한국산학기술학회논문지 (Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society)

  • 제19권2호
  • /
  • Pages.644-652
  • /
  • 2018
  • /
  • 1975-4701(pISSN)
  • /
  • 2288-4688(eISSN)
한국산학기술학회 (The Korea Academia-Industrial cooperation Society)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

IT 제품의 조립 공정 맞춤형 그리퍼 개념 설계에 관한 연구

A Study on Concept Design of Customized Gripper for Assembly Process of IT Products

  • 김현국 (한양대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 황순웅 (한양대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 안보영 (한양대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 허준형 (한양대학교 융합시스템학과) ;
  • 최윤성 (한양대학교 기계공학과) ;
  • 신규식 (한양대학교 로봇공학과) ;
  • 한장수 (한양대학교 로봇공학과)
  • Kim, Hyeon-Guk (Department of Mechatronics Engineering, Hanyang University) ;
  • Hwang, Soon-Woong (Department of Mechatronics Engineering, Hanyang University) ;
  • An, Bo-Young (Department of Mechatronics Engineering, Hanyang University) ;
  • Heo, Jun-Hyung (Department of Interdisciplinary Engineering Systems, Hanyang University) ;
  • Choi, Youn-Sung (Department of Mechanical Engineering, Hanyang University) ;
  • Shin, Kyoo-Sik (Department of Robot Engineering, Hanyang University) ;
  • Han, Chang-Soo (Department of Robot Engineering, Hanyang University)
  • 투고 : 2017.11.13
  • 심사 : 2018.02.02
  • 발행 : 2018.02.28
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문은 제품 교체 주기가 비교적 짧고 정기적인 IT 제품의 조립 공정 맞춤형 그리퍼 개념 설계에 관한 내용을 담고 있다. 제조 현장에서 쓰이는 그리퍼는 대부분 1~2 자유도로 간단하게 구성되고 한 번에 다양한 물체가 아닌 정해진 것만 다룬다. 또한 가격이 중요한 비중을 차지한다. 만약 공정에 적합한 그리퍼를 빠르고 쉽게 개발 할 수 있다면 제품 및 공정의 잦은 변경에 따른 자동화의 어려움을 일부 해소할 것으로 기대한다. 연구에 필요한 조립 공정은 재조사의 기밀인 관계로 공정 분석 진행 절차와 방법을 정의하고 기술하였다. 공리적 설계를 이용해 테블릿 PC 조립을 위한 그리퍼의 기능 요구와 설계 파라미터를 도출하였다. 이러한 파라미터를 결정함으로써 그리퍼의 개념 설계가 이루어질 수 있도록 설계 방법을 제안하였다. 타당성 검토를 위해 특정 공정을 선택하고 그리퍼 설계 진행 과정을 예재로 기술하였다. 그리퍼 설계 지침에 관한 연구가 있지만 고려 사항이 너무 일반적이고 아이디어 도출의 자유도가 높은 문제가 있다. 본 논문은 제품 및 자동화 시장이 활성화 된 IT 제품의 조립 공정을 바탕으로 그리퍼의 기능을 정의하였다. 이를 통해 물체를 잡는 것에 그치지 않고 조립 과정을 반영한 설계를 목표로 하였다.

This paper describes the conceptual design of a customized gripper for the assembly process of IT products, which has a relatively short and regular product replacement cycle. The grippers that are used in the manufacturing field are mostly composed of one to two degrees of freedom and they can only handle one object, not multiple ones. Cost is also an important factor. If it were possible to develop a gripper suitable for the assembly process quickly and easily, some of the difficulties involved in its automation caused by the frequent changes of product and process could be solved. The assembly process utilized for this research is defined and described as the procedure and method of the process analysis due to the confidentiality of the manufacturer. We used an axiomatic design to derive the functional requirements and design parameters of the gripper used for the tablet PC assembly process. We proposed a design method for the conceptual design of the gripper by determining these parameters. For the feasibility study, a specific process was selected and the progress of the gripper design was described as an example. Although there have been studies on the design guidelines for grippers, their considerations are too general and their degree of freedom is too high. This paper defines the function of the gripper based on the assembly process of the IT products, which allows their production to be streamlined and automated. In this research, we attempted to produce a design that reflects the assembly process, not just one that enables objects to be held.

키워드

참고문헌

  1. A. Bertetto and M. Ruggiu, "A two degree of freedom gripper actuated by SMA with flexure hinges", J. of Field Robotics, vol.20, no.11, pp. 649-657, 2003. DOI: https://doi.org/10.1002/rob.10114
  2. D. Pham and S. Yeo, "Strategies for gripper design and selection in robotic assembly", Int. J. of Production Research, vol.29, no.2, pp.303-316, 1991. DOI: https://doi.org/10.1080/00207549108930072
  3. M. Wagner, J. Morehouse, and S. Melkote, "Prediction of Part Orientation Error Tolerance of a Robotic Gripper", Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, vol. 25, no. 2, pp. 449-459, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2008.02.006
  4. S. Ragunathan and L. Karunamoorthy, "Modular Reconfigurable Robotic Gripper for Lim Material Handling in Garment Industries", Int. J. of Robotics and Automation, vol. 23, no. 6, pp. 213-219, 2008
  5. W.Townsend, "The Barrett Hand Grasper-Programmable Flexible Part Handling and Assembly", Industrial Robot: an Int. J., vol. 27, no. 3, pp. 181-188, 2000. https://doi.org/10.1108/01439910010371597
  6. C. Gosselin, F. Pelletier, and T. Laliberte, "An anthropomorphic underactuated robotic hand with 15 dofs and a single actuator", Proc. of the 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 749-754, May, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/R0B0T.2008.4543295
  7. G. Causey, "Guidelines for the design of robotic gripping systems", Assembly automation, vol. 23, no. 1,pp. 18-28, 2003. DOI: https://doi.org/10.1108/01445150310460033
  8. M. R. Cutkosky, "On grasp choice, grasp models, and the design of hands for manufacturing task", IEEE Transactions on robotics and automation, vol. 5, no. 3, pp. 269-279, 1989. DOI: https://doi.org/10.1109/70.34763
  9. R. G. Brown and R. C. Brost, "A 3-D modular gripper design tool", Proc of the 1997 IEEE International Conference Robotics and Automation, pp. 2332-2339, 1997. DOI: https://doi.org/10.2172/437676
  10. N. P. Suh, Asiomatic Design: Advances and Applications, Oxford University Press, pp.10-51, 2001.
  11. G. H. Ko, "Analysis for waterjet propulsion system with axiomatic approach", Master Thesis, Yonsei University, pp. 25-37, 2003.
  12. G. S. Shin, J. W. Yi, S. I. Yi, Y. D. Kwon, and G. J. Park, "Calculation of Information Contents in Axiomatic Design", J. of Korean Society of Precision Engineering, vol. 22, no. 6, pp. 183-191, 2005.