KR101458594B1

KR101458594B1 - 차체부품 조립 시스템

Info

Publication number: KR101458594B1
Application number: KR1020130005351A
Authority: KR
Inventors: 이재수; 원광우; 임창용
Original assignee: 주식회사 신영
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-11-20
Also published as: KR20140093049A

Abstract

차체부품 조립 시스템은 제1 좌,우측 피조립부품 적재부와, 제1 좌,우측 행거 적재부와, 제1 좌,우측 로딩 로봇과, 제1 작업 로봇들, 및 제1 좌,우측 언로딩 로봇을 포함한다. 제1 좌,우측 피조립부품 적재부는 작업 영역의 전방 좌,우측 영역에 제1 피조립부품들을 차종별로 적재한다. 제1 좌,우측 행거 적재부는 제1 좌,우측 피조립부품 적재부에 인접하게 배치되며, 제1 피조립부품들을 파지할 수 있는 제1 행거들을 차종별로 적재한다. 제1 좌,우측 로딩 로봇은 각각의 암 선단에 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 제1 행거들을 각각 장착해서 제1 행거들로 제1 피조립부품들을 각각 파지한다. 제1 작업 로봇들은 작업 영역에서 4열을 갖는 행을 적어도 하나 포함해서 배열되며, 각각의 암 선단에 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 장착해서 작업을 수행한다. 제1 좌,우측 언로딩 로봇은 제1 작업 로봇들을 거친 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 각각의 암 선단에 장착한 후, 제1 피조립부품이 분리된 제1 행거들을 제1 좌,우측 행거 적재부로 반출한다.

Description

차체부품 조립 시스템{System for assembling car body parts}

본 발명은 차체를 구성하는 차체부품을 조립하기 위한 차체부품 조립 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차체는 하부에서 엔진과 차축 등의 구동부 등을 지지하는 플로워 패널과, 좌우 측면을 형성하는 좌,우측 사이드 패널, 상부면을 형성하는 루프 패널 등과 같은 차체부품들로 구성된다.

최근 들어, 차체부품의 조립공정에서는 다차종의 차체부품을 조립하기 위한 다차종 대응 조립 시스템이 적용되고 있는 추세이다. 그런데, 대부분의 다차종 대응 조립 시스템은 차종 변경에 따른 차체부품에 유연하게 대처하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

예를 들어, 차체부품의 변종에 따른 부품 조립 지그 등의 교체로 인해 대기시간이 길어질 수 있다. 이로 인해, 사이클 타임이 길어지게 되는 등 시스템 운영의 효율성이 떨어질 수 있다. 공용 설비를 마련하는 경우에는 전체 설비의 구조가 복잡하여 설비의 초기 투자비가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 여러 차종 중 어느 한 차종을 위한 차체부품의 공급량이 증가하는 경우, 해당 차체부품을 생산하기 위한 설비를 증설하게 되어 추가 투자비가 소요된다. 뿐만 아니라, 설비 증설 후 해당 차체부품의 공급량이 감소하게 되면 설비의 가동률이 떨어지게 된다. 따라서, 차종별 차체부품의 변량에 유연하게 대처하지 못하는 문제점이 있을 수 있다.

등록특허공보 제10-0459599호(2004.12.08 공고)

본 발명의 과제는 차종별 차체부품의 변종 또는 변량에 유연하게 대처하여 투자비 상승을 방지하고 효율성을 높일 수 있는 차체부품 조립 시스템을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체부품 조립 시스템은, 작업 영역의 전방 좌,우측 영역에 제1 피조립부품들을 차종별로 적재한 제1 좌,우측 피조립부품 적재부; 상기 제1 좌,우측 피조립부품 적재부에 인접하게 배치되며, 제1 피조립부품들을 파지할 수 있는 제1 행거(hanger)들을 차종별로 적재한 제1 좌,우측 행거 적재부; 각각의 암 선단에 상기 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 상기 제1 행거들을 각각 장착해서 상기 제1 행거들로 제1 피조립부품들을 각각 파지하는 제1 좌,우측 로딩 로봇; 상기 작업 영역에서 4열을 갖는 행을 적어도 하나 포함해서 배열되며, 각각의 암 선단에 상기 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 장착해서 작업을 수행하는 제1 작업 로봇들; 및 상기 제1 작업 로봇들을 거친 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 각각의 암 선단에 장착한 후, 제1 피조립부품이 분리된 제1 행거들을 상기 제1 좌,우측 행거 적재부로 반출하는 제1 좌,우측 언로딩 로봇;을 포함한다.

본 발명에 따르면, 생산해야 할 차체부품의 종류가 변경되는 경우, 변경된 차체부품에 맞는 지그 장치의 교체 없이, 변경된 차체부품에 맞게 마련된 행거만을 시스템에 교체 투입하면 되므로, 지그 장치를 이용하는 것에 비해, 교체 투자비가 저감될 수 있다. 또한, 행거를 이용함으로써, 지그 대비 로딩 타임, 클램핑 타임 등에서 사이클 타임이 단축될 수 있다. 따라서, 시스템 운영의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 시스템에서 행거를 제외한 부분을 공용화할 수 있으므로, 차체부품의 변종에 따른 별도의 설비 투자를 최소화할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차종별 차체부품의 생산량을 변경시켜야 하는 상황이 생기는 경우, 그에 맞게 작업 로봇들을 배분함으로써 유연하게 대처할 수 있다. 따라서, 어느 한 차종을 위한 차체부품의 생산량을 늘릴 필요가 있더라도, 별도의 설비 투자가 소요되지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체부품 조립 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 제1 행거의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 있어서, 제1 작업 로봇의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 있어서, 제1 피조립부품에 제2 피조립부품을 조립할 수 있는 구성이 포함된 예를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 차체부품 조립 시스템에 있어서, 차종별 차체부품의 변량에 따른 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체부품 조립 시스템에 대한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 차체부품 조립 시스템은 제1 좌,우측 피조립부품 적재부(111)(112)와, 제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)와, 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)과, 제1 작업 로봇(120)들, 및 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)을 포함한다.

제1 좌,우측 피조립부품 적재부(111)(112)는 작업 영역의 전방 좌,우측 영역에 배치된다. 작업 영역은 제1 작업 로봇(120)들에 의해 작업이 수행되는 영역이다. 제1 좌,우측 피조립부품 적재부(113)(114)는 제1 피조립부품(10)들을 차종별로 적재한다. 예컨대, 차체부품 조립 시스템이 A, B, C, D 차종용 차체부품들을 조립하는 경우, A, B 차종용 제1 피조립부품들은 제1 좌측 피조립부품 적재부(111)에 분류되어 적재되며, C, D 차종용 제1 피조립부품들은 제1 우측 피조립부품 적재부(112)에 분류되어 적재될 수 있다. 물론, 차체부품 조립 시스템이 A, B 차종용 차체부품들을 조립하는 경우, A 차종용 제1 피조립부품들은 제1 좌측 피조립부품 적재부(111)에 적재되며, B 차종용 제1 피조립부품들은 제1 우측 피조립부품 적재부(112)에 적재될 수도 있다.

차체의 좌,우 측면을 형성하는 사이드 패널은 이너(inner) 패널과 아우터(outer) 패널이 결합되어 구성되는데, 제1 피조립부품(10)은 아우터 패널로 조립되는 피조립부품일 수 있다. 물론, 제1 피조립부품(10)은 아우터 패널 외의 다른 차체부품으로 조립되는 피조립부품일 수도 있다.

제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)는 제1 좌,우측 피조립부품 적재부(111)(112)에 각각 인접하게 배치된다. 제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)는 제1 피조립부품(10)들을 파지할 수 있는 제1 행거(115)들을 차종별로 적재한다.

예컨대, A, B 차종용 제1 피조립부품들이 제1 좌측 피조립부품 적재부(111)에 적재되는 경우, A, B 차종용 제1 피조립부품들을 각각 파지할 수 있는 2 종류의 제1 행거들이 제1 좌측 행거 적재부(113)에 분류되어 적재될 수 있다. C, D 차종용 제1 피조립부품들이 제1 우측 피조립부품 적재부(112)에 적재되는 경우, C, D 차종용 제1 피조립부품들을 각각 파지할 수 있는 2 종류의 제1 행거들이 제1 우측 행거 적재부(114)에 분류되어 적재될 수 있다.

제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)은 각각의 암 선단에 제1 행거(115)를 착탈 가능하게 된다. 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)은 제1 행거(115)들을 각각 장착해서 제1 행거(115)들로 제1 피조립부품(10)들을 각각 파지한다.

상술하면, 제1 좌측 로딩 로봇(117)은 제1 좌측 행거 적재부(113)로부터 제1 행거(115)를 장착한 후, 장착한 제1 행거(115)로 제1 좌측 피조립부품 적재부(111)의 제1 피조립부품(10)을 파지한다. 제1 우측 로딩 로봇(118)은 제1 우측 행거 적재부(114)로부터 제1 행거(115)를 장착한 후, 장착한 제1 행거(115)로 제1 우측 피조립부품 적재부(112)의 제1 피조립부품(10)을 파지한다. 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)은 제1 피조립부품(10)을 각각 파지한 제1 행거(115)들을 분리해서 거치대(101)에 거치시킨다. 이에 따라, 거치대(101)에 거치된 제1 행거(115)는 후방에 위치한 제1 작업 로봇(120)으로 전달될 수 있다.

제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)은 슬라이드 이동장치(119)에 의해 좌우로 이동할 수 있다. 따라서, 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)은 제1 행거(115)들을 각각 장착한 후 제1 행거(115)들로 제1 피조립부품(10)들을 각각 파지하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 슬라이드 이동장치(119)는 리니어 모터 등을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 작업 로봇(120)들은 작업 영역에서 4열을 갖는 행을 적어도 하나 포함해서 배열된다. 제1 작업 로봇(120)들은 각각의 암 선단에 제1 행거(115)를 착탈 가능하게 된다. 제1 작업 로봇(120)들은 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 장착해서 작업 툴에 대해 제1 피조립부품(10)을 이동시켜가며 작업을 수행할 수 있다.

예컨대, 제1 작업 로봇(120)들은 3행으로 배열될 수 있다. 첫 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 2열로 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118)의 각 후방에 배열된다. 첫 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 각각 장착해서 용접 툴(126), 예컨대 스팟용접 툴에 대해 제1 피조립부품(10)을 이동시켜가며 용접 작업을 수행할 수 있다.

두 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 4열로 배열된다. 두 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 각각 장착해서 용접 툴(126)에 대해 제1 피조립부품(10)을 이동시켜가며 용접 작업을 수행할 수 있다. 제1 피조립부품(10)은 여러 부품들이 가조립된 상태일 수 있는데, 첫 번째 행과 두 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들을 거치면서 제1 피조립부품(10)의 가조립된 부위가 접합되어 조립될 수 있다.

세 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 4열로 배열된다. 세 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들은 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 각각 장착해서 실러(sealer) 툴(127)에 대해 제1 피조립부품(10)을 이동시켜가며 실링 작업을 수행할 수 있다. 제1 작업 로봇(120)들 사이에는 거치대(101)가 각각 마련될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 제1 작업 로봇(120)은 제1 피조립부품(10)에 대해 작업을 수행한 후, 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 분리해서, 후속하는 제1 작업 로봇(120)과의 사이에 위치한 거치대(101)에 거치시킬 수 있다. 그러면, 후속하는 제1 작업 로봇(120)은 거치대(101)에 거치된 제1 행거(115)를 장착해서 후속 작업을 수행할 수 있다.

제1 작업 로봇(120)들 중 적어도 중앙 2열에 배치된 제1 작업 로봇(120)들은 제1 캐리어(122)에 의해 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다. 예컨대, 세 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들 중 중앙 2열에 배치된 제1 작업 로봇(120)들은 제1 캐리어(122)에 의해 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다. 그리고, 두 번째 행의 제1 작업 로봇(120)들 모두가 제1 캐리어(122)에 의해 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다. 제1 캐리어(122)는 제1 작업 로봇(120)들을 독립되게 좌우로 슬라이드 이동시키도록 구성된다. 제1 캐리어(122)는 리니어 모터 등을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)은 제1 작업 로봇(120)들을 거친 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 각각의 암 선단에 장착한 후, 제1 피조립부품(10)이 분리된 제1 행거(115)들을 제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)로 반출한다. 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)은 제1 행거(115)로부터 제1 피조립부품(10)을 분리하기 전에, 제1 피조립부품(10)을 파지한 제1 행거(115)를 각각의 암 선단에 장착한 상태에서 실러 툴(127)에 대해 제1 피조립부품(10)을 이동시켜가며 실링 작업을 수행할 수도 있다.

제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)에 의해 제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)로 반출되는 제1 행거(115)는 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118) 쪽으로 복귀될 수 있다. 이를 위해, 제1 좌,우측 행거 적재부(113)(114)는 제1 복귀 기구(116)를 각각 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 복귀 기구(116)들은 제1 행거(115)를 각각 얹어서 지지하는 다수의 롤러부들이 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132) 쪽에서 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118) 쪽으로 순차적으로 이동하도록 각각 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 일 예로서 제1 행거(115)는 행거 베이스(115a)와, 행거 베이스(115a)에 형성된 착탈부(115b)와, 행거 베이스(115a)에 설치되어 제1 피조립부품(10)을 고정 또는 해제하는 복수의 클램핑 기구(115c)들을 포함할 수 있다. 착탈부(115b)는 제1 작업 로봇(120)의 암 선단과 장착 또는 분리되는 부분이다. 착탈부(115b)는 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118), 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)의 각각의 암 선단과도 장착 또는 분리될 수 있다.

클램핑 기구(115c)는 실린더 등과 같은 구동장치로부터 힘이 가해지지 않으면 탄성부재의 탄성력에 의해 제1 피조립부품(10)을 고정한 상태를 유지하고, 구동장치로부터 힘이 가해지면 제1 피조립부품(10)을 해제하는 동작을 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 행거(115)는 제1 작업 로봇(120) 등을 포함한 로봇으로부터 분리된 상태에서 제1 피조립부품(10)을 파지한 상태를 유지할 수 있다. 제1 행거(115)가 로봇에 장착된 상태에서, 클램핑 기구(115c)는 로봇에 의해 해제 동작이 제어될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 작업 로봇(120)은 제1 행거(115)의 착탈부(115b)와 장착 또는 분리될 수 있는 구조의 암 선단(121)을 구비한다. 제1 좌,우측 로딩 로봇(117)(118), 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)은 제1 작업 로봇(120)들과 동일하게 구성되거나, 적어도 암 선단이 동일하게 구성되어 착탈부(115b)와 공히 착탈될 수 있다. 제1 작업 로봇(120)은 필요로 하는 작업을 수행할 수 있는 충분한 자유도를 갖도록 구성된다.

한편, 제1 작업 로봇(120)들과 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)을 거치면서 조립 완료된 제1 피조립부품(10)은 제2 피조립부품(20)에 조립될 수 있다. 예컨대, 제1 피조립부품(10)은 아우터 패널로 조립되는 피조립부품인 경우, 제2 피조립부품(20)은 아우터 패널과 함께 사이드 패널을 구성하는 이너 패널로 조립되는 피조립부품일 수 있다. 이 경우, 차체부품 조립 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 차체부품 조립 시스템은 제2 좌,우측 피조립부품 적재부(141)(142)와, 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)와, 결합 장치(150)와, 제2 작업 로봇(160)들, 및 제2 좌,우측 언로딩 로봇(171)(172)을 더 포함한다.

제2 좌,우측 피조립부품 적재부(141)(142)는 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)에 인접한 작업 영역의 좌,우측 영역에 제2 피조립부품(20)들을 차종별로 적재한다. A, B 차종용 제1 피조립부품들이 제1 좌측 피조립부품 적재부(111)에 적재되는 경우, A, B 차종용 제2 피조립부품들이 제2 좌측 피조립부품 적재부(141)에 분류되어 적재된다. C, D 차종용 제1 피조립부품들이 제1 우측 피조립부품 적재부(112)에 적재되는 경우, C, D 차종용 제2 피조립부품들이 제2 우측 피조립부품 적재부(142)에 분류되어 적재된다.

제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)는 제2 좌,우측 피조립부품 적재부(141)(142)에 인접하게 배치된다. 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)는 제1,2 피조립부품(20)들을 함께 파지할 수 있는 제2 행거(145)들을 차종별로 적재한다.

결합 장치(150)는 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)로부터 제2 행거(145)들을 각각 취출하고 제2 좌,우측 피조립부품 적재부(141)(142)로부터 제2 피조립부품(20)들을 각각 취출해서 제2 행거(145)들로 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한다.

예컨대, 결합 장치(150)는 좌,우측 이송 로봇(151)(152)과, 제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154)을 포함할 수 있다. 좌,우측 이송 로봇(151)(152)은 작업 영역에서 각각의 암 선단에 제3 행거(155)들을 각각 장착해서 제3 행거(155)들로 제2 피조립부품(20)들을 각각 파지한다. 제3 행거(155)는 제2 피조립부품(20)을 파지할 수 있도록 구성된 것이다. 제2,3 행거(145)(155)는 제1 행거(115)와 유사하게 구성될 수 있다. 다만, 제2,3 행거(145)(155)는 제1 행거(115)와 비교하여 제1,2 피조립부품(10)(20)의 결합 형태나 제2 피조립부품(20)에 대한 파지 형태에 따라 파지 구조가 상이할 수는 있다. 좌,우측 이송 로봇(151)(152)은 슬라이드 이동장치(156)에 의해 전후로 슬라이드 이동할 수 있다.

제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154)은 각각의 암 선단에 제2 행거(145)를 착탈 가능하게 된다. 제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154)은 각각의 암 선단에 제2 행거(145)들을 각각 장착해서 좌,우측 이송 로봇(151)(152)으로부터 제2 피조립부품(20)들을 전달받은 후, 제1 좌,우측 언로딩 로봇(131)(132)으로부터 제1 피조립부품(10)들을 전달받아 제2 행거(145)들로 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한다. 제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154)은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한 제2 행거(145)를 분리해서 거치대(101)에 각각 거치시킨다. 이에 따라, 거치대(101)에 거치된 제2 행거(145)는 인접한 제2 작업 로봇(160)으로 전달될 수 있다. 제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154)은 슬라이드 이동장치(156)에 의해 전후로 슬라이드 이동할 수 있다.

제2 작업 로봇(160)들은 작업 영역에서 4열을 갖는 행을 적어도 하나 포함해서 배열된다. 제2 작업 로봇(160)들은 각각의 암 선단에 제2 행거(145)를 착탈 가능하게 된다. 제2 작업 로봇(160)들은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한 제2 행거(145)를 장착해서 작업 툴에 대해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 이동시켜가며 작업을 수행할 수 있다.

예컨대, 제2 작업 로봇(160)들은 4행으로 배열될 수 있다. 첫 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 2열로 제2 좌측 로딩 로봇(153)과 제2 우측 로딩 로봇(154) 사이에 배열된다. 첫 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 파지한 제2 행거(145)를 각각 장착해서 용접 툴(166), 예컨대 스팟용접 툴에 대해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 이동시켜가며 용접 작업을 수행할 수 있다. 후술하겠지만, 중앙 2열에 배치된 제2 작업 로봇(160)들이 차종별 차체부품의 변량에 대응하여 좌우로 이동하는 상황이 생기더라도 용접 작업을 원활하게 수행할 수 있게 용접 툴(166)은 수직 축을 중심으로 회전하여 위치 조절될 수 있다.

두 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 2열로 배열된다. 두 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 파지한 제2 행거(145)를 각각 장착해서 용접 툴(166)에 대해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 이동시켜가며 용접 작업을 수행할 수 있다.

세 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 4열로 배열된다. 세 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한 제2 행거(145)를 각각 장착해서 CO₂용접 툴(167)에 대해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 이동시켜가며 용접 작업을 수행할 수 있다.

네 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 2열로 배열된다. 네 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 세 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들 중 양쪽 외곽에 위치한 것들의 후방에 각각 배열된다. 네 번째 행의 제2 작업 로봇(160)들은 제1,2 피조립부품(10)(20)을 함께 파지한 제2 행거(145)를 각각 장착해서 타각 툴(168)에 대해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 이동시켜가며 해당 작업을 수행할 수 있다.

제2 작업 로봇(160)들 사이에는 거치대(101)가 각각 마련될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 제2 작업 로봇(160)은 제1,2 피조립부품(10)(20)에 대해 작업을 수행한 후, 제1,2 피조립부품(10)(20)을 파지한 제2 행거(145)를 분리해서, 후속하는 제2 작업 로봇(160)과의 사이에 위치한 거치대(101)에 거치시킬 수 있다. 그러면, 후속하는 제2 작업 로봇(160)은 거치대(101)에 거치된 제2 행거(145)를 장착해서 후속 작업을 수행할 수 있다.

제2 작업 로봇(160)들 중 적어도 중앙 2열에 배치된 제2 작업 로봇(160)들은 제2 캐리어(162)에 의해 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다. 예컨대, 첫 번째 행의 중앙 2열에 배치된 제2 작업 로봇(160)들과, 두 번째 행의 중앙 2열에 배치된 제2 작업 로봇(160)들은 제2 캐리어(162)에 의해 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다. 제2 캐리어(162)는 제2 작업 로봇(160)들을 독립되게 좌우로 슬라이드 이동시키도록 구성된다. 제2 캐리어(162)는 제1 캐리어(122)와 동일하게 구성될 수 있다.

제2 좌,우측 언로딩 로봇(171)(172)은 제2 작업 로봇(160)들을 거쳐 작업 완료된 차체부품(30)을 파지한 제2 행거(145)를 각각의 암 선단에 장착한 후, 차체부품(30)이 분리된 제2 행거(145)들을 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)로 반출한다. 또한, 제2 좌,우측 언로딩 로봇(171)(172)은 제2 행거(145)로부터 분리된 차체부품(30)을 배출대(102)에 거치한다. 제2 좌,우측 언로딩 로봇(171)(172)은 제2 행거(145)로부터 차체부품(30)을 분리하기 전에, 차체부품(30)을 파지한 제2 행거(145)를 각각의 암 선단에 장착한 상태에서 비전 검사 툴(169)에 대해 차체부품(30)을 이동시켜가며 검사 작업을 수행할 수도 있다.

배출대(102)에 거치된 차체부품(30)은 좌,우측 배출 로봇(173)(174)에 의해 좌,우측 차체부품 적재부(181)(182)로 배출될 수 있다. 좌,우측 배출 로봇(173)(174)은 슬라이드 이동장치(176)에 의해 좌우로 슬라이드 이동하면서 차체부품(30)을 좌,우측 차체부품 적재부(181)(182)로 원활하게 배출할 수 있다. 좌,우측 배출 로봇(173)(174)은 제4 행거(175)를 장착해서 배출대(102)의 차체부품(30)을 파지한 후, 차체부품(30)을 좌,우측 차체부품 적재부(181)(182)로 배출할 수 있다.

제2 좌,우측 언로딩 로봇(171)(172)에 의해 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)로 반출되는 제2 행거(145)는 결합 장치(150), 즉 제2 좌,우측 로딩 로봇(153)(154) 쪽으로 복귀될 수 있다. 이를 위해, 제2 좌,우측 행거 적재부(143)(144)는 제2 복귀 기구(146)를 각각 포함할 수 있다. 제2 복귀 기구(146)는 제1 복귀 기구(116)와 동일하게 구성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1,2 피조립부품(10)(20)을 제1,2 행거(115)(145)에 의해 파지한 상태로 제1,2 행거(115)(145)를 로봇들에 전달하며, 제1,2 행거(115)(145)를 장착한 로봇들에 의해 제1,2 피조립부품(10)(20)을 작업 툴에 대해 이동시켜가며 작업 처리하므로, 종래와 달리 작업 처리시 제1,2 피조립부품(10)(20)의 지지를 위한 지그 장치가 생략될 수 있다. 이에 따라, 차체부품의 변종에 유연하게 대처할 수 있다.

즉, 생산해야 할 차체부품의 종류가 변경되는 경우, 변경된 차체부품에 맞는 지그 장치의 교체 없이, 변경된 차체부품에 맞게 마련된 제1,2 행거(115)(145)만을 시스템에 교체 투입하면 되므로, 지그 장치를 이용하는 것에 비해, 교체 투자비가 저감될 수 있다. 또한, 제1,2 행거(115)(145)를 이용함으로써, 지그 대비 로딩 타임, 클램핑 타임 등에서 사이클 타임이 단축될 수 있다. 따라서, 시스템 운영의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 시스템에서 제1,2 행거(115)(145)를 제외한 부분을 공용화할 수 있으므로, 차체부품의 변종에 따른 별도의 설비 투자를 최소화할 수 있다.

도 4에 도시된 차체부품 조립 시스템에 있어서, 차종별 차체부품의 변량에 따른 작용 예를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, A, B 차종용 차체부품들을 총합 10만대가 되도록 생산하고, C, D 차종용 차체부품들을 총합 30만대가 되도록 생산하고자 하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 실선 화살표(a1)를 따라 이동시키고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 점선 화살표(a2)를 따라 이동시킨다.

즉, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 좌측 1열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용하고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 중앙 2열 및 우측 1열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용한다. 이때, 중앙 2열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들은 좌우로 이동하면서 작업을 수행할 수 있다. 이에 따라, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위한 제1,2 작업 로봇(120)(160)들이 A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위한 제1,2 작업 로봇(120)(160)들보다 많아지므로, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들의 조립을 위한 용접, 실링 등의 총 작업 공정수를 제1,2 작업 로봇(120)(160)들에 배분한다. 따라서, 동일한 시간에 C, D 차종용 차체부품을 A, B 차종용 차체부품보다 3배의 생산량으로 생산할 수 있다.

만일, A, B 차종용 차체부품들을 총합 20만대가 되도록 생산하고, C, D 차종용 차체부품들을 총합 20만대가 되도록 생산하고자 하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 실선 화살표(a1)를 따라 이동시키고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 점선 화살표(a2)를 따라 이동시킨다.

즉, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 좌측 1,2열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용하고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 우측 1,2열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용한다. 여기서, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위한 제1,2 작업 로봇(120)(160)들이 A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위한 제1,2 작업 로봇(120)(160)들과 동일하므로, 동일한 시간에 C, D 차종용 차체부품을 A, B 차종용 차체부품과 동일한 생산량으로 생산할 수 있다.

만일, A, B 차종용 차체부품들을 총합 30만대가 되도록 생산하고, C, D 차종용 차체부품들을 총합 10만대가 되도록 생산하고자 하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 실선 화살표(a1)를 따라 이동시키고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 점선 화살표(a2)를 따라 이동시킨다.

즉, A, B 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 좌측 1열 및 중앙 2열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용하고, C, D 차종용 제1,2 피조립부품들을 작업하기 위해 우측 1열에 배치된 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 이용한다. 따라서, 동일한 시간에 A, B 차종용 차체부품을 C, D 차종용 차체부품보다 3배의 생산량으로 생산할 수 있다.

전술한 바와 같이, A, B 차종용 차체부품의 총 생산량과 C, D 차종용 차체부품의 총 생산량을 변경시켜야 하는 상황이 생기는 경우, 그에 맞게 제1,2 작업 로봇(120)(160)들을 배분함으로써 유연하게 대처할 수 있다. 따라서, 어느 한 차종을 위한 차체부품의 생산량을 늘릴 필요가 있더라도, 별도의 설비 투자가 소요되지 않을 수 있다.

또한, A 차종용 차체부품을 생산하기 위한 조립 라인과 B 차종용 차체부품을 생산하기 위한 조립 라인이 공용화되므로, A, B 차종용 차체부품을 생산하는 조립 라인의 생산 한계 내에서 A 차종용 차체부품의 생산량과 B 차종용 차체부품의 생산량을 유연하게 변경할 수 있다. 이와 마찬가지로, C, D 차종용 차체부품을 생산하는 조립 라인의 생산 한계 내에서 C 차종용 차체부품의 생산량과 D 차종용 차체부품의 생산량을 유연하게 변경할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

111,112..제1 좌,우측 피조립부품 적재부
113,114..제1 좌,우측 행거 적재부
115..제1 행거 117,118..제1 좌,우측 로딩 로봇
120..제1 작업 로봇 131,132..제1 좌,우측 언로딩 로봇
141,142..제2 좌,우측 피조립부품 적재부
143,144..제2 좌,우측 행거 적재부
145..제2 행거 150..결합 장치
151,152..좌,우측 이송 로봇 153,154..제2 좌,우측 로딩 로봇
155..제3 행거 160..제2 작업 로봇
171,172.,제2 좌,우측 언로딩 로봇
181,182..좌,우측 차체부품 적재부

Claims

작업 영역의 전방 좌,우측 영역에 제1 피조립부품들을 차종별로 적재한 제1 좌,우측 피조립부품 적재부;
상기 제1 좌,우측 피조립부품 적재부에 인접하게 배치되며, 제1 피조립부품들을 파지할 수 있는 제1 행거(hanger)들을 차종별로 적재한 제1 좌,우측 행거 적재부;
각각의 암 선단에 상기 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 상기 제1 행거들을 각각 장착해서 상기 제1 행거들로 제1 피조립부품들을 각각 파지한 후 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 분리해서 후방에 위치한 거치대에 거치시키는 제1 좌,우측 로딩 로봇;
상기 작업 영역에서 4열씩 복수의 행으로 배열되며, 각각의 암 선단에 상기 제1 행거를 착탈 가능하게 되며, 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 장착해서 작업을 수행하는 제1 작업 로봇들;
상기 제1 작업 로봇들 중 적어도 중앙 2열에 배치된 제1 작업 로봇들을 좌우로 슬라이드 이동시키는 제1 캐리어;
상기 제1 작업 로봇들을 거친 제1 피조립부품을 파지한 제1 행거를 각각의 암 선단에 장착한 후, 제1 피조립부품이 분리된 제1 행거들을 상기 제1 좌,우측 행거 적재부로 반출하는 제1 좌,우측 언로딩 로봇;
상기 제1 좌,우측 언로딩 로봇에 인접한 상기 작업 영역의 좌,우측 영역에 제2 피조립부품들을 차종별로 적재한 제2 좌,우측 피조립부품 적재부;
상기 제2 좌,우측 피조립부품 적재부에 인접하게 배치되며, 제1,2 피조립부품들을 함께 파지할 수 있는 제2 행거들을 차종별로 적재한 제2 좌,우측 행거 적재부;
상기 작업 영역에서 각각의 암 선단에 제3 행거들을 각각 장착해서 제3 행거들로 제2 피조립부품들을 각각 파지하는 좌,우측 이송 로봇;
각각의 암 선단에 상기 제2 행거들을 각각 장착해서 상기 좌,우측 이송 로봇으로부터 제2 피조립부품들을 전달받은 후 상기 제1 좌,우측 언로딩 로봇으로부터 제1 피조립부품들을 전달받아 상기 각각의 제2 행거로 제1,2 피조립부품을 함께 파지하며, 제1,2 조립부품을 파지한 제2 행거를 분리해서 거치대에 거치시키는 제2 좌,우측 로딩 로봇;
상기 작업 영역에서 4열을 갖는 행을 복수로 포함해서 배열되며, 각각의 암 선단에 상기 제2 행거를 착탈 가능하게 되며, 제1,2 피조립부품을 파지한 제2 행거를 장착해서 작업을 수행하는 제2 작업 로봇들;
상기 제2 작업 로봇들 중 적어도 중앙 2열에 배치된 제2 작업 로봇들을 좌우로 슬라이드 이동시키는 제2 캐리어; 및
상기 제2 작업 로봇들을 거친 제1,2 피조립부품을 파지한 제2 행거를 각각의 암 선단에 장착해서 제2 행거들로부터 제1,2 피조립부품을 각각 분리해서 거치한 후, 제2 행거들을 상기 제2 좌,우측 행거 적재부로 반출하는 제2 좌,우측 언로딩 로봇;을 포함하며,
상기 제1 작업 로봇들 중 첫 번째 행의 제1 작업 로봇들은 상기 제1 좌,우측 로딩 로봇의 후방에 위치한 거치대에 제1 피조립부품을 파지한 상태로 거치되어 있는 제1 행거를 장착해서 작업을 수행한 후 분리해서 후방에 위치한 거치대에 거치하며, 후속 행의 제1 작업 로봇들은 전방에 위치한 거치대에 제1 피조립부품을 파지한 상태로 거치되어 있는 제1 행거를 장착해서 작업을 수행한 후 분리해서 후방에 위치한 거치대에 거치하며,
상기 제2 작업 로봇들 중 첫 번째 행의 제2 작업 로봇들은 제2 좌,우측 로딩 로봇의 주변에 위치한 거치대에 제1,2 피조립부품을 파지한 상태로 거치되어 있는 제2 행거를 장착해서 작업을 수행한 후 분리해서 후방에 위치한 거치대에 거치하며, 후속 행의 제2 작업 로봇들은 전방에 위치한 거치대에 제1,2 피조립부품을 파지한 상태로 거치되어 있는 제2 행거를 장착해서 작업을 수행한 후 분리해서 후방에 위치한 거치대에 거치하는 것을 특징으로 하는 차체부품 조립 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 좌,우측 행거 적재부는,
상기 제1 좌,우측 언로딩 로봇에 의해 반출되는 제1 행거를 상기 제1 좌,우측 로딩 로봇 쪽으로 복귀시키는 제1 복귀 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체부품 조립 시스템.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 좌,우측 행거 적재부는,
상기 제2 좌,우측 언로딩 로봇에 의해 반출되는 제2 행거를 상기 제2 좌,우측 로딩 로봇쪽으로 복귀시키는 제2 복귀 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체부품 조립 시스템.