KR102479596B1

KR102479596B1 - 블랭크 제작 자동화시스템

Info

Publication number: KR102479596B1
Application number: KR1020220075225A
Authority: KR
Inventors: 신인승
Original assignee: 에스아이에스 주식회사
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2022-12-20

Abstract

본 발명은 복수의 시트를 동시에 센터링한 다음 레이저로 용접하여 블랭크를 양산할 수 있고 양산 과정에서 파지불량과 슬래그 점착이 방지되며 용접품질이 개선되는 블랭크 제작 자동화시스템에 관한 것으로서, 이송유닛A와 이송유닛B로 이루어지며, 상기 이송유닛A와 이송유닛B 각각에는 적재물(A) 세트와 적재물(B) 세트가 로딩되는 한 쌍의 이송대차가 구비되는 반입부; 1차정렬유닛A와 1차정렬유닛B로 이루어지며, 상기 1차정렬유닛A와 1차정렬유닛B 각각에는 마그네틱바 및 상기 마그네틱바를 전/후진시키는 실린더를 포함하는 제1정렬수단; 상기 시트(a) 세트를 하단정렬하는 2차정렬유닛A와 상기 시트(b) 세트를 하단정렬하는 2차정렬유닛B로 이루어지는 제2정렬수단; 로봇A와 로봇B로 이루어지며, 상기 로봇A와 로봇B의 작업암에는 파지유닛이 구비되고, 상기 로봇A는 상기 파지유닛를 이용하여 시트(a) 세트를 파지 이송하며, 상기 로봇B는 상기 파지유닛를 이용하여 시트(b) 세트를 파지 이송하는 로딩로봇; 이송수단과, 상기 이송수단에 의해 전/후진되는 홀딩유닛으로 이루어지며, 상기 홀딩유닛에는 전자석이 구비된 한 쌍의 홀딩판이 포함되고, 양 홀딩판 사이에는 이격홈이 형성되며, 상기 홀딩판의 일측에는 측면정렬과 하단정렬된 시트가 로딩되고 타측에는 측면정렬과 하단정렬된 시트가 로딩되는 베드부; 상기 베드부 상부에 설치되며, 상기 홀딩판과 평행 배치되는 한 쌍의 지지프레임, 양단이 각 지지프레임에 전/후진 가능하게 구비되는 이송프레임, 상기 이송프레임에 설치되는 용접헤드, 용접헤드의 직하에 구비되는 가압유닛으로 이루어지고, 상기 홀딩판이 가압유닛 하부로 이송되면 상기 용접헤드가 지지프레임을 따라 이동하며 상기 홀딩판에 로딩된 시트(a)와 시트(b)를 용접하여 블랭크를 완성하는 용접부; 작업암 단부에는 상기 파지유닛과 동일한 구성의 블랭크 파지수단이 구비되어 완성된 상기 블랭크를 파지 이송하는 언로딩로봇; 검사로봇과 상기 검사로봇의 작업암 단부에 장착되는 비젼카메라를 포함하며, 상기 블랭크 파지수단이 파지한 블랭크의 용접선을 검사하는 용접검사부; 및 한 쌍의 반출용 이송대차로 이루어지며, 용접선 검사를 거친 블랭크가 상기 블랭크 파지수단에 의해 상기 반출용 이송대차에 적재되는 반출부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

블랭크 제작 자동화시스템{Automatic manufacturing system of blanks}

본 발명은 블랭크 제작 자동화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 시트를 동시에 센터링한 다음 레이저로 용접하여 블랭크를 양산할 수 있고 양산 과정에서 파지불량과 슬래그 점착이 방지되며 용접품질이 개선되는 블랭크 제작 자동화시스템에 관한 것이다.

TWB(Tailor Welded Blanks)란 두께와 크기가 다른 강판소재(이하 ‘시트’라 한다)를 맞대기 용접하여 만든 용접판재(이하 ‘블랭크’라 한다)를 말한다.

이러한 블랭크를 사용하여 차량용 섀시(chassis) 부품을 만들면 차량의 충돌성능 개선과 경량화를 도모할 수 있고, 이를 통해 자동차 산업의 주요 과제이면서 서로 대척(對蹠) 관계에 있는 차량의 안전성 향상과 연비 향상을 동시에 꾀할 수 있다.

이에 본 출원인은 블랭크를 양산할 수 있는 자동화 시스템을 아래의 특허문헌 1에 소개한 바 있다.

상기 블랭크 양산 시스템은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 블랭크 제작에 사용되는 이종의 시트{이하 명료한 기재를 위해 시트(a), 시트(b)라 칭한다}가 한 쌍의 디스테킹 파렛트(160)에 각각 반입되면, 이송로봇(190)을 통해 정렬부(140)에 로딩되어 센터링 작업이 이루어진다.

센터링 작업을 마친 양 시트(a, b)는 다시 이송로봇(190)에 의해 용접테이블(122, 124)로 옮겨져 용접선 정렬이 이루어지며, 정렬을 마친 양 시트(a, b)는 한 쌍의 용접프레임(106) 하부로 이동하게 된다.

용접프레임(106) 하부로 이동된 양 시트(a, b)는 클램핑유닛(114, 116)에 의해 고정된 상태에서 각 용접프레임(106)에 설치된 레이저 용접헤드(108, 110)에 의해 용접되어 블랭크가 완성된다.

끝으로, 완성된 블랭크는 취출로봇(200)을 통해 백비드검사수단(210)에서 용접 결함 발생 유무를 검사받으며, 검사를 통과한 블랭크는 스태킹파렛트(220)에 로딩되어 반출을 대기한다.

이와 같이, 상기 종래기술은 한 쌍의 용접헤드(108, 110)를 이용해 복수개의 용접선을 가진 블랭크를 제작할 수 있는 것을 특징으로 하나, 양 용접헤드(108, 110)가 독립적으로 용접작업을 수행하는 과정에서 발생하는 진동이 상대측 용접작업을 간섭하여 블랭크의 용접 품질을 저하시킬 수 있으며, 이는 충돌성능 개선이 요구되는 섀시(chassis) 부품으로서 주요 결격 사유에 해당된다.

또한, 양 시트(a, b)는 디스테킹 파렛트(160)에 적층된 형태로 로딩되는데,{이하 기재의 편의를 위해 적층된 시트a와 시트b를 각각‘적재물(A), 적재물(B)’라 기재한다.} 각 시트에는 방청을 위해 유분이 잔존하고 있어, 이 유분에 의해 시트가 상호 점착되기 쉬우며, 이로 인해 이송로봇(190)이 시트를 파지하는 과정에서 2개 이상이 취해져(이하 ‘파지불량’이라 한다) 이후 공정에 투입되는 일이 종종 발생하게 되는데, 특히 용접 과정에서 용접헤드(108, 110)를 손상시켜 시스템 운영에 심각한 지장을 초래하기도 한다.

한편, 용접 과정에서 비산하는 슬래그가 용접테이블(122, 124)이나 클램핑유닛(114, 116)에 점착할 수 있고, 이러한 슬래그 점착이 누적되면 정밀 용접을 방해하는 바 정기적인 슬래그 제거 작업이 요구되며, 이는 블랭크 생산라인 잠점 중단을 수반하게 되는데, 섀시용 블랭크의 경우 대량 공급능력과 납기맞춤이 무엇보다 중요한 차량 부품 생산업계의 특성에 비추어, 슬래그 점착의 적극적인 방지가 요구된다.

KR

10-1221591

B1 2013.01.07.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 블랭크 양산 극대화를 위해 복수의 시트를 동시에 처리할 수 있고, 그 처리 과정에서 발생할 수 있는 파지불량, 용접결함 및 슬래그 점착이 방지되는 블랭크 제작 자동화시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 이송유닛A와 이송유닛B로 이루어지며, 상기 이송유닛A와 이송유닛B 각각에는 적재물(A) 세트와 적재물(B) 세트가 로딩되는 한 쌍의 이송대차가 구비되는 반입부; 1차정렬유닛A와 1차정렬유닛B로 이루어지며, 상기 1차정렬유닛A와 1차정렬유닛B 각각에는 마그네틱바 및 상기 마그네틱바를 전/후진시키는 실린더를 포함하는 제1정렬수단; 상기 시트(a) 세트를 하단정렬하는 2차정렬유닛A와 상기 시트(b) 세트를 하단정렬하는 2차정렬유닛B로 이루어지는 제2정렬수단; 로봇A와 로봇B로 이루어지며, 상기 로봇A와 로봇B의 작업암에는 파지유닛이 구비되고, 상기 로봇A는 상기 파지유닛를 이용하여 시트(a) 세트를 파지 이송하며, 상기 로봇B는 상기 파지유닛를 이용하여 시트(b) 세트를 파지 이송하는 로딩로봇; 이송수단과, 상기 이송수단에 의해 전/후진되는 홀딩유닛으로 이루어지며, 상기 홀딩유닛에는 전자석이 구비된 한 쌍의 홀딩판이 포함되고, 양 홀딩판 사이에는 이격홈이 형성되며, 상기 홀딩판의 일측에는 측면정렬과 하단정렬된 시트가 로딩되고 타측에는 측면정렬과 하단정렬된 시트가 로딩되는 베드부; 상기 베드부 상부에 설치되며, 상기 홀딩판과 평행 배치되는 한 쌍의 지지프레임, 양단이 각 지지프레임에 전/후진 가능하게 구비되는 이송프레임, 상기 이송프레임에 설치되는 용접헤드, 용접헤드의 직하에 구비되는 가압유닛으로 이루어지고, 상기 홀딩판이 가압유닛 하부로 이송되면 상기 용접헤드가 지지프레임을 따라 이동하며 상기 홀딩판에 로딩된 시트(a)와 시트(b)를 용접하여 블랭크를 완성하는 용접부; 작업암 단부에는 상기 파지유닛과 동일한 구성의 블랭크 파지수단이 구비되어 완성된 상기 블랭크를 파지 이송하는 언로딩로봇; 검사로봇과 상기 검사로봇의 작업암 단부에 장착되는 비젼카메라를 포함하며, 상기 블랭크 파지수단이 파지한 블랭크의 용접선을 검사하는 용접검사부; 및 한 쌍의 반출용 이송대차로 이루어지며, 용접선 검사를 거친 블랭크가 상기 블랭크 파지수단에 의해 상기 반출용 이송대차에 적재되는 반출부;를 포함한다.

또한, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 상기 제1정렬수단이 상기 시트 a와 시트 b가 통과되는 측정홈을 구비하되, 상기 측정홈 내부에 길이 측정수단이 구비되어 시트 a와 시트 b에 대한 파지불량 여부를 판별하는 파지검사수단을 더 포함한다.

또한, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 상기 파지유닛이 작업암 단부에 고정되는 지지대, 상기 지지대를 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 한 쌍의 분기세트로 이루어지며, 각 분기세트에는 세트수의 분기바가 상호 등간격으로 배치되고, 각 분기바에는 흡착판이 구비된다.

또한, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 상기 분기세트가 상기 이송대차에서 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 파지하는 작업과, 상기 파지검사수단에 의해 확인된 파지불량의 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 이송대차에 적재하는 작업을 교호적으로 수행한다.

또한, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 상기 가압유닛이 상기 홀딩판과 평행 배치되는 한 쌍의 가압판을 포함하며, 상기 가압판 사이에는 용접홈이 형성되고, 상기 홀딩판이 가압유닛 하부로 이송되면 상기 가압판이 하강하여 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 고정한다.

아울러, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템은, 상기 가압판의 대응되는 측면에 하방으로 경사진 커버가 용접홈을 따라 형성된다.

본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템에 의하면, 복수의 분기바가 구비되는 파지유닛 및 분기세트와 이송대차가 유기적으로 운용되는 구성을 통해, 복수의 시트를 동시에 처리할 수 있으므로 자동화시스템의 생산성이 향상된다.

또한, 본 발명의 블랭크 제작 자동화시스템에 의하면, 파지검사수단을 이용해 파지불량을 선별하고, 지지프레임, 지지프레임에 구비되는 이송프레임, 이송프레임에 설치되는 용접헤드를 통해 용접이 안정적으로 이루어지며, 가압판에 경사진 커버가 슬래그 점착을 방지하므로, 자동화시스템의 안정성이 향상된다.

도 1은 종래기술에 따른 블랭크 용접시스템을 도시한 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 블랭크 용접시스템의 용접부를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 블랭크 제작 자동화시스템을 도시한 사시도이다.
도 4는 센터링 작업을 설명하기 위한 개요도이다.
도 5는 본 발명에 따른 블랭크 제작 자동화시스템의 반입부에 적재물 세트가 로딩되는 과정을 도시한 사시도이다.
도 6은 로딩로봇이 적재물 세트로부터 시트 세트를 파지하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 7은 파지검사수단에서 파지불량 여부를 검사하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 8은 정렬베드에서 시트 세트가 하단정렬되는 과정을 도시한 사시도이다.
도 9는 베드부에서 맞대기정렬 과정을 도시한 사시도이다.
도 10은 용접부에서 용접작업을 수행하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 11은 용접검사부에서 블랭크의 용접선을 검사하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 블랭크 제작 자동화시스템이 제1용접라인과 제2용접라인으로 구성될 경우 그 배치 상태를 도시한 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 반입부(10), 상기 반입부(10)에 놓여진 적재물(A, B) 세트를 측면정렬(m)시키는 제1정렬수단(20), 시트(a, b) 세트를 하단정렬(n)시키는 제2정렬수단(30), 센터링 작업에 필요한 세트 파지와 파지해제 및 이송작업을 수행하는 로딩로봇(40), 맞대기정렬(c)이 이루어지는 베드부(50), 맞대기정렬(c)이 완료된 양 시트(a, b)를 레이저 용접하여 블랭크를 완성하는 용접부(60), 완성된 블랭크의 용접선 품질검사와 반출에 필요한 세트 파지와 파지해제 및 이송작업을 수행하는 언로딩로봇(70), 언로딩로봇(70)이 제시하는 블랭크에 대한 용접선 품질검사 작업을 수행하는 용접검사부(80), 블랭크가 적재되는 반출부(90) 및 상기 제 구성의 부속기기에 대한 작동을 조절하는 제어부로 이루어진다.

여기서, 상기 세트란 일괄하여 처리되는 복수의 시트(또는 적재물)를 지칭하며, 이하에서 언급되는 세트수란 한 세트에 처리되는 시트(또는 적재물)의 총 갯수를 지칭한다. 본 설명에서는 4개의 시트(또는 적재물)를 세트수로 상정하였으나, 실제 발명에서는 이에 국한되지 않고 임의의 갯수로 세트수를 구성할 수 있다.

그리고, 상기 센터링 작업이란 도 4에 도시된 바와 같이 시트(또는 적재물)가 임의의 방향으로 놓여진 상태에서 약속된 방향으로 측면정렬(m)과 하단정렬(n)한 후, 로딩로봇(40)이 시트의 특정 포인트(o)를 파지한 후 제어부가 지정한 장소로 이송한 다음 양 시트(a, b)를 조합(맞대기정렬)하는 작업으로서, 센터링 작업이 정상적으로 이루어지면 양 시트(a, b)의 용접 대상 모서리가 용접에 적합한 맞대기 상태가 된다.

다만, 상기 측면정렬(m)와 하단정렬(n)은 각 정렬을 구분짓기 위한 명명일 뿐이다. 즉, 제1정렬수단(20)에서 시트의 측면 모서리가 로딩로봇(40) 이송으로 인해 베드부(50)에서는 하단에 배치되거나 또는 그 반대로 배치될 수 있음을 밝혀둔다.

그리고, 이해의 편의를 위해 이후 기재되는 각 구성의 명칭 중 일부 명칭의 말미에 적시되는 A 또는 B는 처리대상 시트(또는 적재물)를 의미한다.

각 구성 요소들을 중심으로 본 발명의 구체적인 내용을 설명하면, 먼저 반입부(10)는 적재물(A)을 반입시키는 이송유닛A(11)와 적재물(B)을 반입시키는 이송유닛B(12)로 이루어진다.

각 이송유닛(11, 12)에는 적재물이 놓여지는 한 쌍의 이송대차(13, 14)가 구비되어, 각 이송대차(13, 14)가 교호적으로 적재물을 공급함으로써 시트 재보충에 따른 작업 지연을 최소화한다.

즉, 일측 이송대차에서 적재물이 소진되면 즉시 타측 이송대차의 적재물을 사용할 수 있으며, 그 사이 적재물이 소진된 이송대차는 자동화시스템 밖으로 이동하여 외부에서 대기중에 있는 지게차에 의해 새로운 적재물이 놓여진 파렛트(p)가 로딩되고, 로딩 작업이 완료되면 다시 복귀하여 제1정렬수단(20) 앞에 대기한다.

제1정렬수단(20)은 이송대차에 놓여진 적재물에 대해 측면정렬(m) 작업을 수행하는 구성으로서, 적재물(A)을 측면정렬(m)시키는 1차정렬유닛A(21)와 적재물(B)을 측면정렬(m)시키는 1차정렬유닛B(22)로 이루어진다.

또한, 각 정렬유닛(21, 22)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 이송대차(13, 14)에 인접 배치되는 마그네틱바(23), 상기 마그네틱바(23)를 전/후진시키는 실린더(24) 및 파지검사수단(25)으로 이루어지는데, 상기 마그네틱바(23)와 실린더(24)는 세트수로 구비된다.

적재물(A, B) 세트는 이송 과정에서 여러 원인에 의해 측면정렬(m)이 흐트러진 상태인데, 실린더(24)에 의해 마그네틱바(23)가 적재물(A, B)에 근접하면 자력에 의해 밀착되며 이후 실린더(24)의 전/후진으로 약속된 기준선(M)에 적재물(A, B)의 일측면을 정렬시키면 측면정렬(m)이 완료된다(도 6 참조).

측면정렬(m)이 완료되면 도 7에 도시된 바와 같이 로딩로봇(40)이 적재물(A, B) 세트의 상면에 있는 시트(a, b) 세트를 파지하고 이를 상기 파지검사수단(25)에 형성된 측정홈(251)을 통과시킨다.

상기 측정홈(251) 내부에는 레이저 측정기와 같은 길이 측정수단이 구비되어 홈을 통과하는 시트 두께를 측정하고 그 측정값을 제어부에 전달한다. 제어부에는 시트 두께가 기 입력되어 있어 이를 측정값과 비교하여 파지불량 여부를 판별하고, 정상적인 파지가 이루어진 시트(a, b) 세트는 로딩로봇(40)에 의해 제2정렬수단(30)으로 이송된다.

한편, 본 발명의 제 작업이 세트 단위로 진행되는 특성상 세트 중 하나라도 파지불량이 확인되면 해당 세트의 모든 시트를 별도로 수거하며, 로딩로봇(40)의 작업암은 이송대차(13, 14)로 복귀해 새로운 시트 세트를 파지한다.

제2정렬수단(30)은 시트(a) 세트의 하단정렬(n) 작업을 수행하는 2차정렬유닛A(31)와 시트(b) 세트의 하단정렬(n) 작업을 수행하는 2차정렬유닛B(32)로 이루어진다.

그리고, 각 2차정렬유닛(31, 32)에는 도 8에 도시된 바와 같이 경사지게 배치되는 정렬베드(33)가 구비되며, 각 정렬베드(33)에는 가로지그(331)와 세로지그(332)가 구비된다.

시트의 측면정렬된 모서리를 세로지그(332)에 맞춘 상태에 파지가 해제되면 시트의 자중에 의해 정렬베드(33)의 경사면을 이동하여 가로지그(331)에 밑단이 걸처져 하단정렬(n)이 완료되게 된다.

로딩로봇(40)은 시트(a)의 센터링 작업을 수행하는 로봇A(41)와 시트(b)의 센터링 작업을 수행하는 로봇B(42)로 이루어지며, 각 로봇(41, 42)의 작업암에는 시트 세트를 동시에 파지할 수 있는 수단인 파지유닛(43)이 구비된다.

상기 파지유닛(43)에는 도 6에 도시된 바와 같이 작업암 단부에 고정되는 지지대(431), 상기 지지대(431)를 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 한 쌍의 분기세트(43a, 43b)가 구비되고, 각 분기세트(43a, 43b)에는 세트수의 분기바(432)가 상호 등간격으로 배치되며 각 분기바(432)에는 흡착판이 구비된다.

상기 흡착판은 제어부에 의해 작동하는 진공펌프가 연결되어 진공펌프의 가동에 의해 발생하는 부압을 이용하여 시트를 파지하게 된다.

한편, 각 분기세트(43a, 43b)의 일측은 작업조로 타측은 대기조로 분류되는데, 이러한 구성을 통해 파지불량 발생시 동선 단축을 도모할 수 있다.

즉, 파렛트(p)에 배치되는 적재물(A, B) 세트는 파렛트(p)의 일측 모서리에 편중된 형태로 로딩되어 파렛트(p)에는 여유면(s)이 있으며, 작업조 분기세트(43a)가 180°선회후 파지불량인 세트를 여유면(s)에 적재하고, 대기조인 분기세트(43b)가 근처에 있는 새로운 시트 세트를 파지함으로써, 파지불량 처리로 인한 작업 지연을 최소화할 수 있다.

베드부(50)는 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이 이송수단(51)과, 상기 이송수단(51)에 의해 전/후진되는 홀딩유닛(52)으로 이루어진다.

상기 홀딩유닛(52)에는 전자석이 구비된 한 쌍의 홀딩판(521, 522)이 포함되고, 양 홀딩판(521) 사이에는 이격홈(523)이 형성된다. 그리고, 상기 이격홈(523)의 중심선(C)을 기준으로 일측 홀딩판(521)에는 측면정렬과 하단정렬이 완료된 시트(a)가 로딩되고, 타측 홀딩판(522)에는 측면정렬과 하단정렬이 완료된 시트(b)가 로딩되며, 상기 이송수단(51)의 작동으로 양 시트(a, b)의 맞대기정렬(c)이 이루어지게 된다.

맞대기정렬(c)이 완료되면 제어부의 신호에 의해 홀딩판(521, 522)에 자력이 생성되어 양 시트(a, b)를 고정한 상태에서, 홀딩유닛(52)이 이송되어 후술할 용접헤드(63)의 직하 지점으로 이동된다.

용접부(60)는 상기 홀딩판(521, 522)과 평행 배치되는 한 쌍의 지지프레임(61), 상기 지지프레임(61)에 대해 직교 배치된 상태에서 양단이 각 지지프레임(61)에 전/후진 가능하게 구비되는 이송프레임(62), 상기 이송프레임(62)에 설치되는 용접헤드(63), 용접헤드(63)의 직하에 구비되는 가압유닛(64)으로 이루어진다.

상기 용접헤드(63)에는 제1 비전시스템(용접부 자동 추적)과 제2 비전시스템(용접부 품질 자동검사)이 장착되어 있고, 용접은 주로 직선 방향으로 이루어지나 그렇지 않은 경우도 있으므로 제1 비전시스템에 의해 용접선을 따라 용접헤드(63)가 이동하면서 용접이 이루어질 수 있도록 하며 제2 비전시스템은 용접 후의 용접비드를 검사하는 기능을 수행한다.

또한, 양 시트(a, b)의 두께 차가 크거나 간격이 커서 레이저 용접만으로는 모재에 충분한 크기의 용접비드를 형성하기 어려운 경우나 모재의 재질 특성상 모재만으로 용접이 어려운 경우, 용접헤드(63) 근방에 와이어를 자동 공급시키는 수단을 추가하여 용접부위에 와이어를 공급하면서 레이저 용접을 실시함으로써 용접부의 품질을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 가압유닛(64)은 도 10에 도시된 바와 같이 상기 홀딩판(521, 522)의 상부에 위치하고 홀딩판(521, 522)과 평행 배치되는 한 쌍의 가압판(641, 642)을 포함하며, 상기 가압판(641, 642)은 상기 홀딩판(521, 522)이 하부로 이송되면 하강하여 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 가압 고정한다.

또한, 각 가압판(641, 642) 사이에는 용접홈(643)이 형성되는데, 양 시트(a, b)를 고정한 홀딩판(521, 522)의 이격홈(523) 중심선(C)이 상기 용접홈(643) 직하에 위치하도록 이송되면, 용접홈(643)을 통해 용접헤드(63)의 레이저 빔이 입사되어 용접이 이루어지게 된다.

한편, 양 시트(a, b)는 통상 두께가 다르므로 양 시트(a, b)를 균일하게 가압 고정할 수 있도록 각 가압판(641, 642)은 상하 조절이 독립적으로 이루어지도록 한다.

그리고, 양 가압판(641, 642)의 대응되는 측면에는 하방으로 경사진 커버(644, 645)가 용접홈(643)을 따라 형성되어 슬래그가 다른 구성에 점착되는 것을 차단한다.

한편, 용접헤드(63)는 종래기술과 같은 간섭 문제가 없고 특히, 이송프레임(62)의 양단이 지지프레임(61)에 고정된 상태에서 용접홈(643)을 따라 수평 이동하며 용접 작업을 수행하므로 양질의 용접선을 얻을 수 있다.

언로딩로봇(70)은 후술할 용접선 불량검사 작업과 반출작업을 위해 용접부(60)에서 완성된 블랭크를 파지, 파지해제 및 이송하는 구성으로서, 작업암 단부에는 상기 파지유닛(43)과 동일한 구성의 블랭크 파지수단(73)이 구비된다.

용접검사부(80)는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 언로딩로봇(70)에 인접 배치되는 검사로봇(81), 검사로봇(81)의 작업암 단부에 장착되는 비젼카메라 및 상기 검사로봇(81)의 근처에 배치되는 복수의 수직바(82)로 이루어진다.

언로딩로봇(70)에 의해 블랭크 세트가 상기 수직바(82)의 틈(821) 사이로 용접선이 노출되도록 블랭크 파지수단(73)을 수직으로 배치하면, 검사로봇(81)에 의해 상기 비젼카메라가 상하로 움직이며 용접선의 배면(백비드)을 촬영한다.

촬영으로 획득된 이미지는 제어부에 전송되며, 제어부는 이미지에서 표시된 결점수를 카운트한 후, 기 입력된 블랭크의 용접선 길이를 고려하여 단위 길이당 결점수를 산출한 다음, 이를 기 입력된 단위 길이당 허용 결점수와 비교하여 용접선 불량여부를 판단한다.

반출부(90)는 언로딩로봇(70)에 의해 블랭크 적재가 이루어지는 구성으로서, 한 쌍의 반출용 이송대차(91, 92)로 이루어진다. 상기 반출용 이송대차(91, 92)는 반입부(10)의 이송대차(13, 14)와 같이 블랭크 적재가 연속적으로 진행될 수 있도록 각 이송대차(91, 92)에 교호적으로 적재 작업이 수행된다.

그리고, 블랭크 적재에 사용되는 파렛트(p')도 여유면(s')을 활용하여 용접검사부(80)에서 불량 판정된 블랭크를 수거할 수 있으며, 여기에 블랭크 파지수단(73)의 분기세트(73a, 73b)를 활용하면, 블랭크 적재와 불량 블랭크 적재 작업을 신속하게 수행할 수 있다.

한편, 상기 용접검사부(80)는 대기시간이 긴 바, 블랭크 생산성 향상과 함께 용접검사부(80)의 활용도를 높이기 위해, 본 발명은 도 12에 도시된 바와 같이 제1용접라인(1)과 제2용접라인(2) 및 각 용접라인(1, 2)이 공유하는 제어부와 용접검사부(80)로 이루어지는 구성으로 개시될 수 있다.

즉, 각 용접라인(1, 2)의 구성은 제어부와 용접검사부(80)를 제외한 본 발명의 구성과 동일하며, 용접검사부(80)는 각 용접라인(1, 2)이 공유할 수 있도록 각 용접라인(1, 2)의 언로딩로봇(70, 70')에 인접 배치된다.

또한, 각 용접라인(1, 2)이 용접검사부(80)를 이용하는데 있어서 서로 간섭되지 않도록, 제어부는 각 용접라인(1, 2)의 작업 진행을 제어한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

1: 제1용접라인 2: 제2용접라인
10: 반입부
11: 이송유닛A 12: 이송유닛B
13, 14: 이송대차
20: 제1정렬수단
21: 1차정렬유닛A 22: 1차정렬유닛B
23: 마그네틱바 24: 실린더
25: 파지검사수단
30: 제2정렬수단
31: 2차정렬유닛A 32: 2차정렬유닛B
33: 정렬베드 331: 가로지그
332: 세로지그
40: 로딩로봇
41: 로봇A 42: 로봇B
43: 파지유닛 431: 지지대
432: 분기바
50: 베드부
51: 이송수단 52: 홀딩유닛
521, 522: 홀딩판 523: 이격홈
60: 용접부
61: 지지프레임 62: 이송프레임
63: 용접헤드 64: 가압유닛
641, 642: 가압판 643: 용접홈
644, 645: 커버
70: 언로딩로봇
73: 블랭크 파지수단
80: 용접검사부
81: 검사로봇 82: 수직바
90: 반출부
91, 92: 반출용 이송대차

Claims

이송유닛A(11)와 이송유닛B(12)로 이루어지며, 상기 이송유닛A(11)와 이송유닛B(12) 각각에는 적재물(A) 세트와 적재물(B) 세트가 로딩되는 한 쌍의 이송대차(13, 14)가 구비되는 반입부(10);
1차정렬유닛A(21)와 1차정렬유닛B(22)로 이루어지며, 상기 1차정렬유닛A(21)와 1차정렬유닛B(22) 각각에는 마그네틱바(23) 및 상기 마그네틱바(23)를 전/후진시키는 실린더(24)를 포함하는 제1정렬수단(20);
시트(a) 세트를 하단정렬(n)하는 2차정렬유닛A(31)와 시트(b) 세트를 하단정렬(n)하는 2차정렬유닛B(32)로 이루어지는 제2정렬수단(30);
로봇A(41)와 로봇B(42)로 이루어지며, 상기 로봇A(41)와 로봇B(42)의 작업암에는 파지유닛(43)이 구비되고, 상기 로봇A(41)는 상기 파지유닛(43)를 이용하여 시트(a) 세트를 파지 이송하며, 상기 로봇B(42)는 상기 파지유닛(43)를 이용하여 시트(b) 세트를 파지 이송하는 로딩로봇(40);
이송수단(51)과, 상기 이송수단(51)에 의해 전/후진되는 홀딩유닛(52)으로 이루어지며, 상기 홀딩유닛(52)에는 전자석이 구비된 한 쌍의 홀딩판(521, 522)이 포함되고, 양 홀딩판(521) 사이에는 이격홈(523)이 형성되며, 상기 홀딩판(521, 522)의 일측에는 측면정렬(m)과 하단정렬(n)된 시트(a)가 로딩되고 타측에는 측면정렬(m)과 하단정렬(n)된 시트(b)가 로딩되는 베드부(50);
상기 베드부(50) 상부에 설치되며, 상기 홀딩판(521, 522)과 평행 배치되는 한 쌍의 지지프레임(61), 양단이 각 지지프레임(61)에 전/후진 가능하게 구비되는 이송프레임(62), 상기 이송프레임(62)에 설치되는 용접헤드(63), 용접헤드(63)의 직하에 구비되는 가압유닛(64)으로 이루어지고, 상기 홀딩판(521, 522)이 가압유닛(64) 하부로 이송되면 상기 용접헤드(63)가 지지프레임(61)을 따라 이동하며 상기 홀딩판(521, 522)에 로딩된 시트(a)와 시트(b)를 용접하여 블랭크를 완성하는 용접부(60);
작업암 단부에는 상기 파지유닛(43)과 동일한 구성의 블랭크 파지수단(73)이 구비되어 완성된 상기 블랭크를 파지 이송하는 언로딩로봇(70);
검사로봇(81)과 상기 검사로봇(81)의 작업암 단부에 장착되는 비젼카메라를 포함하며, 상기 블랭크 파지수단(73)이 파지한 블랭크의 용접선을 검사하는 용접검사부(80); 및
한 쌍의 반출용 이송대차(91, 92)로 이루어지며, 용접선 검사를 거친 블랭크가 상기 블랭크 파지수단(73)에 의해 상기 반출용 이송대차(91, 92)에 적재되는 반출부(90);
를 포함하고,
상기 제1정렬수단(20)은
상기 시트(a)와 시트(b)가 통과되는 측정홈(251)을 구비하되, 상기 측정홈(251) 내부에 길이 측정수단이 구비되어 시트(a) 세트와 시트(b) 세트에 대한 파지불량 여부를 판별하는 파지검사수단(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 제작 자동화시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 파지유닛(43)은 작업암 단부에 고정되는 지지대(431), 상기 지지대(431)를 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 한 쌍의 분기세트(43a, 43b)로 이루어지며, 각 분기세트(43a, 43b)에는 세트수의 분기바(432)가 상호 등간격으로 배치되고, 각 분기바(432)에는 흡착판이 구비되는 것을 특징으로 하는 블랭크 제작 자동화시스템.
제3항에 있어서,
상기 분기세트(43a, 43b)는 상기 이송대차(13, 14)에서 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 파지하는 작업과, 상기 파지검사수단(25)에 의해 확인된 파지불량의 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 이송대차(13, 14)에 적재하는 작업을 교호적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 블랭크 제작 자동화시스템.
제1항에 있어서,
상기 가압유닛(64)은 상기 홀딩판(521, 522)과 평행 배치되는 한 쌍의 가압판(641, 642)을 포함하며, 상기 가압판(641, 642) 사이에는 용접홈(643)이 형성되고, 상기 홀딩판(521, 522)이 가압유닛(64) 하부로 이송되면 상기 가압판(641, 642)이 하강하여 시트(a) 세트와 시트(b) 세트를 고정하는 것을 특징으로 하는 블랭크 제작 자동화시스템.
제5항에 있어서,
상기 가압판(641, 642)의 대응되는 측면에는 하방으로 경사진 커버(644, 645)가 용접홈(643)을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 제작 자동화시스템.