KR101807974B1 - 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치 - Google Patents

자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 시트레일을 조립하는 자동 조립라인에서 시트레일을 구성하는 어퍼레일(upper rail) 및 로어레일(lower rail)을 자동으로 공급하는 장치에 관한 것으로, 소재레일이 적재된 캐리어 내부를 승강할 수 있는 인출대에 소재레일이 안착된 길이 방향으로 2개 이상의 자석이 배열된 접촉바를 구성하고, 접촉바에 소재레일이 부착된 상태로 인출대가 상승할 때, 소재레일의 무게를 감지할 수 있는 위치에 로드셀을 장착하여 설정된 숫자 이상의 무게가 감지되면 탈락시키도록 함으로써 소재레일을 조립장치로 진입시키기 위한 컨베이어 위에 한 개씩 정확하고 바른 자세로 공급되도록 하는 장치이다.

Description

자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치{Rail feeder for car seat rail assembly machines}
본 발명은 자동차의 시트를 전후로 이동할 수 있도록 시트의 저면과 차체 사이에 설치되는 시트레일을 자동 조립라인에서 조립하기 위하여, 시트레일을 구성하는 어퍼레일(upper rail) 및 로어레일(lower rail)을 자동으로 공급하는 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 캐리어에 무작위로 적재된 소재레일(조립 전의 어퍼레일 또는 로어레일)을 조립장치로 진입시키기 위한 컨베이어 위에 한 개씩 정확하고 바른 자세로 공급되도록 하는 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 자동차용 시트레일은 시트 저면에 장착되는 상부의 어퍼레일과 실내의 차체 바닥에 장착되는 로어레일이 결합되어 이루어지고 그 사이에 베어링을 조립하여 어퍼레일이 로어레일을 타고 전후로 부드럽게 움직이도록 구성된다.
이러한 시트레일은 다른 대부분의 자동차 부품들과 같이 자동 조립라인을 통하여 조립하게 되는데, 시트레일의 경우 자동 조립기에 의해 조립이 이루어지도록 하기 위해서는 정확한 위치로 소재레일을 공급하여야 하는데, 소재레일은 그 크기가 제법 크고 모양이 불규칙한 형태이므로 정확한 자동 공급이 어려웠다.
즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 소재레일(어퍼레일<1>, 로어레일<1'>)에는 양끝에 내측 또는 외측으로 굴곡된 걸림부(2)가 형성되는데, 다수개의 소재레일이 캐리어 내에서 한 방향으로 적재되면서 걸림부에 다른 소재레일의 걸림부가 걸려 한 개의 소재레일을 들어올릴 때 한 개 이상의 다른 소재레일이 딸려 올라오게 된다는 문제점이 있었다.
이에 따라서 종래에는 준비된 소재레일을 캐리어에 가득 담아 자동 조립라인 옆에 준비시킨 다음, 작업자가 한 개씩의 소재레일을 집어 필요한 방향으로 콘베이어에 안착시키는 작업을 통하여 소재레일을 공급하였다.
이러한 종래 작업방법에 의하면 사람의 인력을 통하다 보니 공급하는 속도가 조립라인의 속도를 따라가지 못하는 것은 물론이고, 인력의 낭비와 부정확한 공급에 의한 조립불량이 많이 발생하고 생산 효율이 저하되는 단점이 있었다.
이와 같이 종래에 소재레일의 공급이 자동화되지 않은 이유는 소재레일의 형상이 단순하지 않은 상태에서 캐리어에 다수 적재된 소재레일을 한 개씩 정확히 집어 올리는 것이 어렵고, 집어 올리는 한 개의 레일에 다른 레일에 걸려 한꺼번에 상승하게 되는 문제를 해결하기가 어려웠기 때문이다.
등록실용신안 제20-0293093호(공고 2002년10월25일) 등록특허 제10-0876591호(공고 2008년12월31일)
상기 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 소재레일을 정확하게 집어 올리고 이를 정확한 방향으로 공급할 수 있는 장치를 안출하여 인력을 절감하면서도 불량률을 낮추고 시트레일 조립의 생산성을 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.
좀 더 구체적으로는 소재레일이 적재된 캐리어로부터 정확하게 한 개 또는 두 개의 소재레일만을 집어 올리고 그 이상 숫자의 소재레일이 집어 올려지면 탈락시키며, 공급과정에서 시트레일의 안착방향도 변환하여 정확히 필요한 방향으로 공급할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소재레일이 적재된 캐리어 내부를 승강할 수 있는 인출대를 구성하되, 소재레일이 안착된 길이 방향으로 2개 이상의 자석이 배열된 접촉바를 구성하고, 접촉바에 소재레일이 부착된 상태로 인출대가 상승할 때, 소재레일의 무게를 감지할 수 있는 위치에 로드셀을 장착하여 설정된 숫자 이상의 무게가 감지되면 탈락시키도록 하였다.
또한 소재레일이 안착되는 여러 개의 안착홈이 연속되고 소재레일을 한 칸씩 이동시키는 이송대를 갖는 정렬장치를 부가하며, 소재레일이 최종적으로 바르지 못한 방향으로 안착되었을 때 이를 바로잡는 반전장치를 부가함을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면 캐리어 내에 적재된 소재레일을 한 개 또는 두 개씩 균일하게 인출하는 것이 가능하므로 시트레일 제조를 위한 자동화공정에서 소재레일 공급도 자동화가 가능하게 되었으며, 이로 인하여 인력의 절감과 생산성의 향상 및 품질의 균일화 등도 달성할 수 있게 되었다.
또한 한 개씩 공급된 소재레일이 자세가 잘못 안착되어라도 소재레일을 단계적으로 이동시키면서 자세를 바로잡을 수 있게 되고, 길이방향의 정렬도 간편하게 이루어지며, 특히 방향이 바르게 안착되지 못한 경우에는 센서를 이용하여 자동으로 감지하고 최종적으로 반전장치의 회전을 통하여 정상적인 위치기 되도록 공급하게 되므로 조립라인 전체의 원활할 연속동작과 생산성의 향상을 이룰 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명이 대상으로 하는 어퍼레일과 로어레일의 예를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 의한 공급수단의 예시도(2차원이송기구)
도 3은 본 발명에 의한 공급수단의 다른 예시도(로봇)
도 4는 본 발명에 의한 인출대의 작용상태도(어퍼레일)
도 5는 본 발명에 의한 인출대의 작용상태도(로어레일)
도 6은 본 발명의 정렬핀에 의한 정렬작용 상태도
도 7은 본 발명의 확인센서에 의한 감지상태도(어퍼레일)
도 8은 본 발명의 확인센서에 의한 감지상태도(로어레일)
도 9는 본 발명의 반전장치 구성 및 작동상태도
도 10은 본 발명의 측면 정렬판의 작동상태도
도 11은 본 발명의 소재레일 분리과정 작동상태도
이하 본 발명의 바람직한 구성 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 공급장치는 소재레일(1, 1')이 적재된 캐리어(100) 내부를 승강할 수 있는 인출대(10)를 구성하되, 인출대(10) 하단에는 캐리어(100) 내부에 소재레일(1, 1')이 안착된 길이 방향으로 2개 이상의 자석(M)이 배열된 접촉바(11)를 구성하였는데, 상기 접촉바(11)에는 한 개의 소재레일(1, 1')만 부착되도록 길이방향으로 작은 크기의 자석(M)을 2개 이상 연속으로 배치하였다.
상기 접촉바(11)에 소재레일(1, 1')이 부착된 상태로 인출대(10)가 상승하여 들어 올려질 때, 소재레일(1, 1')의 무게를 감지할 수 있는 위치에 로드셀(12)을 장착하며, 접촉바(11)는 탈부착실린더(13)에 의해 승강하도록 하여 하강하였을 때는 소재레일(1, 1')에 닿아 부착이 가능하고 상승하면 소재레일(1, 1')과 이격되어 소재레일이 분리되도록 하였다.
상기 로드셀(12)에 의해 감지된 무게는 미리 설정된 무게에 의해 소재레일(1, 1') 한 개 또는 두 개의 무게가 감지되면 정상으로 판단하고, 그 이상의 무게가 감지되면 불량으로 판단하여 즉각 탈부착실린더(13)를 작동하여 자석(M)이 구비된 접촉바(11)를 상승시켜 자석(M)이 소재레일(1, 1')과 이격되도록 함으로써 즉시 소재레일이 다시 캐리어(100) 안으로 탈락되도록 하였다. 걸림부(2)가 걸린채 탈락한 소재레일은 캐리어 내에 떨어질 때의 충격으로 걸림이 해제되는 확률이 높으므로 다시 인출할 때는 한 개만 인출될 가능성이 높게 된다.
상기 인출대(10)를 캐리어(100) 내부로부터 정렬대(20)까지 이동시키는 수단으로는 도 2의 예와 같이 상승, 전진, 하강, 후진 작동을 하는 2차원이송기구(200)를 사용하거나, 또는 도 3과 같이 3차원 이동이 가능한 로봇(300)을 이용할 수도 있다.
상기 인출대(10)에 의해 이송된 소재레일(1, 1')은 정렬대(20)에 안착되어 한단계씩 이동하면서 자세를 정렬하게 되는데, 정렬대(20)는 상부에 경사진 안착홈(21)이 연속으로 형성되고 하부에는 상승과 전진, 하강과 후진 작용을 하는 이송대(22)가 설치되어 있으며, 인출대(10)가 소재레일(1, 1')을 이동한 후 탈부착실린더(13)가 작용하여 접촉바(11)가 상승하면 소재레일(1, 1')이 경사진 안착홈(21)에 안착된다.
상기 경사진 안착홈(21)은 소재레일(1, 1')이 인출대(10) 또는 이송대(22)에 의해 상승하였다가 안착될 때 경사진 방향으로 구르게 하므로 자세를 교정하는 작용을 하게 된다.
이송대(22)에는 상부로 돌출되는 정렬핀(27)을 구성할 수도 있는데, 이는 도 6과 같이 이송대(22)가 상승하여 소재레일을 들어 올리는 과정에서 비정상적으로 안착된 소재레일을 정렬핀(27)이 밀어 올리며 다른 자세가 되도록 하는 것이다.
정렬대(20)의 제일 마지막 안착홈(21')에는 확인센서(23)를 설치하여 소재레일(1, 1')의 안착상태에 따른 감지 여부를 통하여 정확한 자세를 판단한다.
그 예로서, 도 7과 같은 형태의 소재레일(1; 어퍼레일)의 경우 확인센서(23)가 양측 걸림부(2)를 감지하면 정상상태로 판단하고, 그렇지 아니하면 불량상태로 판단하도록 하였으며, 도 8과 같은 형태의 소재레일(1': 로어레일)의 경우 위쪽 확인센서(23)가 소재레일의 몸체부분을 감지하면 정상상태로 판단하고 그렇지 아니하면 불량상태로 판단하도록 하였다.
상기 확인센서(23)의 판단으로 정상 자세가 감지되지 아니한 경우, 회전을 통하여 교정을 하기 위하여 도 9과 같이 마지막 안착홈(21')의 상부에는 반전장치(30)를 구성하였다.
상기 반전장치(30)는 일측에 회전실린더(31)에 의해 회전이 가능한 받침판(32)을 설치하였고 반대측에는 물림실린더(33)에 의해 전후진 하는 물림판(34) 을 구성하여 소재레일(1, 1')의 길이방향 끝단면을 받침판(32)과 물림판(34)이 압박한 상태로 회전시킬 수 있도록 하였다.
정렬대(20)의 측면에는 소재의 길이방향을 일정하게 정렬하는 수단이 구비되는데, 도 10과 같이 양측에 정렬실린더(24)에 의해 동시에 전후진 하는 정렬판(25)를 설치하여 안착시 길이방향으로 일정하지 않게 안착되더라도 정렬판(25)에 의해 정렬이 이루어진다.
또한 인출대에(10)의 접촉바(11)에 두 개의 소재레일(1, 1')이 서로 걸린 상태로 인출되더라도 정상으로 판단하도록 할 수 있는데, 이런 경우에는 아래에 걸린 한 개의 소재레일(1, 1')을 먼저 안착홈(21)에 안착시키고 다시 나머지 한 개의 소재레일(1, 1')을 안착시킬 수도 있는데, 이는 도 11에서 볼 수 있듯이 안착홈(21)의 일측에 분리스토퍼(26)를 설치한 다음, 아래의 소재레일(1, 1')을 먼저 안착시킨 다음 인출대(10)를 측방향으로 이동시키면 걸림이 분리되도록 하였으며, 이후 다시 인출대(10)에 부착된 소재레일(1, 1')을 안착홈(21)에 안착시키면 된다.
이하 본 발명에 의해 공급이 이루어지는 순서를 통하여 작용을 살펴본다.
일정한 방향으로 소재레일(1, 1')이 가득 안착된 캐리어(100)를 본 발명의 2차원이송기구(200) 또는 로봇(300)에 근접시킨다.
2차원이송기구(200) 또는 로봇(300)에 장착된 인출대(10)가 이동하여 하단의 접촉바(11)가 소재레일(1, 1')에 밀착되도록 하면, 한 개의 소재레일이 부착되거나 또는 서로 걸림부(2)가 엮여 두 개 이상의 소재레일이 들려 올라간다. 이러한 과정에서 로드셀(12)이 한 개 또는 두 개의 소재레일 무게를 정상으로 판단하면 그대로 정렬대(20)로 이송시키고 설정된 무게 이상이 감지되면 탈부착실린더(13)의 작동으로 접촉바(11)가 상승하여 소재레일(1, 1')을 탈락시키게 된다.
두 개의 소재레일(1, 1')이 감지되어도 정상으로 판별하여 공급한 경우에는, 도 11의 설명과 같이 아래의 소재레일(1, 1')을 먼저 안착시킨 다음 인출대(10)를 측방향으로 이동시켜 걸림이 분리되도록 한 후, 다시 인출대(10)에 부착된 소재레일(1, 1')을 안착홈(21)에 안착시키면 된다.
정렬대(20)의 안착홈(21)에 안착된 소재레일은 이송대(22)에 의해 한 칸씩 전진하게 되는데, 이송대(22)가 상승하여 소재레일을 들어올렸다가 안착홈(21) 한 칸만큼 이동 후 하강하여 소재레일을 이동시키고 다시 후진하는 작용을 반복하게 된다.
이러한 과정에서 정렬핀(27)에 의해 이송대(22)가 상승할 때 비정상적으로 안착된 소재레일이 교정된다.
이후 측면에 설치된 정렬판(25)이 작용하여 길이방향으로 일정한 위치가 되도록 정렬한다.
소재레일(1, 1')이 마지막의 안착홈(21)에 도달하면 확인센서(23)의 감지에 의해 소재레일(1, 1')이 정상방향인지 아닌지를 판단하게 되고, 정상방향이 아니면 반전장치(40)를 통하여 소재레일을 회전시키게 된다. 즉, 이송대(22)가 소재레일을 들어올린 상태에서 물림실린더(33)가 작용하여 물림판(34)과 받침판 사이에 소재레일이 물리게 되고, 이때 회전실린더(31)가 회전하여 소재를 회전시킨 다음, 다시 이송대(22)가 작용하여 최종 정상방향 공급을 하게 된다.
1, 1': 소재레일(어퍼레일, 로어레일)
2: 걸림부
10: 인출대
11: 접촉바
12: 로드셀
13: 탈부착실린더
20: 정렬대
21: 안착홈
22: 이송대
23: 확인센서
24: 정렬실린더
25: 정렬판
26: 분리스토퍼
27: 정렬핀
30: 반전장치
31: 회전실린더
32: 받침판
33: 물림실린더
34: 물림판

Claims (6)

  1. 소재레일(1, 1')이 적재된 캐리어(100) 내부를 승강할 수 있는 인출대(10)를 구성하되, 인출대(10) 하단에는 캐리어(100) 내부에 소재레일(1, 1')이 안착된 길이 방향으로 2개 이상의 자석(M)이 배열된 접촉바(11)를 구성하고,
    상기 접촉바(11)에는 한 개의 소재레일(1, 1')만 부착되도록 길이방향으로 작은 크기의 자석(M)을 2개 이상 연속으로 배치하며,
    접촉바(11)에 소재레일(1, 1')이 부착된 상태로 인출대(10)가 상승하여 들어 올려질 때, 소재레일(1, 1')의 무게를 감지할 수 있는 위치에 로드셀(12)을 장착하며,
    접촉바(11)는 탈부착실린더(13)에 의해 승강하도록 하여 하강하였을 때는 소재레일(1, 1')에 닿아 부착이 가능하고 상승하면 소재레일(1, 1')과 이격되어 소재레일이 분리되도록 하며,
    상기 로드셀(12)에 의해 감지된 무게는 미리 설정된 무게에 의해 소재레일(1, 1') 한 개 또는 두 개의 무게가 감지되면 정상으로 판단하고, 그 이상의 무게가 감지되면 불량으로 판단하여 즉각 탈부착실린더(13)를 작동하여 자석(M)이 구비된 접촉바(11)를 상승시켜 자석(M)이 소재레일(1, 1')과 이격되도록 함을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어로부터 소재레일을 인출하기 위한 인출대는 2차원이송기구를 사용하여 이동시킴을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
  3. 제1항에 있어서, 캐리어로부터 소재레일을 인출하기 위한 인출대는 로봇을 사용하여 이동시킴을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
  4. 제1항에 있어서, 인출대(10)에 의해 이송된 소재레일(1, 1')은 정렬대(20)에 안착되어 한 단계씩 이동하면서 자세를 정렬하게 하되, 정렬대(20)는 상부에 경사진 안착홈(21)이 연속으로 형성되고 하부에는 상승과 전진, 하강과 후진 작용을 하는 이송대(22)가 부가된 것을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
  5. 제1항에 있어서, 최종적으로 안착홈(21')에 확인센서(23)를 설치하여 소재레일(1, 1')의 안착상태에 따른 감지 여부를 통하여 정확한 자세를 판단토록 하되, 소재레일(1; 어퍼레일)의 경우 확인센서(23)가 양측 걸림부(2)를 감지하면 정상상태로 판단하거나, 또는 소재레일(1': 로어레일)의 경우 위쪽 확인센서(23)가 소재레일의 몸체부분을 감지하면 정상상태로 판단하도록 함을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
  6. 제1항에 있어서, 반전장치(30)를 부가하되, 상기 반전장치(30)는 일측에 회전실린더(31)에 의해 회전이 가능한 갖는 받침판(32)을 설치하였고 반대측에는 물림실린더(33)에 의해 전후진 하는 물림판(34) 을 구성하여 소재레일(1, 1')의 길이방향 끝단면을 받침판(32)과 물림판(34)이 압박한 상태로 회전시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차 시트레일 자동 조립기용 레일 공급장치.
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