KR100510970B1 - 2개의 회전축을 가진 작업대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 회전축을 가지는 작업대를 제공한다. 상기 2개의 회전축을 가지는 작업대는, 고정된 지지프레임과; 상기 지지프레임에 제 1 회전축으로 연결되어 상기 지지프레임에 대해 제 1 방향으로 회전하도록 연결된 제 1 회전프레임과; 상기 제 1 회전프레임에 제 2 회전축으로 연결되어 상기 제 1 회전프레임에 대해 제 2 방향으로 회전하도록 연결된 제 2 회전프레임; 및 상기 제 2 회전프레임 상에 배치되어 소정의 작업 대상을 파지하는 파지수단을 포함한다. 이에 따라, 상기 파지수단에 의해 파지되어 고정된 작업 대상, 예컨대 차량의 헤드램프, 혼, 및 냉각팬 등과 같은 단위 부품들을 여러 위치에 조립하기 위한 베이스인 캐리어를 두 개의 서로 다른 방향으로 회전시킴으로써, 한 작업자가 한 장소에서 조립 등의 작업을 하기 용이하도록 도와주는 작업대가 제공될 수 있다.

Description

2개의 회전축을 가진 작업대 {ASSEMBLING MACHINE WITH TWO ROTARY AXES}

본 발명은 여러 부품을 한자리에서 조립하기 용이하도록 파지하는 작업대에 관한 것으로, 더 상세하게는 작업 대상을 파지하여 2개의 회전축에 대해 회전시킴으로써 한 작업자가 여러 방향에서 부품을 조립하기 용이하도록 구성한 작업대에 관한 것이다.

일반적으로 다수의 부품을 조립하여 하나의 제품을 완성하는 공정에 있어서, 컨베이어 시스템을 이용하여 다수의 작업자가 한번에 하나씩의 부품을 조립하는 일련의 작업라인을 거쳐 제품을 완성하는 방식이 잘 알려져 있다. 이러한 종래의 컨베이어 시스템을 이용한 조립 라인 공정에 있어서는, 작업자의 숙련도가 적어도 되며 동일한 규격의 제품을 대량으로 생산하기 용이하다는 장점이 있었다.

그러나 이러한 종래의 컨베이어 시스템을 이용한 조립 공정에 있어서는, 제품 조립을 위하여 차지하는 공간이 크다는 단점이 있고, 이로 인해 작업장의 규모가 커져야만 하므로, 대형의 공장 형태만이 가능하다는 한계가 있었다. 더구나, 하나의 조립 라인에서 동시에 일을 하여야 하는 작업자의 수도 조립되어져야 할 부품 수에 따라 많아져야만 한다는 한계가 있었다. 따라서 일정 수 이상의 제품을 생산하는 대량 생산 체제가 아닌 경우에 컨베이어 시스템을 적용하는 것에는 생산성이 떨어진다는 단점이 있었다.

다시 말해서, 오늘날 점차 채용되어가고 있는 다품종 소량생산 방식 즉 단일 규격의 제품을 소량 생산한 다음 다시 다른 규격의 제품을 소량 생산하여야 하는 경우에, 상기와 같은 컨베이어 시스템을 적용한다면, 각각의 서로 다른 규격을 가지는 각 제품에 대하여 각각의 조립 라인을 다수 설치하여야 하므로 제조비용이 증가하여 채산성이 없다는 단점이 있었다.

이러한 종래의 컨베이어 조립 라인 방식은, 반제품 조립 방식의 생산 공정에 적용하는 것도 한계가 있었다. 예컨대, 차량의 헤드램프, 혼, 냉각팬 등을 조립한 차량의 전방에 장착되는 조립체와 같이, 서너개의 부품만으로 이루어진 반제품을 조립하는 경우에 있어서도 컨베이어 조립 방식을 채용하는 것에는 상대적으로 상당한 작업 공간이 필요하다는 단점이 있었다. 예컨대, 각각의 부품을 조립하는데 걸리는 단위 조립 시간이 각각 다르기 때문에 이를 보완하기 위하여 추가 장치가 필요하거나 조립 라인의 길이가 길어져야만 하며, 조립 후 검사 공정을 위한 공간도 더 필요하게 된다. 더구나 차량의 헤드램프나 혼, 냉각팬 등을 조립하기 위한 캐리어와 같은 작업 대상, 즉 금속재질의 무겁고 부피가 클 뿐만 아니라 부품을 조립하는 방향이 작업성에 중요한 변수가 되는 경우에는, 컨베이어로 이송하면서 조립하는 작업이 오히려 비효율적이었다.

이와 같은 종래의 컨베이어 시스템에 대한 대안으로서, 종래에 이러한 캐리어를 이용하는 조립 공정에서는, 소위 "박스" 타입의 조립 방식이 채용되었다. "박스"타입이란, 한 작업자가 정해진 작업공간에서 상기 캐리어 상에 여러 개의 부품을 직접 조립하는 방식을 일컫는다. 이러한 방식에 있어서도, 작업자가 예컨대 크고 무거운 캐리어의 다양한 부분에 있는 부품 삽입 위치에 해당 부품을 장착하여야 하기 때문에, 조립이 불편하며 조립 시간이 상대적으로 오래 걸린다는 단점이 있었다.

이와 같이, 상대적으로 무겁고 부피가 큰 작업 대상에 여러 개의 부품을 여러 방향의 여러 위치에 장착하는 작업이 한 명의 작업자에 의해서 용이하게 이루어질 수 있도록 파지하여 움직여주는, 그리하여 보다 효율적이고 생산성 높은 조립 작업이 가능하도록 하는, 작업대에 대한 요구가 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 박스 타입의 조립 방식에서 요구되는 바와 같은 보다 효율적이고 생산성 높은 조립 작업이 한 작업자에 의해 가능하도록 하는 새로운 구조를 가지는 작업대를 제안하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 2개의 회전축을 가지고 작업 대상을 2개의 회전축을 이용해 회전시킴으로써 원하는 조립 위치가 작업자가 가장 편하게 작업할 수 있는 방향으로 움직일 수 있도록 한 작업대를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전축 상에서 움직이는 작업 대상이 전기적인 서보 모터 및/또는 에어실린더를 포함하는 구동 모터에 의해 움직일 수 있도록 함으로써 부피가 크고 상대적으로 무거운 작업 대상이 작업단계에 따라 적응적으로 자동 회전될 수 있도록 한 작업대를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전축에 따라 움직이는 프레임 상에서 작업 대상을 고정하는 파지수단의 형태를 필요에 따라 적절하게 교체하여 장착할 수 있도록 구성함으로써 여러 가지 규격의 작업 대상을 적절하게 파지할 수 있도록 한 작업대를 제공하려는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 회전축에 따라 움직이는 프레임 상에서 작업 대상을 고정하는 파지수단의 위치를 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있도록 구성함으로써 여러 가지 규격의 작업 대상을 적절하게 파지할 수 있도록 한 작업대를 제공하려는 것이다.

상술한 목적들을 성취하기 위하여, 본 발명은 2개의 회전축을 가지는 작업대를 제공한다. 상기 2개의 회전축을 가지는 작업대는, 고정된 지지프레임과; 상기 지지프레임에 제 1 회전축으로 연결되어 상기 지지프레임에 대해 제 1 방향으로 회전하도록 연결된 제 1 회전프레임과; 상기 제 1 회전프레임에 제 2 회전축으로 연결되어 상기 제 1 회전프레임에 대해 제 2 방향으로 회전하도록 연결된 제 2 회전프레임; 및 상기 제 2 회전프레임 상에 배치되어 소정의 작업 대상을 파지하는 파지수단을 포함한다. 이에 따라, 상기 파지수단에 의해 파지되어 고정된 작업 대상, 예컨대 차량의 헤드램프, 사이드램프, 및 냉각팬 등과 같은 단위 부품들을 여러 위치에 조립하기 위한 기초 부품인 캐리어를, 예컨대 좌우방향으로 돌리고 다시 위아래방향으로 돌림으로써, 한 작업자가 조립이나 또는 검사 등의 작업을 하기 편하도록 도와주는 작업대가 구성될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라, 상기 제 1 회전프레임은 U자 형태로서 그 하부 프레임에서 상기 제 1 회전축이 설치되며, 상기 제 2 회전프레임은 상기 제 1 프레임의 U자보다 작은 U자 형태로서 그 측부 프레임에 상기 제 2 회전축이 설치되는 구성이 가능하다. 더 나아가, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축은, 예컨대 서보모터 및/또는 에어실린더와 같은 구동모터에 의해 회전하도록 구성될 수 있는데, 이 경우 상대적으로 무겁고 부피가 큰 작업 대상의 경우에도 자동으로 원하는 방향으로 회전되도록 할 수 있다.

또한 더 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 회전축은 서보모터에 의해 회전하도록 구성되고, 상기 서보모터의 작동은 상기 작업 대상의 소정 위치에 소정 부품의 장착여부를 검출하는 신호에 따라 자동으로 이루어지는 구성이 가능하다. 이 실시예에 따르면, 작업자가 원하는 부품을 조립하는 절차가 진행됨에 따라 자동으로 회전됨으로써 조립과정 전체가 자동화될 수 있는 작업대가 제공될 수 있다.

한편, 상기 제 1 회전축(예컨대 z축)과 상기 제 2 회전축(예컨대 x축)은 서로 평행한 면에 위치하며 서로 직교하도록 위치될 수 있는데, 이 경우, z축을 중심으로 하는 각도와 x축을 중심으로 하는 각도의 두 회전각을 적절히 조절함으로써 조립을 원하는 부품의 조립될 위치를 3차원 공간 상에서 임의의 원하는 위치로 오도록 조절할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 파지수단은: 상기 작업 대상의 하단 및 후면을 각각 지지하는 적어도 하나의 고정된 지지부재와; 상기 작업 대상이 상기 고정 지지부재 상에 장착된 후에 이동하여 상기 작업 대상의 상단 및 상기 작업 대상의 전면을 각각 지지하는 적어도 하나의 이동하는 구성부품을 갖는 지지부재를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 작업 대상의 장착이 용이하고 장착후에는 작업 대상을 단단하게 파지할 수 있으므로, 작업 대상을 좌우 및 상하로의 회전 운동시키는 과정이 안정감있게 이루어질 수 있다.

이때, 상기 파지수단은, 여러 가지 종류의 규격을 가진 작업대상에 대해 적용하기 위하여, 착탈가능하게 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라 여러 가지 규격을 가지는 파지수단이 제작되어 작업대상에 따라 적절한 규격의 파지수단이 교체장착될 수 있다.

더 나아가 상기 파지수단은, 각각 상기 제 2 회전프레임을 따라 미끄러짐 가능하게 연결되어 필요에 따라 그 위치를 조절할 수 있게 구성될 수 있다. 이 경우, 여러 가지 규격을 가지는 작업 대상에 따라 그 파지하는 위치를 조절할 수 있다는 장점을 가진다.

구체적인 실시예에서, 상기 이동하는 구성부품을 가지는 지지부재는, 각각 상기 고정된 지지부재를 기초로 다수의 관절을 포함하는 링크 구조와 상기 링크 구조를 이동시키기 위한 액츄에이터로 구성될 수 있다.

한편, 상기 고정된 지지부재는, 상기 작업 대상의 소정 개구에 삽입되어 지지하도록 돌출 형성된 삽입형 고정 지지부재를 더 포함할 수 있다. 더 나아가, 상기 이동하는 구성부품을 포함하는 지지부재도 삽입지지형 이동 지지부재를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 삽입지지형 이동 지지부재는 상기 작업 대상이 소정 위치에 도착한 후 상기 작업 대상의 소정 개구 내로 삽입하도록 이동하는 걸림축 및 상기 걸림축을 이동시키는 액츄에이터로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 2개의 회전축을 가지는 작업대(10)가 도시되는데, 도 1은 전체적인 구조를 보여주는 정면도이다. 본 실시예에 따른 작업대(10)는 작업 대상(20)을 파지하고 예컨대 좌우 및/또는 상하 방향으로 회전시켜서 조립 등의 작업이 한 작업자에 의해 쉽게 이루어지게 하려는 목적을 가진다.

설명의 편의를 위하여, 작업 대상(20)은 차량의 헤드램프와 혼 및 냉각팬 등을 조립한 반제품을 만들기 위한, 도 2에서 정면도로 및 도 3에서 측면도로 개략적으로 도시된 바와 같은 캐리어(20)라고 가정한다. 이 캐리어(20)는 각 부품이 장착될 공간(22, 24, 26, 28)을 가지고 있는 뼈대로 구성되어 있는데, 제품의 성질상 금속재질로 되어 있고, 차량의 크기에 따라 다른 크기를 가질 수 있다. 또한 상기 부품 장착 공간(22, 24, 26, 28)에 장착되는 각 부품 예컨대 헤드램프 조립체, 혼(horn), 냉각팬 등과 같은 부품들이 조립되어야 할 방향이 여러 방향이라는 특징을 가진다. 따라서 작업자가 혼자서 조립하는 경우에, 조립될 부품에 따라 캐리어(20)를 돌려가면서 작업하여야만 하거나, 작업자가 캐리어(20) 주변을 돌면서 작업하여야만 한다. 본 발명에 따른 작업대(10)는, 한 작업자가 한 자리에서 움직이지 않고서도 조립작업을 쉽게 수행할 수 있도록, 캐리어(20)의 각 부품 장착 공간(22, 24, 26, 28)을 3차원적으로 적절하게 회전시켜주는 기능을 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2개의 회전축을 가지는 작업대(10)는, 고정된 지지프레임(1)과; 지지프레임(1)에 예컨대 z축인 제 1 회전축(2)으로 연결되어 상기 지지프레임(1)에 대해 예컨대 z축을 중심으로 수평면상에서 반시계방향인 제 1 방향으로 회전하도록 연결된 제 1 회전프레임(3)과; 제 1 회전프레임(3)에 예컨대 x축인 제 2 회전축(4)으로 연결되어 제 1 회전프레임(3)에 대해 예컨대 x축을 중심으로 수직면상에서 회전하는 방향인 제 2 방향으로 회전하도록 연결된 제 2 회전프레임(5); 및 제 2 회전프레임(5) 상에 배치되어 소정의 작업 대상(20)을 파지하는 파지수단(6)을 포함한다. 이밖에, 제어부(7) 및 모니터(8), 그리고 조립 작업을 위한 각종 공구들을 장착할 수 있는 보조 걸이(9) 등을 더 포함할 수 있다.

고정된 지지프레임(1)은 작업 장소에 상기 작업대가 놓여질 수 있게 하는 기초를 제공함과 동시에 캐리어(20)를 회전시킬 때의 기준좌표를 제공한다. 지지프레임(1)은 받침대 역할을 하는 하부프레임(12)과 이를 받치는 다수의 레그(14)를 포함하며, 추가적으로 작업대(10)의 상부에 모니터(8)나 다른 공구용 보조 걸이(9) 등을 장착하기 위한 상부프레임(18)을 더 갖출 수 있다. 변형예에 있어서, 레그(14)에는 바퀴가 장착되어, 전체 작업대(10)를 이동시키기 편리하게 구성할 수 있다. 상부프레임(18)은 하부프레임(12)에 양 측부프레임(16)에 의해 연결되어 지지될 수 있다. 지지프레임(1)의 크기는 한 작업자가 작업하기 충분한 공간을 차지하는 정도인 것이 바람직하다.

지지프레임(1)에는 두 개의 회전축(2, 4)에 의해 각각의 방향으로 회전하는 두 개의 회전프레임(3, 5)이 연결된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 회전프레임(3, 5)은 도시된 바와 같이 각각 U자 형태의 프레임으로 형성될 수 있다. 제 1 회전프레임(3)은 그 하부 프레임(32)에서 제 1 회전축(2)에 의해 지지프레임(1)의 하부 프레임(12) 상에 연결된다. 제 1 회전축(2)은 예컨대 에어실린더인 구동모터(22) 및 상기 구동모터의 구동에 따라 회전하는 연결축(24)을 구비한다. 이에 따라, 제 1 회전프레임(3)은 도 1의 z축을 중심으로 수평면상에서 반시계방향으로 회전하게 된다. 제 2 회전프레임(5)은 그 하부 프레임(52)에서 제 2 회전축(4)에 의해 제 1 회전프레임(3)의 측부 프레임(34, 36)에 각각 연결된다. 제 2 회전축(4)은 예컨대 서보모터인 구동모터(42) 및 연결축(44,46)을 구비한다. 이에 따라, 제 2 회전프레임(5)은 구동모터(42)의 구동에 따라 도 1의 x축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 실시예에 따른 2개의 회전축을 가진 작업대에 의해, 상대적으로 무겁고 부피가 큰 작업 대상의 경우에도 자동으로 원하는 방향으로 회전되도록 할 수 있다는 장점을 가진다.

이 경우, 모니터(8)에는 에어실린더나 서보모터와 같은 구동모터 등이 작동여부가 출력될 수 있고, 이에 따라 작업자가 제어부(7)에 설치된 푸시버튼과 같은 입력수단을 사용하여 모터의 동작을 제어할 수 있다. 또한 상기 모니터(8)에는 완료된 조립단계, 진행중인 조립단계, 진행예정인 조립단계 등이 출력될 수 있다.

더 나아가 상기 회전축(2,4), 예컨대 제 2 회전축(4)은 서보모터(42)에 의해 회전하도록 구성되고, 상기 서보모터의 작동은 상기 작업 대상인 캐리어(20)의 소정 위치에 소정 부품의 장착여부를 검출하는 신호에 따라 자동으로 이루어지도록 구성될 수 있다. 이러한 검출기(미도시됨)는 예컨대 헤드램프 조립체가 장착된 후 자동으로 서보모터(42)의 동작을 개시하도록 하는 신호를 출력하고, 이 신호에 따라 캐리어(20)의 사이드램프를 조립하는 위치가 작업자에게 향하도록 제 2 회전프레임(5)을 회전시킬 수 있다. 이 실시예에 따르면, 작업자가 원하는 부품을 조립하는 절차가 진행됨에 따라 자동으로 회전됨으로써 조립과정 전체가 자동화될 수 있는 작업대가 제공될 수 있다는 장점을 가진다.

도시된 실시예에서와 같이, 제 1 회전축(2)과 제 2 회전축(4)은 서로 평행한 면에 위치하며 서로 직교하도록, 예컨대 z축 및 x축 상에 위치되는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명에 따른 작업대가 이러한 직교하는 두 회전축만을 가지도록 하는 구성에 한정될 필요는 없다. 예컨대, 회전축(2, 4)이 예각을 가지도록 교차하는 경우도 가능하다. 이런 실시예에서 두 회전축 간의 각도는, 작업 대상에 조립하여야할 부품이 쉽게 장착되거나 또는 검사할 장비가 작업완료된 조립체에 접근할 수 있는 방향에 따라 정해질 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 프레임들(1, 3, 5), 특히 제 2 회전프레임(5) 상에 캐리어(20)가 장착될 때 캐리어(20)를 고정시키는 파지수단(6)이 제공된다. 파지수단(6)은, 도 1을 참조하면, 캐리어(20)의 하단을 받쳐주는 하단 지지부재(61)와, 캐리어(20)를 뒤에서 받쳐주는 후면 지지부재(62, 65, 66)를 포함하는데, 이들은 고정된 위치에서 캐리어(20)를 지지하는 고정된 지지부재이다. 이러한 고정된 지지부재로, 캐리어(20)에 형성되어 있는 구멍 즉 개구에 삽입되는 위치에 돌출 형성된 삽입지지형 고정 지지부재를 더 포함할 수 있는데, 도시된 예에서는 캐리어(20)의 상단의 양측을 잡아주는 돌출 지지부재(67)가 나타나 있다.

이 경우 상기 파지수단(6)의 각 지지부재는 탈착가능하게 장착되는 것이 바람직하다. 작업대상(20)의 형상이나 규격이 달라지는 경우에는 파지수단의 각 지지부재의 형상이나 위치가 달라져야만 한다. 따라서, 작업대상의 형상 및 규격에 따르는 적절한 파지수단을 교체 장착함으로서, 여러 가지 작업대상에 대하여도 상기 작업대(10)를 계속 사용할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한, 더 바람직한 변형예에 따라, 이들 고정된 지지부재(61, 62, 65, 66, 67)는, 각각 상기 제 2 회전프레임(5)의 하부프레임(52) 및 양 측부프레임(54, 56)을 따라 형성된 가이드홈(58)을 따라 미끄러짐 가능하게 연결되어 필요에 따라 그 위치를 조절할 수 있게 구성될 수 있다. 이 경우, 여러 가지 규격을 가지는 작업 대상에 따라 그 파지하는 위치를 조절할 수 있다는 장점을 가진다.

또한 파지수단(6)에는 전면 파지부재(63) 및 상단 파지부재(68)가 포함되는데, 이들은 캐리어(20)가 작업대(10)에 없는 상태에서는 열린상태(도 5 및 도 6 참조)인 제1위치에 있다가, 캐리어(20)가 도착하면 이동하여 캐리어(20)의 전면 및 상단을 붙잡는 닫힌상태인 제2위치(도 4, 도 7, 및 도 8 참조)로 이동하는 구성부품을 가진다. 이러한 이동하는 구성부품을 갖는 지지부재는 구체적으로 각각 다수의 관절을 포함하는 링크 구조와 상기 링크 구조를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가, 삽입지지형 이동 지지부재로서 후면 걸림부재(64)가 더 제공될 수 있다. 이 경우, 삽입지지형 이동 지지부재는 캐리어가(20) 소정 위치에 도착한 후 상기 작업 대상의 소정 개구 내로 삽입하도록 이동하는 걸림축 및 상기 걸림축을 이동시키는 액츄에이터를 포함하여 이루어질 수 있다. 이상과 같은 다양한 파지수단의 형태를 갖춘 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작업대는, 작업 대상의 장착이 용이하고 장착후에는 작업 대상을 단단하게 파지할 수 있으므로, 작업 대상을 좌우 및 상하로의 회전 운동시키는 과정이 안정감있게 이루어질 수 있다는 장점을 가진다.

이제 도 5을 참조하여, 파지수단(6)의 각 부재들(61, 62, 63, 64, 65, 66, 68)의 구조를 더 상세히 설명한다. 캐리어(20)의 하단을 지지하는 역할을 하는 부재는(61)는, 제 2 프레임의 하부프레임(52)의 측부에 형성된 가이드홈(58)에 미끄러짐가능하게 삽입되어 위치조절이 가능하고 캐리어(20)를 지지할 수 있는 견고한 구조를 가지도록 하기 위해 리브(614)를 포함하여 구성된다. 캐리어(20)의 후면을 지지하는 역할을 하는 부재(62)는, 제 2 프레임의 하부프레임(52)에 고정 설치되나 또한 하부프레임(52)의 상단에 형성된 가이드홈(58)에 미끄러짐가능하게 삽입되어 위치가 조절될 수도 있다. 캐리어(20)의 후면을 받치는 또 다른 지지부재(66)도, 제 2 프레임의 측부프레임(56)에 고정 설치되거나 상기 측부프레임(56) 후면에 형성된 가이드홈을 따라 위치조절이 가능하도록 연결될 수 있고, 캐리어(20)가 크거나 형태가 복잡해서 추가적으로 지지가 필요한 경우에는 도8 에서와 같이 보조지지부재(65)를 제 2 프레임의 측부프레임(56)과 연결 설치하여 사용할 수도 있다.

한편 캐리어(20)의 전면 및 상단을 각각 파지하도록 움직이는 링크 부재(63, 68)는 여러개의 관절을 가지고 링크운동을 하는 링크부(636, 686)와, 링크부를 움직이는 액츄에이터(634, 684), 그리고 캐리어(20)를 파지하는 부분인 파지부(638, 688)을 포함하여 구성된다. 예컨대, 캐리어(20)가 작업대에 없는 상태에서는 파지부(638, 688)는 도 5 와 같은 위치에 있다가, 일단 캐리어(20)가 작업대에 도착하여 하단 지지부재(61) 등에 얹혀지면, 액츄에이터(634, 688)가 작동하여 도 4 와 같은 위치로 이동하면서 캐리어를 파지한다. 한편 삽입형 이동지지부재(64)는, 액츄에이터(642) 및 걸림축(644)을 포함하여 구성될 수 있는데, 캐리어(20)가 도착되면 액츄에이터(642)가 가동하여 걸림축(644)이 전면으로 돌출된다. 이에 따라, 캐리어(20) 상에 형성된 개구로 걸림축(644)이 삽입될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 2개의 회전축을 가진 작업대에 따르면, 상기 파지수단에 의해 파지되어 고정된 작업 대상, 예컨대 차량의 헤드램프, 사이드램프, 및 냉각팬 등과 같은 단위 부품들을 여러 위치에 조립하기 위한 기초 부품인 캐리어를, 3차원 상에서 서로 다른 2개의 방향으로 회전시킴으로써, 한 작업자가 조립 등의 작업을 하기 편하도록 도와주는 작업대가 구성될 수 있다.

이상에서는, 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였다. 도시된 실시예는 본 발명의 특징을 구체적으로 나타낸 예시에 불과하며, 본 발명의 기술범위를 제한하는 것이 아님을 지적해둔다. 첨부된 특허청구범위에 기재된 범위내에서, 당업자라면 본 발명의 여러 특징들을 변형하고 수정하며 조합한 다른 실시예들을 쉽게 생각해낼 수 있다. 예컨대, 두 개의 회전축이 반드시 서로 직교하여야만 하는 것도 아니며 예각 또는 둔각을 가지도록 구성될 수 있고, 회전모터의 경우 단순한 에어실린더, 공압 모터일 수 있으나 서보모터나 스텝모터 등이 사용될 수도 있다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 구체적인 실시예에 의해서가 아니라, 특허청구범위에 기재된 바에 따라 해석되어야 할 것임을 지적해둔다.

이상 설명한 바와 같은 구성의 본 발명은, 박스 타입의 조립 방식에서 요구되는 바와 같은 보다 효율적이고 생산성 높은 조립 작업이 한 작업자에 의해 가능하도록 하는 작업대를 제공한다. 본 작업대에 따라, 2개의 회전축을 가지고 작업 대상을 구좌표계 상에서 회전시킴으로써 원하는 조립 위치가 작업자가 가장 편하게 작업할 수 있는 방향으로 움직일 수 있도록 한다. 또한, 2개의 회전축 상에서 움직이는 작업 대상이 서보 모터를 포함하는 구동 모터에 의해 움직일 수 있도록 함으로써 부피가 크고 상대적으로 무거운 작업 대상이 적응적으로 자동 회전될 수 있도록 한다. 더 나아가, 2개의 회전축에 따라 움직이는 프레임 상에서 작업 대상을 고정하는 파지수단의 위치를 필요에 따라 적절하게 조절 및/또는 교체할 수 있도록 구성함으로써 여러 가지 규격의 작업 대상을 적절하게 파지할 수 있도록 한 작업대가 제공될 수 있다는 등의 현저한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 2개의 회전축을 가진 작업대를 전체적으로 보여주는 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 작업대를 이용하여 작업하는 대상의 예인 캐리어의 정면도.

도 3은 도 2의 캐리어를 측면에서 보여주는 개략도.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업대에 파지수단의 위치를 캐리어가 장착된 경우에 측면에서 보여주는 개략도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업대에 파지수단의 위치를 캐리어가 없는 경우에 측면에서 보여주는 개략도.

도 6 및 도 7은 파지수단 중 링크 구조를 가진 이동 지지부재의 열린상태 및 닫힌상태를 각각 보여주는 개략도.

도 8은 도 1의 작업대의 파지수단을 상세히 보여주는 개략적인 측면도.

<부호의 간단한 설명>

1 : 베이스 2 : 제1회전축

3 : 제1회전프레임 4 : 제2회전축

5 : 제2회전프레임 6 : 파지수단

7 : 제어부 8 : 모니터

10 : 작업대 20 : 캐리어

22, 24, 26, 28 : 부품장착공간

Claims (11)

1. 고정된 지지프레임과;

   상기 지지프레임에 제 1 회전축으로 연결되어 상기 지지프레임에 대해 제 1 방향으로 회전하도록 연결된 제 1 회전프레임과;

   상기 제 1 회전프레임에 제 2 회전축으로 연결되어 상기 제 1 회전프레임에 대해 제 2 방향으로 회전하도록 연결된 제 2 회전프레임; 및

   상기 제 2 회전프레임 상에 배치되어 소정의 작업 대상을 파지하는 파지수단을 포함하는

   것을 특징으로 하는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전프레임은 U자 형태로서 그 하부 프레임에서 상기 제 1 회전축이 설치되며, 상기 제 2 회전프레임은 상기 제 1 프레임의 U자보다 작은 U자 형태로서 그 측부 프레임에 상기 제 2 회전축이 설치되는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
3. 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 회전축은 서보모터에 의해 회전하도록 구성되고, 상기 서보모터의 작동은 상기 작업 대상의 소정 위치에 소정 부품의 장착여부를 검출하는 신호에 따라 자동으로 이루어지는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 회전축은 회전실린더에 의해 구동하도록 구성되는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축은 직교하는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 파지수단은:

   상기 작업 대상의 하단 및 후면을 각각 지지하는 적어도 하나의 고정된 지지부재와;

   상기 작업 대상이 상기 고정된 지지부재 상에 장착된 후에 이동하여 상기 작업 대상의 상단 및 상기 작업 대상의 전면을 각각 지지하는 적어도 하나의 이동하는 구성부품을 갖는 지지부재를

   포함하는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 파지수단은, 각각 상기 제 2 회전프레임에 탈착가능하게 연결되는, 상기 2개의 회전축을 가지는 작업대.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 파지수단은, 각각 상기 제 2 회전프레임을 따라 미끄러짐 가능하게 연결되어 필요에 따라 그 위치를 조절할 수 있게 구성된, 상기 2개의 회전축을 가지는 작업대.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동하는 구성부품을 갖는 지지부재는, 각각 상기 고정된 지지부재를 기초로 다수의 관절을 포함하는 링크 구조와 상기 링크 구조를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하여 구성되는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 고정된 지지부재는, 상기 작업 대상의 소정 개구에 삽입되어 지지하도록 돌출 형성된 삽입형 고정 지지부재를 더 포함하는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 이동가능한 구성부품을 가지는 지지부재는 삽입형 이동 지지부재를 더 포함하는데, 상기 삽입형 이동 지지부재는 상기 작업 대상이 소정 위치에 도착한 후 상기 작업 대상의 소정 개구 내로 삽입하도록 이동하는 걸림축 및 상기 걸림축을 이동시키는 액츄에이터를 포함하여 구성되는, 2개의 회전축을 가지는 작업대.