KR101701644B1 - 자동차 판넬용 용접시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 자동차 판넬용 용접시스템은, 복수의 가공면을 구비하며, 회전가능하게 형성되는 바디와, 상기 바디의 각 가공면에 교체가능하게 결합되는 지그 베이스와, 상기 지그 베이스들에 결합되는 자동차 판넬들을 가공하도록 상기 각 가공면에 대향하여 배치되는 가공장치들 및 상기 자동차 판넬들이 기설정된 가공절차에 의하여 가공되도록 상기 바디를 회전시키고 상기 가공장치들을 동작시키는 제어부를 포함한다.

Description

자동차 판넬용 용접시스템{Welding system for automobile panel}

본 발명의 일실시예들은 자동차 판넬을 용접가공할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 하나의 완성차를 생산하기 위해서는 소재의 선택에서부터 제품 양산에 이르기까지 여러 가지의 공정 라인을 거쳐야 하며, 이러한 공정 라인들은 공장 자동화의 추세에 따른 자동화 시스템의 도입으로 보다 짧은 시간에 보다 많은 제품을 생산하기 위한 시스템으로 설계되고 있는 추세이다.

보통 자동차의 제작 과정은 프레스 공정, 차체 조립 공정, 도장 공정, 의장 공정 등으로 이루어진다.

프레스 공정에서 차체를 이루는 여러 판넬을 프레스를 통해 가공하면, 차체 조립 공정에서는 판넬들을 용접 등의 방법으로 하나의 차체를 만들게 되고, 차체가 완성된 상태에서 도장 공정에서는 차체에 페인트를 도장하게 되며, 이러한 도장 공정이 끝난 후에 차체에 엔진, 시트 등 각종 부품들이 장착되어, 하나의 완성차가 만들어지게 되는 것이다.

이러한 자동차 제조 공정에서 특히, 차체 조립 공정은 프레스 공정을 통해 생산된 차체 판넬을 조립하여 화이트 보디 상태의 차체로서 제작하게 되는데, 이렇게 제작된 차체는 플로워, 사이드, 루프, 엔진룸, 도어, 트렁크 리드, 후드, 휀더 등을 용접 등으로 조립하는 공정을 수행하게 된다.

용접하는 공정은 수회 내지 수십회의 세부공정으로 세분화되는데, 공정의 효율화를 위해 각 세부공정은 복수의 구획된 영역에서 각 공정들이 순차적으로 수행된다. 이를 위해 각 영역에는 용접장치, 용접작업시 판넬을 지지하는 장비 및 이송장비들이 배치된다. 이 경우, 복수의 장비들이 열을 지어 배치되어야 하므로, 장비들이 차지하는 공간이 많아 공장의 대형화가 요구된다. 또한, 이송장치들이 각 영역 사이에 배치되어야 하고, 자동차 판넬들의 이송으로 인해 이송시간만큼 공정시간이 증가한다.

따라서, 보다 소형화할 수 있고, 용접공정에 소요되는 시간을 보다 줄일 수 있는 용접시스템이 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 기존과는 다른 용접 공정을 수행할 수 있는 용접 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 보다 향상된 구조를 갖으며, 복합적인 기능을 갖는 용접 시스템을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 자동차 판넬용 용접시스템은, 복수의 가공면을 구비하며, 회전가능하게 형성되는 바디와, 상기 바디의 각 가공면에 교체가능하게 결합되는 지그 베이스와, 상기 지그 베이스들에 결합되는 자동차 판넬들을 가공하도록 상기 각 가공면에 대향하여 배치되는 가공장치들 및 상기 자동차 판넬들이 기설정된 가공절차에 의하여 가공되도록 상기 바디를 회전시키고 상기 가공장치들을 동작시키는 제어부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 가공면들 중 적어도 어느 하나의 가공면에 복수의 가공장치가 서로 이격되어 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 가공장치들 중 적어도 어느 하나는 스팟 용접하도록 형성되는 용접장치가 될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 자동차 판넬들은 지그에 결합된 상태에서 상기 지그 베이스에 탈착가능하게 결합될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 바디는 복수로 서로 이격되어 근접하게 배치되고, 어느 하나의 바디에서 다른 하나의 바디로 상기 지그를 이송시킬 수 있도록 상기 바디들 사이에 이송장치가 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 지그 베이스와 상기 지그는 슬라이드 결합될 수 있도록, 각각 가이드와 상기 가이드에 삽입되는 슬라이드 이동부를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 바디의 일측에 형성되는 회전지지부 및 상기 바디의 타측에 형성되어 상기 바디를 회전시키는 구동부를 더 포함하고, 상기 바디는 상기 회전지지부 및 상기 구동부에 탈착가능하게 결합될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 회전지지부와 상기 구동부는 복수로 구비되어 제1 가공영역과 제2 가공영역에 각각 배치되고, 상기 자동차 판넬들이 상기 바디에 일체로 결합된 상태에서 상기 바디가 상기 제1 가공영역에서 상기 제2 가공영역으로 이송될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 지그는 수평부재와 수직부재들을 포함하고, 상기 수직부재들 중 어느 하나는 그 일측이 상기 바디의 중심을 향하도록 배치되고 그 타측이 상기 자동차 판넬의 중앙부분을 지지하도록 배치되고, 다른 하나는 상기 자동차 판넬의 가장자리에서 상기 자동차 판넬을 관통하도록 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템은 기존의 용접시스템에 비해 차지하는 공간을 50% 이상 줄일 수 있다. 또한, 용접하는 세부 공정에서 어느 한 공정에서 다른 공정으로 넘어갈 때, 단순히 바디를 회전시키기만 하면 되므로 자동차 판넬에 작용하는 변형을 줄일 수 있으며 이송 및 고정에 따른 시간을 감축할 수 있다.

그리고, 용접하는 세부 공정의 순서에 제약없이 각 가공면에서 정해진 용접을 할 수 있다. 또한, 용접에 따르는 용접장치나 지그들을 표준화할 수 있으며, 보다 작은 수의 이송장비와 용접작업시 판넬을 지지하는 장비로 시스템을 구축할 수 있다.

또한, 지그와 지그 베이스들이 탈착가능하게 결합되므로, 차종 변경시 시스템을 변경하지 않고 지그만을 교체하여 작업을 수행할 수 있으며, 보다 많은 세부공정이 요구되는 경우, 바디를 추가설치하는 것 이외에도, 제어부를 조작하여 각 가공면이 둘 이상의 세부공정을 수행하도록 설계할 수도 있다.

그리고, 생산량의 증감에 따라 공정라인의 추가나 감축이 자유로워 효율적인 시스템의 운용이 가능하다.

도 1은 종래의 자동차 판넬용 용접시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템의 개념도.
도 3은 도 2에서 도시한 자동차 판넬용 용접시스템을 측면에서 바라본 상태에서의 도면.
도 4는 도 3에 용접장치와 이송장치가 배치된 상태에서의 도면.
도 5는 도 2에서 도시한 자동차 판넬용 용접시스템에 이송장치가 배치된 상태를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 종래의 자동차 판넬용 용접시스템의 개념도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 자동차 판넬을 용접하는 공정이 수회 내지 수십회의 세부공정으로 이루어지면 각 공정을 수행하는 복수의 영역(10)이 형성되고, 각 영역(10)에 용접장치, 용접작업시 판넬(11)을 지지하는 장비 및 이송장비 등이 배치된다.

예를 들어 용접하는 공정이 총 8회의 세부공정으로 이루어지면 각 공정을 수행하기 위한 용접시스템은 일측에서 타측까지 총 길이가 무려 38m 에 이르게 되어 이러한 용접시스템을 설치하기 위해 보다 큰 부지를 갖는 공장이 요구된다. 또한 각 세부공정이 완료되면, 이송장치를 이용하여 어느 일 영역에서 타 영역으로 판넬을 이동시킨 후 판넬을 고정하는 과정을 반복해야 한다.

이러한 종래의 용접시스템에는 복수의 이송장치와 판넬을 지지하는 장비 등이 필요하며, 이송시간 및 고정시간이 추가되어 총 공정시간이 늘어나는 문제가 있다.

따라서, 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 보다 새롭고 효율적인 자동차 판넬용 용접시스템을 고안하게 되었다. 이하 도 2 내지 도 5를 참조하여, 자세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템의 개념도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 자동차 판넬용 용접시스템을 측면에서 바라본 상태에서의 도면이다. 그리고, 도 4는 도 3에 용접장치와 이송장치가 배치된 상태에서의 도면이고, 도 5는 도 2에서 도시한 자동차 판넬용 용접시스템에 이송장치가 배치된 상태를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템(100)은 바디(110), 지그 베이스(120), 가공장치(160)들 및 제어부(미도시)를 포함한다.

바디(110)는 복수의 가공면을 구비하도록 다면체로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 바디(110)는 삼각기둥, 사각기둥 또는 오각기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하면 바디(110)는 사각기둥 형상의 육면체로 이루어지고, 각 측면에 가공면이 형성되면 총 4개의 가공면을 구비할 수 있다.

총 4개의 가공면을 가지게 되면, 각 면마다 다른 하나의 세부공정을 수행할 수 있으므로, 하나의 바디(110)를 이용하여 총 4개의 다른 세부공정을 수행할 수 있다. 이와 달리, 각 가공면에서 동일한 공정이 수행될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 인접하여 두개의 영역이 형성되고, 각 영역마다 총 4개의 다른 세부공정을 수행할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관련된 자동차 판넬용 용접시스템(100)을 이용하여, 총 8개의 세부공정을 수행하기 위해서는 또 하나의 바디(110)를 인접하여 배치하고, 앞선 4개의 세부공정이 완료되면 이송장치(170)를 이용하여 인접한 다른 바디(110)로 자동차용 패널을 이송후 고정시켜 후 나머지 4개의 세부공정을 수행하면 된다. 이렇게 구성하게 되면, 기존의 용접시스템이 일측에서 타측까지 총 길이가 38m에 달했으나, 본 발명에 따르는 용접시스템(100)은 그 길이를 15m 이내로 하면서도, 총 8개의 다른 세부공정을 수행할 수 있는 용접시스템(100)을 제공할 수 있다.

도 2와 도 5를 참조하면, 바디(110)는 회전가능하게 형성되며, 양측이 회전지지부(140) 및 구동부(150)에 결합된다. 바디(110)는 회전지지부(140) 및 구동부(150)에 탈착가능하게 결합될 수 있다.

회전지지부(140)는 바디(110)가 회전하는 동안 이를 지지하도록 형성된다. 회전지지부(140)는 바디(110)에 형성된 회전축 중 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 적어도 하나의 구름마찰을 수행할 수 있는 부재들을(예, 베어링 등)을 구비하여 형성될 수 있다. 구동부(150)는 적어도 일부가 회전축에 결합되어 제어부의 신호에 의해 바디(110)를 회전시킬 수 있도록 형성된다.

도 3을 참조하면, 지그 베이스(120)는 바디(110)의 각 가공면에 교체가능하게 결합된다. 지그 베이스(120)에 자동차 판넬(11)들이 고정된다. 지그 베이스(120)는 용접 가공의 전 절차가 종료될 때까지 결합된 채로 이송 및 고정될 수 있다.

자동차 판넬(11)들은 지그(130)에 결합된 상태에서 지그 베이스(120)에 탈착가능하게 결합된다. 이 때, 지그(130)와 지그 베이스(120)는 슬라이드 결합될 수 있다. 이를 위해 지그 베이스(120) 또는 지그(130) 중 어느 하나는 가이드(121)를 구비하고, 다른 하나는 가이드에 삽입되는 슬라이드 이동부(134)를 구비할 수 있다.

지그(130)는 수평부재(131)와 수직부재(132, 133)를 포함하여 형성될 수 있다. 수직부재(132, 133)들 중 어느 하나(132)는 그 일측이 바디(110)의 중심을 향하도록 배치되고, 타측이 자동차 판넬(11)의 중앙부분을 지지하도록 배치된다. 이로 인해, 자동차 판넬(11)의 하중에 의해 바디(110)의 회전축에 토크가 가해지거나, 자동차 판넬(11)에 편심이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 수직부재(132) 중 어느 하나(133)는 자동차 판넬(11)을 관통하도록 형성될 수 있다. 그리고 관통하는 수직부재(133)에서 자동차 판넬(11)과 접하는 부분에 나사가 결합되어 수직부재(133)에 자동차 판넬(11)이 고정될 수 있다. 그리고, 지그(130)를 구성하는 수평부재(131)는 지그 베이스(120)에 슬라이드 결합될 수 있다.

제어부는 자동차 판넬(11)들이 기설정된 가공절차에 의하여 가공되도록 바디(110)를 회전시키고 가공장치(160)들을 동작시킨다.

예를 들어, 제1 가공면에서 제1 용접이루어질 때, 나머지 제2 내지 제4 가공면에서는 제2 내지 제4 용접이 이루어질 수 있다. 그리고, 각 가공면에서 용접이 끝나면, 바디(110)가 회전하게 되고, 제1 용접을 마친 자동차용 패널이 바디(110)의 회전에 의해 제2 가공면으로 이동하고, 다른 가공면에 배치된 자동차용 패널은 바디(110)의 회전에 의해 또 다른 가공면으로 이동할 수 있다. 이와 같은 가공 및 회전은 하나의 자동차용 패널에 모든 세부 공정이 수행될 때까지 이루지며, 세부 공정들이 완료되며, 이송장치(170)에 의해 자동차 판넬(11)이 이송된다.

제어부는 마이콤 형태로 이루어질 수 있다.

도 4와 도 5를 참조하면, 가공장치(160)들은 자동차 판넬(11)들을 가공하도록 각 가공면에 대향하여 배치된다. 가공장치(160)들 중 어느 하나는 자동차 판넬(11)을 스팟 용접하도록 형성되는 용접장치일 수 있다.

도 5를 참조하면, 바디(110)가 인접한 각 영역에 형성되고, 바디(110)에 자동차 판넬(11)이 결합되면, 어느 하나의 바디(110)에서 다른 하나의 바디(110)로 자동차 판넬(11)을 이송시킬 수 있도록 바디(110)들 사이에 이송장치(170)가 배치될 수 있다. 자동차 판넬(11)이 지그(130)에 결합되면, 이송장치(170)는 지그(130)를 이송시키게 된다.

도 5를 참조하면, 인접하여 제1 내지 제4의 세부공정을 수행하는 제1 가공영역과 제5 내지 제8의 세부공정을 수행하는 제2 가공영역이 형성되고, 각 영역에 제1 바디(110)와 제2 바디(110)가 배치되면, 제1 바디(110)를 통째로 제2 가공영역으로 이송시켜 제5 내지 제8의 세부공정을 수행할 수도 있다. 이로 인해, 각 자동차용 패널의 이송 및 고정의 문제를 해결하여 공정에 소요되는 시간을 보다 단축시킬 수 있다.

본 발명을 따르는 자동차 판넬용 용접시스템(100)은 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫째, 기존의 용접시스템에 비해 차지하는 공간을 50% 이상 줄일 수 있다.

둘째, 용접하는 세부 공정에서 어느 한 공정에서 다른 공정으로 넘어갈 때, 단순히 바디(110)를 회전시키기만 하면 되므로 자동차 판넬(11)에 작용하는 변형을 줄일 수 있으며 이송 및 고정에 따른 시간을 감축할 수 있다. 그리고, 용접하는 세부 공정의 순서에 제약없이 각 가공면에서 정해진 용접을 할 수 있다. 또한, 용접에 따르는 용접장치나 지그(130)들을 표준화할 수 있으며, 보다 작은 수의 이송장비와 용접작업시 판넬을 지지하는 장비로 시스템을 구축할 수 있다.

셋째, 지그(130)와 지그 베이스(120)들이 탈착가능하게 결합되므로, 차종 변경시 시스템을 변경하지 않고 지그(130)만을 교체하여 작업을 수행할 수 있다.

넷째, 보다 많은 세부공정이 요구되는 경우, 바디(110)를 추가설치하는 것 이외에도, 제어부를 조작하여 각 가공면이 둘 이상의 세부공정을 수행하도록 설계할 수도 있다.

마지막으로, 생산량의 증감에 따라 공정라인의 추가나 감축이 자유로워 효율적인 시스템의 운용이 가능하다.

상기와 같이 설명된 자동차 판넬용 용접시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (9)

1. 복수의 가공면을 구비하며, 회전가능하게 형성되는 바디;
   상기 바디의 각 가공면에 교체가능하게 결합되는 지그 베이스;
   상기 지그 베이스들에 결합되는 자동차 판넬들을 가공하도록 상기 각 가공면에 대향하여 배치되는 가공장치들; 및
   상기 자동차 판넬들이 기설정된 가공절차에 의하여 가공되도록 상기 바디를 회전시키고 상기 가공장치들을 동작시키는 제어부를 포함하고,
   상기 자동차 판넬들이 지그에 결합된 상태에서 상기 지그 베이스에 탈착가능하게 결합되도록, 상기 지그와 상기 지그 베이스는 각각 가이드와 상기 가이드에 삽입되는 슬라이드 이동부를 구비하고,
   상기 바디는 복수로 서로 이격되어 근접하게 배치되고,
   어느 하나의 바디에서 다른 하나의 바디로 상기 지그를 이송시킬 수 있도록 상기 바디들 사이에 이송장치가 배치되고,
   상기 지그는 수평부재와 수직부재들을 포함하고,
   상기 수직부재들 중 어느 하나는 그 일측이 상기 바디의 중심을 향하도록 배치되고 그 타측이 상기 자동차 판넬의 중앙부분을 지지하도록 배치되고,
   다른 하나는 상기 자동차 판넬의 가장자리에서 상기 자동차 판넬을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 판넬용 용접시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가공면들 중 적어도 어느 하나의 가공면에 복수의 가공장치가 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 판넬용 용접시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가공장치들 중 적어도 어느 하나는 스팟 용접하도록 형성되는 용접장치인 것을 특징으로 하는 자동차 판넬용 용접시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 일측에 형성되는 회전지지부; 및
   상기 바디의 타측에 형성되어 상기 바디를 회전시키는 구동부를 더 포함하고,
   상기 바디는 상기 회전지지부 및 상기 구동부에 탈착가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 자동차 판넬용 용접시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전지지부와 상기 구동부는 복수로 구비되어 제1 가공영역과 제2 가공영역에 각각 배치되고,
   상기 자동차 판넬들이 상기 바디에 일체로 결합된 상태에서 상기 바디가 상기 제1 가공영역에서 상기 제2 가공영역으로 이송되는 것을 특징으로 하는 자동차 판넬용 용접시스템.
9. 삭제

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