KR101829417B1 - 자동 투입 및 취출용 지그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 방향으로 왕복 가능함과 동시에 제2 방향으로 승강 가능한 제1 유닛의 일측에 부압을 발생시키는 제3 유닛이 제2 유닛에 의하여 제3 방향을 따라 이송되는 작업 대상물을 흡착하는 구조로부터, 일련의 작업 공정을 자동적으로 연속 실시함으로써 작업 공수를 줄이고 생산량 증대의 도모가 가능하도록 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치에 관한 것이다.

Description

자동 투입 및 취출용 지그 장치{JIG APPARATUS FOR AUTOMATIC SUPPLYING AND EXTRACTING}

본 발명은 자동 투입 및 취출용 지그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일련의 작업 공정을 자동적으로 연속 실시함으로써 작업 공수를 줄이고 생산량 증대의 도모가 가능하도록 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치에 관한 것이다.

도 4와 같이 스마트폰과 같은 개인용 단말기의 홈 버튼 등의 부품들은 일반적으로 작고, 조립 체결 시에 상당한 주의를 요구한다.

이러한 작업 부품들, 즉 작업 대상물(40)은 지금까지는 생산 라인을 따라 일정 간격으로 배치된 복수의 작업자가 숙련된 솜씨로 조립 대상물에 전술한 바와 같은 작업 대상물을 일일이 끼워넣는 수작업에 의존하였다.

그러나, 이와 같은 방법은 노동비와 작업 공수의 증대가 불가피함은 물론, 작업자들의 피로도를 고려하여 일정 시간마다 다른 작업자들이 교대로 투입되어 작업을 지속해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 이와 같은 방법은 수작업에 의존하는 한계로 인하여 신속하고 정확한 제품의 대량 생산이 불가능한 문제점도 있었던 것이다.

미국특허 US7,708,933

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 일련의 작업 공정을 자동적으로 연속 실시함으로써 작업 공수를 줄이고 생산량 증대의 도모가 가능하도록 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스; 상기 베이스 상에 제1 방향으로 이동하는 왕복 몸체와, 상기 왕복 몸체의 일측에 구비되어 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동하는 승강 몸체를 구비한 제1 유닛; 상기 왕복 몸체와 상기 승강 몸체가 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동함에 의하여 형성되는 가상의 평면에 대하여 직교하는 제3 방향으로 이동하며, 상기 승강 몸체측으로 작업 대상물을 이송시키는 제2 유닛; 및 상기 승강 몸체의 단부에 구비되며, 상기 제2 유닛에 의하여 이송된 상기 작업 대상물이 부착되게 부압을 발생시키는 제3 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 베이스의 상면에 상기 제1 방향으로 형성되어 상기 왕복 몸체가 왕복 가능한 레일과, 상기 왕복 몸체에 구비되며, 구동력을 전달받아 상기 레일을 따라 왕복 가능한 이동 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 왕복 몸체는, 상기 베이스의 상면에 상기 제1 방향으로 형성된 레일을 따라 왕복하는 이동부와, 상기 이동부의 단부로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 승강 몸체는 상기 연장부에 승강 가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 승강 몸체는, 상기 왕복 몸체에 장착되는 고정 블록과, 상기 고정 블록에 신축 가능하게 출입하는 적어도 하나 이상의 로드체와, 상기 로드체의 하단부에 구비되어 상기 로드체의 신축에 연동하여 상기 제2 방향으로 승강 왕복하는 승강편을 포함하며, 상기 제3 유닛은 상기 승강편에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 상기 베이스의 하부측에 상기 제3 방향으로 배치되어 상기 제3 유닛측으로 상기 작업 대상물을 상기 제3 방향을 따라 이송시키는 공급 컨베이어와, 상기 공급 컨베이어에 구동력을 전달하는 구동 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 공급 컨베이어는, 상기 베이스의 하부측에 평행하게 한 쌍으로 배치되며, 한 쌍으로 배치되는 상기 공급 컨베이어는 각각 상기 작업 대상물을 반대 방향으로 이송시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 한 쌍으로 배치된 상기 공급 컨베이어 사이에 상기 베이스와 평행하게 배치되고, 복수의 작업 공정중 하나의 공정이 이루어진 상기 작업 대상물이 거치되는 연결 공정 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제3 유닛은, 상기 승강 몸체의 하단부에 장착되는 흡착판과, 상기 흡착판과 연결되어 부압을 발생시키는 부압 발생원을 포함하며, 상기 작업 대상물은 상기 부압 발생원의 가동에 의하여 상기 흡착판에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 이동 몸체는 상기 베이스 상에 단일 또는 한 쌍씩 배치되어 동시에 또는 별개로 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 제1 방향으로 왕복 가능함과 동시에 제2 방향으로 승강 가능한 제1 유닛의 일측에 부압을 발생시키는 제3 유닛이 제2 유닛에 의하여 제3 방향을 따라 이송되는 작업 대상물을 흡착하는 구조로부터, 일련의 작업 공정을 자동화하고 연속적으로 실시토록 함으로써 작업 공수를 줄이고 신속하고 정확한 제품의 대량 생산을 도모할 수 있게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치의 측면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치에 의하여 작업 대상물이 이송되는 경로를 모식적으로 나타낸 평면 개념도
도 4는 일반적인 작업 대상물을 촬영한 도면 대용 사진

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치의 측면 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치에 의하여 작업 대상물이 이송되는 경로를 모식적으로 나타낸 평면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 제1 방향(d1)으로 왕복 가능함과 동시에 제2 방향(d2)으로 승강 가능하고 베이스(50)상에 구비된 제1 유닛(10)의 일측에 부압을 발생시키는 제3 유닛(30)이 제2 유닛(20)에 의하여 제3 방향(d3)을 따라 이송되는 작업 대상물(40)을 흡착하는 구조임을 파악할 수 있다.

베이스(50)는 후술할 제1 유닛(10)이 장착되어 이동하는 공간과 면적을 제공하는 것이다.

제1 유닛(10)은 베이스(50) 상에 제1 방향(d1)으로 이동하는 왕복 몸체(11)와, 왕복 몸체(11)의 일측에 구비되어 제1 방향(d1)과 직교하는 제2 방향(d2)으로 이동하는 승강 몸체(12)를 구비한 것이다.

제2 유닛(20)은 왕복 몸체(11)와 승강 몸체(12)가 제1 방향(d1) 및 제2 방향(d2)으로 이동함에 의하여 형성되는 가상의 평면에 대하여 직교하는 제3 방향(d3)으로 이동하며, 승강 몸체(12)측으로 작업 대상물(40)을 이송시키는 것이다.

제3 유닛(30)은 승강 몸체(12)의 단부에 구비되며, 제2 유닛(20)에 의하여 이송된 작업 대상물(40)이 부착되게 부압을 발생시키는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 구조의 실시예로부터 일련의 작업 공정을 자동화하고 연속적으로 실시토록 함으로써 작업 공수를 줄이고 제품의 대량 생산을 도모할 수 있게 될 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본 발명은 도시된 바와 같이 베이스(50)의 상면에 제1 방향(d1)으로 형성되어 왕복 몸체(11)가 왕복 가능한 레일(60)과, 왕복 몸체(11)에 구비되며, 구동력을 전달받아 레일(60)을 따라 왕복 가능한 이동 블록(61)을 더 구비할 수 있다.

여기서, 레일(60)과 이동 블록(61)은 미세하고 정확한 위치 결정 및 조정이 가능하도록 LM 가이드와 같은 선형 전동기를 채용하는 것도 고려할 수 있을 것이다.

한편, 왕복 몸체(11)는, 베이스(50)의 상면에 제1 방향(d1)으로 형성된 레일(60)을 따라 왕복하는 이동부(111)와, 이동부(111)의 단부로부터 제2 방향(d2)으로 연장되는 연장부(112)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

여기서, 승강 몸체(12)는 연장부(112)에 승강 가능하게 장착되는 것도 파악할 수 있다.

이때, 승강 몸체(12)는, 왕복 몸체(11)에 장착되는 고정 블록(121)과, 고정 블록(121)에 신축 가능하게 출입하는 적어도 하나 이상의 로드체(122)와, 로드체(122)의 하단부에 구비되어 로드체(122)의 신축에 연동하여 제2 방향(d2)으로 승강 왕복하는 승강편(123)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있을 것이다.

후술할 제3 유닛(30)은 승강편(123)에 구비되는 것이 바람직함은 작업 대상물(40)의 이송 및 흡착 다시 재이송에 편의를 제공하기 위함임은 명백하다.

한편, 제2 유닛(20)은, 베이스(50)의 하부측에 제3 방향(d3)으로 배치되어 제3 유닛(30)측으로 작업 대상물(40)을 제3 방향(d3)을 따라 이송시키는 공급 컨베이어(21a, 21b)와, 공급 컨베이어(21a, 21b)에 구동력을 전달하는 구동 전달부(22)를 포함하는 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

여기서, 제2 유닛(20)은, 한 쌍으로 배치된 공급 컨베이어(21a, 21b) 사이에 베이스(50)와 평행하게 배치되고, 복수의 작업 공정중 하나의 공정이 이루어진 작업 대상물(40)이 거치되는 연결 공정 플레이트(23)를 더 구비할 수도 있다.

또한, 제3 유닛(30)은, 승강 몸체(12)의 하단부에 장착되는 흡착판(31)과, 흡착판(31)과 연결되어 부압을 발생시키는 부압 발생원(이하 미도시)을 포함하는 실시예를 적용할 수 있다.

여기서, 부압 발생원은 흡입 펌프 등과 같이 흡착판(31)에 작업 대상물(40)이 흡착되게 하는 부압을 발생시키는 것일 수도 있다.

이때, 작업 대상물(40)은 부압 발생원의 가동에 의하여 흡착판(31)에 부착되는 것이다.

한편, 왕복 몸체(11)는 도 1 및 도 2를 참조하면 베이스(50) 상에 한 쌍씩 배치되어 동시에 또는 별개로 제1 방향(d1)을 따라 이동 가능하게 배치되도록 하거나, 단일로 구비되어 제1 방향(d1)을 따라 이동 가능하게 배치되도록 하는 것도 가능하다.

또한, 제2 유닛(20)의 공급 컨베이어는 도 3과 같이 ①일측(도 3의 우측 하단)으로부터 투입된 작업 대상물(40)이 ②③④ 위치를 거쳐 ⑤타측(도 3의 좌측 하단)으로부터 작업 완료되어 취출될 수 있도록 제1 공급 컨베이어(21a)와 제2 공급 컨베이어(21b)로 구비될 수 있다.

여기서, 제1, 2 공급 컨베이어(21a, 21b)는 왕복 몸체(11)에 대응되게 상호 평행하게 배치되어지되, 제1 공급 컨베이어(21a)가 작업 대상물(40)을 이송시키는 방향과 제2 공급 컨베이어(21b)가 작업 대상물(40)을 이송시키는 방향은 상호 반대인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 투입 및 취출용 지그 장치의 작동 과정에 관하여 살펴보고자 하며, 참고로 제1 유닛(10)의 왕복 몸체(11)는 한 쌍씩 구비되어 있다고 가정하고 설명할 것이다.

우선, 제1 공급 컨베이어(21a)가 ①의 위치에서 ②의 위치까지 제3 방향을 따라 작업 대상물(40)을 이송시키면, 제1 유닛(10)의 로드체(122)는 고정 블록(121)으로부터 신장되며, 이에 따라 승강편(123)은 제1 공급 컨베이어(21a)의 상면까지 하강하게 된다.

이후, 승강편(123)에 장착된 제3 유닛(30)의 흡착판(31)은 부압 발생원의 가동에 의하여 부압을 발생시켜 ②의 위치로 이송된 작업 대상물(40)을 흡착하고, 한 쌍의 제1 유닛(10) 중 일측 제1 유닛(10)의 이동부(111)는 레일(60)을 따라 이동한다.

이때, 이동부(111)는 연결 공정 플레이트(23)상의 ③ 위치에 작업 대상물(40)을 이송시킨 다음, 도시하지 않은 체결 장치에 의하여 작업 대상물(40)을 조립 대상물(이하 미도시)에 체결하는 작업 등을 실시하게 된다.

계속하여, 부압 발생원의 가동을 중지하여 흡착판(31)으로부터 작업 대상물(40)이 이탈되면 승강편(123)은 로드체(122)의 수축에 따라 상승하고, 일측 제1 유닛(10)의 이동부(111)가 ②의 위치로 이동하게 된다.

다음으로, 한 쌍의 제1 유닛(10) 중 타측 제1 유닛(10)의 이동부(111)가 ④의 위치에서 ③의 위치로 이동하여 타측 제1 유닛(10)의 로드체(122)는 고정 블록(121)으로부터 신장되며, 이에 따라 승강편(123)은 조립 대상물에 체결된 작업 대상물(40)에 접근한다.

이후, 타측 제1 유닛(10)의 승강편(123)에 장착된 흡착편(31)에 부압 발생원이 가동되면, 흡착편(31)은 작업 대상물(40)을 흡착하여 ③의 위치에서 연결 공정 플레이트(23)를 따라 제2 공급 컨베이어(21b)의 ④ 위치로 이동시켜 안착시킨다.

계속하여, 부압 발생원의 가동을 중지하고 흡착편(31)이 구비된 승강편(123)이 상승하게 되면, 제2 공급 컨베이어(21b)는 작업 대상물(40)을 ④의 위치에서 ⑤의 위치로 이송시켜 취출하게 됨으로써 일련의 공정이 완료되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 일련의 작업 공정을 자동적으로 연속 실시함으로써 작업 공수를 줄이고 생산량 증대의 도모가 가능하도록 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

10...제1 유닛
11...왕복 몸체
111...이동부
112...연장부
12...승강 몸체
121...고정 블록
122...로드체
123...승강편
20...제2 유닛
21a, 21b...공급 컨베이어
22...구동 전달부
23...연결 공정 플레이트
30...제3 유닛
31...흡착판
40...작업 대상물
50...베이스
60...레일
61...이동 블록
d1...제1 방향
d2...제2 방향
d3...제3 방향

Claims (9)

1. 베이스;
   상기 베이스 상에 제1 방향으로 이동하는 왕복 몸체와, 상기 왕복 몸체의 일측에 구비되어 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동하는 승강 몸체를 구비한 제1 유닛;
   상기 왕복 몸체와 상기 승강 몸체가 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동함에 의하여 형성되는 가상의 평면에 대하여 직교하는 제3 방향으로 이동하며, 상기 승강 몸체측으로 작업 대상물을 이송시키는 제2 유닛; 및
   상기 승강 몸체의 단부에 구비되며, 상기 제2 유닛에 의하여 이송된 상기 작업 대상물이 부착되게 부압을 발생시키는 제3 유닛을 포함하며,
   상기 왕복 몸체는 상기 베이스 상에 단일 또는 한 쌍씩 배치되어 동시에 또는 별개로 상기 제1 방향을 따라 이동 가능하고,
   상기 제2 유닛은,
   상기 베이스의 하부측에 상기 제3 방향으로 배치되어 상기 제3 유닛측으로 상기 작업 대상물을 상기 제3 방향을 따라 이송시키는 것으로, 상기 베이스의 하부측에 평행하게 한 쌍으로 배치되는 공급 컨베이어와,
   상기 공급 컨베이어에 구동력을 전달하는 구동 전달부와,
   한 쌍으로 배치된 상기 공급 컨베이어 사이에 상기 베이스와 평행하게 배치되고, 복수의 작업 공정중 하나의 공정이 이루어진 상기 작업 대상물이 거치되는 연결 공정 플레이트를 포함하고,
   한 쌍으로 배치되는 상기 공급 컨베이어는 각각 상기 작업 대상물을 반대 방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스의 상면에 상기 제1 방향으로 형성되어 상기 왕복 몸체가 왕복 가능한 레일과,
   상기 왕복 몸체에 구비되며, 구동력을 전달받아 상기 레일을 따라 왕복 가능한 이동 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 왕복 몸체는,
   상기 베이스의 상면에 상기 제1 방향으로 형성된 레일을 따라 왕복하는 이동부와,
   상기 이동부의 단부로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 연장부를 포함하며,
   상기 승강 몸체는 상기 연장부에 승강 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 승강 몸체는,
   상기 왕복 몸체에 장착되는 고정 블록과,
   상기 고정 블록에 신축 가능하게 출입하는 적어도 하나 이상의 로드체와,
   상기 로드체의 하단부에 구비되어 상기 로드체의 신축에 연동하여 상기 제2 방향으로 승강 왕복하는 승강편을 포함하며,
   상기 제3 유닛은 상기 승강편에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3 유닛은,
   상기 승강 몸체의 하단부에 장착되는 흡착판과,
   상기 흡착판과 연결되어 부압을 발생시키는 부압 발생원을 포함하며,
   상기 작업 대상물은 상기 부압 발생원의 가동에 의하여 상기 흡착판에 부착되는 것을 특징으로 하는 자동 투입 및 취출용 지그 장치.
   
9. 삭제

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