KR101590410B1 - 자동차 부품용 실란트 도포장치 - Google Patents

자동차 부품용 실란트 도포장치 Download PDF

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강태욱
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(주)아진산업
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Abstract

본 발명은 패널 형태의 자동차 부품 표면에 기밀 등을 유지시키기 위한 겔상의 실란트를 도포하기 위한 자동차 부품용 실란트 도포장치에 관한 것이다. 그 구성은; 내부에 작업공간이 마련될 수 있도록 육면체 형태로 형성된 프레임; 상기 프레임의 좌우측에 평행한 상태로 고정 설치되는 한 쌍의 X축가이드; 양단이 상기 X축가이드 위에 안착됨으로써 상기 X축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Y축가이드; 상기 Y축가이드에 결합됨으로써 상기 Y축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Z축가이드; 상기 Z축가이드를 따라 수직방향으로 승하강되는 수직이동대; 상기 수직이동대 상에 고정되는 실란트건; 상기 실란트건에 실란트를 압력을 가해 공급하기 위한 실란트공급부; 상기 Y축가이드가 상기 X축가이드를 따라 이송하게끔 상기 X축가이드상에 설치되는 제1구동부; 상기 Z축가이드가 상기 Y축가이드를 따라 왕복 이송될 수 있도록 Y축가이드상에 설치되는 제2구동부; 상기 수직이동대가 상기 Z축가이드를 따라 이동될 수 있도록 상기 Z축가이드상에 설치되는 제3구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 부품용 실란트 도포장치{Apparatus For Applying Sealant On The Panel Type Component Of Vehicle}
본 발명은 실란트 도포장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 패널 형태의 자동차 부품 표면에 기밀 등을 유지시키기 위한 겔상의 실란트를 도포하기 위한 자동차 부품용 실란트 도포장치에 관한 것이다.
실란트(sealant)라 함은 두 개의 접착부 사이에 누설을 방지할 목적으로 사용되는 것으로서 일반적으로 액체 또는 연고성의 접착제 형태로 되어 있다. 실란트 중 널리 사용되는 것은 겔의 형태로 된 실리콘 실란트이다.
종래에 자동차 부품, 특히 입체적 형태로 된 각종 패널에 실란트를 부가하여야 하는 작업이 시행되어 왔다.
가령 도 1에 예시된 자동차 부품(100)에는 굵은 일점쇄선으로 표시된 곳(101,102,103)에 실란트가 도포된다.
자동차 부품(100, 이하 '부품'이라 한다)이 입체적이며 나아가 비정형성을 갖고 있는 경우가 많기 때문에 이러한 부품에 실란트를 부여하기 위해서는 종래에는 기본적으로 로봇이 사용되었다.
실링작업이 행해지는 곳에는 실링카트리지가 정해진 장소에 비치되어 있으며, 부품은 정해진 위치에 설치된 부품 안착대에 안착된다. 실러카트리지는 실링건 및 실링건에 일정한 압력으로 실란트를 공급하여 분출되도록 하기 위한 실란트공급부를 포함한다.
로봇은 용접 또는 프레스 공정을 마친 부품을 홀딩하여 이곳 실링이 행해지는 위치로 부품을 가져온다. 로봇은 부품을 부품안착대에 안착시킨 다음 실링건을 파지한다. 이후 프로그램에 따라 부품의 표면에 실링작업을 행한 뒤 실링건을 원위치시키고 부품을 후속공정으로 이송시킨다.
이러한 종래의 공정에 의하면, 로봇은 부품을 실링작업장소에 가져오고, 실링작업을 행하고, 부품을 후속공정으로 복귀시키는 작업이 이루어지는 동안 내내 부품과 함께 있어야 한다. 부품의 입체적 형태에 따라 실링작업이 가해지게 되므로 실링작업에 소요되는 시간이 결코 짧지 않다. 그러므로 하나의 부품에 대한 실링작업이 행해지는 동안 사전 공정인 프레스 또는 용접공정은 로봇이 새로운 부품을 반입해줄 때까지 대기하고 있어야 한다.
종래의 방식에 의하면 로봇이 실란트를 부여하는 작업까지 관여하게 되므로 하나의 부품을 처리하는데 소요되는 작업시간이 상당히 소요되었으며 따라서 작업생산성이 매우 낮았다.
대한민국 실용신안등록출원 제20-1996-0022067호 대한민국 실용신안등록출원 제20-2003-0018971호
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 입체적 형태를 갖는 자동차 부품에 실란트를 도포할 수 있는 전용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 실란트 전용장치를 이용하여 실란트 도포작업을 수행하게 하며, 그와 동시에 로봇이 용접 등 다른 작업을 수행하게 함으로써 전체적인 작업 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적은, 내부에 작업공간이 마련될 수 있도록 육면체 형태로 형성된 프레임; 상기 프레임의 좌우측에 평행한 상태로 고정 설치되는 한 쌍의 X축가이드; 양단이 상기 X축가이드 위에 안착됨으로써 상기 X축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Y축가이드; 상기 Y축가이드에 결합됨으로써 상기 Y축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Z축가이드; 상기 Z축가이드를 따라 수직방향으로 승하강되는 수직이동대; 상기 수직이동대 상에 고정되는 실란트건; 상기 실란트건에 실란트를 압력을 가해 공급하기 위한 실란트공급부;
상기 Y축가이드가 상기 X축가이드를 따라 이송하게끔 상기 X축가이드상에 설치되는 제1구동부; 상기 Z축가이드가 상기 Y축가이드를 따라 왕복 이송될 수 있도록 Y축가이드상에 설치되는 제2구동부; 상기 수직이동대가 상기 Z축가이드를 따라 이동될 수 있도록 상기 Z축가이드상에 설치되는 제3구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품용 실란트 도포장치에 의해 달성된다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 제1,2,3구동부 중 어느 하나 이상은;
레일 형태의 가이드; 상기 가이드의 측부에 상기 가이드를 따라 고정설치되는 막대 형태의 평기어; 상기 가이드를 따라 이송가능하게끔 상기 가이드에 결합하는 이송대; 상기 이송대에 안착 고정되는 정역회전이 가능하며 회전수 제어가 가능한 모터; 상기 모터의 출력축에 상기 평기어에 치합될 수 있는 구동기어;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제1,2,3구동부 중 어느 하나 이상은;
레일 형태로 된 가이드; 상기 가이드의 양측에 설치되는 것으로서 체인벨트로써 함께 회전되도록 연동되는 구동스프로킷과 종동스프로킷; 상기 가이드를 따라 이송가능하게끔 상기 가이드에 결합되며 상기 체인벨트의 어느 일지점에 연결되는 이송대; 상기 구동스프로킷에 회전력을 전달할 수 있도록 상기 가이드의 일측에 고정 설치되는 것으로서, 회전수 제어 및 정역회전이 가능한 모터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기프레임 내부에는 부품안착대가 설치되되; 상기 부품안착대는;
한쌍의 고정바; 상기 고정바의 연장방향을 따라 이동하는 한 쌍의 슬라이드봉; 상기 슬라이드봉을 따라 전후 이동하는 센터블럭; 상기 센터블럭의 중심에 수직방향으로 설치되는 수직봉; 상기 수직봉의 상단에 설치되는 부품안착판;을 포함하되;
상기 수직봉은 단관 형태의 소켓에 끼워져 상하고 슬라이딩 가능하게 되어 있고 길이방향을 따라서는 높이조절공이 설치되어 있음으로써 상기 부품안착판의 상하높이를 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 입체적 형태를 갖는 자동차 부품의 표면에 원하는 대로 실란트를 도포할 수 있는 전용장치가 마련된다. 이에 의하면 보다 신속하게 실란트를 도포할 수 있는 장비가 제공된다. 결과적으로는 이 전용장치를 사용함으로써 로봇은 부품을 공급 및 수취하기만 하고 나머지 시간은 용접에 임할 수 있게 된다. 따라서 전체적으로 작업생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 자동차부품의 예이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차 부품용 실란트 도포장치의 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동차 부품용 실란트 도포장치의 구동부의 예를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자동차 부품용 실란트 도포장치의 부품안착대의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 도 2를 주로 참조하여 설명하겠으되, 필요한 곳에서 나머지 도면을 인용하기로 한다.
프레임(1)은 내부에 작업공간이 마련될 수 있도록 육면체 형태로 형성된다. 프레임(1)은 각파이프를 재단하고 용접함으로써 마련될 수 있다. 프레임(1) 저면에는 이동성을 위하여 바퀴가 설치될 수 있으며 바퀴와 더불어 고정성을 위한 스토퍼가 설치될 수 있다. 프레임(1)의 전방은 로봇이 출입될 수 있도록 개방될 수 있다. 프레임(1)의 상면에는 각종 장비를 안착시킬 수 있도록 베이스플레이트(3)가 고정 설치될 수 있다.
한 쌍의 X축가이드(5)가 프레임(1) 내지 베이스플레이트(3)의 상면 좌우측에 평행한 상태로 고정 설치된다. X축가이드(5)는 일반적으로 널리 쓰이는 엘엠(LM)가이드 또는 봉형상의 가이드일 수 있다. 이하에서 언급되는 Y축가이드(7)와 Z축가이드(9)도 마찬가지이다.
Y축가이드(7)는 제1이동블럭(11)을 매개로 하여 양단이 X축가이드(5) 위에 안착됨으로써 X축가이드(5)의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되어 있다. Z축가이드(9)는 제2이동블럭(13)을 매개로 하여 Y축가이드(7)에 결합됨으로써 Y축가이드(7)의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되어 있다.
수직이동대(15)는 Z축가이드(9)를 따라 수직방향으로 승하강 가능하게 Z축가이드(9)에 결합된다. 실란트건(17)은 수직이동대(15) 상에 설치된다. 실란트공급부는 실란트건(17)에 실란트를 압력을 가해 공급한다. 실란트공급부는 실란트저장부(19)와 펌프(21)를 포함할 수 있다. 펌프(21)는 제어부로부터 신호를 받아 가동함으로써 실란트건(17)을 통해 실란트가 분출되도록 한다.
제1구동부는 Y축가이드(7)가 X축가이드(5)를 따라 이송하게끔 X축가이드(5) 상에 설치된다. 제2구동부는 Z축가이드(9)로 하여금 Y축가이드(7)를 따라 왕복 이송될 수 있도록 Y축가이드(7) 상에 설치된다. 제3구동부는 수직이동대(15)가 Z축가이드(9)를 따라 이동될 수 있도록 Z축가이드(9) 상에 설치된다.
이송체로 하여금 가이드의 연장방향을 따라 원하는 거리만큼 자유롭게 이송되게끔 하기 위한 이송장치는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 위에서 설명된 각 가이드(5,7,9) 및 제1,2,3구동부는 아래에서 예시되는 방식으로 구성될 수 있다.
도 3은 가이드 및 제1,2,3구동부의 일예를 도시한 사시도이다.
엘엠가이드와 같은 레일 형태로 된 가이드(31)의 측부에는 가이드(31)를 따라 막대 형태의 평기어(32)가 고정설치된다. 가이드(31)에는 이송대(33)가 결합하여 가이드(31)를 따라 이송가능하게 된다. 이송대(31)에는 정역회전이 가능한 모터(34)가 안착 고정된다. 모터(34)는 회전수 제어가 가능한 기어드모터일 수 있다. 모터(34)의 출력축에는 평기어(32)에 치합될 수 있는 구동기어(35)가 결합된다. 따라서 모터(34)를 구동시키면 구동기어(35)가 회전하면서 평기어(32)를 따라 위치이동되게 된다. 결과적으로 모터(34)의 회전에 의해 이송대(33)를 가이드(31) 위에서 이동시킬 수 있게 되는 것이다. 모터(34)의 회전수로써 이송대(33)의 이송거리를 결정할 수 있게 된다. 모터(34)는 케이블베어(36)에 설치된 전선 내지 신호선을 통해 전력 내지 제어신호를 제공받는다.
이하 가이드 및 제1,2,3구동부의 다른 예를 도 4를 참조하여 설명한다.
엘엠가이드와 같은 레일 형태로 된 가이드(41)에는 이송대(42)가 가이드(41)를 따라 이송가능하게끔 결합되어 있다. 가이드(41)의 양측에는 구동스프로킷(43)과 종동스프로킷(44)이 설치된다. 구동스프로킷(43)과 종동스프로킷(44)은 체인벨트(45)로써 연결되어 함께 회전되도록 되어 있다. 이송대(42)는 체인벨트(45)의 일지점에 연결되어 있다. 가이드(41)의 일측에 고정 설치된 모터(46)는 회전수 제어 및 정역회전이 가능하게 되어 있으며 구동스프로킷(43)에 회전력을 전달한다. 모터(46)가 정역회전함에 따라 체인벨트(45)에 연결된 이송대(42)는 가이드(41)의 연장방향을 따라 직선운동하게 된다. 이 구조 역시 모터(46)의 회전수로써 이송대(42)의 이송거리를 결정할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 부품안착대의 예시를 설명한다.
한편 프레임(1)의 내부에는 부품안착대(51)가 마련되며, 이 부품안착대(51)에는 실란트를 가하고자 하는 부품(100)이 안착된다. 부품(100)은 대부분 패널 형태로서 겹겹이 포개질 수 있다. 따라서 부품(100)의 형태를 가지는 모델품(52)이 지그의 역할을 위하여 부품안착대 상단에 고정 설치될 수 있다. 로봇은 부품안착대(51) 위에 설치된 모델품(52)에 부품(100)을 공급한 다음 퇴거하여 용접작업 등 다른 작업을 수행할 수 있게 된다.
모델품(52)을 부품안착대(51)에 설치한 다음에는 실란트를 가할 부분의 입체적 궤적에 따라 제어부의 프로그램을 설정한다. 프로그램을 통해 실란트건(17)의 움직임을 X,Y,Z축 좌표값을 입력해놓게 되면, 각 개별적으로 작동하는 모터는 프로그램의 명령에 따라 동시적으로 기동하면서 실란트건(17)의 입체적 거동을 수행한다. 이와 동시에 펌프(21)는 실란트를 펌핑하여 실란트가 분출되도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면 부품안착대(51)는 가로, 세로 및 높이방향으로 위치를 조정할 수 있도록 설치된다.
부품안착대(51)는 도시된 바와 같이 한쌍의 고정바(53)와, 이 고정바(53)의 연장방향을 따라 이동하는 한 쌍의 슬라이드봉(54)과, 이 슬라이드봉(54)을 따라 전후 이동하는 센터블럭(55)과; 이 센터블럭(55)의 중심에 수직방향으로 설치되는 수직봉(56)과, 이 수직봉(56)의 상단에 설치되는 부품안착판(57)을 포함한다. 수직봉(56)은 단관 형태의 소켓에 끼워져 상하고 슬라이딩 가능하게 되어 있고 길이방향을 따라서는 높이조절공(56a)이 설치되어 있다. 높이조절노브(56b)를 조절함으로써 부품안착판(57)의 상하높이를 조절할 수 있다. 모델품(52)은 스폿용접, 볼팅, 접착제 등의 다양한 수단에 의해 부품안착판(57)에 고정 설치될 수 있다. 부품안착판(57)은 수직봉(56)의 축을 중심으로 회전될 수도 있으며, 원하는 방향으로 회전시킨 상태에서 고정시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 부품(100)의 특성에 맞게끔 부품안착판(57)의 위치를 조정할 수 있다. 이것은 용접건 내지 본 발명에 의한 실러장치의 세팅을 보다 용이하게 하도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 실란트건(17)에는 제품과의 거리를 감지하기 위한 거리감지센서(미도시됨)가 부착 설치될 수 있다. 거리감지센서는 실란트건의 정확한 위치를 감지하여 너무 제품과 근접하거나 또는 제품과 멀리 이격되는 경우 이를 감지하여 작업자에게 신호를 보내게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 실란트건(17)에는 제품을 향해 열풍을 분사할 수 있도록 열풍공급노즐(미도시됨)이 부착 설치되어 실란트건(17)과 함께 기동될 수 있다. 열풍공급노즐은 열풍을 제품에 분사 공급하여 이물질을 제거하며 적당한 열에 의해 실란트가 잘 활성화되어 접착력을 높이기 위한 것이다. 열풍공급노즐은 열풍공급부로부터 열풍을 공급받게 될 것이다.
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 설명된 모든 실시예는 임의로 조합되어 실시될 수 있으며, 이들 조합은 언급되지 않더라도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 프레임 3 : 베이스플레이트
5 : X축가이드 7 : Y축가이드
9 : Z축가이드 11 : 제1이동블럭
13 : 제2이동블럭 15 : 수직이동대
17 : 실란트건 17 : 실란트저장부
21 : 펌프
31,41 : 가이드 32 : 평기어
33,42 : 이송대 34,46 : 모터
35 : 구동기어 36 : 케이블베어
43 : 구동스프로킷 44 : 종동스프로킷
45 : 체인벨트
51 : 부품안착대 52 : 모델품
53 : 고정바 54 : 슬라이드봉
55 : 센터블럭 56 : 수직봉
57 : 부품안착판 100 : 부품

Claims (4)

  1. 내부에 작업공간이 마련될 수 있도록 육면체 형태로 형성된 프레임; 상기 프레임의 좌우측에 평행한 상태로 고정 설치되는 한 쌍의 X축가이드; 양단이 상기 X축가이드 위에 안착됨으로써 상기 X축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Y축가이드; 상기 Y축가이드에 결합됨으로써 상기 Y축가이드의 연장방향을 따라 이송 가능하게 되는 Z축가이드; 상기 Z축가이드를 따라 수직방향으로 승하강되는 수직이동대; 상기 수직이동대 상에 고정되는 실란트건; 상기 실란트건에 실란트를 압력을 가해 공급하기 위한 실란트공급부;
    상기 Y축가이드가 상기 X축가이드를 따라 이송하게끔 상기 X축가이드상에 설치되는 제1구동부; 상기 Z축가이드가 상기 Y축가이드를 따라 왕복 이송될 수 있도록 Y축가이드상에 설치되는 제2구동부; 상기 수직이동대가 상기 Z축가이드를 따라 이동될 수 있도록 상기 Z축가이드상에 설치되는 제3구동부;
    를 포함하며; 상기프레임 내부에는 부품안착대가 설치되되;
    상기 부품안착대는;
    한쌍의 고정바; 상기 고정바의 연장방향을 따라 이동하는 한 쌍의 슬라이드봉; 상기 슬라이드봉을 따라 전후 이동하는 센터블럭; 상기 센터블럭의 중심에 수직방향으로 설치되는 수직봉; 상기 수직봉의 상단에 설치되는 부품안착판;을 포함하되;
    상기 수직봉은 단관 형태의 소켓에 끼워져 상하고 슬라이딩 가능하게 되어 있고 길이방향을 따라서는 높이조절공이 설치되어 있음으로써 상기 부품안착판의 상하높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 부품용 실란트 도포장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1,2,3구동부 중 어느 하나 이상은;
    레일 형태의 가이드; 상기 가이드의 측부에 상기 가이드를 따라 고정설치되는 막대 형태의 평기어; 상기 가이드를 따라 이송가능하게끔 상기 가이드에 결합하는 이송대; 상기 이송대에 안착 고정되는 정역회전이 가능하며 회전수 제어가 가능한 모터; 상기 모터의 출력축에 상기 평기어에 치합될 수 있는 구동기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품용 실란트 도포장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1,2,3구동부 중 어느 하나 이상은;
    레일 형태로 된 가이드; 상기 가이드의 양측에 설치되는 것으로서 체인벨트로써 함께 회전되도록 연동되는 구동스프로킷과 종동스프로킷; 상기 가이드를 따라 이송가능하게끔 상기 가이드에 결합되며 상기 체인벨트의 어느 일지점에 연결되는 이송대; 상기 구동스프로킷에 회전력을 전달할 수 있도록 상기 가이드의 일측에 고정 설치되는 것으로서, 회전수 제어 및 정역회전이 가능한 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품용 실란트 도포장치.
  4. 삭제
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