KR20200093163A - 초음파 커팅기의 완충기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다관절 로봇암(1) 상에 장착되어 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 초음파 커팅기에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 다관절 로봇암(1)의 단부에 연결되게 장착되고, 초음파 커팅기(10)를 안정적으로 고정하도록 구비하는 지지대(20); 및 상기 지지대(20) 상의 내부에 안착되게 장착되고, 초음파 커팅기(10)를 전후로 이송하여 완충력을 부여하는 완충수단(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 완충수단(30)은 초음파 커팅기(10)의 하부에 연결되는 블록(31)과, 상기 블록(31)을 전후로 이송 가능하게 설치되는 레일(33)과, 상기 블록(31)이 레일(33)을 따라 전후로 이송력을 유발하는 공압실린더(35)를 구비한다.
이에 따라 본 발명은, 차량용 내장부품의 제조현장에서 초음파 커팅기 상에 완충력을 부여하여 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상되고, 작업성은 물론 생산성 향상을 추구하여 생력화에 주력할 수 있는 효과가 있다.

Description

초음파 커팅기의 완충기구{Shock absorber of ultrasonic cutting machine}

본 발명은 초음파 커팅기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량용 내장부품의 제조현장에서 초음파 커팅기 상에 완충력을 부여하여 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상되고, 작업성은 물론 생산성 향상을 추구하여 생력화에 주력할 수 있는 초음파 커팅기의 완충기구에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 내부에는 안락하고 실용성 있는 실내 환경을 조성하기 위한 각종 편의 시설 및 안전 구조물이 인스트루먼트 패널(Instrument panel)에 장착된다. 즉, 상기 인스트루먼트 패널에는 각종 미터기가 부착된 계기판 및 조향장치인 스티어링 휠과 소모품 수납용 글로브박스 등이 장착되어 있으며, 이 외에도 히터, 에어컨, 전열선 등을 작동시키기 위한 스위치 등이 부착되어 있다.

여기서, 상기 인스트루먼트 패널은 폴리프로필렌(poly prophilene)이나 노릴(norhile) 등의 합성수지로 형성되는 코어(core)로 기초적인 구조가 형성된다. 그리고 상기 코어의 외부에 가죽이나 천 재질로 이루어지는 연질의 스킨(skin)을 입히며, 경질의 코어와 연질의 스킨 사이에 폴리우레탄과 같은 발포액을 발포 성형하여 쿠션감을 부여하는 3중 구조를 가지는 발포 제품으로 제조되고 있다.

이러한 인스트루먼트 패널은 코어의 외부에 가죽이나 천 재질로 이루어지는 연질의 스킨(skin)을 입히면서 이를 외형에 맞게 잘라내기 위해 칼날 또는 수압을 이용하였으나, 최근에는 초음파를 이용하여 코어의 외형에 맞게 알맞게 잘라내는 초음파 커팅기가 제안된 바 있다.

일예로, 한국 공개특허공보 제10-2011-0085047호에 따르면, 차량용 인스트루먼트 패널(instrument panel)의 밀링 가공 및 커팅을 위한 장치로서, 인스트루먼트 패널이 전단과 후단에 로딩되고, 회전이 가능한 테이블과; 상기 테이블 전방에 구비되고, 상기 테이블의 전단에 로딩된 인스트루먼트 패널에서 밀링 가공을 위한 부분들로 이동되며, 좌측과 우측에 구비되는 제1 및 제2 로봇과; 상기 각 로봇 끝단에 연결되어 상기 로봇에 의해 이동되고, 상기 인스트루먼트 패널을 밀링 가공하는 툴이 설치되는 스핀들(spindle)과; 상기 각 로봇과 테이블 사이에 구비되고, 상기 스핀들에 설치된 툴 마모 시, 교체를 위해 복수 개의 툴이 구비되는 툴 교환부와; 상기 각 로봇 후방에 구비되어 상기 밀링 가공으로 발생되는 분진을 집진하는 집진기와; 상기 테이블 후단 상에서 상기 테이블 후단의 인스트루먼트 패널의 특정 부분 커팅을 위해 상기 인스트루먼트패널 하부에 구비되고, 날이 상부를 향하며, 좌측과 우측에 구비되는 제1 및 제2 핫 나이프(hot knife)와; 상기 테이블 후단의 인스트루먼트 패널의 특정 부분 커팅을 위해 상기 핫 나이프들과 대응되도록 상기 인스트루먼트 패널 상부에 구비되고, 상부에 위치한 유압 실린더에 의한 유압을 통해 하부로 가압하며, 좌측과 우측에 구비되는 제1 및 제2 홀더 블록(holder block); 및 상기 테이블, 로봇, 스핀들, 툴 교환부, 핫 나이프, 및 홀더 블록을 둘러싸도록 형성되고, 상기 테이블 후방에서 인스트루먼트 패널의 로딩 및 언로딩을 위한 도어가 형성되는 부스(booth);를 포함한다.

그러나 상기한 선행기술에 의하면 핫 나이프는 사용시 손쉽게 마모되거나 부서지는 문제점은 물론 작업 중 불량을 유발함에 따라 작업이 지연되고 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 차량 전장 산업 분야에서 자동화로 생산성 향상을 추구하지만, 여전히 생산성이 기대에 미치지 못할 뿐만 아니라, 다음 공정으로 원활하게 이어지지 않아 생산성을 증대하는 방향으로 한계성을 보여 기대에 미치지 못하는 등 개선할 여지가 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2011-0085047호 "인스트루먼트 패널의 밀링 가공 및 커팅 장치 및 방법"(공개일자: 2011. 07. 27.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 차량용 내장부품의 제조현장에서 초음파 커팅기 상에 완충력을 부여하여 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상되고, 작업성은 물론 생산성 향상을 추구하여 생력화에 주력할 수 있는 초음파 커팅기의 완충기구를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다관절 로봇암 상에 장착되어 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 초음파 커팅기에 있어서: 상기 다관절 로봇암의 단부에 연결되게 장착되고, 초음파 커팅기를 안정적으로 고정하도록 구비하는 지지대; 및 상기 지지대 상의 내부에 안착되게 장착되고, 초음파 커팅기를 전후로 이송하여 완충력을 부여하는 완충수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따르면 상기 지지대는 초음파 커팅기를 기준하여 상하로 분리되게 형성되면서 이를 상호 연결하여 장착하는 지지편을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 완충수단은 초음파 커팅기의 하부에 연결되는 블록과, 상기 블록을 전후로 이송 가능하게 설치되는 레일과, 상기 블록이 레일을 따라 전후로 이송력을 유발하는 공압실린더를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 초음파 커팅기의 완충기구는 차량용 내장부품의 제조현장에서 초음파 커팅기 상에 완충력을 부여하여 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상되고, 작업성은 물론 생산성 향상을 추구하여 생력화에 주력할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 완충기구가 적용되는 초음파 커팅기의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 완충기구를 분해하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 완충기구의 작동 상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 안착지그(1) 상에 안착된 인스트루먼트 패널(P)에 클립(C)을 압입하여 조립 장착하는 장치에 관련된다. 한편 자동차의 계기판이 조립되는 외관용 부품인 인스트루먼트 패널(P)을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉 차량을 제조하기 위한 다양한 전장부품이 될 수 있다. 이러한 인스트루먼트 패널(P)은 설정된 위치, 안착지그(1)상에 상치한 상태로 압입로봇(R)의 작동에 의해 클립(C)을 일련의 압입 조립 장착하는 공정을 수행한다. 이처럼 도면을 통하여 도시하지 않았지만 안착지그(1) 상에 상치할 수 있는 다양한 차량 전장 부품들도 가능하다할 것이다.

본 발명은 다관절 로봇암(1) 상에 장착되어 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 초음파 커팅기구에 관한다. 한편 자동차의 계기판이 조립되는 외관용 부품인 인스트루먼트 패널을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉 차량을 제조하기 위한 다양한 전장부품이 될 수 있다. 이러한 인스트루먼트 패널은 설정된 위치, 안착지그 상에 상치한 상태로 다관절 로봇암(1)의 작동에 의해 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 공정을 수행한다. 이처럼 도면을 통하여 도시하지 않았지만 안착지그 상에 상치할 수 있는 다양한 차량 전장 부품들도 가능하다할 것이다.

여기서, 본 발명의 다관절 로봇암(1)은 힌지회전 및 원주방향회전이 각각 독립적으로 이루어지도록 복수개의 회전축으로 구비되고, 각각이 독립적으로 회동되는 회전축의 다양한 회전조합으로 자유롭게 이동될 수 있다.

본 발명에 따르면 상기 다관절 로봇암(1)의 단부에 연결되게 장착되는 지지대(20)는 초음파 커팅기(10)를 안정적으로 고정하도록 구비한다. 지지대(20)는 도 1처럼 다관절 로봇암(1)의 단부에 위치하여 초음파 커팅기(10)를 안정적으로 고정하는 역할을 수행한다. 지지대(20)는 도 2처럼 양측이 절곡된 형태로 이루어지면서 일측에 관통공(도면번호 미부여)이 형성되어 이를 통하여 초음파 커팅기(10)의 케이블 라인이 설치된다. 이러한 지지대(20)에 의해 다관절 로봇암(1)의 단부에 초음파 커팅기(10)를 안정적으로 고정 설치할 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 지지대(20)는 초음파 커팅기(10)를 기준하여 상하로 분리되게 형성되면서 이를 상호 연결하여 장착하는 지지편(23)(25)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 지지대(20)는 도 2처럼 초음파 커팅기(10)를 고정 및 착탈이 용이하도록 지지편(23)(25)을 구비하는데, 지지편(23)(25)는 도시된 것처럼 상하측으로 분리되게 구비된다. 이러한 지지편(23)(25)은 상하로 분리되게 형성되어 초음파 커팅기(10)를 감싼 형태로 볼트 등을 이용하여 상호 연결하여 장착한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 지지대(20) 상의 내부에 안착되게 장착되는 완충수단(30)이 초음파 커팅기(10)를 전후로 이송하여 완충력을 부여한다. 완충수단(30)은 본 발명의 핵심 구성으로, 초음파 커팅기(10)를 전후로 이송시킴과 함께 이를 통하여 초음파 커팅기(10)에 완충력을 부여하는 역할을 수행한다. 이러한 완충수단(30)은 도 2 및 도 3처럼 지지대(20)의 내부에 안착되게 장착되면서 초음파 커팅기(10)의 커팅 공정시 완충수단(30)이 전후로 이송하여 완충력을 부여하여 인스트루먼트 패널의 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상시킨다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 완충수단(30)은 초음파 커팅기(10)의 하부에 연결되는 블록(31)과, 상기 블록(31)을 전후로 이송 가능하게 설치되는 레일(33)과, 상기 블록(31)이 레일(33)을 따라 전후로 이송력을 유발하는 공압실린더(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 완충수단(30)은 도 2처럼 초음파 커팅기(10)를 전후로 이송하기 위해, 블록(31), 레일(33), 공압실린더(35)를 구비한다. 블록(31)은 상부에 초음파 커팅기(10)가 일체로 연결되면서 공압실린더(35)의 작동에 의해 레일(33)을 개재하여 연결되어 전후로 이송이 가능하다. 이로 인해서 초음파 커팅기(10)의 커팅 공정시 공압실린더(35)의 작동으로 레일(33)을 따라 블록(31)이 전후로 이송하여 초음파 커팅기(10)에 대해 완충력이 부여된다.

한편, 미설명된 도면부호 37은 스토퍼로서, 이러한 스토퍼(37)는 도 3처럼 완충수단(30)에서 하류측에 위치하고 블록(31)이 스토퍼(37)에 도달하여 정지하게 된다.

도 1 내지 도 3을 이용하여 작동에 있어서, 먼저 인스트루먼트 패널이 안착지그 상에 상치한 상태로, 다관절 로봇암(1)의 작동에 의해 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 공정을 수행한다. 한편, 다관절 로봇암(1)에 장착된 초음파 커팅기(10)를 통하여 인스트루먼트 패널의 형상에 따라 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅한다.

이때, 초음파 커팅기(10)는 인스트루먼트 패널의 모델 형상에 따라 공압실린더(35)의 작동으로 레일(33)을 따라 블록(31)이 전후로 이송하여 초음파 커팅기(10)에 대해 완충력이 부여되어 스킨(skin)을 외형에 맞게 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상된다.

이와 같이, 본 발명의 초음파 커팅기의 완충기구는 차량용 내장부품의 제조현장에서 초음파 커팅기 상에 완충력을 부여하여 모델 형상에 따라 정확하면서 안정적인 커팅으로 인해 불량률을 최소화하여 제품의 완성도가 향상되고, 작업성은 물론 생산성 향상을 추구하여 생력화에 주력할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 다관절 로봇암 10: 초음파 커팅기
20: 지지대 23,25: 지지편
30: 완충수단 31: 블록
33: 레일 35: 공압실린더
37: 스토퍼

Claims (3)

1. 다관절 로봇암(1) 상에 장착되어 인스트루먼트 패널 상에 스킨(skin)을 외형에 맞게 커팅하는 초음파 커팅기에 있어서:
   상기 다관절 로봇암(1)의 단부에 연결되게 장착되고, 초음파 커팅기(10)를 안정적으로 고정하도록 구비하는 지지대(20); 및
   상기 지지대(20) 상의 내부에 안착되게 장착되고, 초음파 커팅기(10)를 전후로 이송하여 완충력을 부여하는 완충수단(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 커팅기의 완충기구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지대(20)는 초음파 커팅기(10)를 기준하여 상하로 분리되게 형성되면서 이를 상호 연결하여 장착하는 지지편(23)(25)을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 커팅기의 완충기구.
3. 제1항에 있어서,
   상기 완충수단(30)은 초음파 커팅기(10)의 하부에 연결되는 블록(31)과, 상기 블록(31)을 전후로 이송 가능하게 설치되는 레일(33)과, 상기 블록(31)이 레일(33)을 따라 전후로 이송력을 유발하는 공압실린더(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 커팅기의 완충기구.

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