KR100645589B1

KR100645589B1 - 패널 헤밍 장치

Info

Publication number: KR100645589B1
Application number: KR1020050088791A
Authority: KR
Inventors: 정하영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2006-11-14

Abstract

본 발명은 다관절 로봇장치에 부착되어 유압에 의해 단계별로 작동하는 주 헤밍툴과 보조 헤밍툴 및 가이더를 통하여 인너 패널과 아웃터 패널의 헤밍 작업을 한번에 프리 헤밍 및 메인 헤밍을 완료하여 작업시간을 단축하며, 소형화하여 설비 투자비를 최소화할 수 있도록 하는 패널 헤밍 장치를 제공한다.

패널, 헤밍장치, 헤밍가공

Description

패널 헤밍 장치{HEMMING DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패널 헤밍 장치가 적용된 로봇장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 본 발명의 실시예에 의한 패널 헤밍 장치의 측면도이다.

도 3은 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패널 헤밍 장치의 단계별 작동 상태도이다.

본 발명은 패널 헤밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다관절 로봇장치에 부착되어 유압에 의해 인너 패널과 아웃터 패널을 상호 헤밍 작업하도록 하는 패널 헤밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3만 여개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립 되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이와 같이 패널를 성형하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING) 및 플랜징(FLANGING), 헤밍(HEMMING) 등의 프레스 공정에서 절단, 홀 가공, 절곡, 휨 등의 가공작업을 거치게 된다.

즉, 현재 자동차 차체 인너 패널과 아웃터 패널을 결합하는 방법인 헤밍은 차체의 오프닝 부품인 후드, 트렁크 리드, 테일 게이트, 도어, 팬더 이외에 휠 아치, 선루프 등으로 점차 확대되고 있다.

이러한 헤밍은 플랜지가 접힌 아웃터 패널 안쪽에 인너 패널을 위치시키고 플랜지를 프리 헤밍하여 45도로 굽힌 후, 헤밍 펀치로 눌러 인너 패널과 아웃터 패널을 완전히 고정되게 소성변형을 시키는 것이다.

그리고 상기 선루프의 헤밍은 루프 중앙부의 처짐을 방지하기 위하여 리어부에 실시하게 되는데 현재 로봇에 의한 롤러 헤밍 공법이 주로 적용되고 있다.

그러나 로봇에 의한 롤러 헤밍 공법은 롤러를 로봇에 장착하여 로봇의 거동에 따라 롤러가 구르면서 헤밍함으로써 작업시간이 과다하게 소요되어 대량생산에 부적합하며, 설비 투자비가 과다 소요된다.

따라서, 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다관절 로봇장치에 부착되어 유압에 의해 단계별로 작동하는 주 헤밍툴과 보조 헤밍툴 및 가이더를 통하여 인너 패널과 아웃터 패널의 헤밍 작업을 한번에 프리 헤밍 및 메인 헤밍을 완료하여 작업시간을 단축하며, 소형화하여 설비 투자비를 최소화할 수 있도록 하는 패널 헤밍 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 패널 헤밍 장치는 인너 패널과 아웃터 패널을 헤밍 성형하기 위한 패널 헤밍 장치에 있어서,

로봇의 아암 선단에 일단이 고정되는 연결 브라켓; 상기 연결 브라켓의 상부에 장착되는 제1실린더; 상기 제1실린더의 작동로드 선단에 일단이 장착되며, 그 타단부에는 하향 절곡 형성되어 기준 패딩부를 형성하며, 상기 기준 패딩부의 선단에는 외향 경사면으로 형성되는 주 헤밍면과, 내향 경사면으로 형성되는 프리 헤밍면을 구성하는 주 헤밍툴; 상기 연결 브라켓의 하부에 장착되는 제2실린더; 상기 제2실린더의 작동로드 선단에 일단이 쿠션수단을 통하여 장착되며, 그 타단부에는 아웃터 패널의 플랜지부 외부면을 지지하기 위한 패널 가이드면을 형성하는 패널 가이드 블록; 상기 제1실린더와 제2실린더 사이의 연결 브라켓의 중앙에 장착되는 제3실린더; 상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 사이에서 상기 제3실린더의 작동로드 선단에 일단이 장착되며, 그 타단부에는 힌지부를 통하여 상,하부 프리 헤밍블록이 설치되는 보조 헤밍툴을 포함한다.

상기 주 헤밍툴은 그 기준 패딩부의 주 헤밍면과 프리 헤밍면이 일단에서 서로 연결되며, 상기 프리 헤밍면은 상기 보조 헤밍툴의 상,하부 프리 헤밍블록에 대응하는 기준 패딩부의 내측 홈부의 하부면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패널 가이드 블록은 그 패널 가이드면이 아웃터 패널 플랜지부의 하부면과 측부면을 각각 지지하는 수평면과 수직면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿠션수단은 상기 패널 가이드 블록의 일단에 고정되며, 내부에는 스프링 홈을 형성하는 쿠션 하우징; 상기 쿠션 하우징의 스프링 홈 내부에 개재되는 쿠션 스프링; 상기 쿠션 하우징의 스프링 홈 내부에 끼워진 상태로 쿠션 스프링의 탄성력을 제공받으며, 선단은 상기 제2실린더의 작동로드와 일체로 연결되는 쿠션 바아로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 헤밍툴은 그 상부 및 하부 프리 헤밍블록 사이에 스프링을 개재하여 상호 벌어지는 방향으로 탄성력이 작용하는 것을 특징으로 한다.

상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 및 보조 헤밍툴은 각각 사각 단면을 가지며, 각각의 단면 폭은 성형부의 폭을 포함하는 길이로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 및 보조 헤밍툴 상호간에는 상기 보조 헤밍툴의 상,하부면에 각각 길이방향을 따라 가이드 돌기를 형성하고, 상기 주 헤밍툴의 하부면과 상기 패널 가이드 블록의 상부면에는 상기 가이드 돌기를 안내하도록 그 길이방향을 따라 각각 가이드 홈을 형성하여 상호 끼워져 접촉된 상태로 슬라이드 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패널 헤밍 장치가 적용된 로봇장치의 사시 도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 본 발명의 실시예에 의한 패널 헤밍 장치의 측면도이며, 도 3은 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 패널 헤밍 장치(1)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 로봇(3)의 아암(5)의 선단에 장착된 상태로, 차량(7)의 선루프 후방 선단의 인너 패널(9)과 아웃터 패널(11)을 한번에 헤밍 성형하기 위한 것으로, 그 구체적인 구성은 도 2와 도 3을 통하여 설명한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 패널 헤밍 장치(1)의 구성은 상기 로봇(3)의 아암(5) 선단에 연결 브라켓(13)이 그 일단을 통하여 고정 설치된다.

상기 연결 브라켓(13)에는 상부에서 하부로 제1,3,2실린더(C1,C3,C2)가 차례로 평행하게 설치된다.

즉, 상기 제1실린더(C1)와 제2실린더(C2) 사이에 제3실린더(C3)가 배치되어 상호간에 일정간격 이격된 상태로 연결 브라켓(13)에 고정되며, 각각의 작동로드(R1,R3,R2)는 연결 브라켓(13)의 타측을 관통하여 설치된다.

여기서, 상기 제1,2,3실린더(C1,C2,C3)는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1실린더(C1)의 작동로드(R1) 선단에는 주 헤밍툴(15)이 그 일단을 통하여 장착된다.

상기 주 헤밍툴(17)은 그 타단부에 하향 절곡 형성되는 기준 패딩부(19)를 구성하며, 상기 기준 패딩부(19)의 선단에는 외향 경사면으로 형성되는 주 헤밍면(F1)과, 내향 경사면으로 형성되는 프리 헤밍면(F2)을 구성한다.

그리고 상기 제2실린더(C2)의 작동로드(R2) 선단에는 패널 가이드 블록(21)이 그 일단의 쿠션수단(23)을 통하여 장착되며, 이 패널 가이드 블록(21)의 타단부에는 아웃터 패널(11)의 플랜지부(FP) 외부면을 지지하기 위한 패널 가이드면(25)을 형성하여 이루어진다.

여기서, 상기 패널 가이드 블록(21)의 패널 가이드면(25)은 상기 아웃터 패널(11) 플랜지부(FP)의 하부면과 측부면을 각각 지지하는 수평면(F3)과 수직면(F4)으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 쿠션수단(23)은 상기 패널 가이드 블록(21)의 일단에 고정되며, 내부에는 스프링 홈을 형성하는 쿠션 하우징(27)과, 상기 쿠션 하우징(27)의 스프링 홈 내부에 개재되는 쿠션 스프링(29) 및 상기 쿠션 하우징(27)의 스프링 홈 내부에 끼워진 상태로 쿠션 스프링(29)의 탄성력을 제공받으며, 선단은 상기 제2실린더(C2)의 작동로드(R2)와 일체로 연결되는 쿠션 바아(31)로 구성된다.

그리고 상기 주 헤밍툴(17)과 패널 가이드 블록(21) 사이에는 보조 헤밍툴(33)이 배치되어 그 일단을 통하여 상기 제3실린더(C3)의 작동로드(R3) 선단에 장착되며, 이 보조 헤밍툴(33)의 타단부에는 힌지부(H)를 통하여 상,하부 프리 헤밍블록(35,37)이 설치된다.

여기서, 상기 보조 헤밍툴(33)은 그 상부 및 하부 프리 헤밍블록(35,37) 사이에 스프링(39)을 개재하여 상호 벌어지는 방향으로 탄성력이 작용하도록 구성된다.

즉, 상기 주 헤밍툴(17)은 그 기준 패딩부919)의 주 헤밍면(F1)과 프리 헤밍 면(F2)이 일단에서 서로 연결되며, 상기 프리 헤밍면(F2)은 상기 보조 헤밍툴(33)의 상,하부 프리 헤밍블록(35,37)에 대응하는 기준 패딩부(19)의 내측 홈부(41)의 하부면으로 형성된다.

그리고 상기 주 헤밍툴(17)과 패널 가이드 블록(21) 및 보조 헤밍툴(33)은, 도 3에서와 같이, 각각 사각 단면을 가지며, 각각의 단면 폭(D1)은 성형부의 폭(D2; 도 1참조)을 포함하는 길이로 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 주 헤밍툴(17)과 패널 가이드 블록(21) 및 보조 헤밍툴(33) 상호간에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 보조 헤밍툴(33)의 상,하부면에 각각 길이방향을 따라 가이드 돌기(43)를 형성하고, 상기 주 헤밍툴(17)의 하부면과 상기 패널 가이드 블록(21)의 상부면에는 상기 가이드 돌기(43)를 안내하도록 그 길이방향을 따라 각각 가이드 홈(45)을 형성하여 상호 끼워져 접촉된 상태로 슬라이드 가능하게 구성된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 패널 헤밍 장치(1)의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 먼저, 제1,2,3실린더(C1,C2,C3)가 후진한 상태로, 상기 주 헤밍툴(17)의 기준 패딩부(19)와 패널 가이드 블록(21) 사이로, 인너 패널(9)과 아웃터 패널(11)의 성형부인 플랜지부(FP)를 끼운다.(S1)

이어서, 상기 제2실린더(C2)와 제3실린더(C3)를 동시에 전진 구동시켜 상기 패널 가이드 블록(21)이 패널 가이드면(25)을 통하여 상기 플랜지부(FP)의 외부면을 지지하도록 하며, 동시에, 상기 보조 헤밍툴(33)의 상,하부 프리 헤밍블록(35,37)은 기준 패딩부(19)의 내측 홈부(41)로 상기 아웃터 패널(11)의 플랜지부 (FP)만을 밀어 프리 헤밍하게 된다.(S2)

즉, 상기 상,하부 프리 헤밍블록(35,37)이 상기 기준 패딩부(19)의 홈부(41) 내측에서 벌어지면서, 하부 프리 헤밍블록(37)이 상기 아웃터 패널(11)의 플랜지부(FP)를 프리 헤밍면(F2)으로 밀어 절곡시키게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 제1실린더(C1)가 전진 구동하여 주 헤밍툴(17)을 전진시키게 되는데, 이때, 상기 주 헤밍툴(17)의 기준 패딩부(19) 내측 홈부(41)에 아웃터 패널(11)의 플랜지부(FP)와 함께 끼워져 있던 상,하부 프리 헤밍블록(35,37)은 주 헤밍툴(17)이 전진하면서 벌어진 상태에서 접혔다가 다시 벌어지게 된다.(S3)

이때, 상기 아웃터 패널(11)의 플랜지부(FP) 선단은 상기 주 헤밍툴(17)의 기준 패딩부(19) 선단에 형성되는 주 헤밍면(F1)에 대응하게 되며, 이후, 상기 제1실린더(C1)와 제3실린더(C3)가 동시에 후진 구동하면, 상기 아웃터 패널(11)의 플랜지부(FP)는 상기 패널 가이드 블록(21)에 지지된 상태로, 상기 주 헤밍툴(17)의 주 헤밍면(F1)에 의해 약 45도 각도로 원하는 헤밍 성형을 이루게 된다.(S4)

이후, 상기 제2실린더(C2)로 후진 구동하여 상기 패널 가이드 블록(21)을 후진하여 성형부로부터 제거하게 된다.(S5)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 패널 헤밍 장치에 의하면, 다관절 로봇장치에 부착되어 유압에 의해 단계별로 작동하는 주 헤밍툴과 보조 헤밍툴 및 가이더를 통하여 인너 패널과 아웃터 패널의 헤밍 작업을 한번에 프리 헤밍 및 메인 헤밍 을 완료하여 작업시간을 단축하며, 소형화하여 설비 투자비를 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

인너 패널과 아웃터 패널을 헤밍 성형하기 위한 패널 헤밍 장치에 있어서,

로봇의 아암 선단에 일단이 고정되는 연결 브라켓;

상기 연결 브라켓의 상부에 장착되는 제1실린더;

상기 제1실린더의 작동로드 선단에 일단이 장착되며, 그 타단부에는 하향 절곡 형성되어 기준 패딩부를 형성하며, 상기 기준 패딩부의 선단에는 외향 경사면으로 형성되는 주 헤밍면과, 내향 경사면으로 형성되는 프리 헤밍면을 구성하는 주 헤밍툴;

상기 연결 브라켓의 하부에 장착되는 제2실린더;

상기 제2실린더의 작동로드 선단에 일단이 쿠션수단을 통하여 장착되며, 그 타단부에는 아웃터 패널의 플랜지부 외부면을 지지하기 위한 패널 가이드면을 형성하는 패널 가이드 블록;

상기 제1실린더와 제2실린더 사이의 연결 브라켓의 중앙에 장착되는 제3실린더;

상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 사이에서 상기 제3실린더의 작동로드 선단에 일단이 장착되며, 그 타단부에는 힌지부를 통하여 상,하부 프리 헤밍블록이 설치되는 보조 헤밍툴;을 포함하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1실린더는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 주 헤밍툴은 그 기준 패딩부의 주 헤밍면과 프리 헤밍면이 일단에서 서로 연결되며, 상기 프리 헤밍면은 상기 보조 헤밍툴의 상,하부 프리 헤밍블록에 대응하는 기준 패딩부의 내측 홈부의 하부면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2실린더는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 패널 가이드 블록은 그 패널 가이드면이 아웃터 패널 플랜지부의 하부면과 측부면을 각각 지지하는 수평면과 수직면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 쿠션수단은 상기 패널 가이드 블록의 일단에 고정되며, 내부에는 스프 링 홈을 형성하는 쿠션 하우징;

상기 쿠션 하우징의 스프링 홈 내부에 개재되는 쿠션 스프링;

상기 쿠션 하우징의 스프링 홈 내부에 끼워진 상태로 쿠션 스프링의 탄성력을 제공받으며, 선단은 상기 제2실린더의 작동로드와 일체로 연결되는 쿠션 바아;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 제3실린더는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 보조 헤밍툴은 그 상부 및 하부 프리 헤밍블록 사이에 스프링을 개재하여 상호 벌어지는 방향으로 탄성력이 작용하는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 및 보조 헤밍툴은 각각 사각 단면을 가지며, 각각의 단면 폭은 성형부의 폭을 포함하는 길이로 설정되는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 주 헤밍툴과 패널 가이드 블록 및 보조 헤밍툴 상호간에는

상기 보조 헤밍툴의 상,하부면에 각각 길이방향을 따라 가이드 돌기를 형성하고, 상기 주 헤밍툴의 하부면과 상기 패널 가이드 블록의 상부면에는 상기 가이드 돌기를 안내하도록 그 길이방향을 따라 각각 가이드 홈을 형성하여 상호 끼워져 접촉된 상태로 슬라이드 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 패널 헤밍 장치.