KR20240033912A - 핀 지그 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그는 적어도 하나의 피가공물 지지부를 포함하는 헤드부, 상단에 상기 헤드부와 결합하며, 축 방향으로 길이가 조절될 수 있는 본체부, 및 상기 본체부의 길이를 조절하는 구동력을 제공하는 길이조절부를 포함하고, 상기 피가공물 지지부는 피가공물과의 접촉부위를 조절 할 수 있다.

Description

핀 지그 및 그 작동 방법{PIN JIG AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 핀 지그 및 그 작동 방법에 관한 건이다.

선박을 건조하는 경우에는 선체를 구성하는 다수의 블록을 제작한 후, 블록을 용접하여 선박을 건조하게 된다. 다수의 블록을 용접하기 위해서 핀 지그 장치를 이용하고 있다. 핀 지그 장치는 작업장의 바닥으로부터 블록들을 지지할 수 있는 장치이다.

하지만, 종래 기술에 따른 핀 지그 장치는 작업자가 해당 블록의 도면을 확인하여 핀 지그 장치의 길이를 조절하여, 블록과 작업장 바닥면을 연결하여 지지하고 있다. 한편, 대형 선박과 같이 블록의 개수가 많은 경우에는 핀 지그 개수가 증가하게 되고, 핀 지그의 길이를 조절하며, 핀 지그를 설치하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

또한, 블록의 형태에 따라 기존에 설치된 핀 지그를 해체 후 새롭게 핀 지그를 조절한 후, 다시 고정시켜야 하므로 핀 지그의 설치 및 해체 작업에 많은 시간이 소요되었다. 특히, 핀 지그가 지지해야 할 블록의 지점의 높이가 높은 경우에는, 핀 지그의 상부 봉을 작업자가 새로 가져와 설치해야 하는 문제가 있었다.

뿐만 아니라, 핀 지그를 설치한 경우에는 작업 중 핀 지그의 길이를 조절할 수 없으므로, 블록면의 각도에 따라 자동용접이 불가능한 경우가 다수 발생하여 이로 인한 미 용접 구간을 수동 용접으로 대체하여 많은 인력과 비용이 소모되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 측면은 높이 조절 및 부재의 회전이 자유로운 핀 지그를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그는 적어도 하나의 피가공물 지지부를 포함하는 헤드부, 상단에 상기 헤드부와 결합하며, 축 방향으로 길이가 조절될 수 있는 본체부, 및 상기 본체부의 길이를 조절하는 구동력을 제공하는 길이조절부를 포함하고, 상기 피가공물 지지부는 피가공물과의 접촉부위를 조절할 수 있다.

상기 피가공물 지지부는, 적어도 일부가 구형의 형상을 가지고 고정되어 있는 볼(ball)부와, 상하로 움직이는 상부 볼케이싱부와, 상기 상부 볼케이싱부의 상하운동을 가이드하며, 하부에 공기공급홀을 포함하는 하부 볼케이싱부를 더 포함하고, 상기 공기공급홀과 연결되어, 상기 상부 볼케이싱부의 위치를 조절하는 볼 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 피가공물 지지부는, 구형의 볼과, 상기 볼과 내접하며 상면이 뚫려 있는 볼케이싱과, 상기 볼케이싱의 바닥면에 관통하여 형성되어 있는 공기공급홀을 더 포함하고, 상기 공기공급홀과 연결되어, 상기 볼케이싱 내부에서의 상기 볼의 위치를 조절하는 볼 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 헤드부와 상기 본체부는 상기 헤드부가 회전가능 하도록 고정지지하는 회전결합부를 통하여 결합할 수 있다.

상기 헤드부와 상기 본체부는 적어도 셋 이상의 탄성결합부로 연결될 수 있다.

상기 헤드부의 높이데이터를 입력 받는 데이터 입력부, 및 상기 높이데이터에 기초하여 상기 길이조절부를 제어하여 상기 헤드부의 높이를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 헤드부는 상기 피가공물과 볼케이싱의 상면과의 거리를 측정할 수 있는 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정한 거리에 기초하여 볼조절부를 제어할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀 지그 작동 방법은 헤드부와 피가공물의 결합 지점의 높이데이터를 입력 받는 단계, 상기 높이데이터에 기초하여 상기 헤드부와 상기 피가공물이 접촉하는지 확인하며 메인지지부를 상승 또는 하강 시키는 단계, 상기 헤드부와 상기 피가공물이 접촉한 경우, 상기 피가공물의 회전이 필요한지 판단하는 단계, 및 상기 피가공물의 회전이 필요한 것으로 판단되면 상기 헤드부의 볼을 상승시켜 피가공물을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 높이 조절이 자유로운 핀 지그를 제공하여 자동으로 높이를 설정함으로써, 핀 지그의 높이를 쉽게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 핀 지그를 해제하지 않고도 피가공물을 회전시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 헤드부에 대한 평면도 및 헤드부의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부의 피가공물 지지부를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피가공물 지지부의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 제어 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드부의 피가공물 지지부를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀 지그의 제어 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 헤드부에 대한 평면도 및 헤드부의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 핀 지그는 본체부(100), 헤드부(200), 기초부(300), 조절부(400)를 포함할 수 있다.

본체부(100)는 길이가 변화하며, 작업장의 바닥과 피가공물(예를 들면, 블록 부재)과 접하는 헤드부(200)를 연결하여, 하중을 지지할 수 있다. 본체부(100)는 케이싱부(110), 메인지지부(130), 보조지지부(150), 및 지지연결부(170)를 포함할 수 있다.

케이싱부(110)는 길이방향으로 소정의 길이를 가지고, 길이방향으로 연장되어 있으며, 메인지지부(130)와 보조지지부(150)를 지지하며, 길이방향으로 움직일 수 있게 도와주는 중공홀을 포함하고 있을 수 있다.

메인지지부(130)는 길이방향으로 소정의 길이를 가지고 연장된 축일 수 있다. 메인지지부(130)는 케이싱부(110)의 축의 중심에 위치할 수 있고, 케이싱부(110)를 관통하여 일단은 길이조절부(410)와 결합하고, 타단은 헤드부(200)와 회전결합부(230)를 통하여 결합할 수 있다. 메인지지부(130)는 케이싱부(110)에 외접하며 지지되어, 길이조절부(410)의 움직임에 따라 상승 또는 하강 할 수 있다. 메인지지부(130)의 단면의 형상은 원형, 사각형 등 다양한 단면의 형상을 가질 수 있으며, 철강, 합금 등 다양한 소재로 제작될 수 있다.

보조지지부(150)는 메인지지부(130)의 하중을 분산시켜줄 수 있고, 메인지지부(130)의 둘레 방향으로 소정의 간격이 이격되어 배치될 수 있다. 보조지지부(150)는 케이싱부(110)에 형성되어 있는 중공홀의 지지를 받으며, 메인지지부(130)와 함께 상승 또는 하강 할 수 있다. 보조지지부(150)는 길이방향으로 소정의 길이를 가지고 연장된 축일 수 있다. 보조지지부(150)의 단면의 형상은 원형, 사각형 등 다양한 단면의 형상을 가질 수 있으며, 철강, 합금 등 다양한 소재로 제작될 수 있다.

지지연결부(170)는 소정의 두께를 가진 플레이트일 수 있고, 하면은 메인지지부(130) 및 보조지지부(150)와 결합하며, 상면은 회전결합부(230)를 통하여 헤드부(200)와 결합할 수 있다. 지지연결부(170)는 메인지지부(130) 및 보조지지부(150)를 연결시켜 함께 이동하게 할 수 있다. 따라서, 메인지지부(130)가 길이조절부(410)에 의해 상승 또는 하강할 때 보조지지부(150)도 함께 상승 또는 하강하며 메인지지부(130)의 하중을 분산시켜줄 수 있다. 또한, 메인지지부(130) 및 보조지지부(150)의 하부는 케이싱부(110) 통하여 지지 결합되고, 상부는 지지연결부(170)를 통해 지지 결합됨으로써, 메인지지부(130) 및 보조지지부(150)의 상승, 하강 운동의 직진성을 향상시켜줄 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 헤드부(200)는 본체부(100)에 의해 지지되며, 피가공물과 접촉하는 구성일 수 있다. 헤드부(200)는 서포터부(210), 회전결합부(230), 탄성결합부(270), 및 피가공물 지지부(250)를 더 포함할 수 있다.

헤드부(200)는 피가공물이 접촉하는 하나 이상의 피가공물 지지부(250)를 연결시켜주며, 고정할 수 있다. 헤드부(200)는 서포터부(210), 회전결합부(230), 및 피가공물 지지부(250)를 더 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 서포터부(210)는 하부는 회전결합부(230)를 통하여 본체부의 지지연결부(170)와 연결될 수 있고, 상면에는 헤드부(200)와 결합하여 지지해 줄 수 있다. 서포터부(210)는 지지연결부(170)를 통해 연결된 메인지지부(130) 및 보조지지부(150)와 함께 상하로 이동하며, 헤드부(200)의 높이를 조절할 수 있다. 도 2를 참조하면, 서포터부(210)는 십자가와 같은 형상을 가지고, 각각의 십자가의 끝단에는 내부에 볼부(251)을 포함하고 있는 피가공물 지지부(250)가 배치될 수 있다. 다만, 피가공물 지지부(250)는 이에 한정되지 않고, 원형 또는 사각형의 다양한 형상을 가질 수 있고, 볼케이싱(253)도 다양하게 배치될 수 있다. 예들 들면, 서포터부(210)는 원형의 플레이트 형상을 가지고, 원주를 따라 복수 개의 볼케이싱(253)을 배치하고 있을 수 있다.

회전결합부(230)는 본체부(100)와 헤드부(200)를 연결시켜주는 구성으로써, 헤드부(200)의 피가공물 지지부(250)를 모든 방향으로 회전할 수 있도록 결합할 수 있다. 예를 들면, 회전결합부(230)는 구면 베어링을 포함할 수 있고, 구면베어링의 종축(roll) 및 횡축(pitch)을 중심으로, 헤드부는 피가공물의 면을 따라서 자유롭게 회전할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부의 피가공물 지지부(250)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 3의 (a) 및 (b)는 서로 다른 방향에서 바라본 피가공물 지지부(250)의 사시도이며, (c)는 도 3(b)의 I-I'선의 단면도이다.

피가공물 지지부(250)는 피가공물과 접촉하여 피가공물을 지지해 줄 수 있다. 도 3을 참조하면, 피가공물 지지부(250)는 볼(ball)부(251), 볼케이싱부(253), 및 공기공급홀(255)을 포함하고 있을 수 있다.

볼(ball)부는 상단에 대략 반구 형상을 가지고, 하단은 서포터부에 지지되어 고정되어 있을 수 있다.

볼케이싱부(253)는 상부 볼케이싱부(235a)와 하부 볼케이싱부(235b)를 포함하고 있을 수 있다.

상부 볼케이싱부(235a)는 뚫린 부분이 상단을 향하는 "ㄷ"자와 같은 형상을 가지고, 볼의 상단을 감싸는 형태를 하고 있을 수 있다. 상부 볼케이싱부(235a)의 하부는 소정의 길이를 가지는 원기둥과 같은 돌출부를 포함할 수 있다.

하부 볼케이싱부(253b)는 중공홀을 가지고 있는 직육면체일 수 있다. 하부 볼케이싱부(253b)의 중공홀은 상부와 하부의 중공홀의 크기가 다를 수 있다. 하부 볼케이싱부(253b)의 종공홀의 상부는 상부 볼케이싱부(253a)의 돌출부와 형합하도록 형성되어 상부 볼케이싱부(235a)의 돌출부가 하부 볼케이싱부(253b)의 상부 중공홀에 가이드 되며 상하로 이동할 수 있다. 하부 볼케이싱부(253b)의 하부 중공홀은 공기공급홀(255)일 수 있다. 따라서, 하부 볼케이싱부(253b)의 하부에 형성되는 공기공급홀(255) 을 통하여 공기압력이 공급됨에 따라, 상부 볼케이싱부(253a)의 돌출부에 압력을 가해줌으로써, 상부 볼케이싱부(253a)는 상하로 이동할 수 있다.

또한, 상부 볼케이싱부(253a)가 가장 높이 상승된 경우에는 볼부(251)의 구형형상의 최상단보다 상부 볼케이싱부(253a)의 최상단면이 더 높게 형성될 수 있다. 또한, 상부 볼케이싱부(253a)가 하강하는 경우에는, 상부 볼케이싱부(253a)의 최상단면 보다 볼부(251)의 구형형상의 최상단 부위가 더 높게 형성될 수 있다. 따라서, 상부 볼케이싱부(253a)의 상하이동에 따라, 피가공물 지지부(250)와 피가공물의 접촉부위는 상부 볼케이싱부(253a) 또는 볼부(251)로 선택적으로 변경될 수 있다.

또한, 피가공부재와 접촉하는 상부 볼케이싱부(253a)의 상면은 마찰이 큰 부재를 더 포함하거나, 마찰이 증가하도록 표면을 처리되어 있을 수 있다. 이를 통하여, 피가공물은 상부 볼케이싱부(253a)과 결합하였을 때와 볼부(251)와 결합하였을 때의 마찰력의 차이를 분명히 하고, 상부 볼케이싱부(253a)와 결합한 경우에 피가공부재와의 고정력을 증가시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 헤드부(200)는 탄성결합부(270)를 더 포함할 수 있다.

탄성결합부(270)는 본체부(100)와 헤드부(200)를 연결하는 탄성체(예를 들면, 스프링)일 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 탄성결합부(270)의 일단은 지지연결부(170)와 결합되고, 타단은 서포터부(210)와 결합할 수 있다. 탄성결합부(270)는 적어도 셋이상이 구비되어 있을 수 있다. 피가공물과 접촉하지 않는 경우에는 도 2의 (b)에 예시적으로 도시된 바와 같이 각각의 탄성결합부(270)의 탄성력이 평형을 이루어 수평을 유지 할 수 있다. 도 2(c)를 참조하면, 헤드부(200)가 피가공물에 접촉하고 있는 경우에는 헤드부(200)는 회전결합부(230)에 의하여 피가공물의 면을 따라 회전할 수 있다. 또한, 피가공물과 접촉하는 경우에는 도 2의 (c)에 예식적으로 도시된 바와 같이 결합되는 피가공물에 따라 회전결합부(230)를 통해 결합된 헤드부(200)는 각도가 변형될 수 있다. 다시 도 2(b)를 참조하면, 헤드부(200)에 피가공물과 떨어지는 경우에는 복수개의 탄성결합부(270)의 복원력으로 회전결합부(230)에 의해 자유롭게 회전하는 헤드부(200)를 수평상태로 복귀시킬 수 있다.

기초부(300)는 본체부(100)를 작업장의 바닥으로부터 지지하여 줄 수 있다. 기초부(300)는 소정의 두께를 가진 플레이트를 포함할 수 있고, 상면을 통하여 본체부(100)와 연결되어 본체부(100)를 지지할 수 있다. 또한, 기초부(300)는 하면을 통하여 작업장의 바닥과 접촉하여 피가공물의 하중으로부터 핀 지그를 지탱해 줄 수 있다. 또한, 기초부(300)는 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 지지부의 하면과 작업장의 바닥사이에 조절부(400)를 배치할 수 있는 공간을 형성하도록 소정의 높이를 가진 빔을 더 구비할 수도 있다. 또한, 기초부(300)는 본체부(100)와의 결합력 및 지지력을 증가시키기 위하여 본체부(100)와 기초부(300)에 하나 이상의 보강부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 보강부는 본체부(100)와 기초부(300)의 외면을 따라 수직으로 배치되어 고정된 플레이트일 수 있다.

조절부(400)는 헤드부(200)의 높이를 조절할 수 있도록 메인지지부(130)를 상하방향으로 상승 또는 하강 시키는 길이조절부(410)와, 피가공물 지지부(250)의 상부 볼케이싱부(25a)의 높이를 조절하여 피가공물의 접촉 부위를 상부 볼케이싱부(253a) 또는 볼부(251)로 바꿀 수 있는 헤드부 조절부(430)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 길이조절부(410)는 메인지지부(130)를 상승 또는 하강시킬수 있는 구동력을 제공하는 서보모터(411)를 더 포함할 수 있다. 서보모터(411)와 메인샤프트는 볼나사(미도시)로 결합되어 있을 수 있다. 볼나사(미도시)는 서보 모터와 결합되어, 모터의 회전력을 전달받아 회전하여 메인샤프트를 이동시킴으로써 헤드부(200)의 높이를 조절할 수 있다. 여기서, 볼나사는 수나사와 암나사의 홈을 서로 맞붙여 나선형의 홈에 강구를 넣은 나사로서, 공지된 다양한 볼나사가 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 길이조절부(410)는 유압에 의해 조절될 수 도 있고, 메인샤프트를 상하로 이동시킬 수 있는 공지된 다양한 기술을 접목시킬 수 있다.

헤드부 조절부(430)는 피가공물 지지부(250)의 공기공급홀(255)을 통하여 공기 압력을 제공함으로써, 상부 볼케이싱부(253a)를 상승 또는 하강 시키는 역할을 할 수 있다. 헤드부 조절부(430)는 공기공급홀(255)과 연결되는 에어실린더(431)를 더 포함할 수 있고, 에어실린더(431)와 결합된 밸브(미도시)를 조절하여 피가공물 지지부(250)에 제공되는 공기 압력을 조절할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 피가공물 지지부에 공기 압력을 제공할 수 있는 압축기를 이용하는 등 상부 볼케이싱부(253a)를 상승 또는 하강 시킬 수 있는 다양한 수단이 이용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피가공물 지지부의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 4(a)는 피가공물과 상부 볼케이싱부(253a)가 접하고 있을 때의 예시도이다. 피가공물 고정하여 지지하는 경우에는 피가공물과 피가공물 지지부(250)의 상부 볼케이싱부(253a)의 상면이 서로 접하고 있을 수 있다. 피가공물을 고정시켜야 할 경우에는 공기공급홀(255)을 통하여 에어실린더(431)의 고압 공기를 주입시켜 상부 볼케이싱부(253a)를 상승시킬 수 있고, 상승된 상부 볼케이싱부(253a)가 피가공물과 접촉하여 볼부(251)의 상면과 피가공물은 접촉하지 않을 수 있다. 여기서, 피가공물의 무게와 피가공물과 상부 볼케이싱부(253a)의 상면 사이의 마찰에 의해서 고정될 수 있다. 또한, 피가공물과 상부 볼케이싱부(253a)의 상면의 마찰력을 증대시키기 위하여 추가적인 마찰피가공물(미도시) 또는 상부면을 거칠게 하는 표면처리를 추가로 할 수 있다.

또한, 도 4(b)는 피가공물을 이동시킬 때의 피가공물 지지부(250)의 예시도이다. 피가공물을 회전 시켜야 할 경우에는 공기공급홀(255)을 통하여 주입하던 에어실린더(431)의 고압 공기를 제거함으로써, 상부 볼케이싱부(253a)를 하강시킬 수 있고, 하강된 상부 볼케이싱부(253a)는 피가공물과 접촉하지 않고, 볼부(251)의 상면과 피가공물이 접촉할 수 있다. 따라서, 볼부(251)의 반구 형상과 피가공물이 접촉한 상태에서, 피가공물은 자유롭게 회전할 수 있고, 피가공물의 회전이 끝난 상태에서는 공기주입을 개재하여 상부 볼케이싱부(253a)를 상승시킴으로써, 피가공물과 볼케이싱(253)의 상면과 접촉시켜 피가공물을 고정 지지할 수 있게 할 수 있다.

기존에는 핀 지그와 피가공물의 접촉상태를 해제한 후, 피가공물을 회전시키고, 다시 핀 지그와 피가공물을 접촉시켜 고정하는 과정을 거쳐야 했으나, 피가공물 지지부(250)와 헤드부 조절부(430)를 통하여 핀 지그를 제거하지 않고도 피가공물을 회전시킬 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 제어 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그는 제어부(500), 데이터 입력부(510), 및 센서부(530)를 더 포함할 수 있다.

데이터 입력부(510)는 헤드부(200)와 피가공물이 결합하는 지점의 높이데이터를 입력 받을 수 있다. 데이터 입력부(510)는 도면을 스캔하거나, 또는 사용자의 입력을 통하여 높이데이터를 입력 받을 수 있다. 데이터 입력부(510)는 입력 받은 높이데이터를 제어부에 전달할 수 있다.

센서부(530)는 헤드부(200)와 피가공물 사이의 거리를 측정할 수 있다. 센서부(530)는 초음파 센서, 광센서 등 거리를 측정할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 센서부(530)는 측정된 거리 데이터를 제어부에 전달 할 수 있다.

제어부(500)는 길이조절부(410)와 헤드부 조절부(430)를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 데이터 입력부(510)로부터 전달받은 헤드부(200)의 높이정보에 기초하여 메인지지부(130)를 이동시켜 헤드의 높이를 조절할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 센서부(530)로부터 전달받은 거리 데이터를 기초로 헤드부(200)와 피가공물의 접촉여부를 판단하여, 헤드부 조절부(430)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 센서부(530)로부터 전달 받은 거리 값이 소정의 값을 초과하는 경우에는 볼부(251)과 피가공물이 결합된 상태로 판단할 수 있고, 센서부(530)로부터 전달받은 거리 값이 소정의 값과 같거나 작을 때에는 볼케이싱(253)과 피가공물이 결합된 상태로 판단할 수 있다. 피가공물의 회전이 필요한 경우, 제어부(500)는 센서부(530)로부터 전달받은 거리 값이 소정의 값 이하가 될 때까지 공기공급홀(255)을 통하여 공급하던 공기 압력을 낮추어 상부 볼케이싱부(253a)를 하강시킬 수 있다. 피가공물의 회전이 완료되어 피가공물을 다시 고정시킬 필요가 있는 경우, 제어부(500)는 센서부(530)로부터 전달받은 거리 값이 소정의 값을 초과할 때 까지 공기 압력을 주입하여 상부 볼케이싱부(253a)를 상승시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지그의 제어 흐름도이다.

기존의 작성되어 있는 피가공물의 도면정보로부터 핀 지그의 설치 정보를 입력 받을 수 있다(S701). 입력 받은 핀 지그의 설치 설정 정보에 기초하여, 각각의 핀 지그에 연결된 길이조절부(410)(예를 들면, 서보 모터(411))에 제어 신호를 전송할 수 있다. 길이조절부(410)는 전달 받은 제어 신호에 따라 메인지지부(130)를 상승 또는 하강 시킬 수 있다(S703). 헤드부(200)에 구비되어 있는 센서부(530)를 통하여 피가공물과 헤드부(200)의 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기초로 헤드부(200)와 피가공물의 접촉여부를 확인할 수 있다(S705). 헤드부(200)와 피가공물이 접촉하지 않은 경우에는 접촉할 때까지 메인지지부(130)를 상승시킬 수 있다. 피가공물과 헤드부(200)가 접촉한 경우에는 피가공물을 회전할 필요가 있는지 판단할 수 있다(S707). 피가공물이 회전이 필요하다고 판단되는 경우에는 피가공물 지지부(250)에 주입하던 공기압력을 낮추어 상부 볼케이싱부(253a)를 하강 시킬 수 있다(S709). 여기서, 센서부(530)에서 측정된 거리 값을 통하여 소정의 거리 이하가 될 때까지 상부 볼케이싱부(253a)를 하강시킬 수 있다. 회전이 완료되어 더 이상 회전시킬 필요가 없게 되면, 피가공물 지지부(250)에 다시 공기압력을 공급하여 상부 볼케이싱부(253a)를 상승시킴으로써, 상부 볼케이싱부(253a)와 피가공물이 접촉하도록 할 수 있다(S711).

이하에서는, 본 발명의 피가공물 지지부(250)의 다른 실시예를 기초로 핀 지그 장치의 구동을 설명한다. 전술한 실시예는 피가공물 지지부(250)의 상부 볼케이싱부(253a)가 상하로 조절되어 피가공물과의 접촉 부위를 조절한 것이라며, 후술할 실시예는 볼부(251)가 상하로 조절되어 피가공물과의 접촉 부위를 조절하는 것일 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드부의 부재지지부를 예시적으로 보여주는 도면이다.

피가공물 지지부(250)는 피가공물과 접촉하여 블복 피가공물을 지지해 줄 수 있다. 도 7을 참조하면, 피가공물 지지부(250´)는 구형의 볼(251´), 구형의 볼을 고정하여 지지해주는 볼케이싱(253´), 및 공기공급홀(255´)을 포함하고 있을 수 있다.

피가공물 지지부(250´)의 볼케이싱(253´)은 내부에 배치되는 볼(251´)과 내접하고, 하부에는 공기를 공급할 수 있는 공기공급홀(255´)을 더 포함할 수 있다. 볼케이싱(253´)은 상부가 뚫린 원형의 홀을 포함한 사각기둥 형상일 수 있고, 구형의 볼(251´)은 원형의 홀에 내접하여, 사각기둥의 높이방향으로 상승 또는 하강할 수 있다. 따라서, 구형의 볼(251´)은 볼케이싱(253´)의 하부의 공기공급홀(255´)을 통하여 공급되는 공기압력으로 인하여 볼케이싱(235)의 홀 내부에서 상승 또는 하강할 수 있다. 볼케이싱(253´)의 내부 높이는 볼(251´)의 직경보다 클 수 있다. 이에, 하부에 공기공급홀(255´)을 통하여 공기를 공급하지 않을 때에는 볼(251´)의 상면이 볼케이싱(253´)의 상면보다 낮을 수 있고, 피가공물은 볼케이싱(253´)의 상면과 접촉하여 고정될 수 있다. 또한, 하부에 공기공급홀(255´)을 통하여 공기를 공급할 때에는 볼(251´)의 상면이 볼케이싱(253´)의 상면보다 높게 도출될 수 있고, 피가공물은 볼(251´)과 접촉하여 자유롭게 움직일 수 있다. 또한, 볼케이싱(253´)의 상면은 마찰이 큰 부재를 더 포함하거나, 마찰이 증가하도록 표면을 처리되어 있을 수 있다. 이를 통하여, 피가공물은 볼케이싱(253´)과 결합하였을 때와 볼(251´)과 결합하였을 때의 차이를 분명히 하고, 볼케이싱(253´)과 결합한 경우에 고정력을 증가시킬 수 있다.

도 7(a)는 피가공물이 고정되어 있을 때의 피가공물 지지부(250´)의 예시도이다. 피가공물 고정하여 지지하는 경우에는 피가공물과 피가공물 지지부(250´)의 볼케이싱(253´)부(110)의 상면이 서로 접하고 있을 수 있다. 여기서, 피가공물의 무게와 피가공물과 볼케이싱(253´)부(110)의 상면 사이의 마찰에 의해서 고정될 수 있다. 또한, 피가공물과 볼케이싱(253´)부(110)의 상면의 마찰력을 증대시키기 위하여 추가적인 마찰피가공물(미도시) 또는 상부면을 거칠게 하는 표면처리를 추가로 할 수 있다.

또한, 도 3(b)는 피가공물을 이동시킬 때의 피가공물 지지부(250´)의 예시도이다. 피가공물을 회전 시켜야 할 경우에는 공기공급홀(255´)을 통하여 에어실린더(431)의 고압 공기를 주입시켜 볼(251´)을 상승시킬 수 있고, 상승된 볼(251´)이 피가공물과 접촉하여 볼케이싱(253´)의 상면과 피가공물은 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 구면의 볼(251´)과 피가공물이 접촉한 상태에서, 피가공물은 자유롭게 회전할 수 있고, 피가공물의 회전이 끝난 상태에서는 공기주입을 중단하여 볼(251´)을 하강 시킴으로써, 피가공물과 볼케이싱(253´)의 상면과 접촉시켜 피가공물을 고정 지지할 수 있게 할 수 있다. 기존에는 핀 지그와 피가공물의 접촉상태를 해제한 후, 피가공물을 회전시키고, 다시 핀 지그와 피가공물을 접촉시켜 고정하는 과정을 거쳐야 했으나, 피가공물 지지부(250´)와 볼조절부(430)를 통하여 핀 지그를 제거하지 않고도 피가공물을 회전시킬 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀 지그의 제어 흐름도이다.

작성되어 있는 피가공물의 도면정보로부터 핀 지그의 설치 정보를 입력 받을 수 있다(S801). 입력 받은 핀 지그의 설치 설정 정보에 기초하여, 각각의 핀 지그에 연결된 길이조절부(410)(예를 들면, 서보 모터(411))에 제어 신호를 전송할 수 있다. 길이조절부(410)는 전달 받은 제어 신호에 따라 메인지지부(130)를 상승 또는 하강 시킬 수 있다(S803). 헤드부(200)에 구비되어 있는 센서부(530)를 통하여 피가공물과 헤드부(200)의 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기초로 헤드부(200)와 피가공물의 접촉여부를 확인할 수 있다(S805). 헤드부(200)와 피가공물이 접촉하지 않은 경우에는 접촉할 때 까지 메인지지부(130)를 상승시킬 수 있다. 피가공물과 헤드부(200)가 접촉한 경우에는 피가공물을 회전할 필요가 있는지 판단할 수 있다(S807). 피가공물이 회전이 필요하다고 판단되는 경우에는 피가공물 지지부(250´)에 공기를 주입하여 볼(251´)을 상승 시킬 수 있다(S809). 여기서, 센서부(530)에서 측정된 거리 값을 통하여 소정의 거리 이상이 될 때까지 볼(251´)을 상승시킬 수 있다. 피가공물의 회전이 완료되어 피가공물을 다시 고정시킬 필요가 있는 경우, 제어부(500)는 피가공물 지지부(250´)에 가해진 공압을 제거하여 볼(251´)을 하강 시킬 수 있다(S811).

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피가공물과 핀 지그 사이의 마찰력을 변화시킴으로써, 핀 지그의 해체 없이도 피가공물을 회전할 수 있는 장점이 있다. 또한, 도면 또는 사용자를 통하여 핀 지그의 높이데이터를 수신하여 자동으로 높이를 조절할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100...본체부 110...케이싱부
130...메인지지부 150...보조지지부
170...지지연결부 200...헤드부
210...서포터부 230...회전결합부
250, 250'...피가공물 지지부 251, 251'...볼부
253, 253'...볼케이싱부 253a...상부 볼케이싱부
253b...하부 볼케이싱부 255, 255'...공기공급홀
270...탄성결합부 300...기초부
400...조절부 410...길이조절부
411...서보모터 430...볼조절부
431...에어실린더 500...제어부
510...데이터 입력부 530...센서부

Claims (8)

1. 적어도 하나의 피가공물 지지부를 포함하는 헤드부;
   상단에 상기 헤드부와 결합하며, 축 방향으로 길이가 조절될 수 있는 본체부; 및
   상기 본체부의 길이를 조절하는 구동력을 제공하는 길이조절부;를 포함하고,
   상기 피가공물 지지부는 피가공물과의 접촉부위를 조절하는 핀 지그.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 피가공물 지지부는,
   적어도 일부가 구형의 형상을 가지고 고정되어 있는 볼(ball)부와, 상하로 움직이는 상부 볼케이싱부와, 상기 상부 볼케이싱부의 상하운동을 가이드하며, 하부에 공기공급홀을 포함하는 하부 볼케이싱부를 더 포함하고,
   상기 공기공급홀과 연결되어, 상기 상부 볼케이싱부의 위치를 조절하는 볼 조절부를 더 포함하는 핀 지그.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 피가공물 지지부는,
   구형의 볼과, 상기 볼과 내접하며 상면이 뚫려 있는 볼케이싱과, 상기 볼케이싱의 바닥면에 관통하여 형성되어 있는 공기공급홀을 더 포함하고,
   상기 공기공급홀과 연결되어, 상기 볼케이싱 내부에서의 상기 볼의 위치를 조절하는 볼 조절부를 더 포함하는 핀 지그.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부와 상기 본체부는 상기 헤드부가 회전가능 하도록 고정지지하는 회전결합부를 통하여 결합하는 핀 지그.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 헤드부와 상기 본체부는 적어도 셋 이상의 탄성결합부로 연결되는 핀 지그.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부의 높이데이터를 입력 받는 데이터 입력부; 및
   상기 높이데이터에 기초하여 상기 길이조절부를 제어하여 상기 헤드부의 높이를 조절하는 제어부를 더 포함하는 핀 지그.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 헤드부는 상기 피가공물과 볼케이싱의 상면과의 거리를 측정할 수 있는 센서부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 센서부에서 측정한 거리에 기초하여 볼조절부를 제어하는 핀 지그.
   
8. 헤드부와 피가공물의 결합 지점의 높이데이터를 입력 받는 단계;
   상기 높이데이터에 기초하여 상기 헤드부와 상기 피가공물이 접촉하는지 확인하며 메인지지부를 상승 또는 하강 시키는 단계;
   상기 헤드부와 상기 피가공물이 접촉한 경우, 상기 피가공물의 회전이 필요한지 판단하는 단계; 및
   상기 피가공물의 회전이 필요한 것으로 판단되면 상기 헤드부의 볼을 상승시켜 피가공물을 회전시키는 단계를 포함하는 핀 지그 작동 방법.
   

Images