KR101807145B1 - 차체 부품 검사장치 - Google Patents

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Abstract

차체 부품 검사장치가 개시된다. 개시된 차체 부품 검사장치는 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)마운트 프레임에 요동 가능하게 설치되고, 지그 프레임을 따라 다축 방향으로 이동하며, 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱유닛과, ⅱ)센싱유닛과 방사 상으로 연결되게 설치되며, 센싱유닛에 전후진 작동력을 인가하여 센싱유닛의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛을 포함할 수 있다.

Description

차체 부품 검사장치 {INSPECTION DEVICE OF VEHICLE PARTS}
본 발명의 실시예는 차체 부품 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도어 어셈블리와 같은 무빙 부품의 조립 정도를 검사하기 위한 차체 부품 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 모든 양산 공정 내에서 수 만여개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.
예를 들어, 차량을 구성하는 무빙 파트 중에서 도어 어셈블리는 인너 패널과 아웃터 패널로 구성되며, 그 인너 패널과 아웃터 패널이 헤밍(Hemming) 작업에 의해 조립된 구조로 이루어진다.
한편, 자동차의 프론트 및 리어 도어 어셈블리의 품질은 자동차의 내관 및 외관 품질을 좌우하는 핵심 요소이다. 특히, 도어 어셈블리의 간격, 단차, 외관 굴곡 등은 차량의 외관품질을 결정짓는 중요한 요소들로 작용한다.
이에 자동차 조립 공정의 의장 공정에서는 도어 어셈블리를 차체에 장착하기 전에, 도어 어셈블리의 헤밍 부위와 같은 각종 조립 부위의 외관 품질을 검사하고 있다.
이러한 도어 어셈블리 검사 공정에서는 규제 유니트를 통해 도어 어셈블리를 규제한 상태에서, 비전 검사장치를 통해 도어 어셈블리의 조립 부위를 비전 검사하고 있다.
상기와 같은 검사 설비는 차종별로 각기 다른 형상과 크기를 갖는 도어 어셈블리에 공용으로 적용하기 어려워 차종과 품목에 따른 도어 어셈블리들을 각각 전용 검사장치로 검사하고 있다.
그런데, 종래 기술에서는 서로 다른 차종의 도어 어셈블리에 대응하는 전용 검사장치를 필요로 하기 때문에, 다 차종의 유연 생산에 불리하며, 신규 차종 적용 시 도어 검사 설비의 개조 및 신규 제작비용의 추가 발생으로 인해 투자비가 증가하는 문제점이 있다.
한편, 종래 기술에서는 6축 로봇 등의 다 관절 로봇에 검사장치를 장착하고, 로봇 아암 이동 및 회전을 통해 검사장치를 최적의 검사 위치로 이동시키고, 그 검사장치를 회전시키며 그 검사장치를 통해 도어 어셈블리와 같은 검사 대상물의 외관 품질을 검사하고 있다.
그러나, 이와 같이 다 관절 로봇을 통해 검사장치를 이동시키고 회전시키며 검사 대상물의 외관 품질을 검사하는 경우에는 검사장치의 고속 이동 및 회전이 어렵고, 로봇의 이동 시 주변 설비와의 간섭이 발생할 수 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 차종별로 각기 다른 형상과 크기를 갖는 검사 대상물의 외관 품질 검사를 공용화 할 수 있는 차체 부품 검사장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 검사 대상물을 검사하기 위한 수단의 고속 이동 및 회전을 간단한 구성으로 도모할 수 있고, 주변 설비와의 간섭 발생을 야기하지 않는 차체 부품 검사장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치는, 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)마운트 프레임에 요동 가능하게 설치되고, 상기 지그 프레임을 따라 다축 방향으로 이동하며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱유닛과, ⅱ)상기 센싱유닛과 방사 상으로 연결되게 설치되며, 상기 센싱유닛에 전후진 작동력을 인가하여 상기 센싱유닛의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱유닛은 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱유닛은 방사 상으로 배치되는 3개의 스템 로드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 각도 가변유닛은 서브 스프링을 통해 상기 각 스템 로드와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 각도 가변유닛은 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하며 상기 각 스템 로드에 전후 작동력을 인가할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치는, 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 지그 프레임에 다축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅱ)상기 이동부재에 고정되게 설치되는 마운트 프레임과, ⅲ)상기 마운트 프레임에 요동 가능하게 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱유닛과, ⅳ)상기 센싱유닛에 방사 상으로 연결되며 상기 센싱유닛을 탄성적으로 지지하고, 상기 센싱유닛에 전후진 작동력을 인가하며 상기 센싱유닛의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 마운트 프레임은 상기 이동부재와 연결되며 상기 센싱유닛을 지지하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 중심으로 그 메인 프레임에 방사 상으로 연결되며 상기 각도 가변유닛을 지지하는 서브 프레임을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱유닛은 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결되는 센터 로드와, 상기 센터 로드를 중심에 두고 그 센터 로드에 방사 상으로 연결되는 3개의 스템 로드와, 상기 센터 로드에 연결되게 설치되는 센싱 바디부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱유닛은 상기 센싱 바디부에 설치되며 상기 검사 대상물의 검사 부위로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부와, 상기 센싱 바디부에 설치되며 상기 검사 대상물의 검사 부위를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 각도 가변유닛은 서브 스프링을 통해 상기 각 스템 로드와 연결되게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 각도 가변유닛은 상기 마운트 프레임에 설치되는 서보 모터와, 상기 서보 모터와 연결되게 설치되고 상기 서브 스프링을 통해 상기 스템 로드와 연결되며 상기 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 동력 전달부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 이동부재는 제1 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 전후 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 이동부재는 제2 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 이동부재는 제3 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치는, 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 지그 프레임에 다축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅱ)상기 이동부재에 고정되게 설치되는 마운트 프레임과, ⅲ)상기 마운트 프레임의 중심점에 메인 스프링을 통해 요동 가능하게 설치되는 메인 바디부와, ⅳ)상기 메인 바디부에 고정되게 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱 바디부와, ⅴ)서브 스프링을 통해 상기 메인 바디부와 방사 상으로 연결되며, 상기 센싱 바디부에 전후진 작동력을 인가하여 상기 센싱 바디부의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 메인 바디부는 상기 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결되는 센터 로드와, 상기 센터 로드에 방사 상으로 연결되며 상기 서브 스프링을 통해 상기 각도 가변유닛과 연결되는 복수 개의 스템 로드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 스템 로드는 상기 센터 로드를 중심에 두고 그 센터 로드의 원형 둘레 방향을 따라 120도 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱 바디부에는 상기 검사 대상물의 검사 부위로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부와, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라부가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 센싱 바디부에는 상기 검사 대상물의 검사 부위로 조명광을 조사하는 조명부가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 각도 가변유닛은 상기 마운트 프레임에 설치되는 서보 모터와, 상기 서보 모터와 연결되게 설치되고 상기 서브 스프링을 통해 상기 스템 로드와 연결되며 상기 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 동력 전달부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 스템 로드에는 상기 서브 스프링의 일단을 고정하는 고정 브라켓이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 동력 전달부는 상기 서보 모터의 구동축에 연결되는 리드 스크류와, 상기 서브 스프링의 타단에 고정되고 상기 리드 스크류에 스크류 결합되며 상기 리드 스크류의 회전에 의해 직선 이동하는 이동 브라켓을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치에 있어서, 상기 메인 바디부는 상기 이동 브라켓이 상기 리드 스크류의 회전에 의해 상기 서보 모터 측으로 직선 이동하는 때, 상기 이동 브라켓의 이동 방향으로 선회하며, 상기 센싱 바디부의 센싱 각도를 가변할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 각도 가변유닛을 통해 센싱유닛의 센싱 각도를 원하는 방향으로 가변할 수 있기 때문에, 차종별로 각기 다른 형상과 크기를 갖는 검사 대상물의 외관 품질 검사를 공용화 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 유연 생산성을 향상시킬 수 있으며, 신규 차종 적용 시 검사 설비의 개조 및 신규 제작에 따른 추가 투자비를 절감할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 이동부재를 다축 방향으로 고속 이동시킴과 아울러, 각도 가변유닛을 통해 센싱유닛의 센싱 각도를 고속으로 가변할 수 있기 때문에, 차체 부품의 검사 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 로봇을 이용하는 종래 기술과 달리 주변 설비와의 간섭을 방지할 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 차체 부품 검사장치의 적용 예를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치에 적용되는 센싱유닛 및 각도 가변유닛을 도시한 정면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치에 적용되는 센싱유닛 및 각도 가변유닛을 도시한 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치에 적용되는 각도 가변유닛을 도시한 단면 구성도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
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 차체 부품 검사장치의 적용 예를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치(100)는 자동차 조립 공장의 의장 공정에서 각종 차체 부품의 외관 품질을 검사하는 검사 공정에 적용될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치(100)는 차체 부품으로서 도어 어셈블리와 같은 검사 대상물(1)의 외관 품질을 검사하는 무빙 파트 검사 공정에 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예는 도어 장착 공정으로 도어 어셈블리를 투입하기 전, 도어 어셈블리의 조립 부위(검사 부위)를 검사하는 도어 검사 공정에 적용될 수 있다.
그러나 본 발명의 보호범위가 반드시 도어 어셈블리와 같은 차량용 무빙 파트의 외관 품질을 검사하는 공정에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 차체에 장착되는 다양한 종류의 용도의 차체 부품을 검사하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치(100)는 차종별로 각기 다른 형상과 크기를 갖는 검사 대상물(1)의 외관 품질 검사를 공용화 할 수 있는 구조로 이루어진다.
또한, 본 발명의 실시예는 검사 대상물(1)을 검사하기 위한 수단의 고속 이동 및 회전을 간단한 구성으로 도모할 수 있고, 주변 설비와의 간섭 발생을 야기하지 않는 차체 부품 검사장치(100)를 제공한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치(100)는 지그 프레임(3) 상에서 규제유닛(5)을 통해 규제된 검사 대상물(1)의 외관 품질을 검사하는데, 지그 프레임(3)에서 다축 방향으로 이동하며 검사 대상물(1)의 조립 부위를 검사할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 방향의 기준을 당 업계에 널리 알려진 LTH 방향(차폭 방향, 차체 길이방향 및 차체 높이방향)으로 설정하지 않고, 지그 프레임(3)을 기준으로 전후 방향, 좌우 방향 및 상하 방향으로 설정한다.
상기 지그 프레임(3)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들이 장착되는 것으로서, 지그 프레임(3)에는 이들 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 포함하고 있다.
그러나, 상기한 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 지그 프레임(3)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 지그 프레임(3)으로 통칭한다.
여기서, 상기 지그 프레임(3)은 사각 프레임으로서의 베이스 프레임(4a)과, 그 베이스 프레임(4a)의 각 모서리 부분 및 좌우 양측 가장자리 부분에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 수직 프레임(4b)과, 그 수직 프레임(4b)의 상단에 연결되는 복수 개의 수평 프레임(4c)으로 이루어진다.
상기 수평 프레임(4c)은 베이스 프레임(4a)의 전방 측에서 좌우 양측의 수직 프레임(4b)을 연결하며, 베이스 프레임(4a)의 좌우 양측에서 전후 양측의 수직 프레임(4b)을 연결한다. 즉, 베이스 프레임(4a)의 후방 측에서 좌우 양측의 수직 프레임(4b)은 수평 프레임(4c)에 연결되지 않은 상태로 이들 사이를 개방하고 있다. 이는 베이스 프레임(4a) 상의 규제유닛(5)으로 검사 대상물(1)을 용이하게 투입하기 위함이다.
그리고, 상기 규제유닛(5)은 베이스 프레임(4a)의 상면에 설치되는 것으로, 검사 대상물(1)을 설정된 위치로 정렬하며 그 검사 대상물(1)을 고정하기 위한 것이다. 상기 규제유닛(5)에는 차종 별로 상이한 검사 대상물(1)에 대응하여 다축 방향으로 이동하며 검사 대상물(1)을 지지하는 각종 지지수단 및 다축 방향으로 이동하며 검사 대상물(1)을 클램핑하는 각종 클램핑수단을 포함하고 있다.
이러한 규제유닛(5)은 소정 부품의 위치를 정렬하며 그 위치를 고정시킬 수 있는 공지 기술의 지지수단 및 클램핑수단을 구비하고 있는 규제장치의 구성으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 부품 검사장치(100)는 기본적으로, 이동부재(10), 마운트 프레임(20), 센싱유닛(30) 그리고 각도 가변유닛(60)을 포함하고 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 이동부재(10)는 지그 프레임(3)에 다축 방향(전후, 좌우, 및 상하 방향)으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 이동부재(10)에는 후술할 마운트 프레임(20), 센싱유닛(30) 및 각도 가변유닛(60)이 장착된다.
상기 이동부재(10)는 제1 내지 제3 구동부(11a, 11b, 11c)를 통해 지그 프레임(3)의 수평 프레임(4c)에 전후, 좌우 및 상하 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다.
상기 제1 구동부(11a)는 제1 모터(13a)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 제1 가이드 구조체(15a)에 의해 수평 프레임(4c)을 따라 전후 방향으로 왕복 이동되는 제1 이동체(17a)를 포함한다.
상기 제2 구동부(11b)는 제2 모터(13b)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 제2 가이드 구조체(15b)에 의해 제1 이동체(17a)를 따라 좌우 방향으로 왕복 이동되는 제2 이동체(17b)를 포함한다.
그리고, 상기 제3 구동부(11c)는 제3 모터(13c)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 제3 가이드 구조체(15c)에 의해 제2 이동체(17b)에서 상하 방향으로 왕복 이동되는 제3 이동체(17c)를 포함한다. 상기 제3 이동체(17c)에는 본 발명의 실시예에 따른 이동부재(10)가 설치된다.
상기에서 가이드 구조체들(15a, 15b, 15c)은 모터들(13a, 13b, 13c)의 회전력을 직선 운동으로 변환하기 위한 공지 기술의 리드(또는 볼) 스크류, 및 가이드 레일 등을 갖추고 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 마운트 프레임(20)은 후술될 센싱유닛(30) 및 각도 가변유닛(60)을 설치하기 위한 것으로, 마운트 프레임(20)에는 이들 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 플레이트, 리브, 블록 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함하고 있다.
상기 마운트 프레임(20)은 이동부재(10)에 고정되게 설치된다. 이러한 마운트 프레임(20)은 메인 프레임(21)과 서브 프레임(23)을 포함한다. 상기 메인 프레임(21)은 이동부재(10)와 직접적으로 연결되며, 후술될 센싱유닛(30)을 지지한다. 예를 들면, 상기 메인 프레임(21)은 삼각 프레임 형상으로 구비된다.
그리고, 상기 서브 프레임(23)은 메인 프레임(21)을 중심에 두고 그 메인 프레임(21)에 방사 상으로 연결되며, 후술될 각도 가변유닛(60)을 지지한다. 예를 들면, 상기 서브 프레임(23)은 메인 프레임(21)의 각 측면에 일체로 연결된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 센싱유닛(30)은 이동부재(10)에 의해 지그 프레임(3)의 전후, 좌우 및 상하 방향을 따라 이동하며, 규제유닛(5)에 규제된 검사 대상물(1)의 검사 부위(조립 부위)를 검사하기 위한 것이다. 즉, 상기 센싱유닛(30)은 검사 대상물(1)의 검사 부위에 대한 데이터 정보를 취득하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치에 적용되는 센싱유닛을 도시한 정면 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치에 적용되는 센싱유닛을 도시한 평면 구성도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 센싱유닛(30)은 마운트 프레임(20)에 요동 가능하게 설치된다. 상기 센싱유닛(30)은 메인 스프링(39)을 통해 마운트 프레임(20)의 중심점에 요동 가능하게 연결된다.
이러한 센싱유닛(30)은 메인 바디부(31)와 센싱 바디부(33)를 포함한다. 상기 메인 바디부(31)는 메인 스프링(39)을 통해 마운트 프레임(20)에서 메인 프레임(21)의 중심점에 요동 가능하게 설치된다.
상기 메인 바디부(31)는 센터 로드(35)와 스템 로드(37)를 포함한다. 상기 센터 로드(35)는 메인 스프링(39)을 통해 메인 프레임(21)의 중심점에 요동 가능하게 연결된다. 상기 센터 로드(35)는 도면을 기준 할 때 상하 방향으로 배치되며, 그 센터 로드(35)의 상단은 메인 스프링(39)을 통해 메인 프레임(21)의 중심점에 연결된다.
여기서, 상기 메인 스프링(39)은 설정된 탄성력을 가지며 요동 가능한 코일 스프링으로서 구비되며, 메인 스프링(39)의 일단(도면에서의 상단)은 메인 프레임(21)의 중심점에 고정판을 통해 고정되며, 메인 스프링(39)의 타단(도면에서의 하단)은 센터 로드(35)의 상단에 고정된다.
상기 스템 로드(37)는 복수 개로서 센터 로드(35)에 방사 상으로 연결된다. 상기 스템 로드(37)는 센터 로드(35)를 중심에 두고 그 센터 로드(35)에 3개로서 방사 상으로 연결된다. 상기 스템 로드(37)는 센터 로드(35)를 중심에 두고 그 센터 로드(35)의 원형 둘레 방향을 따라 120도 간격으로 배치된다.
상기 센싱 바디부(33)는 검사 대상물(1)의 검사 부위(조립 부위)를 실질적으로 센싱하기 위한 것으로서, 메인 바디부(31)에 고정되게 설치된다. 상기 센싱 바디부(33)는 메인 바디부(31)의 센터 로드(35) 하단에 고정되게 설치된다.
이러한 센싱 바디부(33)에는 라인 레이저 조사부(41) 및 비전 카메라부(43)를 구비하고 있다. 상기 라인 레이저 조사부(41)는 검사 부위의 폭, 높이 등을 측정하기 위한 것이다. 상기 라인 레이저 조사부(41)는 도면에 도시되지 않은 레이저 발진부로부터 발진되는 라인 레이저를 검사 대상물(1)의 검사 부위로 조사한다.
상기 비전 카메라부(43)는 검사 대상물(1)의 검사 부위를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(도면에 도시되지 않음)로 출력한다. 상기 비전 카메라부(43)는 검사 대상물(1)의 검사 부위 및 라인 레이저 조사부(41)로부터 검사 부위로 조사된 라인 레이저의 프로파일을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력한다.
상기에서 제어기는 비전 카메라부(43)로부터 제공받은 검사 부위의 표면 및 라인 레이저의 비전 데이터로부터 검사 부위의 폭 및 높이 등을 산출하고 그 산출값을 기 설정된 기준 값과 비교 분석하여 검사 부위의 불량 여부를 검출할 수 있다.
예를 들면, 상기 제어기는 비전 카메라부(43)로부터 제공받은 검사 부위의 표면 및 라인 레이저의 비전 데이터로부터 그 검사 부위의 단락, 쏠림, 함몰 및 높이 불량 등을 검출할 수 있다.
더 나아가, 상기 센싱 바디부(33)에는 검사 대상물(1)의 검사 부위로 조명광을 조사하는 조명부(45)가 설치된다. 상기 조명부(45)는 검사 부위에 충분한 광량을 제공한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 각도 가변유닛(60)은 센싱유닛(30)을 탄성적으로 지지하고, 그 센싱유닛(30)에 전후진 작동력을 인가하며, 검사 대상물(1)의 검사 부위에 대한 센싱유닛(30)의 센싱 각도를 가변하기 위한 것이다. 즉, 상기 각도 가변유닛(60)은 메인 바디부(31)에 전후진 작동력을 인가하여 센싱 바디부(33)의 센싱 각도를 가변할 수 있다.
상기 각도 가변유닛(60)은 센싱유닛(30)과 방사 상으로 연결되게 설치되는 바, 서브 스프링(61)을 통해 메인 바디부(31)와 방사 상으로 연결된다. 상기 각도 가변유닛(60)은 서브 스프링(61)을 통해 메인 바디부(31)의 각 스템 로드(37)와 연결된다. 여기서, 상기 각도 가변유닛(60)은 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하며, 메인 바디부(31)의 각 스템 로드(37)에 전후 작동력을 인가할 수 있다.
이러한 각도 가변유닛(60)은 도 6에서와 같이, 서보 모터(63)와 동력 전달부(71)를 포함한다. 상기 서보 모터(63)는 회전 속도 및 회전 각도의 제어가 용이한 모터로서, 메인 바디부(31)의 각 스템 로드(37)에 대응하여 3개로 구비되고, 마운트 프레임(20)의 서브 프레임(23)에 각각 고정되게 설치된다.
상기 동력 전달부(71)는 서보 모터(63)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하며, 메인 바디부(31)의 각 스템 로드(37)에 전후 작동력을 인가하기 위한 것이다. 상기 동력 전달부(71)는 서보 모터(63)와 연결되게 설치되며, 서브 스프링(61)을 통해 각 스템 로드(37)와 연결된다.
여기서, 상기 서브 스프링(61)은 설정된 탄성력을 가진 압축 코일 스프링으로서 구비되며, 동력 전달부(71)와 스템 로드(37)를 탄성적으로 연결한다. 상기 서브 스프링(61)의 일단은 스템 로드(37)의 단부에 고정되는데, 그 스템 로드(37)의 단부에는 서브 스프링(61)의 일단을 고정하는 고정 브라켓(65)이 설치된다. 상기 서브 스프링(61)의 일단과 고정 브라켓(65)은 용접에 의해 일체로 연결된다.
상기 동력 전달부(71)는 리드 스크류(73)와 이동 브라켓(75)을 포함한다. 상기 리드 스크류(73)는 서보 모터(63)의 구동축(64)과 연결된다. 상기 이동 브라켓(75)은 리드 스크류(73)의 회전에 의해 직선 운동하는 것으로, 서브 스프링(61)의 타단에 고정되며, 리드 스크류(73)에 스크류 결합된다. 상기 서브 스프링(61)의 타단과 이동 브라켓(75)은 용접에 의해 일체로 연결된다.
상기 이동 브라켓(75)의 내주 면에는 리드 스크류(73)와 스크류 결합하는 나사산이 형성되어 있다. 상기 이동 브라켓(75)은 서보 모터(63)에 의해 리드 스크류(73)가 회전함에 따라 그 리드 스크류(73)의 길이 방향을 따라 직선 이동하게 된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치(100)의 작동 및 작용 효과를 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 본 발명의 실시예에서는 도어 어셈블리와 같은 검사 대상물(1)을 지그 프레임(3) 상의 규제유닛(5)에 로딩한다. 그러면, 상기 규제유닛(5)은 지지수단을 통해 검사 대상물(1)을 설정된 위치로 정 위치시키며, 클램핑수단을 통해 그 검사 대상물(1)을 고정한다.
이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 제1 내지 제3 구동부(11a, 11b, 11c)를 통해 이동부재(10)를 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동시키며, 센싱유닛(30)의 센싱 바디부(33)를 검사 대상물(1)의 검사 부위에 위치시킨다.
그런 다음, 본 발명의 실시예에서는 제1 내지 제3 구동부(11a, 11b, 11c)를 통해 이동부재(10)를 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동시키며, 센싱 바디부(33)의 라인 레이저 조사부(41) 및 비전 카메라부(43)를 통해 검사 대상물(1)의 검사 부위(조립 부위)를 검사한다.
본 발명의 실시예에서는 이동부재(10)를 통해 센싱 바디부(33)를 검사 대상물(1)의 검사 부위를 따라 이동시키며 그 검사 부위를 검사하는 과정에, 검사 부위의 형상에 따라 센싱 바디부(33)의 센싱 각도를 가변시킬 필요가 있다. 이에, 본 발명의 실시예에서는 도 7에서와 같이, 각도 가변유닛(60)의 서보 모터(63)를 일측 방향으로 회전시킨다.
그러면, 리드 스크류(73)는 서보 모터(63)의 구동축(64)에 의해 일측 방향으로 회전하게 되고, 리드 스크류(73)에 스크류 결합된 이동 브라켓(75)은 본 발명의 실시예에서 서보 모터(63) 측으로 이동하게 된다.
상기와 같이 이동 브라켓(75)이 일측 방향으로 이동함에 따라, 이동 브라켓(75)은 서브 스프링(61)을 통해 이와 연결된 센싱유닛(30)의 메인 바디부(31)를 잡아당긴다. 즉, 상기 이동 브라켓(75)은 서브 스프링(61)을 통해 메인 바디부(31)의 스템 로드(37)를 잡아당긴다.
그러면, 메인 바디부(31)는 나머지 스템 로드(37)와 이동 브라켓(75)을 연결하고 있는 서브 스프링(61)에 탄성 지지된 상태로, 도 8에서와 같이 센터 로드(35)와 연결된 메인 스프링(39)을 통해 이동 브라켓(75)의 이동 방향으로 선회하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 메인 바디부(31)의 센터 로드(35)에 고정된 센싱 바디부(33)를 메인 프레임(21)의 중심점을 중심으로 하여 일측 방향으로 선회시키며, 그 센싱 바디부(33)의 센싱 각도를 가변할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서는 서보 모터(63)를 통해 리드 스크류(73)를 반대 방향으로 회전시키게 되면, 이동 브라켓(75)이 원래의 위치로 이동하게 됨으로써, 센싱유닛(30)의 메인 바디부(31)를 원 위치시킬 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 각도 가변유닛(60)의 서보 모터(63)들을 선택적으로 구동시키며, 도 9에서와 같이 센싱 바디부(33)의 센싱 각도를 원하는 방향으로 가변할 수 있다. 여기서, 상기 센싱 바디부(33)의 센싱 각도는 모터의 회전수에 따라 자유롭게 가변될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 센싱 바디부(33)의 라인 레이저 조사부(41)는 검사 대상물(1)의 검사 부위로 라인 레이저를 조사한다. 이와 동시에 본 발명의 실시예에서는 센싱 바디부(33)의 조명부(45)를 통해 검사 부위로 조명광을 조사하고, 비전 카메라부(43)를 통해 검사 부위의 표면 및 라인 레이저 조사부(41)로부터 검사 부위로 조사된 라인 레이저를 비전 촬영하며 그 비전 데이터를 제어기로 출력한다.
이에 상기 제어기에서는 비전 카메라부(43)로부터 제공받은 검사 부위의 표면 및 라인 레이저의 비전 데이터로부터 검사 부위의 폭 및 높이 등을 산출하고 그 산출값을 기 설정된 기준 값과 비교 분석하여 검사 부위의 불량 여부를 검출한다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차체 부품 검사장치(100)에 의하면, 각도 가변유닛(60)을 통해 센싱유닛(30)의 센싱 각도를 원하는 방향으로 가변할 수 있기 때문에, 차종별로 각기 다른 형상과 크기를 갖는 검사 대상물(1)의 외관 품질 검사를 공용화 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 유연 생산성을 향상시킬 수 있으며, 신규 차종 적용 시 검사 설비의 개조 및 신규 제작에 따른 추가 투자비를 절감할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 이동부재(10)를 다축 방향으로 고속 이동시킴과 아울러, 각도 가변유닛(60)을 통해 센싱유닛(30)의 센싱 각도를 고속으로 가변할 수 있기 때문에, 차체 부품의 검사 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 로봇을 이용하는 종래 기술과 달리 주변 설비와의 간섭을 방지할 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... 검사 대상물 3... 지그 프레임
4a... 베이스 프레임 4b, 4c... 수직/수평 프레임
5... 규제유닛 10... 이동부재
11a, 11b, 11c... 구동부 13a, 13b, 13c... 모터
15a, 15b, 15c... 가이드 구조체 17a, 17b, 17c... 이동체
20... 마운트 프레임 21... 메인 프레임
23... 서브 프레임 30... 센싱유닛
31... 메인 바디부 33... 센싱 바디부
35... 센터 로드 37... 스템 로드
39... 메인 스프링 41... 라인 레이저 조사부
43... 비전 카메라부 45... 조명부
60... 각도 가변유닛 61... 서브 스프링
63... 서보 모터 64... 구동축
65... 고정 브라켓 71... 동력 전달부
73... 리드 스크류 75... 이동 브라켓

Claims (20)

  1. 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 차체 부품 검사장치로서,
    마운트 프레임에 요동 가능하게 설치되고, 상기 지그 프레임을 따라 다축 방향으로 이동하며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱유닛; 및
    상기 센싱유닛과 방사 상으로 연결되게 설치되며, 상기 센싱유닛에 전후진 작동력을 인가하여 상기 센싱유닛의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛;을 포함하고,
    상기 센싱유닛은, 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결되되, 방사 상으로 배치되는 복수 개의 스템 로드를 포함하며,
    상기 각도 가변유닛은 서브 스프링을 통해 상기 각 스템 로드와 연결되고, 상기 스템 로드에는 상기 서브 스프링의 일단을 고정하는 고정 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 각도 가변유닛은,
    서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하며 상기 각 스템 로드에 전후 작동력을 인가하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  5. 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 차체 부품 검사장치로서,
    상기 지그 프레임에 다축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동부재;
    상기 이동부재에 고정되게 설치되는 마운트 프레임;
    상기 마운트 프레임에 요동 가능하게 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱유닛; 및
    상기 센싱유닛에 방사 상으로 연결되며 상기 센싱유닛을 탄성적으로 지지하고, 상기 센싱유닛에 전후진 작동력을 인가하며 상기 센싱유닛의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛;을 포함하고,
    상기 센싱유닛은, 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결되는 센터 로드와, 상기 센터 로드를 중심에 두고 상기 센터 로드에 방사 상으로 연결되는 복수 개의 스템 로드와, 상기 센터 로드에 연결되게 설치되는 센싱 바디부를 포함하며,
    상기 각도 가변유닛은 서브 스프링을 통해 상기 각 스템 로드와 연결되게 설치되되, 상기 스템 로드에는 상기 서브 스프링의 일단을 고정하는 고정 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 마운트 프레임은,
    상기 이동부재와 연결되며, 상기 센싱유닛을 지지하는 메인 프레임과,
    상기 메인 프레임을 중심으로 상기 메인 프레임에 방사 상으로 연결되며, 상기 각도 가변유닛을 지지하는 서브 프레임
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  7. 삭제
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 센싱유닛은,
    상기 센싱 바디부에 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부와,
    상기 센싱 바디부에 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 비전 촬영하고 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  9. 삭제
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 각도 가변유닛은,
    상기 마운트 프레임에 설치되는 서보 모터와,
    상기 서보 모터와 연결되게 설치되고, 상기 서브 스프링을 통해 상기 스템 로드와 연결되며, 상기 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 동력 전달부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  11. 제5 항에 있어서,
    상기 이동부재는,
    제1 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 전후 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며,
    제2 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되고,
    제3 구동부에 의해 상기 지그 프레임의 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  12. 지그 프레임 상에서 규제유닛을 통해 규제된 검사 대상물을 검사하기 위한 차체 부품 검사장치로서,
    상기 지그 프레임에 다축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동부재;
    상기 이동부재에 고정되게 설치되는 마운트 프레임;
    상기 마운트 프레임의 중심점에 메인 스프링을 통해 요동 가능하게 설치되는 메인 바디부;
    상기 메인 바디부에 고정되게 설치되며, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 센싱하는 센싱 바디부; 및
    서브 스프링을 통해 상기 메인 바디부와 방사 상으로 연결되며, 상기 센싱 바디부에 전후진 작동력을 인가하여 상기 센싱 바디부의 센싱 각도를 가변하는 각도 가변유닛;을 포함하고,
    상기 메인 바디부는, 상기 메인 스프링을 통해 상기 마운트 프레임의 중심점에 요동 가능하게 연결되는 센터 로드와, 상기 센터 로드에 방사 상으로 연결되며, 상기 서브 스프링을 통해 상기 각도 가변유닛과 연결되는 복수 개의 스템 로드를 포함하며,
    상기 스템 로드에는 상기 서브 스프링의 일단을 고정하는 고정 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  13. 삭제
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 스템 로드는,
    상기 센터 로드를 중심에 두고 상기 센터 로드의 원형 둘레 방향을 따라 120도 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 센싱 바디부에는,
    상기 검사 대상물의 검사 부위로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부와, 상기 검사 대상물의 검사 부위를 비전 촬영하고 비전 데이터를 제어기로 출력하는 비전 카메라부가 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 센싱 바디부에는,
    상기 검사 대상물의 검사 부위로 조명광을 조사하는 조명부가 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 각도 가변유닛은,
    상기 마운트 프레임에 설치되는 서보 모터와,
    상기 서보 모터와 연결되게 설치되고, 상기 서브 스프링을 통해 상기 스템 로드와 연결되며, 상기 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 동력 전달부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  18. 삭제
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 서보 모터의 구동축에 연결되는 리드 스크류와,
    상기 서브 스프링의 타단에 고정되고, 상기 리드 스크류에 스크류 결합되며, 상기 리드 스크류의 회전에 의해 직선 이동하는 이동 브라켓
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 메인 바디부는,
    상기 이동 브라켓이 상기 리드 스크류의 회전에 의해 상기 서보 모터 측으로 직선 이동하는 때,
    상기 이동 브라켓의 이동 방향으로 선회하며, 상기 센싱 바디부의 센싱 각도를 가변하는 것을 특징으로 하는 차체 부품 검사장치.
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