KR20000004858A - 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치 및 방법. - Google Patents

차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치 및 방법. Download PDF

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카를로 맨지아리노
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Abstract

차체조립 또는 차체의 보조조립(sub-assembly)을 위한 장치는 용접작업영역의 종방향에 대해 횡방향을 향하고 차체가 받게 되는 하중들을 산출하여, 조립작업동안 차체와 결합하고 측면에 위치하는 게이트(6, 7)들의 미세휨현상들을 감지하기 위한 일체형 시스템으로 구성된다.

Description

차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치 및 방법.
상기 형태의 조립장치가 공지되고 오랜동안 사용되어 왔다. 예를 들어 여러해동안 "로보게이트(ROBOGATE)"라는 상표로 알려지고 유연성있는 용접장치를 본 출원인 생산 및 시판해오고 있으며, 이것은 원래 미국특허 제 4,256,957 호 및 대응 독일특허 제 28 10 822 호에 알려져 있고, 출원인의 각각의 특허들의 내용을 형성하는 다수의 개선 및 변형이 이루어져왔다. 사실상 로보게이트 시스템은 70년대 말까지 일반적으로 사용된 차체용접기술의 신기원을 형성해왔고 전세계적으로 다수의 자동차제조회사에서 이전에 사용된 장치들을 대신해왔다. 상기 시스템의 기본형에 있어서, 상기 장치는 용접작업영역에서 신속하게 교체가능하고, 각각의 형태의 차체위에서 작동가능한 두쌍 또는 세쌍이상의 위치설정기능의 게이트들로 구성된다. 상기 장치는 심지어 매우 서로 다른 차체상에서도 작동가능하여, 서로 다른 모델을 생산하기 위해 동일라인(line)이 이용될 수 있다. 로보게이트 시스템의 또다른 장점을 보면, 상기 로보게이트시스템은 상대적으로 단순하고 신속한 작업에 의해 적응될 수 있고 따라서 매우 적은 투자에 의해 신규 차체모델의 생산에 적응될 수 있다. 또다른 장점을 보면, 시스템이 작동하는 동일형태의 모든 모델에 관한 균일 품질이 확보된다.
본 발명은 다수쌍의 게이트들을 이용하여 유연작업영역(flexible station) 및 "고정(rigid) 작업영역"에도 적용가능하며 단일 차체모델상에서 작동하기 위한 한쌍의 게이트들로 구성된다.
상기 공지장치의 경우 조립수단은 전기점용접(electric spot welding)용 헤드(head)가 제공되고 프로그래밍이 가능한 로보트(robot)로 구성된다. 상기 설명에서 처럼 구조물의 여러 부품들을 함께 연결하기 위한 기술에 관한 모든 것에 본 발명이 적용될 수 있다.
상기 공지장치의 또다른 특징을 보면, 용접되어야 할 차체가 느슨하게 조립된 후에 상기 차체가 용접작업영역에 도달한다. 동일한 형태의 공지장치를 보면, 단지 용접되는 차체의 일부분만이 용접작업영역으로 들어가고, 용접되어야 하는 완전한 차체를 형성하기 위한 나머지부분들이 용접작업영역으로 개별적으로 공급되고 상기 용접작업영역에서 서로 연결된다. 본 발명은 상기 형태의 장치에 동일하게 적용될 수 있다.
로보게이트 시스템(ROBOGATE system)의 기본형에 관련된 상기 특허에 따르면, 출원인은 추가로 상기 시스템의 여러 가지 개선예 및 변형예들에 관련된 특허들을 출원하였다. 최근 개선예들은 이미 언급한 유럽특허출원 EP-A-0 642 878 호의 주제가 된다. 상기 문서에서 로보게이트 시스템의 이전 실시예에 비하여 훨씬 덜 복잡하고 경량이며 좀더 유연한 구조물을 가지는 용접작업영역이 공개된다. 종래기술을 따르는 대부분의 해결방법에 있어서, 용접되어야 하는 서로 다른 형태의 차체를 위한 게이트들이 제공된 용접작업영역에서 상기 게이트들이 신속하게 교체가능하도록, 용접작업영역에서 콘베이어라인(conveyor line)의 방향과 평행한 오버헤드 안내부(overhead guide)위에서 상기 게이트들이 미끄럼운동이 가능하게 안내되고, 이것은 중량의 고정지지프레임 구조물을 필요로 한다. 용접작업이 이루어지는 차체위에서 작동하기 위해, 용접작업영역의 비용 및 크기를 제외하고라도, 상기 프레임구조물에서 용접로보트(welding robot)를 위한 소요공간을 찾기는 어렵다. 유럽특허출원 제 EP-A-0 642 878 호에 설명된 방법에 있어서, 각각의 게이트에는 용접작업영역의 바닥을 따라 구성되는 레일위에서 안내되는 자체구동식 대차가 제공되기 때문에 각각의 게이트는 다른 게이트들과 독립적으로 이동가능하다. 따라서 용접작업영역에서 게이트의 작업위치와 용접작업영역으로 부터 이격된 게이트의 대기위치사이의 전체길이에 걸쳐 연장구성되는 종방향의 오버헤드 안내부(overhead guide)를 상기 게이트상에 제공할 필요가 없으므로, 종래기술의 로보게이트 공장(ROBOGATE plant)내에서 필요하고, 다른 구조물과 종방향으로 연결되는 일반적인 갠트리 형태의 구조물(gantry-like structure)에 의해 구성되고 중량이며 부피가 큰 지지구조물을 설치할 필요가 없게 된다. 따라서, 용접로보트에 이용가능한 공간이 상당히 증가되고, 필요하다면, 상기 공간증가에 의해 정해진 시간내에 수행되는 용접점(welding spot)의 갯수가 증가될 수 있도록 상기 공간증가에 의해 로보트의 대수가 증가가능하다. 상기 로보트들은 적절한 용접작업을 수행하도록 용접되는 차체의 모든 영역들에 훨씬 더 용이하게 접근가능하다. 또한 게이트가 다른 게이트들로 부터 독립적으로 운동가능하기 때문에, 라인(line)을 따라 각각의 게이트와 이어지는 게이트사이의 거리가 자유롭게 되고 변화가능하여 공장설계 및 설치에 있어서 유연성이 더욱 커진다. 마지막으로 공장설치는 종래기술의 공장설치에 비하여 비용이 더욱 감소된다. 제 1 실시예에서 참고로 언급된 유럽특허출원 제 EP-A-0 642 878 호에 공개되고 출원인에 의해 "오픈-로보게이트(OPEN-ROBOGATE)"라는 상표로 시판되는 상기 공지 시스템에 의하면, 용접되는 모든 구성부품들은 이미 미리조립된 상태로 또는 여러개의 구성요소들이 서로 분리되어 지지되어 그러나 최종조립위치에 근접한 위치에서, 상기 콘베이어라인으로 부터 용접작업영역으로 운반된다. "오픈 로보게이트(OPEN-ROBOGATE)" 시스템의 새로운 형태로 제공된 또다른 유럽특허출원 제 97830456.6 호에 따르면, 매번 콘베이어라인은 단지 용접되는 차체의 일부분(전형적으로 플로어 판넬(floor panel)만을 용접작업영역으로 공급하고, 차체측부(body side)는 게이트 위에서 직접 형성되며, 다음에 게이트들이 작동폐쇄위치로 이동될 때 상기 차체측부들은 플로어판넬과 연결된다. 분명히 상기 제 2 형태에 있어서, 대부분의 종래기술에서처럼 용접이전에 차체를 느슨하게 조립하도록, 용접작업영역의 상류에 제공되는 소위 토이-태빙작업영역(toy-tabbing station)들이 제공된다. 또한 용접작업영역의 상류가 아니라 단지 용접작업영역에서만 단일 구성부품으로 부터 시작하여 차체의 완전한 구조가 형성되기 때문에, 유럽특허출원 제 EP-A-0 642 878 호에 설명된 실시예에 비하여 콘베이어라인은 더욱 단순해지며 비용이 적게 든다.
본 발명은 유럽특허출원 제 EP-A-0 642 878 호에 설명된 변형예 및 유럽특허출원 제 97830456.6 호에 설명된 변형예에 비하여 "오픈 로보게이트"의 또다른 개선예를 제공한다. 또한 본 발명은 게이트들이 용접되는 다양한 형태의 차체들에 적응되도록 서로 신속하게 교체가능한 다수쌍의 게이트들로 구성되어 유연성을 가지는 상기 형태의 작업영역 및 단일 차체모델에 적용되는 단일쌍의 게이트로 구성되는 고정 작업영역에 적용가능하다.
해결해야 할 기술적 문제
상기 형태의 용접작업영역과 관련하여 종래기술에서 부딪히는 문제를 보면, 조립된 차체는 용접작업영역의 종방향에 대하여 횡방향의 폭(width)을 가지고, 상기 폭은 이론적은 치수와 항상 일치하는 것은 아니다. 심지어 현대적이고 최신의 실시예조차도 최소한 약 밀리미터(millimeter)단위의 정해진 폭에 대하여 변형을 방지하지 못한다.
게이트들 사이에서 용접되는 차체들이 구속될 때, 강성지지프레임에 의해 게이트들이 안내되는 종래기술의 로보게이트 작업영역에 의하여, 이론적인 형상을 가정하게 된다. 용접된 차체를 자유롭게 남겨두고 용접이 완성되며, 게이트들이 개방될 때, 용접된 차체는 이론적인 소요상태와 일치하지 않는다고 간주되는 일종의 이완상태에 있게 된다. 용접된 차체가 가지는 변형(deformation)을 면밀히 검토하여 시스템의 정밀도를 향상시키려고 한다면, 스트레인게이지(strain gauge) 또는 연속적인 오프라인 측정평가(offline measurement evaluation)를 이용하며 비용이 많이 들고 시험작동(test operation)에서 문제가 발생되는 복잡한 형태의 감지시스템을 제공해야 한다.
본 발명의 목적은 구조가 단순하고 비용이 많이 들지 않으며 효율적인 이용이 이루어지고, 조립된 차체의 폭을 감지하기 위해 통합시스템이 제공되는 조립장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 독립적인 유니트(unit)인 게이트들은 용접작업영역에서 이동가능하고 상기 게이트들이 작동폐쇄위치에 있을 때 용접작업영역의 고정구에 확고하게 구속되는 기저부와, 상기 구속장치를 가지고 상기 기저부로 부터 연장구성되는 작동부로 구성되고, 이론적으로 정해진 변위에 대해 조립되는 차체의 횡방향치의 미소한 변화에 기인하여 용접작업영역의 종방향에 대해 횡방향으로 미세 휨현상을 겪지 않도록, 게이트의 상기 작동폐쇄위치에서 상기 게이트들이 상기 고정구에 직접 연결되지 않는 특징과,
(b) 상기 미세 휨현상에 기인하여 기저부의 구속영역으로 부터 고정구까지의 정해진 거리에서 상기 고정구에 대한 상기 기저부의 미세변위를 감지하기 위하여, 상기 게이트의 상기 작동부 및 상기 고정구 사이에 센서수단이 삽입되는 특징과
(c) 상기 센서수단으로 부터 발생된 신호들을 처리하고, 상기 구속영역으로 부터의 거리의 함수로써 게이트에 구성된 작동부의 서로 다른 영역에서의 변위를 산출하며, 조립되는 차체 및 각각의 게이트 사이에서 작용하는 하중을 산출하기 위한 처리수단이 추가로 구성되는 특징의 조합을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치를 제공한다.
상기 특징 (a)은 자체로써 알려져 있고, 유럽특허출원 제 EP-A-0 642 878 호 및 제 97830456.6 호의 내용을 형성하는 형태의 "오픈-로보게이트(OPEN-ROBOGATE)" 조립작업영역의 형태에 관한 것이다. 출원인에 의해 수행된 연구 및 실험에 의하면, 용접되는 차체상에 게이트가 결합하여 발생하는 (사실상 100뉴톤(Newton)당 1㎜이하인) 미세변형을 전혀 겪지 않고, 차체가 게이트와 결합할 때 상기 형태의 작업영역에서 이용되는 게이트들이 매우 단순하고도 신속한 방법으로 조립되는 차체가 받는 하중을 감지하는데 유리하게 이용될 수 있다. 따라서 예를 들어 각각의 고정게이트의 하부와 인접하고 고정게이트가 고정구조물에 구속되는 구속영역의 바로 상부에서 작업영역의 고정된 차체상에 핀 센서(stylus sensor)를 위치시켜서, 용접되는 차체상에 고정게이트가 결합하여 발생되는 (전형적으로 0.1㎜ 이하인) 미세변위를 감지가능하다. 상기 감지기능에 의해 구속게이의 자유단부의 변위가 상기 구속영역으로 부터 여러 위치에서 상당한 정밀도로 산출가능하다. 따라서 횡방향을 따라 용접되는 차체에 작용하는 하중이 선형관계를 이루며 결정될 수 있다.
단순하고도 정확한 방법으로 상기 현상을 확인가능하여, 현재 허용폭보다 큰 조립차체의 폭에 대한 정밀도가 도달될때까지 작업영역은 조절될 수 있다. 상기 방법에 의하여, 고정된 차체로 부터 고정게이트의 기저부가 분리될 정도의 상당히 큰 하중을 감지가능하고, 고정게이트들이 용접되는 차체와 밀착될 때, 고정게이트들이 상기 고정된 차체에 구속된다.
상기 설명에서 처럼, 고정된 차체와 고정된 차체에 인접한 고정게이트의 영역사이의 모든 위치에 단순 센서(sensor)를 제공하여 고정게이트의 차체가 겪게 되는 미세 휨현상(micro-deflection)의 길이 및 방향이 감지될 수 있어서, 조립되는 차체가 이론치수보다 더 크거나 더 작은가에 따라, 용접되는 차체가 받는 내향 또는 외향 하중의 값이 감지될 수 있다. 스트레인 게이지(strain gauge) 또는 유사기구를 이용하여 매우 정밀하고, 비용이 많이 들지 않으며 감지시스템에 문제를 발생시키지 않으면서, 차체가 받는 하중값을 산출하기 위하여, 고정게이트들의 미세 휨현상이 감지될 수 있다.
예를 들어 용접되는 차체의 여러 가지 구성부품들이 위치설정될 때, 여러 가지 구성부품들이 구속될때의 초기 단계동안 및 고정게이트들이 용접작업의 마지막에 분리되고 개방될 때 이어지는 용접단계 및 다음단계 동안에, 작업 영역에서 이루어지는 여러 단계의 작업들에서 차체에 작용하는 하중을 결정하기 위해 감지시스템이 이용될 수 있다. 본 발명을 따르는 시스템에 의하여, 조립작업동안 감지되는 모든 하중의 주요 소스(source)를 확인가능하다.
조립작업동안 차체가 받게 되는 (외향 또는 내향의) 횡방향 하중의 산출기능은 고정게이트들의 분리후 차체의 스프링백(spring back)현상이 발생할 가능성이 예측되는 주요요소가 된다. 본 발명을 따르는 시스템에 의해 상기 현상의 연구 및 제어가 용이하고도 정밀하게 이루어져서, 조립작업 및 서브조립작업영의 선행작업 및 스탬핑(stamping)작업이 최상으로 설정가능하다.
그러므로 본 발명을 따르는 장치는 용접되는 차체의 횡방향 변위가 1㎜ 이하의 오차를 가질정도로 매우 높은 정밀도로 작업영역의 작업이 이루어지는 것을 고려해볼 때 조립작업동안 차체가 받게 되는 모든 변형현상을 연구가능하게 하면서, 조립되는 차체의 폭을 감지하기 위한 통합시스템을 가지는 조립장치이다.
본 발명은 상기 장치를 이용하여 자동차의 차체조립 또는 보조조립을 위한 방법을 제공한다.
본 발명을 따르는 장치의 선호되는 실시예에 있어서, 상기 센서수단은 각각의 구속게이트의 전면단부 및 후방단부에 구성된 제 1 센서수단 및 제 2 센서수단으로 구성되어, 조립작업영역의 전면좌측부, 전면우측부, 후방좌측부 및 후방우측부에서 감지기능이 이루어진다.
본 발명의 또다른 선호되는 특징에 따르면, 조립작업영역의 평면투시에 의해 영상을 표시가능한 표시수단이 상기 처리수단에 연결되고, 상기 센서수단에 의해 감지된 변위, 각각의 게이트의 상부에서 산출된 변위 또는 조립작업영역의 전면좌측부, 전면우측부, 후방좌측부 및 후방우측부에서 각각의 고정게이트 및 차체사이의 작용하는 결과력중 선택된 매개변수들로 상기 값들이 표시되며, 전면좌측부 및 전면우측부사이의 값들, 후방좌측부 및 후방우측부사이의 값들, 전면우측부 및 후방우측부사이의 값들, 전면좌측부 및 후방좌측부사이의 값들사이에서 산출되는 평균값들을 표시한다.
또한 상기 매개변수의 정해진 변화범위에 정해진 색상을 관련시키는 코드(code)에 따라 색상이 각각의 표시값과 관련되는 것이 선호된다. 상기 방법에 의해, 사용자는 시스템의 적합한 작동을 즉시 확인가능하고, 필요하다면 두 개의 고정게이트들이 차체의 과도한 횡방향 변위에 의해 강하게 고정되는 영역에서, 상기 게이트들의 부적합한 개방작용과 같은 비정상적인 상황에서 조정작업을 수행가능하다.
본 발명의 또다른 특징 및 장점이 단지 비제한적인 예로서 주어지고 첨부된 도면들을 참고로 하는 다음 설명으로 부터 분명해진다.
도 1 은 용접작업영역(welding station)의 종방향에 대한 횡방향 평면내에 있는 종래기술의 용접작업영역의 개략도.
도 2 는 본 발명을 따르는 용접작업영역의 확대도.
도 3 은 도 2 의 세부도.
도 4 및 도 5 는 본 발명을 따르는 장치의 작업원리를 도시한 선도.
도 6 은 본 발명을 따르는 장치에 제공된 처리수단과 결합하는 비디오 단자(video terminal)상에 표시되는 영상의 개략도.
* 부호설명
1 ... 용접작업영역 2 ... 고정구
3 ... 취부수단 4 ... 차체
5 ... 콘베이어라인 6,7 ... 게이트
8 ... 구속장치 10 ... 대차
12 ... 기저부 13,14 ... 지지대
15 ... 작동부 16 ... 핀
17 ... 스터드 18 ... 처리수단
"오픈 로보게이트(OPEN-ROBOGATE)"라는 상표로 본 출원이 제조 및 시판하는 차체용접용 조립작업영역(assembling station)이 도 1 에 도시된다.
알려진 장치는 차체(4)의 하부를 수용, 위치설정 및 구속하기 위한 취부수단(3)이 제공된 고정구(2)가 용접작업영역(1)에 포함되고, 상기 차체가 콘베이어라인(conveyor line)(5)에 의해 상기 용접작업영역(1)으로 공급된다. 상기 부품들의 세부구조는 본 발명의 범위내에 있지 않고 공지기술에 의해 제조가능하므로 여기서는 설명 및 기술을 생략한다. 본 발명은 차체(4)가 용접작업영역의 앞쪽에서 여유있게 조립되고 콘베이어라인(5)에 의해 용접작업영역으로 운반되는 경우 및 상기 콘베이어라인(5)이 오직 차체(4)의 하부만을 용접작업영역으로 운반하는 경우에 적용가능하고, 상기 하부이외의 (특히 차체 사이드(body side) 및 연결 크로쓰멤버(cross-member)와 같은) 나머지 부분들이 용접작업영역에서 바닥판넬(floor panel)에 부가된다.
또한 공지기술에 따르면, 차체(4)가 용접작업영역(1)에 도달할 때 차체(4)는 위치설정 및 구속기능이 이루어지는 게이트(gate)(6, 7)의 일부분에 의해 위치설정 및 구속기능이 이루어진다.
각각의 게이트(6, 7)는 도 2 에서 위치설정 및 구속이 이루어지는 구속장치(8)가 제공되고, 게이트(6, 7)들이 (도 1 에서 점선으로 도시된) 비작동 개방상태로 부터 (도 1 및 도 2 에서 실선으로 도시된) 작동폐쇄상태로 운반될 때, 상기 게이트(6, 7)들은 차체(4)와 결합된다.
일단 조립을 위해 차체(4)가 적절한 위치내에 구속되면, 전기점용접헤드(electric spot welding head)에 의해 상기 차체(4)가 용접된다. 용접작업이 완료되면, 구속장치(8)들은 개방되고 게이트(6, 7)는 게이트의 비작동개방위치로 귀환하여 용접된 차체(4)가 용접작업영역으로 부터 나오고, 용접되어야 할 새로운 차체구조물이 상기 용접작업영역으로 들어간다.
용접작업영역(1)이 정해진 차체 모델(body model)을 위해 제공된 한쌍의 게이트(6, 7)로 구성되는 경우 및, 상기 용접작업영역(1)이 작업위치에서 상호간에 신속하게 상호교체가 가능한 여러쌍의 게이트(6, 7)가 제공되고 서로 다른 형태의 차체에 적용되는 경우에 본 발명이 응용가능하다. 이 경우에 있어서 상기 게이트(6, 7)들이 (도 1 에서 점선으로 도시된 게이트들의 비작동개방위치에 있을 때, 상기 게이트(6, 7)들은 종방향으로 이동가능하여 (도면에 도시되지 않은) 새로운 쌍의 게이트들이 용접작업영역으로 들어갈 수 있게 된다. 상기 목적을 위하여, 그 자체로 알려진 기술에 따르면, 각각의 게이트(6, 7)들에는 하부의 대차(10)가 제공되고, 상기 대차(10)는 용접작업영역의 하부를 따라 제공된 레일(rail)(11)위에서 안내된다.
상기 게이트(6, 7)들이 게이트의 작동폐쇄위치에 있을 때, 게이트들은 (도면에 도시되지 않은) 구속장치에 의해 고정구(2)에 확고히 결합 및 구속된다.
도 1 및 도 2 에 도시된 것처럼, 각각의 게이트(6, 7)는 고정구(2)에 구속되는 기저부(12)를 가진다. 좀더 정확히 말하면, 구속상태에서 게이트(6, 7)의 기저부(12)가 수직을 이루는 두 개의 지지부(13, 14)에서 고정구(2)에 대해 횡방향으로 압착되고, (도 2 에서만 개략적으로 도시된다) 상기 지지부는 서로 수직으로 정렬된다.
상기 설명으로 부터 분명히 알 수 있듯이, 각각의 게이트(6, 7)들은 기저부(12)로 부터 상향으로 연장구성되는 작동부(15)를 가지고, 상기 기저부(12)는 용접작업영역의 고정구(2)와 직접적인 연결을 이루지 않는다.
본 발명에 따르면, 상측의 지지대(13)보다 약간 위에 각각의 게이트(6, 7)와 연결되는 핀형태의 센서수단(stylus sensor device)(S)이 제공된다. 종래기술을 따르는 구성의 센서수단(S)은 (도 3 에서) 스터드(stud)(17)와 함께 작동하는 핀(stylus)(16)을 가지고, 상기 스터드는 각각의 게이트에 확고하게 연결되어, 용접작업영역의 종방향에 대해 횡방향을 향하는 화살표(A) 방향으로 고정구(2)에 대한 게이트(7)의 변위를 감지할 수 있다. 센서수단(S)은 신호를 출력하고 상기 신호는 상기 신호를 처리 및 표시하는 모든 형태의 (제 3 도에 도시된) 처리수단(18)으로 입력되고, 상기 처리수단에 의해 다음에 설명되는 연산이 수행된다.
상기와 같이 용접되어야 하는 차체(4)의 폭 즉, 횡방향의 화살표(A)방향의 치수는 이론적인 치수보다 더 크거나 더 작을 수 있다. 그 결과, 게이트(6, 7)들이 작동폐쇄위치로 이동되고, 구속장치(8)가 차체(4)와 결합할 때 (1000뉴톤(Newton)당 1㎜ 이하인) 미세 휨현상(micro-deflection)이 두 개의 게이트(6, 7)들의 작동부(15)에 발생된다. 상기 미세 휨현상에 의해 게이트(6, 7) 및 차체(4)사이의 교환되는 하중들이 화살표(A)방향으로 결정될 수 있기 때문에, 상기 미세휨현상이 유리하게 이용될 수 있다. 이것은 센서수단(6)이 고정구(2)의 지지대(13)로부터 수직으로 거리(L1)에 위치하는 각각의 게이트(6, 7)의 미세변위(micro-displacement)를 감지하여 수행된다. 그 결과 각각의 게이트(6, 7)에 구성되는 여러 가지 부품들의 미세변위가 감지되고, 게이트(6, 7)들과 차체(4) 사이에서 횡방향의 화살표(A)방향으로 교환되는 결과하중이 비례관계를 이루며 산출될 수 있다.
그러므로 본 발명을 따르는 장치는 조립작업시 받는 차체의 횡방향변위 및 하중을 감지하기 위한 일체화된 장치로 제공되고, 상기 일체화된 장치에 의해 조립작업시 차체가 받는 휨현상의 완전한 거동이 매우 용이하고도 정확하게 구해질 수 있다.
본 발명을 따르는 장치에 의해, 현재가능한 기준에 대하여 예외적인 용접구조물의 치수가 구해질때까지 차체내부에 발생되는 변형(deformation)을 연구하고, 발생하중들을 결정하며, 보정(correction)을 수행하여 용접시스템의 구성(set up)을 개선하는 것이 가능하다.
도 4 에는 센서수단(S)에 의해 감지되는 선형변위(d)와 각각의 게이트(6) 또는 게이트(7)와 차체(4)사이에서 작용하는 결과력(f) 사이의 관계를 도시한 선도가 도시되고, 도 5 에는 상기 선형변위(d)와 게이트의 상측단부에서 상기 방법에 따라 산출된 변위(D)사이의 관계를 도시한 선도가 도시된다. 도시된 것처럼 상기 선도들은 차체의 과도한 횡방향 변위에 기인하여 지지대(13, 14)에서 게이트(6, 7)의 바람직하지 않은 개방이 일어날 때 점(P)에서 번형값에 대한 경사변화가 선형관계임을 나타낸다. 상기 선도들에 있어서, 상기 매개변수들의 서로 다른 4개의 변화영역에 따라 4개의 영역(I, II, III, IV)이 확인된다. 영역(I)은 이상적인 작동에 해당하는 영역인 반면에 영역(IV)은 비정상적인 작동에 해당하는 영역이며 상기 영역들은 작업자에 의해 직접 간섭(immediate intervention)이 수행되어야 한다. 다음 설명에서 알 수 있듯이, 시스템의 작동상태를 즉각적으로 파악가능한 표시장치(display)를 제공하기 위하여 각각의 상기 영역들에 대해 만능으로 서로 다른 색상이 부여된다. 예를 들어 영역(I, II, III, IV)들은 각각 녹색, 황색, 오렌지색 및 적색이 부여된다. 도 6 은 상기 결과의 형성방법을 도시한다. 상기 도면에서, 본 발명을 따르는 시스템의 제어장치와 연결된 비디오단자상에 표시되는 영상이 개략적으로 도시된다. 평면적으로 표시된 영상은 개략적으로 용접작업영역을 표시한다. 본 발명의 선호되는 실시예에 있어서, 각각 게이트의 전면단부 및 후방단부에 위치하는 두 개의 센서수단들이 제공된다. 따라서 용접작업영역의 전면우측부, 전면좌측부, 후방좌측부 및 후방우측부에서 감지가 수행될 수 있다. 도 6 에 도시된 영상은 중앙영역 및 좌측영역 그리고 우측영역을 포함한다. 좌측영역은 각각 좌측게이트의 우측단부 및 후방단부에서 결정된 매개변수의 수치를 포함한다(도시된 예에서, 상기 매개변수는 게이트의 상측에서 산출된 변위값이지만, 도시된 것은 또한 차체 및 각각의 게이트사이에서 작용하는 결과력값 또는 센서수단에 의해 감지된 변위량을 표시하는 데에도 적용가능하다). 유사하게 우측영역에서 게이트의 우측단부 및 후방단부 그리고 우측게이트의 상측에서 산출된 변위량들이 우측영역에 표시된다. 중앙영역에서, 각각 전면좌측값 및 전면우측값 사이의 위치, 후방좌측값 및 후방우측값 사이의 위치, 전면좌측값 및 후방좌측값 사이의 위치 그리고 전면우측값 및 후방우측값 사이의 위치에 평균값들이 도시된다. 추가로 각각의 값이 표시되는 셀(cell)이 미리 설정된 코드(code)에 해당하는 색상으로 표시되고, 상기 코드에 의해 상기 4개의 영역(I, II, III, IV)으로 이루어진 매개변수의 주어진 범위와 주어진 색상이 연결된다. 상기 방법에 의해 시스템의 작동상태에 관한 즉각적인 정보를 알 수 있다. 색상과 관련한 상기 코드 사용예에 있어서, 표시된 영상의 영역이 녹색 또는 녹색 또는 황색일 때 이상적인 작동상태를 나타낸다. 일부영역들이 오렌지색상일 때 시스템은 허용작동상태의 한계에 있으며, 표시된 영상중의 한 개 또는 두 개이상의 영역들이 적색이라면 즉각적인 간섭(intervention)이 필요하다.
상기 방법에 의해 시스템이 제어되고, 필요하다면 즉각적이고 용이하게 시스템이 조정될 수 있다.
기본적으로 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 순전히 예로서 주어진 설명 및 도면에 대해 본 발명의 원리는 동일하게 유지되고 구성 및 실시예의 세부사항이 여러 가지로 변화가능하다.

Claims (8)

  1. - 프로그래밍이 가능한 조립수단(9)이 제공되는 용접작업영역(1)과
    - 조립되어야 하는 차체(4)의 적어도 일부를 용접작업영역(1)으로 운반하고, 조립후에 용접작업영역(1)으로 부터 나오게 하기 위한 콘베이어라인(5)과,
    - 조립작업이 수행되는 동안 용접작업영역(1)의 마주보는 측면에 배열되고, 적절한 조립위치내에 조립되어야 하는 차체(4)의 구성부품들을 고정하기 위한 위치설정 및 구속작용의 구속장치(8)가 제공되고, 상기 구속장치(8)가 조립되는 차체(4)로 부터 분리되는 비작동 개방위치와 상기 구속장치(8)가 조립되는 차체(4)와 결합되는 작동폐쇄위치사이에서 서로에 대해 근접하고 분리될 수 있는 적어도 한쌍의 게이트(6, 7)로 구성되는 차체조립 또는 차체의 보조조립(sub-assembly)을 위한 장치에 있어서,
    (a) 독립적인 유니트(unit)인 게이트(6, 7)들은 용접작업영역(1)에서 이동가능하고 상기 게이트(6, 7)들이 작동폐쇄위치에 있을 때 용접작업영역(1)의 고정구(2)에 확고하게 구속되는 기저부(12)와, 상기 구속장치(8)를 가지고 상기 기저부(12)로 부터 연장구성되는 작동부(15)로 구성되고, 이론적으로 정해진 변위에 대해 조립되는 차체의 횡방향 치의 미소한 변화에 기인하여 용접작업영역(1)의 종방향에 대해 횡방향(A)으로 미세 휨현상을 겪지 않도록, 게이트의 상기 작동폐쇄위치에서 상기 게이트(6, 7)들이 상기 고정구(2)에 직접 연결되지 않는 특징과,
    (b) 상기 미세 휨현상에 기인하여 기저부(12)의 구속영역으로 부터 고정구(2)까지의 정해진 거리(L1)에서 상기 고정구(2)에 대한 상기 기저부(12)의 미세변위를 감지하기 위하여, 상기 게이트(6, 7)의 상기 작동부(15) 및 상기 고정구(2) 사이에 센서수단(S)이 삽입되는 특징과
    (c) 상기 센서수단(S)으로 부터 발생된 신호들을 처리하고, 상기 구속영역으로 부터의 거리의 함수로써 게이트(6, 7)에 구성된 작동부(15)의 서로 다른 영역에서의 변위를 산출하며, 조립되는 차체(4) 및 각각의 게이트(6, 7) 사이에서 작용하는 하중을 산출하기 위한 처리수단(18)이 추가로 구성되는 특징의 조합을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 게이트(6, 7)에 구성된 상기 작동부(15)가 상기 기저부(12)로 부터 상향으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 조립수단(9)이 전기점용접헤드(electric spot welding head)가 제공되고 프로그래밍이 가능한 조립로보트로 구성되는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서수단(S)은 각각의 게이트(6, 7)에 구성된 기저부와 바로 상부에 배열되는 핀 센서(stylus sensor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 센서수단(S)은 각각의 게이트(6, 7)의 전면단부 및 후방단부에 각각 배열된 제 1 센서수단 및 제 2 센서수단으로 구성되어, 용접작업영역의 전면좌측부, 전면우측부, 후방좌측부 및 후방우측부에서 감지가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 평면으로 개략적인 영상을 표시하기 위한 표시수단이 상기 처리수단(18)과 결합되고, 상기 표시수단에서 게이트의 전면좌측부, 전면우측부, 후방좌측부 및 후방우측부 각각에서 센서수단(S)에 의해 감지되는 변위량, 게이트(6, 7) 상부의 산출변위량 또는 각각의 게이트(6, 7) 및 조립되는 차체사이에 작용하는 결과력중에서 선택된 매개변수의 수치들이 상기 표시수단에 표시되고, 상기 영상은 각각 전면좌측부 및 전면우측부 사이의 위치와, 후방좌측부 및 후방우측부 사이의 위치와, 전면우측부 및 후방우측부 사이의 위치와 전면좌측부 및 후방좌측부사이의 위치에서 산출된 수치들의 평균값들을 표시하는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 매개변수의 주어진 변화영역에 주어진 색상들을 부여하는 색상코드에 따라, 표시된 상기 영상에 각각의 상기 값들이 한가지 색과 관련되는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 장치.
  8. - 프로그래밍이 가능한 조립수단(9)이 제공되는 용접작업영역(1)을 제공하고
    - 조립되어야 하는 차체(4)의 적어도 일부를 용접작업영역(1)으로 운반하고, 조립후에 용접작업영역(1)으로 부터 나오게 하기 위한 콘베이어라인(5)을 제공하며,
    - 조립작업이 수행되는 동안 용접작업영역(1)의 마주보는 측면에 배열되고, 적절한 조립위치내에 조립되어야 하는 차체(4)의 구성부품들을 고정하기 위한 위치설정 및 구속작용의 구속장치(8)가 제공되고, 상기 구속장치(8)가 조립되는 차체(4)로 부터 분리되는 비작동 개방위치와 상기 구속장치(8)가 조립되는 차체(4)와 결합되는 작동폐쇄위치사이에서 서로에 대해 근접하고 분리될 수 있는 적어도 한쌍의 게이트(6, 7)를 제공하는 차체조립 또는 차체의 보조조립(sub-assembly)을 위한 방법에 있어서,
    추가로
    - 이론적인 결정 치수에 대하여 조립되는 차체의 횡방향변위가 미끄럼변화에 의해 작업영역의 종방향에 대해 횡방향으로 미세 휨현상을 전혀 받지 않도록, 고정게이트의 작동상태에서 작업영역의 고정구(2)에 직접 연결되지 않고 상기 기저부로부터 연장구성되고 구속장치(8)를 포함하는 작동부(15)와 고정게이트의 상기 작동상태에서 작업영역의 고정구(2)에 강하게 구속되고 조립작업영역(1)내에서 이동가능한 기저부(12)가 독립된 유니트로서 각각의 고정게이트(6, 7)에 제공하며,
    - 다음에, 기저부(12)의 구속영역으로 부터 고정구(2)까지의 정해진 거리에서 상기 미세휨현상에 의해 상기 고정구에 대해 각각의 고정게이트(6, 7)의 작동부(15) 미세변위를 감지하면서 상기 고정게이트(6, 7)들이 이동되어 작동폐쇄위치내에 구속되고,
    - 감지된 미세변위를 기초로 하여, 상기 구속영역으로 부터의 함수로서 구속게이트(6, 7)에 구성된 작동부의 여러 위치들의 미세변위를 산출하며, 각각의 고정게이트 및 조립되는 차체사이에 작용하는 하중을 산출하는 것을 특징으로 하는 차체조립 또는 차체의 보조조립을 위한 방법.
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