KR880000195B1 - 로보트에 의한 복합작업장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트에 의한 복합작업장치

도면은 본 발명의 실시예를 표시한 것으로서,

제1도는 자동차의 차체측면의 용접조립설비의 전체를 표시한 모식평면도.

제2도는 용접작업과 함께 워어크(work)이송을 하는 회동형 용접로보트의 측면도.

제3도는 제2도의 B방향으로부터 부분적으로 본사시도.

제4도는 워어크 간직구에 의한 워어크 간직상태를 표시한 평면도.

제5도는 제4도의 V-V선 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5, 19 : 회동형 용접로보트 7, 21 : 워어크 간직구

25 : 아암 27 : 용접총(gun)

28 : 제1조인트부 30 : 척(chuck)기구

33 : 클램프기구 : 복합작업장치

본 발명은 자동차의 차체조립 등에서 사용되는 로보트에 용접 등 본래의 작업 외에 워어크 이송도 행하게 한 로보트에 의한 복합 작업장치에 관한 것이다.

최근 자동차의 차체조립 등에 있어서는 다종다양한 로보트가 사용되도록 되어 왔으며 작업의 자동화 노력절감화가 도모되고 있다.

그런데 종래의 로보트는 어느 것이나 전문화가 이루어져 예컨대 용접로보트에 있어선, 용접작업만을 하고 또 반송로보트에 있어서는 워어크의 반송만을 하는 것으로 되어 있다. 이 때문에 하나의 작업공정에 있어서도 많은 로보트를 설치할 필요가 있어 설비비용이 높아지는 동시에 넓은 작업장소를 필요로 하는 등의 문제가 있었다.

그래서 본 출원인은 앞서 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 용업로보트의 용업총으로 워어크를 쥐어서 반송가능케하고 1대의 로보트를 용접작업과 워어크 이송으로 사용구분하도록 한 것을 제안하였다(일본특개소 58-151972호 공보참조).

그러나 이 제안의 것에서는 용접총의 워어크를 쥐는 부분인 전국이 가늘고 또한 작은 것이기 때문에 대형의 워어크를 반송하는데는 부적당하며 또 전극자체의 손상을 가져올 염려도 있다.

본 발명의 목적은 이러한 제점을 감안하여 특히 상술한 제안의 것과 같이 용접로보트의 용접총으로 워어크를 쥐는 대신에 로보트에 붙이고 떼는 것이 자유로운 워어크간직구를 사용하여 1대의 로보트로써 워어크에 대한 작업과 워어크 이송을 워어크의 대소에 불구하고 행할 수 있도록 하고 자동차의 차체조립등에서 필요로 하는 로보트수를 유효하게 적게 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구성은 아암선단에 워어크에 대하여 작업을 하는 작업구를 설치하는동시에 아암선단의 이 작업구의 작업공간을 제외한 부분에 제1조인트부를 설치한 로보트와 이 로보트의 제1조인트부에 연결가능한 제2조인트부를 구비하는 동시에 워어크를 붙이고 떼는 것이 자유로운 클램프기구를 구비하고 로보크에 의한 작업시에는 그 작업영역밖의 정위치에 놓여지는 워어크 간직구와 상기 로보트 작업구 및 워어크 간직구에 대하여 작업동작 지령과 워어크 이송동작지령을 보내는 제어수단에 의해서 구성한 것이다.

이에 따라 상기 제어수단의 제어하에서 워어크에 대하여 작업을 할때에는 워어크 간직구를 장착하고 있지 않은 상태에서 로보트를 동작시키면서 작업구에 의해 작업을 하는 한편 워어크를 이송할 때에는 로보트에 미리 워어크 간직구를 장착하여 이 워어크 간직구를 통하여 워어크를 간직시켜 로보트로 워어크를 이송하도록 한 것이다.

따라서 본 발명의 로보트에 의한 복합작업장치에 의하면 1대의 로보트에 의해 워어크에 대한 작업과 워어크 이송을 로보트의 워어크 간직구의 붙이고 떼는 것만으로 작업에 하등 영향을 비치지 않고 행할 수가 있으므로 자동차의 차체조립 등에 있어서 종래 필요로 하였던 로보트수를 그 부분만큼 적게 할 수가 있으며 설비비용의 저렴화 및 작업상 및 필요한 장소의 협소와 등을 유효하게 도모할 수가 있다. 더우기 워어크 간직구를 통하여 워어크를 간직하는 것이기때문에 작업구의 손상을 초래하는 일이 없을뿐만 아니라 워어크 이송을 안정성 있게 확실히 행할 수가 있다.또 워어크의 크기에 의해서 적용범위가 제한되는 일은 없고 실용성, 범용성에서도 유리하다.

[실시예]

다음에 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 자동차의 차체측면의 용접조립설비를 표시한 것이며, 1은 각종의 부재, 부품을 수납하는 수납부, 2는 이 수납부(1)로부터 가(假)부착상태에 있는 외측패널(W₁)을 소정의 용업위치(S₁)로 이송하는 제1반입슈우터, 3내지 5는 각각 상기 용접위치(S₁)의 주위에 배설되고 제1반입슈우터(2)에 의해 이 용접위치(S₁)에 이송되어온 외측패널(W₁)에 대하여 용접을 하는 회동형 용접로보트로서 이 용접로보트(3 내지 5)중의 1대의 용접로보트(3)는 용접위치(S₁)에서의 외측패널(W₁)에 대한 용접하는 동안에 파아츠(parts) 용접대(6) 위에서 파아츠 부품(W₂)의 용접을 행하도록 구성되어 있다. 또 다른 1대의 용접로보트(5)는 용접위치(S₁)에서의 외측패널(W₁)에 대한 용접이 끝난 후, 이 외측패널(W₁)을 워어크 간직구(7)를 통하여 간직하고 용접위치(S₁)로부터 조립대(8) 위에 이송하도록 구성되어 있다. 또한 용접로보트(4)는 상기 다른 2대의 용접로보트(3, 5)와는 달라서 용접위치(S₁)에서의 외측패널(W₁)에 대한 용접작업만을 행하는 것이다. 이상의 구성에 의해서 제1반입슈우터(2)에 의해 용접위치(S₁)에 이송되어 온 외측패널(W₁)은 그의 용접위치(S₁)에서 용접로보트(3 내지 5)에 의해 정식부착용접이 행해지고 그런후 용접로보트(5)에 의해 조립대(8)에 이송되도록 되어 있다.

또 9는 상기 수납부(1)로부터가 부착상패에 있는 쿼어터이너패널(W₃)을 소정의 대기위치(S₂)에 이송하는 제2반입슈우터, 10은 워어크 간직구(11)를 구비한 반송로보트로서 이 반송로보트(10)는 상기 제2반입 수우터(9)에 의해 대기위치(S₂)에 이송되어온 쿼어터이너패널(W₃)를 워어크 간직구( 11)로 간직하여 대기위치(S₂)로부터 가치대(假置臺)(12)에 이송하도록 구성되어 있다. 또 13 및 14는 상기 반송로보트(10)에 대응하여 배설된 정치식의 용접기로서 이 용접기(13, 14)는 반송로보트(10)에 의해 대기위치(S₂)로부터 가치대(12)에 이송되는 쿼어터이너패널(W₃)에 대하여 그 이송도중에서 한쪽의 측면측의 정식 부착용접을 행하는 것이다.

또한 15는 상기 조립대(8)와 가치대(12)와의 사이에 개설돈 회동형 용접로보트로서 이 용접로보트(15)는 조립대(8) 위에서의 워어크의 용접조립(후술하는 바와 같이 외측패널(W₁)과 쿼어터이너패널(W₃)과 프런트필러이너(W₄) 상호간의 용접조립(을 행하는 동시에 이 조립대(8) 위에서의 워어크의 용접조립하는 동안에 가치대(12)에 놓여진 쿼어터이너패널(W₃)을 워어크 간직구(16)를 통하여 간직하고 가치대(12)로 부터 조립대(8) 위에 이송하도록 구성되어 있다. 17은 상기 회동형 용접로보트(15)에 대응하여 배설된 정치식의 용접기로서 이 용접기(17)는 회동형 용접로보트(15)에 의해 가치대(12)로부터 조립대(8)로 이송되는 쿼어터이너패널(W₃)에 대하여 그의 이송도중에 있어서 상술한 바와 같이 대기위치(S₂)로부터 가치대(12)이 이송도중에서 용접기(13, 14)에 의해서 정식부착용접되는 한 쪽의 측면과 반대의 측면측의 정식부착용접을 행하는 것이다. 이상의 구성에 의해서 제2반입슈우터(9)에 의해 대기위치(S₂)에 이송되어온 쿼어터이너패널(W₃)은 반송구로보트(10) 및 회동형용접로보트(15)에 의해 그 대기위치(S₂)로부터 가치대(12)를 경유하여 조립대(8)에 이송되고 또한 그 이송도중에서 용접기(13, 14, 17)에 의해 정식부착용접이 행해지도록 되어 있다.

뿐만 아니라 상기 조립대(8)의 근방에는 이 조립대(8) 위에서 상기 회동형 용접로보트(15)와 함깨 동작하여 워어크의 용접조립을 하는 다른 2대의 회동형 용접로보트(18, 19)가 배설되어 있으며 이 용접로보트(18, 19)중의 한 쪽의 용접로보트(18)는 조립대(8)에서의 워어크의 용접조립하는 동안에 재치대(20) 위에 재치되어 워어크 간직구(40)로 클램프된 프런트필터이너(W₄)를 워어크 간직구(40)마다 이 재치대(20)로터 조립대(8) 위로 이송하도록 구성되어 있다. 또다른 쪽의 용접로보트(19)는 조립대(8)에서의 워어크의 조립용접이 끕난후 그 조립된 워어크조(組)(W₅)를 워어크 간직구(21)를 통하여 간직하고 조립대(8)로부터 반출슈우터(22)의 취출위치(S₃)에 이송하도록 구성되어 있다. 따라서 상기 조립대(8) 위에 있어서는 이 조립대(8)에 각각 이송되어온 외측패널(W₁)과 쿼어터이너패널(W₃)과 프런트필러이너(W₄)가 용접로보트(15, 18, 19)에 의해 상호 용접되어서 차체측면을 구성하게 되는 소정형상의 워어크조(W₅)가 조립되고 그런후 이 워어크조(W₅)는 용접로보트(19)에 의해 취출위치(S₃)에서 반출슈우터(22)에 이송 재치되어 이반출슈우터(22)에 의해 다음의 공정에 이송되도록 되어 있다.

여기서 워어크 재치대로서의 기능을 가진 상기 제2반입슈우터(9), 제1반입슈우터(2), 조립대(8) 및 반출슈우터(22)는 일방향(도면에서 상하방향)으로 소정간격씨 비운 상태에서 평행으로 병렬로 배치되어 있으며 또 가치대(12)는 제1반입슈우터(2)의 반송방향 연장선상의 위치 즉 제2반입슈우터(9)와 조립대(8)와의 사이에 중간위치에 배치되어 있다.

그리하여 상기 회동형 용접로보트(3 내지 5, 15, 18, 19) 중 용접작업과 함께 워어크 간직구(7, 16, 10, 21)를 통하여 워어크(즉 외측패널 W₁, 프런트필러이너 W₄또는 워어크조 W₅)를 이송하는 용접로보트(5, 15, 18, 19)는 제2도에 상세히 표시한 바와 같이 회동가능한 회전기대(23)와 이 회동기대(23) 위에 요동가능하게 세워 설치된 지주(24)와 이 지주(24)의 상부로부터 수평방향으로 뻗는 아암(25)을 구비하고 있으며 상기 아암(25)은 그의 축주위로 회전가능하며 또한 상하방향으로 요동가능하게 설치되어 있다. 또 상기아암(25)의 선단에는 연결부재(26)를 통하여 워어크에 대하여 작업(용접작업)을 하는 작업구로서의 용접총(27)이 부착되어 있는 동시에 상기 연결부재(26)에는 제3도에 표시한 바 같이 용접총(27)가 간섭하지 않는 위치 즉 용접총(27)의 작업공간의 영역밖의 부분에 훅부재로 이루어진 제1조인트부(28)가 부착되어 있으며 상기 용접총(27) 및 제1조인트부(28)는 회전기대(23)의 회동에 따라 워어크 이송을 하는 2개의 워어크 재치대사이(즉 외측패널(W₁)를 이송하는 용접로보트(5)에 있어서는 제1반입슈우터(2)의 용접위치(S₁)와 조립대(8)와의 사이, 쿼어터이너패널(W₃)을 이송하는 용접로보트15)에 있어서는 가치대(12)와 조립대(8)와의 사이 프런트필러이너(W₄)를 이송하는 용접로보트(19)에 있어서는 조립대(8)와 반출슈우터(22)의 취출위치(S₃)와의 사이)에서 왕복이동가능하게 설치되어 있다.

한편 상기 회동형 용접로보트(5, 15, 18, 19)의 워어크 이송시에 사용되는 워어크 간직구(7, 16, 40, 21)는 용접로보트(5, 15, 18, 19, 19)에 의한 작업시에는 각각 그의 작업영역밖에서 워어크 재치대간에 있어서의 용접로보트(5, 15, 18, 19)(아암(25)선단의 용접총(27)내지 제1조인트부(28))의 이동영역내의 정위치에 배치되어 있다.

또 이 각 워어크 간직구(7, 16, 40, 21)는 제4도 및 제5도에 표시한 바와 같이 워어크의 형상에 따라 조립된 조립틀(29)을 구비하고 이 조립틀(29)에는 상기 각 용접로보트(5, 15, 18, 19)의 제1조인트부(28)에 연결 가능한 제2조인트부로서의 척기구(30)가 부착돠어 있는 동시에 요동부재(31)나 작동실린더(32) 등으로 이루어진 복수의 클램프기구(33, 33…)가 각각 워어크의 소정부분에 대하여 붙이고 떼는 것을 자유롭게 설치되어 있고, 각 용접로보트(5, 16, 18, 19)에 의한 워어크 이송시에는이)각 용접로보트(5, 15, 18, 19)(제1조인트부 28)에 장착된 상태에서 각 클램프기구(33)에 의해 워어크를 간직하도록 구성되어 있다. 여기서 상기 척가구(31)의 조립틀(29)에 대한 부착장치는 워어크 간직구(7, 16, 40, 21)에 의해 워어크를 간직한 상태에서 이 워어크 간직구(7, 16, 40, 21)와 워어크와의 전체의 중심(重心)위치와 거의 일치하도록 설정되어 있다.

또한 상기 각 용접로보트(5, 15, 18, 19)에는 특히 도시되어 있지 않으나 미국특허공보 USP Re 30, 132에 개시되어 있는 것과 유사한 제어시스템을 가지는 마이크로컴퓨터 등으로 이루어진 제어수단이 설치되어 있고 이 제어수단으로부터 각 용접로보트(5, 15, 18, 19), 그의 아암(25)선단의 용접총(27) 및 용접로보트(5, 15, 18, 19)에 장착된 워어크 간직구(7, 16, 40, 21)에 대하여 작업동작지령과 워어크 이송동작지령이 보내져서 제어하도록 되어 있다. 이상의 용접로보트(5, 15, 18, 19)중의 5, 19와 이 2개의 용접로보트에 대응하는 워어크 간직구(7, 21)와 제어수단에 의해서 각각 본 발명의 로보트에 의한 복합작업장치(A, A)가 구성되어 있다.

또한 회동형 용접로보트(3 내지 5, 15, 18, 19)중 용접작업만을 하는 용접로보트(3, 4)는 특히 도면에서는 상세히 표시되어 있지 않으나 아암의 선단에 용접총만을 구비하고 있고 조인트부를 구비하고 있지 않은 것이외는 상술한 용접작업과 함께 워어크를 이송하는 용접로보트(5, 15, 19)와 거의 같은 구성으로 되어 있다.

다음에 본 발명의 로보트에 의한 복합장치(A)의 작동에 대하여 용접작업과 함께 워어크를 이송하는 용접로보트(5, 19)중 외측패널(W₁)의 이송을 하는 용접로보트(5)의 경우를 예로들어 설명한다.

지금 제1반입슈우터(2)에 의해 가부착상태에 있는 외측패널(W₁)이 소정의 용접위치(S₁)에 이송되어 왔다고 하자, 이경우 상기 용접로보트(5)는 이 용접위치(S₁)에서 워어크 간직구(7)를 장착하고 있지 않은 상태에서 대기하고 있으며 또 상기 워어크 간직구(7) 자체는 용접로보트(5)의 작업영역밖인 제1반입슈우터(2)의 용접위치(S₁)와 조립대(8)와의 사이의 정위치에 놓여져 있다.

이와 같은 상태에서 제어수단으로부터 상기 용접로보트(5) 및 그의 아암(25)선단의 용접총(27)에 대하여 작업동작지령이 보내지고 그의 제어수단의 제어하에서 용접로보트(5)가 용접위치(S₁)에서 이 용접위치(S₁)의 주위에 배설된 다음 2대의 용접로보트(3, 4)와 함께 동작하면서 그의 아암(25)선단의 용접총(27)에 의해서 외측패널(W₁)의 정식용접이 행해진다. 이때 워어크 간직구(7)는 상술한 바와 같이 용접로보트(5)의 작업영역밖의 정위치에 놓여져 있으며 또 이 워어크 간직구(7)를 용접로보트(5)에 장착가능하게 하고저 이 용접로보트(5)에 설치한 제1조인트부(28)는 아암(25)선단의 용접총(27)의 작업공간의 영역밖에 위치하고 있기 때문에 용접로보트(5) 및 용접총(27)의 동작이 이 워어크 간직구(7)나 제1조인트부(28)에 위해서 지장을 가져오는 일은 없다.

그리하여 상기 용접위치(S₁)에서의 외측패널(W₁)에 대한 용접작업이 끝나면 제어소단으로부터의 워어크 이송동작지령에 따라 먼저 용접로보트(5)가 제1반입슈우터(2)의 용접위치(S₁)와 조립대(8)와의 사이의 정위치에 놓여져 있는 워어크 간직구(7)의 곳까지 이동(회전기대(23)의 회동)하고 그 위치에서 용접로보트(5)의 제1조인트부(28)를 워어크 간직구(7)의 척기구(30)에 연결시켜서 워어크 간직구(7)를 장착하도록 동작한다.

그런후 상기 용접로보트(5)는 워어크 간직구(7)를 장착한 상태인채로 용접작업이 끝난 외측패널(W₁)에 접근하도록 제1반입슈우터(2)의 용접위치(S₁)에 이동한다. 이어서 상기 워어크 간직구(7)의 각 클램프기구(33)가 종작하여 용접로보트(5)에 워어크 간직구(7)를 통하여 외측패널(W₁)이 간직된 후 이 용접로보트(5)가 조립대(8)의 곳까지 이동하고 이 조립대(8) 위에 외측패널(W₁)을 재치하도록 동작한다.

그후 상기 용접로보트(5)는 조립대(8)와 제1반입슈우터(2)와의 사이의 정위치에 워어크 간직구(7)를 원래의 상태로 복귀시킨후 제1반입슈우터(2)의 용접위치(S₁)에 이동하여 1사이클의 작업이 완료한다.

그후는 그 용접위치(S₁)에서 제1반인슈우터(2)에 의해 다음에 이송되고 있는 외측패널(W₁)에 반복용접을 행하게 된다. 이상에 의해서 1사이클의 작동이 끝난다.

또한 본 발명의 로보트에 의한 복합작업장치(A)에 관련된 용접작업과 함께 대형의 워어크를 이송하는 다름 용접로보트(19)의 경우에 있어서의 작동에 대해서는 특히 상세히 설명하지 않았으나 워어크조(W₅)의 이송을 하는 용접로보트(19)의 경우, 조립대(8) 상에서의 워어크에 대한 용접작업 워어크조(W₅)의 조립대(8)로부터 반출슈우터(22)의 취출위치(S₃)로의 이송 및 워어크 간직구(21)의 붙이고 떼는 일련의 작동순서는 상술한 외측패널(W₁)의 이송을 하는 용접로보트(5)의 경우와 같다.

따라서 이와 같이 본 발명의 로보트에 의한 복합작업장치(A)에서는 각각 1대의 용접로보트(5, 19)에 의해 용접작업과 함께 워어크 이송도 이 용접로보트(5, 19)에 해한 워어크 간직구(7, 21)의 붙이고 떼는 것을 하는 것만으로 용접작업에 하등지장을 가져오는 일이 없이 행할 수가 있고 따라서 종래 필요로 하였던 로보트수를 그만큼(상기 실시예의 경우 2대분) 적게 할 수가 있어 설비비용의 저렴화 및 작업상 필요한 공간의 협소화등을 유효하게 도모할 수가 있다.

더우기 상기 각 용접로보트(5, 19)는 워어크 이송시에는 용접총(27)과는 별개의 제1조인트부(28)로 워어크 간직구(7, 21)를 장착하고 이 워어크 간직구(7, 21)의 복수의 클램프기구(33, 33,…)로써 워어크를 간직하는 것이기 때문에 워어크 이송을 안전성있게 확실하게 행할 수가 있고 또 용접총(27)의 전극등에 손상을 생기게 하는 일은 없다. 또한 워어크 간직구(7, 21)의 크기, 형상 등의 선택선정을 자유롭게 행할 수가 있으므로 워어크의 크기등에 의해 적용범위가 제한되는 일이 없고 실용성, 범용성에도 유리하다.

또한 상기 워어크 간직구(7, 21)의 붙이고 떼기(장착 또는 떼어내기)는 용접로보트(5, 19)의 워어크 재치대간의 이동도중에서 행해지므로 그 붙이고 떼는데 요하는 시간을 단축할 수 있어 작동의 효율화를 도모할 수가 있다.

또한 상기 실시예에서는 본 발명을 자동차의 차체측면의 용접조립설비에서 사용되는 용접로보트에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나 그밖에 여러 장소에서 사용되는 로보트에도 동일하게 적용할 수가 있는 것은 물론이다. 이 경우 로보트의 본래의 작업으로서는 상기 실시예와 같은 용접작업에 한하지 않고 보울트 죄임작업이나 도장작업 등 그밖에 각종의 작업이라도 무방하다.

Claims (2)

1. 로보트, 작업구 및 워어크 간직구에 대하여 작업 동작지령과 워어크 이송동작지령을 보내는 제어수단을 가지는 로보트에 의한 복합작업 장치에 있어서, 아암의 선단에 워어크(work)에 대하여 작업을 행하는 작업구를 구비하는 동시에 아암의 선단의 이 작업구의 작업공간을 제외한 부분에 제1조인트부를 가진 로보트, 이 로보트의 제1조인트부에 연결가능한 제2조인트부를 구비하는 동시에 워어크를 붙이고 떼는 것이 자유로운 클램프 기구를 구비하고 로보트에 의한 작업시에는 이 로보트의 작업영역밖의 정위치에 놓여지는 워어크 간직구로 이루어진 것을 특징으로 하는 로보트에 의한 복합작업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 로보트가 서로 간격을 두고 배한 2개의 워어크 재치대의 사이에서 이동가능하게 설치되어 있으며 상기 워어크 재치대의 사이에 있어서의 로보트 이동영역재의 소정위치에 상기 워어크 간직구가 배치되어 로보트의 워어크 재치대간의 이동도중에서 상기 워어크 간직구의 붙이고 떼는 것을 향하게 하고, 로보트를 작업과 워어크 이송으로 사용 구분하도록 구성한 것을 특징으로 하는 로보트에 의한 복합작업장치.

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