KR102487202B1

KR102487202B1 - 차체용 플러그 자동 장착 시스템

Info

Publication number: KR102487202B1
Application number: KR1020180048219A
Authority: KR
Inventors: 박상규
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2023-01-10
Also published as: KR20190124367A; US11027376B2; US20190329366A1

Abstract

차체용 플러그 자동 장착 시스템이 개시된다. 개시된 차체용 플러그 자동 장착 시스템은, 이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇과, ⅱ)핸들링 로봇의 아암에 설치되며, 적어도 하나의 플러그를 규제한 상태로 실린더 구동에 의해 플러그를 배출 홀들 측에 정 위치시키는 플러그 장착 툴을 포함할 수 있다.

Description

차체용 플러그 자동 장착 시스템 {AUTOMATIC MOUNTING SYSTEM FOR VEHICLE PLUG}

본 발명의 실시 예는 차체 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체 하부의 홀을 막는 플러그를 자동 장착할 수 있는 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 조립 공정에서는 세척수를 이용하여 차체의 이물질을 제거하고, 차체의 부식 방지 등을 위하여 그 차체에 도장처리를 한다. 이와 같은 세척작업에 의한 세척수 및 이물질, 그리고 도장처리에 사용된 도료 등을 차체의 외부로 배출시키기 위해 그 차체의 패널에는 배출 홀들이 형성되어 있다.

상기와 같은 차체 패널의 배출 홀들을 그대로 방치할 경우, 차량의 주행 중 각종 소음이나 배기가스 등이 차내로 유입될 수 있기 때문에, 의장 공정에서는 플러그를 배출 홀들에 끼우고 있다.

이러한 의장 공정에서는 이송라인을 따라 이송되는 차체 하측에서 작업자의 손으로 플러그를 차체 패널의 배출 홀에 끼우는데, 차체의 사양에 따라 위치 별로 서로 상이한 형태 및 크기 등의 플러그를 차체 패널의 배출 홀들에 끼운다.

그런데, 종래 기술에서는 차체의 하측에서 작업자의 손가락, 손바닥 등으로 플러그를 누르거나 두드리는 방식으로 차체 패널의 배출 홀들에 장착하기 때문에, 작업자의 지속적인 반복 작업으로 인해 신체의 근 골격 계통 질환을 유발시킬 수 있다.

나아가, 종래 기술에서는 작업자의 부주의로 인해 차체 패널에 배출 홀들에 플러그를 오 장착하거나 미 장착하는 경우가 발생하게 되는 바, 이로 인해 완성 차량의 수밀 문제, 그리고 외부 소음 및 배기가스 등이 차내로 유입되는 문제를 야기할 수 있다.

더 나아가, 종래 기술에서는 차체의 사양에 따라 위치 별로 서로 상이한 형태 및 크기 등의 플러그를 차체 패널의 배출 홀들에 끼워야 하는데, 이종의 플러그를 배출 홀에 장착함으로 인해 플러그의 장착 불량을 유발할 수도 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 서로 다른 사양의 플러그들을 로봇 협동 방식으로 차체에 자동 장착할 수 있도록 한 차체용 플러그 자동 장착 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템은, 이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇과, ⅱ)상기 핸들링 로봇의 아암에 설치되며, 적어도 하나의 상기 플러그를 규제한 상태로 실린더 구동에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀들 측에 정 위치시키는 플러그 장착 툴을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 핸들링 로봇은 설정된 토크로 동작하며, 상기 플러그 장착 툴에 규제된 플러그를 상기 배출 홀들에 장착할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 플러그 장착 툴은 실린더 구동에 의해 스트로크 작동하는 펀치 로드를 통하여 전진 및 후진 이동 가능하게 구비되는 소켓 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 소켓 모듈은 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 소켓부재는 상기 핸들링 로봇의 동작에 의해 상기 차체의 배출 홀 가장자리에 접촉 및 비 접촉하며, 상기 펀치 로드에 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 구비될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템은, 작업장 상측의 이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇과, ⅱ)상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 고정되는 베이스 프레임과, ⅲ)상기 베이스 프레임과 설정된 간격을 두고 복수 개의 지지대들을 통하여 상기 베이스 프레임과 연결되는 마운트 프레임과, ⅳ)상기 마운트 프레임에 고정되는 구동 모터와, ⅴ)상기 구동 모터의 구동 축과 연결되는 회전 프레임과, ⅵ)상기 회전 프레임의 가장자리를 관통하며, 상기 회전 프레임의 회전 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되는 다수 개의 펀치 로드들과, ⅶ)상기 회전 프레임을 관통한 상기 펀치 로드의 일측 단부에 상기 펀치 로드의 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 플러그를 규제하는 소켓 모듈과, ⅷ)상기 펀치 로드에 끼워지며 상기 회전 프레임과 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부 사이에 배치되는 밸런스 스프링부와, ⅸ)상기 베이스 프레임에 고정되며, 작동 로드를 통하여 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 푸시하는 구동 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 핸들링 로봇은 작업장의 바닥에서 구동부에 의해 상기 차체의 길이 방향을 따라 가이드 레일에 슬라이드 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 회전 프레임에는 상기 각 펀치 로드의 일측 단부가 끼워지며 상기 펀치 로드의 스트로크를 안내하는 로드 가이더들이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 소켓 모듈은 상기 펀치 로드의 일측 단부에 상기 펀치 로드의 축 방향으로 이동 가능하게 끼워지며, 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재와, 상기 펀치 로드의 일측 단부에 설치되며, 상기 소켓부재에 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 펀치 로드의 일측 단부에는 상기 리턴 스프링을 지지하는 스냅 링이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 펀치 로드의 일측 단에는 상기 플러그와 소켓부재를 지지하는 지지부재가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 지지부재는 상기 플러그의 플랜지부의 중심 부위를 지지하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 단차를 두고 구비되며, 상기 소켓부재의 내측 바닥 면과 상기 플랜지부의 가장자리 부위를 지지하는 제2 부분을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 소켓부재는 상기 펀치 로드의 일측 단부가 관통하는 관통 홀을 내측 바닥에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 소켓부재는 상기 제2 부분을 지지하는 제1 지지턱과, 상기 플러그의 플랜지부의 가장자리 단부를 지지하는 제2 지지턱을 내측 벽면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 밸런스 스프링부는 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 지지하는 제1 스프링과, 상기 제1 스프링보다 큰 탄성계수를 가지며, 상기 회전 프레임을 지지하는 제2 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 작동 로드의 선단에는 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 푸시하는 푸셔가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 베이스 프레임에는 장착 브라켓을 통하여 비전 센서가 설치될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템은, 이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇과, ⅱ)상기 핸들링 로봇의 아암에 설치되며, 적어도 하나의 상기 플러그를 규제한 상태로 실린더 구동에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀들 측에 정 위치시키고, 상기 핸들링 로봇의 설정된 토크에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀에 장착하는 플러그 장착 툴과, ⅲ)적어도 한 쌍의 피더기를 통해 각각 공급되는 서로 다른 사양의 플러그를 상기 플러그 장착 툴로 이재시키는 플러그 이재유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 플러그 이재유닛은 이재 프레임과, 상기 각 피더기로부터 공급된 플러그를 이송하는 각 피딩 라인의 끝단에 대응되게 상기 이재 프레임에 설치되며, 상기 플러그를 상측으로 픽업하는 플러그 픽업 실린더와, 상기 플러그 픽업 실린더에 의해 픽업된 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 픽업 소켓을 가지며, 제1 엑츄에이터에 의해 상기 이재 프레임에 회전 가능하게 설치되는 선회부재와, 상기 선회부재에 설치되며, 상기 픽업 소켓에 규제된 상기 플러그를 하측으로 언 로딩시키는 플러그 언로딩 실린더와, 상기 플러그 언로딩 실린더에 의해 언 로딩된 플러그를 로딩하는 다수 개의 어태치부재들을 가지며, 제2 엑츄에이터에 의해 상기 이재 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 플러그 픽업 실린더는 작동 로드의 선단에 설치되며, 상기 피딩 라인의 하측에서 상기 플러그를 상측으로 픽업하는 픽업 펀치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 플러그 언로딩 실린더는 상기 픽업 소켓을 관통하는 작동 로드의 선단에 설치되며, 상기 어태치부재의 상측에서 상기 플러그를 상기 어태치부재로 언 로딩하는 언 로딩 펀치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 어태치부재는 상기 플러그의 삽입부의 형상에 대응하는 어태치 면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 플러그 장착 툴은 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 있어서, 상기 핸들링 로봇은 상기 플러그 장착 툴을 상기 회전 플레이트 측으로 이동시키며, 상기 어태치부재들에 로딩되어 있는 상기 플러그를 설정된 토크에 의해 상기 소켓부재로 이재시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 서로 다른 사양의 플러그들을 핸들링 로봇과 플러그 장착 툴의 협동 방식으로 차체에 자동 장착할 수 있으므로, 작업자의 지속적인 반복 작업으로 인한 근 골격 계통의 신체 질환 유발을 방지할 수 있고, 차체에 대한 플러그의 오 장착 및 미 장착을 방지할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 장착 툴을 도시한 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 장착 툴을 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 장착 툴을 도시한 일부 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 이재유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 이재유닛을 도시한 평면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템의 플러그 이재유닛에 적용되는 플러그 픽업 실린더 부위를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템의 플러그 이재유닛에 적용되는 플러그 언 로딩 실린더 및 어태치부재 부위를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템(100)은 자동차 조립라인에서 각종 내외장 부품 등의 의장부품을 차체(1)에 조립하는 의장 조립라인에 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시 예는 차체 조립 공정에서 차체 부품으로서의 도어, 트렁크 리드, 테일 게이트 등과 같은 무빙 부품을 차체(1)에 조립한 상태로, 그 차체(1)에 엔진, 트랜스미션, 내, 외장재 등을 조립하는 의장 조립 공정에 적용될 수 있다.

더 나아가, 상기 의장 조립 공정에서는 본 발명의 실시 예와 관련된 플러그(3)(당 업계에서는 "그로멧" 이라고도 한다), 그 외 케이블 앗세이 등과 같은 의장 소물 부품을 차체(1)에 장착하고 있다.

본 발명의 실시 예에 적용되는 상기 플러그(3)는 차체(1)의 하부 구조에 장착된다. 이하에서는 작업장의 상측에서 이송라인(5)를 따라 이송되는 차체(1)를 기준으로, 그 차체(1)의 하부 패널(2)에 플러그(3)를 장착하는 예를 설명하기로 한다.

여기서, 상기 플러그(3)는 하부 패널(2)에 형성된 다수 개의 배출 홀(2a)들에 장착된다. 상기 플러그(3)는 배출 홀(2a)의 가장자리에 결합되며 그 홀을 막는 것으로, 고무소재 또는 플라스틱 소재로 이루어진다.

상기 배출 홀(2a)들은 차체(1)의 세척 작업에 의한 세척수 및 이물질, 그리고 차체(1)의 도장처리에 사용된 도료 등을 차체(1)의 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 상기 배출 홀(2a)들은 스폿 용접건이 지나갈 수 있는 용접건 통과 홀 및 각종 지그장치의 툴링 핀이 끼워질 수 있는 툴링 홀로서의 역할도 하게 된다.

상기 플러그(3)는 배출 홀(2a)의 가장자리에 결합되며 그 홀을 완전 폐쇄할 수 있고, 전선 케이블이 통과하는 구멍을 형성할 수도 있다. 이러한 플러그(3)는 배출 홀(2a)에 삽입되는 삽입부(4)와, 그 삽입부(4)와 일체로 연결되며 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 가장자리 부분을 지지하는 플랜지부(6)를 포함하고 있다.

그리고, 상기 삽입부(4)와 플랜지부(6) 사이에는 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 가장자리 부분에 끼워지는 홈(8)을 형성하고 있다. 예를 들면, 상기 플러그(3)는 홈(8)에 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 가장자리 부분이 끼워질 수 있을 정도로 탄성 변형이 가능한 고무 사출 제품으로 구비될 수 있다.

하지만, 본 발명의 보호범위가 상기한 바와 같이, 차체(1)의 하부 패널(2)에 구비된 배출 홀(2a)들에 플러그(3)를 장착하는 것에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 패널 부품에 뚫린 구멍에 플러그를 조립하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

통상적으로 당 업계에서는 차체의 이송방향을 T 방향, 차폭 방향을 L 방향, 차체의 높이방향을 H 방향이라고 한다. 그러나 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 LTH 방향을 기준으로 하지 않고, 차체 길이방향, 차체 높이방향 및 차폭 방향을 기준으로 한다.

그리고, 이하에서는 뒤에서 더욱 설명될 플러그 장착 툴(310)을 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부, 상단 및 상면으로 정의하고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부, 하단 및 하면으로 정의할 수 있다.

하지만, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 위치, 배출 홀(2a)에 대한 플러그(3)의 장착 위치, 플러그 장착 툴(310)의 기준 위치 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

더 나아가, 하기에서의 "단(일측 단 또는 다른 일측 단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(일측 단부 또는 다른 일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템(100)은 차체(1)의 사양에 따라 위치 별로 서로 상이한 형태 및 크기 등의 플러그(3)를 로봇 협동 방식으로 차체 하부 패널(2)의 배출 홀(2a)들에 자동 장착할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체용 플러그 자동 장착 시스템(100)은 기본적으로, 핸들링 로봇(110), 플러그 장착 툴(310), 및 플러그 이재유닛(510)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 핸들링 로봇(110)은 이송라인(5)의 하측에서 작업장의 바닥에 설치된다. 상기 핸들링 로봇(110)은 차체(1)의 배출 홀(2a)에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 로봇 동작한다. 이와 같은 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작은 로봇 제어기(도면에 도시되지 않음)에 의해 제어된다. 그리고, 상기 핸들링 로봇(110)은 로봇 제어기(도면에 도시되지 않음)에 의해 제어되며 설정된 토크로 로봇 동작한다.

이러한 핸들링 로봇(110)은 작업장의 바닥에서 설정된 이동 경로를 따라 이동한다. 예를 들면, 상기 핸들링 로봇(110)은 구동부(111)에 의해 가이드 레일(113)에 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 핸들링 로봇(110)은 가이드 레일(113)을 따라 차체(1)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하게 구비된다. 그리고 상기 구동부(111)는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 공지 기술의 이동장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플러그 장착 툴(310)은 적어도 하나의 플러그(3)를 규제한 상태로 실린더 구동에 플러그(3)를 차체(1)의 배출 홀(2a)들 측에 정 위치시키는 기능을 하게 된다.

상기에서 규제라 함은 자중 또는 외력 등에 의해 플러그(3)가 플러그 장착 툴(310)로부터 이탈되지 않게 플러그(3)를 잡고 있는 홀딩(holding) 상태를 의미한다.

그리고, 상기 플러그 장착 툴(310)은 플러그(3)를 차체(1)의 배출 홀(2a)들 측에 정 위치시킨 상태에서, 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작에 의해 플러그(3)를 배출 홀(2a)들에 장착하는 기능도 하게 된다.

즉, 상기 핸들링 로봇(110)은 플러그 장착 툴(310)을 통해 플러그(3)를 차체(1)의 배출 홀(2a)들 측에 정 위치시킨 상태에서, 설정된 토크로 동작하며, 그 플러그 장착 툴(310)에 규제된 플러그(3)를 배출 홀(2a)들에 장착할 수 있다.

이와 같은 플러그 장착 툴(310)은 핸들링 로봇(110)의 아암 선단에 설치된다. 이하에서는 하기의 도면들을 참조하여 플러그 장착 툴(310)의 구성을 더욱 자세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 장착 툴을 도시한 결합 사시도이고, 도 4는 도 2 및 도 3의 일부 분해 사시도이고, 도 5는 도 2 및 도 3의 일부 단면 구성도이다.

도 1과 함께 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 플러그 장착 툴(310)은 기본적으로, 베이스 프레임(311), 마운트 프레임(321), 구동 모터(331), 회전 프레임(341), 펀치 로드(351)들, 소켓 모듈(361), 밸런스 스프링부(381), 그리고 구동 실린더(391)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 베이스 프레임(311)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 장착하기 위한 것으로, 핸들링 로봇(110)의 아암 선단에 고정되게 설치된다. 상기 베이스 프레임(311)은 도면에서와 같은 원형의 프레임으로 구비될 수 있고, 그 외 다양한 형상의 프레임으로 구비될 수도 있다.

여기서, 상기 베이스 프레임(311)은 핸들링 로봇(110)의 아암 선단 측에 구비된 툴 체인저(도면에 도시되지 않음)를 통해 핸들링 로봇(110)의 아암 선단 측에 고정되거나 그 아암 선단 측으로부터 분리될 수 있다.

이러한 베이스 프레임(311)은 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비할 수도 있다. 상기한 부속 요소들은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 베이스 프레임(311)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 베이스 프레임(311)으로 통칭한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 마운트 프레임(321)은 뒤에서 더욱 설명될 구동 모터(331)를 장착하기 위한 것으로서, 도면을 기준할 때 베이스 프레임(311)의 상면과 설정된 간격을 두고 그 베이스 프레임(311)과 연결되게 설치된다. 상기 마운트 프레임(321)은 도면에서와 같은 원형의 프레임으로 구비될 수 있고, 그 외 다양한 형상의 프레임으로 구비될 수도 있다.

이러한 마운트 프레임(321)은 베이스 프레임(311)의 상측에 그 베이스 프레임(311)과 설정된 간격을 두고 배치되며, 복수 개의 지지대(323)들을 통하여 베이스 프레임(311)과 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 구동 모터(331)는 베이스 프레임(311)과 마운트 프레임(321) 사이에 배치되며, 그 마운트 프레임(321)의 하면에 고정되게 설치된다.

상기 구동 모터(331)는 회전 속도 및 회전 방향의 서보 제어가 가능한 통상적인 기술의 서보 모터로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 구동 모터(331)의 구동 축(333)은 마운트 프레임(321)을 관통하며, 그 마운트 프레임(321)의 상면 위로 돌출된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 회전 프레임(341)은 도면을 기준할 때, 마운트 프레임(321)의 상측에 배치되고, 구동 모터(331)의 구동 축(333)과 연결되며 그 구동 모터(331)의 구동에 의해 회전 가능하게 구비된다. 상기 회전 프레임(341)은 도면에서와 같은 원형의 프레임으로 구비될 수 있고, 그 외 다양한 형상의 프레임으로 구비될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 펀치 로드(351)들은 회전 프레임(341)의 가장자리를 관통하며, 그 회전 프레임(341)의 회전 방향을 따라 설정된 간격으로 배치된다. 상기 펀치 로드(351)는 실린더 구동에 의해 설정된 스트로크로 상하 방향(도면 기준)을 따라 이동 가능하게 구비된다.

상기 펀치 로드(351)들은 상측에서 하측 또는 하측에서 상측으로 회전 프레임(341)을 관통한다. 즉, 상기 펀치 로드(351)의 일측 단부(도면에서의 상 단부)는 회전 프레임(341)을 관통하여 회전 프레임(341)의 상면 위로 돌출된다.

여기서, 상기 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부(도면에서의 하 단부)에는 펀치 로드(351)의 나머지 부분 보다 외경이 상대적으로 큰 단턱으로서의 걸림 턱(353)을 형성하고 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 회전 프레임(341)에는 각 펀치 로드(351)의 일측 단부가 끼워지며 그 펀치 로드(351)의 스트로크를 안내하는 로드 가이더(345)들이 설치된다. 상기 로드 가이더(345)는 펀치 로드(351)가 끼워지는 관통 구멍을 가지며, 회전 프레임(341) 가장자리의 관통 구멍에 고정되게 설치된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 소켓 모듈(361)은 플러그(3)를 규제하는 것으로, 로드 가이더(345)를 통해 회전 프레임(341)을 관통한 펀치 로드(351)의 일측 단부에 설치된다. 상기 소켓 모듈(361)은 실린더 구동에 의해 스트로크 작동하는 펀치 로드(351)를 통하여 전진 및 후진 이동 가능하게 구비된다. 더 나아가, 상기 소켓 모듈(361)은 펀치 로드(351)의 일측 단부에 그 펀치 로드(351)의 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

이러한 소켓 모듈(361)은 소켓부재(363)를 포함하고 있다. 상기 소켓부재(363)는 위에서 언급한 바 있는 플러그(3)의 플랜지부(6)를 억지 끼워 맞춤으로 규제할 수 있다.

상기 소켓부재(363)는 펀치 로드(351)의 일측 단부에 그 펀치 로드(351)의 축 방향으로 이동 가능하게 끼워진다. 예를 들면, 상기 소켓부재(363)는 도면을 기준할 때, 상단이 개방되고 하단에 바닥 면을 지닌 컵 형태로 구비된다. 이러한 소켓부재(363)는 회전 프레임(341)의 상면 측에서 바닥 면을 통해 로드 가이더(345)와 펀치 로드(351)의 일측 단을 지지한다. 그리고 상기 소켓부재(363)는 플러그(3)의 플랜지부(6)를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는데, 이 때 플러그(3)의 삽입부(4)는 소켓부재(363)의 상단(개방단)으로부터 일부 돌출된 상태를 유지한다.

여기서, 상기 펀치 로드(351)의 일측 단에는 플러그(3)와 소켓부재(363)를 지지하는 지지부재(355)가 설치된다. 상기 지지부재(355)는 제1 부분(357)과 제2 부분(359)로 이루어진다. 상기 제1 부분(357)은 플러그(3)의 플랜지부(6)의 중심 부위를 지지한다. 그리고 상기 제2 부분(359)은 제1 부분(357)과 단차를 두고 구비되며, 소켓부재(363)의 내측 바닥 면과 플랜지부(6)의 가장자리 부위를 지지한다.

상기 소켓부재(363)는 펀치 로드(351)의 일측 단부가 관통하는 관통 홀(371)을 내측 바닥에 형성하고 있다. 그리고 상기 소켓부재(363)는 지지부재(355)의 제2 부분(359)를 지지하는 제1 지지턱(373)과, 플러그(3)의 플랜지부(6)의 가장자리 단부를 지지하는 제2 지지턱(375)을 내측 벽면에 형성하고 있다.

상기에서와 같은 소켓부재(363)는 핸들링 로봇(110)의 동작에 의해 차체(1)의 배출 홀(2a) 가장자리에 접촉 및 비 접촉하며, 펀치 로드(351)에 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 구비된다.

이를 위해 상기 펀치 로드(351)의 일측 단부에는 소켓부재(363)에 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링(365)이 설치된다.

상기 리턴 스프링(365)의 일단(도면에서의 하단)은 펀치 로드(351)의 일측 단부에 설치된 하나의 스냅 링(367)에 지지되고, 리턴 스프링(365)의 타단(도면에서의 상단)은 다른 하나의 스냅 링(367)을 통해 소켓부재(363)의 바닥에 지지된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밸런스 스프링부(381)는 회전 프레임(341)에 대해 펀치 로드(351)의 균형을 유지케 하기 위한 것이다. 상기 밸런스 스프링부(381)는 핸들링 로봇(110)에 의한 플러그 장착 툴(310)의 이동 시, 펀치 로드(351)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

상기 밸런스 스프링부(381)는 펀치 로드(351)에 축 방향을 따라 끼워지며 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부와 회전 프레임(341) 사이에 배치된다. 이러한 밸런스 스프링부(381)는 각각 별개의 제1 스프링(385)과 제2 스프링(387)을 포함한다.

상기 제1 스프링(385)은 와셔(354)를 통해 위에서 언급한 바 있는 펀치 로드(351)의 걸림 턱(353)을 지지하며, 제2 스프링(387)은 회전 프레임(341)의 로드 가이더(345)를 지지한다.

상기와 같은 제1 및 제2 스프링(385, 387)은 펀치 로드(351)의 걸림 턱(353)과 회전 프레임(341)의 로드 가이더(345) 사이에서 일부 압축된 상태를 유지한다. 여기서, 상기 제1 스프링(385)은 제2 스프링(387)의 탄성계수 보다 상대적으로 큰 탄성계수를 갖는다.

여기서, 상기 제1 및 제2 스프링(385, 387)은 실린더 전진 구동 시, 펀치 로드(351)의 전진 이동에 의해 압축되고, 실린더 후진 구동 시, 펀치 로드(351)에 탄성 복원력을 제공하며 그 탄성 복원력으로 펀치 로드(351)를 원래의 위치로 후진 이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 구동 실린더(391)는 펀치 로드(351)를 스트로크 작동시키기 위한 실린더 구동력(전후진력)을 펀치 로드(351)에 제공하기 위한 것이다.

상기 구동 실린더(391)는 베이스 프레임(311)에 고정되게 설치된다. 상기 구동 실린더(391)는 공압에 의해 작동하며, 작동 로드(393)를 통하여 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부를 푸시할 수 있다. 이를 위해 상기 작동 로드(393)의 선단에는 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부를 푸시하기 위한 푸셔(395)가 설치된다.

한편, 도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 플러그 장착 툴(310)은 차체(1)의 배출 홀(2a) 및 그 배출 홀(2a)에 장착된 플러그(3)를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(710)로 출력하는 비전 센서(410)를 포함하고 있다.

상기 비전 센서(410)는 플러그 장착 툴(310)에서 베이스 프레임(311)에 설치된다. 예를 들면, 상기 비전 센서(410)는 장착 브라켓(411)을 통하여 베이스 프레임(311)의 가장자리 외측에 고정되게 설치된다.

여기서, 핸들링 로봇(110)을 통하여 플러그 장착 툴(310)을 설정된 위치로 이동시킨 상태에서, 비전 센서(410)는 차체(1)의 배출 홀(2a)을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(710)로 출력할 수 있다.

그러면, 상기 제어기(710)는 비전 센서(410)로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 배출 홀(2a)의 위치를 측정하고, 그 측정 결과에 근거하여 핸들링 로봇(110)에 의한 플러그 장착 툴(310)의 위치를 보정할 수 있다.

또한, 상기 비전 센서(410)는 차체(1)의 배출 홀(2a)에 장착된 플러그(3)를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(710)로 출력할 수 있다. 그러면 상기 제어기(710)는 비전 센서(410)로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 배출 홀(2a)에 대한 플러그(3)의 장착 여부를 판정할 수 있다.

앞서 개시한 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 플러그 이재유닛(510)은 적어도 한 쌍의 피더기(511)를 통해 각각 공급되는 서로 다른 사양의 플러그(3)를 플러그 장착 툴(310)로 이재시키기 위한 것이다.

여기서, 상기 한 쌍의 피더기(511)는 다수 개의 플러그(3)들을 수용하고, 진동원으로부터 제공되는 진동력에 의해 플러그(3)들을 설정된 피딩 라인(513)을 따라 이송시킬 수 있는 통상적인 구조의 피더장치로 구비된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 이재유닛을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템에 적용되는 플러그 이재유닛을 도시한 평면 구성도이다.

도 1과 함께 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 플러그 이재유닛(510)은 기본적으로, 이재 프레임(531), 플러그 픽업 실린더(541), 선회부재(551), 플러그 언로딩 실린더(561), 그리고 회전 플레이트(571)를 포함하고 있다.

상기 이재 프레임(531)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 장착하기 위한 것으로, 작업장의 바닥에 설치된다. 이러한 이재 프레임(531)은 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비할 수도 있다. 상기한 부속 요소들은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 이재 프레임(531)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 이재 프레임(531)으로 통칭한다.

상기 이재 프레임(531)은 위에서 언급한 바 있는 피딩 라인(513)과 연결되는데, 그 피딩 라인(513)은 이재 프레임(531)의 상면과 상호 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 피딩 라인(513) 측에는 그 피딩 라인(513)을 따라 이송되는 플러그(3)를 스토핑시키기 위한 스토퍼(도면에 도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 상기 스토퍼는 피딩 라인(513)의 상측에서 실린더 구동에 의해 상하 방향으로 전후진 작동하며 피딩 라인(513)을 통한 플러그(3)의 이송을 선택적으로 스토핑시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플러그 픽업 실린더(541)는 도 8에 도시된 바와 같이, 피딩 라인(513)의 끝단으로 이송된 플러그(3)를 상측 방향으로 픽업하기 위한 것이다.

상기 플러그 픽업 실린더(541)는 한 쌍의 피더기(511)와 연결된 피딩 라인(513)의 끝단에 각각 대응하여 이재 프레임(531)에 설치된다. 예를 들어 상기 피더기(511)가 한 쌍으로 구비되면, 플러그 픽업 실린더(541) 또한 이재 프레임(531)에 한 쌍으로 설치된다.

이러한 플러그 픽업 실린더(541)는 공압에 의해 작동하는 것으로서, 작동 로드(543)의 선단에 설치되는 픽업 펀치(545)를 포함하고 있다. 상기 픽업 펀치(545)는 피딩 라인(513)의 하측에서 플러그 픽업 실린더(541)의 작동 로드(543)에 의해 상하 방향으로 전후진 작동하며, 그 피딩 라인(513)의 끝단에 위치하고 있는 플러그(3)를 상측 방향으로 픽업할 수 있다. 여기서, 상기 픽업 펀치(545)는 피딩 라인(513)의 끝단에 구비된 홀 또는 슬롯을 통하여 플러그(3)를 상측 방향으로 픽업할 수 있다. 그리고 상기 픽업 펀치(545)는 플러그(3)의 삽입부(4)를 하측에서 지지하며 그 플러그(3)를 상측 방향으로 픽업할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 선회부재(551)는 각 피딩 라인(513)의 끝단에 대응하여 이재 프레임(531)에 회전 가능하게 설치된다. 예를 들어 상기 피더기(511)가 한 쌍으로 구비되면, 선회부재(551) 또한 이재 프레임(531)에 한 쌍으로 설치된다.

상기 선회부재(551)는 설정된 길이를 가진 브라켓 형태로 구비되며, 제1 엑츄에이터(553)에 의해 회전될 수 있다. 상기 제1 엑츄에이터(553)는 공지 기술의 모터를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 선회부재(551)의 일측 단부는 제1 엑츄에이터(553)와 연결된다.

더 나아가, 상기 선회부재(551)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 플러그 픽업 실린더(541)의 작동으로 픽업 펀치(545)에 의해 상측 방향으로 픽업된 플러그(3)를 규제하는 픽업 소켓(555)를 포함하고 있다.

상기 픽업 소켓(555)은 선회부재(551)의 다른 일측 단부에 고정되게 설치되는데, 그 선회부재(551)의 하면에 고정되게 설치된다. 상기 픽업 소켓(555)은 하측으로 개방된 개방 단면을 형성하고 있다.

여기서, 상기 픽업 소켓(555)은 플러그(3)의 플랜지부(6)를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는데, 이 때 플러그(3)의 삽입부(4)는 소켓부재(363)의 하단(개방단)으로부터 일부 돌출된 상태를 유지한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플러그 언로딩 실린더(561)는 선회부재(551)의 픽업 소켓(555)에 규제된 플러그(3)를 하측 방향으로 언 로딩시키기 위한 것이다. 상기 플러그 언로딩 실린더(561)는 픽업 소켓(555)의 대응하여 선회부재(551)의 상면 측에 설치된다.

이러한 플러그 언로딩 실린더(561)는 공압에 의해 작동하는 것으로서, 픽업 소켓(555)을 관통하는 작동 로드(563)의 선단에 설치되는 언 로딩 펀치(565)를 포함하고 있다.

상기 언 로딩 펀치(565)는 플러그 언로딩 실린더(561)의 작동 로드(563)에 의해 상하 방향으로 전후진 작동하며, 픽업 소켓(555)에 규제되어 있는 플러그(3)를 하측으로 언 로딩시킬 수 있다. 여기서, 상기 언 로딩 펀치(565)는 플러그(3)의 플랜지부(6)를 상측에서 지지하며 그 플러그(3)를 하측 방향으로 언 로딩시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 회전 플레이트(571)는 제2 엑츄에이터(573)에 의해 이재 프레임(531)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 제2 엑츄에이터(573)는 공지 기술의 모터를 포함할 수 있다. 상기 회전 플레이트(571)는 도면에서와 같은 원형의 플레이트로 구비될 수 있고, 그 외 다양한 형상의 플레이트로 구비될 수도 있다.

더 나아가, 상기 회전 플레이트(571)의 상면에는 가장자리 방향을 따라 설정된 간격을 두고 다수 개의 어태치부재(575)들이 설치된다. 상기 어태치부재(575)는 플러그 언로딩 실린더(561)의 작동으로 언 로딩 펀치(565)에 의해 픽업 소켓(555)로부터 하측 방향으로 언 로딩되는 플러그(3)를 로딩하기 위한 것이다.

상기 어태치부재(575)는 플러그(3)의 삽입부(4)의 형상에 대응하는 어태치 면(577)을 형성하고 있다. 즉, 상기 어태치부재(575)의 상측에서 픽업 소켓(555)에 규제되어 있는 플러그(3)를 플러그 언로딩 실린더(561)를 통해 하측 방향으로 언 로딩시키게 되면, 플러그(3)는 어태치부재(575)의 어태치 면(577)에 로딩될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)을 통해 플러그 장착 툴(310)을 회전 플레이트(571) 측으로 이동시키면서 그 플러그 장착 툴(310)의 소켓부재(363)들을 어태치부재(575)들에 매칭시키게 되면, 그 어태치부재(575)들에 로딩되어 있는 플러그(3)를 핸들링 로봇(110)의 설정된 토크에 의해 소켓부재(363)들로 이재시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 10 내지 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)의 아암 선단에 플러그 장착 툴(310)이 장착된 상태에 있으며, 플러그 장착 툴(310)에서 소켓 모듈(361)들의 소켓부재(363)에 서로 다른 사양의 플러그(3)들이 규제된 상태에 있다.

여기서, 상기 소켓부재(363)는 플러그(3)의 플랜지부(6)를 억지 끼워 맞춤으로 규제하고 있다. 그리고, 상기 소켓부재(363)는 도면을 기준할 때, 회전 프레임(341)의 상면 측에서 바닥 면을 통해 로드 가이더(345)와 펀치 로드(351)의 일측 단을 지지하고 있다.

또한, 상기 소켓부재(363)는 펀치 로드(351) 일측 단의 지지부재(355)를 지지하며 플러그(3)를 규제하고 있는데, 소켓부재(363)의 제1 지지턱(373)은 지지부재(355)의 제2 부분(359)을 지지하고 있다. 그리고, 상기 소켓부재(363)의 제2 지지턱(375)은 플러그(3)의 플랜지부(6)의 가장자리 단부를 지지하고 있다. 이 때, 상기 플러그(3)의 삽입부(4)는 소켓부재(363)의 상단(개방단)으로부터 일부 돌출된 상태를 유지하고 있다.

이 경우, 밸런스 스프링부(381)의 제1 및 제2 스프링(385, 387: 이하 도 4 참조)은 펀치 로드(351)의 걸림 턱(353)과 회전 프레임(341)의 로드 가이더(345) 사이에서 일부 압축된 상태를 유지하고 있다

상기한 바와 같은 상태에서, 작업장의 상측에서 이송라인(5)을 따라 차체(1)가 이송되는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작으로 플러그 장착 툴(310)을 차체(1)의 하부 측으로 이동시킨다.

이 경우, 상기 펀치 로드(351)는 밸런스 스프링부(381)의 제1 및 제2 스프링(385, 387)에 의해 회전 프레임(341)에 탄성적으로 지지된 상태에 있다. 여기서, 상기 펀치 로드(351)의 걸림 턱(353)을 지지하는 제1 스프링(385)은 회전 프레임(341)의 로드 가이더(345)를 지지하는 제2 스프링(387) 보다 큰 탄성계수를 지니고 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)에 의한 플러그 장착 툴(310)의 이동 시, 밸런스 스프링부(381)에 의해 펀치 로드(351)의 균형을 유지하며 그 펀치 로드(351)의 흔들림을 방지할 수 있다.

상기와 같이 핸들링 로봇(110)을 통하여 플러그 장착 툴(310)을 설정된 위치로 이동시킨 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 비전 센서(410)를 통해 차체(1)의 배출 홀(2a)을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(710)로 출력한다.

이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 차체(1)의 배출 홀(2a)에 장착될 사양의 플러그(3)를 규제하고 있는 소켓 모듈(361)을 구동 실린더(391)의 작동으로 배출 홀(2a) 측에 정 위치시킨다.

구체적으로, 상기 소켓 모듈(361)을 지지하고 있는 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부가 구동 실린더(391)의 푸셔(395) 측에 위치하고 있는 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 구동 실린더(391)를 전진 작동시킨다.

이에, 상기 푸셔(395)는 구동 실린더(391)의 전진 작동에 의해 전진 이동하면서 펀치 로드(351)를 푸시한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 푸셔(395)에 의해 펀치 로드(351)를 전진 이동시킴으로써, 플러그(3)를 규제하고 있는 소켓 모듈(361)을 배출 홀(2a) 측에 정 위치시킬 수 있다. 여기서, 상기 소켓 모듈(361)의 정 위치라 함은 배출 홀(2a)에 대해 플러그(3)가 설정된 간격으로 이격된 위치를 의미한다.

이 경우, 상기한 바와 같은 밸런스 스프링부(381)의 제1 및 제2 스프링(385, 387)은 펀치 로드(351)의 전진 이동에 의해 그 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부와 로드 가이더(345) 사이에서 압축된다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작에 의해 플러그 장착 툴(310)에 설정된 토크를 인가하며, 소켓 모듈(361)의 소켓부재(363)에 규제된 플러그(3)의 삽입부(4)를 차체(1)의 배출 홀(2a)에 삽입한다.

이 과정에서는 도면을 기준할 때, 소켓부재(363)의 상단(개방단)으로부터 돌출된 삽입부(4)의 일부를 배출 홀(2a)에 삽입한다. 그러면, 상기와 같이 삽입부(4)의 일부가 배출 홀(2a)에 삽입됨에 따라, 소켓부재(363)는 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 가장자리 부분에 접촉한다. 이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작에 의해 플러그 장착 툴(310)에 설정된 토크를 계속 인가한다.

그러면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 핸들링 로봇(110)의 토크에 의해 소켓부재(363)는 리턴 스프링(365)의 탄성력을 극복하며 펀치 로드(351)의 축 방향(도면에서의 하측 방향)으로 이동하게 된다.

이 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 펀치 로드(351)의 지지부재(355)를 통해 플러그(3)를 가압하며, 그 플러그(3)를 소켓부재(363)로부터 이탈시킴과 동시에, 그 플러그(3)의 삽입부(4) 전부를 배출 홀(2a)에 삽입한다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 지지부재(355)의 제1 부분(357)이 1차적으로 플랜지부(6)의 중심 부위를 집중적으로 가압하고, 지지부재(355)의 제2 부분(359)이 플랜지부(6)의 가장자리 부위를 2차적으로 가압하면서 삽입부(4)를 배출 홀(2a)에 완전 삽입할 수 있다. 이에, 상기 플러그(3)는 삽입부(4)와 플랜지부(6) 사이의 홈(8)을 통해 하부 패널(2)의 배출 홀(2a) 가장자리 부분에 끼워지며 차체(1)에 장착된다.

상기와 같이 플러그(3)의 장착이 완료된 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)의 로봇 동작으로 플러그 장착 툴(310)을 차체(1)로부터 이격되게 이동시킨다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 소켓 모듈(361)의 소켓부재(363)가 차체(1)의 하부 패널(2)로부터 이격되면서 리턴 스프링(365)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 이동하게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 14에 도시된 바와 같이, 구동 실린더(391)를 후진 작동시킨다. 이에 푸셔(395)는 구동 실린더(391)의 후진 구동에 의해 후진 이동하게 되고, 펀치 로드(351)는 밸런스 스프링부(381)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 후진 이동하게 된다.

상기한 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 차체(1)의 배출 홀(2a)에 장착된 플러그(3)를 비전 센서(410)를 통해 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(710)로 출력한다.

이에, 상기 제어기(710)는 비전 센서(410)로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 배출 홀(2a)에 대한 플러그(3)의 장착 여부를 판정하고, 그 판정 결과와 장착 이력 등을 외부로 표시한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 차체(1)의 다른 배출 홀(2a)에 다른 사양의 플러그(3)를 장착하기 위해, 도 15에 도시된 바와 같이 구동 모터(331)를 구동시켜 회전 프레임(341)을 일측 방향으로 일정 구간 회전시킨다.

이에, 소켓부재(363)에 다른 사양의 플러그(3)를 규제하고 있는 소켓 모듈(361)이 구동 실린더(391) 측에 위치하게 되고, 그 소켓 모듈(361)을 지지하고 있는 펀치 로드(351)의 다른 일측 단부는 구동 실린더(391)의 푸셔(395) 측에 위치하게 된다.

상기와 같은 상태에서 본 발명의 실시 예에서는 전술한 바와 같은 일련의 과정을 통해 차체(1)의 배출 홀(2a)들에 서로 다른 사양의 플러그(3)들을 로봇 협동 방식으로 자동 장착할 수 있게 된다.

한편, 상기 플러그 장착 툴(310)의 소켓 모듈(361)들에 규제된 플러그(3)들을 차체(1)의 배출 홀(2a)들에 모두 장착하게 되면, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)의 동작으로 플러그 장착 툴(310)을 플러그 이재유닛(510)으로 이동시킨다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110), 플러그 장착 툴(310) 및 플러그 이재유닛(510)의 협동 방식으로 신규의 플러그(3)들을 플러그 장착 툴(310)의 소켓 모듈(361)들에 이재시킬 수 있다.

이러한 플러그(3)들의 이재 과정을 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 피더기(511)을 통해 서로 다른 사양의 플러그(3)들을 피딩 라인(513)을 따라 이송시킨다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 도 16에 도시된 바와 같이, 피딩 라인(513)의 끝단에 플러그(3)가 위치하고 있는 상태에서, 피딩 라인(513)을 통한 플러그(3)들의 이송을 스토핑시키며, 플러그 픽업 실린더(541)를 전진 작동시킨다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 피딩 라인(513)의 하측에서 플러그 픽업 실린더(541)의 작동 로드(543)에 의해 픽업 펀치(545)가 상측 방향으로 전진 이동함에 따라, 피딩 라인(513)의 끝단에 위치하고 있는 플러그(3)를 상측 방향으로 픽업한다.

여기서, 선회부재(551)는 제1 엑츄에이터(553)의 구동에 의해 회전하며, 픽업 소켓(555)을 피딩 라인(513)의 끝단 측에 위치시킨 상태에 있다. 이에 상기 픽업 소켓(555)은 플러그 픽업 실린더(541)의 작동으로 픽업 펀치(545)에 의해 상측 방향으로 픽업되는 플러그(3)의 플랜지부(6)를 억지 끼워 맞춤으로 규제한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 엑츄에이터(553)의 구동에 의해 선회부재(551)를 회전 플레이트(571) 측으로 회전시킨다. 이 때, 상기 플러그(3)를 규제하고 있는 픽업 소켓(555)은 도 17에 도시된 바와 같이, 회전 플레이트(571) 상의 어태치부재(575)들 중 하나의 상측에 위치하고 있다. 이 상태에서 본 발명의 실시 예에서는 플러그 언로딩 실린더(561)를 전진 작동시킨다.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 플러그 언로딩 실린더(561)의 작동 로드(563)에 의해 언 로딩 펀치(565)가 하측 방향으로 전진 이동함에 따라, 픽업 소켓(555)에 규제되어 있는 플러그(3)를 그 픽업 소켓(555)으로부터 언 로딩하며, 회전 플레이트(571) 상의 어태치부재(575)에 로딩할 수 있다. 이 때, 상기 어태치부재(575)는 어태치 면(577)을 통해 플러그(3)의 삽입부(4)를 지지한다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 제2 엑츄에이터(573)의 구동에 의해 회전 플레이트(571)를 일측 방향으로 일정 구간 회전시킨 상태에서, 상술한 바와 같은 일련의 과정을 통하여 회전 플레이트(571) 상의 어태치부재(575)들에 서로 다른 사양의 플러그(3)들을 로딩한다.

그 후, 본 발명의 실시 예에서는 도 18에 도시된 바와 같이, 핸들링 로봇(110)을 통해 플러그 장착 툴(310)을 회전 플레이트(571) 측으로 이동시키면서 그 플러그 장착 툴(310)의 소켓부재(363)들을 어태치부재(575)들에 매칭시킨다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 어태치부재(575)들에 로딩되어 있는 플러그(3)를 핸들링 로봇(110)의 설정된 토크에 의해 소켓부재(363)들로 이재시킬 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차체용 플러그 자동 장착 시스템(100)에 의하면, 차체(1)의 사양에 따라 위치 별로 서로 상이한 형태 및 크기 등의 플러그(3)들을 로봇 협동 방식으로 차체 하부 패널(2)의 배출 홀(2a)들에 자동 장착할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 작업자의 수작업에 의한 플러그 장착 작업 공수 및 작업 인원을 절감할 수 있고, 작업자의 지속적인 반복 작업으로 인한 근 골격 계통의 신체 질환 유발을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(110)과 플러그 장착 툴(310)의 협동 방식으로 서로 다른 사양의 플러그(3)들을 차체(1)에 자동 장착할 수 있기 때문에, 차체(1)에 대한 플러그(3)의 오 장착 및 미 장착을 방지할 수 있으며, 플러그(3)의 오 장착 및 미 장착에 따른 차량의 품질 문제 발생을 방지할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 플러그(3)의 장착 상태 및 불량 유출을 모니터링 할 수 있기 때문에, 전산화를 통한 플러그 장착 품질 데이터의 이력관리가 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 차체 2: 하부 패널
2a: 배출 홀 3: 플러그
4: 삽입부 5: 이송라인
6: 플랜지부 8: 홈
100: 차체용 플러그 자동 장착 시스템 110: 핸들링 로봇
111: 구동부 113: 가이드 레일
310: 플러그 장착 툴 311: 베이스 프레임
321: 마운트 프레임 323: 지지대
331: 구동 모터 333: 구동 축
341: 회전 프레임 345: 로드 가이더
351: 펀치 로드 353: 걸림 턱
355: 지지부재 357: 제1 부분
359: 제2 부분 361: 소켓 모듈
363: 소켓부재 365: 리턴 스프링
367: 스냅 링 371: 관통 홀
373: 제1 지지턱 375: 제2 지지턱
381: 밸런스 스프링부 385: 제1 스프링
387: 제2 스프링 391: 구동 실린더
393, 543, 563: 작동 로드 395: 푸셔
410: 비전 센서 411: 장착 브라켓
510: 플러그 이재유닛 511: 피더기
513: 피딩 라인
531: 이재 프레임 541: 플러그 픽업 실린더
545: 픽업 펀치 551: 선회부재
553: 제1 엑츄에이터 555: 픽업 소켓
561: 플러그 언로딩 실린더 565: 언 로딩 펀치
571: 회전 플레이트 573: 제2 엑츄에이터
575: 어태치부재 577: 어태치 면
710: 제어기

Claims

이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 차체용 플러그 자동 장착 시스템으로서,
상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇; 및
상기 핸들링 로봇의 아암에 설치되며, 적어도 하나의 상기 플러그를 규제한 상태로 실린더 구동에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀들 측에 정 위치시키는 플러그 장착 툴;을 포함하고,
상기 핸들링 로봇은 설정된 토크로 동작하며, 상기 플러그 장착 툴에 규제된 플러그를 상기 배출 홀들에 장착하고,
상기 플러그 장착 툴은 실린더 구동에 의해 스트로크 작동하는 펀치 로드를 통하여 전진 및 후진 이동 가능하게 구비되는 소켓 모듈을 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 소켓 모듈은,
상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재를 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 소켓부재는,
상기 핸들링 로봇의 동작에 의해 상기 차체의 배출 홀 가장자리에 접촉 및 비 접촉하며, 상기 펀치 로드에 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 구비되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
작업장 상측의 이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 차체용 플러그 자동 장착 시스템으로서,
상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇;
상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 고정되는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임과 설정된 간격을 두고 복수 개의 지지대들을 통하여 상기 베이스 프레임과 연결되는 마운트 프레임;
상기 마운트 프레임에 고정되는 구동 모터;
상기 구동 모터의 구동 축과 연결되는 회전 프레임;
상기 회전 프레임의 가장자리를 관통하며, 상기 회전 프레임의 회전 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되는 다수 개의 펀치 로드들;
상기 회전 프레임을 관통한 상기 펀치 로드의 일측 단부에 상기 펀치 로드의 축 방향을 따라 탄성적으로 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 플러그를 규제하는 소켓 모듈;
상기 펀치 로드에 끼워지며 상기 회전 프레임과 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부 사이에 배치되는 밸런스 스프링부; 및
상기 베이스 프레임에 고정되며, 작동 로드를 통하여 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 푸시하는 구동 실린더;
를 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 핸들링 로봇은,
작업장의 바닥에서 구동부에 의해 상기 차체의 길이 방향을 따라 가이드 레일에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 회전 프레임에는,
상기 각 펀치 로드의 일측 단부가 끼워지며 상기 펀치 로드의 스트로크를 안내하는 로드 가이더들이 설치되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 소켓 모듈은,
상기 펀치 로드의 일측 단부에 상기 펀치 로드의 축 방향으로 이동 가능하게 끼워지며, 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재와,
상기 펀치 로드의 일측 단부에 설치되며, 상기 소켓부재에 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링
을 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 펀치 로드의 일측 단부에는,
상기 리턴 스프링을 지지하는 스냅 링이 설치되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 펀치 로드의 일측 단에는 상기 플러그와 소켓부재를 지지하는 지지부재가 설치되되,
상기 지지부재는 상기 플러그의 플랜지부의 중심 부위를 지지하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 단차를 두고 구비되며, 상기 소켓부재의 내측 바닥 면과 상기 플랜지부의 가장자리 부위를 지지하는 제2 부분을 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 소켓부재는,
상기 펀치 로드의 일측 단부가 관통하는 관통 홀을 내측 바닥에 형성하고,
상기 제2 부분을 지지하는 제1 지지턱과, 상기 플러그의 플랜지부의 가장자리 단부를 지지하는 제2 지지턱을 내측 벽면에 형성하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 밸런스 스프링부는,
상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 지지하는 제1 스프링과,
상기 제1 스프링보다 큰 탄성계수를 가지며, 상기 회전 프레임을 지지하는 제2 스프링
을 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 작동 로드의 선단에는,
상기 펀치 로드의 다른 일측 단부를 푸시하는 푸셔가 설치되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 베이스 프레임에는,
장착 브라켓을 통하여 비전 센서가 설치되는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
이송라인을 따라 이송되는 차체의 배출 홀들에 플러그를 자동으로 장착하기 위한 차체용 플러그 자동 장착 시스템으로서,
상기 배출 홀들에 대응하여 설정된 티칭 경로를 따라 동작하는 핸들링 로봇;
상기 핸들링 로봇의 아암에 설치되며, 적어도 하나의 상기 플러그를 규제한 상태로 실린더 구동에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀들 측에 정 위치시키고, 상기 핸들링 로봇의 설정된 토크에 의해 상기 플러그를 상기 배출 홀에 장착하는 플러그 장착 툴; 및
적어도 한 쌍의 피더기를 통해 각각 공급되는 서로 다른 사양의 플러그를 상기 플러그 장착 툴로 이재시키는 플러그 이재유닛;을 포함하고,
상기 플러그 장착 툴은 실린더 구동에 의해 스트로크 작동하는 펀치 로드를 통하여 전진 및 후진 이동 가능하게 구비되는 소켓 모듈을 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 플러그 이재유닛은,
이재 프레임과,
상기 각 피더기로부터 공급된 플러그를 이송하는 각 피딩 라인의 끝단에 대응되게 상기 이재 프레임에 설치되며, 상기 플러그를 상측으로 픽업하는 플러그 픽업 실린더와,
상기 플러그 픽업 실린더에 의해 픽업된 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 픽업 소켓을 가지며, 제1 엑츄에이터에 의해 상기 이재 프레임에 회전 가능하게 설치되는 선회부재와,
상기 선회부재에 설치되며, 상기 픽업 소켓에 규제된 상기 플러그를 하측으로 언 로딩시키는 플러그 언로딩 실린더와,
상기 플러그 언로딩 실린더에 의해 언 로딩된 플러그를 로딩하는 다수 개의 어태치부재들을 가지며, 제2 엑츄에이터에 의해 상기 이재 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전 플레이트
를 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 플러그 픽업 실린더는,
작동 로드의 선단에 설치되며, 상기 피딩 라인의 하측에서 상기 플러그를 상측으로 픽업하는 픽업 펀치를 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 플러그 언로딩 실린더는,
상기 픽업 소켓을 관통하는 작동 로드의 선단에 설치되며, 상기 어태치부재의 상측에서 상기 플러그를 상기 어태치부재로 언 로딩하는 언 로딩 펀치를 포함하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 어태치부재는,
상기 플러그의 삽입부의 형상에 대응하는 어태치 면을 형성하는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 소켓 모듈은 상기 플러그의 플랜지부를 억지 끼워 맞춤으로 규제하는 소켓부재를 포함하며,
상기 핸들링 로봇은 상기 플러그 장착 툴을 상기 회전 플레이트 측으로 이동시키며, 상기 어태치부재들에 로딩되어 있는 상기 플러그를 설정된 토크에 의해 상기 소켓부재로 이재시키는 차체용 플러그 자동 장착 시스템.