KR890001060Y1

KR890001060Y1 - 자동 조립장치

Info

Publication number: KR890001060Y1
Application number: KR2019820005011U
Authority: KR
Inventors: 다미아끼 마쓰우라; 다께시 아이바; 다까시 후꾸시마; 마사노리 니시무라; 히로시 오오쓰기; 후지오 야부끼; 도미오 쿠사까베
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 이와마 가즈오
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1989-03-28
Also published as: US4476627A; CA1193837A; GB2104417A; FR2508362B1; FR2508362A1; AT388894B; ATA243582A; DE3223474A1; IT8222026A0; GB2104417B; IT1151658B; DE3223474C2; KR840000893U

Abstract

내용 없음.

Description

자동 조립장치

제1도는 본 고안에 따라 자동 조립장치에 사용하기 위한 캐리어 부재의 사시도.

제2도는 캐리어 부재를 특정하게 사용한 자동 조립장치의 평면도.

제3도는 조립스테이션의 사시도.

제4도는 제3도의 조립스테이션의 평면도.

제5도는 제2도의 자동조립 장치의 조립 중심부의 일부인 캐리어 적재기의 단부 정면도.

제6a도 및 제6b도는 작업유니트에 의한 이송부재상에서의 조립작업을 설명하기 위한 사시도.

제7a도 내지 제7g도는 조립작업중에 작업 헤드와 가동테이블의 작업을 설명하기 위한 측면도.

제8a도는 본 고안의 실시예에 따라 가동테이블사에 배치된 부품 공급트레이 (tray)와 캐리어를 도시한 사시도.

제8b도는 본 고안의 다른 실시예에 따라 가동테이블상에 배치된 공구보유 트레이와 캐리어를 도시한 사시도.

제9도 및 10는 작업유니트에 의해 부품 트레이로 부터 샤시상에 부품을 조립하는 것을 설명하기 위한 측면도.

제11a도는 자동공구 교환헤드의 사시도.

제11b도는 제11a도의 자동공구 교환헤드의 정면도.

제11c도는 제11a도의 자동공구 교환헤드의 측입면도.

제12도는 제11b도의 선ⅩⅡ-ⅩⅡ를 따라 절취하여 도시한 횡단면도.

제13도는 제11a도 내지 제11c도의 자동공구 교환헤드의 확대 종단면도.

제14도는 제13도의 선ⅩⅠⅤ-ⅩⅠⅤ을 따라 절취하여 도시한 확대 단면도.

제15a도 내지 제15h도는 본 고안에 따른 공구 자동교환 동작을 설명하기 위한 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 캐리어 5 : 샤시

6 : 부품 9, 10 : 콘베이어

11, 12, 13 : 조립스테이션 24 : U형장착부재

29, 30 : 작업유니트 31 : 가동테이블

32 : 쉬프트(shift)테이블 41 : 승강대

42 : 작업헤드 44 : 척킹(chucking)헤드

48 : 트레이(tray)테이블 49 : 트레이

50 : 부품 53 : 자동공구 교환헤드

59 : 자동공구 교환척크 64, 67 : 실린더

72 : 척크본체 73 : 포올(pawl)

82 : 환상홈

본 고안은 자동조립장치에 관한 것으로, 특히 조립하는 동안 캐리어 부재 또는 공구상의 조립 부품이 캐리어 부재에 인접한 트레이상에 배열되는 자동조립장치에 관한 것이다.

통상적으로 자동조립장치는 캐리어에 의해 지지된 샤시위에 부품들을 조립한다. 일반적으로, 한 유니트는 부품을 공급하고, 부품 공급기와 떨어진 다른 유니트는 캐리어에 샤시를 공급한다. 자동조립장치는 부품 공급기로 부터 차례대로 부품을 집어올려, 그들을 캐리어에 의해 이송된 샤시위에 조립한다.

그러나, 이러한 장치들의 경우, 부품공급기와 이에 관련된 장치들의 형태가 복잡하므로 값이 비싸다. 또한, 제한된 수의 부품들만이 부품 공급기에 의해 공급될 수 있고, 공급 및 조립작업이 그렇게 만족스럽지 못한다.

종래의 자동조립장치는 조립되는 설비형태의 변화에 적합하도록 쉽게 적응하지 못한다. 부품공급기 또는 이에 관련된 유니트의 본체는 조립되는 설비의 형태가 변할때 상당히 수정되어야 한다.

종래의 자동조립장치의 경우, 공구를 바꾸기 위해서 터리트(turret) 또는 인덱싱 메카니즘과 같은 특정한 공구 교환 유니트가 사용된다. 특정한 공구 교환 유니트는 캐리어 부재를 이동시키는 가동 테이블과는 별로 제어된다. 또한, 자동 공구 교환 유니트는 가동테이블과는 별도로 제어되어야 하므로, 복잡하고 값비싼 제어회로를 필요로 하게 된다. 또한, 조립 유니트로 부터 독립된 교환공구가 사용되게 때문에 공구를 교환시키는데 상당한 시간이 소요된다.

본 고안의 목적은 조립되는 설비형태의 변화에 쉽게 적응할 수 있는 자동조립장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 사용된 공구를 신속하고 효율적으로 자동교환 할수 있는 자동조립장치를 제공하는 것이다.

본 고안에 따르면, 적어도 일부가 캐리어상에 배열된 부품들로 구성된 설비를 자동으로 조립하는 장치가 제공된다. 가동테이블은 캐리어를 지지하고 수평면에서 2개의 직교방향으로 이동한다. 트레이는 조립하는 동안 사용하기 위해 배열된 부품 또는 공구를 갖고 테이블상에 지지되어 있다. 장착 표면은 가동테이블의 평면위로 연장하고 있다. 적어도 1개의 작업유니트가 장착표면에 부착되어 조립시에 테이블의 이동에 따라 트레이상에 배열된 부품과 공구를 선택적으로 결합시킨다.

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 상기 목적과 그와의 다른목적, 특징 및 장점에 대해서 상세하게 기술하겠다.

제1도를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 자동조립장치에 사용하기 위한 캐리어(1)는 서로 정렬하여 고정배열된 4개의 팔레트(3)를 갖춘 기판(2)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 현수 보유기(4)는 기판(2)의 네모서리에 각각 장착되어 있다.

캐리어(1)의 각각의 팔레트(3)위에는 샤시(5)와 이 샤시(5)상에 조립하는데 필요한 기어, 레버, 베어링등과 같은 다수의 형태로 될수 있는 주요부품(6)이 조립작업전에 배치되어 있다. 캐리어(1)에 샤시(5)와 주요부품(6)들이 적재되면, 캐리어는 후에 기술되는 조립스테이션으로 이송되어, 여기서 자동조립장치가 주요부품 (6)을 차례대로 집어올려, 그들을 샤시(5)상에 공급 및 조립한다.

조립스테이션에서, 릴축, 나사, 등과 같은 공통부품 및 그외의 다른부품들은 샤시(5)상에 분리해서 공급되어 조립된다. 샤시(5)상에 부품들을 공급하여 조립하는 것이외에도, 나사의 조임, 부품의 윤활, 자석부재의 자화 및 그외의 다른 관련 작업과 같은 다른작업이 이 조립스테이션에서 자동으로 수행될 수 있다. 샤시(5)상에 부품을 공급, 가공 및 조립하는 일은 캐리어 4개의 팔레트(3)에 대해 동시에 행해진다.

이제, 본 고안을 사용하여 만든 자동조립장치에서 다수의 조립스테이션으로 그리고 그로부터 캐리어(1)를 이송하는 콘베이어의 배열에 대해서 기술하겠다. 특히, 제2도의 콘베이어(9)근처에 있는 화살표방향으로 캐리어(1)를 이송시키기 위해 한쌍의 나란히 인접한 콘베이어(9,10)가 제공된다. 다수의 조립스테이션, 예를 들면 제2도에 도시된 3개의 조립스테이션(11,12,13)은 이 다수의 조립스테이션(11, 12,13)으로 그리고 그로부터 콘베이어(9,10)에 의해 이송된 캐리어(1)에 대해 공급, 가공 및 조립작업을 행할수 있도록 이송시스템 인접콘베이어(10)의 외측에 배열된다.

또한, 다른 콘베이어(14)는 콘베이어(9)와 평행하게 이격되어 있고, 한쌍의 콘베이어(15,16)는 대응 단부가 콘베이어(14)의 단부들과 각각 접속하도록 하여 제공된다. 이 관점에서, 콘베이어(9,10,14,15,16)들은 무한 콘베이어 라인을 형성하게 되고, 이 무한 콘베이어라인에 의해 캐리어(1)는 제2도의 화살표방향으로 이송된다. 콘베이어들은 다른 적당한 콘베이어시스템으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 콘베이어들은 로울러콘베이어로 구성될 수 있다. 즉, 각각의 콘베이어는 캐리어(1)를 이동하게 하는 다수의 회전가능한 로울러로 구성될 수 있다. 이러한 점에서 캐리어(1)는 통로내에 삽입된 적당한 정지부재에 의해 콘베이어상의 어느위치에서 정지될 수 있고, 정지부재들이 해제될때 즉시 다시 이송될 수 있다. 콘베이어 (9,10,14)들은 다수의 짧은 이송부분(9a,10a,14a)으로 각기 분할되어, 각각의 이송부분이 하나의 조립스테이션에 해당하게 된다.

이러한 방식으로, 조립스테이션(11,12,13)에 대해 캐리어(1)의 독립적인 공급 및 배출이 손쉽게 이루어질 수 있다.

분배기(17)는 다음에 기술하는 바와 같이 콘베이어(9)나 콘베이어(10)로 캐리어(1)를 선택적으로 공급하기 위해 콘베이어(15)의 전단부, 즉 콘베이어(9)와 콘베이어(10)에 인접한 단부에 배열된다. 또한, 적재 스테이션(18,19)은 이송시스템으로 캐리어(1)를 공급하기 위해, 예를 들어 콘베이어(14)의 2개의 하류지점에 배열되고, 하역 스테이션(20)은 샤시(5)와 각각의 부품(6)이 함께 조립되어 있는 캐리어를 이송시스템으로부터 제거하기 위해 콘베이어(14)의 상류지점에 배열된다. 이러한 방식으로, 4개의 샤시(5)와 이에 관련된 조립될 부품(6)은 각각 캐리어(1)위에 배치된 다음, 캐리어는 각각의 적재스테이션(18,19)로 공급되는데 이 장소에서 캐리어들은 콘베이어(14)로 이송된다. 그 다음에, 콘베이어(14)는 콘베이어(15)로 캐리어(1)를 이동시키는데, 이 콘베이어(15)에서 분배기(17)는 예정된 분배배열에 따라 콘베이어(9)나 콘베이어(10)로 캐리어(1)를 선택적으로 공급한다.

그 다음에, 캐리어(1)은 각각의 콘베이어(9,10)에 의해 제1조립스테이션(11)으로 이송되거나 공급될 수 있다. 특히 캐리어(1)는 콘베이어(9)와 콘베이어(10)로부터 조립 스테이션(11)의 가동테이블상에 배치된 캐리어적재기에 의해 조립스테이션(11)으로 이송되는데, 이 조립스테이션(11)에서 샤시(5)상에의 부품(6)의 공급가공 및 조립 작업이 다음에 상세하게 기술하는 바와 같이 자동으로 이루어진다. 상기 작업들이 완료되면, 캐리어(1)는 캐리어 적재기에 의해 콘베이어(9,10)중의 한 콘베이어상으로 배출되어 다음 조립스테이션(12)으로 이송된다. 캐리어 적재기는 조립스테이션(11)의 가동테이블(31)과 대향관계인 제1 위치와 콘베이어(9,10)와 대향관계인 제2 위치 사이로 이동할 수 있다. 콘베이어(9,10)의 하류지점에 있는 조립스테이션(12,13)에 대한 캐리어(1)의 공급 및 배출은 이와 비슷한 방식으로 이루어진다. 조립스테이션(13)에 대한 상기 작업들이 완료되면 캐리어들은 콘베이어 (16,14)에 의해 하역스테이션(20)으로 이송되어, 예를 들면 작업자에 의해 콘베이어(14)로부터 하역된다.

콘베이어(9 및 10)에 의해 조립스테이션(11,12,13)에서 캐리어(1)의 공급 및 배출라인을 스위칭시킴으로써 여러 작업단계를 쉽게 변화시킬 수 있다.

이제, 제3도, 제4도 및 제5도를 참조하여 조립스테이션(11)의 구조에 대해서 기술하겠다. 그러나, 조립스테이션(12,13)도 동일한 구조로 될 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 조립스테이션(11)은 수평베이스(23) 위쪽에 수직부재에 의해 지지되고 이 수평베이스에 평행한 수평 U형 장착부재(24)를 포함한다. U형 장착부재(24)의 레그와 접속 세그먼트의 내측면(24a,24b)에는 각기 장착판(25,26)이 교정되어 있는데, 이들 장착판은 서로 수직으로 위치해있다. 다수의 키이(27)가 장착판(25)위에 수직으로 장착되어, X-축방향, 즉 표면(24a)를 따라 수평방향으로 일정한 거리만큼 서로 떨어져 있다.

이와 유사한 방식으로, 다수의 키이(28)가 장착판(26)위에 장착되어, Y-축 수평방향으로 일정한 거리만큼 서로 떨어져 있다. 작업유니트(29,30)는 키이(27, 28)들중의 선택된 키이상에 각각 장착되어, 손쉽게 한 키이에서 제거되어 다른 키이에 장착될 수 있다. 이 작업 유니트들은 수직으로 왕복가능한 작업유니트(29, 30)의 하단부상에 장착된 작업헤드를 포함한다.

가동테이블(31)은 베이스(23)위에 장착되어 제4도에 도시한 바와같이 베이스 (23)의 수평면에서 X-축 및 Y-축방향으로 구동되기에 적합하게 되어 있다.

쉬프트테이블(32)은 가동테이블(31)상의 X-축방향의 제한된 범위내에서 수평으로 왕복가능하다. 캐리어(1)와 4개의 사새(5)에 대한 공급, 가공 및 조립작업은 쉬프트테이블(32)상에 이루어진다. 그러나, 쉬프트테이블(32)은 테이블(31)의 이동을 최소화시킴으로써 소형장치를 제공하기 위해 갖추어져 있으나, 원하는 경우에 제거될 수도 있다. 이 경우에, 캐리어(1)의 모든 이동은 테이블(31)의 이동에 의해서 이루어진다.

적재기 안내부재(33)는 장착부재(24)의 한 레그로 부터 수평으로 현수되어 X-축 방향으로 연장하고 있고, 캐리어적재기(34)는 조립스테이션(11)의 가동테이블 (31)의 상부면과 대향 관계인 제1 위치와 콘베이어(9,10)의 상부면과 대향 관계인 제2위치 사이에서 X-축방향으로 수평 왕복운동할 수 있도록 적재기 안내부재(33)의 하부측에 활주가능하게 장착되어 있다. 캐리어 적재기(34)는 다음에 상세하기 기술하는 제1 및 제2 척킹(chucking) 스테이션(35,36, 제5도)을 포함하는데, 이 스테이션은 캐리어 적재기(34)가 제2 위치에 있을때 콘베이어(9,10)와 각각 대향관계로 놓여진다. 척킹스테이션(35,36)은 콘베이어(9,10)와 쉬프트테이블(32) 사이에서 캐리어(1)를 이송시키기 위해 사용되므로, 척킹스테이션(35,36)은 콘베이어(9,10)나 쉬프트테이블(32)로 부터 캐리어(1)를 들어올리기 위해 각각의 캐리어(1)의 4개의 현수 보유기(4)과 결합하는 4개의 현수포올(37,38)을 각각 구비하고 있다.

콘베이어(9)는 조립작업전에 각각의 캐리어(1)를 조립스테이션(11)에 대향하는 위치로 이송시키는데, 이 위치에서 캐리어적재기(34)는 제5도에 실선으로 표시한 바와 같이 위치된다. 캐리어 적재기(34)의 한 척킹스테이션(35)의 현수포올(37)은 캐리어(1)의 보유기(4)와 결합하여 콘베이어(9)로 부터 캐리어(1)을 들어올린다. 그 다음에, 캐리어 적재기(34)는 콘베이어(9) 위쪽의 위치로 부터 조립스테이션(11)내의 가동테이블(31) 위쪽의 위치로 캐리어(1)를 이동시키기 위해 제5도에 파선으로 표시한 위치로 이동된다. 쉬프트테이블(32)이 파선으로 표시한 위치, 즉 척킹스테이션(35) 아래로 이동되면, 캐리어(1)는 척킹스테이션(35)에서 해제되어 쉬프트테이블(32)위로 하강된다. 그다음에, 가동테이블(31)은, 각각의 샤시(5)상의 주요부품(6)의 공급, 가공 및 조립작업과 그외의 다른 관련 작업을 수행하기 위해 작업유니트(29 및 30)의 작업헤드가 가동테이블(31)의 이동과 동시에 수직이동하는 동안, 예정된 제어프로그램 또는 고정에 따라 X-축 방향 및 Y-축방향으로 이동된다.

이러한 조립 및 관련 작업을 하는동안, 캐리어적재기(34)는 작업유니트(29, 30)의 이동을 방해하지 않도록 제5도에 실선으로 표시한 바와 같이 콘베이어(9, 10) 위쪽에 위치된다. 각각의 샤시(5)위에 부품(6)을 조립하는 조립 작업이 수행된 후에, 쉬프트테이블(32)은 제5도에 실선으로 도시한 위치로 이동되고, 캐리어적재기(34)는 새로운 조립 작업이 수행될 새로운 캐리어(1)가 척킹스테이션(35)의 포올(37)로부터 현수되는 동안 조립작업이 수행된 캐리어(1)를 지지하는 쉬프트 테이블(32) 위쪽에 척킹스테이션(36)을 위치시키기 위해 파선으로 표시한 위치로 이동된다. 그 다음에, 척킹스테이션(36)은 조립동작이 실시되었을때 캐리어를 들어올리고, 속이빈 쉬프트테이블(32)은 조립작업이 수행될 새로운 캐리어(1)를 척킹스테이션(35)으로부터 받아들이기 위해 척킹스테이션(35) 밑에 파선으로 표시한 위치로 복귀된다.

제5도에 실선으로 표시한 위치로 캐리어 적재기(34)를 복귀시킬때, 척킹스테이션(36)은 콘베이어(10) 위쪽에 배치되고 이것의 포올(38)은 조립작업이 조립스테이션(11)에서 수행된 캐리어(1)를 콘베이어(10)상으로 하강시키도록 해제된다. 동시에, 조립동작이 수행될 다른 캐리어(1)가 척킹스테이션(35)의 포올(37)에 의해 결합되어 조립스테이션(11)에서의 다음 작업주기를 준비하기 위해 콘베이어(9)로 부터 들어올려진다.

조립동작이 수행될 다음 캐리어(1)는 콘베이어(9)상의 스테이션(11)으로 옮겨지고, 이러한 조립작업을 수행한 후에, 각각의 캐리어(1)는 콘베이어(10)상의 조립스테이션(11)으로부터 비슷한 작업주기가 실시되는 다음 조립스테이션(12)으로 이송된다. 그러나, 이러한 스테이션(12)에서, 조립작업이 수행될 캐리어(1)는 콘베이어(9)로 부터 배출되지만, 그후 최종 조립스테이션(13)으로 계속 이송되기 위해 콘베이어(9)로 다시 복귀된다.

제6a도와 제6b도를 참조하여, 각각의 관련된 샤시(5)상에서 부품(6)을 조립하고 그외의 다른 관련작업을 수행하기 위해 각각의 조립스테이션(11,12,13)에 제공된 작업유니트(29,30)의 특성에 대해서 기술하겠다.

작업유니트(29)에 관련해서 도시한 바와 같이, 승강대(41)는 판(25)위의 각각의 키이(27)에 고정된 장착부재(41a)에 관해 수직으로 왕복 가능하다.

다양한 형태로 할 수 있는 작업헤드(42)는 상호교환될 수 있도록 하여 승강대(41)의 전면에 장착되어 있다. 도시한 실시예에서, 헤드(42)는 하방으로 연장된 4개의 척킹헤드(44)를 갖고있는 헤드홀더(43)를 포함한다. 4개의 척킹헤드(44)는 캐리어(1)의 4개의 팔레트(3)상의 대응위치들 사이의 거리에 대응하는 일정한 거리로 두고 배치된다. 예시적인 실시예에서, 척킹헤드(44)는 진공펌프(도시하지 않음)에 연결되어 하단부(44a, 제7a도 내지 제7g도)에 형성된 개구(44b)를 통해 공기를 흡입함으로써 주요부품(6)을 승강시킬 수 있다. 척킹헤드(44)는 이 척킹헤드(44)를 에워싸는 모양으로 장착된 압축스프링(45)에 의해서 홀더(43)에 관해 하방으로 탄성적인 힘을 받는다.

각각의 조립스테이션(11,12,13)에서, 캐리어(1)가 각각의 가동테이블(31)상에 장착된 쉬프트테이블(32)상에 위치할때, 이러한 캐리어(1)는 X-축 및 Y-축방향으로 가동테이블(31)을 이동시킴으로써 척킹헤드(44)에 관해 제6a도와 제6b도에 도시한 X-축 및 Y-축 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 캐리어(1)의 4개의 팔레트 (3)상의 4개의 샤시(5)와 대응부품(6)은 작업헤드(42)의 4개의 척킹헤드(44)에 관해서 동시에 위치된다.

예를들어, 캐리어(1)을 이동시킴으로써, 각각의 척킹헤드(44)는 제7b도에 도시한 바와 같이 캐리어(1)의 각각의 팔레트(3)상의 대응 부품(6) 위쪽에 각각 위치된다. 이때, 제6a도와 제7c도에 도시한 바와 같이, 작업유니트(29)의 승강대(41)의 하향이동은 척킹헤드(44)의 하단부(44a)가 각각의 부품(6)에 대해 스프링(45)에 의해서 탄성적으로 눌리도록 작업헤드(42)를 하강시킨다. 흡입하면 스택크(stack)의 맨위쪽 부품(6)을 하단부(44a)로 끌어당긴다. 제7d도에 도시한 바와 같이, 작업헤드(42)의 각각의 척킹헤드(44)는 승강대(41)의 상향 이동에 따라 각각의 부품(6)을 연속적으로 들어올린다.

캐리어(1)의 4개의 팔레트(3)상에 배치된 샤시(5)에 관해서 X-축과 Y-축방향으로 척킹헤드(44)를 위치시키는 것은 가동테이블(31)의 적당한 이동에 의해 결정된다. 결국, 척킹헤드(44)는 제7e도에 도시한 바와 같이 각각의 샤시(5)상의 이미 승강된 부품(6)의 조립위치에 위치된다.

제6b도와 제7f도에 도시한 바와 같이, 승강대(41)는 하향이동되어 작업헤드 (42)를 하강시킴으로써, 척킹헤드(44)의 하단부(44a)에 흡입에 의해 부착된 부품 (6)이 조립될 각각의 샤시(5)상의 조립위치에 탄성적으로 위치하게 된다. 이때, 척킹헤드(44)에 가해진 흡입은 부품(6)이 척킹헤드(44)의 하단부(44a)로부터 분리되어 승강대(41)가 다음의 조립작업 주기를 준비하는 초기위치로 작업헤드(42)를 들어올릴때, 제7g도에 도시한 바와 같이 샤시(5)상에 조립위치에 유지되도록 해제된다.

각각의 샤시(5)상에 부품(6)을 조립하는 동안 X-축 및 Y-축 방향으로의 가동테이블(31)의 공기압축 또는 그외의 다른 동력에 의한 이동, 작업헤드(42)의 수직이동, 및 캐리어 적재기(34)의 이동을 편리하게 제어하기 위해서 적당하게 프로그램된 컴퓨터 또는 마이크로 처리기가 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 조립될 부품의 형태 또는 디자인의 변경은 컴퓨터에 제어프로그램을 재입력시켜 기억시킴으로써 손쉽게 수용할 수 있다. 이러한 변화가 생기는 경우에, 조립스테이션(11,12, 13)에 있는 부품공급 유니트, 부품지그(jig)등과 같은 것은 수정할 필요가 없다. 그러므로 자동조립장치는 본 고안에 따라서 매우 유연성있게 만들어질 수 있고 조립될 부품이 이송되는 경우에 수많은 다른 조립작업에 사용할 수도 있다.

상술한 작업유니트(29)이외에도, 예를 들어 나사의 조임, 폴리그립 또는 폴리워샤의 장착, 부품의 윤활자석부재의 자화, 및 그외의 다른 공통사용 부품의 조립 및 가공등을 실시하기 위해 각각의 조립스테이션(11,12,13)에서 다른 작업유니트가 결합될 수 있다. 이러한 작업들은 상술한 바와 같이 X-축 및 Y-축 방향으로의 가동테이블(31)의 이동을 제어하는 것과 관련하여 수행될 수 있다.

조립스테이션(11,12,13)에 있는 부품(6)용의 공급유니트와 조립지 그들의 수는 각각의 샤시(5)와 이위에 조립될 부품(6)들의 적어도 일부가 캐리어(1)상으로 공급된 다음 예정된 조립작업이 수행되는 조립스테이션(11,12,13)으로 이송되기 때문에 현저하게 감소될 수 있다.

각각의 샤시(5)와 각각의 부품(6)들의 캐리어(1)상에 위치되기 때문에, 각각의 조립스테이션(11,12,13)에서 가동테이블(31)은 X-축 및 Y-축방향으로의 캐리어 (1)의 수평이동을 제어할때만 필요하다.

작업유니트(29,30)의 작업헤드(42)의 간단한 수직이동만이 요구되기 때문에 다양한 종류의 부품(6)이 샤시(5)상에 효율적으로 장착될 수 있고, 작업헤드(42)의 수직이동은 적당하게 프로그램된 컴퓨터 또는 마이크로 처리기에 의해 손쉽게 제어될 수 있다.

제8a도를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따라, 가동테이블(31)상에 쉬프트테이블(32)를 놓는 팔레트(3)를 갖고 잇는 캐리어(1)외에도, 트레이테이블(48)이 이것의 측면을 따라 쉬프트 테이블(32)에 부착된다는 것을 알수 있다. 부품공급 트레이(49)는 트레이테이블(48)에 형성된 리세스(51)내에 분리가능하게 위치해 있다. 동일한 종류의 부품(50)은 부품공급 트레이(49)내에 형성된 부품 리세(52)내의 어레이내에 배열되어 있다. 도시한 실시예에서, 트레이테이블(48)은 쉬프트테이블 (32)에 부착되어 있다.

이미 지적한 바와 같이, 쉬프트테이블(32)이 제거되면, 트레이테이블(48)은 가동테이블(31)에 직접부착된다.

트레이(49)의 부품리세스(52)내에 배열된 부품(50)은 일반적으로 적층하기 어려운 것으로서, 예를들어 테이프 플레이어의 조립시에 사용되는 릴축 또는 헤드와 같은 것일수 있다. 부품제조자들은 적재하기 전에 트레이(49)상에 부품(50)을 배열할 수 있으므로, 부품(50)을 가진 트레이(49)는 다른준비 없이 트레이테이블 (48)상에 배치될 수 있다.

트레이(49)상에 배열된 부품(50)은 작업유니트(29)의 작업헤드(42)에 의해 차례대로 집어올려지고 가동테이블(31)의 이동과 동시에 샷시(5)상에 조립된다. 따라서, 트레이테이블(48)상의 트레이(49)내의 부품(50)은 주요부품(6)이 캐리어(1)의 팔레트(3)상에 예정된 위치설정 관계로 배열된 것처럼, 각각의 작업헤드(42)에 부착된 척킹헤드(44)의 위치와 협동하도록 예정된 위치 관계로 배열될 수 있다.

제8b도는 가동테이블(31)과 함께 이동할 수 있도록 쉬프트테이블(32)의 측면을 따라 장착된 트레이테이블이 공구스탠드(stand) (48) 형태로 된 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것이다. 가공공구 및 조립공구와 같은 다수의 작업공구(149)는 공구스탠드(148)상에 분리 가능하게 장착되어 있다.

공구(149)는 공구스탠드(148)의 상부면(148a)내에 형성된 수직하우징 구멍 (150)속으로 위로부터 수직으로 삽입되어 있다. 물론, 제8a도의 트레이테이블 (48)의 경우에서와 같이, 공구스탠드(148)는 쉬프트테이블(32)이 없는경우 가동테이블 (31)에 직접부착 될수 있다.

제9도와 제10도는 트레이(49)중의 하나에 배열된 부품(50)의 캐리어(1)로의 전형적인 조립작업을 도시한 것이다. 도시한 실시예에서, 작업유니트(29)는 이 유니트 (29)가 각각의 조립스테이션(11,12,13)에 각각 장착된 장착판(25)의 방향으로 캐리어(1)상에 배열된 각각의 팔레트(3)용의 척킹헤드(44)를 가진 작업헤드(42)를 갖고 있다. 처음에, 가동테이블(31)은 각각의 척킹헤드(44)가 각각의 트레이(49) 위쪽에 일정한 간격으로 장착된 작업헤드(42)의 각각의 척킹헤드(42)밑에 각각의 트레이(49)를 배치시키도록 이동한다. 그 다음에, 작업헤드(42)는 수직으로 왕복운동하여 각각의 척킹헤드(44)가 각각의 트레이(49)상에 배열된 부품(50)을 집어올리게 한다. 가동테이블(31)은 각각의 척킹헤드(44)에 의해 이송된 부품(50)이 캐리어 (1)의 각각의 팔레트(3)에 의해 이송된 샤시(5)상에 조립되는 예정된 위치로 캐리어(1)을 이동시킨다. 그다음에, 작업헤드(42)는 하방으로 왕복운동하여 각각의 샤시(5)상에 각각의 부품(50)을 위치시킨다. 각각의 부품(50)이 각각의 샤시(5)위에 위치한 후에, 각각의 척킹헤드(44)는 상방으로 복귀되어 작업을 완료한다.

제11a도 내지 제11c도, 제12도 및 제13도는 조립작업에 사용된 공구를 교환하기 위해 사용되는 자동공구 교환헤드(53)의 형태로 된 작업헤드를 가진 작업유니트(29)를 도시한 것이다. 자동공구 교환헤드(53)는 2개의 헤드형태로 된 것으로 도시되어 있고 장착판(25)상의 예정된 위치에 장착된 작업유니트(29)의 승강대(41)와 일체로 형성된 장착판(41a)에 헤드홀더(54)에 의해 분리가능하게 장착되어 있다. 수직가동 슬라이드홀더(55)는 헤드홀더(54)의 전면에 형성된 수직안내홈(56)속에 끼워진다. 한쌍의 스프링(57)은 헤드홀더(54)의 상단부(54a)와 슬라이드홀더(55)를 접속시킨다. 한쌍의 원통형(58)은 슬라이드홀더(55)를 통해 연장되고 이 슬라이드홀더(55)에 관해서 수직으로 이동가능하다. 자동공구교환 척크(59)는 각각의 원통형축(58)의 하단부에 장착되어 있다. 압축스프링(60)은 원통형축(58)을 하향고정시킨다. 원통형축(58)의 상단부에 부착된 정지링(61)은 이 정지링(61)이 슬라이드홀더(55)의 상단부에 접촉할때 원통형축(58)의 하방이동을 제한한다. 슬라이드홀더 (55)에 고착된 핀(62)은 원통형축(58)에 형성된 길다란구멍(63)내에 배치된다. 이 핀(62)은 길다란구멍(63)과 결합함으로써 원통형축(58)의 회전이동을 제한한다.

공구교환작업시에 사용하기 위한 공기실린더(64)는 헤드홀더(54)의 상단부 위쪽에 장치되어 있다. 실린더봉(65)의 하단부에 고정된 승강판(66)은 원통형축 (58)의 상단부(58a) 주위로 연장된다. 승강판(66)은 공기실린더(64)의 작용에 의해 정지링(61)과 접촉하게 될수 있다. 공구(149)를 부착하고 분시시킬때 사용하기 위한 한쌍의 공기실린더(67)가 원통형축(58)의 상단부 위쪽에 장치된다. 압축부재 (69)는 실린더봉(68)의 하단부에 장착된다. 실린더홀더(70)는 작업유니트(29)에 공기실린더(67)를 장착시킨다.

제13도와 제14도를 참조하면, 각각의 자동공구 교환척크(59)는 각각의 원통형축(58)의 하단부(58b)의 부착된 원통형 척크본체(72)와, 척크본체(72)의 하단부에 장착된 잠금포올(locking pawl 73)을 갖고있는 것으로 도시되어 있다. 록킹포올 (73)은 척크본체(72)내에 형성된 슬릿(74)내에 장치되어 핀(75)을 중심으로 선회된다. 링-형코일스프링(77)은 척크본체(72)의 외주면내에 형성된 환상홈(76)내에 끼워져 제3도에 도시한 바와 같이 시계방향 내측으로 록킹포올(73)을 바이어스시킨다. 흡입고착부(84)는 척크본체 (72)의 중간부분에 삽입되어 진공펌프(도시하지 않음)와 유체연통하고 있다. 한 실시예에서, 진공펌프로 부터의 흡입은 조립하는 동안 공구(149)에 부품(6)을 부착시키는데 사용된다 한쌍의 수직가동승강봉(78)이 원통형축(58)내에 장착되어 있는데, 이 승강봉(78)의 상단부(78a)는 원통형축(58)으로부터 상방으로 연장되어, 압축부재(69)의 하단부에 인접해 있다.

각각의 승강봉(78)의 하단부(78b)는 각각의 척크본체(72)의 흡입고찹부(84)의 상부 부근에 위치된다.

압축스프링(79)는 승강봉(78)을 상방으로 바이어스시킨다. 확대된 직경부분 (80)은 승강봉(78)의 하단부(78b)부근에 형성되어 원통형축(58)의 하향 수직이동을 제한하도록 원통형축(58)의 하단부(58b)에 접촉해 있다.

이제, 제13a도와 제15a도 내지 제15h도를 참조하여, 자동공구 교환헤드(53)에 작업공구(149)를 부착하는 것에 대해서 기술하겠다. 작업공구(149)의 상단부 (149a)의 직경은 척크본체(72)의 하단부(72a)에 형성된 개구(81)의 내부직경과 대략 동일하다. 상단부(149a)의 외주면에는 환상홈(82)이 형성되어, 척크본체(72)에 작업공구(149)를 고착시키도록 록킹포올(73)의 포올말단부(73a)와 결합된다. 작업공구(149)의 상단부(149a)는 본체(72)의 하단부면에 접촉하도록 하단부에 형성된 확대직경부분(83)을 갖고 있다.

공구(149)를 교환하기 위해서, 공구스탠드(148)는 X-축 및 Y-축 방향으로의 가동테이블(31)의 적절한 이동에 의해 척크본체(72)밑에 위치되고, 교환될 공구 (149)는 공구스탠드(148)내의 속이빈 하우징구멍(150)위쪽에 위치된다. 각각의 척크본체(72)는 제15c도에 도시한 바와 같이 거리S₁만큼 하강된다.

교환될 작업공구(149)의 하단부는 공구스탠드(148)의 속이빈 하우징구멍 (150)내에 삽입되고, 작업공구(149)의 확대직경부분(83)은 공구스탠드 (148)의 상부면(148a)과 접촉하게 된다.

제13도와 제15d도는 척크본체(72)로부터 교환될 작업공구(149)를 분리시키는 것에 대해 도시한 것이다. 공기실린더(64)는 정지링(61)을 향해 승강판(66)을 누르고 현수 스프링(57)의 바이어스힘을 향해 하강위치로 슬라이드홀더(55)를 하강시키도록 작동된다. 해제될 공구교환척크(59)에 관련된 공기실린더(67)는 승강봉(78)의 상단부(78a)를 향해 하강위치로 각각의 압축부재(69)를 밀도록 작동된다. 승강봉 (78)은 압축스프링(79)의 바이어스힘을 향해 하방으로 구동되고, 하단부 (78b)는 교환될 공구(149)의 상단부(149a)를 하방으로 누른다. 승강봉(78)이 공구스탠드 (148)의 구멍(150a)내에 공구(149)를 유지시킨면, 공기실린더(64)는 작동하지 않게 되어 승강판(66)을 해제시킨다. 현수스프링(57)은 상부위치에 슬라이드홀더(55)를 복귀시킨다. 척크본체(72)의 최종적인 상방 이동중에, 록킹포올(73)은 홈(82)밖으로 이동되어 제13도에 도시한 바와 같이 시계반대방향으로 선회된다. 그러므로, 포올(73)의 말단부(73a)는 더이상 작업공구(149)내의 환상홈(82)와 결합되지 않게되어, 작업공구(149)는 공구교환척크(59)로부터 자동적으로 해제된다. 그다음에, 해제된 척크(59)의 공기실린더(67)는 실린더봉(68)과 압축부재(69)를 상부위치로 복귀시키도록 작동되고 이때 압축스프링(79)은 승강로드(78)를 상부위치로 복귀시킨다.

이제 제15e도를 참조하면, 작업유니트(29)는 속이빈 척크본체(72)를 상향으로 왕복운동시킨다.

척크본체(72)는 제15f도에 도시한 바와 같이 가동테이블(31)의 이동에 의해 공구스탠드(148)상의 다른 또는 새로운 작업공구(149) 위쪽에 위치된다. 제15g도에 도시한 바와 같이, 척크본체(72)는 다른작업공구(149)를 부착시키도록 거리S₂만큼 하강된다. 공기실린더(64)는 현수스프링(57)의 바이어스힘을 향해 하방으로 승강판 (66), 슬라이드홀더(55), 및 원통형축(58)을 누르도록 작동된다. 새로운 작업공구 (149)의 상단부(149a)는 척크본체(72)의 하단부(72a)의 개구(81)에 삽입된다. 록킹포올(73)의 말단부(73a)는 새로운 작업공구(149)내의 환상홈(82)과 결합된다.

공기실린더(64)는 현수스프링(57)이 슬라이드홀더(55)와 원통형축(58)을 상부위치로 복귀시키도록 작동하지 않게 된다. 새로운 작업공구(149)는 제15h도에 도시한 바와 같이 작업유니트(29)의 수직왕복운동에 의해서 공구스탠드(148)내의 각각의 하우징구멍(150)으로 제거된다.

따라서, 작업공구(149)의 자동교환이 이루어지고, 다수의 가공 및 조립작업이 각각의 척크본체(72)에 연속적으로 부착된 작업공구(149)에 의해 수행될 수 있다. 가공 및 조립 작업중에, 자동공구 교환헤드(53)는 작업유니트(29)에 부착된 승강대(41)의 수직이동에 의해서 이동된다. 작업공구(149)가 각각의 부품(6)을 향해 눌릴때 마다, 원통형축(58)은 압축스프링(60)의 바이어스힘을 향해 슬라이드홀더 (55)에 관해서 상방으로 활주된다. 압축스프링(60)은 공구(149)가 부품(6)과 계속 접촉되게 하고 승강대(41)의 수직이동을 가능하도록 한다.

이 분야에 숙련된 기술자들이 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 작업공구 (149)는 가동테이블(31)의 적당한 이동에 의해서 자동적으로 교환될 수 있다. 만일 가동테이블(31)의 이동이 프로그램된 컴퓨터 또는 마이크로 처리기에 의해 제어된다면, 부품(6)을 조립하기 위해 사용된 동일한 프로그램은 조립하는 동안 사용된 작업공구(149)의 교환을 제어하는데 사용될 수 있다.

공구(149)를 교환할때 사용된 수직거리 S₁과 S₂는 동일한 것일 수도 있고, 컴퓨터제어프로그램에 프로그램될 수도 있다.

본 고안의 현저한 장점은 자동공구 교환헤드의 구조가 간단하다는데 있다. 공구스탠드(148)는 [쉬프트테이블(32) 또는 가동테이블(31)상의] 캐리어(1) 부근에 배치되고 캐리어(1)을 따라 이동하기 때문에, 공구스탠드(148)와 캐리어(1)사이의 거리가 현저하게 감소될수 있다. 작업공구(149)를 교환하는 것은 캐리어(1)상에 부품(6)을 조립하는 것과 동시에 신속하게 수행될 수 있다.

본 고안의 또다른 장점은 적층하기 어려운 부품(50)을 공급하는데 있다. 부품(50)은 트레이(49)상에 배열될 수 있으므로, 작업헤드(42)가 부품(50)을 차례대로 집어올려서 샤시(5)상에 조립할 수가 있다.

장치내의 교환이 다른 상이한 부품(50)을 필요로 하면, 트레이(49)만을 교환하면 된다. 즉, 부품공구 유니트와 이에 관련된 유니트는 그다지 수정할 필요가 없다.

그러므로, 본 고안에 따른 자동조립장치는 구조가 매우 융통성이 있다.

지금까지 본 고안의 양호한 실시예는 대해서 기술하였으나, 이것은 본 고안을 이 실시예에 제한시키는 것이 아니고, 이 분야에 숙련된 기술자들은 첨부된 청구범위의 정신 및 범주를 벗어나지 않고도 본 고안을 여러가지로 수정 및 변경할 수도 있다.

Claims

적어도 일부가 캐리어(1)상에 배열된 부품들로 구성된 설비를 자동으로 조립하기 위한 장치에 있어서, 상기 캐리어를 지지하고 수평면에서 2개의 직교방향으로 이동하는 가동테이블(31)과, 상기 가동테이블(31)과 함께 이동하도록 이 테이블 (31)상에 지지되어, 상기 조립중에 사용하기 위한 부품들을 이송시키기에 적합한 트레이(49)와, 상기 가동테이블(31)의 상기 수평면 위쪽으로 연장하는 장착표면과, 상기 설비를 조립할때 상기 가동테이블(31)의 각각의 이동시에 상기 캐리어(1)상의 상기 부품들 및 상기 트레이(49)상의 상기 부품들과 선택적으로 결합하기 위해 상기 장착표면에 부착된 적어도 한개의 작업유니트(29,30)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제1항에 있어서, 상기 트레이(49)상에 적재된 상기 부품들은 상기 설비를 조립할때 사용하기 위한 부수적인 부품인 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제2항에 있어서, 상기 캐리어(1)와 상기 트레이(49)상에 적어도 두개의 부품세트가 각기 서로 예정된 위치 관계로 있고, 상기 부품세트내의 대용부품들은 상기 두개의 직교방향중의 한방향으로 서로 일정한 거리로 떨어져 있고, 상기 작업유니트(29,30)는 상기 가동테이블(31)의 이동에 따라 상기 각부품 세트의 대응부품들과 동시에 결합할 수 있도록 상기 직교방향중의 상기 한방향으로 서로 일정한 거리로 떨어져 위치하여 상기 작업유니트(29,30)로부터 연장하고 있는 적어도 두개의 척킹헤드(44)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제3항에 있어서, 상기 가동테이블(31)상에 위치하여 상기 직교방향중의 한 방향으로 상기 가동테이블(31)에 대해 측방향으로 이동하기 위해 상기 캐리어(1)와 상기 트레이(49)를 지지하고 있는 쉬프트테이블(32)을 더구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제4항에 있어서, 상기 쉬프트테이블(32)은 측면을 갖고 있고, 상기 트레이 (49)는 상기 쉬프트테이블(32)의 상기 측면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제3항에 있어서, 상기 작업유니트(29,30)는 상기 가동테이블(31)의 상기 각각의 이동과 동시에 수직이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제1항에 있어서, 상기 트레이(49)상에 적재된 상기 부품들은 상기 작업유니트(29, 30)에 선택적으로 부착하기 위한 공구인 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제7항에 있어서, 상기 가동테이블(31)상에 배치되어 상기 직교방향중의 한방향으로 상기 가동테이블(31)에 대해서 축방향으로 이동하기 위해 상기 캐리어(1)와 상기 트레이(49)를 지지하고 있는 쉬프트테이블(32)을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제8항에 있어서, 상기 쉬프트테이블(32)은 측면을 갖고 있고, 상기 트레이 (49)는 상기 쉬프트테이블(32)의 상기 측면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제7항에 있어서, 적어도 두개의 상기 부품 및 공구세트가 서로 예정된 위치관계로 있고, 상기 부품 및 공구세트내의 대응부품들 및 공구들은 각기 상기 두개의 직교방향중의 한 방향으로 서로 일정한 거리로 떨어져 있고, 상기 작업유니 트(29,30)는 상기 작업유니트(29,30)에 상기 공구들중의 적어도 2개의 공구를 척킹하고 상기 테이블의 상기 이동에 따라 상기 각각의 세트의 대응부품들과 동시에 결합할 수 있도록 상기 직교방향중의 한방향으로 서로 상기 일정한 거리로 떨어져 있는 적어도 두개의 헤드를 포함하고 있고, 상기 세트내의 공구들은 상기 테이블의 상기 각각의 이동에 따라 교환가능한 것을 특징으로 하는 자동조립장치.
제10항에 있어서, 상기 작업유니트(29,30)는 상기 테이블의 각각의 이동과 동시에 수직이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동조립장치.