KR101377992B1 - 타이어공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 공급컨베이어에 대하여 하나 이상의 배출컨베이어를 배치하여 자동차 생산속도에 맞게 연속적이면서 효율적으로 타이어를 나열하여 공급할 수 있도록 한 것으로서;
자동차 1 대분인 5개의 타이어를 적층하여 공급하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어와 자동차생산라인 사이에 설치되어 1 대분의 타이어를 하나씩 나열하여 배출하기 위한 나열수단으로 구성하고, 상기 나열수단은 공급컨베이어와 자동차생산라인 사이에 하나 또는 하나 이상 설치하여 나열된 타이어를 순차적으로 자동차생산라인으로 공급하는 배출컨베이어와, 상기 공급컨베이어와 배출컨베이어 사이에 설치하여 적층된 타이어를 배출컨베이어에 하나씩 나열하여주는 다관절로봇과, 상기 다관절로봇의 암 끝단에 설치하여 적층된 타이어를 상측의 것부터 순차적으로 그리핑하여 배출컨베이어로 나열하는 그리퍼를 포함하는 것이 특징이다.

Description

타이어공급 시스템{TIRE SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 타이어공급 시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자동차생산라인에 적용되어 완성된 자동차에 타이어를 장착할 수 있도록 4개의 타이어와 1개의 스페어타이어를 효율적으로 공급하는 개선된 시스템의 제공에 관한 것이다.

자동차 특히 승용차 생산라인에서는 자동차가 완성된 마무리 시점에 바퀴를 장착할 수 있도록 타이어를 공급하게 되는 데, 앞바퀴 2개와 뒷바퀴 2개 및 스페어타이어 1개로 5개 1조로 구성되는 1 대분의 타이어가 5단으로 적층된 상태로 공급되어진다.

상기와 같이 5단으로 공급되는 타이어는 동일 규격의 4개의 타이어 위에 동일 또는 규격이 다른(일반 타이어에 비하여 상대적으로 작은 크기를 가지는) 스페어타이어가 맨 위에 적층된 상태에서 공급되는 형태이다.

이와 같이 공급되는 자동차 1 대분의 타이어는 타이어공급라인을 통하여 5단으로 적재된 상태로 공급되어 오다 자동차생산라인으로는 1대 분의 5개 타이어를 나열된 상태로 공급하여 생산완료된 자동차에 용이하게 장착할 수 있도록 하면서, 스페어타이어를 트렁크 내부에 수납할 수 있도록 하고 있다.

상기와 같이 자동차생산라인으로 1 대분의 타이어를 나열하여 공급하기 위한 타이어공급시스템이 종래에도 개발되어 사용되고 있으며, 이를 도 6을 통하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술이 적용되는 타이어공급시스템(1)은, 1 대분의 타이어 5개가 적층된 상태를 유지하여 공급되는 공급컨베이어(2)와 자동차생산라인 사이에 1 대분의 타이어(4)를 하나씩 나열하여 공급하기 위한 정렬컨베이어(5)를 설치한다.

상기 공급컨베이어(2)와 정렬컨베이어(5) 사이에는 5단으로 적층되는 타이어(4)를 하나씩 분리하여 나열하기 위한 나열수단(6)을 설치하고, 상기 나열수단(6)은 프레임(7)을 구성하는 서포터(8)의 상부에 실린더(9)를 설치하고, 상기 실린더(9)의 로드에는 집게 형상의 그리퍼(10)를 설치하여 구성한다.

상기와 같은 구성에서 5단 적층된 타이어가 나열수단으로 공급되면 나열수단의 그리퍼가 최하단에 위치한 타이어를 제외한 나머지 타이어를 그리핑한 상태에서 실린더에 의하여 상측으로 들어올려 지면, 최하단에 위치한 타이어는 정렬컨베이어로 이송되어 진다.

다시 실린더가 하강하여 적층된 타이어를 내려놓은 후 실린더에 의하여 최하단의 타이어를 제외한 나머지 타이어를 잡고 들어올리는 동작을 반복하여 5개의 타이어를 하나씩 나열한 상태로 자동차생산라인으로 공급하게 되는 것이다.

상기와 같은 종래 기술에서는 적층된 타이어를 하나씩 나열하여 분리하기 위한 수단의 구성이 복잡하기 때문에 설치가 용이하지 못하고, 설치된 상태에서 작동하는 과정에서는 각각의 구성품들과의 연결부위와 마찰부위를 통하여 많은 소음이 유발하게 되므로 쾌적한 작업환경을 유지하는 것이 어렵고, 여러부품들 간의 간섭우려가 높게 된다.

자동차생산라인의 생산속도가 빨라질 경우에는 그에 맞게 타이어공급시스템의 타이어 나열속도 또한 빨라져야 하나 실린더에 의하여 이루어지는 동작 사이클 때문에 속도를 무한으로 증대시키는 것이 어렵기 때문에 타이어공급시스템의 라인을 증설하여야 한다.

이 경우에는 기 설치된 자동차생산라인과 연계된 위치에 설치하여야 하기 때문에 증설에 필요한 여유공간의 확보가 현실적으로 어렵고, 설치공간이 확보된다 하여도 설치에 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 전체적인 생산비용이 상승되는 원인이 되고 있는 실정이다.

또한 타이어공급시스템이 자동차생산라인의 속도에 맞게 빠르게 작동하거나 많이 설치된 상태에서 실린더 등의 과부하로 인하여 잦은 고장을 유발하게 되므로 유지보수에 따르는 많은 시간과 비용이 소요되어 자동차 원가 상승의 또 다른 원인이 되고, 유지 보수에 따라 자동차생산라인이 정지되는 사태가 빈번하게 일어나게 되는 문제점을 발생시킨다.

그리고, 타이어공급시스템을 증설한 상태에서 시장수요의 다변화 등으로 인하여 자동차생산라인의 속도가 느려질 경우에는 증설된 타이어공급시스템을 활용하지 못하게 되는 경우가 발생하고, 이러한 경우에는 많은 공간과 설비를 비작동상태로 두어야하므로 효율적이지 못하고, 장기간 방치한 상태에서 재작동시 원활한 작동성을 보장하지 못하게 된다.

뿐만 아니라, 자동차 생산이 하나의 생산라인에 여러 차종이 생산됨으로 장착되는 타이어 사양의 크기가 다양하여 기구적인 구성으로 이루어진 종래 기술의 나열수단이 적극적으로 대응하기에 무리가 있어 효율적이지 못하게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자동차 1 대분인 5개의 타이어를 적층하여 공급하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어와 자동차생산라인 사이에 설치되어 1 대분의 타이어를 하나씩 나열하여 배출하기 위한 나열수단으로 구성하고, 상기 나열수단은 공급컨베이어와 자동차생산라인 사이에 하나 또는 하나 이상 설치하여 나열된 타이어를 순차적으로 자동차생산라인으로 공급하는 배출컨베이어와, 상기 공급컨베이어와 배출컨베이어 사이에 설치하여 적층된 타이어를 배출컨베이어에 하나씩 나열하여주는 다관절로봇과, 상기 다관절로봇의 암 끝단에 설치하여 적층된 타이어를 상측의 것부터 순차적으로 그리핑하여 배출컨베이어로 나열하는 그리퍼를 포함하여;

하나의 공급컨베이어에 대하여 하나 이상의 배출컨베이어를 배치하여 자동차 생산속도에 맞게 연속적이면서 효율적으로 타이어를 나열하여 공급할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 다관절로봇을 이용하여 5단으로 적층되어 공급되는 자동차 1 대분의 타이어를 신속하여 자동차생산라인의 속도에 맞게 공급할 수 있도록 함으로서 불필요하게 많은 설치공간을 필요하지 않으면서 효율적으로 타이어를 나열하여 공급할 수 있도록 하고, 타이어를 나열하는 과정에서 소음이나 간섭을 배제하여 쾌적한 작업환경을 유지할 수 있고, 유지보수에 따르는 비용과 시간을 절약하고 타이어공급시스템의 공전율을 배제하여 전체적인 자동차생산에 도움을 줄 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템을 도시한 전체적인 정면 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템을 도시한 전체적인 평면 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템에 적용되는 타이어그리퍼를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템에 적용되는 타이어그리퍼를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스탬의 다른 예를 도시한 평면구성도.
도 6은 종래 기술이 적용된 타이어공급시스템을 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템을 도시한 전체적인 정면 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템을 도시한 전체적인 평면 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템에 적용되는 타이어그리퍼를 도시한 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템에 적용되는 타이어그리퍼를 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스탬의 다른 예를 도시한 평면구성도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 타이어공급시스템(100)은, 적재된 타이어(101)를 1 대분인 5개씩 적층하여 공급하는 공급컨베이어(102)와, 상기 공급컨베이어(102)와 자동차생산라인 사이에 설치되어 1 대분의 타이어(101)를 하나씩 나열하여 배출하기 위한 나열수단(105)으로 구성한다.

상기 나열수단(105)은 공급컨베이어(102)와 자동차생산라인 사이에 하나 또는 하나 이상 설치하여 나열된 타이어(101)를 순차적으로 자동차생산라인으로 공급하는 배출컨베이어(106)와, 상기 공급컨베이어(102)와 배출컨베이어(106) 사이에는 적층된 타이어(101)를 배출컨베이어(106)에 하나씩 나열하여주는 다관절로봇(107)을 설치한다.

상기 공급컨베이어(102)와 배출컨베이어(106)는, 도 3에서와 같이 하나의 공급컨베이어(102)에 두 개의 배출컨베이어(106)를 배치하여 구성하여도 되고, 도 5에서와 같이 두 개의 공급컨베이어(102)에 4 개의 배출컨베이어(106)를 배치하여 구성하여도 된다.

상기 공급컨베이어(102)와 배출컨베이어(106)의 배치는 자동차생산라인과 연계되는 위치의 공간이나 타이어(101)를 보관하는 공간을 고려하여 유효적절하게 배치할 수 있을 것이므로 본 발명의 도면에 예시한 것으로 국한되지 않음은 당연할 것이다.

상기 다관절로봇(107)의 암(108) 끝단에는 적층된 타이어(101)를 상측의 것부터 순차적으로 그리핑하여 배출컨베이어(106)로 나열할 수 있도록 하는 그리퍼(110)를 설치한다.

상기 그리퍼(110)는, 암(108)과 연결되고 정역방향으로 구동력을 발생시키는 모터(111)를 장착한 메인플레이트(112)를 구비하고, 상기 메인플레이트(112)의 저면 중심에는 모터(111)의 축과 연결되는 피니언(113)을 설치한다.

상기 피니언(113)에는 메인플레이트(112)의 저면 양측에 위치하는 그립플레이트(114)의 상면에 고정되는 랙(115)과 맞물리게 하여 모터(111)의 동력을 전달받은 피니언(113)의 정,역회전에 의하여 그립플레이트(114)가 메인플레이트(112)의 양측에서 중앙으로 왕복운동 할 수 있도록 한다.

상기 그립플레이트(114)의 상면 양측에는 가이드블록(116)을 고정하여 메인플레이트(112)의 저면 4코너에 고정되는 가이드레일(117)과 결합하여 안정되게 슬라이딩 운동을 통하여 메인플레이트(112)의 양측에서 중앙으로 왕복 가능하게 한다.

상기 그립플레이트(114)의 양측 저면에는 그립바(118)를 하향 돌출시키고, 상기 그립바(118)의 하단에는 실질적으로 타이어(101)를 잡을 수 있도록 고무, 실리콘 또는 우레탄과 같은 마찰력이 우수한 재질로 이루어진 그립핑거(120)를 고정하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 타이어공급시스템(100)에 의하여 적층된 상태의 타이어(101)를 하나씩 나열하여 자동차생산라인으로 공급하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

공급컨베이어(102)를 통하여 1 대분 씩 5개의 타이어(101)를 적층한 상태로 공급되어 오면, 다관절로봇(107)이 최 상측에 위치한 스페어타이어를 자동차생산라인과 연결되는 배출컨베이어(106)의 제일 후미에 안치시키고, 그 다음 4개의 타이어(101)를 순차적으로 스페어타이어의 전방에 나열시킨 상태에서 자동차생산라인으로 공급하게 된다.

상기와 같은 일련의 과정을 구체적으로 살펴보면, 공급컨베이어(102)를 통하여 5개의 타이어(101)가 적층된 상태로 이송되어 오면, 다관절로봇(107)이 작동하여 암(108)을 공급컨베이어(102)의 후미 상방으로 이동시킨다.

이러한 상태에서 암(108)에 장착된 그리퍼(110)를 작동시켜 최 상측에 위치한 스페어타이어를 그리핑하여 생산된 자동차의 트렁크에 수납되는 스페어타이어가 제일 나중에 공급될 수 있도록 하기 위하여 공급건베이어(106)의 제일 후미에 위치하도록 안치한다.

그런 다음에 다시 그리퍼(110)를 이용하여 4개의 타이어(101)를 스페어타이어가 안치된 공급컨베이어(106)의 전방에 순차적으로 나열하게 되며, 상기 공급컨베이어(106)가 하나 이상 설치되는 경우에는 하나의 공급컨베이어(106)에 나열된 타이어(101)가 생산라인으로 공급될 때에는, 대기 중인 다른 공급컨베이어(106) 위에 타이어(101)를 순차적으로 나열하는 작업을 수행하도록 한다.

이러한 동작을 연속적으로 반복함으로써 타이어(101)는 중단되거나 끊김 없이 연속적으로 공급컨베이어(102)와 배출컨베이어(106)를 통하여 생산라인으로 생산라인의 속도에 맞게 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기 그리퍼(110)에 의하여 타이어(101)가 그리핑되고 언그리핑되는 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

초기 상태는 다관절로봇(107)의 암(108)에 장착된 상태에서 그립플레이트(114)가 메인플레이트(112)의 양측으로 최대한 이동한 상태에 있으므로 그립플레이트(114)의 저면 양측에 돌출되는 그립바(118)에 고정된 그립핑거(120)는 타이어(101)의 외경보다 넓게 벌어진 상태에 있게 된다.

이러한 상태에서 다관절로봇(107)이 작동하여 암(108)을 적층된 타이어의 상방에 위치시킨 상태에서는 그립핑거(120)를 오므려 타이어(101)를 그리핑하도록 하고, 그리핑된 타이어(101)를 배출컨베이어(106)로 이동시킨 후에는 다시 그립핑거(120)를 벌어지게 하여 그리핑한 타이어를 언그리핑하는 동작을 반복하게 된다.

즉, 메인플레이트(112)의 상면 중앙에 설치되는 모터(111)가 정방향으로 작동하면, 모터(111)의 축과 연결되고 메인플레이트(112)의 저면으로 돌출된 피니언(113)이 회전하고, 상기 피니언(113)과 맞물린 랙(115)이 슬라이딩 이동하게 된다.

상기 랙(115)은 그립플레이트(114)의 상면에 고정된 상태에 있으므로 당연하게 그립핑거(120)를 가지는 그립플레이트(114)는 메인플레이트(112)의 양측에 위치한 상태에서 메인플레이트(112)의 중앙으로 이동하게 되는 것이다.

이 과정에서 메인플레이트(112)의 저면에 고정된 가이드레일(117)과 그립플레이트(114)의 상면에 고정된 가이드블록(116)이 결합되어 있으므로 메일플레이트(112)에 대하여 그립플레이트(114)가 탈락하거나 유동하는 것을 방지하면서 자연스럽게 슬라이딩 이동할 수 있도록 하게 되는 것이다.

상기와 같은 동작을 반복하여 5단으로 적층되어 공급되는 타이어(101)를 배출컨베이어(106)로 하나씩 나열한 상태로 자동차생산라인으로 공급할 수 있게 되며, 하나의 공급컨베이어(102)에 대하여 하나 이상의 배출컨베이어(106)를 배치하여 연속적이면서 효율적으로 타이어를 나열하여 공급할 수 있는 장점을 가진다.

100; 타이어공급시스템 101; 타이어
102; 공급컨베이어 105; 나열수단
106; 배출컨베이어 107; 다관절로봇
110; 그리퍼 112; 메인플레이트
113; 피니언 114; 그립플레이트
115; 랙 116; 가이드블록
117; 가이드레일 18; 그립바
120; 그립핑거

Claims (3)

1. 자동차 1 대분인 5개의 타이어를 적층하여 공급하는 공급컨베이어와;
   상기 공급컨베이어와 자동차생산라인 사이에 하나 또는 하나 이상 설치하여 나열된 타이어를 순차적으로 자동차생산라인으로 공급하는 배출컨베이어와;
   상기 공급컨베이어와 배출컨베이어 사이에 설치하여 적층된 타이어를 배출컨베이어에 하나씩 나열하여주는 다관절로봇과;
   상기 다관절로봇의 암 끝단에 설치하여 적층된 타이어를 상측의 것부터 순차적으로 그리핑하여 배출컨베이어로 나열하는 그리퍼를 포함하여 1 대분의 타이어를 하나씩 나열하여 배출하기 위한 나열수단으로 구성하고;
   상기 그리퍼는, 다관절로봇의 암과 연결되고 정역방향으로 구동력을 발생시키는 모터를 장착한 메인플레이트와;
   상기 메인플레이트의 저면 중심에 모터의 축과 연결되게 설치하는 피니언과;
   상기 메인플레이트의 저면 양측에 위치하는 그립플레이트와;
   상기 그립플레이트의 상면에 고정되어 피니언과 맞물려 피니언의 정,역회전에 의하여 그립플레이트를 메인플레이트의 양측에서 중앙으로 왕복시키는 랙과;
   상기 메인플레이트의 저면 4코너에 고정되는 가이드레일과;
   상기 그립플레이트의 상면 양측에 고정되어 가이드레일과 결합하여 그립플레이트를 유지하는 가이드블록과;
   상기 그립플레이트의 양측 저면에 하향 돌출시키는 그립바와;
   상기 그립바의 하단에 고정하여 실질적으로 타이어를 잡는 그립핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어공급시스템.
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