 공급하는 에어공급유로(117)가 설치된다.

또한, 파지부(114)의 외부에는 작동스위치(114a)의 작동시 에어공급유로(115)의 에어를 배출하는 배출홀(114b)이 형성된다.

구동력공급부(120)는 그립(112a)의 작동을 위한 유압을 그립(112a)에 공급하는 것으로서, 유압공급유로(115)에 유압을 공급하는 유압공급펌프(122)와, 유압배출유로(116)로부터 배출되는 유압을 회수하는 유압회수펌프(124)와, 유압공급펌프(122)에 오일을 공급하고, 유압회수펌프(124)로부터 오일을 회수하는 오일탱크(126)로 이루어진다.

여기서, 유압공급유로(115)에는 유압공급펌프(122)로부터 공급되는 유압을 검출하는 제1 유압센서(115a)가 설치되고, 유압배출유로(116)에는 유압배출유로(116)로부터 배출되어 유압회수펌프(124)로 회수되는 유압을 검출하는 제2 유압센서(116a)가 설치된다.

작동부(130)는 작동스위치(114a)의 작동신호에 기초하여 후술하는 제어부(150)에 의해 제어되어 구동력공급부(120)의 작동을 위한 공압을 구동력공급부(120)에 공급하는 것으로서, 유압공급펌프(122), 유압회수펌프(124) 및, 에어공급유로(117)와 연결된 제1 솔밸브(132)와, 제1 솔밸브(132)에 에어를 공급하는 에어공급부(134)와, 제1 솔밸브(132)와 에어공급부(134) 사이에 설치되어 제1 솔밸브(132)에 공급되는 공압을 조절하는 에어압력조절기(136)로 이루어진다.

여기서, 에어공급부(122)와 제1 솔밸브(132) 사이에는 에어공급부로부터 제1 솔밸브(132)로 공급되는 공압을 검출하는 에어압력센서(133)가 설치된다. 또한, 에어압력센서(133)에는 제1 솔밸브(132)로 공급되는 에어의 압력을 작업자가 체크할 수 있는 게이지(135)가 설치될 수 있다.

또한, 제1 솔밸브(132)와 에어공급유로(117) 사이에는 작동스위치(114a)의 재작동시간을 제어하는 제2 솔밸브(137)가 설치되고, 제1 솔밸브(132)와 에어공급부(134) 사이에는 제3 솔밸브(138)가 설치된다.

하우징(140)은 내부에 공간부(140a)를 갖는 함체형상으로 이루어지고, 하우징(140)의 내부 공간부(140a)는 상술한 구동력공급부(120)와 작동부(130)가 수용된다.

또한, 하우징(140)의 내부 소정 위치에는 공간부(140a)의 온도를 검출하는 온도센서(142)가 설치된다.

제어부(150)는 작동스위치(114a)의 작동신호에 기초하여 제1 솔밸브(132)로부터 공압이 유압공급펌프(122) 및 유압회수펌프(124)로 공급되도록 하여 유압공급펌프(122) 및 유압회수펌프(124)가 작동되도록 제어한다.

아울러, 제어부(150)는 제1 솔밸브(132)를 비롯하여 상술한 에어압력조절기(136), 제2 솔밸브(137), 제3 솔밸브(138)를 제어한다. 이때, 제어부(150)는 작동스위치(114a), 제1 유압센서(115a), 제2 유압센서(116a), 에어압력센서(133) 및, 온도센서(142)로부터 정보를 수신한다.

제어부(150)는 에어공급부(134)로부터 제1 솔밸브(132)로 공급되는 공압이 미리 설정된 값을 벗어났을 때 에어압력조절기(136)를 제어하여 제1 솔밸브(132)로 공급되는 공압이 미리 설정된 값으로 공급되게 한다.

또한, 제어부(150)는 유압공급펌프(122)에서 유압공급유로(115)로 공급되는 유압과 유압배출유로(116)에서 배출되어 유압회수펌프(124)로 회수되는 유압이 미리 설정된 값을 벗어 났을 때 에어압력조절기(136)를 제어하여 유압공급유로(115)로 공급되는 유압과 유압배출유로(116)에서 배출되는 유압이 미리 설정된 값이 되도록 제1 솔밸브(132)로 공급되는 공압을 조절한다.

이와 같은 작동에 의해 유압공급유로(115)로 공급되는 유압과 유압배출유로(116)에서 배출되는 유압을 균일한 압력으로 유지할 수 있기 때문에 락볼트 건(110)의 작동에 의해 피접합물을 체결시키는 락볼트의 체결력을 항상 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제어부(150)는 작동스위치(114a)의 작동신호에 기초하여 제1 솔밸브(132)로부터 에어공급유로(117)로 에어가 공급되지 않게 차단하고, 에어공급유로(117) 상에 존재하는 잔여 에어가 제2 솔밸브(137)에 구비된 에어배출포트(미도시)를 통해 배출되도록 제어한다.

이와 같은 작동에 의해 작업자가 작동스위치(114a)를 작동시킨 후 작동스위치(114a)를 재작동시키더라도 일정시간 동안 락볼트 건(110)이 작동되지 않도록 락볼트 건(110)의 작동시간을 제어할 수 있어 작업자가 작동스위치(114a)를 연속적으로 작동시킴에 따라 락볼트가 규정된 체결력을 체결되지 않게 되는 체결불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제어부(150)는 온도센서(142)로부터 검출된 온도에 연동하여 제1 유압센서(115a)로부터 검출되는 유압이 미리 설정된 값이되도록 보정하기 위해 미리 설정된 알고리즘에 의해 에어압력조절기(136)를 연속적으로 제어한다.

즉, 계절변화와 일교차에 따른 온도변화에 따라 오일탱크(126)에 저장된 오일의 점도변화로 인해 유압공급펌프(122)에서 유압공급유로(115)로 공급되는 유압의 변화를 보정하여 락볼트 건(110)의 작동에 의해 피접합물을 체결시키는 락볼트의 체결력을 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

개시된 기술내용은 미리 설정된 알고리즘에 의존하여 계절변화와 일교차에 따른 온도변화에 상응하는 오일의 점도변화로 인해 발생되는 유압의 변화를 고려하여 보정이 이루어질 수 있는 것으로 당업자에게 이해될 것이다.

그리고, 제어부(150)는 락볼트 건(110)이 미리 입력된 작업위치에 위치된 경우에만 제3 솔밸브(138)를 작동시켜 에어공급부(134)로부터 공급되는 에어가 제1 솔밸브(132)로 공급되도록 제어하여 작업자가 락볼트를 작업위치가 아닌 위치에 잘못 체결하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이 경우 제어부(150)가 락볼트 건(110)의 위치를 인식하는 방법은 도면에 도시하지 않았지만 피접합물이 안착되는 지그프레임의 상부에 지그프레임의 X축, Y축 방향으로 이동되도록 설치된 지지대에 락볼트 건을 결합시킨 후 지지대의 X축 및 Y축 이동변위를 수신하여 미리 입력된 작업위치와 비교하여 판단할 수 있다.

한편, 본 개시의 실시예에 따른 제1 솔밸브(132), 제2 솔밸브(137), 제3 솔밸브(138)는 각각 내부에 물리적 스프링장치(미도시) 및 바이패스유로(미도시)를 갖는 밸브가 사용되는 것이 바람직하다. 이는 제어부(150)의 고장이 발생하더라도 제1 솔밸브(132), 제2 솔밸브(137), 제3 솔밸브(138)로 공급되는 공압을 바이패스시켜 락볼트 작업이 가능하도록 한다.

이상 본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련되 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110; 락볼트 건
120; 구동력 공급부
122; 유압공급펌프
124; 유압회수펌프
126; 오일탱크
130; 작동부
140; 하우징
150; 제어부

Claims

내부에 락볼트를 당기기 위한 그립이 구비된 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 돌출 형성되며 외부에 작동스위치가 설치된 파지부로 이루어지며, 상기 파지부의 내부에는 상기 그립을 구동하기 위한 유압을 공급하는 유압공급유로와 상기 그립에 공급된 유압을 배출하는 유압배출유로와 상기 작동스위치에 공압을 공급하는 에어공급유로가 설치되고, 상기 파지부의 외부에는 상기 작동스위치의 작동시 상기 에어공급유로의 에어를 배출하도록 형성된 배출홀을 갖는 락볼트 건;
상기 유압공급유로에 유압을 공급하는 유압공급펌프와, 상기 유압배출유로로부터 배출되는 유압을 회수하는 유압회수펌프와, 상기 유압공급펌프에 오일을 공급하고, 상기 유압회수펌프로부터 오일을 회수하는 오일탱크를 갖는 구동력공급부;
상기 유압공급펌프, 상기 유압회수펌프 및, 상기 에어공급유로와 연결된 제1 솔밸브와, 상기 제1 솔밸브에 에어를 공급하는 에어공급부와, 상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급부 사이에 설치되어 상기 제1 솔밸브에 공급되는 공압을 조절하는 에어압력조절기를 갖는 작동부;
상기 구동력공급부와 상기 작동부를 수용하는 하우징; 및,
상기 작동스위치로부터 작동신호가 입력되면, 상기 제1 솔밸브로부터 상기 공압이 상기 유압공급펌프 및 상기 유압회수펌프로 공급되도록 하여 상기 유압공급펌프 및 상기 유압회수펌프가 작동되도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 유압공급유로로 공급되는 유압을 검출하는 제1 유압센서와, 상기 유압배출유로부터 배출되는 유압을 검출하는 제2 유압센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 공급되는 유압과 상기 배출되는 유압이 미리 설정된 값을 벗어 났을 때 상기 에어압력조절기가 작동하도록 제어하고,
상기 하우징의 내부 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 온도센서로부터 검출된 온도에 연동하여 상기 제1 유압센서로부터 검출되는 유압이 미리 설정된 값이되도록 보정하기 위해 미리 설정된 알고리즘에 의해 상기 에어압력조절기를 연속으로 제어하는 것을 특징으로 하는 락볼트 체결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 에어공급부로부터 공급되는 공압을 검출하는 에어압력센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 에어공급부로부터 공급되는 공압이 미리 설정된 값을 벗어났을 때 상기 에어압력조절기가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 락볼트 체결장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급로 사이에는 제2 솔밸브가 설치되고,
상기 제어부는 상기 작동스위치의 작동신호에 기초하여 상기 제1 솔밸브로부터 상기 에어공급유로로 에어가 공급되지 않게 차단하고, 상기 에어공급유로 상에 존재하는 에어가 상기 제2 솔밸브에 구비된 에어배출포트를 통해 배출되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 락볼트 체결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 솔밸브와 상기 에어공급부 사이에는 제3 솔밸브가 설치되고,
상기 제어부는 상기 락볼트 건이 미리 입력된 작업위치에 위치되었을 때 상기 제3 솔밸브를 작동시켜 상기 에어가 상기 제1 솔밸브로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 락볼트 체결장치.
삭제