KR100525458B1 - 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치 - Google Patents

자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 특히 턴 테이블로부터 플랜지를 공급받아서 소음기와 연결시켜 용접하는 공정을 연속적이면서 자동으로 수행함으로써, 작업인원과 공정시간이 절약되고 완성품의 불량률도 현저히 감소시키는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치에 관한 것이다.
본 발명은 소음기의 일측 개구부에 플랜지를 접합하는 자동차용 소음기 플랜지 접합장치에 관한 것으로서, 플랜지가 적층되는 것으로서 회전가능한 원형 테이블의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 여러 개의 수직봉이 설치되는 턴 테이블과; 3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 상기 턴 테이블의 수직봉에 적층된 플랜지를 취부하는 그립부가 구비되는 플랜지 이송로봇과; 상기 플랜지 이송로봇으로부터 플랜지를 제공받으며 양측에 회동하면서 플랜지의 양측단을 각각 눌러서 고정하는 가압판이 구비되는 플랜지 장착지그와; 3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 소음기 파이프를 취부하는 그립부가 구비되는 파이프 이송로봇; 및 상기 플랜지 장착지그에 배치된 플랜지와 파이프를 접합하는 자동용접로봇; 으로 구성된다.

Description

자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치{AUTOMATIC WELDING APPARATUS FOR MUFFLER FLANGE}
본 발명은 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속적인 자동공정으로 인해 작업인원과 공정시간이 절약됨은 물론 완성품의 불량률도 현저히 감소시키는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 장착되는 배기시스템은 차량의 플로어 하부면에 배치되어 기관에서 발생하는 각종 배기가스의 소음 및 불순물 등을 제거하여 외부로 배출하는 장치이다.
이러한 배기시스템은 기관의 실린더헤드 등에 연결된 배기다기관과, 기관으로부터 토출되는 배기가스에 유동저항을 부여하여 소음을 감소시키는 하나 이상의 소음기로 이루어진다.
또한, 여기에 배기가스 중의 유해물질인 탄화수소, 일산화탄소 및 질소산화물을 산화 및 환원작용에 의해 인체에 해가 없는 이산화탄소, 물, 질소 및 산소 등으로 전환시키는 촉매변환기로 이루어진다.
이 중에서, 소음기는 엔진 내부에서 발생되는 폭발음을 저감시켜 배기가스와 함께 외부로 내보내는데, 소리를 저감하는 본체, 차량에 따라 다양한 형상으로 절곡 형성되어 본체와 연결되는 파이프로 구성되며, 이 파이프의 단부에는 차량의 엔진과 연결되는 플랜지가 결합된다.
그러나, 종래에는 소음기에 플랜지를 볼트체결 또는 용접하기 위한 각 공정단계별로 부품 및 조립체를 다수의 작업자가 직접 이동시킴과 동시에 다수의 숙련도가 높은 작업자가 수동으로 각종 조립작업을 수행해야 했다.
따라서, 작업에 따른 인원과 시간이 많이 소요되어 전체적으로 작업효율이 매우 저하되고 수동공정으로 인해 불량률이 높아질 뿐만 아니라 그에 수반하여 작업자에게 근골격계질환 등과 같은 각종 질환이 야기되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작업공정을 자동으로 수행하여 작업효율을 높이고 불량률을 감소시킴은 물론 작업자의 안전을 보장할 수 있는 자동차용 소음기 플랜지 접합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 소음기 플랜지 접합장치는 소음기의 일측 개구부에 플랜지를 접합하는 자동차용 소음기 플랜지 접합장치에 관한 것으로서,
플랜지가 적층되는 것으로서 회전가능한 원형 테이블의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 여러 개의 수직봉이 설치되는 턴 테이블과;
3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 상기 턴 테이블의 수직봉에 적층된 플랜지를 취부하는 그립부가 구비되는 플랜지 이송로봇과;
상기 플랜지 이송로봇으로부터 플랜지를 제공받으며 양측에 회동하면서 플랜지의 양측단을 각각 눌러서 고정하는 가압판이 구비되는 플랜지 장착지그와;
3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 소음기 파이프를 취부하는 그립부가 구비되는 파이프 이송로봇; 및
상기 플랜지 장착지그에 배치된 플랜지와 파이프를 접합하는 자동용접로봇;
으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 턴 테이블의 측면 인접부에는 전후상하로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 상부면에 감지센서가 장착되고 끝단에 반원모양의 홈이 형성된 이송판이 구비된 플랜지 공급기구가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜지 장착지그의 양측에는 힌지를 이용한 다관절 링크에 의해 회동하면서 플랜지의 양측단을 눌러서 고정하는 가압판이 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 턴 테이블의 수직봉 상단부와 수평하게 미세 간격을 형성하며 감지센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 파이프 이송로봇의 그립부는 간격을 두고 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 턴 테이블의 수직봉은 원형 테이블의 원주방향을 따라 90°간격으로 네개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편,상기 플랜지 장착지그는 자동용접로봇이 플랜지와 파이프를 접합할 때 회전가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 턴 테이블의 하부 플레이트에는 삽입홈이 형성된 스토퍼 블록이 사방으로 구비되고 이 스토퍼 블록의 측면 인접부에는 전후이동하면서 상기 삽입홈에 삽탈되는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 플랜지 이송로봇과 파이프 이송로봇의 그립부에 형성된 한 쌍의 핑거는 마주보는 내면이 오목한 반원형인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치를 나타내는 횡단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치를 나타내는 정단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치의 턴 테이블을 나타내는 정단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치의 플랜지 이송로봇을 나타내는 정단면도이다.
도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치는 소음기의 일측 개구부에 플랜지를 접합하는 자동차용 소음기 플랜지 접합장치에 관한 것이며, 턴 테이블(100), 플랜지 이송로봇(200), 플랜지 장착지그(300), 파이프 이송로봇(400), 자동용접로봇(500) 및 플랜지 공급기구(600) 등으로 이루어진다.
턴 테이블(100)은 원형테이블 형태로서 하부에 구비된 액추에이터(101)에 의해 수평으로 단계적인(4단계) 회전이 가능하며, 상부면에는 원주방향을 따라 90°간격으로 네 개의 수직봉(110)이 설치되고, 이 수직봉(110)의 하단에서부터 상단까지 다수 개의 플랜지(F)가 적층된다.
상기 수직봉(110)은 플랜지(F)가 적층된 상태에서 약간의 힘을 가하여 플랜지(F)를 상부로 이동시킬 수 있도록 플랜지(F)의 중앙에 형성된 관통공에 용이하게 삽입되면서도 쉽게 이탈되지 않는 정도의 직경으로 형성하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 턴 테이블(100)의 수직봉(110) 상단부와 수평하게 미세 간격을 형성하며 플랜지(F)를 감지하는 감지센서(120)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 턴 테이블(100)의 하부 플레이트(130) 상에는 횡방향으로 삽입홈(132)이 형성된 스토퍼 블록(131)이 사방으로 구비되고, 이 스토퍼 블록(131)의 측면 인접부에는 에어실린더(133)에 의해 전후이동하면서 상기 삽입홈(132)에 삽탈되어 턴 테이블(100)의 회전을 구속하는 스토퍼(134)가 구비된다.
플랜지 이송로봇(200)은 상기 턴 테이블(100)에 인접한 곳에 위치한 수직프레임(201)에 설치되는 것으로서, 에어실린더(202) 등의 액추에이터에 의해 3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암(210)의 단부에 그립부(220)가 구비된다.
상기 그립부(220)는 마주보는 한 쌍의 핑거(221)가 핑거실린더(222)에 의해 미세하게 이동(서로 가까워졌다가 멀어지는 방식으로)하면서 상기 턴 테이블(100)의 수직봉(110)에 적층된 플랜지(F) 중 최상단의 플랜지(F)를 하나씩 취부해서 이송한다.
상기 플랜지 이송로봇(200)의 그립부(220)에 형성된 한 쌍의 핑거(221)는 중앙부가 링형태로 돌출된 플랜지(F)를 용이하게 취부하기 위해 마주보는 내면이 오목한 반원형으로 구성된다.
플랜지 장착지그(300)는 상기 플랜지 이송로봇(200)으로부터 플랜지(F)를 제공받는데, 상부면에는 이송된 플랜지(F)를 안착시키는 작업판(310)이 구비된다.
이 작업판(310)에는 이송된 플랜지(F)가 쉽게 이탈되지 않도록 플랜지(F)의 표면과 대응되는 모양의 요철을 형성하는 것이 바람직하고, 상기 플랜지 장착지그(300)는 하부에 구비된 액추에이터에 의해 수평으로 회전할 수 있다.
그리고, 작업판(310)의 양측에는 여러 개의 힌지(321)를 이용한 다관절 링크와 에어실린더(322)에 의해 회동하면서 작업판(310)에 놓여진 플랜지(F)의 양측단 테두리를 각각 눌러서 고정 및 해제하는 가압판(320)이 구비된다.
파이프 이송로봇(400)은 상기 플랜지 장착지그(300)에 인접한 곳에 위치한 수직프레임(401)에 설치되는 것으로서, 상기 플랜지 이송로봇(200)과 마찬가지로 에어실린더 등의 액추에이터에 의해 3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암(410)의 단부에 그립부(420)가 구비된다.
상기 그립부(420)는 긴 소음기 파이프(P)를 견고하게 취부하기 위해 간격을 두고 한 쌍으로 구비되며, 마주보는 한 쌍의 핑거(421)가 핑거실린더(422)에 의해 미세하게 이동(서로 가까워졌다가 멀어지는 방식으로)하면서 별도로 적재되어 있는 소음기 파이프(P)를 하나씩 취부해서 플랜지 장착지그(300)로 이송한다.
상기 파이프 이송로봇(400)의 그립부(420)에 형성된 한 쌍의 핑거(421)는 파이프(P)를 용이하게 취부하기 위해 마주보는 내면이 오목한 반원형으로 구성된다.
자동용접로봇(500)은 상기 플랜지 장착지그(300)에 인접하게 설치되는데, 도 2 및 도 3에서는 플랜지 장착지그(300)의 중간프레임(330)에 볼트체결되었으나 플랜지 장착지그(300)의 상부면에 구비된 작업판(310)에 용접토치(501)이 근접되도록 여러 가지로 위치변경이 가능하다.
플랜지 공급기구(600)는 상기 턴 테이블(100)의 측면 인접부에 설치되며, 에어실린더(601)에 의해 전후상하로 위치조절이 가능한 이송아암(610)의 단부에 이송판(620)이 구비된다.
상기 이송판(620)에는 상부면에 플랜지(F)를 감지하는 감지센서(621)가 장착되고 끝단에 턴 테이블(100)에 설치된 수직봉(110)에 대응하도록 반원모양의 홈(622)이 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치는 다음과 같이 작용한다.
본 발명의 자동 접합장치를 구동하기 전에 미리 턴 테이블(100)에 설치된 네 개의 수직봉(110) 각각에 하단에서부터 상단까지 플랜지(F)를 촘촘히 적층시키고, 턴 테이블(100)과 인접한 곳에 소음기 파이프(P)를 취부가 용이하도록 적재해둔다.
먼저, 플랜지 이송로봇(200)의 이송아암(210)에 구비된 그립부(220)가 턴 테이블(100)의 수직봉(110)에 적층된 플랜지(F) 중 최상단의 플랜지(F)를 취부해서 이송하여 플랜지 장착지그(300)의 상부면에 구비된 작업판(310)에 안착시킨다.
이 때, 플랜지 이송로봇(200)의 그립부(220)에 형성된 한 쌍의 핑거(221)는 마주보는 내면이 오목한 반원형으로 구성되기 때문에 중앙부가 링형태로 돌출된 플랜지(F)를 용이하게 취부할 수 있다.
그리고, 플랜지 공급기구(600)의 이송아암(610)에 구비된 이송판(620)이 전진해서 그 상부면에 장착된 감지센서(621)가 플랜지(F)의 위치를 감지한 뒤 이송판(620)이 플랜지(F)의 하부면을 밀어올려서 수직봉(110)의 최상단으로 위치시킨다.
이렇게 플랜지(F)가 다시 수직봉(110)의 최상단으로 이동하면 플랜지 이송로봇(200)이 계속해서 이 플랜지(F)를 취부해서 이송하며, 이러한 방식으로 수직봉(110)의 상단에서부터 하단까지 적층된 플랜지(F)가 순차적으로 최상단으로 이동하면서 공급된다.
한편, 하나의 수직봉(110)에 적층된 플랜지(F)가 모두 최상단으로 이동, 공급되고 나면 턴 테이블(100)이 90°로 수평회전하여 다음 수직봉(110)에서 이전 수직봉(110)과 동일한 과정을 반복하면서 플랜지가 공급되어 연속적인 작업이 가능하다.
이 때, 턴 테이블(100) 상에 사방으로 구비된 스토퍼 블록(131)의 삽입홈(132)에 스토퍼(134)가 에어실린더(133)에 의해 전진하면서 삽입되어 턴 테이블(100)의 회전을 구속함으로써 플랜지(F) 취부, 이송시 작업의 정밀도를 향상시킨다.
특히, 턴 테이블(100)의 수직봉(110) 상단부와 수평하게 미세 간격을 형성하는 감지센서(120)가 설치되는 경우에는 수직봉(110)에 적층된 플랜지(F)가 모두 소모되었는지를 용이하게 파악하여 턴 테이블(100)의 회전시점을 최적화할 수 있다.
다음으로, 플랜지 장착지그(300)의 작업판(310)에 플랜지(F)가 공급되면 양측의 가압판(320)이 에어실린더(322)에 의해 회동하면서 플랜지(F)의 양측단 테두리를 각각 눌러서 고정하여 플랜지(F)가 이탈되지 않도록 한다.
그리고, 플랜지(F)가 작업판(310) 상에 고정되면 파이프 이송로봇(400)의 이송아암(410)에 구비된 한 쌍의 그립부(420)가 소음기 파이프(P)를 하나씩 취부, 이송해서 플랜지 장착지그(300)에 고정되어 있는 플랜지(F) 중앙의 관통공에 결합한다.
이 때, 상기 파이프 이송로봇(400)의 그립부(420)에 형성된 한 쌍의 핑거(421)는 마주보는 내면이 오목한 반원형으로 구성되기 때문에 파이프(P)를 용이하게 취부할 수 있다.
마지막으로, 작업판(310) 상에 플랜지(F)와 파이프(P)가 결합된 상태로 배치되면 자동용접로봇(500)이 플랜지(F)와 파이프(P)의 접속부분을 신속하게 용접한다.
이 때, 플랜지 장착지그(300)는 용접의 진행속도에 맞추어 하부에 구비된 액추에이터에 의해 수평으로 회전해서 용접토치(501)가 정지된 상태에서도 정밀하면서도 원활한 용접이 가능하도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치는 작업공정을 자동으로 수행해서 작업인원과 공정시간이 절약되어 작업효율을 높이고 완성품의 불량률을 현저히 감소시킬 뿐만 아니라 작업자의 안전을 보장할 수 있는 유용한 효과를 발휘한다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치를 나타내는 횡단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치를 나타내는 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치의 턴 테이블을 나타내는 정단면도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치의 플랜지 이송로봇을 나타내는 정단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 턴 테이블 101: 액추에이터
110: 수직봉 120: 감지센서
130: 하부 플레이트 131: 스토퍼 블록
132: 삽입홈 133: 에어실린더
134: 스토퍼 200: 플랜지 이송로봇
201: 수직프레임 202: 에어실린더
210: 이송아암 220: 그립부
221: 핑거 222: 핑거실린더
300: 플랜지 장착지그 310: 작업판
320: 가압판 321: 힌지
322: 에어실린더 330: 중간프레임
400: 파이프 이송로봇 401: 수직프레임
410: 이송아암 420: 그립부
421: 핑거 422: 핑거실린더
500: 자동용접로봇 501: 용접토치
600: 플랜지 공급기구 601: 에어실린더
610: 이송아암 620: 이송판
621: 감지센서 622: 홈
F: 플랜지 P: 파이프

Claims (9)

  1. 소음기의 일측 개구부에 플랜지를 접합하는 자동차용 소음기 플랜지 접합장치에 관한 것으로서,
    플랜지가 적층되는 것으로서 회전가능한 원형 테이블의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 여러 개의 수직봉이 설치되는 턴 테이블과;
    3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 상기 턴 테이블의 수직봉에 적층된 플랜지를 취부하는 그립부가 구비되는 플랜지 이송로봇과;
    상기 플랜지 이송로봇으로부터 플랜지를 제공받으며 양측에 회동하면서 플랜지의 양측단을 각각 눌러서 고정하는 가압판이 구비되는 플랜지 장착지그와;
    3차원적으로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 마주보는 한 쌍의 핑거가 미세하게 이동하면서 소음기 파이프를 취부하는 그립부가 구비되는 파이프 이송로봇; 및
    상기 플랜지 장착지그에 배치된 플랜지와 파이프를 접합하는 자동용접로봇;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 턴 테이블의 측면 인접부에는 전후상하로 위치조절이 가능한 이송아암의 단부에 형성되며 상부면에 감지센서가 장착되고 끝단에 반원모양의 홈이 형성된 이송판이 구비된 플랜지 공급기구가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 플랜지 장착지그의 양측에는 힌지를 이용한 다관절 링크에 의해 회동하면서 플랜지의 양측단을 눌러서 고정하는 가압판이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 턴 테이블의 수직봉 상단부와 수평하게 미세 간격을 형성하며 감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 파이프 이송로봇의 그립부는 간격을 두고 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 턴 테이블의 수직봉은 원형 테이블의 원주방향을 따라 90°간격으로 네개가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 플랜지 장착지그는 자동용접로봇이 플랜지와 파이프를 접합할 때 회전가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 턴 테이블의 하부 플레이트에는 삽입홈이 형성된 스토퍼 블록이 사방으로 구비되고 이 스토퍼 블록의 측면 인접부에는 전후이동하면서 상기 삽입홈에 삽탈되는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 플랜지 이송로봇과 파이프 이송로봇의 그립부에 형성된 한 쌍의 핑거는 마주보는 내면이 오목한 반원형인 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기 플랜지 자동 접합장치.
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