KR100685835B1

KR100685835B1 - 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템

Info

Publication number: KR100685835B1
Application number: KR1020060011001A
Authority: KR
Inventors: 육재명
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-02-26

Abstract

본 발명은 로봇 시스템 공학의 계통적 시퀀스에 상응하게 가이드를 검사하고, 검사 합격품에 해당하는 가이드만을 랙바에 삽입시킴에 따라, 인너씰으로 하여금 랙바에 안전하고 정확하게 장착될 수 있게 할 수 있는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템은 투명창과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부(110)와; 상기 상부 프레임부(110)의 저부에 배치된 격판(130)과; 상기 격판(130)의 저부에 배치되고 공압장치 및 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 콘트롤박스부(120)를 갖는 자동차 부품 조립기(100)에 있어서, 격판(130)의 상부에 설치되고, 검사를 위해 측정 박스(510)의 내부로 진입하는 가이드(410)를 검사하는 비젼촬상소자(520)를 장착한 비젼스테이션모듈(500)과 연동하여 검사 완료된 가이드(410)만을 인너씰삽입모듈(600)에 임시 장착된 랙바 쪽으로 이동시키고, 사용이 끝난 가이드를 상기 인너씰삽입모듈(600)로부터 분리 및 복귀시키도록 다축이송로봇부(401)가 구비된 모듈 본체(400)를 포함한다.

랙바, 인너씰, 가이드, 검사, 모듈 본체, 비젼스테이션모듈

Description

가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템{SYSTEM FOR INSERTING AND TESTING OF GUIDE}

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 2a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기에서 사용되는 가이드의 형상을 설명하기 위한 부분단면 사시도,

도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도,

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

도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템의 구성을 설명하기 위한 정면도,

도 4b는 도 4a에 도시된 다축이송로봇부의 확대 정면도,

도 5a는 도 4a에 도시된 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템의 평면도,

도 5b는 도 5a에 도시된 다축이송로봇의 회전작동암의 확대 평면도,

도 6은 도 4a에 도시된 다축이송로봇부의 작동방법을 설명하기 위한 측면도,

도 7은 도 4a에 도시된 가이드 장착대의 정면도,

도 8과 도 9는 도 7에 도시된 가이드 장착대에 놓여지는 가이드의 외관을 검사하는 비젼스테이션모듈을 설명하기 위한 평면도 및 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 자동차 부품 조립기 130 : 격판

120 : 콘트롤박스부 400 : 모듈 본체

401 : 다축이송로봇부 402 : 보조거치대

403 : 주거치대 404 : 수평로봇

405 : 수직로봇 406 : 회전작동암

407 : 집게형 로더 410, 410', 410" : 가이드

420, 421 : 지지축 436, 437 : 안착부

500 : 비젼스테이션모듈 510 : 측정 박스

520 : 비젼촬상소자 600 : 인너씰삽입모듈

본 발명은 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템에 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 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템에 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 가이드를 검사하고, 검사 합격품에 해당하는 가이드만을 랙바에 삽입시킴에 따라, 인너씰이 랙바에 안전하고 정확하게 장착될 수 있게 할 수 있는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템을 제공하는데 있다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은 자동차 부품 조립기의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템에 있어서, 상기 자동차 부품 조립기의 격판의 상부에 설치되고, 검사를 위해 측정 박스의 내부로 진입하는 가이드를 검사하는 비젼촬상소자를 장착한 비젼스테이션모듈과, 상기 비젼스테이션모듈과 연동하도록 결합되어 서, 검사 완료된 가이드만을 인너씰삽입모듈에 임시 장착된 랙바 쪽으로 이동시키고, 사용이 끝난 가이드를 인너씰삽입모듈로부터 분리 및 복귀시키도록 다축이송로봇부를 구비한 모듈 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템에 의해 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명이 장착된 자동차 부품 조립기의 사시도이고, 도 2a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기에서 사용되는 가이드의 형상을 설명하기 위한 부분단면 사시도이다. 또한, 도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 평면을 보인 설계도이다. 또한, 도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템의 구성을 설명하기 위한 정면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 다축이송로봇부의 확대 정면도이다. 또한, 도 5a는 도 4a에 도시된 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템의 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 다축이송로봇의 회전작동암의 확대 평면도이다. 또한, 도 6은 도 4a에 도시된 다축이송로봇부의 작동방법을 설명하기 위한 측면도이고, 도 7은 도 4a에 도시된 가이드 장착대의 정면도이고, 도 8과 도 9는 도 7에 도시된 가이드 장착대에 놓여지는 가이드의 외관을 검사하는 비젼스테이션모듈을 설명하기 위한 평면도 및 측면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템은 자동차 부품 조립기(100)의 일부분 장치에 해당하는 모듈 본체(400)이다.

여기서, 자동차 부품 조립기(100)는 랙바-인너씰 조립을 수행하는 것이다.

본 발명의 모듈 본체(400)는 가이드 검사 기능을 수행하는 비젼스테이션모듈(500)과 연동하여 검사 완료된 가이드만을 인너씰삽입모듈(600)에 임시 장착된 랙바에 삽입시키고, 사용이 끝난 가이드를 랙바로부터 분리 및 복귀시키는 역할을 담당한다.

도 2a와 병행 참조하면, 모듈 본체(400)는 부시 형태의 가이드(410)를 랙바 쪽으로 반복 이동, 삽입, 장착 및 회수하도록 구성된 자동차 부품 조립기(100)의 구성 장치를 의미한다.

가이드(410)는 하기에 설명할 다축이송로봇의 회전작동암의 집게형 로더가 끼워질 수 있게 단면 직경이 상대적으로 작은 크기로서 실축 단면 형상의 병목부(411)와; 이런 병목부(411)를 기준으로 상부에 형성되고 외원주면에 홈을 형성한 실축 단면 형상의 헤더부(412)와; 이런 헤더부(412)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖되 랙바의 직경에 대응한 내경과 랙바의 랙기어 및 랙기어의 근접 부위를 감쌀 수 있는 깊이를 갖도록 병목부(411)에서 하단부(414)까지 연장된 중공축 형상의 부싱부(413)로 형성되어 있다.

특히, 헤더부(412)의 외경은 인너씰의 내경보다 훨씬 작은 사이즈로서, 인너씰을 가이드(410)에 삽입시킬 때 병목부(411)의 직경보다는 약간 더 큰 크기를 갖고 있으며, 인너씰의 내주면과 접촉되지 않을 정도로 형성되어 있다.

또한, 병목부(411)의 외경은 최소 직경에 해당하는 병목지점으로부터 점차적으로 부싱부(413)의 외경까지 증가되는 형상에 의해 인너씰의 내주면을 부드럽게 미끄러지게 할 수 있게 형성되어 있다.

또한, 부싱부(413)의 외경과 내경 사이의 두께는 약 0.1∼0.5㎜ 정도로서 인너씰이 삽입될 때 변형을 최소화하면서 랙바의 랙기어를 감싸기 때문에 인너씰을 랙기어에 삽입할 때 변형 또는 파손 등을 방지하게 형성되어 있다.

한편, 자동차 부품 조립기(100)는 앞서 개략적으로 언급한 본 발명의 모듈 본체(400) 이외에도, 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 보관 및 제공하도록 상기 조립기(100)의 격판(130)에 결합된 인너씰 매거진모듈(200)(이하, '매거진모듈'이라 칭함)과; 이런 매거진모듈(200)로부터 로딩한 인너씰을 검사하고, 검사된 인너씰에 오일을 도포하게 결합된 인너씰 공급장치(300)와; 가이드의 가이드 역할에 따라 원활하게 인너씰을 랙바에 삽입시키는 인너씰삽입모듈(600)을 더 갖는다.

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), 인너씰 공급장치(300), 모듈 본체(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 3b의 상세한 평면 설계도에서도 확인할 수 있듯이, 매거진모듈(200)은 종류별로 복수개의 인너씰을 보관하도록 복수개의 거치축을 회전판에 세우고, 각각의 거치축에 복수개의 인너씰을 적층한 후, 인너씰 공급장치(300)에 공급한다.

인너씰 공급장치(300)는 그의 이송로봇부(301) 및 핑거형 로더(303)로 상기 매거진모듈(200)의 인너씰 한 개씩을 잡아 이송하는 가운데 인너씰을 검사하고 인너씰에 오일을 도포한 후, 결과적으로 검사가 합격된 인너씰만을 인너씰삽입모듈(600)에게 계통적으로 제공한다.

본 발명의 모듈 본체(400)는 격판(130) 중에서 점선 박스(P)의 영역에 해당하는 곳에 설치된 것으로서, 상술한 인너씰의 공급 과정상에서 사용되는 구성 요소들과 간섭을 일으키지 않으면서 가이드(410)를 인너씰삽입모듈(600)의 랙바에게 삽입시키게 구성된 다축이송로봇부(401)를 갖는다.

여기서, 다축이송로봇부(401)는 X축 방향으로 배열된 수평로봇(404)(회사명 로보스타(ROBOSTAR)사의 'RBC-51SSA+1000L')과, 이런 수평로봇(404) 상에서 Z축 방향으로 배열된 수직로봇(405)('RBC-23NSA+500L')으로 이루어진 다축 선형 이동 로봇 결합체이다.

모듈 본체(400)는 가이드 보조거치대(402)(이하, '보조거치대'라 칭함) 또는 가이드 주거치대(403)(이하, '주거치대'라 칭함) 상에 비치된 가이드들 중에서, 비젼스테이션모듈(500)에 의해 검사가 완료 및 합격된 가이드(410) 한 개를 다축이송로봇부(401)로 잡아서 인너씰삽입모듈(600)의 장착위치에 있는 랙바 쪽으로 이송시킬 수 있게 되어 있다.

모듈 본체(400)를 전반적으로 설명함에 있어서, X축 방향은 다축이송로봇부(301)의 연장 방향과 일치한 방향이고(도 3a 또는 도 3b에서 좌우 방향), Y축 방향은 X축 방향과 수직한 수평면 방향이고, Z축 방향은 다축이송로봇부(401)를 높이 방향으로 지지하는 제1 또는 제2지지축(420, 421)의 축방향과 일치한다.

다축이송로봇부(401)는 프로그램된 시퀀스에 대응하게 회전작동암(406) 및 집게형 로더(407)를 주거치대(403)의 가이드 로딩 지점으로부터 이동라인(C)을 따라 좌, 우, 상, 하 및 회전 방향으로 작동하여 가이드(410)를 로딩 및 언로딩하는 소정 작동 루틴을 반복 수행한다.

또한, 모듈 본체(400)는 주거치대(403)에 놓인 가이드(410)의 표면 상태를 검사하는 소정의 검사 프로세스 및 시퀀스를 갖는 비젼스테이션모듈(500)과 연동하도록 되어 있다.

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

도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 모듈 본체(400)는 격판(130)의 상부에 고정된다.

격판(130)은 콘트롤박스부(120)(도 2 참조)를 위한 하부 프레임(131)에 의해 지지된다. 격판(130)의 제1 또는 제2지지축(420, 421)은 그의 상단에서 수평하게 다축이송로봇부(401)를 지지한다.

비젼스테이션모듈(500)은 다축이송로봇부(401)의 아래쪽에서 측면방향으로 연장된 곳에 배치되며, 격판(130)을 지지하고 있는 하부 프레임(131)의 고정 브래킷(132)에 의해 지지된다.

다축이송로봇부(401)의 연직 하부쪽 격판(130) 상에 각각 설치되는 것으로서, 주거치대(403)는 비젼스테이션모듈(500) 근방에서 이동식으로 설치되고, 보조거치대(402)는 주거치대(403)의 옆에 고정식으로 설치된다.

즉, 주거치대(403)는 X축 및 Y축 양방향으로 이송가능하게 격판(130)으로부터 상향으로 연장된 거치대프레임(422) 상에 설치된 것으로서, 주거치대(403)와 거치대프레임(422) 사이에 설치된 X축 및 Y축 레일에 의해 슬라이딩 가능하게 결합되어 있고, 해당 X축 및 Y축 액추에이터에 의해 그의 평면 이동이 실현되게 장착되어 있다.

한편, 다축이송로봇부(401)의 수평로봇(404)은 좌, 우 스트로크 행정(S1)을 갖고, 수직로봇(405)은 수평로봇(404)을 기준으로 상, 하 스트로크 행정(S2)을 갖는다.

다축이송로봇부(401)는 콘트롤박스부(120)(도 2 참조)의 제어장치(도시 안됨)로부터 전달되는 소정 작동 루틴을 위한 시퀀스 제어 신호를 이용하여 하기의 수평로봇(404), 수직로봇(405), 회전작동암(406) 및 집게형 로더(407)의 해당 작동을 제어하도록 되어 있다.

이때, 수평로봇(404)은 제1 및 제2지지축(420, 421)의 끝단에서 수평하게 배치된 상태에서 수직로봇(405)을 축방향(X축 방향)으로 왕복 이송시킴과 함께 이송 속도 및 위치를 제어하게 결합되어 있고, 이런 수직로봇(505)은 회전작동암(406)을 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이송시킴과 함께 이송 속도 및 위치(높이)를 제어하게 결합되어 있으며, 이런 회전작동암(406)은 집게형 로더(407)를 유한한 회전각도 범위(예 : 0 ∼ 90°)내에서 양방향 회동이 가능하게 결합되어 있고, 마지막으로 집게형 로더(407)는 가이드(410)의 병목부(411)를 잡고 놓을 수 있게 결합되어 있다.

다축이송로봇부(401)의 로컬제어부는 전달받은 시퀀스 제어 신호에 대응하게 해당 서보모터와 공압식 액추에이터를 제어할 수 있게 통상의 메카트로닉 공학기술로 구성되어 있다.

이런 다축이송로봇부(401)의 로컬제어부는 소정의 시퀀스 제어 신호에 대응한 서보모터 제어신호(좌표값 : 수평 위치 및 수직 위치, 회전각도값, 속도값 등)를 각각 수평로봇(404), 수직로봇(405) 및 회전작동암(406)의 각각의 서버모터에 전달한다.

이런 경우, 수평로봇(404)은 해당 서버모터의 구동력을 이용하여 해당 좌표값에 대응한 수평 위치까지 수직로봇(405)을 이동시키고, 이후 수직로봇(405)은 해당 좌표값에 대응한 수직 위치까지 회전작동암(406)을 이동시킨다.

이후, 회전작동암(406)은 집게형 로더(407)를 가이드(410)의 병목부(411)를 잡는 위치로부터 가이드를 90° 회전시키는 위치까지, 또는 90° 회전위치에서 원래의 0°로 복귀하는 위치까지 집게형 로더(407)를 회동시킨다.

이때, 제1완충기(471)는 수직로봇(405)의 연장방향과 일치하는 수직방향에 배치되어 집게형 로더(407)의 회전각도 90°에서 완충력을 발생하도록 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 다축이송로봇부(401)의 로컬제어부는 소정의 시퀀스 제어 신호에 대응 한 액추에이터 제어신호로 공압 펌프 및 공압 분배 장치를 제어하여, 결국 집게형 로더(407)의 액추에이터로 하여금 집게형 로더(407)의 집게들을 작동시킴에 따라, 가이드(410)의 병목부(411)를 잡을 수 있게 집게를 오므리는 작동, 또는 가이드(410)의 병목부(411)를 놓을 수 있게 집게를 펴는 작동 중 어느 하나를 수행한다.

도 5a와 도 5b에 도시한 바와 같이, 수평로봇(404)을 기준으로 상하 방향으로 승강 및 하강하게 구성된 수직로봇(405)은 그의 하우징의 표면에 부착한 'ㄴ'자 형상의 브래킷(460)과; 이런 브래킷(460)의 수직판에 장착된 서보모터(461)와, 이런 서보모터(461)의 구동축(462)에 일측단을 결합시킨 축연결구(463)와; 이런 축연결구(463)의 타측에 축결합되어 있고, 브래킷(460)의 수평판에 지지되는 베어링블럭(465)에 의해 회전 가능하게 결합된 피동축(464)과; 이런 피동축(464)의 끝단에서 축심을 일치하게 결합한 실린더 장착판(466)과, 이런 실린더 장착판(466)에서 수직하게 설치된 액추에이터(470)를 포함하되, 액추에이터(470)는 그의 작동축을 왕복 이동시킴에 따라 작동축에 결합된 집게들을 오므렸다 펼 수 있도록 집게형 로더(407)에 결합되어 있다.

이때, 제2완충기(472)는 수직로봇(405)의 연장방향과 수직한 수평방향에 일치하게 배치되어 집게형 로더(407)의 회전각도 0°에서 완충력을 발생하도록 결합되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 제2완충기(472)는 상기 'ㄴ'자 형상의 브래킷(460)으로부터 연장 고정된 어댑터판(473)에 장착되어 있다.

또한, 집게형 로더(407)의 각각의 집게에는 가이드(410)의 병목부(411)를 잡을 때 미끄러지는 것을 방지하게 그립(474)이 더 결합되어 있는 것이 바람직하다.

도 6에 도시한 바와 같이, 주거치대(403)에 놓여진 상태에서 비젼스테이션모듈(500)에 의해 검사를 끝낸 가이드(410)는 다축이송로봇부(401)에 의해 앞서 언급한 바와 같이 인너씰삽입모듈까지 운반된다.

이때, 가이드(410)는 수평하게 주거치대(403)에 놓여 있으나, 인너씰삽입모듈에는 수직하게 삽입 장착되어야 함으로 하기와 같은 다축이송로봇부(401)의 루틴을 따라 운반된다.

즉, 다축이송로봇부(401)의 수평로봇(404)은 좌, 우 스트로크 행정 내에서 수직로봇(405)을 직선 이동시킴에 따라서, 수직로봇(405)이 주거치대(403)의 가이드(410)의 연직 상방에 위치하도록 한다.

이때, 수직로봇(405)에 결합된 회전작동암(406)의 집게형 로더(407)는 회전각도 0°위치에 있는 것으로서, 집게형 로더(407)의 집게들을 하방향을 향하고 있다.

이후, 수직로봇(405)은 가이드레일을 따라 수직거리(m)만큼 하강 후 가이드(410)를 잡을 수 있는 위치에서 정지한다.

이 위치에서는 집게형 로더(407)의 집게가 펼쳐진 상태로 가이드(410)의 병목부(411) 주변에 위치하게 된다.

집게형 로더(407)의 액추에이터(470)는 그의 작동축을 작동시켜서, 집게를 오므림에 따라 집게의 그립이 가이드(410)의 병목부(411)를 가압식으로 잡게 되고, 결과적으로 집게형 로더(407)가 가이드(410)를 수평한 상태로 상승시킬 수 있는 상태가 된다.

이후, 수직로봇(405)은 가이드레일을 따라 수직거리(m)만큼 상승 후 미리 정해진 상사점 위치에서 정지한다.

이런 다음, 수직로봇(405)에 결합된 회전작동암(406)은 서보모터(461)를 동작시켜서, 결국 회전각도 0°에서 90°까지의 원호거리(n)만큼 집게형 로더(407) 및 그의 액추에이터(470)를 회동 및 정지시킨다.

이 과정에서 가이드(410)의 관성에 의해 혹시 발생될 수 있는 충격량은 제2완충기(472)에 의해 흡수되어, 가이드(410)의 고정 상태가 변경되지 않게 한다.

이런 경우, 가이드(410)는 수직로봇(405)의 연장방향과 동일한 Z축 방향으로 배치되어 공중에 매달리게 된다.

이런 상태에서, 수평로봇(404)은 수직로봇(405)에 매달린 가이드(410)를 인너씰삽입모듈의 삽입 장착 위치까지 이동한 후 정지한다.

인너씰삽입모듈의 삽입 장착 위치에는 미리 자동차 부품 조립기의 외부에 설치된 산업용 로봇(도시 안됨)에 의해 설치된 랙바가 장착되어 있다. 이때, 랙바의 랙기어부는 상단 부위에 위치한다.

상기 정지된 수평로봇(404)을 기준으로 수직로봇(405)은 그의 회전작동암(406)과 집게형 로더(407) 및 가이드(410)를 랙바 삽입 이송 거리(o)만큼 하강 작동시킨다.

이런 경우, 가이드(410)는 랙기어 및 그의 주변 부위를 감싸게 랙바에 씌워진다.

이후, 집게형 로더(407)는 집게를 펼침에 따라, 집게형 로더(407)가 가이드 (410)로부터 분리할 수 있는 상태가 된다.

이후, 수직로봇(405)은 랙바 삽입 이송 거리(o)만큼 상승하여, 회전작동암(406)과 집게형 로더(407)만을 상향 공간에 배치시킴에 따라, 이후에 계통적으로 작동할 인너씰 공급장치 또는 인너씰삽입모듈의 작동 선상에서 집게형 로더(407) 및 회전작동함(406)을 대피시켜 상호 간섭이 발생되지 않게 하고, 자동차 부품 조립기의 인너씰 공급장치 또는 인너씰삽입모듈의 작동이 끝날 때까지 대기한다.

만일, 자동차 부품 조립기의 인너씰 공급장치 또는 인너씰삽입모듈의 계통적 작동이 끝나, 랙바에 인너씰이 안전하게 삽입됨에 따라 가이드(410)의 역할이 끝난 가이드(410)를 회수하는 프로세스를 수행한다.

즉, 상술한 바와 같이 대피하고 있던 수직로봇(405)은 다시 랙바 삽입 이송 거리(o)만큼 하강하여, 집게형 로더(407)로 랙바에 씌워진 가이드(410)를 잡은 다음, 반대 방향으로 상승 및 정지함에 따라 랙바에서 가이드(410)를 분리시킨다.

이후, 수평로봇(404)은 주거치대(403)까지 수직로봇(405)과 집게형 로더(407) 및 가이드(410)를 수평이동시킨 후 정지한다.

그런 다음, 수직로봇(405)의 회전작동암(406)은 서보모터(461)를 반대로 동작시켜서, 결국 회전각도 90°에서 0°까지의 원호거리(n)만큼 집게형 로더(407) 및 그의 액추에이터(470)를 회동 및 정지시킨다.

또한, 가이드(410)는 주거치대(403)의 연직 상방에 위치하게 된다.

이 과정에서 가이드(410)의 관성에 의해 혹시 발생될 수 있는 충격량은 제1완충기(471)에 의해 흡수되어, 가이드(410)의 고정 상태가 변경되지 않게 한다.

이후, 수직로봇(405)의 수직거리(m)만큼의 하강 및 정지와, 집게형 로더(407)의 펼침에 따라, 가이드(410)는 주거치대(403)로 복귀 또는 회수된다.

이후, 수직로봇(405)은 집게형 로더(407)를 상승 및 정지시켜서 하기에 설명할 비젼스테인션모듈이 상기와 같이 사용된 가이드(410)를 검사하고 종료할 때 까지 대기한다.

도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 보조거치대(402)와 주거치대(403)는 자동차 부품 조립기의 격판(130)에서 상향으로 연장된 한 쌍의 제3, 제4지지축(423, 424)의 거치대프레임(422)에 설치되어 있다.

여기서 보조거치대(402)는 고정식으로서 그의 고정바(425, 426)에 의해 거치대프레임(422)의 상부에서 수평하게 고정되어 있다.

이런 보조거치대(402)의 수평 연장선상에 일치하게 배치되는 주거치대(403)는 거치대프레임(422)에 설치된 한 쌍의 X축 레일(432)과, 한 쌍의 Y축 레일(433)에 의해 X축 방향의 이동과 Y축 방향의 이동이 가능하게 되어 있다.

특히, X축 및 Y축 방향의 이동을 위해서, 주거치대(403)의 저면과 지지판(435) 상면의 사이에는 한 쌍의 Y축 레일(433)이 그의 레일 방향으로 슬라이딩 작동 가능하게 결합되고, 상기 지지판(435)의 저면과 고정 블럭(434)의 사이에는 한 쌍의 X축 레일(432)이 그의 레일 방향으로 슬라이딩 작동 가능하게 결합된다.

고정 블럭(434)들은 거치대프레임(422)을 기반으로 한 쌍의 X축 레일(432)을 수평하게 지지한다.

이때, 공압식 X축 액추에이터(430)는 거치대프레임(422)에 지지되게 결합된 상태에서 그의 신장작동축으로 주거치대(403), Y축 레일(433), 지지판(435) 및 공압식 Y축 액추에이터(431)를 X축 방향으로 직선 이동시키게 결합되어 있다.

그리고, 공압식 Y축 액추에이터(431)는 지지판(435)에 지지된 상태에서 주거치대(403)를 Y축 방향으로 직선 이동시키게 결합되어 있다.

보조거치대(402)와 주거치대(403)의 상면에는 가이드 거치를 위해 복수개로서 한 쌍을 각각 이루는 U자형 안착부(436, 437)가 설치되어 있다.

여기서, U자형 안착부(436,437)는 각각 병목부 안착구조물과, 부싱부 안착구조물을 한 쌍으로 하여 제작될 수 있다.

즉, 보조거치대(402)의 U자형 안착부(436)에는 여분의 가이드(410')가 비치되고, 주거치대(403)의 해당 U자형 안착부(437)에는 현재 사용되는 가이드(410) 또는 보조 가이드(410")가 안치된다.

각각의 U자형 안착부(436, 437)의 정방에는 센터 확인 센서(438, 439)가 배치되어 있고, 이런 센터 확인 센서(438, 439)는 센터의 정렬 상태를 체크하는 역할을 담당한다.

예컨대, 주거치대(403)의 가이드(410) 중 하나의 축심이 해당 센터 확인 센서(439)에 의해 정렬 상태가 확인될 때, 비젼스테이션모듈(500)의 측정 중심선(501)과 일치하게 된다.

비젼스테이션모듈(500)은 그의 박스형 지지프레임(502)에 의해 측정 박스(510)와 비젼촬상소자(520)를 가이드(410)의 높이와 동일 또는 대등하게 배치시키도록, 앞서 도 4a를 통해 설명한 고정 브래킷(132)을 통해 격판(130)을 지지하고 있는 하부 프레임(131)에 부착되어 있는 것이 바람직하다.

가이드(410)의 센터가 맞지 않는 경우, 공압식 X축 액추에이터(430)는 그의 신장작동축을 작동시켜서 주거치대(403) 상의 가이드(410)의 센터를 정렬하는 위치로 이동 및 정지한다.

이런 경우, 공압식 Y축 액추에이터(431)는 Y축 방향을 따라 비젼스테이션모듈(500) 쪽으로 주거치대(403)를 이송시킨다.

이에 따라, 주거치대(403) 상의 가이드(410)의 끝단은 비젼스테이션모듈(500)의 측정 박스(510) 내부로 진입하고 정지된다.

비젼스테이션모듈(500)은 통상적인 CCD와 같은 비젼촬상소자(520)를 이용하여, 그의 측정 박스(510) 쪽으로 진입하면서 비젼촬상소자(520)의 촬상 방향과 가이드(410)의 축심이 일치된 상태의 가이드(410)의 외경 크기, 내측 및 외측표면 상의 흠집 또는 날카롭게 돌출된 부위 등을 검출하고, 미리 인덱스 또는 메모리 등에 기록된 데이터와 검출한 데이터를 비교 판단함에 따라, 가이드 사용 적격 여부를 판정에 관한 가이드 검사 기능을 수행하는 통상적인 검사장치이다.

이런 가이드 사용 적격 검사가 끝난 경우, 공압식 Y축 액추에이터(431)는 다축이송로봇부(401)로 하여금 검사가 끝난 가이드(410)를 집어낼 수 있게 Y축 방향을 따라 비젼스테이션모듈(500)의 반대쪽 검사전 위치까지 주거치대(403)를 복귀 시킨다.

만일 가이드 사용 적격 검사에서 가이드(410)가 불합격을 받은 경우, 이를 비젼스테이션모듈(500)의 디스플레이장치를 통해 사용자에게 전달한다.

예컨대, 작동 설정 상태가 수동으로 설정된 경우, 디스플레이장치의 경광등이 작동되고, 이를 확인한 사용자의 대응 조작(예 : 비상 정지 버튼 누름)에 의해서, 콘트롤박스부(120)의 제어장치를 제외한 자동차 부품 조립기(100)와 그 자동차 부품 조립기(100)에 연동되는 기타 산업용 로봇 등을 포함한 전체 시스템이 일시 작동 정지된다. 이런 경우, 작업자는 수동으로 불합격 가이드(410)를 보조거치대(402)에 놓여진 여분의 가이드(410')와 교체한 후 미리 정해진 시스템 초기화 과정을 통해 시스템을 재 가동시킨다.

반면, 작동 설정 상태가 자동으로 설정된 경우, 콘트롤박스부(120)의 제어장치, 공압식 X축 액추에이터(430), 해당 센터 확인 센서(438, 439)를 제외한 자동차 부품 조립기(100)와 그 자동차 부품 조립기(100)에 연동되는 기타 산업용 로봇을 포함한 전체 시스템이 미리 정해진 일시 작동 정지 시퀀스에 대응하게 일시 작동 정지가 된다.

이후, 공압식 X축 액추에이터(430)는 그의 신장작동축을 신장시켜, 결과적으로 도 7에 마킹한 위치(480)까지 주거치대(403)를 이송시킴에 따라, 주거치대(403) 상의 다른 보조 가이드(410")의 축심이 측정 중심선(501)과 일치하게 정렬시킨다.

이후 미리 정해진 시스템 초기화 과정을 통해 시스템을 자동으로 재 가동시키고, 디스플레이장치 등에 의해 가이드(410)가 보조 가이드(410")로 교체됨을 알리고, 추후 관리자로 하여금 조치를 취할 수 있게 한다.

이상, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에서는 랙바와 인너씰의 자동화 대량 조립 작업에서, 인너씰을 랙바에 결합시킬 때 사용되는 가이드를 비젼스테이션모듈로 검사하고, 검사에 합격된 가이드만을 랙바에 장착시킬 수 있고 기술 신뢰성 확보가 가능한 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템을 제공하는 효과가 있다.

이러한 본 발명의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템은 조립 작업 도중 인너씰이 안전하고 신속하게 랙바에 결합시킬 수 있게 해 줄 수 있어서, 효율적인 랙바-인너씰 조립 작업을 수행할 수 있게 해준다.

또한, 본 발명의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템은 서보모터를 갖는 회전작동암으로 집게형 로더를 회전시키는 메커니즘을 갖고 있어서, 결국 좁은 공간내에서 소정 크기의 축길이를 갖는 가이더를 기타 다른 부재 또는 모듈에 간섭을 받지 않고 안전하고 효율적으로 인너씰삽입모듈의 랙바에 삽입시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템은 주거치대와 보조거치대에 복수개로서 여분의 가이드를 더 구비하여, 손상된 가이드를 여분의 가이드로 교체 사용하여 연속 조립 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 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

자동차 부품 조립기의 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템에 있어서,

상기 자동차 부품 조립기의 격판의 상부에 설치되고, 검사를 위해 측정 박스의 내부로 진입하는 가이드를 검사하는 비젼촬상소자를 장착한 비젼스테이션모듈과,

상기 비젼스테이션모듈과 연동하도록 결합되어서, 검사 완료된 가이드만을 인너씰삽입모듈에 임시 장착된 랙바 쪽으로 이동시키고, 사용이 끝난 가이드를 인너씰삽입모듈로부터 분리 및 복귀시키도록 다축이송로봇부를 구비한 모듈 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제1항에 있어서,

상기 가이드는 상기 다축이송로봇으로 잡을 수 있게 단면 직경이 상대적으로 작은 크기로서 실축 단면 형상의 병목부와; 상기 병목부를 기준으로 상부에 형성되고 외원주면에 홈을 형성한 실축 단면 형상의 헤더부와; 상기 헤더부의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖되 랙바의 직경에 대응한 내경과 랙바의 랙기어 및 랙기어의 근접 부위를 감쌀 수 있는 깊이를 갖도록 상기 병목부에서 하단부까지 연장된 중공축 형상의 부싱부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제1항에 있어서,

상기 다축이송로봇부는 상기 격판에서 수직하게 세워진 복수개의 지지축에 의해 수평하게 결합되어 좌, 우 스트로크 행정을 갖는 수평로봇과; 상기 수평로봇을 기준으로 상, 하 스트로크 행정 내에서 상기 수평로봇에 의해 이송되게 결합된 수직로봇과; 상기 수직로봇에 의해 승강 및 하강 작동하게 결합된 회전작동암과; 상기 회전작동암의 구동력을 이용하여 회전각도 0∼90° 내에서 회동하게 결합된 집게형 로더를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제3항에 있어서,

상기 집게형 로더의 각각의 집게에는 가이드의 병목부를 잡을 때 미끄러지는 것을 방지하게 그립이 더 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제1항에 있어서,

상기 다축이송로봇부의 연직 하부쪽 격판 상에 각각 설치되는 것으로서, 상 기 비젼스테이션모듈 근방에서 이동식으로 설치된 주거치대와; 상기 주거치대의 옆에 고정식으로 설치되는 보조거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제5항에 있어서,

상기 보조거치대와 상기 주거치대의 상면에는 가이드 거치를 위해 복수개로서 한 쌍을 각각 이루는 U자형 안착부를 구비한 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제5항에 있어서,

상기 주거치대의 저면과 지지판 상면의 사이에는 한 쌍의 Y축 레일이 슬라이딩 작동 가능하게 결합되고, 상기 지지판의 저면과 고정 블럭의 사이에는 한 쌍의 X축 레일이 슬라이딩 작동 가능하게 결합되고, 상기 고정 블럭이 거치대프레임을 기반으로 X축 레일을 수평하게 지지하되, 상기 거치대프레임에는 상기 주거치대, 상기 한 쌍의 Y축 레일, 상기 지지판 및 공압식 Y축 액추에이터를 X축 방향으로 직선 이동시키도록 공압식 X축 액추에이터가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.
제7항에 있어서,

상기 공압식 Y축 액추에이터는 상기 지지판에 지지된 상태에서 상기 주거치대를 Y축 방향으로 직선 이동시키게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드 검사를 겸한 가이드 삽입시스템.