KR20180008146A

KR20180008146A - 자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20180008146A
Application number: KR1020160090071A
Authority: KR
Inventors: 이영훈; 김주영
Original assignee: 주식회사 한화
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-01-24
Also published as: KR101887264B1

Abstract

본 발명은 자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 다량의 자탄을 포함하는 분산 탄두의 자동 조립 및 자동 검수를 위한 자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법에 관한 발명이다.

Description

자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법{Automated warhead assembling system and method thereof}

일반적으로 자탄을 탄두에 조립하는 공정은 수작업 또는 반자동화 공정을 통해 이루어진다.

안전핀을 포함하는 자탄이 탄두에 조립되기 위해서는 안전핀이 제거되어야 하는데, 안전핀이 제거된 자탄은 장전 및 자폭이 가능한 상태가 되므로 낙하, 취급부주의 등 휴먼에러로 인해 사고를 유발할 수 있어 작업자의 안전성 확보에 문제가 있다.

또한, 자탄을 탄두에 조립하는 공정을 수작업으로 진행할 경우 다량의 자탄을 취급해야 하기 때문에 품질 불량품 선별이 어려워 완성 탄두의 품질 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.

한국 등록특허공보 제10-1482449호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 위험이 예상되는 안전핀 제거 작업 등과 같은 공정을 자동화 장치를 이용하여 진행함으로써 작업자의 안전을 확보하는데 목적이 있다.

또한, 자동 조립 및 자동 검수 장비를 통하여 다량의 자탄을 전수검사 함으로써 품질 불량품을 손쉽게 제거할 수 있게 되어 품질 신뢰성을 향상시키는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동화된 탄두 조립 장치에 있어서,

자탄의 중량을 측정하는 중량 측정부;

상기 자탄의 안전핀을 제거하는 안전핀 제거부;

상기 자탄에서 상기 안전핀 외 다른 부품이 탈락되었는지 여부를 검수하는 비젼 카메라;를 포함하는 턴테이블과,

상기 턴테이블을 통과한 상기 자탄을 지지대에 삽입하는 자탄 삽입부와,

상기 자탄이 삽입된 상기 지지대가 적층되어 구성된 자탄 조립체에 탄두 외피를 덮는 탄두 외피 삽입부와,

상기 자탄 조립체가 삽입된 상기 탄두 외피에 후방 벌크헤드를 조립하는 후방 벌크헤드 조립부를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동화된 탄두 조립 방법에 있어서,

자탄의 중량을 측정하는 중량 측정 단계;

상기 자탄의 안전핀을 제거하는 안전핀 제거 단계;

상기 안전핀이 제거된 상기 자탄을 지지대에 삽입하는 자탄 삽입 단계;

상기 자탄이 삽입된 상기 지지대를 적층하는 지지대 적층 단계;

상기 지지대가 적층되어 구성된 자탄 조립체에 탄두 외피를 덮는 탄두 외피 조립 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 위험이 예상되는 안전핀 제거 작업 등과 같은 공정이 작업자로부터 격리되어 완전 자동화로 진행됨으로써 작업자의 안전이 확보된다.

또한, 자동 조립 및 자동 검수 장비를 통하여 다량의 자탄을 전수 검사함으로써 품질 불량품을 손쉽게 제거할 수 있게 되어 품질 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 탄두를 조립하기 위한 자동화 장치.
도 2는 본 발명의 자동화 장치의 조립 방법.
도 3은 본 발명의 자동화 장치의 턴테이블.
도 4는 본 발명의 자동화 장치의 중량 측정 장치.
도 5는 본 발명의 자동화 장치의 비젼 검사 장치.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 자동화 장치의 안전핀.
도 8은 본 발명의 자동화 장치의 안전핀 분리 장치.
도 9는 본 발명의 자동화 장치의 안전핀 센싱 장치.
도 10은 본 발명의 자동화 장치의 자탄 삽입 장치.
도 11은 본 발명의 자동화 장치의 탄두 외피 조립 장치.
도 12는 본 발명의 자동화 장치의 후방 벌크헤드 조립 장치.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 탄두를 조립하기 위한 자동화 장치를 도시하고 있다.

본 발명은 넓은 지역을 초토화 시키기 위해 내부에 다수의 자탄을 포함하는 분산 탄두의 자동 조립 및 자동 검수를 위한 자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법에 관한 발명이다.

도 2는 본 발명의 자동화 장치의 조립 방법을 도시하고 있으며, 도 3은 본 발명의 자동화 장치의 턴테이블을 도시하고 있고, 도 4는 본 발명의 자동화 장치의 중량 측정 장치를 도시하고 있으며, 도 5는 본 발명의 자동화 장치의 비젼 검사 장치를 도시하고 있고, 도 6 내지 도 7은 본 발명의 자동화 장치의 안전핀을 도시하고 있으며, 도 8은 본 발명의 자동화 장치의 안전핀 분리 장치를 도시하고 있고, 도 9는 본 발명의 자동화 장치의 안전핀 센싱 장치를 도시하고 있으며, 도 10은 본 발명의 자동화 장치의 자탄 삽입 장치를 도시하고 있고, 도 11은 본 발명의 자동화 장치의 탄두 외피 조립 장치를 도시하고 있으며, 도 12는 본 발명의 자동화 장치의 후방 벌크헤드 조립 장치를 도시하고 있다.

본 발명의 자동화된 탄두 조립 장치는 자탄(2)의 중량을 측정하는 중량 측정부(22), 상기 자탄(2)의 안전핀(32, 36)을 제거하는 안전핀 제거부(28, 34), 상기 자탄(2)에서 상기 안전핀(32, 36) 외 다른 부품이 탈락되었는지 여부를 검수하는 비젼 카메라(30)를 포함하는 턴테이블(10)과, 상기 턴테이블(10)을 통과한 상기 자탄(2)을 지지대(14)에 삽입하는 자탄 삽입부(44)와, 상기 자탄(2)이 삽입된 상기 지지대(14)가 적층되어 구성된 자탄 조립체(18)에 탄두 외피(46)를 덮는 탄두 외피 삽입부(20)와, 상기 자탄 조립체(18)가 삽입된 상기 탄두 외피(46)에 후방 벌크헤드를 조립하는 후방 벌크헤드 조립부를 포함하여 이루어진다.

상기 자탄(2)은 상기 턴테이블(10)에 진입하기 이전에 자탄 투입부(4)로 투입되어 자탄 대기부(6)를 거쳐 자탄 이동부(8)에 의해 이동되어 상기 턴테이블(10)에 진입하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 조립 장치를 이용하여 분산 탄두를 조립하기 위한 방법은,

자탄(2)의 중량을 측정하는 중량 측정 단계(S100);

상기 자탄의 안전핀을 제거하는 안전핀 제거 단계(S110);

상기 안전핀이 제거된 상기 자탄을 지지대에 삽입하는 자탄 삽입 단계(S120);

상기 자탄이 삽입된 상기 지지대를 적층하는 지지대 적층 단계(S130);

상기 지지대가 적층되어 구성된 자탄 조립체에 탄두 외피를 덮는 탄두 외피 조립 단계(S140);

를 순차적으로 진행하여 이루어지게 된다.

먼저 상기 중량 측정 단계(S100)는 상기 중량 측정부(22)에서 이루어지는 것으로 상기 중량 측정부(22)에 구비된 로드셀(24)을 이용하여 상기 자탄(2)의 중량을 측정하게 된다.

상기 분산 탄두를 조립하는 초기 단계에서 상기 자탄(2)의 중량을 측정하는 이유는, 탄두는 다수의 상기 자탄(2)을 포함하여 구성되며 각각의 자탄(2)의 중량은 탄두의 중량과 직결되어 있으므로 각각의 자탄(2)의 중량을 측정하여 정상 규격의 자탄(2)만 탄두 내부에 삽입하기 위함이다.

상기 턴테이블(10)에는 자탄 오리엔테이션부(26)가 더 포함되는데, 상기 자탄 오리엔테이션부(26)는 상기 자탄(2)들이 모두 같은 방향이 되도록 상기 자탄(2)의 방향을 바꿔주는 것으로, 상기 자탄(2)들은 상기 중량 측정 단계(S100) 이후 상기 자탄 오리엔테이션부(26)에 의해 모두 같은 방향으로 위치하게 된다.

이후 상기 자탄 오리엔테이션부(26)를 통과한 상기 자탄(2)의 안전핀(32, 36)을 제거하기 위해 상기 안전핀 제거 단계(S110)가 진행된다.

상기 안전핀 제거 단계(S110)는 안전핀 제거부(28, 34)에서 이루어지는 것으로, 수직 안전핀(32)과 수평 안전핀(36) 두 종류의 안전핀을 제거하게 된다.

먼저, 상기 수직 안전핀(32)은 상기 안전핀 제거부(28)에 구비된 그립퍼(Gripper)(38)를 이용하여 상기 안전핀(32)을 제거하게 된다.

상기 그립퍼(38)는 집게 형상으로 구성되어 승하강하며 상기 수직 안전핀(32)을 잡아 당김으로써 상기 수직 안전핀(32)을 제거하게 된다.

상기 그립퍼(38)를 이용한 상기 수직 안전핀(32)의 제거 방법은,

상기 안전핀(32)을 제거하는 장치인 그립퍼(Gripper) 준비 단계;

상기 그립퍼(38)가 안전핀(32)을 향해 하강하는 그립퍼 하강 단계;

상기 그립퍼(38)가 상기 안전핀(32)을 잡는 그립퍼 척킹(chucking) 단계;

상기 그립퍼(38)가 안전핀(32)을 잡아 올리는 안전핀 분리 단계;

를 순차적으로 진행하여 이루어지게 된다.

상기 수직 안전핀(32) 제거 이후 상기 수평 안전핀(36)을 제거하게 된다.

상기 수평 안전핀(36)의 제거는 상기 수직 안전핀(32)을 제거한 그립퍼(38)의 형태에서 상기 수평 안전핀(36)의 고리 부분을 걸어 당길 수 있는 부분이 장착된 또 다른 그립퍼를 이용하는 것으로, 상기 수직 안전핀(32)의 제거 방법과 비교하여 다른 단계는 모두 동일하지만 상기 그립퍼 척킹 단계에서 상기 수평 안전핀(36)의 고리 부분을 걸어 당기는 점에서 상기 수평 안전핀(36)의 제거 방법과 상이하다.

상기 안전핀 제거 단계(S110)에서 상기 수직 안전핀(32)과 상기 수평 안전핀(36)을 모두 제거하고 나면 제거된 상기 안전핀(32, 36)의 개수를 안전핀 센서(42)에서 카운팅하여 상기 안전핀(32, 36)이 제거된 상기 자탄(2)의 개수와 비교함으로써 상기 안전핀(32, 36)의 제거 여부를 검수하게 된다.

제거된 상기 안전핀(32, 36)의 개수를 센싱하는 이유는 다음과 같다.

자탄(2) 하나당 각각 한 개씩 꽂혀있는 수직 안전핀(32)과 수평 안전핀(36)을 제거하지 않고 자탄(2)을 탄두에 삽입시켰을 경우 자탄(2)이 성능을 발현하지 못하므로 상기 안전핀(32, 36)은 꼭 제거되어야만 한다.

따라서 안전핀 센서(42)에서 안전핀(32, 36)의 제거 여부를 센싱하여 자탄(2)에서 안전핀(32, 36)이 확실히 제거되었는지 확인하게 되며, 또한 안전핀(32, 36)의 개수를 카운팅하면 탄두에 삽입되는 자탄(2)의 수와 비교하여 안전핀(32, 36)의 제거 여부를 유추할 수 있게 된다.

상기 안전핀 제거 단계(S110) 이후 비젼카메라 검사부(28)의 상기 비젼 카메라(30)를 이용하여 상기 안전핀(32, 36) 외의 다른 부품들이 상기 자탄(2)에서 탈락되었는지 여부를 확인하는 탈락 여부 확인 단계를 거치게 된다.

상기 탈락 여부 확인 단계에서는 상기 안전핀 제거 단계(S110)에서 탈락되어서는 안되는 리본클립 또는 션트(shunt) 등의 탈락 여부를 확인하기 위해 상기 비젼 카메라(30)로 자탄(2)의 이미지를 촬영 후 안전핀(32, 36)을 제외한 타 부품의 탈락 여부를 자동으로 판단하게 된다.

이후 리본클립 최종 확인부(40)에서 상기 리본클립의 탈락 여부를 최종적으로 확인한 뒤 불량품으로 판단되는 자탄(2)은 자동화 장치 밖으로 배출하게 되고 정상 자탄만 선택되어 상기 자탄 삽입 단계(S120)로 진행된다.

상기 자탄 삽입 단계(S120)는 상기 자탄 삽입부(44)에서 진행되는 것으로, 상기 자탄 삽입부(44)의 측방향으로 설치된 지지대 투입부(12)를 통하여 자탄 삽입부(44)로 투입된 지지대(14)에 상기 자탄(2)을 삽입시키게 된다. 상기 지지대(14)에 삽입되는 상기 자탄(2)은 방사형을 이루도록 삽입된다.

상기 지지대(14)에 정해진 개수의 상기 자탄(2)이 모두 삽입되면, 상기 자탄(2)이 삽입된 상기 지지대(14)는 서로 적층되어(S130) 하나의 자탄 조립체(18)를 이루게 된다.

상기 자탄 조립체(18)는 컨베이어 벨트로 구성된 자탄조립체 이송부(16)를 타고 탄두 외피 삽입부(20)로 이송된다.

상기 탄두 외피 삽입부(20)에서는 상기 자탄 조립체(18)에 탄두 외피(46)를 덮는 탄두 외피 조립 단계(S140)가 진행되어지는 것으로, 상기 탄두 외피 삽입부(20)로 이송된 상기 자탄 조립체(18)는 기립되어지고, 상기 자탄 조립체(18)가 기립되면 도 11에 도시된 바와 같이 탄두 외피(46)가 상기 자탄 조립체(18)의 상측으로 이동하여 상기 자탄 조립체(18)를 향해 하강함으로써 상기 자탄 조립체(18)에 상기 탄두 외피(46)가 덮어 씌워지게 된다.

상기 탄두 외피 조립 단계(S140) 이후 상기 탄두의 중심축에 중앙 분산 장치(Center Core Burst, CCB)를 삽입하는 중앙 분산 장치 삽입 단계를 진행하게 되며, 이 단계에서 상기 탄두 외피(46)의 방향이 잘못된 방향으로 조립되지 않도록 인터록이 포함된다.

상기 중앙 분산 장치 삽입 단계 이후 상기 탄두 외피(46)에 후방 벌크헤드를 조립하는 후방 벌크헤드 조립 단계를 진행하게 된다.

상기 후방 벌크헤드 조립 단계 이후 드릴(48)로 상기 탄두 외피(46)의 후방에 다수 개의 공을 드릴링하여 상기 후방 벌크헤드와 상기 탄두 외피(46)를 고정핀으로 고정하는 후방 벌크 헤드 고정 단계를 진행함으로써 분산 탄두의 조립을 완성하게 된다.

상기에서 설명한 자동화 장치 및 이를 이용한 조립 방법으로 탄두를 조립하게 됨으로써 제품을 작업자로부터 격리시켜 작업자의 안전을 확보하여 조립될 수 있도록 하며, 자동 조립 및 자동 검수 장비를 통하여 다량의 자탄을 전수검사함으로써 품질 불량품을 손쉽게 제거할 수 있게 되어 품질 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 자동화된 탄두 조립 장치 및 그 방법의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2 : 자탄
4 : 자탄 투입부
6 : 자탄 대기부
8 : 자탄 이동부
10 : 턴테이블
12 : 지지대 투입부
14 : 지지대
16 : 자탄조립체 이송부
18 : 자탄 조립체
20 : 탄두 외피 삽입부
22 : 중량 측정부
24 : 로드셀
26 : 자탄 오리엔테이션부
28 : 비젼카메라 검사 및 수직 안전핀 제거부
30 : 비젼카메라
32 : 수직 안전핀
34 : 수평 안전핀 제거부
36 : 수평 안전핀
38 : 그립퍼(Gripper)
40 : 리본클립 최종 확인부
42 : 안전핀 센서
44 : 자탄 삽입부
46 : 탄두 외피
48 : 드릴
S100 : 중량 측정 단계
S110 : 안전핀 제거 단계
S120 : 자탄 삽입 단계
S130 : 지지대 적층 단계
S140 : 탄두 외피 조립 단계

Claims

내부에 다수의 자탄이 포함되는 분산 탄두를 조립하기 위한 장치에 있어서,
자탄의 중량을 측정하는 중량 측정부;
상기 자탄의 안전핀을 제거하는 안전핀 제거부;
상기 자탄에서 상기 안전핀 외 다른 부품이 탈락되었는지 여부를 검수하는 비젼 카메라;를 포함하는 턴테이블과,
상기 턴테이블을 통과한 상기 자탄을 지지대에 삽입하는 자탄 삽입부와,
상기 자탄이 삽입된 상기 지지대가 적층되어 구성된 자탄 조립체에 탄두 외피를 덮는 탄두 외피 삽입부와,
상기 자탄 조립체가 삽입된 상기 탄두 외피에 후방 벌크헤드를 조립하는 후방 벌크헤드 조립부
를 포함하는 자동화된 탄두 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 안전핀 제거부에서는 집게 형상의 그립퍼가 승하강하며 수직 안전핀을 잡아 당김으로써 상기 수직 안전핀을 제거하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 장치.
제2항에 있어서,
상기 안전핀 제거부에서는 제거되는 상기 안전핀의 개수를 안전핀 센서에서 카운팅하여 안전핀의 제거 여부를 검수하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 턴테이블에는 다수 개의 상기 자탄들이 항상 같은 방향을 향하도록 하는 자탄 오리엔테이션부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 중량 측정부에서는 로드셀을 이용하여 상기 자탄을 중량을 측정하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지대에 삽입되는 상기 자탄은 방사형을 이루도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 장치.
내부에 다개의 자탄이 포함되는 분산 탄두를 조립하기 위한 방법에 있어서,
자탄의 중량을 측정하는 중량 측정 단계;
상기 자탄의 안전핀을 제거하는 안전핀 제거 단계;
상기 안전핀이 제거된 상기 자탄을 지지대에 삽입하는 자탄 삽입 단계;
상기 자탄이 삽입된 상기 지지대를 적층하는 지지대 적층 단계;
상기 지지대가 적층되어 구성된 자탄 조립체에 탄두 외피를 덮는 탄두 외피 조립 단계;
를 포함하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제7항에 있어서,
상기 안전핀 제거 단계는,
상기 안전핀을 제거하는 장치인 그립퍼(Gripper) 준비 단계;
상기 그립퍼가 안전핀을 향해 하강하는 그립퍼 하강 단계;
상기 그립퍼가 상기 안전핀을 잡는 그립퍼 척킹(chucking) 단계;
상기 그립퍼가 안전핀을 잡아 올리는 안전핀 분리 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제7항에 있어서,
상기 안전핀 제거 단계에서는 제거되는 상기 안전핀의 갯수를 카운팅하여 상기 안전핀이 제거된 상기 자탄의 개수와 비교함으로써 안전핀의 제거 여부를 검수하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제7항에 있어서,
상기 안전핀 제거 단계 이후 자탄 삽입 단계 이전에 비젼 카메라를 이용하여 상기 안전핀 외의 다른 부품의 탈락 여부를 확인하는 부품 탈락 여부 확인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제7항에 있어서,
상기 탄두 외피 조립 단계 이후 상기 탄두의 중심축에 중앙 분산 장치를 삽입하는 중앙 분산 장치 삽입 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제11항에 있어서,
상기 중앙 분산 장치 삽입 단계 이후 상기 탄두 외피에 후방 벌크헤드를 조립하는 후방 벌크헤드 조립 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.
제12항에 있어서,
상기 후방 벌크헤드 조립 단계 이후 상기 후방 벌크헤드와 상기 탄두 외피를 고정핀으로 고정하는 후방 벌크 헤드 고정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 탄두 조립 방법.