KR20180074688A - 차체 조립 라인에서 두 구성요소를 함께 조립하기 위한 시스템 및 그에 대응하는 프로세스 - Google Patents

Abstract

본원에서 설명된 것은 차체 조립 라인에서 두 구성요소를 접착하기 위한 프로세스이며, 다음의 단계를 포함한다: 제1 구성요소와 제2 구성요소를 제공하는 단계; - 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에 접착제의 층을 적용하는 단계; - 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소의 온도를 측정하는 단계; 측정된 온도에 기초하여 제어되는 열 조절 수단을 통해 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소 및/또는 제1 구성요소나 제2 구성요소에 적용된 접착제를 열적으로 조절하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 구성요소를 상기 접착제의 층이 사이에 놓인 상태로 함께 결합하는 단계.

Description

차체 조립 라인에서 두 구성요소를 함께 조립하기 위한 시스템 및 그에 대응하는 프로세스

본 발명은 차체 조립 라인에서 두 구성요소를 함께 고정하기 위한 시스템 및 그에 대응하는 프로세스에 관한 것이다.

이러한 맥락에서, 특히 자동차 차체의 조립에 관하여, 용접과 같은 더 통상적인 기술 대신에 접착제의 사용이 점점 흔해지고 있다. 접착제를 통한 연결은, 사실상, 비금속 부분도 함께 연결하는 것이 가능하고, 그 결과, 일반적으로 탄소 섬유, 유리 섬유, 및 중합체 재료와 같은, 새로운 재료를 차체의 구성에 도입하는 것이 가능하다.

두 구성요소의 접착 프로세스는 또한 특정한 적용에 대해, 구속하는데 요구되는 힘을 접착제가 단독으로 제공하지 못하는 경우에서, 부가적인 고정의 프로세스, 예를 들어 리벳팅(riveting) 프로세스를 동반할 수 있다. 이러한 조합된 프로세스에서, 부가적인 프로세스, 즉, 언급된 예에서 리벳의 적용은 접착제의 층이 사전에 적용된 두 구성요소의 동일한 구역에서 주로 수행된다. 사실상, 이 접착제의 층은 후속 프로세스에 영향을 미치고, 이는 생산된 피스의 균일한 품질의 유지에 대한 문제를 불러일으킬 수도 있다.

이러한 맥락에서, 본 출원인은 이제 지금까지 공지된 절차와 비교하여, 특히 균일한 제조 품질을 보장하는 개선된 해결책을 제시한다.

상기 목적은 청구항 1에 따른 프로세스를 통해 성취된다.

본 발명은 또한 청구항 7에 따른 시스템에 관한 것이다.

청구항은 본 발명에 대하여 본원에서 제공된 기술적 교시의 통합적인 부분을 형성한다.

본 출원인은 본원에서 설명될 프로세스의 유형에 영향을 미치는 주요 문제는 접착체가 적용되는 구성요소의 열적 상태에 대해 접착제가 너무 민감해서 미리 설정된 조건, 특히 미리 설정된 온도에서 전달되더라도, 구성요소에 접촉하자마자 거의 즉각적으로 그의 조건이 달라지는 경향이 있다는 사실에 의해 나타난다는 것을 알아냈다.

특히 차가운 금속 시트의 경우를 참조하면, 금속 시트에 적용되는 미리 가열된 접착제는 온도가 즉시 감소하고 이 원인으로 더 점성이게 된다.

이는 "표준" 환경 온도와 비교하여, 리벳팅 헤드가 이제 리벳 적용시 더 큰 저항에 직면하고, 동작이 강요되는 새로운 조건을 단독으로 보상할 수 없는 점에서, 후속 리벳팅 프로세스에 부작용을 가져 온다.

상기의 견지에서, 본원에서 설명되는 프로세스에서 구성요소 또는 구성요소들의 온도가 제어 파라미터로서 확인되고, 이 파라미터의 값에 기초하여 프로세스는 구성요소 또는 구성요소들의 및/또는 접착제의 열 조절을 위한 적절한 개입의 시행을 고려한다.

본 목적은 후속 리벳팅 프로세스의 시점에서, 두 개의 접착된 구성요소 사이에 적용된 접착제를 미리 설정된 열적 상태로 항상 유지하도록 하는 것이다.

일반적으로, 본원에서 설명된 프로세스는 다음의 단계를 포함한다:

- 제1 구성요소와 제2 구성요소를 제공하는 단계;

- 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에 접착제의 층을 적용하는 단계;

- 상기 접착제의 층이 사이에 놓인 상태로, 상기 제1 및 제2 구성요소를 함께 결합하는 단계; 및

- 상기 제1 및 제2 구성요소와 상기 접착제의 층을 통해 지나가도록 설계된 복수의 리벳을 상기 조합체(ensemble)에 적용하는 단계.

프로세스는 상기 리벳을 적용하기 전에, 또한 다음의 단계를 고려하는 것을 특징으로 한다:

- 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소의 온도를 측정하는 단계; 및

- 측정된 온도에 기초하여 제어되는 열 조절 수단을 통해 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소 및/또는 제1 구성요소 또는 제2 구성요소에 적용된 접착제를 열적으로 조절하는 단계.

보게 될 바와 같이, 상기 프로세스는 프로세스가 시행되는 어떠한 환경적인 조건에서도, 균일한 제조 품질을 보장한다.

제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소의 온도의 측정은 그에 적용되었거나 적용될 접착제의 층이 아닌 구성요소에서 직접적으로 이뤄진다. 바람직하게는, 이 측정은 심지어 접착제가 구성요소 또는 구성요소들에 적용되기 전에 이뤄진다.

대신, 제공된 열 조절은 구성요소 또는 구성요소들, 아니면 각 개별적인 구성요소에 적용된 접착제에 의해 구성된 조합체, 또는 다시 두 구성요소와 사이에 놓인 접착제의 층으로 구성된 조합체에만 관한 것일 수도 있다. 조절이 접착제 없이 구성요소에서 이뤄지는 경우에서, 임의의 경우에서 접착제가 적용될 구성요소의 부분에 이뤄진다.

예로서, 본원에서 개시된 프로세스의 가능한 적용이 이제 설명될 것이다.

도 1은 두 구성요소(A와 B)를 접착하기 위한 제1 스테이션(20)을 고려하는 조립의 시스템과, 그의 상호 고정을 완료하기 위해 동일한 구성요소들에 동작하는, 하류의 리벳팅 스테이션(40)을 도시한다.

접착 스테이션(20)에서, 두 구성요소(A와 B)는 접착제의 층의 적용을 통해 함께 먼저 연결된다.

접착 스테이션(20)은 패널을 수용할 본체의 부분에 접착제를 적용하기 위한 통상적인 수단(32)을 갖는다. 다양한 바람직한 실시예에서, 도시된 실시예와 같이, 이들 수단은 접착제의 제어된 전달을 위한 헤드를 갖는, 조작기 로봇으로 표현된다. 임의의 경우에서, 이들 수단은 언급된 기능에 대한 기술에서 통상적으로 사용되는 임의의 다른 디바이스나 시스템으로 명백히 구성될 수도 있음이 명백하다.

접착 스테이션은 구성요소(A)가 처음에 놓인 기본 구조(22)를 포함한다. 스테이션의 센서 수단(24)은 하나 이상의 미리 설정된 지점에서 구성요소의 온도를 측정하도록 사전 배열된다.

시스템은 측정된 온도에 따라 이러한 수단을 관리하도록 설계된 열 조절 수단(26)과 제어 유닛(17)을 포함한다.

본원에서 설명된 조절 수단은 함께 고정될 두 구성요소의 온도가 미리 설정된 온도와 상이할 때마다, 두 구성요소를 미리 설정된 온도가 되게 하기 위해 개입하도록 설계된다. 이미 살펴본 바와 같이, 제공된 조절은 접착제를 구비한 또는 구비하지 않은, 개별적인 구성요소, 아니면 두 구성요소와 사이에 놓인 접착제의 층으로 구성된 조합체에 관한 것일 수도 있다.

이 동작은 접착된 두 구성요소 사이에 적용된 접착제를 후속 리벳팅 프로세스의 시점에서 항상 미리 설정된 열적 상태가 되게 하여, 어떠한 현재의 특정한 환경적 조건에서도, 리벳팅 프로세스를 항상 공지되고 미리 결정된 조건에서 수행되도록 하는 기능을 갖는다. 이런 식으로, 리벳팅 헤드의 임의의 조정을 수행할 필요가 없고; 오히려, 예를 들어 이는 일정한 방식으로, 동일한 리벳 적용력을 사용할 수도 있다.

도시된 예에서, 조절 수단은 필요할 때, 구조(22)에 설치된 후에 구성요소 A 단독에 또는, 함께 접착된 구성요소(A와 B)로 구성된 조합체에 동작된다.

조절 수단(26)은 가열 유닛이나 냉각 유닛, 또는 다시 각 유형의 유닛을 고려할 수도 있다. 가열 유닛의 경우에서, 이는 하나 이상의 적외선 방사체, 공기 송풍기, 또는 가열된 기체의 송풍기 등에 의해 구성될 수도 있다. 냉각 유닛의 경우에서, 이는 예를 들어, 하나 이상의 팬(fan)에 의해 구성될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 조절 수단은 구성요소의 상이한 부분에서 그의 작용을 선택적으로 집중할 수 있기 위해, 가동 구조, 예를 들어, 로봇 팔에 의해 보유된다.

예를 들어, 센서 수단(24)은 적외선 센서일 수도 있다. 도시된 예와 같이, 바람직하게는 센서가 패널의 상이한 지점에서 온도를 검출할 수 있기 위해서, 가동 구조, 예를 들어 로봇 팔에 의해 보유된다. 당해의 센서는 임의의 경우에서 고정된 구조에 의해서도 보유될 수도 있고, 이 경우 그들은 항상 거의 다양한 구성요소의 하나의 동일한 지점에서 온도를 검출하도록 설계된다. 대안적인 실시예에서, 이러한 센서 수단은, 대신, 열상 카메라로 구성되고, 이를 통해 온도의 완전한 매핑(mapping)이 구성요소의 넓은 부분에 대해 획득된다.

장치는 설명된 프로세스의 시행을 위한 제어 시스템을 명백히 포함한다. 상기 언급된 제어 유닛은 일반적으로 장치의 제어 시스템의 부분을 형성한다. 이는 물리적으로 함께 연결되거나 분리되고, 상기 유닛을 제어하는 프로세스에 포함된 센서 및/또는 액추에이터의 근위에 또는 그로부터 원위의 위치에 설치되는, 하나 이상의 모듈로 구성될 수도 있다.

다양한 실시예에서, 제어 유닛은 그 내에 저장된, 하나 이상의 기준값을 갖고, 측정된 온도를 상기 기준값에 관하여 설정하며 측정된 온도와 기준값 사이에서 결정된 관계에 기초하여 조절 수단의 활성과 비활성 상태를 결정하도록 구성된다. 다양한 바람직한 실시예에서, 제어 유닛은 그 내에 저장된 온도 범위를 갖고, 구성요소에서 측정된 온도가 이 범위 내에 속하지 않는다면 조절 수단의 작용을 제어하도록 구성된다.

또한, 구성요소에서 검출된 실제 온도에 상관 없이, 시스템의 동작 시간을 미리 설정된 사이클 시간에 맞추기 위해서 제어 유닛은 측정된 온도의 함수로서 상기 조절 수단의 동작 파라미터를 조정하도록 구성될 수도 있다. 당해의 파라미터는 전기 전력 소비, 패널에 대한 조절 수단의 변위의 비율, 이러한 수단의 작용의 기간 등에 의해 표현될 수도 있다.

그러므로 예로서, 시스템을 설정하는 단계에서, 구성요소가 동작 중에 상기 미리 설정된 상태에 대응하지 않을 수 있는 상이한 온도에 대하여, 패널을 미리 설정된 시간 내에, 상기 미리 설정된 상태에 이르게 할 수 있는 조절 수단의 일련의 활동 상태와 대응하는 동작 파라미터를 확인하는 것이 가능할 수 있다. 이 설정 단계는, 바람직하게는, 조절 수단의 하나 이상의 동작 파라미터의 값 및/또는 상태를 측정된 온도를 나타내는 값의 집합에 연관시키는 하나 이상의 제어 맵을 생성할 수도 있다.

도 1에서 도식적으로 표현된 프로세스로 돌아가면, 두 구성요소(A와 B)가 앞서 언급된 바와 같이 함께 접착되고 열적으로 처리된 후에, 이들은 최종적으로 리벳의 적용을 위해 스테이션(40)으로 전달된다. 이 스테이션은 본 기술에서 통상적으로 사용된 임의의 유형의 리벳의 적용을 위한 디바이스를 포함한다.

전술한 견지에서, 그러므로 본원에서 설명된 시스템은 조립 라인이 동작하는 어떠한 현재의 환경적인 조건에서도, 항상 균일하고 일정한 제조 품질을 보장하는 미리 설정된 조건에서 동작의 수행을 가능하게 한다.

당연히, 본 발명의 원리를 손상시키지 않고, 구조와 실시예의 상세사항은 첨부된 청구항에서 정의되는 바와 같은, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는, 비제한적인 예로서 본원에 도시된 바에 관하여 심지어 상당히 변경될 수 있다.

Claims (13)

1. 차체 조립 라인에서 두 구성요소를 함께 고정하기 위한 프로세스이며,
   - 제1 구성요소와 제2 구성요소를 제공하는 단계;
   - 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에 접착제의 층을 적용하는 단계;
   - 상기 접착제의 층이 사이에 놓인 상태로, 상기 제1 및 제2 구성요소를 함께 결합하는 단계; 및
   - 상기 제1 및 제2 구성요소와 상기 접착제의 층을 통해 지나가도록 설계된 복수의 리벳을 상기 조합체에 적용하는 단계
   를 포함하는 프로세스에 있어서,
   상기 프로세스는, 상기 리벳을 적용하기 전에, 또한,
   - 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소의 온도를 측정하는 단계; 및
   - 측정된 온도에 기초하여 제어되는 열 조절 수단을 통해 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소 및/또는 제1 구성요소 또는 제2 구성요소에 적용된 접착제를 열적으로 조절하는 단계를 고려하는 것을 특징으로 하는, 프로세스.
2. 제1항에 있어서, 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소의 온도를 측정하는 상기 단계는 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에 직접적으로 수행되고 그에, 적용되었거나, 적용될 접착제의 층에는 직접적으로 수행되지 않는, 프로세스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조절 단계는 접착제가 적용되었거나, 적용될 구성요소의 부분에 수행되는, 프로세스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도를 측정하는 단계는 접착제의 층이 상기 구성요소에 적용되기 전에 수행되는, 프로세스.
5. 제4항에 있어서, 조절 단계를 포함하고, 상기 조절 수단은 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에서 측정된 온도에 기초하여 제어되는, 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소에 적용되는 상기 접착제의 층에 작용하는, 프로세스.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 측정된 온도를 하나 이상의 기준값과 관련하여 설정하고 결정된 관계에 따라 상기 조절 수단의 활성 상태 또는 비활성 상태를 결정하는 제어 유닛을 사용하는, 프로세스.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 조절 단계는 가열 유닛이나 디바이스를 통해 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소를 가열하는 것을 고려하는, 프로세스.
8. 차체 조립 라인에서 조립을 위한 시스템이며,
   - 제1 구성요소 및/또는 제2 구성요소에 접착제의 층을 적용하기 위한 디바이스를 갖는, 상기 제1 구성요소 및 상기 제2 구성요소를 함께 접착하기 위한 스테이션;
   - 사이에 놓인 상기 접착제의 층과, 함께 결합된 상기 제1 및 제2 구성요소로 구성된 조합체에 복수의 리벳을 적용하기 위한 디바이스를 제공하는, 스테이션
   을 포함하는 시스템에 있어서,
   상기 시스템은,
   - 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 센서와, 적어도 하나의 열 조절 유닛을 포함하는, 온도를 제어하기 위한 세트; 및
   - 상기 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여 상기 제1 구성요소 및/또는 상기 제2 구성요소 및/또는 상기 제1 구성요소나 상기 제2 구성요소에 적용된 접착제의 열 조절을 위해서 상기 조절 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛
   을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어 세트는 상기 접착 스테이션에 설치되는, 시스템.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 조절 유닛은 로봇, 바람직하게는 조작기 로봇에 의해 보유되는, 시스템.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 유닛은 하나 이상의 적외선 램프 또는 하나 이상의 공기 송풍기를 포함하는, 시스템.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 온도를 제어하기 위한 상기 유닛은 하나 이상의 적외선 센서 또는 적어도 하나의 열상 카메라를 포함하는, 시스템.
13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제의 적용을 위한 디바이스는 접착제의 제어된 전달을 위한 헤드를 보유하는 로봇, 바람직하게는 조작기 로봇을 포함하는, 시스템.
    

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