KR101534747B1

KR101534747B1 - 차량의 글라스 장착 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101534747B1
Application number: KR1020140063875A
Authority: KR
Inventors: 김태호
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-07-07

Abstract

차량의 글라스 장착장치가 개시된다. 개시된 차량의 글라스 장착장치는 실러가 도포된 글라스를 차체의 글라스 장착부에 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)로봇의 아암 선단에 장착되며, 글라스와 대면하는 프레임과, ⅱ)프레임에 설치되며, 글라스를 진공 흡착하는 다수 개의 그리퍼들과, ⅲ)글라스를 기준으로 구동유닛을 통해 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 다수 개의 이동부재들과, ⅳ)이동부재에 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 글라스 장착부를 기준으로 글라스의 에지 부위를 비전 센싱하는 비전 센서와, ⅴ)이동부재에 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 글라스를 글라스 장착부로 가압하는 가압유닛을 포함할 수 있다.

Description

차량의 글라스 장착 장치 및 방법 {GLASS MOUNTING DEVICE AND METHOD}

본 발명의 실시예는 차량의 글라스 장착 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 글라스를 차체에 자동으로 장착하는 차량의 글라스 장착 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 모든 양산 공정 내에서 수 만여 개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 프레스 공정에서 차체 패널을 생산한 후, 차체 공장으로 옮겨와서 차체 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이와 같이 완성된 차체는 플로워, 도어, 트렁크 리드, 후드, 휀더의 장착과정을 거치게 되고, 도장공정으로 이동하여 도색작업을 이룬 후, 의장공장에서 엔진, 트랜스 미션, 내,외장재의 조립을 통하여 완성되는 것이다.

한편, 상기 의장공장에서는 글라스 장착장치를 이용하여 차체의 전방 및 후방 측 글라스 장착부에 글라스(당 업계에서는 통상적으로 "윈드 쉴드 글라스"라고도 한다)를 장착하고 있다.

도 7에서와 같이, 종래 기술에 따른 차량의 글라스 장착장치(200)는 로봇(101)의 아암(103) 선단에 장착되며, 다수개의 진공컵(105)을 구성하여 차체(107)에 장착할 글라스(109)를 흡착하게 된다. 여기서 상기 글라스 장착장치(200)에는 필요에 따라 글라스(109)를 감지하는 센서(미도시)가 구성될 수 있다.

이러한 글라스 장착장치(100)의 운용은 다수개의 진공컵(105)을 통하여 글라스(109)를 흡착한 상태로, 로봇(101)이 거동하여 글라스(109)를 실러 도포건(111)으로 이동시킨다. 그러면 실러 도포건(111)은 글라스(109)의 가장자리를 따라 실러를 도포하게 된다.

이와 같이, 글라스(109)에 실러를 도포한 후, 글라스 장착장치(100)는 로봇(101)의 거동을 통해 글라스(109)를 차체(107)의 글라스 장착부로 이동시킨 상태에서, 그 로봇(101)의 티칭에 의해 글라스(109)를 차체(107)에 압착하여 글라스 장착부에 장착할 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 기술의 글라스 장착장치(200)는 일반적으로 단일 차종의 글라스 장착에 사용되고 있으며, 다 차종의 차체(107)에 글라스(109)를 장착하기 위해서는 그 새로운 차종에 대응하여 새로 제작되어야 하므로, 이에 따른 설비 투자비가 과다하게 증가하고, 다 차종의 혼류 생산에 유연하게 대응할 수 없다.

또한, 종래 기술에 따른 글라스 장착장치(200)는 로봇(101)의 기 설정된 거동으로서 글라스(109)를 차체(107) 쪽으로 이동시키는 경우, 글라스(109)가 흔들리는 등의 이유로 인해 차체(107)의 글라스 장착부로 글라스(109)를 정확하게 장착할 수 없게 된다.

그리고, 종래 기술에서는 진공컵(105)에 흡착된 글라스(109)를 로봇(101)의 거동으로서 차체(107)의 글라스 장착부에 장착하는 경우, 로봇(101)이 글라스(109)를 가압하더라도 진공컵(105) 자체의 쿠션에 의해 차체(107)의 글라스 장착부에 대한 글라스(109)의 가압이 제대로 이루어지지 않기 때문에, 후 공정에서 작업자가 글라스(109)의 위치를 조정하면서 별도의 가압(햄머링) 작업을 진행해야 하는 불편함이 있다.

한편, 종래 기술에서는 글라스(109)와 글라스 장착부 간의 갭 조정을 작업자의 수작업에 의존하고 있으며, 글라스(109)와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 수작업으로 샘플 검사를 하고 있는 관계로 차체와 글라스(109) 간의 장착 산포로 인한 품질 문제를 야기하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다 차종에 대응하여 글라스를 로봇을 통해 차체에 정확하게 장착할 수 있고, 글라스와 글라스 장착부의 간의 갭 단차를 측정하여 글라스의 위치를 자동 보정할 수 있으며, 별도의 햄머링 공정없이 글라스를 차체에 가압하여 장착할 수 있도록 한 차량의 글라스 장착 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치는, 실러가 도포된 글라스를 차체의 글라스 장착부에 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)로봇의 아암 선단에 장착되며, 상기 글라스와 대면하는 프레임과, ⅱ)상기 프레임에 설치되며, 상기 글라스를 진공 흡착하는 다수 개의 그리퍼들과, ⅲ)상기 글라스를 기준으로 구동유닛을 통해 상기 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 다수 개의 이동부재들과, ⅳ)상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 글라스 장착부를 기준으로 상기 글라스의 에지 부위를 비전 센싱하는 비전 센서와, ⅴ)상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 글라스를 상기 글라스 장착부로 가압하는 가압유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치는, 상기 이동부재에 설치되며, 상기 가압유닛의 가압력을 감지하는 토크 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치는, 상기 비전 센서로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 상기 구동유닛을 제어하고, 상기 토크 센서로부터 획득한 감지 신호를 분석 처리하여 상기 가압유닛을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 그리퍼는 상기 프레임에 상기 글라스의 면 방향으로 설치되는 그리퍼 실린더와, 상기 그리퍼 실린더의 작동 로드에 설치되는 진공 흡착컵을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 진공 흡착컵은 상기 글라스의 굴곡 부위를 따라 상기 그리퍼 실린더의 작동 로드에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 프레임에 X축 방향을 따라 설치되며 제1 서보 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 X축 방향으로 왕복 이동하는 제1 전동 기구와, 상기 이동부재가 결합되며 상기 제1 전동 기구에 상기 프레임의 Y축 방향을 따라 설치되고 제2 서보 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 Y축 방향으로 왕복 이동하는 제2 전동 기구를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 비전 센서는 상기 이동부재에 설치된 센서 실린더에 의해 상기 글라스의 면 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 가압유닛은 상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향으로 설치되는 가압 실린더와, 상기 가압 실린더의 작동 로도에 설치되며 상기 글라스를 가압하는 가압 패드를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치에 있어서, 상기 가압 패드는 상기 가압 실린더에 의해 상기 글라스의 실러 도포 부위를 가압할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착 방법은, 상술한 바와 같은 글라스 장착장치를 이용하여 실러가 도포된 글라스를 차체의 글라스 장착부에 장착하기 위한 것으로서, (a) 상기 글라스 장착장치의 그리퍼들을 통해 글라스를 진공 흡착하고, 상기 그리퍼들에 진공 흡착된 글라스를 로봇을 통해 차체의 글라스 장착부로 이동시키며, (b) 상기 글라스 장착부를 기준으로 비전 센서들을 통해 상기 글라스의 에지 부위를 비전 센싱하며 그 비전 데이터를 제어기로 출력하고, (c) 상기 제어기를 통해 상기 비전 데이터를 분석 처리하여 상기 글라스의 위치를 상기 로봇을 통해 조정하고, 상기 글라스를 로봇을 통해 상기 글라스 장착부에 장착하며, (d) 상기 글라스를 가압유닛들을 통해 상기 글라스 장착부로 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법에 있어서, 상기 제어기는 상기 비전 데이터를 분석하여 상기 글라스의 위치 보정값을 로봇에 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 토크 센서를 통해 상기 가압유닛의 가압력을 감지하고 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법에 있어서, 상기 제어기는 상기 감지 신호를 분석 처리하여 상기 가압유닛의 가압력을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 상기 글라스를 글라스 장착부에 장착하기 전에, 상기 비전 센서들을 통해 상기 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 상기 글라스를 글라스 장착부에 장착한 후에, 상기 비전 센서들을 통해 상기 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 상기 그리퍼들이 전진 이동하며 상기 글라스를 진공 흡착할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 상기 그리퍼들이 후진 이동한 상태에서, 상기 가압유닛들을 통해 상기 글라스를 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법은, 상기 글라스를 기준으로 상기 비전 센서들을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키고, 상기 가압유닛들을 X축 및 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착 방법에 있어서, 상기 가압유닛들은 상기 글라스를 Z축 방향으로 가압할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 3축 방향의 가변형 그리핑 구조로서 다 차종에 대응하는 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 비전 센서들을 통해 측정하여 글라스의 위치를 자동 보정할 수 있으며, 글라스를 로봇을 통해 글라스 장착부에 정확하게 장착할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차종 별로 상이한 글라스 장착장치를 별도로 제작하지 않아도 되므로, 설비 투자비를 절감할 수 있으며, 다 차종의 혼류 생산에 유연하게 대처할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 글라스 장착부를 기준으로 글라스의 갭 단차를 측정하며 글라스의 위치를 자동 보정할 수 있으므로, 글라스의 장착 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 가압유닛들을 통해 글라스를 가압 압착하며 글라스 장착부에 장착할 수 있으므로, 별도의 햄머링 공정을 삭제하여 전체적인 공수를 절감할 수 있고, 작업 인원을 효율적으로 활용할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 글라스의 장착 후에 비전 센서들을 통해 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 자동으로 전수 검사할 수 있으므로, 차체와 글라스 간의 장착 산포 등 글라스의 장착 품질 불량을 줄일 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치에 적용되는 그리퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착 방법을 설명하기 위한 작동 상태도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 차량의 글라스 장착장치가 적용된 공정의 구성도이다.

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 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치(100)는 글라스(G)를 그리핑하고, 글라스(G)의 가장자리 부분에 실러가 도포된 상태에서 그 글라스(G)를 차체(1: 이하 도 6a 참조)의 글라스 장착부(GM: 이하 도 6a 참조)에 장착하는 차량용 글라스 장착 공정에 적용될 수 있다.

상기 글라스 장착 공정에서는 본 발명의 실시예에 의한 글라스 장착장치(100)를 통해 글라스(G)를 그리핑 한 상태로, 로봇(R)을 통해 글라스(G)를 차체(1)의 글라스 장착부(GM)로 이동시키며, 그 글라스(G)를 가압하면서 글라스 장착부(GM)에 장착하는 과정을 거치게 된다.

여기서, 상기 차체(1)의 글라스 장착부(GM)는 윈드 쉴드 글라스로서의 글라스(G)가 장착되는 부위로, 그 차체(1)의 전방 및 후방 측에 전후 방으로 개방되게 형성될 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 편의 상 도면에서와 같이 글라스(G)를 차체(1)의 후방 글라스 장착부(GM)에 장착하는 예를 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서는 상기 차체(1)의 폭 방향을 X축 방향으로 정의하고, 차체(1)의 전후 방향을 Y축 방향으로 정의하며, 차체(1)의 상하 방향을 Z축 방향으로 정의한다.

당 업계에서는 차체의 전후 방향(길이 방향 또는 이송 방향)을 T 방향, 차체의 폭 방향을 L 방향, 차체의 높이 방향을 H 방향이라고도 하는데, 본 발명의 실시예에서는 LTH 방향을 기준으로 하지 않고, X축, Y축 및 Z축 방향을 기준으로 한다.

이하에서는 차량용 글라스를 본 발명의 실시예에 따른 글라스 장착장치(100)를 통해 차체(1)에 장착하는 예를 설명하는데, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 글라스를 소정의 바디에 장착하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치(100)는 다 차종에 대응하여 글라스(G)를 로봇(R)을 통해 차체(1)의 글라스 장착부(GM)에 정확하게 장착할 수 있고, 글라스(G)와 글라스 장착부(GM)의 간의 갭 단차를 측정하여 글라스(G)의 위치를 자동 보정할 수 있으며, 별도의 햄머링 공정없이 글라스(G)를 차체(1)의 글라스 장착부(GM)에 가압하여 장착할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량의 글라스 장착장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 그리퍼들(20), 이동부재들(40), 비전 센서들(60), 가압유닛들(80) 그리고 제어기(90)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 프레임(10)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 지지하는 것으로서, 로봇(R)의 아암 선단에 고정 브라켓(11)을 통해 장착되며, 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획된 프레임으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 프레임(10)은 로봇(R)의 티칭 거동에 의해 회전 및 다축 방향으로 이동될 수 있다.

상기 프레임(10)에는 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 칼라 등과 같은 부속요소들을 포함하고 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그리퍼들(20)은 글라스(G)를 진공 흡착하기 위한 것으로, 그 글라스(G)에 대응하여 프레임(10)의 중심 가장자리 측에 설치된다.

이러한 그리퍼들(20)은 도 1 및 도 4에서와 같이, 프레임(10)에 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 설치되는 그리퍼 실린더(21)와, 그리퍼 실린더(21)의 작동 로드(23)에 설치되는 진공 흡착컵(25)을 포함하고 있다.

상기 그리퍼 실린더(21)는 프레임(10)이 글라스(G)와 대면할 때를 기준으로, 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 배치되며, 그리퍼 실린더(21)의 작동 로드(23)는 글라스(G)의 면 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치된다.

상기 진공 흡착컵(25)은 진공장치(미도시)를 통해 별도로 제공되는 진공압으로서, 글라스(G)를 진공 흡착할 수 있는 통상적인 구조의 진공컵으로서 이루어진다.

이러한 진공 흡착컵(25)은 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 진공컵으로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 상기 진공 흡착컵(25)은 글라스(G)의 굴곡 부위를 따라 그리퍼 실린더(21)의 작동 로드(23)에 회전 가능하게 설치되는 바, 볼 조인트(27)를 통해 작동 로드(23)에 일정 각도(예를 들면, ±15도 이내) 만큼 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 상기한 진공 흡착컵(25)은 진공으로 글라스(G)를 흡착한 후, 스트로크(예를 들면, 70mm의 최대 스트로크)의 브레이크 제어가 가능하며, 볼 조인트(27)를 통한 회전 상태의 잠금 및 해제 제어가 가능하다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 이동부재들(40)은 뒤에서 더욱 설명될 비전 센서들(60) 및 가압유닛들(80)을 장착하기 위한 브라켓으로서 구비되며, 프레임(10)에 대해 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

상기 이동부재들(40)은 글라스(G)와 대면하는 프레임(10)에서 이의 가장자리 부분에 설치되는 바, 프레임(10)에 대하여 글라스(G)를 기준으로 구동유닛(50)을 통해 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기에서 구동유닛(50)은 제1 전동 기구(51)와 제2 전동 기구(52)를 포함한다. 상기 제1 전동 기구(51)는 프레임(10)에 X축 방향을 따라 설치되고, 제1 서보 모터(53)의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 X축 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

그리고, 상기 제2 전동 기구(52)는 이동부재(40)가 결합되는 것으로, 제1 전동 기구(51)에 프레임(10)의 Y축 방향을 따라 설치되고, 제2 서보 모터(54)의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 Y축 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 제1 및 제2 전동 기구(51, 52)는 당 업계에서 "전동 실린더" 라고도 하며, 제1 및 제2 서보 모터(53, 54)에 의해 회전하는 리드 스크류에 스크류 결합된 이동 블록을 직선 왕복 이동시키는 엘엠 가이드를 구비하고 있다.

이러한 제1 및 제2 전동 기구(51, 52)는 당 업계에서 널리 알려진 전동 실린더 타입의 엘엠 가이드 구조로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 비전 센서들(60)은 레이저 비전으로 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 측정하기 위한 것으로, 당 업계에서는 센서 헤드라고도 하며, 글라스 장착부(GM)를 기준으로 글라스(G)의 에지 부위를 비전 센싱한다.

즉, 상기 비전 센서들(60)은 글라스 장착부(GM)를 기준으로 글라스(G)의 에지 부위를 비전 센싱하고 그 비전 데이터를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(90)로 출력한다.

좀더 구체적으로, 상기 비전 센서들(60)은 글라스 장착부(GM)를 기준으로 글라스(G)의 에지 부위를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(90)로 출력하는 카메라부와, 글라스(G)의 기 설정된 부위로 조명광을 조사하는 조명부를 포함하고 있다.

상기한 비전 센서들(60)은 이동부재(40)에 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 이동부재(40)에 장착된 센서 실린더(61)에 의해 글라스(G)의 면 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 비전 센서들(60)은 센서 실린더(61)의 작동 로드와 연결된 브라켓에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압유닛들(80)은 그리퍼들(20)을 통해 글라스(G)를 흡착하고, 비전 센서들(60)을 통해 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 측정하여 로봇(R)을 통해 글라스(G)의 위치를 조정한 상태에서, 그리퍼들(20)의 흡착을 해제하며 글라스(G)를 차체(1)의 글라스 장착부(GM)로 가압하기 위한 것이다.

이러한 가압유닛(80)은 위에서 언급한 바 있는 이동부재(40)에 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 가압 실린더(81)와 가압 패드(83)를 포함한다.

상기 가압 실린더(81)는 이동부재(40)에 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 배치되며, 가압 패드(83)는 가압 실린더(81)의 작동 로드(82)에 설치된다.

여기서, 상기 가압 패드(83)는 글라스(G)를 실질적으로 가압하는 고무 패드로서 구비되며, 가압 실린더(81)에 의해 글라스(G)의 실러 도포 부위를 가압할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 가압유닛(80)의 가압력을 감지하는 토크 센서(85)를 포함하고 있다.

상기 토크 센서(85)는 가압유닛(80)의 가압력을 조절하여 글라스(G)의 파손을 예방하기 위한 것으로, 이동부재(40)에 설치된다. 상기 토크 센서(85)는 가압유닛(80)의 가압력을 감지하고 그 감지 신호를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(90)로 출력한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어기(90)는 전체 장치(100)의 전반적인 운용을 제어하는 것으로, 예를 들면 위에서 언급한 바 있는 구동유닛(50), 비전 센서들(60) 그리고 가압유닛들(80)의 작동을 제어할 수 있다.

더 나아가, 상기 제어기(90)는 비전 센서들(60)로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 구동유닛(50)의 작동을 제어할 수 있고, 토크 센서(85)로부터 획득한 감지 신호를 분석 처리하여 가압유닛들(80)의 작동을 제어할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치(100)를 이용한 글라스 장착 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착 방법을 설명하기 위한 작동 상태도이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 도 6a에서와 같이, 로봇(R)을 통해 프레임(10)을 별도 저장된 글라스(G) 측으로 이동시킨다.

이 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 그리퍼들(20)을 통해 글라스(G)를 진공 흡착하는데, 그리퍼 실린더(21)를 통해 진공 흡착컵(25)을 글라스(G) 측으로 전진 이동시키며 그 글라스(G)를 진공 흡착한다(S11 단계).

여기서, 상기 진공 흡착컵(25)은 볼 조인트(27)를 통해 그리퍼 실린더(21)의 작동 로드(23)에 회전 가능하게 설치되어 있기 때문에, 글라스(G)의 굴곡 부위에 따라 회전하며 글라스(G)를 진공 흡착할 수 있다.

그리고, 상기한 진공 흡착컵(25)은 진공으로 글라스(G)를 흡착한 상태에서, 스트로크의 브레이킹 및 볼 조인트(27)의 회전 잠금 상태를 유지할 수 있다.

이와 같이 그리퍼들(20)을 통해 글라스(G)를 진공 흡착한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 글라스(G)의 가장자리 부분에 실러를 도포하고, 그 글라스(G)를 로봇(R)을 통해 차체(1)의 글라스 장착부(GM)로 이동시킨다(S12 단계).

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 다 차종에 대응하는 기 설정된 글라스(G)를 기준으로, 비전 센서들(60)을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키며, 가압유닛들(80)을 X축 및 Y축 방향으로 이동시킨다.

즉, 상기 비전 센서들(60) 및 가압유닛들(80)은 구동유닛(50)의 제1 및 제2 전동 기구(51, 52)를 통해 이동부재(40)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써 프레임(10)에 대해 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

그리고, 상기 비전 센서들(60)은 센서 실린더(61)에 의해 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동될 수 있다.

한편, 상기와 같이 글라스(G)를 로봇(R)을 통해 차체(1)의 글라스 장착부(GM)로 이동시킨 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 글라스(G)를 차체(1)의 글라스 장착부(GM)에 장착하기 전, 비전 센서들(60)을 통해 글라스 장착부(GM)를 기준으로 글라스(G)의 에지 부위를 비전 센싱하고 그 비전 데이터를 제어기(90)로 출력한다.

즉, 상기 비전 센서들(60)은 글라스(G)를 차체(1)의 글라스 장착부(GM)에 장착하기 전에, 레이저 비전으로 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 측정하고 그 측정값을 제어기(90)로 출력한다(S13 단계).

이에, 상기 제어기(90)는 비전 센서들(60)에 의해 센싱된 비전 데이터를 통해 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 산출하고, 그 산출값과 기 설정된 갭 단차의 기준 범위를 비교 판단한다(S14 단계).

상기 S14 단계에서, 비전 센서들(60)에 의해 측정된 갭 단차의 산출값이 기준 범위를 만족하는 것으로 판단되면, 제어기(90)는 이에 상응하는 제어 신호를 로봇(R)으로 전송한다.

그러면, 로봇(R)은 이의 거동으로서 프레임(10)을 차체(1)의 글라스 장착부(GM) 측으로 이동시키며, 글라스(G)를 글라스 장착부(GM)에 셋팅(장착)한다(S15 단계).

만약, 상기 S14 단계에서 비전 센서들(60)에 의해 측정된 갭 단차의 산출값이 기준 범위를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 제어기(90)는 그 갭 단차 산출값과 기준 범위를 비교하여 글라스(G)의 위치 보정값을 추출한다(S16 단계).

그리고 나서, 상기 제어기(90)는 글라스(G)의 위치 보정값을 로봇(R)으로 전송한다(S17 단계). 이에 로봇(R)은 도 6b에서와 같이 글라스(G)의 위치 보정값에 따라 거동하며 글라스(G)의 장착 위치를 조정한다(S18 단계).

이렇게 로봇(R)을 통해 글라스(G)의 장착 위치를 조정한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 상기 S15 단계에서와 같이 로봇(R)의 거동으로서 글라스(G)를 글라스 장착부(GM)에 장착한다.

상기와 같이 로봇(R)의 거동으로서 글라스(G)를 글라스 장착부(GM)에 장착한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 도 6c에서와 같이 그리퍼들(20)의 진공 흡착컵(25)을 그리퍼 실린더(21)를 통해 프레임(10) 측으로 후진 이동시키며 그 글라스(G)의 진공 흡착을 해제한다.

이어서, 본 발명의 실시예에서는 가압유닛들(80)의 가압 실린더(81)를 통해 가압 패드(83)를 글라스(G)의 면 방향(Z축 방향)으로 이동시키며 그 가압 패드(83)를 통해 글라스(G)를 일정 가압력으로 가압한다(S19 단계).

이에, 상기 글라스(G)는 가압 패드(83)의 가압력에 의해 차체(1)의 글라스 장착부(GM)로 가압될 수 있다. 여기서, 토크 센서(85)는 가압유닛(80)의 가압력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.

그러면, 상기 제어기(90)는 토크 센서(85)의 감지 신호를 분석 처리하여 가압유닛(80)의 가압력을 조절할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에서는 가압유닛(80)의 과도한 가압력에 의해 글라스(G)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이 차체(1)의 글라스 장착부(GM)에 글라스(G)를 가압 장착한 후, 본 발명의 실시예에서는 비전 센서들(60)을 통해 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 측정하고 그 측정값을 제어기(90)로 출력한다(S20 단계).

이에 따라, 상기 제어기(90)는 비전 센서들(60)에 의해 측정된 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차와 기 설정된 갭 단차의 기준 범위를 비교 판단하여 최종적으로 글라스(G)의 갭 단차 양불을 판정한다(S21 단계).

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 글라스 장착장치(100) 및 이를 이용한 글라스 장착 방법에 의하면, 3축 방향의 가변형 그리핑 구조로서 다 차종에 대응하는 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 비전 센서들(60)을 통해 측정하여 글라스(G)의 위치를 자동 보정할 수 있으며, 글라스(G)를 로봇(R)을 통해 글라스 장착부(GM)에 정확하게 장착할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차종 별로 상이한 글라스 장착장치를 별도로 제작하지 않아도 되므로, 설비 투자비를 절감할 수 있으며, 다차종의 혼류 생산에 유연하게 대처할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 글라스 장착부(GM)를 기준으로 글라스(G)의 갭 단차를 측정하며 글라스(G)의 위치를 자동 보정할 수 있으므로, 글라스(G)의 장착 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 가압유닛들(80)을 통해 글라스(G)를 가압 압착하며 글라스 장착부(GM)에 장착할 수 있으므로, 별도의 햄머링 공정을 삭제하여 전체적인 공수를 절감할 수 있고, 작업 인원을 효율적으로 활용할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 글라스(G)의 장착 후, 비전 센서들(60)을 통해 글라스(G)와 글라스 장착부(GM) 간의 갭 단차를 자동으로 전수 검사할 수 있으므로, 차체와 글라스(109) 간의 장착 산포 등 글라스의 장착 품질 불량을 줄일 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 10... 프레임
11... 고정 브라켓 20... 그리퍼
21... 그리퍼 실린더 23, 82... 작동 로드
25... 진공 흡착컵 27... 볼 조인트
40... 이동부재 50... 구동유닛
51... 제1 전동 기구 52... 제2 전동 기구
53... 제1 서보 모터 54... 제2 서보 모터
60... 비전 센서 61... 센서 실린더
80... 가압유닛 81... 가압 실린더
83... 가압 패드 85... 토크 센서
90... 제어기 G... 글라스
GM... 글라스 장착부 R... 로봇

Claims

실러가 도포된 글라스를 차체의 글라스 장착부에 장착하기 위한 차량의 글라스 장착장치로서,
로봇의 아암 선단에 장착되며, 상기 글라스와 대면하는 프레임;
상기 프레임에 설치되며, 상기 글라스를 진공 흡착하는 다수 개의 그리퍼들;
상기 글라스를 기준으로 구동유닛을 통해 상기 프레임에 X축 및 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 다수 개의 이동부재들;
상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 글라스 장착부를 기준으로 상기 글라스의 에지 부위를 비전 센싱하는 비전 센서; 및
상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향(Z축 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 글라스를 상기 글라스 장착부로 가압하는 가압유닛;
을 포함하는 차량의 글라스 장착장치.
제1 항에 있어서,
상기 이동부재에 설치되며, 상기 가압유닛의 가압력을 감지하는 토크 센서를 더 포함하는 차량의 글라스 장착장치.
제2 항에 있어서,
상기 비전 센서로부터 획득한 비전 데이터를 분석 처리하여 상기 구동유닛을 제어하고, 상기 토크 센서로부터 획득한 감지 신호를 분석 처리하여 상기 가압유닛을 제어하는 제어기
를 더 포함하는 차량의 글라스 장착장치.
제1 항에 있어서,
상기 그리퍼는,
상기 프레임에 상기 글라스의 면 방향으로 설치되는 그리퍼 실린더와,
상기 그리퍼 실린더의 작동 로드에 설치되는 진공 흡착컵
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
제4 항에 있어서,
상기 진공 흡착컵은,
상기 글라스의 굴곡 부위를 따라 상기 그리퍼 실린더의 작동 로드에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
제1 항에 있어서,
상기 구동유닛은,
상기 프레임에 X축 방향을 따라 설치되며, 제1 서보 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 X축 방향으로 왕복 이동하는 제1 전동 기구와,
상기 이동부재가 결합되며, 상기 제1 전동 기구에 상기 프레임의 Y축 방향을 따라 설치되고, 제2 서보 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하며 Y축 방향으로 왕복 이동하는 제2 전동 기구
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
제1 항에 있어서,
상기 비전 센서는,
상기 이동부재에 설치된 센서 실린더에 의해 상기 글라스의 면 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
제1 항에 있어서,
상기 가압유닛은,
상기 이동부재에 상기 글라스의 면 방향으로 설치되는 가압 실린더와,
상기 가압 실린더의 작동 로도에 설치되며, 상기 글라스를 가압하는 가압 패드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
제8 항에 있어서,
상기 가압 패드는 상기 가압 실린더에 의해 상기 글라스의 실러 도포 부위를 가압하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착장치.
실러가 도포된 글라스를 차체의 글라스 장착부에 장착하기 위한 차량의 글라스 장착 방법으로서,
청구항 1의 글라스 장착장치를 제공하고,
상기 글라스 장착장치의 그리퍼들을 통해 글라스를 진공 흡착하고, 상기 그리퍼들에 진공 흡착된 글라스를 로봇을 통해 차체의 글라스 장착부로 이동시키며;
상기 글라스 장착부를 기준으로 비전 센서들을 통해 상기 글라스의 에지 부위를 비전 센싱하며 그 비전 데이터를 제어기로 출력하고;
상기 제어기를 통해 상기 비전 데이터를 분석 처리하여 상기 글라스의 위치를 상기 로봇을 통해 조정하고, 상기 글라스를 로봇을 통해 상기 글라스 장착부에 장착하며;
상기 글라스를 가압유닛들을 통해 상기 글라스 장착부로 가압하는 차량의 글라스 장착 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 비전 데이터를 분석하여 상기 글라스의 위치 보정값을 로봇에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.
제10 항에 있어서,
토크 센서를 통해 상기 가압유닛의 가압력을 감지하고 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력하며,
상기 제어기는 상기 감지 신호를 분석 처리하여 상기 가압유닛의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.
제10 항에 있어서,
상기 글라스를 글라스 장착부에 장착하기 전에, 상기 비전 센서들을 통해 상기 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.
제13 항에 있어서,
상기 글라스를 글라스 장착부에 장착한 후에, 상기 비전 센서들을 통해 상기 글라스와 글라스 장착부 간의 갭 단차를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.
제10 항에 있어서,
상기 그리퍼들이 전진 이동하며 상기 글라스를 진공 흡착하고,
상기 그리퍼들이 후진 이동한 상태에서, 상기 가압유닛들을 통해 상기 글라스를 가압하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.
제10 항에 있어서,
상기 글라스를 기준으로 상기 비전 센서들을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키고, 상기 가압유닛들을 X축 및 Y축 방향으로 이동시키며,
상기 가압유닛들은 상기 글라스를 Z축 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 차량의 글라스 장착 방법.