KR102032120B1 - 스핀들유닛 자동조립시스템과 스핀들유닛 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들유닛 자동조립장치와 방법에 관한 것으로, 다수의 너트(2)가 미리 설정된 간격으로 정렬되어 배치된 복수개의 카세트(4)와, 상기 카세트(4)들을 지지하는 트레이(5)를 구비하여 스핀들과 체결하기 위한 너트들을 수용하여 공급하는 너트 공급부(1)와, 상기 너트 공급부에서 너트를 픽업하여 이송하기 위한 이송부(10)를 구비하여, 카세트로 부터 픽업된 너트를 지그에 안착시켜 공급하도록 된 너트공급장치(A)와, 스핀들을 자동으로 공급하는 스핀들 공급부(100)와, 상기 스핀들 공급부(100)에 의해 공급되는 스핀들을 다음 공정으로 이송하기 위한 이송로더부(150), 상기 이송로더부(150)에 의해 이송되는 스핀들을 너트들에 자동으로 체결하는 스핀들 체결부(200)를 구비하는 스핀들 공급 및 체결장치(B), 및 스핀들유닛에서 스핀들에 대해 너트가 정위치되게 정렬하는 정위치 정렬기(350)와 상기 정위치 정렬기(350)에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭을 측정하기 위한 갭검사기(390)가 회전판(340) 위에 설치된 검사부(339)와, 상기 카세트(404)를 지지하는 트레이(405)를 상하 이동시키고 상기 회전판(340)의 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)을 픽업하여 상기 카세트(404)로 배치시키는 이송부(410)를 구비하는 스핀들유닛 검사장치(C)를 포함하여 구성됨으로써, 공급되는 너트에 대해 이종 여부를 검사하여 다른 규격의 너트 공급에 따른 문제가 해결되고, 정렬기에 의해 지그에서 너트의 기준점에 대하여 나사 시작점이 일정하게 공급할 수 있으며, 공급되는 스핀들에 너트를 체결함에 있어 가체결기와 정체결기에 의해 잼이 발생되지 않고 일정한 체결력으로 스핀들에 너트가 조립될 수 있고, 갭검사기에서 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 일정하게 유지될 수 있어, 조립되는 스핀들유닛의 품질을 일정하게 유지하여 품질향상 효과와, 스핀들유닛의 불량률 감소 및 생산성 향상의 효과가 있다.

Description

스핀들유닛 자동조립시스템과 스핀들유닛 조립방법{A METHOD AND APPARATUS FOR ASSEMBLYING SPINDLE UNITS}

본 발명은 차량의 긴급 제동장치에 사용되는 스핀들유닛 자동조립시스템에 관한 것으로, 특히 스핀들유닛의 스핀들과 너트를 자동으로 공급하여 조립함에 있어 너트와 스핀들의 공급과 체결, 검사 및 배출에 이르기까지의 전 공정을 자동화하여 생산되는 스핀들유닛의 조립불량을 방지하고, 생산성을 향상시키도록 개선된 스핀들유닛 자동조립시스템과, 스핀들유닛 조립방법에 관한 것이다.

차량의 긴급 제동 브레이크장치는 바퀴와 함께 회전하는 디스크에 대해 디스크의 양쪽 측면을 가압하여 제동을 수행하도록 배치된 한 쌍의 패드플레이트의 가압을 위해 피스톤을 진퇴시키는 스핀들유닛을 포함한다.

이러한 스핀들유닛은 외주면에 나사가 형성된 축부와 상기 축부 상부에 원판 형태로 형성된 헤드를 포함하는 스핀들이 나사가 내경측에 형성된 너트에 조립되어 구성된다.

이러한 스핀들유닛의 체결공정은 예전에는 전동 드라이버를 이용한 작업자의 수작업에 의존하는 경우가 많았으나, 최근에는 자동화 기술의 발전에 따라 생산자동화된 설비에 의해 수행되는 경우가 통상적이다.

이러한 자동화된 설비에 의한 생산성 향상을 위해, 스핀들과 같은 볼트류를 너트에 나사결합하여 조립하는 조립공정에는 피더(feeder)라고 불리우는 자동 부품 공급기가 스핀들을 체결하기 위한 체결용 너트를 연속적으로 공급하여 부품의 볼트 체결공에 안착시킨 다음 볼트 체결기에 의해 볼트를 체결하여 조립을 완성하도록 한다.

이러한 볼트와 너트의 자동 체결조립장치의 예로서, 한국 등록특허 제10-1380918호(등록일자 2014년03월27일)에는, 베이스 프레임과; 상기 베이스 프레임에 의해 부상된 상태로 지지되며, 다수의 단위 볼트를 일렬로 적층하여 자유낙하 가능하게 수납하는 직관형 파이프 구조로 형성되며, 측벽에 오픈 윈도우를 가지는 공급 볼트 수납용 카세트 튜브와, 상기 오픈 윈도우는 최하단에 정렬되는 단위 볼트의 직상방 단위 볼트의 세팅 구간에 형성되며; 상기 오픈 윈도우를 통하여 상기 카세트 튜브에 수용된 상기 직상방 단위 볼트를 간섭하기 위해 구동되도록 상기 베이스 프레임에 구비된 가이드 핑거와; 상기 카세트 튜브의 끝단부에 노출되도록 정렬되는 상기 최하단 단위 볼트를 착탈 가능한 상태로 파지하도록 상기 베이스 프레임에 구비된 그리퍼; 및 상기 가이드 핑거와 상기 그리퍼를 연계적으로 구동시켜 주기 위해 상기 베이스 프레임에 구비된 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼트 공급장치가 개시되어 있다.

상기한 종래 기술에서는 그리퍼에 파지된 단위 볼트가 자유 낙하하여 직하방에 위치한 조립 부품의 볼트 체결공, 즉 너트부에 안착되도록 하여 공급이 완료되는 구성으로, 볼트와 너트의 나사의 시작점에 대하여 전혀 고려되지 않고 있다.

또한, 다른 예로서, 한국 등록실용신안 공고 제1995-0010570호(공고일자 1995년12월21일)에는 기대의 회전축에 회전반을 2단으로 축착하여 상부에는 가이드 레일을 환설하고 하부에는 스프링에 하향 탄지시킨 승강스핀들을 회동자 내부에 다수로 축삽하여 풀리에 의해 일괄 회동할 수 있도록 함과 동시에, 상기 승강스핀들이 경사레일에 의해 스핀들 공급 위치(A)에서 볼트 공급위치(B)까지 점차 상승 자전 하면서 볼트에 스핀들를 자동 조립할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 볼트 스핀들 자동 조립기가 개시되어 있다.

그러나, 차량의 긴급 제동 브레이크장치에 공급되는 스핀들유닛에서, 너트들의 나사 시작 위치가 일정하지 않은 상태로 공급되어 스핀들과 나사결합되는 경우나, 스핀들에 대해 너트들을 일정하지 않은 체결력으로 나사결합되는 경우, 및 스핀들과 너트 사이의 갭이 일정하지 않는 경우에는 상기 너트들과 스핀들이 조립된 스핀들유닛을 사용하여 조립되는 차량의 긴급 제동 브레이크장치는 제동작용이 일정하게 발휘되지 않게 되므로, 긴급 제동 브레이크장치의 품질관리에 문제가 발생되었다. 이러한 스핀들유닛의 스핀들과 너트의 나사 시작 위치의 차이, 스핀들과 너트의 나사결합력의 차이 및 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 일정하지 않는 경우로 인해 생산되는 브레이크장치들에 대한 정밀 조정이 필요함에 따라 브레이크장치의 생산성이 저하되는 문제가 발생되었다.

한국 등록특허 제10-1380918호(등록일자 2014년03월27일) 한국 등록실용신안 공고 제1995-0010570호(공고일자 1995년12월21일)

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하도록, 너트와 스핀들 공급과 체결 및 검사의 일련의 전 공정들을 자동화하여 공급되는 너트들의 나사 시작 위치가 일정하도록 공급하고, 스핀들과 너트가 일정한 체결력으로 체결되게 하고, 조립되는 스핀들과 너트의 갭이 일정하게 유지되도록 하여 조립되는 스핀들유닛의 품질을 일정하게 유지할 수 있도록 개선된 스핀들유닛 자동조립시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스핀들에 너트를 자동으로 조립하는 스핀들유닛 자동조립방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 스핀들유닛 자동조립시스템은, 다수의 너트가 미리 설정된 간격으로 정렬되어 배치된 복수개의 카세트와, 상기 카세트들을 지지하는 트레이를 구비하여 스핀들과 체결하기 위한 너트들을 수용하여 공급하는 너트 공급부와, 상기 너트 공급부에서 너트를 픽업하여 이송하기 위한 이송부를 구비하여, 카세트로 부터 픽업된 너트를 지그에 안착시켜 공급하도록 된 너트공급장치(A)와,

스핀들을 수용하는 카세트에서 스핀들을 자동으로 공급하는 스핀들 공급부와, 상기 스핀들 공급부에 의해 공급되는 스핀들을 다음 공정으로 이송하기 위한 이송로더부, 상기 이송로더부에 의해 이송되는 스핀들을 너트들에 자동으로 체결하는 스핀들 체결부를 구비하는 스핀들 공급 및 체결장치(B), 및

스핀들유닛에서 스핀들에 대해 너트가 정위치되게 정렬하는 정위치 정렬기와 상기 정위치 정렬기에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭을 측정하기 위한 갭검사기가 회전판 위에 설치된 검사부와, 스핀들유닛을 수용하는 카세트를 지지하는 트레이를 상하 이동시키고 상기 회전판의 지그에 안착된 스핀들유닛을 픽업하여 상기 카세트로 배치시키는 이송부를 구비하는 스핀들유닛 검사장치(C)를 포함하여 구성된다.

상기 너트공급장치(A)는, 상기 이송부에 의해 지그에 안착시켜 공급되는 너트를, 상기 너트에 미리 형성된 기준점을 중심으로 일정한 위치로 정렬시켜 공급하기 위한 원점 정렬부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원점 정렬부는 회전판에 배치된 지그의 직 상방에 배치되는 물림부, 상기 물림부를 회전시키기 위한 서보모터와, 그 출력축에 제공된 커플링, 상기 커플링에 연결된 토크클러치, 상기 토크클러치의 출력축에 대하여 스프링에 의해 탄성적으로 상기 물림부를 지지하는 지지부재와, 토크클러치와 결합되어 상기한 서보모터를 지지하기 위한 브라켓, 상기 브라켓과 결합되고 지지부(60)에 제공된 가이드부재에서 상하 이동가능하게 배치된 슬라이더, 상기 지지부의 상부에 장착되고 실린더로드와 결합되고 상기 슬라이더와 결합된 스크류를 구비한 에어실린더를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 원점정렬부에서 너트들을 정렬시키기에 앞서, 상기 이송부에 의해 공급되는 너트들이 규격이 동일한 것인지 여부를 검사하도록 이종검사부를 더 포함하며,

상기 이종검사부는 조립할 규격의 너트의 외경보다 큰 내경을 갖는 컵부재들이 스프링에 의해 탄성적으로 상하 이동할 수 있게 지지부재에 배치되고, 상기 지지부재의 저면측에는 실린더의 피스톤로드들이 고정되어 구성될 수 있다.

상기 이송부는 상기한 너트 공급부의 카세트에 배치된 너트를 픽업하기 위한 핑거부와, 상기 핑거부를 가로방향으로 이동시키기 위한 제1 가이드부, 상기 제 1 가이드부를 세로방향으로 이동시키기 위한 제 2 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 핑거부는, 너트의 홀에 삽입되어 너트의 내측면과 맞물려 너트를 픽업하기 위한 복수개의 핑거팁들과 상기 핑거팁들을 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 작동시키는 핑거작동부를 구비한 핑거조립체, 상기 핑거조립체를 회전시키기 위해 핑거조립체가 지지되는 브라켓이 출력축에 연결된 회전구동부, 상기 회전구동부를 승하강시키도록 회전구동부의 상면에 고정된 고정판에 출력축이 연결된 에어실린더, 및 상기 고정브라켓에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 너트공급장치(A)는 너트를 후속 공정으로 이송하기 위한 이송로더부를 더 포함하며, 상기 이송로더부는 두개의 이격되어 배치된 이송가이드들과, 상기 두개의 이송가이드들 사이에서 양단부가 이송가이드들의 단부의 직하방에 배치된 이송대, 상기 이송대 위에서 상기 이송가이드들 각각의 직하방에서 왕복이동하도록 배치되고 지그가 장착된 슬라이더를 포함하며,

상기 각각의 이송가이드에는 이동체가 배치되고, 상기 이동체들에는 각각 에어실린더가 장착되고, 상기 에어실린더들의 로드는 고정판에 고정되고, 상기 고정판에는 이격되어 배치된 두개의 가이드봉이 제공되고, 상기 고정판의 저면에는 상기한 핑거조립체를 구비한 핑거부가 제공된다.

상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)의 스핀들 공급부는 핑거부로 스핀들을 픽업하여 회전판의 지그에 안착시키는 이송부를 포함하고,

상기 스핀들 체결부는 상기 이송부에 의해 회전판의 지그에 안착된 스핀들에 너트를 가체결하는 가체결기와, 상기 스핀들에 가체결된 너트를 미리 설정된 토크로 정체결하는 정체결기를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)는 스핀들들을 지그에 안착시키기 전에 스핀들 헤드에 오일을 도포하도록 오일 도포부를 더 포함하며, 상기 오일 도포부는 오일컵을 구비할 수 있다.

상기 가체결기는 회전판에 배치된 지그의 직 상방에 배치되는 물림부, 상기 물림부를 회전시키도록 커플링을 통해 출력축에 연결된 정역회전가능한 모터와, 상기 모터를 지지하기 위한 브라켓이 연결된 슬라이더, 상기 슬라이더가 상하로 슬라이드가능하게 장착된 가이드가 제공된 지지부, 상기 지지부의 상부에 설치된 정역회전가능한 서보모터, 상기 서보모터의 출력축에 장착된 감속기를 통하여 상기 슬라이더를 구동시키는 볼스크류를 포함하여 구성된다.

상기 정체결기는 프레임의 상단에 제공된 브라켓에 장착된 서보모터와 서보감속기, 상기 서보감속기의 출력축과 연결된 볼스크류, 상기 볼스크류와 나사결합되어 상하 이동하도록 상기 프레임에 장착된 가이드에서 슬라이드되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 설치된 브라켓에 의해 지지되는 서보모터와 서보감속기, 상기 서보감속기의 출력축에 장착되어 출력을 단속적으로 전달하는 토크클러치, 상기 토크클러치를 통해 전달되는 토크의 크기를 감지하는 토크센서, 상기 토크센서의 출력측에 연결된 커플링을 통해 회전축의 하단부에 장착되어 스핀들에 나사결합된 너트를 회전시키도록 된 체결구를 포함하여 구성된다.

상기 스핀들유닛 검사장치(C)는 검사부에 앞서, 상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)에서 조립된 스핀들유닛을 픽업하여 이송하는 이송부,

상기 이송부에 의해 이송된 스핀들유닛에서 과잉의 오일을 제거하기 위한 오일 제거룸을 구비하며 스핀과 너트 조립공정에서 도포된 과잉 오일을 제거하여 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 정확한 갭 측정을 위한 오일 제거부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 정위치 정렬기는 프레임과, 상기 프레임 상부에 일정 높이 조정가능하게 고정된 홀더와 연결된 지지판 전면에 설치된 가이드부에서 슬라이드가능한 슬라이더, 상기 슬라이더와 스크류가 출력축에 결합된 정역회전가능한 모터, 상기 슬라이더에 결합된 브라켓 상부에 설치된 모터, 상기 모터의 출력축에 커플링으로 연결되고 클러치에 연결된 회전축의 하단에 제공되어 지그에 안착된 스핀들유닛의 너트를 회전시키도록 맞물리는 물림부를 포함하여 구성된다.

상기 갭검사기는 정위치 정렬기에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지 여부를 검사하기 위하여, 설치대 위에 장착된 비젼카메라를 포함하며, 상기 비젼카메라는 회전판에 설치되는 지그에 안착된 스핀들유닛의 하단에서 스핀들의 플랜지에 돌출 형성된 기준점과 너트 하단에서 돌출된 기준점이 맞물리는 위치를 촬영하도록 구성된다.

본 발명의 스핀들유닛 자동조립방법은, 카세트에서 공급되는 너트에 대해 규격에 적합한 너트인지를 검사하는 이종검사를 수행하고, 너트에 형성된 기준점에 대해 일정하게 정렬하여 너트를 공급하는 너트를 공급하는 단계와,

카세트에서 공급되는 스핀들에 너트를 배치한 다음 미리 설정된 토크로 일정한 체결력으로 정체결하여 스핀들유닛을 조립하느 스핀들 공급 및 체결하는 단계,

조립된 스핀들유닛에서 스핀들과 너트에 형성된 기준점들 사이의 갭을 측정하여, 측정된 갭이 미리 설정된 허용가능한 범위내에 있는지를 검사하여 합격판정을 받은 스핀들유닛에 대해 카세트로 자동으로 배출하는 스핀들유닛 검사단계를 포함하여 구성된다.,

상기 스핀들 공급 및 체결단계에서, 카세트에서 공급되는 스핀들에 대해 스핀들헤드에 오일을 도포하여 지그에 안착시키며, 상기 정체결에 앞서 스핀들과 너트의 체결시 잼이 발생되지 않게 나사결합 및 풀림방향으로 회전시켜 가체결하고,

상기 스핀들유닛 검사단계에서, 갭을 측정하기 전에 스핀들과 너트에 형성된 기준점들이 일정한 범위내에 있도록 정렬시키도록 한다.

본 발명에 의한 스핀들유닛 자동조립시스템은, 공급되는 너트에 대해 이종 여부를 검사하여 다른 규격의 너트 공급에 따른 문제가 해결되고, 정렬기에 의해 지그에서 너트의 기준점에 대하여 나사 시작점이 일정하게 공급할 수 있으며, 공급되는 스핀들에 너트를 체결함에 있어 가체결기와 정체결기에 의해 잼이 발생되지 않고 일정한 체결력으로 스핀들에 너트가 조립될 수 있고, 갭검사기에서 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 일정하게 유지될 수 있어, 조립되는 스핀들유닛의 품질을 일정하게 유지하여 품질향상 효과와, 스핀들유닛의 불량률 감소 및 생산성 향상의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 스핀들유닛 자동조립시스템의 개략적인 평면도.
도 2는 도 1의 너트공급장치에서 다수의 너트들이 핑거부에 의해 픽업될 수 있게 일정 간격으로 정렬되어 배치되고 핑거부에 의한 너트 픽업 위치로 승강될 수 있는 카세트를 지지하는 트레이 구조를 개략적으로 보여준다.
도 3은 도 1의 너트 자동공급장치의 공급가이드에 장착된 핑거부의 개략적인 사시도.
도 4는 도 3의 핑거부에 의해 공급되는 너트가 규격이 동일한 것인지 여부를 확인하기 위한 이종검사부를 보여준다.
도 5는 도 4의 핑거부에 의해 공급된 너트가 회전테이블 위에 배치된 지그들에 안착된 경우 회전테이블을 회전시키기 위해 지그에 너트의 안착을 확인하기 위한 회전테이블상의 지그와 센서 배치를 보여주는 부분 평면도.
도 6은 도 5에서 회전테이블상의 지그에 너트가 배치된 상태에서 너트에 제공된 기준점에 대해 일정한 위치에 너트를 배치하기 위한 원점 정렬장치의 개략적인 측면도.
도 7은 도 6의 원점 정렬장치에 의해 정렬된 너트를 후속 공정으로 이송하기 위한 이송로더의 개략적인 사시도.
도 8은 도 1의 스핀들 자동공급장치의 공급가이드에 제공된 핑거부의 개략적인 사시도.
도 9는 도 8의 핑거부에 의해 공급되는 스핀들의 축부에 오일을 묻혀 스핀들와의 나사체결이 원활하게 이루어지도록 하는 스핀들 축부에 대한 오일 도포공정을 보여준다.
도 10은 도 8의 핑거부에 의해 공급된 스핀들에 대해 스핀들와의 나사결합전에 스핀들의 동심도를 검사하여 조립되는 스핀들유닛의 불량을 사전에 방지하도록 하는 스핀들의 동심도 검사부를 보여준다.
도 11은 도 10에서 동심도검사를 거쳐 스핀들을 회전테이블상의 지그에 배치한 다음 공급되는 스핀들와의 나사결합시 잼현상을 방지하기 위한 가체결을 수행하는 가체결부의 정면과 측면도.
도 12는 도 11에서 스핀들에 스핀들를 가체결한 다음 일정한 토크로 너트를 스핀들에 정체결하는 정체결부의 정면과 부분측면도.
도 13은 도 1의 스핀들유닛 검사장치에서 스핀들유닛에 대한 검사의 정확성을 위해 스핀들과 너트에 도포된 과잉의 오일을 제거하기 위한 오일제거부의 개략적인 사시도.
도 14는 도 13의 오일제거룸의 개략적인 단면도.
도 15는 오일이 제거된 스핀들과 너트 사이의 갭을 정확히 측정하기 위해 스핀들에 대한 너트를 정위치시키는 정위치 정렬기의 정면도와 측면도.
도 16은 도 15의 정위치 정렬기에 의해 지그에서 정렬된 스핀들과 너트의 갭을 검사하기 위한 갭검사기의 개략적인 측면도.
도 17은 도 16에서 촬영한 화상으로 스핀들과 너트 사이의 기준점의 갭이 미리 설정된 갭 범위내에 있는지를 검사하기 위한 갭검사 화상사진.
도 18은 도 17의 갭검사부에서의 합격판정을 받은 스핀들유닛을 카세트에 자동으로 배출하기 위한 스핀들유닛 이송부의 개략적인 사시도.
도 19는 도 18에서 스핀들유닛의 배출 위치에서의 핑거부의 개략적인 사시도.

이하에서는 본 발명에 의한 스핀들유닛 자동조립시스템의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 있어서, 본 발명에 의한 스핀들유닛 자동조립시스템은, 카세트로 부터 너트를 회전판에 배치된 지그로 자동으로 공급하는 너트공급장치(A)와, 카세트로 부터 스핀들을 회전판에 배치된 지그에 배치하여 공급한 스핀들에 너트를 체결하여 조립하는 스핀들 공급 및 체결장치(B), 및 체결된 스핀들유닛의 스핀들과 너트 사이의 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지 여부를 검사하여 카세트로 자동으로 배출하는 스핀들유닛 검사장치(C)를 포함한다.

도 1, 2에 있어서, 본 발명에 의한 너트 자동공급장치(A)는 스핀들과 체결하기 위한 너트들을 수용하여 공급하는 너트 공급부(1)와, 상기 너트 공급부에서 너트를 픽업하여 이송하기 위한 이송부(10), 공급되는 너트 규격이 동일한 것인지 여부를 검사하는 이종검사부(30), 공급된 너트를 기준점을 중심으로 일정한 위치로 정렬시켜 공급하기 위한 원점 정렬부(50) 및 정렬된 너트를 후속 공정으로 이송하기 위한 이송로더부(70)를 포함한다.

상기 너트 공급부(1)는 다수의 너트(2)가 미리 설정된 간격으로 정렬되어 배치된 복수개의 카세트(4)와, 상기 카세트(4)들을 지지하는 트레이(5)를 포함하며, 상기 트레이(5)는 모터(6)로 구동되는 스크류(7)와 나사결합되어 카세트(4)를 이송부에 제공된 핑거부에 의해 너트들이 픽업되는 높이로 승강시키도록 구성된다. 상기 너트(2)들은 카세트(4)에서 수직으로, 즉 너트에 형성된 홀(3)이 수직으로 되게 배치되어 있다.

상기 이송부(10)는 상기한 너트 공급부(1)의 카세트(4)에 배치된 너트(2)를 픽업하기 위한 핑거부(11)와, 상기 핑거부(11)를 가로방향으로 이동시키기 위한 제1 가이드부(20), 상기 제 1 가이드부(20)를 세로방향으로 이동시키기 위한 제 2 가이드부(26)를 포함한다. 상기 제 1, 2 가이드부는 LM가이드로 구성될 수 있다.

상기 핑거부(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 너트(2)의 홀(3)에 삽입되어 너트의 내측면과 맞물려 너트(2)를 픽업하기 위한 복수개의 핑거팁(12), 상기 핑거팁(12)들을, 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 공압에 의해 작동시키는 예를들어 에어척으로 구성되는 핑거작동부(13)를 포함한 핑거조립체(14), 상기 핑거조립체(14)를 회전시키기 위해 핑거조립체(14)가 지지되는 브라켓(15)이 출력축에 연결된 회전구동부(16), 상기 회전구동부(16)를 승하강시키도록 회전구동부(16) 상면에 고정된 고정판(17)에 출력축이 연결된 에어실린더(18)와 상기 고정브라켓(17)에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(19)을 포함한다.

상기 핑거부(11)에는 도시된 실시예에서 2개의 핑거조립체(14)들이 쌍으로 제공되어 있지만, 하나 또는 그 이상의 핑거조립체가 제공될 수도 있다.

상기 핑거부(11)는 이동브라켓(22)에 의하여 제 1 가이드부(20)에 고정되고, 상기 이동브라켓(22)은 가이드봉(19)들이 관통되고 에어실린더(18)를 지지한다. 상기 이동브라켓(22)은 LM가이드로 구성되는 제 1 가이드부(25)에서 그 길이방향으로 이동하도록 설치된 이동체로서 구성된다.

상기 이종검사부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 공급되는 너트(2)들이 생산할 스핀들유닛의 규격에 맞는 것인지 여부를 확인하기 위한 것으로, 생산한 규격의 내경을 갖는 컵부재(31)들이 스프링(22)에 의해 탄성적으로 상하 이동할 수 있게 지지부재(25)에 배치되고, 상기 지지부재(25)의 저면측에는 실린더(27)의 피스톤로드(28)들이 고정되어 구성된다. 도시된 실시예에서는 핑거부(11)에 제공된 2개의 핑거조립체(14)들에 의해 픽업된 너트들에 대한 검사를 위해서, 2개의 컵부재(31)가 진행방향으로 인접하여 2개가 나란하게 지지부재(25)에 제공되어 있다.

상기 핑거부(11)의 핑거팁(12)들이 너트(2)를 픽업한 다음에는 제 1 가이드부(20)가 제 2 가이드부(25)의 길이방향으로 이동하여 이동브라켓(22)에 설치된 핑거부(11)가 이종검사부(30)와 동일한 폭방향 위치에 배치된 다음, 제 1 가이드부(25)에서 이동체로서의 이동브라켓(22)이 폭방향으로 이동하여 상기 핑거조립체(14)에 의해 픽업된 너트(2)들이 상기 이종검사부(30)의 컵부재(31) 바로 위의 위치에서 정지된다.

그런 다음, 상기 이종검사부(30)의 실린더(27)가 작동하여 피스톤로드(28)들이 상승하고 지지부재(25)의 컵부재(31) 속으로 핑거조립체(14)에 의해 픽업된 너트(2)가 삽입되게 한다. 이와 같이 너트(2)가 상기 컵부재(31) 속에 삽입되면 도면에 도시되지 않은 센서에 의해 이를 감지하여 생산할 스핀들유니트에 적합한 규격의 것으로 판단하여 후속 공정으로 계속 진행시키고, 너트(2)가 미리 설정된 컵부재(31)의 내경보다 커서 컵부재의 상단에 너트의 상부가 걸리면, 상기 핑거부(11)는 인접하여 제공되는 불합격 회수통으로 이동하여 이종으로 불합격된 너트를 떨어뜨려 회수되게 한다.

상기 너트가 이종검사부에의 이종검사에서 통과된 다음에는, 상기 핑거부(11)는 이종검사부(30)에서 이격되어 배치된 회전판(40)에 미리 설정된 원주상의 간격으로 이격되어 고정된 지그(41)들에 안착시킨다. 이를 위해, 상기 제 1 가이드부(11)가 제 2 가이드부(25)에서 회전판(40)에 인접한 위치까지 이동한다. 이때, 이종검사부에서 일직선으로 2개의 컵부재(31)에 대응된 위치에서, 핑거부(11)의 회전구동부(16)가 작동하여 브라켓(15)를 회전시켜 핑거조립체(14)를 회전판(40)에 배치된 2개의 지그(41)들 바로 위에 배치시킨다.

그런 다음, 핑거부(11)의 에어실린더(18)가 작동하여 피스톤로드가 하강함에 따라 회전구동부(16)와 함께 핑거조립체(14)들이 회전판(40)에 배치된 지그(41)들 바로 위에서 지그(40)로 하강하여 너트(2)가 지그(41)에 삽입배치된 다음에 핑거조립체(14)의 에어척으로 구성된 핑거작동부(13)에 의해 핑거팁(12)들이 벌어진 상태에서 서로 근접되게 내측으로 이동하여 너트(2)의 홀(3) 내측면과 맞물린 상태에서 해제되는 너트가 지그(41)에 안착된다.

상기 회전판(40)의 외측 가장자리에는 핑거부(11)의 핑거조립체(14)와 같은 수의 지그(41)들이 인접하여 쌍으로 배치되고, 이러한 지그 쌍들은 회전판 외주면에서 일정 간격으로 이격되어 제공되고, 회전판(40)은 상기 지그(41) 쌍들의 간격만큼씩 순차적으로 회전된다.

상기 회전판(40)의 중심부에는 고정판(44)이 배치되고 상기 고정판(44)의 외주면에 인접한 위치에 상기 회전판(40)의 외주면에 배치된 지그(41) 쌍들에 대향되게 (예를들어 수광소자의) 센서(45)들이 도 5에 도시된 바와 같이 배치되고, 상기 회전판(40)의 외측에 상기 센서(45)들과 동일 높이로 세워진 상태로 (예를들어 발광소자의) 센서(46)들이 배치되며, 상기 센서(45,46)들 사이에 각각의 지그(41)가 배치됨과 함께 상기 지그(41)에는 상기 센서들과 같은 높이에서 너트가 삽입되는 빈 공간의 중심부를 관통하는 관통홀(48)이 형성되어 있다.

이로써, 상기 센서(46)에서 발광된 빛이 센서(45)에서 감지되는 경우에는 지그(41)에 너트가 배치되지 않은 것으로 감지하고, 상기 센서(46)의 빛이 센서(45)에서 감지되지 않는 경우에는 지그(41) 속에 너트(2)가 안착된 것으로 감지하여 프로그램에 의해 후속 공정이 진행되게 제어되며, 이를 위해 상기 회전판(40)이 미리 설정된, 지그 쌍들이 배치된 간격의 회전각도만큼 회전된다.

상기 회전판(40)의 외측에는 지그(41)들에 안착된 너트들을, 너트 헤드 저면에 제공된 기준점을 중심으로 일정하게 배치하여 정렬시키기 위하여, 원점 정렬부(50)가 제공된다.

상기 원점 정렬부(50)는 도 5에 도시된 실시예에서 2개가 한 쌍으로 배치된 지그(41)들에 대응하여 2개가 제공되어 있으나, 제공되는 쌍의 지그의 수를 달리하면 그에 맞는 수의 원점 정렬부(50)를 배치한다. 상기 원점 정렬부(50)는 지그에 안착되는 너트를 정위치시키기 위한 것으로, 먼저 나사가 풀리는 방향으로 지그에서 회전시킨 다음 나사가 물리는 방향으로 역회전시켜 너트가 지그에 비스듬히 안착되는 것을 바로잡아 후속 공정에서 비스듬히 배치되는 너트에 의해 잼이 발생되는 것을 방지한다.

상기 원점 정렬부(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전판(40)에 배치된 지그(41)의 직 상방에 배치되는 물림부(51), 상기 물림부(51)를 회전시키기 위한 서보모터(52)와, 그 출력축에 제공된 커플링(53), 상기 커플링(53)에 연결된 토크클러치(55), 상기 토크클러치(55)의 출력축에 대하여 스프링(56)에 의해 탄성적으로 상기 물림부(51)를 지지하는 지지부재(57)와, 토크클러치(55)와 결합되어 상기한 서보모터를 지지하기 위한 브라켓(58), 상기 브라켓(58)과 결합되고 지지부(60)에 제공된 가이드부재(61)에서 상하 이동가능하게 배치된 슬라이더(62), 상기 지지부(60)의 상부에 장착되고 실린더로드와 결합되고 상기 슬라이더(62)와 나사연결된 스크류(63)를 구비한 에어실린더(65)를 포함한다.

이로써, 상기 에어실린더(65)의 작동으로 스크류(63)가 정역 회전됨에 따라 상기 토크클러치(55)를 통하여 회전력이 전달되어 스크류(63)와 나사연결된 슬라이더(62)가 상하로 이동함에 따라 상기 슬라이더(62)를 상하 이동가능하게 지지하는 지지브라켓(67)과 함께 서보모터(52)와 토크클러치(55) 및 물림부(51)들로 함께 상하 이동하게 된다. 상기 물림부(51)가 하측으로 이동하여 지그(41)에 안착된 너트(2)의 홀(3)에 물린 상태에서 서보모터((52)가 작동하면 토크클러치를 통해 회전력이 물림부로 전달되어 물림부와 맞물린 너트가 지그에서 풀리는 방향으로 회전하게 된다.

상기 물림부(51)와 접촉된 상태로 지그에서 회전하는 너트가 기준점으로서 돌출된 돌출부에 걸리게 되면 토크클러치에서 토크가 전달되지 않게 되어 과도한 회전력이 너트에 작용하지 않게 되고, 이때 센서에 의해 제공되는 감지신호에 응답하여 상기 서보모터(52)는 역방향으로, 나사가 물리는 방향으로 미리 설정된 일정한 회전수로 회전하여 지그에 배치된 너트는 기준점으로서의 돌출부로 부터 일정한 위치에 정렬하게 된다. 이와같이 공급되는 너트들은 모두 동일하게 기준점으로 부터 일정한 위치에 정위치되어 정렬된 상태로 공급됨으로써, 후속적으로 스핀들과의 나사결합 위치가 일정하게 유지되게 하여 조립되는 스핀들유닛의 품질을 일정하게 유지할 수 있게 한다.

상기한 원점 정렬부(50)에서 너트가 정렬된 다음, 회전판(40)이 회전되어 정렬된 너트가 배치된 지그들을 후속 공정으로 배출하기 위한 이송로더부(70)에 인접하여 배치시킨다.

상기 이송로더부(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 두개의 이격되어 배치된 이송가이드(73)(74)들과, 상기 두개의 이송가이드들 사이에서 양단부가 이송가이드들의 단부의 직하방에 배치된 이송대(75), 상기 이송대(75) 위에서 상기 이송가이드(73)(74)들 각각의 직하방에서 왕복이동하도록 배치된 슬라이더(76)를 포함한다. 상기 슬라이더(76)들에는 각각 도시된 실시예에서 두개의 지그(78)들이 장착되어 있다.

상기 이송가이드(73)(74)들은 예를들어 LM가이드들로 구성될 수 있으며, 상기 각각의 이송가이드에는 이동체(80)(81)가 배치되고, 상기 이동체(80)(81)들에는 각각 에어실린더(82)(83)가 장착되고, 상기 에어실린더들의 로드(85)는 고정판(86)에 고정되고, 상기 고정판(86)에는 이격되어 배치된 두개의 가이드봉(87)이 제공되고, 상기 고정판(86)의 저면에는 도 3에 도시되고 설명된 것과 동일한 구조의 핑거조립체(14)를 구비한 핑거부(11)가 제공된다.

상기한 바와 같이, 회전판(40)이 회전되어 원점 정렬된 너트(2)들이 배치된 지그(41)가 상기 이송가이드(73)에 인접하여 배치되면, 상기 이송가이드(73)의 핑거부(11)의 핑거조립체(14)가 하강하여 핑거팁(12)이 너트(2)의 홀(3)에 삽입되어 벌어져서 내측면과 맞물리게 되고, 그런 다음 핑거조립체(14)가 에어실린더(82)에 의해 승강되고, 도면에서 좌측으로 이동체(80)가 이동하여 이송대(75)의 단부에 배치된 슬라이더(76)의 지그(78) 속에 너트(2)를 안착시킨다.

상기 너트(2)가 지그(78)에 안착된 상태에서 슬라이더(76)는 이송대(75)에서 도면에서 좌측의 단부쪽으로 이동한다. 이때, 상기 이송대(75)의 단부쪽의 직상방에 위치한 이송가이드(74)에 장착된 핑거부(11)의 핑거조립체(14)는 에어실린더(83)에 의해 하강하여 핑거팁(12)에 의해 너트(2)의 홀(3) 내측면과 맞물린 다음, 에어실린더에 의해 승강되고, 이송가이드(74)의 반대쪽 단부로 이동체(81)가 이동하여 후속적으로 상기 너트와 스핀들이 체결되어 스핀들 유닛을 조립하게 된다.

상기한 너트 자동공급장치에서 스핀들유닛 조립을 위해 공급되는 모든 너트가 거기에 형성된 기준점에 대하여 일정한 위치에서 핑거부에 의해 자동으로 스핀들과의 체결공정으로 공급할 수 있게 된다.

도 1, 8 내지 10에 있어서, 본 발명에 의한 스핀들유닛용 스핀들 공급 및 체결장치(B)는 스핀들을 자동으로 공급하는 스핀들 공급부(100)와, 상기 스핀들 공급부(100)에 의해 공급되는 스핀들을 다음 공정으로 이송하기 위한 이송로더부(150), 상기 이송로더부(150)에 의해 이송되는 스핀들을 너트들에 자동으로 체결하는 스핀들 체결부(200)를 포함한다.

상기 스핀들 공급부(100)는 다수의 스핀들(101)이 미리 설정된 간격으로 정렬되어 배치된 복수개의 카세트(104)와, 상기 카세트(104)들을 지지하는 트레이(105)를 포함하며, 상기 트레이(105)는 모터로 구동되는 스크류와 나사결합되어 카세트(104)를 이송부(110)에 제공된 핑거부에 의해 스핀들(101)들이 픽업되는 높이로 승강시키도록 구성된다. 상기 스핀들(101)들은 카세트(104)에서 수직으로, 즉 스핀들에서 나사가 형성된 축부(103)가 수직상방으로 세워져 배치되어 있다.

상기 이송부(110)는 상기한 스핀들 공급부(100)의 카세트(104)에 배치된 스핀들(101)를 픽업하기 위한 핑거부(111)와, 상기 핑거부(111)를 가로방향으로 이동시키기 위한 제1 가이드부(120), 상기 제 1 가이드부(120)를 세로방향으로 이동시키기 위한 제 2 가이드부(126)를 포함한다. 상기 제 1, 2 가이드부는 LM가이드로 구성될 수 있다.

상기 핑거부(111)는 상기 스핀들(101)의 축부(103)와 맞물려 스핀들(101)를 픽업하기 위한 복수개의 핑거팁(112), 상기 핑거팁(112)들을, 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 공압에 의해 작동시키는 예를들어 에어척으로 구성되는 핑거작동부(113)를 포함한 핑거조립체(114), 상기 핑거조립체(114)를 회전시키기 위해 핑거조립체(114)가 지지되는 브라켓(115)이 출력축에 연결된 회전구동부(116), 상기 회전구동부(116)를 승하강시키도록 회전구동부(116) 상면에 고정된 고정판(117)에 출력축이 연결된 에어실린더(118)와 상기 고정브라켓(117)에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(119)을 포함한다.

상기 핑거부(111)에는 도시된 실시예에서 2개의 핑거조립체(114)들이 쌍으로 제공되어 있지만, 하나 또는 그 이상의 핑거조립체가 제공될 수도 있다.

상기 핑거부(111)는 이동브라켓(122)에 의하여 제 1 가이드부(120)에 고정되고, 상기 이동브라켓(122)은 가이드봉(119)들이 관통되고 에어실린더(118)를 지지한다. 상기 이동브라켓(122)은 LM가이드로 구성되는 제 1 가이드부(125)에서 그 길이방향으로 이동하도록 설치된 이동체로서 구성된다.

상기 핑거부(111)에 의해 스핀들을 카세트에서 픽업한 상태로 제 1 가이드부(120)가 제 2 가이드부(126)에서 이동한 다음 오일 도포부(130)에서 스핀들 헤드에 오일을 도포한다.

상기 오일도포부(130)는 공급되는 스핀들(101)들을 회전판에 설치된 지그에 안착시키기 전에 지그의 홈에 삽입되는 스핀들 헤드가 맞물리지 않고 원활하게 삽입 및 배출될 수 있게 오일을 스핀들 헤드에 도포하는 것이다. 도시된 실시예에서는 핑거부(111)에 제공된 2개의 핑거조립체(114)들에 의해 픽업되어 이송되는 스핀들의 헤드에 오일을 도포하기 위해 2개의 오일컵(131)이 진행방향으로 인접하여 2개가 나란하게 지지부재(125)에 제공되어 있다.

상기 핑거부(111)의 핑거팁(112)들이 스핀들(101)를 픽업한 다음에는 제 1 가이드부(120)가 제 2 가이드부(125)의 길이방향으로 이동하여 이동브라켓(122)에 설치된 핑거부(111)가 오일도포부(130)와 동일한 폭방향 위치에 배치된 다음, 제 1 가이드부(125)에서 이동체로서의 이동브라켓(122)이 폭방향으로 이동하여 상기 핑거조립체(114)에 의해 픽업된 스핀들(101)들이 상기 오일도포부(130)의 컵부재(31) 바로 위의 위치에서 정지된다.

그런 다음, 상기 오일도포부(130)의 실린더(127)가 작동하여 피스톤로드(128)들이 상승하고 지지부재(125)의 오일컵(131) 속으로 핑거조립체(114)에 의해 픽업된 스핀들(101)이 삽입되게 한다. 이와 같이 스핀들(101)이 상기 오일컵(131) 속에 삽입되어 스핀들 헤드에 오일이 도포된 다음, 곧바로 상기 피스톤로드(128)가 하강하여 스핀들(101)이 오일컵에서 분리된 다음에, 상기 제 1 가이드부(111)가 제 2 가이드부(125)에서 회전판(140)에 인접한 위치까지 이동한다. 이때, 오일도포부(130)에서 일직선으로 2개의 오일컵(131)에 대응된 위치에서, 핑거부(111)의 회전구동부(116)가 작동하여 브라켓(115)를 회전시켜 핑거조립체(114)를 회전판(140)에 배치된 2개의 지그(141)들 바로 위에 배치시킨다.

그런 다음, 핑거부(111)의 에어실린더(118)가 작동하여 피스톤로드가 하강함에 따라 회전구동부(116)와 함께 핑거조립체(114)들이 회전판(140)에 배치된 지그(141)들 바로 위에서 하강하여 스핀들(101)이 지그(141)에 삽입배치된 다음에 핑거조립체(114)의 에어척으로 구성된 핑거작동부(113)에 의해 핑거팁(112)들이 벌어져 스핀들(101)의 축부(103)와 맞물린 상태에서 해제됨으로써 스핀들이 지그(141)에 안착된다.

상기 회전판(140)의 외측 가장자리에는 핑거부(111)의 핑거조립체(114)와 같은 수의 지그(141)들이 인접하여 쌍으로 배치되고, 이러한 지그 쌍들은 회전판 외주면에서 일정 간격으로 이격되어 제공되고, 회전판(140)은 미리 설정된 제어프로그램에 따라 상기 지그(141) 쌍들의 간격만큼씩 순차적으로 회전된다.

상기 회전판(140)에 쌍으로 장착된 지그(141)들은 각각 측방향으로 관통홀이 형성되어 있고, 상기 회전판(141)에서 외측으로 인접한 위치에 상기 지그 쌍들을 향하여 배치된 2개의 센서(145,146)들이 배치되어 있다. 상기 센서들중 하나의 센서(145)는 발광소자로 구성되고, 다른 하나의 센서(146)는 수광소자로 구성되어 상기 센서(145)로 부터의 빛을 쌍으로 배치된 지그(141)들의 관통홀을 통과하여 반대쪽의 센서(146)에 의해 감지된 경우에는 지그속에 스핀들이 안착되지 않은 것으로 판단하고, 수광소자의 센서(146)에 의해 센서(145)에서 발광된 빛을 감지하지 못하는 경우에는 지그 속에 스핀들이 안착된 것으로 판단하여 신호를 발생하고 그 신호에 응답하여 모터에 의해 회전판(140)이 미리 설정된, 지그 쌍들이 배치된 간격의 회전각도만큼 회전하여 다음의 지그(141) 쌍들에 스핀들을 공급할 수 있게 한다.

상기와 같이 회전판(140)에서 스핀들이 안착된 지그(141) 쌍들이 후속 공정에서 너트와 체결을 위한 배출측에 도달하게 되면 이송로더부(150)에 의해 스핀들 체결부(200)로 이송된다.

상기 이송로더부(150)는 스핀들 공급부(100)의 회전판(140)의 외주면 상방의 위치에서 스핀들 체결부(200)의 회전판(240)의 외주면 상방의 위치까지 연장되어 설치된 이송가이드(151)와, 상기 이송가이드(151)에서 슬라이드되게 장착된 슬라이더(152)에 소정 간격 이격되어 설치되어 스핀들 공급부(100)의 회전판(140)의 지그(141)에서 스핀들을 픽업하여 인접한 스핀들 체결부(200)의 회전판(240)에 설치된 지그(241)들에 안착하기 위한 두개의 핑거부(161, 161')를 포함한다.

상기 핑거부(161,161')들은, 스핀들 공급부(100)의 핑거부(111)의 구성과 동일하다. 즉, 상기 핑거부(161)는 스핀들(101)의 축부(103)와 맞물려 스핀들(101)를 픽업하기 위한 복수개의 핑거팁(162), 상기 핑거팁(162)들을, 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 공압에 의해 작동시키는 예를들어 에어척으로 구성되는 핑거작동부(163)를 포함한 핑거조립체(164), 상기 핑거조립체(164)가 지지되는 브라켓(165)이 출력축에 연결되어 상기 핑거조립체(164)를 승하강시키도록 지지부재(167)의 상면에 장착된 에어실린더(168)와, 상기 고정브라켓(167)에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(169)을 포함하여 구성된다. 인접하여 설치된 핑거부(161')는 상기한 핑거부(161)의 구성과 동일하되, 상기 핑거조립체(164)를 회전시키도록 상기 브라켓(165)가 회전구동부((166)가 상기 지부재(167)의 저면측에 제공된 점에서 차이가 있다. 상기 핑거부(161,161')들은 공통의 브라켓(168)으로 두개의 핑거부(161,161')들이 함께 스핀들들을 다음 공정으로 이송하게 된다.

또한, 상기 스핀들 공급부(100)의 회전판(140)과 스핀들 체결부(200)의 회전판(240) 사이에는 스핀들의 헤드와 플랜지의 동심도를 검사하기 위한 동심도 검사부(170)가 설치되어 상기 핑거부(161,161')에 의해 스핀들을 이송하는 과정에서 스핀들의 동심도 검사를 수행하여 스핀들유닛의 엄격한 품질유지를 자동으로 할 수 있게 된다.

상기 동심도 검사부(170)는 도시된 실시예에서 헤드부가 하측에 위치한 상태로 핑거부(161)에 의해 이송되는 스핀들의 플랜지가 안착되는 두개의 시트(172)가 형성된 동심도 검사대(171)와, 상기 동심도 검사대(171)의 하측에서 시트(172)와 동일 중심선상에 배치되어 상기 시트(172)에 배치되는 스핀들의 헤드와 플랜지를 찰영하는 카메라(177)를 포함하며, 상기 카메라(177)에 의해 촬영된 영상을 도면에 도시되지 않은 제어부에서 분석하여 미리 설정되어 저장된 스핀들 헤드와 플랜지의 동심도 편차에 대한 기준치와 비교하여 합격 여부를 판정하여 불합격된 스핀들은 스핀들 체결부로 공급하지 않고 별도의 수집통으로 배출케 하고 합격된 스핀들은 너트와 체결을 위해 후속의 스핀들 체결부(200)로 이송한다.

상기 동심도 검사대(171)의 시트(172)는 투명하고 중앙에 관통홀이 형성된 판부재로 형성되어 상기 시트(172)에 안착되는 스핀들(101)의 헤드가 상기 관통홀을 통해 하방으로 배치되고 플랜지는 판부재에 배치되어 스핀들이 시트에 안착된 상태에서 상기 플레이트의 하측에 배치된 카메라(177)가 헤드와 플랜지의 동심도를 판정하기 위한 영상 수집을 위한 촬영을 하게 된다.

또한, 상기 동심도 검사대(171)와 카메라(177) 사이에는 선명한 촬영을 위해 환형의 조명기(179)가 배치된다.

또한, 상기 동심도 검사대(171)를 중심으로 양측에는 발광소자와 수광소자로 된 두개의 센서(181,182)가 배치되어 상기 센서들의 신호에 의해 상기 동심도 검사대(171)의 시트(712) 상에 스핀들이 위치하고 있는지를 판단하여 후속 공정이 순차적으로 진행되게 한다.

상기 이송로더부(150)는 스핀들 공급부(100)의 회전판(140)의 지그(141)가 인접하여 배치될 때, 도면에서 이송가이드(151)의 우측에 배치된 슬라이더(152)에 장착된 핑거부(161)의 핑거조립체(164)가 하강하여 핑거팁(162)으로 스핀들의 축부를 맞물고 다시 승강된 다음, 슬라이더(122)가 이송가이드(151)에서 도면에서 좌측으로 이동하여, 상기한 동심도 검사부(170)의 동심도 검사대(171)의 시트(172) 위에 핑거조립체(154)가 위치하게 된다.

이 상태에서 핑거조립체(154)가 하강하여 핑거팁(162)이 맞물고 있던 스핀들의 축부를 해제하여 상기 시트(172) 위에 스핀들을 안착시킨 다음, 상기 슬라이더(152)는 도면에서 우측으로 슬라이드되어 핑거부(161)는 공급부(100)의 회전판상의 지그 위로 이동하면, 핑거부(161')의 핑거조립체(164')는 동심도 검사대(171)의 시트(172) 바로 위에 위치하게 된다. 그런 다음, 전술한 바와 같이 핑거부(161)의 핑거조립체(164)가 하강하여 공급부(100)의 회전판에 배치된 지그에 안착된 스핀들을 픽업함과 함께 핑거부(161')의 핑거조립체(164')도 동심도 검사대(171)의 시트(172) 위에 안착되어 동심도 검사를 마친 스핀들을 픽업한다.

그런 다음, 슬라이더(152)가 도면에서 좌측으로 이동하여 핑거부(161)의 핑거조립체(164)가 검사할 스핀들을 동심도 검사대에 안착시키는 동안 핑거부(161')는 스핀들 체결부(200)의 회전판(240)에 배치된 지그(241) 위에 위치한 다음 하강하여 스핀들을 안착시킨다.

도 1, 11, 12에 있어서, 상기 스핀들 체결부(200)는 회전판(240)에 일정간격으로 배치된 지그(241)들에 스핀들이 안착된 다음, 그 스핀들의 축부가 홀에 삽입되게 배치되는 너트를 가체결하는 가체결기(230)와, 상기 가체결기(230)에 인접하여 배치되어 상기 스핀들에 가체결된 너트를 미리 설정된 체결력으로 체결하는 정체결기(270)를 포함한다.

상기 회전판(240)의 중심부에는 고정판(244)이 배치되고, 상기 고정판(244)의 외주면에 인접한 위치에 상기 회전판(240)의 외주면에 배치된 지그(241)들에 대향되게 발광소자인 센서(245)들이 배치되고, 상기 회전판(240)의 외측에 상기 센서(245)들과 동일 높이로 세워진 상태로 수광소자인 센서(246)들이 배치된다.

상기 가체결기(230)는 도시된 실시예에서 2개가 한 쌍으로 배치된 지그(241)들에 대응하여 2개가 제공되어 있으나, 제공되는 쌍의 지그의 수를 달리하면 그에 맞는 수의 가체결기를 배치한다.

상기 가체결기(230)는 회전판(240)에 배치된 지그(241)의 직 상방에 배치되는 물림부(251), 상기 물림부(251)를 회전시키도록 커플링(253)을 통해 출력축에 연결된 정역회전가능한 모터(252)와, 상기 모터를 지지하기 위한 브라켓(257)이 연결된 슬라이더(258), 상기 슬라이더(258)가 상하로 슬라이드가능하게 장착된 가이드(261)가 제공된 지지부(260), 상기 지지부(260)의 상부에 설치된 정역회전가능한 서보모터(261), 상기 서보모터의 출력축에 장착된 감속기(222)를 통하여 상기 슬라이더(258)를 구동시키는 볼스크류(265)를 포함한다.

이로써, 상기 센서(245,246)들 사이에 지그(241)가 배치되면 상기 센서(245,246)들 사이에 빛이 감지되지 못함으로써, 이 경우의 상기 센서들의 발생신호에 대하여 회전판의 지그(241)가 가체결기의 물림부(251) 밑에 도착한 것으로 판단하여 가체결기가 동작하도록 미리 설정된 프로그램에 의해 제어된다.

이와 같이, 상기 가체결기(230)에서는 회전판(240)의 회전에 의해 물림부(251) 직하방에 지그(241)가 배치되면, 서보모터(261)에 의해 슬라이더(258)가 가이드(261)에서 미리 설정된 거리만큼 하강한 다음, 모터(252)에 의해 물림부(251)가 스핀들에서 너트가 나사풀림 방향으로 회전한 다음, 반대로 너트가 스핀들에 나사결합 방향으로 회전하여 가체결한다. 이러한 가체결은 스핀들(101) 위에 너트(2)가 배치될 때 비스듬하게 배치되는 경우에 너트(2)를 체결하게 되는 경우에 스핀들(101)과 너트(2)에 잼이 발생됨에 따른 문제 발생을 방지하여 생산성을 향상시키고, 정체결기에서 잼발생시 무리한 나사체결로 인한 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 가체결기(230)에서 스핀들(101)에 너트(2)를 가체결한 다음, 인접하여 배치된 정체결기(270)에서 미리 설정된 토크로 스핀들에 너트를 체결한다.

상기 정체결기(270)는 프레임(271)의 상단에 제공된 브라켓에 장착된 서보모터(275)와 서보모터의 출력축에 연결된 서보감속기(276), 상기 서보감속기(276)의 출력축과 커플링(279)을 통해 연결된 볼스크류(280), 상기 볼스크류(280)와 나사결합되어 나사물림방향 및 해제방향으로 상하 이동하도록 상기 프레임(271)에 장착된 가이드(274)에서 슬라이드되는 슬라이더(281), 상기 슬라이더(281)에 설치된 브라켓에 의해 지지되는 서보모터(282)와 서보감속기(283), 상기 서보감속기(283)의 출력축에 장착되어 출력을 단속적으로 전달하는 토크클러치(285), 상기 토크클러치(285)의 출력축은 커플링(286)을 통해 연결되어 상기 토크클러치(285)를 통해 전달되는 토크의 크기를 감지하는 토크센서(287), 상기 토크센서(287)의 출력측에 연결된 커플링(288)을 통해 회전축(289)의 하단부에 장착되어 스핀들에 나사결합된 너트를 회전시키도록 된 체결구(290)를 포함한다.

이로써, 상기 정체결기(270)의 체결구(290) 직하방에 위치하는 회전판(140)의 지그(141)에 배치된, 가체결된 스핀들(101)과 너트(2)를 미리 설정된 토크로 정체결시킨다.

상기 정체결기에 의한 정체결 과정은 아래와 같이 수행된다. 상기 체결구(290)의 직하방에 회전판(140)의 지그(141)가 배치되면, 상기 서보모터(275)가 작동하여 회전되는 볼스크류(280)와 맞물린 슬라이더(281)가 도면에 도시되지 않은 센서에 의해 감지되는 위치까지 하강하여 상기 체결구(290)가 회전판(140)의 지그(141)에 안착된 너트(2)와 맞물리게 된다.

그런 다음, 슬라이더(281)에 브라켓으로 장착된 서보모터(282)가 작동하여 토크클러치(285)와 토크센서(287)를 통해 회전축(289)를 회전시켜 상기 체결구(290)가 너트(2)를 회전시킴으로써 스핀들에 나사체결되며, 이때, 상기 토크센서(287)에 의해 감지되는 토크가 미리 설정된 값에 도달하면 상기 서보모터(282)는 동작이 정지되고, 이어서 프레임에 장착된 서보모터(275)가 역회전하여 볼스크류(280)가 역회전함으로써 상기 볼스크류(280)와 결합된 슬라이더(281)가 가이드(274)에서 상방으로 슬아이드되어 상기 슬라이더(281)에 장착된 서보모터(282)와 함께 체결구(290)도 너트에서 상승되어 물림해제된다.

상기와 같이 카세트에서 자동으로 공급되는 스핀들에 너트가 배치되고, 가체결을 하여 스핀들에 대해 너트가 정위치에 배치되지 않은 경우 나사체결과정에서 잼이 발생되지 않게 되므로, 잼 발생에 의한 스핀들유닛의 조립과정의 지연으로 인한 생산성 저하를 방지할 수 있게 되고, 미리 설정된 일정한 토크로 너트를 스핀들에 정체결함으로써, 회전판(140)에 설치된 지그(141)들에 배치된 스핀들(101)에 너트(2)가 일정한 체결력으로 체결될 수 있다.

도 1에서, 스핀들유닛용 조립 갭검사장치(C)는 전 공정의 스핀들과 너트 조립공정에서 도포된 과잉 오일을 제거하여 스핀들과 너트 사이의 정확한 갭 측정을 위한 오일 제거부(300), 오일이 제거된 스핀들유닛에서 스핀들에 대해 너트가 정위치되게 정렬하는 정위치 정렬기(350)와 상기 정위치 정렬기(350)에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭을 측정하기 위한 갭검사기(390)가 회전판(340) 위에 설치된 검사부(339), 상기 검사부의 갭검사기(390)에서 측정된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 미리 설정된 허용가능한 오차 범위내에 있는 합격품의 스핀들유닛을 카세트에 수용하도록 배출하는 스핀들유닛 배출부(400)를 포함한다.

상기 오일 제거부(300)는 도 14와 15에 도시된 바와 같이, 전 공정의 스핀들유닛용 스핀들 자동공급 및 체결공정에서 스핀들에 너트가 체결되어 조립되는 과정에서 도포된 과잉의 오일을 제거하여 스핀들과 너트 사이의 정확한 갭을 측정하도록 한다. 이를 위해 전 조립공정에서 스핀들에 너트가 조립된 스핀들유닛을 픽업하여 이송하는 이송부(310), 상기 이송부(310)에 의해 이송된 스핀들유닛에서 과잉의 오일을 제거하기 위한 오일 제거룸(330)을 포함한다.

상기 이송부(310)는, 전 공정에서 회전판(240)에 설치된 지그(241)에 배치된 스핀들에 너트가 조립된 스핀들유닛을 픽업하는 두개의 이격 배치된 핑거부(311, 311'), 상기 핑거부(311,311')들을 이동시키기 위한 이송가이드(320)를 포함한다.

상기 핑거부(311)는 스핀들유닛(301)을 픽업하기 위한 두개의 핑거팁(312), 상기 핑거팁(312)들을, 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접하여 스핀들유닛(301)의 너트의 둥근 외주면을 클램핑하기 위해 공압에 의해 작동하는 예를들어 에어척으로 구성되는 핑거작동부(313)를 포함한 핑거조립체(314), 상기 핑거조립체(314)를 회전시키기 위해 핑거조립체(314)가 지지되는 브라켓(315)이 출력축에 연결된 회전구동부(316), 상기 회전구동부(316)를 승하강시키도록 회전구동부(316) 상면에 고정된 고정판(317)에 출력축이 연결된 에어실린더(318)와 상기 고정브라켓(317)에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(319)을 포함한다.

도시된 실시예에서는 두개의 핑거부(311, 311')들이 서로 일정 간격 이격된 상태로 함께 이동할 수 있게 상기 두개의 핑거부들이 미리 설정된 간격으로 이격되어 장착된 브라켓(321)이 고정된 슬라이더(322)가 상기 이송가이드(320)에 설치되어 있다.

상기 핑거부(311)는 스핀들에 너트를 체결하는 전공정의 회전판(240)에 설치된 지그(241)에서 스핀들에 너트가 체결되어 조립된 스핀들유닛(301)을 픽업하며, 이와 동시에, 핑거부(311')는 상기한 오일 제거룸(330)에서 지그(331)에 배치되어 오일이 제거된 스핀들유닛(301)을 픽업한다. 그런 다음 상기 핑거부(311,311')들은 슬라이더(322)에 의해 이송가이드(320)에서 이동하여, 상기 핑거부(311)는 픽업한 스핀들유닛(301)을 오일제거룸(330)의 지그(334)에 배치함과 동시에, 핑거부(311')는 오일제거룸(330)의 지그(334)에 배치되어 오일이 제거된 스핀들유닛(301)을 검사부(339)의 회전판(340) 위에 설치된 지그(341)에 안착시킨다.

상기 오일제거룸(330)에는 두개의 지그(334)들이 배치되어 있고, 그 양측에는 공기분사노즐(335)가 설치되어 있으며, 덮개(336)가 액튜에이터(337)에 의해 오일제거룸(330)의 개방된 상부를 개폐하며, 상기 액튜에이터(337)는 이송가이드(320)에서의 슬라이더(322)의 이동에 연동하여 오일제거룸(330)의 덮개를 개폐시키도록 되어 있다. 상기 공기분사노즐(335)이 공기를 분사하여 지그(334)에 안착된 스핀들유닛(301)에서, 특히 스핀들에서 기준점이 돌출되어 형성된 플랜지와 인접한 너트 하단에서 돌출된 기준점 사이에 잔류하는 과잉의 오일을 제거하여 후속의 갭검사를 정확하게 수행할 수 있게 한다.

도 16에 있어서, 상기 검사부(339)에서 회전판(340)에 배치된 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)에 대하여 갭검사에 앞서 정위치 정렬기(350)에서 스핀들의 기준점에 대해 너트의 기준점이 미리 설정된 위치범위에 있도록 정위치시킨다.

이를 위해, 상기 정위치 정렬기(350)는 프레임(351)과, 상기 프레임(351) 상부에 일정 높이 조정가능하게 고정된 홀더(353)와 연결된 지지판(355) 전면에 설치된 가이드부(356)에서 슬라이드가능한 슬라이더(357), 상기 슬라이더(357)와 스크류가 출력축에 결합된 정역회전가능한 모터(390), 상기 슬라이더(357)에 결합된 브라켓(361) 상부에 설치된 모터(363), 상기 모터(363)의 출력축에 커플링(364)으로 연결되고 클러치(365)에 연결된 회전축(367)의 하단에 제공되어 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)의 너트를 회전시키도록 맞물리는 물림부(368)를 포함한다.

또한, 상기 정위치 정렬기(350)의 지지판(355)의 하단에는 브라켓(369)에 의해 조명기(370)가 설치되고, 상기 조명기의 측부에는 지지판(355) 하단에 브라켓(371)에 실린더(373)가 장착되고, 상기 실린더의 출력축에는 스토퍼(375)가 제공된다. 상기 정위치 정렬기(350)에 의한 정렬 상태에 대한 자료를 얻기 위해 카메라(376)가 회전판(340)의 중앙에 설치된 고정판(340')에 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 회전판(340)의 지그(341)에 스핀들유닛(301)이 안착된 상태로 회전판(340)이 회전되어 정위치 정렬기(350)의 물림부(368)의 직하방에 상기 지그(341)의 스핀들유닛(301)이 위치하면, 상기 정위치 정렬기(350)의 모터(390)가 작동하여 회전되는 스크류와 맞물린 상기 슬라이더(357)가 상기 물림부(368)가 너트에 맞물리는 위치 높이로 하강한 다음, 모터(363)가 작동하여 물림부(368)를 회전시켜 스핀들과 너트를 체결한다.

상기한 정위치 정렬기(350)의 물림부(368)에 의해 너트를 스핀들에 대해 회전시킬 때, 너트 측부와 맞물려 스핀들의 플랜지에 돌출되어 제공된 기준점에 대해 너트의 단부에 돌출되어 형성된 기준점이 접촉되는 위치에서 이를 감지한 도면에 도시되지 않은 센서의 신호에 응답하여 상기 스토퍼(375)가 전진하여 너트의 측부와 맞물려 너트와 스핀들이 일정한 범위내의 갭으로 체결되게 한다. 이로써, 너트와 스핀들이 체결과정에서 잼이 발생되지 않고 체결과 풀림이 원활하게 이루어질 수 있도록 허용되는 정도의 갭으로 체결유지되게 한다.

이때, 상기 회전판(340)의 중앙부에 설치된 고정판(380)에 장착된 비젼카메라(378)가 제공되어 촬영한 화상에서 스핀들과 너트의 정렬 데이타를 얻는다.

그런 다음, 상기 회전판(340)이 소정 각도, 즉 회전판에 인접하여 배치된 지그 쌍들과의 각도만큼 회전하여 정위치 정렬된 스핀들유닛이 배치된 지그(341)는 갭검사기(390)로 이동된다.

도 17에 있어서, 상기 갭검사기(390)는 정위치 정렬기(350)에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지 여부를 검사하기 위한 것이다.

상기 갭검사기(390)는 설치대(391) 위에 장착된 비젼카메라(392)를 포함하며, 상기 비젼카메라(392)의 높이는 회전판(340)에 설치되는 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)의 하단부, 즉 스핀들의 플랜지에 돌출 형성된 기준점과 너트 하단에서 돌출된 기준점이 맞물리는 위치를 촬영할 수 있는 높이로 고정되어 상기 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭을 비젼카메라(392)롤 촬영하여 얻은 화상정보에 의해 미리 설정된 허용 범위 내에 있는지를 비교하여 조립된 스핀들유닛의 불량 여부를 판정케 한다.

명확한 영상 정보를 얻기 위하여, 상기 비젼카메라(392)는 선단부에 렌즈(393)를 구비하고, 상기 설치대(391)에 장착된 브라켓(395)에 조명기(396)가 장착되는 것이 바람직하다. 도 18은 도 5의 갭검사기에 의해 촬영된 화상사진으로 스핀들의 플랜지와 너트 하단에서 각각 돌출형성된 기준점들 사이의 갭을 보여준다.

상기 갭검사기(390)의 검사에서 합격 판정을 받은 스핀들유닛(301)을 카세트로 배출하기 위하여 상기 회전판(340)이 회전하여 배출부(400)로 이동된다.

상기 배출부(400)는 도 19에 도시된 바와 같이, 배출되는 스핀들유닛들을 미리 설정된 일정 간격으로 수용하도록 된 카세트(404)와, 상기 카세트(404)를 지지하는 트레이(405)를 상하 이동시키고 상기 회전판(340)의 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)을 픽업하여 상기 카세트(404)로 배치시키는 이송부(410)를 포함한다.

상기 카세트(404)는 복수개가 트레이(405)에서 지지되며, 상기 트레이(405)는 모터로 구동되는 스크류와 나사결합되어 카세트(404)를 이송부(410)에 제공된 핑거부에 의해 스핀들유닛(301)들이 픽업되는 높이로 승강된다.

상기 이송부(410)는 상기한 회전판(340)의 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)을 픽업하기 위한 핑거부(411)와, 상기 핑거부(411)를 가로방향으로 이동시키기 위한 제1 가이드부(420), 상기 제 1 가이드부(420)를 세로방향으로 이동시키기 위한 제 2 가이드부(426)를 포함한다. 상기 제 1, 2 가이드부는 LM가이드로 구성될 수 있다.

상기 핑거부(411)는 회전판(340)의 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)을 픽업하기 위한 두개의 핑거팁(412), 상기 핑거팁(412)들을, 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 공압에 의해 작동시키는 예를들어 에어척으로 구성되는 핑거작동부(413)를 포함한 핑거조립체(414), 상기 핑거조립체(414)가 장착된 브라켓(415)을 상기 핑거팁들이 스핀들유닛을 픽업하는 위치에서 카세트 위로 안착시키는 배출위치로 회동시키는 실린더(416), 상기 두개의 핑거조립체(414)를 지지하는 홀더(417), 상기 홀더(417)를 승하강시키도록 상면에 고정된 고정판에 출력축이 연결된 에어실린더(418)와, 상기 홀더(417) 상면의 고정판에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(419)을 포함한다.

도 20에 도시된 바와 같이, 상기 핑거부(411)에 의해 스핀들유닛을 지그에서 수직상태로 픽업한 상태에서 제 1 가이드부(420)가 제 2 가이드부(126)에서 이동한 다음 카세트 위에서 상기 실린더(416)에 의해 핑거부(411)들을 지지하는 브라켓(415)을 도면에서 하방으로 회전시켜 스핀들유닛이 수직상태에서 수평상태로 되며, 그런 다음 카세트 위에 스핀들유닛을 안착시켜 배출한다.

이에 따라, 조립된 스핀들유닛에서 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지를 검사하여 스핀들유닛의 품질유지를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 스핀들유닛의 자동조립방법을 설명하기로 한다.

먼저, 너트를 공급하는 단계는, 카세트에서 공급되는 너트에 대해 규격에 적합한 너트인지를 검사하는 이종검사를 수행하고, 너트에 형성된 기준점에 대해 일정하게 정렬하여 너트를 공급한다.

스핀들 공급 및 체결하는 단계는, 카세트에서 공급되는 스핀들에 대해 스핀들헤드에 오일을 도포하고 지그에 안착하여 공급하며, 상기 공급되는 너트를 스핀들에 배치한 다음 스핀들과 너트의 체결시 잼이 발생되지 않게 나사결합 및 풀림방향으로 회전시켜 가체결한 다음 미리 설정된 토크로 일정한 체결력으로 정체결하여 스핀들유닛을 조립한다.

스핀들유닛 검사단계는, 조립된 스핀들유닛에서 스핀들과 너트에 형성된 기준점들이 일정한 범위내에 있도록 정렬한 다음, 그 기준점들 사이의 갭을 측정하여, 측정된 갭이 미리 설정된 허용가능한 범위내에 있는지를 검사하여 합격판정을 받은 스핀들유닛에 대해 카세트로 자동으로 배출한다.

이와 같이, 이종검사를 통한 너트를, 공급되는 스핀들에 배치하고 가체결과 정체결을 통해 스핀들유닛의 조립시 잼이 발생되지 않고 일정한 미리 설정된 토크로 체결하여 스핀들유닛을 조립하고, 조립된 스핀들유닛에서 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지를 검사하여 배출함으로써, 스핀들유닛의 전체 조립공정의 자동화를 통해 생산성을 향상시키고, 조립되는 스핀들유닛의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 차량의 긴급 제동장치에 사용되는 스핀들유닛을 자동화하여 조립하는데에 이용될 수 있다.

A : 너트공급장치 1 : 너트공급부
2 : 너트 4, 404 ; 카세트
5, 405 : 트레이 10, 310, 410 : 이송부
11 : 핑거부 14 ; 핑거조립체
20 : 제1 가이드부 26 ; 제 2 가이드부
30 : 이종검사부 50 ; 정렬부
70, 150 : 이송로더부 100 : 스핀들 공급부
200 : 스핀들 체결부 B : 스핀들 공급 및 체결장치
230 : 가체결기 270 : 정체결기
300 ; 오일 제거부 301 : 스핀들유닛
330 : 오일 제거룸 339 : 검사부
340 : 회전판 341 : 지그
350 : 정렬기 390 : 갭검사기
392 : 비젼카메라 C : 스핀들유닛 검사장치

Claims (16)

1. 다수의 너트(2)가 미리 설정된 간격으로 정렬되어 배치된 복수개의 카세트(4)와, 상기 카세트(4)들을 지지하는 트레이(5)를 구비하여 스핀들과 체결하기 위한 너트들을 수용하여 공급하는 너트 공급부(1)와, 상기 너트 공급부에서 너트를 픽업하여 이송하기 위한 이송부(10)를 구비하여, 카세트로 부터 픽업된 너트를 지그에 안착시켜 공급하도록 된 너트공급장치(A)와,
   스핀들을 자동으로 공급하는 스핀들 공급부(100)와, 상기 스핀들 공급부(100)에 의해 공급되는 스핀들을 다음 공정으로 이송하기 위한 이송로더부(150), 상기 이송로더부(150)에 의해 이송되는 스핀들을 너트들에 자동으로 체결하는 스핀들 체결부(200)를 구비하는 스핀들 공급 및 체결장치(B), 및
   스핀들유닛에서 스핀들에 대해 너트가 정위치되게 정렬하는 정위치 정렬기(350)와 상기 정위치 정렬기(350)에서 정렬된 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 갭을 측정하기 위한 갭검사기(390)가 회전판(340) 위에 설치된 검사부(339)와, 배출되는 스핀들유닛들을 미리 설정된 일정 간격으로 수용하도록 된 카세트(404)를 지지하는 트레이(405)를 상하 이동시키고 상기 회전판(340)의 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)을 픽업하여 상기 카세트(404)로 배치시키는 이송부(410)가 제공된 배출부(400)를 구비한 스핀들유닛 검사장치(C)를 포함하는 스핀들유닛 자동조립시스템에 있어서,
   상기 검사부(339)의 갭검사기(390)는 설치대(391) 위에 장착되고 선단부에 렌즈(393)를 구비한 비젼카메라(392)와 브라켓(395)에 의해 설치대(391)에 장착된 조명기(396)를 포함하여, 회전판(340)에 설치된 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)의 하단에서 스핀들의 플랜지에 돌출 형성된 기준점과 너트 하단에서 돌출된 기준점이 맞물리는 위치를 비젼카메라(392)로 촬영한 화상사진에서 스핀들의 플랜지와 너트 하단에서 각각 돌출형성된 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지 여부를 검사하도록 된 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 너트공급장치(A)는, 상기 이송부(10)에 의해 지그(41)에 안착시켜 공급되는 너트(2)를, 상기 너트에 미리 형성된 기준점을 중심으로 일정한 위치로 정렬시켜 공급하기 위한 원점 정렬부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 원점 정렬부(50)는 회전판(40)에 배치된 지그(41)의 직 상방에 배치되는 물림부(51), 상기 물림부(51)를 회전시키기 위한 서보모터(52)와, 그 출력축에 제공된 커플링(53), 상기 커플링(53)에 연결된 토크클러치(55), 상기 토크클러치(55)의 출력축에 대하여 스프링(56)에 의해 탄성적으로 상기 물림부(51)를 지지하는 지지부재(57)와, 토크클러치(55)와 결합되어 상기한 서보모터를 지지하기 위한 브라켓(58), 상기 브라켓(58)과 결합되고 지지부(60)에 제공된 가이드부재(61)에서 상하 이동가능하게 배치된 슬라이더(62), 상기 지지부(60)의 상부에 장착되고 실린더로드와 결합되고 상기 슬라이더(62)와 나사연결된 스크류(63)를 구비한 에어실린더(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 원점정렬부(50)에서 너트들을 정렬시키기에 앞서, 상기 이송부(10)에 의해 공급되는 너트들이 규격이 동일한 것인지 여부를 검사하도록 이종검사부(30)를 더 포함하며,
   상기 이종검사부(30)는 조립할 규격의 너트의 외경보다 큰 내경을 갖는 컵부재(31)들이 스프링(22)에 의해 탄성적으로 상하 이동할 수 있게 지지부재(25)에 배치되고, 상기 지지부재(25)의 저면측에는 실린더(27)의 피스톤로드(28)들이 고정되어 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이송부(10)는 상기한 너트 공급부(1)의 카세트(4)에 배치된 너트(2)를 픽업하기 위한 핑거부(11)와, 상기 핑거부(11)를 가로방향으로 이동시키기 위한 제1 가이드부(20), 상기 제 1 가이드부(25)를 세로방향으로 이동시키기 위한 제 2 가이드부(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 핑거부(11)는, 너트(2)의 홀(3)에 삽입되어 너트의 내측면과 맞물려 너트(2)를 픽업하기 위한 복수개의 핑거팁(12)들과 상기 핑거팁들을 서로에 대하여 벌어진 상태와 서로 인접한 상태로 작동시키는 핑거작동부(13)를 구비한 핑거조립체(14),
   상기 핑거조립체(14)를 회전시키기 위해 핑거조립체(14)가 지지되는 브라켓(15)이 출력축에 연결된 회전구동부(16),
   상기 회전구동부(16)를 승하강시키도록 회전구동부(16)의 상면에 고정된 고정판(17)에 출력축이 연결된 에어실린더(18), 및
   상기 고정판(17)에 하단이 고정되고 상단은 연결구에 의해 서로 연결된 두개의 가이드봉(19)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 너트공급장치(A)는 너트를 후속 공정으로 이송하기 위한 이송로더부(70)를 더 포함하며,
   상기 이송로더부(70)는 두개의 이격되어 배치된 이송가이드(73)(74)들과, 상기 두개의 이송가이드들 사이에서 양단부가 이송가이드들의 단부의 직하방에 배치된 이송대(75), 상기 이송대(75) 위에서 상기 이송가이드(73)(74)들 각각의 직하방에서 왕복이동하도록 배치되고 지그(78)가 장착된 슬라이더(76)를 포함하며,
   상기 각각의 이송가이드(73)(74)에는 이동체(80)(81)가 배치되고, 상기 이동체(80)(81)들에는 각각 에어실린더(82)(83)가 장착되고, 상기 에어실린더들의 로드(85)는 고정판(86)에 고정되고, 상기 고정판(86)에는 이격되어 배치된 두개의 가이드봉(87)이 제공되고, 상기 고정판(86)의 저면에는 핑거조립체(14)를 구비한 핑거부(11)가 제공된 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)의 스핀들 공급부(100)는 핑거부(111)로 스핀들(101)을 픽업하여 회전판(140)의 지그(141)에 안착시키는 이송부(110)를 포함하고,
   상기 스핀들 체결부(200)는 이송로더부(150)에 의해 회전판(240)에 일정간격으로 배치된 지그(241)들에 스핀들이 안착된 다음, 그 스핀들의 축부가 홀에 삽입되게 배치되는 너트를 가체결하는 가체결기(230)와, 상기 스핀들에 가체결된 너트를 미리 설정된 토크로 정체결하는 정체결기(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)는 스핀들(101)들을 지그에 안착시키기 전에 스핀들 헤드에 오일을 도포하도록 오일 도포부(130)를 더 포함하며, 상기 오일 도포부(130)는 오일컵(131)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 가체결기(230)는 회전판(240)에 배치된 지그(241)의 직 상방에 배치되는 물림부(251), 상기 물림부(251)를 회전시키도록 커플링(253)을 통해 출력축에 연결된 정역회전가능한 모터(252)와, 상기 모터를 지지하기 위한 브라켓(257)이 연결된 슬라이더(258), 상기 슬라이더(258)가 상하로 슬라이드가능하게 장착된 가이드(261)가 제공된 지지부(260), 상기 지지부(260)의 상부에 설치된 정역회전가능한 서보모터(261), 상기 서보모터의 출력축에 장착된 감속기(222)를 통하여 상기 슬라이더(258)를 구동시키는 볼스크류(265)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
    
11. 제 8항에 있어서,
    상기 정체결기(270)는 프레임(271)의 상단에 제공된 브라켓에 장착된 서보모터(275)와 서보감속기(278), 상기 서보감속기(278)의 출력축과 연결된 볼스크류(280), 상기 볼스크류(280)와 나사결합되어 상하 이동하도록 상기 프레임(271)에 장착된 가이드(274)에서 슬라이드되는 슬라이더(281), 상기 슬라이더(281)에 설치된 브라켓에 의해 지지되는 서보모터(282)와 서보감속기(283), 상기 서보감속기(283)의 출력축에 장착되어 출력을 단속적으로 전달하는 토크클러치(285), 상기 토크클러치(285)를 통해 전달되는 토크의 크기를 감지하는 토크센서(287), 상기 토크센서(287)의 출력측에 연결된 커플링(288)을 통해 회전축(289)의 하단부에 장착되어 스핀들에 나사결합된 너트를 회전시키도록 된 체결구(290)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀들유닛 검사장치(C)는 검사부(339)에 앞서, 상기 스핀들 공급 및 체결장치(B)에서 조립된 스핀들유닛을 픽업하여 이송하는 이송부(310),
    상기 이송부(310)에 의해 이송된 스핀들유닛에서 과잉의 오일을 제거하기 위한 오일 제거룸(330)을 포함하여 스핀과 너트 조립공정에서 도포된 과잉 오일을 제거하여 스핀들과 너트의 기준점들 사이의 정확한 갭 측정을 위한 오일 제거부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 정위치 정렬기(350)는 프레임(351)과, 상기 프레임(351) 상부에 일정 높이 조정가능하게 고정된 홀더(353)와 연결된 지지판(355) 전면에 설치된 가이드부(356)에서 슬라이드가능한 슬라이더(357), 상기 슬라이더(357)와 스크류가 출력축에 결합된 정역회전가능한 모터(390), 상기 슬라이더(357)에 결합된 브라켓(361) 상부에 설치된 모터(363), 상기 모터(363)의 출력축에 커플링(364)으로 연결되고 클러치(365)에 연결된 회전축(367)의 하단에 제공되어 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)의 너트를 회전시키도록 맞물리는 물림부(368)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛 자동조립시스템.
    
14. 삭제
15. 카세트에서 공급되는 너트에 대해 규격에 적합한 너트인지를 검사하는 이종검사를 수행하고, 너트에 형성된 기준점에 대해 일정하게 정렬하여 너트를 공급하는 너트를 공급하는 단계와,
    카세트에서 공급되는 스핀들에 너트를 배치한 다음 미리 설정된 토크로 일정한 체결력으로 정체결하여 스핀들유닛을 조립하느 스핀들 공급 및 체결하는 단계,
    조립된 스핀들유닛에서 스핀들과 너트에 형성된 기준점들 사이의 갭을 측정하여, 측정된 갭이 미리 설정된 허용가능한 범위내에 있는지를 검사하여 합격판정을 받은 스핀들유닛에 대해 카세트로 자동으로 배출하는 스핀들유닛 검사단계를 포함하는 스핀들유닛의 자동조립방법에 있어서,
    상기 스핀들유닛 검사단계는 선단부에 렌즈(393)를 구비한 비젼카메라(392)와 조명기(396)를 포함하는 갭검사기(390)로, 회전판(340)에 설치된 지그(341)에 안착된 스핀들유닛(301)의 하단에서 스핀들의 플랜지에 돌출 형성된 기준점과 너트 하단에서 돌출된 기준점이 맞물리는 위치를 비젼카메라(392)로 촬영한 화상사진에서 스핀들의 플랜지와 너트 하단에서 각각 돌출형성된 기준점들 사이의 갭이 허용가능한 범위내에 있는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛의 자동조립방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 스핀들 공급 및 체결단계에서, 카세트에서 공급되는 스핀들에 대해 스핀들헤드에 오일을 도포하여 지그에 안착시키며, 상기 정체결에 앞서 스핀들과 너트의 체결시 잼이 발생되지 않게 나사결합 및 풀림방향으로 회전시켜 가체결하고,
    상기 스핀들유닛 검사단계에서, 갭을 측정하기 전에 스핀들과 너트에 형성된 기준점들이 일정한 범위내에 있도록 정렬시키는 것을 특징으로 하는 스핀들유닛의 자동조립방법.
    

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