KR20230026694A - 볼트 정렬 공급장치 - Google Patents

볼트 정렬 공급장치 Download PDF

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Abstract

볼트 정렬 공급장치가 개시된다. 볼트 정렬 공급장치는, 볼트부재를 공급하는 공급기와, 공급기에서 공급되는 볼트부재를 파지하여 로딩하는 로딩 로봇과, 로딩 로봇에 의해 로딩된 볼트부재를 정위치시키는 로딩부와, 로딩부에서 로딩된 볼트부재를 클램핑하여 체결 위치로 공급하는 체결 로봇을 포함한다. 여기서, 로딩부는, 내부에는 작동 공간이 형성되며 상부 표면에는 볼트부재가 삽입되는 로딩홀이 형성된 바디부와, 바디부의 작동 공간의 내부에 설치되는 회전 모터와, 로딩홀의 하부의 작동 공간에서 회전 모터의 회전 구동력을 전달받아 회전되어 볼트부재를 자력으로 회전시키는 마그네틱부재를 포함할 수 있다.

Description

볼트 정렬 공급장치{ARRANGEMENT AND SUPPLY APPARATUS FOR BOLT}
본 발명은 볼트를 안정적으로 정위치 정렬하여 체결 위치로 자동 공급이 가능한 볼트 정렬 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 볼트의 공급은 볼트 공급기에 저장된 볼트를 공급 로봇에 의해 클램핑하여 로딩부에 위치시킨 상태에서 체결 위치로 공급될 수 있다.
공급 로봇은, 종단에 설치된 공급 그리퍼를 이용하여 볼트를 클램핑하여 로딩부에 위치시킬 수 있다.
로딩부는, 볼트가 위치되는 공급지그를 포함하는 것으로, 상부 표면에 볼트가 위치되는 로딩홀이 형성되는 바, 로딩홀에 볼트가 위치되도록 설치될 수 있다
이러한 로딩부의 로딩홀에 위치된 볼트는 체결 로봇에 의해 체결 위치로 이송되어 체결 작업이 이루어진다.
그러나, 전술한 로딩부에서 볼트는 로딩홀에 삽입된 상태로 단순 로딩되는 바, 볼트의 로딩된 위치가 정위치되지 않는 경우가 빈번하여 체결 로봇에 의해 불안정한 클램핑이 빈번하게 발생되어 적절하게 볼트의 공급이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 로딩부의 로딩홀에 위치된 볼트의 정위치 정렬이 안정적으로 이루어져, 볼트의 안정적인 클램핑 상태에서 적절한 공급이 가능한 볼트 정렬 공급장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 볼트부재를 공급하는 공급기와, 공급기에서 공급되는 볼트부재를 파지하여 로딩하는 로딩 로봇과, 로딩 로봇에 의해 로딩된 볼트부재를 정위치시키는 로딩부와, 로딩부에서 로딩된 볼트부재를 클램핑하여 체결 위치로 공급하는 체결 로봇을 포함한다.
로딩부는, 내부에는 작동 공간이 형성되며 상부 표면에는 볼트부재가 삽입되는 로딩홀이 형성된 바디부와, 바디부의 작동 공간의 내부에 설치되는 회전 모터와, 로딩홀의 하부의 작동 공간에서 회전 모터의 회전 구동력을 전달받아 회전되어 볼트부재를 자력으로 회전시키는 마그네틱부재를 포함할 수 있다.
바디부는, 작동 공간이 내부에 형성되는 베이스 프레임과, 베이스 프레임의 상측에 설치되며 로딩홀이 형성된 로딩 플레이트를 포함할 수 있다.
로딩 플레이트에는 로딩홀에 로딩된 볼트부재의 위치를 규제하는 클램핑기가 설치될 수 있다.
클램핑기는, 로딩홀을 중심으로 방사상의 복수개로 설치되어, 로딩홀에 로딩된 볼트부재의 측면을 가압 고정하는 가압 실린더일 수 있다.
로딩 플레이트에는, 로딩홀에 로딩되어 마그네틱부재의 자력에 의해 회전되는 볼트의 회전 상태를 센싱하고, 센싱 신호를 회전 모터에 송신하여 볼트부재가 정위치되도록 제어하는 레이저 변위 센서가 설치될 수 있다.
체결 로봇은, 로봇암에 설치되는 마운트 플레이트와, 마운트 플레이트에 설치되는 러너 바디와, 러너 바디의 하부에 회전 가능하게 돌출되며 볼트부재의 머리부가 삽입되는 삽입부가 형성된 너트 러너와, 너트 러너의 삽입부의 내부에 설치되는 마그네틱부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트부재가 로딩부의 로딩홀에 삽입된 상태에서 마그네틱부재의 자력과 클램핑기의 클램핑 작동에 의해 정위치되는 바, 안정적인 정렬 상태에서 체결 위치로 공급될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼트 정렬 공급장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩 로봇에 공급 그리퍼가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부에 로딩된 볼트부재 위치로 체결 로봇의 너트 러너가 하강하는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 도 5의 너트러너에 볼트부재가 삽입된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체결 로봇에 너트 러너가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 8은 도 7의 너트 러너의 내부에 볼트부재가 위치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼트 정렬 공급장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼트 정렬 공급장치(100)는, 볼트부재(11)를 공급하는 공급기(10)와, 공급기(10)에서 공급되는 볼트부재(11)를 파지하여 로딩하는 로딩 로봇(20)과, 로딩 로봇(20)에 의해 로딩된 볼트부재(11)를 정위치시키는 로딩부(30)와, 로딩부(30)에서 로딩된 상기 볼트부재를 클램핑하여 체결 위치로 공급하는 체결 로봇(40)을 포함한다,
공급기(10)는 복수개의 볼트부재(11)가 저장된 상태로 후술하는 로딩 로봇(20)에 의해 로딩된 상태로 이송될 수 있다.
로딩 로붓(20)은 공급기(10)의 측면에 설치되는 베이스부(21)에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 볼트부재(11)를 클램핑하여 후술하는 로딩부(30)에 위치시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩 로봇에 공급 그리퍼가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 로딩 로봇(20)에는 볼트부재를 파지하여 로딩부(30)에 공급하는 공급 그리퍼(22)가 설치될 수 있다.
공급 그리퍼(22)는 로딩암(21)의 단부에 설치되는 것으로, 공급기(10)에 공급된 볼트부재를 안정적으로 파지하여 로딩부(30)에 적절하게 공급하도록 설치될 수 있다. 이러한 공급 그리퍼(22)는 죠(jaw) 타입으로 설치되어, 볼트를 클램핑할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부를 개략적으로 도시한 요부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부를 개략적으로 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩부에 로딩된 볼트부재 위치로 체결 로봇의 너트 러너가 하강하는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 로딩부(30)는, 내부에는 작동 공간(31c)이 형성되며 상부 표면에는 볼트부재(11)가 삽입되는 로딩홀(31d)이 형성된 바디부(31)와, 바디부(31)의 작동 공간의 내부에 설치되는 회전 모터(33)와, 로딩홀(31d)의 하부의 작동 공간(31c)에서 회전 모터(33)의 회전 구동력을 전달받아 회전되어 볼트부재를 자력으로 회전시키는 마그네틱부재(35)를 포함할 수 있다.
바디부(31)는, 작동 공간(31c)이 내부에 형성되는 베이스 프레임(31a)과, 베이스 프레임(31a)의 상측에 설치되며 로딩홀(31d)이 형성된 로딩 플레이트(31b)를 포함할 수 있다.
베이스 프레임(31a)은 복수개의 프레임들이 조립된 상태로 설치되는 것으로, 본 실시예에서 4개의 프레임이 모서리 위치에 위치되도록 조립된 상태로 설치될 수 있다.
로딩 플레이트(31b)는 베이스 프레임(31a)의 상부에 설치되는 것으로, 대략 직사각 또는 정사각의 평면을 갖는 형상으로 설치될 수 있다. 물론 로딩 플레이트(31b)는 직사각 또는 정사각 형상으로 반드시 한정되는 것은 아니고 설치 위치를 고려하여 가장자리 일부분 또는 전체가 라운드 형상으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
로딩 플레이트(31b)에는 볼트부재(11)가 삽입되는 로딩홀(31d)이 형성될 수 있다. 이러한 로딩 플레이트(31b)의 하부에는 회전 모터(33)가 설치될 수 있다.
회전 모터(33)는 구동축이 로딩 플레이트(31b) 방향을 향하도록 설치되는 것으로 구동축에 회전 가능하게 설치되는 마그네틱부재(35)에 회전 구동력을 제공하도록 설치될 수 있다.
마그네틱부재(35)는 회전 모터(33)의 구동축에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 구동축의 일방향 또는 역방향 회전에 따라 함께 회전되도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 마그네틱부재(35)가 회전 가능하게 설치되는 것은, 로딩홀(31d)에 로딩된 금속재질의 볼트부재(11)에 자력을 인가하여 회전시켜 볼트부재(11)의 로딩된 상태를 적절하게 변경하기 위함이다.
한편, 로딩 플레이트(31b)의 상측에는 볼트부재(11)의 회전 상태를 센싱하는 레이저 변위 센서(37)가 설치될 수 있다.
레이저 변위 센서(37)는 로딩홀(31d)에 로딩되어 마그네틱부재(35)의 자력에 의해 회전되는 상기 볼트의 회전 상태를 센싱하고, 센싱 신호를 회전 모터(33)에 송신하도록 설치될 수 있다.
즉, 레이저 변위 센서(37)는 볼트부재(11)의 머리부 위치에 레이저를 조사하는 바, 볼트부재(11)의 회전된 상태에서 머리부의 형상을 센싱하여 회전 모터(33)에 센싱 신호를 송신하도록 설치될 수 있다.
이에 따라, 회전 모터(33)는 레이저 변위 센서(37)의 센싱 신호에 따라 볼트부재(11)의 머리부의 회전된 상태를 확인하여 정위치 회전되도록 적절하게 회전 구동력을 제공할 수 있다.
한편, 로딩 플레이트(31b)에는 회전 모터(33)의 구동에 의해 정위치된 상태를 위치 규제하는 클램핑기(39)가 설치될 수 있다.
클램핑기(39)는 로딩 플레이트(31b)의 상측에 설치되어, 볼트부재(11)의 정위치 회전된 상태를 적절하게 위치 규제하도록 설치될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 클램핑기(39)는, 로딩홀(31d)을 중심으로 방사상의 복수개로 설치되어 로딩홀(31d)에 로딩된 볼트부재(11)의 측면을 가압 고정하는 가압 실린더로 적용될 수 있다. 이하에서 클램핑기와 가압 실린더는 동일 참조 번호를 사용한다.
가압 실린더(39)는, 로딩 플레이트(31b)의 상측에서 복수개로 설치되는 것으로, 로딩홀(31d)을 중심으로 3개가 방사상으로 설치될 수 있다.
따라서 가압 실린더(39)는 로딩홀(31d)에 위치된 볼트부재(11)의 머리부의 측면을 3개 위치에서 동시에 가압하는 바, 볼트부재(11)의 로딩된 위치를 안정적으로 고정하여 후술하는 체결 로봇(40)에 의해 클램핑된 상태로 체결 위치로 이송될 수 있다.
체결 로봇(40)은, 로딩부(30)의 측면에 이격된 상태로 설치되는 것으로, 전술한 바와 같이 로딩홀(31d)에 가압 실린더(39)에 의해 위치 규제된 상태로 소정의 체결 위치에 안정적으로 이송될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체결 로봇에 너트 러너가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이고, 도 8은 도 7의 너트 러너의 내부에 볼트부재가 위치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 체결 로봇(40)은, 로봇암(41)에 설치되는 마운트 플레이트(42)와, 마운트 플레이트(42)에 설치되는 러너 바디(44)와, 러너 바디(44)의 하부에 회전 가능하게 돌출되며 볼트부재(11)의 머리부가 삽입되는 삽입부가 형성된 너트 러너(46)와, 너트 러너(46)의 삽입부(46a)의 내부에 설치되는 마그네틱부재(35)를 포함할 수 있다.
마운트 플레이트(42)는 체결 로봇(40)의 로봇암(41)에 설치되는 것으로, 로봇암(41)의 일측으로 돌출된 상태로 설치될 수 있다. 이와 같이, 마운트 플레이트(42)가 로봇암에 설치되는 것은, 러너 바디(44)를 로붓암(41)의 하부 방향으로 돌출된 상태로 설치하기 위함이다.
마운트 플레이트(42)에는 러너 바디(44)가 삽입된 상태로 설치되는 고정홀이 형성되어, 러너 바디(44)가 고정홀에 삽입된 상태로 로봇암(41)의 하부 방향으로 돌출된 상태로 설치될 수 있다.
러너 바디(44)는 전술한 바와 같이 고정홀에 삽입된 상태로 로봇암(41)의 하부로 돌출된 상태로 설치되어, 너트 러너(46)를 설치하도록 장착될 수 있다.
너트 러너(46)는 러너 바디(44)의 하부에 설치되는 것으로, 하부에는 삽입부(46a)가 형성될 수 있다.
삽입부(46a)는 너트 러너(46)의 하부에서 그 내부로 인입된 상태로 형성되는 것으로, 볼트부재(11)의 머리부가 삽입 고정되도록 설치될 수 있다.
삽입부(46a)는 볼트부재(11)의 머리부의 형상에 대응하는 형상으로 형성되는 바, 볼트부재(11)가 안정적으로 삽입 고정될 수 있다.
여기서 너트 러너(46)는 로딩홀(31d)에 위치 규제된 볼트부재(11)의 머리부의 형상에 대응하도록 회전되는 바, 볼트부재(11)의 안정적인 삽입 고정이 이루어지도록 설치될 수 있다.
삽입부(46a)의 내부에는 볼트부재(11)의 삽입 고정을 위한 마그네틱부재(48)가 설치될 수 있다.
따라서 볼트부재(11)는 삽입부(46a)에 삽입된 상태에서 마그네틱부재(48)의 자력에 의해 안정적으로 고정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 볼트 정렬 공급장치(100)는, 공급기(10)의 볼트부재(11)를 로딩 로봇(20)을 이용하여 로딩부(30)에 위치시킨다.
이어서, 볼트부재(11)는 로딩부(30)에서 로딩홀(31d)에 위치된 상태에서 회전 모터(33)에 의해 회전되는 마그네틱부재(48)의 자력에 의해 적절하게 회전 위치된다.
여기서 볼트부재(11)는 클램핑기(39)에 의해 회전된 위치의 정위치 작동이 이루어질 수 있다.
다음, 로딩부(30)에서 정위치 위치된 볼트부재(11)는 체결 로봇(40)에 의해 클램핑된 상태에서 소정의 체결 위치로 적절하게 이송될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...공급기 11...볼트부재
20...로딩 로봇 30...로딩부
31...바디부 31a..베이스 프레임
31b..로딩 플레이트 31c..작동 공간
31d..로딩홀 33...회전 모터
35...마그네틱부재 37...레이저 변위 센서
39...클램핑기, 가압 실린더 40...체결 로봇
41...로봇암 42...마운트 플레이트
44...러너 바디 46...너트 러너
46a..삽입부 48...마그네틱부재

Claims (6)

  1. 볼트부재를 공급하는 공급기;
    상기 공급기에서 공급되는 상기 볼트부재를 파지하여 로딩하는 로딩 로봇;
    상기 로딩 로봇에 의해 로딩된 상기 볼트부재를 정위치시키는 로딩부; 및
    상기 로딩부에서 로딩된 상기 볼트부재를 클램핑하여 체결 위치로 공급하는 체결 로봇;
    을 포함하고,
    상기 로딩부는,
    내부에는 작동 공간이 형성되며, 상부 표면에는 상기 볼트부재가 삽입되는 로딩홀이 형성된 바디부;
    상기 바디부의 상기 작동 공간의 내부에 설치되는 회전 모터; 및
    상기 로딩홀의 하부의 상기 작동 공간에서 상기 회전 모터의 회전 구동력을 전달받아 회전되어 상기 볼트부재를 자력으로 회전시키는 마그네틱부재;
    를 포함하는, 볼트 정렬 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 작동 공간이 내부에 형성되는 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임의 상측에 설치되며 상기 로딩홀이 형성된 로딩 플레이트;
    를 포함하는, 볼트 정렬 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로딩 플레이트에는 상기 로딩홀에 로딩된 상기 볼트부재의 위치를 규제하는 클램핑기가 설치되는, 볼트 정렬 공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클램핑기는,
    상기 로딩홀을 중심으로 방사상의 복수개로 설치되어, 상기 로딩홀에 로딩된 상기 볼트부재의 측면을 가압 고정하는 가압 실린더인, 볼트 정렬 공급장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 로딩 플레이트에는,
    상기 로딩홀에 로딩되어 상기 마그네틱부재의 자력에 의해 회전되는 상기 볼트부재의 회전 상태를 센싱하고, 센싱 신호를 상기 회전 모터에 송신하여 상기 볼트부재가 정위치되도록 제어하는 레이저 변위 센서가 설치되는, 볼트 정렬 공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 체결 로봇은,
    로봇암에 설치되는 마운트 플레이트;
    상기 마운트 플레이트에 설치되는 러너 바디;
    상기 러너 바디의 하부에 회전 가능하게 돌출되며, 상기 볼트부재의 머리부가 삽입되는 삽입부가 형성된 너트 러너; 및
    상기 너트 러너의 상기 삽입부의 내부에 설치되는 마그네틱부재;
    를 포함하는, 볼트 정렬 공급장치.
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