KR101459479B1

KR101459479B1 - 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템 및 이를 이용한 차체 부품 조립 방법

Info

Publication number: KR101459479B1
Application number: KR20130076708A
Authority: KR
Inventors: 유성필
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2014-11-07
Also published as: CN104275568B; US10493556B2; US9895766B2; US20150001186A1; US20160346866A1; DE102013114927A1; CN104275568A

Abstract

올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템이 개시된다. 개시된 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템은 차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하기 위한 것으로서, ⅰ)로봇의 아암 선단에 고정되는 고정 브라켓과, ⅱ)고정 브라켓에 회전 가능하게 설치되는 위치 조정부재와, ⅲ)고정 브라켓에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 차체 부품을 그리핑하는 그리퍼와, ⅳ)위치 조정부재에 설치되며 차체 부품을 정렬하는 정렬유닛과, ⅴ)고정 브라켓에 설치되며, 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 용접유닛을 포함할 수 있다.

Description

올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템 및 이를 이용한 차체 부품 조립 방법 {ALL IN ONE JIGLESS PROJECTION LOADING SYSTEM AND VEHICLE PARTS ASSEMBLY METHOD WITH THE SAME}

본 발명의 실시예는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템 및 이를 이용한 차체 부품 조립 방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체에 소물 파트와 같은 부품을 차체에 조립하기 위한 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템 및 이를 이용한 차체 부품 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차체는 서브 조립 공정에서 생산된 각종 패널을 조립하는 과정을 거침으로써 화이트 보디(B.I.W) 형태로 이루어진다.

차체는 골격 하부에서 엔진과 차축 등의 구동부와 시트(seat) 등을 지지하는 플로어 패널과, 골격의 좌우 측면을 형성하는 양측 사이드 패널과, 골격의 상부면을 형성하는 루프 패널과, 그 외 다수개의 루프 레일, 카울 패널, 백 패널 및 패키지 트레이 등으로 구성된다.

이러한 차체 부품들의 조립은 차체 빌드 업(body build-up) 공정에서 이루어진다. 차체 빌드 업 공정에서는 차체 조립 시스템을 통하여 플로어 패널에 백 패널을 접합한 후, 양측 사이드 패널, 루프 패널, 루프 레일, 패키지 트레이 등을 용접하여 조립하게 된다.

한편, 차체 빌드 업 공정에서 카울 패널과 같은 소물 파트를 차체 즉, 플로어 패널, 백패널, 양측 사이드 패널, 루프 패널 등이 조립된 차체에 조립하기 위해서는 우선 작업자가 팔렛트에 적재된 소물 파트를 스토리지 장치에 스택킹 한다.

그러면, 소물 파트는 스토리지 장치로부터 하나씩 취출되며 슬라이딩 지그를 통해 이송되고, 로봇 그리퍼에 그립핑 된 상태로 정렬/클램핑 지그에 로딩되며, 그 정렬/클램핑 지그에서 정렬 및 클램핑되고, 용접 로봇을 통해 차체에 키 용접으로 조립된다.

그런데, 종래 기술에서는 상기와 같은 과정으로 소물 파트를 차체에 조립하게 되므로, 스토리지 장치, 슬라이딩 지그, 정렬/클램핑 지그 및 용접 로봇 등과 같은 설비를 설치하기 위한 공간을 필요로 하고, 초기 투자비가 증가할 수밖에 없다.

또한, 종래 기술에서는 부품 적재에서부터 키 용접까지 여러 공정을 거치므로, 전체적인 작업 공정이 복잡하며 맨아워가 증가하게 된다는 단점이 있다. 더 나아가 종래 기술에서는 지그를 기준으로 차체 부품을 로딩하므로, 차체에 대한 부품의 로딩 정도가 저하될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 차체 부품의 취출, 정렬, 클램핑 및 키 용접을 올인원 방식으로 구현할 수 있도록 한 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템 및 이를 이용한 차체 부품 조립 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템은, 차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하기 위한 것으로서, ⅰ)로봇의 아암 선단에 고정되는 고정 브라켓과, ⅱ)상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 설치되는 위치 조정부재와, ⅲ)상기 고정 브라켓에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 차체 부품을 그리핑하는 그리퍼와, ⅳ)상기 위치 조정부재에 설치되며 상기 차체 부품을 정렬하는 정렬유닛과, ⅴ)상기 고정 브라켓에 설치되며, 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 용접유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템은, 상기 위치 조정부재에 설치되며, 차체 부품과 상기 차체 부품이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 위치 조정부재는 구동 모터에 의해 상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 제어기는 상기 비전 카메라로부터 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 상기 구동 모터를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 위치 조정부재는 구동 모터에 의해 회전되며, 차체 부품의 정렬 위치 및 차체에 대한 차체 부품의 로딩 위치를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 그리퍼는 상기 고정 브라켓의 일측에 제1 작동 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며 차체 부품의 일측을 진공 흡착하는 제1 흡착 그리퍼와, 상기 고정 브라켓의 다른 일측에 제2 작동 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며 차체 부품의 다른 일측을 진공 흡착하는 제2 흡착 그리퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 정렬유닛은 상기 위치 조정부재에 이동부재를 통해 직선 이동 가능하게 설치되며, 상기 그리퍼의 후진 작동에 의해 차체 부품의 툴링 홀에 결합되는 기준핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 정렬유닛은 상기 위치 조정부재에 클램프 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 그리퍼의 후진 작동에 의해 차체 부품의 다른 툴링 홀에 결합되는 핀 클램프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 용접유닛은 상기 고정 브라켓에 설치되는 제1 프로젝션 용접전극과, 상기 고정 브라켓에 이동 가능하게 설치되는 제2 프로젝션 용접전극을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 제2 프로젝션 용접전극은 상기 제1 프로젝션 용접전극과의 피치 조절을 위해 상기 고정 브라켓에 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 용접유닛은 상기 고정 브라켓에 고정되게 설치되는 장착 브라켓과, 상기 장착 브라켓에 고정되게 설치되는 제1 용접 실린더와, 상기 제1 용접 실린더에 연결되며 전후진 이동하는 제1 프로젝션 용접전극을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템에 있어서, 상기 용접유닛은 상기 장착 브라켓에 이동 가능하게 설치되는 이동 브라켓과, 상기 이동 브라켓에 고정되게 설치되는 제2 용접 실린더와, 상기 제2 용접 실린더에 연결되며 전후진 이동하는 제2 프로젝션 용접전극을 포함할 수 있다.

그리고,본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템은, 차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하기 위한 것으로서, 상기 차체 부품을 그리핑하는 그리퍼와, 상기 차체 부품을 정렬하는 정렬유닛 및 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 용접유닛을 일체로 구성하며, 고정 브라켓을 통해 로봇의 아암 선단에 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템은, 상기 차체 부품과 상기 차체 부품이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라와, 상기 제어기에 의해 제어되며 차체 부품의 정렬 위치 및 차체에 대한 차체 부품의 로딩 위치를 조정하는 위치 조정부재를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법은, 상기에서와 같은 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용하여 차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하는 것으로서, (a) 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이의 고정 브라켓을 통해 로봇의 아암 선단에 장착하고, (b) 상기 시스템의 그리퍼를 통해 상기 차체 부품을 흡착 그리핑하고, 정렬유닛을 통해 상기 차체 부품을 정렬 및 클램핑하며, (c) 상기 차체 부품을 로봇을 통해 차체 측으로 이송시키며 그 차체 부품을 차체에 정위치시키고, (d) 상기 시스템의 용접유닛을 통해 상기 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법에 있어서, 상기 (b) 과정에서는 비전 카메라를 통해 차체 부품을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하며, 상기 제어기에 의해 위치 조정부재를 회전시키며 상기 정렬유닛의 위치를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법에 있어서, 상기 (c) 과정에서는 비전 카메라를 통해 차체 부품이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하며, 상기 제어기에 의해 위치 조정부재를 회전시키며 상기 차체 부품의 위치를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법에 있어서, 상기 (b) 과정에서는 상기 그리퍼의 전진 작동으로 상기 차체 부품을 흡착 그리핑하며, 상기 그리퍼의 후진 작동으로 정렬유닛의 기준핀과 핀 클램프를 상기 차체 부품의 툴링 홀에 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법에 있어서, 상기 (c) 과정에서는 상기 용접유닛의 제2 프로젝션 용접전극을 이동시키며 제1 프로젝션 용접전극과의 피치를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법은, 차체 부품으로서 카울 패널과 같은 소물 파트를 정렬 및 클램핑하며, 상기 차체 부품을 차체에 로딩 및 키 용접할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 간단한 구성의 올인원 방식으로서 팔레트에 적재된 차체 부품을 취출, 정렬 및 클램핑하며, 그 차체 부품을 차체의 정확한 위치에 로딩시키고, 프로젝션 키 용접으로 차체에 조립할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차체 부품의 취출, 정렬, 클램핑 및 키 용접을 간단한 구성의 올인원 방식으로 구현할 수 있으므로, 설비의 설치 공간, 투자비 및 맨아워를 절감할 수 있으며, 전체적인 공정을 단순화시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 지그를 기준으로 차체 부품을 로딩하는 종래 기술과 달리, 차체를 기준으로 차체 부품을 로딩하므로, 차체에 대한 부품의 로딩 정도를 향상시킬 수 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 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 도시한 정면 및 배면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 도시한 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법을 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 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 도시한 정면 및 배면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 차체 서브 조립 라인에서 제작되어 운반된 각종 패널을 차체에 조립하는 차체 빌드 업(body build-up) 공정에 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 차체 빌드 업 공정에서 카울 패널과 같은 소물 파트(이하에서는 편의 상 "차체 부품" 이라고 한다)를 차체 즉, 플로어 패널, 백패널, 양측 사이드 패널, 루프 패널 등이 조립된 조립체에 조립하는 공정에 적용될 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 대차에 로딩된 상태로 대차 이송라인(도면에 도시되지 않음)을 따라 이송되는 차체에 차체 부품(1)을 정확하게 로딩시키고 그 차체의 부품 로딩 위치에 키 용접으로 조립하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 일체로 구성하며, 로봇(3)의 아암(4) 선단에 장착될 수 있다. 여기서, 상기한 로봇(3)은 대차 이송라인(도면에 도시되지 않음)의 양 사이드 작업 공간에 각각 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 팔레트에 적재된 차체 부품(1)을 취출, 정렬 및 클램핑하며, 그 차체 부품(1)을 차체의 정확한 위치에 로딩시키고, 프로젝션 키 용접으로서 차체에 조립할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 차체 부품(1)의 취출, 정렬, 클램핑 및 키 용접을 간단한 구성의 올인원 방식으로 구현할 수 있는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)은 기본적으로, 고정 브라켓(10), 위치 조정부재(20), 그리퍼(33, 43), 정렬유닛(50), 용접유닛(60), 비전 카메라(80) 그리고 제어기(90)를 포함한다.

고정 브라켓(10)은 로봇(3)의 아암(4) 선단에 장.탈착되는 것으로, 그 고정 브라켓(10)에는 로봇(3)의 아암 선단과 선택적으로 결합하는 통상적인 구조의 툴 체인저(도면에 도시되지 않음)가 설치되어 있다.

상기에서와 같은 고정 브라켓(10)에는 이하에서 설명될 각종 구성요소들이 장착될 수 있다. 이러한 고정 브라켓(10)은 상기 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

그러나, 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 고정 브라켓(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 고정 브라켓(10)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 위치 조정부재(20)는 뒤에서 더욱 설명될 정렬유닛(50)의 위치를 조정하는 것으로, 실질적으로는 그 정렬유닛(50)에 정렬 및 클램핑 된 차체 부품(1)의 위치를 조정하기 위한 것이다.

이러한 위치 조정부재(20)는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)의 평면 구성도에서와 같이, 고정 브라켓(10)에 회전 가능하게 설치된다.

위치 조정부재(20)는 구동 모터(21)에 의해 양 방향으로 회전 가능하게 설치되는 바, 그 구동 모터(21)의 회전축에 연결되는 회전부재로서 구비될 수 있다.

따라서, 위치 조정부재(20)는 구동 모터(21)에 의해 양 방향으로 회전되며, 차체 부품(1)의 정렬 위치 및 차체에 대한 차체 부품(1)의 로딩 위치를 조정할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 그리퍼(33, 43)는 팔렛트(도면에 도시되지 않음)에 적재된 차체 부품(1)을 흡착식으로 그리핑 하는 것으로서, 고정 브라켓(10)에 전후진 이동 가능하게 설치될 수 있다.

구체적으로, 그리퍼(33, 43)는 도 2에서와 같이 고정 브라켓(10)의 일측(도면을 기준으로 상측)에 설치되는 제1 흡착 그리퍼(33)와, 고정 브라켓(10)의 다른 일측(도면을 기준으로 하측)에 설치되는 제2 흡착 그리퍼(43)로 구분될 수 있다.

제1 흡착 그리퍼(33)는 제1 작동 실린더(31)에 의해 전후진 이동 가능하게 구비되며, 제2 흡착 그리퍼(43)는 제2 작동 실린더(41)에 의해 전후진 이동 가능하게 구비된다.

여기서, 제1 흡착 그리퍼(33)는 에어 방식으로 차체 부품(1)의 일측을 진공 흡착하는 것으로, 제1 작동 실린더(31)의 제1 작동 로드(35) 선단에 설치될 수 있다.

그리고 제2 흡착 그리퍼(43)는 에어 방식으로 차체 부품(1)의 다른 일측을 진공 흡착하는 것으로, 제2 작동 실린더(41)의 제2 작동 로드(45) 선단에 설치될 수 있다.

이로써, 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)는 제1 및 제2 작동 실린더(31, 41)의 제1 및 제2 작동 로드(35, 45)가 전진 작동하며 차체 부품(1)의 일측 및 다른 일측을 에어 방식으로 흡착 그리핑할 수 있다.

그리고, 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)는 제1 및 제2 작동 실린더(31, 41)의 제1 및 제2 작동 로드(35, 45)가 후진 작동하며 차체 부품(1)을 뒤에서 더욱 설명될 정렬유닛(50) 측으로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 정렬유닛(50)은 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)에 그리핑 된 차체 부품(1)의 정렬 기준점을 잡아주며, 그 차체 부품(1)을 정렬 및 클램핑하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 정렬유닛(50)은 위에서 언급한 바 있는 위치 조정부재(20)에 설치되는 기준핀(51)과 핀 클램프(55)를 포함한다.

기준핀(51)은 위치 조정부재(20)에 설치되며, 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)의 후진 작동에 의해 이동된 차체 부품(1)의 툴링 홀(5: 이하 도 2 참조)에 결합될 수 있다.

여기서, 기준핀(51)은 차체 부품(1)의 툴링 홀(5) 위치에 따라 이동부재(53)에 의해 직선 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이동부재(53)는 위치 조정부재(20)에서 1축 방향으로 직선 이동하는 전동 유니트로 구비된다.

이러한 이동부재(53)는 1축 방향 이동을 위한 LM 모터(54a)와 LM 가이드 모듈(54b)을 포함하는 통상적인 공지 기술의 LM 이동장치로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 핀 클램프(55)는 차체 부품(1)을 정렬하면서 그 차체 부품(1)을 클램핑하는 것으로, 위치 조정부재(20)에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)의 후진 작동에 의해 이동된 차체 부품(1)의 다른 툴링 홀(7: 이하 도 2 참조)에 결합될 수 있다. 즉, 핀 클램프(55)는 클램프 실린더(57)에 의해 전후진 이동하는 클램핑 핀으로서 구비된다.

이러한 핀 클램프(55)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 핀 클램핑 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 3에서와 같이, 본 발명의 실시예에서 용접유닛(60)은 그리퍼(33, 43)에 그리핑되며, 정렬유닛(50)에 의해 정렬된 차체 부품(1)을 전기적인 저항으로서 차체에 프로젝션 키 용접하기 위한 것이다.

용접유닛(60)은 고정 브라켓(10)에 설치되는 제1 프로젝션 용접전극(61)과, 그 고정 브라켓(10)에 이동 가능하게 설치되는 제2 프로젝션 용접전극(62)을 포함한다.

여기서, 제1 프로젝션 용접전극(61)은 프로젝션 용접 양극으로 정의할 수 있으며, 제2 프로젝션 용접전극(62)은 프로젝션 용접 음극으로 정의할 수 있다. 이 경우 제2 프로젝션 용접전극(62)은 제1 프로젝션 용접전극(61)과의 피치 조절을 위해 고정 브라켓(10)에 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이러한 용접유닛(60)의 구성을 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 의한 용접유닛(60)은 고정 브라켓(10)에 고정되게 설치되는 장착 브라켓(64)과, 장착 브라켓(64)에 고정되게 설치되는 제1 용접 실린더(66)와, 제1 용접 실린더(66)에 연결되며 전후진 이동하는 제1 프로젝션 용접전극(61)을 포함할 수 있다.

그리고 용접유닛(60)은 장착 브라켓(64)에 이동 가능하게 설치되는 이동 브라켓(71)과, 이동 브라켓(71)에 고정되게 설치되는 제2 용접 실린더(73)와, 제2 용접 실린더(73)에 연결되며 전후진 이동하는 제2 프로젝션 용접전극(62)을 포함할 수 있다.

이 경우, 이동 브라켓(71)은 이동부재(75)에 의해 장착 브라켓(64)에서 1축 방향으로 직선 이동하는 전동 유니트로 구비된다. 상기한 이동부재(75)는 1축 방향 이동을 위한 LM 모터와 LM 가이드 모듈을 포함하는 통상적인 공지 기술의 LM 이동장치로서 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 프로젝션 용접전극(61, 62)은 고정 브라켓(10)에 구비된 트랜지스터(79)로부터 용접 전류를 제공받아 전기적인 저항으로서 차체 부품(1)을 차체에 프로젝션 키 용접할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 비전 카메라(80)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 위치 조정부재(20)에 한 쌍으로 설치되며, 차체 부품(1)과 그 차체 부품(1)이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(90)로 출력하는 기능을 하게 된다.

비전 카메라(80)는 광학계를 지니며 차체 부품(1) 및 차체의 차체 부품 조립 부위를 비전 촬영하는 카메라부와, 그 차체 부품(1) 및 차체의 차체 부품 조립 부위로 조명광을 조사하는 조명부를 포함할 수 있다.

이와 같은 비전 카메라(80)의 카메라부와 조명부는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 2D 카메라 및 LED 조명으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서 제어기(90)는 본 시스템(100)의 전반적인 운용을 컨트롤함과 동시에 비전 카메라(80)로부터 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 위에서 언급한 바 있는 구동 모터(21) 및 위에서 언급한 바 있는 이동부재(53, 75)의 구동을 제어할 수 있다.

즉, 제어기(90)는 비전 카메라(80)로부터 차체 부품(1) 및 그 차체 부품(1)이 조립될 차체 부위의 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 구동 모터(21) 및 이동부재(53, 75)에 전기적인 제어 신호를 인가할 수 있다.

따라서, 구동 모터(21)는 제어기(90)의 제어 신호에 의해 구동하며 위치 조정부재(20)를 회전시킬 수 있다. 이에 위치 조정부재(20)는 구동 모터(21)에 의해 회전하며 차체 부품(1)의 정렬 위치 및 차체에 대한 차체 부품(1)의 로딩 위치를 실질적으로 조정할 수 있다.

그리고, 상기한 이동부재(53, 75)는 제어기(90)의 제어 신호에 의해 구동하며, 정렬유닛(50)의 기준핀(51)을 직선 이동시킬 수 있고, 제2 프로젝션 용접전극(62)을 직선 이동시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)을 이용한 차체 조립 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용한 차체 조립 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 차체(도면에 도시되지 않음)가 대차 이송라인을 따라 로봇(3)이 구성된 작업 위치로 이송된 상태에 있다.

그리고, 로봇(3)의 아암 선단에는 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100)이 그의 고정 브라켓(10)을 통해 장착된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서 로봇(3)을 통해 본 시스템(100)을 차체 부품들(1)이 적재된 팔렛트 측으로 이동시키고(S11 단계), 비전 카메라(80)를 통해 차체 부품(1)을 비전 촬영하며 그 비전 데이터를 제어기(90)로 출력한다(S12 단계).

그러면, 제어기(90)는 비전 카메라(80)로부터 차체 부품(1)의 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 구동 모터(21)에 전기적인 제어 신호를 인가한다.

이에 구동 모터(21)는 제어기(90)의 제어 신호에 의해 구동하며 위치 조정부재(20)를 회전시킨다. 따라서, 위치 조정부재(20)는 구동 모터(21)에 의해 회전하며 정렬유닛(50)의 위치를 조정할 수 있게 된다(S13 단계).

그리고 나서, 본 시스템(100)은 로봇(3)에 의해 팔렛트의 차체 부품(1) 측(예를 들면, 상측에서 하측)으로 진입을 하고, 그 시스템(100)의 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)는 제1 및 제2 작동 실린더(31, 41)의 제1 및 제2 작동 로드(35, 45)가 전진 작동하며 차체 부품(1)의 일측 및 다른 일측을 에어 방식으로 흡착 그리핑 한다(S14 단계).

이어서, 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)는 제1 및 제2 작동 실린더(31, 41)의 제1 및 제2 작동 로드(35, 45)가 후진 작동하며 차체 부품(1)을 정렬유닛(50) 측으로 이동시킨다.

여기서, 정렬유닛(50)의 기준핀(51)은, 제어기(90)에 의한 차체 부품(1)의 비전 데이터 분석으로 그 제어기(90)를 통해 이동부재(53)에 전기적인 제어 신호를 인가함으로써, 이동부재(53)에 의해 차체 부품(1)의 툴링 홀(5)에 대응하는 위치로 직선 이동된 상태에 있다.

그러면, 기준핀(51)은 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)의 후진 작동에 의해 이동된 차체 부품(1)의 툴링 홀(5)에 결합될 수 있다. 그리고 정렬유닛(50)의 핀 클램프(55)는 클램프 실린더(57)에 의해 전진 이동됨과 동시에 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)의 후진 작동에 의해 이동된 차체 부품(1)의 다른 툴링 홀(7)에 결합될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)의 후진 작동에 의해 이동된 차체 부품(1)의 툴링 홀(5, 7)에 기준핀(51) 및 핀 클램프(55)가 결합되면서 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)에 그리핑 된 차체 부품(1)의 정렬 기준점을 잡아주며 그 차체 부품(1)을 정렬 및 클램핑할 수 있게 된다(S15 단계).

상기와 같이 차체 부품(1)이 제1 및 제2 흡착 그리퍼(33, 43)에 그리핑되고, 정렬유닛(50)의 기준핀(51) 및 핀 클램프(55)에 의해 정렬된 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 로봇(3)을 통해 본 시스템(100)과 함께 차체 부품(1)을 그 차체 부품(1)이 조립될 차체 측으로 이송시킨다(S16 단계).

그러면, 차체 부품(1)이 조립될 차체 부위에 그 차체 부품(1)을 근접하게 위치시킨 상태에서 본 발명의 실시예에서는 비전 카메라(80)를 통해 그 차체 부위를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(90)로 출력한다(S17 단계).

이에, 제어기(90)는 비전 카메라(80)로부터 차체 부위의 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 구동 모터(21)에 전기적인 제어 신호를 인가한다.

따라서, 구동 모터(21)는 제어기(90)의 제어 신호에 의해 구동하며 위치 조정부재(20)를 회전시키게 되고, 위치 조정부재(20)는 구동 모터(21)에 의해 회전하며 차체 부품(1)을 차체 부위에 대응하는 위치로 조정하게 된다(S18 단계).

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 로봇(3)의 작동으로 차체 부품(1)을 차체 부위 측으로 진입시키고, 그 차체 부위에 대하여 차체 부품(1)을 정위치시키며 차체 부품(1)을 가압한다(S19 단계).

이 경우, 용접유닛(50)의 제2 프로젝션 용접전극(62)은, 제어기(90)에 의한 차체 부위의 비전 데이터 분석으로 그 제어기(90)를 통해 이동부재(75)에 전기적인 제어 신호를 인가함으로써, 차체 부위의 용접 타켓 지점에 대응하여 이동부재(75)에 의해 이동되면서 제1 프로젝션 용접전극(61)과의 피치가 조절될 수 있다.

이어서, 용접유닛(60)의 제1 및 제2 프로젝션 용접 전극(61, 62)은 제1 및 제2 용접 실린더(66, 73)에 의해 전진 이동됨과 동시에 트랜지스터(79)로부터 용접 전류를 제공받아 전기적인 저항으로서 차체 부품(1)을 차체 부위에 프로젝션 키 용접을 실시한다(S20 단계).

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 일련의 과정을 통해 카울 패널과 같은 소물 파트의 차체 부품(1)을 차체에 로딩 및 키 용접으로서 조립할 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템(100) 및 이를 이용한 차체 조립 방법에 의하면, 간단한 구성의 올인원 방식으로서 팔레트에 적재된 차체 부품(1)을 취출, 정렬 및 클램핑하며, 그 차체 부품(1)을 차체의 정확한 위치에 로딩시키고, 프로젝션 키 용접으로 차체에 조립할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 차체 부품(1)의 취출, 정렬, 클램핑 및 키 용접을 간단한 구성의 올인원 방식으로 구현할 수 있으므로, 설비의 설치 공간, 투자비 및 맨아워를 절감할 수 있으며, 전체적인 공정을 단순화시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 지그를 기준으로 차체 부품(1)을 로딩하는 종래 기술과 달리, 차체를 기준으로 차체 부품(1)을 로딩하므로, 차체에 대한 부품의 로딩 정도를 향상시킬 수 있다.

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 부품 3... 로봇
5, 7... 툴링 홀 10... 고정 브라켓
20... 위치 조정부재 21... 구동 모터
31... 제1 작동 실린더 33... 제1 흡착 그리퍼
35... 제1 작동 로드 41... 제2 작동 실린더
43... 제2 흡착 그리퍼 45... 제2 작동 로드
50... 정렬유닛 51... 기준핀
53, 75... 이동부재 55... 핀 클램프
57... 클램프 실린더 60... 용접유닛
61... 제1 프로젝션 용접전극 62... 제2 프로젝션 용접전극
64... 장착 브라켓 66... 제1 용접 실린더
71... 이동 브라켓 73... 제2 용접 실린더
79... 트랜지스터 80... 비전 카메라
90... 제어기

Claims

차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하기 위한 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템으로서,
로봇의 아암 선단에 고정되는 고정 브라켓;
상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 설치되는 위치 조정부재;
상기 고정 브라켓에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 차체 부품을 그리핑하는 그리퍼;
상기 위치 조정부재에 설치되며 상기 차체 부품을 정렬하는 정렬유닛; 및
상기 고정 브라켓에 설치되며, 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 용접유닛
을 포함하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 위치 조정부재에 설치되며, 차체 부품과 상기 차체 부품이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라
를 더 포함하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 위치 조정부재는 구동 모터에 의해 상기 고정 브라켓에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 비전 카메라로부터 비전 데이터를 획득하고 이를 분석하여 상기 구동 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 위치 조정부재는 구동 모터에 의해 회전되며, 차체 부품의 정렬 위치 및 차체에 대한 차체 부품의 로딩 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 그리퍼는,
상기 고정 브라켓의 일측에 제1 작동 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며, 차체 부품의 일측을 진공 흡착하는 제1 흡착 그리퍼와,
상기 고정 브라켓의 다른 일측에 제2 작동 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며, 차체 부품의 다른 일측을 진공 흡착하는 제2 흡착 그리퍼
를 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 정렬유닛은,
상기 위치 조정부재에 이동부재를 통해 직선 이동 가능하게 설치되며, 상기 그리퍼의 후진 작동에 의해 차체 부품의 툴링 홀에 결합되는 기준핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 정렬유닛은,
상기 위치 조정부재에 클램프 실린더에 의해 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 그리퍼의 후진 작동에 의해 차체 부품의 다른 툴링 홀에 결합되는 핀 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 용접유닛은,
상기 고정 브라켓에 설치되는 제1 프로젝션 용접전극과, 상기 고정 브라켓에 이동 가능하게 설치되는 제2 프로젝션 용접전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 제2 프로젝션 용접전극은,
상기 제1 프로젝션 용접전극과의 피치 조절을 위해 상기 고정 브라켓에 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 용접유닛은,
상기 고정 브라켓에 고정되게 설치되는 장착 브라켓과,
상기 장착 브라켓에 고정되게 설치되는 제1 용접 실린더와,
상기 제1 용접 실린더에 연결되며 전후진 이동하는 제1 프로젝션 용접전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 용접유닛은,
상기 장착 브라켓에 이동 가능하게 설치되는 이동 브라켓과,
상기 이동 브라켓에 고정되게 설치되는 제2 용접 실린더와,
상기 제2 용접 실린더에 연결되며 전후진 이동하는 제2 프로젝션 용접전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템.
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청구항 1의 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이용하여 차체 부품을 차체에 로딩 및 조립하는 차체 조립 방법으로서,
(a) 상기 올인원 지그리스 프로젝션 로딩 시스템을 이의 고정 브라켓을 통해 로봇의 아암 선단에 장착하고;
(b) 상기 시스템의 그리퍼를 통해 상기 차체 부품을 흡착 그리핑하고, 정렬유닛을 통해 상기 차체 부품을 정렬 및 클램핑하며;
(c) 상기 차체 부품을 로봇을 통해 차체 측으로 이송시키며 그 차체 부품을 차체에 정위치시키고;
(d) 상기 시스템의 용접유닛을 통해 상기 차체 부품을 차체에 프로젝션 키 용접하는 과정을 포함하는 차체 조립 방법.
제15 항에 있어서,
상기 (b) 과정에서는,
비전 카메라를 통해 차체 부품을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하며, 상기 제어기에 의해 위치 조정부재를 회전시키며 상기 정렬유닛의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 방법.
제15 항에 있어서,
상기 (c) 과정에서는,
비전 카메라를 통해 차체 부품이 조립될 차체를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하며, 상기 제어기에 의해 위치 조정부재를 회전시키며 상기 차체 부품의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 방법.
제15 항에 있어서,
상기 (b) 과정에서는,
상기 그리퍼의 전진 작동으로 상기 차체 부품을 흡착 그리핑하며, 상기 그리퍼의 후진 작동으로 정렬유닛의 기준핀과 핀 클램프를 상기 차체 부품의 툴링 홀에 결합하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 방법.
제15 항에 있어서,
상기 (c) 과정에서는,
상기 용접유닛의 제2 프로젝션 용접전극을 이동시키며 제1 프로젝션 용접전극과의 피치를 조정하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 방법.
제15 항에 있어서,
차체 부품으로서 카울 패널과 같은 소물 파트를 정렬 및 클램핑하며, 상기 차체 부품을 차체에 로딩 및 키 용접하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 방법.