KR101666013B1 - 차량용 배터리단자 선별 피딩장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배터리단자 선별 피딩장치에 관한 것이다. 이는, 진동피더로부터 공급되는 단자를 받아 1열로 줄을 세워 이동시키는 가이더와; 상기 가이더를 통과한 각 단자의 사이즈를 감지하여, 음극단자를 골라 배출하고 양극단자는 외부의 픽업로봇으로 인계하는 양극단자선별피딩부와; 상기 양극단자선별피딩부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 양극단자에 섞여 공급되는 음극단자를 센서의 작용에 의해 선별하는 구조를 가지므로 선별능력이 뛰어나 그만큼 신뢰성이 높고, 또한, 선별된 양극단자 및 음극단자를 수직액츄에이터를 통해 충분히 높은 고도까지 상승시켜 픽업로봇에 인계하므로 픽업로봇의 동선을 단축시켜 생산성의 향상을 도모할 수 있게 한다.

Description

차량용 배터리단자 선별 피딩장치{Car battery terminals selection and feeding device}

본 발명은 차량용 배터리단자 선별 피딩장치에 관한 것이다.

차량의 엔진룸에 설치되는 배터리는 사각 박스의 형태를 취하며 상면양측에 상부로 노출된 양극단자와 음극단자를 갖는다. 상기 양극 및 음극단자는 전력케이블을 통해 엔진의 스타터모터는 물론 전조등이나 차량내 각종 전력부하와 접속되어 있다.

이러한 양극단자와 음극단자 자체는 주조나 단조 또는 다이캐스팅을 통해 제작되며 다양한 형태를 취한다. 가령 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와같이 내부에 관통공이 형성되어 있는 타입도 사용되고 있다.

도 1a 및 도 1b는 상기한 양극단자 및 음극단자의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1a는 양극단자(11)이고 도 1b는 음극단자이다.

도시한 바와같이, 양극단자(11)의 직경(D1)은 음극단자(13)의 직경(D2)보다 상대적으로 크다. 양극단자(11)의 직경을 음극단자(13)보다 크게 제작한 것은 전력케이블과의 올바른 접속을 위해 의도된 것이다. 즉 양극단자에 끼워야할 양극용 전력케이블의 터미널을 음극단자에 끼우거나, 반대로 음극단자에 끼워야할 음극용 전력케이블의 터미널을 양극단자에 끼우는 실수를 방지하기 위한 것이다.

양극단자의 직경이 상대적으로 크기 때문에 음극용 전력케이블의 터미널은 양극단자에 끼워지지 않고, 음극단자에 양극용 전력케이블의 터미널을 끼우면 헐겁기 때문에 작업자는 보다 쉽게 정비할 수 있다.

그런데 가령, 양극단자가 위치할 지점에 음극단자가 고정되고, 음극단자가 위치할 부분에 양극단자가 고정된다면, 양극에 음극전력선이 접속되고 음극에 양극전력선이 접속되는 결과를 초래할 수 있게 된다.

한편, 상기한 양극단자(11) 및 음극단자(13)를 배터리케이스의 커버에 인서트사출하는 과정에는, 픽업로봇이, 각각 일렬로 공급되는 양극단자(11) 및 음극단자(13)를 하나씩 픽업하여 사출기의 금형내에 안착시키는 작업이 포함된다. 픽업로봇은 단자의 개별적 사이즈를 감지하지 않고 다만, 공급된 단자를 하나씩 집어 금형내에 위치시키는 역할만 한다.

문제는, 공급되는 양극단자(11)의 사이에 음극단자(13)가 섞여 있다거나, 음극단자(13)의 사이에 양극단자(11)가 혼합되어 있을 때 발생한다. 가령 양극단자(11)의 열(列)에 음극단자(13)가 섞여 있다면, 생산된 배터리케이스의 커버에는 두 개의 음극단자(13)가 장착되게 되는 것이다.

이러한 문제(양극단자 및 음극단자가 섞여서 공급되는 문제)를 해결하기 위하여, 차량 배터리 단자 공급용 진동피더의 선별장치(국내등록공보 제10-1074191호)가 제안된 바 있다.

상기 선별장치는, 진동피더에서 나오는 양극단자의 이동경로상에 일정폭의 단턱과 낙하홈을 형성하고, 상기 단턱의 상부에는 조절판 및 조절편을 설치한 구조를 가진다. 상기 단턱 및 조절편과 조절편은, 양극단자는 그대로 통과시키고 음극단자는 낙하홈을 통해 하부로 떨어뜨린다.

그런데 상기한 종래의 선별장치는, 조절판에 대한 조절편의 결합이 완전하지 못하여, 사용 중, 조절편이 헐거워질 경우 양극단자가 조절판에 걸리지 못하여 낙하홈을 통해 하부로 떨어진다는 단점을 갖는다. 진동피더가 양극단자 조차 제대로 공급하지 못하는 것이다.

선별장치에서 하부로 떨어진 양극단자는 음극단자와 다시 섞이게 된다. 따라서, 작업자는 음극단자들로부터 양극단자를 다시 선별해야 하는 이중 작업을 해야 한다.

더욱이, 진동피더는 진동을 발생시켜 대상물을 이동시키는 동작을 하는 것이므로, (진동을 피할 수 없어) 조절판에 대한 조절편의 헐거워짐은 진동에 의해 매우 빈번하게 발생한다. 그만큼 진동피더의 신뢰성이 좋지 않다는 것이다.

아울러, 양극단자의 상단부가 상기 조절판 단부의 두께면에 걸려 지지된 상태로 조절판을 통과하는 원리를 가지므로, 가령 양극단자의 상단부 외주면의 에지가 살아있지 않고 뭉툭하게 형성되어 있는 경우, 양극단자는 조절판에 걸리지 않고 낙하홈을 통과해 하부로 떨어져 음극단자와 섞인다.

상단부가 뭉툭하게 형성되어 있다 하더라도 전체적인 직경이 작은 것이 아니므로, 양극단자로서의 정상적인 동작을 할 수 있음은 물론이다.

결국, 상기한 종래의 선별장치는, 조절판에 대한 조절편의 결합이 불완전하여 진동에 취약하며, 또한 선별능력이 떨어지는 구조를 가지므로 생산성이 매우 좋지 않은 것이다.

국내등록특허 제10-1074191호 "차량 배터리 단자 공급용 진동 피더의 선별장치"(2011 년 10월 10일 등록)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 양극단자에 섞여 공급되는 음극단자를 센서의 작용에 의해 선별하는 구조를 가지므로 선별능력이 뛰어나 그만큼 신뢰성이 높은 차량용 배터리단자 선별 피딩장치를 제공함에 목적이 있다.

또한 본 발명은, 선별된 양극단자 및 음극단자를 수직액츄에이터를 통해 충분히 높은 고도까지 상승시켜 픽업로봇에 인계하므로 픽업로봇의 동선을 단축시켜 생산성의 향상을 도모할 수 있는 차량용 배터리단자 선별 피딩장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 배터리단자 선별 피딩장치는, 진동피더로부터 공급되는 단자를 받아 1열로 줄을 세워 이동시키는 가이더(19b)와, 상기 가이더(19b)를 통과한 각 단자의 사이즈를 감지하여 음극단자(13)를 골라 배출하고 양극단자(11)는 외부의 픽업로봇(41)으로 인계하는 양극단자선별피딩부(27)와, 상기 양극단자선별피딩부(27)의 동작을 제어하는 제어부(45)를 포함하고 ; 상기 양극단자선별피딩부(27)는, 상기 가이더(19b)의 연장단부에 위치하는 것으로서, 상기 음극단자(13)의 최대외경보다 작은 내경을 가지는 수직의 관통구멍(27g)을 가지며, 가이더(19b)를 통과한 양극단자(11) 또는 음극단자(13)를 받아 상기 관통구멍(27g) 상부에 위치시키는 가이드블록(27f)과, 상기 가이드블록(27f)의 하부에 고정되는 실린더(27d)와, 상기 실린더(27d)에 그 일부가 수용되며 상기 관통구멍(27g)의 내부에 위치한 상태로 승강운동 하되 상기 관통구멍(27g)을 상향 통과하여 관통구멍 상부에 대기하고 있는 단자를 받쳐 수직 상부로 이동시키는 작동로드(27e)를 구비하는 수직액츄에이터(27c)와, 상기 가이드블록(27f)의 측부에 위치하며 상기 수직액츄에이터(27c)에 의해 상승한 단자의 외경을 감지하여, 외경이 설정치보다 작을 경우 해당 단자를 외부로 배출하는 선별부(43)를 포함하며 ; 상기 수직액츄에이터(27c)의 작동로드(27e)는, 감지된 단자의 외경이 허용 범위내에 포함된 경우 더욱 상승하여, 단자를 픽업로봇(41)의 높이까지 이동시키며 ; 상기 선별부(43)는, 외부로부터 신호를 받아 회전토오크를 발생하는 서보모터(27n)와, 상기 서보모터(27n)의 상부에 수직으로 설치되며 서모모터(27n)의 작동에 의해 일정각도 범위내에서 회전운동 하는 스위블컬럼(27p)과, 상기 스위블컬럼(27p)의 상단부에 고정되는 아암액츄에이터(27q)와, 상기 아암액츄에이터(27q)의 양측부에 위치하며 수평으로 연장되고, 그 연장단부가 상기 가이드블록(27f)의 연직 상부에 위치하며, 상기 작동로드(27e)의 수직 이동경로를 그 사이에 포함한 상태로 아암액츄에이터(27q)의 작용에 의해 진퇴운동하는 한 쌍의 아암(27r)과, 상기 아암(27r)에 고정되며, 단자를 사이에 두고 아암(27r)이 상호 근접할 때 단자를 물어 고정하는 죠오(27t)와, 상기 죠오(27t)가 단자를 물고 있는 상태에서의 아암(27r)의 간격을 감지해, 아암(27r)이 설정치보다 가까울 경우 상기 제어부(45)로 하여금 작동로드(27e)를 하강하게 함과 아울러 서보모터(27n)를 통해 아암(27r)을 회동시켜 단자를 외부로 배출하게 하는 센싱부를 포함하며 ; 상기 센싱부는, 각 아암(27r)에 고정되며 수평으로 연장되되 상하로 이격된 한 쌍의 센서고정플레이트(27u,27x)와, 상측 센서고정플레이트(27u)에 장착되는 상부센서(27v)와, 하측 센서고정플레이트(27x)에 고정되어 상기 상부센서(27v)와 대응하고, 아암(27r)의 간격이 설정치 범위내에 포함될 때 상부센서(27v)의 연직하부에 위치되는 하부센서(27w)를 포함하는 것 ; 을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 차량용 배터리단자 선별 피딩장치는, 양극단자에 섞여 공급되는 음극단자를 센서의 작용에 의해 선별하는 구조를 가지므로 선별능력이 뛰어나 그만큼 신뢰성이 높다.

또한, 본 발명의 선별 피딩장치는, 선별된 양극단자 및 음극단자를 수직액츄에이터를 통해 충분히 높은 고도까지 상승시켜 픽업로봇에 인계하므로 픽업로봇의 동선을 단축시켜 생산성의 향상을 도모할 수 있게 한다.

도 1a 및 도 1b는 인서트사출을 통해 차량용 배터리의 케이스에 고정되는 일반적인 양극단자 및 음극단자를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리단자 선별 피딩장치의 전체적인 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 양극단자 선별피딩부를 측부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 상기 도 2에 도시한 양극단자 선별피딩부 및 음극단자 피딩부를 따로 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 상기 도 4에 도시한 가이드블록과 로딩감지센서의 구조를 따로 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 4에 도시한 양극단자 선별피딩부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리단자 선별 피딩장치(15)의 전체적인 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 상기 도 2에 도시한 양극단자 선별피딩부를 측부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.

기본적으로 본 실시예에 따른 선별 피딩장치(15)는, 서로 다른 사이즈를 갖는 양극단자와 음극단자를 분리 공급하기 위한 것으로서, 특히 직경의 차이를 선별기준으로 삼아 양극단자에 섞여 있는 음극단자를 골라내는 목적을 가진다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 차량용 배터리단자 선별 피딩장치(15)는, 일정높이의 작업면을 제공하는 다이(17)와, 상기 다이(17)에 설치되며 각종 제어신호를 출력하는 제어부(45)와, 상기 다이(17)의 상부에 설치되는 제 1진동피더(19) 및 제 2진동피더(21)와, 상기 제 1진동피더(19)로부터 공급되는 양극단자(11)를 통과시키며 외부의 픽업로봇(41)으로 인계하는 양극단자선별피딩부(27)와, 제 2진동피더(21)로부터 공급되는 음극단자(13)를 픽업로봇(41)으로 전달하는 음극단자피딩부(33)를 포함한다.

먼저, 상기 제 1진동피더(19)는 외부로부터 쏟아져 들어온 양극단자(11)들을 한 개씩 낱개로 배출하여 제 1가이더(19b)로 내보낸다. 제 1진동피더(19) 자체는 일반적인 것이다.

만일 양극단자들 내부에 음극단자(13)가 섞여 있다면, 음극단자(13)는 양극단자(11)와 함께 제 1가이더(19b)의 이동통로(19a)를 통과하여 양극단자선별피딩부(27)로 진입한다. 상기한 바와같이 음극단자(13)의 외경은 양극단자(11)의 외경보다 작기 때문에 이동통로(19a)를 통과하는데 저항을 받지 않는다.

제 2진동피더(21)는 외부로부터 공급된 음극단자(13)를 수용한 상태로, 음극단자(13)를 하나씩 배출하여 제 2가이더(21b)로 이동시킨다. 제 2진동피더(21)의 작동원리는 제 1진동피더(19)와 동일하다.

상기 제 2가이더(21b)로 이동하는 음극단자(13)는 이동통로(21a)를 통과하여 음극단자피딩부(33)로 들어간다. 특히 상기 제 2가이더(21b)가 제공하는 이동통로(21a)의 폭은 음극단자(13)의 외경(外徑)의 사이즈에 맞추어져 있다. 즉 양극단자(11)의 외경에 비해 폭이 좁은 것이다. 따라서 양극단자(11)는 이동통로(21a)로 진입하지 못한다. 만일 음극단자군에 양극단자(11)가 섞여있을 경우, 해당 양극단자(11)는 이동통로(21a)의 초입에서 걸러지게 되는 것이다.

한편, 상기 선별피딩장치(15)의 상부에는 픽업로봇(41)이 위치한다. 상기 픽업로봇(41)은 선별피딩장치(15)를 통과한 양극단자(11) 및 음극단자(13)를 픽업하여 인서트사출금형에 위치시키는 역할을 한다. 즉 사출금형과 선별피딩장치(15) 사이를 왕복하며 단자(11,13)를 인서트사출금형으로 공급하는 것이다.

또한 상기 픽업로봇(41)에는 핑거(41a)가 구비되어 있다. 상기 핑거(41a)는 후술할 작동로드(27e,33c)에 의해 상부로 올려진 양극단자(11) 및 음극단자(13)를 물어가는 역할을 한다.

도면부호 37은 회수바스켓이다. 상기 회수바스켓(37)은 양극단자선별피딩부(27)의 작동에 의해 골라내어진 음극단자를 받는 통이다. 상기 양극단자선별피딩부(27)는 음극단자를 발견시 해당 음극단자를 작동로드(27e)로부터 분리해 회수바스켓(37)으로 떨어뜨리는 것이다.

상기 양극단자선별피딩부(27)는, 다이(17)의 상부에 고정되며 지지력을 제공하는 프레임(27j)과, 상기 프레임(27j)에 고정되는 수평의 고정플레이트(27h)와, 상기 고정플레이트(27h)에 설치되는 선별부(43) 등을 포함한다.

도 4는 상기 도 2에 도시한 양극단자 선별피딩부(27) 및 음극단자 피딩부(33)를 따로 도시한 도면이다. 설명의 편의상 음극단자피딩부(33)를 먼저 설명하기로 한다.

도시한 바와같이, 상기 음극단자피딩부(33)는, 상기 제 2가이더(21b)의 단부 하부에 위치하는 가이드블록(33h)과, 상기 가이드블록(33h)의 하부에 설치되는 제 2수직액츄에이터(33a)를 포함한다.

상기 제 2가이더(21b)는 일정폭의 이동통로(21a)를 제공하며 길이방향으로 연장된 부재로서 제 2진동피더(21)에서 나오는 음극단자(13)를 가이드블록(33h)으로 유도하는 통로로서, 그 단부측 상부에 받침대(33e)를 갖는다.

상기 받침대(33e)는 금속판을 절곡하여 제작한 것으로서, 그 하단부가 제 2가이더(21b)에 고정되고 상부로 연장되며 상단부에 상단감지센서(33f)를 갖는다.

상기 상단감지센서(33f)는 음극단자(13)가 최고도 위치(이하, 상사점)에 도달했는지 여부를 판단하고 그 사실을 제어부(45)에 전달하는 감지수단이다. 상기 상단감지센서(33f)의 센싱방식은 얼마든지 달라질 수 있다.

상기 가이드블록(33h)은 고정플레이트(33g)에 의해 지지되는 사각블록형 부재로서 수직으로 관통된 관통구멍(33k)을 갖는다. 상기 고정플레이트(33g)는 프레임(도 3의 27j)에 지지된 평판형 부재로서 가이드블록(33h)을 지지한다.

상기 가이드블록(33h)에 형성되어 있는 관통구멍(33k)은 일정 내경을 가지며 수직으로 연장된 구멍으로서 그 내부로 작동로드(33c)를 통과시킨다. 상기 관통구멍(33k)의 내경은 음극단자(13)의 외경보다 작아, 관통구멍(33k)의 상부에 도달한 음극단자(13)가 관통구멍(33k)으로 빠지지 않는다.

상기 가이드블록(33h)은 제 2가이더(21b)를 통과한 음극단자를 받아들여 상기 관통구멍(33k)의 상부에 대기시킨다. 음극단자(13)가 관통구멍(33k)의 테두리부에 걸려 있는 것이다. 이와같이 관통구멍(33k)의 상부에 위치된 음극단자(13)는 작동로드(33c)가 상승할 때 작동로드(33c)의 상단부에 꼽힌 채로 상승한다.

아울러 상기 가이드블록(33h)의 상면에는 로딩감지센서(33d)가 위치한다. 상기 로딩감지센서(33d)는 관통구멍(33k)을 사이에 두고 상호 대향 배치된 감지수단으로서, 음극단자(13)가 관통구멍(33k)의 상부에 도착했는지를 판단하여 제어부(45)로 전달한다.

도면부호 25는 정위치액츄에이터이다. 상기 정위치액츄에이터(25)는 관통구멍(33k)으로 이동하기 직전의 음극단자(13)의 위치를 정위치시키는 역할을 하는 것으로서, 작동로드(25a)에 푸싱블록(25b)을 갖는다. 상기 푸싱블록(25b)은 음극단자(13)를 이동통로(21a)의 폭방향으로 가압하며 음극단자(13)의 자세를 바로 잡는 역할도 겸한다.

한편, 상기 제 2액츄에이터(33a)는, 상기 고정플레이트(33g)의 저면에 고정되는 실린더(33b)와, 상기 실린더(33b)에 공급되는 압력에 의해 승강운동하는 작동로드(33c)로 구성된다. 여느 액츄에이터와 마찬가지로, 상기 작동로드(33c)는 그 일부가 실린더(33b)의 내부에 수용된 상태로 길이방향으로 직선운동한다.

상기 작동로드(33c)는 관통구멍(33k)의 내부에 위치한 상태로 승강운동한다. 상기 작동로드(33c)가 최대한 하강한 상태에서 작동로드(33c)의 상단부는 가이드블록(33h)의 상면 아래에 위치한다. 아울러 상기 작동로드(33c)의 상단부에는 삽입부가 형성되어 있다.

상기 삽입부는 제 1수직액츄에이터(27c)의 삽입부(27k)과 동일한 형상을 취하는 부분으로서, 음극단자(13)의 내부로 끼워져, 음극단자의 상승시 음극단자(13)를 견고히 지지한다.

상기 양극단자선별피딩부(27)는, 고정플레이트(27h)에 지지되며 관통구멍(27g)을 갖는 가이드블록(27f)과, 상기 가이드블록(27f)의 하부에 설치되며 가이드블록(27f)의 관통구멍(27g) 상부에 대기하고 있는 단자(양극단자 또는 음극단자)를 2단계로 상승시키는 제 1수직액츄에이터(27c)와, 선별부(43)를 포함한다.

상기 제 1가이더(19b)의 단부측 상면에는 받침대(27b)가 고정되어 있다. 상기 받침대(27b)는 금속판을 절곡 형성한 것으로서 그 상단부에 상단감지센서(27a)를 지지한다. 상기 상단감지센서(27a)는 상사점에 올라온 양극단자(11)를 감지하는 감지수단이다. 상기 상단감지센서(27a)는 음극단자피딩부(33)에서의 상단감지센서(33f)와 같은 것이다.

또한 상기 제 1가이더(19b)의 측부에는 정위치액츄에이터(23)가 설치되어 있다. 상기 정위치액츄에이터(23)는 이동통로(19a)를 통과한 단자를 정위치시키는 것으로서, 작동로드(23a)에 푸싱블록(23b)을 갖는다. 상기 푸싱블록(23b)은 단자를 가압하며 단자를 정위치시키는 역할을 한다. 상기 정위치액츄에이터(23)도 음극단자피딩부(33)의 정위치액츄에이터(25)와 같은 구조를 갖는다.

상기 가이드블록(27f)은 일정내경을 갖는 수직의 관통구멍(27g)을 구비한 부재로서, 제 1가이더(19b)의 연장단부에 이어지며 제 1가이더(19b)를 통과한 단자를 받쳐 단자가 관통구멍(27g)의 테두리부에 걸려 지지되도록 한다.

상기 관통구멍(27g)의 내경은 음극단자(13)의 최대 외경보다 작다. 따라서 관통구멍(27g)의 상부에 도달한 단자가 양극단자(11)이건 음극단자(13)이건 관통구멍(27g)의 하부로 빠지지 않고 관통구멍(27g)의 테두리부에 걸려 수직으로 세워진 상태를 유지한다.

아울러 상기 관통구멍(27g)을 사이에 두고 관통구멍(27g)의 양측에는 로딩감지센서(27m)가 배치된다. 상기 로딩감지센서(27m)는 관통구멍(27g) 상부에 단자가 도달한 사실을 감지하여 제어부(45)로 전달한다.

도 5a 내지 도 5c는 상기 도 4에 도시한 가이드블록(27f,33h)과 로딩감지센서(27m,33d)의 구조를 따로 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 가이드블록(27f,33h)의 내부에 관통구멍(27g,33k)이 형성되어 있고, 관통구멍(27g,33k) 내부에 작동로드(27e,33c)가 승강 가능하도록 삽입되어 있다.

아울러 상기 관통구멍(27g,33k)의 상부에는 단자(11,13)가 위치한다. 상기 단자(11,13) 중 음극단자피딩부(33)의 가이드블록(33h)에는 음극단자(13)만 올라간다.

또한 상기 로딩감지센서(27m,33d)는 센서브라켓(27z)에 지지된 상태로 상호 대향하고 있다. 상기 로딩감지센서(27m,33d)는 두 개가 하나의 쌍을 이루며 일측은 발신부 반대측은 수신부의 역할을 한다.

다시 도 4로 돌아와 설명을 이어가기로 한다.

상기 제 1수직액츄에이터(27c)는, 고정플레이트(27h)의 저면에 고정되는 실린더(27d)와, 상기 실린더(27d)에 지지되며 상기 관통구멍(27g)을 통해 승강운동 하는 작동로드(27e)를 포함한다. 상기 작동로드(27e)는 관통구멍(27g)의 내주면에 접한상태로 승강운동하며 그 상단부에 삽입부(27k)를 갖는다. 상기 삽입부(27k)는 단자(11,13) 내부로 끼워져 단자(11,13)를 지지한다.

특히, 상기 제 1수직액츄에이터(27c)에서의 작동로드(27e)는 2단계의 상승운동을 한다. 즉, 지지하고 있는 단자(11,13)를 선별부(43)의 죠오(27t)의 높이까지 올리는 1단계상승과, 죠오(27t)의 높이에서 상사점까지 올리는 2단계상승을 하는 것이다. 이러한 작동이 제어부(45)에 의해 제어되는 것임은 물론이다.

상기 1단계상승은, 작동로드(27e)가 이고 있는 단자가 양극단자(11)이건 음극단자(13)이건 상관치 않고 이루어진다. 즉 단자의 구분없이, 단자를 죠오(27t)까지 올리는 것이다.

또한 2단계상승은, 작동로드(27e)의 상단에 올려있는 단자가 양극단자(11)인 경우 행해진다. 즉, 선별부(43)가 단자(11,13)의 사이즈를 판별하여, 지금 올라온 단자가 양극단자(11)일 경우, 작동로드(27e)가 한 번 더 상승하는 것이다.

판별된 단자가 음극단자(13)로 판단되면, 작동로드(27e)는 죠오(27t)에 물려있는 음극단자(13)를 남겨두고 하강하여 다음 단자의 인풋을 기다린다. 그동안 선별부(43)는 음극단자(13)를, 옆에 비치되어 있는 회수바스켓(37)으로 투하한다.

한편, 상기 선별부(43)는, 상기 가이드블록(27f)의 측부에 설치되며 외부로부터 공급된 동력을 받아 회전토오크를 발생하는 서보모터(27n)와, 상기 서보모터(27n)의 상부에 수직으로 설치되며 서모모터의 작동에 의해 일정각도 범위내에서 회전운동 하는 스위블컬럼(27p)과, 상기 스위블컬럼(27p)의 상단부에 고정되는 아암액츄에이터(27q)와, 상기 아암액츄에이터(27q)의 양측부에 위치하며 수평으로 연장된 한 쌍의 아암(27r)을 포함한다.

상기 서보모터(27n)는 외부로부터 전력을 공급받아 작동하여 아암(27r)을 화살표 a 방향으로 90도 회전시킴과 아울러 원위치시키는 역할을 한다. 상기 서보모터(27n)의 구동축(미도시)은 90도의 각도범위내에서 시계방향 및 반시계방향 축회전 하는 것이다.

상기 스위블컬럼(27p)은 서보모터(27n)의 구동축에 고정되어, 서보모터(27n)의 작동시 화살표 a 방향으로 90도만큼 축회전 한 후, 반대방향으로 90도 회전하여 처음 위치로 원위치한다.

상기 스위블컬럼(27p)의 형상은 아암액츄에이터(27q)를 안정적으로 지지할 수 있도록 다양하게 변경될 수 있다.

상기 아암(27r)은 아암액츄에이터(27q)의 양측부에 위치하며 아암액츄에이터(27q)의 작동시 서로에 대해 진퇴운동한다. 또한, 상기 아암(27r)은 상호 평행하며 수평으로 연장되고 그 연장단부인 아암 연장단부가 가이드블록(27f)의 연직 상부에 위치한다. 특히 서로 이격된 한 쌍의 아암 연장단부 사이에 상기 작동로드(27e)의 이동경로를 그 중앙으로 통과시킨다.

상기 아암(27r)의 연장 단부에는 지지브라켓(27s)이 고정되고, 지지브라켓(27s)의 하부에는 반원형의 죠오(27t)가 설치되어 있다. 상기 각 죠오(27t)는 합성수지로 제작된 반링(half-ring)형 부재로서 최대한 근접한 상태로 서로 만나 링의 형태를 취한다.(도 6a 참조)

아울러 상기 죠오(27t)에는 단자수용홈(27y)이 형성되어 있다. 상기 단자수용홈(27y)은 1단계로 상승한 단자(11,13)를 수용하기 위한 부분으로서, 그 내경은 음극단자(13)의 외경에 대응한다. 즉 음극단자(13)의 외경과 같다.

즉, 1단계로 상승한 상태의 단자가 음극단자(13)일 경우, 음극단자(13)를 사이에 두고 상호 근접한 양측의 죠오(27t)는 서로 만나 접한다. 이와 반대로, 1단계로 상승한 단자가 양극단자(11)일 경우에는, 양극단자(11)가 단자수용홈(27y)의 내부로 들어가지 못하므로, 도 6b에 도시한 바와같이 죠오(27t)가 상호 접하지 못한다.

단자의 사이즈에 따라 죠오(27t)가 만나거나 만나지 못하는 것이다. 특히 죠오(27t)가 상호 만나 접할 때와 만나지 못할 때의 아암(27r)의 간격은 다르다.

당연히, 죠오(27t)가 상호 접할 때의 간격 (도 6a의 Z1)은, 접하지 못할 때의 간격(Z2)보다 작다. 본 실시예에 따른 선별부(43)는 상기 간격 값을 기초로, 양극단자(11)와 음극단자(13)를 판별하는 것이다.

한편, 양측 아암(27r) 중 일측 아암(27r)의 상단부에는 센서고정브라켓(27u)이 고정되어 있고, 반대편 아암(27r)의 하단부에는 다른 센서고정브라켓(27x)가 구비되어 있다.

상기 센서고정브라켓(27u,27x)는 수평의 평판부재로서 아암(27r)의 내측으로 연장되며 위아래로 이격되어 있다. 상기 센서고정브라켓(27u,27x)은 아암(27r)에 고정된 상태로 아암과 함께 움직인다.

또한 상측 센서고정브라켓(27u)에는 상부센서(27v)가 구비되어 있고, 하측 센서고정브라켓(27x)에는 하부센서(27w)가 설치되어 있다. 상기 상부센서(27v)와 하부센서(27w)는 하나의 쌍을 이루며, 연직방향으로 위치한 상태가 되어야 신호를 발생한다.

즉 도 6b에 도시한 바와같이, 상부센서(27v)와 하부센서(27w)가 어긋난 상태에서는 신호를 출력하지 않고, 도 6a와 같이 수직방향으로 배치된 상태에서 신호를 발생한다. 상기 상부센서(27v)와 하부센서(27w) 중 하나는 발신센서이고 나머지 하나는 수신센서이다.

특히 상기 상부센서(27v)와 하부센서(27w)는, 도 6a에 도시한 바와같이, 죠오(27t)가 서로에 대해 접한 상태에서 수직의 배치상태가 된다. 상부센서(27v)의 연직 하부에 하부센서(27w)가 위치하는 것이다.

도 6a 및 도 6b는 상기 선별부(43)의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a는 1단계로 상승한 단자가 음극단자(13)인 경우이다. 위에 언급한 바와같이, 음극단자(13)는 그 외경이 단자수용홈(27y)의 내경과 같으므로, 상기 아암액츄에이터(27q)에 의해 아암(27r)이 화살표 c 방향으로 이동할 때 죠오(27t)의 단자수용홈(27y)에 완전히 삽입된다.

상기 죠오(27t)는 음극단자(13)를 그 사이에 물어 고정한 상태로 상호 접한다. 이 때 상부센서(27v)와 하부센서(27w)는 수직으로 배치되어 신호를 발생한다. 발생된 신호는 제어부(45)로 전달된다.

제어부(45)는 상부센서(27v) 및 하부센서(27w)로부터 발생한 신호를 받아, 작동로드(27e)를 하강시킴과 아울러 서보모터(27n)를 통해 아암(27r)을 화살표 a 방향으로 90도 만큼 회동시킨 후 아암(27r)을 벌려, 음극단자(13)를 회수바스켓(37)으로 떨어뜨린 후 복귀하게 한다. 잘못들어온 음극단자(13)가 걸러진 것이다.

도 6b는 1단계로 상승한 단자가 양극단자(11)인 경우를 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 죠오(27t)가 양극단자(11)를 물고 있지만, 양극단자(11)의 직경이 죠오(27t)의 내경보다 크므로, 죠오(27t)가 접하지 못하고 간격 s 만큼 이격되어 있다.

상부센서(27v)와 하부센서(27w)가 간격 s 만큼 이격되어 있는 것이다. 상부센서(27v)와 하부센서(27w)가 이격되어 있으므로 특별한 신호는 출력되지 않고, 제어부(45)는 작동로드(27e)를 2단계로 상승시켜 양극단자(11)를 상사점에 위치시킨다. 작동로드(27e)가 2단계로 상승하기 직전 아암(27r)이 서로에 대해 벌어져 죠오(27t)가 양극단자(11)로부터 이격됨은 당연하다.

상기와 같은 과정을 통해 상사점에 도달한 양극단자(11)는 픽업로봇(41)의 핑거(41a)에 물려 사출금형으로 공급된다. 양극단자(11)를 픽업로봇(41)에 인계한 작동로드(27e)는 하강하여 상기 과정을 반복한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:양극단자 13:음극단자 15:선별피딩장치
17:다이 19:제 1진동피더 19a:이동통로
19b:제 1가이더 21:제 2진동피더 21a:이동통로
21b:제 2가이더 23:정위치액츄에이터 23a:작동로드
23b:푸싱블록 25:정위치액츄에이터 25a:작동로드
25b:푸싱블록 27:양극단자 선별피딩부 27a:상단감지센서
27b:받침대 27c:제 1수직액츄에이터 27d:실린더
27e:작동로드 27f:가이드블록 27g:관통구멍
27h:고정플레이트 27j:프레임 27k:삽입부
27m:로딩감지센서 27n:서보모터 27p:스위블컬럼
27q:아암액츄에이터 27r:아암 27s:지지브라켓
27t:죠오 27u,27x:센서고정브라켓 27v:상부센서
27w:하부센서 27y:단자수용홈 27z:센서브라켓
33:음극단자피딩부 33a:제 2수직액츄에이터 33b:실린더
33c:작동로드 33d:로딩감지센서 33e:받침대
33f:상단감지센서 33g:고정플레이트 33h:가이드블록
33k:관통구멍 37:회수바스켓 41:픽업로봇
41a:핑거 43:선별부 45:제어부

Claims (1)

1. 진동피더로부터 공급되는 단자를 받아 1열로 줄을 세워 이동시키는 가이더(19b)와, 상기 가이더(19b)를 통과한 각 단자의 사이즈를 감지하여 음극단자(13)를 골라 배출하고 양극단자(11)는 외부의 픽업로봇(41)으로 인계하는 양극단자선별피딩부(27)와, 상기 양극단자선별피딩부(27)의 동작을 제어하는 제어부(45)를 포함하고 ;
   상기 양극단자선별피딩부(27)는,
   상기 가이더(19b)의 연장단부에 위치하는 것으로서, 상기 음극단자(13)의 최대외경보다 작은 내경을 가지는 수직의 관통구멍(27g)을 가지며, 가이더(19b)를 통과한 양극단자(11) 또는 음극단자(13)를 받아 상기 관통구멍(27g) 상부에 위치시키는 가이드블록(27f)과,
   상기 가이드블록(27f)의 하부에 고정되는 실린더(27d)와, 상기 실린더(27d)에 그 일부가 수용되며 상기 관통구멍(27g)의 내부에 위치한 상태로 승강운동 하되 상기 관통구멍(27g)을 상향 통과하여 관통구멍 상부에 대기하고 있는 단자를 받쳐 수직 상부로 이동시키는 작동로드(27e)를 구비하는 수직액츄에이터(27c)와,
   상기 가이드블록(27f)의 측부에 위치하며 상기 수직액츄에이터(27c)에 의해 상승한 단자의 외경을 감지하여, 외경이 설정치보다 작을 경우 해당 단자를 외부로 배출하는 선별부(43)를 포함하며 ;
   상기 수직액츄에이터(27c)의 작동로드(27e)는, 감지된 단자의 외경이 허용 범위내에 포함된 경우 더욱 상승하여, 단자를 픽업로봇(41)의 높이까지 이동시키며 ;
   상기 선별부(43)는,
   외부로부터 신호를 받아 회전토오크를 발생하는 서보모터(27n)와,
   상기 서보모터(27n)의 상부에 수직으로 설치되며 서모모터(27n)의 작동에 의해 일정각도 범위내에서 회전운동 하는 스위블컬럼(27p)과,
   상기 스위블컬럼(27p)의 상단부에 고정되는 아암액츄에이터(27q)와,
   상기 아암액츄에이터(27q)의 양측부에 위치하며 수평으로 연장되고, 그 연장단부인 아암 연장단부가 상기 가이드블록(27f)의 연직 상부에 위치하며, 상기 작동로드(27e)의 수직 이동경로가 상기 아암 연장단부 사이를 통과하는 상태로 아암액츄에이터(27q)의 작용에 의해 진퇴운동하는 한 쌍의 아암(27r)과,
   상기 아암(27r)에 고정되며, 단자를 사이에 두고 아암(27r)이 상호 근접할 때 단자를 물어 고정하는 죠오(27t)와,
   상기 죠오(27t)가 단자를 물고 있는 상태에서의 아암(27r)의 간격을 감지해, 아암(27r)이 설정치보다 가까울 경우 상기 제어부(45)로 하여금 작동로드(27e)를 하강하게 함과 아울러 서보모터(27n)를 통해 아암(27r)을 회동시켜 단자를 외부로 배출하게 하는 센싱부를 포함하며 ;
   상기 센싱부는,
   각 아암(27r)에 고정되며 수평으로 연장되되 상하로 이격된 한 쌍의 센서고정플레이트(27u,27x)와,
   상측 센서고정플레이트(27u)에 장착되는 상부센서(27v)와,
   하측 센서고정플레이트(27x)에 고정되어 상기 상부센서(27v)와 대응하고, 아암(27r)의 간격이 설정치 범위내에 포함될 때 상부센서(27v)의 연직하부에 위치되는 하부센서(27w)를 포함하는 것 ;
   을 특징으로 하는 차량용 배터리단자 선별 피딩장치.

Images