KR20170014897A

KR20170014897A - 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그

Info

Publication number: KR20170014897A
Application number: KR1020150108919A
Authority: KR
Inventors: 진태흔; 심민선; 최정호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: CN106392244A; KR101755464B1; US20170028512A1; CN106392244B

Abstract

루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그가 개시된다. 개시된 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 양측 사이드 패널을 포함하는 바디를 기준으로 양측 사이드 패널에 루프 패널을 접합하기 위해 바디의 이송 경로를 따라 설정된 브레이징 구간 및 그라인딩 구간에 구성되는 루프 레이저 브레이징 시스템에서, 바디의 양측 사이드 패널을 규제하며 정위치시키는 사이드 정위치 지그에 도킹 가능하게 구비되고, 양측 사이드 패널에 로딩된 루프 패널을 정위치시키며 가압하는 것으로서, ⅰ)브레이징 구간에서 핸들링 로봇에 착탈 가능하게 장착되는 지그 프레임과, ⅱ)지그 프레임의 좌우 양측에 각각 설치되며, 사이드 패널의 길이 방향에 따른 루프 패널의 양측 가장자리 부분을 지지하는 규제 패드와, ⅲ)지그 프레임에 설치되며, 규제 패드를 통해 루프 패널 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착하는 다수 개의 진공컵들을 포함할 수 있다.

Description

루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그 {ROOF PANEL PRESS JIG FOR ROOF LASER BRAZING SYSTEM}

본 발명의 실시예는 차체 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체의 사이드 패널과 루프 패널을 조립하는 루프 레이저 브레이징 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차체는 차체 서브 공정에서 생산된 각종 제품 패널을 조립하는 차체 조립 공정을 거침으로써 화이트 보디(B.I.W) 형태로 이루어진다.

차체는 골격의 하부면을 형성하는 플로어 패널과, 골격의 좌우 측면을 형성하는 양측 사이드 패널과, 골격의 상부면을 형성하는 루프 패널과, 그 외 다수개의 루프 레일, 카울 패널, 백 패널 및 패키지 트레이 등으로 구성된다. 이러한 차체 부품들의 조립은 메인 벅(main buck) 공정(당 업계에서는 차체 빌드 업(body build-up) 공정이라고도 한다)에서 이루어진다.

상기 메인 벅 공정에서는 차체 조립 시스템을 통하여 플로어 패널에 백 패널을 접합한 후, 양측 사이드 패널, 루프 패널, 루프 레일, 카울 패널 및 패키지 트레이 등을 용접하여 조립하게 된다.

상기 차체 조립 시스템은 사이드 행거 및 사이드 게이트에 의해 사이드 패널을 규제하여 플로어 패널에 셋팅하고, 사이드 패널에 루프 패널, 루프 레일, 카울 패널 및 패키지 트레이 등을 셋팅한 후, 용접 로봇을 통해 이들의 접합부를 용접한다.

한편, 상기와 같은 차체 조립 공정에서는 사이드 패널에 루프 패널을 스폿 용접으로 접합한 후에 그 사이드 패널과 루프 패널의 접합 부위에 수지제의 루프 몰딩을 부착하고 있다.

그런데, 종래 기술에서는 사이드 패널과 루프 패널의 접합 부위에 루프 몰딩을 부착하므로, 외관이 미려하지 못하고, 루프 몰딩을 장착함에 따른 재료비 및 인건비의 상승을 초래할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 사이드 패널과 루프 패널의 접합 부위를 레이저 브레이징 방식으로 접합하여 루프 몰딩을 삭제할 수 있도록 한 루프 레이저 브레이징 시스템에서, 루프 패널을 정위치시키며 가압하기 위한 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 양측 사이드 패널을 포함하는 바디를 기준으로 상기 양측 사이드 패널에 루프 패널을 접합하기 위해 상기 바디의 이송 경로를 따라 설정된 브레이징 구간 및 그라인딩 구간에 구성되는 루프 레이저 브레이징 시스템에서, 상기 바디의 양측 사이드 패널을 규제하며 정위치시키는 사이드 정위치 지그에 도킹 가능하게 구비되고, 상기 양측 사이드 패널에 로딩된 루프 패널을 정위치시키며 가압하는 것으로서, ⅰ)상기 브레이징 구간에서 핸들링 로봇에 착탈 가능하게 장착되는 지그 프레임과, ⅱ)상기 지그 프레임의 좌우 양측에 각각 설치되며, 상기 사이드 패널의 길이 방향에 따른 상기 루프 패널의 양측 가장자리 부분을 지지하는 규제 패드와, ⅲ)상기 지그 프레임에 설치되며, 상기 규제 패드를 통해 상기 루프 패널 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착하는 다수 개의 진공컵들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 상기 규제 패드의 전단 측에서 상기 지그 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 루프 패널에 구비된 규제홀에 대해 하측에서 상측 방향으로 끼워지는 규제 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 상기 규제 핀을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 규제 핀과 연결되며, 상기 지그 프레임에 고정되게 설치되는 규제핀 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 상기 규제 패드의 후단 측에서 상기 지그 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 루프 패널에 구비된 기준홀에 대해 상측에서 하측 방향으로 끼워지는 기준 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그는, 상기 기준 핀을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 기준 핀과 연결되며, 상기 지그 프레임에 고정되게 설치되는 기준핀 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그에 있어서, 상기 진공컵들은 상기 규제 패드에 상기 루프 패널의 양측 가장자리 부분을 따라 연속적으로 형성된 다수 개의 관통홀들을 관통하며 상기 루프 패널 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그에 있어서, 상기 지그 프레임 전단 및 후단 각각의 양측에는 상기 사이드 정위치 지그에 도킹되는 도킹 브라켓이 고정되게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그에 있어서, 상기 도킹 브라켓의 하면에는 고무 패드가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그에 있어서, 상기 도킹 브라켓에는 상기 사이드 정위치 지그에 구비된 고정 핀이 끼워지는 핀 홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그에 있어서, 상기 규제 패드는 상기 루프 패널에 대응하는 형상으로 구비되며, 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예들은 바디를 기준으로 양측 사이드 패널과 루프 패널의 접합 부위를 레이저 브레이징 방식으로 접합하므로, 종래 기술에서와 같은 루프 몰딩을 삭제할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 종래 기술에서와 같은 루프 몰딩을 삭제하므로, 바디 외관의 미려화를 도모할 수 있고, 재료비를 절감할 수 있으며, 루프 몰딩 장착에 따른 인건비를 절감할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에서는 루프 가압 지그를 통해 루프 패널을 양측 사이드 패널에 정위치시키며 규제하고, 사이드 정위치 지그 및 갭 측정유닛을 통해 양측 사이드 패널과 루프 패널간의 갭을 제로화 하며 양측 사이드 패널과 루프 패널을 레이저 브레이징 접합하고, 비드 검사유닛을 통해 브레이징 비드의 그라인딩 불량을 자동으로 검출할 수 있으므로, 루프 패널의 브레이징 접합 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 바디에 대응하여 루프 패널을 레이저 브레이징 접합할 수 있으므로, 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 사이드 정위치 지그를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 사이드 정위치 지그의 클램퍼를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 사이드 정위치 지그의 고정 핀 부위를 도시한 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그의 도킹 브라켓 부위를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그의 진공 컵 부위를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그의 규제 핀 부위를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그의 기준 핀 부위를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 브레이징 어셈블리의 레이저 브레이징 원리를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 브레이징 어셈블리 및 갭 측정유닛을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 브레이징 어셈블리에 적용되는 에어 분사 구조를 도시한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 결합 사시도이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 결합 단면 구성도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 비드 검사유닛을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 메인 벅 조립 부품을 지그로 규제 및 용접하며 차체를 조립하는 차체 조립라인의 메인 벅(main buck) 공정에 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 차체 조립라인의 메인 벅 공정에서 양측 사이드 패널(3)을 포함하는 바디(1)를 기준으로 그 양측 사이드 패널(3)에 루프 패널(5)을 접합하는 공정에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 바디(1)는 소정의 구조물에 양측 사이드 패널(3)이 조립된 것일 수 있으며, 예를 들면 플로워 패널(도면에 도시되지 않음)의 양측에 사이드 패널(3)이 조립된 것일 수 있다. 상기 바디(1)는 대차(도면에 도시되지 않음)를 통해 이송라인(7)을 따라 이송될 수 있다.

당 업계에서는 바디(1)의 폭 방향을 L 방향, 바디(1)의 이송 방향을 T 방향, 바디(1)의 높이 방향을 H 방향이라고 하는데, 본 발명의 실시예에서는 LTH 방향을 기준으로 하지 않고, 바디의 폭 방향, 이송 방향 및 높이 방향을 기준으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 레이저 브레이징 방식으로 접합하여 루프 몰딩을 삭제할 수 있는 구조로 이루어진다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 바디(1)의 이송경로를 따라 설정된 브레이징 구간(8) 및 그라인딩 구간(9)에 구성될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 브레이징 구간(8)에서 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 레이저 브레이징 방식으로 접합할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 그라인딩 구간(9)에서 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드를 그라인딩할 수 있다.

이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 기본적으로 사이드 정위치 지그(200), 루프 가압지그(300), 브레이징 어셈블리(400), 갭 측정유닛(500), 그라인딩 어셈블리(600) 그리고 비드 검사유닛(700)을 포함하고 있다.

상기에서와 같은 각각의 구성 요소들은 메인 벅 공정의 차체 조립라인에서 하나의 공정 프레임에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 공정 프레임에 각각 설치될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 정위치 지그(200)는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)을 규제하며 정위치시키기 위한 것으로서, 브레이징 구간(8)에 구성되며, 바디(1)의 이송경로 양측에 각각 설치된다.

상기 사이드 정위치 지그(200)는 이송라인(7)의 이송경로를 통해 브레이징 구간(8)으로 이송된 소정 차종의 바디(1)를 기준으로, 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)을 클램핑 하며 그 양측 사이드 패널(3)을 설정된 위치로 정위치시킬 수 있다.

더 나아가, 상기 사이드 정위치 지그(200)는 바디(1)의 서로 다른 차종에 대응하며 양측 사이드 패널(3)을 규제할 수 있고, 뒤에서 더욱 설명될 갭 측정유닛(500)에 의해 측정된 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 간의 갭 측정값에 기인하여 양측 사이드 패널(3)을 설정된 위치로 정위치시킬 수 있다.

여기서, 상기와 같은 "정위치"라 함은 사이드 정위치 지그(200)에 의해 양측 사이드 패널(3)을 바디(1)의 폭 방향으로 유동(遊動)시키며, 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 간의 갭을 제로화 한 위치로 정의할 수 있다.

즉, 상기 사이드 정위치 지그(200)는 양측 사이드 패널(3)을 규제함과 아울러, 갭 측정유닛(500)에 의해 측정된 갭 측정값에 기인하여 양측 사이드 패널(3)을 정위치시키며, 그 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)간의 제로 갭(zero gap)을 확보할 수 있다. 그리고 상기에서 "규제"라 함은 양측 사이드 패널(3)을 클램핑 하는 것으로 정의할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 정위치 지그(200)는 바디(1)의 이송경로를 사이에 두고 그 이송경로의 양측에 각각 설치되는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 그러나 이하에서는 이송경로의 어느 한 쪽에 설치되는 하나의 사이드 정위치 지그(200)에 대해서만 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 사이드 정위치 지그를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 사이드 정위치 지그를 도시한 측면 구성도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 사이드 정위치 지그(200)는 베이스 프레임(210), 이동 프레임(220), 포스트 프레임(230), 지지 프레임(240) 그리고 클램퍼들(250)을 포함한다.

상기 베이스 프레임(210)은 이동 프레임(220), 포스트 프레임(230) 및 지지 프레임(240)을 지지하기 위한 것으로, 브레이징 구간(8)에서 바디(1)의 이송경로를 사이에 두고 그 이송경로의 양측에 각각 설치된다.

상기 베이스 프레임(210)은 이동 프레임(220)을 지지하기 위한 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다. 그러나 상기 부속 요소들은 이동 프레임(220)을 베이스 프레임(210)에 설치하기 위한 것이므로, 본 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 베이스 프레임(210)으로 통칭한다.

상기에서 이동 프레임(220)은 베이스 프레임(210)에 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 이동 프레임(220)은 베이스 프레임(210)에 구비된 복수 개의 가이드 레일(221)에 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

상기 가이드 레일(221)은 바디(1)의 이송 방향을 따라 일정 간격 이격되며 베이스 프레임(210)의 상면에 설치되고, 바디(1)의 폭 방향으로 길게 배치된다. 상기 이동 프레임(220)의 하면에는 슬라이더(223)가 설치된다. 상기 슬라이더(223)는 가이드 레일(221)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 베이스 프레임(210)에는 이동 프레임(220)을 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제1 구동부(225)가 설치된다. 상기 제1 구동부(225)는 모터의 회전 운동을 이동 프레임(220)의 직선 운동으로 변환할 수 있는 구성으로 이루어진다.

상기 제1 구동부(225)는 베이스 프레임(210)에 설치되는 제1 서보모터(227)와, 제1 서보모터(227)와 연결되며 이동 프레임(220)에 실질적으로 스크류 결합되는 리드 스크류(229)를 포함한다.

상기 제1 서보모터(227)는 베이스 프레임(210)의 상면에 고정되게 장착될 수 있다. 상기 리드 스크류(229)는 제1 서보모터(227)의 구동축과 연결되며, 이동 프레임(220)의 하면에 고정된 소정의 블록(도면에 도시되지 않음)에 스크류 결합될 수 있다.

상기 포스트 프레임(230)은 바디(1)의 이송 방향을 따라 이동 프레임(220)의 양측에 각각 설치되는 바, 그 이동 프레임(220)의 수직 방향으로 고정되게 장착된다.

상기 지지 프레임(240)은 뒤에서 더욱 설명될 클램퍼들(250)을 실질적으로 지지하는 것으로서, 양측 사이드 패널(3)의 길이 방향 즉, 바디(1)의 이송 방향을 따라 길게 배치되며, 포스트 프레임(230)에 연결되게 설치된다.

상기에서 클램퍼들(250)은 양측 사이드 패널(3)을 규제함과 아울러 갭 측정유닛(500)에 의해 측정된 갭 측정값에 기인하여 양측 사이드 패널(3)을 정위치시키기 위한 것이다.

상기 클램퍼들(250)은 복수 개로서 구비되며, 지지 프레임(240)에 바디(1)의 이송 방향을 따라 장착되고, 그 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

상기 클램퍼(250)는 양측 사이드 패널(3)의 상측 부위를 규제하는 것으로, 도 5에서와 같이 클램프 실린더(251)에 의해 작동되며 양측 사이드 패널(3)의 상측 부위를 클램핑할 수 있다. 이러한 클램퍼(250)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 클램핑 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 클램퍼(250)는 앞서 설명한 바와 같이 지지 프레임(240)에 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 이를 위해 지지 프레임(240)에는 클램퍼(250)를 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제2 구동부(253)가 구비된다.

상기 제2 구동부(253)는 지지 프레임(240)에 설치되는 제2 서보모터(255)와, 제2 서보모터(255)와 연결되며 클램퍼(250)를 고정하는 엘엠 가이드(257)를 포함하고 있다.

상기 제2 서보모터(255)는 지지 프레임(240)에 고정되게 설치된다. 상기 엘엠 가이드(257)는 제2 서보모터(255)의 회전력을 제공받아 그 회전력으로 클램퍼(250)를 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동시키는 것이다.

상기에서 엘엠 가이드(257)는 벨트 또는 기어 등과 같은 동력전달수단을 통해 제2 서보모터(255)와 연결될 수 있다. 상기 엘엠 가이드(257)는 제2 서보모터(255)의 구동축과 연결되는 볼 스크류(256)와, 그 볼 스크류(256)에 스크류 결합되며 클램퍼(250)와 연결되는 이동블록(258)과, 그 이동블록(258)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 레일부재(259)를 포함한다.

상기 클램퍼(250)는 제2 서보모터(255)가 정역 방향으로 회전함으로써 상기한 엘엠 가이드(257)를 통하여 바디(1)의 폭 방향으로 직선 왕복 이동될 수 있다.

이와 같이 상기 클램퍼(250)를 제2 구동부(253)를 통해 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성한 이유는, 클램퍼(250)를 통해 양측 사이드 패널(3)을 규제한 상태로 그 양측 사이드 패널(3)을 바디(1)의 폭 방향으로 유동시키기 위함이다.

즉, 상기 클램퍼(250)는 양측 사이드 패널(3)을 규제한 상태로, 갭 측정유닛(500)에 의해 측정된 갭 측정값에 따라 제2 구동부(253)를 통해 양측 사이드 패널(3)을 바디(1)의 폭 방향으로 유동시키며, 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 간의 갭을 제로화 할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 앞서 설명한 바와 같이 이동 프레임(220)을 제1 구동부(225)를 통해 바디(1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성한 이유는, 클램퍼들(250)을 바디(1)의 서로 다른 차종에 대응하는 기 설정된 위치로 이동시키기 위함이다.

다른 한편, 본 발명의 실시예에서 상기 클램퍼들(250)이 장착되어 있는 지지 프레임(240)은 구동모터(241)를 통해 포스트 프레임(230)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 지지 프레임(240)은 포스트 프레임(230)에 회전 가능하게 지지되며, 구동모터(241)에 의해 회전될 수 있다. 상기 구동모터(241)는 브라켓을 통해 포스트 프레임(230)에 고정되게 설치될 수 있다.

이와 같이 상기 지지 프레임(240)을 구동모터(241)를 통하여 포스트 프레임(230)에 회전 가능하게 구성한 이유는 서로 다른 차종의 바디(1)에 대응하는 서로 다른 구조의 클램퍼들(250)을 차종에 따라 선택적으로 사용할 수 있게 하기 위함이다.

여기서, 상기 클램퍼들(250)은 서로 다른 차종의 양측 사이드 패널(3)을 규제할 수 있도록 바디(1)의 각 차종에 대응하는 서로 다른 구조로서, 지지 프레임(240)의 어느 한 쪽 및 적어도 하나의 다른 한 쪽에 설치될 수 있다.

즉, 상기 지지 프레임(240)의 어느 한 쪽에는 어느 한 차종에 대응하는 클램퍼들(250)이 바디(1)의 이송방향을 따라 설치되며, 지지 프레임(240)의 다른 한 쪽 및 그 외의 또 다른 한 쪽에는 서로 다른 각각의 차종에 대응하는 클램퍼들(250)이 바디(1)의 이송방향을 따라 설치될 수 있다.

그리고, 서로 다른 차종의 바디(1)에 대응하는 서로 다른 구조의 클램퍼들(250)은 지지 프레임(240)이 구동모터(241)를 통해 회전됨으로써 해당 차종의 양측 사이드 패널(3) 측에 위치하게 된다.

또 다른 한편으로, 도 6에서와 같이 각각의 포스트 프레임(230)에는 뒤에서 더욱 설명될 루프 가압 지그(300: 도 1 참조)를 도킹하기 위한 지지 브라켓(233)이 설치된다.

상기 지지 브라켓(233)에는 루프 가압 지그(300)에 결합되며 그 루프 가압 지그(300)를 고정하기 위한 고정 핀(235)이 설치되어 있다. 상기 고정 핀(235)은 지지 브라켓(233)에 대한 루프 가압 지그(300)의 도킹 부위에 끼워질 수 있다.

또한, 상기 포스트 프레임(230)의 지지 브라켓(233)에는 루프 가압 지그(300)의 핀 결합 부위 즉, 도킹 부위를 규제하는 핀 클램퍼(237)가 설치된다. 상기 핀 클램퍼(237)는 고정 핀(235)이 루프 가압 지그(300)의 도킹 부분에 결합된 상태에서, 그 루프 가압 지그(300)의 핀 결합 부위와 함께 고정 핀(235)을 규제할 수 있다.

여기서, 상기 핀 클램퍼(237)는 핀 클램핑 실린더(238)의 작동으로 회전하며 그 핀 클램핑 실린더(238)의 작동 압력으로 루프 가압 지그(300)의 핀 결합 부위와 함께 고정 핀(235)을 규제할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 루프 가압 지그(300)는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)에 로딩된 루프 패널(5)을 정위치시키며, 핸들링 로봇(301)을 통해 루프 패널(5)을 가압하기 위한 것이다. 상기 루프 가압 지그(300)는 핸들링 로봇(301)에 착탈 가능하게 설치되며, 위에서 언급한 바 있는 사이드 정위치 지그(200)에 도킹될 수 있게 구성된다.

여기서, 상기 루프 패널(5)은 루프 정렬지그(101)에 정렬된 상태로, 루프 로딩지그(103)를 통해 루프 정렬지그(101)로부터 언로딩 되며, 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 상에 로딩될 수 있다.

상기 루프 정렬지그(101)는 루프 패널(5)을 기 설정된 위치로 정렬하는 것으로, 브레이징 구간(8) 및 그라인딩 구간(9) 사이에 설치된다. 상기 루프 로딩지그(103)는 위에서 언급한 바 있는 핸들링 로봇(301)에 착탈 가능하게 설치된다.

상기에서 루프 정렬지그(101)는 루프 패널(5)의 기준 위치를 잡아주는 기준핀 및 루프 패널(5)의 가장자리 부분을 지지하는 리테이너들을 포함하고 있다. 상기 루프 로딩지그(103)는 루프 패널(5)의 기준 위치를 잡아주는 기준핀 및 루프 패널(5)의 가장자리 부분을 규제하는 클램퍼들을 포함하고 있다.

이러한 루프 정렬지그(101) 및 루프 로딩지그(103)의 더욱 구체적인 구성은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 핸들링 로봇(301)은 루프 로딩지그(103), 루프 가압 지그(300) 및 스폿 용접건(도면에 도시되지 않음)을 툴 체인저를 통해 툴 체인징 할 수 있다.

도 1에서 지금까지 미 설명된 참조 부호 105는 스폿 용접건이 장착되며, 루프 패널(5)과 프론트/리어 루프 레일부를 스폿 용접하는 용접 로봇으로서, 용접 로봇(105)은 브레이징 구간(8)에 구비된다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 루프 가압 지그를 도시한 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 루프 가압 지그(300)는 지그 프레임(310), 규제 패드(320), 진공컵들(330), 규제 핀(340) 그리고 기준 핀(360)을 포함하고 있다.

상기 지그 프레임(310)은 핸들링 로봇(301)의 아암 선단에 착탈 가능하게 장착된다. 상기 지그 프레임(310)은 메인 프레임(311)과, 메인 프레임(311)의 전단 및 후단에 일체로 연결되는 서브 프레임(313)을 포함한다.

상기 메인 프레임(311)은 레더(ladder) 형태로 이루어지며, 핸들링 로봇(301)의 아암 선단에 결합되는 로봇 결합부(315)를 구비하고 있다. 상기 서브 프레임(313)은 일(―)자 형태로 이루어지며, 메인 프레임(311)의 전단 및 후단에 좌우 방향(바디의 폭 방향)을 따라 배치된다.

여기서, 상기 지그 프레임(310) 전단 및 후단 각각의 양측 즉, 각 서브 프레임(313)의 양단에는 위에서 언급한 바 있는 사이드 정위치 지그(200)의 지지 브라켓(233)에 도킹되는 도킹 브라켓(317)이 고정되게 설치된다. 상기 도킹 브라켓(317)의 하면에는 고무패드(318)가 설치된다. 상기 고무패드(318)는 지지 브라켓(233)에 도킹 브라켓(317)이 도킹될 때, 지지 브라켓(233)에 대한 도킹 브라켓(317)의 충격을 완충시키는 기능을 하게 된다.

그리고, 도 10에서와 같이 상기 도킹 브라켓(317)에는 사이드 정위치 지그(200)의 고정 핀(235)이 끼워지는 핀 홀(319)이 형성된다. 즉, 상기 도킹 브라켓(317)이 사이드 정위치 지그(200)의 지지 브라켓(233)에 도킹될 때, 고정 핀(235)은 도킹 브라켓(317)의 핀 홀(319)에 결합된다.

상기에서 "도킹"이라 함은 루프 가압 지그(300)가 루프 패널(5)을 정위치시키며 가압하는 때, 도킹 브라켓(317)이 지지 브라켓(233)에 위치하는 상태로 정의할 수 있다.

상기 규제 패드(320)는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)에 로딩된 루프 패널(5)을 지지하는 것으로, 양측 사이드 패널(3)의 길이 방향에 따른 루프 패널(5)의 양측 가장자리 부분을 지지한다.

상기 규제 패드(320)는 지그 프레임(310)에서 메인 프레임(311)의 좌우 양측에 각각 고정되게 설치되며, 그 메인 프레임(311)의 길이 방향을 따라 배치된다. 상기 규제 패드(320)는 루프 패널(5)에 대응하는 형상으로 구비된다.

이러한 규제 패드(320)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 레이저 브레이징 접합 시에 과열되는 것을 방지하기 위해 열전도율이 우수한 알루미늄 소재로 이루어진다.

상기 진공 컵들(330)은 루프 패널(5) 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착하는 것으로, 규제 패드(320)에 대응하여 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 설치된다.

상기 진공 컵들(330)은 도 11에서와 같이, 루프 패널(5)의 양측 가장자리 부분을 따라 규제 패드(320)에 연속적으로 형성된 다수 개의 관통홀들(325)을 관통하며 루프 패널(5) 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착할 수 있다.

상기 진공 컵들(330)은 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 그 메인 프레임(311)의 길이 방향을 따라 연속적으로 이격되게 설치되는 바, 메인 프레임(311)에 고정된 고정 브라켓(331)을 통해 설치된다.

여기서, 상기 고정 브라켓(331)에는 장착 로드(333)가 고정되게 설치된다. 장착 로드(333)의 상단은 고정 브라켓(331)에 고정되며, 장착 로드(333)의 하단은 규제 패드(320)의 관통홀(325)에 배치된다. 장착 로드(333)의 하단에는 진공 컵(330)이 설치된다. 상기 진공 컵(330)은 스프링(335)을 통해 장착 로드(333)의 하단에 연결될 수 있다.

상기 규제 핀(340)은 규제 패드(320) 및 진공컵들(330)을 통해 루프 패널(5)을 규제하는 때, 도 12에서와 같이, 루프 패널(5)을 규제하기 위해 그 루프 패널(5)에 구비된 규제홀(6a)에 대해 하측에서 상측으로 끼워진다. 상기 규제 핀(340)은 규제 패드(320)의 전단 측에서 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이와 같이 상기 규제 핀(340)을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 지그 프레임(310)에는 규제핀 실린더(341)가 설치된다. 상기 규제핀 실린더(341)는 규제 핀(340)과 연결되며, 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 고정되게 설치된다.

상기 규제핀 실린더(341)는 공압 또는 유압에 의해 전후진 작동하는 규제핀 작동 로드(343)를 포함하고 있다. 상기 규제핀 작동 로드(343)에는 루프 패널(5)의 하면을 지지하며 그 규제 핀(340)을 고정하기 위한 규제 브라켓(345)이 설치된다. 상기 규제 브라켓(345)은 평평한 상면을 형성하고 있다. 상기 규제 핀(340)은 규제 브라켓(345)의 상면에 고정되게 설치된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 규제핀 실린더(341)의 규제핀 작동 로드(343)가 하측 방향으로 전진된 상태에서 상측 방향으로 후진 작동하게 되면, 규제 브라켓(345)을 통해 루프 패널(5)의 하측 면을 지지함과 동시에, 규제 핀(340)이 루프 패널(5)의 규제홀(6a)에 끼워지며 그 루프 패널(5)을 규제할 수 있다.

상기 기준 핀(360)은 규제 패드(320), 진공컵들(330) 및 규제 핀(340)을 통해 루프 패널(5)을 규제하는 때, 도 13에서와 같이, 루프 패널(5)에 구비된 기준홀(6b)에 대해 상측에서 하측으로 끼워진다. 상기 기준 핀(360)은 규제 패드(320)의 후단 측에서 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이와 같이 상기 기준 핀(360)을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 지그 프레임(310)에는 기준핀 실린더(361)가 설치된다. 상기 기준핀 실린더(361)는 기준 핀(360)과 연결되며, 지그 프레임(310)의 메인 프레임(311)에 고정되게 설치된다.

상기 기준핀 실린더(361)는 공압 또는 유압에 의해 전후진 작동하는 기준핀 작동 로드(363)를 포함하고 있다. 상기 기준핀 작동 로드(363)에는 기준 핀(360)이 설치된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 규제 패드(320), 진공컵들(330) 및 규제 핀(340)을 통해 루프 패널(5)을 규제하는 때, 기준핀 실린더(361)의 기준핀 작동 로드(363)가 상측 방향으로 후진된 상태에서 하측 방향으로 전진 작동하게 되면, 기준 핀(360)이 루프 패널(5)의 기준홀(6b)에 끼워지며 그 루프 패널(5)의 기준 위치를 잡아주게 된다.

도 1 및 도 14에서와 같이, 본 발명의 실시예에서 상기 브레이징 어셈블리(400)는 루프 가압 지그(300)에 의해 상호 가압 밀착된 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 레이저를 열원으로 하여 브레이징 접합하기 위한 것이다.

상기 브레이징 어셈블리(400)는 브레이징 구간(8)의 사이드 정위치 지그(200) 측에서 한 쌍의 브레이징 로봇(401)에 장착된다. 상기 브레이징 로봇(401)은 바디(1)의 이송경로를 사이에 두고 사이드 정위치 지그(200) 측에 각각 설치된다.

여기서, 상기 브레이징 어셈블리(400)는 레이저를 열원으로 하여 용가재를 용융시키며, 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 브레이징 접합할 수 있다.

예를 들면, 상기 브레이징 어셈블리(400)는 레이저 발진기로부터 발진되는 연속파 Nd:YAG 레이저빔(403)을 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위에 조사하여 용가재인 필러 와이어(405)를 용융시킴으로써 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 브레이징 접합할 수 있다.

도 15 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 브레이징 어셈블리 및 갭 측정유닛을 도시한 도면이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 브레이징 어셈블리(400)는 브레이징 브라켓(410), 레이저 헤드(430) 및 와이어 피더(450)를 포함한다.

상기 브레이징 브라켓(410)은 브레이징 로봇(401)의 아암 선단에 장착된다. 상기 브레이징 브라켓(410)은 브레이징 로봇(401)에 의해 회전 가능하게 구비되며, 그 브레이징 로봇(401)에 의해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 따라 이송될 수 있다.

상기 브레이징 브라켓(410)은 진동 등의 외부 환경에 민감한 레이저 헤드(430)의 특성을 고려해 브레이징 로봇(401)의 아암에 직접 마운팅 된다. 이러한 브레이징 브라켓(410)은 대략 "ㄷ" 형태로 구성되며, 모서리 부분의 취약함을 줄이기 위해 그 모서리 부분에 설치된 보강판(411)을 포함하고 있다.

상기 레이저 헤드(430)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위로 레이저빔을 조사하는 것으로, 브레이징 브라켓(410)에 설치된다. 상기 레이저 헤드(430)는 컨트롤러에 의해 제어되는 레이저 발진기로부터 연속파 Nd:YAG 레이저빔을 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 따라 조사하는 Nd:YAG 옵틱 헤드로서 구비된다.

여기서, 상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저는 광학계를 통해 초점이 맞춰진 상태로 레이저 헤드(430)로부터 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위로 조사될 수 있다.

상기 와이어 피더(450)는 레이저 헤드(430)로부터 조사되는 레이저빔의 초점 위치로 용가재인 필러 와이어(405)를 공급하기 위한 것이다. 상기 와이어 피더(450)는 브레이징 브라켓(410)에 구비된다.

이러한 레이저 헤드(430) 및 와이어 피더(450)의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 레이저 옵틱 헤드장치 및 와이어 피딩장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1과 함께 도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 갭 측정유닛(500)은 브레이징 어셈블리(400)의 레이저 헤드(430) 및 와이어 피더(450)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 접합하기 전에, 루프 가압 지그(300)에 의해 가압된 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 측정하기 위한 것이다.

상기 갭 측정유닛(500)은 루프 가압 지그(300)에 의해 가압된 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 측정하고 그 측정값을 제어기(도면에 도시되지 않음)로 출력한다.

여기서, 상기 제어기는 갭 측정유닛(500)을 통해 측정된 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭 측정값에 따라 사이드 정위치 지그(200)의 작동을 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 제어기는 갭 측정유닛(500)을 통해 측정된 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3)의 갭 측정값에 따라, 사이드 정위치 지그(200)의 제2 구동부(253)에 제어신호를 인가하여, 양측 사이드 패널(3)을 규제하고 있는 사이드 정위치 지그(200)의 클램퍼들(250)을 바디(1)의 폭 방향으로 이동시킬 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 갭 측정유닛(500)을 통해 측정된 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3)의 갭 측정값에 기인하여, 사이드 정위치 지그(200)를 통해 양측 사이드 패널(3)을 바디(1)의 폭 방향으로 유동(遊動) 및 정위치시키며 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 간의 갭을 제로화할 수 있다.

상기 갭 측정유닛(500)은 브레이징 어셈블리(400)의 브레이징 브라켓(410)에 설치된다. 이러한 갭 측정유닛(500)은 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위를 스캔하여 그 매칭 부위의 갭을 측정하는 제1 프로파일 센서(510)를 포함한다.

상기 제1 프로파일 센서(510)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위를 레이저 슬릿으로서 스캔하며 그 매칭 부위의 갭을 측정하는 것이다. 예를 들면, 상기 제1 프로파일 센서(510)는 루프 패널(5)의 직선부를 기준으로 가상의 기준선을 설정하고 그 기준선 상에 생성되는 프로파일 간의 간격을 산출함으로써 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 측정할 수 있다.

이러한 프로파일 센서는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 프로파일 센서로서 이루어지므로, 본 명세서에서 프로파일 센서의 더욱 구체적인 구성의 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 상기 제1 프로파일 센서(510)는 브레이징 어셈블리(400) 측의 브레이징 브라켓(410)에 센서 브라켓(511)을 통해 설치된다. 그리고 상기 센서 브라켓(511)은 제1 프로파일 센서(510)를 고정하며, 브레이징 브라켓(410)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하게 설치된다.

이를 위해 상기 브레이징 브라켓(410)에는 작동 실린더(520)가 고정되게 설치된다. 상기 작동 실린더(520)는 공압 또는 유압에 의해 전진 및 후진 작동하는 작동 로드(521)를 포함하고 있다. 상기 작동 로드(521)의 선단에는 제1 프로파일 센서(510)가 고정된 센서 브라켓(511)이 연결되게 설치된다. 이에 상기 센서 브라켓(511)은 작동 실린더(520)에 의해 전진 및 후진 이동될 수 있다.

그리고, 상기 작동 실린더(520)에는 작동 로드(521)에 의해 전진 및 후진 이동되는 센서 브라켓(511)을 가이드 하기 위한 한 쌍의 가이드 바아(525)가 설치된다. 상기 가이드 바아(525)는 작동 실린더(520)의 몸체에 슬라이딩 가능하게 끼워지며, 고정 블록(527)을 통해 작동 로드(521)의 선단에 결합된다. 상기 고정 블록(527)은 작동 로드(521)의 선단 및 가이드 바아(525)의 선단(도면에서의 하단)을 연결하며, 센서 브라켓(511)에 고정된다.

이와 같은 상기 센서 브라켓(511)은, 브레이징 어셈블리(400)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 접합하기 전, 제1 프로파일 센서(510)를 통해 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 측정하기 위해 작동 실린더(520)를 통해 전진 이동될 수 있다.

그리고 상기 센서 브라켓(511)은, 브레이징 어셈블리(400)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 접합할 때, 작동 실린더(520)에 의해 후진 이동되며, 브레이징 어셈블리(400)과의 간섭을 회피할 수 있다.

한편, 도 18에서와 같이 상기 센서 브라켓(511)에는 브레이징 어셈블리(400)에 의한 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 레이저 브레이징 접합 시, 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 브레이징 접합 부위 측으로 에어를 분사하는 에어 블로워(550)가 설치된다.

즉, 상기 에어 블로워(550)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 브레이징 접합 부위 측으로 에어를 분사하며, 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 레이저 브레이징 접합 부위에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 에어 블로워(550)는 공기 압축기(도면에 도시되지 않음)를 통해 공급되는 소정 압력의 에어를 제공받아 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 브레이징 접합 부위로 분사할 수 있다.

예를 들면, 상기 에어 블로워(550)는 브레이징 어셈블리(400)의 레이저 헤드(430)로부터 조사되는 레이저빔의 조사방향에 수직한 방향으로 에어를 분사할 수 있다.

이를 위해 상기 센서 브라켓(511)에는 에어 블로워(550)와 연결되는 에어 분사 통로(555)를 형성하고 있다. 상기 에어 분사 통로(555)는 레이저 헤드(430)로부터 조사되는 레이저빔의 조사방향을 따라 형성되며 그 레이저빔의 조사방향에 수직한 방향으로 개방된 통로로 구비된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 브레이징 어셈블리(400)에 의해 레이저 브레이징 접합된 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드(도면에 도시되지 않음)를 그라인딩 하기 위한 것이다.

상기 그라인딩 어셈블리(600)는 바디 이송경로의 브레이징 구간(8)에서 브레이징 어셈블리(400)에 의해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 레이저 브레이징 접합이 완료되고, 그 바디(1)가 바디 이송경로를 따라 그라인딩 구간(9)으로 이송된 상태에서, 상기한 브레이징 비드를 그라인딩 할 수 있다.

여기서, 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 바디 이송경로의 그라인딩 구간(9)에서 한 쌍의 그라인딩 로봇(601)에 구성된다. 상기 그라인딩 로봇(601)은 바디(1)의 이송경로를 사이에 두고 이의 양측에 각각 설치된다.

이 경우, 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 그라인딩 로봇(601)에 의해 기 설정된 티칭 경로를 따라 이동하며, 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드를 그라인딩 할 수 있다.

도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 결합 사시도이고, 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 분해 사시도이고, 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템에 적용되는 그라인딩 어셈블리를 도시한 결합 단면 구성도이다.

도 1과 함께 도 19 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 그라인딩 브라켓(610), 그라인딩 모터(620), 그라인딩 휠(630), 휠 커버(640), 이동 플레이트(650), 압력조절 실린더(660) 그리고 스토퍼 실린더(670)를 포함한다.

상기 그라인딩 브라켓(610)은 그라인딩 로봇(601)의 아암 선단에 장착되며, 그라인딩 로봇(601)에 의해 회전 가능하게 구비되고, 그 그라인딩 로봇(601)에 의해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 따라 이송될 수 있다.

상기 그라인딩 모터(620)는 뒤에서 더욱 설명될 그라인딩 휠(630)을 회전시키기 위한 것으로, 도면을 기준할 때 그라인딩 브라켓(610)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기에서 그라인딩 휠(630)은 레이저 브레이징 접합된 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드를 그라인딩 하는 것이다. 상기 그라인딩 휠(630)은 원반 형상으로서 그라인딩 모터(620)의 구동축(621)에 결합되며 회전될 수 있다.

상기 휠 커버(640)는 그라인딩 휠(630)을 커버링 하는 것으로서, 그라인딩 모터(620)의 상하 이동을 방해하지 않으면서 그라인딩 휠(630)을 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드를 그라인딩 할 때 비산되는 그라인딩 분진을 포집하는 기능을 하게 된다.

상기 휠 커버(640)는 그라인딩 모터(620)의 구동축(621)에 결합된 그라인딩 휠(630) 전체를 감싸면서 하단이 개방된 하우징으로 구비되며, 그라인딩 브라켓(610)에 고정되게 장착된다.

여기서, 상기 그라인딩 휠(630)은 휠 커버(640)의 내측에서 그라인딩 모터(620)에 의해 회전하며, 휠 커버(640)의 하부 개방단을 통하여 브레이징 비드를 그라인딩 할 수 있다.

그리고, 상기 휠 커버(640)에는 그라인딩 모터(620)의 상하 이동을 방해하지 않도록 그 그라인딩 모터(620)의 상하 이동을 가이드 하는 제1 가이드 홈(641)이 형성되어 있다. 상기 제1 가이드 홈(641)은 그라인딩 브라켓(610)에 고정된 휠 커버(640)의 일면에 휠 커버(640)의 하부 개방단으로부터 상측 방향으로 형성된다.

나아가, 상기 휠 커버(640)에는 그라인딩 휠(630)을 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드를 그라인딩 할 때 비산되는 그라인딩 분진을 흡입하기 위한 흡입구(645)가 설치된다.

상기 흡입구(645)는 휠 커버(640) 내부에서 비산되는 그라인딩 분진을 흡입하여 그 휠 커버(640)의 외부로 배출하는 것으로서, 예를 들면 분진 배출라인(도면에 도시되지 않음)을 통해 진공 펌프(도면에 도시되지 않음)와 연결될 수 있다.

상기 이동 플레이트(650)는 그라인딩 브라켓(610)에 대하여 그라인딩 모터(620)를 지지하며 그 그라인딩 모터(620)의 상하 이동을 가이드 하는 것으로서, 그라인딩 브라켓(610)과 휠 커버(640) 사이에 배치된다.

이러한 이동 플레이트(650)는 그라인딩 모터(620)의 구동축(621)과 부싱(651)을 통해 연결되며, 그라인딩 브라켓(610)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기 부싱(651)은 그라인딩 모터(620)의 구동축(621) 상에 설치되며 그 구동축(621)을 회전 가능하게 지지하는 것으로, 원통 형태의 회전 지지수단으로서 구비된다.

상기한 바와 같은 이동 플레이트(650)의 상하 이동을 위해 그 이동 플레이트(650)에 대응하는 그라인딩 브라켓(610)의 일면에는 한 쌍의 레일 블록(653)이 설치된다. 그리고 상기 레일 블록(653)에 대응하는 이동 플레이트(650)의 일면에는 레일 블록(653)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는 한 쌍의 슬라이딩 블록(655)이 설치된다.

여기서, 상기 그라인딩 모터(620)는 구동축(621) 상의 부싱(651)을 통해 이동 플레이트(650)와 연결되므로, 레일 블록(653)과 슬라이딩 블록(655)을 통하여 그라인딩 브라켓(610)에 대해 상하 방향으로 이동될 수 있다.

즉, 상기 그라인딩 모터(620)는 자중에 의해 하측 방향으로 이동되며, 소정의 외력에 의해 상측 방향으로 이동될 수 있는데, 상기 그라인딩 모터(620)의 최 하측 이동 위치 및 최 상측의 이동 위치는 별도의 스토퍼, 예를 들면 레일 블록(653)의 상단 및 하단에 구비된 스토퍼 돌기 등)에 의해 결정될 수 있다.

한편, 상기 그라인딩 브라켓(610)에는 그라인딩 모터(620)의 상하 이동을 방해하지 않도록 부싱(651)을 상하 방향으로 가이드 하기 위한 제2 가이드 홈(615)이 형성되어 있다.

상기 제2 가이드 홈(615)은 이동 플레이트(650)에 대응하는 그라인딩 브라켓(610)의 일면에서 하단으로부터 상측 방향으로 길게 형성되며, 그라인딩 모터(620)의 구동축(621) 상의 부싱(651)을 상하 방향으로 가이드 할 수 있다.

상기 압력조절 실린더(660)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드에 대한 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 가압력을 조절하기 위한 것이다.

상기 압력조절 실린더(660)는 그라인딩 브라켓(610)에 고정되게 설치되며, 이동 플레이트(650)와 연결되게 설치된다. 상기 압력조절 실린더(660)는 마운팅 브라켓(661)을 통해 그라인딩 브라켓(610)의 상단에 고정되게 장착되며, 압력조절 로드(663)를 통해 이동 플레이트(650)와 연결될 수 있다.

이러한 압력조절 실린더(660)는 0~10bar의 압력으로 조절 가능한 비례 압력 조절기로서, 전압 및 전류에 따라 압력조절 로드(663)에 일정한 공압을 인가하여 브레이징 비드에 대한 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 가압력을 조절할 수 있다.

상기 스토퍼 실린더(670)는 이동 플레이트(650)의 상하 이동을 선택적으로 제한하기 위한 것으로서, 그라인딩 브라켓(610)에 고정되게 설치된다. 즉, 상기 스토퍼 실린더(670)는 위에서 언급한 바 있는 그라인딩 모터(620)의 자중 및 외력에 의한 상하 이동을 제한하기 위한 것이다.

상기 스토퍼 실린더(670)는 그라인딩 브라켓(610)을 관통하여 이동 플레이트(650) 측으로 전진 및 후진 작동하는 스토퍼 작동 로드(671)를 포함하고 있다. 이에 상기 그라인딩 브라켓(610)에는 스토퍼 실린더(670)가 고정되게 설치되는 부위에서 스토퍼 작동 로드(671)가 관통하는 관통홀(673)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 스토퍼 작동 로드(671)의 선단에 대응하는 이동 플레이트(650)의 일면에는 마찰패드(675)가 설치되어 있다. 상기 마찰패드(675)는 스토퍼 작동 로드(671)의 선단에 밀착됨으로써 그라인딩 모터(620)의 자중 및 외력에 의한 상하 이동을 제한할 수 있다. 이러한 마찰패드(675)는 예를 들면 테프론 소재의 고무 재질로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 그라인딩 모터(620)를 자중 및 외력에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성하고, 그 그라인딩 모터(620)의 자중 및 외력에 의한 상하 이동을 스토퍼 실린더(670)를 통해 제한 가능하게 구성한 이유는 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 함에 따른 그라인딩 휠(630)의 마모를 감안하기 위함이다.

부연 설명하면, 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 그라인딩 로봇(601)에 의해 기 설정된 티칭 경로를 따라 이동하며 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 하기 때문에, 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면이 항상 기 설정된 위치에서 브레이징 비드를 그라인딩 해야 함은 당연하다 할 것이다.

그러나, 상기 그라인딩 휠(630)을 그라인딩 모터(620)에 신규로 장착한 경우, 브레이징 비드의 위치를 기준으로 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면은 그 기준 위치보다 아래에 위치하게 된다.

이러한 경우 본 발명의 실시예에서는 별도의 지지수단(603)을 통해 그라인딩 휠(630)에 외력을 가함으로써 이동 플레이트(650)를 통해 그라인딩 휠(630)과 함께 그라인딩 모터(620)를 상측 방향으로 이동시키며, 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면을 기 설정된 위치에 위치시킨다. 그리고 상기 그라인딩 모터(620)는 스토퍼 실린더(670)에 의해 이동이 제한되며, 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면의 기 설정된 위치에서 고정될 수 있다.

반대로, 상기 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 함에 따라 그라인딩 휠(630)이 마모된 경우, 브레이징 비드의 위치를 기준으로 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면은 그 기준 위치보다 위에 위치하게 된다.

상기한 경우 본 발명의 실시예에서는 스토퍼 실린더(670)를 통해 그라인딩 모터(620)의 이동 제한을 해제하게 되면, 그라인딩 모터(620)가 자중에 의해 그라인딩 휠(630)과 함께 하측 방향으로 이동되며, 지지수단(603)을 통해 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면이 기 설정된 위치에 위치하게 된다. 그리고 상기 그라인딩 모터(620)는 스토퍼 실린더(670)에 의해 이동이 제한되며, 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면의 기 설정된 위치에 고정될 수 있다.

상기에서 스토퍼 실린더(670)는 그라인딩 휠(630)에 대한 그라인딩 면의 기 설정된 위치를 기준으로, 그 그라인딩 면을 감지하는 위치센서(도면에 도시되지 않음)를 통하여 작동할 수 있다.

도 1과 함께 도 19 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 비드 검사유닛(700)은 그라인딩 어셈블리(600)에 의해 그라인딩 된 브레이징 비드를 검사하기 위한 것이다. 즉, 상기 비드 검사유닛(700)은 그라인딩 어셈블리(600)에 의해 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 자동으로 검출하기 위한 것이다.

상기 비드 검사유닛(700)은 그라인딩 어셈블리(600)에 장착되며, 그라인딩 로봇(601)에 의해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 그라인딩 된 브레이징 비드를 따라 이송될 수 있다.

이러한 비드 검사유닛(700)은 도 23에서와 같이, 장착 브라켓(710), 비전 카메라(730) 및 제2 프로파일 센서(750)를 포함하고 있다.

상기 장착 브라켓(710)은 그라인딩 어셈블리(600)의 그라인딩 브라켓(610)에 고정되게 설치된다. 상기 장착 브라켓(710)은 그라인딩 로봇(601)에 의해 그라인딩 브라켓(610)과 함께 회전될 수 있다.

상기 비전 카메라(730)는 그라인딩 된 브레이징 비드를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 위에서 언급한 바 있는 제어기로 출력하는 것으로서, 장착 브라켓(710)에 고정되게 설치된다.

여기서, 상기 장착 브라켓(710)에는 그라인딩 된 브레이징 비드에 조명광을 조사하는 조명부(731)가 설치된다. 상기 조명부(731)는 비전 카메라(730)의 비전 촬영 영역에서 장착 브라켓(710)에 고정되게 설치된다.

그리고, 상기 제어기는 비전 카메라(730)로부터 제공받은 비전 데이터를 분석하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 폭 등을 산출하고 그 산출값을 기준 값(그라인딩 된 브레이징 비드의 기준 값)과 비교하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 검출할 수 있다.

한편, 상기 비전 카메라(730)는 그라인딩 어셈블리(600)를 통해 브레이징 비드를 그라인딩 하기 전에 바디(1)의 소정 기준 점 예를 들면, 프론트 글라스 장착홀 및 센터 필러 측의 브레이징 부위를 비전 촬영하며 그 비전 데이터를 제어기로 출력할 수 있다. 즉, 상기 비전 카메라(730)는 그라인딩 어셈블리(600)를 통해 브레이징 비드를 그라인딩 하기 전에 바디(1)의 위치를 감지할 수 있다.

상기에서 제어기는 비전 카메라(730)로부터 제공받은 비전 데이터를 분석하여 바디(1)의 위치 값을 산출하고, 그 산출값을 기준 값(바디의 기준 위치 값)과 비교하여 그라인딩 어셈블리(600)의 그라인딩 위치를 보정할 수 있다.

상기 제2 프로파일 센서(750)는 그라인딩 된 브레이징 비드를 스캔하여 그 브레이징 비드의 높이 등을 측정하는 것으로서, 비전 카메라(730)와 함께 장착 브라켓(710)에 고정되게 설치된다.

상기 제2 프로파일 센서(750)는 그라인딩 된 브레이징 비드를 레이저 슬릿으로서 스캔하며 그 브레이징 비드의 높이 등을 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 프로파일 센서(750)는 그라인딩 된 브레이징 비드의 단면을 2차원 프로파일 형태로 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력한다.

상기에서 제어기는 제2 프로파일 센서(750)로부터 제공받은 감지 신호를 분석하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 높이 등을 산출하고 그 산출값을 기준 값(그라인딩 된 브레이징 비드의 기준 값)과 비교하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 검출할 수 있다.

여기서, 상기 장착 브라켓(710)에는 제2 프로파일 센서(750)로부터 조사되는 스캔 빔(레이저 슬릿)을 통과시키는 빔 통과홀(717)이 형성되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템의 작동을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에서 소정의 구조물에 양측 사이드 패널(3)이 조립된 바디(1)는 차체 조립라인의 메인 벅 공정에서 대차(도면에 도시되지 않음)를 통해 이송라인(7)을 따라 브레이징 구간(8)의 사이드 정위치 지그(200) 측으로 이송된다.

여기서, 상기 사이드 정위치 지그(200)의 이동 프레임(220)은 제1 구동부(225)를 통해 바디(1)의 폭 방향을 따라 그 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 멀어지는 방향으로 이동된 상태에 있다.

즉, 상기 이동 프레임(220) 상에서 포스트 프레임(230)을 통해 지지 프레임(240)에 설치된 클램퍼들(250)은 이동 프레임(220)에 의해 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 멀어지는 방향으로 이동된 상태에 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 구동모터(214)를 통해 지지 프레임(240)을 회전시키며, 바디(1)의 차종에 대응하는 클램퍼들(250)을 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 측에 위치시킨 상태에 있다.

상기와 같은 상태에서 브레이징 구간(8)의 사이드 정위치 지그(200) 측으로 바디(1)가 위치하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 이동 프레임(220)을 제1 구동부(225)를 통해 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 측으로 이동시키며, 클램퍼들(250)을 바디(1)의 차종에 대응하는 기 설정된 위치로 이동시킨다.

이어서, 본 발명의 실시예에서는 제2 구동부(253)를 통해 클램퍼들(250) 자체를 바디(1)의 폭 방향을 따라 그 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 측으로 전진 이동시키며, 클램퍼들(250)을 통해 양측 사이드 패널(3)의 상측 부위를 클램핑 한다.

다음으로, 상기 클램퍼들(250)을 통해 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)을 규제한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 루프 정렬지그(101)에 정렬되어 있는 루프 패널(5)을 루프 로딩지그(103)를 통해 루프 정렬지그(101)로부터 언로딩하며, 그 루프 패널(5)을 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 상에 로딩한다.

여기서, 상기 루프 로딩지그(103)는 핸들링 로봇(301)에 장착된 상태로 루프 패널(5)을 언로딩 및 로딩하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 루프 로딩지그(103)를 통해 바디(1)의 양측 사이드 패널(3) 상에 루프 패널(5)을 로딩한 상태에서, 핸들링 로봇(301)으로부터 루프 로딩지그(103)를 탈거하고 그 핸들링 로봇(301)에 스폿 용접건을 장착한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 핸들링 로봇(301)의 스폿 용접건 및 용접 로봇(105)의 스폿 용접건을 통해 루프 패널(5)과 프론트/리어 루프 레일부를 1 점씩 스폿 용접한다. 이 후, 본 발명의 실시예에서는 핸들링 로봇(301)으로부터 스폿 용접건을 탈거하고 그 핸들링 로봇(301)에 루프 가압 지그(300)를 장착한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에서는 핸들링 로봇(301)을 통해 루프 가압 지그(300)를 루프 패널(5) 측으로 이동시키고 그 루프 가압 지그(300)를 통해 루프 패널(5)을 정위치시키며 가압한다.

상기와 같은 루프 가압 지그(300)의 작동을 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에서는 핸들링 로봇(301)을 통해 루프 가압 지그(300)의 지그 프레임(310)을 루프 패널(5) 측으로 이동시킨다.

이어서, 상기 핸들링 로봇(301)을 통해 루프 패널(5)에 대하여 지그 프레임(310)을 가압하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 규제 패드(320)를 통해 루프 패널(5)의 양측 가장자리 부분을 지지함과 동시에, 진공 컵들(330)을 통해 그 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착한다.

이러는 과정에 본 발명의 실시예에서는 규제핀 실린더(341)의 규제핀 작동 로드(343)가 하측 방향으로 전진 작동된 상태에서, 규제핀 작동로드(343)를 상측 방향으로 후진 작동시킨다.

그러면, 규제 핀(340)이 설치된 규제 브라켓(345)은 규제핀 작동로드(343)에 의해 루프 패널(5)의 하측 면을 지지하고, 규제 핀(340)은 루프 패널(5)의 규제홀(6a)에 하측에서 상측 방향으로 끼워지며 그 루프 패널(5)을 규제하게 된다.

이와 동시에, 본 발명의 실시예에서는 기준핀 실린더(361)의 기준핀 작동 로드(363)가 상측 방향으로 후진 작동된 상태에서, 기준핀 작동 로드(363)를 하측 방향으로 전진 작동시킨다.

그러면, 기준 핀(360)은 기준핀 작동 로드(363)에 의해 루프 패널(5)의 기준홀(6b)에 상측에서 하측 방향으로 끼워지며 그 루프 패널(5)의 기준 위치를 잡아주게 된다.

상기와 같이 루프 가압 지그(300)를 통해 루프 패널(5)을 정위치시키며 가압하는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 지그 프레임(310)의 도킹 브라켓(317)을 사이드 정위치 지그(200)의 지지 브라켓(233) 상에 도킹시킬 수 있다.

상기 지지 브라켓(233)에 대한 도킹 브라켓(317)의 도킹 시, 그 지지 브라켓(233)의 고정 핀(235)은 도킹 브라켓(317)의 핀 홀(319)에 결합된다. 그리고 상기 지지 브라켓(233) 상의 핀 클램퍼(237)는 핀 클램핑 실린더(238)의 작동으로 회전하며 그 핀 클램핑 실린더(238)의 작동 압력으로 도킹 브라켓(317)과 함께 고정 핀(235)을 클램핑 하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)에 로딩된 루프 패널(5)을 상기한 바와 같은 루프 가압 지그(300)를 통해 정위치시키며 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 사이드 정위치 지그(200)의 지지 브라켓(233)에 루프 가압 지그(300)의 도킹 브라켓(317)을 도킹시키며, 고정 핀(235)과 핀 클램퍼(237)를 통해 도킹 브라켓(317)을 지지 브라켓(233)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.

이와 같이 상기 루프 가압 지그(300)를 통해 루프 패널(5)을 가압하고 있는 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 브레이징 로봇(401)을 통해 브레이징 어셈블리(400)를 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위 측으로 이동시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 갭 측정유닛(500)의 센서 브라켓(511)을 작동 실린더(520)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위로 전진 이동시킨다.

이에, 상기 센서 브라켓(511)에 고정된 제1 프로파일 센서(510)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위에 근접하게 되고, 브레이징 로봇(401)은 제1 프로파일 센서(510)를 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위를 따라 이동시킨다.

이 과정에 상기 제1 프로파일 센서(510)는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위를 레이저 슬릿으로서 스캔하며 그 매칭 부위의 갭을 측정한다. 여기서, 상기 제1 프로파일 센서(510)는 루프 패널(5)의 직선부를 기준으로 가상의 기준선을 설정하고 그 기준선 상에 생성되는 프로파일 간의 간격을 산출함으로써 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 측정한다.

상기 제1 프로파일 센서(510)는 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭 측정값을 제어기로 전송하고, 제어기는 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3)의 갭 측정값에 따라, 사이드 정위치 지그(200)의 제2 구동부(253)에 제어신호를 인가한다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)을 규제하고 있는 사이드 정위치 지그(200)의 클램퍼들(250)을 제2 구동부(253)를 통해 바디(1)의 폭 방향으로 이동시키며 그 양측 사이드 패널(3)을 바디(1)의 폭 방향으로 유동(遊動) 및 정위치시킨다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 매칭 부위를 브레이징 어셈블리(400)를 통해 레이저 브레이징 접합하기 전에 그 매칭 부위의 갭을 갭 측정유닛(500)을 통해 측정할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3)의 갭 측정값에 기인하여 사이드 정위치 지그(200)를 통해 양측 사이드 패널(3)의 위치를 보정함으로써 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 제로화 할 수 있다.

상기와 같이 양측 사이드 패널(3)의 위치를 보정하여 루프 패널(5)과 양측 사이드 패널(3) 간의 매칭 갭을 제로화 한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 작동 실린더(520)를 통해 갭 측정유닛(500)의 센서 브라켓(511)을 후진 이동시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 브레이징 로봇(401)을 통해 브레이징 어셈블리(400)를 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위(매칭 부위)를 따라 이동시키며, 그 브레이징 어셈블리(400)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 레이저 브레이징 접합한다.

여기서, 상기 브레이징 어셈블리(400)는 작동 실린더(520)에 의해 센서 브라켓(511)과의 간섭을 회피한 상태에서, 레이저 헤드(430)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위로 레이저빔을 조사하고, 와이어 피더(450)를 통해 레이저빔의 초점 위치로 필러 와이어(405)를 공급한다.

이에, 상기 브레이징 어셈블리(400)는 레이저빔을 열원으로 하여 필러 와이어(405)를 용융시키며 그 필러 와이어(405)의 용융물을 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 일체로 브레이징 접합할 수 있다.

상기한 바와 같이 브레이징 어셈블리(400)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 브레이징 접합하는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 에어 블로워(550)를 통해 센서 브라켓(511)의 에어 분사 통로(555)로 에어를 공급한다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 에어 블로워(550)를 통해 제공되는 에어를 에어 분사 통로(555)를 통해 레이저빔의 조사방향에 수직한 방향으로 분사함으로써 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 레이저 브레이징 접합 부위에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기와 같이 브레이징 어셈블리(400)를 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 브레이징 접합함에 따라 그 접합 부위에는 브레이징 비드가 형성된다.

이와 같은 과정을 거치며 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위에 대한 레이저 브레이징 접합이 완료된 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 사이드 정위치 지그(200) 및 루프 가압지그(300)를 원위치시킨다.

그 후, 본 발명의 실시예에서는 핸들링 로봇(301)으로부터 루프 가압지그(300)를 탈거하고 그 핸들링 로봇(301)에 스폿 용접건을 장착한다. 그리고 나서 본 발명의 실시예에서는 상기 핸들링 로봇(301)의 스폿 용접건과 용접 로봇(105)의 스폿 용접건을 통해 루프 패널(5)과 프론트/리어 루프 레일부를 증타 용접한다.

이 후, 상기 바디(1)를 이송라인(7)을 따라 그라인딩 구간(9)으로 이송시킨 다음, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 구간(9)에서 그라인딩 로봇(601)을 통해 그라인딩 어셈블리(600)를 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드 측으로 이동시킨다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 그라인딩 어셈블리(600)를 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 접합 부위의 브레이징 비드 측으로 이동시키기 전, 그라인딩 어셈블리(600)의 그라인딩 휠(630)을 그라인딩 모터(620)에 신규로 장착할 수 있다.

이러한 경우, 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 그라인딩 로봇(601)에 의해 기 설정된 티칭 경로를 따라 이동하며 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 하기 때문에, 브레이징 비드의 위치를 기준으로 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면이 그 기준 위치보다 아래에 위치하게 된다.

이에 따라 본 발명의 실시예에서는 스토퍼 실린더(670)의 스토퍼 작동 로드(671)를 후진시키며 그라인딩 모터(620)의 이동 제한을 해제한다. 그러면 상기 그라인딩 모터(620)는 자중에 의하여 그라인딩 휠(630)과 함께 이동 플레이트(650)를 통해 하측 방향으로 이동된다.

이 상태에서 본 발명의 실시예에서는 별도의 지지수단(603)을 통해 그라인딩 휠(630)에 외력을 가함으로써 이동 플레이트(650)를 통해 그라인딩 휠(630)과 함께 그라인딩 모터(620)를 상측 방향으로 이동시키며, 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면을 기준 위치에 위치시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 스토퍼 실린더(670)의 스토퍼 작동 로드(671)를 전진시키며, 그 스토퍼 작동 로드(671)의 선단에 밀착되는 마찰패드(675)를 통하여 그라인딩 모터(620)의 이동을 제한한다.

상기와 같이 그라인딩 어셈블리(600)를 브레이징 비드 측으로 이동시킨 후, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 로봇(601)에 그라인딩 어셈블리(600)와 함께 장착된 비드 검사유닛(700)의 비전 카메라(730)를 통해 바디(1)의 위치를 감지한다.

상기 비전 카메라(730)는 바디(1)의 프론트 글라스 장착홀 및 센터 필러 측의 브레이징 부위를 비전 촬영하며 그 비전 데이터를 제어기로 출력한다. 그러면 상기 제어기는 비전 카메라(730)로부터 제공받은 비전 데이터를 분석하여 바디(1)의 위치 값을 산출하고, 그 산출값을 기준 값(바디의 기준 위치 값)과 비교하여 그라인딩 어셈블리(600)의 그라인딩 위치를 보정한다.

그런 다음, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 모터(620)를 통해 그라인딩 휠(630)을 회전시키고, 그라인딩 로봇(601)을 통해 그라인딩 휠(630)을 브레이징 비드를 따라 이동시키며, 그 브레이징 비드를 그라인딩 휠(630)로 그라인딩 한다.

여기서, 상기 브레이징 비드를 그라인딩 할 때 비산되는 그라인딩 분진은 그라인딩 휠(630)을 감싸는 휠 커버(640)에 포집되는데, 본 발명의 실시예에서는 휠 커버(640)의 흡입구(645)를 통해 그라인딩 분진을 흡입하여 휠 커버(640)의 외부로 배출한다. 그리고, 본 발명의 실시예에서는 압력조절 실린더(660)를 통하여 브레이징 비드에 대한 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 가압력을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 함에 따라 그라인딩 휠(630)이 마모된다.

이 경우, 상기 그라인딩 어셈블리(600)는 그라인딩 로봇(601)에 의해 기 설정된 티칭 경로를 따라 이동하며 그라인딩 휠(630)을 통해 브레이징 비드를 그라인딩 하기 때문에, 브레이징 비드의 위치를 기준으로 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면이 그 기준 위치보다 위에 위치하게 된다.

이에 따라 본 발명의 실시예에서는 스토퍼 실린더(670)의 스토퍼 작동 로드(671)를 후진시키며 그라인딩 모터(620)의 이동 제한을 해제한다. 그러면, 그라인딩 모터(620)가 자중에 의해 그라인딩 휠(630)과 함께 하측 방향으로 이동되며, 지지수단(603)을 통해 그라인딩 휠(630)의 그라인딩 면이 기 설정된 위치에 위치하게 된다.

이러한 과정을 거치며 상기 그라인딩 어셈블리(600)를 통해 브레이징 비드를 그라인딩 한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 로봇(601)을 통해 그라인딩 어셈블리(600)의 그라인딩 브라켓(610)을 회전시킨다.

그러면, 비드 검사유닛(700)의 장착 브라켓(710)은 그라인딩 브라켓(610)과 함께 회전하게 되고, 비드 검사유닛(700)의 비전 카메라(730) 및 제2 프로파일 센서(750)는 그라인딩 된 브레이징 비드 측에 위치하게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 로봇(601)을 통해 비드 검사유닛(700)을 그라인딩 된 브레이징 비드를 따라 이동시키며, 비전 카메라(730)를 통해 그라인딩 된 브레이징 비드를 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기로 출력한다.

이에, 상기 제어기는 비전 카메라(730)로부터 제공받은 비전 데이터를 분석하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 폭을 산출하고 그 산출값을 기준 값(그라인딩 된 브레이징 비드의 기준 값)과 비교하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 검출한다.

이러는 과정을 거치는 동안, 본 발명의 실시예에서는 제2 프로파일 센서(750)를 통해 그라인딩 된 브레이징 비드의 단면을 2차원 프로파일 형태로 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력한다.

이에, 상기 제어기는 제2 프로파일 센서(750)로부터 제공받은 감지 신호를 분석하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 높이를 산출하고 그 산출값을 기준 값(그라인딩 된 브레이징 비드의 기준 값)과 비교하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 검출한다.

상기와 같이 비드 검사유닛(700)을 통하여 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량을 검출하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 그 검출 결과를 디스플레이를 통해 디스플레이 하고, 그 검출 결과를 리페어 공정 및 품질 이력 관리 서버로 전송한다.

이렇게 그라인딩 된 브레이징 비드의 불량 검출까지 완료되면, 본 발명의 실시예에서는 그라인딩 로봇(601)을 원위치시키고, 루프 패널(5)이 접합된 바디(1)를 이송라인(7)을 통해 후속 공정으로 이송시킨다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 루프 레이저 브레이징 시스템(100)은 지금까지 설명한 바와 같은 일련의 과정을 통해 바디(1)를 기준으로 양측 사이드 패널(3)에 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 방식으로 접합할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 바디(1)의 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)의 접합 부위를 레이저 브레이징 방식으로 접합하여 종래 기술에서와 같은 루프 몰딩을 삭제할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에서는 루프 가압지그(300)를 통해 루프 패널(5)을 양측 사이드 패널(3)에 정위치시키며 규제하고, 사이드 정위치 지그(200) 및 갭 측정유닛(500)을 통해 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5) 간의 갭을 제로화 하며 양측 사이드 패널(3)과 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 접합하고, 비드 검사유닛(700)을 통해 브레이징 비드의 그라인딩 불량을 자동으로 검출할 수 있으므로, 루프 패널(5)의 브레이징 접합 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 바디(1)에 대응하여 루프 패널(5)을 레이저 브레이징 접합할 수 있으므로, 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 바디 3... 사이드 패널
5... 루프 패널 6a... 규제홀
6b... 기준홀 7... 이송라인
8... 브레이징 구간 9... 그라인딩 구간
100... 루프 레이저 브레이징 시스템 101... 루프 정렬지그
103... 루프 로딩지그 105... 용접 로봇
200... 사이드 정위치 지그 210... 베이스 프레임
220... 이동 프레임 221... 가이드 레일
223... 슬라이더 225... 제1 구동부
227... 제1 서보모터 229... 리드 스크류
230... 포스트 프레임 233... 지지 브라켓
235... 고정 핀 237... 핀 클램퍼
238... 핀 클램핑 실린더 240... 지지 프레임
241... 구동모터 250... 클램퍼
251... 클램프 실린더 253... 제2 구동부
255... 제2 서보모터 257... 엘엠 가이드
258... 이동블록 259... 레일부재
300... 루프 가압지그 301... 핸들링 로봇
310... 지그 프레임 311... 메인 프레임
313... 서브 프레임 315... 로봇 결합부
317... 도킹 브라켓 319... 핀 홀
320... 규제 패드 325, 673... 관통홀
330... 진공 컵 331... 고정 브라켓
333... 장착 로드 335... 스프링
340... 규제 핀 341... 규제핀 실린더
343... 규제핀 작동로드 345... 규제 브라켓
360... 기준 핀 361... 기준핀 실린더
363... 기준핀 작동로드 400... 브레이징 어셈블리
401... 브레이징 로봇 403... 레이저빔
405... 필러 와이어 410... 브레이징 브라켓
411... 보강판 430... 레이저 헤드
450... 와이어 피더 500... 갭 측정유닛
510... 제1 프로파일 센서 511... 센서 브라켓
520... 작동 실린더 521... 작동 로드
525... 가이드 바아 527... 고정블록
550... 에어 블로워 555... 에어 분사 통로
600... 그라인딩 어셈블리 601... 그라인딩 로봇
603... 지지수단 610... 그라인딩 브라켓
615, 641... 가이드 홈 620... 그라인딩 모터
621... 구동축 630... 그라인딩 휠
640... 휠 커버 645... 흡입구
650... 이동 플레이트 651... 부싱
653... 레일 블록 655... 슬라이딩 블록
660... 압력조절 실린더 661... 마운팅 브라켓
663... 압력조절 로드 670... 스토퍼 실린더
671... 스토퍼 작동로드 675... 마찰패드
700... 비드 검사유닛 710... 장착 브라켓
717... 빔 통과홀 730... 비전 카메라
731... 조명부 750... 제2 프로파일 센서

Claims

양측 사이드 패널을 포함하는 바디를 기준으로 상기 양측 사이드 패널에 루프 패널을 접합하기 위해 상기 바디의 이송 경로를 따라 설정된 브레이징 구간 및 그라인딩 구간에 구성되는 루프 레이저 브레이징 시스템에서,
상기 바디의 양측 사이드 패널을 규제하며 정위치시키는 사이드 정위치 지그에 도킹 가능하게 구비되고, 상기 양측 사이드 패널에 로딩된 루프 패널을 정위치시키며 가압하는 루프 가압 지그로서,
상기 브레이징 구간에서 핸들링 로봇에 착탈 가능하게 장착되는 지그 프레임;
상기 지그 프레임의 좌우 양측에 각각 설치되며, 상기 사이드 패널의 길이 방향에 따른 상기 루프 패널의 양측 가장자리 부분을 지지하는 규제 패드; 및
상기 지그 프레임에 설치되며, 상기 규제 패드를 통해 상기 루프 패널 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착하는 다수 개의 진공컵들;
을 포함하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제1 항에 있어서,
상기 규제 패드의 전단 측에서 상기 지그 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 루프 패널에 구비된 규제홀에 대해 하측에서 상측 방향으로 끼워지는 규제 핀
을 포함하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제2 항에 있어서,
상기 규제 핀을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 규제 핀과 연결되며, 상기 지그 프레임에 고정되게 설치되는 규제핀 실린더
를 포함하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제2 항에 있어서,
상기 규제 패드의 후단 측에서 상기 지그 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 루프 패널에 구비된 기준홀에 대해 상측에서 하측 방향으로 끼워지는 기준 핀
을 포함하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제4 항에 있어서,
상기 기준 핀을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 기준 핀과 연결되며, 상기 지그 프레임에 고정되게 설치되는 기준핀 실린더
를 포함하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제1 항에 있어서,
상기 진공컵들은,
상기 규제 패드에 상기 루프 패널의 양측 가장자리 부분을 따라 연속적으로 형성된 다수 개의 관통홀들을 관통하며 상기 루프 패널 양측 가장자리 부분의 스킨 면을 진공 흡착하는 것을 특징으로 하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제1 항에 있어서,
상기 지그 프레임 전단 및 후단 각각의 양측에는,
상기 사이드 정위치 지그에 도킹되는 도킹 브라켓이 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제7 항에 있어서,
상기 도킹 브라켓의 하면에는 고무 패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제7 항에 있어서,
상기 도킹 브라켓에는,
상기 사이드 정위치 지그에 구비된 고정 핀이 끼워지는 핀 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.
제1 항에 있어서,
상기 규제 패드는,
상기 루프 패널에 대응하는 형상으로 구비되며, 알루미늄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그.