Patent Review

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레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치

도면에 대한 간단한 설명?

11 툴 장착부          13 고정 브라켓                        15 분기 프레임      17 레이저-비전 통로
20 클램피유닛        50 레이저-비전 분배 모듈         80 레이저-비전 타깃 모듈

· 해결하려는 과제
본 발명의 예시적인 실시예들은 차체 부품의 클램핑 이송, 레이저 용접 및 비전 검사가 단일의 설비로서 이루어질 수 있도록 한 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치를 제공한다.

·과제의 해결 수단
본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치는 ⅰ)로봇의 암 선단에 장착 가능하게 구성되는 프레임유닛과 ⅱ)프레임유닛에 설치되며 파트를 클램핑하는 복수의 클램핑유닛들 ⅲ)피용접물의 용접을 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사부 및 피검사물의 비전 소스를 취득하는 비전 카메라부를 일체로 구성해 프레임유닛에 장착되는 레이저-비전 교환 모듈 ⅳ)레이저-비전 교환 모듈에 대응해 프레임유닛에 구성되며 레이저 조사부로부터 조사되는 레이저의 방향을 결정하고, 피검사물의 비전 소스를 비전 카메라부로 전달하는 레이저-비전 분배 모듈 ⅴ)프레임유닛에 구성되며 레이저-비전 분배 모듈에 의해 반사되는 레이저를 피용접물로 전달하고, 피검사물의 비전 소스를 레이저-비전 분배 모듈로 전달하는 복수의 레이저-비전 타깃 모듈들을 포함한다.
또한, 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어, 레이저-비전 교환 모듈은 레이저 조사부에 의한 레이저 조사 및 비전 카메라부에 의한 비전 소스 취득이 각각 선택적으로 이루어질 수 있다.

아울러 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 프레임유닛은 중앙을 기준으로 각각 일정 각도로 분기되는 다수 개의 분기 프레임을 일체로 구성할 수 있고, 각 분기 프레임에 클램핑유닛을 구성할 수 있으며, 3개의 분기 프레임으로 이루어질 수 있다.
더불어 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 프레임유닛은 레이저와 비전 소스가 통과할 수 있는 레이저-비전 통로를 중앙 부분에 형성할 수 있고, 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 레이저-비전 교환 모듈과 레이저-비전 분배 모듈은 레이저-비전 통로를 사이에 두고 고정 브라켓을 통해 프레임유닛에 고정될 수 있다.
또한 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 레이저-비전 교환 모듈은 레이저 조사부 및 비전 카메라부를 일체로 구성하는 모듈 본체와, 레이저-비전 분배 모듈로부터 전달되는 피검사물 비전 소스를 비전 카메라부로 반사하는 비전 반사 미러를 포함할 수 있다.
레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 모듈 본체는 레이저 조사부로부터 조사되는 레이저를 통과시키는 레이저 조사 경로와 레이저-비전 분배 모듈을 통해 획득한 피검사물의 비전 소스를 비전 카메라부로 전달하는 비전 전달 경로를 형성할 수 있다.

또한 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 비전 반사 미러는 레이저 조사 경로에서 레이저와 간섭되지 않게 모듈 본체에 전후진 이동 가능하게 구성될 수 있고, 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 모듈 본체에는 비전 반사 미러와 연결되며 레이저 조사 경로에 대해 비전 반사 미러를 전후진시키는 제1작동 실린더가 설치될 수 있다.
한편 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 레이저-비전 분배 모듈은 중앙을 기준으로 다수 개의 가이드 레일이 방사상으로 분기되는 가이드부재와, 가이드부재의 중앙에 장착되며 각 가이드 레일을 따라 왕복 이동 가능하게 구비되는 이동 블록, 이동 블록에 고정되게 설치되며 레이저와 비전 소스를 여러 방향으로 반사하는 분할 미러와 각 가이드 레일에 이동 가능하게 설치되며 전원을 인가받아 자력을 발생시키며 이동 블록과 결합하는 전자석, 각 전자석과 연결되게 설치되며 전원이 인가된 해당 전자석을 가이드 레일을 통해 전후진시키는 제2작동 실린더를 포함해 이뤄질 수 있다.
또한 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 가이드 레일은 가이드부재의 중앙을 기준으로 세 갈래로 분기될 수 있고 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어서 이동 블록은, 삼각형의 블록 형태로 이루어질 수 있다.

레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 분할 미러는 레이저-비전 타깃 모듈을 향하는 세 개의 반사면을 지닌 피라미드 형태로서 이루어질 수 있고 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 분할 미러는 레이저 조사부를 통해 조사되는 레이저를  레이저-비전 티깃 모듈로 전달할 수 있다.
더불어 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어서, 분할 미러는 레이저-비전 타깃 모듈을 통해 반사되는 피검사물의 비전 소스를  비전 카메라부로 전달할 수 있고, 레이저 용접 및 비전 검사 겸용 그리퍼 장치에 있어 레이저-비전 타깃 모듈은 각 분기 프레임에 한 쌍의 지지부재를 통해 회전 가능하게 설치되는 타깃 반사 미러와, 지지부재에 장착되며 타깃 반사 미러를 임의의 각도로 회전시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.

·발명의 효과
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 차체 조립 라인에서 클램핑유닛을 통해 차체 부품을 클램핑하며 이송시킬 수 있고, 단일의 설비로서 차체 부품의 레이저 용접과 비전 검사가 이루어질 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 단일 설비로서 차체 부품의 이송, 레이저 용접, 및 비전 검사를 할 수 있으므로, 차체 조립 라인의 구성을 단순화시킬 수 있고, 초기 투자비를 절감할 수 있다. 또한 로봇의 이동 없이 단일의 공용 광학계를 이용하여 피용접물에 대한 레이저의 조사 경로를 설정할 수 있으므로, 레이저 용접 속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 아울러 공용 광학계를 통해 피검사물의 비전 소스를 조합해 피검사물의 위치 산포 등을 검사할 수 있으므로, 차체 부품과 같은 피검사물에 대한 검사 정도를 향상시킬 수 있다.

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