KR100200334B1

KR100200334B1 - 부품조립장치

Info

Publication number: KR100200334B1
Application number: KR1019920013803A
Authority: KR
Inventors: 히라따야쓰나리
Original assignee: 히라타 야스나리; 히라따기꼬오 가부시키가이샤
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1999-06-15
Also published as: IT1262706B; ITBS930016A0; JPH05285747A; DE4301284A1; KR930021319A; ITBS930016A1; US5566436A

Abstract

본 발명은 장치가대(21)상에 암기구(25)가 수직축(23)을 따라 승강할 수 있도록 된 원통좌표형 로봇(22)을 설치하고 암기구(25)의 선단에 조립용공구(40)를 수직으로 유지하는 공구착탈헤드(38)를 설치하는 한편, 로봇(22)의 전방에 테이블장치(51)를 설치하고 공작물(44)을 얹어놓은 테이블(52)을 직교하는 2축의 주위로 자유롭게 회전시킬 수 있도록 한 부품조립장치에 관한 것으로, 부품을 연직방향에서 공작물의 부품삽입구멍으로 삽입할 수 있도록 함으로써 조립용공구를 이동시키기 위한 기구를 간단하게 함과 아울러 부품삽입구멍으로 부품을 안정되게 삽입할 수 있도록 하고 부품의 압입작업도 가능하게 한 것이다.

Description

부품조립장치

제1도는 종래의 부품조립장치를 나타내는 측면도.

제2도(a),(b)는 종래의 부품조립장치에 의한 부품삽입시의 상태를 나타내는 설명도.

제3도는 종래의 부품조립장치에 있어서 척공구에 물려있는 부품을 나타내는 측면도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 부품조립 장치를 나타내는 것으로서 일부를 파단(破斷)한 측면도.

제5도는 상기실시예의 평면도.

제6도는 상기 실시예에 사용되고 있는 테이블장치를 나타내는 단면도.

제7도 는 상기 테이블장치의 일부를 분해한 단면도.

제8도(a),(b)는 상기 테이블장치의 동작설명도.

제9도는 상기실시예에 사용되고 있는 원통좌표형 로봇을 나타내는 측면도.

제10도 (a),(b)는 상기 부품삽입시의 상태를 나타낸 설명도.

제11도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 부품조립장치를 나타내는 것으로서 일부를 파단한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : 원통좌표형 로봇 23 : 수직축

25 : 암(arm)기구 38 : 공구착탈헤드

40,40a,40b : 조립용 공구 42 : 부품

44 : 공작물 46 : 부품삽입구멍

51 : 테이블장치 52 : 테이블

R : 테이블 회전축 T : 테이블자세축

72 : 직교좌표형 로봇 73 : 레일

74 : 베이스 77 : 수직축

78 : 횡행축(橫行軸) 79 : 공구착탈헤드

본 발명은 부품조립장치에 관한 것이다. 구체적으로 말하면 본 발명은 제품의 조립공정에 있어서, 부품을 공작물에 삽입, 압입 또는 나사맞춤등으로 조립하기 위한 부품조립장치에 관한 것이다.

기계나 장치의 조립작업중에서도 끼워맞추는 작업은 기본적인 것으로서, 예를들면 구멍에 축을 세우거나 베어링에 축을 삽입하는 작업 등이 있다.

이와같은 끼워맞추는 작업에 사용되는 종래의 부품조립장치의 측면도를 제1도에 나타낸다. 이 종래예의 부품조립장치에 있어서는 수직다관절형로봇(A)이 사용되고 있으며, 이 로봇 (A)의 암(1,2)은 수직인 면내에서만 작동하도록 구성되어 있다. 즉 로봇 (A)은 2개의 암(1,2)을 가지고 있고, 제 1 암(1)은 베어링(3)을 통하여 고정대(4)에 기단(基端)이 회동할 수 있도록 연결되어 있으며, 감속기가 부착된 서보 모터(5)에 의해 Ø1방향으로 회동하게 된다. 이 제 1 암(1)의 선단에는 제 2 암(2)의 기단이 베어링(6)을 통하여 회동할 수 있도록 연결되어 있고, 감속기가 부착된 서보 모터(7)를 구동함으로써 제 2암(2)을 Ø2방향으로 회동시키도록 되어 있다. 또 제 2 암(2)의 선단에는 베어링(8)을 통하여 기계손(mechanical hand)과 같은 척공구(9)가 설치되어 있고, 척공구(9)도 감속기가 부착된 서보 모터(10)에 의해 Ø3방향으로 회동하도록 되어 있다. 또 고정대(4)는 베어링(16)에 의해 회동할 수 있도록 되어 있고, 서보 모터 및 감속기(모두 도시하지 않음)에의 해 4방향으로 회동하게 된다.

제 2암(2)도 베어링(17)에 의해 회동하도록 되어 있고, 서보 모터 및 감속기(모두 도시하지 않음)에 의해 Ø5방향으로 회동하도록 되어 있다. 척공구(9)도 베어링(18)에 의해 회동하도록 되어 있고, 서보 모터 및 감속기(모두 도시하지 않음)의 의해 Ø6방향으로 회동한다. 한편 공작물(11)은 테이블(12)상에 놓여진다.

다음에 제1도와 같은 부품조립장치에 의해 공작물(11)에 부품을 조립하는 순서를 제2도 (a),(b)를 따라 설명한다.

우선 컨베이어(도시하지 않음)에서 테이블(12)상으로 공작물(11)이 공급되면 공작물(11)은 테이블(12)상에서 정지한다. 공작물(11)의 각 부품이 삽입되는 곳에서 부품(13)을 삽입하기 위한 구멍(14a,14b,...)이 설치 되어 있고, 부품삽입구멍(14a,14b,...)의 개구부에는 테이퍼(15)가 형성되어 있다. 한편 로봇 (A)은 척공구(9)에 의해 파트 피터 (parts feeder) 등에서 부품(13)을 빼내어 부품삽입구멍(14a)으로의 삽입각도에 맞춰서 잡고, 제2도 (a)에 나타낸 바와 같이 공작물(11)의 표면을 따라 부품(13)을 이동시킨다. 그 다음에 부품삽입구멍(14a)을 감지하면 부품(13)을 부품삽입구멍(14a)에 맞추고, 제2도(b)에 나타낸 바와 같이 그대로 부품(13)을 부품삽입구멍(14a)에 똑바로 밀어넣어 소정깊이까지 삽입한다.

이렇게 하여 1개의 부품(13) 삽입이 완료되면 부품삽입구멍(14a)의 경우와 같은 방식으로 부품삽입구멍(14b)에 다른 부품(13)을 삽입한다. 이와같이하여 모든 부품(13)이 공작물(11)의 부품삽입구멍(14a,14b,...)에 삽입되면 공작물(11)은 테이블(12)에서 컨베이어(도시하지 않음)로 반출된다.

그러나 종래의 부품조립장치에 있어서는 공작물(11)의 부품삽입구멍(14a,14b,...)이 연직방향으로 되어 있지 않을 경우에는 척공구(9)에 잡혀 있는 부품(13)도 연직방향으로 되지 않아 제3도에 나타낸 바와 같이 비스듬히 잡히므로 부품(13)에는 척공구(9)로부터의 유지력(P)과 자중(G)에 의해 모멘트(M)가 발생하여 부품(13)이 척공구(9)의 축심에 대해 기울어지기 쉬웠다. 이 때문에 척공구(9)가 부품삽입구멍(14a,14b,...)과 평행하게 자세가 제어되어 있어도 부품(13)이 부품삽입구멍(14a,14b,...)에 대하여 평행하게 되어 있지 않고 부품(13)의 부품삽입구멍(14a,14b,...)으로의 삽입이 불가능하게 되는 일이 있었다. 게다가 부품(13)을 안정되게 유지할 수 없기 때문에 부품(13)이 척공구(9)에서 탈락할 우려가 있었다.

또한 이 부품조립장치에 있어서는 회전운동을 기본으로 하는 수직다관절형 로봇(A)을 사용하고 있으므로 부품삽입시에는 척공구(9)의 방향을 부품삽입구멍(14a,14b,...)과 평행하게 맞춘후, 각 암(1,2) 및 척공구(9)의 회전운동의 조합을 부품삽입구멍(14a,14b,...)과 평행한 직선운동으로 변환할 필요가 있어 각 암(1,2) 및 척공구(9)의 동작제어가 복잡하였다. 이 때문에 부품조립장치[또는 각 서보 모트(5,7,10)]의 제어회로나 제어프로그래밍 등도 복잡해져서 조작이 어렵게 되어 있었다.

또한 장치의 위치조정도 어렵고 부품삽입정밀도를 유지하는 일도 어렵기 때문에 로봇(A)의 동작오차 등에 의해 부품(13)이 부품삽입구멍(14a,14b,...)에서 어긋나면 제2도(b)에 나타낸 바와 같이 부품삽입구멍(14a,14b,...)에서 부품(13)이 기울어져서 부품(13)의 안정된 삽입이 불가능하게 되는 일이 많았다.

또 부품(13)을 부품삽입구멍(14a,14b,...)에 압입할 경우에는 로봇(A)의 관절부분(즉 베어링이나 감속기)에 큰 편심하중(또는 모멘트)이 작용하므로 제1도와 같은 부품조립장치로는 부품(13)을 압입할 수 없다. 따라서 부품(13)을 압입할 경우에는 로봇 (A)에 의해 부품(13)을 부품삽입구멍(14a,14b,...)으로 약간 삽입한 후 다른 장치로 압입해야 하기 때문에 단일한 장치로 부품(13)의 압입작업을 할 수 없었다.

본 발명은 상술한 종래예의 결점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 부품을 연직방향에서 공작물의 부품삽입구멍으로 삽입할 수 있게 함으로써 조립용공구를 이동시키기 위한 기구를 간단하게 함과 아울러 부품삽입구멍으로 부품을 안정되게 삽입할 수 있도록 하고, 또한 부품의 압입작업도 가능하게 하는 데 있다.

본 발명 부품조립장치는 부품을 연직으로 유지하는 조립용공구와, 상기 조립용공구를 수평면내에서 이동시키기 위한 2차원 변위기구와, 상기 조립용공구를 연직방향으로 이동시키기 위한 승강기구와, 부품을 조립할 수 있는 공작물을 얹어놓는 적어도 2축 주위로 회동할 수 있게 된 테이블을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기 조립용공구는 공구자동교환기구에 의해 2차원변위기구 또는 승강기구에 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명 부품조립장치에 있어서는 테이블을 적어도 2축주위로 회동할 수 있게 되어 있으므로 테이블을 자유자재로 회전시킬 수 있고, 공작물의 부품삽입구멍이 어느 방향으로 되어 있어도 공작물을 얹어놓는 테이블을 회동시킴으로써 공작물의 부품삽입구멍을 연직방향으로 향하게 할 수 있다. 따라서 2차원 변위기구에 의해 조립용공구를 수평으로 작동시키고, 연직으로 유지되고 있는 부품을 공작물의 위쪽으로 이동시켜 부품과 부품삽입구멍을 일치시키며, 승강기구에 의해 조립용공구를 하강시키고, 조립용공구를 하강시키는 힘에 의해 부품을 공작물의 부품삽입구멍으로 삽입할 수 있다.

이 부품조립시에 있어서는 부품은 조립용공구에 의해 연직으로 잡혀 있으므로 부품에는 자중에 의해 모멘트가 발생하는 일이 없어 조립용공구에 의해 부품을 안정되게 잡게 할 수 있다. 이 때문에 부품이 조립용공구에서 탈락할 우려가 없어져서 부품의 부품삽입구멍으로의 삽입도 안정되게 된다.

또한 부품을 부품삽입구멍에 맞추려면 2차원변위기구만을 구동하면 되고 부품을 부품삽입구멍에 삽입하려면 승강기구만을 구동하면 되므로 조립용 공구를 이동시키기 위한 기구를 간단하게 할 수 있고 제어계 및 조작도 용이하게 된다. 또 조립용공구의 위치조정도 용이하게 되고 부품삽입정밀도를 유지하는 일도 용이하게 되므로 부품의 부품삽입구멍으로의 삽입작업을 고정밀도로 확실하게 행할 수 있게 된다.

또한 부품을 부품삽입구멍에 삽입할 때에는 조립용공구를 승강기구로 하강시키는 힘에 의해 부품을 부품삽입구멍에 삽입할 수 있고, 더구나 조립용공구에는 연직방향의 반력이 가해지는데, 이 반력은 2차원변위기구의 가동방향과 직교하고 있기 때문에 2차원변위기구의 가동부분에 가동방향의 편하중이나 모멘트가 작용하지 않아 부품삽입시의 큰 반력을 막아낼 수 있다. 이 때문에 큰 삽입력으로 부품을 부품삽입구멍에 삽입시키는 것이 가능하게 되어 끼워맞추기가 어려운 부품삽입구멍에도 부품을 압입할 수 있다.

또한 공구자동교환기구에 의해 조립용공구를 착탈가능하게 설치하면 치수나 형상이 다른 다종의 부품을 1대의 부품조립장치로 처리하는 것이 가능하게 된다.

이하에 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제4도 및 제5도는 본 발명의 일실시예에 의한 부품조립장치(B)를 나타낸 것으로서 일부를 파단한 측면도 및 평면도이다. 21은 장치가대(架臺)로서, 장치가대(21)상에는 로봇(22)이 설치되어 있다. 이 로봇(22)은 원통좌표형 로봇으로서, 장치가대(21)상에 세워설치된 수직축(23)에 로봇본체(24)가 승강이 자유롭게 설치되어 있고, 로봇 본체(24)에는 수평면내에서만 회동하는 암기구(25)가 설치되어 있다.

이 로봇(22)의 상세한 것을 제9도에 나타낸다. 로봇본체(24)의 전면에 돌출설치된 제 1 관절부(26)의 상면에는 감속기(27)를 설치하고 있으며, 제 1 관절부(26)에 베어링(28a)을 통해 수직인 회전축(29)을 회전가능하게 지지하고, 제 1 관절부(26)에 고정된 서보 모터 등의 제어용모터(30)를 감속기(27)를 통해 회전축(29)에 접속하고 있다. 이 회전축(29)에는 제 1 수평암(31)의 기단부가 고정되어 있고, 제어용모터(3)를 구동함으로써 제 1 수평암(31)을 Ø1방향으로 회동시킬 수 있다. 마찬가지로 제 1 수평암(31)의 선단에 설치된 제 2 관절부(32)의 상면에도 감속기(33)를 설치하고 있고, 제 2 관절부(32)에 베어링(28b)을 통해 수직인 회전축(34)을 회전 가능하게 지지하고, 제 2 관절부(32)에 고정된 서보 모터 등의 제어용모터(35)를 감속기(33)를 통해 회전축(34)에 접속하고 있다. 이 회전축(34)에 는 제 2 수평암(36)의 기단부가 고정되어 있고, 제어용모터(35)를 구동함으로써 제 2 수평암(36)을 Ø2방향으로 회동시킬 수 있다. 이렇게 하여 제어용모터(30,35)에 의해 제 1 및 제 2수평암(31,36)을 회동시킴으로써 제 2 수평암(36)의 선단을 수평면내에 있어서 제5도에 2점쇄선(D)으로 나타낸 범위내에서 이동시킬 수 있다.

제 2 수평암(36)의 선단에는 베어링(37)을 통해 오토핸드체인저(auto hand changer)와 같은 공구자동교환기구를 갖춘 공구착탈헤드(38)가 회전가능하게 설치되어 있고, 제 2 수평암(36)의 선단부 상면에 고정된 감속기가 서보 모터 등의 제어용모터(39)를 공구착탈헤드(38)에 접속하고 있어 제어용모터(39)에 의해 공구착탈헤드(38)을 Ø3방향으로 회전시킬 수 있다. 이 공구착탈헤드(38)에는 기계손과 같은 조립용공구(40)가 착탈가능하게 설치 되어 있어 조립용공구(40)도 공구착탈헤드(38)와 함께 Ø3방향으로 회전시킬 수 있다.

또한 제5도에 나타나 있는 바와 같이 장치가대(21)의 양측에는 예를들어 팰릿(pallet)에 고정된 부품(42)을 로봇(22)의 이동범위(D)내로 공급하기 위한 부품공급장치(41)가 설치되어 있다. 제5도의 실시예에서는 2대의 부품공급장치(41)가 설치되어 있으므로 각 부품공급장치(41)에 의해 적어도 2종의 부품(42)을 공급할 수 있다. 각 부품공급장치(41)와 로봇(22)사이에 설치된 공구교환대(43)에는 교환용의 조립용공구(40a,40b)가 유지되고 있고 공구착탈헤드(38)는 취급하는 부품(42)의 치수나 형상의 차이에 대응하여 필요한 조립공구(40,40a,40b)를 사용 할 수 있다.

또 로봇(22)의 수직축(23)의 하부전방에는 공작물(44)을 얹어놓기 위한 테이블장치(51)가 설치되어 있고, 테이블장치(51)의 양측에는 테이블 장치(51)를 사이에 두고 연속되도록 공작물반송용 컨베이어(45)가 설치되어 있다.

제6도는 테이블장치(51)를 상세하게 나타낸 단면도로서, 공작물(44)을 얹어놓기 위한 테이블(52)은 직교하는 2축의 주위로 자유롭게 회전하도록 되어 있다. 즉 테이블장치(51)는 제7도에 나타낸 바와 같이 테이블(52)과, 테이블(52)을 그 중심축[테이블 회전축(R)이라 함]의 주위로 회전시키기 위한 가동유닛(53)과, 가동유닛(53)을 수평한 회전축[테이블자세축(T)이라 함]의 주위로 회전시키는 고정유닛(54)으로 구성되어 있다. 고정유닛(54)에 있어서는 장치가대(21)상에 고정된 고정하우징(55)의 모터수납실(56)내에 테이블자세제어용 서보 모터(57a)가 수납되어 있고, 고정하우징(55)에 볼트가 체결된 모터부착판(58)에 서보 모터(57a) 및 감속기(57b)가 고정되어 있다. 또 고정하우징(55)에는 베어링(59)를 통해 자세제어회전반(60)이 회전가능하게 유지되어 있고, 자세제어회전반(60)에는 감속기 (57b)의 출력축(57c)을 통해 서보 모터(57a)가 결합되어 있고, 서보 모터(57a)를 회전시킴으로써 자세제어회전반(60)을 테이블자세축(T)의 주위로 회전시킬 수 있다. 또한 가동유닛(53)에 있어서는 가동케이싱(61)의 모터수납실(62)내에 테이블회전용의 서보 모터(63a) 및 감속기 (63b)가 수납되어 있고, 가동케이싱(61)에 볼트가 체결된 모터부착판(64)에 서보 모터 (63a)가 고정되어 있다. 또한 가동케이싱(61)에는 베어링(65)을 통해 회전반(66)이 회전가능하게 유지되어 있고, 회전반(66)에는 감속기(63b)의 출력축(63c)을 통해 서보 모터(63a)가 결합되어 있고, 서보 모터(63a)를 회전 시킴으로써 회전반(66)을 테이블회전축(R)의 주위로 회전시킬 수 있다.

가동유닛(53)은 회전반(66)의 회전축[테이블 회전축(R)]이 자세제어회전반(60)의 회전축[체이블자세축(T)]과 직교하도록 하여 자세제어회전반(60)에 고정되어 있고, 가동유닛(53)의 회전반(66)에는 테이블(52)이 고정 되어 있다. 따라서 서보 모터(57a)를 구동하여 자세제어회전반(60)을 회전시키면 가동유닛(53)도 함께 회전하고 테이블회전축(R)이 테이블자세축(T)의 주위로 회동한다. 또한 서보 모터(63a)를 구동하여 회전반(66)을 회전시키면 테이블(52)이 회전한다.

테이블장치(51)는 상기와 같은 구조를 갖고 있기 때문에 2대의 서보 모터(57a,63a)를 구동함으로써 테이블(52)을 테이블자세축(T) 및 테이블회전축(R)의 주위로 회전시킬 수 있고, 테이블(52)상에 놓여있는 공작물(44)을 임의의 방향으로 향하게 할 수 있다. 예를 들면 처음에 제8도(a)와 같은 상태로 공작물(44)이 테이블(52)상에 놓여져 있었다고 하면 우선 공작물(44)의 부품삽입구멍(46)이 테이블자세축(T)과 수직인 면과 평행하게 되도록 테이블(52)을 테이블 회전축(R)의 주위로 회전시키고, 계속하여 제8도(b)와 같이 부품삽입구멍(46)이 연직방향을 향하도록 가동유닛(53)을 회전시킨다. 이것에 의해 임의의 위치에 있는 부품삽입구멍(46)을 연직방향으로 향하게 할 수 있다.

다음에 상기 부품조립장치(B)에 의해 공작물(44)의 부품삽입구멍(46)에 부품(42)을 삽입하는 동작을 설명한다. 부품조립장치(B)는 티칭방식이나 프로그램기억방식 등에 의해 미리 동작순서가 정해져 있고, 예를들면 이하와 같이 하여 공작물(44)에 부품(42)을 조립한다. 우선 컨베이어(45)에서 공작물(44)이 반송되어오면 컨베이어(45)에서 테이블(52)상으로 공작물(44)이 반입된다. 테이블(52)상에 공작물(44)이 놓여지면 테이블장치(51)가 회전하여 처음에 부품(42)을 삽입하는 부품삽입구멍(46)이 연직방향을 향하도록 공작물(44)을 회전시킨다. 한편 암기구(25)가 하강하여 선단의 공구착탈헤드(38)에 필요한 조립용공구(40,40a,40b)를 접속하고, 또 부품공급장치(41)상의 펠릿 등에서 필요한 부품(42)을 조립용공구(40)로 연직으로 붙잡아 부품(42)이 부품삽입구멍(46)보다 위에 있도록 암기구(25)를 수직축(23)을 따라 상승시킨다. 그 후 암기구(25)가 수평면내에서 작동하여 제10도(a)와 같이 부품(42)을 부품삽입구멍(46)과 맞춘다. 이 부품(42)과 부품삽입구멍(46)의 위치결정은 미리 티칭하여 있는 위치로 부품(42)을 이동시킬뿐인 것이라도 좋고, 또는 역학적센서나 광학적센서에 의해 부품삽입구멍(46)을 검출하고 부품(42)을 센서로 검출한 부품삽입구멍(46)과 일치시키는 것이라도 좋다. 부품(42)과 부품삽입구멍(46)이 위치맞춤되면 암기구(25)를 정지시킨 채로 암기구(25)전체를 수직축(23)을 따라 하강시키고 제10도(b)에 나타낸 바와 같이 암기구(25)를 하강시키는 힘에 의해 부품(42)을 연직방향으로 이동시켜 부품삽입구멍(46)의 테이퍼(47)로 안내하면서 부품(42)을 부품삽입구멍(46)에 삽입한다.

이렇게 하여 1개의 부품(42)의 삽입이 종료되면 다시 테이블장치(51)가 회동하여 다음 부품삽입구멍(46)을 연직방향으로 향하게 한다. 그 후 필요에 따라 조립용공구(40,40a,40b)를 바꿔잡은 후 동일한 방식으로 다음 부품(42)을 부품삽입구멍(46)에 삽입한다. 이와같이하여 필요한 부품(42)을 모두 공작물(44)의 부품삽입구멍(46)에 삽입하고 삽입이 종료되면 공작물(44)은 테이블(52)에서 컨베이어(45)로 반출된다.

이와같이 본 발명 부품조립장치에 있어서는 부품삽입시에 암기구(25)에는 암회동방향의 힘이 작용하지 않으므로 부품삽입시의 반력을 관절부분에서 갖게 할 수 있다. 또 암기구(25)는 장치가대(21)에 고정된 수직축(23)에 설치되어 있으므로 로봇의 암기구를 이동시켜(변형시켜) 부품(42)을 삽입하는 경우에 비해 기계적 강성을 크게 할 수 있다. 따라서 부품(42)의 삽입작업을 원활하게 할 수 있음은 물론, 부품(42)의 부품삽입구멍(46)으로의 압입에도 사용할 수 있다. 또한 조립용공구(40)는 회전시킬 수도 있으므로 부품(42)을 단지 밀어넣는 것뿐만 아니라 회전시키면서 밀어넣을 수도 있고, 볼트 등의 부품(42)을 암나사구멍과 같은 부품삽입구멍(46)에 넣을 수도 있다.

제11도에 나타낸 것은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 부품조립장치(C)를 나타낸 일부를 파단한 측면도이다. 이 부품조립장치(C)는 장치가대(71)상에 직교좌표형 로봇(72)을 탑재한 것이다. 즉 장치가대(71)의 상면에는 부품공급장치(41)와 직각으로 2개의 레일(73)이 부설되어 있고, 레일(73)상에는 베이스(74)가 놓여지고 베이스(74)의 하면에 설치된 러너(75)가 레일(73)로 슬라이딩할 수 있도록 걸어 맞춰져있으며, 베이스(74)와 장치가대(71)사이에 설치된 볼나사기구(76)등의 구동기구에 의해 베이스(74)를 부품공급장치(41)사이에서 측방향으로 주행시킬 수 있도록 되어 있다. 베이스(74)상에는 수직축(77)이 고정되어 있고, 수직축(77)에서 전방을 향해 횡행축(78)이 캔틸레버식으로 뻗어 있으며, 횡행축(78)의 기부는 승강이 자유롭게 수직축(77)으로 유지되고 있다. 또 횡행축(78)에는 조립용공구(40,40a,40b)를 착탈가능하게 유지하는 공구착탈헤드(79)가 횡행축(78)의 길이 방향을 따라 주행할 수 있도록 설치되어 있고, 공구착탈헤드(79)는 서보 모터(80)에 의해 조립용공구(40)를 회전시킬 수 있다.

이렇게 하여 수직축(77)을 따라 승강하는 횡행축(78)에 의해 승강기구가 구성되어 있고, 횡행축(78)을 따라 이동하는 공구착탈헤드(79)와 레일(73)을 따라 이동하는 베이스(74)에 의해 2차원이동기구가 구성되어 있다.

또한 로봇(72)의 전방에는 제6도 및 제7도에 나타낸 것과 같은 테이블장치(51)가 설치되어 있다.

따라서 이 부품조립장치(C)에 있어서도 테이블장치(51)에 의해 공작물(44)의 부품삽입구멍(46)을 연직방향으로 향하게 한 후 공구착탈헤드(79) 및 베이스(74)를 이동시켜 조립용공구(40)에 유지되어 있는 부품(42)을 부품삽입구멍(46)과 맞추고 계속하여 횡행축(78)을 수직축(77)을 따라 하강시킴으로써 부품(42)을 부품삽입구멍(46)에 삽입한다.

본 발명에 의하여 부품을 조립용공구에 의해 연직으로 유지하고 있으므로 부품을 안정하게 잡을 수 있고 부품이 조립용공구에서 탈락할 우려가 없어져 부품의 부품삽입구멍으로서 삽입도 안정하게 된다.

또한 부품을 부품삽입구멍에 삽입하려면 승강기구만을 구동하면 되므로 부품조립장치의 기구를 간단하게 할 수 있고 제어계 및 조작도 용이하게 된다.

또 조립용공구의 위치조정도 용이하게 되어 부품삽입정밀도를 유지하는 일도 용이하게 되므로 부품의 부품삽입구멍으로의 삽입작업을 고정밀도로 확실하게 할 수 있다.

또 부품삽입시의 반력은 2차원변위기구의 가동방향과 직교하고 있기 때문에 부품삽입시의 큰 반력을 지지할 수 있으므로 큰 삽입력으로 부품을 부품삽입구멍에 삽입시키는 것이 가능하게 되어 끼워맞추기가 어려운 부품삽입구멍에도 부품을 압입할 수 있다.

또한 공구자동교환기구에 의해 조립용공구를 착탈가능하게 설치하면 치수나 형상이 다른 다종의 부품을 1대의 부품조립장치로 처리하는 것도 가능하게 된다.

Claims

부품을 연직으로 유지하는 조립용공구와, 상기 조립용공구를 수평면내에서 이동시키기 위한 2차원변위기구와, 상기 조립용공구를 연직방향으로 이동시키기 위한 승강기구와, 부품을 조립할 수 있는 공작물을 얹어놓는 적어도 2축주위로 회동할 수 있도록 된 테이블을 갖축 부품조립장치.
제1항에 있어서, 상기 조립용공구가 공구자동교환기구에 의해 2차원변위기구 또는 승강기구에 착탈가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부품조립장치.