본 발명은 차량 조립 라인 설계에 관한 것으로서, 특히 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle assembly line design, and more particularly, to an apparatus and method for welding line simulation of a vehicle assembly line.
통상적으로, 차체 조립 라인 가운데 용접 라인에는 일렬로 배치된 다수의 스폿 용접용 로봇을 사용한다.Typically, a plurality of spot welding robots arranged in a line are used in a welding line among vehicle body assembly lines.
차체 조립 라인은 용접 자동화율이 약 100%로 자동화 설비가 주류를 이루고 특히 단위공정에서는 로봇에 의한 용접 작업을 하게 됨으로 용접에 관계되는 설계에 시간이 많이 소요된다.Automated assembly lines have a 100% welding automation rate, and automation equipment is the mainstream, and in particular, it takes a lot of time to design related to welding because the welding work is performed by robot in unit process.
도 1은 종래 기술에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 설계 방법을 도시한 도면이다.1 is a view showing a welding line design method of a vehicle assembly line according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이 용접 라인 설계 방법은 모델 고정(1 단계)후 용접점 표시도면이 출도(2 단계)되면, 차체 기술 조립 작업서 작성의 하나로서 각 공정별로 최적의 용접점 분배를 고려(3, 4 단계)하여 로봇 사양 및 용접건을 선정(5 단계)한 후 현장에 설치한다.(6 단계)As shown in FIG. 1, in the welding line design method, when the welding spot display drawing is released after the model fixing (step 1), the welding point design drawing is made (step 2), one of the preparation of the body body assembly workbook is considered, and the optimal welding point distribution is considered for each process. (Step 3, 4) to select the robot specification and welding gun (step 5) and install it on site. (Step 6)
용접 라인의 설계에 있어서, 용접점 분배에 주로 검토되는 사항은 다음과 같다.In the design of a welding line, the following items are mainly considered for welding point distribution.
먼저, 분배된 용접점에 맞는 최적의 용접건을 선정한다. 이때 용접건은 공정별, 라인별 사이클 타임을 고려하여 선정한다. 용접건은 2차종 이상시 공용화를 고려한다. 용접 건을 선정하는데 있어서는 용접 건의 타입을 선정한다.First, the optimal welding gun for the distributed welding point is selected. At this time, the welding gun is selected considering the cycle time by process and line. The welding gun is considered to be common when more than 2 types are used. In selecting the welding gun, select the type of welding gun.
참고적으로 용접 건은 X형, C형이 있다. 이어서, 용접건의 캡 팁 타입, 용접건의 암, 버스 바 위치, 트랜스포머 용량, 트랜스포머 내외장 및 위치, 용접건 브라켓 타입 등을 고려한다.For reference, welding guns are X-type and C-type. Next, the cap tip type of the welding gun, the arm of the welding gun, the bus bar position, the transformer capacity, the interior and exterior of the transformer, the position of the welding gun bracket, and the like are considered.
또한, 로봇 가반 중량을 고려하여 검토한다. 용접점 검토시 용접 불가 타점은 초기 설계에 반영한다. 이와 같은 과정을 통해 패널 형상에 따른 최적의 용접건을 선정한다. 또한 주변 설비의 고려에 있어서는 운반 장치 형태, 작업 높이 등을 고려한다.In addition, consideration should be given to the robot carrying weight. Non-weldable RBIs are considered in the initial design. Through this process, the optimal welding gun is selected according to the panel shape. In addition, in consideration of the peripheral facilities, the type of conveying device, the working height, etc. are considered.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 용접 라인의 설계에 있어서, 용접건설치전 수작업 검토로 사전 용접성 검토가 곤란하며, 용접건 설치후 패널 간섭시 용접건의 재제작에 소요되는 시간이 과다하고, 용접 품질의 조기 확보에 어려움이 있다.When using the above method, in the design of the welding line, it is difficult to examine the weldability by manual examination before welding construction, and the time required for remanufacturing of the welding gun in case of panel interference after the welding gun is installed, There is difficulty in securing early.
또한 용접도 출도후 검토로 설계 변경 요구의 반영이 곤란하며, 수작업에 의한 용접건의 선정 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.In addition, it is difficult to reflect the design change request due to the post-launch examination of the welding, and there is a problem in that the selection time of the welding gun by manual labor is excessively required.
본 발명의 목적은 용접 라인의 설계에서 용접건의 선정을 보다 신속하고 정확하게 검토할 수 있는 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a welding line simulation apparatus and method for a vehicle assembly line that can more quickly and accurately examine the selection of the welding gun in the design of the welding line.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 장치에 있어서, 3차원적 위치의 함수로서 용접 라인이 표시되도록 용접 라인 각 부분의 위치에 따른 특성을 3차원 데이터의 형태로 입력하는 입력부와; 상기 입력부로부터 입력되는 3차원 데이터를 저장하며, 용접 라인에 대응되는 용접건의 데이터 베이스를 미리 설정하여 저장하는 메모리부와; 상기 메모리부에 저장된 3차원 데이터를 독출하여 조합함으로써 3차원 용접 셀을 구성하며, 상기 입력부를 통해 입력된 용접점이 상기 구성된 3차원 용접 셀의 용접 부위에 따라 대응되도록 상기 메모리부에 미리 저장된 용접건 데이터 베이스를 검색하여 해당되는 용접건을 검색하고, 상기 검색된 용접건과, 패널 및 지그 간에 발생하는 간섭을 고려하여 용접 라인 설계를 시뮬레이션하며, 상기 시뮬레이션 결과에 따라 용접 라인의 공간적 분포를 영상 데이터로 처리하며, 처리된 영상 데이터를 설정된 화면에 표시하도록표시 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 표시 제어신호의 입력에 따라 용접 건의 형식, 생크 길이, 암 깊이, 암 높이 등을 선정하도록 차량 조립 라인의 용접 라인을 3차원으로 표시하는 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a welding line simulation apparatus for a vehicle assembly line, in which a welding line is displayed as a function of three-dimensional position, and the characteristics according to the position of each part of the welding line in the form of three-dimensional data. An input unit for inputting; A memory unit for storing three-dimensional data input from the input unit and presetting and storing a database of a welding gun corresponding to a welding line; Read and combine 3D data stored in the memory unit to construct a 3D welding cell, and a welding gun previously stored in the memory unit such that a welding point input through the input unit corresponds to a welding portion of the configured 3D welding cell Search the database to search the corresponding welding gun, simulate the welding line design in consideration of the interference generated between the searched welding gun, the panel and the jig, and according to the simulation result the spatial distribution of the welding line as image data A control unit for processing and generating a display control signal to display the processed image data on a set screen; And a display unit for displaying the welding line of the vehicle assembly line in three dimensions so as to select the type of weld gun, shank length, arm depth, arm height, etc. according to the input of the display control signal supplied from the control unit. .
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 조립 라인의 용접 라인 설계 방법에 있어서, 상기 용접 라인에 투입되는 차량의 차체 형상을 3차원으로 모델링하는 단계와; 상기 3차원 모델링된 차체 형상에 해당되는 용접점이 표시되는 3차원 용접도를 출도하는 단계와; 상기 제어부에 3차원 데이터를 입력하는 단계와; 상기 입력된 3차원 데이터를 조합하여 3차원 용접 셀을 구성하는 단계와; 각 단계별 용접점을 입력하는 단계와; 입력된 용접점이 해당되는 용접 부위에 따라 미리 저장된 용접건 데이터 베이스를 검색하여 해당되는 용접건을 검색하는 단계와; 검색된 용접건과, 패널 및 지그 간에 발생하는 간섭을 고려하여 용접 작업을 시뮬레이션하는 단계와; 상기 시뮬레이션 결과에 따라 용접 건의 형식, 생크 길이, 암 깊이, 암 높이 등을 선정하는 단계와; 선정된 용접건에 해당되는 주변 설비와 로봇을 해당 작업 위치에 설치하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a welding line design method of a vehicle assembly line, comprising the steps of modeling the vehicle body shape of the vehicle to be put in the welding line; Issuing a three-dimensional welding degree in which a welding point corresponding to the three-dimensional modeled vehicle body shape is displayed; Inputting three-dimensional data to the controller; Combining the input three-dimensional data to form a three-dimensional welding cell; Inputting a welding point for each step; Searching for a corresponding welding gun by searching a pre-stored welding gun database according to the input welding point; Simulating a welding operation in consideration of the detected welding gun and the interference generated between the panel and the jig; Selecting a welding gun type, shank length, arm depth, arm height, etc. according to the simulation result; Peripheral equipment and robot corresponding to the selected welding gun is characterized in that consisting of the step of installing in the working position.
도 1은 종래 기술에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 설계 방법을 도시한 도면.1 is a view showing a welding line design method of a vehicle assembly line according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 장치를 도시한 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a welding line simulation apparatus of a vehicle assembly line according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 방법을 도시한 도면.3 is a view illustrating a welding line simulation method of a vehicle assembly line according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예는 차량 조립 라인의 용접 라인 설계를 위한 제어장치에 있어서, 입력부(2), 메모리부(4), 제어부(6), 표시부(8)를 포함하여 구성한다.2, an embodiment of the present invention includes an input unit 2, a memory unit 4, a control unit 6, and a display unit 8 in a control apparatus for designing a welding line of a vehicle assembly line. do.
입력부(2)는 3차원적 위치의 함수로서 용접 라인이 표시되도록 용접 라인 각 부분의 위치에 따른 특성을 3차원 데이터의 형태로 입력하는 기능을 한다. 입력부(2)는 키보드로 구성한다.The input unit 2 functions to input a characteristic according to the position of each part of the welding line in the form of three-dimensional data so that the welding line is displayed as a function of the three-dimensional position. The input unit 2 is composed of a keyboard.
메모리부(4)는 입력부(2)로부터 입력되는 3차원 데이터와 용접 라인에 대응되는 용접건의 데이터 베이스를 미리 설정하여 저장한다. 메모리부(4)는 롬과 램으로 구성되며, 3차원 용접 라인에 해당되는 각종 데이터가 저장된다.The memory unit 4 stores in advance a database of three-dimensional data input from the input unit 2 and a welding gun corresponding to the welding line. The memory unit 4 includes a ROM and a RAM, and stores various data corresponding to the three-dimensional welding line.
제어부(6)는 3차원 데이터 처리가 가능한 일종의 마이크로 프로세서이며, 메모리부(4)에 저장된 3차원 데이터를 독출하여 조합함으로써 3차원 용접 셀을 구성한다. 또한, 제어부(6)는 입력부(2)를 통해 입력된 용접점이 상기 구성된 3차원 용접 셀의 용접 부위에 따라 대응되도록 메모리부(4)에 미리 저장된 용접건 데이터 베이스를 검색하여 해당되는 용접건을 검색한다. 그리고, 제어부(6)는 검색된 용접건과, 패널 및 지그 간에 발생하는 간섭을 고려하여 용접 라인 설계를 시뮬레이션한다. 제어부(6)는 시뮬레이션 결과에 따라 용접 라인의 공간적 분포를 영상 데이터로 처리하며, 처리된 영상 데이터를 설정된 화면에 표시하도록 표시 제어신호를 발생한다.The control unit 6 is a kind of microprocessor capable of processing three-dimensional data, and configures a three-dimensional welding cell by reading and combining three-dimensional data stored in the memory unit 4. In addition, the control unit 6 searches the welding gun database stored in the memory unit 4 in advance so that the welding point input through the input unit 2 corresponds to the welding portion of the configured 3D welding cell, and searches for the corresponding welding gun. Search. Then, the controller 6 simulates the welding line design in consideration of the detected welding gun and the interference generated between the panel and the jig. The controller 6 processes the spatial distribution of the welding line as image data according to the simulation result, and generates a display control signal to display the processed image data on a set screen.
표시부(8)는 제어부(6)로부터 공급되는 표시 제어신호의 입력에 따라 용접 건의 형식, 생크 길이, 암 깊이, 암 높이 등을 선정하도록 차량 조립 라인의 용접 라인을 3차원으로 표시하는 모니터이다.The display unit 8 is a monitor that displays the welding line of the vehicle assembly line in three dimensions so as to select the type, the shank length, the arm depth, the arm height, and the like of the welding gun according to the input of the display control signal supplied from the control unit 6.
도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 설계를 위한 시뮬레이션 방법을 설명한다.2 and 3 will be described a simulation method for the welding line design of the vehicle assembly line according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 방법은 3차원 데이터 처리용 제어부(6)를 이용한 차량 조립 라인의 용접 라인 설계 방법에 관한 것으로, 먼저, 도 3의 (10)단계에서와 같이 용접 라인에 투입되는 차량의 차체 형상을 3차원으로 모델링한다.Welding line simulation method of the vehicle assembly line according to an embodiment of the present invention relates to the welding line design method of the vehicle assembly line using the three-dimensional data processing control unit 6, first, in step (10) of FIG. Similarly, the body shape of the vehicle that is put into the welding line is modeled in three dimensions.
이어서, 3차원 모델링된 차체 형상에 해당되는 용접점이 표시되는 3차원 용접도를 출도한다(12 단계).Subsequently, a three-dimensional welding degree at which a welding point corresponding to the three-dimensional modeled vehicle body shape is displayed is issued (step 12).
3차원 용접도가 출도되면, 입력부(2)를 통해 제어부(6)에 3차원 데이터를 입력한다(14 단계). 3차원 데이터를 입력하는 단계에서 3차원 설비 모델링 데이터와, 3차원 로봇 데이터, 3차원 용접점 데이터, 3차원 용접건 데이터, 현장 수정 데이터가 각각 입력된다.When the 3D welding degree is released, the 3D data is input to the control unit 6 through the input unit 2 (step 14). In the step of inputting the 3D data, the 3D facility modeling data, the 3D robot data, the 3D welding point data, the 3D welding gun data, and the site correction data are input.
이어서, 입력된 3차원 데이터를 조합하여 3차원 용접 셀을 구성한다(16 단계). 그리고, 각 단계별 용접점을 입력한다(18 단계). 용접점의 입력은 입력부(2)를 통해 이루어진다.Then, the input three-dimensional data is combined to form a three-dimensional welding cell (step 16). Then, the welding point for each step is input (step 18). The input of a welding point is made via the input part 2.
제어부(6)는 용접점이 입력되었다고 판단되면, 입력된 용접점이 해당되는 용접 부위에 따라 메모리부(4)에 미리 저장된 용접건 데이터 베이스를 검색하여 해당되는 용접건을 검색한다(20 단계).If it is determined that the welding point is input, the controller 6 searches for a welding gun corresponding to the welding gun database stored in the memory unit 4 according to the welding site corresponding to the input welding point (step 20).
검색된 용접건과, 패널 및 지그 간에 발생하는 간섭을 고려하여 용접 작업을 시뮬레이션한다(22 단계).The welding operation is simulated by considering the detected welding gun and the interference generated between the panel and the jig (step 22).
시뮬레이션 결과에 따라 용접 건의 형식, 생크 길이, 암 깊이, 암 높이 등을 선정한다(24 단계).According to the simulation results, the welding gun type, shank length, arm depth, arm height, etc. are selected (step 24).
선정된 용접건에 해당되는 주변 설비와 로봇을 해당 작업 위치에 설치한다 (26 단계).Install the peripheral equipment and robot corresponding to the selected welding gun at the working position (step 26).
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 용접 라인 시뮬레이션 방법은 3차원 제품설계 추세에 따라 제어부(6) 상에서 3차원으로 모델링된 차량의 차체 데이터, 3차원 설비 및 3차원 용접건 등을 한 셀(Cell)에 구성하여 기존의 수작업으로 용접건을 선정하는 것을 개선하여 디지털 공간에서 3차원 시뮬레이션 (Simulation)을 통해 최적의 용접건을 선정하는 것이다.As described above, the welding line simulation method according to the exemplary embodiment of the present invention includes a cell including body data, three-dimensional equipment, and three-dimensional welding gun of a vehicle modeled three-dimensionally on the controller 6 according to a three-dimensional product design trend. It is to improve the selection of welding gun by existing manual construction by constructing (Cell) and to select the optimum welding gun through 3D simulation in digital space.
용접건의 선정에 있어서는 종래의 기술에서와 같이 용접건의 타입을 결정(X형, C형)할 수 있으며, 용접점 분배 사전검증, 트랜스포머 용량 및 타입 등을 결정할 수 있다. 이와 같이 최적의 용접건을 선정함으로써 현장에서 시간 단축, 용접 품질 사전 확보, 용접건 선정 시간 단축 및 기존 자료 재활용 등을 이룰 수 있다.In selecting the welding gun, the type of welding gun can be determined (type X and type C) as in the conventional art, and welding spot distribution pre-validation, transformer capacity and type can be determined. By selecting the optimal welding gun in this way, it is possible to shorten the time, secure welding quality in advance, reduce the welding gun selection time, and recycle existing materials.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 조립 라인의 용접 라인 시뮬레이션 장치 및 방법은 3차원 용접성 검토로 설계 반영이 용이하며, 3차원 검토로 초보자도 용이하게 사용할 수 있고, 디지털 검토로 용접점 분배를 사전에 검증할 수 있다. 또한 주변 설비 및 로봇, 용접건 간에 발생하는 간섭을 체크하고, 용접건 검토내용을 용접 라인 설계에 반영함으로써 용접 품질 조기 확보가 가능하며, 3차원 용접건 데이터 베이스 구축으로 향후 차종 적용 검토에 용이하며, 기존 차종의 공용화에도 용이한 효과가 있다. 또한, 장비제작 불량 발생을 최소화하고, 용접건 사양 변경을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the welding line simulation apparatus and method of the vehicle assembly line according to the present invention can be easily reflected in the design by examining the three-dimensional weldability, can be easily used by beginners by the three-dimensional examination, and pre-distribution of the welding point distribution by the digital examination. Can be verified. In addition, it is possible to secure early welding quality by checking the interference generated between surrounding facilities, robots, and welding guns, and reflecting the welding gun reviews in the design of the welding line. In addition, it also has an easy effect on the sharing of existing vehicles. In addition, there is an effect that can minimize the occurrence of equipment manufacturing defects, and minimize the change in welding gun specifications.
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