KR20220060591A - A robot workcell type dissimilar material processing and bonding system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소섬유복합재와 금속의 가공공정, 접착공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system and a control method thereof, and more particularly, to a robot workcell type dissimilar material processing that automates the processing, bonding, bonding, and inspection processes of carbon fiber composites and metals. and a bonding system and a control method thereof.
자동차를 구성하는 각종 부품 중에는 단종재료 부품뿐만 아니라 서로 다른 재료를 접합한 이종재료 부품도 많이 있다.Among the various parts constituting an automobile, there are not only discontinuous material parts but also dissimilar material parts joined with different materials.
특히, 이종재료 부품을 구성하는 이종재료를 접합하는데 있어서, 현업에서는 전용 CNC 가공기에서 드릴링 가공 후 작업자가 별도의 공간에서 접착 및 접합을 수행한다.In particular, in bonding dissimilar materials constituting dissimilar material parts, in the field, an operator performs bonding and bonding in a separate space after drilling in a dedicated CNC machining machine.
일례로서, 도 1의 (a), (b), (c), (d), (e)에 도시된 바와 같이 독일의 자동차 제조업체의 경우, 탄소섬유복합재(CFRP) 가공공정과 이종재료의 접합공정이 분리되어 있으며, CNC 가공기를 이용하여 탄소섬유복합재(CFRP)의 제품 가공을 수행하고 있다.As an example, as shown in (a), (b), (c), (d), (e) of FIG. 1, in the case of a German automobile manufacturer, the carbon fiber composite (CFRP) processing process and bonding of dissimilar materials The process is separated, and the product processing of carbon fiber composite material (CFRP) is performed using a CNC machine.
구체적으로 종래기술에 따른 이종재료 생산공정은 도 1의 (a)에 도시된 탄소섬유복합재(CFRP)를 가공기에 부착하는 공정, 도 1의 (b)에 도시된 탄소섬유복합재(CFRP)의 CNC 가공공정, 도 1의 (c)에 도시된 탄소섬유복합재(CFRP) 가공완료 후 탈착공정, 도 1의 (d)에 도시된 탄소섬유복합재(CFRP)에 접착제를 도포하는 공정 및 도 1의 (e)에 도시된 탄소섬유복합재(CFRP)와 금속을 SPR 접합하는 공정으로 이루어진다.Specifically, the dissimilar material production process according to the prior art is a process of attaching the carbon fiber composite material (CFRP) shown in FIG. Processing process, desorption process after completion of processing of carbon fiber composite material (CFRP) shown in FIG. 1 (c), process of applying adhesive to carbon fiber composite material (CFRP) shown in FIG. It consists of a process of SPR bonding the carbon fiber composite material (CFRP) and the metal shown in e).
이때, 탄소섬유복합재(CFRP)를 가공기에 부착하는 공정과 CNC 가공공정 사이, 가공완료 후 탈착공정과 접착제를 도포하는 공정 사이에서는 인력 투입으로 인한 생산성 저하가 발생하고, CNC 가공공정과 가공완료 후 탈착공정에서는 CNC 가공기 사용으로 인한 유연성 저하가 발생하며, SPR 접합하는 공정에서는 모니터링 및 검사 부재에 따른 생산관리 및 품질이 저하되는 문제점이 있었다.At this time, between the process of attaching the carbon fiber composite material (CFRP) to the processing machine and the CNC processing process, and between the desorption process and the process of applying the adhesive after processing is completed, productivity decreases due to the input of manpower, and after the CNC processing process and the processing completion In the detachment process, there is a decrease in flexibility due to the use of a CNC machining machine, and in the process of SPR bonding, there was a problem in that production management and quality were deteriorated due to the absence of monitoring and inspection.
특히, 자동차의 차체 이종소재 경량부품의 경우, 도 2의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이 완성차 제조라인에서 탄소섬유복합재(CFRP)를 가공, 접착 및 접합하는 공정을 수행함에 따라 제조라인의 유연성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In particular, in the case of light weight parts of different materials for automobile bodies, as shown in (a), (b) and (c) of FIG. 2, the process of processing, bonding and bonding carbon fiber composite (CFRP) in the finished vehicle manufacturing line is performed. There was a problem in that the flexibility and productivity of the manufacturing line were lowered as it was performed.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1666197호(2016.10.07.)(Patent Document 1) Registered Patent Publication No. 10-1666197 (2016.10.07.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2015-0077090호(2015.07.07.)(Patent Document 2) Patent Publication No. 10-2015-0077090 (2015.07.07.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가공로봇, 이송로봇 및 접합로봇을 이용하여 탄소섬유복합재와 금속을 가공, 접착, 접합 및 검사하는 공정을 자동화하여 생산성 및 작업의 유연성을 향상시킴은 물론 생산관리에 유리하고 품질의 저하를 방지하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to automate the process of processing, bonding, bonding, and inspecting carbon fiber composites and metals using a processing robot, a transfer robot, and a bonding robot to improve productivity and flexibility of operation. Of course, it is to provide a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system that is advantageous for production management and prevents quality deterioration, and a control method thereof.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 탄소섬유복합재 및 금속을 가공하는 가공로봇, 상기 가공된 탄소섬유복합재 및 금속을 이송시키는 이송로봇 및 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속을 접합시키는 접합로봇을 포함하는 로봇부; 상기 가공로봇, 상기 이송로봇 및 상기 접합로봇과 인접하도록 배치되고 상기 탄소섬유복합재, 상기 금속 및 상기 탄소섬유복합재와 상기 금속이 접합된 이종재료가 거치되는 거치부; 상기 거치부의 상부에 고정되어 상기 탄소섬유복합재, 상기 금속 및 상기 이종재료를 고정시키는 지그부; 상기 이송로봇과 인접하도록 배치되어 상기 탄소섬유복합재에 대한 가공결함 및 상기 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 검사장치; 상기 이송로봇 및 상기 검사장치와 인접하도록 배치되어 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 접착제를 도포하는 접착모듈; 다수의 공구를 구비하고 상기 가공로봇에 인접하도록 배치되어 상기 가공로봇에 장착된 공구와 상기 다수의 공구 중 어느 하나를 교체하는 자동공구교환장치; 상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈 및 상기 자동공구교환장치의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈 및 상기 자동공구교환장치를 운용하는 통합운영부;를 포함하고, 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템을 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a processing robot for processing a carbon fiber composite material and metal, a transfer robot for transferring the processed carbon fiber composite material and metal, and a bonding robot for bonding the carbon fiber composite material and the metal A robot unit comprising a; a holding part disposed adjacent to the processing robot, the transfer robot, and the bonding robot and on which the carbon fiber composite material, the metal, and a dissimilar material to which the carbon fiber composite material and the metal are bonded; a jig portion fixed to the upper portion of the mounting portion to fix the carbon fiber composite material, the metal, and the dissimilar material; an inspection device disposed adjacent to the transfer robot to inspect a processing defect for the carbon fiber composite material and a bonding defect for a joint portion of the dissimilar material; an adhesive module disposed adjacent to the transport robot and the inspection device to apply an adhesive to the carbon fiber composite material and the metal; an automatic tool changing device having a plurality of tools and disposed adjacent to the machining robot to replace any one of the tools and the tools mounted on the machining robot; a control unit for controlling operations of the robot unit, the inspection device, the adhesive module, and the automatic tool changing device; and an integrated operation unit for operating the robot unit, the inspection device, the adhesive module, and the automatic tool changing device according to a control signal transmitted from the control unit; including, processing and bonding of the carbon fiber composite material and the metal It provides a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that it automates the process and inspection process.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 거치부는 상기 가공로봇에 인접하도록 배치되고 상기 탄소섬유복합재가 거치되는 탄소섬유복합재 거치부를 포함하고, 상기 지그부는 상기 탄소섬유복합재 거치부와 함께 상기 가공로봇을 둘러싸도록 상기 가공로봇에 인접하여 배치되고 상기 탄소섬유복합재가 고정되는 가공지그를 포함하며, 상기 가공로봇은 상기 탄소섬유복합재를 상기 탄소섬유복합재 거치부에서 상기 가공지그로 이송시킨 후 가공하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mounting portion is disposed adjacent to the processing robot and includes a carbon fiber composite material holder on which the carbon fiber composite material is mounted, and the jig part surrounds the processing robot together with the carbon fiber composite material holder portion. and a processing jig disposed adjacent to the processing robot and fixed to the carbon fiber composite material so that the processing robot is processed after transferring the carbon fiber composite material from the carbon fiber composite material holder to the processing jig can do.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 거치부는 상기 가공로봇과 인접하도록 배치되고 상기 금속이 거치되는 금속 거치부를 더 포함하고, 상기 지그부는 상기 이송로봇에 인접하도록 배치되고 상기 접합모듈에서 상기 접착제가 도포된 상기 탄소섬유복합재와 상기 금속을 고정시키는 접합지그를 더 포함하며, 상기 이송로봇은 상기 가공된 탄소섬유복합재를 상기 검사장치로 이송하고, 상기 접착제가 도포된 상기 검사된 탄소섬유복합재와 상기 금속을 상기 접합지그로 이송하며, 상기 검사장치는 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결함을 검사하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mounting portion is disposed adjacent to the processing robot and further includes a metal mounting portion on which the metal is mounted, the jig portion is disposed adjacent to the transfer robot and the adhesive is applied in the bonding module and a bonding jig for fixing the carbon fiber composite material and the metal, wherein the transfer robot transfers the processed carbon fiber composite material to the inspection device, and the inspected carbon fiber composite material to which the adhesive is applied and the metal is transferred to the bonding jig, and the inspection device may be characterized in that it inspects the processing defects of the processed carbon fiber composite material.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접합로봇은 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 상기 금속을 접합시켜 상기 이종재료를 생산하고, 상기 검사장치는 상기 이송로봇에 의해 이송되는 상기 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the bonding robot produces the dissimilar material by bonding the carbon fiber composite material to which the adhesive is applied and the metal, and the inspection device is a joint portion of the dissimilar material conveyed by the transfer robot. It can be characterized by inspecting the joint defects for the.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 거치부는 상기 가공지그, 상기 접합지그, 상기 검사장치 및 상기 접착모듈과 함께 상기 이송로봇을 둘러싸도록 배치되고 상기 이종재료가 거치되는 이종재료 거치부를 더 포함하며, 상기 이송로봇은 상기 검사가 완료된 이종재료를 상기 이종재료 거치부로 이송시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the holding unit further comprises a dissimilar material holding unit disposed to surround the transfer robot together with the processing jig, the bonding jig, the inspection device and the adhesive module and on which the dissimilar material is mounted, The transfer robot may be characterized in that it transfers the dissimilar material for which the inspection is completed to the dissimilar material holder.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가공로봇과 상기 자동공구교환장치의 동작을 제어하고 상기 탄소섬유복합재 거치부에 상기 탄소섬유복합재가 존재하는지 여부를 판단하는 제1 제어부; 상기 이송로봇의 동작을 제어하고 상기 금속 거치부에 상기 금속이 존재하는지 여부와 상기 이종재료 거치부에 상기 이종재료가 존재하는지 여부를 판단하는 제2 제어부; 및 상기 접합로봇의 동작을 제어하는 제3 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit comprises: a first control unit for controlling the operations of the processing robot and the automatic tool changing device and determining whether the carbon fiber composite material is present in the carbon fiber composite material holder; a second control unit for controlling the operation of the transfer robot and determining whether the metal is present in the metal holder and whether the dissimilar material is present in the dissimilar material holder; and a third control unit for controlling the operation of the joint robot.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 통합운용부는 상기 제1 제어부로부터 전송되는 제1 제어신호, 상기 제2 제어부로부터 전송되는 제2 제어신호 및 상기 제3 제어부로부터 전송되는 제3 제어신호를 기반으로 상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈, 상기 자동공구교환장치, 상기 탄소섬유복합재 및 금속을 운용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the integrated operation unit is based on a first control signal transmitted from the first control unit, a second control signal transmitted from the second control unit, and a third control signal transmitted from the third control unit. It may be characterized in that the robot unit, the inspection device, the adhesive module, the automatic tool changer, the carbon fiber composite material and the metal are operated.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 가공로봇이 탄소섬유복합재를 가공하는 단계; (b) 검사장치가 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결합을 검사하는 단계; (c) 접착모듈이 상기 검사된 탄소섬유복합재에 접착제를 도포하는 단계; (d) 접합로봇이 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 금속을 접합시키는 단계; 및 (e) 검사장치가 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속의 접합결함을 검사하는 단계;를 포함하고, 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법을 제공한다.In addition, the configuration of the present invention for achieving the above object comprises the steps of (a) processing a carbon fiber composite by a processing robot; (b) inspecting the processing bonding of the processed carbon fiber composite material by the inspection device; (c) applying an adhesive to the inspected carbon fiber composite material by the adhesive module; (d) bonding the bonding robot to the carbon fiber composite material to which the adhesive is applied; and (e) inspecting, by an inspection device, for a bonding defect between the bonded carbon fiber composite material and the metal; and automating the processing, bonding and inspection processes for the carbon fiber composite and the metal. It provides a control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에, 가공로봇이 탄소섬유복합재 거치부에 거치된 상기 탄소섬유복합재를 가공지그로 이송시키는 단계; 및 자동공구교환장치가 상기 가공로봇의 툴을 교체하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, before the step (a), the processing robot comprising: transferring the carbon fiber composite material mounted on the carbon fiber composite material holder to a processing jig; and the automatic tool changer replacing the tool of the processing robot; it may further include.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, 이송로봇이 상기 가공된 탄소섬유복합재를 상기 검사장치로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, between the step (a) and the step (b), the transfer robot transferring the processed carbon fiber composite material to the inspection device; may be characterized in that it further comprises .
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 검사장치가 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결합을 검사하는 단계; (b2) 상기 검사장치가 상기 검사된 탄소섬유복합재의 가공결함 여부를 판단하는 단계; 및 (b3) 상기 검사된 탄소섬유복합재에 가공결함이 미발생한 경우, 이송로봇이 상기 검사된 탄소섬유복합재를 상기 접착모듈로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (b) comprises: (b1) inspecting, by the inspection device, a working bond of the processed carbon fiber composite; (b2) determining, by the inspection device, whether processing defects of the inspected carbon fiber composite material; and (b3) when no processing defects have occurred in the inspected carbon fiber composite, the transfer robot transferring the inspected carbon fiber composite to the adhesive module.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b4) 상기 검사된 탄소섬유복합재에 가공결함이 발생한 경우, 상기 검사장치가 가공결함신호를 생성하여 제어부로 전송하는 단계; 및 (b5) 상기 이송로봇이 상기 제어부의 제어에 의해 상기 가공결함이 발생한 탄소섬유복합재를 가공결함 거치부로 이송시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (b), (b4) when a machining defect occurs in the inspected carbon fiber composite, the inspection device generates a machining defect signal and transmits it to the control unit; and (b5) transferring, by the transfer robot, the carbon fiber composite material having the machining defect to the machining defect holder under the control of the controller.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 이송로봇이 금속 거치부에 거치된 상기 금속을 상기 접착모듈로 이송시키는 단계; (c2) 상기 접착모듈이 상기 가공결함이 미발생한 탄소섬유복합재와 상기 금속에 상기 접착제를 도포하는 단계; 및 (c3) 상기 이송로봇이 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 금속을 접합지그로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (c) comprises: (c1) transferring, by the transfer robot, the metal mounted on the metal holder to the adhesive module; (c2) applying, by the adhesive module, the adhesive to the carbon fiber composite material and the metal in which the processing defects do not occur; and (c3) transferring, by the transfer robot, the carbon fiber composite material coated with the adhesive and the metal to a bonding jig.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계는, (e1) 이송로봇이 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속을 상기 검사장치로 이송시키는 단계; (e2) 상기 검사장치가 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속인 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 단계; 및 (e3) 상기 이종재료의 접합부에 접합결함이 미발생한 경우, 상기 이송로봇이 상기 검사된 이종재료를 이종재료 거치부로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (e) comprises: (e1) transferring the bonded carbon fiber composite material and the metal to the inspection device by the transfer robot; (e2) inspecting, by the inspection device, bonding defects of the bonded carbon fiber composite material and the dissimilar material, which is a metal; and (e3) when a bonding defect does not occur in the bonding portion of the dissimilar material, the transfer robot transfers the inspected dissimilar material to the dissimilar material holder.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계는, (e4) 상기 이종재료의 접합부에 접합결함이 발생한 경우, 상기 검사장치가 접합결함신호를 생성하여 제어부로 전송하는 단계; 및 (b5) 상기 이송로봇이 상기 제어부의 제어에 의해 상기 접합결함이 발생한 이종재료를 접합결함 거치부로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (e) comprises the steps of: (e4) generating, by the inspection device, a bonding defect signal when a bonding defect occurs in the bonding portion of the dissimilar material and transmitting the signal to the control unit; and (b5) transferring, by the transfer robot, the dissimilar material having the joint defect to the joint defect holder under the control of the controller.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 가공로봇, 이송로봇 및 접합로봇을 이용하여 탄소섬유복합재와 금속을 가공, 접착, 접합 및 검사하는 공정을 자동화하여 생산성 및 작업의 유연성을 향상시킴은 물론 생산관리에 유리하고 품질의 저하를 방지할 수 있다.The effect of the present invention according to the above configuration is to automate the process of processing, bonding, bonding and inspecting carbon fiber composites and metals using a processing robot, a transfer robot, and a bonding robot to improve productivity and flexibility of work. Of course, it is advantageous for production management and can prevent deterioration of quality.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 종래기술에 따른 이종재료의 경량부품을 생산하는 공정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 종래기술에 따른 완성차 제조라인에서 탄소섬유복합재의 가공, 접착 및 접합 공정을 작업자가 수행하는 것을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.1 is a process diagram showing a process for producing a lightweight component of a dissimilar material according to the prior art.
2 is a process diagram showing that an operator performs the processing, bonding and bonding processes of the carbon fiber composite material in the finished vehicle manufacturing line according to the prior art.
3 is a perspective view showing a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1. 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템1. Robot workcell type dissimilar material processing and bonding system
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템을 설명하도록 한다.Hereinafter, a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 .
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템을 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view showing a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템은 로봇부(100), 거치부(200), 지그부(300), 검사장치(400), 접착모듈(500), 자동공구교환장치(600), 제어부(700) 및 통합운영부(800)를 포함하고, 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3 , a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 자동공구교환장치(600)는 ATC(Automatic Tool Changer)로서, 공구를 필요에 따라 자동적으로 교환하는 장치이다.Here, the
로봇부(100)는 가공로봇(110), 이송로봇(120) 및 접합로봇(130)을 포함한다.The
가공로봇(110)은 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)을 가공하는 가공 로봇암을 포함할 수 있다. 여기서, 탄소섬유복합재(10)는 소재 혹은 탄소섬유복합재(CFRP)의 소재로 구성되어 일정한 형상을 가지는 부품일 수 있다.The
또한, 가공로봇(110)은 드릴링 가공, 라우팅 가공 및 트리밍 가공 중 적어도 어느 하나의 가공을 통하여 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)을 가공한다.In addition, the
아울러, 가공로봇(110)은 탄소섬유복합재(10)를 탄소섬유복합재 거치부(210)에서 가공지그(310)로 이송시킨 후 가공한다. 이때, 자동공구교환장치(600)는 탄소섬유복합재(10)를 이송시키기 위해 가공로봇(110)에 장착되었던 이송툴을 가공하기 위한 가공툴로 교체시킨다.In addition, the
이송로봇(120)은 가공된 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)을 이송시킨다. 구체적으로 이송로봇(120)은 가공된 탄소섬유복합재(10)를 검사장치(400)로 이송하고, 접착제가 도포된 검사된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 접합지그(320)로 이송한다.The
또한, 이송로봇(120)은 검사가 완료된 이종재료를 이종재료 거치부(230)로 이송시킨다.In addition, the
접합로봇(130)은 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)을 접합시킨다. 이때, 접합로봇(130)은 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet)을 통하여 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 기계적으로 접합한다.The
상기한 접합로봇(130)은 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 접합시켜 이종재료를 생산한다.The
거치부(200)는 가공로봇(110), 이송로봇(120) 및 접합로봇(130)과 인접하도록 배치되고 탄소섬유복합재(10), 금속(20) 및 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)이 접합된 이종재료(30)가 거치된다. 이러한 거치부(200)는 탄소섬유복합재 거치부(210), 금속 거치부(220) 및 이종재료 거치부(230)를 포함한다.The mounting
탄소섬유복합재 거치부(210)는 가공로봇(110)에 인접하도록 배치되고 탄소섬유복합재(10)가 거치되는 테이블이다. 상기한 탄소섬유복합재 거치부(210)는 가공로봇(110)이 탄소섬유복합재(10)를 파지할 수 있도록 가공로봇(110)의 파지범위 내에 위치하는 것이 바람직하다.The carbon fiber
금속 거치부(220)는 가공로봇(110)과 인접하도록 배치되고 금속(20)이 거치된다.The
금속 거치부(220)에 거치된 금속(20)은 가공로봇(110)에 의해 파지되어 가공지그(310)로 이송된다. 이를 위해 금속 거치부(220)는 가공로봇(110)이 금속(20)을 파지할 수 있도록 가공로봇(110)의 파지범위 내에 위치하는 것이 바람직하다.The
이종재료 거치부(230)는 가공지그(310), 접합지그(320), 검사장치(400) 및 접착모듈(500)과 함께 이송로봇(120)을 둘러싸도록 배치되고 가공, 접합 및 검사를 통해 최종적인 이종재료(30)가 거치된다.The
지그부(300)는 거치부(200)의 상부에 고정되어 탄소섬유복합재(10), 금속(20) 및 이종재료(30)를 고정시킨다. 이를 위한 지그부(300)는 가공지그(310) 및 접합지그(320)를 포함한다.The
가공지그(310)는 탄소섬유복합재 거치부(210)와 함께 가공로봇(110)을 둘러싸도록 가공로봇(110)에 인접하여 배치되고 탄소섬유복합재(10)가 고정된다.The
이를 위한 가공지그(310)는 테이블 형상에 가공될 탄소섬유복합재(10)를 고정시키기 위한 지그로서, 가공로봇(110) 및 이송로봇(120)이 탄소섬유복합재(10)를 파지할 수 있도록 가공로봇(110) 및 이송로봇(120)의 파지범위 내에 위치하는 것이 바람직하다.The
접합지그(320)는 이송로봇(120)에 인접하도록 배치되고 접합모듈(500)에서 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 고정시킨다.The
또한, 접합지그(320)는 이송로봇(120)을 기준으로 가공지그(310)와 대향하면서 이송로봇(120)의 파지범위에 위치하는 것이 바람직하다.In addition, the
검사장치(400)는 이송로봇(120)과 인접하도록 배치되어 탄소섬유복합재(10)에 대한 가공결함 및 이종재료(30)의 접합부에 대한 접합결함을 검사한다.The
1차적으로 검사장치(400)는 가공된 탄소섬유복합재(10)의 가공결함을 검사할 수 있다.First, the
또한, 검사장치(400)는 이송로봇(120)에 의해 이송되는 이종재료(30)의 접합부에 대한 접합결함을 검사한다.In addition, the
보다 상세하게 검사장치(400)는 2차적으로 이종재료(30)의 접합부, 즉 가공된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)이 접합로봇(130)에 의해 접합된 이종재료(30)의 접합부에 대한 접합결함을 검사한다.In more detail, the
접착모듈(500)은 이송로봇(120) 및 검사장치(400)와 인접하도록 배치되어 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)에 접착제를 도포한다.The
또한, 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)은 접합로봇(130)에 의해 SPR을 통한 기계적 접합이 이루어진다.In addition, the carbon
자동공구교환장치(600)는 다수의 공구를 구비하고 가공로봇(110)에 인접하도록 배치되어 가공로봇(110)에 장착된 공구와 다수의 공구 중 어느 하나를 교체한다.The
즉, 자동공구교환장치(600)는 파지를 위한 툴, 가공을 위한 툴을 필요에 따라 가공로봇(110)에게 제공한다.That is, the
구체적으로 가공을 위한 툴에는 드릴링, 라우팅, 트리밍 등에 필요한 툴일 수 있다.Specifically, the tool for machining may be a tool required for drilling, routing, trimming, and the like.
제어부(700)는 로봇부(100), 검사장치(400), 접착모듈(500) 및 자동공구교환장치(600)의 동작을 제어한다. 이를 위한 제어부(700)는 제1 제어부(710), 제2 제어부(720) 및 제3 제어부(730)를 포함한다.The
제1 제어부(710)는 가공로봇(110)과 자동공구교환장치(600)의 동작을 제어하고 탄소섬유복합재 거치부(210)에 탄소섬유복합재(10)가 존재하는지 여부를 판단한다.The
이를 위한 제1 제어부(710)는 탄소섬유복합재(10)를 감지하는 비접촉식센서를 포함할 수 있다.The
상기한 제1 제어부(710)는 가공로봇(110)과 자동공구교환장치(600)의 동작을 제어하기 위한 신호 및 탄소섬유복합재(10)가 존재하는지 여부에 대한 신호를 통합한 제1 제어신호를 생성하여 통합운영부(800)로 전송한다.The
제2 제어부(720)는 이송로봇(120)의 동작을 제어하고 금속 거치부(220)에 금속(20)이 존재하는지 여부와 이종재료 거치부(230)에 이종재료(30)가 존재하는지 여부를 판단한다.The
제2 제어부(720)도 제1 제어부(710)와 같이 금속(20) 및 이종재료(30)를 감지하는 비점촉식센서를 포함할 수 있다.The
그에 따라 제2 제어부(720)는 제2 제어신호를 수신한 통합운영부(800)에서 전송되는 이송로봇(120)의 동작을 제어하기 위한 이송신호에 따라 이송로봇(120)의 동작을 제어한다.Accordingly, the
제3 제어부(730)는 접합로봇(300)의 동작을 제어한다. 이를 위한 제3 제어부(730)는 접합로봇(300)의 동작을 제어하기 위한 제3 제어신호를 생성하여 통합운영부(800)로 전송함과 동시에 접합로봇(300)의 동작을 제어한다.The
통합운영부(800)는 제어부(700)로부터 전송되는 제어신호에 따라 로봇부(110), 검사장치(400), 접착모듈(500) 및 자동공구교환장치(600)를 운용한다.The
구체적으로 통합운용부(800)는 제1 제어부(710)로부터 전송되는 제1 제어신호, 제2 제어부(720)로부터 전송되는 제2 제어신호 및 제3 제어부(730)로부터 전송되는 제3 제어신호를 기반으로 로봇부(110), 검사장치(400), 접착모듈(500), 자동공구교환장치(600), 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)을 운용하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.Specifically, the
2. 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법2. Control method of robot workcell type dissimilar material processing and bonding system
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a control method of a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법은 (a) 가공로봇(110)이 탄소섬유복합재(10)를 가공하는 단계(S100), (b) 검사장치(400)가 가공된 탄소섬유복합재(10)의 가공결합을 검사하는 단계(S200), (c) 접착모듈(500)이 검사된 탄소섬유복합재(10)에 접착제를 도포하는 단계(S300), (d) 접합로봇(130)이 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 접합시키는 단계(S400) 및 (e) 검사장치(400)가 접합된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)의 접합결함을 검사하는 단계(S500)를 포함하고, 탄소섬유복합재(10) 및 금속(20)에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 한다.4, the control method of the robot workcell type dissimilar material processing and bonding system according to an embodiment of the present invention is (a) the
본 발명은 상기 (a) 단계 이전에, 가공로봇(110)이 탄소섬유복합재 거치부(210)에 거치된 탄소섬유복합재(10)를 가공지그(310)로 이송시키는 단계 및 자동공구교환장치(600)가 가공로봇(110)의 툴을 교체하는 단계를 더 포함한다.In the present invention, before step (a), the
다음, 상기 (a) 단계에 의해 가공로봇(110)이 가공지그(310)에 고정된 탄소섬유복합재(10)를 가공한다.Next, the
다음, 본 발명은 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, 이송로봇(120)이 가공된 탄소섬유복합재(10)를 검사장치(400)로 이송시키는 단계를 더 포함한다.Next, the present invention further includes the step of transferring the carbon
다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 검사장치(400)가 가공된 탄소섬유복합재(10)의 가공결합을 검사하는 단계, (b2) 검사장치(400)가 검사된 탄소섬유복합재(10)의 가공결함 여부를 판단하는 단계 및 (b3) 검사된 탄소섬유복합재(10)에 가공결함이 미발생한 경우, 이송로봇(120)이 검사된 탄소섬유복합재(10)를 접착모듈(500)로 이송시키는 단계를 포함한다.Next, the step (b) is, (b1) the
한편, 상기 (b) 단계는, (b4) 검사된 탄소섬유복합재(10)에 가공결함이 발생한 경우, 검사장치(400)가 가공결함신호를 생성하여 제어부(700)로 전송하는 단계 및 (b5) 이송로봇(120)이 제어부(700)의 제어에 의해 가공결함이 발생한 탄소섬유복합재를 가공결함 거치부(미도시)로 이송시키는 단계를 더 포함한다.On the other hand, in the step (b), (b4) when a machining defect occurs in the inspected carbon
이때, 가공결함신호는 제어부(700)에 구비된 제2 제어부(720)로 전송된다.In this case, the processing defect signal is transmitted to the
다음, 상기 (c) 단계는, (c1) 이송로봇(120)이 금속 거치부(220)에 거치된 금속(20)을 접착모듈(500)로 이송시키는 단계, (c2) 접착모듈(500)이 가공결함이 미발생한 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)에 접착제를 도포하는 단계 및 (c3) 이송로봇(120)이 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 접합지그(320)로 이송시키는 단계를 포함한다.Next, the step (c) includes: (c1) the
다음, 상기 (d) 단계에 의해 접합로봇(130)이 접착제가 도포된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 접합시켜서 이종재료(30)를 생산한다.Next, by the step (d), the
상기 (e) 단계는, (e1) 이송로봇(120)이 접합된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)을 검사장치(400)로 이송시키는 단계, (e2) 검사장치(400)가 접합된 탄소섬유복합재(10)와 금속(20)인 이종재료(30)의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 단계 및 (e3) 이종재료(30)의 접합부에 접합결함이 미발생한 경우, 이송로봇(120)이 검사된 이종재료(30)를 이종재료 거치부(230)로 이송시키는 단계를 포함한다.In the step (e), (e1) transferring the carbon
다음, 상기 (e) 단계는, (e4) 이종재료(30)의 접합부에 접합결함이 발생한 경우, 검사장치(400)가 접합결함신호를 생성하여 제어부(700)로 전송하는 단계 및 (b5) 이송로봇(120)이 제어부(700)의 제어에 의해 접합결함이 발생한 이종재료(30)를 접합결함 거치부(미도시)로 이송시키는 단계를 더 포함한다.Next, the step (e) is, (e4) when a bonding defect occurs in the bonding portion of the
이때, 접합결함신호는 제어부(700)에 구비된 제3 제어부(300)로 전송된다.At this time, the junction defect signal is transmitted to the
또한, 본 발명은 최종적으로 생산된 부품인 이종재료(30)를 비파괴검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include the step of non-destructive testing of the
전술한 바에 따른 본 발명은 산업용 로봇을 기반으로 자동차용 탄소섬유복합재와 금속으로 구성되는 이종재료 부품을 생산하기 위한 가공공정, 접착공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화함으로써, 생산성 및 작업의 유연성을 향상시킴은 물론 생산관리에 유리하고 품질의 저하를 방지한다.The present invention according to the above is based on the industrial robot by automating the machining process, bonding process, bonding process and inspection process for producing dissimilar material parts composed of carbon fiber composite material and metal for automobiles, productivity and flexibility of work It not only improves production, but also benefits production management and prevents deterioration of quality.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 탄소섬유복합재
20: 금속
30: 이종재료
100: 로봇부
110: 가공로봇
120: 이송로봇
130: 접합로봇
200: 거치부
210: 탄소섬유복합재 거치부
220: 금속 거치부
230: 이종재료 거치부
300: 지그부
310: 가공지그
320: 접합지그
400: 검사장치
500: 접착모듈
600: 자동공구교환장치
700: 제어부
710: 제1 제어부
720: 제2 제어부
730: 제3 제어부
800: 통합운영부10: carbon fiber composite material
20: metal
30: heterogeneous material
100: robot unit
110: processing robot
120: transport robot
130: joint robot
200: mount
210: carbon fiber composite material holding part
220: metal holder
230: dissimilar material holder
300: jigbu
310: processing jig
320: joint jig
400: inspection device
500: adhesive module
600: automatic tool changer
700: control unit
710: first control unit
720: second control unit
730: third control unit
800: integrated operation department
Claims (15)
상기 가공로봇, 상기 이송로봇 및 상기 접합로봇과 인접하도록 배치되고 상기 탄소섬유복합재, 상기 금속 및 상기 탄소섬유복합재와 상기 금속이 접합된 이종재료가 거치되는 거치부;
상기 거치부의 상부에 고정되어 상기 탄소섬유복합재, 상기 금속 및 상기 이종재료를 고정시키는 지그부;
상기 이송로봇과 인접하도록 배치되어 상기 탄소섬유복합재에 대한 가공결함 및 상기 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 검사장치;
상기 이송로봇 및 상기 검사장치와 인접하도록 배치되어 상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 접착제를 도포하는 접착모듈;
다수의 공구를 구비하고 상기 가공로봇에 인접하도록 배치되어 상기 가공로봇에 장착된 공구와 상기 다수의 공구 중 어느 하나를 교체하는 자동공구교환장치;
상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈 및 상기 자동공구교환장치의 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈 및 상기 자동공구교환장치를 운용하는 통합운영부;를 포함하고,
상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
A robot unit comprising a processing robot for processing carbon fiber composite material and metal, a transport robot for transporting the processed carbon fiber composite material and metal, and a bonding robot for bonding the carbon fiber composite material and the metal;
a holding part disposed adjacent to the processing robot, the transfer robot, and the bonding robot, and on which the carbon fiber composite material, the metal, and a dissimilar material to which the carbon fiber composite material and the metal are bonded;
a jig portion fixed to the upper portion of the mounting portion to fix the carbon fiber composite material, the metal, and the dissimilar material;
an inspection device disposed adjacent to the transfer robot to inspect a processing defect for the carbon fiber composite material and a bonding defect for a joint portion of the dissimilar material;
an adhesive module disposed adjacent to the transport robot and the inspection device to apply an adhesive to the carbon fiber composite material and the metal;
an automatic tool changing device having a plurality of tools and disposed adjacent to the machining robot to replace any one of the tools and the tools mounted on the machining robot;
a control unit for controlling operations of the robot unit, the inspection device, the adhesive module, and the automatic tool changing device; and
Including; and an integrated operation unit for operating the robot unit, the inspection device, the adhesive module, and the automatic tool changing device according to a control signal transmitted from the control unit;
A robot workcell type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that it automates the processing, bonding, and inspection processes for the carbon fiber composite and the metal.
상기 거치부는 상기 가공로봇에 인접하도록 배치되고 상기 탄소섬유복합재가 거치되는 탄소섬유복합재 거치부를 포함하고,
상기 지그부는 상기 탄소섬유복합재 거치부와 함께 상기 가공로봇을 둘러싸도록 상기 가공로봇에 인접하여 배치되고 상기 탄소섬유복합재가 고정되는 가공지그를 포함하며,
상기 가공로봇은 상기 탄소섬유복합재를 상기 탄소섬유복합재 거치부에서 상기 가공지그로 이송시킨 후 가공하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
According to claim 1,
The mounting portion is disposed adjacent to the processing robot and includes a carbon fiber composite material mounting portion on which the carbon fiber composite material is mounted,
The jig part includes a processing jig disposed adjacent to the processing robot and fixed to the carbon fiber composite material so as to surround the processing robot together with the carbon fiber composite material holder,
The processing robot is a robot workcell type heterogeneous material processing and bonding system, characterized in that the processing after transferring the carbon fiber composite material from the carbon fiber composite material holder to the processing jig.
상기 거치부는 상기 가공로봇과 인접하도록 배치되고 상기 금속이 거치되는 금속 거치부를 더 포함하고,
상기 지그부는 상기 이송로봇에 인접하도록 배치되고 상기 접합모듈에서 상기 접착제가 도포된 상기 탄소섬유복합재와 상기 금속을 고정시키는 접합지그를 더 포함하며,
상기 이송로봇은 상기 가공된 탄소섬유복합재를 상기 검사장치로 이송하고, 상기 접착제가 도포된 상기 검사된 탄소섬유복합재와 상기 금속을 상기 접합지그로 이송하며,
상기 검사장치는 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
3. The method of claim 2,
The cradle further includes a metal cradle disposed adjacent to the processing robot and on which the metal is mounted,
The jig part further comprises a bonding jig disposed adjacent to the transfer robot and fixing the carbon fiber composite material coated with the adhesive in the bonding module and the metal,
The transfer robot transfers the processed carbon fiber composite material to the inspection device, and transfers the inspected carbon fiber composite material coated with the adhesive and the metal to the bonding jig,
The inspection device is a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that for inspecting the processing defects of the processed carbon fiber composite material.
상기 접합로봇은 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 상기 금속을 접합시켜 상기 이종재료를 생산하고,
상기 검사장치는 상기 이송로봇에 의해 이송되는 상기 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
4. The method of claim 3,
The bonding robot produces the dissimilar material by bonding the carbon fiber composite material to which the adhesive is applied and the metal;
The inspection device is a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that for inspecting a bonding defect for the bonding portion of the dissimilar material transferred by the transfer robot.
상기 거치부는 상기 가공지그, 상기 접합지그, 상기 검사장치 및 상기 접착모듈과 함께 상기 이송로봇을 둘러싸도록 배치되고 상기 이종재료가 거치되는 이종재료 거치부를 더 포함하며,
상기 이송로봇은 상기 검사가 완료된 이종재료를 상기 이종재료 거치부로 이송시키는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
5. The method of claim 4,
The holding unit further comprises a dissimilar material holding unit disposed to surround the transfer robot together with the processing jig, the bonding jig, the inspection device and the adhesive module and on which the dissimilar material is mounted,
The transfer robot is a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that the transfer of the dissimilar material to the dissimilar material receiving unit for which the inspection is completed.
상기 제어부는,
상기 가공로봇과 상기 자동공구교환장치의 동작을 제어하고 상기 탄소섬유복합재 거치부에 상기 탄소섬유복합재가 존재하는지 여부를 판단하는 제1 제어부;
상기 이송로봇의 동작을 제어하고 상기 금속 거치부에 상기 금속이 존재하는지 여부와 상기 이종재료 거치부에 상기 이종재료가 존재하는지 여부를 판단하는 제2 제어부; 및
상기 접합로봇의 동작을 제어하는 제3 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
6. The method of claim 5,
The control unit is
a first control unit for controlling the operation of the processing robot and the automatic tool changing device and determining whether the carbon fiber composite material is present in the carbon fiber composite material holder;
a second control unit for controlling the operation of the transfer robot and determining whether the metal is present in the metal holder and whether the dissimilar material is present in the dissimilar material holder; and
A robot workcell type dissimilar material processing and bonding system comprising a; a third control unit for controlling the operation of the bonding robot.
상기 통합운용부는 상기 제1 제어부로부터 전송되는 제1 제어신호, 상기 제2 제어부로부터 전송되는 제2 제어신호 및 상기 제3 제어부로부터 전송되는 제3 제어신호를 기반으로 상기 로봇부, 상기 검사장치, 상기 접착모듈, 상기 자동공구교환장치, 상기 탄소섬유복합재 및 금속을 운용하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템.
7. The method of claim 6,
The integrated operation unit includes a first control signal transmitted from the first control unit, a second control signal transmitted from the second control unit, and a third control signal transmitted from the third control unit based on the robot unit, the inspection device, A robot workcell type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that the adhesive module, the automatic tool changer, the carbon fiber composite material and the metal are operated.
(b) 검사장치가 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결합을 검사하는 단계;
(c) 접착모듈이 상기 검사된 탄소섬유복합재에 접착제를 도포하는 단계;
(d) 접합로봇이 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 금속을 접합시키는 단계; 및
(e) 검사장치가 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속의 접합결함을 검사하는 단계;를 포함하고,
상기 탄소섬유복합재 및 상기 금속에 대한 가공공정, 접합공정 및 검사공정을 자동화하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
(a) the processing robot processing the carbon fiber composite;
(b) inspecting the processing bonding of the processed carbon fiber composite by the inspection device;
(c) applying an adhesive to the inspected carbon fiber composite by the adhesive module;
(d) bonding the bonding robot to the carbon fiber composite material to which the adhesive is applied; and
(e) inspecting the bonding defect between the bonded carbon fiber composite material and the metal by an inspection device; including,
A control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that it automates the processing, bonding and inspection processes for the carbon fiber composite material and the metal.
상기 (a) 단계 이전에,
가공로봇이 탄소섬유복합재 거치부에 거치된 상기 탄소섬유복합재를 가공지그로 이송시키는 단계; 및
자동공구교환장치가 상기 가공로봇의 툴을 교체하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
9. The method of claim 8,
Before step (a),
transferring, by a processing robot, the carbon fiber composite material mounted on the carbon fiber composite material holder to a processing jig; and
The control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system further comprising; an automatic tool changing device replacing the tool of the processing robot.
상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에,
이송로봇이 상기 가공된 탄소섬유복합재를 상기 검사장치로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
9. The method of claim 8,
Between step (a) and step (b),
The control method of a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that it further comprises; a transfer robot transferring the processed carbon fiber composite material to the inspection device.
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 검사장치가 상기 가공된 탄소섬유복합재의 가공결합을 검사하는 단계;
(b2) 상기 검사장치가 상기 검사된 탄소섬유복합재의 가공결함 여부를 판단하는 단계; 및
(b3) 상기 검사된 탄소섬유복합재에 가공결함이 미발생한 경우, 이송로봇이 상기 검사된 탄소섬유복합재를 상기 접착모듈로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
9. The method of claim 8,
The step (b) is,
(b1) inspecting the processing bonding of the processed carbon fiber composite material by the inspection device;
(b2) determining, by the inspection device, whether processing defects of the inspected carbon fiber composite material; and
(b3) when no processing defects have occurred in the inspected carbon fiber composite material, the transfer robot transfers the inspected carbon fiber composite to the adhesive module; Robot workcell type dissimilar material processing and bonding comprising a; How to control the system.
상기 (b) 단계는,
(b4) 상기 검사된 탄소섬유복합재에 가공결함이 발생한 경우, 상기 검사장치가 가공결함신호를 생성하여 제어부로 전송하는 단계; 및
(b5) 상기 이송로봇이 상기 제어부의 제어에 의해 상기 가공결함이 발생한 탄소섬유복합재를 가공결함 거치부로 이송시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
12. The method of claim 11,
The step (b) is,
(b4) when a machining defect occurs in the inspected carbon fiber composite material, generating, by the inspection device, a machining defect signal and transmitting the signal to the control unit; and
(b5) The control method of the robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system, characterized in that it further comprises the step of transferring the carbon fiber composite material in which the processing defect has occurred under the control of the controller by the transfer robot to the processing defect holder.
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 이송로봇이 금속 거치부에 거치된 상기 금속을 상기 접착모듈로 이송시키는 단계;
(c2) 상기 접착모듈이 상기 가공결함이 미발생한 탄소섬유복합재와 상기 금속에 상기 접착제를 도포하는 단계; 및
(c3) 상기 이송로봇이 상기 접착제가 도포된 탄소섬유복합재와 금속을 접합지그로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
12. The method of claim 11,
Step (c) is,
(c1) transferring, by the transfer robot, the metal mounted on the metal holder to the adhesive module;
(c2) applying, by the adhesive module, the adhesive to the carbon fiber composite material and the metal in which the processing defects do not occur; and
(c3) the transfer robot transfers the adhesive-coated carbon fiber composite material and the metal to a bonding jig; a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system control method comprising a.
상기 (e) 단계는,
(e1) 이송로봇이 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속을 상기 검사장치로 이송시키는 단계;
(e2) 상기 검사장치가 상기 접합된 탄소섬유복합재와 금속인 이종재료의 접합부에 대한 접합결함을 검사하는 단계; 및
(e3) 상기 이종재료의 접합부에 접합결함이 미발생한 경우, 상기 이송로봇이 상기 검사된 이종재료를 이종재료 거치부로 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.
9. The method of claim 8,
Step (e) is,
(e1) transferring the bonded carbon fiber composite material and metal to the inspection device by a transfer robot;
(e2) inspecting, by the inspection device, bonding defects of the bonded carbon fiber composite material and the dissimilar material, which is a metal; and
(e3) when a bonding defect does not occur in the bonding portion of the dissimilar material, the transfer robot transfers the inspected dissimilar material to the dissimilar material holder; a robot workcell type dissimilar material processing and bonding system comprising the control method.
상기 (e) 단계는,
(e4) 상기 이종재료의 접합부에 접합결함이 발생한 경우, 상기 검사장치가 접합결함신호를 생성하여 제어부로 전송하는 단계; 및
(b5) 상기 이송로봇이 상기 제어부의 제어에 의해 상기 접합결함이 발생한 이종재료를 접합결함 거치부로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇워크셀형 이종재료 가공 및 접합 시스템의 제어방법.15. The method of claim 14,
Step (e) is,
(e4) when a bonding defect occurs in the bonding portion of the dissimilar material, generating, by the inspection device, a bonding defect signal and transmitting it to a control unit; and
(b5) the transfer robot transferring the dissimilar material having the bonding defect under the control of the control unit to the bonding defect holder; a robot workcell-type dissimilar material processing and bonding system control method further comprising a.
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