KR102379317B1 - 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기 - Google Patents

국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기 Download PDF

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서임교
김용철
이재석
김영호
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(주) 에스엘테크
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Abstract

본 발명에 따른 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기는 세탁기 외곽 프레임인 베이스 캐비닛(BC)(Base Cabinet)을 이동시키는 제1 이송 수단(100)과; 상기 제1 이송 수단(100)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200); 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 설치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면이나 후면에 추가 부속품을 장착하는 추가 부속품 설치 수단(300); 및 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 상기 제1 이송 수단(100)과 나란하게 설치되고, 상기 추가 부속품 설치 수단(300)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 추가 부속품 설치 수단(300)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 추가 부속품 설치 수단(300)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제2 이송 수단(400)을 포함한다.

Description

국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기{Automatic assembly fastener for washing machine base cabinet that can synchronize 0.1mm position using a domestic robot}
본 발명은 세탁기 베이스 캐비닛 조립 공정시 조립 로봇이 세탁기 베이스 캐비닛을 0.1mm 이내로 추적하면서 추가 부속을 장착하거나 나사를 자동으로 체결할 수 있는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기에 관한 것이다.
현재 세탁기 베이스 캐비닛을 조립하는 공장에는 다종의 스크류 자동 조립 체결기가 있다.
상기 스크류 자동 조립 체결기는 일반적으로 일본 제품을 이용하는데 상기 일본 제품은 가격대가 고가일 뿐만 아니라, 최근 일본 수출 규제로 인해 운영에 부담이 되고 있는 실정이다.
현재 일본과의 국제 무역 규제로 인한 소재 부품 장비 분야의 탈 일본화가 시급한 상황에서 상기 스크류 자동 조립 체결기나 부속 조립 기기를 국산 제품으로 대체하고, 이를 기반으로 상기 스크류 자동 조립 체결기나 부속 조립 기기를 다양한 조립 공정 라인에 확대 적용할 수 있다는 점에서 국산 스크류 자동 체결기와 부속 조립 기기에 대한 개발 필요성이 요구된다.
또한, 일본산 로봇은 고가의 수리 비용과, 조작이 어려워 돌발 상황시 대응이 어렵다는 문제점이 있었고, 조립 라인이 멈췄을 때 신속한 대응이 어려워 손실 비용이 크다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 스크류 자동 조립 체결기나 부속 조립 기기는 나사 조립시 세탁기 베이스 캐비닛이 안착된 컨베이어를 일시 멈춘 다음 나사 또는 추가 부속을 조립해야 되 생산량이 뒤떨어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
또한, 나사나 추가 부속을 조립시 로봇의 이동 경로를 일일이 프로그램해야 되 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 컨베이어를 통해 이동되는 세탁기 베이스 캐비닛에 나사 조립 시 로봇의 정확도가 떨어진다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 출원번호 "10-2021-0093491"호의 "RMS/ROS 기능과 국산 로봇을 활용한 AVN 모듈 자동 조립 및 체결 스마트 시스템"이 출원되어 등록되었는데, 상기 RMS/ROS 기능과 국산 로봇을 활용한 AVN 모듈 자동 조립 및 체결 스마트 시스템은 일 방향으로 이동 중인 제1 조립품을 촬영하여 영상 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터로부터 상기 제1 조립품의 체결 위치 정보를 획득하도록 구성되는 비전 검사 장치와; 상기 비전 검사 장치를 통과한 상기 제1 조립품에 제2 조립품을 조립하여 AVN 모듈을 형성하고, 상기 AVN 모듈과 함께 일 방향으로 이동되면서 상기 AVN 모듈의 제1 설정 위치에 스크류를 체결하도록 구성되는 제1 체결 장치; 상기 제1 체결 장치를 통과한 상기 AVN 모듈과 함께 일 방향으로 이동되면서 상기 제1 설정 위치와 다른 상기 AVN 모듈의 제2 설정 위치에 상기 스크류를 체결하도록 구성되는 제2 체결 장치; 및 상기 비전 검사 장치, 상기 제1 체결 장치, 및 상기 제2 체결 장치와 통신하여, 상기 비전 검사 장치, 상기 제1 체결 장치, 및 상기 제2 체결 장치를 원격 모니터링 및 원격 제어하도록 구성되는 제어 장치를 포함한다.
대한민국 특허등록번호 "10-2327392" (2021.11.17)
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 스크류 자동 조립 체결기 또는 부속 조립 기기가 컨베이어를 통해 이동되는 세탁기 베이스 캐비닛을 추적해 가며 나사를 체결하거나 추가 부속을 조립할 때 0.1mm 오차 범위 이내에서 세탁기 베이스 캐비닛을 추적할 수 있도록 하여 작업 정밀도를 높임과 동시에 세탁기 베이스 캐비닛의 생산량을 높일 수 있는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 스크류 자동 조립 체결기가 비젼(Vision) 시스템을 통해 정해진 위치에 자동으로 나사를 체결할 수 있도록 함으로써 나사 체결 공정 시 불량률을 낮출 수 있고, 나사 조립시 인력이 아닌 기계의 힘을 이용함으로써 생산 효율을 높일 수 있는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 스크류 자동 조립 체결기를 국산화함으로써 장비 제조 단가를 낮추고 일본 제품에 대한 의존도를 낮출 수 있는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기는 세탁기 외곽 프레임인 베이스 캐비닛(BC)(Base Cabinet)을 이동시키는 제1 이송 수단(100)과; 상기 제1 이송 수단(100)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200); 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 설치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면이나 후면에 추가 부속품을 장착하는 추가 부속품 설치 수단(300); 및 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 상기 제1 이송 수단(100)과 나란하게 설치되고, 상기 추가 부속품 설치 수단(300)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 추가 부속품 설치 수단(300)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 추가 부속품 설치 수단(300)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제2 이송 수단(400)을 포함한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기는 스크류 자동 조립 체결기 또는 부속 조립 기기가 컨베이어를 통해 이동되는 세탁기 베이스 캐비닛을 추적해 가며 나사를 체결하거나 추가 부속을 조립할 때 0.1mm 오차 범위 이내에서 세탁기 베이스 캐비닛을 추적할 수 있도록 하여 작업 정밀도를 높임과 동시에 시간 대비 세탁기 베이스 캐비닛의 생산량을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 스크류 자동 조립 체결기가 비젼(Vision) 시스템을 통해 정해진 위치에 자동으로 나사를 체결할 수 있도록 함으로써 나사 체결 공정 시 불량률을 낮출 수 있고, 나사 조립시 인력이 아닌 기계의 힘을 이용함으로써 생산 효율을 높일 수 있다.
또, 본 발명은 스크류 자동 조립 체결기를 국산화함으로써 장비 제조 단가를 낮출 수 있고 일본 제품에 대한 의존도를 낮출 수 있다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 베이스 캐비닛의 사시도,
도면 3은 추가 부속품 설치 수단의 사시도,
도면 4와 도면 5는 제1 다관절 로봇을 제외한 추가 부속품 설치 수단의 사시도,
도면 6은 제1 다관절 로봇을 제외한 추가 부속품 설치 수단의 측면도,
도면 7은 제1 다관절 로봇 위치 보정을 위한 제어 블럭도,
도면 8은 나사 체결 수단의 사시도,
도면 9와 도면 10은 제2 다관절 로봇을 제외한 나사 체결 수단의 사시도,
도면 11은 나사 고정 비트의 사시도,
도면 12는 제2 다관절 로봇을 제외한 나사 체결 수단의 측면도,
도면 13와 도면 14는 나사 고정 비트에 공급 나사를 리로드(Reload)시키는 구조와 압축 공기를 이용한 슈팅(Shooting) 방식을 통해 공급 나사를 보충하는 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 15는 제2 다관절 로봇 위치 보정을 위한 제어 블럭도,
도면 16은 제5 이송 수단과 베이스 캐비닛 정렬 수단을 도시한 도면,
도면 17은 상부 나사 체결 수단을 도시한 도면,
도면 18은 스카라 로봇 위치 보정을 위한 제어 블럭도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기는 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 세탁기 외곽 프레임인 베이스 캐비닛(BC)(Base Cabinet)을 이동시키는 제1 이송 수단(100)과; 상기 제1 이송 수단(100)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200); 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 설치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면이나 후면에 추가 부속품을 장착하는 추가 부속품 설치 수단(300); 상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 상기 제1 이송 수단(100)과 나란하게 설치되고, 상기 추가 부속품 설치 수단(300)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 추가 부속품 설치 수단(300)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 추가 부속품 설치 수단(300)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제2 이송 수단(400)을 포함한다.
상기 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200)는 상기 제1 이송 수단(100)과 연동되어 제1 이송 수단(100)이 베이스 캐비닛(BC)을 일정 거리마다 이동시킬 때마다 구형파 펄스 신호를 발생하는 엔코더(Encoder)를 포함한다.
상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 도면 3 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 제1 다관절 로봇(301)과; 상기 제1 다관절 로봇(301)에 갖추어진 제1 엔드 이펙터(302)(end effector)에 고정 설치되어 3차원 공간상을 이동하는 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303); 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 상부에 배치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)에 고정되는 추가 부속품을 흡착하는 흡착 수단(304); 및 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 상부에 장착되어 상기 흡착 수단(304)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 전후 방향으로 이동시키는 흡착 수단 전후 이송 수단(305)을 포함한다.
상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 도면 3 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 하부에 배치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)에 고정되는 추가 부속품을 파지하는 부속품 파지 수단(306)과; 상기 부속품 파지 수단(306)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)에 장착시키되 상기 부속품 파지 수단(306)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 전후 방향으로 이동시키는 부속품 전후 이송 수단(307)을 더 포함한다.
상기 부속품 전후 이송 수단(307)은 도면 4 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 실린더 본체가 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 밑면에 고정 결합된 가이드 실린더(GC)와; 상기 가이드 실린더(GC)의 피스톤 로드 단부에 장착된 핑거 브라켓(309)을 포함한다.
상기 부속품 파지 수단(306)은 기역자 형상으로 굽어지되 한 쌍이 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 핑거부(310)와; 상기 핑거 브라켓(309) 하부에 설치되되 한 쌍의 핑거부(310)를 오므리거나 벌리는 핑거 제어 수단(311)을 포함한다.
상기 베이스 캐비닛(BC)에 고정되는 추가 부속품과 맞닿는 핑거부(310)의 접촉면에는 완충 부재(312)가 장착된다.
상기 부속품 파지 수단(306)은 박스에서 추가 부속품을 취출한 후 스테이지 위에 올려놓을 때 사용하고, 상기 흡착 수단(304)은 스테이지 위에 놓인 추가 부속품을 흡착한 다음 베이스 캐비닛(BC)에 장착할 때 사용된다.
상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)에 연결되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면에 새겨진 얼라인 마크(Align mark)를 촬영하는 제1 마크 영상 취득 수단(313)과; 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면의 촬영 영상 내 얼라인 마크의 기준 좌표값이 저장된 제1 마크 기준 좌표 저장부(314); 상기 제1 마크 기준 좌표 저장부(314)에 저장된 얼라인 마크의 기준 좌표값과 상기 제1 마크 영상 취득 수단(313)을 통해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제1 좌표 편차 산출부(315); 및 상기 제1 좌표 편차 산출부(315)로부터 산출된 좌표 편차만큼 상기 제1 다관절 로봇(301)의 위치를 보정하여 상기 베이스 캐비닛(BC)에 추가 부속품을 설치할 때 상기 흡착 수단(304)의 위치를 정렬하는 제1 다관절 로봇 위치 보정부(316)를 포함한다.
상기 제1 마크 영상 취득 수단(313)은 도면 4 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 얼라인 마크를 촬영하는 제1 카메라와; 상기 베이스 캐비닛(BC)에 새겨진 얼라인 마크를 비추는 제2 조명 수단(317)을 포함한다.
또한, 본 발명은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 이송 수단(100)으로부터 전달 받은 베이스 캐닛(BC)을 후속 공정으로 이송시키는 제3 이송 수단(500)과; 상기 제3 이송 수단(500)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제2 펄스 동기화 신호 발생부(600); 상기 베이스 캐비닛(BC)과 추가 부속품에 나사를 체결하여 상기 베이스 캐비닛(BC)과 추가 부속품을 나사 고정하는 나사 체결 수단(700); 및 상기 제3 이송 수단(500)의 전방 또는 후방에 상기 제3 이송 수단(500)과 나란하게 설치되고, 상기 나사 체결 수단(700)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제2 펄스 동기화 신호 발생부(600)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 나사 체결 수단(700)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 나사 체결 수단(700)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제4 이송 수단(800)을 포함한다.
상기 제2 펄스 동기화 신호 발생부(600)는 상기 제3 이송 수단(500)과 연동되어 제3 이송 수단(500)이 베이스 캐비닛(BC)을 일정 거리마다 이동시킬 때마다 구형파 펄스 신호를 발생하는 엔코더(Encoder)를 포함한다.
상기 나사 체결 수단(700)은 도면 8 내지 도면 12에 도시한 바와 같이, 제2 다관절 로봇(701)과; 상기 제2 다관절 로봇(701)에 갖추어진 제2 엔드 이펙터(702)(End-effector)에 장착되어 3차원 공간상을 이동하고, 나사 머리부가 흡착 고정되는 나사 고정 비트(703)(Bit)와, 단부에 상기 나사 고정 비트(703)가 고정되는 슬리브(704)(Sleeve), 상기 슬리브(704)를 회전시켜 상기 나사 고정 비트(703)를 통해 나사를 체결시키는 슬리브 회전 수단(705)이 갖추어진 제1 나사 회전 수단(706)을 포함한다.
상기 나사 고정 비트(703)의 전면 중앙에는 도면 11에 도시한 바와 같이, 나사 고정 비트측 흡기홀(707)이 관통되고, 상기 슬리브(704)의 전면 중앙에는 상기 나사 고정 비트측 흡기홀(707)과 연통된 슬리브측 흡기홀이 관통되며, 상기 나사 고정 비트(703)의 전면에는 나사 머리가 삽입 고정되도록 나사 머리 형상의 나사 머리 고정홈(709)이 음각 형성된다.
또한, 상기 제1 나사 회전 수단(706)은 상기 나사 고정 비트측 흡기홀(707)과 슬리브측 흡기홀을 통해 공기를 흡입하여 나사가 상기 나사 머리 고정홈(709)으로부터 이탈하지 않도록 하는 슬리브측 공기 흡입 수단(710)을 더 포함한다.
또, 상기 제1 나사 회전 수단(706)은 도면 9 내지 도면 12에 도시한 바와 같이, 일체로 결합된 상기 나사 고정 비트(703)와, 슬리브(704), 슬리브 회전 수단(705), 그리고 슬리브측 공기 흡입 수단(710)을 상기 제2 엔드 이펙터(702)의 전후 방향으로 이동시키는 나사고정비트 전후진 수단(711)을 더 포함한다.
상기 제1 나사 회전 수단(706)은 도면 9 내지 도면 12에 도시한 바와 같이, 헤드 스페이서(712)를 통해 상기 제2 엔드 이펙터(702)에 결합된 나사 체결 수단측 베이스판(713)과; 상기 나사 체결 수단측 베이스판(713)의 전단에 힌지 결합된 부쉬 홀더(714); 상기 부쉬 홀더(714)에 고정 결합되되 상기 부쉬 홀더(714)로부터 상기 베이스 캐비닛(BC) 방향으로 확장된 슈팅 베이스 부재(715)를 더 포함하고, 상기 슈팅 베이스 부재(715)의 전단에 고정 결합되되 수직 방향으로 세워진 슈팅 피드아웃 브라켓(716)과; 상기 부쉬 홀더(714)와 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716) 사이에 설치된 슈팅 실린더 브릿지(717); 상기 부쉬 홀더(714)를 마주보는 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)의 후면에 장착되고 피스톤 로드에 의해 좌우로 이동되는 제1 슬라이더(719)의 측부가 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)에 고정 결합되어 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)를 좌우로 이동시키는 제1 테이블 슬라이더(718); 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)에 고정 결합된 제1 모터(720); 상기 나사 고정 비트(703)의 하부에 설치되되 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)를 통과한 제1 모터(720)의 샤프트에 고정 결합되어 회전되는 피더 제어판 연결암(721); 및 상기 피더 제어판 연결암(721)에 설치되되 상기 피더 제어판 연결암(721)과 90도 내각을 두고 설치되며 몸체에 공급용 나사가 끼워지도록 공급 나사 장착홀(722)이 관통된 피더 제어판(723)을 포함하여, 상기 제1 모터(720)에 의해 상기 피더 제어판(723)이 상기 나사 고정 비트(703) 방향으로 축 회전되면 상기 공급 나사 장착홀(722)에 끼워진 공급용 나사의 머리가 상기 나사 고정 비트(703)의 단부에 흡착 고정된다.
상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)의 측부에는 상기 피더 제어판(723)이 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716) 방향으로 이동되었을 때 상기 피더 제어판(723)이 인입되도록 피더 제어판 인입홈(724)이 형성되고, 상기 피더 제어판 인입홈(724) 상부에는 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)에 일체로 결합되되 공급 나사가 통과되는 공급 나사 통과홀(725)이 관통된 공급 나사 공급 부재(726)가 장착되며, 상기 공급 나사 통과홀(725)의 입구에는 공급 나사가 통과되는 나사 공급 호스가 장착되며, 상기 나사 공급 호스의 입구에는 압축 공기 압력을 이용하여 상기 나사 공급 호스에 공급 나사를 발사하는 나사 공급 수단이 장착되어, 상기 피더 제어판(723)이 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 피더 제어판 인입홈(724)안으로 인입되면, 상기 나사 공급 수단이 상기 나사 공급 호스에 공급 나사를 발사하고, 상기 공급 나사는 공급 나사 통과홀(725)을 통해 피더 제어판(723)의 공급 나사 장착홀(722)에 끼워진다.
다음, 상기 피더 제어판(723)은 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 나사 고정 비트(703) 방향으로 이동 후 축 회전되어 상기 나사 고정 비트(703)의 단부에 나사를 공급한다.
상기 부쉬 홀더(714)에는 상기 슬리브(704)가 관통 결합된 리니어 부쉬(728)가 장착된다.
상기 리니어 부쉬(728)는 상기 슬리브(704)를 지지함과 더불어 상기 슬리브(704)가 원활하게 회전되도록 하고, 회전 중 회전 중심이 흐트러지지 않게 한다.
상기 제1 나사 회전 수단(706)은 도면 15에 도시한 바와 같이, 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면에 새겨진 얼라인 마크(Align mark)를 촬영하는 제2 마크 영상 취득 수단(729)과; 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면의 촬영 영상 내 얼라인 마크에 대한 기준 좌표값이 저장된 제2 마크 기준 좌표 저장부(730); 상기 제2 마크 기준 좌표 저장부(730)에 저장된 얼라인 마크에 대한 기준 좌표값과, 상기 제2 마크 영상 취득 수단(729)에 의해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제2 좌표 편차 산출부(731); 상기 제2 좌표 편차 산출부(731)에 의해 산출된 좌표 편차만큼 제2 다관절 로봇(701)의 위치를 보정하여 상기 제1 나사 회전 수단(706)을 정위치시키는 제2 다관절 로봇 위치 보정부(732)를 포함한다.
상기 제2 마크 영상 취득 수단(729)은 도면 9 내지 도면 10에 도시한 바와 같이, 얼라인 마크를 촬영하는 제2 카메라(733)와; 상기 베이스 캐비닛(BC)에 새겨진 얼라인 마크를 비추는 제2 조명 수단(734)을 포함한다.
또한, 본 발명은 도면 16 내지 도면 18에 도시한 바와 같이, 세탁기의 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 조립하는 상부 나사 조립 수단(900)을 더 포함한다.
상기 상부 나사 조립 수단(900)은 도면 16 내지 도면 17에 도시한 바와 같이, 세탁기의 베이스 캐비닛(BC)을 이동시키는 제5 이송 수단(901)과; 상기 제5 이송 수단(901)을 통해 이동되는 베이스 캐비닛(BC)을 정렬하는 베이스 캐비닛 정렬 수단(902); 스카라 로봇에 장착되어 상기 제5 이송 수단(901)에 얹혀져 이동되는 상기 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 체결하는 상부 나사 체결 수단(903)을 포함한다.
상기 제5 이송 수단(901)은 2개 이상이 일렬 배치되고, 상기 상부 나사 체결 수단(903)은 상기 제5 이송 수단(901)의 상부에 2개 이상 장착될 수 있다.
상기 상부 나사 체결 수단(903)은 도면 18에 도시한 바와 같이, 세탁기의 베이스 캐비닛(BC) 상부에 새겨진 얼라인(Align) 마크를 촬영하는 제3 마크 영상 취득 수단(904)과; 상기 베이스 캐비닛(BC) 상부의 촬영 영상 내 얼라인 마크의 기준 좌표값이 저장된 제3 마크 기준 좌표 저장부(905); 상기 제3 마크 기준 좌표 저장부(905)에 저장된 얼라인 마크의 기준 좌표값과 상기 제3 마크 영상 취득 수단(904)을 통해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제3 좌표 편차 산출부(906); 및 상기 제3 좌표 편차 산출부(906)로부터 산출된 좌표 편차만큼 상기 스카라 로봇의 위치를 보정하여 상기 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 체결할 때 상부 나사 체결 수단(903)의 위치를 정렬하는 스카라 로봇 위치 보정부(907)를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 갖추어진 각 기구들을 제어하는 컨트롤러들은 중앙 제어 수단을 통해 중앙 통제되고, 상기 중앙 제어 수단은 PC를 이용하며, 상기 PC는 이더넷 통신을 통해 각 기구들을 제어하는 컨트롤러들과 통신 접속되어 각 기구들을 중앙 통제한다.
BC. 베이스 캐비닛 100. 제1 이송 수단
200. 제1 펄스 동기화 신호 발생부 300. 추가 부속품 설치 수단
301. 제1 다관절 로봇 302. 제1 엔드 이펙터
303. 제1 엔드 이펙터 고정 부재 304. 흡착 수단
305. 흡착 수단 전후 이송 수단 306. 부속품 파지 수단
307. 부속품 전후 이송 수단
309. 핑거 브라켓 310. 핑거부
311. 핑거 제어 수단 312. 완충 부재
313. 제1 마크 영상 취득 수단 314. 제1 마크 기준 좌표 저장부
315. 제1 좌표 편차 산출부 316. 제1 다관절 로봇 위치 보정부
400. 제2 이송 수단 500. 제3 이송 수단
600. 제2 펄스 동기화 신호 발생부 700. 나사 체결 수단
701. 제2 다관절 로봇 702. 제2 엔드 이펙터
703. 나사 고정 비트 704. 슬리브
705. 슬리브 회전 수단 706. 제1 나사 회전 수단
707. 나사 고정 비트측 흡기홀
709. 나사 머리 고정홈 710. 슬리브측 공기 흡입 수단
711. 나사고정비트 전후진 수단 712. 헤드 스페이서
713. 나사 체결 수단측 베이스판 714. 부쉬 홀더
715. 슈팅 베이스 부재 716. 슈팅 피드아웃 브라켓
717. 슈팅 실린더 브릿지 718. 제1 테이블 슬라이더
719. 제1 슬라이더 720. 제1 모터
721. 피더 제어판 연결암 722. 공급 나사 장착홀
723. 피더 제어판 724. 피더 제어판 인입홈
725. 공급 나사 통과홀 726. 공급 나사 공급 부재
728. 리니어 부쉬
729. 제2 마크 영상 취득 수단 730. 제2 마크 기준 좌표 저장부
731. 제2 좌표 편차 산출부 732. 제2 다관절 로봇 위치 보정부
733. 제2 카메라 734. 제2 조명 수단
800. 제4 이송 수단 900. 상부 나사 조립 수단
901. 제5 이송 수단 902. 베이스 캐비닛 정렬 수단
903. 상부 나사 체결 수단 904. 제3 마크 영상 취득 수단
905. 제3 마크 기준 좌표 저장부 906. 제3 좌표 편차 산출부
907. 스카라 로봇 위치 보정부

Claims (14)

  1. 세탁기 외곽 프레임인 베이스 캐비닛(BC)(Base Cabinet)을 이동시키는 제1 이송 수단(100)과;
    상기 제1 이송 수단(100)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200);
    상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 설치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면이나 후면에 추가 부속품을 장착하는 추가 부속품 설치 수단(300);
    상기 제1 이송 수단(100)의 전방 또는 후방에 상기 제1 이송 수단(100)과 나란하게 설치되고, 상기 추가 부속품 설치 수단(300)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제1 펄스 동기화 신호 발생부(200)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 추가 부속품 설치 수단(300)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 추가 부속품 설치 수단(300)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제2 이송 수단(400)을 포함하고,
    상기 제1 이송 수단(100)으로부터 전달 받은 베이스 캐비닛(BC)을 후속 공정으로 이송시키는 제3 이송 수단(500)과,
    상기 제3 이송 수단(500)의 일정 이동 거리마다 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 제2 펄스 동기화 신호 발생부(600),
    상기 베이스 캐비닛(BC)과 추가 부속품에 나사를 체결하여 상기 베이스 캐비닛(BC)과 추가 부속품을 나사 고정하는 나사 체결 수단(700),
    및 상기 제3 이송 수단(500)의 전방 또는 후방에 상기 제3 이송 수단(500)과 나란하게 설치되고, 상기 나사 체결 수단(700)을 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 방향으로 이동시키되, 상기 제2 펄스 동기화 신호 발생부(600)로부터 출력된 펄스 신호에 맞춰 상기 나사 체결 수단(700)의 이동 거리를 상기 베이스 캐비닛(BC)의 이동 거리와 동일하게 조정하여 상기 나사 체결 수단(700)이 상기 베이스 캐비닛(BC)을 추적하도록 하는 제4 이송 수단(800)을 포함하며,
    상기 나사 체결 수단(700)은 제2 다관절 로봇(701)과,
    상기 제2 다관절 로봇(701)에 갖추어진 제2 엔드 이펙터(702)(End-effector)에 장착되어 3차원 공간상을 이동하고, 나사 머리부가 흡착 고정되는 나사 고정 비트(703)(Bit)와, 단부에 상기 나사 고정 비트(703)가 고정되는 슬리브(704)(Sleeve), 상기 슬리브(704)를 회전시켜 상기 나사 고정 비트(703)를 통해 나사를 체결시키는 슬리브 회전 수단(705)이 갖추어진 제1 나사 회전 수단(706)을 포함하고,
    상기 제1 나사 회전 수단(706)은 헤드 스페이서(712)를 통해 상기 제2 엔드 이펙터(702)에 결합된 나사 체결 수단측 베이스판(713)과,
    상기 나사 체결 수단측 베이스판(713)의 전단에 힌지 결합된 부쉬 홀더(714),
    상기 부쉬 홀더(714)에 고정 결합되되 상기 부쉬 홀더(714)로부터 상기 베이스 캐비닛(BC) 방향으로 확장된 슈팅 베이스 부재(715)를 더 포함하고,
    상기 슈팅 베이스 부재(715)의 전단에 고정 결합되되 수직 방향으로 세워진 슈팅 피드아웃 브라켓(716)과,
    상기 부쉬 홀더(714)와 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716) 사이에 설치된 슈팅 실린더 브릿지(717),
    상기 부쉬 홀더(714)를 마주보는 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)의 후면에 장착되고 피스톤 로드에 의해 좌우로 이동되는 제1 슬라이더(719)의 측부가 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)에 고정 결합되어 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)를 좌우로 이동시키는 제1 테이블 슬라이더(718),
    상기 슈팅 실린더 브릿지(717)에 고정 결합된 제1 모터(720),
    상기 나사 고정 비트(703)의 하부에 설치되되 상기 슈팅 실린더 브릿지(717)를 통과한 제1 모터(720)의 샤프트에 고정 결합되어 회전되는 피더 제어판 연결암(721),
    및 상기 피더 제어판 연결암(721)에 설치되되 상기 피더 제어판 연결암(721)과 90도 내각을 두고 설치되며 몸체에 공급용 나사가 끼워지도록 공급 나사 장착홀(722)이 관통된 피더 제어판(723)을 포함하여,
    상기 제1 모터(720)에 의해 상기 피더 제어판(723)이 상기 나사 고정 비트(703) 방향으로 축 회전되면 상기 공급 나사 장착홀(722)에 끼워진 공급용 나사의 머리가 상기 나사 고정 비트(703)의 단부에 흡착 고정되고,
    상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)의 측부에는 상기 피더 제어판(723)이 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716) 방향으로 이동되었을 때 상기 피더 제어판(723)이 인입되도록 피더 제어판 인입홈(724)이 형성되고,
    상기 피더 제어판 인입홈(724) 상부에는 상기 슈팅 피드아웃 브라켓(716)에 일체로 결합되되 공급 나사가 통과되는 공급 나사 통과홀(725)이 관통된 공급 나사 공급 부재(726)가 장착되며,
    상기 공급 나사 통과홀(725)의 입구에는 공급 나사가 통과되는 나사 공급 호스가 장착되며,
    상기 나사 공급 호스의 입구에는 압축 공기 압력을 이용하여 상기 나사 공급 호스에 공급 나사를 발사하는 나사 공급 수단이 장착되어,
    상기 피더 제어판(723)이 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 피더 제어판 인입홈(724)안으로 인입되면, 상기 나사 공급 수단이 상기 나사 공급 호스에 공급 나사를 발사하고, 상기 공급 나사는 공급 나사 통과홀(725)을 통해 피더 제어판(723)의 공급 나사 장착홀(722)에 끼워지며, 상기 피더 제어판(723)은 상기 제1 테이블 슬라이더(718)에 구비된 제1 슬라이더(719)에 이끌려 상기 나사 고정 비트(703) 방향으로 이동 후 축 회전되어 상기 나사 고정 비트(703)의 단부에 나사를 공급하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 제1 다관절 로봇(301)과;
    상기 제1 다관절 로봇(301)에 갖추어진 제1 엔드 이펙터(302)(end effector)에 고정 설치되어 3차원 공간상을 이동하는 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303);
    상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 상부에 배치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)에 고정되는 추가 부속품을 흡착하는 흡착 수단(304);
    및 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 상부에 장착되어 상기 흡착 수단(304)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 전후 방향으로 이동시키는 흡착 수단 전후 이송 수단(305)을 포함하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 하부에 배치되어 상기 베이스 캐비닛(BC)에 고정되는 추가 부속품을 파지하는 부속품 파지 수단(306)과;
    상기 부속품 파지 수단(306)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)에 장착시키되 상기 부속품 파지 수단(306)을 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)의 전후 방향으로 이동시키는 부속품 전후 이송 수단(307)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 추가 부속품 설치 수단(300)은 상기 제1 엔드 이펙터 고정 부재(303)에 연결되어 상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면에 새겨진 얼라인 마크(Align mark)를 촬영하는 제1 마크 영상 취득 수단(313)과;
    상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면의 촬영 영상 내 얼라인 마크의 기준 좌표값이 저장된 제1 마크 기준 좌표 저장부(314);
    상기 제1 마크 기준 좌표 저장부(314)에 저장된 얼라인 마크의 기준 좌표값과 상기 제1 마크 영상 취득 수단(313)을 통해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제1 좌표 편차 산출부(315);
    및 상기 제1 좌표 편차 산출부(315)로부터 산출된 좌표 편차만큼 상기 제1 다관절 로봇(301)의 위치를 보정하여 상기 베이스 캐비닛(BC)에 추가 부속품을 설치할 때 상기 흡착 수단(304)의 위치를 정렬하는 제1 다관절 로봇 위치 보정부(316)를 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 나사 고정 비트(703)의 전면 중앙에는 나사 고정 비트측 흡기홀(707)이 관통되고,
    상기 슬리브(704)의 전면 중앙에는 상기 나사 고정 비트측 흡기홀(707)과 연통된 슬리브측 흡기홀이 관통되며,
    상기 나사 고정 비트(703)의 전면에는 나사 머리가 삽입 고정되도록 나사 머리 형상의 나사 머리 고정홈(709)이 음각 형성되는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 나사 회전 수단(706)은 상기 나사 고정 비트측 흡기홀(707)과 슬리브측 흡기홀을 통해 공기를 흡입하여 나사가 상기 나사 머리 고정홈(709)으로부터 이탈하지 않도록 하는 슬리브측 공기 흡입 수단(710)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 나사 회전 수단(706)은 일체로 결합된 상기 나사 고정 비트(703)와, 슬리브(704), 슬리브 회전 수단(705), 그리고 슬리브측 공기 흡입 수단(710)을 상기 제2 엔드 이펙터(702)의 전후 방향으로 이동시키는 나사고정비트 전후진 수단(711)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 나사 회전 수단(706)은 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면에 새겨진 얼라인 마크(Align mark)를 촬영하는 제2 마크 영상 취득 수단(729)과;
    상기 베이스 캐비닛(BC)의 전면 또는 후면의 촬영 영상 내 얼라인 마크에 대한 기준 좌표값이 저장된 제2 마크 기준 좌표 저장부(730);
    상기 제2 마크 기준 좌표 저장부(730)에 저장된 얼라인 마크에 대한 기준 좌표값과, 상기 제2 마크 영상 취득 수단(729)에 의해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제2 좌표 편차 산출부(731);
    상기 제2 좌표 편차 산출부(731)에 의해 산출된 좌표 편차만큼 제2 다관절 로봇(701)의 위치를 보정하여 상기 제1 나사 회전 수단(706)을 정위치시키는 제2 다관절 로봇 위치 보정부(732)를 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  12. 제1 항에 있어서,
    세탁기의 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 조립하는 상부 나사 조립 수단(900)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 상부 나사 조립 수단(900)은 세탁기의 베이스 캐비닛(BC)을 이동시키는 제5 이송 수단(901)과;
    상기 제5 이송 수단(901)을 통해 이동되는 베이스 캐비닛(BC)을 정렬하는 베이스 캐비닛 정렬 수단(902);
    및 스카라 로봇에 장착되어 상기 제5 이송 수단(901)에 얹혀져 이동되는 상기 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 체결하는 상부 나사 체결 수단(903)을 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 상부 나사 체결 수단(903)은 세탁기의 베이스 캐비닛(BC) 상부에 새겨진 얼라인(Align) 마크를 촬영하는 제3 마크 영상 취득 수단(904)과;
    상기 베이스 캐비닛(BC) 상부의 촬영 영상 내 얼라인 마크의 기준 좌표값이 저장된 제3 마크 기준 좌표 저장부(905);
    상기 제3 마크 기준 좌표 저장부(905)에 저장된 얼라인 마크의 기준 좌표값과 상기 제3 마크 영상 취득 수단(904)을 통해 촬영된 영상 내 얼라인 마크의 좌표값을 비교하여 좌표 편차를 산출하는 제3 좌표 편차 산출부(906);
    및 상기 제3 좌표 편차 산출부(906)로부터 산출된 좌표 편차만큼 상기 스카라 로봇의 위치를 보정하여 상기 베이스 캐비닛(BC)의 상부에 나사를 체결할 때 상부 나사 체결 수단(903)의 위치를 정렬하는 스카라 로봇 위치 보정부(907)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국산 로봇을 활용한 0.1mm 위치 동기화가 가능한 세탁기 베이스 캐비닛 자동 조립 체결기.
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