KR930008461B1 - 고밀도 도선 하아니스 제조장치와 방법 - Google Patents

Abstract

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Description

고밀도 도선 하아니스 제조장치와 방법

제 1 도는 본 발명의 양호한 실시예에 일치하는 도선 하아니스(Harness)조립공구단부 작동체의 분해 부품 등축 배열도.

제 2 도는 단부 작동체에 조합되는 도선 장력 및 위치 조정 장치의 상세도.

제 3 도는 도선을 그리퍼(Gripper)에 의하여 포착하기 위하여 위치선정하며 핀을 일직선으로 정렬하여 속박하는 도선 하아니스 성형판상에 설치된 정치 클램프 장치의 정 단면도.

제 4 도는 본 발명의 삽입 그리퍼와 함께 결합하여 사용하기 위한 정렬 고정구의 정단면도.

제 5 도는 도선 하아니스 성형판 배치의 평면 개략도.

제 6 도는 도선을 삽입 그리퍼에 의하여 포착하기 위하여 위치 선정하고 핀을 속박하여 도선을 일직선으로 정렬하는 성형판위의 정지 클램프에 도선을 삽입하는 것을 도시하는 정면 개략도.

제 7 도는 핀의 쇼율더에 접근되어 있으며 관으로 부터 도선을 공급하기 위하여 축상으로 변위되는 그리퍼의 정면 개략도.

제 8 도는 그리퍼 및 도선 접속기와 함께 적당한 위치에 있는 정렬 고정구의 정면 개략도.

제 9 도는 돌출핀을 접속기 내부로 삽입하여 접속기내의 적당한 구멍과 함께 일직선으로 정렬되어 있는 그리퍼의 정면개략도.

제 10 도는 핀을 접속기 내부로 삽입하며, 도선을 고정하고 있는 조립 공구 그리퍼의 내부 클램프를 가지는 로보트 그리퍼의 정면 개략도.

제 11 도는 접속기내에 착석되어 있는 도선핀을 시험하는 로보트 그리퍼의 정면 개략도.

제 12 도는 성형판상에 있는 스탠드 오프(Stand off)에 관하여 경로를 지시하며, 공구에 의하여 도선을 견인하고 있는 로보트 그리퍼의 정면 개략도.

제 13 도는 도선핀이 로보트 그리퍼의 제 2 단부로 로오딩 되어 있는 것을 도시하고 있는 정면 개략도.

제 14 도는 제 1 도에서 예시된 단부작동체와 조합하여 사용하기 위한 만능급속 교환 공구 어댑터를 가지는 유니메이트 시리즈 6000(UNIMATE Series 6000) 전기 로보트를 활용하는 무인제조 셀(Cell)의 개략적인 사시도.

제 15 도는 본 발명의 도선 하아니스 조립 공구의 대체 실시예의 부분도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 단부 작동체 17 : 조립공구

19, 87 : 장력 및 위치 조정장치 13, 15 : 고정 브래킷

37, 237 : 버팀기둥

47, 73, 75, 79, 81, 83, 99, 115, 125 : 압축공기 실린더

49, 127 : 피스톤 51, 51', 251 : 내부 클램프

57, 57', 59, 59', 259, 257 : 봉 61, 61', 63, 63' : 콜릿(Collet)

65, 67, 265, 666 : 스프링 69 : 홈

111 : 정지 클램프 131 : 성형판

133 : 정렬 고정구 151 : 공기 공급기

153 : 도선 공급장치 155 : 압축공기 송출관

157, 165, 167 : 접속기 181 : 조종기 시스템

189 : 리스트 297, 299, F : 핑거

A₁, A₂, A₃, A₄, A₅: 조립지점 B₁, B₂, B₃, B₄, B₅: 지선

C : 권축부분 CS : 제어콘솔

P : 접점 S : 쇼울더

SM : 수직 지지부재 T : 본선

W : 도선

본 발명은 일반적으로 표준 접속기 내부로 중단된 도선의 자동적인 송출과, 포착과, 삽입을 위한 장치와 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 도선을 준비셀에서 조립구역까지 이송하기 위한 압축 공기 시스템과, 도선제어와 동시에 경로지시는 물론 양방향 삽입을 가능하게 하는 단부 작동체와, 로보트 핸드를 로오딩(loading)하기 위한 도선 장력감지기술과, 착오회복과 착오 탐지와 검증을 위한 힘 감지 및 제어 기술을 제공하는 것에 관한 것이다.

고밀도 도선 하아니스는 최신 전산기 기초 전기 시스템에 대하여 1차 중간 연결 시스템을 제공하고 있다. 그러한 복합 하아니스는 제조하기가 매우 어려운 것이므로 제조산업은 로보트가 비용을 절감하는 가능성에 점증적으로 흥미를 가지게 되었으며, 이 조립 과정의 신뢰성은 증대되고 있다.

현재 실제 제조과정에 있어서, 하아니스는 작업자를 지원하기 위한 다양한 도선 삽입손공구를 사용하여 수공으로 조립되고 있다. 이들 손 공구는, 접점 시이트와 접점 쇼울더가 접점을 접속기 내부로 가두어 넣는 타인(Tine)과 맞물리게 되는 것은 정확하게 하도록 도선의 단부에서 미소부분의 접점을 고정하고 있다. 접점은 작업자가 접속기내에서 접점의 밑부분을 감지할때까지 밀어넣어지게 된다. 도선의 한 단부가 제위치로 된후, 삽입은 견인되어짐에 의하여 확인되며, 그다음 도선은 성형판상의 다양한 형태의 스탠드오프를 통과하여 경로가 정해지게 된다. 최종적으로 도선의 나머지 단부는 제 2 접속기로 삽입되어진다.

이 작업방법은, 하아니스가 작은 배취(Batch)로 만들어져 있으며 수백가닥의 도선으로 구성되어 있기 때문에 명백히 시간을 소비하며 지루하게 진행되는 것이며 많은 착오를 야기하기 쉬운 것이다. 또한 고밀도 도선 하아니스의 수동 조립의 종래기술 방법은 많은양의 재 가공을 야기하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 고밀도 하아니스의 자동화된 조립을 위한 장치와 방법을 제공하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 후술되어 있는 본 발명은, 준비 셀에서 조립 구역까지 도선을 이송하기 위한 압축공기시스템과, 성형판을 따라 도선을 경로지시하는 반면에 도선 제어는 물론 양방향 삽입을 가능하게 하며 이것에 의하여 다양한 도선과 핀 또는 접속기에 대하여 공구 변경을 필요없게 하는 로보트 핸드를 제공한다. 또한 본 발명은 양방향 로보트 핸드의 제 2 단부를 로오딩 하기 위한 도선 장력 감지 기술과, 착오회복과 착오탐지와 검증을 위한 힘 감지 및 제어 기술을 제공하고 있다.

넓은 의미에서 본 발명은 조립 지점 내부로 중단된 도선의 포착과 삽입에 의하여 도선 하아니스를 기계적으로 제조하기 위한 로보트 시스템으로 구성되며, 시스템은 산업 조종기상에 고정되어 지기에 적당하며 서로가 격리되고 접근하는 선택된 운동을 하기에 적당한 제 1 및 제 2 브래킷 소자와 버팀 기둥을 포함하는 브래킷 장치로 구성되는 단부 작동체와, 각개가 상기 브래킷 장치의 운동에 대하여 본질적으로 수직으로 운동하기 위해 상기 버팀 기둥 부분에 활주 가능하게 고정되어 있는 닫혀있을때 도선 안내홈의 범위를 한정하는 본질적으로 대칭적인 제 1 및 제 2 외부 조오(jaw)장치와, 이것에 의하여 브래킷 장치의 선택된 운동은 열려있는 도선 수용 위치와 닫혀있는 도선안내 및 핀 삽입 위치 내로 상기 외부 조오 장치를 위치 선정하며, 열려있는 제 1 위치와 닫혀있는 제 2 도선 맞물림 위치 사이의 선택적인 작동을 위하여 상기 외부 조오장치 내부에 배치된 내부장치를 포함하고 있으며, 상기 시스템은, 제 1 확장위치에서 장력 및 위치 조정 공구의 도선 통로 구경이 외부 조오의 도선 통로홈과 함께 일직선으로 정렬되며 제 2 철수 위치에서 도선 장력 및 위치 조정 공구가 외부 조오로 부터 상승하여 제거되어지도록 하기 위하여 외부 조오 장치의 도선 통로홈에 관련하여 상승 변위하기에 적당하며 제 1 및 제 2 브래킷 소자와 작동 가능하게 조합된 장력 및 위치 조정 장치를 통과하는 도선 통로 구경을 가지는 장력 및 위치 조정장치와, 이점에서 상기 조오가 열려있는 도선 수용 위치에 있을때 도선 장력 및 위치 조정공구는 외부 조오와 함께 축상으로 일직선 정렬하여 유지하도록 제 1 및 제 2 위치 사이에서 측방 변위가 가능하게 되며, 도선장력 및 위치 조정공구의 도선 통로 구경과 작동 가능하게 조합된 관 장치와 원격지점에서 선택된 지점까지 도선을 불어넣기 위하여 상기 관 장치에서 배후 공기압력을 발생시키기 위한 장치로 구성되며 도선을 그리퍼에 의하여 포착하기 위해 단부 작동체로 부터의 원격지점에서 선택된 지점까지 이송시키기 위한 도선 공급 시스템과, 성형판상에 고정되어 있는 통상적인 장방형 부재로 구성되며 상기 장력 및 위치 조정장치로 부터 그 내부에 중단된 도선을 수용하기 위하여 그 내부에 구경을 포함하며 상기 구경 내부에서 상기 중단된 도선을 선택적으로 방출 및 맞물기 위한 상기 장방형 부재내의 클램프 장치를 포함하는 정지 클램프 장치와, 상기 조오와 함께 상기 중단된 도선 부분의 일직선 정렬을 위한 외부 그리퍼 조오와 중단된 도선 부분을 수용하기 위하여 그 내부의 정렬 구경장치의 한계를 정하고 있으며 성형판상에 고정되어 지기에 적당한 최소한 하나의 정렬 고정구를 특징으로 하는 것이다.

본 명세서에 서술된 양호한 실시예는 고밀도 다중도선 하아니스를 제조하기 위하여 조립 지점으로 중단된 도선의 포착과 삽입을 위한 시스템을 제공하고 있다. 또한 본 발명은, 하아니스 제조작업을 달성하기 위한 단일 단부 작동체 뿐만 아니라 도선 하아니스가 제조될 수 있는 추가적인 기술을 제공한다.

단부 작동체는, 서로로 부터 분리 및 접근하는 선택된 운동을 하기에 적당하며 산업 조종기상에 고정되어지기에 적당한 제 1 및 제 2 브래킷 소자와 버팀 기둥 부분을 가지는 제 1 및 제 2 브래킷 장치를 포ㅎ마하는 양방향 도선 삽입공구이다.

본질적으로 대칭적인 한쌍의 제 1 및 제 2 외부 조오는 브래킷 장치의 운동에 대하여 본질적으로 수직으로 운동하기 위하여 각각의 버팀 기둥 부분에 활주할수 있게 고정되어 있다. 브래킷 장치의 선택된 운동은 열려있는 도선 수용위치 또는 닫혀있는 도선 안내 및 삽입위치로 외부 조오 장치를 위치 선정되게 한다. 외부 조오장치는 닫혀있을때 도선 안내홈의 범위를 정하게 된다. 내부 클램프 장치는 닫혀있는 제 2 도선 맞물림 위치와 열려있는 제 1 위치 사이로 선택적인 작동을 위하여 버팀 기둥과 함께 작동 가능하게 조합되어 있으며 외부 조오내부에 배치되어 있다.

단부 작동체는, 공구를 통과하는 도선 통로 구경을 가지는 도선 장력 및 위치 조정 공구를 추가적으로 포함할 수 있다. 이 공구는 브래킷 장치의 하나와 작동할 수 있게 조합되어 있고, 외부 조오 장치에 의하여 한정된 도선 통로 홈에 관련하여 측방 변위 및 상승 변위하기에 적당한 것이다. 제 1 확장 위치에서 장력 및 위치 조정 공구의 도선 통로 구경은 외부 조오의 도선 통로홈과 일직선으로 정렬된다. 제 2 철수 위치에서, 도선 장력 및 위치 조정 공구는 외부 조오 위쪽으로 상승하여 제거된다. 더우기 도선 장력 및 위치 조정 공구는 외부 조오가 그들의 열려있는 도선 수용 위치에 있을때 외부 조오와 함께 축상에 일직선으로 정렬하여 유지되도록 제 1 및 제 2 위치 사이에서 측방으로 변위할 수 있는 것이다.

단부 작동체의 장력 및 위치 조정공구와 함께 조합하여 사용하기 위한 도선 공급 시스템은, 도선을 그리퍼에 의하여 포착하기 위하여 단부 작동체로 부터 떨어진 원격지점에서 선택된 지점까지 이송한다. 도선 공급 시스템은 도선 장력 및 위치 조정 공구의 도선 통로 구경과 함께 작동 가능하게 조합한 관장치를 포함하고 있다. 관내에서 배후 공기압력을 발생시키기 위한 장치는 원격지점에서 선택된 지점까지 도선을 불어넣어지게 한다.

정지 클램프장치는 성형판상에 고정된 통상적인 장방형 부재를 포함한다. 정지 클램프는, 성형판상에서 경로 지시되어 지는 도선의 단부상에 권축된 접점핀을 클램프내에 받아 들이도록 하는 크기로 된 접점 수용구경에 본질적으로 수직으로 클램프내에 고정된 압축 공기 피스톤을 가진다. 접점이 구경 내부로 수용 되었을때 클램프 장치는 구경내부의 접점을 정확하게 유지하도록 선택적으로 작동된다.

또한 시스템은 각개가 접점핀이 삽입되어져 있는 접촉기 부근에 위치되는 하나의 정렬 고정구를 포함하고 있다. 여기에서 시스템은 다수의 정렬 고정구를 포함하는 것이 바람직하다. 이 정렬 고정구는, 접속기내에 핀을 삽입하기 전에 접속기 핀이 그리퍼 조오내에 적당히 착석되어지는 것을 보증하도록 그 내부에 접점핀을 맞물고 있는 그리퍼를 수용하기에 적당한 것이다.

본 발명 기술에 다르면, 제 위치로 권축된 접점을 가진 절단 및 중단된 양단부를 가지는 도선은 도선 준비셀로 부터 나온다.

도선 공급 시스템은 공기 압력에 의하여 구동되는 압축공기관을 통하여 기존도선을 운반한다. 도선 조립셀에서, 도선은, 도선을 일직선으로 정렬하며 핀을 속박하며 도선을 삽입 그리퍼에 의하여 포착하기 위하여 도선을 위치 선정되게 하는 성형판상의 정지클램프에 넣어진다. 이와 동시에 장력 및 조정장치는 포착하기전에 도선의 위치 선정과 적당한 긴장을 보증하게 된다. 그리퍼는, 그리퍼 중심을 통하여 관으로 부터의 도선을 공급하는 측쪽으로 변위되며, 핀의 쇼울더에 접근되어 진다.

그때 정지 클램프는 제거되며 그리퍼가 도선을 단단히 고정하게 된다. 삽입을 위한 핀의 적당한 위치는 접속기에 인접한 정렬 고정구를 사용하여 확인되어 진다. 삽입 그리퍼는, 정렬 고정구가 삽입을 위하여 그리퍼내의 핀을 정확하게 제위치 선정하는 동안 미소하게 열려진다. 삽입단계에서, 로보트 그리퍼는 먼저 접속기내의 적당한 구멍과 함께 그 자체를 일직선으로 정렬한다. 로보트는, 스트레인게이지가 힘 증가를 감지할때까지 접속내부로 돌출핀을 삽입하게 된다. 위치가 변경될때 그리퍼는 미소하게 열려있으며, 그리퍼내의 내부 클램프 장치는 도선을 고정하고 있게된다. 삽입이 계속되어짐에 따라, 그리퍼의 스프링 장치는, 핀이 접속기내부의 저부에 닿았다는 것이 힘 감지에 의하여 나타날때까지 접속기 내부로 도선을 밀어내도록 압축 되어진다.

도선의 장력은, 공구가 정확한 삽입을 확인하기 위하여 수축 됨으로서 감시된다. 예를들어 만일 핀이 제위치에 넣어지지 않았기 때문에 충분한 장력이 나타나지 않는다면, 로보트는 다시 삽입을 시도하게 될 것이다.

일단 삽입이 확인되면, 도선이 공구의 다른 단부로 공급됨에 따라, 공구는 성형판 배열을 통하여 도선을 경로 지시하게 된다. 도선 장력은 경로 지시되는 동안 혼선 또는 걸림을 탐지하기 위하여 감시된다. 적절한 도선의 부설이 완성되면, 도선의 제 2 단부는 도선이 공구를 통과하여 견인됨에 따라 자동적으로 로오딩 되어진다.

제 2 단부의 로오딩은 힘 감지에 의하여 탐지되어진다. 도선의 단부가 뻗어지면, 도선의 제 2 단부상에 권축된 접점이 그리퍼의 제 2 단부에 의하여 맞물려있기 때문에 도선의 장력은 증가된다. 이에 따라 스트레인게이지는 접점이 로오딩 되는 것을 나타내게 된다. 만일 필요하다면, 그리퍼는 제 위치 선정하기 위하여 정렬 고정구 내부로 제 2 단부의 돌출핀을 밀어 넣을수 있다. 이것으로서 도선은 제 2 접속기 내부로 삽입되어지기 위한 준비를 갖추게 된다. 제 2 접속기 내부로 삽입하기 위해 필요한 동작은 상기 서술된 동작과 본질적으로 동일한 것이다. 또한 프로그램할 수 있는 로보트 시스템은, 핀이 삽입 되어져야 하는 접속기의 형태와 핀의 크기에 따라 힘 감지 방법을 조절할 수 있는 것이다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위하여 첨부도면에 관련되는 양호한 실시예에 의하여 서술하면 다음과 같다.

본 발명은 다중 플러그 접속기를 가지는 복합 도선 하아니스 조립을 위한 장치와 방법 모두를 가르키는 것이다. 다양한 단일 구조적 구성요소는 도선 하아니스 조립을 수행할 수 있는 제조셀을 제공하기 위하여 조화되어 작용하게 된다.

본 발명의 방법을 수행하는 단부 작동체는 다양한 로보트 조종기와 관련하여 활용되어질 수 있다. 또한 도선 하아니스를 제조하기 위하여 유니메이트 시리즈 6000 전기 로보트와 같은 직교축 조종기 시스템은 활용하는 것은 바람직한 것으로 판명되었다. 본 발명자는 본 발명의 양수인인 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이슨의 후원아래 미합중국 펜실베이니아주 피츠버어그시 소재 카아네기-멜론 대학교의 로보트 연구소에서 피 실험 단부작동체를 시험하는 동안, 상기와 같은 동일 조종기 시스템을 사용하였다. 본 발명의 단부 작동체는 제 2 도에 도시된 단부작동체 부분을 제 2 도에서 세부에 걸쳐 분해 부품 등축배열도로 예시하고 있다.

통상적으로 참고번호(11)로 표시된 단부작동체는 한쌍의 고정 브래킷(13, 15)과, 조립 공구(17)와, 도선장력 및 위치 조정공구(19)로 구성된다. 4단부 작동체(11)의 고정 브래킷(13, 15)은, 단부 작동체(11)를 로보트 핸드에 변위 가능하게 부착 되도록 허용하는 브래킷내의 고정구멍(21)과, 그리퍼 또는 단부 작동체가 부착되어 있는 특정 주로보트 부분의 고정 외형 또는 로보트 핸드와 함께 사용하기 위한 삽입형 판대를 포함하고 있다. 제 14 도에서 개략적으로 도시된 바와같이(H)로 표시된 로보트 핸드는(F)로 표시된 한쌍의 핑거를 가진다. 이들 핑거는 그속에 고정 브래킷(13, 15)을 받아들이기에 적합하도록 될 수 있다. 일단 그러한 고정이 활용되면, 서로로 부터 접근 및 이격되는 핑거(F)의 선태적 운동은 브래킷(13, 15)상에 탑재된 외부 그리퍼 조오를 서로로부터 접근 및 이격하는 변위를 야기하게 된다.

고정 브래킷(13)은 그곳으로 부터 캔틸레버아암(23)이 연장되는 통상 L자형 부재이다. 변위 가능한 도선 장력 및 위치 조정공구(19)를 위한 고정 지점을 공급하는 캔틸레버 아암(23)은 브래킷(13)의 통합부재나 브래킷에 확보하게 부착된 독립부재로 될 수 있는 것이다.

각각의 고정 브래킷(13, 15)은 조립공구(17)를 지지하고 있다. 조립공구(17)는 두개의 대칭부분(25, 27)으로 구성된다. 조립공구(17)는 두개의 대칭부분 또는 두개의 절반부분(25, 27)은, 도선을 받아들어 맞물리게하며, 접속기 또는 조립 지점까지 경로 지시하기 위하여 조오형 형태로 동시에 작용하게 된다.

조립 공구의 각개의 절반부분(25 또는 27)은, 대칭 절반부분(25)의 (29)와 (31)과 같이 양단부로 되어 있으며 대칭 절반부분(27)의 (33)과 (35)와 같이 양단부로 되어 있다. 세부에 걸쳐 후술되어지는 바와같이, 조립 공구는 도선이 조립공구의 오른쪽 절반이나 왼쪽절반에 의하여 접속기내부에 삽입되어질 수 있도록 하기 위하여 양단부를 가진다. 보다 상세히 서술하기 위하여, 조립공구(17)는 (L)로 표시한 좌측 절반부와, (R)로 표시한 우측 절반부와, (F)로 표시한 정면부분과, (B)로 표시한 배후 부분을 가지는 것으로서 서술 되어질 것이다. 또한 도선 이송 공구는 단부 작동체의 배후 부분을 표시하고 있는 곳에 설치되어 있음을 알 수 있다. 하지만, 세부에 걸쳐 후술되어지는 바와같이 실제 동작에서 이 양단부 조립 공구에 대한 정면 또는 배후는 존재하지 않는다.

조립공구의 좌측 "L"부분은 고정 브래킷(13)의 하향 종속 L자형 부분에 따라 경계를 정하고 있는 버팀기둥(37)을 포함하고 있다. 버팀기둥(37)은 버팀기둥을 통과하여 연장되는 한쌍의 구경(39, 41)을 포함한다. 또한 V자형 시이트(43)는 버팀기둥(37)의 내부표면에 제공되어 있다. 구경(45)은 V자형 시이트(43)의 저부에서 버팀기둥부재(37)을 통하여 외부로 연장된다. 압축공기실린더(47)는 구경(45)내에 설치되며 압축공기 실린더(47)의 피스톤(49)은 V자형 시이트(43)를 통과하여 연장된다. 내부 삽입 클램프(51)는 압축공기실린더(47)의 피스톤(49)에 고정된다. 내부삽입 클램프(51)는 제 1 위치 또는 철수 위치에 있을때 V자형 시이트 (43)내에 안착되기에 적당한 V자형 기부를 포함하고 있다. 내부 클램프(51)의 한단부에 있는 조오형부분(55)은 우측 브래킷에 고정된 제 2 대칭 내부 클램프(51')의 대향면을 맞물리게 하기에 적당한 것이다. 우측 내부 클램프와 더불어 좌측 내부 클램프를 삽입하는 것은 세부에 걸쳐 후술되어 있다. 클램프는, 공구에 의하여 유지되는 도선을 방출하거나 단단히 고정하도록 선택적으로 작동된다.

한쌍의 봉(57, 59)은 버팀기둥(37)의 구경(39, 41)내에 활주할 수 있게 고정되며, 그리퍼의 정면 및 배후로 표시된 방향에서 구경 외부로 연장된다. 제 1 콜릿(61, 61')은 봉(57, 59)의 정면단부에 고정되며, 제 2 콜릿(63, 63')은 봉(57, 59)의 배후 단부 또는 후단부에 고정되어진다. 제 1 도에 도시된 바와같이, 각각의 콜릿은 도선의 종료 지점까지 도선을 안내하고 지지하는 것으로 협력하는 제 1 절반부분(61, 61')과 제 2 절반부분(63, 63')으로 구성된다. 콜릿은, 본 발명에 예시한 바와같은 버팀기둥(37)의 측면에 대향하는 최소한 하나의 봉에 감겨진 한쌍의 스프링(65, 67)에 의하여 버팀기둥에 관련한 중립위치 또는 제 1 위치로 유지된다. 물론 상부봉(57)이거나 하부봉(59), 또는 상부봉 및 하부봉 모두에 대하여 바이어스(bias)장치가 제공될 수 있다. 이 구조는, 접속기 내부로 핀 삽입시 버팀기둥을 선택된 콜릿까지 밀접하게 활주하게 하며 중립 위치까지 후퇴 되어지는 것을 가능하게 한다. 각개의 콜릿(61, 61', 63, 63')은, 성형판에 관하여 단부 작동체(11)에 의한 도선의 이송시 도선이 활주하는 구경을 형성하도록 대향 콜릿의 홈과 협력되는 홈(69)을 포함한다.

또한, 각각의 콜릿은, 콜릿을 통하여 도선을 안내하며 결합된 콜릿을 더욱 확고하게 일직선으로 정렬하도록 대향 콜릿의 받침날과 함께 협력되는(71)과 같은 한쌍의 받침날을 포함하고 있다. 최소한 하나가 요구되지만 우선적으로 두개의 핀과 구경을 가지는 정렬 시스템은 콜릿쌍(61, 61', 63, 63')의 일직선 정렬과 결합을 용이하게 하는 것으로 제공된다. 이에 따라 각개의 콜릿(61, 63)은 홈(69)위쪽과 아래쪽에 배치되는 한쌍의 구경(60)을 가진다. 또한 각개의 콜릿(61', 63')은 대향콜릿의 구경(60)에 의하여 받아들이기에 적당한 한쌍의 핀(62)을 가지게 된다. 각각의 콜릿내의 핀과 구경의 결합은, 조립공구(17)가 닫혀져 있는 위치에 있을 때는 언제나 다른 그리퍼 절반부분과 함께 각개의 그리퍼 절반부분의 일직선 정렬 및 그리퍼에 대한 안정성을 제공한다.

서로로 부터 이격되어 있는 고정브래킷(13, 15)을 전개시키는 능력을 가지는 종래 로보트 핸드의 단부에 단부 작동체(11)를 고정 함으로서 알수 있는 바와같이, 내부 클램프(51, 51')는 조립 공구의 외부 클램프 콜릿(61, 61', 63, 63')으로 부터 독립적으로 맞물려 질수 있는 것이다.

제 1 도 및 제 2 도를 참고하면, 단부 작동체(11)의 도선 장력 및 위치 조정공구(19)는, 조오 조립체를 가지는 브래킷(13, 15)의 X축상의 독립운동에 관계되는 도선 공급장치의 중심 위치를 유지하기 위하여 제 1 도에서 도시된 바와같은 X축 및 Z축에 따라 독립운동을 하는 것으로 설치되어 있다. 장력 및 위치 조정공구(19)는, 브래킷 부재(77)에 설치된 최소한 하나라 요구되지만 우선적인 두개의 압축공기실린더(73, 75)에 의하여 Z축에 따라 운동하도록 고정된다. 브래킷 부재(77)는, 고정 브래킷(13)의 배후 방향으로 연장되는 캔틸레버 아암(23)에 설치된 최소한 하나가 요구되지만 우선적인 세개의 압축공기 실린더(79, 81, 83)에 의하여 지지된다. 특히, 브래킷(77)은 일점쇄선으로 도시된 바와같이 X축으로 운동하기 위하여 각개의 실린더(79, 81, 83)의 피스톤에 확고하게 부착된다. 도선 장력 및 위치 조정공구(19)의 주몸체부분은 브래킷부재(77)을 관통하여 아래쪽으로 달려 있으며 속박되어 있는 압축공기 실린더(73, 75)내에 피스톤에 의하여 Z축을 따라 운동하기에 적당한 장력 및 위치 조정장치(87)이다. 따라서 단부 작동체의 정상작동시 압축공기 실린더(73, 75)는, 장력 및 위치 조정장치(87)가 브래킷 부재(77)에 관련하여 Z축 방향 또는 아래쪽 방향의 제 1 위치 또는 최대 확장위치에 있도록 하기 위하여 작동된다는 것을 알 수 있다. 압축공기압력이 실린더(73, 75)로 부터 제거되면, 장력 및 위치 조정장치(87)는 조립 공구에 관련하여 제 2 위치 또는 상승된 위치까지 철수된다. 이 상승은, 압축공기 실린더(73, 75)내에 설치된 내부 스프링, 또는 장력 및 위치조정장치(87)와 브래킷 부재(77) 사이에 뻗어있는 스프링(89)과 같은 바이어스 장치를 사용함으로서 달성될 수 있다. 장력 및 위치조정공구(19)의 장력 및 위치 조정 장치(87)는 장치(87)를 통과하는 구경을 포함하고 있다. 조립 공구 조오로 부터 떨어진 구경 말단부는(93)과 같은 깔때기형이 바람직하다. 압축공기 도선이송 시스템은, 시스템에 고정된 접속기핀을 가지는 도선을 도선 이송 공구까지 이송하기 위하여(95)와 같이 장력 및 위치 조정장치(87)에 접속되어지기에 적당한 것이다. 클램프장치(97)는 도선 공급장치에 의하여 장력 및 위치 조정장치를 통과하여 삽입되는 도선 "W"를 맞물리게 하기에 적당하며, 장력 및 위치 조정장치(87)내부에 배치된다. 클램프 부재(97)는 압축공기 실린더(99)와, 클램프장치(97)에 접속되어 있는 피스톤(101)으로 구성되는 것이 바람직하다. 압축공기 실린더(99)가 작동되면, 클램프 부재(97)는 아래쪽으로 동작되며 구경(91)의 저부벽에 대향하여 도선을 속박함으로서 도선을 맞물리게 한다. 도선이송공구의 장력 및 위치 조정장치의 실제 기능은 후술되어지는 배선 하아니스의 실제 제조의 서술과 아울러 도선 이송 시스템에 관련하여 세부에 걸쳐 서술되어질 것이다.

통상적으로 참고번호(111)로 표시된 정지 클램프의 정단면도는 제 1 도에서 도시된 바와같은 단부 작동체(11)의 장력 및 위치 조정장치(87)의 한층 더 생략된 개략도와 함께 제 3 도에 도시되어 있다. 정지 클램프(111)는 후술되어지는 성형판상에 고정되어 있는 통상적인 장방형 부재(113)로 구성된다. 정지 클램프(111)는 기부(119)에서 블록의 상부영역(121)쪽으로 연장되는 구경(117)내에 설치된 압축공기 피스톤(115)을 가진다. 구경(117)에 본질적으로 수직으로 있는 것은, 성형판으로 경로 지시되는 도선의 단부상에 권축된 접점핀 "P"을 넣을 수 있는 크기로 된 접점수용 구경(123)이다. 구경(123)은 권축된 접점(P)을 구경(123)내부로 넣어지게 하기 위하여(125)와 같은 접시머리 형태를 가지고 있다. 압축공기 실린더(115)는, 실린더(115)의 말단의 단부에 배치되는 클램프장치(129)를 가지는 피스톤(127)을 포함하고 있다. 접점(P)이 구경(125) 내부로 넣어지면, 압축공기 실린더(115)는 클램프 장치(129)가 접점(P)를 구경(123)내부에 유지하도록 하는 작동을 하게 된다.

정지 클램프(111)는 평면 개략도로 제 5 도에 도시된 성형판(131)상에 설치된다. 정지 클램프(111)는, 도선 하아니스 제조상 수반되는 전형적인 경로로 부터 떨어져 있는 위치로 성형판(131)상에 위치 선정된다. 정지 클램프(111)가 단부 작동체(11)와 함께 작용되는 방법은 후술되어진다.

제 4 도에 따르면, 정렬 고정구는 통상 참고번호(133)으로 표시되어 있으며, 제 5 도에서 정렬 고정구는 성형판(131)상의 다수의 지점에 위치되어 있다. 이 위치는, 통상 도선이 조립되는 접속기에 인접하게 위치 되도록 선택된다. 정렬 고정구(133)는, 도면에 도시되어 있지는 않지만 속박나사 또는 클램프 또는 그와 같은 것에 의하여 정렬 고정구를 성형판(131)에 제거할 수 있게 속박되도록 가능하게 하는(137)과 같은 고정 구경을 그 내부에 가지는 블록(135)으로 구성된다. 정렬 고정구는 정렬고정구(133)의 최소한 한면(139)에서 최소한 하나의 정렬 구경을(141)과 같이 가지고 있다. 정렬 구경(141)은, 접점핀을 접점(P)의 조립공구에 의하여 접속기 내부로 실제 삽입함에 앞서서 제 1 도에서 도시된 바와같은 조립공구(17)의 콜릿과 함께 정렬되도록 하는 것이다. (141)과 (143)과 같은 다수의 정렬 구경은 정렬 고정구(133)의 한면(139)에 제공될 수 있는 것이다. 특히, 정렬 구경(141)은 정렬시 콜릿의 코가 정착되는 접시 머리 부분(147)과, 접점(P)을 구경내에 넣기에 적당한 긴 통로(145)로 구성된다. 정렬 구경(143)은 다른 크기의 접속기핀에 사용하기에 적당하도록 다른 크기로 되어 있다. 이와같이 어떠한 정렬 구경의 부재라도 다양한 접속기핀에 알맞도록 적합화한 내부 형태를 가질 수 있음을 알 수 있다.

제 6 도에서 제 13 도까지의 도면은 본 발명의 장치와 방법에 따라 도선 하아니스를 제조하는 것으로 활용된 여러 단계를 개략적으로 예시하고 있다. 더우기, 이러한 다수의 도면은 제 1 도에서 예시된 단부 작동체(11)의 작동을 상세히 설명하는 것이다. 제 14 도는, 도선 하아니스를 제조하는 것으로 본 발명에 서술되는 단부작동체와 도선 송출 시스템과 함께 조합하여 사용할 수 있는 유니메이트 시리즈 6000 전기 로보트를 도시하고 있다. 또한 제 5 도는 도선 하아니스의 실제제조에 관하여 다수의 도면에 개략적으로 도시하는 실제단계에 연관하여 때때로 참고할 수 있을 것이다.

제 6 도를 참고하면, 조립을 시작하기 위하여 그리퍼(11)는 먼저 삽입을 위한 도선(W)을 획득하여 로오딩하게 된다. 도선은, 도선이 선결된 길이까지 절단되는 도선준비셀내에 준비된다. 도선의 양단부는 정돈되어 있으며 도선의 각 단부는 제 위치에 권축된 접점과 함께 종료되어 있다. 그러한 도선 분비셀은 본 명세서에 서술되거나 예시되지 않는 것이다. 그 다음 도선은, 하아니스 조립용 단부 작동체까지 도선을 이송시키기 위한 압축공기 시스템까지 수동 작동 기술 또는 자동화된 시스템을 통하여 운반된다. 조합된 압축공기 송출 시스템은 제 6 도에서 참고번호(149)로 통상 표시되어 있으며, 도선 공급장치(153)와 공기 공급기(151)와 압축공기 송출관(155)을 포함하고 있다. 준비된 도선은 공급장치(153)까지 송출되며, 그 다음 관(155)을 통한 공기 압력에 의하여 도선은 도선 장력 및 위치 조정장치(87)까지 급속하고 부드럽게 운반되어진다. 각개 도선은 유입지점 고정체 즉, 공급장치(149)내에 적재되어 밀봉되어진다. 그다음 도선은 초당 7.5m(25feet)의 근사속도와 약 80psi의 배후 공기 압력으로 도선장력 및 위치 조정장치(87)까지 불어 넣어진다. 맥(Mac) 공기 밸브의 뱅크(Bank)는 공기 압축의 프로그램 제어를 위하여 평행 포오트 속에 접속경계되어 있다. 신축성 관(155)은 값싼 폴리염화비닐(PVC)관으로 만드는 것이 바람직하다.

관(155)은 그리퍼(11)의 장력 및 위치 조정장치(87)내의 (95)와 같이 종료된다. 도선(W)의 접점(P)은 성형판상의 정지 클램프(111)에 넣어진다. 도선 접점(P)이 접점구경(123)에 넣어진후, 클램프장치(129)는 압축공기 실린더(115, 제 3 도에 도시됨)의 작동에 의하여 접점을 맞물리게 한다. 바꾸어 말하면, 도선이 정지 클램프에 넣어진후, 공기 실린더는 도선을 조립공구(17)에 의하여 포착하기 위하여 도선을 위치 선정하고 도선의 접촉핀(P)을 속박하는 작동을 하게 된다.

이와 동시에 제 1 도와 제 6 도에서 알 수 있는 바와같이 동작과정중 그리퍼가 도선을 조립공구에 의하여 포착하기 위하여 관(155)에서부터 위치선정 및 위치 조정되는 장력 및 위치 조정장치(87)를 통과하여 도선을 공급하는 축상으로 변위함으로서, 조오의 좌측 절반부분과 우측 절반부분이 정지 클램프(111)를 사이에 위치 하도록 하기 위하여 조립공구(17)의 조오 또는 좌측 절반부분과 우측절반부분은 간격을 두고 떨어져 있는 위치로 있게 된다.

제 7 도를 참고하면, 장력 및 위치 조정장치(87)는, 그리퍼(11)의 장력 및 위치 조정장치(87) 뿐만 아니라 조립공구(17)가 정치 클램프(111)의 동일 측면에 있도록 하기 위하여 정지 클램프(111)로 부터 떨어져 축상으로 변위되어 있음을 알 수 있다. 따라서 제 2 도에서 도시된 장력 및 위치 조정장치(87)의 내부 클램프장치(101)는 도선의 위치 선정 및 팽팽함을 보증하는 작동을 하게 된다. 이와 동시에, 조립공구(17)의 우측 및 좌측 절반부부은, 정렬공구의 좌측과 우측 절반부분의 콜릿(61, 61', 63, 63')에 의하여 범위가 정해진 홈(69)내부에 도선을 위치선정하기 위하여 동시에 닫혀지게 된다. 그다음 그리퍼의 콜릿(61, 61')으로 구성되는 헤드가 핀(P)의 쇼울더(S)와 맞물려지면, 정지 클램프장치(129)는 제거되며, 그리퍼는 도선을 단단히 고정하게 된다. 이렇게 하여 도선은 삽입을 위한 적절한 위치로 확인하기 위하여 준비가 갖추어지게 된다. 그리퍼의 앞쪽단부에서 클릿쌍(61, 61')은 쇼울더부분(S)의 뒤에 있는 접촉핀(P)의 권축부분(C)을 맞물리게 하며, 성형판상의 다수의 다른 정지체까지 도선의 이송을 위하여 권축된 부분을 확고하게 고정하고 있다.

제 5 도에서 성형판상에 도시된 바와같이, 그리퍼(11)는, 정지 클램프(111)로 부터 도선을 변위시키며 접속기(157)로 표시된 제 1 조립지점까지 도선을 운반하도록 가공로보트에 의하여 조종된다. 이러한 동작시, 도선 자체는 단순히 그리퍼와 함께 재 위치 선정되어지게 된다. 삽입을 위한 핀(P)의 적당한 위치는 성형판(131)상의 접속기(157)에 인접한 정렬 고정구(133)를 사용하여 확인된다. 도면에 있어서 정렬 고정구(133)는 접속기(157)와 나란히 설치되어 있지만, 통합판이 접속기와 정렬 고정구를 고정하는 것으로 제공될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 실제에 있어서, 제 8 도에서 도시된 바와같은 조립공구(17)는 삽입되어지는 특정 접점핀에 접합하도록 설계된 구경(141)내로 접속기핀(P)을 삽입한다. 삽입 그리퍼는, 정렬 고정구가 삽입을 위하여 그리퍼에 관련하여 핀을 정확하게 재위치 선정하는 동안 순간적으로 열려진다. 일단 정렬이 이루어지면, 그리퍼 조오는 조립공구를 구경(69)내부의 접속기핀의 권축된 부분에 다시한번 맞물리게 되도록 닫혀진다.

제 9 도와 제 10 도를 참고하면, 먼저, 그리퍼(11)의 조립 공구는 접속기(157)내의 적당한 구경(159)과 함께 일직선으로 정렬된다. 로보트는 로보트 리스트(Wrist)상의 스트레인게이지가 힘 증가를 감지할때까지 접속기 구경(159)내로 돌출핀(P)를 삽입하게 된다. 만일 핀(P)이 장애가 발생되어 충분한 정도까지 접속기내에 넣어지기 않는다면, 로보트는 위치가 수정될때까지 철수하여 삽입을 제시도 하거나 또는 위치가 수정되지 않으면 정지하여 수선을 위하여 신호로 알리게 된다. 일단 접속기핀(P)이 접속기(157)의 구경(159)내로 적절히 삽입되면, 조립공구는 외부클램프의 범위를 한정하는 콜릿(61, 61', 63, 63')이 접속기핀의 권축부분(C)을 더이상 맞물려 있지 않도록 하기 위하여 미소하게 열려진다. 이와 동시에 조립공구(17)의 내부 클램프(511)는 도선을 단단히 고정하기 위하여 적당한 압축공기 실린더에 의하여 작동되어진다. 그때 로보트 아암은 버팀 기둥을 조립지점 즉 접속기(157)쪽으로 변위하게 된다. 로보트 아암의 측방운동은 스프링(67)을 압출하도록 가압한다. 이 압축동작은 노선을 앞쪽으로 전진되도록 버팀기둥을 더욱더 콜릿(61, 61')에 밀접하게 밀게되며 핀을 조립 지점내에 착석되도록 가압하게 된다. 이와같이, 콜릿에 관련하여 내부클램프(51)와 버팀기둥의 운동은, 핀이 접속기 내부에 닿았다는 힘감지가 나타날때까지 도선을 접속기 내부로 밀게된다. 이 단계는 필요하다면 반복될 수 있다. 도선의 장력은, 공구가 정확한 삽입을 확인하기 위하여 철수되어짐에 따라 감시된다. 만일 충분한 장력이 나타나지 않는다면, 예로서 만일 핀이 제 위치내에 가두어 넣어져 있지 않다면 로보트는 삽입을 다시 시도하도록 프로그램되어 있다. 삽입은, 내부 클램프 장치(51)로 도선을 고정하고 적절한 장력이 존재하는 것을 확인하기 위해 삽입방향의 반대 방향으로 로보트를 미소 운동 시킴에 의하여 제 11 도에서 예시된 바와 같이 확인된다.

일단 삽입이 확인되면, 도선이 공구의 반대 단부로 공급됨으로서 공구는 성형판 배치에 의하여 도선을 경로 지시하게 된다. 제 5 도에서 도시된 바와같이, 이 경로지시는 접속기(157)에서 스탠드 오프(161)와 스탠드 오프(163)를 지나 정렬 고정구(133)에 인접한 접삭기(165)까지 이루어진다. 예시를 위하여 제 3 정렬 고정구(133)는 접속기(167)에 인접하게 도시되어 있다. 도선 하아니스에서 도선의 실제 배치는 제조 필요조건의 하나이며, 도선 하아니스 자체의 적용 목적에 의하여 결정된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 어떠한 수의 다양한 스텐드 오프나 접속기라도 여기에 서술된 본 발명의 그리퍼 장치와 방법과 기술에 관련하여 사용할 수 있게 된다. 도선의 경로 지시시, 다수의 콜릿은 구경(69)의 범위를 한정하도록 서로가 인접하고 있으며, 내부 클램프(51)는 도선으로 부터 유리되어 있다. 도선은 장력 및 위치 조정장치(87)와 구경(69)을 통하여 빠져 나간다. 도선 장력은 혼선과 말림을 탐지하기 위하여 경로 지시시 감시된다. 도선의 적당한 부설이 이루어지면, 도선(W)의 제 2 단부 접속기핀(P)은 도선이 구경(69)을 통하여 견인되어 짐으로서 자동적으로 로오딩되며 콜릿 핀(63, 63')에 착석된다.

제 13 도를 참고하면, 제 2 단부의 로오딩은 역시 힘 감지에 의하여 탐지된다. 접점핀(P)의 쇼울더(S)가 조립공구(17)의 콜릿쌍(63, 63')에 도달하면, 도선의 장력은 증가되며, 로보트 핸드의 스트레인 게이지는 접점이 로오딩 되는 것을 나타내게 된다. 또한 도선의 장력이 스트레인 게이지에 의하여 탐지되면, 도선의 제 2 단부는 장력 및 위치 조정장치(87)로 부터 유리되었음을 알 수 있게 된다. 그 결과로서 장력 및 위치 조정장치(87)를 아랫쪽으로 확장 위치로 유지하는 다수의 실린더(73, 75)의 압력은 제거되며 장력 및 위치 조정장치는 스프링에 의하여 제 2 위치 또는 상부 위치로 편의되어진다. 장력 및 위치 조정공구가 제 2 상부 위치로 되어짐에 따라, 콜릿핀(63, 63')에 의하여 범위가 정해진 조립공구의 제 2 단부 또는 조립공구의 배후 단부는 조립 공구의 제 2 단부에 인접한 접속기(165)와 정렬 고정구(133)에 접근하게 된다. 세부에 걸쳐 상술한 바와같이, 로보트 그리퍼는 필요하다면 도선의 제 2 단부의 돌출핀(P)을 재 위치 선정하기 위한 정렬 고정구로 넣을 수 있다. 이로써 도선은 제 2 접속기 내부로 삽입하기 위한 준비를 갖추게 된다. 제 2 접속기 내부로 도선을 삽입하기 위해 요구되는 운동은 제 1 접속기 내부로 도선을 삽입하기 위해 요구되는 운동과 동일하다. 이와같이 본 발명의 로보트 그리퍼는 어떠한 수의 다양한 접속기에서라도 활용되어질 수 있음을 알 수 있다. 하지만, 접속기핀의 크기가 달라짐에 따라 삽입하기 위하여 필요한 힘이 달라진다면, 프로그램 가능한 로보트 시스템은 이 새로운 상황에 대하여 힘 감지 방식을 조절할 수 있다. 핀이 삽입된후, 다시한번 접속기내에 핀의 적절한 잠김을 확인하기 위하여 견인 시험이 이루어진다. 핀 정렬과 삽입의 세부적인 방법은 제 8 도와 제 9 도와 제 10 도에 관련한 서술에서 참고할 수 있을 것이다.

조립 작업공구에 센서를 통합하는 것이 필수적인 이유는 자동화된 고밀도 도선 하아니스 조립에 있어서 도선 삽입의 복합 특성에 기인하는 것으로 이해할 수 있다. 그러한 센서의 통합은 널리 알려져 있으며, 많은 상업적 로보트에서 활용되고 있다. 그러므로 스트레인 게이지의 작동은 여기에 상세히 서술하지 않는다. 전형적으로 스트레인 게이지는 고밀도 도선 하아니스 조립을 위하여 필연적인 센서 입력을 제공하는 것으로 활용되는 것이다. 그 결과로서 힘 감시는 삽입과 도선 경로 지시시 활용될 수 있게 된다. 힘은 스트레인 게이지를 사용하는 전산기에 의하여 감시된다. 스트레인 게이지 출력 또는 힘은, 그리퍼에 적용되어지는 힘을 결정하기 위하여 언제라도 얻기 쉬우며 변경 가능한 프로그램으로 내장된다. 삽입하기전, 중단 단부상의 힘은 경로가 확실하게 되도록 그리퍼가 접속기에 접근함에 따라 감시된다. 힘의 피이드 백은 로보트를 새로운 경로를 이루며 삽입을 제시도 하도록 야기하는 장애를 의미하는 것이다. 삽입시, 힘의 피이드 백은 핀이 접속기 내에 착석되었을때를 결정하는 위치 피이드백과 관련하여 사용되어진다. 힘에 있어서 선결된 증가가 나타났을때, 위치는 핀이 접속기내에 적당히 착석되었는지를 결정하기 위하여 확인된다. 삽입후, 그리퍼는 철수되어 삽입을 확인하기 위하여 도선을 긴장시키게 된다. 여기서 힘은 다시한번 점검된다. 핀이 접속기내에서 제 위치에 잠김되지 않으면 어떤 힘이라도 나타나지 않으므로 삽입은 새 경로도 제시되 되어진다. 만일 적당한 힘이 감지되면 조립은 계속되게 된다. 조립을 완성하기 위하여 즉 도선의 제 2 단부를 삽입하기 위하여 제 2 중단된 단부는 그리퍼내에 위치되어져야 한다. 그리퍼는, 제 2 단부가 그리퍼내에 존재하며 최종 삽입을 위한 준비가 되어 있음을 가르키는 힘 증가가 감시 될때까지 도선과 함께 축상으로 변위된다.

전술된 센서를 사용한 조립은 착오 회복을 위한 방법을 제공함에 의하여 삽입의 신뢰성을 증가시키며, 또한 도선 삽입 그리퍼의 제 2 단부에 도선의 제 2 단부의 로오딩의 준비로 도선의 단부를 배치하기 위한 평가할 수 있는 공구를 제공하게 된다. 이러한 스트레인게이지는, 본 발명의 단부 작동체를 작동하며 고정하는 로보트 핸드 또는 굴종 리스트내에 조합될 수 있다. 이러한 리스트와 헨드는 상업적으로 활용가능한 것이며 리스트와 핸드의 운동을 감시하는 스트레인게이지의 사용은 상업적으로 활용가능한 숙련된 자동화 제조기술을 제공하는 것으로 널리 알려져 있다.

제 14 도를 참고하면, X축과 Y축과 Z축으로 운동 가능한 로보트를 예시하는 유니메이트 시리즈 6000로보트가 대략적으로 도시되어 있다. 덧붙여서, 이 로보트의 핸드(H)와 리스트(189)는, 핸드와 리스트에 설치된 단부 작동체에 대하여 회전 및 상하 좌우 운동을 제공한다. 압축공기 발동기를 장비한 관(155)으로 구성되는 도선송출 시스템은, 성형판에 관하여 도선을 경로 지시하는 단부 작동체를 수행하기 위하여 주로보트시스템의 다수의 요소 주위에 위치 선정되어 질수 있음을 알 수 있다.

유니메이트 시리즈 6000로보트는 X 축 조립체(183)와 Y축 조립체(185)와 Z축 조립체(187)로 구성되는 세개의 직교축 조립체로 구성되는 조종기 시스템(181)이다. 다축회전 리스트 장치(189)는 리스트장치위에 대략적으로 도시된 본 발명의 단부 작동체(11)를 설치하기 위하여 Z축 조립체(187)에 기계적으로 속박되어 있다.

X축과 Y축과 Z축 조립체의 작동 조합은 작업설비의 바닥에 속박되어 있는 수직 지지부재(SM)에 의하여 받침대 형태로 지지되어 있다. 조종기 시스템(181)의 작동의 기계공구형 제어는 웨스팅하우스 일레트리 코오포레이숀에서 구할 수 있는 PRODUCER^TMCNC시스템과 같은 종래 수치 제어콘솔에 의하여 수행될 수 있다. 받침대 아암(185)아래에 배치된 것은(131)로 도시한 성형판이다. 도선 하아니스는 다수의 조립지점(A₁, A₂, A₃, A₄, A₅)사이에 뻗어있는 것으로 도시되어 있으며, 본선(T)으로 부터 연장되는 다수의 지선(B₁, B₂, B₃, B₄, B₅)으로 구성되어 있다. 성형판은 유니메이트 시리즈 6000의 작업구역 내부에 완전히 위치선정되어 있다. 상술된 바와같이 핸드(H)는 리스트(189)상에 설치된다. 핸드(H)는 그리퍼(11)의 브래킷(13)에 기계적으로 중간 연결되어 있는 하나의 핑거와, 그리퍼의 브래킷(15)에 중간 연결되어 있는 나머지 핑거로 구성되는 한쌍의 핑거(F)를 포함하고 있다.

이와같이, 핑거(F)의 조종은 제 1 도에서(L)과 (R)로 표시한 그리퍼 조오를 서로로 부터 접근과 이격하는 운동을 야기하게 한다. 핸드(H)나 리스트(189)는 전술된 스트레인게이지 시스템을 그 내부에 포함할 수 있다. 이 스트레인 게이지 시스템은 본 발명의 단부 작동체에 의하여 작용되는 도선경로 지시와 삽입에 활용되는 피이드백 정보와 힘 감지를 제공하는 것이다. 지금까지 서술된 것은 표준 접속기 내부로 중단된 도선의 자동적인 송출과 포착과 삽입을 위한 장치와 방법이다.

본 발명은 준비셀에서 조립구역까지 도선을 이송하기 위한 압축공기 시스템과, 도선 경로 지시와 동시에 도선제어는 물론 양방향 삽입을 허용하는 단부 이펙터와, 로보트 핸드를 로오딩 하기 위한 도선 장력감지기술과, 착오회복과 착오 탐지의 검증을 위한 힘감지와 제어기술을 제공하고 있다.

제 1 도와 관련하여 서술된 특정실시예는 여기에 서술된 기술의 실행 능력을 제공할 목적으로 실제 능력을 축소한 모범 양단단부 작동체 도선 하아니스 조립공구이다. 따라서, 특정한 수정설계가 작동능력을 향상시키기 위하여 그리퍼내에서 조합될 수 있게 된다. 특히, 콜릿(61, 61', 63, 63')은 고밀도 접속기내로 접속기핀의 삽입을 용이하게 하기 위하여 더욱 긴 종단면을 가지도록 설계될 수 있다. 긴 콜릿을 가지는 그러한 실시예에 있어서, 그리퍼의 기능은 제 1 도에서 도시된 그리퍼의 기능과 본질적으로 동일하다. 따라서, 더욱 개량된 기계가공 기술에 따라 제 1 도에서 도시된 그리퍼는 각계의 콜릿이 제 1 도에서 도시된 한쌍의 봉에 대립되는 단일 긴부재(57)에 의하여 지지되도록 수정되어질 수 있다.

제 15 도를 참조하면, 조립 공구내에 결합할 수 있는 특별형태가 참고번호(217)로 표시되어 있으며, 핑거(297, 299)를 포함하고 있다. 또한 간단한 예시하기 위하여 그리퍼의 한 절반부의 1/2부분만 도시하고 있다. 버팀기둥 부재(237)는 상술된 바와같은 상부 및 하부봉(257, 259)을 지지하는 구경을 포함하는 것이다. 내부클램프 장치(251)는 제 1 도에 관련하여 상술된 바와 같은 버팀 기둥 부재내에 제공될 수 있다. 핑거장치(297, 299)는 버팀기둥 부재에서 콜릿(261)의 코까지 연장된다.

핑거(297, 299)는 콜릿(261)내에 홈(293, 295)과 공구의 스프링(265, 266)에 의하여 제 위치로 유지된다. 각 핑거의 한 단부는 (281)과 (283)과 같이 버팀기둥부재(237)에 대향하여 정착되는 반면에, 핑거의 나머지 단부는 도선(W)의 단부상에 미리 고정된 핀(P)의 쇼울더(S)에 대향하여 고저오디어 있다. 핑거는 쇼울더에 대향하여 밀려지며 최종 조립지점내로 도선을 삽입한다. 실제 삽입작동시, 도선을 고정한 핀이 적당한 위치로 되자마자 로보트 아암은 조립지점 쪽으로 버팀기둥을 변위하게 된다. 로보트 아암의 측방운동은 공구의 스프링을 압축하도록 가압된다. 이 압축작용은, 버팀기둥의 콜릿에 더욱 접근하게 하므로서 핑거 부재를 앞쪽으로 밀려, 핀을 조립지점내에 착석시키도록 가압하게 된다.

이와같이, 콜릿에 관련한 버팀기둥의 운동은 핑거를 콜릿의 코로 부터 돌출되도록 하며, 핑거는 핀을 최종 조립지점내로 삽입하게 된다. 조립이 완성되면 스프링은 후퇴되며, 버팀기둥은 핑거가 콜릿으로 완전히 철수되도록 하는 그러한 중립위치까지 후퇴되어 변위된다. 핀의 적당한 삽입을 확인하기 위하여, 클램프장치(251)는 도선을 단단히 고정하도록 작동된다. 그다음 로보트 아암은 핀이 접속기로 확고하게 삽입되어져 있는 것을 확인하기 위하여 도선을 천천히 예인하게 된다. 만일 도선의 장력이 약하다면, 핀은 정호가하게 삽입되지 않는 것을 의미한다. 따라서 조립은 반복되어져야 할 것이다. 하지만 로보트가 충분한 양의 도선 장력을 측정하게 되면, 클램프장치(251)는 풀려지며, 그때 공구는 도선 삽입공구를 반복하여 삽입하는 준비를 갖추게 된다. 그다음 로보트는 다음 조립지점에 도달할때까지 미리 프로그램된 경로를 따라서 변위되며, 삽입과정은 반복될 수 있게 된다.

상기 서술된 양호한 실시예에 있어서, 클램프장치(251)는 단지 삽입 시험 조치와 관련하여 사용되는 것으로 서술하였지만, 역시 클램프장치(251)는 접속기내로 접속기핀(P)의 삽입을 위하여 제 1 도의 실시예에 관련하여 서술된 것과 같이 핑거장치(297, 299)와 함께 맞물려질 수 있는 것이다. 또한 콜릭은 고밀도 도선 하아니스로 접속기핀의 삽입을 용이하게 하기 위하여 더욱더 긴 종단면을 제공하는 것으로 변경될 수 있다.

이상과 같이 전술되어 있는 것은 표준 접속기내로 중단된 도선의 자동적인 송출과, 포착과 삽입을 위한 장치와 방법이다. 특히, 본 발명은 준비셀에서 조립구역까지 도선을 이송하기 위한 압축공기 시스템과, 경로 지시와 동시에 도선 제어는 물론 양방향 삽입을 허용하는 단부 작동체와, 로보트 핸드를 로오딩하기 위한 도선 장력 감지 기술과, 착오회복과 착오탐지와 검증을 위한 힘 감지 및 제어기술을 제공하고 있다.

Claims (19)

1. 조립지점 내부로 중단된 도선의 포착과 삽입에 의하여 도선 하아니스를 자동적으로 제조하기 위한 로보트 시스템에 있어서, 시스템은, 산업조종기상에 고정되어지기에 적당하며 서로가 격리되고 접근하는 선택된 운동을 하기에 적당한 제 1 및 제 2 브래킷 소자와 버팀기둥을 포함하는 브래킷 장치로 구성되는 단부 작동체와, 각개가 상기 브래킷 장치의 운동에 대하여 본질적으로 수직으로 운동하기 위해 상기 버팀기둥 부분에 활주 가능하게 고정되어 있는 닫혀있을때 도선 안내홈의 범위를 한정하는 본질적으로 대칭인 제 1 및 제 2 외부 조오 장치와, 이것에 의하여 브래킷 장치의 선택된 운동은 열려있는 도선 수용 위치와 닫혀있는 도선안내 및 핀 삽입위치내로 상기 외부 조오장치를 위치 선정되게 함, 열려있는 제 1 위치와 닫혀있는 제 2 도선 맞물림 위치 사이의 선택적인 작동을 위하여 상기 외부 조오장치 내부의 배치된 내부장치를 포함하고 있으며 ; 제 1 확장 위치에서 장력 및 위치 조종 공구의 도선 통로 구경이 외부 조오의 도선 통로홈과 함께 일직선으로 정렬되며 제 2 철수 위치에서 도선 장력 및 위치 조정 공구가 외부 조오로 부터 상승하여 제거되어 지도록 하기 위하여 외부 조오 장치의 도선 통로홈에 관련하여 상승변위하기에 적당하며 제 1 및 제 2 브래킷 소자와 작동가능하게 조합되며 장력 및 위치 조정장치를 통과하는 도선 통로 구경을 가지는 장력 및 위치조정장치와, 상기 조오가 열려있는 도선 수용 위치에 있을때 도선 장력 및 위치 조정 공구는 외부 조오와 함께 축상으로 일직선 정렬하여 유지되도록 제 1 및 제 2 위치 사이에서 측방변위할 수 있게 됨, 도선 장력 및 위치 조정 공구의 도선 통로 구경과 작동가능하게 조합된 관 장치와 원격 지점에서 선택된 지점까지 도선을 불어넣기 위하여 상기 관 장치에서 배후 공기압력을 발생시키기 위한 장치로 구성되며 도선을 그리퍼에 의하여 포착하기 위해 단부 작동체로 부터의 원격지점에서 선택된 지점까지 이송시키기 위한 도선 공급시스템과, 성형판상에 고정되어 있는 통상적인 장방형 부재로 구성되며 상기 장력 및 위치 조정장치로 부터 그 내부에 중단된 도선을 수용하기 위하여 그 내부에 구경을 포함하며 상기 구경 내부에서 상기 중단된 도선을 선택적으로 방출 및 맞물기 위한 상기 장방형 부재내의 클램프장치를 포함하는 정지 클램프장치와, 상기 조오와 함께 상기 중단된 도선 부분의 일직선 정렬을 위한 외부 그리퍼 조오와 중단된 도선 부분을 수용하기 위하여 그 내부의 정렬구경장치의 한계를 정하고 있으며 성형판상에 고정되어지기에 적당한 최소한 하나의 정렬 고정구를 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 브래킷 장치의 버팀기둥 부분에 대하여 활주가능하게 고정된 제 1 및 제 2 외부 조오는, 버팀기둥에 대하여 중립위치로 외부 조오를 유지하기 위한 바이어스 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 각각의 버팀기둥 부분은 그 내부에 최소한 하나의 구경을 포함하며, 본질적으로 대칭인 제 1 및 제 2 외부 조오는 상기 최소한 하나의 구경내에 활주가능하게 배치된 최소한 하나의 봉 장치와, 각개가 도선 안내홈의 일부분의 경계를 한정하고 있으며 상기 활주가능하게 고정된 봉의 각각의 단부에 배치된 콜릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 바이어스 장치는 봉 장치 둘레에 동심적으로 배치된 스프링 장치인 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 버팀기둥 장치는 그 내부에 두개의 구경을 가지며, 두개의 외부 조오의 각각은 두개의 구경내에 활주가능하게 배치된 두개의 봉 장치를 포함하며 이점에서 최소한 봉의 하나는 상기 봉에 설치된 스프링 바이어스 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 각각의 콜릿 장치는 그 내부에 배치되는 한쌍의 받침날 안내장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 도선 장력 및 위치 조정 공구는, 제 1 확장 위치에서 장력 및 위치 조정 공구의 도선 통로 구경이 외부 조오의 도선 통로홈과 함께 일직선으로 정렬되며 제 2 철수 위치에서 도선 장력 및 위치 조정 공구가 외부 조오로 부터 상승하여 제거되도록 하기 위하여 외부 조오장치의 도선 통로홈에 대하여 상승변위하기에 적당하며 제 1 및 제 2 브래킷 장치의 하나의 작동할 수 있게 결합된 도선 통로 구경을 가지며, 이점에서 도선 장력 및 위치 조정 공구는 상기 조오가 열려있는 도선 수용 위치에 있을때 외부 조오와 일직선으로 정렬하여 축상으로 유지하기 위하여 제 1 및 제 2 위치 사이로 측방변위할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 내부 클램프장치 홈은 접속기 내부로 삽입되어지는 도선을 홈 사이에 확고하게 고정하고 조절할 수 있는 V자형 홈인 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
9. 제 1 항에 있어서, 도선 장력 및 위치 조정장치는, 도선 장력 및 위치 조정장치를 통하여 도선 통로내에 배치되는 도선의 선택적인 맞물림을 위하여 그 내부에 클램프장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스를 제조하기 위한 장치와 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 클램프장치는 압축공기 작동 실린더를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
11. 제 1 항에 있어서, 도선 장력 및 위치 조정장치는, 상승변위를 달성하기 위한 최소한 하나의 압축공기 실린더와 측방운동을 달성하기 위한 최소한 하나의 압축공기 실린더에 의하여 브래킷과 함께 작동가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 시스템.
12. 케이블 하아니스의 자동화된 제조를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, (1) 중단된 도선을 선택된 단부 작동체에 넘겨주는 단계와, (2) 중단된 도선을 선택된 단부 작동체 내부로 로오딩하는 단계와, (3) 필요한 제 1 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 1 단부의 삽입을 위하여 단부 작동체를 위치 선정하는 단계와, (4) 제 1 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 1 단부를 삽입하는 단계와, (5) 미리 선결된 케이블 하아니스 배치에 따라서 중단된 도선을 경로 지시하는 단계와, (6) 선택된 단부 작동체 내부로 중단된 도선의 제 2 단부를 로오딩하는 단계와, (7) 필요한 제 2 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 2 단부의 삽입을 위하여 단부 작동체를 위치 선정하는 단계와, (8) 필요한 제 2 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 2 단부를 삽입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 선택된 단부 작동체에 중단된 도선을 넘겨주는 단계는 선택된 단부 작동체로 부터 떨어져 있는 제 1 지점에서 선택된 단부 작동체 부근 지점까지 중단된 도선을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 선택된 단부 작동체 내부로 중단된 도선을 로오딩하는 단계는, 제 1 조립지점 내부로 적절한 삽입을 위하여 중단된 도선의 제 1 단부를 단부 작동체와 함께 일직선으로 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조방법.
15. 제 12 항에 있어서, 선결된 케이블 하아니스 배치를 따라서 중단된 도선을 경로 지시하는 단계는 제 1 조립지점에서 제 2 조립지점까지 중단된 도선을 이송하기 위하여 봉납 그리퍼를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조방법.
16. 제 12 항에 있어서, 제 1 조립지점내로 중단된 도선을 삽입하는 단계는, 삽입되어진 중단된 도선의 단부가 조립지점에 적절히 고정되어 있는 것을 보증하도록 조립지점내의 도선의 삽입을 시험하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조방법.
17. 고밀도 케이블 하아니스의 자동화된 제조를 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 (1) 중단된 도선을 선택된 단부 작동체에 넘겨주기 위한 장치와, (2) 중단된 도선을 선택된 단부 작동체 내부로 로오딩하기 위한 장치와, (3) 필요한 제 1 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 1 단부의 삽입을 위하여 단부 작동체를 위치 선정하기 위한 장치와, (4) 제 1 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 1 단부를 삽입하기 위한 장치와, (5) 선결된 케이블 하아니스 배치를 따라서 중단된 도선을 경로 지시하기 위한 장치와, (6) 선택된 단부 작동체 내부로 중단된 도선의 제 2 단부를 로오딩하기 위한 장치와, (7) 필요한 제 2 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 2 단부의 삽입을 위하여 단부 작동체를 위치 선정하기 위한 장치와, (8) 필요한 제 2 조립지점 내부로 중단된 도선의 제 2 단부를 삽입하기 위한 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조장치.
18. 제 17 항에 있어서, 필요한 조립지점 내부로 중단된 도선의 삽입을 위하여 단부 작동체를 위치 선정하기 위한 장치는, X축과 Y축과 Z축으로 선택된 단부 작동체를 이송할 수 있는 직교로보트인 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조장치.
19. 제 17 항에 있어서, 선택된 단부 작동체는 다수의 봉납 단부 작동체로 부터 선택되며, 각개의 봉납 단부 작동체는 중단된 도선의 특정 형태를 수용하기에 적당한 것을 특징으로 하는 고밀도 도선 하아니스 제조장치.

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