KR102562384B1 - Cross member riveting device for commercial vehicles - Google Patents
Cross member riveting device for commercial vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- KR102562384B1 KR102562384B1 KR1020210044416A KR20210044416A KR102562384B1 KR 102562384 B1 KR102562384 B1 KR 102562384B1 KR 1020210044416 A KR1020210044416 A KR 1020210044416A KR 20210044416 A KR20210044416 A KR 20210044416A KR 102562384 B1 KR102562384 B1 KR 102562384B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- riveting
- work load
- robot
- alignment
- cross member
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/02—Riveting procedures
- B21J15/04—Riveting hollow rivets mechanically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/38—Accessories for use in connection with riveting, e.g. pliers for upsetting; Hand tools for riveting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
- B25J11/007—Riveting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
본 발명은 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치에 관한 것으로, 이는 리벳팅 모듈을 크로스멤버에 접근시켜 리벳팅 작업을 수행하는 리벳팅 로봇; 크로스멤버가 지지 및 위치 고정되는 지그; 상기 리벳팅 로봇을 동작 제어하는 로봇 제어기; 상기 리벳팅 로봇의 작업 부하를 센싱하는 작업 부하 센싱부; 이미지 기반으로 상기 리벳팅 모듈과 상기 크로스멤버간 위치 정렬 상태를 센싱하는 정렬 상태 센싱부; 및 리벳팅 작업 수행시에 상기 로봇 제어기, 상기 작업 부하 센싱부, 상기 정렬 상태 센싱부의 출력값을 동기화하여 동시에 획득 및 분석하여, 리벳팅 지시 시점, 최대 작업 부하 발생 시점 및 정렬 완료 시점이 일치하는 경우에는 리벳팅 작업을 허용하되, 그렇지 않으면 리벳팅 작업을 즉각 중지시키는 모니터링부를 포함할 수 있다. The present invention relates to a crossmember riveting device for commercial vehicles, which includes a riveting robot that performs a riveting operation by bringing a riveting module close to a crossmember; A jig in which the cross member is supported and fixed in position; a robot controller for controlling the operation of the riveting robot; a work load sensing unit for sensing a work load of the riveting robot; an alignment state sensing unit that senses an alignment state between the riveting module and the cross member based on an image; and when the output values of the robot controller, the work load sensor, and the alignment state sensor are synchronized and simultaneously acquired and analyzed during the riveting operation, so that the riveting instruction time point, the maximum work load generation time point, and the alignment completion time point coincide. May include a monitoring unit that permits the riveting operation, but otherwise immediately stops the riveting operation.
Description
본 발명은 상용차용 크로스멤버를 보다 정확하고 견고하게 리벳팅할 수 있도록 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a crossmember riveting device for commercial vehicles, which enables more accurate and robust riveting of crossmembers for commercial vehicles.
수소상용차용 크로스멤버는 차량 하부프레임의 강도 유지에 중요한 기능을 하는 부품으로 트럭 등 고하중 차량에서 안전 기능을 담당하고 있다. The crossmember for hydrogen commercial vehicles is a part that plays an important role in maintaining the strength of the vehicle's lower frame, and is responsible for safety functions in heavy-duty vehicles such as trucks.
기존 화석연료엔진 상용차에서는 연료 폭발 등의 위험에 대한 가능성이 희박하기 때문에 크로스멤버에 요구하는 안전기능에 대한 요구 정도가 상대적으로 높지 않았다. 그러나 최근 수소상용차용 크로스멤버는 대형수소탱크의 폭발 등에 대한 원천적 방지를 위해서 정밀한 리벳팅으로 크로스멤버의 단품간 체결력을 높이는 기술적 요구가 커지고 있다. In conventional commercial vehicles with fossil fuel engines, since the risk of fuel explosion is rare, the level of safety requirements required for cross members is relatively low. However, in recent years, crossmembers for commercial hydrogen vehicles have increased technical demands to increase the fastening force between individual crossmembers through precise riveting in order to fundamentally prevent explosions of large hydrogen tanks.
크로스멤버는 여러 개의 단품으로 구성되어 있는 조립부품(Assembly part)이고, 단품간의 체결력을 고강도로 장기간 유지하기 위해서 리벳팅을 조립방식으로 채택하고 있다. The cross member is an assembly part composed of several individual parts, and riveting is used as an assembly method to maintain high-strength fastening force between the individual parts for a long period of time.
크로스멤버는 강도와 안전을 위한 구조적 기능을 구현하는 조립부품으로, 부품이 대형 크기 및 고하중을 가지며 리벳팅 작업에 고부하가 필요하기 때문에 제조현장에서는 로봇과 고부하 동력을 활용하는 매니풀레이터(Manipulator)를 채택하고 있다. A crossmember is an assembly part that implements structural functions for strength and safety. Since the part has a large size and high load, and requires a high load for riveting work, a manipulator using a robot and high load power is used at the manufacturing site. ) is adopted.
또한 다수의 단품을 겹쳐서 리벳팅 조립하기 때문에 단품의 배치 후에 리벳팅 홀을 기준으로 다수의 단품의 정렬상태를 검사하고, 리벳팅 작업 중에 리벳팅 작업의 상태를 파악할 수 있는 모니터링기술들이 필요하다. In addition, since multiple single parts are overlapped and assembled by riveting, monitoring techniques are needed to inspect the alignment of the multiple single parts based on the riveting hole after placing the single parts, and to grasp the riveting operation status during the riveting operation.
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 리벳팅 작업의 상태를 실시간으로 모니터링하여 크로스멤버를 보다 정확하고 견고하게 리벳팅할 수 있으며, 또한 불량 제품 발생을 사전 차단할 수 있도록 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치를 제공하고자 한다. Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention monitors the state of the riveting operation in real time so that the cross member can be riveted more accurately and firmly, and for commercial vehicles to prevent the occurrence of defective products in advance. It is intended to provide a crossmember riveting device.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 리벳팅 모듈을 크로스멤버에 접근시켜 리벳팅 작업을 수행하는 리벳팅 로봇; 크로스멤버가 지지 및 위치 고정되는 지그; 상기 리벳팅 로봇을 동작 제어하는 로봇 제어기; 상기 리벳팅 로봇의 작업 부하를 센싱하는 작업 부하 센싱부; 이미지 기반으로 상기 리벳팅 모듈과 상기 크로스멤버간 위치 정렬 상태를 센싱하는 정렬 상태 센싱부; 및 리벳팅 작업 수행시에 상기 로봇 제어기, 상기 작업 부하 센싱부, 상기 정렬 상태 센싱부의 출력값을 동기화하여 동시에 획득 및 분석하여, 리벳팅 지시 시점, 최대 작업 부하 발생 시점 및 정렬 완료 시점이 일치하는 경우에는 리벳팅 작업을 허용하되, 그렇지 않으면 리벳팅 작업을 즉각 중지시키는 모니터링부를 포함하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치를 제공한다. As a means for solving the above problems, according to an embodiment of the present invention, a riveting robot for performing a riveting operation by approaching a riveting module to a cross member; A jig in which the cross member is supported and fixed in position; a robot controller for controlling the operation of the riveting robot; a work load sensing unit for sensing a work load of the riveting robot; an alignment state sensing unit that senses an alignment state between the riveting module and the cross member based on an image; and when the output values of the robot controller, the work load sensor, and the alignment state sensor are synchronized and simultaneously acquired and analyzed during the riveting operation, so that the riveting instruction time point, the maximum work load generation time point, and the alignment completion time point coincide. Provides a crossmember riveting device for commercial vehicles including a monitoring unit that permits the riveting operation, but otherwise immediately stops the riveting operation.
상기 작업 부하 센싱부는 상기 리벳팅 로봇에 구비된 액추에이터의 전압 또는 전류 기반으로 작업 부하를 센싱하는 것을 특징으로 한다. The work load sensing unit may sense a work load based on a voltage or current of an actuator provided in the riveting robot.
상기 정렬 상태 센싱부는 상기 리벳팅 모듈 또는 상기 지그에 설치된 이미지 센서를 구비하고, 상기 이미지 센서를 통해 크로스멤버와 리벳팅 모듈간의 정렬 상태 파악을 위한 이미지를 획득 및 분석하여 정렬 완료 시점을 확인 및 통보하는 것을 특징으로 한다. The alignment state sensing unit has an image sensor installed in the riveting module or the jig, and acquires and analyzes an image for determining the alignment state between the cross member and the riveting module through the image sensor to confirm and notify the completion time of alignment. It is characterized by doing.
상기 모니터링부는 리벳팅 지시 시점과 최대 작업 부하 발생 시점이 상이하면, 현재 센싱된 작업 부하와 기 설정된 작업 부하간의 편차에 따라 상기 엑츄레이터에 인가되는 전압 또는 전류를 조정한 후, 동기화 데이터 분석 동작을 재수행하는 것을 특징으로 한다.The monitoring unit adjusts the voltage or current applied to the actuator according to the deviation between the currently sensed workload and the preset workload when the riveting instruction time and the maximum workload generation time are different, and then performs a synchronization data analysis operation. characterized by redoing.
또한 상기 모니터링부는 리벳팅 지시 시점과 정렬 완료 시점이 상이하면, 현재 센싱된 정렬 상태와 기 설정된 정렬 목표치간의 편차에 따라 상기 리벳팅 로봇에 구비된 로봇 팔의 위치 조정한 후 동기화 데이터 분석 동작을 재수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, if the riveting instruction time and the alignment completion time are different, the monitoring unit adjusts the position of the robot arm provided in the riveting robot according to the deviation between the currently sensed alignment state and the preset alignment target value, and then performs the synchronization data analysis operation again. characterized by doing.
본 발명에서는 리벳팅 로봇의 최대 작업 부하 발생 시점을 확인한 후, 해당 시점에서만 리벳팅 작업이 수행될 수 있도록 함으로써, 리벳팅 체결력이 최대화될 수 있도록 한다. In the present invention, the riveting fastening force can be maximized by confirming the time when the maximum work load of the riveting robot is generated and then performing the riveting operation only at that time.
또한 리벳팅 모듈이 기 설정된 작업 위치 및 자세로 크로스멤버에 정상 접근하는 경우에만 리벳팅 작업 수행되도록 함으로써, 제품의 품질과 조립 불량이 발생할 가능성을 사전 차단하도록 한다. In addition, riveting work is performed only when the riveting module normally approaches the cross member in a preset working position and posture, thereby preventing product quality and the possibility of assembly failure.
또한 동기화 데이터를 활용하여 리벳팅 결과물에 대한 품질 데이터를 추출한 후 통합 관리할 수 있도록 하여, 리벳팅 결과물의 품질 관리 자동화에도 용이하게 활용될 수 있도록 한다. In addition, by using synchronization data, quality data for riveting results can be extracted and managed in an integrated manner, so that it can be easily used for automating quality control of riveting results.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 발명에 일 실시예에 따른 정렬 상태 센싱부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 동기화 데이터 샘플링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 리벳팅 오동작 방지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 다른 실시예에 따른 리벳팅 오동작 방지 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a crossmember riveting device for a commercial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the operating principle of an alignment state sensing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a synchronization data sampling method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a riveting malfunction prevention method according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a riveting malfunction prevention method according to another embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can invent various devices that embody the principles of the present invention and fall within the concept and scope of the present invention, even though not explicitly described or shown herein. In addition, it is to be understood that all conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and not limited to such specifically listed embodiments and conditions. It should be.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Further, it should be understood that all detailed descriptions reciting specific embodiments, as well as principles, aspects and embodiments of the present invention, are intended to encompass structural and functional equivalents of these matters. In addition, it should be understood that such equivalents include not only currently known equivalents but also equivalents developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc., are meant to be tangibly represented on computer readable media and represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly depicted. It should be.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a crossmember riveting device for a commercial vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리벳팅 장치(100)는 크게 리벳팅 로봇(110), 지그(120), 로봇 제어기(130), 작업 부하 센싱부(140), 정렬 상태 센싱부(150) 및 모니터링 장치(160) 등으로 구성된다. Referring to FIG. 1 , the riveting device 100 according to the present invention largely includes a riveting robot 110, a jig 120, a robot controller 130, a workload sensing unit 140, and an alignment state sensing unit 150. ) and a monitoring device 160.
리벳팅 로봇(110)은 리벳팅 작업을 수행하는 장치로써, 이는 3축 움직임 또는 상하 수직 움직임이 가능한 로봇 팔(111), 로봇 팔(111)에 장착되어 위치 조정된 후 크로스멤버에 대한 리벳팅 작업을 수행하는 리벳팅 모듈(112), 유압 또는 공압 기반으로 로봇 팔(111)과 리벳팅 모듈(112)을 구동시키는 액츄에이터(113) 등으로 구현될 수 있다. The riveting robot 110 is a device that performs a riveting operation, which is mounted on a robot arm 111 capable of three-axis movement or up and down vertical movement, and is mounted on the robot arm 111 to adjust its position and then performs riveting on a cross member. It may be implemented as a riveting module 112 that performs work, an actuator 113 that drives the robot arm 111 and the riveting module 112 based on hydraulic pressure or pneumatic pressure.
지그(120)는 리벳팅 대상인 크로스멤버(200)을 지지 및 위치 고정하기 위한 공간을 제공한다. The jig 120 provides a space for supporting and fixing the cross member 200 to be riveted.
로봇 제어기(130)는 리벳팅 로봇(110)을 동작 제어하기 위한 장치로써, 사용자에 의해 리벳팅 작업이 요청되면 기 등록된 작업 위치 및 자세에 따라 리벳팅 로봇(110)의 로봇 팔(111)을 위치 제어하여 리벳팅 모듈(112)이 지그(120) 쪽에 접근시킨 후 리벳팅 모듈(112)에 리벳팅 작업 수행을 지시하도록 한다. The robot controller 130 is a device for controlling the operation of the riveting robot 110. When a riveting operation is requested by a user, the robot arm 111 of the riveting robot 110 operates according to a pre-registered operation position and posture. After controlling the position of the riveting module 112 to approach the jig 120, the riveting module 112 is instructed to perform the riveting operation.
작업 부하 센싱부(140)는 액츄에이터(113)에 의해 소모되는 전류 또는 전압을 센싱하는 전력 센서를 구비하고, 이의 센싱 결과를 추적 모니터링하여 리벳팅 모듈(112)에 의한 최대 작업 부하 발생 시점을 확인 및 통보하도록 한다. 즉, 최대 작업 부하에 상응하는 전류 또는 전압을 사전에 설정한 후, 전력 센서가 센싱한 전류 또는 전압이 기 설정된 최대 작업 부하에 상응하는 전류 또는 전압이 될 때를 최대 작업 부하 발생 시점으로 확인 및 통보하도록 한다.The work load sensing unit 140 includes a power sensor that senses the current or voltage consumed by the actuator 113, and tracks and monitors the sensing result to determine the time when the maximum work load is generated by the riveting module 112. and be notified. That is, after setting the current or voltage corresponding to the maximum work load in advance, when the current or voltage sensed by the power sensor becomes the current or voltage corresponding to the preset maximum work load, the maximum work load occurs and to be notified
정렬 상태 센싱부(150)는 지그(120)의 작업 수행 지점 또는 리벳팅 모듈(112)의 리벳팅 홀을 바라보도록 리벳팅 모듈(112) 또는 지그(120)에 설치되는 이미지 센서를 구비하고, 이미지 센서를 통해 크로스멤버와 리벳팅 모듈(112)간의 정렬 상태 파악을 위한 이미지를 획득 및 분석하여 정렬 완료 시점을 확인 및 통보하도록 한다. The alignment state sensing unit 150 includes an image sensor installed in the riveting module 112 or the jig 120 so as to look at the work execution point of the jig 120 or the riveting hole of the riveting module 112, Through the image sensor, an image for determining the alignment between the cross member and the riveting module 112 is acquired and analyzed to confirm and notify the completion point of alignment.
예를 들어, 도 2에서와 같이 리벳팅 홀의 위치가 리벳팅 작업 위치(또는 기 설정된 목표 위치)가 일치하면 해당 시점을 정렬 완료 시점으로 간주하고, 그렇지 못하면 정렬 진행 시점으로 간주할 수 있을 것이다. For example, as shown in FIG. 2 , when the riveting hole position coincides with the riveting work position (or preset target position), the corresponding time point may be regarded as the alignment completion point, and otherwise, it may be regarded as the alignment progress point.
모니터링 장치(160)는 RTC(Real Time Clock)와 같은 내부 타이머를 구비하고, 이를 통해 제공되는 시간을 기준으로 로봇 제어기(130)의 로봇 제어 상태, 작업 부하 센싱부(140)의 작업 부하 센싱 결과, 정렬 상태 센싱부(150)의 정렬 상태 센싱 결과를 동기화하여 동시에 획득하도록 한다. The monitoring device 160 includes an internal timer such as a real time clock (RTC), and based on the time provided through the robot controller 130, the robot control state, the workload sensing unit 140, the workload sensing result , Alignment state sensing results of the alignment state sensing unit 150 are synchronized and obtained simultaneously.
그리고 3개의 동기화 데이터로부터 리벳팅 지시 시점, 최대 작업 부하 발생 시점, 정렬 완료 시점의 일치 여부를 확인하고, 일치 시에는 리벳팅 모듈(112)의 리벳팅 작업을 허용하되, 그렇지 않으면 리벳팅 작업을 즉각 중지함으로써, 불량품 제작 가능성을 사전 차단하도록 한다.And, from the three synchronization data, it is checked whether the riveting instruction time, the maximum workload generation time, and the alignment completion time match, and if they match, the riveting operation of the riveting module 112 is allowed, but otherwise the riveting operation is performed. By immediately stopping, the possibility of manufacturing defective products is prevented in advance.
참고로, 리벳팅 모듈(112)의 작업 부하가 작은 상태에서 로봇 제어기(130)가 리벳팅 작업이 수행되면, 리벳팅은 견고한 체결을 하지 못하는 상태로 불량제품을 제조할 수 있게 된다. 이에 본 발명은 작업 부하 센싱부(140)를 통해 최대 작업 부하 발생 시점을 확인한 후, 해당 시점에서만 리벳팅 작업이 수행될 수 있도록 한다. For reference, when the riveting operation is performed by the robot controller 130 in a state in which the work load of the riveting module 112 is small, a defective product can be manufactured in a state in which the riveting cannot be firmly fastened. Accordingly, the present invention allows the riveting operation to be performed only at the corresponding time point after confirming the maximum work load generation time point through the work load sensing unit 140 .
또한 크로스멤버 단품들의 적재가 불량하거나, 리벳팅 모듈(112)이 단품과 정렬되지 못한 상태에서 리베팅을 진행할 경우에는 리베팅의 직진도가 악화되고 제품의 품질과 조립 불량이 발생할 수 있게 된다. 이에 본 발명은 정렬 완료 시점을 추가 확인한 후, 이들의 시점이 모두 일치하는 경우에 한해 리벳팅 작업이 수행될 수 있도록 함으로써, 리벳팅 작업의 정확도와 신뢰도가 극대화될 수 있도록 한다. In addition, when riveting is performed in a state where the cross member units are poorly loaded or the riveting module 112 is not aligned with the individual units, the straightness of riveting deteriorates and product quality and assembly defects may occur. Accordingly, the present invention allows the riveting operation to be performed only when the alignment completion timing is additionally confirmed and all of these timing points coincide, so that the accuracy and reliability of the riveting operation can be maximized.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 동기화 데이터 샘플링 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a synchronization data sampling method according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모니터링 장치(160)는 로봇 제어기(130)의 로봇 제어 상태, 작업 부하 센싱부(140)의 작업 부하 센싱 결과, 정렬 상태 센싱부(150)의 정렬 상태 센싱 결과를 동일 시간 기준으로 동기화하여 획득하도록 한다. As shown in FIG. 3 , the monitoring device 160 of the present invention is a robot control state of the robot controller 130, a work load sensing result of the work load sensor 140, and an alignment state of the alignment state sensor 150. The sensing results are synchronized and obtained based on the same time.
다만, 상기의 데이터 획득 동작이 단순 반복하여 수행되는 경우 이로 인한 작업 부하가 불필요하게 증가될 수 있음을 고려하여, 본 발명에서는 3개의 동기화 데이터 중에서 가장 샘플링 간격이 크고 넓은 로봇 제어 데이터를 기반으로 리벳팅 지시 시점을 파악하고, 이를 기준으로 데이터 샘플링 시점을 결정하도록 한다. However, considering that the work load may unnecessarily increase when the above data acquisition operation is performed simply and repeatedly, in the present invention, robot control data having the largest and widest sampling interval among the three synchronization data is used to rivet Identify the timing of the sampling instruction, and determine the data sampling timing based on this.
그리고 데이터 샘플링은 abs(T1(i)-T2(j))와 abs(T1(i)-T3(k))가 동시에 허용치 α의 이내일 때 들어오는 조건을 만족하는 데이터 군을 필터링하여 검출하는 방식으로 수행되도록 하며, 이때의 허용치 α는 로봇 제어기(130)의 외부 통신 속도를 고려하여 값을 정하는 것이 바람직할 것이다. Data sampling is a method of filtering and detecting data groups that satisfy incoming conditions when abs(T1(i)-T2(j)) and abs(T1(i)-T3(k)) are both within the tolerance α. To be performed, it would be desirable to determine the value α in consideration of the external communication speed of the robot controller 130 at this time.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 리벳팅 오동작 방지 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a riveting malfunction prevention method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 모니터링 장치(160)는 로봇 제어기(130)의 제어 상태를 계속적으로 확인한다(S1). First, the monitoring device 160 continuously checks the control state of the robot controller 130 (S1).
단계 S1의 확인 결과, 로봇 제어기(130)가 로봇 팔(111)의 작업 위치 및 자세 조정 후 리벳팅 작업을 지시함이 확인되면(S2), 모니터링 장치(160)는 리벳팅 지시 시점(T1)에 동기화되어 로봇 제어 상태, 작업 부하 센싱 결과, 정렬 상태 센싱 결과를 동시에 확인한다(S3, S4, S5). As a result of the confirmation in step S1, if it is confirmed that the robot controller 130 instructs the riveting operation after adjusting the working position and attitude of the robot arm 111 (S2), the monitoring device 160 sets the riveting instruction time point (T1) is synchronized to check the robot control status, work load sensing result, and alignment status sensing result at the same time (S3, S4, S5).
단계 S3 내지 S5를 통해 획득된 3개의 동기화 데이터를 분석하여, 리벳팅 지시 시점(T1), 최대 작업 부하 발생 시점(T2) 및 정렬 완료 시점(T3) 모두가 기 설정된 허용 시간(T1±α) 내에서 동시에 발생하는지 확인한다(S6).By analyzing the three synchronization data obtained through steps S3 to S5, the riveting instruction time (T1), the maximum workload generation time (T2), and the alignment completion time (T3) are all within the preset allowable time (T1±α). It is checked whether they occur at the same time within (S6).
단계 S6의 확인 결과, 리벳팅 지시 시점(T1), 최대 작업 부하 발생 시점(T2) 및 정렬 완료 시점(T3)이 동시 발생하였으면 모니터링 장치(160)는 현재 작업이 정상 상태임을 확인한 후 리벳팅 작업을 허용하고, 로봇 제어기(130)는 이에 응답하여 리벳팅 로봇(110)을 통해 리벳팅 작업을 즉각적으로 수행하기 시작한다(S7). As a result of checking in step S6, if the riveting instruction time point (T1), the maximum workload generation time point (T2), and the alignment completion time point (T3) occur simultaneously, the monitoring device 160 confirms that the current operation is in a normal state, and then performs the riveting operation. is allowed, and the robot controller 130 immediately starts performing the riveting operation through the riveting robot 110 in response (S7).
반면 단계 S6의 확인 결과, 리벳팅 지시 시점(T1), 최대 작업 부하 발생 시점(T2) 및 정렬 완료 시점(T3) 중 적어도 하나가 기 설정된 허용 시간(T1ㅁα)을 벗어나면, 모니터링 장치(160)는 사용자 경고 신호를 발생함과 동시에 리벳팅 작업을 즉각 중지함으로써, 불량품 제조 가능성을 사전 차단하도록 한다(S8). On the other hand, as a result of the check in step S6, if at least one of the riveting instruction time point (T1), the maximum workload generation time point (T2), and the alignment completion time point (T3) is out of the preset allowable time (T1ㅁα), the monitoring device ( 160) generates a user warning signal and immediately stops the riveting operation, thereby blocking the possibility of manufacturing defective products in advance (S8).
도 5는 본 발명에 다른 실시예에 따른 리벳팅 오동작 방지 방법을 설명하기 위한 도면으로, 이는 리벳팅 작업 중지에서 더 나아가 리벳팅 작업 재개까지 자동으로 지원할 수 있도록 한다. 5 is a view for explaining a riveting malfunction prevention method according to another embodiment of the present invention, which can automatically support from stopping a riveting operation to resuming a riveting operation.
먼저, 모니터링 장치(160)는 로봇 제어기(130)의 제어 상태를 계속적으로 확인한다(S11). First, the monitoring device 160 continuously checks the control state of the robot controller 130 (S11).
단계 S1의 확인 결과, 로봇 제어기(130)가 로봇 팔(111)의 작업 위치 및 자세 조정 후 리벳팅 작업을 지시함이 확인되면(S12), 모니터링 장치(160)는 리벳팅 지시 시점(T1)에 동기화되어 로봇 제어 상태, 작업 부하 센싱 결과, 정렬 상태 센싱 결과를 동시에 확인한다(S13, S14, S15). As a result of the confirmation in step S1, when it is confirmed that the robot controller 130 instructs the riveting operation after adjusting the working position and posture of the robot arm 111 (S12), the monitoring device 160 sets the riveting instruction time point (T1) is synchronized with the robot control state, the work load sensing result, and the alignment state sensing result are simultaneously checked (S13, S14, S15).
그리고 단계 S13 및 S14의 확인 결과를 우선 비교하여, 리벳팅 작업이 수행되는 순간인 리벳팅 지시 시점(T1)과 최대 작업 부하 발생 시점(T2)의 일치 여부를 확인하고(S16), 불일치 시에는 리벳팅 작업을 일시 중단한 후, 리벳팅 지시 시점에서 센싱된 작업 부하와 기 설정된 최대 작업 부하간의 편차를 산출한다. 그리고 산출된 부하 편차만큼 엑츄레이터에 인가되는 전압 또는 전류를 조정한 후 다시 단계 S14로 재진입하여, 액츄에이터가 최대 부하로 리벳팅 작업을 수행할 수 있도록 한다(S17). In addition, the confirmation results of steps S13 and S14 are first compared to check whether the riveting instruction time point (T1), which is the moment when the riveting operation is performed, and the maximum workload generation time point (T2) coincide (S16), and in case of mismatch, After temporarily stopping the riveting work, a deviation between the sensed work load at the time of the riveting instruction and the preset maximum work load is calculated. Then, after adjusting the voltage or current applied to the actuator by the calculated load deviation, the process returns to step S14 so that the actuator can perform the riveting operation with the maximum load (S17).
그리고 단계 S14 및 S15의 확인 결과를 추가 비교하여, 리벳팅 지시 시점(T1)과 정렬 완료 시점(T3)이 일치 여부를 확인하고(S18), 이의 불일치 시에는 리벳팅 작업을 일시 중단한 후, 현재 센싱된 정렬 상태와 기 설정된 정렬 목표치간의 편차를 산출하도록 한다. 그리고 산출된 정렬 편차에 따라 리벳팅 모듈을 위치 조정한 후 다시 단계 S15로 재진입하여, 로봇 팔(111)이 목표하는 작업 위치와 각도를 가질 때에 리벳팅 작업이 자동으로 재수행될 수 있도록 한다(S19). 즉, 크로스멤버와 리벳팅 모듈(112)간의 정렬 상태에 따라 리벳팅 모듈(112)에 대한 크로스멤버의 상대적 위치를 유추한 후, 이에 따라 로봇 팔의 위치를 추가 조정하여 리벳팅 작업을 자동으로 재개할 수 있도록 한다. And, by further comparing the confirmation results of steps S14 and S15, whether the riveting instruction time point (T1) and the alignment completion time point (T3) match (S18), and if they do not match, the riveting operation is temporarily stopped, A deviation between the currently sensed alignment state and a preset alignment target value is calculated. Then, after adjusting the position of the riveting module according to the calculated alignment deviation, step S15 is re-entered so that the riveting operation can be automatically re-performed when the robot arm 111 has a target working position and angle ( S19). That is, after the relative position of the cross member to the riveting module 112 is inferred according to the alignment between the cross member and the riveting module 112, the position of the robot arm is additionally adjusted accordingly to automatically perform the riveting operation. allow it to resume.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
Claims (5)
크로스멤버가 지지 및 위치 고정되는 지그;
상기 리벳팅 로봇을 동작 제어하는 로봇 제어기;
상기 리벳팅 로봇의 작업 부하를 센싱하고, 센싱 결과를 추적 모니터링하여 최대 작업 부하가 센싱될 때를 최대 작업 부하 발생 시점으로 확인 및 통보하는 작업 부하 센싱부;
이미지 기반으로 상기 리벳팅 모듈과 상기 크로스멤버간 위치 정렬 상태를 센싱하는 정렬 상태 센싱부; 및
리벳팅 작업 수행시에 상기 로봇 제어기, 상기 작업 부하 센싱부, 상기 정렬 상태 센싱부의 출력값을 동기화하여 동시에 획득 및 분석하여, 리벳팅 지시 시점, 최대 작업 부하 발생 시점 및 정렬 완료 시점이 일치하는 경우에는 리벳팅 작업을 허용하되, 그렇지 않으면 리벳팅 작업을 즉각 중지시키는 모니터링부를 포함하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치.A riveting robot that performs a riveting operation by bringing the riveting module close to the cross member;
A jig in which the cross member is supported and fixed in position;
a robot controller for controlling the operation of the riveting robot;
a work load sensing unit that senses the work load of the riveting robot, tracks and monitors the sensing result, and confirms and notifies when the maximum work load is sensed as the maximum work load generation time point;
an alignment state sensing unit that senses an alignment state between the riveting module and the cross member based on an image; and
When the riveting operation is performed, the output values of the robot controller, the workload sensing unit, and the alignment state sensing unit are simultaneously obtained and analyzed in synchronization, and when the riveting instruction time point, the maximum work load generation time point, and the alignment completion time point coincide. A crossmember riveting device for commercial vehicles including a monitoring unit that permits the riveting operation, but immediately stops the riveting operation otherwise.
상기 리벳팅 로봇에 구비된 액츄에이터의 전압 또는 전류 기반으로 작업 부하를 센싱하는 것을 특징으로 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치.The method of claim 1, wherein the work load sensing unit
Crossmember riveting device for commercial vehicles, characterized in that for sensing the work load based on the voltage or current of the actuator provided in the riveting robot.
상기 리벳팅 모듈 또는 상기 지그에 설치된 이미지 센서를 구비하고, 상기 이미지 센서를 통해 크로스멤버와 리벳팅 모듈간의 정렬 상태 파악을 위한 이미지를 획득 및 분석하여 정렬 완료 시점을 확인 및 통보하는 것을 특징으로 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치.The method of claim 1, wherein the alignment state sensing unit
An image sensor installed in the riveting module or the jig is provided, and through the image sensor, an image for determining the alignment state between the cross member and the riveting module is acquired and analyzed to confirm and notify the completion time of alignment Crossmember riveting device for commercial vehicles.
리벳팅 지시 시점과 최대 작업 부하 발생 시점이 상이하면, 리벳팅 지시 시점에서 센싱된 작업 부하와 기 설정된 최대 작업 부하간의 편차에 따라 상기 엑츄에이터에 인가되는 전압 또는 전류를 조정한 후, 동기화 데이터 분석 동작을 재수행하는 것을 특징으로 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치.The method of claim 2, wherein the monitoring unit
If the riveting instruction time and the maximum work load occurrence time are different, the voltage or current applied to the actuator is adjusted according to the deviation between the work load sensed at the riveting instruction time and the preset maximum work load, and then synchronized data analysis operation Crossmember riveting device for commercial vehicles, characterized in that for re-performing.
리벳팅 지시 시점과 정렬 완료 시점이 상이하면, 현재 센싱된 정렬 상태와 기 설정된 정렬 목표치간의 편차에 따라 상기 리벳팅 로봇에 구비된 로봇 팔의 위치 조정한 후 동기화 데이터 분석 동작을 재수행하는 것을 특징으로 하는 상용차용 크로스멤버 리벳팅 장치.The method of claim 1, wherein the monitoring unit
If the riveting instruction time and the alignment completion time are different, the position of the robot arm provided in the riveting robot is adjusted according to the deviation between the current sensed alignment state and the preset alignment target value, and then the synchronization data analysis operation is re-performed. Crossmember riveting device for commercial vehicles.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210044416A KR102562384B1 (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Cross member riveting device for commercial vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210044416A KR102562384B1 (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Cross member riveting device for commercial vehicles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220138891A KR20220138891A (en) | 2022-10-14 |
| KR102562384B1 true KR102562384B1 (en) | 2023-08-02 |
Family
ID=83599737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210044416A Active KR102562384B1 (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Cross member riveting device for commercial vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102562384B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102196788B1 (en) | 2013-06-27 | 2020-12-31 | 더 보잉 컴파니 | Real-time feedback control for performing tooling operations in assembly processes |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060129690A (en) | 2005-06-13 | 2006-12-18 | 주식회사 만도 | How to Rivet Pipe Joint Assemblies |
-
2021
- 2021-04-06 KR KR1020210044416A patent/KR102562384B1/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102196788B1 (en) | 2013-06-27 | 2020-12-31 | 더 보잉 컴파니 | Real-time feedback control for performing tooling operations in assembly processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220138891A (en) | 2022-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8436570B2 (en) | Motor driving system, motor controller, and safety function expander | |
| US20160288326A1 (en) | Robot system judging abnormality of fastened work and abnormality judgment method | |
| WO2021128974A1 (en) | Self-driving control system, control method and device | |
| US9878451B2 (en) | Automated robotic assembly system | |
| EP4000816A1 (en) | Robot safety weight compensation system and method capable of compensating weight of robot | |
| CN113968237B (en) | Unmanned vehicle steering system, operation method and storage device | |
| US7236850B2 (en) | Working robot, actuator and control method thereof | |
| JP4745312B2 (en) | Piston insertion device | |
| KR102562384B1 (en) | Cross member riveting device for commercial vehicles | |
| US10678211B2 (en) | Controller | |
| US11878428B2 (en) | Control apparatus and control method for robot | |
| US20090281659A1 (en) | Control system | |
| US11890760B2 (en) | Balancer abnormality detection system and balancer abnormality detection method | |
| US9971336B2 (en) | Part holding assembly, an assembly system and a method of locating and securing a part | |
| KR20230051532A (en) | Monitoring during robot-assisted processes | |
| US20220088727A1 (en) | Fastening system and method for sensing the presence of a fastener in a feeder | |
| US20140201977A1 (en) | Method and Apparatus for Clearing a Rivet from a Riveting Tool | |
| WO2020217698A1 (en) | Processing apparatus and processing method | |
| EP2234741B1 (en) | Method of securing a fastener | |
| Müller et al. | Robot guided bolt tensioning tool with adaptive process control for the automated assembly of wind turbine rotor blade bearings | |
| US12263605B2 (en) | Collaborative dual-robot hinge installation system including a single multi-purpose vision system | |
| CN116654291A (en) | Angular momentum compensation control method and system under fault condition of satellite rotating component | |
| US7030334B1 (en) | Method of diagnosing degradation of a welding system | |
| US11334049B2 (en) | Machine control device | |
| US10718428B2 (en) | Controller for vehicle transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20210406 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221028 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230726 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20230727 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20230728 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |