KR100877215B1

KR100877215B1 - 분할형 샤시탑의 제조장치

Info

Publication number: KR100877215B1
Application number: KR1020070064013A
Authority: KR
Inventors: 조영일
Original assignee: 주식회사 인지디스플레이
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-07
Also published as: CN101138823A; CN100588496C

Abstract

본 발명은 2분할 또는 4분할 타입의 조립형 샤시를 포함하는 LCD, PDP 등과 같은 분할형 샤시탑을 제조하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 2분할 타입 또는 4분할 타입의 분할 부품에 대한 접합시 레이저 방식을 적용하여 부품의 변형을 최소화할 수 있고, 소재 공급에서부터 레이저 용접 및 후속 프레스 공정까지의 일괄적인 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 전체적인 제조 공정을 효율적으로 구현할 수 있는 등 생산성 향상에 따른 제품의 가격 경쟁력과 공정의 효율화에 따른 제품의 품질을 높일 수 있는 분할형 샤시탑의 제조장치를 제공한다.

LCD, PDP, 샤시, 프레스, 2분할 또는 4분할 타입, 레이저, 자동화

Description

분할형 샤시탑의 제조장치{Equipment for manufacturing separation type chassis top}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치를 나타내는 평면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 정렬 유니트를 나타내는 정면도

도 4a,4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 레이저 유니트를 나타내는 정면도 및 평면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 전체적인 공정순서를 나타내는 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 언코일러 11 : 분할 부품 프레스 유니트

12 : 정렬 유니트 13 : 레이저 유니트

14 : 후속 프레스 유니트 15 : 업다운 실린더

16 : 모터 17 : 픽커

18a,18b,18c,18d : 테이블 19 : 분할 부품 로딩부

20a,20b : 트랜스퍼 21a,21b,21c : 실린더

22 : 분할 부품 이격부 23 : 회전 실린더

24 : 분할 부품 회전부 25 : 분할 부품 조합부

26 : 태핑 머신 27 : 밴딩 프레스

28 : 오프닝 프레스 29 : 챔퍼 프레스

30 : 레벨링 유니트 31a,31b : 레일

32a,32b : 가이드봉 33a,33b : 블럭

본 발명은 2분할 타입 또는 4분할 타입의 샤시탑을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2개 또는 4개의 부품으로 분할 프레스한 샤시탑 소재를 자동으로 정렬한 후, 레이저 방식으로 접합 및 후속 프레스 공정으로 마무리하는 등 샤시탑 제조공정에 자동화 개념을 도입한 새로운 형태의 분할 부품 제조방식을 구현함으로써, 생산라인의 자동화에 따른 생산성 향상 및 제품의 품질 향상을 도모할 수 있는 분할형 샤시탑의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 최근의 정보처리장치 발달과 더불어 사용자와 정보처리장치 사이 에서 인터페이스 역할을 수행하는 디스플레이 장치(화상 표시장치 또는 영상 표시장치)의 수요가 급격히 증가하고 있는 추세이다.

특히, 고선명 텔레비전(High Definition Television)의 개발이 일부 완료되고 이에 대한 개선안이 계속 연구되는 과정에서 디스플레이 장치의 중요성이 더욱 부각되고 있다.

이러한 디스플레이 장치의 종류로는 이미 알려진 바와 같이, 칼라 음극선관(CRT), 액정표시장치(LCD), 형광표시장치(VFD), 플라즈마 디스플레이 장치(PDP) 등이 있다.

그러나, 고선명 텔레비전의 개발과 관련하여 흡족할 만한 표시소자로서 아직까지는 기술적으로 완성되어 있지 못하기 때문에 상기와 같은 디스플레이 장치들이 서로 다른 위치에서 상호 보완관계를 유지하며 발전해 가고 있다.

상기한 디스플레이 장치 중에서 최근 경쟁적으로 성능 향상이 이루어지고 있는 액정표시장치와 플라즈마 디스플레이 장치에 대해 언급하기로 한다.

우선, 상기 액정표시장치는 액정표시패널의 내부에 주입된 액정물질의 전기적, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 장치로서, 최근에는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터, 영상 표시장치로서 휴대용 비디오 카메라, 디지탈 카메라, 자동차의 내비게이션 장치, 각종 정보화기기 및 통신기기 등 적용되는 분야가 점차 확대되고 있는 추세이다.

상기와 같은 액정표시장치는 정보처리장치로부터 영상신호를 인가받아 액정제어용 신호로 컨버팅한 후 액정을 통해 광의 투과량을 조절하여 전기적 형태의 영 상신호를 육안으로 인식할 수 있도록 하는 액정표시패널 어셈블리를 필요로 한다.

이 액정표시패널 어셈블리는 다시 액정을 이용하여 화상을 표시하기 위한 액정표시패널, 액정표시패널에 전기적 신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판, 및 액정표시패널과 인쇄회로기판을 상호 연결하고 액정표시장치의 평면적을 감소시키는 연성회로기판을 포함한다.

또한, 액정표시장치는 스스로 광을 발산하지 못하는 수광소자인 액정을 이용하기 때문에 액정표시패널 어셈블리 외에 액정표시패널 어셈블리의 하부면에 설치되어 액정표시패널 어셈블리로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 더 필요로 하게 된다.

상기한 구성요소들은 외부의 충격으로부터 보호 및 고정을 위하여 케이스에 수납되는데, 이 케이스의 바닥에는 백라이트 어셈블리의 구성요소들이 순차적으로 수납되고, 그 위로는 액정표시패널 어셈블리가 수납된다.

다음으로, 플라즈마 디스플레이 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel,이하 PDP)에 영상을 표시하는 장치로서, 밀폐된 공간에 설치된 두 전극 사이에 가스를 봉입한 후 방전 전압을 인가하고, 방전 전압으로 인하여 발생되는 자외선을 이용하여 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 소망하는 숫자, 문자 또는 화상을 얻는다.

이러한 플라즈마 디스플레이 장치는 기본적으로 PDP와, 상기 PDP와 실질적으로 평행하게 배치되는 샤시 베이스와, 상기 PDP와 샤시 베이스 사이에 개재되어 상기 PDP와 샤시 베이스에 밀착되는 열전도 매체와, 상기 샤시 베이스의 패널 부착면 반대측에 탑재되고 상기 PDP와 연결되어 이를 구동시키는 구동 회로를 포함하여 구성되며, 상기 PDP 측으로는 프론트 케이스가 결합되고 상기 구동 회로 측으로는 백 케이스가 결합되어 완성된다.

상기한 플라즈마 디스플레이 장치는 이 분야에서 가장 유망한 해상도 및 조도비를 갖고 있으며, 응답속도가 빠를 뿐만 아니라 큰 면적의 화상을 표시하기에 적합하여, 텔레비전, 모니터, 옥내외 광고용 표시판 등의 용도에서 광범위하게 사용되고 있다.

한편, 상기 액정표시장치와 플라즈마 디스플레이 장치는 공히 케이스에 단순 안착된 표시패널 어셈블리가 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 샤시(chassis)가 케이스와 결합된다.

상기 샤시는 표시패널 어셈블리의 외곽을 지지하기 위하여 설치되는 것으로, 설치되는 전후 위치에 따라서 샤시탑과 샤시바텀으로 구분되며, 알루미늄 합금이나 스테인리스 스틸(SUS), SECC, SGLCC 등의 금속 재료로 제조된다.

이러한 샤시는 프로그레시브(progressive)방식이나 트랜스퍼(transfer)방식을 적용한 프레스 공정을 통해 제조되며, 사이즈가 작은 것은 일체형으로 제조되고, 사이즈가 큰 것은 2분할 또는 4분할 형태의 조립형을 제조된다.

여기서, 2분할 또는 4분할 형태의 조립형으로 제조되는 샤시의 경우, 각 분할 부품의 접합면을 서로 일정부분 겹친 다음 소정의 툴을 이용하여 서로의 접합면을 강제로 프레싱하는 방법이나 강제 절곡 후 레이저로 용접하는 방법으로 제조된다.

그러나, 기존의 2분할 또는 4분할 타입의 샤시 제조방법에서 강제 프레싱 방법의 경우에는 분할 부품의 접합면을 서로 겹친 상태에서 강제로 프레싱하는 공정을 적용하고 있는 관계로 재질에 따라 프레스 압력을 설계한다거나, 재질에 맞는 최적의 프레스 압력을 설정하는데 곤란한 점이 있는 등 공정상의 비효율적인 면이 있고, 또 최종 제품의 경우 접합면이 0.8~1mm 정도 돌출되기 때문에 주변부품과의 간섭을 고려해야 하거나, 프레스 압력에 의한 접합면의 변형을 이용하여 접합하는 방식이기 때문에 과다한 프레스 압력으로 인해 부품의 변형을 초래하게 되는 등 외관이 깨끗하지 못한 결점이 있는 등 전체적인 품질 측면에서 불리한 점이 있다.

또한, 강제 절곡 후 레이저로 용접하는 방법의 경우에는 전체적인 공정이 복잡할 뿐 아니라, 일자형의 부품을 "ㄱ"자 형태로 절곡한 상태에서 절곡부위 및 부품 연접부위의 4곳을 레이저로 용접하게 되는데, 이때의 절곡부위에 틈새가 발생하거나 또는 양쪽의 절곡면이 서로 맞지 않는 등의 이유로 레이저 용접시, 특히 절곡부위에 대한 용접시 불량이 많이 발생하는 문제가 있는 등 생산성 측면에서 불리하고, 제품의 품질에 대한 신뢰도가 떨어지는 단점이 있다.

무엇보다도, 기존 샤시탑 제조설비의 경우에는 분할형 부품을 프레스하는 공정, 레이저 등으로 용접하는 공정, 그리고 후속 프레스 공정 등이 서로 연계되지 못하고 각각 개별 공정으로 나뉘어져 있기 때문에 생산성 측면에서 불리한 점이 있고, 또 작업의 연속성이 결여되는 관계로 제품의 품질을 높이는데에도 한계가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 2분할 타입 또는 4분할 타입의 분할 부품에 대한 접합시 레이저 방식을 적용하여 부품의 변형을 최소화할 수 있고, 소재 공급에서부터 레이저 용접 및 후속 프레스 공정까지의 일괄적인 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 전체적인 제조 공정을 효율적으로 구현할 수 있는 등 생산성 향상에 따른 제품의 가격 경쟁력과 공정의 효율화에 따른 제품의 품질을 높일 수 있는 분할형 샤시탑의 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치는 언코일러로부터 공급되는 소재를 여러 단계 프레스하여 분할 부품을 성형하는 분할 부품 프레스 유니트와, 분할된 부품 2개를 한세트로 하여 박스 형태로 정렬하는 정렬 유니트와, 박스 형태로 정렬된 분할 부품의 연접부위를 레이저로 접합하는 레이저 유니트와, 박스 형태의 일체식으로 접합된 제품을 후속 프레스를 통해 최종 완제품을 완성하는 후속 프레스 유니트를 포함하며, 코일 소재의 공급에서부터 분할 부품 프레스 및 정렬 공정, 레이저 접합 공정, 후속 프레스 공정을 연속 공정으로 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분할 부품 프레스 유니트는 파일럿 피어싱 공정, 벤딩/노칭 공정, 1차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, 2차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, Z-벤딩 공정, 피어싱 공정, 아이들 공정, 박스 벤딩 공정, 아이들 공정, 베젤 오프닝 공정, 베젤 오프닝 챔퍼 공정, 커팅 공정을 수행하기 위한 12세트의 금형을 연속 배치한 형태를 통해 원판 소재로부터 최종 분할 부품으로 분리하는 공정을 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분할 부품 프레스 유니트는 원판 소재로부터 소재 길이방향을 따라 "ㄱ"자 모양의 단품이 일렬로 연이어 나란하게 배열되는 형태로 프레스하여 소재의 로스를 최소화하는 방식으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정렬 유니트는 업다운 실린더에 의한 상하 이동 및 모터에 의한 전후 이동이 가능한 픽커를 이용하여 한세트의 부품을 테이블상에 로딩하는 분할 부품 로딩부와, 트랜스퍼에 의해 공급된 같은 방향으로 접해 있는 형태의 한세트의 부품을 실린더로 벌려주는 분할 부품 이격부와, 트랜스퍼에 의해 공급된 벌려진 상태의 한세트의 부품 중 1개의 분할 부품을 회전 실린더로 다른 1개의 분할 부품과 마주보도록 180°회전시켜주는 분할 부품 회전부와, 트랜스퍼에 의해 공급된 마주보는 상태의 한세트의 부품을 X축 및 Y축 방향으로 작동하는 2쌍의 실린더로 하나의 사각 박스 모양이 되도록 모아주는 분할 부품 조합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저 유니트는 X축 및 Y축 방향으로 위치 이동가능하고 4곳의 모퉁이에 4각틀 형태로 배치되면서 분할 부품의 4곳 모서리 부위를 잡아주는 클램프, 클램프 위치 이동을 위한 X축 구동용 모터 및 X축 구동용 볼스크류, Y축 구동용 모터 및 Y축 구동용 볼스크류를 포함하는 클램핑 파트와, 각각의 LM(Linear Motor) 유니트에 의해 X축, Y축 및 Z축 방향으로 위치 이동가능하고 클램핑 파트측에 고정되어 있는 분할 부품의 적어도 2곳 이상의 연접 부위(모서리 부위)를 접합하는 적어도 2개 이상의 레이저 용접기를 포함하는 레이저 파트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후속 프레스 유니트는 제품의 이송을 위한 트랜스퍼를 포함하며, 태핑 공정을 위한 태핑 머신과, 박스 밴딩 공정을 위한 밴딩 프레스와, 오프닝 공정을 위한 오프닝 프레스와, 챔퍼 공정을 위한 챔퍼 프레스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저 유니트와 후속 프레스 유니트 사이 구간에 위치되며, 레이저 유니트측 픽업 레벨과 후속 프레스 유니트측 픽업 레벨의 차이를 보상하기 위해 실린더 수단으로 제품을 후속 프레스 유니트측 픽업 레벨까지 올려주는 레벨링 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치를 나타내는 평면도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 분할형 샤시탑의 제조장치는 언코일러측에서 공급되는 소재를 분할 부품 프레스 공정을 거쳐 2분할(또는 4분할) 형태의 분할 부품으로 제조한 후, 소정의 정렬 공정을 통해 완제품과 유사한 박스 형태로 조합하고, 계속해서 레이저 접합 공정 및 후속 프레스 공정을 통해 하나의 일체 식 사각틀 형태의 완제품, 즉 샤시탑을 완성하는 과정을 수행한다.

이렇게 완성된 샤시탑은 후처리 공정인 분술물 제거를 위한 세척 공정, 흠집이나 휨 등의 불량을 검사하는 외관 공정 및 평탄 공정 등을 수해거쳐 최종적으로 포장된 상태로 출하될 수 있다.

여기서, 분할 부품의 제조과정을 좀더 구체적으로 살펴보면, 소재의 공급을 위한 언코일러(10)로부터 스트립 형태로 소재가 연속 공급되고, 이렇게 공급되는 원판 소재는 분할 부품 프레스 유니트(11) 내의 여러 단계의 프레스 공정을 거치면서 하나의 샤시탑을 2개의 분할 부품으로 제조된다.

예를 들면, 상기 분할 부품 프레스 유니트(11)에는 파일럿 피어싱 공정, 벤딩/노칭 공정, 1차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, 2차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, Z-벤딩 공정, 피어싱 공정, 아이들 공정, 박스 벤딩 공정, 아이들 공정, 베젤 오프닝 공정, 베젤 오프닝 챔퍼 공정, 커팅 공정을 수행하기 위한 12세트의 금형이 연속 배치되어 있으며, 이러한 금형들이 한 스텝씩 진행되는 원판 소재에 대해 해당 프레스 작업을 수행하게 되므로서, 원판 소재로부터 최종 분할 부품을 제조할 수 있다.

이때의 각 세트의 금형은 하나의 프레스 설비에 설치되어 동시에 가동되면서 원판 소재가 스텝 진행을 통해 자신의 작업 영역 내에 위치되면, 1회 프레스를 통해 해당 작업을 수행할 수 있다.

이에 따라, 분할 부품 프레스 유니트(11) 내에서는 X축 방향으로 진행하는 스트립 원판상에 그 길이방향을 따라 "ㄱ"자 모양의 분할 부품 단품이 일렬로 연이어 나란하게 배열되는 형태로 프레스되고, 특히 하나의 "ㄱ"자 모양 단품 내에 이 웃하는 다른 하나의 "ㄱ"자 모양 단품이 수용되면서 근접되는 형태로 프레스되므로서, 스트립 소재에는 X축 방향을 따라 "ㄱ" 자 모양의 단품이 연달아 이어지는 형태로 제조될 수 있다.

이때, 상기 분할 부품 각각은 동일한 구조이거나 또는 샤시 사양에 따라 서로 다른 구조를 가질 수 있으며, 분할 부품 프레스 유니트(11) 내의 금형 배치를 통해 선택적으로 적용할 수 있다.

이렇게 하나의 샤시탑을 구성하는 한 세트의 분할 부품이 동시에 제조됨에 따라 소재의 버려지는 부분을 최소화하면서 소재를 효과적으로 사용할 수 있고, 또 한 세트의 동시 제조로 인해 후속 공정, 예를 들면 레이저 접합 공정과의 연계시 공정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

원판 소재로부터의 분할 부품은 대략 12단계 프레스 공정을 거쳐 제조되며, 이때의 프레스 공정을 위한 설비는 분할형 샤시탑 제조를 위한 공지의 프레스 설비를 적용할 수 있다.

예를 들면, 하나의 샤시탑을 구성하는 분할 부품은 파일럿 피어싱 공정→벤딩/노칭 공정→1차 벤딩/노칭/엠보싱 공정→2차 벤딩/노칭/엠보싱 공정→Z-벤딩 공정→피어싱 공정→아이들 공정→박스 벤딩 공정→아이들 공정→베젤 오프닝 공정→베젤 오프닝 챔퍼 공정→커팅 공정 등을 순차적으로 거치면서 2분할 한 세트로 제조될 수 있다.

또한, 레이저 접합된 사각박스 형태의 제품을 소정의 프레스 가공을 통해 마무리하는 후속 프레스 유니트(14)에 대해 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 후속 프레스 유니트(14)는 4공정 프레스 설비로 이루어져 있으며, 기존의 프레스 설비를 적용할 수도 있다.

예를 들면, 레이저 유니트(13)의 뒷쪽으로 태핑 머신(26), 벤딩 프레스(27), 오프닝 프레스(28), 챔퍼 프레스(29)가 차례로 배치되고, 트랜스퍼(20b)에 의해 제품이 공급되면, 각 프레스에서는 해당 공정, 즉 태핑 공정, 박스 밴딩 공정, 오프닝 공정, 챔퍼 공정을 수행하게 된다.

즉, 후속 프레스 유니트(14)는 타 부품과의 조립을 위하여 나사산을 내는 공정인 하부 태핑 공정과, 완전한 샤시탑의 사각틀 형태를 갖추기 위하여 가장자리를 따라 절곡하는 공정인 박스 밴딩 공정과, 사각틀의 내측 홀 가장자리를 규격에 맞게 따내는 공정인 오프닝 공정과, 프레스시 발생되는 버어 등을 제거하는 공정인 챔퍼 공정을 수행한다.

한편, 4공정 프레스를 기존 설비를 그대로 이용하는 경우, 후속 프레스 유니트(14)는 전단부인 정렬 유니트(12)측이나 레이저 유니트(13)측과 트랜스퍼의 픽업 레벨에서 차이를 보일 수도 있다.

이때에는 양쪽 트랜스퍼(20a),(20b) 간의 픽업 레벨 차이를 보상하기 위하여 상기 레이저 유니트(13)와 후속 프레스 유니트(14) 사이 구간에 실린더 수단으로 제품을 후속 프레스 유니트측 픽업 레벨까지 올려주는 레벨링 유니트(30)가 설치되므로서, 레이저 유니트(13)측에서 후속 프레스 유니트(14)측으로 제품의 픽업이 자연스럽게 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 정렬 유 니트를 나타내는 정면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 정렬 유니트(12)는 위의 분할 부품 프레스 공정을 마친 낱개의 분할 부품을 레이저 접합 공정을 위하여 소정의 박스 형태로 조합 정렬시켜주는 공정을 수행한다.

즉, 같은 방향으로 배열되어 있는 한 세트의 분할 부품을 몇 단계의 과정을 거쳐 샤시탑의 형태인 사각 박스 모양으로 정렬 조합시킨 후, 이렇게 조합된 상태로 레이저 유니트(13)측으로 보내게 된다.

이를 위하여, 상기 정렬 유니트(12)는 한 세트의 분할 부품을 픽업 후 로딩하는 분할 부품 로딩부(19), 서로 붙어 있는 분할 부품을 일정 간격으로 벌려주는 분할 부품 이격부(22), 2개의 분할 부품을 서로 마주보게 돌려주는 분할 부품 회전부(24), 서로 마주보고 있는 분할 부품을 사각박스 형태로 모아주는 분할 부품 조합부(25)를 포함한다.

상기 분할 부품 로딩부(19)는 프레임 구조물상에 업다운 실린더(15)에 의해 상승 및 하강 가능한 형태의 테이블(18a)이 설치되어 있고, 그 상부 공간에는 모터(16)의 작동에 따른 양편의 벨트 전동에 의해 X축 방향으로 이동하는 픽커(17)가 배치되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 픽커(17)의 전후진에 의해 분할 부품 프레스 유니트(11)측에서 한 세트의 분할 부품을 픽업한 후, 테이블(18a) 위에 올려놓을 수 있다.

상기 분할 부품 이격부(22)는 프레임 구조물상에 실린더(21a)가 X축 방향으로 설치되어 있고, 그 윗쪽으로 고정 플레이트 및 이동 플레이트의 조합 형태로 이 루어진 테이블(18b)이 배치되는 동시에 상기 실린더(21a)의 로드에 이동 플레이트가 연결되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 트랜스퍼(20a)에 의해 한 세트의 분할 부품이 테이블(18b)의 고정 플레이트 및 이동 플레이트 위에 각각 놓여지면, 실린더(21a)의 작동에 의해 이동 플레이트가 이동하게 되므로서, 2개의 분할 부품은 서로 간의 간격이 벌어질 수 있다.

상기 분할 부품 회전부(24)는 프레임 구조물상에 한쪽에는 회전 실린더(23)에 의해 회전가능한 하나의 테이블(18c)이 설치되어 있고, 다른 한쪽에는 지지대상에 고정되는 다른 하나의 테이블(18c)이 같은 높이로 설치되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 트랜스퍼(20a)에 의해 각각의 테이블상에 간격이 벌어져 있는 상태의 분할 부품이 놓여지면, 회전 실린더(23)의 작동에 의해 하나의 분할 부품이 180°회전하여 다른 하나의 분할 부품과 마주보는 상태가 될 수 있다.

또한, 상기 분할 부품 조합부(25)는 각 분할 부품을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시켜 서로 모일 수 있도록 해주는 부분으로서, 프레임 구조물상에는 서로 대각선 위치에 2개의 테이블(18d)이 배치되고, 이때의 각 테이블(18d)은 X축 및 Y축 방향으로 동작하는 한 세트의 실린더(21b 또는 21c)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동할 수 있게 되며, 이때의 테이블 이동시 안내를 위하여 각 테이블(18d)에는 X축 방향으로 배치되는 레일(31a)과 Y축 방향으로 배치되는 레일(31b)이 배속되어 있는 구조로 이루어져 있다.

이에 따라, 실린더의 작동에 의해 테이블은 X축 방향 이동시 레일 31a과 고정체인 블럭 33a에 슬라이드 관통되어 있는 가이드봉 32a에 의한 안내를 받게 되 고, 또 Y축 방향 이동시 레일 31b와 고정체인 블럭 33b에 슬라이드 관통되어 있는 가이드봉 32b에 의한 안내를 받게 되는 한편, 이러한 안내를 통해 테이블이 이동하여 서로 가까워지는 쪽으로 이동하게 되므로(한 세트의 실린더들이 동시에 작동되므로 실질적으로는 대각선 방향으로 이동하게 된다), 각 테이블에 있는 분할 부품이 사각박스 형태로 연접 배치될 수 있게 된다.

따라서, 2개의 분할 부품은 모서리 부분을 같은 방향으로 하여 연이어 배치되어 있는 상태에서 서로 간의 간격을 벌리게 되고, 이렇게 간격이 떨어져 있는 2개의 분할 부품 중 1개의 분할 부품이 180°턴하여 2개의 분할 부품이 서로 마주보는 상태가 되고, 이렇게 마주보는 2개의 분할 부품이 트랜스퍼에 의해 45°턴하여 부품 진행방향인 X축 방향과 나란하게 위치되고, 벌어져 있는 2개의 분할 부품이 서로 가운데로 모이면서(예를 들면, 2개의 분할 부품이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하여 결국은 하나의 박스 모양으로 합체된 상태가 된다) 하나의 박스 형태로 만들어지게 된다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 레이저 유니트를 나타내는 정면도 및 평면도이다.

도 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 상기 레이저 유니트(13)는 위와 같이 분할 부품 정렬을 통해 박스 모양으로 합체된 2개의 분할 부품을 레이저로 용접하여 일체식의 박스형 제품으로 만드는 부분으로서, 이때의 레이저 용접은 분할 부품이 연접되어 있는 2곳의 모서리 부위에 대해 수행되고, 경우에 따라서는(예를 들면, 4분할 샤시탑의 경우) 4곳의 연접 부위에 대해 레이저 용접이 수행될 수도 있다.

이를 위하여, 상기 레이저 유니트(13)는 크게 분할 부품을 잡아주는 클램핑 파트와 분할 부품을 실제 접합하는 레이저 파트로 구성되는데, 상기 클램핑 파트는 X축 및 Y축 방향으로 위치 이동가능하고 4곳의 모퉁이에 4각틀 형태로 배치되면서 분할 부품의 4곳 모서리 부위를 잡아주는 클램프(13a), 클램프 위치 이동을 위한 X축 구동용 모터(13b) 및 X축 구동용 볼스크류(13c), Y축 구동용 모터(13d) 및 Y축 구동용 볼스크류(13e) 등을 포함하고, 상기 레이저 파트는 각각의 LM 유니트(13f)에 의해 X축, Y축 및 Z축 방향으로 위치 이동가능하고 클램핑 파트측에 고정되어 있는 분할 부품의 적어도 2곳 이상의 연접 부위(모서리 부위)를 접합하는 적어도 2개 이상의 레이저 용접기(13g) 등을 포함한다.

여기서, 미설명 부호 13h는 비전장치를 나타낸다.

즉, 상기 레이저 유니트는 유니트 본체의 상부에서 사각틀 배치구조를 조성하면서 4곳의 모퉁이에 자리잡고 있는 포스트를 이용하여 설치되는 레이저 파트와, 각 레이저 유니트의 안쪽으로 배치되면서 그 하부에 설치되는 클램핑 파트로 크게 이루어져 있는 한편, 상기 레이저 파트는 레이저 용접기를 이용하여 분할 부품의 연접 부위를 용접하는 수단으로서 기본적으로 4세트가 구비되는 한편, 제품의 사양에 따라 2분할 부품을 로딩하는 경우에는 2세트만 가동되고, 4분할 부품을 로딩하는 경우에는 4세트가 모두 가동될 수 있다.

상기 클램핑 파트는 클램프를 이용하여 분할 부품의 적당한 부위를 균형있게 고정시켜주는 수단으로서 분할 부품의 4곳 내지 6곳을 잡아줄 수 있으며, 이렇게 견고한 클램핑 상태에서 용접이 진행됨에 따라 용접 부위의 변형 등을 최대한 배제 할 수 있고, 결국 안정적인 용접 품질을 얻을 수 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 클램핑 파트는 레이저 용접시 분할 부품의 4곳 내지 6곳을 잡아주는 수단으로서, 분할 부품의 4곳의 모퉁이 부분을 잡아줄 수 있는 4개의 클램프(13a) 및 2곳의 길이 중간 부분을 잡아줄 수 있는 2개의 보조 클램프, 이러한 클램프들을 X축 방향과 Y축 방향으로 움직여줄 수 있는 X축 구동용 모터(13b) 및 Y축 구동용 모터(13d), 그리고 전동수단으로서의 X축 구동용 볼스크류(13c) 및 Y축 구동용 볼스크류(13e) 등을 포함한다.

이를 위하여, 장치 본체에는 Y축 방향을 따라 Y축 구동용 볼스크류가 베어링의 지지를 받으면서 길게 설치되는 동시에 이것의 한쪽 끝에는 Y축 구동용 모터가 연결 설치되고, 이렇게 설치되는 Y축 구동용 볼스크류에는 각각의 볼너트을 이용하여 2개의 베이스가 Y축 방향으로 일정간격을 두고 조립되는 한편, 상기 베이스의 상부에는 X축 방향을 따라 X축 구동용 볼스크류가 베어링의 지지를 받으면서 나란하게 설치되는 동시에 이것의 한쪽 끝에는 X축 구동용 모터가 연결 설치되고, 이렇게 설치되는 X축 구동용 볼스크류에는 각각의 볼너트을 이용하여 클램프를 탑재한 4개의 플레이트가 4각틀 배치구조를 조성하면서 4곳의 모서리에 위치되는 형태로 조립된다.

이에 따라, 제품의 사양이 변경되는 경우 각 클램프의 세팅 위치를 조정해야 하는데, 이때 X축 구동용 모터와 Y축 구동용 모터를 가동하여 6개의 클램프를 X축 방향 및 Y축 방향으로 움직여가면서 그 세팅 위치를 용이하게 조정할 수 있으므로, 제품의 사양 변경시 적극적으로 대처할 수 있다.

실질적으로 분할 부품을 고정시켜주는 클램프(13a)는 기본적으로 고정요소와 가동요소로 구성되어서 고정요소는 내측에서 분할 부품의 안쪽을 받쳐주고 가동요소는 외측에서 분할 부품의 바깥쪽을 가압하는 방식으로 되어 있다.

이를 위하여, 플레이트상에는, 평면에서 봤을 때, 하나의 고정 클램프를 기준으로 하여 90°각도로 2개의 이동 클램프가 배치되고, 이때의 각 이동 클램프는 클램핑 실린더에 의해 X축 및 Y축 방향으로 움직일 수 있게 되므로서, 블럭 위에 놓여진 분할 부품은 양단면이 안쪽의 고정 클램프와 바깥쪽의 이동 클램프에 의해 밀착되는 형태로 견고하게 고정될 수 있다.

한편, 상기 레이저 파트는 분할 부품 간의 연접 부위를 레이저 용접기로 용접시켜주는 수단으로서 기본적으로 4세트가 구비되며, 제품의 사양에 따라 2분할 부품의 경우에는 2세트만 가동되고, 4분할 부품의 경우에는 4세트가 모두 가동될 수 있다.

이를 위하여, 장치 본체의 상부에는 사각틀 형태의 4곳의 모퉁이 위치에 포스트가 각각 설치되고, 상기 포스트에는 일체식으로 조합되어 있는 형태의 3개의 LM 유니트(13f)가 각각의 방향, 예를 들면 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 설치되며, Z축 방향으로 배치되는 각 LM 유니트(13f)에는 브라켓에 의해 지지되는 형태로 각각의 레이저 용접기(13g)가 설치된다.

이에 따라, 각 방향의 LM 유니트가 작동하면, 레이저 용접기는 분할 부품의 용접 부위를 찾아갈 수 있고, 그 위치에서 용접을 수행할 수 있다.

이러한 LM 유니트는 제어기(미도시)의 설정 프로그램에 따라 작동될 수 있 고, 결국 레이저 용접기는 LM 유니트의 정해진 스크로크에 의해 제품의 사양에 따른 해당 용접 위치를 찾아갈 수 있다.

여기서, 제어기의 설정 프로그램에 따라 LM 유니트 및 레이저 용접기를 작동시키는 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

특히, 상기 레이저 파트에는 각 레이저 용접기에 1개씩 배속되는 비전 카메라(13h)가 구비되어 있으며, 이때의 비전 카메라(13h)는 분할 부품의 용접 부위가 되는 연접 부위 및 그 주변의 영상 정보를 촬영하여 이를 제어부에 제공하는 역할을 한다.

이에 따라, 비전 카메라(13h)로부터 얻은 영상 정보를 이용하여 용접 부위에 대한 레이저 용접기의 위치 설정, 위치 보정, 초기 위치 세팅 등의 조정을 보다 용이하게 수행할 수 있다.

따라서, 전(前) 공정에서 대략 사각 박스 형태로 정렬된 분할 부품이 트랜스퍼에 의해 이송되어 클램핑 파트상에 로딩되면, 클램핑 파트의 작동에 의해 분할 부품의 4곳의 모서리 부위(실제 용접되는 모서리 영역의 연접 부위를 제외하고)가 클램핑되고, 계속해서 레이저 파트의 작동에 의해 2개의 레이저 용접기(13g) 또는 4개의 레이저 용접기(13g)가 분할 부품의 용접 부위로 내려와 레이저 용접을 수행하게 되며, 레이저 용접을 마친 분할 부품은 샤시탑 제품과 동일한 박스 형태를 가지는 일체식 제품으로 만들어진다.

이렇게 레이저 접합 공정을 마친 박스형 제품이 후속 프레스 공정, 즉 하부 태핑 공정, 박스 밴딩 공정, 오프닝 공정 및 챔퍼 공정을 순서대로 거치면, 비로소 하나의 완제품이 제조될 수 있으며, 이러한 완제품은 세척이나 조립 등의 후처리 공정을 거친 후, 최종 포장되어 출하되는 형태로 진행된다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 접합 장치의 경우에는 절곡하는 등의 과정없이 원판 상태에서 평면부 레이저 용접을 수행하고, 또 견고한 클램핑 조건에서 용접을 수행하므로, 단차가 없고 평탄도가 안정적인 우수한 품질을 확보할 수 있으며, 결국 외곽이나 중요 부위의 치수를 보다 안정적으로 확보할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 샤시탑의 제조장치에서 전체적인 공정순서를 나타내는 개략도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 공급되는 코일 소재로부터 분할 부품을 프레스하는 공정이 수행되고, 다음 분할된 부품 2개를 한세트로 하여 박스 형태로 정렬하는 공정이 수행되고, 예를 들면 모서리 부분을 같은 방향으로 하여 연이어 배치되어 있는 2개의 분할 부품 서로 간의 간격을 벌리는 과정과, 2개의 분할 부품 중 1개의 분할 부품을 180°회전시켜 2개의 분할 부품이 서로 마주보게 하는 과정과, 2개의 분할 부품을 X축 방향과 나란하게 45°회전시키는 과정과, 벌어져 있는 2개의 분할 부품을 모아서 하나의 박스 형태가 되도록 하는 과정으로 이루어진 정렬 공정이 수행되고, 다음 박스 형태로 정렬된 분할 부품의 연접부위를 레이저로 접합하는 공정이 수행되고, 다음 박스 형태의 일체식으로 접합된 제품을 후속 프레스 공정, 예를 들면 하부 태핑 공정, 박스 밴딩 공정, 오프닝 공정 및 챔퍼 공정으로 이루어진 후속 프레스 공정을 거침으로써, 최종 샤시탑 완제품을 제조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 분할 부품의 자동 정렬이 가능하고 레이저 방식을 이용하여 분할 부품을 접합 조립하는 한편, 전체 생산라인의 자동화를 도입한 새로운 형태의 분할형 샤시탑 제조장치를 구현함으로써, 생산성이나 작업성을 향상시킬 수 있는 등 전체적인 제조 공정의 효율화를 도모할 수 있는 장점이 있으며, 궁극적으로 제품의 가격 경쟁력과 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

언코일러(10)로부터 공급되는 소재를 여러 단계 프레스하여 분할 부품을 성형하는 분할 부품 프레스 유니트(11)와, 분할된 부품 2개를 한세트로 하여 박스 형태로 정렬하는 정렬 유니트(12)와, 박스 형태로 정렬된 분할 부품의 연접부위를 레이저로 접합하는 레이저 유니트(13)와, 박스 형태의 일체식으로 접합된 제품을 후속 프레스를 통해 최종 완제품을 완성하는 후속 프레스 유니트(14)를 포함하며, 코일 소재의 공급에서부터 분할 부품 프레스 및 정렬 공정, 레이저 접합 공정, 후속 프레스 공정을 연속 공정으로 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 분할 부품 프레스 유니트(11)는 파일럿 피어싱 공정, 벤딩/노칭 공정, 1차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, 2차 벤딩/노칭/엠보싱 공정, Z-벤딩 공정, 피어싱 공정, 아이들 공정, 박스 벤딩 공정, 아이들 공정, 베젤 오프닝 공정, 베젤 오프닝 챔퍼 공정, 커팅 공정을 수행하기 위한 12세트의 금형을 연속 배치한 형태를 통해 원판 소재로부터 최종 분할 부품으로 분리하는 공정을 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 분할 부품 프레스 유니트(11)는 원판 소재로부터 소재 길이방향을 따라 "ㄱ"자 모양의 단품이 일렬로 연이어 나란하게 배열되는 형태로 프레스하여 소재의 로스를 최소화하는 방식으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정렬 유니트(12)는 업다운 실린더(15)에 의한 상하 이동 및 모터(16)에 의한 전후 이동이 가능한 픽커(17)를 이용하여 한세트의 부품을 테이블(18a)상에 로딩하는 분할 부품 로딩부(19)와, 트랜스퍼(20a)에 의해 공급된 같은 방향으로 접해 있는 형태의 한세트의 부품을 실린더(21a)로 벌려주는 분할 부품 이격부(22)와, 트랜스퍼(20a)에 의해 공급된 벌려진 상태의 한세트의 부품 중 1개의 분할 부품을 회전 실린더(23)로 다른 1개의 분할 부품과 마주보도록 180°회전시켜주는 분할 부품 회전부(24)와, 트랜스퍼(20a)에 의해 공급된 마주보는 상태의 한세트의 부품을 X축 및 Y축 방향으로 작동하는 2쌍의 실린더(21b),(21c)로 하나의 사각 박스 모양이 되도록 모아주는 분할 부품 조합부(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 레이저 유니트(13)는 X축 및 Y축 방향으로 위치 이동가능하고 4곳의 모퉁이에 4각틀 형태로 배치되면서 분할 부품의 4곳 모서리 부위를 잡아주는 클램프(13a), 클램프 위치 이동을 위한 X축 구동용 모터(13b) 및 X축 구동용 볼스크류(13c), Y축 구동용 모터(13d) 및 Y축 구동용 볼스크류(13e)를 포함하는 클램핑 파트와, 각각의 LM(Linear Motor) 유니트(13f)에 의해 X축, Y축 및 Z축 방향으로 위치 이동가능하고 클램핑 파트측에 고정되어 있는 분할 부품의 적어도 2곳 이상의 연접 부위(모서리 부위)를 접합하는 적어도 2개 이상의 레이저 용접기(13g)를 포함하는 레이저 파트로 구성되는 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 후속 프레스 유니트(14)는 제품의 이송을 위한 트랜스퍼(20b)를 포함하며, 태핑 공정을 위한 태핑 머신(26)과, 박스 밴딩 공정을 위한 밴딩 프레스(27)와, 오프닝 공정을 위한 오프닝 프레스(28)와, 챔퍼 공정을 위한 챔퍼 프레스(29)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유니트(13)와 후속 프레스 유니트(14) 사이 구간에 위치되며, 레이저 유니트측 픽업 레벨과 후속 프레스 유니트측 픽업 레벨의 차이를 보상하기 위해 실린더 수단으로 제품을 후속 프레스 유니트측 픽업 레벨까지 올려주는 레벨링 유니트(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분할형 샤시탑의 제조장치.