KR102085313B1 - 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안착지그 상의 인스트루먼트 패널(I)에 피더로부터 공급받은 클립(C)을 정렬시켜 압입하여 장착하는 기구에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 피더로부터 클립(C)을 공급받는 클립집(11)을 통해 저장하면서 정렬하는 저장유니트(10); 상기 저장유니트(10)에서 클립집(11)을 홀더(21)로 클램핑하여 수평방향으로 연속 회전하여 안내하는 안내유니트(20); 및 상기 안내유니트(20)에서 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 로딩한 클립집(11)과 인스트루먼트 패널(I)에 압입하여 장착하는 압입유니트(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 차량의 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에서, 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성을 크게 확보하여 공정의 불량을 최소화하고 생산성 향상에 일조함과 동시에 공간 활용을 극대화하면서 작동의 신속성과 정확성은 물론 자동화에 따른 원활한 흐름을 유도하는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구{Automobile automatic clip mounting machine for arrange and push-in Apparatus}

본 발명은 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량의 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에서, 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성을 크게 확보하여 공정의 불량을 최소화하고 생산성 향상에 일조함과 동시에 공간 활용을 극대화하면서 작동의 신속성과 정확성은 물론 자동화에 따른 원활한 흐름을 유도하는 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구에 관한 것이다.

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

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

최근 복수개의 클립을 연속 공급함과 동시에 공급된 클립을 개별적으로 클립 장착부로 조립하는 클립 조립기가 제안된 바 있다. 이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서, 한국 등록특허공보 제10-0906004호, 한국 등록특허공보 제10-1080544호가 알려져 있다.

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

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

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

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

이러한 단점을 해결하기 위해 본 출원인에 의해 한국 등록특허공보 제10-1859877호를 제안한 바, 이는 정해진 시컨스에 따라 안착지그 상에 안착된 인스트루먼트 패널에 클립을 자동화로 압입하여 조립 장착하도록 수행된다.

이는, 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 과정을 자동화함에 있어, 각종 다양한 형상을 지닌 모델, 즉 인스트루먼트 패널의 형상에 대한 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성과 즉각적인 대처가 미흡하여 작동의 신속성과 정확성은 물론 제품 수율에 따른 생산성 향상 등에 개선할 여지가 있다.

한국 등록특허공보 제10-1080544호 "클립 자동 조립기"(등록일자: 2011. 10. 31.) 한국 등록특허공보 제10-0906004호 "차량용 클립 장착장치"(등록일자: 2009. 06. 26.) 한국 등록특허공보 제10-1859877호 "차량용 자동 클립 장착기"(등록일자: 2018. 05. 14.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에서, 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성을 크게 확보하여 공정의 불량을 최소화하고 생산성 향상에 일조함과 동시에 공간 활용을 극대화하면서 작동의 신속성과 정확성은 물론 자동화에 따른 원활한 흐름을 유도하는 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안착지그 상의 인스트루먼트 패널에 피더로부터 공급받은 클립을 정렬시켜 압입하여 장착하는 기구에 있어서: 상기 피더로부터 클립을 공급받는 클립집을 통해 저장하면서 정렬하는 저장유니트; 상기 저장유니트에서 클립집을 홀더로 클램핑하여 수평방향으로 연속 회전하여 안내하는 안내유니트; 및 상기 안내유니트에서 압입로봇의 압입툴로 로딩한 클립집과 인스트루먼트 패널에 압입하여 장착하는 압입유니트;를 포함하여 이루어지되, 상기 클립집은 외주면에 클램핑하여 탈락되지 않게 유도하는 이단턱과 함께 일정구간마다 관통되는 관통공과, 내부로 관통되어 클립이 유출되지 않게 수용 저장하는 정렬공을 구비하고, 상기 안내유니트는 클립집의 양면에 클램핑하는 홀더와, 홀더를 구동하는 홀딩실린더와, 홀더를 수평방향으로 회전하는 회전실린더를 구비하는 것을 특징으로 한다.

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또, 본 발명에 따르면 상기 압입유니트는 압입로봇 상에 장착되면서 선단이 테이퍼진 압입구와 함께 외주면에 일정구간마다 관통되는 관통공을 지닌 압입툴을 구비하고, 압입로봇의 작동에 의해 클립집의 내부로 압입툴이 수직으로 하강운동하여 클립을 인스트루먼트 패널에 압입 장착하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 압입툴은 본체 상에 자력을 지니도록 제작되어 클립집이 상호 이탈되지 않는 동시에 관통공에 의해 수직으로 하강운동이 조절되는 것을 특징으로 한다.

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

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구는 차량의 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에서, 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성을 크게 확보하여 공정의 불량을 최소화하고 생산성 향상에 일조함과 동시에 공간 활용을 극대화하면서 작동의 신속성과 정확성은 물론 자동화에 따른 원활한 흐름을 유도하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 장착기에서 정렬 압입기구를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 장착기에서 정렬 압입기구를 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 정렬 압입기구의 주요 구성 중 저장유니트를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 정렬 압입기구의 주요 구성 중 압입유니트를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 정렬 압입기구의 주요 구성 중 압입유니트의 작동 상태를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 정렬 압입기구의 주요 구성 중 압입유니트 작동상태를 나타내는 사진.

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

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

본 발명에 따르면 상기 피더로부터 클립(C)을 공급받는 클립집(11)을 통해 저장하면서 정렬하는 저장유니트(10)가 구비된다. 저장유니트(10)는 도 1 내지 도 3처럼 피더로부터 공급받는 클립(C)을 저장하면서 정렬하는 역할을 수행하는데, 이는 클립집(11)을 통하여 클립(C)이 정렬된 상태로 저장되어 후속의 안내유니트(20)를 통하여 안내되고 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 로딩된다. 이러한 저장유니트(10)는 피더 상에 근접하게 위치하여 클립집(11)으로 차례로 클립(C)이 정렬된 상태로 저장된다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 클립집(11)은 외주면에 클램핑하여 탈락되지 않게 유도하는 이단턱(12)과 함께 일정구간마다 관통되는 관통공(13)과, 내부로 관통되어 클립(C)이 유출되지 않게 수용 저장하는 정렬공(15)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 클립집(11)은 도 3처럼 이단턱(12), 관통공(13), 정렬공(15)으로 구성된다. 이단턱(12)은 클립집(11)의 외주면에 형성되어 후술하는 안내유니트(20)의 홀더(21)로부터 클램핑하는 동시에 탈락되지 않게 유도한다. 관통공(13)은 클립집(11)의 외주면에 일정구간마다 형성되어 후술하는 압입로봇(R)의 압입툴(31)과 상호 연계 동작하는데, 이에 따른 설명은 후술하여 상세히 설명하도록 한다. 정렬공(15)은 클립집(11)의 내부로 관통된 형태로, 클립(C)이 유출되지 않게 수용 저장한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 저장유니트(10)에서 클립집(11)을 홀더(21)로 클램핑하여 수평방향으로 연속 회전하여 안내하는 안내유니트(20)가 구비된다. 안내유니트(20)는 도 1 및 도 2처럼 클립(C)이 저장된 클립집(11)을 클램핑함과 함께 이를 후속하는 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 안내하는 역할을 수행한다. 안내유니트(20)는 저장유니트(10)의 클립집(11)을 홀더(21)로 클램핑한 상태에서 작동하는 바, 이는 피더로부터 클립(C)을 공급받고, 이를 수평방향으로 연속 회전하여 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 안내한다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 안내유니트(20)는 클립집(11)의 양면에 클램핑하는 홀더(21)와, 홀더(21)를 구동하는 홀딩실린더(23)와, 홀더(21)를 수평방향으로 회전하는 회전실린더(25)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 안내유니트(20)는 도 2처럼 홀더(21), 홀딩실린더(23), 회전실린더(25)로 구성되는데, 회전실린더(25)를 기준하여 홀더(21)와 홀딩실린더(23)가 양측에 각각 설치된다. 홀더(21)는 클립집(11)의 양면에 접하도록 클램핑하고, 이런 홀더(21)에 의해 클립집(11)을 클램핑한 상태에서 저장유니트(10)와 안내유니트(20)의 역할을 수행한다. 대향하는 한 쌍의 홀더(21)는 클립집(11)에 접촉하여 클램핑되는 수지재로서 홀딩실린더(23)에 의하여 동시에 접근 또는 이격된다. 양측의 홀더(21)는 클립집(11)을 클램핑한 상태에서 회전실린더(25)에 의하여 수평방향으로 회전하여 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 클립집(11)을 안내한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 안내유니트(20)에서 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 로딩한 클립집(11)과 인스트루먼트 패널(I)에 압입하여 장착하는 압입유니트(30)가 구비된다. 압입유니트(30)는 도 1 내지 도 4처럼 클립집(11)을 로딩함과 함께 인스트루먼트 패널(I)에 클립(C)을 압입하여 장착하는 역할을 수행한다. 압입유니트(30)는 압입로봇(R)로서, 회전 작동하여 안내유니트(20)으로부터 클립집(11)을 압입툴(31)에 로딩하는 동시에 안착지그의 인스트루먼트 패널(I)에 클립(C)을 압입하여 장착한다. 이에 따른 상세한 설명은 아래에 후술하도록 한다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 압입유니트(30)는 압입로봇(P)상에 장착되면서 선단이 테이퍼진 압입구(33)와 함께 외주면에 일정구간마다 관통되는 관통공(35)을 지닌 압입툴(31)을 구비하고, 압입로봇(R)의 작동에 의해 클립집(11)의 내부로 압입툴(31)이 수직으로 하강운동하여 클립(C)을 인스트루먼트 패널(I)에 압입 장착하는 것을 특징으로 한다. 압입유니트(30)는 도 4 및 도 5처럼 압입구(33)와 압입툴(31)로 구성되는데, 압입로봇(R)의 작동에 의해 클립집(11)의 내부로 압입툴(31)이 수직으로 하강운동한다. 압입툴(31)은 압입로봇(P)상에 장착되도록 연결되어 수직으로 하강운동이 가능하다. 그리고 압입툴(31)은 선단에 테이퍼지게 형성되어 클립(C)이 인스트루먼트 패널(I)에 압입 장착이 원활하도록 한다. 이러한 압입툴(31)은 외주면에 관통공(35)이 일정 간격으로 형성되어 클립집(11)의 관통공(13)과 상호 연계하여 압입툴(31)의 하강운동을 조절한다.

또한 본 발명의 상기 압입툴(31)은 본체 상에 자력을 지니도록 제작되어 클립집(11)이 상호 이탈되지 않는 동시에 관통공(35)에 의해 수직으로 하강운동이 조절되는 것을 특징으로 한다. 한편 압입툴(31)의 본체는 자력을 지니도록 제작됨에 따라, 압입툴(31)상에 삽입되는 클립집(11)이 상호 이탈되지 않은 상태를 유지하는 동시에 클립집(11)의 정렬공(15)으로 수직 하강운동이 원활하도록 압입툴(31)의 관통공(35)과 클립집(11)의 관통공(13)이 자력의 영향이 미치지 않아 클립집(11)의 정렬공(15)으로부터 압입툴(31)의 하강운동이 조절 가능하게 된다.

한편, 클립(C)은 도 3처럼 클립집(11)의 정렬공(15) 상에 나란히 정렬된 상태를 유지하고 압입로봇(R)의 회전 작동에 의해 이탈되지 않게 견고한 상태를 유지한다할 것이다.

도 1 내지 도 6을 통하여 작동에 있어서, 우선 피더에서 공급하는 클립(C)이 클립집(11)의 정렬공(15) 상으로 유출되지 않도록 순차적으로 수용 저장된다. 이때 클립집(11)이 홀더(21)에 클램핑한 상태에서 클립(C)이 수용하고, 클립집(11)에 클립(C)이 적정 개수만큼 수용이 완료되는 동시에 회전실린더(25)에 의하여 수평방향으로 회전하여 또 다른 클립집(11)이 피더로부터 클립(C)을 공급받는다.

이어서, 클립(C)이 수용된 클립집(11)은 압입로봇(R)의 회전 작동으로 압입툴(31)이 클립집(11)을 로딩하는 동시에 위치이동에 의해 안착지그의 인스트루먼트 패널(I) 상의 클립(C)이 조립되는 위치에 도달하면 압입로봇(P)의 작동에 의해 압입툴(31)이 클립집(11)으로부터 수직으로 하강운동하고 이와 동시에 클립(C)이 클립집(11)의 정렬공(15)으로부터 이탈되어 인스트루먼트 패널(I)에 클립(C)을 압입하여 장착된다. 이와 같은 작동은 반복적으로 수행하여 인스트루먼트 패널(I)에 클립(C)을 자동적으로 조립 장착하게 되는 것이다.

한편, 클립집(11)에 클립(C)을 모두 소모하면 압입로봇(R)의 작동으로 위치이동하여 안내유니트(20)에서 클립집(11)을 홀더(21)로 전달하고 피더로부터 클립(C)을 공급받은 클립집(11)을 압입툴(31)로 로딩하여 상기와 같은 압입 작동을 반복적으로 수행한다.

물론, 이와 같은 저장유니트(10), 안내유니트(20), 압입유니트(30)의 작동은 순차적이고 연계적으로 진행되어 인스트루먼트 패널(I)에 클립(C)을 압입하여 장착하는 일련의 자동화 공정을 완료할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 차량의 인스트루먼트 패널에 클립을 압입하여 조립 장착하는 장치에서, 모델의 형상 변화에 대응하는 유연성을 크게 확보하여 공정의 불량을 최소화하고 생산성 향상에 일조함과 동시에 공간 활용을 극대화하면서 작동의 신속성과 정확성은 물론 자동화에 따른 원활한 흐름을 유도한다.

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

10: 저장유니트 11: 클립집
12: 이단턱 13: 관통공
15: 정렬공 20: 안내유니트
21: 홀더 23: 홀딩실린더
25: 회전실린더 30: 압입유니트
31: 압입툴 33: 압입구
35: 관통공
C: 클립 I: 인스트루먼트 패널
R: 압입로봇

Claims (5)

1. 안착지그 상의 인스트루먼트 패널(I)에 피더로부터 공급받은 클립(C)을 정렬시켜 압입하여 장착하는 기구에 있어서:
   상기 피더로부터 클립(C)을 공급받는 클립집(11)을 통해 저장하면서 정렬하는 저장유니트(10);
   상기 저장유니트(10)에서 클립집(11)을 홀더(21)로 클램핑하여 수평방향으로 연속 회전하여 안내하는 안내유니트(20); 및
   상기 안내유니트(20)에서 압입로봇(R)의 압입툴(31)로 로딩한 클립집(11)과 인스트루먼트 패널(I)에 압입하여 장착하는 압입유니트(30);를 포함하여 이루어지되,
   상기 클립집(11)은 외주면에 클램핑하여 탈락되지 않게 유도하는 이단턱(12)과 함께 일정구간마다 관통되는 관통공(13)과, 내부로 관통되어 클립(C)이 유출되지 않게 수용 저장하는 정렬공(15)을 구비하고,
   상기 안내유니트(20)는 클립집(11)의 양면에 클램핑하는 홀더(21)와, 홀더(21)를 구동하는 홀딩실린더(23)와, 홀더(21)를 수평방향으로 회전하는 회전실린더(25)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 압입유니트(30)는 압입로봇(P)상에 장착되면서 선단이 테이퍼진 압입구(33)와 함께 외주면에 일정구간마다 관통되는 관통공(35)을 지닌 압입툴(31)을 구비하고, 압입로봇(R)의 작동에 의해 클립집(11)의 내부로 압입툴(31)이 수직으로 하강운동하여 클립(C)을 인스트루먼트 패널(I)에 압입 장착하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구.
5. 제1항에 있어서,
   상기 압입툴(31)은 본체 상에 자력을 지니도록 제작되어 클립집(11)이 상호 이탈되지 않는 동시에 관통공(35)에 의해 수직으로 하강운동이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 클립 장착기의 정렬 압입기구.

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