KR20160018314A - 볼트체결장치용 볼트정렬부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼트체결장치용 볼트정렬부에 관한 것으로서, 내부에 볼트가 수용되는 수용공간이 형성된 하우징과, 일측이 상기 수용공간 내에 배치되고, 상면 일측에 상기 수용공간으로부터 상기 볼트체결부 방향으로 공급로가 형성되어 상기 공급로에 삽입된 상기 볼트를 상기 볼트체결부 방향으로 이송하는 공급부와, 상기 하우징 일측에 설치되고, 상기 수용공간에 수용된 상기 볼트를 상기 수용공간에 배치된 상기 공급부의 상면 일측으로 이송하는 이송부 및 상기 하우징의 수용공간 중 상기 공급부 상방에 일방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 공급부 상면으로 이송된 상기 볼트를 일방향으로 가압하여 상기 볼트가 상기 공급로에 삽입되도록 하는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 볼트를 공급부의 상면으로 이송한 상태에서 가압플레이트를 통해 복수개의 볼트 중 일부가 공급로에 삽입되도록 하여 볼트가 일방향으로 일정하게 정렬되도록 함으로써 체결로봇암이 볼트를 용이하게 파지할 수 있도록 하여 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공함에 있다.

Description

볼트체결장치용 볼트정렬부{Bolt alignent unit for bolting apparatus}

본 발명은 볼트체결장치용 볼트정렬부에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼트를 볼트체결부에 공급하기 전에 외부로부터 인입되는 복수개의 볼트 체결방향을 일정하게 정렬하여 체결로봇암이 볼트를 용이하게 파지할 수 있도록 함으로써 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 볼트체결장치용 볼트정렬부에 관한 것이다.

일반적으로, 볼트(bolt)는 그 견고성이나 작업의 편리성 등으로 인해 각종 기계 기구 조립에 많이 사용되는 기계요소중의 하나로, 그 조임이 느슨하게 이루어질 경우 외부의 충격이나 진동에 의해 쉽게 풀어지게 되어 조립불량을 발생시키게 되고, 반대로 조임이 너무 과다하게 이루어질 경우에는 볼트 헤드부가 마모 또는 변형되어 추후 볼트를 풀어야 할 때 볼트를 제거하지 못하게 되는 문제가 발생되고, 또한 피체결부재(즉, 공작물)에 무리한 힘을 가해 손상시키게 되므로, 볼트는 적정한 조임토크(torque)로 적정 깊이까지 체결되어야 한다.

종래에 상기한 볼트의 체결작업은 스패너, 렌치와 같은 수공구를 이용하여 수동으로 이루어졌으나, 작업자가 적정 조임토크를 확인하면서 반복적으로 조여주는 작업을 하게 됨에 따라 인력 및 시간의 낭비가 심하여 생산성을 저하시키게 되고, 수작업에 따라 안전사고의 위험성이 존재하며, 체결 정밀도도 떨어져 제품의 품질을 저하시키게 되므로, 최근에는 볼트를 적정조임토크로 균일하면서 신속하게 피체결부재에 체결시킬 수 있는 자동 볼트 체결장치가 개발되어 여러 생산라인 등에서 널리 사용되고 있다.

도1은 종래의 자동 볼트 체결장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 자동 볼트 체결장치(100)는 볼트 정렬부와, 볼트공급부(110)에 의해 공급되는 볼트를 흡착파지한 후 체결대상물로 이동되어 체결대상물에 볼트를 체결하는 체결로봇암(120)으로 구성된다.

이러한 종래의 자동 볼트 체결장치(100)는 볼트공급부(110) 일측에 형성되는 공급로에 외부로부터 볼트가 공급되면, 볼트공급부(110)에서 공급로에 공급된 볼트를 일방향으로 이송하고, 체결로봇암(120)이 볼트공급부(110)에 의해 이송된 볼트를 흡착파지한 후 체결대상물로 이동하여 체결대상물에 볼트를 자동으로 체결함으로써 종래 수작업에 의한 볼트 체결작업에 비해 작업시간을 크게 단축할 수 있을 뿐 아니라 작업자 숙련도에 관계없이 미리 설정된 조임토크로 인해 체결 정밀도가 향상되도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

그러나, 종래의 자동 볼트 체결장치(100)는 공급라인(111)에 인입된 볼트가 진동에 의해 일방향으로 이송되는데, 이송된 볼트를 체결로봇암(120)이 파지하는 경우 진동에 의해 이송된 볼트의 위치가 일정하지 않아 체결로봇암(120)이 볼트를 파지하지 못하는 경우가 발생되면서 작업오류가 발생될 뿐 아니라 이에 따라 작업시간이 지연되는 문제점이 있었다.

또한, 최근 스마트폰등과 같이 제품의 크기가 소형화되면서 이에 체결되는 볼트의 크기 또한 초소형으로 제작되는 바 볼트가 초소형, 즉 경량으로 제작되는 경우 볼트가 진동에 의해 공급라인(111)으로부터 이탈됨에 따라 볼트의 이송이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 볼트를 볼트체결부에 공급하기 전에 외부로부터 인입되는 복수개의 볼트 체결방향을 일정하게 정렬하여 체결로봇암이 볼트를 용이하게 파지할 수 있도록 함으로써 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 경량의 볼트라 하더라도 볼트가 공급로를 이탈하지 않고 용이하게 이동될 수 있도록 함으로써 작업효율을 보다 향상시킬 수 있는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 외부로부터 공급되는 볼트를 정렬하여 체결대상물에 볼트를 체결하는 볼트체결장치에 이송하는 볼트체결장치용 볼트정렬부에 있어서, 내부에 볼트가 수용되는 수용공간이 형성된 하우징과, 일측이 상기 수용공간 내에 배치되고, 상면 일측에 상기 수용공간으로부터 상기 볼트체결부 방향으로 공급로가 형성되어 상기 공급로에 삽입된 상기 볼트를 상기 볼트체결부 방향으로 이송하는 공급부와, 상기 하우징 일측에 설치되고, 상기 수용공간에 수용된 상기 볼트를 상기 수용공간에 배치된 상기 공급부의 상면 일측으로 이송하는 이송부 및 상기 하우징의 수용공간 중 상기 공급부 상방에 일방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 공급부 상면으로 이송된 상기 볼트를 일방향으로 가압하여 상기 볼트가 상기 공급로에 삽입되도록 하는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공한다.

그리고, 상기 공급부는 일측이 상기 수용공간 내에 배치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임 측부에 상기 고정프레임과 회전가능하게 설치되고, 외주연 일측과 상기 고정프레임과 일측 사이에 상기 수용공간으로부터 외부로 연장되는 공급로가 형성되되, 상기 고정프레임보다 높은 마찰계수를 갖는 재질로 형성되어 회전하는 경우 상기 공급로에 삽입된 상기 볼트를 상기 공급로를 따라 일방향으로 이송하는 회전공급부 및 상기 회전공급부의 일측에 결합되고, 상기 회전공급부에 회전력을 제공하는 회전력제공수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이송부는 상기 수용공간 내에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상부 일측으로부터 상기 공급부 상면 방향으로 하향경사지게 경사면이 형성되어 상방으로 이동되는 경우 상기 수용공간 내에 수용된 상기 볼트를 상기 공급부 상면으로 이송하는 이송유닛 및 일측이 상기 이송유닛 일측에 연결되고, 상기 이송유닛에 상하이동력을 제공하는 상하이동력 제공수단을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 삽입부는 상기 하우징의 수용공간 내부에 이동가능하게 설치되고, 상기 수용공간 일측에 배치되는 대기위치와, 상기 공급부 상면으로 이송된 상기 볼트를 가압하여 상기 볼트가 상기 공급로에 삽입되도록 하는 삽입위치 사이를 이동하는 가압플레이트 및 일측이 상기 가압플레이트의 일측에 연결되어 상기 가압플레이트에 이동력을 제공하는 이동력제공수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 볼트를 공급부의 상면으로 이송한 상태에서 가압플레이트를 통해 복수개의 볼트 중 일부가 공급로에 삽입되도록 하여 볼트가 일방향으로 일정하게 정렬되도록 함으로써 체결로봇암이 볼트를 용이하게 파지할 수 있도록 하여 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 볼트체결장치용 볼트정렬부를 제공함에 있다.

그리고, 본 발명은 볼트가 마찰계수가 높은 회전정렬부의 일측에 지지되도록 공급로에 삽입된 상태에서 회전정렬부의 회전에 의해 일방향으로 이송되도록 함으로써 경량의 볼트라 하더라도 볼트가 공급로를 이탈하지 않고 용이하게 이동될 수 있도록 함으로써 작업효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 자동 볼트 체결장치를 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치를 도시한 사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치의 단면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트정렬부의 사시도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트공급부의 사시도,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트전달부의 사시도,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 이송유닛에 의해 정렬부 상면으로 볼트가 공급되는 상태를 도시한 도면,
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압플레이트가 볼트를 가압하여 공급로에 삽입하는 상태를 도시한 도면,
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 정렬부에 의해 공급로를 따라 볼트가 공급되는 상태를 도시한 도면,
도10은 본 발명의 일실시예에 따른 이송핀이 볼트를 가압하는 상태를 도시한 도면,
도11a 및 도11b는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트공급부가 삽입홈에 볼트를 흡착한 후 볼튼전달부에 볼트를 공급하는 상태를 도시한 도면,
도12는 본 발명의 일실시예에 따른 회전바가 회전하여 체결유닛의 하부에 볼트가 배치되는 상태를 도시한 도면,
도13은 본 발명의 일실시예에 따른 체결유닛이 볼트를 파지하면서 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치용 볼트정렬부 각 구성의 결합관계 및 그 동작관계가 명확하게 기재될 수 있도록 이하에서는 본 발명의 볼트체결장치용 볼트정렬부가 적용된 볼트체결장치를 일예로 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치를 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치의 단면도이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트정렬부의 사시도이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트공급부의 사시도이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트전달부의 사시도이다.

도2 내지 도6에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 볼트정렬부가 적용된 볼트체결장치(1)는 본체(10)와, 볼트정렬부(20)와, 볼트공급부(30)와, 볼트전달부(40) 및 볼트체결부(50)를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 대략 플레이트형상으로 형성되고, 체결대상물이 안착되는 작업테이블의 상부에 수직방향으로 배치되며, 후술하는 각 구성을 지지하는 역할을 한다.

볼트정렬부(20)는 하우징(21)과, 일측이 하우징(21)의 내측에 배치되는 정렬부(22)와, 하우징(21)의 일측에 설치되는 이송부(23)와, 하우징(21)의 내측 중 정렬부(22)의 일측 상부에 일방향으로 이동가능하게 설치되는 삽입부(24)를 포함하여 구성되며, 외부로부터 인입되는 볼트를 정렬하여 볼트공급부(30)로 이송함으로써 볼트공급부(30)가 정확하게 배치된 볼트를 볼트체결부(50)에 공급할 수 있도록 하는 역할을 한다.

하우징(21)은 대략 박스형상으로 형성되고, 내부에 복수개의 볼트가 수용되는 수용공간(21a)이 형성되며, 외부로부터 인입되는 복수개의 볼트를 일정시간 보관함과 아울러 후술하는 이송부(23)에 의해 볼트가 후술하는 정렬부(22)의 상면으로 용이하게 이송될 수 있도록 일정형상의 공간을 제공하는 역할을 한다.

그리고, 하우징(21)은 내부 저면에 후술하는 이송부(23)방향으로 하향 경사진 경사부(21b)가 형성됨으로써 수용공간(21a)으로 인입되는 볼트가 후술하는 이송부(23) 방향으로 용이하게 이동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 하우징(21)은 저면 일측 중 후술하는 이송유닛(23a)의 후면과 대응되는 일측으로부터 상방으로 연장형성되는 지지벽체(21c)가 형성되는데, 이러한 지지벽체(21c)는 이송유닛(23a)의 후단부를 지지하여 이송유닛(23a)이 상방으로 이동되는 과정에서 이송유닛(23a) 상면에 위치하는 볼트가 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

정렬부(22)는 일측이 수용공간(21a) 내에 배치되는 고정프레임(22a)과, 고정프레임(22a)의 일측에 회전가능하게 설치되는 회전정렬부(22b) 및 회전정렬부(22b)의 일측에 결합되는 회전력제공수단(22c)을 포함하여 구성되며, 하우징(21) 내에 보관된 볼트를 정렬하여 볼트공급부(30)로 이송하는 역할을 한다.

고정프레임(22a)은 대략 직사각형의 플레이트 형상으로 형성되고, 일측이 하우징(21)의 내측에 배치되며, 상면 일측에 후술하는 회전정렬부(22b)의 형상과 대응되는 형상의 노출공(22aa)이 형성되되, 회전정렬부(22b)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 회전정렬부(22b)의 외주연과 노출공(22aa)이 형성된 내주연 사이에 공급로(L)가 형성된다.

이러한 고정프레임(22a)은 마찰력이 낮은 금속재질로 형성되어 공급로(L)에 볼트가 삽입되는 경우 볼트의 헤드를 지지하여 볼트가 공급로(L)로부터 이탈되는 것을 방지함과 아울러 볼트부재가 후술하는 회전정렬부(22b)에 의해 공급로(L)를 따라 용이하게 이송될 수 있도록 하는 역할을 한다.

회전정렬부(22b)는 대략 원형의 플레이트 형상으로 형성되고, 고정프레임(22a)의 노출공(22aa) 내에 회전가능하게 설치되며, 앞서 설명한 바와 같이 노출공(22aa)보다 작은 직경을 갖도록 형성되어 외주연과 고정프레임(22a)의 내주연 사이에 형성된 공급로(L)가 형성되도록 한다.

그리고, 회전정렬부(22b)는 실리콘과 같이 마찰력이 높은 재질로 형성되어 공급로(L)에 볼트가 삽입되는 경우 일측에 볼트의 일측이 지지된 상태에서 회전함으로써 볼트가 공급로(L)에 의해 정렬된 상태로 후술하는 볼트체결부(50)에 이송될 수 있도록 하는 역할을 한다.

그리고, 고정프레임(22a) 및 회전정렬부(22b)는 그 상면이 하우징(21)의 바닥면, 즉 수용공간(21a)의 저부보다 높은 위치에 설치되어 후술하는 이송부(23)에 의해 일정량의 볼트가 공급될 수 있도록 함으로써 후술하는 가압플레이트(24a)의 이동동작이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

회전력제공수단(22c)은 일반적인 모터(42)가 사용될 수 있으며, 모터(42)가 하우징(21)의 일측에 설치된 상태에서 모터(42)의 회전축이 회전정렬부(22b)의 일측에 연결되어 회전정렬부(22b)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.

이송부(23)는 수용공간(21a) 중 고정플레임 및 회전정렬부(22b)의 측부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 이송유닛(23a)과, 하우징(21)의 일측에 설치되고 일측이 이송유닛(23a)에 연결되는 상하이동력 제공수단(23b)을 포함하여 구성되며, 수용공간(21a)으로 인입된 복수개의 볼트 중 일부를 정렬부(22)의 상면으로 이송하는 역할을 한다.

이송유닛(23a)은 대략 막대형상으로 형성되고, 상단부로부터 정렬부(22) 방향으로 하향경사진 경사면(23aa)이 형성되어 수용공간(21a) 내에 복수개의 볼트가 인입되는 경우 상방으로 이동되어 볼수개의 볼트 중 일부가 경사면(23aa)을 따라 정렬부(22)의 상면으로 이송되도록 하는 역할을 한다.

상하이동력 제공수단(23b)은 앞서 설명한 바와 같이 하우징(21)의 일측에 설치되고, 일측이 이송유닛(23a)의 일측에 연결되어 이송유닛(23a)에 상하이동력을 제공하는 역할을 하는데, 본 실시예에서는 하우징(21)의 일측에 설치되는 실린더(23ba)와, 상면에 이송유닛(23a)의 하단부가 결합되고 타측에 실린더(23ba)의 실린더(23ba)로드가 결합된 상하이동플레이트(23bb)를 포함하여 구성된다.

이러한 상하이동력 제공수단(23b)은 실린더(23ba)의 구동력에 의해 실린더로드가 상하방향으로 이동되는 경우 실린더로드가 결합된 상하이동플레이트(23bb)가 동반하여 상하방향으로 이동되면서 이송유닛(23a)에 상하이동력을 제공한다.

삽입부(24)는 하우징(21)의 수용공간(21a) 내에 이동가능하게 설치되는 가압플레이트(24a)와, 일측이 가압플레이트(24a)의 일측에 연결되는 이동력제공수단(24b)을 포함하여 구성되며, 정렬부(22) 상면으로 이송된 복수개의 볼트를 공급로(L) 방향으로 가압하여 복수개의 볼트 중 일부가 공급로(L)에 삽입되도록 함으로써 볼트가 수직방향으로 정확하게 정렬되도록 하는 역할을 한다.

가압플레이트(24a)는 대략 직사각형의 플레이트 형상으로 형성되고, 정렬부(22)의 상부 일측에 수직방향으로 배치되며, 공급로(L) 방향으로 이동가능하게 설치되면서 정렬부(22) 상면으로 이송된 복수개의 볼트를 가압하여 그 일부가 공급로(L)에 삽입되도록 하는 역할을 한다.

이동력제공수단(24b)은 하우징(21)의 일측에 설치되고, 일측이 가압플레이트(24a)의 일측에 연결되어 가압플레이트(24a)에 이동력을 제공하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 실린더(23ba)가 사용될 수 있는데, 이러한 이동력제공수단(24b)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지됨 것임이 자명한 것으로 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.

볼트공급부(30)는 후술하는 볼트체결부(50)의 본체(10) 일측에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 지지부(31)와, 정렬부(22)와 지지부(31) 사이영역 상부에 이동가능하게 설치되는 이송핀(32) 및 지지부(31)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 공급유닛(33)을 포함하여 구성되며, 공급로(L)를 따라 이동된 볼트를 볼트전달부(40)를 통해 후술하는 볼트체결부(50)로 공급하는 역할을 한다.

지지부(31)는 후술하는 볼트공급부(30)의 본체(10) 일측에 고정설치되는 고정플레이트(31a)와, 고정플레이트(31a)에 상하방향으로 회동가능하게 설치되고 공급로(L)와 대응되는 일단부로부터 내측방향으로 지지홈(31ba)이 형성된 지지플레이트(31b) 및 고정플레이트(31a)와 지지플레이트(31b) 사이에 개재되어 지지플레이트(31b)에 상방으로 탄성력을 제공하는 탄성부(31c)를 포함하여 구성되며, 공급로(L)를 따라 공급된 볼트가 개별로 이송핀(32)에 의해 지지홈(31ba)으로 인입되는 경우 이를 지지함으로써 공급유닛(33)이 후술하는 볼트체결부(50)로 볼트를 각각 공급할 수 있도록 그 위치를 고정하는 역할을 한다.

여기서 지지플레이트(31b)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 앞서 설명한 바와 같이 공급로(L)와 대응되는 일단부로부터 내측방향으로 지지홈(31ba)이 형성되며, 공급로(L)와 일직선상에 배치되는 볼트인입위치와, 공급유닛(33)에 의해 가압되어 볼트인입위치로부터 하방으로 회동하는 볼트 볼트전달위치 사이를 회동하는데, 이러한 지지플레이트(31b)의 동작은 후술하는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치(1)의 전체동작설명을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

이송핀(32)은 대략 막대형상으로 형성되고 지지부(31)와 공급로(L) 사이영역 상부에 공급로(L)로부터 지지홈(31ba)방향으로 전후이동가능하게 설치되는 핀부재(32a)와, 후술하는 볼트체결부(50)의 본체(10) 일측에 설치되고 핀부재(32a)에 전후이동력을 제공하는 실린더유닛(32b)을 포함하여 구성되며, 공급로(L)를 따라 이동된 볼트를 각각 가압하여 볼트가 하나씩 공급로(L)로부터 지지홈(31ba)으로 인입되도록 하는 역할을 한다.

공급유닛(33)은 지지플레이트(31b) 중 지지홈(31ba)과 대응되는 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 업다운유닛(33a)과, 업다운유닛(33a)의 하단부에 결합되고 지지홈(31ba)에 안착된 볼트를 흡착하는 흡착유닛(33b)을 포함하여 구성되며, 지지홈(31ba)에 인입된 볼트를 흡착한 후 하방으로 이동되어 후술하는 볼트전달부(40)로 볼트를 공급하는 역할을 한다.

여기서, 흡착유닛(33b)은 상단부가 업다운유닛(33a)의 하단부에 결합되어 업다운유닛(33a)에 의해 상하이동되고 하단부에 흡착공(미도시a)이 형성된 흡착파이프(미도시)와, 흡착공(미도시a)과 연결되어 흡착파이프(미도시)에 흡착력을 제공하는 베큠유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 흡착파이프(미도시)는 흡착공(미도시a)이 형성된 내면 일측에 돌기부(미도시b)가 형성되어 볼트가 흡착되어 흡착공(미도시a)으로 유입되는 경우 볼트가 미리 설정된 위치까지만 인입되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 업다운유닛(33a)은 일반적인 에어실린더(23ba)가 사용될 수 있다.

볼트공급부(30)는 본체의 일측에 설치되는 업다운실린더(31)와, 업다운실린더(31)의 실린더로드(31b) 일측에 결합되는 회전유닛(32) 및 회전유닛(32)의 일측에 결합되는 공급유닛(33)을 포함하여 구성되며, 공급로(L)를 따라 이동된 볼트를 볼트전달부(40)를 통해 후술하는 볼트체결부(50)로 공급하는 역할을 한다.

업다운실린더(31)는 에어실린더가 사용될 수 있으며, 본체의 일측에 수직방향으로 설치되는 실린더본체(31a)와, 실린더본체(31a)의 하부에 신축 가능하게 설치되는 실린더로드(31b)를 포함하여 구성되며, 실린더로드(31b)의 일측에 후술하는 공급유닛(33)이 회전유닛(32)을 통해 결합되어 공급유닛(33)에 상하이동력을 제공하는 역할을 한다.

회전유닛(32)은 업다운실린더(31)의 실린더로드(31b) 단부에 결합되고, 일측에 후술하는 공급유닛(33)이 결합되어 공급유닛(33)에 회전력을 제공함으로써 공급유닛(33)이 파지위치와, 공급위치 사이를 회전하도록 하는 역할을 한다.

여기서, 회전유닛(32)은 일반적인 회전실린더가 사용될 수 있는데, 이러한 회전실린더는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.

공급유닛(33)은 대략 막대형상으로 형성되고 상단부가 회전유닛(32)의 일측에 결합되며 하단부에 흡착공(33aa)이 형성된 흡착파이프(33a)와, 흡착공(33aa)(미도시)과 연결되어 흡착파이프(33a)에 흡착력을 제공하는 베큠유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 흡착파이프(33a)(미도시)는 흡착공(33aa)(미도시)이 형성된 내면 일측에 돌기부(미도시)가 형성되어 볼트가 흡착되어 흡착공(33aa)(미도시)으로 유입되는 경우 볼트가 미리 설정된 위치까지만 인입되도록 하는 것이 바람직하다.

볼트전달부(40)는 본체(10)의 하부에 수평방향으로 회전가능하게 설치되는 회전바(41a)와, 본체(10)의 일측에 설치되고 회전바(41a)의 일측에 연결되어 회전바(41a)에 회전력을 제공하는 모터(42)와, 회전바(41a)의 양측단부에 상하방향으로 회동가능하게 결합되는 한 쌍의 지지바(43)와, 회전바(41a)와 지지바(43) 사이에 개재되어 지지바(43)에 상방으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(44)를 포함하여 구성되며, 볼트공급부(30)로부터 공급되는 볼트를 체결유닛(51)의 하부에 하나씩 배치되도록 함으로써 체결유닛(51)이 상하동작만으로 체결대상물에 볼트를 체결할 수 있도록 하는 역할을 한다.

회전바(41a)는 대략 막대형상으로 형성되고, 본체(10)의 하부에 수평방향으로 배치되는데, 이러한 회전바(41a)는 한 쌍의 지지바(43)를 지지함과 아울러 모터(42)에 의해 회전하면서 양측단부에 결합되는 한 쌍의 지지바(43)가 체결유닛(51)의 하부에 교대로 배치되도록 하는 역할을 한다.

모터(42)는 상용적으로 사용되고 있는 스텝모터(42)가 이용될 수 있으며, 본체(10)의 일측에 설치되고 회전축이 회전바(41a)의 중심에 연결되어 회전바(41a)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.

지지바(43)는 한 쌍이 회전바(41a)의 양측단부에 각각 상하방향으로 회동가능하게 결합되고, 단부 일측에 볼트가 삽입되는 삽입홈(43a)이 형성되는데, 이러한 지지바(43)는 볼트공급부(30)에 의해 삽입홈(43a)에 볼트가 삽입되면, 상기한 회전바(41a)가 180°회전함에 따라 동반 회전하면서 삽입홈(43a)에 삽입된 볼트를 체결유닛(51)의 하부에 배치되도록 함과 아울러 체결유닛(51)이 하방으로 이동되는 경우 체결유닛(51)의 하단부에 의해 가압되면서 하방으로 회동되어 체결유닛(51)이 볼트를 체결대상물에 체결할 수 있도록 체결유닛(51)의 이동로를 제공한다.

볼트체결부(50)는 본체(10)의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 체결유닛(51) 및 본체(10)의 일측에 설치되고 일측이 체결유닛(51)의 일측에 연결되어 체결유닛(51)에 상하방향으로 이동력을 제공하는 상하구동부(52)를 포함하여 구성되며, 볼트공급부(30)로부터 전달된 볼트를 인가받아 이를 체결대상물에 체결하는 역할을 한다.

체결유닛(51)은 본체(10)의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고 수직방향으로 배치되는 전동드라이버(51a)와, 전동드라이버(51a)의 드라이버 유닛의 외측에 드라이버 유닛을 감싸도록 설치되는 흡착관(51b)을 포함하여 구성되며, 삽입홈(43a)에 삽입된 볼트를 흡착한 후 하방으로 이동된 후 흡착된 볼트를 체결대상물 중 미리 설정된 위치에 체결하는 역할을 한다.

여기서, 흡착관(51b)은 내부에 흡착공간(51ba)이 형성되고, 하단부에 흡착공간(51ba)과 연통된 흡착구(51bb)가 형성되며, 상기한 흡착공간(51ba)이 외부의 베큠장치와 연결되어 삽입홈(43a)에 삽입된 볼트를 흡착하여 파지하는 역할을 한다.

그리고, 전동드라이버(51a)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.

상하구동부(52)는 본체(10)의 상부에 설치되고, 일측이 전동드라이버(51a)의 일측에 연결되어 전동드라이버(51a)에 상하방향으로 이동력을 제공하는 것으로서, 일반적인 에어실린더(23ba)가 사용될 수 있다.

도7은 본 발명의 일실시예에 따른 이송유닛에 의해 정렬부 상면으로 볼트가 공급되는 상태를 도시한 도면이고, 도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압플레이트가 볼트를 가압하여 공급로에 삽입하는 상태를 도시한 도면이며, 도9는 본 발명의 일실시예에 따른 정렬부에 의해 공급로를 따라 볼트가 공급되는 상태를 도시한 도면이고, 도10은 본 발명의 일실시예에 따른 이송핀이 볼트를 가압하는 상태를 도시한 도면이며, 도11a 및 도11b는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트공급부가 삽입홈에 볼트를 흡착한 후 볼튼전달부에 볼트를 공급하는 상태를 도시한 도면이고, 도12는 본 발명의 일실시예에 따른 회전바가 회전하여 체결유닛의 하부에 볼트가 배치되는 상태를 도시한 도면이며, 도13은 본 발명의 일실시예에 따른 체결유닛이 볼트를 파지하면서 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트체결장치(1)의 동작을 첨부된 도7 내지 도13을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하우징(21)의 수용공간(21a) 내에 복수개의 볼트가 인입되면, 도7에서 보는 바와 같이 이송유닛(23a)이 상방으로 이동되어 이송유닛(23a) 상면에 안착된 볼트가 동반하여 상방으로 이동되고, 상방으로 이동된 볼트는 이송유닛(23a)의 경사면(23aa)을 따라 이동되면서 정렬부(22) 상면으로 이송된다.

이후, 도8에서 보는 바와 같이 가압플레이트(24a)가 정렬부(22)방향으로 이동됨에 따라 정렬부(22) 상면으로 이동된 볼트가 공급로(L) 방향으로 가압되고, 이에 복수개의 볼트 중 일부가 공급로(L)에 삽입되는데, 공급로(L)에 삽입된 볼트는 그 헤드부가 고정프레임(22a) 및 회전정렬부(22b) 일측에 지지됨에 따라 체결대상물에 체결되는 체결방향으로 정렬된다.

다음, 도9에서 보는 바와 같이 마찰계수가 높은 재질로 형성되는 회전정렬부(22b)가 회전함에 따라 공급로(L)에 삽입된 볼트가 회전정렬부(22b)와의 마찰력에 의해 공급로(L)를 따라 하우징(21) 외부로 이동된다.

공급로(L)를 따라 이동된 볼트는 도10에서 보는 바와 같이 이송핀(32)에 의해 가압되어 지지플레이트(31b)의 지지홈(31ba)으로 인입되어 공급유닛(33)의 하부에 배치된다.

그리고, 도11a 및 도11b에서 보는 바와 같이 흡착파이프(33a)가 업다운실린더(31)에 의해 하방으로 이동되면서 하부에 배치된 볼트를 흡착하여 파지하고, 상방으로 일정간격 이동된 상태에서 회전유닛(32)에 의해 180°회전하여 파지위치에서 공급위치로 이동된다.

공급위치에 위치한 흡착파이프(33a)가 업다운실린더(31)에 의해 업다운실린더(31)가 흡착파이프(33a)를 하강함으로써 회전바(41a)의 삽입홈(43a)에 볼트를 삽입한다.

이후, 도12에서 보는 바와 같이 회전바(41a)가 회전하여 삽입홈(43a)에 볼트가 체결유닛(51)의 하부에 배치되도록 하고, 도13에서 보는 바와 같이 체결유닛(51)이 하방으로 이동하면서 삽입홈(43a)에 삽입된 볼트를 흡착하여 파지하고, 회전바(41a)를 가압하여 회전바(41a)가 하방으로 회동되도록 한 후 보다 하방으로 이동된다.

하방으로 이동된 체결유닛(51)은 체결대상물의 체결위치에 볼트를 삽입하고, 전동드라이버(51a)를 통해 체결대상물에 볼트를 체결한 후 초기위치로 복귀된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 볼트체결장치 10 : 본체
20 : 볼트정렬부 21 : 하우징
21a : 수용공간 21b : 경사부
21c : 지지벽체 22 : 정렬부
22a : 고정프레임 22aa : 노출공
22b : 회전정렬부 22c : 회전력제공수단
23 : 이송부 23a : 이송유닛
23aa : 경사면 23b : 상하이동력 제공수단
23ba : 실린더 23bb : 상하이동플레이트
24 : 삽입부 24a : 가압플레이트
24b : 이동력제공수단 30 : 볼트공급부
31 : 지지부 31a : 고정플레이트
31b : 지지플레이트 31ba : 지지홈
31c : 탄성부 32 : 이송핀
32a : 핀부재 32b : 실린더유닛
33 : 공급유닛 33a : 업다운유닛
33b : 흡착유닛 미도시 : 흡착파이프
미도시a : 흡착공 미도시b : 돌기부
미도시 : 베큠유닛 40 : 볼트전달부
41 : 회전바 42 : 모터
43 : 지지바 43a : 삽입홈
44 : 탄성부재 50 : 볼트체결부
51 : 체결유닛 51a : 전동드라이버
51b : 흡착관 51ba : 흡착공간
51bb : 흡착구 52 : 상하구동부

Claims (4)

1. 외부로부터 공급되는 볼트를 정렬하여 체결대상물에 볼트를 체결하는 볼트체결장치에 이송하는 볼트체결장치용 볼트정렬부에 있어서,
   내부에 볼트가 수용되는 수용공간이 형성된 하우징과;
   일측이 상기 수용공간 내에 배치되고, 상면 일측에 상기 수용공간으로부터 상기 볼트체결부 방향으로 공급로가 형성되어 상기 공급로에 삽입된 상기 볼트를 상기 볼트체결부 방향으로 이송하는 공급부와;
   상기 하우징 일측에 설치되고, 상기 수용공간에 수용된 상기 볼트를 상기 수용공간에 배치된 상기 공급부의 상면 일측으로 이송하는 이송부; 및
   상기 하우징의 수용공간 중 상기 공급부 상방에 일방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 공급부 상면으로 이송된 상기 볼트를 일방향으로 가압하여 상기 볼트가 상기 공급로에 삽입되도록 하는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급부는
   일측이 상기 수용공간 내에 배치되는 고정프레임과;
   상기 고정프레임 측부에 상기 고정프레임과 회전가능하게 설치되고, 외주연 일측과 상기 고정프레임과 일측 사이에 상기 수용공간으로부터 외부로 연장되는 공급로가 형성되되, 상기 고정프레임보다 높은 마찰계수를 갖는 재질로 형성되어 회전하는 경우 상기 공급로에 삽입된 상기 볼트를 상기 공급로를 따라 일방향으로 이송하는 회전공급부; 및
   상기 회전공급부의 일측에 결합되고, 상기 회전공급부에 회전력을 제공하는 회전력제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이송부는
   상기 수용공간 내에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상부 일측으로부터 상기 공급부 상면 방향으로 하향경사지게 경사면이 형성되어 상방으로 이동되는 경우 상기 수용공간 내에 수용된 상기 볼트를 상기 공급부 상면으로 이송하는 이송유닛; 및
   일측이 상기 이송유닛 일측에 연결되고, 상기 이송유닛에 상하이동력을 제공하는 상하이동력 제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 삽입부는
   상기 하우징의 수용공간 내부에 이동가능하게 설치되고, 상기 수용공간 일측에 배치되는 대기위치와, 상기 공급부 상면으로 이송된 상기 볼트를 가압하여 상기 볼트가 상기 공급로에 삽입되도록 하는 삽입위치 사이를 이동하는 가압플레이트; 및
   일측이 상기 가압플레이트의 일측에 연결되어 상기 가압플레이트에 이동력을 제공하는 이동력제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트체결장치용 볼트정렬부.

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