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KR100310563B1 - 용접장치및방법 - Google Patents

용접장치및방법 Download PDF

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Publication number
KR100310563B1
KR100310563B1 KR1019940003206A KR19940003206A KR100310563B1 KR 100310563 B1 KR100310563 B1 KR 100310563B1 KR 1019940003206 A KR1019940003206 A KR 1019940003206A KR 19940003206 A KR19940003206 A KR 19940003206A KR 100310563 B1 KR100310563 B1 KR 100310563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
workpiece
station
robot
welding station
Prior art date
Application number
KR1019940003206A
Other languages
English (en)
Inventor
나가와가즈나리
Original Assignee
밀러 제임스 이
마쯔다 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 밀러 제임스 이, 마쯔다 가부시키가이샤 filed Critical 밀러 제임스 이
Application granted granted Critical
Publication of KR100310563B1 publication Critical patent/KR100310563B1/ko

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  • Resistance Welding (AREA)
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  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)

Abstract

용접장치는 2개의 가공물(WC)를 동시에 유지할 수 있는 클램프기구를 갖추며, 레일(2)상을 이동가능한 반송로보트(1)과 2개의 용접스테이션(ST1), (ST2)에서 용접처리가능한 반송로보트(1)과 2개의 용접스테이션(ST1), (ST2)에서 용접처리가 가능한 용접로보트(9)를 갖춘다. 반송로보트(1)은 용접스테이션(ST1), (ST2)에서 용집처리완료가공물(WC)의 취출을 하면 미처리가공물(WC)의 고정을 행한다. 용접로보트(9)는 한쪽의 스테이션(ST1)(ST2)에서 가공물(WC)의 교환이 행해지고 있는 도중에는 다른쪽의 스테이션(ST2)(ST1)에서 용접처리를 행한다.
각 스테이션(STA), (ST1), (ST2), (STB)사이의 가공물(WC)의 반송이 1대의 반송로보트(1)에 의해 가능하게 되며, 반송로보트의 수를 줄일수 있다.
용접로보트(9)에 대기손실이 발생하지 않기 때문에 장치의 처리능력이 향상된다.

Description

용접 장치 및 방법
제 1 도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것으로, 용접 장치의 개략 평면도,
제 2 도는 상기 용접 장치에서 반송 로봇을 나타낸 개략 정면도,
제 3 도는 상기 반송 로봇의 클램프 기구를 나타낸 개략 정면도,
제 4 도는 상기 용접 장치의 주요 부분의 구성을 나타낸 블록도,
제 5 도는 상기 반송 로봇의 스테이션 사이의 이동순서를 나타낸 설명도,
제 6 도는 상기 용접 장치에서 제어장치의 상기 반송 로봇에 대한 제어동작을 나타낸 순서도,
제 7 도는 상기 제어장치의 제 1 및 제 3 용접 로봇에 대한 제어동작을 나타낸 순서도,
제 8 도는 상기 제어장치의 제 2 용접 로봇에 대한 제어동작을 나타낸 순서도,
제 9 도는 종래예를 나타낸 것으로, 용접 장치(용접 라인)의 개략 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반송 로봇(반송수단) 2 : 레일
3 : 클램프 기구(유지장치) 3a : 제 1 클램프부
3b : 제 2 클램프부 8 : 제 1 용접 로봇
9 : 제 2 용접 로봇(공용 용접수단) 10 : 제 3 용접 로봇
11 : 제어장치(제어수단) STA: 가용접 스테이션
ST1: 제 1 본용접 스테이션(용접 스테이션)
ST2: 제 2 본용접 스테이션(용접 스테이션)
STB: 처리완료 가공물 적치 스테이션
WC: 가공물(피용접물)
본 발명은 로봇 아암의 단부에 용접건을 설치한 용접 로봇과 피용접물의 반송을 행하는 반송 로봇을 갖춘 용접 장치에 관한 것이다.
통상 용접 라인에서는, 제 1 공정으로서, 복수의 가공물의 상대적인 위치결정을 정확하게 행한 후에 1점 이상의 용접을 행하여 각 가공물의 상대적인 위치를 유지하는 가용접이 행해지며, 그 후 제 2 공정으로서, 본용접이라 불리우는 가용접 된 부위 이외 부위의 용접이 행해지도록 되어 있다.
상기한 바와 같은 용접 라인에서는 로봇 아암의 단부에 용접건 등의 용접수단을 갖춘 용접 로봇과, 로봇 아암의 단부에 가공물을 유지하는 클램프 장치 등의 유지수단을 갖춘 반송 로봇이 사용되고 있다. 예를 들면, 제 9 도에 도시한 바와 같은 가용접 스테이션(51)에서 용접이 행해진 후 직렬로 배치된 제 1 본용접 스테이션(52) 및 제 2 본용접 스테이션(53)에서 본용접이 행해지는 경우에는, 가공물의 변경에 유연하게 대응하여, 제 1 본용접 스테이션(52)과 제 2 본용접 스테이션(53)에서 용접처리 시간을 균등하게 할 수 있도록 제 1 본용접 스테이션(52)에서는 2대의 용접 로봇(58, 59)에 의해 그리고 제 2 본용접 스테이션(52)에서는 1대의 용접 로봇(60)에 의해 각각 용접이 행해지도록 되어 있다.
또한, 상기의 경우 가용접 스테이션(51)과 제 1 본용접 스테이션(52) 사이에 반송 로봇(55), 제 1 본용접 스테이션(52)과 제 2 본용접 스테이션(53) 사이에 반송 로봇(56), 그리고 제 2 본용접 스테이션(53)과 용접처리후의 가공물을 적치하는 처리완료 가공물 적치 스테이션(54) 사이에 반송 로봇(57)이 각각 설치되며, 이들 반송 로봇(55, 56, 57)에 의해 말하자먼 버켓 릴레이식의 반송이 행해지도록 되어있다.
즉, 상기 용접 라인에서는 우선 반송 로봇(55)에 의해 가용접된 가공물이 가용접 스테이션(51)으로부터 제 1 본용접 스테이션(52)으로 반송되어서, 그 스테이션(52)에 설치되어 있는 위치결정 지그(도시하지 않음)에 고정된다. 그 후 2대의 용접 로봇(58, 59)에 의해 상기 가공물의 소정 부위가 용접처리된다.
다음으로 반송 로봇(56)에 의해 제 1 본용접 스테이션(52)으로부터 상기 가공물이 취출되어 제 2 본용접 스테이션(53)으로 반송되어서, 그 스테이션(53)에 설치되어 있는 위치결정 지그(도시하지 않음)에 고정된다. 이것과 동시에 반송 로봇(55)에 의해 가용접된 새로운 가공물이 제 1 본용접 스테이션(52)으로 반송되어 위치결정 지그에 고정된다. 그리고 제 2 본용접 스테이션(53)에서는 용접 로봇(60)에 의해 가공물의 나머지 용접부위가 용접처리되며, 또한, 제 1 본용접 스테이션(52)에서는 2대의 용접 로봇(58, 59)에 의한 새로운 가공물의 용접처리가 행해진다.
그 후 반송 로봇(57)에 의해 제 2 본용접 스테이션(53)으로부터 용접처리가 완료된 가공물이 취출되고 처리완료 가공물 적치 스테이션(54)으로 반송됨과 동시에 전술한 바와 같이 반송 로봇(56)에 의해 제 1 본용접 스테이션(52)에서 처리된 가공물이 제 2 본용접 스테이션(53)의 위치결정 지그에 고정되며, 또한, 반송 로봇(55)에 의해 가용접된 다른 가공물이 다시 제 1 본용접 스테이션(52)의 위치결정 지그에 고정된다.
이후는 상술한 용접 로봇(58, 59, 60)에 의한 용접처리와 반송 로봇(55, 56, 57)에 의한 가공물의 반송이 연속해서 행해진다.
그러나, 상기 종래의 구성에서는 1대의 반송 로봇은 2개의 스테이션 사이의 가공물 반송밖에 행할 수 없기 때문에, 각 스테이션 사이에 반송 로봇(55, 56, 57)이 필요하며, 용접 라인에 설치된 반송 로봇(55, 56, 57)의 대수가 많아지게 되어, 용접 라인의 설비 단가도 대단히 비싸지게 된다.
또한, 제 1 본용집 스테이션(52)에서 용접처리를 행하는 용접 로봇(58, 59)은 위치결정 지그에 고정된 가공물의 용접처리가 완료된 후 곧 바로 다음의 용접처리를 개시할 수가 없으므로, 반송 로봇(56)에 의해 그 가공물을 위치결정 지그로부터 떼어내어 반송 로봇(55)에 의해 새로운 가공물을 위치결정 지그에 고정하기 전까지의 사이는 대기상태가 된다. 마찬가지로, 제 2 본용접 스테이션(53)에서 용접처리가 행해진 용접 로봇(60)도 가공물의 용접처리가 완료된 후, 곧 바로 다음의 용접처리를 개시할 수가 없으므로, 반송 로봇(57)에 의해 그 가공물을 위치결정 지그로부터 떼어내고 반송 로봇(56)에 의해 다음의 가공물을 위치결정 지그에 고정하기 전까지의 사이는 대기상태가 된다.
더우기, 제 1 본용접 스테이션(52)과 제 2 본용접 스테이션(53)에서 용접처리 시간을 일치시키는 것은 곤란하므로, 양 스테이션(52, 53) 사이의 용접처리 시간에 다소의 어긋남이 발생하는 것은 막을 수 없다. 이 때문에 통상 제 2 본용접 스테이션(53)에서 용접처리를 행하는 용접 로봇(60)에서 상기 양 스테이션(52, 53)사이의 용접처리 시간차 만큼의 대기상태가 발생한다.
전술한 바와 같이 종래의 구성에서는 용접 라인에 설치된 어느 용접 로봇(58, 59, 60)에서도 반송 로봇(55, 56, 57)에 의한 가공물 교환시에 대기상태가 발생함과 동시에, 용접 스테이션이 여러개 존재하는 경우, 몇대의 용접 로봇은 각 스테이션 사이의 용접처리 시간차만큼 대기상대가 되며, 용접 로봇(58, 59, 60)의 가동율이 낮아 용접 라인의 처리능력(단위 시간당의 가공물의 처리수)을 충분히 높일 수가 없다라는 문제를 가지고 있다.
그런데, 일본 실개소 제 64-38184 호 공보에서는 로봇 아암의 단부에 스폿용접건 등의 용접수단과 클램프 장치 등의 유지수단을 갖춘 용접 로봇이 개시되어 있는데, 1대의 로봇으로 용접처리와 가공물의 반송이 가능하도록 되어 있다. 여기서, 이 용접 로봇을 용접 라인에 사용함으로써 로봇의 설치 대수를 줄이는 것은 가능하지만 그 반면에 로봇으로 용접처리와 반송시키기 위한 제어 및 케이블 처리가 복잡해진다라는 문제가 생긴다. 또한, 이 용접 로봇에서는 이 로봇이 가공물의 반송을 하고 있을 때에는 용접처리가 행해지지 않으므로, 이 용접 로봇을 사용한 용접 라인의 처리능력이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기 과제를 감안해서 구성된 것으로, 그 목적은 반송 로봇(반송수단)의 수를 감소시킴으로써 장치의 단가를 줄일 수 있는 용접 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 그 외의 목적은 용접 로봇(용접수단)의 대기 손실 시간의 절감에 의해 처리능력의 향상을 도모할 수 있는 용접 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 용접 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 피용접물의 용접처리가 행해지는 용접 스테이션과, 2개의 피용접물을 동시에 유지가능한 2개의 유지부를 가지는 유지장치를 갖춘 반송수단(예를 들면, 로봇 아암의 단부에 클램프 장치를 갖춘 반송 로봇)과, 상기 반송수단의 동작을 제어하는 제어수단을 갖추고, 상기 제어수단은 상기 유지장치의 일측 유지부에 하나의 미처리 피용접물을 유지시킨 상태로 상기 반송수단을 용접 스테이션으로 이동시키고, 그 용접 스테이션에서 용접처리가 행해진 처리완료 피용접물을 상기 유지장치의 타측 유지부에 유지시켜서 그 용접 스테이션으로부터 취출시킨 후, 그 용접 스테이션에 상기 미처리 피용접물을 고정시키도록 상기 반송수단의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 용접 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 피용접물간의 용접처리가 행해지는 복수의 용접 스테이션과, 복수의 용접 스테이션에서 용접처리를 행할 수 있는 공용 용접수단(예를 들면, 용접 로봇)과, 피용접물의 반송을 행하는 것으로서 용접 스테이션에서 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환을 행하는 반송수단(예를 들면, 반송 로봇)과, 상기 공용 용접수단의 동작을 제어하는 제어수단을 갖추고, 상기 제어수단은 상기 반송수단에 의해 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환을 행하는 용접 스테이션 이외의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하도록 상기 공용 용접수단을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 제 1 실시예의 발명의 구성에 의하면, 반송수단은 2개의 피용접물을 동시에 유지하는 것이 가능하며, 미처리 피용접물을 유지한 상태로 용접 스테이션으로 이동하여, 그 용접 스테이션에서 우선 처리완료 피용접물을 꺼낸 후, 그 용접 스테이션에 상기 미처리 피용접물을 고정하도록 되어 있다. 이것에 의해 어떤 스테이션(미처리 피용접물이 적치되어 있는 장소)으로부터 용접 스테이션으로의 미처리 피용접물의 반송과, 상기 용접 스테이션으로부터 다른 스테이션(처리완료 피용접물을 적치하는 장소)으로의 처리완료 피용접물의 반송이 하나의 반송수단에 의해 가능하게 된다.
또한, 용접 스테이션이 2개 이상 존재하는 경우에도, 전술한 바와 같이 각각의 용접 스테이션에서 처리완료 피용접물의 취출과 미처리 피용접물의 고정을 행하면, 하나의 반송수단에 의해 모든 피용접물의 반송이 가능하게 된다.
또한, 상기 제 2 실시예의 발명의 구성에 의하면, 공용 용접수단이 복수의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하는 것이 가능하며, 반송수단에 의해 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환이 행해지고 있는 용접 스테이션 이외의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하도록 되어 있다. 이것에 의해 상기 공용 용접수단에서는 종래에 필요했던 피용접물의 대기 손실이 발생하지 않으며, 따라서 본 용접장치에서는 종래보다 처리능력의 향상이 도모된다.
[실시예]
본 발명의 일 실시예에 대해서 제 1 도 내지 제 8 도를 바탕으로 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 용접 장치는 제 1 도에 도시한 바와 같이, 복수의 가공물의 상대적인 위치결정을 행한 다음에 소정 부위에 용접을 행하여, 각각의 가공물의 상대적인 위치를 유지하는 가용접을 행하는 가용접 스테이션(STA)과, 가용접된 부위 이외의 부위에 용접이 행해지는 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(용접 스테이션)(ST1, ST2) 및 용접처리완료 가공물이 적치되는 처리완료 가공물 적치 스테이션(STB)을 갖추고 있다.
상기 가용접 스테이션(STA)에는 회전 테이블(29)이 설치되어 있으며, 이 회전 테이블(29)상에는 3개의 위치결정 지그(30)가 대략 등간격으로 설치되어 있다.
상기 회전 테이블(29)은 테이블 구동장치(34)(제 4 도 참조)로 구동되며, 소정 시간마다 약 120° 회전하도록 되어 있다. 상기 위치결정 지그(30)에는 자동차의 플로어등의 대형 가공물(WA)과, 이 대형 가공물(WA)에 용접되는 소형 가공물(WB)을 유지하는 클램프 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
상기 위치결정 지그(30)의 주위에는, 대형 가공물(WA)의 내면에 용접되는 소형 가공물(도시하지 않음)을 작업자가 위치결정 지그(30)의 소정 위치에 고정시키기 위한 수동 고정 스테이션(31)과, 소정 부위에 고정되어 있는 상기 대형 가공물(WA) 및 소형 가공물(WB)을 반송하여 위치결정 지그(30)에 고정하는 반송 로봇(32) 및 가용접을 행하는 2개의 가용접 로봇(33)이 설치되어 있다.
상기 반송 로봇(32)은 플로어에 설치된 레일(32a)위를 이동가능함과 동시에 로봇 아암(32b)의 단부에 상기 대형 가공물(WA) 및 소형 가공물(WB)을 클램프하기 위한 클램프 장치(도시하지 않음)를 갖추고 있다. 또한, 상기 용접 로봇(33)은 로봇 아암(33a)의 단부에 스폿 용접건(도시하지 않음)을 갖추고 있다.
상기 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에는, 각각 가용접 스테이션(STA)에서 소형 가공물(WB)과 소형 가공물(도시하지 않음)이 가용접된 것[이하, 가공물(WC)이라 함]을 대형 가공물(WA)에 위치결정하여 유지하는 2개의 위치결정 지그(12)가 설치되어 있다.
또한, 플로어에는, 상기 가용접 스테이션(STA)에서 용접처리위치(35) 부근으로부터 상기 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2) 근방을 거쳐 처리완료 가공물적치 스테이션(STB) 부근까지 연장되어 있는 레일(2)이 설치되어 있으며, 이 레일(2)상에는 레일(2)을 따라서 자유롭게 이동할 수 있는 반송 로봇(반송수단)(1)이 설치되어 있다.
상기 반송 로봇(1)은 제 2 도에 도시한 바와 같이 동체부(1a)가 a 방향으로 선회하고, 상완부(1b)가 b 방향으로 요동하며, 전완부(1c)가 c 방향으로 요동함과 동시에 d 방향으로 선회하며, 헤드부(1d)가 e 방향으로 요동함과 동시에 f 방향으로 선회하도록 되어 있다. 또한, 상기 헤드부(1d)에는 피용접물인 상기 가공물(WC)을 2개 유지할 수 있는 클램프 기구(유지장치)(3)가 부착되어 있다.
상기 클램프 기구(3)는 제 3 도에 도시한 바와 같이 거의 직각을 이루는 제 1 프레임(4a)과 제 2 프레임(4b)의 단부들을 서로 접속하여 이루어지는 L자 형상의 기초 프레임(4)을 가지며, 이 기초 프레임(4)이 부착부재(7)에 의해 상기 반송 로봇(1)의 헤드부(1d)에 부착되어 있다. 상기 기초 프레임(4)의 제 1 및 제 2 프레임(4a, 4b)에는, 상기 가공물(WC)을 클램프하기 위한 복수의 클램프 장치(5) 및 가공물(WC)을 지지하기 위한 복수의 지지부(6)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 클램프 기구(3)는 제 1 프레임(4a)에 설치된 클램프 장치(5) 및 지지부(6)에 의해 하나의 가공물(WC)을 유지할 수 있음과 동시에 제 2 프레임(4b)에 설치된 클램프 장치(5) 및 지지부(6)에 의해 하나의 가공물(WC)을 더 유지할 수 있도록 되어 있다. 이하, 제 1 프레임(4a)에 설치된 클램프 장치(5) 및 지지부(6)를 제 1 클램프부(3a), 제 2 프레임(4b)에 설치된 클램프 장치(5) 및 지지부(6)를 제 2 클램프부(3b)라고 한다.
제 1 도에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 본용접 스테이션(ST1)의 근방에는 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서 용접을 행하는 전용의 제 1 용접 로봇(8)이 설치되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)의 근방에서 양 스테이션(ST1, ST2)으로부터의 거리가 거의 같은 위치에는 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)중 어느 측에 있어서도 용접이 가능한 제 2 용접 로봇(공용 용접수단)(9)이 설치되어 있다. 더우기, 제 2 본용접 스테이션(ST2)의 근방에는 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서 용접을 행하는 전용의 제 3 용접 로봇(10)이 설치되어 있다.
상기 제 1 내지 제 3 용접 로봇(8, 9, 10)은 동체부가 플로어에 고정되어 있고 헤드부에 상기 클램프 기구(3) 대신 로봇 용접건(도시하지 않음)이 설치되어 있는 이외에는, 상기 반송 로봇(1)과 대략 동일한 구성이기 때문에 그 설명은 생략한다.
또한, 상기 용접 장치는 제 4 도에 도시한 바와 같이, 가용접 스테이션(STA)에 설치되어 있는 반송 로봇(32), 가용접 로봇(33) 및 테이블 구동장치(34)의 각각의 동작을 제어함과 동시에, 본용접 공정라인에 설치되어 있는 반송 로봇(1) 및 제 1 내지 제 3 용접 로봇(8, 9, 10)의 각 동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어진 제어장치(제어수단)(11)를 가져서, 이 제어장치(11)에 의해 장치의 자동 운전이 가능하도록 되어 있다.
상기 구성에 있어서, 용접 장치의 동작을 이하에 설명한다.
우선, 가용접 스테이션(STA)에서 가공물의 가용접이 행해진다. 즉, 일정 주기로 회전과 정지를 연속적으로 반복하는 회전 테이블(29)상에 설치된 3개의 위치결정 지그(30)에 작업자가 수동 고정 스테이션(31)에서 소형 가공물(도시하지 않음)을 차례로 고정하게 된다. 또한, 상기 작업자에 의한 소형 가공물 고정 후의위치결정 지그(30)에 반송 로봇(32)이 대형 가공물(WA)과 소형 가공물(WB)을 차례로 고정하게 된다. 그리고 모든 피용접 가공물이 위치결정 지그(30)에 고정된 후, 용접처리위치(35)에서 2대의 가용접 로봇(33)에 의해 가용접이 행해진다.
전술한 바와 같이, 가용접이 행해진 가공물(Wc)은 반송 로봇(1)에 의해 위치 결정 지그(30)로부터 취출된다. 즉, 반송 로봇(1)은 레일(2)의 용접처리위치(35) 측 단부로 이동하여 가용접된 가공물(WC)을 클램프 기구(3)에 의해 클램프해서 위치 결정 지그(30)로부터 떼어낸다.
다음으로 반송 로봇(1)은 상기 클램프된 가공물(WC)을 가용접 스테이션(STA)으로부터 제 1 본용접 스테이션(ST1)으로 반송하여 그 가공물(WC)을 위치결정 지그(12)에 고정한다.
전술한 바와 같이, 제 1 본용접 스테이션(ST1)의 위치결정 지그(12)에 가공물(WC)이 고정되면, 곧 바로 제 1 용접 로봇(8) 및 제 2 용접 로봇(9)에 의한 용접처리가 개시된다. 한편, 상기 로봇(1)은 가공물(WC)의 고정 후 다시 가용접 스테이션(STA)으로 되돌아가서 가용접된 다음의 가공물(WC)을 위치결정 지그(30)로부터 떼어내고, 이 가공물(WC)을 이번에는 제 2 본용접 스테이션(ST2)으로 반송해서 그 가공물(WC)을 위치결정 지그(12)에 고정한다.
전술한 바와 같이, 스테이션(ST2)의 위치결정 지그(12)에 가공물(WC)이 고정되면, 곧 바로 제 3 용접 로봇(10)에 의한 용접처리가 개시된다.
또한, 상기 반송 로봇(1)은 가공물(WC)의 고정 후 다시 레일(2)의 용접처리 위치(35)측 단부로 이동하여 가용집된 다음의 가공물(WC)을 위치결정 지그(30)로부터 떼어내고, 이 가공물(WC)을 이번에는 제 1 본용접 스테이션(ST1)으로 반송하게 된다. 또한, 상기 반송 로봇(1)은 가공물(WC)을 2개의 유지가능한 클램프 기구(3)를 가지고 있지만, 이 경우 클램프 기구(3)의 제 1 클램프부(3a)로 가공물(WC)을 클램프하며, 제 2 클램프부(3b)는 어느 것도 클램프하고 있지 않는 상태가 된다.
여기서, 상기 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서는 제 1 및 제 2 용접 로봇(8, 9)에 의한 용접처리가 행해지지만, 이 용접처리 완료후에는 제 2 용접 로봇(9)이 곧 바로 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서 용접을 개시한다. 즉, 이후 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서는 제 2 및 제 3 용접 로봇(9, 10)에 의해 용접처리가 행해지게 된다.
전술한 바와 같이 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서 용접처리가 완료된 후, 상기 반송 로봇(1)은 어느 것도 클램프하고 있지 않은 제 2 클램프부(3b)에서 처리완료된 피용접물인 용접완료 가공물(WC)을 클램프해서 위치결정 지그(12)로부터 떼어냄과 동시에 제 1 클램프부(3a)에서 클램프하고 있는 미처리 피용접물인 다음의 가공물(WC)을 위치결정 지그(12)에 고정한다.
전술한 바와 같이, 제 1 본용접 스테이션(ST1)의 위치결정 지그(12)에 다음의 가공물(WC)이 고정되면, 곧 바로 제 1 용접 로봇(8)에 의한 용접처리가 개시된다.
한편, 용접완료 가공물(WC)을 클램프한 반송 로봇(1)은 레일(2)의 처리완료 가공물 적치 스테이션(STB)측 단부로 이동하여 그 스테이션(STB)에 배치되어 있는 팰리트(13)상에 이 용접완료 가공물(WC)을 적치한다. 그 후 반송 로봇(1)은 다시 레일(2)의 용접처리위치(35)측 단부로 이동하여, 가용접된 다음의 가공물(WC)을 위치결정 지그(30)로부터 떼어내고, 이 가공물(WC)을 이번에는 제 2 본용접 스테이션(ST2)으로 반송하게 된다. 또한, 이 경우도 반송 로봇(1)은 클램프 기구(3)의 제 1 클램프부(3a)로 가공물(WC)을 클램프하며, 제 2 클램프부(3b)는 어느 것도 클램프하고 있지 않은 상태가 된다.
여기서, 상기 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서는 제 2 및 제 3 용접 로봇(9, 10)에 의한 용접처리가 행해지지만, 이 용접처리 완료후 제 2 용접 로봇(9)은 곧바로 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서 용접처리를 개시한다. 즉, 제 1 본용접 스테이션에서는 제 1 및 제 2 용접 로봇(8, 9)에 의해 용접처리가 행해지게 된다.
전술한 바와 같이, 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서 용접처리가 완료된 후 상기 반송 로봇(1)은 어느 것도 클램프하고 있지 않은 제 2 클램프부(3b)에서 용접처리완료 가공물(WC)을 클램프해서 위치결정 지그(12)로부터 떼어냄과 동시에 제 1 클램프부(3a)에서 클램프하고 있는 다음의 가공물(WC)을 위치결정 지그(12)에 고정한다. 전술한 바와 같이, 제 2 본용접 스테이션(ST2)의 위치결정 지그(12)에 다음의 가공물(WC)이 고정되면, 곧 바로 제 3 용접 로봇(10)에 의한 용접처리가 개시된다.
한편, 용접완료 가공물(WC)을 클램프한 반송 로봇(1)은 레일(2)의 처리완료 가공물 적치 스테이션(STB)측 단부로 이동하여 그 스테이션(STB)에 배치되어 있는 팰리트(13)상에 그 용접완료 가공물(WC)을 적치한다. 그 후 반송 로봇(1)은 다시 레일(2)의 용접처리위치(35)의 단부로 이동하여 가용접된 다음의 가공물(WC)을 위치 결정 지그(30)로부터 떼어 내고, 이 가공물(WC)을 이번에는 제 1 본용접 스테이션(ST1)으로 반송하게 된다.
이후, 반송 로봇(1)은 전술한 바와 마찬가지로 가용접된 가공물(WC)을 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)으로 번갈아 반송하고, 상기 각 스테이션(ST1, ST2)에서 용접완료 가공물(WC)과 상기 가용접 가공물(WC)간의 가공물 교환을 행하여, 용접완료 가공물(WC)을 처리완료 가공물 적치 스테이션(STB)으로 반송하는 동작을 반복한다. 또한, 제 1 내지 제 3 용접 로봇(8, 9, 10)도 전술한 바와 같은 동작을 반복하여, 반송 로봇(1)에 의해 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에 차례로 고정되는 가공물(WC)을 용접한다.
이상과 같이 해서 가용접 스테이션(STA)에서 가용접된 가공물(WC)이 차례로 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에서 용접처리되며, 용접완료 가공물 적치 스테이션(STB)으로 이송된다.
여기서 제어장치(11)의 반송 로봇(1)에 대한 제어를 나타내는 제 6 도의 순서도를 바탕으로 반송 로봇(1)의 동작에 주목해 보면, 반송 로봇(1)은 우선 가용접 스테이션(STA)으로 이동하여(S1) 가용접된 가공물(WC)을 제 1 클램프부(3a)로 클램프해서 위치결정 지그(30)로부터 떼어낸다(S2). 다음으로 바로 전에 가용접된 가공물(WC)이 제 2 본용접 스테이션(ST2)으로 반송되었다면(S3), 제 1 본용접 스테이션(ST1)으로 이동한다(S4). 그리고, 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서 용접처리의 완료후(S5), 용접완료 가공물(WC)을 제 2 클램프부(3b)로 클램프해서 위치결정 지그(12)로부터 떼어냄(S6)과 동시에 제 1 클램프부(3a)에서 클램프하고 있는 가공물(WC)을 위치결정 지그(12)에 고정한다(S7). 다음으로 용접완료 가공물(WC)을 처리완료 가공물 적치 스테이션(STB)으로 반송하여, 그 가공물(WC)을 팰리트(13)상에 적치한 후(S8), 다시 상기 S1 및 S2를 실행해서 가용접된 다음의 가공물(WC)을 클램프하여, S3에서 "아니오"이므로 이번에는 제 2 본용접 스테이션(ST2)으로 이동하고(S9), 이하 상기 동작을 반복한다. 즉, 상기 반송 로봇(1)의 각 스테이션 사이의 이동은 제 5 도에 도시한 바와 같이 A 내지 F의 순으로 행해진다.
이와 같이 상기 반송 로봇(1)은 2개의 가공물(WC)을 동시에 유지할 수 있는 클램프 기구(3)를 갖추며, 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에 있어서, 위치 결정 지그(12)로부터 용접완료 가공물(WC)의 취출과 위치결정 지그(12)로의 다음의 가공물(WC)의 고정을 행하는 구성이다.
이것에 의해 4개의 스테이션(STA, ST1, ST2, STB) 사이의 가공물(WC)의 반송을 1대의 반송 로봇(1)만으로 행하는 것이 가능하다. 종래에는 4개의 스테이션 사이의 반송에 3대의 반송 로봇이 필요했던 것을 생각하면, 본 실시예에서는 반송 로봇의 대수의 감소에 의한 단가의 절감이 도모된다.
또한, 종래에는 용접처리중에는 반송 로봇이 대기상태가 되므로 반송 로봇의 가동율이 대단히 낮게 되어 있는 것에 비해, 본 실시예에서는 반송 로봇(1)이 연속적으로 반송작업을 행하므로 반송 로봇(2)에 대기상태가 발생하는 일이 거의 없어 가동율이 대단히 높다.
다음으로 제어장치(11)의 제 1 내지 제 3 용접 로봇(8, 9, 10)에 대한 제어를 나타낸 제 7 도 및 제 8 도의 순서도를 바탕으로 제 1 내지 제 3 용접 로봇(8, 9, 10)의 동작을 주목해 본다.
우선, 제 1 용접 로봇(8) 및 제 3 용접 로봇(10)은 제 7 도에 도시한 바와 같이 반송 로봇(1)에 의해 위치결정 지그(12)에 고정된 가공물(WC)을 용접처리하고 (S10), 이 용접처리가 완료된 후(S11) 반송 로봇(1)에 의한 가공물(WC)의 교환중에는 대기상태가 되며(S12), 다음의 가공물(WC)이 위치결정 지그(12)에 고정된 후 (S13), 용접처리를 개시한다(S10). 이와 같은 반송 로봇(1)에 의한 가공물(WC)의 교환중에 제 1 및 제 3 용접 로봇(8, 10)에 대기상태가 발생한다.
한편, 제 2 용접 로봇(9)은 제 8 도에 도시한 바와 같이 제 1 본용접 스테이션(ST1)에서 상기 제 1 용접 로봇(8)과 동시에 용접처리를 행하며(S14), 이 용접처리 완료한 후(S15), 곧 바로 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서 상기 제 3 용접 로봇(10)과 함께 용접처리를 행하고(S16), 이 용접처리 완료 후(S17) 곧 바로 상기 단계(S14)로 이행하여, 이하 제 1 본용접 스테이션(ST1)과 제 2 본용접 스테이션(ST2)에서 용접처리를 연속해서 반복한다.
이와 같이 상기 제 2 용접 로봇(9)은 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에서 공용되고, 어느 스테이션(ST1, ST2)에서도 용접처리가 가능하며, 일측 스테이션(ST1, ST2)중 하나에서 반송 로봇(1)에 의한 가공물(WC)의 교환이 행해질 때에는 스테이션(ST2, ST1)중 다른 하나에서 용접처리를 행하는 구성으로 되어 있으므로 대기 상태로 인한 손실이 발생하는 일이 없다.
종래에는 용접 라인에 설치된 어느 용접 로봇에서도 반송 로봇에 의한 가공물 반송 교환시에 대기상태가 발생하였지만, 본 실시예에서는 제 1 및 제 3 용접로봇(8, 10)에 대기상태가 발생하는 일이나 제 2 용접 로봇(9)에 대기상태가 발생하는 일이 없다. 따라서, 본 실시예의 용접 장치는 종래보다 처리능력(단위시간당 가공물의 처리수)의 향상이 도모되고 있다.
또한, 종래에는 본용접 스테이션이 여러개 존재하는 경우, 각 스테이션간의 용접처리 시간을 일치시키는 것이 곤란하여, 각 스테이션간의 용접처리 시간차만큼 용접 로봇 및 반송 로봇이 대기상태가 되며, 이것이 다시 처리능력의 저하를 초래하고 있다. 이에 비해, 본 실시예에 있어서는 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에서 동일한 용접처리가 행해지기 때문에 양 스테이션(ST1, ST2) 사이에 거의 용접처리의 시간차가 발생하는 일이 없고, 따라서 각 스테이션 사이의 용접처리 시간차에 기인한 로봇의 대기 손실이 없는 점으로부터도, 본 실시예의 용접 장치는 종래보다 처리능력의 향상이 도모된다고 말할 수 있다.
그런데, 가공물(WC)의 종류 변경이 행해지는 경우에는 그것에 따라서 위치결정 지그(12) 및 반송 로봇(1)의 클램프 기구(3)의 변경이 필요하지만 본 실시예에서는 이 가공물(WC)의 종류변경에도 종래보다 쉽게 대응하는 것이 가능하다. 즉, 종래에는 본용접 스테이션이 여러개 존재하는 경우, 각 본용접 스테이션마다 다른 위치결정 지그를 제작할 필요가 있었지만, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)에 각각 설치되어 있는 위치결정 지그(12)가 동일한 용접처리를 행하기 위한 것이며 동일한 구성이다. 따라서, 본 실시예에서는 도면의 공통화 등에 의해 위치결정 지그(12)의 제작 단가를 종래보다 절감할 수가 있다. 또한, 종래에는 3대의 반송 로봇의 클램프 기구를 변경할 필요가 있었지만, 본 실시예에서는 1대의 반송 로봇(l)의 클램프 기구(3)만을 변경함으로써 가공물(WC)의 종류 변경에 대응할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 본용접 스테이션(ST1, ST2)의 2개의 스테이션에서 본용접 공정이 행해지도록 되어 있지만 이것에 한정되는 것은 아니고, 3개 이상의 용접 스테이션에서 본용접 공정이 행해지도록 되어 있어도 좋다. 다만, 본용접 공정에서 용접 스테이션의 수는 각 용접 스테이션에서 용접처리 시간과 반송 로봇의 반송처리능력에 따라서 고정할 필요가 있다.
상기 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술내용을 명확히 한 것으로, 그와 같은 구체적인 예로만 한정해서 협의로 해석하지 않아야 하며, 본 발명의 정신과 특허청구범위내에서 여러가지로 변경해서 실시할 수가 있다.
제 1 실시예에 따른 본 발명의 용접 장치는 이상과 같이 피용접물의 용접처리가 행해지는 용접 스테이션과, 2개의 피용접물을 동시에 유지가능한 2개의 유지부를 가지는 유지장치를 설치한 반송수단과, 상기 반송수단의 동작을 제어하는 제어수단을 갖추며, 상기 제어수단은 상기 유지장치의 일측 유지부에 하나의 미처리 피용접물을 유지시킨 상태로 상기 반송수단을 용접 스테이션으로 이동시키고, 그 용접 스테이션에서 용접처리가 행해진 처리완료 피용접물을 상기 유지장치의 타측 유지부에 유지시켜서 그 용접 스테이션으로부터 취출시킨 후, 그 용접 스테이션에 상기 미처리 피용접물을 고정시키도록 상기 반송수단의 동작을 제어하는 구성이다.
그런 까닭에 용접 스테이션을 포함한 3개 이상의 스테이션 사이의 피용접물의 반송이 상기 하나의 반송수단에 의해 가능하게 되어, 종래보다 반송수단의 수를줄일 수가 있다. 따라서, 장치의 단가의 절감이 도모되는 효과가 있다.
또한, 제 2 실시예에 따른 본 발명의 용접 장치는 이상과 같이 피용접물의 용접처리가 행해지는 복수의 용접 스테이션과, 복수의 용접 스테이션에서 용접처리를 행할 수 있는 공용 용접수단과, 피용접물의 반송을 행하는 것으로서 용접 스테이션에서 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환을 행하는 반송수단과, 상기 공용 용접수단의 동작을 제어하는 제어수단을 갖추며, 상기 제어수단은 상기 반송수단에 의해 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환이 행해지고 있는 용접 스테이션 이외의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하도록 상기 공용 용접수단의 동작을 제어하는 구성이다.
그런 까닭에 상기 공용 용접수단은 종래에 필요했던 피용접물의 교환시의 대기 손실이 발생하는 일이 없으므로, 종래보다 장치의 처리능력의 향상이 도모되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 용접 장치에 있어서,
    피용접물의 용접처리가 행해지는 용접 스테이션과,
    2개의 피용접물을 동시에 유지가능한 2개의 유지부를 갖는 유지장치를 구비하는 반송수단(1)과,
    상기 반송수단의 동작을 제어하는 제어수단(11)을 포함하며,
    상기 제어수단(11)은, 상기 유지장치의 일측 유지부에 하나의 미처리 피용접물을 유지시킨 상태로 상기 반송수단(1)을 용접 스테이션으로 이동시키고, 해당 용접 스테이션에서 용접처리가 행해진 처리완료 피용접물을 상기 유지장치의 타측 유지부에 유지시켜서 해당 용접 스테이션으로부터 취출시킨 후, 해당 용접 스테이션에 상기 미처리 피용접물을 고정시키도록 상기 반송수단(1)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용접 스테이션이 복수개이고,
    상기 복수의 용접 스테이션에서 용접처리를 행할 수 있는 공용 용접수단이 더 제공되며,
    상기 반송수단은 상기 피용접물의 반송을 행하는 것으로서 용접 스테이션에서 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환을 행하며,
    상기 제어수단은 상기 반송수단에 의해 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환이 행해지고 있는 용접 스테이션 이외의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하도록 상기 공용 용접수단의 동작을 또한 제어하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    용접 스테이션(ST1)이 상기 반송수단(1)에 의해 반송되는 가공물을 먼저 수납고정하고, 다음에 상기 용접 스테이션(ST2)이 상기 반송수단(2)에 의해 반송되는 가공물을 수납고정하는 동작을 반복할 수 있게 배치된 복수개의 상기 용접 스테이션(ST1, ST2)을 구비하며, 상기 용접 스테이션의 일측에 용접 로봇(8, 9, 10)을 설치하고, 상기 용접 스테이션의 타측에 상기 반송수단(1)을 설치하며, 상기 반송수단은 주행이동가능한 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  4. 용접 장치에 있어서,
    피용접물의 용접처리가 행해지는 복수의 용접 스테이션과,
    복수의 용접 스테이션에서 용접처리를 행할 수 있는 공용 용접수단과,
    상기 피용접물의 반송을 행하는 것으로서 용접 스테이션에서 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환을 행하는 반송수단(1)과,
    상기 공용 용접수단의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 반송수단(1)에 의해 처리완료 피용접물과 미처리 피용접물간의 교환이 행해지고 있는 용접 스테이션 이외의 용접 스테이션에서 용접처리를 행하도록 상기 공용 용접수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  5. 용접 방법에 있어서,
    ① 피용접물의 용접처리를 행하는 용접 스테이션을 제공하는 단계와,
    ② 2개의 피용접물을 동시에 유지가능한 2개의 유지부를 갖는 유지장치를 구비하는 반송수단(1)을 제공하는 단계와,
    ③ 상기 반송수단(1)의 동작을 제어수단(11)에 의해 제어하는 단계로서,
    상기 제어 단계가, ⓐ 상기 유지장치의 일측 유지부에 하나의 미처리 피용접물을 유지시킨 상태로 상기 반송수단(1)을 용접 스테이션으로 이동시키는 단계와, ⓑ 해당 용접 스테이션에서 용접처리가 행해진 처리완료 피용접물을 상기 유지장치의 타측 유지부에 유지시켜서 해당 용접 스테이션으로부터 취출시키는 단계와, ⓒ 해당 용접 스테이션에 상기 미처리 피용접물을 고정시키는 단계를 포함하는, 상기 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
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