KR102292196B1 - 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템을 제공하게 된다.
본 발명을 통해, 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템을 제공하게 된다.
Description
본 발명은 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 휠 캐리어는 차축을 고정 및 지지하여 주행성능과 승차감을 향상시키기 위하여 차체 뒷바퀴 부분에 장착되는 중요 부품으로, 킹핀, 브레이크 모듈, 샤프트 등으로 구성되는 결합부위 부품으로 강성 확보와 진동에 우수하게 제작되어야 한다.
현재 자동차시장의 기술동향은 경량화, 고연비, 환경문제 등에 따라 다양한 방법들을 이용하여 기술개발이 이루어지고 있으며, 이에 따라 휠 캐리어 제품은 현재 주철로 생산되고 있는 제품에서 알루미늄을 이용하여 경량화 추세로 변화하고 있다.
따라서, 자동차 시장의 기술흐름에 따라 알루미늄 Wheel Carrier에 대한 가공기술 확보와 자동화 생산 라인 구축이 매우 시급한 현실이다.
국내 자동차산업의 기본 구조는 1,2차 부품업체에서 가공, 주조 등 제조기술을 통해 부품을 제조하고, 상위 모듈업체에서 완성차 메이커로 납품되는 구조이다.
자동차 부품 제조업체의 성격상 독자적인 제품 개발을 통해 제품화를 이루어 매출액을 증대시키기는 것은 어려운 실정이며, 완성차 메이커의 기술동향 흐름에 따라 생산 시스템 및 구조가 지속적으로 변화하여야 한다.
즉, 제품의 소재 변경 및 가공공정의 변화에 따른 라인의 전면 교체화 및 알루미늄 Wheel Carrier에 대한 전용 생산 라인 구축이 시급한 현실이다.
미국, 일본, EU 등의 기술 선진국에서는 수송기기에 대한 각종 규제 및 고갈되는 자원에 대응하기 위해 국가 지원 하에 차체 경량화 및 고효율 내연기관에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 국내에서도 고유가, 연비규제, 환경규제 등 글로벌 산업환경 변화로 에너지 효율 제고, 온실가스 저감 및 친환경화가 자동차 산업 패러다임의 주요 키워드로 부상하고 있으며 내연기관 중심의 자동차 산업 구조 개편의 필요가 대두되고 있다.
이에 따라 국내 완성차 제조기업에서는 기존 스틸의 강도를 향상시켜 두께를 저감하는 초고장력강 경량화 전략을 채택하여 엔진, 자동변속기 모듈 등의 제작에 들어가는 부품 중 일부를 알루미늄 소재로 제작하고 있으나 아직 차체는 그 사용 비중이 미미한 실정으로 추후 국내/외 연비규제 정책으로 인해 수송기기 경량화는 피할 수 없어 점차 사용 범위를 확대하고 있다.
또한, 동력 전달 장치 등에 점차 알루미늄, 마그네슘 등의 경량화 소재를 적용하기 위해 연구를 활발히 진행하고 있으며, 자동차 부품 중 현재 주철로 이루어진 Wheel Carrier에 알루미늄 소재를 적용하여 기존 부품 대비 약 40%의 경량화를 이룰 필요성이 있다.
따라서, 자동차 경량화를 위한 중대형 SUV 용 알루미늄 Wheel Carrier 자동화 생산 기술에 대한 시스템 개발이 필요하게 되었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 기존 수작업으로 진행되던 검사 방식을 In-Line 자동화 검사 시스템을 통해 알루미늄 Wheel Carrier의 효율적이고 균일한 품질확보를 이루고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템은,
알루미늄 휠을 알루미늄휠회전지그로 공급하기 위한 이송컨베이어부(100)와,
상기 이송컨베이어부에 의해 제공된 알루미늄 휠을 뒤집어주기 위한 알루미늄휠회전지그(200)와,
알루미늄휠회전지그에 의해 뒤집어진 알루미늄 휠의 절삭 테스트를 수행하기 위한 절삭테스트부(300)와,
상기 뒤집어진 알루미늄 휠을 합금소재성분분석부와 자동검사부로 제공하기 위한 로봇암(400)과,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠의 소재 성분을 분석하기 위한 합금소재성분분석부(500)와,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠을 검사하여 결함 여부를 판단하기 위한 자동검사부(600)와,
상기 자동검사부에 의해 검사된 결과가 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하기 위한 출하용컨베이어부(700)를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템은,
최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템을 제공하게 된다.
또한, 기존 수작업으로 진행되던 검사 방식을 In-Line 자동화 검사 시스템을 통해 알루미늄 Wheel Carrier의 효율적이고 균일한 품질확보를 제공하게 된다.
따라서, 빠르게 변화하는 자동차 산업에서 기술경쟁력 확보를 위해 수요처의 요구사항에 신속히 대응 가능하고 지속적인 품질향상과 생산능력을 보유할 수 있는 자동화 생산기술을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 알루미늄 휠 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 자동검사부에 의해 검사되는 포인트 위치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 실시간 공구 모니터링 System을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 자동검사부에 의해 검사되는 포인트 위치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 실시간 공구 모니터링 System을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템은,
알루미늄 휠을 알루미늄휠회전지그로 공급하기 위한 이송컨베이어부(100)와,
상기 이송컨베이어부에 의해 제공된 알루미늄 휠을 뒤집어주기 위한 알루미늄휠회전지그(200)와,
알루미늄휠회전지그에 의해 뒤집어진 알루미늄 휠의 절삭 테스트를 수행하기 위한 절삭테스트부(300)와,
상기 뒤집어진 알루미늄 휠을 합금소재성분분석부와 자동검사부로 제공하기 위한 로봇암(400)과,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠의 소재 성분을 분석하기 위한 합금소재성분분석부(500)와,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠을 검사하여 결함 여부를 판단하기 위한 자동검사부(600)와,
상기 자동검사부에 의해 검사된 결과가 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하기 위한 출하용컨베이어부(700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템의 전체 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템은,
알루미늄 휠을 알루미늄휠회전지그로 공급하기 위한 이송컨베이어부(100)와,
상기 이송컨베이어부에 의해 제공된 알루미늄 휠을 뒤집어주기 위한 알루미늄휠회전지그(200)와,
알루미늄휠회전지그에 의해 뒤집어진 알루미늄 휠의 절삭 테스트를 수행하기 위한 절삭테스트부(300)와,
상기 뒤집어진 알루미늄 휠을 합금소재성분분석부와 자동검사부로 제공하기 위한 로봇암(400)과,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠의 소재 성분을 분석하기 위한 합금소재성분분석부(500)와,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠을 검사하여 결함 여부를 판단하기 위한 자동검사부(600)와,
상기 자동검사부에 의해 검사된 결과가 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하기 위한 출하용컨베이어부(700)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
자동차 휠 캐리어(Wheel Carrier)는 휠과 차체를 연결하는 중요 부품으로, 킹핀을 중심으로 한 조향기능과 허브 휠 회전의 중심기능을 동시에 수행하며 각종 Link와 연결되어 차체 수직하중을 지지하는 자동차 조향장치의 핵심 부품이다.
최근 연비 문제와 환경 규제 강화에 의한 자동차 경량화가 필수 불가결하게 되었다.
자동차의 많은 구성요소에서 경량화가 이루어지고 있으며, 휠 캐리어도 경량화가 이루어지고 있다.
하지만 안전성, 단가, 제조상의 문제 등으로 인해 일부 소형 차량에만 적용되고 있었으나, 소재개발과 기술발전으로 인해 안전성 확보, 단가 및 제조공법의 발달로 중대형 SUV 용 캐리어의 제품화가 필요한 실정이다.
따라서, 상기와 같은 구축시스템을 통해 제품 단가 및 품질 확보를 통해 자동차 부품 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있게 된다.
구체적으로 설명하자면, 상기 이송컨베이어부(100)는 알루미늄 휠을 알루미늄휠회전지그로 공급하기 위한 기능을 제공하게 된다.
즉, 알루미늄 휠을 일정한 간격으로 일정한 시간에 따라 알루미늄휠회전지그로 제공하기 위한 것이다.
일반적으로 Wheel Carrier의 제조 순서는 제품 투입-가공 공정1(상면)-가공 공정2(하면)-검사-출하 순으로 이루어지며, 상면과 하면 양면이 가공이 진행되어야 하기 때문에 Wheel Carrier를 뒤집어주는 역할이 필요하다.
따라서, 알루미늄휠회전지그(200)를 구성함으로써, 상기 이송컨베이어부에 의해 제공된 알루미늄 휠을 뒤집어주게 되는 것이다.
그리고, 상기 절삭테스트부(300)는 알루미늄휠회전지그에 의해 뒤집어진 알루미늄 휠의 절삭 테스트를 수행하기 위한 기능을 제공한다.
즉, 휠 캐리어 전용 스페셜 툴을 이용하여 알루미늄 절삭 테스트를 진행하게 됨으로써, 툴링 및 절삭 시간을 최적화할 수 있게 된다.
그리고, 상기 로봇암(400)은 상기 뒤집어진 알루미늄 휠을 합금소재성분분석부와 자동검사부로 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.
이에 따라, 물류 이송 System을 통해 제품을 투입하고 전용 회전 Jig와 Robot Arm을 통해 자동화 Line을 제공할 수 있게 되어 휠 캐리어의 효율적 생산 및 품질 관리가 가능한 자동화 생산 Line을 제공할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 합금소재성분분석부(500)는 상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠의 소재 성분을 분석하기 위한 기능을 수행하게 된다.
그리고, 상기 자동검사부(600)는 상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠을 검사하여 결함 여부를 판단하기 위한 기능을 수행하게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 자동검사부(600)는 정량적 목표 항목을 평가하기 위하여 각 포인트(P1 ~ P11)를 검사하게 되며, 문제점 발생시, 이를 즉각적으로 알려주게 되는 것이다.
즉, 볼트 직각도, 베어링 홀 내경, 로암 내경, 트레일링 암 내경, 캘리퍼 높이차, 어퍼암 폭, Cycle Time, 검사 시스템 Cycle Time, Index Table 반복 정밀도 등을 검사하게 되는 것이다.
상기 볼트 직각도는 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급을 위하여 트레일링암에 볼트를 결합시켰을 때 3개 볼트의 직각도를 각각 측정하게 된다.(P1, P2, P3 볼트와 기준면 직각도 0.2 이하)
상기 베어링 홀 내경은 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급. 기준면 내경의 가공 공차를 측정하게 된다.(P4 내경 치수 범위 파이 97.05 ~ 97.15)
상기 로암 내경은 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급. 로암 내경의 가공 공차를 측정하게 된다.(P5 내경 치수 범위 파이 43.79 ~ 43.94)
상기 트레일링 암 내경은 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급. 트레일링 암 내경의 가공 공차를 측정하게 된다.(P6, P7, P8 내경 치수 범위 파이 12.2 ~ 12.24)
상기 캘리퍼 높이차는 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급. 캘리퍼 홀의 단차를 측정하게 된다.(P9, P10 높이차를 측정하여 산출)
상기 어퍼암 폭은 수요처 품질 관리법에 의거하여 공인인증기관의 공인시험 성적서 발급. 어퍼암의 폭 측정하게 된다.(P11 폭 범위 45.2 ~ 45.05)
상기 Cycle Time은 공인인증기관 입회하에 장비 1대(OP20) 기준으로 제품 1EA의 Loading부터 Unloading까지 소요된 시간을 10회 측정하여 평균값을 결과값으로 산출하게 된다.
상기 검사 시스템 Cycle Time은 공인인증기관의 입회하에 검사장비 1대 기준으로 제품 1EA의 Loading부터 Unloading까지 소요된 시간을 10회 측정하여 평균값을 결과값으로 산출하게 된다.
상기 Index Table 반복 정밀도는 임의의 각도를 선정하여 초기 원점에서 각도 구현 후 다시 원점 복귀를 하였을 때, 변형된 오차 값을 5회 이상 측정하여 최대 오차값을 결과값으로 산출하게 된다.
따라서, 휠 캐리어는 기존 주철(FCD50K)에서 알루미늄 합금(AC4CH)으로 소재가 변경되기 때문에 이에 따른 소재 분석을 수행하게 되는 것이며, 알루미늄 휠 캐리어 전용 Jig를 제작하여 제품 품질 향상을 도모하고, 가공부에 따른 Tool 최적화 및 가공 조건 최적화를 실시하여 고효율의 생산성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
일반적으로 알루미늄 휠 캐리어는 형상이 복잡하고 가공부가 많아 다수의 Tool이 사용된다.
각각의 Tool마다 Tool Pass가 다르며 그에 맞는 관리가 필요하다.
또한, Tool Life는 공구손료, 제품 생산율에 매우 큰 영향을 끼치는 요소 중 하나이며 Tool의 효율적 관리를 위한 System 구축이 Tool의 체계적인 관리에 필수적이다.
따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 실시간 공구 모니터링 System을 더 포함하여 구성함으로써, Tool 각각의 상태를 파악하고, Tool의 마모 및 파손을 감지하여 기계 Loss Time을 줄여 공구 수명 및 생산성을 확보할 수도 있다.
휠 캐리어의 검사 항목은 내경 측정(LH, RH), 폭 측정(LH, RH), 거리 측정(LH, RH)이며 검사기(다이얼게이지, Go/No Gauge 등)을 이용하여 수작업으로 Sampling 검사가 이루어지고 있다.
수작업으로 검사 시 Wheel Carrier의 균일한 품질 확보가 어렵고, 전수 검사가 어렵다는 문제점이 있다.
이에 자동검사부(600)를 구성함으로서, 고품질의 휠 캐리어 제조가 가능하게 된다.
상기 출하용컨베이어부(700)는 자동검사부에 의해 검사된 결과가 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, 자동검사부에 의해 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하는 수단인 것이다.
또한, 본 발명의 시스템을 이용하게 되면 알루미늄 소재의 휠 캐리어에 대한 가공 Test를 진행하여 절삭력 측정 및 분석을 통해 휠 캐리어의 가공 조건을 최적화하고, 가공부에 따른 Special Tool의 가공 Test를 실시하여 가공부에 따른 표면품위 분석을 통해 알루미늄 휠 캐리어의 가공 공정 최적화 및 표면 품위 확보가 가능하다.
상기와 같은 구성 및 동작을 통해, 최근 제조업에서 발생되는 문제(Off/RE-Shoring, 인건비 상승, 인력관리, 제품생산관리 등)를 해결하고 우수한 품질생산을 위하여, 로봇 및 자동화 물류시스템을 이용하여 자동화 생산 시스템을 구축하기 위한 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템을 제공하게 된다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
100 : 이송컨베이어부
200 : 알루미늄휠회전지그
300 : 절삭테스트부
400 : 로봇암
500 : 합금소재성분분석부
600 :자동검사부
700 : 출하용컨베이어부
200 : 알루미늄휠회전지그
300 : 절삭테스트부
400 : 로봇암
500 : 합금소재성분분석부
600 :자동검사부
700 : 출하용컨베이어부
Claims (1)
- 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템에 있어서,
알루미늄 휠을 알루미늄휠회전지그로 공급하기 위한 이송컨베이어부(100)와,
상기 이송컨베이어부에 의해 제공된 알루미늄 휠을 뒤집어주기 위한 알루미늄휠회전지그(200)와,
알루미늄휠회전지그에 의해 뒤집어진 알루미늄 휠의 절삭 테스트를 수행하기 위한 절삭테스트부(300)와,
상기 뒤집어진 알루미늄 휠을 합금소재성분분석부와 자동검사부로 제공하기 위한 로봇암(400)과,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠의 소재 성분을 분석하기 위한 합금소재성분분석부(500)와,
상기 로봇암에 의해 제공된 알루미늄 휠을 검사하여 결함 여부를 판단하기 위한 자동검사부(600)와,
상기 자동검사부에 의해 검사된 결과가 정상일 경우에 알루미늄 휠을 출하하기 위한 출하용컨베이어부(700)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200049919A KR102292196B1 (ko) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200049919A KR102292196B1 (ko) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102292196B1 true KR102292196B1 (ko) | 2021-08-24 |
Family
ID=77506782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200049919A KR102292196B1 (ko) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | 알루미늄 휠 캐리어 자동화 생산 라인 구축시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102292196B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040102492A (ko) | 2003-05-28 | 2004-12-08 | 주식회사 시그너스정공 | 자동차용 스티어링 너클 가공을 위한 자동화장치 |
| KR101006790B1 (ko) * | 2002-10-26 | 2011-01-10 | 아이젠만 마쉬넨바우 아게 | 파우더-코팅된 차량 휠의 특정 표면 영역을 흡입하기위한 장치 |
| KR20170135097A (ko) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 현대위아 주식회사 | 동작인식 카메라와 소음 측정센서를 이용한 공작 기계 안전 시스템 |
-
2020
- 2020-04-24 KR KR1020200049919A patent/KR102292196B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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