KR101305172B1 - 차량용 선루프 투입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변위측정센서와 전방감지센서를 통하여 와이어 풀리를 구동하는 서보모터를 제어함으로써 차체에 투입할 선루프의 급격한 이송속도변화 및 작업자의 실수로 인한 충돌을 방지하여 장착품질을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 선루프 투입장치를 제공한다.

선루프 투입장치, 변위측정센서, 전방감지센서, 서보모터, 와이어

Description

차량용 선루프 투입장치{SUNROOF FEEDING DEVICE FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 선루프 투입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변위측정센서와 전방감지센서를 통하여 와이어 풀리를 구동하는 서보모터를 제어함으로써 차체에 투입할 선루프의 급격한 이송속도변화 및 작업자의 실수로 인한 충돌을 방지하여 장착품질을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 선루프 투입장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 모든 양산공장 내에서 2만 내지 3만여개의 부품을 수많은 용접 및 조립공정을 통하여 조립함으로써 이루어진다.

이러한 차량의 양산공장에서 의장공장은 차체 내에 엔진, 변속기, 현가장치 및 기타 구성부품을 조립하는 공정으로, 각 공정라인으로 투입되는 차체에 컨베이어 또는 이송 파레트를 통하여 공급되는 상기 부품들을 장착하게 된다.

상기한 의장공장에서, 특히, 선루프의 장착은 자동차 조립라인의 모듈화 추세 이후, 선루프가 중량화(20∼50KG) 및 대형화가 되어 작업자의 힘만으로는 차량에 직접 투입하는 것이 불가능하게 되어 전용 투입장치를 적용하게 되는데, 종래의 선루프 투입장치는 자동화 설비(서보모터로 구성)나 작업자의 힘을 덜어주기 위한 성력화(省力化) 설비를 이용하고 있다.

이러한 종래의 선루프 투입장치는 공압 실린더 및 에어 압력조절기(레귤레이터)를 이용하여 구성되며, 고정 작업자가 직접 핸들링을 하면서 선루프를 차량 실내에 투입하여 장착하도록 한다.

이와 같은, 종래의 선루프 투입장치는 주로 승하강을 위한 공압 실린더, 승하강 조작을 위한 수동 레귤레이터 및 적정 강도를 유지하기 위한 스틸(steel) 재질의 본체 등으로 구성되며, 비례제어를 이용하여 일정신호(예를 들면, 전기신호)가 입력되면 그 출력값이 에어로 비례하여 나타나게 되는 비례 압력조절기를 이용하여 성력화 설비에 활용함으로써 작업자가 별도의 조작없이 승하강 및 플로팅 상태를 유지할 수 있도록 한다.

그러나 종래의 선루프 투입장치는 제어기를 이용하여 비례제어를 하기 때문에 승하강 시, 혹은 차종간 작업높이 및 위치변동에 대응이 어려우므로 부품 장착 시, 차체에 스크래치를 발생시켜 품질을 저하시키고, 공압용 및 전기용 제어반이 다량 필요하며, 에어의 압력을 제어함으로써 구조가 복잡한 등, 고비용의 단점이 있다. 또한 설비구성에 따른 공간을 많이 필요하게 되므로 레이아웃의 어려움 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점 및 어려움을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 반자동으로 구성되어 변위측정센서와 전방감지센서를 통하여 와이어 풀리를 구동하는 서보모터를 제어함으로써 작업자의 외력에 의한 차체에 투입할 선루프의 급격한 이송속도변화 및 작업자의 실수로 인한 충돌을 방지하여 장착품질을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 선루프 투입장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 선루프 투입장치는 작업장의 상부 구조물에 설치되는 상부 주행레일; 상기 상부 주행레일에 롤러유닛을 통하여 이동 가능하게 설치되는 이송 프레임; 상기 이송 프레임의 내부 중앙에 설치되는 모터 하우징; 상기 이송 프레임의 하부 일측에 하향하여 2단으로 설치되는 와이어 하우징; 상기 모터 하우징의 내부 일측에 고정 설치되며, 회전축에는 와이 어 풀리가 장착되는 서보모터; 상기 와이어 하우징의 하단에 회전유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 클램핑 지그; 상기 와이어 풀리에 일단이 연결되어 감기고, 타단은 상기 와이어 하우징을 통하여 회전유닛의 상부 중앙에 후크로 연결되는 와이어; 상기 모터 하우징의 내부 일측에 장착되어 상기 와이어의 상하방향 변위를 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 변위측정센서; 상기 클램핑 지그의 선단에 장착되어 클램핑 지그 전방의 차체를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전방 감지센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 차량용 선루프 투입장치에 의하면, 작업자의 외력에 의해 조작되는 반자동으로 구성되어 변위측정센서와 전방감지센서를 통하여 와이어 풀리를 구동하는 서보모터를 제어함으로써 차체에 투입할 선루프의 급격한 이송속도변화 및 작업자의 실수로 인한 충돌을 방지하며, 작업자의 최소한의 힘으로 장착품질을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 선루프 투입장치는 다량의 공압용 및 전기용 제어반이 불필요하며, 에어의 압력을 제어하기 위한 복잡한 구조의 설비를 배제하여 저비용으로 고효율의 효과가 있으며, 설비구성에 따른 공간을 최소화하는 효과가 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 전체 구성도이 고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 주요부 확대 단면도이다.

본 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 구성은 작업장의 상부 구조물에 상부 주행레일(1)이 설치된다.

상기 상부 주행레일(1)에는 롤러유닛(3)을 통하여 이송 프레임(5)이 이동 가능하게 설치된다.

상기 이송 프레임(5)의 내부 중앙에는 모터 하우징(7)이 고정 설치되고, 상기 이송 프레임(5)의 하부 일측에는 2단의 와이어 하우징(9)이 하향하여 설치된다.

상기 모터 하우징(7)의 내부 일측에는 서보모터(11)가 고정 설치되는데, 상기 서보모터(11)의 회전축에는 와이어 풀리(13)가 장착된다.

그리고 상기 와이어 하우징(9)의 하단에는 회전유닛(15)을 통하여 클램핑 지그(17)가 회전 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 클램핑 지그(17)는 상기 회전유닛(15)의 하부에 고정 설치되는 "ㄷ"자 형성의 지그 프레임(21)과 상기 지그 프레임(21)의 하부 선단에 설치되어 선루프(10)를 고정하는 다수개의 클램퍼(23)로 이루어진다.

여기서, 상기 와이어 하우징(9)은 상기 이송 프레임(5)의 하부 일측에 상단이 연결 설치되는 중공의 상단 하우징(25)과, 상기 상단 하우징(25)에 삽입되며, 그 하단이 상기 회전유닛(15)에 연결 설치되는 중공의 하단 하우징(27)으로 구성된다.

또한, 상기 와이어 풀리(13)에는 와이어(20)가 그 일단이 연결되어 감기며, 상기 와이어(20)의 타단은 상기 와이어 하우징(9) 내부를 통하여 회전유닛(15)의 상부 중앙에 후크(29)로 연결된다.

그리고 상기 모터 하우징(7)의 내부 일측에는 변위측정센서(S1)가 장착되는데, 상기 변위측정센서(S1)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 와이어(20)가 관통되도록 구성되어 상기 와이어(20)의 상하방향 변위를 검출하여 그 신호를 제어기(C)로 출력하도록 구성된다.

또한, 상기 클램핑 지그(17)의 지그 프레임(21) 선단에는 상기 클램핑 지그(17) 전방의 차체를 감지하여 그 신호를 제어기(C)로 출력하는 전방감지센서(S2)가 장착된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 선루프 투입장치의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 먼저 작업자가 클램핑 지그(17)를 잡고 차체에 투입할 선루프(10)를 공급하는 적재랙(30) 측으로 클램핑 지그(17)를 이동시켜 클램핑 지그(17) 상의 클램퍼(23)로 선루프(10)를 클램핑한 후,(S1) 작업자는 상기 클램핑 지그(17)를 잡고 차체 이송라인으로 상기 선루프(10)를 이동시켜 선루프(10)의 상하 높이와 좌우 위치를 맞추어 차체(40) 내부로 선루프(10)를 투입시키게 된다.(S2)

여기서, 상기 선루프(10) 투입장치는 작업자가 클램핑 지그(17)의 지그 프레임(21)을 가볍게 미는 힘에 의하여 상부 주행레일(1)을 따라 이송 프레임(5)이 이동하게 되며, 상기 클램핑 지그(17) 상에 선루프(10)가 로딩된 상태에서는 서보모터(11)가 선루프(10)의 중량에 비례하여 와이어 풀리(13)의 회전력을 조절하여 힘 의 평형을 유지하게 된다.

이때, 상기 작업자의 상하방향 조작력이 클램핑 지그(17)에 가해지면, 상기 와이어(20)가 와이어 풀리(13)에 감기거나 풀리면서 변위를 발생시키게 되는데, 상기 변위측정센서(S1)는 와이어(20)의 변위량을 측정하여 제어기(C)로 출력하면, 제어기(C)는 지속적인 궤환으로 상기 변위량에 맞게 비례적으로 서보모터(11)를 정역 회전제어하여 와이어 풀리(13)에 감겨진 와이어(20)의 길이를 조절하게 된다.

이에 따라, 작업자는 적정한 하중을 유지하면서 선루프(10)를 쉽게 들어올리거나 내릴 수 있게 된다.

즉, 상기 서보모터(11)의 회전에 따른 와이어 풀리(13)의 회전으로 감겨지거나 풀리는 와이어(20)는 그 위치변동에 따라 상기 클램핑 지그(17)의 높이위치를 일정하게 유지되면서, 작업자가 선루프(10)의 하중 변동에 따른 무게 차이를 크게 느끼지 못하도록 해준다.

또한, 상기 변위측정센서(S1)에서 검출된 와이어(20)의 변위량은 제어기(C)에서 증폭된 제어신호로 출력되어 서보모터(11)에 의한 클램핑 지그(17)의 속도제어를 동시에 구현하게 된다.

즉, 작업자가 선루프(10)를 일정위치까지 이동하였으나, 차체(40)에 투입하기 위해서는 천천히 이동시켜 차종간 미세한 범위의 변동에 따라 조정하여야 하는데, 제어기(C)는 미리 입력된 좌표값을 읽어 이 구간에서는 상기한 전방감지센서(S2)를 통하여 차체(40) 등의 전방 간섭물을 감지하고 동시에, 상기 변위측정센서(S1)의 변위량이 급격하게 변하는지를 감지하게 된다.

이때, 상기 전방감지센서(S2)에 의해 간섭물이 감지되면, 선루프(10)의 상하, 좌우의 급격한 속도변화 즉, 작업자의 실수에 의한 충돌을 방지하기 위하여 상기 서보모터(11)의 속도제어를 하게 된다.

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도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 주요부 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 선루프 투입장치의 제어 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시에에 따른 차량용 선루프 투입장치의 사용 상태도이다.

Claims (3)

1. 차량용 선루프 투입장치에 있어서,

   작업장의 상부 구조물에 설치되는 상부 주행레일;

   상기 상부 주행레일에 롤러유닛을 통하여 이동 가능하게 설치되는 이송 프레임;

   상기 이송 프레임의 내부 중앙에 설치되는 모터 하우징;

   상기 이송 프레임의 하부 일측에 하향하여 2단으로 설치되는 와이어 하우징;

   상기 모터 하우징의 내부 일측에 고정 설치되며, 회전축에는 와이어 풀리가 장착되는 서보모터;

   상기 와이어 하우징의 하단에 회전유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 클램핑 지그;

   상기 와이어 풀리에 일단이 연결되어 감기고, 타단은 상기 와이어 하우징을 통하여 회전유닛의 상부 중앙에 후크로 연결되는 와이어;

   상기 모터 하우징의 내부 일측에 장착되어 상기 와이어의 상하방향 변위를 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 변위측정센서;

   상기 클램핑 지그의 선단에 장착되어 클램핑 지그 전방의 차체를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전방 감지센서;로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선루프 투입장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 와이어 하우징은

   상기 이송 프레임의 하부 일측에 상단이 연결 설치되는 중공의 상단 하우징;

   상기 상단 하우징에 삽입되며, 그 하단이 상기 회전유닛에 연결 설치되는 중공의 하단 하우징;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 선루프 투입장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 클램핑 지그는

   상기 회전유닛의 하부에 고정 설치되는 "ㄷ"자 형성의 지그 프레임;

   상기 지그 프레임의 하부 선단에 설치되어 선루프를 고정하는 다수개의 클램퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 선루프 투입장치.

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