KR102201197B1

KR102201197B1 - 부품 자동 삽입장치

Info

Publication number: KR102201197B1
Application number: KR1020190114635A
Authority: KR
Inventors: 신현진; 여환진
Original assignee: 주식회사 인지디스플레이
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-01-12

Abstract

본 발명은 대형 TV 등과 같은 디스플레이장치의 샤시에 조립되는 스터드나 리벳, 클립 등의 부품을 자동으로 삽입하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 샤시 로딩, 부품 공급 및 이송, 부품 삽입, 샤시 언로딩 등의 일련의 공정을 연속 자동화 공정으로 수행하는 새로운 형태의 부품 자동 삽입 방식을 구현함으로써, 작업성 및 생산성 향상은 물론, 작업자의 실수로 인한 오삽입, 미삽입 등을 방지하여 조립 불량률 및 제품 불량률을 낮출 수 있는 등 전반적으로 조립 품질을 높일 수 있는 한편, 샤시에 대한 프레스 성형 등을 수행하는 공정 라인 상에 부품 자동 삽입장치를 배치하여, 샤시에 대한 프레스 성형 공정과 부품 삽입 공정이 연계적으로 이루어지도록 함으로써, 공정 사이클 타임 단축과 함께 샤시 성형 공정과 관련한 전체적인 생산성 향상을 도모할 수 있는 부품 자동 삽입장치를 제공한다.

Description

부품 자동 삽입장치{Auto parts insert equipment}

본 발명은 부품 자동 삽입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 TV 등과 같은 디스플레이장치의 샤시에 조립되는 스터드나 리벳, 클립 등의 부품을 자동으로 삽입하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이장치는 칼라 음극선관(CRT), 형광표시장치(VFD), 플라즈마 디스플레이 장치(PDP), 발광다이오드(LED), 액정표시장치(LCD), 초박막액정표시장치(TFT-LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등이 있다.

이와 같은 디스플레이장치 중에서 최근 경쟁적으로 성능 향상이 이루어지고 있는 초박막액정표시장치(TFT-LCD)이다.

상기 초박막액정표시장치는 액정표시패널의 내부에 주입된 액정물질의 전기적, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 장치로서, 최근에는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터, 영상 표시장치로서 휴대용 비디오 카메라, 디지털 카메라, 자동차의 내비게이션 장치, 각종 정보화기기 및 통신기기 등 적용되는 분야가 점차 확대되고 있는 추세이다.

그리고, 상기 초박막액정표시장치의 액정표시패널, 인쇄회로기판, 연성회로기판, 백라이트 유닛, 디스플레이 패널 등의 부속들은 샤시와 케이스 내에 수납되는 형태로 조립된다.

보통 샤시는 디스플레이 패널의 외곽을 지지하기 위하여 설치되는 것으로서, 설치되는 전후 위치에 따라 탑 샤시와 바텀 샤시로 구분되며, 프레스 공정을 통해 알루미늄 합금이나 스테인리스 스틸, 아연도금강판 등의 금속 재료로 제작된다.

이러한 샤시를 제조하기 위해서는 다단계의 프레스 공정을 거쳐야 하며, 먼저 금속 원판을 소정의 크기 및 형상으로 절단하는데, 전체적으로는 직사각형의 형상을 가지도록 절단하며, 컴파운드 금형을 이용하여 외형과 일부 구멍을 동시에 따내는 방법으로 가공한다.

다음, 판재에 후가공의 기준이 되는 위치를 표시하고, 필요에 따라 작은 홀을 가공하는 피어싱, 국부적인 돌기를 만드는 엠보싱, Z 벤딩, 버링, 슬리팅, 각인 등의 추가적인 가공을 실시한다.

계속해서, 판재의 사방 가장자리를 따라 측면 형성하는 과정으로서, 판재의 사방 가장자리를 일정 폭만큼 'ㄱ'자 형태로 절곡하는 박스 벤딩을 실시하며, 이로써 판재는 상부면과 네 측면을 갖는 형태를 이루게 된다.

이와 같이, 측면 형성을 위한 박스 벤딩을 실시한 후에는 프레임의 상부면 중앙에 사각홀을 형성하기 위하여 피어싱 다이에 올려진 프레임의 상부면 중앙부분을 피어싱 펀치로 개구(Opening)하게 되고, 이렇게 성형 가공이 모두 완료된 후에는 압출 바 등과 같은 부속 부품을 조립하는 것으로서 샤시의 제작과정이 모두 완료된다.

이러한 샤시의 제작과정 중 버링 공정은 샤시에 스터드를 압입하기 위해 홀을 뚫거나 넓히는 공정으로서, 버링 공정에 의해 만들어진 홀에는 각종 스터드나 리벳, 클립 등의 부품들이 압입된다.

이때의 부품들은 부속들을 샤시측에 고정시키기 위한 체결수단으로서의 역할은 물론, 디스플레이 장치 전체를 벽체 등에 설치할 때 지지수단으로서의 역할 등을 수행한다.

통상적으로 하나의 샤시에는 약 10개 내지 15개 정도의 부품이 조립되며, 이렇게 조립되는 각각의 부품은 해당 위치에서 부속들과 체결되거나 지지체로서의 역할을 하게 된다.

보통 샤시에 부품, 예를 들면 클립을 조립하는 작업은 공정 라인과는 별도의 조립반에서 작업자의 수작업에 의해 이루어지며, 샤시 조립 파트에 대략 10명에서 15명 정도의 많은 수의 작업자가 배치되어 클립을 일일이 삽입한 후, 이렇게 클립을 삽입한 샤시를 프레스 설비로 옮겨와서 압입하는 방식으로 작업이 수행된다.

이렇게 부품의 삽입 작업 및 압입 작업 등을 수작업에 의존하여 수행하는 관계로 인건비 상승은 물론, 작업성 및 생산성이 떨어지는 문제점이 있으며, 특히 작업자의 실수로 인한 오삽입, 미삽입 등의 사례가 빈번하게 발생하면서 조립 불량이나 샤시의 작업면 찌그러짐, 훠어짐 등의 제품 불량이 많이 발생하는 등 제품에 대한 품질 저하가 발생하는 문제점이 있다.

한국 공개특허 10-2012-0118924호 한국 등록특허 10-0746832호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 샤시 로딩, 부품 공급 및 이송, 부품 삽입, 샤시 언로딩 등의 일련의 공정을 연속 자동화 공정으로 수행하는 새로운 형태의 부품 자동 삽입 방식을 구현함으로써, 작업성 및 생산성 향상은 물론, 작업자의 실수로 인한 오삽입, 미삽입 등을 방지하여 조립 불량률 및 제품 불량률을 낮출 수 있는 등 전반적으로 조립 품질을 높일 수 있는 부품 자동 삽입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 샤시에 대한 프레스 성형 등을 수행하는 공정 라인 상에 부품 자동 삽입장치를 배치하여, 샤시에 대한 프레스 성형 공정과 부품 삽입 공정이 연계적으로 이루어지도록 함으로써, 공정 사이클 타임 단축과 함께 샤시 성형 공정과 관련한 전체적인 생산성 향상을 도모할 수 있는 부품 자동 삽입장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 부품 자동 삽입장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 부품 자동 삽입장치는 다량의 부품을 일렬로 정렬 배출하는 파트 피더와, 부품 세팅 작업이 수행되는 세팅 영역에 위치되고 부품 로딩을 위한 다수의 부품 지그가 장착되어 있으며 Y축 방향을 따라 이동하면서 파트 피더측에서 부품을 공급받아 부품 삽입 작업이 수행되는 공정 영역까지 이송시켜주는 부품 트랜스퍼 유닛과, 상기 파트 피드와 부품 트랜스퍼 유닛 간의 상부 영역에서 X-Y-Z축 방향 이동 및 로테이션 가능하며 다수의 픽커를 이용하여 파트 피더측 부품을 부품 트랜스퍼 유닛의 부품 지그 상에 로딩시켜주는 부품 픽업 유닛과, 상기 공정 영역의 상부에 위치되며 상하 동작되는 다수의 펀치를 이용하여 샤시에 부품을 압입하는 프레스 유닛과, 상기 공정 영역 내에 위치되며 한 쌍의 벨트 이송장치를 이용하여 작업 전 샤시를 투입시키고 작업 후 샤시를 배출시키는 샤시 로딩/언로딩 유닛과, 상기 공정 영역의 하부에 위치되며 상하 동작하는 업다운 테이블을 이용하여 작업 전 샤시 로딩/언로딩 유닛측 샤시를 부품 트랜스퍼 유닛측에 옮겨주고 작업 후 부품 트랜스퍼 유닛측 샤시를 샤시 로딩/언로딩 유닛측으로 옮겨주는 샤시 업다운 유닛을 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 부품 트랜스퍼 유닛은 일렬로 배치되어 있는 다수의 부품 지그가 갖추어져 있으며 LM 레일의 안내를 받는 동시에 Y축 방향으로 이동하면서 세팅 영역과 공정 영역 사이를 오가는 트랜스퍼 베이스와, 상기 세팅 영역과 공정 영역 사이에 걸쳐 설치되면서 트랜스퍼 베이스를 동작 시켜주는 한 쌍의 트랜스퍼 구동 벨트 및 트랜스퍼 구동 모터로 구성될 수 있다.

또한, 상기 샤시 로딩/언로딩 유닛은 X축 방향을 따라 나란한 동시에 Y축 방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트와, 상기 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트 간의 간격 조정을 위한 수단으로 로딩/언로딩 모터 및 상기 로딩/언로딩 모터의 축과 로딩/언로딩 플레이트 간에 연결되어 스크류 전동가능한 로딩/언로딩 볼스크류를 포함할 수 있다.

이러한 샤시 로딩/언로딩 유닛의 벨트 이송장치는 로딩 언로딩 플레이트 상에 설치되는 벨트 구동모터와, 상기 벨트 구동모터의 축에 설치되는 구동풀리 및 벨트 궤적을 안내하는 다수의 피동풀리 및 아이들러와, 상기 구동풀리와 피동풀리 및 아이들러 사이에 걸쳐져 구동되면서 그 위에 얹혀지는 샤시를 이동시켜주는 벨트를 포함할 수 있다.

이와 더불어, 상기 샤시 로딩/언로딩 유닛은 공정 영역의 뒷쪽 구간에 위치되어 샤시의 정위치를 잡아주는 수단으로서, 샤시와 접촉하여 샤시 진행을 규제하는 스톱퍼와, 상기 스톱퍼의 업다운 동작을 위한 스톱퍼 실린더를 포함할 수 있다.

이때의 상기 스톱퍼를 포함하는 스톱퍼 실린더는 핸들의 조작에 의해 작동하는 스톱퍼 볼스크류에 지지되면서 전후 위치가 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 샤시 업다운 유닛은 프레임측에 지지되는 업다운 모터와, 상기 업다운 모터측과 풀리 및 벨트에 의해 전동되는 업다운 볼스크류와, 상기 업다운 볼스크류의 너트측에 연결되는 상승 및 하강이 가능한 한 쌍의 업다운 로드와, 상기 업다운 로드의 상단에 연결되어 실질적으로 샤시를 받쳐주는 업다운 테이블을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 부품 자동 삽입장치는 파트 피더의 배출측에 설치되어 부품을 부품 트랜스퍼 유닛측으로 공급하기에 앞서 정렬해주는 수단으로서, 일정간격을 두고 나란하게 형성되어 있어 부품을 수용하는 다수의 부품 안착홈을 가지는 얼라인 블록과, 상기 얼라인 블록을 한 피치씩 이동시켜주는 얼라인 리니어모션으로 구성되는 얼라인 유닛을 더 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 파트 피더, 부품 트랜스퍼 유닛, 부품 픽업 유닛, 프레스 유닛, 샤시 로딩/언로딩 유닛 및 샤시 업다운 유닛은 샤시에 대한 프레스 성형 공정을 수행하는 자동화 공정 라인 상에 설치됨과 더불어, 상기 부품 트랜스퍼 유닛은 프레스에 의한 부품 삽입 공정 시 다이 역할을 수행함으로써, 프레스 성형 공정과 연계되어 부품 삽입 공정이 연속 공정으로 수행될 수 있도록 할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 부품 트랜스퍼 유닛의 부품 지그는 서로 일자형 홈 형태의 부품삽입홈을 형성하면서 마주 접하여 나란하게 결합되는 한 쌍의 다이 블록과, 상기 다이 블록의 양단부를 지지하는 각각의 부시 블록과, 상기 양편의 부시 블록에 관통 결합되어 부시 블록의 "X"축 방향을 안내하는 한 쌍의 가이드 바와, 상기 가이드 바의 둘레에 설치되어 상기 가이드 바를 지지하는 부시 블록의 전면과 한 쪽의 지지 블록 사이에 양단 지지되는 스프링과, 상기 트랜스퍼 베이스의 상면에 설치되어 스토퍼 블록이 설치되어 다이 블록의 후면을 접촉 지지하는 스토퍼 블록을 포함할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 부품 자동 삽입장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 샤시의 로딩에서부터 부품 공급 및 이송, 부품 삽입, 그리고 부품 압입 후에 샤시의 언로딩까지의 전체 공정을 연속 자동화 공정으로 수행함으로써, 종전의 수작업 대비 작업성은 물론 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 특히 자동화 개념의 조립 방식을 적용함에 따라 제품 불량률을 현저히 낮출 수 있는 등 조립 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 샤시에 대한 프레스 성형 등을 수행하는 자동화 공정 라인 상에 부품 자동 삽입장치를 배치하여, 프레스 성형 공정과 연계시켜서 부품 삽입 공정을 연속 공정으로 수행함으로써, 부품 삽입 공정을 포함하는 전체적인 샤시 성형 공정의 사이클 타임을 단축할 수 있는 등 라인 가동 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

즉, 샤시 제조를 위한 자동화 설비의 일부로서 이용할 수 있고, 부품 압입을 자동화하여 작업인원 축소 및 공정시간(사이클 타임) 단축의 장점을 제공하며, 샤시 제조공정 내 인라인 배치가 가능하여 별도의 작업공간이 필요 없게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치를 나타내는 정면도
도 2는 도 1의 "A" 부위 확대도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치를 나타내는 평면도
도 4는 도 3의 "B" 부위 확대도
도 5는 도 3의 "C" 부위 확대도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치를 나타내는 측면도
도 7은 도 6의 "D" 부위 확대도
도 8은 도 6의 "E" 부위 확대도
도 9는 도 6의 "F" 부위 확대도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치에서 부품 트랜스퍼 유닛의 부품 지그를 나타내는 사시도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치에서 부품 트랜스퍼 유닛의 부품 지그 작동상태를 나타내는 측면도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치의 작동상태를 나타내는 개략적인 정면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치를 나타내는 정면도, 평면도, 측면도 및 확대도이다.

도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 부품 자동 삽입장치는 디스플레이장치의 샤시, 예를 들면 바텀 샤시 등에 압입 장착되는 클립 등의 부품을 자동으로 공급 및 이송하고, 로딩되는 샤시측에 부품을 자동 삽입 및 삽입 후에 샤시를 언로딩시키는 일련의 공정을 자동화 공정으로 수행할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 부품 자동 삽입장치는 다량의 부품을 일렬로 정렬 배출하는 파트 피더(10)를 포함한다.

상기 파트 피더(Parts feeder;10)는 부품, 예를 들면 클립을 후술하는 부품 픽업 유닛(16)측에서 취급하도록 하기 위해 일정의 방향 및 자세를 가지면서 진행될 수 있도록 하는 일종으로 진동식 피더이다.

이러한 파트 피더(10)는 내부에 나선형 가이드레일이 형성된 바울(Bowl) 또는 호퍼(Hopper)에 월 리벳을 가득 채우고, 진동기(Vibrator)를 이용하여 바울 또는 호퍼에 진동을 유발함으로써, 바울 또는 호퍼 내의 월 리벳이 나선형의 가이드레일을 따라 정렬되어 배출되도록 한 것이다.

여기서, 상기 파트 피더(10)는 인서트 성형의 자동화 시스템에서 사용하는 통상의 진동식 피더를 적용할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 파트 피더(10)는 프레스 성형 공정 등을 수행하는 자동화 공정 라인 상의 공정 영역(13) 및 이 공정 영역(13)과 접해 있는 세팅 영역(11)의 한쪽 옆에 배치되어 자동화 공정 라인의 공정 영역(13) 내로 보내질 부품을 연속 공급하는 역할을 할 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 파트 피더(10)측에서 배출되는 부품을 부품 트랜스퍼 유닛(14)측으로 공급하기에 앞서 몇 개씩 정렬해주는 수단으로 얼라인 유닛(40)을 포함한다.

상기 얼라인 유닛(40)은 파트 피더(10)의 배출측, 즉 파트 피더(10)의 부품 레일(41)의 끝에 위치되면서 부품 레일에 대해 직각으로 배치는 구조로 설치되어, 부품 레일(41)측에서 배출되는 부품을 하나씩 공급받을 수 있게 된다.

이러한 얼라인 유닛(40)은 부품을 수용 및 안착시키는 얼라인 블록(40b)과 상기 얼라인 블록(40b)을 블록 길이방향, 즉 X축 방향으로 왕복 이동시켜주는 얼라인 리니어모션(40c)으로 구성된다.

그리고, 상기 얼라인 블록(40b)의 상면에는 블록 폭방향을 따라 직선으로 파여 있는 형태로 이루어져 부품을 수용 및 안착시킬 수 있는 다수의 부품 안착홈(40a)이 형성되며, 이때의 각 부품 안착홈(40a)은 블록 길이방향을 따라 일정간격을 두고 나란하게 배치된다.

이에 따라, 상기 얼라인 리니어모션(40c)의 작동에 의해 얼라인 블록(40b)이 이동하여 얼라인 블록(40b)에 있는 하나의 부품 안착홈(40a)이 부품 레일(41)과 일치되면, 연이어 배출되는 가장 끝의 하나의 부품(100)이 부품 안착홈(40a) 내에 삽입 안착되고, 계속해서 얼라인 블록(40b)이 한 피치 이동하여 얼라인 블록(40b)에 있는 그 다음의 부품 안착홈(40a)이 부품 레일(41)과 일치되면, 연이어 배출되는 가장 끝의 다른 하나의 부품이 부품 안착홈(40a) 내에 삽입 안착된다.

이렇게 상기 얼라인 블록(40b)이 한 피치(부품 안착홈 간의 간격에 상응하는 피치)씩 이동하는 동작을 반복하는 동안에 각 부품 안착홈(40a)에는 부품이 모두 채워지게 되고, 즉 하나의 얼라인 블록(40b)에 5개의 부품이 모두 채워지게 되고, 이 상태에서 부품 픽업 유닛(16)측에서 5개이 부품을 픽업하여 가져갈 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 부품 픽업 유닛(16)에 의해 파트 피더(10)측으로부터 공급받은 부품을 부품 삽입 작업이 수행되는 공정 영역(13)까지 이송시켜주는 수단으로 부품 트랜스퍼 유닛(14)을 포함한다.

상기 부품 트랜스퍼 유닛(14)은 부품 세팅 작업이 수행되는 세팅 영역(11)에 위치되어 부품을 공급받게 되고, 부품을 공급받은 후에는 Y축 방향을 따라 이동하여 부품 삽입 작업이 수행되는 공정 영역(13)으로 위치되어 부품 압입 시에 밑에서 받쳐주는 지그 역할을 할 수 있게 된다.

이러한 부품 트랜스퍼 유닛(14)은 대략 "ㄷ"자 형태의 플레이트로 되어 있는 트랜스퍼 베이스(24)를 포함하며, 상기 트랜스퍼 베이스(24)의 상면에는 양쪽 가장자리를 따라 부품 로딩을 위한, 즉 부품을 삽입 안착시키기 위한 다수의 부품 지그(12)가 장착된다.

여기서, 상기 부품 지그(12)들은 Y축 방향을 따라 일정간격을 유지하면서 일렬로 나란하게 배치될 수 있게 된다.

본 발명에서는 한 쪽에 각 7개씩, 총 14개의 부품 지그(12)들이 배치되어 있는 예를 보여주고 있으며, 일직선 상의 7개의 부품 지그(12) 중에서 2개의 부품 지그(12)는 예비용으로 이용될 수 있게 된다.

이와 같은 부품 지그(12)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 서로 일자형 홈 형태의 부품삽입홈(12a)을 형성하면서 마주 접하여 나란하게 결합되는 한 쌍의 다이 블록(12b,12c)과, 상기 다이 블록(12b,12c)의 양단부를 지지하는 각각의 부시 블록(12d)과, 상기 양편의 부시 블록(12d)에 관통 결합되어 부시 블록(12d)의 "X"축 방향 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드 바(12e) 등을 포함하는 구조로 이루어지게 된다.

예를 들면, 상기 트랜스퍼 베이스(24)의 상면에는 지지 블록(12f)에 의해 양단 지지되는 구조의 한 쌍의 가이드 바(12e)가 일정 간격을 두고 나란하게 설치되고, 상기 한 쌍의 가이드 바(12e)에는 각각의 부시 블록(12d)이 슬라이드 가능한 구조로 설치된다.

그리고, 상기 한 쌍의 다이 블록(12b,12c)은 양편의 부시 블록(12d) 사이에 가로 걸쳐 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 다이 블록(12b,12c)의 양단부는 부시 블록(12d)측에 결합된다.

이에 따라, 상기 한 쌍의 다이 블록(12b,12c)을 포함하는 양편의 부시 블록(12d) 전체는 가이드 바(12e)의 안내를 받으면서 "X"축 방향을 따라 이동가능하게 된다.

특히, 상기 한 쌍의 다이 블록(12b,12c)은 "X"축 방향으로의 이동가능한 특성을 이용하여 부품(100)의 로딩 위치가 어긋나는 경우에도 이를 수용할 수 있는 움직임을 통해 부품(100)이 정확히 로딩될 수 있도록 해주는 구조를 포함한다.

이를 위하여, 상기 가이드 바(12e)의 둘레에는 부시 블록(12d)의 전면과 한 쪽의 지지 블록(12f) 사이에 양단 지지되는 구조의 스프링(12g)이 설치되고, 상기 트랜스퍼 베이스(12)의 상면에는 스토퍼 블록(12h)이 설치되어 다이 블록(12b,12c)의 후면을 접촉 지지하게 된다.

이에 따라, 상기 다이 블록(12b,12c)은 외력(부품에 의해 밀려나는 힘)에 의해 스프링(12g)을 압축하는 방향으로 이동된 다음, 외력이 제거되면 스프링(12g)의 복원력에 의해 재차 반대 방향으로 이동된 후에 스토퍼 블록(12h)에 의해 이동이 규제되면서 원래의 정위치로 복귀될 수 있게 된다.

그리고, 상기 양편의 부시 블록(12d)의 상면에는 상단부 경사면(12i)을 가지는 대략 "L"자 형태의 부품유도용 플레이트(12j)이 각각 설치된다.

이에 따라, 도 11의 (A)에 도시한 바와 같이, 부품(100)의 로딩 시에 부품(100)이 정확한 궤적을 따라 내려오게 되면, 예를 들면 다이 블록(12a,12c)이 정위치에 있는 상태에서 부품(100)이 부품삽입홈(12a)을 지나는 수직선상을 따라 내려오게 되면, 부품(100)은 다이 블록(12b,12c)의 부품삽입홈(12a) 내로 그대로 삽입되면서 로딩될 수 있게 된다.

한편, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이, 부품(100)의 로딩 시에 부품(100)이 정확한 궤적에서 벗어나 약간 편차를 두고 치우친 궤적을 따라 내려오게 되면, 이때의 부품(100)은 부품유도용 플레이트(12j)의 경사면(12i)에 접촉하면서 미끄러져 내려오게 되고, 이와 동시에 부품유도용 플레이트(12j) 및 부시 블록(12d), 그리고 다이 블록(12b,12c) 전체는 스프링(12g)을 압축하면서 "X"축 방향으로 밀리게 된다.

계속해서, 부품(100)이 다이 블록(12b,12c)의 부품삽입홈(12a) 내에 안착되어 로딩되고 픽커가 상승된 후, 다이 블록(12b,12c)은 스프링(12g)의 복원력을 받아 스토퍼 블록(12h)에 의해 이동이 규제될 때까지 정위치로 복귀될 수 있게 된다.

그리고, 부품 자동 삽입장치의 프레임(34) 상에는 세팅 영역(11)과 공정 영역(13)에 걸쳐 Y축 방향을 따라 나란하게 배치되는 좌우 한 쌍의 LM 레일(23)이 설치되고, 이렇게 설치되는 LM 레일(13)의 슬라이더 상면에는 트랜스퍼 베이스(24)가 얹혀져 지지되는 구조로 설치된다.

이와 더불어, 상기 프레임(34) 상에는 각 쌍의 LM 레일(23)의 전후 단부 위치에 각각 트랜스퍼 구동 모터(26)가 설치되고, 이렇게 설치되는 각 트랜스퍼 구동 모터(26)의 축에 있는 풀리 사이에는 트랜스퍼 구동 벨트(25), 예를 들면 타이밍 벨트와 같은 트랜스퍼 구동 벨트(25)가 연결 설치되는 동시에 이때의 트랜스퍼 구동 벨트(25)는 트랜스퍼 베이스(24)측과도 연결된다.

이에 따라, 상기 트랜스퍼 구동 모터(26)가 정방향 또는 역방향으로 작동하게 되면, 트랜스퍼 구동 벨트(25)의 움직임에 따라 당겨지는 트랜스퍼 베이스(24)는 LM 레일(23)의 안내를 받으면서 세팅 영역(11)과 공정 영역(13) 사이를 오갈 수 있게 된다.

이와 같은 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 트랜스퍼 베이스(24)에는 적어도 양편 2곳에 위치결정핀(42)이 형성되어 있으며, 이때의 위치결정핀(42)은 다이 역할을 하는 부품 지그(12) 상에 샤시가 얹혀질 때 샤시측 홀(미도시)에 끼워지면서 샤시의 정위치를 잡아주는 역할을 할 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 파트 피더(10)측 부품을 부품 트랜스퍼 유닛(14)측으로 옮겨주는 수단으로 부품 픽업 유닛(16)을 포함한다.

상기 트랜스퍼 유닛(14)은 세팅 영역(11)의 상부, 즉 파트 피드(10)와 트랜스퍼 유닛(14) 간의 상부 영역에서 설치되어 X-Y-Z축 방향 이동 및 로테이션 가능한 동작 특성을 통해 부품을 픽업하여 옮겨주는 역할을 하게 된다.

이를 위하여, 상기 세팅 영역(11)의 상부에 Y축 방향을 따라 나란하게 배치되면서 프레임(34) 상에 지지되는 구조로 설치되는 수평 자세의 Y축 로봇(43)이 구비되고, 이러한 Y축 로봇(43)에는 이와 수평으로 직각 배치되는 수평 자세의 X축 로봇(44)이 설치되며, 이렇게 설치되는 X축 로봇(44)에는 이와 수직으로 직각 배치되는 수직 자세의 Z축 로봇(45)이 설치된다.

그리고, 상기 Z축 로봇(45)의 슬라이더에는 픽커 블록(46)이 설치되어 상하로 동작가능하게 되고, 이렇게 설치되는 픽커 블록(46)의 하단부에는 실질적으로 부품을 픽업하는 한 쌍의 픽커(15)를 가지는 픽커 어셈블리(47)가 설치된다.

이렇게 각각의 픽커(15)가 장착되어 있는 픽커 어셈블리(47)는 하나의 픽커 블록(46)에 다수 대, 예를 들면 5대가 Y축 방향으로 나란하게 설치되어, 5개의 부품을 동시에 픽업할 수 있게 된다.

여기서, 상기 픽커 어셈블리는 한 쌍의 픽커를 오므려주거나 펴주는 동작은 물론 회전시켜주는 동작을 수행할 수 있으며, 이러한 픽커 어셈블리는 공지의 픽업 시스템에서 통상적으로 사용되는 것을 적용할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이에 따라, 상기 얼라인 유닛(40)의 얼라인 블록(40b) 상에 5개의 부품이 모두 채워지게 되면, Y축 로봇(43), X축 로봇(44) 및 Z축 로봇(45)의 작동에 의해 픽커(15)가 얼라인 블록(40b) 상의 부품 위에 자리를 잡게 되고, 계속해서 픽커 어셈블리(47)의 작동에 의해 픽커(15)가 동작(부품 클램핑)하면서 부품을 픽업하게 된다.

이렇게 부품을 픽업한 픽커(15)는 Y축 로봇(43), X축 로봇(44) 및 Z축 로봇(45)의 작동에 의해 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 각 부품 지그(12) 위에 자리를 잡게 되고, 계속해서 픽커 어셈블리(47)의 작동에 의해 픽커(15)가 동작(부품 언클램핑)하면서 부품을 부품 지그(12) 위에 로딩할 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 부품을 샤시에 압입하는 수단으로 프레스 유닛(18)을 포함한다.

상기 프레스 유닛(18)은 부품이 세팅되어 있는 부품 지그(12) 상에 샤시가 얹혀진 상태에서 펀치(17)로 샤시를 눌러줌으로써 부품이 샤시측의 홀(미도시) 내에 압입되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

이를 위하여, 상기 공정 영역(13)의 상부 앞쪽(샤시 진입측)과 뒷쪽(샤시 배출측)에는 프레임(34) 상의 플레이트에 복수의 프레스 실린더(48) 및 프레스 가이드바(49)가 각각 설치되는 동시에 상기 프레스 실린더(48)의 로드 및 프레스 가이드바(49)의 하단부에는 Y축 방향으로 나란한 수평 자세의 펀치지지용 바(50)가 설치된다.

이렇게 설치되는 펀치지지용 바(50)의 저면에는 다수 개의 펀치(17)가 설치되며, 이때의 각각의 펀치(17)는 펀치지지용 바(50)를 따라 Y축 방향으로 일정간격을 유지하며 배치된다.

이에 따라, 상기 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 부품 지그(12), 즉 부품이 세팅되어 있는 부품 지그(12) 상에 샤시가 얹혀지게 되면, 상기 프레스 실린더(48)가 하강 작동하게 되고, 이와 동시에 펀치(17)가 하강하면서 부품과 샤시가 매칭되어 있는 부위를 아래로 눌러주게 되므로서, 샤시측에 부품이 압입되면서 조립될 수 있게 된다.

이때, 상기 부품 지그(12)는 윗쪽의 펀치(17)와 짝을 이루는 아래쪽의 다이 역할을 할 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 공정 영역(13) 내에 위치되며 한 쌍의 벨트 이송장치(19)를 이용하여 작업 전 샤시를 투입시키고 작업 후 샤시를 배출시키는 수단으로 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)을 포함한다.

상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)은 샤시가 공정 영역(13) 내에 투입되면 이를 받쳐주는 역할은 물론, 부품 압입 작업이 진행되는 동안에는 Y축 방향을 따라 뒤로 빠져 있다가 부품 압입 작업이 완료된 후에는 재차 샤시를 받쳐줌과 더불어 배출시켜주는 역할을 하게 된다.

이를 위하여, 상기 공정 영역(13) 내에는 폭 방향(Y축 방향)으로 일정간격, 예를 들면 대략 샤시 폭에 상응하는 간격만큼 거리를 유지함과 더불어 길이 방향(X축 방향)으로 나란한 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)가 수직 자세로 배치되고, 이렇게 배치되는 각 로딩/언로딩 플레이트(27)는 플레이트 선단측과 후단측에서 프레임(34) 상에 설치되는 각각의 로딩/언로딩 볼스크류(29)측에 지지되는 구조로 설치된다.

즉, 상기 프레임(34) 상의 플레이트(51)에는 앞쪽(샤시 진입측)과 뒷쪽(샤시 배출측)에 각각 로딩/언로딩 모터(28)가 설치되고, 상기 각 로딩/언로딩 모터(28)의 축에는 로딩/언로딩 볼스크류(29)가 각각 연결되는 동시에 이때의 로딩/언로딩 볼스크류(29)는 공정 영역(13)의 폭방향을 가로질러 Y축 방향을 따라 나란하게 연장되면서 다수의 브라켓에 의해 지지되는 구조로 설치된다.

그리고, 상기 앞쪽 로딩/언로딩 볼스크류(29)에 있는 2개의 너트 부재(52a,52b)에는 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)의 각 양쪽 단부가 결합된다.

이때, 상기 로딩/언로딩 볼스크류(29)의 스크류 부재(53a,53b)의 경우, 하나의 너트 부재(52a)와 스크류 전동 가능하게 결합되는 스크류 부재(53a)는 왼 나사, 다른 하나의 너트 부재(52b)와 스크류 전동 가능하게 결합되는 스크류 부재(53b)는 오른 나사로 되어 있어서, 로딩/언로딩 볼스크류(29)의 작동에 따른 스크류 부재(53a,53b)의 회전 시 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)는 서로 가까워지는 방향 또는 서로 멀어지는 방향으로 동시에 움직일 수 있게 된다.

이러한 각각의 로딩/언로딩 플레이트(27)는 각 로딩/언로딩 볼스크류(29)에 한 쌍씩 배속되는 가이드장치(57)에 의한 안내를 받을 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 로딩/언로딩 플레이트(29)측 벨트 이송장치(19)에 샤시가 놓여진 상태에서 후술하는 샤시 업다운 유닛(22)측으로 샤시가 인계된 후, 로딩/언로딩 모터(28)가 정방향으로 작동하게 되면, 이와 동시에 로딩/언로딩 볼스크류(29)의 작동에 의해 서로 나란한 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)는 서로 멀어지는 뒷쪽으로 이동하여 간격을 벌릴 수 있게 된다.

계속해서, 상기 로딩/언로딩 모터(28)가 역방향으로 작동하게 되면, 로딩/언로딩 볼스크류(29)의 작동에 의해 서로 나란한 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)는 서로 가까워지는 앞쪽으로 이동하여 간격을 좁힐 수 있게 되고, 이 상태에서 샤시 업다운 유닛(22)측으로부터 샤시를 인계받을 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)에는 샤시를 이송시켜주는 역할을 하는 벨트 이송장치(19)가 구비된다.

이러한 벨트 이송장치(19)는 로딩/언로딩 플레이트(27) 상에 설치되는 벨트 구동모터(19a)와, 상기 벨트 구동모터(19a)의 축에 설치되는 구동풀리(19b)와, 로딩/언로딩 플레이트(27) 상에 자유롭게 회전가능한 구조로 설치되면서 벨트 궤적을 안내하는 다수의 피동풀리(19c) 및 아이들러(19d)와, 상기 구동풀리(19b)와 피동풀리(19c) 및 아이들러(19d) 사이에 걸쳐져 구동되면서 그 위에 얹혀지는 샤시를 이동시켜주는 벨트(19e)로 구성된다.

이에 따라, 샤시의 폭 양단부분은 Y축 방향의 양편에 배치되는 벨트(19e) 위에 놓여져 벨트 구동에 따라 X축 방향으로 투입되고 부품 압입 작업 후에 배출될 수 있게 된다.

특히, 상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)은 공정 영역(12)의 뒷쪽 구간에 위치되어 샤시의 정위치를 잡아주는 역할을 하는 스톱퍼(30)를 포함한다.

상기 스톱퍼(30)는 Y축 방향을 따라 수평 배치되면서 샤시의 진행을 가로막는 자세를 취하는 길다란 바 형태로서, 스톱퍼 실린더(31)의 로드측에 지지되는 구조로 설치된다.

이에 따라, 상기 공정 영역(13)으로 샤시가 진입하면, 스톱퍼 실린더(31)의 상승 작동에 의해 스톱퍼(30)가 상승 위치되므로서, 벨트 이송장치(19)에 의해 진행되는 샤시를 가로막아줄 수 있게 되고, 이 상태에서 벨트 이송장치(19)의 작동이 정지되면서 샤시가 정위치에 자리를 잡을 수 있게 된다.

그리고, 샤시에 대한 부품 압입 공정 후, 스톱퍼 실린더(31)의 하강 작동에 의해 스톱퍼(30)가 하강 위치되므로서, 샤시는 간섭없이 벨트 이송장치(19)에 의해 배출될 수 있게 된다.

이와 같은 스톱퍼(30)의 경우, 샤시의 사양 변경 시 이에 능동적으로 대처할 수 있도록 하기 위해 전후 위치(샤시 진행 방향 기준)가 조절될 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 프레임(34) 상에는 스톱퍼 플레이트(54)가 설치되고, 상기 스톱퍼 플레이트(54) 상에는 핸들(32)의 조작에 의해 작동하는 스톱퍼 볼스크류(33)가 설치되며, 이렇게 설치되는 스톱퍼 볼스크류(33)의 양편에는 스톱퍼 가이드바(55)가 설치된다.

그리고, 상기 스톱퍼 볼스크류(33)의 스크류 부재(33b)에 스크류 전동가능하게 결합되어 있는 너트 부재(33a)에는 스톱퍼 실린더(31)를 지지하는 실린더 플레이트(56)가 결합되며, 이때의 실린더 플레이트(56)는 양단 부시를 통해 양쪽의 스톱퍼 가이드바(55)와도 슬라이드 가능하게 연결된다.

이에 따라, 상기 핸들(32)을 오른쪽 또는 왼쪽으로 돌리게 되면, 스톱퍼 볼스크류(33)의 스크류 전동에 의해 스톱퍼 실린더(31)가 탑재되어 있는 실린더 플레이트(56)가 앞쪽 또는 뒷쪽으로 이동될 수 있게 되고, 결국 스톱퍼 실린더(31)측에 지지되는 스톱퍼(30)의 위치 또한 앞뒤로 조절될 수 있게 되므로서, 샤시의 사양이 변경되어 샤시 정위치를 조정할 필요가 있는 경우에 스톱퍼 위치 조절을 통해 이에 적극 대응할 수 있게 된다.

또한, 상기 부품 자동 삽입장치는 부품 삽입 작업 전 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)측 샤시를 부품 트랜스퍼 유닛(14)측에 옮겨주고, 부품 삽입 작업 후에 부품 트랜스퍼 유닛(14)측 샤시를 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)측으로 옮겨주는 수단으로 샤시 업다운 유닛(22)을 포함한다.

이를 위하여, 상기 프레임(34) 상에는 스크류 부재를 통해 상단과 하단이 회전가능하게 지지되는 업다운 볼스크류(38)가 수직 자세로 설치되고, 이렇게 설치되는 업다운 볼스크류(38)의 한쪽 옆에는 프레임(34)측에 지지되는 업다운 모터(35)가 로드를 윗쪽으로 하여 수직 설치된다.

상기 업다운 볼스크류(38)의 스크류 부재 상단과 상기 업다운 모터(35)의 축에는 각각 풀리(36a,36b)가 장착되고, 이때의 각 풀리(36a,36b) 사이에는 벨트(37)가 연결 설치된다.

그리고, 상기 업다운 볼스크류(38)의 양옆에는 수직 자세를 취하면서 하단이 바에 의해 일체식으로 연결되어 있는 한 쌍의 업다운 로드(39)가 배치되고, 이때의 업다운 로드(39)는 프레임측 부시에 관통되어 슬라이드 안내를 받게 되며, 이러한 업다운 로드(39)를 이어주고 있는 하단의 바는 업다운 볼스크류(38)의 너트 부재에 결합된다.

이와 더불어, 상기 한 쌍의 업다운 로드(39)의 상단부에는 실질적으로 샤시를 들어 올려주고 내려주는 역할을 하는 업다운 테이블(21)이 수평 자세로 설치된다.

이러한 업다운 유닛(40)은 공정 영역(13)의 하부에 배치되면서 상하 동작하는 업다운 테이블(21)을 이용하여 샤시를 받쳐주면서 올려주고 내려줄 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 업다운 모터(35)의 작동 시 풀리(36a,36b)와 벨트(37)의 전동에 의해 업다운 볼스크류(38)가 작동하게 되고, 즉 업다운 볼스크류(38)의 스크류 부재가 회전함과 더불어 너트 부재가 상승 또는 하강하게 되고, 이에 따라 너트 부재에 결합되어 있는 업다운 로드(39) 및 이 업다운 로드(39)의 상단부에 설치되어 있는 업다운 테이블(21)이 상승 또는 하강 위치될 수 있게 된다.

이에 따라, 공정 영역(13) 내에 위치된 샤시가 샤시 로딩/언로딩 유닛(20) 상에 놓여진 상태에서 업다운 테이블(21)이 상승하게 되면, 이때의 샤시는 로딩/언로딩 유닛(20)측으로부터 들어 올려져 업다운 테이블(21) 위에 놓이게 된다.

계속해서, 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)이 바깥쪽으로 벌려진 상태 및 부품 트랜스퍼 유닛(14)이 공정 영역(13) 내에 위치된 상태에서 업다운 테이블(21)이 하강하게 되면, 이때의 샤시는 부품 트랜스퍼 유닛(14)측에 얹혀지면서 자연스럽게 업다운 테이블(21)측으로부터 분리될 수 있게 된다.

계속해서, 샤시에 대한 부품 압입 공정 완료 후, 업다운 테이블(21)이 상승하게 되면, 이때의 샤시는 부품 트랜스퍼 유닛(14)측으로부터 들어 올려져 업다운 테이블(21) 위에 놓이게 된다.

계속해서, 부품 트랜스퍼 유닛(14)가 세팅 영역(11)으로 복귀된 상태 및 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)이 안쪽으로 좁혀진 상태에서 업다운 테이블(21)이 하강하게 되면, 이때의 샤시는 부품 트랜스퍼 유닛(14)측에 얹혀지면서 자연스럽게 업다운 테이블(21)측으로부터 분리될 수 있게 된다.

한편, 상기 파트 피더(10), 부품 트랜스퍼 유닛(14), 부품 픽업 유닛(16), 프레스 유닛(18), 샤시 로딩/언로딩 유닛(20) 및 샤시 업다운 유닛(22)을 포함하는 부품 자동 삽입장치, 특히 그 중에서도 프레스 유닛(18), 샤시 로딩/언로딩 유닛(20), 샤시 업다운 유닛(22) 및 부품 트랜스퍼 유닛(14)은 샤시에 대한 각각의 프레스 성형 공정을 수행하는 자동화 공정 라인, 예를 들면 공정 영역(13)이 속하는 X축 방향으로 연속해서 이어지는 라인 상의 한 영역 내에 배치되며, 이에 따라 전(前) 공정에서 소정의 프레스 성형 공정을 마친 샤시(미도시)가 셔틀 이송이나 컨베이어 이송 등을 통해 공정 영역(13)에 위치되면, 프레스 유닛(18)의 작동에 의해 부품 트랜스퍼 유닛(14) 상의 부품 및 샤시가 조립되고, 계속해서 부품 삽입 공정을 마친 샤시는 샤시 로딩/언로딩 유닛(14)의 작동에 의해 공정 영역(13)에서 배출된 다음에 셔틀 이송이나 컨베이어 이송 등에 의해 후(後) 공정으로 이송될 수 있게 된다.

이렇게 부품 자동 삽입장치가 샤시 프레스 성형 공정을 수행하는 자동화 공정 라인 상의 전체 영역 중 연속되는 어느 한 영역 내에 배치되어, 프레스 성형 공정과 부품 압입 공정이 연계적으로 수행될 수 있도록 함으로써, 부품 압입 공정을 포함하는 전체적인 샤시 프레스 성형 공정의 자동화 시스템 구축 시 공정의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 자동 삽입장치의 작동상태를 나타내는 개략적인 정면도이다.

본 발명에서 제공하는 부품 자동 삽입장치는 하나의 샤시에 조립되는 2열의 부품들을 2곳에서 공급함과 더불어 이송시키는 듀얼 타입의 시스템으로서, 2곳의 파트 피더, 2곳의 얼라인 유닛, 2대의 부품 픽업 유닛, 2곳의 부품 지그 열을 갖는 1대의 부품 트랜스퍼 유닛을 포함하며, 이렇게 1대의 부품 트랜스퍼 유닛 상의 2열의 부품 군이 공정 영역으로 제공되어 하나의 샤시에 대한 부품 조립 공정이 이루어질 수 있게 된다.

도 12에 도시한 바와 같이, 부품 삽입 공전 전(前) 부품(100)을 공급하는 과정으로서, 먼저 세팅 영역(11)에서는 파트 피더(10)에서 공급되는 부품(100), 예를 들면 클립이 얼라인 유닛(40) 상에 세팅되고, 이렇게 얼라인 유닛(40) 상에 세팅되어 있는 여러 개의 부품(100)은 부품 픽업 유닛(16)의 작동에 의해 부품 트랜스퍼 유닛(14) 상의 부품 지그(12)에 놓여지게 되며, 계속해서 부품들이 세팅되어 있는 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 트랜스퍼 베이스(24)는 Y축 방향으로 이동하여 공정 영역(13) 내에 위치된다.

다음, 공정 영역(13)에서는 컨베이어(미도시) 등에 의해 이송되는 샤시(110)가 공정 영역(13) 내로 진입하는 순간 이때부터는 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)의 벨트 이송장치(19)의 작동에 의해 이송되고, 이렇게 이송되는 샤시(110)는 스톱퍼(30)에 의해 진행이 규제되면서 정위치, 예를 들면 샤시의 부품 조립 위치가 하부에 대기하고 있던 트랜스퍼 베이스(24)의 부품 지그(12) 상의 부품(100) 위치에 일대일 매칭되는 위치에 자리를 잡게 된다.

다음, 샤시 업다운 유닛(22)의 상승 작동에 의해 샤시(110)가 벨트 이송장치(19)로부터 약간 위로 들려서 올려지게 되고, 이와 동시에 벨트 이송장치(19)를 포함하는 로딩/언로딩 플레이트(27)는 서로 멀어지는 쪽으로 이동하여 벌려지게 된다.

다음, 샤시 업다운 유닛(22)의 하강 작동에 의해 샤시(110)는 그대로 트랜스퍼 베이스(24) 상의 부품 지그(12) 위에 놓여질 수 있게 되고, 이와 동시에 프레스 유닛(18)의 작동에 의해 펀치(17)가 하강하면서 부품(100)을 눌러주게 되므로서, 부품(100)은 샤시(110)의 부품 조립 위치에 삽입되면서 장착이 완료된다.

다음, 프레스 유닛(19)의 상승 후, 샤시 업다운 유닛(22)의 상승 작동에 의해 부품(100)이 조립되어 있는 샤시(110)는 트랜스퍼 베이스(24)측으로부터 떨어져 위로 들어서 올려지게 되고, 이와 동시에 트랜스퍼 베이스(24)가 세팅 영역(11)으로 복귀하게 되며, 계속해서 벨트 이송장치(19)를 포함하는 로딩/언로딩 플레이트(27)는 서로 가까워 지는 쪽으로 이동하여 좁혀지게 된다.

다음, 샤시 업다운 유닛(22)의 하강 작동 작동에 의해 샤시(110)는 그대로 벨트 이송장치(19)의 벨트 상에 놓이게 되고, 계속해서 벨트 이송장치(19)의 작동에 의해 샤시(110)가 공정 영역을 빠져나가게 되므로서, 샤시에 부품을 조립하는 1사이클 공정이 모두 완료되며, 이러한 1사이클 공정이 순차적으로 반복되면서 샤시에 대한 부품 삽입 공정이 연속 자동화 공정으로 진행될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 대형 TV 등과 같은 디스플레이장치의 샤시에 조립되는 스터드나 리벳, 클립 등의 부품을 자동으로 조립 시, 샤시 로딩, 부품 공급 및 이송, 부품 삽입, 샤시 언로딩 등의 일련의 공정을 연속 자동화 공정으로 수행하는 새로운 부품 자동 삽입 방식을 구축함으로써, 작업성 및 생산성 향상은 물론, 조립 불량률 및 제품 불량률을 낮춰 조립 품질을 높일 수 있고, 샤시에 대한 프레스 성형 등을 수행하는 공정 라인 상에 부품 자동 삽입장치를 연계하여 공정 사이클 타임 단축과 함께 샤시 성형 공정과 관련한 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.

10 : 파트 피더 11 : 세팅 영역
12 : 부품 지그 13 : 공정 영역
14 : 부품 트랜스퍼 유닛 15 : 픽커
16 : 부품 픽업 유닛 17 : 펀치
18 : 프레스 유닛 19 : 벨트 이송장치
19a : 구동모터 19b : 구동 풀리
19c : 피동풀리 19d : 아이들러
19e : 벨트
20 : 샤시 로딩/언로딩 유닛 21 : 업다운 테이블
22 : 샤시 업다운 유닛 23 : LM 레일
24 : 트랜스퍼 베이스 25 : 트랜스퍼 구동 벨트
26 : 트랜스퍼 구동 모터 27 : 로딩/언로딩 플레이트
28 : 로딩/언로딩 모터 29 : 로딩/언로딩 볼스크류
30 : 스톱퍼 31 : 스톱퍼 실린더
32 : 핸들 33 : 스톱퍼 볼스크류
34 : 프레임 35 : 업다운 모터
36a,36b : 풀리 37 : 벨트
38 : 업다운 볼스크류 39 : 업다운 로드
40 : 얼라인 유닛 40a : 부품 안착홈
40b : 얼라인 블록 40c : 얼라인 리니어모션
41 : 부품 레일 42 : 위치결정핀
43 : Y축 로봇 44 : X축 로봇
45 : Z축 로봇 46 : 픽커 블록
47 : 픽커 어셈블리 48 : 프레스 실린더
49 : 프레스 가이드바 50 : 펀치지지용 바
51 : 플레이트 52a,52b : 너트 부재
53a,53b : 스크류 부재 54 : 스톱퍼 플레이트
55 : 스톱퍼 가이드 바 56 : 실린더 플레이트
57 : 가이드장치

Claims

다량의 부품을 일렬로 정렬 배출하는 파트 피더(10);
부품 세팅 작업이 수행되는 세팅 영역(11)에 위치되고 부품 로딩을 위한 다수의 부품 지그(12)가 장착되어 있으며 Y축 방향을 따라 이동하면서 파트 피더측에서 부품을 공급받아 부품 삽입 작업이 수행되는 공정 영역(13)까지 이송시켜주는 부품 트랜스퍼 유닛(14);
상기 파트 피드(10)와 부품 트랜스퍼 유닛(14) 간의 상부 영역에서 X-Y-Z축 방향 이동 및 로테이션 가능하며 다수의 픽커(15)를 이용하여 파트 피더(10)측 부품을 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 부품 지그(12) 상에 로딩시켜주는 부품 픽업 유닛(16);
상기 공정 영역(13)의 상부에 위치되며 상하 동작되는 다수의 펀치(17)를 이용하여 샤시에 부품을 압입하는 프레스 유닛(18);
상기 공정 영역(13) 내에 위치되며 한 쌍의 벨트 이송장치(19)를 이용하여 작업 전 샤시를 투입시키고 작업 후 샤시를 배출시키는 샤시 로딩/언로딩 유닛(20);
상기 공정 영역(13)의 하부에 위치되며 상하 동작하는 업다운 테이블(21)을 이용하여 작업 전 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)측 샤시를 부품 트랜스퍼 유닛(14)측에 옮겨주고 작업 후 부품 트랜스퍼 유닛(14)측 샤시를 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)측으로 옮겨주는 샤시 업다운 유닛(22);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부품 트랜스퍼 유닛(14)은 일렬로 배치되어 있는 다수의 부품 지그(12)가 갖추어져 있으며 LM 레일(23)의 안내를 받는 동시에 Y축 방향으로 이동하면서 세팅 영역(11)과 공정 영역(13) 사이를 오가는 트랜스퍼 베이스(24)와, 상기 세팅 영역(11)과 공정 영역(13) 사이에 걸쳐 설치되면서 트랜스퍼 베이스(24)를 동작 시켜주는 한 쌍의 트랜스퍼 구동 벨트(25) 및 트랜스퍼 구동 모터(26)로 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)은 X축 방향을 따라 나란한 동시에 Y축 방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27)와, 상기 한 쌍의 로딩/언로딩 플레이트(27) 간의 간격 조정을 위한 수단으로 로딩/언로딩 모터(28) 및 상기 로딩/언로딩 모터(28)의 축과 로딩/언로딩 플레이트(27) 간에 연결되어 스크류 전동가능한 로딩/언로딩 볼스크류(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)의 벨트 이송장치(19)는 로딩 언로딩 플레이트(27) 상에 설치되는 벨트 구동모터(19a)와, 상기 벨트 구동모터(19a)의 축에 설치되는 구동풀리(19b) 및 벨트 궤적을 안내하는 다수의 피동풀리(19c) 및 아이들러(19d)와, 상기 구동풀리(19b)와 피동풀리(19c) 및 아이들러(19d) 사이에 걸쳐져 구동되면서 그 위에 얹혀지는 샤시를 이동시켜주는 벨트(19e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 로딩/언로딩 유닛(20)은 공정 영역(12)의 뒷쪽 구간에 위치되어 샤시의 정위치를 잡아주는 수단으로서, 샤시와 접촉하여 샤시 진행을 규제하는 스톱퍼(30)와, 상기 스톱퍼(30)의 업다운 동작을 위한 스톱퍼 실린더(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 5에 있어서,
상기 스톱퍼(30)를 포함하는 스톱퍼 실린더(31)는 핸들(32)의 조작에 의해 작동하는 스톱퍼 볼스크류(33)에 지지되면서 전후 위치가 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 업다운 유닛(22)은 프레임(34)측에 지지되는 업다운 모터(35)와, 상기 업다운 모터(35)측과 풀리(36a,36b) 및 벨트(37)에 의해 전동되는 업다운 볼스크류(38)와, 상기 업다운 볼스크류(38)의 너트측에 연결되는 상승 및 하강이 가능한 한 쌍의 업다운 로드(39)와, 상기 업다운 로드(39)의 상단에 연결되어 실질적으로 샤시를 받쳐주는 업다운 테이블(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 파트 피더(10)의 배출측에 설치되어 부품을 부품 트랜스퍼 유닛(14)측으로 공급하기에 앞서 정렬해주는 수단으로서, 일정간격을 두고 나란하게 형성되어 있어 부품을 수용하는 다수의 부품 안착홈(40a)을 가지는 얼라인 블록(40b)과, 상기 얼라인 블록(40b)을 한 피치씩 이동시켜주는 얼라인 리니어모션(40c)으로 구성되는 얼라인 유닛(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파트 피더(10), 부품 트랜스퍼 유닛(14), 부품 픽업 유닛(16), 프레스 유닛(18), 샤시 로딩/언로딩 유닛(20) 및 샤시 업다운 유닛(22)은 샤시에 대한 프레스 성형 공정을 수행하는 자동화 공정 라인 상에 설치됨과 더불어, 상기 부품 트랜스퍼 유닛(14)은 프레스에 의한 부품 삽입 공정 시 다이 역할을 수행함으로써, 프레스 성형 공정과 연계되어 부품 삽입 공정이 연속 공정으로 수행될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 부품 트랜스퍼 유닛(14)의 부품 지그(12)는 서로 일자형 홈 형태의 부품삽입홈(12a)을 형성하면서 마주 접하여 나란하게 결합되는 한 쌍의 다이 블록(12b,12c)과, 상기 다이 블록(12b,12c)의 양단부를 지지하는 각각의 부시 블록(12d)과, 상기 양편의 부시 블록(12d)에 관통 결합되어 부시 블록(12d)의 "X"축 방향을 안내하는 한 쌍의 가이드 바(12e)와, 상기 가이드 바(12e)의 둘레에 설치되어 상기 가이드 바(12e)를 지지하는 부시 블록(12d)의 전면과 한 쪽의 지지 블록(12f) 사이에 양단 지지되는 스프링(12g)과, 상기 트랜스퍼 베이스(12)의 상면에 설치되어 스토퍼 블록(12h)이 설치되어 다이 블록(12b,12c)의 후면을 접촉 지지하는 스토퍼 블록(12h)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 자동 삽입장치.