JP2022063822A - 自動車用金属加工品の異種ナット溶接自動化システム - Google Patents

Abstract

【課題】金属加工品の異種ナット溶接自動化システムを提供する。【解決手段】複数個の金属加工品が一列で離隔配置される固定治具パートと、金属加工品を同時に一側から他側方向に間欠的に移送させる移送治具パートを含む自動シャトルマシン、異種ナットを溶接する溶接マシン２００、前記溶接マシン２００に異種ナットを供給するナット供給ユニット３００、前記金属加工品を引き出しパッドに移動させる引き出しユニット４００、ナットが溶接されるように金属加工品の位置を変更し、金属加工品を引き出しユニットに落下させるロボット５００、および前記自動シャトルマシン、前記溶接マシン２００、前記ナット供給ユニット３００、前記引き出しユニット４００および前記ロボット５００から伝送される電気的信号を処理して制御信号を生成する制御ユニット、を含む金属加工品の異種ナット溶接自動化システムである。【選択図】図１

Description

本発明はロボットを利用して金属加工品に形成された打抜き孔に互いに異なる種類のナットを自動で溶接するナット溶接自動化システムに関する。

一般的に自動車は数多くの部品からなり、このような部品は自動化工程を通じて組み立てられる。自動車用部品はプレス工程、溶接工程等を通して最終的な製品、部品として生産され得る。溶接工程の対象である自動車用金属加工品はその形状が複雑で角の部分が鋭く、その大きさなどにより一定の重さを有する。また、このような金属加工品には多数の打抜き孔が形成され、互いに異なる種類のナット、ボルトなどが溶接される。

従来の溶接加工は、作業者を投入して金属加工品を移送し、ナットの種類およびその個数を確認しながら行われる手作業の方式であった。しかし、このような作業方式は安全事故の問題、作業者のミスによる不良問題、生産性の低下問題などを内包していた。また、溶接工程は溶接部位で同一のトルク性能を提供しなければならず、均質な溶接品質を提供しなければならないが、これは作業者の熟練度などによって変わるという問題があった。

したがって、溶接工程で、工程時間を短縮し、費用を節減し、生産性と製品競争力を向上させることができる設備に対する技術的ニーズとともに、自動化工程に対するシステムの開発が切に要求されているのが実情である。

大韓民国登録特許第１０－２０５２３０４号（２０１９．１１．２８．登録） 大韓民国公開特許第１０－２０１８－０１２２９８１号（２０１８．１１．１４．公開） 大韓民国登録特許第１０－２０１５８８６号（２０１９．０８．２３．登録）

本発明の実施例は前記のような問題点を解決するために案出されたもので、複雑な形状を有する自動車用金属加工品に互いに異なるナットを何度も溶接する過程において、自動化に最適化された各種要素技術を導入して金属加工品の異種ナット溶接自動化システムを構築することを目的とする。

また、溶接工程でナットに応じて溶接の主要因子である電流および加圧力を均一に提供して品質の信頼性を確保することを目的とする。また、ナットの漏れや他種のナットが誤溶接されることを防止することを目的とする。これを通じて、製品に対する不良率を減少させることができる。

また、溶接工程に対する運営の信頼性を確保し、生産性を全体的に向上させることを目的とする。また、製品の原価を削減して経営上の利益を改善することを目的とする。

また、作業者の投入を最小化して作業者のミスなどによる安全事故の発生を減少させることを目的とする。また、本システムの各構成要素間の結合関係を容易にして各構成要素に対するメインテナンスを便利にすることを目的とする。

本発明の実施例は前記のような課題を解決するために、一端で金属加工品がローディングされ、他端で金属加工品がアンローディングされるように複数個の金属加工品が一列で離隔配置される固定治具パートと、アンローディングが感知されると、前記固定治具パートにそれぞれ配置された金属加工品を同時に一側から他側方向に間欠的に移送させる移送治具パートを含む自動シャトルマシン；金属加工品に形成された複数個の打抜き孔に異種ナットを溶接する溶接マシン；前記溶接マシンに異種ナットを供給するナット供給ユニット；金属加工品に溶接されたナットの個数が正常であるかどうかをチェックした後、前記金属加工品を引き出しパッドに移動させる引き出しユニット；前記自動シャトルマシンで金属加工品をグリップした後、前記溶接マシンに移動させてナットが溶接されるように金属加工品の位置を変更し、金属加工品を引き出しユニットに落下させるロボット；および前記自動シャトルマシン、前記溶接マシン、前記ナット供給ユニット、前記引き出しユニットおよび前記ロボットから伝送される電気的信号を処理して制御信号を生成する制御ユニット；を含む金属加工品の異種ナット溶接自動化システムを提供する。

溶接マシンは離隔配置される少なくとも２個以上の溶接ユニットを含み、前記溶接ユニットは互いに異なる電流および加圧力を提供するように制御され、前記溶接ユニットには単一種類のナットのみを供給するナット供給ユニットが１個ずつそれぞれ連結されることが好ましい。

前記固定治具パートは複数個の締結孔が同一のパターンで繰り返し形成され、金属加工品の一部が載置されるように一定の間隔で突出するシート面が形成される第１垂直プレートを含む固定フレーム部；前記締結孔を通じて前記固定フレーム部に一定の間隔で結合されて金属加工品を搭載する治具部；を含むことが好ましい。

前記治具部のうち一端に配置されて金属加工品が最初にローディングされる第１治具部は、前記第１垂直プレートの一側面に設置されるブラケットフレーム；および前記ブラケットフレームの内側に挿入され、前記シート面と同一高さを有するように形成されて通電の有無を検出する通電感知部；を含むことが好ましい。

前記治具部は、前記第１垂直プレートの側面に結合されて金属加工品の載置を補助する補助シート面が形成される補助フレーム；「コ」の形状であって、一端が前記第１垂直プレートの側面に結合される離隔フレーム；前記離隔フレームの他端に結合され、金属加工品の前面を搭載する前面搭載フレーム；および前記離隔フレームの一端の側面に前記離隔フレームと同一締結孔を通じて前記第１垂直プレートと結合され、金属加工品の後面を搭載する後面搭載フレーム；を含むことが好ましい。

前記移送治具パートは移送フレーム部；前記移送フレーム部に結合され、前記固定治具パートの内側に配置されて移送される金属加工品を搭載する移送治具ユニット；前記移送フレーム部に上下の垂直運動を提供する昇降部；および前記移送フレーム部に前後の水平運動を提供する水平移動部；を含むことが好ましい。

前記移送治具ユニットは前記移送フレーム部に結合される固定ブラケット部；前記固定ブラケット部に結合され、移送される金属加工品の一部が載置されるように一定の間隔で突出する移送シート面が形成される第２垂直プレート；前記第２垂直プレートに一定の間隔で結合され、移送される金属加工品を一時的に搭載する移送治具部；を含むことが好ましい。

前記移送治具パートはアンローディングが感知されると、１）前記移送治具ユニットが前記昇降部によって上方に移動しながら固定治具パートに配置される金属加工品をリフティングし、２）前記移送治具ユニットが前記水平移動部によって一側から他側方向にあらかじめ設定された距離だけ移動されると、３）前記移送治具ユニットが前記昇降部によって下方に移動しながら前記移送治具ユニットに搭載されていた金属加工品をすぐ次の固定治具パートにそれぞれ配置させることが好ましい。

前記引き出しユニットは垂直、水平および傾斜方向に配置される複数個のアングルが結合されて形成されるボディフレーム部；前記ボディフレーム部の上側に配置されて落下する金属加工品が前記引き出しパッド側にスライディングされるように傾斜して配置されるスロープロッド；および前記ボディフレーム部の両側に配置されて金属加工品が離脱することを防止するサイドウォール；を含むことが好ましい。

前記引き出しユニットは、前記ボディフレーム部の後面に配置されて金属加工品のあらかじめ設定された打抜き孔の位置にナットが正常に溶接されたかどうかを検査する第１センサ部；および上側を向いて前記ボディフレーム部に配置され、前記スロープロッドを通じてスライディングされる金属加工品を検出する第２センサ部；をさらに含むことが好ましい。

以上で詳察した本発明の課題解決手段によると、次のような事項を含む多様な効果を期待することができる。ただし、本発明が下記のような効果をすべて発揮してこそ成立するものではない。

本発明の一実施例に係る金属加工品の異種ナット溶接自動化システムは、複雑な形状を有する自動車用金属加工品に互いに異なるナットを何度も溶接する過程において、自動化に最適化された各種要素技術を導入することができる。

また、溶接工程でナットに応じて溶接の主要因子である電流および加圧力を均一に提供して品質信頼性を確保することができる。また、ナットの漏れや他種のナットが誤溶接されることを防止することができる。これを通じて、製品に対する不良率を減少させることができる。また、溶接工程に対する運営の信頼性を確保し、生産性を全体的に向上させることができる。また、製品原価を節減して経営上の利益を改善することができる。また、作業者の投入を最小化して作業者のミスなどによる安全事故の発生を減少させることができる。

一実施例に係る金属加工品の異種ナット溶接自動化システムの概略図である。 図１の自動シャトルマシンについての斜視図である。 図２のＡ部分の拡大図である。 図１の自動シャトルマシンの動作を示す概略図である。 図１の溶接マシンについての図面である。 図１のナット供給ユニットについての図面である。 図１の引き出しユニットについての斜視図である。 図７を異なる方向で見た斜視図である。 本システムを図式化したブロック図である。

以下、本発明を説明するにおいて、関連した公知の機能についてこの分野の技術者に自明な事項であって、本発明の要旨を不要に曖昧にさせ得る恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。本出願で使った用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。

本出願で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。

図１は一実施例に係る金属加工品の異種ナット溶接自動化システムの概略図であり、図２は図１の自動シャトルマシンについての斜視図であり、図３は図２のＡ部分の拡大図であり、図４は図１の自動シャトルマシンの動作を示す概略図である。図５は図１の溶接マシンについての図面であり、図６は図１のナット供給ユニットについての図面である。図７は図１の引き出しユニットについての斜視図であり、図８は図７を異なる方向から見た斜視図であり、図９は本システムを図式化したブロック図である。

図１～図９を参照すると、本発明の一実施例に係る金属加工品の異種ナット溶接自動化システムは、自動シャトルマシン１０００、溶接マシン２００、ナット供給ユニット３００、引き出しユニット４００、ロボット５００、制御ユニット６００、安全フェンス部７００、サーバー部８００、近距離ネットワーク部（図示されず）等を含むことができる。本自動化システムは工場などの特定の設置区域内に導入され得る。本システムは各構成要素を密集するように配置して作業工程間の距離を短くすることができるところ、タクトタイムを向上させることができる。一方、本システムを通じての自動化工程は、ローディング工程、移送工程、溶接工程、検査工程、引き出し工程などのカテゴリーで要約することができる。また、本システムは自動化工程で作業者の安全管理を通じて産業災害を防止することができる。

自動シャトルマシン１０００は、一端で金属加工品Ｔがローディングされ、他端で金属加工品Ｔがアンローディングされるように複数個の金属加工品Ｔが一列で離隔配置される固定治具パート１１００と、アンローディングが感知されると固定治具パート１１００にそれぞれ配置された金属加工品Ｔを同時に一側から他側方向に間欠的に移送させる移送治具パート１２００を含む。ここで、金属加工品Ｔは（電気）自動車用部品であり得る。金属加工品Ｔは金属板を、例えばプレス加工を通じて成形される一定の形状と寸法を有する中間段階の部品であるか製品であり得る。このような金属加工品Ｔには複数個の打抜き孔が形成され得る。

自動シャトルマシン１０００は、一端でローディングされる金属加工品Ｔが順次他端に移送されてロボット５００によりグリップされると、自動シャトルマシン１０００でアンローディングされるように構成される。このために自動シャトルマシン１０００は固定治具パート１１００、移送治具パート１２００を含む。また、自動シャトルマシン１０００はローディングとアンローディングをそれぞれ感知する構成を含むことができる。

固定治具パート１１００は金属加工品Ｔの移送過程で駆動などの動作が発生しない固定部分を意味する。固定治具パート１１００は複数個のプレートまたはフレームが結合されて形成され、下側は地面に固定されている。このような、固定治具パート１１００は地面に垂直に配置される第１垂直プレート１１２０を含む。第１垂直プレート１１２０は２個が対向配置されて金属加工品Ｔの両端をそれぞれ支持することができる。

第１垂直プレート１１２０には複数個の締結孔１１２１が同一のパターンで繰り返し形成され得る。締結孔１１２１は多様な大きさを有することができ、第１垂直プレート１１２０の側面を貫通して形成される。また、第１垂直プレート１１２０には金属加工品Ｔの一部が載置されるように一定の間隔で突出するシート面１１２２が形成され得る。シート（ｓｅａｔ）面は扁平な面であって、表面には騒音や振動を防止する衝撃吸収パッドが形成され得る。シート面１１２２は金属加工品Ｔの形状によって多段で形成され得る。

治具部１１３０は締結孔１１２１を通じて固定フレーム部１１１０に一定の間隔で結合されて金属加工品Ｔを搭載する役割をする。このような治具部１１３０は金属加工品Ｔの両端部をそれぞれ搭載する。治具部１１３０は締結孔１１２１を通じて固定フレーム部１１１０に結合され得る。一方、治具部１１３０のうち一端に配置されて金属加工品Ｔが最初にローディングされる第１治具部は感知部をさらに含むことができる。具体的には、第１治具部はブラケットフレーム１１４１を通じて配置される通電感知部１１４２により金属加工品Ｔのローディングの有無を検出することができる。ブラケットフレーム１１４１は例えば、通電感知部１１４２が挿入収容されるボディ部と、ボディ部から延びてブラケットフレーム１１４１が第１垂直プレート１１２０に結合されるようにする結合部からなり得る。その結果、ブラケットフレーム１１４１は第１垂直プレート１１２０の一側面に設置され得る。ここで、設置方法は前述した締結孔１１２１を通じてのねじ結合であり得る。

通電感知部１１４２はブラケットフレーム１１４１の内側に挿入され、シート面１１２２と同一高さを有するように形成されて通電の有無を検出する。これは金属加工品Ｔが有する金属特性に起因する。通電感知部１１４２はブラケットフレーム１１４１の外側に露出する感知面を通じて金属加工品Ｔに接触され得る。このような通電感知部１１４２は第１治具部にそれぞれ配置されて金属加工品Ｔの一端と他端にそれぞれ接触され得る。通電感知部１１４２は第１治具部に金属加工品Ｔが正常にローディングされたかどうかを確認することができる。一方、通電感知部１１４２はローディングの有無に対する正常信号を生成して制御ユニット６００に伝送することができる。

これとは異なって、治具部１１３０のうち他端に配置されて金属加工品Ｔがアンローディングされる第ｎ治具部は感知部をさらに含むことができる。ここで、感知部は第１治具部でブラケットフレーム１１４１を通じて配置される通電感知部１１４２と同一構成であり得る。この時、通電感知部１１４２は金属加工品Ｔのアンローディングの有無を検出することができる。ブラケットフレーム１１４１と通電感知部１１４２については前述した通りであるため、以下具体的な説明は省略する。通電感知部１１４２は第ｎ治具部に金属加工品Ｔが正常にアンローディングされたかどうかを確認することができる。一方、通電感知部１１４２はアンローディングの有無に対する正常信号を生成して制御ユニット６００に伝送することができる。

また、治具部１１３０は補助フレーム１１３１、離隔フレーム１１３２、前面搭載フレーム１１３３、後面搭載フレーム１１３４、後面補助搭載フレーム１１３５、外側面搭載フレーム１１３６、固定ピンフレーム（図示されず）等をさらに含むことができる。補助フレーム１１３１には第１垂直プレート１１２０の側面に結合されて金属加工品Ｔの載置を補助する補助シート面１１３８が形成される。この時、補助シート面１１３８はシート面１１２２と同一高さを有するように形成され得る。補助シート面１１３８はシート面１１２２から一定の距離離隔する位置に形成され得る。離隔フレーム１１３２は「コ」の形状であり、一端が第１垂直プレート１１２０の側面に結合される。離隔フレーム１１３２は折り曲げ形成されるフレームを通じて前面搭載フレーム１１３３と後面補助搭載フレーム１１３５が第１垂直プレート１１２０から離隔配置され得るようにする。

前面搭載フレーム１１３３は離隔フレーム１１３２の他端に結合され、金属加工品Ｔの前面を搭載する。後面搭載フレーム１１３４は離隔フレーム１１３２の一端の側面に離隔フレーム１１３２と同一の締結孔１１２１を通じて第１垂直プレート１１２０と結合され、金属加工品Ｔの後面を搭載する。この時、前面搭載フレーム１１３３と後面搭載フレーム１１３４は同じ厚さで形成される。一方、前面搭載フレーム１１３３と後面搭載フレーム１１３４の間の距離は金属加工品Ｔが前面と後面の間の距離より大きく設定されることが好ましい。

また、後面補助搭載フレーム１１３５は離隔フレーム１１３２の他側に結合され、前面搭載フレーム１１３３と対向配置される。後面補助搭載フレーム１１３５は金属加工品Ｔの後面を補助的に搭載して金属加工品Ｔの搭載をより安定的にする。前面搭載フレーム１１３３と後面搭載フレーム１１３４の間の距離は前面搭載フレーム１１３３と後面補助搭載フレーム１１３５の間の距離より小さく設定されることが好ましい。

外側面搭載フレーム１１３６は第１垂直プレート１１２０の外側面に結合されて金属加工品Ｔの両端を搭載する。固定ピンフレームは第１垂直プレート１１２０の側面に結合されて搭載される金属加工品Ｔの位置を制限する。固定ピンフレームは突出配置される固定ピンが金属加工品Ｔに形成される位置制限ホールに挿入されるなどの方式で金属加工品Ｔの位置を固定させることができる。

移送治具パート１２００はアンローディングが感知されると固定治具パート１１００にそれぞれ配置された金属加工品Ｔを同時に一側から他側方向に間欠的に移送させる。具体的には、移送治具パート１２００は移送フレーム部１２１０、移送治具ユニット１２２０、昇降部１２３０、水平移動部１２４０を含むことができる。移送フレーム部１２１０は複数個のフレームが結合されて形成され、上下左右方向に移送される部分である。移送治具ユニット１２２０は移送フレーム部１２１０に結合され、固定治具パート１１００の内側に配置されて移送される金属加工品Ｔを搭載する役割をする。

具体的には、移送治具ユニット１２２０は固定ブラケット部１２２１、第２垂直プレート１２２２、移送治具部１２２３等を含むことができる。固定ブラケット部１２２１は移送フレーム部１２１０に結合される。第２垂直プレート１２２２は固定ブラケット部１２２１に結合される。第２垂直プレート１２２２には複数個の締結孔が同一のパターンで繰り返し形成され得る。第２垂直プレート１２２２には移送される金属加工品Ｔの一部が載置されるように一定の間隔で突出する移送シート面１２２４が形成され得る。移送治具部１２２３は第２垂直プレート１２２２に一定の間隔で結合され、移送される金属加工品Ｔを一時的に搭載する。

昇降部１２３０は移送フレーム部１２１０に結合され、第１駆動部を通じて移送治具ユニット１２２０に上下の垂直運動を提供する。水平移動部１２４０は移送フレーム部１２１０に結合され、第２駆動部を通じて移送治具ユニット１２２０に前後の水平運動を提供する。第１駆動部および第２駆動部はモータ、駆動シリンダー、減速機などの公知になっている駆動要素を含むところ、以下具体的な説明は省略する。

移送治具パート１２００はアンローディングが感知されると、１）移送治具ユニット１２２０が昇降部１２３０により上方に移動しながら固定治具パート１１００に配置される金属加工品Ｔをリフティングし、２）移送治具ユニット１２２０が水平移動部１２４０により一側から他側方向にあらかじめ設定された距離だけ移動されると、３）移送治具ユニット１２２０が昇降部１２３０により下方に移動しながら移送治具ユニット１２２０に搭載された金属加工品Ｔをすぐ次の固定治具パート１１００にそれぞれ配置させる。この時、移送治具ユニット１２２０は金属加工品Ｔと接触状態が解除され、金属加工品Ｔの下側に位置するようになるため干渉が発生しない。その後、移送治具ユニット１２２０が水平移動部１２４０により他側から一側方向に移動されて最初位置に復帰する。

溶接マシン２００は金属加工品Ｔにナットなどの締結部材を自動で溶接する装置である。溶接マシン２００は金属加工品Ｔに形成された複数個の打抜き孔に異種ナットを溶接する。一実施例に係る打抜き孔には２種のナットが溶接され得る。このように、金属加工品Ｔにはナットが溶接されているため、自動車の車体などに固定されたり他の部品と結合され得る。溶接マシン２００は例えば、電気抵抗溶接を遂行する装置であり得る。溶接マシン２００はナットの種類に応じて電流および加圧力を一定に制御して最適な溶接工程を遂行できる。これを通じて、溶接マシン２００はナットの種類に応じて各ナットに要請されるトルク性能を提供することができる。

一実施例に係る溶接マシン２００は、異種ナット（例えば、Ｍ６、Ｍ８等）に対する溶接を遂行するために離隔配置される少なくとも２個以上の溶接ユニット２１０を含むことができる。このような、溶接ユニット２１０は下部電極部２１２と上下移動可能な上部電極部２１１からなり得る。この時、下部電極部２１２には金属加工品Ｔが下面が支持される。この時、ナット載置機構２１３を通じてナットが金属加工品Ｔの上面に載置される。そうすると、上部電極部２１１は下降してナットが金属加工品Ｔと接触する地点で溶接を遂行する。

各溶接ユニット２１０は互いに異なる電流および加圧力を提供するように制御され得る。すなわち、ナットの種類に応じて互いに異なる溶接ユニット２１０が使われる。一実施例に係る溶接マシン２００には溶接ユニット２１０が２個配置されている。一方、溶接ユニット２１０は溶接工程で電流および加圧力に関する信号を測定してこれを制御ユニット６００に伝送することができる。制御ユニット６００は１個の金属加工品Ｔに溶接されるナットの総数量すなわち、打点の個数を一次的にカウントすることができる。

一方、溶接ユニット２１０には単一種類のナットのみを供給するナット供給ユニット３００が１個ずつそれぞれ連結されている。その結果、ナット供給ユニット３００は溶接マシン２００に異種ナットを供給することができる。ナット供給ユニット３００は遠心力によってナットがホッパー３１０の内周面に誘導され、一列に並んで排出されるように案内する。この時、ナット供給ユニット３００は振動を発生させてナットのより円滑な移動を可能にする。ホッパー３１０は上側が開放された形状であって、ナットが投入貯蔵される部分である。ナット供給ユニット３００はホッパー３１０の一側端部にナットガイド部３２０が連結されている。ナットは溶接マシン２００で溶接工程が進行中のとき、ナットガイド部３２０で待機し得る。また、ナットガイド部３２０の端部には移送ノズル３３０が連結されている。ナットは移送ノズル３３０を通じてナットガイド部３２０から溶接マシン２００（特に、ナット載置機構２１３）に移送される。移送ノズル３３０は内部が空いているホースの形態を有する。

引き出しユニット４００は金属加工品Ｔに溶接されたナットの個数が正常であるかどうかをチェックした後、金属加工品Ｔを引き出しパッド４４０に移動させる役割をする。引き出しユニット４００は複数個の近接センサを利用して金属加工品Ｔの特定の位置でナットを感知することができる。具体的には、引き出しユニット４００はボディフレーム部４１０、スロープロッド４２０、サイドウォール４３０、第１センサ部４５０、第２センサ部４６０等を含むことができる。

ボディフレーム部４１０は垂直、水平および傾斜方向に配置される複数個のアングルが結合されて形成される。ボディフレーム部４１０は地面に固定設置される。スロープロッド４２０はボディフレーム部４１０の上側に配置されて落下する金属加工品Ｔが引き出しパッド４４０側にスライディングされるように傾斜して配置される。スロープロッド４２０は例えば、一定間隔離隔して対向配置される１対で構成され得る。一方、サイドウォール４３０はボディフレーム部４１０の両側に配置されて金属加工品Ｔが離脱することを防止する。

引き出しパッド４４０はボディフレーム部４１０に設置される。引き出しパッド４４０は引き出しユニット４００で検査工程が完了した金属加工品Ｔが引き出される部分である。引き出しパッド４４０は弾性材質を含んでいるため、スライディングされる金属加工品Ｔに加えられる衝撃を吸収することができる。

第１センサ部４５０はボディフレーム部４１０の後面に配置されて金属加工品Ｔのあらかじめ設定された打抜き孔の位置にナットが正常に溶接されたかどうかを検査する。第１センサ部４５０は複数個の近接センサからなり得る。ここで、近接センサはナットごとに１個ずつ使われることが好ましい。すなわち、近接センサの個数は金属加工品Ｔに溶接されるナットの総個数と同じである。近接センサはナットが一定の距離以内に位置する場合、感知することができる。近接センサは金属加工品Ｔに溶接されるナットの位置を考慮してボディフレーム部４１０に配置される。

第１センサ部４５０は金属加工品Ｔに溶接されているナットの実際の個数を測定した後、制御ユニット６００に伝送することができる。したがって、本システムは打点の個数と実際の金属加工品Ｔに溶接されたナットの個数を互いに比較する方式で二重でチェックすることができる。

第２センサ部４６０は上側を向いてボディフレーム部４１０に配置され、スロープロッド４２０を通じてスライディングされる金属加工品Ｔを検出する。第２センサ部４６０は溶接工程が完了した金属加工品Ｔの数量をカウントすることができる。一方、第２センサ部４６０も溶接マシン２００を通じて測定される金属加工品Ｔの個数と実際の引き出しユニット４００を通じて引き出される金属加工品Ｔの個数を比較する方式で二重でチェックすることができる。

ロボット５００は自動シャトルマシン１０００で金属加工品Ｔをグリップした後、溶接マシン２００に移動させてナットが溶接されるように金属加工品Ｔの位置を複数回変更し、金属加工品Ｔを引き出しユニット４００に落下させる。このようなロボット５００は制御ユニット６００とあらかじめ設定されるアルゴリズムにより駆動することができる。ロボット５００は複数個のリンク部が連結されて多軸回動をする。ロボット５００は各回転軸ごとに駆動モータを使って多軸回動による作業自由度を向上させることができる。ロボット５００は関節部による屈曲能力、方向変換能力等を通して、３次元空間で金属加工品Ｔの位置を自由に変更させることができる。

ロボット５００はアーム（ａｒｍ）の端部に形成されるグリップ部を通じて金属加工品Ｔをグリップすることができる。ロボット５００は下部電極部２１２に金属加工品Ｔの打抜き孔が正確に位置するように金属加工品Ｔの位置を移動させる。ロボット５００はナット１個に対する溶接が完了すると、その次のナットに対する溶接工程のために金属加工品Ｔの位置を変更させる。一実施例に係るロボット５００は、一側の溶接ユニット２１０で、ある１種のナットの溶接が完了すると、他側の溶接ユニット２１０に移動して他種のナット溶接が行われるようにする。

制御ユニット６００は自動シャトルマシン１０００、溶接マシン２００、ナット供給ユニット３００、引き出しユニット４００およびロボット５００から伝送される電気的信号を処理して制御信号を生成する。一方、制御ユニット６００は本システムの各構成要素に制御信号を送信して個別的に制御することができる。このような制御ユニット６００はサーバー部８００内に含まれ得る。一方、このようなサーバー部８００はデータベース、無線送受信部などをさらに含むことができる。

制御ユニット６００は例えば、第１センサ部４５０で測定される電気的信号を受信してこれに対応する制御信号を生成することができる。また、制御ユニット６００は各構成要素から伝送されるデータを処理して本システムを統合的に制御することができる。その結果、構成要素のうちいずれか一部分で故障、事故およびその他のエラーなどが発生すると、本システムは全体的に作動が中止され得る。例えば、引き出しユニット４００で第１センサ部４５０を通じて測定されるナットの個数が打点の個数と不一致する場合、本システムは一時的に停止され得る。また、本システムの各構成要素間は電気的に互いに連結されている。

近距離ネットワーク部は本システムを構成する各構成要素だけでなく、作業者のスマートフォン、管理者のスマートフォンの相互間の電気的信号およびデータを伝達する役割をする。一方、作業者のスマートフォン、管理者のスマートフォンにはそれぞれ専用アプリケーションが設置され得る。これを通じて、サーバー部８００は無線送受信部を通じて作業者のスマートフォン、管理者のスマートフォンと例えば、ブルートゥース（登録商標）基盤の無線通信ができる。専用アプリケーションを実行すると作業者情報、勤務日程、勤務状況、勤務組の編成、安全守則情報などを確認することができる。これは位置情報に基づいて作業者が本システムの特定の設置区域付近に位置すると自動で認識される。一方、作業者は勤務日程にしたがって本人に割り当てられる作業数量が終了すると管理者の確認により作業終了に関するメッセージを伝送することができる。

また、安全フェンス部７００は本システムが配置される設置区域を囲む形態で形成される。安全フェンス部７００は作業者が設置区域内に出入りできるように安全ドアを含んでいる。一方、安全ドアにはロッキングの有無を感知する第３センサ部７１０が設置され、第３センサ部７１０は制御ユニット６００に測定信号を伝送することができる。例えば、安全ドアがオープンされると、本システムは制御ユニット６００により一時的に停止され得る。

以上では本発明の好ましい実施例を例示的に説明したが、本発明の範囲はこのような特定の実施例にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範疇内で適切に変更可能なものでである。

Claims (10)

1. 一端で金属加工品がローディングされ、他端で金属加工品がアンローディングされるように複数個の金属加工品が一列で離隔配置される固定治具パートと、アンローディングが感知されると、前記固定治具パートにそれぞれ配置された金属加工品を同時に一側から他側方向に間欠的に移送させる移送治具パートを含む自動シャトルマシン；
   金属加工品に形成された複数個の打抜き孔に異種ナットを溶接する溶接マシン；
   前記溶接マシンに異種ナットを供給するナット供給ユニット；
   金属加工品に溶接されたナットの個数が正常であるかどうかをチェックした後、前記金属加工品を引き出しパッドに移動させる引き出しユニット；
   前記自動シャトルマシンで金属加工品をグリップした後、前記溶接マシンに移動させてナットが溶接されるように金属加工品の位置を変更し、金属加工品を引き出しユニットに落下させるロボット；および
   前記自動シャトルマシン、前記溶接マシン、前記ナット供給ユニット、前記引き出しユニットおよび前記ロボットから伝送される電気的信号を処理して制御信号を生成する制御ユニット；を含む、金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
2. 溶接マシンは離隔配置される少なくとも２個以上の溶接ユニットを含み、
   前記溶接ユニットは互いに異なる電流および加圧力を提供するように制御され、前記溶接ユニットには単一種類のナットのみを供給するナット供給ユニットが１個ずつそれぞれ連結される、請求項１に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
3. 前記固定治具パートは
   複数個の締結孔が同一のパターンで繰り返し形成され、金属加工品の一部が載置されるように一定の間隔で突出するシート面が形成される第１垂直プレートを含む固定フレーム部；
   前記締結孔を通じて前記固定フレーム部に一定の間隔で結合されて金属加工品を搭載する治具部；を含む、請求項１に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
4. 前記治具部のうち一端に配置されて金属加工品が最初にローディングされる第１治具部は
   前記第１垂直プレートの一側面に設置されるブラケットフレーム；および
   前記ブラケットフレームの内側に挿入され、前記シート面と同一高さを有するように形成されて通電の有無を検出する通電感知部；を含む、請求項３に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
5. 前記治具部は
   前記第１垂直プレートの側面に結合されて金属加工品の載置を補助する補助シート面が形成される補助フレーム；
   「コ」の形状であって、一端が前記第１垂直プレートの側面に結合される離隔フレーム；
   前記離隔フレームの他端に結合され、金属加工品の前面を搭載する前面搭載フレーム；および
   前記離隔フレームの一端の側面に前記離隔フレームと同一締結孔を通じて前記第１垂直プレートと結合され、金属加工品の後面を搭載する後面搭載フレーム；を含む、請求項３に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
6. 前記移送治具パートは、
   移送フレーム部；
   前記移送フレーム部に結合され、前記固定治具パートの内側に配置されて移送される金属加工品を搭載する移送治具ユニット；
   前記移送フレーム部に上下の垂直運動を提供する昇降部；および
   前記移送フレーム部に前後の水平運動を提供する水平移動部；を含む、請求項１に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
7. 前記移送治具ユニットは
   前記移送フレーム部に結合される固定ブラケット部；
   前記固定ブラケット部に結合され、移送される金属加工品の一部が載置されるように一定の間隔で突出する移送シート面が形成される第２垂直プレート；
   前記第２垂直プレートに一定の間隔で結合され、移送される金属加工品を一時的に搭載する移送治具部；を含む、請求項６に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
8. 前記移送治具パートは
   アンローディングが感知されると、１）前記移送治具ユニットが前記昇降部によって上方に移動しながら固定治具パートに配置される金属加工品をリフティングし、２）前記移送治具ユニットが前記水平移動部によって一側から他側方向にあらかじめ設定された距離だけ移動されると、３）前記移送治具ユニットが前記昇降部によって下方に移動しながら前記移送治具ユニットに搭載されていた金属加工品をすぐ次の固定治具パートにそれぞれ配置させる、請求項７に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
9. 前記引き出しユニットは
   垂直、水平および傾斜方向に配置される複数個のアングルが結合されて形成されるボディフレーム部；
   前記ボディフレーム部の上側に配置されて落下する金属加工品が前記引き出しパッド側にスライディングされるように傾斜して配置されるスロープロッド；および
   前記ボディフレーム部の両側に配置されて金属加工品が離脱することを防止するサイドウォール；を含む、請求項１に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
10. 前記引き出しユニットは
    前記ボディフレーム部の後面に配置されて金属加工品のあらかじめ設定された打抜き孔の位置にナットが正常に溶接されたかどうかを検査する第１センサ部；および
    上側を向いて前記ボディフレーム部に配置され、前記スロープロッドを通じてスライディングされる金属加工品を検出する第２センサ部；をさらに含む、請求項９に記載の金属加工品の異種ナット溶接自動化システム。
    

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