KR200417752Y1 - 차체패널의 지지와 너트확인 유무를 감지하는 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 코일형태로 입고된 철판을 필요한 크기로 자르고 금형을 장착한 프레스기계로 찍어서 일정한 성형의 얇은 철판(패널:Panel)을 만든 후 여기에 너트를 부착한 다음 차체 각부분 패널을 용접함에 있어 차체용접가공에서 상기 너트의 부착유무를 확인하는 장치에 관한 것이다.

주로 근접센서를 이용하여 너트의 부착유무를 확인하는데 직접감지방식의 경우 프레스가공을 거친 패널의 두께가 얇은 관계로 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)에 안착된 패널의 상하유동으로 인해 근접센서가 충격을 받아 파손 및 오작동을 일으키며 용접과정에서 용융물이 튀는 스패터(Spater:찌꺼기)가 근접센서의 감지부분에 용착되어 오작동이 발생함에 따라 교체 회수가 많아지며 생산라인 전체의 차질이 생기는 문제점을 가지고 있었다.

이를 해결하고자 본 고안은 패널에 직접 근접하는 방식이 아닌 간접적인 방식을 채택하되 너트의 유무를 확인하는 핀과 상기 핀의 동작을 감지하는 근접센서를 구비하는 지그(Jig)를 차체용접가공하는 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)에 장착하여 용접가공시 너트의 유무를 확인하고 상기 지그(Jig)가 직접 차체패널을 지지하는 역할을 병행하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

차체용접가공, 패널, 근접센서, 핀, 너트, 지그(Jig), 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)

Description

차체패널의 지지와 너트확인 유무를 감지하는 지그장치{Nut missing existence authentication jig}

도 1은 본 고안 지그장치의 분해사시도.

도 2는 차체패널에 직접설치된 근접센서가 너트누락유무를 감지하는 방식을 나타낸 구성도.

도 3은 본 고안 지그장치가 너트를 감지하는 방식을 나타낸 구성도.

도 4는 본 고안 지그장치의 단면도.

도 5는 차체용접가공을 설명하기 위한 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)입면상태도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 지그장치 2: 핀

3: 스프링 4: 지그

5: 스톱퍼 6: 근접센서

7: 지지대 8: 용접로봇

U: 유닛 P: 차체패널

N: 너트

본 고안은 코일형태로 입고된 철판을 필요한 크기로 자르고 금형을 장착한 프레스기계로 찍어서 일정한 성형의 얇은 철판(패널:Panel)을 만든 후 여기에 너트를 부착한 다음 차체 각부분 패널을 용접함에 있어 차체용접가공에서 상기 너트의 부착유무를 확인하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 생산과정 중 프레스가공 공정은 자동차의 외형을 만드는 패널을 만드는 과정으로서 코일형태로 입고된 철판을 필요한 크기로 자르고 여기에 금형을 장착한 프레스기계로 찍어서 일정한 성형의 철판조각(패널;Panel)을 만든다. 프레스공정은 입고된 코일을 세척하여 블랭킹 프레스에서 금형과 프레스를 이용해 자동차 각부에 들어가는 패널을 성형하기 좋은 최적의 평면판 형태로 생산, 프레스가공 라인으로 옮겨 금형과 프레스를 이용, 필요한 형상을 만드는 것이다.

차체용접가공 및 조립공정에서 용접은 용융 또는 반용융 상태로 만들어 접속하고자 하는 두 개 이상의 물체나 재료를 직접 접합시키거나 용가제(Filler Metar)를 첨가하여 접합하는 작업을 말하고 차체조립공정은 차체 각부분 패널을 용접, 실러, 납땜, 볼트, 헤밍, 마무리작업으로 조립해 차의 모양을 만들어내는 과정이다.

통상 상기 프레스가공 공정 후 각 패널에 미리 너트를 부착하고 차체용접가공 공정에서 각 패널을 용접함에 있어 철판이나 프레스 가공한 패널에 부착된 상기 너트를 확인하기 위해 근접센서와 LED센스(광센스)를 사용하여 확인 유무를 알아내 거나 직접 작업자의 육안으로 확인하는 방식에 의존하는 실정이다.

또한, 근접센서를 직접 패널 가까이 설치하는 직접감지방식을 통해 부착품(너트 및 볼트류)의 누락유무를 확인했으나 차체용접가공시 패널의 상하 유동으로 인해 근접센서가 충격을 받아 파손 및 오작동하는 등의 문제가 발생하고 또한 용접시 용융물(스패터:Spater)이 근접센서에 용착되어 오작동을 일으키는 문제점 역시 안고 있었다.

이로 인해 근접센서의 교체회수가 많아짐에 따라 작업라인의 멈춤 시간이 늘어나고 제품 불량의 빈번한 발생으로 생산라인 전체공정에 막대한 손해를 가져왔으며 부품의 누락으로 인해 제품을 폐기하여야 하는 등의 문제점을 안고 있었다.

이를 해결하고자 본 고안은 패널에 직접 근접하는 방식이 아닌 간접적인 방식을 채택하되 너트의 유무를 확인하는 핀과 상기 핀의 동작을 감지하는 근접센서를 구비하는 지그(Jig)를 차체용접가공하는 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)에 장착하여 용접가공시 너트의 유무를 확인하고 상기 지그(Jig)가 직접 차체패널을 지지하는 역할을 병행하도록 하는 지그(Jig) 장치를 개발하고자 하는 것이다.

본 고안의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 지그장치의 분해사시도이며, 도 2는 차체패널에 직접설치된 근접센서가 너트누락유무를 감지하는 방식을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 고안 지그장치가 너트를 감지하는 방식을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 고안 지그장치의 단면도이고, 도 5는 차체용접가공을 설명하기 위한 유닛(Unit:차체패널이 얹혀지는 작업대)입면상태도이다.

본 고안은 차체용접가공에서 차체패널(P)에 부착된 너트(N)의 누락유무를 확인하기 위해 이중돌기(2a)를 가지는 핀(2) 외부로 스프링(3)을 설치하고 하부에 스톱퍼(5)를 구비하되, 상기 스톱퍼(5)의 움직임을 감지하는 근접센서(6)를 가지는 장치의 핀(2)의 운동방향과 근접센서(6)의 감지방향이 직각되게 함에 있어서; 상기 핀(2)의 운동을 유도하며 스프링(3)이 안착하는 단턱(4f)을 가지는 핀삽입구멍(4a)과 상기 근접센서(6)를 보호하는 안전구멍(4b)이 서로 직각을 이루도록 일체 형성한 지그(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 또한, 상기 지그(4)가 차체패널(P)을 직접 지지하는 것과 상기 이중돌기(2a)의 상부돌기(2c)를 열처리가공한 것을 특징으로 한다.

구체적으로 본 고안의 구성 및 작용을 도면과 비교하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 지그장치(1)의 구성은 열처리가공된 상부돌기(2c)의 아래로 하부돌기(2d)를 가지는 이중돌기(2a), 이 이중돌기(2a)의 아래로 체결구멍(2e)을 가지는 핀축(2b)을 일체 형성한 핀(2)과 상기 핀(2)이 삽입되는 핀삽입구멍(4a)과 근접센서(6)가 삽입되는 안전구멍(4b)이 서로 직각되도록 형성한 지그(4) 로 구성하되, 상기 핀삽입구멍(4a)으로 스프링(3)이 내설되며 스프링(3)의 탄성을 이용하여 핀(2)이 상하이동하게끔 구성한 것이다.

차체용접가공에서 너트(N)의 확인유무를 감지하기 위해 핀(2)이 너트(N)로 유입되면 차체패널(P)의 무게로 인해 핀(2)이 아래로 내려오고 핀축(2b) 아래에 구비된 스톱퍼(5)가 근접센서(6)에 감지되어 너트(N)의 누락유무를 검사하는 것이다.

그리고 상부돌기(2c)를 열처리가공함은 핀(2)의 반복되는 운동으로 인한 마찰의 피로를 줄여주는 것이며, 핀삽입구멍(4a) 아래에 스프링(3)이 안착하는 단턱(4f)을 형성하여 핀(2) 동작을 원활하게 하는 것이다.

또한, 스톱퍼(5) 외주 일측으로 구멍(5a)을 형성하여 상기 구멍(5a)으로 체결볼트(9)를 끼워 핀축(2b)을 고정하고 상기 핀축(2b)은 스톱퍼(5) 중심을 관통하는 체결홈(5b)에 결합되는 것이다.

도 2는 종래 직접감지방식에 의한 너트(N)의 부착유무를 확인하는 것으로 근접센서(6)가 직접 너트(N) 가까이 설치됨에 따라 용접가공시 스폿용접하는 용접로봇(8)의 용접점으로부터 스패터(Spater:찌꺼기)가 튀어 근접센서(6)의 감지부분에 용착됨으로 인해 근접센서(6)에 늘 너트(N)가 있는 것으로 인식하는 문제점이 있으며, 지지대(7)에 결합된 근접센서(6)의 감지범위(0.1~0.5mm)가 미세한 관계로 차체패널(P)의 유동으로 인한 감지능력의 저하 및 감지기능의 오작동을 유발시키는 문제가 있었다.

도 3 및 도 4는 본 고안의 지그장치(1)를 설명하기 위한 것으로 용접가공시 발생하는 스패터(Spater:찌꺼기)로 인한 근접센서(6)의 오작동이 직접감지방식에 비해 발생률이 낮고 근접센서(6)의 보호능력이 우수하며, 차체패널(P)의 유동을 감안하여 핀(2)을 지그(4)의 핀삽입구멍(4a)에 설치함으로써 직접식에 비해 차체용접가공시 불량률을 줄이는 장점을 가지는 것으로 이는 핀(2)을 유도하는 핀삽입구멍(4a)이 핀(2)의 운동을 안정적으로 잡아주며 차체패널(P)에 부착된 너트(N)의 위치에 흔들림없이 유입시키는 역할을 하는 것이다.

다시 말해 핀(2)의 유동간격의 오차를 핀삽입구멍(4a)이 안정적으로 안내하는 것으로 이는 핀(2) 길이가 길어질 경우 너트(N)의 위치에서 벗어나는 오작동을 줄여줄 수 있고 지그(2)가 지지대(7)에 설치되는 위치에 따라 핀(2)의 길이 역시 변함에 따라 탄력적으로 대응되도록 지그(2)의 형상을 길게 연장할 수 있는 것이다.

즉, 핀삽입구멍(4a)의 길이를 연장하여 지그(2)를 형성할 수 있어 유닛(U)의 지지대(7)에 설치되는 근접센서(6)의 위치를 변화있게 설치할 수 있는 장점을 가지는 것이다.

도 5는 차체용접가공에서 유닛(U)에 얹혀진 차체패널(P)을 용접로봇(8)이 용접하는 것으로 너트(N)를 미리 부착한 하드웨어(여러종류의 차체패널)에 프로그램화된 용접로봇(8)을 이용하여 미리 정해진 위치에 용접하고 여기에서 너트(N)의 누락유무를 체크하는 근접센서(6)를 장착한 지그장치(1)를 지지대(7)에 설치하여 차체용접가공에서 너트(6)누락으로 인한 불량을 감지하는 것이다.

본 고안의 너트(6)누락을 감지하는 지그장치(1)를 유닛(U)의 적재적소에 배치하기 편리하며 지그(2)가 직접 차체패널(P)을 지지하도록하여 지지대(7)의 기능 을 병행하도록 한 것으로 유닛(U)에 장착시 지지대(7)에 지그(2)의 양측면(4b)이나 상부면(4e) 또는 저면(4d)을 용접 결합하여 필요한 위치에 배치할 수 있는 장점을 가진다.

또한, 상기 지그(2)에 구멍을 내어 체결볼트(도면에 미도시)를 이용하여 지지대(7)에 고정할 수도 있는 것이다.

무엇보다 본 고안의 지그장치(1)는 근접센서(6)의 오작동이나 보호차원에서 직접감지방식에 비해 보호능력이나 교체률이 적으며 전체적으로 차체용접가공 공정의 품질향상을 기대할 수 있고 지그장치(1)의 변화위치를 편리하게 조절할 수 있어 변화가 많은 다차종의 다양한 차체패널(P)에 맞게 유닛(U)에 배치할 수 있는 장점을 가지는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 근접센서의 보호와 작업상의 품질향상을 기대할 수 있어 차체용접가공의 불량률을 줄일 수 있고, 다양한 차체패널의 변화맞게 유닛에 적용하여 다차종의 차체패널 용접에도 적용할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

Claims (3)

1. 차체용접가공에서 차체패널에 부착된 너트의 누락유무를 확인하기 위해 이중돌기를 가지는 핀 외부로 스프링을 설치하고 하부에 스톱퍼를 구비하되 상기 스톱퍼의 움직임을 감지하는 근접센서를 가지는 장치의 핀의 운동방향과 근접센서의 감지방향이 직각되게 함에 있어서;

   상기 핀의 운동을 유도하며 스프링이 안착하는 단턱을 가지는 핀삽입구멍과상기 근접센서를 보호하는 안전구멍이 서로 직각을 이루도록 일체 형성한 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체패널의 지지와 너트확인 유무를 감지하는 지그장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 지그가 차체패널을 직접 지지하는 것을 특징으로 하는 차체패널의 지지와 너트확인 유무를 감지하는 지그장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 이중돌기의 상부 돌기를 열처리가공한 것을 특징으로 하는 차체패널의 지지와 너트확인 유무를 감지하는 지그장치.

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