KR20150079018A - 볼트 나사산 감지장치 - Google Patents

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Abstract

볼트 나사산 감지장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 부품에 설치된 볼트의 단부가 삽입되는 승하강 유닛; 및 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 승하강 유닛의 이동을 감지하는 감지유닛을 포함한다.

Description

볼트 나사산 감지장치{BOLT THREAD DETECTING DEVICE}
본 발명은 볼트 나사산 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체와 다른 구성부품과의 결합을 위해 차체 패널에 용접되는 스터드 볼트에 가공된 나사산을 감지하여 나사산의 가공 유무 및 가공의 불량 여부를 감지하는 볼트 나사산 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 적용되는 차체패널은 프레스 공정을 통하여 제작된 후에 여러 형태의 구성부품이 결합되며, 이들 구성부품은 차체에 직접 용접 접합되거나 차체 패널에 용접된 스터드 볼트에 체결되어 장착된다.
이러한 스터드 볼트는 패널에 접합되어 차체를 고정시키거나 다른 구성부품 즉, 서브 프레임 등을 체결하기 위해 적용된다.
이를 위해, 스터드 볼트에는 다른 구성부품들과의 체결을 위해 외주면에 나사산이 가공되고 있으며, 가공된 나사산을 통해 구성부품들과 체결된다.
이러한 스터드 볼트에 가공되는 나사산은 그 품질관리가 매우 중요한 요소중에 하나이며, 불량한 상태 그대로 사용될 경우, 완성차의 품질에 악영향을 미치거나 심하게는 안전사고의 위험에 놀출될 수 있다.
이에 따라서, 나사산 품질은 완성차 품질에 직결되는 매우 중요한 요소이며, 차체 생산라인에서는 차체 패널에 용접되는 스터드 볼트의 나사산 불량을 최소화하기 위하여 다양한 검사장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
본 발명의 실시 예는 부품에 고정되어 다른 구성품들을 체결시키는 스터드 볼트에 가공된 나사산을 감지하여 나사산의 가공 유무 및 가공불량 여부를 판단하도록 된 볼트 나사산 감지장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 부품에 설치된 볼트의 단부가 삽입되는 승하강 유닛; 및 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 승하강 유닛의 이동을 감지하는 감지유닛을 포함하는 볼트 나사산 감지장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 승하강 유닛은, 삽입홈을 통하여 상기 부품의 볼트가 삽입되는 이동블록; 상기 이동블록의 하측과 상기 베이스 프레임을 연결하고, 상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동되는 작동로드; 및 상기 이동블록과 상기 베이스 프레임 사이의 상기 작동로드 상에 구비되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 작동로드는 상기 베이스 프레임에 리니어 볼 베어링을 통해 결합될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 승하강 유닛은 상기 볼트가 상기 이동블록에 삽입될 때, 상기 볼트의 나사산과 접촉 시, 하강하고, 상기 나사산과 비접촉 시, 현 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 감지유닛은 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 이동블록의 하측 이동을 감지하는 센서; 및 상기 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 센서로부터 감지된 신호를 출력 받아 상기 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어기가 포함될 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 볼트의 나사산 상태에 따라 합격 또는 불합격을 소리 및 램프로 표시하는 표시수단과 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 스터드 볼트에 가공되는 나사산의 가공 유무 및 나사산 가공불량 여부를 이돌블록과, 센서를 통해 신속하게 판단함으로써, 확인 작업의 신뢰도가 향상될 수 있고, 불량제품이 투입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 나사산의 가공 유무 및 나사산 가공불량 확인작업에 소요되는 시간을 줄여 전체적인 사이클 타임을 단축할 수 있고, 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치에 적용된 승하강 유닛의 부분확대 단면도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치의 작동도 이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치는 부품에 고정되어 다른 구성품들을 체결시키는 볼트에 가공된 나사산을 감지하여 나사산의 가공 유무 및 가공불량 여부를 판단하는 구조로 이루어진다.
특히, 본 발명의 실시 예는 여러 형태의 볼트에 가공된 나사산의 불량 여부를 판단할 수 있지만, 이하에서는 차체패널 상에 접합되고, 서브 프레임이 연결되는 스터드 볼트이인 것으로 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치에 적용된 승하강 유닛의 부분확대 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치(1)는 베이스 프레임(3), 승하강 유닛(5), 감지유닛(7), 및 안착지그(9)를 포함한다.
상기 베이스 프레임(3)은 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치(1)가 설치되는 작업장 상에 설치된다.
상기 승하강 유닛(5)은 상기 베이스 프레임(3) 상에서 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 불량 유무를 검사하고자 하는 차체패널(P)에 설치된 스터드 볼트(S)의 단부가 삽입된다.
상기 감지유닛(7)은 상기 베이스 프레임(3) 상에서 상기 승하강 유닛(5)과 근접되게 설치되고, 상기 승하강 유닛(5)의 하측으로의 이동을 감지한다.
이러한 구성을 통해 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치(1)는 상기 승하강 유닛(5)의 하측으로 이동과, 그 이동을 감지하는 상기 감지유닛(7)을 통해, 스터드 볼트(S)에 가공된 나사산(N)의 가공 유무 및 가공불량 여부를 판단할 수 있다.
이하, 상기 승하강 유닛(5), 감지유닛(7), 및 안착지그(9)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 상기 승하강 유닛(5)은 이동블록(11), 작동로드(13), 및 탄성부재(15)를 포함한다.
상기 이동블록(11)은 상측에 개방된 입구(17)가 형성된 삽입홈(19)이 길이방향을 따라 수직하게 형성되고, 상기 스터드 볼트(S)의 나사산(N)이 삽입된다.
이때, 상기 입구(17)는 측정하고자 하는 나사산(N)의 외경보다 작게 설정된 크기를 갖는다.
상기 작동로드(13)는 상기 이동블록(11)의 하측과 상기 베이스 프레임(3)을 연결하고, 상기 베이스 프레임(3) 상에서 상,하로 이동된다.
이때, 상기 작동로드(13)는 상기 베이스 프레임(3)에 리니어 볼 베어링(linear motion bearing:21)을 통해 결합되고, 이를 통해 상기 베이스 프레임(3)으로부터 용이하게 상,하로 승하강될 수 있다.
여기서, 상기 리니어 볼 베어링(21)은 당업계에서 널리 알려진 공지기술의 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 탄성부재(15)는 상기 이동블록(11)과 상기 베이스 프레임(3) 사이의 작동로드(13) 상에 구비된다. 이때, 탄성부재(15)는 일반적으로 압축과 복원이 용이하고, 널리 사용되는 코일 스프링(15a)으로 이루어질 수 있다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치의 작동도 이다.
도 3을 참조하면, 이러한 구성을 갖는 승하강 유닛(1)은 상기 스터드 볼트(S)가 상기 이동블록(11)에 삽입될 때, 나사산(N)과 접촉되면서 하강하고, 상기 나사산(N)과 비접촉 시, 설정된 초기상태가 유지된다.
즉, 상기 스터드 볼트(S)가 이동블록(11) 측으로 하강하면서 스터드 볼트(S)의 나사산(N)이 이동블록(11)에 형성된 삽입홈(19)의 입구(17)와 접하고, 더 이상 상기 삽입홈(19)으로 진입을 못하게 된다.
이에 따라서, 상기 이동블록(11)은 상기 스터드 볼트(S)의 하강하는 힘에 의해, 상기 작동로드(13)와 함께 베이스 프레임(3) 측으로 하강되고, 상기 코일 스프링(15a)이 압축된다.
이후, 상기 스터드 볼트(S)가 설정된 만큼 하강 후, 하강하는 힘이 해제되면, 압축된 상기 코일 스프링(15a)의 복원력에 의해 상기 이동블록(11)이 설정된 초기상태로 복귀될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기와는 다르게, 상기 승하강 유닛(5)은 상기 스터드 볼트(S)에 가공된 나사산(N)이 상기 삽입홈(19)의 입구(17) 직경보다 작을 경우, 하강하는 스터드 볼트(S)의 나사산(N)은 상기 입구(17)에 걸리지 않고 삽입홈(19)으로 설정된 거리만큼 진입된다.
이에 따라서, 상기 이동블록(11)은 하측으로 이동되지 않고, 설정된 초기상태가 계속해서 유지된다.
한편, 상기 감지유닛(7)은 센서(23), 제어기(25), 표시수단(27)을 포함한다.
상기 센서(23)는 상기 베이스 프레임(3) 상에 거치대(23a)를 통하여 설치되고, 상기 이동블록(11)의 하측 이동을 감지한다.
이러한 센서(23)는 당업계에서 널리 알려진 공지기술의 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제어기(25)는 상기 센서(23)와 전기적으로 연결되고, 센서(23)로부터 감지된 신호, 즉, 상기 이동블록(11)이 스터드 볼트(S)의 나사산(N)과 접촉하여 하강 시, 설정된 위치까지 하강하면 센서(23)가 이를 감지하고, 감지된 신호를 출력 받는다.
이때, 도 3과 같이 상기 제어기(25)는 설정된 정상위치 까지 이동블록(11)이 하강하면, 상기 스터드 볼트(S)에 가공된 나사산(N)이 정상임을 판단하고, 도 4와 같이 이동블록(11)이 정상적으로 하강하지 않으면 상기 나사산(N)을 불량으로 판단한다.
상기 표시수단(27)은 상기 제어기(25)와 연결되고, 상기 나사산(N)의 상태에 따라 합격 또는 불합격을 알리는 소리 및 램프로 표시한다.
한편, 안착지그(9)는 안착프레임(29) 및 액추에이터(31)로 구성된다.
상기 안착프레임(29)은 상기 스터드 볼트(N)가 접합된 차체패널(P)이 안착되고, 상기 액추에이터(31)는 상기 베이스 프레임(3) 상에 설치되고, 상기 안착프레임(29)을 상,하로 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 액추에이터(31)는 상기 베이스 프레임(3) 상에 설치되는 공압 실린더(33)로 구성되고, 공압 실린더(33)의 로드(35)가 안착프레임(29)에 연결되어 안착프레임(29)을 상,하로 이동시킬 수 있다.
상기에서는 액추에이터(31)가 베이스 프레임(3) 상에 설치되는 것으로 설명을 하였으나, 설치되는 주변 환경이나 크기 등의 조건에 따라서, 베이스 프레임(3)의 일측에 별도로 설치될 수도 있는 것이다.
이러한 구성을 갖는 볼트 나사산 감지장치(1)에 의하면, 차체패널(P)에 고정되어 다른 구성품들을 체결시키는 스터드 볼트(S)에 가공된 나사산(N)을 승하강 유닛(5)과, 센서(23)로 구성되는 감지유닛(7)을 통하여 감지하여 나사산(N)의 가공 유무 및 가공불량 여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 볼트 나사산 감지장치(1)에 의하면, 나사산(N)의 가공 유무 및 나사산 가공불량 확인작업에 소요되는 시간을 줄여 전체적인 사이클 타임을 단축할 수 있고, 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 볼트 나사산 감지장치 3: 베이스 프레임
5: 승하강 유닛 7: 감지유닛
9: 안착지그 P: 차체패널
S: 스터드 볼트 N: 나사산
11: 이동블록 13: 작동로드
15: 탄성부재 15a: 코일 스프링
17: 입구 19: 삽입홈
21: 리니어 볼 베어링 23: 센서
23a: 거치대 25: 제어기
27: 표시수단 29: 안착프레임
31: 액추에이터 33: 공압 실린더
35: 로드

Claims (14)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 부품에 설치된 볼트의 단부가 삽입되는 승하강 유닛; 및
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 승하강 유닛의 이동을 감지하는 감지유닛;
    을 포함하는 볼트 나사산 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승하강 유닛은,
    삽입홈을 통하여 상기 부품의 볼트가 삽입되는 이동블록;
    상기 이동블록의 하측과 상기 베이스 프레임을 연결하고, 상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동되는 작동로드; 및
    상기 이동블록과 상기 베이스 프레임 사이의 상기 작동로드 상에 구비되는 탄성부재;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작동로드는
    상기 베이스 프레임에 리니어 볼 베어링을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 승하강 유닛은
    상기 볼트가 상기 이동블록에 삽입될 때, 상기 볼트의 나사산과 접촉 시, 하강하고, 상기 나사산과 비접촉시 현 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 감지유닛은
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 이동블록의 하측 이동을 감지하는 센서; 및
    상기 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 센서로부터 감지된 신호를 출력 받아 상기 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 볼트의 나사산 상태에 따라 합격 또는 불합격을 소리 및 램프로 표시하는 표시수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  8. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 부품에 설치된 볼트의 단부가 삽입되는 승하강 유닛;
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 승하강 유닛의 이동을 감지하는 감지유닛; 및
    상기 베이스 프레임의 일측에 설치되고, 상기 부품이 안착되어 상,하로 이동되는 안착지그;
    를 포함하는 볼트 나사산 감지장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 승하강 유닛은,
    삽입홈을 통하여 상기 부품의 볼트가 삽입되는 이동블록;
    상기 이동블록의 하측과 상기 베이스 프레임을 연결하고, 상기 베이스 프레임 상에서 상,하로 이동되는 작동로드; 및
    상기 이동블록과 상기 베이스 프레임 사이의 상기 작동로드 상에 구비되는 코일 스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 작동로드는
    상기 베이스 프레임에 리니어 볼 베어링을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 무빙파트 핸들링 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 승하강 유닛은
    상기 볼트가 상기 이동블록에 삽입될 때, 상기 볼트의 나사산과 접촉 시, 하강하고, 상기 나사산과 비접촉시 현 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 감지유닛은
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 이동블록의 하측 이동을 감지하는 센서;
    상기 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 센서로부터 감지된 신호를 출력 받아 상기 볼트의 불량 여부를 판단하는 제어기; 및
    상기 제어기와 연결되고, 상기 볼트의 나사산 상태에 따라 합격 또는 불합격을 소리 및 램프로 표시하는 표시수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 안착지그는
    상기 부품이 안착되는 안착프레임; 및
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 안착프레임을 상하로 이동시키는 액추에이터;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액추에이터는
    상기 베이스 프레임 상에 설치되는 공압 실린더로 구성되고, 상기 공압 실린더의 로드가 상기 안착프레임에 연결되는 것을 특징으로 하는 볼트 나사산 감지장치.
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