KR101728950B1

KR101728950B1 - 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소

Info

Publication number: KR101728950B1
Application number: KR1020150089725A
Authority: KR
Inventors: 강성민
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-04-21
Also published as: KR20170000875A

Abstract

본 발명의 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소는, 몸체부와 상기 몸체부를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수의 소켓을 구비하는 베이스; 상기 베이스의 몸체부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 상기 베이스의 소켓에 배치되는 자재와 마주할 수 있는 위치까지 연장되도록 형성되는 작업부를 구비하고 상기 회전 부재에 대해 승강 가능하게 설치되는 승강 부재; 및 상기 베이스에 대해 상기 승강 부재를 승강시키는 승강 유닛;를 포함하는 점에 특징이 있다.

Description

자재 작업용 액튜에이터 기계 요소{Actuator of Mechanical Element for Work Process}

본 발명은 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자재(Work)에 대해 검사, 조립 등의 작업을 수행하기 위하여 회전 운동과 승강 운동을 복합적으로 수행할 수 있는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소에 관한 것이다.

모바일 기기용 카메라 모듈과 같은 부품은 제조가 완료되면 지그에 거치한 상태에서 검사용 프로브를 카메라 모듈에 접속시켜 정상적인 작동 여부를 확인한다.

이와 같이 자재(work)를 지그와 같은 소켓에 거치한 후, 작업용 로봇을 이용하여 그 자재에 근접하여 접촉한 후 다시 후퇴하는 작업을 반복하는 경우가 많다. 작업용 로봇이 후퇴하면 소켓에 거치된 자재를 새로운 자재로 교체하여 같은 작업을 반복한다.

자재에 부품을 조립하는 경우에도 위와 같이 자재를 소켓에 거치한 후 로봇이 근접하여 부품을 자재에 조립한 후 후퇴하게 된다.

한국 등록특허공보 제1246182호(2013.3.15.) 에는 카메라 모듈 검사용 소켓이 개시되어 있다. 카메라 모듈을 검사하는 접속부가 카메라 모듈에 대해 근접하는 수평운동과 하강하는 수직운동을 반복하면서 순차적으로 카메라를 검사하는 구조가 위 문헌에 개시되어있다.

이와 같은 종래의 작업 모듈은 다음 자재에 대한 작업을 수행하기 위해서 작업 모듈이 후퇴하고 자재를 교체한 후 다시 작업 모듈이 전진하여 작업을 수행하게 된다. 즉, '전진-작업-후퇴-교체'의 순서로 작업이 이루어진다. 자재의 교체를 위해서 작업 모듈이 후퇴하는 시간은 전체적인 작업 속도를 감소시키는 문제점이 있다.

등록특허공보 제1246182호 (2013.3.15.)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2개 이상의 자재에 대해 순차적으로 작업을 수행할 수 있으면서 작업 속도도 향상된 구조를 가진 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소는, 몸체부와 상기 몸체부를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수의 소켓을 구비하는 베이스; 상기 베이스의 몸체부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 상기 베이스의 소켓에 배치되는 자재와 마주할 수 있는 위치까지 연장되도록 형성되는 작업부를 구비하고 상기 회전 부재에 대해 승강 가능하게 설치되는 승강 부재; 및 상기 베이스에 대해 상기 승강 부재를 승강시키는 승강 유닛;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 의한 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소는 2개 이상의 자재에 대해 순차적으로 작업 수행할 수 있는 구조로 구성됨으로써, 작업의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 분리사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 좌측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 정면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 평면도이다.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 분리사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 좌측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소는 베이스(100)와 회전 부재(200)와 승강 부재(300)와 승강 유닛(400)을 포함하여 이루어진다.

베이스(100)를 본 실시예의 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 기초가 되는 구성이다. 베이스(100)는 몸체부(101)와 복수의 소켓(110, 120)을 구비한다. 본 실시예에서는 2개의 소켓(110, 120)을 구비하는 경우를 예로 들어 설명한다. 소켓들(110, 120)은 몸체부(101)의 중심에 대해 동일 각도 간격으로 서로 이격되게 배치된다. 본 실시예의 소켓들(110, 120)은 몸체부(101)의 중심에 대해 90도 간격으로 배치된다. 경우에 따라서는 소켓들은 90도 간격으로 3개 내지 4개를 배치하는 것도 가능하고 120도 간격으로 2개의 소켓을 배치하는 것도 가능하다. 소켓(110, 120)은 작업의 대상이 되는 자재를 배치하여 고정하기 위한 구성이다. 검사 작업 또는 조립 작업의 대상이 되는 자재를 소켓(110, 120)에 배치한 후 순차적으로 작업을 수행하게 된다.

회전 부재(200)는 베이스(100)의 몸체부(101)에 회전 가능하게 설치된다. 본 실시예의 경우 도 2에 도시한 것과 같이 몸체부(101)에 형성된 축 삽입부(102)에 회전 부재(200)의 회전축(241)이 삽입되는 방법으로, 회전 부재(200)는 몸체부(101)에 회전 가능하게 설치된다. 별도의 회전 액튜에이터(미도시)에 회전 부재(200)를 연결하면, 회전 부재(200)를 베이스(100)에 대해 회전시키는 것이 가능하다. 회전 액튜에이터는 베이스(100)의 몸체부(101) 내부에 설치될 수도 있고 별도로 외부에 설치되어 회전 부재(200)의 회전축(241)에 연결될 수도 있다.

승강 부재(300)는 회전 부재(200)에 대해 승강 가능하게 설치된다. 도 3을 참조하면 승강 부재(300)는 상하방향으로 연장되도록 형성된 4개의 가이드 로드(341)를 구비한다. 승강 부재(300)의 가이드 로드(341)는 회전 부재(200)에 형성된 가이드 홀(251)에 삽입되어 상하 방향으로 가이드되면서 회전 부재(200)에 대해 승강 운동이 가능하게 된다. 승강 부재(300)는 작업부(330)를 구비한다. 작업부(330)는 베이스(100)의 소켓(110, 120)과 마주할 수 있는 거리까지 수평 방향으로 연장되도록 형성된다. 작업부(330)에는 검사 프로브(331)가 설치될 수 있다. 이 경우 소켓(110, 120)에 배치된 자재에 검사 프로브(331)가 전기적으로 접속하여 회로작동 검사를 수행하게 된다. 작업부(330)에는 픽업 헤드가 설치될 수도 있다. 자재에 조립하기 위한 부품을 픽업할 수 있는 픽업 헤드를 작업부(330)에 설치하여, 부품을 클램핑한 후 소켓(110, 120)의 자재에 대해 가압하여 부품을 자재에 대해 조립하는 것도 가능하다.

승강 유닛(400)은 베이스(100)에 대해 승강 부재(300)를 승강시키는 기능을 수행한다. 본 실시예에서는 승강 부재(300)를 승강시키는 리니어 액튜에이터(411, 412)로서 공압 실린더(411, 412)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 3을 참조하면 승강 유닛(400)은 2개의 공압 실린더(411, 412)와 탄성 부재(421, 422, 423, 424)를 구비한다. 각각의 공압 실린더(411, 412)는 상하 방향으로 연장되도록 배치되어 하측 끝단은 베이스(100)의 몸체부(101)에 고정된다. 각 공압 실린더(411, 412)의 상측 끝단에는 승강 롤러(431, 432)가 결합된다.

회전 부재(200)는 도 2에 도시한 것과 같이 회전 부재(200)의 회전 원주 방향을 따라 원호 형태로 형성된 2개의 제1장공(210, 220)을 구비한다. 승강 유닛(400)의 2개의 공압 실린더(411, 412)는 각각 제1장공(210, 220)을 경유하여 승강 부재(300)에 연결될 수 있다. 원호 형상으로 형성된 제1장공(210, 220)의 형태로 인하여 회전 부재(200)가 회전하더라도 공압 실린더(411, 412)는 회전 부재(200)의 회전 운동에 간섭되지 않으면서 승강 부재(300)에 연결된 상태를 유지할 수 있다.

승강 부재(300)도 회전 부재(200)의 제1장공(210, 220)과 유사한 형태로 형성된 제2장공(310, 320)을 구비한다. 제2장공(310, 320)은 회전 부재(200) 및 승강 부재(300)가 회전하는 원주 방향을 따라 원호 형태로 승강 부재(300)에 형성된다. 제1장공(210, 220)과 달리 제2장공(310, 320)에는 제2장공(310, 320)의 내벽을 따라 돌출되도록 형성된 돌출 가이드(311, 321)가 형성된다. 공압 실린더(411, 412)의 상측 끝단은 제2장공(310, 320)을 경유하여 승강 롤러(431, 432)에 결합됨으로써, 승강 부재(300)에 연결된다. 공압 실린더(411, 412)의 작동에 의해 승강 유닛(400)의 승강 롤러(431, 432)가 하강할 때 제2장공(310, 320)의 돌출 가이드(311, 321)에 걸려서 승강 부재(300)를 하측으로 이동시키게 된다. 즉, 제2장공(310, 320), 돌출 가이드(311, 321) 및 승강 롤러(431, 432)의 상호 작용에 의해 승강 유닛(400)은 승강 부재(300)의 베이스(100)에 대한 회전은 허용하면서 승강 부재(300)를 베이스(100)에 근접하는 방향으로 하강시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 탄성 부재(421, 422, 423, 424)는 회전 부재(200)와 승강 부재(300)의 사이에 설치된다. 본 실시예의 경우 탄성 부재(421, 422, 423, 424)로서 스프링을 사용한다. 탄성 부재(421, 422, 423, 424)는 회전 부재(200)와 승강 부재(300) 사이에서 회전 부재(200)에 대해 승강 부재(300)가 멀어지는 방향으로 작동하도록 승강 부재(300)에 대해 탄성력을 제공한다. 즉, 공압 실린더(411, 412)에 의해 하강한 승강 부재(300)는 탄성 부재(421, 422, 423, 424)의 탄성력에 의해 회전 부재(200)에 대해 상승하게 된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소의 작동에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시한 것과 같은 상태에서 공압 실린더(411, 412)를 작동시키면 승강 부재(300)의 작업부(330)는 하강하게 된다. 상술한 것과 같이 작업부(330)에 회로 검사용 프로브(331)를 설치하고 소켓(110)에는 자재를 배치하면, 자재의 회로 작동을 검사하는 것이 가능하다. 이와 같이 자재에 대해 작업을 수행하는 동안 나머지 하나의 소켓(120)에 새로운 자재를 배치하여 작업을 준비할 수 있다.

공압 실린더(411, 412)의 공압을 제거하면 탄성 부재(421, 422, 423, 424)는 승강 부재(300)를 상승시킨다.

승강 부재(300)가 상승한 상태에서, 회전 액튜에이터(미도시)를 이용하여 베이스(100)에 대해 회전 부재(200)를 시계 방향으로 90도 회전시키면 도 6에 도시한 것과 같이 작업부(330)는 다른 소켓(110, 120)과 마주하게 된다. 이전의 소켓(110)은 휴지 상태가 되고 새로운 자재를 소켓(110)에 배치할 수 있는 시간적 여유를 갖는다.

상술한바와 같이 회전 부재(200)는 가이드 로드(341)를 통하여 승강 부재(300)에 연결되어 있으므로, 회전 부재(200)가 회전하면 승강 부재(300)도 함께 회전하게 된다. 이때, 회전 부재(200)에 형성된 제1장공(210, 220)과 승강 부재(300)에 형성된 제2장공(310, 320)으로 인해 회전 부재(200)와 승강 부재(300)는 베이스(100)에 고정된 공압 실린더(411, 412)에 간섭되지 않고 회전하는 것이 가능하다.

이와 같은 상태에서 다시 공압 실린더(411, 412)를 작동시키면 승강 롤러(431, 432)는 공압 실린더(411, 412)에 의해 하강하게 된다. 이때, 승강 롤러(431, 432)가 돌출 가이드(311, 321)에 걸리면서 승강 부재(300)도 함께 하강하게 된다. 도 7에 도시한 것과 같이 작업부(330)가 하강하면서 소켓(120)에 배치된 자재에 대해 작업을 수행하게 된다.

작업이 완료되면 공압 실린더(411, 412)의 공압을 제거하고 탄성 부재(421, 422, 423, 424)는 승강 부재(300)를 상측으로 밀어 올리게 된다. 회전 액튜에이터가 회전 부재(200)를 반시계 방향으로 회전시키면 작업부(330)는 다시 이전의 소켓(110)에 대해 작업을 수행할 수 있는 위치에 놓이게 된다.

상술한 바와 같은 과정을 반복하여 2개의 소켓(110, 120)에 대해 순차적으로 반복하여 작업을 수행할 수 있다.

2개의 소켓(110, 120)에 대해 교대로 작업을 수행하면, 작업을 수행하지 않는 나머지 하나의 소켓(110, 120)에 거치된 자재를 교체할 수 있는 시간적 여유를 확보할 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 방법으로 작업 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 승강 부재(300)의 하강은 공압 실린더(411, 412)를 이용하고 상승은 탄성 부재(421, 422, 423, 424)를 이용하는 것으로 설명하였으나, 상승 하강을 모두 공압 실린더를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우 승강 유닛의 승강 롤러가 상승할 때도 승강 부재를 밀어 올릴 수 있도록 제2장공에는 상측 방향으로 걸리는 돌출 가이드가 구비될 수 있다.

또한, 앞에서 2개의 소켓(110, 120)을 구비하는 베이스(100)를 예로 들어 설명하였으나, 3개 이상의 소켓을 구비하는 베이스를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소는 베이스(100)에 대해 회전 부재(200)를 회전시키는 회전 액튜에이터를 구비한 상태로 실시될 수도 있으나, 경우에 따라서는 회전 액튜에이터가 없는 상태로 제작 판매되고 사용자가 자신의 필요에 따라 서보 모터를 직접 연결하거나 벨트 풀리 구조 또는 랙-피니언 구조를 연결하여 사용하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이 작업부에는 자재 검사용 프로브가 설치되어 사용될 수도 있고, 부품 픽업용 헤드가 설치되어 자재 조립용으로 사용될 수도 있다.

100: 베이스 101: 몸체부
102: 축 삽입부 110, 120: 소켓
200: 회전 부재 210, 220: 제1장공
300: 승강 부재 310, 320: 제2장공
311, 321: 돌출 가이드 330: 작업부
331: 검사 프로브 400: 승강 유닛
411, 412: 리니어 액튜에이터 421, 422, 423, 424: 탄성 부재
431, 432: 승강 롤러

Claims

몸체부와 상기 몸체부를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수의 소켓을 구비하는 베이스;
상기 베이스의 몸체부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재;
상기 베이스의 소켓에 배치되는 자재와 마주할 수 있는 위치까지 연장되도록 형성되는 작업부를 구비하고 상기 회전 부재에 대해 승강 가능하게 설치되는 승강 부재; 및
상기 베이스에 대해 상기 승강 부재를 승강시키는 승강 유닛;를 포함하고,
상기 승강 유닛은, 일단은 상기 베이스에 연결되고 타단은 상기 승강 부재에 연결되어 상기 베이스에 대해 상기 승강 부재를 승강시키는 리니어 액튜에이터를 구비하며,
상기 회전 부재는, 상기 회전 부재의 회전 원주 방향을 따라 원호 형태로 형성된 제1장공을 구비하고,
상기 승강 유닛의 리니어 액튜에이터는 상기 제1장공을 경유하여 상기 승강 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소.
삭제
제1항에 있어서,
상기 승강 유닛의 리니어 액튜에이터는 공압 실린더인 것을 특징으로 하는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소.
삭제
제1항에 있어서,
상기 승강 부재는, 상기 회전 부재가 회전하는 원주 방향을 따라 원호 형태로 형성되는 제2장공과 상기 제2장공의 내벽을 따라 돌출되도록 형성된 돌출 가이드를 구비하고,
상기 승강 유닛은, 상기 승강 부재의 상기 베이스에 대한 회전은 허용하면서 상기 베이스에 근접하는 방향으로 상기 승강 부재를 하강시킬 수 있도록 상기 승강 부재의 제2장공에 삽입되어 상기 돌출 가이드에 걸리도록 형성되고 상기 리니어 액튜에이터에 설치되는 승강 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소.
제1항에 있어서,
상기 승강 유닛은, 상기 회전 부재에 대해 상기 승강 부재가 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 상기 회전 부재와 승강 부재의 사이에 설치되는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소.
제5항에 있어서,
상기 승강 유닛은, 상기 회전 부재에 대해 상기 승강 부재가 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 상기 회전 부재와 승강 부재의 사이에 설치되는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 작업용 액튜에이터 기계 요소.