KR20010011570A - 차체 조종 및 조립 시스템 - Google Patents

Abstract

작업 장소와 그 작업 장소 사이에 차체 조종 수단이 있는 차체 조립 시스템은 작업 장소 사이를 지나는 동안 조종 수단 위의 차체를 지지하도록 조종 수단에 적합하게 장착된 관련 부재(17)로 구성된다. 또한 이 시스템은 관련 부재 위에 있는 차체를 스테이션 공간에 정확히 위치하도록 하는 방법으로 조종 수단에서 관련 부재(17)가 일시적으로 떨어져 있는 동안 관련 부재를 움켜잡아 정확한 위치에 두도록 하기 위해 작업 장소에 장착된 움켜잡는 장치(27)로 구성된다. 유리하게, 관련 부재는 조종 수단 위에 놓여 핀을 들어 올리기 위해 움켜잡는 장치로 잡을 수 있도록 구 아래에 수직 핀 형태로 제공된다.

Description

차체 조종 및 조립 시스템{Body handling and assembly system}

본 발명은 차체 조립 장소 및 시스템에 관한 것이다.

종래의 기술에서는 프로그램된 로보트가 성형단계에서 용접을 하고('기하학') 다음 완성단계에서 마무리를 하는, 자동차 몸체를 용접하는 조립 단계 및 시스템이었다.

일반적으로 이 시스템은, 압축한 일련의 금속 패널(panel)로 만들어지고 예비조립된 차체의 아래 면이 그 위에 있으며 각각의 중앙 핀(pin)이 있는 여러 조종 팔레트(pallet)로 구성된다. 이 팔레트는 정해진 곳에서 차체를 지지할 수 있도록 하는 일련의 고정 부재로 구성되어 있다. 대개 팔레트에는, 팔레트 구조물에 고정되어 있고 그 위에 차체를 올려 놓을 수 있는 연속된 핀이 있다. 조종(handling) 시스템은 팔레트를 지지하며, 이는 한 두 개의 용접 장소를 통과하는 라인을 따라 이동하게 된다.

각각의 용접 장소에서는 프로그램된 일련의 로보트가 용접 작업을 수행하며 용접하는 동안 팔레트로 운반된 부재를 유지하는 고정 장치 역할을 수행한다.

기술한 시스템의 단점은 정확하게 안착되기 위해 차체가 팔레트 위에 놓인다는 점이다. 팔레트는 고정 장치에 대해 순서대로 정확히 놓여야 한다. 그 결과 차체는 팔레트 구조물을 통해 고정 장치에 대해 간접적으로 놓이게 된다. 팔레트가 대량으로 사용되기 때문에 정확한 팔레트 구조물을 구비하려면 상당한 비용이 소요된다.

게다가 팔레트마다 치수가 다를 수 있기 때문에 차체 위치의 정확도도 달라질 수 있다. 이는 용접의 질에도 영향을 줄 뿐만 아니라 최종 생산품의 질에도 계속 악영향을 줄 수 있다.

이 시스템의 또 하나의 단점은 팔레트의 위치 정확도가 달라지지 않게 하기 위해서는 팔레트 조종 및 이동장치를 잘 보관해야 한다는 점이다.

본 발명의 일반 목적은, 조립 시스템 및 작업 장소를 팔레트의 생산 정확도가 팔레트 위에 있는 차체의 위치 정확도에 영향을 주지 않도록 만들어 상기의 단점들을 제거하는 것이다. 그리고 또 다른 목적은 각각의 팔레트와 조종 시스템 사이의 오차도 허용해 조종 시스템의 위치나 팔레트가 정확하지 않아도 되는 조립 시스템 및 작업 장소를 만드는 것이다. 마지막 목적은, 각 작업 장소에서 차체의 위치 정확성을 유지하기 위해 팔레트나 조종 시스템과 같은 조립 시스템 구성 요소를 최적의 환경에서 계속 유지해야 할 필요를 없애기 위함이다.

본 발명에 따른 이러한 목적에서 볼 때 관련 부재 위에 지지된 차체를 작업 공간에 정확히 위치하도록 하는 방법으로 관련 부재가 일시적으로 조종 수단으로부터 떨어져 있는 동안 이를 잡아서 정확히 위치하도록 하는 작업 장소에 장착된 움켜잡는 장치와, 작업 장소 사이를 이동하는 동안 조종 수단 위의 차체를 지지하기 위해 그 위에 적합하게 장착된 관련 부재들이 있는, 작업 공간 사이의 차체 조종 수단과 그 작업 공간이 있는 차체 조립 시스템이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 작업 단위 또는 작업 장소를 구성하는 시스템의 개략적인 사시도,

도 2는 도 1의 작업 단위의 부분 정면도,

도 3은 핀과 조합된 고정 장치 단위의 정면도,

도 4는 도 3의 핀과 조합된 고정 장치 단위의 평면도.

도면을 참조하면, 도 1은 참조 번호 (10)에 의해 표시되는 시스템의 부분도로 레일로 만든 조종 시스템이 있으며 그 위에 컨베이어나 조종 수단(12)이 작동한다. 컨베이어나 자동운반기는 레일을 따라 움직이는 모터 드라이브(motor drive)(13)와 공정(전형적인 용접)을 위해 차체(15)를 지지하는 베어링 행거(bearing hanger)(14)로 구성된다. 행거 컨베이어는 수많은 작업 장소나 작업 단위에 차체를 운반하는 것으로 도 1의 참조 번호 16이다.

유사한 조종 시스템은 일반적인 라인에서 잘 알려져 있으므로 더 이상 설명하지 않겠다.

본 발명의 혁신적 원칙에 따라 행거(14)는 지지대나 관련 부재(17)로 이루어지며 그 위에 조종할 수 있도록 차체를 올려 놓는다. 예를 들어 지지대(17)는 네 군데 암(arm)(18)에 일반적으로 L자 형태로 놓으며 앞쪽과 뒤쪽에 두 개가 한 쌍이 되어 배열된다. 각 쌍은 자동운반기의 상부 빔(beam)(21)에 고정되도록, 팔 모양의 지지대(20)가 있는 역 T자 모양의 빔이 받치고 있다.

본 발명에 따라 아래에 명시된 대로 지지대(27)는 행거에 적합하게 놓인다. 홀딩(holding) 및 관련 장치(17)는, 차체의 지지대를 붙잡아 행거로부터 작업 장소(16)에서의 정확한 차체 위치(홀딩 장치에 의해 정확히 측정된)에 오도록 작업 장소에 위치한다. 이런 식으로 차체가 여러 워크 스테이션을 지나는 동안 지지대(17)는 큰 위치 정확도 없이도 조종할 수 있도록 지지한다. 작업 장소에서의 작업 단계동안 차체를 지지하는 지지대는 정확히 위치하도록 조종 단위에서 떨어져 장치(27)에 의해 정확히 작업 장소에 놓인다.

도 2와 도 3에 잘 나와 있듯이 각각의 지지대(17)에는 차체(15)에 적합한 관련 받침(23)에 꼭 맞도록 위로 갈수록 좁아지는 디자인(예. 원뿔)으로 된 수직 고정 핀(22)이 있다. 받침에 들어가게 되는 핀 부분은 예를 들어 원통형이나 마름모꼴일 수 있다.

핀(22)의 원통형이나 마름모꼴인 부분의 바로 아래에 행거의 각 암(18)에 있는 보완 받침(25)에서 잘 지지하도록 반구형의 전향(轉向)바퀴를 장착한다. 전향바퀴의 맨 윗 표면은 차체를 지지하도록 편편하고 둥글게 한다. 핀(22)은 받침(25)을 지나 계속 내려가서 구형의 움켜잡는 면의 범위를 한정하는 구(26)와 맞닿는다. 조종 작업을 하는 동안 전향바퀴(24)는 받침(25)에 놓이며 차체는 행거가 지지하게 된다.

홀딩 장치(27)에는, 받침(25)으로부터 지지대를 올려 작업 장소에 대해 정확히 위치하도록 각 지지대의 아래 구형 부분 가까이에 이동 가능한(도 3의 굵은 선과 점선 사이를 이동하는) 턱(28)이 있다.

이러한 목적을 위해, 각각의 턱은 그 중심에 정확히 위치하기 위해 구와 접촉하는 롤러(roller)나 베어링(bearing)으로 구성되어 있다. 실시예에 나타난 각각의 턱은, 수직면으로 배열된 한 쌍의 롤러 또는 베어링 (29)와 (30), 그리고 수평면으로 배열된 두 개의 베어링 또는 롤러 (31)과 (32)로 구성되어 있다. 예를 들면 베어링 (29)와 (30)은 구의 가로 지름 아래와 위에 배열되고 베어링 (31)과 (32)는 롤러 또는 베어링 (29), (30)의 중간 위치에 나란히 배열된다.

구(26)의 고정 회전을 막아서 핀(22)의 포인트를 정확히 위치하게 하기 위해 턱의 맨 끝부분(33)이 핀의 원통형 몸체를 붙잡고, 축을 잡기 위해 구의 중심 주위에 관련 부재(17)의 각도 위치에 대한 반응 수단을 갖는다.

시스템 작업을 하는 동안 고정 장치가 열려진 위치에 있으면 핀(17)이 달린 행거는 작업 장소나 작업 단위를 통과하기가 수월하다.

필요하면 조종 시스템이, 자동 운반기가 있고 위치 오차가 약 ±20mm 정도인 작업 단위(16)의 내부 행거를 정지시켜서 고정 장치(27)의 턱에 의해 경계짓는 곳 안에 구(26)가 있게 된다.

차체 작업 사이클을 가동하기 전에 고정 및 홀딩 장치(27)가 각 핀(17)의 구 위에 턱(28)을 닫아 구 쪽으로 베어링 (29), (31)이 이동한다. 턱이 닫히게 되면 고정 장치 내부에 의도한 정확도로 위치할 때까지 올라가는 구의 표면에서 베어링이 회전하게 된다. 턱의 맨 끝부분(33)이 구의 회전을 막도록 핀을 고정하는 역할을 한다.

베어링은 고정 장치 마모를 막는 역할을 한다.

그러므로 핀(22)은 행거로부터 떨어져 작업 단위에서 제 기능을 수행하도록 의도된 정확도로 위치하게 된다.

이때 용접 로봇이나 그 외의 작업 장비(쉽게 생각할 수 있는 한가지 기술이 있는 타입)는 항상 같은 장소에 정확히 위치하게 될 차체에서 작업을 시작할 수 있다.

이제 조종 수단의 위치 오차에 의지하지 않는 정확한 위치 시스템 설비로, 설정한 목적이 모두 이루어졌음이 분명해졌다.

자연히 본 발명의 혁신적 원칙을 적용하는 상기 실시예의 설명은 여기에 청구된 독점권 범위 내의 상기 원칙의 예로써 쓰인다.

예를 들어 조종 수단은 명세서 조건에 따라 여기에 나타난 것과 다른 모양일 수 있다. 각각의 움켜잡는 장치는 턱이 두 세 개가 될 수도 있다.

Claims (11)

1. 작업 장소가 있으며 여러 작업 장소 사이에 차체 조종 수단이 있는 차체 조립 시스템에 있어서,

   - 작업 장소 사이를 이동하는 동안 조종 수단 위에 차체를 지지하기 적합하게 장착되는 관련 부재(17)와,

   - 관련 부재 위에 지지되는 차체를 작업 공간에 정확히 위치하도록 하는 방법으로 조종 수단으로부터 일시적으로 떨어져 있는 동안 관련 부재(17)를 잡아 정확히 위치하도록 하는, 작업 장소에 장착된 움켜잡는 장치(27)

   를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 관련 부재(17)는, 구 표면 중심 주위에 관련 부재(17)를 정확한 각 위치에 놓기 위해 턱이 닫히면 관련 부재에 대해 작동하는 반응 수단(33)과, 구 표면 중심을 정확히 위치하게 하고 중간 지지 부분(24)을 올리기 위해 구표면을 잡는 닫히는 위치와 관련 부재의 자유 통과를 위해 열리는 위치 사이를 이동하는 턱(28)으로 구성된, 움켜잡는 장치가 있는 구 표면(26)의 아래 부분, 조종 수단 위에 관련 부재를 지지하는 중간 부분(24), 그리고 차체를 지지하는 윗 부분(34), 이 세 부분을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 차체 지지 부분이 차의 받침(23)에 잘 맞도록 끝이 점점 가늘어지는 수직 원통형 부분(22)과 차체 지지를 위한 수평 원(34) 부분을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
4. 제2항에 있어서, 조종 수단 위의 관련 부재에 대한 중간 지지 부분이 아래가 반구형이며, 조종 수단에서 보완 받침(25)에 놓이는 전향 바퀴(24)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
5. 제2항에 있어서, 턱의 반응수단이 아래 움켜쥐는 부분(26)과 중간 지지 부분(24)을 연결하는 관련 부재(17) 위에 있는 턱의 끝부분(33)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
6. 제2항에 있어서, 턱(28)이 구형 면과 접촉하기 위한 베어링(29-32)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
7. 제6항에 있어서, 각각의 턱에 수평면과 수직면인 베어링이 두 개씩인 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제2항에 있어서, 관련 부재는 차체 지지를 위한 상부 끝부분과, 움켜잡는 장치로 잡기 위한 하부 구형 끝부분이 있는 수직으로 배열된 핀으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
9. 제1항에 있어서, 조종 수단은 수평 암(18)이 있으며 매달린 레일(rail)(11) 위에서 작동되는 자동 운반기(13)에 달린 행거(14)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
10. 예비조립된 차체를 작업 단위로 이동시키는 행거를 포함하는 차체 용접 시스템에 있어서,

    - 행거와 연결되어 있고 행거를 통해 지지대 표면(16) 위에 매달린 일련의 수평 암(18)과,

    - 행거와의 공간적 관계에서 차체를 지지하기 적합하게 상기의 수평 암(18)에 장착되는 관련 핀(17),

    - 작업 단위에 차체를 직접 놓기 위해 조종 행거의 지지대 표면에 대해 독립적으로 핀(17)을 풀어주고 정확히 위치하게 하도록 지지대 표면에 장착되는 특수 클램프(clamp)(27)

    를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
11. 제10항에 있어서, 핀(17)은 차체에 대한 지지면(34)과 닿고 모양이 뾰족하거나 마름모꼴인 상부와 구형 부분(26)에 연결된 원통형의 하부를 구비하고, 특수 클램프는 작업 단위에 차체를 직접 정확히 위치하게 하는 베어링과 접촉하는 핀 아래 부분을 통해 고정하거나 풀어주도록 열린 곳과 닫힌 곳 사이를 이동하는 턱(28)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.