KR20230101297A - 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법에 관한 것이다. 본 발명의 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템은 복수 개의 무빙(moving) 장치; 상기 무빙 장치들 상에 각각 이동 가능하게 탑재되며, 해당 장치에 각각 카울크로스(Cowl Cross) 부품이 안착되어 로딩되는 듀얼(dual) 구조의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(loading device); 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 각각 안착되는 제1 및 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)가 탑재되는 공용 센서 로봇; 상기 공용 센서 로봇과 이웃하게 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 공용 로봇 용접기; 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상에 위치별로 마련되되 용접이 완료되어 형성된 조립 제품에 대한 검사를 위해 상기 조립 제품을 고정하는 복수 개의 홀딩 유닛을 구비하되 조립 제품이 안착되는 최종 검사 지그장치; 상기 최종 검사 지그장치에 안착된 조립 제품을 공용 레이저 비전 센서로 3차원 스캔하는 검사 레이저 비전 센서; 및 상기 검사 레이저 비전 센서가 스캔한 정보를 토대로 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 외관 및 용접부 품질 확인부를 포함한다.

Description

카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법{Manufacturing system and method for a cowl cross}

본 발명은, 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 듀얼(dual) 이동식 로딩 장치를 적용하는 한편 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인한 다음에 실질적인 용접 또는 보상용접을 진행한 후, 뒤이어 검사공정을 자동으로 진행함으로써 용접불량을 최소로 하면서 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 나아가 듀얼(dual) 생산 방식을 적용함으로써 종래보다 월등히 향상된 생산성을 끌어낼 수 있는, 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법에 관한 것이다.

카울크로스(Cowl Cross, 혹은 카울크로스 부품)는 소정의 스틸 파이프(steel pipe)에 프레스(press) 공정으로 제작된 여러 부품(브래킷, 볼트 등)이 용접(weld)으로 조립 및 제작되어 한 몸체를 이룬 장치를 일컫는다.

이때의 용접은 CO2, CMT 등의 아크 용접이 주류를 이루며, 작은 부품이 20에서 30개가량 위치별로 조립되는 것으로 알려져 있다.

한편, 아크 용접은 부품간 성형 편차뿐 아니라, 용접 시 발생하는 열(용접열)로 인한 변형으로 최적화가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.

그런데, 카울크로스는 앞서 기술한 것처럼 수많은 브래킷 또는 부품, 볼트 등이 용접으로 조립되는 방식이라서 불가피하게 부품의 용접 불량이 잦고 이로 인해 보수용접이 늘어날 수밖에 없는데, 종래에는 이러한 보수용접으로 인해 투입되는 작업자 및 시간이 필요해서 많은 로스(loss)가 발생한다.

특히, 종래기술의 경우에는 단일 라인에서 단일 작업만 진행하는 고전적인 방식이라서 생산성이 현저하게 떨어질 수밖에 없는데, 이에 더해서 용접과 검사를 통합적으로 관리할 수 있는 시스템이 구비되어 있지 않다는 점에서 이에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0181567호

본 발명의 목적은, 듀얼(dual) 이동식 로딩 장치를 적용하는 한편 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인한 다음에 실질적인 용접 또는 보상용접을 진행한 후, 뒤이어 검사공정을 자동으로 진행함으로써 용접불량을 최소로 하면서 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 나아가 듀얼(dual) 생산 방식을 적용함으로써 종래보다 월등히 향상된 생산성을 끌어낼 수 있는, 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템 및 이를 이용한 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 복수 개의 무빙(moving) 장치; 상기 무빙 장치들 상에 각각 이동 가능하게 탑재되며, 해당 장치에 각각 카울크로스(Cowl Cross) 부품이 안착되어 로딩되는 듀얼(dual) 구조의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(loading device); 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 각각 안착되는 제1 및 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)가 탑재되는 공용 센서 로봇; 상기 공용 센서 로봇과 이웃하게 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 공용 로봇 용접기; 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상에 위치별로 마련되되 용접이 완료되어 형성된 조립 제품에 대한 검사를 위해 상기 조립 제품을 고정하는 복수 개의 홀딩 유닛을 구비하되 조립 제품이 안착되는 최종 검사 지그장치; 상기 최종 검사 지그장치에 안착된 조립 제품을 공용 레이저 비전 센서로 3차원 스캔하는 검사 레이저 비전 센서; 및 상기 검사 레이저 비전 센서가 스캔한 정보를 토대로 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 외관 및 용접부 품질 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템에 의해 달성된다.

상기 공용 레이저 비전 센서의 스캔정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 한편, 확인된 용접선 정보에 기초하여 공용 로봇 용접기의 용접조건을 변경하게 컨트롤한 후, 용접조건이 변경된 이후에 상기 공용 로봇 용접기를 통한 보상용접을 진행하게 컨트롤한 다음, 뒤이어 검사공정이 진행되게 컨트롤하는 시스템 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

품질 불량인 제품에 대하여 알림을 발생시키는 알림 발생부를 더 포함하며, 상기 시스템 컨트롤러는 상기 검사 레이저 비전 센서 및 상기 외관 및 용접부 품질 확인부의 신호 또는 정보에 기초하여 상기 알림 발생부의 동작을 컨트롤하며, 상기 시스템 컨트롤러는 상기 카울크로스 부품의 보상용접 시 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용되게 컨트롤하며, 상기 시스템 컨트롤러는 외관 및 용접부 품질 확인단계가 진행될 때, 용입 깊이, 기공, 강도를 포함하는 용접 외관에 따른 물성 데이터가 기준으로 사용되게 컨트롤할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 복수 개의 무빙(moving) 장치를 설치하는 무빙 장치 설치단계; 상기 무빙 장치들 상에 이동식 로딩 장치(loading device)를 각각 탑재해서 듀얼(dual) 구조로 형성하는 이동식 로딩 장치 탑재단계; 상기 무빙 장치 상에 탑재되어 위치 이동 가능하게 마련되는 듀얼(dual)의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 카울크로스(Cowl Cross) 부품을 각각 안착해서 로딩하는 제1 및 제2 카울크로스 부품 로딩단계; 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에서 공용으로 작동하는 공용 센서 로봇에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 제1 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제1 카울크로스 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서를 이용한 제1 카울크로스 부품 스캔단계; 스캔정보를 기초로 상기 제1 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제1 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 제1 카울크로스 부품 용접선 확인단계; 확인된 제1 카울크로스 부품의 용접선 정보에 기초하여 상기 공용 레이저 비전 센서와 이웃하게 배치되는 공용 로봇 용접기의 용접조건을 변경하는 공용 로봇 용접기의 용접조건 변경단계; 용접조건이 변경된 이후에 상기 공용 로봇 용접기를 이용해서 상기 제1 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행하는 제1 카울크로스 부품 보상용접 진행단계; 보상용접이 완료된 조립 제품에 대한 검사를 위해 상기 조립 제품을 소정의 최종 검사 지그장치에 안착시키는 조립 제품 안착단계; 상기 최종 검사 지그장치에 안착된 조립 제품을 공용 레이저 비전 센서를 이용해서 3차원 스캔하는 공용 레이저 비전 센서를 이용한 3D 스캔단계; 및 상기 레이저 3D 스캔단계에서 스캔한 정보를 토대로 외관 및 용접부 품질 확인부가 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 외관 및 용접부 품질 확인단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법에 의해서도 달성된다.

상기 공용 로봇 용접기가 상기 제1 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행할 때, 이와 동시에 상기 공용 센서 로봇에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서가 제2 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제2 카울크로스 부품을 스캔한 후, 스캔정보를 기초로 상기 제2 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하며, 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품의 보상용접을 진행할 때, 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용되며, 상기 외관 및 용접부 품질 확인단계가 진행될 때, 용입 깊이, 기공, 강도를 포함하는 용접 외관에 따른 물성 데이터가 기준으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 듀얼(dual) 이동식 로딩 장치를 적용하는 한편 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인한 다음에 실질적인 용접 또는 보상용접을 진행한 후, 뒤이어 검사공정을 자동으로 진행함으로써 용접불량을 최소로 하면서 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 나아가 듀얼(dual) 생산 방식을 적용함으로써 종래보다 월등히 향상된 생산성을 끌어낼 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템에서 이동식 로딩 장치 영역의 동작 구조도이다.
도 3은 제1 및 제2 카울크로스 부품이 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 로딩된 상태의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템에서 최종 검사 지그장치 영역의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템의 제어블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법의 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템에서 이동식 로딩 장치 영역의 동작 구조도, 도 3은 제1 및 제2 카울크로스 부품이 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 로딩된 상태의 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템에서 최종 검사 지그장치 영역의 구조도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템의 제어블록도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법의 순서도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명은 듀얼(dual) 이동식 로딩 장치(100a,110b)를 적용하는 한편 공용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)를 이용해서 제1 및 제2 카울크로스 부품(10a,10b) 상의 용접선을 확인한 다음에 실질적인 용접 또는 보상용접을 진행한 후, 뒤이어 검사공정을 자동으로 진행함으로써 용접불량을 최소로 하면서 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 나아가 듀얼(dual) 생산 방식을 적용함으로써 종래보다 월등히 향상된 생산성을 끌어낼 수 있도록 한다.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 발명은 도 1 내지 도 5와 같은 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템, 그리고, 도 6과 같은 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법에 그 권리범위가 적용될 수 있다.

먼저, 본 실시예에 따른 용접선 보상 시스템은 제1 및 제2 무빙(moving) 장치(180a,180b), 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b, loading device), 공용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)를 구비하는 공용 센서 로봇(120), 공용 로봇 용접기(130), 최종 검사 지그장치(140), 검사 레이저 비전 센서(150), 외관 및 용접부 품질 확인부(160), 그리고, 시스템 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 무빙(moving) 장치(180a,180b)는 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)가 각각 탑재되는 장치로서, 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)를 도 1 및 도 2의 화살표 방향으로 이동시키는 역할을 한다.

제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b)는 리니터 모터 등으로 적용될 수 있다. 제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b)는 구조가 동일하다.

제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)는 제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b)에 각각 이동 가능하게 탑재되는 것으로서, 각각 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b, Cowl Cross) 부품이 안착되어 로딩되는 장소를 이룬다. 본 시스템에 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)라는 듀얼(dual) 구조가 적용되기 때문에 작업효율이 높아지고 생산성이 높아질 수 있다.

제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)는 앞서 기술한 것처럼 스틸(steel)로 구성되고 수십 개의 부품이 용접(welding)으로 조립된 어셈블리 유닛이다. 즉 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)는 도 3에 개략적으로 도시한 것처럼 복수 개의 제1 및 제2 파이프(pipe, 11,12)에 프레스(press) 공정으로 제작된 복수의 부품이 용접(weld)으로 조립되는 복합 제품이다.

이러한 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)의 제조를 위해 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b), 즉 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)를 이루는 부품들이 로딩되어 용접으로 조립되는 장소를 이루는 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)가 마련된다. 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)의 구조는 동일하다.

제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)는 높낮이가 서로 다른 상태로 연결되는 제1 및 제2 파이프(11,12)를 포함하는 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)를 이루는 부품들을 용접(weld)하기 위해 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품이 로딩되는 장소를 이룬다.

제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)에 최초로 로딩되는 제1 및 제2 파이프(11,12)는 흔들리지 않게 견고하게 위치 고정되어야 하며, 그래야만 제1 및 제2 파이프(11,12)에 수많은 부품이 위치별로 정확하게 용접될 수 있다.

이를 위해, 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)는 로딩 베이스(111)와, 로딩 베이스(111) 상에 위치별로 마련되는 복수 개의 클램핑 유닛(113)을 포함할 수 있다.

로딩 베이스(111)는 복수 개의 클램핑 유닛(113)을 포함해서 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품을 지지한다.

그리고, 클램핑 유닛(113)들은 해당 위치에서 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b)를 이루는 제1 및 제2 파이프(11,12) 혹은 이에 용접되는 부품들을 클램핑한다. 따라서, 클램핑 유닛(113)들은 여러 개로 마련되고, 크기와 방향이 다르게 로딩 베이스(111) 상에 탑재된다.

공용 센서 로봇(120)은 듀얼(dual) 구조의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b) 사이에 공용으로 마련되는 로봇이다.

이러한 공용 센서 로봇(120)에는 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)가 탑재된다.

공용 레이저 비전 센서(123)는 부재(部材)나 구조물 상의 용접선을 레이저로 탐색하는 한편 움직임을 자동으로 추적해 공용 로봇 용접기(130)의 위치를 실시간으로 정확하게 잡아주기 위한 비접촉식 센서로서, 다른 센서보다 센싱값이 정확하다.

공용 로봇 용접기(130)는 공용 센서 로봇(120)과 이웃하게 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b) 사이에 공용으로 마련되며, 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 장치다. 여기서, 보상용접이란 원래 결정된 목표위치를 용접하는 것을 포함해서, 공용 레이저 비전 센서(123)를 통해 다시 추적되어 보정된 새로운 용접위치를 용접하는 것을 포함한다.

최종 검사 지그장치(140)는 도 4에 도시된 것처럼 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)와는 다른 장치로서, 용접이 완료되어 형성된 조립 제품(10)이 안착되는 장소를 이룬다.

최종 검사 지그장치(140)는 베이스 플레이트(141)와, 베이스 플레이트(141) 상에 위치별로 마련되는 복수 개의 홀딩 유닛(143)을 포함할 수 있다. 복수 개의 홀딩 유닛(143)을 통해 보상용접이 완료된 최종 조립 제품이 베이스 플레이트(141) 상에 안착될 수 있다. 이때, 홀딩 유닛(143)들은 해당 위치에서 조립 제품을 파지한다. 따라서, 홀딩 유닛(143)들은 여러 개로 마련되고, 크기와 방향이 다르게 베이스 플레이트(141) 상에 탑재된다.

검사 레이저 비전 센서(150)는 최종 검사 지그장치(140)에 안착된 조립 제품을 레이저로 3차원 스캔하는 역할을 한다. 이러한 검사 레이저 비전 센서(150)는 스캐너 지지대(151)와, 스캐너 지지대(151)의 단부에 마련되되 실질적으로 스캔 작업을 진행하는 스캐닝 모듈(152)을 포함할 수 있다.

조립 제품의 길이가 길다는 점을 고려해볼 때, 최종 검사 지그장치(140)에 안착된 길이가 긴 조립 제품에 대하여 스캔 작업을 진행해야 한다는 점에서 본 실시예에서 검사 레이저 비전 센서(150)는 위치 고정식이 아닌 이동식, 다시 말해 전동식으로 구현된다. 이를 위해, 아래의 구성들이 추가된다.

검사 레이저 비전 센서(150)에는 검사 레이저 비전 센서(150)를 이동(moving) 가능하게 지지하는 제2 무빙 모듈(155, moving module)이 연결된다.

제2 무빙 모듈(155)은 도 4의 좌표인 X축 및 Y축을 따라 이동 가능하다. 이를 위해, 제2 X축 갠트리(156)와 제2 Y축 갠트리(157)가 마련된다.

제2 X축 갠트리(156)는 제2 무빙 모듈(155)이 연결되며, 제2 무빙 모듈(155)을 소정의 X축으로 이동시키는 역할을 하고, 제2 Y축 갠트리(157)는 제2 X축 갠트리(156)와 연결되며, 제2 X축 갠트리(156)를 X축에 교차하는 Y축을 따라 이동시키는 역할을 한다.

그리고 제2 무빙 모듈(155)과 비전 장치(150) 사이에는 제2 업/다운 구동부(158)가 연결된다. 실린더 등으로 적용될 수 있는 제2 업/다운 구동부(158)는 비전 장치(150)를 상하 방향인 Z축으로 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다.

이러한 제2 업/다운 구동부(158)를 비롯해서 제2 X축 갠트리(156)와 제2 Y축 갠트리(157)가 적용되고 이에 제2 무빙 모듈(155)이 동작함에 따라 검사 레이저 비전 센서(150)의 스캐닝 모듈(152)이 조립 제품으로 접근해서 레이저로 3차원 스캔할 수 있다.

외관 및 용접부 품질 확인부(160)는 검사 레이저 비전 센서(150)가 스캔한 정보를 토대로 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 역할을 한다.

외관 및 용접부 품질 확인부(160)는 센서나 카메라 혹은 별도 프로그램이 내장된 컴퓨터 장치일 수 있으며, 시스템 컨트롤러(170)와 연계하여 동작할 수 있다. 물론, 때에 따라서는 외관 및 용접부 품질 확인부(160)가 시스템 컨트롤러(170)의 한 요소일 수도 있다.

알림 발생부(165)는 품질 불량인 제품에 대하여 알림을 발생시키는 역할을 한다. 알림 발생의 방식은 램프, 부저, 혹은 관리자 단말기로의 정보 전송 등 다양할 수 있다.

한편, 본 시스템에는 시스템의 유기적인 컨트롤을 위해 시스템 컨트롤러(170)가 더 탑재된다.

시스템 컨트롤러(170)는 공용 레이저 비전 센서(123)의 스캔정보에 기초하여 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품 상의 용접선을 확인하는 한편, 확인된 용접선 정보에 기초하여 공용 로봇 용접기(130)의 용접조건을 변경하게 컨트롤한 후, 용접조건이 변경된 이후에 공용 로봇 용접기(130)를 통한 보상용접을 진행한 다음, 뒤이어 검사공정이 진행되게 컨트롤할 수 있다. 즉 본 실시예에서 시스템 컨트롤러(170)는 검사공정의 진행을 위해 검사 레이저 비전 센서(150) 및 외관 및 용접부 품질 확인부(160)의 신호 또는 정보에 기초하여 알림 발생부(165)의 동작을 컨트롤한다.

또한, 본 실시예에서 시스템 컨트롤러(170)는 카울크로스 부품(10a,10b)의 보상용접 시 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용되게 컨트롤하는 한편, 외관 및 용접부 품질 확인단계가 진행될 때, 용입 깊이, 기공, 강도를 포함하는 용접 외관에 따른 물성 데이터가 기준으로 사용되게 컨트롤한다.

이러한 역할을 수행하는 시스템 컨트롤러(170)는 중앙처리장치(171, CPU), 메모리(172, MEMORY), 그리고 서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.

중앙처리장치(171)는 본 실시예에서 공용 레이저 비전 센서(123)의 스캔정보에 기초하여 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품 상의 용접선을 확인하는 한편, 확인된 용접선 정보에 기초하여 공용 로봇 용접기(130)의 용접조건을 변경하게 컨트롤한 후, 용접조건이 변경된 이후에 공용 로봇 용접기(130)를 통한 보상용접을 진행한 다음, 뒤이어 검사공정이 진행되게 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.

메모리(172, MEMORY)는 중앙처리장치(171)와 연결된다. 메모리(172)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.

서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(171)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(173)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 시스템 컨트롤러(170)는 공용 레이저 비전 센서(123)의 스캔정보에 기초하여 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b) 부품 상의 용접선을 확인하는 한편, 확인된 용접선 정보에 기초하여 공용 로봇 용접기(130)의 용접조건을 변경하게 컨트롤한 후, 용접조건이 변경된 이후에 공용 로봇 용접기(130)를 통한 보상용접을 진행한 다음, 뒤이어 검사공정이 진행되게 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(172)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(172)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

한편, 이러한 시스템에 의해 진행될 수 있는 용접선 보상 방법은 무빙 장치 설치단계(S111), 이동식 로딩 장치 탑재단계(S112), 제1 및 제2 카울크로스 부품 로딩단계(S113), 공용 레이저 비전 센서를 이용한 제1 카울크로스 부품 스캔단계(S114), 제1 카울크로스 부품 용접선 확인단계(S115), 공용 로봇 용접기의 용접조건 변경단계(S116), 제1 카울크로스 부품 보상용접 진행단계(S117), 조립 제품 안착단계(S118), 공용 레이저 비전 센서를 이용한 3D 스캔단계(S119) 및 외관 및 용접부 품질 확인단계(S120)를 포함할 수 있다.

무빙 장치 설치단계(S111)는 복수 개의 무빙(moving) 장치(180a,180b)를 설치하는 공정이다. 공용 센서 로봇(120)과 공용 로봇 용접기(130)가 사이에 배치되게 제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b)를 설치할 수 있다.

이동식 로딩 장치 탑재단계(S112)는 제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b)들 상에 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)를 각각 탑재해서 듀얼(dual) 구조로 형성하는 공정이다.

제1 및 제2 카울크로스 부품 로딩단계(S113)는 제1 및 제2 무빙 장치(180a,180b) 상에 탑재되어 위치 이동 가능하게 마련되는 듀얼(dual)의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)에 제1 및 제2 카울크로스(10a,10b, Cowl Cross) 부품을 각각 안착해서 로딩하는 공정이다.

공용 레이저 비전 센서를 이용한 제1 카울크로스 부품 스캔단계(S114)는 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b) 사이에서 공용으로 작동하는 공용 센서 로봇(120)에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)를 이용해서 제1 이동식 로딩 장치(110a) 상에 로딩된 제1 카울크로스(10a) 부품을 스캔하는 공정이다.

제1 카울크로스 부품 용접선 확인단계(S115)는 스캔정보를 기초로 제1 이동식 로딩 장치(110a) 상에 로딩된 제1 카울크로스(10a) 부품 상의 용접선을 확인하는 공정이다.

공용 로봇 용접기의 용접조건 변경단계(S116)는 확인된 제1 카울크로스(10a) 부품의 용접선 정보에 기초하여 공용 레이저 비전 센서(123)와 이웃하게 배치되는 공용 로봇 용접기(130)의 용접조건을 변경하는 공정이다.

제1 카울크로스 부품 보상용접 진행단계(S117)는 용접조건이 변경된 이후에 공용 로봇 용접기(130)를 이용해서 제1 카울크로스(10a) 부품에 대한 보상용접을 진행하는 공정이다.

한편, 공용 로봇 용접기(130)가 제1 카울크로스(10a) 부품에 대한 보상용접을 진행할 때, 이와 동시에 공용 센서 로봇(120)에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서(123)가 도 2처럼 제2 이동식 로딩 장치(110b) 상에 로딩된 제2 카울크로스 부품(10b)을 스캔한 후, 스캔정보를 기초로 제2 이동식 로딩 장치(110b) 상에 로딩된 제2 카울크로스(10b) 부품 상의 용접선을 확인한다. 확인이 완료되면, 이 정보를 토대로 도 1처럼 공용 로봇 용접기(130)가 제2 카울크로스(10b) 부품에 대한 보상용접을 진행하고, 공용 레이저 비전 센서(123)는 반대편 작업을 진행한다. 이처럼 본 실시예의 경우, 공용 레이저 비전 센서(123)와 공용 로봇 용접기(130)가 서로 반대 방향에서 교차적으로 작업을 진행하기 때문에 작업성이 높아질 수 있고, 이로 인해 생산성 향상에 이바지할 수 있다. 참고로, 도 6의 순서도에서는 제2 이동식 로딩 장치(110b) 쪽에 대한 순서는 생략했다.

조립 제품 안착단계(S118)는 도 4처럼 보상용접이 완료된 조립 제품(20)에 대한 검사를 위해 조립 제품(10)을 소정의 최종 검사 지그장치(140)에 안착시키는 공정이다. 최종 검사 지그장치(140)는 전술한 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(110a,110b)와는 다른 장치다.

공용 레이저 비전 센서를 이용한 3D 스캔단계(S119)는 최종 검사 지그장치(140)에 안착된 조립 제품(10)을 공용 레이저 비전 센서(150)를 이용해서 3차원 스캔하는 공정이다.

그리고, 외관 및 용접부 품질 확인단계(S120)는 레이저 3D 스캔단계에서 스캔한 정보를 토대로 외관 및 용접부 품질 확인부(160)가 조립 제품(10)에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 공정이다.

이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 듀얼(dual) 이동식 로딩 장치(100a,110b)를 적용하는 한편 공용 레이저 비전 센서(123, laser vision sensor)를 이용해서 제1 및 제2 카울크로스 부품(10a,10b) 상의 용접선을 확인한 다음에 실질적인 용접 또는 보상용접을 진행한 후, 뒤이어 검사공정을 자동으로 진행함으로써 용접불량을 최소로 하면서 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 나아가 듀얼(dual) 생산 방식을 적용함으로써 종래보다 월등히 향상된 생산성을 끌어낼 수 있게 된다.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

10a,10b : 제1 및 제2 카울크로스
110a,110b : 제1 및 제2 이동식 로딩 장치
111 : 로딩 베이스 113 : 클램핑 유닛
120 : 공용 센서 로봇 123 : 공용 레이저 비전 센서
130 : 공용 로봇 용접 140 : 최종 검사 지그장치
150 : 검사 레이저 비전 센서 160 : 외관 및 용접부 품질 확인부
170 : 시스템 컨트롤러 180a,180b : 무빙 장치

Claims (5)

1. 복수 개의 무빙(moving) 장치;
   상기 무빙 장치들 상에 각각 이동 가능하게 탑재되며, 해당 장치에 각각 카울크로스(Cowl Cross) 부품이 안착되어 로딩되는 듀얼(dual) 구조의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치(loading device);
   상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 각각 안착되는 제1 및 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인할 수 있도록 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)가 탑재되는 공용 센서 로봇;
   상기 공용 센서 로봇과 이웃하게 상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에 공용으로 마련되며, 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품에 대하여 보상용접을 진행하는 공용 로봇 용접기;
   베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상에 위치별로 마련되되 용접이 완료되어 형성된 조립 제품에 대한 검사를 위해 상기 조립 제품을 고정하는 복수 개의 홀딩 유닛을 구비하되 조립 제품이 안착되는 최종 검사 지그장치;
   상기 최종 검사 지그장치에 안착된 조립 제품을 공용 레이저 비전 센서로 3차원 스캔하는 검사 레이저 비전 센서; 및
   상기 검사 레이저 비전 센서가 스캔한 정보를 토대로 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 외관 및 용접부 품질 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공용 레이저 비전 센서의 스캔정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 한편, 확인된 용접선 정보에 기초하여 공용 로봇 용접기의 용접조건을 변경하게 컨트롤한 후, 용접조건이 변경된 이후에 상기 공용 로봇 용접기를 통한 보상용접을 진행하게 컨트롤한 다음, 뒤이어 검사공정이 진행되게 컨트롤하는 시스템 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   품질 불량인 제품에 대하여 알림을 발생시키는 알림 발생부를 더 포함하며,
   상기 시스템 컨트롤러는 상기 검사 레이저 비전 센서 및 상기 외관 및 용접부 품질 확인부의 신호 또는 정보에 기초하여 상기 알림 발생부의 동작을 컨트롤하며,
   상기 시스템 컨트롤러는 상기 카울크로스 부품의 보상용접 시 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용되게 컨트롤하며,
   상기 시스템 컨트롤러는 외관 및 용접부 품질 확인단계가 진행될 때, 용입 깊이, 기공, 강도를 포함하는 용접 외관에 따른 물성 데이터가 기준으로 사용되게 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 시스템.
   
4. 복수 개의 무빙(moving) 장치를 설치하는 무빙 장치 설치단계;
   상기 무빙 장치들 상에 이동식 로딩 장치(loading device)를 각각 탑재해서 듀얼(dual) 구조로 형성하는 이동식 로딩 장치 탑재단계;
   상기 무빙 장치 상에 탑재되어 위치 이동 가능하게 마련되는 듀얼(dual)의 제1 및 제2 이동식 로딩 장치에 카울크로스(Cowl Cross) 부품을 각각 안착해서 로딩하는 제1 및 제2 카울크로스 부품 로딩단계;
   상기 제1 및 제2 이동식 로딩 장치 사이에서 공용으로 작동하는 공용 센서 로봇에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서(laser vision sensor)를 이용해서 제1 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제1 카울크로스 부품을 스캔하는 공용 레이저 비전 센서를 이용한 제1 카울크로스 부품 스캔단계;
   스캔정보를 기초로 상기 제1 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제1 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하는 제1 카울크로스 부품 용접선 확인단계;
   확인된 제1 카울크로스 부품의 용접선 정보에 기초하여 상기 공용 레이저 비전 센서와 이웃하게 배치되는 공용 로봇 용접기의 용접조건을 변경하는 공용 로봇 용접기의 용접조건 변경단계;
   용접조건이 변경된 이후에 상기 공용 로봇 용접기를 이용해서 상기 제1 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행하는 제1 카울크로스 부품 보상용접 진행단계;
   보상용접이 완료된 조립 제품에 대한 검사를 위해 상기 조립 제품을 소정의 최종 검사 지그장치에 안착시키는 조립 제품 안착단계;
   상기 최종 검사 지그장치에 안착된 조립 제품을 공용 레이저 비전 센서를 이용해서 3차원 스캔하는 공용 레이저 비전 센서를 이용한 3D 스캔단계; 및
   상기 레이저 3D 스캔단계에서 스캔한 정보를 토대로 외관 및 용접부 품질 확인부가 상기 조립 제품에 대한 외관 및 용접부 품질을 확인하는 외관 및 용접부 품질 확인단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 공용 로봇 용접기가 상기 제1 카울크로스 부품에 대한 보상용접을 진행할 때, 이와 동시에 상기 공용 센서 로봇에 탑재되는 공용 레이저 비전 센서가 제2 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제2 카울크로스 부품을 스캔한 후, 스캔정보를 기초로 상기 제2 이동식 로딩 장치 상에 로딩된 제2 카울크로스 부품 상의 용접선을 확인하며,
   상기 제1 및 제2 카울크로스 부품의 보상용접을 진행할 때, 용접 토치 각도, 용접 속도, 용접 전류, 용접 전압을 포함하는 복수 개의 용접 데이터(data)를 토대로 작성된 최적화된 용접 보정 조건 데이터가 사용되며,
   상기 외관 및 용접부 품질 확인단계가 진행될 때, 용입 깊이, 기공, 강도를 포함하는 용접 외관에 따른 물성 데이터가 기준으로 사용되는 것을 특징으로 하는 카울크로스 부품 전용 용접 및 검사 통합 방법.

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