KR20150015842A

KR20150015842A - 자동차용 도어프레임 코너용접장치

Info

Publication number: KR20150015842A
Application number: KR1020130091753A
Authority: KR
Inventors: 이은우
Original assignee: 동원금속 (주)
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-11
Also published as: KR101550966B1

Abstract

본 발명은 절단하고 연접되도록 한 후 용접으로 연결하는 동작을 하나의 장치에서 이루어지도록 함으로서 설치공간을 줄이면서 원가와 작업인력을 줄여 원가상승의 원인을 배제하면서 작업 효율성을 높이면서 작업사이클을 줄여 생산성을 극대화할 수 있도록 한 자동차용 도어프레임 코너용접장치에 관한 것으로서;
프레임의 상부 전방에 경사를 가지는 형태로 고정하는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 하방 양측에 설치되어 공급된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 움직이지 않도록 고정하는 클램퍼와, 상기 베이스플레이트의 상부 양측에 설치하여 클램퍼에 의하여 유지된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 경사면을 가지도록 절단하는 커터와, 상기 커터 사이에 설치하여 커터에 의하여 어퍼프레임과 버티컬어셈블리의 절단된 면이 클램퍼에 의하여 맞대어진 상태에서 코너부를 용접으로 연결하는 용접기로 구성하는 것이 특징이다.

Description

자동차용 도어프레임 코너용접장치{CORNER WELDING DEVICE OF DOOR FRAME FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 도어프레임 코너용접장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자동차의 도어프레임을 구성하는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 연결하도록 하는 절단작업과 용접으로 연결하는 작업을 하나의 장치를 이용하여 수행할 수 있도록 한 새로운 형태의 코너용접장치의 제공에 관한 것이다.

자동차용 도어프레임(50)은 도 5에 도시된 바와 같이 도어프레임(50)의 외관 상측형상을 유지하는 어퍼프레임(51)이 구비되고, 상기 어퍼프레임(51)의 후방에 연결되는 버티컬어셈블리(52)와 상기 어퍼프레임(51)의 전방에 퀴드런스레인포스 또는 프론트어셈블리(53)가 연결된다.

상기 버티컬어셈블리(52)와 쿼드런스레인포스(53)의 하단에는 벨트레일(54)이 연결되며, 상기 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52) 및 쿼드런스레인포스(53)는 맞대기한 상태에서 용접에 의하여 일체화로 구성되고, 특히 어퍼프레임(51)의 후미와 버티컬어셈블리(52)의 상단부는 개략 45°의 각도로 절단되어 맞대기로 연접된 상태에서 용접으로 연결하여 구성하게 된다.

상기와 같이 도어프레임을 가시적으로 구성하고난 후에는 용접부에 발생한 비드를 제거하고 비드가 제거된 표면의 거친부분을 매끄럽게 정리하기 위한 그라인딩 작업을 수행하여 완성하게 된다.

종래에는 도어프레임의 어퍼프레임의 후미와 버티컬어셈블리의 상단부를 맞대기할 수 있도록 45°형태로 절단하는 작업과 절단된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 맞대어 용접을 수행하는 작업을 별도로 수행하게 된다.

상기 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하기 위한 작업은 절단장치에 의하여 이루어지고, 상기 절단장치에 의하여 절단된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리는 다시 용접장치로 이동시킨 후 용접을 수행하는 형태를 취하고 있고, 절단작업과 용접작업을 동시에 수행할 수 있는 장치는 개발되어 사용되지 않고 있는 실정이다.

특허 제 10 - 1061382 - 0000 호 특허출원 제 10 - 2009 - 0032668 호 특허출원 제 10 - 2006 - 0021826 호

상기와 같은 종래 기술에서는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하고 용접하기 위한 절단장치와 용접장치를 각각 별도로 구비하여야 하기 때문에 절단장치와 용접장치를 각각 설치하기 위한 공간을 필요로 하기 때문에 도어프레임을 만들기 위한 전체 라인을 설치하기 위한 공간이 많이 필요하게 된다.

어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하고 용접하여 연결하기 위한 절단장치와 용접장치를 별도로 구비하고 설치하여야 하기 때문에 많은 비용이 소요되어 결국에는 생산원가 상승에 영향을 미치는 원인이 된다.

뿐만 아니라 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하고 용접하는 작업이 분리되어 이원화되고 별도의 작업자에 의하여 관리되어야 하기 때문에 많은 인건비가 소요되어 이 역시 원가상승의 원인이 되어 대외적인 가격 경쟁력이 취약하게 되는 문제가 발생한다.

이와 같이 절단장치와 용접장치를 별도로 구비하여야 하는 관계로 많은 설치공간과 관리인력을 필요로 하는 것은 물론, 전체적인 작업 과정이 길어지게 되고, 절단되어 용접과정으로 이동하는 과정에 이동을 위한 수단이나 장치 또는 별도의 인력을 필요로 하게 되므로 효율적인 작업이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

특히 어퍼프레임과 버티컬어셈블리의 절단과 용접작업이 한번에 이루어지지 못하게 되므로 절단 후 용접하기 위하여 이동하는 과정에서 절단면 또는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리의 다른 부위가 손상되거나 오염 또는 변형으로 인하여 용접이 끝난 후 비정상적인 상태가 되어 불량으로 처리될 우려 또한 높은 실정이다.

그리고, 절단된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 용접하기 위하여 이동시키는 과정에서 절단된 날카로운 부위와 신체적인 접촉이 있을 경우에는 작업자 또는 관리자의 신체적인 손상을 입게 되는 안전사고의 우려가 높고, 도어프레임을 완성하는 데까지 사이클 타임이 길어지게 되므로 생산성 향상에 가장 큰 영향을 미치게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 프레임의 상부 전방에 경사를 가지는 형태로 고정하는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 하방 양측에 설치되어 공급된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 움직이지 않도록 고정하는 클램퍼와, 상기 베이스플레이트의 상부 양측에 설치하여 클램퍼에 의하여 유지된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 경사면을 가지도록 절단하는 커터와, 상기 커터 사이에 설치하여 커터에 의하여 어퍼프레임과 버티컬어셈블리의 절단된 면이 클램퍼에 의하여 맞대어진 상태에서 코너부를 용접으로 연결하는 용접기로 구성하여;

도어프레임을 구성하는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하고 연접되도록 한 후 용접으로 연결하는 동작을 하나의 장치에서 이루어지도록 함으로서 설치공간을 줄이면서 원가와 작업인력을 줄여 원가상승의 원인을 배제하면서 작업 효율성을 높이면서 작업사이클을 줄여 생산성을 극대화할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 도어프레임을 구성하는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 절단하고 용접하는 작업을 한번에 수행할 수 있도록 함으로서 설치공간과 작업인력을 대폭 줄여 원가상승의 원인을 배제하면서 작업효율성을 높이고 사이클타임을 줄여 생산성을 극대화할 수 있는 것은 물론, 작업환경을 개선하고 안전사고의 우려를 배제할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 자동차용 도어프레임을 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 정면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 측면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치를 도시한 평면도로서 함께 설명한다.

본 발명에서는 자동차용 도어프레임(50)을 구성하는 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 절단하고 용접하는 작업을 한번에 수행할 수 있는 도어프레임 코너용접장치(100)를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 도어프레임 코너용접장치(100)는, 프레임(101)의 상부 전방에 경사를 가지는 형태의 베이스플레이트(102)를 고정하고, 상기 베이스플레이트(102)의 하방 양측에는 공급된 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 움직이지 않도록 고정하는 클램퍼(110)를 설치하고, 상기 베이스플레이트(102)의 상부 양측에는 클램퍼(110)에 의하여 유지된 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 경사면을 가지도록 절단하는 커터(130)를 설치하고, 상기 커터(130) 사이에는 커터(130)에 의하여 절단된 면이 클램퍼(110)에 의하여 맞대어진 상태에서 코너부를 연결하여 형성하기 위한 용접기(150)를 설치하여 구성한다.

상기 클램퍼(110)는, 베이스플레이트(102)에 소정의 폭을 유지하여 베이스플레이트(102)의 폭 방향으로 한 쌍의 가이드레일(111)을 고정하고, 상기 가이드레일(111)과 레일블록(112)으로 결합되고 어퍼프레임(51)을 유지하기 위한 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬어셈블리(52)를 유지하기 위한 버티컬클램핑플레이트(114)를 양측에 위치시킨다.

상기 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)의 저면에는 스크류블록(115)을 고정하여 베이스플레이트(102)의 양측에 설치되는 서보모터(116)에 의하여 정,역회전하는 스크류(117)와 결합시켜 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)를 베이스플레이트(102)의 중앙과 양측으로 이동시킬 수 있도록 한다.

상기 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)의 상부에는 공급되는 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 잡아 움직이지 않도록 하기 위한 고정지그(118)를 설치한다.

상기 고정지그(118)의 위치는 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)의 형상과 모양에 맞게 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)에 고정되는 고정지그와 상기 고정지그에 대하여 가변하는 가동지그로 구성하여 공급되는 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 견고하게 잡을 수 있도록 한다.

상기 고정지그(118)를 구성하는 가동지그는 어퍼클램핑플레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)에 고정되는 브라켓에 유압 또는 공압에 의하여 작동하는 실린더를 장착하고, 상기 실린더의 로드에 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)와 동일한 형상의 가압핑거를 연결하여 고정지그에 대하여 가변하여 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 견고하게 잡아주도록 하는 구성은 널지 알려진 공지의 기술내용이므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 커터(130)는, 베이스플레이트(102)의 상부 양측에 고정되어 전방으로 경사지게 커팅서포터(131)를 돌출시키고, 상기 커팅서포터(131)에는 고정커팅플레이트(132)를 고정한다.

상기 고정커팅플레이트(132)에는 가이드레일(133)과 가이드블록(134)으로 구성되는 슬라이더(135)로 결합되는 가동커팅플레이트(136)를 결합하고, 상기 가동커팅플레이트(136)의 중앙에는 커팅서포터(131)의 상부 중앙 또는 일측에 장착되는 서보모터(137)에 의하여 정,역회전하는 스크류(138)와 스크류블록(139)으로 결합하여 고정커팅플레이트(132)에 대하여 가동커팅플레이트(136)가 하강 또는 상승할 수 있도록 한다.

상기 가동커팅플레이트(136)에는 모터(140)와 변속(감속)기(141)로 구성되는 구동수단(142)이 장착되고, 상기 구동수단(142)의 동력은 가동커팅플레이트(136)에 축하우징(143)으로 유지되는 커팅축(144)으로 전달되고, 상기 커팅축(144)에는 클램퍼(110)에 유지된 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)의 후미 끝단부와 상측단부를 사선형태로 절단하기 위한 커팅휠(145)을 장착한다.

상기 커팅휠(145)은 휠커버(146)로 마감하여 외부로 노출되는 것을 방지하여 안전사고의 우려를 배제하도록 하면서 실질적으로 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 커팅하는 하측은 노출되도록 함은 당연할 것이다.

상기 용접기(150)는, 프레임(101)의 후미 중앙에 세워지는 용접프레임(151)에 다관절로봇(152)을 설치하고, 상기 다관절로봇(152)의 암(153)에는 용접팁(155)를 장착하여 절단되어 맞대어진 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 용접으로 연결할 수 있도록 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 도어프레임 코너용접장치(100)의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

클램퍼(110)로 작업자 또는 기계적인 공급수단을 통하여 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 공급하여 움직지이 않도록 단속하는 데, 어퍼프레임(51)은 베이스플레이트(102)의 좌측에 구비되는 어퍼클램핑플레이트(113)에 설치되는 고정지그(118)에 의하여 유지되도록 하고, 버티컬어셈블리(52)는 베이스플레이트(102)의 우측에 위치한 버티컬클램핑플레이트(114)에 설치되는 고정지그(118)에 의하여 움직이지 않도록 견고하게 고정되도록 한다.

상기와 같이 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)의 고정이 완료되면 커터(130)의 구동수단(142)이 작동하여 커팅휠(145)을 회전시키게 되고, 동시에 서보모터(137)가 작동하여 스크류(138)를 정회전시켜 커팅서포터(131)에 고정된 고정커팅플레이트(132)에 대하여 가동커팅플레이트(136)가 하강하도록 한다.

이는, 고정커팅플레이트(132)와 가동커팅플레이트(136)가 가이드레일(133)과 가이드블록(134)으로 결합되어 슬라이딩 가능하도록 한 상태에서 가동커팅플레이트(136)에 고정된 스크류블록(139)이 스크류(138)와 결합되어 있으므로 자연스럽게 서보모터(137)의 정,역회전에 의하여 가동커팅플레이트(136)는 상,하방향으로 움직일 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 가동커팅플레이트(136)의 하강으로 회전하는 커팅휠(145)이 클램퍼(110)에 유지되는 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 사선방향으로 절단하게 되고, 절단이 완료되면 서보모터(137)의 역회전 작동으로 가동커팅플레이트(136)는 상승하고 커팅휠(145)은 구동수단(142)의 정지로 멈춰지게 된다.

상기와 같이 커팅이 완료되면 클램퍼(110)는 서보모터(116)의 장동으로 어퍼클램핑클레이트(113)와 버티컬클램핑플레이트(114)는 중앙으로 이동시켜 절단된 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)가 서로 연접된 상태를 유지하도록 한다.

이러한 상태에서 용접기(150)가 작동하여 용접팁(155)을 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)의 연접위치를 용접하여 서로 연결하여 고정하는 형태를 취하게 되며, 용접이 끝나면 용접기(150)는 원래의 위치로 복귀하고, 클램퍼(110) 또는 중앙위치에서 양측 위치로 이동하게 되고 클램퍼(110)의 고정지그(118)가 단속상태에서 해제상태로 전환하게 되므로 용접으로 연결된 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 취출할 수 있게 된다.

상기와 같은 동작을 반복하여 어퍼프레임(51)과 버티컬어셈블리(52)를 절단하고 연접되도록 한 후 용접으로 연결하는 동작을 하나의 장치에서 이루어지도록 함으로서 설치공간을 줄이면서 원가와 작업인력을 줄여 원가상승의 원인을 배제하면서 작업 효율성을 높이면서 작업사이클을 줄여 생산성을 극대화할 수 있는 등의 장점을 가진다.

100; 자동차용 도어프레임 코너용접장치
102; 베이스플레이트
110; 클램퍼
113; 어퍼클램핑플레이트
114; 버티컬클램핑플레이트
116,137; 서보모터
118; 고정지그
130; 커터
132; 고정커팅플레이트
136; 가동커팅플레이트
142; 구동수단
145; 커팅휠
150; 용접기
152; 다관절로봇
155; 용접팁

Claims

프레임의 상부 전방에 경사를 가지는 형태로 고정하는 베이스플레이트와;
상기 베이스플레이트의 하방 양측에 설치되어 공급된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 움직이지 않도록 고정하는 클램퍼와;
상기 베이스플레이트의 상부 양측에 설치하여 클램퍼에 의하여 유지된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 경사면을 가지도록 절단하는 커터와;
상기 커터 사이에 설치하여 커터에 의하여 어퍼프레임과 버티컬어셈블리의 절단된 면이 클램퍼에 의하여 맞대어진 상태에서 코너부를 용접으로 연결하는 용접기로 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어프레임 코너용접장치.
제 1 항에 있어서;
상기 클램퍼는, 베이스플레이트의 폭 방향으로 고정하는 한 쌍의 가이드레일과;
상기 가이드레일과 레일블록으로 결합되고 어퍼프레임을 유지하도록 일측에 설치하는 어퍼클램핑플레이트와;
상기 어퍼클램핑플레이트의 대향위치에 설치하여 버티컬어셈블리 유지하는 버티컬클램핑플레이트와;
상기 어퍼클램핑플레이트와 버티컬클램핑플레이트의 저면에 고정하는 스크류블록과;
상기 스크류블록은 베이스플레이트의 양측에 설치되는 서보모터에 의하여 정,역회전하는 스크류와 결합하여 어퍼클램핑플레이트와 버티컬클램핑플레이트를 베이스플레이트의 중앙과 양측으로 이동시킬 수 있도록 하고;
상기 어퍼클램핑플레이트와 버티컬클램핑플레이트의 상부에 설치하여 공급되는 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 움직이지 않도록 하는 고정지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어프레임 코너용접장치.
제 1 항에 있어서;
상기 커터는, 베이스플레이트의 상부 양측에 고정되어 전방으로 경사지게 돌출시키는 커팅서포터와;
상기 커팅서포터에 고정되는 고정커팅플레이트와;
상기 고정커팅플레이트와 슬라이딩 이동 가능하게 슬라이더로 결합되는 가동커팅플레이트와;
상기 가동커팅플레이트의 중앙에는 스크류블록을 결합하여 커팅서포터에 장착되는 서보모터에 의하여 정,역회전하는 스크류와 결합하여 고정커팅플레이트에 대하여 가동커팅플레이트가 하강 또는 상승할 수 있도록 하고;
상기 가동커팅플레이트에 장착되는 구동수단과;
상기 가동커팅플레이트에 축하우징으로 유지되어 구동수단의 동력을 전달받는 커팅축과;
상기 커팅축에 장착하여 클램퍼에 유지된 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 사선형태로 절단하는 커팅휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어프레임 코너용접장치.
제 1 항에 있어서;
상기 용접기는, 프레임 후미 중앙에 세워지는 용접프레임과;
상기 용접프레임에 설치하는 다관절로봇과;
상기 다관절로봇의 암에 장착하여 절단되어 맞대어진 어퍼프레임과 버티컬어셈블리를 연결하는 용접팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어프레임 코너용접장치.