KR100916779B1

KR100916779B1 - 로봇 행거 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100916779B1
Application number: KR1020070114941A
Authority: KR
Inventors: 황우동; 우영섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-09-14
Also published as: KR20090048865A

Abstract

본 발명은 전기 전도도를 이용하여 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 적용하여 파렛트 상에 적재된 패널을 정확하게 클램핑하여 사양 판별 후, 지그 상의 로딩위치에 정확하게 공급할 수 있도록 하는 로봇 행거 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

패널, 이송장치, 감지유닛, 제1,제2도그센서, 근접센서, 감지블록, 감지도그

Description

로봇 행거 장치 및 그 제어방법{ROBOT HANGER APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 로봇 행거 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 전도도를 이용하여 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 적용하여 파렛트 상에 적재된 패널을 정확하게 클램핑하여 사양 판별 후, 지그 상의 로딩위치에 정확하게 공급할 수 있도록 하는 로봇 행거 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

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

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 차체를 이루는 패널을 일정 형상으로 절단·절곡하는 공정이 필요하며, 이러한 패널을 일정 형상으로 가공하기 위해서는 프레스 공정을 통한 성형과정을 거치게 된다.

이와 같이, 프레스 공정에서 성형된 패널은 파렛트에 적재된 상태로 용접공정으로 이송되는데, 파렛트 상에 적재된 다수개의 패널을 해당 공정으로 투입하기 위해서는 로봇을 이용한 로봇 행거 장치가 사용된다.

상기 로봇 행거 장치(101)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 로봇(103)의 아암(105) 선단에 행거 프레임(107)이 장착되고, 상기 행거 프레임(107)의 전방 양측에는 패널(200)을 클램핑 하는 클램핑 유닛(109)이 장착되며, 후방 양측에는 로케이터(111)가 장착된다.

이러한 로봇 행거 장치(101)는 파렛트(120) 상에 적재된 상기 패널(200)을 취출하여 용접작업을 위한 지그(130) 상에 안착시키게 된다.

상기 지그(130)의 일측에는 상기 패널(200)의 방청 혹은 비방청 등의 사양을 확인하도록 프레스 공정에서 가공되는 사양 감지홀을 감지하는 포토센서(131)가 설치되고, 타측에는 별도의 리미트 스위치(133)가 설치되어 상기 패널(200)의 안착 유무를 판단하게 된다.

그러나 상기와 같이, 종래 패널의 사양 감지 및 지그 상의 안착 유무를 감지하기 위해서는 상기 지그 상에 별도의 포토센서와 리미트 스위치 등을 설치하고, 상기 포토센서에 의해 패널의 사양을 판별하기 위한 사양 감지홀을 프레스 공정에서 미리 가공해야 하는 단점이 있으며, 상기 지그 상에 다른 사양의 패널이 안착되는 경우에는 작업자가 상기 패널을 공정 밖으로 빼내야 하는 등, 공정 가동률이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 전도도를 이용하여 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 적용하여 파렛트 상에 적재된 패널을 정확하게 클램핑하여 사양 판별 후, 지그 상의 로딩위치에 정확하게 공급할 수 있도록 하는 로봇 행거 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치는, 로봇의 아암 선단에 행거 프레임이 장착되고, 상기 행거 프레임의 전방 양측에는 클램핑 유닛이 장착되며, 후방 양측에는 로케이터가 장착되어 파렛트 상에 적재된 패널을 취출하여 지그 상에 안착시키는 로봇 행거 장치에 있어서,

상기 행거 프레임의 후방 양단부와 후방 상면 일측에 구성되어 전기 전도도를 감지하여 상기 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 포함하며,

상기 감지유닛은 상기 행거 프레임의 후방 양단부에 장착되는 센서몸체와, 상기 센서몸체에 삽입되는 가이드 봉, 및 상기 가이드 봉의 일단에 설치되는 도그블록으로 구성되어 상기 도그블록 내부의 감지도그를 통하여 상기 패널의 양측부에 각각 접촉되는 제1,제2도그센서; 상기 제1,제2도스센서의 각 센서몸체 내부에 구성되어 상기 가이드 봉의 선단에 장착된 감지블록을 통해 상기 패널의 안착 여부를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 근접센서; 상기 행거 프레임의 후방 상면 일측에 장착되며, 상기 제1,제2 도그센서의 감지도그와 전기적으로 연결되어 상기 패널의 전도도를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전도도 감지기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,제2도그센서는 상기 행거 프레임의 후방 양단부에 장착되고, 하부 내측에는 다수개의 가이드 홈이 형성되는 센서몸체; 상기 센서몸체의 각 가이드 홈에 리턴 스프링을 개재한 상태로 삽입되는 가이드 봉; 상기 센서몸체의 하부에 배치되어 상기 각 가이드 봉의 선단이 장착되며, 그 하부면 중앙에는 도그홈이 형성되는 도그블록; 상기 도그블록의 도그홈에 스프링을 개재한 상태로 삽입되며, 상기 전도도 감지기와 전기적으로 연결되는 감지도그로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 센서몸체의 하부면과 상기 도그블록의 하부면에는 각각 상기 가이드 봉 및 감지도그가 상기 가이드 홈 및 도그홈으로부터 이탈되지 않도록 스톱퍼 플레이트가 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 감지도그는 그 재질이 전기 전도도가 높은 은(Ag)소재로 이루어지는 것 을 특징으로 한다.

그리고 상기한 바와 같은 로봇 행거 장치의 제어방법은 로봇의 거동에 의해 행거 프레임 상의 클램핑 유닛을 통하여 패널을 클램핑하는 제1단계; 제1,제2도그센서의 각 감지도그가 상기 패널 상의 양측에 접촉하고, 동시에, 근접센서는 감지신호를 제어기롤 출력하는 제2단계; 상기 제2단계에서, 상기 근접센서의 감지신호를 이용하여 상기 패널에 상기 제1,제2도그센서의 각 감지도그가 정상적으로 접촉되었는가를 판단하는 제3단계; 상기 제3단계의 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 로봇의 거동을 정지하고, 경광램프에 경광신호를 출력하는 제4단계; 상기 제3단계의 조건을 만족하는 경우, 전도도 감지기가 상기 제1,제2도그센서의 각 감지도그에 통전하여 패널의 전기 전도도를 감지하는 제5단계; 상기 제5단계에서, 감지된 패널의 전기 전도도와 설정된 전기 전도도를 비교하여 해당 패널의 사양이 설정된 패널의 사양인가를 판단하는 제6단계; 상기 제6단계의 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 패널을 별도의 정렬지그 상으로 이동하여 로딩하는 제7단계; 상기 제6단계의 조건을 만족하는 경우, 상기 패널을 해당 지그 상에 로딩하여 작업을 완료하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇 행거 장치에 의하면, 전기 전도도를 이용하여 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 적용하여 파렛트 상에 적재된 패널을 정확하게 클램핑하여 사양 판별 후, 지그 상의 로딩위치에 정확하게 공급시키는 효과가 있다.

또한, 사양이 판별된 상기 패널을 지그 상의 로딩위치에 정확히 안착시킴으로써, 라인의 가동률을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 사시도 및 측면도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면으로 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치에 적용되는 도그 센서의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 작동 상태도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치(1)의 구성은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 로봇(3)의 아암(5) 선단에 행거 프레임(7)이 장착되고, 상기 행거 프레임(7)의 전방 양측에는 클램핑 유닛(10)이 장착되며, 상기 행거 프레임(7)의 후방 양측에는 로케이터(9)가 장착되어 파렛트 상에 적재된 패널(50)을 취출하여 지그 상에 안착시키도록 구성된다.

여기서, 상기 클램핑 유닛(10)은 상기 행거 프레임(7)의 일측 양단 하부에 수직방향으로 각각 클램프 로케이터(11)가 설치되고, 상기 클램프 로케이터(11)의 하부 일측에는 작동 실린더(13)의 일측이 힌지 체결된다.

그리고 상기 클램프 로케이터(11)의 단부에는 클램퍼(17)의 일측이 힌지 고정되며, 상기 클램퍼(17)의 후단은 상기 작동 실린더(13)의 작동로드(15) 선단에 힌지 체결되어 상기 작동로드(15)의 전후진 작동에 따라 상기 클램프 로케이터(11) 에 대하여 힌지 작동을 하도록 구성된다.

그리고 상기 행거 프레임(7)의 후방 양단부와 후방 상면 일측에는 전기 전도도를 감지하여 상기 패널(50)의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛(20)이 포함된다.

상기 감지유닛(20)은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 행거 프레임(7)의 후방 양단부에는 제1,제2도그센서(21)(23)가 장착된다.

상기 제1,제2도그센서(21)(22)는 센서몸체(23)와, 상기 센서몸체(23)에 삽입되는 가이드 봉(25), 및 상기 가이드 봉(25)의 일단에 설치되는 도그블록(27)으로 구성되어 상기 도그 블록(27) 내부의 감지도그(29)를 통하여 상기 패널(50)의 양측부에 각각 접촉된다.

이러한 제1,제2도그센서(21)(22)의 구체적인 구성은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 행거 프레임(7)의 후방 양단부에는 상기 센서몸체(23)가 장착된다.

상기 센서몸체(23)는 하부 내측에 3개의 가이드 홈(24)이 형성되고, 상기 각 가이드 홈(24)에는 리턴 스프링(31)을 개재한 상태로 상기 가이드 봉(25)이 삽입된다.

여기서, 상기 리턴 스프링(31)은 그 일단이 상기 가이드 홈(24)의 내면에 지지되고, 타단은 상기 가이드 봉(25)의 후단에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 센서몸체(23)의 하부에는 상기 도그블록(27)이 배치되어 상기 각 가이드 봉(25)의 선단이 장착된다.

이러한 도그블록(27)의 하부면 중앙에는 도그홈(28)이 형성된다.

상기 도그블록(27)의 도그홈(28)에는 스프링(33)을 개재한 상태로 전도도 감지기(40)와 전기적으로 연결되는 감지도그(29)가 삽입된다.

여기서, 상기 스프링(33)은 그 일단이 상기 도그홈(28)의 내면에 지지되고, 타단은 상기 감지도그(29)의 일단에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 감지도그(29)는 그 재질이 전기 전도도가 높은 은(Ag)소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 센서몸체(23)의 하부면과 상기 도그블록(27)의 하부면에는 각각 상기 각 가이드 봉(25) 및 감지도그(29)가 상기 가이드 홈(24) 및 도그홈(28)으로부터 이탈되지 않도록 스톱퍼 플레이트(30)가 체결된다.

그리고 상기 제1,제2도그센서(21)(22)의 각 센서몸체(23)에는 3개의 상기 가이드 홈(24) 중 중앙의 가이드 홈(24)에 대응하여 그 내부에 근접센서(41)가 구성된다.

상기 근접센서(41)는 상기 중앙의 가이드 봉(25) 선단에 장착되는 감지블록(43)을 통해 상기 패널(50)의 안착 여부를 감지하여 그 신호를 제어기(45)로 출력한다.

그리고 상기 행거 프레임(7)의 후방 상면 일측에는 상기 전도도 감지기(40)가 장착된다.

상기 전도도 감지기(40)는, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 제1,제 2 도그센서(21)(22)의 각 감지도그(29)와 전기적으로 연결되어 상기 패널(50)의 전도도를 감지하여 그 신호를 제어기(45)로 출력하고, 상기 제어기(45)는 표시수단(47)과 연결되어 상기 제어기(45)의 제어신호에 따라 상기 표시수단(47)을 작동시킨다.

상기 표시수단(47)은 경광램프로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 로봇 행거 장치(1)의 작동 및 제어방법을, 도 6을 통하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 로봇(3)의 거동에 의해 상기 행거 프레임(7) 상의 클램핑 유닛(10)을 통하여 파렛트 상의 상기 패널(50)을 클램핑하게 된다.(S1)

그러면 상기 제1,제2도그센서(21)(22)의 각 감지도그(29)는 상기 패널(50) 상의 양측에 접촉하고, 동시에, 상기 도그블록(27)이 상부로 이동되면서, 상기 각 가이드 봉(25)이 센서몸체(23)의 가이드 홈(24) 내부에서 상승하게 된다.

이때, 상기 근접센서(41)는 상기 각 가이드 봉(25)중 중앙의 가이드 봉(25)에 장착된 감지블록(43)을 감지하여 그 감지신호를 상기 제어기(45)로 출력하게 된다.(S2)

이어서, 상기 제어기(45)는 상기 근접센서(41)의 감지신호에 따라 상기 패널(50)에 상기 제1,제2도그센서(21)(22)의 각 감지도그(29)가 정상적으로 접촉되었는가를 판단한다.(S3)

즉, 상기 단계(S3)에서, 제어기(45)는 근접센서(41)로부터 감지신호가 검출되지 않는 것으로 판단되면(즉, 조건을 만족하지 않으면), 상기 로봇(3)의 거동을 중지시킴과 동시에, 상기 표시수단(47)인 경광램프를 발광시키게 된다(S4)

반면, 상기 단계(S3)에서, 제어기(45)는 근접센서(41)로부터 감지신호가 검출되는 것으로 판단되면(즉, 조건을 만족하면), 패널(50)이 정상적으로 클램핑된 것으로 판단하고, 상기 전도도 감지기(40)를 통하여 상기 제1,제2도그센서(21)(22)의 각 감지도그(29)를 통전시켜 상기 패널(50)의 전도도를 감지하게 된다.(S5)

이어서, 상기 단계(S5)에서, 제어기(45)는 감지된 패널(50)의 전기 전도도와 설정된 전기 전도도를 비교하여 해당 패널(50)의 사양이 설정된 패널(50)의 사양인가를 판단하게 된다.(S6)

즉, 상기 단계(S6)에서, 제어기(45)는 전도도 감지기(40)로부터 출력된 전기 전도도가 설정된 전기 전도도와 비교하여 다르다고 판단되면(즉, 조건을 만족하지 않으면), 상기 로봇(3)을 거동하여 상기 패널(50)을 별도의 정렬지그 상으로 이동시켜 로딩하고, 로봇 행거 장치의 제어를 완료하게 된다.(S7)

반면, 상기 단계(S6)에서, 제어기(45)는 전도도 감지기(40)로부터 출력된 전기 전도도가 설정된 전기 전도도와 비교하여 같다고 판단되면(즉, 조건을 만족하면), 상기 패널(50)을 해당 지그 상에 로딩시키고, 로봇 행거 장치(1)의 제어를 종료하여 작업을 대기하게 된다.(S8)

따라서, 본 발명의 로봇 행거 장치(1)를 적용하면, 전기 전도도를 이용하여 상기 패널(50)의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 상기 제1,제2도그센서(21)(23)과 전도도 감지기(40)으로 구성된 감지유닛(20)을 적용하여 파렛트 상에 적재된 상기 패널(50)을 정확하게 클램핑하여 사양 판별 후, 지그 상의 로딩위치에 정확하게 공 급시키게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 로봇 행거 장치의 사용 상태도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 측면도이다.

도 4는 도 4의 A-A선에 따른 단면으로 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치에 적용되는 도그 센서의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 작동 상태도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 행거 장치의 제어 흐름도이다.

Claims

로봇의 아암 선단에 행거 프레임이 장착되고, 상기 행거 프레임의 전방 양측에는 클램핑 유닛이 장착되며, 후방 양측에는 로케이터가 장착되어 파렛트 상에 적재된 패널을 취출하여 지그 상에 안착시키는 로봇 행거 장치에 있어서,

상기 행거 프레임의 후방 양단부와 후방 상면 일측에 구성되어 전기 전도도를 감지하여 상기 패널의 사양 및 클램핑 상태를 감지하는 감지유닛을 포함하며,

상기 감지유닛은

상기 행거 프레임의 후방 양단부에 장착되는 센서몸체와, 상기 센서몸체에 삽입되는 가이드 봉, 및 상기 가이드 봉의 일단에 설치되는 도그블록으로 구성되어 상기 도그블록 내부의 감지도그를 통하여 상기 패널의 양측부에 각각 접촉되는 제1,제2도그센서;

상기 제1,제2도스센서의 각 센서몸체 내부에 구성되어 상기 가이드 봉의 선단에 장착된 감지블록을 통해 상기 패널의 안착 여부를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 근접센서; 및

상기 행거 프레임의 후방 상면 일측에 장착되며, 상기 제1,제2 도그센서의 감지도그와 전기적으로 연결되어 상기 패널의 전도도를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전도도 감지기로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 행거 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1,제2도그센서는

상기 행거 프레임의 후방 양단부에 장착되고, 하부 내측에는 다수개의 가이드 홈이 형성되는 센서몸체;

상기 센서몸체의 각 가이드 홈에 리턴 스프링을 개재한 상태로 삽입되는 가이드 봉;

상기 센서몸체의 하부에 배치되어 상기 각 가이드 봉의 선단이 장착되며, 그 하부면 중앙에는 도그홈이 형성되는 도그블록;

상기 도그블록의 도그홈에 스프링을 개재한 상태로 삽입되며, 상기 전도도 감지기와 전기적으로 연결되는 감지도그로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 행거 장치.
제3항에 있어서,

상기 센서몸체의 하부면과 상기 도그블록의 하부면에는

각각 상기 가이드 봉 및 감지도그가 상기 가이드 홈 및 도그홈으로부터 이탈되지 않도록 스톱퍼 플레이트가 체결되는 것을 특징으로 하는 로봇 행거 장치.
제3항에 있어서,

상기 감지도그는

그 재질이 전기 전도도가 높은 은(Ag)소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 행거 장치.
로봇 행거 장치의 제어방법에 있어서,

로봇의 거동에 의해 행거 프레임 상의 클램핑 유닛을 통하여 패널을 클램핑하는 제1단계;

제1,제2도그센서의 각 감지도그가 상기 패널 상의 양측에 접촉하고, 동시에, 근접센서는 감지신호를 제어기롤 출력하는 제2단계

상기 제2단계에서, 상기 근접센서의 감지신호를 이용하여 상기 패널에 상기 제1,제2도그센서의 각 감지도그가 정상적으로 접촉되었는가를 판단하는 제3단계;

상기 제3단계의 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 로봇의 거동을 정지하고, 경광램프에 경광신호를 출력하는 제4단계;

상기 제3단계의 조건을 만족하는 경우, 전도도 감지기가 상기 제1,제2도그센서의 각 감지도그에 통전하여 패널의 전기 전도도를 감지하는 제5단계;

상기 제5단계에서, 감지된 패널의 전기 전도도와 설정된 전기 전도도를 비교 하여 해당 패널의 사양이 설정된 패널의 사양인가를 판단하는 제6단계;

상기 제6단계의 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 패널을 별도의 정렬지그 상으로 이동하여 로딩하는 제7단계;

상기 제6단계의 조건을 만족하는 경우, 상기 패널을 해당 지그 상에 로딩하여 작업을 완료하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 행거 장치의 제어방법.