KR100391445B1

KR100391445B1 - 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100391445B1
Application number: KR10-2000-0081865A
Authority: KR
Inventors: 김정철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2003-07-12
Also published as: KR20020053921A

Abstract

본 발명은 차체 용접 라인 및 파트 이송 도중의 블랭크 품질 문제 원인 파악을 용이하게 할 수 있는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치에 있어서, 상기 용접 라인 상에 장착되어 상기 용접 라인에 진입하는 블랭크의 이송상태를 검출하는 블랭크 이송 검출센서와; 상기 용접 라인으로 이송된 블랭크의 표면을 용접 전, 후로 각각 측정하는 블랭크 측정센서와; 상기 용접 라인에 진입되는 블랭크의 표면 데이터가 미리 저장되는 메모리와; 구동 제어신호의 입력에 따라 상기 용접 라인에 진입된 블랭크에 해당되는 스폿 용접을 수행하는 용접 로봇과; 상기 블랭크 이송 검출센서를 통해 상기 용접 라인에 블랭크가 진입되는 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 측정된 블랭크 표면 데이터가 입력되면 상기 용접 로봇으로 구동 제어신호를 발생하며, 상기 블랭크에 용접이 완료된 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 입력되는 블랭크 표면 데이터를 입력받아 비교 분석하여 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 발생하는 표시부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크 표면 데이터를 디스플레이하는 표시부와; 상기 제어부로부터 발생하는 경고부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크 표면의 이상을 경고하는 경고부를 포함하여 구성한다.

Description

차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법{WELDING LINE BLANK SURFACE DETECTING DEVICE OF VEHICLE FRAME LINE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 조립 라인에 관한 것으로서, 특히 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 차량 제조과정 중 차체 용접 라인은 프레스 라인→도장 라인→의장 라인에 이르는 제조과정 중의 하나이다. 따라서 차체의 균일한 품질을 보장해 주는 라인내의 검사 시스템은 중요한 과정이다.

용접 라인내의 차체 정도를 검사하는 시스템은 차체 블랭크(B.I.W ; Body In White)가 완성된 차체 리스폿 라인(Body Respot line) 끝에 위치하여 차체의 정도를 주기적으로 검사하였다. 이 시스템은 주로 용접 로봇 1대에 전용의 측정센서를 부착하여 블랭크를 검사하는 전용 시스템이며, 블랭크 주요 구멍, 패널 표면 등을 검사한다. 즉, 차체 용접 라인에서 블랭크 제조과정 중 용접건은 용접 기능만을 수행했고, 블랭크 표면 정도는 주로 품질 관리 측정실의 레이 아웃 머신이나 차체 리스폿 라인 끝에 위치한 전용 측정 장비에 의해 행하여 왔다.

위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 용접 기능과 측정 기능이 명확하게 분리 수행되어서 용접건은 용접만 수행하고, 측정은 주로 품질 관리 측정실이나 라인 끝에 위치한 전용 측정 장비를 사용함으로써 블랭크 조립 중에 일어나는 스폿 용접으로 인한 열변형, 파트의 이송 및 가공중에 발생하는 블랭크의 산포를 측정할 수 없었고, 발생원인의 추적도 어려웠다. 또한, 전용 측정 장비의 사용으로 투자비가 과다하게 소요되며, 차종의 공용화가 어렵고, 1공정으로 구성되므로 용접 라인이 길어진다. 또한 기존의 레이아웃 머신(Lay-Out Machine)을 이용한 오프 라인(Off Line)에서 측정을 주기적으로 실시함으로써 시간의 소모가 많아지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 차체 용접 라인 및 파트 이송 도중의 블랭크 품질 문제 원인 파악을 용이하게 할 수 있는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치에 있어서, 상기 용접 라인 상에 장착되어 상기 용접 라인에 진입하는 블랭크의 이송상태를 검출하는 블랭크 이송 검출센서와; 상기 용접 라인으로 이송된 블랭크의 표면을 용접 전, 후로 각각 측정하는 블랭크 측정센서와; 상기 용접 라인에 진입되는 블랭크의 표면 데이터가 미리 저장되는 메모리와; 구동 제어신호의 입력에 따라 상기 용접 라인에 진입된 블랭크에 해당되는 스폿 용접을 수행하는 용접 로봇과; 상기 블랭크 이송 검출센서를 통해 상기 용접 라인에 블랭크가 진입되는 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 측정된 블랭크 표면 데이터가 입력되면 상기 용접 로봇으로 구동 제어신호를 발생하며, 상기 블랭크에 용접이 완료된 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 입력되는 블랭크 표면 데이터를 입력받아 비교 분석하여 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 발생하는 표시부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크 표면 데이터를 디스플레이하는 표시부와; 상기 제어부로부터 발생하는 경고부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크 표면의 이상을 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 블랭크 표면 측정센서를 갖는 용접건을 이용하여 차량 조립 라인의 용접 라인에 진입하는 블랭크의 표면을 검사하는 방법에 있어서, 상기 용접 라인에 진입하는 블랭크의 이송상태를 검출하는 과정과; 상기 용접 라인으로 이송된 블랭크의 표면을 측정하는 과정과; 상기측정된 블랭크에 해당되는 스폿 용접을 수행하는 과정과; 상기 스폿 용접이 수행된 블랭크의 표면을 측정하는 과정과; 상기 스폿 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이를 분석하여 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치를 도시한 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치가 배치되는 용접 라인을 도시한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 용접건의 형상을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 과정을 도시한 제어 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치를 도시한 블록 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치가 배치되는 용접 라인을 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 용접건(52)의 형상을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예는 용접건(52)과 블랭크 측정센서(20)를 일체형으로 구성하여, 하나의 서브 라인에 3~4대로 일정 간격으로 설치함으로써 스폿 용접 전, 후에 블랭크(70) 조립 상태를 즉시 파악하고, 블랭크(70)의 제조 중에 일어나는 블랭크(70) 품질 문제를 신속하게 경고할 수 있는 장치이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치에 있어서, 블랭크 이송 검출센서(10), 블랭크 측정센서(20), 메모리(40), 용접 로봇(50), 제어부(30), 표시부(60), 경고부(70)를 포함하여 구성한다.

블랭크 이송 검출센서(10)는 상기 용접 라인 상에 장착되어 상기 용접 라인에 진입하는 블랭크(70)의 이송상태를 검출하는 기능을 한다.

블랭크 측정센서(20)는 상기 용접 라인으로 이송된 블랭크(70)의 표면을 용접 전, 후로 각각 측정하는 근접 센서이다. 상기 블랭크 측정센서(20)는 상기 용접 로봇(50)의 용접건(52) 하단에서 상기 블랭크(70)의 표면을 향하도록 일체형으로 장착된다. 즉, 스폿 용접으로만 사용하는 용접건(52)에 블랭크 측정센서(20)를 부착하여, 스폿 용접과 블랭크(70) 표면 측정 2가지를 수행한다. 또한, 종래에는 블랭크(70) 표면 측정장치를 용접 라인 끝에 설치하였으나, 본 발명의 실시예에서는 용접 라인 중간 중간에 블랭크 측정센서(20)를 갖는 용접건(52)을 용접 로봇(50)에 부착하여 라인내 품질문제 발생 지점을 인식할 수 있게 하였다.

메모리(40)는 롬과 램으로 구성되며, 상기 용접 라인에 진입되는 블랭크(70)의 표면 데이터가 미리 저장된다.

용접 로봇(50)은 구동 제어신호의 입력에 따라 상기 용접 라인에 진입된 블랭크(70)에 해당되는 스폿 용접을 수행한다.

도 3을 참조하면, 상기 용접 로봇(50)의 용접건(52)은 다음과 같은 구조로 되어있다. 용접건(52)은 전체적인 외형이 종래와 비슷한 구조로 되어 있고, 종래의 용접건 종류인 X형과 J형 및 스폿형 등 모든 형태의 용접건에 적용 할 수 있다. 용접건(52)은 상하 직선운행 등을 수행하며, 트랜스포머(Transformer) 내장형이고, 주로 플로어 어셈블리(Floor Assembly), 사이드 메인 라인(Side Main Line), 차체 리스폿 라인(Body Respot Line)에 적용된다.

제어부(30)는 일종의 마이크로 프로세서이며, 상기 블랭크 이송 검출센서(10)를 통해 상기 용접 라인에 블랭크(70)가 진입되는 상태에서 상기 블랭크 측정센서(20)로부터 측정된 블랭크(70) 표면 데이터가 입력되면 상기 용접 로봇(50)으로 구동 제어신호를 발생하고, 상기 블랭크(70)에 용접이 완료된 상태에서 상기 블랭크 측정센서(20)로부터 입력되는 블랭크(70) 표면 데이터를 입력받아 비교 분석하여 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생한다.

상기 제어부(30)는 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내이면 표시부(60)로 표시부 구동 제어신호를 공급하며, 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내가 아니면 경고부(70)로 경고부 구동 제어신호를 공급한다.

표시부(60)는 상기 제어부(30)로부터 발생하는 표시부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크(70) 표면 데이터를 디스플레이하는 모니터이다.

경고부(70)는 상기 제어부(30)로부터 발생하는 경고부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크(70) 표면의 이상을 경고하는 기능을 한다. 상기 경고부(70)는 시각적 또는 청각적으로 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사과정을 도시한 제어 흐름도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 과정을 설명한다.

먼저, 제어부(30)는 도 2의 (102)단계에서 블랭크 이송 검출센서(10)를 통해 용접 라인에 진입하는 블랭크(70)의 이송상태를 검출한다. 제어부(30)는 (102)단계에서 블랭크(70)가 이송된 상태이면 (104)단계로 진행하여 블랭크 측정센서(20)를 통해 상기 용접 라인으로 이송된 블랭크(70)의 표면을 측정한다. 제어부(30)는 (106)단계로 진행하여 용접 로봇(50)으로 구동 제어신호를 공급한다. 이때 용접 로봇(50)은 구동되어 상기 측정된 블랭크(70)에 용접 로봇(50) 프로그램에 따라 해당되는 스폿 용접을 수행한다. 제어부(30)는 (108)단계에서 블랭크 측정센서(20)를 통해 상기 스폿 용접이 수행된 블랭크(70)의 표면을 다시 측정한다. 제어부(30)는 (110)단계로 진행하여 상기 스폿 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이를 분석하여 (112)단계로 진행한다. 제어부(30)는 (112)단계에서 스폿 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생한다.

제어부(30)는 (112)단계에서 상기 스폿 용접 전, 후의 블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내이면 (114)단계로 진행하여 데이터를 표시부(60)로 전송하고, (116)단계에서 상기 블랭크(70) 표면 데이터를 표시부(60)에 디스플레이 한다.

한편, 상기 제어부(30)는 전술한 (112)단계에서 스폿 용접 전, 후의블랭크(70) 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내가 아니면 경고부(70)로 경고부 구동 제어신호를 공급한다. 이때 경고부(70)는 구동되어 상기 블랭크(70) 표면의 이상을 경고한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 스폿 용접기능과 측정 검사기능을 수행하는 용접건(52)으로 이루어지며, 종래 차체 리스폿 라인 끝에 있는 전용 측정 시스템을 플로어 조립라인, 사이드 조립라인, 차체 리스폿 라인 사이에 각각 설치함으로서 용접 및 파트 이송 도중의 품질 문제 원인 파악을 용이하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치 및 방법은 용접건과 블랭크 측정센서 기능을 통합하여 파트의 이송 전, 후와 용접 전, 후의 블랭크 상태를 모니터링 함으로써 차체 어셈블리 품질관리를 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치에 있어서,

상기 용접 라인 상에 장착되어 상기 용접 라인에 진입하는 블랭크의 이송상태를 검출하는 블랭크 이송 검출센서와;

상기 용접 라인으로 이송된 블랭크의 표면을 용접 전, 후로 각각 측정하는 블랭크 측정센서와;

상기 용접 라인에 진입되는 블랭크의 표면 데이터가 미리 저장되는 메모리와;

구동 제어신호의 입력에 따라 상기 용접 라인에 진입된 블랭크에 해당되는 스폿 용접을 수행하는 용접 로봇과;

상기 블랭크 이송 검출센서를 통해 상기 용접 라인에 블랭크가 진입되는 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 측정된 블랭크 표면 데이터가 입력되면 상기 용접 로봇으로 구동 제어신호를 발생하며, 상기 블랭크에 용접이 완료된 상태에서 상기 블랭크 측정센서로부터 입력되는 블랭크 표면 데이터를 입력받아 비교 분석하여 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생하는 제어부와;

상기 제어부로부터 발생하는 표시부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는 블랭크 표면 데이터를 디스플레이하는 표시부와;

상기 제어부로부터 발생하는 경고부 구동 제어신호의 입력에 따라 해당되는블랭크 표면의 이상을 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 블랭크 측정센서는 상기 용접 로봇의 용접건 하단에서 상기 블랭크의 표면을 향하도록 일체형으로 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내이면 표시부로 표시부 구동 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내가 아니면 경고부로 경고부 구동 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어장치.
블랭크 표면 측정센서를 갖는 용접건을 이용하여 차량 조립 라인의 용접 라인에 진입하는 블랭크의 표면을 검사하는 방법에 있어서,

상기 용접 라인에 진입하는 블랭크의 이송상태를 검출하는 과정과;

상기 용접 라인으로 이송된 블랭크의 표면을 측정하는 과정과;

상기 측정된 블랭크에 해당되는 스폿 용접을 수행하는 과정과;

상기 스폿 용접이 수행된 블랭크의 표면을 측정하는 과정과;

상기 스폿 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이를 분석하여 미리 설정된 오차 범위 이내인가의 여부에 따라 해당되는 제어신호를 발생하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 스폿 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내이면 상기 블랭크 표면 데이터를 디스플레이하는 과정을 더 부가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 스폿 용접 전, 후의 블랭크 표면 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내가 아니면 상기 블랭크 표면의 이상을 경고하는 과정을 더 부가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립 라인의 용접 라인 블랭크 검사 제어방법.