KR100569129B1

KR100569129B1 - 너트 자동 조립 장치

Info

Publication number: KR100569129B1
Application number: KR1020030068384A
Authority: KR
Inventors: 김태일
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050032344A

Abstract

본 발명은 너트 자동 조립 장치에 관한 것으로서, 너트를 자동 공급하는 너트 피더와, 상기 너트 피더의 근접 위치에 회전가능하도록 장착되는 몸체부와, 상기 몸체부에 회전가능하도록 장착되는 암(ARM)과, 상기 암의 선단에 장착되며 상기 너트피더로부터 공급되는 너트의 이동경로가 마련되는 상,하부 홀더와, 상기 상,하부 홀더의 선단에 각각 장착되는 제1/제2용접팁을 구비하는 너트 용접로봇과, 상기 너트 용접 로봇의 상기 제2용접팁의 외주면에 삽입되는 하우징과, 상기 하우징 내에서 상기 제2용접팁의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착되며 자력으로 상기 너트를 선택적으로 구속하도록 하는 마그네틱부재를 구비하는 멀티 너트 캡부재와, 상기 너트 용접로봇을 제어하여 작업 대상물에 상기 너트를 용접하도록 제어하는 콘트롤러를 구비한다.

자동 로봇, 너트피더, 너트, 용접팁

Description

너트 자동 조립 장치{DEVICE FOR NUT WELDING}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 너트 자동 조립장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1의 멀티 너트 캡부재의 작은 사이즈의 너트의 적용을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 1의 멀티 너트 캡부재의 큰 사이즈의 너트의 적용을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 도 3의 작동을 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 자동 용접 로봇의 상,하부홀더의 회전을 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 너트 자동 조립 장치의 작동을 개략적으로 도시한 흐름도.

본 발명은 너트 자동 조립 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 너트 조립장치로 다사양의 너트규격에 대응하여 공용으로 너트를 작업 대상물에 결합시킬 수 있도록 하는 너트 자동 조립 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차체공장 내에 작업 대상물에 너트를 조립하기 위한 조립 장치는, 소물(小物)부품에 너트를 조립하는 조립장치와, 대물(大物)부품에 너트를 조립하는 조립장치 및 소정의 지그상에 너트 조립용 유닛을 설치하여 용접하고자 하는 부품을 로봇건으로 용접하는 조립장치가 사용된다.

그러나, 상기 한 소물 부품에 사용되는 너트 및 대물 부품에 사용되는 너트의 크기 및 사양은 그 규격이 상이함으로써, 하나의 너트 조립 장치를 이용하여 공용으로 너트를 조립하기 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 하나의 너트 조립장치로 다사양의 너트규격에 대응하여 공용으로 너트를 작업 대상물에 결합시킬 수 있도록 하는 너트 자동 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 너트 자동 조립 장치는, 너트를 자동 공급하는 너트 피더; 상기 너트 피더의 근접 위치에 회전가능하도록 장착되는 몸체부와, 상기 몸체부에 회전가능하도록 장착되는 암(ARM)과, 상기 암의 선단에 장착되며 상기 너트피더로부터 공급되는 너트의 이동경로가 마련되는 상,하부 홀더와, 상기 상,하부 홀더의 선단에 각각 장착되는 제1/제2용접팁을 구비하는 너트 용접로봇; 상기 너트 용접 로봇의 상기 제2용접팁의 외주면에 삽입되는 하우징과, 상기 하우징 내에서 상기 제2용접팁의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착되며 자력으로 상기 너트의 크기에 따라 선택적으로 구속하도록 하는 마그네틱부재를 구비하는 멀티 너트 캡부재; 및 상기 너트 용접로봇을 제어하여 작업 대상물에 상기 너트를 용접하도록 제어하는 콘트롤러;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 멀티 너트 캡부재의 마그네틱부재의 하단에는 스프링부재가 삽입 설치되어 상기 마그네틱부재의 슬라이딩됨을 보조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 마그네틱부재의 선단에는 구속홀이 형성되서 작은 규격의 너트가 구속홀에 삽입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 마그네틱부재는 일측으로 개구되며, 개구된 측으로 상기 하부 홀더에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 너트 용접로봇은 비젼 카메라가 장착되어 상기 너트가 용접되는 작업 대상물의 홀의 위치를 센싱할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 상,하부홀더는 상기 암에 장착된 상하측의 위치가 전환될 수 있도록 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 콘트롤러는 공정제어부와 연결되어 상기 너트를 용접하고자 하는 작업대상물의 정보를 전송받도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 너트 자동 조립 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하 게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 너트 자동 조립장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 너트 자동 조립장치(100)는, 너트를 자동 공급하는 너트 피더(10)와, 너트피더(10)로 너트를 공급받고 몸체부(21)와, 암(23)과 상,하부홀더(25)(27) 및 제1/제2용접팁(29)(22)을 구비하는 너트 용접 로봇(20)과, 멀티 너트 캡부재(30) 및 컨트롤러(40)를 구비한다.

상기 너트피더(10)는 사양이 다른 다수의 너트 공급이 가능한 너트 공급장치를 말한다. 상기 너트피더(10)는 너트를 자동으로 너트 용접로봇(20)으로 전송한다.

상기 너트 용접로봇(20)은 그 측면에 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 (24)가 마련되어 너트를 공급받는다. 상기 너트 용접로봇(20)은 너트 피더(10)의 근접 위치에 회전가능하도록 장착되는 몸체부(21)와, 몸체부(21)에 회전가능하도록 장착되는 암(ARM)(23)과, 암(23)의 선단에 장착되며 너트피더(10)로부터 공급되는 너트의 이동경로가 마련되는 상,하부 홀더(25)(27)와, 상,하부 홀더(25)(27)의 선단에 각각 장착되는 제1/제2용접팁(29)(22)을 구비한다. 상기 너트 용접 로봇(20)의 소정 위치, 바람직하게는 하부홀더(27)에 비젼 카메라(26)가 장착된다. 이러한 비젼 카메라(26)는 너트가 용접되는 작업 대상물의 홀의 위치를 센싱할 수 있도록 한다. 상기 비젼 카메라(26)는 컴퓨터로 구비될 수 있는 비젼 콘트롤러(28)에 연결되어 컨트롤 된다. 상기 하부홀더(22)에는 멀티 너트 캡부재(30)가 장착된다.

상기 멀티 너트 캡부재(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 너트 용접 로봇(20)의 하부홀더(27)에 장착된 제2용접팁(22)의 외주면에 삽입되는 하우징(31)과, 하우징(31) 내에서 제2용접팁(22)의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착되며 자력으로 너트의 위치를 선택적으로 구속하도록 하는 마그네틱부재(33)를 구비한다. 상기 마그네틱부재(33)의 하단에는 스프링부재(35)가 삽입 설치되어 마그네틱부재(33)의 슬라이딩됨을 보조한다.

상기 마그네틱부재(33)의 선단에는 구속홀(37)이 형성되며, 이 구속홀(37)에는 작은 규격의 너트(39)가 삽입될 수 있도록 함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 작은 규격의 너트(39)의 외주면을 마그네틱부재(33)의 자력으로 구속할 수 있도록 한다. 즉, 상기 작은 규격의 너트(39)의 외주면은 마그네틱부재(33)의 자력으로 구속되고 그 하단은 제2용접팁(33)의 지지로 구속된다. 이러한 작은 규격의 너트(39)는 그 상단이 작업대상물(11)의 일측에 접촉되며, 작업대상물(11)의 타측에는 상부홀더(13)를 통하여 상부 캡부재(15)가 접촉됨으로써, 전류의 통전으로 너트(39)를 작업대상물(11)에 용접 결합하도록 한다. 상기 마그네틱부재(33)는 일측으로 개구되며, 개구된 측으로 하부홀더(27)에 삽입 설치되도록 한다.
여기에서 상기 너트(39)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 볼록형 너트를 나타내 보였다.

또한, 상기 구속홀(37)에 삽입 구속되지 않는 보다 큰 규격의 너트(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네틱부재(33)의 선단에 안착시킨후 상,하부홀더 (25)(27)의 가압으로 작업 대상물(11)에 너트(32)를 가압시킨후 전류의 통전으로 너트(32)를 작업 대상물(11)에 용접되도록 한다. 전술한 바와 같이, 큰 규격의 너트(32)의 일측은 구속홀(37)에 삽입되지 않은 상태로 마그네틱부재(33)의 선단에 안착되어 자력으로 고정된 후 작업 대상물(11)의 일측에 접촉되어 전류의 통전으로 용접 결합이 실시된다. 이러한 용접 결합을 위한 가압시에 마그네틱부재(33)는 하부홀더(27) 방향으로 슬라이딩된다. 이러한 슬라이딩은 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링부재(35)의 탄성력을 극복하면서 슬라이딩됨으로써, 상,하부홀더(25)(27)의 가압력의 소멸시 탄성복원력을 제공하여 마그네틱부재(33)의 원위치 복원을 보조하도록 한다. 전술한 바와 같이, 작은 규격은 너트(37)는 마그네틱부재(33)의 구속홀(37)에 삽입되도록 하여 작은 규격 너트(32)의 외주면을 자력으로 구속한 후 용접 결합을 실시하고, 구속홀(37)에 삽입이 불가능한 보다 큰 규격의 너트(32)는 구속홀(37)의 상측으로 안착되도록 한후 자력으로 구속한 후 용접 결합을 실시함으로써, 각종 사양의 너트의 용접을 원활히 할 수 있도록 한다.

상기 상,하부홀더(25)(27)는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전가능하도록 장착되어 작업 대상물(11)에 설치되는 너트의 설치 위치를 조정할 수 있도록 한다.

상기 컨트롤러(40)는 공정제어부(41)와 연결되어 너트를 용접하고자 하는 작업 대상물의 정보를 전송받도록 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 너트 자동 조립 장치의 작용을 설명한다.

먼저, 작업 대상물(11)을 작업 위치로 로딩되도록 한다.(S11)

다음, 작업 대상물(11)에 너트를 용접하기 위한 너트 용접 로봇(20)을 진입하도록 한다.(S12)

이어서, 비젼카메라(26)를 통하여 너트를 용접하기 위해 작업 대상물(11)에 형성된 홀(12)의 위치를 센싱하도록 한다.(S13)

다음, 상기 비젼 카메라(26)를 통한 홀의 위치를 센싱받아 너트 용접 로봇(20)의 위치를 보정한다.(S14)

이어서, 너트 용접 로봇(20)을 통하여 너트 용접을 실시한다.(S15)

이어서, 너트 용접 로봇(20)을 후진시킨다.(S16)

다음, 너트를 용접하고자 하는 작업 대상물(11) 위치로 재 피딩(FEEDING)을 실시한 후, 너트용접 로봇(20)을 원위치 한다.(S18)

다음, 공정제어부(41)를 통하여 차종을 지시 받고(S19), 상기 차종에 대응하는 너트를 너트 용접 로봇(20)에 피딩한후 작업 대상물의 재 로딩시까지 대기한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 너트 자동 조립 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

규격이 상이한 각각의 너트의 용접 결합을 하나의 너트 자동 용접 장치를 통하여 용접을 실시할 수 있도록 하여, 너트 용접에 사용되는 장치를 간소화 할 수 있음으로써 작업소요 비용이 절감된다.

비젼카메라를 통하여 너트의 용접하고자 하는 위치의 센싱후 너트의 용접을 실시함으로써, 너트 용접을 정확하게 실시할 수 있어 신뢰성이 향상된다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져 야 할 것이다.

Claims

너트를 자동 공급하는 너트 피더;

상기 너트 피더의 근접 위치에 회전가능하도록 장착되는 몸체부와, 상기 몸체부에 회전가능하도록 장착되는 암(ARM)과, 상기 암의 선단에 장착되며 상기 너트피더로부터 공급되는 너트의 이동경로가 마련되는 상,하부 홀더와, 상기 상,하부 홀더의 선단에 각각 장착되는 제1/제2용접팁을 구비하는 너트 용접로봇;

상기 너트 용접로봇의 상기 제2용접팁의 외주면에 삽입되는 하우징과, 상기 하우징 내에서 상기 제2용접팁의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착되며 자력으로 상기 너트의 크기에 따라 선택적으로 구속하도록 하는 마그네틱부재를 구비하는 멀티 너트 캡부재; 및

상기 너트 용접로봇을 제어하여 작업 대상물에 상기 너트를 용접하도록 제어하는 콘트롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 멀티 너트 캡부재의 마그네틱부재의 하단에는 스프링부재가 삽입 설치되어 상기 마그네틱부재의 슬라이딩됨을 보조하는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 마그네틱부재의 선단에는 구속홀이 형성되서 작은 규격의 너트가 구속홀에 삽입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 마그네틱부재는 일측으로 개구되며, 개구된 측으로 상기 하부 홀더에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 너트 용접로봇은 비젼 카메라가 장착되어 상기 너트가 용접되는 작업 대상물의 홀의 위치를 센싱할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 상,하부홀더는 상기 암에 장착된 상하측의 위치가 전환될 수 있도록 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.
제1항에 있어서,

상기 콘트롤러는 공정제어부와 연결되어 상기 너트를 용접하고자 하는 작업대상물의 정보를 전송받도록 하는 것을 특징으로 하는 너트 자동 조립 장치.