KR102575652B1 - 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 적재된 와이어보관부(110); 상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하는 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비된 그립퍼이동부(120); 및 상기 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급하는 그립퍼(130);를 포함하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치가 개시된다.

Description

비정형 다발와이어용 중간 탈피장치{MIDDLE STRIP APPARATUS FOR IRREGULARLY BUNCH WIRE}
본 발명은 와이어 하네스를 제조하는데 이용되는 비정형 다발와이어의 중간부분 둘레를 탈피하기 위한 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어를 낱개 단위로 파지하여 탈피부에 공급하는 공정을 자동화한 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 와이어 하네스(20)는 차량의 여러 전기장치에 연결되는 다수의 와이어(10)를 결속하여 각 시스템으로 전기신호와 전력을 전달하는 부품이다. 이러한 와이어 하네스(20)에 포함되는 와이어(10) 중 일부 와이어는 도 1 (붉은 색 타원으로 표시한 부분) 및 도 2에 도시된 바와 같이 다른 와이어를 접속시킬 수 있도록 중간부분(C)의 피복을 탈피하기도 하는데, 이를 위해 종래에는 작업자가 중간탈피할 와이어를 일일이 하나씩 손으로 집어 탈피기에 고정시키는 수작업 방식으로 공정이 이루어졌기 때문에 탈피공정에 필요한 작업시간 및 인건비가 과도하게 발생하게 되는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2021-0093133호(2021.07.27), 와이어 하네스용 전선 구조체. 공개특허공보 제10-2021-0067017호(2021.06.08), 케이블 탈피부(160).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 와이어를 낱개 단위로 파지하여 탈피부에 공급하는 공정을 자동화할 수 있어 탈피공정의 작업시간 및 인건비를 대폭 절감할 수 있는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치는, 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 다발로 적재된 와이어보관부(110); 상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하는 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비된 그립퍼이동부(120); 및 상기 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 적재된 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급하는 그립퍼(130);를 포함한다.
여기서, 상기 그립퍼이동부(120)는, 상기 와이어보관부(110)와 탈피부(160) 사이에 연장배치되는 수평레일(122)과, 상기 수평레일(122)에 지지되어 수평방향으로 왕복이동하는 수평슬라이더(123)와, 상기 수평슬라이더(123)에 장착되는 이동프레임(121) 및, 제어신호에 따라 상기 수평슬라이더(123)가 왕복이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 왕복구동부(124)를 포함하고, 상기 그립퍼(130)는, 상기 이동프레임(121)에 장착되고 상하방향으로 연장배치된 수직레일(131)과, 상기 수직레일(131)에 지지되어 상하로 승강이동하는 수직슬라이더(132)와, 제어신호에 따라 상기 수직슬라이더(132)가 승강이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 승강구동부(133)와, 상기 수직슬라이더(132)에 장착되는 그립퍼본체(134) 및, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 배치되어 와이어(10)를 파지하는 핑거부(135)를 포함하며, 프로그래밍된 사항 또는 사용자의 조작에 따라 상기 이동프레임(121)이 설정된 위치로 수평이동하고 상기 핑거부(135)가 설정된 위치로 승강이동하도록 상기 왕복구동부(124) 및 승강구동부(133)를 구동제어하는 제어모듈(170);을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 핑거부(135)는, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되는 제1핑거(135a) 및, 상기 제1핑거(135a)와 측방으로 대향하도록 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되어 제1핑거(135a)와의 사이에 하나의 와이어(10)가 삽입될 수 있는 파지홈(136)을 형성하는 제2핑거(135b)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 그립퍼(130)는, 상기 수직슬라이더(132)와 그립퍼본체(134) 사이에 배치되어 핑거부(135)의 하강이동에 따라 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)의 하단이 와이어(10)의 표면 또는 와이어보관부(110)의 바닥면과 접촉할 때 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)에 가해지는 설정압력 이상의 가압력을 흡수하는 완충실린더(139)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동이 가능하도록 장착되어 측방가압력에 의해 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 벌어지도록 동작하고, 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b)는 상기 측방가압력이 가해지지 않는 상태에서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 와이어(10)의 직경(D2)보다 상대적으로 작도록 구비되어, 상기 그립퍼(130)의 하강이동에 따라 상기 파지홈(136)으로 상향 삽입되는 와이어(10)에 의해 측방가압되어 상기 직경(D2)만큼 폭간격(D1)이 벌어지면서 삽입된 와이어(10)를 파지할 수 있다.
또한, 상기 그립퍼(130)는 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되는 것을 감지하는 파지감지부(138)를 더 포함하고, 상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어할 수 있다.
또한, 상기 파지감지부(138)는 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거가 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동하면서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 직경(D2)만큼 벌어지면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지할 수 있다.
또한, 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 측방이동이 가능하도록 장착되고, 상기 그립퍼(130)는 제어신호에 따라 핑거가 측방이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 측방이동 구동부(137)를 더 포함하며, 상기 제어모듈(170)은 이동프레임(121)이 수평이동하여 탈피부(160)의 상부위치에 핑거부(135)가 배치된 상태에서 상기 폭간격(D1)이 직경(D2)보다 상대적으로 더 벌어지도록 상기 측방이동 구동부(137)를 구동제어하여 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)가 자중에 의해 파지해제될 수 있다.
또한, 상기 그립퍼(130)는, 상기 파지홈(136)의 내측면 상에서 파지부(135)의 하단으로부터 상기 와이어(10)의 직경(D2)과 대응되는 높이에 측방으로 돌출되어 상기 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)만이 삽입되도록 제한하는 스토퍼(135c)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 그립퍼(130)는 스토퍼(135c)의 하부에 배치되어 파지홈(136)에 삽입되는 와이어(10)의 상단과 접촉하면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지하는 파지감지부(138)를 더 포함하고, 상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어할 수 있다.
한편. V자 형태로 하향 오목하게 형성된 적재홈(111)이 형성되고 상기 적재홈(111)의 내부에 복수의 와이어(10)가 다발로 적재될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치를 이용한 중간 탈피방법은, 와이어보관부(110)에 중간 부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 다발로 적재되는 단계; 이동프레임(121)에 장착된 그립퍼(130)가, 상기 이동프레임(120)의 동작에 따라서, 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 상기 와이어보관부(110) 내에 적재된 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하는 단계; 상기 이동프레임(120)의 동작에 따라서, 상기 그립퍼(130)가 파지한 와이어(10)를 탈피부(160)의 상부위치로 이동하는 단계; 및 상기 이동프레임(120)의 동작에 따라서, 상기 그립퍼(130)가 파지한 와이어(10)를 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하여, 상기 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어를 공급하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치는, 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 다발로 적재된 와이어보관부(110); 상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하는 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비된 그립퍼이동부(120); 및 상기 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 적재된 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급하는 그립퍼(130);를 포함하고, 상기 그립퍼이동부(120)는, 상기 와이어보관부(110)와 탈피부(160) 사이에 연장배치되는 수평레일(122)과, 상기 수평레일(122)에 지지되어 수평방향으로 왕복이동하는 수평슬라이더(123)와, 상기 수평슬라이더(123)에 장착되는 이동프레임(121) 및, 제어신호에 따라 상기 수평슬라이더(123)가 왕복이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 왕복구동부(124)를 포함하고, 상기 그립퍼(130)는, 상기 이동프레임(121)에 장착되고 상하방향으로 연장배치된 수직레일(131)과, 상기 수직레일(131)에 지지되어 상하로 승강이동하는 수직슬라이더(132)와, 제어신호에 따라 상기 수직슬라이더(132)가 승강이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 승강구동부(133)와, 상기 수직슬라이더(132)에 장착되는 그립퍼본체(134) 및, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 배치되어 와이어(10)를 파지하는 핑거부(135)를 포함하며, 프로그래밍된 사항 또는 사용자의 조작에 따라 상기 이동프레임(121)이 설정된 위치로 수평이동하고 상기 핑거부(135)가 설정된 위치로 승강이동하도록 상기 왕복구동부(124) 및 승강구동부(133)를 구동제어하는 제어모듈(170);을 더 포함하고, 상기 핑거부(135)는, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되는 제1핑거(135a) 및, 상기 제1핑거(135a)와 측방으로 대향하도록 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되어 제1핑거(135a)와의 사이에 하나의 와이어(10)가 삽입될 수 있는 파지홈(136)을 형성하는 제2핑거(135b)를 포함한다.
본 발명에 따른 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 및 방법에 의하면,
첫째, 와이어보관부(110)는 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 다발로 적재되고, 그립퍼이동부(120)는 상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하는 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비되며, 그립퍼(130)는 상기 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급하는 것과 같이, 와이어(10)를 낱개 단위로 파지하여 탈피부(160)에 공급하는 공정을 자동화할 수 있어 탈피공정의 작업시간 및 인건비를 대폭 절감할 수 있다.
둘째, 상기 그립퍼이동부(120)는, 상기 와이어보관부(110)와 탈피부(160) 사이에 연장배치되는 수평레일(122)과, 상기 수평레일(122)에 지지되어 수평방향으로 왕복이동하는 수평슬라이더(123)와, 상기 수평슬라이더(123)에 장착되는 이동프레임(121) 및, 제어신호에 따라 상기 수평슬라이더(123)가 왕복이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 왕복구동부(124)를 포함하고, 상기 그립퍼(130)는, 상기 이동프레임(121)에 장착되고 상하방향으로 연장배치된 수직레일(131)과, 상기 수직레일(131)에 지지되어 상하로 승강이동하는 수직슬라이더(132)와, 제어신호에 따라 상기 수직슬라이더(132)가 승강이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 승강구동부(133)와, 상기 수직슬라이더(132)에 장착되는 그립퍼본체(134) 및, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 배치되어 와이어(10)를 파지하는 핑거부(135)를 포함하며, 제어모듈(170)은 프로그래밍된 사항 또는 사용자의 조작에 따라 상기 이동프레임(121)이 설정된 위치로 수평이동하고 상기 핑거부(135)가 설정된 위치로 승강이동하도록 상기 왕복구동부(124) 및 승강구동부(133)를 구동제어함으로써, 와이어보관부(110)에 저장된 와이어(10)를 탈피부(160)에 공급하기 위해 다관절 로봇암 구조를 이용하는 경우와 비교하여 구조를 간소화하면서도 유지보수가 용이하며 장치의 설치공간을 대폭 줄일 수 있다.
셋째, 상기 핑거부(135)는, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되는 제1핑거(135a) 및, 상기 제1핑거(135a)와 측방으로 대향하도록 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되어 제1핑거(135a)와의 사이에 하나의 와이어(10)가 삽입될 수 있는 파지홈(136)을 형성하는 제2핑거(135b)를 포함함으로써, 간소한 구조로도 와이어(10)를 낱개 단위로 파지할 수 있다.
넷째, 상기 그립퍼(130)는, 상기 수직슬라이더(132)와 그립퍼본체(134) 사이에 배치되어 핑거부(135)의 하강이동에 따라 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)의 하단이 와이어(10)의 표면 또는 와이어보관부(110)의 바닥면과 접촉할 때 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)에 가해지는 설정압력 이상의 가압력을 흡수하는 완충실린더(139)를 더 포함함으로써, 핑거부(135)의 하강이동시 각 핑거(135a,135b)의 단부가 과도한 압력에 의해 변형되거나 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다섯째, 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동이 가능하도록 장착되어 측방가압력에 의해 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 벌어지도록 동작하고, 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b)는 상기 측방가압력이 가해지지 않는 상태에서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 와이어(10)의 직경(D2)보다 상대적으로 작도록 구비되어, 상기 그립퍼(130)의 하강이동에 따라 상기 파지홈(136)으로 상향 삽입되는 와이어(10)에 의해 측방가압되어 상기 직경(D2)만큼 폭간격(D1)이 벌어지면서 삽입된 와이어(10)를 파지함으로써, 파지구조를 간소화하여 제조비용을 절감하고 유지보수가 용이해질 수 있다.
여섯째, 상기 그립퍼(130)는 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되는 것을 감지하는 파지감지부(138)를 더 포함하고, 상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어함으로써, 상기 파지홈(136)에 복수 개의 와이어(10)가 동시에 삽입되는 것을 방지하여 와이어(10)를 낱개 단위로 탈피부(160)에 공급할 수 있다.
일곱째, 상기 파지감지부(138)는 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거가 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동하면서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 직경(D2)만큼 벌어지면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지함으로써, 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되어 파지된 상태를 정밀하게 감지할 수 있다.
여덟째, 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 측방이동이 가능하도록 장착되고, 상기 그립퍼(130)는 제어신호에 따라 핑거가 측방이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 측방이동 구동부(137)를 더 포함하며, 상기 제어모듈(170)은 이동프레임(121)이 수평이동하여 탈피부(160)의 상부위치에 핑거부(135)가 배치된 상태에서 상기 폭간격(D1)이 직경(D2)보다 상대적으로 더 벌어지도록 상기 측방이동 구동부(137)를 구동제어하여 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)가 자중에 의해 파지해제되도록 함으로써, 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)를 용이하게 분리시킬 수 있다.
아홉째, 상기 그립퍼(130)는, 상기 파지홈(136)의 내측면 상에서 파지부(135)의 하단으로부터 상기 와이어(10)의 직경(D2)과 대응되는 높이에 측방으로 돌출되어 상기 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)만이 삽입되도록 제한하는 스토퍼(135c)를 더 포함함으로써, 상기 파지홈(136)에 복수 개의 와이어(10)가 동시에 삽입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 1은 일반적인 와이어 하네스의 구성을 촬영한 사진,
도 2는 일반적인 와이어 하네스의 와이어에 중간부분이 탈피된 상태를 촬영한 사진,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치의 주요 구성을 나타낸 측면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그립퍼가 하강하면서 임의 와이어와 상하로 대향한 상태를 나타낸 측면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어보관부의 적재홈에 복수의 와이어가 다발로 적재된 상태를 촬영한 사진,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핑거부에 형성된 파지홈의 폭간격과 와이어의 직경을 나타낸 측면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핑거부의 하강이동에 따라 각 핑거의 하단이 와이어의 표면과 접촉된 상태를 나타낸 측면도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핑거부의 하강이동에 따라 각 핑거가 벌어지면서 와이어를 파지한 상태를 나타낸 측면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그립퍼가 와이어를 파지한 상태에서 상승이동하는 상태를 나타낸 측면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스토퍼의 구성을 나타낸 측면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈피부의 구성을 촬영한 사진이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(비정형 다발와이어용 중간 탈피장치 및 방법)
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치는 비정형 다발와이어의 중간부분 둘레를 탈피하되 와이어를 낱개 단위로 파지하여 탈피부(160)에 공급하는 공정을 자동화한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 와이어보관부(110), 그립퍼이동부(120) 및 그립퍼(130)를 포함한다.
먼저, 상기 와이어보관부(110)는 작업대상인 비정형 다발와이어(10)를 그립퍼(130)가 파지할 수 있도록 보관하는 구성으로서, 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 적재된다.
여기서, 상기 와이어보관부(110)에는 적재공정에 따라 비정형 즉, 복수의 와이어(10)가 정렬된 상태 또는 비정렬된 상태로 적재될 수 있으며 다수의 와이어(10)가 다발로 적재될 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 와이어보관부(110)는 V자 형태로 하향 오목하게 형성된 적재홈(111)이 형성되고 상기 적재홈(111)의 내부에 복수의 와이어(10)가 적재됨으로써, 와이어보관부(110)에 적재되는 와이어(10)의 수량이 줄어들더라도 적재홈(111)의 중앙에는 항상 와이어(10)가 배치되므로 그립퍼(130)가 적재된 와이어(10)가 배치된 위치로 이동해야 하는 소요를 줄여 작업효율을 증대시킬 수 있다.
더불어, 도면에서와 같이 상기 와이어보관부(110)에는 복수 개의 적재홈(111)이 구비되어 하나의 적재홈(111)은 탈피부(160)로 이송할 와이어(10)를 보관하는 용도로 이용하고 다른 적재홈(111)은 탈피공정 이전 또는 탈피공정 이후의 와이어(10)를 임시로 거치하는 공간으로 이용할 수 있다.
상기 그립퍼이동부(120)는 그립퍼(130)를 이동시키기 위한 구성으로서 상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하기 위한 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부 위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비된다.
여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼이동부(120)는 이동프레임(121)을 왕복이동시킬 수 있도록, 상기 와이어보관부(110)와 탈피부(160) 사이에 연장배치되는 수평레일(122)과, 상기 수평레일(122)에 지지되어 수평방향으로 왕복이동하는 수평슬라이더(123)와, 상기 수평슬라이더(123)에 장착되는 이동프레임(121) 및, 제어신호에 따라 상기 수평슬라이더(123)가 왕복이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 왕복구동부(124)를 포함한다.
여기서, 상기 왕복구동부(124)는 수평레일(122)의 내부에 배치되는 구동모터와 이 구동모터의 구동축에 축결되는 벨트(체인)으로 이루어지고, 이 벨트의 일측에 상기 수평슬라이더(123)가 연결된 레일슬라이드 액추에이터 구조로 구비되어 수평이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 구동모터 및 벨트를 대신하여 유압 또는 공급 등을 이용한 구동실린더로 이루어지고 이 구동실린더의 구동부위에 수평슬라이더(123)가 연결되어 구동력을 제공할 수도 있다.
더불어, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 그립퍼(130)는, 상기 이동프레임(121)에 장착되고 상하방향으로 연장배치된 수직레일(131)과, 상기 수직레일(131)에 지지되어 상하로 승강이동하는 수직슬라이더(132)와, 제어신호에 따라 상기 수직슬라이더(132)가 승강이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 승강구동부(133)와, 상기 수직슬라이더(132)에 장착되는 그립퍼본체(134) 및, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 배치되어 와이어(10)를 파지하는 핑거부(135)를 포함한다.
여기서, 상기 승강구동부(133)는 상술한 왕복구동부(124)와 같이 상기 수직레일(131)의 내부에 배치되는 구동모터와 이 구동모터의 구동축에 축결되는 벨트(체인)으로 이루어지고, 이 벨트의 일측에 상기 수직슬라이더(132)가 연결된 레일슬라이드 액추에이터 구조로 구비되어 수평이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 구동모터 및 벨트를 대신하여 유압 또는 공급 등을 이용한 구동실린더로 이루어지고 이 구동실린더의 구동부위에 수직슬라이더(132)가 연결되어 구동력을 제공할 수도 있다.
또한, 프로그래밍된 사항 또는 사용자의 조작에 따라 상기 이동프레임(121)이 설정된 위치로 수평이동하고 상기 핑거부(135)가 설정된 위치로 승강이동하도록 상기 왕복구동부(124) 및 승강구동부(133)를 구동제어하는 제어모듈(170)이 구비된다. 따라서, 와이어보관부(110)에 저장된 와이어(10)를 탈피부(160)에 공급하기 위해 다관절 로봇암 구조를 이용하는 경우와 비교하여 구조를 간소화하면서도 유지보수가 용이하며 장치의 설치공간을 대폭 줄일 수 있다.
상기 그립퍼(130)는 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급한다.
이를 위해, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 핑거부(135)는, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되는 제1핑거(135a) 및, 상기 제1핑거(135a)와 측방으로 대향하도록 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되어 제1핑거(135a)와의 사이에 하나의 와이어(10)가 삽입될 수 있는 파지홈(136)을 형성하는 제2핑거(135b)를 포함할 수 있다. 이를 통해 간소한 구조로도 와이어(10)를 낱개 단위로 파지할 수 있다.
또한, 상기 그립퍼(130)는, 상기 수직슬라이더(132)와 그립퍼본체(134) 사이에 배치되어 핑거부(135)의 하강이동에 따라 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)의 하단이 와이어(10)의 표면 또는 와이어보관부(110)의 바닥면과 접촉할 때 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)에 가해지는 설정압력 이상의 가압력을 흡수하는 완충실린더(139)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 도면에는 상기 완충실린더(139)의 실린더바디(139a)는 수직슬라이더(132)에 장착되고 상하로 인출동작하는 실린더로드(139b)에는 그립퍼(130)가 장착된 것을 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며 실린더로드(139b)측이 수직슬라이더(132)에 장착되고 실린더바(139a)측이 그립퍼(130)에 장착된 구조로도 완충기능을 구현할 수 있다. 이러한 완충실린더(139)의 구성을 통해 핑거부(135)의 하강이동시 각 핑거(135a,135b)의 단부가 과도한 압력에 의해 변형되거나 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
더불어, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동이 가능하도록 장착되어 측방가압력에 의해 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 벌어지도록 동작하고, 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b)는 상기 측방가압력이 가해지지 않는 상태에서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 와이어(10)의 직경(D2)보다 상대적으로 작도록 구비된다.
따라서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼(130)의 하강이동에 따라 상기 파지홈(136)으로 상향 삽입되는 와이어(10)에 의해 측방가압되어 상기 직경(D2)만큼 폭간격(D1)이 벌어지면서 삽입된 와이어(10)를 파지한다. 이를 통해 파지구조를 간소화하여 제조비용을 절감하고 유지보수가 용이해질 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)의 외측면에는 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 형태의 경사면(135d)이 형성되어 다발로 적재된 와이어(10)들 사이로 각 핑거(135a,135b)가 헤집고 들어가 임의 와이어(10)를 파지할 수 있도록 가이드할 수 있다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼(130)는 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되는 것을 감지하는 파지감지부(138)를 더 포함하고, 상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어함으로써, 상기 파지홈(136)에 복수 개의 와이어(10)가 동시에 삽입되는 것을 방지하여 와이어(10)를 낱개 단위로 탈피부(160)에 공급할 수 있다.
또한, 상기 파지감지부(138)는 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거가 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동하면서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 직경(D2)만큼 벌어지면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지함으로써, 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되어 파지된 상태를 정밀하게 감지할 수 있다.
더불어, 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 측방이동이 가능하도록 장착되고, 상기 그립퍼(130)는 제어신호에 따라 핑거가 측방이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 측방이동 구동부(137)를 더 포함하며, 상기 제어모듈(170)은 이동프레임(121)이 수평이동하여 탈피부(160)의 상부위치에 핑거부(135)가 배치된 상태에서 상기 폭간격(D1)이 직경(D2)보다 상대적으로 더 벌어지도록 상기 측방이동 구동부(137)를 구동제어하여 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)가 자중에 의해 파지해제되도록 함으로써, 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)를 용이하게 분리시킬 수 있다.
여기서, 그립퍼본체(134)의 하부에는 레일이 측방으로 연장배치되고 이 레일에 지지되어 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거가 측방으로 슬라이딩 이동가능하도록 장착되고, 상기 측방이동 구동부(137)는 구동모터나 액추에이터로 이루어져 제어모듈(170)의 제어신호에 따라 동작하면서 핑거가 측방이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)와 레일 사이에는 도시되지 않은 탄성스프링 등의 탄성부재가 구비되어 핑거를 파지홈(136) 방향으로 탄성가압할 수 있고, 파지홈(136)에 삽입되는 와이어(10)의 반발력에 의한 측방가압력에 의해 이 탄성부재가 압축되면서 핑거가 탄발적으로 측방이동할 수 있다. 이때 탄발적으로 측방이동하는 거리는 와이어(10)의 직경(D2)과 동일한 거리로 이루어지는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 제어모듈(170)은 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 파지된 것으로 판단하여 도 10에 도시된 바와 같이 핑거부(135)가 상승하도록 승강구동부(133)를 구동제어하고, 이동프레임(121)이 탈피부(160)의 상부 위치로 이동하도록 왕복구동부(124)를 구동제어한다. 또한, 상기 탈피부(160)의 상부 위치에서 파지홈(136)이 직경(D2)보다 상대적으로 크게 벌어지도록 측방이동 구동부(137)를 구동제어하여 파지된 와이어(10)가 파지해제되면서 탈피부(160)에 안착될 수 있도록 한다. 이를 통해 와이어보관부(110)에 적재된 하나의 와이어(10)를 파지하고 이송하여 탈피부(160)에 공급하는 일련의 과정이 완료될 수 있다.
그리고, 각 핑거(135a,135b)가 측방이동 구동부(137)의 구동력에 의해 측방이동하면서 파지홈(136)의 간격(D1)이 벌어지고 오므려지는 구성을 통해, 파지홈(136)이 직경(D2)보다 큰 상태로 벌어져 적재홈(111)에 적재된 와이어(10) 다발에 삽입되면서 적재홈(111)에 와이어(10)가 삽입된 상태에서 파지홈(136)의 간격(D1)이 직경(D2)만큼 오므려지도록 동작할 수 있다. 따라서, 와이어(10)를 파지하고 파지해제하는데 타이밍을 측방이동 구동부(137)의 구동을 통해 제어할 수 있다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼(130)는, 상기 파지홈(136)의 내측면 상에서 파지부(135)의 하단으로부터 상기 와이어(10)의 직경(D2)과 대응되는 높이에 측방으로 돌출되어 상기 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)만이 삽입되도록 제한하는 스토퍼(135c)를 더 포함함으로써, 상기 파지홈(136)에 복수 개의 와이어(10)가 동시에 삽입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
여기서, 도면에는 상기 스토퍼(135c)가 제1핑거(135a)에 장착되어 제2핑거(135b)를 향해 측방으로 연장된 것을 예시하였으나 이에 국한되는 것은 아니며 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)에 각각 장착되어 측방으로 연장된 구조로도 구비될 수 있다.
더불어, 상기 그립퍼(130)는 스토퍼(135c)의 하부에 배치되어 파지홈(136)에 삽입되는 와이어(10)의 상단과 접촉하면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지하는 파지감지(138)부가 구비되고, 상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어할 수도 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 탈피부(160)와 근접된 위치에는 그립퍼(130)에 의해 파지되어 이송되는 와이어(10)가 일정한 위치에 배치되도록 정렬시키는 와이어정렬부(150)가 구비될 수 있다. 이러한 와이어정렬부(150)는 이송된 와이어(10)가 안착되는 안착홈의 측부 위치에 측방으로 슬라이딩 이동하는 가압프레임(151)이 구비되어 이 가압프레임(151)이 측방으로 슬라이딩 이동한 위치에 따라 이송된 와이어(10)가 안착되는 위치를 조절할 수 있다.
이러한 와이어정렬부(150)는 와이어(10)의 길이방향으로 일정한 위치를 기구적인 스토퍼로 설정하기 위한 구성으로서 스토퍼의 위치정렬은 서보모터 동작에 의해 제품종류에 따라 달리 설정할 수 있으며, 와이어 길이방향의 위치가 정렬되어야 와이어 길이방향으로 중간탈피 위치가 결정된다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탈피부(160)와 근접된 위치에는 탈피공정 이전의 와이어(10) 또는 탈피공정을 마친 와이어(10)를 보관하기 위한 적재부(190)가 구비될수 있으며, 상기 적재부(190)에는 와이어보관부(110)의 적재홈(111)과 마찬가지로 V홈 형태로 하향 오목한 보관홈이 형성되어 작업자가 보관홈에 안착된 와이어(10)를 보다 용이하게 집을 수 있도록 할 수 있다.
더불어, 상기 탈피부(160)는 그립퍼(130)에 의해 이송된 와이어(10)의 중간 부분 둘레를 탈피하기 위한 구성으로서, 도 13에 도시된 바와같이 일측에는 와이어(10)의 일측 단부를 파지하는 제1클램프(171)가 배치되고 타측에는 와이어(10)의 타측 단부를 파지하는 제2클램프(172)가 배치되어 탈피공정시 와이어(10)가 고정되도록 하며, 두 클램프(171,172) 사이에는 탈피부분의 일측단부 둘레를 컷팅하기 위한 제1컷팅부(173), 탈피부분의 타측단부 둘레를 컷팅하기 위한 제2컷팅부(174) 및, 탈피부분을 길이방향으로 컷팅하기 위한 제3컷팅부(175)이 배치된다.
또한, 두 클램프(171,172) 중 하나 이상의 클램프(171,172)는 이송된 와이어(10)의 길이방향으로 슬라이딩 이동이 가능하여 위치 고정된 각 컷팅부(173,174,175)의 컷팅 위치에 와이어(10)의 설정된 컷팅부위가 위치할 수 있도록 조절할 수 있다.
상술한 바와 같은 와이어보관부(110), 그립퍼이동부(120) 및 그립퍼(130)의 조합된 구성을 통해 와이어(10)를 낱개 단위로 파지하여 탈피부(160)에 공급하는 공정을 자동화할 수 있어 탈피공정의 작업시간 및 인건비를 대폭 절감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110...와이어보관부 120...그립퍼이동부
121...이동프레임 122...수평레일
123...수평슬라이더 124...왕복구동부
130...그립퍼 131...수직레일
132...수직슬라이더 133...승강구동부
134...그립퍼본체 135...핑거부
135a...제1핑거 135b...제2핑거
135c...스토퍼 138...파지감지부
139...완충실린더

Claims (10)

  1. 중간부분의 둘레를 탈피할 복수의 와이어(10)가 다발로 적재된 와이어보관부(110);
    상기 와이어(10)의 둘레를 탈피하는 탈피부(160)의 상부위치와 상기 와이어보관부(110)의 상부위치 사이에서 왕복이동하는 이동프레임(121)이 구비된 그립퍼이동부(120); 및
    상기 이동프레임(121)에 장착되어 탈피부(160)와 와이어보관부(110) 사이를 왕복이동하되 상기 와이어보관부(110)의 상부위치에서 하강하여 적재된 복수의 와이어(10) 중 하나의 와이어(10)를 파지하고 파지한 와이어(10)를 상기 탈피부(160)의 상부위치에서 파지해제하면서 탈피부(160)에 낱개 단위로 와이어(10)를 공급하는 그립퍼(130);를 포함하고,
    상기 그립퍼이동부(120)는, 상기 와이어보관부(110)와 탈피부(160) 사이에 연장배치되는 수평레일(122)과, 상기 수평레일(122)에 지지되어 수평방향으로 왕복이동하는 수평슬라이더(123)와, 상기 수평슬라이더(123)에 장착되는 이동프레임(121) 및, 제어신호에 따라 상기 수평슬라이더(123)가 왕복이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 왕복구동부(124)를 포함하고,
    상기 그립퍼(130)는, 상기 이동프레임(121)에 장착되고 상하방향으로 연장배치된 수직레일(131)과, 상기 수직레일(131)에 지지되어 상하로 승강이동하는 수직슬라이더(132)와, 제어신호에 따라 상기 수직슬라이더(132)가 승강이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 승강구동부(133)와, 상기 수직슬라이더(132)에 장착되는 그립퍼본체(134) 및, 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 배치되어 와이어(10)를 파지하는 핑거부(135)를 포함하며,
    프로그래밍된 사항 또는 사용자의 조작에 따라 상기 이동프레임(121)이 설정된 위치로 수평이동하고 상기 핑거부(135)가 설정된 위치로 승강이동하도록 상기 왕복구동부(124) 및 승강구동부(133)를 구동제어하는 제어모듈(170);을 더 포함하고,
    상기 핑거부(135)는,
    상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되는 제1핑거(135a) 및, 상기 제1핑거(135a)와 측방으로 대향하도록 상기 그립퍼본체(134)의 하부에 하향 연장배치되어 제1핑거(135a)와의 사이에 하나의 와이어(10)가 삽입될 수 있는 파지홈(136)을 형성하는 제2핑거(135b)를 포함하고,
    상기 그립퍼(130)는,
    상기 수직슬라이더(132)와 그립퍼본체(134) 사이에 배치되어 핑거부(135)의 하강이동에 따라 상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)의 하단이 와이어(10)의 표면 또는 와이어보관부(110)의 바닥면과 접촉할 때 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b)에 가해지는 설정압력 이상의 가압력을 흡수하는 완충실린더(139)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
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  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동이 가능하도록 장착되어 측방가압력에 의해 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 벌어지도록 동작하고,
    상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b)는 상기 측방가압력이 가해지지 않는 상태에서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 와이어(10)의 직경(D2)보다 상대적으로 작도록 구비되어, 상기 그립퍼(130)의 하강이동에 따라 상기 파지홈(136)으로 상향 삽입되는 와이어(10)에 의해 측방가압되어 상기 직경(D2)만큼 폭간격(D1)이 벌어지면서 삽입된 와이어(10)를 파지하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 그립퍼(130)는 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입되는 것을 감지하는 파지감지부(138)를 더 포함하고,
    상기 제어모듈(170)은 상기 파지감지부(138)로부터 감지신호가 수신되면 상기 수직슬라이더(132)가 더 이상 하강이동하지 않도록 승강구동부(133)를 구동제어하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 파지감지부(138)는 상기 제1핑거(135a)와 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거가 그립퍼본체(134) 상에서 탄발적으로 측방이동하면서 상기 파지홈(136)의 폭간격(D1)이 상기 직경(D2)만큼 벌어지면 감지신호를 출력하는 것으로 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)가 삽입된 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1핑거(135a) 및 제2핑거(135b) 중 하나 이상의 핑거는 그립퍼본체(134) 상에서 측방이동이 가능하도록 장착되고,
    상기 그립퍼(130)는 제어신호에 따라 핑거가 측방이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 측방이동 구동부(137)를 더 포함하며,
    상기 제어모듈(170)은 이동프레임(121)이 수평이동하여 탈피부(160)의 상부위치에 핑거부(135)가 배치된 상태에서 상기 폭간격(D1)이 직경(D2)보다 상대적으로 더 벌어지도록 상기 측방이동 구동부(137)를 구동제어하여 두 핑거(135a,135b) 사이에 파지된 와이어(10)가 자중에 의해 파지해제되도록 하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 그립퍼(130)는,
    상기 파지홈(136)의 내측면 상에서 파지부(135)의 하단으로부터 상기 와이어(10)의 직경(D2)과 대응되는 높이에 측방으로 돌출되어 상기 파지홈(136)에 하나의 와이어(10)만이 삽입되도록 제한하는 스토퍼(135c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어보관부(110)는,
    V자 형태로 하향 오목하게 형성된 적재홈(111)이 형성되고 상기 적재홈(111)의 내부에 복수의 와이어(10)가 다발로 적재되는 것을 특징으로 하는 비정형 다발와이어용 중간 탈피장치.

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