KR100873861B1 - 대차 공급 스토리지 장치 - Google Patents

대차 공급 스토리지 장치 Download PDF

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KR100873861B1
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황우동
우영섭
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 각 로봇용접 공정부 사이의 일측에 리프팅 프레임을 따라 승하강하는 상부 및 하부 리프팅 유닛을 구성하여 제1로봇용접 공정부로 투입되는 대차의 투입순서를 가변 조정함으로써 전체적인 대차 이송 시스템의 설비를 단순화하며, 공정면적을 최소화하는 대차 공급 스토리지 장치를 제공한다.
Figure R1020070102014
대차 이송 시스템, 대차 공급 스토리지 장치

Description

대차 공급 스토리지 장치{MOVING CART STORAGE DEVICE}
본 발명은 대차 공급 스토리지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 로봇용접 공정부 사이의 일측에 리프팅 프레임을 따라 승하강하는 상부 및 하부 리프팅 유닛을 구성하여 제1로봇용접 공정부로 투입되는 대차의 투입순서를 가변 조정함으로써 전체적인 대차 이송 시스템의 설비를 단순화하며, 공정면적을 최소화하는 대차 공급 스토리지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 모든 양산라인 내에서 2만 내지 3만 여개의 부품을 수많은 조립 및 용접공정을 통하여 조립함으로써 이루어진다.
특히, 차체의 생산에 있어서, 용접공정은 차체의 조립작업에 큰 비중을 차지하며, 대차 이송 시스템을 통하여 용접공정의 자동화를 도모함으로서, 작업공정을 효율적으로 관리하고 있다.
상기한 대차 이송 시스템은 다양한 차종을 같은 라인에서 생산하는 다차종 혼류 생산 방식에 대응하기 위하여 대차 순환 시스템으로 진보되어 왔다.
이러한 대차 순환 시스템의 일례를 간단히 살펴보면, 도 1에서 도시한 바와 같이, 작업장의 1층에 4개의 로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3,RW4)를 통과하는 이송셔틀(101)이 구비되고, 작업장의 2층을 이루는 상부 데크(103) 상에는 차종별 대차리턴레일(R1,R2,R3)이 3열로 구비된다.
상기 이송셔틀(101)과 상부 데크(103)의 전방과 후방 사이에는 각각 테이블 리프터(TL1,TL2)가 구비되어 각 차종별 대차(C)를 1층과 2층 사이에서 운반하도록 하며, 상기 상부 테크(103)의 전방과 후방에는 3열의 차종별 대차리턴레일(R1,R2,R3)을 연결하여 차종별 대차를 해당 대차리턴레일로 운반하도록 트래버스(T)가 구성된다.
그리고 상기 각 로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3,RW4)에는 대차(C)의 양측에서 대차상의 차체에 대하여 용접작업을 수행하는 다수의 용접로봇(R)이 구비된다.
이러한 구성을 갖는 대차 순환 시스템의 작동은, 2층의 상부 테크(103) 상의 A차종 대차리턴레일(R1)에 위치된 대차(C) 상의 A차종 제1차체(A1)가 트래버스(T)를 통하여 전방 테이블 리프터(TL1) 상에 위치되어 1층의 이송셔틀(101)로 운반되면, 상기 A차종 제1차체(A1)는 해당 대차(C)를 통하여 이송셔틀(101)을 따라 제1로봇용접 공정부(RW1)로 이송되어 제1용접공정을 진행하게 된다.
이와 같이, 제1용접공정을 완료한 A차종 제1차체(A1)는 상기 대차(C)를 통하여 제2,3,4로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3)를 거쳐 제2,3,4용접공정을 완료한 후, 그 차체는 다음공정으로 이송되며, 그 대차(C)는 후방 테이블 리프터(TL2)에 의해 2층의 상부 데트(103)로 운반된다.
이어서, 상기 상부 데크(103)로 운반된 대차(C)는 트래버스(T)를 통하여 A차 종의 대차리턴레일(R1)로 이동하여 다음 차체를 로딩하게 된다.
이와 같이, 각 차종별 대차(C)는 상부 데크(103) 상의 각 대차리턴레일(R1,R2,R3) 상에서 해당 차체를 로딩한 상태로, 작업순서에 따라 1층의 각 로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3,RW4)로 이송하여 다차종의 혼류 생산이 가능하게 한다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 대차 순환 시스템은 다차종 혼류 생산이 가능하여 한 차종만을 생산하는 라인과 비교하여 수요에 유연하게 대처할 수 있도록 하는 장점이 있는 반면, 동일 공정라인에 여러 차종이 투입되면서 스페어 대차를 포함하여 차종별 대차가 많이 구비되어야 하고, 테이블 리프터, 상부 데크, 트래버스, 대차리턴레일 등 설비의 복잡화 및 거대화가 불가피하며, 이로 인해 공장의 면적과 설비 투자비가 증가되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 각 로봇용접 공정부 사이의 일측에 리프팅 프레임을 따라 승하강하는 상부 및 하부 리프팅 유닛을 구성하여 제1로봇용접 공정부로 투입되는 대차의 투입순서를 가변 조정함으로써 전체적인 대차 이송 시스템의 설비를 단순화하며, 공정면적을 최소화하는 대차 공급 스토리지 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대차 공급 스토리지 장치는
전,후방 및 측방의 로봇용접 공정부 사이에서, 작업장 바닥면 상에 베이스 플레이트를 통하여 좌우 양측에 수직방향으로 각각 설치되며, 각 상단에는 상부 플레이트로 연결되는 리프팅 프레임; 상기 리프팅 프레임의 하부에 하부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트가 일체로 구성되는 하부 리프팅유닛; 상기 하부 리프팅유닛의 각 리프팅 플레이트를 일체로 승하강 작동시키도록 상기 리프팅 프레임 사이의 하부에서 모터 구동하는 하부 체인이 상기 하부 가이드 블록의 일측에 연결되는 하부 구동수단; 상기 하부 리프팅유닛의 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트의 각 전방 내측부에 모터 구동하는 제1,2,3 프릭션 롤러를 구성하여 각 리프팅 플레이트 상의 대차를 전방의 제1로봇용접 공정부로 이송하는 종방향 대차 구동수단; 상기 하부 리프팅유닛의 상부 리프팅 플레이트 상의 단면 일측에 종방향으로 롤러 슬롯을 형성하고, 그 내부에 모터 구동하는 횡방향 롤러를 구성하여 상부 리프팅 플레이트 상의 대차를 측방의 제2로봇용접 공정부로 이송하는 횡방향 대차 구동수단; 상기 하부 리프팅유닛의 상부에서 상기 각 리프팅 프레임에 상부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 리프팅 빔이 구성되는 상부 리프팅유닛; 상기 상부 리프팅유닛의 리프팅 빔을 승하강 작동시키도록 상기 상부 플레이트 상에 구성되어 모터 구동하는 상부 체인의 일단에 밸런스 웨이트가 연결되고, 상기 상부 체인의 타단에는 상기 상부 가이드 블록의 일측이 연결되는 상부 구동수단을 포함한다.
상기 하부 리프팅유닛은 상기 양측 리프팅 프레임의 하부에서, 각 리프팅 프레임의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈을 따라 안내되는 하부 가이드 블록; 상기 하부 가이드 블록의 상부에 고정 연결되며, 단면상의 일측에는 종방향으로 롤러 슬롯을 형성하는 상부 리프팅 플레이트; 상기 상부 리프팅 플레이트의 하부에서 상기 하부 가이드 블록의 중앙에 고정 연결되며, 단부에는 상기 상부 리프팅 플레이트의 선단 하면에 연결되는 격벽이 형성되는 중앙 리프팅 플레이트; 상 기 중앙 리프팅 플레이트의 하부에서 상기 하부 가이드 블록의 하부에 고정 연결되는 하부 리프팅 플레이트로 이루어진다.
그리고 상기 하부 구동수단은 상기 베이스 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 하부를 관통하여 배치되어 각 리프팅 프레임의 내부에서 구동 스프로켓이 장착되는 하부 구동모터; 상기 양측 리프팅 프레임의 각 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되는 피동 스프로켓; 상기 구동 스프로켓과 피동 스프로켓을 연결하며, 일측이 상기 하부 가이드 블록와 연결되는 하부 체인으로 이루어진다.
또한, 상기 종방향 대차 구동수단은 상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 상부 전방 일측에 장착되는 제1작동모터; 상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제1작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제1프릭션 롤러; 상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 중앙 전방 일측에 장착되는 제2작동모터; 상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제2작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제2프릭션 롤러; 상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 하부 전방 일측에 장착되는 제3작동모터; 상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제3작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제3프릭션 롤러로 이루어진다.
그리고 상기 횡방향 대차 구동수단은 상기 상부 리프팅 플레이트 상의 롤러 슬롯을 통하여 상부 리프팅 플레이트의 상면으로 돌출되도록 롤러축을 통하여 상기 롤러 슬롯 내부에 설치되는 횡방향 롤러; 상기 상부 리프팅 플레이트의 측방 하부에 장착되며, 그 회전축은 상기 롤러축과 평행하게 배치되어 상부 리프팅 플레이트의 하면에 회전 가능하게 설치되는 롤러 작동모터; 상기 롤러축과 상기 롤러 작동모터의 구동축을 연결하여 롤러 작동모터의 회전력을 상기 횡방향 롤러에 전달하는 복수개의 벨트로 이루어진다.
한편, 상기 상부 리프팅유닛은 상기 양측 리프팅 프레임의 상부에서, 각 리프팅 프레임의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈을 따라 안내되는 양측 상부 가이드 블록; 상기 각 상부 가이드 블록에 고정 연결되는 양측 리프팅 빔으로 이루진다.
상기 상부 구동수단은 상기 상부 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 상단에 대응하는 상부 플레이트 상의 2개의 스프로켓 하우징을 통하여 회전 가능하게 배치되며, 상기 각 스프로켓 하우징의 내부에서는 그 회전축에 상부 스프로켓이 각각 장착되는 상부 구동모터; 상기 각 상부 스프로켓에 감겨지며, 타단은 상기 각 상부 가이드 블록에 연결되는 상부 체인; 상기 양측 리프팅 프레임의 내부에 구성되어 상기 상부 체인의 일단에 연결되는 밸런스 웨이트로 이루어진다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 대차 공급 스토리지 장치는 각 로봇 용접 공정부 사이의 일측에 리프팅 프레임을 따라 승하강하는 상부 및 하부 리프팅 유닛을 구성하여 전방의 제1로봇용접 공정부와 측방의 제2로봇용접 공정부로 투입되는 대차의 투입순서를 가변 조정함으로써 전체적인 대차 이송 시스템의 설비를 단순화하며, 공정면적을 최소화하는 효과가 있다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 용접라인의 대차 이송 시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 용접라인의 대차 이송 시스템의 개념도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치의 정면 및 배면 사시도이다.
먼저, 본 발명의 실시에에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용되는 대차 이송 시스템은 작업장 바닥면 상의 상기 대차 공급 스토리지 장치(1)가 설치되는 설치부 전방에 제1로봇용접 공정부(RW1)가 형성되고, 그 측방에는 제2로봇용접 공정부(RW2)가 형성되며, 그 후방에는 제4로봇용접 공정부(RW4)가 형성된다.
그리고 상기 제2로봇용접 공정부(RW2)의 후방에 대응하는 상기 제4로봇용접 공정부(RW4)의 측방에는 제3로봇용접 공정부(RW3)가 형성된다.
상기한 각 로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3,RW4)에는 대차(C)의 양측에서 대차상의 차체(미도시)에 대하여 용접작업을 수행하는 다수의 용접로봇(R)이 구비된다.
이러한 대차 이송 시스템에 적용되는 본 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치(1)는 크게 리프팅 프레임(10), 하부 리프팅유닛(20), 상부 리프팅유닛(30), 하부 구동수단(40), 상부 구동수단(50), 종방향 대차 구동수단(60), 횡방향 대차 구동수단(70)으로 이루어진다.
먼저, 상기 리프팅 프레임(10)은 상기 제1로봇용접 공정부(RW1)와 제4로봇용접 공정부(RW4) 사이의 상기 제2로봇용접 공정부(RW2) 측방에 베이스 플레이트(11)를 통하여 좌우 양측에 수직방향으로 각각 설치된다.
상기 양측 리프팅 프레임(10)의 각 상단은 상부 플레이트(12)로 서로 연결되며, 각 리프팅 프레임(10)의 양측면에는 그 길이방향을 따라 가이드 홈(13)이 형성된다.
그리고 상기 하부 리프팅유닛(20)은 상기 리프팅 프레임(10)의 하부에 하부 가이드 블록(21)을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 상부 리프팅 플레이트(P1)와 중앙 리프팅 플레이트(P2) 및 하부 리프팅 플레이트(P3)가 일체로 구성되어 이루어진다.
이러한 하부 리프팅유닛(20)의 보다 구체적인 구성은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 하부에서, 각 리프팅 프레임(10)의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈(13)을 따라 안내되는 하부 가이드 블록(21)이 구성된다.
상기 하부 가이드 블록(21)의 상부에는 상부 리프팅 플레이트(P1)가 고정 연결되며, 상부 리프팅 플레이트(P1)의 단면상에는 일측에 종방향으로 롤러 슬롯(22) 이 형성된다.
또한, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 하부에서 상기 하부 가이드 블록(21)의 중앙에는 중앙 리프팅 플레이트(P2)가 고정 연결되며, 그 단부에는 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 선단 하면에 연결되는 격벽(B)이 형성된다.
또한, 상기 중앙 리프팅 플레이트(P2)의 하부에서 상기 하부 가이드 블록(21)의 하부에는 하부 리프팅 플레이트(P3)가 고정 연결된다.
여기서, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 상면에는 상기 상부 리프팅 유닛(30)에 구성되는 양측 리프팅 빔(31)이 삽입되도록 이에 대응하는 삽입홈(23)이 형성된다.
그리고 상기한 하부 구동수단(40)은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 하부 리프팅유닛(20)의 각 리프팅 플레이트(P1,P2,P3)를 일체로 승하강 작동시키도록 상기 리프팅 프레임(10) 사이의 하부에서 모터 구동하는 하부 체인(45)이 상기 하부 가이드 블록(21)의 일측에 연결되어 구성된다.
이러한 하부 구동수단(40)의 보다 구체적인 구성은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(11) 상의 일측에 하부 구동모터(41)가 장착되며, 하부 구동모터(41)의 회전축(42)은 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 하부를 관통하여 배치되어 각 리프팅 프레임(10)의 내부에서 구동 스프로켓(43)이 장착된다.
또한, 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 각 내부 중앙에는 피동 스프로켓(44)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 구동 스프로켓(43)과 피동 스프로켓(44)에는 하부 체인(45)이 연결되며, 이 하부 체인(45)의 일측은 상기 하부 가이드 블록(21)과 연결된다.
여기서, 상기 하부 구동모터(41)는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 구동모터(41)의 회전축 상에는 하부 감속기(46; 도 5 참조)가 직결되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 종방향 대차 구동수단(60)은 상기 하부 리프팅유닛(20)의 상부 리프팅 플레이트(P1)와 중앙 리프팅 플레이트(P2) 및 하부 리프팅 플레이트(P3)의 각 전방 내측부에 모터 구동하는 제1,2,3 프릭션 롤러(PR1,PR2,PR3)를 구성하여 각 리프팅 플레이트(P1,P2,P3) 상의 대차(C)를 전방의 제1로봇용접 공정부(RW1)로 이송하도록 구성된다.
이러한 종방향 대차 구동수단(60)의 보다 구체적인 구성은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록(21)의 상부 전방 일측에 제1작동모터(M1)가 장착된다.
또한, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 전방 내측부에 회전 가능하게 제1프릭션 롤러(PR1)가 장착되며, 이 제1프릭션 롤러(PR1)의 회전축(S1)은 상기 제1작동모터(M1)의 구동축(S2)과 베벨기어(BG)로 동력전달 가능하게 연결된다.
상기 중앙 리프팅 플레이트(P2)의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록(21)의 중앙 전방 일측에 제2작동모터(M2)가 장착된다.
또한, 상기 중앙 리프팅 플레이트(P2)의 전방 내측부에 회전 가능하게 제2프릭션 롤러(PR2)가 장착되며, 이 제2프릭션 롤러(PR2)의 회전축(S1)은 상기 제2작동모터(M2)의 구동축(S2)과 베벨기어(BG)로 동력전달 가능하게 연결된다.
상기 하부 리프팅 플레이트(P3)의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록(21)의 하부 전방 일측에 제3작동모터(M3)가 장착된다.
또한, 상기 하부 리프팅 플레이트(P3)의 전방 내측부에 회전 가능하게 제3프릭션 롤러(PR3)가 장착되며, 이 제3프릭션 롤러(PR3)의 회전축(S1)은 상기 제3작동모터(M3)의 구동축(S2)과 베벨기어(BG)로 동력전달 가능하게 연결된다.
여기서, 상기 제1,2,3작동모터(M1,M2,M3)는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 횡방향 대차 구동수단(70)은 상기 하부 리프팅유닛(20)의 상부 리프팅 플레이트(P1) 상의 단면 일측에 종방향으로 형성되는 롤러 슬롯(22) 내부에 모터 구동하는 3개의 횡방향 롤러(72)를 구성하여 상부 리프팅 플레이트(P1) 상의 대차(C)를 측방의 제2로봇용접 공정부(RW2)로 이송하도록 구성된다.
이러한 횡방향 대차 구동수단(70)의 보다 구체적인 구성은, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1) 상의 롤러 슬롯(22)을 통하여 상부 리프팅 플레이트(P1)의 상면으로 돌출되도록 롤러축(71)을 통하여 상기 롤러 슬롯(22) 내부에 횡방향 롤러(72)가 설치된다.
여기서, 상기 횡방향 롤러(72)는 상기 롤러축(71) 상에 일정간격으로 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 리프팅 플레이트(P1)의 측방 하부에는 롤러 작동모터(73)가 장착되며, 이 롤러 작동모터(73)의 회전축(74)은 상기 롤러축(71)과 평행하게 배치 되어 상부 리프팅 플레이트(P1)의 하면에 3개의 베어링 브라켓(75)을 통하여 회전 가능하게 설치된다.
또한, 상기 롤러축(71)과 상기 롤러 작동모터(73)의 회전축(74)은 2개의 벨트(76)로 연결되어 상기 롤러 작동모터(73)의 회전력을 상기 3개의 횡방향 롤러(72)에 전달하도록 구성된다.
이러한 롤러 작동모터(73)는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 상부 리프팅유닛(30)은 상기 하부 리프팅유닛(20)의 상부에서 상기 각 리프팅 프레임(10)에 상부 가이드 블록(32)을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 리프팅 빔(31)이 구성되어 이루어진다.
상기한 상부 리프팅유닛(30)의 보다 구체적인 구성은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 상부에서, 각 리프팅 프레임(10)의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈(13)을 따라 안내되는 양측 상부 가이드 블록(32)이 구성된다.
또한, 상기 각 상부 가이드 블록(32)에는 리프팅 빔(31)이 각각 고정 연결되어 상기 상부 리프팅 플레이트(P1) 상의 삽입홈(23)에 대응하며, 상기 리프팅 빔(31)의 상면에는 위치 규제핀(33)이 각각 구성된다.
그리고 상기 상부 구동수단(50)은 상기 상부 리프팅유닛(30)의 리프팅 빔(31)을 승하강 작동시키도록 상기 상부 플레이트(12) 상에 구성되어 모터 구동하는 상부 체인(55)의 일단에 밸런스 웨이트(56)가 연결되고, 상기 상부 체인(55)의 타단에는 상기 상부 가이드 블록(32)의 일측이 연결되어 구성된다.
상기한 상부 구동수단(50)의 보다 구체적인 구성은, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 플레이트(12) 상의 일측에 상부 구동모터(51)가 장착되며, 이 상부 구동모터(51)의 회전축(52)은 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 상단에 대응하는 상부 플레이트(12) 상의 2개의 스프로켓 하우징(53)을 통하여 회전 가능하게 배치되고, 상기 각 스프로켓 하우징(53)의 내부에서는 그 회전축(52)에 상부 스프로켓(54)이 각각 장착된다.
또한, 상기 각 상부 스프로켓(54)에는 상부 체인(55)이 감겨지는데, 상기 상부 체인(55)의 타단은 상기 각 상부 가이드 블록(32)에 연결되고, 그 일단은 상기 양측 리프팅 프레임(10)의 내부에 구성되는 밸런스 웨이트(56)에 연결된다.
여기서, 상기 상부 구동모터(51)는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 구동모터(51)의 회전축(52) 상에는 상부 감속기(57; 도 5참조)가 직결되는 것이 바람직하다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 대차 공급 스토리지 장치의 작동 설명은, 도 10과 도 11 내지 도 19에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용되는 전체 대차 이송 시스템을 통하여 A,B,C 3차종의 제1,2차체용 대차(C)의 이송경로를 통하여 그 작동을 설명한다.
먼저, 도 10의 S1단계와 도 11에서 도시한 바와 같이, 제1로봇용접 공정부(RW1)에는 A차종 제1차체용 대차(A1)가 위치되고, 제2로봇용접 공정부(RW2)에는 B차종 제1차체용 대차(B1)가 위치되며, 제3로봇용접 공정부(RW3)에는 C차종 제1차체용 대차(C1)가 위치되고, 제4로봇용접 공정부(RW4)는 공실이다.
이때, 상기 대차 공급 스토리지 장치에는 하강 상태의 리트팅 빔(31) 상에 A차종 제2차체용 대차(A2)가 위치되고, 역시 하강 상태의 중앙 및 하부 리프팅 플레이트(P2,P3) 상에는 각각 C차종 제2차체용 대차(C2)와 B차종 제2차체용 대차(B2)가 위치된다.
이러한 상태로 각 제1,2,3로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3) 상에서는 A차종 제1차체와 B차종 제1차체 및 C차종 제1차체에 대하여 해당 용접작업을 수행하게 된다.
도 10의 S2단계와 도 12에서 도시한 바와 같이, 다음 단계에서는 상기 하강 상태의 리트팅 빔(31)이 A차종 제2차체용 대차(A2)와 함께 상승하고, 이어서, 상기
제1,2,3로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3) 상의 A차종 제1차체용 대차(A1), B차종 제1차체용 대차(B1), 및 C차종 제1차체용 대차(C1)가 각각 다음 로봇용접 공정부(RW2,RW3,RW4)로 이동하여 해당 용접작업을 수행하게 된다.
여기서, 상기 리프팅 빔(31)의 승하강 작동은 상부 구동모터(51)의 정역방향 회전작동에 의해 이루어지고, 상기 제1로봇용접 공정부(RW1)로부터 제2로봇용접 공정부(RW2)로 대차의 이송은 제1작동모터(M1)와 롤러 작동모터(73)의 일방향 회전작동에 의해 이루어진다.
이어서, 도 10의 S3단계와 도 13에서 도시한 바와 같이, 상기 하부 리트팅유닛(20)은 1단 상승하여 중앙 리프팅 플레이트(P2) 상의 C차종 제2차체용 대차(C2)가 제1로봇용접 공정부(RW1)로 투입되어 해당 용접작업을 수행하게 된다.
여기서, 상기 하부 리프팅유닛(20)의 승하강 작동은 하부 구동모터(41)의 정역방향 회전작동에 의해 이루어지고, 상기 중앙 리프팅 플레이트(P2)로부터 제1로봇용접 공정부(RW1)로 대차의 이송은 제2작동모터(M2)의 타방향 회전작동에 의해 이루어진다.
그리고 도 10의 S4단계와 도 14에서 도시한 바와 같이, 상기 제4로봇용접 공정부(RW4) 상의 C차종 제1차체용 대차(C1)는 상기 비어있는 중앙 리프팅 플레이트(P2)로 이동된다.
도 10의 S5단계와 도 15에서 도시한 바와 같이, 다음단계에서는 상기 하부 리트팅유닛(20)이 1단 하강하며, 제1,2,3로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3) 상의 C차종 제2차체용 대차(C2), A차종 제1차체용 대차(A1), 및 B차종 제1차체용 대차(B1)가 각각 다음 로봇용접 공정부(RW2,RW3,RW4)로 이동하여 해당 용접작업을 수행하게 된다.
이어서, 도 10의 S6단계와 도 16에서 도시한 바와 같이, 상기 하부 리트팅유닛(20)은 2단 상승하여 하부 리프팅 플레이트(P3) 상의 B차종 제2차체용 대차(B2)가 제1로봇용접 공정부(RW1)로 투입되어 해당 용접작업을 수행하게 된다.
여기서, 상기 하부 리프팅 플레이트(P3)로부터 제1로봇용접 공정부(RW1)로 대차의 이송은 제3작동모터(M3)의 타방향 회전작동에 의해 이루어진다.
그리고 도 10의 S7단계와 도 17에서 도시한 바와 같이, 상기 제4로봇용접 공정부(RW4) 상의 B차종 제1차체용 대차(B1)는 상기 비어있는 하부 리프팅 플레이트(P3)로 이동된다.
도 10의 S8단계와 도 18에서 도시한 바와 같이, 다음단계에서는 상기 하부 리트팅유닛(20)이 2단 하강하며, 제1,2,3로봇용접 공정부(RW1,RW2,RW3) 상의 B차종 제2차체용 대차(B2), C차종 제2차체용 대차(C2), 및 A차종 제1차체용 대차(A1)가 각각 다음 로봇용접 공정부(RW2,RW3,RW4)로 이동하여 해당 용접작업을 수행하게 된다.
그리고 도 10의 S9단계와 도 19에서 도시한 바와 같이, 최초 상승한 리프팅 빔(31) 상의 A차종 제2차체용 대차(A2)는 리프팅 빔(31)이 하강하여 제1로봇용접 공정부(RW1)로 이동하여 해당 용접작업을 수행하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 용접라인의 대차 순환 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 용접라인의 대차 이송 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 용접라인의 대차 이송 시스템의 개념도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치의 정면 및 배면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치에 적용되는 하부 구동수단의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치에 적용되는 종방향 대차 구동수단의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치에 적용되는 횡방향 대차 구동수단의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치에 적용되는 상부 구동수단의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 대차 이송 시스템의 단계별 작동 개념도이다.
도 11 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 대차 공급 스토리지 장치가 적용된 대차 이송 시스템의 단계별 작동 상태도이다.
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Claims (17)

  1. 전,후방 및 측방의 로봇용접 공정부 사이에서, 작업장 바닥면 상에 베이스 플레이트를 통하여 좌우 양측에 수직방향으로 각각 설치되며, 각 상단에는 상부 플레이트로 연결되는 리프팅 프레임;
    상기 리프팅 프레임의 하부에 하부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트가 일체로 구성되는 하부 리프팅유닛;
    상기 하부 리프팅유닛의 각 리프팅 플레이트를 일체로 승하강 작동시키도록 상기 리프팅 프레임 사이의 하부에서 모터 구동하는 하부 체인이 상기 하부 가이드 블록의 일측에 연결되는 하부 구동수단;
    상기 하부 리프팅유닛의 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트의 각 전방 내측부에 모터 구동하는 제1,2,3 프릭션 롤러를 각각 구성하여 각 리프팅 플레이트 상의 대차를 전방의 제1로봇용접 공정부로 이송하는 종방향 대차 구동수단;
    상기 하부 리프팅유닛의 상부 리프팅 플레이트 상의 단면 일측에 종방향으로 롤러 슬롯을 형성하고, 그 내부에 모터 구동하는 횡방향 롤러를 구성하여 상부 리프팅 플레이트 상의 대차를 측방의 제2로봇용접 공정부로 이송하는 횡방향 대차 구동수단;
    상기 하부 리프팅유닛의 상부에서 상기 각 리프팅 프레임에 상부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 리프팅 빔이 구성되는 상부 리프팅유닛;
    상기 상부 리프팅유닛의 리프팅 빔을 승하강 작동시키도록 상기 상부 플레이트 상에 구성되어 모터 구동하는 상부 체인의 일단에 밸런스 웨이트가 연결되고, 상기 상부 체인의 타단에는 상기 상부 가이드 블록의 일측이 연결되는 상부 구동수단;을 포함하는 대차 공급 스토리지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇용접 공정부는
    상기 리프팅 프레임의 전방에는 제1로봇용접 공정부가 형성되고, 상기 리프팅 프레임의 측방에는 제2로봇용접 공정부가 형성되며, 상기 리프팅 프레임의 후방에는 제4로봇용접 공정부가 형성되며, 상기 제2로봇용접 공정부의 후방에 대응하는 상기 제4로봇용접 공정부의 측방에는 제3로봇용접 공정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 리프팅유닛은
    상기 양측 리프팅 프레임의 하부에서, 각 리프팅 프레임의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈을 따라 안내되는 하부 가이드 블록;
    상기 하부 가이드 블록의 상부에 고정 연결되며, 단면상의 일측에는 종방향 으로 롤러 슬롯을 형성하는 상부 리프팅 플레이트;
    상기 상부 리프팅 플레이트의 하부에서 상기 하부 가이드 블록의 중앙에 고정 연결되며, 단부에는 상기 상부 리프팅 플레이트의 선단 하면에 연결되는 격벽이 형성되는 중앙 리프팅 플레이트;
    상기 중앙 리프팅 플레이트의 하부에서 상기 하부 가이드 블록의 하부에 고정 연결되는 하부 리프팅 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 리프팅 플레이트의 상면에는
    상기 상부 리프팅 유닛의 양측 리프팅 빔이 삽입되도록 이에 대응하는 삽입홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 구동수단은
    회전수 및 회전방향 제어가 가능하도록 구성되어 상기 베이스 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 하부를 관통하여 배치되어 하부 감속기가 직결되고, 각 리프팅 프레임의 내부에서 구동 스프로켓이 장착되는 하부 구동모터;
    상기 양측 리프팅 프레임의 각 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되는 피동 스프로켓;
    상기 구동 스프로켓과 피동 스프로켓을 연결하며, 일측이 상기 하부 가이드 블록와 연결되는 하부 체인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 종방향 대차 구동수단은
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 상부 전방 일측에 장착되는 제1작동모터;
    상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제1작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제1프릭션 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 중앙 전방 일측에 장착되는 제2작동모터;
    상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제2작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제2프릭션 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 하부 전방 일측에 장착되는 제3작동모터;
    상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제3작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제3프릭션 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 횡방향 대차 구동수단은
    상기 상부 리프팅 플레이트 상의 롤러 슬롯을 통하여 상부 리프팅 플레이트의 상면으로 돌출되도록 롤러축을 통하여 상기 롤러 슬롯 내부에 설치되는 횡방향 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 리프팅 플레이트의 측방 하부에 장착되며, 그 회전축은 상기 롤러축과 평행하게 배치되어 상부 리프팅 플레이트의 하면에 회전 가능하게 설치되는 롤러 작동모터;
    상기 롤러축과 상기 롤러 작동모터의 회전축을 연결하여 롤러 작동모터의 회전력을 상기 횡방향 롤러에 전달하는 복수개의 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 횡방향 롤러는
    상기 롤러축 상에 일정간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 리프팅유닛은
    상기 양측 리프팅 프레임의 상부에서, 각 리프팅 프레임의 양측면 길이방향을 따라 형성되는 가이드 홈을 따라 안내되는 양측 상부 가이드 블록;
    상기 각 상부 가이드 블록에 고정 연결되는 양측 리프팅 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 구동수단은
    회전수 및 회전방향 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 상단에 대응하는 상부 플레이트 상의 2개의 스프로켓 하우징을 통하여 회전 가능하게 배치되어 상부 감속기가 직결되고, 상기 각 스프로켓 하우징의 내부에서는 그 회전축에 상부 스프로켓이 각각 장착되는 상부 구동모터;
    상기 각 상부 스프로켓에 감겨지며, 타단은 상기 각 상부 가이드 블록에 연결되는 상부 체인;
    상기 양측 리프팅 프레임의 내부에 구성되어 상기 상부 체인의 일단에 연결되는 밸런스 웨이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  11. 전방의 제1로봇용접 공정부와, 후방의 제4로봇용접 공정부, 그리고 측방의 제2로봇용접 공정부 및 상기 제2로봇용접 공정부의 후방과 상기 제4로봇용접 공정부의 측방에 대응하는 제3로봇용접 공정부를 형성하는 대차이송라인 상에서,
    상기 제2로봇용접 공정부의 측방에 대응하는 상기 제1로봇용접 공정부와 제4로봇용접 공정부 사이의 작업장 바닥면 상에 베이스 플레이트를 통하여 좌우 양측에 수직방향으로 각각 설치되며, 각 상단에는 상부 플레이트로 연결되는 리프팅 프레임;
    상기 각 리프팅 프레임의 하부에 하부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트가 일체로 구성되고, 상기 상부 리프팅 플레이트의 단면상의 일측에는 종방향으로 롤러 슬롯이 형성되며, 상기 리프팅 프레임 사이의 하부에 구성되는 하부 구동수단에 의해 상기 리프팅 프레임을 따라 승하강 구동하는 하부 리프팅유닛;
    상기 하부 리프팅유닛의 상부 리프팅 플레이트와 중앙 리프팅 플레이트 및 하부 리프팅 플레이트의 각 전방 내측부에 모터 구동하는 제1,2,3 프릭션 롤러를 각각 구성하여 각 리프팅 플레이트 상의 대차를 전방의 제1로봇용접 공정부로 이송하는 종방향 대차 구동수단;
    상기 상부 리프팅 플레이트 상의 롤러 슬롯을 내부에 모터 구동하는 횡방향 롤러를 구성하여 상부 리프팅 플레이트 상의 대차를 측방의 제2로봇용접 공정부로 이송하는 횡방향 대차 구동수단;
    상기 하부 리프팅유닛의 상부에서 상기 각 리프팅 프레임에 상부 가이드 블록을 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 리프팅 빔이 구성되고, 상기 상부 플레이트 상에 구성되는 상부 구동수단에 의해 상기 리프팅 프레임을 따라 승하강하는 상부 리프팅유닛;을 포함하는 대차 공급 스토리지 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부 리프팅 플레이트의 상면에는
    상기 상부 리프팅 유닛의 양측 리프팅 빔이 삽입되도록 이에 대응하는 삽입홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하부 구동수단은
    회전수 및 회전방향 제어가 가능하도록 구성되어 상기 베이스 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 하부를 관통하여 배치되어 하부 감속기가 직결되고, 각 리프팅 프레임의 내부에서 구동 스프로켓이 장착되는 하부 구동모터;
    상기 양측 리프팅 프레임의 각 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되는 피동 스프로켓;
    상기 구동 스프로켓과 피동 스프로켓을 연결하며, 일측이 상기 하부 가이드 블록와 연결되는 하부 체인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 종방향 대차 구동수단은
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 상부 전방 일측에 장착되는 제1작동모터;
    상기 상부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제1작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제1프릭션 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 중앙 전방 일측에 장착되는 제2작동모터;
    상기 중앙 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제2작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제2프릭션 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 대응하여 하부 가이드 블록의 하부 전방 일측에 장착되는 제3작동모터;
    상기 하부 리프팅 플레이트의 전방 내측부에 회전 가능하게 장착되며, 그 회전축은 상기 제3작동모터의 구동축과 베벨기어로 동력전달 가능하게 연결되는 제3프릭션 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 횡방향 대차 구동수단은
    상기 상부 리프팅 플레이트 상의 롤러 슬롯을 통하여 상부 리프팅 플레이트의 상면으로 돌출되도록 롤러축을 통하여 상기 롤러 슬롯 내부에 설치되는 횡방향 롤러;
    회전수 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 리프팅 플레이트의 측방 하부에 장착되며, 그 회전축은 상기 롤러축과 평행하게 배치되어 상부 리프팅 플레이트의 하면에 회전 가능하게 설치되는 롤러 작동모터;
    상기 롤러축과 상기 롤러 작동모터의 회전축을 연결하여 롤러 작동모터의 회전력을 상기 횡방향 롤러에 전달하는 복수개의 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 횡방향 롤러는
    상기 롤러축 상에 일정간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 상부 구동수단은
    회전수 및 회전방향 제어가 가능하도록 구성되어 상기 상부 플레이트 상의 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 양측 리프팅 프레임의 상단에 대응하는 상부 플레이트 상의 2개의 스프로켓 하우징을 통하여 회전 가능하게 배치되어 상부 감속기가 직결되고, 상기 각 스프로켓 하우징의 내부에서는 그 회전축에 상부 스프로켓이 각각 장착되는 상부 구동모터;
    상기 각 상부 스프로켓에 감겨지며, 타단은 상기 각 상부 가이드 블록에 연결되는 상부 체인;
    상기 양측 리프팅 프레임의 내부에 구성되어 상기 상부 체인의 일단에 연결되는 밸런스 웨이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대차 공급 스토리지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107891925A (zh) * 2017-09-29 2018-04-10 宝沃汽车（中国）有限公司 车身部件装配工位
CN114803540A (zh) * 2022-06-01 2022-07-29 苏州闪驰数控系统集成有限公司 一种基于机器人装炉系统工作站的无人车间

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