KR102039800B1 - 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치 - Google Patents

중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 대한 것이다.
보다 상세하게는, 몸체부(10)와, 상기 몸체부에 부시(20)를 결합하기 위한 버링홀 타입의 부시결합공(12)이 형성된 날개부(13)로 구성된 중공 암(11)에 부시를 압입하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 있어서, 중공암(11)의 하부에 위치하고 중공암(11)의 밑면을 접촉하여 받치는 받침유닛(200); 받침유닛(200) 상부 측면에 설치된 왕복수단(310)과 왕복수단에 연결되어 중공암(11)의 날개부(13) 내측 테두리에 삽입되어 부시 압입 결합시 날개부(13)가 중공내측방향으로 휘어짐을 방지하는 중공지지부(320)로 구성된 중공변형방지유닛(300); 및 중공암(11) 상부에 위치하며, 하부가 개구된 원통형상의 상부실린더(110)와, 상부실린더 내부에 구비되어 상부 실린더의 원통축에 슬라이딩 이동가능하며, 부시(10)를 압입하는 압입펀치(120)와, 상부실린더 내부에 구비되며 상기 압입펀치(120)에 탄성복원력을 제공하는 상부탄성부재(130)로 구성되는 압입유닛(100);으로 구성되어, 부시(20)와 부시결합공(12)를 압입하기 위한 부시 압입공정시, 압입유닛(100)이 아래로 하강하고, 상부실린더(110)의 도넛형 하면이 부시결합공(12) 인근의 날개부(13) 상면에 접촉하며, 상기 압입유닛(100)이 계속 하강함에 따라 상기 상부탄성부재(130)가 수축하여 압입펀치가 부시를 부시결합공(12)에 압입하며 상부실린더(110)는 날개부(13) 상면에 일정한 힘을 가하며 것을 특징으로 하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 관한 것이다.

Description

중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치{Apparatus for Press-Fitting the Bushing in the Burring type of Arm using Spring Back Correction}
본 발명은 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 버링홀이 구비된 중공암에 부시를 압입하는 공정에서 스프링백 현상을 보정함과 동시에, 부시를 압입할 수 있는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 관한 것이다.
판재를 중공 암 형상으로 성형 가공한 후, 마주하는 판재에 버링(burring)홀이 형성되고, 부시(bush)를 압입하여 서로 다른 부재를 연결하는 조립 방법은, 홀(hole)의 외곽에 형성된 버(burr)는 압입되는 부시(bush)와의 접촉면적을 넓힘으로써, 부재간의 결합을 더 견고히 할 수 있다. 또한, 부재를 사용함에 따라 홀 내경의 마모를 최소화하여, 조립된 부재의 장수명과 신뢰성을 높일 수 있으며, 가공 방법도 간단하여 매우 넓은 분야에서 사용되고 있는 판재 가공 방법 중에 하나이다.
하나의 판재를 중공암 형상으로 성형할 때는, 일반적으로 밴딩(banding) 가공 방법을 사용하게 된다. 이때 판재의 내부 복원역에 의해 발생하는 스프링 백(spring back)현상으로 인해서, 버링홀을 관통하는 부시 압입 공정에서 버링 홀 자체의 변형이나 버링부 혹은 부시의 외주 긁힘 등, 고질적인 문제가 발생한다.
도 1a는 일반적인 양면 버링홀 압입공정시 발생하는 스피링백 현상을 도시하였으며, 도 1b는 도 1a의 스프링 백 현상 발생시 부시압입 공정에서 나타나는 부시 긁힘 현상의 사진을 도시하였다.
도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 양면 버링홀(b1, b2)은, 버링홀 판재(a1, a2)가 서로 평행하지 않을 경우에 각 버링홀(b1, b2)의 버링부의 직각도가 틀어진다. 이 상태에서 부시(1) 압입을 시도하게 되면, 부시의 외면이 긁히거나, 때로는 버링부가 외곡 변형될 수 있다. 또한 알루미늄 재질의 부시를 사용하며, 철 재질의 판재를 버링홀을 형성하는 부재로 사용할 경우에는 부시의 변형이나 훼손이 심해진다.
도 2에는 종래의 중공암에 형성된 버링홀에 부시를 압입하는 제조 장치의 개념도를 도시하였다. 도 2를 참조하면, 중공암(o2)의 단부에 형성된 양면 버링홀부(o3) 사이에, 별도의 버팀대(o4)를 삽입하여, 버링홀이 형성된 판재(a1, a2)의 휨을 방지한다.
그러나 종래의 제조 방법은 부시(1)가 압입되는 과정에서, 판재(a1, a2)의 과도한 휨을 방지하기 위한 것으로서, 도 1a에 도시된 바와 같이 스프링 백 현상으로 인해서, 부시 공정전에 이미 판재(a1, a2)가 중공암 외측으로 휘어진 상태에 대한 보정이나, 개선의 목적과 효과는 기대할 수 없다.
따라서, 버링홀이 구비된 중공암에 부시를 압입하는 공정에서 스프링백 현상을 보정함과 동시에 부시를 압입할 수 있는 새로운 제조 장치의 개발이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 : 10-1533255
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 부시 압입 단계 전에 중공암의 스프링 백 현상을 보정함으로써, 압입되는 부시의 외면 긁힘이나 손상이 없으며, 버링부의 직각도 이상으로 발생하는 버링부 자체의 변형이나 손상이 발생하지 않는 중공암의 스프링백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부시 압입시, 부시의 압입방향으로의 가이드가 가능하여, 버링홀중심축과 부시중심축이 일치하도록 정확한 제어가 가능하므로, 부시외주면과 버링홀 내주면 사이의 압력이 균일하도록 제어하여, 제품의 신뢰성 향상을 기대할 수 있는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은 몸체부(10)와, 몸체부에 부시(20)를 결합하기 위한 버링홀 타입의 부시결합공(12)이 형성된 날개부(13)로 구성된 중공 암(11)에 부시를 압입하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 제조장치에 있어서,중공암(11)의 하부에 위치하고 중공암(11)의 밑면을 접촉하여 받치는 받침유닛(200); 받침유닛(200) 상부 측면에 설치된 왕복수단(310)과 왕복수단에 연결되어 중공암(11)의 날개부(13) 내측 테두리에 삽입되어 부시 압입 결합시 날개부(13)가 중공내측방향으로 휘어짐을 방지하는 중공지지부(320)로 구성된 중공변형방지유닛(300); 및 중공암(11) 상부에 위치하며, 하부가 개구된 원통형상의 상부실린더(110)와, 상부실린더 내부에 구비되어 상부 실린더의 원통축에 슬라이딩 이동가능하며, 부시(10)를 압입하는 압입펀치(120)와, 상부실린더 내부에 구비되며 압입펀치(120)에 탄성복원력을 제공하는 상부탄성부재(130)로 구성되는 압입유닛(100);으로 구성되어, 부시(20)와 부시결합공(12)를 압입하기 위한 부시 압입공정시, 압입유닛(100)이 아래로 하강하고, 상기상부실린더(110)의 도넛형 하면이 부시결합공(12) 인근의 날개부(13) 상면에 접촉하며, 압입유닛(100)이 계속 하강함에 따라 상부탄성부재(130)가 수축하여 압입펀치가 부시를 부시결합공(12)에 압입하며 상부실린더(110)는 날개부(13) 상면에 일정한 힘을 가하며 것을 특징으로 하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다,.
또한, 압입펀치의 하면에 부시(20)의 내측홀에 삽입되는 상부부시홀가이드핀(150)이 돌출 형성되어, 부시 압입공정시 압입펀치를 부시결합공으로 안내하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 받침유닛는,상부가 개구된 원통형상의 하부실린더(210)와, 하부실린더 내부에 구비되어 하부 실린더의 원통축에 슬라이딩 이동가능하며 부시를 받치는 받침펀치(220)와, 하부실린더(210) 내부에 구비되며 받침펀치(220)에 탄성복원력을 제공하는 하부탄성부재(230)로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또는, 압입유닛(100)의 하면에 압입펀치(120)의 외경과 맞춤되는 내경을 구비하는 링형 상부실린더 마감부재(140)이 탈착가능하도록 구비되고, 받침유닛(200)의 상면에 받침펀치(220)의 외경과 맞춤되는 내경을 구비하는 링형 하부실린더 마감부재가 탈착가능하도록 구비되어, 부시의 외경과 부시결합공의 내경의 변화에 따라서, 상부 실린더 마감부재와 하부 실린더 마감부재를 탈거한 후, 압입펀치와 받침펀치를 교체할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 부시와 접촉하는 압입펀치 하면에 압입펀치와 부시사이의 펀치압력값을 측정하는 펀치압력센서(160); 날개부(13)과 접촉하는 상부실린더 하면에 상부 실린더와 날개부 상면 사이의 실린더 압력값을 측정하는 실린더 압력센서(170);및 펀치 압력센서와 실린더 압력센서에서 측정된 압력 측정값을 표시하는 표시부를 더 구비하여, 부시(20)를 부시결합공에 압입하기 위한 부시 압입공정시, 펀치 압력센서의 펀치 압력측정값 및 상부실린더 하면과 날개부 사이에서 측정된 실린더 압력측정값 중 적어도 하나 이상을, 작업자에게 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 부시 압입 단계전에 중공암의 스프링 백 현상을 보정함으로써, 압입되는 부시의 외면 긁힘이나 손상이 없으며, 버링부의 직각도 이상으로 발생하는 버링부 자체의 변형이나 손상이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부시 압입시, 부시의 압입방향으로의 가이드가 가능하여, 버링홀중심축과 부시중심축이 일치하도록 정확한 제어가 가능함으로, 부시외주면과 버링홀 내주면 사이의 압력이 균일하도록 제어하여, 제품의 신뢰성 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a. 일반적인 양면 버링홀 압입공정시 발생하는 스피링백 현상.
도 1b. 도 1a의 스프링 백 현상 발생시 부시압입 공정에서 나타나는 부시 긁힘 현상의 사진
도 2. 종래의 중공암에 형성된 버링홀에 부시를 압입하는 제조 장치의 개념도.
도 3a. 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치의 사시도
도 3b. 도3 a에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 압입유닛의 측면도
도 3c. 도3 a에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치의 측면도
도 4. 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 압입펀치의 측단면도
도 5. 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 펀치압력센서와 실린더 압력센서의 상태를 나타내는 압력펀치의 측면도
도 6. 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 압입로드암과 압입로드스토퍼가 장착된 상태의 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 (발명의 명칭)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.
도 3a에는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치의 사시도를 도시하였으며, 도 3b에는 도3 a에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 압입유닛의 측면도를 도시하였다. 또한 도 3c에는 도3 a에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치의 측면도를 도시하였다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부시를 압입하는 장치는, 부시(20)를 압입하는 압입유닛(100)과 압입유닛 아래에서 부시를 받치는 받칩유닛(200), 그리고 압입과정에서 중공암(11) 또는 날개부(13)의 변형을 방지하는 중공변형방지유닛(300)을 포함하는 것을 확인할 수 있다.
장치가 가동되면, 중공변형방지 유닛(300)이 날개부(13)내측에 삽입된다. 압입유닛이 아래로 압력을 가하면 중공변형방지유닛의 지지력으로 중공부와 날개부의 변형없이 부시가 압입된다.
도 3b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부시를 압입하는 장치에 적용되는 압입유닛(100)은, 상부실린더(110)와 압입펀치(120) 및 상부탄성부재(130)로 구성될 수 있다. 압입펀치는 탄성부재가 인가하는 탄성복원력으로서, 작동하지 않을 때에는 상부실린더 내부에 위치한다. 상부실린더가 상방으로 압력을 받아서, 상부탄성부재가 압축하게 되면, 압입유닛이 상부실린더의 개구된 하부로 돌출된다. 유압과 공압을 포함하는 압력발생장치로부터 압력이 인가되면 압입펀치가 하강하게 되고, 상부탄성부재로 결합된 상부 실린더도 함께 하강하게 된다. 압입펀치의 하면은 상부실린더 하면보다 높은데, 그 차이는, 사용되는 부시의 높이와 같거나 높다.
도 3c를 참조하면, 받칩유닛(200)과 압입유닛은 연직방향으로 배치되고 그 중심축이 일하며, 제품의 부시결합공(12)의 중심축과도 동일하게 배치된다. 받침유닛 내부에 배치되어 상방으로 돌출된 받침펀치는 부시결합공을 관통하여 돌출되며 그 상면에, 압입될 부시가 안착된다.
장치가 작동하면, 압입유닛이 하강함에 따라서 상부실린더와 압입펀지가 하강한다. 상부실린더의 원통안으로 부시가 관통한다. 상부실린더의 하면과 압입펀치의 하면의 높이 차이가 부시의 높이차이보다 높기 때문에, 압입유닛이 계속하강하여, 상부실린더 하면이 날개부의 표면에 안착할때까지 압입펀치의 하면은 부시의 상면과 접촉하지 않는다.
압입유닛에 계속 압력이 가해지면, 상부실린더가 지속적으로 날개부에 압력을 인가하게 되며, 날개부의 스프링백 상태를 보정하게 된다. 따라서 부시결합공(12)에 형성된 버링홀의 직각도를 확보하게 되고, 중공변형방지유닛(300)은 날개부가 중공 방향으로 과도하게 휘어지지 않도록 지지하게 된다.
이때 상부탄성부재가 압축되는데 필요한 압력값이 날개부의 스프링백 현상을 보정하기 위해 필요한 압력값보다 크면, 스프링백 현상이 보정될때까지 상부탄성부재가 압축되지 않으며, 상부실린더 내부에 위치한 압입펀치는 상부실린더 하부로 돌출되지 않는다.
작업자는 날개부의 스프링백 탄성력 정보를 기반으로 상부탄성부재의 탄성력을 선택하여 설치할 수 있다.
압입유닛에 압력이 지속적으로 인가되면, 비로소 상부탄성부재가 수축하기 시작하여 부시를 부시결합공으로 압입한다. 압입펀치가 부시를 압입하기 시작하는 단계에서는, 상부실린더가 날개부에 압력을 인가하여, 스프링백 현상이 보정된 상태이므로 부시결합공의 버(burr)의 직각도가 유지되고 있는 상황이므로, 버링홀 직각도 이상과 관련된 문제점이 발생하지 않느다. 또한, 부시가 부시결합공으로 압입되기 시작할때는 상부실린더의 내면이 가이드 역할을 할 수 있으며, 받침펀치는 압입펀치가 부시를 압입하는 과정에서 부시 하면의 하강 방향을 연직하방으로 가이드 하는 역할을 한다.
따라서 본 발명에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치는 부시 압입 단계전에 중공암의 스프링 백 현상을 보정함으로써, 압입되는 부시의 외면 긁힘이나 손상이 없으며, 스프링백 현상에 기인한 버링부의 직각도 이상으로 발생하는 버링부 자체의 변형이나 손상이 발생하지 않는다. 또한 부시 압입시, 부시의 압입방향으로의 가이드가 가능하여, 버링홀중심축과 부시중심축이 일치하도록 정확한 제어가 가능하므로, 부시외주면과 버링홀 내주면 사이의 압력이 균일하도록 제어됨으로써 제품의 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이 받침유닛(200)은 받침펀치(220)과 하부실린더(210)를 구비하고 있으며 그 사이에 하부탄성부재(230)가 배치되어 받침펀치와 하부실린더 사이에 탄성을 유지할 수 있다. 이는 상부실린더와 압입펀치 그리고 상부탄성부재의 작동과 대응되므로 상세한 설명은 생략한다. 또 다른 방법으로는, 받침펀치가 유압 또는 공압으로 상하 이동할 수 있으며, 그 받침펀치의 유압 또는 공압의 압력을 압입펀치에 인가되는 압력을 기반으로 실시간으로 제어함으로써, 부시의 압입 속도와 압입 거리 및 몸체부 또는 중공암의 재질에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
또한 도 3a 내지 3c를 참조하면, 중공변형방지부는 왕복수단(310)의 끝단에 구비된 중공지지부(320)을 포함할 수 있다. 왕복수단의 왕복이동에 따라서 중공지지부는 날개부 내측으로 삽입될 수 있으며, 중공지지부는 부시 또는 버링홀의 직경에 따라서 탈착이 용하도록 제작될 수 있다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 압입펀치 측단면도를 도시하였다.
도 4에서 확인할 수 있듯이 압입펀치는, 부시의 상면에 안착하여 하방 압입하는 장치로서, 매우 높은 압력이 인가된다. 앞서 설명한 바와 같이 상부실린더의 내주면이 부시 압입시, 부시 결합공으로의 가이드 기능을 할 수 있다. 압입유닛과 압입펀치 그리고 받침펀치 및 부시 자체의 중심축 정렬에 미세한 차이가 발생하면, 압입펀치가 부시를 압입하기 시작하는 단계에서의 높은 압력으로 인해서, 부시에 가해지는 수평방향의 압력에 불균성이 발생할 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여, 압입펀치 하면에 사용되는 부시의 내주면에 맞춤되거나 대응될 수 있는 크기의 상부부시홀가이드핀(150)이 배치될 수 있다. 상부부시홀가이드핀은 받침펀치상면에 하부부시홀가이드핀을 형성하여 동일한 기능을 구현할 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 도 4를 참조하면, 상부 실린더 마감부재(140)가 상부실린더 하부에 탈착가능하도록 구비될 수 있다. 부시 또는 부시결합공의 직경이 변경될 때, 안정적인 작업을 위해서는 부시 직경에 맞춰서. 실린더 하부 개구의 직경과 압입펀치의 직경도 변경될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 상부실린더내부의 압입펀치를 교체하기 위해서는, 상부실린더를 탈거해야하지만, 도 4와 같이 상부 실린더 마감부재가 장착되면 그것만을 탈착함으로써, 내부의 압입펀치는 물론이고 상부탄성부재도 용이하게 교체할 수 있다. 또한 하부실린더 마감부재를 하부 실린더 상부에 구비함으로서 동일한 편의성을 구현할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 적용된 펀치압력센서와 실린더 압력센서의 상태를 나타내는 압력펀치의 측면도를 도시하였다.
도 5에 도시된 펀치압력센서(160)는 압입펀치하면에 배치되어 부시상면과 접촉될 수 있는 위치에 배치된다. 또한 실린더 압력센서(170)는 상부실린더 하면에 배치되어, 압입공정시 상부실린더가 안착하는 부싱결합공 주위의 날개부와 접촉할 수 있게 배치된다.
펀치압력센서(160)는 압입펀치가 부시에 인가하는 압력을 측정하는 센서이며, 실린더 압력센서(170)는 상부실린더가 날개부에 인가하는 압력을 측정한다.
즉, 실린더 압력센서에서 측정되는 측정값은 날개부 스프링백 현상을 보정하기 위해서 인가되는 압력의 크기를 의미하며, 펀치압력센서에서 측정되는 압력값은 부시을 압입하기 위해 인가되는 압력값이다. 앞서 설명한 바와 같이 상부탄성부재(130)의 탄성 성능은, 스프링백 현상을 보정하기 위해서 필요한 압력값을 기반으로 산출될 수 있다. 이때 산출된 상부탄성부재(130)의 탄성성능이 부적절 할 경우에는, 상부실린더의 스프링 백 보정 기능이 유효하지 않을 수 있다.
예를 들어, 상부탄성부재의 압축에 필요한 압력갑이 지나치게 작을 경우에는, 스프링백 현상을 보정하기도 전에 상부탄성부재가 압착하기 시작하고, 이에 따라서 압입펀치가 하강하여 부시를 압입하기 시작한다.
상부탄성부재가 수축을 시작하는 시점은, 실린더 압력센서에서 측정된 압력값이 스프링 백의 보정에 필요한 압력보다 높은 압력값과 같거나 높은 시점이다. 그 이전에 펀치압력센서에서 압력값이 측정된다면, 스프링 백 보정이 진행되지 않은 상태임을 알 수 있다. 따라서 펀치압력센서와 실린더압력센서의 측정값은 스프링백 현상 보정이 정상적으로 진행되고 있는지를 판단할 수 있는 실시간 측정 물리량이 될 수 있다. 그러므로 펀치압력센서와 실린더압력센서를 구비하여 각각의 압력값을 측정함과 동시에 이들 압력값을 표시하는 표시부를 구비함으로써, 작업자로 하여금 작업 상태의 적정성을 판단할 수 있도록 할 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 압입로드암과 압입로드스토퍼가 장착된 상태의 사시도를 도시하였다.
도6을 참조하면, 압입로드 상단에 압입로드암(180)이 배치되어 압입로드와 같이 상하 이동한다. 압입로드스토퍼(190)는 압입로드암(180)의 연직하방에, 압입로드암(180)과 마주보도록 배치된다. 압력발생장치에서 발생된 압력은 압입로드를 상하 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 압입로드암과 압입로드스토퍼는 압입로드의 상하 이동에 따라서 접근과 이격을 반복하게 된다.
부시(1)의 압입 깊이에 따라 압입로드암과 압입로드스토퍼의 이격거리를 설정하게 되면, 작업자는 이 이격거리를 확인하여, 과압입과 미압입을 방지할 수 있다.
제품에 따라서 요구되는 부시 압입의 정밀도는 다르다. 만일에 부시 압입의 정밀도가 수mm이내로 정밀하게 제어되어야 한다면, 근접센서와 변위 센서를 이용할 수 있다.
도 6를 참조하면, 압입로드암과 압입로드스토퍼가 서로 마주보는 면에 근접 센서를 설치하고, 그 측정값을 작업자에게 표시함으로써, 작업자는 정확한 압입로드암과 압입로드스토퍼의 근접저리를 확인하여, 부시 압입깊이를 실시간으로 추정하면서, 부시 압입공정을 진행할 수 있다.
또한 압입로드 및 압입헤드등 압입펀치의 하강 깊이를 측정할 수 있는 부재에 변위센서를 장착하고, 장착된 변위센서로부터 측정된, 상하변위를 표시할 수 도 있다.
미압입은 동일한 공정을 재 진행해야하며, 과압입은 압입방향을 반대인 압입공정을 재 진행해야하기 때문에, 제품 생산량 차질을 야기할 수 있으므로, 최초 제작공정에서 정확히 관리되어야할 품질요소이다.
또한 근접센서와 변위 센서를 이용하여 측정된 근접거리와 상하변위는, 별도의 저장장소에 디지털 데이터로 저장되어, 공정개선에 사용될 수 있으며, 특히 근접거리와 상하변위를 기반으로 압력 발생장치를 제어하게 하는 자동 압입 시스템에 적용함으로써, 작업자의 수작업과 확인과정에서 발생할 수 있는 오차를 최소화 할 수도 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
a1. a2. 판재
b1. b2. 버링홀
o1. o2. 중공암 o3. 날개부 o4. 버팀대
1. 부시
10. 몸체부. 11. 중공암 12. 부시결합공 13 날개부.
100. 압입유닛 110. 상부실린더
120. 압입펀치
130. 상부탄성부재
140. 상부실린더 마감부재.
150. 상부부시홀가이드핀
160. 펀치압력센서
170 상부실린더 압력센서
180. 압압로드암
190. 압입로드스토퍼
200. 받침유닛 210. 하부실린더 220 받침펀치. 230 하부탄성부재.
300. 중공변형방지유닛. 310. 왕복수단 320. 중공지지부

Claims (7)

  1. 몸체부(10)와, 상기 몸체부에 부시(20)를 결합하기 위한 버링홀 타입의 부시결합공(12)이 형성된 날개부(13)로 구성된 중공 암(11)에 부시를 압입하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치에 있어서,
    상기 중공암(11)의 하부에 위치하고 상기 중공암(11)의 밑면을 접촉하여 받치는 받침유닛(200);
    상기 받침유닛(200) 상부 측면에 설치된 왕복수단(310)과 상기 왕복수단에 연결되어 상기 중공암(11)의 날개부(13) 내측 테두리에 삽입되어 상기 부시 압입 결합시 상기 날개부(13)가 중공내측방향으로 휘어짐을 방지하는 중공지지부(320)로 구성된 중공변형방지유닛(300); 및
    상기 중공암(11) 상부에 위치하며, 하부가 개구된 원통형상의 상부실린더(110)와, 상기 상부실린더 내부에 구비되어 상기 상부 실린더의 원통축에 슬라이딩 이동가능하며, 상기 부시(20)를 압입하는 압입펀치(120)와, 상기 압입펀치의 상부에 배치되는 압입헤드와, 상기 압입헤드 상부에 배치되어, 압력발생장치로부터 인가되는 압력에 따라 슬라이드 이동하며 상기 압력을 상기 압입헤드를 통하여 상기 압입펀치에 인가하는 압입로드 및, 상기 상부실린더 내부에 구비되며 상기 압입펀치(120)에 탄성복원력을 제공하는 상부탄성부재(130)로 구성되는 압입유닛(100);으로 구성되어,
    상기 부시(20)와 상기 부시결합공(12)를 압입하기 위한 상기 부시 압입공정시,
    상기 압입유닛(100)이 아래로 하강하고, 상기 상부실린더(110)의 도넛형 하면이 상기 부시결합공(12) 인근의 상기 날개부(13) 상면에 접촉하며, 상기 압입유닛(100)이 계속 하강함에 따라 상기 상부탄성부재(130)가 수축하여 상기 압입펀치가 상기 부시를 상기 부시결합공(12)에 압입하며 상기 상부실린더(110)는 상기 날개부(13) 상면에 일정한 힘을 가하며,
    상기 압입펀치의 하면에 상기 부시(20)의 내측홀에 삽입되는 상부부시홀가이드핀(150)이 돌출 형성되어, 부시 압입공정시 상기 압입펀치를 부시결합공(12)으로 안내하고,
    상기 받침유닛은,
    상부가 개구된 원통형상의 하부실린더(210)와, 상기 하부실린더 내부에 구비되어 상기 하부 실린더의 원통축에 슬라이딩 이동가능하며 상기 부시를 받치는 받침펀치(220)와, 상기 하부실린더(210) 내부에 구비되며 상기 받침펀치(220)에 탄성복원력을 제공하는 하부탄성부재(230)로 구성되고,
    상기 압입유닛(100)의 하면에 상기 압입펀치(120)의 외경과 맞춤되는 내경을 구비하는 링형 상부실린더 마감부재(140)가 탈착가능하도록 구비되고,
    상기 받침유닛(200)의 상면에 상기 받침펀치(220)의 외경과 맞춤되는 내경을 구비하는 링형 하부실린더 마감부재가 탈착가능하도록 구비되어
    상기 부시의 외경과 상기 부시결합공의 내경의 변화에 따라서, 상기 상부실린더 마감부재와 상기 하부 실린더 마감부재를 탈거한 후, 상기 압입펀치와 상기 받침펀치를 교체할 수 있고,
    상기 부시와 접촉하는 상기 압입펀치 하면에 상기 압입펀치와 상기 부시 사이의 펀치압력값을 측정하는 펀치압력센서(160); 상기 날개부(13)과 접촉하는 상기 상부실린더 하면에 상기 상부 실린더와 상기 날개부 상면 사이의 실린더 압력값을 측정하는 실린더 압력센서(170); 및 상기 압입로드상단에 형성되어 상기 압입로드의 슬라이드 이동에 따라 함께 이동하는 압입로드암(180)과, 상기 압입로드암(180)의 연직하방에 배치되어 고정되어 상기 압입로드암이 하강할때 상기 압입로드암과 마주하는 압입로드스토퍼(190)와, 상기 압입로드암(180) 또는 상기 압입로드스토퍼(190)에 구비되는 압입로드근접센서; 및 상기 압입펀치와 상기 압입로드 및 상기 압입헤드중에 적어도 한 곳에 장착되어, 압입펀치상하변위를 측정하는 변위센서; 및 상기 펀치 압력센서와 실린더 압력센서에서 측정된 압력 측정값을 표시하고 상기 압입로드근접센서에서 측정된 근접거리를 표시하며, 상기 상하변위를 표시하는 표시부를 구비하여,
    상기 부시(20)를 상기 부시결합공에 압입하기 위한 상기 부시 압입공정시, 상기 펀치 압력센서의 펀치 압력측정값 및 상기 상부실린더 하면과 상기 날개부 사이에서 측정된 상기 실린더 압력측정값 중 적어도 하나 이상을, 작업자에게 표시하고, 상기 압입로드암이 하강하여 상기 압입로드스토퍼에 근접하면, 상기 근접거리를 작업자에게 표시하여, 미압입과 과압입을 방지하는 것을 특징으로 하는 중공암의 스프링 백 현상을 보정하여 부시를 압입하는 장치.
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