KR20020040250A - 다차종 금속 패널 파지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 패널의 형상에 따라 별도의 전용 지그를 구비할 필요가 없는 다차종 금속 패널 파지장치에 관한 것이다. 본 발명은 다차종 금속 패널 파지장치에 있어서, 이송 운반 장치의 일단에 결합되어 이동되며, 길이방향으로 신장되는 로드를 갖는 클램프용 실린더와, 상기 클램프용 실린더의 일측에 고정 결합되며, 내부에 길이방향 이동이 가능한 다수개의 폴이 결합되어 소정의 길이만큼 자유 낙하되도록 형성되는 폴 하우징과, 상기 폴 하우징의 내부에 위치되어 상기 다수개의 폴에 각각 형성되는 자계를 단속하는 자석부와, 상기 클램프용 실린더의 로드에 일측이 제1 힌지 결합되고, 상기 폴 하우징과 제2 힌지 결합되어 상기 로드의 신장됨에 따라 상기 폴 하우징 방향으로 연동되는 클램프와, 상기 클램프의 내부에 소정의 간격을 두고 다수개 설치되어 압축공기의 유입에 따라 상기 클램프의 내부로부터 외부로 돌출되는 핀 실린더를 포함하여 구성하며, 상기 다수개의 폴이 자유 낙하된 상태에서 상기 다수개의 폴과 상기 돌출된 핀 실린더 사이에 금속 패널이 파지되면 상기 자석부에 자계가 형성되어 상기 파지된 금속 패널의 파지 상태를 유지한다.

Description

다차종 금속 패널 파지장치{METAL PANEL CLAMPING DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 금속 패널 파지장치에 관한 것으로서, 특히 다차종 금속 패널 파지장치에 관한 것이다.

통상적으로, 차량 조립라인에 사용되는 부품 파지 방식으로, 클램프(Clamp) 또는 핑거(Finger)를 이용한 기계적인 파지장치와, 진공을 이용한 흡착 파지장치 등 여러 가지가 있다. 기계적인 파지장치의 경우, 도어 패널과 같이 표면이 동일 평면상에 형성되지 않는 부품은 파지 부위의 면적이 상대적으로 줄어들게 되므로 확실한 파지가 어렵고, 파지후 도어 패널의 자세가 변하게 되므로 정위치에 세팅하는 것이 곤란하다.

도 1은 종래 기술에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 다차종 금속 패널 파지장치의 구동에 따라 금속 패널(22)이 파지되는 상태를 도시한 도면이다. 도 3은 종래 기술에 따라 다양한 차종에 적용되는 금속 패널(22) 파지 위치를 도시한 도면이다.

도 1과 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 동작 과정을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 지그의 구성은 회전용 실린더(10), 클램프용 실린더(12), 클램프(14), 로케이터(16)등으로 구성된다. 참조번호 (18), (20)은 제1 힌지와 제2 힌지이다.

먼저, 종래 기술에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 초기 상태에서는 모든 지그가 클램프용 실린더(12)의 후진에 의해 클램프(14)가 풀려있고 회전용 실린더(10)의 후진에 의해 역회전되어 있다.

"가"차종의 금속 패널(22)을 핸들링 하고자 하는 경우 "가"차종의 지그가 회전용 실린더(10)의 전진에 의해 전진한다. 이때 도 2에 도시된 바와 같이 클램프용 실린더(12)가 구동되면 클램프(14)는 금속 패널(22)에 접근한다. 이어서, 클램프용 실린더(12)의 전진에 의해 클램프(14)가 잠기고, 클램프(14)와 로케이터(16)의 사이에 파지된 금속 패널(22)을 이송한다.

상기한 바와 같이 일반적인 로봇 암(Arm)이나 오버 헤드 로더(Over Head Loader)(운반 장치의 일종)에 부착되어 금속 패널을 파지하기 위해 사용하는 핸들링 지그의 경우 다차종 생산라인에서는 형상이 다른 여러 가지의 금속 패널을 파지하기 위해 동일한 위치에 여러 개의 지그를 설치해야 하고 금속 패널과 지그와의 간섭을 피하기 위하여 회전 구조를 가져야 하므로 구조가 복잡해지고 중량이 증가한다.

즉, 3차종을 생산하는 도어라인의 핸들링 지그를 예로 들면 도 3에 도시된 바와 같이 각 기준위치(MCP : Master Control Point)마다 3종류의 지그가 설치되어야 한다.

위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술에 따른 다차종 금속 패널 파지장치는 모델의 형상이 바뀔 때마다 그에 적합한 형상을 갖는 클램프 또는 핑거를 사용하여야 하기 때문에 각 차종마다 별도의 전용 지그가 필요하다. 또한, 전용 지그의 숫자가 많아져서 제작비가 높아지고 좁은 공간에 밀집하여 설치함으로 보전성이 나쁘며, 차종 교체시 지그 교체를 위한 조업 정지(Shut Down) 기간이 필요하고 무게가 증가하여 속도가 늦어져 결과적으로 생산성이 낮아진다. 또한, 심할 경우 로봇 또는 운반 장치의 가반 중량을 초과하여 로봇 또는 운반 장치를 신규로 제작하여야하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 한 개의 지그로 다차종 금속 패널을 파지할 수 있는 다차종 금속 패널 파지장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다차종 금속 패널의 형상에 따라 별도의 전용 지그를 구비할 필요가 없는 다차종 금속 패널 파지장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다차종 금속 패널 파지장치의 설치 공간을 감소시키고, 구성 부품을 간소화시킬 수 있는 다차종 금속 패널 파지장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 다차종 금속 패널 파지장치에 있어서, 이송 운반 장치의 일단에 결합되어 이동되며, 길이방향으로 신장되는 로드를 갖는 클램프용 실린더와, 상기 클램프용 실린더의 일측에 고정 결합되며, 내부에 길이방향 이동이 가능한 다수개의 폴이 결합되어 소정의 길이만큼 자유 낙하되도록 형성되는 폴 하우징과, 상기 폴 하우징의 내부에 위치되어 상기 다수개의 폴에 각각 형성되는 자계를 단속하는 자석부와, 상기 클램프용 실린더의 로드에 일측이 제1 힌지 결합되고, 상기 폴 하우징과 제2 힌지 결합되어 상기 로드의 신장됨에 따라 상기 폴 하우징 방향으로 연동되는 클램프와, 상기 클램프의 내부에 소정의 간격을 두고 다수개 설치되어 압축공기의 유입에 따라 상기 클램프의 내부로부터 외부로 돌출되는 핀 실린더를 포함하여 구성하며, 상기 다수개의 폴이 자유 낙하된 상태에서 상기 다수개의 폴과 상기 돌출된 핀 실린더 사이에 금속 패널이 파지되면 상기 자석부에 자계가 형성되어 상기 파지된 금속 패널의 파지 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 다차종 금속 패널 파지장치의 구동에 따라 금속 패널이 파지되는 상태를 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따라 다양한 차종에 적용되는 금속 패널 파지 위치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 구성을 도시한 도면.

도 5는 도 4에 도시된 폴 하우징의 내부 구성을 도시한 도면.

도 6은 도 4에 도시된 폴에 가해진 자력이 제거된 상태에서 폴이 무부하 상태로 자유 낙하되는 상태를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널 파지장치의 동작 과정을 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널(60) 파지장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 폴 하우징(40)의 내부 구성을 도시한 도면이다. 도 6은 도 4에 도시된 폴(42)에 가해진 자력이 제거된 상태에서 폴(Pole)(42)이 무부하 상태로 자유 낙하되는 상태를 도시한 도면이다.

도 4내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널(60) 파지장치의 구성을 설명한다.

먼저, 본 발명은 금속 패널(60)의 형상에 맞춰 폴 하우징(40) 내부에서 공기실(46)의 길이방향으로 상하 오르내리는 폴(42)과, 폴(42)을 움직이지 않도록 고정시켜 주는 자석부(44)에 의해 금속 패널(60)의 표면 형상에 관계없이 파지할 수 있는 다차종 금속 패널(60) 파지장치이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널(60) 파지장치는 클램프용 실린더(30), 폴 하우징(40), 자석부(44), 클램프(50), 핀 실린더(52)로 구성된다.

클램프용 실린더(30)는 이송 운반 장치의 일단에 결합되어 이동되며, 길이방향으로 신장되는 로드(32)를 갖는다.

폴 하우징(40)은 클램프용 실린더(30)의 일측에 고정 결합되며, 내부에 길이방향 이동이 가능한 다수개의 폴(42)이 결합되어 소정의 길이만큼 자유 낙하되도록 형성된다. 상기 폴(42)은 폴 하우징(40)내에 형성된 공기실(46)의 내측에 이동 가능하게 설치되어 피스톤과 같이 이동할 수 있는 구조로 되어 있다. 상기 폴 하우징(40)의 내부 상하면에 형성되어 외부로부터 압축공기를 공급받는 압축공기 통로와, 상기 압축공기 통로에 연통하여 형성되며, 상기 다수개의 폴(42)이 각각 결합되어 자유 낙하되는 방향으로 이동되는 공기실(46)이 형성된다. 즉, 폴(42)의 이동을 위하여 공기실(46)의 상측부로 압축공기를 주입시킬 수 있는 압축공기 통로를 폴 하우징(40)에 형성한다. 이때 압축공기 통로는 인접하여 있는 다른 공기실(46) 들과 연통하는 구조로 형성한다.

자석부(44)는 폴 하우징(40)의 내부에 위치되어 상기 다수개의 폴(42)에 각각 형성되는 자계를 단속하는 기능을 한다. 자석부(44)는 온/오프 구동이 용이한 전자석으로 구성할 수 있다. 폴 하우징(40)의 내부 상측에 위치하는 자석부(44)는 강자성체가 조립되는 판 형상으로 이루어진다. 금속 패널(60)의 파지시 자석부(44)의 자력은 공기실(46) 및 폴(42)을 통해 금속 패널(60)에 전달된다.

폴 하우징(40)은 비자성체 재질로 제작되어 있어 자석의 자계를 차단할 수있도록 하고 있다.

이와는 반대로 폴 하우징(40)의 자석부(44)로부터 자계가 발생되면, 자계는 인접한 폴(42)측으로 분포되기 때문에 폴(42)은 자계의 영향을 받게 된다.

폴 하우징(40)의 자석부(44)에 자계가 발생되지 않은 상태이면, 폴(42)은 자중에 의해 아래측으로 내려간다. 또한, 폴(42)이 삽입되어 있는 공기실(46)내로 압축공기 통로를 통하여 공기를 유입시키게 되면 폴(42)은 공기의 압력에 의해 아래측으로 내려가게 된다.

이때 주입된 압축공기는 폴(42)과 공기실(46)의 내면 사이를 통하여 아래측으로 배출되는데, 이때 배출되는 공기에 의해 폴(42) 표면 또는 폴(42)과 공기실(46) 사이에 묻어있는 이물질 등을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.

클램프(50)는 상기 클램프용 실린더(30)의 로드(32)에 일측이 제1 힌지(34) 결합되고, 상기 폴 하우징(40)과 제2 힌지(36) 결합되어 상기 로드(32)의 신장됨에 따라 상기 폴 하우징(40) 방향으로 연동된다.

핀 실린더(52)는 상기 클램프(50)의 내부에 소정의 간격을 두고 다수개 설치되어 압축공기의 유입에 따라 상기 클램프(50)의 내부로부터 외부로 돌출된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다차종 금속 패널(60) 파지장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.

먼저, 도 7의 (a)단계는 폴 하우징(40)으로부터 폴(42)이 하강된 상태로 금속 패널(60)에 접근하는 단계이다. 즉, 상기 압축공기 통로를 통해 외부로부터 압축된 공기가 공급되면 공기 압력과 폴(42)의 자중에 의해 폴(42)이 상기 폴하우징(40)으로부터 외부로 돌출되며, 폴(42)이 돌출된 상태로 금속 패널(60)에 접근한다. 이와 같이 폴(42)이 폴 하우징(40)으로부터 하강되면 폴(42)은 공기실(46)내의 압축공기가 빠져나감에 의해 무부하 상태로 되어 승하강이 자유스러운 상태가 된다. 이러한 상태에서 폴(42)의 하측단부와 금속 패널(60)의 표면이 닿게되면 폴(42)은 금속 패널(60)의 표면 형상에 따라 승하강되어 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 위치된다.

도 7의 (b)단계는 금속 패널(60)의 형상에 맞춰 해당되는 폴(42)의 위치가 조절되는 단계이다. 즉, 금속 패널(60)과 접하는 표면 형상에 따라 해당되는 폴(42)의 돌출 길이가 조절되어 금속 패널(60)의 표면 형상에 대응되도록 위치된다.

도 7의 (c)단계는 폴(42)이 움직이지 않도록 자석부(44)로 고정시키는 단계이다. 자석부(44)의 자력은 폴(42)로 흐르면서 금속 패널(60)까지 전달된다. 도 7의 (d)단계는 클램프용 실린더(30)의 전진에 의해 클램프(50)가 잠긴 상태에서 핀 실린더(52)의 전진에 의해 금속 패널(60)을 움직이지 않도록 파지하는 단계이다.

즉, 도 7의 (c)단계와 (d)단계에서는 상기 다수개의 폴(42)이 자유 낙하된 상태에서 상기 다수개의 폴(42)과 상기 돌출된 핀 실린더(52) 사이에 금속 패널(60)이 파지되면 상기 자석부(44)에 자계가 형성되어 상기 파지된 금속 패널(60)의 파지 상태를 유지하게 된다.

이어서, 금속 패널(60)을 이송한다. 여기서 금속 패널(60)의 이송은 별도의 로봇이나 운반 장치에 의해 이루어진다. 이동이 완료된 후에는 다시 폴 하우징(40)의 자석부(44)에 발생된 자계를 제거한다. 이때 폴(42)로 이동하던 자계가 소멸되므로 금속 패널(60)은 폴(42)로부터 떨어지게 된다. 그리고 금속 패널(60)을 파지하던 동작과는 반대로 클램프용 실린더(30)를 구동시켜 클램프(50)를 원래의 위치로 이동시키고, 금속 패널(60)을 이동된 위치에 놓는다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 상기한 실시예에서는 자석부로 폴을 고정하여 금속 패널을 파지하는 동작이 매번 동작되는 것으로 설명하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 자석부로 폴을 고정하는 동작을 제어하여 동일한 금속 패널을 파지하는 경우 폴이 금속 패널의 형상에 세팅된 상태를 유지하도록 구성할 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들면, 이종 패널을 감지하는 센서와 자석부의 구동을 제어하는 제어부를 구성하여 동일한 금속 패널의 파지시에는 폴의 고정된 상태를 유지하고, 이종 패널이 투입되면, 폴의 고정된 상태를 해제하여 파지 동작을 수행한다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것임에 유의해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다차종 금속 패널 파지장치는 한번 설치하면 차종 교체시에도 자동 대응이 가능하므로 지그 교체를 위한 조업 중지 기간이 불필요하며, 지그 숫자 및 구성부품을 간소화하여 다차종 금속 패널 파지장치의 동작이 단순해지고 금속 패널의 파지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 지그 숫자의 감소에 따른 무게를 대폭 감소시키고, 다차종 금속 패널 파지장치에 소요되는 원가를 절감할 수 있으며, 차종 변경시 추가되는 시간과 추가 소요예산의 경비를 최소화하고, 기존의 로봇이나 운반 장치의 재활용성을 높여 신규 구매 금액을 최소화 할 수 있고, 차종 교체시마다 발생하던 지그 폐기를 없앨 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 다차종 금속 패널 파지장치에 있어서,

   이송 운반 장치의 일단에 결합되어 이동되며, 길이방향으로 신장되는 로드를 갖는 클램프용 실린더와,

   상기 클램프용 실린더의 일측에 고정 결합되며, 내부에 길이방향 이동이 가능한 다수개의 폴이 결합되어 소정의 길이만큼 자유 낙하되도록 형성되는 폴 하우징과,

   상기 폴 하우징의 내부에 위치되어 상기 다수개의 폴에 각각 형성되는 자계를 단속하는 자석부와,

   상기 클램프용 실린더의 로드에 일측이 제1 힌지 결합되고, 상기 폴 하우징과 제2 힌지 결합되어 상기 로드의 신장됨에 따라 상기 폴 하우징 방향으로 연동되는 클램프와,

   상기 클램프의 내부에 소정의 간격을 두고 다수개 설치되어 압축공기의 유입에 따라 상기 클램프의 내부로부터 외부로 돌출되는 핀 실린더를 포함하여 구성하며,

   상기 다수개의 폴이 자유 낙하된 상태에서 상기 다수개의 폴과 상기 돌출된 핀 실린더 사이에 금속 패널이 파지되면 상기 자석부에 자계가 형성되어 상기 파지된 금속 패널의 파지 상태를 유지함을 특징으로 하는 다차종 금속 패널 파지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴 하우징의 내부 상하면에 형성되어 외부로부터 압축공기를 공급받는 압축공기 통로와,

   상기 압축공기 통로에 연통하여 형성되며, 상기 다수개의 폴이 각각 결합되어 자유 낙하되는 방향으로 이동되는 공기실이 형성됨을 특징으로 하는 다차종 금속 패널 파지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 압축공기 통로를 통해 외부로부터 압축된 공기가 공급되면 공기 압력과 폴의 자중에 의해 폴이 상기 폴 하우징으로부터 외부로 돌출되며, 폴이 돌출된 상태로 금속 패널에 접근하여 금속 패널과 접하는 표면 형상에 따라 해당되는 폴의 돌출 길이가 조절되어 금속 패널의 표면 형상에 대응되도록 위치됨을 특징으로 하는 다차종 금속 패널 파지장치.