KR101980045B1

KR101980045B1 - 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101980045B1
Application number: KR1020180076983A
Authority: KR
Inventors: 유명호
Original assignee: 주식회사 유니락
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-05-17

Abstract

설치되고, 가스 실린더의 저면을 회전 가능하게 지지하는 회전 플레이트; 상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압하는 회전 클램프; 상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 프레임; 및 일측이 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 타측이 상기 슬라이딩 프레임으로부터 상기 가스 실린더의 출구 포트를 향해 수평한 방향으로 병진 이동되는 병진 구동 장치, 상기 병진 구동 장치에 의해 이동되는 커넥터 회전 모터 및 상기 커넥터 회전 모터에 회전 가능하게 연결되어 상기 출구 포트에 대해 회전함에 따라 상기 출구 포트와 나사 결합되는 커넥터를 구비하는 커넥터 모듈을 포함할 수 있다.

Description

가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법{GAS CYLINDER AUTO COUPLING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법에 관한 것이다.

가스 실린더는 압축된 가스 또는 액체를 저장하는 장치이다. 가스 실린더는 가스를 수용하기 위한 원통 형상의 실린더 바디 및 실린더 바디의 상측에 설치되어 가스의 공급 및 유량의 조절을 담당하는 실린더 헤드를 포함할 수 있다.

가스 실린더는 저장되는 가스는 종류에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 특히, 다양한 생산 공정에 사용되는 공정 가스를 저장 또는 공급하는 용도로 사용되고 있다.

가스 실린더에 수용된 가스를 공급 대상에 공급하기 위해서는, 작업자가 직접 가스 실린더에 접근하여 실린더 헤드의 출구 포트의 방향을 커넥터 및 배관의 연결이 용이하도록 회전시킨 후에 커넥터를 직접 출구 포트에 체결하는 과정을 수행하였다.

하지만, 작업자가 수동으로 직접 가스 실린더의 방향성을 조절하고, 커넥터를 가스 실린더에 체결하는 것은 적지 않은 시간과 노동이 소모되는 일이었으며, 더불어, 가스 실린더의 무거운 무게와 가스의 누출에 따른 잠재적인 위험성으로 인해, 작업자가 가스 실린더와 커넥터의 체결을 직접 수행하는 것은 부담스러운 일이었다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예의 목적은 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템은, 케이스; 상기 케이스의 바닥에 설치되고, 가스 실린더의 저면을 회전 가능하게 지지하는 회전 플레이트; 상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압하는 회전 클램프; 상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 프레임; 및 (a) 일측이 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 타측이 상기 슬라이딩 프레임으로부터 상기 가스 실린더의 출구 포트를 향해 수평한 방향으로 병진 이동되는 병진 구동 장치와, (b) 상기 병진 구동 장치에 의해 이동되는 커넥터 회전 모터와, (c) 상기 커넥터 회전 모터에 회전 가능하게 연결되어 상기 출구 포트에 대해 회전함에 따라 상기 출구 포트와 나사 결합되는 커넥터를 구비하는 커넥터 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템은, 상기 슬라이딩 프레임에 일측에 설치되어 상기 가스 실린더의 실린더 헤드를 촬영하는 비전 센서; 및 상기 비전 센서를 통해 촬영한 비전 영상에서 감지되는 상기 실린더 헤드의 이미지에 기초하여 상기 출구 포트가 상기 커넥터를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 슬라이딩 프레임에서 상기 커넥터 및 상기 비전 센서는 서로 수평한 방향에 따라 이격되어 설치되고, 상기 회전 플레이트의 회전축은 상기 비전 센서의 광학축과 수직하게 교차되고, 상기 제어부는, 상기 비전 영상에서 감지되는 상기 실린더 헤드의 압력 저감부의 표면 이미지에 기초하여, 상기 압력 저감부가 상기 비전 센서를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시킬 수 있다.

상기 제어부는, 상기 비전 영상에서 상기 압력 저감부의 표면을 기준으로 양측 방향으로 돌출된 2 개의 헤드 돌출부 중 적어도 하나의 헤드 돌출부의 단부의 가장자리 이미지를 감지하고, 상기 압력 저감부의 표면 이미지 및 상기 적어도 하나의 헤드 돌출부의 가장자리 이미지의 위치 관계에 기초하여, 상기 출구 포트가 상기 커넥터를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시킬 수 있다.

상기 회전 클램프는, 상기 실린더 바디의 둘레 표면의 일부를 수용하는 원호 형상으로 함몰 형성된 제 1 파지 홈 및 상기 제 1 파지 홈의 원호 형상의 가장자리 둘레를 따라 방사상으로 이격되어 설치되는 복수 개의 회전 롤러를 각각 포함하고 서로 대칭되는 형상을 갖는 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛; 및 상기 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛을 서로 반대 방향으로 슬라이딩 시키는 제 1 슬라이딩 구동부를 포함할 수 있고, 상기 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛 각각의 상기 제 1 파지 홈의 원호 형상의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점은 상기 회전 플레이트의 회전축 상에 위치할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템은, 상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 회전 클램프에 수직한 방향으로 이격되어 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 고정하도록 가압하는 고정 클램프를 더 포함할 수 있다.

상기 커넥터는, 상기 출구 포트와 연통되는 배관의 말단이 수용되는 결합 공간; 상기 출구 포트에 형성된 나사산과 나사 결합될 수 있는 나사 체결부; 및 상기 출구 포트의 나사산을 상기 나사 체결부로 도입하기 위해 말단부의 형상이 경사지도록 형성된 체결 유도부를 포함할 수 있다.

상기 커넥터 모듈은, 상기 커넥터 회전 모터 및 상기 커넥터 사이에 설치되고, 상기 커넥터의 회전을 가이드함과 동시에 상기 커넥터의 회전축의 틸팅을 수행하는 틸팅 베어링을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템은, 상기 슬라이딩 프레임에 설치되어 상기 가스 실린더의 핸들을 파지하여 회전시키는 밸브 셔터 모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 밸브 셔터 모듈은, 상기 회전 플레이트의 회전축과 동축을 갖는 원형의 브라켓, 상기 브라켓의 외주면과 상면의 일부를 감싸도록 설치되는 커버 및 상기 브라켓의 가장자리를 따라서 상기 브라켓의 하측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부분이 상기 브라켓 및 커버 사이의 공간으로 삽입되는 복수개의 작동척을 구비하는 핸들 고정부; 상기 핸들 고정부를 회전시키는 핸들 회전 모터; 및 상기 핸들 고정부를 상기 슬라이딩 프레임에 대해 지면과 수직한 방향으로 이동시키는 수직 구동 장치를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템은, 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 상기 커넥터에 가스킷을 장착하는 가스킷 장착 모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 가스킷 장착 모듈은, 상기 슬라이딩 프레임의 일측에 설치되고 가스킷을 수용하는 가스킷 저장부; 상기 슬라이딩 프레임의 타측에 설치되어 상기 커넥터의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 기준으로 회동하는 회동부; 및 일단은 상기 회동부에 연결되고 상기 일단으로부터 연장된 타단이 상기 가스킷 저장부와 상기 커넥터 사이에서 회전하는 픽업암을 포함하고, 상기 픽업암은, 상기 픽업암의 단부에 설치되어, 적어도 일부가 상기 회동부의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 가스킷의 파지 또는 장착을 수행하는 픽업부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법은, 회전 클램프를 통해 가스 실린더의 원통형 실린더 바디의 둘레 표면을 회전 가능하게 가압한 상태에서 상기 실린더 바디를 지지하는 회전 플레이트를 회전시킴으로써 상기 실린더 바디의 중심축의 위치를 상기 회전 플레이트의 회전축의 위치와 일치하도록 정렬시키는 회전축 정렬 단계; 및 가스 실린더의 출구 포트에 대한 체결을 수행하는 커넥터와 상기 커넥터를 회전시키는 커넥터 회전 모터를 구비하는 커넥터 유닛을 병진 구동 장치를 통해 상기 커넥터를 출구 포트를 향해 이동시킨 이후, 상기 커넥터를 회전시켜 상기 커넥터를 상기 출구 포트에 체결하는 커넥터 연결 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법은, 상기 커넥터 연결 단계 이전에 수행되고, 상기 커넥터의 반대편에 배치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 헤드를 측방향으로 촬영하는 비전 센서를 통해 상기 실린더 헤드의 압력 저감부의 표면 이미지를 감지하여 상기 압력 저감부의 표면 이미지가 상기 비전 센서를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시키는 회전 방향 정렬 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법은, 상기 커넥터 연결 단계 이전에 수행되고, 상기 커넥터의 회전축과 평행하게 이격된 회전축 기준으로 회전하는 픽업암이, 상기 커넥터로부터 이격되어 있는 가스킷 저장부에 수용된 가스킷을 파지한 상태에서 상기 커넥터를 향해 회동한 이후, 파지한 상기 가스킷을 상기 커넥터에 장착하는 가스킷 장착 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법은, 상기 커넥터 연결 단계 이후에 수행되고, 상기 회전 플레이트의 회전축과 동축을 갖는 원형의 브라켓, 상기 브라켓의 외주면과 상면의 일부를 감싸도록 설치되는 커버 및 상기 브라켓의 가장자리를 따라서 상기 브라켓의 하측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부분이 상기 브라켓 및 커버 사이의 공간으로 삽입되는 복수개의 작동척을 구비하는 핸들 고정부를 상기 핸들을 향해 하측으로 이동시킴으로써 상기 핸들의 파지를 수행하는 밸브 셔터 연결 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법은, 상기 회전축 정렬 단계 이전에 수행되고, 상기 회전 플레이트의 회전축을 향해 수평하게 돌출된 로딩 감지 센서의 일부가 가압되는지 여부를 통해 상기 가스 실린더의 로딩 여부를 판단하는 로딩 감지 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법에 의하면, 커넥터의 체결이 용이하도록 정렬 가스 실린더의 방향 및 위치를 정렬할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법에 의하면, 가스 실린더의 출구 포트에 대한 커넥터의 연결을 자동적으로 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법에 의하면, 커넥터에 대한 가스킷의 장착을 자동적으로 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템 및 방법에 의하면, 가스 실린더의 핸들에 대한 밸브 셔터 모듈의 연결을 자동적으로 수행할 수 있다.

도 1은 가스 실린더를 나타내는 사시도이다.
도 2는 가스 실린더의 압력 저감부를 나타내는 배면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 정면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 블록도이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 클램프 모듈 및 회전 지지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 회전 클램프를 나타내는 사시도이다.
도 6c는 일 실시 예에 따른 고정 클램프를 나타내는 사시도이다.
도 6d는 일 실시 예에 따른 클램프 모듈 및 회전 지지 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 6e 및 도 6f은 일 실시 예에 따른 회전 클램프의 가스 실린더 파지 동작 과정을 나타내는 평면도이다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 정면도이다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 상부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7c는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 상부 구조를 나타내는 분리 사시도이다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈이 슬라이딩 프레임으로부터 분리된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈의 분해된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 8c는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈의 분해된 모습을 도시하는 평면도이다.
도 8d는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈의 부분 단면을 도시하는 평면도이다.
도 8e는 일 실시 예에 따른 회전 구동부 및 커넥터의 분해 사시도이다.
도 8f는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈의 단면도이다.
도 8g는 일 실시 예에 따른 베이스 결합부 및 회전 구동부 사이의 틸팅 구조를 도시하는 단면도이다.
도 8h는 일 실시 예에 따른 커넥터 및 가스 실린더의 출구 포트 사이의 결합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8i는 일 실시 예에 따른 커넥터 및 가스 실린더의 출구 포트 사이의 결합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 나타내는 정면도이다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 10b는 일 실시 에에 따른 밸브 셔터 모듈의 핸들 고정부를 나타내는 분리 사시도이다.
도 10c는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈의 결합 핀을 나타내는 정면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12a는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 로딩 단계를 나타내는 순서도이다.
도 12b는 일 실시 예에 따른 회전 지지 모듈 및 클램프 모듈 상에 가스 실린더가 로딩되는 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 13a는 일 실시 예에 따른 회전축 정렬 단계를 나타내는 도면이다.
도 13b는 일 실시 예에 따른 회전 지지 모듈 및 클램프 모듈에 의해 가스 실린더의 위치가 정렬되고 있는 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다
도 14a는 일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14b는 일 실시 예에 따른 압력 저감부 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14c는 일 실시 예에 따른 제 1 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14d는 일 실시 예에 따른 헤드 돌출부 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14e는 일 실시 예에 따른 제 2 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14f는 일 실시 예에 따른 정밀 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 14g는 일 실시 예에 따른 제 3 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.
도 15a는 일 실시 예에 따른 가스 실린더가 회전 정렬되기 전의 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15b 내지 15e는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 비전 정렬 방법에 따른 비전 센서의 촬영 영상을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15f은 일 실시 예에 따른 비전 모듈 및 회전 지지 모듈을 통해 회전 정렬이 완료된 가스 실린더의 모습을 예시적으로 나타내는 측면도이다.
도 15g은 일 실시 예에 따른 비전 모듈 및 회전 지지 모듈을 통해 회전 정렬이 완료된 이후, 고정 클램프의 파지가 수행되는 모습을 예시적으로 나타내는 측면도이다.
도 16a는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 단계를 나타내는 도면이다.
도 16b 및 16c는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 통해 커넥터에 가스킷을 장착하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 17a는 일 실시 예에 따른 커넥터 연결 단계를 나타내는 순서도이다.
도 17b 및 도 17c는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈을 토출 포트에 연결하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈을 가스 실린더의 핸들에 연결하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 가스 실린더를 나타내는 사시도이고, 도 2는 가스 실린더의 압력 저감부를 나타내는 배면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가스 실린더(9)의 구성 및 형상을 확인할 수 있다.

가스 실린더(9)는 압축된 가스가 수용되는 실린더 바디(91) 및 실린더 바디(91)로부터 상측으로 돌출된 실린더 헤드(92)를 포함할 수 있다.

실린더 바디(91)는, 지면과 수직한 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있고, 그 연장된 방향의 단면의 형상이 원형으로 형성된 원통형 부재일 수 있다. 예를 들어, 실린더 바디(91)의 연장된 방향에 따른 중심축은 지면과 수직하도록 형성될 수 있다.

실린더 헤드(92)는 실린더 바디(91)의 상단에서 설치된 부분으로서, 가스의 유동 및 유량의 조절을 수행할 수 있다.

예를 들어, 실린더 헤드(92)는, 실린더 바디(91)로부터 연통되어 외부의 공급 및 충전용 커넥터와 연결되는 출구 포트(921), 출구 포트(921)의 개도율을 조절하기 위한 핸들(922), 압력 저감부(923) 및 헤드 돌출부(924)를 포함할 수 있다.

핸들(922)은 실린더 헤드(92)의 상측으로 회전 가능하게 돌출된 부재일 수 있다. 예를 들어, 핸들(922)의 회전축은 실린더 바디(91)의 중심축과 일치할 수 있다.

예를 들어, 핸들(922)은 파지의 용이성을 위해 핸들(922)의 회전축을 기준으로 반경의 크기가 다른 가장자리 부분이 방사상으로 일정한 간격에 따라 이격되어 있는 형상을 가질 수 있다.

압력 저감부(923)는, 출구 포트(921)로부터 시작되는 가스의 유동 경로의 하측에 설치되어 출구 포트(921)를 통해 유동하는 고압 가스의 과도한 압력의 증가를 방지할 수 있다.

예를 들어, 압력 저감부(923)는, 실린더 헤드(92)룰 기준으로 출구 포트(921)의 반대편으로 돌출되는 기둥 형상을 가질 수 있고, 그 돌출된 단부의 표면은 평면일 수 있다. 예를 들어, 압력 저감부(923)는 출구 포트(921)의 위치보다 하측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 압력 저감부(923)의 돌출된 단부의 표면은 원형 형상을 가질 수 있다.

헤드 돌출부(924)는, 실린더 헤드(92)의 일측에서, 출구 포트(921) 및 압력 저감부(923)가 돌출되는 방향을 기준으로 수직한 측 방향에 따라 양측으로 돌출 형성된 부재일 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부(924)는, 도 1b와 같이 압력 저감부(923)가 돌출된 방향에서 바라보았을 때, 압력 저감부(923)의 단부 표면을 기준으로 양측 방향으로 동일한 거리만큼 돌출되는 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부(924)는 단면이 사각형 형상을 갖는 사각 기둥형 부재일 수 있다. 예를 들어, 헤드 돌출부(924)는, 압력 저감부(923)의 수직 위치와 동일 할 수 있다.

예를 들어, 실린더 헤드(92)의 체결 구조 및 형상 비롯한 가스 실린더(9)의 규격은, 미국 CGA(Compressed Gas Association)에서 지정된 국제 규격에 따라서 형성될 수 있음을 밝혀둔다.

도 3은 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 정면도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 블록도이다.

일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템(100)은, 가스 실린더(9)를 설정 지점 상에서 안정적으로 수용할 수 있는 것과 더불어, 출구 포트(921)에 대한 커넥터(414)의 연결을 자동적으로 수행할 수 있고, 핸들(922)에 대한 밸브 셔터 모듈(5)의 연결을 자동적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 가스 실린더 자동 결합 시스템(100)은 케이스(71), 클램프 모듈(1), 회전 지지 모듈(2), 수직 슬라이더(72), 슬라이딩 프레임(73), 비전 모듈(3), 가스킷 장착 모듈(6), 커넥터 모듈(4), 밸브 셔터 모듈(5) 및 제어부(8)를 포함할 수 있다.

케이스(71)는, 가스 실린더(9)를 직립된 상태로 수용할 수 있다. 예를 들어, 케이스(71)는 지면과 수평한 바닥부 및 지면과 수직한 측벽부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이스(71)는 가스 실린더(9)를 외부로부터 입력받기 위해, 적어도 일측이 선택적으로 개방되도록 형성될 수 있다.

회전 지지 모듈(2)은, 케이스(71)의 바닥부에 설치되어 상기 가스 실린더(9)를 회전 가능하도록 수용할 수 있다.

예를 들어, 회전 지지 모듈(2)은 회전 플레이트(21) 및 로드셀(22)을 포함할 수 있다.

회전 플레이트(21)는, 케이스(71)의 바닥부에 설치되어, 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)의 저면을 지지할 수 있고, 지면과 수직하게 형성된 회전축을 기준으로 가스 실린더(9)를 회전시킬 수 있다.

예를 들어, 회전 플레이트(21)는, 가스 실린더(9)의 회전을 통해 실린더 헤드(92)의 방향성을 조절할 수 있다.

로드셀(22)은, 회전 플레이트(21) 상에 배치된 가스 실린더(9)의 무게를 감지 또는 측정할 수 있다. 예를 들어, 로드셀(22)은 회전 플레이트(21)의 상측 또는 하측에 배치될 수 있거나 회전 플레이트(21)와 일체로 형성되어 있을 수 있다.

클램프 모듈(1)은, 케이스(71)의 측부에 설치되어 가스 실린더(9)의 원통형 실린더 바디(91)를 파지하여 가스 실린더(9)를 고정할 수 있다.

예를 들어, 클램프 모듈(1)은 회전 플레이트(21) 상에 배치된 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압함으로써, 가스 실린더(9)가 회전 플레이트(21) 상에서 설정 지점상에 위치되도록 정렬시킬 수 있다.

예를 들어, 설정 지점은 실린더 바디(91)의 지면과 수직한 방향(z축 방향)에 따른 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축이 되는 지점일 수 있다.

위의 구조에 의하면, 회전 플레이트(21) 상에 배치된 가스 실린더(9)는 자체의 중심축을 기준으로 회전될 수 있기 때문에, 회전 플레이트(21)가 회전되더라도 핸들(922)의 위치는 고정될 수 있고, 실린더 헤드(92)의 측방향으로 돌출된 출구 포트(921), 압력 저감부(923) 및 헤드 돌출부(924)는 모두 회전축을 기준으로 동일한 회전 반경을 유지하면서 회전될 수 있다.

예를 들어, 회전 지지 모듈(2) 및 클램프 모듈(1)을 통칭하여 "하부 유닛"이라 할 수 있다.

수직 슬라이더(72)의 일단은 케이스(71)의 측벽에 설치되고, 타측은 슬라이딩 프레임(73)에 연결되어 상기 슬라이딩 프레임(73)을 지면과 수직한 방향으로 슬라이딩 시킬 수 있다.

슬라이딩 프레임(73)은, 상기 수직 슬라이더(72)의 타측에 설치되어 케이스(71) 내부에서 지면과 수직한 방향에 따라 슬라이딩 될 수 있다.

예를 들어, 슬라이딩 프레임(73)에는 비전 모듈(3), 가스킷 장착 모듈(6), 커넥터 모듈(4) 및 밸브 셔터 모듈(5)이 설치될 수 있다.

비전 모듈(3)은, 슬라이딩 프레임(73)에 설치되어 지면과 수평한 측 방향으로부터 가스 실린더(9)의 실린더 헤드(92)를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 비전 모듈(3)로부터 촬영된 영상을 기초로, 가스 실린더(9)의 수직 방향의 중심축에 대한 방향성이 정렬될 수 있다.

비전 모듈(3)에 대한 구체적인 설명은 아래의 도 7a 내지 도 7c를 통해 후술하기로 한다.

커넥터 모듈(4)은 슬라이딩 프레임(73)에 설치되어 가스 실린더(9)의 측방향으로 돌출된 출구 포트(921)에 대한 체결을 수행할 수 있다. 예를 들어, 커넥터 모듈(4)은, 슬라이딩 프레임(73) 상에서 비전 모듈(3)의 맞은편에 위치되도록 설치될 수 있다.

커넥터 모듈(4)에 대한 구체적인 설명은 아래의 도 8a 내지 도 8i를 통해 후술하기로 한다.

가스킷 장착 모듈(6)은, 슬라이딩 프레임(73)의 일측에 설치되어 커넥터 모듈(4) 및 출구 포트(921) 간의 체결 이전에, 가스킷(G)을 커넥터(414)의 내부 공간에 장착할 수 있다.

가스킷 장착 모듈(6)에 대한 구체적인 설명은 아래의 도 9a 및 도 9b를 통해 후술하기로 한다.

밸브 셔터 모듈(5)은, 슬라이딩 프레임(73)의 일측에 설치되어 가스 실린더(9)의 상측으로 돌출된 핸들(922)을 지면과 수직한 방향으로부터 이동하여 파지할 수 있다. 예를 들어, 밸브 셔터 모듈(5)은 파지된 핸들(922)을 회전시킴으로써, 실린더 헤드(92)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

예를 들어, 수직 슬라이더(72), 슬라이딩 프레임(73), 비전 모듈(3), 커넥터 모듈(4), 가스킷 장착 모듈(6) 및 밸브 셔터 모듈(5)을 통칭하여 "상부 유닛"이라 할 수 있다.

제어부(8)는, 가스 실린더 자동 결합 시스템(100)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 회전 플레이트(21) 및 클램프 모듈(1)의 구동을 통해, 가스 실린더(9)의 위치를 정렬할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 비전 모듈(3) 및 회전 플레이트(21)의 구동을 통해, 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)의 위치 및 방향을 정렬할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 수직 슬라이더(72)의 구동을 통해, 슬라이딩 프레임(73)의 지면과 수직한 방향에 따른 위치를 조절할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 가스킷 장착 모듈(6)의 구동을 통해, 가스킷(G)을 커넥터 모듈(4)에 장착할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 커넥터 모듈(4)의 구동을 통해 커넥터(414)를 출구 포트(921)에 체결할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 가스 실린더(9)의 핸들(922)을 향한 밸브 셔터 모듈(5)의 수직 이동 동작을 통해 핸들(922)의 파지 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 핸들(922)에 대한 밸브 셔터 모듈(5)의 회전 동작을 통해, 실린더 헤드(92)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

도 6a는 일 실시 예에 따른 클램프 모듈 및 회전 지지 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 6b는 일 실시 예에 따른 회전 클램프를 나타내는 사시도이고, 도 6c는 일 실시 예에 따른 고정 클램프를 나타내는 사시도이고, 도 6d는 일 실시 예에 따른 클램프 모듈 및 회전 지지 모듈을 나타내는 평면도이고, 도 6e 및 도 6f은 일 실시 예에 따른 회전 클램프의 가스 실린더 파지 동작 과정을 나타내는 평면도이다.

도 6a 내지 도 6f를 참조하면, 일 실시 예에 따른 클램프 모듈(1)은, 베이스 플레이트(13), 회전 클램프(11), 고정 클램프(12), 로딩 감지 센서(14)를 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(13)는, 케이스(71)의 측벽에 고정될 수 있고, 그 일면 상에 회전 클램프(11), 고정 클램프(12) 및 로딩 감지 센서(14)가 설치될 수 있다. 한편, 설명의 편의를 위하여, 케이스(71)의 측벽 및 베이스 플레이트(13)를 서로 구별하여 서술하지만, 기준 벽 및 베이스 플레이트(13)는 일체로 형성될 수도 있음을 밝혀 둔다.

예를 들어, 베이스 플레이트(13)의 일면에는 회전 클램프(11) 및 고정 클램프(12)가 지면과 수직한 방향(z축 방향)에 따라 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 지면과 수직한 방향(z축 방향)을 "수직 방향"이라 할 수 있다.

회전 클램프(11)의 일측은 베이스 플레이트(13)에 고정되고, 타측은 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압함으로써, 가스 실린더(9)를 회전 가능하게 파지할 수 있다.

예를 들어, 회전 클램프(11)는, 제 1 베이스 부재(119), 제 1 슬라이딩 구동부(118), 제 1 슬라이딩 유닛(112), 제 1 클램핑 유닛(111), 제 1 파지 홈(113), 복수 개의 회전 롤러(114), 제 1 말단 롤러(115) 및 제 1 거리 감지 센서(116)를 포함할 수 있다.

제 1 베이스 부재(119)는, 베이스 플레이트(13)의 평면의 수직한 방향(y 축 방향), 즉, 회전 플레이트(21) 상에 배치된 가스 실린더(9)를 향해 돌출 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(13)에 수직한 방향을 "로딩 방향"이라 할 수 있다.

제 1 슬라이딩 구동부(118)는, 제 1 베이스 부재(119)의 돌출된 단부에 설치되어 실린더 바디(91)를 파지하기 위한 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112) 및 제 1 클램핑 유닛(111)을 지면 및 베이스 플레이트(13)에 평행한 방향(x축 방향)으로 슬라이딩 시킴으로써, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 파지 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 지면 및 베이스 플레이트(13)에 평행한 방향(x축 방향)을 "수평 방향"이라 할 수 있다.

한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)은, 각각의 일측이 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 수평 방향(x축 방향)에 따른 양측에서 각각 수평 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 슬라이딩 구동부(118)로부터 돌출된 각각의 제 1 슬라이딩 유닛(112)의 타측에는 제 1 클램핑 유닛(111)이 연결될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)의 일단은 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 양단에 각각 수평 방향을 따라 함몰 형성된 가이드 구멍에 삽입될 수 있고, 상기 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 구동에 따라, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)은 가이드 구멍을 따라서 수평 방향으로 슬라이딩 될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)은 제 1 슬라이딩 구동부(118)를 기준으로 서로 반대 방향으로 슬라이딩될 수 있고, 슬라이딩 되는 변위는 서로 동일할 수 있다.

위의 구조에 의하면, 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 구동에 의해, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)의 슬라이딩 변위가 조절됨에 따라서, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112) 및 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 서로에 대해 수평 방향으로 이격되는 간격이 조절될 수 있다.

한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)은, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)에 각각 설치되어 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)은, 한 쌍의 제 1 슬라이딩 유닛(112)이 상기 제 1 슬라이딩 구동부(118)로부터 돌출되는 타측에 각각 설치되어 가스 실린더(9)가 배치되는 로딩 방향(y축 방향)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다.

예를 들어, 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 구동에 의해 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 수평 방향으로 이격되는 간격이 조절됨에 따라서, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)을 통한 가스 실린더(9)의 파지 동작 또는 파지 해제 동작이 수행될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 수평 간격이 제 1 설정 간격 이상으로 이격되도록 확장되는 경우, 실린더 바디(91)는 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 이격되는 사이 공간에 배치될 수 있다.

예를 들어, 실린더 바디(91)가, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 사이에 배치된 이후, 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 구동에 의해, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 수평 간격이 제 1 설정 간격 보다 작은 제 2 설정 간격 이하가 되도록 수축될 경우, 실린더 바디(91)의 둘레의 양측이 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)에 의해 파지되어 가압될 수 있다.

제 1 파지 홈(113)은, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 각각에 실린더 바디(91)의 둘레의 일부분을 수용할 수 있도록, 각각의 마주보는 접촉면에 오목하게 함몰 형성된 홈일 수 있다.

예를 들어, 제 1 파지 홈(113)은, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 수평 방향에 따라 서로 대향하는 면에 설정 곡률을 갖는 원호의 형상에 따라 함몰된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)을 통해 가스 실린더(9)가 가압될 경우, 도 6f와 같이, 가스 실린더(9)의 둘레 양측의 적어도 일부가 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 각각의 제 1 파지 홈(113)에 수용될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 파지 홈(113)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점은 회전 플레이트(21)의 회전축 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 원호의 설정 곡률의 크기는 파지되는 실린더 바디(91)의 직경, 후술할 복수 개의 회전 롤러(114)와 마찰부(124)의 형상 및 그 배치에 따라서 자유롭게 설정될 수 있다.

복수 개의 회전 롤러(114)는, 제 1 파지 홈(113)의 원호 형상의 가장자리 둘레를 따라서, 방사상으로 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 회전 롤러(114)는, 수직 방향(z 축 방향)에 평행한 회전축을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 6d와 같이 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)을 지면과 수직한 방향에 바라 보았을 경우, 복수 개의 회전 롤러(114)의 적어도 일부는, 제 1 파지 홈(113)의 가장자리 둘레의 외부를 향해 돌출될 수 있다.

위의 구조에 의하면, 실린더 바디(91)가 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)에 의해 가압될 경우, 제 1 파지 홈(113)에 수용된 실린더 바디(91)의 둘레의 양측은 제 1 파지 홈(113)의 원호 가장자리 둘레를 따라 방사상으로 이격되어 배치된 복수 개의 회전 롤러(114)에 의해 접촉 및 가압될 수 있다.

이에 따라, 가스 실린더(9)는 회전 클램프(11)에 의해, 원통형 실린더 바디(91)의 수직 방향에 따른 중심축이 제 1 파지 홈(113)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점에 교차되는 "설정 지점"에 위치되도록 정렬될 수 있고, 가스 실린더(9)가 설정 지점으로부터 지면과 수평한 수평 방향 및 로딩 방향(x 축 방향 및 y 축 방향)으로 변위되지 않도록 고정할 수 있다.

여기서, 설정 지점은 실린더 바디(91)의 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축이 되는 위치일 수 있다.

또한, 실린더 바디(91)가 회전 플레이트(21)에 의해 회전될 경우, 복수 개의 회전 롤러(114)는 실린더 바디(91)의 표면의 둘레를 따라서 접촉되어 실린더 바디(91)의 중심축을 기준으로 수행되는 회전 운동을 가이드할 수 있다.

제 1 말단 롤러(115)는, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 로딩 방향으로 돌출된 말단 부분에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 말단 롤러(115)는, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 서로 대향하는 부분 중, 가스 실린더(9)가 도입되는 말단 부분의 모서리 부분에 설치될 수 있다.

제 1 말단 롤러(115)에 의하면, 가스 실린더(9)를 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 사이 공간에 배치하거나 배치된 가스 실린더(9)를 회수하는 과정에서, 실린더 바디(91)의 둘레 부분과 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 말단 부분이 간섭 또는 충돌로 인해 발생하는 충격 및 파손을 경감시킬 수 있다.

예를 들어, 각각의 제 1 클램핑 유닛(111)에 형성된 제 1 파지 홈(113), 복수 개의 회전 롤러(114) 및 제 1 말단 롤러(115)를 비롯한 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 형상과 구성은 제 1 슬라이딩 구동부(118)를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.

제 1 거리 감지 센서(116)는, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 중 적어도 하나 이상의 제 1 파지 홈(113) 부근에 설치되어 마주보는 실린더 바디(91)의 둘레의 면까지의 거리를 계측할 수 있다.

예를 들어, 제 1 거리 감지 센서(116)는, 제 1 파지 홈(113)의 원호 형상의 가장자리 부근에 설치될 수 있고, 상기 원호의 곡률 중심을 향하는 방향으로의 거리를 감지할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)은, 수직 방향으로 중첩되는 형상을 가지면서 이격되는 한 쌍의 부재(111a, 111b)를 포함할 수 있고, 이 경우, 각각의 부재들(111a, 111b) 사이에는 서로를 연결하는 제 1 수직 지지부(117)가 구비될 수 있다.

또한, 각각의 부재(111a, 111b) 별로 제 1 파지 홈(113), 복수 개의 회전 롤러(114), 제 1 말단 롤러(115) 또는 제 1 거리 감지 센서(116)가 구비될 수도 있다.

고정 클램프(12)는, 일측이 베이스 플레이트(13)에 고정되어, 타측으로 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압함으로써 실린더 바디(91)를 파지하여 고정시킬 수 있다.

예를 들어, 고정 클램프(12)는, 제 2 베이스 부재(129), 제 2 슬라이딩 구동부(128), 제 2 슬라이딩 유닛(122), 제 2 클램핑 유닛(121), 제 2 파지 홈(123), 복수 개의 마찰부(124), 제 2 말단 롤러(125) 및 제 2 거리 감지 센서(126)를 포함할 수 있다.

제 2 베이스 부재(129)는, 가스 실린더(9)가 배치되는 로딩 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.

제 2 슬라이딩 구동부(128)는, 제 2 베이스 부재(129)의 돌출된 단부에 설치되어 실린더 바디(91)를 파지하기 위한 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122) 및 제 2 클램핑 유닛(121)을 수평 방향(x축 방향)을 따라 슬라이딩 시킴으로써, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 파지 간격을 조절할 수 있다.

한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)은, 각각의 일측이 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 수평 방향(x축 방향)에 따른 양 단부에 각각 슬라이딩 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 슬라이딩 구동부(128)로부터 돌출된 각각의 제 2 슬라이딩 유닛(122)의 타측에는 제 2 클램핑 유닛(121)이 연결될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)의 일단은 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 양단에 각각 수평 방향을 따라 함몰 형성된 가이드 구멍에 삽입될 수 있고, 상기 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동에 따라, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)은 가이드 구멍을 따라서 수평 방향으로 슬라이딩 될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)은 제 2 슬라이딩 구동부(128)를 기준으로 서로 반대 방향으로 슬라이딩될 수 있고, 슬라이딩 되는 변위는 서로 동일할 수 있다.

위의 구조에 의하면, 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동에 의해, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)의 슬라이딩 변위가 조절됨에 따라서, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122) 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 서로에 대해 수평 방향으로 이격되는 간격이 조절될 수 있다.

예를 들어, 제 2 베이스 부재(129) 및 제 2 슬라이딩 구동부(128)는 베이스 플레이트(13) 상에서, 제 1 베이스 부재(119) 및 제 1 슬라이딩 구동부(118)로부터 수직한 방향으로 이격되어 설치될 수 있다.

한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)은, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)에 각각 설치되어 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 파지할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)은, 한 쌍의 제 2 슬라이딩 유닛(122)이 상기 제 2 슬라이딩 구동부(128)로부터 돌출되는 타측에 각각 설치되어 가스 실린더(9)가 배치되는 로딩 방향(y축 방향)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다.

예를 들어, 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동에 의해 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 수평 방향으로 이격되는 간격이 조절됨에 따라서, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)을 통한 가스 실린더(9)의 파지 동작 또는 파지 해제 동작이 수행될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 수평 간격이 제 1 설정 간격 이상으로 이격되도록 확장될 경우, 실린더 바디(91)는 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 이격되는 사이 공간에 배치될 수 있다.

예를 들어, 실린더 바디(91)가, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121) 사이에 배치된 이후, 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동에 의해, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 수평 간격이 제 1 설정 간격 보다 작은 제 2 설정 간격 이하가 되도록 수축될 경우, 실린더 바디(91)의 둘레의 양측이 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)에 의해 파지되어 가압될 수 있다.

제 2 파지 홈(123)은, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 각각에 실린더 바디(91)의 둘레의 일부분을 수용할 수 있도록, 각각의 마주보는 접촉면에 오목하게 함몰 형성된 홈일 수 있다.

예를 들어, 제 2 파지 홈(123)은, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 수평 방향에 따라 서로 대향하는 면에 설정 곡률을 갖는 원호의 형상에 따라 함몰된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)을 통해 가스 실린더(9)가 가압될 경우, 가스 실린더(9)의 둘레 양측의 적어도 일부가 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121) 각각의 제 2 파지 홈(123)에 수용될 수 있다.

예를 들어, 제 2 파지 홈(123)의 곡률은 제 1 파지 홈(113)의 곡률과 동일한 크기의 설정 곡률을 가질 수 있다, 예를 들어, 한 쌍의 제 1 파지 홈(113)의 곡률 중심을 연결한 가상의 선분의 중점 및 한 쌍의 제 2 파지 홈(123)의 곡률 중심을 연결한 가상의 선분의 중점은 지면과 수직한 방향에서 바라 보았을 때 오버랩될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 각각 동일한 간격을 형성하며 이격되어 있을 경우, 이를 수직한 방향에서 바라볼 때, 제 1 파지 홈(113) 및 제 2 파지 홈(123)의 형상은 서로 오버랩될 수 있다.

복수 개의 마찰부(124)는, 제 2 파지 홈(123)의 원호 형상의 가장자리 둘레를 따라서, 방사상으로 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마찰부(124)는, 제 2 파지 홈(123)에 수용된 실린더 바디(91)의 둘레 면에 접촉됨으로써 마찰력을 통해, 실린더 바디(91)의 이동을 방지할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)을 수직한 방향에 바라 보았을 경우, 복수 개의 마찰부(124)의 적어도 일부는, 제 2 파지 홈(123)의 가장자리 둘레의 외부를 향해 돌출될 수 있다.

예를 들어, 복수개의 마찰부(124)의 마찰 계수는, 제 1 클램핑 유닛(111) 및 제 2 클램핑 유닛(121)의 마찰 계수보다 클 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)을 수직한 방향으로 바라 보았을 경우, 복수 개의 마찰부(124)의 적어도 일부는, 제 2 파지 홈(123)의 가장자리 둘레의 외부로 돌출되어 있을 수 있다. 예를 들어, 복수개의 마찰부의 돌출된 표면은, 원통형 실린더 바디(91)의 둘레에 면접촉 되기 유리하도록 오목한 형상을 가질 수 있다.

위의 구조에 의하면, 실린더 바디(91)가 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)에 의해 가압될 경우, 제 2 파지 홈(123)에 수용된 실린더 바디(91)의 둘레의 양측은 복수 개의 마찰부(124)에 의해 접촉됨으로써, 지면과 수평한 수평 방향 및 로딩 방향(x 축 방향 및 y 축 방향)으로 변위되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 실린더 바디(91)는, 제 2 파지 홈(123)에 수용된 실린더 바디(91)의 둘레의 양측은 복수 개의 마찰부(124)에 의해 접촉됨으로써, 마찰부(124)의 표면 및 실린더 바디(91)의 둘레 표면 사이에서 형성되는 마찰력으로 인해, 실린더 바디(91)의 회전 및 이동이 방지될 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 마찰부(124)가 제 2 파지 홈(123)의 원호 형상의 가장자리로부터 원호의 곡률 중심을 향해 돌출된 거리는, 복수 개의 회전 롤러(114)가 제 1 파지 홈(113)의 원호 형상의 가장자리로부터 원호의 곡률 중심을 향해 돌출된 거리보다 크거나 같을 수 있다.

위의 구조에 의하면, 가스 실린더(9)가 회전 클램프(11)에 의해 파지된 상태에서, 고정 클램프(12)에 의해 추가적으로 파지됨에 따라, 가스 실린더(9)의 회전이 방지될 수 있다.

제 2 말단 롤러(125)는, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 로딩 방향으로 돌출된 말단 부분에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 말단 롤러(125)는, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 서로 대향하는 부분 중, 가스 실린더(9)가 도입되는 말단 부분의 모서리 부분에 설치될 수 있다.

제 2 말단 롤러(125)에 의하면, 가스 실린더(9)를 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 사이 공간에 배치하거나 기 배치된 가스 실린더(9)를 회수하는 과정에서, 실린더 바디(91)의 둘레 부분과 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 말단 부분이 간섭 또는 충돌로 인해 발생하는 충격 및 파손을 완화시킬 수 있다.

예를 들어, 각각의 제 2 클램핑 유닛(121)에 형성된 제 2 파지 홈(123), 복수 개의 마찰부(124) 및 제 2 말단 롤러(125)를 비롯한 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 형상과 구성은 제 2 슬라이딩 구동부(128)를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.

제 2 거리 감지 센서(126)는, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121) 중 적어도 하나 이상의 제 2 클램핑 유닛(121)에 설치되어 마주보는 실린더 바디(91)의 둘레의 면까지의 거리를 계측할 수 있다.

예를 들어, 제 2 거리 감지 센서(126)는, 제 2 파지 홈(123)의 원호 형상의 가장자리 부근에 설치될 수 있고, 상기 원호의 곡률 중심을 향하는 방향으로의 거리를 감지할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)은, 수직 방향으로 중첩되는 형상을 가지면서 이격되는 한 쌍의 부재(121a, 121b)를 포함할 수 있고, 이 경우, 각각의 부재들(121a, 121b) 사이에는 서로를 연결하는 제 2 수직 지지부(127)가 구비될 수 있다.

또한, 각각의 부재(121a, 121b) 별로 제 2 파지 홈(123), 복수 개의 마찰부(124), 제 2 말단 롤러(125) 또는 제 2 거리 감지 센서(126)가 구비될 수도 있다.

예를 들어, 고정 클램프(12)는 회전 클램프(11)에서 복수 개의 회전 롤러(114)가 복수 개의 마찰부(124)의 구성으로 교체된 구성으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 복수 개의 회전 롤러(114) 및 마찰부(124)의 구성의 교체를 통해서, 고정 클램프(12) 및 회전 클램프(11)는 그 용도 및 목적에 따라 서로 전용(轉用)이 가능할 수 있다는 점을 밝혀 둔다.

로딩 감지 센서(14)는, 가스 실린더(9)가 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 및 제 2 클램핑 유닛(121)의 사이에 배치되었는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 로딩 감지 센서(14)는, 고정 클램프(12) 및 회전 클램프(11) 사이에 설치될 수 있다.

예를 들어, 로딩 감지 센서(14)는, 베이스 플레이트(13)로부터 가스 실린더(9)가 배치되는 방향으로 수직하게 돌출 형성되는 센서 베이스(141) 및 상기 센서 베이스(141)로부터 가스 실린더(9)를 향하여 돌출되고, 외력에 의해 적어도 일부가 상기 센서 베이스(141)로 삽입될 수 있는 로딩 버튼(142)을 포함할 수 있다

예를 들어, 실린더 바디(91)가 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 사이 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 사이에 배치되어 각각의 제 1 파지 홈(113) 및 제 2 파지 홈(123)에 의해 수용되는 위치에 놓일 때, 로딩 버튼(142)이 실린더 바디(91)의 둘레 표면에 의해 눌려질 수 있다.

일 실시 예에 따른 클램프 모듈(1)에 의하면, 회전 클램프(11) 및 고정 클램프(12)의 파지를 통해 실린더 바디(91)가 설정 지점에서 지면에 수직한 방향으로 직립되게 할 수 있다. 예를 들어, 클램프 모듈(1)은, 실린더 바디(91)의 중심축이 한 쌍의 제 1 파지 홈(113)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점 및 한 쌍의 제 2 파지 홈(123)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점을 동시에 교차하는 위치에 배치되도록, 실린더 바디(91)의 수평 위치(x축 및 y축 위치)를 정렬시킬 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 제 1 파지 홈(113)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 제 2 파지 홈(123)의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점은 모두 회전 플레이트(21)의 회전축 상에 위치할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 회전 클램프(11) 및 고정 클램프(12)의 가스 실린더(9) 파지 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는, 제 1 슬라이딩 구동부(118)의 구동을 통해, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 이격 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동을 통해, 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)의 이격 간격을 조절할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 각각 수평 방향으로 확장되는 간격을 제 1 설정 간격 이상이 되도록 조절함으로써, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 및 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121) 사이 공간에는 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)가 삽입 및 배치될 수 있는 여유 공간이 확보될 수 있다

예를 들어, 제어부(8)는, 실린더 바디(91)가 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 및 제 2 클램핑 유닛(121)의 확장된 사이 공간에 배치된 이후, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 또는 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)이 각각 수평 방향으로 이격되는 간격을 제 1 설정 간격보다 작은 제 2 설정 간격으로 수축시킴으로써, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111) 또는 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)을 통해 실린더 바디(91)의 둘레의 양측 표면을 가압할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 제 1 거리 감지 센서(116) 또는 제 2 거리 감지 센서(126)에서 계측된 신호를 기초로, 실린더 바디(91)가 회전 클램프(11) 또는 고정 클램프(12) 각각의 제 1 파지 홈(113) 또는 제 2 파지 홈(123)의 가장자리로부터 이격된 거리를 측정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 제 1 거리 감지 센서(116) 또는 제 2 거리 감지 센서(126)를 통해 측정되는 거리를 기초로 회전 클램프(11) 또는 고정 클램프(12)의 파지 동작이 제대로 수행되었는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 로딩 감지 센서(14)의 로딩 버튼(142)이 가스 실린더(9)에 의해 눌러졌을 경우, 발생하는 신호에 기초하여, 가스 실린더(9)가 회전 클램프(11) 및 고정 클램프(12)의 파지 가능한 위치에 배치되었는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 로딩 감지 센서(14)의 로딩 버튼(142)이 가스 실린더(9)에 의해 눌러졌을 경우, 발생하는 신호에 기초하여, 회전 플레이트(21) 상의 가스 실린더(9)가 회전 클램프(11) 및 고정 클램프(12)에 의해 파지 가능한 위치에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 회전 플레이트(21) 상에 배치된 가스 실린더(9)를 회전 클램프(11)를 통해 파지 및 가압한 이후, 회전 플레이트(21)를 회전시킴으로써, 가스 실린더(9)의 위치를 정렬할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 회전 플레이트(21)에 가스 실린더(9)가 배치된 이후, 회전 클램프(11)가 작동하여 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)이 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압하게 되는 경우, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)에 형성된 원호 형상의 제 1 파지 홈(113)의 가장자리를 따라 설치된 복수 개의 회전 롤러(114)에 실린더 바디(91)의 원형 둘레가 접촉됨에 따라서, 실린더 바디(91)의 위치(x축 및 y축 위치)가 정렬될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 실린더 바디(91)가 회전 플레이트(21) 상에 완전히 수직한 상태가 아니라, 기울어진 상태로 배치되는 경우, 즉, 정렬이 완료되지 않은 경우라도, 회전 클램프(11)의 가압 동작과 함께 회전 플레이트(21)를 회전시킴으로써, 실린더 바디(91)의 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 일치하도록 정렬시킬 수 있다.

구체적으로, 정렬이 완료되지 않은 가스 실린더(9)가 회전 클램프(11)에 의해 가압되고 있는 상태에서 회전 플레이트(21)가 회전하게 되는 경우, 실린더 바디(91)의 둘레의 표면은 제 1 파지 홈(113)의 방사상으로 이격되어 있는 복수 개의 회전 롤러(114)에 접촉되어 회전이 가이드됨과 동시에 제 1 파지 홈(113)의 원호의 곡률 중심을 향해 지속적인 압력 또는 힘을 인가받을 수 있다.

따라서, 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)에 의해 가압되고 있는 가스 실린더(9)가 회전 플레이트(21) 상에서 회전함에 따라, 가스 실린더(9)의 중심축은 자연스럽게 회전 플레이트(21)의 회전축과 일치하도록 정렬될 수 있다.

도 7a는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 정면도이다. 도 7b는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 상부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 7c는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 시스템의 상부 구조를 나타내는 분리 사시도이다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 상부 유닛의 구성 및 위치 관계를 확인할 수 있다.

예를 들어, 상부 유닛은 수직 슬라이더(72), 슬라이딩 프레임(73), 비전 모듈(3), 커넥터 모듈(4), 가스킷 장착 모듈(6) 및 밸브 셔터 모듈(5)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 슬라이딩 프레임(73)은, 제 1 가이드 프레임(731) 및 제 2 가이드 프레임(732)을 포함할 수 있다.

제 1 가이드 프레임(731)은, 수직 슬라이더(72)에 연결되어 수직 방향에 따라 슬라이딩 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 가이드 프레임(731)에는 커넥터 모듈(4) 및 가스킷 장착 모듈(6)이 설치될 수 있다.

제 2 가이드 프레임(732)은, 제 1 가이드 프레임(731)에 연결되어 적어도 일부가 제 1 가이드 프레임(731)으로부터 지면과 수평한 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 제 2 가이드 프레임(732)에는, 밸브 셔터 모듈(5) 및 비전 모듈(3)이 설치될 수 있다.

예를 들어, 제 2 가이드 프레임(732)은, 상기 제 2 가이드 프레임(732) 및 케이스(71)의 상측 사이에 연결되는 복수개의 가이드 부재(7321)를 포함할 수 있다.

복수개의 가이드 부재(7321)는 수직 슬라이더(72)에 의한 슬라이딩 프레임(73)의 수직 방향의 슬라이딩 동작을 가이드 할 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위하여, 제 1 가이드 프레임 및 제 2 가이드 프레임(732)을 서로 구별하여 서술하지만, 제 1 가이드 프레임 및 제 2 가이드 프레임(732)은 일체로 형성될 수도 있음을 밝혀 둔다.

예를 들어, 슬라이딩 프레임(73)에 설치된 커넥터 모듈(4) 및 비전 모듈(3)은 도 7a 내지 도 7c와 같이 지면과 수평한 방향에 따라 서로를 마주보도록 이격되어 배치될 수 있다.

예를 들어, 슬라이딩 프레임(73)에 설치된 밸브 셔터 모듈(5)은 도 7a와 같이 정면에서 바라보았을 때, 커넥터 모듈(4) 및 비전 모듈(3)의 상측에 배치되고, 커넥터 모듈(4) 및 비전 모듈(3)의 사이에서 지면을 수직하게 바라보도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 가스 실린더(9)의 핸들(922)의 파지를 수행하는 밸브 셔터 모듈(5)의 핸들 고정부(54)의 회전 중심축은 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축을 이루도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 가스 실린더(9)가 회전 지지 모듈(2) 상에 배치된 이후, 제어부(8)는 수직 슬라이더(72)의 구동을 통해, 가스 실린더(9)의 실린더 헤드(92) 부분이 커넥터 모듈(4) 및 비전 모듈(3) 사이에 위치하도록 슬라이딩 프레임(73)의 수직 위치를 조정할 수 있다.

비전 모듈(3)은, 비전 센서(31) 및 링형 광원(32)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비전 센서(31)는, 제 2 가이드 프레임(732)의 일측에 설치되어 회전 플레이트(21)에 배치되는 가스 실린더(9)의 실린더 헤드(92)의 측부의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 비전 센서(31)에 의해 실린더 헤드(92)가 촬영되는 영상을 "비전 영상"이라 할 수 있다.

예를 들어, 비전 센서(31) 및 실린더 헤드(92)는 동일한 수평선 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 비전 센서(31)의 수직 위치(z축 위치), 즉, 비전 센서(31)의 촬영 방향에 따른 광학축의 수직 위치는 상기 압력 저감부(923)의 수직 위치와 중첩되도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 비전 센서(31)의 촬영 방향에 따른 광학축은 회전 플레이트(21)의 회전축 및 실린더 바디(91)의 중심축과 수직하게 교차되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 슬라이딩 프레임(73) 상에서 비전 모듈(3) 및 커넥터 모듈(4)은 서로를 마주도록 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 비전 모듈(3)의 비전 센서(31)의 광학축은 커넥터 모듈(4)의 커넥터(414)의 중심축과 동축을 이루도록 형성될 수 있다.

설명 및 도시의 편의상, 비전 센서(31) 및 커넥터(414)가 지면과 수평한 방향에 따라 서로를 마주보는 방향을 전술한 클램프 모듈(1)의 파지 동작이 이루어지는 수평 방향(x축 방향)인 것으로 지칭할 것이지만, 비전 센서(31) 및 커넥터(414)가 마주보는 방향은, 지면과 수평한 방향에 따라 서로를 마주보도록 형성될 수만 있다면, 임의의 방향으로 설정되어도 무방하다는 것을 밝혀둔다.

링형 광원(32)은 비전 센서(31)의 촬영 방향에 따른 단부에 설치되고, 촬영 방향에서 바라볼 때, 비전 센서(31)의 렌즈의 원주 형상과 중첩되는 중공 형상을 갖는 링형 구조로 형성되어 실린더 헤드(92)를 향해 빛을 조사할 수 있다.

링형 광원(32)에 의하면, 실린더 헤드(92) 부분의 조도가 낮을 경우, 비전 센서(31)의 렌즈를 가리지 않으면서 실린더 헤드(92)를 향해 수평 방향으로 조사되는 광을 출력할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 비전 센서(31)로부터 실린더 헤드(92)를 촬영한 비전 영상에 기초하여 실린더 헤드(92)의 방향성을 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 비전 영상으로부터 압력 저감부(923)의 돌출된 단부의 표면을 주변 부분과의 픽셀의 밝기 차이를 기반으로 수행되는 영상 처리 기법을 통해 해당 표면 이미지의 영역을 별도로 인식 또는 감지할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 감지된 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 위치, 원형도, 또는 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 수평한 방향을 기준으로 줄어든 정도를 측정할 수 있고, 이를 통해 제어부(8)는 압력 저감부(923)가 비전 센서(31)의 광학축에 대해 회전된 각도를 파악할 수 있으며, 또한, 압력 저감부(923)의 표면의 중심점이 비전 영상에서 위치되는 지점을 파악할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 압력 저감부(923)의 단부의 양측으로 돌출된 헤드 돌출부(924)의 가장자리 부분을 그 가장자리를 경계로 형성되는 픽셀의 밝기 차이를 기반으로 수행되는 영상 처리 기법을 통해 해당 가장자리 이미지의 영역을 인식 또는 감지할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)를 통해 인식되는 헤드 돌출부(924)의 가장자리는, 헤드 돌출부(924)의 단부 표면의 가장자리 중 압력 저감부(923)에 가장 인접해 있는 가장자리 부분일 수 있다.

도 8a 내지 도 8i를 참조하여 실시 예에 따른 커넥터 모듈(4)의 구체적인 구성을 설명하기로 한다.

도 8a는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈이 슬라이딩 프레임으로부터 분리된 모습을 도시하는 사시도이다.

도 8a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈(4)은, 가스 실린더(9)의 측방향으로 돌출된 출구 포트(921)에 커넥터(414)를 자동적으로 체결하는 장치일 수 있다.

예를 들어, 커넥터 모듈(4)은, 병진 구동 장치(42), 가이드 플레이트(43), 커넥터 유닛(41), 변위 감지 센서(47) 및 토크 감지 센서(48)를 포함할 수 있다.

병진 구동 장치(42)는, 일측이 슬라이딩 프레임(73)에 고정되고 타측이 가스 실린더(9)를 향하는 수평 방향(x축 방향)으로 병진 이동할 수 있다.

가이드 플레이트(43)는, 병진 구동 장치(42)의 타측에 고정되고, 일측에 커넥터 유닛(41)이 연결되어 고정될 수 있다.

커넥터 유닛(41)은, 가이드 플레이트(43)에 고정적으로 설치되고, 병진 구동 장치(42)에 의해 수평 방향으로 슬라이딩 되어 커넥터(414) 및 출구 포트(921)간의 체결 동작 또는 해제 동작을 수행할 수 있다.

커넥터 유닛(41)에 대한 구체적인 설명은 아래 도 8a 내지 도 8i를 통해 후술하기로 한다.

변위 감지 센서(47)는, 병진 구동 장치(42)를 통해 커넥터 유닛(41)이 수평 방향으로 이동된 변위를 감지할 수 있다. 예를 들어, 변위 감지 센서(47)는, 병진 구동 장치(42)의 내부에 구비되어 병진 구동 장치(42)의 구동에 따른 커넥터 유닛(41) 또는 가이드 플레이트(43)의 변위량을 감지할 수 있다.

토크 감지 센서(48)는, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121, 도 8c 참조)에 인가되는 토크의 크기를 감지할 수 있다. 예를 들어, 토크 감지 센서(48)는 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)의 일측 둘레를 감싸도록 설치될 수 있다.

제어부(8)는, 가스 실린더 자동 결합 시스템(100)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 병진 구동 장치(42)의 구동을 통해 커넥터 유닛(41)을 출구 포트(921)를 향해 수평 방향으로 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 커넥터 회전 모터(412)를 구동하여 출구 포트(921)의 단부에 접촉한 커넥터(414)의 회전으로 통해 상호간의 나사 결합을 수행할 수 있다. 반대로, 출구 포트(921)에 나사 결합된 커넥터(414)를 체결 방향의 반대 방향으로 회전함으로써 커넥터(414)의 나사 결합을 해제할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 커넥터(414)가 출구 포트(921)의 단부에 접촉한 이후, 커넥터(414)의 나사 결합을 위해 체결 방향으로 커넥터(414)를 회전시키기 이전에, 체결 방향의 반대 방향으로 커넥터(414)를 회전시킴으로써, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 상호간의 나사 체결에 따른 정확한 중심축의 위치 및 방향의 정렬을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 변위 감지 센서(47)를 통해 커넥터 유닛(41)의 수평 방향으로의 이동 변위를 측정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 변위 감지 센서(47)를 통해, 커넥터(414)가 출구 포트(921)에 완전하게 나사 결합되는 수평 방향 상의 위치(x축 위치)에 존재하는지 여부를 통해, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 나사 결합의 완료 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 토크 감지 센서(48)를 통해, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)에 인가되는 토크 값이 설정된 토크 값에 도달했는지 여부를 통해 커넥터(414)가 출구 포트(921)에 나사 결합의 완료 여부를 판단할 수 있다.

도 8b 내지 도 8i는 커넥터 유닛(41)의 세부 구조를 도시한다.

구체적으로, 도 8b는 일 실시 예에 따른 커넥터 유닛의 분해된 모습을 도시하는 사시도이고, 도 8c는 일 실시 예에 따른 커넥터 유닛의 분해된 모습을 도시하는 평면도이고, 도 8d는 일 실시 예에 따른 커넥터 유닛의 부분 단면을 도시하는 평면도이다.

도 8b 내지 도 8를을 참조하면, 일 실시 예에 따른 커넥터 유닛(41)은 베이스 결합부(411), 커넥터 회전 모터(412), 회전 연결부(413), 커넥터(414) 및 배관(415)을 포함할 수 있다.

베이스 결합부(411)는, 가이드 플레이트(43)에 고정될 수 있고, 내부 공간에 커넥터 회전 모터(412) 및 회전 연결부(413)의 일부를 회전 가능하게 수용함으로써, 커넥터 회전 모터(412)의 회전력이 회전 연결부(413)에 전달되도록 지지할 수 있다.

예를 들어, 베이스 결합부(411)는 회전 연결부 슬롯(4111), 고정 샤프트(4113) 및 회전 모터 슬롯(4112)을 포함할 수 있다.

회전 연결부 슬롯(4111)은, 회전 연결부(413)의 일부가 회전 가능하게 삽입될 수 있는 홈일 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부 슬롯(4111)은 실린더 헤드(92)를 마주보는 수평 방향으로 개방되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부 슬롯(4111)의 홈은 원형의 단면 형상을 가질 수 있다.

고정 샤프트(4113)는, 회전 연결부 슬롯(4111)의 중앙 부분을 수평 방향으로 관통하는 중공형 부재일 수 있다.

예를 들어, 고정 샤프트(4113)의 일단은 베이스 결합부(411)가 실린더 헤드(92)를 마주보는 방향의 반대쪽의 단부에 고정되고, 고정 샤프트(4113)의 타단은 상기 일단으로부터 연장되어 회전 연결부 슬롯(4111)을 수평 방향으로 통과할 수 있다.

예를 들어, 고정 샤프트(4113)에는 후술할 회전 연결부(413)가 회전 가능하게 배치되어, 회전 연결부(413)의 회전 방향을 가이드 할 수 있다.

회전 모터 슬롯(4112)은, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)가 회전 가능하게 삽입될 수 있는 홈일 수 있다. 예를 들어, 회전 모터 슬롯(4112)은 커넥터 회전 모터(412)를 마주보는 수평 방향, 즉, 회전 연결부 슬롯(4111)의 반대 방향에 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전 모터 슬롯(4112)의 홈은 원형의 단면 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 베이스 결합부(411)의 내부에서 서로 마주보는 방향으로 함몰 형성되는 회전 모터 슬롯(4112) 및 회전 연결부 슬롯(4111)은 적어도 일부가 수평 방향으로 중첩되도록 형성될 수 있고, 이에 따라 회전 모터 슬롯(4112) 및 회전 연결부 슬롯(4111)은 서로 연통될 수 있다.

커넥터 회전 모터(412)는, 출구 포트(921)에 대한 커넥터(414)의 나사 결합을 수행하기 위한 회전력을 생성할 수 있다. 커넥터 회전 모터(412)는 회전 모터 슬롯(4112)에 회전 가능하게 삽입되는 회전 샤프트(4121)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 회전 샤프트(4121)는 돌출된 단부의 원주면에 형성된 기어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 샤프트(4121)의 기어는 후술할 회전 연결부(413)의 기어 하우징(4131)의 원주면에 형성된 기어와 맞물리도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)는 회전 모터 슬롯(4112)에 수평 방향으로 회전 가능하게 삽입되고, 커넥터 회전 모터(412)의 몸체부는 베이스 결합부(411)의 회전 모터 슬롯(4112)의 입구 부분에 고정될 수 있다.

회전 연결부(413)는, 커넥터 회전 모터(412)의 회전력을 전달받아 커넥터(414)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부(413)는, 베이스 결합부(411)의 회전 연결부 슬롯(4111)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

예를 들어, 회전 연결부(413)의 일측은 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)와 연결되어 회전력을 전달받을 수 있고, 타측은 커넥터(414)와 연결될 수 있다.

예를 들어, 회전 연결부(413)는 중공을 갖는 원통형 부재로 형성되어, 그 중공 부분이 회전 연결부 슬롯(4111)의 고정 샤프트(4113)에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부(413) 중 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입된 부분의 원주면에 기어가 형성되어 있을 수 있다.

예를 들어, 회전 연결부 슬롯(4111)에 회전 연결부(413)가 설치되면, 회전 연결부(413)의 원주면에 형성된 기어는 회전 모터 슬롯(4112)에 삽입된 회전 샤프트(4121)의 원주면에 형성된 기어와 맞물릴 수 있다. 따라서, 커넥터 회전 모터(412)가 구동하여 회전할 경우, 회전 샤프트(4121)가 회전하여 회전 연결부(413) 및 커넥터(414)가 회전할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121) 및 회전 연결부(413) 사이에서 맞물리도록 형성되는 기어는 헬리컬 기어일 수 있다.

한편, 커넥터 회전 모터(412) 및 회전 연결부(413) 사이의 회전력의 전달 구조는 상기한 구조에 의해 제한되지 않으며 여러 종류의 기어, 벨트, 체인, 로프 또는 캠 등 회전력을 전달할 수 있는 다양한 형태의 기계요소들이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

회전 연결부(413)의 구체적인 구조는 아래 도 8e 내지 도 8f를 참조하여 후술하기로 한다.

커넥터(414)의 일측은 회전 연결부(413)에 고정되고, 타측은 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)를 향해 돌출되어 출구 포트(921)와 결합될 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414)는 중공을 갖는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(414)에 형성된 나사산은 출구 포트(921)에 형성된 나사산(9211, 도 8h 참조)과 나사 결합되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414)의 회전 중심축 및 출구 포트(921)의 중심축은 서로 동축을 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 샤프트(4113)의 중심축, 회전 연결부(413)의 중심축, 커넥터(414)의 중심축 및 출구 포트(921)의 중심축은 모두 동축을 이루도록 형성될 수 있다.

위의 구조에 의하면, 병진 구동 장치(42)에 의해, 커넥터 유닛(41)이 수평 방향으로 이동하여 커넥터(414)의 단부가 출구 포트(921)의 단부와 접촉될 경우, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산의 결합축이 이미 동축을 형성하도록 정렬될 수 있기 때문에, 이후, 커넥터(414)의 회전 동작만으로 커넥터(414) 및 출구 포트(921)간의 체결 동작이 수행될 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414)의 중공, 기어 하우징(4131)의 중공 및 고정 샤프트(4113)의 중공은 모두 수평 방향으로 연통될 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 중공의 중심축은 모두 동축을 이룰 수 있다.

배관(415)의 일측은 커넥터(414)의 내부에 형성된 결합 공간(4141, 도 8h 참조)에 배치되도록 설치되고, 타측은 가스 실린더 자동 결합 시스템(100) 외부의 가스 공급 대상 또는 가스 공급원에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배관(415)은 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 결합 이후, 가스 실린더(9) 내부 공간과 외부의 가스 공급 대상 또는 가스 공급원 사이를 연통하는 가스의 유동 경로를 형성할 수 있다.

예를 들어, 배관(415)은 커넥터(414)의 중공을 통해 결합 공간(4141)으로 삽입되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 배관(415)은 고정 샤프트(4113)의 중공, 회전 연결부(413)의 중공 및 커넥터(414)의 중공을 통과하여 커넥터(414)의 결합 공간(4141)으로 삽입될 수 있다.

예를 들어, 배관(415)은, 일단이 커넥터(414)의 결합 공간(4141)에 삽입되는 배관 말단부(4151)를 포함할 수 있다. 배관 말단부(4151)는 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)와 접촉 및/또는 연통될 수 있다. 예를 들어, 배관 말단부(4151)는 그 폭이 나머지 부분의 폭보다 크게 형성될 수 있다.

예를 들어, 결합 공간(4141) 중, 회전 연결부(413)를 마주보는 방향(음의 x축 방향)에 형성된 중공 부분은 배관(415)의 폭이 작은 부분은 통과할 수 있지만, 폭이 큰 배관 말단부(4151)는 통과하지 못하도록 형성된 단차부를 포함할 수 있다.

위의 구조에 의하면, 배관(415)은 배관 말단부(4151)가 결합 공간(4141)의 단차부에 배치되도록 설치될 수 있기 때문에, 배관 말단부(4151)를 비롯한 배관(415)이 커넥터(414)에 대해서 후퇴하는 방향(음의 x축 방향)으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

도 8e는 일 실시 예에 따른 회전 구동부 및 커넥터의 분해 사시도이고, 도 8f는 일 실시 예에 따른 커넥터 유닛의 단면도이고, 도 8g는 일 실시 예에 따른 베이스 결합부 및 회전 구동부 사이의 틸팅 구조를 도시하는 단면도이다.

도 8e 내지 도 8g를 참조하면, 일 실시 예에 따른 회전 연결부(413)는 기어 하우징(4131), 외주면 탄성 지지체(4133), 틸팅 베어링(4135), 내주면 탄성 지지체(4134) 및 커넥터 결합부(4132)를 포함할 수 있다.

기어 하우징(4131)은, 회전 연결부(413)의 외부 형상을 이루는 원통형 부재일 수 있다. 예를 들어, 기어 하우징(4131)의 일단은 회전 연결부 슬롯(4111)에 회전 가능하게 삽입될 수 있고, 타단에는 커넥터 결합부(4132)가 연결될 수 있다.

예를 들어, 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입된 기어 하우징(4131)의 외주면 둘레에 따라 기어가 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입된 기어 하우징(4131)의 기어는 전술한 바와 같이, 회전 모터 슬롯(4112)에 삽입된 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)의 기어와 맞물리도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 외력이 가해지지 않은 상태에서, 기어 하우징(4131)의 회전축은 베이스 결합부(411)의 고정 샤프트(4113)의 중심축, 커넥터(414)의 중심축, 및 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)의 중심축과 동축을 가지도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 기어 하우징(4131)의 외주면의 일측 둘레를 따라 외주면 탄성 지지체(4133)가 설치될 수 있고, 내주면의 일측 둘레를 따라 내주면 탄성 지지체(4134)가 설치될 수 있다.

외주면 탄성 지지체(4133)는, 기어 하우징(4131)의 외주면의 일측 둘레를 따라 설치되는 링형 구조의 탄성체일 수 있다. 예를 들어, 외주면 탄성 지지체(4133)는, 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입된 기어 하우징(4131) 부분의 외주면 둘레에 설치될 수 있다.

예를 들어, 기어 하우징(4131)이 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입되는 경우, 외주면 탄성 지지체(4133)는, 그 바깥쪽 둘레를 따라 회전 연결부 슬롯(4111)의 내주면과 인접하도록 설치될 수 있다.

내주면 탄성 지지체(4134)는, 기어 하우징(4131)의 내주면의 일측 둘레와 고정 샤프트(4113)의 외주면의 일측 둘레 사이에 설치되는 링형 구조의 탄성체일 수 있다.

외주면 탄성 지지체(4133) 및 내주면 탄성 지지체(4134)에 의하면, 회전 연결부 슬롯(4111)에 삽입된 기어 하우징(4131)의 단부가 회전 연결부 슬롯(4111)의 내부 표면과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기어 하우징(4131)이 회전 연결부 슬롯(4111)에 장착된 상태에서, 외력에 의해 기어 하우징(4131)이 변위되거나 기어 하우징(4131)의 회전축이 회전 연결부 슬롯(4111)의 수평 방향의 중심축으로부터 틸팅되도록 회동하는 경우, 외주면 탄성 지지체(4133)의 적어도 일 부분은 회전 연결부 슬롯(4111)의 내주면 및 기어 하우징(4131)의 외주면 사이에서 가압되어 탄성 변형될 수 있고, 내주면 탄성 지지체(4134)의 적어도 일부분은 고정 샤프트(4113)의 외주면 및 기어 하우징(4131)의 내주면 사이에서 가압되어 탄성 변형될 수 있다.

위의 구조에 의하면, 기어 하우징(4131)이 베이스 결합부(411)에 대해 변위되거나 틸팅되었을 경우, 기어 하우징(4131)은 외주면 탄성 지지체(4133) 및 내주면 탄성 지지체(4134)에 의해, 본래의 위치, 즉, 기어 하우징(4131)의 중심축이 고정 샤프트(4113)의 중심축과 동축을 형성하는 위치로 복귀되도록 탄성력을 인가받을 수 있다.

틸팅 베어링(4135)은, 기어 하우징(4131)의 내주면 및 고정 샤프트(4113)의 외주면 사이에 설치되어 고정 샤프트(4113)에 대한 기어 하우징(4131)의 회전 운동을 가이드할 수 있다. 또한, 틸팅 베어링(4135)은 기어 하우징(4131)의 회전축이 고정 샤프트(4113)의 중심축을 기준으로 틸팅되는 운동을 가이드할 수 있다.

예를 들면, 틸팅 베어링(4135)은, 고정 샤프트(4113)의 외주면의 둘레에 고정되는 내륜(41352)과, 내륜(41352)의 둘레 및 기어 하우징(4131)의 내주면의 둘레 사이를 연결하는 외륜(41351)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 틸팅 베어링(4135)의 내륜(41352) 및 외륜(41351)은 동일한 중심축을 갖는 중공형 부재일 수 있다. 예를 들어, 틸팅 베어링(4135)의 내륜(41352) 및 외륜(41351)은, 상호간에 원주 방향으로 회전 가능하게 연결되는 것과 동시에 내륜(41352) 및 외륜(41351)의 중심점을 기준으로 상호간의 중심축이 틸팅되는 운동을 수행할 수 있다.

예를 들어, 틸팅 베어링(4135)은, 내륜(41352) 및 외륜(41351) 사이의 접촉 표면이 구면으로 형성된 구면 베어링(spherical bearing)일 수 있다. 예를 들어, 틸팅 베어링(4135)은 내륜(41352) 및 외륜(41351)의 구면 형상의 접촉 표면 사이에 배치되는 복수개의 롤러를 더 포함할 수 있다.

위의 구조에 의하면, 틸팅 베어링(4135)의 내륜(41352)이 고정 샤프트(4113)의 외주면의 둘레에 고정된 상태에서 외륜(41351)을 통해 연결된 기어 하우징(4131)이 고정 샤프트(4113) 및 내륜(41352)의 중공의 중심축을 기준으로 원주 방향으로 회전할 수 있으므로, 기어 하우징(4131)의 일측으로 연결되는 커넥터(414)의 회전 운동을 가이드할 수 있다.

더불어, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 결합 과정에서, 상호간에 나사산의 중심축의 위치 또는 동심이 완전하게 일치하지 않은 상태에서 접촉할 경우, 커넥터(414)에 회전축과 수직한 방향의 외력이 발생하여 회전 연결부(413)를 유연하게 틸팅 시킬 수 있고, 이에 따라 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 간의 나사산이 자연스럽게 맞물릴 수 있도록 커넥터(414)의 중심축이 출구 포트(921)의 중심축에 대해 정렬될 수 있다.

커넥터 결합부(4132)는, 베이스 결합부(411)로부터 가스 실린더(9)를 향해 돌출된 기어 하우징(4131)의 일단에 설치될 수 있고, 중앙 부분에 커넥터(414)가 삽입 및 고정될 수 있는 홈을 포함할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 결합부(4132)의 홈은 기어 하우징(4131)의 중공과 동일한 중심축을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(414)의 일단부는 커넥터 결합부(4132)에 형성된 홈에 형합되도록 설치될 수 있다.

예를 들어, 기어 하우징(4131), 커넥터 결합부(4132) 및 커넥터(414) 각각의 수평 방향의 중심축은 서로 동축을 이룰 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414)는 커넥터 결합부(4132)에 대해 탈부착 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 체결을 수행하고자 하는 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)의 형상 또는 규격에 따라 그에 상응하는 커넥터(414)의 종류를 선택적으로 커넥터 결합부(4132)에 결합할 수 있다.

도 8h는 일 실시 예에 따른 커넥터 및 가스 실린더의 출구 포트 사이의 결합 구조를 나타내는 단면도이다.

도 8h를 참조하면, 일 실시 예에 따른 커넥터(414)는 결합 공간(4141), 체결 유도부(4143) 및 나사 체결부(4142)를 포함할 수 있다.

결합 공간(4141)은, 커넥터(414)의 내부를 관통하는 중공으로서, 결합 공간(4141)의 일측은 출구 포트(921)의 단부를 수용할 수 있고, 타측은 배관 말단부(4151)를 수용할 수 있다.

나사 체결부(4142)는, 커넥터의 결합 공간(4141)의 내주면에 형성된 나사산으로서, 출구 포트(921)의 외주면에 형성된 나사산(9211)과 나사 결합될 수 있다.

체결 유도부(4143)는, 출구 포트(921)를 마주보는 커넥터(414)의 단부 부분에서, 결합 공간(4141)의 직경이 출구 포트(921)를 마주보는 방향으로 커지도록 형성된 경사진 형상의 홈일 수 있다.

체결 유도부(4143)에 의하면, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산의 중심축의 위치 또는 동심이 서로 완전하게 일치되지 않은 상태로 접촉되더라도, 출구 포트(921)가 체결 유도부(4143)의 경사진 홈에 접촉됨으로써, 출구 포트(921)가 커넥터(414)의 나사 결합부(4142)에 도입될 수 있도록 가이드할 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 결합 과정에서, 출구 포트(921) 및 배관 말단부(4151)의 단부 사이에 가스킷(G)이 배치될 수 있다.

예를 들어, 가스킷(G)은 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 결합을 수행하기 이전에, 커넥터(414)의 결합 공간(4141)에 수용된 배관 말단부(4151)의 단부상에 사전에 배치될 수 있다.

도 8i는 다른 실시 예에 따른 커넥터 및 가스 실린더의 출구 포트 사이의 결합 구조를 나타내는 단면도이다.

도 8i 를 참조하면, 도 8h에 도시된 출구 포트(921)와 나사산의 방향 및 위치가 다른 구조를 갖는 출구 포트(926)에 결합될 수 있는 다른 실시 예에 따른 커넥터(416)의 구조를 확인할 수 있다.

예를 들어, 도 8i에 도시된 출구 포트(926)는 돌출된 단부로부터 함몰 형성된 내부 공간을 구비할 수 있다.

예를 들어, 출구 포트(926)는, 내부 공간의 내주면에 형성되는 나사산(9261) 및 실린더 바디(91)의 가스 저장 공간과 연통되어 상기 내부 공간의 일측에서 수평 방향으로 돌출하는 포트 단부(9262)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 커넥터(416)는 결합 공간(4161), 체결 유도부(4163) 및 나사 체결부(4162)를 포함할 수 있다.

결합 공간(4161)은, 커넥터(416)의 내부를 관통하는 중공으로서, 결합 공간(4161)의 일측은 출구 포트(926)의 돌출된 단부를 수용할 수 있고, 타측은 배관 말단부(4151)를 수용할 수 있다.

나사 체결부(4162)는, 커넥터(416)의 외주면에 형성된 나사산으로서, 출구 포트(926)의 내부 공간에 형성된 나사산(9261)과 나사 결합될 수 있다.

체결 유도부(4163)는, 출구 포트(926)를 마주보는 커넥터(416)의 단부 부분에서, 커넥터(416)의 외주면의 직경이 출구 포트(926)를 마주보는 방향으로 작아지도록 형성된 경사진 형상의 홈일 수 있다.

체결 유도부(4163)에 의하면, 커넥터(416) 및 출구 포트(926) 각각의 나사산의 중심축의 위치 또는 동심이 서로 완전하게 일치되지 않은 상태로 접촉되더라도, 출구 포트(926)의 입구 부분이 체결 유도부(4163)의 경사진 홈에 접촉됨으로써, 출구 포트(926)가 나사 체결부(4162)에 체결될 수 있도록 상호 간의 체결 방향 및 위치가 정렬될 수 있다.

예를 들어, 커넥터(416) 및 출구 포트(926)의 결합 과정에서, 포트 단부(9262) 및 배관 말단부(4151)의 단부 사이에 가스킷(G)이 배치될 수 있다.

도 9a는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 9b는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 나타내는 정면도이다.

도 9a 및 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈(6)은 가스킷 저장부(63), 회동부(61) 및 픽업암(62)을 포함할 수 있다.

가스킷 저장부(63)는 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 체결에 사용되는 복수 개의 가스킷(G)을 수용할 수 있다. 예를 들어, 가스킷 저장부(63)는, 슬라이딩 프레임(73)에 설치될 수 있다.

예를 들어, 가스킷 저장부(63)는 수평 방향에 따라 일렬로 적층되어 있는 복수개의 가스킷(G)을 수용할 수 있다.

예를 들어, 가스킷 저장부(63)는, 수평 방향으로 적층된 복수개의 가스킷(G) 중 가장 바깥쪽의 가스킷(G)의 일부가 노출되는 공급 단부(631) 및 가스킷 저장부(63)의 내부에서 적층된 복수개의 가스킷(G)을 공급 단부(631)를 향해 밀어내는 공급 스프링(632)을 포함할 수 있다.

회동부(61)는, 슬라이딩 프레임(73)에 설치되어 픽업암(62)을 커넥터(414) 및 가스킷 저장부(63) 사이에서 회동시킬 수 있다.

예를 들어, 회동부(61)의 회전축은 커넥터(414)의 중심축과 평행하도록 형성될 수 있다.

픽업암(62)은 회동부(61)에 의해 회동되어 가스킷 저장부(63)에 수용된 가스킷(G)을 파지한 이후, 파지한 가스킷(G)을 커넥터(414)에 장착할 수 있다.

예를 들어, 픽업암(62) 및 회동부(61)의 수평 방향(x축 위치)의 위치는 커넥터(414)가 병진 구동 장치(42)에 의해 최대로 후퇴한 지점에서의 수평 방향의 위치보다 앞서서 위치할 수 있다.

예를 들어, 픽업암(62)은 회전 로드(621), 픽업부(622)를 포함할 수 있다.

회전 로드(621)는, 일측이 회동부(61)에 회전가능하게 설치되어 타측이 커넥터(414) 및 가스킷 저장부(63) 사이에서 회전되는 막대형 부재일 수 있다. 예를 들어, 회전 로드(621)는 회동부(61)의 회전축에 수직한 방향으로 연장될 수 있다.

픽업부(622)는, 회전 로드(621)의 타측에 설치될 수 있고, 가스킷(G)의 파지 및 장착을 수행할 수 있다.

예를 들어, 가스킷 장착 모듈(6)을 회동부(61)의 회전축의 방향에서 바라보았을 때, 회동부(61)의 회전에 의해 픽업부(622)가 회전하는 자취를 연결한 원형의 궤적은 커넥터(414)의 중심 부분 및 가스킷 저장부(63)의 공급 단부(631) 부분과 오버랩될 수 있다.

예를 들어, 픽업부(622)는 일측으로부터 수평 방향으로 슬라이딩되어 상기 가스킷(G)의 파지 또는 장착을 수행하는 파지 단부(623)를 포함할 수 있다.

파지 단부(623)는 픽업부(622)의 일측에서 수평 방향으로 슬라이딩 될 수 있고, 가스킷(G)의 파지 또는 파지 해제 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 회동부(61)의 구동을 통해, 픽업부(622)가 가스킷 저장부(63) 또는 커넥터(414) 상에 위치하도록 픽업암(62)을 회전시킬 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 픽업암(62)의 파지 단부(623)를 가스킷 저장부(63)의 공급 단부(631)를 향해 슬라이딩 시킴으로써 공급 단부(631) 상에 노출된 하나의 가스킷(G)을 파지할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 가스킷(G)을 파지한 파지 단부(623)를 커넥터(414)의 결합 공간(4141)을 향해 슬라이딩 시킴으로써, 커넥터(414)에 수용된 배관 말단부(4151)에 가스킷(G)을 장착할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈(6)에 의하면, 가스킷(G)의 파지 또는 장착을 수행하는 픽업암(62)의 회전축이 커넥터(414) 및 출구 포트(921)가 서로 마주보는 수평 방향과 평행하도록 형성됨에 따라, 픽업암(62)의 회전 궤적이 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이에서 간섭되지 않고, 컴팩트하게 형성될 수 있다.

결과적으로, 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈(6)은 커넥터(414)에 대한 가스킷(G)의 장착을 수행하는데 있어서, 많은 공간을 점유하지 하지 않기 때문에, 슬라이딩 프레임(73) 상에서 커넥터(414)와 컴팩트하게 설치되기 용이하며, 더불어, 가스킷(G)의 장착 과정에 있어서, 추가적인 여유 공간의 확보가 이루어질 필요가 없다.

도 10a는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 10b는 일 실시 에에 따른 밸브 셔터 모듈의 핸들 고정부를 나타내는 분리 사시도이고, 도 10c는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈의 결합 핀을 나타내는 정면도이다.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 모듈(5)은, 수직 구동 장치(51), 핸들 고정부(54), 핸들 회전 모터(53) 및 제 2 토크 감지 센서(55)를 포함할 수 있다.

수직 구동 장치(51)의 일측은 슬라이딩 프레임(73)에 고정되고, 타측은 핸들 고정부(54) 및 핸들 회전 모터(53)를 고정시킬 수 있다. 수직 구동 장치(51)의 타측은 슬라이딩 프레임(73)으로부터 수직 방향으로 병진 이동될 수 있다.

핸들 고정부(54)는, 수직 구동 장치(51)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있고, 가스 실린더(9)의 핸들(922)과 접촉하여 핸들(922)을 파지할 수 있다.

예를 들어, 핸들 고정부(54)는 지면을 수직하게 바라볼 수 있다. 예를 들어, 핸들 고정부(54)는 원통형 형상을 가질 수 있고, 원통 형상의 중심축은 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축을 이루도록 형성될 수 있다.

위의 구조에 의하면, 가스 실린더(9)가 회전 클램프(11) 및 회전 플레이트(21)의 구동에 의해서 그 중심축의 위치가 회전 플레이트(21)의 회전축과 일치하도록 정렬될 경우, 핸들 고정부(54)의 중심축 또한, 핸들(922)의 회전 중심축과 일치될 수 있다.

예를 들어, 핸들 고정부(54)는 브라켓(542), 커버(541), 복수개의 작동척(543) 및 핸들 회전 샤프트(544)를 포함할 수 있다.

브라켓(542)은, 도10b에서 도시된 바와 같이 원형의 형상을 가지며 핸들 회전 샤프트(544)에 결합하여 함께 회전할 수 있다. 예를 들어, 원형의 브라켓(542)의 중심축은 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축을 이루도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 브라켓(542)은 가장자리 둘레에 따라 형성된 복수개의 슬라이딩 결합홀(542a)을 포함할 수 있다.

커버(541)는 브라켓(542)의 외주면 및 상측의 가장자리 부분을 감싸도록 설치될 수 있다.

예를 들어, 커버(541)는 하측으로 개방되어 브라켓(542)을 수용하는 수용 공간(541a) 및 상면의 가장자리 부분에서 복수개의 슬라이딩 결합홀(542a)을 각각 수직 방향으로 마주보도록 형성되는 복수개의 고정핀 결합홀(541b)을 포함할 수 있다.

핸들 회전 샤프트(544)는 브라켓(542)의 중앙 부분에서 지면과 수직한 상측 방향으로 돌출 형성될 수 있고, 돌출된 상측은 핸들 회전 모터(53)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

복수개의 작동척(543)은, 커버(541)의 상면 가장자리 부분으로부터 브라켓(542)을 하측으로 수직하게 통과하도록 형성되고, 작동척(543)의 적어도 일부분은 커버(541) 및 브라켓(542)의 사이 공간으로 삽입될 수 있다.

예를 들어, 복수개의 작동척(543)은, 서로를 지면과 수직한 방향으로 마주보는 복수개의 고정핀 결합홀(541b) 및 슬라이딩 결합홀(542a) 사이에 각각 설치될 수 있다.

예를 들어, 복수개의 작동척(543)은 각각 고정핀(5432), 슬라이딩바(5431) 및 작동 스프링(5433)을 포함할 수 있다.

고정핀(5432)은 막대형 부재로서, 커버(541)의 복수개의 고정핀 결합홀(541b) 및 복수개의 슬라이딩바(5431) 사이에 배치될 수 있다.

예를 들어, 고정핀(5432)의 상단은 상측으로 고정핀 결합홀(541b)에 고정되는 결합부(5432a)가 형성되어 있고, 하단은 슬라이딩바(5431)의 슬라이딩 삽입홀(5431a)에 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.

슬라이딩바(5431)는 적어도 일부분이 브라켓(542)의 슬라이딩 결합홀(542a)을 통과하여 하측으로 돌출되는 부재일 수 있다.

예를 들어, 슬라이딩바(5431)는 상단부의 직경이 슬라이딩 결합홀(542a)의 직경보다 큰 결합턱(5431b) 및 상면에 함몰 형성되어 고정핀(5432)의 적어도 일부가 삽입되는 슬라이딩 삽입홀(5431a)을 포함할 수 있다.

작동 스프링(5433)은, 복수개의 고정핀(5432)이 배치된 복수개의 고정핀 결합홀(541b) 및 복수개의 슬라이딩바(5431)의 슬라이딩 삽입홀(5431a) 사이에 설치된 복수개의 고정핀(5432)을 감싸도록 설치되는 스프링일 수 있다.

위의 구조에 의하면, 브라켓(542)의 하측으로 돌출된 작동척(543), 즉 슬라이딩바(5431)가 상측 방향으로 가압될 경우, 슬라이딩바(5431)가 슬라이딩 결합홀(542a)을 통해 상측 방향으로 슬라이딩됨으로써, 슬라이딩바(5431)의 일부가 커버(541) 및 브라켓(542) 사이 공간으로 삽입될 수 있고, 동시에 고정핀(5432)의 하측 일부분이 슬라이딩바(5431)의 슬라이딩 삽입홀(5431a)에 삽입되고, 슬라이딩바(5431) 및 커버(541) 사이에 배치된 작동 스프링(5433)이 압축될 수 있다.

이후, 슬라이딩바(5431)에 인가된 상측 방향의 힘 또는 압력이 제거되면, 스프링의 압축력에 의해, 슬라이딩바(5431)는, 결합턱(5431b)이 슬라이딩 결합홀(542a)에 간섭될 때까지 슬라이딩 결합홀(542a)을 통해 하측으로 슬라이딩 됨으로써, 본래의 위치로 복귀될 수 있다.

핸들 고정부(54)에 의하면, 핸들(922)의 형상이 다양하게 형성되더라도 핸들(922)과 맞닿는 작동척(543)은 가압되어 삽입되고, 핸들(922)과 맞닿지 않는 작동척(543)은 핸들(922)을 회전시킬 수 있는 위치에 배치되어 다양한 형상의 밸브 손잡이에 형상 변경 없이 사용될 수 있다.

핸들 회전 모터(53)는 핸들 고정부(54)의 핸들 회전 샤프트(544)에 연결되어 핸들 고정부(54)를 회전시킬 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 수직 구동 장치(51)의 구동을 통해, 핸들 고정부(54)를 수직 방향에 따라 이동시킬 수 있다.

예를 들어, 핸들 고정부(54)가 핸들(922)을 파지한 이후, 제어부(8)는 핸들 고정부(54)를 회전시킴으로써, 실린더 헤드(92)를 자동적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

도 11 내지 도 18b를 통해 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법이 설명될 것이다.

도 11은 일 실시 예에 따른 가스 실린더 자동 결합 방법을 나타내는 순서도이다.

예를 들어, 가스 실린더 자동 결합 방법은 도 3 내지 도 10에 도시된 가스 실린더 자동 결합 시스템(100)을 통해, 가스 실린더(9)의 위치 및 방향의 정렬, 출구 포트(921)에 대한 커넥터(414)의 연결 및 핸들(922)에 대한 핸들 고정부(54)의 연결을 자동적으로 수행하는 방법일 수 있다.

예를 들어, 가스 실린더 자동 결합 방법은 가스 실린더 로딩 단계(S1), 회전축 정렬 단계(S2), 회전 방향 정렬 단계(S3), 가스킷 장착 단계(S6), 커넥터 연결 단계(S4) 및 밸브 셔터 연결 단계(S5)를 포함할 수 있다.

각각의 단계의 구체적인 설명은 아래의 도 12a 내지 도 18b를 통해 후술하기로 한다.

도 12a는 일 실시 예에 따른 가스 실린더 로딩 단계를 나타내는 순서도이고, 도 12b는 일 실시 예에 따른 회전 지지 모듈 및 클램프 모듈 상에 가스 실린더가 로딩되는 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 가스 실린더 로딩 단계(S1)는, 가스 실린더(9)가 케이스(71)의 내부, 구체적으로 회전 지지 모듈(2) 상에 로딩 또는 배치되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 가스 실린더 로딩 단계(S1)는 로딩 감지 단계(S11) 및 슬라이더 구동 단계(S12)를 포함할 수 있다.

로딩 감지 단계(S11)는, 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)가 회전 플레이트(21) 상에서 직립되도록 배치되었는지 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 로딩 감지 단계(S11)에서, 제어부(8)는 로딩 감지 센서(14)의 로딩 버튼(142)이 실린더 바디(91)에 의해 눌러졌을 때 발생하는 신호를 기준으로 가스 실린더(9)의 로딩 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 로딩 감지 단계(S11)에서, 제어부(8)는 로드셀(22)에서 측정되는 무게의 크기가 설정 무게를 초과하는지의 여부를 통해 가스 실린더(9)의 로딩 여부를 판단할 수 있다.

슬라이더 구동 단계(S12)는, 가스 실린더(9)가 회전 플레이트(21) 상에 배치된 이후, 슬라이딩 프레임(73)의 수직 위치를 조절하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 슬라이더 구동 단계(S12)에서, 제어부(8)는 비전 센서(31)상으로 촬영되는 비전 영상에서 가스 실린더(9)의 실린더 헤드(92) 부분이 감지되도록 수직 슬라이더(72)의 구동을 통해 슬라이딩 프레임(73)의 위치를 조절할 수 있다.

도 13a는 일 실시 예에 따른 회전축 정렬 단계를 나타내는 도면이고, 도 13b는 일 실시 예에 따른 회전 지지 모듈 및 클램프 모듈에 의해 가스 실린더의 위치가 정렬되고 있는 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 회전축 정렬 단계(S2)는, 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)의 수직 방향에 따른 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축이 되는 위치로 가스 실린더(9)를 이동 및 고정하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 회전축 정렬 단계(S2)는, 회전 클램프 파지 단계(S21), 회전 플레이트 회전 단계(S22) 및 정렬 확인 단계(S23)를 포함할 수 있다.

회전 클램프 파지 단계(S21)는, 도 13과 같이 회전 클램프(11)를 통해 가스 실린더(9)의 실린더 바디(91)를 파지 및 가압하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 회전 클램프 파지 단계(S21)에서, 제어부(8)는 실린더 바디(91)가 회전 플레이트(21) 상에 배치된 이후, 회전 클램프(11)의 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛(111)의 이격되는 간격을 제 2 설정 간격 이하로 수축시킴에 따라, 한 쌍의 제 1 파지 홈(113) 및 복수 개의 회전 롤러(114)를 통해 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압할 수 있다.

회전 플레이트 회전 단계(S22)는, 회전 클램프 파지 단계(S21) 이후, 가스 실린더(9)의 회전을 통해, 실린더 바디(91)의 위치를 정렬하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 회전 플레이트 회전 단계(S22)에서, 제어부(8)는 회전 플레이트(21)를 회전시킴으로써, 실린더 바디(91)의 중심축을 회전 플레이트(21)의 회전축과 동일한 선상에 위치되도록 정렬시킬 수 있다.

정렬 확인 단계(S23)는, 제어부(8)가 가스 실린더(9)의 정렬이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 회전 플레이트(21)의 회전 도중, 제 1 거리 감지 센서(116)에서 측정되는 실린더 바디(91)의 둘레 표면까지의 거리의 변화를 기초로, 실린더 바디(91)의 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 일치되었는지 여부를 결정함으로써, 가스 실린더(9)의 정렬의 여부를 판단할 수 있다.

일 예로, 제어부(8)는, 가스 실린더(9)의 회전 도중, 제 1 파지 홈(113) 부근에 설치되는 한 쌍의 제 1 거리 감지 센서(116)에서 측정되는 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는, 한 쌍의 제 1 거리 감지 센서(116)에서 측정되는 거리가 각각 설정 거리 이하인 경우, 정렬이 완료되었다고 판단할 수 있다.

다른 예로, 제어부(8)는, 어느 하나의 제 1 거리 감지 센서(116)에서 설정 시간동안 측정되는 거리의 편차가 설정 크기 이내에서 유지될 경우, 정렬이 완료되었다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 정렬 확인 단계(S23)에서, 제어부(8)가 정렬이 완료되었다고 판단한 경우, 회전 플레이트(21)의 회전이 중단될 수 있고, 고정 클램프 파지 단계(S25)가 수행될 수 있다.

반대로, 제어부(8)가 정렬이 완료되지 않았다고 판단한 경우, 회전 플레이트 회전 단계(S22)는 계속 수행될 수 있고, 결과적으로 회전 플레이트 회전 단계(S22)는, 가스 실린더(9)의 정렬이 완료될 때까지 수행될 수 있다.

도 14a 내지 도 14g는 일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계를 나타내는 순서도이고, 도 15a 내지 도 15g는 일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계에 따른 가스 실린더의 회전 정렬 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

구체적으로, 도 14a는 일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.

도 14a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계(S3)는 일 실시 예에 따른 비전 모듈(3) 및 회전 지지 모듈(2)을 통해 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)가 비전 센서(31)의 맞은편 방향, 즉, 커넥터(414)를 정확하게 지향하도록 회전 정렬시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 회전 방향 정렬 단계(S3)는 압력 저감부 정렬 단계(S31), 헤드 돌출부 정렬 단계(S32) 및 정밀 정렬 단계(S33)를 포함할 수 있다.

압력 저감부 정렬 단계(S31), 헤드 돌출부 정렬 단계(S32) 및 정밀 정렬 단계(S33)에 대한 구체적인 설명은 아래 도 14b 내지 도 14g를 통해 후술하기로 한다.

도 14b는 일 실시 예에 따른 압력 저감부 정렬 단계를 나타내는 순서도이고, 도 14c는 일 실시 예에 따른 제 1 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.

도 14b 및 도 14c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 압력 저감부 정렬 단계(S31)는, 회전 플레이트(21)에 회전 가능하게 배치된 가스 실린더(9)의 실린더 헤드(92)가 그로부터 수평한 측 방향에 설치된 비전 센서(31)에 의해 촬영되는 비전 영상 상에서 실린더 헤드(92)의 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 인식 또는 감지될 수 있도록 회전 플레이트(21)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 압력 저감부 정렬 단계(S31)를 수행 하기전에, 가스 실린더(9)는, 회전축 정렬 단계(S2)를 통해 그 중심축이 회전 플레이트(21)의 회전축과 동축을 이루도록 배치되어 있을 수 있다.

예를 들어, 압력 저감부 정렬 단계(S31)는 관심 영역 설정 단계(S311), 제 1 압력 저감부 감지 단계(S312) 및 제 1 회전 정렬 단계(S313)를 포함할 수 있다.

관심 영역 설정 단계(S311)는, 비전 영상의 영역 중에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 인식 또는 감지 여부의 판단을 수행할 영역인 관심 영역(region of interest, ROI)을 설정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 관심 영역(ROI)은 도 9a와 같이 비전 영상의 중앙에 원형의 영역으로 설정될 수 있다.

다만, 관심 영역(ROI)은 다양한 형상 및 크기를 가지도록 설정될 수 있으며, 관심 영역(ROI)이 설정되지 않아도 무방할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역(ROI)이 설정되지 않을 경우, 관심 영역(ROI)은 비전 영상의 전체 영역인 것으로 이해되어도 무방하다.

예를 들어, 관심 영역(ROI)의 크기의 기준은, 비전 영상 상에서 압력 저감부(923)의 단부 표면의 전체 이미지가 관심 영역(ROI) 내에 위치할 경우, 압력 저감부(923)의 양 측 방향으로 돌출 형성된 2 개의 헤드 돌출부(924) 중, 적어도 하나의 헤드 돌출부(924)의 단부 가장자리가 관심 영역(ROI) 내에 위치될 수 있는 크기를 기준으로 할 수 있다.

다른 예로, 관심 영역(ROI)의 크기의 기준은 실린더 헤드(92)의 압력 저감부(923)의 단부 표면이 관심 영역의 정중앙에 위치할 경우, 압력 저감부(923)의 양 측 방향으로 돌출된 헤드 돌출부(924)의 단부의 가장자리 부분이 관심 영역(ROI)에서 모두 감지될 수 있는 크기를 기준으로 할 수 있다.

제 1 압력 저감부 감지 단계(S312)는, 비전 영상의 관심 영역(ROI) 내에 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 인식 또는 감지되는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제 1 압력 저감부 감지 단계(S312)에서, 제어부(8)는 비전 센서로 촬영된 비전 영상을 영상 처리 기법을 통해 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면의 이미지가 감지되는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 관심 영역(ROI) 내에서 촬영된 영상에서 주변 부분과의 픽셀 밝기의 차이를 기반으로 수행되는 영상 처리 기법을 통해 압력 저감부(923)의 표면에 해당하는 이미지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 2진 히스토그램 방식으로 압력 저감부(923)의 표면 이미지를 감지 또는 인식할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 미리 입력된 압력 저감부(923)의 단부의 표면의 형상을 기초로 관심 영역(ROI) 내에서의 이미지 매칭 과정을 통해 압력 저감부(923)의 표면 이미지를 감지할 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는, 관심 영역(ROI)에서 감지된 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 수평 방향을 기준으로 줄어든 정도 또는 해당 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 비전 영상의 중심으로부터 이격된 방향 및 거리를 기초로 가스 실린더(9)가 지향하는 방향을 측정할 수 있다.

예를 들어, 압력 저감부(923)의 단부의 표면이 원형의 형상을 가질 경우, 제어부(8)는, 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 원형도를 측정하여 압력 저감부(923)가 형성하는 각도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면의 중심점이 위치하는 지점을 파악할 수 있다.

예를 들어, 제 1 압력 저감부 감지 단계(S312)에서, 제어부(8)가 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지를 인식 또는 감지하는 경우, 압력 저감부 정렬 단계(S31)는 종료될 수 있다.

반대로, 도 15a 및 도 15b와 같이 제어부(8)가 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지를 인식 또는 감지하지 못할 경우, 제 1 회전 정렬 단계(S313)가 수행될 수 있다.

제 1 회전 정렬 단계(S313)는, 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지될 때까지, 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 통해 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제 1 회전 정렬 단계(S313)는, 전체 영역 확장 단계(S3131), 제 2 압력 저감부 감지 단계(S3132), 탐색 회전 단계(S3133), 압력 저감부 방향 감지 단계(S3134) 및 제 1 각도 회전 단계(S3135)를 포함할 수 있다.

전체 영역 확장 단계(S3131)는, 비전 영상의 영역 중에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 감지 여부를 판단할 영역을 관심 영역(ROI)에서 비전 영상의 전체 영역으로 확장하는 단계일 수 있다.

제 2 압력 저감부 감지 단계(S3132)는, 제어부(8)가 비전 영상의 전체 영역에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지되는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

탐색 회전 단계(S3133)는, 제 2 압력 저감부 감지 단계(S3132)에서, 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지되지 않을 경우, 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 미리 설정된 "탐색 각도"만큼 회전하여 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 탐색 회전 단계(S3133)는 비전 영상에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 인식 또는 감지될 때까지 수행될 수 있다.

압력 저감부 방향 감지 단계(S3134)는, 제 2 압력 저감부 감지 단계(S3132)에서, 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지되는 경우 수행될 수 있다. 예를 들어, 압력 저감부 방향 감지 단계(S3134)는 도 15b와 같이 제어부(8)가 감지되는 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 비전 영상의 중심으로부터 이격된 방향을 감지하는 단계일 수 있다.

제 1 각도 회전 단계(S3135)는, 압력 저감부 방향 감지 단계(S3134)에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 이격된 방향에 기초하여 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 "제 1 각도"만큼 회전시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제 1 각도는 탐색 각도보다 작을 수 있다.

예를 들어, 도 15b와 같이 비전 영상 상에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 비전 영상의 중심으로부터 좌측에 위치할 경우, 제어부(8)는 회전 플레이트(21)를 회전축에 대해 반 시계 방향으로 회전시킴으로써, 도 15c와 같이 압력 저감부(923)의 돌출 단부의 표면이 비전 영상의 중심 쪽으로 이동할 수 있다.

제 1 각도 회전 단계(S3135)가 수행된 이후, 제 1 압력 저감부 감지 단계(S312)가 다시 수행될 수 있고, 제 1 각도만큼 회전한 압력 저감부(923)의 돌출 단부의 표면의 이미지가 관심 영역(ROI)내에 존재하는지 여부가 다시 판단될 수 있다.

결과적으로, 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지될 때까지, 제 1 회전 정렬 단계(S313)가 지속적으로 수행될 수 있고, 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 감지되는 경우에는 압력 저감부 정렬 단계(S31)는 종료될 수 있다.

도 14d는 일 실시 예에 따른 헤드 돌출부 정렬 단계를 나타내는 순서도이고, 도 14e는 일 실시 예에 따른 제 2 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.

도 14d 및 도 14e를 참조하면, 일 실시 예에 따른 헤드 돌출부 정렬 단계(S32)는, 압력 저감부 정렬 단계(S31) 이후, 관심 영역(ROI) 내에서 압력 저감부(923)의 돌출 단부의 위치를 기준으로 양측으로 돌출되는 2 개의 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 가장자리가 감지되도록 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부 정렬 단계(S32)는 헤드 돌출부 양단 감지 단계(S322) 및 제 2 회전 정렬 단계(S323)를 포함할 수 있다.

헤드 돌출부 양단 감지 단계(S322)는, 관심 영역(ROI) 내에서 제어부(8)가 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 양측으로 돌출되는 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 가장자리 이미지를 감지한 이후, 2 개의 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 가장자리 이미지가 모두 인식 또는 감지되는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어 제어부(8)는, 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 가장자리를 경계로 형성되는 픽셀의 밝기 차이를 통해, 상기 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 수직한 방향으로 배치되는 가장자리 이미지를 감지할 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부 양단 감지 단계(S322)에서, 도 15d와 같이, 관심 영역(ROI) 내에서 2개의 헤드 돌출부(924)의 돌출 단부의 가장자리 이미지가 모두 감지되는 경우, 헤드 돌출부 정렬 단계(S32)는 종료될 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부 양단 감지 단계(S322)에서, 도 15c와 같이 압력 저감부(923)의 단부의 표면이 비전 센서(31)를 마주보도록 충분히 회전되지 않음으로써, 2 개의 헤드 돌출부(924) 중 하나의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지만 감지되는 경우, 제 2 회전 정렬 단계가 수행될 수 있다.

제 2 회전 정렬 단계(S323)는, 관심 영역(ROI) 내에서 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 감지될 때까지, 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 통해 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제 2 회전 정렬 단계(S323)는 헤드 돌출부 방향 감지 단계(S3231) 및 제 2 각도 회전 단계(S3232)를 포함할 수 있다.

헤드 돌출부 방향 감지 단계(S3231)는, 도 15c와 같이 제어부(8)가 비전 영상에서 감지된 하나의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 압력 저감부(923)의 표면 이미지로부터 이격되어 있는 방향을 측정하는 단계일 수 있다.

제 2 각도 회전 단계(S3232)는, 헤드 돌출부 방향 감지 단계(S3231)에서 측정된 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 압력 저감부(923)의 표면 이미지로부터 이격되어 있는 방향에 기초하여 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 "제 2 각도"만큼 회전시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제 2 각도는 제 1 각도보다 작을 수 있다.

예를 들어, 도 15c와 같이 감지된 하나의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 압력 저감부(923)의 표면 이미지로부터 우측 방향으로 이격되어 있을 경우, 제어부(8)는 회전 플레이트(21)를 반시계 방향으로 제 2 각도만큼 회전시킴으로써, 도 15d와 같이 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 양측으로 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 모두 감지되도록 실린더 헤드(92)의 방향을 조절할 수 있다.

제 2 각도 회전 단계(S3232)가 수행된 이후, 헤드 돌출부 양단 감지 단계(S322)가 다시 수행될 수 있고, 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 모두 관심 영역(ROI)내에 존재하는지 여부를 다시 판단할 수 있다.

결과적으로, 관심 영역(ROI) 내에 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 모두 감지될 때까지, 제 2 회전 정렬 단계(S323)가 지속적으로 수행될 수 있고, 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가 모두 감지될 경우, 헤드 돌출부 정렬 단계(S32)는 종료될 수 있다.

도 14f는 일 실시 예에 따른 정밀 정렬 단계를 나타내는 순서도이고, 도 14g는 일 실시 예에 따른 제 3 회전 정렬 단계를 나타내는 순서도이다.

도 14f 및 도 14g를 참조하면, 일 실시 예에 따른 정밀 정렬 단계(S33)는, 헤드 돌출부 정렬 단계(S32) 이후, 비전 영상 내에서 압력 저감부(923)의 표면의 중심 위치로부터 양측으로 돌출되는 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리가 동일해질 때까지 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 정밀 정렬 단계(S33)는 헤드 돌출부 양단 거리 비교 단계(S332) 및 제 3 회전 정렬 단계(S333)를 포함할 수 있다.

헤드 돌출부 양단 거리 비교 단계(S332)는, 관심 영역(ROI) 내에서 제어부(8)가 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리를 측정한 이후, 각각 측정된 거리가 서로 동일한지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어 제어부(8)는, 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 수평 방향에 따른 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지 측정한 거리를 비교할 수 있다.

예를 들어, 헤드 돌출부 양단 거리 비교 단계(S332)에서, 제어부(8)가 도 15e와 같이 비전 영상에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리가 동일한 것으로 판단할 경우, 정밀 정렬 단계(S33)는 종료될 수 있다.

반대로, 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지 측정된 거리가 동일하지 않을 경우, 제 3 회전 정렬 단계(S333)가 수행될 수 있다.

제 3 회전 정렬 단계(S333)는, 비전 영상 내에서 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리가 동일할 때까지, 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 통해 가스 실린더(9)를 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제 3 회전 정렬 단계(S333)는 양단 거리 차이 측정 단계(S3331) 및 제 3 각도 회전 단계(S3332)를 포함할 수 있다.

양단 거리 차이 측정 단계(S3331)는, 제어부(8)가 비전 영상에서 감지된 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 각각의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리의 크기 차이를 측정하는 단계일 수 있다.

제 3 각도 회전 단계(S3332)는, 양단 거리 차이 측정 단계(S3331)에서 측정된 2개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리까지의 거리의 대소관계에 기초하여 제어부(8)가 회전 플레이트(21)를 "제 3 각도"만큼 회전시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제 3 각도는 제 2 각도보다 작을 수 있다.

예를 들어, 도 15d와 같이 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 이격되는 거리가 압력 저감부(923) 좌측의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 부분보다 우측의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 부분에서 더 클 경우, 제어부(8)는 회전 플레이트(21)를 반시계 방향으로 제 3 각도만큼 회전시킴으로써, 도 15e와 같이 압력 저감부(923)의 표면 이미지의 중심으로부터 양측의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지가지의 수평 거리가 동일해지도록 실린더 헤드(92)의 방향을 조절할 수 있다.

제 3 각도 회전 단계(S3332)가 수행된 이후, 헤드 돌출부 양단 거리 비교 단계(S332)가 다시 수행될 수 있고, 압력 저감부(923)의 표면 중심으로부터 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지까지의 거리가 서로 동일한지 여부를 다시 판단할 수 있다.

결과적으로, 비전 영상 내에서 압력 저감부(923)의 표면 중심으로부터 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리 이미지까지의 거리가 서로 동일할 때까지, 제 3 회전 정렬 단계(S333)가 지속적으로 수행될 수 있고, 도 15e와 같이 2 개의 헤드 돌출부(924)의 가장자리가 압력 저감부(923)의 표면의 중심을 기준으로 동일한 거리를 형성할 경우, 정밀 정렬 단계(S33)는 종료될 수 있다.

예를 들어, 정밀 정렬 단계(S33)가 수행된 이후, 비전 영상 상에서 2 개의 헤드 돌출부(924)는 도 15e와 같이 압력 저감부(923)의 표면을 기준으로 좌우 대칭인 형상을 가질 수 있고, 도 15f과 같이 비전 센서(31)의 촬영 방향에 따른 광학축, 압력 저감부(923)의 돌출 방향 및 출구 포트(921)의 돌출 방향은 모두 평행하게 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 회전 방향 정렬 단계(S3)를 통해서, 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)는 비전 센서(31)를 통해 촬영되는 방향, 다시 말하면 비전 센서(31)의 정확히 맞은편 방향을 지향하도록 출구 포트(921)의 방향성이 형성될 수 있다.

예를 들어, 정밀 정렬 단계(S33)는, 출구 포트(921)가 비전 센서(31)의 맞은편 방향을 지향하도록 가스 실린더의 회전 정렬을 완료한 이후, 도 15g와 같이 고정 클램프(12)의 구동을 통해 가스 실린더(9)를 파지하여 가스 실린더(9)의 회전을 방지하는 고정 클램프 파지 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 고정 클램프 파지 단계(미도시)에서, 제어부(8)는 제 2 슬라이딩 구동부(128)의 구동을 통해 복수개의 마찰부(124)를 구비하는 한 쌍의 제 2 클램핑 유닛(121)으로 실린더 바디(91)의 둘레의 양측을 가압함으로써, 가스 실린더(9)의 위치와 방향을 고정시킬 수 있다.

도 16a는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 단계를 나타내는 도면이고, 도 16b 및 16c는 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 모듈을 통해 커넥터에 가스킷을 장착하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 가스킷 장착 단계(S6)는, 출구 포트(921)에 대한 커넥터(414)의 체결이 수행되기 이전에, 가스킷 장착 모듈(6)을 통해 커넥터(414)의 내부에 가스킷(G)을 장착하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 가스킷 장착 단계(S6)는 가스킷 파지 단계(S61), 픽업암 회동 단계(S62), 가스킷 배치 단계(S63) 및 픽업암 복귀 단계(S64)를 포함할 수 있다.

가스킷 파지 단계(S61)는, 회동부(61)가 가스킷 저장부(63) 상에 배치된 상태에서 파지 단부(623)를 통해 가스킷 저장부(63)상에 배치된 가스킷(G)을 파지하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 가스킷 파지 단계(S61)에서, 제어부(8)는 파지 단부(523)를 가스킷 저장부(63)의 공급 단부(631)를 향해 슬라이딩 시킴으로써, 공급 단부(631) 상에 배치되 하나의 가스킷(G)이 파지 단부(623)에 의해 파지될 수 있다.

픽업암 회동 단계(S62)는, 가스킷 파지 단계(S61)이후, 픽업부(622)가 커넥터(414) 상에 배치되도록 픽업암(62)을 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 픽업암 회동 단계(S62)에서, 제어부(8)는, 회동부(61)의 구동을 통해, 픽업암(62)을 회동하여 픽업부(622)가 커넥터(414) 상에 정확히 위치되도록 할 수 있다.

가스킷 배치 단계(S63)는, 회동부(61)가 커넥터(414) 상에 배치된 상태에서 파지 단부(623)를 통해 파지된 가스킷(G)을 커넥터(414)에 장착하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 가스킷 배치 단계(S63)에서, 제어부(8)는 파지 단부(623)를 커넥터(414)의 배관 말단부(4151)를 향해 슬라이딩 시킴으로써, 배관 말단부(4151) 상에 가스킷(G)을 장착할 수 있다.

픽업암 복귀 단계(S64)는, 가스킷 배치 단계(S63) 이후, 픽업부(622)가 가스킷 저장부(63) 상에 위치되도록 픽업암(62)을 회전시키는 단계일 수 있다.

예를 들어, 픽업암 복귀 단계(S64)에서, 제어부(8)는, 회동부(61)의 구동을 통해, 픽업암(62)을 회동하여 픽업부(622)가 가스킷 저장부(63) 상에 정확히 위치되도록 할 수 있다.

도 17a는 일 실시 예에 따른 커넥터 연결 단계를 나타내는 순서도이고, 도 17b 및 도 17c는 일 실시 예에 따른 커넥터 모듈을 출구 포트에 연결하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 커넥터 연결 단계(S4)는 커넥터(414)를 향해 출구 포트(921)가 마주보도록 정렬된 상태에서, 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)에 대한 커넥터(414)의 연결을 자동적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 연결 단계(S4)는, 커넥터 높이 조정 단계(S41), 커넥터 전진 단계(S42), 커넥터 역방향 회전 단계(S43), 커넥터 정방향 회전 단계(S44), 체결 토크 확인 단계(S45) 및 체결 거리 확인 단계(S46)를 포함할 수 있다.

커넥터 높이 조정 단계(S41)는, 회전축 정렬 단계(S3)에서, 출구 포트(921)가 비전 센서(31)의 맞은편 방향을 지향하도록 가스 실린더의 회전 정렬을 완료한 이후, 슬라이딩 프레임(73)의 구동을 통해 출구 포트(921)의 중심축의 높이를 커넥터(414)의 중심축의 높이와 일치시킬 수 있다.

예를 들어, 실린더 헤드(92) 상에서 출구 포트(921)는 압력 저감부(923)로부터 수직 방향으로 "설정 높이 간격"만큼 상측으로 이격되어 형성될 수 있다.

따라서, 커넥터 높이 조정 단계(S41)에서 제어부(8)는 비전 영상에서 감지되는 압력 저감부(923)의 표면 이미지가 위치되는 수직 좌표 및/또는 설정 높이 간격에 기초하여 수직 슬라이더(72)를 구동하여 슬라이딩 프레임(73)의 높이를 조절할 수 있다.

예를 들어, 설정 높이 간격은 상기 가스 실린더(9)의 종류에 따라 미리 입력된 값일 수 있다.

다른 예로, 설정 높이 간격은 제어부(8)가 비전 영상에서 촬영된 압력 저감부(923) 및 출구 포트(921)의 높이를 측정한 결과일 수 있다.

결과적으로, 커넥터 높이 조정 단계(S41)를 통해서, 출구 포트(921) 및 커넥터(414)의 중심축은 동축을 이루도록 형성될 수 있다.

커넥터 전진 단계(S42)는, 병진 구동 장치(42)를 구동하여 가이드 플레이트(43)의 일측에 설치된 커넥터 모듈(41)을 가스 실린더(9)를 향해 전진시킬 수 있다.

예를 들어, 커넥터 전진 단계(S42)에서 커넥터 제어부(8)는, 병진 구동 장치(42)를 통해 커넥터 모듈(41)을 "제 1 설정 거리" 이상으로 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.

예를 들어, 제 1 설정 거리는 커넥터 모듈(41)의 커넥터(414)의 단부가 초기 상태로부터 가스 실린더(9)의 출구 포트(921)의 단부와 접촉되는 위치까지 이동된 변위의 값일 수 있다. 예를 들어, 커넥터 제어부(8)는, 변위 감지 센서(47)에서 측정되는 값을 기준으로 커넥터 모듈(41)이 제 1 설정 거리까지 이동하도록 병진 구동 장치(42)를 구동할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 전진 단계(S42)가 수행되면, 커넥터(414)의 나사 체결부(4142)가 출구 포트(921)의 나사산과 동심을 이루도록 접촉되고 가압될 수 있다.

예를 들어, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산의 중심축의 위치 또는 동심이 서로 완전하게 일치되지 않은 상태로 접촉되더라도, 출구 포트(921)의 입구 부분이 체결 유도부(4143)의 경사진 홈에 접촉될 수 있다.

이어서, 커넥터(414)를 비롯한 회전 연결부(413)는 베이스 결합부(411)에 대해 회전축이 이동 또는 틸팅될 수 있으므로 커넥터(414)의 나사 체결부(4142)의 일측이 출구 포트(921)의 나사산(9211)에 접촉될 수 있도록 커넥터(414)의 회전축이 유연하게 조정될 수 있다.

커넥터 역방향 회전 단계(S43)는, 커넥터 전진 단계(S42) 이후, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 나사 체결에 따른 정확한 체결 위치 및 방향을 정렬할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 역방향 회전 단계(S43)에서, 커넥터 제어부(8)는 커넥터(414)의 나사 체결부(4142) 및 출구 포트(921)의 나사산(9211)의 일부가 접촉된 이후, 커넥터 회전 모터(412)의 구동을 통해, 커넥터(414)를 체결 방향의 역방향으로 회전시킬 수 있다.

커넥터 역방향 회전 단계(S43)에 의하면, 커넥터(414)가 출구 포트(921)를 향해 가압되는 동시에 체결 반대 방향으로 회전함에 따라서, 커넥터(414)는 회전축의 회전 동작과 동시에 회전축에 대한 틸팅 동작을 동시에 수행할 수 있다.

따라서, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산 외곽이 최대한 밀착되도록 커넥터(414)가 가압될 수 있고, 또한, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산 외곽이 접촉되는 원주면은 커넥터(414)가 출구 포트(921)의 중심축을 기준으로 회전할 수 있도록 회전 방향을 가이드할 수 있다.

이에 따라, 체결 방향의 역방향으로 회전하는 커넥터(414)는 그 회전축이 출구 포트(921)의 중심축과 동축을 이루도록 틸팅 또는 이동될 수 있으므로 커넥터(414)의 나사산은 출구 포트(921)의 나사산과 동심을 유지한 상태에서 최대한 밀착될 수 있다.

결과적으로, 커넥터 역방향 회전 단계(S43)를 통해, 커넥터(414)는 출구 포트(921)와의 나사 결합을 수행하기 위한 최적의 체결 위치 및 방향을 갖도록 정렬될 수 있다.

커넥터 정방향 회전 단계(S44)는, 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 나사산이 서로 동축을 이루도록 접촉된 상태에서, 커넥터(414)를 체결 방향으로 회전시킴으로써, 커넥터(414) 및 출구 포트(921)의 나사 결합을 수행할 수 있다.

예를 들어, 커넥터 정방향 회전 단계(S44)에서, 커넥터 제어부(8)는 커넥터 회전 모터(412)의 구동을 통해, 커넥터(414)를 체결 방향으로 회전시킬 수 있고, 이에 따라, 커넥터(414)의 나사 체결부(4142)는 출구 포트(921)의 나사산(9211)과 나사 결합되어 도 17c와 같이 상호 간의 체결이 수행될 수 있다.

체결 토크 확인 단계(S45)는. 커넥터(414)가 출구 포트(921)에 대해 체결 방향으로 회전되어 나사 결합이 수행되는 경우, 커넥터 회전 모터(412)의 회전 샤프트(4121)에 인가되는 토크 값을 기초로 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 나사 결합이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 체결 토크 확인 단계(S45)에서, 커넥터 제어부(8)는 커넥터 회전 모터(412)에 의해 회전 샤프트(4121)에 인가되는 토크 값을 토크 감지 센서(48)를 통해 파악할 수 있고, 회전 샤프트(4121)에 인가되는 토크 값이 "제 1 설정 토크 값"에 도달한 경우, 커넥터(414)의 체결이 완료된 것으로 파악하여 커넥터 회전 모터(412)의 회전을 중지할 수 있다.

반대로, 회전 샤프트(4121)에 인가되는 토크 값이 제 1 설정 토크 값 이하라면, 커넥터(414)의 체결이 완료되지 않은 것으로 판단하여, 커넥터 정방향 회전 단계(S44)를 다시 수행할 수 있다.

체결 거리 확인 단계(S46)는, 커넥터(414)가 출구 포트(921)에 대해 체결 방향으로 회전되어 나사 결합이 수행되는 경우, 커넥터 모듈(41)이 병진 구동 장치(42)로부터 수평 방향으로 이동된 변위량을 기초로 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 나사 결합이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 체결 거리 확인 단계(S46)에서, 커넥터 제어부(8)는 변위 감지 센서(47)를 통해 커넥터 모듈(41)이 병진 구동 장치(42)로부터 수평 방향으로 이동한 변위량이 "제 2 설정 거리"에 도달하였을 경우, 커넥터(414)의 체결이 완료된 것으로 파악하여 커넥터 회전 모터(412)의 회전을 중지할 수 있다.

예를 들어, 제 2 설정 거리는, 커넥터 모듈(41)의 커넥터(414)의 단부가 초기 상태로부터 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 각각의 나사산이 서로 완전하게 나사 결합되는 위치까지 이동된 변위량일 수 있다.

예를 들어, 커넥터 모듈(41)이 병진 구동 장치(42)로부터 수평 방향으로 이동한 변위량이 "제 2 설정 거리"에 도달하지 않은 것으로 판단할 경우, 커넥터(414)의 체결이 완료되지 않은 것으로 판단하여, 커넥터 정방향 회전 단계(S44)를 다시 수행할 수 있다.

예를 들어, 체결 거리 확인 단계(S46)는 체결 토크 확인 단계(S45)에서 커넥터(414)의 체결이 완료된 것으로 파악된 경우, 커넥터(414)의 체결 여부를 다시 파악하기 위해 수행될 수 있다.

이 경우, 커넥터 제어부(8)는, 커넥터 모듈(41)이 병진 구동 장치(42)로부터 수평 방향으로 이동한 변위량이 제 2 설정 거리에 도달한 경우, 커넥터(414)의 체결이 완료된 것을 최종적으로 확인할 수 있다.

반대로, 커넥터 제어부(8)는, 커넥터 모듈(41)의 변위량이 제 2 설정 거리에 도달하지 않은 것으로 판단할 경우, 커넥터(414)의 체결이 완료되지 않은 것으로 판단하여 커넥터 정방향 회전 단계(S44)를 다시 수행하도록 함으로써, 커넥터(414)의 체결을 다시 수행할 수 있다.

한편, 회전 샤프트(4121)의 토크 값이 제 1 설정 토크 값에 도달하였지만, 커넥터 모듈(41)의 변위량이 제 2 설정 거리에 도달하지 않은 경우, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 사이의 나사 결합이 형상의 오차, 이물질의 개입, 모터의 오작동 등에 의해 불안정하게 종료된 것을 의미할 수 있다.

따라서, 체결 토크 확인 단계(S45) 이후에 수행되는 체결 거리 확인 단계(S46)에서, 커넥터 제어부(8)가 커넥터(414)의 체결이 완료되지 않은 것으로 판단할 경우, 커넥터 역방향 회전 단계(S43)를 다시 수행함으로써, 커넥터(414) 및 출구 포트(921) 간의 나사산의 축을 다시 정렬하거나 상호간의 나사 결합을 완전히 해제한 이후, 다시 커넥터(414)의 결합을 수행하도록 할 수 있다.

이상의 체결 토크 확인 단계(S45) 및 체결 거리 확인 단계(S46)를 "체결 확인 단계"라고 할 수 있다. 반대되는 기재가 없는 이상, 체결 토크 확인 단계(S45) 및 체결 거리 확인 단계(S46)의 순서는 제한되지 않으며, 동시에 수행될 수도 있음을 밝혀둔다.

도 18a 및 도 18b는 일 실시 예에 따른 밸브 셔터 연결 단계를 통해 핸들에 밸브 셔터 모듈을 연결하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 18a 및 도 18b를 참조하면, 밸브 셔터 연결 단계(S5)는 커넥터(414) 및 출구 포트(921)간의 체결이 완료된 이후, 밸브 셔터 모듈(5)의 핸들 고정부(54)를 수직 방향에 따라 하측으로 이동시켜 가스 실린더(9)의 핸들(922)을 파지하는 단계일 수 있다.

예를 들어, 제어부(8)는 수직 구동 장치(51)의 구동을 통해, 핸들 고정부(54)를 핸들(922)을 향해 수직 방향으로 이동시킴으로써, 핸들 고정부(54)를 핸들(922)에 접촉되도록 할 수 있다.

이에 따라, 핸들 고정부(54)의 커버(541)는 핸들(922)을 감싸도록 배치되고, 복수개의 작동척(543) 중, 핸들(922)의 반경이 큰 가장자리 부분에 접촉되는 작동척(543)은 도 18a 및 18b와 같이, 상측으로 가압되어 삽입될 수 있다.

한편, 핸들(922)의 반경이 작은 부분에서는 작동척(543)이 핸들(922)과 맞닿지 않음으로써, 핸들(922)을 회전시킬 수 있는 위치에 배치될 수 있다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims

케이스;
상기 케이스의 바닥에 설치되고, 가스 실린더의 저면을 회전 가능하게 지지하는 회전 플레이트;
상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 회전 플레이트에 상측 방향으로 이격되어 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 고정하도록 가압하는 고정 클램프;
상기 케이스의 측벽에 설치되되, 상기 회전 플레이트를 기준으로 상기 고정 클램프보다 상측으로 더 이격되어 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압하는 회전 클램프;
상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 프레임;
일측이 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 타측이 상기 슬라이딩 프레임으로부터 상기 가스 실린더의 출구 포트를 향해 수평한 방향으로 병진 이동되는 병진 구동 장치와, 상기 병진 구동 장치의 타측에 고정되어 상기 출구 포트를 향해 이동되고, 상기 출구 포트에 대해 적어도 일부가 회전함에 따라 상기 출구 포트와 나사 결합되는 커넥터를 구비하는 커넥터 모듈;
상기 슬라이딩 프레임의 일측에서 상기 커넥터를 마주보도록 설치되고 상기 가스 실린더의 실린더 헤드를 촬영하는 비전 센서; 및
(a) 상기 비전 센서를 통해 촬영한 비전 영상에서 감지되는 상기 실린더 헤드의 압력 저감부의 표면 이미지를 감지하여 상기 압력 저감부가 상기 비전 센서를 향하도록 상기 가스 실린더를 상기 회전 클램프를 통해 파지한 상태에서 상기 회전 플레이트를 회전시키고, (b) 이후, 상기 가스 실린더를 상기 고정 클램프를 통해 파지한 상태에서 상기 커넥터 모듈을 구동하여 상기 커넥터와 상기 출구 포트를 체결시키는 제어부를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 프레임에서 상기 커넥터 및 상기 비전 센서는 서로 수평한 방향에 따라 이격되어 설치되고, 상기 회전 플레이트의 회전축은 상기 비전 센서의 광학축과 수직하게 교차되고,
상기 제어부는, 상기 비전 영상에서 감지되는 상기 실린더 헤드의 압력 저감부의 표면 이미지에 기초하여, 상기 압력 저감부가 상기 비전 센서를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시키는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 비전 영상에서 상기 압력 저감부의 표면을 기준으로 양측 방향으로 돌출된 2 개의 헤드 돌출부 중 적어도 하나의 헤드 돌출부의 단부의 가장자리 이미지를 감지하고, 상기 압력 저감부의 표면 이미지 및 상기 적어도 하나의 헤드 돌출부의 가장자리 이미지의 위치 관계에 기초하여, 상기 출구 포트가 상기 커넥터를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시키는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 클램프는,
상기 실린더 바디의 둘레 표면의 일부를 수용하는 원호 형상으로 함몰 형성된 제 1 파지 홈 및 상기 제 1 파지 홈의 원호 형상의 가장자리 둘레를 따라 방사상으로 이격되어 설치되는 복수 개의 회전 롤러를 각각 포함하고 서로 대칭되는 형상을 갖는 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛; 및
상기 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛을 서로 반대 방향으로 슬라이딩 시키는 제 1 슬라이딩 구동부를 포함하고,
상기 한 쌍의 제 1 클램핑 유닛 각각의 상기 제 1 파지 홈의 원호 형상의 곡률 중심을 연결하는 가상의 선분의 중점은 상기 회전 플레이트의 회전축 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는,
상기 출구 포트와 연통되는 배관의 말단이 수용되는 결합 공간;
상기 출구 포트에 형성된 나사산과 나사 결합될 수 있는 나사 체결부; 및
상기 출구 포트의 나사산을 상기 나사 체결부로 도입하기 위해 말단부의 형상이 경사지도록 형성된 체결 유도부를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 커넥터 모듈은,
상기 커넥터의 회전을 가이드함과 동시에 상기 커넥터의 회전축의 틸팅을 수행하는 틸팅 베어링을 더 포함하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
케이스;
상기 케이스의 바닥에 설치되고, 가스 실린더의 저면을 회전 가능하게 지지하는 회전 플레이트;
상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압하는 회전 클램프;
상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 프레임;
(a) 일측이 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 타측이 상기 슬라이딩 프레임으로부터 상기 가스 실린더의 출구 포트를 향해 수평한 방향으로 병진 이동되는 병진 구동 장치와, (b) 상기 병진 구동 장치에 의해 이동되는 커넥터 회전 모터와, (c) 상기 커넥터 회전 모터에 회전 가능하게 연결되어 상기 출구 포트에 대해 회전함에 따라 상기 출구 포트와 나사 결합되는 커넥터를 구비하는 커넥터 모듈; 및
상기 슬라이딩 프레임에 설치되어 상기 가스 실린더의 핸들을 파지하여 회전시키는 밸브 셔터 모듈을 포함하고,
상기 밸브 셔터 모듈은,
상기 회전 플레이트의 회전축과 동축을 갖는 원형의 브라켓, 상기 브라켓의 외주면과 상면의 일부를 감싸도록 설치되는 커버 및 상기 브라켓의 가장자리를 따라서 상기 브라켓의 하측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부분이 상기 브라켓 및 커버 사이의 공간으로 삽입되는 복수개의 작동척을 구비하는 핸들 고정부;
상기 핸들 고정부를 회전시키는 핸들 회전 모터; 및
상기 핸들 고정부를 상기 슬라이딩 프레임에 대해 지면과 수직한 방향으로 이동시키는 수직 구동 장치를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
케이스;
상기 케이스의 바닥에 설치되고, 가스 실린더의 저면을 회전 가능하게 지지하는 회전 플레이트;
상기 케이스의 측벽에 설치되고, 상기 가스 실린더의 실린더 바디의 둘레의 양측을 회전 가능하도록 가압하는 회전 클램프;
상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 프레임;
(a) 일측이 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 타측이 상기 슬라이딩 프레임으로부터 상기 가스 실린더의 출구 포트를 향해 수평한 방향으로 병진 이동되는 병진 구동 장치와, (b) 상기 병진 구동 장치에 의해 이동되는 커넥터 회전 모터와, (c) 상기 커넥터 회전 모터에 회전 가능하게 연결되어 상기 출구 포트에 대해 회전함에 따라 상기 출구 포트와 나사 결합되는 커넥터를 구비하는 커넥터 모듈; 및
상기 슬라이딩 프레임에 설치되고, 상기 커넥터에 가스킷을 장착하는 가스킷 장착 모듈을 포함하고,
상기 가스킷 장착 모듈은,
상기 슬라이딩 프레임의 일측에 설치되고 가스킷을 수용하는 가스킷 저장부;
상기 슬라이딩 프레임의 타측에 설치되어 상기 커넥터의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 기준으로 회동하는 회동부; 및
일단은 상기 회동부에 연결되고 상기 일단으로부터 연장된 타단이 상기 가스킷 저장부 및 상기 커넥터 사이에서 회전하는 픽업암을 포함하고,
상기 픽업암은,
상기 픽업암의 단부에 설치되어, 적어도 일부가 상기 회동부의 회전축 방향으로 이동함으로써 상기 가스킷의 파지 또는 장착을 수행하는 픽업부를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 시스템.
회전 클램프를 통해 가스 실린더의 원통형 실린더 바디의 둘레 표면을 회전 가능하게 가압한 상태에서 상기 실린더 바디를 지지하는 회전 플레이트를 회전시킴으로써 상기 실린더 바디의 중심축의 위치를 상기 회전 플레이트의 회전축의 위치와 일치하도록 정렬시키는 회전축 정렬 단계;
가스 실린더의 출구 포트에 대한 체결을 수행하는 커넥터와 상기 커넥터를 회전시키는 커넥터 회전 모터를 구비하는 커넥터 유닛을 병진 구동 장치를 통해 상기 커넥터를 출구 포트를 향해 이동시킨 이후, 상기 커넥터를 회전시켜 상기 커넥터를 상기 출구 포트에 대해 체결하는 커넥터 연결 단계; 및
상기 커넥터 연결 단계 이전에 수행되고, 상기 커넥터의 반대편에 배치되고 상기 가스 실린더의 실린더 헤드를 측방향으로 촬영하는 비전 센서를 통해 상기 실린더 헤드의 압력 저감부의 표면 이미지를 감지하여 상기 압력 저감부가 상기 비전 센서를 향하도록 상기 회전 플레이트를 회전시키는 회전 방향 정렬 단계를 포함하고,
상기 회전 방향 정렬 단계는, 상기 출구 포트가 상기 비전 센서의 맞은편 방향을 지향하도록 상기 가스 실린더의 회전 정렬을 완료한 이후, 고정 클램프를 통해 상기 가스 실린더를 파지하여 상기 가스 실린더의 회전을 방지하는 고정 클램프 파지 단계를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 방법.
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회전 클램프를 통해 가스 실린더의 원통형 실린더 바디의 둘레 표면을 회전 가능하게 가압한 상태에서 상기 실린더 바디를 지지하는 회전 플레이트를 회전시킴으로써 상기 실린더 바디의 중심축의 위치를 상기 회전 플레이트의 회전축의 위치와 일치하도록 정렬시키는 회전축 정렬 단계;
가스 실린더의 출구 포트에 대한 체결을 수행하는 커넥터와 상기 커넥터를 회전시키는 커넥터 회전 모터를 구비하는 커넥터 유닛을 병진 구동 장치를 통해 상기 커넥터를 출구 포트를 향해 이동시킨 이후, 상기 커넥터를 회전시켜 상기 커넥터를 상기 출구 포트에 대해 체결하는 커넥터 연결 단계; 및
상기 커넥터 연결 단계 이전에 수행되고, 상기 커넥터의 회전축과 평행하게 이격된 회전축 기준으로 회전하는 픽업암이, 상기 커넥터로부터 이격되어 있는 가스킷 저장부에 수용된 가스킷을 파지한 상태에서 상기 커넥터를 향해 회동한 이후, 파지한 상기 가스킷을 상기 커넥터에 장착하는 가스킷 장착 단계를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 방법.
회전 클램프를 통해 가스 실린더의 원통형 실린더 바디의 둘레 표면을 회전 가능하게 가압한 상태에서 상기 실린더 바디를 지지하는 회전 플레이트를 회전시킴으로써 상기 실린더 바디의 중심축의 위치를 상기 회전 플레이트의 회전축의 위치와 일치하도록 정렬시키는 회전축 정렬 단계;
가스 실린더의 출구 포트에 대한 체결을 수행하는 커넥터와 상기 커넥터를 회전시키는 커넥터 회전 모터를 구비하는 커넥터 유닛을 병진 구동 장치를 통해 상기 커넥터를 출구 포트를 향해 이동시킨 이후, 상기 커넥터를 회전시켜 상기 커넥터를 상기 출구 포트에 대해 체결하는 커넥터 연결 단계; 및
상기 커넥터 연결 단계 이후에 수행되고, 상기 회전 플레이트의 회전축과 동축을 갖는 원형의 브라켓, 상기 브라켓의 외주면과 상면의 일부를 감싸도록 설치되는 커버 및 상기 브라켓의 가장자리를 따라서 상기 브라켓의 하측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부분이 상기 브라켓 및 커버 사이의 공간으로 삽입되는 복수개의 작동척을 구비하는 핸들 고정부를 상기 핸들을 향해 하측으로 이동시킴으로써 상기 핸들의 파지를 수행하는 밸브 셔터 연결 단계를 포함하는 가스 실린더 자동 결합 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 회전축 정렬 단계 이전에 수행되고, 상기 회전 플레이트의 회전축을 향해 수평하게 돌출된 로딩 감지 센서의 일부가 가압되는지 여부를 통해 상기 가스 실린더의 로딩 여부를 판단하는 로딩 감지 단계를 더 포함하는 가스 실린더 자동 결합 방법.