KR20160062996A - 보정 대차 및 그 보정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차체를 검사하는 대차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체 라인에서 차체의 조립 정밀도를 측정하기 위한 시스템에서 차체가 고정된 대차의 위치를 보정하여 조립 정밀도 측정 결과에 대한 신뢰도를 높인 보정 대차 및 그 보정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 차체(B)가 고정된 대차베이스(20,30)를 이동시키는 이동 모듈; 이동 모듈에 의해 이동하여 소정 위치에 도달한 대차베이스(30)의 정지 위치 산포를 측정하는 센서 모듈; 및 측정된 산포에 근거하여 대차베이스(30)의 위치를 재조정하는 보정 모듈;을 포함하는 보정 대차이다.

Description

보정 대차 및 그 보정 방법{A Calibration Base and Calibration Method thereof}
본 발명은 차체를 검사하는 대차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체 라인에서 차체의 조립 정밀도를 측정하기 위한 시스템에서 차체가 고정된 대차의 위치를 보정하여 조립 정밀도 측정 결과에 대한 신뢰도를 높인 보정 대차 및 그 보정 방법에 관한 것이다.
자동차 조립 라인에서 차체(B)에는 자동화된 공정으로 여러 가지 부품이 용접 등의 방식으로 접합된다. 또한 이러한 조립 공정의 결과 부품이 얼마나 정위치에 용접되었는지 검사하는 장비도 자동화되어 있다.
도 1은 종래의 대차 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면 종래의 대차 구조는, 대차 레일(10) 상에 대차베이스(16)가 올려지고, 대차베이스(16)는 대차 레일(10) 상에 설치된 이동 마그네틱(12)에 의해 대차베이스를 따라 이동하게 된다.
대차베이스는 스토퍼(14)가 있는 위치까지 이동하고, 스토퍼에 의해 정지된 대차베이스 상의 고정 유닛(91)에 올려진 차체(B)에 대한 검사를 실시하게 된다.
그런데 검사를 실시하는 측정 로봇은 정해진 위치에서 측정을 반복하는바, 상술한 대차베이스의 정지 위치에 산포가 분포하게 되면 측정 로봇이 측정하는 수치에도 산포가 누적되어 정확한 검사 결과를 얻을 수 없게 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 검사 전에 대차의 위치를 보정함으로써 대차의 정지 위치의 차이에 따른 산포의 차이가 검사 결과에 영향을 주지 않도록 하는 대차 구조 및 그 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 차체(B)가 고정된 대차베이스(20,30)를 이동시키는 이동 모듈; 이동 모듈에 의해 이동하여 소정 위치에 도달한 대차베이스(30)의 정지 위치 산포를 측정하는 센서 모듈; 및 측정된 산포에 근거하여 대차베이스(30)의 위치를 재조정하는 보정 모듈;을 포함하는 보정 대차를 제공한다.
상기 이동 모듈은, 대차 레일(10) 상에 위치하여 자력에 의해 대차베이스(20,30)를 이동시키는 이동 마그네틱(12)과, 대차의 정지 위치를 규정하는 스토퍼(14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스토퍼(14)는 대차 레일(10) 상부로 돌출된 위치와, 대차 레일(10) 내부에 들어간 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 모듈은 대차베이스(30) 상에 형성된 수광부(93)와, 상기 수광부의 위치를 측정하는 센서어셈블리(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서어셈블리(70)는, 고정된 위치의 베이스(71)와, 상기 베이스(71)에서 상기 대차베이스(30)에 접근한 제1위치와, 상기 대차베이스로부터 떨어진 제2위치 사이를 이동하고, 상기 제1위치에서 수광부의 위치를 측정하는 측정센서(76)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정센서(76)는, 베이스(71)에 고정되는 전동실린더(72)에 설치되어 전동실린더의 작동에 따라 전후로 이동하는 브라켓(74) 상에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 보정 모듈은, 대차 레일(10)에 상부에 위치하는 제1 대차베이스(20)에 대해, 제1 대차베이스(30)의 상부에 위치하는 제2 대차베이스(30)의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 대차베이스(20) 또는 제2 대차베이스(30) 중 어느 한쪽에 대차베이스의 이동방향과 평행한 방향으로 길게 연장되는 피니언(41)이 설치되고, 상기 제1 대차베이스(20) 또는 제2 대차베이스(30) 중 나머지 한쪽에 상기 피니언(41)과 맞물리는 랙(43)이 설치되며, 상기 랙(43)을 회전하여 제1 대차베이스(20)에 대한 제2 대차베이스(30)의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 대차베이스(30)는 상기 제1 대차베이스(20) 상에 설치된 리니어가이드(47)에 의해 대차베이스의 이동방향과 동일한 방향을 따라 전후 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 보정 대차를 이용한 대차베이스 보정 방법으로서, 대차베이스(20,30)를 스토퍼(14)에 의해 정지되는 위치까지 이동시키는 이동단계; 정지된 대차베이스(20,30)의 정지 위치 산포를 측정하는 측정단계; 및 측정된 산포로 대차베이스(30)의 위치를 재조정하는 보정단계를 포함하는 대차 보정 방법을 제공한다.
상기 측정단계는, 베이스(71) 부근의 제2위치로부터 측정센서(76)를 대차베이스(30) 부근의 제1위치에 이동시키는 단계; 제1위치에서 대차베이스(30)의 수광부(93) 위치를 감지하는 단계; 및 수광부 감지가 끝나면 측정센서(76)를 제2위치로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정된 위치 산포와 정위치 사이의 변위를 산출하여 보정 모듈의 보정 여부와 보정 방향과 보정 양을 결정하는 연산 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보정 방향은 랙(43)을 회전시키는 모터(45)의 회전방향으로 변환되고, 상기 보정 양은 모터(45)의 회전각으로 변환되는 변환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
변환 단계에 의해 정해진 방향과 정해진 거리만큼 제2 대차베이스(30)의 보정이 완료된 후, 제2 대차베이스 상에 거치된 차체(B)의 조립 정밀도를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
조립 정밀도에 대한 검사가 마무리되면, 스토퍼(14)가 대차 레일(10) 면보다 아래로 들어가고, 대차베이스(20,30)가 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차체 검사 전 대차의 위치를 보정하여 정위치시킴으로써 검사 로봇의 측정 값에 대차의 정지 위치 산포가 반영되지 않도록 하여, 신뢰도 있는 검사 결과를 얻을 수 있다.
또한 이 외에도 본 발명이 가지는 효과에 대해서, 이하 구체적인 실시예의 설명과 함께 기술하기로 한다.
도 1은 종래의 대차 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 대차 구조에 차체가 올려진 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 대차 구조에 차체가 올려지지 않은 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 대차의 센서 모듈을 확대하여 나타낸 사시도, 그리고
도 5는 본 발명의 대차의 보정 모듈을 확대하여 나타낸 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 대차 구조에 차체가 올려진 상태를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 대차 구조에 차체가 올려지지 않은 상태를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 대차의 센서 모듈을 확대하여 나타낸 사시도, 그리고 도 5는 본 발명의 대차의 보정 모듈을 확대하여 나타낸 사시도이다.
본 발명의 보정 대차는,
1. 차체(B)가 고정된 대차베이스(20,30)를 이동시키는 이동 모듈
2. 이동 모듈에 의해 이동하여 소정 위치에 도달한 대차베이스(30)의 정지 위치 산포를 측정하는 센서 모듈
3. 측정된 산포에 근거하여 대차베이스(30)의 위치를 재조정하는 보정 모듈
의 3가지로 대별될 수 있다.
[이동 모듈]
도 2를 참조하면, 대차 레일(10)은 차체(B)를 거치하고 있는 대차베이스(20,30)의 이동경로가 되며, 이동경로 상에는 차체(B)의 조립 정밀도를 측정하기 위한 일련의 장비들(미도시)이 이동경로를 따라 나란히 설치되어 있다.
이동 모듈 상에는 이동 마그네틱(12)이 일정 간격 이격 설치되어 있는데, 이들의 자력의 변화로 인해 대차베이스(20,30)는 대차 레일(10)을 따라 전방으로 이동하게 된다.
한편 차체(B)의 검사를 위해 대차베이스(20,30)가 정지해야 하는 위치에는, 도시된 바와 같이 스토퍼(14)가 설치되어 대차베이스의 정지 위치를 규정한다.
스토퍼(14)는 도시된 바와 같이 대차 레일(10) 상부로 돌출된 위치와, 대차 레일(10) 내부에 들어간 위치의 두 위치로 운용된다. 스토퍼가 돌출된 상태에서는 대차베이스가 스토퍼에 접하며 정지하게 되고, 스토퍼가 들어간 상태에서는 대차베이스가 이동할 수 있는 상태가 된다
[센서 모듈]
본 발명의 센서 모듈은 대차베이스(30) 상에 형성된 수광부(93)와, 대차베이스와는 별개로 고정된 위치에 기초를 두고 상기 수광부의 위치를 측정하는 센서어셈블리(70)를 포함한다.
센서어셈블리는 대차베이스 및 대차 레일과 독립적으로, 그 외부의 위치에 근거를 두어야 측정 결과가 정확하다. 더 엄밀히 말하자면, 해당 대차베이스의 정지 위치에서 검사 측정을 하는 로봇과 같은 기초 상에 센서어셈블리가 기초를 두는 것이 바람직하다.
이러한 센서어셈블리(70)는, 고정된 위치의 베이스(71)를 포함한다. 또한 센서어셈블리는, 상기 베이스(71)에서 상기 대차베이스(30)에 접근한 제1위치와, 상기 대차베이스로부터 떨어진 제2위치 사이를 이동하는 측정센서(76)를 더 포함한다. 측정센서는 대차베이스(30)에 접근한 상기 제1위치에서 수광부의 위치를 측정하게 된다.
가령 측정센서(76)는 측정센서로부터 제2 대차베이스(30) 상의 수광부(93)까지의 거리를 측정하고, 측정된 거리와 기준 거리를 비교하여 제2 대차베이스가 정위치에 있는지, 정위치에서 벗어났다면 어느 방향으로 얼마나 벗어났는지를 판단하게 된다.
물론 이러한 측정의 전제는, 대차 레일(10) 상을 이동하는 복수의 제2 대차베이스(30) 상의 수광부(93)와, 차체(B)를 거치하는 고정 유닛(91)의 변위가 모두 일치하고 있어야 한다는 것이라 하겠다.
도시된 바와 같이 수광부(93)는 제2 대차베이스(30)의 전면에 설치되어 있으므로, 측정센서(76)는 그 전방에서 수광부를 측정하여야 한다. 그런데 이러한 측정센서의 측정 위치는 대차베이스(20,30)의 이동방향에 놓여 있어 간섭이 일어난다.
따라서 측정센서가 측정을 할 때 외에는 측정센서를 대차베이스의 이동궤적으로부터 벗어나 있도록 해야 한다.
이에 본 발명은 상기 측정센서(76)를 베이스(71)에 고정되는 전동실린더(72)에 설치하여. 전동실린더의 작동에 따라 전후로 이동하도록 하였다. 엄밀히 말하자면 측정센서(76)는 상기 전동실린더에 의해 전후로 이동하는 브라켓(74) 상에 설치되어 전후로 이동한다.
[보정 모듈]
본 발명의 보정 대차의 보정 모듈은, 대차 레일(10)에 상부에 위치하는 제1 대차베이스(20)에 대해, 제1 대차베이스(30)의 상부에 위치하는 제2 대차베이스(30)의 위치를 보정하는 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 먼저, 제1 대차베이스(20)의 측면에, 대차베이스의 이동방향과 평행한 방향으로 길게 연장되는 피니언(41)을 설치하였다. 피니언(41)은 그 양단이 도 3에 도시된 바와 같이 브라켓을 통해 제1 대차베이스의 측면에 고정된다.
다음으로 제2 대차베이스(30)의 측면에는 상기 피니언(41)과 맞물리는 랙(43)이 설치된다. 랙(43)은 모터(45)의 축에 직접 축설되어 있으며, 모터의 축은 그 양단이 도 5에 도시된 바와 같이 제2 대차베이스의 측면에 설치된 브라켓과 제2 대차베이스(30)에 의해 지지될 수 있다.
물론 모터 축의 지지구조가 반드시 이러한 구조에 한정되지는 않는다. 또한 위 피니언과 랙은 서로 반대편 대차베이스에 설치되어도 무방하다.
어찌 되었든 이러한 구조에 의하면, 랙(43)을 회전하여 제1 대차베이스(20)에 대한 제2 대차베이스(30)의 위치를 보정하는 것이 가능하다.
제1대차베이스(20) 상에는 도 3에 도시된 바와 같이 양 측면에 그 길이방향을 따라 평행하게 2개의 리니어가이드(47)가 설치되어 있고, 제2대차베이스(30)는 그 위에 올려져 있다.
이러한 제2 대차베이스(30)는 제1 대차베이스(20) 상에 설치된 리니어가이드(47)를 따라 전후로 이동할 수 있다.
[대차베이스의 위치 보정 방법]
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명의 보정 대차는 다음과 같은 방식으로 보정이 된다.
먼저 대차 레일(10) 상으로 돌출되어 있는 스토퍼(14)에 접하여 정지되는 위치까지 대차베이스(20,30)를 이동시킨다.
다음으로, 베이스(71) 부근의 제2위치로부터 대차베이스(30) 부근의 제1위치까지 측정센서(76)를 이동시키면, 측정센서(76)가 제1위치에 위치한 상태에서 대차베이스(30)의 수광부(93) 위치를 감지하고, 감지가 끝나면 측정센서(76)가 다시 제2위치로 원위치 이동되는 방식으로 대차베이스(20,30)의 정지 위치 산포를 측정하게 된다.
측정된 데이터는 기준이 되는 정위치와 비교되어 산포가 산출된다. 산출되는 데이터는 정위치에 대한 측정 위치의 변위가 되고, 이를 근거로 보정 모듈의 보정 여부와 보정 방향과 보정 양을 연산하게 된다.
연산되어 결정된 보정 방향은 랙(43)을 회전시키는 모터(45)의 회전방향으로 변환되고, 그 보정 양은 모터(45)의 회전각으로 변환된다. 이러한 작동 명령에 근거하여 모터가 회전하면 대차베이스(30)의 위치가 보정된다.
보정이 이루어지면, 제2 대차베이스 상에 거치된 차체(B)의 조립 정밀도를 검사하고, 검사가 마무리되면, 스토퍼(14)가 대차 레일(10) 면보다 아래로 들어가고, 대차베이스(20,30)가 다음 정지 위치까지 이동하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이, 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
10: 대차 레일
12: 이동 마그네틱
14: 스토퍼
16: 대차베이스
20: 제1 대차베이스
30: 제2 대차베이스
41: 피니언
43: 랙
45: 모터
47: 리니어가이드
70: 센서어셈블리
71: 베이스
72: 전동실린더
74: 브라켓
76: 측정센서
91: 고정 유닛
93: 수광부
B: 차체

Claims (15)

  1. 차체가 고정된 대차베이스를 이동시키는 이동 모듈;
    이동 모듈에 의해 이동하여 소정 위치에 도달한 대차베이스의 정지 위치 산포를 측정하는 센서 모듈; 및
    측정된 산포에 근거하여 대차베이스의 위치를 재조정하는 보정 모듈;
    을 포함하는 보정 대차.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 모듈은,
    대차 레일 상에 위치하여 자력에 의해 대차베이스(20,30)를 이동시키는 이동 마그네틱과,
    대차의 정지 위치를 규정하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스토퍼는 대차 레일 상부로 돌출된 위치와, 대차 레일 내부에 들어간 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 모듈은 대차베이스 상에 형성된 수광부와, 상기 수광부의 위치를 측정하는 센서어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 센서어셈블리는,
    고정된 위치의 베이스와,
    상기 베이스에서 상기 대차베이스에 접근한 제1위치와, 상기 대차베이스로부터 떨어진 제2위치 사이를 이동하고, 상기 제1위치에서 수광부의 위치를 측정하는 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 측정센서는, 베이스에 고정되는 전동실린더에 설치되어 전동실린더의 작동에 따라 전후로 이동하는 브라켓 상에 설치된 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정 모듈은,
    대차 레일에 상부에 위치하는 제1 대차베이스에 대해, 제1 대차베이스의 상부에 위치하는 제2 대차베이스의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 대차베이스 또는 제2 대차베이스 중 어느 한쪽에 대차베이스의 이동방향과 평행한 방향으로 길게 연장되는 피니언이 설치되고,
    상기 제1 대차베이스 또는 제2 대차베이스 중 나머지 한쪽에 상기 피니언과 맞물리는 랙이 설치되며,
    상기 랙을 회전하여 제1 대차베이스에 대한 제2 대차베이스의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 보정 대차
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 대차베이스는 상기 제1 대차베이스 상에 설치된 리니어가이드에 의해 대차베이스의 이동방향과 동일한 방향을 따라 전후 이동하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 보정 대차를 이용한 대차베이스 보정 방법으로서,
    대차베이스를 스토퍼에 의해 정지되는 위치까지 이동시키는 이동단계;
    정지된 대차베이스의 정지 위치 산포를 측정하는 측정단계; 및
    측정된 산포로 대차베이스의 위치를 재조정하는 보정단계를 포함하는 대차 보정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 측정단계는,
    베이스 부근의 제2위치로부터 측정센서를 대차베이스 부근의 제1위치에 이동시키는 단계;
    제1위치에서 대차베이스의 수광부 위치를 감지하는 단계; 및
    수광부 감지가 끝나면 측정센서를 제2위치로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대차 보정 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 측정된 위치 산포와 정위치 사이의 변위를 산출하여 보정 모듈의 보정 여부와 보정 방향과 보정 양을 결정하는 연산 단계를 더 포함하는 대차 보정 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 보정 방향은 랙을 회전시키는 모터의 회전방향으로 변환되고, 상기 보정 양은 모터의 회전각으로 변환되는 변환 단계를 더 포함하는 대차 보정 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    변환 단계에 의해 정해진 방향과 정해진 거리만큼 제2 대차베이스의 보정이 완료된 후, 제2 대차베이스 상에 거치된 차체의 조립 정밀도를 검사하는 단계를 더 포함하는 대차 보정 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    조립 정밀도에 대한 검사가 마무리되면, 스토퍼가 대차 레일 면보다 아래로 들어가고, 대차베이스가 이동하는 것을 특징으로 하는 보정 대차.
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