KR100396945B1

KR100396945B1 - 복수의부품을한꺼번에차량에조립하는장치및방법

Info

Publication number: KR100396945B1
Application number: KR1019950007171A
Authority: KR
Inventors: 우에모토코우지; 우에다쯔요시
Original assignee: 마쯔다 가부시키가이샤
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2003-12-24
Also published as: DE69523357T2; EP0675035B1; KR950031768A; DE69523357D1; JP3430497B2; US5722148A; EP0675035A1; JPH07267159A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 로보트를 이용한 조립장치와 조립방법에 관한 것이다.

2. 발명의 해결하려고 하는 기술적 관제

복수의 부품을 동시에 차체측에 조립하는 것이 가능한 차량의 조립장치및 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

차량에 복수의 부품을 조립하는 장치에 있어서,

차체상 체결위치에 일치시켜 부품이 체결된 위치를 유지하면서 부품을 지지하는 수단, 차체상 체결위치에 부품이 도달하도록 지지수단을 나르는 수단, 차체상 체결위치에 너트드라이버로 부터 체결력을 전달하는 수단등으로 되어 있고 그것에 의해 차체상 체결위치에 부품이 체결되는 것이다.

4. 발명의 중요한 용도.

본 발명은 로보트를 이용한 조립장치와 조립방법에 관한 것이며, 특히 복수의 부품을 동시에 차체측에 조립하는 조립장치에 관한 것이다.

Description

복수의 부품을 한꺼번에 차량에 조립하는 장치 및 방법

본 발명은 차량의 조립 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 부품을 차실내(passenger compartment)의 차체측에 조립하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

브레이크 페달, 가속 페달, 클러치 페달 및 냉각기의 송품 유닛(blower unit)을 포함한 부품을 차 실내의 차체측에 조립하는 경우에, 종래에는 작업자가 그 부품의 각각을 하나씩 손으로 조립하여야 했는데, 그 이유는 부품을 조립하기 위한 산업용 로봇을 이용하기에는 차 실내의 공간이 너무 좁기 때문이었다.

일본 특허 공개 공보 제 1988-275484 호에는 부품을 차체에 조립하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치에 따르면, 지그의 수평 운동 및 가동 팰릿과 차체의 상대적인 수직 운동을 이용하여, 가동 필릿상에 놓여 있는 낮은 차체용 부품을 차체에 조립함으로써, 부품과 차체간의 간섭이 방지된다.

일본 특허 공개 공보 제 1991-127467 호에는 부품을 차체에 조립하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치에 따르면, 페달 브라켓을 계기판의 차 실내측에 세트하고, 그 다음에 계기판의 엔진실측에 미리 세트되어 있는 브레이크 부스터(brake booster)와 페달 브라켓을 계기판을 통하여 함께 고정한다.

전술한 바와 같이 작업자가 그러한 부품의 각각을 하나씩 손으로 조립하는경우에는, 조립 시간이 길고 조립 능률이 낮아진다. 따라서, 부품을 차체에 조립하기 위한 종래의 장치 및 방법을 개선하는 것이 필요하였다. 더구나, 조립 시간이 단축되고 조립 능률이 향상되도록 복수의 부품을 동시에 조립하기 위한 장치를 제공하는 것도 요망되었다.

따라서 본 발명의 목적은 복수의 부품을 차체에 동시에 조립할 수 있는 조립 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 및 기타 목적은, 부품을 고정할 차체상의 고정 위치에 대응하는 위치를 유지시키면서 부품을 지지하기 위한 수단과, 부품이 차체상의 고정 위치에 도달하도록 상기 지지 수단을 운반하는 수단과, 전기 너트 드라이버로부터의 고정력을 상기 고정 위치로 전달하는 부품을 포함하여서, 부품을 상기 차체상의 고정 위치에 고정시키는, 복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차체를 운반하기 위한 컨베이어 라인과, 복수의 부품을 차체상의 고정 위치에 따라 복수의 부품 블록으로 분할하기 위한 수단과, 상기 컨베이어 라인을 따라 제공되며 하나의 부품 블록을 각각의 중간 지그 수단에 각기 미리 세트하는 복수의 소조립 스테이션을 포함하여서, 부품을 차체상의 고정 위치에 고정시키는, 복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 부품을 고정할 차체상의 고정 위치에 대응하는 위치를 유지시키면서 부품을 지지하기 위한 수단과, 고정력을 복수의 소켓을 통하여 차체상의 고정 위치로 전달하는 수단을 구비하는 중간 지그 수단을 제공하는 단계와, 부품이 차체상의 고정 위치에 도달하도록 상기 중간 지그 수단을 운반하는 단계와, 상기 중간 지그 수단의 소켓에 접속되어 있는 전기 너트 드라이버를 이용하여 부품을 차체에 고정시키는 단계를 포함하는, 복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법이 제공된다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 사용된 첨부 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하에서는 본 발명을 바람직한 실시예 및 도면을 참조하여 설명하고자 한다.

본 발명의 제 1 실시예를 제 1 도 내지 제 8 도를 참조하여 설명하고자 한다.

제 1 도에 도시한 바와 같이, 작업자는 부품(2)을 중간 지그 장치(1)에 미리 세트한다. 그 후 제 2 도에 도시한 바와 같이, 부품(2)이 미리 세트되어 있는 중간 지그 장치(1)가, 벨트 컨베이어(4)상에 장착되어 있는 차량(6)의 차 실내로 이동한다. 산업용 로봇(8)이, 중간 지그 장치(1)의 운반용 프레임(12)에 연결되어서 중간 지그 장치(1)를 차 실내로 운반하는 아암(10)을 구비한다. 따라서, 중간 지그 장치(1)가 차량의 차 실내로 이동되어, 마침내는 전기 모터로 구동되는 전기 너트 드라이버(14)를 작동시킴으로써 부품(2)이 차체의 사전결정된 고정 위치에 고정되게 된다.

이어서, 제 3 도 내지 제 5 도에 따라서 중간 지그 장치(1)를 상세히 설명하기로 한다. 제 3 도는 제 2 도의 화살표(A) 방향으로 본 중간 지그 장치(1)의 측면도이고, 제 4 도는 제 3 도의 화살표(B) 방향으로 본 중간 지그 장치(1)의 평면도이고, 제 5 도는 제 3 도의 화살표(C) 방향으로 본 중간 지그 장치(1)의 정면도이다.

제 3 도를 참조하면, 중간 지그 장치(1)는 도어 개구부(15)를 통하여 차 실내로 이동한다. 중간 지그 장치(1)는 그것(1)에 일체로 연결되어 있는 운반용 프레임(12)을 구비한다. 프레임(12)의 상단부(12a)는 로봇(8)의 아암(10)에 잡혀 있다. 중간 지그 장치(1)의 프레임(12)은 중간 지그 장치(1)를 차 실내에 위치설정하기 위하여 그것의 하측면에 위치설정 핀(16)을 구비하여서, 차 실내의 사전설정된 위치에 중간 지그 장치(1)를 고정시킨다. 제 3 도는 부품(2)중 하나로서 가열 유닛(18)만을 도시하지만, 실제로는 중간 지그 장치(1)에 복수의 부품(2)이 사전 세트된다.

운반용 프레임(12)은 중간 지그 장치(1) 아래에서 수평으로 연장하는 수평 부분(12b)을 갖는다. 상기 수평 부분(12b) 위에는 한쌍의 레일(20)이 차체의 전후 방향으로 연장하도록 배치된다. 중간 지그 장치(1)는 레일(20)상에 미끄럼이동가능하도록 배치되는 레그부(24)를 갖는 메인 프레임(22)도 추가로 구비한다. 메인 프레임(22)과 레일(20)의 사이에 공기 실린더(26)가 구비되어서, 부품이 미리 세트되어 있는 메인 프레임(22)을 차체의 전후방향으로 이동시킨다. 제 3 도에 있어서, 쇄선으로 도시한 가열 유닛(18a)은 가열 유닛(18)이 차체측(28)에 최종으로 고정되는 위치를 도시한다.

제 4 도 및 제 5 도를 참조하면, 고정력을 전달하기 위한 15개의 샤프트(32)가 베어링(30)을 통하여 중간 지그 장치(1)의 메인 프레임(22)에 부착된다. 샤프트(32)의 일 단부들 또는 입력측들의 전부가 도어 개구부(15)에 위치되어 있는 표면(22a)상에 제공되며, 샤프트(32)의 각각의 일 단부에 15개의 소켓(33)이 제공된다. 제 3 도에 도시한 바와 같이, 소켓(33) 및 샤프트(32)는 각기 5개로 이루어진 3개의 블록으로 구성된다. 전기 너트 드라이버(14)는 부품(2)을 차체측(28)의 다섯 지점에 고정하기 위해서 5개의 소켓(33)과 샤프트(32)를 동시에 구동할 수 있는 다중-샤프트형 전기 드라이버이며, 전기 너트 드라이버(14)를 세 번 조작함으로써 열5개의 소켓(33)과 샤프트(32)를 구동시켜서 부품(2)을 차체측(28)의 사전결정된 열다섯 지점에 고정시킬 수 있다. 즉, 소켓(33)과 샤프트(32)의 한 블록을 구동시키는 것을 완료한 후에, 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버(14)가 소켓(33)으로부터 수평 가이드(54)를 따라 다시 이동하며, 그 다음에 수직 가이드(71)를 따라서 하향 이동하여 소켓(33)의 다음 블록을 구동시킨다.

샤프트(32)의 타 단부 또는 출력측은 부품(2)이 고정되어 있는 차체측(28)의 위치에 적합하도록 배치된다. 샤프트(32)의 타 단부는 차체측(28)상에 장착되어 있는 볼트(도시하지 않음)에 고정되어 있는 너트(34)(제 4 도에 도시함)를 각기 구비한다. 샤프트(32)는 전기 너트 드라이버(14)에 의한 고정력 입력 방향을 90도의 각도만큼 변경시키기 위한 베벨 기어(36)(제 4 도에 도시함)와, 고정력의 방향을 사전결정된 각도만큼 변경시키기 위한 유니버셜 조인트(38)(제 5 도에 도시함)를 추가로 구비한다. 고정력의 방향을 유니버셜 조인트(38)에 의해서 사전결정된 각도만큼 변경시키고, 그 다음에 베벨 기어(36)에 의해서 90도의 각도만큼 변경시킨다.

제 4 도에 도시한 바와 같이, 각 샤프트(32)의 전방부상에 토크 센서(58)가 부착된다. 각 샤프트(32)의 드라이브 토크는 토크 센서(58)의 출력에 의거한 사전 결정된 값이 되도록 제어된다. 프레임(61)과 전기 너트 드라이버(14)의 사이에는 전기 접속기(59)가 제공되어서, 전기 너트 드라이버(14)를 소켓(33)에 접속하고 있을 때 토크 센서(58)의 출력이 전기 너트 드라이버(14)로 전달되도록 한다.

제 4 도 및 제 5 도에 도시한 바와 같이, 복수의 부품(2)에 해당하는 송풍 유닛(40), 가열 유닛(18), 클러치 페달(42), 브레이크 페달(44) 및 가속 페달(46)이 중간 지그 장치(1)상에 미리 세트된다. 제 5 도의 F1, F2 … F15는 각 샤프트(32)의 출력측에 대응하는 차체의 고정 위치를 도시한다.

제 6 도는 브레이크 페달(44)이 중간 지그 장치(1)상에 미리 세트되어 있는 것을 도시하는 측면도이다. 제 6 도에 도시한 바와 같이, 중간 지그 장치(1)의 메인 프레임(22)은 브레이크 페달(44) 등과 같은 대응하는 각 부품(2)을 미리 세트하기 위한 복수의 위치설정 핀(48)을 구비한다. 한편, 부품(2)은 위치설정 개구부(50)를 각기 구비하는데, 이 위치설정 개구부(50)내에는 위치설정 핀(48)이 각기 삽입되어서 각 부품을 중간 지그 장치(1)상에 미리 세트한다. 제 6 도는 샤프트(32)의 타 단부 또는 출력측에 배치된 샤프트(32)와 너트(34)를 도시하고 있다.

제 7 도에 도시한 바와 같이, 위치설정 핀(48)은 부품(2)과 접촉하는 자석(52)을 구비하고 있다. 부품(2)을 자기물질로 만드는 경우에는, 부품(2)이 자력(磁力)에 의해서 중간 지그 장치(1)에 훨씬 더 단단히 미리 세트되게 된다.

이어서, 중간 지그 장치(1)를 이용하여서 부품(2)을 차 실내의 차체측에 조립 또는 고정하기 위한 방법을 설명하고자 한다.

제 1 도, 제 6 도 및 제 7 도를 참조하면, 위치설정 핀(48)을 중간 지그 장치(1)의 위치설정 개구부(50)내로 삽입함에 의해서, 작업자가 송풍 유닛(40), 가열 유닛(18), 클러치 페달(42), 브레이크 페달(44) 및 가속 페달을 비롯한 부품(2)을 벨트 컨베이어(4)의 근방에 미리 세트한다.

이어서, 산업용 로봇(8)의 아암(10)에 의해 중간 지그 장치(1)의 운반용 프레임(12)을 잡고, 그 중간 지그 장치(1)를 도어 개구부(15)를 통하여 차량(6)의 차실내로 이동시킨다. 위치설정 핀(16)을 사용하여서, 중간 지그 장치(1)를 차 실내의 사전결정된 위치에 위치시킨다.

그 후, 공기 실린더(26)가 중간 지그 장치(1)를 그것에 미리 세트되어 있는 부품(2)과 함께 차량의 전방측을 향하여 레일(20)위로 이동시키고, 그러면 부품(2)이 미리 세트되어 있는 중간 지그 장치(1)가 차체의 사전결정된 고정 위치에 도달한다.

이 고정 위치에서, 전기 너트 드라이버(14)가 중간 지그 장치(1)의 표면(22a)상의 소켓(33)에 부착되며, 그러면 전기 너트 드라이버(14)의 고정력이 소켓(33)을 통해 샤프트(32)로 전달되게 된다. 결과적으로, 샤프트(32)의 출구측에 제공되어 있는 너트(34)가 차체측(28)상의 볼트(도시하지 않음)에 고정된다. 따라서, 복수의 부품(2)이 차체측(28)상의 고정 위치에 동시에 고정된다.

본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 전기 너트 드라이버(14)는 5개의 소켓(33)을 동시에 구동시키며, 열5개의 소켓(33)을 모두 구동시키기 위해서는 전기 너트 드라이버(14)를 3회 동작시키면 된다. 전기 너트 드라이버가 한 한번만 동작하여도 되도록 열5개의 소켓(33) 모두를 동시에 구동시키는 전기 너트 드라이버를 이용할 수도 있다.

제 1 실시예에 이용되는 전기 너트 드라이버(14)의 제어기를 제 8 도와 관련하여 설명하고자 한다. 제 8 도에 도시한 바와 같이, 주 제어기내의 차량 종류에 대한 정보가 너트 드라이버 제어기내의 CPU로 입력된다. CPU는 정보에 의거해서 고정될 부품을 판단하지만, 부품은 고정 위치에 대응하는 지지 부재의 위치에서 자동적으로 또는 손으로 미리 세트된다. 그러면 CPU가 대응하는 부품의 각 고정 토크를 판단한다. 그 때 전기 너트 드라이버(14)는 고정 토크에 대한 정보에 의거해서 토크를 발생시키는 동작을 하여, 5개의 각 샤프트(32)가 3회 회전하도록 한다.

본 발명의 제 2 실시예를 제 9 도 및 제 10 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 9 도에 도시한 바와 같이, 중간 지그 장치(60)는 가속 페달(62), 브레이크 페달(64) 및 클러치 페달(66)을 계기판의 차 실내측에 한꺼번에 조립하기 위하여 중간 지그 장치(60)를 이용한다.

중간 지그 장치(60)는 차량의 차 실내에 고정되어 있는 기저부(도시하지 않음)와 수평으로 이동가능한 조립 부분(68)을 구비한다. 가속 페달(62), 브레이크 페달(64) 및 클러치 페달(66)을 구비하는 복수의 부품이, 차체의 고정 위치에 대응하도록, 중간 지그 장치(60)의 조립 부분(68)의 기저 판재(68a)로부터 돌출하는 복수의 지지 부재(70)상에 미리 세트된다. 중간 지그 장치(60)의 기저 판재(68a)는차체측상에 제공되어 있는 위치설정 개구부내로 삽입될 복수의 위치설정 핀(72)을 구비한다. 중간 지그 장치(60)의 이해를 보다 쉽게 하기 위하여, 제 9 도에서는 조립 부분(68)으로부터 멀리 떨어져 있는 가속 페달(62) 및 브레이크 페달(64)이 도시된다.

중간 지그 장치(60)의 기저 판재(68a)는, 서로 평행하게 제공되고 전방 단부에 너트를 보유하는 고정력을 전달하기 위한 다수의 샤프트(74)를 더 구비한다. 샤프트(74)는 그것의 타 단부에 소켓(76)을 구비하며, 소켓(76)에는 전기 너트 드라이버(78)가 접속된다. 3개의 수직축을 갖는 산업용 로봇(80)이 하나의 너트 드라이버(78)를 구비하며, 전기 너트 드라이버(78)를 샤프트(74)의 각 소켓(76)에 접속하도록 이동한다. 다음에, 전기 너트 드라이버(78)는 샤프트(74)의 전방 단부에 유지되는 너트를 차례로 고정시킨다. 전기 너트 드라이버(78)의 고정 토크는 부품에 따라 변경시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 하나의 전기 너트 드라이버(78)가 중간 지그 장치(60)를 향해서 이동하여 샤프트(74)에 고정력을 전달하도록 제공되기 때문에, 중간 지그 장치(60)는 크기가 소형일 수 있다. 제 2 실시예에 따르면, 샤프트(74)는 그것의 전방 단부상에 볼트를 유지할 수도 있고, 그곳에서 샤프트(74)는 부품의 지지 부재로 작용한다.

본 발명의 제 2 실시예의 다른 예를 제 10 도와 관련하여 설명하기로 한다. 제 10 도에 도시한 바와 같이, 제 9 도에 도시한 하나의 전기 너트 드라이버(78) 대신에 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버(82)가 제공된다. 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버(82)는 중간 지그 장치(60')의 각 소켓(76)에 연결될 복수의 전기 너트 드라이버(84)를 갖는다. 각 전기 너트 드라이버(84)의 고정력은 그것에 의해 고정될 부품의 종류에 근거해서 미리 제공된다.

본 발명의 제 3 실시예를 제 11 도 및 제 12 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 11 도에 도시한 바와 같이, 냉각 유닛(96)에 의해서 서로 미리 접속되어 있는 공기 조화용 송풍 유닛(92)과 가열 유닛(94)을 한꺼번에 조립하기 위하여 중간 지그 장치(90)가 이용된다.

송풍 유닛(92)과 가열 유닛(94)은 중간 지그 장치(90)의 조립 부분(91)의 기저 판재(92a)상에 제공된 복수의 지지 부재(98)상에서 차체의 고정 위치에 대응하도록 미리 세트된다. 중간 지그 장치(90)의 기저 판재(92a)는 복수의 위치설정 핀(100)을 구비한다.

중간 지그 장치(90)의 기저 판재(92a)는, 서로 평행하게 제공되고 전방 단부상에 너트를 보유하는 고정력을 전달하기 위한 다수의 샤프트(74)를 더 구비한다. 샤프트(74)는 그것의 타 단부에 소켓(76)을 구비하며, 소켓(76)에는 전기 너트 드라이버(78)가 접속된다. 3개의 수직축을 갖는 산업용 로봇(80)이 하나의 너트 드라이버(78)를 구비하며, 전기 너트 드라이버(78)를 샤프트(74)의 각 소켓(76)에 접속하도록 이동한다. 다음에, 전기 너트 드라이버(78)는 샤프트(74)의 전방 단부에 보유되는 너트를 차례로 고정시킨다. 전기 너트 드라이버(78)의 고정 토크는 부품의 종류에 따라 변경시킬 수 있다. 로봇(80)은 차체의 종류에 따라서 전기 너트 드라이버(78)를 제어할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예의 다른 예를 제 12 도와 관련하여 기술하기로 한다. 제 12 도에 도시한 바와 같이, 제 11 도에 도시한 하나의 전기 너트 드라이버(78)대신에 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버(102)가 제공된다. 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버(102)는 중간 지그 장치(90')의 각 소켓(76)에 연결될 복수의 전기 너트 드라이버(104)를 갖는다. 각 전기 너트 드라이버(102)의 고정력은 그것에 의해 고정될 부품의 종류에 근거해서 미리 제공된다.

전기 너트 드라이버(78)의 제어기를 제 13 도와 관련하여 설명하고자 한다. 제 13 도에 도시한 바와 같이, 주 제어기내의 차량 종류에 대한 정보가 너트 드라이버 제어기내의 CPU로 입력된다. CPU는 정보에 의거해서 고정될 부품을 판단하지만, 부품은 차체의 고정 위치에 대응하도록 지지 부재 위에 자동으로 또는 수동으로 미리 세트된다. 다음에, CPU가 대응하는 부품의 각 고정 토크를 판단하고 또한 미리 준비되어 있는 맵에 의거해서 전기 너트 드라이버(78)의 이동 경로를 판단한다. 다음에, 이동 경로의 정보에 의거하여 로봇(80)을 제어하며, 전기 너트 드라이버(78)는 고정 토크의 정보에 의거해서 토크를 발생시키는 동작을 한다.

전술한 고정 토크를 전달하기 위한 샤프트(74)를 제 14 도와 관련하여 더욱 상세히 기술하기로 한다. 제 14 도에 도시한 바와 같이, 그것의 전방 단부에 소켓부(141), 고정 부분(142), 중간 로드(143), 전기 너트 드라이버(78)와 연결될 슬리브(144)에 이동가능하게 접속되는 스플라인 샤프트(145), 및 고정 부분(142)과 중간 로드(143)를 그리고 중간 로드(143)와 스플라인 샤프트(145)를 커플링시키기 위한 탄성 부재(148)를 갖는 각각의 가요성 커플링(146, 147)을 구비한다. 고정부분(142)은 축방향으로 이동가능한 고정 부재(140)와, 고정 부분(142)이 제 14 도에 실선으로 도시한 후방 위치 또는 고정 위치에 위치하고 있을 때 고정 부재(140)와 긴밀하게 접촉하는 고정 플랜지(142a, 142b)를 구비한다.

샤프트(74)의 소켓부(141)는 내부에 장착되어 있는 자석(M)의 자력을 이용해서 그 내에 너트(N)를 보유한다. 소켓부(141)는 너트(N)를 관통하도록 연장하는 미끄럼이동 핀(149)을 더 구비한다. 핀(149)은 핀(149)이 소켓부(141)를 지나서 연장하도록 스프링(150)에 의해서 전방 방향으로 가압된다. 핀(149)은 부품내에 제공되어 있는 개구부(도시하지 않음)를 관통하는 돌출부(149a)를 갖는데, 상기 개구부를 통해서는 차체측에 장착되어 있는 볼트가 삽입된다. 상기 돌출부(149a)는 차체상에 장착되어 있는 볼트의 전방 단부가 접촉할 수 있는 중공부(149b)를 전방 단부에 갖는다.

스플라인 샤프트(145)의 외측 표면에는 소켓부(141)를 전방 방향으로 가압하기 위하여 가요성 커플링(147)과 슬리브(144) 사이에 장착되는 스프링(151)이 제공된다.

작동시에, 너트(N)를 이용해서 부품을 차페측상의 볼트에 고정하려고 하는 고정 위치에 샤프트(74)는 도착하고, 중간 지그 장치의 조립 부분이 기저부위로 이동한다. 이 때, 고정 부재(140)의 고정 플랜지(142a, 142b)는 고정 부재(140)와 긴밀하게 접촉하고 있고, 미끄럼이동가능한 핀(149)의 돌출부(149a)는 부품의 개구부내에 삽입되었다. 고정 위치에서, 부품의 개구부의 위치에 따라 볼트가 차체측상에 미리 세트되기 때문에, 미끄럼이동가능한 핀(149)의 중공부(149b)는 볼트의 전방부와 접촉하고, 그 다음에 핀(149)이 중간 지그 장치의 조립 부분의 운동에 의해서 스프링(150)을 향해 후방으로 이동한다. 다음에, 볼트가 부품의 개구부내로 이동하고, 너트(N)가 스프링(151)의 가압력에 의해서 볼트의 전방 단부와 접촉하도록 위치된다. 그 후, 샤프트(74)는 제 13 도에 2점 쇄선으로 도시한 바와 같이 고정 부분(142)을 해제함으로써 부유상태로 된다. 마지막으로 전기 너트 드라이버가 동작하여, 샤프트(75)를 회전시키고, 너트(N)를 볼트에 고정시키는 것에 의해서 부품을 차체측에 고정시킨다.

본 발명의 제 4 실시예는 제 15 도와 관련하여 기술하기로 한다. 제 15 도에 도시한 바와 같이, 가속 페달(62), 브레이크 페달(64) 및 클러치 페달(66)을 비롯한 부품의 각각에 대응하는 3개의 전기 너트 드라이버(160)가 제공된다. 각 페달(62, 64, 66)의 고정 토크를 판단하는 3개의 토크 맵의 각각에 의거하여 3개의 전기 너트 드라이버(160)의 각각을 제어한다.

본 발명의 제 5 실시예를 제 16 도 내지 제 18 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 16 도 내지 제 18 도에 도시한 바와 같이, 계기판(204)에 의해서 차체(201)가 엔진실(202)과 차 실내(203)로 분할된다. 복수의 부품을 계기판(204)의 엔진실쪽면에 고정시키기 위하여 중간 지그 장치(210)가 제공된다. 부품의 예로는 소위 마스터 백 또는 브레이크 부스터(205), 마스터 실린더(206), 오일 필터, 석탄 캐니스터(208) 등을 들 수 있다.

중간 지그 장치(210)는 엔진실(202)내에 장착되며, 엔진실(202)내에 고정되어 있는 기저부(211)와, 기저부(211)상에서 이동가능하고 복수의 부품을 조립 위치로 운반하여서 그러한 부품을 조립하는 조립 부분(212)을 구비한다.

중간 지그 장치(210)의 기저부(211)는 현가 장치를 스트럿 타워(209)에 장착하기 전에 우측 및 좌측 현가 타워 또는 스트럿 타워(209)의 상부위에 제공된 개구부를 이용하여 엔진실(202)내에 고정되도록 위치설정된다. 즉, 기저부(211)는 하나의 편평한 기저 판재(211a)와, 복수의 지지 아암(211b)을 구비한다. 지지 아암(211b)은 기저 판재(211a)의 양 단부로부터 수직으로 연장하며, 그것의 상부로부터 차체 폭 방향으로 수평으로 연장한다. 지지 아암(211b)은 그것의 상부위에서 하향으로 돌출하는 위치설정 보스(213)를 구비하는데, 이 보스는 스트럿 타워(209)의 개구부내로 삽입될 것이다.

중간 지그 장치(210)의 조립 부분(212)은 기저부(211)의 기저 판재(211a)상에서 계기판(204)을 향하여 수평으로 이동가능하다. 조립 부분(212)은 복수의 부품(205, 206, 208) 등을 지지함과 아울러 부품의 고정 위치에 대응하는 부품의 위치를 유지시키기 위한 지지 수단을 구비한다.

조립 부분(212)은 제 4 도의 샤프트(32)와 같은 고정력을 전달하기 위한 수단을 더 구비한다. 조립 부분(212)은 부품(205, 206, 208) 등을 고정 위치로 전달하기 위하여 기저부(211)상에서 계기판(204)을 향하여 이동하며, 전기 너트 드라이버(도시하지 않음)가 샤프트(32)를 통하여 인가하는 고정력을 이용해서 부품을 계기판(204)에 고정시킨다(제 4 도에 도시함).

본 발명의 제 6 실시예를 제 19 도 및 제 20 도를 참조하여 설명할 것이다. 제 19 도에 도시한 바와 같이, 복수의 부품을 차체(201)의 차 실내의 지붕(201a)에고정시키기 위하여 중간 지그 장치(270)가 제공된다. 이 부품은 차양판(273), 실내등(274), 탑승자 손잡이(276) 등을 구비한다.

중간 지그 장치(270)는 차 실내에 장착되고, 차 실내의 바닥(201b)의 사전결정된 위치에 고정되어 있는 기저부(271)와 실린더(275)를 갖는 조립 부분(272)을 구비한다. 조립 부분(272)은 기저부(271)상에서 수직으로 이동가능하고, 복수의 부품을 지붕(201a)의 고정 위치로 운반하여 그러한 부품을 고정시킨다.

조립 부분(272)은 복수의 부품인 차양판(273), 실내등(274), 손잡이(376) 등을 지지함과 아울러 부품의 고정 위치에 대응하는 부품의 위치를 유지시키기 위한 지지 수단(도시하지 않음)을 구비한다. 조립 부분(272)은 고정력을 전달하기 위한 복수의 샤프트(228)를 더 구비한다.

제 6 실시예의 다른 예를 제 20 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 20 도에 도시한 바와 같이, 조립 부분은 차양판(273)이 다른 부품인 실내등(274) 및 손잡이(276) 등의 것과 다른 방향으로 고정될 것이기 때문에, 2개의 조립 부분(272A, 272B)으로 분할된다. 조립 부분(272A)은 수직으로 이동하고, 조립 부분(272B)은 대각선 방향으로 상향 이동한다.

본 발명의 제 7 실시예를 제 21 도 및 제 22 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 21 도에 도시한 바와 같이, 복수의 부품을 차체(201)의 하측에 고정시키기 위하여 중간 지그 장치(280)가 제공된다. 이 부품은 전방 휠 현가부(283), 후방 훨 현가부(284), 연료 탱크(285) 등을 구비한다.

중간 지그 장치(280)는 행거(H)에 걸려 있는 차체(201) 아래의 사전결정된위치상에 고정되어 있는 기저부(281)와, 기저부(281)상의 조립 부분(282A, 282B, 282C)을 구비한다. 조립 부분(282A, 282B, 282C)은 기저부(271) 상에서 수직으로 이동가능하며, 복수의 부품을 차체(201) 하면의 조립 위치로 운반하여 그러한 부품을 조립시킨다.

조립 부분(282A, 282B, 282C)은 현가부(283, 284) 및 연료 탱크(285) 등을 지지하기 위한 지지 수단(도시하지 않음)과, 고정력을 전달하기 위한 샤프트(도시하지 않음)를 각기 구비한다.

제 7 실시예의 다른 예를 제 22 도와 관련하여 설명하기로 한다. 제 22 도에 도시한 바와 같이, 조립 부분(282A, 282C)은 수직으로 이동하고, 조립 부분(282B)은 대각선 방향으로 상향으로 이동하도록 하여서, 부품을 조립 또는 고정하고 있을 때 조립 부분(282A, 282B, 282C) 사이의 간섭을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 8 실시예를 제 23 도 및 제 27 도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 23 도에 도시한 바와 같이, 차체를 운반하기 위한 컨베이어 라인(L)이 제공되고, 4개의 소조립 스테이션(A, B, C, D)이 컨베이어 라인(L)을 따라 위치된다.

소조립 스테이션(A)은 중간 지그 장치(310)의 사전결정된 위치에서 차 실내에 고정될 부품을 미리 세트하도록 제공된다(제 24 도에 도시함). 이 부품으로서는 가속 페달, 브레이크 페달, 클러치 페달 등과 같은 작동 부품과, 송풍 유닛, 가열 유닛 등과 같은 공기 조화 부품을 들 수 있다. 소조립 스테이션(B)은 엔진실내에 고정될 부품을 중간 지그 장치(310)의 사전결정된 위치에 미리 세트하도록 제공된다. 이 부품으로는 브레이크 부스터, 마스터 실린더, 오일 필터, 석탄 캐니스터 등을 들 수 있다. 소조립 스테이션(C)은 차 실내의 지붕상에 고정될 부품을 중간 지그 장치(310)의 사전결정된 위치에 미리 세트하도록 제공된다. 이 부품으로는 실내등, 실내 거울, 차양판, 탑승자 손잡이 등을 들 수 있다. 소조립 스테이션(D)은 차체의 하면상에 고정될 부품을 중간 지그 장치(310)의 사전결정된 위치에 미리 세트하도록 제공된다. 이 부품으로는 전방 휠 현가부, 후방 휠 현가부, 연료 탱크 등을 들 수 있다.

이어서, 소조립 스테이션(C)을 일예로 들어 상세히 기술할 것이다. 제 24 도를 참조하면, 소조립 스테이션(C)에서 중간 지그 장치(310)가 왼쪽으로부터 오른쪽으로 운반된다. 중간 지그 장치(310)는 중앙의 실내등 세팅부(311), 2개의 현가 세팅부(312), 실내 미러 세팅부(313) 및 4개의 탑승자 손잡이 세팅부(314)를 구비한다. 이들 전부는 부품의 조립 또는 고정 위치에 대응한다.

제 24 도의 좌측은 실내등(321)이 실내등 세팅부(311)상에 미리 세트되는 제 1 섹션을 도시한다. 이 제 1 섹션은 실내등(321)을 풀링하기 위한 부품 박스(316), 순환 컨베이어(317), 상부에 실내등(321)이 로봇(도시하지 않음)에 의해서 또는 수동으로 배치되는 부품 테이블(318) 및 테이블(318)상의 실내등(321)을 실내등 세팅부(311)에 미리 세트하는 3개의 수직축을 갖는 로봇(320)을 구비한다.

제 24 도의 우측은 내부에 2개의 차양판(322)이 세팅부(312)상에 미리 배치되어 있는 제 2 섹션을 구비한다. 제 2 섹션은 차양판(322)을 풀링하기 위한 부품 박스(326), 순환 컨베이어(327), 상부에 차양판(322)이 로봇(도시하지 않음)에 의해서 또는 수동으로 배치되는 부품 테이블(328) 및 테이블(328)상의 차양판(322)을차양판 세팅부(312)에 미리 세트하는 3개의 수직축을 갖는 로봇(330)을 구비한다.

실내 미러를 실내 미러 세팅부(313)상에 미리 세트하기 위한 제 3 섹션(도시하지 않음)과, 4개의 탑승자 손잡이를 탑승자 손잡이 세팅부(314)에 미리 세트하기 위한 제 4 섹션(도시하지 않음)에 추가로 제공된다. 이 제 3 및 제 4 섹션은 제 24 도의 제 2 섹션의 우측에 위치된다.

상부에 부품이 제 4 섹션내에 미리 세트되어 있는 중간 지그 장치(310)가 차체 컨베이어 라인(L) 근방의 위치로 반송된다.

제 25 도를 참조하면, 실내등이 사전에 미리 세트되어 있는 제 1 섹션으로 중간 지그 장치(310)가 반송되기 전에, 부품을 차 실내의 지붕에 고정하기 위한 스크류(319)가 스크류 세트 위치에 미리 세트된다. 부분 공급기(315)에 의해 스크류(319)를 공급하며, 그 후 3차원 축을 갖는 로봇(340)에 의해서 스크류(319)를 중간 지그 장치(310)상의 사전결정된 위치로 미리 세트한다.

제 26 도를 참조하면, 실내등(321)은 스크류(319)가 실내등(321)의 개구부를 관통하여서 상향으로 돌출하고 있는 상태로 로봇(330)에 의해서 중간 지그 장치(310)상에 미리 세트된다. 차양판(322), 실내 미러 및 탑승자 손잡이가 동일한 방식으로 미리 세트된다.

로봇(320, 330, 340) 대신에 관절운동식 로봇을 이용할 수도 있다.

제 27 도를 참조하면, 상부에 세팅부(312, 313, 314)가 미리 세트되어 있는 중간 지그 장치(310)가, 컨베이어 라인(L)이 차체(301)의 차 실내(302)에 장착되어 있는 차체 컨베이어(L) 근방의 위치로 반송된다.

제 27 도를 참조하면, 차 실내(302)의 바닥(302a) 위에 기저 테이블(351)이 고정된다. 이 기저 테이블(351) 위에는 실린더(353)를 이용하여 수직 이동할 수 있도록 조립 테이블(352)이 장착된다. 중간 지그 장치(310)가 조립 테이블(352)상에 장착된다. 조립 테이블(352)은 전기 스크류 드라이버(도시하지 않음)로부터의 고정력을 스크류(319)로 전달하기 위한 복수의 샤프트(354)를 구비한다. 즉, 샤프트(354)의 전방부는 스크류(319)의 헤드와 접촉하고, 스크류(319)의 타단부는 전기 스크류 드라이버와 접촉한다.

따라서, 조립 테이블(352)은 상향으로 이동하여 부품(321, 322, 324)을 고정 위치에 위치시키고, 그 후 전기 드라이버가 샤프트(354)의 단부와 접촉한다. 그때 전기 스크류 드라이버가 작동하여 샤프트(354)를 회전시키고, 그 후 부품(321, 322, 324)이 차 실내(302)의 지붕(302a)상에 고정된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의해서 기술하였지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범주내에 속하는 상태에서 변경 및 개선을 만들 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 결정된다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 조립 장치에 작업자가 부품을 미리 세트하고 있는 것을 도시하는 도면,

제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 조립 장치를 차 실내(passenger compartment)로 이동시킨 후에 그 장치를 전기 너트 드라이버로 구동시키는 것을 도시하는 정면도,

제 3 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제 2 도의 A 방향으로부터 본 조립 장치의 측면도,

제 4 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제 3 도의 B 방향으로부터 본 조립 장치의 평면도,

제 5 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제 3 도의 C 방향으로부터 본 조립 장치의 정면도,

제 6 도는 복수의 부품중에서 브레이크 페달을 미리 세트한 것을 도시하는 측면도,

제 7 도는 미리 세트하기 위한 위치설정 핀의 측면도,

제 8 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 너트 드라이버의 제어기를 도시하는 도면,

제 9 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 사시도,

제 10 도는 본 발명의 제 2 실시예의 다른 예에 따른 조립 장치를 도시하는 사시도,

제 11 도는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 사시도,

제 12 도는 본 발명의 제 3 실시예의 다른 예에 따른 조립 장치를 도시하는 사시도,

제 13 도는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기 너트 드라이버의 제어기를 도시하는 도면,

제 14 도는 본 발명의 실시예에 따른 고정력을 전달하기 위한 샤프트를 도시하는 부분 단면도,

제 15 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전기 너트 드라이버의 제어기를 도시하는 도면,

제 16 도는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 정면도,

제 17 도는 제 16 도의 평면도,

제 18 도는 제 16 도의 측면도,

제 19 도는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 측면도,

제 20 도는 본 발명의 제 6 실시예의 다른 예에 따른 조립 장치를 도시하는 측면도,

제 21 도는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 측면도,

제 22 도는 본 발명의 제 7 실시예의 다른 예에 따른 조립 장치를 도시하는측면도,

제 23 도는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 조립 장치를 도시하는 일반적인 평면도,

제 24 도는 본 발명의 제 8 실시예에 따라서 부품을 미리 세트하는 소조립 스테이션을 도시하는 평면도,

제 25 도는 본 발명의 제 8 실시예에 따라서 스크류를 미리 세트하는 소조립 스테이션을 도시하는 평면도,

제 26 도는 본 발명의 제 8 실시예에 따라서 부품을 미리 세트하는 소조립 스테이션을 도시하는 사시도,

제 27 도는 본 발명의 제 8 실시예에 따라서 부품을 차 실내의 지붕에 조립하는 것을 도시하는 측면도,

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 60, 60', 90, 90', 210, 270, 280, 310 : 중간 지그 장치

2 : 부품 12 : 운반용 프레임

14, 78, 82, 102 : 전기 너트 드라이버 20 : 레일

36 : 베벨 기어 38 : 유니버셜 조인트

42, 66 : 클러치 페달 44, 64 : 브레이크 페달

46, 62 : 가속 페달 52 : 자석

58 : 토크 센서 80, 320, 330, 340 : 산업용 로봇

201 : 차체 204 : 계기판

211 : 기저부 211b : 지지 아암

Claims

부품을 고정할 차체상의 체결 위치에 대응하는 위치를 유지시키면서 각 부품을 독립적으로 지지하기 위한 단일 지지 수단과,

상기 부품이 상기 차체상의 고정 위치에 도달하도록 상기 지지 수단을 운반하기 위한 수단과,

고정력을 상기 체결 위치로 전달하기 위한 수단으로서, 상기 지지 수단에 의해 지지되는 전달 수단과,

상기 부품을 상기 전달 수단을 통해서 상기 차체의 상기 체결 위치에 고정하기 위한 수단으로서, 상기 전달 수단을 향해 이동가능한 고정 수단을 포함하는, 복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치에 있어서,

상기 전달 수단이 고정력의 방향을 사전결정된 각도만큼 변경시키기 위한 기어 수단을 구비하는 샤프트를 포함하여, 상기 전달 수단의 입력 단부상의 고정력의 입력 방향이 상기 전달 수단의 출력 단부상의 고정력의 출력 방향과 상이하게 되는 것을 특징으로 하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 운반 수단은 차량의 차 실내(passenger compartment)의 사전결정된 위치에 위치되는 운반용 프레임을 구비하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전달 수단은 상기 차체의 도어 개구부를 향하고 있는 표면상에 제공되는 복수의 소켓을 통하여 고정력을 전달하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,,

상기 지지 수단은 자석을 이용해서 상기 부품을 지지하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,,

상기 고정 수단은 3개의 수직축을 갖는 로봇에 의해서 이동하는 전기 너트 드라이버(electric nut driver)를 구비하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 전기 너트 드라이버는 그것의 이동 경로내에서 변환가능하도록 제어되는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전달 수단은 복수의 블록으로 분할되는 복수의 샤프트를 구비하고, 상기 고정 수단은 고정력을 상기 샤프트의 각 블록으로 전달하는 다중-샤프트형 전기 너트 드라이버를 구비하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 고정력은 고정될 부품의 종류에 의거해서 변환가능하도록 제어되는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서 ,

상기 운반 수단은 상기 지지 수단을 수평으로 운반하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 운반 수단은 상기 지지 수단을 수직으로 운반하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 지지 수단은 복수의 지지부를 구비하고, 상기 운반 수단은 상기 복수의 지지부를 상이한 방향으로 이동시키는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 장치.
부품을 고정할 차체상의 고정 위치에 대응하는 위치를 유지시키면서 각 부품을 독립적으로 지지하기 위한 단일 지지 수단과, 고정력을 복수의 소켓을 통하여 차체상의 상기 고정 위치로 전달하는 수단을 구비하는 중간 지그 수단(1)을 제공하는 단계로서, 상기 전달 수단은 상기 지지 수단에 의해 지지되어 있는, 상기 중간 지그 수단 제공 단계와,

상기 부품이 상기 차체상의 상기 고정 위치에 도달하도록 상기 중간 지그 수단을 운반하는 단계와,

상기 중간 지그 수단의 상기 소켓에 접속되어 있는 도구를 이용하여 상기 부품을 상기 차체에 고정시키는 단계를 포함하는, 복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법에 있어서,

상기 전달 수단이 고정력의 방향을 사전결정된 각도만큼 변경시키기 위한 기어 수단(36, 38)을 구비하는 샤프트(32)를 포함하여, 상기 전달 수단(32)의 입력 단부상의 고정력의 입력 방향이 상기 전달 수단(33)의 출력 단부상의 고정력의 출력 방향과 상이하게 되는 것을 특징으로 하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법.
제 12 항에 있어서,,

상기 조립 방법이 상기 운반 단계 전에 상기 중간 지그 수단을 상기 차체의 차 실내의 사전결정된 위치에 위치시키는 단계를 더 포함하는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 복수의 소켓이 상기 차체의 도어 개구부를 향하고 있는 표면상에 제공되는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 부품이 상기 차체의 차 실내에 고정되는

복수의 부품을 차량에 한꺼번에 조립하기 위한 방법.