KR940002488B1

KR940002488B1 - 스크류 체결기

Info

Publication number: KR940002488B1
Application number: KR1019910000282A
Authority: KR
Inventors: 도현만
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1991-01-10
Filing date: 1991-01-10
Publication date: 1994-03-25
Also published as: KR920014560A

Abstract

내용 없음.

Description

스크류 체결기

제1도는 일부파쇄 단면부를 갖는 본발명의 전체적인 외형도.

제2도는 제1도의 일부파쇄 단면도의 분해 사시도.

제3도는 본발명의 요부인 스핀들부의 단면도.

제4도는 본발명으로서 스크류 체결 높이를 검출하는 검출부의 확대 단면도.

제5도는 본발명의 스크류 체결기를 통한 스크류의 픽업및 체결진행 상태도.

제6도는 본발명의 공압 회로도.

제7도는 종래 스쿠류 체결기의 전체 외형도.

제8도는 제7도의 종래 스크류 체결기의 일부 단면도.

제9도는 종래 스크류 체결기의 공압 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 2 : 하우징

3 : 스프링 4 : 추력조정볼트

5 : 빗트 스핀들 6 : 전동 드라이버

7 : 커플링 8 : 트러스트 베아링

9 : 실링 10 : 스프링

11 : 쿳숀 패드 12 : 센서독

13 : 센서 14 : 가이드 샤프트

16 : 댐퍼 17 : 힌지 브라켓트

18 : 죠우 19 : 에어호스

21 : 슈우트 파이프 22 : 승강 절환용 솔레노이드 밸브

23 : 저속 하강용 솔레노이드 밸브 24 : 에어블러우어용 솔레노이드 밸브

25 : 진공형성용 솔레노이드밸브 27 : 스피드 컨트롤러

본발명은 스크류를 자동으로 체결하여주는 스크류 체결기에 관한 것으로, 특히 착탈식 추력 조정기를 부착한 Y와 V파이프의 혼합식 스크류 체결기에 관한 것이다.

종래의 스크류 체결기는 첨부도면 제7도 내지 제9도에 도시한 바와 같이, 스크류 체결 헤드(40)를 승강시키는 에어실린더(41)와, 스크류 체결시의 하강속도조절 및 스크류 체결시에 필요한 추력을 조절하는 에어레귤레이터(42) 및 에어 기기부(43)스크류의 체결 동력원인 전동 드라이버(44)와 스크류 체결시 반복 추력에 의하여 전동 드라이버(44)가 파손되는 것을 방지하기 위한 가이드부(45)와, 상기 가이드부(45) 및 빗트 스핀들(46)의 편심과 편각을 흡수하기위한 유니버살 조인트(47), 에어로 압송된 스크류를 진공파이프(48)내로 가이드 해주고 진공파이프(48)의 하강시 간섭을 피해주기 위하여 회전 구조로 이루어진 에스케이프부(49), 상기 에스케이프부(49)로 부터 압송된 스크류를 체결위치까지 파지하기 위한 진공 흡입구(50), 스크류 체결헤드(40)의 하강시 고속 및 저속 절환 시점 포착과 스크류의 체결 높이를 감지하기 위한 마그네트밴드(51)와 자동스위치(52)로 구성되어있다. 이때, 상기 주요 부품을 작동시키기 위한 공압 회로도는 제9도와 같은 형태로서, 53은 승강 절환용 솔레노이드밸브, 54는 추력 조정용 솔레노이드 밸브, 55는 에어 블로우어용 솔레노이드밸브, 56은 진공 형성용 솔레노이드 밸브이다.

이와같이 구성된 종래의 스크류 체결기를 이용한 스크류의 자동 체결 작업과정을 살펴보면 다음과 같다. 스크류를 체결하지 않는 스크류 체결기의 처음 상태는 승강 절환용 솔레노이드밸브(53), 추력 조정용 솔레노이드밸브(54), 에어 블러우어용 솔레노이드밸브(55)들은 오프되고, 진공 형성용 솔레노이드밸브(56)와, 스크류 체결기의 에어 실린더(41)는 온된 상태에서 스크류 하나를 제8도와 같이 파지하고 있는 상태이다.

이와같은 상태에서 스크류 체결기의 하방으로 피체결물이 수동 또는 자동조작에 의하여 이동되어 오면, 스크류 체결기의 '가공물 도착'이라는 신호가 입력됨에 따라 승강 절환용 솔레노이드 밸브(53)가 온되고, 압축공기가 에어 레귤레이터(57)에 의하여 셋팅된 압력으로 공급됨에 따라 진공파이프(48)는 급속 하강을 실시하게 된다. 이때, 하강과 동시에 전동드라이버(44)가 회전을 실시하고, 에스케이프부(49)는 회전축을 회전중심으로 하여 회전하면서 진공파이프(48)와 간섭을 피해주게 된다.

진공파이프(48)가 피체결물 측으로 하강하여 피체결물과 접촉함에 따라, 일정한 간격을 유지하고 있던 마그네트 밴드(51)와 자동 스위치(52a)의 변위가 발생하여 신호를 발생하게 된다.

이 신호에 의하여 추력 조절용 솔레노이드(54)가 온되고, 에어 레귤레이터(57)에 의하여 셋팅된 압력으로 압축공기가 공급된다. 이때부터 스크류의 종류에 따라 규정된 트러스트 힘과 속력으로 빗트 스핀들(46)이 하강을 하면서 스크류를 피체결물에 체결시켜 준다. 이때의 트러스트력은,

체결 시작부터 체결 완료시까지 마그네트 밴드(51)와 자동스위치(52a)간의 변위는 계속되며, 체결이 완료된 후에 스크류 체결기는 마그네트 밴드(52)와 대향하는 자동스위치(52b)(52c)간의 온신호와 전동드라이버(44)자체에서 출력되는 토오크-업(Torqe-up)신호를 입력하여 스크류의 체결상태를 판단해준다. 스크류의 체결이 완료되면, 승강절환용 솔레노이드밸브(53), 추력조정용 솔레노이드 밸브(54), 그리고 진공형성용 솔레노이드밸브(56)는 오프되고, 에어블로우어용 솔레노이드밸브(55)는 온되어, 진공파이프(48)내에 있는 먼지를 불어내면서 에어실린더(41)가 상승함에 따라 고정되어있는 빗트스핀들(46)도 함께 상승을 하게된다.

상승이 완료된 후에는, 다시 별도의 스크류가 에스케이프부(49)를 통해 빗트스핀들(46)의 선단부로 자동공급되어져 전술한 바와 같은 반복 작업과정에 따라 스크류를 체결 해주게 된다.

그러나, 이와같은 종래의 스크류 체결기는 스크류 체결시에 발생하는 트러스트력이 에어 레귤레어터(57a)(57b)사이에서 발생하는 압력차와 슬라이딩부의 중량에 따른 상관관계에 의하여 이루어지기 때문에, 트러스트력의 조정이 어렵고, 추력편차가 커서 스크류의 체결시 캠-아웃(Cam-out)현상(스크류 체결시 빗트와 스크류 헤드부 십자홈이 맞물려 회전하다가 빗트가 십자홈에서 부상하는 현상)이 발생하여 스크류 십자홈이 파괴되는 현상이 자주 발생하였다. 또한, 진공파이프(48)가 급속하강하여 피체결물과 접촉을 이룬후 센싱이 이루어지기 때문에, 피체결물측에 충격하중이 가해져 피체결물이 손상을 입게되는 경우가 발생하였다.

이밖에도, 마그네트 밴드(51)와 자동스위치(52)간의 응답거리가 너무 커서, 체결되는 스크류의 높이 감지가 정확하게 실시되지 못하는 단점도 있었다.

본발명은 이와같은 종래의 여러가지 문제점들을 개선해주기 위한 것으로서, 스크류의 체결에 필요한 트러스트력의 조정이 용이하고, 스크류의 체결작업에 필요한 스크류의 높이 감지를 정확히 실시하여 정확한 스크류 체결작업에 필요한 스크류의 높이 감지를 정확히 실시하여 정확한 스크류 체결작업이 이루어지도록 하며, 피체결물측으로 가해지는 충격의 완화 및 트러블 발생시의 조치가 신속하고 용이하게 이루어지도록 개선한 스크류 체결기에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본발명의 형태에 따르면, 스크류를 피체결물에 자동 체결해주기 위한 스크류 체결기를, 스크류 체결에 필요한 트러스트력을 스크류에 전달하는 추력조정기부, 자동으로 진공 밸런스 유지를 위한 진공시일부, 편심과 편축을 흡수하고 스크류 체결시의 추력을 받아주는 회전스핀들부, 그리고 스크류 체결높이를 감지하는 검출부를 갖는 스크류 체결유니트와, 상기 스크류 체결 유니트를 승강시켜주는 에어 기기 유니트와, 상기 스크류 체결 유니트의 승강을 가이드함과 함께 상기 에어 기기 유니트를 설치해주는 승강 가이드 유니트와, 스크류의 공급 및 스크류 작업을 가이드하는 죠우 유니트로서 구성한 것이다.

이와같이 구성된 본발명을 첨부도면과 함께 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본발명에 따른 스크류 체결기의 전체적인 구성상태를 나타낸 것으로서, 주요구성부를 크게 4유니트로 나누어, 스크류의 체결작업을 위하여 승·하강을 실시하는 긴 수직 장봉형태의 스크류 체결 유니트와, 스크류 체결 유니트측으로 승강시켜주는 실린더(1)을 갖는 에어 기기 유니트와, 그리고 승강하는 스크류 체결 유니트를 가이드해 주는 승강 가이드 유니트로서 크게 대분하여 구성된다.

이들 각각의 유니트는 다시 여러가지의 각 구성품으로 이루어지는데,이들을 유니트로서 분리하여 설명한다. 먼저, 스크류 체결작업을 위해 승강하는 스크류 체결 유니트는 제1도상의 완면상태및 제2도의 분해사시도로 도시한 바와 같은 추력조정기부를 갖는데, 이 추력조정기부는 하우징(2)내로 추력조정을 위한 스프링(3)이 내장설치되고, 스피링(3)은 출력조정볼트(4)로서 탄성력의 조정이 이루어지도록 되어 있어, 에어기기 유니트의 실린더(1)의 힘을 받아 스크류의 체결에 필요한 트러스트 하중만큼을 체결되는 스크류에 전달하도록 하는 역할을 수행한다. 이때, 추력조정기부는 착탈 가능하게 설치되어 있다.

또한, 회전스핀들부는 제3도의 단면도와 같이, 빗트 스핀들(5)과 이를 회전시켜주는 스크류 체결 동력원인 전동드라이버(6)사이에 편심 및 편각의 흡수를 위한 올드 햄(Old ham)형 커플링(7)이 설치되어 있고, 커플링(7)의 하부로는 스크류 체결시 반복 추력에 의하여 전동드라이버(6)가 파손되는 것을 방지하기 위한 복열 트러스트 베아링(8)이 설치되어 있다. 또한, 국부진공의 문제점을 개선하고 순간적으로 높은 진공도를 유지하기 위한 진공시일부는, 제3도에서 진공부를 최소한 유지시켜 주는 실링(9)과, 진공도의 밸런스유지를 위한 스프링(10), 그리고 쿳숀패드(11)로서 구성하여 주었다.

그리고, 스크류의 체결높이를 감지해 주기 위한 검출부는 제4도에 도시된 바와 같이, 센서독(12)의 변위를 검지하는 센서(13)를 센서독(12)에 근접되게 설치하여, 센서독(12)의 승강에 따른 위치 변동상태를 감지하도록 하였다.

상기한 바와 같이 구성된 스크류 체결 유니트를 직접 승강시켜주는 역활을 실시하는 에어 기기 유니트는, 첨부도면 제1도에서 스크류 체결 유니트와 직접 연결되어 이를 승강하는 실린더(1)와, 실린더(1)의 구동 및 제어, 그리고 에어 블로우어와 진공 발생의 제어를 위하여 제6도의 회로도와 같은 다수의 솔레노이드 밸브들로서 구성하였다. 또한, 스크류 체결 유니트를 가이드하는 승강가이드 유니트는 제1도에 도시된 바와 같이 가이드 샤프트(14)와 이의 지지를 위한 하우징(2)으로 구성하여 주었다.

마지막으로 죠우유니트는, 제5도의 단면도로서 나타낸 형태로서, 대략 Y자형 또는 V자형상으로서, 일측의 직선형 스핀들측으로 급속하강시 완충작용을 실시하는 댐퍼(16), 스크류 공급시 회전방지역할을 수행하는 힌지 브라켓트(17), 그리고 죠우(18)로서 구성되고, 경사진 일측의 스크류, 공급 측은 스크류를 공급하는 에어 호스(19), 스크류 공급 트러블 발생시 분해조립이 가능한 슈우트 파이프(21)로서 구성되어 있다.

이때, 상기한 바와같은 여러 구성품의 조절을 위한 제6도의 각 솔레노이드 밸브들은, 참조번호 22는 승강 절혼용 솔레노이드밸브, 23은 저속하강용 솔레노이드밸브, 24는 에어 블로우어용 솔레노이드밸브, 25는 진공형성용 솔레노이드 밸브를 각각 나타낸다.

이와같이 구성된 본발명의 스크류 체결기를 통한 스크류 체결 작업을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.

1) 스크류가 체결되지 않은 초기의 상태는 제5a도와 같은 형태로서, 점선과 같이 에어호스(19)를 통해 공급되어온 스크류(26)가 낙하하여 죠유(18)선단에 걸림상태를 유지한다. 이때, 솔레노이드 밸브들은 제6도와 같은 형태로서, 저속하강용 솔레노이드밸브(23), 승강 절환용 솔레노이드밸브(22), 진공형성용 솔레노이드밸브(25), 에어 블로우어용 솔레노이드밸브(24)들은 모두 오프된 상태이고, 이에따라 실린더(1)는 상승하여 스크류 체결작업을 위한 스크류 체결 유니트는 상승된 상태를 유지하고 있다.

2) 1)과 같은 상태에서 피체결물이 안착되어 스크류 체결기로 피체결물의 도착 신호가 입력되면, 저속하강용 솔레노이드밸브(23)와 승강 절환용 솔레노이드밸브(22)가 온되어, 압축공기가 스피드 컨트롤러(27)를 통해 실린더(1)로 공급됨에 따라, 실린더(1)와 연결되어 있는 스크류 체결 유니트는 하방으로 급속 하강한다. 이때, 하강과 함께 전동드라이버(6)는 회전을 하고 진공형성용 솔레노이드밸브(25)는 온되어 진공 시일 부측으로 진공이 형성된다.

3) 진공이 형성됨에 따라, 이 진공력에 의하여 스크류(26)가 빗트 스핀들(5)의 선단부로 제5b도와 같이 흡착된다.

4) 이와같은 상태로 급속하강중 진공파이프(28)가 피체결물에 접촉하기전 약 20㎜부위치에서 저속 하강용 솔레노이드밸브(23)는 오프되고, 이에따라 에어의 흐름이 바뀌면서 스피드 컨트롤러(27)를 통해 제어된 유량만이 배기되어, 스크류 체결기의 하강속도는 고속에서 저속으로 절환된다. 이때, 저속 하강용 솔레노이드밸브(23)의 절환은 실린더(1)에 셋팅된 자동스위치의 온 신호를 입력신호로 전달받아 이루어진다.

5) 이어서, 스크류 체결기의 계속적인 하강에 따라 제5c도와 같은 상태로 스크류(26)는 피체결물에 체결된다.

이때, 스크류 체결기의 진공파이프(28)에 파지된 스크류의 선단이 피체결물에 저속으로 접촉한 순간부터는 제2도는 도시된 추력조정기부를 통하여 스크류의 체결에 필요한 트러스트력의 조정이 이루어지는데, 이것은 추력조정 스프링(3)의 쿳숀이 일어나면서 스크류 체결에 필요한 추력이 부가되어 스크류(26)를 피체결물에 체결시켜주는 것이다. 이때 발생하는 트러스트력을 식으로 나타내면 (W+F)-F'이고,

스크류의 체결완료후, 정확한 체결이 이루어진 것을 판단하기 위한 신호는 전동드라이버(6)자체에서 출력되는 토오크-업 신호와 제4도에 도시한 바와 같이 검출부의 센서(13)가 센서독(12)의 변위차를 감지하여 출력하는 스크류 높이의 신호를 입력시텨 스크류의 체결상태를 판단해주게 된다.

6) 체결 완료신호가 입력되면, 저속 하강용 솔레노이드밸브(23), 승강 절환용 솔레노이드밸브(22), 진공형성용 솔레노이드밸브(25)는 모두 오프되고, 에어 블로우어용 솔레노이드 밸브(24)가 온되어 진공파이프(28)와 진공필터(29)내에 잔존하고 있는 먼지를 기기 밖으로 불어내면서 실린더(1)의 상승에 따라 스크류 체결 유니트는 초기위치로 급속상승한다.

이때, 상승운동에 의하여 발생하는 충격은 제1도의 유압식 완충기(30)를 통해 완화되며, 상승이 완료된 후에는 스크류 공급통로인 에어 호스(19)를 통해 다시 스크류(26)가 공급되면서 초기상태를 갖는다.

이상과 같은 과정을 반복 수행하면서 본발명의 스크류 체결기를 통해 스크류를 자동 공급하여 스크류를 계속적으로 피체결물에 체결시켜주게 된다.

이와같은 본발명의 스크류 체결기는 종래의 체결기에 비하여 다음과 같은 여러가지의 효과를 갖는다.

먼저 스크류 체결작업시에 피체결물에 대한 충격을 극소화 시켜준다. 이것은, 일반적으로 스크류 체결시에 발생하는 충격은 크게 나누어 진공파이프내의 스크류 선단이 피체결물에 충돌, 발생하여 충격하중과, 진공파이프의 선단이 피체결물에 충돌하여 발생하는 충격하중으로서, 스크류에 의한 충격하중은 조정된 추력과 하강 속도에 의해 결정되고, 진공파이프에 의한 충격하중은 진공파이프와 홀더의 어셈블리 중량과 추력 조정기부의 스프링 탄성력 및 하강속도에 의하여 결정이 이루어진다.

이때, 스크류에 의한 충격 하중을 P₁이라 하고, 진공파이프에 의한 충력하중을 P₂라고 하는 경우 이들사이에는 대략 P₂는 2/3 P₁관계가 성립한다.

따라서, 본발명의 스크류 체결기는 종래의 것에 비하여 추력조정이 쉽고, 추력의 편차가 적어 최소한의 추력 셋팅이 가능하므로, 하강속도를 저속으로 용이하게 조정가능하게 P₁을 줄이게 되는 것이다. P₂의 경우에도 스톱퍼의 셋팅에 의해 피체결물과 접촉을 일으키지 않고 체결이 이루어지므로 P₂=0이다.

이에따라, 본발명에 의한 스크류 체결기의 전체 충력하중은 종래의 스크류 체결기에 비하여 대략 1/2로 반감시킬 수 있게 된다. 또한, 스크류 파지 순간의 안정성 증대와 스크류 체결불량 검출능력의 중대 및 스핀들 유니트의 상단을 커플링으로 연결하여 편심및 편축을 흡수하고 안정된 회전을 얻도록 함에따라 스크류의 체결 신뢰성을 향상시키게 된다. 또한, 빗트의 마모가 적어 빗트 교환시기가 길어지고, 진공파이프의 비접촉에 의한 교환시기가 길며, 진공부가 전체적인 진공상태를 유지하므로, 종래와 같은 외부노출공이 없의 외부먼지등의 유입되지 못하므로 주기적인 분해 소지의 필요성이 없어지게 되고, 죠우유니트내에서의 스크류 트러블 발생시 조치시간이 빠르게 때문에, 전체적인 기기의 메인터넌스를 최소화하고 부품의 수명을 연장시켜주게 되는 효과를 갖는다.

Claims

스크류를 피체결물에 자동체결해주는 스크루 체결기가 ; 스크류 체결에 필요한 트러스트력을 스크류에 전달하는 추력조정기부, 자동으로 진공 밸런스 유지를 위한 진공 시일부, 편심과 편축을 흡수하고 스크류 체결시의 추력을 받아주는 회전스핀들부, 스크류 체결 높이를 감지하는 검출부를 갖는 스크류 체결 유니트 ; 상기 스크류 체결 유니트를 승강시켜 주는에어 기기 유니트 ; 상기 스크류 체결 유니트의 승강을 가이드함과 함께 상기 에어 기기 유니트를 설치해주는 승강 가이드 유니트 ; 스크류 공급 및 스크류 작업을 가이드하는 죠유 유니트 ; 로서 구성한것을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 스크류 체결 유니트의 추력 조정기부는 스프링(3)과 스프링(3)의 탄성력을 조정하는 추력조정볼트(4)로서 추력을 조정하도록 됨을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 스크류 체결 유니트의 회전스핀들부는 빗트 스핀들(5)과 전동드라이버(6)사이를 연결하여 편심 및 편각흡수를 하는 울드 햄형 커플링(7)과, 커플링(7)의 하부로 복열 트러스트 베아링(8)을 배치 설치하도록 구성됨을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 스크류 체결 유니트의 진공시일부는 진공상태를 유지하는 실링(9)과 진공도의 밸런싱 유지를 위한 스프링(10), 그리고 쿳숀 패드(11)로서 구성됨을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 스크류 체결 유니트의 검출부는 승강하는 센서독(12)과, 센서독(12)의 변위상태를 근접 감지하는 센서(13)로 구성함을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 에어 기기 유니트는 상기 스크류 체결 유니트와 연결되어 이를 승강시키는 실린더(1)와, 살린더(1)의 구동 및 제어를 위한 저속 하강용 솔레노이드밸브(23), 승강 절환용 솔레노이드밸브(22), 진공형성용 솔레노이드밸브(25), 에어 블로우어용 솔레노이드밸브(24), 스피드 컨트롤러(27)로서 구성함을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 상기 승강 가이드 유니트는 상기 스크류 체결 유니트를 가이드하는 가이드 샤프트(14)와, 이의 지지를 위한 하우징(2)으로 구성함을 특징으로 하는 스크류 체결기.
제1항에 있어서, 죠우 유니트는 Y 또는 V자형으로 일측으로는 완충역할을 위한 댐퍼(16), 스크류공급시 회전방지 역할을 수행하는 힌지브라켓트(17), 죠유(18)를 설치하고, 반대측에는 스크류 공급을 위한 에어 호스(19), 스크류 공급 트러블 발생시 분해조립이 가능한 슈우트 파이프(21)로서 구성함을 특징으로 하는 스크류 체결기.