KR101013011B1

KR101013011B1 - 카세트를 이용한 물류 시스템

Info

Publication number: KR101013011B1
Application number: KR1020100102849A
Authority: KR
Inventors: 허병하
Original assignee: (주)우신시스템
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2011-02-10

Abstract

본 발명은 차체 공장에서 카세트를 이용하여 안정적으로 파트를 공급함으로써, 물류 환경 및 작업 환경 개선, 그리고 작업자의 안전을 고려한 물류 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 파트가 로딩되어 있는 카세트를 반복 순환시키는 방식으로 파트의 공급, 이송 및 투입까지의 전체 공정을 자동화 시스템으로 운영하는 새로운 형태의 물류 방식을 구현함으로써, 물류 시간 조절이 용이하고 안정적으로 파트를 공급할 수 있는 등 라인의 물류 환경 개선과 작업 환경 개선은 물론, 작업자의 안전을 도모할 수 있는 카세트를 이용한 물류 시스템을 제공한다.

Description

카세트를 이용한 물류 시스템{Parts flow system using cassette}

본 발명은 카세트를 이용한 물류 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체 공장에서 카세트를 이용하여 안정적으로 파트를 공급함으로써, 물류 환경 및 작업 환경 개선, 그리고 작업자의 안전을 고려한 물류 시스템에 관한 것이다.

최근 점차적으로 치열해져 가는 국내외 시장의 경쟁력 확보와 고객의 다양한 구매욕구에 대한 사양증가로 인하여 차체 공장의 물류 시스템은 점점 복잡해지고 있다.

이러한 시점에서 생산라인을 보다 효과적이고 과학적인 방법으로 대응할 수 있는 물류 시스템이 요구된다.

특히, 차체 공장은 복잡한 생산 구조로 되어 있으며, 다양한 품목의 수많은 파트들을 정해진 루트와 제한된 시간 내에 차체 라인의 각 공정으로 공급해야 하는 중요한 과제를 안고 있다.

보통 차체 공장에서 필요로 하는 파트는 부품 생산 업체들의 계획된 오더에 의해 해당 파트별로 자재 창고 등에 납입되며, 이렇게 납입된 파트는 팔레트 등에 탑재되어 지게차 등에 의해 라인으로 공급되고, 파트별 팔레트 중에서 생산 작업자가 서열 오더 화면을 보고 해당 파트를 선택한 후, 공정에 투입한다.

즉, 차체 공장에서 차체 부품(Part)은 대부분 작업자가 수동으로 팔레트에 적재한 후에 각 라인으로 옮기고 있으며, 일부 차체 공장 등에서는 로봇을 이용하여 자동으로 파트를 각 공정으로 공급하기도 한다.

현재 차체 공장에서의 물류 시스템은 파트가 적재되어 있는 오토 랙(Auto reck)을 작업자가 직접 지게차로 라인에 공급하는 방식으로 되어 있다.

그러나, 이러한 방식의 물류 시스템은 지게차가 공장 안에서 이동하는 형태인 관계로 작업자와의 충돌 및 장비와 안전 사고가 빈번히 일어나는 문제가 있고, 지게차에서 발생되는 매연으로 인해 공장 환경에 나쁜 영향을 미치는 문제가 있다.

무엇보다도, 작업자가 지게차를 운전하여 파트를 옮기는 방식이기 때문에 파트 공급에 있어 물류 시간 조절이 용이하지 않고, 안정적인 파트의 공급이 제대로 이루어지지 않는 등 전반적으로 물류 공급의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 파트가 로딩되어 있는 카세트를 반복 순환시키는 방식으로 파트의 공급, 이송 및 투입까지의 전체 공정을 자동화 시스템으로 운영하는 새로운 형태의 물류 방식을 구현함으로써, 물류 시간 조절이 용이하고 안정적으로 파트를 공급할 수 있는 등 라인의 물류 환경 개선과 작업 환경 개선은 물론, 작업자의 안전을 도모할 수 있는 카세트를 이용한 물류 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 카세트를 이용한 물류 시스템은 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체, 상기 유니트 본체의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트의 공급 진행을 위한 상부 레일 및 빈 카세트의 회수 진행을 위한 하부 레일, 상기 유니트 본체의 앞쪽에 설치되어 상하 이동가능하며 아래쪽의 빈 카세트를 윗쪽의 파트 로딩위치까지 올려주는 리프터, 상기 유니트 본체의 상부 레일의 뒷쪽 구간과 하부 레일의 앞쪽 구간에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트나 빈 카세트의 진행을 단속하는 스톱퍼로 구성되어서 공급측에 제공된 파트를 카세트에 서열하여 공급하는 공급 유니트와, 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체, 상기 유니트 본체의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트의 공급 진행을 위한 상부 레일 및 빈 카세트의 회수 진행을 위한 하부 레일, 상기 유니트 본체의 뒷쪽에 설치되어 상하 이동가능하며 파트 투입 후 윗쪽의 빈 카세트를 아래쪽의 하부 레일이 있는 위치까지 내려주는 리프터, 상기 유니트 본체의 뒷쪽 상부 레일측과 앞쪽 하부 레일에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트와 빈 카세트의 진행을 각각 단속하는 스톱퍼로 구성되어서 카세트상의 파트를 라인측에 투입하는 투입 유니트와, 상부에는 이송 파렛트가 구비되고 바퀴를 통해 이동가능한 돌리 본체, 상기 이송 파렛트의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트의 공급 진행을 위한 상부 레일 및 빈 카세트의 회수 진행을 위한 하부 레일, 상기 이송 파렛트의 뒷쪽 상부 레일과 앞쪽 하부 레일에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트와 빈 카세트의 진행을 단속하는 스톱퍼로 구성되어서, 공급 유니트측과 투입 유니트측에 각각 도킹되면서 파트가 로딩되어 있는 카세트를 건네받아 투입 유니트측으로 보내주고 빈 카세트를 건네받아 공급 유니트측으로 보내주는 돌리를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공급 유니트, 투입 유니트 및 돌리에 구비되는 상부 레일은 투입 유니트 쪽으로 하향 경사지게 이어질 수 있도록 하고, 하부 레일은 공급 유니트 쪽으로 하향 경사지게 이어질 수 있도록 하여, 카세트가 자유낙하에 의해 이동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 물류 시스템은 파트 공급을 위한 공급 유니트, 파트 이송을 위한 돌리(Dolly) 및 파트 투입을 위한 투입 유니트를 차례로 배치하고, 카세트에 파트를 로딩하여 이동시킴과 더불어 빈 카세트는 회수하는 순환 방식의 자동화 시스템을 채택함으로써, 파트 공급에 있어 물류 시간을 용이하게 조절할 수 있고, 파트의 공급이 안정적으로 이루어질 수 있으며, 따라서 라인의 물류 환경과 작업 환경을 개선할 수 있는 장점이 있다.

무엇보다도, 지게차 사용이 배제되므로 작업자의 안전을 최대한 고려할 수 있으며, 보다 쾌적한 작업장 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

도 1a,1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 공급 유니트를 나타내는 사시도
도 2는 도 1a에서의 "A" 부위 확대도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 돌리를 나타내는 사시도
도 4는 도 3에서의 "B" 부위 확대도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 돌리에서 세이프티 록 바의 사용상태를 보여주는 확대도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 투입 유니트를 나타내는 사시도
도 7은 도 6에서의 "C" 부위 확대도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 투입 유니트에서 리프터를 나타내는 확대도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템에서 카세트상의 파트 로딩상태를 나타내는 사시도
도 10a,10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 전체적인 시스템 운영을 나타내는 개략도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 물류 시스템은 파트, 즉 파트 패널을 공급하는 공급 유니트(Ⅰ)와, 파트를 라인측에 투입하는 투입 유니트(Ⅱ)와, 상기 공급 유니트(Ⅰ)와 투입 유니트(Ⅱ) 간을 오가면서, 또는 유니트 사이에 배치되면서 파트를 이송하는 돌리(Ⅲ)를 포함하며, 각 유니트상에서 반복 순환하는 카세트를 이용하여 파트를 카세트에 실어서 운반하고 빈 카세트를 회수하는 시스템으로 이루어진다.

상기 공급 유니트는 공급측에 제공된 파트를 서열장(Part Sequencing Area)에서 순환하는 카세트(Cassettet)에 작업자가 수작업으로 서열하는 곳이며, 이때 작업 높이는 작업자 작업 영역에 맞게 카세트 리프터가 중간 위치에 정지할 수 있도록 되어 있다.

상기 돌리는 작업자에 의해 공급 유니트측이나 투입유니트측으로 도킹이 가능한 수단으로서, 상부로는 파트가 로딩된 카세트가 이송되고, 하부로는 빈 카세트가 이송되는 등 중간에서 파트를 이송시켜주고 빈 카세트를 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 투입 유니트는 돌리와의 도킹을 통해 상부로는 파트가 로딩되어 있는 카세트가 라인측으로 이송 공급되고, 하부로는 빈 카세트가 돌리측으로 회수되는 등 최종적으로 파트를 라인에 투입하는 역할을 하게 된다.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 공급 유니트를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1a에서의 "A" 부위 확대도이다.

도 1a 및 1b와 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 공급 유니트(Ⅰ)는 상부 레일(101)일을 따라 이동하는 카세트(400)를 이용하여 파트를 공급하고, 하부 레일(102)을 통해 되돌아오는 빈 카세트(400)를 회수하는 부분이다.

이러한 공급 유니트(Ⅰ)는 상부 레일(101)과 하부 레일(102)을 가지면서 길다란 직사각형의 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체(100)를 포함한다.

상기 상부 레일(101)은 파트를 실어나르는 카세트(400)가 진행되는 구간이고, 하부 레일(102)은 빈 카세트(400)가 진행되는 구간으로서, 이러한 상부 레일(101)과 하부 레일(102)은 유니트 본체(100)의 길이방향을 따라 나란하게 설치된다.

이때의 상부 레일(101)과 하부 레일(102)은 자유롭게 회전가능한 다수 개의 롤러(105)를 본체 길이방향을 따라 일렬로 연속배치한 구조로 이루어지게 되며, 카세트(400)의 저면과 옆면을 접촉 지지할 수 있도록 하기 위하여 각 롤러(105)들은 밑면과 측면을 따라가면서 길게 이어지는 형태로 설치된다.

이에 따라, 카세트(400)는 밑면과 측면의 롤러(105)들에 의해 좌우방향으로 이탈없이 원활하게 진행될 수 있게 된다.

특히, 상기 상부 레일(101)의 경우에 앞쪽(작업자가 있는 쪽)에서 뒷쪽으로 갈수록 하향 경사진 형태로 설치되고, 하부 레일(102)의 경우에는 이와 반대로 뒷쪽에서 앞쪽으로 갈수록 하향 경사진 형태로 설치되므로서, 카세트(400)는 별도의 동력없이 자유낙하되는 방식으로 이동될 수 있게 된다.

또한, 상기 유니트 본체(100)에는 카세트(400)에 로딩되어 있는 파트의 진행을 안내하는 수단으로서 좌우 한쌍의 파트 가이드(106)가 마련되며, 이때의 파트 가이드(106)는 상부 레일(101)의 양편에서 파트 길이만큼의 간격을 두고 위치되면서 파트가 좌우로 이탈되는 것을 막아줄 수 있게 된다.

또한, 상기 유니트 본체(100)의 상부 레일(101)과 하부 레일(102)에는 일정 수량의 카세트 적체를 위한 수단으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)나 빈 카세트(400)의 진행을 단속하는 스톱퍼(104)가 마련되고, 이때의 스톱퍼(104)는 상부 레일(101)의 뒷쪽 구간과 하부 레일(102)의 앞쪽 구간에 각각 설치된다.

여기서, 상기 스톱퍼(104)는 실린더 등과 같은 액추에이터 수단에 의해 업다운되는 방식으로 작동될 수 있게 된다.

그리고, 상기 유니트 본체(100)에는 돌리측으로 보내는 카세트(400)를 정해진 수량대로 끊어주는 중간 스톱퍼(107)가 구비되며, 이때의 중간 스톱퍼(107)는 상부 레일(101)의 뒷쪽 구간에 위치되는 스톱퍼(104) 보다 앞선 위치, 예를 들면 레일길이 중간쯤되는 위치에 설치되어, 카세트(400)의 수량을 중간에 단속할 수 있게 된다.

예를 들면, 파트를 로딩한 카세트가 롤러를 이용하여 자유낙하하게 되면, 레일 끝에 있는 스톱퍼(104)까지 낙하되면서 이곳에서부터 적체되고, 이때 스톱퍼(104)에 의해 적체되는 카세트는 5개까지 이며, 이는 돌리에 적체되는 수량과 일치하게 된다.

계속해서, 상기 스톱퍼(104)에 의해 카세트 5개가 적체되면, 센서(미도시)가 이를 감지하게 되고, 이에 따라 상기 중간 스톱퍼(107)가 작동하게 되면서 이때부터 내려오는 카세트는 중간 스톱퍼(107)에 의해 정지되어 적체된다.

또한, 상기 유니트 본체(100)의 앞쪽으로는 리프터(103)가 마련되어 아래쪽으로 회수되어진 카세트(400)를 상부로 올려줄 수 있으며, 이에 따라 작업자가 파트를 적당한 높이에서 로딩할 수 있고, 또 파트가 로딩된 카세트(400)를 재차 자유낙하시킬 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 유니트 본체(100)의 앞쪽에 있는 일측 수직프레임 부재에는 위아래로 이동가능한 슬라이드 블럭(103b)을 가지는 업다운 실린더(103a)가 설치되고, 상기 슬라이드 블럭(103b)에는 브라켓(103c)을 매개로 리프터 본체(103d)가 연결 설치된다.

이에 따라, 업다운 실린더(103a)의 작동시 슬라이드 블럭(103b)을 포함하는 리프터 본체(103d) 전체가 상승 및 하강될 수 있게 된다.

이때의 리프터 본체(103d)는 유니트 본체(100)측과의 사이에 개재되는 LM 가이드 수단에 의해 슬라이드 안내를 받게 되므로서, 위아래 이동시 흔들림없이 정확하게 이동될 수 있게 된다.

상기 리프터 본체(103d)는 카세트(400)를 탑재할 수 있는 대략 사각의 판상으로 이루어져 있으며, 그 윗면에는 양편에 레일(상부 레일 및 하부 레일과 동일한 규격의 레일)이 갖추어져 있어서, 하단 위치에서는 하부 레일(102)로부터 보내지는 카세트(400)를 곧바로 수용할 수 있게 되고, 또 상단 위치에서는 파트가 로딩된 카세트(400)를 상부 레일(101)측으로 곧바로 내보낼 수 있게 된다.

특히, 상기 리프터(103), 즉 리프터 본체(103d)는 적당한 중간 높이에서 한차례 정지할 수 있도록 되어 있어서 작업자가 파트의 로딩작업을 보다 용이하게 할 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 리프터 본체(103d)는 하부 레일(102)로부터 빈 카세트(400)를 받는 하단 위치, 작업자가 카세트(400)에 파트를 로딩하는 중간 위치, 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)를 상부 레일(101)측으로 내보내는 상단 위치에 각각 정지할 수 있게 된다.

이때, 상기 파트 로딩을 위한 중간 위치는 작업자의 신체조건에 따라 임의의 위치로 적절히 설정할 수 있으며, 각각의 위치는 조작반(미도시)의 출력제어를 통해 업다운 실린더의 작동을 제어하는 방식으로 설정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 돌리를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에서의 "B" 부위 확대도이다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 돌리(Ⅲ)는 공급 유니트(Ⅰ)와 투입 유니트(Ⅱ) 간을 오가면서 상하부 레일(301,302)을 통해 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)와 빈 카세트(400)를 각각 건네받아 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)는 공급 유니트(Ⅰ)측, 빈 카세트(400)는 투입 유니트(Ⅱ)측에 각각 전달하는 부분이다.

이러한 돌리는 공급 유니트측이나 투입 유니트측과 도킹이 가능하며, 바퀴(307)가 장착되어 있는 판상의 베이스 프레임 부재와 그 위에 조립되는 이송 파렛트(303)로 이루어지는 돌리 본체(300)를 포함한다.

상기 이송 파렛트(303)는 직사각형의 프레임 구조물 형태로 이루어져 있으며, 윗쪽으로는 파렛트 길이방향을 따라 나란히 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)의 공급 진행을 위한 상부 레일(301)이 마련되고, 아래쪽으로는 빈 카세트(400)의 회수 진행을 위한 하부 레일(302)이 마련된다.

이때의 상부 레일(301)과 하부 레일(302)은 공급 유니트측 상하부 레일 및 후술하는 투입 유니트측 상하부 레일과 동일한 폭과 규격을 갖게 되며, 공급 유니트측 및 투입 유니트측의 레일과 마찬가지로 다수 개의 롤러 조합으로 이루어질 수 있게 된다.

특히, 상기 상부 레일(301)과 하부 레일(302)이 구비되어 있는 이송 파렛트(303)는 하나의 돌리 본체(300)상에 복수 개가 구비될 수 있으며, 이렇게 구비되는 복수 개의 이송 파렛트(303)는 서로 일정간격을 두고 나란하게 배치될 수 있게 된다.

그리고, 상기 이송 파렛트(303)의 상부 레일(301)과 하부 레일(302)에는 뒷쪽과 앞쪽에 각각 설치되는 스톱퍼(304)가 마련되며, 이때의 스톱퍼(304) 역시 상술한 바 있는 공급 유니트측의 스톱퍼(104)와 마찬가지로 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)와 빈 카세트(400)의 진행을 단속하는 역할을 하게 된다.

특히, 상기 돌리의 이송 파렛트(303)에 구비되어 있는 상부 레일(301)과 하부 레일(302)은 소정의 경사를 갖게 되는데, 예를 들면 상부 레일(301)은 투입 유니트측과 도킹되는 쪽으로 하향 경사지게 이어질 수 있고, 하부 레일(302)은 공급 유니트측과 도킹되는 쪽으로 하향 경사지게 이어질 수 있게 된다.

이에 따라, 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)는 공급 유니트→돌리→투입 유니트의 전구간에 걸쳐 자유낙하가 가능하게 되고, 빈 카세트(400)는 투입 유니트→돌리→공급 유니트의 전구간에 걸쳐 자유낙하가 가능하게 된다.

또한, 상기 돌리의 상부 레일(301)에도 양편으로 이와 나란하게 배치되는 파트 가이드(306)가 구비되어 있어서 파트의 이동을 이탈없이 안정적으로 안내할 수 있게 된다.

또한, 상기 이송 파렛트(303)에는 공급 유니트측과 또는 이송 유니트측과 안정적인 도킹을 위한 수단으로 세이프티 록 바(308)가 구비된다.

상기 세이프티 록 바(308)는 작업자가 조작하는 부분인 핸드 레버(308a)와, 유니트측에 걸려지는 부분인 록 바(308b)로 구성되며, 상기 핸드 레버(308a)는 이송 파렛트(303)의 측면을 따라 나란하게 배치되면서 회전가능한 구조로 설치되고, 상기 록 바(308b)는 핸드 레버(308a)와 일정각을 이루면서 이 핸드 레버(308a)에 일체 형성된다.

이에 따라, 도 5에 도시한 바와 같이, 유니트 간의 도킹시 돌리를 전진시키면, 유니트 본체(100,200)에 있는 도킹용 훅(309)의 선단 경사면에 의해 록 바(308b)가 위로 젖혀진 후에 재차 자중에 의해 아래로 내려와 도킹용 훅(309)에 걸려지게 되므로서, 유니트측과 돌리측 간에 안정적인 도킹이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

여기서, 미설명 부호 310은 도킹용 가이드를 나타낸다.

한편, 본 발명에서는 중간의 돌리없이 공급 유니트와 투입 유니트를 직접 연결 조합시켜 사용할 수 있는 형태를 포함할 수 있으며, 아래의 이유로 인해 중간에 돌리를 사용하는 형태가 좀더 바람직하다 할 수 있다.

현재 시스템은 대부분의 부품이 외주업체로부터 파렛트식으로 차체 공장에 들어오기 때문에 이 파렛트를 직접 라인 옆에 두고 사용하기에는 공간이 허락치 않을 수 있다.

대부분 라인 구성시 라인 옆에는 안전을 위한 펜스를 치고 바로 물류 통로로 쓰기 때문이다.

또한, 파렛트를 라인 옆에 두고 작업자가 상주하게 되면, 펜스 이외에 라이트 커튼, 레이저 스캔 등과 같은 안전책을 강구해야 한다.

이는 작업자를 라인으로부터 보호하고, 파렛트를 이송하는 지게차나 물류를 이송하는 이송수단으로부터의 안전에도 신경을 써야 하기 때문이다.

따라서, 별도의 작업영역을 구성하여 이러한 위험요소들을 배제한 영역에서 작업 후, 지게차 등으로 돌리를 라인에 투입하면 보다 안전하고 효율적인 라인을 구성할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 투입 유니트를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에서의 "C" 부위 확대도이다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 투입 유니트는 상부 레일(201)을 따라 이동하는 카세트(400)를 통해 공급되는 파트를 라인에 투입하고, 하부 레일(202)을 통해 빈 카세트(400)는 공급 유니트측으로 되돌려보내는 부분이다.

이러한 투입 유니트는 몇가지의 추가되는 주변장치를 제외하고는 상기 공급 유니트와 전체적인 구조와 작동방식이 동일하다.

예를 들면, 상기 투입 유니트는 상부 레일(201)과 하부 레일(202)을 가지면서 길다란 직사각형의 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체(200)를 포함한다.

상기 상부 레일(201)은 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)가 진행되는 구간이고, 하부 레일(202)은 빈 카세트(400)가 진행되는 구간으로서, 이러한 상부 레일(201)과 하부 레일(202)은 유니트 본체(200)의 길이방향을 따라 나란하게 설치된다.

이때의 상부 레일(201)과 하부 레일(202) 역시 자유롭게 회전가능한 다수 개의 롤러(205)를 밑면과 측면에서 본체 길이방향을 따라 일렬로 연속배치한 구조로 이루어지게 된다.

또한, 상기 상부 레일(201)의 경우에 앞쪽에서 뒷쪽(로봇이 있는 쪽)으로 갈수록 하향 경사진 형태로 설치되고, 하부 레일(202)의 경우에는 이와 반대로 뒷쪽에서 앞쪽으로 갈수록 하향 경사진 형태로 설치된다.

이에 따라, 카세트(400)는 자연스럽게 자유낙하되면서 이동될 수 있게 된다.

또한, 상기 유니트 본체(200)에는 카세트(400)에 로딩되어 있는 파트의 진행을 안내하는 수단으로서 좌우 한쌍의 파트 가이드(206)가 마련되며, 상부 레일(201)과 하부 레일(202)에는 일정 수량의 카세트 적체를 위한 수단으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)나 빈 카세트(400)의 진행을 단속하는 스톱퍼(204)가 마련된다.

이때의 스톱퍼(204)는 상부 레일(201)의 뒷쪽 구간과 하부 레일(202)의 앞쪽 구간에 각각 설치된다.

여기서, 상기 스톱퍼(204)의 경우에도 실린더 등과 같은 액추에이터 수단으로 업다운 시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 유니트 본체(200)에는 돌리측으로 보내는 카세트(400)를 정해진 수량대로 끊어주는 중간 스톱퍼(207)가 구비되며, 이때의 중간 스톱퍼(207)는 상부 레일(201)의 뒷쪽 구간에 위치되는 스톱퍼(204) 보다 앞선 위치, 예를 들면 1개의 카세트(400)가 자리할 수 있는 간격을 두고 그 앞쪽 위치에 설치되어, 빠져나갈 수 있는 1개의 카세트(400)를 제외하고 나머지 적체되어 있는 카세트(400)를 단속할 수 있게 된다.

예를 들면, 상부 레일(201)에 적체되어 있는 카세트(400) 중에서 가장 앞쪽에 위치되는 1개의 카세트(400)가 빠져나가 스톱퍼(204)에 의해 정지되면, 중간 스톱퍼(207)의 작동(상승)에 의해 그 뒷쪽으로 적체되어 있는 카세트(400)들은 중간 스톱퍼(207)에 걸려서 아래로 내려가지 않고 정지될 수 있게 된다.

또한, 상기 유니트 본체(200)의 앞쪽으로는 상승 및 하강이 가능한 리프터(203)가 마련되는데, 이때의 리프터(203)는 공급 유니트에 있는 리프터(103)와 동일한 작동방식으로 이루어지며, 파트가 빠져나간 윗쪽의 빈 카세트(400)를 하부로 내려줄 수 있도록 되어 있다.

이러한 유니트 본체(200)에 있는 리프터(203)의 작동방식은 카세트를 아래로 내려주는 것과 중간 위치에서 정지되지 않는다는 것 이외에 다른 구조나 작동방식은 공급 유니트측 리프터(103)와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

예를 들면, 상기 리프터(203)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 유니트 본체(200)의 뒷쪽에 있는 일측 수직프레임 부재에는 위아래로 이동가능한 슬라이드 블럭(203b)을 가지는 업다운 실린더(203a)가 설치되고, 상기 슬라이드 블럭(203b)에는 브라켓(203c)을 매개로 리프터 본체(203d)가 연결 설치되는 구조로 이루어지며, 따라서 업다운 실린더(203a)의 작동시 슬라이드 블럭(203b)을 포함하는 리프터 본체(203d) 전체가 상승 및 하강될 수 있게 된다.

특히, 상기 투입 유니트에는 파트를 라인측에 투입하기 위해 로봇이 파트를 잡기에 앞서 파트의 정위치를 잡아줄 수 있는 정렬장치(208)가 구비된다.

상기 정렬장치(208)는 유니트 본체(200)의 뒷쪽 양옆에 배치되면서 서로 마주보는 한쌍으로 이루어지며, 유니트 본체(200)로부터 상방향으로 연장되는 일정높이의 지지부재상에 설치된다.

이러한 정렬장치(208)는 파트의 단부를 잡아주는 다수의 클램프(208a), 예를 들면 카세트(400)에 로딩되어 있는 4개의 파트를 동시에 잡아주는 4개의 클램프(208a)와 이 클램프(208a)의 뒷쪽에 위치되어 클램프(208a)를 전후진 작동시켜주는 클램프 실린더(208b)로 구성된다.

이때, 상기 클램프(208a)는 전면의 홈부를 이용하여 파트, 즉 패널의 단부를 일부 끼워 걸어줌으로써, 파트의 위치를 정해진 피치, 예를 들면 클램프(208a) 간의 피치로 정렬시켜줄 수 있게 된다.

이에 따라, 4개의 파트가 실려 있는 하나의 카세트(400)가 상부 레일(201)의 뒷쪽 단부에 대기하고 있던 리프터(203)상에 위치되면, 정렬장치(208)가 각 파트를 클램핑하면서 정해진 피치로 정렬시켜주게 되고, 이 상태에서 로봇이 파트를 잡고 라인측으로 이동시킬 수 있게 된다.

즉, 파트가 한 카세트에 4개씩 이동하게 되는데, 이 카세트는 단순히 파트를 걸고 이동만 하게 된다.

그래서, 위치 결정이 필요하며, 로봇이 파트를 떠가기 전에 양쪽의 클램프 실린더(208b)가 전진하여 파트를 정렬하게 된다.

이는 로봇이 항상 정해진 위치로만 이동하기 때문에 파트의 위치 정렬이 필요하다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템에서 카세트상의 파트 로딩상태를 나타내는 사시도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 카세트(400)는 대략 "ㄷ"자형 단면을 갖는 절곡형의 판부재와 이 판부재의 저면에 결합되는 사각의 틀부재(미도시)를 조합한 형태로 이루어져 있으며, 상면에는 폭방향을 따라 절개된 형태의 파트 삽입홈(401)이 형성되어 있고, 이러한 파트 삽입홈(401)는 길이방향을 따라 4개가 마련되어 하나의 카세트(400)에는 4개의 파트(500)가 로딩될 수 있게 된다.

이러한 카세트(400)는 레일을 구성하는 밑면의 롤러와 측면의 롤러에 각각 슬라이드 지지되면서 롤러를 타고 자유낙하되는 방식으로 레일 구간을 이동할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 카세트를 이용한 물류 시스템의 전체적인 운영상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 10a 및 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트를 이용한 물류 시스템의 전체적인 시스템 운영을 나타내는 개략도이다.

상기 물류 시스템은 한쪽(별도의 장소)에서 작업자가 파트를 세팅하여 적재시키면 반대쪽(라인)에서 파트를 받아 작업하는 시스템으로 이루어져 있다.

이러한 물류 시스템은 별도의 장소에서 작업자가 서열장(Sequence area)에 미리 파트를 적재하는 공급 유니트(Ⅰ), 공급측에서 적재된 부품을 받아 투입측(라인)으로 이송하여 투입측 작업이 가능하도록 파트를 공급하는 돌리(Ⅲ), 돌리(Ⅲ)로부터 파트를 공급받아 라인의 작업을 수행하는 투입측(Line side area)인 투입 유니트(Ⅱ)을 포함한다.

상기 물류 시스템에서 상부로는 파트가 로딩된 카세트가 이동하게 되고, 하부로는 파트가 없는 핀 카세트가 이동하게 된다.

여기서, 카세트의 이동은 기울기를 이용한 자유낙하 방식에 의해 이루어지고, 자유낙하는 카세트가 롤러를 타고 흐르는 방식이다.

상기 공급 유니트(Ⅰ)에서는 리프터가 다운된 상태에서 빈 카세트를 받은 다음, 리프터는 상승하게 되고, 이때 빈 카세트에 작업자가 파트를 세트단위(파트 4개)로 로딩하게 되는 작업이 이루어지게 된다.

상기 투입 유니트(Ⅱ)에서는 파트가 로딩되어 있는 카세트로부터 로봇이 파트를 소진하게 되고, 빈 카세트는 리프터 다운과 함께 하강하여 다시 공급 유니트(Ⅰ)측으로 보내지게 되는 작업이 이루어지게 된다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 10a에 도시한 바와 같이, 작업자 쪽의 리프터, 즉 공급 유니트(Ⅰ)의 리프터(103)가 다운된 상태에서 하부 레일(102)을 타고 내려온 빈 카세트(400)를 받아 작업자가 파트를 세팅할 수 있는 위치(대략 중간위치)까지 1차 상승하게 된다.

이는 업다운 실린더와 LM 가이드를 이용하여 이루어진다.

빈 카세트(400)가 리프터(103)에 의해 작업자 위치까지 올라오면, 작업자는 파트(패널 등)를 세팅하게 되는데, 본 발명에서는 한 카세트(400)에 4개의 파트를 세팅할 수 있게 되어 있다.

파트의 세팅이 완료되면, 작업자는 조작반에 있는 버튼(미도시)을 누르게 되고, 이때 리프터(103)는 카세트(400)를 자유낙하할 수 있는 위치까지 상승하게 된다.

리프터(103)의 상승이 완료되면, 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)는 상부 레일(101)을 따라 자유낙하하게 되며, 이때의 카세트(400)는 아래쪽의 스톱퍼(104)가 있는 위치까지 낙하하게 된다.

아래쪽의 스톱퍼(104)에 의해 적체되는 카세트(400)는 5개까지이며, 이는 돌리(Ⅲ)에 적재되는 수량과 일치하게 된다.

아래쪽의 스톱퍼(104)에 의해 카세트(400) 5개가 적체되면, 이를 센서(미도시)가 감지하게 되고, 이와 동시에 중간 쯤의 중간 스톱퍼(107)가 작동하게 되면서 이때부터 내려오는 카세트(400)는 중간 스톱퍼(107)에 의해 정지하게 된다.

이에 따라, 돌리(Ⅲ)측으로 5개의 카세트(400)가 옮겨지는 상태에서는 나머지 카세트는 아래로 내려오지 않게 된다.

돌리(Ⅲ)가 공급 유니트(Ⅰ)쪽으로 진입하여 도킹한 상태에서 상기 스톱퍼(104)가 하강하게 되면, 공급 유니트(Ⅰ)에 있던 카세트(400) 5개가 돌리(Ⅲ)쪽으로 내려오게 된다.

돌리(Ⅲ)에 카세트(400)가 다 차면, 지게차 등의 이동수단을 이용하여 돌리(Ⅲ)를 투입 유니트(Ⅱ)쪽으로 끌고 가게 된다.

도 10b에 도시한 바와 같이, 돌리(Ⅲ)가 투입 유니트(Ⅱ)쪽으로 진입하여 도킹한 상태에서 돌리(Ⅲ)로부터 파트가 로딩된 카세트(400)를 받기 위해 투입 유니트(Ⅱ)에 있는 중간 스톱퍼(207)가 상승하게 되고, 이때 돌리(Ⅲ)에 있는 락이 풀리면서, 즉 스톱퍼(304)가 하강하면서 카세트(400)는 서로 이어져 있는 상부 레일(301,201)을 따라 자유로이 하강하게 되며, 하강한 카세트(400)는 중간 스톱퍼(207) 위치에서 정지하게 된다.

상기 중간 스톱퍼(207)는 적체되어 있는 카세트(400)를 작업영역인 로봇쪽으로 1개씩 보내기 위해 작동한다.

상기 중간 스톱퍼(207)의 1회 하강 및 상승 작동에 의해 빠져나온 1개의 카세트(400)는 아래쪽의 스톱퍼(204)에 의해 1차 정지된 후, 계속해서 이 스톱퍼(204)의 작동에 의해 리프터(203) 위로 낙하하여 위치된다.

이때, 상기 중간 스톱퍼(207)는 카세트(400)의 틀부재 후단 안쪽면을 걸어주는 형태로 카세트(400)의 낙하를 막아주게 되는데, 중간 스톱퍼(207)의 하강에 의해 하나의 카세트(400)가 낙하하여 빠져나가게 되면, 이와 연접해 있던 그 다음의 카세트(400)의 길이만큼 여유 간격이 생기게 되므로,재차 상승하여 곧이어 내려오는 카세트(400)의 틀부재 후단 안쪽면을 걸어서 잡아줄 수 있게 되고, 결국 이 중간 스톱퍼(207)의 작동에 의해 1개씩의 카세트(400)를 스톱퍼(204)쪽으로 내려 보낼 수 있게 되는 것이다.

상기 리프터(203)에 위치되어 있는 카세트(400)상의 파트는 다시 정렬장치(208)에 의해 위치가 정렬되고, 계속해서 로봇에 의해 라인측으로 투입된다.

작업역역이 로봇쪽에서 작업이 끝나면 빈 카세트(400)는 리프터(203)를 이용하여 다운하게 되고, 이렇게 다운된 카세트(400)는 하부 레일(202)을 따라 아래로 이동한 후 대기하고 있게 되며, 계속해서 돌리(Ⅲ)측으로 넘겨질 수 있게 된다.

그리고, 빈 카세트(400)가 돌리(Ⅲ)에 들어갈 수 있는 수량 5개가 되면, 돌리(Ⅲ)는 다시 공급 유니트(Ⅰ)쪽으로 이동하여 빈 카세트(400)는 돌려주고 재차 파트를 채울 준비를 하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 물류 시스템은 작업 환경 개선과 안정성을 고려한 물류 시스템으로서, 작업자가 속해 있는 공급측과 로봇이 속해 있는 투입측 사이를 돌리가 오가면서 파트를 공급하는 시스템이다.

따라서, 파트 공급에 있어 물류 시간 조절이 용이하며, 안정적으로 파트를 공급함으로써 라인상의 물류 환경을 개선할 수 있고, 작업 환경을 개선할 수 있으며, 무엇보다도 작업자의 안전을 보호할 수 있는 장점이 있다.

100,200 : 유니트 본체 101,201,301 : 상부 레일
102,202,302 : 하부 레일 103,203 : 리프터
104,204,304 : 스톱퍼 105,205,305 : 롤러
106,206,306 : 파트 가이드 107,207 : 중간 스톱퍼
208 : 정렬장치 300 : 돌리 본체
303 : 이송 파렛트 307 : 바퀴
308 : 세이프티 록 바 309 : 도킹용 훅
310 : 도킹용 가이드 400 : 카세트

Claims

상부 레일을 따라 이동하는 카세트를 이용하여 파트를 공급하고, 하부 레일을 통해 되돌아오는 빈 카세트를 회수할 수 있는 공급 유니트(Ⅰ);
상부 레일을 따라 이동하는 카세트를 통해 공급되는 파트를 라인에 투입하고, 하부 레일을 통해 빈 카세트는 공급 유니트측으로 되돌려보내는 투입 유니트(Ⅱ);
상기 공급 유니트(Ⅰ)와 투입 유니트(Ⅱ) 간을 오가면서 상하부 레일을 통해 파트가 로딩되어 있는 카세트와 빈 카세트를 각각 건네받아 공급 유니트(Ⅰ)측과 투입 유니트(Ⅱ)측에 각각 전달하는 돌리(Ⅲ);
를 포함하며, 카세트를 반복해서 순환시키는 방식으로 파트를 공급 및 투입하는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ)는 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체(100)와, 상기 유니트 본체(100)의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)의 공급 진행을 위한 상부 레일(101) 및 빈 카세트(400)의 회수 진행을 위한 하부 레일(102)과, 상기 유니트 본체(100)의 앞쪽에 설치되어 상하 이동가능하며 아래쪽의 빈 카세트(400)를 윗쪽의 파트 로딩위치까지 올려주는 리프터(103)와, 상기 유니트 본체(100)의 상부 레일(101)의 뒷쪽 구간과 하부 레일(102)의 앞쪽 구간에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)나 빈 카세트(400)의 진행을 단속하는 스톱퍼(104)로 구성되어, 공급측에 제공된 파트를 카세트(400)에 서열하여 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 투입 유니트(Ⅱ)는 프레임 구조물 형태로 이루어진 유니트 본체(200)와, 상기 유니트 본체(200)의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)의 공급 진행을 위한 상부 레일(201) 및 빈 카세트(400)의 회수 진행을 위한 하부 레일(202)과, 상기 유니트 본체(200)의 뒷쪽에 설치되어 상하 이동가능하며 파트 투입 후 윗쪽의 빈 카세트(400)를 아래쪽의 하부 레일(202)이 있는 위치까지 내려주는 리프터(203)와, 상기 유니트 본체(100)의 뒷쪽 상부 레일(201)측과 앞쪽 하부 레일(202)에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)와 빈 카세트(400)의 진행을 각각 단속하는 스톱퍼(204)로 구성되어, 카세트(400)상의 파트를 라인측에 투입할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 돌리(Ⅲ)는 상부에는 이송 파렛트(303)가 구비되고 바퀴(307)를 통해 이동가능한 돌리 본체(300)와, 상기 이송 파렛트(303)의 길이방향을 따라 나란히 설치되는 것으로서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)의 공급 진행을 위한 상부 레일(301) 및 빈 카세트(400)의 회수 진행을 위한 하부 레일(302)과, 상기 이송 파렛트(303)의 뒷쪽 상부 레일(301)과 앞쪽 하부 레일(302)에 각각 설치되어 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)와 빈 카세트(400)의 진행을 단속하는 스톱퍼(304)로 구성되어, 공급 유니트측과 투입 유니트측에 각각 도킹되면서 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)를 건네받아 투입 유니트측으로 보내주고 빈 카세트(400)를 건네받아 공급 유니트측으로 보내줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ), 투입 유니트(Ⅱ) 및 돌리(Ⅲ)에 구비되는 상부 레일(101,201,301)은 투입 유니트(Ⅱ) 쪽으로, 하부 레일(102,202,302)은 공급 유니트(Ⅰ) 쪽으로 하향 경사지게 이어질 수 있어서 카세트(400)가 자유낙하에 의해 이동될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ), 투입 유니트(Ⅱ) 및 돌리(Ⅲ)에 구비되는 상부 레일(101,201,301)과 하부 레일(102,202,302)은 다수 개의 롤러(105,205,305)를 밑면과 측면을 따라 연속배치한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ)와 투입 유니트(Ⅱ)에 구비되는 상부 레일(101,201,301)과 하부 레일(102,202,302)에는 스톱퍼(104,204) 보다 앞선 위치에 서 카세트(400)를 중간에 단속할 수 있는 중간 스톱퍼(107,207)가 설치되는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 돌리(Ⅲ)의 돌리 본체(300)에 있는 이송 파렛트(303)는 일정간격을 두고 나란하게 배치되는 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ)의 리프터(103)는 유니트 본체(100)의 수직방향으로 설치되는 업다운 실린더(103a)와, 상기 업다운 실린더(103a)의 슬라이드 블럭(103b)상에 설치되는 브라켓(103c)과, 상기 브라켓(103c) 상에 연결 설치되어 상승 및 하강이 가능하고 카세트(400)가 탑재되는 리프터 본체(103d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1 또는 청구항 9에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ)의 리프터(103)는 빈 카세트(400)를 받는 하단 위치, 카세트(400)에 파트를 로딩하는 중간 위치, 파트가 로딩되어 있는 카세트(400)를 내보내는 상단 위치에 각각 정지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 공급 유니트(Ⅰ), 투입 유니트(Ⅱ) 및 돌리(Ⅲ)에 구비되는 상부 레일(101,201,301)의 양편에는 이와 나란하게 배치되어 파트를 안내하는 한쌍의 파트 가이드(106,206,306)가 설치되는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 돌리(Ⅲ)는 이송 파렛트(303)의 측면을 따라 길게 설치되어 작업자의 수조작이 가능한 핸드 레버(308a)와, 상기 핸드 레버(308a)의 조작에 따라 회전되면서 공급 유니트(Ⅰ)측과 투입 유니트(Ⅱ)측에 걸려지는 록 바(308b)로 구성되는 세이프티 록 바(308)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 투입 유니트(Ⅱ)는 파트의 단부를 잡을 수 있는 클램프(208a)와, 상기 클램프(208a)를 전후진 작동시켜주는 클램프 실린더(208b)로 구성되며, 유니트 본체(200)의 뒷쪽 양옆에 배치되어 로봇이 파트를 잡기에 앞서 파트의 위치를 정렬시켜주는 정렬장치(208)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트를 이용한 물류 시스템.