Brake Module Assembly Using a Redundant Robot Having an 1 DOF End Effector

In this paper, we deal with robotic automation for assembling car brake modules. A car brake module is comprises of a torque member, two brake pads, and two pad liners. In the assembly process, brake pads and pad liners are needed to be inserted in a torque member. If we use a typical robotic hand for the assembly, task time takes too long. So, we propose two methods. The first method is to use an end effector that has five grippers capable of gripping five assembly parts. In the first method we attached the implemented end effector to a conventional 6 degrees of freedom industrial manipulator and performed the bake module assembly task. Experimental results show that the task time is remarkably reduced. The brake module assembly task needs the robot to change its orientation frequently, so, in the second method, we added one degree of freedom to the end effector that is used in the first method. By attaching it to a conventional 6 degrees of freedom industrial manipulator, we composed a 7 degrees of freedom redundant manipulator. A redundant manipulator has the advantage of flexible manipulation so the robot can change its orientation easily and can perform assembly task very fast. Experimental results show that the second method dramatically reduce whole task time for brake module assembly.

1 자유도 엔드 이펙터를 갖는 여유 자유도 로봇을 사용한 브레이크 모듈 조립

이 논문에서는 자동차의 제동장치에 사용되는 브레이크 모듈 조립 작업을 로봇을 사용하여 자동화한 사례를 소개한다. 브레이크 모듈은 하나의 토크 멤버에 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 장착하여 조립을 완성한다. 이 조립 작업은 로봇의 방향을 자주 바꾸어 주어야하기 때문에 일반적인 산업용 로봇 핸드를 사용하면 조립 시간이 오래 걸린다. 이 논문에서는 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째 방법은 다섯 개의 그리퍼를 갖는 로봇 엔드 이펙터를 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하여 조립 작업을 수행하는 방법이다. 이 방법에서는 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 한꺼번에 파지하여 조립 작업을 수행하며 따라서 하나의 그리퍼 만을 가지고 있는 기존의 엔드 이펙터에 비해 조립 시간을 줄일 수 있었다. 두 번째 방법에서는 첫 번째 방법을 더욱 개선하여 엔드 이펙터가 하나의 부가적인 자유도를 가지도록 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하였다. 이 방법에서는 전체 로봇 머니퓰레이터가 7 자유도를 갖는 여유자유도 머니퓰레이터가 되어 로봇의 동작을 최소화하면서 조립에 필요한 다양한 로봇 방향을 구현할 수 있었다.