KR20010027028A

KR20010027028A - 공작물의 세정용 로보트 시스템

Info

Publication number: KR20010027028A
Application number: KR1019990038587A
Authority: KR
Inventors: 최성필
Original assignee: 이계안; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2001-04-06
Also published as: US6215268B1; JP2001079501A

Abstract

본 발명은 공작물에 형성되는 세정 부위의 갯수에 관계없이 최소한의 세정건만으로 세정작업을 수행하며 공작물의 기종변화에 신속히 대처하기 위하여,

공작물의 세정시 세정액의 비산을 막고, 작업자의 접근을 제한하는 세정실과; 상기 세정실내에서 공작물에 형성되는 소정의 세정 부위를 세정하는 로보트건을 갖추는 산업용 로보트와; 상기 산업용 로보트에 설치되는 로보트건에 세정액 및 에어를 공급하는 공급장치와; 상기 세정실 내부로 공작물을 이송하는 이송장치 및; 상기 산업용 로보트가 공작물을 세정하는 작업을 제어하는 제어장치를 포함하는 공작물의 세정용 로보트 시스템을 제공한다.

Description

공작물의 세정용 로보트 시스템{A WASHING ROBOT SYSTEM FOR WORKS}

본 발명은 공작물의 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공된 공작물을 로보트 시스템에 의하여 자동으로 세정함으로써 세정작업을 신속하게 수행하고 다양한 종류의 공작물을 세정할 수 있는 세정용 로보트 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공작물을 가공하고 나면 가공에 의한 칩이나 가공용 오일 등이 공작물에 잔유하게 되므로 이를 제거해주기 위한 세정공정이 가공공정 중간의 공정이나 최종공정 등에 마련된다.

여기서, 공작물이 비교적 단순한 형상인 경우에는 작업자가 에어 블로잉 장치로서 세정 부위에 에어(Air)를 불어주기만 하면 칩 등이 제거되지만, 엔진의 실린더블록 가공공정이나 실린더헤드 가공공정 등과 같이 홀가공이 많은 공정에서는 세정이 필요한 부위가 많고 세정정도도 다양하게 요구되므로 별도의 세정장치를 설치하여 칩 등을 제거하고 있다.

이를 위해 공작물의 가공공정에 마련되는 종래의 세정장치를 도 3을 참고로 살펴보면, 공작물(W)의 태핑홀(Tapping hole)이나 오일홀(Oil hole)과 같이 칩 등이 잔유하는 세정 부위에 세정액을 분사하는 세정노즐(112)과, 이 세정노즐(112)이 고정 취부되는 세정실(Washing Room,114)과, 이 세정실(114)에서 세정된 공작물(W)을 다시 에어(Air)로서 잔유물을 최종적으로 제거하는 에어노즐(116)과, 이 에어노즐(116)이 고정 취부되는 에어 블로잉실(Air Blowing Room,118)로 구성된다.

상기 종래의 세정장치에 의한 세정공정에 대하여 살펴보면, 홀가공 등이 끝난 공작물이 작업자에 의해서나 이송장치에 의해서 세정실로 투입되면 세정노즐로서 세정 부위를 세정한 뒤, 다시 작업자 등이 세정된 공작물을 에어 블로잉 장치에 투입하면 에어로서 세정 부위를 블로잉 하고 작업자가 세정이 종료한 공작물을 다음 공정으로 이동시킴으로써 세정작업이 완료된다.

상기와 같이 세정실 등에 고정 취부되는 세정노즐로서 세정을 하는 경우, 공작물에 형성되는 세정 부위의 갯수만큼 세정노즐을 갖추어야 하므로 이에 소요되는 비용이 상당하며, 공작물의 기종이 변경되면 세정노즐의 위치도 이에 따라서 변경해주어야 하므로 가공공정의 셋팅에 소요되는 시간이 상당하여 기종변화에 신속히 대처할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 세정실과 에어 블로잉실이 분리되어 있으므로 세정공정이 2개 공정으로 나누어져서 전체적인 가공시간이 늘어나는 불합리한 점도 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 공작물에 형성되는 세정 부위의 갯수에 관계없이 최소한의 세정건만으로 세정작업을 수행하며 공작물의 기종변화에 신속하게 대처할 수 있는 공작물의 세정용 로보트 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 로보트 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 로보트 시스템의 세정액 등의 공급장치의 구성도,

도 3은 종래기술에 의한 공작물의 세정장치의 평면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

12 : 세정실 14, 16 : 제1, 2도어

18 : 안전센서 20 : 6축 로보트

22 : 로보트암 24 : 로보트건

25 : 건스테이션 28, 32 : 제1, 2세정탱크

30 : 여과기 34 : 세정액 공급펌프

36 : 에어공급원 38 : 유량게이지

40,42 : 솔레노이드 밸브 44 : 이송장치

46 : 콘베이어 48 : 기준핀

50 : 제어장치 52 : 로보트 콘트롤러

54 : 메인 콘트롤러 56 : 마이콤

58 : 조그셔틀

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 도 1의 부호 12는 본 발명에 의한 로보트 시스템이 설치되는 세정실을 지칭한다.

상기 세정실(12)은 공작물(W)의 세정작업시에 외부로부터 접근을 차단하는 역할을 하는 것으로서, 세정액이 외부로 비산되지 않도록 밀폐형으로 형성되며, 공작물의 투입 및 투출을 위한 제1도어(14)와 작업자의 출입을 위한 제2도어(16)를 갖춘다.

상기 제2도어(16)에는 본 발명에 의한 로보트 시스템에 대한 안전대책으로서, 공작물의 세정중에 상기 세정실의 제2도어(16)가 열리는 것을 감지하는 안전센서(18)가 형성된다.

상기 안전센서(18)는 상기 제2도어(16)가 오픈되는 경우에 접점이 끊어지는 센서로서 세정액의 비산에 의하여 센서기능이 저하되지 않는 사양을 선택한다.

상기 산업용 로보트(20)는 상기 제어장치에 프로그래밍 되는 티칭 프로그램에 의하여 동작하는 로보트로서, 공작물의 다양한 세정 부위를 세정하기 위해서는 로봇의 관절운동이 자유로워야 하므로 6축 다관절 로보트를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 산업용 로보트(20)의 최종관절에 형성되는 로보트암(22)에는 공작물을 세정하기 위한 로보트건(24)이 장착된다.

상기 로보트건(24)은 세정작업이 수행되지 않는 동안에는 세정실의 건스테이션(25)에 안착되어 대기되며, 상기 로보트암(22)은 상기 로보트건(24)을 클램프할 수 있도록 핑거모양으로 형성된다.

한편, 공작물에 형성되는 세정 부위는 그 깊이 및 반경이 각각 상이하므로 이를 적절히 세정하기 위해서는 세정액의 분사속도 및 분사량이 세정 부위별로 달라져야 하며 세정작업 후에도 공작물에는 소량의 칩 등이 잔유하므로 이러한 잔유물을 최종적으로 에어에 의하여 제거할 필요가 있다.

따라서, 상기 로보트건(24)은 세정 부위별로 토출구경을 달리하는 다수의 세정건과 공작물에 잔유하는 잔유물을 에어로 제거하기 위한 에어건 등으로 나누어서 구성하는 것이 바람직하다.

상기 로보트건(24)에 세정액 등을 공급하는 상기 공급장치(26)는 도 2에 도시한 바와 같이, 공작물을 세정하기 위한 세정액을 여과되지 않은 상태로 보관하는 제1세정탱크(28)와, 이 제1세정탱크(28)의 세정액을 여과하는 여과기(30)와, 이 여과기(30)로부터 여과된 세정액을 보관하는 제2세정탱크(32)와, 이 제2세정탱크(32)로부터 세정액을 공급받아서 상기 로보트건(24)에 세정액을 공급하는 세정액 공급펌프(34) 및, 상기 로보트건(24)에 에어를 공급하는 에어공급원(36)으로 구성된다.

상기 제1세정탱크(28)에는 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 유량게이지(38)가 형성되며, 상기 여과기(30)는 세정액에 섞여있는 칩 등의 이물질을 수차에 걸쳐서 여과한다.

상기 세정액 공급펌프(34)와 상기 에어공급원(36)에서 공급되는 세정액 및 에어는 각각 상기 제어장치에 의하여 제어되는 솔레노이드 밸브(40,42)를 통하여 상기 로보트건(24)에 연결된다.

한편, 상기 이송장치(44)는 공작물을 본 발명에 의한 로보트 시스템의 전공정으로부터 본 로보트 시스템으로 이송한 후에 상기 제어장치의 신호를 받아서 공작물을 상기 세정실내로 투입하고, 세정이 종료된 공작물을 다시 인출하여 본 로보트 시스템의 다음공정으로 이송하는 일련의 콘베이어(46) 및 각종 센서장치로 구성되는 것으로서, 공작물에 마련되는 툴링홀에 삽입되는 기준핀(48)을 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 로보트 시스템을 전체적으로 제어하기 위한 제어장치(50)는 산업용 로보트(20)를 제어하는 로보트 콘트롤러(52)와 그 외의 장치를 제어하는 메인 콘트롤러(54)로 나누어진다.

상기 로보트 콘트롤러(52)에 입력되는 티칭 프로그램과 상기 메인 콘트롤러(54)에 입력되는 PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)프로그램과는 상호간에 연관성을 지니며 전체적인 시스템제어는 메인 콘트롤러(54)에서 이루어지며, 로보트 콘트롤러(52)의 티칭(TEACHING)프로그램은 상기 메인 콘트롤러(54)에서 개시신호를 받아서 개시된다.

상기 로보트 콘트롤러(52)에는 티칭 프로그램을 저장하고 실행하는 마이콤(56)과, 로보트의 동작을 티칭(TEACHING)하기 위한 조그셔틀(58)이 마련되어 있으며, 상기 저장장치에 저장되는 티칭 프로그램에는 로보트의 운동방법, 운동속도, 운동변위, 로보트 외부장치의 입출력제어 등이 입력되며, 각 티칭 프로그램은 공작물의 기종별로 나누어져서 실행된다.

상기 티칭 프로그램에 대한 내용은 로보트의 기종에 따라 달리하므로 본 발명에서는 이에 대한 자세한 사항은 생략하기로 한다.

상기 메인 콘트롤러(54)에서는 상기 로보트 콘트롤러(52)의 제어뿐만 아니라 본 발명에 관련되는 장치전반, 즉 세정실의 도어의 개폐와 세정액의 공급 및 공작물의 이송 등에 대하여 제어한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 로보트 시스템의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 이송장치(44)를 통하여 본 발명에 의한 로보트 시스템으로 공작물이 이송되고 상기 세정실(12)내로 공작물이 투입되면 세정실의 제1도어(14)가 닫히면서 산업용 로보트의 동작이 개시된다.

상기 산업용 로보트(20)는 상기 로보트 콘트롤러(52)에 미리 입력되는 공작물의 기종별 티칭 프로그램에 따라서 작동을 개시하며 공작물의 소정의 세정 부위에 위치하게 되면 상기 메인 콘트롤러(54)는 상기 솔레노이드 밸브(40,42)를 개방하여 상기 공급장치(26)로부터 상기 로보트건에 세정액과 에어가 공급되도록 하면 세정작업이 시작된다.

이 때, 상기 메인 콘트롤러(54)는 세정 부위에 따라 세정액만 공급하도록 하거나 에어만을 공급하도록 하도록 상기 솔레노이드 밸브(40,42)를 제어하게 된다.

상기 산업용 로보트(20)는 각 세정 부위별로 건스테이션(25)으로부터 로보트건(24)을 달리 선택하여 세정하도록 프로그램 되어 있으며, 로보트의 작동중에 세정실의 제2도어(16)가 작업자의 부주의로 개방되는 경우에는 안전센서(18)가 오프(Off)되면서 로보트의 작동이 중단된다.

상기와 같은 산업용 로보트의 세정작업이 완료하면 메인 콘트롤러(54)에서는 세정실의 제1도어(14)를 다시 개방시키고 상기 이송장치(44)는 세정이 완료된 공작물을 세정실로부터 수거하여 다음공정으로 이송하게 되면 본 발명에 의한 로보트 시스템의 작동은 완료된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 로보트 시스템은 최소한의 세정건 및 에어건만으로 세정작업을 수행할 수 있으며, 공작물의 기종이 변화하더라도 티칭 프로그램의 자동변경만으로 이에 대응할 수 있으므로 세정공정의 셋팅에 소요되는 시간이 별도로 요구되지 않는다.

또한, 세정실 내에서 세정 및 에어 블로잉을 로보트가 순차적으로 수행하므로 세정공정이 하나의 공정으로 줄어들어 전체적인 가공시간을 절감하고 이에 따른 제조원가의 절감을 도모할 수 있다.

Claims

공작물의 세정시 세정액의 비산을 막고, 작업자의 접근을 제한하는 세정실과;

상기 세정실내에서 공작물에 형성되는 소정의 세정 부위를 세정하는 산업용 로보트와;

상기 산업용 로보트에 설치되는 로보트건에 세정액 및 에어를 공급하는 공급장치와;

상기 세정실 내부로 공작물을 이송하는 이송장치 및;

상기 산업용 로보트가 공작물을 세정하는 작업을 제어하는 제어장치

를 포함하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.
청구항 1에서,

상기 산업용 로보트는 6축 다관절 로보트인 것을 특징으로 하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.
청구항 1에서,

상기 세정실은

상기 산업용 로보트의 세정작동중에 상기 세정실의 도어가 열리는 것을 감지하여 상기 제어장치에 상기 산업용 로보트의 작동을 중지하는 신호를 보내는 안전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.
청구항 1에서,

상기 로보트건은

공작물의 세정 부위별로 토출 구경을 달리하여 세정하는 다수의 세정건과;

상기 세정건에 의한 공작물의 세정후에 공작물에 잔유하는 잔유물을 제거하기 위한 에어를 분사하는 에어건으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.
청구항 1에서,

상기 공급장치는

공작물을 세정하기 위한 세정액을 여과되지 않은 상태로 보관하는 제1세정탱크와;

상기 제1세정탱크의 세정액을 여과하는 여과기와;

상기 여과기로부터 여과된 세정액을 보관하는 제2세정탱크와;

상기 제2세정탱크로부터 세정액을 공급받아서 상기 로보트건에 세정액을 공급하는 세정액 공급펌프 및;

상기 로보트건에 에어를 공급하는 에어 공급원으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.
청구항 1에서,

상기 제어장치는

상기 산업용 로보트의 동작을 티칭(TEACHING)하는 조그셔틀과, 티칭 프로그램을 저장하고 이를 실행시키는 마이콤을 갖추는 로보트 콘트롤러와;

상기 로보트 콘트롤러와 연결되어 시스템을 전체적으로 제어하는 메인 콘트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작물의 세정용 로보트 시스템.