KR20230048854A - 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템 - Google Patents
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Abstract
범퍼의 복수 개소에 일정 크기의 홀을 형성하기 위한 천공장치 세트와, 홀에 해당 부품을 용접으로 장착할 수 있도록 이루어진 용접장치 세트, 천공장치 세트 및 용접장치 세트에 의한 범퍼 가공시 범퍼를 지지 혹은 거치하도록 이루어진 거치용 지그와, 천공장치 세트, 용접장치 세트, 거치용 지그가 설치되어 범퍼에 대한 천공 및 용접 작업이 이루어지는 공간을 구성하는 스테이션 프레임을 구비하며, 천공장치 세트는 일정한 범위 내에서 6개의 자유도(DOF)를 가지고 변위하도록 하는 6축 로봇 및 천공기를 결합시킨 개별 천공장치 복수개를 스테이션 프레임에 배열 설치하여, 제공되는 범퍼에 대한 데이터를 받아 천공장치 세트에 필요한 명령 신호를 주는 스테이션 콘트롤러에 의해 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 천공을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템 및 이런 시스템을 이용한 범퍼 천공 및 용접 방법이 개시된다.
Description
본 발명은 차량 범퍼에 근접 센서 등을 설치하기 위해 설치 홀을 형성하고 그 홀에 맞는 브래킷을 용접하여 결합시키는 천공 및 용접 시스템에 관한 것이다.
차량 범퍼(bumper)는 차량이 충돌하는 경우 발생되는 충격을 흡수하여 자동차의 본체 및 탑승자를 보호하기 위해 차량 전, 후단에 장착된 장치이며, 여러 재질로 만들 수 있으나, 오늘날에는 합성수지 재질의 범퍼가 일반적이다.
근래에 차량은 여러 가지 기능을 위한 차량 전자 장비를 장착하게 되는데, 범퍼는 위치가 차량 끝단에 있다는 위치적 특성으로 인하여 주차나 차량 운행시의 안전을 위해 다른 물체와의 거리, 근접도를 측정할 수 있는 센서나 화상카메라가 장착되는 장소가 된다.
근래에는 차량 자율 주행을 위한 각종 센서들의 설치 요구가 더 커지고 있으며, PAS, RSPAS, BSW, CAMERA, 워셔 노즐(washer nozzle), 사이드 마커(side marker)와 같이 다른 첨단 운전자 보조 시스템용 편의 사용 등 각종 편의 사양을 위한 장치용 센서 및 기기의 설치 가능성도 늘어남에 따라 범퍼에 형성하는 센서 등의 갯수와 종류도 늘어나는 추세에 있다.
이러한 센서, 화상카메라 등이 설치되기 위해서 범퍼에 홀을 형성하고 이 홀에 해당하는 범퍼의 내측면 위치에 브래킷이 결합되는 것이 일반적이다. 종래에는 이러한 브래킷을 설치하기 위해서 먼저 범퍼에 홀을 형성하고 다음으로 브래킷을 범퍼의 내측에서 수작업으로 결합시키거나, 개별화된 각각의 공정에서 자동화 장비를 이용하여 홀을 형성하고 브래킷을 결합시키는 공정을 진행하였다.
그러나 이러한 공정 방식은 홀을 형성하는 천공 작업과 브래킷을 결합하는 용접 작업을 하기 위한 별도 공간이 필요하고, 그 공간과 공간 사이에 별도의 이송장치가 필요하여 센서가 장착되는 범퍼를 생산하는 비용을 증가시킨다. 또한, 천공 작업과 용접 작업이 별도로 이루어져 같은 위치에 대한 작업임에도 이를 이용하여 작업의 효율을 개선하는 것은 어려웠다.
대한민국 등록특허 제10-1018452호에는 이런 문제를 개선하기 위해 하나의 베이스에 천공 장치와 용접 장치를 폭 방향으로 번갈아 설치하고, 범퍼를 놓는 지그를 폭 방향으로 움직일 수 있게 하여, 천공이 끝나면 범퍼를 바로 이송하여 용접이 이루어지도록 하는 범퍼 생산장치가 개시된다.
대한민국 등록특허 제10-0915647호에는 범퍼에 센서 등을 장착하기 위해 홀을 형성하는 여러 가지 천공 방법 가운데 도장된 범퍼에 적용하기에 바람직한 초음파 천공을 하는 천공 장치가 개시된다. 여기서는 기계식 천공의 문제점 특히 도장된 범퍼에 홀을 형성함에 있어서 홀 주변에 버(bur)가 발생하고 센서 장착홀(hole)주변에서 도장층이 압력을 받아 백화, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 자동차 산업 발전과 소비자 기호의 다양화에 따라 다양한 차종이 생산되고, 같은 차종에 있어서도 옵션이 다양화되면서 범퍼의 종류도 다양해지고, 같은 범퍼에서도 센서 등을 설치하기 위해 형성하는 홀의 위치나 형태도 달라질 수 있다.
기존과 같이 하나의 범퍼 종류, 설치 홀 위치 및 형태에 맞게 천공 및 용접 장치를 세팅하면 능률적으로 다량 생산을 할 수 있지만, 이런 경우, 여러 가지 종류의 범퍼나 홀 위치에 적응할 수 없고, 하나의 생산 공장 내에서 범퍼 종류별로 천공 및 용접 장치를 구비해야 하므로 천공 및 용접 장치를 설치할 공간이 많이 필요하게 된다.
또한, 범퍼 공급 시에 혼류가 될 경우, 장비와 범퍼가 잘못 매칭(matching)되어 공정 불량이 발생하기 쉽게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1481486호에서는 이런 문제점을 일부 개선하기 위해 차량별로 그 범퍼를 용접하기 위한 설비를 준비하고, 천공 장비는 레일을 따라 차량별 범퍼를 위한 용접 설비에 접근할 수 있는 시스템을 개시한다.
도1 및 도2를 참조하면, 이런 구성에서는 차량별 범퍼 교체를 용이하고 신속하게 하기 위해서 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템은 가이드 레일(10)과 같은 일정 경로를 따라 이동할 수 있고 이동 경로 상의 일정 위치에서 차량 범퍼에 천공 작업을 하도록 설치되는 천공 장치(20)와, 차량 범퍼를 파지한 상태에서 용접 위치와 천공 위치 사이를 이동할 수 있는 이송 지그와 용접 위치에서 차량 범퍼의 홀에 브래킷 용접을 실시할 수 있는 초음파 용접기를 구비하는 용접 스테이션(40)을 구비하며, 용접 스테이션(40) 복수 개가 천공 장치의 이동 방향을 따라 배열된다.
참조범호 70은 용접 스테이션과 범퍼를 주고받는 범퍼 준비대이고, 참조번호 50은 적합한 천공 지그를 비치하는 공간인 천공 지그 매거진, 참조번호 30은 천공장치의 이동을 조절하는 선형 이동 조절기이다.
그런데, 이런 시스템에서도 용접 스테이션 사이의 작업 공간 교체가 용이하게 설치되지만 차량별 범퍼를 펀칭 및 용접을 하기 위해 각종의 용접 스테이션이 준비되어야 하고, 이런 준비에는 용접 스테이션 제작을 위한 비용이 필요하게 된다. 또한, 천공 용접 스테이션 사이의 이동이라는 것 자체가 필요하며, 비록 이동이 용이하더라도 이동에 걸리는 시간이 필요하게 된다.
또한, 천공 장치는 여러 종류 범퍼에 맞게 다양한 홀을 천공할 수 있도록 대개 고가의 다관절 대형 로봇을 설치하고, 그 이동을 위해 레일과 동력 장치를 설치하여 공간과 비용이 많이 들어가게 된다.
그리고, 이런 시스템에서는 차량별 범퍼 용접 스테이션의 일부는 사용하지 않을 때에도 작업 공간 내에 비치되어 있어야 하므로 그로 인하여 많은 공간을 점유하게 된다. 하나의 작업장에서 처리하는 차종이 많을수록 더욱 많은 종류의 용접 스테이션이 필요하고, 이를 제작하기 위한 비용 증가와, 일부 사용하지 않는 용접 스테이션의 보관, 유지에 필요한 공간이 요구되므로 작업장 공간 능률을 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명은 차량 범퍼의 생산에 있어서, 다양한 차종에 대응하여 다양한 설치 위치를 가진 홀을 형성하고,이 홀에 감지 센서 등의 브라켓을 결합시켜 용접하기 위한 스테이션을 각각 형성하고 차량별 범퍼의 종류 변화가 필요할 때 그 범퍼 종류에 해당하는 스테이션으로의 이동시킴이 없이도 하나의 스테이션으로 복수 기종 범퍼에 대응하여 천공 및 용접 작업을 실시할 수 있는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래에 비해 작업의 능률을 높여 하나의 범퍼 천공 및 용접에 투여되는 시간을 줄일 수 있고, 처리할 수 있는 범퍼 종류에 비해 작업 공간 소요를 줄일 수 있는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 범퍼 종류 변화, 즉, 혼류에 따른 적응이 용이하고 불량 가능성을 줄일 수 있는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템은, 천공 장치 세트와 용접 장치 세트 및 범퍼 거치를 위한 거치용 지그와 이들이 설치되는 스테이션 프레임을 구비하며,
천공 장치 세트는 일정한 범위 내에서 평행 이동 및 회전이 자유로와 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 로봇 및 천공기를 결합시킨 개별 천공장치 복수개를 스테이션 프레임에 배열 설치하여 이루어질 수 있다.
이때, 시스템은 범퍼 관련 데이터를 받아 천공장치 세트를 제어하는 스테이션 콘트롤러를 구비하여 천공장치 세트가 해당 범퍼의 필요한 위치에 필요한 갯수만큼의 천공 홀을 형성하도록 할 수 있다.
이때, 가령, 평행 이동 및 회전이 자유로운 로봇으로서 가령 6축 모션 실린더를 이용한 6축 리니어 로봇을 들 수 있고, 각 홀에 대한 천공기로는 혼을 이용한 초음파 가열을 할 수 있는 천공기를 들 수 있다.
본 발명에서 용접 장치 세트도 범퍼 기종에 따른 일정 범위 내의 변위 대응이 가능한 로봇 및 여기에 설치되는 초음파 용접장치를 사용하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 거치용 지그도 범퍼 기종에 따른 일정 범위 내의 변위 대응이 가능한 동작부를 구비하여 이루어질 수 있다.
본 밟명에서 거치용 지그는 스테이션 프레임 내에서 용접과 천공을 위한 세트들의 동작 공간 확보를 위해 용접 위치와 천공 위치 사이의 왕복 이동을 할 수 있는 이동형 지그가 될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 범퍼 천공 및 용접 방법은 본 발명의 시스템을 이용한 방법으로서, 거치용 지그에 범퍼를 거치하는 단계, 스테이션 콘트롤러에 범퍼 관련 데이터를 전달하는 단계, 스테이션 콘트롤러의 신호에 의해 상기 천공장치 세트가 범퍼 기종에 맞는 위치 및 각도로 범퍼에 접근하고 천공을 진행하는 단계, 상기 천공된 범퍼의 홀에 설치 부품의 브라켓이 접하도록 위치시키는 단계, 상기 용접장치 세트가 범퍼 기종에 맞는 위치 및 각도로 범퍼 및 브라켓에 접근하고 용접을 실시하는 단계, 범퍼를 상기 거치용 지그에서 이탈시키는 단계를 구비하여 이루어질 수 있다.
따라서 복수 기종의 범퍼에 대한 천공 및 용접을 실시함에 있어서 상기 범퍼를 거치하는 단계에서 상기 범퍼를 상기 거치용 지그에서 이탈시키는 모든 단계가 상기 스테이션 프레임이 정의하는 하나의 공간에서 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 차량 범퍼의 생산에 있어서, 다양한 차종에 대응하여 다양한 설치 위치를 가진 홀을 형성하고,이 홀에 감지 센서 등의 브라켓을 결합시켜 용접하기 위한 스테이션을 각각 형성하고 차량별 범퍼의 종류 변화가 필요할 때 그 범퍼 종류에 상관없이 하나의 스테이션에서 천공장치 세트와 용접장치 세트의 위치 및 자세 조정을 통해 복수 기종 범퍼에 대응하여 천공 및 용접 작업을 실시할 수 있다.
본 발명에 따르면 하나의 시스템 내에서 복수 기종의 범퍼에 대한 작업을 실시하면서도 종래에 비해 작업의 능률을 높여 하나의 범퍼 천공 및 용접에 투여되는 시간을 줄일 수 있고, 처리할 수 있는 범퍼 종류에 비해 작업 공간 소요를 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 범퍼 종류 변화, 즉, 혼류에 따른 적응이 용이하고 불량 가능성을 줄일 수 있게 된다.
도1 및 도2는 종래의 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템의 일 예를 나타내는 사시도 및 평면 구성도,
도3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 구성 개념도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공장치 세트의 개별 천공장치를 나타내는 사시도,
도5는 도4의 개별 천공장치를 이루는 6축 리니어 로봇으로서 6축 모션 실린더 장치를 나타내는 사시도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거치용 지그의 완복 이동 개념을 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치 세트를 나타내는 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 구성 개념도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공장치 세트의 개별 천공장치를 나타내는 사시도,
도5는 도4의 개별 천공장치를 이루는 6축 리니어 로봇으로서 6축 모션 실린더 장치를 나타내는 사시도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거치용 지그의 완복 이동 개념을 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치 세트를 나타내는 사시도이다.
이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템을 나타내는 사시도이다.
여기서 시스템(100)은 천공 장치(120) 세트와 용접 장치 세트 및 범퍼 거치를 위한 거치용 지그(130)와 이들이 설치되는 스테이션 프레임(140)을 구비하여 이루어지며, 종래의 용접 스테이션에 천공 장치가 일체로 결합된 형태와 비슷한 형태를 보여주고 있다.
단, 이때의 천공 장치(120)는 종래와 같은 레일을 따라 이동하는 대형의 다관절 로봇이 아니고 6축 모션 실린더를 구비함으로써 일정 범위 내에서 이동 및 자세 전환이 가능한 로봇을 채용하고 있다.
즉, 천공 장치 세트는 일정한 범위 내에서 평행 이동 및 회전이 자유로와 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 6축 모션 실린더(123) 형태의 6축 로봇 및 천공기 혹은 천공 모듈(121)을 결합시킨 도4와 같은 개별 천공장치(120) 복수개를 스테이션 프레임에 배열 설치하여 이루어진다.
6축 모션 실린더(123)는 도5에서 보이듯이 베이스 기판(123a)에 대략 정삼각형의 3 꼭지점 해당부 근처에 2개씩 6의 다단 실린더(123c)의 하단을 고정 설치하고, 상부의 이동형 기판(123b)에는 베이스 기판(123a)의 정삼각형과 높이를 달리하지만 대략 같은 위상의 정삼각형을 상정한다면, 이 정삼각형의 3 꼭지점 해당부 근처에 2개씩 다단 실린더(123c)의 상단을 결합시키되, 아래쪽 정삼각형의 한 꼭지점에 하단이 고정 설치된 두 다단 실린더의 상단은 위쪽 정삼각형의 다른 꼭지점쪽으로 경사지게 뻗어 결합된 상태가 되도록 하여 만들 수 있다.
이런 6축 모션 실린더형 6축 로봇은 6개의 자유도 즉 DOF(degree of freedom)를 가진 운동이 가능한 로봇으로, 6개의 다단 실린더 각각의 길이를 조절하는 것을 통해 상부 이동형 기판의 높이(z축 이동), 같은 높이에서의 x축 및 y축으로의 이동, x, y, z축을 중심으로 하는 회전(Yaw, Roll, Sway) 변위 이동이 가능한 것이며, 그 변위 정도는 대개 다단 실린더의 각 기판과의 결합 위치와 다단 실린더의 변위 길이에 의해 제한될 수 있다.
도3에서는 4개의 개별 천공 장치(120)를 설치하고 있지만, 이는 필요에 따라 더 많은 숫자가 될 수 있고, 가령 6개의 개별 천공장치가 구비되는 경우, 천공홀이 4개 필요한 범퍼 기종에 대해서는 2개의 개별 천공장치는 천공 작업에 참가하지 않고 대기 상태를 가질 수 있다.
여기서는 하나의 6축 모션 실린더의 기반에 초음파 혼을 포함하는 천공 모듈이 하나 결합하여 개별 천공장치를 이루고 있지만, 6축 모션 실린더 기반으로 천공 모듈은 표준 크기로 정한 몇 가지 서로 다른 반경의 홀을 형성하기 위한 복수개 설치하고, 회전식으로 천공 모듈을 전환하면서 필요한 크기의 홀에 맞는 천공 모듈을 선택하여 범퍼 해당 위치에 해당 표준 크기의 홀을 형성하는 것도 상정할 수 있다.
이러한 초음파 천공 모듈의 구체적 구성은 기존의 기술에서 이 분야 기술자들에게 널리 알려진 것이므로 구체적 설명은 여기서 생략하기로 한다.
차량 범퍼가 스테이션에 제공될 때 이런 천공장치와 관련하여 이루어지는 동작, 작용을 살펴보면,
먼저, 차량 범퍼 스테이션의 거치용 지그(130)로 범퍼가 이송될 때 차량 범퍼의 기종과 천공될 갯수를 포함한 천공 위치에 대한 데이터가 천공장치 세트를 조절하는 스테이션 콘트롤러에 주어진다.
이에 따라서 범퍼(150)가 거치용 지그(130)의 정위치에 거치된 상태에서 스테이션 콘트롤러는 데이터에 따라 먼저 개개 천공장치의 6축 모션 실린더를 제어하여 개개 천공장치의 천공 모듈이 해당 범퍼의 정확한 천공 위치를 지향할 수 있도록 한다.
그리고 개개 천공장치(120)의 천공 모듈(121)을 가동시켜 각 천공 모듈의 혼이 해당 범퍼 위치에서 범퍼 면에 수직으로 접촉하도록 하고, 적정량의 열을 주어 범퍼를 용융시켜 정확한 크기의 홀이 형성되도록 한다.
홀이 형성된 뒤에는 역순으로 천공 모듈의 혼이 후퇴하여 범퍼면에서 떨어지고, 6축 로봇의 동작을 통해 천공장치 세트에서 천공 모듈 자체가 범퍼에서 이격되는 원래의 위치로 이동하도록 하여 범퍼가 천공장치 세트의 작업 영역에서 이탈하여 후속 작업에 방해가 되지 않도록 한다.
한편, 주변 상황에 따라 천공된 범퍼는 거치용 지그(130)에서 움직이지 않고 위치를 고수할 수도 있지만, 천공장치와 용접장치 사이의 작업 공간이 겹치는 등의 문제, 위험이 있는 경우, 거치용 지그는 공간 이동을 위한 슬라이딩 장치를 구비하여 천공 작업 영역에서 용접 작업 영역으로 이동할 수 있다. 그리고 이런 동작은 주로 단순한 선형 이동의 왕복 동작으로 이루어질 수 있으므로 거치용 지그(130)는 왕복 이동형 지그로 형성될 수 있다.
천공을 마친 범퍼(150)에 대해서는 각 천공홀에 필요한 부품 장착이 이루어지고 해당 부품의 브라켓이 범퍼 내측면에 밀착되도록 한다. 그리고, 해당 부품의 용접이 이루어진다. 이런 용접에는 용접장치 세트가 이용될 수 있고, 용접장치 세트는 천공장치 세트와 비슷하게 하나의 천공홀에 하나씩 대응하도록 복수의 개별 용접장치가 구비되고, 각 개별 용접장치에는 6축 로봇과 6축 로봇을 기반으로 설치된 개별 초음파 용접 모듈이 설치될 수 있다.
개별 용접 장치의 동작도 스테이션 콘트롤러에 의해 제어될 수 있다. 천공된 차량 범퍼 및 용접장치 세트와 관련하여 이루어지는 동작, 작용을 살펴보면,
차량 범퍼 스테이션의 거치용 지그(130)에 거치된 상태로 천공이 완료되고, 천공장치 세트가 원래의 위치로 복귀하면, 정해진 시이퀀스에 의해 용접장치 세트가 가동된다.
물론 그 전에 해당 천공 홀에는 해당하는 센서 등 부품이 설치되기 위해 가결합되는 상태가 된다. 가령, 천공 홀에 끼워지는 상태가 되고 부품 브라켓이 범퍼 내면과 밀착상태가 된다. 이런 동작도 로봇에 의해 이루어질 수 있고, 부품이송 로봇에 의해 이루어지는 경우, 정확한 홀 위치에 해당하는 부품을 가결합시키기 위해 이 로봇에도 거치용 지그 상의 범퍼에서의 홀 위치에 대한 데이터가 이용되고, 스테이션 콘트롤러가 부품이송 로봇을 제어하는 것이 필요하다.
범퍼가 스테이션에 이송될 때 차량 범퍼의 기종과 청공될 갯수를 포함한 천공 위치에 대한 데이터가 이미 천공장치 세트를 조절하는 스테이션 콘트롤러에 주어진 것이므로 이런 데이터를 이용하여 스테이션 콘트롤러는 개개 용접장치의 6축 모션 실린더를 제어하여 개개 용접장치의 용접모듈이 해당 범퍼의 정확한 용접위치를 지향할 수 있도록 한다.
그리고 개개 용접장치의 용접 모듈을 가동시켜 각 용접 모듈의 혼이 해당 천공 홀 위치에서 부품 브라켓 및 범퍼의 접촉면에 적정량의 열을 주어 범퍼를 용융시켜 부품이 천공홀에 안정되게 결합되도록 한다.
용접이 이루어진 뒤에는 역순으로 용접 모듈의 혼이 후퇴하여 범퍼에서 떨어지고, 6축 모션 실린더의 동작을 통해 용접장치 세트에서 용접 모듈 자체가 범퍼에서 이격되는 원래의 위치로 이동하도록 한다.
이렇게 천공 및 용접이 완료된 범퍼는 스테이션에서 벗어나 이후 공정으로 보내지고, 이 스테이션에는 새로운 범퍼가 제공되어 다시 천공 및 용접이 이루어지게 된다.
한편, 여기서는 거치용 지그가 범퍼를 거치할 때 당연히 제 위치에 안정적으로 거치되는 것을 상정하였으나, 최근의 다양한 범퍼의 크기 및 형태를 고려할 때 이런 안정적 거치가 어려워질 수 있으며, 범퍼 기종에 따른, 더 정확하게는 범퍼의 기종별 크기와 형태에 따른 범퍼 거치를 정확하고 안정적으로 하기 위해 거치용 지그가 범퍼를 지지하는 위치 및 형태를 바꿀 수 있도록 하고, 이런 위치 변경 및 형태 변경을 6축 로봇과 같은 액츄에이터에 의해 할 수 있다.
이런 경우, 거치용 지그를 위한 액츄에이터에도 범퍼 관련 데이터를 받은 스테이션 컨트롤러에 의해 명령 신호가 전달되어 위치 및 형태를 조정하는 작업이 이루어질 수 있다.
한편, 범퍼의 기종에 대한 데이터 혹은 그에 따른 크기와 형태에 대한 데이터가 스테이션 콘트롤러로 전해지고, 이 데이터에 의해 천공장치 세트, 거치용 지그, 부품이송 로봇, 용접장치 세트가 적절한 위치 및 자세 조정 혹은 동작 조절을 하기 위해 이들 각 요소에서는 그에 맞는 동작 경로가 미리 프로그램 형태로 작성되어 데이터 베이스 형태로 저장되고, 기종 데이터 등 필요한 최소의 데이터만 전달되면 기종에 맞는 프로그램을 로딩하여 그 프로그램에 맞게 각 요소들의 이동 및 동작 순서가 이루어지도록 할 수 있다.
지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (9)
- 범퍼의 복수 개소에 일정 크기의 홀을 형성하기 위한 천공장치 세트와
상기 홀에 해당 부품을 용접으로 장착할 수 있도록 이루어진 용접장치 세트 및
상기 천공장치 세트 및 상기 용접장치 세트에 의한 범퍼 가공시 범퍼를 지지 혹은 거치하도록 이루어진 거치용 지그와
상기 천공장치 세트, 상기 용접장치 세트, 상기 거치용 지그가 설치되어 범퍼에 대한 천공 및 용접 작업이 이루어지는 공간을 구성하는 스테이션 프레임을 구비하며,
상기 천공장치 세트는 일정한 범위 내에서 6개의 자유도(DOF)를 가지고 변위하도록 하는 6축 로봇 및 천공기를 결합시킨 개별 천공장치 복수개를 상기 스테이션 프레임에 배열 설치하여, 제공되는 범퍼에 대한 데이터를 받아 상기 천공장치 세트에 필요한 명령 신호를 주는 스테이션 콘트롤러에 의해 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 천공을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 6축 로봇은 6축 모션 실린더를 이용한 6축 리니어 로봇임을 특징으로 하는 차량 범퍼 및 용접 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 천공기는 이동하는 혼을 대상물에 접촉시켜 초음파 가열을 하도록 이루어진 초음파 천공 모듈을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 및 용접 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 용접장치 세트는 일정한 범위 내에서 6개의 자유도(DOF)를 가지고 변위하도록 하는 6축 로봇 및 용접기를 결합시킨 개별 용접장치 복수개를 상기 스테이션 프레임에 배열 설치하여 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 용접을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 거치용 지그는 상기 범퍼를 지지하는 위치 및 형태가 범퍼 기종에 따라 달라질 수 있는 이동부 혹은 변형부를 가지고, 상기 용접장치 세트와 상기 천공장치 세트 사이의 기구적 충돌이나 방해를 방지할 수 있도록 용접작업 위치와 천공작업 위치 사이를 왕복 이동할 수 있도록 이루어진 것임을 특징으로 하는 차량 범퍼 전공 및 용접 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 홀에 상기 용접장치 세트에 의한 용접이 이루어지기 전에 상기 해당 부품을 이송 공급하여 임시적으로 위치시킬 수 있도록 하는 부품이송 로봇이 구비되고, 상기 부품이송 로봇의 동작이 범퍼 기종 및 홀 위치 변화에 적응할 수 있는 이송을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템. - 범퍼의 복수 개소에 일정 크기의 홀을 형성하기 위한 천공장치 세트와
상기 홀에 해당 부품을 용접으로 장착할 수 있도록 이루어진 용접장치 세트 및
상기 천공장치 세트 및 상기 용접장치 세트에 의한 범퍼 가공시 범퍼를 지지 혹은 거치하도록 이루어진 거치용 지그와
상기 천공장치 세트, 상기 용접장치 세트, 상기 거치용 지그가 설치되어 범퍼에 대한 천공 및 용접 작업이 이루어지는 공간을 구성하는 스테이션 프레임을 구비하며,
상기 용접장치 세트는 일정한 범위 내에서 6개의 자유도(DOF)를 가지고 변위하도록 하는 6축 로봇 및 용접기를 결합시킨 개별 용접장치 복수개를 상기 스테이션 프레임에 배열 설치하여 범퍼 기종 및 천공 위치 변화에 적응할 수 있는 용접을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템. - 제 1 항 또는 제 7 항의 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템을 이용한 천공 및 용접 방법으로서,
상기 거치용 지그에 범퍼를 거치하는 단계,
상기 스테이션 콘트롤러에 범퍼 관련 데이터를 전달하는 단계,
상기 스테이션 콘트롤러의 신호에 의해 상기 천공장치 세트가 범퍼 기종에 맞는 위치 및 각도로 범퍼에 접근하고 천공을 진행하는 단계,
상기 천공된 범퍼의 홀에 설치 부품의 브라켓이 접하도록 위치시키는 단계,
상기 용접장치 세트가 범퍼 기종에 맞는 위치 및 각도로 범퍼 및 브라켓에 접근하고 용접을 실시하는 단계,
범퍼를 상기 거치용 지그에서 이탈시키는 단계를 구비하여 이루어지는 차량 범퍼 천공 및 용접 방법. - 제 8 항에 있어서,
복수 기종의 범퍼에 대한 천공 및 용접을 실시함에 있어서
상기 범퍼를 거치하는 단계에서
상기 범퍼를 상기 거치용 지그에서 이탈시키는 모든 단계가 상기 스테이션 프레임이 정의하는 하나의 공간에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 천공 및 용접 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210131765A KR20230048854A (ko) | 2021-10-05 | 2021-10-05 | 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템 |
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Publications (1)
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| KR20230048854A true KR20230048854A (ko) | 2023-04-12 |
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ID=85984109
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| KR1020210131765A KR20230048854A (ko) | 2021-10-05 | 2021-10-05 | 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR100915647B1 (ko) | 2008-10-16 | 2009-09-04 | 장경철 | 초음파 천공 장치 및 이를 이용한 범퍼 페시어 천공 방법 |
| KR101018452B1 (ko) | 2008-09-17 | 2011-03-02 | 김윤관 | 자동차 범퍼 생산장치 |
| KR101481486B1 (ko) | 2014-09-19 | 2015-01-13 | 동아소노텍 주식회사 | 차량 범퍼 천공 및 용접 시스템 |
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2021
- 2021-10-05 KR KR1020210131765A patent/KR20230048854A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
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