KR20170129781A - 워크피스 내로의 부품 삽입용 셀 - Google Patents

Abstract

워크피스 내로의 부품 장착용 셀은 압력을 이용하여 워크피스 내로 적어도 2개의 상이한 부품을 삽입하기 위한 가압 장치(10)를 포함한다. 가압 장치(10)는 프레스(11), 복수의 푸셔(12) 및 스트라이킹 판(13)을 포함한다. 푸셔들은 수직으로 위치하고 프레스에 의해 가해지는 힘을 수용하도록 구성된다. 각 푸셔의 일단부는 워크피스 내로 삽입되는 부품을 수용하도록 구성된다. 스트라이킹 판은 상기 프레스에 의해 가해지는 삽입 응력을 견디도록 구성되고 복수의 지지점을 포함하며, 이 지지점들은 프레스에 대해 동축으로 배치된 푸셔와 정렬되는 방식으로 선택적으로 배치될 때까지 이동될 수 있다. 셀은 집게(claw)가 구비된 로봇을 포함하고, 로봇은 워크피스를 고정하여 이를 가압 장치 내에 배치하도록 구성된다.

Description

워크피스 내로의 부품 삽입용 셀

본 발명은 부품 장착 기계(component mounting machine) 및 셀(cell) 분야에 관한 것이다.

종래의 장착 및 조립 공정들은 워크피스(workpiece)를 형성하는 상이한 부품들을 순차적으로 또는 병렬로 장착하는 한 세트의 장비로 형성된다. 예를 들어, 보통은 워크피스 내로 삽입되어야 하는 부품의 수만큼 로봇이 제공되며, 각 로봇은 마지막 로봇이 워크피스를 완료할 때까지 워크피스들이 컨베이어 벨트 상에서 이동할 때 툴을 이용하여 그것의 부품을 삽입한다.

이러한 공정의 주요 단점은 워크피스가 필요로 하는 부품의 수만큼 로봇이 필요하다는 것이다. 이는 또한 많은 공간을 필요로 한다. 게다가, 작업량과 무관하게 동일한 개수의 로봇이 필요하다.

미국 특허 US6256868B1은 요구되는 순서로 로봇에 부품들을 제공하기 위한 장치, 그리고 로봇 및 컨베이어 벨트에 워크피스들을 제공하기 위한 팔레트와 같은 다른 부재들의 도움을 통해, 단일의 로봇이 워크피스 상에 상이한 부품들을 순차적으로 장착할 수 있는 장착 스테이션(mounting station)을 통해 상술한 단점들을 해소하려고 하였다.

일부 적용에서는 동일한 워크피스 상에 상이한 부품들을 장착해야 할 필요가 있을뿐만 아니라, 워크피스의 상응하는 위치에 부품들을 삽입하기 위해 높은 압력을 가할 필요도 있다. 이런 경우들에서 로봇은, 로봇이 취급하는 전체 범위의 부품들에 필요한 압력을 가하지 못하는 경향을 보인다.

따라서, 취급할 수 있는 부품들과 관련한 높은 융통성 및 워크피스에 손상을 주지 않는 높은 압축 능력의 이점들을 결합하는 장치가 필요한 것으로 판단되고 있다.

본 발명의 목적은 워크피스의 상응하는 개수의 구멍에 압력을 이용하여 적어도 2개의 부품을 삽입하기 위한 가압 장치(pressing device)를 포함하는, 워크피스 상에 부품을 장착하기 위한 셀을 제공하는 것이고, 상기 장치는 차례로 하기를 포함한다: 프레스(press); 삽입할 부품을 개별적으로 수용할 수 있는 복수의 푸셔(pusher), 상기 푸셔는 상기 프레스에 의해 가해지는 힘을 수용하고 이를 워크피스의 구멍에 삽입될 부품으로 전달하기 위해 상기 프레스에 대해 동축(coaxially)으로 이동하며, 그렇지 않으면 동축으로 배치하도록 구성되고; 상기 프레스에 의해 가해지는 삽입 응력(insertion stress)을 견디도록 구성되는 스트라이킹 판(striking plate), 상기 스트라이킹 판은 프레스에 대해 동축으로 배치된 푸셔와 정렬되도록 대안적으로 배치되도록 하기 위해 이동될 수 있는 복수의 지지점을 포함한다.

본 발명의 셀은, 워크피스의 구멍들 중 하나가 푸셔와 스트라이킹 판의 지지부 사이에 있으면서 프레스의 샤프트(shaft)와 정렬된 가압 장치에 워크피스를 배치하도록 구성되는 로봇을 포함한다. 로봇은 삽입 작업 중에 워크피스를 고정하기 위해 제공된다.

일 가능한 실시예에서, 가압 장치의 작업은 하기와 같다:

- 워크피스에 삽입될 부품을 푸셔에 적재한다(바람직하게는, 각 푸셔에 대해 부품 1개).

- 제1 푸셔(삽입될 제1 부품이 적재된 푸셔)가 프레스의 작동 샤프트(actuation shaft)와 정렬되고 동축으로 배치될 때까지 푸셔들이 이동한다. 바람직하게는, 제1 푸셔가 프레스와 정렬될 때까지 모든 푸셔가 선형으로 이동하지만, 대안적으로 단지 제1 푸셔 만이 이동할 수 있고 다른 푸셔들은 이동하지 않는다.

- (삽입될 제1 부품에 상응하는) 제1 지지점(support point)이 제1 푸셔(차례로 프레스와 정렬됨)와 정렬되어 배치될 때까지 스트라이킹 판이 이동한다(이는 캐로셀(carousel)일 수 있으며, 예컨대 이 캐로셀은 샤프트와 관련하여, 상기 캐로셀 아암(arm)에 배열된 지지점들과 함께 회전한다).

- 로봇은 제1 구멍(부품이 삽입되는 구멍)이 프레스와 정렬되도록 스트라이킹 판 상에(제1 지지부 상에) 워크피스를 배치한다. 로봇은 전체 삽입 작업 동안 워크피스를 고정하고, 즉 로봇은 스트라이킹 판 상에 워크피스를 두고 자리를 벗어나지 않는다.

- 워크피스의 제1 구멍으로 제1 부품을 삽입하는 제1 푸셔에 작용하는 프레스가 활성화된다.

- 나머지 삽입될 부품들과 관련하여 공정을 반복, 즉, 제2 부품을 구비한 제2 푸셔가 프레스와 정렬될 때까지 푸셔들(또는 제 1푸셔 및 제2 푸셔만이)이 이동하고, 스트라이킹 판은 제2 지지점을 배치하기 위해 이동하며, 로봇은 프레스와 정렬된 제2 구멍을 제공하도록 워크피스를 이동시킨다(워크피스는 제2 지지점 상에 배치되지만 로봇에 의해 고정됨). 그런 다음, 상기 공정은 제3 또는 제4(또는 그 이상) 부품에 대해 반복된다.

일 가능한 실시예에서, 복수의 푸셔는 복수의 부품을 각각 수용하도록 구성되고, 상기 부품들은 적어도 제1 유형 및 상기 제1 유형과는 상이한 적어도 제2 유형이다. 다시 말해, 동일한 가압 장치가 워크피스의 상이한 부품들 모두를 신속하면서도 간편하게(싱글 프레스를 이용하고 푸셔들을 바꾸거나 변경할 필요 없이) 삽입할 수 있도록, 각 푸셔는 다른 푸셔들과 상이하거나 동일한 부품을 적재할 수 있다.

일 가능한 실시예에서, 푸셔들은 그것들 모두에 공통된(common) 또는 동일한 부분(예: 실린더) 및 삽입되는 각 부품에 대해 특정한 내부 부분을 포함한다. 프레스가 활성화될 때, 이 하부 부분은 공통된 부분으로부터 압박(push)을 받는다. 상기 하부 부분은 바람직하게는 부품이 삽입되고 변경될 수 있고, 동일한 푸셔를 사용하여 여러 부품을 삽입할 수 있도록 교체 가능하다.

프레스는 기계식 또는 유압식 프레스일 수 있지만, 바람직하게는 프레스는 전기식 프레스(electro press)이다.

프레스는 바람직하게는 워크피스의 구멍들 중 하나가 수직 위치에 있도록 수직으로 배열되고, 로봇은 프레스 아래에 워크피스를 고정한다. 명백하게는, 이런 경우 푸셔도 수직으로 배열된다. 다른 실시예에서, 프레스 또는 푸셔는 그것들의 샤프트가 수평 또는 심지어는 경사지도록 배열될 수 있다.

가압 장치는 푸셔들 중 하나가 프레스와 정렬될 때까지 푸셔들을 이동시키도록 구성되는 선형 매니퓰레이터(manipulator)에 연결될 수 있다. 선형 매니퓰레이터는 예를 들어, 저장 또는 공급 시스템으로부터 공급되는 복수의 삽입될 부품의 적재 위치로 푸셔가 이동되게 할 수 있다.

선형 매니퓰레이터는 복수의, 적어도 제1 유형의 부품 및 상기 제1 유형과 상이한 적어도 제2 유형의 부품을 동시에 제공하도록 구성되어, 상기 부품들은 가압 장치의 복수의 푸셔 각각에 결합될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 워크피스들은 오버팔레트(overpallet) 상에 배열되며, 이는 워크피스가 오버팔레트 상에 위치되는 위치 및 배향을 나타내도록 설계된 복수의 기준 부재(reference element)를 포함한다. 이 실시예에서, 로봇은 워크피스가 부착된(deposited) 오버팔레트를 픽업하고, 오버팔레트와 워크피스로 구성된 어셈블리를 가압 장치로 운반할 수 있을 것으로 예견된다. 이런 방식으로, 로봇은 오버팔레트의 기준 부재들의 위치를 알고 있기 때문에, 로봇은 또한 집게(claw)에 대한 워크피스의 위치, 결과적으로 그것들의 모든 구멍의 위치를 항상 알고 있으며, 구멍들 각각은 가압 장치 내 필요한 위치 및 배향에 쉽게 배치될 수 있다.

본 발명의 목적인 셀은 복수의 이송 기구(transport implement)를 이송하기 위한 컨베이어 벨트(conveyor belt); 및 각각의 이송 기구 위에 배치되도록 구성된 복수의 오버팔레트를 더 포함할 수 있고, 각각의 오버팔레트는 워크피스가 오버팔레트 상에 배치되어야 하는 위치 및 배향을 나타내도록 설계된 복수의 기준 부재를 포함한다.

가능한 실시예에서, 로봇은 워크피스가 부착되어 있는 오버팔레트를 픽업하고, 오버팔레트 및 워크피스로 형성된 어셈블리를 가압 장치로 운반하도록 구성된다.

상기 로봇의 집게(또는 클램프(clamp), 그리퍼(gripper))는 하부 클램프, 상부 클램프 및 적어도 하나의 푸셔를 포함한다. 상기 집게의 하부 클램프는 오버팔레트를 고정하도록 구성되고, 그 내부에 다수의 가이드가 배열된, 2개의 대칭적인 아암을 포함할 수 있다.

본 발명의 셀로 부품들이 장착되어 있는 워크피스는 차량의 너클(knuckle)일 수 있다.

본 발명의 장점들 및 추가 특징들은 하기의 상세한 기재 내용에서 명확해지며, 첨부된 청구범위에서 특히 주의 깊게 다뤄진다.

설명에 대한 보완으로서 그리고 본 발명의 특징들을 좀 더 쉽게 이해되도록 돕기 위한 목적으로, 본 발명의 바람직하고 실질적인 예시의 실시예에 따라, 설명은 예시적이고 비제한적인 예로서 다음을 대표하는 동일 부분의 필수 부분을 구성하는 일련의 도면을 첨부한다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 셀이나 완전한 장착 스테이션의 일부를 형성하는 부재들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 장착 스테이션의 부분을 포함하는 다른 측면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 셀의 컨베이어 벨트 및 오버팔레트를 도시한 상세도이다.
도 5는 집게로 오버팔레트 및 워크피스를 픽업하는 로봇의 다른 측면을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 가능한 실시예에 따른, 워크피스를 고정하고 있는 로봇의 집게를 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 가능한 실시예에 따른, 워크피스를 포함하지 않는 로봇의 집게를 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 가능한 실시예에 따른, 오버팔레트를 고정하고 있는 로봇의 집게를 도시한 도면이다.
도 9는 이송 기구 상에 위치한 오버팔레트를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 오버팔레트 상에 위치한 너클을 도시한 도면이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가압 장치를 도시한 도면이다. 가압 장치(10)는 삽입력(insertion force) 및 위치를 모두 제어하면서, 하나 또는 여러 개의 워크피스의 여러 위치에 상이한 부품들을 싱글 프레스로 장착할 수 있다. 다시 말해, 가압 장치는 삽입될 부품과 이들이 삽입될 워크피스의 유형들과 관련하여 융통성이 있다. 부품들은 길이 및 직경이 서로 상이할 수 있으며 특정 방향으로 삽입될 수 있다. 워크피스들은 상이한 형상일 수 있으며, 부품들의 삽입 영역들은 공간 내에 상이한 지점 및 각도들에 위치할 수 있다.

가압 장치(10)는 하기를 포함한다:

- 도 1의 실시예에서 전기식이고(다른 실시예에서, 프레스는 유압식(hydraulic) 또는 기계식일 수 있음), 부품들의 위치 및 삽입력을 제어하는 싱글 프레스(11). 도 1에 도시된 실시예에서, 프레스는 수직으로 배열된 작동 샤프트를 구비한 전기식 프레스이다(그러나, 다른 실시예에서, 프레스의 샤프트는 수평 또는 경사지게 배열될 수 있음);

- 도 1의 실시예에서 프레스(11) 및, 부품들이 삽입되는 워크피스(100, 110) 사이에(워크피스가 그것에 상응하는 위치에 배열되는 경우) 수직으로 배열된(그것들은 또한 수평으로 또는 경사지게 배열될 수도 있지만, 푸셔들 및 중간 부재들의 샤프트들이 프레스의 작동 샤프트에 평행임) 복수의 푸셔 또는 중간 부재(12); 이들 중간 부재(12)는 그 중간 부재들 중 하나가 프레스(11)에 대해 정렬되고 동축이 될 때까지 이동하며, 장착될 각 부품에 특이적이고; 중간 부재들(12)은 가압 장치(10)의 중간 부분에서 상기 목적으로 배열된 다수의 하우징(housing) 내에 위치한다. 다시 말해, 작업 중인 워크피스 및, 워크피스 내로 삽입되어야 하는 부품들에 따라서, 가압 장치(10)는 일부 중간 부재(12) 또는 기타 부재들을 포함한다. 바람직하게는, 푸셔들 또는 중간 부재들(12)은 수직 실린더들이다. 이들 모두는 서로 동일한 부분(12a) 및 그들 각각에 특이적인 하부 부분(12b)으로 형성된다. 이 부분 또는 단부(12b)는 각 워크피스 내로 삽입되는 각 부품에 대해 특이적이다. 중간 부재(12)의 하부 단부(12b)를 변경함으로써, 이전에 중간 부재(12)에 결합된 부품과 다른 특성을 가지는 새로운 부품이 동일한 중간 부재(12)에 연결 또는 결합될 수 있게 하므로, 가압 장치(10)의 다용성(versatility)을 달성할 수 있다. 각 중간 부재(12)의 단부(12b)는 가압 장치(10)에 의해 가해지는 푸시에 대한 베이스이며, 프레스(11)에 의해 가해지는 하중(force)을 견뎌야 한다;

- 부품들이 삽입되는 워크피스의 부분이 지지되고(하기 설명된 것처럼) 그 위치가 각 부품이 삽입되는 워크피스의 영역의 형상에 따라 달라지는, 삽입 응력에 역반응(counter-reacting)하기 위한 스트라이킹 판(13). 스트라이킹 판(13)은 각 워크피스의 하나 또는 그 이상의 각각의 점이 배치 또는 정렬될 수 있는, 일반적으로 상이한 몇 개의 지지점을 포함한다. 상기 이유로, 스트라이킹 판(13)은 수직 샤프트를 중심으로 회전하도록 구성되어, 가공되는 워크피스에 요구되는 지지를 용이하게 한다. 도 1의 스트라이킹 판(13)은 8개의 위치(지지점)를 가지지만, 상기 개수는 다를 수 있다. 이 실시예에서, 스트라이킹 판(13)은 바람직하게는 상기 수직 샤프트에 횡방향으로 배열된 복수의 스포크(spoke)를 가지고, 그 각 단부에는 상기 지지점들이 있는 캐로셀이다.

이와 동시에, 여러 상이한 부품이(푸셔(12)의 단부에 각각 하나씩) 장치(10)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 장치는 적어도 하나의 제1 유형의 부품 및 적어도 하나의 제2 유형의 부품을 가질 수 있다. 또한, 그것은 적어도 하나의 제3 유형의 부품, 적어도 하나의 제4 유형의 부품 등을 가질 수 있다.

가압 장치(10)는 삽입력의 역반응을 견디도록 구성된 C-형상의 구조를 기반으로 한다. 가압 장치는 고정 상태이다. 이미 언급한 바와 같이, 부품들은 싱글 프레스(11)로 삽입되지만, 각 부품의 삽입의 힘 및 치수(dimension)가 독립적으로 제어되면서 삽입된다.

복수의 푸셔(12)는 가압 장치(10)의 일부를 형성하지는 않지만 푸셔들(12) 중 하나를 프레스(11) 아래에 선택적으로(alternatively) 배치될 수 있게 하는 선형 매니퓰레이터(20)에 연결된다. 가압 장치(10)는 고정된 채로, 해당 워크피스 및 워크피스 내로 삽입되어야 하는 부품들에 따라서 선형 매니퓰레이터(20)를 통해 워크피스 내로 삽입될 부품들을 수용한다. 선형 매니퓰레이터(20)를 따라 동일한 공정에서, 몇몇의 상이한 부품(푸셔(12)의 단부(12b)에 결합되도록 각각 설계된 부품), 예를 들어 제1 유형의 여러 부품 및 제2 유형의 여러 부품 또는 서로 상이한 부품 모두가 복수의 푸셔(12) 내로 적재된다.

도 2는 가압 장치(10)와 함께 본 발명의 셀, 스테이션 또는 완전한 장착 시스템의 일부를 형성하는 부재들을 개략적으로 도시하고 있다. 도 3은 시스템, 스테이션 또는 장착 설비의 부분을 포함하는 다른 측면을 도시하고 있다. 가압 장치(10)는 선형 매니퓰레이터(20)를 통해 워크피스 내로 삽입될 부품들을 수용한다. 각 부품은 가압 장치(10)의 각 중간 부재(12)의 하부 부분(12b)에 결합된다. 앞서 설명한 것처럼, 워크피스 내로 삽입되는 부품을 수용하기 위한 적절한 하부 부분(12b)은 이전에 - 워크피스가 장착되기 전 계획 단계에서 - 선택되어, 사용될 각 중간 부재(12)에 연결된다. 저장 시스템(50)에서 공급되는 이들 부품은 선형 매니퓰레이터(20) 내로 적재된다. 도 2에서, 저장 시스템은 인덱싱 테이블들(indexing tables)의 어셈블리이지만, 임의의 다른 저장 시스템이 사용될 수도 있다. 부품들은 선형 매니퓰레이터(20)를 따라 배열된 다수의 객차(carriage) 또는 가이드를 통해 가압 장치(10)에 액세스한다. 대안적으로, 부품들은 공급기(feeder)(60)로부터 가압 장치(10)로 제공될 수 있다. 도 2에서, 공급기는 계단식 공급기(step feeder)이다. 상기 경우에서와 같이, 부품들은 다수의 객차 또는 가이드를 통해 가압 장치(10)에 액세스한다.

로봇(40), 예를 들어 6 자유도(six degrees of freedom)를 보유한 로봇은 부품들이 삽입될 워크피스들의 픽업을 담당한다. 부품들이 (가압 장치(10)를 통해) 삽입될 워크피스들은 컨베이어 벨트(30) 상에서 이동한다. 벨트(30)는 일련의 이송 기구들 또는 통상적인 팔레트들(70)을 이송한다. 각 이송 기구 또는 팔레트(70) 상에는 제2 팔레트 또는 "오버팔레트"(80)가 있다. 도 9는 팔레트 또는 이송 기구(70) 상에 위치한 오버팔레트(80)를 도시하고 있다.

도 4는 컨베이어 벨트(30) 및 "오버팔레트"(80)를 도시한 상세도이다. 이송 기구 상에 위치한 제2 팔레트 또는 오버팔레트(80)는 오버팔레트(80) 상에 부착될 워크피스에 기준 역할을 하는 다수의 기준부(reference part)들 또는 기준점(85)을 가진다. 워크피스들은 제2 팔레트들 또는 "오버팔레트들"(80) 상에, 바람직하게는 조작자에 의해 부착된다. 워크피스가 앞서 언급된 기준점(85)에 의해서 정의되거나 표시된 위치인, 워크피스가 제2 팔레트 또는 "오버팔레트"(80) 상에 지지될 수 있는 정확한 위치는 오직 하나뿐이다. 로봇(40)은 클램프 또는 집게(또는 그리퍼)로 "오버팔레트" 및 그 위에 부착된 워크피스로 형성된 어셈블리를 픽업한다. 도 4에서, 로봇(40)이 오버팔레트(80) 및, 컨베이어 벨트(30) 위를 지나가는 이송 기구(70) 상에서 오버팔레트(80)의 순환 중 그 위에 이전에 부착되었던 워크피스로 형성된 어셈블리를 집게로 어떻게 픽업하는지를 확인할 수 있다. 도 5는 집게로 오버팔레트 및 워크피스를 픽업하는 로봇을 도시한 대체도이다.

도 6a는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 로봇(40)의 집게(또는 클램프 또는 그리퍼)(90)를 도시한 도면이다. 집게(90)는 하부 클램프(93) 및 상부 클램프(95)를 포함한다. 로봇의 집게의 하부 클램프(93)는 차례로 워크피스(100)를 운반하는 "오버팔레트(80)"를 붙잡는다. 보여지는 바와 같이, 워크피스(100)는 오버팔레트(80)의 기준부들(85)로 인하여 가능한 정확한 위치에서만 오버팔레트(80) 상에 위치된다. 집게 또는 그리퍼(90)는 적어도 하나의 푸셔(98)에 의해 샌드위치처럼 닫힌다. 가능한 실시예에서, 집게는 워크피스(100) 및 오버팔레트(80) 상의 어셈블리를 닫을 수 있게 하는 하부 부분 내에 여러 푸셔(98)를 포함한다. 푸셔들은 가압 장치가 워크피스들의 다양성에 부합하게 조정되도록 할 수 있고, 즉 다양성에 따르는 워크피스의 기준 설정(referencing)을 보장한다. 따라서, 로봇(40)은 워크피스(100)를 가압 장치(10)의 스트라이킹 판(13) 상에 배치되거나 이와 정렬될 때까지 운반한다. 로봇은 워크피스를 적절하게 배치하고 배향한다. 이는 로봇의 집게가 오버팔레트(80)와 함께 워크피스(100)를 픽업하기 때문에 가능할 수 있고, 따라서 집게에 대한 워크피스(100)의 위치와 부품들이 삽입되어야 하는 모든 구멍들의 위치를 항상 알 수 있다. 이러한 적절한 위치 및 배향은 다름 아닌 바로 각 중간 부재(12)의 푸쉬로 인해 해당 부품이 수직으로 수용될 수 있게 하는 것이다. 워크피스는 상응하는 스트라이킹 판(13)의 위치에 정렬되고 배치된다. 로봇(40)은 워크피스(100)를 놓거나(release) 이를 스트라이킹 판(13) 상에 부착하는 것이 아니라, 오히려 워크피스를 놓치지 않으면서 스트라이킹 판(13) 상에 위치시킴으로써, 가압 장치(10)는 압력을 이용하여 상응하는 부품을 삽입시킬 수 있고, 상기 압력에 의해 가해지는 응력은 상기 스트라이킹 판(13)에 의해 흡수된다는 점에 유의해야 한다. 일반적인 경우에서와 같이, 워크피스(100)는 바람직하게는 중간 부재들(12)의 여러 상응하는 단부(12b)에 이미 결합된 몇 개의 부품들을 수용해야 하고, 그런 다음 로봇(40)은 중간 부재들(12)과 스트라이킹 판(13) 사이의 공간으로부터 집게를 뽑아 내서, 오버팔레트(80) 및 워크피스(100)로 형성된 어셈블리를 이동시키고(선회, 회전 등), 가압 장치(10)는 오버팔레트(80)를 적절한 위치 및 방향으로 수용하도록 준비시키기 위해 필요할 경우 스트라이킹 판을 이동시키며, 마지막으로 워크피스(100) 및 오버팔레트(80)로 형성된 어셈블리를 스트라이킹 판(13) 상에 재배향 및 재정렬시킴으로써, 신규 부품이 워크피스(100)의 상응하는 부분 내로 압력을 이용하여 수직으로 삽입될 수 있다. 로봇은 그리퍼로 워크피스를 고정하지만, 힘을 가하지는 않는다. 즉, 집게들의 서보모터들은, 압축 중에 소소한 정렬 불량에 견딜 수 있도록 분리된다.

도 7a 및 도 7b는 하부 클램프(93) 및 상부 클램프(95)뿐만 아니라 푸셔들(98)을 확인할 수 있는 집게(또는 클램프 또는 그리퍼)(90)의 가능한 구현을 도시한 도면이다. 하부 클램프(93)는, 길고 대칭이며 그 내부에 오버팔레트(80)를 고정하도록 구성되는 다수의 가이드가 있는 2개의 그리퍼, 아암 또는 고정 부재로 형성됨을 확인할 수 있다. 이는 도 8a에서 명료하게 확인된다. 도 8a의 대체도를 도시한 도 8b에서, 하부 클램프(93)를 형성하는 2개의 아암이나 그리퍼가 오버팔레트(80)의 형상이 상기 하부 클램프(93)에 부합하도록 하기 위해 특별하게 설계되었음을 확인할 수 있다.

상기 로봇(40)의 활동과 병행하여, 각각의 워크피스의 상응하는 위치들 내로 삽입될 부품들은 저장 시스템(50) 또는 공급기(60)에 의해 제공된다. 도 2에서, 저장 시스템은 인덱싱 테이블들의 어셈블리이며, 공급기(60)는 계단식 공급기이지만, 임의의 다른 저장 시스템이나 공급기가 사용될 수도 있다. 배치될 각 부품은 가압 장치(10)의 중간 부재(12)의 상응하는 하부 단부(12b)에 결합되거나 이에 걸린다.

일단 부품들이 해당 워크피스 내로 삽입 및 압축되면, 로봇(40)은 워크피스를 컨베이어 벨트(30)로 반송한다. 로봇은 (주기 시간을 단축하기 위해) 워크피스를 동일한 위치 또는 상이한 위치로 반송할 수 있다.

보여지는 바와 같이, 가압 장치(10)는 워크피스 내로 삽입되어야 하는 상이한(서로 상이한) 부품 모두에 대해 싱글 프레스(11)를 사용한다. 따라서, 이는 압축 유닛들을 감소시킨다. 이는 부품들이 상이한 각도들로 상이한 위치들에 배치되어야 하거나 상이한 크기들(예: 직경)을 가질지라도, 모든 워크피스 및, 워크피스들 내로 삽입되어야 하는 모든 부품에 부합되는 가압 장치(10)를 설계함으로써 달성된다. 워크피스의 유형이 변경될 때, 중간 부재(12)의 단부 부재(12b)가 변경되고 스트라이킹 판(13)이 선회되어야 할 수도 있다.

오버팔레트(80) 및 집게(90)와 함께, 가압 장치(10)는 워크피스 상에서 높은 압력을 이용한 부품 삽입을 필요로 하는 임의의 적용에 이용될 수 있다. 어셈블리는 해당 워크피스가 상대적으로 비대칭일 때, 즉 삽입 및 로봇식 압축을 특히 복잡하게 만드는 복잡한 형상들, 각도들, 구멍들 등을 가질 때 특히 유용하다. 가능한 실시예에서, 워크피스(100)는 차량의 서스펜션의 너클 또는 LRCA(하부 리어 콘트롤 아암)이다. 다시 도 6a를 참조하면, 집게(90)에 의해 고정된 워크피스는 너클이다. 도 6b는 동일한 집게(90)에 의해 고정된 동일한 워크피스를 도시한 대체도이다.

도 10은 도 9의 오버팔레트(80) 상에 위치된 너클(110)을 도시한 도면이다. 너클(110)은 오버팔레트(80) 상에 배열되고 세워진 기준부들(85)로 인해, 오버팔레트(80) 상에 가능한 정확한 위치만을 점유한다. 따라서, 로봇(40)이 하부 집게(93)의 기하학적 구조에 완벽하게 부합되는 오버팔레트(80)를 집게(90)로 고정할 때, 로봇(40)은 오버팔레트(80)와 관련하여 완벽하게 기준 설정된 너클(110)을 이송한다. 그런 다음, 로봇은 오버팔레트(80) 및 너클(또는 일반적으로 워크피스)로 형성된 어셈블리를 내려놓지 않고, 가압 장치(10)의 스트라이킹 판(13) 상에 배치시키고 배향시킨다. 이와 동시에 또는 실질적으로 동시에 가압 장치(10)의 푸셔들 또는 중간 부재들(12)은 워크피스의 각 위치들 또는 구멍들 내로 압력을 이용하여 삽입되어야 하는 부품들과 함께 그것들의 하부 단부(12b)에 부합하게 조정되었기 때문에, 설비는 상기 부품들을 워크피스 내로 도입할 준비가 된 상태이다. 워크피스가 너클(110)인 경우, 부품들은 보통 부시(bush)들이다. 워크피스가 스트라이킹 판(13) 상에 정확하게 배향/정렬될 때, 프레스(11)는 활성화되고 필요한 삽입력을 인가하여, 푸셔들 또는 중간 부재들(12)은 그것들의 단부들(12b)을 통해 부품들이 워크피스의 상응하는 위치 내로 삽입되도록 부품들을 푸쉬한다. 삽입 응력을 흡수하는 스트라이킹 판(13)으로 인해, 워크피스는 압력에 의해 손상되지 않는다. 일단 부품들이 워크피스 내로 삽입되면, 로봇(40)은 워크피스를 (오버팔레트와 함께) 적절한 곳에 부착한다(바람직하게는, 이송 기구 상에 부착되어 적절한 곳으로 운반될 수 있다).

본원에서, "포함한다(comprise)"는 단어 및 그 변형(예: "포함하배타comprising)" 등)은 배타적인 의미로 해석되어서는 안되며, 즉 설명된 것이 다른 요소, 단계 등을 포함할 가능성을 배제하지 않는다.

또한, 본 발명은 본원에서 설명한 상기 특정 실시예로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 본 발명의 청구범위 내에서 통상의 기술을 가진 당업자에 의해 실시될 수 있는 변경들(예컨대, 재료, 치수, 구성요소, 구성 등의 선택에 관련하여)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (15)

1. 워크피스(100, 110) 상에 부품을 장착하기 위한 셀(cell)에 있어서,
   상기 셀은,
   - 워크피스(100, 110)의 상응하는 개수의 구멍 내로 압력을 이용하여 적어도 2개의 부품을 삽입하기 위한 가압 장치(10), 여기에서 상기 장치(10)는 차례로 하기를 포함한다: 프레스(press)(11); 삽입되는 부품을 개별적으로 수용하도록 배열된 복수의 푸셔(pusher)(12), 상기 푸셔는 상기 프레스(11)에 의해 가해지는 힘을 수용하고 이를 워크피스(100, 110)의 구멍 내로 삽입되는 부품으로 전달하기 위해 상기 프레스(11)를 이동시키고 선택적으로 이에 동축으로 위치되도록 구성되고; 및 상기 프레스(11)에 의해 가해지는 삽입 응력에 견디도록 구성된 스트라이킹 판(striking plate)(13), 여기에서 상기 스트라이킹 판(13)은 상기 프레스(11)에 대해 동축으로 배열된 푸셔와 정렬되는 방식으로 선택적으로 배치되도록 하기 위해 이동될 수 있는 복수의 지지점을 포함하고; 그리고
   - 상기 워크피스(100, 110)의 구멍들 중 하나가 상기 푸셔와 상기 스트라이킹 판의 지지부 사이에 있고, 상기 프레스의 샤프트와 정렬되도록, 상기 가압 장치(10) 내에 상기 워크피스(100, 110)를 배치하도록 구성되는 로봇(40), 상기 로봇(40)은 삽입 작업 중에 상기 워크피스(100, 110)를 고정하도록 예견되는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 푸셔(12)는 각각 복수의 부품을 수용하도록 구성되고, 여기에서 상기 부품들은 적어도 제1 유형 및 상기 제1 유형과는 상이한 적어도 제2 유형인 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 푸셔들(12)은 상기 푸셔 모두에 공통이거나 동일한 부분(12a) 및 삽입될 각 부품에 대해 특이적인 하부 부분(12b)을 포함하며, 상기 하부 부분(12b)은 상기 프레스(11)가 활성화될 때 상기 공통 부분(12a)으로부터의 푸쉬(push)를 수용하도록 구성되는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부 부분(12b)은 부품이 삽입되고 변경될 수 있고, 동일한 푸셔를 사용하여 여러 부품을 삽입할 수 있도록 교체 가능한 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레스(11)는 전기식 프레스인 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레스는 워크피스(100, 110)의 구멍들 중 하나가 수직 위치에 있도록 수직으로 배열되고, 로봇은 프레스(11) 아래에 워크피스를 고정하는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가압 장치(10)는 푸셔들 중 하나가 프레스와 정렬될 때까지 푸셔를 이동시키도록 구성되는 선형 매니퓰레이터(manipulator)(20)를 포함하는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
8. 제7항에 있어서,
   상기 선형 매니퓰레이터는 상기 푸셔들이 저장 또는 공급 시스템으로부터 공급되는 삽입되는 복수의 부품의 적재 위치들까지 이동되도록 할 수 있는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
9. 제8항에 있어서,
   상기 선형 매니퓰레이터(20)는 복수의, 적어도 제1 유형의 부품 및 상기 제1 유형과 상이한 적어도 제2 유형의 부품을 동시에 제공하도록 구성되고, 가압 장치(10)의 복수의 푸셔(12) 각각에 결합될 수 있는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워크피스(100, 110)는, 워크피스(100, 110)가 오버팔레트(80) 상에 위치되는 위치 및 배향을 나타내도록 설계된 복수의 기준 부재(reference element)(85)를 포함하는 오버팔레트(overpallet)(80) 상에 배열되는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
11. 제10항에 있어서,
    상기 로봇(40)은, 워크피스(100, 110)가 배치된 오버팔레트(80)를 픽업하여 상기 오버팔레트(80) 및 상기 워크피스(100, 110)로 구성된 상기 어셈블리를 상기 가압 장치(10)로 전달하도록 구성되는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셀은,
    - 복수의 이송 기구(70)를 이송하도록 구성된 컨베이어 벨트(30); 및
    - 각각의 이송 기구(70) 위에 배치되도록 구성되는 복수의 오버팔레트(80), 여기에서 각각의 워크피스(100, 110)는, 워크피스(100, 110)가 오버팔레트(80) 상에 배치되어야 하는 위치 및 방향을 지시하도록 설계된 복수의 기준 부재(85)를 포함하고;
    를 추가로 포함하는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로봇의 집게(claw)(90)는 하부 클램프(93), 상부 클램프(95) 및 적어도 하나의 푸셔(98)를 포함하는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
14. 제13항에 있어서,
    상기 집게(90)의 하부 클램프(93)는 2개의 대칭 아암(arm)을 포함할 수 있고, 이 대칭 아암들 내부에는 오버팔레트(80)를 고정하도록 구성되는 다수의 가이드가 배열되는 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워크피스는 너클(110)인 것인, 워크피스 상에서 부품을 장착하기 위한 셀.

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