KR101313338B1 - 레이저 커팅 자동화 시스템 - Google Patents

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KR101313338B1
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신인승
박형석
권경업
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에스아이에스 주식회사
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Abstract

본 발명은 레이저 커팅 자동화 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 레이저 커팅 자동화 시스템은 성형하고자하는 부품을 바닥면에 설치된 레일을 따라 이송하는 이송수단과, 상기 이송수단으로부터 이송된 부품을 이송로봇을 통해 공급받아 정렬시키는 부품정렬수단과, 상기 부품정렬수단에서 정렬된 부품을 상기 이송로봇으로부터 공급받아 부품을 성형하는 성형수단과, 상기 성형수단에서 성형된 부품을 상기 이송로봇으로부터 공급받아 검사하는 검사수단과, 상기 검사수단에서 검사완료된 성형품을 취출로봇을 통해 공급받는 적재파렛트 및, 상기 검사수단의 일측 소정 위치에 마련되어 상기 검사수단으로부터 부적합 판정을 받은 부품을 상기 취출로봇으로부터 공급받아 재검사하는 검사구로 이루어지되, 상기 이송로봇의 선단에는 부품을 파지하기 위한 그리퍼가 설치되고, 상기 부품정렬수단은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상부면 소정 위치에 상호 대칭되게 마련된 한 쌍의 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 상부면 소정 위치에 마련된 복수개의 지지프레임과, 상기 지지프레임의 상부에 결합되는 지지블록과, 상기 지지플레이트의 중심부 소정 위치에 이격되게 마련되어 상기 지지블록에 안착되는 부품의 중심을 잡아주는 한 쌍의 기준핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 커팅 자동화 시스템{Laser Cutting Automation System}
본 발명은 레이저 커팅 자동화 시스템에 관한 것으로, 자동차의 경량화를 도모하기 위해 사용되는 고장력강 재질의 소재를 피어싱 성형할 수 있는 레이저 커팅 자동화 시스템에 관한 것이다.
최근 연비향상, 배기가스 저감 및 환경보호를 위해 자동차를 경량화하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 경량화의 방법은 다양한 방법이 있는데, 소재 측면에서는 고장력강 또는 경량소재인 알루미늄, 마그네슘, 플라스틱 등을 이용하는 방법이 적용되고 있다.
이에 따라 자동차 차체부품도 고장력강 또는 경량 소재를 적용하여 자동차의 경량화를 도모하고 있다.
이와 같은 자동차 부품은 일반적으로 프레스 성형에 의해 제조되는데, 프레스 성형을 이용하는 방법에 따르면 준비된 강판을 블랭킹한 후 프레스 성형하여 자동차 부품을 제조한다. 구멍이 있는 형상의 자동차 부품은 프레스 성형시에 피어싱한다.
그러나, 프레스 성형을 이용하는 방법에서는 고강도의 강판을 사용하는 경우 성형성이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 구멍이 있는 형상의 자동차 부품의 피어싱 성형이 이루어지지 않거나 프레스 금형이 파손되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 레이저 커팅 장치를 이용한 자동차 부품의 피어싱 성형이 이루어지고 있다.
그러나, 종래의 레이저 커팅 장치를 이용한 자동차 부품의 피어싱 성형은 성형 라인의 자동화가 이루어지지 않아 작업성과 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 경량화를 위해 사용되는 고장력강 재질의 강판을 용이하게 성형하여 생산성을 향상시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 레이저 커팅 자동화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 성형하고자하는 부품을 바닥면에 설치된 레일을 따라 이송하는 이송수단과, 상기 이송수단으로부터 이송된 부품을 이송로봇을 통해 공급받아 정렬시키는 부품정렬수단과, 상기 부품정렬수단에서 정렬된 부품을 상기 이송로봇으로부터 공급받아 부품을 성형하는 성형수단과, 상기 성형수단에서 성형된 부품을 상기 이송로봇으로부터 공급받아 검사하는 검사수단과, 상기 검사수단에서 검사완료된 성형품을 취출로봇을 통해 공급받는 적재파렛트 및, 상기 검사수단의 일측 소정 위치에 마련되어 상기 검사수단으로부터 부적합 판정을 받은 부품을 상기 취출로봇으로부터 공급받아 재검사하는 검사구로 이루어지되, 상기 이송로봇의 선단에는 부품을 파지하기 위한 그리퍼가 설치되고, 상기 부품정렬수단은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상부면 소정 위치에 상호 대칭되게 마련된 한 쌍의 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 상부면 소정 위치에 마련된 복수개의 지지프레임과, 상기 지지프레임의 상부에 결합되는 지지블록과, 상기 지지플레이트의 중심부 소정 위치에 이격되게 마련되어 상기 지지블록에 안착되는 부품의 중심을 잡아주는 한 쌍의 기준핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템을 제공한다.
상기 이송수단은 상기 레일의 상부에 위치되어 상기 레일의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하는 이송대차와, 상기 이송대차의 상부에 안착되는 이송파렛트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이송대차는 한 쌍의 수직프레임과 수평프레임으로 구성되어 격자 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 한 쌍의 수직프레임에 각각 길이방향 따라 일정간격 이격하여 마련되어 양측면에 구동바퀴를 구비하는 한 쌍의 휠블록과, 상기 휠블록 중 적어도 서로 마주 보는 어느 하나에는 각각 구동축이 설치되고, 상기 구동축은 구동모터를 구비하는 감속기에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 이송파렛트는 상기 몸체의 상측면에 안착되는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련되고 일측이 개구된 한 쌍의 제1 가이드포스트와, 상기 제1 가이드포스트와 대향되는 상기 베이스플레이트의 타측 상부면 소정 위치에 일정 간격 이격하여 마련되고 중심부에 높이방향을 따라 절개부가 형성된 복수개의 제2 가이드포스트로 이루어지되, 상기 제1 및 제2 가이드포스트에는 각각 높이방향을 따라 일정간격 이격하여 회동가능하게 구비된 복수개의 제1 및 제2 래치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 래치의 일단부에는 각각 상기 이송파렛트에 안착되는 부품을 지지하는 지지바가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 부품정렬수단은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상부면 소정 위치에 상호 대칭되게 마련된 한 쌍의 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 상부면 소정 위치에 마련된 복수개의 지지프레임과, 상기 지지프레임의 상부에 결합되는 지지블록과, 상기 지지플레이트의 중심부 소정 위치에 이격되게 마련되어 상기 지지블록에 안착되는 부품의 중심을 잡아주는 한 쌍의 기준핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 성형수단은 양측에 서로 대칭되게 마련된 성형지그를 구비하는 회전플레이트와, 상기 성형지그에 안착되어 고정된 부품을 성형을 레이저장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 성형지그는 상기 회전플레이트의 일측면에 결합되는 결합부를 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 상부면 소정 위치에 길이방향을 따라 이격되게 마련된 복수개의 수직프레임과, 상기 수직프레임의 상부에 결합된 지지블록과, 상기 몸체의 양측면 소정 위치에 서로 마주보게 마련된 한 쌍의 클램프부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 클램프부재는 상기 몸체의 양측면 소정 위치에 서로 마주보도록 결합되는 한 쌍의 실린더와, 상기 실린더의 상부에 구비된 회전축에 회동 가능하게 결합되는 클램프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 검사수단은 상기 성형수단에 의해 성형된 부품이 안착되는 지그와, 상기 지그로부터 소정 간격 이격하여 마련된 로봇의 선단에 결합되어 상기 지그에 안착된 성형된 부품의 성형상태를 검사하는 비전센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 검사구는 상부가 개구된 하우징과, 상기 하우징의 내부 바닥면 소정 위치에 설치되는 검사지그와, 상기 하우징의 길이방향 양측면 소정 위치에 마련된 한 쌍의 레일바퀴와, 상기 하우징의 하부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 캐스터를 포함하여 구성되되, 상기 레일바퀴는 상기 검사수단에 인접되게 마련된 펜스에 설치된 레일에 슬라이드 이동가능하는 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 그리퍼는 상기 이송로봇의 선단에 결합되는 툴프레임과, 상기 툴프레임의 일측면에 결합되는 툴조인트부재와, 상기 툴조인트부재의 일측면에 결합되는 메인플레이트와, 상기 메인플레이트의 하부면에 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 클램프부재와, 상기 메인플레이트의 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 적어도 하나 이상의 승하강부재와, 상기 메인플레이트의 길이 방향 양측면에 서로 대칭되게 설치된 한 쌍의 부품감지센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 툴조인트부재는 상기 툴프레임의 일측면에 결합되는 제1 결합구와, 상기 메인플레이트의 상부면에 결합되는 제2 결합구로 구성되되, 상기 제1 결합구는 제1 직경부와 제2 직경부를 구비하며, 상기 제2 직경부에는 외주면에 원주방향을 따라 복수개의 돌출부가 형성된 회전체가 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 결합구의 내주면에는 상기 돌출부가 걸림 결합될 수 있도록 복수개의 걸림부가 원주방향을 따라 일정간격 이격하여 상기 제2 결합구의 중심을 향해 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 결합구의 외주면 소정 위치에는 'ㄴ'자 형상의 절개홈이 형성되고, 상기 복수개의 돌출부 중 적어도 어느 하나에는 삽입홈이 형성되되, 상기 돌출부가 상기 걸림부에 걸림 결합되도록 상기 회전체를 회전시키는 체결손잡이가 상기 절개홈을 관통하여 상기 삽입홈에 일단부가 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 자동차의 경량화를 위해 사용되는 고장력강 재질의 강판을 용이하게 성형하여 생산성을 향상시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 커팅 자동화 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이송대차의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이송대차의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이송파렛트의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 제2 래치의 작동 상태도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부품정렬수단의 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 성형지그의 사시도.
도 8은 도 7은 도시된 성형지그의 평면도.
도 9는 도 7에 도시된 클램프부재의 분해사시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 검사구의 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 검사구의 측면도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 그리퍼의 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 툴조인트부재의 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 커팅 자동화 시스템의 개략도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이송대차의 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이송대차의 평면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이송파렛트의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 제2 래치의 작동 상태도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부품정렬수단의 사시도, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 성형지그의 사시도, 도 8은 도 7은 도시된 성형지그의 평면도, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 검사구의 사시도, 도 10은 도 9에 도시된 검사구의 측면도, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 그리퍼의 사시도, 도 12는 도 11에 도시된 툴조인트부재의 사시도이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 커팅 자동화 시스템(10)은 이송수단(100), 부품정렬수단(130), 성형수단(140), 검사수단(160), 적재파렛트(170), 검사구(180), 그리퍼(190)를 포함하여 구성된다.
이송수단(100)은 성형하고자하는 부품을 바닥면에 설치된 레일을 따라 이송시키며, 레일(102)의 상부에 위치되어 레일(102)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하는 이송대차(110)와, 이송대차(110)의 상부에 안착된 이송파렛트(120)로 구성된다.
이송대차(110)는 한 쌍의 제1 프레임(112a)과 제2 프레임(112b)으로 구성되어 격자 형상으로 이루어진 몸체(112)와, 한 쌍의 제1 프레임(112a)에 각각 길이방향 따라 일정간격 이격하여 마련되며 양측면에 구동바퀴(114a)를 구비하는 복수개의 휠블록(114)으로 구성된다.
이때, 휠블록(114) 중 적어도 서로 마주 보는 어느 하나에는 각각 구동축(116)이 설치되고, 구동축(116)은 구동모터(118a)를 구비하는 감속기(118)에 결합된다.
이송파렛트(120)는 이송대차(110)의 몸체(112) 상측면에 안착되는 베이스플레이트(122)와, 베이스플레이트(122)의 일측 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련되고 일측이 개구된 한 쌍의 제1 가이드포스트(124)와, 제1 가이드포스트(124)와 대향되는 베이스플레이트(122)의 타측 상부면 소정 위치에 일정 간격 이격하여 마련되고 중심부에 높이방향을 따라 절개부가 형성된 복수개의 제2 가이드포스트(126)와, 제1 및 제2 가이드포스트(124, 126)의 높이방향을 따라 일정간격 이격하여 회동가능하게 구비된 복수개의 제1 및 제2 래치(128, 129)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 베이스플레이트(122)는 이송대차(110)의 몸체(112) 상부면 소정 위치 즉, 한 쌍의 제1 프레임(112a)의 상부면에 서로 대칭되게 돌출형성된 가이드핀(119)에 의해 가이드되어 몸체(112)의 상부면에 안착되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 및 제2 래치(128, 129)의 일단부에는 각각 이송파렛트(120)에 안착되는 부품을 지지하는 지지바(128a, 129a)가 설치된다.
부품정렬수단(130)은 이송수단(110)으로부터 이송된 부품을 이송로봇(20)을 통해 공급받아 정렬시키는 것으로서, 사각형상의 베이스플레이트(132)와, 베이스플레이트(132)의 상부면 소정 위치에 상호 대칭되게 마련된 한 쌍의 지지플레이트(134)와, 지지플레이트(134)의 상부면 소정 위치에 마련된 복수개의 지지프레임(136)과, 지지프레임(136)의 상부에 결합되는 지지블록(138)과, 지지플레이트(132)의 중심부 소정 위치에 이격되게 마련되어 지지블록(138)에 안착되는 부품의 중심을 잡아주는 한 쌍의 기준핀(139)을 포함하여 구성된다.
여기서, 지지플레이트(134)의 상부면 소정 위치에 마련되는 지지프레임(136)과, 지지프레임(136)의 상부에 결합되는 지지블록(138)은 성형하고자는 부품을 지지한다.
따라서, 부품정렬수단(130)은 후술하는 성형수단(140)의 성형지그(150)에 부품이 공급되어 안착될 때 정확하게 안착될 수 있도록 성형하고자하는 부품을 센터링한다.
성형수단(140)은 부품정렬수단(130)에 의해 센터(Center) 위치가 정렬된 부품을 이송로봇(20)으로부터 공급받아 성형한다.
이러한, 성형수단(140)은 양측면에 서로 대칭되게 마련된 한 쌍의 성형지그(150)를 구비하는 회전플레이트(142)와, 성형지그(150)에 안착되어 고정된 부품을 성형을 레이저장치(미도시)로 이루어진다.
여기서, 레이저장치(미도시)는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
성형지그(150)는 회전플레이트(142)의 일측면에 결합되는 결합부(151)를 구비하는 몸체(152)와, 몸체(152)의 상부면 소정 위치에 길이방향을 따라 이격되게 마련된 복수개의 수직프레임(154)과, 수직프레임(154)의 상부에 결합된 지지블록(156)과, 몸체(152)의 양측면 소정 위치에 서로 마주보게 마련된 한 쌍의 클램프부재(158)를 포함하여 구성된다.
결합부(151)는 회전플레이트(142)의 일측면에 맞닿는 결합플레이트(151a)와, 결합플레이트(151a)의 양단 소정 위치에 형성되어 회전플레이트(142)에 형성되 삽입홈(미도시)에 삽입, 결합되는 결합핀(151b)으로 이루어진다.
여기서, 몸체(152)의 상부면 소정 위치에 마련되는 수직프레임(154)과, 수직프레임(154)의 상부에 결합되는 지지블록(156)은 성형하고자는 부품을 지지한다.
클램프부재(158)는 몸체(152)의 양측면 소정 위치에 서로 마주보도록 결합되는 한 쌍의 실린더(158a)와, 실린더(158a)의 상부 소정 위치에 구비된 회전축(158b)에 회동 가능하게 결합되는 클램프(158c)로 구성된다.
검사수단(160)은 성형수단(140)에 성형된 부품을 이송로봇(20)으로 공급받아 부품의 성형상태를 검사한다.
이러한, 검사수단(160)은 성형수단(140)에 의해 성형된 부품이 안착되는 지그(162)와, 지그(162)로부터 소정 간격 이격하여 마련된 로봇(40)의 선단에 결합되어 지그(162)에 안착된 성형된 부품의 성형상태를 검사하는 비전센서(164)로 구성된다.
여기서, 성형된 부품이 안착되는 지그(162)는 전술한 부품정렬수단(130)과 동일한 구성으로 이루어지며, 성형된 부품의 성형상태를 검사는 비전센서(164)는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
적재파렛트(170)는 검사수단(160)에 의해 검사완료된 부품을 취출로봇(60)으로부터 공급받는다.
검사구(180)는 검사수단(160)의 일측 소정 위치에 마련되어 검사수단(160)으로부터 부적합 판정을 받은 부품을 취출로봇(60)으로부터 공급받아 재검사한다.
이러한, 검사구(180)는 상부가 개구된 하우징(182)과, 하우징(182)의 내부 바닥면 소정 위치에 설치되는 검사지그(184)와, 하우징(182)의 길이방향 양측면 소정 위치에 마련된 한 쌍의 레일바퀴(186)와, 하우징(182)의 하부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 캐스터(188)를 포함하여 구성된다. 또한, 하우징(182)의 일측면 소정 위치에는 손잡이(182a)가 결합되는 것이 바람직하다.
여기서, 검사구(180)는 검사수단(160)에 인접되게 마련된 펜스(80)에 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는데, 즉, 펜스(80)의 소정 위치에 설치된 레일(82)에 레일바퀴(186)가 슬라이딩 이동 가능하게 결합되기 때문이다.
그리퍼(190)는 이송로봇(20)의 선단에 결합되어 부품을 파지하는 것으로서, 이송로봇(20)의 선단에 결합되는 툴프레임(192)과, 툴프레임(192)의 일측면에 결합되는 툴조인트부재(194)와, 툴조인트부재(194)의 일측면에 결합되는 메인플레이트(210)와, 메인플레이트(210)의 하부면에 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 클램프부재(212)와, 메인플레이트(210)의 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 적어도 하나 이상의 승하강부재(214)와, 메인플레이트(210)의 길이 방향 양측면에 서로 대칭되게 설치된 한 쌍의 부품감지센서(216)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도 11을 참조하면, 복수개의 클램프부재(212)는 바람직하게는 4개가 설치되며, 도면상 좌측의 클램프부재를 기준으로 홀수번째에 해당하는 클램프부재는 LH부품을 파지하게 되고, 짝수번째에 해당하는 클램프부재는 RH부품을 파지한다.
툴조인트부재(194)는 툴프레임(192)의 일측면에 결합되는 제1 결합구(196)와, 메인플레이트(210)의 상부면에 결합되는 제2 결합구(198)로 구성된다.
제1 결합구(196)는 제1 직경부(196a)와 제2 직경부(196b)로 이루어지고, 제2 직경부(196b)의 외주면에는 원주방향을 따라 복수개의 돌출부(200a)가 형성된 회전체(200)가 회전 가능하게 결합된다.
제2 결합구(198)의 내주면에는 돌출부(200a)가 걸림 결합될 수 있도록 복수개의 걸림부(198a)가 원주방향을 따라 일정간격 이격하여 제2 결합구(198)의 중심을 향해 돌출 형성된다.
또한, 제2 결합구(198)의 외주면 소정 위치에는 'ㄴ'자 형상의 절개홈(198b)이 형성되고, 복수개의 돌출부(200a) 중 적어도 어느 하나에는 삽입홈(200b)이 형성되어 돌출부(200a)가 걸림부(198a)에 걸림 결합되도록 회전체(200)를 회전시키는 체결손잡이(202)가 절개홈(198b)을 관통하여 삽입홈(200b)에 일단부가 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 삽입홈(200b)은 복수개의 돌출부(220a)에 전부 형성되는 것도 가능하다.
제2 결합구(198)는 제1 결합구(196)의 제2 직경부(196b)에 삽입되어 결합되는데, 이는 제2 결합구(198)에 형성된 절개홈(198b)을 관통하여 제1 결합구(196)의 제2 직경부(196b) 외주면에 회전 가능하게 결합된 회전체(200)의 외주면에 형성된 돌출부(200a) 중 어느 하나에 형성된 삽입홈(200b)에 일단부가 결합되는 체결손잡이(202)를 절개홈(198b)을 따라 이동시킴으로써 돌출부(200a)가 걸림부(198a)에 걸림결합되어 제1 결합구(196)와 제2 결합구(198)가 결합되는 것이다.
승하강부재(214)는 실린더(214a)와 실리더(214a)의 단부에 승하강 가능하게 결합되는 로드(미도시)로 구성되며, 성형지그(150)의 지지블록(156)에 안착된 부품이 지지블록(156)에 밀착되도록 가압한다.
이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 레이저 커팅 자동화 시스템의 작동을 설명하기로 한다.
먼저, 작업자가 성형하고자는 부품을 이송수단(100)에 적재시키면, 이송수단(100)의 바닥면에 설치되 레일(112)을 따라 이송로봇(20)과 인접된 위치로 이동된다.
이와 동시에, 이송로봇(20)은 이송수단(100)에 적재된 성형하고자는 부품을 파지하여 부품정렬수단(130)에 안착시켜 부품을 센터링하게 되고, 부품정렬수단(130)에 의해 센터링된 부품은 다시 이송로봇(20)에 의해 파지되어 성형수단(140)의 성형지그(150)로 이송되어 안착되고, 성형지그(150)에 안착된 부품은 레이저장치(미도시)에 의해 성형된다.
이후, 성형완료된 부품은 이송로봇(20)에 재차 파지되어 검사수단(160)으로 이송되고, 검사수단(160)으로 이송된 부품은 비전센서(164)에 의해 성형이 정확하게 이루어졌는지 검사하게 된다.
이때, 검사수단(160)에 의해 부적합으로 판정된 부품은 취출로봇(60)에 의해 검사구(180)로 이동되고, 적합으로 판정된 부품은 취출로봇(60)에 의해 적재파렛트(170)로 이송된다. 여기서, 검사구(180)로 이송된 부품은 작업자가 재차 검사하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이 구성된 레이저 커팅 자동화 시스템은 자동차의 경량화를 위해 사용되는 고장력강 재질의 강판을 용이하게 성형하여 생산성을 향상시키고, 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 이송수단 129a: 지지바 158b: 결합핀 198a: 걸림부
102: 레일 129a: 지지바 158c: 클램프 198b: 절개홈
110: 이송대차 130: 부품정렬수단 160: 검사수단 200: 회전체
112: 몸체 132: 베이스플레이트 162: 지그 200a: 돌출부
112a: 제1 프레임 134: 지지플레이트 164: 비전센서 200b: 삽입홈
112b: 제2 프레임 136: 지지프레임 170: 적재파렛트 202: 체결손잡이
114: 휠블록 138: 지지블록 180: 검사구 210: 메인플레이트
114a: 구동바퀴 139: 기준핀 182: 하우징 212: 클램프부재
116: 구동축 140:성형수단 182a: 손잡이 214: 승하강부재
118: 감속기 142: 회전플레이트 184: 검사지그 214a: 실린더
118a: 구동모터 150: 성형지그 186: 레일바퀴 216: 부품감지센서
119: 가이드핀 151: 결합부 188: 캐스터
120: 이송파렛트 151a: 결합플레이트 190: 그리퍼
122: 베이스플레이트 151b; 결합핀 192: 툴프레임
124: 제1 가이드포스트 152: 몸체 194: 툴조인트부재
126: 제2 가이드포스트 154: 수직프레임 196: 제1 결합구
128: 제1 래치 156: 지지블록 196a: 제1 직경부
128a: 지지바 158: 클램프부재 196b: 제2 직경부
129: 제2 래치 158a: 실린더 198: 제2 결합구

Claims (14)

  1. 성형하고자하는 부품을 바닥면에 설치된 레일(102)을 따라 이송하는 이송수단(100);
    상기 이송수단(100)으로부터 이송된 부품을 이송로봇(20)을 통해 공급받아 정렬시키는 부품정렬수단(130);
    상기 부품정렬수단(130)에서 정렬된 부품을 상기 이송로봇(20)으로부터 공급받아 부품을 성형하는 성형수단(140);
    상기 성형수단(140)에서 성형된 부품을 상기 이송로봇(20)으로부터 공급받아 검사하는 검사수단(160);
    상기 검사수단(160)에서 검사완료된 성형품을 취출로봇(60)을 통해 공급받는 적재파렛트(170); 및
    상기 검사수단(160)의 일측 소정 위치에 마련되어 상기 검사수단(160)으로부터 부적합 판정을 받은 부품을 상기 취출로봇(60)으로부터 공급받아 재검사하는 검사구(180);로 이루어지되,
    상기 이송로봇(20)의 선단에는 부품을 파지하기 위한 그리퍼(190)가 설치되고,
    상기 부품정렬수단(130)은 베이스플레이트(132)와, 상기 베이스플레이트(132)의 상부면 소정 위치에 상호 대칭되게 마련된 한 쌍의 지지플레이트(134)와, 상기 지지플레이트(134)의 상부면 소정 위치에 마련된 복수개의 지지프레임(136)과, 상기 지지프레임(136)의 상부에 결합되는 지지블록(138)과, 상기 지지플레이트(134)의 중심부 소정 위치에 이격되게 마련되어 상기 지지블록(138)에 안착되는 부품의 중심을 잡아주는 한 쌍의 기준핀(139)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 이송수단(100)은,
    상기 레일(102)의 상부에 위치되어 상기 레일(102)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하는 이송대차(110)와, 상기 이송대차(110)의 상부에 안착되는 이송파렛트(120)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 이송대차(110)는,
    한 쌍의 제1 프레임(112a)과 제2 프레임(112b)으로 구성되어 격자 형상으로 이루어진 몸체(112)와, 상기 한 쌍의 제1 프레임(112a)에 각각 길이방향 따라 일정간격 이격하여 마련되어 양측면에 구동바퀴(114a)를 구비하는 한 쌍의 휠블록(114)과, 상기 휠블록(114) 중 적어도 서로 마주 보는 어느 하나에는 각각 구동축(116)이 설치되고, 상기 구동축(116)은 구동모터(118a)를 구비하는 감속기(118)에 결합되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 이송파렛트(120)는,
    상기 몸체(112)의 상측면에 안착되는 베이스플레이트(122)와, 상기 베이스플레이트(122)의 일측 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련되고 일측이 개구된 한 쌍의 제1 가이드포스트(124)와, 상기 제1 가이드포스트(124)와 대향되는 상기 베이스플레이트(122)의 타측 상부면 소정 위치에 일정 간격 이격하여 마련되고 중심부에 높이방향을 따라 절개부가 형성된 복수개의 제2 가이드포스트(126)로 이루어지되,
    상기 제1 및 제2 가이드포스트(124, 126)에는 각각 높이방향을 따라 일정간격 이격하여 회동가능하게 구비된 복수개의 제1 및 제2 래치(128, 129)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 및 제2 래치(128, 129)의 일단부에는 각각 상기 이송파렛트(120)에 안착되는 부품을 지지하는 지지바(128a, 129a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형수단(140)은 양측면에 서로 대칭되게 마련된 한 쌍의 성형지그(150)를 구비하는 회전플레이트(142)와, 상기 성형지그(150)에 안착되어 고정된 부품을 성형을 레이저장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 성형지그(150)는,
    상기 회전플레이트(142)의 일측면에 결합되는 결합부(151)를 구비하는 몸체(152)와, 상기 몸체(152)의 상부면 소정 위치에 길이방향을 따라 이격되게 마련된 복수개의 수직프레임(154)과, 상기 수직프레임(154)의 상부에 결합된 지지블록(156)과, 상기 몸체(152)의 양측면 소정 위치에 서로 마주보게 마련된 한 쌍의 클램프부재(158)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 클램프부재(158)는 상기 몸체(152)의 양측면 소정 위치에 서로 마주보도록 결합되는 한 쌍의 실린더(158a)와, 상기 실린더(158a)의 상부에 구비된 회전축(158b)에 회동 가능하게 결합되는 클램프(158c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사수단(160)은 상기 성형수단(140)에 의해 성형된 부품이 안착되는 지그(162)와, 상기 지그(162)로부터 소정 간격 이격하여 마련된 로봇(40)의 선단에 결합되어 상기 지그(162)에 안착된 성형된 부품의 성형상태를 검사하는 비전센서(164)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 검사구(180)는 상부가 개구된 하우징(182)과, 상기 하우징(182)의 내부 바닥면 소정 위치에 설치되는 검사지그(184)와, 상기 하우징(182)의 길이방향 양측면 소정 위치에 마련된 한 쌍의 레일바퀴(186)와, 상기 하우징(182)의 하부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 캐스터(188)를 포함하여 구성되되,
    상기 레일바퀴(186)는 상기 검사수단(160)에 인접되게 마련된 펜스(80)에 설치된 레일(82)에 슬라이드 이동가능하는 결합되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 그리퍼(190)는,
    상기 이송로봇(20)의 선단에 결합되는 툴프레임(192)과, 상기 툴프레임(192)의 일측면에 결합되는 툴조인트부재(194)와, 상기 툴조인트부재(194)의 일측면에 결합되는 메인플레이트(210)와, 상기 메인플레이트(210)의 하부면에 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 마련된 복수개의 클램프부재(212)와, 상기 메인플레이트(210)의 상부면 소정 위치에 일정간격 이격하여 마련된 적어도 하나 이상의 승하강부재(214)와, 상기 메인플레이트(210)의 길이 방향 양측면에 서로 대칭되게 설치된 한 쌍의 부품감지센서(216)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 툴조인트부재(194)는,
    상기 툴프레임(192)의 일측면에 결합되는 제1 결합구(196)와, 상기 메인플레이트(210)의 상부면에 결합되는 제2 결합구(198)로 구성되되,
    상기 제1 결합구(196)는 제1 직경부(196a)와 제2 직경부(196b)를 구비하며, 상기 제2 직경부(196b)에는 외주면에 원주방향을 따라 복수개의 돌출부(200a)가 형성된 회전체(200)가 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 결합구(198)의 내주면에는 상기 돌출부(200a)가 걸림 결합될 수 있도록 복수개의 걸림부(198a)가 원주방향을 따라 일정간격 이격하여 상기 제2 결합구(198)의 중심을 향해 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 결합구(198)의 외주면 소정 위치에는 'ㄴ'자 형상의 절개홈(198b)이 형성되고, 상기 복수개의 돌출부(200a) 중 적어도 어느 하나에는 삽입홈(200b)이 형성되되,
    상기 돌출부(200a)가 상기 걸림부(198a)에 걸림 결합되도록 상기 회전체(200)를 회전시키는 체결손잡이(202)가 상기 절개홈(198b)을 관통하여 상기 삽입홈(200b)에 일단부가 결합되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 자동화 시스템.
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