KR100634265B1

KR100634265B1 - 조향장치 조립시스템

Info

Publication number: KR100634265B1
Application number: KR1020050104190A
Authority: KR
Inventors: 이상은
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-10-16

Abstract

본 발명은 비젼스테이션모듈로 검사된 가이드를 이용하여, 랙바에 인너씰을 안전하고 신속하게 조립시킬 수 있는 조향장치 조립시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 조향장치 조립시스템은 자동차 부품 조립기(100)의 측부에서 수직하게 수직작업대(610)를 설치시킨 모듈 본체(600)와; 상기 수직작업대(610)에서 가이드(410)의 축심을 랙바(601)의 축심쪽으로 유도하도록 결합된 삽입유도부(630)와; 랙바(601)를 상기 수직작업대(610)에 임시 고정하도록 결합된 홀더부(650)와; 랙바(601)를 축심 방향으로 지지하도록 수직작업대(610)에 결합된 받침부(670)와; 가이드(410)에 로딩된 인너씰(201)을 상기 랙바(601)의 미리 정해진 인너씰 조립 위치까지 이송하도록 결합된 엘리베이터부(680)를 포함한다.

랙바, 인너씰, 가이드, 삽입유도부, 홀더부, 받침부, 엘리베이터부

Description

조향장치 조립시스템{ASSEMBLY SYSTEM FOR STEERING DEVICES}

도 1a는 일반적인 랙바와 인너씰의 구성 및 조립방법을 설명하기 사시도,

도 1b는 도 1a에 도시된 인너씰의 단면도,

도 2는 본 발명이 장착된 자동차 부품 조립기의 사시도,

도 2a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기에서 사용되는 가이드의 형상을 설명하기 위한 부분단면 사시도,

도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도,

도 3b는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 평면을 보인 설계도,

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 조향장치 조립시스템인 모듈 본체의 정면도,

도 5는 도 4에 도시된 모듈 본체의 측면도,

도 6은 도 4에 도시된 모듈 본체의 배면도,

도 7은 도 4에 도시된 엘리베이터부의 평면도,

도 8은 도 4에 도시된 선 A-A'를 따라 절단한 단면도,

도 9는 도 4에 도시된 선 B-B'를 따라 절단한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 자동차 부품 조립기 110 : 상부 프레임부

130 : 격판 120 : 콘트롤박스부

201 : 인너씰 410 : 가이드

600 : 모듈 본체 601 : 랙바

610 : 수직작업대 630 : 삽입유도부

632, 636 : 가이드 부싱 650 : 홀더부

652, 656 : 홀더 그립 670 : 받침부

680 : 엘리베이터부 681 : 푸셔

본 발명은 조향장치 조립시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로봇형 자동차 부품 조립기에서 자동차 조향장치의 랙바와 인너씰을 조립시키는 조향장치 조립시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진이 장착되는 차대와, 바퀴에 가해지는 힘에 대응 또는 감응하여 감쇠력을 변화시킴에 따라 주행 중 차륜이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않게 하여 승차감 향상 및 차량안정성을 도모하는 현가장치와, 엔진의 힘을 전달하기 위한 전동장치(동력전달장치)와, 차량의 주행을 제어하는 조향장치를 포함한다.

특히, 조향장치는 스티어링 휠(steering wheel)의 조작에 따른 조향력을 스티어링 샤프트에 의해 밸브쪽으로 전달시키고, 밸브와 연결된 랙-피니언 파워 스티어링 기어 조립체 내의 피니언으로 하여금 랙바(rack bar)를 통해 타이로드(tie-rod)를 이동시켜, 결국 바퀴가 원하는 방향으로 움직이도록 하는 장치이다.

예컨대 유압식 랙-피니언 파워 스티어링 기어 조립체는, 운전자의 회전 토크에 의해 비틀리는 토션바와, 이런 토션바의 비틀림 변위만큼 유로를 개폐시키도록 된 피니언 밸브와, 상기 유로의 개폐에 따른 유압 발생용 펌프와, 이런 펌프로부터 유입되는 유압을 이용하여 랙바를 작동시키도록 결합된 가압 실린더와, 랙바와 결합된 볼 조인트를 포함하여, 결국 스티어링 휠의 조향력이 타이어에 전달되어 조타를 수행할 수 있게 구성되어 있다.

종래 기술에서는 도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이, 수동 또는 반 자동 작업에 의해 인너씰(4)을 랙바(1)에 삽입시켰다.

랙바(1)는 가압 실린더 내에 장착되는 원형 실축이다. 랙바(1)는 피스톤(2)을 일측 부위에 고정시키고 있고, 피스톤(2)의 타측 부위에 복수개의 일자형 톱니형상의 랙기어(3)를 형성하고 있다.

인너씰(4)은 랙바(1)와 피스톤(2)간의 고정 특성 때문에, 톱니형상의 랙기어(3)쪽 끝단부를 통해 랙바(1)에 삽입된다.

이때, 인너씰(4)은 내측 홈(8)을 형성하고 있는 형상 구조와, 외부 립(5), 스프링(7)에 의해 지지되는 내부 립(6) 등의 형상 구조를 갖고 있기 때문에, 랙바(1)에 삽입될 때 톱니형상의 랙기어(3)에 의해 손상될 우려가 있다.

또한, 종래에는 수작업에 의해 인너씰(4)의 상태가 육안으로 단순 체크된 후, 인너씰(4)이 랙바(1)에 삽입됨에 따라, 조립이 번거롭고 대량 생산이 어려우며, 조립 상태의 기술 신뢰성 확보가 불가능한 문제점이 존재하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 비젼스테이션모듈로 검사된 가이드를 이용하여, 랙바에 인너씰을 안전하고 신속하게 조립시킬 수 있는 조향장치 조립시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 모듈 본체의 수직작업대를 자동차 부품 조립기의 측면에 배치시킴에 따라, 외부의 산업용 로봇의 랙바 로딩 및 언로딩을 용이하게 하고, 전체 자동차 조향장치 조립작업 효율을 극대화시킬 수 있는 조향장치 조립시스템을 제공하고자 한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적들은, 자동차 부품 조립기에 장착된 조향장치 조립시스템에 있어서, 상기 자동차 부품 조립기의 측부에서 수직하게 수직작업대를 설치시킨 모듈 본체와; 상기 수직작업대에서 가이드의 축심을 랙바의 축심쪽으로 유도하도록 결합된 삽입유도부와; 상기 랙바를 상기 수직작업대에 임시 고정하도록 결합된 홀더부와; 상기 랙바를 축심 방향으로 지지하도록 상기 수직작업대에 결합된 받침부와; 상기 가이드에 로딩된 인너씰을 상기 랙바의 미리 정해진 인너씰 조립 위치까지 이송하도록 결합된 엘리베이터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 설명과 함께 이하의 특허청구범위에서 좌측액추에이터와 우측액추에이터는 좌/우측액추에이터로 통칭되어 기재되고, 공압, 유압 등의 작동원에 의해 축을 신장 및 축소시키는 구성요소이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명이 장착된 자동차 부품 조립기의 사시도이고, 도 2a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기에서 사용되는 가이드의 형상을 설명하기 위한 부분단면 사시도이다. 또한, 도 3a는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 개략화된 평면도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 자동차 부품 조립기의 평면을 보인 설계도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 조향장치 조립시스템인 모듈 본체의 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 모듈 본체의 측면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 모듈 본체의 배면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 엘리베이터부의 평면도이다. 그리고, 도 8은 도 4에 도시된 선 A-A'를 따라 절단한 단면도이고, 도 9는 도 4에 도시된 선 B-B'를 따라 절단한 단면도이다.

먼저, 도 2 및 도 2a를 병행 참조하면, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 모듈 본체(600)로서 설명될 것이다.

모듈 본체(600)는 자동차 부품 조립기(100)의 측부에 설치되고, 이때 격판(130)을 이용하여 고정된다.

모듈 본체(600)는 자동차 부품 조립기(100)에서 가이드(410)가 랙바쪽으로 안전하게 유도 및 삽입되고, 또한 인너씰이 가이드(410)쪽으로 로딩되는 소정의 루틴이 실행되는 프로세스와 연동되도록 되어 있다.

여기서, 모듈 본체(600)는 랙바의 랙기어에 임시적으로 씌워진 가이드(410)를 통해서 인너씰을 삽입시킴에 따라, 결국 인너씰이 랙바의 미리 정해진 인너씰 조립 위치에 조립되도록 하는 역할을 담당한다.

가이드(410)는 도 1a의 랙바와, 도 1b의 인너씰을 안전하게 조립시키는 조립지그에 해당된다.

가이드(410)는 실축 단면 형상의 병목부(411)와; 이런 병목부(411)를 기준으로 상부에 형성되고 가이드삽입모듈(400)로 잡아 이송할 수 있게 외원주면에 홈을 형성한 실축 단면 형상의 헤더부(412)와; 이런 헤더부(412)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖되 랙바의 규격(예 : 직경)에 대응한 내경과 랙바의 랙기어 및 랙기어의 근접 부위를 감쌀 수 있는 깊이를 갖도록 병목부(411)에서 하단부(414)까지 연장된 중공형 튜브부(413)로 형성되어 있다.

특히, 헤더부(412)의 외경은 인너씰의 내경보다 훨씬 작은 사이즈로서, 인너씰을 가이드(410)에 안착시킬 때 병목부(411) 또는 헤더부(412)의 표면과 비접촉 될 수 있게 하고, 핑거형 로더의 작동 행정을 축소시킬 수 있다.

또한, 병목부(411)의 외경은 최소 직경에 해당하는 병목지점으로부터 점차적으로 튜브부(413)의 외경까지 증가되는 완만한 곡선 스커트 형상을 갖고 있으므로, 인너씰의 내주면으로 하여금 부드럽게 미끄러질 수 있게 한다.

또한, 튜브부(413)의 외경과 내경 사이의 두께는 약 0.1∼0.5㎜ 정도로서, 가이드(410)의 내구성을 유지하면서 최소의 단차를 제공하여, 결국 인너씰의 탄성 변형을 축소시킬 수 있고, 가이드(410)의 수명을 증가시킬 수 있고, 인너씰의 파손, 흠집 발생을 방지할 수 있다.

한편, 자동차 부품 조립기(100)는 앞서 개략적으로 언급한 본 발명의 모듈 본체(600) 이외에도, 인덱스 타입으로 복수개의 인너씰을 적재, 보관, 제공하도록 상기 자동차 부품 조립기(100)의 격판(130)에 결합된 인너씰 매거진모듈(200)(이하, '매거진모듈'이라 칭함)과; 이런 매거진모듈(200)로부터 로딩한 인너씰을 검사하고, 검사된 인너씰에 오일을 도포하게 결합된 인너씰 공급장치(300)와; 가이드(410)의 검사/이송/로딩/언로딩에 관여하도록 비젼스테이션모듈(500)과 연동하는 가이드삽입모듈(400)을 더 갖는다.

더욱 상세하게, 자동차 부품 조립기(100)는 투명창(111)과 프레임으로 이루어진 상부 프레임부(110)와; 상부 프레임부(110)의 저부에 배치되며, 통상의 공압장치 및 통상의 컨트롤 시퀀스 제어장치를 내장한 콘트롤박스부(120)를 갖는다.

콘트롤박스부(120)는 매거진모듈(200), 인너씰 공급장치(300), 가이드삽입모듈(400), 비젼스테이션모듈(500), 모듈 본체(600)와 같은 메카트로닉 구성 요소의 해당 작동을 통상의 로봇 시스템 공학의 계통적 시퀀스로 제어하는 제어수단을 의미한다.

상부 프레임부(110)는 개폐용 도어(111)를 갖고 있다. 상부 프레임부(110)와 콘트롤박스부(120)의 사이에는 격판(130)이 배치되어 있다.

매거진모듈(200)은 상기 상부 프레임부(110)의 내부에 있는 격판(130)의 일 측 상부에 설치된 것이다.

도 3a의 개략적인 블럭도와, 도 3b의 상세한 평면 설계도에서도 확인할 수 있듯이, 자동차 부품 조립기(100)는 제1루틴(C1)과 제2루틴(C2) 및 제3루틴(C3)을 수행하면서, 가이드(410)를 임시적으로 이용하여 랙바(601)에 인너씰(201)을 조립시킨다.

제1루틴(C1)에 따르면, 외부의 산업용 로봇(R)은 일측의 랙바 보관 장소(도시 안됨)에서 비 조립상태의 랙바(601)를 들어 올려서 모듈 본체(600)의 수직작업대(610)에 로딩한다. 이후, 랙바(601)와 인너씰(201)의 조립이 완료될 때, 산업용 로봇(R)은 랙바-인너씰 조립체를 수직작업대(610)에서 분리시켜 타측의 랙바-인너씰 조립체 보관 장소(도시 안됨)로 운반한다.

제2루틴(C2)에 따르면, 가이드삽입모듈(400)은 비젼스테이션모듈(500)과 연동하여 검사 완료된 가이드(410)만을 모듈 본체(600)의 수직작업대(610)쪽으로 운반하고, 이후 가이드(410)를 랙바(601)에 임시적으로 씌운다. 이후, 인너씰(201)이 랙바(601)에 조립된 후, 임시적으로 씌워져 있던 가이드(410)를 원래 있던 곳으로 귀환시킨다.

제3루틴(C3)에 따르면, 매거진모듈(200)은 복수개의 거치축을 회전판에 세우고, 각각의 거치축에 복수개의 인너씰을 적재시켜 보관하다가, 별도의 승강장치(도시 안됨)을 이용하여 인너씰을 인너씰 공급장치(300)쪽으로 공급한다. 이때, 인너씰 공급장치(300)는 이송로봇부 및 핑거형 로더로 상기 매거진모듈(200)의 인너씰(201)을 한 개씩 잡아 이송하는 가운데 인너씰(201)을 검사하고, 인너씰(201)에 오일을 도포한 후, 결과적으로 검사가 합격되고 오일이 도포된 인너씰(201)만을 수직작업대(610)쪽으로 운반하고, 인너씰(201)을 가이드(410)에 안착시킨다.

이후, 모듈 본체(600)는 수직작업대(610)를 기준으로 점선 박스 영역(P) 내에서, 가이드(410)에 안착된 인너씰(201)을 쓸어 내려 랙바(601)의 조립 위치에 조립시킨다.

수직작업대(610)의 외측면 해당 부위에는 하기에 설명할 바와 같이 삽입유도부, 홀더부, 받침부가 결합되어 있고, 수직작업대(610)의 내측면 상단 부위에는 엘리베이터부(680)가 결합되어 있다.

모듈 본체(600)를 전반적으로 설명함에 있어서, X축 방향은 수직작업대(610)의 두께 방향과 일치한 방향이고(도 3a 또는 도 3b에서 좌우 방향), Y축 방향은 수직작업대(610)의 폭 방향과 일치한 방향이고, Z축 방향은 수직작업대(610)의 높이 방향과 일치한다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 모듈 본체(600)는 수직작업대(610)의 외측면에 해당하는 정면 상단 부위에서 하단 부위까지 상하 방향 배열 순서에 따라 삽입유도부(630), 홀더부(650), 받침부(670), 오일 수거함(690)을 구비하고 있다.

또한, 모듈 본체(600)는 수직작업대(610)의 내측면에 해당하는 배면 상단 부위에 엘리베이터부(680)를 구비하고 있다.

삽입유도부(630), 홀더부(650), 받침부(670) 및 엘리베이터부(680)는 하기에 설명할 바와 같은 계통적인 작동을 반복적으로 수행하도록, 공압과 전자제어를 겸한 통상의 메카트로닉 기술에 의해, 앞서 설명한 콘트롤박스부의 제어장치에 의해 제어되도록 되어 있다.

수직작업대(610)는 소정 두께를 갖는 스테인리스 재질의 직사각형 판부재로서, 'ㄴ'자형 설치브래킷(619)(도 5참조)에 의해 앞서 설명한 자동차 부품 조립기의 격판의 일측 끝단에 고정되며, 격판의 측부에서 수직하게 세워져 있게 된다.

수직작업대(610)는 상하 센터라인(611)을 기준으로 상부가 개구된 상태에서 상하 방향으로 소정 폭을 갖도록 수직작업대(610)의 중간 위치까지 연장된 엘리베이터 작동홈(612)(이하, '작동홈'이라 칭함)을 갖는다.

삽입유도부(630)는 작동홈(612)의 좌, 우측을 기준으로 수직작업대(610)의 상부위에 해당하는 가상의 수평선상에 좌측액추에이터(631)와 우측액추에이터(635)를 서로 마주보게 배치시키고 있다.

삽입유도부(630)의 좌/우측액추에이터(631, 635)는 그의 작동축을 축방향으로 신장 또는 신축시키도록 해당 레일에 결합되어 있다.

특히, 좌/우측액추에이터(631, 635)의 작동축 끝단은 해당 레일을 따라 각각 반원 분리 중공형 가이드 부싱(632, 636)(이하, '가이드 부싱'이라 칭함)을 상호 합체되는 방향 또는 상호 분리되는 방향으로 왕복 이송시키도록 결합되어 있다.

또한, 삽입유도부(630)는 좌/우측액추에이터(631, 635) 중 어느 하나의 옆에서 해당 작동축에 평행하게 설치된 제1완충 스토퍼(639)를 더 갖는다.

제1완충 스토퍼(639)는 수직작업대(610)에서 고정된 것으로서, 정지축과 완충기를 평행하게 배열하여 좌/우측액추에이터(631, 635)의 작동축에 수직하게 결합된 제1스토퍼블럭(638)과 접촉될 때 정지력 발생과 충격 감쇠의 역할을 동시에 담 당한다.

홀더부(650)는 작동홈(612)의 좌, 우측을 기준으로 수직작업대(610)의 중앙부위에 해당하는 다른 가상의 수평선상에서 좌측액추에이터(651)와 우측액추에이터(655)를 서로 마주보게 배치시키고 있다.

홀더부(650)의 좌/우측액추에이터(651, 655)는 그의 작동축을 축방향으로 신장 또는 신축시키도록 해당 레일에 결합되어 있다.

특히, 좌/우측액추에이터(651, 655)의 작동축 끝단은 레일을 따라 각각 반원 분리 중공형 홀더 그립(652, 656)(이하, '홀더 그립'이라 칭함)을 상호 합체되는 방향 또는 상호 분리되는 방향으로 왕복 이송시키도록 결합되어 있다.

홀더부(650)는 좌/우측액추에이터(651, 655) 중 어느 하나의 옆에서 해당 작동축에 평행하게 설치된 제2완충 스토퍼(659)를 더 갖는다.

제2완충 스토퍼(659)도 역시 수직작업대(610)에서 고정된 것으로서, 정지축과 완충기를 평행하게 배열하여 좌/우측액추에이터(651, 655)의 작동축에 수직하게 결합된 제2스토퍼블럭(658)과 접촉될 때 정지력 발생과 충격 감쇄 역할을 담당한다.

받침부(670)는 복수 규격의 조립작업을 위해 서로 다른 축길이를 갖는 랙바에 인너씰을 조립시킬 수 있도록, 고정식 랙바 장착대(671)와 복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)을 갖는 것이 바람직하다.

즉, 받침부(670)의 고정식 랙바 장착대(671)는 작동홈(612)의 하단으로부터 상하 센터라인(611)을 따라 하향으로 연장된 수직작업대(610) 하부위에 형성되어 있다.

고정식 랙바 장착대(671)에는 해당 규격의 랙바에 대응한 직경을 갖는 랙바 안착홈(671a)이 형성되어 있다. 랙바 안착홈(671a)에는 외부의 산업용 로봇이 랙바 보관 장소로부터 개별적으로 집어 올린 비 조립상태의 랙바가 수직하게 세워지는 지점을 의미한다.

받침부(670)에서 복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)은 수직작업대(610)의 하부위 좌측 또는 우측에서 미리 정해진 설치 위치에 결합되어 있다.

복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)은 랙바의 종류(예 : 축길이 사이즈 또는 직경 사이즈)에 대응하게 미리 정해진 상하 높이 간격을 두고 배치된다.

이는 본 발명으로 하여금 서로 다른 랙바 또는 인너씰 규격에 대응한 다양한 복수 규격 조립 생산이 가능하게 한다.

복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)들은 수직작업대(610)에 고정된 'ㄱ'자 고정브래킷(674)과; 이런 고정브래킷(674) 상에 설치된 레일(675)과; 이런 레일(675)에서 직선 이동 가능하게 결합된 이동식 랙바 장착대(676)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)들은 상기 수직작업대(610)의 고정지점과 이동식 랙바 장착대(676)의 사이에 설치된 직선이동용 액추에이터(677)를 갖는다.

직선이동용 액추에이터(677)는 그의 작동축 끝단을 이동식 랙바 장착대(676)에 결합하고 있다. 직선이동용 액추에이터(677)는 가변 또는 선택적으로 이동식 랙바 장착대(676)를 슬라이딩시켜서 이동식 랙바 장착대(676)의 랙바 안착홈(676a)을 상하 센터라인(611) 상에 일치시킬 수 있다.

여기서, 랙바 안착홈(676a)의 직경은 해당 랙바의 직경 또는 규격에 대응하게 미리 정해져 있다.

또한, 복수개의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673)들은 스토퍼(678)를 수직작업대(610)에 더 설치하고 있다.

스토퍼(678)는 상하 센터라인(611)까지 이동식 랙바 장착대(676)가 이동 및 정지시, 그 때의 충격을 감쇄시키는 역할을 담당한다.

고정식 랙바 장착대(671)의 아래쪽 수직작업대(610)에는 상부가 개방된 박스 형상의 오일 수거함(690)이 설치되어 있다.

오일 수거함(690)은 경사진 바닥면의 저부측에 드레인(691)을 형성하고 있어서, 랙바-인너씰 조립시 인너씰(201)에 도포된 오일이 떨어지는 것을 수거하는 역할을 담당한다.

엘리베이터부(680)는 수직작업대(610)의 정면을 기준으로 좌측 또는 배면을 기준으로 우측에 설치되어 있다.

엘리베이터부(680)는 포크형 푸셔(681)(fork-type pusher : 이하, '푸셔'라 칭함)를 푸셔 대기 위치에서 푸셔 상사점 시작 위치까지 직선 이동시킨 다음, 다시 푸셔 상사점 시작 위치에서 푸셔 하사점 정지 위치까지 작동홈(612)을 따라 하강 및 정지시키고, 이후 반대의 순서로 귀환(푸셔 하사점 정지 위치에서 푸셔 상사점 시작 위치를 거쳐 푸셔 대기 위치로 귀환)하도록 구성되어 있다.

여기서, 푸셔 상사점 시작 위치에서 푸셔 하사점 정지 위치 사이간 거리는 상승 및 하강용 액추에이터(683)(이하, '승강 액추에이터'라 칭함)의 행정(stroke) 거리(S)와 동일하다.

여기서, 푸셔 하사점 정지 위치와, 승강 액추에이터(683)의 행정(stroke) 거리(S) 각각은 랙바에 인너씰이 조립되어야 하는 위치와 대등하거나 일치하고, 랙바의 종류에 따라 미리 콘트롤박스부의 제어장치에 정해져 있어서 선택적으로 가변이 가능하다.

엘리베이터부(680)의 푸셔(681)는 가이드(410) 상에 끼워진 인너씰(201)을 하방향으로 쓸어 내리 듯 하강 및 정지함에 따라, 결국 랙바(601)의 미리 정해진 인너씰 조립 위치에 인너씰(201)이 위치 및 조립되도록 하는 역할을 담당하고, 이후 원래의 푸셔 대기 위치로 귀환하게 구성되어 있다.

이를 위한 구성으로서, 엘리베이터부(680)는 수직작업대(610)에 고정된 지지브래킷(682)에서 수직하게 실린더를 고정시킨 승강 액추에이터(683)와; 이런 승강 액추에이터(683)의 작동축 끝단을 결합시키고 있고 수직작업대(610)의 배면에 설치된 한 쌍의 승강 레일(684a, 684b)에서 상하 왕복 이동이 가능하게 결합된 엘리베이터판(684)과; 이런 엘리베이터판(684)의 일측 상면에 설치된 한 쌍의 수평 레일(685)과; 엘리베이터판(684)의 타측 상면에 실린더를 고정시킨 수평 액추에이터(686)를 포함하되, 수평 액추에이터(686)의 작동에 의해 푸셔(681)가 상기 수평 레일(685)을 따라서 수평 방향으로 이송 가능하게 결합되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 엘리베이터부(680)는 콘트롤박스부의 제어장치로 제어되는 수평 액추에이터(686)의 이송력을 이용하여, 푸셔(681)를 수평 왕복 이송 거리(g)만큼 작동시키는 역할을 담당한다.

즉, 푸셔(681)는 랙바에 가이드가 삽입되는 과정에 간섭받지 않게 뒤로 밀려져 있는 푸셔 대기 위치로부터, 랙바에 가이드가 삽입되고 그러한 가이드에 인너씰이 끼워진 다음 상기 인너씰을 쓸어 내리 듯 하강시키기 위한 푸셔 상사점 시작 위치까지 선택적으로 왕복 이동된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 가이드 부싱(632, 636)은 반원 분리 중공형 타입으로서 합체될 때 원형 링 단면을 형성하고, 분리될 때 반원형 링 단면을 형성한다.

가이드 부싱(632, 636) 각각은 상단 내측 반경(632a, 636a)에 비해 상대적으로 크기가 작은 중앙 반경(632c, 636c)을 갖고 있고, 상단 내측 반경(632a, 636a)과 중앙 반경(632c, 636c)의 사이에 경사 내주면(632b, 636b)을 형성하고 있다.

경사 내주면(632b, 636b)은 운반도중 가이드가 흔들릴 수 있는 상황에 대처하기 위한 것이다. 즉, 경사 내주면(632b, 636b)은 가이드가 편심된 상태로 운반되더라도, 가이드의 축심을 랙바의 축심에 일치하도록 유도하여 삽입시키는 역할을 담당한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 홀더 그립(652, 656)은 반원 분리 중공형 타입으로서, 랙바(601)의 좌, 우측 원주면을 압착시키도록 'U'자 단면형상, 'V'자 단면형상, 경사 단면형상 중에서 선택된 어느 하나의 그립 홈을 갖는다.

도 3a 내지 도 9를 통해서, 본 발명의 조향장치 조립시스템인 모듈 본체 (600)의 작동 방법에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.

모듈 본체(600)는 앞서 설명한 자동차 부품 조립기(100)에서 수행되는 제1루틴(C1), 제2루틴(C2) 및 제3루틴(C3)과 연동된다.

제1루틴(C1)의 작동시, 모듈 본체(600)는 삽입유도부(630), 홀더부(650) 및 엘리베이터부(680)가 대기 상태로 유지시킨다.

대기 상태에서는 삽입유도부(630) 및 홀더부(650)가 각각의 가이드 부싱(632, 636) 및 홀더 그립(652, 656)을 상호 벌려 놓고 있으며, 엘리베이터부(680)가 푸셔(681)를 푸셔 대기 위치에 배치시키고 있다.

이런 이유는, 랙바(601)가 수직작업대(610)에 장착되는 제1루틴(C1)과, 그 이후 가이드(410)가 상기 랙바(601)를 감싸게 삽입되는 제2루틴(C2)과, 그 이후 가이드(410)에 인너씰(201)이 살짝 안착되는 제3루틴(C3) 중 어떠한 경우에도, 푸셔(681), 가이드 부싱(632, 636), 홀더 그립(652, 656)은 장애물로 작용되지 않는다.

먼저, 외부의 산업용 로봇(R)에 의해 랙바(601)는 수직작업대(610)의 이동식 랙바 장착기구물(672, 673) 또는 고정식 랙바 장착대(671) 중에서 해당 랙바(601)의 규격에 맞춰 세팅된 곳의 랙바 안착홈(671a,676a)에 세워진다.

홀더부(650)는 홀더 그립(652, 656)을 서로 합체되는 방향으로 이동시키면서 랙바(601)를 압착함에 따라 수직작업대(610)에 랙바(601)를 랙바-인너씰 조립작업의 사이클 한 번이 끝날 때까지 임시 고정시킨다.

삽입유도부(630)는 가이드 부싱(632, 636)을 서로 합체되는 방향으로 이동 및 정지하여 중공 형상으로 합체된다.

이렇게 합체될 때, 가이드 부싱(632, 636)은 그의 중앙 반경(632c, 636c)의 아래쪽 부위로 랙바(601)의 상측 끝단을 감쌈과 동시에, 그의 중앙 반경(632c, 636c)의 위쪽의 경사 내주면(632b, 636b)이 원추 형상으로 된다.

이런 다음, 산업용 로봇(R)의 로봇팔은 잡고 있던 랙바(601)로부터 릴리스된 후 수직작업대(610)로부터 분리된다.

제2루틴(C2)을 통해, 가이드삽입모듈(400)은 검사 완료된 가이드(410)만을 집게형 로더로 잡아 올려서 모듈 본체(600)의 수직작업대(610)쪽으로 운반시키고, 이렇게 운반된 가이드(410)는 가이드 부싱(632, 636)의 연직 상부에 정지하고, 바로 집게형 로더로 가이드(410)를 하강시킨다.

하강되는 가이드(410)의 하단부는 가이드 부싱(632, 636)이 합체되어 원추 형상을 갖게 된 경사 내주면(632b, 636b)에 접촉하면서, 가이드(410)의 축심이 점차적으로 랙바(601)의 축심에 일치한다.

삽입유도부(630)는 가이드(410)를 랙바(601)의 축심에 일치하도록 유도하는 역할을 완수한 직후, 해당 좌/우측액추에이터(631, 635)의 작동축의 축길이를 축소시켜 가이드 부싱(632, 636)을 상호 분리시킴과 동시에 원래의 위치로 귀환시킴에 따라, 계속되는 가이드삽입모듈(400)의 집게형 로더의 하강 진행에 방해되지 않게 한다.

가이드삽입모듈(400)의 집게형 로더가 삽입유도부(630)를 안전하게 통과하는 시점에서, 집게형 로더에 잡혀 있던 가이드(410)는 랙바(601)의 랙기어 및 그 주변 부위를 감싸게 삽입된다.

이후, 가이드삽입모듈(400)의 집게형 로더는 가이드(410)를 릴리스 시킨 후 다음 단계를 위해 상승 및 귀환한다.

제3루틴(C3)을 통해, 인너씰 공급장치(300)가 매거진모듈(200)로부터 인너씰(201)을 모듈 본체(600)까지 운반하는 도중, 인너씰 검사와 오일 도포를 수행한다.

인너씰 공급장치(300)는 오일까지 도포한 최종 조립용 인너씰(201)을 상기 수직작업대(610)의 랙바(601)의 가이드(410)에 살짝 안착시키고 다음 작업을 위하여 귀환 한다.

이후, 엘리베이터부(680)는 그의 수평 액추에이터(686)로 푸셔(681)를 푸셔 대기 위치에서 수평 왕복 이송 거리(g)만큼 전진시켜 푸셔 상사점 시작 위치까지 직선 이동시킨다.

또한, 엘리베이터부(680)는 그의 승강 액추에이터(683)로 푸셔(681)를 푸셔 상사점 시작 위치에서 푸셔 하사점 정지 위치까지 작동홈(612)을 따라 행정 거리(S)만큼 하강 및 정지한다.

이런 경우, 푸셔(681)에 의해 쓸어져 내려가는 인너씰(201)은 도포된 오일에 의해 가이드(410) 및 랙바(601)의 외주면에서 미끄러지듯이 부드럽게 하향 이동된 후, 푸셔(681)의 정지와 동시에 랙바(601)의 미리 정해진 인너씰 조립 위치에 배치된다.

이후, 엘리베이터부(680)는 푸셔(681)를 행정 거리(S)만큼 상승시킨 후 수평 왕복 이송 거리(g)만큼 후진시켜 귀환시킨다.

마지막으로, 제1루틴(C1)에서 설명한 바와 같이, 산업용 로봇(R)은 랙바-인 너씰 조립체를 수직작업대(610)에서 분리시켜 타측의 랙바-인너씰 조립체 보관 장소로 운반한다.

이와 같은 조립 과정은 랙바-인너씰 조립 과정동안 반복적으로 수행된다.

이상, 앞서 설명한 바와 같은 본 발명에서는 랙바와 인너씰의 자동화 대량 조립작업에서, 가이드를 씌운 랙바에 인너씰을 신속하게 삽입 조립시킬 수 있고,기술 신뢰성 확보가 가능한 조향장치 조립시스템을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 수직작업대를 자동차 부품 조립기에 설치하고 있음에 따라, 그 주위의 산업용 로봇으로 하여금 용이하고 신속하게 비 조립 상태의 랙바 또는 랙바-인너씰 조립체를 로딩 및 언로딩시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 자동차 부품 조립기 내에서 랙바가 수직작업대에 장착되는 제1루틴과, 그 이후 가이드가 상기 랙바를 감싸게 삽입되는 제2루틴과, 그 이후 가이드에 인너씰이 살짝 안착되는 제3루틴 중 어떠한 경우에도, 푸셔, 가이드 부싱, 홀더 그립 등이 장애물로 작용되지 않게 해당 액추에이터로 작동됨에 따라 랙바, 가이드, 인너씰을 안전하게 조립시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 랙바에 가이드를 삽입시킬 때, 가이드 부싱으로 랙바와 가이드의 축심을 유도함에 따라 조립 공정상의 오류 또는 불량 을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 받침부에서 고정식 랙바 장착대 또는 이동식 랙바 장착기구물을 선택적으로 사용함에 따라, 서로 다른 랙바 또는 인너씰 규격에 대응한 다양한 복수 규격 조립 생산이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조향장치 조립시스템은 받침부의 아래쪽에 오일 수거함을 구비하여 랙바-인너씰 조립시 인너씰에 도포된 오일이 떨어지는 것을 수거하여 청결한 작업 환경을 제공하는 장점이 있다.

이러한 본 발명의 조향장치 조립시스템은 푸셔를 승하강시킴에 따라 인너씰이 안전하고 신속하게 랙바에 결합시킬 수 있어서, 효율적인 랙바-인너씰 조립작업과 함께 전체 자동차 조향장치 조립작업 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

자동차 부품 조립기에 장착된 조향장치 조립시스템에 있어서,

상기 자동차 부품 조립기의 측부에서 수직하게 수직작업대를 설치시킨 모듈 본체와;

상기 수직작업대에서 가이드의 축심을 랙바의 축심쪽으로 유도하도록 결합된 삽입유도부와;

상기 랙바를 상기 수직작업대에 임시 고정하도록 결합된 홀더부와;

상기 랙바를 축심 방향으로 지지하도록 상기 수직작업대에 결합된 받침부와;

상기 가이드에 로딩된 인너씰을 상기 랙바의 미리 정해진 인너씰 조립 위치까지 이송하도록 결합된 엘리베이터부,

를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 수직작업대는 설치브래킷에 의해 상기 격판에서 수직하게 고정되고, 상하 센터라인을 따라 상부가 개구된 작동홈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 수직작업대에는 상기 고정식 랙바 장착대의 아래쪽에서 상부를 개방시키고 경사진 바닥면과 드레인을 갖는 오일 수거함이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 삽입유도부는 상기 수직작업대의 상부위에서 서로 마주보게 배치시킨 좌/우측액추에이터를 포함하되,

상기 좌/우측액추에이터의 작동축을 축방향으로 신장 또는 신축시키도록 해당 레일에 결합되고, 상기 좌/우측액추에이터의 작동축 끝단에 각각 반원 분리 중공형 가이드 부싱을 구비한 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제4항에 있어서,

상기 삽입유도부는 좌/우측액추에이터 중 어느 하나의 옆에 제1완충 스토퍼를 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 홀더부는 상기 수직작업대의 중앙부위에서 서로 마주보게 배치시킨 좌/우측액추에이터를 포함하되,

상기 좌/우측액추에이터의 작동축을 축방향으로 신장 또는 신축시키도록 해당 레일에 결합되고, 상기 좌/우측액추에이터의 작동축 끝단에 각각 반원 분리 중공형 홀더 그립을 구비한 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제6항에 있어서,

상기 홀더부는 좌/우측액추에이터 중 어느 하나의 옆에 제2완충 스토퍼를 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 받침부는 복수 규격의 조립작업을 위해 서로 다른 축길이를 갖는 랙바에 인너씰을 조립시킬 수 있도록, 고정식 랙바 장착대와 복수개의 이동식 랙바 장착기구물을 갖는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제8항에 있어서,

상기 고정식 랙바 장착대는 작동홈을 기준으로 상기 수직작업대 하부위에 형 성되어 있고, 해당 규격의 랙바 규격에 대응한 랙바 안착홈을 갖는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제8항에 있어서,

상기 복수개의 이동식 랙바 장착기구물은 상기 수직작업대에 고정된 'ㄱ'자 고정브래킷과; 상기 고정브래킷 상에 설치된 레일과; 상기 레일에서 직선 이동 가능하게 결합된 이동식 랙바 장착대와; 상기 이동식 랙바 장착대를 직선 왕복 시키도록 작동축을 결합시킨 직선이동용 액추에이터와; 상기 이동식 랙바 장착대의 이동 및 정지에 따른 충격 감쇄 기능을 담당하도록 상기 수직작업대에 설치된 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.
제1항에 있어서,

상기 엘리베이터부는 상기 수직작업대에 고정된 지지브래킷에서 수직하게 실린더를 고정시킨 승강 액추에이터와; 상기 승강 액추에이터의 작동축 끝단을 결합시키고 있고 상기 수직작업대의 배면에 설치된 한 쌍의 승강 레일에서 상하 왕복 이동이 가능하게 결합된 엘리베이터판과; 상기 엘리베이터판의 일측 상면에 설치된 한 쌍의 수평 레일과; 상기 엘리베이터판의 타측 상면에 실린더를 고정시킨 수평 액추에이터와; 상기 수평 액추에이터의 작동축 끝단에 결합된 푸셔(pusher)를 포함 하는 것을 특징으로 하는 조향장치 조립시스템.