KR102464377B1 - 다종의 차량부품 검사용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다종의 차량부품을 검사하기 위한 지그장치에 있어서: 제1베이스(11)와 제2베이스(12)로 정반재(15)의 테두리를 감싸도록 형성되는 본체(10); 상기 제1베이스(11)을 기준으로 복수의 메인클램퍼(28)를 피검사물의 일측으로 접근 또는 이격시키는 메인구동부재(20); 상기 제2베이스(12)를 기준으로 복수의 서브클램퍼(38)를 피검사물의 타측으로 접근 또는 이격시키는 서브구동부재(30); 상기 메인클램퍼(28)와 서브클램퍼(38)에 연결되고, 피검사물을 적접 파지하는 파지부재(40); 및 상기 메인구동부재(20), 서브구동부재(30), 파지부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 비교적 외형이나 중량이 큰 차량 구성품들을 검사하는 과정에서 이종의 구성품도 공용적으로 탑재가 가능한 구조로 구현하므로 현장 관리의 유연성과 효율성을 높이고 스마트 라인에 부합하는 효과가 있다.

Description

다종의 차량부품 검사용 지그장치{Jig apparatus for inspecting various automoble parts}

본 발명은 차량부품 검사용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량에 탑재되는 구성품들의 검사를 위해 긴밀하게 지지하는 다종의 차량부품 검사용 지그장치에 관한 것이다.

통상 차량에 탑재되는 각종 구성품들의 연구ㆍ개발과 양산 과정에서 다양한 지그장치가 활용되고 있다. 특히 차체의 사이드 패널, 도어 패널 등과 같은 비교적 외형이나 중량이 큰 경우 용접과 조립은 물론 검사 공정에서 지그장치에 대한 의존도와 중요성이 높다. 다만 모델 변화가 심한 자동차 산업의 특성상 지그장치의 수명이 길지 않아 보관과 폐기의 문제점이 수반되므로 가급적 다종의 검사에 적용이 가능하도록 어느 정도 유연한 구조가 요구된다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0471229호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0906896호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 베이스 플레이트, 패널규제수단, 기준면 플레이트, 기준핀수단 등으로 구성되고, 차체에 적용될 도어를 패널 상태 또는 어셈블리 상태에서, 그 간격검사와 단차검사 등의 정도검사를 차체에 장착하기 전에 실시할 수 있어, 오류의 수정 및 대응이 신속하고, 숙련된 작업자가 아니더라도 많은 수의 작업자가 필요하지 않는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 평판을 회전 및 높이조절이 가능한 지지대로 구성되는 본체; 평판에 장착되어 차량 내장용 부품을 고정하는 패스너 지지대; 3개의 선형 이송기기가 서로 직각이 되도록 3축으로 구성되고, 본체에 탈착 가능하도록 구성되는 3축 측정자; 등을 포함한다. 이에, 차체를 직접 이용하지 않고 실차에 가깝게 구현하여 편리성을 높이는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 차량의 특정 구성품에 적합한 한계성을 보이므로 일층 유연성을 높이는 측면에서 개선의 여지가 크다.

한국 등록특허공보 제0471229호 "차량용 도어 패널 검사용 지그장치" (공개일자 : 2004.01.07.) 한국 등록특허공보 제0906896호 "차량 내장용 플라스틱 부품의 열변형 측정용 지그" (공개일자 : 2009.06.17.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 비교적 외형이나 중량이 큰 차량 구성품들을 검사하는 과정에서 긴밀하게 지지함에 이종의 구성품도 공용적으로 탑재가 가능한 구조로 구현하기 위한 다종의 차량부품 검사용 지그장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다종의 차량부품을 검사하기 위한 지그장치에 있어서: 제1베이스와 제2베이스로 정반재의 테두리를 감싸도록 형성되는 본체; 상기 제1베이스을 기준으로 복수의 메인클램퍼를 피검사물의 일측으로 접근 또는 이격시키는 메인구동부재; 상기 제2베이스를 기준으로 복수의 서브클램퍼를 피검사물의 타측으로 접근 또는 이격시키는 서브구동부재; 상기 메인클램퍼와 서브클램퍼에 연결되고, 피검사물을 적접 파지하는 파지부재; 및 상기 메인구동부재, 서브구동부재, 파지부재를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 정반재 상에 호형홈과 직선홈을 구비하고, 포스트 상에 회동기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메인구동부재는 제1베이스에 회전운동 가능하게 연결되는 메인아암, 메인아암에 슬라이딩 가능하게 지지되는 메인블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 서브구동부재는 제2베이스에 수평운동 가능하게 연결되는 XY블록, XY블록에 연동하도록 연결되는 서브아암, 서브아암에 슬라이딩 가능하게 지지되는 서브블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 파지부재는 메인블록과 서브블록에 수직운동 가능하게 연결되는 승강블록, 승강블록에 경사운동과 파지운동 가능하게 연결되는 그리퍼를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기에 연결되는 모션검출기, 부하검출기, 충돌검출기의 신호에 대응하여 구동부의 출력을 변동하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 비교적 외형이나 중량이 큰 차량 구성품들을 검사하는 과정에서 이종의 구성품도 공용적으로 탑재가 가능한 구조로 구현하므로 현장 관리의 유연성과 효율성을 높이고 스마트 라인에 부합하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 평면에서 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 정면에서 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 제어 회로를 나타내는 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다종의 차량부품(피검사물)을 검사하기 위한 지그장치에 관하여 제안한다. 차체의 사이드 패널, 도어 패널 등과 같은 비교적 외형 그리고/또는 중량이 큰 피검사물을 거치(로딩/언로딩)하는 지그장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 검사의 종류는 치수, 형상, 작동성, 열변형 등을 포함하지만 이에 한정되지 않고 다양한 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 본체(10)는 제1베이스(11)와 제2베이스(12)로 정반재(15)의 테두리를 감싸도록 형성되는 구조를 이루고 있다.

도 1을 참조하면, 본체(10)를 구성하는 제1베이스(11), 제2베이스(12), 정반재(15) 등이 나타난다. 제1베이스(11)는 원통형으로 형성되고 정반재(15)의 코너의 4개소에 배치된다. 제2베이스(12)는 장방형으로 형성되고 인접한 제1베이스(11)를 연결하도록 4개소에 배치된다. 상하의 제2베이스(12)는 X축 방향으로 좌우의 제2베이스(12)는 Y축 방향으로 명명된다. 제1베이스(11)와 제2베이스(12)는 모두 정반재(15)에 일체로 긴밀하게 연결된다.

한편, 정반재(15)는 검사장비(도시 생략)를 착탈 가능하게 지지하는 구성을 지닌다. 물론 정반재(15)는 피검사물(도 1의 가상선)을 지지하기 위한 여분의 브라켓(도시 생략)도 착잘 가능하게 지지할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 정반재(15) 상에 호형홈(15a)과 직선홈(15b)을 구비하고, 포스트(13) 상에 회동기(17)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10)에 부가되는 호형홈(15a)과 직선홈(15b)에 더하여 변형예로서 포스트(13)와 회동기(17)가 나타난다. 호형홈(15a)은 각각의 제1베이스(11)와 동심을 이루도록 4개소에 형성된다. 직선홈(15b)은 각각의 제2베이스(12)와 평행하도록 4개소에 형성된다. 이는 후술하는 메인아암(21)과 서브아암(33)의 안정적인 모션에 일조한다. 제2베이스(12)의 대향하는 변부에는 포스트(13)가 본체(10)의 회전을 허용하도록 연결된다. 제2베이스(12)와 포스트(13) 사이에 회동기(17)를 설치하여 본체(10)와 피검사물을 설정된 각도 범위 내에서 기울인 상태로 검사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 메인구동부재(20)가 상기 제1베이스(11)을 기준으로 복수의 메인클램퍼(28)를 피검사물의 일측으로 접근 또는 이격시키는 구조를 이루고 있다.

도 1에서, 메인구동부재(20)가 제1베이스(11)와 연계되는 메인클램퍼(28)를 갖춘 상태를 나타낸다. 메인구동부재(20)는 피검사물의 거치 자세에 대응하여 메인클램퍼(28)를 설정된 좌표 위치로 이동시킨다. 메인클램퍼(28)는 제어를 위한 전기적 구성이 선호되지만 기구적 구성을 배제하는 것은 아니다. 메인클램퍼(28)는 피검사물의 로딩시 중심으로 접근하고 언로딩시 반대 방향으로 이격된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메인구동부재(20)는 제1베이스(11)에 회전운동 가능하게 연결되는 메인아암(21), 메인아암(21)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 메인블록(25)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2에서, 메인구동부재(20)를 구성하는 메인아암(21), 메인블록(25) 등이 나타난다. 메인아암(21)은 제1베이스(11)에 수용된 회전구동기(22)에 회전 가능하게 연결된다. 회전구동기(22)는 저속ㆍ고토크를 구현하도록 웜기어(모터 포함)를 사용하여 구성할 수 있다. 메인블록(25)은 메인아암(21) 상에 메인구동기(26)를 개재하여 슬라이딩 가능하게 연결된다. 메인구동기(26)는 LM가이드, 리드스크류/너트, 래크-피니언 방식 중에서 선택할 수 있다. 메인블록(25)의 상측으로 메인클램퍼(28)가 장착된다. 물론 4개소의 메인구동부재(20)에서 회전구동기(22)와 메인구동기(26)는 각각 개별적/독립적으로 제어된다.

한편, 메인아암(21)은 피검사물의 중량에 의한 처짐을 방지하도록 저면에 안내롤러(23)를 구비한다. 안내롤러(23)는 정반재(15)의 호형홈(15a)에 슬라이딩 가능하게 맞물려 메인아암(21)의 회전운동시 마찰저항을 줄인다.

또한, 본 발명에 따르면 서브구동부재(30)가 상기 제2베이스(12)를 기준으로 복수의 서브클램퍼(38)를 피검사물의 타측으로 접근 또는 이격시키는 구조를 이루고 있다.

도 1에서, 서브구동부재(30)가 제2베이스(12)와 연계되는 서브클램퍼(38)를 갖춘 상태를 나타낸다. 서브구동부재(30)는 피검사물의 거치 자세에 대응하여 서브클램퍼(38)를 설정된 좌표 위치로 이동시킨다. 서브클램퍼(38)는 제어를 위한 전기적 구성이 선호되지만 기구적 구성을 배제하는 것은 아니다. 서브클램퍼(38)는 피검사물의 로딩시 중심으로 접근하고 언로딩시 반대 방향으로 이격된다. 다만, 서브클램퍼(38)는 메인클램퍼(28)에 보조적으로 사용되므로 피검사물의 종류에 따라 적어도 일부는 가동하지 않고 대기할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 서브구동부재(30)는 제2베이스(12)에 수평운동 가능하게 연결되는 XY블록(31), XY블록(31)에 연동하도록 연결되는 서브아암(33), 서브아암(33)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 서브블록(35)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2에서, 서브구동부재(30)를 구성하는 XY블록(31), 서브아암(33), 서브블록(35) 등이 나타난다. XY블록(31)은 4개소의 제2베이스(12) 상에 XY구동기(32)를 개재하여 슬라이딩 가능하게 연결된다. XY구동기(32)는 LM가이드, 리드스크류-너트, 래크-피니언 방식 중에서 선택할 수 있다. 서브아암(33)은 각각의 XY블록(31)에 고정되어 연동하며, X축 방향 및 Y축 방향의 수평운동을 수행한다. 서브블록(35)은 서브아암(33) 상에 서브구동기(36)를 개재하여 슬라이딩 가능하게 연결된다. 서브구동기(36)는 LM가이드, 리드스크류/너트, 래크-피니언 방식 중에서 선택할 수 있다. 서브블록(35)의 상측으로 서브클램퍼(38)가 장착된다. 물론 4개소의 서브구동부재(30)에서 XY블록(31)과 서브구동기(36)는 각각 개별적/독립적으로 제어된다.

한편, 서브아암(33)은 피검사물의 중량에 의한 처짐을 방지하도록 저면에 안내롤러(34)를 구비한다. 안내롤러(34)는 정반재(15)의 직선홈(15b)에 슬라이딩 가능하게 맞물려 서브아암(33)의 수평운동시 마찰저항을 줄인다.

또한, 본 발명에 따르면 피검사물을 적접 파지하는 파지부재(40)가 상기 메인클램퍼(28)와 서브클램퍼(38)에 연결되는 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 파지부재(40)가 메인구동부재(20)와 서브구동부재(30)에 동일하게 적용된 상태를 예시한다. 파지부재(40)는 메인블록(25)과 서브블록(35)에 장착되는 고정적 구조물 또는 가변적 구조물로 구성된다. 메인클램퍼(28)와 서브클램퍼(38)는 광의적으로 파지부재(40)의 적어도 일부를 포함한다. 어느 경우에나 파지부재(40)의 말단은 피검사물을 직접 클램핑한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 파지부재(40)는 메인블록(25)과 서브블록(35)에 수직운동 가능하게 연결되는 승강블록(41), 승강블록(41)에 경사운동과 파지운동 가능하게 연결되는 그리퍼(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 3에서, 파지부재(40)를 구성하는 가변적 구조물로서 승강블록(41), 그리퍼(45) 등이 나타난다. 도 3에서 파지부재(40)가 메인구동부재(20)에 적용되는 상태와 서브구동부재(30)에 적용되는 상태를 동시에 표현한다. 승강블록(41)은 메인블록(25) 및 서브블록(35)에 각각 승강구동기(43)를 개재하여 Z축 방향의 수직운동 가능하게 연결된다. 승강구동기(43)는 LM가이드, 래크-피니언 방식 중에서 선택할 수 있다. 그리퍼(45)는 승강블록(41)의 상측 부분에 경사구동기(46)와 파지구동기(47)를 개재하여 2축운동 가능하게 연결된다. 경사구동기(46)는 웜기어 방식으로 구현할 수 있고, 파지구동기(47)는 리드스크류-너트 방식으로 구현할 수 있다. 피검사물의 로딩/언로딩 과정에서 그리퍼(45)가 부호 45′처럼 회전하고 파지구동기(47)의 말단의 핑거부(45a)가 접근 또는 이격된다.

물론 전술한 것처럼 파지부재(40)에 모터 구동을 배제하도록 개별 피검사물에 맞춘 3차원의 고정적 구조물을 적용할 수 있다. 고정적 구조물을 사용하면 제어의 연산 부담이 감소하는 반면 별도로 보관해야 하는 불편이 수반된다.

또한, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 메인구동부재(20), 서브구동부재(30), 파지부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 제어수단(50)이 제어기(52)를 기반으로 본체(10), 메인구동부재(20), 서브구동부재(30)에 연결되는 상태를 나타낸다. 제어기(52)는 마이크로프로세서 기반의 마이컴 회로로 구성되며, 외부의 로봇(도시 생략)과 연계하여 피검사물의 로딩/언로딩을 수행한다. 제어기(52)의 알고리즘은 개별 피검사물에 맞추어 데이터 형태로 저장되고 프로그램으로 실행된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 제어기(52)에 연결되는 모션검출기(54), 부하검출기(56), 충돌검출기(58)의 신호에 대응하여 구동부의 출력을 변동하는 것을 특징으로 한다.

도 4에서, 제어기(52)의 입력인터페이스에 모션검출기(54), 부하검출기(56), 충돌검출기(58)가 연결된 상태를 나타낸다. 모션검출기(54)는 회전구동기(22), 메인구동기(26), XY구동기(32), 서브구동기(36), 승강구동기(43), 경사구동기(46), 파지구동기(47) 등의 가동 상태를 검출한다. 부하검출기(56)는 적어도 일부의 구동기에 대한 부하(전류) 변동을 검출한다. 충돌검출기(58)는 메인아암(21), 서브아암(33), 승강블록(41), 그리퍼(45) 등의 접근(간섭) 상태와 충격을 검출한다.

작동의 일예로서, 관리자는 개별 피검사물을 수동으로 로딩하면서 모션검출기(54)를 통하여 최적의 자세에 대응한 정보를 획득하여 제어기(52)에 저장하며, 이후 제어기(52)는 동종이면서 규격이 다른 피검사물은 물론 이종의 피검사물도 설정된 자세로 신속하고 정확하게 클램핑한다. 피검사물을 로딩/언로딩하는 과정에서 과부하가 발생하거나 간섭ㆍ충돌이 우려되는 경우 제어기(52)는 서브루틴 프로그램에 의해 회피 또는 정지를 유발하고 경보를 발생한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 제1베이스 12: 제2베이스
13: 포스트 15: 정반재 17: 회동기
20: 메인구동부재 21: 메인아암 22: 회전구동기
23: 안내롤러 25: 메인블록 26: 메인구동기
28: 메인클램퍼 30: 서브구동부재 31: XY블록
32: XY구동기 33: 서브아암 34: 안내롤러
35: 서브블록 36: 서브구동기 38: 서브클램퍼
40: 파지부재 41: 승강블록 43: 승강구동기
45: 그리퍼 46: 경사구동기 47: 파지구동기
50: 제어수단 52: 제어기 54: 모션검출기
56: 부하검출기 58: 충돌검출기

Claims (6)

1. 다종의 차량부품을 검사하기 위한 지그장치에 있어서:
   제1베이스(11)와 제2베이스(12)로 정반재(15)의 테두리를 감싸도록 형성되는 본체(10);
   상기 제1베이스(11)을 기준으로 복수의 메인클램퍼(28)를 피검사물의 일측으로 접근 또는 이격시키는 메인구동부재(20);
   상기 제2베이스(12)를 기준으로 복수의 서브클램퍼(38)를 피검사물의 타측으로 접근 또는 이격시키는 서브구동부재(30);
   상기 메인클램퍼(28)와 서브클램퍼(38)에 연결되고, 피검사물을 적접 파지하는 파지부재(40); 및
   상기 메인구동부재(20), 서브구동부재(30), 파지부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하되,
   상기 본체(10)는 정반재(15) 상에 호형홈(15a)과 직선홈(15b)을 구비하고, 포스트(13) 상에 회동기(17)를 더 구비하며,
   상기 메인구동부재(20)는 제1베이스(11)에 회전운동 가능하게 연결되는 메인아암(21), 메인아암(21)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 메인블록(25)을 구비하고,
   상기 서브구동부재(30)는 제2베이스(12)에 수평운동 가능하게 연결되는 XY블록(31), XY블록(31)에 연동하도록 연결되는 서브아암(33), 서브아암(33)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 서브블록(35)을 구비하며,
   상기 파지부재(40)는 메인블록(25)과 서브블록(35)에 수직운동 가능하게 연결되는 승강블록(41), 승강블록(41)에 경사운동과 파지운동 가능하게 연결되는 그리퍼(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다종의 차량부품 검사용 지그장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(50)은 제어기(52)에 연결되는 모션검출기(54), 부하검출기(56), 충돌검출기(58)의 신호에 대응하여 구동부의 출력을 변동하는 것을 특징으로 하는 다종의 차량부품 검사용 지그장치.

Images