KR101859877B1

KR101859877B1 - 차량용 자동 클립 장착기

Info

Publication number: KR101859877B1
Application number: KR1020170092709A
Authority: KR
Inventors: 오상진
Original assignee: 주식회사 우성티오티; 동국실업 주식회사
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-05-23

Abstract

본 발명은 안착지그(1) 상에 안착된 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착하는 장치에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 안착지그(1)의 전방에서 클립(C)을 연속 공급하면서 핑거구동부(11)로 클립(C)을 잡고 회전하여 안내하는 공급유니트(10); 상기 공급유니트(10)에서 정렬판(21)으로 전달받아 클립(C)을 정렬하면서 수평방향으로 이송하는 정렬유니트(20); 및 상기 정렬유니트(20)에서 압입로봇(R)에 의해 로더(31)로 로딩한 클립(C)과 인스트루먼트 패널(P)을 압입하여 조립 장착하는 압입유니트(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 차량용 내장부품의 제조현장에서 주로 수작업에 의존하던 클립 장착공정을 자동화하면서 모델의 변화에 대응하는 유연성을 확보하고 공정의 불량을 최소화하고 작동의 효율성과 신속성은 물론 제품 수율과 생산성 향상 및 산재 예방을 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 클립 장착기{Automatic clip mounting machine for Automobile}

본 발명은 차량용 자동 클립 장착기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량용 내장부품의 제조현장에서 주로 수작업에 의존하던 클립 장착공정을 자동화하면서 모델의 변화에 대응하는 유연성을 확보하고 공정의 불량을 최소화하고 작동의 효율성과 신속성은 물론 제품 수율과 생산성 향상 및 산재 예방을 기여할 수 있는 차량용 자동 클립 장착기에 관한 것이다.

통상, 자동차의 계기판이 조립되는 부분에는 외관용 부품인 인스트루먼트 패널이 조립되는데, 이러한 인스트루먼트 패널은 탄성소재의 클립에 의해 차체에 고정되며, 인스트루먼트 패널에는 복수의 클립 장착부가 구비된다. 여기서, 클립은 양단부에 마주보는 형태의 탄성조립부가 구비되도록 직사각형 스트립부재의 양단부가 접혀 형성될 수 있다. 한편, 탄성조립부는 중앙부가 마주보는 방향을 향해 볼록하게 돌출된 형태로 구비된다.

그리고 클립을 가압하여 탄성조립부 사이로 클립 장착부 및 차체의 일부가 삽입됨에 따라 인스트루먼트 패널이 차량에 고정될 수 있다. 이때, 클립 장착부는 하나의 인스트루먼트 패널에 30~40개 내외로 구비되며, 모든 클립 장착부에 클립이 정확하게 장착될 때 견고한 고정이 가능하다.

종래에는 수작업으로 개별 클립을 다수의 클립 장착부에 일일이 조립하였으나, 최근에는 복수개의 클립을 연속 공급함과 동시에 공급된 클립을 개별적으로 클립 장착부로 조립하는 클립 조립기가 제안된 바 있다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서, 한국 등록특허공보 제10-0906004호, 한국 등록특허공보 제10-1080544호가 알려져 있다.

일예로, 한국 등록특허공보 제10-0906004호에 따르면, 적어도 하나 이상의 클립장착부가 구비된 차량용 소재에 클립을 각각 조립 장착하기 위한 차량용 클립 장착장치에 있어서, 바닥에 지지되는 메인프레임, 상기 메인프레임의 상부에 설치되는 서브프레임, 상기 서브프레임의 상측에 설치되고, 앵커형 돌출부가 단부에 형성된 제1클립들을 정렬하여 연속공급하는 제1클립 공급수단, 상기 제1클립 공급수단에 의해 공급되는 제1클립들을 상기 소재에 구비된 제1클립장착부로 차례로 이송하는 제1클립 이송수단, 및 상기 제1클립 이송수단에 의해 이송된 제1클립을 상기 제1클립장착부에 각각 조립 장착하는 제1클립 장착수단을 포함한다.

다른 예로, 한국 등록특허공보 제10-1080544호에 따르면, 클립 조립을 위한 인스트루먼트 패널이 전단과 후단에 로딩되고, 회전이 가능한 테이블과; 테이블 전방에 구비되고, 테이블의 전단에 로딩된 인스트루먼트 패널에서 클립 조립을 위한 특정 부분들로 이동되는 로봇과; 클립 조립 로봇 후방에 구비되고, 조립을 위한 클립을 보관하며, 공기에 의한 압력으로 사각 호스를 통해 클립을 공급하는 클립 피더; 로봇 끝단에 연결되어 로봇에 의해 특정 부분으로 이동되고, 클립 피더의 사각 호스와 연결되어 클립을 삽입하는 클립 삽입부; 및 테이블, 로봇, 및 클립 삽입부를 둘러싸도록 형성되고, 테이블 후방에서 인스트루먼트 패널의 로딩 및 언로딩을 위한 도어가 형성되는 부스;를 포함한다.

그러나 상기한 선행기술에 의하면 클립 피더는 금속제 클립의 날카로운 단부에 의해 내부가 쉽게 마모되는 문제점으로 인해, 즉 압축 공기를 통해 이송되는 클립이 유연성 호스 내부의 마모된 공간에서 회전되어 걸리거나, 삽입부로 이송된 클립이 조립 방향에서 벗어난 상태로 지그되어 작업 중 불량을 유발함에 따라 작업이 지연되고 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 차량 전장 산업 분야에서 자동화로 생산성 향상을 추구하지만, 여전히 생산성이 기대에 미치지 못할 뿐만 아니라, 다음 공정으로 원활하게 이어지지 않아 생산성을 증대하는 방향으로 한계성을 보여 기대에 미치지 못하는 등 개선할 여지가 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1080544호 "클립 자동 조립기"(등록일자: 2011. 10. 31.) 한국 등록특허공보 제10-0906004호 "차량용 클립 장착장치"(등록일자: 2009. 06. 26.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 차량용 내장부품의 제조현장에서 주로 수작업에 의존하던 클립 장착공정을 자동화하면서 모델의 변화에 대응하는 유연성을 확보하고 공정의 불량을 최소화하고 작동의 효율성과 신속성은 물론 제품 수율과 생산성 향상 및 산재 예방을 기여할 수 있는 차량용 자동 클립 장착기를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안착지그 상에 안착된 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에 있어서: 상기 안착지그의 전방에서 클립을 연속 공급하면서 핑거구동부로 클립을 잡고 회전하여 안내하는 공급유니트; 상기 공급유니트에서 정렬판으로 전달받아 클립을 정렬하면서 수평방향으로 이송하는 정렬유니트; 및 상기 정렬유니트에서 압입로봇에 의해 로더로 로딩한 클립과 인스트루먼트 패널을 압입하여 조립 장착하는 압입유니트;를 포함하여 이루어지되, 상기 정렬유니트는 클립을 적어도 하나 이상의 수용홈으로 전달받아 정렬하는 정렬판과, 정렬판을 안내레일 상에 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터와, 정렬판을 수평방향으로 직선이송하는 이송실린더를 구비하고, 상기 압입유니트는 압입로봇의 위치이동에 의해 정렬판으로부터 클립을 전달받도록 안착홈을 지닌 로더와, 로더를 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터와, 로더 상에서 클립을 클램핑하는 동시에 수직운동하여 압입하는 압입툴과, 압입툴을 수직 왕복운동하도록 구동하는 압입실린더를 구비하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 자동 클립 장착기는 차량용 내장부품의 제조현장에서 주로 수작업에 의존하던 클립 장착공정을 자동화하면서 모델의 변화에 대응하는 유연성을 확보하고 공정의 불량을 최소화하고 작동의 효율성과 신속성은 물론 제품 수율과 생산성 향상 및 산재 예방을 기여할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 장착기를 정면과 평면에서 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 장착기의 주요 구성 중 공급유니트와 정렬유니트를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 장착기의 주요 구성 중 압입유니트를 정면에서 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 장착기의 압입유니트를 다양한 각도에서 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 장착기의 압입유니트 작동상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 안착지그(1) 상에 안착된 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착하는 장치에 관련된다. 한편 자동차의 계기판이 조립되는 외관용 부품인 인스트루먼트 패널(P)을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉 차량을 제조하기 위한 다양한 전장부품이 될 수 있다. 이러한 인스트루먼트 패널(P)은 설정된 위치, 안착지그(1)상에 상치한 상태로 압입로봇(R)의 작동에 의해 클립(C)을 일련의 압입 조립 장착하는 공정을 수행한다. 이처럼 도면을 통하여 도시하지 않았지만 안착지그(1) 상에 상치할 수 있는 다양한 차량 전장 부품들도 가능하다할 것이다.

본 발명에 따르면 상기 안착지그(1)의 전방에서 클립(C)을 연속 공급하면서 핑거구동부(11)로 클립(C)을 잡고 회전하여 안내하는 공급유니트(10)가 구비된다. 공급유니트(10)는 도 1 및 도 2처럼 클립(C)을 연속 공급하는 역할을 수행하는데, 이는 피더(도면번호 미부여)와 핑거구동부(11)를 통하여 이루어진다. 이러한 공급유니트(10)는 피더를 통하여 일정방향으로 일정량 공급시켜주고 핑거구동부(11)를 통하여 회전운동하여 피더로부터 클립(C)을 잡아 후속유니트로 안내한다. 이러한 핑거구동부(11)는 로터리실린더를 이용한 공압구동방식을 채용할 수 있고, 도면을 통하여 도시하지 않았지만 서보모터를 이용한 전기구동방식도 가능하다할 것이다. 물론 보다 충격이 적고 정숙한 운전을 요한다면 전자의 공압구동방식을 택하는 것이 바람직하다할 것이다.

또, 본 발명에 따르면 상기 공급유니트(10)에서 정렬판(21)으로 전달받아 클립(C)을 정렬하면서 수평방향으로 이송하는 정렬유니트(20)가 구비된다. 정렬유니트(20)는 도 1 및 2처럼 클립(C)을 전달받아 정렬하는 역할을 수행하는데, 이는 정렬판(21)에 의해 이루어진다. 정렬유니트(20)는 공급유니트(10)에 인접하도록 설치되고 공급유니트(10)의 핑거구동부(11)로 클립(C)을 잡고 회전하여 정렬판(21)에 클립(C)을 안내하여 정렬하는 바, 이에 따른 상세한 설명은 후술하도록 한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 정렬유니트(20)는 클립(C)을 적어도 하나 이상의 수용홈(21a)으로 전달받아 정렬하는 정렬판(21)과, 정렬판(21)을 안내레일(23) 상에 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터(25)와, 정렬판(21)을 수평방향으로 직선이송하는 이송실린더(27)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 정렬유니트(20)는 정렬판(21), 서보모터(25), 이송실린더(27)로 구성된다. 정렬판(21)은 외주면에 적어도 하나 이상의 수용홈(21a)이 구비되는데, 이러한 수용홈(21a)은 공급유니트(10)의 핑거구동부(11)에 의해 클립(C)을 전달받아 안정적으로 정렬된 상태로 안착된다. 그리고 정렬판(21)은 안내레일(23) 상에 위치하면서 서보모터(25)에 의해 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되고, 이송실린더(27)에 의해 수평방향으로 직선이송하도록 설치된다. 한편 정렬판(21)은 이송실린더(27)에 의해 직선이송방식을 채택할 수 있지만, 도면을 통하여 도시하지 않았지만 필요에 따라 모터 또는 이송스크류를 이용하는 방식도 가능하다할 것이다.

이에 따라, 정렬유니트(20)는 핑거구동부(11)의 작동에 의해 클립(C)을 잡고 회전하는 동시에 정렬판(21)의 수용홈(21a)에 클립(C)을 안내하여 정렬한 상태로 안착한다. 그리고 정렬판(21)은 서보모터(25)에 의해 간헐적으로 회전운동하는 동시에 핑거구동부(11)의 회전운동으로 정렬판(21)의 수용홈(21a)에 클립(C)을 안내하여 정렬한 상태로 안착한다. 이와 같은 동작은 반복적으로 수행하여 정렬판(21)의 수용홈(21a)에 클립(C)을 정렬한 상태로 안착하게 되는 것이다.

또, 본 발명에 따르면 상기 정렬유니트(20)에서 압입로봇(R)에 의해 로더(31)로 로딩한 클립(C)과 인스트루먼트 패널(P)을 압입하여 조립 장착하는 압입유니트(30)가 구비된다. 압입유니트(30)는 도 1 내지 도 3처럼 클립(C)을 로딩함과 함께 인스트루먼트 패널(P)을 압입하여 조립 장착하는 역할을 수행하는데, 이는 로더(31)와 압입툴(35), 압입실린더(37)에 의해 이루어진다. 압입유니트(30)는 도시e된 것처럼 정렬유니트(10)와 안착지그(1)의 사이에 위치하고 회전작동으로 정렬유니트(10)에서 클립(C)을 로딩하여 안착지그(1)의 인스트루먼트 패널(P)에 압입하여 조립 장착하는 바, 이에 따른 상세한 설명은 후술하도록 한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 압입유니트(30)는 압입로봇(R)의 위치이동에 의해 정렬판(21)으로부터 클립(C)을 전달받도록 안착홈(31a)을 지닌 로더(31)와, 로더(31)를 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터(33)와, 로더(31) 상에서 클립(C)을 클램핑하는 동시에 수직운동하여 압입하는 압입툴(35)과, 압입툴(35)을 수직 왕복운동하도록 구동하는 압입실린더(37)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 압입유니트(30)는 도 4에 도시된 것처럼 로더(31), 서보모터(33), 압입툴(35), 압입실린더(37)로 구성되고 압입로봇(R)에 일체화로 장착된다. 로더(31)는 상기 정렬유니트(20)의 정렬판(21)과 상호 대응되게 형성되는데, 즉 정렬판(21)의 수용홈(21a)과 로더(31)의 안착홈(31a)이 상호 대응된다. 이러한 로더(31)는 도 1 내지 도 3처럼 압입로봇(R)의 회전 작동에 의해 정렬판(21)의 수용홈(21a)에 정렬되게 안착된 클립(C)을 로더(31)의 안착홈(31a)에 전달받는다. 이때 클립(C)은 도면을 통하여 자세히 도시하지 않았지만 로더(31)의 안착홈(31a) 상에 견착된 상태를 유지하고 압입로봇(R)의 회전 작동에 의해 이탈되지 않게 견고한 상태를 유지한다할 것이다. 한편, 로더(31)는 필요에 따라 안착홈(31a)상에 클립(C)을 보다 안정적으로 이탈됨을 방지하기 위해 자석을 내장하는 구성도 가능하다할 것이다.

그리고 서보모터(33), 압입툴(35), 압입실린더(37)는 도 4 및 도 5처럼 로더(31)와는 간섭받지 않게 설치된다. 그리고 로더(31)는 서보모터(33)에 의해 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는데, 이러한 간헐적 회전운동은 로더(31)의 안착홈(31a)에 맞게 회전운동을 수행하는 것이다. 압입툴(35)과 압입실린더(37)는 압입로봇(R)의 위치이동에 의해 안착지그(1)의 인스트루먼트 패널(P) 상의 클립이 조립되는 위치에 도달하면 압입실린더(37)의 수직운동에 의해 압입툴(35)이 수직하강하고 이와 동시에 로더(31)의 안착홈(31a)으로부터 클립(C)을 이탈시켜 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착한다.

이어서, 로더(31)는 압입로봇(R)의 위치이동하여 인스트루먼트 패널(P) 상의 클립이 조립되는 위치에 도달하는 동시에 서보모터(33)에 의해 간헐적으로 회전운동하여 다음 순번의 안착홈(31a)에 위치하고 다시 압입실린더(37)의 수직운동에 의해 압입툴(35)이 수직하강하고 이와 동시에 로더(31)의 안착홈(31a)으로부터 클립(C)을 이탈시켜 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착한다. 이와 같은 작동은 반복적으로 수행하여 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 자동적으로 조립 장착하게 되는 것이다.

한편, 미설명된 도면부호 35a는 자석을 나타내는 것으로, 이는 압입툴(35)의 단부에 일체로 설치되고, 압입툴(35)로부터 클립(C)이 이탈되지 않고 잡고 있는 역할을 수행한다.

이와 같이, 본 발명은 차량용 내장부품의 제조현장에서 주로 수작업에 의존하던 클립 장착공정을 자동화하면서 모델의 변화에 대응하는 유연성을 확보하고 공정의 불량을 최소화하고 작동의 효율성과 신속성은 물론 제품 수율과 생산성 향상 및 산재 예방을 기여할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 안착지그 10: 공급유니트
11: 핑거구동부 20: 정렬유니트
21: 정렬판 21a: 수용홈
23: 안내레일 25: 서보모터
27: 이송실린더 30: 압입유니트
31: 로더 31a: 안착홈
33: 서보모터 35: 압입툴
35a: 자석 37: 압입실린더
C: 클립 P: 인스트루먼트 패널
R: 압입로봇

Claims

안착지그(1) 상에 안착된 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착하는 장치에 있어서:
상기 안착지그(1)의 전방에서 클립(C)을 연속 공급하면서 핑거구동부(11)로 클립(C)을 잡고 회전하여 안내하는 공급유니트(10);
상기 공급유니트(10)에서 정렬판(21)으로 전달받아 클립(C)을 정렬하면서 수평방향으로 이송하는 정렬유니트(20); 및
상기 정렬유니트(20)에서 압입로봇(R)에 의해 로더(31)로 로딩한 클립(C)과 인스트루먼트 패널(P)을 압입하여 조립 장착하는 압입유니트(30);를 포함하여 이루어지되,
상기 정렬유니트(20)는 클립(C)을 적어도 하나 이상의 수용홈(21a)으로 전달받아 정렬하는 정렬판(21)과, 정렬판(21)을 안내레일(23) 상에 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터(25)와, 정렬판(21)을 수평방향으로 직선이송하는 이송실린더(27)를 구비하고,
상기 압입유니트(30)는 압입로봇(R)의 위치이동에 의해 정렬판(21)으로부터 클립(C)을 전달받도록 안착홈(31a)을 지닌 로더(31)와, 로더(31)를 간헐적으로 회전운동 가능하게 설치되는 서보모터(33)와, 로더(31) 상에서 클립(C)을 클램핑하는 동시에 수직운동하여 압입하는 압입툴(35)과, 압입툴(35)을 수직 왕복운동하도록 구동하는 압입실린더(37)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 클립 장착기.
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