KR20110047449A

KR20110047449A - 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110047449A
Application number: KR1020090104080A
Authority: KR
Inventors: 강수구; 안재민
Original assignee: 주식회사 조인탑
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-09
Also published as: KR101162643B1

Abstract

본 발명은 파이프 조인트용 체결죠 조립 장치를 제공하며, 죠 홀더를 동일한 조립 자세로 공급하는 제1 볼 피더 유닛과, 체결 죠를 동일한 조립 자세로 공급하는 제2 볼 피더 유닛과, 상기 제1 볼 피더 유닛으로부터 공급된 죠 홀더를 파지하여 상부로 이동시키도록 전후 및 상하 이동 가능한 트랜스퍼 유닛과, 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 전달된 죠 홀더를 파지하여 죠 홀더의 죠 장착 홀을 조립 위치로 정렬되게 회전시키도록 전후이동 및 회전 가능한 죠 홀더 정렬 유닛과, 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛으로 죠 홀더를 파지하여 전달함과 동시에, 체결 죠가 조립 완료된 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛으로부터 배출부로 전달하도록 전후 및 좌우로 이동 가능한 그립퍼 유닛과, 상기 제2 볼 피더 유닛으로부터 공급되는 체결 죠를 조립 위치로 이동시키고 이동된 체결 죠를 죠 홀더의 죠 장착 홀 내로 상향 삽입하여 조립시키는 조립 유닛과, 상기 제1 및 제2 볼 피더 유닛, 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 죠 홀더 정렬 유닛, 그립퍼 유닛, 상기 조립 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치 및 방법{APPARATUS AMD METHOD OF ASSEMBLING JAW FOR PIPE JOINT}

본 발명은 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 주택, 아파트, 일반 건물, 산업용 플랜트의 옥내외 급수, 냉난방, 공조용 배관을 용이하게 배관 및 연결할 수 있는 파이프 조인트용 부품 중 파이프를 체결하는 체결 죠를 죠 홀더의 장착 홀에 용이하게 조립할 수 있는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치 및 상기 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치를 이용하여 체결 죠를 조립하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 파이프 조인트는 배관의 기밀성을 유지한 상태로 배관과 배관을 연결·고정하기 위한 수단으로 주로 사용되며, 그 구조적 형태에 따라 직선형, 엘보형, T자형, 십자형 등 다양한 형태를 지니고 있다.

이러한 파이프 연결 장치는 기본적으로 배관용 파이프가 접속되는 조인트 본체와, 조인트 본체 내로 삽입되는 파이프의 외면에 가압 접촉되면서 파이프를 체결 고정시키는 복수의 체결 죠와, 스프링과 탄성 접촉되도록 상기 조인트 본체의 단부 에 탄성 삽입 결합되고, 상기 체결 죠가 장착되는 대략 원통형의 죠 홀더를 포함한다.

그러나, 상기 체결 죠는 길이가 수 밀리미터에 불과한 미소 크기이므로 이를 수작업으로 죠 홀더에 조립하기가 무척 곤란하여 조립성과 생산성이 크게 떨어지는 단점이 있으며, 따라서 이를 개선하기 위해 체결 죠를 자동으로 기계 조립하기 위한 요구가 있어 왔다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 파이프 조인트용 체결 죠를 죠 홀더에 자동으로 용이하게 조립할 수 있는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치 및 상기 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치를 이용하여 체결 죠를 조립하는 방법의 제공을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 평면부와 만곡면부로 이루어진 대향면을 갖는 파이프 체결용 체결 죠와 플랜지 헤드부를 갖는 원통형 죠 홀더를 포함하는 파이프 조인트에 있어서 복수의 체결 죠를 죠 홀더에 조립하기 위한 파이프 조인트용 체결죠 조립 장치를 제공하며, 상기 조립 장치는 죠 홀더를 동일한 조립 자세로 공급하는 제1 볼 피더 유닛과, 체결 죠를 동일한 조립 자세로 공급하는 제2 볼 피더 유닛과, 상기 제1 볼 피더 유닛으로부터 공급된 죠 홀더를 파지하여 상부로 이동시키도록 전후 및 상하 이동 가능한 트랜스퍼 유닛과, 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 전달된 죠 홀더를 파지하여 죠 홀더의 죠 장착 홀을 조립 위치로 정렬되게 회전시키도록 전후이동 및 회전 가능한 죠 홀더 정렬 유닛과, 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛으로 죠 홀더를 파지하여 전달함과 동시에, 체결 죠가 조립 완료된 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛으로부터 배출부로 전달하도록 전후 및 좌우로 이동 가능한 그립퍼 유닛과, 상기 제2 볼 피더 유닛으로부터 공급 되는 체결 죠를 조립 위치로 이동시키고 이동된 체결 죠를 죠 홀더의 죠 장착 홀 내로 상향 삽입하여 조립시키는 조립 유닛과, 상기 제1 및 제2 볼 피더 유닛, 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 죠 홀더 정렬 유닛, 그립퍼 유닛, 상기 조립 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 제1 볼 피더 유닛은 바이브레이터에 의해 구동되며, 상기 죠 홀더가 이동되는 나선형 통로와 올바른 조립 자세를 취하는 죠 홀더만 통과되도록 상기 죠 홀더의 플랜지 헤드부가 걸리는 가이드 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 제2 볼 피더 유닛은 바이브레이터에 의해 구동되며, 상기 체결 죠가 이동되는 나선형 통로와 상기 체결 죠의 만곡면부에는 걸리지 않고 평면부에만 걸리도록 하는 소폭의 가이드 턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 트랜스퍼 유닛은 수직 이동 액츄에이터와, 상기 수직 이동 액츄에이터에 의해 수직 이동되는 수직 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 연결되어 수직 이동되는 수평 이동 액츄에이터와, 상기 수평 이동 액츄에이터에 의해 전후 방향으로 이동되는 수평 피스톤 로드와, 상기 수평 이동 피스톤 로드에 고정된 죠 홀더 파지 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 죠 홀더 정렬 유닛은 리니어 레일 로드와 이 레일 로드에 결합되어 모터의 회전력에 의해 전후 방향으로 이동되는 가동체를 구비하는 리니어 액츄에이터와, 상기 리니어 액츄에이터의 가동체에 결합되어 전후 방향으로 이동 가능하고 죠 홀더의 정렬을 행하는 정렬 작동체를 포함하고, 상기 정렬 작동 체는 죠 홀더의 내경을 해제 가능하게 파지하는 내경 척과, 상기 내경 척에 파지된 죠 홀더의 죠 장착 홀의 위치를 검출하는 광 센서와, 상기 내경 척에 연결되고 상기 내경 척에 파지된 죠 홀더가 체결 죠 조립 위치에 정렬되도록 회전되는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 그립퍼 유닛은 수평 레일을 가지고 지지 포스트에 지지된 수평 가이드 플레이트와, 상기 가이드 플레이트의 수평 레일에 결합되어 좌우 방향으로 이동 가능한 가동 블록과, 상기 가동 블록을 이동시키는 동력원으로서 공압 액츄에이터와, 상기 가동 블록에 고정되고 전후 방향으로 수평 이동 가능한 가동 피스톤 로드를 가지는 수평 이동 액츄에이터와, 상기 수평 이동 액츄에이터의 피스톤 로드 선단에 고정되고, 상기 죠 홀더의 외경을 파지하여 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛으로 죠 홀더를 전달함과 동시에 체결 죠를 조립 완료한 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛으로부터 배출부로 각각 전달하는 한 쌍의 그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 조립 유닛은 상기 제2 볼 피더 유닛으로부터 공급된 체결 죠가 안착되는 슬롯을 구비하고 상기 슬롯에 안착된 체결 죠를 조립 위치로 좌우 방향으로 이동시키는 가동 블록과, 상기 가동 블록의 동력원으로서 공압 액츄에이터와, 조립 위치에서 상기 가동 블록의 하부에 위치된 수직 이동 액츄에이터와, 상기 수직 이동 액추에이터에 의해 수직 이동되어 상기 조립 위치에 있는 체결 죠를 죠 홀더의 죠 장착 홀 내로 가입하는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 조립 유닛은 상기 가동 블록의 슬롯 내에 체결 죠가 안 착되었음을 검출하는 광 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 조인트용 체결 죠의 조립 방법은 상기 구성을 갖는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치를 이용하여 파이프 조인트용 체결 죠를 조립하는 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치의 구성에 따르면, 파이프 조인트에 있어서 미소 크기의 죠 홀더와 체결 죠를 용이하게 자동 조립할 수 있어서 조립성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 상하 또는 수직 방향은 본 발명의 조립 장치의 높이 방향을 가리키며, 좌우 방향은 도 1 및 도 2를 기준으로 한 수평 좌우 방향이며, 전후 방향은 상기 좌우 방향에 수평 직교하는 방향을 가리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치는 죠 홀더를 동일한 조립 자세로 공급하는 제1 볼 피더 유닛(100)과, 체결 죠를 동일한 조 립 자세로 공급하는 제2 볼 피더 유닛(200)과, 상기 제1 볼 피더 유닛(100)으로부터 공급된 죠 홀더를 파지하여 상부로 이동시키도록 전후 및 상하 이동 가능한 트랜스퍼 유닛(300)과, 상기 트랜스퍼 유닛(300)으로부터 전달된 죠 홀더를 파지하여 죠 홀더를 조립 위치로 정렬시키도록 전후이동 및 회전 가능한 죠 홀더 정렬 유닛(500)과, 상기 트랜스퍼 유닛(300)으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로, 그리고 상기 죠 홀더 유닛(500)으로부터 배출부(600)로 죠 홀더를 파지하여 전달하도록 전후 및 좌우로 이동 가능한 그립퍼 유닛(400)과, 상기 제2 볼 피더 유닛(200)으로부터 공급되는 체결 죠를 조립 위치로 이동시키고 이동된 체결 죠를 죠 홀더에 조립시키는 조립 유닛(250; 도 13 및 도 14 참조)과, 상기 제1 및 제2 볼 피더 유닛(100, 200), 상기 트랜스퍼 유닛(300), 상기 죠 홀더 정렬 유닛(500), 그립퍼 유닛(400), 상기 조립 유닛(250)의 작동을 제어하는 제어 유닛(700)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 볼 피더 유닛(100, 200), 상기 트랜스퍼 유닛(300), 상기 죠 홀더 정렬 유닛(500), 그립퍼 유닛(400)은 서로 하나의 세트를 이루며, 이러한 세트가 대칭 배치되어 한 쌍의 구성으로 되어 있다. 물론, 후술하겠지만 상기 구성 중 그립퍼 유닛(400)은 하나의 지지 플레이를 공유하지만, 그립핑 동작은 각각의 세트의 구성에서 행해진다. 본 발명의 조립 장치는 상기 구성의 한 쌍 또는 두 쌍 모두를 포함하지만, 이하의 설명에서는 한 쌍의 구성을 위주로 설명한다.

도 3은 도 1의 조립 장치의 죠 홀더용 볼 피더(100)의 구성 및 동작을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 볼 피더에서 원하는 조립 자세를 취하는 죠 홀더(H) 만을 통과시키는 가이드 플레이트(104)의 구성을 도시한 부분 상세도이고, 도 5는 도 1의 조립 장치의 체결 죠(J)용 볼 피더(200)의 구성 및 동작을 도시한 평면도이다.

이들 도면을 추가로 참조하면, 상기 제1 및 제2 볼 피더(100, 200)는 각각 죠 홀더(H; 도 3, 4, 14 참조)와 체결 죠(J; 도 5, 11, 14 참조)를 일정한 조립 자세를 갖도록 하며 공급하는 유닛이다.

상기 죠 홀더와 체결 죠를 일정한 조립 자세로 공급하는 것은 기계 조립 공정시 1차적인 선결 조건이므로, 본 발명의 조립 장치의 조립 대상인 파이프 조인트의 체결 죠와 죠 홀더는 각각 조립 위치에서 조립에 맞는 적합한 자세를 취하도록, 본 출원인에 의해 제안된 바와 같이, 플랜지 헤드부(Ha)를 형성한 죠 홀더(H)와 본체의 양면을 일면은 평면(Jc')으로 형성하고 그 대향면은 만곡면(Jc)으로 형성한 체결 죠(J)의 구성을 갖는다.

제1 볼 피더 유닛(100)은 바이브레이터에 의한 진동력으로 죠 홀더(H)가 이동되는 나선형 통로(100S)를 구비하고, 나선형 통로를 따라 이동하는 죠 홀더(H)를1차적으로 기립 자세를 취하도록 일정 높이 이상의 샘플을 눕히는 제1 스크린 바아(102)와, 이를 통과한 기립 자세의 죠 홀더(H)를 거의 수직으로 안내하도록 경사면으로 이루어진 경사 통로(103)와, 경사 통로에 의해 거의 수직인 기립 자세를 취하는 죠 홀더 중 플랜지 헤드부(Ha)가 정면측을 향하는 죠 홀더 만이 통과되도록 일정 크기의 홀(105)에 상기 죠 홀더(H)의 플랜지 헤드부(Ha)가 걸리는 가이드 플레이트(104a)를 부착한 제2 스크린 바아(104)를 포함한다.

따라서, 상기 가이드 플레이트(104a)에 걸리는 죠 홀더(H) 만이 소폭의 통로(106)를 통해 리니어 피더(110)로 전달되어 조립 위치로 이동하게 되고, 그렇지 않은 죠 홀더(H)는 홀(105) 내로 탈락되어 다시 나선형 통로를 따라 재 공급이 이루어진다.

상기 제2 스크린 바아의 가이드 플레이트(104a)는 그 부착 높이의 조절을 통해 여러 가지 크기의 죠 홀더를 취급할 수 있다.

미소 크기의 체결 죠의 공급을 위한 제2 볼 피더 유닛(200)은 제1 볼 피더 유닛(100)과 대략 유사한 구성을 가지는데, 체결 죠(J)가 이동되는 나선형 통로(200S)와, 나선형 통로 중 폭이 협소해져서 체결 죠를 일렬로 공급하는 1차 정렬 통로(201)(A 섹션 참조)와, 통로 내벽에 기대어 기립된 체결 죠를 눕히는 제1 스크린 바아(202)(B 섹션 참조)와, 눕혀진 체결 죠(J)에서 중량이 무거운 헤드부(Ja)가 통로 내벽을 향하는 체결 죠만을 통과시키고 중량이 가벼운 말단부(Jb)가 내벽측을 향하는 체결 죠는 헤드부의 중량에 의해 개방된 공간으로 탈락하도록 소폭의 턱(203)(C 섹션 참조)과, 헤드부(Ja)가 내벽을 향하는 체결 죠가 거의 수직인 자세를 취하도록 안내하는 경사 통로와, 거의 기립된 체결 죠가 평면부(Jc')가 내벽을 행하는 경우에만 통과되고 만곡면부(Jc)가 내벽을 향하는 경우에는 탈락되는 소폭의 가이드 턱(204)(D 섹션 참조)을 포함한다.

따라서, 상기 가이드 턱(204)을 통과한 체결 죠(J)는 헤드부가 아래를 향하는 기립 자세로 리니어 피더(210)로 공급된다.

상기 리니어 피더(210)는 바이브레이터에 의해 동작되며, 볼 피더(200)로 부 터 공급되는 체결 죠를 진동력에 의해 조립 위치로 이동되도록 하며, 리니어 피더 통로로 공급된 체결 죠의 존재 유무를 판단하기 위한 광 센서(213; 도 11 참조)를 구비하며, 상기 광 센서로부터의 검출 신호에 따라 제어 유닛의 제어하에 체결 죠의 공급이 충분하면 볼 피더의 작동을 정지시키고 체결 죠의 공급이 없으면 볼 피더의 동작을 계속 진행하게 된다.

도 6 내지 도 9는 도 1의 조립 장치의 트랜스퍼 유닛(300)의 구성 및 동작을 도시한 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 제1 볼 피더 유닛(100)으로부터 공급되는 죠 홀더(H)는 헤드부(Ha)가 후방을 향하는 자세로 리니어 피더(110)와 트랜스퍼 유닛 도입부(133)를 통해 트랜스퍼 유닛(300) 측으로 공급된다.

상기 리니어 피더(110)는 대향 가이드 플레이트(111a, 111b)에 의해 형성된 통로로 이루어지며, 각 가이드 플레이트(111a, 111b)에는 광센서(113)의 감지광이 통과되는 홀(113a, 113b)을 구비하여, 이 홀 사이로 방출되는 감지광에 의해 죠 홀더(H)의 유무를 판단하여, 제어 유닛(700)에 의해 죠 홀더가 존재시에는 볼 피더 유닛(100)의 작동을 정지하여 죠 홀더의 공급을 중단하고 부재시에는 볼 피더 유닛(100)의 작동을 재개하여 죠 홀더를 공급할 수 있다.

상기 리니어 피더를 통과한 죠 홀더(H)는 트랜스퍼 유닛 도입부로 진입되는데, 상기 도입부는 높이가 낮은 죠 홀더(H)의 하부를 지지하여 죠 홀더의 수평을 맞추는 돌출 턱(133a)을 가지고 죠 홀더가 자중에 의해 굴림되도록 하는 경사 통로(133)와, 경사 통로 말단의 스토퍼(135)와, 스토퍼(135)에 도달한 죠 홀더를 파 지하여 상승시키는 트랜스퍼 유닛(300)의 파지 로드(339)를 가이드 하는 가이드 홀(131a)을 갖는 가이드 플레이트(131)를 구비한다.

상기 트랜스퍼 유닛(300)은 에어 실린더와 같은 수직 이동 액츄에이터(310)와, 상기 수직 이동 액츄에이터(310)에 의해 수직 이동되는 수직 피스톤 로드(315)와, 상기 피스톤 로드(315)에 연결되어 수직 이동되는 수평 이동 액츄에이터(330)와, 상기 수평 이동 액츄에이터(330)에 의해 전후 방향으로 이동되는 수평 피스톤 로드(337a)와, 연결 플레이트(337b)를 매개로 상기 수평 이동 피스톤 로드(337a)에 고정된 죠 홀더 파지 로드(339)를 포함한다.

상기 수직 이동 액츄에이터(310)는 지지 로드에 의해 지지된 지지 플레이트(320) 하부에 고정되고, 지지 플레이트(320)의 구멍(325)을 통해 피스톤 로드(315)가 상하 이동된다.

상기 피스톤 로드(315) 상단에 고정된 수평 이동 액츄에이터(330)는 에어 실린더일 수 있으며, 베이스 플레이트(331) 상부에 고정되며, 베이스 플레이트(331) 양단의 연장부 하부로 가이드 로드(327)가 고정되고, 이 가이드 로드(327)는 수평 이동 액츄에이터(330)가 상하 이동시 지지 플레이트(320)의 구멍(327a)을 통해 상하 이동됨으로써 안정적인 수직 이동이 가능하다.

이러한 트랜스퍼 유닛(300)의 구성에 따른 동작을 살펴보면, 상기 리니어 피더(110)를 통해 트랜스퍼 유닛 도입부의 스토퍼(135)에 죠 홀더(H)가 도달되면, 제어 유닛의 제어에 따라 트랜스퍼 유닛(300)의 수평 이동 액츄에이터(330)에 의해 피스톤 로드(337a)가 전진 이동되면서 죠 홀더 파지 로드(339)가 가이드 플레이 트(131)의 가이드 홀(131a)을 통해 전진 이동되어 죠 홀더(H)에 삽입되어 죠 홀더를 파지한 후, 수직 이동 액츄에이터(310)의 작동에 따라 수평 이동 액츄에이터(330)를 상승시킴으로써 죠 홀더가 가이드 홀(131a)을 따라 상승 이동된다.

이후, 후술하는 바와 같이, 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로의 이동을 위해, 그립퍼 유닛(400)의 그립퍼(450)가 상기 상승 이동된 죠 홀더(H) 위치로 후진하여 그립핑 집게부(445)로 죠 홀더(H)를 파지하게 되며, 이후 수평 이동 액츄에이터(330)의 작동에 의해 피스톤 로드(337a)가 후진 이동된 후 다시 수직 이동 액츄에이터(310)에 의해 초기 위치로 이동하여, 상기 볼 피더로부터 공급되는 죠 홀더의 상승 이동을 준비하고, 죠 홀더를 파지한 그립퍼(450)는 죠 홀더 정렬 유닛(500) 측으로 이동하게 된다.

이제 그립핑 유닛(400)의 구성 및 동작을 설명한다.

도 10은 도 1의 조립 장치의 그립퍼 유닛(400)의 구성 및 동작을 도시한 사시도이다.

상기 그립퍼 유닛(400)은 상기 트랜스퍼 유닛(300)으로부터 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로 죠 홀더(H)를 전달함과 동시에, 후술하는 바와 같이 체결 죠(J)가 조립 완료된 죠 홀더(H)를 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로부터 배출부(600)로 전달하도록 전후 및 좌우로 이동 가능한 유닛이다.

상기 그립퍼 유닛(400)은 수평 레일(420a, 42b)을 가지고 지지 포스트에 지지된 수평 가이드 플레이트(410)와, 상기 가이드 플레이트(410)의 수평 레일(420a, 42b)에 결합되어 좌우 방향으로 이동 가능한 가동 블록(430a, 430b)과, 상기 가동 블록(430a, 430b)을 이동시키는 동력원으로서 공압 액츄에이터(470a, 470b)와, 상기 가동 블록(430a, 430b)에 고정되고 전후 방향으로 수평 이동 가능한 가동 피스톤 로드(441a, 441b)를 가지는 수평 이동 액츄에이터(440a, 440b)와, 상기 수평 이동 액츄에이터(440a, 440b)의 피스톤 로드(441a, 441b) 선단에 고정되고, 상기 죠 홀더의 외경을 파지하여 상기 트랜스퍼 유닛(300)으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로 죠 홀더를 전달함과 동시에 체결 죠를 조립 완료한 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛(500)으로부터 배출부(600)로 각각 전달하는 한 쌍의 그립퍼(450a, 450a; 450b, 450b)를 포함한다.

상기 한 쌍의 그립퍼(450a, 450a; 또는 450b, 450b)(이하 (450a, 450a)쌍의 그립퍼를 기준으로 설명함)는 연결 플레이트(443a)를 매개로 피스톤 로드(441a)에 연결된 지지 블록(451a)과, 상기 지지 블록(451a) 양단의 하부에 작동부(453a)를 매개로 설치된 그립핑 집게부(455a)를 포함한다.

제어 유닛(700)의 제어에 의한 상기 그립핑 유닛(400)의 동작을 살펴보면, 상기 트랜스퍼 유닛(300)의 죠 홀더 파지 로드(339)에 파지된 죠 홀더가 상승하면, 그 위치로 그립퍼(450a, 450a) 쌍이 수평 이동 액츄에이터(440a)에 의해 후방 이동된 후 우측(도 10에 도시된 상태에서 우측)의 그립퍼(450a)의 그립핑 집게부(455a, 455a)로 죠 홀더를 파지하며, 이와 동시에 트랜스퍼 유닛(300)의 죠 홀더 파지 로드(339)가 후진되면, 죠 홀더 정렬 유닛(500) 측으로 수평 이동되며, 이 위치에서 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 내경 척이 전진하여 죠 홀더의 내경을 파지하면 그립핑 집게부(455a, 455a)를 개방하고, 이후 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 내경 척이 죠 홀 더의 정렬을 위해 후진하면, 다시 초기 위치로 수평 이동되어 상기의 동작을 준비한다.

또한, 이러한 동작과 동시에, 상기 한쌍의 그립퍼 쌍(450a, 450a) 중 좌측(도 10에 도시된 상태에서 좌측)의 그립퍼(450a)는 우측 그립퍼(450a)가 트랜스퍼 유닛(300)의 파지 로드에 파지된 죠 홀더를 파지할 때, 체결 죠의 조립을 완료한 죠 홀더를 파지하고 있는 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 내경 척의 위치에서 죠 홀더를 파지하고, 우측 그립퍼(450a)와 함께 배출부(600)측으로 수평 이동된 후, 우측 그립퍼(450a)가 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 위치에서 그립핑 집게부(455a, 455a)를 개방함과 동시에, 그립핑 집게부(455a, 455a)를 개방하여, 집게부에 파지되었던 조립 완료된 죠 홀더를 배출부(600)로 전달하게 된다.

상기 죠 홀더 정렬 유닛(500)은 제2 볼 피더 유닛(200)으로부터 리니어 피더(210)를 통해 공급되는 체결 죠(J)를 트랜스퍼 유닛(300)으로부터 전달된 죠 홀더(H)의 복수의 죠 장착 홀(Hb)에 조립하기 위해, 죠 홀더의 죠 장착 홀의 위치를 검출하고 체결 죠가 그 위치에 맞게 정렬되도록 하고 조립 유닛(250)에 의해 실제로 조립되도록 죠 홀더를 회전 및 전후 이동시키는 역할을 한다.

체결 죠를 죠 홀더에 조립하기 위한 이러한 구성 및 동작에 대해 설명한다.

도 11은 도 1의 조립 장치에서 체결 죠(J)가 죠 홀더(H)에 조립되는 동작과 이를 위한 리니어 피더(210), 조립 유닛(250) 및 죠 홀더 정렬 유닛(일부)(500)를 포함하는 구성을 도시한 사시도이고, 도 12는 도 1의 조립 장치의 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 구성 및 동작을 도시한 사시도이고, 도 13은 도 1의 조립 장치에서 체결 죠(J)를 죠 홀더(H)에 조립하는 조립 유닛(250)의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도 및 측면도이고, 도 14는 도 13의 조립 유닛(250)의 구성 및 조립 동작을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 제2 볼 피더 유닛(200)으로부터 헤드부(Ja)가 아래로 된 기립 자세로 공급되는 체결 죠(J)는 바이브레이터(210a)에 의해 진동하는 리니어 피더(210)의 가이드 슬롯(211)를 통해 조립 위치로 이동되며, 그 조립 위치에는 체결 죠가 죠 홀더에 조립되는 죠 장착 홀의 위치를 파악하여 죠 홀더를 자세 제어하고 또한 복수의 죠 장착 홀을 일 지점의 조립 위치에 정렬되도록 회전 및 전후진 이동되는 죠 홀더 정렬 유닛(500)과 실제 조립을 행하는 조립 유닛(250)이 위치된다.

상기 죠 홀더 정렬 유닛(500)은 고정 블록(511) 사이에 연결된 리니어 레일 로드(513)와 이 레일 로드에 결합되어 모터의 회전력에 의해 전후 방향으로 이동되는 가동체(515)를 구비하는 리니어 액츄에이터와, 상기 리니어 액츄에이터의 가동체(515)에 결합되어 전후 방향으로 이동 가능하고 죠 홀더(H)의 정렬을 행하는 정렬 작동체(520, 530, 540, 550)를 포함한다.

상기 정렬 작동체는 죠 홀더(H)의 내경을 해제 가능하게 파지하는 내경 척(550)과, 상기 내경 척(550)에 파지된 죠 홀더(H)의 죠 장착 홀(Hb)의 위치를 검출하는 광 센서(255a, 255b)와, 상기 내경 척(550)에 연결되고 상기 내경 척에 파지된 죠 홀더(H)가 체결 죠 조립 위치에 정렬되도록 회전되는 회전체(530)와, 죠 홀더의 파지 및 해제가 가능하도록 상기 내경 척(550)의 센터 파지 피스를 확장 또 는 수축시키는 내경 척 작동부(540)를 포함한다. 상기 회전체(530), 내경 척(550), 내경 척의 확장/수축 작동을 위한 작동부(540)는 공지된 일반적인 구성을 가진다.

상기 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 동작을 살펴보면, 그립퍼 유닛(400)에 의해 전달된 죠 홀더가 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 위치로 전달되면, 리니어 액츄에이터에 의해 가동체(515)가 전진 이동되면서 내경 척(550)이 죠 홀더(H)의 내경을 파지하고, 이와 동시에 그립핑 집게부가 개방되면, 가동체(515)가 후진 이동되어 죠 홀더(H)가 광 센서(255a, 255b)의 위치에 도달된 후 회전체(530)의 회전에 의해 죠 홀더(H)의 죠 장착 홀(Hb)의 위치를 검출하게 된다.

죠 장착 홀(Hb)의 위치가 검출되면 그 위치를 유지한 채로 가동체(515)가 전진 이동되어, 체결 죠(J)가 조립 유닛(250)에 의해 죠 홀더(H)에 실제 조립이 행해지는 조립 위치로 죠 홀더를 이동시키며, 그 위치에서 복수의 죠 장착 홀(Hb)이 체결 죠 조립 위치에 각각 정렬되도록 회전체(530)의 회전에 의해 일정 간격으로 회전이 이루어지면, 그 일정 간격에 도달할 때마다 조립 유닛(250)의 작동에 의해 체결 죠의 조립이 행해진다.

미리 계산된 죠 장착 홀의 위치마다 체결 죠의 조립이 완료되면, 그립퍼 유닛(400)이 조립 완료된 죠 홀더를 파지하고, 이후 내경 척(550)이 수축되면서 죠 홀더의 파지 상태를 해제한 후, 가동체(515)가 초기 위치로 후진 이동되면서 다음 동작을 대기한다.

체결 죠의 조립을 행하는 조립 유닛(250)은 상기 제2 볼 피더(200)로부터 리 니어 피더(210)를 통해 공급된 체결 죠(J)가 안착되는 슬롯(256a)을 구비하고 상기 슬롯(256a)에 안착된 체결 죠(J)를 조립 위치로 좌우 방향으로 이동시키는 가동 블록(256)과, 상기 가동 블록(256)의 동력원으로서 공압 액츄에이터(257)와, 조립 위치에서 상기 가동 블록의 하부에 위치된 예컨대 모터 작동식의 수직 이동 액츄에이터(251)와, 상기 수직 이동 액추에이터(251)에 의해 수직 이동되어 상기 조립 위치에 있는 체결 죠(J)를 죠 홀더(H)의 죠 장착 홀(Hb) 내로 가입하는 플런저(252)를 포함한다.

상기 조립 유닛(250)의 가동 블록(256) 근처에는 조립 위치에서 가동 블록의 슬롯(256a) 내에 체결 죠(J)가 안착되었음을 검출하는 광 센서(도시 생략)를 포함한다.

상기 수직 이동 액츄에이터(251) 상부에는 상기 가동 블록(256)이 수평 이동 가능하게 지지되는 지지 플레이트(253)를 더 구비할 수 있으며, 이 경우, 체결 죠(J)가 플런저(252)에 의해 상승 이동되는 구멍(253a)를 구비할 수 있으며, 죠 홀더 정렬 유닛(500)에서 죠 홀더(H)의 죠 장착 홀(Hb)의 위치를 검출하기 위한 광 센서(255a, 255b)를 상기 지지 플레이트(253)에 설치할 수 있으며, 이를 위해 센서 설치용 포스트(254)를 부착할 수 있다.

상기 광 센서(255a, 255b)는 기능상 죠 홀더 정렬 유닛(500)의 구성에 속하는 것으로, 조립 유닛(250)이 죠 홀더 정렬 유닛에 인접 배치된 것에 기인하여, 일 실시예로써 조립 유닛(250)에 설치되는 예를 예시하고 있으나, 이러한 배치는 변경 가능하다.

이상의 구성을 통해 제1 및 제2 볼 피더(100, 200)로부터 전달된 죠 홀더(H)와 체결 죠(J)를 제어 유닛(700)의 제어하에서 트랜스퍼 유닛(300), 그립퍼 유닛(400), 죠 홀더 정렬 유닛(500), 조립 유닛(250)의 구성 및 동작을 통해 조립 완료된 죠 홀더는 도 15에 도시된 바와 같이 그립퍼 유닛의 그립퍼(450)의 그립핑 집게부(455)에 의해 최종적으로 컨베이어와 같은 배출부(600)로 배출된다.

이상의 구성 및 동작에 의해, 파이프 조인트에 있어서 미소 크기의 죠 홀더와 체결 죠를 용이하게 자동 조립할 수 있어서 조립성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 평면도이다.

도 3은 도 1의 조립 장치의 죠 홀더용 볼 피더의 구성 및 동작을 도시한 평면도이다.

도 4는 도 3의 볼 피더에서 원하는 조립 자세를 취하는 죠 홀더만을 통과시키는 가이드 플레이트의 구성을 도시한 부분 상세도이다.

도 5는 도 1의 조립 장치의 체결 죠용 볼 피더의 구성 및 동작을 도시한 평면도이다.

도 6 내지 도 9는 도 1의 조립 장치의 트랜스퍼 유닛의 구성 및 동작을 도시한 사시도이다.

도 10은 도 1의 조립 장치의 그립퍼 유닛의 구성 및 동작을 도시한 사시도이다.

도 11은 도 1의 조립 장치에서 체결 죠가 죠 홀더에 조립되는 동작과 이를 위한 리니어 피더, 조립 유닛 및 죠 홀더 정렬 유닛(일부)를 포함하는 구성을 도시한 사시도이다.

도 12는 도 1의 조립 장치의 죠 홀더 정렬 유닛의 구성 및 동작을 도시한 사시도이다.

도 13은 도 1의 조립 장치에서 체결 죠를 죠 홀더에 조립하는 조립 유닛의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도 및 측면도이다.

도 14는 도 13의 조립 유닛의 구성 및 조립 동작을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 15는 도 1의 조립 장치에서 조립 완료된 죠 홀더가 그립퍼 유닛에 의해 배출되는 동작과 배출 컨베이어의 구성을 도시한 사시도이다.

Claims

파이프 체결용 체결 죠와 상기 체결 죠가 장착되는 원통형 죠 홀더를 포함하는 파이프 조인트에 있어서 복수의 체결 죠를 죠 홀더에 조립하기 위한 파이프 조인트용 체결죠 조립 장치로서,

죠 홀더를 동일한 조립 자세로 공급하는 제1 볼 피더 유닛과;

체결 죠를 동일한 조립 자세로 공급하는 제2 볼 피더 유닛과;

상기 제1 볼 피더 유닛으로부터 공급된 죠 홀더를 파지하여 상부로 이동시키도록 전후 및 상하 이동 가능한 트랜스퍼 유닛과;

상기 트랜스퍼 유닛으로부터 전달된 죠 홀더를 파지하여 죠 홀더의 죠 장착 홀을 조립 위치로 정렬되게 회전시키도록 전후이동 및 회전 가능한 죠 홀더 정렬 유닛과;

상기 트랜스퍼 유닛으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛으로 죠 홀더를 파지하여 전달함과 동시에, 체결 죠가 조립 완료된 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛으로부터 배출부로 전달하도록 전후 및 좌우로 이동 가능한 그립퍼 유닛과;

상기 제2 볼 피더 유닛으로부터 공급되는 체결 죠를 조립 위치로 이동시키고 이동된 체결 죠를 죠 홀더의 죠 장착 홀 내로 상향 삽입하여 조립시키는 조립 유닛과;

상기 제1 및 제2 볼 피더 유닛, 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 죠 홀더 정렬 유닛, 그립퍼 유닛, 상기 조립 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 죠 홀더는 플랜지 헤드부를 가지며, 상기 제1 볼 피더 유닛은 바이브레이터에 의해 구동되며, 상기 죠 홀더가 이동되는 나선형 통로와 올바른 조립 자세를 취하는 죠 홀더만 통과되도록 상기 죠 홀더의 플랜지 헤드부가 걸리는 가이드 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 체결 죠는 평면부와 만곡면부로 이루어진 대향면을 가지며, 상기 제2 볼 피더 유닛은 바이브레이터에 의해 구동되며, 상기 체결 죠가 이동되는 나선형 통로와 상기 체결 죠의 만곡면부에는 걸리지 않고 평면부에만 걸리도록 하는 소폭의 가이드 턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 트랜스퍼 유닛은 수직 이동 액츄에이터와, 상기 수직 이동 액츄에이터에 의해 수직 이동되는 수직 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 연결되어 수직 이동되는 수평 이동 액츄에이터와, 상기 수평 이동 액츄에이터에 의해 전후 방향으로 이동되는 수평 피스톤 로드와, 상기 수평 이동 피스톤 로드에 고정된 죠 홀더 파지 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 죠 홀더 정렬 유닛은 리니어 레일 로드와 이 레일 로드에 결합되어 모터의 회전력에 의해 전후 방향으로 이동되는 가동체를 구비하는 리니어 액츄에이터와, 상기 리니어 액츄에이터의 가동체에 결합되어 전후 방향으로 이동 가능하고 죠 홀더의 정렬을 행하는 정렬 작동체를 포함하고, 상기 정렬 작동체는 죠 홀더의 내경을 해제 가능하게 파지하는 내경 척과, 상기 내경 척에 파지된 죠 홀더의 죠 장착 홀의 위치를 검출하는 광 센서와, 상기 내경 척에 연결되고 상기 내경 척에 파지된 죠 홀더가 체결 죠 조립 위치에 정렬되도록 회전되는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 그립퍼 유닛은 수평 레일을 가지고 지지 포스트에 지지된 수평 가이드 플레이트와, 상기 가이드 플레이트의 수평 레일에 결합되어 좌우 방향으로 이동 가능한 가동 블록과, 상기 가동 블록을 이동시키는 동력원으로서 공압 액츄에이터와, 상기 가동 블록에 고정되고 전후 방향으로 수평 이동 가능한 가동 피스톤 로드를 가지는 수평 이동 액츄에이터와, 상기 수평 이동 액츄에이터의 피스톤 로드 선단에 고정되고, 상기 죠 홀더의 외경을 파지하여 상기 트랜스퍼 유닛으로부터 상기 죠 홀더 정렬 유닛으로 죠 홀더를 전달함과 동시에 체결 죠를 조립 완료한 죠 홀더를 죠 홀더 정렬 유닛으로부터 배출부로 각각 전달하는 한 쌍의 그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 조립 유닛은 상기 제2 볼 피더 유닛으로부터 공급된 체결 죠가 안착되는 슬롯을 구비하고 상기 슬롯에 안착된 체결 죠를 조립 위치로 좌우 방향으로 이동시키는 가동 블록과, 상기 가동 블록의 동력원으로서 공압 액츄에이터와, 조립 위치에서 상기 가동 블록의 하부에 위치된 수직 이동 액츄에이터와, 상기 수직 이동 액추에이터에 의해 수직 이동되어 상기 조립 위치에 있는 체결 죠를 죠 홀더의 죠 장착 홀 내로 가입하는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 조립 유닛은 상기 가동 블록의 슬롯 내에 체결 죠가 안착되었음을 검출하는 광 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제7항에 있어서, 상기 조립 유닛의 수직 이동 액츄에이터는 모터 작동식인 것을 특징으로 하는 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 파이프 조인트용 체결 죠 조립 장치를 이용한 파이프 조인트용 체결 죠의 조립 방법.