KR101149804B1 - 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템 - Google Patents

자동차 모듈 조립용 자동화 시스템 Download PDF

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KR101149804B1
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fastening
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KR1020120027615A
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허남진
박병종
여인엽
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(주)한아기계
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Abstract

자동차 모듈의 볼트 체결 및 조립을 로봇에 의해 안정적으로 수행되도록 하여 효율적이고 경제적인 생산 구조를 갖는 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템을 제공하기 위해서, 본 발명은 스키드 상면에 돌출된 서포트컬럼에 자동차 모듈의 결합홈에 결합이 되어 안착되면 이동을 안내하도록 설정된 이동선을 따라 배치되는 레일부; 상기 레일부의 일측 하부에 구비되되, 선택적으로 상기 스키드를 승강 및 회전시키는 턴테이블; 상기 자동차 모듈의 부품 체결을 위한 체결유닛이 단부에 구비되며, 복수의 관절부가 구비되는 관절로봇부; 상기 턴테이블의 외곽에 배치되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 연결되어 상기 자동차 모듈을 클램핑하여 상하방향으로 선택적으로 승강되는 승강본체; 상기 승강본체에 연결되어 설정된 작업위치로 정렬하는 가압식 정렬부; 및 상기 자동차 모듈의 양측부에 구비된 회동부품을 지지하도록, 상기 승강본체에 연결된 리프팅유닛 및 수평이동유닛에 의해 설정된 경로를 따라 승강 및 수평이동을 하는 사이드락킹부를 포함하는 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템을 제공한다.

Description

자동차 모듈 조립용 자동화 시스템 {Automatic system for assembling module for automobile}
본 발명은 자동화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 모듈의 볼트 체결 및 조립을 로봇에 의해 안정적으로 수행되도록 하여 효율적인 생산 구조를 갖는 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 수많은 부재와 부품들이 용접과 볼팅 등의 방법에 의해 유기적으로 조립되어 생산되게 되는데, 생산성 향상을 위해서 각 파트별로 모듈화된 부품들을 조립하여 완성 자동차를 생산한다. 이 과정에서 체결 공구를 구비한 다관절 로봇 및 조립작업용 컨베이어를 이용하여 각 모듈을 생산 및 조립하는 방식이 일반화되고 있다.
이때, 상기 컨베이어 상에서 상기 자동차 모듈을 들어올려서 작업지점까지 이송하고, 안정적인 작업이 가능하도록 상기 자동차 모듈을 고정시키는데 사용되는 것이 스키드(skid) 장치이다. 이를 위해, 상기 자동차 모듈에는 상기 스키드와의 결합을 위한 고유의 결합홀이 구비되며, 상기 스키드에는 상기 모듈의 상기 결합홀에 삽입되는 서포트컬럼이 구비된다.
한편, 종래에는 작업자의 수작업에 의존하여 상기 서포트칼럼을 상기 자동차 모듈의 결합홀에 결합시켰으므로 이러한 결합작업을 원활히 하도록 상기 서포트컬럼과 상기 결합홀 간의 공차범위를 확장하였다.
그러나, 이와 같은 공차범위의 확장은, 상기 서포트컬럼과 상기 결합홀 간의 유격을 발생시키므로 작업지점으로 이송된 상기 자동차 모듈의 일정한 포지셔닝이 제대로 맞지 않아서 자동화 시스템을 적용하기가 극히 어려운 문제점이 있었다.
예컨대, 입력된 정보에 따라 사전 설정된 범위 내에서만 작동하는 다관절 로봇을 이용한 볼트체결 작업의 경우, 상기 모듈의 부정확한 포지셔닝으로 인해 발생한 체결 작업의 위치 편차 때문에 상기 로봇의 끝단부에 구비된 체결공구가 정확한 작업 지점을 찾지 못하는 작업 오류를 빈번히 발생시키므로 생산성이 매우 저하되었다. 따라서, 부정확한 상기 자동차 모듈의 포지셔닝에 능동적이고 즉각적으로 대응하기 위해서는 해당 작업 부위에 수작업 공정이 추가될 수밖에 없었다.
이로 인해, 종래에는 다수의 작업자가 컨베이어의 길이방향으로 배치되어 각각 복수개소에 볼트 및 너트를 조립하고 조립의 불량여부를 체크하는 등의 수작업을 수행함으로써 인건비가 많이 발생되고 작업공간의 길이가 증가되는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 모듈의 죄우측면에 대한 작업을 수행하도록 설계된 다관절 로봇의 경우에는, 상기 모듈 전후면에 대한 작업은 구조적으로 불가능하였다. 이를 해결하기 위해서는 상기 다관절 로봇의 구조 자체를 변경하거나 상기 모듈 전후면 작업을 위한 공정을 추가시켜야 하므로 공간상의 제약과 생산원가의 측면에서 볼 때 문제점이 있었다.
공개특허 10-2007-0043368 공개특허 10-2010-0011515
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 자동차 모듈의 볼트 체결 및 조립을 로봇에 의해 안정적으로 수행되도록 하여 효율적인 생산 구조를 갖는 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 스키드 상면에 돌출된 서포트컬럼에 자동차 모듈의 결합홈에 결합이 되어 안착되면 이동을 안내하도록 설정된 이동선을 따라 배치되는 레일부; 상기 레일부의 일측 하부에 구비되되, 선택적으로 상기 스키드를 승강 및 회전시키는 턴테이블; 상기 자동차 모듈의 부품 체결을 위한 체결유닛이 단부에 구비되며, 복수의 관절부가 구비되는 관절로봇부; 상기 턴테이블의 외곽에 배치되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 연결되어 상기 자동차 모듈을 클램핑하여 상하방향으로 선택적으로 승강되는 승강본체; 상기 승강본체에 연결되어 설정된 작업위치로 정렬하는 가압식 정렬부; 및 상기 자동차 모듈의 양측부에 구비된 회동부품을 지지하도록, 상기 승강본체에 연결된 리프팅유닛 및 수평이동유닛에 의해 설정된 경로를 따라 승강 및 수평이동을 하는 사이드락킹부를 포함하는 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 가압식 정렬부는 상기 자동차 모듈을 지지하도록 절곡된 받침부와, 상기 받침부와의 사이에서 상기 자동차 모듈의 정렬홈으로 삽입되어 상기 설정된 작업위치를 정렬하도록 단부가 원추형으로 형성된 가이드핀과, 상기 가이드핀을 상기 정렬홈에 삽입하도록 가압하는 가압수단을 포함함이 바람직하다.
그리고, 상기 승강본체는 상기 자동차 모듈의 클램핑결합부를 클램핑하도록 상호 대향배치되어 대면하는 방향을 따라 선택적으로 전후 이동되는 클램핑 집게장치와, 상기 자동차 모듈의 기종 변화에 대응하여 클램핑하기 위해 상기 승강본체를 수평회전시키는 회전장치와, 상기 승강본체를 상하로 승강시키는 승강장치를 포함함이 바람직하다.
또한, 상기 체결유닛은 볼트 슈팅 공기배관으로부터 공급된 상기 볼트를 상기 체결유닛의 선단부의 소켓에 대응되도록 배치시키는 볼트피킹장치와, 상기 볼트피킹장치의 상기 볼트를 인출하여 체결부위에 고정시키는 볼트런너와, 상기 볼트런너와 직선방향으로 유격된 지점으로 연장된 유격프레임에 배치되어 상기 자동차 모듈을 관통하여 체결되는 볼트의 단부에 너트가 조립되도록 너트를 홀딩하는 너트홀더를 포함함이 바람직하다.
그리고, 상기 사이드락킹부와 상기 리프팅유닛의 연결부에는 상기 자동차 모듈의 양측면 회동부품의 처짐을 완충하여 보정하도록 스프링을 포함하는 수평완충수단이 구비됨이 바람직하다.
본 발명은 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 종래에는 수작업의 편의성을 위해 스키드의 서포트컬럼과 자동차 모듈 결합홈의 공차범위를 확장하였으나, 다관절로봇을 통한 체결작업시 체결유닛이 체결지점을 정확히 찾아내지 못하는 작업오류가 발생하여 자동화 공정에는 적용이 어려웠다. 상기 문제점에 대응하여 본 발명은 승강본체에 구비된 클램핑 집게 장치는 상기 자동차 모듈의 클램핑결합부를 클램핑하여 승강시키고, 가압식 정렬부에 구비된 가이드핀은 가압수단을 통해 상기 자동차 모듈의 정렬홈에 삽입되어 상기 체결유닛의 작업지점과 상기 자동차 모듈의 체결부위가 일치되도록 자동화 시스템을 통해 효율적으로 정렬할 수 있다.
둘째, 기존의 상기 다관절로봇을 이용한 공정에서는 상기 다관절로봇의 관절의 개수에 따라 작업의 범위가 매우 한정되어 있었다. 예컨데, 레일을 따라 이동된 상기 자동차 모듈의 양측면에 대한 체결작업이 가능한 다관절로봇의 경우 상기 자동차 모듈의 전후면 및 상하면에 대한 체결작업은 어려웠었다. 본 발명에서는 상기 턴테이블이 선택적인 회전을 통해 상기 자동차 모듈을 선택적으로 수평회전시킴으로써 상기 자동차 모듈의 좌우측면뿐 아니라 전후면까지도 상기 관절로봇의 작업 가능범위에 들어가게 하였다.
셋째, 상기 클랩핑 집게 장치가 상기 자동차 모듈을 승강시키고 상기 체결유닛이 체결 작업을 실시할 때, 상기 자동차 모듈 양측면 회동부품의 처침이 발생하게 된다. 이때, 상기 승강본체의 양측면에 구비된 사이드락킹은 상기 회동부품을 지지해줌으로써 효과적으로 상기 회동부품의 처짐을 보정해준다. 이는 상기 자동차 모듈 조립용 자동화 공정에 있어서 더욱 정확한 체결작업이 가능하게 한다.
넷째, 종래의 다수의 작업자가 수작업으로 진행하던 볼트 및 너트 등의 체결과정을 턴테이블 및 로봇을 통해 자동화함으로써 작업공간의 길이를 대폭 축소하고 인건비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템의 지지프레임을 생략한 개략도.
도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 턴테이블의 개략도.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 턴테이블의 정면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일시예에 따른 승강본체의 개략도.
도 4c는 본 발명의 일시예에 따른 승강본체의 정면도.
도 4d는 본 발명의 일시예에 따른 승강본체의 측면도.
도 5a는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 개략도.
도 5b는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 배면도.
도 5c는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 측면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 모듈이 클램핑된 상태의 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템의 개략도.
도 8은 도 7의 'A'부분의 확대도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템에서 지지프레임(30)을 생략한 개략도이며, 도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 턴테이블의 개략도이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 턴테이블의 정면도이며, 도 4d는 본 발명의 일시예에 따른 승강본체의 측면도이고, 도 5a는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 개략도이며, 도 5b는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 배면도이고, 도 5c는 본 발명의 일시예에 따른 사이드락킹부의 측면도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 모듈이 클램핑된 상태의 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템의 개략도이며, 도 8은 도 7의 'A'부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템은 레일부(10), 관절로봇부(20), 지지프레임(30), 수평이송부(40), 승강본체(50), 그리고 가압식 정렬부(60) 등을 포함한다.
여기서, 스키드(90) 상면에 돌출된 서포트컬럼(91)에 상기 자동차 모듈의 결합홈에 결합되어 안착되면 상기 레일부(10)는 상기 스키드(90)의 이동을 안내하도록 설정된 이동선을 따라 배치된다. 상세히, 상기 레일부는 컨베이어 밸트 및 전기 신호로의 구동이 바람직하다. 상기 스키드(90)의 서포트컬럼(91)과 상기 자동차 모듈의 결합홈이 결합되어 아래에 있는 상기 레일부(10)는 소정간격을 두고 복수개로 레일이 배치될 수 있으며, 레일 내부에는 프레임을 따라 회전가능하게 설치된 복수개의 롤러를 포함하여 회전운동을 할 수 있다. 상기 롤러들은 서로 간섭이 발생하지 않게 하므로써 롤러가 잘 회전할 수 있도록 해주는 것이 바람직하다. 즉, 상기 스키드(90)의 하면은 상기 롤러에 구름접촉되어 선택적으로 상기 설정된 이동선을 따라 이송된다.
이때, 상기 레일부(10)의 일측 하부에는 선택적으로 상기 스키드(90)를 승강 및 회전시키도록 레일부(10)와 연결되는 턴테이블(70)이 구비된다. 상세히, 상기 턴테이블(70)은 하부에 구비된 테이블 회전수단(미도시)에 의해 회전 구동된다. 여기서, 상기 테이블 회전수단은 회전실린더의 신축에 따라 이동되는 랙과, 상기 랙의 이동시 그와 치합되어 상기 턴테이블(70)과 함께 연동하여 회전되는 피니언을 포함함이 바람직하다. 물론, 상기 테이블 회전수단은 상기 턴테이블의 회전을 위한 모터에 연결되어 상기 턴테이블을 회전시키는 체인 등의 다른 구성으로 변경하여 실시될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 턴테이블(70) 및 테이블 회전수단의 하부에는 승강실린더(74)가 구비되어, 선택적으로 상하방향으로 승강된다. 이때, 상기 턴테이블(70)의 승강과정은 하부에 연장된 승강안내로드(75)에 의해 안정적으로 안내됨이 바람직하다.
즉, 상기 턴테이블(70)은 회전플레이트(71)와, 상기 회전플레이트의 상부에 돌출되어 상기 스키드(90) 하면과의 안정적인 결합을 유도해주도록 대칭적으로 배치되는 복수개의 원추형 돌기(72)를 포함함이 바람직하다. 즉, 상기 원추형 돌기(72)에 스키드(90)가 진입되면 승강실린더(74)가 구동되어 상기 턴테이블 및 그에 안착된 스키드가 상승된 후 테이블 회전수단에 의해 회전될 수 있다.
한편, 상기 스키드(90)에 안착되어 상기 레일부(10)를 따라 상기 턴테이블(70)의 상부로 이동된 상기 자동차 모듈은 스캔 카메라와 각종 센서 등으로 자동차 모듈의 기종이 감지될 수 있다. 이에 감지된 상기 자동차 모듈의 기종은 기존의 바코드 등으로 송신된 모델 기종과 비교 분석하여 기종의 선별 과정을 거치게 되고 이에 기존의 기종과 다른 기종이 이송되었을 시에는 MES(Manufacturing Execution System), 즉 자동화 시스템에 상기 기종을 송신할 수 있으며 상기 자동차 모듈에 대한 이 후의 모든 공정은 MES에 송신된 상기 기종 정보에 따라 진행된다. 또한, 상기 턴테이블(70)은 상기 자동차 모듈의 각 기종별로 MES에 설정된 정보에 따라 승강 및 회전 구동을 실시하므로써 상기 자동차 모듈에 대한 상기 관절로봇부(20)와의 작업이 용이하도록 1차적으로 위치를 보정해줄 수 있다.
그리고, 가압식 정렬부(60)의 일측면 또는 양측면에는 상기 자동차 모듈의 부품 체결을 위한 체결유닛(21)이 단부에 구비되는 관절로봇부(20)가 구비되며, 상기 관절로봇부(20)는 복수개의 관절부에서 회전동작이 수행된다.
상세히, 상기 턴테이블(70) 유입 전에 각 체결위치에 작업자에 의해 볼트 및 너트가 가조립되어 진입되며, 상기 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템에 의해 이러한 가조립된 볼트 및 너트를 동시다발적으로 다양한 위치에서 완전한 체결이 수행된다.
이를 위해, 상기 체결유닛(21)의 선단부의 볼트의 체결을 위한 회전력을 제공하여 완전한 고정상태를 이루기 위한 복수개의 볼트런너(21a)가 구비된다. 여기서, 상기 인접하는 볼트런너는 상호 실린더에 의해 간격이 조절가능하게 구비될 수 있으며, 각 볼드런너는 설정된 위치에서 실질적으로 동시에 볼트 체결작업을 수행할 수 있다. 이때, 상기 관절로봇부(20)는 상기 자동차 모듈의 상기 기종에 적합하게 복수개로 배치될 수 있으며 상기 볼트의 특성에 맞게 상기 체결유닛(21)의 종류 및 갯수도 달라질 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 체결유닛(21)은 상기 볼트런너(21a)와 직선방향으로 유격된 지점에 배치되어 상기 자동차 모듈을 관통하여 체결되는 볼트의 단부에 너트를 체결하는 너트런너(21c)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 너트런너(21c)는 유격프레임(21b)에 의하여 상기 볼트런너(21a)와 직선방향으로 유격된 지점에 배치된다.
한편, 상기 턴테이블(70)의 외곽에는 지지프레임(30)이 배치된다. 상세히, 상기 레일부(10)의 양측에 각각 2개씩 대칭으로 배치된 총 4개의 기둥프레임으로 구성될 수 있다. 물론, 이러한 기둥프레임의 수 및 위치는 작업환경에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 상기 지지프레임(30)의 상부에는 상기 자동차 모듈을 클램핑하여 상하방향으로 선택적으로 승강시킬 수 있는 승강본체(50)가 연결된다. 상세히, 상기 승강본체(50)는 상기 자동차 모듈의 클램핑결합부를 클램핑하도록 상호 대향배치되어 대면하는 방향에 따라 선택적으로 전후 이동되는 클램핑 집게장치(52a,52b,52c)가 있음이 바람직하다. 또한, 상기 자동차 모듈의 기종 변화에 대응하여 클램핑하기 위해 상기 승강본체(50)를 수평이송시키도록 지지프레임(30) 상부에 구비된 수평이송가이드(43)를 따라 이동되는 볼스크류장치(42) 및 볼스크류 구동모터(41)를 포함하는 수평이송수단(40)과, 수평회전시키는 회전장치(53a,53b)와, 상기 승강본체(50)를 상하로 승강시키는 승강장치(51)를 포함함이 바람직하다.
이때, 상기 클램핑 집게장치(52a,52b,52c)는 상기 자동차 모듈의 종류에 따른 상기 클램핑결합부의 위치변화에 대응하여 클램핑하기 위해 그의 상부에 구비된 상기 회전장치(53a,53b)를 구동시킴으로써 선택적 회전을 할 수 있다.
더욱이, 상기 회전장치는 스토퍼(53c)를 이용해 구동이 조절됨이 바람직하다. 그리고, 상기 클램핑 집게장치(52a,52b,52c)는 상기 자동차 모듈을 안정적으로 클램핑하기 위해 절곡부를 포함할 수 있으며 선택적으로 전후 이동하지 않고 고정형으로 상기 승강본체(50)에 결합되어 상기 클램핑결합부를 클램핑할 수도 있다.
또한, 상기 승강본체(50)에 연결되되, 상기 자동차 모듈과 상기 클램핑 집게 장치를 설정된 작업위치로 정렬하는 가압식 정렬부(60)를 구비하여 보다 정확한 체결작업을 유도함이 바람직하다. 상세히, 도 7에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가압식 정렬부(60)는 상기 자동차 모듈을 지지하도록 절곡된 받침부와, 상기 받침부와의 사이에서 상기 자동차 모듈의 정렬홈(62c)으로 삽입되어 상기 설정된 작업위치를 정렬하도록 단부가 원추형으로 형성된 가이드핀(62a)과, 상기 가이드핀(62a)을 상기 정렬홈에 삽입하도록 가압하는 가압수단(62b)을 포함할 수 있으며 상기 가압수단으로는 에어실린더를 사용할 수 있다.
이와 같이, 원추형 단부를 갖는 가이드핀(62a)이 그에 형합되도록 자동차 모듈에 형성된 정렬홈(62c)에 가압하여 정위치에 형합되기만 하면 각종 관절로봇부(20)의 체결유닛(21)의 정확한 체결을 위해 설정된 위치에 신속히 정렬될 수 있다. 이를 위해, 상기 가이드핀 및 정렬홈의 개소는 적어도 2개소 이상 형성되어야 한다.
그리고, 상기 승강본체(50)의 상부에는 렉기어를 갖춘 리프팅 프레임과 상기 렉기어를 구동시키는 기어가 구비된 승강모터를 갖추되, 상기 승강모터가 구동하므로써 상기 렉기어가 구비된 리프팅 프레임이 선택적으로 승강작동하고 이에 따라 승강본체(50)가 선택적으로 승강 작동될 수 있다.
한편, 상기 자동차 모듈의 양측부에 구비된 서스펜션장치에 지지되는 휠부와 같은 회동부품을 지지하도록, 상기 승강본체(50)에 연결된 리프팅유닛(81) 및 수평이동유닛(82)에 의해 설정된 경로를 따라 승강 및 수평이동을 하는 사이드락킹부(80)를 더 포함한다. 즉, 상기 자동차 모듈에서 휠 부분은 볼트 및 너트가 가조립된 상태에서는 처짐이 발생되며, 이러한 처짐이 발생된 상태에서는 정확한 체결이 어려우므로 상기 사이드락킹부(80)가 상기 휠 부분 등의 회동부품을 조립위치로 들어돌리는 등 위치 보정을 수행한다.
상세히, 상기 지지프레임(30)의 상부에는 선택적인 전원공급에 의하여 수평방향으로 신축되는 수평이송실린더(82a)가 연결되며, 상기 수평이송실린더(82a)에는 수평이동유닛(82)이 연결된다.
즉, 상기 사이드락킹부(80)의 수평이동유닛(82)은 상기 승강본체(50)에 결합된 수평이송실린더(82a)에 연결되어 수평방향으로 선택적으로 이동된다. 또한, 상기 리프팅유닛(81)은 그의 상부에 리프팅 모터(81c), 타이밍풀리(81b) 및 리프팅 볼 스크류(81d)를 결합하여 승강 작동되도록 수평이송프레임(82b)에 연결됨이 바람직하다.
따라서, 상기 승강본체(50)에 의해 상기 자동차 모듈이 상승되면, 상기 수평이송실린더(82a)의 구동에 의해 상기 사이드락킹부(80)가 상기 휠부와 같은 회동부품 측으로 내측으로 수평이동된다. 이후, 상기 리프팅 모터(81c)가 작동되면 상기 사이드락킹부(80) 하단부 프레임에 상기 회동부품이 걸림되어 설정된 높이 상승되어 정확한 위치를 유지한다. 이를 통해, 볼트 등의 체결을 위한 위치 정렬이 자동적으로 이루어진다.
그리고, 상기 사이드락킹부(80)와 상기 리프팅유닛(81)의 연결부에는 스프링 등으로 이루어지는 수평완충수단(83)이 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 사이드락킹부(80)는 상기 리프팅유닛(81)의 하단에 결합되되, 그 결합부에 상기 수평완충수단(83)을 포함하여 상기 자동차 모듈에 대한 체결작업 시 발생하는 상기 자동차 모듈의 양측면 회동부품의 처짐을 완충하여 보정해줌으로써 상기 체결유닛(21)과 체결부위의 위치 편차를 보정할 수 있다. 또한, 상기 사이드락킹부(80)를 리프팅유닛(81)으로 처짐에 따른 상하 위치 변화를 각 자동차 모듈에 따라 조절이 가능할 수 있게 해준다.
상술한 바와 같이 상기 턴테이블(70), 상기 수평이송수단(40), 상기 승강본체(50) 및 상기 사이드락킹부(80)가 상기 자동차 모듈에 대한 2차 위치 보정이 효과적으로 유도되어 질 수 있으며 상기 자동차 모듈의 전후, 좌우측면에 대한 상기 체결유닛(21)의 작업이 가능해진다.
한편, 상기 관절로봇부(20)는 위치 보정된 상기 자동차 모듈에 대한 체결 작업이 정상완료되었는지에 대한 결과치를 얻기 위해, 상기 체결유닛(21)의 체결작동시의 토크를 측정하는 토크측정센서를 포함하여 그 측정값을 전산서버에 송출하고, 상기 측정값이 정상치와 상이할 경우 상기 자동차 모듈을 반출 한 후 추가 공정을 통해서 해당 작업을 정상적으로 완료함이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10: 레일부 20: 관절로봇부
21: 체결유닛부 30: 지지프레임
40: 수평이송수단 41: 볼스크류 구동모터
42: 볼스크류장치 43: 수평이송가이드
50: 승강본체 51: 승강장치
52a,52b,52c: 클램핑 집게장치 53a,53b: 회전장치
53c: 스토퍼 60: 가압식 정렬부
61a: 가이드핀 61b: 가압수단
62a: 가이드핀 62b: 가압수단
62c: 정렬홈 70: 턴테이블
71: 회전플레이트 72: 원추돌기
73: 승강지지부재 74: 테이블 회전모터
75: 테이블 렉기어 80: 사이드락킹부
81: 리프팅유닛 81a: 사이드리프팅 프레임
81b: 타이밍풀리 81c: 리프팅 모터
81d: 리프팅 볼스크류 82: 수평이동유닛
82a: 수평이송실린더 82b: 수평이송프레임
83: 수평완충수단 83a: 스프링
90: 스키드 91: 서포트컬럼

Claims (5)

  1. 스키드 상면에 돌출된 서포트컬럼에 자동차 모듈의 결합홈에 결합이 되어 안착되면 이동을 안내하도록 설정된 이동선을 따라 배치되는 레일부;
    상기 레일부의 일측 하부에 구비되되, 선택적으로 상기 스키드를 승강 및 회전시키는 턴테이블;
    상기 자동차 모듈의 부품 체결을 위한 체결유닛이 단부에 구비되며, 복수의 관절부가 구비되는 관절로봇부;
    상기 턴테이블의 외곽에 배치되는 지지프레임;
    상기 지지프레임의 상부에 연결되어 상기 자동차 모듈을 클램핑하여 상하방향으로 선택적으로 승강되는 승강본체;
    상기 승강본체에 연결되어 설정된 작업위치로 정렬하는 가압식 정렬부; 및
    상기 자동차 모듈의 양측부에 구비된 회동부품을 지지하도록, 상기 승강본체에 연결된 리프팅유닛 및 수평이동유닛에 의해 설정된 경로를 따라 승강 및 수평이동을 하는 사이드락킹부를 포함하는 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압식 정렬부는
    상기 자동차 모듈을 지지하도록 절곡된 받침부와,
    상기 받침부와의 사이에서 상기 자동차 모듈의 정렬홈으로 삽입되어 상기 설정된 작업위치를 정렬하도록 단부가 원추형으로 형성된 가이드핀과,
    상기 가이드핀을 상기 정렬홈에 삽입하도록 가압하는 가압수단을 포함함을 특징으로 하는 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강본체는
    상기 자동차 모듈의 클램핑결합부를 클램핑하도록 상호 대향배치되어 대면하는 방향을 따라 선택적으로 전후 이동되는 클램핑 집게장치와,
    상기 자동차 모듈의 기종 변화에 대응하여 클램핑하기 위해 상기 승강본체를 수평회전시키는 회전장치와,
    상기 승강본체를 상하로 승강시키는 승강장치를 포함함을 특징으로 하는 자동차 모듈 조립용 로봇자동화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결유닛은 볼트 슈팅 공기배관으로부터 공급된 상기 볼트를 상기 체결유닛의 선단부의 소켓에 대응되도록 배치시키는 볼트피킹장치와,
    상기 볼트피킹장치의 상기 볼트를 인출하여 체결부위에 고정시키는 볼트런너와,
    상기 볼트런너와 직선방향으로 유격된 지점으로 연장된 유격프레임에 배치되어 상기 자동차 모듈을 관통하여 체결되는 볼트의 단부에 너트가 조립되도록 너트를 홀딩하는 너트홀더를 포함함을 특징으로 하는 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드락킹부와 상기 리프팅유닛의 연결부에는 상기 자동차 모듈의 양측면 회동부품의 처짐을 완충하여 보정하도록 스프링을 포함하는 수평완충수단이 구비됨을 특징으로 하는 자동차 모듈 조립용 자동화 시스템.
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