KR100422633B1 - 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조립라인에서 팔레트에 적재된 패널을 로딩하는 로봇의 사이클 타임을 감소시킬 수 있으며, 팔레트에 적재된 패널의 유무에 따라 로봇의 움직임을 조절할 수 있는 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량 조립라인에서 다수개의 팔레트에 각각 적재된 패널을 로딩하는 장치에 있어서, 상기 패널의 로딩동작을 수행하는 로봇 암을 갖는 로봇과; 입력되는 패널 정보에 해당되는 팔레트 위치로 상기 로봇을 이동시키는 로봇 위치 조절부와; 상기 로봇 암에 결합되어 상기 로봇으로 입력되는 구동 제어신호에 따라 해당되는 단계로 이송되어 클램핑 및 언클램핑됨에 따라 패널을 로딩하는 행거와; 상기 행거의 일측면에 결합되어 미리 설정된 기준 위치로부터 상기 팔레트에 적재된 패널의 위치를 검출하는 패널 위치 검출부와; 상기 로봇 위치 조절부로 패널 정보를 전송하며, 상기 패널 위치 검출부로부터 검출된 패널 위치에 따라 상기 로봇의 행거 움직임을 조절하도록 해당되는 구동 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법{PANEL LOADING DEVICE OF VEHICLE MANUFACTURING LINE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 조립라인에 관한 것으로서, 특히 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 차체 보디는 다수의 서브 어셈블리의 조립으로 이루어진다. 일반적으로 사이드 아웃 패널과 같이 차체 보디를 이루는 패널들이 적재된 팔레트는 작업자, 또는 자동화 설비로 취출되어 해당되는 조립라인 공정에 투입되었다.

도 1과 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치의 구성 및 동작을 설명한다.

먼저, 팔레트(Pallet)(10)가 조립라인 공정으로 투입되면, 지게차 운전사가 해당 패널(40)이 적재된 팔레트(10)를 작업용 적재대에 공급하고, 로봇(20)(자동화 설비)이 해당되는 패널(40)을 순차적으로 클램핑하여 로딩하였다.

로봇(20)이 패널(40)(사이드 아웃 패널) 로딩시 팔레트(10)의 디바이더(60) 피치(Divider Pitch)가 110mm일 경우 설정된 프로그램에 따라 로봇(20)이 110mm씩 전진한다. 그리고 행거(30)(Hanger)의 리미트 스위치(Limit Switch)로 패널(40)을 감지하고, 패널(40)을 클램핑하여 로딩하게 된다. 참조 번호 (50)는 하부 지지용 브라켓을 나타낸다.

만약, 팔레트(10)에 15매가 적재되는 경우에는 마지막 패널(40)인 15매 째 패널(40)을 로딩하기 위해서는 로봇(20)은 110mm씩 15번 전진하게 되고, 리미트 스위치로 15번째 패널(40)을 감지하여 패널(40)을 로딩하게 된다.

위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 팔레트에 적재된 패널을 로딩하기 위한 로봇의 사이클 타임(Cycle Time)이 과다하게 소요되며, 로봇의 움직임이 반복됨에 따라 행거 요동(전진, 정지 반복)에 기인한 로딩 불량으로 패널 파손이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 차량의 조립라인에서 팔레트에 적재된 패널을 로딩하는 로봇의 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 팔레트에 적재된 패널의 유무에 따라 로봇의 움직임을 조절할 수 있는 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 조립라인에서 다수개의 팔레트에 각각 적재된 패널을 로딩하는 장치에 있어서, 상기 패널의 로딩동작을 수행하는 로봇 암을 갖는 로봇과; 입력되는 패널 정보에 해당되는 팔레트 위치로 상기 로봇을 이동시키는 로봇 위치 조절부와; 상기 로봇 암에 결합되어 상기 로봇으로 입력되는 구동 제어신호에 따라 해당되는 단계로 이송되어 클램핑 및 언클램핑됨에 따라 패널을 로딩하는 행거와; 상기 행거의 일측면에 결합되어 미리 설정된 기준 위치로부터 상기 팔레트에 적재된 패널의 위치를 검출하는 패널 위치 검출부와; 상기 로봇 위치 조절부로 패널 정보를 전송하며, 상기 패널 위치 검출부로부터 검출된 패널 위치에 따라 상기 로봇의 행거 움직임을 조절하도록 해당되는 구동 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 조립라인에서 팔레트에 적재된 패널을 로딩하는 방법에 있어서, 상기 패널의 로딩을 위한 패널 정보가 입력되면 패널 정보에 해당되는 위치로 로봇을 이동시키는 단계와; 미리 설정된 기준 위치로부터 패널의 위치를 검출하는 단계와; 검출된 패널의 위치가 미리설정된 범위 이내인가를 비교하여 검출된 패널의 위치가 미리 설정된 범위를 초과하면 로봇의 행거 움직임을 미리 설정된 무단으로 이송되도록 구동시키는 단계와; 패널의 위치에 도착되었는가를 검출하는 단계와; 패널의 위치에 도착되면 패널의 클램프 동작 및 로딩동작을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 팔레트 디바이더의 피치 간격을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치의 구성을 도시한 도면.

도 4는 도 3의 VIEW "A"도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치의 행거와 패널과의 위치 관계를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩 과정을 도시한 순서도.

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.

도 3과 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 차량 조립라인에서 다수개의 팔레트(10)에 각각 적재된 패널(40)을 로딩하는 장치에 있어서, 로봇(70), 로봇 위치 조절부(80), 행거(82), 패널 위치 검출부(84), 제어부(86)를 포함하여 구성한다.

로봇(70)은 패널(40)의 로딩동작을 수행하는 로봇 암(72)을 갖는다.

로봇 위치 조절부(80)는 제어부(86)로부터 입력되는 패널 정보에 해당되는 팔레트(10)의 위치로 로봇(70)을 이동시키는 기능을 한다. 로봇 위치 조절부(80)는 도 3에 도시된 바와 같이 캐리지(Carriage)로 구성한다.

행거(82)는 로봇 암(72)에 결합되어 제어부(86)로부터 로봇(70)으로 입력되는 구동 제어신호에 따라 해당되는 단계로 이송되며, 클램핑 및 언클램핑됨에 따라 패널(40)을 로딩하는 기능을 한다.

행거(82)의 패널 클램프 위치 주변에는 패널(40)의 유무를 감지하는 리미트 스위치가 장착된다. 행거(82)가 구동되어 패널(40)을 클램핑 및 언클램핑하는 동작은 리미트 스위치의 패널(40) 유무 검출동작에 따라 이루어진다.

패널 위치 검출부(84)는 도 3에 도시된 바와 같이 행거(82)의 일측면에 결합되어 미리 설정된 기준 위치로부터 팔레트(10)에 적재된 패널(40)까지의 길이를 검출한다.

패널 위치 검출부(84)는 초음파 센서로 이루어진다. 초음파 센서는 일반적으로 사용되는 비젼 센서(Vision Sensor)의 약점인 조도에도 관계없을 뿐만 아니라 먼지, 물, 색깔 변화에 관계없이 일정 거리 검출 가능하다. 본 발명의 실시예에 적용되는 초음파 센서는 200 ~ 1300mm까지 검출 가능한 것을 사용한다.

패널 위치 검출부(84)의 결합에 앞서 차종별 각 패널(40)에 공통적으로 패널 위치 검출부(84)가 감지할 수 있는 공통면을 찾아 이에 대응되는 위치에 패널 위치 검출부(84)를 설치한다.

이와 같이 패널 위치 검출부(84)가 장착되면, 본 발명의 실시예에 따른 패널 로딩장치는 여러 차종의 패널(40)이 해당되는 팔레트(10)에 적재된 상태의 차량 조립라인에서도 사용 가능하다.

제어부(86)는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인에서 생상되는 각종 차량의 패널 정보를 가지며 패널 로딩장치의 제어에 관련된 전반적인 동작을 제어한다.

특히, 패널 위치 검출부(84)를 통해 검출된 길이에 따라 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 조절하도록 해당되는 구동 제어신호를 발생한다. 제어부(86)는 차량 조립라인에서 서버 또는 일반적인 퍼스널 컴퓨터와 같은 일종의 마이크로 프로세서로 구성한다.

제어부(86)는 별도의 메모리부를 구비하며, 메모리부에는 차종에 따른 각종 패널 정보를 미리 저장한다. 메모리부에는 로봇(70)의 행거(82) 이송 움직임이 검출된 길이에 따라 구동과 정지를 단계적으로 반복하며 이송되거나 무단으로 이송되도록 미리 프로그램되어 저장된다.

제어부(86)는 검출된 패널(40)의 위치가 미리 설정된 범위 이내이면, 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 미리 설정된 단계별로 구동과 정지를 반복하며 이송되도록 구동 제어신호를 발생한다.

이와는 반대로 제어부(86)는 검출된 패널(40)의 위치가 미리 설정된 범위를 초과하면 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 정지동작 없이 무단계로 이송되도록 무단 구동 제어신호를 발생한다.

상기와 같은 구성으로 본 발명의 실시예는 패널(40) 로딩시 패널(40)이 없는 경우에도 각 매수마다 로봇(70)의 이송동작이 정지, 전진 반복하던 것을 초음파를 이용하여 일정거리 검출후 패널(40)이 없는 범위까지 로봇(70)의 이송동작이 단계별로 정지 및 전진되는 스텝 이동 없이 고속 전진이 가능하게 함으로써 패널 로딩공정에 소요되는 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 것이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩과정을 설명한다.

먼저, 팔레트(10)가 조립라인 공정으로 투입된 상태에서 (102)단계와 (104)단계에서와 같이 로봇(70)으로 패널(40) 로딩을 위한 패널 정보가 입력되고, 로봇(70)이 입력된 패널 정보에 해당되는 패널(40)이 위치된 팔레트(10)로 위치 이동되면, 제어부(86)는 (106)단계로 진행하여 패널 위치 검출부(84)를 통해 패널(40)의 위치를 검출하고, 미리 설정된 지점으로부터 패널(40)이 놓여진 위치까지의 길이를 산출한다.

이어서, 제어부(86)는 (108)단계로 진행하여 전술한 (106)단계에서 검출된 패널(40)의 위치가 미리 설정된 범위 이내이면, 즉, 검출된 길이가 미리 설정된 길이보다 짧으면 (110)단계로 진행하여 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 미리 설정된 단계별로 구동과 정지를 반복하며 이송되도록 로봇(70)으로 구동 제어신호를 공급한다.

예를 들어 팔레트(10)에 15매의 패널(40)이 적재되는 경우 팔레트(10)의 디바이더 피치(Divider Pitch)가 110mm라고 가정하면, 제어부(86)는 검출된 길이가 110mm에서 210mm 사이에 해당하는 경우에는 종래 기술에서와 같이 로봇(70)이 110mm씩 전진하도록 로봇(70)으로 구동 제어신호를 공급한다.

이와는 반대로 제어부(86)는 전술한 (108)단계에서 검출된 패널(40)의 위치가 미리 설정된 범위를 초과하면, 즉, 검출된 길이가 미리 설정된 길이보다 길면(116)단계로 진행하여 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 정지동작 없이 무단계로 이송되도록 로봇(70)으로 무단 구동 제어신호를 공급한다.

즉, 제어부(86)는 검출된 길이가 210mm를 초과하는 경우에는 종래 기술에서와 같이 패널(40)을 로딩하기 위해서 로봇(70)이 110mm씩 단계별로 전진하게 하지 않고 무단으로 패널(40)의 위치까지 직송되도록 로봇(70)으로 무단 구동 제어신호를 공급한다.

예를 들어, 15번째 패널(40)을 로딩하기 위해서 로봇(70)이 110mm간격으로 가다 서다를 반복하는 것이 아니라 15번째 패널(40)의 위치까지 직송되도록 무단 구동 제어신호를 공급한다.

한편, 제어부(86)는 전술한 (106)단계의 패널 위치 검출단계에서 미리 설정된 기준 위치로부터 패널(40)의 위치가 검출되지 않으면, (110)단계로 진행하여 로봇(70)의 행거(82) 움직임을 미리 설정된 단계별로 구동과 정지를 반복하며 이송되도록 로봇(70)으로 구동 제어신호를 공급한다.

이와 같이 로봇(70)이 제어부(86)로부터 공급되는 구동 제어신호 및 무단 구동 제어신호를 입력받아 패널(40)의 위치로 전진하여 패널(40)에 인접되게 되면, 리미트 스위치로부터 패널 감지신호가 제어부(86)로 입력된다.

제어부(86)는 (112)단계에서 리미트 스위치를 통해 패널 감지신호가 입력되면, (114)단계로 진행하여 로봇(70)으로 정지신호를 공급하고, 패널 클램프 및 로딩동작을 위한 제어신호를 공급한다. 로봇(70)은 제어부(86)로부터 공급되는 제어신호의 입력에 따라 패널(40)을 행거(82)로 클램핑하고 로딩하는 동작을 수행한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 팔레트(10)에 적재된 패널(40)을 로딩하기 위한 로봇(70)의 사이클 타임(Cycle Time)이 과다하게 소요되는 것을 해소하고, 로봇(70)의 움직임이 반복됨에 따라 행거 요동(전진, 정지 반복)에 기인한 로딩 불량으로 패널 파손이 발생하는 문제점을 해소한다.

즉, 기존방식에서는 패널(40)이 없는 구간에도 리미트 스위치 검출될 때까지 로봇의 전진 이송 동작을 저속으로 단계별로 전진시켰으나 본 발명의 실시예에서는 패널(40)의 놓여진 위치를 초음파 방식으로 파악하여 패널(40)의 위치까지 고속 전진시킴에 따라 패널(40) 로딩동작을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 조립라인의 패널 로딩장치 및 방법은 로봇의 패널 로딩에 소요되는 사이클 타임을 감소시킴으로써 가동률을 향상시킬 수 있으며, 패널 불량 감소로 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 차량 조립라인에서 다수개의 팔레트에 각각 적재된 패널을 로딩하는 장치에 있어서,

   상기 패널의 로딩동작을 수행하는 로봇 암을 갖는 로봇과;

   입력되는 패널 정보에 해당되는 팔레트 위치로 상기 로봇을 이동시키는 로봇 위치 조절부와;

   상기 로봇 암에 결합되어 상기 로봇으로 입력되는 구동 제어신호에 따라 해당되는 단계로 이송되어 클램핑 및 언클램핑됨에 따라 패널을 로딩하는 행거와;

   상기 행거의 일측면에 결합되어 미리 설정된 기준 위치로부터 상기 팔레트에 적재된 패널의 위치를 검출하는 패널 위치 검출부와;

   상기 로봇 위치 조절부로 패널 정보를 전송하며, 상기 패널 위치 검출부로부터 검출된 패널 위치에 따라 상기 로봇의 행거 움직임을 조절하도록 해당되는 구동 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 패널 위치 검출부는 초음파 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 행거의 패널 클램프 위치에 장착되어 패널의 유무를감지하는 리미트 스위치를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 로봇의 행거 이송 움직임은 검출된 패널 위치에 따라 구동과 정지를 단계적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 검출된 패널 위치가 미리 설정된 범위 이내이면 상기 로봇의 행거 움직임을 미리 설정된 단계별로 구동과 정지를 반복하며 이송되도록 구동 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 검출된 패널 위치가 미리 설정된 범위를 초과하면 상기 로봇의 행거 움직임을 정지동작 없이 무단계로 이송되도록 무단 구동 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩장치.
7. 차량 조립라인에서 팔레트에 적재된 패널을 로딩하는 방법에 있어서,

   상기 패널의 로딩을 위한 패널 정보가 입력되면 패널 정보에 해당되는 위치로 로봇을 이동시키는 단계와;

   미리 설정된 기준 위치로부터 패널의 위치를 검출하는 단계와;

   검출된 패널의 위치가 미리 설정된 범위 이내인가를 비교하여 검출된 패널의 위치가 미리 설정된 범위를 초과하면 로봇의 행거 움직임을 미리 설정된 무단으로 이송되도록 구동시키는 단계와;

   패널의 위치에 도착되었는가를 검출하는 단계와;

   패널의 위치에 도착되면 패널의 클램프 동작 및 로딩동작을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서, 상기 검출된 패널 위치가 미리 설정된 범위 이내이면 상기 로봇의 행거 움직임을 미리 설정된 단계별로 구동과 정지를 반복하며 이송되도록 구동시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 조립라인의 패널 로딩방법.