KR102146441B1 - 자동화 장치 및 자동화 방법 - Google Patents

Abstract

자동화 장치가 제공된다. 상기 자동화 장치는 몰드에 형성된 핀 홀 상에 이어핀을 정렬시키는 정렬 유니트; 상기 핀 홀 상에 정렬된 상기 이어핀을 상기 핀 홀에 삽입하는 삽입 유니트;를 포함할 수 있다.

Description

자동화 장치 및 자동화 방법{AUTOMATION DEVICE AND AUTOMATION METHOD}

본 발명은 몰드에 대한 이어핀의 삽입 공정을 자동화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

주얼리 산업은 대부분의 공정이 수작업으로 이루지는 전형적인 노동집약적인 산업이다. 주얼리 산업은 저임금 노동, 사양 산업이라는 인식이 광범위하게 확산되어 숙련공 인력의 고용유지 및 신규인력 채용에 한계가 있다.

특히, 주얼리 산업 인력양성은 고부가가치인 디자인과 고급 세공기술에 집중되어 있어 생산인력 확보에 애로사항이 많으며, 불가피하게 채용한 외국인 노동자는 숙련공이 되는 시점에서 중국 등 해외로 유출되고 있다. 따라서, 주얼리 산업 분야에서 인력확보 문제는 심각한 상황에 처해 있다.

주얼리 산업 중 대표적인 패션 주얼리 중 귀걸이 제작 공정 중 이어핀(귀걸이 핀)의 경우 현재 100% 수작업을 통한 작업이 진행되고 있다.

한국등록특허공보 제0771956호에는 귀걸이의 핀을 대량으로 인발하여 절단하는 기술이 나타나 있다. 그러나, 생산된 귀걸이의 핀을 몰드에 삽입하는 자동화 기술은 나타나 있지 않다.

한국등록특허공보 제0771956호

본 발명은 몰드에 이어핀을 자동으로 삽입하는 자동화 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 자동화 장치는 몰드에 형성된 핀 홀 상에 이어핀을 정렬시키는 정렬 유니트; 상기 핀 홀 상에 정렬된 상기 이어핀을 상기 핀 홀에 삽입하는 삽입 유니트;를 포함할 수 있다.

본 발명의 자동화 방법은 몰드를 촬영한 촬영 이미지의 분석을 통해 상기 몰드 상에 형성된 핀 홀을 탐색할 수 잇다. 상기 핀 홀이 탐색되면, 탐색된 핀 홀의 좌표를 추출할 수 있다. 추출된 좌표를 향해 상기 삽입 유니트가 움직이도록 정렬 유니트를 제어할 수 있다. 상기 정렬 유니트에 의해 상기 삽입 유니트가 타겟 위치로 이동하면, 상기 이어핀의 일부가 상기 핀 홀에 삽입되도록, 상기 이어핀을 그랩하고 있는 그랩부를 제어할 수 있다. 상기 이어핀의 일부가 상기 핀 홀에 삽입되면, 상기 이어핀으로부터 상기 그랩부를 도피시킬 수 있다. 상기 이어핀으로부터 상기 그랩부가 도피되면 상기 이어핀의 나머지 부위가 상기 핀 홀에 삽입되도록, 상기 핀 홀을 향해 상기 이어핀의 머리부를 가압하도록 가압부를 제어할 수 있다.

본 발명의 자동화 장치 및 자동화 방법에 따르면, 몰드 상에 형성된 핀 홀에 이어핀이 자동으로 삽입될 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존 수작업으로 수행되던 몰드에 대한 이어핀 삽입 작업이 자동화될 수 있다.

본 발명의 자동화 장치는 복수의 이어핀을 수납하는 카트리지의 교체를 통해 이어핀의 삽입 작업이 고속으로 수행될 수 있다.

실리콘 재질의 몰드 상에 형성된 핀 홀은 이어핀 삽입 작업시마다 위치가 일부 변경될 수 있다. 본 발명에 따르면, 핀 홀의 실제 위치를 정확하게 파악하는 탐색 유니트가 추가될 수 있다.

탐색 유니트를 이용하면, 이어핀이 삽입된 핀 홀의 실제 위치가 정확하게 파악될 수 있다. 본 발명의 자동화 장치는 위치가 변화하는 핀 홀에 대응하여 움직일 수 있는 xy 로봇을 이용해서 핀 홀 상에 이어핀을 정확하게 배치시키고, 핀 홀에 이어핀을 삽입할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 수작업으로 진행되던 이어핀 삽입 공정이 자동화되므로, 귀걸이의 전체 제조 공정이 단축될 수 있다. 또한, 인력난으로 어려움을 겪고 있는 노동집약적인 산업에 대한 신규 인력의 창출이 가능하고 효율성이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 자동화 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 수작업으로 이루어지는 이어핀의 삽입 공정을 나타낸 사진이다.
도 3은 피딩 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 4는 피딩 유니트를 나타낸 일부 평면도이다.
도 5는 변환기와 받침대를 나타낸 개략도이다.
도 6은 카트리지부의 분해 사시도이다.
도 7은 이어핀 및 수납 구멍을 나타낸 개략도이다.
도 8은 삽입 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 9는 몰드에 이어핀을 삽입하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 10은 삽입 유니트의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 그랩부와 가압부를 나타낸 개략도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 자동화 장치를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 자동화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.

귀에 착용하는 장식용 귀걸이는 귀를 관통하는 이어핀(30), 이어핀(30)의 단부에 형성되는 장식을 포함할 수 있다. 작고 가느다란 이어핀(30)의 단부에 장식을 설치하기 위해, 몰드(10)가 사용될 수 있다. 몰드(10)는 원판 형상으로 형성되고, 이어핀(30)이 삽입되는 핀 홀(11)이 형성될 수 있다. 일단부가 노출되게 이어핀(30)을 핀 홀(11)에 삽입하고, 외부에 노출된 이어핀(30)의 일단부에 장식을 설치하면 귀걸이가 완성될 수 있다. 해당 귀걸이 제조 과정에서 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 삽입하는 공정에 많은 시간이 소요될 수 있다.

몰드(10)에 이어핀(30)을 삽입하는 공정을 자동화하기 위해서는 원재료에 대한 선별, 이어핀(30) 삽입 좌표 추출, 자동 삽입 및 압입 등의 여러 공정이 요구될 수 있다.

이어핀(30)은 몰드(10)에 형성된 핀 홀(11)에 삽입될 수 있다. 이때, 핀 홀(11)의 위치는 시시각각 변화할 수 있다.

일 예로, 몰드(10)에는 복수의 핀 홀(11)이 형성될 수 있다. 제품이 갖는 공차 또는 생산 오차로 인해 몰드(10)에 형성된 핀 홀(11)의 위치는 개체마다 약간씩 다를 수 있다. 특히, 몰드(10)가 실리콘, 고무, 합성 수지 등의 플렉시블한 재질로 형성된 경우, 핀 홀(11)의 위치는 시시각각 달라질 수 있다. 따라서, 사전에 정의된 핀 홀(11)의 위치는 실제 위치와 다를 수 있다. 따라서, 몰드(10)에 대한 이어핀(30)의 삽입 공정을 위해 핀 홀(11)의 실제 위치가 파악될 필요가 있다.

핀 홀(11)에 삽입되는 이어핀(30)은 머리부(31)가 바늘부(33)를 갖는 특수 구조로 인해, 자동 공급, 그랩 등의 자동화가 어려울 수 있다.

일 예로, 이어핀(30)은 설정 직경으로 형성된 머리부(31), 머리부(31)보다 작은 직경으로 형성되며 머리부(31)로부터 일방향을 향해 연장되는 바늘부(33)를 포함할 수 있다. 귀걸이용으로 사용되는 이어핀(30)의 경우, 머리부(31)는 각종 장식에 연결되고, 연결된 장식을 지지하는 지지 수단으로 기능할 수 있다. 바늘부(33)는 귀에 형성된 구멍을 통과할 수 있다.

이어핀(30)의 머리부(31)는 바늘부(33)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 그 형상은 다양할 수 있다. 일 예로, 머리부(31)는 하나의 원통 형상으로 형성되거나, 측면 가운데가 함몰된 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 머리부(31)는 서로 이격된 상측 판부(35)와 하측 판부(36), 상측 판부(35)와 하측 판부(36)를 연결하는 연결 막대(37)를 포함할 수 있다. 상측 판부(35)와 하측 판부(36)는 도 7에 도시된 바와 같이 원판 형상으로 형성될 수 있다.

본 명세서에 기재된 이어핀(30)은 귀를 통과하는 귀걸이용 핀에 한정되지 않고, 직경이 서로 다른 머리부(31)와 바늘부(33)를 갖는 다양한 용도, 다양한 종류의 핀을 포함할 수 있다. 귀걸이용으로 사용되는 이어핀(30)은 수mm ~ 수cm의 길이로 형성될 수 있다. 이어핀(30)의 두께는 수mm 이내로 형성될 수 있다.

도 2는 수작업으로 이루어지는 이어핀(30)의 삽입 공정을 나타낸 사진이다.

먼저, 도 2의 (a)와 같이 작업자는 핀 봉지(39)로부터 이어핀(30)을 꺼내고, 몰드(10) 상에 형성된 핀 홀(11)에 이어핀(30)의 일부를 삽입할 수 있다.

다음으로, 도 2의 (b)와 같이 작업자는 가압봉(40)을 이용해서 이어핀(30)을 눌러, 핀 홀(11)에 이어핀(30)의 나머지 부위를 삽입할 수 있다.

다음으로, 도 2의 (c)와 같이 작업자는 손으로 핀 홀(11)에 삽입된 이어핀(30)을 만져보고, 이어핀(30)이 핀 홀(11)에 적정 길이만큼 삽입되었는지 테스트할 수 있다.

해당 수작업은 실리콘 재질의 몰드(10)를 수행되는 관계로, 일반적인 예상과 달리 높은 숙련도와 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

위치가 그때그때 변하는 몰드(10)의 핀 홀(11)에 머리부(31)와 바늘부(33)를 갖는 이어핀(30)을 자동으로 삽입하기 위해 본 발명의 자동화 장치가 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 자동화 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 자동화 장치는 탐색 유니트(100), 정렬 유니트(200), 삽입 유니트(300), 카트리지부(400)를 포함할 수 있다.

탐색 유니트(100)는 몰드(10)에 형성된 핀 홀(11)을 탐색할 수 있다. 탐색 유니트(100)는 몰드(10)를 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다.

몰드(10)는 실리콘 재질의 원판 형상으로 형성될 수 있다. 몰드(10) 상에는 복수의 핀 홀(11)이 평행하게 형성될 수 있다.

일 예로, 복수의 핀 홀(11)은 몰드(10)의 중심 o를 기준으로 등각도 간격으로 형성될 수 있다.

탐색 유니트(100)에는 몰드(10)의 일면을 촬영하는 촬영부, 촬영부의 촬영 이미지에서 각 핀 홀(11)을 추출하는 추출부, 추출부에 의해 추출된 핀 홀(11)의 위치를 파악하는 파악부가 마련될 수 있다.

정렬 유니트(200)는 파악부에 의해 파악된 특정 핀 홀(11)의 위치를 향해 삽입 유니트(300)를 움직일 수 있다.

삽입 유니트(300)는 이어핀(30)이 특정 핀 홀(11) 상에 정렬되는 위치에서 정렬 유니트(200)에 의해 정지될 수 있다.

정렬 유니트(200)는 특정 핀 홀(11)에 대한 이어핀(30)의 삽입 과정이 완료되면, 파악부에 의해 추출된 다른 핀 홀(11)의 위치를 향해 삽입 유니트(300)를 움직일 수 있다.

정렬 유니트(200)는 소위 xy 로봇을 포함할 수 있다.

구체적으로, 서로 직교하는 3개의 좌표축 x축, y축, z축이 형성하는 3차원 공간이 정의될 때, 몰드(10)는 x축 및 y축이 형성하는 xy 평면에 평행하게 배치되는 판 형상으로 형성될 수 있다.

정렬 유니트(200)에는 제1 이송부, 제2 이송부가 마련될 수 있다.

제1 이송부는 제1 축을 따라 삽입 유니트(300)를 움직일 수 있다.

제2 이송부는 제1 축에 기울어진 제2 축을 따라 삽입 유니트(300)는 또는 제1 이송부를 움직일 수 있다. 일 예로, 제1 축은 x축, y축 중 어느 하나일 수 있다. 제2 축은 x축과 y축 중 나머지 하나일 수 있다.

정렬 유니트(200)는 제1 이송부와 제2 이송부를 이용해서 삽입 유니트(300)를 xy 평면 상의 다양한 위치로 움직일 수 있다.

추출부는 몰드(10)의 일면에 형성된 마커(19)를 추가로 추출할 수 있다. 파악부는 추출부에 의해 추출된 마커(19)의 위치를 기준으로 기설정된 핀 홀(11)의 설계 위치를 파악할 수 있다.

파악부는 촬영 이미지를 대상으로 설계 위치 및 설계 위치의 주변에 대한 이미지 분석을 통해 핀 홀(11)의 실제 위치를 파악할 수 있다. 설계 위치가 그대로 핀 홀(11)의 실제 위치에 해당되는 것이 바람직하지만, 현실적으로 재질 등에 따라 핀 홀(11)의 실제 위치는 설계 위치와 다를 수 있다. 본 발명에 따르면, 파악부에 의해 설계 위치 주변에 대한 추가 분석을 통해 핀 홀(11)의 실제 위치가 파악될 수 있다. 마커(19)를 이용하는 파악부는 몰드(10)의 전체 영역이 아니라 설계 위치 주변의 제한된 영역에 대한 분석만으로 핀 홀(11)의 실제 위치를 파악할 수 있다. 따라서, 핀 홀(11)의 실제 위치를 분석하는 파악부의 처리 부하가 경감될 수 있다.

정렬 유니트(200)는 이어핀(30)이 실제 위치 상에 정렬되도록 삽입 유니트(300)를 움직일 수 있다.

삽입 유니트(300)의 위치 조절을 통해 정렬 유니트(200)는 몰드(10)에 형성된 핀 홀(11) 상에 이어핀(30)을 정렬시킬 수 있다. 정렬 유니트(200)는 이어핀(30)이 핀 홀(11) 상에 정렬되도록, 이어핀(30)을 그랩한 상태의 삽입 유니트(300)를 움직일 수 있다.

삽입 유니트(300)는 핀 홀(11) 상에 정렬된 이어핀(30)을 핀 홀(11)에 삽입할 수 있다. 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 삽입하기 위해, 사전 작업으로 삽입 유니트(300)는 이어핀(30)을 집거나 잡는 그랩 동작을 수행할 수 있다. 이때, 정렬 유니트(200)는 이어핀(30)을 그랩하고 있다. 삽입 유니트(300)를 움직여서 핀 홀(11) 상에 이어핀(30)을 정렬시킬 수 있다. 이어핀(30)이 핀 홀(11) 상에 정렬되면, 삽입 유니트(300)는 몰드(10)를 향해 움직이고 그랩하고 있는 이어핀(30)을 핀 홀(11)에 삽입할 수 있다.

핀 홀(11)에 대한 이어핀(30)의 삽입 작업이 고속으로 수행되기 위해서는 이어핀(30)이 연속적으로 공급되는 것이 좋다.

복수의 이어핀(30)이 수납되는 카트리지부(400)가 마련될 수 있다. 카트리지부(400)는 삽입 유니트(300)에 이어핀(30)을 연속적으로 공급할 수 있다. 카트리지부(400)에는 이어핀(30)이 수납되는 수납 구멍(460)이 형성될 수 있다. 수납 구멍(460)에는 복수의 이어핀(30)이 일정하게 배열된 상태로 수납될 수 있다. 수납 구멍(460)에 수납된 복수의 이어핀(30)은 순서대로 하나씩 출력되고 삽입 유니트(300)에 제공될 수 있다.

카트리지부(400)에 복수의 이어핀(30)을 삽입하는 공정이 자동화될 수 있다.

도 3은 피딩 유니트를 나타낸 개략도이다. 도 4는 피딩 유니트를 나타낸 일부 평면도이다. 도 5는 변환기(930)와 받침대(950)를 나타낸 개략도이다.

피딩 유니트에는 피더(910), 변환기(930), 받침대(950)가 마련될 수 있다.

피더(910)는 상측에 개구부가 형성된 통 형상으로 형성될 수 있다. 피더(910)는 개구부를 통해 입력된 다양한 자세의 이어핀(30)이 흔들리도록 진동할 수 있다. 흔들리는 과정에서 이어핀(30)은 수용 공간(919)의 내부로부터 피더(910)의 외부까지 연장 형성된 정렬판(911) 상에 놓일 수 있다. 이어핀(30)은 정렬판(911)에 의해 가이드되는 자세로 수용 공간(919) 외부로 출력될 수 있다. 정렬판(911)의 일면에는 1개의 이어핀(30)이 삽입될 수 있는 간격으로 격벽(913)이 형성될 수 있다.

변환기(930)는 정렬판(911)을 통해 출력된 이어핀(30)의 자세를 변환할 수 있다. 일 예로, 이어핀(30)은 정렬판(911)에 누운 상태, 구체적으로 지면에 평행한 상태로 피더(910)로부터 출력될 수 있다. 변환기(930)는 지면에 평행한 상태로 출력된 이어핀(30)을 지면에 수직하게 세울 수 있다. 예를 들어, 변환기(930)는 이어핀(30)의 머리부(31)를 지지하는 구조로 형성될 수 있다. 머리부(31)가 변환기(930)에 지지된 이어핀(30)은 바늘부(33)의 자중에 의해 머리부(31)를 중심으로 회동하면서 머리부(31)가 위에 있고 바늘부(33)가 아래에 있는 세워진 자세를 취할 수 있다.

정렬판(911) 또는 변환기(930)에 배치된 이어핀(30)은 계속해서 밀고 들어오는 다른 이어핀(30)에 밀려서 출구 쪽으로 이동할 수 있다. 변환기(930)의 출구에는 카트리지부(400)를 지지하는 받침대(950)가 마련될 수 있다.

변환기(930)로부터 출력된 이어핀(30)은 카트리지부(400)에 형성된 수납 구멍(460)으로 입력될 수 있다. 이때, 세워진 자세의 이어핀(30)에 맞게 수납 구멍(460)이 위치하도록 카트리지부(400)가 배치될 필요가 있다. 받침대(950)는 변환기(930)로부터 출력된 이어핀(30)에 매칭되는 자세로 수납 구멍(460)이 위치하도록 카트리지부(400)를 지지할 수 있다. 받침대(950)에 카트리지부(400)가 놓이면, 카트리지부(400)의 수납 구멍(460)은 자연스럽게 변환기(930)의 출력단에 대면하게 배치될 수 있다.

수납 구멍(460)의 높이를 변환기(930)의 출력단에 맞추기 위해 받침대(950)를 지지하는 지지대(959)가 추가로 마련될 수 있다.

도 6은 카트리지부(400)의 분해 사시도이고, 도 7은 이어핀(30) 및 수납 구멍(460)을 나타낸 개략도이다.

카트리지부(400)에는 이어핀(30)이 측면 방향으로 수납되는 수납 구멍(460)이 마련될 수 있다. 이어핀(30)의 측면 방향은 이어핀(30)의 길이 방향에 수직한 방향을 나타내거나, 바늘부(33)의 연장 방향에 수직한 방향을 나타낼 수 잇다.

수납 구멍(460)은 머리부(31)가 측면 방향으로 삽입되는 제1 구멍(414) 및 제1 구멍(414)에 연속되게 형성되고 바늘부(33)가 측면 방향으로 삽입되는 제2 구멍(416)을 포함할 수 있다.

제1 구멍(414)은 측면 방향으로 삽입되는 머리부(31) 1개만이 삽입되는 형상 및 크기로 형성될 수 있다.

제2 구멍(416)은 측면 방향으로 삽입되는 바늘부(33) 1개만이 삽입되는 형상 및 크기로 형성될 수 있다.

제1 구멍(414)과 제2 구멍(416)으로 인해, 수납 구멍(460)의 폭 방향 상으로 오직 1개씩만 삽입될 수 있다. 따라서, 수납 구멍(460) 안에서 복수의 이어핀(30)이 엉키지 않고 일렬로 배열된 상태로 수납될 수 있다.

카트리지부(400)는 삽입 유니트(300)에 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 이어핀(30)의 자중에 의해 이어핀(30)이 자연스럽게 출력되도록, 카트리지부(400)는 수납 구멍(460)의 출입구가 아래를 향하는 자세, 예를 들어 지면에 수직하거나 기울어진 자세로 삽입 유니트(300)에 장착될 수 있다. 삽입 유니트(300)에 장착되기 전에 이어핀(30)이 외부로 유출되지 않도록, 수납 구멍(460)의 출입구를 개폐하는 개폐 수단이 마련될 수 있다.

일 예로, 개폐 수단은 수납 구멍(460)의 출입구를 막는 덮개판(491), 덮개판(491)을 카트리지부(400)에 고정시키는 덮개 손잡이(493)가 마련될 수 있다. 일 예로, 덮개 손잡이(493)는 볼트를 포함할 수 있다. 카트리지부(400)에는 덮개 손잡이(493)의 단부가 삽입되는 설치 홈(430)이 형성될 수 있다.

수납 구멍(460)을 막는 덮개판(491)의 가장자리는 구부러져서 설치 홈(430)까지 연장될 수 있다. 설치 홈(430)까지 연장되는 덮개판(491)의 가장자리에는 덮개 손잡이(493)의 단부가 통과하는 덮개 구멍이 형성될 수 있다.

덮개 손잡이(493)가 덮개 구멍을 통과해서 설치 홈(430)에 삽입되면, 덮개판(491)은 카트리지부(400)에 고정될 수 있다. 카트리지부(400)에 고정된 덮개판(491)은 덮개 손잡이(493)가 제거되기 전까지 수납 구멍(460)을 폐쇄할 수 있다.

개폐 수단은 카트리지부(400)가 삽입 유니트(300)에 장착되면 출입구를 개방할 수 있다. 일 예로, 카트리지부(400)가 삽입 유니트(300)에 장착되면, 덮개 손잡이(493) 및 덮개판(491)은 사용자에 의해 제거될 수 있다.

덮개판(491)이 제거되면 수납 구멍(460)이 개방되고, 수납 구멍(460)에 수납된 이어핀(30)은 개방된 출입구를 통과해서 삽입 유니트(300)에 공급될 수 있다.

매우 작은 크기의 이어핀(30)을 엉킴없이 일렬로 수납하기 위해 수납 구멍(460)을 갖는 카트리지부(400)는 정밀하게 제조될 필요가 있다. 특히, 가늘게 깊은 구멍에 해당하는 수납 구멍(460)을 형성하기 위해, 카트리지부(400)는 서로 결합되는 제1 부재(411)와 제2 부재(412)를 포함할 수 있다. 제1 부재(411)와 제2 부재(412)는 막대 형상으로 형성될 수 있다.

제2 부재(412)에 대면되는 제1 부재(411)의 일면, 제1 부재(411)에 대면되는 제2 부재(412)의 일면에는 수납 구멍(460)을 형성하는 반 홈이 형성될 수 있다.

반 홈은 머리부(31)가 삽입되는 제1 구멍(414)을 형성하는 제1 반 홈(413), 바늘부(33)가 삽입되는 제2 구멍(416)을 형성하는 제2 반 홈(415)을 포함할 수 있다.

제1 부재(411)에 형성된 제1 반 홈(413)과 제2 부재(412)에 형성된 제1 반 홈(413)은 제1 부재(411)와 제2 부재(412)가 서로 결합되면 하나의 제1 구멍(414)을 형성할 수 있다. 제1 부재(411)에 형성된 제2 반 홈(415)과 제2 부재(412)에 형성된 제2 반 홈(415)은 제1 부재(411)와 제2 부재(412)가 서로 결합되면 하나의 제2 구멍(416)을 형성할 수 있다.

제1 반 홈(413) 또는 제2 반 홈(415)의 바닥면에는 카트리지의 길이 방향을 따라 관측 구멍(420)이 형성될 수 있다. 사용자는 관측 구멍(420)을 통해 수납 구멍(460)에 수납된 이어핀(30)의 상태 및 수납 양을 파악할 수 있다.

제1 부재(411)와 제2 부재(412)는 나사, 볼트 등의 체결 수단(419)에 의해 견고하게 나사 결합될 수 있다.

도 8은 삽입 유니트(300)를 나타낸 개략도이다.

삽입 유니트(300)에는 레일부(310), 쉬프트부(330), 그랩부(350), 가압부(370)가 마련될 수 있다.

착탈 가능한 카트리지부(400)가 마련된 경우, 삽입 유니트(300)에는 카트리지부(400)가 착탈되는 착탈부(309)가 마련될 수 있다. 착탈부(309)는 카트리지부(400)의 적어도 일부가 삽입되는 레일 형상 또는 통 형상으로 형성될 수 있다.

레일부(310)는 적어도 제1 위치 p1으로부터 제2 위치 p2까지 연장될 수 있다.

제1 위치 p1은 카트리지부(400)의 출입구에 대면되는 위치로, 카트리지부(400)의 수납 구멍(460)으로부터 출력된 이어핀(30)이 삽입 유니트(300)로 건너가는 위치에 해당될 수 있다. 카트리지부(400)로부터 공급된 이어핀(30)은 제1 위치 p1에서 레일부(310)에 적재될 수 있다. 제1 위치 p1에서 레일부(310)에 적재된 이어핀(30)은 레일부(310)를 따라 제2 위치 p2까지 이동되고, 제2 위치 p2에서 그랩부(350)에 의해 그랩되고 레일부(310)로부터 벗어날 수 있다.

레일부(310)는 구부러지게 형성된 변환 구간, 직선으로 형성된 직선 구간을 포함할 수 있다.

카트리지부(400) 등을 통해 출력된 이어핀(30)은 지면에 평행한 상태로 제1 위치 p1에 진입할 수 있다.

변환 구간은 지면에 평행한 상태로 제1 위치 p1에 입력된 이어핀(30)이 자중에 의해 슬라이딩되면서 지면에 수직하게 배치되도록 구부러지게 형성될 수 있다. 이어핀(30)은 구부러진 레일에 해당하는 변환 구간을 타고 내려오면서 머리부(31)를 중심으로 바늘부(33)가 스윙될 수 있다. 머리부(31)를 기준으로 하는 바늘부(33)의 스윙으로 인해 지면에 평행한 상태로 입력된 이어핀(30)은 변환 구간을 거치면서 지면에 수직하게 세워질 수 있다.

직선 구간은 변환 구간의 종단으로부터 지면에 평행하게 제2 위치 p2까지 연장될 수 있다. 직선 구간은 물리적으로 접촉된 상태의 복수의 이어핀(30)을 서로 이격시키기 위한 구간일 수 있다.

변환 구간에 위치한 이어핀(30)은 자중에 의해 서로서로 밀착 접촉된 상태일 수 있다. 핀 홀(11)당 오직 1개의 이어핀(30)만 삽입되어야 하므로, 그랩부(350)는 1개의 이어핀(30)만 집어올려야 한다. 복수의 이어핀(30)이 서로 밀착 접촉된 상태라면, 그랩부(350)는 1개의 이어핀(30)만 집어올리기가 어려울 수 있다.

직선 구간에 진입한 이어핀(30)은 마찰력으로 인해 스스로 제2 위치 p2까지 이동할 수 없다.

쉬프트부(330)는 레일부(310)에 탑재된 이어핀(30) 또는 레일부(310)에 의해 가이드되는 이어핀(30)을 제2 위치까지 강제로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 쉬프트부(330)는 변환 구간의 종단 또는 직선 구간의 시작단에 위치한 이어핀(30)을 강제로 제2 위치 p2까지 이동시킬 수 있다. 쉬프트부(330)는 이어핀(30)을 제2 위치 p2까지 이동시키는 동시에 특정 이어핀(30)을 뒤따르는 다른 이어핀(30)으로부터 이격시킬 수 있다.

쉬프트부(330)는 제1 위치 p1을 거쳐 서로 밀착된 상태로 입력된 복수의 이어핀(30)을 제2 위치 p2까지 이동시킬 수 있다.

쉬프트부(330)에는 제2 위치 p2까지 이동되는 각 이어핀(30)을 인접한 다른 이어핀(30)으로부터 이격시키는 이격 수단(340)이 마련될 수 있다. 이격 수단(340)에 의해 그랩부(350)에 대면되는 특정 이어핀(30)은 바로 다음 이어핀(30)으로부터 이격된 상태에서 그랩부(350)에 의해 그랩될 수 있다.

일 예로, 쉬프트부(330)는 레일부(310)에 대면하게 형성될 수 있다. 이때, 레일부(310)는 바늘부(33)를 사이에 두고 머리부(31)의 일측 밑면과 타측 밑면을 지지하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 레일부(310)는 머리부(31)의 일측 밑면을 지지하는 제1 레일, 머리부(31)의 타측 밑면을 지지하는 제2 레일을 포함할 수 있다. 이때, 바늘부(33)는 제1 레일과 제2 레일 사이의 틈을 통과해서 쉬프트부(330)를 향해 연장되는 형태가 될 수 있다. 다시 말해, 이어핀(30)의 바늘부(33)는 레일부(310)를 통과해서 쉬프트부(330)를 향해 돌출될 수 있다.

쉬프트부(330)에는 레일부(310)에 평행하게 형성된 회전축, 회전축의 외주면에 형성된 나사산이 마련될 수 있다. 나사산은 레일부(310)를 통과한 이어핀(30)의 바늘부(33)에 대면 접촉되게 형성될 수 있다. 제어부(600)에 의해 제어되는 모터 등의 구동 수단(320)의 동작에 의해 회전축이 회전하면, 나사산은 대면 접촉된 바늘부(33)를 제2 위치 p2를 향해 밀어내게 형성될 수 있다. 삽입 유니트(300)는 제2 위치 p2까지 밀려난 이어핀(30)을 핀 홀(11)에 삽입할 수 있다.

일 예로, 회전축은 레일부(310)의 직선 구간에 평행하게 형성될 수 있다. 이때, 나사산은 회전축의 외주면으로부터 레일부(310)를 향해 돌출된 날개 형상으로 형성된 스크류를 포함할 수 있다. 나사산은 레일부(310)의 변환 구간의 종단에 대면되는 제3 위치 p3로부터 제2 위치 p2까지 회전축의 외주면을 따라 연속된 나선 형상으로 형성될 수 있다.

레일부(310)를 향해 돌출 형성된 나사산의 일측면은 회전축을 향해 레일부(310)로부터 돌출된 바늘부(33)에 대면 접촉될 수 있다. 바늘부(33)에 대면 접촉된 나사산은 회전축이 회전하면 나사산의 나선 방향을 따라 바늘부(33)를 물리적으로 밀어내고, 이어핀(30)은 제2 위치 p2를 향해 이송될 수 있다.

제1 위치 p1과 제2 위치 p2 사이에서 바늘부(33)가 나사산에 최초로 대면 접촉되는 제3 위치 p3, 제3 위치 p3와 제2 위치 p2 사이의 제4 위치 p4가 정의될 수 있다.

제3 위치 p3에 대면되는 나사산의 간격(피치) d1은 머리부(31)가 서로 밀착된 2개의 이어핀(30) 간의 거리(이어핀(30)의 중심 간의 거리)를 추종하게 형성될 수 있다.

제4 위치 p4에 대면되는 나사산의 간격 d2는 제3 위치 3p에 대면되는 나사산의 간격 d1보다 크게 형성될 수 있다.

제4 위치 p4에 대면되는 나사산으로 인해 머리부(31)가 서로 밀착되었던 2개의 이어핀(30) 간의 간격이 벌어질 수 있다. 삽입 유니트(300)에는 간격이 벌어진 특정 머리부(31)와 다른 머리부(31)의 사이 구간까지 진입해서 특정 머리부(31)를 그랩하는 그랩부(350)가 마련될 수 있다. 제2 위치 p2로 갈수록 간격이 벌어지는 나사산은 복수의 이어핀(30)을 이격시키는 이격 수단(340)에 해당될 수 있다.

머리부(31)가 서로 밀착된 2개의 이어핀(30) 간의 거리 d1만큼 이격된 2개의 나사산의 사이에는 오직 1개의 이어핀(30)만 위치할 수 있다. 해당 이어핀(30)은 나사산에 밀려서 제2 위치 p2를 향해 나아갈 수 있다. 제2 위치에 p2에 근접할수록 나사산의 간격이 증가될 수 있다. 나사산의 간격 증가로 인해, 각 나사산에 의해 이송되는 바늘부(33) 및 이어핀(30)의 간격 역시 증가되고, 서로 밀착되어 있던 복수의 이어핀(30)은 서로 이격될 수 있다. 복수의 이어핀(30)이 서로 이격되면, 특정 이어핀(30)을 그랩하는 그랩부(350)의 동작 난이도가 완화될 수 있다. 또한, 그랩부(350)는 다른 이어핀(30)으로부터 이격된 특정 이어핀(30)을 확실하게 그랩할 수 있다.

쉬프트부(330)는 제2 위치 p2에 가까워지면 머리부(31)를 부상시켜 레일부(310)로부터 머리부(31)를 이격시킬 수 있다.

그랩부(350)는 제2 위치 p2에 도달한 이어핀(30)을 그랩할 수 있다. 그랩부(350)는 머리부(31)의 부상으로 인해 레일부(310)의 상측으로 노출된 바늘부(33)와 머리부(31) 중 적어도 하나를 그랩할 수 있다.

일 예로, 바늘부(33)는 레일부(310)를 통과해서 쉬프트부(330)에 대면하게 배치될 수 있다.

쉬프트부(330)에는 지면에 수평하게 연장되는 회전축의 회전에 의해 바늘부(33)를 제2 위치 p2로 밀어내는 스크류가 마련될 수 있다.

회전축은 제2 위치 p2를 향해 갈수록 직경이 커지도록 형성될 수 있다.

제2 위치 p2에 가까워질수록 직경이 커지게 형성된 회전축에 의해, 레일부(310)를 통과해서 쉬프트부(330)를 향해 연장된 바늘부(33)의 말단은 제2 위치 p2의 주변에서 회전축의 외주면에 접촉 간섭될 수 있다.

회전축과 바늘부(33) 간의 접촉 간섭에 의해, 바늘부(33)는 회전축으로부터 레일부(310)를 향해 들어올려지고 머리부(31)는 레일로부터 떠오를 수 있다.

그랩부(350)는 머리부(31)의 떠오름으로 인해 레일부(310)의 상측으로 노출된 바늘부(33)를 그랩하고 머리부(31)를 그랩할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 그랩부(350)에 의해 머리부(31)와 바늘부(33)가 함께 그랩될 수 있다. 그랩부(350)에 의해 이어핀(30)의 길이 방향 상으로 최소 서로 이격된 2점이 지지되므로, 이어핀(30)의 틸팅 현상 등이 방지될 수 있다. 또한, 이어핀(30)을 강하게 쥐고 있는 상태가 되므로, 그랩부(350)는 자체적으로 이어핀(30)의 일부를 핀 홀(11)에 충분하게 삽입할 수 있다.

그랩부(350)는 제2 위치에서 특정 이어핀(30)을 그랩하고, 특정 이어핀(30)을 타겟 위치 pt로 이동시킬 수 있다. 특정 이어핀(30)과 그랩부(350)가 도피한 제2 위치에는 다음 이어핀(30)이 진입할 수 있다.

타겟 위치 pt는 레일부(310), 쉬프트부(330)로부터 이격된 위치일 수 있다. 타겟 위치 pt는 핀 홀(11)을 향해 하강하는 그랩부(350) 및 가압부(370)가 레일부(310) 또는 쉬프트부(330)와 간섭되지 않는 위치일 수 있다. 타겟 위치 pt까지 특정 이어핀(30)을 이동시킨 그랩부(350)는 핀 홀(11)을 향해 움직일 수 있다. 정렬 유니트(200)는 타겟 위치 pt를 기준으로 삽입 유니트(300)를 핀 홀(11) 상에 정렬시킬 수 있다.

가압부(370)는 그랩부(350)에 의해 핀 홀(11)에 도달한 이어핀(30)을 핀 홀(11)을 향해 가압하고, 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 삽입할 수 있다.

도 9는 몰드(10)에 이어핀(30)을 삽입하는 과정을 나타낸 개략도이다.

본 발명에서 관심을 갖는 이어핀(30)의 삽입 작업은 이어핀(30)의 거의 모든 부분을 핀 홀(11)에 삽입하는 것일 수 있다. 이러한 환경에서는 이어핀(30)을 그랩하고 있는 상태에서 끝까지 이어핀(30)을 핀 홀(11)에 삽입하기 어렵다.

그랩부(350)는 핀 홀(11)에 이어핀(30)의 밑둥을 삽입한 상태에서 이어핀(30)으로부터 도피할 수 있다.

그랩부(350)가 이어핀(30)으로부터 도피하면, 가압부(370)는 핀 홀(11)을 향해 이어핀(30)의 상단을 가압하면서 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 밀어넣을 수 있다. 일 예로, 가압부(370)는 모터 또는 공압에 의해 제3 축에 해당하는 z축 방향을 따라 움직이는 가압 막대(371)를 포함할 수 있다. 가압 막대(371)는 머리부(31)의 상면에 대면 접촉하면서 이어핀(30)을 가압할 수 있다.

가압부(370)는 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 설정 깊이만큼 삽입할 수 있다. 핀 홀(11)에 대한 이어핀(30)의 노출 길이를 정확하게 제어하기 위해 측정부(500)와 제어부(600)가 추가로 마련될 수 있다.

측정부(500)는 핀 홀(11)에 삽입된 이어핀(30)의 노출 길이를 측정할 수 있다. 일 예로, 측정부(500)는 이어핀(30)에 대한 가압부(370)의 가압이 완료된 상태에서, 핀 홀(11)로부터 돌출된 이어핀(30)의 노출 길이를 측정할 수 있다.

노출 길이가 설정값보다 크면, 제어부(600)는 가압부(370)의 가압 토크를 증가시켜서 이어핀(30)이 핀 홀(11)에 조금 더 삽입되도록 할 수 있다. 노출 길이가 설정값보다 작으면, 제어부(600)는 가압부(370)의 가압 토크를 감소시켜서 이어핀(30)이 핀 홀(11)에 조금 덜 삽입되도록 할 수 있다. 제어부(600)에 의해 이루어지는 토크의 조절 작업은 측정부(500)를 이용해 피드백 제어될 수 있다.

도 10은 삽입 유니트(300)의 일 실시예를 나타낸 개략도이다. 도 11은 일 실시예에 따른 그랩부(350)와 가압부(370)를 나타낸 개략도이다.

삽입 유니트(300)의 일측에 카트리지부(400)가 삽입되는 착탈부(309)가 형성되고, 삽입 유니트(300)의 타측에 그랩부(350) 및 가압부(370)가 형성될 수 있다. 삽입 유니트(300)에는 지면에 수평한 방향을 따라 그랩부(350) 및 가압부(370) 중 적어도 하나를 이동시키는 수평 이동 수단이 마련될 수 있다. 제2 위치 p2에서 이어핀(30)을 그랩한 그랩부(350)는 수평 이동 수단에 의해 레일부(310) 또는 쉬프트부(330)로부터 도피될 수 있다. 수평 이동 수단은 지면에 수평하게 연장되는 가드 레일(302), 가드 레일(302)을 따라 그랩부(350) 또는 가압부(370)가 설치된 설치 수단(303)을 움직이는 모터(301)를 포함할 수 있다.

그랩부(350)와 가압부(370)는 수평 이동 수단에 의해 제2 위치 p2와 타겟 위치 pt를 왕복할 수 있다.

착탈부(309)의 하측에는 레일부(310), 쉬프트부(330)가 형성될 수 있다.

착탈부(309)에 장착된 카트리지부(400)로부터 출력된 이어핀(30)은 착탈부(309) 하측에 형성된 레일부(310)를 따라 슬라이딩되면서 세워질 수 있다. 쉬프트부(330)는 세워진 이어핀(30)을 그랩부(350)에 대면되는 제2 위치 p2로 이동시킬 수 있다.

그랩부(350)는 제2 위치 p2에 배치된 이어핀(30)을 집어들 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 그랩부(350)는 지면에 수평하게 연장되는 암(arm)을 이용해서 이어핀(30)을 집어들 수 있다.

그랩부(350)는 머리부(31)를 그랩하는 머리 암부(351), 바늘부(33)를 그랩하는 바늘 암부(352)을 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 그랩부(350)는 지면에 수직하게 연장되고 이어핀(30)을 사이에 두고 서로 대면되는 2개의 암을 이용해서 이어핀(30)을 집어들 수 있다.

도 11과 같이 그랩부(350)에는 제1 암(353)과 제2 암(354)이 마련될 수 있다. 이어핀(30)이 제2 위치 p2에서 제3 축에 해당하는 z축에 평행하게 배치될 때, 제1 암(353)과 제2 암(354)도 마찬가지로 제3 축에 평행하게 연장될 수 있다.

제1 암(353)과 제2 암(354) 각각에는 머리부(31)를 그랩하는 머리 암부(351), 바늘부(33)를 그랩하는 바늘 암부(352)가 형성될 수 있다.

머리 암부(351)는 머리부(31)의 측면에 형성된 홈, 예를 들어 머리부(31)를 형성하는 상측 판부(35)와 하측 판부(36) 사이의 홈을 그랩할 수 있다. 바늘 암부(352)는 하측 판부(36)에 연속되게 연결되고 바늘부(33)의 일부를 그랩할 수 있다. 바늘 암부(352)는 쉬프트부(330)에 의한 이어핀(30)의 부상으로 인해 레일부(310)의 상측에 노출된 바늘부(33)의 일부를 그랩할 수 있다.

이어핀(30)은 머리 암부(351)와 바늘 암부(352) 각각에 의해 2점 지지될 수 있다. 길이 방향을 따라 서로 다른 2개의 위치가 그랩부(350)에 의해 지지된 이어핀(30)은 틸팅, 기울어짐 등이 방지될 수 있다.

가압부(370)에는 제3 축 방향을 따라 전진(z축 방향 상으로 하강) 또는 후진(z축 방향 상으로 상승)하는 가압 막대(371)가 마련될 수 있다. 가압부(370)는 가압 막대(371)를 전진시키거나 후진시키는 공압 실린더 또는 모터를 포함할 수 있다.

가압 막대(371)는 가압부(370)의 피스톤 로드에 링크된 상태로, 가압부(370)의 하측에 배치되고 제1 암(353), 제2 암(354) 등을 지지하거나 움직이는 공압 실린더를 관통할 수 있다.

가압 막대(371)는 핀 홀(11)에 대해 제1 암(353) 또는 제2 암(354)의 뒤에 위치할 수 있다. 그랩부(350)에 제1 암(353)과 제2 암(354)이 마련된 경우, 가압 막대(371)는 평면 상으로 제1 암(353)과 제2 암(354)의 사이에 배치될 수 있다.

그랩부(350)가 이어핀(30)을 그랩할 때, 가압 막대(371)는 그랩부(350) 또는 이어핀(30)으로부터 도피되도록 후진할 수 있다. 그랩부(350)는 이어핀(30)의 일부를 핀 홀(11)에 삽입한 후 이어핀(30)으로부터 도피할 수 있다. 일 예로, 그랩부(350)는 제1 암(353)과 제2 암(354) 간의 거리를 이격시키는 것을 통해 이어핀(30)으로부터 도피할 수 있다. 제1 암(353)과 제2 암(354) 간의 거리가 벌어짐으로 인해, 가압 막대(371)가 제1 암(353)과 제2 암(354) 사이에서 뻗어나올 수 있는 환경이 마련될 수 있다. 제1 암(353)과 제2 암(354)이 서로 이격된 상태에서 가압 막대(371)는 전진하면서 이어핀(30)의 머리부(31) 상면을 접촉 가압할 수 있다. 가압 막대(371)의 가압에 의해 이어핀(30)은 설정 길이의 노출 부위만 남겨놓고 핀 홀(11)에 삽입될 수 있다. 핀 홀(11)에 대한 이어핀(30)의 삽입이 완료되면, 가압 막대(371)는 후진하고, 제1 암(353)과 제2 암(354)은 다음 이어핀(30)을 그랩할 수 있는 상태가 될 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 자동화 장치를 나타낸 사시도이다.

지면에 지지되는 베이스(109)가 마련될 수 있다. 일 예로, 도 12에서 베이스(109)는 정렬 유니트(200)를 지지하는 골격 또는 프레임을 포함할 수 있다. 베이스(109)에는 몰드(10)가 놓이는 거치대(209)가 마련될 수 있다. 거치대(209)에 의해 몰드(10)는 xy 평면에 평행하게 배치될 수 있다. 탐색 유니트(100)에 마련된 카메라 등은 베이스(109)에 지지될 수 있다.

삽입 유니트(300)가 xy 평면 상의 다양한 위치로 움직이도록, 정렬 유니트(200)는 x축 자유도 및 y축 자유도를 갖게 형성될 수 있다. 이어핀(30)을 그랩하고 있는 삽입 유니트(300)는 정렬 유니트(200)에 의해 베이스(109)의 범위 내에서 xy 평면을 따라 자유롭게 움직일 수 있다. 일 예로, 삽입 유니트(300)는 정렬 유니트(200)에 의해 핀 홀(11)의 x축 좌표 및 y축 좌표에 맞춰 움직일 수 있다. 핀 홀(11)의 x축 좌표 및 y축 좌표에 맞게 이어핀(30)이 정렬되면, 삽입 유니트(300)는 z축 방향을 따라 움직이면서 핀 홀(11)에 이어핀(30)을 삽입하는 z축 자유도를 갖게 형성될 수 있다. 삽입 유니트(300)에는 정렬 유니트(200)에 의해 x축 자유도와 y축 자유도가 부여될 수 있으므로, 삽입 유니트(300)는 결국 x축, y축, z축 자유도를 모두 가지고, 3차원 공간을 자유롭게 움직일 수 있다.

복수의 이어핀(30)이 z축 방향을 따라 적층 수납된 카트리지부(400)가 삽입 유니트(300)에 장착될 수 있다.

z축 방향을 따라 카트리지부(400)에 적층 수납된 이어핀(30)이 중력에 의한 자중에 의해 삽입 유니트(300)에 공급될 수 있다.

삽입 유니트(300)에는 레일부(310), 쉬프트부(330), 그랩부(350), 가압부(370)가 마련될 수 있다.

레일부(310)는 xy 평면에 평행하게 입력된 이어핀(30)의 자세를 xy 평면에 수직하게 바꿀 수 있다.

쉬프트부(330)는xy 평면에 수직하게 세워진 복수의 이어핀(30) 간의 간격을 벌리면서 제2 위치로 이어핀(30)을 옮길 수 있다.

그랩부(350)는 제2 위치로 옮겨지고 xy 평면에 수직하게 세워진 이어핀(30)을 그랩하고 그랩된 이어핀(30)의 일부를 핀 홀(11)에 삽입할 수 있다.

그랩부(350)가 이어핀(30)으로부터 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 도피하면, 가압부(370)는 핀 홀(11)에 일부가 삽입된 이어핀(30)을 z축 방향으로 가압하고 이어핀(30)의 나머지 부위를 핀 홀(11)에 삽입할 수 있다.

거치대(209)에 놓여진 몰드(10)에 대한 이어핀(30) 삽입 작업이 모두 완료되면, 해당 몰드(10)는 거치대(209)로부터 제거되고 이어핀(30) 삽입 작업을 기다리는 다음 몰드(10)가 거치대(209)에 거치될 수 있다.

도 13은 본 발명의 자동화 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 13에 도시된 자동화 방법은 도 1에 도시된 자동화 장치에 의해 수행될 수 있다. 일 예로, 자동화 장치에는 제어부(600)가 마련되며, 도 13의 자동화 방법은 제어부(600)에 의해 이루어지는 제어 동작으로 설명될 수 있다.

제어부(600)는 몰드(10)를 촬영한 촬영 이미지의 분석을 통해 몰드(10) 상에 형성된 핀 홀(11)을 탐색할 수 있다(S 810).

제어부(600)는 핀 홀(11)이 탐색되면, 탐색된 핀 홀(11)의 좌표를 추출할 수 있다(S 820). 핀 홀(11)의 탐색 및 핀 홀(11)의 좌표 추출은 탐색 유니트(100)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 제어부(600)는 핀 홀(11)의 탐색 및 핀 홀(11)의 좌표 추출을 탐색 유니트(100)에 명령할 수 있다.

제어부(600)는 추출된 좌표를 향해 삽입 유니트(300)가 움직이도록 정렬 유니트(200)를 제어할 수 있다(S 830).

제어부(600)는 정렬 유니트(200)에 의해 삽입 유니트(300)가 이어핀(30)을 타겟 위치로 이동시키면, 이어핀(30)의 일부가 핀 홀(11)에 삽입되도록, 이어핀(30)을 그랩하고 있는 그랩부(350)를 제어할 수 있다(S 840).

제어부(600)는 이어핀(30)의 일부가 핀 홀(11)에 삽입되면, 이어핀(30)으로부터 그랩부(350)를 도피시킬 수 있다(S 850).

제어부(600)는는 이어핀(30)으로부터 그랩부(350)가 도피되면 이어핀(30)의 나머지 부위가 핀 홀(11)에 삽입되도록, 핀 홀(11)을 향해 이어핀(30)의 머리부(31)를 가압하도록 가압부(370)를 제어할 수 있다(S 860).

제어부(600)는 가압부(370)에 의해 핀 홀(11)에 삽입되는 이어핀(30)의 노출 길이를 실시간으로 측정하도록 측정부(500)를 제어할 수 있다. 제어부(600)는 노출 길이가 설정값을 만족하도록 가압부(370)를 피드백 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 14의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 자동화 장치 등) 일 수 있다.

도 14의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10...몰드 11...핀 홀
19...마커 30...이어핀
31...머리부 33...바늘부
35...상측 판부 36...하측 판부
37...연결 막대 39...핀 봉지
40...가압봉 100...탐색 유니트
109...베이스 200...정렬 유니트
209...거치대 300...삽입 유니트
301...모터 302...가드 레일
303...설치 수단 309...착탈부
310...레일부 320...구동 수단
330...쉬프트부 340...이격 수단
350...그랩부 351...머리 암부
352...바늘 암부 370...가압부
371...가압 막대 400...카트리지부
411...제1 부재 412...제2 부재
413...제1 반 홈 414...제1 구멍
415...제2 반 홈 416...제2 구멍
419...체결 수단 420...관측 구멍
430...설치 홈 460...수납 구멍
491...덮개판 493...덮개 손잡이
500...측정부 600...제어부
910...피더 911...정렬판
913...격벽 919...수용 공간
930...변환기 950...받침대
959...지지대

Claims (18)

1. 몰드에 형성된 핀 홀 상에 이어핀을 정렬시키는 정렬 유니트;
   상기 핀 홀 상에 정렬된 상기 이어핀을 상기 핀 홀에 삽입하는 삽입 유니트;
   를 포함하는 자동화 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 몰드에 형성된 상기 핀 홀을 탐색하는 탐색 유니트가 마련되고,
   상기 정렬 유니트는 상기 이어핀이 상기 핀 홀 상에 정렬되도록, 상기 이어핀을 그랩한 상태의 상기 삽입 유니트를 움직이는 자동화 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 몰드는 실리콘 재질의 원판 형상으로 형성되고,
   복수의 상기 핀 홀은 상기 몰드의 중심을 기준으로 등각도 간격으로 형성되며,
   상기 몰드의 일면을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부의 촬영 이미지에서 각 핀 홀을 추출하는 추출부, 상기 추출부에 의해 추출된 상기 핀 홀의 위치를 파악하는 파악부가 마련되고,
   상기 정렬 유니트는 상기 파악부에 의해 파악된 특정 핀 홀의 위치를 향해 상기 삽입 유니트를 움직이며,
   상기 삽입 유니트는 상기 이어핀이 상기 특정 핀 홀 상에 정렬되는 위치에서 상기 정렬 유니트에 의해 정지되고,
   상기 정렬 유니트는 상기 특정 핀 홀에 대한 상기 이어핀의 삽입 과정이 완료되면, 상기 파악부에 의해 추출된 다른 핀 홀의 위치를 향해 상기 삽입 유니트를 움직이며,
   제1 축을 따라 상기 삽입 유니트를 움직이는 제1 이송부, 상기 제1 축에 기울어진 제2 축을 따라 상기 삽입 유니트 또는 상기 제1 이송부를 움직이는 제2 이송부가 마련되고,
   상기 정렬 유니트는 상기 제1 이송부와 상기 제2 이송부를 이용해서 상기 삽입 유니트를 움직이는 자동화 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 몰드의 일면을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부의 촬영 이미지에서 상기 몰드의 일면에 형성된 마커 및 상기 핀 홀을 추출하는 추출부, 상기 추출부에 의해 추출된 상기 마커의 위치를 기준으로 기설정된 상기 핀 홀의 설계 위치를 파악하는 파악부가 마련되고,
   상기 파악부는 상기 촬영 이미지를 대상으로 상기 설계 위치 및 상기 설계 위치의 주변에 대한 이미지 분석을 통해 상기 핀 홀의 실제 위치를 파악하며,
   상기 정렬 유니트는 상기 이어핀이 상기 실제 위치 상에 정렬되도록 상기 삽입 유니트를 움직이는 자동화 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 이어핀은 설정 직경으로 형성된 머리부, 상기 머리부보다 작은 직경으로 형성되며 상기 머리부로부터 일방향을 향해 연장되는 바늘부를 포함하고,
   복수의 상기 이어핀이 수납되는 카트리지부가 마련되며,
   상기 카트리지부에는 상기 이어핀이 측면 방향으로 수납되는 수납 구멍이 마련되고,
   상기 수납 구멍은 상기 머리부가 측면 방향으로 삽입되는 제1 구멍 및 상기 제1 구멍에 연속되게 형성되고 상기 바늘부가 측면 방향으로 삽입되는 제2 구멍을 포함하고,
   상기 제1 구멍은 상기 측면 방향으로 삽입되는 상기 머리부 1개만이 삽입되는 형상 및 크기로 형성되며,
   상기 제2 구멍은 상기 측면 방향으로 삽입되는 상기 바늘부 1개만이 삽입되는 형상 및 크기로 형성되고,
   복수의 상기 이어핀이 수납되도록 상기 수납 구멍은 상기 이어핀의 삽입 방향을 따라 연장되며,
   상기 카트리지부는 상기 삽입 유니트에 착탈 가능하게 형성되고,
   상기 카트리지부는 상기 삽입 유니트에 장착되면, 상기 수납 구멍에 수납된 상기 이어핀을 상기 삽입 유니트에 공급하는 자동화 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 유니트에 착탈 가능하게 형성된 카트리지부가 마련되고,
   상기 카트리지부에는 복수의 상기 이어핀이 수납되는 수납 구멍이 형성되며,
   상기 수납 구멍의 출입구를 개폐하는 개폐 수단이 마련되고,
   상기 개폐 수단은 상기 카트리지부가 상기 삽입 유니트에 장착되면 상기 출입구를 개방하며,
   상기 수납 구멍에 수납된 상기 이어핀은 개방된 상기 출입구를 통과해서 상기 삽입 유니트에 공급되는 자동화 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 유니트에는 레일부, 쉬프트부, 그랩부, 가압부가 마련되고,
   상기 레일부는 적어도 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되며,
   상기 쉬프트부는 상기 레일부에 탑재된 상기 이어핀을 상기 제2 위치까지 이동시키고,
   상기 그랩부는 상기 제2 위치에 도달한 상기 이어핀을 그랩하며,
   상기 가압부는 상기 그랩부에 의해 상기 핀 홀에 도달한 상기 이어핀을 상기 핀 홀을 향해 가압하는 자동화 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 유니트에는 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 레일부, 상기 레일부에 탑재된 상기 이어핀을 상기 제2 위치까지 이동시키는 쉬프트부가 마련되며,
   상기 레일부는 지면에 평행한 상태로 상기 제1 위치에 입력된 상기 이어핀이 자중에 의해 슬라이딩되면서 지면에 수직하게 배치되도록 구부러지게 형성된 변환 구간, 상기 변환 구간의 종단부터 상기 지면에 평행하게 상기 제2 위치까지 연장되는 직선 구간을 포함하고,
   상기 쉬프트부는 상기 변환 구간의 종단에 위치한 상기 이어핀을 강제로 상기 제2 위치까지 이동시키는 자동화 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 유니트에는 제1 위치를 거쳐 서로 밀착된 상태로 입력된 복수의 상기 이어핀을 제2 위치까지 이동시키는 쉬프트부, 상기 제2 위치에서 상기 이어핀을 그랩하는 그랩부가 마련되고,
   상기 쉬프트부에는 상기 제2 위치까지 이동되는 각 이어핀을 인접한 다른 이어핀으로부터 이격시키는 이격 수단이 마련되며,
   상기 이격 수단에 의해 상기 그랩부에 대면되는 특정 이어핀은 바로 다음 이어핀으로부터 이격된 상태에서 상기 그랩부에 의해 그랩되는 자동화 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 유니트에는 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 레일부, 상기 레일부에 대면하게 형성된 쉬프트부가 마련되고,
    상기 이어핀은 설정 직경으로 형성된 머리부, 상기 머리부보다 작은 직경으로 형성되며 상기 머리부로부터 일방향을 향해 연장되는 바늘부를 포함하며,
    상기 레일부는 상기 바늘부를 사이에 두고 상기 머리부의 일측 밑면과 타측 밑면을 지지하도록 형성되고,
    상기 쉬프트부는 상기 레일부에 평행하게 형성된 회전축, 상기 회전축의 외주면에 형성된 나사산을 포함하며,
    상기 나사산은 상기 레일부를 통과한 상기 이어핀의 바늘부에 대면 접촉되게 형성되고,
    상기 나사산은 상기 회전축이 회전하면 대면 접촉된 상기 바늘부를 상기 제2 위치를 향해 밀어내게 형성되며,
    상기 삽입 유니트는 상기 제2 위치까지 밀려난 상기 이어핀을 상기 핀 홀에 삽입하는 자동화 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 바늘부가 상기 나사산에 최초로 대면 접촉되는 제3 위치, 상기 제3 위치와 상기 제2 위치 사이의 제4 위치가 정의될 때,
    상기 제3 위치에 대면되는 상기 나사산의 간격은 상기 머리부가 서로 밀착된 2개의 상기 이어핀 간의 거리를 추종하게 형성되고,
    상기 제4 위치에 대면되는 상기 나사산의 간격은 상기 제3 위치에 대면되는 상기 나사산의 간격보다 크게 형성되며,
    상기 제4 위치에 대면되는 상기 나사산으로 인해 상기 머리부가 서로 밀착되었던 2개의 상기 이어핀 간의 간격이 벌어지고,
    상기 삽입 유니트에는 간격이 벌어진 특정 머리부와 다른 머리부의 사이 구간까지 진입해서 상기 특정 머리부를 그랩하는 그랩부가 마련된 자동화 장치.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 유니트에는 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 레일부, 상기 레일부에 의해 가이드되는 상기 이어핀을 상기 제2 위치까지 이동시키는 쉬프트부가 마련되고,
    상기 이어핀은 설정 직경으로 형성된 머리부, 상기 머리부보다 작은 직경으로 형성되며 상기 머리부로부터 일방향을 향해 연장되는 바늘부를 포함하며,
    상기 레일부는 상기 바늘부를 사이에 두고 상기 머리부의 일측 밑면과 타측 밑면을 지지하도록 형성되고,
    상기 쉬프트부는 상기 제2 위치에 가까워지면 상기 머리부를 부상시켜 상기 레일부로부터 상기 머리부를 이격시키며,
    상기 삽입 유니트에는 상기 머리부의 부상으로 인해 상기 레일부의 상측으로 노출된 상기 바늘부와 상기 머리부 중 적어도 하나를 그랩하는 그랩부가 마련된 자동화 장치.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 유니트에는 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 레일부, 상기 레일부에 대면하게 형성된 쉬프트부가 마련되고,
    상기 이어핀은 설정 직경으로 형성된 머리부, 상기 머리부보다 작은 직경으로 형성되며 상기 머리부로부터 일방향을 향해 연장되는 바늘부를 포함하며,
    상기 레일부는 상기 바늘부를 사이에 두고 상기 머리부의 일측 밑면과 타측 밑면을 지지하도록 형성되고,
    상기 바늘부는 상기 레일부를 통과해서 상기 쉬프트부에 대면하게 배치되며,
    상기 쉬프트부에는 지면에 수평하게 연장되는 회전축의 회전에 의해 상기 바늘부를 상기 제2 위치로 밀어내는 스크류가 마련되며,
    상기 회전축은 상기 제2 위치를 향해 갈수록 직경이 커지도록 형성되고,
    상기 제2 위치에 가까워질수록 직경이 커지게 형성된 상기 회전축에 의해, 상기 레일부를 통과해서 상기 쉬프트부를 향해 연장된 상기 바늘부의 말단은 상기 제2 위치의 주변에서 상기 회전축의 외주면에 접촉 간섭되며,
    상기 접촉 간섭에 의해, 상기 바늘부는 상기 회전축으로부터 상기 레일부를 향해 들어올려지고 상기 머리부는 상기 레일부로부터 떠오르고,
    상기 삽입 유니트에는 상기 머리부의 떠오름으로 인해 상기 레일부의 상측으로 노출된 상기 바늘부를 그랩하고 상기 머리부를 그랩하는 그랩부가 마련된 자동화 장치.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 유니트에는 상기 이어핀을 그랩하는 그랩부가 마련되고,
    상기 그랩부는 상기 핀 홀에 상기 이어핀의 밑둥을 삽입한 상태에서 상기 이어핀으로부터 도피하며,
    상기 그랩부가 상기 이어핀으로부터 도피하면, 상기 핀 홀을 향해 상기 이어핀의 상단을 가압하면서 상기 핀 홀에 상기 이어핀을 밀어넣는 가압부가 마련된 자동화 장치.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 핀 홀에 삽입된 상기 이어핀의 노출 길이를 측정하는 측정부, 상기 노출 길이가 설정값을 만족하도록 상기 삽입 유니트를 피드백 제어하는 제어부가 마련된 자동화 장치.
    
16. 제1항에 있어서,
    서로 직교하는 3개의 좌표축 x축, y축, z축이 형성하는 3차원 공간이 정의될 때,
    상기 몰드는 x축 및 y축이 형성하는 xy 평면에 평행하게 배치되는 판 형상으로 형성되고,
    상기 정렬 유니트는 x축 자유도 및 y축 자유도를 갖게 형성되며,
    상기 삽입 유니트는 상기 정렬 유니트에 의해 상기 핀 홀의 x축 좌표 및 y축 좌표에 맞춰 움직이고,
    상기 핀 홀의 x축 좌표 및 y축 좌표에 맞게 상기 이어핀이 정렬되면, 상기 삽입 유니트는 z축 방향을 따라 움직이면서 상기 핀 홀에 상기 이어핀을 삽입하는 z축 자유도를 갖게 형성되며,
    복수의 상기 이어핀이 z축 방향을 따라 적층 수납된 카트리지부가 상기 삽입 유니트에 장착되고,
    z축 방향을 따라 상기 카트리지부에 적층 수납된 상기 이어핀이 자중에 의해 상기 삽입 유니트에 공급되며,
    상기 삽입 유니트에는 상기 xy 평면에 평행하게 입력된 상기 이어핀의 자세를 상기 xy 평면에 수직하게 바꾸는 레일부, xy 평면에 수직하게 세워진 복수의 상기 이어핀 간의 간격을 벌리면서 제2 위치로 상기 이어핀을 옮기는 쉬프트부, 상기 제2 위치로 옮겨지고 xy 평면에 수직하게 세워진 상기 이어핀을 그랩하고 그랩된 상기 이어핀의 일부를 상기 핀 홀에 삽입하는 그랩부, 상기 그랩부가 상기 이어핀으로부터 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 도피하면 상기 핀 홀에 일부가 삽입된 상기 이어핀을 z축 방향으로 가압하고 상기 이어핀의 나머지 부위를 상기 핀 홀에 삽입하는 가압부가 마련된 자동화 장치.
    
17. 자동화 장치에 의해 수행되는 자동화 방법에 있어서,
    몰드를 촬영한 촬영 이미지의 분석을 통해 상기 몰드 상에 형성된 핀 홀을 탐색하고,
    상기 핀 홀이 탐색되면, 탐색된 핀 홀의 좌표를 추출하며,
    추출된 좌표를 향해 삽입 유니트가 움직이도록 정렬 유니트를 제어하고,
    상기 정렬 유니트에 의해 상기 삽입 유니트가 이어핀을 타겟 위치로 이동시키면, 상기 이어핀의 일부가 상기 핀 홀에 삽입되도록, 상기 이어핀을 그랩하고 있는 그랩부를 제어하며,
    상기 이어핀의 일부가 상기 핀 홀에 삽입되면, 상기 이어핀으로부터 상기 그랩부를 도피시키고,
    상기 이어핀으로부터 상기 그랩부가 도피되면 상기 이어핀의 나머지 부위가 상기 핀 홀에 삽입되도록, 상기 핀 홀을 향해 상기 이어핀의 머리부를 가압하도록 가압부를 제어하는 자동화 방법.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 가압부에 의해 상기 핀 홀에 삽입되는 상기 이어핀의 노출 길이를 실시간으로 측정하고, 상기 노출 길이가 설정값을 만족하도록 상기 가압부를 피드백 제어하는 자동화 방법.

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