KR101458150B1 - 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅제, 특히 방수제를, 부품, 특히 차량 본체의 플랜지 심(1)에 도포하는 도포장치에 관한 것으로, 코팅제를 부품에 전달하는 노즐 및 작동 중에 다축 로봇에 의해 이동되는 이동장치(14)를 가지고, 이동 장치(14)와 노즐 사이에 이동이 가능한 상태로 위치하여 노즐이 이동 장치(14)를 피하는 움직임을 가능하게 하는 탄성 이음새(17)를 포함한다. 또한 본 발명은 상기 도포장치의 도포방법을 포함한다.

코팅제, 방수제, 차량 부품, 플랜지 심(flanged seam), 도포 장치, 코팅 로봇

Description

차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 장치 및 방법{Applicator and Application Method for Applying Sealant to a Flanged Seam}

본 발명은 코팅제, 특히 방수제(sealant)를 부품, 특히 차량 본체부품의 플랜지 심(flanged seam)에 도포하기 위한 장치 및 종속항에 따른 방법에 대한 것이다.

본 발명은 또한 본 발명의 장치가 장착된 코팅 로봇 및 코팅 장치에 포함된 본 발명 장치의 새로운 사용방법을 포함하고 있다.

DE 10 2004 039 684 B4와 JP 2005 122 027 A에 공지된 코팅 장치는 코팅 노즐의 부딪힘 방지 활주 운동(translatory avoiding movement)을 용이하게 한다. 그러나 이러한 장치는 우선, 차량 본체 부품의 플랜지 심(flanged seam)에 방수제를 적용하는 데 부적합하고, 두 번째로, 이러한 종래 장치는 코팅 처리 부품에 관계된 코팅 노즐의 부딪힘 방지 활주 운동(translatory avoiding movement) 만을 용이하게 할 뿐이다.

도 10(종래 기술)은 본네트(bonnet)나 도어(door) 같은 차량 부품에서 흔히 볼 수 있는 플랜지 심(flanged seam)(1)의 예를 보여준다. 판금 패널 (sheet metal panel) (2)은 내부 패널(inside panel)(5)의 각진 패널 모서리(angled panel edge)(4)에 접착층(3)으로 접합되며, 판금 패널(2)의 패널 가장자리(6)는 내부 패널(5)의 패널 모서리(4) 둘레에 U자형으로 구부러지고, 내부 패널(5)의 패널 모서리 (4)의 반대 측면에 기대어 있다. 판금 패널(2) 의 패널 가장자리(6)와 내부 패널(5)의 패널 모서리(4) 사이의 공간에 습기가 침투하게 되면 부식이 발생할 위험이 있다. 심(seam)의 판금 패널(2)의 패널 가장자리(6)와 내부 패널(5)의 패널 모서리(4) 사이에 방수제(7)을 도포하는 것은 이미 공지되어 있는데, 방수제(7)은 심(seam) 전체 길이에 걸쳐 도포되어 습기 침투 및 이에 따른 부식 방지가 보장된다.

실제로, 차체의 도어 코팅 시, 방수제(7)를 정비직원이 직접 도포하는데, 일단 코팅될 문을 열고, 방수제(7)를 심(seam)에 직접 도포한다.

도어가 닫힌 상태에서 직원이 직접 플랜지 심(flanged seam)(1)을 코팅하는 작업 방법 또한 공지되어 있다. 이 경우, 수동 툴(manually-guided tool) 부품의 외부 표면을 가이드(guide)로 사용한다.

그러나 방수제를 플랜지 심(flanged seam)(1)에 수동으로 코팅하는 것은 노동 집약도 측면 및 이에 따른 비용 측면에 있어 단점을 지닌다.

또한 코팅 로봇으로 플랜지 심(flanged seam)(1)에 방수제(7)를 코팅하는 시도가 이미 실행된 적이 있지만, 방수제 (7)를 자동화 공정으로 코팅하는 이러한 시도는 여러 이유로 인해 실제로 지금까지도 상당한 문제를 발생시키고 있다.

우선, 일단 본네트와 도어가 개방된 상태에서는, 방수제(7)는 플랜지 심(flanged seam)(1)에만 도포가 가능하며, 이는 추가 작업을 요하는 문제점이 있 다.

두 번째 문제는, 플랜지 심(flanged seam)(1)에 방수제(7)를 도포할 때, 코팅 로봇 사용 시, 엄청난 위치 정확성을 요하며, 코팅 로봇이 정확한 위치에서 벗어날 때 이를 감지하여 로봇의 위치를 재조정하는 위치 조절 센서가 보조 장치로 구비될 때에만 가능하다. 자동화 공정으로 방수제(7)를 플랜지 심(flanged seam)(1)에 코팅하는 경우, 위치 정확성 요구 조건을 달성하기 위한 기계 구비 시 경비가 엄청나기 때문에 노동 비용 절약으로 달성된 비용 효율성이 큰 효과를 내지 못할 수 있다.

따라서 본 발명은 플랜지 심(flanged seam)에 방수제 코팅 시, 상기한 문제점을 가능한 한 비용 효율적으로 해결하는 데 초점을 맞추고 있다.

이러한 문제점은 종속항에 따른 본 발명의 플랜지 심에 방수제를 도포하기 위한 장치 및 방법, 코팅 로봇, 본 발명의 도포 장치 사용 방법에 의해 해결될 수 있다.

본 발명은 상기한 자동화 공정에 공지되어 있듯이, 로봇에 의한 플랜지 심(flanged seam)의 방수제 코팅을 제공한다. 이를 위해서, 도포장치는 작동 시 다축 로봇에 의해 조종되는 이동 장치(carrier)(예를 들면, mounting flange:장착 플랜지)를 가지고 있다. 또한 본 발명의 도포장치는 방수제를 플랜지 심(flanged seam)에 코팅하는 노즐을 가지고 있다. 본 발명은 탄성 이음새(joint)를 가지고 있는 도포장치의 로봇에 요구되는 위치 정확성을 현저히 줄여주는데, 이동 장치(carrier)와 노즐 사이에서 움직임이 가능하도록(kinematically) 위치하여 상기 이동 장치에 관계된 노즐이 부딪힘 방지 이동을 할 수 있도록 해준다(permitting an avoiding movement). 상기한 노즐의 부딪힘 방지이동(avoiding movement by the nozzle)으로 로봇 사용 시 요구되는 위치정확성이 줄어드는데, 이는 로봇의 부정확한 위치로 인해 코팅될 부품과 노즐이 부딪히는 경우 상기 이음새와 노즐이 이를 비켜가기 때문에 가능하다.

이음새는 이동 장치에 관계된 노즐의 회전을 용이하게 하는 회전 이음새가 사용되는 것이 바람직하나, 이음새가 드래그 링크(drag link) 역할을 하여, 상기 이동장치에 해당되는 노즐의 회전 운동을 용이하게 할 수도 있다. 그러나 본 발명은 상기한 두 가지 유형의 이음새에 제한되지 않으며 다른 종류의 이음새로도 실행이 가능하다.

본 발명에서 사용된 로봇의 개념은 다축 로봇에 초점을 맞추고 있는데, 예를 들면, 5, 6 또는 7개의 축을 가진 다축 로봇이나, 2, 3 또는 4개의 축을 가진 핸드 액시스(hand axis)가 포함된다. 그러나 본 발명에 사용된 로봇의 개념은 상기한 다축 로봇에 제한되지 않으며 마감될(sealed) 플랜지 심(flanged seam)을 따라 도포장치의 이동을 가능하게 하는 다양한 유형의 변형장치가 포함될 수 있는데, 예를 들면, 병렬 이동하는 로봇이나 병렬, 직렬 이동이 모두 가능한 공지된 로봇 등이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 도포장치는 충분한 공간(spatially)을 두고 설치되는 반면, 코팅될 부품 (예를 들면, 차량 문)은 도포장치를 따라 이동한다.

본 발명은 상기한 차체 부품의 플랜지 심(flanged seam)에 대한 방수제 사용에 제한되지 않으며 오히려, 본 발명은 종래 발명에 공지된 다른 코팅제 사용에도 적합하다.

본 발명은 코팅될 부품에 있어 차량 도어나 본네트와 같은 차체 부품에 제한되지 않으며, 오히려 다른 기술 분야의 부품 코팅에도 적합하다.

본 발명에 사용된 이동 장치의 개념은 로봇의 핸드 액시스(hand axis)나 로봇 팔(arm)에 도포장치 장착을 위한 장착 플랜지(mounting flange)를 포함하는 것이 적합하다. 그러나 상기 이동 장치는 또한 본 발명의 범위 내에서 다른 도포장치 부품을 포함할 수 있다.

본 발명의 도포장치는 또한 스프링 부품(element)을 적어도 하나 포함하고 있는 것이 적합하다. 이 스프링 부품은, 외부 힘이 노즐에 가해지지 않을 경우, 탄성 이음새와 노즐을 이동 장치에 대해 지정된 중립 위치로 되돌리는 역할을 한다.

본 발명에 따른 적절한 실시형태에 따르면, 본 발명의 도포장치는, 작동 중 코팅될 부품 표면에서 회전하는 적어도 하나의 회전 접촉 압축 롤러(rotating contact pressure roller)를 가지는데, 압축 롤러의 회전 표면은, 한편으로는 코팅제 도포가 실행되는 도포 부분(application side)에서 코팅될 부품에 존재하며, 다른 한편으로는 도포장치와 압축 롤러가 서로 반대편에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에 있어, 본 발명의 도포장치와 접촉 압축 롤러는 코팅될 부품의 한 측면에서 회전하는 반면, 도포장치는 반대 측면에서, 코팅제로 부품을 코팅하게 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 도포장치는 접촉 압축 롤러 대신에 적어도 하나의 미끄럼 면(sliding surface)을 지니는데, 작동 시 코팅될 부품의 표면에서 미끄러지면서 이동한다. 이 경우, 도포장치는 코팅제로 코팅될 부품의 측면에서 미끄러지며 이동하는 것이 적절하다.

상기한 접촉 압축 롤러의 실시형태에 있어서, 접촉 압축 롤러는 부드러운 제품(예를 들면, 플라스틱)으로 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 코팅될 부품의 긁힘을 방지하기 위한 것이다. 또한 이에 대한 대안으로, 접촉 압축 롤러가 부드러운 물질로만 코팅되는 것이 가능하며, 이로써 코팅될 부품 표면의 긁힘을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접촉 압축 롤러와 이음새는 회전축을 가지고 있으며, 이는 주로 병렬 형태이다. 접촉 압축 롤러와 이음새의 이러한 기하학적인 축 배열은, 접촉 압축 롤러가 코팅될 부품의 한 면에서 회전하는 반면 노즐은 코팅될 부품의 반대편에 코팅제를 도포하는 경우에 특히 제안되는 형태이다.

접촉 압축 롤러와 노즐은 서로 단단히 연결되어 이음새에 의해 이동 장치(예를 들면, 장착 플랜지)에 대해(in relation to) 회전할 수 있게 된다.

접촉 압축 롤러와 노즐 사이의 강(剛)연결(rigid connection)은 압축로커(pressure rocker)에 의해 가능하다. 압축 로커는 이음새에 의해 이동 장치에 부착됨으로써 지정된 회전 축 주위를 회전하게 되고, 노즐과 적어도 하나의 접촉 압축 롤러를 회전 축 양측에 가지게 되는데, 접촉 압축 롤러는 통상의 회전 표면을 형성하게 된다. 두 개의 접촉 압축 롤러는 코팅될 부품의 한 측면에서 회전하며, 이와 동시에 코팅될 부품의 반대편에 노즐의 특정 공간 방향설정을 가능하게 한다.

도포장치가, 작동 중 코팅될 부품의 표면을 따라 미끄러져 이동하는 미끄럼 면(sliding surface)을 갖고 있는 경우, 코팅될 부품의 표면 가장자리(contour)를 보완하기 위해서 상기 미끄럼 면이 미끄럼 방향에서 전면 및/또는 후면에 경사면(angled ramp)을 가지는 것이 적절하다. 경사면은 실제 미끄럼 면에서, 예를 들면, 5° 내지 45°의 각도로 기울어질 수 있는데, 약 30°가 특히 유리한 것으로 증명되었다. 그러나 본 발명은 미끄럼 면에 대한 경사면 각도에 있어, 상기한 각도 범위에 제한되지 않으며 다른 각도를 사용하여 실행될 수 있다.

본 발명의 도포장치는 노즐 파이프를 가지고 있다. 노즐 파이프는 코팅제 이동을 위한 인접 파이프 부분과 말단 파이프 부분을 가지고 있는데, 말단 파이프 부분은 인접 파이프 부분에 대해 기울어져, 뒤쪽에서 코팅될 부품을 지탱하는 역할을 하는 반면, 노즐 및/또는 노즐 개구부는 말단 파이프 부분에 위치하며 안쪽으로 향하여 뒤쪽에서 부품을 코팅하게 된다. 노즐 파이프의 말단 파이프 부분과 인접 파이프 부분사이의 각도는, 도포장치가 코팅될 부품의 전면을 따라 이동할 수 있도록 해주며, 그럼에도 코팅될 부품의 후면이 코팅될 수 있도록 해준다.

따라서 노즐 파이프는 주로 L자형이거나 U자형이지만, 구부러진 형태나 곡선 형태의 노즐 파이프 또한 가능하다.

본 발명은 또한 다소 오른쪽 각도로 기울어져 코팅제를 코팅될 부품 표면에 도포하는 노즐을 포함한다. 그럼에도 본 발명의 도포장치의 노즐이 배출 방향을 가지고 있는 것이 특히 적절한데, 배출 방향은 작동 중에 코팅될 부품의 표면에 특정 각도로 기울어져 있고, 상기 각도는 10° 내지 90°사이가 적절하다. 이로써 코팅될 부품 표면에 코팅제가 비스듬히 도포될 수 있다. 그러나 본 발명은 노즐 배출부와 코팅될 부품 표면사이의 각도에 있어 상기한 범위에 제한되지 않으며, 다른 각도를 사용하여 실행될 수 있다.

노즐은 도포장치의 전진 방향에 대하여(aligned against) 배열되는 것이 바람직하다. 이는 도포장치의 공급(feed) 방향에 있어, 코팅제가 도포장치로부터 후면에 전달됨을 의미한다. 그러나 본 발명은 상기한 노즐 배열에 제한되지 않으며, 오히려 공급방향에 배열되거나, 도포장치의 공급 방향에 오른쪽 각도로 기울어져 배열되는 것도 가능하다.

노즐 개구부는 다른 크기를 가질 수 있다. 크기는 방수제 비드(sealant bead)의 구조(geometry)에 달려 있다. 여러 다른 방수제 비드 구조의 요구 조건을 충족시키기 위해서는, 다양한 도포 방법, 예를 들면, 구형 스프레이나 압출 방법이 사용될 수 있지만, 본 발명은 이러한 방법에 제한되지 않는다.

본 발명의 노즐 파이프는 교환이 가능하다는 장점이 있는데, 단순히 노즐 파이프를 교체함으로써 여러 다른 부품 구조에 도포장치가 적합하도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 실시형태에 따르면 노즐 및/또는 노즐 파이프는 예를 들면, 고무나 플라스틱과 같은 충격 흡수 코팅제로 처리되어 있다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 도포장치는 중공 팔(hollow arm) 및 팔에 부착된 노즐을 포함하는 노즐 헤드(head)를 가지고 있어, 노즐 헤드가 회전하게 된다. 이 경우, 코팅제 호스(hose)와 파이프는 중공 팔(hollow arm)에 연장되어, 코팅제가 노즐 헤드 및 노즐 헤드에 위치하는 노즐에 도포될 수 있다.

스프링 부품(element)은, 노즐 헤드 전체와 노즐이, 외부 힘없이 중립 위치로 돌아갈 수 있게 해주는 역할을 한다. 스프링 부품은 속이 빈 팔이나 속이 빈 팔 측 외부에 위치하도록 선택할 수 있다.

코팅제 공급 시스템이 본 발명 도포장치의 이동 장치 내에서 연장하는 경우, 이로 인해 외부에 위치하는 호스나 파이프가 분배(dispense)될 수 있는 장점이 있다.

탄성 이음새에 있어서, 이동 장치에 대해 적어도 한 번의 노즐 회전 방지 이동(rotary avoiding movement) 및/또는 적어도 한 번의 노즐의 부딪힘 방지 활주 이동(translatory avoiding movement)을 가능하게 하는 장점이 있다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 이음새는 두 세 차례의 부딪힘 방지 활주 이동(translatory avoiding movement) 및 한 번의 회전 방지 움직임(rotary avoiding movement)을 가능하게 한다.

노즐의 첫 번째 부딪힘 방지 활주 이동은, 코팅될 부품의 표면이나 접촉 압축 롤러의 회전 표면, 또는 노즐 파이프의 말단부에 직각으로 기울어져 배치되는 것이 적절하다.

이와 반대로, 두 번째 부딪힘 방지 활주 이동은 코팅될 부품이나 접촉 압축 롤러의 회전 표면, 또는 노즐 파이프의 말단 부에 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.

마지막으로 노즐의 회전 방지 움직임은 코팅될 부품이나 접촉 압축 롤러의 회전 표면, 또는 노즐 파이프의 말단부에 주로 직각으로 기울어져 배치된 회전면에서 실행된다.

본 발명은 상기한 도포장치를 유일한 부품으로 포함하는 것이 아니며, 오히려 본 발명은 상기한 도포장치를 장착한 완전한 코팅로봇도 포함된다.

또한 본 발명은, 본 발명의 도포 장치에 대해 상기한 바와 같이, 해당 도포 방법을 포함한다.

차체 도어나 본네트의 플랜지 심(flanged seam)에 방수제를 도포할 때, 본 발명의 도포 방법은 도어나 본네트가 닫힌 상태로 플랜지 심(flanged seam)에 방수제를 도포하는 방법을 제시하는데, 도어나 본네트를 열 필요가 없다는 큰 장점을 지닌다.

또한 방수제는 바람직하게는 도어나 본네트의 외측으로부터 플랜지 심(flanged seam)에 공급되어 도어나 본네트 내부의 플랜지 심(flanged seam)에 도포된다.

이를 위해서, 노즐은 차체의 틈(gap)을 통해 외부로부터 도어나 본네트 내부로 이동하는 것이 바람직하며, 상기 노즐은 도어나 본네트 내부 플랜지 심(flanged seam)을 마감 할 수 있다.

이에 대한 대안으로, 노즐이 외부로부터 도어나 본네트의 내부까지 도어나 본네트 가장자리로 이동하여, 이에 위치하는 플랜지 심(flanged seam)을 마감할 수 있다.

본 발명의 도포장치는 특정 위치 공차(positional tolerance)를 가지고 이동하며 이러한 위치공차에 의해서 특정 공차 보상을 용이하게 한다. 이음새의 공차 보상은 적절하게는 상기 도포장치의 위치 공차보다 크므로 이음새는 로봇의 모든 위치오류 가능성을 보상할 수 있게 된다.

마지막으로 본 발명은 상기한 도포장치 및 이에 따른 도포 방법뿐만 아니라, 차체 부품의 플랜지 심(flanged seam)에 방수제를 도포하는 새로운 도포장치 사용 방법을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태는 종속 청구항에 기재되어 있거나, 본 발명의 적절한 실시형태와 관련하여, 도면과 함께 아래에 설명되어 있다.

도 1은 본 발명 도포장치의 어플리케이션 툴(application tool)의 3/4 세부도이다.

도 2는 도 1에 따른 어플리케이션 툴의 세부도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 도 2에 따른 어플리케이션 툴의 단면도이다.

도 4는 도 1 내지 3 및 추가 공자 보상자(tolerance compensator)에 따라 어플리케이션 툴을 포함하는 본 발명 도포장치의 측면도이다.

도 5는 본 발명의 도포장치의 또 다른 실시형태의 3/4, 부분 단면도이다.

도 6은 본 발명의 3/4, 부분 단면도의 추가 변형도이다.

도 7은 도 6의 도포장치를 아래에서 본 도면이다.

도 8은 내부 스프링이 있는 도 6 및 7의 실시형태의 변형도면이다.

도 9는 도 8에 따른 실시형태에 있어 회전이 가능한 노즐 헤드의 3/4 부분도이다.

도 10은 플랜지 심(flanged seam) 을 통한 단면도이다(종래 기술).

<도면 부호>

1:플랜지 심, 2:판금 패널, 3:접착층, 4:패널 모서리, 5:내부 패널, 6:패널 가장자리, 7:방수제, 8:도포 장치, 9:어플리케이션 툴, 10:공차 보상 장치, 11:장착 플랜지, 12:장착 플랜지, 13:커넥터, 14:장착 플랜지, 15:보어(구멍), 16:웨브, 17:압축 로커, 18:로터, 19:구멍, 20:구멍, 21:구멍, 22:노즐 파이프, 23:인접 파이프 부분, 24:말단 파이프 부분, 25:노즐, 26:접촉 압축 롤러, 27:접촉 압축 롤러, 28:전면, 29:후면, 30:코일 스프링, 31:패킹, 32:패킹, 33:도포장치, 34:이동 장치, 35:노즐 파이프, 36:인접 파이프 부분, 37:말단 파이프 부분, 38:노즐, 39:코일 스프링, 40:도포장치, 41:이동 장치, 42:팔, 43:코일 스프링, 44, 44':도포헤드, 45, 45':노즐, 46, 46':미끄럼 면, 47, 47':경사로, 48, 48':나선형 스프링, 49': 경사로

도 1내지 4는 본 발명의 도포장치(8)를 보여준다. 도포장치(8)는 어플리케이션 툴(9)과 공차 보상 장치(tolerance compensator)(10)로 구성되어 있으며, 도면 10에 도시되어 있듯이, 방수제(7)를 플랜지 심(flanged seam)(1)에 도포하는 데 사용된다.

공차 보상장치(10)는 장착 플랜지(mounting flange)(11)를 가지고 있으며, 이를 통해서 도포장치(8)는 6축 로봇의 로봇 핸드 액시스(hand axis)의 로봇 플랜지(robot flange)에 장착될 수 있다. 작동 중에 도포장치(8)는, 다축 로봇에 의해 코팅될 플랜지 심(flanged seam)(1)을 따라 이동하여 방수제(7)를 전달하는데 이에 대해서 상세히 설명하겠다.

공차 보상장치(10)는 어플리케이션 툴(9)을 마주보는 측면에 장착 플랜지(12)를 추가로 가지고 있고, 장착 플랜지(12)는 테이퍼진 커넥터(tapered connector)(13)에 의해 상기 어플리케이션 툴(9)에 연결된다.

공차 보상장치(10)는 상기 장착 플랜지(12)에 의한 움직임 방지(avoiding movement)가 용이해지며, X, Y, Z 방향의 로봇 측면의 장착 플랜지(11)에 있어 완전한 어플리케이션 툴(9)이 용이해지는데, X 방향은 도면의 평면(plane)에서 오른쪽 각도로 배치된다.

어플리케이션 툴(9)은 도 1 내지 3에 상세히 도시되어 있으며 아래에 자세히 설명된다.

어플리케이션 툴(9)은 테이퍼진 커넥터(13)와의 연결을 위해 장착 플랜지(14)를 가지고 있다. 상기 장착 플랜지(13)는 여러 구멍(bore)(15)을 가지고 있어 어플리케이션 툴(9)의 장착 플랜지(14)를 공차 보상장치(10)의 테이퍼진 커넥터(13)에 나사로 연결할 수 있다.

어플리케이션 툴(9)은 상기 장착 플랜지(14)로부터 직각으로 전면 돌출된 웨브(16)를 가지고 있으며, 압축 로커(pressure rocker)(17)를 위한 회전 베어링(bearing)을 형성한다.

상기 웨브(16)는 로터(rotor)(18)가 지탱되는(borne) 수직 구멍(vertical bore)을 가지고 있어 회전이 가능하며, 로터(18)는 하측에 압축로커(pressure rocker)(17)를 지탱하고 있다.

어플리케이션 툴(9)의 장착 플랜지(14)는 또한 중앙의 구멍(central bore)(19)을 가지고 있어, 이 중앙 구멍을 통해 도포될 방수제(7)가 공차 보상장치(10)를 가로질러 공급된다.

장착 플랜지(14)의 구멍(19)은 웨브(16)의 연속된, 축 방향으로 같은 선상에 위치하는 구멍(20)에서 끝난다.

로터(rotor)(18)는 또한 구멍(bore)(21)을 포함하는데, 상기 구멍(21)은 방사형으로 연장된 분지형 구멍(branch bore)에 의해 웨브(16)에서 구멍(bore)(20)과 연결된다.

로터(18)의 구멍(21) 자체는 압축 로커(pressure rocker)(17)의 해당 구멍에서 끝나며, 상기한 구멍 (21)은 교환이 가능한 노즐 파이프(22)에서 끝난다.

노즐 파이프(22)는 인접 파이프 부분(23)과 말단 파이프 부분 (24)을 가지고 있는데, 말단 파이프 부분(24)은 인접 파이프 부분 (23)에 90도 각도로 기울어져 있으며 그 내부에 노즐(25)을 가지고 있다.

작동 중에, 방수제(7)는 로봇 핸드 액시스(hand axis)를 따라서 공차 보상장치(10)를 통해 이동한 후, 구멍(19-21)을 통해 노즐 파이프(22)까지 이동하는데, 방수제(7)는 최종적으로 노즐(25)을 통해 노즐 파이프(22)를 떠난다(leave).

두 개의 접촉 압축 롤러(26, 27)는 압축 로커(pressure rocker)(17)에서 지 탱되어 회전하게 되는데, 이때 접촉 압축 롤러(26, 27)는 작동 중에 밀봉 마감될 부품의 전면(28)에서(참조 도면 10), 도면 평면(plane of the drawing)에 오른쪽 각도에서 회전한다. 두 개의 접촉 압축 롤러(26, 27)와 판금 패널(2) 전면(28) 사이의 이러한 회전 접촉으로 플랜지 심(flanged seam)(1)의 후면(reverse side) (29)에서 특정 위치에 노즐(25)이 지탱되며, 이는 깨끗하고 정확한 방수제(7) 도포를 가능하게 한다.

공차 보상장치(10)는 X, Y, Z 방향에서 어플리케이션 툴(9)의 avoiding movement를 용이하게 하며 로봇 사용 시 요구되는 위치 정확성에 대한 요구 조건이 줄어들게 된다.

어플리케이션 툴(9)은 또한 코일 스프링(30)을 포함하는데, 각 해당 오목한 부분의 로터(correspondingly-adapted recess)(18)에 대해서 압박함으로써, 접촉 압력 롤러(26, 27)에 외부 압력 없이도 로터(18)가 중립 위치로 돌아갈 수 있다.

어플리케이션 툴(9)은 또한 로터(18)의 방사 분지형 구멍의 위, 아래에 패킹(gasket)(31, 32)을 가지고, 웨브(16) 위, 아래의 로터(18)와 해당 구멍 사이의 고리(annulus)를 마감하게 된다.

도 5는 본 발명의 도포장치(33)의 또 다른 실시형태를 보여주는데, 방수제(7)를 플랜지 심(flanged seam)(1)에 도포하는 데 사용된다. (도 10 참고)

도포장치(33)는 지탱되어 탄성 있게 굽어지는(borne to yield elastically) 이동 장치(34)와 노즐 파이프(35)로 구성되며, 상기 노즐 파이프(35)는 인접 파이프 부분(36)과 말단 파이프 부분(37)을 포함하고 있다. 말단 파이프 부분(37)은 인 접 파이프 부분에 90도 각도로 구부러져 있고, 방수제(7)가 도포되는 노즐(38)을 가지고 있다.

작동 중에, 말단 파이프 부분(37)은 플랜지 심(flanged seam)(1)의 후면(29)(도 10)에서 미끄러져 이동하며, 이로써 노즐(38)이 방수제(7)를 도포하게 된다.

활주 이음새(translatory joint)는 이동 장치(34)에 위치하며, 이동 장치(34)에 대한 노즐 파이프(35) 의 활주 방지 움직임이 용이해진다.

코일스프링(39) 또한 이동장치(34)에 위치하며, 상기 노즐 파이프(35)에 압력이 가해지지 않아도 즉, 말단 파이프 부분(37)과 플랜지 심(flanged seam)(1)의 후면(29) 사이에 물리적 접촉 없이도 노즐 파이프(35)를 중립 활주(translatory) 위치로 복귀시킨다.

도 6 및 7은 방수제(7)를 플랜지 심(flanged seam)(1)에 도포하는 데 사용되는 본 발명의 도포장치(40)의 또 다른 실시형태를 나타낸다. (도 10 참고)

도포장치(40)는 이동 장치(41)와 중공 팔(hollow arm)(42)로 구성되어 있으며, 중공 팔(42)은 상기 이동 장치(41)에 있는 이음새에 의해 이동장치(41)내에서 활주 이동한다(move translatorily).

외부 압력이 상기 팔(42)에 가해지지 않는 경우에도 코일 스프링(43)은 이동 장치(41)에 대한 상기 팔(42)을 중립 위치로 복귀시킨다.

말단에서 상기 팔(42)은, 노즐(45)과 미끄럼 면(46)과 함께 회전 가능한 도포 헤드(44)를 지탱하며, 작동 중에 플랜지 심(flanged seam)의 후면(도 10 참고) 에서 미끄러져 이동한다.

또한, 도포 헤드(44)는 미끄럼 방향에서, 미끄럼 면으로 30° 각도 기울어진 미끄럼 면(46) 전면에 경사로(47)를 가지고 있는데, 이는 도포 헤드(44)가 플랜지 심(flanged seam)(1)의 후면(29) 가장자리(contour)에 적합하도록 해준다.

도포장치(40)는 코일 스프링(48)을 가지고 있어, 도포 헤드(44)가 외부 압력 없이도 지정된 중립 위치로 복귀할 수 있도록 해준다.

도 8에 따른 실시 형태는 상기한 실시 형태 및 도 6, 7에 대부분 일치하므로, 반복을 피하기 위하여 도면 부호는 상기 기재내용에 덧붙였으며, 같은 도면 부호가 하기의 해당 내용에도 사용되었고, 아포스트로피로만 구별하였다.

본 실시 형태의 특이점은 도포 헤드(44’) 복귀를 위한 스프링(48’)이 중공 팔(hollow arm)(42') 내부에 위치하고 있다는 점이다.

또 다른 특이점은 중공 팔(42')이 회전 단면을 가지고 있다는 것이다.

마지막으로 도 9는 도 8의 도포 헤드(44’)의 3/4(three-quarter) 세부도인데, 경사로(49’) 가 미끄럼 방향에서 미끄럼 면(46) 후면에도 위치한다.

본 발명은 상기 실시 형태에 제한되지 않으며 발명의 범위 내에서 다양한 대안 및 변형이 가능하다.

본 발명은 로봇에 의한 플랜지 심(flanged seam)의 방수제 코팅을 제공하며, 본 발명의 도포장치는 특정 위치 공차(positional tolerance)를 가지고 이동하여 이러한 위치 공차에 의해서 특정 공차 보상을 용이하게 한다. 이음새의 공차 보상 은 적절하게는 상기 도포장치의 위치 공차보다 크므로 이음새는 로봇의 모든 위치오류 가능성을 보상할 수 있게 된다.

Claims (29)

1. 차량 본체(2, 5)의 플랜지 심(flanged seam)(1)에 코팅제(7)를 도포하기 위한 도포장치(8, 33, 40, 40’)에 있어서,

   a) 부품(2, 5)에 코팅제를 전달하기 위한 노즐(25, 38, 45, 45’),

   b) 작동 중에 다축 로봇에 의해 안내되는 이동 장치(14, 34, 41),

   c) 말단 파이프 부분(24, 37)이 인접 파이프 부분(23, 36)에 대해 기울어져 후면에서 코팅될 부품(2, 5)을 지탱하도록 되어 있고, 상기 노즐(25, 38, 45, 45’)은 상기 말단 파이프 부분(24, 37)에 위치하며 내부로 향하여 부품을 후면에서 코팅하도록 하는 노즐 파이프(22, 35), 및

   d) 상기 이동 장치(14, 34, 41)와 노즐(25, 38, 45, 45’)사이에 이동 가능 상태로 위치하여, 상기 이동장치(14, 34, 41)에 대한 노즐(25, 38, 45, 45’)의 회전 방지이동(rotary avoiding movement)을 가능하게 하는 탄성 회전 이음새(10, 17, 18)를 포함하고,

   e) 상기 노즐(25, 38, 45, 45’)의 회전 방지 이동은 노즐 파이프(2, 35)의 말단 파이프 부분(24, 37)에 대해 직각으로 기울어져 배치되어 있는 회전면에서 실행되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
2. 제 1항에 있어서, 스프링 부품(30, 39, 43, 48, 48’)은 탄성 이음새 및 노즐(25, 38, 45, 45’)을 이동장치(14, 34, 41)에 대해 특정 중립 위치로 되돌리는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,

   a) 작동 중에 코팅될 부품(5)에서 회전하는 회전 가능한 접촉 압축 롤러(26, 27)를 적어도 하나 포함하거나,

   b) 코팅될 부품(2)에서 미끄러져 이동하는 미끄럼 면(46, 46’)을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 압축 롤러(26, 27)는 플라스틱이나 플라스틱 코팅으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 압축 롤러(26, 27) 및 상기 이음새(17, 18)는 병렬로 대부분 연장되는 회전축을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
6. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 압축 롤러(26, 27) 및 노즐(25)은 강(剛) 연결되어 있어 이음새(17, 18)에 의해 이동장치(14)에 대해 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 압축 로커(17)는 이음새(18)에 의해 이동 장치(14)에 부착되어 특정 이동 축 주위를 회전하게 되며, 회전 축 양 측면에 노즐(25) 및 적어도 하나의 접촉 압축 롤러(26, 27)를 지탱하는데 있어, 상기 접촉 압축 롤러(26, 27)는 통상의 회전 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
9. 제 3항에 있어서, 미끄럼 면(46, 46’)은 미끄럼 방향에서 전면 및 후면에 미끄럼 면(47, 47', 49’)을 가지고 코팅될 부품(2)의 표면 가장자리(contour)를 보완하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
10. 제 9항에 있어서, 압축 로커(17), 접촉 압축 롤러(26, 27) 및 이음새(18)는, 도장될 부품(2, 5)의 표면(29)에 대해 작동 중에 특정의 위치에서 노즐(25)을 지탱하고 있는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
11. 삭제
12. 제 1항에 있어서,

    a) 노즐(25, 38, 45, 45’)은 코팅될 부품(2, 5) 표면(29)에 특정 각도로 기울어진 배출 방향을 가지고 있으며,

    b) 상기 특정 각도는 10도 내지 90도이고,

    c) 상기 노즐은 구형 스프레이 노즐이거나 돌출형 노즐이거나 또는 여러 다른 형태 및 넓이를 가진 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
13. 제 1항에 있어서 노즐 파이프는,

    a) 교환이 가능하고,

    b) 충격 흡수코팅이 된 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
14. 제 1항에 있어서, 도포장치가,

    a) 중공 팔(42) 및

    b) 상기 중공 팔에 부착되어 회전하고 노즐(45, 45’)을 포함하는 노즐 헤드(44, 44’)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
15. 제 14항에 있어서,

    a) 코팅제 호스가 중공 팔(42, 42’)에서 노즐헤드(44)까지 연장되고,

    b) 노즐 헤드(44’) 재설정을 위한 스프링 부품(48’)이 중공 팔(42’)에 위치하거나,

    c) 노즐 헤드(44) 재설정을 위한 스프링 부품(48)이 중공 팔(42) 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
16. 제 1항에 있어서, 상기 이동 장치 내에 코팅제 공급 시스템이 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
17. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 회전 이음새는, 이동 장치에 대해 적어도 한 번의 노즐의 회전 방지 이동(rotary avoiding movement) 및 적어도 한 번의 부딪힘 방지 활주 이동(translatory avoiding movement)을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
18. 제 17항에 있어서,

    a) 노즐(25, 38, 45, 45’)의 첫 번째 부딪힘 방지 활주 이동은,

    a1) 코팅될 부품(2, 5)의 표면(29),

    a2) 접촉 압축 롤러(26, 27)의 회전 표면, 및

    a3)노즐 파이프(2, 35)의 말단 파이프 부분(24, 37)에 대해 직각으로 배치되고,

    b) 노즐(25, 38, 45, 45’)의 두 번째 부딪힘 방지 활주 이동은,

    b1) 코팅될 부품(2, 5)의 표면(29),

    b2) 접촉 압축 롤러(26, 27)의 회전 표면, 및

    b3) 노즐 파이프(2, 35)의 말단 파이프 부분(24, 37)에 다소 평행하게 배치되어 실행되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하기 위한 도포장치.
19. 제 1항에 따른 도포장치(8, 33, 40, 40’)를 포함하는 코팅 로봇.
20. 제1항에 따른 도포장치를 이용하여 차량 본체의 플랜지 심(1)에 코팅제(7)를 도포하는 방법에 있어서,

    a) 하기 a1) 내지 a4)와 같이 작동하면서 노즐 및 이동 장치와 함께 코팅될 부품을 따라서 도포장치(8, 33, 40, 40’)를 이동시키는 단계,

    a1) 이동 장치(14, 34, 41)가 작동 중에 다축 로봇에 의해 안내되고,

    a2) 도포장치(8, 33, 40, 40’)는 인접 파이프 부분(23, 36)과 말단 파이프 부분(24, 37)을 갖춘 노즐 파이프(22, 35)를 포함하고,

    a3) 상기 말단 파이프 부분(24, 37)은 인접 파이프 부분(23, 36)에 대해 기울어져 후면에서 코팅될 부품(2, 5)을 지탱하도록 하고,

    a4) 상기 노즐(25, 38, 45, 45’)은 상기 말단 파이프 부분(24, 37)에 위치하며 내부로 향하여 부품을 후면에서 코팅할 수 있도록 하며,

    b) 도포장치(8, 33, 40, 40’)의 노즐로부터 부품에 코팅제를 도포하는 단계로 이루어지고,

    c) 상기 노즐은 탄성 회전 이음새에 의해 이동장치에 있어 회전 방지 이동을 실행하고,

    d) 상기 노즐(25, 38, 45, 45’)의 회전 방지 이동은 노즐 파이프(2, 35)의 말단 파이프 부분(24, 37)에 대해 직각으로 기울어져 배치되어 있는 회전면에서 실행되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
21. 제 20항에 있어서, 상기 노즐은 스프링에 의해 이동장치에 대해 중립 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
22. 제 20항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,

    도포장치(8, 33, 40, 40’)가 이동하는 중에, 코팅제를 도포하는 중에, 도포장치(8, 33, 40, 40’)를 코팅될 부품 표면에 압축하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
23. 제 20항에 있어서,

    a) 플랜지 심은 차체의 도어나 본네트 내부에 배치되고,

    b) 상기 코팅제는 도어 또는 본네트가 닫힌 상태에서 플랜지 심에 도포되며,

    c) 상기 코팅제는 도어나 본네트 외부에서 공급되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
24. 제 23항에 있어서,

    a) 노즐(25)은 차체 틈을 통해 외부로부터 도어나 본네트 내부로 안내되고,

    b) 노즐(25)은 외부로부터 도어나 본네트 내부로 도어나 본네트 가장자리 주위로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
25. 제 20항에 있어서, 상기 코팅제는 일정각도에서 코팅될 부품 표면에 도포되며 상기한 각도는 10도 내지 90도 사이가 되는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
26. 제 20항에 있어서,

    a) 도포장치(8, 33, 40, 40’)는 일정한 위치 공차 보상 장치와 함께 이동하고,

    b) 이음새는 일정한 공차 보상실행을 용이하게 하며,

    c) 공차 보상은 위치 공차보다 더 큰 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
27. 삭제
28. 제 20항에 있어서,

    압축 로커(17), 접촉 압축 롤러(26, 27) 및 이음새(10, 17, 18)가 코팅될 부품(2, 5) 표면(29)에 대해 특정의 위치에서 노즐(25)을 지탱하는 것을 특징으로 하는 차량 본체의 플랜지 심에 코팅제를 도포하는 방법.
29. 삭제

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