(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多車種のパネルに対する情報を有し、該当するパネルの情報に対応するロケーター選択制御信号とパネル把持制御信号とを各々発生する制御部と；前記多車種のパネルに対応する複数個のロケーターを含むパネル把持部と；前記制御部から入力されるロケーター選択制御信号に応じて該当するロケーターを選択するように駆動される第１アクチュエータと；前記制御部から入力されるパネル把持制御信号に応じて該当するロケーターを駆動させる第２アクチュエータと；を含む車両生産ラインの多車種のパネル把持装置において、
前記第１アクチュエータは、回転するスピンドルを有するサーボモーターで構成され；前記第２アクチュエータは、往復運動するロッドを有する油圧シリンダーで構成され；
前記パネル把持部は、ボディーフレームと；
前記ボディーフレームの一側に装着された前記第１アクチュエータの駆動に連動して回転する第１シャフトと；
前記第１シャフトの回転運動に連動して前記第１シャフトの軸上で直線移動するように結合されるクランプと；
前記第１シャフトが長さ方向に挿入されて軸結合され、前記第２アクチュエータの駆動に連動して回転する第２シャフトと；
前記第２シャフトに軸結合され、多車種のパネルに対応するように備えられる複数個のロケーターと；
前記第１アクチュエータのスピンドルに結合された状態で前記第１アクチュエータの駆動に連動して回転する第１プーリと；
前記第１シャフトの端部に結合されて回転する第２プーリと；
前記第１プーリと第２プーリとの間に連結され、前記第１アクチュエータから発生した動力を前記第１シャフトに伝達する駆動ベルトとからなる動力伝達部と；
前記複数個のロケーターが前記第２シャフト上に軸結合された状態で前記複数個のロケーター側の方向に所定の弾性力を作用し、前記複数個のロケーターが第２シャフトに軸結合された状態を維持させる位置調節部と；
を含んでいることを特徴とする多車種のパネル把持装置。
【請求項２】
前記位置調節部は、前記複数個のロケーターが前記第２シャフト上に軸結合された状態で各々の一端が前記複数個のロケーターの下部に接するように装着される円筒形ハウジングと；前記ハウジングが各々嵌合される孔を有する弾性支持ブロックと；前記ハウジングと前記弾性支持ブロックとの間に装着され、前記ハウジングの外周面に嵌合された状態で前記ハウジングに設定された弾性力を提供する弾性部と；前記弾性支持ブロックに形成された孔に前記ハウジングの他端が各々嵌合された状態で締結され、前記ハウジングの動きを案内するガイド部と；を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の多車種のパネル把持装置。
【請求項３】
前記各々のロケーターは、前記第２シャフトが嵌合されて軸結合される装着孔を有するボディープレートと；前記装着孔の上部円周面に形成され、前記クランプが第１シャフトの軸上に移動して結合されるクランプ溝と；前記ボディープレートの上部に形成されているパネル把持手段と；を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の多車種のパネル把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネル把持装置に係り、特に多車種のパネル把持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、車両生産ラインに用いられるパネル把持装置には、クランプ（Ｃｌａｍｐ）またはフィンガー（Ｆｉｎｇｅｒ）を利用した機械的把持装置や、真空を利用した吸着把持装置など多様なものがある。機械的把持装置の場合、ドアパネルのように表面が同一平面上に形成されていないパネルは把持部位の面積が相対的に減るので確実な把持が難しく、把持後にドアパネルの姿勢が変わってしまうので定位置にセッティングするのが困難である。
【０００３】
図１と図３を参照して、従来の技術による多車種のパネル把持装置の動作過程について説明する。
図１に示すように、ジグ（ｊｉｇ）は、回転用シリンダー１０、クランプ用シリンダー１２、クランプ１４、ロケーター１６などから構成される。符号１８及び２０は第１ヒンジ及び第２ヒンジである。
まず、従来の技術による多車種のパネル把持装置の初期状態では、全てのジグがクランプ用シリンダー１２の後進によってクランプ１４が解放されており、回転用シリンダー１０の後進によって逆回転している。
【０００４】
図２に示すように、“イ”車種のパネル２２をハンドリングする場合、“イ”車種のジグが回転用シリンダー１０の作動で前進する。この時、クランプ用シリンダー１２が駆動されると、クランプ１４はパネル２２に接近する。続いて、クランプ用シリンダー１２の作動によってクランプ１４がパネル２２を、クランプ１４とロケーター１６との間に把持し、これを移送する。
【０００５】
前記のように、パネルを把持するために、一般的なロボットアーム（Ａｒｍ）やオーバーヘッドローダー（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｌｏａｄｅｒ；運搬装置の一種）に取り付けて使用するハンドリングジグの場合、多車種生産ラインでは、形状の異なる多様なパネルを把持するために、同一位置に多数個のジグを用意する必要があり、またパネルとジグとの干渉を避けるために回転構造にする必要があるため、構造が複雑になり重量も増加する。
【０００６】
つまり、３車種を生産するドアラインのハンドリングジグの場合は、図３に示すように、各基準位置（ＭＣＰ  ：  Ｍａｓｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｏｉｎｔ）ごとに３種類のジグを用意する必要がある。
【０００７】
また、前記のように、従来技術による多車種のパネル把持装置は、モデル形状が変わるたびにそれに適した形状のクランプまたはフィンガーを使用しなければならず、各クランプまたはフィンガーを駆動するための別途のシリンダーが必要であった。
このため、シリンダー数が多くなって製作費が高くなるだけでなく、狭い空間に密集して設置されるために保全性が悪くなる、車種の変更時に部品交換のための操業中止（Ｓｈｕｔ  Ｄｏｗｎ）期間が必要となる、重量が増加して速度が遅くなる、など結果的に生産性が落ちるという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、パネルの形状に応じて必要な複数個のクランプまたはフィンガーを、一台のシリンダーを駆動して選択することができる多車種のパネル把持装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、多車種のパネル把持装置の設置空間を減少させ、構成部品を簡素化することができる多車種のパネル把持装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両生産ラインの多車種のパネルを把持する装置において、多車種のパネルに対する情報を有し、該当するパネルの情報に対応するロケーター選択制御信号とパネル把持制御信号とを各々発生する制御部と；前記多車種のパネルに対応する複数個のロケーターを含むパネル把持部と；前記制御部から入力されるロケーター選択制御信号に応じて該当するロケーターを選択するように駆動される第１アクチュエータと；前記制御部から入力されるパネル把持制御信号に応じて該当するロケーターを駆動させる第２アクチュエータと；を含む車両生産ラインの多車種のパネル把持装置において、前記第１アクチュエータは、回転するスピンドルを有するサーボモーターで構成され；前記第２アクチュエータは、往復運動するロッドを有する油圧シリンダーで構成され；前記パネル把持部は、ボディーフレームと；前記ボディーフレームの一側に装着された前記第１アクチュエータの駆動に連動して回転する第１シャフトと；前記第１シャフトの回転運動に連動して前記第１シャフトの軸上で直線移動するように結合されるクランプと；前記第１シャフトが長さ方向に挿入されて軸結合され、前記第２アクチュエータの駆動に連動して回転する第２シャフトと；前記第２シャフトに軸結合され、多車種のパネルに対応するように備えられる複数個のロケーターと；前記第１アクチュエータのスピンドルに結合された状態で前記第１アクチュエータの駆動に連動して回転する第１プーリと；前記第１シャフトの端部に結合されて回転する第２プーリと；前記第１プーリと第２プーリとの間に連結され、前記第１アクチュエータから発生した動力を前記第１シャフトに伝達する駆動ベルトとからなる動力伝達部と；前記複数個のロケーターが前記第２シャフト上に軸結合された状態で前記複数個のロケーター側の方向に所定の弾性力を作用し、前記複数個のロケーターが第２シャフトに軸結合された状態を維持させる位置調節部と；を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
下記説明及び添付図面の多くは、本発明の全般的な理解を助けるために示されているが、これらは本発明の説明のために例示したものであって、本発明がこの説明及び添付図面に限定されるわけではない。また、本発明の要旨を分かりにくくするような公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１１】
以下に、図４から図１２を参照して本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の構成を説明する。
本発明による装置は、車両生産ラインの多車種のパネルを把持する装置において、制御部１００、第１アクチュエータ１１０、第２アクチュエータ１２０、パネル把持部１３０を含んで構成される。
【００１２】
制御部１００は、多車種のパネルに関する情報を有し、本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の制御に関連した全般的な動作を制御する。特に、該当するパネル情報に対応するロケーター選択制御信号とパネル把持制御信号とを各々発生する機能を有し、一種のマイクロプロセッサーで構成される。また、制御部１００は、別途のメモリ部を備え、メモリ部には車種に応じた各種パネル情報を予め保存する。制御部１００は、工程ラインでサーバーまたは一般的なパーソナルコンピュータを活用することができる。
【００１３】
第１アクチュエータ１１０は、制御部１００から供給されるロケーター選択制御信号の入力によってパネルの情報に該当するロケーターを選択するように駆動される。第１アクチュエータ１１０は、回転するスピンドルを有するサーボモーターで構成される。
【００１４】
第２アクチュエータ１２０は、制御部１００から供給されるパネル把持制御信号の入力によって該当するロケーターを駆動させる。第２アクチュエータ１２０は、往復運動するロッド１２２を有する油圧シリンダーで構成される。
【００１５】
パネル把持部１３０は、多車種のパネルに対応する複数個のロケーターを有し、第１、第２アクチュエータ１２０の駆動に連動して多車種のパネルに対応する複数個のロケーターの中からパネルの情報に該当するロケーターを駆動させる機能を行う。
【００１６】
図５に示す通り、パネル把持部１３０は、ボディーフレーム１３１、１３２、第１シャフト１３３、クランプ１３４、第２シャフト１３５、ロケーター１３６を含んで構成される。
ボディーフレーム１３１、１３２は、主フレーム１３１と補助フレーム１３２から構成され、主フレーム１３１には第２アクチュエータ１２０が装着され、補助フレーム１３２には第１アクチュエータ１１０が装着される。主フレーム１３１と補助フレーム１３２との結合は、主フレーム１３１の底面上部に補助フレーム１３２が置かれた状態でボルトによって締結される。
【００１７】
第１シャフト１３３は、補助フレーム１３２の一側に装着された第１アクチュエータ１１０の駆動に連動して回転するボールスクリューで構成される。
クランプ１３４は、第１シャフト１３３の回転運動に連動して第１シャフト１３３の軸上で長さ方向にスライディング移動するように結合される。また、クランプ１３４は、第１シャフト１３３の軸上で移動して該当するロケーター１３６と結合されて第２シャフト１３５の回転時に結合されたロケーターと共に回転し、ロケーター１３６を押す機能を行う。本発明の実施例で、クランプ１３４は、連結されたロケーターのみを回転させるように駆動される一種のクラッチ機能を行う。
【００１８】
第２シャフト１３５は、第１シャフト１３３が長さ方向に挿入されて軸結合され、第２アクチュエータ１２０の駆動に連動して回転する円筒形のシャフトである。即ち、第２アクチュエータ１２０のロッドが往復運動すると、これに連動して第２シャフト１３５が回転運動するようになる。第２シャフト１３５は、クランプ１３４が突出するように長さ方向に溝が形成される。
【００１９】
ロケーター１３６は、第２シャフト１３５に軸結合され、多車種のパネルに対応するように該当する数だけ備えられる。本発明の実施例では、ロケーターの数を５車種に対応するように５個に設定して構成する。
【００２０】
ここで、各々のロケーター１３６は、第２シャフト１３５が嵌合されて軸結合される装着孔１４２を有するボディープレート１４０と、装着孔１４２の上部円周面に形成され、クランプ１３４が、第１シャフト１３３の軸上に移動して結合されるクランプ溝１４４と、ボディープレート１４０の上部に形成されているパネル把持手段１４６とを含んでいる。符号１４７は装着孔１４２に結合されるブッシングを示し、符号１４９はウエイトプレートを示す。
【００２１】
パネル把持部１３０は、動力伝達部１５０を含んで構成される。
動力伝達部１５０は、第１アクチュエータ１１０のスピンドルに結合された状態で第１アクチュエータ１１０の駆動に連動して回転する第１プーリ１５２と、第１シャフト１３３の端部に結合されて回転する第２プーリ１５４と、第１プーリ１５２と第２プーリ１５４との間に連結され、第１アクチュエータ１１０から発生した動力を第１シャフト１３３に伝達する駆動ベルト１５６とからなる。符号１５８は駆動ベルト１５６を保護するカバーを示す。
【００２２】
パネル把持部１３０は、複数個のロケーター１３６が第２シャフト１３５上に軸結合された状態で、複数個のロケーターに所定の弾性力を作用し、複数個のロケーターが第２シャフト１３５に軸結合された状態を維持させる位置調節部１６０を含んでいる。
パネルは、図１２の（６）に示すように、ロケーター１３６のパネル把持手段１４６の間にパネルの一部が挿入されて把持される。即ち、互いに所定距離離隔して対向するパネル把持手段１４６の間の空間にパネルの一部が挿入されることによって、パネルが把持できる。パネルの種類によって複数個（本実施例では５個）のロケーター１３６の何れかが回転して把持するようになっている。
【００２３】
位置調節部１６０は、ハウジング１６２、弾性支持ブロック１６４、弾性部１６６、ガイド部１６８から構成される。ハウジング１６２は、複数個のロケーター１３６が第２シャフト１３５上に軸結合された状態で各々の一端が複数個のロケーター１３６の下部に接するように装着される。ハウジング１６２の形状は円筒形の一端が塞がった形態である。ハウジング１６２の塞がった部分は、他の部分の直径より大きく形成される。ハウジング１６２の開いた部分の内部にはナット部が形成され、ガイド部１６８が結合された状態でボルト１７０が締結される。
弾性支持ブロック１６４はボディーフレーム１３１、１３２に固定され、ハウジング１６２と弾性支持ブロック１６４の間に弾性部１６６が配置される。したがって、ハウジング１６２は弾性支持ブロック１６４から遠くなる方向に弾性力を受ける。
ハウジング１６２の下部がロケーター１３６の下部に接するように装着されることによって、ハウジング１６２はロケーター１３６が図６及び図７に示された位置にあるようにする力を提供する。そして、第２アクチュエーター１２０によってロケーター１３６が回転した状態で第２アクチュエーター１２０の作動が解除されれば、ハウジング１６２から伝えられる力によりロケーター１３６が図６及び図７に示された状態に復元される。
【００２４】
弾性支持ブロック１６４は、ロケーターが結合された第１シャフト１３３と平行して、ボディーフレーム１３１、１３２に結合される。弾性支持ブロック１６４は正六面体に形成され、ハウジング１６２の外径が各々嵌合される孔を有する。
【００２５】
弾性部１６６は、圧縮コイルスプリングからなり、ハウジング１６２と弾性支持ブロック１６４との間に装着され、ハウジング１６２の外周面に嵌合された状態でハウジング１６２に装着される。弾性部１６６は、ロケーターを水平に固定する機能を有す。
【００２６】
ガイド部１６８は、弾性支持ブロック１６４に形成された孔に嵌合され、ハウジング１６２の他端が各々ガイド部１６８に嵌合された状態でハウジング１６２の長さ方向の動きを案内する機能を有す。
図５の符号１４８は、各々のロケーターを構成するボディープレートの下部に形成されて、ハウジング１６２と接する部分を示す。
【００２７】
以下、図４から図１２を参照して本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の動作を説明する。
本発明の実施例によるパネル把持装置の動作は、多車種のパネルを把持するために複数個設けられたロケーターを一つのアクチュエータで選択するように構成し、選択されたロケーターを別途のアクチュエータで駆動させる方式を使用する。
【００２８】
まず、制御部１００から車種の情報が伝送されて該当するロケーター１３６がスイングされる動作を見ると、次のような動作順序になる。
図１２に示すように、制御部１００から第１アクチュエータ１１０（サーボモーター）にロケーター選択制御信号を供給する（▲１▼段階）。
この時、第１アクチュエータ１１０は制御部１００から供給されるロケーター選択制御信号の入力によって回転する（▲２▼段階）。
【００２９】
第１アクチュエータ１１０の回転によって第１プーリ１５２が回転し、第１プーリ１５２に連結された駆動ベルト１５６が連動して回転することによって第２プーリ１５４が回転する。
即ち、第１アクチュエータ１１０の回転によって第１プーリ１５２、駆動ベルト１５６、第２プーリ１５４に動力が伝達され、第１シャフト１３３が回転する。
【００３０】
第１アクチュエーター１１０が作動すれば、第１シャフト１３３が回転する。第１シャフト１３３の回転に対応して、第１シャフト１３３にネジ結合されているクランプ１３４が第１シャフト１３３の軸方向に移送される。この時、クランプ１３４は第２シャフト１３５に形成されている長さ方向の溝に移動可能に挿入されている。クランプ１３４が移送されることによって、クランプ１３４は複数のロケーター１３６のうちのいずれか一つと締結される。この時、クランプ１３４の上部がロケーター１３６に形成されているクランプ溝１４４に挿入されることによって、クランプ１３４と特定ロケーター１３６が締結される。クランプ１３４の移送によって特定ロケーター１３６が選択された状態で第２アクチュエーター１２０が作動すれば、第２シャフト１３５が回転し、その結果、第２シャフト１３５の溝に挿入されているクランプ１３４も共に回転する。したがって、クランプ１３４の回転によって選択されたロケーター１３６が回転する。
クランプ１３４の移送距離は、前記制御部１００から第１アクチュエータ１１０に供給されるロケーター選択制御信号の値によって調節される。つまり、第１アクチュエータ１１０の回転値によってクランプ１３４の移送距離が調節される。
【００３１】
クランプ１３４は、第１シャフト１３３の回転に連動して長さ方向に移送され、ロケーター選択制御信号に該当するロケーターを選択する（▲３▼段階）。
ここで、ロケーター１３６の選択とは、クランプ１３４が第１シャフト１３３の軸方向に移送されて該当するロケーターのクランプ溝１４４に結合された状態を言う。
【００３２】
このような状態で、制御部１００から第２アクチュエータ１２０にパネル把持制御信号が供給され、第２アクチュエータ１２０は駆動される（▲４▼段階）。
第２アクチュエータ１２０の駆動によってロッド１２２が伸張され、ロッド１２２の端部に連結される第２シャフト１３５が回転する（▲５▼段階）。
この時、第２シャフト１３５の回転によってクランプ１３４に連結されたロケーターが回転する（▲６▼段階）。
【００３３】
このような動作を通じて制御部１００から伝送された車種のパネルに該当するロケーターのみを選択して駆動することにより、多車種のパネルを把持することができるようになる。
【００３４】
【発明の効果】
前述のように、本発明による多車種のパネル把持装置は、一度設置すれば車種を変更する時にも自動対応が可能になるのでジグ交換のための操業中止期間が不必要になり、ジグの数及び構成部品を簡素化できるため多車種のパネル把持装置の動作が単純になり、パネルの把持効率を向上させてライン稼動率と生産性を向上させることができる。
また、シリンダーの数の減少によって重量を大幅に減少させ、多車種のパネル把持装置にかかる原価を節減することができ、車種変更時に追加される時間と追加経費を節減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による多車種のパネル把持装置の構成を示した図である。
【図２】図１に示された多車種のパネル把持装置の駆動によってパネルが把持される状態を示した図である。
【図３】従来の技術によって様々な車種に適用されるパネル把持位置を示した図である。
【図４】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の装着位置を示した図である。
【図５】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の構成を示した図である。
【図６】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の構成を示す図６と異なる方向からみた斜視図である。
【図８】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の構成を示す図６，７と異なる方向からみた斜視図である。
【図９】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の内部を示す一部断面図で、クランプとロケーターとの連結関係を示した図である。
【図１０】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の位置調節部１６０とロケーター１３６の連結関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の駆動によって該当ロケーターが作動した状態、即ちロケーターのうちの一つが回転した状態を示す斜視図である。
【図１２】明細書の作動説明に相当するもので、本発明の実施例による多車種のパネル把持装置の駆動順序を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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