KR20160120728A - 교체가능한 롤러-탑재 유닛을 갖는 롤러 헤밍 헤드 - Google Patents

Abstract

롤러 헤밍 헤드(10)는 로봇(R)의 리스트(14) 또는 다른 지지 이동가능 장비에의 연결을 위한 플랜지(22)를 갖는 상위 헤드 부분(20)을 포함한다. 헤드(10)는 하나 이상의 헤밍 롤러(26, 27)를 탑재하는 하위 헤드 부분(24)을 더 포함한다. 헤밍 롤러는 롤러-탑재 유닛(40)을 헤드 하위 부분(24)에 견고하게 그리고 제거가능하게 연결하는 신속-연결 장치(50)의 개재에 의해 헤드의 하위 부분(24)에 연결되는 롤러-탑재 유닛(40)에 자유롭게 회전가능하게 장착된다. 신속 연결 장치(50)는 장치를 연결 상태에서 유지시키는 경향이 있는 스프링 수단(54) 및 연결을 해제하기 위해 스프링 수단(54)의 작용에 대해 이동되도록 구성되는 가동 부재(52)를 포함한다. 가동 부재(52)는 로봇(R)에 인접하거나 헤드를 지지하는 이동가능 장비에 인접하는 고정 스테이션(S)에 제공되는 맞물림 부재(60)에 의해 동작되도록 구성된다. 맞물림 부재는 헤드의 협력 시트 내에 수용되도록 구성된다. 그러므로, 헤밍 헤드의 신속-연결 장치는, 롤러-탑재 유닛(40)의 전체 구조물의 신속한 교체를 가능하게 하고, 로봇(R) 또는 헤드를 지지하는 이동가능 장비에, 신속-연결 장치(50)를 제어하기 위한 케이블 및/또는 공급 호스를 제공하는 것을 필요로 하지 않는다.

Description

교체가능한 롤러-탑재 유닛을 갖는 롤러 헤밍 헤드{ROLLER HEMMING HEAD HAVING A REPLACEABLE ROLLER-CARRYING UNIT}

본 발명은,

- 로봇 리스트(wrist) 또는 다른 이동가능 지지 장비에의 연결을 위한 플랜지를 갖는 상위 헤드 부분, 및

- 적어도 헤밍 롤러를 탑재하는 하위 헤드 부분

을 포함하는 타입의 롤러 헤밍 헤드에 관한 것이다.

위에 나타낸 타입의 롤러 헤밍 헤드는 예를 들어 동일 출원인의 WO 2012/160512에 개시되어 있다. 이 알려진 해결책에서, 헤드는 상위 헤드 부분의 일부를 형성하는 내측 원통형 몸체에 활주가능하게 장착되는 외측 원통형 몸체를 포함하는 하위 부분을 갖는다. 하위 헤드 부분은 헤드의 대향 측으로부터 돌출하고 헤밍 동작 동안 선택적으로 사용되도록 구성되는 한 쌍의 헤밍 롤러를 직접적으로 그리고 자유롭게 회전가능하게 지지한다. 헤밍 롤러는 헤드의 두 개의 외측 및 내측 원통형 몸체의 공통 축에 직교하는 공통 축을 갖는다.

위에 인용된 문헌 WO 2012/160512에 나타낸 예시적인 실시예는 "가압" 모드, 즉 두 개의 헤밍 롤러 중 하나가 그 하측(헤드의 수직 배향에 대해서)이 헤밍될 부품에 대해 가압되는 상태, 및 "당김" 모드, 즉 헤밍 롤러 중 하나의 상측(역시 헤드의 수직 배향에 대해서)이 헤밍될 부품에 대해 맞물리도록 헤드가 당김 작용을 받는 상태에 따라서 모두 동작하는 헤밍 헤드를 제공한다.

알려진 헤밍 헤드는 헤드의 외측 및 내측 원통형 몸체의 공통 축을 따라 정렬되어 배치되는 상위 나선형 스프링 및 하위 나선형 스프링을 포함한다.

서로로부터 더 멀리 있는 상위 및 하위 스프링의 단부는 내측 원통형 몸체의 단부 요소에 대해 지지되는 반면, 서로 더 가까운 두 개의 스프링의 단부는 외측 원통형 몸체에 견고하게 연결되는 중간 지지 요소의 대향 면에 놓인다. 이런 식으로, "가압" 모드에 따른 동작 동안, 상위 스프링은 헤드를 압축시키는 경향이 있는 힘에 대항하는 반면, "당김" 모드에서, 하위 스프링은 헤드에 적용되는 당김력에 대항한다.

위에 언급된 알려진 해결책에서, 단일 헤밍 롤러를 헤드 하위 부분으로부터 결합해제시키기 위해 신속-해제 장치가 또한 제공된다. 롤러의 해제는 각 헤밍 롤러에 인접하여 제공되는 해제 부재에 맞물리는, 헤드의 외측에 위치되는, 임의의 동작 부재에 의해 활성화될 수 있다.

그 상위 단부에 신속-연결 장치를 포함하고, 신속-연결 장치를 통해 로봇에 탑재된 전체 헤밍 헤드가 신속하게 교체될 수 있는 헤밍 헤드의 해결책이 또한 알려져 있다. 그러나, 이들 해결책은 오직 헤밍 롤러만이 교체될 필요가 있는 경우에 있어서 쓸데없이 복잡하고 비싸다. 또한, 이러한 경우에 사용되는 신속-연결 장치는, 신속-연결 장치의 동작을 제어하는데 필요한, 압력 하에 유체를 공급하기 위한 전기 케이블 및 호스를 갖는 로봇을 제공하는 것을 필요로 한다. 그들 고유의 비용 이외에, 이들 케이블 및 호스는 로봇의 동작 수명 동안 연속적인 변형에 노출되는 결점을 갖기 때문에, 이들은 그 마모로 인해 주기적으로 교체되어야 하고, 따라서 추가적인 비용의 상승 및 유지보수 정지에 의해 유발되는 생산성 손실을 가져온다. 케이블 및 호스의 마모는 헤밍 헤드의 경우에 특히 높은데, 이는 이 헤드가 대개 구성요소의 전체 주연부를 따른 헤밍 동작을 실행하는데 사용되고, 이는 헤드가 그 자체로 360°까지 회전되는 것에 의해 신속-연결 장치의 케이블 및 공급 호스를 매우 높은 비틀림 변형에 노출시키기 때문이다.

본 발명의 주 목적은, 헤밍 롤러가 교체될 수 있게 하고 또한 간단하고 저렴한 구조를 가지며, 헤밍 헤드를 탑재하는 로봇에 추가적인 전기 케이블 및/또는 공급 호스를 제공하는 것을 필요로 하지 않는 롤러 헤밍 헤드를 제공하는 것이다.

추가적인 목적은, 새롭고 유리한 헤드 구조를 통해 위에서 언급된 목적을 달성하면서, 종래의 헤밍 헤드에 대해 비용의 실질적인 증가를 수반하지 않는 헤밍 헤드를 제공하는 것이다.

추가적인 바람직한 목적은 알려진 해결책에 대해 사용에 있어서 더 효율적이고 덜 복잡한 헤밍 헤드를 제공하는 것이다.

이러한 목적 달성의 견지에서, 본 발명은,

- 로봇 리스트 또는 다른 이동가능 지지 장비에의 연결을 위한 플랜지를 갖는 상위 헤드 부분, 및

- 하나 이상의 헤밍 롤러를 탑재하는 하위 헤드 부분을 포함하고,

상기 헤드는,

- 헤밍 롤러를 탑재하고 상기 헤드 하위 부분으로부터 전체적으로 분리되도록 구성되는 롤러-탑재 유닛, 및

- 상기 롤러-탑재 유닛을 헤드 하위 부분에 견고하게 그리고 제거가능하게 연결하는 신속-연결 장치를 더 포함하고,

- 상기 신속-연결 장치는,

- 연결된 상태에서 상기 장치를 유지하는 경향이 있는 스프링 수단,

- 연결을 해제하기 위해 상기 스프링 수단의 작용에 대해 이동가능하고, 맞물림 부재에 의해 동작되도록 구성되는 가동 부재로서, 상기 맞물림 부재는 상기 로봇에 인접하거나 헤드를 지지하는 상기 다른 이동가능 장비에 인접하는 고정 스테이션에 제공되고 헤드의 협력 시트 내에 수용되도록 구성되는, 가동 부재를 포함하고,

- 이러한 방식에 있어서, 상기 신속-연결 장치는 상기 로봇 또는 상기 다른 지지 이동가능 장비에의 케이블 및/또는 공급 호스의 제공을 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드를 제공한다.

그러므로, 본 발명에서, 헤드의 헤밍 롤러는 하위 헤드 부분으로부터 전체적으로 분리될 수 있고 따라서 신속하게 교체될 수 있는 단일 롤러-탑재 유닛에 모두 탑재된다. 이는, 각 단일 롤러의 신속한 변경 가능성이 제공되는 WO 2012/0160512로부터 알려진 해결책에 대해, 그리고 또한 헤밍 헤드와 로봇 리스트 사이에 개재되는 신속-연결 장치의 사용에 의해 전체 헤밍 헤드의 신속한 변경이 제공되는 종래의 해결책에 대해, 중요한 차이를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 헤밍 헤드에서, 롤러-탑재 유닛의 신속한 변경을 위한 장치는 로봇에 대한 전기 케이블 및/또는 추가적인 공급 호스의 제공을 필요로 하지 않으며, 이는 로봇 구조를 단순화시키고 그 비용을 낮춘다. 로봇에서의 케이블 및 호스의 제거는 두 배의 장점을 갖는데, 이는 이들 케이블 및 호스가 로봇의 동작 수명 동안 연속적인 변형에 노출되고, 그 결과 이들은 주기적으로 교체되어야 하며, 추가적인 비용 및 유지보수 정지로 인한 생산성 손실이 발생하기 때문이다.

본 발명은 또한 로봇 또는 다른 지지 이동가능 장비를 포함하는 헤밍 고정 스테이션, 및 상기 로봇 또는 상기 다른 이동가능 지지 장비에 탑재되는 위에서 나타낸 특징을 갖는 헤밍 헤드를 제공한다.

추가적인 특징에 따르면, 본 발명에 따른 헤밍 헤드는 상기 로봇 또는 헤드를 지지하는 상기 이동가능 장비에 인접하는 고정 스테이션을 더 포함하고, 상기 고정 스테이션은 헤밍 헤드의 하위 부분과 롤러-탑재 유닛 사이의 연결의 해제를 위한 가동 부재를 활성화시키기 위해서 상기 로봇 또는 상기 이동가능 지지 장비가 헤드를 상기 고정 스테이션에 인접하는 위치로 가져갈 때 헤드의 협력 시트 내에 맞물릴 수 있는 맞물림 부재를 포함한다.

바람직하게는, 상기 고정 스테이션에는, 개방 또는 폐쇄 경로를 따라 이동될 수 있는 롤러-탑재 유닛을 수용하기 위한 복수의 구조물을 포함하는 롤러-탑재 유닛을 위한 이동가능 매거진이 또한 제공되며, 따라서 롤러-탑재 유닛이 헤밍 헤드로부터 결합해제될 때 롤러-탑재 유닛을 수용하는 위치에 빈 수용 구조물이 제공될 수 있고, 따라서 새로운 롤러-탑재 유닛에 의해 점유된 수용 구조물이 새로운 롤러-탑재 유닛을 헤밍 헤드와 결합시키기 위해 상기 위치로 올 수 있다.

본 발명에 따른 헤밍 헤드에서, 롤러-탑재 유닛을 헤드 하위 부분에 연결하는 신속-연결 장치는 임의의 종래의 기술에 따라 구성될 수 있다.

그러나, 일 예시적인 실시예에서, 이 장치는 Pascal Engineering Corporation에게 부여된 문헌 EP 1 810 777 A1의 기술에 따라 구성된다. 이 문헌에 개시된 신속-연결 장치는 팔레트 컨베이어 장치를 따라 제공되는 팔레트-탑재 구조물 상에의 부품-탑재 팔레트의 연결을 위한 것이다. 그러나, 출원인은 이 연결 장치는 본 발명의 목적을 위해서도 유리하게 사용될 수 있다는 것을 알았다.

이 알려진 장치의 경우에, 연결의 해제를 유발하는 가동 부재는 유압 수단에 의해 동작된다. 그러므로, 본 발명이 이 알려진 장치를 사용하는 경우, 고정 스테이션에 제공된 위에서 언급된 맞물림 부재는 연결 장치 내에 제공된 유압 챔버와 가압된 유압 유체의 공급원 사이의 유압 소통을 달성하도록 구성된다. 그러나, 연결의 해제를 위한 가동 부재의 동작은 임의의 다른 방식에 의해, 예를 들어 가압 공기에 의해 또는 기계적인 수단에 의해서도 획득될 수 있다. 이 후자의 경우에, 헤밍 헤드의 협력 시트 내에 수용되는 맞물림 부재는 예를 들어 연결의 해제를 유발하기 위해서 헤드의 시트 내에 제공되는 대응하는 가동 부재에 맞물리는 가압 부재를 포함한다. 채용되는 해결책이 어떻든 간에, 맞물림 부재가 헤드의 대응하는 시트로부터 퇴피될 때, 연결 장치에 제공된 스프링 수단은 이 장치를 새로운 롤러-탑재 유닛과 헤밍 헤드의 하위 부분 사이의 견고한 연결 상태로 자동적으로 복귀시킨다.

또한, 본 발명에 따른 헤드는 바람직하게는 첨부된 종속 청구항에 나타내는 추가적인 특징을 갖는다.

이제 단지 비제한적인 예로서 주어지는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 다축 산업 로봇의 말단 부분에 탑재되는 종래기술에 따른 헤밍 헤드의 도식적 측면도이다.
도 2는 도 1의 헤밍 헤드의 단면 및 확대된 척도의 모습이다.
도 3은 로봇에 탑재되는 헤밍 헤드의 신속한 교체를 위해 장치가 제공되는 추가적인 알려진 해결책을 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 3에 나타낸 종래의 헤드 변경 장치를 갖는 헤밍 헤드를 이 장치가 제공되지 않은 헤드와 비교하여 나타내는 도식적 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 헤밍 헤드의 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 4의 헤밍 헤드의 도식적 단면도이다.
도 5a 는 확대된 척도로 도 5의 상세를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 헤밍 헤드에 사용될 수 있는 그 자체로 알려진 신속-연결 장치의 단면의 도식적 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 헤밍 고정 스테이션의 예시적인 실시예를 나타낸다.

종래기술

도 1은 WO 2012/160512로부터 알려진 종래기술에 다른 헤밍 헤드의 일례를 나타낸다. 이 도면에서, 참조 번호 10은 다축 산업 로봇(R)에 탑재된 헤밍 헤드를 전체적으로 나타내며, 다축 산업 로봇(R) 중 헤드(10)를 3차원 공간에서 이동 및 배향시킬 수 있는 리스트(14)을 갖는 말단 부분만을 볼 수 있다. 예시적인 적용에서, 로봇(R)은, 첨부된 도면 중 도 7과 관련하여 이하에서 보다 상세하게 기술되는 바에 따라, 헤밍 동작을 실행하기 위해 미리결정된 경로를 따라 헤밍 헤드(10)를 이동 및 배향시키기 위해 프로그래밍되는 제어기(도시되지 않음)에 전자적으로 연결된다.

종래기술에 따른 헤드(10)는 로봇 리스트에의 연결을 위한 원 형상의 유니버설 연결 플랜지(22)에 견고하게 연결되는 상위 부분(20)을 포함한다. 플랜지는 그 자체의 종래의 기술에 따라 로봇 리스트에의 연결을 위한 연결 볼트(도시되지 않음)의 맞물림을 위한 복수의 구멍을 갖는다. 헤밍 헤드(10)는 헤밍 헤드(10)의 종방향 축(100)에 대해 직교하는 공통 축(28) 주위에 두 개의 헤밍 롤러(26, 27)를 자유롭게 회전가능하게 지지하는 하위 부분(24)을 더 포함한다.

도 2에 상세하게 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 헤드(10)에서, 하위 헤드 부분(24)은 연결 플랜지(22)에 연결되는 헤드의 상위 부분(20)의 일부를 형성하는 내측 원통형 몸체(200) 상에 활주가능하게 장착되는 외측 원통형 몸체(240)를 포함한다. 종래기술에 따른 헤드(10)는 헤드 축(100)을 따라 정렬되는 두 개의 나선형 스프링(30A, 30B)을 더 포함한다. 서로로부터 더 멀리 있는 스프링(30A, 30B)의 단부는 내측 원통형 몸체(20)의 단부 요소에 놓이는 반면, 서로 더 가까운 스프링(30A, 30B)의 단부는 내측 원통형 몸체(200)에 형성되는 직경방향 대향 슬롯을 통해 외측 원통형 몸체(240)에 견고하게 연결되는 중간 요소(32)의 대향 면에 놓인다.

도 1, 도 2에 도시된 헤밍 헤드(10)는 "가압" 모드에 따라 그리고 "당김" 모드에 따라 모두 사용될 수 있다. "가압" 모드에서, 로봇(10)은 두 개의 헤밍 롤러(26, 27) 중 하나를 사용하여 하방(도 1, 도 2에 대해서)을 향하는 롤러의 부분에 의해 헤밍 동작을 행하도록 부품에 대해 헤밍 헤드(10)를 가압한다. "당김" 모드에서, 로봇(12)은 헤밍 롤러(26, 27) 중 하나의 상향 측(도면들에 대해서)을 사용하여 헤밍 동작을 실행하기 위해 헤밍 헤드(10)를 플랜지(22)를 향해, 즉 도 1, 도 2에 대해서 상방으로 당긴다. "가압" 모드에서, 연결 플랜지(22)에 견고하게 연결되는 내측 원통형 몸체(200)는 헤밍 롤러를 탑재하는 외측 원통형 몸체(240)에 대해 하방으로(도 1, 도 2에 대해서) 이동하는 경향이 있고, 따라서 상위 나선형 스프링(30A)의 압축을 유발한다. "당김" 모드에서, 내측 원통형 몸체(200)는 외측 원통형 몸체(240)에 대해서 상방으로(역시 도면들에 대해서) 이동하는 경향이 있고, 따라서 하위 나선형 스프링(30B)의 압축을 유발한다.

문헌 WO 2012/160512에 나타내는 바에 따라서, 헤밍 롤러(26, 27)의 각각은 헤드에 제공된 해제 장치에 맞물리도록 구성되는 로봇 또는 임의의 다른 자동 또는 수동 기구에 의해 동작될 수 있는 신속-연결 장치에 의해 신속하게 교체될 수 있다. 그러나, 이 문헌에는 본 발명의 기초가 되는 사상, 즉 헤밍 헤드의 하위 부분에 대해 전체적으로 결합해제될 수 있는 헤밍 롤러를 탑재하는 유닛의 제공을 기대하거나 제안하는 어떠한 것도 없다.

첨부된 도면 중 도 3은 동일 출원인에 의해 사용되는 추가적인 알려진 해결책을 도시하며, 이 해결책에서 도 1, 도 2의 것과 유사한 헤밍 헤드가 로봇으로부터 신속하게 결합해제될 수 있으며, 헤밍 헤드는 헤밍 헤드(10)의 상위 단부에 위치되는 연결 플랜지(22)와 로봇 리스트(도 3에 도시되지 않음) 사이에 개재되는 신속-연결 장치(30)의 사용에 의해 로봇에 탑재된다. 이 알려진 해결책에서, 신속-연결 장치(34)는 신속-연결 장치(34)의 동작을 제어하기 위해 필요한 가압 공기를 공급하기 위한 호스(37) 및 전기 케이블(36)의 로봇에의 제공을 필요로 하는 타입이다.

고유의 비용 이외에, 이들 케이블 및 호스는 로봇의 동작 수명 동안 연속적인 변형에 노출되는 결점을 갖고, 그 결과 이들은 그 마모로 인해 주기적으로 교체되어야 하고, 따라서 추가적인 비용의 상승 및 유지보수 정지에 의해 유발되는 생산성 저하를 가져온다. 케이블 및 호스의 마모는 헤밍 헤드의 경우에 특히 높은데, 이는 헤드가 대개 구성요소의 전체 주연부를 따라 헤밍 동작을 실행하기 위해 사용되고, 이는 헤드가 그 자체로 360° 회전하게 하여 신속-연결 장치의 케이블 및 공급 호스를 매우 높은 비틀림 변형에 노출시키기 때문이다.

첨부된 도면 중 도 3a는, 헤밍 헤드(10)가 신속-연결 장치(34)를 구비하고 따라서 장치(34)에 공급을 행하기 위한 케이블 및 호스의 제공을 필요로 하는 도 3의 것과 같은 타입의 종래의 해결책을 또한 도시한다. 장치(34)를 갖지 않는 헤드를 도시하는 도 3b와 비교해 보면, 장치(34)의 큰 크기에 기인하는 더 큰 부피와 관련하여서도 장점은 명확해진다. 또한, 장치(34)의 케이블 및 공급 호스는 로봇의 내측에 배치되어야 하며, 따라서 케이블 및 공급 호스는 추가적인 부피 및 복잡함을 발생시키는 로봇에의 대응하는 지지부의 제공을 필요로 한다. 또한, 로봇의 외측에의 케이블의 제공은 작업물 고정 스테이션에 위치될 수 있는 이물질의 간섭에 의한 문제의 가능한 원인이다. 이러한 최신 기술에서 시작하여, 본 발명은 위에서 나타낸 결점을 극복하는 해결책을 찾는 목적을 갖는다.

바람직한 실시예에 대한 설명

첨부된 도면 중 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 헤밍 헤드의 예시적인 실시예를 도시한다. 이들 도면에서, 도 1, 도 2의 것과 공통되는 부분은 동일한 참조 번호로 나타낸다.

앞에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 헤밍 헤드의 주요 특징은, 이 헤드에서는 헤밍 롤러(26, 27)가 헤밍 헤드(10)의 하위 부분(24)으로부터 전체적으로 분리될 수 있는 롤러-탑재 유닛(40)에 의해 자유롭게 회전가능하도록 지지된다는 점이다. 이를 위해, 헤드의 하위 부분(24)의 일부를 형성하는 외측 원통형 몸체(240)와 롤러-탑재 유닛(40) 사이에는, 롤러-탑재 유닛(40)에 제공된 원형 플랜지(42)를 외측 원통형 몸체(240)의 하위 단부에 고정되는 원형 플랜지(242)에 연결하는 임의의 알려진 타입의 신속-연결 장치(50)가 개재된다. 도시된 예의 경우에, 연결 장치(50)는 Pascal Engineering Corporation 명의의 문헌 EP 1 810 777 A1의 기술에 따라 제공된다. 위에서 언급된 문헌은 팔레트 컨베이어의 팔레트-탑재 구조물에의 부품-탑재 팔레트의 연결과 관련하는 이 신속-연결 장치를 나타낸다. 그러나, 출원인은 이 장치가 여기 도시된 용례에도 유리하게 사용될 수 있다는 것을 알았다.

그러한 견지에서, 도면에 도시된 장치(50)는 그 자체로 알려져 있으며, 여기서는 그 일반적인 특징과 관련하여서만 기술한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 장치(50)는 롤러-탑재 유닛(40)에 견고하게 연결되는 제1 결합 부재(51) 및 부재(51) 내측에서 이동가능한 피스톤으로 구성되는 제2 결합 부재(52)를 포함한다. 장치(50) 내측에는, 피스톤(52)을 벨르빌 스프링(Belleville spring)(54)의 그룹의 작용에 대해 하방으로(도 6에 대해서) 이동시키기 위해 압력 하의 유체가 공급될 수 있는 유압 챔버(53)가 제공된다. 스프링(54)은 스템(52b)에 의해 피스톤(52)에 연결된 단부 헤드(52a)와 결합 부재(51)의 몸체 사이에 개재된다. 결합 부재(51)와 피스톤(52) 사이에는 볼 요소(55)가 개재된다. 벨르빌 스프링(54)은 일반적으로 볼 요소(55)가 피스톤(52)에 대해서 결합 부재(51)를 축방향으로 유지시키는 상승된 위치(도 6에 대해서)에 피스톤(52)을 유지시킨다. 압력 하의 유체가 챔버(53)에 공급될 때, 피스톤(52)은 벨르빌 스프링(54)의 작용에 대해 하방으로(도 6에 대해서) 이동하여, 볼 요소(55)가 부재(51)의 축방향 결합해제를 가능하게 하는 위치에 도달한다. 결합된 상태에서, 장치는 또한 두 개의 결합 부재를 상대 회전에 대해 잠그기 위한 추가적인 결합 요소(도 6에 도시되지 않음)를 포함한다. 위에서 나타낸 바와 같이, 장치(50)의 상세한 설명은 어쨌든 최신 기술의 일부를 형성하는 문헌 EP 1 810 777 A1에 제공되어 있다.

압력 하의 유체를 연결 장치(50)의 챔버(53)에 공급하는 것은 도 7에 예로서 도시되고 도 7에서 부호 S로 지정되는 롤러-탑재 유닛의 변경을 위한 고정 스테이션에서 실행된다. 스테이션(S)에는, 연결 장치(50)의 챔버(53)와 압력 하의 유체의 외측 공급원 사이의 유압 소통을 제공하기 위해 연결 장치(50)의 협력 시트(도면에 도시되지 않음) 내에 수용되는 맞물림 부재(60)가 제공된다.

그러나, 여기 도시된 연결 장치는 단지 비제한적인 예로서 제공되며, 장치의 해제를 위한 가동 부재로서 작용하는 피스톤 요소(52)의 동작이 예를 들어 압력 하의 공기의 공급에 의해 또는 기계적인 작용에 의해 획득되는 유사한 장치를 사용하는 것이 가능할 것이다. 이 후자의 경우에, 맞물림 부재(60)는 연결 장치의 협력 시트 내에 수용되고 장치의 해제 가동 부재에 임의의 알려진 방식으로 연결되는 연결 장치(50)의 이동가능 부재를 동작시키도록 구성되는 가압 부재이다.

또한, 단지 예로서 위에서 기술한 것과 상이하기도 한 임의의 종래 타입의 신속-연결 장치를 사용하는 것이 가능하다.

첨부된 도면 중 도 7은, 단지 예로서, 도어의 주연부를 따라 도어의 구조물을 형성하는 두 개의 시트-금속 패널에의 헤밍 동작을 실행하기 위해, 모터-차량 도어의 생산을 위한 플랜트에 제공되는 헤밍 고정 스테이션에의 본 발명의 적용을 도시한다.

그 자체로 알려진 기술에 따르면, 도어 구조물(D)은 기부(B)에 탑재된 크래들(C) 위에 수평 위치로 배치된다. 도어 구조물(D)은 수직으로 이동가능한 컬럼(P1)의 하위 단부에 탑재된 가압 부재(P)에 의해 크래들(C) 위로 가압된다. 헤밍 동작은 본 발명에 따른 헤밍 헤드(10)에 의해 실행된다. 헤드는 임의의 알려진 타입의 다축 관절식 로봇(R)의 리스트(14)에 장착된다. 로봇은 베이스 구조물(R1)을 로봇 리스트(14)에 연결하는 서로에 대해 수동적으로 관절작용하는 복수의 로봇 요소 및 베이스 구조물(R)을 포함한다. 앞에서 이미 나타낸 바와 같이, 로봇의 동작은 미리결정된 방식으로 미리결정된 경로에 따라 헤밍 헤드(10)를 이동시키기 위해 프로그래밍되는 임의의 알려진 타입의 제어기에 의해 그 자체로 알려진 방식으로 제어된다. 헤밍 동작 동안, 두 개의 헤밍 롤러(26, 27) 중 하나 또는 다른 것은 요구되는 동작에 따라 사용된다.

롤러-탑재 유닛(40)을 교체할 필요가 있게 될 때, 로봇은 헤밍 헤드(10)를 고정 스테이션(S)에 탑재하며, 거기에는 롤러-탑재 유닛(40)을 수용하고 지지하도록 구성되는 구조물(70)을 위한 이동가능 매거진(M)이 제공된다. 도 7에 도식적으로 도시된 예의 경우에, 구조물(70)은 임의의 알려진 타입의 컨베이어(80)에 의해 미리결정된 경로를 따라 이동가능하다. 바람직한 실시예에서, 컨베이어(80)는 수평 캐러셀(도 7에서는 그 일부만 보임) 형태의 배치부를 갖고, 이 수평 캐러셀을 따라 구조물(70)이 일 방향 또는 다른 방향으로 이동가능하다. 이런 식으로, 로봇(R)에 장착되는 헤밍 헤드(10)에 탑재되는 롤러-탑재 유닛(40)을 교체할 필요가 있을 때, 스테이션(S)에는 마모된 롤러-탑재 유닛을 수용하기 위한 빈 구조물(70)이 제공된다. 일단 로봇(R)이 헤밍 헤드(10)를 이 빈 구조물(70) 위로 가져오면, 맞물림 부재(60)는 헤밍 헤드(10)의 신속-연결 장치의 협력 시트에 맞물리도록 자동적으로 연장된다. 이런 식으로, 연결의 해제가 활성화되고 롤러-탑재 유닛(40)이 대응하는 구조물(70)에 놓여진다. 컨베이어(80)는 그 후 새로운 롤러-탑재 유닛(40)을 탑재하는 구조물(70)을 스테이션(S)으로 가져오도록 이동하고, 따라서 새로운 유닛이 헤밍 헤드(10)에 신속하게 맞물릴 수 있고 그 후 맞물림 부재(60)의 맞물림해제에 의해 헤밍 헤드에 견고하게 연결될 수 있어, 스프링(54)의 작용에 의해 신속-연결 장치를 견고한 연결 상태로 가져온다. 이 동작이 일단 실행되면, 로봇은 헤밍 헤드를 헤밍될 부품으로 반대로 가져갈 수 있어 새로운 헤밍 사이클을 실행한다.

도 5, 도 5a와 관련하여, 본 발명에 따른 헤밍 헤드의 바람직한 실시예는 이하에서 논의되는 도 1, 도 2에 도시된 알려진 헤밍 헤드에 대해 추가적인 유리한 차이를 갖는다. 그러나, 본 발명은, 도 1, 도 2의 헤드를 또한 포함하는 임의의 알려진 타입의 헤밍 헤드에서, 연결 장치를 통해, 헤밍 헤드의 하위 부분으로부터 분리가능한 롤러-탑재 유닛을 제공하는 것을 포함한다.

도 1, 도 2의 헤드에 관한 바람직한 실시예의 제1 추가적인 차이는, 두 개의 스프링(30A, 30B)이 두 개의 스프링을 통해 그리고 중간 지지 요소(32)를 통해 축방향으로 배치되는 스프링-안내 스템(31)에 의해 안내된다는데 있다.

또한, 바람직한 실시예에서, 헤밍 동작 동안 헤밍 헤드에 적용되는 하중은, 서로로부터 더 멀리 있는 스프링(30A, 30B)의 단부 사이에 개재되는 두 개의 각각의 힘 센서(하중 셀)(33) 및 내측 원통형 몸체(200)의 각각의 단부 요소에 의해 "당김" 모드에 따른 동작 및 "가압" 모드에 따른 동작 동안 모두 감시된다.

스프링-안내 스템(31)의 하위 단부는, 스템(31)에 탑재되는 횡방향 핀(35) 및 디스크(39)로부터 돌출하는 원통형 스커트에 형성되고 횡방향 핀(35)의 일 단부에 맞물리는 성형 슬롯(37)을 포함하는 바이오넷 결합에 의해, 하위 스프링(30B)의 하위 단부가 놓이는 디스크(39)에 연결된다(도 5a).

슬롯(37)의 형상은, 장착 동작이 바이오넷 결합을 위해 사용되는 종래의 방식으로, 즉 하위 스프링(30B)의 압축, 그 후의 하위 스프링(30B)의 작용 하의 디스크(39)의 회전 및 후속하는 축방향 해제를 유발하는 최종 잠금 위치를 향하는 디스크(39)의 제1 축방향 이동에 의해 실행되도록 되어 있다. 결합의 잠금은 따라서 하위 스프링(30B) 그 자체에 의해 보장된다. 이러한 배치로 인해, 유닛의 장착은 간단하고 신속한 방식으로 실행될 수 있다.

추가적인 중요한 차이에 따르면, 두 개의 스프링(30A, 30B)의 하중은, 서로로부터 더 멀리 있는 스프링의 두 개의 단부의 각각에서, 키(250)에 의해 내측 원통형 몸체(200)에 대해서 회전이 방지되는 내부 나사산형성 부시(230)에 맞물리고 각각의 센서(33)의 몸체로부터 돌출하는 나사산형성 부분(260)에 추가로 맞물리는 나사(220)(도 5a)에 작용함으로써 조정될 수 있다. 나사(220)의 회전은 헤드의 내측 원통형 몸체(200)에 대한 나사산형성 부시(230)의 축방향 위치를 변경시킨다. 센서(37)의 몸체는 디스크(39)의 나사산형성 축방향 구멍 내에 수용되는 디스크(39)를 향해 대면하는 측에도 나사산형성 부분(260)을 갖는다.

스프링(30A, 30B)의 하중의 정합 동작 동안, 외측 원통형 몸체(240) 및 내측 원통형 몸체(200)의 축방향 상대 위치는 이들 원통형 몸체의 정렬된 구멍(도면에는 도시되지 않음)을 통해 잠금 핀을 삽입함으로써 잠긴다.

스프링(30A, 30B)의 하중의 조정을 위한 위에 기술된 시스템은 WO 2012/160512에 나타낸 타입의 시스템에 현재 제공된 것에 대해서 실질적인 진전을 나타낸다. 이들 알려진 시스템에서, 스프링의 하중을 제어하기 위해서, 변형되지 않은 상태에서 스프링의 길이를 측정하고, 스프링이 장착되는 공간의 실제 길이를 측정하며, 그 후 원하는 압축을 보장하는 심 또는 와셔의 수를 삽입하는 것이 필요하다. 이들 알려진 시스템에서도, 스프링이 교체될 수 있기 전에 스프링이 파괴되는 경우, 새로운 스프링을 측정하고, 장착 공간의 길이의 측정을 점검하며, 동일한 하중의 값을 재현하기 위해 필요한 심을 제공하는 것이 필요하다.

새로운 위에 기술된 조정 시스템에 의해, 나사(220)에 의해 틈새를 회복시키고 원하는 하중을 재현하는 것이 가능하기 때문에, 스프링을 변경하더라도(스프링 길이의 공차가 큼), 동일한 하중 값을 정확하게 재현함으로써 하중 값을 최종적으로 조정하는 것이 가능하다. 이런 식으로, 시스템의 제조 공차와 독립적으로, 상이한 헤밍 헤드 사이에서 동일한 조정을 정확하게 재현하는 것이 가능하다. 또한, 센서(33)에 의해, 헤드의 사용 동안 스프링의 무결성을 평가하는 것이 가능하다.

본 발명의 경우에, 위에서 기술된 장착 및 조정 동작은 롤러-탑재 유닛(40)이 헤드로부터 제거되어 있는 상태에서 용이하게 실행될 수 있다.

당연히, 본 발명의 원리를 동일하게 유지하면서, 본 발명의 범위 내에서 구성 및 실시예의 상세가 단지 예로서 기술되고 도시된 것에 대해 광범위하게 변할 수 있다.

특히, 앞에서 이미 나타낸 바와 같이, 분리가능한 롤러-탑재 유닛의 제공에 있는 본 발명의 기본 특징은 임의의 타입의 롤러 헤밍 헤드에 채용될 수 있다.

또한, 롤러-탑재 유닛의 변경을 위한 고정 스테이션(S)의 배치는 단순이 예로서 여기서 개시한 것과 상이할 수 있다.

Claims (10)

1. 롤러 헤밍 헤드이며,
   - 로봇(R)의 리스트(14) 또는 다른 지지 이동가능 장비에의 연결을 위한 플랜지(22)를 갖는 상위 헤드 부분(20), 및
   - 하나 이상의 헤밍 롤러(26, 27)를 탑재하는 하위 헤드 부분(24)을 포함하고,
   상기 헤드(10)는,
   - 헤밍 롤러(26, 27)를 탑재하고 헤밍 헤드의 하위 부분(24)으로부터 전체적으로 분리되도록 구성되는 롤러-탑재 유닛(40),
   - 상기 롤러-탑재 유닛(40)을 상기 헤드 하위 부분(24)에 견고하게 그리고 제거가능하게 연결하는 신속-연결 장치(50)를 포함하고,
   - 상기 신속-연결 장치(50)는,
   - 상기 신속-연결 장치(50)를 연결 동작 상태에 유지시키는 경향이 있는 스프링 수단(54),
   - 연결을 해제하기 위해 상기 스프링 수단(54)의 작용에 대항하여 이동가능하고, 맞물림 부재(60)에 의해 동작되도록 구성되는 가동 부재(52)로서, 상기 맞물림 부재는 상기 로봇(R) 또는 헤드를 지지하기 위한 상기 다른 이동가능 장비에 인접하는 고정 스테이션(S)에 제공되고 헤드(10)의 협력 시트 내에 수용되도록 구성되는, 가동 부재(52)를 포함하고,
   - 이러한 방식에서, 상기 신속-연결 장치(50)는 상기 로봇(R) 또는 상기 지지 이동가능 장비에의 케이블 또는 공급 호스의 제공을 필요로 하지 않는, 롤러 헤밍 헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 하위 헤드 부분(24)은, 상기 상위 헤드 부분(20)의 일부를 형성하고 상기 연결 플랜지(22)에 연결되는 내측 원통형 몸체(200) 상에 활주가능하게 장착되는 외측 원통형 몸체(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
3. 제2항에 있어서, 상기 헤밍 헤드(10)는 상기 내측 원통형 몸체(200) 내측에 동축으로 정렬되어 배치되는 상위 나선형 스프링(30A) 및 하위 나선형 스프링(30B)을 포함하고, 서로로부터 더 멀리 있는 상기 상위 및 하위 스프링(30A, 30B)의 단부는 상기 내측 원통형 몸체(200)의 단부 요소에 닿아 있고, 서로 인접해 있는 상기 상위 및 하위 스프링(30A, 30B)의 단부는 상기 외측 원통형 몸체(240)에 견고하게 연결되고 상기 내측 원통형 몸체(200)의 종방향 슬롯을 통해 배치되는 직경방향 대향 요소를 통해 상기 외측 원통형 몸체(240)에 견고하게 연결되는 중간 지지 요소(32)의 대향 면에 대항하여 적용되고,
   상기 상위 및 하위 스프링(30A, 30B)은 상기 스프링(30A, 30B)을 통해 그리고 상기 중간 지지 요소(32)를 통해 축방향으로 배치되는 스프링-안내 스템(31)을 갖는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
4. 제3항에 있어서, 서로로부터 더 멀리 있는 상기 상위 및 하위 스프링(30A, 30B)의 단부는 두 개의 힘 센서(33)가 개재된 상태에서 내측 원통형 몸체(200)의 각각의 단부 요소에 디향하여 적용되는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
5. 제3항에 있어서, 상기 하위 스프링(30B)의 하중을 조정하기 위한 제1 조정 나사 수단(220) 및 상기 상위 스프링(30A)의 하중을 조정하기 위한 제2 조정 나사 수단(220)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조정 나사 수단의 각각은 축방향으로 고정된 위치에서 상기 내측 원통형 몸체(200)의 각각의 단부에 회전가능하게 장착되는 나사(220) 및 상기 각각의 단부 요소에 대해 회전이 방지되고 상기 나사(220)에 맞물리는 내부 나사산형성 부시(230)를 포함하고, 상기 부시(230)는 상기 스프링(30A, 30B) 중 각각의 하나와 연관되는 상기 힘 센서(33) 중 각각의 하나의 나사산형성 부분(260)에 추가로 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
7. 제1항에 있어서, 하위 스프링(30B)은, 스프링-안내 스템(31)의 하위 단부에서의 지지 디스크(39)의 바이오넷 결합을 제공하기 위해, 상기 스프링-안내 스템(31)으로부터 돌출하는 직경방향 핀(35)과 협력하는 성형 슬롯(37)을 갖는 원통형 스커트가 제공된 지지 디스크(39)에 대해 지지되는 하위 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 헤드.
8. 헤밍 고정 스테이션이며, 로봇(R) 또는 다른 지지 이동가능 장비, 및 상기 로봇(R) 또는 상기 지지 이동가능 장비에 탑재된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 헤밍 헤드(10)를 포함하는, 헤밍 고정 스테이션.
9. 제8항에 있어서, 상기 로봇(R) 또는 헤드를 지지하기 위한 상기 이동가능 장비에 인접하는 고정 스테이션(S)을 포함하고, 상기 고정 스테이션(S)은 맞물림 부재(60)를 포함하고, 맞물림 부재는 연결을 해제하기 위한 가동 부재(52)를 동작시키기 위해 상기 로봇(R) 또는 상기 지지 이동가능 장비가 헤드(10)를 상기 고정 스테이션(S)에 인접하는 위치로 가져간 후에 헤드의 협력 시트 내에 맞물리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 헤밍 고정 스테이션.
10. 제9항에 있어서, 상기 고정 스테이션(S)에는, 개방 또는 폐쇄 경로를 따라 이동가능한 롤러-탑재 유닛(40)을 수용하기 위한 복수의 구조물(70)을 포함하는, 롤러-탑재 유닛(40)을 위한 이동가능 매거진(M)이 제공되고, 그래서 롤러-탑재 유닛(40)이 헤밍 헤드(10)로부터 결합해제될 때 빈 수용 구조물(70)이 롤러-탑재 유닛(40)을 수용하기 위한 위치에 제공될 수 있는 반면, 다른 롤러-탑재 유닛(40)에 의해 점유되는 다른 수용 유닛(70)은 그 후 상기 다른 롤러-탑재 유닛(40)을 헤밍 헤드(10)와 결합시키기 위해 상기 위치로 올 수 있는 것을 특징으로 하는 헤밍 고정 스테이션.

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