KR102246793B1 - 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 장착 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템 에 관한 것으로서, 자동차 생산라인의 타이어 공급장치는, 입력 신호에 의해 수직 상태에서 수평 상태로 회전되고, 다시 수평 상태에서 수직 상태로 회전이 이루어지는 타이어 공급부; 상기 타이어 공급부에 의해 수평 상태로 이송되는 타이어를 픽업하여 리프팅하는 타이어 리프트부; 타이어 리프트부에 의해 리프팅되어 안착된 타이어에서 휠의 볼팅 홀에 너트를 안착시키는 너트 안착부를 포함하고, 타이어 자동장착 시스템은, 타이어 공급장치; 상기 타이어 공급장치에 의해 공급되는 타이어를 장착하고자 하는 차체를 일 방향으로 진행시키는 차체 이송부; 상기 차체 이송부에 의해 이송되는 차체를 리프팅시키는 차체 리프트부; 상기 차체 리프트부에 의해 리프팅된 차체에 타이어를 장착시키는 타이어 장착부; 상기 타이어 장착부가 픽업하도록 너트가 세팅된 타이어가 배치되는 타이어 픽업부; 및 상기 차체 이송부와 차체 리프트부와 타이어 장착부 및 타이어 픽업부에 각각 제어신호를 송신하여 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 장착 시스템{Apparatus for supply of tire in vehicle manufacturing line and mounting system of tire}

본 발명은 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 장착 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 생산라인에 적용되어 순차적으로 이송되어 오는 차체에 타이어를 자동으로 장착할 수 있도록 하기 위하여 타이어를 순차적으로 자동 공급함과 아울러 자동 공급되는 타이어를 차체에 자동으로 장착할 수 있도록 함으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화가 이루어지도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 장착 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 모든 양산라인 내에서 2 내지 3만여 개의 각종 부품을 조립 또는 용접공정을 통해 생산이 이루어지게 된다.

이와 같이 자동차를 생산하는 라인은, 통상적으로 차체를 구성하는 차체 라인과, 차체 표면의 색상을 표현하기 위한 도장 라인 및 완성된 차체 내부에 다양한 내장품을 조립 및 장착하기 위한 의장 라인으로 구분된다.

최근에는 의장 라인에서 내장품을 조립하기 위해서 차체를 이송용 대차에 안치하여 공급하고, 공급라인을 따라 차체가 이송되는 과정에서 각각의 파트에 맞는 제품을 로봇 등이 내부에 장착하게 되는 자동화 라인이 구축되어 있는 실정이다.

그러나, 종래에 타이어를 장착하기 위한 시스템은, 이송레일에서 롤러에 의해 활주할 수 있도록 체인블록을 설치하고, 이 체인블록의 하단에 너트체결 툴을 결합하여 구성되어 있는바, 차체가 공급되면 타이어를 공급받아 작업자가 수작업에 의해 휠 샤프트에 결합시키고, 너트를 너트체결 툴에 공급시킨 후, 작업자가 너트체결 툴을 이용하여 휠 볼트와 결합시키게 되는 등, 자동화가 이루어지지 않아 결국 생산성이 낮아지게 되는 문제점이 있었다.

특히, 상기한 바와 같이 차체에 타이어를 장착하는 작업이 수작업에 의해 이루어지게 되는바, 차체에 장착하고자 하는 타이어들 또한 작업자가 일일이 픽업하여 차체에 장착하여야 함으로써, 그 작업성이 낮아 결국 생산성이 더욱 낮아지게 되는 문제점이 있었다.

한국공개특허 10-2012-0013826호(2012.02.15.)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 적재되어 있는 다수의 타이어들을 작업자가 순차적으로 하나씩 굴려주면서 수직 방향으로 공급하고, 이와 같이 공급된 타이어를 수평 방향으로 회전시킨 상태에서 이동시킨 후, 휠의 볼팅 홀에 너트들이 안착되도록 하여 픽업 준비단계를 유지하도록 함으로써, 작업공수를 줄여 자동차 생산라인의 자동화가 이루어지도록 하여 결국 생산성을 향상시킬 수 있는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 자동차 생산라인에 적용되어 순차적으로 이송되어 오는 차체에 상기와 같이 순차적으로 자동 공급되는 타이어를 차체에 자동으로 장착할 수 있도록 함으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화가 이루어지도록 하여 결국 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치는, 입력 신호에 의해 수직 상태에서 수평 상태로 회전되고, 다시 수평 상태에서 수직 상태로 회전이 이루어지는 타이어 공급부; 상기 타이어 공급부에 의해 수평 상태로 이송되는 타이어를 픽업하여 리프팅하는 타이어 리프트부; 타이어 리프트부에 의해 리프팅되어 안착된 타이어에서 휠의 볼팅 홀에 너트를 안착시키는 너트 안착부를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 타이어 공급부는, 구동수단에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지되, 내부에 타이어 수용 공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버의 대향되는 양 측면에 설치되는 복수의 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러와, 상기 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러 중, 어느 하나의 가이드 롤러 사이에 배치되는 복수의 구동 롤러와, 상기 제1 가이드 롤러와 제2 가이드 롤러가 설치된 양 측면과 교차되는 어느 일 면에 설치되고 제어신호에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지는 개폐 롤러를 포함하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 타이어 공급부는, 타이어가 챔버 내부의 수용 공간으로 인입될 때, 상기 개폐 롤러가 하부 면을 이루고, 상기 어느 하나의 가이드 롤러와 구동 롤러는 후면을 이루며, 다른 하나의 가이드 롤러는 전면을 이루되, 상기 타이어에서 휠의 볼팅 홀이 형성된 면이 상기 전면에 위치하도록 상기 챔버 내부의 수용 공간으로 인입시킬 수 있다.

이 경우, 상기 타이어 공급부가 수평으로 회전된 상태에서, 상기 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러는 상면 또는 하면을 이루고, 제어 신호에 의해 상승 또는 하강이 이루어지고, 상기 개폐 롤러는 전면을 이루어 제어 신호에 의해 회전하여 개방이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템은, 상기한 구성의 타이어 공급장치; 상기 타이어 공급장치에 의해 공급되는 타이어를 장착하고자 하는 차체를 일 방향으로 진행시키는 차체 이송부; 상기 차체 이송부에 의해 이송되는 차체를 리프팅시키는 차체 리프트부; 상기 차체 리프트부에 의해 리프팅된 차체에 타이어를 장착시키는 타이어 장착부; 상기 타이어 장착부가 픽업하도록 너트가 세팅된 타이어가 배치되는 타이어 픽업부; 및 상기 차체 이송부와 차체 리프트부와 타이어 장착부 및 타이어 픽업부에 각각 제어신호를 송신하여 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 차체 리프트부는, 상기 차체 이송부와 나란한 방향으로 이동이 이루어지도록 이송 레일을 포함하고, 상기 이송 레일의 일 측에는 상기 차체 리프트부가 위치한 경우 이를 감지하여 상기 제어부로 신호를 송신함에 따라 상기 차체 리프트부가 차체에 대한 리프팅을 해제하도록 하는 위치 감지부가 설치될 수 있다.

또한, 상기 타이어 장착부는, 상기 제어부의 입력 신호에 의해 회전 및 관절 운동이 이루어지는 로봇 암과, 상기 로봇 암의 선단 측에 설치되어 상기 제어부의 입력 신호에 의해 상기 타이어 픽업부로부터 세팅된 타이어를 픽업하고, 차체의 휠 샤프트에 대하여 타이어를 장착시키는 타이어 장착 툴을 포함하되, 상기 타이어 장착 툴은, 상기 제어부의 입력 신호에 의해 확장 또는 수축되면서 타이어를 파지하는 파지부와, 타이어의 픽업 및 운반 과정에서 타이어의 휠에 세팅된 너트의 위치를 고정시키고, 상기 너트를 휠 샤프트로부터 돌출되게 형성된 휠 볼트와 체결시키는 너트 체결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 타이어 장착 툴을 이용하여 타이어를 차체의 휠 샤프트에 장착시킬 때, 상기 휠 샤프트의 정확한 위치를 검출하여 상기 제어부에 신호를 송신함에따라 정확한 위치에서 타이어의 장착이 이루어지도록 하는 포토 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템에 의하면, 적재되어 있는 다수의 타이어들을 작업자가 순차적으로 하나씩 굴려주면서 수직 방향으로 공급하되, 이와 같이 공급된 타이어가 수평 방향으로 회전된 상태에서 이동된 후, 휠의 볼팅 홀에 너트들이 안착되어 픽업 준비단계를 유지하게 됨으로써, 작업공수가 줄어들어 자동차 생산라인의 자동화가 이루어지게 되는바, 결국 생산성이 크게 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템에 의하면, 자동차 생산라인에 적용되어 순차적으로 이송되어 오는 차체에 상기와 같이 순차적으로 자동 공급되는 타이어가 역시 자동으로 장착됨으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화가 이루어지게 되어 결국 생산성이 크게 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 도 1에서 타이어 공급부가 수직을 이룬 상태를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 타이어 공급부가 회전하여 수평을 이룬 상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치에 의해 타이어가 공급되는 과정을 순차적으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템 구성을 개략적으로 도시한 평면도.
도 6 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템에 의해 타이어를 차체의 휠 샤프트에 장착시키는 과정을 순차적으로 도시한 일부 사시도.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템에서, 타이어 장착부의 구성을 도시한 사시도.
도 15는 도 14의 타이어 장착부에 의해 타이어가 차체의 휠 샤프트에 장착되는 상태를 도시한 측면 구성도.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템의 제어관계를 나타낸 블록도.
도 17은 도 16에서 타이어 장착부의 구성을 나타낸 블록도.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 과정을 순차적으로 도시한 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에서 타이어 공급부가 수직을 이룬 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 타이어 공급부가 회전하여 수평을 이룬 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치에 의해 타이어가 공급되는 과정을 순차적으로 도시한 블록도이다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치는, 입력 신호에 의해 수직 상태에서 수평 상태로 회전되고, 다시 수평 상태에서 수직 상태로 회전이 이루어지는 타이어 공급부(50)와, 이 타이어 공급부(50)에 의해 수평 상태로 이송되는 타이어를 픽업하여 리프팅하는 타이어 리프트부(60)와, 타이어 리프트부(60)에 의해 리프팅되어 안착된 타이어에서 휠의 볼팅 홀에 너트를 안착시키는 너트 안착부(70)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 너트 안착부(70)에 타이어가 안착되고, 안착된 타이어의 휠에 형성된 복수의 볼팅 홀들에 대하여 각각 너트들이 안착되면, 너트 안착부(70)는 후술되는 타이어 픽업부의 기능을 수행하게 된다.

타이어 공급부(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 후술되는 제어부(600)의 입력 신호에 의해 수직 상태를 이루다가 수평 상태로 회전이 이루어지고, 또한 수평 상태를 이루다가 수직 상태로 회전이 이루어지게 된다.

이러한 타이어 공급부(50)는, 구동수단에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지되, 내부에 타이어 수용 공간이 형성된 챔버(52)와, 이 챔버(52)의 대향되는 양 측면에 설치된 복수의 제1 가이드 롤러(54) 및 제2 가이드 롤러(56)와, 제1 가이드 롤러(54) 및 제2 가이드 롤러(56)들 중, 어느 하나의 가이드 롤러 사이에 배치되는 복수의 구동 롤러(57)와, 상기 제1 가이드 롤러(54)와 제2 가이드 롤러(56)가 설치된 양 측면과 교차되는 어느 일 면에 설치되고 제어신호에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지는 개폐 롤러(58)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성될 수 있는 타이어 공급부(50)는, 타이어가 공급될 때 수직 상태를 이루도록 회전이 이루어진 상태가 되며, 이에 따라 개폐 롤러(58)는 하부 쪽에 위치하게 되고, 복수의 제1 가이드 롤러(54)와 제2 가이드 롤러(56)는 전면 및 후면 쪽에 위치하게 된다.

참고로, 본 발명의 실시 예에서는 제1 가이드 롤러(54)가 설치된 면이 전면을 이루고, 제2 가이드 롤러(56)가 설치된 면이 후면을 이루되, 제2 가이드 롤러(56) 사이에 구동 롤러(57)가 배치된 것을 일 예로 설명하기로 한다.

이 때, 타이어 공급부(50)의 챔버(52)가 제어부(600)의 입력 신호에 의해 90도 각도로 회전하게 되면, 개폐 롤러(58)가 전면 측에 위치하게 되고, 제2 가이드 롤러(56)와 구동 롤러(57)는 하부 면을 이루도록 위치하게 되며, 제1 가이드 롤러(54)는 상부 면을 이루도록 위치하게 되는데, 이에 대한 작동관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어가 공급되기 전에는 타이어 공급부(50)가 수직 상태를 이루며, 이에 따라 앞서 설명한 바와 같이, 개폐 롤러(58)는 하부 면을 이루는 위치에 배치되고, 제1 가이드 롤러(54)는 전면을 이루는 위치에 배치되며, 제2 가이드 롤러(56)와 구동 롤러(57)는 후면을 이루는 위치에 배치된다.

이 상태에서, 작업자는 타이어에서 휠의 볼팅 홀이 형성된 쪽을 전면으로 배치시킨 후, 타이어 공급부(50)의 챔버(52)를 향해 굴려주어 타이어가 타이어 공급부(50)의 챔버(52) 내 수용 공간으로 인입되도록 한다.

타이어는 원형으로 이루어짐으로써, 구름작용에 의해 이동이 이루어지는 것인바, 휠의 볼팅 홀이 형성된 쪽을 전면 쪽으로 배치시킨 상태에서 타이어 공급부(50)의 챔버(52) 내 수용 공간으로 굴려주면, 타이어가 구르면서 용이하게 타이어 공급부(50)의 챔버(52) 내 수용 공간으로 인입이 이루어지게 된다.

따라서, 종래에서와 같이 작업자가 일일이 타이어를 들어 운반시키지 않고 간단히 굴려주면서 공급하게 되는바, 그 작업공수가 줄어 들게 되어 결국 작업성이 크게 향상될 수 있다.

여기서, 작업자가 타이어를 굴려서 타이어 공급부(50)의 챔버(52) 내 수용 공간에 타이어가 인입되는 순간, 타이어는 타이어 공급부(50)의 양 측면에 배치되는 제1 가이드 롤러(54) 및 제2 가이드 롤러(56)의 안내에 의해 보다 용이하게 타이어 공급부(50)의 챔버(52) 내 수용 공간으로 인입이 이루어질 수 있게 된다.

이 때, 개폐 롤러(58)는 하면 측에 위치하게 됨으로써, 타이어를 지지하는 기능을 수행하게 된다.

이와 같이, 타이어 공급부(50)에 타이어가 공급되면 타이어 공급부(50)는 제어신호에 의해 90도 각도로 회전하여 수평 상태를 이루게 된다.

타이어 공급부(50)가 회전하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 제1 가이드 롤러(54)는 상면 측에 위치되고, 제2 가이드 롤러(56) 및 구동 롤러(57)는 하면 측에 위치되며, 개폐 롤러(58)는 전면 측에 위치하게 된다.

따라서, 타이어 공급부(50)의 회전에 의해 휠의 볼팅 홀은 상면을 이루게 되며, 이와 같이 타이어 공급부(50)의 회전이 이루어져서 수평을 이룬 상태가 되면, 제어부(600)의 제어신호에 의해 개폐 롤러(58)를 구동시켜서 90도 각도로 회전되도록 하여 개방이 이루어지도록 하고, 이와 동시에 제1 가이드 롤러(54) 및 제2 가이드 롤러(56)는 공압 또는 유압에 의해 상승 및 하강이 이루어지도록 한 후, 구동 롤러(57)가 제어신호에 의해 구동이 이루어지도록 한다.

이에, 타이어는 휠의 볼팅 홀이 상면을 이룬 상태에서, 개폐 롤러(58)가 회전하여 개방된 전면 방향으로 이동이 이루어지게 된다. 즉, 구동 롤러(57)의 구동에 의해 개방된 전면 방향으로 이동이 이루어지게 된다.

이와 같이, 수평 방향으로 이동된 타이어는 타이어 리프트부(60)에 의해 리프팅되어 너트 안착부(70)에 이동하여 안착이 이루어지고, 이 너트 안착부(70)에 안착된 타이어는, 별도의 지그에 의해 휠의 볼팅 홀에 각각 너트가 안착이 이루어지게 된다.

따라서, 너트 안착부(70)에 안착되어 휠의 볼팅 홀에 너트가 안착된 타이어는 후술되는 타이어 장착부에 의해 픽업된 후, 차체의 휠 샤프트에 장착이 이루어지게 되는바, 너트 안착부(70)에 타이어가 안착되고 타이어 휠의 볼팅 홀에 너트가 안착되면 후술되는 타이어 픽업부의 기능을 수행하게 되는데, 이의 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템에 의해 타이어를 차체의 휠 샤프트에 장착시키는 과정을 순차적으로 도시한 일부 사시도이다.

또한, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템에서, 타이어 장착부의 구성을 도시한 사시도이고, 도 15은 도 14의 타이어 장착부에 의해 타이어가 차체의 휠 샤프트에 장착되는 상태를 도시한 측면 구성도이다.

또한, 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템의 제어관계를 나타낸 블록도이고, 도 17은 도 16에서 타이어 장착부의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5 내지 도 13 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템(100)은, 타이어(T)를 장착하고자 하는 차체(10)를 일 방향으로 진행시키는 대차 등의 차체 이송부(200)와, 이 차체 이송부(200)에 의해 이송되는 차체(10)를 입력신호에 의해 리프팅시키는 차체 리프트부(300)와, 이 차체 리프트부(300)에 의해 리프팅 된 차체(10)에 입력신호에 의해 타이어(T)를 장착시키는 타이어 장착부(500) 및 너트가 세팅된 타이어(T)가 공급되어 타이어 장착부(500)에 의해 타이어(T)가 픽업되는 타이어 픽업부(400)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

도 5을 살펴보면, 차체(10)를 일 방향으로 진행시키는 대차 등의 차체 이송부(200)를 중심으로 양측에 대향되게 각각 차체 리프트부(300)와, 타이어 장착부(500) 및 타이어 픽업부(400)가 배치될 수 있다.

다만, 도 2 내지 도 9에서는 차체 이송부(200) 구성을 배제한 상태에서, 일측에만 차체 리프트부(300)와, 타이어 장착부(500) 및 타이어 픽업부(400)가 구비된 것으로 도시하여 설명하기로 하나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 도 1과 같이 차체 이송부(200)를 중심으로 차체 리프트부(300)와 타이어 장착부(500) 및 타이어 픽업부(400)가 각각 배치됨은 자명한 것임을 밝혀둔다.

도 6 및 도 7은 차체 이송부(200)에 의해 차체(10)가 타이어 장착을 위하여 이송되는 상태를 도시한 것으로서, 이 경우 타이어 장착부(500)는 타이어 픽업부(400)에 세팅된 타이어를 픽업하여 준비하게 된다.

여기서, 타이어 장착부(500)는, 제어부(600)의 제어 신호에 의해 회전 및 관절 운동이 이루어지는 로봇 암(502)과, 이 로봇 암(502)의 선단에 설치되는 타이어 체결 툴을 포함하여 구성될 수 있는데, 타이어 체결 툴의 상세한 구성 및 작동 관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

이와 같이, 타이어 장착부(500)가 타이어 픽억부로부터 타이어를 픽업한 상태에서, 차체 이송부(200)에 의해 차체(10)가 타이어 장착 위치에 도달하게 되면, 차체 리프트부(300)는 제어부(600)의 입력 신호에 의해 작동하여 차체 이송부(200)에 의해 이송되는 차체(10)를 일정 높이만큼 리프팅 시키게 된다.

이 때, 차체 리프트부(300)는 이송 레일(320)을 따라 차체 이송부(200)의 이동 방향으로 따라 나란하게 이동을 할 수 있게 된다.

즉, 차체 리프트부(300)는 이송 레일(320)을 따라 차체 이송부(200)와 동일한 속도로 이동이 이루어질 수 있고, 차체(10)에 타이어가 모두 장착된 위치 즉 이송 레일(320)의 선단측에 위치하게 되면 제어부(600)의 입력 신호에 의해 차체(10)에 대한 리프팅을 해제한 후, 이송 레일(320)을 따라 원 상태의 위치로 이동하여 다음 차체(10)의 리프팅을 준비하게 된다.

여기서, 이송 레일(320)의 선단 측에는 차체 리프트부(300)의 위치를 감지하여 제어부(600)에 입력 신호를 송신하기 위한 위치 감지부(330)가 설치될 수 있는데, 이의 작동 관계는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 차체 리프트부(300)는, 제어부(600)의 입력 신호에 의해 전방으로 전진하여 차체(10)의 하부를 지지하면서 리프팅 하도록 하는 리프팅 블록(310)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 차체 리프트부(300)에 의해 차체(10)가 소정 높이만큼 리프트 된 상태에서 차체 이송부(200)에 의해 설정 속도로 이동할 때, 타이어 장착부(500)는 도 8에 도시된 바와 같이, 차체(10)의 전륜 측 휠 샤프트에 타이어를 장착시키게 된다.

차체(10)의 전륜 측 휠 샤프트에 대하여 타이어의 장착이 완료되고, 차체(10)가 차체 이송부(200) 및 차체 리프트부(300)에 의해 설정 속도로 계속해서 진행할 때, 타이어 장착부(500)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(600)의 입력 신호에 의해 다시 타이어 픽업부(400)로부터 타이어를 픽업한 후, 차체(10)의 후륜 측 휠 샤프트에 타이어를 장착시키게 된다.

이와 같이, 어느 하나의 차체(10)에 대하여 전륜 및 후륜에 각각 타이어를 장착시킨 이후에, 타이어 장착부(500)는 계속해서 제어부(600)의 입력 신호에 의해 다시 타이어 픽업부(400)로부터 타이어를 픽업한 후, 차체 이송부(200)에 의해 이송되는 다음 차체(10)에 타이어를 장착시키는 준비를 하게 된다.

이 때, 타이어 리프트부는 이송 레일(320)의 선단 측으로 이동한 상태가 되며, 위치 감지부(330) 위치로 이동하게 되면, 위치 감지부(330)에 의한 입력 신호에 의해 제어부(600)가 차체 리프트부(300)에 대한 리프팅을 해제 신호를 인가하게 된다.

따라서, 차체 리프트부(300)는 도 12에 도시된 바와 같이, 타이어 장착이 완료된 차체(10)에 대한 리프팅을 해제한 후, 도 13에 도시된 바와 같이 이송 레일(320)을 따라 원 위치로 복귀하여 다음 차체(10)의 리프팅 준비 단계에 돌입하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템(100)은 상기한 작동 과정을 계속 반복함에 따라 차체 이송부(200)에 의해 순차적으로 이송되는 차체(10)들에 대하여 타이어를 자동으로 장착시킬 수 있게 됨으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화를 이루어 결국 생산성이 크게 향상될 수 있다.

한편, 타이어 장착부(500)는 제어부(600)의 입력 신호에 의해 회전 및 관절 운동이 이루어지는 로봇 암(502)과, 이 로봇 암(502)의 선단 측에 설치되어 제어부(600)의 입력 신호에 의해 타이어 픽업부(400)에 세팅된 타이어를 픽업하고, 차체(10)의 휠 샤프트에 대하여 타이어를 장착시키기 위한 타이어 장착 툴(510)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

이러한 타이어 장착 툴(510)에는, 도 14 및 도 15, 도 17에 도시된 바와 같이, 제어부(600)의 입력 신호에 의하여 실린더(530)가 확장 또는 수축됨에 따라 타이어를 파지할 수 있는 파지부(520)와, 타이어의 픽업 및 운반 과정에서 타이어의 휠에 세팅된 너트들의 위치를 고정시키고 너트들을 휠 샤프트로부터 돌출되게 형성된 휠 볼트와 체결시키는 너트 체결부(540)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 타이어 장착 툴(510)은 타이어 장착부(500)가 타이어를 픽업한 상태에서 차체(10)의 휠 샤프트에 대하여 타이어를 장착시킬 때, 휠 샤프트의 정확한 위치를 검출하여 정확한 위치에서 장착이 이루어지도록 하기 위한 포토 센서(504)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

즉, 차체(10)는 차체 이송부(200) 및 차체 리프트부(300)에 의해 일정 속도로 이동을 하고 있는 상태이고, 또한 휠 샤프트로부터 복수의 휠 볼트가 방사 상으로 돌출되어 형성되어 있는바, 타이어 장착부(500)의 타이어 장착 툴(510)에는 이동하는 휠 샤프트의 정확한 위치를 검출하여 이 신호를 제어부(600)로 송신하기 위한 포토 센서(504)를 더 포함하게 된다.

따라서, 포토 센서(504)가 타이어를 장착하고자 하는 휠 샤프트의 위치를 검출하여 제어부(600)로 신호를 송신하게 되면, 제어부(600)는 포토 센서(504)로부터 송신된 신호에 의해 타이어 장착부(500)의 로봇 암(502)을 구동시키고, 이와 동시에 타이어 장착 툴(510)을 회전시키면서 타이어에 세팅된 너트들을 휠 볼트들과 정렬되게 위치시킨 상태에서 타이어를 휠 샤프트에 대하여 안착시키게 된다.

이와 같이, 휠 샤프트에 대하여 타이어가 정확한 위치에 안착시킨 후, 제어부(600)는 다시 너트 체결부(540)에 구동신호를 인가함으로써, 복수의 너트들을 휠 볼트에 대하여 체결시킴으로써, 타이어의 장착을 완료하게 된다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 과정을 도시한 순서도로서, 도 4 및 도 18을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템의 작동과정을 다시 한 번 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 작업자가 타이어를 굴려서 타이어 공급장치의 타이어 공급부(50)에 공급하는 단계(S10)를 수행하고, 타이어가 공급된 타이어 공급부(50)를 수평 회전시키는 단계(S20)를 수행하며, 타이어를 수평 이송하는 단계(S30)를 수행한다.

이 때, 타이어의 휠에 형성된 볼팅 홀이 상면을 이루도록 함은 물론이다.

이와 같이 이송된 타이어는 타이어 리프트부(60)에 의해 리프링되어 너트 안착부(70)에 안착되는 단계(S40)를 수행하고, 너트 안착부(S40)에 안착된 타이어의 휠에서 각 볼팅 홀들에 너트를 안착하는 단계(S50)를 수행함으로써, 타이어이 픽업(S60)이 이루어지도록 한다.

한편, 타이어를 장착하고자 하는 차체(10)를 차체 이송부(200)에 의해 순차적으로 이송시키는 단계(S100)를 수행한다.

다음에, 타이어를 장착하고자 하는 차체(10)를 차체 리프트부(300)에 의해 리프팅시키는 단계(S200)를 수행하고, 타이어 장착부(500)는 타이어 픽업부(400)에 세팅된 타이어를 픽업하는 단계(S300)를 수행한다.

다음에, 타이어 장착부(500)가 타이어를 픽업한 상태로 구동하여 타이어 장착 위치를 세팅하는 단계(S400)를 수행한 후, 타이어를 차체(10)의 휠 샤프트에 장착시킨 다음 너트를 휠 볼트에 대하여 체결하는 단계(S500)를 수행함으로써, 차체(10)에 대하여 타이어를 자동 장착시킨다.

이와 같이, 차체(10)에 대하여 타이어가 장착이 완료되면, 차체 리프트부(300)는 차체(10)에 대한 리프팅을 해제하는 단계(S600)를 수행한 후, 원 상태로 복귀하여 다음 차체(10)에 대한 타이어 장착 준비 단계에 돌입한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 생산라인의 타이어 공급장치 및 타이어 자동장착 시스템(100)에 의하면, 자동차 생산라인에 적용되어 순차적으로 이송되어 오는 차체(10)에 타이어(T)가 자동으로 장착됨으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화가 이루어지게 되어 결국 생산성이 크게 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

특히, 자동차 생산라인에 적용되어 순차적으로 이송되어 오는 차체(10)에 상기와 같이 순차적으로 자동 공급되는 타이어(T)가 역시 자동으로 장착됨으로써, 자동차 생산라인의 전체적인 자동화가 이루어지게 되어 결국 생산성이 크게 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 차체 T : 타이어
50 : 타이어 공급부 52 : 챔버
54 : 제1 가이드 롤러 56 : 제2 가이드 롤러
57 : 구동 롤러 58 : 개폐 롤러
60 : 타이어 리프트부 70 : 너트 안착부
100 : 타이어 자동장착 시스템 200 : 차체 이송부
300 : 차체 리프트부 310 : 리프팅 블록
320 : 이송 레일 330 : 위치 감지부
400 : 타이어 픽업부 500 : 타이어 장착부
502 : 로봇 암 504 : 포토 센서
510 : 타이어 장착 툴 520 : 파지부
530 : 실린더 540 : 너트 체결부
600 : 제어부

Claims (8)

1. 입력 신호에 의해 수직 상태에서 수평 상태로 회전되고, 다시 수평 상태에서 수직 상태로 회전이 이루어지는 타이어 공급부;
   상기 타이어 공급부에 의해 수평 상태로 이송되는 타이어를 픽업하여 리프팅하는 타이어 리프트부;
   타이어 리프트부에 의해 리프팅되어 안착된 타이어에서 휠의 볼팅 홀에 너트를 안착시키는 너트 안착부를 포함하되,
   상기 타이어 공급부는,
   구동수단에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지되, 내부에 타이어 수용 공간이 형성된 챔버와,
   상기 챔버의 대향되는 양 측면에 설치되는 복수의 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러와,
   상기 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러 중, 어느 하나의 가이드 롤러 사이에 배치되는 복수의 구동 롤러와,
   상기 제1 가이드 롤러와 제2 가이드 롤러가 설치된 양 측면과 교차되는 어느 일 면에 설치되고 제어신호에 의해 90도 각도로 회전이 이루어지는 개폐 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 타이어 공급부는,
   타이어가 챔버 내부의 수용 공간으로 인입될 때,
   상기 개폐 롤러가 하부 면을 이루고,
   상기 어느 하나의 가이드 롤러와 구동 롤러는 후면을 이루며, 다른 하나의 가이드 롤러는 전면을 이루되,
   상기 타이어에서 휠의 볼팅 홀이 형성된 면이 상기 전면에 위치하도록 상기 챔버 내부의 수용 공간으로 인입시키는 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 타이어 공급부가 수평으로 회전된 상태에서,
   상기 제1 가이드 롤러 및 제2 가이드 롤러는 상면 또는 하면을 이루고, 제어 신호에 의해 상승 또는 하강이 이루어지고,
   상기 개폐 롤러는 전면을 이루어 제어 신호에 의해 회전하여 개방이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 공급장치.
   
5. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4 중, 어느 하나의 청구항에 기재된 타이어 공급장치;
   상기 타이어 공급장치에 의해 공급되는 타이어를 장착하고자 하는 차체를 일 방향으로 진행시키는 차체 이송부;
   상기 차체 이송부에 의해 이송되는 차체를 리프팅시키는 차체 리프트부;
   상기 차체 리프트부에 의해 리프팅된 차체에 타이어를 장착시키는 타이어 장착부;
   상기 타이어 장착부가 픽업하도록 너트가 세팅된 타이어가 배치되는 타이어 픽업부; 및
   상기 차체 이송부와 차체 리프트부와 타이어 장착부 및 타이어 픽업부에 각각 제어신호를 송신하여 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 차체 리프트부는,
   상기 차체 이송부와 나란한 방향으로 이동이 이루어지도록 이송 레일을 포함하고,
   상기 이송 레일의 일 측에는 상기 차체 리프트부가 위치한 경우 이를 감지하여 상기 제어부로 신호를 송신함에 따라 상기 차체 리프트부가 차체에 대한 리프팅을 해제하도록 하는 위치 감지부가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템.
   
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서,
   상기 타이어 장착부는,
   상기 제어부의 입력 신호에 의해 회전 및 관절 운동이 이루어지는 로봇 암과,
   상기 로봇 암의 선단 측에 설치되어 상기 제어부의 입력 신호에 의해 상기 타이어 픽업부로부터 세팅된 타이어를 픽업하고, 차체의 휠 샤프트에 대하여 타이어를 장착시키는 타이어 장착 툴을 포함하되,
   상기 타이어 장착 툴은,
   상기 제어부의 입력 신호에 의해 확장 또는 수축되면서 타이어를 파지하는 파지부와,
   타이어의 픽업 및 운반 과정에서 타이어의 휠에 세팅된 너트의 위치를 고정시키고, 상기 너트를 휠 샤프트로부터 돌출되게 형성된 휠 볼트와 체결시키는 너트 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 타이어 장착 툴을 이용하여 타이어를 차체의 휠 샤프트에 장착시킬 때,
   상기 휠 샤프트의 정확한 위치를 검출하여 상기 제어부에 신호를 송신함에따라 정확한 위치에서 타이어의 장착이 이루어지도록 하는 포토 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 생산라인의 타이어 자동장착 시스템.
   

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