KR101181817B1

KR101181817B1 - 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템

Info

Publication number: KR101181817B1
Application number: KR1020120044495A
Authority: KR
Inventors: 허남진; 박병종; 여인엽
Original assignee: (주)한아기계
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-09-11

Abstract

본 발명은 보다 정확하고 안정적인 스크류볼트의 자동체결이 가능하도록 하기 위해서, 본 발명은 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템에 관한 것이다. 본발명은 조립대상부품이 가고정되는 스키드가 안착되어 이송되도록 구비되는 컨베이어 장치; 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되는 드라이버비트와, 상기 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로와, 상기 비트안내통로의 단부에 구비되며 상기 비트안내통로와 교차되도록 연결된 볼트안내관을 통해 공급되는 스크류볼트의 헤드가 걸린 상태로 장전되되 상기 드라이버비트에 의해 상기 스크류볼트의 헤드가 가압되면 탄발적으로 벌어지도록 구비된 볼트장전공을 포함하는 자동볼트체결기; 상기 컨베이어 장치의 인접한 측부에 배치되되, 단부에 상기 자동볼트체결기와 연결되며 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 포함하여, 상기 자동볼트체결기를 상기 스크류볼트의 체결을 위해 조립대상부품에 형성된 체결홀로부터 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기의 직선이동에 따른 체결지점정보으로 이송하는 다관절로봇; 상기 자동볼트체결기의 일측부에 연결되되 상기 예비지점에서 상기 체결홀을 촬상하는 센서부; 기설정된 작동정보에 따라 상기 자동볼트체결기를 예비지점까지 이송하도록 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하고, 상기 센서부에서 촬상된 상기 체결홀과 상기 체결지점정보의 일치율을 비교판독하여 오차가 기설정된 범위 이내에서 판독한 결과가 일치되면 상기 자동볼트체결기를 상기 체결지점정보에 따른 지점으로 직진 이송하도록 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하여 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템을 제공한다.

Description

스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템{robot system for tightening screw bolt automatically}

본 발명은 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 정확하고 안정적인 스크류볼트의 자동체결이 가능하도록 하는 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가전제품 등 대부분의 공산품을 보면, 제품의 고장시나 청소시에 사용자가 제품을 쉽게 분해할 수 있도록 볼트를 이용하여 부품들을 체결시키고 있으며, 이에 따라 공산품을 대량 제조하는 생산라인에서는 볼트체결작업의 편의성을 위해 자동볼트체결기를 이용하여 볼트 체결작업을 수작업으로 수행하고 있는 실정이다. 자동볼트체결기는 통상 볼트체결유닛과 볼트공급유닛을 구비한다.

그리고, 이중 볼트체결유닛은 드라이버비트와, 드라이버비트를 회전시키기 위한 구동수단과, 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 가이드봉을 구비하며, 볼트공급유닛은 볼트의 공급동작을 가이드하는 볼트안내관과, 볼트안내관으로 에어를 공급하여 볼트의 공급동작이 수행되도록 하는 에어공급장치를 구비한다. 상기 구동수단은 모터나 공압장치 등이 이용될 수 있다.

따라서, 이러한 자동볼트체결기를 통해 볼트를 체결할 때는 먼저 볼트안내관을 따라 공급되어 볼트장전공에 걸려진 상태로 장전된 볼트를 체결대상물에 댄 상태에서 가이드봉을 따라 드라이버비트를 전진시켜 볼트머리에 물려지도록 한 상태에서 구동수단을 구동시키게 된다. 그러면 볼트는 드라이버비트와 함께 자동적으로 회전되면서 체결대상물에 체결되며, 이후 볼트장전공이 볼트가 없는 빈 상태가 되면, 상기 에어공급장치가 다시 구동되어 볼트장전공에 다시 볼트를 정전시키게 되며, 자동볼트체결기에 의한 볼트체결작업은 이러한 과정이 반복적으로 수행되면서 이루어지게 된다.

그러나, 이러한 종래 자동볼트체결기는 체결홀이 조립제품 간의 미세한 움직임 및 변형만으로 볼트가 이탈되어 반복적인 동작이 이루어지기 힘들어 사용자에 의해 직접 홀을 맞추어 갖다대어야만 볼트를 조일 수 있는 매우 섬세한 동작이 요구된다. 수동적인 조작으로만 생산할 수 있어 생산성이 떨어지고 노동력이 많이 필요하였다. 또, 종래의 기기들은 자동볼트체결기를 체결홀에 정확하게 맞추었는지 구분하지 않아 자동볼트체결장치가 망가지거나, 제품에 볼트가 비틀리게 조여 불량제품을 생산하는 문제점을 가지고 있었다.

한국 공개특허 제10-1998-0066652호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자동적으로 볼트를 체결하여 생산성 향상 및 노동력을 절감하고, 섬세하게 볼트를 체결하여 불량품이 나지 않게 하는 자동 볼트체결로봇 시스템을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 조립대상부품이 가고정되는 스키드가 안착되어 이송되도록 구비되는 컨베이어 장치; 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되는 드라이버비트와, 상기 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로와, 상기 비트안내통로의 단부에 구비되며 상기 비트안내통로와 교차되도록 연결된 볼트안내관을 통해 공급되는 스크류볼트의 헤드가 걸린 상태로 장전되되 상기 드라이버비트에 의해 상기 스크류볼트의 헤드가 가압되면 탄발적으로 벌어지도록 구비된 볼트장전공을 포함하는 자동볼트체결기; 상기 컨베이어 장치의 인접한 측부에 배치되되, 단부에 상기 자동볼트체결기와 연결되며 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 포함하여, 상기 자동볼트체결기를 상기 스크류볼트의 체결을 위해 조립대상부품에 형성된 체결홀로부터 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기의 직선이동에 따른 체결지점정보으로 이송하는 다관절로봇; 상기 자동볼트체결기의 일측부에 연결되되 상기 예비지점에서 상기 체결홀을 촬상하는 센서부; 기설정된 작동정보에 따라 상기 자동볼트체결기를 예비지점까지 이송하도록 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하고, 상기 센서부에서 촬상된 상기 체결홀과 상기 체결지점정보의 일치율을 비교판독하여 오차가 기설정된 범위 이내에서 판독한 결과가 일치되면 상기 자동볼트체결기를 상기 체결지점정보에 대응되는 지점으로 직진 이송하되, 상기 체결홀의 테두리에는 설정된 패턴의 안내구가 색인되며 상기 센서부를 통해 촬상된 안내구와 기설정된 안내구형합데이터의 일치율을 산출하여 산출한 결과에 따라 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하여 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 센서부에서 촬상된 체결홀과 상기 체결지점정보의 일치되는 면적을 비교판독하여 상기 체결지점정보 면적 대비 일치되는 지점의 비율로서 일치율을 설정함이 바람직하다.

그리고, 상기 제어부는 상기 오차가 기설정된 범위를 초과하는 경우 상기 체결지점정보의 원주에 상기 촬상된 체결홀이 접하는 접점 및 상기 일치율에 기초하여 상기 오차를 수정하기 위한 방향 및 거리를 산출하여 상기 다관절로봇의 이송제어를 수행함이 바람직하다.

삭제

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 자동 볼트체결로봇 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 다관절로봇을 이용하여 컨베이어 장치로 제품을 운송하면, 단부에 자동볼트체결기와 연결되며 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 이용하여 자동적으로 볼트를 체결하여 생산성의 현저한 향상 및 노동력을 절감하는 효과가 있다.

둘째, 제어부는 센서부에서 촬상한 체결홀을 체결지점정보와 비교하여 오차가 기설정된 범위 이내에서 상기 판독한 결과가 일치하지 않으면 오차를 줄이는 방향으로 상기 다관절로봇을 제어하여 오차를 현저히 줄임으로써 정확하고 섬세하게 볼트를 체결하여 불량제품을 생산하는 비용을 줄여 경제적 효과가 있다.

셋째, 상기 자동볼트체결기를 구비하여 드라이버비트는 볼트안내관을 통해 상기 자동볼트체결기 내측으로 이송되는 볼트를 체결하며, 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되고, 상기 드라이버비트를 회전시켜 볼트를 체결하여 동작을 수행함으로써 종래의 수작업에서 자동화된 동작으로 사용자의 편리성을 현저히 향상하고 직접 사용자가 작업을 하지 않아 작업장에서의 안전성을 상승시킨다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동볼트체결기의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 체결홀과 체결지점정보의 위치에 따른 일치율을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 체결홀에 안내구를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이, 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템(10)은 컨베이어 장치(11), 자동볼트체결기(13), 다관절로봇(15), 센서부(17), 그리고 제어부(19)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 컨베이어 장치(11)는 조립대상부품이 가고정되는 스키드가 안착되어 이송되도록 구비함이 바람직하다. 상기 컨베이어 장치(11)는 상기 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템(10)이 반복되는 동작을 정밀하게 하기 위해 상기 조립대상부품을 동일한 위치에 동일한 각도로 구비한다.

그리고, 상기 자동볼트체결기(13)는 드라이버비트(131), 비트안내통로(133), 볼트안내관(138), 그리고 상기 볼트장전공(136)을 포함하여 이루어지는데, 그에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

여기서, 상기 드라이버비트(131)는 상기 자동볼트체결기(13) 내측으로 이송되는 볼트를 체결하며, 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되고, 상기 드라이버비트(131)를 회전시키는 공압장치 등 상기 드라이버비트(131)를 회전시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 다른 것으로 대체가 가능하게 수행함으로써, 종래의 수작업에서 자동화된 동작으로 사용자의 편리성을 현저히 향상하고 직접 사용자가 작업을 하지않아 작업장에서의 안전성을 상승시킨다.

그리고, 상기 비트안내통로(133)는 상기 드라이버비트(131)의 진퇴동작을 가이드하고, 전진동작되는 상기 드라이버비트(131)를 수용할 수 있도록 상기 드라이버비트(131)의 축심을 따라 연장된다.

한편, 상기 볼트장전공(136)은 상기 비트안내통로(133)의 단부에 구비되며 상기 비트안내통로(133)와 교차되도록 연결된 상기 볼트안내관(138)을 통해 공급되는 스크류볼트의 헤드가 걸린 상태로 장전하되, 상기 볼트의 헤드가 걸릴 수 있도록 상기 드라이버비트(131)의 전진방향 쪽 상기 비트안내통로(133)의 끝단에 형성된다. 그리고, 상기 볼트장전공(136)은 상기 드라이버비트(131)에 의해 상기 스크류볼트의 헤드가 가압되면 탄발적으로 벌어진다.

또한, 상기 볼트안내관(138)은 볼트의 공급을 위해 투명하고 플랙시블한 재질의 우레탄소재로 마련되고, 고압의 에어를 공급할 수 있도록 상기 볼트안내관(138) 일단 쪽에 연결되는 에어공급장치를 포함하여 구성된다. 따라서 상기 볼트는 에어공급장치(미도시)를 통해 상기 볼트안내관(138)으로 고압의 에어가 공급될 때 상기 볼트안내관(138) 일단 쪽에서 타단 쪽으로 상기 볼트안내관(138)을 따라 공급된다.

한편, 상기 다관절로봇(15)은 상기 컨베이어 장치(11)의 인접한 측부에 배치되되, 단부에 상기 자동볼트체결기(13)와 연결되며 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 포함하여 이루어진다. 여기서, 다관절로봇(15)을 사용하여 자동적으로 상기 볼트를 체결하여 생산성 향상 및 노동력을 절감하는 효과가 있다.

그리고, 상기 다관절로봇(15)은 상기 다관절 회전암의 외측을 따라 연장되어 상기 자동볼트체결기(13) 및 상기 센서부(17)와 연결되는 케이블 어셈블리(16)를 포함하여 이루어진다. 상세히, 상기 케이블 어셈블리(16)는 상기 자동볼트체결기(13)의 구동을 제어하는 제어케이블 및 전력공급케이블이 그의 내측에 내설되며, 이러한 케이블들의 외측을 감싸서 보호하는 케이블 보호재를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 다관절로봇(15)은 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 스크류볼트의 체결을 위해 조립대상부품의 푸쉬너트 등에 형성된 체결홀(22)로부터 상기 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기(13)의 직선이동에 따른 체결지점으로 이송한다.

여기서, 상기 조립대상부품은 일반적인 가전제품 등 공산품을 포함하며, 완제품이 되기 전에 상기 볼트가 체결될 수 있는 상기 체결홀(22)이 한개 이상 체결되지 않은 제품이다. 그리고, 상기 예비지점은 상기 다관절로봇(15)이 체결을 하기 전에 작동정보로 동작하여 상기 체결지점의 정면측이라고 예상되는 지점의 정보이다.

또한, 상기 센서부(17)는 상기 자동볼트체결기(13)의 일측부에 연결되되 상기 예비지점에서 상기 체결홀(22)을 촬상함이 바람직하다. 상세히, 상기 센서부(17)는 상기 제어부(19)의 제어로 동작하며 카메라 및 광학센서로 구비되는 상기 센서부(17)는 가시광선 및 적외선 등을 이용하여 상기 체결홀(22)의 존재를 파악한다. 여기서, 상기 체결홀(22)에서 방출하거나 반사되는 적외선, 근적외선 및 가시광선을 전자기 방사 스펙트럼이나 그 조합을 이용하여 상기 체결홀(22)의 변화를 구별한다.

한편, 상기 제어부(19)는 상기 다관절로봇(15)의 저장부에 기설정된 작동정보에 따라 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 예비지점까지 이송하도록 상기 다관절로봇(15)에 대한 제어명령을 생성하고, 상기 센서부(17)에서 촬상된 상기 체결홀(22)과 상기 체결지점정보(24)의 일치율을 비교판독하여 오차가 기설정된 범위 이내에서 상기 판독한 결과가 일치되면 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 체결지점으로 직진 이송하도록 상기 다관절로봇(15)에 대한 제어명령을 생성하여 제어를 수행함이 바람직하다.

상세히, 상기 체결지점정보(24)는 상기 센서부(17)에서 촬상한 상기 자동볼트체결기(13)에 체결준비중인 상기 볼트의 촬상면을 만나는 직선 상의 점을 원점으로 하고 상기 체결홀(22)과 같은 반경을 가진 촬상면 상의 원이다.

그리고, 상기 자동볼트체결기(13)로 상기 볼트안내관(138)을 통해 상기 스크류볼트를 공급하는 볼트정렬공급장치(40)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 원형피더(42)는 진동에 의해 내부에 수용된 복수의 스크류볼트를 테두리영역을 따라 정렬한다. 임의적으로 공급된 복수개의 볼트를 진동에 의해 정렬하여 직선피더(44)로 공급한다. 상기 원형피더(42)는 상기 볼트가 수용되는 원형피더본체와, 상기 원형피더본체의 하부영역에 마련되어 상기 원형피더본체가 진동하도록 진동을 발생하는 바이브레이터가 있다.

또한, 상기 원형피더(42)는 중심으로부터 반경방향을 따라 달팽이관 형태로 단차진 볼트이송레일(43)이 형성된다. 상기 원형피더본체가 진동에 의해 흔들리면 복수개의 볼트는 단차진 상기 볼트이송레일(43)을 따라 정렬된다. 즉, 상기 볼트이송레일(43)의 폭에 의해 한 개씩 순차적으로 상기 볼트가 이송된다. 상기 볼트이송레일(43)을 통해 이송되는 상기 볼트는 상기 직선피더(44)로 공급된다.

그리고, 상기 바이브레이터는 상기 원형피더(42)의 하부에 마련되어 상기 원형피더(42)가 진동하며 상기 볼트가 정렬되도록 진동을 발생한다. 상세히, 상기 바이브레이터의 일측에는 볼트공급모터(미도시)가 구비되어 상기 원형피더(42)가 계속 회전하며 진동하도록 한다. 이에 의해 상기 볼트이송레일을 따라 복수개의 상기 볼트가 순차적으로 이송되도록 한다.

한편, 상기 직선피더(44)는 상기 원형피더(42)와 결합되어 상기 원형피더(42)로부터 공급된 상기 스크류볼트를 선형으로 정렬하여 공급한다. 상세히, 상기 직선피더(44)는 상기 원형피더(42)의 볼트배출구와 연결되어 상기 원형피더(42)로부터 배출된 상기 볼트를 볼트정렬이송유닛(미도시)으로 공급한다. 상기 직선피더(44)는 소정 길이 형성된 가이드레일을 구비한다. 상기 원형피더(42)에서 배출된 복수개의 볼트는 볼트공급모터의 구동에 의해 순차적인 가압력에 의해 밀려 가이드레일을 따라 이동된다.

또한, 볼트정렬이송유닛(미도시)은 상기 직선피더(44)를 통해 이송된 상기 볼트를 에어공급장치(미도시)로 이송한다. 상세히, 상기 볼트정렬이송유닛(미도시)은 상기 직선피더(44)로부터 공급된 상기 스크류볼트를 레일면이 없는 레일 상으로 상기 볼트가 통과하면 상기 볼트의 헤드만 걸린채로 통과하여 규칙없이 앞, 뒤로 누워 있던 상기 볼트를 헤드가 상측으로 향하게 세워 상기 볼트안내관(138)으로 이송한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 흐름도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 상기 컨베이어 장치(11)의 인접한 측부에 배치된 상기 다관절로봇(15)은 상기 컨베이어 장치(11)에 의해 조립대상부품이 가고정되는 스키드에 안착되어 이송되면, 상기 다관절로봇(15)에 포함된 상기 제어부(19)는 기설정된 작동정보를 추출한다(s10). 상기 기설정된 작동정보는 상기 조립대상부품에 체결될 상기 체결홀(22)의 정면의 직선 상에 자동볼트체결기(13)의 체결될 상기 볼트를 이송하도록 상기 다관절로봇(15)의 회전암의 동작을 제어하는 정보이다.

그리고, 상기 제어부(19)는 기설정된 작동정보에 따라 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 예비지점까지 이송하도록 상기 다관절로봇(15)에 대한 제어명령을 생성하고, 상기 다관절로봇(15)은 제어명령에 따라 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 동작하여, 단부에 연결된 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 스크류볼트의 체결을 위해 조립대상부품에 형성된 상기 체결홀(22)로부터 상기 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기(13)의 직선이동에 따른 상기 체결지점으로 이송한다(s20).

여기서, 상기 센서부(17)는 상기 자동볼트체결기(13)의 일측부에 연결되며, 상기 케이블 어셈블리로부터 전력을 공급받아 상기 예비지점에서 상기 체결홀(22)을 정면에서 상기 자동볼트체결기(13)의 상기 볼트와 평행한 방향으로 촬상하여 상기 제어부(19)에 촬상한 정보를 송출한다(s40). 상세히, 상기 센서부(17)에서 촬상을 할때는 외부에서 적절한 광원이 공급 및 상기 센서부(17)에서 광원을 구비하여 상기 센서부(17)에서 반사되는 상기 체결홀(22)과 상기 체결홀(22)의 주변을 구분하는 경계를 촬상한다.

또한, 상기 제어부(19)는 상기 센서부(17)에서 촬상된 상기 체결홀(22)과 상기 체결지점정보(24)의 일치율을 비교판독한다(s60). 상기 일치율은 상기 센서부(17)에서 촬상된 상기 체결홀(22)과 상기 체결지점정보(24)의 일치되는 면적을 비교판독하여 상기 체결지점정보(24) 면적 대비 일치되는 지점(26)의 비율이다.

그리고, 상기 제어부(19)는 오차가 기설정된 범위 이내에서 상기 판독한 결과가 일치하는지 판단하여 일치하면 다음 단계로 이동하고 그렇지 않으면 (s73)단계로 이동한다(s70). 상세히, 상기 오차는 상기 체결지점정보(24) 면적 대비 상기 체결지점정보(24)의 상기 체결홀(22)과 일치되지 않는 지점의 면적이다. 예컨데, 상기 오차는 100%에서 일치율을 뺀값이고, 오차는 10% ~ 20% 이하로 설정하여야 상기 볼트를 체결하는데 문제없이 작동할 수 있다.

여기서, 상기 제어부(19)는 도 5를 참조하여 설명하면 상기 오차가 기설정된 범위를 초과하는 경우 상기 체결지점정보(24)의 원주에 상기 촬상된 체결홀(22)이 접하는 접점(28) 및 상기 일치율에 기초하여 상기 오차를 수정하기 위한 방향 및 거리를 산출하여 상기 다관절로봇(15)의 이송제어를 수행한다(s73).

상세히, 상기 접점(28)을 잇는 선분의 중점에서 상기 접점(28)을 잇는 직선과 수직이면서 상기 체결홀(22)의 중점을 지나는 법선방향으로 상기 선분의 중점에서 상기 체결홀(22)의 중점 및 상기 체결지점정보(24)의 중점까지의 거리로 상기 다관절로봇(15)의 이송제어를 수행한다.

그리고, 상기 제어부(19)는 (s70)단계에서 판독한 결과가 기설정된 오차이내로 일치되면 상기 자동볼트체결기(13)를 상기 체결지점으로 직진 이송하도록 상기 다관절로봇(15)에 대한 제어명령을 생성하여 제어를 수행하고, 상기 다관절로봇(15)은 상기 체결홀(22)로부터 상기 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기(13)의 직선이동에 따른 상기 체결지점으로 이송하여, 상기 자동볼트체결기(13)는 상기 볼트안내관(138)을 통해 주입받은 상기 볼트를 상기 드라이버비트(131)를 회전시켜 상기 볼트를 체결한다(s80). 또한, 상기 자동볼트체결기(13)는 체결홀(22)을 체결지점정보(24)과 비교하여 오차를 줄여 섬세하게 상기 볼트를 체결하여 불량품이 나지 않는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템의 체결홀에 안내구를 도시한 도면이다.

그리고, 상기 제어부(19)는 상기의 과정에서 상기 체결홀(22)상에 안내구(30)를 사용하여 일치율을 판독하고 오차를 산출한다. 상기 체결홀(22)의 테두리에는 설정된 패턴의 상기 안내구(30)가 색인되며, 상기 센서부(17)를 통해 촬상된 안내구(30)와 기설정된 안내구형합데이터의 일치율을 산출하여 산출한 결과에 따라 스크류볼트의 자동체결용 로봇 제어를 더 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 안내구형합데이터는 상기 센서부(17)에서 촬상한 상기 자동볼트체결기(13)에 체결준비중인 상기 볼트의 촬상면을 만나는 직선 상의 점을 중점으로 하고 상기 촬상된 안내구와 같은 모양과 크기를 형상한 촬상면 상의 도형이다. 상세히, 상기 제어부(19)는 상기 안내구(30)와 안내구형합데이터의 상기 일치율를 산출하기 위해 상기 안내구(30)를 상기 안내구(30)의 외각선을 연장하여 만들어지는 도형으로 추출하여 제어한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

10: 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템 11: 컨베이어 장치
13: 자동볼트체결기 15: 다관절로봇
16: 케이블 어셈블리 17: 센서부
19: 제어부 22: 체결홀
24: 체결지점정보 26: 일치되는 지점
28: 접점 30: 안내구
40: 볼트정렬공급장치 42: 원형피더
43: 볼트이송레일 44: 직선피더
131: 드라이버비트 133: 비트안내통로
136: 볼트장전공 138: 볼트안내관

Claims

조립대상부품이 가고정되는 스키드가 안착되어 이송되도록 구비되는 컨베이어 장치;
진퇴 및 회전 가능하도록 설치되는 드라이버비트와, 상기 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로와, 상기 비트안내통로의 단부에 구비되며 상기 비트안내통로와 교차되도록 연결된 볼트안내관을 통해 공급되는 스크류볼트의 헤드가 걸린 상태로 장전되되 상기 드라이버비트에 의해 상기 스크류볼트의 헤드가 가압되면 탄발적으로 벌어지도록 구비된 볼트장전공을 포함하는 자동볼트체결기;
상기 컨베이어 장치의 인접한 측부에 배치되되, 단부에 상기 자동볼트체결기와 연결되며 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지는 다관절 회전암을 포함하여, 상기 자동볼트체결기를 상기 스크류볼트의 체결을 위해 조립대상부품에 형성된 체결홀로부터 이격된 예비지점 및 상기 예비지점으로부터 상기 자동볼트체결기의 직선이동에 따른 체결지점정보으로 이송하는 다관절로봇;
상기 자동볼트체결기의 일측부에 연결되되 상기 예비지점에서 상기 체결홀을 촬상하는 센서부;
기설정된 작동정보에 따라 상기 자동볼트체결기를 예비지점까지 이송하도록 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하고, 상기 센서부에서 촬상된 상기 체결홀과 상기 체결지점정보의 일치율을 비교판독하여 오차가 기설정된 범위 이내에서 판독한 결과가 일치되면 상기 자동볼트체결기를 상기 체결지점정보에 대응되는 지점으로 직진 이송하되, 상기 체결홀의 테두리에는 설정된 패턴의 안내구가 색인되며 상기 센서부를 통해 촬상된 안내구와 기설정된 안내구형합데이터의 일치율을 산출하여 산출한 결과에 따라 상기 다관절로봇에 대한 제어명령을 생성하여 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 센서부에서 촬상된 체결홀과 상기 체결지점정보의 일치되는 면적을 비교판독하여 상기 체결지점정보 면적 대비 일치되는 지점의 비율로서 일치율을 설정함을 특징으로 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 오차가 기설정된 범위를 초과하는 경우 상기 체결지점정보의 원주에 상기 촬상된 체결홀이 접하는 접점 및 상기 일치율에 기초하여 상기 오차를 수정하기 위한 방향 및 거리를 산출하여 상기 다관절로봇의 이송제어를 수행함을 특징으로 하는 스크류볼트의 자동체결용 로봇 시스템.
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