KR20120031795A - 지그 교체장치 - Google Patents

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Abstract

각 차종에 따른 부품의 작업시 그에 맞는 지그로 교체하여 작업이 이루어질 수 있게 하는 지그 교체장치에 관한 것이다. 지그 교체장치는 도킹스테이션 어셈블리와, 카트 어셈블리, 및 가이드 레일부를 포함한다. 도킹스테이션 어셈블리는 작업 위치의 바닥 면에 고정되며, 상부에 제1 정렬부가 구비된다. 카트 어셈블리는 상부에 각종 지그가 장착 또는 분리 가능하게 되며, 하부에 설치된 이동 바퀴들과, 도킹스테이션 어셈블리로 이동하여 도킹스테이션 어셈블리 상에 도킹되는 과정에서 제1 정렬부와 상호 작용에 의해 지그를 정렬시키는 제2 정렬부를 구비한다. 가이드 레일부는 카트 어셈블리가 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하기 위해 이동할 때 카트 어셈블리의 이동을 안내한다.

Description

지그 교체장치{Apparatus for changing jig}
본 발명은 각 차종에 따른 부품의 작업시 그에 맞는 지그로 교체하여 작업이 이루어질 수 있게 하는 지그 교체장치에 관한 것이다.
차량 부품을 생산하는 업체가 완성차를 조립하는 업체로부터 요구를 받는 차종별 납품 수량과 시기는 항상 일정하지 않다. 즉, 어떤 차종은 납품 수량이 많고, 어떤 차종은 납품 수량이 적은 등 차종마다 차이가 있는 것이 일반적이다.
차종마다 그에 맞는 용접 설비를 모두 갖추기에는, 생산업체는 초기에 많은 비용을 투자하는 부담을 겪게 되며, 주문이 적거나 주문이 없는 차종의 용접 설비는 고가임에도 불구하고 운용 효율이 저하됨으로 인해, 시간적으로나 경제적으로 큰 손실을 입게 된다. 따라서, 차종마다 그에 맞는 용접 설비를 모두 갖추지 않고, 차종별 지그를 다수 마련하여, 용접하고자 하는 차량 부품에 맞게 지그를 교체하여 용접하는 방식이 이용된다.
이 경우, 용접 작업 영역으로 교체된 지그는 부품의 용접 품질 확보를 위해 정확한 위치에 정렬될 필요가 있다. 일반적으로, 지그 교체는 작업자의 수작업으로 이루어지고 있다. 그런데, 종래에 따르면, 지그 교체를 위해 숙련된 작업자가 요구되며, 숙련된 작업자라 하더라도 지그 교체시 지그 정렬에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 특히, 다품종 소량 생산시 지그 교체가 더욱 빈번하게 이루어지는 경우, 전술한 원인으로 인해 지그 교체에 보다 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
본 발명의 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비숙련자라 하더라도 신속하고 정확하게 지그를 정렬해서 교체할 수 있는 지그 교체장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 지그 교체장치는, 작업 위치의 바닥 면에 고정되며, 상부에 제1 정렬부가 구비된 도킹스테이션 어셈블리; 상부에 각종 지그가 장착 또는 분리 가능하게 되며, 하부에 설치된 이동 바퀴들과, 상기 도킹스테이션 어셈블리로 이동하여 상기 도킹스테이션 어셈블리 상에 도킹되는 과정에서 상기 제1 정렬부와 상호 작용에 의해 상기 지그를 정렬시키는 제2 정렬부를 구비한 카트 어셈블리; 및 상기 카트 어셈블리가 상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하기 위해 이동할 때 상기 카트 어셈블리의 이동을 안내하는 가이드 레일부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 카트 어셈블리는 가이드 레일부에 의해 최단거리로 도킹스테이션 어셈블리에 접근하도록 안내될 수 있다. 또한, 카트 어셈블리는 도킹스테이션 어셈블리 상에 도킹될 때, 제1,2 정렬부의 상호 작용에 의해 카트 어셈블리 상의 지그가 편리하게 정렬될 수 있다. 따라서, 비숙련자라 하더라도 지그를 도킹스테이션 어셈블리 상에 신속하고 정확하게 정렬해서 교체할 수 있다. 특히, 다품종 소량 생산시 지그 교체에 소요되는 시간이 단축될 수 있어 생산성 향상에 유리한 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 교체장치에 대한 사시도.
도 2는 도 1에 있어서, 카트 어셈블리가 도킹스테이션 어셈블리에 도킹되기 전의 상태를 도시한 측면도.
도 3은 도 2의 카트 어셈블리가 도킹스테이션 어셈블리에 도킹된 상태를 도시한 측면도.
도 4는 도 1에 대한 평면도.
도 5는 도 1에 있어서, 카트 어셈블리를 하측에서 바라본 사시도.
도 6은 도 3의 A 영역을 확대하여 도시한 측면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 교체장치에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 카트 어셈블리가 도킹스테이션 어셈블리에 도킹되기 전의 상태를 도시한 측면도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 카트 어셈블리가 도킹스테이션 어셈블리에 도킹된 상태를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 지그 교체장치(100)는 도킹스테이션 어셈블리(110)와, 카트 어셈블리(120), 및 가이드 레일부(130)를 포함한다.
도킹스테이션 어셈블리(110)는 작업 위치의 바닥 면에 고정된다. 작업 위치는 차량용 부품에 대해 용접 등의 작업이 수행되는 작업 위치에 해당할 수 있다. 도킹스테이션 어셈블리(110)는 바닥 면에 앵커 기구(101)로 고정될 수 있다. 이때, 도킹 스테이션 어셈블리(110)는 앵커 기구(101)의 높낮이 조절부에 의해 설정된 높이로 조절된 상태에서 앵커로 고정될 수 있다. 도킹스테이션 어셈블리(110)는 상부에 제1 정렬부(111)가 구비된다.
카트 어셈블리(120)는 상부에 각종 지그가 장착 또는 분리 가능하게 된다. 지그는 작업 대상, 예컨대 차량용 부품을 용접할 때 차량용 부품의 위치를 잡아주고 견고하게 지지해주기 위한 것이다. 지그는 차량용 부품을 잡아서 고정하는 클램핑 기구(미도시)가 지그 베이스(10)의 상면에 설치된 구성으로 이루어질 수 있다.
지그 베이스(10)를 포함한 지그는 다수의 고정 핀들에 의해 카트 어셈블리(120)의 상면에 얹어진 상태로 고정될 수 있다. 각각의 고정 핀은 지그 베이스(10)의 고정 홀을 거쳐 카트 어셈블리(120)의 고정 홀에 끼워짐으로써, 지그 베이스(10)는 카트 어셈블리(120)에 장착될 수 있다. 고정 핀이 지그 베이스(10)의 고정 홀과 카트 어셈블리(120)의 고정 홀에 끼워진 상태에서 제거되면, 지그 베이스(110)는 카트 어셈블리(120)로부터 분리될 수 있다.
차종에 따라 차량용 부품의 형태가 달라지면, 그에 맞게 지그의 형태도 달라지게 된다. 따라서, 작업 위치에서 한 차종의 차량용 부품에 대한 용접이 끝나고, 다른 차종의 차량용 부품에 대한 용접이 수행되기 위해서는, 작업 위치에 있는 지그는 바뀐 차량용 부품에 맞는 지그로 교체되어야 한다. 이때, 작업 위치에 있는 지그가 작업 위치로부터 배출된 상태에서, 카트 어셈블리(120)는 바뀐 차랑용 부품에 맞는 지그를 장착하여 작업 위치의 도킹스테이션 어셈블리(110)에 도킹됨으로써, 작업 위치에서 지그의 교체가 이루어질 수 있게 한다.
카트 어셈블리(120)는 이동 바퀴(121)들과 제2 정렬부(122)를 구비한다. 이동 바퀴(121)들은 카트 어셈블리(120)의 하부에 설치되어 카트 어셈블리(120)가 바닥 면을 따라 이동할 수 있게 한다. 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)로 이동하여 도킹스테이션 어셈블리(110) 상에 도킹되는 과정에서, 제2 정렬부(122)는 제1 정렬부(111)와 상호 작용에 의해 지그를 정렬시킨다. 지그가 정렬되면, 지그에 지지된 차량용 부품이 정확한 위치에 놓일 수 있어, 차량용 부품에 대한 용접 수행시 용접 품질이 확보될 수 있다.
가이드 레일부(130)는 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하기 위해 이동할 때 카트 어셈블리(120)의 이동을 안내한다. 가이드 레일부(130)는 카트 어셈블리(120)가 최단거리로 도킹스테이션 어셈블리(110)에 접근 가능하게 하여, 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)에 도킹되는 시간을 최소화할 수 있다.
전술한 구성의 지그 교체장치(100)에 의하면, 카트 어셈블리(120)는 가이드 레일부(130)에 의해 최단거리로 도킹스테이션 어셈블리(110)에 접근하도록 안내될 수 있다. 또한, 카트 어셈블리(120)는 도킹스테이션 어셈블리(110) 상에 도킹될 때, 제1,2 정렬부(111)(122)의 상호 작용에 의해 카트 어셈블리(120) 상의 지그가 편리하게 정렬될 수 있다. 따라서, 비숙련자라 하더라도 지그를 도킹스테이션 어셈블리(110) 상에 신속하고 정확하게 정렬해서 교체할 수 있다. 특히, 다품종 소량 생산시 지그 교체에 소요되는 시간이 단축될 수 있어 생산성 향상에 도움에 될 수 있다.
한편, 카트 어셈블리(120)는 핸들(126)을 구비할 수 있다. 작업자는 핸들(126)을 잡고서 카트 어셈블리(120)를 이동 방향을 바꿔가며 이동시킬 수 있게 된다. 핸들(126)은 카트 어셈블리(120)에 장착된 상태에서 필요에 따라 분리될 수도 있다.
도 4를 도 1과 함께 참조하면, 가이드 레일부(130)는 가이드 레일(131)들과 레일 지지대(132)들을 구비한다. 그리고, 카트 어셈블리(120)는 가이드 바퀴(127)들을 구비한다. 가이드 바퀴(127)들은 카트 어셈블리(120)의 양측에 복수 개씩 설치될 수 있다. 여기서, 가이드 바퀴(127)들은 수직 축을 중심으로 각각 회전하도록 설치된다.
가이드 레일(131)들은 카트 어셈블리(120)의 양 옆에 가이드 바퀴(127)들과 각각 대응되게 배치된다. 가이드 레일(131)들은 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하기 위해 이동하는 방향을 따라 각각 길게 연장된다. 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하기 위해 이동할 때, 가이드 바퀴(127)들이 가이드 레일(131)들을 따라 회전함으로써, 카트 어셈블리(120)의 이동이 원활히 안내될 수 있다.
가이드 레일(131)들은 전단과 후단으로 갈수록 서로의 간격이 넓어지도록 각각의 전후단부에 경사면(131a)이 각각 형성된다. 이에 따라, 카트 어셈블리(120)는 가이드 레일(131)들의 전단 또는 후단을 통해 가이드 레일(131)들 사이로 원활히 진입할 수 있다.
즉, 카트 어셈블리(120)는 도킹스테이션 어셈블리(110)로 공급될 때 가이드 레일(131)들의 후단을 통해 가이드 레일(131)들 사이로 원활히 진입할 수 있다. 그리고, 카트 어셈블리(120)는 도킹스테이션 어셈블리(110)로부터 배출될 때, 도킹스테이션 어셈블리(110)에 도킹된 상태로부터 벗어나 가이드 레일(131)들의 전단을 통해 가이드 레일(131)들 사이로 원활히 진입할 수 있다. 레일 지지대(132)들은 가이드 레일(131)들을 안정적으로 지지하기 위한 것이다.
한편, 도 5를 도 1과 함께 참조하면, 제1 정렬부(111)는 4개의 정렬 볼(112)들을 구비할 수 있다. 그리고, 제2 정렬부(122)는 정렬 볼(112)들과 각각 대응되는 4개의 정렬 부재(123)들을 구비할 수 있다. 정렬 볼(112)들은 도킹스테이션 어셈블리(110)의 상부에서 4개 위치들에 각각 상하로 이동 가능하도록 탄성 지지되어 설치된다.
예컨대, 도킹스테이션 어셈블리(110)의 상부에는 4개의 마운팅 블록(113)들이 설치될 수 있다. 마운팅 블록(113)들 내에 탄성 부재(미도시)가 각각 설치되며, 정렬 볼(112)들은 마운팅 블록(113)들에 각각 끼워진 상태에서 탄성 부재들에 의해 각각 상하로 이동 가능하게 지지될 수 있다. 탄성 부재는 정렬 볼(112)을 상방으로 이동시키려는 방향으로 탄성력을 가한다. 정렬 볼(112)들 및 정렬 부재(123)들은 전방 좌,우측 정렬 부재(123)들이 전방 좌,우측 정렬 볼(112)들로 이동할 때 후방 좌,우측 정렬 볼(112)들과 간섭이 일어나지 않도록 배열된다.
정렬 부재(123)들은 카트 어셈블리(120)의 하부에 설치된다. 정렬 부재(123)들에는 정렬 홈(123a)이 각각 형성된다. 정렬 홈(123a)들은 정렬 볼(112)들을 각각 안착시키도록 형성된다. 여기서, 정렬 홈(123a)은 정렬 볼(112)의 표면 형상에 대응되게 오목한 형상으로 형성되어 정렬 볼(112)에 밀착될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 정렬 홈(123a)들은 정렬 볼(112)들을 안착시킨 상태에서 이동 바퀴(121)들이 작업 위치의 바닥 면으로부터 일정 간격(G)으로 부상해 있도록 형성된다. 이는 작업자가 카트 어셈블리(120)의 위치를 도킹스테이션 어셈블리(110) 상에서 원활히 조정할 수 있도록 하기 위함이다.
작업자가 카트 어셈블리(120)의 위치를 조정해서 정렬 홈(123a)들에 정렬 볼(112)들을 각각 안착시키면, 도킹스테이션 어셈블리(110)에 대한 카트 어셈블리(120)의 도킹이 완료된다. 그 결과, 카트 어셈블리(120) 상의 지그가 신속하고 간편하게 정렬될 수 있다.
정렬 부재(123)들에는 상승 유도부(123b)가 각각 형성된다. 정렬 볼(112)들이 정렬 홈(123a)들에 각각 안착된 상태에서, 카트 어셈블리(120)의 이동 바퀴(121)들이 바닥 면으로부터 일정 간격(G)으로 부상해 있기 위해, 카트 어셈블리(120)는 상승해야 한다. 이때, 상승 유도부(123b)들은 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하는 과정에서 카트 어셈블리(120)를 상승 유도하여, 정렬 볼(112)들을 정렬 홈(123a)들에 원활히 안착시킬 수 있게 한다. 상승 유도부(123b)는 정렬 부재(123)의 전단부에 상방으로 경사진 면으로 형성되어 카트 어셈블리(120)를 점진적으로 상승시킬 수 있다.
카트 어셈블리(120)의 하부에는 가정렬 가이드(124)가 구비되며, 도킹스테이션 어셈블리(110)의 상부에는 가정렬 레일(114)이 구비된다. 가정렬 가이드(124)는 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하기 위해 이동하는 방향을 따라 길게 연장된다. 가정렬 가이드(124)는 일정한 높이로 카트 어셈블리(120)의 하면으로부터 하방으로 돌출된다. 그리고, 가정렬 가이드(124)는 전단부의 폭이 전단으로 갈수록 좁아져, 가정렬 레일(114)에 용이하게 끼워질 수 있다.
가정렬 레일(114)은 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110)와 도킹하는 과정에서 가정렬되도록 가정렬 가이드(124)를 끼워서 안내한다. 카트 어셈블리(120)가 가이드 레일부(130)로부터 점차 벗어나 도킹스테이션 어셈블리(110)의 상부로 이동할 때, 가정렬 가이드(124)가 가정렬 레일(114)에 끼워져 이동하면서 카트 어셈블리(120)를 가정렬시킬 수 있다. 이에 따라, 카트 어셈블리(120)가 도킹스테이션 어셈블리(110) 상에 보다 신속하게 정렬되면서 도킹될 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.
110..도킹스테이션 어셈블리 111..제1 정렬부
112..정렬 볼 114..가정렬 레일
120..카트 어셈블리 121..이동 바퀴
122..제2 정렬부 123..정렬 부재
123a..정렬 홈 123b..상승 유도부
124..가정렬 가이드 126..핸들
127..가이드 바퀴 130..가이드 레일부
131..가이드 레일 132..레일 지지대

Claims (5)

  1. 작업 위치의 바닥 면에 고정되며, 상부에 제1 정렬부가 구비된 도킹스테이션 어셈블리;
    상부에 각종 지그가 장착 또는 분리 가능하게 되며, 하부에 설치된 이동 바퀴들과, 상기 도킹스테이션 어셈블리로 이동하여 상기 도킹스테이션 어셈블리 상에 도킹되는 과정에서 상기 제1 정렬부와 상호 작용에 의해 상기 지그를 정렬시키는 제2 정렬부를 구비한 카트 어셈블리; 및
    상기 카트 어셈블리가 상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하기 위해 이동할 때 상기 카트 어셈블리의 이동을 안내하는 가이드 레일부;
    를 포함하는 지그 교체장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬부는,
    상기 도킹스테이션 어셈블리의 상부에서 4개 위치들에 각각 상하로 이동 가능하도록 탄성 지지되어 설치되는 4개의 정렬 볼들을 구비하며;
    상기 제2 정렬부는,
    상기 카트 어셈블리의 하부에 설치되며, 상기 정렬 볼들을 안착시키는 정렬 홈들이 하나씩 나뉘어 형성되되 상기 정렬 볼들을 안착시킨 상태에서 상기 이동 바퀴들이 상기 작업 위치의 바닥 면으로부터 일정 간격으로 부상해 있도록 형성되며, 상기 카트 어셈블리가 상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하는 과정에서 상기 카트 어셈블리를 상승 유도하여 상기 정렬 볼들을 상기 정렬 홈들에 원활히 안착시키는 상승 유도부가 각각 형성된 4개의 정렬 부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 지그 교체장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 카트 어셈블리의 하부에는,
    상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하기 위한 이동 방향을 따라 길게 연장된 가정렬 가이드가 구비되며;
    상기 도킹스테이션 어셈블리의 상부에는,
    상기 카트 어셈블리가 상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하는 과정에서 가정렬되도록 상기 가정렬 가이드를 끼워서 안내하는 가정렬 레일이 구비된 것을 특징으로 하는 지그 교체장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 레일부는,
    상기 카트 어셈블리의 양 옆에 각각 배치되고 상기 카트 어셈블리가 상기 도킹스테이션 어셈블리와 도킹하기 위해 이동하는 방향을 따라 각각 길게 연장되되 전단과 후단으로 갈수록 서로의 간격이 넓어지도록 각각의 전후단부에 경사면이 형성된 가이드 레일들과, 상기 가이드 레일들을 지지하는 레일 지지대들을 구비하며;
    상기 카트 어셈블리는,
    양측에 상기 가이드 레일들을 따라 수직 축을 중심으로 각각 회전하도록 설치된 가이드 바퀴들을 구비하는 것을 특징으로 하는 지그 교체장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카트 어셈블리는 핸들을 구비하며,
    상기 핸들은 상기 카트 어셈블리에 장착 또는 분리 가능하게 된 것을 특징으로 하는 지그 교체장치.
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