KR100460864B1 - 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템 - Google Patents

차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 용접라인의 공정 제어부와 용접 관리부를 통합하여 연동되도록 함으로써 용접로봇의 용접작업을 실시간 체크할 수 있는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 있어서, 상기 차량 용접라인에 분산 설치된 용접로봇들의 용접조건 설정 및 모니터링 기능에 외부 시스템과의 용접 타점 데이터의 소켓통신 기능을 부가한 용접 네트워크 제어부와; 상기 용접로봇의 용접작업에 관련된 제어동작을 수행하며, 상기 용접로봇의 구동에 따라 용접되는 용접 타점 데이터를 상기 용접 네트워크 제어부로 전송하는 용접기를 포함한 용접부와; 상기 용접기의 기동신호를 제어하며, 용접되는 차체의 사양 데이터를 실시간으로 전송하는 모니터링 제어부와; 상기 용접부가 작업하는 세부 사양별로 용접점수를 등록해 두고 상기 용접부와 상기 모니터링 제어부로부터 전송되는 데이터를 분석하여 용접되는 차체 사양의 용접점 누락을 판단 처리하는 메인 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템{WELDING QUALITY CONTROL SYSTEM OF VEHICLE WELDABLE WORKING LINE}
본 발명은 차량 용접라인에 관한 것으로서, 특히 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 차체 조립 자동화라인에는 수 백대의 점용접(Spot Welding) 로봇에 의해 패널이 자동으로 조립되고 있다.
차체 품질의 대부분을 차지하고 있는 용접 품질을 확보하려면 로봇에 의해 용접되고 있는 용접점 들의 품질관리가 절대적으로 중요하다.
종래에는 로봇에 의해 용접작업을 한 부분에 대해서 용접 여부 확인을 라인에 배치된 품질관리 요원(일명 "키퍼"라 명명되기도 함)들이 수시로 육안으로 확인하거나 2시간 간격으로 실시하는 드라이버 체크검사를 하고 있다.
여기서, 드라이버 체크검사는 용접 품질이 특히 관리되어야 하는 보안 용접부위에 드라이버를 끼우고 망치로 쳐서 분리 시험해 보는 검사를 말한다.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 작업자나 품질관리 요원에 의한 수동 샘플링 검사를 실시함에 따라 용접 품질관리의 효율성이 떨어진다. 즉, 개개인의 업무 특성 및 주변 환경에 따라 용접 품질관리가 이루어짐으로써 용접 누락 방지에 곤란함이 있으며, 보다 정확하고 신속한 용접 품질관리가 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 차량 용접라인의 공정 제어부와 용접 관리부를 통합하여 연동되도록 함으로써 용접로봇의 용접작업을 실시간 체크할 수 있는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 있어서, 상기 차량 용접라인에 분산 설치된 용접로봇들의 용접조건 설정 및 모니터링 기능에 외부 시스템과의 용접 타점 데이터의 소켓통신 기능을 부가한 용접 네트워크 제어부와; 상기 용접로봇의 용접작업에 관련된 제어동작을 수행하며, 상기 용접로봇의 구동에 따라 용접되는 용접 타점 데이터를 상기 용접 네트워크 제어부로 전송하는 용접기를 포함한 용접부와; 상기 용접기의 기동신호를 제어하며, 용접되는 차체의 사양 데이터를 실시간으로 전송하는 모니터링 제어부와; 상기 용접부가 작업하는 세부 사양별로 용접점수를 등록해 두고 상기 용접부와 상기 모니터링 제어부로부터 전송되는 데이터를 분석하여 용접되는 차체 사양의 용접점 누락을 판단 처리하는 메인 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템의 구성을 도시한 도면.
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 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템의 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 있어서, 용접 네트워크 제어부(10), 용접부(20), 모니터링 제어부(30), 메인 제어부(40)로 구성한다.
참조 번호(50)는 허브(Hub)이며, 메인 제어부(40)로 신호를 전송하기 위해 이더넷 통신을 위한 와이어를 연결하여 입력되는 신호를 많은 다른 선으로 분산시켜 출력하도록 구비된다.
용접 네트워크 제어부(10)는 차량 용접라인에 분산 설치된 용접로봇(24)들의 용접조건 설정 및 모니터링을 하도록 용접로봇(24)이 용접할 때마다 용접 타점 데이터를 소켓 접속하는 포트로 실시간 전송한다.용접 네트워크 제어부(10)와 용접부(20)를 구성하는 용접로봇(24)과의 데이터 전송(송수신)은 직렬통신, 병렬통신, 및 네트워크 통신 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 특히 직렬통신은 RS232C 통신을 이용하는 것이 바람직하다.또한, 용접 네트워크 제어부(10)와 용접로봇(24)은 선택된 통신방법에 따른 통신 인터페이스를 구비하는 것이 바람직하다.한편, 용접 네트워크 제어부(10)는 용접로봇(24)과의 데이터 송수신을 위한 소정의 통신 파라미터를 포함하는 제어 프로그램을 내장하고, 용접로봇(24)은 용접 네트워크 제어부(10)와의 데이터 통신을 위한 소정의 통신 파라미터를 포함하는 제어 프로그램을 내장하고 있는 것이 바람직하다.예를 들어, 용접 네트워크 제어부(10)와 용접로봇(24) 사이의 데이터 송수신은 RS-232C와 같은 직렬통신, I/O장치와 PC간의 통신에 주로 이용되는 병렬통신 혹은 LAN을 이용한 네트워크통신에 의해 이루어지게 된다.물론, 상기와 같은 통신을 위해서는 용접 네트워크 제어부(10)와 용접부(20)가 각 통신 타입에 따른 통신 포트를 장착하고 있어야 한다.참고적으로, 직렬통신의 대표적인 프로토콜인 RS-232C(Recommended Standard 232호 revision C)는 미국 전기공업협회에서 정한 컴퓨터와 모뎀 등 주변기기와의 접속을 위한 인터페이스 규격으로 산업표준으로 정착되어 널리 이용되고 있다.따라서, 용접 네트워크 제어부(10)와 용접로봇(24)은 RS-232C 규격에 따라 제작된 커넥터, 케이블 및 통신장비를 장착하여야 하는 바, 대부분의 PC는 RS-232C 통신방식을 채용하고 있다.병렬통신은 대표적으로 프린터 등 컴퓨터 주변기기와 컴퓨터 본체와의 통신에 사용되는 통신방식으로서, 용접 네트워크 제어부(10)에 지원되는 병렬포트를 이용하여 용접로봇(24)과 케이블을 연결하고, 대응되는 인터페이스를 구비함으로써 실행할 수 있다.LAN(Local Area Network)은 비교적 좁은 공간에 있는 다수의 컴퓨터와 여기에 접속되어 있는 대용량의 기억장치 등을 공유하기 위하여 설치한 국소 지역 통신망으로, LAN을 설치함으로써 다수의 컴퓨터 내에 내장되어 있는 정보를 공유하여 정보망에 연결된 컴퓨터끼리 고속으로 정보를 교환할 수 있게 된다.용접로봇(24)이 사용되는 공장 등에는 제어를 위한 시스템 구축의 필요로 인하여 LAN이 설치되어 있는 경우가 많으므로, 이를 이용하여 용접 네트워크 제어부(10)는 용접로봇(24)과 통신할 수 있다.이처럼, 용접 네트워크 제어부(10)는 상기한 세 가지 통신방식 중 어느 하나를 채용하여 용접로봇(24)과 통신을 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 전술한 바와 같이 이더넷 통신 연결방식을 사용할 수 있다.또한, 본 발명의 실시예를 구성하는 제어부간의 데이터 통신 연결방식에도 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
참고적으로, 용접 타점 데이터 형식은
'2001-05-28 15:30:45, 3, XXXXXXXXXXXXXX' 로 이루어지며, 각각 타점 시각, 용접기(26) 번호, 용접결과 데이터를 나타낸다.
용접부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 용접로봇 제어부(22), 용접로봇(24), 용접기(26)를 포함하여 구성한다. 용접부(20)는 용접로봇(24)의 용접작업에 관련된 제어동작을 수행하며, 용접부(20)내의 용접기(26)는 용접로봇(24)의 구동에 따라 용접되는 용접 타점 데이터를 용접 네트워크 제어부(10)로 전송한다.
모니터링 제어부(30)는 용접부(20)의 기동신호를 제어하며, 용접되는 차체의 사양 데이터를 실시간으로 전송한다.
모니터링 제어부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 모니터링 제어부(32)와 제2 모니터링 제어부(34)로 구성한다.
제1 모니터링 제어부(32)는 용접로봇(24)으로 기동지령을 주는 시점과 용접로봇(24)이 작업을 완료하는 시점에 작업 시작/완료 신호와 차체 패널의 세부 사양 데이터를 할당된 메모리 영역에 전송한다.
제2 모니터링 제어부(34)는 제1 모니터링 제어부(32)로부터 전송되는 데이터를 저장하는 메모리 영역을 가지며, 차종 데이터의 전송을 제1 모니터링 제어부(32)에서 처리함으로써 여러 라인에 분산되어 있는 용접로봇(24)의 작업 차종 데이터 수집을 실시간으로 확보한다.
참고적으로, 차체의 사양 데이터 형식은
'123, SM:북미:A/T, 1' 로 이루어지며, 각각 서열 번호, 차종, 작업시작 또는 작업완료에 관련된 데이터를 나타낸다.
메인 제어부(40)는 용접부(20)가 작업하는 세부 사양별로 용접점수를 등록해 두고 용접부(20)와 모니터링 제어부(30)로부터 전송되는 데이터를 비교 분석하여 용접되는 차체 사양의 용접점 누락을 판단 처리한다.
메인 제어부(40)는 용접로봇(24)의 차종별 용접점수 기준치와 로봇별 용접기(26) 결선관계 데이터를 저장하며, 용접 네트워크 제어부(10)에서 송신하는 용접 타점 데이터를 용접로봇(24)마다 별도 파일에 저장한다.
메인 제어부(40)는 모니터링 제어부(30)의 메모리 영역을 실시간 통신하여 해당 차종의 등록된 용접점수를 구하고 시작 플래그 파일 또는 종료 플래그 파일을 생성하며, 플래그 파일과 용접 타점 데이터가 저장된 파일을 병합한 후 실제 작업한 용접점수를 카운트하여 용접점의 누락을 검출한다.
참고적으로, 용접점수 데이터 등록 형식은
'154, 3, SM:북미:A/T, 15' 로 이루어지며, 각각 공정명, 용접로봇(24) 번호, 차종, 용접점수에 관련된 데이터를 나타낸다.
한편, 용접기(26) 데이터 등록 형식은
'154, 3, 7' 로 이루어지며, 각각 공정명, 용접로봇(24) 번호, 용접 네트워크 제어부(10)에 등록된 번호에 관련된 데이터를 나타낸다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 차량 용접라인의 공정 제어부와 용접 관리부를 통합하여 연동되도록 함으로써 로봇의 용접작업을 실시간 체크한다.
즉, 용접로봇(24)이 용접을 하고 있는 차체 패널의 차종사양을 용접로봇(24)으로 작업지시를 하는 제1 모니터링 제어부(32)와 통신을 하여 읽어오고 용접로봇(24)이 작업하는 타점은 용접 네트워크 제어부(10)와 통신을 하여 읽어온 후 차종별 용접로봇(24) 용접점수 데이터와 비교후 누락검출을 판단한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따라 각각의 구성요소간에 전송되는 데이터의 경로를 설명한다.
먼저, 용접로봇(24)이 작업하고 있는 차종과 용접로봇(24) 작업시작 및 작업완료 신호에 대한 데이터 전송 경로는 제1 모니터링 제어부(32) ⇒ 제2 모니터링 제어부(34) ⇒ 메인 제어부(40)로 이루어진다.
또한, 용접로봇(24)이 작업한 용접결과에 대한 데이터의 전송 경로는 용접부(20) ⇒ 용접 네트워크 제어부(10) ⇒ 메인 제어부(40)로 이루어진다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템은 용접점의 누락상태를 자동으로 검출하여 용접 품질관리의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템에 있어서,
    상기 차량 용접라인에 분산 설치된 용접로봇들의 용접조건 설정 및 모니터링기능에 외부 시스템과의 용접 타점 데이터의 소켓통신 기능을 부가한 용접 네트워크 제어부와;
    상기 용접로봇의 용접작업에 관련된 제어동작을 수행하며, 상기 용접로봇의 구동에 따라 용접되는 용접 타점 데이터를 상기 용접 네트워크 제어부로 전송하는 용접기를 포함한 용접부와;
    상기 용접기의 기동신호를 제어하며, 용접되는 차체의 사양 데이터를 실시간으로 전송하는 모니터링 제어부와;
    상기 용접부가 작업하는 세부 사양별로 용접점수를 등록해 두고 상기 용접부와 상기 모니터링 제어부로부터 전송되는 데이터를 분석하여 용접되는 차체 사양의 용접점 누락을 판단 처리하는 메인 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 제어부는
    상기 용접로봇으로 기동지령을 주는 시점과 용접로봇이 작업을 완료하는 시점에 작업 시작/완료 신호와 차체 패널의 세부 사양 데이터를 할당된 메모리 영역에 전송하는 제1 모니터링 제어부와;
    상기 제1 모니터링 제어부로부터 전송되는 데이터를 저장하는 메모리 영역을 가지며, 차종 데이터의 전송을 상기 제1 모니터링 제어부에서 처리함으로써 여러 라인에 분산되어 있는 용접로봇의 작업 차종 데이터 수집을 실시간으로 확보하는 제2 모니터링 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 용접로봇의 차종별 용접점수 기준치와 로봇별 용접기 결선관계 데이터를 저장하며, 상기 용접 네트워크 제어부에서 송신하는 용접 타점 데이터를 용접로봇마다 별도 파일에 저장하고, 상기 모니터링 제어부의 메모리 영역을 실시간 통신하여 해당 차종의 등록된 용접점수를 구하고 시작 플래그 파일 또는 종료 플래그 파일을 생성하며, 플래그 파일과 용접 타점 데이터가 저장된 파일을 병합한 후 실제 작업한 용접점수를 카운트하여 용접점의 누락을 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 용접라인의 용접 품질관리 시스템.
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