KR20160076098A

KR20160076098A - 프로젝션 다타점 용접 방법 및 이를 이용한 차체부품 로딩 동시 접합 시스템

Info

Publication number: KR20160076098A
Application number: KR1020140185837A
Authority: KR
Inventors: 이현우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-30
Also published as: US11925995B2; US20160175978A1; US20200038987A1; KR101655623B1; US11471971B2; US10471534B2; US20230001503A1

Abstract

본 발명은 차체 부품을 차체에 로딩하고 접합하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로젝션 다타점 용접 방법을 활용하여, 차체 부품의 로딩과 접합을 하나의 장치에서 모두 수행할 수 있도록 한 차체부품 로딩 동시 접합 시스템에 관한 것이다.

Description

프로젝션 다타점 용접 방법 및 이를 이용한 차체부품 로딩 동시 접합 시스템{Multi Point Projection Welding Method and Loading-Welding System for Car-Body Assembly thereby}

자동차 생산 라인에서 차체 패널에 부품 패널을 로딩하고 이를 접합(용접)하는 공정은 대부분 자동화되어 있다.

종래에는 이러한 자동화 장비로서 부품을 공급하기 전에 부품의 정위치를 잡아주는 정렬지그, 정렬된 부품을 잡아주는 그리퍼, 그리퍼에 잡힌 부품을 차체의 정위치에 정렬하고 가압하는 장착 정위치 지그, 차체의 부착 위치에 부품을 고정하기 위한 스팟 용접을 실시하는 용접장치가 각각 별도로 마련되어 있었다. 즉 차체에 부품을 장착하기 위해 종래에는 생산라인에 연속된 공정을 위한 다단의 개별 설비를 설치하여 운용하고 있었다.

그러나, 이러한 기존의 생산라인 구조는 서브라인에서 각 부품을 결합하여 컴플리트화 하고, 컴플리트 단위를 메인 벅에서 조립하는 방식의 기초가 되고 있다. 하지만 이러한 방식은 플로어와 사이드와 루프가 모두 컴플리트 상태로 차체에 결합되기 때문에 폐단면 용접이 필요하다. 또한 이는 기 세팅된 조립 지그를 기준으로 부품을 위치시키는 방식이기 때문에 부품마다 기 세팅된 조립 지그를 준비하여야 하고, 차종이 바뀔 때마다 지그의 종류나 위치를 바꾸어야 한다. 즉 생산하고자 하는 차종이 바뀔 때마다 새로운 설비를 구비하고 재배치하여야 하는 번거로움이 있었다. 아울러 스팟 용접은 두 패널의 일 점을 가압할 때 차체가 틀어지게 할 가능성이 있다. 특히 이러한 종래의 설비는 클램핑 지그를 다수 사용하기 때문에 집중화 용접에 방해가 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 차체 부품을 팔레트에서 피킹하고, 정렬 및 그리핑하며, 장착 위치에 로딩하고 가압하며, 용접을 하는 작업 장비를 하나의 장치 내에 시스템화함으로써, 기존의 컴플리트 단위를 메인 벅에서 조립하는 방식에서 벗어나 순차적으로 적층해 나가는 새로운 차체 공법의 기반이 되는 기술을 확보하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 피킹 장치, 정렬 장치, 그리핑 장치, 가압 장치, 정위치 확인 장치, 프로젝션 융점 장치를 하나의 장치로 시스템화하여 제공한다.

이를 위하여 본 발명은, 하나 이상의 돌기(P3)가 형성된 부품 패널(P)의 돌기가 차체 패널(B)에 접하도록 차체 패널에 부품 패널(P)을 가압하는 단계;

부품 패널과 차체 패널을 접하도록 한 상태에서 차체 가압팁(35)을 차체 패널에 가압하고, 부품 가압팁(65)을 부품 패널에 가압하는 단계;

차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)이 각각 차체 패널과 부품 패널을 가압하는 상태에서 차체 가압팁과 부품 가압팁에 전류를 공급하여 부품 패널(P)의 돌기(P3)가 차체 패널에 접합되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 하나 이상의 돌기(P3)가 형성된 부품 패널(P)의 돌기가 차체 패널에 접하도록 차체 패널에 부품 패널(P)을 가압하는 단계;

부품 패널과 차체 패널을 접하도록 한 상태에서 차체 가압팁(35)을 부품 패널의 일측에 가압하고, 부품 가압팁(65)을 부품 패널의 타측에 가압하는 단계;

차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)이 부품 패널을 가압하는 상태에서 차체 가압팁과 부품 가압팁에 전류를 공급하여 부품 패널(P)의 돌기(P3)가 차체 패널에 접합되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법을 제공한다.

여기서 상기 돌기의 높이는 0.1mm이상이 되도록 한다.

여기서 상기 전류의 크기는 3~35kA이고 통전시간은 0.01초 ~ 2초가 되도록 한다.

또한 본 발명은 상술한 프로젝션 다타점 용접 방법을 사용하는 부품 로딩접합 시스템(1)으로서,

로봇암(R)과 체결되는 회동부 바디(110);

상기 회동부 바디(110)에 설치되며 부품 패널(P)을 흡착 또는 흡착 해제하는 피킹장치(20);

상기 회동부 바디(110)에 설치되는 차체 가압팁(35);

상기 회동부 바디(110)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 설치되되 회동부 바디(110)를 기준으로 로봇암(R)과 대향하는 위치에 배치되는 가압부 바디(130);

상기 가압부 바디에 설치되어 부품 패널(P)을 그래핑하는 핀 클램프(70); 및

상기 가압부 바디에 설치되어 부품 패널(P)을 가압하는 부품 가압팁(65);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템을 제공한다.

여기서 상기 피킹장치(20)는 전자석 또는 진공 흡착장치일 수 있다.

여기서 상기 차체 가압팁(35)은 차체가압 이동부(33)에 의해 회동부의 회전축 방향과 동일한 방향으로 진퇴하여 차체를 가압하거나 가압 해제할 수 있다.

여기서 상기 차체 가압팁(35)은 반경 이동부(31)에 의해 회동부의 회전축의 반경 방향으로 이동하여 회동부의 회전축과 가까워지거나 회동부의 회전축으로부터 멀어질 수 있다.

여기서 상기 회동부 바디(110)에는 전류생성장치(40)가 설치되고,

상기 가압부 바디(130)에는 회동부 바디 쪽으로 노출되는 통전링(43)이 설치되며,

상기 통전링(43)은 상기 부품 가압팁(65)과 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서 상기 차체 가압팁(35)은 통전링(43)에 전기적으로 연결되고,

상기 전류생성장치(40)는 간접통전부(41)에 의해 상기 통전링(43)에 선택적으로 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서 상기 간접통전부(41)는 간접통전 이동부(45)에 의해 통전링(43)을 향해 진퇴하여 통전링(43)에 접촉되거나 접촉 해제됨으로써 통전링(43)과 전기적으로 연결되거나 전기적인 연결이 해제될 수 있다.

여기서 상기 핀 클램프(70)는 2개의 핀을 포함할 수 있다.

여기서 상기 가압부 바디(130)에는 부품 패널(50)의 형상에 대응하는 형상을 하여 부품 패널을 가압하는 가압판(50)이 착탈 가능하게 설치될 수 있다.

여기서 상기 가압판(50)은 가압판 결합부(53)에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 가압판 결합부(53)는 가압부 바디(130)에 가압력 흡수부(55)를 개재하여 연결될 수 있다.

본 발명에 의하면, 설비와 공정을 최소화하고, 새로운 방식의 차체 조립 기술을 확보할 수 있다. 즉 기존의 메인 벅 공법과 달리, 컴플리트를 위한 서브라인을 모두 메인 라인에 통합하여 전체 공정을 단순화할 수 있다.

또한, 한번의 통전으로 가압부와 다른 곳에 위치하는 다수의 타점(딤플 형성부)을 일시에 용접할 수 있다.

또한, 박스 내에 부품을 공급하면 부품의 이송과 프로젝션 키용접을 하나의 시스템으로 할 수 있어 생산 라인을 단순화하고 공간을 확보하는 것이 가능하다.

또한, 단위 부품을 순차적으로 적층하고 용접하여 전체 골격을 형성해 나갈 수 있다.

또한, 순차적으로 단위 부품을 용접하기 때문에 폐단면 용접부를 최소화할 수 있다.

또한 부착될 부품의 현재 위치를 인식하여 위치를 보정한 후 부품을 정위치시킬 수 있어 동일한 작업 수십 수백회 반복되더라도 오차를 지속적으로 보정해나갈 수 있다.

또한, 프로젝션 키용접을 통해, 스팟 용접에서 발생할 수 있는 차체 틀어짐 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 프로젝션 키용접된 상태로 클램프 사용을 최소화할 수 있기 때문에 집중화 중타 공정이 가능하다.

도 1은 프로젝션 키용접의 방식을 나타낸 모식도,
도 2는 프로젝션 키용접이 이루어지는 부분의 돌기의 단면 형상 사진,
도 3은 프로젝션 키용접의 일 실시예,
도 4는 프로젝션 키용접의 다른 일 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에서 부품 패널을 로딩하는 상태를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 부품 로딩접합 시스템으로 부품 패널을 차체 패널에 가압하고 프로젝션 키용접을 실시하는 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에 부품 패널이 클램핑된 상태를 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에 부품 패널이 클램핑되지 아니한 상태를 다른 각도에서 바라본 사시도,
도 9는 도 8의 부품 로딩접합 시스템에서 회동부가 다른 각도로 회동한 상태를 나타낸 사시도, 그리고
도 10은 도 9의 회동부 위치에서 반경 이동부와 차체가압 이동부 및 부품가압 이동부가 이동하여 프로젝션 키용접의 가압 위치에서 차체 가압팁과 부품 가압팁이 차체(미도시)와 부품(미도시)을 가압한 상태를 나타낸 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 프로젝션 키용접의 방식을 나타낸 모식도, 도 2는 프로젝션 키용접이 이루어지는 부분의 돌기의 단면 형상 사진, 도 3은 프로젝션 키용접의 일 실시예, 그리고 도 4는 프로젝션 키용접의 다른 일 실시예이다.

먼저 본 발명에서 활용하고자 하는 프로젝션 다타점 용접 방법에 대해 살펴본다.

종래의 스팟 용접과 달리 본 발명은 프로젝션 다타점 용접 방법을 제안한다. 프로젝션 다타점 용접 방법은 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 돌기(P3)가 형성된 부품 패널(P)의 돌기가 차체 패널(B)에 접하도록 차체 패널에 부품 패널(P)을 가압한 상태에서, 차체 가압팁(35)을 차체 패널에 가압하고, 부품 가압팁(65)을 부품 패널에 가압하며, 차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)이 각각 차체 패널과 부품 패널을 가압하는 상태에서 차체 가압팁과 부품 가압팁에 전류를 공급하여 부품 패널(P)의 돌기(P3)가 차체 패널에 접합되도록 하는 것이다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이 부품 가압팁과 차체 가압팁 사이에 용접을 위한 전류가 흐르게 하며, 이렇게 흐르는 전류가 부품 패널(P)의 돌기(P3)에 집중되도록 함으로써 돌기 및 돌기와 접하는 차체 패널 부분이 서로 용융되어 접합되도록 하는 공정이다.

프로젝션 용접의 가장 큰 특징은 통전을 하는 가압팁 위치와 용접되는 위치를 달리할 수 있다는 것이다. 이는 즉 돌기의 형상이나 개수에 따라 통전시간과 전류의 크기를 적절히 하여 다수의 돌기 부위를 동시에 접합시킬 수 있다는 의미가 된다.

즉 프로젝션 용접을 할 때에는, 차체 패널에 대해 부품 패널을 가압한 상태에서(이 상태에서는 부품 패널의 돌기가 차체 패널과 강하게 접하고 있는 상태가 된다), 돌기의 위치와 다른 위치에서 차체와 부품에 가압팁을 접촉시켜 통전을 시키면 다수의 위치에서 용접이 되기 때문에 용접을 위한 공수를 줄일 수 있음은 물론, 가압팁이 통전에 무리가 없을 정도로만 차체와 부품에 접하면 되므로 가압팁에 의한 부품의 왜곡이나 뒤틀림 발생과 같은 문제는 발생하지 않는다.

또한 용접 점 외의 다른 위치에 가압팁이 접근하면 되기 때문에 복잡한 형상의 패널들을 접합함에 있어서도 가압팁과 패널 또는 다른 생산 설비와의 간섭 문제를 피할 수 있어 매우 유리하다. 특히 기존의 스팟 용접은 서로 접하는 두 패널의 용접점을 서로 대향하는 방향에서 눌러 그 부위를 용접하기 때문에 폐단면 등의 패널에 적용할 때에는 접근이 어려워 생산이 곤란하다는 문제가 있지만, 프로젝션 다타점 용접 방식은 패널의 한쪽 방향에서 가압팁 두개가 모두 접근해도 되기 때문에 폐단면 등의 접근이 어려운 차체 구조에 대해서도 용접을 하는데 제약이 없다.

특히 한 쪽 방향으로 진입하는 용접이 가지고 있는 강도의 문제는, 패널에 돌기를 형성하여 전류를 국부적으로 밀집시킴으로써 얼마든지 극복이 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이 패널의 돌기 높이(H)는 최소 0.1mm로부터 용접 조건에 맞게 적절히 조정될 수 있다. 또한 전류는 사용되는 용접기 형태에 따라 3~35kA 정도의 크기를 가지도록 한다. 즉, 전류의 크기는 소재의 재질 및 두께에 따라 상이하며, MF DC 용접기의 경우 최소 3kA에서 최대 20kA까지, 캐패시터 용접기의 경우 최대 35kA까지 조정하도록 한다.

한편, 각각의 경우 통전시간은 최소 0.01초에서 1초의 시간 동안 통전하며, 다단 통전의 경우라도 최대 2초 이내로 제한하여 타점을 용접할 수 있게 한다.

본 발명에 있어서 프로젝션 다타점 용접의 두 통전부가 반드시 각각 차체 패널과 부품 패널을 가압해야 하는 것은 아니다. 가령 도 3과 같이 차체 가압팁(35)을 부품 패널의 일측에 가압하고, 부품 가압팁(65)을 부품 패널의 타측에 가압하는 방식으로도 용접은 가능하다.

이러한 접합 방식은 기존의 지그에 부품을 고정하기 위해 사용하던 다수의 클램프를 삭제할 수 있고, 지그의 간섭을 피하기 위해 용접용 로봇이 많은 동작을 해야 했던 궤적을 매우 단순하게 할 수 있어, 사이클 타임 확보에 매우 유리하다.

도 5는 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에서 부품 패널을 로딩하는 상태를 나타낸 도면, 도 6은 도 5의 부품 로딩접합 시스템으로 부품 패널을 차체 패널에 가압하고 프로젝션 키용접을 실시하는 상태를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에 부품 패널이 클램핑된 상태를 나타낸 사시도, 도 8은 본 발명에 따른 부품 로딩접합 시스템에 부품 패널이 클램핑되지 아니한 상태를 다른 각도에서 바라본 사시도, 도 9는 도 8의 부품 로딩접합 시스템에서 회동부가 다른 각도로 회동한 상태를 나타낸 사시도, 그리고 도 10은 도 9의 회동부 위치에서 반경 이동부와 차체가압 이동부 및 부품가압 이동부가 이동하여 프로젝션 키용접의 가압 위치에서 차체 가압팁과 부품 가압팁이 차체(미도시)와 부품(미도시)을 가압한 상태를 나타낸 사시도이다.

이하에서는 상술한 프로젝션 다타점 용접 방법을 이용한 부품 로딩접합 시스템(1)에 대해 설명한다. 프로젝션 다타점 용접 방법은 패널의 한쪽 측면에서 두 가압팁을 모두 접근시켜도 무방하기 때문에 용접을 위한 가압팁(35,65)들을 부품 패널 가압장치와 하나의 장치에 통합하여 구성할 수 있다.

먼저 본 발명의 부품 로딩접합 시스템(1)은, 로봇암(R)의 단부에 고정되어 로봇암에 의해 위치가 조정되고 회동부(11)와 가압부(13)가 서로 상대적으로 회전할 수 있다. 이는 통합 시스템이기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이 부품공급박스(S)로부터 부품 패널(P)을 시스템(1)이 클램프한 후, 도 6에 도시된 바와 같이 로봇암(R)과 시스템(1)이 부품 패널(P)을 차체 패널(B)의 정위치에 위치시키며 가압하고, 동시에 시스템(1)에서 차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)을 각각 차체 패널과 부품 패널에 가압시키며 통전을 하여 차체 패널과 부품 패널을 용접에 의해 접합할 수 있다. 즉 시스템(1) 하나로 부품 패널을 잡아 차체 패널에 접합하는 것이 모두 가능하다.

이러한 시스템(1)의 구조를 이하 자세히 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 일단이 로봇암(R)과 체결되는 회동부(11)와, 회동부(11)의 타단에 체결되는 가압부(13)로 이루어진다.

로봇암(R)은 회동부(11)에 체결되어 회동부(11)와 가압부(13)를 서로 상대적으로 회동시킬 수 있다. 회동부(11)는 그 프레임을 이루는 회동부 바디(110)를 포함하고, 가압부 역시 가압부의 프레임을 이루는 가압부 바디(130)를 포함한다. 로봇암(R)은 회동부 바디(110)에 체결된다. 회동부 바디와 가압부 바디는 서로 회전축을 중심으로 회동 가능하게 결합되어 있다.

가압부 바디(130)는 회동부 바디(110)를 기준으로 로봇암(R)과 대향하는 위치에 배치되어 있어서, 가압부는, 회동부와 가압부의 상대적인 회동의 회전축의 축방향을 향해, 부품 패널(P)을 차체 패널(B)에 가압할 수 있다.

상기 회동부 바디(110)에는 부품 패널(P)을 흡착 또는 흡착 해제하는 피킹장치(20)가 설치되어 있어 회동부 바디와 일체로 거동한다. 피킹장치(20)는 전자석 또는 진공 흡착장치일 수 있다. 피킹장치(20)는 부품이 겹겹이 쌓여 있는 상태에서 하나의 부품을 들어올릴 때 사용하는 구성으로서, 부품 패널은 피킹장치에 의해 일시적으로 부품 더미로부터 들어올려지게 되고, 다시 부품의 임시 거치 장소에 놓여지게 된다. 즉 로봇암이 이동하여 피킹장치의 단부의 진공 흡착장치, 가령 진공컵에 진공이 형성된 상태로 겹겹이 쌓여 있는 부품 상부에 다다르면 진공에 의해 부품 패널이 피킹장치에 흡착된다. 이 상태에서 로봇암을 이동하여 피킹장치에 부품 패널이 흡착된 상태에서 부품 패널이 임시 거치 장소 상에 놓여지도록 한 후 피킹장치의 진공 흡착을 해제하면 부품 패널은 임시 거치 장소 상에 하나만 놓일 수 있게 된다. 이렇게 임시 거치 장소에 옮겨진 부품 패널은 핀 클램프(70)에 의해 가압부(13)에 고정된다.

부품 패널(P)을 차체 패널에 정위치시키고 가압하는 것은 가압부(13)의 가압판(50)에 의해 이루어지는 것이고, 피킹장치는 복수의 부품패널에서 하나의 부품패널을 들어 낼 때 임시적으로 사용되는 장치라 할 수 있다.

상기 핀 클램프(70)는 적어도 2개의 핀을 포함한다. 따라서 로봇암이 시스템을 이동시켜 임시 거치 장소에 올려져 있는 부품 패널에 핀 클램프(70)를 접근시킴으로써 핀 클램프(70)에 부품 패널이 정확하게 위치 정렬되어 클램프되도록 할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 클램프된 부품 패널(P) 안쪽(도면 상 위쪽)에는 가압판(50)이 고정되어 있다. 가압판(50)은 부품 패널(P)과 대응하는 형상을 하여 부품 패널을 차체에 가압할 때 정확한 위치에서 안정적으로 가압되도록 하는 구성이다. 가압판(50)은 차종이 바뀌거나 하여 부품 패널(P)의 종류가 바뀌는 경우 이에 맞게 교체될 수 있다. 가압판(50)은, 가압력 흡수부(55)인 스프링 등을 매개로 가압부 바디(130)에 설치되어 있는 가압판 결합부(53)에 탈착 가능하게 설치된다. 따라서 시스템의 회동축 방향으로 로봇암이 시스템을 차체 쪽으로 가압하면, 시스템의 가압판 결합부에 설치된 가압판이 부품 패널을 정 위치에 안정적으로 가압하게 되며, 가압되는 힘은 스프링인 가압력 흡수부(55)에 흡수되어 로봇암의 힘으로 인해 부품 패널이나 차체 패널이 변형되는 것을 방지하게 된다.

가압판(50)이 부품 패널(P)을 차체 패널(B)에 가압한 상태에서, 앞서 설명한 프로젝션 다타점 용접 방법이 사용된다. 이를 위해 본 발명의 시스템은, 회동부 바디(110)에 차체 가압팁(35)이 설치되어 있고, 가압부 바디는 부품 패널(P)을 가압하는 부품 가압팁(65)이 설치되어 있다.

부품 가압팁(65)은 가압부(13)에 설치되어 있어서 마찬가지로 같은 가압부(13)에 설치된 핀 클램프(70)에 의해 고정되고 가압판(50)에 의해 가압되는 부품 패널(P)을 쉽게 가압하거나 가압 해제할 수 있다. 이러한 부품 가압팁(65)은 마찬가지로 가압부에 설치된 부품가압 이동부(63)에 의해 진퇴한다.

차체 가압팁(35)은 가압하고자 하는 차체의 위치로 이동된 뒤 차체를 가압하게 된다. 이를 위해 차체 가압팁(35)은 먼저 회동부 바디(110)가 가압부 바디(130)에 대해 상대적으로 회전하여 방위각을 맞추게 되고, 다음으로 반경 이동부(31)에 의해 회동부의 회전축의 반경 방향으로 이동하여 회동부의 회전축과 가까워지거나 회동부의 회전축으로부터 멀어지게 되어 그 위치가 조절된다. 이렇게 회동부의 회동과 반경 이동부의 작동에 의해 위치가 정확히 정렬된 차체 가압팁은 차체가압 이동부(33)에 의해 회동부의 회전축 방향과 동일한 방향으로 진퇴하여 차체를 가압하거나 가압 해제한다. 차종, 그리고 차체 패널에 접합되는 부품 패널의 종류와 위치 등에 따라 차체 가압팁이 가압되어야 할 차체의 위치는 모두 다를 수 있는데, 위와 같이 회동부의 회동과 반경 이동부(31)의 반경 조절에 의해 차체 가압팁을 이렇게 다를 수 있는 위치에 정렬시켜 작업을 할 수 있으므로, 부품마다, 그리고 차종마다 새로이 지그를 정렬하거나 하는 종래의 기술의 번거로움이 없이 유연하고 광범위한 사용이 가능하다.

본 발명의 시스템(1)은 회동부와 가압부의 회동이 자유로울 수 있도록, 차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)의 통전 구조를 이하와 같이 구성하였다.

먼저, 회동부 바디(110)에 전류생성장치(40)가 설치되고, 가압부 바디(130)에는 회동부 바디 쪽으로 노출되는 통전링(43)이 설치되며, 통전링(43)은 부품 가압팁(65)과 전기적으로 연결된다. 통전링과 부품 가압팁은 모두 가압부 바디(130)에 구성되어 있으므로, 회동부(11)의 회동에 관계 없이 전기적으로 연결함에 무리가 없다.

다음으로, 차체 가압팁(35)도 통전링(43)에 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 차체 가압팁(35)은 통전링(43)에 대해 상대적을 회전하므로, 서로 상대적으로 이동하면서도 전기적으로 연결되도록 탄성 단자 등을 이용하여 서로 연결되도록 할 수 있다. 이와 달리 차체 가압팁(35)은 어차피 전류생성장치(40)와 일체로 회동하므로, 전류생성장치(40)와 직접 전기적으로 연결되도록 할 수도 있다.

다음으로 상기 전류생성장치(40)는 간접통전부(41)에 의해 상기 통전링(43)에 선택적으로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 상기 간접통전부(41)는 간접통전 이동부(45)에 의해 통전링(43)을 향해 진퇴하여 통전링(43)에 접촉되거나 접촉 해제됨으로써 통전링(43)과 전기적으로 연결되거나 전기적인 연결이 해제되도록 하였다.

따라서 차체 가압팁(35)이 회동부의 회동과 반경 이동부의 위치 조정으로 인해 정위치에 위치하게 되면, 간접통전 이동부(45)와 차체가압 이동부(33)와 부품가압 이동부(63)가 모두 간접통전부(41)와 차체 가압팁(35)과 부품 가압팁(65)을 전진시켜 각각 통전링(43), 차체 패널 및 부품 패널에 접하도록 함으로써 전류가 흐르도록 하여 용접을 실시할 수 있다.

이렇게 용접이 완료된 후에는 간접통전부와 차체 가압팁과 부품 가압팁을 후퇴시키고 핀 클램프의 클램핑을 해제한 상태에서 로봇암이 시스템(1)을 차체로부터 멀어지게 이동시키면 작업이 완료된다.

이처럼 본 발명의 시스템에 의하면 시스템 하나만으로 부품의 클램핑과 정렬과 용접까지 일거에 할 수 있게 된다.

이와 더불어 생산 라인에 비전 장치, 정위치 확보 장치, 용접 장치를 추가로 구비하게 되면, 생산과정을 더 효율적으로 할 수 있다.

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.

B: 차체 패널
P: 부품 패널
P3: 돌기
H: 돌기 높이
R: 로봇암
S: 부품공급박스
1: 부품 로딩접합 시스템
11: 회동부
110: 회동부 바디
111: 로봇암 체결부
13: 가압부
130: 가압부 바디
20: 피킹장치
30: 가압팁 위치조정장치
31: 반경 이동부
33: 차제가압 이동부
35: 차체 가압팁
40: 전류생성장치
41: 간접통전부
43: 통전링
45: 간접통전 이동부
50: 가압판
53: 가압판 결합부
55: 가압력 흡수부
63: 부품가압 이동부
65: 부품 가압팁
70: 핀 클램프

Claims

하나 이상의 돌기가 형성된 부품 패널의 돌기가 차체 패널에 접하도록 차체 패널에 부품 패널을 가압하는 단계;
부품 패널과 차체 패널을 접하도록 한 상태에서 차체 가압팁을 차체 패널에 가압하고, 부품 가압팁을 부품 패널에 가압하는 단계;
차체 가압팁과 부품 가압팁이 각각 차체 패널과 부품 패널을 가압하는 상태에서 차체 가압팁과 부품 가압팁에 전류를 공급하여 부품 패널의 돌기가 차체 패널에 접합되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법.
하나 이상의 돌기가 형성된 부품 패널의 돌기가 차체 패널에 접하도록 차체 패널에 부품 패널을 가압하는 단계;
부품 패널과 차체 패널을 접하도록 한 상태에서 차체 가압팁을 부품 패널의 일측에 가압하고, 부품 가압팁을 부품 패널의 타측에 가압하는 단계;
차체 가압팁과 부품 가압팁이 부품 패널을 가압하는 상태에서 차체 가압팁과 부품 가압팁에 전류를 공급하여 부품 패널의 돌기가 차체 패널에 접합되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 돌기의 높이는 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 전류의 크기는 3~35kA이고 통전시간은 0.01초 ~ 2초 인 것을 특징으로 하는 프로젝션 다타점 용접 방법.
청구항 1 또는 청구항 2의 프로젝션 다타점 용접 방법을 사용하는 부품 로딩접합 시스템으로서,
로봇암과 체결되는 회동부 바디;
상기 회동부 바디에 설치되며 부품 패널을 흡착 또는 흡착 해제하는 피킹장치;
상기 회동부 바디에 설치되는 차체 가압팁;
상기 회동부 바디에 대해 상대적으로 회전 가능하게 설치되되 회동부 바디를 기준으로 로봇암과 대향하는 위치에 배치되는 가압부 바디;
상기 가압부 바디에 설치되어 부품 패널을 그래핑하는 핀 클램프; 및
상기 가압부 바디에 설치되어 부품 패널을 가압하는 부품 가압팁;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 피킹장치는 전자석 또는 진공 흡착장치인 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 차체 가압팁은 차체가압 이동부에 의해 회동부의 회전축 방향과 동일한 방향으로 진퇴하여 차체를 가압하거나 가압 해제하는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 차체 가압팁은 반경 이동부에 의해 회동부의 회전축의 반경 방향으로 이동하여 회동부의 회전축과 가까워지거나 회동부의 회전축으로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 회동부 바디에는 전류생성장치가 설치되고,
상기 가압부 바디에는 회동부 바디 쪽으로 노출되는 통전링이 설치되며,
상기 통전링은 상기 부품 가압팁과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 차체 가압팁은 통전링에 전기적으로 연결되고,
상기 전류생성장치는 간접통전부에 의해 상기 통전링에 선택적으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 간접통전부는 간접통전 이동부에 의해 통전링을 향해 진퇴하여 통전링에 접촉되거나 접촉 해제됨으로써 통전링과 전기적으로 연결되거나 전기적인 연결이 해제되는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 핀 클램프는 2개의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 가압부 바디에는 부품 패널의 형상에 대응하는 형상을 하여 부품 패널을 가압하는 가압판이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 가압판은 가압판 결합부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 가압판 결합부는 가압부 바디에 가압력 흡수부를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 부품 로딩접합 시스템.