KR100837981B1

KR100837981B1 - 패널부재 파지용 지그장치

Info

Publication number: KR100837981B1
Application number: KR1020060100700A
Authority: KR
Inventors: 정재호
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-06-13
Also published as: CN101164848B; CN101164848A; KR20080034572A; US7755002B2; US20080087656A1

Abstract

본 발명은 파지 대상의 패널류의 사양과 표면의 굴곡도에 상관없이 패널류를 파지할 수 있도록 함으로써, 다양한 종류의 패널류에 대한 이송작업에 범용적으로 활용할 수 있도록 하는 패널부재 파지용 지그장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 패널부재를 일시적으로 접합시키는 용접기구와; 상기 패널부재와 상기 용접기구 사이의 결합상태를 해제시키는 이탈기구; 상기 용접기구를 부재의 길이방향을 따라 이동가능하게 장착하고 작업로봇과의 결합을 위한 접속부를 갖춘 마운팅 아암; 상기 마운팅 아암상에서 상기 용접기구의 위치를 가변적으로 조절하는 변위기구 및; 상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구를 각각 작업지시에 따라 동작시키도록 제어신호를 출력하는 제어반을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

패널부재 파지용 지그장치{jig for gripping panel}

도 1은 본 발명에 따른 패널부재 파지용 지그장치의 사용상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 패널부재 파지용 지그장치의 구성을 도시한 도면.

도 3은 도 2의 요부를 확대도시한 도면.

도 4는 도 3의 종단면도.

본 발명은 패널부재의 이동을 위해 패널부재를 파지하는 지그장치에 관한 것으로. 보다 상세하게는 패널부재의 표면과 점용접으로 결합되고 필요시 결합부위의 이탈을 시행하여 패널부재를 원하는 위치로 이동할 수 있도록 하는 패널부재 파지용 지그장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차체는 프레스에 의해 성형되는 다양한 형태의 패널류의 각종 구조물 파트를 용접에 의한 접합 과정을 통해 일체로 완성된 형태의 차체(BIW;Body In white)를 이루게 되는 바, 이러한 과정에서는 성형되는 패널류는 사 이드 패널과 루우프 패널, 도어 패널 및, 휀더 패널 등 여러 종류로 패널부재로 분류될 수 있다.

즉, 프레스 성형으로 완성된 다양한 종류의 패널류는 프레스 공정으로부터 적재 자동화 공정을 거쳐 팔레트로 이송되어 보관된 다음, 용접로봇의 작업공정에 따라 용접라인으로 적절하게 공급되어 접합됨으로써 완성된 차체를 이루게 되는 것이다.

이 경우, 프레스 공정으로부터 적재 자동화 공정 내지 용접공정으로 패널류를 이송하는 작업은 작업로봇에 의해 이루어지는 바, 이를 위해 작업로봇의 아암에는 다양한 크기를 가지는 여러 종류의 패널류를 파지하기 위한 지그장치가 장착된다.

그런데, 종래 패널류의 파지를 위한 지그장치는 프레스 성형된 패널을 진공에 의한 흡입력으로 파지하는 진공흡착식 파지기구 또는 클램핑에 의해 패널류의 파지를 수행하는 클램프식 파지기구로 이루어지기 때문에, 다양한 종류의 패널류를 이송하기 위해서는 각 사양에 부합하는 다수의 지그장치를 구비해야 하는 문제가 있었다.

아울러, 종래 진공흡착식 파지기구는 패널류의 표면이 평평한 곳에 한정하여 제 기능을 다할 수 있으므로, 표면의 굴곡도가 심한 패널류의 경우에는 진공흡착식 파지기구를 이용한 패널류의 이송이 불가능한 문제가 있었다.

또한, 종래 클램프식 파지기구는 패널류에 클램핑할 수 있는 좌면을 확보해야 하므로, 좌면이 확보되지 못하는 패널류에는 적용이 불가능하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 파지 대상의 패널류의 사양과 표면의 굴곡도에 상관없이 패널류를 파지할 수 있도록 함으로써, 다양한 종류의 패널류에 대한 이송작업에 범용적으로 활용할 수 있도록 하는 패널부재 파지용 지그장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패널부재를 일시적으로 접합시키는 용접기구와;

상기 패널부재와 상기 용접기구 사이의 결합상태를 해제시키는 이탈기구;

상기 용접기구를 부재의 길이방향을 따라 이동가능하게 장착하고 작업로봇과의 결합을 위한 접속부를 갖춘 마운팅 아암;

상기 마운팅 아암상에서 상기 용접기구의 위치를 가변적으로 조절하는 변위기구 및;

상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구를 각각 작업지시에 따라 동작시키도록 제어신호를 출력하는 제어반을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 프레스 공정을 통해 성형된 패널부재(P)의 표면에 점용접되어 패널부재(P)와 일시적으로 접합되는 용접기구와, 상기 패널부재(P)와 상기 용접기구 사이의 결합상태를 원하는 시점에서 해제시키도록 하는 이탈기구, 상기 용접기구를 부재의 길이방향을 따라 이동가능하게 장착하고 작업로봇(R)과의 결합을 위한 접속부(11)를 갖춘 마운팅 아암(10), 상기 마운팅 아암(10)상에서 상기 용접기구의 위치를 가변적으로 조절하는 변위기구 및, 상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구를 각각 작업지시에 따라 동작시키도록 제어신호를 출력하는 제어반(12)으로 구성된다.

이 경우, 상기 제어반(12)은 작업지시를 입력하는 조작부(12a)를 갖추고, 상기 조작부(12a)를 통해 입력되는 지령에 따라 상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구의 작동을 각각 제어하게 된다.

아울러, 상기 용접기구는 용접기(W)와 전기적으로 연결되고, 상기 용접기구와 용접기(W) 사이로 배설된 도선류(도시안됨)는 상기 작업로봇(R)의 작업반경내에서 간섭이 없도록 배치됨은 물론이다.

상기 마운팅 아암(10)은 상기 접속부(11)를 중심으로 하여 방사상으로 분지되어 배치되는 다수의 아암을 구비한 형태로 이루어지는 바, 상기 다수의 아암들은 각각 등간격을 두고 상호 이격되는 형태를 이루게 된다.

상기 변위기구는 상기 마운팅 아암(10)의 길이방향을 따라 설치되는 리니어 모션 가이드 레일(14)과, 상기 리니어 모션 가이드 레일(14)에 대해 이동가능하게 결합된 리니어 모션 블럭(16) 및, 상기 리니어 모션 블럭(16)에 이동력을 제공하는 구동기구로 이루어진다.

상기 구동기구는 상기 마운팅 아암(10)의 길이방향을 따라 설치된 볼 스크류(18)와, 상기 볼 스크류(18)에 치합되고 상기 리니어 모션 블럭(16)과 연결되는 볼 너트(20) 및, 상기 볼 스크류(18)에 회전력을 제공하여 상기 볼 스크류(18)상에서 상기 볼 너트(20)가 이동할 수 있도록 하는 스텝모터류의 제1 모터(22)로 이루어진다.

이 경우, 상기 제1 모터(22)는 상기 마운팅 아암(10)에 대해 브라켓(22a)을 매개로 고정 설치된다.

상기 마운팅 아암(10)은 중앙에 부재의 길이방향을 따라 길게 연장되는 가이드 슬롯(10a)을 형성하고, 상기 리니어 모션 가이드 레일(14)은 상기 가이드 슬롯(10a)을 중심으로 상호 대향된 위치에서 평행하게 한 쌍으로 설치되며, 상기 리니어 모션 블럭(16)은 상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드 레일(14)에 각각 결합되고, 상기 한 쌍의 리니어 모션 블럭(16)은 이의 상부에 결합되는 플레이트(24)를 매개로 일체로 연결되며, 상기 플레이트(24)는 저면부에 연결로드(26)를 매개로 상기 볼 너트(20)와 결합된다.

상기 용접기구는 용접기(W)와 전기적으로 연결되어 모재를 용융시켜 이와 접합되는 폴(28)과, 상기 폴(28)의 외주에 설치되어 전기적으로 접지되는 중공형 접지 튜브(30) 및, 상기 폴(28)과 상기 접지 튜브(30) 사이를 전기적으로 절연시키고, 상기 접지 튜브(30)의 일단부를 지지함과 더불어 상기 폴(28)을 관통 설치하는 절연체의 중공부시(32)로 이루어진다.

상기 이탈기구는 상기 폴(28)의 일단부를 장착하고 외주면에 나사부를 갖춘 전기적 절연회전체인 이동블럭(34)과, 상기 이동블럭(34)에 회전력을 제공하고 상기 리니어 모션 블럭(16)에 지지되는 제2 모터(36) 및, 상기 이동블럭(34)을 내주면에 체결하는 나사부를 갖추고서 상기 제2 모터(36)에 결합된 중공형상의 고정블럭(38)으로 이루어진다.

상기 중공부시(32)와 상기 고정블럭(38) 사이에는 완충성 재질의 리턴 스프링(40)이 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 패널부재 파지용 지그장치의 작동을 상세히 설명한다.

작업로봇(R)의 아암(A)에 접속부(11)가 결합되는 마운팅 아암(10)은 리니어 모션 가이드 레일(14)을 따라 이동가능하게 설치된 용접기구를 이용하여 프레스 공정에서 성형된 패널부재(P)의 표면을 점용접으로 파지하게 된다.

이때, 상기 제1 모터(22)는 패널부재(P)의 사양에 따라 상기 볼 스크류(18)를 적절하게 동작시켜 상기 볼 너트(20)의 위치를 조절하고, 이에 따라 상기 리니어 모션 가이드 레일(14)에 대한 리니어 모션 블럭(16)의 위치가 적절하게 조절되어진다.

또한, 상기 용접기구에 의한 패널부재(P)와의 점용접시 상기 중공부시(32)와 상기 고정블럭(38) 사이에 배치된 리턴 스프링(40)은 상기 패널부재(P)의 표면과 상기 폴(28)의 선단부 사이에서 접촉시 발생되는 충격을 완충시키는 역할을 하게 된다.

아울러, 상기 용접기구에 의한 패널부재(P)와의 점용접시 상기 중공부시(32)와 상기 이동블럭(34)은 각각 전기적인 절연체로 구성되어 있어, 용접시 상기 폴 (28)에 인가되는 전류가 마운팅 아암(10)을 통해 작업로봇(R)으로 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이후, 상기 작업로봇(R)의 동작에 따라 용접기구를 매개로 파지된 패널부재(P)는 적재공정으로 이동되고, 상기 패널부재(P)의 이동이 완료된 다음, 상기 이탈기구의 작동에 따라 상기 패널부재(P)는 용접기구로부터 이탈되어 적정의 장소에 적재되어진다.

이 과정에서 상기 제2 모터(36)는 이동블럭(34)을 회전시켜 상기 고정블럭(38)의 내부로 진입시키게 되면, 상기 이동블럭(34)에 고정된 폴(28)이 상기 접지 튜브(30)의 내부로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 패널부재(P)와 점용접으로 고정된 폴(28)의 선단부는 패널부재(P)로부터 이탈되어진다.

이후, 상기 제2 모터(36)는 상기 고정블럭(38)내에서 이동블럭(34)을 원래의 위치로 옮기게 되고, 이에 따라 다음번 패널부재(P)에 대한 파지작업을 준비하게 된다.

한편, 상기와 같은 일련의 작업과정에 있어, 상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구의 작동은 각각 상기 제어반(12)에 구비된 조작부(12a)를 통한 작업자의 작업지령에 따라 이루어짐은 물론이다.

또한, 본 발명에 따른 용접식 지그장치가 적용되는 이송되는 패널부재(P)의 표면에 잔류되는 점용접의 흔적은 다양한 종류의 패널부재(P)를 매개로 용접되어 형성되는 차체에 있어, 주로 스킨부를 형성하는 외관 패널류가 아닌 내부에서 층상으로 접합되어 구조적 강성의 확보를 위한 보강 패널류에 적용되는 것이므로, 차체 의 외관미 저하에는 아무런 영향을 미치지 않음을 밝혀둔다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 패널부재 파지용 지그장치에 의하면, 다양한 종류의 패널류를 파지하기 위한 지그장치에 있어 파지부의 위치를 패널류의 사양에 따라 가변식으로 조절할 수 있음과 더불어, 각 패널류의 표면의 굴곡도와 관계없이 점용접으로 패널류에 대한 확실한 파지가 이루어질 수 있으므로, 작업로봇을 통한 패널류의 이송 작업시 패널부재 파지용 지그장치에 대한 범용적인 활용을 도모할 수 있게 된다.

Claims

패널부재를 일시적으로 접합시키는 용접기구와;

상기 패널부재와 상기 용접기구 사이의 결합상태를 해제시키는 이탈기구;

상기 용접기구를 길이방향으로 이동가능하게 장착하고 작업로봇과의 결합을 위한 접속부를 갖춘 마운팅 아암;

상기 마운팅 아암상에서 상기 용접기구의 위치를 가변적으로 조절하는 변위기구 및;

상기 용접기구와 상기 이탈기구 및 상기 변위기구를 각각 작업지시에 따라 동작시키도록 제어신호를 출력하는 제어반을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 1에 있어서,

상기 마운팅 아암은 상기 접속부를 중심으로 방사상으로 분지되어 배치되는 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 2에 있어서,

상기 변위기구는 상기 마운팅 아암의 길이방향을 따라 설치된 리니어 모션 가이드 레일과, 상기 리니어 모션 가이드 레일에 이동가능하게 결합된 리니어 모션 블럭 , 상기 리니어 모션 블럭에 이동력을 제공하는 구동기구로 이루어진 것을 특 징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 3에 있어서,

상기 구동기구는 상기 마운팅 아암의 길이방향을 따라 설치된 볼 스크류와, 상기 볼 스크류에 치합되고 상기 리니어 모션 블럭과 연결되는 볼 너트 및, 상기 볼 스크류에 회전력을 제공하는 제1 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 4에 있어서,

상기 마운팅 아암은 중앙에 길이방향으로 연장되는 가이드 슬롯을 형성하고, 상기 리니어 모션 가이드 레일은 상기 가이드 슬롯을 중심으로 상호 대향된 위치에서 평행하게 한 쌍으로 설치되며, 상기 리니어 모션 블럭은 상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드 레일에 각각 결합되고, 상기 한 쌍의 리니어 모션 블럭은 플레이트를 매개로 일체로 연결되며, 상기 플레이트는 저면부에 연결로드를 매개로 상기 볼 너트와 결합되는 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 4에 있어서,

상기 용접기구는 용접기와 전기적으로 연결되는 폴과, 상기 폴의 외주에 설치되어 전기적으로 접지되는 중공형 접지 튜브 및, 상기 폴과 상기 접지 튜브 사이를 절연시키고, 상기 접지 튜브의 일단부를 지지함과 더불어 상기 폴을 관통 설치 하는 절연체의 중공부시로 이루어진 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 6에 있어서,

상기 이탈기구는 상기 폴의 일단부를 장착하고 외주면에 나사부를 갖춘 절연체의 이동블럭과, 상기 이동블럭에 회전력을 제공하고 상기 리니어 모션 블럭에 지지되는 제2 모터 및, 상기 이동블럭을 내주면에 체결하는 나사부를 갖추고서 상기 모터에 결합된 중공형상의 고정블럭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.
청구항 7에 있어서,

상기 중공부시와 상기 고정블럭 사이에는 완충성 재질의 리턴 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 패널부재 파지용 지그장치.