KR20180068719A

KR20180068719A - 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치 및 이의 정렬방법

Info

Publication number: KR20180068719A
Application number: KR1020160170682A
Authority: KR
Inventors: 홍진영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-22
Also published as: KR102440578B1

Abstract

타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치는 일면에 복수개의 돌출된 볼트를 통해 타이어가 장착되는 허브의 위치를 조절함에 있어서, 로봇의 암 선단에 장착되는 모터; 상기 모터의 중심축과 연결되고, 일면에 복수개의 실린더가 장착되는 실린더 작동부; 상기 실린더 작동부와 연결되고, 타이어가 장착되는 허브의 볼트면과 일면이 접촉되는 패드; 및 상기 패드의 타면 양측에 힌지 결합되는 복수개의 핀을 포함한다.

Description

타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치 및 이의 정렬방법{HUB POSITIONING DEVICE FOR AUTOMATIC MOUNTIG OF TIRE AND ALIGNMENT METHOD THEREFOR}

본 발명은 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치 및 이의 정렬방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어가 장착되는 허브를 정위치시켜 상기 타이어를 자동으로 장착하여 생산성을 향상시킬 수 있는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치 및 이의 정렬방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 한대의 완성차를 생산하기 위해서는 소재의 선택에서부터 제품양산까지 여러 가지 공정라인을 거쳐 이루어진다.

이러한 공정들은 공장 자동화의 추세에 맞추어 자동화 시스템을 도입하여 보다 짧은 시간에 보다 많은 제품을 생산하기 위한 노력이 진행되고 있다.

한편, 여러 가지 공정 중, 의장공정에 포함되는 차체에 장착될 타이어는 이송 컨베이어를 통해 이송되고, 타이어 로딩장치를 통해 차체의 타이어 장착위치로 이동되어 작업자가 차체에 조립하게 된다.

이때, 작업자는 휠의 볼트 체결공과 허브볼트의 위치가 일치하도록 적당히 타이어를 돌려서 허브볼트에 휠을 가조립하게 된다.

그러나 작업자가 직접 타이어를 돌려가면서 허브볼트에 휠을 가조립하는 과정에서 작업자는 휠에 가려서 허브볼트의 정확한 위치를 확인할 수 없어 상기 허브볼트의 나사산이 파손되는 경우가 종종 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 타이어의 조립을 자동화하고자 하나, 상기 타이어의 조립을 자동화하기 위해서는 우선 타이어 장착 공정으로 진입하는 차량의 허브의 위치가 특정 위치에서 규제되어야 한다.

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 예는 타이어가 장착되는 허브를 정위치시켜 타이어를 자동으로 장착할 수 있는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치 및 이의 정렬방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 일면에 복수개의 돌출된 볼트를 통해 타이어가 장착되는 허브의 위치를 조절함에 있어서, 로봇의 암 선단에 장착되는 모터; 상기 모터의 중심축과 연결되고, 일면에 복수개의 실린더가 장착되는 실린더 작동부; 상기 실린더 작동부와 연결되고, 타이어가 장착되는 허브의 볼트면과 일면이 접촉되는 패드; 및 상기 패드의 타면 양측에 힌지 결합되는 복수개의 핀을 포함하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 실린더 작동부는 상기 모터의 중심축에 대응되는 중심을 가지는 원판형의 플레이트; 상기 플레이트의 일면에 장착되는 2개의 실린더; 상기 2개의 실린더 각각에 외측을 향하도록 끼워지는 장착봉; 및 상기 장착봉의 각 선단에 구성되는 브라켓으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 2개의 실린더는 서로 반대방향으로 전,후진 작동하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 패드는 2개의 반원형으로 분리될 수 있다.

또한, 상기 패드는 상기 브라켓을 통해 고정되어 상기 2개의 실린더에 의해 양측으로 벌어지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 핀은 상기 패드의 일측에 구비된 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터에 의해 회전 작동할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는 회전방향 및 회전수의 제어가 가능한 스텝모터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 기존의 수작업으로 이루어지던 타이어 장착공정을 자동화할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예는 허브의 중심축선과 모터의 중심축선을 일치시키고, 허브 볼트를 정위치 시킴으로써, 자동으로 타이어를 장착할 수 있는 효과가 있다.

이 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 일측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 타측 사시도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법을 순서대로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 일측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 타측 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치(10, 이하, 간단히 '허브 정위치 장치'라 함)는 일면에 복수개의 돌출된 볼트(3)를 통해 타이어가 장착되는 허브(1)의 위치를 설정된 위치에 정위치 시키기 위하여 적용된다.

즉, 상기 허브 정위치 장치(10)는 작업자가 허브(1)에 대응하여 타이어의 위치를 맞추고, 상기 허브(1)의 볼트(3)에 대응하여 너트를 가조립하는 종래의 수작업을 자동화하기 위하여, 상기 타이어가 조립되는 허브(1)의 위치를 설정할 때 적용된다.

본 발명의 실시 예에 따른 허브(1)의 볼트(3)는 5개가 형성되는 것을 예로 들어 설명한다.

상기 허브 정위치 장치(10)는 플로팅부(20), 모터(30), 실린더 작동부(40), 패드(50) 및 복수개의 핀(60)을 포함한다.

먼저, 상기 플로팅부(20)는 로봇(5)의 암 선단에 유동 가능하게 장착된다.

이때, 상기 로봇(5)은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 플로팅부(20)는 고정부(21)와 유동부(23)르 구성된다.

상기 고정부(21)는 로봇(5)의 암 선단에 직접적으로 고정된다.

또한, 상기 유동부(23)는 상기 고정부(21)에 유동 및 원위치 로킹 가능하게 결합된다.

즉, 상기 유동부(23)는 상기 로봇(5)의 암 선단에 고정된 고정부(21)에 대하여 유동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 유동부(23)는 상기 고정부(21)에 대하여 원위치 상태로 원상복귀 되도록 록킹 가능하게 설치된다.

이러한 플로팅부(20)는 상기 유동부(23)를 통해 X,Y방향으로 슬라이드 이동할 수 있다.

이때, 싱기 플로팅부(20)의 유동부(23)는 필요에 따라 적용될 수 있고, 적용되지 않을 수도 있다.

그리고 상기 모터(30)는 상기 플로팅부(20)에 장착된다.

이때, 상기 모터(30)는 일반적인 구동모터를 사용하는 것으로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이러한 모터(30)는 상기 플로팅부(20)의 유동부(23)와 연결되어 상기 유동부(23)와 함께 유동 가능하게 설치된다.

그리고 상기 실린더 작동부(40)는 상기 모터(3)의 중심축선과 연결된다.

이러한 실린더 작동부(40)는 플레이트(41), 실린더(43), 장착봉(45) 및 브라켓(47)으로 이루어진다.

상기 실린더 작동부(40)는 모터(30))의 중심축선에 대응되는 중점을 가지는 원판형의 플레이트(41)를 포함한다.

즉, 상기 플레이트(41)는 상기 모터(30)의 중심축선과 동일한 중점을 가지도록 설치된다.

이러한 플레이트(41)는 원판형으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 그 형상은 변할 수 있으나, 상기 모터(30)의 중심축과 동일한 중심축을 갖는 것은 변함이 없이 적용되어야 한다.

또한, 상기 실린더 작동부(40)는 상기 플레이트(41)의 일면에 장착되는 2개의 실린더(43)를 포함한다.

이때, 상기 2개의 실린더(43)는 서로 반대방향으로 전,후진 작동하도록 구성된다.

상기 2개의 실린더(43)는 공압 또는 유압을 이용하여 작동할 수 있다.

또한, 상기 실린더 작동부(40)는 상기 2개의 실린더(43) 각각에 외측을 향하도록 끼워지는 2개의 장착봉(45)을 포함한다.

여기서 상기 장착봉(45)은 원형의 직선봉으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 실린더 작동부(40)는 상기 2개의 장착봉(45)의 각 선단에 구성되는 브라켓(47)을 포함한다.

상기 브라켓(47)은 일측에서 절곡 형성되어 일단이 패드(50)와 연결되며, 타단이 장착봉(45)과 연결되도록 구성된다.

상기 브라켓(47)은 상기 패드(50)와 용접 접합 될 수 있다.

그리고 상기 패드(50)는 실린더 작동부(40)에 의해 구동한다.

다시 말해, 상기 패드(50)는 실린더 작동부의 브라켓(47)을 통해 장착된다.

상기 패드(50)는 2개의 반원형으로 분리되어 2개의 실린더(43)에 의해 양측으로 벌어지도록 구성된다.

이러한 패드(50)는 타이어가 장착되는 허브(1)의 볼트면과 일면이 접촉된다.

그리고 상기 복수개의 핀(60)은 상기 패드(50)의 타면 양측에 힌지 결합된다.

본 발명의 실시 예에 따른 복수개의 핀(60)은 상기 패드(50)의 설정위치에 양측으로 각각 2개가 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 핀(60)의 개수는 변경될 수 있다.

상기 복수개의 핀(60)은 상기 패드(50) 상에 구비된 액추에이터(61)와 연결된다.

이러한 복수개의 핀(60)은 상기 액추에이터(61)에 의해 회전 작동한다.

이때, 상기 액추에이터(61)는 스텝모터일 수 있다.

상기 스텝모터는 회전방향 및 회전수의 제어가 가능한 모터로 상기 핀(60)을 설정방향을 향하여 설정각도만큼 회전시킨다.

상기 액추에이터가 스텝모터로 이루어지는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨데, 상기 액추에이터로 별도의 유압 또는 공압 실린더를 적용할 수도 있다.

이하, 상기 허브 정위치 장치(10)를 이용하여 허브(1)의 정위치를 설정하는 방법을 설명하고자 한다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법을 순서대로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 타이어를 조립하기 전의 허브(1)는 조향각, 캠버각 및 토우각 등에 의해서 정확한 휠 조립위치를 벗어난 상태일 수 있다.

즉, 상기 허브(1)의 중심축선과 모터의 중심축선은 불일치된 상태일 수 있다.

이때, 상기 모터(30)의 중심축선은 상기 타이어를 조립하기 위해 설정되는 설정위치와 동일한 축선으로 정의된다.

도 4를 참조하면, 상기한 허브(1)의 볼트면에 대하여 양측으로 벌어진 패드(50)의 일면을 접촉시킨다.

이때, 상기 허브(1)의 중심축선은 수평선상에 위치하나, 상기 모터(30)의 중심축선과는 어긋난 상태일 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 패드(50)와 연결된 실린더 작동부(40)에 의해 상기 패드(50)를 내측으로 결합시킨다.

즉, 상기 패드(50)에 의해 허브(1)의 볼트(3)를 클램핑하도록 상기 2개의 반원형으로 분리되는 패드(50)의 양단이 맞닿도록 결합시킨다.

이때, 플로팅부(20)의 유동부(23)는 상기 허브(1)의 볼트(3)를 클램핑하는 힘에 의해 이동하게 된다.

상기 유동부(23)가 이동함에 따라, 상기 모터(30)도 함께 이동하면서, 상기 허브(1)의 중심축선과 모터의 중심축선이 동일한 선상에 위치하도록 구성된다.

도 6을 참조하면, 복수개의 핀(60)이 액추에이터(61)에 의해 상기 허브(1)의 볼트(3) 측으로 회전한다.

이어서 상기 모터(30)의 구동력에 의해 패드(50)가 설정 각만큼 회전한다.

이때, 상기 복수개의 핀(60)이 상기 허브(1)의 볼트(3)에 걸린 상태로 회전하기 때문에, 상기 패드(50)와 함께 허브(1)도 회전한다.

상기 설정 각은 72°일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 허브(1)의 볼트(3)가 5개 형성되는 것을 예로 들어 설명하였기에 상기 복수개의 핀(60)이 회전하는 각이 72°로 설정된다.

즉, 상기 복수개의 핀(60)이 회전하는 각은 상기 허브(1)의 볼트(3) 개수에 따라 변경될 수 있다.

이에 따라, 상기 허브 정위치 장치(10)는 허브(1)의 중심축선과 볼트(3)의 위치를 타이어가 장착되기 위한 정위치로 맞출 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 허브 정위치 장치(10)는 허브(1)가 타이어의 조립위치에서 벗어난 상태일 때, 상기 허브(1)의 중심축선과 모터의 중심축선을 동일선상에 위치하도록 한 후, 볼트(3)의 위치를 잡아줌으로써, 타이어를 조립함에 있어서 비전 프로세싱 없이도 자동화가 가능한 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 허브 3: 볼트
5: 로봇 10: 허브 정위치 장치
20: 플로팅부 21: 고정부
23: 유동부 30: 모터
40: 실린더 작동부 41: 플레이트
43: 실린더 45: 장착봉
47: 브라켓 50: 패드
60: 핀 61: 액추에이터

Claims

일면에 복수개의 돌출된 볼트를 통해 타이어가 장착되는 허브의 위치를 조절함에 있어서,
로봇의 암 선단에 장착되는 모터;
상기 모터의 중심축과 연결되고, 일면에 복수개의 실린더가 장착되는 실린더 작동부;
상기 실린더 작동부와 연결되고, 타이어가 장착되는 허브의 볼트면과 일면이 접촉되는 패드; 및
상기 패드의 타면 양측에 힌지 결합되는 복수개의 핀;
을 포함하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제1항에 있어서,
상기 실린더 작동부는
상기 모터의 중심축에 대응되는 중심을 가지는 원판형의 플레이트;
상기 플레이트의 일면에 장착되는 2개의 실린더;
상기 2개의 실린더 각각에 외측을 향하도록 끼워지는 장착봉; 및
상기 장착봉의 각 선단에 구성되는 브라켓;
으로 이루어지는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제2항에 있어서,
상기 2개의 실린더는
서로 반대방향으로 전,후진 작동하도록 구성되는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제1항에 있어서,
상기 패드는
2개의 반원형으로 분리되는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제2항에 있어서,
상기 패드는
상기 브라켓을 통해 고정되어 상기 2개의 실린더에 의해 양측으로 벌어지도록 구성되는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 핀은
상기 패드의 일측에 구비된 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터에 의해 회전 작동하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제6항에 있어서,
상기 액추에이터는
회전방향 및 회전수의 제어가 가능한 스텝모터를 포함하는 포함하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
일면에 복수개의 돌출된 볼트를 통해 타이어가 장착되는 허브의 위치를 조절함에 있어서,
로봇의 암 선단에 장착되며, 유동 가능하게 설치되는 플로팅부;
상기 플로팅부에 장착되는 모터;
상기 모터의 중심축과 연결되고, 일면에 복수개의 실린더가 장착되는 실린더 작동부;
상기 실린더 작동부와 연결되고, 타이어가 장착되는 허브의 볼트면과 일면이 접촉되는 패드; 및
상기 패드의 타면 양측에 힌지 결합되는 복수개의 핀;
을 포함하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제8항에 있어서,
상기 플로팅부는
상기 로봇의 암 선단에 고정되는 고정부; 및
상기 고정부에 유동 및 원위치 로킹 가능하게 결합되어 상기 모터와 연결되는 유동부;
로 이루어지는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
제9항에 있어서,
상기 플로팅부는
상기 유동부를 통해 X, Y방향으로 슬라이드 이동하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치.
차량의 타이어가 장착되는 허브의 볼트면에 양측으로 벌어진 패드의 일면을 접촉시키는 단계;
상기 패드와 연결된 실린더 작동부에 의해 상기 패드를 내측으로 결합시키는 단계;
로봇의 암 선단에 유동 가능하게 장착된 플로팅부를 통해 상기 실린더 작동부와 연결된 모터의 중심축과, 허브의 중심축을 일치시키는 단계;
상기 패드의 타면 양측에 힌지 결합되는 핀이 허브의 볼트면 측으로 회전하는 단계; 및
상기 허브가 모터의 회전력을 통해 패드와 함께, 설정각만큼 회전하는 단계;
를 포함하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법.
제11항에 있어서,
상기 패드를 내측으로 결합시키는 단계는
상기 모터의 중심축에 대응하는 중심을 갖는 플레이트의 일면에 장착된 2개의 실린더를 통해 패드를 내측으로 결합하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법.
제11항에 있어서,
상기 모터의 중심축과, 허브의 중심축을 일치시키는 단계는
상기 플로팅부에 의해 상기 모터가 실린더 작동부와 함께, X, Y방향으로 슬라이드 이동을 하면서 이루어지는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법.
제11항에 있어서,
상기 핀이 회전하는 단계는
상기 핀과 연결된 액추에이터에 의해 상기 핀이 회전하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법.
제11항에 있어서,
상기 설정각은
상기 허브의 볼트면에 구성되는 볼트의 개수에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 타이어 자동장착을 위한 허브 정위치 장치의 정렬방법.