KR20030000535A - 차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 차량용 도어 장착 시스템은, 차량의 도어 조립 라인의 일측에 설치되어 도어 핸들링 및 상기 차량의 차체를 세팅하는 도어장착로봇과; 상기 도어장착로봇의 일측에 설치되어 상기 도어를 볼팅하는 도어볼팅머신과; 상기 도어볼팅머신의 일측에 설치되어 볼트를 상기 도어볼팅머신에 자동으로 공급하는 볼트공급장치와; 상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 로봇 제어 및 프로그램 기능을 수행하는 로봇 제어반과; 상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 차체 위치 측정연산 및 로봇을 통신 제어하는 공정 제어컴퓨터와; 상기 도어장착로봇에 설치되고, 화상처리와 상기 차체 위치를 측정하는 카메라가 구비된 비젼장치와; 상기 비젼장치의 일측에 설치되고, 레이져 및 필터가 이용되어 화상을 취출하기 위한 조명장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 도어의 장착 정도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR INSTALLING DOOR FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 도어(door) 장착 시스템(system)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장착 정도가 향상될 수 있도록 개선된 차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
차량용 도어 장착 방법은 차량의 차체에 도어, 트렁크 리드, 후드, 휀더를 장착하는 공법중에 도어를 자동적으로 장착하는 기법을 말한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 차량용 도어 장착에 사용되는 차량용 도어 장착 시스템은, 도어 장착 산포를 최소화할 수 있도록 하는 도어 규제 지그(11)와, 도어 핸들링 및 차체(BIW; Body In White)(10) 세팅 기능이 구비된 도어장착 로봇(6축)(12)과, 도어를 볼팅(bolting)하는 기능을 구비한 도어 볼팅 머신(machine)(3축)(13)과, 볼트를 상기 도어 볼트 머신에 자동적으로 공급하도록 하는 볼트공급장치(14)와, 로봇을 제어하고, 프로그램 기능을 수행하는 로봇 제어반(15)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 차량용 도어 장착 시스템은, 도어 장착 로봇(12)을 이용해서 차체(10)에 도어를 자동적으로 세팅(setting)한 후, 도어 볼팅 머신(13)으로 자동적으로 볼팅하고, 도어 장착 로봇(12)이 원래의 위치로 이동한다. 그리고 차체(10) 사양을 받고 기 입력된 프로그램에 의해 동작을 수행한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 운반 행거로부터 도어 장착 로봇(12)이 도어를 받고, 도어 장착 산포를 줄이기 위해 로봇이 도어를 도어 규제 지그(11)에 세팅한다. 그리고 로봇이 도어를 차체(10)에 세팅한다. 이어서, 도어 볼팅 머신M (13)이 자동적으로 볼팅하고, 이 도어 볼팅 머신(13)의 후진 후, 도어 장착 로봇(12)이 원위치한다.
그런데, 이와 같이 작동하는 종래의 차량용 도어 장착 시스템은, 차체(10) 및 도어 조립 산포가 있는 상태에서 도어를 장착하므로 장착 정도가 불량하다. 그리고 이렇게 장착 정도가 불량하면, 작업자가 재 티칭(teaching)해야 하므로 인해서 비가동율이 발생하게 된다.
또한, 장착 정도 불량으로 인해 컨베이어 벨트 라인(conveyor belt line)에서 도어를 수정하는 빈도가 많아지게 된다. 이에 따라 수정을 실시하기 위한 작업 인원이 발생하게 된다. 그리고 누적 조립 공차가 많아지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 장착 정도가 향상되고, 누적 조립 공차가 최소화되며, 로봇 티칭 작업이 필요하지 않고, 수동 장착 조정작업이 필요 없도록 한 차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 차량용 도어 장착 시스템의 구성을 나타낸 개략적인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 시스템의 구성을 나타낸 개략적인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 방법을 순차적으로 나타낸 개략적인 플로차트.
도 4는 차체 좌표 측정 플로를 설명하기 위해 도시된 시스템 도면.
도 5a 내지 도 5d는 각 측정부위를 나타내 보인 도면.
도 6은 도 5a 내지 도 5d에 따라 측정값을 산출하여 보정값을 구하는 원리를 나타내 보인 표.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
21. 도어장착로봇
22. 도어볼팅머신
23. 볼트공급장치
24. 로봇 제어반
25. 공정 제어컴퓨터
26. 비젼장치
27. 조명장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 도어 장착 시스템은,차량의 도어 조립 라인의 일측에 설치되어 도어 핸들링 및 상기 차량의 차체를 세팅하는 도어장착로봇과; 상기 도어장착로봇의 일측에 설치되어 상기 도어를 볼팅하는 도어볼팅머신과; 상기 도어볼팅머신의 일측에 설치되어 볼트를 상기 도어볼팅머신에 자동으로 공급하는 볼트공급장치와; 상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 로봇 제어 및 프로그램 기능을 수행하는 로봇 제어반과; 상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 차체 위치 측정연산 및 로봇을 통신 제어하는 공정 제어컴퓨터와; 상기 도어장착로봇에 설치되고, 화상처리와 상기 차체 위치를 측정하는 카메라가 구비된 비젼장치와; 상기 비젼장치의 일측에 설치되고, 레이져 및 필터가 이용되어 화상을 취출하기 위한 조명장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 도어 장착 방법은, (a) 차량의 차체의 좌표를 측정하는 단계와; (b) 기준 데이터와 상기 단계 (a)에서 측정된 측정 데이터를 비교하는 단계와; (c) 차량의 도어를 장착하는 라인에 설치된 장착 로봇이 도어 조립체를 운반단하는 단계와; (d) 상기 장착 로봇이 상기 도어 조립체를 세팅하는 단계와; (e) 상기 장착 로봇의 일측에 설치된 볼팅 머신에 의해 상기 도어 조립체를 볼팅 작업하는 단계와; (f) 상기 장착 로봇이 원래의 위치로 이동하는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 시스템은, 차량의 도어 조립 라인의 일측에 설치되어 도어 핸들링 및 차량의 차체(10)를 세팅하는 도어장착로봇(21)과, 상기 도어장착로봇(21)의 일측에 설치되어 도어를 볼팅하는 도어볼팅머신(22)과, 이 도어볼팅머신(22)의 일측에 설치되어 볼트를 도어볼팅머신(22)에 자동으로 공급하는 볼트공급장치(23)와, 상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 로봇 제어 및 프로그램 기능을 수행하는 로봇 제어반(24)과, 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 차체(10) 위치 측정연산 및 로봇을 통신 제어하는 공정 제어컴퓨터 (25)와, 상기 도어장착로봇(21)의 일측에 설치되고, 화상처리와 상기 차체(10) 위치를 측정하는 카메라가 구비된 비젼(vision)장치(26)와, 이 비젼장치 (26)의 일측의 도어장착로봇(21)에 설치되고, 레이저(laser) 및 필터(filter)가 이용되어 화상을 취출하기 위한 조명장치(27)를 포함하여 구성된다.
상기 카메라는 시시디 카메라(ccd camera)로 이루어진다.
그리고 상기 도어장착로봇(21)은 6축 로봇이고, 상기 도어볼팅머신(22)은 3축 로봇으로 이루어진다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 시스템을 이용하여 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3에는 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 방법을 순차적으로 나타내 보인 플로차트가 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 우선, 차량의 차체(10)의 좌표를 측정한다. 즉, 차체 (10)(BIW; Body In White)의 도어 힌지면 및 아파츄어 부위를 조명장치(27) 및 CCD카메라를 이용하여 기준 좌표계의 측정 데이터를 생성한다.(단계 110)
이어서, 기준 데이터와 상기 단계 110에서 측정된 측정 데이터를 비교하여 오차 측정값을 형성한다.(단계 120)
그리고 차량의 도어를 장착하는 라인에 설치된 도어장착로봇(21)이 도어 조립체를 운반한다. 즉, 상기 도어장착로봇(21)이 운반 행거(hanger)로부터 도어 조립체를 받아 세팅 위치 전까지 티칭 프로그램(teaching program)에 의해 동작된다 .(단계 130)
또한, 측정된 데이터와 기준 좌표 데이터의 비교된 오차값에 따라 장착 로봇의 그리퍼(gripper)가 자동 위치 조정되어 도어 조립체를 차체(10)에 세팅한다.(단계 140)
이어서, 상기 장착 로봇의 일측에 설치된 도어볼팅머신(22)이 자동 전진하여 상기 도어 조립체의 힌지를 볼팅 작업한다.(단계 150)
그리고 상기 도어볼팅머신(22)이 간섭 없는 위치까지 후진하면 도어장착로봇 (21)이 다음 동작을 위해 원위치로 이동한다.(단계 160)
한편, 상기 단계 110에서, 상기 차체(10)의 좌표를 측정은, 도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 상기 도어장착로봇(21)에 부착된 조명장치(27) 및 비젼장치(26)를 이용해서 차량의 차체(10)의 특정부(A부 내지 D부)의 단면좌표를 촬영한다.(단계 210)
이어서, 상기 특정부의 측정된 좌표 데이터를 공정제어 컴퓨터(25)로 전송한다.(단계 220)
그리고 상기 공정제어 컴퓨터(25)로 좌표 데이터를 기준 좌표 데이터와 비교한다.(단계 230)
또한 상기 단계 230에서 비교 후, 보정된 좌표 데이터를 도어 조립 라인의 일측에 설치된 로봇 제어반(24)으로 전송한다.(단계 240)
이어서, 전송된 상기 좌표 데이터에 따라 로봇이 위치 제어를 하여 도어를 차체(10)에 세팅한다.(단계 240)
상기 좌표 데이터는 상기 차체(10)의 전후, 좌우, 높이(T,L,H)값으로 이루어진다. 도 5a 내지 도 5d 및 도 6에는 상기한 특정부(A부 내지 D부)의 측정과, 이렇게 측정된 측정값 산출 방법을 각각 나타내 보였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 도어 장착 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
차체 위치정도 보정기법을 적용하므로 장착 정도가 향상될 수 있고, 차체 조립공차가 향상될 수 있다.
그리고 누적 공차를 최소화할 수 있고, 작업자가 수시로 로봇 티칭작업을 하지 않아도 된다.
또한, 차체 및 도어 위치정도를 감지해서 작업하므로 수동 장착 조정작업이 필요 없다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 차량의 도어 조립 라인의 일측에 설치되어 도어 핸들링 및 상기 차량의 차체를 세팅하는 도어장착로봇과;
    상기 도어장착로봇의 일측에 설치되어 상기 도어를 볼팅하는 도어볼팅머신과;
    상기 도어볼팅머신의 일측에 설치되어 볼트를 상기 도어볼팅머신에 자동으로 공급하는 볼트공급장치와;
    상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 로봇 제어 및 프로그램 기능을 수행하는 로봇 제어반과;
    상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되어 차체 위치 측정연산 및 로봇을 통신 제어하는 공정 제어컴퓨터와;
    상기 차량의 도어 조립 라인에 설치되고, 화상처리와 상기 차체 위치를 측정하는 카메라가 구비된 비젼장치와;
    상기 비젼장치의 일측에 설치되고, 레이져 및 필터가 이용되어 화상을 취출하기 위한 조명장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 장착 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 시시디 카메라를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 장착 시스템.
  3. (a) 차량의 차체의 좌표를 측정하는 단계와;
    (b) 기준 데이터와 상기 단계 (a)에서 측정된 측정 데이터를 비교하는 단계와;
    (c) 차량의 도어를 장착하는 라인에 설치된 장착 로봇이 도어 조립체를 운반단하는 단계와;
    (d) 상기 장착 로봇이 상기 도어 조립체를 세팅하는 단계와;
    (e) 상기 장착 로봇의 일측에 설치된 볼팅 머신에 의해 상기 도어 조립체를 볼팅 작업하는 단계와;
    (f) 상기 장착 로봇이 원래의 위치로 이동하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 장착 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 차체의 좌표를 측정은,
    (ㄱ) 상기 장착 로봇에 부착된 조명장치 및 비젼장치를 이용해서 차량의 차체의 특정부의 단면좌표를 촬영하는 단계와;
    (ㄴ) 상기 특정부의 측정된 좌표 데이터를 공정제어 컴퓨터로 전송하는 단계와;
    (ㄷ) 상기 공정제어 컴퓨터로 상기 좌표 데이터를 기준 좌표 데이터와 비교하는 단계와;
    (ㄹ) 상기 단계 (ㄷ)에서 비교 후, 보정된 좌표 데이터를 상기 라인의 일측에 설치된 로봇 제어반으로 전송하는 단계와;
    (ㅁ) 전송된 상기 좌표 데이터에 따라 로봇이 위치 제어를 하여 도어를 차체에 세팅하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 장착 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 좌표 데이터는 상기 차체의 전후, 좌우, 높이값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 도어 장착 방법.
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