KR100636418B1

KR100636418B1 - 조향장치 부품 공급시스템

Info

Publication number: KR100636418B1
Application number: KR1020050104191A
Authority: KR
Inventors: 심기현
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-10-19

Abstract

본 발명은 로봇 시스템 공학의 계통적 시퀀스에 상응하게 인너씰을 검사하고, 검사 합격품에 해당하는 인너씰에만 오일을 도포시킴에 따라, 효율적으로 테스트된 인너씰만을 정확하고 안전하게 랙바에 조립시킬 수 있는 조향장치 부품 공급시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 조향장치 부품 공급시스템은 투명창과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부(110)와; 이런 상부 프레임부(110)의 저부에 배치된 격판(130)과; 이런 격판(130)의 저부에 배치되고 공압장치 및 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 컨트롤박스부(120)와; 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 보관 및 제공하도록 상기 격판(130)에 결합된 매거진모듈(200)을 갖는 자동차 부품 조립기(100)에 설치되는 것으로서, 상기 매거진모듈(200)의 인너씰(201)을 이송로봇부(301)에 의해서 검사스테이션(304)과 오일 도포장치(313)를 거쳐 개별적으로 인너씰삽입모듈(600)까지 이송하면서 인너씰 검사와 오일도포를 수행하도록 상기 격판(130)에 계통적으로 설치된 모듈 본체(300)를 갖는다.

랙바, 인너씰, 오일, 검사, 모듈 본체, 검사스테이션

Description

조향장치 부품 공급시스템{SUPPLY SYSTEM FOR PARTS OF STEERING DEVICES}

도 1a는 일반적인 랙바와 인너씰의 구성 및 조립방법을 설명하기 사시도,

도 1b는 도 1a에 도시된 인너씰의 단면도,

도 2는 본 발명이 장착된 자동차 부품 조립기의 사시도,

도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도,

도 3b는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 평면을 보인 설계도,

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 조향장치 부품 공급시스템의 구성을 설명하기 위한 정면도,

도 5는 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 이송로봇부를 설명하기 위해 확대한 우측면도,

도 6은 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 투입방향시험부와 직경시험부의 배치관계를 위한 우측면도,

도 7은 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 투입방향시험부의 구성을 설명하기 위해 확대한 배면도,

도 8a와 도 8b는 투입방향시험부의 정방향 투입과 역방향 투입에 관한 중요 부위의 시험 작동 상태도들,

도 9는 직경시험부의 확대 평면도,

도 10은 오일도포부의 확대 정면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 자동차 부품 조립기 130 : 격판

200 : 매거진모듈 201 : 인너씰

300 : 모듈 본체 301 : 이송로봇부

304 : 검사스테이션 308 : 정/역방향 검사장치

309 : 외경 검사장치 313 : 오일 도포장치

본 발명은 조향장치 부품 공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로봇형 자동차 부품 조립기에 설치되는 것으로서 자동차 조향장치의 랙-피니언 파워 스티어링 기어의 조립 부품에 해당하는 랙바와 인너씰을 자동 로봇 공정을 통해 조립하는 조향장치 부품 공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진이 장착되는 바디 또는 프레임과, 바퀴에 가해지는 힘에 따라 감쇠기의 감쇠력을 변화시켜 승차감 향상 및 차량안정성을 도모하고, 주행 중 차륜이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않게 하는 현가장치와, 엔진의 힘을 전달하기 위한 동력전달장치(전동장치)와, 차량의 주행을 제어하는 조향장치를 포함한다.

특히, 조향장치는 일명 자동차 핸들이라고 스티어링 휠(steering wheel)을 조작하면, 그 회전이 스티어링 샤프트를 통해 밸브에 전달되고, 랙-피니언 파워 스티어링 기어 조립체 내의 피니언이 랙바(rack bar)를 통해 타이로드(tie-rod)를 움직여 바퀴가 원하는 방향으로 움직이게 되는 장치를 의미한다.

이런 조향장치의 랙-피니언 파워 스티어링 기어 조립체는 운전자의 회전 토크에 의해 비틀리는 토션바와, 이런 토션바의 비틀림 변위만큼 유로를 개폐시키도록 된 피니언 밸브와, 상기 유로의 개폐에 따른 유압 발생용 펌프와, 펌프로부터 유입되는 유압을 원하는 방향으로 랙바가 이동되게 구성된 가압 실린더와, 랙바와 결합된 볼 조인트를 포함하여, 볼 조인트를 통해 타이어에 조향력이 전달되어 조타를 수행할 수 있게 구성되어 있다.

종래 기술에서는 도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이, 가압 실린더 내에 랙바(1)를 조립하기 전, 수작업으로 랙바(1)에 인너씰(4)을 삽입시켰다.

여기서, 랙바(1)는 가압 실린더 내에 장착되는 원형 실축으로서, 피스톤(2)이 고정되어 있고, 피스톤(2)의 반대쪽 끝단에는 복수개의 일자형 톱니형상의 랙기어(3)가 형성되어 있다.

랙바(1)와 피스톤(2)간의 결합 특성에 의해, 불가피하게 랙기어(3)의 톱니형상이 형성된 쪽 단부를 통해 인너씰(4)이 랙바(1)에 삽입된다.

이때, 인너씰(4)은 내측 홈(8)을 형성하고 있는 형상 구조와, 외부 립(5), 스프링(7)에 의해 지지되는 내부 립(6) 등을 갖고 있는 형상 구조에 의해서, 랙기어(3)의 톱니형상에 인너씰(4) 자체가 손상될 우려가 있고, 또한 육안으로 인너씰 (4)의 상태를 단순 체크한 후 수작업으로 조립을 수행함에 따라, 조립이 번거롭고 대량 생산이 어려우며, 조립 상태의 기술 신뢰성 확보가 불가능한 문제점이 존재하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 로봇 시스템 공학의 계통적 시퀀스에 상응하게 인너씰을 검사하고, 검사 합격품에 해당하는 인너씰에만 오일을 도포시킴에 따라, 효율적으로 테스트된 인너씰만을 정확하고 안전하게 랙바에 조립시킬 수 있는 조향장치 부품 공급시스템을 제공하는데 있다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은 투명창과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부와; 상기 상부 프레임부의 저부에 배치된 격판과; 상기 격판의 저부에 배치되고 공압장치 및 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 콘트롤박스부와; 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 보관 및 제공하도록 상기 격판에 결합된 매거진모듈을 갖는 자동차 부품 조립기의 조향장치 부품 공급시스템에 있어서, 상기 매거진모듈의 인너씰을 이송로봇부에 의해서 검사스테이션과 오일 도포장치를 거쳐 개별적으로 인너씰삽입모듈까지 이송하면서 인너씰 검사와 오일도포를 수행하도록 상기 격판에 계통적으로 설치된 모듈 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템에 의해 달성된다.

본 발명에서 조향장치 부품은 인너씰인 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명이 장착된 자동차 부품 조립기의 사시도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 평면을 보인 설계도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 조향장치 부품 공급시스템의 구성을 설명하기 위한 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 이송로봇부를 설명하기 위해 확대한 우측면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 투입방향시험부와 직경시험부의 배치관계를 위한 우측면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 조향장치 부품 공급시스템의 투입방향시험부의 구성을 설명하기 위해 확대한 배면도이다. 도 8a와 도 8b는 투입방향시험부의 정방향 투입과 역방향 투입에 관한 중요 부위의 시험 작동 상태도들이고, 도 9는 직경시험부의 확대 평면도이며, 도 10은 오일도포부의 확대 정면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조향장치 부품 공급시스템은 모듈 본체(300)이다.

본 발명의 모듈 본체(300)는 자동차 부품 조립기(100)의 일부분 장치로서 설치된 인너씰 검사와 오일도포의 역할을 담당한다.

이런 본 발명의 모듈 본체(300) 이외에도, 자동차 부품 조립기(100)는 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 보관 및 제공하도록 상기 자동차 부품 조립기(100)의 격판(130)에 결합된 인너씰 매거진모듈(200)(이하, '매거진모듈'이라 칭함)과; 부시 형태의 가이드를 랙바 쪽으로 반복 이동 및 장착시키도록 구성된 가이드삽입모듈(400)과; 상기 가이드삽입모듈(400) 주위에 배치되어 상기 가이드의 표면 검사하도록 구성된 비젼스테이션모듈(500) 및 랙바에 인너씰을 삽입시키는 인너씰삽입모듈(600)을 더 포함한다.

더욱 상세하게, 자동차 부품 조립기(100)는 투명창과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부(110)와; 상부 프레임부(110)의 저부에 배치되며, 통상의 공압장치 및 통상의 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 콘트롤박스부(120)를 갖는다.

콘트롤박스부(120)는 매거진모듈(200), 모듈 본체(300), 가이드삽입모듈(400), 비젼스테이션모듈(500), 인너씰삽입모듈(600)의 메카트로닉 구성 요소의 해당 작동을 제어하는 통상의 제어수단을 의미한다.

상부 프레임부(110)는 개폐용 도어(111)를 갖고 있다. 상부 프레임부(110)와 콘트롤박스부(120)의 사이에는 격판(130)이 배치되어 있다.

매거진모듈(200)은 상기 상부 프레임부(110)의 내부에 있는 격판(130)의 일측 상부에 설치된 것이다.

도 3a의 개략적인 블럭도와 도 3b 및 도 4의 상세한 설계도에 보이는 바와 같이, 매거진모듈(200)은 종류별로 복수개의 인너씰(201)을 보관하도록 복수개의 거치대(211)를 회전판(210)에 세운 것으로서, 회전판(210) 아래쪽에 결합된 기어모터(230)의 타이핑 구동력으로 회전판(210)을 회전시키도록 되어 있다. 회전판(210)에 세워진 복수개의 거치대(211) 각각에는 인너씰 받침부시(212)가 삽입되어 있고, 그 위에 복수개의 인너씰(201)이 삽입 및 적층되어 있다.

특히, 인너씰 받침부시(212)는 거치대(211) 각각에서 축방향(상하 방향)으로 미끄럼 작동 가능하게 부시 형상을 갖는다. 인너씰 받침부시(212)는 그의 원주에 홈 형상의 측면 허리 부위를 형성하고 있다. 회전판(210) 옆에 설치된 매거진 이송장치(220)의 작동축은 인너씰 받침부시(212)의 측면 허리 부위에 끼워진 후, 인너씰 받침부시(212)를 승강 또는 하강시키는 볼스크류 장치를 갖고 있다.

인너씰 받침부시(212)는 매거진 이송장치(220)에 의해 결국 적층된 인너씰(201)들 모두를 한 개의 인너씰(201)의 두께 높이만큼 단계적으로 승강시킬 수 있고, 따라서 모듈 본체(300)의 이송로봇부(301)로 하여금 개별적으로 해당 거치대(211)의 최 상단쪽의 인너씰(201) 한 개 씩을 잡아서 다른 위치, 즉 검사스테이션(304)(이하, '검사스테이션'이라 칭함)과 인너씰삽입모듈(600)의 위치로 이송시킬 수 있게 되어 있다.

본 발명에 따른 모듈 본체(300)는 격판(130)에서 점선 박스(P)의 영역에 해당하는 곳에 설치된다.

모듈 본체(300)는 선형 이동 로봇에 해당하는 이송로봇부(301)를 갖는다.

모듈 본체(300)를 전반적으로 설명함에 있어서, X축 방향은 이송로봇부(301)의 연장 방향과 일치한 방향이고(도 3a 또는 도 3b에서 좌우 방향), Y축 방향은 X축 방향과 수직한 수평면 방향이고, Z축 방향은 이송로봇부(301)를 높이 방향으로 지지하는 2개의 축방향과 일치한다.

이송로봇부(301)는 콘트롤박스부(120)의 제어장치(도시 안됨)에서 출력되는 시퀀스 제어 신호에 따라 +X축 및 -X축 방향의 주 레일을 따라 움직이면서 높이 방 향인 +Z축 및 -Z축 방향으로 승강 및 하강 제어되게 통상의 로봇기술로 결합된 작동부(301a)와; 이런 작동부(301a)의 하단에서 +Y축 및 -Y축 방향으로 왕복 수평 이송 가능하게 결합된 선형실린더(302)와; 이런 선형실린더(302)의 하단에 배치되어서 상기 매거진모듈(200)의 인너씰(201)을 한 개씩 클램프(clamp) 할 수 있게 결합된 공압식 핑거형 로더(303)(이하, '로더'라 칭함)를 포함한다.

이송로봇부(301)는 결과적으로 로더(303)를 매거진모듈(200)의 인너씰 로딩 지점으로부터 이동라인(C)을 따라 프로그램된 시퀀스에 대응하게 작동 루틴을 반복 수행한다.

즉, 이송로봇부(301)는 작동부(301a), 선형실린더(302) 및 로더(303)를 이용하여 매거진모듈(200)의 인너씰(201)을 검사스테이션(304)으로 로딩 및 언로딩한 다음, 검사 합격인 경우 오일 도포장치(313)에, 검사 불합격인 경우 경사형 퇴출슈트(311)(이하, '퇴출슈트'라 칭함)에 상기 검사한 인너씰을 버리거나, 검사 합격인 경우 오일 도포장치(313)로 로딩하며, 이후 오일이 도포된 인너씰을 인너씰삽입모듈(600)쪽으로 이송시키게 되어 있다.

또한, 모듈 본체(300)는 이송로봇부(301)의 주 레일과 수직한 Y축 방향으로 배열된 검사스테이션(304)을 갖는다.

검사스테이션(304)은 제1 또는 제2지지축(320, 321)의 축높이에 1/2 정도의 축높이를 갖는 제3지지축(322)(도 4참조)의 상단에 고정되어 있다.

검사스테이션(304)은 이송로봇부(301)에 의해 옮겨온 인너씰 한 개를 안착시킬 수 있는 안착지그(306)와; 이런 안착지그(306)를 지지하면서 검사스테이션(304) 의 연장 방향(Y축 방향)으로 이송레일을 따라 왕복 이송(후진 또는 전진)될 수 있게 결합된 검사플레이트(305)를 갖는다.

검사플레이트(305)의 하부와 검사스테이션(304)의 사이에는 선형 로러와 공압 신장축이 구비되어 있다. 이들에 의해 검사플레이트(305)는 인너씰의 로딩 위치로부터 검사 위치(307)까지 후진하고, 검사 완료 후 다시 원래의 로딩 위치로 복귀하여 다음단계(오일 도포 단계 또는 불합격에 의한 퇴출 단계)를 위해 재 로딩된다.

한편, 인너씰 검사는 인너씰이 정방향으로 투입 되었거나 또는 역방향으로 투입 되었는지를 체크하는 정/역방향 검사와; 인너씰의 외경 사이즈를 측정하는 외경 검사로 이루어져 있는 것으로서, 한 곳의 검사 위치(307)를 기준으로 해당 검사장치(308, 309)에 의해 서로 다른 방향(수직 방향은 정/역방향 검사, 수평 방향은 외경 검사)에서 검사를 거의 동시에 수행하는 특징을 갖는다.

정/역방향 검사에 관하여, 인너씰은 랙바에 삽입될 때, 그의 삽입 방향이 매우 중요하다. 만일 역방향으로 인너씰이 랙바에 삽입될 경우, 실링이 이루어지지 못 할 수 있는 불량 결합 상태가 된다.

즉, 작업자가 실수에 의해 인너씰(201)을 매거진모듈(200)에 역방향으로 잘못 장착한 경우, 검사플레이트(305)의 검사 위치(307)의 연직 상부를 기준으로, 상기 이송로봇부(301) 레일의 측면에 고정된 정/역방향 검사장치(308)가 인너씰(201)의 정/역방향 검사를 수행한다. 이후, 이송로봇부(301)는 역방향으로 검사플레이트(305)에 놓여진 인너씰을 퇴출슈트(311)에 떨어뜨리고, 이후 퇴출슈트(311)의 아 래쪽에 위치한 인너씰 수거용 박스(312)로 굴러 수거되도록 한다. 여기서, 퇴출슈트(311)는 검사스테이션(304)과 오일 도포장치(313)의 사이에서 불량 인너씰 수거할 수 있도록 경사지게 고정되어 있다.

또한, 외경 검사에 관하여, 인너씰은 랙바와 랙실린더와의 기밀한 실링을 위해 그의 외경 사이즈가 설계치에 일치하여야 한다. 이를 위해서, 인너씰을 랙바에 조립하기 직전, 인너씰의 외경이 설계치에 부합되게 제작되어 있는지를 확인하게 된다.

이런 인너씰의 외경 검사를 수행하는 외경 검사장치(309)는 검사스테이션(304)의 일측 끝단부에 위치하는 것으로서, 외경 측정 센서(310)(예 : 말굽 센서)를 이용하되, 검사 위치(307)로 후진 및 정지한 검사플레이트(305)의 안착지그(306) 상의 인너씰의 외경을 측정하도록 검침바(309a)를 전진시키고, 이런 전진에 의해 압축된 검침바(309a)의 스프링의 복원력을 이용하여 원위치 하게 결합되어 있다.

검침바(309a)의 전진 거리는 미리 정해져 있며, 미리 정해져 있는 값을 기준으로 생기는 편차 거리를 이용하여 인니씰의 외경에 대한 합격 또는 불합격을 판단한다.

인너씰의 정/역방향 검사와 외경 검사에 모두 합격한 인너씰은 검사플레이트(305)의 복귀 작동에 의해, 검사 위치(307)에서 다시 작동라인(C) 상의 위치로 복귀되고, 이송로봇부(301)의 로더(303)에 의해 재 로딩되어서 다음단계(오일 도포 단계 또는 불합격에 의한 토출 단계)로 운반된다.

오일 도포장치(313)는 퇴출슈트(311) 우측에 배치되어 있고 하기에 상세히 설명하는 구성을 갖는다.

이하, 본 발명의 구성 요소의 결합관계에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 이송로봇부(301)는 매거진모듈(200)로부터 인너씰삽입모듈(600)(도 3a 또는 도 3b 참조)까지 주 레일을 따라 전체 스트로크 행정(S)을 갖도록 왕복 이송되게 결합되어 있다.

여기서, 작동부(301a)는 주 레일에서 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된 장착판(330)과; 이런 장착판(330)에서 상하 방향으로 연장된 승강레일(331)과; 이런 승강레일(331)에서 승강 및 하강(a) 작동 가능하게 결합된 승강판(332)과; 상기 장착판(330)의 상부에 고정된 고정지지판(333)과; 이런 고정지지판(333)에 실린더부를 고정하여 상하 방향(Z축 방향)으로 작동축부를 왕복 이송시킬 수 있게 결합된 승강액추에이터(334)를 포함하고, 상기 승강판(332)이 상기 승강액추에이터(334)의 작동축부로부터 상승 및 하강에 필요한 작동력을 전달 받을 수 있게 결합되어 있다.

선형실린더(302)는 작동부(301a)의 승강판(332) 하단에 결합된 선형액추에이터 몸체(335)와; 이런 선형액추에이터 몸체(335)에서 Y축 수평 방향으로 수평 스트로크 행정(a)을 갖도록 결합된 작동바(336)와; 이런 작동바(336)의 일측 끝단에서 상기 선형액추에이터 몸체(335)에 대항하여 정지작동을 수행하는 스토퍼(337)와; 상기 작동바(336)의 타측 끝단에 결합된 로더 브래킷(338)과; 로더 브래킷(338)의 끝단에 고정되어 상기 선형액추에이터 몸체(335) 쪽으로 충격 완충 작동을 수행하 는 완충기(339)를 포함하여, 작동부(301a)를 기준으로 +Y축 및 -Y축 방향으로 상기 로더 브래킷(338)을 왕복 수평 이송 가능하게 결합되어 있다.

로더(303)는 상기 로더 브래킷(338)의 하단에 결합된 고정핑거(340)와; 이런 고정핑거(340)에 형성된 가이드홈을 따라 수평 이동하게 결합된 이동핑거(341)와; 이런 이동핑거(341)의 일측에 고정된 센서축(342)과; 이런 센서축(342)의 끝단을 감지하게 상기 고정핑거(340)의 상부에 결합된 로더센서(343)를 포함한다.

고정핑거(340)에는 로더(303)의 작동에 필요한 공압의 입/출 포트가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.

고정핑거(340) 및 이동핑거(341)는 모두 합하여 3개로서 각각의 끝단에 인너씰(201)의 외경을 미끄럼 없게 잡을 수 있는 그립(344)이 더 결합되어 있는 것이 바람직하다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 검사스테이션(304)은 이송로봇부(301)의 하부에서 Y축 방향으로 이송레일을 배치하고 있다.

여기서, 정/역방향 검사장치(308)는 검사스테이션(304)의 연직 상부 중에서 이송로봇부(301)의 주 레일 측면에 고정되어 있다.

정/역방향 검사장치(308)는 검사 위치(307)에 위치한 검사플레이트(305)의 안착지그(306)의 인너씰(201)의 연직 상부에 배치된 검사치구(345)와; 이런 검사치구(345)를 인너씰(201)의 규격에 맞게 사용하도록 탈부착 시킬 수 있게 결합된 지그암(346)과; 이런 지그암(346)의 상부로 연장 고정된 연장축(347)과; 상기 연장축(347)에 병렬로 배치되어 이런 연장축(347)을 승강 및 하강시킬 수 있게 결합된 작 동 브래킷(349)을 가이드레일(348) 상에서 승강 및 하강하게 구성된 공압식 액추에이터(350)와; 높이 편차를 감지하게 공압식 액추에이터(350)의 작동축의 신장 길이 또는 상기 연장축(347)의 위치를 감지하는 높이측정센서(352)를 포함하고, 상기 공압식 액추에이터(350)와 가이드레일(348)이 장착판(351)의 일측면에 결합되고, 이런 장착판(351)의 타측면이 이송로봇부(301)의 주 레일 측면에 고정되어 있다.

여기서, 안착지그(306)는 검사플레이트(307)의 중앙 블럭에서 플런저(306c)에 의해 탈부착 가능하게 결합되어 있다.

특히, 도 1b의 단면도의 인너씰(4)은 그의 내부에 내측 홈(8)과 같은 형상 구조를 갖는다.

이와 동일하게 도 8a와 도 8b에 부분 확대 도시한 바와 같이, 본 발명의 인너씰(201)에도 동일하게 내측 홈(8)이 형성되어 있다.

안착지그(306)는 인너씰(201)의 내측 홈(8)에 삽입될 수 있는 돌출 테두리(306a)와, 인너씰(201)의 센터를 맞추면서 인너씰(201)을 안착시키기 위한 중앙돌기부(306b)를 갖고 있다.

만일, 도 8a와 같이, 인너씰(201)의 내측 홈(8)이 아래쪽으로 향하게 안착되는 인너씰 정방향 삽입시, 인너씰(201)의 내측 홈(8)은 안착지그(306)의 돌출 테두리(306a)에 정상적으로 삽입 및 안착되어 높이 편차가 없게 된다.

그러나, 도 8b와 같이, 인너씰(201)의 내측 홈(8)이 상방향 쪽으로 향하게 안착되는 인너씰 역방향 삽입시에는, 인너씰 지그(306)의 돌출 테두리(306a)가 인너씰(201)의 외표면에 접촉하게 됨으로써, 인너씰 지그(306)의 돌출 테두리(306a) 의 높이에 대응한 높이 편차(g)가 발생된다.

즉, 도 6과 도 7에 도시된 본 발명의 정/역방향 검사장치(308)는 검사치구(345)를 안착지그(306)의 인너씰(201) 쪽으로 움직여 접촉 및 정지할 때, 높이측정센서(352)를 이용하여 높이 편차가 존재하는 지를 판단하며, 그 결과, 인너씰 정방향 삽입에 따라 높이 편차가 없을 경우 합격, 반면 인너씰 역방향 삽입에 따라 높이 편차가 있는 경우 불합격으로 판정하게 된다.

한편, 도 6과, 도 7, 도 9를 병행 참조하면, 검사스테이션(304)은 이송레일(353)을 따라 검사플레이트(305)를 인너씰 로딩 위치(307a)와 검사 위치(307) 사이의 스트로크 거리(m) 내에서 왕복 이송시키도록, 상기 위치(307, 307a)들을 기준으로 검사플레이트(305)를 감지하는 복수 쌍의 광센서(380, 381, 382, 383)와; 상기 광센서(380 ∼ 383)의 센서에 의해 수평이송의 시작 및 정지가 제어되게 결합된 수평이송부(384)(예 : 센서 작동식 액추에이터 또는 볼스크류)와; 이송레일(353)의 양쪽 끝단 부위에서 상기 검사플레이트(305)를 정위치 정지시키고 그의 충격을 감쇄시키는 스토퍼(385, 386)를 더 갖는다.

외경 검사장치(309)는 검사플레이트(305)의 안착지그(306) 상에 위치한 인너씰(201)의 외주면에 일측 단부를 점접촉시킬 수 있게 공압 실린더에 의해 전진 작동한 후 스프링의 복원력에 의해 원위치할 수 있게 결합된 검침바(309a)와; 이런 검침바(309a)의 타측 단부에서 지렛대와 같이 작동하도록 일측 단부를 힌지 결합시킨 측정작동바(309b)와; 이런 측정작동바(309b)의 타측 단부에 연접하여 상기 검침바(309a)의 축이동에 대응한 상기 측정작동바(309b)의 확대된 원호 이동거리를 측 정하는 복수개의 외경 측정 센서(310)를 포함한다.

이런 외경 검사장치(309)는 검사플레이트(305)가 검사플레이트 이동용 액추에이터의 신축 작동에 의해서 이송레일(353)을 따라 검사 위치(307)까지 후진 한 후 이송레일(353)의 스토퍼에 의해 정지하는 지점을 기준 지점으로 삼는다.

만일, 검사플레이트(305)의 안착지그(306)에 놓인 인너씰(201)의 외경이 기준치 범위 내에 있는 경우, 검침바(309a)에 대응한 측정작동바(309b)의 원호 이동 거리가 기준치 범위 내에서 이동하고, 이를 외경 측정 센서(310)가 감지하여 합격으로 판단하게 된다.

그러나, 인너씰(201)의 외경이 기준치 보다 클 경우, 외경 검사장치(309)의 검침바(309a)의 일측 단부가 인너씰(201)의 외주면과의 터치에 의해, 기준치 이상의 미세 외경차이에 대응한 수치(예 : 수 마이크론)로 움직이다 정지하며, 이렇게 움직인 거리에 대응하게 상기 측정작동바(309b)도 원호 방향으로 이동한 기준치 이상의 원호 이동 거리(상기 수 마이크론에 원주 비율을 곱한 값)를 갖게 됨에 따라, 결과적으로 외경 측정 센서(310)가 측정작동바(309b)의 기준치 이상의 원호 이동 거리를 감지하여 불합격으로 판단하게 된다.

또한, 인너씰(201)의 외경이 기준치 보다 작을 경우, 상기 검사 위치(307)에서 검침바(309a)의 일측 단부가 인너씰(201)에 접촉 후 정지시점을 기준으로, 외경 측정 센서(310)가 검침바(309a)에 대응한 측정작동바(309b)의 기준치 이하의 원호 이동 거리를 감지하여 결국, 불합격으로 판단하게 된다.

또한, 검사스테이션(304)은 도 6과 도 7에 보이듯이, 제3지지축(322)에 의해 지지되어 있으며, 제3지지축(322)의 일측면에는 지지브래킷(354)이 고정되어 있다.

지지브래킷(354)에는 받침판(355)이 결합되고, 이런 받침판(355)에는 복수개의 수직연장축(356)들이 세워져 있고, 이런 수직연장축(356)들은 장착대(357)를 지지한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 상기 장착대(357)에서 그의 일측에는 높이 또는 각도 조절이 가능하게 복수개의 링크식 지지대(311a)로 이루어져 있는 경사형 퇴출슈트(311)가 세워져 있고, 그의 타측에는 오일 도포장치(313)가 설치되어 있다.

오일 도포장치(313)는 윤활유를 담고 있고 입출포트를 통해 윤활유를 순환 공급 및 회수하도록 형성된 유조(360)와; 상기 유조(360)에 부착된 육안 식별용 유량계(361)와; 상기 유조(360)에 배치된 침전지그(362)와; 이런 침전지그(362)를 받치고 있는 'ㄴ'자 지그 브래킷(363)과; 이런 지그 브래킷(363)의 상단에서 수평하게 결합된 연장판(364)과; 이런 연장판(364)에 겹쳐져서 윤활유의 낙하를 막는 커버판(365)과; 상기 연장판(364)의 하부에 작동축(365)을 결합하여 높이 방향(Z축 방향)으로 유한한 스트로크 거리만큼 하강 및 상승에 관한 왕복 작동을 수행하도록 상기 유조(360)의 외측에 설치된 공압실린더장치(366)로 이루어져 있다.

공압실린더장치(366)는 콘트롤박스부(120)의 제어장치(도시 안됨)에서 출력되는 시퀀스 제어 신호에 따라 이송로봇부가 인너씰(201)을 유조(360) 상부에 위치한 상사점에 위치된 침전지그(362)에 올려놓을 때, 작동축(365), 연장판(364), 커버판(365), 지그 브래킷(363), 침전지그(362) 및 인너씰(201)을 유조(360)의 하사점까지 하강시켜서 인너씰(201)의 표면에 윤활제가 도포되도록 하고, 하강 직후 바 로 상사점으로 복귀하게 작동한다.

이하, 도 3a의 모듈 본체(300)를 기준으로 본 발명의 전체 작동 방법에 대해서 설명하도록 하겠다.

매거진모듈(200)은 개별적으로 인너씰(201)을 이송로봇부(301)의 연직 하부에 공급한다.

이송로봇부(301)는 그의 로더(303)를 하강시켜 인너씰(201) 한 개를 클램프 한 후, 검사스테이션(304)의 안착지그(306)에 로딩한다.

검사플레이트(305)는 인너씰 로딩 위치에서 인너씰 검사 위치(307)로 이동 및 정지한다.

정/역방향 검사장치(308)의 검사치구(345)가 하강하여 인너씰의 정/역방향 삽입 상태를 검사하고, 이와 동시에 외경 검사장치(309)의 검침바(309a)가 터치하여 외경의 크기를 검사한다.

이후, 검사플레이트(305)는 인너씰 검사 위치(307)에서 최초 인너씰 로딩 위치로 복귀한다.

이후, 이송로봇부(301)의 로더(303)는 상기 검사된 인너씰(201)을 잡아서 아래아 같은 검사 결과에 대응한 작동을 수행한다.

즉, 상기 검사된 인너씰(201)이 불량품이면 퇴출슈트(311)에 버리고, 인너씰 수거용 박스(312) 쪽으로 미끄러져 수거된다.

이와 반면, 인너씰(201)이 합격품이면 오일 도포장치(313)의 침전지그(362)에 로딩한다.

오일 도포장치(313)는 침전지그(362)와 인너씰(201)을 유조(360)에서 소정 깊이로 윤활유 내부로 하강시켰다가 상승 및 정지시키면서 결국 윤활유(오일)를 인너씰(201)의 표면에 도포한다.

이후, 이송로봇부(301)의 로더(303)는 다시 윤활유가 도포된 인너씰(201)을 클램프하여 인너씰삽입모듈(600)쪽으로 이송시킨다.

이후, 이송로봇부(301)의 로더(303)는 매거진모듈(200) 쪽으로 복귀한다.

이와 같은 과정들은 인너씰 한 개당 반복 및 순차적으로 진행된다.

이상, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에서는 랙바와 인너씰의 결합을 수작업에 의존하였던 것을 자동화하여 대량 조립 작업을 효율적으로 수행할 수 있고, 다양한 인너씰 검사를 수행한 직후, 합격품만을 랙바에 조립시킴에 따라 조립 상태에 따른 기술 신뢰성 확보가 가능한 조향장치 부품 공급시스템을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 부품 공급시스템은 인너씰 검사 중 정/역방향 검사와 외경 검사를 거의 동시에 수행함에 따라 신속한 조립 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 부품 공급시스템은 미세 외경차이를 힌지 지렛대 원리를 이용하여 간편하게 검사할 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당 업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

투명창과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부와; 상기 상부 프레임부의 저부에 배치된 격판과; 상기 격판의 저부에 배치되고 공압장치 및 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 콘트롤박스부와; 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 보관 및 제공하도록 상기 격판에 결합된 매거진모듈을 갖는 자동차 부품 조립기의 조향장치 부품 공급시스템에 있어서,

상기 매거진모듈의 인너씰을 이송로봇부에 의해서 검사스테이션과 오일 도포장치를 거쳐 개별적으로 인너씰삽입모듈까지 이송하면서 인너씰 검사와 오일도포를 수행하도록 상기 격판에 계통적으로 설치된 모듈 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 이송로봇부는 상기 콘트롤박스부에서 출력되는 시퀀스 제어 신호에 따라 +X축 및 -X축 방향으로 연장된 주 레일을 따라 움직이면서 높이 방향인 +Z축 및 -Z축 방향으로 승강 및 하강 제어되게 결합된 작동부와; 상기 작동부의 하단에서 +Y축 및 -Y축 방향으로 왕복 수평 이송 가능하게 결합된 선형실린더와; 상기 선형실린더의 하단에 배치되어서 상기 매거진모듈의 인너씰을 한 개씩 클램프(clamp) 할 수 있게 결합된 공압식 핑거형 로더를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제2항에 있어서,

상기 작동부는 주 레일에서 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된 장착판과; 상기 장착판에서 상하 방향으로 연장된 승강레일과; 상기 승강레일에서 승강 및 하강 작동 가능하게 결합된 승강판과; 상기 장착판의 상부에 고정된 고정지지판과; 상기 고정지지판에 실린더부를 고정하여 상하 방향으로 작동축부를 왕복 이송시킬 수 있게 결합된 승강액추에이터를 포함하고, 상기 승강판이 상기 승강액추에이터의 작동축부로부터 상승 및 하강에 필요한 작동력을 전달 받을 수 있게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제2항에 있어서,

상기 선형실린더는 상기 작동부의 승강판 하단에 결합된 선형액추에이터 몸체와; 상기 선형액추에이터 몸체에서 Y축 수평 방향으로 수평 스트로크 행정을 갖도록 결합된 작동바와; 상기 작동바의 일측 끝단에서 상기 선형액추에이터 몸체에 대항하여 정지작동을 수행하는 스토퍼와; 상기 작동바의 타측 끝단에 결합된 로더 브래킷과; 상기 로더 브래킷의 끝단에 고정되어 상기 선형액추에이터 몸체 쪽으로 충격 완충 작동을 수행하는 완충기를 포함하여, 상기 작동부를 기준으로 +Y축 및 -Y축 방향으로 상기 로더 브래킷을 왕복 수평 이송 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제2항에 있어서,

상기 로더는 상기 선형실린더의 로더 브래킷의 하단에 결합된 고정핑거와; 상기 고정핑거에 형성된 가이드홈을 따라 수평 이동하게 결합된 이동핑거와; 상기 이동핑거의 일측에 고정된 센서축과; 상기 센서축의 끝단을 감지하도록 상기 고정핑거의 상부에 결합된 로더센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제5항에 있어서,

상기 고정핑거와 상기 이동핑거는 각각의 끝단에 인너씰의 외경을 미끄럼 없게 잡을 수 있는 그립이 더 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 검사스테이션은 이송레일을 따라 검사플레이트를 인너씰 로딩 위치와 검사 위치 사이의 스트로크 거리 내에서 왕복 이송시키도록, 상기 위치들을 기준으로 상기 검사플레이트를 감지하는 복수 쌍의 광센서와; 상기 광센서의 센서에 의해 수평이송의 시작 및 정지가 제어되게 결합된 수평이송부와; 이송레일의 양쪽 끝단 부위에서 상기 검사플레이트를 정위치 정지시키고 그의 충격을 감쇄시키는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 검사스테이션의 상부에는 상기 검사플레이트의 검사 위치의 연직 상부를 기준으로 상기 이송로봇부의 주 레일의 측면에 고정된 정/역방향 검사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제8항에 있어서,

상기 정/역방향 검사장치는 상기 검사플레이트의 안착지그의 인너씰의 연직 상부에 배치된 검사치구와; 상기 검사치구를 인너씰의 규격에 맞게 사용하도록 탈부착 시킬 수 있게 결합된 지그암과; 상기 지그암의 상부로 연장 고정된 연장축과; 상기 연장축에 병렬로 배치되어 상기 연장축을 승강 및 하강시킬 수 있게 결합된 작동 브래킷을 가이드레일 상에서 승강 및 하강하게 구성된 공압식 액추에이터와; 높이 편차를 감지하게 상기 공압식 액추에이터의 작동축의 신장 길이 또는 상기 연 장축의 위치를 감지하는 높이측정센서를 포함하고, 상기 공압식 액추에이터와 상기 가이드레일이 장착판의 일측면에 결합되고, 상기 장착판의 타측면이 상기 이송로봇부의 주 레일 측면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 검사스테이션의 일측 끝단부에는 상기 검사플레이트의 안착지그에 안착된 인너씰의 외경 검사를 수행하게 외경 검사장치가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제10항에 있어서,

상기 외경 검사장치는 상기 검사스테이션의 일측 끝단부로 이동된 검사플레이트의 안착지그 상에 위치한 인너씰의 외주면에 일측 단부를 점접촉시킬 수 있게 공압 실린더에 의해 전진 작동한 후 스프링의 복원력에 의해 원위치할 수 있게 결합된 검침바와; 이런 검침바의 타측 단부에서 지렛대와 같이 작동하도록 일측 단부를 힌지 결합시킨 측정작동바와; 이런 측정작동바의 타측 단부에 연접하여 상기 검침바의 축이동에 대응한 상기 측정작동바의 확대된 원호 이동거리를 측정하는 복수개의 외경 측정 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 검사스테이션과 상기 오일 도포장치의 사이에는 퇴출슈트가 불량 인너씰 수거할 수 있도록 경사지게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 오일 도포장치는 윤활유를 담고 있고 입출포트를 통해 윤활유를 순환 공급 및 회수하도록 형성된 유조와; 상기 유조에 부착된 육안 식별용 유량계와; 상기 유조에 배치된 침전지그와; 이런 침전지그를 받치고 있는 'ㄴ'자 지그 브래킷과; 이런 지그 브래킷의 상단에서 수평하게 결합된 연장판과; 이런 연장판에 겹쳐져서 윤활유의 낙하를 막는 커버판과; 상기 연장판의 하부에 작동축을 결합하여 높이 방향으로 유한한 스트로크 거리만큼 하강 및 상승에 관한 왕복 작동을 수행하도록 상기 유조의 외측에 설치된 공압실린더장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 부품 공급시스템.