KR102039971B1 - 토출방식의 부품 자동 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 부품 조립 공정에서 자동으로 토출하여 부품을 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 저비용으로 부품을 자동으로 공급할 수 있는 장치를 제시함으로써 부품 공급 및 조립 시간을 단축시킬 수 있어 매우 경제적이며, 다양한 부품에 적용 가능하므로 범용성이 뛰어난 장점이 있다.

Description

토출방식의 부품 자동 공급장치 {Automatic feeding device of discharge type}

본 발명은 자동차 부품 조립 공정에서 자동으로 토출하여 부품을 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.

종래의 자동차 부품 조립 라인에 부품을 하나씩 공급하는 기술로는 3D 비전 시스템 장비와 로봇을 이용하는 것이 있는데, 구체적으로는 3D 비전 시스템에 의해 부품이 불규칙적으로 적입된 용기에서 부품의 위치좌표를 인식하여 로봇으로 부품의 위치 및 접근 경로를 전달함으로써 로봇에 의해 각 부품을 취출하는 방식이다.

그러나 이러한 방식을 구현할 시스템을 구축하기 위해서는 고가의 투자비가 발생되고, 3D 비전 시스템 장비와 로봇 간의 동기화 프로그램, 로봇의 접근 경로 제시 프로그램 등이 필수적으로 구비되어야 한다.

또한 부품 취출 후 부품을 정렬하기 위한 별도의 장치가 추가되어야 하고 조립시간이 지연되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

등록특허 제10-1631841호 (2016.06.14.)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.

즉, 부품 공급 및 조립 시간을 단축시킬 수 있고, 다양한 부품에 적용 가능하여 저비용으로 부품을 자동으로 공급할 수 있는 장치를 제시하고자 한다.

본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여,

다수의 부품(50)이 가로방향(x방향)으로 적입되는 부품정렬스토리지(100); 부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품(50)을 가로방향으로 밀어 정렬시키는 부품슬라이더(200); 부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품을 부품정렬스토리지(100)의 외부로 하나씩 토출시키는 부품토출부(300); 부품정렬스토리지(100)가 결합되는 작업대(400);를 포함하고, 부품정렬스토리지(100)는 적입되는 부품(50)의 세로(y방향)폭과 수직(z방향)두께에 대응되는 세로폭과 두께의 직육면체 프레임으로서 상면과 하면이 개방된 고정프레임(110), 적입되는 부품(50)의 아래에 형성되는 가로로 긴 다수의 기둥으로서 양단이 고정프레임(110)에 고정되는 정렬가이드부(120)를 포함하며, 작업대(400)는 고정프레임(110)을 고정하는 스토리지고정부(410)를 포함하는 것을 특징으로 하고,

부품토출부(300)에 의해 부품정렬스토리지(100)에서 부품(50)이 토출되는 부분을 부품토출개방부(101)라 할 때, 부품토출부(300)는 부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)이 존재하는지 감지하기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 부품감지센서(310), 부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)의 세로 양측에 형성된 토출가이드홀(51)에 장착되어 부품(50)을 수직상방(z방향)으로 밀어 올리기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 토출실린더(320)를 포함하는 것을 특징으로 하거나,

부품슬라이더(200)는 스토리지고정부(410)의 하부에 고정되며 이동축(211)을 가로방향으로 이동시키는 슬라이딩실린더(210), 상부는 부품정렬스토리지(100)의 내부 일측에서 부품(50)의 세로 양단을 가로방향으로 누르도록 형성되며 하부는 스토리지고정부(410)를 관통하여 슬라이딩실린더 이동축(211)의 단부에 결합되는 부품푸시부(230), 슬라이딩실린더(210)와 소정간격 이격되어 형성되는 가로로 긴 기둥으로서 일단부는 부품푸시부(230)에 결합되고 스토리지고정부(410)의 하부 일측에서 가로방향으로 이동가능하게 결합되는 회전방지가이드(220)를 포함하고, 부품정렬스토리지(100)는 가로로 긴 두 개의 기둥이 적입되는 부품(50)의 세로 양단 상면을 덮도록 고정프레임(110)의 내측면에 고정되어 형성되는 이탈방지가이드부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토출방식의 부품 자동 공급장치를 제시한다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.

즉, 저비용으로 부품을 자동으로 공급할 수 있는 장치를 제시함으로써 부품 공급 및 조립 시간을 단축시킬 수 있어 매우 경제적이며, 다양한 부품에 적용 가능하므로 범용성이 뛰어난 장점이 있다.

도 1은 토출방식의 부품 자동 공급장치의 평면도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 부품슬라이더에 대한 평면도(a), 측면도(b) 및 구동상태도(c).
도 4는 부품이 적입된 부품정렬스토리지에 대한 평면도(a), 정면도(b) 및 측면도(c).
도 5는 공급되는 부품의 예시 도면.
도 6은 부품이 토출되는 과정을 나타낸 도면.
도 7은 부품정렬스토리지를 스토리지고정부에서 분리하는 과정을 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.

본 발명인 토출방식의 부품 자동 공급장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 부품정렬스토리지(100), 부품슬라이더(200), 부품토출부(300) 및 작업대(400)로 구성된다.

본 발명의 구조 설명에서 사용되는 '가로방향'은 도 1에서의 x방향, '세로방향'은 y방향, '수직방향'은 도 2에서의 z방향을 의미하는 것임을 미리 밝혀둔다.

부품정렬스토리지(100)는 다수의 부품(50)이 가로방향(x방향)으로 적입되는 부분으로서, 도 4와 같이 고정프레임(110), 정렬가이드부(120) 및 이탈방지가이드부(130)로 구성된다.

고정프레임(110)은 적입되는 부품(50)의 세로(y방향)폭과 수직(z방향)두께에 대응되는 세로폭과 두께의 직육면체 프레임으로서 상면과 하면이 개방되어 일정 높이를 갖는 직사각 기둥으로 구성된다. 상면은 부품(50)의 적입을 용이하게 함과 동시에 다양한 높이(z방향)의 부품이 적입될 수 있도록 개방시키는 것이다. 또한 하면은 부품푸시부(230)가 부품정렬스토리지(100)의 내부에서 움직이게 하기 위해 개방되어야 한다. 정렬가이드부(120)와 이탈방지가이드부(130)의 상세한 설명을 위해 고정프레임(110)의 가로방향으로 긴 변을 장변, 세로방향으로 긴 변을 단변이라 칭한다.

정렬가이드부(120)는 적입되는 부품(50)의 아래에 형성되는 가로로 긴 다수의 기둥으로서 양단이 고정프레임(110)에 고정된다. 도시한 바와 같이 두 개의 원기둥 형상의 부재 양단이 고정프레임(110)의 단변에 고정되는 것이다. 정렬가이드부(120)의 위에 얹어진 부품(50)이 부품푸시부(230)에 의해 이동할 때 레일 역할을 하며 부품(50)이 정렬된 상태를 유지하게 된다.

이탈방지가이드부(130)는 가로로 긴 두 개의 기둥이 적입되는 부품(50)의 세로 양단 상면을 덮도록 고정프레임(110)의 내측면에 고정되어 형성되는 것으로서, 고정프레임(110)의 장변 내측면에 원기둥 형상의 부재가 하나씩 부착되는 것이다. 다만, 도시한 바와 같이 이탈방지가이드부(130)의 양단에서 부품을 적입하거나 토출할 수 있도록 이탈방지가이드부(130)의 길이는 고정프레임(110)의 장변보다 짧게 형성되어 도 1 기준으로 부품정렬스토리지(100)의 좌측은 부품토출개방부(101), 우측은 부품적입개방부(102)로 개방되도록 한다. 즉, 부품토출개방부(101)는 부품토출부(300)에 의해 부품정렬스토리지(100)에서 부품(50)이 토출되는 부분이고, 부품적입개방부(102)는 부품정렬스토리지(100)로 부품(50)을 적입하는 부분인 것이다.

부품슬라이더(200)는 부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품(50)을 가로방향으로 밀어 정렬시키는 역할을 하며, 도 3과 같이 슬라이딩실린더(210), 회전방지가이드(220) 및 부품푸시부(230)로 구성된다.

슬라이딩실린더(210)는 스토리지고정부(410)의 하부에 고정되며 도 3(a) 및 도 3(c)와 같이 이동축(211)을 가로방향으로 이동시키는 역할을 하며, 이에 의해 이동축(211)의 단부에 결합된 부품푸시부(230)를 가로방향으로 부품정렬스토리지(100)의 전단에서 후단까지 이동시키게 된다.

도 3(b)와 같이 부품푸시부(230)의 상부는 부품정렬스토리지(100)의 내부 일측에서 부품(50)의 세로 양단을 가로방향으로 누르도록 형성되며 하부는 스토리지고정부(410)를 관통하여 슬라이딩실린더 이동축(211)의 단부에 결된다. 도시한 바와 같이 평단면이 'ㄷ'자 형상을 갖는 부재로서 부품(50)을 밀 때 기울어지지 않도록 양단을 일정하게 누르도록 형성됨이 바람직하다.

회전방지가이드(220)는 도 3(a) 및 도 3(c)와 같이 슬라이딩실린더(210)와 소정간격 이격되어 형성되는 가로로 긴 기둥으로서 스토리지고정부(410)의 하부 일측에서 가로방향으로 이동가능하게 결합되며, 일단부는 부품푸시부(230)에 결합되어 이동축(211)과 함께 '11'자 형태를 유지하게 된다. 부품푸시부(230)가 슬라이딩실린더(210)에 의해 이동될 때 회전되는 것을 방지하기 위한 것이다.

부품토출부(300)는 부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품을 부품정렬스토리지(100)의 외부로 하나씩 토출시키는 역할을 하며, 도 1과 같이 부품감지센서(310)와 토출실린더(320)로 구성된다.

부품감지센서(310)는 부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)이 존재하는지 감지하기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 것으로서, 도 1 기준으로 부품(50)이 밀리는 왼쪽 방향의 고정프레임(110) 왼쪽 단변과 인접하게, 즉 부품토출개방부(101)와 대응되는 위치의 스토리지고정부(410)에 설치되어 슬라이딩실린더(210)와 부품푸시부(230)에 의해 부품정렬스토리지(100)의 왼쪽 단변까지 부품이 밀려왔을 때 해당 부품을 감지하여 토출실린더(320)에 의해 밀어올릴 수 있게 된다.

토출실린더(320)는 도 5를 참고하면 부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)의 세로 양측에 형성된 토출가이드홀(51)에 장착되어 부품(50)을 수직상방(z방향)으로 밀어 올리기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 것으로서, 상세하게는 부품토출개방부(101)와 대응되는 위치의 스토리지고정부(410)에 설치되되 두 개의 토출실린더(320)가 부품감지센서(310)를 가운데 두고 세로 양측 및 부품의 토출가이드홀(51)에 대응되는 위치에 이격되어 설치된다. 이 때 상단부는 콘형상으로 구성되어 토출실린더(320)가 위로 솟아 부품(50)의 토출가이드홀(51)에 장착될 때 위치 오차가 있더라도 제자리에 안착될 수 있도록 함이 바람직하다.

작업대(400)는 부품정렬스토리지(100)가 결합되는 부분으로서, 고정프레임(110)을 고정하는 스토리지고정부(410)가 형성된다.

스토리지고정부(410)에는 도 7에 도시된 바와 같이 스토리지고정수단(411)이 형성되어 부품정렬스토리지(100)를 장착할 때 부품정렬스토리지(100)를 고정시킴과 동시에 부품정렬스토리지(100)를 스토리지고정부(410)에서 분리 가능하게 구성할 수 있다.

부품에 따라 부품정렬스토리지(100)와 스토리지고정부(410) 및 부품푸시부(230)의 형상은 다르게 구성될 수 있으며, 부품슬라이더(200)로부터 부품푸시부(230)를, 작업대(400)로부터 스토리지고정부(410)를 각각 교체 가능하도록 구성함이 범용성 측면에서 바람직하다.

상기 토출방식의 부품 자동 공급장치의 구동과정은 다음과 같다.

먼저 도 6(a)와 같이 다수의 부품(50)이 적입된 부품정렬스토리지(100)를 스토리지고정부(410)에 고정시킨다.

도 6(b)와 같이 슬라이딩실린더(210)를 구동시켜 부품푸시부(230)를 이동시킴으로써 적입된 부품(50)을 부품토출부(300)가 형성된 곳 까지 밀어낸다.

부품감지센서(310)에서 부품이 감지되면 도 6(c)와 같이 토출실린더(320)를 부품의 토출가이드홀(51)에 장착시켜 위로 밀어 올림으로써 부품(50)을 토출하게 되며, 이 때 부품푸시부(230)는 원위치로 복귀한다.

도 6(d)와 같이 토출된 부품이 제거됨으로써 부품감지센서(310)에서 부품이 감지되지 않을 경우 슬라이딩실린더(210)를 구동시켜 같은 작업을 반복한다.

상기 과정을 반복하여 부품정렬스토리지(100) 내에 적입된 부품을 모두 토출하게 되면, 빈 부품정렬스토리지(100)를 스토리지고정부(410)에서 탈거하고 다시 다수의 부품이 적입된 부품정렬스토리지(100)를 스토리지고정부(410)에 고정하여 부품 공급 작업을 이어서 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 부품정렬스토리지
110 : 고정프레임
120 : 정렬가이드부
130 : 이탈방지가이드부
200 : 부품슬라이더
210 : 슬라이딩실린더
211 : 이동축
220 : 회전방지가이드
230 : 부품푸시부
300 : 부품토출부
310 : 부품감지센서
320 : 토출실린더
400 : 작업대
410 : 스토리지고정부
411 : 스토리지고정수단
50 : 부품
51 : 토출가이드홀

Claims (3)

1. 다수의 부품(50)이 가로방향(x방향)으로 적입되는 부품정렬스토리지(100);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품(50)을 가로방향으로 밀어 정렬시키는 부품슬라이더(200);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품을 부품정렬스토리지(100)의 외부로 하나씩 토출시키는 부품토출부(300);
   부품정렬스토리지(100)가 결합되는 작업대(400);를 포함하고,
   
   부품정렬스토리지(100)는
   적입되는 부품(50)의 세로(y방향)폭과 수직(z방향)두께에 대응되는 세로폭과 두께의 직육면체 프레임으로서 상면과 하면이 개방된 고정프레임(110),
   적입되는 부품(50)의 아래에 형성되는 가로로 긴 다수의 기둥으로서 양단이 고정프레임(110)에 고정되는 정렬가이드부(120)를 포함하며,
   
   작업대(400)는
   고정프레임(110)을 고정하는 스토리지고정부(410)를 포함하고,
   
   부품토출부(300)에 의해 부품정렬스토리지(100)에서 부품(50)이 토출되는 부분을 부품토출개방부(101)라 할 때,
   
   부품토출부(300)는
   부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)이 존재하는지 감지하기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 부품감지센서(310),
   부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)의 세로 양측에 형성된 토출가이드홀(51)에 장착되어 부품(50)을 수직상방(z방향)으로 밀어 올리기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 토출실린더(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   토출방식의 부품 자동 공급장치.
   
2. 다수의 부품(50)이 가로방향(x방향)으로 적입되는 부품정렬스토리지(100);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품(50)을 가로방향으로 밀어 정렬시키는 부품슬라이더(200);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품을 부품정렬스토리지(100)의 외부로 하나씩 토출시키는 부품토출부(300);
   부품정렬스토리지(100)가 결합되는 작업대(400);를 포함하고,
   
   부품정렬스토리지(100)는
   적입되는 부품(50)의 세로(y방향)폭과 수직(z방향)두께에 대응되는 세로폭과 두께의 직육면체 프레임으로서 상면과 하면이 개방된 고정프레임(110),
   적입되는 부품(50)의 아래에 형성되는 가로로 긴 다수의 기둥으로서 양단이 고정프레임(110)에 고정되는 정렬가이드부(120),
   가로로 긴 두 개의 기둥이 적입되는 부품(50)의 세로 양단 상면을 덮도록 고정프레임(110)의 내측면에 고정되어 형성되는 이탈방지가이드부(130)를 포함하며,
   
   부품슬라이더(200)는
   스토리지고정부(410)의 하부에 고정되며 이동축(211)을 가로방향으로 이동시키는 슬라이딩실린더(210),
   상부는 부품정렬스토리지(100)의 내부 일측에서 부품(50)의 세로 양단을 가로방향으로 누르도록 형성되며 하부는 스토리지고정부(410)를 관통하여 슬라이딩실린더 이동축(211)의 단부에 결합되는 부품푸시부(230),
   슬라이딩실린더(210)와 소정간격 이격되어 형성되는 가로로 긴 기둥으로서 일단부는 부품푸시부(230)에 결합되고 스토리지고정부(410)의 하부 일측에서 가로방향으로 이동가능하게 결합되는 회전방지가이드(220)를 포함하고,
   
   작업대(400)는
   고정프레임(110)을 고정하는 스토리지고정부(410)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   토출방식의 부품 자동 공급장치.
3. 다수의 부품(50)이 가로방향(x방향)으로 적입되는 부품정렬스토리지(100);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품(50)을 가로방향으로 밀어 정렬시키는 부품슬라이더(200);
   부품정렬스토리지(100)에 적입된 부품을 부품정렬스토리지(100)의 외부로 하나씩 토출시키는 부품토출부(300);
   부품정렬스토리지(100)가 결합되는 작업대(400);를 포함하고,
   
   부품정렬스토리지(100)는
   적입되는 부품(50)의 세로(y방향)폭과 수직(z방향)두께에 대응되는 세로폭과 두께의 직육면체 프레임으로서 상면과 하면이 개방된 고정프레임(110),
   적입되는 부품(50)의 아래에 형성되는 가로로 긴 다수의 기둥으로서 양단이 고정프레임(110)에 고정되는 정렬가이드부(120),
   부품정렬스토리지(100)는
   가로로 긴 두 개의 기둥이 적입되는 부품(50)의 세로 양단 상면을 덮도록 고정프레임(110)의 내측면에 고정되어 형성되는 이탈방지가이드부(130)를 포함하며,
   
   작업대(400)는
   고정프레임(110)을 고정하는 스토리지고정부(410)를 포함하고,
   
   부품토출부(300)에 의해 부품정렬스토리지(100)에서 부품(50)이 토출되는 부분을 부품토출개방부(101)라 할 때,
   
   부품토출부(300)는
   부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)이 존재하는지 감지하기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 부품감지센서(310),
   부품정렬스토리지(100)의 부품토출개방부(101)에서 부품(50)의 세로 양측에 형성된 토출가이드홀(51)에 장착되어 부품(50)을 수직상방(z방향)으로 밀어 올리기 위해 스토리지고정부(410)에 형성되는 토출실린더(320)를 포함하고,
   
   부품슬라이더(200)는
   스토리지고정부(410)의 하부에 고정되며 이동축(211)을 가로방향으로 이동시키는 슬라이딩실린더(210),
   상부는 부품정렬스토리지(100)의 내부 일측에서 부품(50)의 세로 양단을 가로방향으로 누르도록 형성되며 하부는 스토리지고정부(410)를 관통하여 슬라이딩실린더 이동축(211)의 단부에 결합되는 부품푸시부(230),
   슬라이딩실린더(210)와 소정간격 이격되어 형성되는 가로로 긴 기둥으로서 일단부는 부품푸시부(230)에 결합되고 스토리지고정부(410)의 하부 일측에서 가로방향으로 이동가능하게 결합되는 회전방지가이드(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   토출방식의 부품 자동 공급장치.
   

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