KR100902514B1 - 로봇 용접용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 시스템을 이용한 부품의 용접 시, 해당 공정의 베이스유닛에 대하여 지그유닛을 이동 가능하게 구성함으로써, 해당 공정 용접로봇의 공용화가 가능하도록 하며, 상기 지그유닛을 상시 정위치에 설정할 수 있도록 함으로써 지그유닛의 교환시에도 용접위치의 수정이 불필요한 로봇 용접용 지그장치를 제공한다.

로봇 용접, 지그장치, 지그유닛; 베이스유닛

Description

로봇 용접용 지그장치{JIG DEVICE FOR ROBOT WELDING}

본 발명은 로봇 용접용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇 시스템을 이용한 부품의 용접 시, 해당 공정의 베이스유닛에 대하여 지그유닛을 이동 가능하게 구성함으로써, 해당 공정 용접로봇의 공용화가 가능하도록 하며, 상기 지그유닛을 상시 정위치에 설정할 수 있도록 함으로써 지그유닛의 교환시에도 용접위치의 수정이 불필요한 로봇 용접용 지그장치에 관한 것이다.

일반적으로 차체와 같이, 많은 수의 부품을 조립하기 위한 공정은 로봇 시스템을 이용한 스폿 또는 레이저 등의 용접작업을 통하여 자동화 공정으로 진행된다.

즉, 상기한 용접공정은, 도 8에서 도시한 바와 같은 고정형 지그장치(51)에 작업편(53)을 장착하여 용접로봇(55)에 의해 용접작업을 이루게 된다.

이러한 지그장치(51)는 작업실 바닥면(57)에 고정된 베이스 플레이트(59) 상에 지그 프레임(61)을 세워 다수개의 클램핑장치(63)를 통하여 작업편(53)을 고정하도록 이루어지며, 각 공정마다 상기한 지그장치(51)가 하나씩 구성되어 용접작업을 이루게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 로봇 용접용 지그장치(51)는 용접로봇(55)을 이용한 부품의 용접 시, 해당 공정마다 하나씩 구성하여야 함에 따라 작업공정이 복잡해지며, 이는 용접로봇(55)의 작업효율도 떨어지게 하는 원인이 된다.

또한, 작업편(53)의 사양이 바뀔 때마다 해당 사양에 맞는 지그장치(51)를 재구성해야 하며, 용접위치도 수정해야 하는 작업이 반드시 필요한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 로봇 시스템을 이용한 부품의 용접 시, 해당 공정의 베이스유닛에 대하여 지그유닛을 이동 가능하게 구성함으로써, 해당 공정 용접로봇의 공용화가 가능하도록 하며, 상기 지그유닛을 상시 정위치에 설정할 수 있도록 함으로써 지그유닛의 교환시에도 용접위치의 수정이 불필요한 로봇 용접용 지그장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 로봇 용접용 지그장치는 공정상의 작업실 바닥에 다수의 수평 프레임과 수직 프레임 및 크로스 프레임으로 구성되는 베이스 프레임이 고정되며, 상기 베이스 프레임의 상부 각 모서리부에는 로딩 플레이트를 통하여 각각 위치규제수단과 클램핑수단이 구성되는 베이스유닛; 상기 위치규제수단과 클램핑수단에 의해 상기 베이스 프레임의 상부에서 정위치에 규제되는 지그 베이스를 구성하고, 상기 지그 베이스의 양측단 하부에는 지 그 베이스의 승하강을 위한 승하강수단이 구성되는 지그유닛을 포함한다.

여기서, 상기 베이스유닛의 베이스 프레임은 양측 상부 및 하부 수평 프레임을 각각 4개의 수직 프레임으로 연결하고, 다시 양측 상부 및 하부 수평 프레임은 각각 4개의 크로스 프레임으로 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 베이스유닛의 위치규제수단은 상기 로딩 플레이트 상에 상향 돌출되는 규제핀으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 베이스유닛의 클램핑수단은 상기 각 베이스 프레임의 각 모서리부에 구성된 각 수직 프레임의 측면에 각각 장착되는 힌지 브라켓; 상기 로딩 플레이트 상에 상기 지그 베이스를 고정하도록 상기 각 힌지 브라켓의 상단에 힌지 체결되는 클램퍼; 상기 각 힌지 브라켓의 하단에 힌지 체결된 상태로, 작동로드를 통하여 상기 클램퍼의 후단과 힌지 연결되는 클램핑 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 지그유닛의 승하강수단은 하부에는 구름수단을 구성하며, 상기 지그 베이스의 양측단 하부에 배치되는 이송 플레이트; 상기 이송 플레이트의 상부면 중앙에 상향하여 장착되며, 작동로드의 선단을 통하여 상기 지그 베이스의 양측단 하부면에 고정되는 승하강 실린더; 상기 승하강 실린더의 양측으로 상기 이송 플레이트의 상부면 양측과 상기 지그 베이스의 양측단 하부면 양측을 연결하여 이송 플레이트에 대하여 지그 베이스의 승하강을 안내하는 가이드수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가이드수단은 상기 이송 플레이트에 고정되는 원통형상의 가이 드 하우징; 상기 가이드 하우징에 슬라이드 가능하에 끼워진 상태로, 상단이 상기 지그 베이스에 고정되고, 상기 이송 플레이트의 하부에서 그 하단에 스톱퍼가 장착되는 가이드 봉으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구름수단은 상기 이송 플레이트의 하부 전,후측에 각각 구성되는 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 용접용 지그장치에 의하면, 로봇 시스템을 이용한 부품의 용접 시, 해당 공정의 베이스유닛에 대하여 지그유닛을 이동 가능하게 구성함으로써, 해당 공정 용접로봇의 공용화가 가능하도록 하여 용접로봇의 작업효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 해당 공정의 베이스유닛에 대하여 지그유닛의 교환이 자유로우며, 상기 지그유닛의 교환시에도 용접위치의 수정없이 정위치에 설정할 수 있도록 함으로써 작업공정의 공용화 및 간소화할 수 있는 효과도 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 정면도이다.

그리고 도 2와 도 3 및 도 4는 도 1의 A-A 선, B-B 선, 및 C-C 선에 따른 단면도이다.

본 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 구성은 크게, 작업실 바닥면(1)에 고정되는 베이스유닛(10)과, 상기 베이스유닛에 로딩되는 지그유닛(30)으로 이루어진다.

먼저, 상기 베이스유닛(10)은 공정상의 작업실 바닥면(1)에 다수의 수평 프레임(11)과 수직 프레임(12) 및 크로스 프레임(13)으로 구성되는 베이스 프레임(14)이 고정되며, 상기 베이스 프레임(14)의 상부 각 모서리부에는 로딩 플레이트(15)를 통하여 각각 위치규제수단과 클램핑수단이 구성된다.

그리고 상기 지그유닛(30)은 상기 위치규제수단과 클램핑수단에 의해 상기 베이스 프레임(14)의 상부에서 정위치에 규제되는 지그 베이스(31)를 구성하고, 상기 지그 베이스(31)의 양측단 하부에는 지그 베이스(31)의 승하강을 위한 승하강수단이 구성된다.

여기서, 상기 베이스 프레임(14)의 구체적인 구성은 양측 상,하부 수평 프레임(11)을 각각 4개의 수직 프레임(12)으로 연결하고, 다시 양측 상,하부 수평 프레임(11)은 각각 4개의 크로스 프레임(13)으로 상호 연결되어 사각의 골격으로 구성된다.

이러한 베이스 프레임(14)은 사각빔으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 베이스유닛(10)의 상기 위치규제수단은 상기 로딩 플레이트(15) 상에 상향 돌출되는 규제핀(16)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스유닛(10)의 상기 클램핑수단은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 각 베이스 프레임(14)의 각 모서리부에 구성된 각 수직 프레임(12)의 측면에 힌지 브라켓(17)이 각각 장착된다.

그리고 각 힌지 브라켓(17)의 상단에는 상기 로딩 플레이트(15) 상에 상기 지그 베이스(31)를 고정하도록 클램퍼(18)가 힌지 연결되며, 상기 각 힌지 브라켓(17)의 하단에는 클램핑 실린더(19)가 힌지 체결된 상태로, 그 작동로드(21)를 통하여 상기 클램퍼(18)의 후단과 힌지 연결되어 클램퍼(18)를 힌지 작동시키도록 구성된다.

한편, 상기 지그유닛(30)은 상부면에 작업편(20)을 고정하기 위한 다수개의 클램핑장치(30)를 구성하는 상기 지그 베이스(31)가 구비된다.

여기서, 상기 지그 베이스(31)는 그 하부면 각 모서리부에 상기 로딩 플레이트(15) 상의 각 규제핀(16)에 대응하는 규제홀(미도시)이 형성된다.

그리고 상기 승하강수단은 그 하부에 구름수단을 구성하는 이송 플레이트(32)가 상기 지그 베이스(31)의 양측단 하부에 배치된다.

여기서, 상기 구름수단은 상기 이송 플레이트(32)의 하부 전,후측에 각각 구성되는 롤러(33)로 이루어진다.

상기 이송 플레이트(32)의 상부면 중앙에는 상향하여 승하강 실린더(34)가 장착되는데, 상기 승하강 실린더(34)는 그 작동로드(35)의 선단을 통하여 상기 지그 베이스(31)의 양측단 하부면에 고정 연결된다.

또한, 상기 승하강 실린더(34)의 양측으로 상기 이송 플레이트(32)의 상부면 양측과 상기 지그 베이스(31)의 양측단 하부면 양측 사이에는 가이드수단이 구성되어 이송 플레이트(32)에 대하여 상기 지그 베이스(31)의 승하강을 안내하게 된다.

상기 가이드수단은 상기 이송 플레이트(32)에 고정되는 원통형상의 가이드 하우징(36)과, 상기 가이드 하우징(36)에 슬라이드 가능하게 끼워진 상태로, 상단이 상기 지그 베이스(31)에 고정되고, 상기 이송 플레이트(32)의 하부에서 그 하단에 스톱퍼(37)가 장착되는 가이드 봉(38)으로 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 로봇 용접용 지그장치는, 도 1과 도 4에서 도시한 바와 같이, 해당 공정에 설정되기 위해서 베이스 프레임(14) 상부에 지그 베이스(31)가 롤러(33)에 의해 가이더(3)에 의해 안내되면서 이동되어 정위치에 위치된 상태로, 승하강 실린더(34)가 하강하여 로딩 플레이트(15) 상의 각 규제핀(16)에 지그 베이스(31)의 각 규제홀(미도시)이 끼워져 정위치에 로딩된다.

이러한 상태로 클램핑 실린더(19)가 전진 작동하여 각 클램퍼(18)가 베이스 프레임(14) 상의 각 로딩 플레이트(15)에 대하여 상기 지그 베이스(31)를 클램핑하여 위치를 규제함으로써, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 지그 베이스(31) 상에 다수개의 클램핑장치(40)에 의해 장착된 작업편(20)에 대하여 해당 공정의 용접로봇이 용접작업을 진행하게 된다.

반면, 상기 해당 공정에 다른 사양의 작업편을 투입하기 위하여 상기 지그유닛을 교체하기 위해서는, 먼저, 도 5에서와 같이, 각 클램핑 실린더(19)를 후진 작동시켜 상기 로딩 플레이트(15) 상에 클램퍼(19)를 통하여 규제된 지그 베이스(31)를 언클램핑 하게 된다.

이어서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 각 승하강 실린더(34)를 상승 구동하여 상기 로딩 플레이트(15)로부터 지그 베이스(31)를 상부로 들어 올려 규제핀(16)으로부터 지그 베이스(31)를 자유롭게 한다.

이러한 상태에서, 상기 지그유닛(30)은 롤러(33)를 통하여 이동 가능하게 되며, 상기 다른 사양의 작업편을 장착한 지그유닛(30)과 교체할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 정면도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 4은 도 1의 C-C 선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 베이스유닛에 대하여 지그유닛이 언클램핑된 상태의 측 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 베이스유닛에 대하여 지그유닛이 상승 작동된 상태의 정면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 용접용 지그장치의 사용 상태도이다.

도 8은 종래 기술에 따른 지그장치가 적용된 용접 공정도이다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 공정상의 작업실 바닥에 다수의 수평 프레임과 수직 프레임 및 크로스 프레임으로 구성되는 베이스 프레임이 고정되며, 상기 베이스 프레임의 상부 각 모서리부에는 로딩 플레이트를 통하여 각각 위치규제수단과 클램핑수단이 구성되는 베이스유닛과; 상기 위치규제수단과 클램핑수단에 의해 상기 베이스 프레임의 상부에서 정위치에 규제되는 지그 베이스를 구성하고, 상기 지그 베이스의 양측단 하부에는 지그 베이스의 승하강을 위한 승하강수단이 구성되는 지그유닛을 포함하는 로봇 용접용 지그장치에 있어서,

   상기 베이스유닛의 베이스 프레임은 사각빔으로 형성되며, 양측 상부 및 하부 수평 프레임을 각각 4개의 수직 프레임으로 연결하고, 다시 양측 상부 및 하부 수평 프레임은 각각 4개의 크로스 프레임으로 상호 연결되며,

   상기 지그유닛의 승하강수단은, 하부에 구름수단을 구성하며 상기 지그 베이스의 양측단 하부에 배치되는 이송 플레이트와, 상기 이송 플레이트의 상부면 중앙에 상향하여 장착되며 작동로드의 선단을 통하여 상기 지그 베이스의 양측단 하부면에 고정되는 승하강 실린더와, 상기 승하강 실린더의 양측으로 상기 이송 플레이트의 상부면 양측과 상기 지그 베이스의 양측단 하부면 양측을 연결하여 이송 플레이트에 대하여 지그 베이스의 승하강을 안내하는 가이드수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 용접용 지그장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 가이드수단은,

   상기 이송 플레이트에 고정되는 원통형상의 가이드 하우징;

   상기 가이드 하우징에 슬라이드 가능하게 끼워진 상태로, 상단이 상기 지그 베이스에 고정되고, 상기 이송 플레이트의 하부에서 그 하단에 스톱퍼가 장착되는 가이드 봉;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 용접용 지그장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 구름수단은,

   상기 이송 플레이트의 하부 전,후측에 각각 구성되는 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 용접용 지그장치.

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