KR102024279B1

KR102024279B1 - 너트 검사 및 용접장치

Info

Publication number: KR102024279B1
Application number: KR1020180092291A
Authority: KR
Inventors: 심우정; 김동화; 전형준
Original assignee: 주식회사 새한산업; 주식회사 명진테크
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2019-09-23

Abstract

본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 모재의 볼트홀에 삽입되는 볼트유닛; 너트부재를 상기 모재 측으로 이동시키면서, 상기 볼트유닛에 나사체결시켜서 상기 너트부재의 너트나사라인을 검사하는 검사유닛; 및 상기 너트부재를 상기 모재에서 볼트홀의 둘레에 레이저용접하는 레이저용접유닛;을 포함하여, 상기 너트부재를 레이저용접하기 위해 상기 모재 측으로 이동시키는 과정에서 상기 너트나사라인이 검사된다.

Description

너트 검사 및 용접장치{APPARATUS FOR INSPECTING AND WELDING NUT}

본 발명은 너트 검사 및 용접장치로서, 너트의 너트나사라인을 검사하고 모재에 너트를 용접하는 너트 검사 및 용접장치에 관한 것이다.

자동차는 여러가지 부품들의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 부품들을 조립하기 위해서는 너트와 같은 하드웨어를 모재인 차체부품에 용접하여 고정시킨 후, 고정된 하드웨어에 볼트를 활용하여 조립부품을 체결한다.

이러한 볼트, 너트 등의 하드웨어 중 고강도 하드웨어는 하단부가 개방되어 있지 않고 밀폐되어 있으며, 나사산의 깊이가 깊은 관계로 내부 나사산의 상태를 육안으로 식별하기 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1807628호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 너트부재의 너트나사라인을 원활하면서도 용이하게 검사할 수 있는 너트 검사 및 용접장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 모재의 볼트홀에 삽입되는 볼트유닛; 너트부재를 상기 모재 측으로 이동시키면서, 상기 볼트유닛에 나사체결시켜서 상기 너트부재의 너트나사라인을 검사하는 검사유닛; 및 상기 너트부재를 상기 모재에서 볼트홀의 둘레에 레이저용접하는 레이저용접유닛;을 포함하여, 상기 너트부재를 레이저용접하기 위해 상기 모재 측으로 이동시키는 과정에서 상기 너트나사라인이 검사된다.

구체적으로, 상기 검사유닛은, 상기 볼트유닛이 나사체결되도록 상기 너트부재를 축회전시키면서 상기 볼트유닛 측으로 이동시키는 너트이동부재; 및 상기 너트이동부재의 레벨 및 부하를 체크하여 상기 너트부재의 너트나사라인을 검사하는 검사부재;를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 너트이동부재는, 상부에 상기 너트부재가 삽입고정되는 고정홈이 형성되고, 하부에 하방연장된 홀더축이 형성된 너트홀더; 상기 홀더축이 슬라이드 승강되도록 삽입되는 중공이 형성된 홀더브라켓; 및 모터축이 상기 홀더브라켓과 연결된 구동모터;를 구비하며, 상기 너트부재와 너트홀더, 상기 너트홀더와 홀더브라켓은, 상기 구동모터의 작동 시 함께 축회전되도록 회전걸림되는 체결구조를 이룰 수 있다.

이때, 상기 중공에는 상기 홀더축을 상측으로 탄성지지하는 탄성부재가 배치될 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 중공에는 상기 홀더축을 상측으로 압박하여 미는 유체를 공급하는 유체펌프를 가진 유체공급라인이 연결될 수 있다.

그리고, 상기 검사부재는, 상기 너트홀더의 레벨변화여부를 감지하는 홀더레벨센서; 및 상기 구동모터와 전기적으로 연계되며, 상기 구동모터의 부하를 측정하는 모터부하센서;를 구비할 수 있다.

이에 더하여, 상기 검사유닛은, 상기 모재에 상기 너트부재가 접촉되는 것을 감지하는 너트접촉센서;를 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 볼트유닛은, 볼트형상이 종방향으로 나누어져서 각각 형성된 단위볼트모듈 두 개로 이루어진 볼트부재; 및 두 개의 상기 단위볼트모듈을 연결하며, 두 개 상기 단위볼트모듈의 서로에 대한 거리가 조절되도록 신축되는 신축실린더;를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 레이저용접유닛은, 상기 모재를 클램핑하는 클램프; 및 상기 모재에 상기 너트부재를 레이저용접하도록 레이저를 발사하는 레이저발사부재;를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 레이저용접할 수 있도록 너트부재를 모재에 이동시킴과 동시에, 너트부재의 너트나사라인을 검사할 수 있도록 구성됨으로써, 너트부재의 너트나사라인 검사가 별도의 공간 및 시간을 두지 않고 모재에 너트부재를 용접하기 위한 과정에서 이루어짐에 따라 매우 효율적이며, 나아가 검사에 의해 정상적인 너트나사라인을 가진 너트부재가 모재에 용접됨으로써, 너트부재에 의한 장치부품 간의 결합이 견고하면서도 안정적인 결합을 이룸에 따라, 장치작동 시 발생하는 장치진동이나 외력에 의한 작은 충격에도 장치에서 부품이 헐거워지거나 부품이 이탈되어 발생하는 안전사고를 미연에 발생할 수 있는 효과를 가진다.

구체적으로, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 너트부재의 검사를 위해 모재의 볼트홀에 일시적으로 삽입시키는 볼트유닛과, 상기 볼트유닛에 너트부재를 축회전시키면서 체결시킴과 동시에 여러 가지 센서를 통해 너트나사라인의 정상적인 형성여부를 검사하는 검사유닛이 구성됨으로써, 작업자가 직접 눈으로 확인하기에는 어려운 너트부재의 내부의 너트나사라인을 정확하면서도 용이하게 검사할 수 있는 장점을 지닌다.

나아가, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 볼트유닛에서 볼트부재가 두 개의 단위볼트모듈로 이루어지고, 신축실린더가 두 개의 단위볼트모듈의 서로에 대한 거리를 조절하도록 구성됨으로써, 너트홀의 직경이 각각 다른 여러 가지 종류의 너트부재 모두에 대한 너트나사라인의 검사를 수행할 수 있는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 3은 무나사라인이 형성된 너트부재가 도 1의 너트 검사 및 용접장치에 의하여 검사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 이중나사라인이 형성된 너트부재가 도 1의 너트 검사 및 용접장치에 의하여 검사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 일부나사라인이 형성된 너트부재가 도 1의 너트 검사 및 용접장치에 의하여 검사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 전체나사라인이 정상적으로 형성된 너트부재가 도 1의 너트 검사 및 용접장치에 의하여 검사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 너트 검사 및 용접장치에서 다른 실시예의 볼트유닛을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 볼트유닛이 너트부재에 나사체결된 것을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하고 너트부재(10)를 용접하도록 구성된다.

이때, 상기 너트부재(10)는 부품끼리의 조립을 위해 부품인 모재(1)에 용접하여 고정되는 부재로서, 너트홀에 너트나사라인이 형성되는데, 이러한 너트나사라인은 너트홀의 길이방향을 따라 나사산과 나사홈으로 이루어진 요철구조를 지칭한다.

종래에는 이와 같은 너트부재가 모재에 용접이 완료된 후에, 다른 부품이 조립되기 위해 사용되는 체결볼트가 삽입되어 체결되기 전까지 내부의 너트나사라인의 상태를 확인하기 어려운 한계점이 있었다.

이에 따라, 종래에 너트부재의 너트나사라인 상태를 확인하지 않은 상태로 모재(1)에 용접결합된 경우에 있어서, 너트부재의 너트나사라인이 정상적이지 않는 것이라면 체결볼트에 의하여 다른 부품이 견고하게 조립되기 어려운 문제점이 발생한다.

나아가, 이러한 문제점으로 다른 부품이 모재에 완전하게 밀착되어 고정되지 않는다면, 이와 같은 부품으로 만들어지는 장치는 작동 시 발생하는 장치진동이나 외력에 의한 작은 충격에도 체결볼트가 풀림으로써, 장치에서 부품이 헐거워지거나 부품이 이탈됨에 따라 안전사고가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 너트부재(10)를 모재(1)에 이동시켜 레이저용접할 수 있도록 구성됨과 동시에, 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사할 수 있도록 구성된다.

이러한 본 발명은 볼트유닛(100), 검사유닛(200), 및 레이저용접유닛(300)을 포함한다.

여기에서, 상기 볼트유닛(100)과 검사유닛(200)은 모재(1)에 결합시키기 위한 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하는 역할을 수행하고, 상기 레이저용접유닛(300)은 볼트유닛(100)과 검사유닛(200)에 의하여 검사되어 정상적인 너트나사라인을 가진 것으로 확인된 너트부재(10)를 모재(1)에 레이저(L)로 용접하여 결합시키는 역할을 수행한다.

이때, 상기 볼트유닛(100)은 모재(1)의 볼트홀에 삽입되는 부재로서, 모재(1)에 용접고정되는 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하기 위한 검사기구로서 활용된다.

즉, 상기 볼트유닛(100)은 모재(1)에 너트부재(10)를 용접하기 전에 너트부재(10)를 검사하기 위해 사용되는 유닛으로서, 모재(1)에 너트부재(10)가 이동되기 전에 모재(1)에 형성된 볼트홀에 삽입되어, 너트부재(10)가 모재(1) 측으로 이동되는 과정에서 너트부재(10)의 너트나사라인 검사를 위해 너트부재(10)에 나사체결된다.

나아가, 이러한 볼트유닛(100)은 검사유닛(200)에 의해 너트부재(10)의 검사가 완료되면, 또는 검사 후 레이저유닛(300)에 의해 용접까지 완료되면, 너트부재(10)로부터 탈거되며, 다른 너트부재(10)의 검사 시에 재활용될 수 있다.

그리고, 상기 검사유닛(200)은 너트부재(10)를 모재(1) 측으로 이동시키면서, 볼트유닛(100)에 나사체결시켜서 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 검사유닛(200)은 너트이동부재(210)와, 검사부재(220)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 너트이동부재(210)는 볼트유닛(100)이 나사체결되도록 너트부재(10)를 축회전시키면서 볼트유닛(100) 측으로 이동시키도록 구성된다.

더욱 구체적으로, 상기 너트이동부재(210)는 너트홀더(211), 홀더브라켓(212), 및 구동모터(213)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 너트홀더(211)는 상부에 너트부재(10)가 삽입고정되는 고정홈(211a)이 형성되고, 하부에 하방연장된 홀더축(211b)이 형성된다.

또한, 상기 홀더브라켓(212)은 홀더축(211b)이 삽입되는 중공(212a)이 형성된다.

아울러, 상기 구동모터(213)는 모터축이 상기 홀더브라켓(212)과 연결된다.

이와 같이 구성되는 너트이동부재(210)에서 너트홀더(211)는 너트부재(10)와, 구동모터(213)의 작동 시 함께 축회전되도록 회전걸림되는 체결구조를 이루고, 너트홀더(211)와 홀더브라켓(212)은 구동모터(213)의 작동 시 함께 축회전되도록 회전걸림되는 체결구조를 이룬다.

이때, 상술된 바와 같은 회전걸림되는 체결구조는, 두 개의 부재가 서로 체결되는 부위가 각형구조를 이룸으로써 축회전 시 함께 연동되어 축회전되는 구조이거나, 두 개의 부재 중 하나에 키가 형성되고 나머지 하나에 키홈이 형성되는 키체결구조를 이룸으로써 축회전 시 함께 연동되어 축회전되는 구조이다.

일례로서, 도면에 도시된 바와 같이 상기 너트홀더(211)의 고정홈(211a)과 이러한 고정홈(211a)에 삽입되는 너트부재(10)의 하부는 횡단면이 각형구조를 이루고, 상기 홀더브라켓(212)의 중공(212a)과 이러한 중공(212a)에 삽입되는 홀더축(211b)은 횡단면이 각형구조를 이루어, 체결된 두 개의 부재가 회전걸림되어 축회전 시 연동되어 함께 축회전된다.

이와 같이 상기 너트이동부재(210)가 구성됨에 따라, 상기 구동모터(213)가 작동되어 모터축이 회전하게 되면, 이러한 모터축과 연결된 홀더브라켓(212)이 연동되어 축회전하게 되고, 나아가 홀더브라켓(212)과 연결된 너트홀더(211)가 연동되어 축회전하게 됨으로써, 종국적으로 너트부재(10)가 연동되어 축회전하게 되어 볼트유닛(100)에 나사체결된다.

그런데, 이때 너트부재(10)가 볼트유닛(100)에 나사체결되면서 상승하게 되는데, 상기 너트홀더(211)의 홀더축(211b)이 슬라이드 승강되도록 홀더브라켓(212)의 중공(212a)에 삽입되어 조립됨으로써, 너트홀더(211)가 홀더브라켓(212)에 조립된 상태를 유지하면서 너트부재(10)와 함께 상승할 수 있다.

이에 더하여, 상기 볼트유닛(100)의 하측에 배치된 너트부재(10)는 볼트유닛(100)에 나사체결되기 위해, 축회전되기 전에 볼트유닛(100)의 하단에 접촉하도록 상측으로 미는 힘이 필요한데, 이를 위해 홀더브라켓(212)의 중공(212a)에는 홀더축(211b)을 상측으로 탄성지지하는 탄성부재(212b)가 배치될 수 있다.

상기 탄성부재(212b)는 홀더축(211b)을 상측으로 탄성압박함으로써, 홀더축(211b)을 가진 너트홀더(211)가 일정 정도 상승하게 되고 이와 함께 너트부재(10)도 상승하게 되어, 너트부재(10)가 볼트유닛(100)의 하부에 접하면서 일정 정도의 힘으로 압박됨에 따라, 너트부재(10)가 볼트유닛(100)의 하단에 나사체결될 수 있도록 한다.

즉, 이와 같이 볼트유닛(100)의 하단에 너트부재(10)가 접촉되면서 상측으로 압박되면, 이후에는 구동모터(213)의 작동에 의해 홀더브라켓(212), 너트홀더(211), 및 너트부재(10)가 연동하여 축회전됨으로써, 너트부재(10)가 볼트유닛(100)에 나사체결된다.

그리고, 상기 너트부재(10)가 볼트유닛(100)의 하단에 접촉하면서 상측 압박되도록 하기 위한 구성의 다른 실시예로서, 상기 홀더브라켓(212)의 중공(212a)에는 탄성부재(212b) 대신에 비록 도면에 도시되지는 않았지만 유체공급라인이 연결된 구조를 취할 수 있다.

상기 유체공급라인은 유체펌프를 구비함으로써, 홀더축(211b)을 상측으로 압박하여 미는 유체를 공급하는 역할을 하며, 이를 위해 상기 홀더브라켓(212) 중공(212a)의 하단에 연통되는 구조를 취한다.

한편, 도 3은 무나사라인이 형성된 너트부재가, 도 4는 이중나사라인이 형성된 너트부재가, 도 5는 일부나사라인이 형성된 너트부재가, 도 6은 전체나사라인이 형성된 너트부재가, 도 1의 너트 검사 및 용접장치에 의하여 검사되는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 검사부재(220)는 너트이동부재(210)의 레벨 및 부하를 체크하여 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 검사부재(220)는 홀더레벨센서(221)와, 모터부하센서(222)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 홀더레벨센서(221)는 너트홀더(211)의 레벨변화여부를 감지한다.

이러한 홀더레벨센서(221)는 너트홀더(211)의 일측에 배치되어 너트홀더(211)의 레벨변화여부를 감지함으로써, 너트부재(10)의 너트나사라인이 정상적으로 형성되어 있는지를 검사한다.

일례로서, 모재(1)에 용접하기 위해 모아놓은 너트부재(10)들 중에는 너트나사라인 성형작업을 거치지 않은 너트부재(10)가 혼입되는 경우가 있는데, 이와 같이 혼입된 너트부재(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 너트나사라인이 전혀 형성되어 있지 않는 무나사라인(10a)을 가진다.

이러한 너트부재(10)는 너트이동부재(210)에 의해 볼트유닛(100)의 하단에 접촉된 후 축회전되더라도, 볼트유닛(100)에 나사체결되지 않고 공회전하게 된다.

그런데, 상기 홀더레벨센서(221)는 너트홀더(211)의 레벨변화여부를 감지하도록 구성됨으로써, 공회전하는 너트부재(10)로 인하여 너트홀더(211)의 레벨변화가 없거나 거의 없는 것을 감지함에 따라, 너트부재(10)가 너트나사라인이 전혀 형성되지 않는, 즉 무나사라인(10a)이 형성된 것을 알려줄 수 있다.

일례로서, 상기 너트홀더(211)의 일측 외면에 홀더레벨센서(221)가 감지할 수 있는 센서감지부가 형성되고, 이러한 센서감지부보다 조금 높은 위치에 홀더레벨센서(221)가 배치되게 세팅된 경우에, 너트홀더(211)가 상승하지 않게 되면 홀더레벨센서(221)를 설정된 시간 내에 센서감지부를 센싱하지 못함으로써, 레벨변화가 없는 것을 감지할 수 있다.

그리고, 상기 모터부하센서(222)는 구동모터(213)와 전기적으로 연계되어, 구동모터(213)의 부하를 측정한다.

일례로서, 상기 너트부재(10)는 너트나사라인 성형작업이 제대로 이루지지 않게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 이중나사라인(10b)을 가질 수 있다.

이러한 너트부재(10)는, 너트이동부재(210)에 의해 볼트유닛(100)의 하단에 접촉된 후 축회전됨으로써 너트나사라인에서 정상적인 나사라인까지만 볼트유닛(100)이 나사체결되며, 구동모터(213)가 계속적으로 작동하더라도 이중나사라인(10b)에 이르러서는 이중나사라인(10b)에 의하여 더이상 축회전되지 않게 된다.

이때, 상기 너트부재(10)의 이중나사라인(10b)은 볼트유닛(100)의 볼트나사라인과, 나사홈의 깊이나 피치가 서로 맞지 않음에 따라, 너트부재(10)와 볼트유닛(100)의 나사체결이 더이상 이루어지지 않게 된다.

다른 일례로서, 상기 너트부재(10)는 너트나사라인 성형작업이 제대로 이루어지지 않게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 일부만 나사라인이 형성된 일부나사라인(10c)을 가질 수 있다.

이러한 너트부재(10)는, 너트이동부재(210)에 의해 볼트유닛(100)의 하단에 접촉된 후 축회전됨으로써 너트나사라인이 있는 부분까지만 볼트유닛(100)이 나사체결되며, 구동모터(213)가 계속적으로 작동하더라도 너트나사라인이 없는 부분에 이르러서는 너트나사라인의 부존재로 인하여 더이상 축회전되지 않게 된다.

상술된 바와 같이 너트부재(10)가 축회전하여 어느 정도의 높이까지 상승하다가, 구동모터(213)가 계속적으로 작동함에도 불구하고 너트부재(10)가 축회전되지 않으면서 더이상 올라가지 않게 되는 경우에는, 구동모터(213)에 부하가 커지는 것을 모터부하센서(222)가 감지함에 따라, 너트부재(10)에 이중나사라인(10b) 또는 일부나사라인(10c)이 형성된 것을 알 수 있다.

그리고, 상기 검사유닛(200)은 너트접촉센서(223)를 더 구비할 수 있다.

상기 너트접촉센서(223)는 모재(1)에 너트부재(10)가 접촉되는 것을 감지하는 센서로서, 구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이 모재(1)의 하면에 너트부재(10)의 상면이 접촉되는 것을 감지하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 너트부재(10)는 너트이동부재(210)에 의해 볼트유닛(100)의 하단에 접촉된 후 축회전되면, 볼트유닛(100)이 너트부재(10)의 너트나사라인에 나사체결되는데, 이때 무나사라인(10a), 이중나사라인(10b), 및 일부나사라인(10c)을 가지는 상술된 경우들이 아닌 전체적으로 정상적인 나사라인을 가진 형상인 전체나사라인(10d)을 가진다면, 너트부재(10)가 계속적으로 상승하여 모재(1)의 하면에 너트부재(10)의 상면이 접촉하게 된다.

이와 같이 모재(1)의 하면에 너트부재(10)의 상면이 접촉하게 되는 것을 너트접촉센서(223)가 감지함으로써, 너트부재(10)에 정상적인 나사라인인 전체나사라인(10d)이 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다.

아울러, 이때 너트접촉센서(223)와 전기적으로 연계된 컨트롤러(미도시)는 너트이동부재(210)의 구동모터(213)와 전기적으로 연계됨으로써, 상술된 너트접촉센서(223)의 감지신호를 받아서 구동모터(213)를 제어하여 구동모터(213)의 작동을 멈추게 함에 따라, 너트부재(10)가 더이상 상승하지 않게 된다.

상술된 바와 같이, 상기 검사유닛(200)은 모재(1)에 대한 너트부재(10)의 용접을 위해 너트부재(10)를 모재(1)의 볼트홀 측으로 이동시키면서, 아울러 이와 동시에 볼트유닛(100)과 함께 너트부재(10)의 너트나사라인에 대한 검사를 할 수 있음에 따라, 모재(1)에 불량품인 너트부재(10)가 용접되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 볼트유닛(100)은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 일체형 구조물로 이루어질 수 있고, 다른 실시예로서 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 모듈형 구조를 취할 수 있다.

도 7은 도 1의 너트 검사 및 용접장치에서 다른 실시예의 볼트유닛을 나타낸 도면이고, 도 8 및 도 9는 도 7의 볼트유닛이 너트부재에 나사체결된 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 볼트유닛(100)은 볼트부재(110)와, 신축실린더(120)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 볼트부재(110)는 볼트형상이 종방향으로 나누어져서 각각 형성된 단위볼트모듈(110a) 두 개로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 신축실린더(120)는 두 개의 상기 단위볼트모듈(110a)을 연결하며, 두 개 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 거리가 조절되도록 신축되는 구조를 취한다.

이와 같이 볼트부재(110)는 두 개의 단위볼트모듈(110a)로 이루어지고, 신축실린더(120)는 두 개의 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 거리를 조절하도록 구성됨으로써, 너트홀의 직경이 각각 다른 여러 가지 종류의 너트부재(10) 모두에 대한 나사체결이 가능할 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 신축실린더(120)가 수축되어 두 개 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 이격거리가 가까워진 경우에는, 직경이 작은 너트홀을 가진 너트부재(10)에 나사체결될 수 있으며, 상기 신축실린더(120)가 신장되어 두 개 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 이격거리가 멀어진 경우에는, 직경이 큰 너트홀을 가진 너트부재(10)에 나사체결될 수 있다.

나아가, 상술된 볼트부재(110)의 모듈화 및 신축실린더(120)의 구성에 의하여, 모재(1)에 대한 너트부재(10)의 용접 시 너트부재(10)가 견고하게 위치고정될 수 있다.

즉, 상기 너트부재(10)가 볼트부재(110)에 나사체결된 다음 모재(1)에 용접 시, 두 개의 단위볼트모듈(110a)에 대해 신축실린더(120)가 신장되기 위한 힘을 가함으로써, 두 개의 단위볼트모듈(110a)이 너트부재(10)를 압박하여 견고하게 위치고정시킴에 따라, 모재(1)에 대한 너트부재(10)의 용접이 정확하면서도 안정적으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 레이저용접유닛(300)은 너트부재(10)를 모재(1)에서 볼트홀의 둘레에 레이저(L)로 용접하도록 구성된다.

이와 같이 모재(1)와 너트부재(10)를 레이저용접유닛(300)으로 레이저용접함으로써, 기존의 전기저항용접에 비하여 향상된 용접강도를 가짐에 따라, 너트부재(10)가 자동차의 부품에 활용 시 자동차의 주행 등으로 인한 진동으로도 부품으로부터 이탈되지 않도록 하여, 안전사고를 방지할 수 있다.

이러한 레이저용접유닛(300)은 클램프(310)와, 레이저발사부재를 구비할 수 있다.

이때, 상기 클램프(310)는 모재(1)를 클램핑하여 안정적으로 위치고정시키는데, 도 1에 도시된 바와 같이 본체(311), 상기 본체(311)에 고정된 하부지그(312)와, 상기 본체(311)에 회동되게 설치된 상부지그(313)를 구비할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 모재(1)를 견고하면서도 안정적으로 위치고정시킬 수 있는 구조라면 종래의 어떠한 클랭핑 구조도 취할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 레이저발사부재는 모재(1)에 너트부재(10)를 레이저용접하도록 레이저(L)를 발사하는 부재로서, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 모재(1)의 상측에서 레이저(L)를 발사하여 모재(1)와 너트부재(10)를 레이저용접하거나, 도 8에 도시된 바와 같이 모재(1)의 하측에서 레이저(L)를 발사하여 모재(1)와 너트부재(10)를 레이저용접할 수 있다. 나아가, 이러한 레이저발사부재의 구체적인 구조는 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의해 한정되지 않고 레이저를 발사할 수 있는 종래의 어떠한 발사부재의 구조도 활용될 수 있음은 물론이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 레이저용접할 수 있도록 너트부재(10)를 모재(1)에 이동시킴과 동시에, 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사할 수 있도록 구성됨으로써, 너트부재(10)의 너트나사라인 검사가 별도의 공간 및 시간을 두지 않고 모재(1)에 너트부재(10)를 용접하기 위한 과정에서 이루어짐에 따라 매우 효율적이며, 나아가 검사에 의해 정상적인 너트나사라인을 가진 너트부재(10)가 모재(1)에 용접됨으로써, 너트부재(10)에 의한 장치부품 간의 결합이 견고하면서도 안정적인 결합을 이룸에 따라, 장치작동 시 발생하는 장치진동이나 외력에 의한 작은 충격에도 장치에서 부품이 헐거워지거나 부품이 이탈되어 발생하는 안전사고를 미연에 발생할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 너트부재(10)의 검사를 위해 모재(1)의 볼트홀에 일시적으로 삽입시키는 볼트유닛(100)과, 상기 볼트유닛(100)에 너트부재(10)를 축회전시키면서 체결시킴과 동시에 여러 가지 센서를 통해 너트나사라인의 정상적인 형성여부를 검사하는 검사유닛(200)이 구성됨으로써, 작업자가 직접 눈으로 확인하기에는 어려운 너트부재(10)의 내부의 너트나사라인을 정확하면서도 용이하게 검사할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 너트 검사 및 용접장치는, 볼트유닛(100)에서 볼트부재(110)가 두 개의 단위볼트모듈(110a)로 이루어지고, 신축실린더(120)가 두 개의 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 거리를 조절하도록 구성됨으로써, 너트홀의 직경이 각각 다른 여러 가지 종류의 너트부재(10) 모두에 대한 너트나사라인의 검사를 수행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1 : 모재 10 : 너트부재
10a : 무나사라인 10b : 이중나사라인
10c : 일부나사라인 10d : 전체나사라인
100 : 볼트유닛 110 : 볼트부재
110a : 단위볼트모듈 112 : 신축실린더
200 : 검사유닛 210 : 너트이동부재
211 : 너트홀더 211a : 고정홈
211b : 홀더축 212 : 홀더브라켓
212a : 중공 213 : 구동모터
220 : 검사부재 221 : 홀더레벨센서
222 : 모터부하센서 223 : 너트접촉센서
300 : 레이저용접유닛 310 : 클램프
311 : 본체 312 : 하부지그
L : 레이저

Claims

모재(1)의 볼트홀에 삽입되는 볼트유닛(100); 너트부재(10)를 상기 모재(1) 측으로 이동시키면서, 상기 볼트유닛(100)에 나사체결시켜서 상기 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하는 검사유닛(200); 및 상기 너트부재(10)를 상기 모재(1)에서 볼트홀의 둘레에 레이저용접하는 레이저용접유닛(300);을 포함하여, 상기 너트부재(10)를 레이저용접하기 위해 상기 모재(1) 측으로 이동시키는 과정에서 상기 너트나사라인이 검사되며,
상기 검사유닛(200)은, 상기 볼트유닛(100)이 나사체결되도록 상기 너트부재(10)를 축회전시키면서 상기 볼트유닛(100) 측으로 이동시키는 너트이동부재(210); 및 상기 너트이동부재(210)의 레벨 및 부하를 체크하여 상기 너트부재(10)의 너트나사라인을 검사하는 검사부재(220);를 구비하며,
상기 너트이동부재(210)는, 상부에 상기 너트부재(10)가 삽입고정되는 고정홈(211a)이 형성되고, 하부에 하방연장된 홀더축(211b)이 형성된 너트홀더(211); 상기 홀더축(211b)이 슬라이드 승강되도록 삽입되는 중공(212a)이 형성된 홀더브라켓(212); 및 모터축이 상기 홀더브라켓(212)과 연결된 구동모터(213);를 구비하며, 상기 너트부재(10)와 너트홀더(211), 상기 너트홀더(211)와 홀더브라켓(212)은, 상기 구동모터(213)의 작동 시 함께 축회전되도록 회전걸림되는 체결구조를 이루며,
상기 중공(212a)에는 상기 홀더축(211b)을 상측으로 압박하여 미는 유체를 공급하는 유체펌프를 가진 유체공급라인이 연결되며,
상기 볼트유닛(100)은, 볼트형상이 종방향으로 나누어져서 각각 형성된 단위볼트모듈(110a) 두 개로 이루어진 볼트부재(110); 및 두 개의 상기 단위볼트모듈(110a)을 연결하며, 두 개 상기 단위볼트모듈(110a)의 서로에 대한 거리가 조절되도록 신축되는 신축실린더(120);를 구비하여, 너트홀의 직경이 각각 다른 여러 가지 종류의 상기 너트부재(10)에 대한 나사체결이 가능하면서, 상기 너트부재(10)가 상기 볼트부재(110)에 나사체결된 다음 상기 모재(1)에 용접 시, 두 개의 상기 단위볼트모듈(110a)이 상기 너트부재(10)를 압박하여 위치고정시키도록 구성되며,
상기 레이저용접유닛(300)은, 상기 모재(1)를 클램핑하는 클램프(310); 및 상기 모재(1)에 상기 너트부재(10)를 레이저용접하도록 레이저를 발사하는 레이저발사부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 너트 검사 및 용접장치.
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제1항에 있어서,
상기 검사부재(220)는,
상기 너트홀더(211)의 레벨변화여부를 감지하는 홀더레벨센서(221); 및
상기 구동모터(213)와 전기적으로 연계되며, 상기 구동모터(213)의 부하를 측정하는 모터부하센서(222);
를 구비하는 것을 특징으로 하는 너트 검사 및 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 검사유닛(200)은,
상기 모재(1)에 상기 너트부재(10)가 접촉되는 것을 감지하는 너트접촉센서(223);
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 너트 검사 및 용접장치.
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