KR101459478B1 - 차량 조립용 체결 보증 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량 조립용 체결 보증 시스템이 개시된다. 개시된 차량 조립용 체결 보증 시스템은 체결 대상물의 복수 체결 지점들(P1~Pn)에 체결되는 체결 부품의 체결 이력을 관리하기 위한 것으로서, ⅰ)체결 대상물에 체결 부품을 체결하기 위한 체결 공구에 설치되며, 체결 공구의 원점을 기준으로 체결 지점들에 대한 체결 공구의 이동 변위와 각도를 감지하는 공구 감지유닛과, ⅱ)각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하고, 공구 감지유닛에 의해 감지된 체결 공구의 각 체결 지점별 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 전송하는 공구 컨트롤러와, ⅲ)공구 컨트롤러로부터 획득한 체결 공구의 이동 변위 값을 기반으로 체결 지점들에 대한 체결 작업 패턴을 결정하는 메인 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

차량 조립용 체결 보증 시스템 및 그 제어 방법 {JOINT GUARANTEE SYSTEM FOR VEHICLE ASSEMBLY AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 차량 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체에 부품을 조립하는 조립라인에서 차체에 대한 부품의 체결 이력을 관리할 수 있는 차량 조립용 체결 보증 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 메이커에서는 자동차를 생산하기까지 모든 양산공정 내에서 수만 여 개의 부품을 수많은 용접 및 조립공정으로 조립한다.

특히, 완성 차 생산공정 중 의장공정에서 이루어지는 대부분의 작업은 볼트와 너트 등과 같은 결합부재를 이용하여 차체에 다양한 부품을 체결하는 체결공정이다.

이러한 체결공정은 완성 차의 내구성이나 정숙성 등 소비자가 느끼는 차량의 품질 지수와 직접적으로 연관되기 때문에, 차체에 대한 부품들의 철저한 체결 이력 관리가 필요하다.

하지만, 당 업계에서는 차체에 대한 부품의 체결 이력 관리의 중요성을 인식함에도 불구하고 기술적인 한계로 인해 실효성이 높은 체결 이력 관리가 제대로 이루어지고 있지 않은 실정이다.

본 발명의 실시예들은 복수의 체결 지점들에 대한 체결 공구의 위치를 정밀하게 인식하여 실효성이 높은 체결 이력 관리를 도모할 수 있고, 인접한 체결 지점들의 체결 이력 관리가 가능한 차량 조립용 체결 보증 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템은, 체결 대상물의 복수 체결 지점들(P1~Pn)에 체결되는 체결 부품의 체결 이력을 관리하기 위한 것으로서, ⅰ)체결 대상물에 체결 부품을 체결하기 위한 체결 공구에 설치되며, 상기 체결 공구의 원점을 기준으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 공구의 이동 변위와 각도를 감지하는 공구 감지유닛과, ⅱ)상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하고, 상기 공구 감지유닛에 의해 감지된 상기 체결 공구의 각 체결 지점별 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 전송하는 공구 컨트롤러와, ⅲ)상기 공구 컨트롤러로부터 획득한 체결 공구의 이동 변위 값을 기반으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 작업 패턴을 결정하는 메인 컨트롤러를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 상기 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 상기 체결 작업 패턴을 따라 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값을 순차적으로 기록할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 상기 공구 컨트롤러를 통해 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 이를 체결 공구의 원점으로 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 공구 컨트롤러는 다음 순의 각 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 상기 체결 공구의 이동 변위를 상기 메인 컨트롤러로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 공구 컨트롤러는 상기 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 각도 값을 상기 메인 컨트롤러로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 상기 체결 작업 패턴과 체결 공구의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점에 대한 체결 오류의 유무를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 공구 감지유닛은 상기 체결 공구의 이동 변위에 따른 이동 3축(x, y, z)의 가속도 값을 실시간으로 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하는 가속도 센서를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 공구 감지유닛은 상기 각 체결 지점에서의 체결 공구 각도를 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하는 각도 센서를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템에 있어서, 상기 가속도 센서 및 각도 센서는 상기 체결 공구에 장착 브라켓을 통해 장착될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, (a) 공구 감지유닛, 공구 컨트롤러 및 메인 컨트롤러를 포함하는 차량 조립용 체결 보증 시스템을 제공하고, (b) 상기 체결 공구의 원점을 기준으로 상기 공구 감지유닛을 통해 상기 체결 지점들에 대한 체결 공구의 이동 변위와 각도를 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하며, (c) 상기 공구 컨트롤러로부터 상기 체결 공구의 각 체결 지점별 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 획득하고, (d) 상기 체결 공구의 이동 변위 값을 기반으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 작업 패턴을 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 공구 감지유닛의 가속도 센서를 통해 상기 체결 공구의 이동 변위에 따른 이동 3축(x, y, z)의 가속도를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 공구 감지유닛의 각도 센서를 통해 상기 체결 공구의 각도를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 체결 작업 패턴을 따라 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값을 순차적으로 기록할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 각 체결 지점에 매칭하는 상기 체결 공구의 체결 값을 후속 리페어 공정으로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 후속 리페어 공정에서 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 공구 컨트롤러로부터 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 이를 체결 공구의 원점으로 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 공구 컨트롤러로부터 다음 순의 각 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 상기 체결 공구의 이동 변위를 기록할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 공구 컨트롤러를 통해 상기 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 각도 값을 기록할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법은, 상기 체결 작업 패턴과 체결 공구의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점에 대한 체결 오류의 유무를 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 체결 지점들에 대한 체결 공구의 위치를 정밀하게 인식하여 실효성이 높은 체결 이력 관리를 도모할 수 있고, 인접한 체결 지점들의 체결 이력 관리가 가능하여 완성차 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 작업자가 지정된 작업 순서를 따르지 않고 임의의 순서대로 작업을 실시하거나 작업자가 지정된 작업 위치를 벗어나서 작업을 실시하더라도 정확한 체결 이력 관리가 가능하다는 잇점이 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템이 적용되는 체결 부품의 조립 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템에 적용되는 체결 공구를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템에 적용되는 체결 공구의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-차트이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법에 있어서 체결 부품의 체결 작업 패턴을 결정하는 과정을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템이 적용되는 체결 부품의 조립 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 체결 대상물로서 차체(1)에 소정의 체결 부품(3)을 체결부재로서 체결/조립하는 자동차 생산 공정의 차량 조립 시스템에 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예는 완성차를 생산하는 공정 중 의장 공정에서 볼트와 너트를 포함하는 결합부재로서 차체(1)에 브레이크 페달 등과 같은 체결 부품(3)을 체결 조립하는데 적용될 수 있다.

여기서, 차체(1)와 체결 부품(3)의 체결 부위에는 서로 다른 체결 각도 및 체결 값을 요구하는 복수 개의 체결 지점들(P1~Pn)을 구비하고 있다.

일 예로서 차체(1)에 브레이크 페달과 같은 체결 부품(3)을 체결 조립하는 경우,차체(1)와 체결 부품(3)의 체결 부위에는 다섯 군데의 체결 지점들(P1~P5)을 구비하고 있다.

이 경우, 차체(1)와 체결 부품(3)의 체결 지점들(P1~P5) 중 첫 번째의 체결 지점(P1)에서는 23도의 체결 각도와 소정 kgf의 체결 값이 요구되며, 나머지 체결 지점들(P2~P5)에서는 90도의 체결 각도와 소정 kgf의 체결 값이 요구된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 도 2 및 도 3에서와 같이 볼트 및/또는 너트 등과 같은 결합부재를 차체(1: 이하 도 1 참조)와 체결 부품(3: 이하 도 1 참조)의 체결 부위인 각각의 체결 지점들(P1~P5: 이하 도 1 참조)에 체결하기 위한 전동 체결 기구로서 체결 공구(10)를 포함할 수 있다.

체결 공구(10)는 공구 몸체(11) 및 구동유닛(12)을 포함한다. 공구 몸체(11)는 전동 체결 기구의 몸체를 이루는 것으로, 그 공구 몸체(11)에는 소정의 구성 요소가 장착될 수 있다.

이러한 공구 몸체(11)는 소정의 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 칼라, 브라켓, 지지 블록 등과 같은 부속 요소들을 구비할 수 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 각종 구성 요소를 지지하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 공구 몸체(11)로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

공구 몸체(11)는 원통 형상의 몸체로 이루어지며, 이의 내부에는 구동유닛(12)이 구성될 수 있다.

여기서, 공구 몸체(11)의 일측 단부(도면에서의 상단부) 측에는 볼트 및/또는 너트 등과 같은 결합부재를 소정의 체결 지점에 체결하기 위한 체결부(13)를 구비하고 있다.

체결부(13)는 체결부재를 지지하는 소켓(도면에 도시되지 않음)을 포함하는 바, 그 소켓은 구동유닛(12)에 의해 회전 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 공구 몸체(11)의 다른 일측 단부(도면에서의 하단부)에는 구동유닛(12)으로 전원을 인가하기 위한 전원 연결부(14)가 설치된다. 전원 연결부(14)는 암수 커넥터 방식으로 공구 몸체(11)의 다른 일측 단부에 결합될 수 있다.

또한, 공구 몸체(11)의 대략 중간 부위에는 작업자의 파지를 위한 손잡이부(15)가 설치되어 있다. 이러한 손잡이부(15)는 고무 소재 또는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.

구동유닛(12)은 체결부(13)로 체결 동력(회전력)을 제공하기 위한 것으로서, 전원 연결부(14)와 전기적으로 연결되고, 체결부(13)와는 기구학적으로 연결되며, 공구 몸체(11)의 내부에 설치될 수 있다.

구동유닛(12)은 전기적인 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(16)와, 그 모터(16)의 회전력을 체결부(13)로 전달하는 동력전달부(17)를 포함한다.

여기서, 동력전달부(17)는 모터(16)와 체결부(13)를 연결하는 베벨 구동 기어 및 베벨 피니언 기어(도면에 도시되지 않음)를 예로 들 수 있으며, 그 외에 모터(16)의 회전력을 소정의 회전체로 전달하는 다양한 기어류 등을 포함할 수도 있다.

이러한 동력전달부(17)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 동력전달유닛으로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 체결 공구(10)를 이용하여 차체(1)에 체결 부품(3)을 체결하는 의장 공정에 적용될 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)은 차체(1)의 복수 체결 지점들(P1~Pn)(예를 들면 P1~P5)에 체결되는 체결 부품(3)의 체결 이력을 관리하기 위한 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)은 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 위치를 정밀하게 인식하여 실효성이 높은 체결 이력 관리를 도모할 수 있고, 인접한 체결 지점들(P1~P5)의 체결 이력 관리가 가능하여 완성차 품질을 향상시킬 수 있는 구성으로 이루어진다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 작업자가 지정된 작업 순서를 따르지 않고 임의의 순서대로 작업을 실시하거나 작업자가 지정된 작업 위치를 벗어나서 작업을 실시하더라도 정확한 체결 이력 관리가 가능한 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)을 제공한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)은 기본적으로, 공구 감지유닛(30), 공구 컨트롤러(50) 및 메인 컨트롤러(70)를 포함한다.

공구 감지유닛(30)은 체결 공구(10)의 원점을 기준으로 체결 지점들(P1~P5)에 대한 그 체결 공구(10)의 이동 변위와 각도를 감지하기 위한 것으로서, 체결 공구(10)에 설치될 수 있다.

공구 감지유닛(30)은 도 2 및 도 3에서와 같이, 가속도 센서(31)와 각도 센서(33)를 포함한다. 이와 같은 가속도 센서(31) 및 각도 센서(33)는 장착 브라켓(35)을 통해 공구 몸체(11)의 체결부(13) 측에 설치될 수 있다.

가속도 센서(31)는 작업자가 체결 공구(10)를 가지고 이동할 때, 체결 공구(10)의 이동 변위에 따른 이동 3축(x, y, z)의 가속도 값을 실시간으로 감지하고, 그 감지 신호를 뒤에서 더욱 설명될 공구 컨트롤러(50: 이하 도 4 참조)로 출력한다.

그리고, 각도 센서(33)는 각 체결 지점(P1~P5)에 고정(거치)된 체결 공구(10)의 각도를 감지하고 그 감지 신호를 공구 컨트롤러(50)로 출력한다. 여기서, 각도 센서(33)는 소정 물체의 기울기를 계측하는 광 지레식 각도 센서 및 편광식 각도 센서 등을 포함할 수 있다.

이와 같은 가속도 센서(31) 및 각도 센서(33)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 가속도 센서 및 각도 센서로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 공구 컨트롤러(50)는 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 완료 신호를 수신하고, 공구 감지유닛(30)의 가속도 센서(31)로부터 감지 신호를 제공받아 체결 공구(10)의 이동 3축(x, y, z)에 대한 이동 변위 값을 산출할 수 있다.

또한, 공구 컨트롤러(50)는 공구 감지유닛(30)의 각도 센서(33)로부터 감지 신호를 제공받아 각 체결 지점(P1~P5)에 고정된 체결 공구(10)의 각도 값을 산출할 수 있으며, 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 값(토크 값)을 산출할 수 있다.

여기서, 공구 컨트롤러(50)는 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 뒤에서 더욱 설명될 메인 컨트롤러(70)로 전송한다.

이 경우, 공구 컨트롤러(50)는 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되고, 다음 순의 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 가속도 센서(31)를 통해 감지된 체결 공구(10)의 이동 변위를 메인 컨트롤러(70)로 전송할 수 있다.

그리고, 공구 컨트롤러(50)는 체결 공구(10)의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 각도 값을 메인 컨트롤러(70)로 전송할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 메인 컨트롤러(70)는 당 업계에서 통상 "제어반" 이라고도 하며, 시스템(100)의 전반적인 운용을 제어한다.

이러한 메인 컨트롤러(70)는 공구 컨트롤러(50)로부터 획득한 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 기반으로 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 작업 패턴을 결정할 수 있다.

즉, 메인 컨트롤러(70)는 공구 컨트롤러(50)에 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 이를 체결 공구(10)의 원점(0, 0, 0)으로 설정한다.

그리고, 메인 컨트롤러(70)는 공구 컨트롤러(50)에 다음 순의 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 공구 컨트롤러(50)로부터 획득한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 메인 컨트롤러(70)는 상기와 같이 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결점의 상대 좌표가 모두 정해지면 이를 바탕으로 체결 작업 패턴을 결정할 수 있다.

한편, 메인 컨트롤러(70)는 위에서 언급한 바 있는 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지하고, 그 체결 작업 패턴을 따라 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 값을 순차적으로 기록한다.

이렇게 각각의 체결 지점(P1~P5)과 매칭되어 메인 컨트롤러(70)에 기록된 체결 공구(10)의 체결 값은 그 메인 컨트롤러(70)를 통해 후속 리페어 공정으로 전송될 수 있다.

상기한 후속 리페어 공정에서 메인 컨트롤러(70)는 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력할 수 있다.

더 나아가, 메인 컨트롤러(70)는 상기한 체결 작업 패턴과 체결 공구(10)의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 오류의 유무를 판단할 수 있다.

부연 설명하면, 본 발명의 실시예에서는 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 작업이 완료되는 순간, 각도 센서(33)를 통해 체결 공구(10)의 각도를 측정하고, 그 각도 값을 공구 컨트롤러(50)를 통해 메인 컨트롤러(70)로 전송한다.

이에, 메인 컨트롤러(70)는 가속도 센서(31)를 통하여 설정된 체결 작업 패턴을 체결 공구(10)의 각도 값과 비교하여 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 오류의 유무를 판단하게 된다.

예를 들면, 차체(1)와 체결 부품(3)의 체결 지점들(P1~P5) 중 첫 번째 체결 지점(P1)에서의 체결 공구 각도가 23도이고, 나머지 체결 지점들(P2~P5)에서의 체결 공구 각도가 90도인 경우, 첫 번째 체결 지점(P1)에서의 각도 값이 90도이면 메인 컨트롤러(70)는 첫 번째 체결 지점(P1)에 대하여 체결 오류로 판단을 한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)의 제어 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-차트이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같이 공구 감지유닛(30), 공구 컨트롤러(50) 및 메인 컨트롤러(70)를 포함하는 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)을 제공한다.

우선 본 발명의 실시예에 의한 차량 조립용 체결 보증 시스템(100)의 제어 방법에서는 공구 감지유닛(30)의 가속도 센서(31)를 통해 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위를 감지하고, 그 감지 신호를 공구 컨트롤러(50)로 출력한다(S10 단계).

그러면, 메인 컨트롤러(70)에서는 공구 컨트롤러(50)로부터 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 획득하고, 그 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 기반으로 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 작업 패턴을 결정한다(S20 단계).

상기와 같은 각 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 작업의 패턴을 결정하는 과정(S20 단계)을 도 6을 참조하여 설명하면, 임의의 제1 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 공구 컨트롤러(50)에 수신되면, 이를 체결 공구(10)의 원점(0, 0, 0)으로 설정한다(S21 단계).

이 후, 제2 체결 지점(P2)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 획득하고(S22 단계), 제2 체결 지점(P2)에 대한 체결 완료 신호가 공구 컨트롤러(50)에 수신되면, 제2 체결 지점(P2)에 대한 체결 위치의 좌표를 결정한다(S23 단계).

그리고, 제3 체결 지점(P3)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 획득하고(S24 단계), 제3 체결 지점(P3)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 제3 체결 지점(P3)에 대한 체결 위치의 좌표를 결정한다(S25 단계).

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 과정을 반복하여 제4 및 제5 체결 지점(P4, P5)에 대한 체결 공구(10)의 이동 변위 값을 획득하고, 제4 및 제5 체결 지점(P4, P5)에 대한 체결 완료 신호가 공구 컨트롤러(50)에 수신되면, 제4 및 제5 체결 지점(P4, P5)에 대한 체결 위치의 좌표를 결정한다(S26단계~S29단계).

이로써, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 각 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 위치의 상대 좌표가 모두 정해지면 이를 기반으로 각 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 작업 패턴을 결정할 수 있다(S20 단계).

한편, 각 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 작업 패턴이 결정되면, 본 발명의 실시예에서는 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지한다.

그리고 나서, 도 5에서와 같이 체결 작업 패턴을 따라 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 값을 순차적으로 기록하고(S30 단계), 각 체결 지점(P1~P5)에 매칭하는 체결 공구(10)의 체결 값을 후속 리페어 공정으로 전송한다(S40 단계).

이에, 후속 리페어 공정에서는 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력한다(S50 단계).

그러면, 작업자는 알람으로서 체결 불량의 체결 지점을 확인하고, 그 체결 지점에 대한 리페어 작업을 실시할 수 있다.

다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서는 공구 컨트롤러(50)를 통해 체결 공구(10)의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 공구 감지유닛(30)의 각도 센서(33)를 통해 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 각도를 감지하고 그 감지 신호를 공구 컨트롤러(50)로 출력한다(S60 단계).

그러면, 메인 컨트롤러(70)에서는 공구 컨트롤러(50)로부터 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 각도 값을 기록하고(S70 단계), 체결 작업 패턴과 체결 공구(10)의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점(P1~P5)에 대한 체결 오류의 유무를 판정한다(S80 단계).

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립용 체결 보증 시스템(100) 및 그의 제어 방법에 의하면, 각 체결 지점들(P1~P5)에 대한 체결 공구(10)의 위치를 정밀하게 인식하여 실효성이 높은 체결 이력 관리를 도모할 수 있고, 인접한 체결 지점들(P1~P5)의 체결 이력 관리가 가능하여 완성차 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 작업자가 지정된 작업 순서를 따르지 않고 임의의 순서대로 작업을 실시하거나 작업자가 지정된 작업 위치를 벗어나서 작업을 실시하더라도 정확한 체결 이력 관리가 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 차체 3... 체결 부품
10... 체결 공구 11... 공구 몸체
12... 구동유닛 13... 체결부
14... 전원 연결부 15... 손잡이부
16... 모터 17... 동력 전달부
30... 공구 감지유닛 31... 가속도 센서
33... 각도 센서 35... 장착 브라켓
50... 공구 컨트롤러 70... 메인 컨트롤러
P1~P5... 체결 지점

Claims (20)

1. 체결 대상물의 복수 체결 지점들(P1~Pn)에 체결되는 체결 부품의 체결 이력을 관리하기 위한 차량 조립용 체결 보증 시스템으로서,
   체결 대상물에 체결 부품을 체결하기 위한 체결 공구에 설치되며, 상기 체결 공구의 원점을 기준으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 공구의 이동 변위와 각도를 감지하는 공구 감지유닛;
   상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하고, 상기 공구 감지유닛에 의해 감지된 상기 체결 공구의 각 체결 지점별 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 전송하는 공구 컨트롤러; 및
   상기 공구 컨트롤러로부터 획득한 체결 공구의 이동 변위 값을 기반으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 작업 패턴을 결정하는 메인 컨트롤러;를 포함하며,
   상기 메인 컨트롤러는 상기 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 컨트롤러는,
   상기 체결 작업 패턴을 따라 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값을 순차적으로 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 컨트롤러는,
   상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 컨트롤러는,
   상기 공구 컨트롤러를 통해 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 이를 체결 공구의 원점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 공구 컨트롤러는,
   다음 순의 각 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 상기 체결 공구의 이동 변위를 상기 메인 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 공구 컨트롤러는,
   상기 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 각도 값을 상기 메인 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 메인 컨트롤러는,
   상기 체결 작업 패턴과 체결 공구의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점에 대한 체결 오류의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 공구 감지유닛은,
   상기 체결 공구의 이동 변위에 따른 이동 3축(x, y, z)의 가속도 값을 실시간으로 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하는 가속도 센서와,
   상기 각 체결 지점에서의 체결 공구 각도를 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하는 각도 센서
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 가속도 센서 및 각도 센서는 상기 체결 공구에 장착 브라켓을 통해 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템.
11. 공구 감지유닛, 공구 컨트롤러 및 메인 컨트롤러를 포함하는 청구항 1의 차량 조립용 체결 보증 시스템을 제공하고;
    상기 체결 공구의 원점을 기준으로 상기 공구 감지유닛을 통해 상기 체결 지점들에 대한 체결 공구의 이동 변위와 각도를 감지하고 그 감지 신호를 상기 공구 컨트롤러로 출력하며;
    상기 공구 컨트롤러로부터 상기 체결 공구의 각 체결 지점별 이동 변위 값, 각도 값 및 체결 값을 획득하고;
    상기 체결 공구의 이동 변위 값을 기반으로 상기 체결 지점들에 대한 체결 작업 패턴을 결정하되,
    상기 체결 작업 패턴과 기 설정된 복수의 서로 다른 체결 작업 경로를 비교하여 그 체결 작업 패턴과 일치하는 체결 작업 경로를 인지하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 공구 감지유닛의 가속도 센서를 통해 상기 체결 공구의 이동 변위에 따른 이동 3축(x, y, z)의 가속도를 감지하고,
    상기 공구 감지유닛의 각도 센서를 통해 상기 체결 공구의 각도를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
13. 삭제
14. 제11 항에 있어서,
    상기 체결 작업 패턴을 따라 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값을 순차적으로 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 각 체결 지점에 매칭하는 상기 체결 공구의 체결 값을 후속 리페어 공정으로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 후속 리페어 공정에서 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 체결 값이 기 설정된 기준값을 만족하지 않으면, 체결 불량의 체결 지점에 대한 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
17. 제11 항에 있어서,
    상기 공구 컨트롤러로부터 첫 번째 체결 지점(P1)에 대한 체결 완료 신호가 수신되면, 이를 체결 공구의 원점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 공구 컨트롤러로부터 다음 순의 각 체결 지점(P2~Pn)에 대한 체결 완료 신호가 수신될 때까지 상기 체결 공구의 이동 변위를 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
19. 제11 항에 있어서,
    상기 공구 컨트롤러를 통해 상기 체결 공구의 체결 완료 신호를 수신하는 순간, 상기 각 체결 지점에 대한 체결 공구의 각도 값을 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 체결 작업 패턴과 체결 공구의 각도 값을 비교하여 각 체결 지점에 대한 체결 오류의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 조립용 체결 보증 시스템의 제어 방법.

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