KR102536288B1

KR102536288B1 - 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치

Info

Publication number: KR102536288B1
Application number: KR1020230015370A
Authority: KR
Inventors: 김동헌
Original assignee: 주식회사 유일로보틱스
Priority date: 2022-11-18
Filing date: 2023-02-06
Publication date: 2023-05-30

Abstract

본 발명은 복수 개의 너트 - 상기 너트는 사출품인 전기차 배터리의 전극케이스 사출시 금형에 장착되는 인서트물임 - 를 고정하여 그리퍼가 파지할 수 있도록 마련하는 고정수단, 및 상기 고정수단에 마련된 복수 개의 상기 너트를 일 회에 파지하여, 상기 금형에 상기 복수 개의 너트를 장착하는 상기 그리퍼를 포함하되, 상기 고정수단은, 피제공된 상기 너트를 그대로 상기 그리퍼에 제공하는 고정형인 제1 고정수단과, 피제공된 상기 너트의 위치를 변환하여 상기 그리퍼에 제공하는 가동형인 제2 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치를 제공한다.

Description

전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치 {NUT INSERT DEVICE FOR ELECTRODE CASE OF ELECTRIC VEHICLE BATTERY}

본 발명은 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기는 금형에 수지를 사출하여, 자동차 내외장 부품, 각종 가전제품의 케이스 등과 같은 사출 성형품을 만드는 장치이다.

또한, 인서트 사출은 인서트(insert)물이라 칭하는 구조물을 금형에 미리 삽입하고 사출 성형함으로써 사출성형품 내에 인서트물이 일체로 성형되게 하는 것을 가리킨다.

종래 이러한 인서트 사출은 작업자가 육안으로 확인하면서 인서트물을 사출 금형에 직접 삽입 또는 장착하고 사출 성형을 하곤 하였지만, 인서트물의 개수나 작업자의 숙련도에 따라 일부 인서트물이 누락되거나 다른 인서트물과 위치가 바뀌는 등 사출 성형품에 불량 발생률이 높은 문제가 있었다. 또한, 작업자가 일일이 인서트물을 금형에 삽입 또는 장착하기 때문에 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

따라서 최근에는 자동화 로봇을 이용하여 인서트물을 파지하고 파지한 인서트물을 금형에 투입하여 인서트 사출을 하는 인서트 삽입 장치 또는 이를 포함한 사출성형기가 대두되고 있다.

그러함에도 종래에는 다관절 로봇이 인서트물을 파지하고 금형에 인서트물을 장착할 때, 하나의 행정에 금형이나 사출물의 일 면에 대해서만 인서트물을 장착하도록 국한되어 있어, 사출 성형 속도를 높이는 데 제한이 있었다.

특히, 전기차 배터리의 전극케이스의 성형시, 체결수단으로서 너트와 같은 인서트물은 금형의 어느 일면 뿐만 아니라, 그 측면에도 장착되어야 할 필요가 있고, 따라서 이러한 요구와 위와 같은 문제를 해소하기 위한 필요 기술 제시가 필요한 실정에 있다.

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본 발명은, 사출성형시 하나의 행정으로 금형이나 사출물의 둘 이상의 면에 대해 인서트물을 장착할 수 있는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 너트 - 상기 너트는 사출품인 전기차 배터리의 전극케이스 사출시 금형에 장착되는 인서트물임 - 를 고정하여 그리퍼가 파지할 수 있도록 마련하는 고정수단, 및 상기 고정수단에 마련된 복수 개의 상기 너트를 일 회에 파지하여, 상기 금형에 상기 복수 개의 너트를 장착하는 상기 그리퍼를 포함하되, 상기 고정수단은, 피제공된 상기 너트를 그대로 상기 그리퍼에 제공하는 고정형인 제1 고정수단과, 피제공된 상기 너트의 위치를 변환하여 상기 그리퍼에 제공하는 가동형인 제2 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치를 제공한다.

일 실시예에 따라, 상기 너트를 연속하여 공급하는 피더, 및 상기 피더로부터 공급된 상기 너트를 파지 및 운반하여, 상기 고정수단에 제공하는 취출로봇을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 그리퍼는, 상기 고정수단을 향하여 어느 일 방향으로 접근한 다음, 상기 제1 및 제2 고정수단에 마련된 상기 복수 개의 너트를 일 회에 파지할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 고정수단은, 제1 베이스 플레이트와, 상기 너트가 삽입 고정되도록 상기 제1 베이스 플레이트에 상방으로 돌출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 결합핀을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 고정수단은, 구동모터와, 상기 구동모터의 구동에 따라 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트에 외측방향으로 돌출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 결합핀을 포함하되, 상기 구동모터의 구동에 따라 상기 제2 결합핀은 상방을 향하는 제1 상태를 갖거나, 상기 제2 결합핀은 상기 제1 베이스플레이트가 놓인 일 측방을 향하는 제2 상태를 가질 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 그리퍼는, 상기 제1 및 제2 결합핀에 상응하여, 상기 복수 개의 너트를 파지할 수 있도록 복수의 집게유닛을 포함하고, 상기 복수의 집게유닛은, 그리퍼베이스 상에 상하좌우 각 방향에 제1 내지 제4 그룹을 이루도록 배치되며, 상기 제1 그룹에 속한 상기 집게유닛을 제외하고 상기 제2 내지 제4 그룹 각각에 속한 상기 집게유닛은 이송수단에 의해 상기 그리퍼베이스의 내외측 방향으로 전후 이동 가능할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 그리퍼의 상기 집게유닛은 상기 제1 및 제2 결합핀의 수 이상일 수 있다.

일 실시예에 따라, 하나의 상기 제1 고정수단과 적어도 하나의 제2 고정수단을 포함한 일 군의 상기 고정수단은, 또 다른 일 군의 상기 고정수단과 인접 배치되되, 인접 배치된 두 개 군의 상기 고정수단들 각각에 배치된 상기 제1 및 제2 결합핀은, 서로 반전 대칭되도록 위치할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 결합핀은, 삽입된 상기 너트를 고정하도록 일측에 음압이 형성되는 흡착공을 가질 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 고정수단은, 상기 샤프트의 일 측에 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 결합된 고정바를 더 포함하고, 상기 고정바는, 일측에 상기 고정바의 길이 방향을 따라 길게 형성된 적어도 하나의 슬라이드공을 포함하되, 상기 제2 결합핀은 상기 슬라이드공에 마련되어 상기 슬라이드공을 따라 이동 가능할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 결합핀은, 길이 방향의 어느 한 지점에 마련된 절곡점을 중심으로 외측 부분이 절곡 가능하고, 상기 외측 부분은 직경이 서로 다른 파이프가 중첩 결합되어 길이 방향을 따라 신축 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사출성형시 하나의 행정으로 금형이나 사출물의 둘 이상의 면에 대해 인서트물을 장착할 수 있어, 사출 성형 속도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 결합핀의 전체 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정수단의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 결합돌기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정수단의 고정바를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 및 절첩 가능한 제2 결합돌기를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 전체 외관을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

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, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치의 전체 외관을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치는, 복수 개의 너트(n1~n3)를 고정하여 사출성형을 위한 인서트물로서 너트(n1~n3)를 그리퍼(200)가 파지할 수 있도록 마련하는 고정수단(110~160)과, 고정수단(110~160)에 마련된 복수 개의 너트(n1~n3)를 일 회에 파지하여, 금형에 복수 개의 너트(n1~n3)를 장착하는 그리퍼(200)를 포함하되, 고정수단(110~160)은, 피제공된 너트(n1~n3)를 그대로 그리퍼(200)에 제공하는 고정형인 제1 고정수단(150~160)과, 피제공된 너트(n1~n3)의 위치를 변환하여 그리퍼(200)에 제공하는 가동형인 제2 고정수단(110~140)을 포함할 수 있다. 여기서, 너트(n1~n3)는 사출품인 전기차 배터리의 전극케이스 사출시 금형에 장착되는 인서트물로서, 볼트 따위와 쌍을 이루는 체결수단일 수 있다.

이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치는, 고정수단(110~160)을 이용하여 그리퍼(200)가 복수 개의 너트(n1~n3)를 파지할 때, 사출성형시 하나의 행정으로 금형이나 사출물의 둘 이상의 면에 대해 인서트물을 장착할 수 있도록 함으로써, 사출 성형 속도를 높일 수 있는 효과가 있다.

이때, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치는, 너트(n1~n3)를 연속하여 공급하는 피더(40)와, 피더(40)로부터 공급된 너트(n1~n3)를 취출 및 운반하여, 고정수단(110~160)에 제공하는 취출로봇(10)을 더 포함하여, 취출로봇(10)이 피더(40)에 의해 제공된 너트(n1~n3)를 파지하여 고정수단(110~160)에 제공함으로써, 그리퍼(200)가 고정수단(110~160)에 의해 마련된 복수의 너트(n1~n3)를 파지하여 금형에 가져갈 수 있도록 할 수 있다.

이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇(10)은 자동화 설비로서, 집게유닛(1)을 이용하여 너트(n1~n3)를 파지하고 고정수단(110~160)으로 운반함으로써, 고정수단(110~160)에 제공할 수 있다.

이를 위해, 취출로봇(10)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 집게유닛(1)과, 집게유닛(1)을 수직방향(z축), 제1 수평방향(x축), 및 제2 수평방향(y축)으로 이동시키기 위한 제1 내지 제3 이송부(11, 21, 31)와, 제1 내지 제3 이송부(11, 21, 31)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

제어부의 제어지령에 따라 제1 이송부(11)는 모터장치의 구동으로 집게유닛(1)을 제1 가이드레일(12)을 따라 수직방향으로 슬라이드 이동시킬 수 있고, 이와 별개로 제2 이송부(21)는 모터장치의 구동으로 집게유닛(1) 및 제1 이송부(11)를 제2 가이드레일(22)을 따라 제1 수평방향(x축)으로 슬라이드 이동시킬 수 있으며, 이와 별개로 제3 이송부(31)는 모터장치의 구동으로 집게유닛(1), 제1 이송부(11), 및 제2 이송부(21)를 제3 가이드레일(32)을 따라 제2 수평방향(y축)으로 슬라이드 이동시킬 수 있다.

여기서, 제1 가이드레일(12)의 길이방향인 수직방향(z축)과, 제2 가이드레일(22)의 길이방향인 제1 수평방향(x축)과, 제3 가이드레일(32)의 길이방향인 제2 수평방향(y축)은 모두 서로 직교하여, 결국 제1 내지 제3 이송부(11, 21, 31)의 구동에 의해 집게유닛(1)은 x축, y축, z축 방향으로 이동할 수 있다.

집게유닛(1)은 너트(n1~n3)를 잡거나 놓을 수 있도록 다양한 형태로 구현될 수 있고, 구체적인 일 예로 상기 집게유닛(1)은 말단부가 둘 이상으로 갈라진 형태를 가져 오므라지거나 펼쳐지도록 동작할 수 있으나, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하는 것은 아니다.

이러한 집게유닛(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 하나일 수 있으나, 바람직한 일 실시예에 따라, 고정수단(110~160)에 신속히 너트(n1~n3)를 제공할 수 있도록 둘 이상의 복수 개가 마련될 수 있다.

집게유닛(1)에 의해 파지 및 운반되는 너트(n1~n3)는 사출 성형되는 사출품인 전기차 배터리의 전극케이스에 인서트(insert)되는 인서트물일 수 있다.

본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 이러한 너트(n1~n3)는, 적어도 하나의 피더(40)에 의해 연속 공급될 수 있다.

피더(40)는 다수 투입된 너트(n1~n3)를 보관하고, 진동 따위에 의한 안내작용으로 취출로봇(10)의 너트(n1~n3) 픽업 위치까지 너트(n1~n3)를 순차적으로 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치는 복수 개의 피더(40)를 포함할 수 있고, 이때 복수 개의 피더(40)에 의해 공급된 복수 개의 너트(n1~n3)를 파지할 수 있도록 취출로봇(10)의 집게유닛(1)도 복수 개일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치는 취출로봇(10) 등에 의해 제공된 너트(n1~n3)를 고정하여 그리퍼(200)가 파지할 수 있도록 마련하는 고정수단(110~160)을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 결합핀 또는 제1 및 제2 고정수단의 전체 모습을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정수단(110~160)은, 고정하는 너트(n1~n3)의 위치에 따라 서로 종류가 다른 제1 고정수단(150~160)과 제2 고정수단(110~140)을 포함할 수 있다.

제1 고정수단(150~160)은, 피제공된 너트(n1~n3)를 그대로 그리퍼(200)에 제공하는 고정형으로서, 구체적인 일 실시예에 따라 제1 고정수단(150~160)은 제1 베이스플레이트(151, 161)과, 제1 베이스플레이트(151, 161)에 돌출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 결합핀(158, 168)을 포함할 수 있다.

제1 베이스플레이트(151, 161)는 대략 전기차 배터리의 전극케이스의 크기에 상응하는 판의 형상일 수 있으며, 도면에 도시하지 않았으나, 취출로봇(10)이 마련된 선반(미도시)의 상판 위에 마련될 수 있고, 제1 베이스플레이트(151, 161)에 마련된 적어도 하나의 제1 결합핀(158, 168)은 직상방으로 돌출된 막대형상일 수 있다.

이때, 제1 결합핀(158, 168)은 너트(n1~n3)의 중공부에 끼워질 수 있는 두께 및 길이를 가진 것이 바람직하며, 제1 베이스플레이트(151, 161)에는 전기차 배터리의 전극케이스의 설계에 따라 하나 또는 둘 이상이 마련될 수 있다.

또한, 제1 베이스플레이트(151, 161)에는 적어도 하나의 가이드핀(159, 169)이 돌출 형성될 수 있고, 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)는 상기 가이드핀(159, 169)을 이용하여 고정수단(110~160)에 의해 고정 마련된 복수의 너트(n1~n3)를 파지할 때 그 파지 위치를 정렬하도록 할 수 있다.

즉, 그리퍼(200)는 상기 가이드핀(159, 169)을 이용하여 파지위치를 정렬하고 복수 개의 너트(n1~n3)를 파지할 수 있다.

또한, 제2 고정수단(110~140)은, 피제공된 너트(n1~n3)의 위치를 변환하여 그리퍼(200)에게 제공하는 가동형으로서, 제1 고정수단(150~160)과 인접하여 위치할 수 있다.

즉, 적어도 하나의 제2 고정수단(110~140)은 제1 고정수단(150~160), 구체적으로 제1 베이스플레이트(151, 161)의 주변에 마련될 수 있다.

이때, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 제1 및 제2 고정수단(110~140, 150~160)은 선반 위에 동일하거나 서로 다른 높이를 갖도록 배치될 수 있으며, 이를 위해 제1 고정수단(150~160)과 제2 고정수단(110~140, 150~160)의 높이를 각각 조절하기 위한 높이조절수단(미도시)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에 따라 상기 제2 고정수단(110~140)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 구동모터(112)와, 구동모터(112)의 구동에 따라 회전하는 샤프트(114)와, 샤프트(114)의 외측방향으로 돌출 형성된 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)을 포함할 수 있다.

이때, 구동모터(112)의 구동으로 인해 자전하는 모터축(113)은 샤프트(114)와 커플링(115)으로 연결될 수 있고, 또 본 발명은 특별히 한정하지 않으나 상기 샤프트(114)는 베어링(미도시)이 결합된 베어링브라켓(116a~116)에 의해 지지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 샤프트(114)에는 외측방향으로 돌출되도록 적어도 하나의 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)이 직간접적으로 결합될 수 있다. 구체적인 일 실시예에 따라 적어도 하나의 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 샤프트(114)의 일 측에 샤프트(114)의 길이 방향으로 따라 마련된 고정바(117)에 결합될 수 있다.

여기서, 제2 결합핀(118, 128, 138, 148) 역시, 제1 결합핀(158, 168)과 마찬가지로, 너트(n1~n3)의 중공부에 끼워질 수 있는 두께 및 길이를 가진 것이 바람직하며, 샤프트(114) 또는 이에 결합된 고정바(117)에 마련된 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 전기차 배터리의 전극케이스의 설계에 따라 하나 또는 둘 이상이 마련될 수 있다.

결국, 구동모터(112)의 구동에 따라 샤프트(114)는 축을 중심으로 자전할 수 있으며, 샤프트(114)의 일 측에 샤프트(114)의 길이방향을 따라 마련된 복수의 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 구동모터(112)의 구동에 따라 샤프트(114)의 축을 중심으로 회동할 수 있다. 구체적으로, 구동모터(112)의 구동에 따라 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 직상방을 향하는 제1 상태를 갖거나, 또는 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)가 제1 베이스플레이트(151, 161)가 놓인 일 측방을 향하는 제2 상태를 가질 수 있다.

따라서, 제어부의 제어지령에 따라 제2 고정수단(110~140)에 너트(n1~n3)가 고정 마련될 때 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 제1 상태를 가질 수 있고, 제1 상태에서 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에 너트(n1~n3)가 끼워져 고정된 이후에는 구동모터(112)의 구동에 따라 제2 상태를 가질 수 있다. 여기서, 제1 상태와 제2 상태 각각에서 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)의 방향은 서로 직교할 수 있으나, 본 발명은 이를 반드시 한정하지는 않는다.

따라서, 그리퍼(200)가 제1 및 제2 결합핀(118~168)에 끼워진 너트(n1~n3)를 파지할 때 그 너트(n1~n3)의 방향은 서로 상이할 수 있고, 또 사출성형시 하나의 행정으로 금형이나 사출물의 둘 이상의 면에 대해 너트(n1~n3)를 장착할 수 있다.

만약, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치가 취출로봇(10)을 포함하는 경우, 제어부는 취출로봇(10)의 동작과 구동모터(112)의 샤프트(114) 회전동작은 상호 연동하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 취출로봇(10)이 너트(n1~n3)를 파지하여 고정수단(110~160)에 제공할 때, 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 제1 상태를 갖도록 할 수 있고, 취출로봇(10)이 고정수단(110~160)에 너트(n1~n3)를 제공한 이후 그리퍼(200)가 너트(n1~n3)를 파지할 때, 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 제2 상태를 갖도록 할 수 있다.

미설명 도면부호 111은 선반의 위에 구동모터(112) 또는 이를 포함한 제2 고정수단(110~140)의 높이를 설정하기 위한 지지대(111)로서, 구동모터(112)에 결합되어 그 높이를 지지할 수 있다.

이때, 지지대(111)는 이에 결합된 구동모터(112)가 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 상하 방향으로 형성된 슬라이드홈(미도시)를 가질 수 있고, 슬라이드홈의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 마련된 구동모터(112)는 외력에 의해 그 높이가 승강 가능하여 높이가 조절될 수 있다. 물론, 높이가 조절된 구동모터(112)의 위치는 고정수단 따위에 의해 고정될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 전체 외관을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)는, 제1 및 제2 결합핀(118~168)에 상응하여 복수 개의 너트(n1~n3)를 파지할 수 있도록 복수 개의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)을 포함할 수 있다.

그리퍼(200)의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242) 역시, 너트(n1~n3)를 잡거나 놓을 수 있도록 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 구체적인 일 예로 그 말단부가 둘 이상으로 갈라진 형태를 가져 오므라지거나 펼쳐지도록 동작할 수 있으나, 본 발명은 이를 반드시 한정하는 것은 아니다.

이러한 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 그리퍼베이스(201)에 복수 개가 마련될 수 있으며, 이에 따라, 바람직한 일 실시예에 따른 그리퍼(200)는, 고정수단(110~160)에 마련된 복수 개의 너트(n1~n3)를 일 회에 잡거나, 또는 금형에 일 회에 제공할 수 있다. 즉, 한 번에 모든 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)이 모든 너트(n1~n3)를 집거나 놓는 것이 아닌, 그리퍼(200)가 고정수단(110~160)이나 금형으로부터 그 위치를 이탈하지 않는 어느 한 행정 내에서 너트(n1~n3)를 집거나 너트(n1~n3)를 놓을 수 있다.

여기서, 그리퍼베이스(201)에 마련된 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 소정의 그룹으로 나누어 배치될 수 있다.

구체적인 일 실시예에 따른 그리퍼베이스(201)가 사각의 판형인 경우, 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은, 그리퍼베이스(201)의 상하좌우 각 방향에 적어도 하나가 그룹을 이루어 배치되도록 제1 내지 제4 그룹을 이룰 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 그룹으로 이루어진 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은 각 그룹별로 그리퍼베이스(201)의 상하좌우 각 방향에 상응하도록 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은 제어부의 제어지령에 따라 너트(n1~n3)를 집거나 너트(n1~n3)를 놓을 수 있도록 오므라지거나 펼쳐지도록 동작할 수 있으나, 이때 그룹별 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242) 각각은 그리퍼베이스(201)의 내측 또는 외측 방향으로 전후 이동 가능하게 마련될 수 있다.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)는, 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)의 그룹별로 가로로 배치된 결합플레이트(202~204)를 포함할 수 있다.

즉, 결합플레이트(202~204)에는 어느 한 그룹을 이루는 적어도 하나의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)이 결합될 수 있고, 상기 결합플레이트(202~204)에는 그룹화된 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242) 별로 전후방향으로 이동시키기 위한 전후구동부(220a, 230a, 240a)가 마련됨으로써, 전후구동부(220a, 230a, 240a)의 구동에 의해 이에 결합된 결합플레이트(202~204)는 전후방향으로 이동시킬 수 있다.

따라서, 다관절 로봇(미도시)에 의해 고정수단(110~160)을 향하여 어느 일 방향으로 접근한 그리퍼(200)는, 추가로 복수의 전후구동부(220a, 230a, 240a)의 구동으로 각 그룹의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)이 이에 대향 배치된 너트(n1~n3)를 향하여 파지할 수 있도록 이동함으로써, 상기 그리퍼(200)가 상기 제1 및 제2 고정수단(110~160)에 마련된 복수 개의 너트를 일 회에 파지할 수 있다.

구체적인 일 예로, 그리퍼(200)와 복수의 전후구동부(220a, 230a, 240a) 각각의 구동 조합으로, 제1 그룹에 속한 집게유닛(210)의 각각은 제1 고정수단(150~160)의 제1 결합핀(158, 168)과, 제2 고정수단(110)의 제2 결합핀(118a~118c)에 끼워진 너트(n1~n3)를 파지할 수 있고, 제2 그룹에 속한 집게유닛(220)의 각각은 제1 고정수단(150~160)의 제1 결합핀(158, 168)과 제2 고정수단(120)의 제2 결합핀(128a~128c)에 끼워진 너트(n1~n3)를 파지할 수 있으며, 제3 그룹에 속한 집게유닛(230)은 제2 고정수단(130)의 제2 결합핀(138a, 138b)에 끼워진 너트(n1~n3)를 파지할 수 있고, 제4 그룹에 속한 집게유닛(240)은 제2 고정수단(140)의 제2 결합핀(138a, 138b)에 끼워진 너트(n1~n3)를 파지할 수 있다.

다만, 이때 제1 내지 제4 그룹의 이동거리를 간소화하여 제1 및 제2 고정수단(110~160)의 너트(n1~n3) 파지를 할 수 있도록, 상기 복수의 전후구동부(220a, 230a, 240a) 중 제1 그룹을 제외하고 제2 내지 제4 그룹 각각에 속한 집게유닛(220~240)만 전후구동부(220a, 230a, 240a)에 의해 그리퍼베이스(201)의 내외측 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 다관절 로봇의 동작으로, 제1 그룹의 집게유닛(210)은 제1 및 제2 고정수단(110~160) 중 어느 하나에 상응하도록 이동한 다음, 제2 내지 제4 그룹 각각에 대응하는 전후구동부(220a, 230a, 240a)의 동작으로 각 그룹에 속한 집게유닛(210)이 제1 및 제2 고정수단(110~160)으로 이동하도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)는 일 회의 행정으로 고정수단(110~160)에 마련된 복수 개의 너트(n1~n3)를 잡을 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 제1 고정수단(150~160)은 적어도 하나의 제2 고정수단(110~140)과 일 군을 이룰 수 있고, 상기 일 군과 또 다른 일 군은 서로 인접 배치되되, 이때 인접 배치된 두 개 군의 고정수단(110~160)들 각각에 배치된 제1 및 제2 결합핀(118~168)은 서로 반전 대칭되도록 위치할 수 있다.

구체적인 일 실시예에 따라, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 고정수단(150, 160)은 선반의 상판 위에 인접하여 두 개가 마련되되, 인접한 두 제1 고정수단(150~160) 각각의 제1 결합핀(158, 168)은 서로 반전 대칭하도록 배치될 수 있다.

또한, 어느 일 군의 제1 고정수단(150)과 인접하여 배치된 제2 고정수단(110, 130)은, 또 다른 일 군의 제1 고정수단(160)과 인접하여 배치된 제2 고정수단(120, 140)과 서로 반전 대칭하도록 배치될 수 있고, 이에 따라 어느 일 군에 속한 제2 고정수단(110, 130)의 제2 결합핀(118, 138)은, 또 다른 일 군에 속한 제2 고정수단(120, 140)의 제2 결합핀(128, 148)과 서로 반전 대칭하도록 배치될 수 있다.

이에 따라 그리퍼(200)에 마련된 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은 그리퍼베이스(201)의 둘레를 따라 상하좌우 각 방향에 그룹을 이루며 배치될 수 있고, 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)이 인접 배치된 두 군에 속해있는 제1 및 제2 고정수단(110~160)의 제1 및 제2 결합핀(118~168)에 마련된 너트(n1~n3)를 일시에 파지할 때 서로 간섭이 일어나지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)의 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은 그리퍼베이스(201)의 상하좌우 각 방향에 그룹을 이루어 배치되되, 이때 그리퍼베이스(201) 상에 마련된 복수의 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242) 중 서로 대향 배치된 것들은 서로 같은 수만큼 배치될 수 있다.

즉, 그리퍼베이스(201)의 어느 일 측에 배치된 집게유닛(210)의 수는 이와 대향 배치된 집게유닛(220)의 수와 같을 수 있고, 또 그리퍼베이스(201)의 또 다른 일 측에 배치된 집게유닛(230)의 수는 이와 대향 배치된 집게유닛(240)의 수와 같을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(200)에 마련된 집게유닛(211~215, 221~226, 231~232, 241~242)은 그 수가 제1 및 제2 고정수단(110~160)의 제1 및 제2 결합핀(118~168)의 수와 같거나 그 이상인 것이 바람직하며, 이에 따라 다양한 종류의 전기차 배터리 전극케이스 설계에 대응할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정수단의 고정바를 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에는 너트(n1~n3)가 끼워져 고정될 수 있다.

다만, 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에는 너트(n1~n3)가 끼워질 수 있으나, 이때 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에 끼워진 너트(n1~n3)가 샤프트(114)의 축 회전으로 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)으로부터 이탈되지 않도록 하기 위해, 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)의 외주면에는 고무나 실리콘 따위와 같은 고정부재(미도시)가 마련될 수 있지만, 이러한 경우 오히려 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에 너트(n1~n3)의 삽입이 어려운 문제가 있어, 바람직한 일 실시예에 따라, 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에는, 삽입된 너트(n1~n3)를 고정하도록 그 외주면의 일측에 음압이 형성되는 흡착공(1181)을 적어도 하나 포함할 수 있다.

본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 상기 흡착공(1181)에는 진공펌프(미도시)가 연결될 수 있고, 제어부의 제어지령에 따라 취출로봇(10)이 너트(n1~n3)를 제2 결합핀(118~148)에 삽입하였을 때 진공펌프를 작동하여, 너트(n1~n3)가 상기 제2 결합핀(118~148)으로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다. 즉, 제2 결합핀(118~148)은 진공펌프 따위에 의한 음압으로 이에 삽입된 너트(n1~n3)를 흡입 고정함으로써, 샤프트(114)의 회전으로 너트(n1~n3)가 제2 결합핀(118~148)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정수단(110~140)은, 상기 샤프트(114)의 일 측에 상기 샤프트(114)의 길이 방향을 따라 마련된 고정바(117)를 포함할 수 있고, 이때 상기 고정바(117)에는 일 측에 적어도 하나의 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)이 마련될 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 고정바(117)에는 그 길이 방향을 따라 길게 형성된 적어도 하나의 슬라이드공(119a~119c)을 포함할 수 있고, 이때 상기 슬라이드공(119a~119c)에는 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)이 상기 슬라이드공(119a~119c)을 따라 슬라이드 이동 가능하도록 마련될 수 있다.

결국, 제2 고정수단(110~140)의 고정바(117)에 형성된 복수의 슬라이드공(119a~119c) 각각에 마련된 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)이 상기 슬라이드공(119a~119c)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 마련됨으로써, 다양한 형태의 전기차 배터리의 전극케이스의 설계에 따라 적용 가능하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은, 전술한 바와 같이, 이에 삽입된 너트(n1~n3)를 그리퍼(200)가 파지할 수 있으나, 이때 그리퍼(200)가 상기 너트(n1~n3)를 파지할 때 의도하지 않게 인접한 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)에 결합된 너트(n1~n3)와 간섭이 일어날 수 있다.

따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 고정바(117)에 결합된 상기 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 돌출된 길이 방향의 어느 한 지점에 마련된 힌지축(1183)을 중심으로 하여 외측 부분(1184)이 내측 부분(1182)을 기준으로 절첩 가능할 수 있다.

또한, 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 외측 부분(1184)은 직경이 서로 다른 파이프(1184a~1184c)가 중첩 결합되어 있어, 적어도 하나의 내측 파이프(1184b, 1184c)가 인출입됨에 따라 길이 방향을 따라 신축 가능할 수 있다.

다시말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은, 상기 그리퍼(200)가 고정수단(110~160)에 대한 어느 일 방향으로 접근할 때, 상호 간섭이 일어나지 않도록 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)은 힌지축을 중심으로 절접(도 6(b) 참조)되거나, 또는 여러 개의 파이프(1184a~1184c)가 중첩 결합된 제2 결합핀(118, 128, 138, 148)의 적어도 하나의 내측 파이프(1184b, 1184c)가 인출되어 길이가 길어지거나, 적어도 하나의 내측 파이프가 인입되어 길이가 짧아짐으로써, 그리퍼(200)와의 간섭을 회피할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

n1~n3: 너트 10: 취출로봇
1: 집게유닛 2: 매니퓰레이터
11: 제1 이송부 21: 제2 이송부
31: 제3 이송부 12: 제1 가이드레일
22: 제2 가이드레일 32: 제3 가이드레일
40: 피더 110~160: 고정수단
110~140: 제2 고정수단
118a~118c, 128a~128c, 138a~138b, 148a~148b: 제2 결합핀
111: 지지대 112: 구동모터
113: 모터축 114: 샤프트
115: 커플링 116a~116b: 베어링브라켓
117: 고정바 1181: 흡착공
1182: 제2 결합핀의 내측부분 1183: 힌지축
1184: 제2 결합핀의 외측부분 119a~119c: 슬라이드공
150~160: 제1 고정수단 151, 161: 제1 베이스플레이트
158a~158c, 168a~168c: 제1 결합핀
159, 169: 가이드핀 200: 그리퍼
201: 그리퍼베이스 202~204: 결합플레이트
220a, 230a, 240a: 전후구동부
211~215, 221~226, 231~232, 241~242: 집게유닛
210~240: 제1 ~ 제4 그룹

Claims

복수 개의 너트 - 상기 너트는 사출품인 전기차 배터리의 전극케이스 사출시 금형에 장착되는 인서트물임 - 를 고정하여 그리퍼가 파지할 수 있도록 마련하는 고정수단; 및
상기 고정수단에 마련된 복수 개의 상기 너트를 일 회에 파지하여, 상기 금형에 상기 복수 개의 너트를 장착하는 상기 그리퍼;
를 포함하고,
상기 고정수단은, 피제공된 상기 너트를 그대로 상기 그리퍼에 제공하는 고정형인 제1 고정수단과, 피제공된 상기 너트의 위치를 변환하여 상기 그리퍼에 제공하는 가동형인 제2 고정수단을 포함하되,
상기 제1 고정수단은, 제1 베이스 플레이트와, 상기 너트가 삽입 고정되도록 상기 제1 베이스 플레이트에 상방으로 돌출되도록 마련된 적어도 하나의 제1 결합핀을 포함하고,
상기 제2 고정수단은, 구동모터와, 상기 구동모터의 구동에 따라 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트에 외측방향으로 돌출되도록 마련된 적어도 하나의 제2 결합핀을 포함하되,
상기 구동모터의 구동에 따라 상기 제2 결합핀은 상방을 향하는 제1 상태를 갖거나, 상기 제2 결합핀은 상기 제1 베이스플레이트가 놓인 일 측방을 향하는 제2 상태를 갖고,
하나의 상기 제1 고정수단과 적어도 하나의 제2 고정수단을 포함한 일 군의 상기 고정수단은, 또 다른 일 군의 상기 고정수단과 인접 배치되되, 인접 배치된 두 개 군의 상기 고정수단들 각각에 배치된 상기 제1 및 제2 결합핀은, 서로 반전 대칭되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 너트를 연속하여 공급하는 피더; 및
상기 피더로부터 공급된 상기 너트를 파지 및 운반하여, 상기 고정수단에 제공하는 취출로봇;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 그리퍼는, 상기 고정수단을 향하여 어느 일 방향으로 접근한 다음, 상기 제1 및 제2 고정수단에 마련된 상기 복수 개의 너트를 일 회에 파지하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 그리퍼는,
상기 제1 및 제2 결합핀에 상응하여, 상기 복수 개의 너트를 파지할 수 있도록 복수의 집게유닛을 포함하고,
상기 복수의 집게유닛은, 그리퍼베이스 상에 상하좌우 각 방향에 제1 내지 제4 그룹을 이루도록 배치되며, 상기 제1 그룹에 속한 상기 집게유닛을 제외하고 상기 제2 내지 제4 그룹 각각에 속한 상기 집게유닛은 전후구동부에 의해 상기 그리퍼베이스의 내외측 방향으로 전후 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 그리퍼의 상기 집게유닛은 상기 제1 및 제2 결합핀의 수 이상인 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제2 결합핀은, 삽입된 상기 너트를 고정하도록 일측에 음압이 형성되는 흡착공을 갖는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 고정수단은,
상기 샤프트의 일 측에 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 결합된 고정바를 더 포함하고,
상기 고정바는, 일측에 상기 고정바의 길이 방향을 따라 길게 형성된 적어도 하나의 슬라이드공을 포함하되, 상기 제2 결합핀은 상기 슬라이드공에 마련되어 상기 슬라이드공을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 결합핀은, 길이 방향의 어느 한 지점에 마련된 힌지축을 중심으로 외측 부분이 절첩 가능하고, 상기 외측 부분은 직경이 서로 다른 파이프가 중첩 결합되어 길이 방향을 따라 신축 가능하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리의 전극케이스용 너트 인서트 장치.