JP2014097565A

JP2014097565A - 車両組立てロボットのグリッパー

Info

Publication number: JP2014097565A
Application number: JP2013081517A
Authority: JP
Inventors: Jae-Yeong Choi; 載榮崔; Jung Hoon Kim; 延勲金; Myoung Hoon Shim; 明勲沈
Original assignee: Hyundai Motor Co; Industry Academic Cooperation Foundation of Yonsei University
Current assignee: Hyundai Motor Co; Industry Academic Cooperation Foundation of Yonsei University
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2033-04-09
Also published as: KR101856252B1; CN103802119B; KR20140062218A; DE102013209542B4; US20140132019A1; US8894116B2; JP6247831B2; CN103802119A; DE102013209542A1

Abstract

【課題】一般的な産業ロボットや着用型ロボットに適用が可能な車両組立てロボットのグリッパーを提供する。
【解決手段】本グリッパーは、上下に延長された形状のグリッパー本体と、グリッパー本体の下端部から前方に折曲されて形成されることにより組立て対象の下端部を支持する下端把持部と、グリッパー本体の上端部に後端がヒンジで連結され前端が前方に延長されることにより前方に回転時に組立て対象の上端部を把持する上端把持部と、グリッパー本体の上端部から後方に折曲されて延長された設置台と、設置台の上端と上端把持部の間を２節リンク形式で連結する第１リンク及び第２リンクで構成されたリンク部と、リンク部に駆動力を伝達することにより上端把持部を後方又は前方に回転させる駆動部と、を含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両製造の産業現場で利用される車両組立てロボットのグリッパーに関する。

従来の車両組立てロボットのグリッパーとしては、ＫＲ１０−２００４−００１７６６７Ａの「車両のフロントエンドアセンブリー用装着ローダー」がある。これは『自動車量産工場のインライン組立工程を最小化し、モジュール化によって適用される車両のフロントエンドアセンブリーを正確に装着して投入することを可能にする専用装備で製作するものである。フロントエンドアセンブリーの外観品質を保存し、車体に正確に組立てられるように固定し、組立て誤差を最小化して完成車直行率を高めるように組立工程の一側に配置される上下移動用レールと；前記レールに沿って駆動手段によって上下にスライド移動するスライドブロックと；前記スライドブロック上に固定される垂直フレームと；前記垂直フレームの上端に装着される上部水平フレームと；前記垂直フレームの下端に装着される下部水平フレームと；前記上部水平フレームの両端にそれぞれ装着されて前記フロントエンドアセンブリー上のラジエーターサポートアッパーセンターパネルをクランピングするクランピング手段と；前記下部水平フレームの両端に装着されて前記フロントエンドアセンブリー上のフロントバンパーレールの下部に構成される規制ホールに挿入されて装着する装着基準ピンと；前記下部水平フレーム上で、前記装着基準ピンの内側にそれぞれ装着されて前記フロントエンドアセンブリー上のフロントバンパーレールに作用して前記装着基準ピンの装着状態を検出する装着状態検出手段を含む車両のフロントエンドアセンブリー用装着ローダー』を開示している。

上記の先行文献で提示するローダーは、ＦＥＭ（ＦｒｏｎｔＥｎｄＭｏｄｕｌｅ）組立工程に適用される自動化ロボットに適用されるものであって、ＦＥＭは重さ（４０ｋｇ）に比べて体積が大きく複雑な形状を有する。

したがって、このようなＦＥＭを運搬するための自動化ロボットの場合、一般的なロボットに適用される人間の手を模倣したグリッパーでは、ＦＥＭ組立工程を遂行することが困難である。しかし、従来のローダーは重さに対する出力が高くないため、高荷重環境に適用される場合、グリッパーシステムが大きくなるか対応が不可であった。既存のＦＥＭ組立工程では、専用ローダーを用いて作業を遂行するが、このＦＥＭローダーは省力化装備としてホイストに装着されて作動されなければならず、体積が大きくかつ重いため、一般的な産業ロボットに適用することができず、ＦＥＭ組立工程にのみ最適化されている。そのため、一般産業ロボットに適用可能なグリッパーが必要であった。すなわち、着用型ロボットの場合、重くて体積が大きいＦＥＭを自由自在に持ち上げた後、移動させなければならないが、これに適するグリッパーが必要であった。

ＫＲ１０−２００４−００１７６６７Ａ

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、一般的な産業ロボットや着用型ロボットに適用が可能な車両組立てロボットのグリッパーを提供するところにその目的がある。

本発明による車両組立てロボットのグリッパーは、上下に延長された形状のグリッパー本体；前記グリッパー本体の下端部から前方に折曲されて形成されることにより組立て対象の下端部を支持する下端把持部；前記グリッパー本体の上端部に後端がヒンジで連結され前端が前方に延長されることにより前方に回転時に組立て対象の上端部を把持する上端把持部；前記グリッパー本体の上端部から後方に折曲されて延長された設置台；前記設置台の上端と上端把持部の間を２節リンク形式で連結する第１リンク及び第２リンクで構成されたリンク部；及び前記リンク部に駆動力を伝達することにより上端把持部を後方又は前方に回転させる駆動部；を含むことを特徴とする。

前記グリッパー本体は、長さ方向に収縮／伸張可能な構造であるが好ましい。

前記グリッパー本体は、垂直のボディー部、ボディー部下端から後方に折曲された折曲部、折曲部下端から垂直に下向した垂直部で構成されることが好ましい。

前記下端把持部は、グリッパー本体の垂直部下端から前方に折曲されて形成されることが好ましい。

前記グリッパー本体の垂直部及び下端把持部には圧力センサーが設けられることにより組立て対象の下端部が下端把持部に完全に把持されたかを検出することが好ましい。

前記グリッパー本体のボディー部には、前方に突出して組立て対象と接触する緩衝部が設けられることにより移動時に組立て対象が後方に傾くことを防止することが好ましい。

前記下端把持部の前端には上方に突出した引っかかり突起が形成されて組立て対象の下端部が引っかかることにより前方への離脱が防止されることが好ましい。

前記上端把持部は、後端がグリッパー本体の上端部にヒンジで連結され、前端が前方に放物線を描くように延長されることが好ましい。

前記リンク部の第１リンクの後端は、設置台の上端にヒンジで連結され、第２リンクの後端は、第１リンクの前端にヒンジで連結されて、第２リンクの前端は、上端把持部にヒンジで連結されることが好ましい。

前記駆動部は、設置台に設置され、第１リンクの後端に回転力を伝達する電動モーターであることが好ましい。

前記リンク部は、組立て対象が下端把持部と上端把持部によって完全に把持される時、第１リンクと第２リンクが完全に広がることにより一直線上に位置することが好ましい。

前記設置台は、グリッパー本体の上端部から後方及び上方の対角線方向に折曲されて延長されることが好ましい。

前記設置台は、長さ方向に収縮／伸張可能な構造であることが好ましい。

前記組立て対象は、車両のＦＥＭで、下端把持部は、ＦＥＭのバンパーモジュールの下端部を把持し、上端把持部はＦＥＭの上端部を把持することが好ましい。

前記組立て対象は、車両の燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールで、下端把持部は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの下端部を把持し、上端把持部は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの上端部を把持することが好ましい。

上述したような構造からなる車両組立てロボットのグリッパーによれば、一般産業ロボットや着用型ロボットにも適用が可能である。

また、比較的重量対比体積が大きいＦＥＭを安定的に把持することによりＦＥＭを持ち上げた状態でも容易に移動が可能になる。

本発明の一実施例による車両組立てロボットのグリッパーの斜視図である。図１の車両組立てロボットのグリッパーの作動状態図である。図１の車両組立てロボットのグリッパーの作動状態図である。図１の車両組立てロボットのグリッパーにＦＥＭが把持された状態を示した図面である。図４の車両組立てロボットのグリッパーの斜視図である。

以下では添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施例による車両組立てロボットのグリッパーについて説明する。

図１は、本発明の一実施例による車両組立てロボットのグリッパーの斜視図である。本発明の車両組立てロボットのグリッパーは、上下に延長された形状のグリッパー本体１００；グリッパー本体１００の下端部から前方に折曲されて形成されることにより組立て対象Ｆの下端部を支持する下端把持部２００；グリッパー本体１００の上端部に後端がヒンジで連結され前端が前方に延長されることにより前方に回転時に組立て対象Ｆの上端部を把持する上端把持部３００；グリッパー本体１００の上端部から後方に折曲されて延長された設置台４００；設置台４００の上端と上端把持部３００の間を２節リンク形式で連結する第１リンク５２０及び第２リンク５４０で構成されたリンク部５００；及びリンク部５００に駆動力を伝達することにより上端把持部３００を後方又は前方に回転させる駆動部６００；を含む。

図２と図３は、図１の車両組立てロボットのグリッパーの作動状態図であり、図２は平常時の状態で、図３は組立て対象を把持する場合の状態を示す。

本発明のグリッパー本体１００は、上下に延長された形状で、基本的なグリッパーのフレームを構成する。そしてグリッパー本体１００は、長さ方向に収縮／伸張可能な構造であることができる。これはグリッパー本体１００の一部を垂直にスライディング可能な二つの部分に分けることにより容易に具現が可能であり、一部には複数のホールを形成し他の側には複数のホールに挿入されるピンを形成することにより手作業によって長さ調節が可能なようにすることも可能である。そのような垂直長さ調整によって、多様な組立て対象に適用が可能である。

一方、グリッパー本体１００は、垂直のボディー部１２０、ボディー部１２０下端から後方に折曲された折曲部１４０、折曲部１４０下端から垂直に下向した垂直部１６０で構成することができる。

そして、下端把持部２００は、前記グリッパー本体１００の下端部から前方に折曲されて形成されることにより、組立て対象Ｆの下端部を支持する。そのような下端把持部２００は、グリッパー本体１００の垂直部１６０下端から前方に折曲されて形成されるようにすることが可能である。これによって組立て対象Ｆを把持する時、下端把持部２００が組立て対象Ｆを下方で支持する。

そしてグリッパー本体１００の垂直部１６０及び下端把持部２００には圧力センサー１６２、２４０が設けられることにより組立て対象Ｆの下端部が下端把持部２００に完全に把持されたかを検出するようにすることが可能である。そのような検出を通して、はじめて上端把持部３００が組立て対象の把持を遂行する。すなわち、下端把持部２００がまず組立て対象の把持を遂行し、これを圧力センサー１６２、２４０で検出した後、上端把持部３００が把持を遂行することにより組立て対象Ｆを安全に把持することが可能である。

一方、グリッパー本体１００のボディー部１２０には、前方に突出して組立て対象Ｆと接触する緩衝部１２２が設けられることにより移動時に組立て対象Ｆが後方に傾くことを防止するようにする。すなわち、組立て対象を下端把持部２００と上端把持部３００で把持した後、移動時には組立て対象Ｆの形状によっては組立て対象がロボット側すなわち、後方に傾くおそれがある。よって、これを防止するために緩衝部１２２をおくことにより、組立て対象Ｆを上端把持部３００と下端把持部２００の間で安定的に支持するようにする。

また、下端把持部２００の前端には上方に突出した引っかかり突起２２０が形成されて組立て対象Ｆの下端部が引っかかることにより、前方への離脱が防止される。これによって組立て対象の下端部は、下端把持部２００に引っかかり、引っかかり突起２２０によって再び前方への離脱が防止され、同時に圧力センサー１６２、２４０によって把持が確実にできたかをセンシングするようにする。

また、上端把持部３００は、後端がグリッパー本体１００の上端部にヒンジで連結され、前端が前方に放物線を描くように延長されるようにする。上端把持部３００は、グリッパー本体１００の上端部に後端がヒンジＨで連結され前端が前方に延長されることにより前方に回転時に組立て対象Ｆの上端部を把持するようにする。そして、その形状を放物線の形状にすることにより多様に変更し得る組立て対象を常にロボット側、すなわち、後方に加圧しながら抱え込んで引っぱるようにすることにより把持を遂行する。

グリッパー本体１００の上端部では設置台４００が後方に折曲されて延長され、設置台４００の上端と上端把持部３００の間を２節リンク形式で連結する第１リンク５２０及び第２リンク５４０で構成されたリンク部５００を設ける。

また、リンク部５００に駆動力を伝達することにより上端把持部３００を後方又は前方に回転させる駆動部６００を追加する。

具体的には、リンク部５００の第１リンク５２０の後端は、設置台４００の上端にヒンジＨで連結され、第２リンク５４０の後端は、第１リンク５２０の前端にヒンジＨで連結されて、第２リンク５４０の前端は、上端把持部３００にヒンジで連結される。

そして、駆動部６００は、設置台４００に設置され、第１リンク５２０の後端に回転力を伝達する電動モーターである。

これによって、駆動部６００の駆動時に第１リンク５２０が回転し、それに伴って第２リンク５４０もまた加圧されて回転する。そして第２リンク５４０によって上端把持部３００が押されて回転するのであり、上端把持部３００が組立て対象Ｆの上端を完全に把持するに伴い、第１リンク５２０と第２リンク５４０は一直線をなすようにする。

すなわち、リンク部５００は、組立て対象Ｆが下端把持部２００と上端把持部３００によって完全に把持される時、第１リンク５２０と第２リンク５４０が完全に広がることにより一直線上に位置するようにするが、この場合、第１リンク５２０と第２リンク５４０が一直線をなすことにより機構的に回転しない安定的な姿勢を維持することができるようにする。したがって駆動部６００から持続的に過度な動力を伝達しなくても上端把持部３００が組立て対象Ｆを把持した状態で維持される。

勿論、組立て対象の形状によってグリッパー本体の垂直長さや設置台の水平長さを調整して完全な把持時点と、第１リンク５２０と第２リンク５４０が一直線をなす時点を同一にする必要がある。

また、設置台４００は、グリッパー本体１００の上端部から後方及び上方の対角線方向に折曲されて延長され、設置台４００は長さ方向に収縮／伸張可能な構造にすることにより、組立て対象に対する上端把持部の水平距離と垂直距離を全て調節することができる。

図４は、図１に示された車両組立てロボットのグリッパーにＦＥＭが把持された状態を示した図面である。図５は、図４に示された車両組立てロボットのグリッパーを側方から眺めた斜視図である。

この場合には、組立て対象Ｆは車両のＦＥＭで、下端把持部２００はＦＥＭのバンパーモジュールＦ２０の下端部を把持し、上端把持部３００はＦＥＭの上端部Ｆ１０を把持する。このように、本発明の車両組立てロボットのグリッパーは、車両のＦＥＭの場合、下端把持部２００がバンパーモジュールＦ２０を支持し上端把持部３００がＦＥＭの上端部Ｆ１０を抱え込むように把持することにより、安定的にＦＥＭをつかんで移動することができ、バンパーモジュールＦ２０が曲線の形態であることを勘案する時、両腕ロボットの場合にもこれを容易に安定的に支持することができる。

一方、本発明の組立て対象Ｆは、車両の燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールに適用することができる。そしてこれに限定されるのではなく、車両の組立用モジュールのうち重量が相当にある部分に対して適用が可能なものである。よって、組立て対象Ｆが車両の燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの場合に、下端把持部２００は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの下端部を把持し、上端把持部３００は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの上端部を把持することができる。

本発明は、特定の実施例に関して図示して説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想の範囲内で、多様に変形できる。

１００グリッパー本体
２００下端把持部
３００上端把持部
４００設置台
５００リンク部
５２０第１リンク
５４０第２リンク
６００駆動部

Claims

上下に延長された形状のグリッパー本体と、
前記グリッパー本体の下端部から前方に折曲されて形成されることにより組立て対象の下端部を支持する下端把持部と、
前記グリッパー本体の上端部に後端がヒンジで連結され前端が前方に延長されることにより前方に回転時に組立て対象の上端部を把持する上端把持部と、
前記グリッパー本体の上端部から後方に折曲されて延長された設置台と、
前記設置台の上端と上端把持部の間を２節リンク形式で連結する第１リンク及び第２リンクで構成されたリンク部と、
前記リンク部に駆動力を伝達することにより上端把持部を後方又は前方に回転させる駆動部と、
を含むことを特徴とする車両組立てロボットのグリッパー。
前記グリッパー本体は、長さ方向に収縮／伸張可能な構造であることを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記グリッパー本体は、垂直のボディー部、ボディー部下端から後方に折曲された折曲部、折曲部下端から垂直に下向した垂直部で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記下端把持部は、グリッパー本体の垂直部下端から前方に折曲されて形成されたことを特徴とする請求項３に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記グリッパー本体の垂直部及び下端把持部には圧力センサーが設けられることにより組立て対象の下端部が下端把持部に完全に把持されたかを検出することを特徴とする請求項４に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記グリッパー本体のボディー部には、前方に突出して組立て対象と接触する緩衝部が設けられることにより移動時に組立て対象が後方に傾くことを防止することを特徴とする請求項３に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記下端把持部の前端には上方に突出した引っかかり突起が形成されて組立て対象の下端部が引っかかることにより前方への離脱が防止されることを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記上端把持部は、後端がグリッパー本体の上端部にヒンジで連結され、前端が前方に放物線を描くように延長されたことを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記リンク部の第１リンクの後端は、設置台の上端にヒンジで連結され、第２リンクの後端は、第１リンクの前端にヒンジで連結されて、第２リンクの前端は上端把持部にヒンジで連結されたことを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記駆動部は、設置台に設置され、第１リンクの後端に回転力を伝達する電動モーターであることを特徴とする請求項９に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記リンク部は、組立て対象が下端把持部と上端把持部によって完全に把持される時、第１リンクと第２リンクが完全に広がることにより一直線上に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記設置台は、グリッパー本体の上端部から後方及び上方の対角線方向に折曲されて延長されたことを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記設置台は、長さ方向に収縮／伸張可能な構造であることを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記組立て対象は、車両のＦＥＭで、下端把持部はＦＥＭのバンパーモジュールの下端部を把持し、上端把持部はＦＥＭの上端部を把持することを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。
前記組立て対象は、車両の燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールで、下端把持部は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの下端部を把持し、上端把持部は燃料タンクモジュール又はショックアブソーバーモジュールの上端部を把持することを特徴とする請求項１に記載の車両組立てロボットのグリッパー。