KR102327189B1 - 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 가공물을 회전테이블에 고정시켜 회전테이블이 회전함에 따라 각 가공단계의 공정을 수행할 수 있어 가공효율이 향상되고, 각 공정을 제1가공로봇 및 제2가공로봇을 이용하여 자동으로 수행할 수 있는 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 지그를 구비하고 있는 회전테이블에 가공물의 고정부를 고정하는 가공물고정단계; 커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 커팅부를 이용하여 가공물의 버를 제거하는 버제거단계; 커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 샌딩부를 이용하여 가공물을 샌딩하는 제1차샌딩단계; 샌딩부, 에어블로잉 장치 및 집진호스를 구비하고 있는 제2가공로봇의 샌딩부를 이용하여 가공물을 샌딩하는 제2차샌딩단계; 제2가공로봇의 샌딩부에서 2차샌딩단계에서 사용된 샌딩패드를 제거하고 새로운 샌딩패드를 장착한 후 가공물을 샌딩하는 제3차샌딩단계를 포함하는 로봇을 이용한 그포일러 샌딩자동화 시스템을 제공한다.

Description

로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 방법 {Robotic spoiler sanding automation method.}
본 발명은 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 가공물을 회전테이블에 고정시켜 회전테이블이 회전함에 따라 각 가공단계의 공정을 수행할 수 있어 가공효율이 향상되고, 각 공정을 제1가공로봇 및 제2가공로봇을 이용하여 자동으로 수행할 수 있는 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 샌딩은 흠집을 제거하고 도장할 표면을 매끄럽게 하며, 페인트 코트의 점착을 좋게 하기 위하여 연마재를 사용하여 문지르는 일을 말한다.
또한, 스포일러는 자동차의 속도가 올라가면 차체는 떠오르는 성질이 있어 타이어의 접지력이 약해지고 속도가 더해지지 않게 된다. 이를 막기위해서 뒷부분을 밑으로 누르는 작용을 하는 부착물이 필요한데 이것이 스포일러로, 공기의 흐름을 변화시키는 작용을 해서 에어 스포일러라고도 불린다.
예전에는 자동차의 이런 부착물은 옵션으로 인정되지 않았으나 최근에는 여러나라에서 옵션으로 달아도 되는 것으로 기준이 바뀌었다.
한편, 스포일러를 도장할 때에는 작업 전 가공물의 표면을 매끄럽게 하기 위해서 샌딩공정이 필요하다. 또한, 최종 도장작업전에 가공물의 표면을 미세하게 연마하여 이물질을 제거하고 평탄화 한 후에 최종도장작업을 하게 된다.
이러한 샌딩공정은 스포일러 제조공정에서 상당한 비중을 차지하므로 종래의 샌딩공정은 스포일러를 제작하는 전체적인 시간 및 제조비용을 상승시키는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 스포일러제조과정 중 샌딩공정의 시간을 감소시키고 샌딩공정을 자동화하여 인건비를 절감시키며 단순 반복적인 업무를 최소화할 수 있는 새로운 수단이 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-0463383호(2004.12.30. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 3개의 구간으로 분할되어 구성되는 회전테이블에 가공물을 고정시켜 각 구간에서 정해진 공정을 수행하고 공정이 끝나면 회전테이블의 회전을 통하여 가공물이 이동되어 다음 공정을 수행할 수 있는 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템은 지그를 구비하고 있는 회전테이블에 가공물의 고정부를 고정하는 가공물고정단계; 커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 커팅부를 이용하여 가공물의 버를 제거하는 버제거단계; 커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 샌딩부를 이용하여 가공물을 샌딩하는 제1차샌딩단계; 샌딩부, 에어블로잉 장치 및 집진호스를 구비하고 있는 제2가공로봇의 샌딩부를 이용하여 가공물을 샌딩하는 제2차샌딩단계; 제2가공로봇의 샌딩부에서 2차샌딩단계에서 사용된 샌딩패드를 제거하고 새로운 샌딩패드를 장착한 후 가공물을 샌딩하는 제3차샌딩단계를 포함한다.
또한, 회전테이블은 3개의 구간으로 분할되어 구성되고, 가공물고정단계 후 120°회전하여 제1가공로봇의 전방으로 이동하고, 제1차샌딩단계 후 120° 회전하여 제2가공로봇의 전방으로 이동하고, 제3차샌딩단계 후 120° 회전한 후 가공물이 회전테이블에서 결합해제되는 것을 더 포함한다.
또한, 1차샌딩단계 및 3차샌딩단계에서 제2가공로봇이 샌딩공정을 수행할때,발생하는 분진은 제2가공로봇의 집진호스로 흡입되고, 집진호스로의 흡입을 도와주기 위하여 제2가공로봇에 구비된 에어블로잉 장치를 가동할 수 있는 것을 더 포함한다.
본 발명에 의하면 제1차가공로봇 및 제2차가공로봇을 이용하여 스포일러 제작시의 샌딩공정을 자동화하여 스포일러의 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 공정순서를 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 공정 모습을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 평면도,
도 4는 제1가공로봇의 측면도,
도 5는 제1가공로봇의 사시도,
도 6은 제2가공로봇의 측면도,
도 7은 회전테이블의 지그에 고정되어 있는 스포일러의 고정부를 도시한 도면,
도 8은 회전테이블의 지그에 고정되어 있는 스포일러를 도시한 정면도 및 평면도,
도 9는 회전테이블 하부에 위치하고 있는 슬립링과 로터리조인트를 도시한 도면,
도 10은 제1가공로봇이 제1차샌딩단계를 수행하는 모습을 도시한 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 공정순서를 나타낸 순서도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 공정 모습을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템의 평면도, 도 4는 제1가공로봇의 측면도, 도 5는 제1가공로봇의 사시도, 도 6은 제2가공로봇의 측면도, 도 7은 회전테이블의 지그에 고정되어 있는 스포일러의 고정부를 도시한 도면, 도 8은 회전테이블의 지그에 고정되어 있는 스포일러를 도시한 정면도 및 평면도, 도 9는 회전테이블 하부에 위치하고 있는 슬립링과 로터리조인트를 도시한 도면, 도 10은 제1가공로봇이 제1차샌딩단계를 수행하는 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 시스템은, 도 1을 참조하면, 가공물 고정단계(S100), 버제거단계(S200), 제1차샌딩단계(S300), 제2차샌딩단계(S400) 및 제3차샌딩단계(S500)를 포함하여 이루어진다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 가공물고정단계(S100)는 지그를 구비하고 있는 회전테이블(100)에 가공물의 고정부를 고정하는 단계로서, 회전테이블은 3개의 구간으로 분할되어 구성되어 있고 3개의 구간에 각각 하나의 가공물을 고정시킬 수 있다.
회전테이블의 각 구간에는 3개의 지그가 구비되어 있으며, 작업자가 가공물의 고정부를 회전테이블의 지그에 삽입하면 지그가 자동으로 가공물을 파지하여 회전테이블에 고정시킨다.
회전테이블의 하측에는 회전판의 처짐을 방지하기 위하여 캠플로어(110)를 구비하고 있으며 슬립링과 로터리조인트를 사용하여 공압 및 전력을 원활하게 공급받을 수 있다.
가공물고정단계(S100)에서 가공물의 고정부가 회전테이블(100)의 지그에 삽입되어 회전테이블에 고정이되면 회전테이블이 120°회전하여 가공물고정단계에서 고정된 가공물이 제1가공로봇(200)의 전방으로 이동한다.
버제거단계(S200)에서는 제1가공로봇(200)의 전방으로 이동된 가공물이 커팅부(210)와 샌딩부(220)를 구비하고 있는 제1가공로봇(200)의 커팅부(210)를 이용하여 가공물의 버를 제거한다.
제1가공로봇(200)은 커팅부(210)와 샌딩부(220)를 구비하고 있으며 커팅부(210)를 이용하여 가공물의 버를 제거할 수 있으며 샌딩부(220)를 이용하여 샌딩작업을 수행할 수 있다.
제1차샌딩단계(S300)에서는 커팅부(210)와 샌딩부(220)를 구비하고 있는 제1가공로봇(200)의 샌딩부(220)를 이용하여 가공물을 샌딩한다.
제1차가공로봇(200)의 샌딩부(220)는 거칠기가 가장 낮은 샌딩패드를 장착하여 샌딩작업을 수행하며, 제1샌딩단계에서는 버제거단계에서 버를 제거한 부분을 중점적으로 샌딩한다.
제1차샌딩단계(S300)가 끝나면 회전테이블이 120°회전하여 가공물을 제2가공로봇(300)의 전방으로 이동시켜 제2차샌딩단계(S400)를 수행한다.
제2차샌딩단계(S400)에서는 샌딩부(330), 에어블로잉 장치(310) 및 집진호스(320)를 구비하고 있는 제2가공로봇의 샌딩부(330)를 이용하여 가공물을 샌딩한다.
제3차샌딩단계(S500)에서는 2차샌딩단계 후에 제2가공로봇의 샌딩부(330)에서 2차샌딩단계에서 사용된 샌딩패드를 제거하고 새로운 샌딩패드를 장착한 후 가공물을 샌딩한다.
본 시스템에는 샌딩패드를 교체할 수 있는 샌딩패드교체테이블을 3개 구비하고 있으며 제1가공로봇의 측면에 제1샌딩패드교체테이블이 구비되어 있고 제2가공로봇의 측면에 제2샌딩패드교체테이블 및 제3샌딩패드교체테이블이 구비되어 있다.
제1차샌딩단계, 제2차샌딩단계 및 제3차샌딩단계에서 사용되는 샌딩패드는 각각 거칠기가 다르며, 샌딩패드는 제1가공로봇 및 제2가공로봇의 샌딩부에 구비된 그리퍼(미도시)를 이용하여 고정된다.
제1차샌딩단계에서 사용되는 샌딩패드가 가장 거칠기가 낮고 제3차샌딩단계에서 사용되는 샌딩패드가 가장 거칠기가 높다.
3개의 구간으로 분할되어 구성되는 회전테이블(100)은 각각의 구간에서 동시에 작업이 수행된다.
예컨대, 분할된 3개의 구간은 각각 제1구간, 제2구간, 제3구간이라고 하였을때, 제1구간에서 가공물고정단계가 수행된후 120˚회전하여 제1구간이 제1가공로봇의 전방으로 이동한 경우, 제1구간에서 버제거단계 및 제1차샌딩단계가 수행되고 있는 동안 제2구간에서는 가공물고정단계가 수행될 수 있다.
제1구간에서 버제거단계 및 제1차샌딩단계를 마친후 120˚회전하여 제1구간이 제2가공로봇의 전방으로 이동한 경우, 제2구간은 제1가공로봇의 전방으로 이동하게 되고, 제1구간에서 2차샌딩단계 및 제3차샌딩단계가 수행되고 있는 동안 제2구간에서는 버제거단계 및 제1차샌딩단계가 수행될 수 있고 제3구간에서는 가공물고정단계가 수행될 수 있다.
제1구간에서 3차샌딩단계가 수행된 후 120˚ 회전한 경우, 제2구간은 제2가공로봇의 전방으로 이동되어 2차샌딩단계 및 3차샌딩단계를 수행하고, 제3구간은 제1가공로봇의 전당으로 이동되어 버제거단계 및 1차샌딩단계를 수행할 수 있다.
또한 제1가공로봇과 제2가공로봇 사이에 싸이클론 일체형 집진기를 구비하고 있어 샌딩작업중에 발생하는 분진을 포집할 수 있다.
따라서, 샌딩공정에서 발생하는 분진은 가공로봇에 구비된 집진호스를 통하여 1차적으로 포집되고, 제1가공로봇과 제2가공로봇의 사이에 구비되어 있는 싸이클론 일체형 집진기를 통하여 2차적으로 포집된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 회전테이블 200 - 제1가공로봇
210 - 커팅부 220 - 샌딩부
300 - 제2가공로봇 310 - 에어블로잉장치
320 - 집진호스 330 - 샌딩부
400 - 사이클론집진기 110 - 캠플로어

Claims (3)

  1. 지그를 구비하고 있는 회전테이블에 가공물의 고정부를 고정하는 가공물고정단계;
    커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 커팅부를 이용하여 가공물의 버를 제거하는 버제거단계;
    커팅부와 샌딩부를 구비하고 있는 제1가공로봇의 샌딩부를 이용하여 버제거단계에서 버가 제거된 부분을 샌딩하는 제1차샌딩단계;
    샌딩부, 에어블로잉 장치 및 집진호스를 구비하고 있는 제2가공로봇의 샌딩부를 이용하여 가공물을 샌딩하는 제2차샌딩단계;
    제2가공로봇의 샌딩부에서 2차샌딩단계에서 사용된 샌딩패드를 제거하고 새로운 샌딩패드를 장착한 후 가공물을 샌딩하는 제3차샌딩단계;
    를 포함하고,
    회전테이블은 제1구간, 제2구간, 제3구간을 포함하여 3개의 구간으로 분할되어 구성되고,
    각각의 구간에서 동시에 작업이 수행되며,
    가공물고정단계 후 120°회전하여 제1가공로봇의 전방으로 이동하고,
    제1차샌딩단계 후 120° 회전하여 제2가공로봇의 전방으로 이동하고,
    제3차샌딩단계 후 120° 회전한 후 가공물이 회전테이블에서 결합해제되는 것 및
    제1구간에서 버제거단계 및 제1차샌딩단계가 수행되고 있는 동안 제2구간에서는 가공물고정단계가 수행되고,
    제1구간에서의 버제거단계 및 제1차샌딩단계와 제2구간에서의 가공물고정단계가 완료된 후 120˚회전하여 제1구간이 제2가공로봇의 전방으로 이동하고, 제2구간은 제1가공로봇의 전방으로 이동하고,
    제1구간에서 제2차샌딩단계 및 제3차샌딩단계가 수행되고 있는 동안, 제2구간에서는 버제거단계 및 제1차샌딩단계가 수행되고, 제3구간에서는 가공물고정단계가 수행되는 것
    을 포함하고,
    회전테이블의 하측에는 회전테이블의 처짐을 방지하기 위하여 캠플로어를 구비하고 있는것
    을 포함하며,
    제2차샌딩단계 및 제3차샌딩단계에서
    제2가공로봇은 에어블로잉 장치 및 집진장치를 일체형으로 구비하고 있고,
    제2가공로봇이 샌딩공정을 수행할때,
    발생하는 분진은 제2가공로봇의 집진호스로 흡입되고,
    집진호스로의 흡입을 도와주기 위하여 제2가공로봇에 구비된 에어블로잉 장치를 가동할 수 있는 것
    제1가공로봇 과 제2가공로봇의 사이에 구비되어 있는 싸이클론 일체형 집진기를 통하여 분진을 2차적으로 포집하는 것
    을 포함하고,
    제1차샌딩단계에서는 제1가공로봇의 일측에 구비된 제1샌딩패드교체테이블에 구비되어 있는 샌딩패드를 장착하여 샌딩공정을 수행하고,
    제2차샌딩단계에서는 제2가공로봇의 일측에 구비된 제2샌딩패드교체테이블에 구비되어 있는 샌딩패드를 장착하여 샌딩공정을 수행하고,
    제3차샌딩단계에서는 제2가공로봇의 일측에 구비된 제3샌딩패드교체테이블에 구비되어 있는 샌딩패드를 장착하여 샌딩공정을 수행하는 것
    을 포함하는 것
    을 포함하는 로봇을 이용한 스포일러 샌딩자동화 방법.
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