KR20220170298A - 차량용 글래스 세팅장치 - Google Patents

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KR20220170298A
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조용수
염중환
신재욱
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 글래스 세팅장치는, 복수의 가장자리를 가진 글래스를 지지하는 세팅베이스, 상기 글래스를 상기 세팅베이스에 대해 정렬하는 복수의 정렬유닛, 상기 글래스의 가장자리를 스캔하는 스캔유닛, 복수의 정렬유닛을 개별적으로 이동시키도록 구성된 복수의 이동기구, 및 상기 스캔유닛에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 상기 글래스의 중심이 상기 세팅베이스의 중심에 정렬되도록 상기 이동기구의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

차량용 글래스 세팅장치{CAR GLASS SETTING APPARATUS}
본 발명은 차량용 글래스 세팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 조립라인 상에서 차체에 장착되는 차량용 글래스를 세팅베이스에 정확하게 세팅하는 차량용 글래스 세팅장치에 관한 것이다.
차량용 글래스 장착시스템(car glass mounting system)이 차량 조립라인 상에서 차량용 글래스를 차체의 개구에 장착하도록 구성된다. 차량용 글래스는 윈드쉴드, 윈드스크린, 사이드 윈도우, 리어 윈도우 등을 포함한다.
차량용 글래스 장착시스템은 차량용 글래스가 세팅베이스 상에 사전에 세팅되고, 차량용 글래스는 로봇에 의해 세팅베이스에 인접하게 이송된 차체의 개구에 장착된다. 구체적으로, 차량용 글래스는 정렬기구에 의해 세팅베이스에 대해 정렬되도록 세팅되고, 로봇은 그 단부에 차량용 글래스를 그립하는 그리퍼(gripper) 및 그리퍼에 장착된 비전카메라를 포함한다. 로봇의 그리퍼가 세팅베이스에 세팅된 차량용 글래스를 그립하고, 비전카메라가 차량용 글래스의 장착위치를 확인하며, 로봇은 비전카메라로부터 수신한 장착위치에 대한 데이터를 기반으로 그 장착위치를 보정하고 차량용 글래스를 차체의 개구에 장착한다.
정렬기구는 차량용 글래스의 중심을 세팅베이스의 중심에 정렬시키도록 구성되고, 이에 차량용 글래스는 정렬기구에 의해 세팅베이스 상에서 정확하게 포지셔닝되며, 로봇은 그리퍼가 정확하게 포지셔닝된 차량용 글래스를 그립한다.
종래기술에 따른 정렬기구는 세팅베이스의 가장자리에 배치된 복수의 정렬부재와, 각 정렬부재를 이동시키도록 구성된 복수의 에어실린더를 포함한다. 각 정렬부재는 차량용 글래스의 가장자리와 접촉하고, 각 에어실린더가 그에 상응한 정렬부재를 이동시킴으로써 복수의 정렬부재는 차량용 글래스를 수평방향 및/또는 수직방향을 따라 미세하게 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 차량용 글래스의 중심이 세팅베이스의 중심에 정렬됨으로써 차량용 글래스는 세팅베이스 상에서 정확한 위치에 세팅되고, 로봇의 그리퍼는 세팅된 차량용 글래스를 그립한다.
하지만, 종래의 정렬기구에 따르면, 정렬부재가 차량용 글래스와 접촉한 상태에서 이동하므로, 차량용 글래스의 치수오차(dimensional variation)가 발생할 경우 차량용 글래스를 세팅베이스에 정확하게 정렬하지 못하는 단점이 있었다.
또한, 종래의 정렬기구에 따르면, 정렬부재가 차량용 글래스의 가장자리와 반복적으로 접촉함에 따라 그 마찰로 인해 정렬부재의 마모가 심하게 발생할 수 있고, 이로 인해 복수의 정렬부재가 차량용 글래스의 중심을 세팅베이스의 중심에 정확하게 정렬하지 못하는 단점이 있었다.
이와 같이, 종래의 정렬기구는 차량용 글래스의 자체적인 결함, 정렬기구의 결함 등과 같은 다양한 요인으로 인해 차량용 글래스가 세팅베이스에 세팅될 때 그 포지셔닝이 정확하지 못할 수 있고, 이로 인해 로봇의 그리퍼가 정확하게 포지셔닝되지 못한 차량용 글래스를 그립함으로써 차량용 글래스의 장착이 정확하게 이루어지지 못하는 단점이 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 차량 조립라인 상에서 차체에 장착되는 차량용 글래스를 세팅베이스에 정확하게 포지셔닝할 수 있는 차량용 글래스 세팅장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 글래스 세팅장치는, 복수의 가장자리를 가진 글래스를 지지하는 세팅베이스, 상기 글래스를 상기 세팅베이스에 대해 정렬하는 복수의 정렬유닛, 상기 글래스의 가장자리를 스캔하는 스캔유닛, 복수의 정렬유닛을 개별적으로 이동시키도록 구성된 복수의 이동기구, 및 상기 스캔유닛에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 상기 글래스의 중심이 상기 세팅베이스의 중심에 정렬되도록 상기 이동기구의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
이와 같이, 스캔유닛에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 이동기구에 의해 복수의 정렬유닛의 이동을 조절함으로써 글래스의 중심이 세팅베이스의 중심에 정렬될 수 있고, 이를 통해 글래스는 세팅베이스 상에 정확하게 포지셔닝할 수 있다. 글래스가 세팅베이스 상에 정확하게 포지셔닝되어 있으므로 로봇의 그리퍼가 글래스를 정확하게 그립할 수 있고, 이를 통해 로봇이 글래스를 차체의 개구에 정확하게 장착할 수 있다.
각 정렬유닛은 상기 세팅베이스의 각 가장자리에서 그에 상응한 이동기구에 의해 이동가능하게 장착될 수 있다. 이에 각 정렬유닛이 세팅베이스에 지지되는 글래스의 각 가장자리와 접촉하고 가압함으로써 글래스를 세팅베이스에 대해 이동시킬 수 있다.
이와 같이, 복수의 정렬유닛이 글래스의 가장자리들과 개별적으로 접촉하고 가압함으로써 글래스를 세팅베이스에 대해 상대적으로 이동시키고, 이를 통해 글래스의 중심이 세팅베이스의 중심에 정확하게 정렬될 수 있다.
각 정렬유닛은 하우징과, 상기 하우징에 대해 이동가능한 정렬로드를 포함할 수 있다. 구체적인 실시예에 따르면, 유체가 하우징 내로 공급 및 회수됨에 따라 정렬로드는 하우징으로부터 돌출한 확장위치 및 하우징 내로 수용된 수용위치 사이로 이동할 수 있다.
이와 같이, 정렬로드가 하우징에 대해 수직으로 이동하도록 구성될 수 있고, 특히 정렬로드가 확장위치에 위치할 때 글래스의 가장자리와 접촉함으로써 글래스를 정렬할 수 있고, 정렬로드가 수축위치에 위치할 때 글래스의 가장자리와 접촉하지 않으므로 정렬로드 및 글래스 사이의 접촉이 최소화될 수 있다. 글래스의 정렬 시에만 정렬로드가 글래스의 가장자리와 접촉함으로써 정렬로드 및 글래스 사이의 접촉을 최소화할 수 있고, 이를 통해 정렬로드의 마모를 최소화할 수 있다.
상기 스캔유닛은 상기 글래스의 가장자리들을 개별적으로 스캔하도록 구성된 복수의 터치 프로브와, 상기 복수의 터치 프로브에 의해 스캔된 데이터를 처리하는 스캔 프로세서를 포함할 수 있다. 각 터치 프로브가 상기 이동기구에 의해 상기 글래스의 각 가장자리를 따라 이동함으로써 복수의 터치 프로브는 상기 글래스의 각 가장자리들을 개별적으로 스캔할 수 있다.
이와 같이, 복수의 터치 프로브가 글래스의 가장자리들을 개별적으로 스캔함으로써 복수의 스캔유닛은 글래스의 윤곽, 사이즈, 형상 등과 같은 스캔된 데이터를 정밀하게 획득할 수 있고, 제어기는 스캔된 데이터에 기초하여 복수의 이동기구를 제어함으로써 복수의 정렬유닛이 글래스를 세팅베이스에 정확하게 포지셔닝할 수 있고, 특히 글래스의 치수오차가 발생하더라도 제어기는 스캔된 데이터에 기초하여 복수의 이동기구를 제어함으로써 글래스의 중심을 세팅베이스의 중심에 정확하게 정렬할 수 있다.
각 터치 프로브는 프로브 베이스와, 상기 프로브 베이스에 대해 이동가능하게 연결된 프로브핀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 프로브핀은 볼조인트를 통해 프로브 베이스에 연결될 수 있다.
이와 같이, 프로브핀이 프로브 베이스 상에 피벗하거나 회전하도록 구성됨으로써 글래스의 커브진 가장자리와 기밀하게 접촉할 수 있고, 이를 통해 글래스의 가장자리를 정밀하게 스캔할 수 있다.
각 이동기구는 그에 상응한 정렬유닛을 이동시킴으로써 각 정렬유닛은 글래스를 세팅베이스에 정렬할 수 있다. 구체적으로, 각 이동기구는 어태치먼트와, 상기 어태치먼트를 제1축선을 따라 이동시키도록 구성된 제1전동엑츄에이터와, 상기 어태치먼트를 제2축선을 따라 이동시키도록 구성된 제2전동엑츄에이터를 포함할 수 있다. 제1축선은 상기 세팅베이스의 중심을 향해 연장된 축선이고, 제2축선은 상기 세팅베이스의 가장자리를 따라 연장된 축선이다. 각 정렬유닛 및 그에 상응한 터치 프로브가 상기 어태치먼트에 함께 부착될 수 있다.
이와 같이, 어태치먼트가 제1축선을 따라 이동함으로써 정렬유닛은 세팅베이스의 중심을 향하거나 세팅베이스의 중심으로부터 멀어질 수 있고, 어태치먼트가 제2축선을 따라 이동함으로써 터치 프로브는 세팅베이스의 가장자리를 따라 이동할 수 있다.
상기 제1전동엑츄에이터는 제1전동모터와, 상기 제1전동모터에 의해 제1축선을 따라 이동하는 제1슬라이더와, 상기 제1슬라이더의 이동을 가이드하는 제1가이드를 포함할 수 있다. 상기 제2전동엑츄에이터는 제2전동모터와, 상기 제2전동모터에 의해 제2축선을 따라 이동하는 제2슬라이더와, 상기 제2슬라이더의 이동을 가이드하는 제2가이드를 포함할 수 있다. 상기 제2전동엑츄에이터의 제2가이드는 제1전동엑츄에이터의 제1슬라이더에 고정될 수 있고, 어태치먼트는 제2전동엑츄에이터에 고정될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 제1전동엑츄에이터의 제1전동모터가 작동함에 따라 제1슬라이더는 제1축선을 따라 이동할 수 있고, 이에 제1슬라이더에 연결된 제2전동엑츄에이터 및 어태치먼트는 제1축선을 따라 이동할 수 있고, 정렬부재는 글래스의 각 가장자리를 세팅베이스의 중심을 향해 이동시키거나 세팅베이스의 중심으로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다.
상기 제1전동엑츄에이터는 제1전동모터의 토크를 센싱하고 컨트롤하도록 구성된 제1토크 센싱 컨트롤시스템을 포함할 수 있다. 제1토크 센싱 컨트롤시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상일 때, 제어기는 제1전동엑츄에이터의 작동을 정지하도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 정렬유닛의 정렬로드가 글래스의 각 가장자리와 접촉한 상태에서 정렬유닛이 이동기구에 의해 이동할 때, 제어기는 제1전동엑츄에이터의 토크 센싱 컨트롤시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상인지를 판단할 수 있고, 제1전동엑츄에이터의 토크 센싱 컨트롤시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치 이상일 때, 제어기는 제1전동엑츄에이터의 작동을 정지함으로써 정렬유닛의 정렬로드의 마모 내지 변형 등이 최소화될 수 있고, 제1전동엑츄에이터에 대한 과부하를 방지할 수 있다.
각 터치 프로브 및 그에 상응한 정렬유닛은 상기 이동기구의 어태치먼트에 함께 부착될 수 있다. 상기 터치 프로브는 그에 상응한 정렬유닛의 옆에 나란히 배치될 수 있다.
이와 같이,각 터치 프로브가 그에 상응한 정렬유닛과 함께 한 세트로 각 어태치먼트에 나란히 부착됨으로써 스캔유닛에 의한 스캔 및 정렬유닛들에 의한 정렬이 연속적이고 효율적으로 진행될 수 있고, 이에 글래스를 세팅베이스에 신속하고 정확하게 포지셔닝할 수 있다.
상기 정렬로드는 상기 프로브핀의 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있다.
이에 따라, 정렬로드가 확장위치에 위치할 때 글래스의 가장자리와 접촉할 때 상기 프로브핀이 글래스의 가장자리와 접촉함을 회피할 수 있고, 이에 터치 프로브는 정렬유닛에 의한 정렬작동에 방해를 끼치지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 글래스 세팅장치는, 상기 세팅베이스의 상면에 장착된 복수의 포스트 및 상기 복수의 포스트에 개별적으로 장착된 복수의 진공컵을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅방법은, 복수의 가장자리를 가진 글래스를 세팅베이스 상에 로딩하는 로딩단계와, 스캔유닛에 의해 글래스의 가장자리들을 개별적으로 스캔하는 스캔단계와, 스캔된 데이터에 기초하여 상기 글래스의 중심을 계산하는 계산단계와, 상기 계산된 글래스의 중심이 상기 세팅베이스의 중심에 정렬되도록 상기 글래스의 위치를 복수의 정렬유닛 및 복수의 이동기구에 의해 조절하는 조절단계를 포함할 수 있다.
상기 스캔유닛에 의해 상기 글래스의 가장자리들을 스캔하기 전에, 상기 글래스의 위치를 상기 복수의 정렬유닛 및 상기 복수의 이동기구에 의해 세팅베이스에 대해 예비적으로 조절하는 예비 조절단계를 더 포함할 수 있다.
각 이동기구는 전동모터를 가진 하나 이상의 전동엑츄에이터를 포함하고, 상기 하나 이상의 전동엑츄에이터는 상기 전동모터에 작용하는 토크를 센싱하는 토크 센싱시스템을 포함할 수 있다. 상기 예비 조절단계 및 상기 조절단계에서, 상기 정렬유닛이 상기 글래스의 가장자리와 접촉한 상태에서 상기 전동엑츄에이터의 토크 센싱시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치 이상일 때, 상기 각 이동기구의 작동을 정지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 예비 조절단계 및 상기 스캔단계 사이에서, 상기 글래스를 복수의 진공컵에 의해 그립하는 그립단계를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 진공컵은 상기 세팅베이스에 장착되며, 진공압력이 상기 복수의 진공컵에 공급됨에 따라 상기 복수의 진공컵은 상기 글래스를 그립하도록 구성될 수 있다.
상기 계산단계 및 상기 조절단계 사이에서, 상기 진공컵에 공급된 진공압력을 해제함으로써 상기 글래스를 언그립하는 언그립단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 글래스의 치수오차가 발생하더라도 글래스의 각 가장자리를 스캔하고, 스캔된 데이터에 기초하여 복수의 이동기구를 제어함으로써 글래스의 중심을 세팅베이스의 중심에 정확하게 정렬할 수 있고, 로봇의 그리퍼가 글래스를 정확하게 그립함으로써 로봇은 글래스를 차체의 개구에 정확하게 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치가 차량용 글래스 마운팅시스템에 인접한 배치된 것을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치를 도시한 사시도로서, 차량용 글래스가 세팅베이스에 로딩된 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치를 도시한 사시도로서, 차량용 글래스가 세팅베이스에 로딩되기 전의 상태를 나타낸다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치를 도시한 평면도로서, 차량용 글래스가 세팅베이스에 로딩된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치의 정렬유닛의 정렬로드가 글래스의 가장자리와 접촉한 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치의 정렬유닛 및 터치 프로브가 한 세트로 이동기구의 어태치먼트에 부착된 것을 도시한 도면으로, 정렬유닛의 정렬로드가 확장위치에 위치한 것을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치의 정렬유닛 및 터치 프로브가 한 세트로 이동기구의 어태치먼트에 부착된 것을 도시한 도면으로, 정렬유닛의 정렬로드가 수용위치에 위치한 것을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치의 스캔유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치의 제어기 및 그와 관련된 구성을 도시한 블록도이다 .
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치에서 복수의 정렬유닛이 글래스를 정렬하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치에서 스캔유닛의 터치 프로브들이 글래스의 가장자리들을 개별적으로 스캔하는 과정을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치(10)는 차량용 글래스 마운팅시스템(1) 내에 배치될 수 있다. 차량용 글래스 마운팅시스템(1)은 플랫폼(3)에 지지된 차체(2)의 개구에 글래스(5)를 장착하는 로봇(4)을 포함할 수 있다. 로봇(4)은 베이스(4a)와, 베이스(4a)에 관절조인트(4d, articulated joint)을 통해 연결된 로봇암(4b)과, 로봇암(4b)의 자유단에 부착된 그리퍼(4c)를 포함할 수 있다. 그리퍼(4c)는 글래스 세팅장치(10)에 세팅된 글래스(5)를 그립 및 언그립하도록 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치(10)는 복수의 가장자리를 가진 글래스(5)를 지지하는 세팅베이스(11), 글래스(5)를 세팅베이스(11)에 대해 정렬하는 복수의 정렬유닛(13), 글래스(5)의 가장자리들을 스캔하는 스캔유닛(14), 복수의 정렬유닛(13)을 개별적으로 이동시키도록 구성된 복수의 이동기구(15), 및 스캔유닛(14)에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 중심이 세팅베이스(11)의 중심에 정렬됨을 허용하도록 이동기구(15)의 작동을 제어하도록 구성된 제어기(16)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 세팅베이스(11)는 글래스(5)를 지지하도록 구성된 베이스플레이트(11a)를 포함할 수 있다. 베이스플레이트(11a)는 그 상면이 평탄할 수 있고, 베이스플레이트(11a)는 사각형 등과 같이 복수의 가장자리를 가진 다각형일 수 있다. 복수의 레그(11b)가 베이스플레이트(11a)로부터 수직하향으로 연장될 수 있고, 베이스플레이트(11a)는 복수의 레그(11b)에 의해 바닥에 대해 일정 높이로 지지될 수 있다. 복수의 연결프레임(11c)이 복수의 레그(11b)를 연결하도록 구성될 수 있고, 각 연결프레임(11c)은 수평으로 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 글래스 세팅장치는, 상기 세팅베이스의 상면에 장착된 복수의 포스트(12), 및 상기 복수의 포스트(12)에 개별적으로 장착된 복수의 진공컵(17)을 더 포함할 수 있다.
복수의 진공컵(17)은 진공압력에 의해 글래스(5)를 그립하도록 구성될 수 있다. 진공소스(60, 도 10 참조)가 각 진공컵(17)에 진공압력을 제공됨에 따라 복수의 진공컵(17)은 글래스(5)를 그립(grip)할 수 있고, 각 진공컵(17)에 대한 진공압력이 해제됨에 따라 복수의 진공컵(17)은 차량용 글래스(5)를 언그립(ungrip)할 수 있다. 이와 같이, 복수의 진공컵(17)이 글래스(5)를 선택적으로 그립 및 언그립할 수 있으므로 스캔유닛(14)에 의한 스캔 및 정렬유닛(13)에 의한 정렬이 원활하게 진행될 수 있다. 스캔유닛(14)이 글래스(5)의 가장자리를 스캔할 때 복수의 진공컵(17)이 진공압력에 의해 글래스(5)를 그립할 수 있으므로 스캔유닛(14)에 의한 스캔 정밀도가 향상될 수 있고, 정렬유닛(13)들이 글래스(5)를 정렬할 때 복수의 진공컵(17)이 진공압력의 해제에 의해 글래스(5)를 언그립할 수 있으므로 정렬유닛(13)들에 의한 정렬도가 향상될 수 있다.
복수의 정렬유닛(13)은 세팅베이스(11)의 베이스플레이트(11a) 상에서 개별적으로 이동가능하게 장착될 수 있고, 이에 복수의 정렬유닛(13)은 세팅베이스(11)에 지지되는 글래스(5)의 가장자리들에 인접하게 배치될 수 있다. 각 정렬유닛(13)이 그에 상응한 이동기구(15)에 의해 세팅베이스(11) 상에서 이동함으로써 세팅베이스(11)에 지지되는 글래스(5)의 위치를 이동시킬 수 있다. 특히 각 이동기구(15)가 그에 상응한 정렬유닛(13)을 이동시킴으로써 글래스(5)의 각 가장자리 위치들이 개별적으로 조절됨으로써 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬될 수 있다. 즉, 복수의 정렬유닛(13)은 복수의 이동기구(15)에 의해 개별적으로 이동함으로써 글래스(5)를 세팅베이스(11)에 대해 정렬하도록 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 각 정렬유닛(13)은 하우징(13a)과, 하우징(13a)에 대해 이동가능한 정렬로드(13b)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 정렬유닛(13)은 유체(에어, 오일 등)가 하우징(13a) 내로 공급 및 회수됨에 따라 정렬로드(13b)가 수직으로 이동하는 유체실린더일 수 있다. 예컨대, 에어가 하우징(13a) 내로 공급 및 회수될 경우 각 정렬유닛(13)은 에어실린더일 수 있다. 오일 등과 같은 액상 유체가 하우징(13a) 내로 공급 및 회수될 경우 각 정렬유닛(13)은 유압실린더(hydraulic cylinder)일 수 있다. 이와 같이, 유체가 정렬유닛(13)의 하우징(13a) 내로 공급 및 회수됨에 따라 정렬로드(13b)는 하우징(13a)으로부터 돌출한 확장위치(extended position, 도 6의 실선, 도 7 참조) 및 하우징 내로 수용된 수용위치(retracted position, 도 6의 일점쇄선, 도 8 참조) 사이로 이동할 수 있다. 도 6을 참조하면, 유체 공급라인(51) 및 유체 회수라인(52)이 하우징(13a)에 연결될 수 있다. 유체가 유체 공급라인(51)을 통해 하우징(13a)에 공급됨에 따라 정렬로드(13b)는 하우징(13a)으로부터 돌출한 확장위치(도 6의 실선, 도 7 참조)로 이동할 수 있다. 정렬로드(13b)가 확장위치에 위치할 때 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 가장자리와 직접적으로 접촉할 수 있고, 정렬유닛(13)이 이동기구(15)에 의해 이동함에 따라 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 가장자리를 가압할 수 있고, 이에 글래스(5)는 세팅베이스(11)에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 유체가 유체 회수라인(52)을 통해 하우징(13a)으로부터 배출됨에 따라 정렬로드(13b)는 하우징(13a)내로 수용된 수용위치(도 6의 일점쇄선, 도 8 참조)로 이동할 수 있고, 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 가장자리와 접촉함을 회피할 수 있다.
이와 같이, 정렬로드(13b)가 하우징(13a)에 대해 수직으로 이동하도록 구성될 수 있고, 특히 정렬로드(13b)가 확장위치에 위치할 때 글래스(5)의 가장자리와 접촉하고 가압함으로써 글래스(5)를 이동 및 정렬할 수 있고, 정렬로드(13b)가 수용위치에 위치할 때 글래스(5)의 가장자리와 접촉하지 않으므로 후술하는 터치 프로브(31)의 스캔작동에 방해되지 않으며, 정렬로드(13b) 및 글래스(5) 사이의 접촉이 최소화될 수 있다. 글래스(5)의 정렬작동 시에만 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 가장자리와 접촉함으로써 정렬로드(13b) 및 글래스(5) 사이의 접촉을 최소화할 수 있고, 이를 통해 정렬로드(13b)의 마모를 최소화할 수 있다.
도 9를 참조하면, 스캔유닛(14)은 글래스(5)의 가장자리들을 개별적으로 스캔하도록 구성된 복수의 터치 프로브(31)와, 복수의 터치 프로브(31)에 의해 스캔된 데이터를 처리하는 스캔 프로세서(32)를 포함할 수 있다.
복수의 터치 프로브(31)는 복수의 정렬유닛(13)에 개별적으로 대응하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 글래스(5)는 4개의 가장자리를 가질 수 있고, 이에 대응하여 세팅베이스(11)는 4개의 가장자리를 가질 수 있으며, 4개의 정렬유닛(13)이 세팅베이스(11)의 가장자리들에 개별적으로 배치될 수 있고, 4개의 터치 프로브(31)가 세팅베이스(11)의 가장자리들에 개별적으로 배치될 수 있다. 각 터치 프로브(31)는 그에 상응한 정렬유닛(13)에 대해 한 세트로 구성될 수 있다. 이에, 각 이동기구(15)는 각 터치 프로브(31) 및 그에 상응한 정렬유닛(13)을 이동시킬 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 각 터치 프로브(31)는 그에 상응한 정렬유닛(13)에 인접하게 배치될 수 있다. 특히, 터치 프로브(31) 및 그에 상응한 정렬유닛(13)은 각 이동기구(15)에 대해 한 세트로 부착될 수 있다. 이에, 터치 프로브(31) 및 그에 상응한 정렬유닛(13)은 그에 상응한 이동기구(15)에 의해 함께 이동할 수 있다. 특히, 각 터치 프로브(31)가 이동기구(15)에 의해 글래스(5)의 가장자리를 따라 이동하도록 구성될 수 있고, 이를 통해 복수의 터치 프로브(31)는 글래스(5)의 가장자리들을 개별적으로 스캔할 수 있다.
도 9를 참조하면, 터치 프로브(31)는 프로브 베이스(33)와, 프로브 베이스(33)에 대해 이동가능하게 연결된 프로브핀(34)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 프로브핀(34)은 볼조인트(35, ball joint)를 통해 프로브 베이스(33)에 연결될 수 있다. 볼조인트(35)는 프로브핀(34)의 하단에 제공된 볼 및 프로브 베이스(33)에 제공된 볼소켓을 포함할 수 있고, 볼은 볼소켓에 회전가능하게 수용될 수 있다. 이에, 프로브핀(34)은 볼조인트(35)의 둘레로 피벗하거나 프로브핀(34)의 길이방향 축선 둘레로 회전할 수 있다. 이와 같이, 프로브핀(34)이 프로브 베이스(33) 상에 피벗하거나 회전하도록 구성됨으로써 글래스(5)의 커브진 가장자리와 기밀하게 접촉할 수 있고, 이를 통해 글래스(5)의 가장자리를 정밀하게 스캔할 수 있다.
이와 같이, 복수의 터치 프로브(31)가 글래스(5)의 각 가장자리를 스캔함으로써 복수의 스캔유닛(14)은 글래스(5)의 윤곽, 사이즈, 형상 등과 같은 스캔된 데이터를 정밀하게 획득할 수 있고, 제어기(16)는 스캔된 데이터에 기초하여 복수의 이동기구(15)를 제어함으로써 복수의 정렬유닛(13)이 글래스(5)를 세팅베이스(11)에 정렬할 수 있고, 특히 글래스(5)의 치수오차가 발생하더라도 제어기(16)는 스캔된 데이터에 기초하여 복수의 이동기구(15)를 제어함으로써 글래스(5)의 중심을 세팅베이스(11)의 중심에 정확하게 정렬할 수 있다.
도 10을 참조하면, 스캔 프로세서(32)는 제어기(16)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캔 프로세서(32)는 복수의 터치 프로브(31)에 의해 스캔된 데이터(글래스(5)의 윤곽, 사이즈, 형상 등)를 분석 및 처리할 수 있고, 스캔 프로세서(32)에 의해 분석 및 처리된 데이터는 제어기(16)로 전송될 수 있다. 일 예에 따르면, 스캔 프로세서(32)는 제어기(16)에 대해 독립적으로 구성되거나 제어기(16)에 내장된 하드웨어 모듈일 수 있다. 다른 예에 따르면, 스캔 프로세서(32)는 제어기(16)의 메모리에 저장된 소프웨어모듈일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스캔 프로세서(32)는 복수의 터치 프로브(31)에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 사이즈 및 센터를 계산하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어기(16)는 복수의 터치 프로브(31)에 의해 스캔되고 스캔 프로세서(32)에 의해 처리된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 사이즈 및 센터를 계산하도록 구성될 수 있다.
복수의 이동기구(15)는 세팅베이스(11)의 가장자리들에 개별적으로 장착될 수 있고, 복수의 이동기구(15)는 복수의 정렬유닛(13) 및 복수의 터치 프로브(31)에 상응하도록 배치될 수 있다. 이에 각 이동기구(15)는 각 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 각 이동기구(15)가 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)를 이동시킴으로써 각 정렬유닛(13)은 글래스(5)의 가장자리를 이동시킬 수 있고, 각 터치 프로브(31)는 글래스(5)의 각 가장자리를 스캔할 수 있다.
실시예에 따르면, 각 이동기구(15)는 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)를 2차원 좌표계 상에서 이동시키도록 구성될 수 있다. 각 이동기구(15)는 2차원 좌표계의 제1축선(X1) 및 제2축선(X2)을 따라 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 제1축선(X1)은 제2축선(X2)에 대해 직교할 수 있다.
도 4를 참조하면, 각 이동기구(15)는 어태치먼트(20)와, 어태치먼트(20)를 제1축선(X1)을 따라 이동시키도록 구성된 제1전동엑츄에이터(21)와, 어태치먼트(20)를 제2축선(X2)을 따라 이동시키도록 구성된 제2전동엑츄에이터(22)를 포함할 수 있다.
도 4, 도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)는 체결구, 용접 등을 통해 어태치먼트(20)에 한 세트로 부착될 수 있다. 이에, 제1전동엑츄에이터(21) 및 제2전동엑츄에이터(22)는 어태치먼트(20)에 함께 부착된 정렬유닛(13) 및 터치 프로브(31)를 제1축선(X1) 및/또는 제2축선(X2)을 따라 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 각 정렬유닛(13) 및 그에 상응한 터치 프로브(31)는 각 이동기구(15)의 어태치먼트(20)에 부착될 수 있고, 터치 프로브(31)는 그에 상응한 정렬유닛(13)의 옆에 나란히 배치될 수 있다. 즉, 터치 프로브(31) 및 그에 상응한 정렬유닛(13)이 각 어태치먼트(20)에 나란히 부착됨으로써 터치 프로브(31) 및 정렬유닛(13)은 각 이동기구(15)의 어태치먼트(20)에 한 세트로 제공될 수 있다.
이와 같이, 각 터치 프로브(31)가 그에 상응한 정렬유닛(13)에 한 세트로 각 어태치먼트(20)에 제공됨으로써 스캔유닛(14)에 의한 스캔 및 정렬유닛(13)들에 의한 정렬이 연속적이고 효율적으로 진행될 수 있고, 이에 글래스(5)를 세팅베이스(11)에 신속하고 정확하게 포지셔닝할 수 있다.
제1축선(X1)은 세팅베이스(11)의 중심(C1)을 향해 연장된 축선일 수 있고, 이에 어태치먼트(20)가 제1축선(X1)을 따라 이동함으로써 정렬유닛(13)은 세팅베이스(11)의 중심(C1)을 향하거나 세팅베이스(11)의 중심(C1)으로부터 멀어질 수 있다.
제2축선(X2)은 세팅베이스(11)의 각 가장자리를 따라 연장된 축선일 수 있고, 이에 어태치먼트(20)가 제2축선(X2)을 따라 이동함으로써 정렬유닛(13)은 세팅베이스(11)의 가장자리를 따라 이동할 수 있다.
제1전동엑츄에이터(21)는 제1전동모터(21a)와, 제1전동모터(21a)에 의해 제1축선(X1)을 따라 이동하는 제1슬라이더(21b)와, 제1슬라이더(21b)의 이동을 가이드하는 제1가이드(21c)를 포함할 수 있다. 제1전동엑츄에이터(21)는 제1전동모터(21a)의 토크를 센싱하고 컨트롤하도록 구성된 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d, torque sensing control system)을 포함할 수 있다.
제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)가 작동함에 따라 제1슬라이더(21b)는 제1축선(X1)을 따라 이동할 수 있고, 이에 제1슬라이더(21b)에 연결된 제2전동엑츄에이터(22) 및 어태치먼트(20)는 제1축선(X1)을 따라 이동할 수 있고, 어태치먼트(20)에 한 세트로 부착된 정렬유닛(13) 및 터치 프로브(31)는 제1축선(X1)을 따라 이동할 수 있다. 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)가 확장위치에 위치한 상태에서 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 각 가장자리를 세팅베이스(11)의 중심을 향해 이동시키거나 세팅베이스(11)의 중심으로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다. 정렬유닛(13)이 제1전동엑츄에이터(21)에 의해 세팅베이스(11)의 중심(C1)을 향해 이동할 수 있고(정렬유닛(13)의 전진), 정렬유닛(13)이 제1전동엑츄에이터(21)에 의해 세팅베이스(11)의 중심(C1)으로부터 멀어지게 이동할 수 있다(정렬유닛(13)의 후진).
복수의 정렬유닛(13)이 글래스(5)를 정렬하는 정렬작동을 실행할 때, 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 확장위치(도 6의 실선, 도 7 참조)에 위치할 수 있다. 도 11을 참조하면, 정렬로드(13b)가 확장위치에 위치한 상태에서 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)가 작동함에 따라 각 정렬로드(13b)는 제1축선(X1)을 따라 이동하고, 이에 각 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉하고 가압함으로써 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬될 수 있다. 이때, 제어기(16)는 스캔유닛(14)에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 각 제1전동모터(21a)의 작동을 개별적으로 제어함으로써 복수의 정렬유닛(13)은 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬되도록 글래스(5)의 위치를 미세하게 조절할 수 있다.
도 4, 도 5, 및 도 7을 참조하면, 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 터치 프로브(31)의 프로브핀(34)의 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있고, 이에 정렬유닛(13)의 정렬작동 시에 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 가장자리와 접촉할 때 프로브핀(34)이 글래스(5)의 가장자리와 접촉함을 방지할 수 있고, 이에 정렬유닛(13)의 정렬작동은 프로브핀(34)에 의해 방해받지 않을 수 있다.
제2전동엑츄에이터(22)는 제2전동모터(22a)와, 제2전동모터(22a)에 의해 제2축선(X2)을 따라 이동하는 제2슬라이더(22b)와, 제2슬라이더(22b)의 이동을 가이드하는 제2가이드(22c)를 포함할 수 있다. 제2전동엑츄에이터(22)는 제2전동모터(22a)의 토크를 센싱하고 컨트롤하도록 구성된 제2토크 센싱 컨트롤시스템(22d)을 포함할 수 있다. 제2전동엑츄에이터(22)의 제2가이드(22c)는 제1전동엑츄에이터(21)의 제1슬라이더(21b)에 고정될 수 있고, 어태치먼트(20)는 제2전동엑츄에이터(22)에 고정될 수 있다.
제2전동엑츄에이터(22)의 제2전동모터(22a)가 작동함에 따라 제2슬라이더(22b)는 제2축선(X2)을 따라 세팅베이스(11)의 가장자리를 따라 이동할 수 있고, 이에 제2슬라이더(22b)에 연결된 어태치먼트(20)는 제2축선(X2)을 따라 이동할 수 있고, 어태치먼트(20)에 한 세트로 부착된 정렬유닛(13) 및 터치 프로브(31)는 글래스(5)의 가장자리를 따라 이동할 수 있다.
복수의 터치 프로브(31)가 글래스(5)의 가장자리들을 개별적으로 스캔하고자 할 경우에, 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 수용위치(도 6의 일점쇄선, 도 8 참조)에 위치할 수 있고, 이에 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 가장자리와 직접적으로 접촉하지 않는다. 도 12를 참조하면, 어태치먼트(20) 및 터치 프로브(31)는 제1전동엑츄에이터(21)에 의해 제1축선(X1)을 따라 이동할 수 있고, 각 터치 프로브(31)의 프로브핀(34)은 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉할 수 있다. 그 이후에, 제2전동엑츄에이터(22)의 제2전동모터(22a)가 작동함에 따라 어태치먼트(20) 및 터치 프로브(31)는 제2축선(X2)을 따라 이동할 수 있고, 이에 각 터치 프로브(31)의 프로브핀(34)은 글래스(5)의 각 가장자리를 스캔할 수 있다.
제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)의 구동에 의해 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 가장자리를 접촉할 때 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)은 제1전동모터(21a)에 작용하는 토크를 센싱함으로써 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)은 정렬로드(13b) 및 글래스(5)의 가장자리 사이에서 작용하는 토크를 센싱할 수 있고, 정렬로드(13b) 및 글래스(5)의 가장자리 사이에서 작용하는 토크는 제1축선(X1)을 따라 작용하는 힘과 등가일 수 있다. 제어기(16)는 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상일 때, 제어기(16) 또는 제1전동엑츄에이터(21) 내에 제공된 모터컨터롤러(미도시)는 제1전동엑츄에이터(21)의 작동을 정지하도록 제어할 수 있다. 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉한 상태에서 각 정렬유닛(13)이 그에 상응한 이동기구(15)에 의해 이동할 때, 제어기(16)는 제1전동엑츄에이터(21)의 토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상인지를 판단할 수 있다. 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉 및 가압함에 따라 과부하가 각 정렬로드(13b) 및 제1전동엑츄에이터(21)에 작용할 수 있고, 설정치는 정렬로드(13b) 및 제1전동엑츄에이터(21)에 과부하가 작용하는지의 여부를 판단하기 위한 기준토크일 수 있다. 제1전동엑츄에이터(21)의 토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크가 설정치 이상일 때, 제어기(16)는 정렬로드(13b) 및 제1전동엑츄에이터(21)에 과부하가 작용하는 것으로 판단할 수 있고, 이에 제어기(16)는 제1전동엑츄에이터(21)의 작동을 정지함으로써 정렬로드(13b) 및 제1전동엑츄에이터(21)에 대한 과부하를 방지할 수 있고, 이에 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)의 마모 내지 변형 등을 최소화함과 더불어 제1전동엑츄에이터(21)의 고장을 방지할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제어기(16)는 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a) 및 제2전동엑츄에이터(22)의 제2전동모터(22a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 제어기(16)는 제1전동엑츄에이터(21)의 작동 및 제2전동엑츄에이터(22)의 작동을 개별적으로 제어할 수 있다.
도 10을 참조하면, 각 정렬유닛(13)의 하우징(13a)은 유체 공급라인(51) 및 유체 회수라인(52)을 통해 유체소스(50)에 유체적으로 연결될 수 있다. 유체 공급밸브(53)가 유체 공급라인(51)에 배치될 수 있으며, 유체 공급밸브(53)는 모터(53a)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다. 유체 회수밸브(54)가 유체 회수라인(52)에 배치될 수 있으며, 유체 회수밸브(54)는 모터(54a)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다. 제어기(16)는 유체 공급밸브(53)의 모터(53a) 및 유체 회수밸브(54)의 모터(54a)에 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 제어기(16)가 유체 공급밸브(53)의 모터(53a) 및 유체 회수밸브(54)의 모터(54a)를 제어함으로써 정렬로드(13b)의 이동을 조절할 수 있다. 즉, 제어기(16)는 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)의 이동을 제어할 수 있다.
도 10을 참조하면, 각 진공컵(17)은 진공라인(61)을 진공소스(60)에 연결될 수 있고, 진공소스(60)는 진공펌프 등일 수 있다. 진공공급밸브(63)가 진공라인(61)에 배치될 수 있고, 진공공급밸브(63)는 모터(63a)에 의해 개폐될 수 있다. 진공해제라인(62)이 각 진공컵(17)에 연결될 수 있고, 진공해제밸브(64)가 진공해제라인(62)에 배치될 수 있으며, 진공해제밸브(64)는 모터(64a)에 의해 개폐될 수 있다. 제어기(16)는 진공공급밸브(63)의 모터(63a) 및 진공소스(60)에 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 제어기(16)는 진공공급밸브(63)의 모터(63a) 및 진공소스(60)를 제어함으로써 진공이 각 진공컵(17)에 공급됨을 제어할 수 있다. 제어기(16)는 진공해제밸브(64)의 모터(64a)에 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 제어기(16)는 진공해제밸브(64)의 모터(64a)를 제어함으로써 각 진공컵(17)에 대한 진공 해제를 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 글래스 세팅장치(10)를 이용한 글래스 세팅방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 글래스(5)는 작업자, 또는 로딩로봇 등에 의해 세팅베이스(11)에 로딩된다(S1). 이에, 글래스(5)가 세팅베이스(11)의 진공컵(17) 위에 안착될 수 있다
글래스(5)가 세팅베이스(11)에 로딩됨이 센서(미도시) 및/또는 제어기(16)에 의해 센싱되면, 유체 공급라인(51)의 유체 공급밸브(53)가 개방됨에 따라 유체가 각 정렬유닛(13)의 하우징(13a)에 공급되고, 이에 따라 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 확장위치로 이동할 수 있다. 그리고, 각 이동기구(15)의 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)가 작동함에 따라 각 정렬유닛(13)은 글래스(5)의 각 가장자리를 향해 전진한다(S2). 이에 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉 및 가압함으로써 글래스(5)의 위치는 세팅베이스(11)에 대해 예비적(preliminary, 1차적)으로 조절될 수 있다.
각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉한 상태에서 제1전동엑츄에이터(21)의 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 이상인지를 1차적으로 판단한다(S3).
S3단계에서 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 미만일 때, 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)의 작동이 유지됨으로써 각 정렬유닛(13)이 연속적으로 전진한다(S3-1).
S3단계에서 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 이상일 때, 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)의 작동을 중지함으로써 각 정렬유닛(13)이 정지된다(S4).
각 정렬유닛(13)이 정지된 이후에, 진공공급밸브(63)가 개방된 상태에서 진공소스(60)는 진공압력을 복수의 진공컵(17)에 제공할 수 있고, 이에 복수의 진공컵(17)은 그 진공압력에 의해 글래스(5)를 그립한다(S5).
글래스(5)가 복수의 진공컵(17)에 의해 그립된 이후에, 유체 회수밸브(54)가 개방되고 유체가 각 정렬유닛(13)의 하우징(13a)으로부터 회수되고, 이에 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 수용위치로 이동한다(S6). 이에 각 정렬로드(13b)가 하우징(13a) 내로 수용되는 수용위치로 이동함에 따라 각 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉하지 않는다.
각 정렬로드(13b)가 수용위치로 이동한 후에, 각 이동기구(15)의 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)가 작동함에 따라 스캔유닛(14)의 각 터치 프로브(31)는 글래스(5)의 각 가장자리를 향해 전진한다(S7).
제어기(16)는 각 터치 프로브(31)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉하는지의 여부를 접촉감지회로 또는 접촉센서(미도시) 등을 통해 판단한다(S8).
S8단계에서 각 터치 프로브(31)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉하지 않으면 제1전동모터(21a)의 작동을 유지함으로써 각 터치 프로브(31)는 연속적으로 전진한다(S8-1).
S8단계에서 각 터치 프로브(31)가 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉하면 제1전동모터(21a)의 작동을 중지함으로써 각 터치 프로브(31)의 전진을 정지한다(S9).
제2전동엑츄에이터(22)의 제2전동모터(22a)가 작동함에 따라 각 터치 프로브(31)는 제2축선(X2)을 따라 이동할 수 있고, 이에 각 터치 프로브(31)는 글래스(5)의 각 가장자리를 따라 이동함으로써 글래스(5)의 각 가장자리를 스캔한다(S10).
스캔유닛(14)의 스캔 프로세서(32)는 복수의 터치 프로브(31)에 의해 스캔된 데이터를 획득한다(S11).
스캔 프로세서(32) 또는 제어기(16)는 스캔된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 크기 및 글래스(5)의 중심(C2)을 계산한다(S12). 일 예에 따르면, 스캔 프로세서(32)가 스캔된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 크기 및 글래스(5)의 중심(C2)을 계산하고, 그 결과값을 제어기(16)로 전송할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제어기(16)는 스캔 프로세서(32)에 의해 처리 및 분석된 데이터에 기초하여 글래스(5)의 크기 및 글래스(5)의 중심(C2)을 계산할 수 있다.
글래스(5)의 중심(C2)을 계산한 이후에, 진공해제밸브(64)가 개방됨에 따라 복수의 진공컵(17)에 제공된 진공압력이 진공해제라인(62)을 통해 해제 또는 벤트되고, 이에 따라 복수의 진공컵(17)은 글래스(5)를 언그립한다(S13).
글래스(5)를 언그립한 이후에, 유체 공급라인(51)의 유체 공급밸브(53)가 개방됨에 따라 유체가 각 정렬유닛(13)의 하우징(13a)에 공급되고, 이에 따라 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 확장위치로 이동할 수 있다. 그리고, 계산된 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬되도록 제어기(16)는 제1전동모터(21a)의 작동을 제어할 수 있고, 이에 각 정렬유닛(13)은 글래스(5)의 각 가장자리를 향해 전진한다(S15). 이에 각 정렬유닛(13)의 정렬로드(13b)는 글래스(5)의 각 가장자리와 접촉 및 가압함으로써 글래스(5)의 위치는 세팅베이스(11) 상에서 2차적으로 조절될 수 있고, 이를 통해 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬될 수 있다.
제1전동엑츄에이터(21)의 제1토크 센싱 컨트롤시스템(21d)에 의해 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 이상인지를 2차적으로 판단한다(S16).
S16단계에서 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 미만일 때, 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)의 작동이 유지됨으로써 각 정렬유닛(13)이 연속적으로 전진한다(S16-1).
S16단계에서 센싱된 토크(T)가 설정토크(TH) 이상일 때, 제1전동엑츄에이터(21)의 제1전동모터(21a)의 작동을 중지함으로써 각 정렬유닛(13)이 정지되고(S17), 이에 글래스(5)의 중심(C2)이 세팅베이스(11)의 중심(C1)에 정렬됨으로써 글래스(5)의 정렬이 완료된다(S18).
상술한 본 발명에 따르면, 스캔유닛(14)에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 이동기구(15)에 의해 복수의 정렬유닛(13)의 이동을 조절함으로써 글래스(5)의 중심이 세팅베이스(11)의 중심에 정렬될 수 있고, 이를 통해 글래스(5)를 세팅베이스(11) 상에 정확하게 포지셔닝할 수 있다. 글래스(5)가 세팅베이스(11) 상에 정확하게 포지셔닝되어 있으므로 로봇(4)의 그리퍼(4c)가 글래스(5)를 정확하게 그립할 수 있고, 이를 통해 로봇(4)은 글래스(5)를 차체의 개구에 정확하게 장착할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 차량용 글래스 마운팅시스템 2: 차체
3: 플랫폼 4: 로봇
5: 글래스 10: 차량용 글래스 세팅장치
11: 세팅베이스 12: 포스트
13: 정렬유닛 13a: 하우징
13b: 정렬로드 14: 스캔유닛
15: 이동기구 16: 제어기
17: 진공컵 20: 어태치먼트
21: 제1전동엑츄에이터 22: 제2전동엑츄에이터
31: 터치 프로브 32: 스캔 프로세서
33: 프로브 베이스 34: 프로브핀
35: 볼조인트

Claims (20)

  1. 복수의 가장자리를 가진 글래스를 지지하는 세팅베이스;
    상기 글래스를 상기 세팅베이스에 대해 정렬하는 복수의 정렬유닛;
    상기 글래스의 가장자리를 스캔하는 스캔유닛;
    상기 복수의 정렬유닛을 개별적으로 이동시키도록 구성된 복수의 이동기구;및
    상기 스캔유닛에 의해 스캔된 데이터에 기초하여 상기 글래스의 중심이 상기 세팅베이스의 중심에 정렬되도록 상기 이동기구의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각 정렬유닛은 상기 세팅베이스의 각 가장자리에서 그에 상응한 이동기구에 의해 이동가능하게 장착되는 차량용 글래스 세팅장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    각 정렬유닛은 하우징과, 상기 하우징에 대해 이동가능한 정렬로드를 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    유체가 상기 하우징에 대해 공급 및 회수됨에 따라 상기 정렬로드는 상기 하우징으로부터 돌출한 확장위치 및 상기 하우징 내로 수용된 수용위치 사이로 이동하도록 구성된 차량용 글래스 세팅장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캔유닛은 상기 글래스의 가장자리들을 개별적으로 스캔하도록 구성된 복수의 터치 프로브와, 상기 복수의 터치 프로브에 의해 스캔된 데이터를 처리하는 스캔 프로세서를 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    각 터치 프로브가 상기 이동기구에 의해 상기 글래스의 각 가장자리를 따라 이동함으로써 복수의 터치 프로브는 상기 글래스의 각 가장자리들을 개별적으로 스캔하도록 구성된 차량용 글래스 세팅장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 각 터치 프로브는 프로브 베이스와, 상기 프로브 베이스에 대해 이동가능하게 연결된 프로브핀을 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브핀은 볼조인트를 통해 프로브 베이스에 연결되는 차량용 글래스 세팅장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    각 터치 프로브 및 그에 상응한 정렬유닛은 한 세트로 그에 상응한 이동기구에 연결됨으로써 각 터치 프로브 및 그에 상응한 정렬유닛은 그에 상응한 이동기구에 의해 함께 이동하도록 구성된 차량용 글래스 세팅장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    각 이동기구는 어태치먼트와, 상기 어태치먼트를 제1축선을 따라 이동시키도록 구성된 제1전동엑츄에이터와, 상기 어태치먼트를 제2축선을 따라 이동시키도록 구성된 제2전동엑츄에이터를 포함하고,
    상기 제1축선은 상기 세팅베이스의 중심을 향해 연장된 축선이고, 상기 제2축선은 상기 세팅베이스의 가장자리를 따라 연장된 축선인 차량용 글래스 세팅장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1전동엑츄에이터는 제1전동모터와, 상기 제1전동모터에 의해 제1축선을 따라 이동하는 제1슬라이더와, 상기 제1슬라이더의 이동을 가이드하는 제1가이드를 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2전동엑츄에이터는 제2전동모터와, 상기 제2전동모터에 의해 제2축선을 따라 이동하는 제2슬라이더와, 상기 제2슬라이더의 이동을 가이드하는 제2가이드를 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2전동엑츄에이터의 제2가이드는 제1전동엑츄에이터의 제1슬라이더에 고정되고, 상기 어태치먼트는 제2전동엑츄에이터에 고정되는 차량용 글래스 세팅장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1전동엑츄에이터는 제1전동모터의 토크를 센싱하고 컨트롤하도록 구성된 제1토크 센싱 컨트롤시스템을 포함하고,
    상기 제1토크 센싱 컨트롤시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치(threshold) 이상일 때, 제어기는 제1전동엑츄에이터의 작동을 정지하도록 제어하는 차량용 글래스 세팅장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 세팅베이스의 상면에 장착된 복수의 포스트 및 상기 복수의 포스트에 개별적으로 장착된 복수의 진공컵을 더 포함하는 차량용 글래스 세팅장치.
  16. 복수의 가장자리를 가진 글래스를 세팅베이스 상에 로딩하는 로딩단계;
    상기 로딩된 글래스의 가장자리들을 스캔유닛에 의해 개별적으로 스캔하는 스캔단계;
    스캔된 데이터에 기초하여 상기 글래스의 중심을 계산하는 계산단계; 및
    상기 계산된 글래스의 중심이 상기 세팅베이스의 중심에 정렬되도록 상기 글래스의 위치를 복수의 정렬유닛 및 복수의 이동기구에 의해 조절하는 조절단계;를 포함하는 차량용 글래스 세팅방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 스캔단계 이전에, 상기 로딩된 글래스의 위치를 상기 복수의 정렬유닛 및 상기 복수의 이동기구에 의해 세팅베이스에 대해 예비적으로 조절하는 예비 조절단계를 더 포함하는 차량용 글래스 세팅방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    각 이동기구는 전동모터를 가진 하나 이상의 전동엑츄에이터를 포함하고, 상기 하나 이상의 전동엑츄에이터는 상기 전동모터에 작용하는 토크를 센싱하는 토크 센싱시스템을 포함하며,
    상기 예비 조절단계 및 상기 조절단계에서, 상기 정렬유닛이 상기 글래스의 가장자리와 접촉한 상태에서 상기 전동엑츄에이터의 토크 센싱시스템에 의해 센싱된 토크가 설정치 이상일 때, 상기 각 이동기구의 작동을 정지하는 단계를 더 포함하는 차량용 글래스 세팅방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 예비 조절단계 및 상기 스캔단계 사이에서, 상기 글래스를 복수의 진공컵에 의해 그립하는 그립단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 진공컵은 상기 세팅베이스에 장착되며, 진공압력이 상기 복수의 진공컵에 공급됨에 따라 상기 복수의 진공컵은 상기 글래스를 그립하도록 구성된 차량용 글래스 세팅방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 계산단계 및 상기 조절단계 사이에서, 상기 진공컵에 공급된 진공압력을 해제함으로써 상기 글래스를 언그립하는 언그립단계를 더 포함하는 차량용 글래스 세팅방법.


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