KR20210146612A - 체결부품 공급장치 - Google Patents

Abstract

체결부품 공급장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 체결부품 공급장치는, 볼트 정렬장치에 의해 정렬된 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위로 공급하기 위한 것으로서, ⅰ)핸들링 로봇의 아암 선단에 회전 가능하게 설치되며, 볼트 정렬장치에서 정렬된 다수 개의 볼트들을 피킹하는 볼트 피킹유닛과, ⅱ)핸들링 로봇의 아암 선단 측에 설치되며, 볼트 피킹유닛에 피킹된 볼트들을 체결 부위로 드롭시키는 볼트 드롭유닛을 포함할 수 있다.

Description

체결부품 공급장치 {BOLT SUPPLYING APPARATUS}

본 발명의 실시 예는 엔진 및 변속기 등의 자동차 의장 부품 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 의장 부품의 체결 공정에서 볼트 등과 같은 체결부품을 공급하는 체결부품 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 두 개 이상의 부품을 결합하는 결합용 기계요소로는 볼트와 너트를 포함하는 체결부재가 대표적이다. 이와 같은 체결부재는 자동차 제조 분야를 비롯하여 여러 기계 산업 분야에 사용되고 있다.

자동차 생산 공정 중 엔진, 변속기, 서스펜션 등과 같은 의장부품을 조립하는 공정에서는 볼트와 너트의 체결 부품을 이용하여 체결 대상 파트를 상관 파트에 체결하고 있다.

예를 들면, 엔진 조립라인에서는 상관 파트로서의 실린더 블록에 체결 대상 파트로서의 헤드 커버를 볼트를 통해 체결하고 있다.

이러한 공정에서는 차종 별 엔진 기종에 맞는 헤드 커버를 실린더 블록에 장착하고, 그 기종에 맞는 볼트로서 실린더 블록과 헤드 커버를 가 체결하며, 볼트 체결기로서 실린더 블록과 헤드 커버를 정 체결하고 있다.

그런데, 종래에는 볼트들을 체결 대상 파트의 체결 부위에 분배하는 작업이 수작업으로 진행되기 때문에, 체결 대상 파트와 상관 파트를 조립하는데 따른 싸이클 타임이 증가할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 설정된 위치에 정렬된 볼트들을 자동으로 피킹하며, 체결 대상 파트의 체결 부위로 분배할 수 있도록 한 체결부품 공급장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치는, 볼트 정렬장치에 의해 정렬된 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위로 공급하기 위한 것으로서, ⅰ)핸들링 로봇의 아암 선단에 회전 가능하게 설치되며, 상기 볼트 정렬장치에서 정렬된 다수 개의 볼트들을 피킹하는 볼트 피킹유닛과, ⅱ)상기 핸들링 로봇의 아암 선단 측에 설치되며, 상기 볼트 피킹유닛에 피킹된 볼트들을 상기 체결 부위로 드롭시키는 볼트 드롭유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 피킹유닛은 상기 볼트 정렬장치에서 원형 궤도를 따라 일정 간격을 두고 정렬된 볼트들을 자력으로서 피킹할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 피킹유닛은 상기 볼트들을 자력으로 피킹하도록 원주 방향을 따라 이격되게 배치된 소켓부재들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 피킹유닛은 상기 소켓부재들의 설정된 간격만큼 연속 회전하는 탄창 타입으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 드롭유닛은 상기 소켓부재를 관통하면서 볼트에 자력을 선택적으로 인가할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치는, 볼트 정렬장치에 의해 정렬된 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위로 공급하기 위한 것으로서, ⅰ)다 관절 아암의 선단 부 측에 고정되는 고정체와, 상기 고정체를 통하여 상기 다 관절 아암의 선단 부에 회전 가능하게 구비되는 회전체를 가진 핸들링 로봇과, ⅱ)가장자리 부분을 따라 설정된 간격으로 이격된 관통 홀들을 형성하며, 상기 회전체와 연결되는 원반 형상의 회전부재와, ⅲ)상기 관통 홀과 연결되는 푸시 홀을 가지며, 상기 회전부재의 하면 가장자리 부분에 이격되게 배치되는 원통 형상의 푸시 가이드들과, ⅳ)상기 푸시 가이드의 하단에 결합되는 소켓부재와, ⅴ)상기 푸시 홀과 연결되는 연결 홀을 가지며, 상기 소켓부재의 내측에 설치되는 자석부재와, ⅵ)상기 고정체에 설치되며, 상기 자석부재에 피킹된 볼트를 상기 체결 부위로 드롭시키는 볼트 드롭유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 소켓부재는 상기 볼트의 헤드부와 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 자석부재는 상기 소켓부재의 내측에서 상기 볼트의 헤드부를 자력으로 고정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치는, 상단이 개방된 내측 면을 통해 상기 회전부재의 가장자리 면을 지지하며 상기 회전부재에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 소켓부재가 관통하는 가이드 홀들을 바닥 면에 형성하고 있는 하우징과, 상기 회전부재와 상기 하우징 사이에 구비되며, 상기 회전부재에 대한 상기 하우징의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 탄성 지지부는 상기 회전부재의 하면 중앙부에 고정되며, 상기 하우징의 바닥 면에 형성된 축 공과 결합 가능하게 구비되는 스프링 가이드와, 상기 스프링 가이드에 설치되며, 상기 하우징의 내측에서 상기 회전부재의 하면과 상기 하우징의 바닥 면을 지지하는 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 하우징의 바닥 면은 상기 볼트 정렬유닛에서 원형 궤도를 따라 정렬된 상기 볼트들을 외측에 두고 내측에서 상측으로 돌출된 돌출부를 지지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 회전부재의 가장자리 면에 돌출되어 상기 하우징과 결합되며, 상기 하우징의 상하 이동 범위를 제한하는 복수 개의 스토퍼들을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 하우징에는 상기 스토퍼가 끼워지는 슬롯이 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 드롭유닛은 상기 고정체에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 관통 홀, 푸시 홀 및 연결 홀을 관통하는 로드 어셈블리를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 볼트 드롭유닛은 상기 고정체에 상하 방향을 따라 고정되게 설치되는 제1 작동 실린더와, 상기 제1 작동 실린더의 상단에 연결되는 제2 작동 실린더와, 상기 제1 작동 실린더에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제1 작동 로드와, 상기 제1 작동 로드의 선단에 구비되는 자석부재와, 상기 제1 작동 로드가 관통하는 중공을 가지며, 상기 제2 작동 실린더에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제2 작동 로드를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 작동 로드는 동시에 전진 이동하면서 상기 자석부재를 통해 볼트의 헤드부를 고정하며, 볼트를 상기 체결 부위에 삽입할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치에 있어서, 상기 제1 작동 로드는 상기 제2 작동 로드보다 선행 후진 이동하면서 상기 제2 작동 로드를 통하여 볼트를 자석부재로부터 분리할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 체결 대상 부품과 상관 부품을 체결하기 위한 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위에 자동으로 분배할 수 있으므로, 체결 대상 부품과 상관 부품을 체결하는데 따른 싸이클 타임을 단축할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치가 적용되는 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치가 적용되는 조립 부품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치가 적용되는 부품 조립 시스템에서의 볼트 정렬장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 단면 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치에 적용되는 볼트 드롭유닛을 도시한 단면 구성도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 ...유닛, ...수단, ...부, ...부재 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치가 적용되는 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치(100)는 자동차 생산 공장에서 엔진, 변속기, 서스펜션 등과 같은 샤시 의장부품을 조립하는 공정에서의 부품 조립 시스템(200)에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 부품 조립 시스템(200)은 상기에서와 같은 조립공정에서 샤시 의장부품을 이루는 체결 대상 부품을 상관 부품에 볼트 등과 같은 체결부품을 통하여 체결하는 공정에 적용될 수 있다.

더 나아가, 상기 부품 조립 시스템(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 조립라인에서 체결 대상 부품(1)으로서의 헤드 커버(2)를 상관 부품(3)으로서의 실린더 블록(4)에 볼트(5)들을 통해 조립(체결)하는 공정에 적용될 수 있다. 여기서, 상기 볼트(5)들은 통상적인 나사부(6)와 헤드부(7)를 포함하고 있다.

그러나, 본 발명의 보호범위가 상기한 바와 같이 엔진 조립라인에서 실린더 블록(4)에 헤드 커버(2)를 조립하는 것에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 오일 팬이나 타이밍 체인 커버 등과 같은 다양한 구조물을 상관 부품에 볼트 체결하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

이하에서는 상하 방향을 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부, 상단 및 상면으로 명명하고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부, 하단 및 하면으로 명명하기로 한다.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 부품 체결 위치 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 발명의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

더 나아가, 하기에서의 단(일측 단 또는 다른 일측 단)은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(일측 단부 또는 다른 일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치(100)는 부품 조립 시스템(200)에서, 볼트(5)들을 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)에 분배할 수 있다.

여기서, 상기 체결부품 공급장치(100)에 의한 볼트(5)들의 분배는 제1 컨베이어(11)를 통해 체결 대상 부품(1)을 설정된 경로를 따라 이송하며, 제2 컨베이어(12)를 통해 상관 부품(3)을 설정된 경로를 따라 이송하는 과정에 이루어질 수 있다.

나아가, 상기 부품 조립 시스템(200)에서는 볼트(5)들이 분배된 체결 대상 부품(1)을 안착 지그(13)에 안착시키며, 체결 대상 부품(1)을 볼트(5)들을 통해 상관 부품(3)에 가 체결할 수 있다.

더 나아가, 상기 부품 조립 시스템(200)에서는 상관 부품(3)의 기종에 맞는 체결 대상 부품(1)과 볼트(5)들을 자동으로 선별할 수 있으며, 로봇 협동 작업으로 체결 대상 부품(1)에 볼트(5)들을 분배할 수 있다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치(100)는, 볼트 피더(15)를 통해 공급되는 다수 개의 볼트(5)들이 볼트 정렬장치(17)에 의해 정렬된 상태에서, 볼트(5)들을 자동으로 피킹하며, 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)들로 분배할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기에서 볼트 정렬장치(17)는 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 라인 피더(18a)를 따라 이송되는 볼트(5)들을 원형 궤도를 따라 설정된 간격으로 이격되게 정렬할 수 있다.

나아가, 상기 볼트 정렬장치(17)는 서보 모터(18b)에 의해 회전하면서 헤드부(7)가 위를 향하도록 볼트(5)들을 원형 궤도를 따라 설정된 간격으로 이격되게 정렬할 수 있다. 더 나아가, 상기 볼트 정렬장치(17)는 원형 궤도를 따라 정렬된 볼트(5)들을 상면 외측에 두고 내측에서 상측으로 돌출된 돌출부(19)를 형성하고 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치를 도시한 단면 구성도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 체결부품 공급장치(100)는 기본적으로, 핸들링 로봇(20), 볼트 피킹유닛(30), 그리고 볼트 드롭유닛(70)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 핸들링 로봇(20)은 위에서 언급한 바 있는 볼트 정렬장치(17) 측에 구비된다. 상기 핸들링 로봇(20)은 작업장의 바닥에 베이스 프레임(21)을 통해 설치된다.

상기 베이스 프레임(21)은 도면에 도시된 바와 같이 바닥에 고정될 수 있고, 그 바닥에서 소정의 레일(도면에 도시되지 않음)을 따라 설정된 방향으로 왕복 슬라이드 이동 가능하게 구성될 수도 있다.

이러한 핸들링 로봇(20)은 작업 반경 내에서 설정된 티칭 경로를 따라 동작하며, 로봇 제어기(도면에 도시되지 않음)에 의해 설정된 토크로 로봇 동작하는 공지 기술의 다 관절 로봇으로 구비될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 핸들링 로봇(20)은 다 관절 아암(23)에 설치되는 고정체(25)와 회전체(27)를 더 포함하고 있다. 상기 고정체(25)는 브라켓 타입으로 구비되며, 다 관절 아암(23)의 선단 부 측에 고정된다.

그리고, 상기 회전체(27)는 고정체(25)를 통하여 다 관절 아암(23)의 선단 부에 회전 가능하게 구비된다. 상기 회전체(27)는 다 관절 아암(23)의 선단에서 모터(도면에 도시되지 않음)에 의해 양 방향으로 회전 가능하게 구비된다. 상기 모터는 회전 속도 및 회전 방향이 로봇 제어기에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 볼트 피킹유닛(30)은 볼트 정렬장치(17)에서 정렬된 다수 개의 볼트(5)들을 피킹하는 것으로서, 핸들링 로봇(20)에서 회전체(27)와 연결되게 설치된다.

상기 볼트 피킹유닛(30)은 볼트 정렬장치(17)에서 원형 궤도를 따라 일정 간격을 두고 정렬된 볼트(5)들을 자력으로서 피킹할 수 있다. 더 나아가, 상기 볼트 피킹유닛(30)은 자력으로서 볼트(5)들을 피킹한 상태로, 회전체(27)에 의하여 설정된 구간만큼 연속 회전하는 탄창 타입으로 구비될 수 있다.

이러한 볼트 피킹유닛(30)은 회전부재(31), 푸시 가이드(33)들, 소켓부재(35), 제1 자석부재(37), 하우징(39), 스토퍼(41), 그리고 탄성 지지부(43)를 포함한다.

상기 회전부재(31)는 원반(원판) 형태로 구비되며, 공지 기술의 체결수단을 통하여 핸들링 로봇(20)에서의 회전체(27)에 결합된다. 상기 회전부재(31)는 회전체(27)에 의해 설정된 방향으로 회전될 수 있다. 이러한 회전부재(31)는 가장자리 부분에 설정된 간격을 두고 다수 개의 관통 홀(32)들을 형성하고 있다.

상기 푸시 가이드(33)들은 관통 홀(32)들에 대응하여 회전부재(31)의 하면 가장자리 부분에 설정된 간격을 두고 이격되게 배치된다. 상기 푸시 가이드(33)들은 관통 홀(32)들과 연결되는 푸시 홀(34)을 가진 원통 형상으로 구비된다.

상기 소켓부재(35)는 상하 단이 개방된 원통 형상으로 구비되며, 푸시 가이드(33)들의 하단에 결합된다. 상기 소켓부재(35)는 볼트(5)의 헤드부(7)와 결합되는 바, 그 헤드부(7)를 내측에 수용한다.

상기 제1 자석부재(37)는 소켓부재(35) 내측에서 자력에 의해 볼트(5)의 헤드부(7)를 고정하는 것으로서, 그 소켓부재(35)의 내측에 설치된다. 상기 제1 자석부재(37)는 푸시 가이드(33)들의 푸시 홀(34)과 연결되는 연결 홀(38)을 형성하고 있다.

상기 하우징(39)은 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 하우징으로서, 회전부재(31)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기 하우징(39)은 상단이 개방된 내측 면을 통해 회전부재(31)의 가장자리 면을 지지한다. 그리고, 상기 하우징(39)은 소켓부재(35)가 관통하는 가이드 홀(40)들을 바닥 면 가장자리 부분에 형성하고 있다. 즉, 상기 하우징(39)은 핸들링 로봇(20)에 의한 회전부재(31)의 고정 시, 그 회전부재(31)의 가장자리 면을 지지하며 상하 방향으로 이동될 수 있다.

그리고, 상기 하우징(39)의 고정 시, 회전부재(31)는 핸들링 로봇(20)에 의해 하우징(39)의 내측 면을 따라 상하 방향으로 이동될 수 있다. 더 나아가, 상기 하우징(39)의 바닥 면은 위에서 언급한 바 있는 볼트 정렬장치(17)의 돌출부(19) 상면을 지지한다.

상기 스토퍼(41)는 하우징(39)과 결합하며 그 하우징(39)의 상하 이동 범위를 제한하는 것으로서, 회전부재(31)의 가장자리 면에 복수 개로 돌출 형성된다. 예를 들면, 상기 스토퍼(41)는 회전부재(31)의 가장자리 면에 90도 간격으로 배치된다.

여기서, 상기 회전부재(31)의 가장자리 면에 대응하는 하우징(39)의 상단 부에는 스토퍼(41)가 끼워지며 결합될 수 있는 장공 형태의 슬롯(42)을 형성하고 있다.

그리고, 상기 탄성 지지부(43)는 회전부재(31)에 대한 하우징(39)의 상하 이동을 탄성적으로 지지하기 위한 것으로서, 그 회전부재(31)와 하우징(39) 사이에 구비된다. 이러한 탄성 지지부(43)는 스프링 가이드(45)와 스프링(47)을 포함한다.

상기 스프링 가이드(45)는 회전부재(31)의 하면 중앙부에 고정되며, 하우징(39)의 바닥 면에 구비된 축 공(49)과 결합 가능하게 구비된다.

상기 스프링(47)은 하우징(39)의 내측에서 스프링 가이드(45)에 설치되며, 압축 코일 스프링으로 구비된다. 상기 스프링(47)은 하우징(39)의 내측에서 회전부재(31)의 하면과 하우징(39)의 바닥 면을 지지한다.

한편, 본 발명의 실시 예에서, 상기 볼트 드롭유닛(70)은 볼트 피킹유닛(30)의 제1 자석부재(37)에 피킹된 볼트(5)를 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)로 드롭시키기 위한 것이다.

상기 볼트 드롭유닛(70)은 핸들링 로봇(20)에서의 고정체(25)에 설치되는 바, 볼트 피킹유닛(30)의 푸시 가이드(33)를 통해 소켓부재(35) 및 제1 자석부재(37)를 관통하면서 볼트(5)에 자력을 선택적으로 인가할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치에 적용되는 볼트 드롭유닛을 도시한 단면 구성도이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 볼트 드롭유닛(70)은 제1 작동 실린더(71), 제2 작동 실린더(72), 로드 어셈블리(73), 그리고 제2 자석부재(79)를 포함한다.

상기 제1 작동 실린더(71)는 고정체(25)에 상하 방향을 따라 고정되게 설치된다. 상기 제2 작동 실린더(72)는 제1 작동 실린더(71)의 상단에 연결된다.

상기 로드 어셈블리(73)는 제1 및 제2 작동 실린더(71, 72)에 공압을 통하여 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치된다. 상기 로드 어셈블리(73)는 회전부재(31)의 관통 홀(32), 푸시 가이드(33)의 푸시 홀(34) 및 제1 자석부재(37)의 연결 홀(38)을 관통하며, 소켓부재(35)의 내측에서 제1 자석부재(37)에 부착된 볼트(5)의 헤드부(7)를 푸시할 수 있다.

이러한 로드 어셈블리(73)는 제1 작동 실린더(71)에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제1 작동 로드(75)와, 제2 작동 실린더(72)에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제2 작동 로드(77)를 포함한다.

상기 제1 작동 로드(75)는 제2 작동 실린더(72)의 상단을 관통하며, 제2 작동 로드(77)는 제1 작동 로드(75)가 전후 방향으로 관통되게 결합되는 중공(78)을 형성하고 있다.

그리고, 상기 제2 자석부재(79)는 제1 작동 로드(75)의 선단에 구비된다.

여기서, 상기 제1 및 제2 작동 로드(75, 77)는 동시에 전진 이동하면서 제2 자석부재(79)를 통해 볼트(5)의 헤드부(7)를 고정하며, 그 볼트(5)를 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)에 삽입할 수 있다.

더 나아가, 상기 제1 작동 로드(75)는 제2 작동 로드(77)보다 선행 후진 이동하면서 제2 작동 로드(77)를 통하여 볼트(5)를 제2 자석부재(79)로부터 분리할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 체결부품 공급장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 체결 대상 부품(1)과 상관 부품(3)을 체결하기 위한 볼트(3)들을 설정된 위치로 공급하며 정렬한다.

이 과정에서는 볼트 피더(15)를 통해 공급되는 볼트(5)들을 볼트 정렬장치(17)를 통해 설정된 위치에 정렬하는데, 상기 볼트 정렬장치(17)는 라인 피더(18a)를 통하여 이송되는 볼트(5)들을 원형 궤도를 따라 설정된 간격으로 이격되게 정렬한다. 이때, 상기 볼트 정렬장치(17)는 서보 모터(18b)에 의해 회전하면서 헤드부(7)가 위를 향하도록 볼트(5)들을 원형 궤도를 따라 정렬할 수 있다.

상기한 바와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 핸들링 로봇(20)에 의해 하우징(39)의 바닥 면 측을 볼트 정렬장치(17)의 상면 측으로 이동시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 핸들링 로봇(20)에 의해 하우징(39)의 바닥 면을 볼트 정렬장치(17)의 돌출부(19)에 밀착시키며, 핸들링 로봇(20)에 의해 회전부재(31)을 가압한다.

이에 따라 상기 회전부재(31)는 스프링(47)의 탄성력을 극복하며, 하우징(39)의 내측 면을 따라 하측 방향으로 이동하게 되는데, 그 하우징(39)의 슬롯(42)을 통하여 스토퍼(41)에 지지된 상태로 하향 이동하게 된다.

그러면, 상기 회전부재(31)의 푸시 가이드(33)들에 결합된 소켓부재(35)는 하우징(39) 바닥 면의 가이드 홀(40)을 통해 그 바닥 면의 하측 방향으로 돌출된다. 이때, 상기 소켓부재(35)는 볼트 정렬장치(17)에서 돌출부(19)의 외측에 원형 궤도를 따라 정렬된 볼트(5)들의 헤드부(7) 측으로 돌출된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 소켓부재(35)의 내측에 볼트(5)들의 헤드부(7)를 결합하면서 그 소켓부재(35) 내측의 제1 자석부재(37)를 통해 헤드부(7)를 고정(피킹)한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 핸들링 로봇(20)의 다 관절 아암(23) 선단을 상측 방향으로 이동시키게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 회전부재(31) 또한 상측 방향으로 이동하게 된다.

이 과정에 상기 하우징(39)은 스프링(47)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 이동하게 되며, 슬롯(42)을 통해 스토퍼(41)에 지지된 상태를 유지하게 된다. 이에 따라 상기 소켓부재(35)는 가이드 홀(40)을 통해 하우징(39)의 내측에 위치하게 되고, 볼트(5)들의 나사부(6)는 하우징(39) 바닥 면의 하측으로 돌출된 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 핸들링 로봇(20)을 통해 하우징(39)을 체결 대상 부품(1) 측으로 이동시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 자석부재(37)에 피킹되어 있는 볼트(5)들의 나사부(6)를 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8) 상측에 위치시킨다. 여기서, 볼트 드롭유닛(70)의 제1 및 제2 작동 실린더(71, 72)에 구비된 로드 어셈블리(73)는 볼트(5)를 안착시키고자 하는 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8) 쪽에 위치하고 있다.

이어서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 작동 실린더(71, 72)의 제1 및 제2 작동 로드(75, 77)를 공압에 의해 하측 방향으로 동시에 전진 이동시킨다. 이때, 상기 제1 작동 로드(75)는 제2 작동 로드(77)의 중공(78)에 끼워진 상태에 있으며, 제1 작동 로드(75)의 선단에 구비된 제2 자석부재(79)는 제2 작동 로드(77)의 중공(78)에서 끝단에 위치하거나 그 끝단을 관통하여 일부 돌출된 상태에 있다.

이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 회전부재(31)의 관통 홀(32), 푸시 가이드(33)의 푸시 홀(34) 및 제1 자석부재(37)의 연결 홀(38)을 통해 제1 및 제2 작동 로드(75, 77)를 전진 이동시키며, 소켓부재(35)의 내측에서 제1 자석부재(37)에 부착된 볼트(5)의 헤드부(7)를 하측 방향으로 푸시한다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제2 자석부재(79)를 통하여 볼트(5)의 헤드부(7)를 고정한 상태로, 제1 및 제2 작동 로드(75, 77)의 전진 이동에 의해 볼트(5)의 나사부(6)를 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)에 일부 삽입한다.

이 후, 본 발명의 실시 예에서는 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1 작동 실린더(71)의 제1 작동 로드(75)를 선행 후진 이동시키고, 제2 작동 실린더(72)의 제2 작동 로드(77)를 후행 후진 이동시킨다. 그러면, 본 발명의 실시 예에서는 제2 작동 로드(77)의 끝단을 통하여 볼트(5)를 제2 자석부재(79)로부터 분리하며, 체결 대상 부품(1)의 체결 홀(8)에 안착(완전 삽입)시킬 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 볼트 드롭유닛(70)의 로드 어셈블리(73)를 원 위치시킨 상태에서, 회전체(27)를 통해 회전부재(31)을 회전시키고, 체결 대상 부품(1)의 다른 체결 홀(8) 측에 볼트(5)의 나사부(6)를 위치시키며, 상술한 바와 같은 과정을 통해 다른 체결 홀(8)에 볼트(5)를 안착시킨다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 볼트 정렬장치(17)에 의해 정렬된 볼트(5)들을 볼트 피킹유닛(30)을 통하여 피킹하고, 볼트 드롭유닛(70)을 통하여 볼트(5)들을 체결 대상 부품(1)의 체결 부위로 분배할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 체결 대상 부품(1)과 상관 부품(3)을 체결하기 위한 다수 개의 볼트(5)들을 체결 대상 부품(1)의 체결 부위에 자동으로 분배함에 따라, 체결 대상 부품(1)과 상관 부품(3)을 체결하는데 따른 싸이클 타임을 단축할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 단일 설비로서 다수 개의 볼트(5)들을 체결 대상 부품(1)의 체결 부위에 일괄 분배할 수 있으므로, 설비 투자비와 생산 라인의 공간 사용 면적을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 체결 대상 부품 2: 헤드 커버
3: 상관 부품 4: 실린더 블록
5: 볼트 6: 나사부
7: 헤드부 8: 체결 홀
11: 제1 컨베이어 12: 제2 컨베이어
13: 안착 지그 15: 볼트 피더
17: 볼트 정렬장치 18a: 라인 피더
18b: 서보 모터 19: 돌출부
20: 핸들링 로봇 21: 베이스 프레임
23: 다 관절 아암 25: 고정체
27: 회전체 30: 볼트 피킹유닛
31: 회전부재 32: 관통 홀
33: 푸시 가이드 34: 푸시 홀
35: 소켓부재 37: 제1 자석부재
38: 연결 홀 39: 하우징
40: 가이드 홀 41: 스토퍼
42: 슬롯 43: 탄성 지지부
45: 스프링 가이드 47: 스프링
49: 축 공 70: 볼트 드롭유닛
71: 제1 작동 실린더 72: 제2 작동 실린더
73: 로드 어셈블리 75: 제1 작동 로드
77: 제2 작동 로드 78: 중공
79: 제2 자석부재 100: 체결부품 공급장치
200: 부품 조립 시스템

Claims (15)

1. 볼트 정렬장치에 의해 정렬된 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위로 공급하기 위한 체결부품 공급장치로서,
   핸들링 로봇의 아암 선단에 회전 가능하게 설치되며, 상기 볼트 정렬장치에서 정렬된 다수 개의 볼트들을 피킹하는 볼트 피킹유닛; 및
   상기 핸들링 로봇의 아암 선단 측에 설치되며, 상기 볼트 피킹유닛에 피킹된 볼트들을 상기 체결 부위로 드롭시키는 볼트 드롭유닛;
   을 포함하는 체결부품 공급장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 볼트 피킹유닛은,
   상기 볼트 정렬장치에서 원형 궤도를 따라 일정 간격을 두고 정렬된 볼트들을 자력으로서 피킹하는 체결부품 공급장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 볼트 피킹유닛은,
   상기 볼트들을 자력으로 피킹하도록 원주 방향을 따라 이격되게 배치된 소켓부재들을 포함하며,
   상기 소켓부재들의 설정된 간격만큼 연속 회전하는 탄창 타입으로 이루어지는 체결부품 공급장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 볼트 드롭유닛은,
   상기 소켓부재를 관통하면서 볼트에 자력을 선택적으로 인가하는 체결부품 공급장치.
5. 볼트 정렬장치에 의해 정렬된 다수 개의 볼트들을 체결 대상 부품의 체결 부위로 공급하기 위한 체결부품 공급장치로서,
   다 관절 아암의 선단 부 측에 고정되는 고정체와, 상기 고정체를 통하여 상기 다 관절 아암의 선단 부에 회전 가능하게 구비되는 회전체를 가진 핸들링 로봇;
   가장자리 부분을 따라 설정된 간격으로 이격된 관통 홀들을 형성하며, 상기 회전체와 연결되는 원반 형상의 회전부재;
   상기 관통 홀과 연결되는 푸시 홀을 가지며, 상기 회전부재의 하면 가장자리 부분에 이격되게 배치되는 원통 형상의 푸시 가이드들;
   상기 푸시 가이드의 하단에 결합되는 소켓부재;
   상기 푸시 홀과 연결되는 연결 홀을 가지며, 상기 소켓부재의 내측에 설치되는 자석부재; 및
   상기 고정체에 설치되며, 상기 자석부재에 피킹된 볼트를 상기 체결 부위로 드롭시키는 볼트 드롭유닛;
   을 포함하는 체결부품 공급장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 소켓부재는 상기 볼트의 헤드부와 결합하며,
   상기 자석부재는 상기 소켓부재의 내측에서 상기 볼트의 헤드부를 자력으로 고정하는 체결부품 공급장치.
7. 제5 항에 있어서,
   상단이 개방된 내측 면을 통해 상기 회전부재의 가장자리 면을 지지하며 상기 회전부재에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 소켓부재가 관통하는 가이드 홀들을 바닥 면에 형성하고 있는 하우징과,
   상기 회전부재와 상기 하우징 사이에 구비되며, 상기 회전부재에 대한 상기 하우징의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부
   를 더 포함하는 체결부품 공급장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 탄성 지지부는,
   상기 회전부재의 하면 중앙부에 고정되며, 상기 하우징의 바닥 면에 형성된 축 공과 결합 가능하게 구비되는 스프링 가이드와,
   상기 스프링 가이드에 설치되며, 상기 하우징의 내측에서 상기 회전부재의 하면과 상기 하우징의 바닥 면을 지지하는 스프링
   을 포함하는 체결부품 공급장치.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 하우징의 바닥 면은,
   상기 볼트 정렬유닛에서 원형 궤도를 따라 정렬된 상기 볼트들을 외측에 두고 내측에서 상측으로 돌출된 돌출부를 지지하는 체결부품 공급장치.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 회전부재의 가장자리 면에 돌출되어 상기 하우징과 결합되며, 상기 하우징의 상하 이동 범위를 제한하는 복수 개의 스토퍼들
    을 더 포함하는 체결부품 공급장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 하우징에는,
    상기 스토퍼가 끼워지는 슬롯이 상하 방향으로 길게 형성되는 체결부품 공급장치.
12. 제5 항에 있어서,
    상기 볼트 드롭유닛은,
    상기 고정체에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 관통 홀, 푸시 홀 및 연결 홀을 관통하는 로드 어셈블리
    를 포함하는 체결부품 공급장치.
13. 제5 항에 있어서,
    상기 볼트 드롭유닛은,
    상기 고정체에 상하 방향을 따라 고정되게 설치되는 제1 작동 실린더와,
    상기 제1 작동 실린더의 상단에 연결되는 제2 작동 실린더와,
    상기 제1 작동 실린더에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제1 작동 로드와,
    상기 제1 작동 로드의 선단에 구비되는 자석부재와,
    상기 제1 작동 로드가 관통하는 중공을 가지며, 상기 제2 작동 실린더에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 구비되는 제2 작동 로드
    를 포함하는 체결부품 공급장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 작동 로드는 동시에 전진 이동하면서 상기 자석부재를 통해 볼트의 헤드부를 고정하며, 볼트를 상기 체결 부위에 삽입하는 체결부품 공급장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 작동 로드는,
    상기 제2 작동 로드보다 선행 후진 이동하면서 상기 제2 작동 로드를 통하여 볼트를 자석부재로부터 분리하는 체결부품 공급장치.

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