KR102595785B1 - 팝너트 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팝너트 체결장치에 관한 것으로, 선단부에 결합된 작업엔빌을 갖는 본체하우징과, 본체하우징의 축선방향을 따라 압착대기 위치와 압착작업 위치 간을 슬라이딩 이동가능하게 결합된 슬라이딩하우징과, 본체하우징의 축선방향으로 위치된 구동스크류축과 구동스크류축에 결합되어 슬라이딩하우징을 압착작업방향으로 슬라이딩 이동시키는 슬라이더와 본체하우징에 설치되어 구동스크류축을 회전구동하는 압착구동모터를 갖는 압착구동부와, 작업엔빌을 통해 축선방향을 따라 노출되며 팝너트가 나사결합 가능한 체결숫나사가 형성된 체결바아와 슬라이딩하우징에 설치되어 체결바아를 회전구동하는 체결모터를 갖는 체결작업부와, 체결모터의 모터부하를 측정하는 체결모터부하 측정센서와, 압착구동모터의 모터부하를 측정하는 압착구동모터부하 측정센서 및, 체결모터부하 측정센서와 압착구동모터부하 측정센서의 신호에 기초하여 체결바아에 체결된 팝너트의 적정 체결상태 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

팝너트 체결장치{Fastening apparatus for pop nut}

본 발명은 팝너트 체결장치에 관한 것이다.

탭핑없는 체결홀을 갖는 패널들을 상호 결합할 때 팝너트가 사용된다. 팝너트는 팝너트 체결장치에 구비된 체결부에 나사결합된 후 패널간에 형성된 체결홀에 삽입된 상태에서 압착성형되어 패널에 체결된다. 이때, 팝너트는 체결부에 정확하게 나사 결합되어야지만 팝너트의 미성형과 같은 성형불량이 발생되지 않는다.

그러나 종래의 팝너트 체결장치는 나사부에 이물질이 존재하거나 나사부의 성형이 불량인 팝너트가 사용되어 팝너트가 체결부에 비정상적으로 나사결합된 것을 작업자가 일일이 확인을 하지 않으면 알 수가 없어 팝너트의 성형불량이 종종 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 팝너트의 비정상 체결을 방지할 수 있는 팝너트 체결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 팝너트 체결장치는 선단부에 결합된 작업엔빌을 갖는 본체하우징과, 상기 본체하우징의 축선방향을 따라 압착대기 위치와 압착작업 위치 간을 슬라이딩 이동가능하게 결합된 슬라이딩하우징과, 상기 본체하우징의 축선방향으로 위치된 구동스크류축과 상기 구동스크류축에 결합되어 상기 슬라이딩하우징을 압착작업방향으로 슬라이딩 이동시키는 슬라이더와 상기 본체하우징에 설치되어 상기 구동스크류축을 회전구동하는 압착구동모터를 갖는 압착구동부와, 상기 작업엔빌을 통해 축선방향을 따라 노출되며 상기 팝너트가 나사결합 가능한 체결숫나사가 형성된 체결바아와 상기 슬라이딩하우징에 설치되어 상기 체결바아를 회전구동하는 체결모터를 갖는 체결작업부와 상기 체결모터의 모터부하를 측정하는 체결모터부하 측정센서와, 상기 압착구동모터의 모터부하를 측정하는 압착구동모터부하 측정센서 및, 상기 체결모터부하 측정센서와 상기 압착구동모터부하 측정센서의 신호에 기초하여 상기 체결바아에 체결된 팝너트의 적정 체결상태 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 체결모터의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 회전수 감지센서로부터 감지된 회전수가 미리 설정된 회전수와 일치될 때 상기 팝너트가 정상 체결상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 상기 팝너트의 적정 체결상태 및 정상 체결상태가 아닌 것으로 판단될 때 해당 상황을 표시하는 경보표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 압착구동부의 압착조건을 선택하기 위한 압착조건 선택부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 압착조건 선택부에서 선택된 조건에 따라 상기 압착구동모터를 제어하는 것이 바람직하다.

상기 압착구동모터의 부하 전류치를 측정하는 부하전류 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 부하전류 감지부로부터의 부하전류에 기초하여 상기 압착구동모터의 압착력을 평가하고 상기 압착력이 소정의 적정 압착력범위 내에 있을 때 적정 압착상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 팝너트의 비정상 체결을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 팝너트 체결장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 체결작업부의 작동을 도시하는 작동상태도이다.
도 4는 도 2에 도시된 압착구동부의 작동을 도시하는 작동상태도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팝너트 체결장치의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시하는 블록도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 팝너트 체결장치를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 팝너트 체결장치(100)는 본체하우징(110), 슬라이딩하우징(120), 압착구동부(130), 체결작업부(140), 체결모터부하 측정센서(150), 압착구동모터부하 측정센서(160), 제어부(170)로 이루어진다.

본체하우징(110)은 기본골격이 되는 것으로 팝너트 체결장치(100)의 다른 구성을 지지한다. 또한, 본체하우징(110)의 선단에는 작업엔빌(112)이 결합된다.

본체하우징(110)의 내부에는 복수의 가이드바아(114)가 길이방향으로 마련되고, 복수의 가이드바아(114)에는 슬라이딩하우징(120)이 슬라이딩 가능하게 결합된다.

슬라이딩하우징(120)은 본체하우징(110)의 축선방향을 따라 압착대기 위치와 압착작업 위치 간을 슬라이딩 이동가능하게 결합된다.

압착구동부(130)는 슬라이딩하우징(120)을 압착작업방향으로 슬라이딩 이동시켜 체결작업부(140)의 체결바아(142)에 나사결합된 팝너트(10)를 패널(20)과 같은 부품에 형성된 체결홀(20a)에 장착되도록 압착성형한다.

이러한, 압착구동부(130)는 본체하우징(110)의 축선방향으로 위치된 구동스크류축(132)과, 구동스크류축(132)에 결합되어 슬라이딩하우징(120)을 압착작업방향으로 슬라이딩 이동시키는 슬라이더(134)와, 본체하우징(110)에 설치되어 구동스크류축(132)을 회전구동하는 압착구동모터(136)로 이루어진다.

슬라이더(134)는 복수의 연결바(134a)를 가지며, 복수의 연결바(134a)의 단부는 슬라이딩하우징(120)에 결합되어 슬라이더(134)가 슬라이딩하우징(120)을 압착대기 위치와 압착작업 위치 간을 슬라이딩 이동시킬 수 있게 한다.

또한, 압착구동부(130)는 압착조건을 선택하기 위한 압착조건 선택부(138)와, 압착구동모터(136)의 부하 전류치를 측정하는 부하전류 감지부(139)를 더 포함한다.

체결작업부(140)는 작업엔빌(112)을 통해 축선방향을 따라 노출되며 팝너트(10)가 나사결합 가능한 체결숫나사(142a)가 형성된 체결바아(142)와, 슬라이딩하우징(120)에 설치되어 체결바아(142)를 회전구동하는 체결모터(144)로 이루어진다.

체결작업부(140)는 체결모터(144)의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서(146)를 더 포함한다.

체결모터부하 측정센서(150)는 체결바아(142)에 팝너트(10)가 나사결합될 때 발생되는 체결모터(144)의 모터부하를 측정한다.

압착구동모터부하 측정센서(160)는 체결바아(142)에 팝너트(10)가 나사결합될 때 구동스크류축(132)에 작용하는 축력에 의해 압착구동모터(136)에 발생하는 모터부하를 측정한다.

여기서, 구동스크류축(132)에 작용하는 축력은 구동스크류축(132)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 슬라이더(134)가 슬라이딩하우징(120)과 연결되어 있기 때문에, 체결바아(142)에 나사결합되는 팝너트(10)의 일측이 작업엔빌(112)의 단부에 접촉될 때 팝너트(10)가 체결되는 방향의 반대방향으로 힘에 의한 것이다.

도 5를 참조하면, 제어부(170)는 압착구동부(130)와 체결작업부(140)의 작동을 제어하는 것으로, 압착조건 선택부(138), 부하전류 감지부(139), 회전수 감지센서(146), 체결모터부하 측정센서(150), 압착구동모터부하 측정센서(160)로부터 정보를 수신한다.

또한, 제어부(170)는 팝너트(10)가 적정 체결상태 및 정상 체결상태가 아닌 것으로 판단될 때 해당 상황을 표시하는 경보표시부(172)를 포함한다.

제어부(170)는 회전수 감지센서(146)를 통해 체결모터(144)의 회전수를 계수하여 체결바아(142)에 나사결합된 팝너트(10)가 정상 체결상태인지 여부를 판단한다.

구체적으로, 회전수 감지센서(146)로부터 감지된 회전수가 미리 설정된 회전수와 일치될 때 제어부(170)는 체결바아(142)에 나사결합된 팝너트(10)가 정상 체결상태인 것으로 판단한다. 회전수 감지센서(146)로부터 감지된 회전수가 미리 설정된 회전수와 불일치 하면 제어부(170)는 체결바아(142)에 나사결합된 팝너트(10)가 비정상 체결상태인 것으로 판단하고, 작업자 또는 관리자가 알 수 있도록 경보표시부(172)를 통해 경보를 표시한다.

그리고, 제어부(170)는 팝너트(10)의 체결상태가 정상 체결상태일 때, 체결모터부하 측정센서(150)와 압착구동모터부하 측정센서(160)의 신호에 기초하여 체결바아(142)에 체결된 팝너트(10)의 적정 체결상태 여부를 판단한다.

구체적으로, 체결모터부하 측정센서(150) 및 압착구동모터부하 측정센서(160)로부터의 신호가 미리 설정된 부하값과 일치하면, 체결바아(142)에 체결된 팝너트(10)의 체결상태는 적정 체결상태이다.

이와 달리, 체결모터부하 측정센서(150)로 측정된 체결모터(144)의 모터부하는 미리 설정된 부하값과 일치하나, 압착구동모터부하 측정센서(160)로부터의 신호가 없는 경우는 팝너트(10)의 내주면에 형성된 암나사부에 이물질이 끼어 있거나, 암나사부에 형성된 나사산의 불량으로 인해 팝너트(10)의 일측면이 작업엔빌(112)의 단부에 맞닿지 않은 비적정 체결상태이다.

아울러, 제어부(170)는 압착조건 선택부(138)에서 선택된 조건에 따라 압착구동모터(136)를 제어한다. 압착조건 선택부(138)에서 선택되는 조건은 팝너트(10)의 재질, 두께 및, 팝너트(10)가 장착되는 패널(20)의 재질, 두께에 따른 압착구동부(130)의 압착성형값이며, 압착성형값은 미리 측정되어 제어부(170)에 입력된다.

압착구동부(130)의 압착성형값은 구동스크류축(132)의 회전수 및 회전속도를 조절하여 구동스크류축(132)에 의해 압착대기방향으로 슬라이드 이동되는 슬라이더(134)의 이동거리 및 이동속도에 의해 결정된다.

그리고, 제어부(174)는 부하전류 감지부(139)로부터의 부하전류에 기초하여 팝너트(10)를 압착하는 압착구동부(130)의 압착력을 평가하고, 압착력이 소정의 적정 압착범위 내에 있을 때 적정 압착상태인 것으로 판단한다. 제어부(170)는 팝너트(10)가 적정 압착상태가 아닌 것으로 판단되면 경보표시부(172)를 통해 경보를 표시하여 작업자 또는 관리자가 즉시 알 수 있도록 한다.

상술한 바와 같은 구성에 의해, 팝너트(10)의 재질, 두께 및, 팝너트(10)가 장착되는 패널의 재질, 두께에 따라 압착구동부(130)의 압착력을 조절할 수 있고, 조절된 압착력으로 성형된 팝너트(10)의 압착상태를 실시간으로 확인하여 팝너트(10)가 균일한 품질로 패널에 압착성형되어 장착되게 할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110; 본체하우징
120;슬라딩하우징
130; 압착구동부
140; 체결작업부
150; 체결모터부하 측정센서
160; 압착구동모터부하 측정센서
170; 제어부

Claims (5)

1. 팝너트 체결장치에 있어서,
   선단부에 결합되는 작업엔빌을 갖는 본체하우징;
   상기 본체하우징의 축선방향을 따라 압착대기 위치와 압착작업 위치 간을 슬라이딩 이동가능하게 결합된 슬라이딩하우징;
   상기 본체하우징의 축선방향으로 위치된 구동스크류축과, 상기 구동스크류축에 결합되어 상기 슬라이딩하우징을 압착작업방향으로 슬라이딩 이동시키는 슬라이더와, 상기 본체하우징에 설치되어 상기 구동스크류축을 회전구동하는 압착구동모터를 갖는 압착구동부;
   상기 작업엔빌을 통해 축선방향을 따라 노출되며 상기 팝너트가 나사결합 가능한 체결숫나사가 형성된 체결바아와, 상기 슬라이딩하우징에 설치되어 상기 체결바아를 회전구동하는 체결모터를 갖는 체결작업부;
   상기 체결바아에 상기 팝너트가 나사결합될 때 상기 체결모터의 모터부하를 측정하는 체결모터부하 측정센서;
   상기 팝너트가 상기 작업엔빌에 접촉될 때 상기 슬라이더를 통해 상기 구동스크류축에 작용하는 축력에 의해 상기 압착구동모터에 발생되는 모터부하를 측정하는 압착구동모터부하 측정센서;
   상기 체결모터부하 측정센서와 상기 압착구동모터부하 측정센서의 신호에 기초하여 상기 체결바아에 체결된 팝너트의 적정 체결상태 여부를 판단하는 제어부; 및,
   상기 슬라이더와 상기 슬라이딩하우징을 연결하여 상기 슬라이더와 상기 슬라이딩하우징이 축선방향으로 이동되게 하는 복수의 연결바;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팝너트 체결장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결모터의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 회전수 감지센서로부터 감지된 회전수가 미리 설정된 회전수와 일치될 때 상기 팝너트가 정상 체결상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 팝너트 체결장치.
   
3. 청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 팝너트의 적정 체결상태 및 정상 체결상태가 아닌 것으로 판단될 때 해당 상황을 표시하는 경보표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팝너트 체결장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 압착구동부의 압착조건을 선택하기 위한 압착조건 선택부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 압착조건 선택부에서 선택된 조건에 따라 상기 압착구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 팝너트 체결장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 압착구동모터의 부하 전류치를 측정하는 부하전류 감지부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 부하전류 감지부로부터의 부하전류에 기초하여 상기 압착구동모터의 압착력을 평가하고 상기 압착력이 소정의 적정 압착력범위 내에 있을 때 적정 압착상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 팝너트 체결장치.