KR101468177B1 - 차체패널 결합 시스템 - Google Patents

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주식회사 신영
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Abstract

차체패널 결합 시스템은 제1 언로딩 로봇과, 이너패널 적재부, 제2 행거 적재부, 및 결합 유닛을 포함한다. 제1 언로딩 로봇은 아우터패널을 파지한 제1 행거를 암 선단에 장착한 후, 아우터패널이 분리된 제1 행거를 암 선단으로부터 분리해서 제1 행거 적재부로 반출한다. 이너패널 적재부는 이너패널을 적재한다. 제2 행거 적재부는 제2 행거를 적재한다. 결합 유닛은 제2 행거 적재부로부터 제2 행거를 취출하고 이너패널 적재부로부터 이너패널을 취출해서 제2 행거로 아우터 및 이너패널을 함께 파지하며, 아우터 및 이너패널을 파지한 제2 행거를 분리한다.

Description

차체패널 결합 시스템{System for marrying car body panel}
본 발명은 차체패널을 구성하는 아우터패널(outer panel)과 이너패널(inner panel)을 결합시키기 위한 차체패널 결합 시스템에 관한 것이다.
차체는 하부에서 엔진과 차축 등의 구동부 등을 지지하는 플로워패널과, 좌우 측면을 형성하는 좌,우측 사이드패널, 상부면을 형성하는 루프패널 등과 같은 차체패널들을 포함하여 구성된다. 일반적으로, 차체패널은 패널베이스에 다수 부품들이 조립된 구조로 이루어진다. 또한, 사이드패널과 같은 차체패널은 아우터패널과 이너패널이 결합된 구조로 이루지기도 한다.
최근 들어, 차체패널 조립 공정에서는 다차종의 차체패널을 조립하기 위한 다차종 대응 조립 시스템이 적용되고 있는 추세이다. 그런데, 대부분의 다차종 대응 조립 시스템은 차종 변경에 따른 차체패널 조립에 유연하게 대처하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
예컨대, 패널베이스에 다수 부품들을 접합하거나, 아우터패널에 이너패널을 결합시키는 과정 등과 같이 차체패널을 조립하는 과정에서, 피조립 차체패널을 지지하기 위한 지그 장치가 사용되고, 지그 장치로 피조립 차체패널을 공급하고 지그 장치로부터 배출하기 위한 이송 장치가 사용되는데, 차체패널의 변종에 따른 지그 장치, 이송 장치 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 있을 수 있다.
등록특허공보 제10-1220380호(2012.08.16 공개)
본 발명의 과제는 차종별 차체패널의 변종에 유연하게 대처하여 투자비 상승을 방지하고 효율성을 높일 수 있는 차체패널 결합 시스템을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체패널 결합 시스템은, 아우터패널을 파지한 제1 행거를 암 선단에 장착한 후, 아우터패널이 분리된 상기 제1 행거를 암 선단으로부터 분리해서 제1 행거 적재부로 반출하는 제1 언로딩 로봇; 이너패널을 적재한 이너패널 적재부; 제2 행거를 적재한 제2 행거 적재부; 및 상기 제2 행거 적재부로부터 상기 제2 행거를 취출하고 상기 이너패널 적재부로부터 이너패널을 취출해서 상기 제2 행거로 아우터 및 이너패널을 함께 파지하며, 아우터 및 이너패널을 파지한 상기 제2 행거를 분리하는 결합 유닛;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 생산해야 할 차체패널의 종류가 변경되는 경우, 변경된 차체패널에 맞는 지그 장치의 교체 없이, 변경된 차체패널에 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, 차체패널의 변종에 따른 별도의 설비 투자를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체패널 결합 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1의 차체패널 결합 시스템에 의해 결합되는 차체패널의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 있어서, 결합 유닛에 의해 아우터패널에 이너패널을 결합하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 있어서, 제1 행거의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1에 있어서, 제1 언로딩 로봇의 일 예를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체패널 결합 시스템에 대한 구성도이다. 도 2는 도 1의 차체패널 결합 시스템에 의해 결합되는 차체패널의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 차체패널 결합 시스템(100)은 차체패널(10)을 구성하는 아우터패널(11)과 이너패널(12)을 결합시키는 것으로, 제1 언로딩 로봇(110)과, 제1 행거 적재부(120)와, 이너패널 적재부(130)와, 제2 행거 적재부(140), 및 결합 유닛(150)을 포함한다.
제1 언로딩 로봇(110)은 아우터패널(11)을 파지한 제1 행거(121)를 암 선단에 장착한다. 여기서, 도시하고 있진 않지만, 아우터패널(11)은 제1 언로딩 로봇(110)으로 전달되기 전에 다음과 같은 과정을 거쳐 마련될 수 있다. 아우터패널은 패널베이스에 복수의 부품들이 가조립된 상태로 아우터패널 적재부에 적재된다. 아우터패널 적재부에는 조립 전의 아우터 패널이 차종별로 적재될 수 있다. 그리고, 제1 행거(121)는 아우터패널을 파지할 수 있도록 구성되어 제1 행거 적재부(120)에 다수 적재된다.
아우터패널용 로딩 로봇은 제1 행거(121)를 암 선단에 장착해서 제1 행거(121)로 아우터패널을 파지한 후, 아우터패널을 파지한 제1 행거(121)를 암 선단으로부터 분리해서 거치한다. 그러면, 아우터패널용 작업 로봇들은 아우터패널을 파지한 제1 행거(121)를 각각의 암 선단에 순차적으로 장착한 후, 작업 툴들에 대해 아우터패널을 각각 이동시켜가며 작업을 수행할 수 있다. 예컨대, 아우터패널(11)은 용접 툴에 의해 가조립된 부위가 용접 처리될 수 있고, 실러(sealer) 툴에 의해 이너패널(12)과의 실링을 위한 실링 처리가 될 수 있다.
이렇게 작업 완료된 아우터패널(11)은 마지막 위치의 아우터패널용 작업 로봇으로부터 제1 행거(121)에 파지된 상태로 거치되며, 제1 언로딩 로봇(110)은 아우터패널(11)을 파지한 제1 행거(121)를 암 선단에 장착할 수 있다.
제1 언로딩 로봇(110)은 암 선단에 제1 행거(121)를 장착한 상태로부터 제1 행거(121)를 분리 가능하게 구성된다. 따라서, 제1 언로딩 로봇(110)은 제1 행거(121)에 파지된 아우터 패널(11)을 결합 유닛(150)으로 전달한 후, 아우터패널(11)이 분리된 제1 행거(121)를 암 선단으로부터 분리해서 제1 행거 적재부(120)로 반출할 수 있다. 제1 행거 적재부(120)로 반출된 제1 행거(121)는 아우터패널용 로딩 로봇 쪽으로 복귀될 수 있다. 이를 위해, 제1 행거 적재부(120)에는 복귀 기구가 마련될 수 있다. 예컨대, 복귀 기구는 제1 행거(121)들을 각각 얹어서 지지하는 다수의 롤러부들이 제1 언로딩 로봇(110) 쪽에서 아우터패널용 로딩 로봇 쪽으로 순차적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
이너패널 적재부(130)는 이너패널(12)을 적재한다. 아우터패널 적재부에 아우터패널이 차종별로 적재된 경우, 이너패널 적재부(130)에는 차종별 아우터패널과 결합될 수 있는 이너패널(12)이 차종별로 적재될 수 있다. 제2 행거 적재부(140)는 제2 행거(141)를 적재한다. 제2 행거(141)는 아우터패널(11)과 이너패널(12)을 함께 파지할 수 있게 구성된다.
결합 유닛(150)은 제2 행거 적재부(140)로부터 제2 행거(141)를 취출하고 이너패널 적재부(130)로부터 이너패널(11)을 취출해서 제2 행거(141)로 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지하며, 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 분리한다. 예컨대, 결합 유닛(150)은 이송 로봇(151) 및 결합 로봇(156)을 포함할 수 있다.
이송 로봇(151)은 암 선단에 제3 행거(152)를 장착해서 제3 행거(152)로 이너패널 적재부(130)의 이너패널(12)을 파지한 후 이송한다. 제3 행거(152)는 이너패널(12)을 파지할 수 있도록 구성된 것이다. 이송 로봇(151)은 슬라이드 이동장치(102)에 의해 이너패널 적재부(130)에 나란하게 슬라이드 이동함으로써, 이너패널 적재부(130)에 적재된 다수의 이너패널(12)들을 원활히 파지할 수 있다. 이송 로봇(151)은 암 선단에 제3 행거(152)를 착탈 가능하게 구성된다. 따라서, 이너패널(12)의 종류가 변경되는 경우, 이송 로봇(151)은 이너패널(11)의 종류에 맞게 마련된 제3 행거(152)로 교체해서 장착할 수 있다.
결합 로봇(156)은 암 선단에 제2 행거(141)를 착탈 가능하게 구성된다. 결합 로봇(156)은 암 선단에 제2 행거(141)를 장착해서 이송 로봇(151)으로부터 이너패널(12)을 전달받은 후, 제1 언로딩 로봇(110)으로부터 아우터패널(11)을 전달받아 제2 행거(141)로 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지한다.
결합 로봇(156)은 제2 행거(141)로 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 후, 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 암 선단으로부터 분리한다. 이때, 결합 로봇(156)은 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 암 선단으로부터 분리하면서 거치대(101)에 거치시킬 수 있다. 거치대(101)에 거치된 제2 행거(141)는 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 상태로 인접한 작업 로봇(160)으로 전달될 수 있다. 결합 로봇(156)은 슬라이드 이동장치(102)에 의해 이송 로봇(151)의 슬라이드 방향과 나란하게 슬라이드 이동함으로써, 이너패널(12)을 아우터패널(11)에 결합시키고, 결합된 아우터 및 이너패널(11)(12)을 작업 로봇(160)으로 전달하는 작업을 원활히 수행할 수 있다.
결합 유닛(150)에 의해 아우터 패널(11)에 이너패널(12)을 결합시키는 과정을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 언로딩 로봇(110)은 아우터패널(11) 상에 이너패널(12)이 겹쳐져 놓일 수 있게 아우터패널(11)을 위치시켜 대기한다. 이송 로봇(151)은 제3 행거(152)로 이너패널(12)을 파지한다. 이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 이송 로봇(151)은 이너패널(12)을 반전시켜, 결합 로봇(156)에 장착된 제2 행거(141)에 파지되도록 위치시킨다. 그러면, 결합 로봇(156)은 제2 행거(141)로 이너패널(12)을 파지한다. 그러면, 이송 로봇(151)은 제3 행거(152)로부터 이너패널(12)을 분리한다. 이후, 이송 로봇(151)은 제3 행거(152)를 이너패널 적재부(130) 쪽으로 이동시킨다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 결합 로봇(156)은 제2 행거(141)로 파지된 이너패널(12)을 제1 언로딩 로봇(110)에 의해 제1 행거(121)로 파지된 아우터패널(11) 상에 겹쳐지게 놓아서 결합시키고, 제2 행거(141)로 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지한다. 그러면, 제1 언로딩 로봇(110)은 제1 행거(121)로부터 아우터 패널(11)을 분리한다. 이후, 결합 로봇(156)은 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지한 제2 행거(141)를 작업 로봇(160) 쪽으로 이동시키고, 제1 언로딩 로봇(110)은 제1 행거(121)를 제1 행거 적재부(120) 쪽으로 이동시킨다.
다시 도 1을 참조하면, 작업 로봇(160)은 결합 로봇(156)으로부터 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지한 제2 행거(141)를 전달받는다. 작업 로봇(160)은 아우터 및 이너패널(11)(12)을 함께 파지한 제2 행거(141)를 암 선단에 장착해서 작업을 수행한 후, 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 분리해서 거치한다.
예컨대, 작업 로봇(160)은 다수 개로 마련될 수 있다. 이 경우, 작업 로봇(160)들은 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 각각의 암 선단에 순차적으로 장착한 후, 작업 툴들에 대해 아우터 및 이너패널(11)(12)을 각각 이동시켜가며 작업을 수행할 수 있다. 예컨대, 아우터 및 이너패널(11)(12)은 용접 툴에 의해 결합 부위가 용접 처리될 수 있고, 타각 툴에 의해 타각 처리될 수 있다. 작업 로봇(160)들 사이에는 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 거치할 수 있는 거치대(101)가 마련될 수 있다.
제2 언로딩 로봇(170)은 아우터 및 이너패널(11)(12)을 파지한 제2 행거(141)를 작업 로봇(160)으로부터 전달받아 암 선단에 장착해서 아우터 및 이너패널(11)(12)을 제2 행거(141)로부터 분리한 후, 아우터 및 이너패널(11)(12)이 분리된 제2 행거(141)를 암 선단으로부터 분리해서 제2 행거 적재부(140)로 반출한다. 이때, 제2 언로딩 로봇(170)은 제2 행거(141)로부터 아우터 및 이너패널(11)(12)을 분리하면서 배출대(103)에 거치시킬 수 있다. 배출대(103)가 복수 개로 나란히 배열되는 경우, 제2 언로딩 로봇(170)은 슬라이드 이동장치(102)에 의해 배출대(103)들에 나란하게 슬라이드 이동함으로써, 아우터 및 이너패널(11)(12)을 배출대(103)들에 원활히 배출할 수 있다. 제2 행거 적재부(140)로 반출된 제2 행거(141)는 결합 로봇(156) 쪽으로 복귀될 수 있다. 이를 위해, 제2 행거 적재부(140)에는 제1 행거 적재부(120)의 복귀 기구와 같은 복귀 기구가 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이, 아우터패널(11), 이너패널(12)을 제1,2,3 행거(121)(141)(152)에 의해 파지한 상태로 제1 언로딩 로봇(110), 이송 로봇(151), 결합 로봇(156), 작업 로봇(160), 제2 언로딩 로봇(170) 등에 전달하며, 아우터패널(11)과 이너패널(12)을 결합하므로, 종래와 달리 아우터패널과 이너패널을 지지하기 위한 지그 장치 등이 생략될 수 있다. 이에 따라, 차체패널(10)의 변종에 유연하게 대처할 수 있다.
즉, 생산해야 할 차체패널(10)의 종류가 변경되는 경우, 변경된 차체패널(10)에 맞는 지그 장치의 교체 없이, 변경된 차체패널(10)에 맞게 마련된 제1,2,3 행거(121)(141)(152)만을 시스템에 교체 투입하면 되므로, 지그 장치를 이용하는 것에 비해, 교체 투자비가 저감될 수 있다. 또한, 제1,2,3 행거(121)(141)(152)를 이용함으로써, 지그 대비 로딩 타임, 클램핑 타임 등에서 사이클 타임이 단축될 수 있다. 따라서, 시스템 운영의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 시스템에서 제1,2,3 행거(121)(141)(152)를 제외한 부분을 공용화할 수 있으므로, 차체패널(10)의 변종에 따른 별도의 설비 투자를 최소화할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 일 예로서 제1 행거(121)는 행거 베이스(121a)와, 행거 베이스(121a)에 형성된 착탈부(121b)와, 행거 베이스(121a)에 설치되어 아우터패널(11)을 고정 또는 해제하는 복수의 클램핑 기구(121c)들을 포함할 수 있다.
착탈부(121b)는 제1 언로딩 로봇(110)의 암 선단과 장착 또는 분리되는 부분이다. 클램핑 기구(121c)는 실린더 등과 같은 구동장치로부터 힘이 가해지지 않으면 탄성부재의 탄성력에 의해 아우터패널(11)을 고정한 상태를 유지하고, 구동장치로부터 힘이 가해지면 아우터패널(11)을 해제하는 동작을 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 행거(121)는 제1 언로딩 로봇(110)으로부터 분리된 상태에서 아우터패널(11)을 파지한 상태를 유지할 수 있다. 제1 행거(121)가 제1 언로딩 로봇(110)에 장착된 상태에서, 클램핑 기구(121c)는 제1 언로딩 로봇(110)에 의해 해제 동작이 제어될 수 있다.
제2,3 행거(141)(152)는 제1 행거(121)와 유사하게 구성될 수 있다. 다만, 제2 행거(141)는 제1 행거(121)와 비교하여 아우터 및 이너패널(11)(12)의 파지 형태에 따라 파지 구조가 상이할 수 있다. 또한, 제3 행거(152)는 제1 행거(121)와 비교하여 이너패널(12)의 파지 형태에 따라 파지 구조가 상이할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 언로딩 로봇(110)은 제1 행거(121)의 착탈부(121b)와 장착 또는 분리될 수 있는 구조의 암 선단(110a)을 구비한다. 제1 언로딩 로봇(110)은 필요로 하는 동작을 수행할 수 있는 충분한 자유도를 갖도록 구성된다. 결합 로봇(156), 작업 로봇(160), 및 제2 언로딩 로봇(170)은 동일하게 구성되거나, 적어도 암 선단이 동일하게 구성되어 제2 행거(141)의 착탈부와 공히 장착 또는 분리될 수 있다. 그리고, 이송 로봇(151)은 제3 행거(152)의 착탈부와 장착 또는 분리될 수 있는 구조의 암 선단을 구비한다.
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.
11..아우터패널 12..이너패널
110..제1 언로딩 로봇 120..제1 행거 적재부
121..제1 행거 130..이너패널 적재부
140..제2 행거 적재부 141..제2 행거
150..결합 유닛 151..이송 로봇
152..제3 행거 156..결합 로봇
160..작업 로봇 170..제2 언로딩 로봇

Claims (3)

  1. 아우터패널을 파지한 제1 행거를 암 선단에 장착한 후, 아우터패널이 분리된 상기 제1 행거를 암 선단으로부터 분리해서 제1 행거 적재부로 반출하는 제1 언로딩 로봇;
    이너패널을 적재한 이너패널 적재부;
    제2 행거를 적재한 제2 행거 적재부;
    슬라이드 이동장치에 의해 상기 이너패널 적재부에 나란하게 슬라이드 이동하며, 암 선단에 제3 행거를 장착해서 상기 제3 행거로 상기 이너패널 적재부의 이너패널을 파지한 후 이송하는 이송 로봇; 및
    암 선단에 상기 제2 행거를 장착해서 상기 이송 로봇으로부터 상기 제2 행거로 이너패널을 전달받은 후, 상기 제1 언로딩 로봇으로부터 상기 제1 행거에 파지된 아우터패널을 전달받아 상기 제2 행거로 아우터 및 이너패널을 함께 파지하며, 아우터 및 이너패널을 파지한 상기 제2 행거를 암 선단으로부터 분리해서 거치대에 거치시키는 결합 로봇;
    을 포함하는 차체패널 결합 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    아우터 및 이너패널을 파지한 상기 제2 행거를 상기 결합 로봇으로부터 전달받아 암 선단에 장착해서 작업을 수행한 후, 아우터 및 이너패널을 파지한 상기 제2 행거를 분리해서 거치하는 작업 로봇; 및
    아우터 및 이너패널을 파지한 상기 제2 행거를 상기 작업 로봇으로부터 전달받아 암 선단에 장착해서 아우터 및 이너패널을 상기 제2 행거로부터 분리한 후, 아우터 및 이너패널이 분리된 상기 제2 행거를 암 선단으로부터 분리해서 상기 제2 행거 적재부로 반출하는 제2 언로딩 로봇;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체패널 결합 시스템.
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