KR20120049726A - 자동차용 사이드패널 생산시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 사이드패널 생산시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 키 용접시 외부유니트를 채용으로 사이드패널을 고정하여 다차종의 대차에 따라 대응하기에 유리하고, 마찰구동식으로 대차를 이동시켜 제작비용 및 설치면적을 줄일 수 있는 자동차용 사이드패널 생산시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상부와 하부에 각각 배치되어 대차의 이동경로를 제공하는 상부주행레일과 하부주행레일; 몸체역할을 하는 지지프레임의 양측면에 이송롤러가 구비되어 상기 상부주행레일과 하부주행레일을 따라 이동하고, 상기 지지프레임의 하부에 마찰바가 설치되며, 사이드패널이 안착지지되는 대차; 마찰휠을 가지며, 상기 마찰휠이 회전하면서 마찰바와 접촉으로 대차를 구동시키는 마찰구동부; 상기 상부주행레일과 하부주행레일의 일측에 대차와 독립적으로 구성되어, 키 용접 시 사이드패널의 외곽부를 지지하는 외부유니트를 포함하는 것을 특징으로하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템을 제공한다.

Description

자동차용 사이드패널 생산시스템{System for manufacturing of side panel of vehicle}

본 발명은 자동차용 사이드패널 생산시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 키 용접시 외부유니트를 채용으로 사이드패널을 고정하여 다차종의 대차에 따라 대응하기에 유리하고, 마찰구동식으로 대차를 이동시켜 제작비용 및 설치면적을 줄일 수 있는 자동차용 사이드패널 생산시스템에 관한 것이다.

자동차의 차체를 구성하기 위한 차체 패널들이 프레스 공정에서 제조된 후, 차체 조립 공장으로 운반되어 하나의 차체로 조립되고, 조립된 차체에는 도어 트렁크 리드, 후드, 휀더 등과 같은 외관 패널류가 장착되며, 이어서 도장 공정으로 이동되어 차체에 대한 도색 작업이 이루어진다.

다음으로, 의장 라인에서 엔진, 트랜스미션, 내,외장재 등, 각종 부품들의 조립 작업이 진행되어, 하나의 완성차량이 된다.

도 1은 종래의 차체 패널을 생산하기 위한 시스템을 나타내는 것으로서, 크게 대차(2)를 구동시키기 위한 구동력을 제공하는 리니어모터(1)와, 상부에 차체 패널이 안착고정되어 각 공정으로 이송하는 대차(2)와, 용접로봇(4)과 언로딩로봇(5) 사이에 배치되어 회전하는 턴테이블(3)과, 상기 대차(2)에 안착고정된 차체패널의 용접부위를 용접하는 용접 로봇과, 상기 용접완료된 차체패널을 언로딩하여 다음공정으로 배출시키는 언로딩로봇(5)으로 구성된다.

상기 리니어모터(1)는 대차(2)가 이동하는 주행레일 사이에 다수개로 배치되어, 대차(2)를 비접촉식으로 구동시켜 대차(2)를 이동시킨다.

이때, 상기 리니어모터(1)는 인버터에 의해 제어되어 대차(2)를 구동시키며, 대차(2)를 구동하기 위해 대차(2)와 모터 간의 갭이 일정하게 유지되어야 한다.

그리고, 스토퍼(6)는 대차(2)가 각 공정으로 이동 시 원하는 위치에 정지되도록 하여 대차(2)의 정위치를 규제하는 역할을 한다.

종래의 프런트 플로워 생산시스템은 리니어모터(1)를 이용하여 비접촉식으로 대차(2)를 이동시키고, 용접공정에서는 턴테이블(3)로 대차(2)를 회전시키고, 용접이 완료된 차체패널을 언로딩로봇(5)에 의해 언로딩하여 다음 공정으로 차체 패널을 이송한다.

상기와 같은 구성에서 작동순서를 설명하면 다음과 같다.

1) A 공정에서 대차(2)에 차체패널을 로딩하고, 대차(2)가 리니어모터(1)에 의해 구동되어 B 공정까지 이동한다.

2) B공정에서 턴테이블(3)에 의해 대차(2)가 180도 회전되어 C공정으로 이동되며, C 공정에서 용접로봇(4)에 의해 대차(2)에 안착고정된 차체패널을 용접하고, 턴테이블(3)에 의해 대차(2)가 원래 위치로 회전되어 다시 B공정으로 리턴되어 언로딩로봇(5)에 의해 패널이 언로딩 된다.

3) D공정에서는 대차(2)가 다음 차체 패널을 로딩하기 위해 대기하고 있다가 A공정으로 이동한 다음, 대차(2) 위에 패널이 로딩된다.

4) B공정에서 언로딩이 완료된 대차(2)(123)는 D공정으로 이동되어서 다음 차체 패널을 로딩하기 위해 대기한다.

그러나, 종래의 리니어모터(1)는 대차(2)가 이동하는 주행레일을 따라 곳곳에 배치되어, 리니어모터(1)의 수량이 매우 많아 비용을 상승시키는 요인이 되고, 또한 리니어모터(1)를 제어하기 위한 인버터 용량이 커져서 제조비용을 증가시키고, 제어반의 크기가 커짐으로 인해 그 설치면적이 증가하여 설비 레이아웃면에서 불리한 문제점이 있다.

또한, 상기 리니어모터(1)는 비접촉식으로 대차(2)를 구동시킴에 따라 대차(2)의 이동속도를 제어할 경우에 에러가 종종 발생하고, 리니어모터(1)와 대차(2)간의 갭을 유지하기 위해서 제작 및 조립 비용의 상승을 초래하게 된다.

뿐만 아니라, 차종이 추가될 때마다 공정이 추가되어야 하므로 시스템 운영에 있어서 제한적이며, 턴테이블(3)의 제조 비용이 고가인 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 기존의 리니어모터에 의해 비접촉식으로 대차를 구동하는 대신에 마찰휠에 의해 마찰접촉식으로 대차를 구동함으로써 리니어모터 및 턴테이블의 삭제로 인한 제작비용을 절감하고, 대차의 상하리턴되는 구조를 구현함으로써 설치면적을 절감할 수 있는 자동차용 사이드패널 생산시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 대차의 이동경로를 제공하도록 상부와 하부에 각각 배치된 상부주행레일과 하부주행레일;

몸체역할을 하는 지지프레임의 양측면에 이송롤러가 구비되어 상기 상부주행레일과 하부주행레일을 따라 이동하고, 상기 지지프레임의 하부에 마찰바를 구비하여 마찰접촉에 의해 구동되고, 상기 지지프레임의 상부에 지지유닛을 구비하여 상기 지지유닛에 의해 사이드패널의 센터부를 지지하는 대차;

마찰휠을 가지며, 상기 마찰휠이 회전하면서 마찰바와 접촉으로 대차를 구동시키는 마찰구동부; 및

상기 상부주행레일과 하부주행레일의 일측에 대차와 독립적으로 구성되어, 키 용접 시 사이드패널의 외곽부를 지지하는 외부유니트;를 포함하고, 상기 대차에서 기존의 공압품 및 전장품을 삭제하고, 키 용접을 위해 대차는 사이드패널의 센터부를 규제하는 동시에 외부유니트는 사이드패널의 외곽부를 규제하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템을 제공한다.

특히, 상기 외부유니트는 고정지그와, 상기 고정지그에 회전가능하게 장착되어 상기 사이드패널의 외곽부를 클램핑하는 회전지그를 가지는 클램핑 지그; 및

상기 클램핑 지그를 작동시키는 지그회전용 실린더;

상기 클램핑 지그와 지그회전용 실린더가 상부에 설치되고, 차종별로 구비되는 대차의 종류에 따라 선택적으로 작동하여 클램핑 지그에 의한 클램핑 위치를 가변시킴으로써, 다른 차종의 대차가 진입시에도 대응할 수 있는 다수의 매니폴더 실린더모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 대차를 상부주행레일에서 하부주행레일로 이동시키기 위한 수단으로 상기 하부주행레일의 일측 단부에 주행레일이 측방향으로 슬라이딩가능하게 독립적으로 구성되고, 상기 주행레일 사이에 연결바를 매개로 가이드휠이 설치되며 상기 가이드휠 사이에 대차의 마찰바가 삽입되어 안착되는 트래버스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 트래버스를 측방향으로 구동시키기 위한 구동수단으로 트래버스의 주행레일의 하부에 설치된 마찰바; 및

모터구동에 의해 회전하면서 상기 마찰바와 접촉으로 트래버스를 측방향으로 이동시키는 마찰휠;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 대차를 하부주행레일에서 상부주행레일로 이동시키기 위한 수단으로 드롭 리프터가 상부주행레일과 하부주행레일의 한쪽 단부에 독립적으로 구성되고;

상기 드롭리프터는 수직부재와, 상기 수직부재의 상단부를 연결하는 수평부재를 가지는 지지대; 상기 지지대의 수직부재에 상하방향으로 이동가능하게 장착된 상하이동프레임; 상기 지지대의 상단에 설치되어, 상하이동프레임을 승강이동시키는 승강용 모터; 중간부가 상기 승강용 모터와 연동되는 풀리를 감싸며, 일단부는 상하이동프레임과 연결되고, 타단부는 웨이트 밸런스와 연결되어, 모터의 회전력을 직선운동으로 전환하여 상하이동프레임에 동력을 전달하는 타이밍벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 사이드패널 생산시스템의 장점을 설명하면 다음과 같다.

1. 기존의 대차에 있던 공압품 및 전장품 등을 대차에서 대폭 삭제하고, 대차에 의해 사이드패널의 센터부만을 지지할 수 있도록 지지유닛을 대차에 적용함으로써, 대차의 크기를 대폭 축소하고 대차의 구조를 최소화하여, 대차제작비용 및 설치비용을 절감할 수 있다.

2. 대차를 마찰휠과 마찰접촉식으로 구동시켜, 기존의 리니어모터에 의해 비접촉식으로 대차를 구동시킴으로 발생되는 문제점을 제거하였다.

3. 상기 마찰휠의 재질로 우레탄 계열의 소재를 사용하여 마찰계수를 극대화시켜 마찰력을 높임으로써, 대차의 마찰바와 마찰접촉에 의해 대차의 가감속을 제어할 수 있다.

4. 키 용접시 대차에 의해 사이드패널의 센터부를 규제함과 동시에 외부유닛트를 사용하여 사이드패널의 외곽부를 클램핑함으로써 용접을 위해 사이드패널을 견고하게 고정할 수 있고, 외부유니트의 클램핑 지그를 작동시킴에 있어서 다수의 매니폴더 실린더를 선택적으로 작동시켜 다양한 차종의 사이드패널에 따라 클램핑 위치를 가변시킴으로써, 다른 차종의 대차가 진입하더라도 이에 적극 대응할 수 있다.

도 1은 종래의 차체 패널을 생산하기 위한 시스템을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 사이드패널 생산시스템을 보여주는 사시도
도 3은 도 2에서 대차의 사시도
도 4는 도 2에서 드롭리프터의 사시도
도 5는 도 2에서 마찰구동부의 사시도
도 6은 도 2에서 외부유니트의 사시도
도 7은 도 2에서 사이드패널이 외부유니트에 의해 지지되는 모습을 보여주는 평면도
도 8은 도 2에서 다차종의 대차가 대차적재대에 거치된 모습을 보여주는 사시도
도 9는 도 2에서 트래버스의 사시도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 사이드패널 생산시스템을 보여주는 사시도이다.

본 발명은 공압품과 전장품이 대폭 삭제된 대차(10)를 마찰 구동하고, 키(key) 용접 공정시 대차(10)의 로케이터와 외부유니트(40)에 의해 패널을 고정하여 다차종 대응에 유리하고, 대차(10)의 상하 리턴 구조를 구현함으로써, 제작비용 및 설치면적을 절감할 수 있는 자동차용 사이드패널 생산시스템에 관한 것이다.

본 발명은 생산효율성을 고려하여 용접라인과 리턴라인을 별도로 구성하고, 사이드패널(47)을 상부에 배치된 용접라인과 하부에 배치된 리턴라인을 순환하는 대차(10)에 로딩하여 키 공정과 리스폿 공정에서 사이드패널(47)을 용접한 후 다음 공정으로 언로딩시키는 사이드패널 생산시스템을 제공한다.

통상적으로 사이드패널(47)은 크게 아웃터패널, 인너패널, 커터인너어셈블리(53)로 구분되고, 도면에서는 아웃터패널과 인너패널이 아래 위로 포개져 있어서 한개의 패널처럼 보이나 실질적으로 두개의 아웃터패널과 인너패널이 포개진 상태로 로딩된다.

상기 커터인너 어셈블리는 사이드패널(47)에서 차량의 뒤쪽 바퀴가 들어가는 원형으로 오목하게 형성된 부분을 말한다.

상기 사이드패널 생산시스템에서는 사이드패널(47)의 아웃터패널, 인너패널, 커터인너어셈블리(53)를 조립하기 위해 키(key) 용접 및 리스폿(respot) 용접하는 공정이 이루어진다.

상기 키 용접 공정(B)에서는 아웃터패널, 인너패널, 커터인너어셈블리(53)를 조립하기 위해 용접이 전혀 되지 않은 사이드패널(47)의 중요부분을 1차적으로 용접하고, 리스폿 용접공정(C)에서는 키 용접에 의해 중요부분이 용접된 사이드패널(47)의 나머지 부분을 용접하는 2차적으로 용접한다.

다시 말해서, 키 용접에 의해 사이드패널(47)의 아웃터패널, 인너패널, 커터인너어셈블리(53)의 중요부분을 가조립한 후, 리스폿 용접에 의해 사이드패널(47)의 아웃터패널, 인너패널, 커터인너어셈블리(53)의 나머지 가장자리 부분을 연속해서 용접하여 완전히 고정한다.

본 발명의 사이드패널 생산시스템은 사이드패널(47)이 로딩되는 대차(10)와; 상기 대차(10)를 순환시키기 위한 수단으로 사이드패널(47)의 로딩측에 배치되는 드롭리프터(20)와, 상부와 하부에 각각 배치된 용접라인 및 리턴라인과, 사이드패널(47)의 언로딩측의 하부에 구비되어 대차(10)를 차종에 맞게 교환하는 트래버스(70) 및 대차(10)적재대를 포함한다.

도 3은 도 2에서 대차의 사시도이다.

본 발명에 따른 대차(10)는 기존의 대차(10)에 설치되어 있던 공압품 및 전장품을 대폭 삭제함으로써, 대차(10)의 크기를 최소화 하여 부품수 및 비용을 절감할 수 있다.

또한, 상기 대차(10)는 몸체 역할을 하는 지지프레임(11)과, 상기 지지프레임(11)의 하부에 결합되어 마찰접촉에 의해 지지프레임(11)을 이동시키는 마찰바(12)와, 사이드패널(47)의 센터부를 규제하기 위해 장착된 지그유닛과, 상기 지지프레임(11)의 양측면에 힌지축을 중심으로 회전가능하게 설치되어 대차(10)를 원활하기 이동시키는 이송롤러(14)를 포함한다.

상기 지지프레임(11)은 폭이 좁고 길이가 긴 사각체이고, 상기 지그유닛은 지지프레임(11)의 상면에 폭방향(마찰바(12)에 대하여 수직방향)으로 설치된 연결바와, 연결바의 양단부에 각각 상방향으로 세워지게 설치되어 사이드패널(47)의 센터부를 지지하는 대략 "Y" 형상의 지지부재로 구성된다.

이때, 지그유닛은 사이드패널(47)의 센터부 하부를 지지부재에 의해 지지하고, 지지부재는 차종에 따라 다양한 형태의 사이드패널(47)에 맞게 다른 형상을 가질 수 있고 연결바의 배치방향도 사이드패널(47)의 형태에 따라 다르게 구현될 수 있다.

다시 말해서, 본 발명의 대차(10)는 차종에 따라 다양한 크기 및 형상을 가지는 사이드패널(47)에 맞게 구성되되, 기존의 공압품과 전장품 등을 대폭 삭제하고, 사이드패널(47)의 센터부만을 규제하기 위한 지그유닛들이 지지프레임(11)에 장착되어 구조를 단순화시켰다.

상기 마찰바(12)는 지지프레임(11)의 하부에 전후방향으로 설치되어, 용접라인 및 리턴라인에 각각 구비된 마찰휠(32)과 접촉에 의해 마찰휠(32)로부터 마찰력을 전달하여 대차(10)를 이동시키는 역할을 하고, 이외에도 대차(10)의 가감속을 컨트롤하기 위한 도그 역할을 수행하기도 한다.

첨부한 도 4는 도 2에서 드롭리프터의 사시도이다.

상기 드롭리프터(20)는 상하방향으로 이동하면서 대차(10)를 리턴라인에서 용접라인으로 승강시키기 위한 수단으로서, 즉, 리턴라인으로 리턴된 대차(10)를 넘겨받아 상승한 후 다시 용접라인으로 이동시켜준 다음 다시 원래 위치로 이동한다.

상기 드롭리프터(20)는 상부에 주행레일(29)이 평행하게 형성된 상하이동프레임(28)과, 상하이동프레임(28)을 상하이동가능하게 지지하는 지지대(23)와, 상하이동프레임(28)을 승하강시키기 위한 승하강수단을 포함한다.

그리고, 상기 드롭리프터(20)의 상하이동프레임(28)에는 대차(10)를 마찰력에 의해 수평방향으로 구동시키기 위한 마찰구동부(30)와, 마찰바(12)와 접촉에 의해 회전되어 마찰바(12)를 원활하게 이동시키기 위한 가이드휠(37)을 포함한다.

상기 지지대(23)는 수직방향으로 세워지게 배치되어 상하이동프레임(28)이 승하강가능하게 장착되는 두개의 수직부재(21)와, 수직부재(21)의 상단부를 연결하는 수평부재(22)를 포함한다.

상기 수직부재(21)의 하단부는 볼트 등에 의해 지면에 고정되고, 상하이동프레임(28)의 일측면에서 폭방향으로 연장된 연결프레임에 지지대(23)의 수직부재(21)에 상하방향으로 슬라이딩가능하게 연결된다.

이때, 상기 드롭리프터(20)의 상부이동프레임을 지지대(23)의 수직부재(21)에 외팔보 형태로 상하이동가능하게 설치함으로써, 상부이동프레임을 지지하기 위한 구성요소를 줄여, 드롭리프터(20)의 구조를 더욱 단순화할 뿐만 아니라 설치자재비용을 절감할 수 있다.

그리고, 상기 승하강수단은 수평부재(22)의 상부에 설치된 승강용 모터(24)와, 상기 승강용 모터(24)의 회전력을 전달하는 두개의 타이밍벨트(25)와, 상기 상하이동프레임(28)의 중량과 균형을 맞춰주는 웨이트 밸런스(27)가 설치된다.

상기 모터의 출력축에는 풀리(26)가 회전가능하게 설치되고, 상기 타이밍벨트(25)의 중간부는 풀리(26)를 감싸면서 타이밍벨트(25)의 일단부는 상하이동프레임(28)의 일측면에 연결되고 타이밍벨트(25)의 타단부는 웨이트 밸런스(27)에 연결된다.

상기 웨이트 밸런스(27)는 수직부재(21)의 하단에 상하이동프레임(28)의 반대편으로 설치되고, 웨이트 밸런스(27)의 양측면에 가이드롤러(73)가 설치되어 웨이트 밸런스(27)가 상하이동을 안내한다.

이때, 상기 승강용 모터(24)가 일방향으로 회전하면 풀리(26)가 회전하면서 타이밍벨트(25)의 일단부와 연결된 상하이동프레임(28)이 상승하고 타이밍벨트(25)의 타단부와 연결된 웨이트 밸런스(27)는 하강한다.

반대로, 승강용 모터(24)가 반대방향으로 회전하면 풀리(26)가 연동하여 타이밍벨트(25)의 일단부와 연결된 상하이동프레임(28)이 하강하고 타이밍벨트(25)의 타단부왕 녀결된 웨이트 밸런스(27)는 상승한다.

다시말해서, 상기 상하이동프레임(28)과 웨이트 밸런스(27)는 타이밍벨트(25)의 양단에 각각 연결되어 도르레 형식으로 승하강하게 된다.

첨부한 도 5는 도 2에서 마찰구동부의 사시도이다.

상기 마찰구동부(30)는 대차(10)의 마찰바(12)와 접촉에 의해 드롭리프터(20)에 로딩된 대차(10)를 용접라인으로 이동시키거나 리턴라인에서 드롭리프터(20)로 이동시키는 수단이다.

상기 마찰구동부(30)는 감속기(34)가 부착된 인덕션 모터(31)와, 감속기(34)의 내부에 회전축으로 연결되고 마찰바(12)의 한쪽 측면에 접촉되는 마찰휠(32)과, 상기 마찰바(12)의 반대쪽 측면에 접촉되어 회전가능하게 설치된 아이들 휠(33)로 구성된다.

이때, 상기 아이들 휠(33)은 마찰휠(32)이 마찰바(12)와 완전하게 접촉될 수 있도록 마찰바(12)의 폭에 맞게 마찰휠(32)과 일정한 간격을 유지하여야 한다.

상기 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)의 일정한 간격을 유지하기 위해 아이들 휠(33)이 힌지부재(35)에 힌지핀을 중심으로 회전가능하게 설치될 수 있고, 힌지부재(35)의 일측단부가 스프링(36)에 의해 탄성지지될 수 있다.

상기 힌지부재(35)의 일측단부에 볼트가 스프링(36)을 관통하도록 설치되고, 볼트의 단부에 너트가 체결되며, 상기 볼트와 너트의 조정으로 힌지부재(35)의 일측단부가 오므려지면 힌지부재(35)의 타측단부에 설치된 아이들 휠(33)은 마찰휠(32)과 간격이 벌어지고, 볼트와 너트에 의해 힌지부재(35)의 일측단부가 벌려지면 힌지부재(35)의 타측단부에 설치된 아이들 휠(33)은 마찰휠(32)과 간격이 좁아짐으로써, 상기 볼트와 너트의 조정으로 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)의 간격을 조정할 수 있다.

상기와 같이 볼트와 너트를 조절하여 스프링(36)의 탄성력에 의해 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)이 마찰바(12)와 원활한 접촉이 이루어짐으로써, 인덕션 모터(31)의 회전력이 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)을 통해 마찰바(12)에 전달되어 대차(10)의 수평이동을 가능하게 한다.

여기서, 상기 인덕션 모터(31)는 정방향 및 역방향으로 제어가능한 모터로서, 인덕션모터가 일방향으로 회전하면 감속기(34)를 통해 마찰휠(32)에 회전력이 전달되고, 마찰휠(32)이 회전하면서 마찰휠(32)과 접촉된 마찰바(12)를 드롭리프터(20)에서 용접라인으로 이동시킨다.

반대로, 인덕션모터가 타방향으로 회전하면 감속기(34)를 통해 마찰휠(32)에 회전력이 전달되고, 마찰휠(32)이 회전하면서 마찰휠(32)과 접촉된 마찰바(12)를 리턴라인에서 드롭리프터(20)로 이동시킨다.

따라서, 본 발명은 마찰접촉식에 의해 대차(10)가 각 공정으로 이동됨으로써 종래의 비접촉식보다 리니어모터의 개수 및 이의 콘트롤을 위한 인버터 용량을 줄여 비용을 절감할 수 있고, 인덕션 모터(31)의 제어에 의한 마찰휠(32)과 마찰바(12)의 물리적인 접촉에 의해 대차(10)의 이동속도를 보다 정확하고 신속하게 제어할 수 있다.

상기 용접라인과 리턴라인은 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82)에 의해 일직선 구조로 각각 구현될 수 있고, 상부와 하부에 수평하게 배치된 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82)은 지지부재에 의해 연결되어 지지된다.

상기 상부주행레일(81)에서는 키 공정과 리스폿 공정이 이루어지고, 용접라인과 리턴라인의 한쪽 끝에는 사이드패널(47)의 로딩측으로 드롭리프터(20)가 연결가능하게 배치되고, 용접라인의 반대쪽 끝에서 사이드패널(47)의 언로딩 공정이 이루어지고, 리턴라인의 반대쪽 끝에는 대차(10) 교환을 위해 트래버스(70)가 하부주행레일(82)의 폭방향으로 이동가능하게 설치된다.

여기서, 상기 마찰구동부(30)는 용접라인의 키 공정과 리스폿 공정, 그리고 언로딩 공정에 각각 설치되어, 대차(10)의 마찰바(12)와 마찰접촉에 의해 용접라인을 따라 각 공정별로 이동시킨다.

상기 용접라인의 키 공정에서는 다수의 용접로봇(80)과 상부주행레일(81)과 별개로 구성된 외부유니트(40)가 배치되어, 키 용접작업을 실시한다.

도 6은 도 2에서 외부유니트의 사시도이고, 도 7은 도 2에서 사이드패널이 외부유니트에 의해 지지되는 모습을 보여주는 평면도이다.

상기 외부유니트(40)는 키 용접시 대차(10)를 도와서 사이드패널(47)의 외곽부, 즉 루프패널과 연결되는 루프부(51)와 플로워패널의 측면과 연결되는 실사이드부(52)를 규제한다.

다시말해서, 상기 키공정은 사이드패널(47)의 인너패널과 아웃터패널이 아직 용접되지 않은 상태이기 때문에 상기 인너패널과 아웃터패널을 연결하는 중요부분을 먼저 용접하는 공정으로서, 키 용접을 위해서는 대차(10)의 지지유닛(13)에 의해 사이드패널(47)의 센터부를 지지할 뿐만 아니라 외부유니트(40)에 의해 사이드패널(47)의 외곽부를 지지하여 강성이 확보해야 한다.

상기 외부유니트(40)는 베이스프레임의 상부에 슬롯형태로 장착된 다수의 매니폴더 실린더모듈(41)을 포함하여 다차종의 사이드패널(47)을 규제할 수 있도록 대응할 수 있다.

상기 각 매니폴더 실린더모듈(41)은 6개씩 슬롯형태로 삽입장착된 매니폴더 실린더(42)와, 상기 매니폴더 실린더(42)의 상단에 서포터에 의해 회전가능하게 장착되어 오므려졌다 펴졌다하는 클램핑 지그(46)를 포함하고, 상기 6개의 매니폴더 실린더(42)와 클램핑 지그(46)를 통합하여 모듈화한다.

상기 매니폴더 실린더모듈(41)은 8개로 구성되어, 8개중 5개의 매니폴더 실린더모듈(41)은 사이드패널(47)의 루프부(51)의 5곳을 각각 클램핑하고, 나머지 3개의 매니폴더 실린더모듈(41)은 사이드패널(47)의 실사이드부(52)의 3곳을 각각 클램핑한다.

상기 사이드패널(47)의 루프부(51) 및 실사이드부(52)를 클램핑하기 위해, 상기 매니폴더 실린더모듈(41)에서 매니폴더 실린더(42)는 다차종 사이드패널(47)의 크기 및 형상에 따라 선택적으로 상하작동되고, 상기 클램핑 지그(46)는 각 매니폴더 실린더(42)의 상부에 지지되고, 클램핑 지그(46)의 일단부에 장착된 지그회전용 실린더(43)에 의해 회전되어 사이드패널(47)의 가장자리부를 클램핑한다.

도면에는 각 매니폴더 실린더모듈(41)에서 6개의 매니폴더 실린더(42) 중 한개만 클램핑지그가 도시되어 있으나, 실질적으로 6개 모두 매니폴더 실린더(42)의 상부에 클램핑지그용 써포터와 클램핑 지그(46)가 각각 설치된다.

그리고, 상기 클램핑지그용 써포터의 하단부는 지지바에 의해 매니폴더 실린더(42)의 피스톤로드에 연결되어 매니폴더 실린더(42)의 작동에 의해 업/다운된다.

상기 클램핑 지그(46)는 써포터의 상부에 조립된 고정지그(44)와, 고정지그(44)의 상단에 힌지링크에 의해 회전가능하게 연결된 회전지그(45)로 구성되고, 상기 회전지그(45)의 후단부에 지그회전용 실린더(43)의 피스톤로드가 연결됨으로서, 지그회전용 실린더(43)의 작동에 의해 클램핑 지그(46)가 오므려졌다 펴졌다하면서 사이드패널(47)의 외곽부를 클램할 수 있다.

이때, 상기 사이드패널(47)의 루프부(51)는 곡선형태로 이루어지고, 사이드패널(47)의 실사이드부(52)는 직선형태로 이루어져서 이에 맞게 각각의 매니폴더 실린더모듈(41)이 배치된다.

이와 같이, 상기 외부유니트(40)는 매니폴더 실린더(42)를 선택적으로 작동시킴으로써, 다수의 클램핑 지그(46)를 선택적으로 작동시켜 다차종 사이드패널(47)의 형상 및 크기에 맞게 클램핑 위치를 가변시킬 수 있어, 다차종 대차(10)에 대해 적극적으로 대응할 수 있다.

예를 들면 실사이드부(52)를 클램핑하는 매니폴더 실린더모듈(41) 중 오른쪽에서부터 첫번째와 두번째에 위치한 1,2번 매니폴더 실린더모듈(41)은 오른쪽에서부터 여섯번째 위치한 6번 매니폴더 실린더(42)를 상승시키고, 오른쪽에서 세번째에 위치한 3번 매니폴더 실린더모듈(41)은 오른쪽에서부터 첫번째 위치한 1번 매니폴더 실린더(42)를 상승시킨다.

그리고, 상기 사이드패널(47)의 루프부(51)를 클램핑하는 매니폴더 실린더모듈(41)의 경우도 각 매니폴더 실린더모듈(41)에서 상승작동하는 매니폴더 실린더(42)를 다르게 적용함으로써, 클램핑 지그(46)를 선택적으로 작동시켜 클램핑 위치를 가변시킬 수 있다.

또한, 상기 용접라인의 반대쪽 끝에는 언로딩로봇(83)과 대차교환로봇(84)과 대차적재대(60)가 배치된다.

첨부한 도 8은 도 2에서 다차종의 대차가 대차적재대에 거치된 모습을 보여주는 사시도이다.

용접작업이 완료된 사이드패널(47)은 용접라인의 한쪽측면에 배치된 언로딩로봇(83)에 의해 언로딩되어 다음공정으로 이송되고, 다른 차종의 대차(10)가 필요한 경우에 용접라인의 반대쪽 측면에 배치된 대차교환로봇(84)에 의해 대차적재대(60)에 구비된 다른 차종의 대차(10)를 교환한다.

상기 대차적재대(60)는 세워지게 배치되는 사각프레임(61)과, 사각프레임(61)의 양측에서 3단으로 돌출되는 거치바(62)로 구성되어, 차종에 따라 대차(10)를 상하방향으로 3단으로 적재가능하여 공간활용 측면에 우수하다.

상기 대차적재대(60)에 거치된 대차(10)를 대차교환로봇(84)에 의해 교환할 수 있어서 대차적재대(60)에는 대차교환을 위해 별도의 장치가 필요없어서 대차적재대(60)의 구조가 매우 단순하고 경제적인 장점이 있다.

상기 대차교환로봇(84)은 대차(10)를 교환하기 위해 대차적재대(60)에서 다른 대차(10)를 들어 트래버스(70)의 상부에 올려놓는다.

첨부한 도 9는 도 2에서 트래버스의 사시도이다.

상기 리턴라인의 반대쪽 끝에는 트래버스지지프레임(71)이 일체로 형성되고, 트래버스지지프레임(71)의 폭은 리턴라인의 하부주행레일(82)의 폭보다 측방향으로 더 길게 돌출되어 대차교환로봇(84)이 용접라인의 상부주행레일(81)과 간섭없이 대차(10)를 트래버스(70)에 로딩할 수 있다.

상기 트래버스(70)는 대차(10)의 이송롤러(14)가 상면에 접촉하여 전후방향으로 회전이동하는 주행레일(76)과, 주행레일(76)의 하부에 연결브라켓을 매개로 장착된 가이드롤러(73)를 포함한다.

상기 가이드롤러(73)는 트래버스지지프레임(71)의 상부에 측방향으로 평행하게 설치된 엘엠가이드(72)를 따라 회전이동함으로써, 트래버스(70)가 트래버스지지프레임(71)에서 측방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 트래버스(70)의 주행레일(76) 사이에는 연결바를 매개로 하여 안내휠(74)이 장착되고, 이 안내휠(74) 사이에 대차(10)의 마찰바(12)가 삽입됨으로써, 상기 안내휠(74)에 의해 대차(10)의 마찰바(12)를 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다.

상기 트래버스지지프레임(71)에 대차구동수단인 마찰구동부(30)와 동일한 구성을 가지도록 마찰구동부가 설치되고, 마찰구동부의 인덕션 모터(31)가 구동되어 마찰휠(75)을 회전시키면, 마찰구동부의 마찰휠(75)이 트래버스(70)의 하부에 폭방향으로 설치된 마찰바(78)와 마찰접촉됨으로써, 트래버스(70)를 측방향을 이동시킨다.

또한, 상기 트래버스(70)가 대차교환로봇(84)으로부터 로딩된 대차(10)를 리턴라인의 하부주행레일(82)로 이동시키는데, 이때 상기 대차(10)를 리란라인으로 이동시키기 위한 구동수단으로 대차구동수단과 동일한 구성의 마찰구동부(30)를 사용하여 마찰휠(32)과 마찰접촉에 의해 대차(10)를 리턴라인으로 이동시킨다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 사이드패널(47) 생산 시스템의 작업순서및 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

사이드패널(47)의 아웃터패널, 인너패널을 포갠채로 사이드패널(47)을 로딩로봇에 의해 드롭리프터(20)의 상부에 대기하고 있던 대차(10)에 로딩한다.

상기 대차(10)에 사이드패널(47)이 로딩되면 승강용 모터(24)가 작동하여 풀리(26)가 회전하면서 풀리(26)를 감싸는 타이밍벨트(25)가 상하방향으로 이동하고, 타이밍벨트(25)의 일단부에 연결된 상하이동프레임(28)은 상승하고, 타이밀벨트의 타단부에 연결된 웨이트 밸런스(27)는 하강함으로써, 드롭리프터(20)에 의해 대차(10)가 상승한다.

상기 상하이동프레임(28)이 상승완료되면 상하이동프레임(28)의 주행레일(29)은 용접라인의 상부주행레일(81)과 일직선상에 놓이고, 상하이동프레임(28)에 장착된 마찰구동부(30)가 작동하여 대차(10)를 용접라인으로 진입시킨다.

예를 들어, 상기 마찰구동부(30)의 인덕션 모터(31)가 가동되면 감속기(34)를 통해 모터의 회전력이 마찰휠(32)에 전달되고, 마찰휠(32)이 회전하면서 마찰휠(32)과 접촉되어 있던 대차(10)의 마찰바(12)가 마찰력에 의해 이동하여 대차(10)가 용접라인으로 진입된다.

상기 드롭리프터(20)의 상하이동프레임(28)은 대차(10)를 용접라인으로 이동시킨 후에 원래 위치로 하강하여 리턴라인으로 리턴되는 대차(10)를 대기한다.

계속해서, 상기 대차(10)를 타고 용접라인에 진입된 사이드패널(47)을 키 공정에서 중요부분을 키 용접하여 가조립한다.

여기서, 상기 키 용접 전에 대차(10)에 로딩된 사이드패널(47)의 아웃터패널과 인너패널은 아직 용접이 되지 않은 상태이기 때문에 용접시 강성을 확보하기 위해 대차(10)의 지지유닛(13)과 외부유니트(40)의 클램핑 지그(46)를 이용하여 사이드패널(47)의 센터부와 외곽부를 각각 지지 및 클램핑한다.

상기 대차(10)의 지지유닛(13)은 차종별로 다양한 형상 및 구조를 가지는 지지부재를 구비하여 사이드패널(47)의 센터부 곳곳을 지지하고, 동시에 키 용접을 위해 용접라인의 B 구간에 배치된 외부유니트(40)의 클램핑 지그(46)는 매니폴더 실린더모듈(41)에 의해 작동되어 오므려졌다 펴졌다 함으로써 사이드패널(47)의 외곽부인 루프부(51)와 실사이드부(52)의 각 클램핑 부위를 클램핑함으로써 키 용접시 강성을 확보할 수 있다.

상기 키 용접공정(B)은 대차(10)의 지지유닛(13)과 외부유니트(40)의 클램핑 지그(46)에 의해 사이드패널(47)의 센터부와 외곽부를 동시에 규제하여 강성을 확보한 다음 용접로봇(80)에 의해 사이드패널(47)의 중요부분을 용접한다.

그 다음, 상기 키 용접에 의해 가조립된 사이드 패널을 리스폿 용접 공정(C구간)으로 이동시킨다.

이때, 상기 키 용접 공정(B)에서 용접라인의 상부주행레일(81)에 설치된 마찰구동부(30)에 의해 대차(10)를 구동시킨다.

상기 리스폿 용접공정(C)은 키 용접 후 사이드패널(47)의 나머지 부분을 그 외곽부를 따라 연속해서 용접함으로써, 사이드패널(47)의 아웃터패널, 인너패널을 완전히 고정시킨다.

이어서, 상기 리스폿 용접에 의해 완전 조립된 사이드패널(47)을 언로딩공정으로 이동시킨다.

이때, 상기 리스폿 용접공정(C)에서 용접라인의 상부주행레일(81)에 설치된 마찰구동부(30)에 의해 대차(10)를 구동시킨다.

상기 언로딩공정은 용접이 완료된 사이드패널(47)을 언로딩로봇(83)에 의해 들어올려 다른 공정으로 배출이송한다.

여기서, 다른 차종의 사이드패널(47)을 용접할 경우 대차교환로봇(84)은 기존 차종의 대차(10)를 다른 차종의 대차(10)로 교환한다.

예를 들면, 상기 대차교환로봇(84)은 상부주행레일(81)의 상부에 있는 기존 차종의 대차(10)를 들어올려 대차적재대(60)의 빈자리에 보관하고, 상기 다른 차종에 맞는 대차(10)를 들어올려 상부주행레일(81)에 올려놓는다.

그 다음, 트래버스(70)는 새로운 차종의 로딩시 간섭을 방지하기 위해 리턴라인의 하부주행레일(82)보다 측방향으로 더 돌출되어 대기하고, 상기 언로딩로봇(83)은 상부주행레일(81)에 올려진 다른 차종의 대차(10)를 상기 트래버스(70)의 상부에 로딩한다.

이때, 새로운 차종의 대차(10)를 트래버스(70)에 로딩할 때 대차(10)의 마찰바(12)가 트래버스(70)의 마찰휠(75)과 아이들 휠(33) 사이에 접촉가능하게 끼워지도록 한다.

여기서, 상기 트래버스지지프레임(71)이 양쪽 측방향으로 더 돌출되게 형성되어, 트래버스(70)를 양쪽 측방향으로 돌출가능하게 이동시킴으로써, 대차(10) 교환시 대차교환로봇(84)에 의해 다른 차종의 대차(10)를 바로 트래버스(70) 위로 로딩할 수 있다.

이어서, 상기 트래버스(70)를 측방향으로 이동시켜 리턴라인의 하부주행레일(82)과 일직선상에 위치시킨 다음, 대차(10)를 리턴라인의 하부주행레일(82)로 이동시킨다.

이때, 상기 트래버스(70)의 마찰바(78)는 트래버스지지프레임(71)에 설치된 마찰구동부(30)의 마찰휠(32)과 마찰접촉되고, 상기 마찰구동부의 인덕션모터가 작동하여 마찰휠(75)을 회전시키고 마찰휠(75)과 마찰바(78)의 마찰력에 의해 트래버스(70)가 측방향으로 이동한다.

계속해서, 상기 트래버스(70)의 마찰구동부(30)를 구동시켜 마찰휠(32)과 대차(10)의 마찰바(12)의 마찰접촉에 의해 대차(10)를 리턴라인을 따라 이동시킨다.

그 다음, 상기 리턴라인을 따라 리턴되는 대차(10)를 리턴라인의 하부주행레일(82)의 한쪽 끝에 대기하고 있던 드롭리프터(20)에 이동시킨 다음 다시 새로운 사이드패널(47)을 로딩하여 드롭리프터(20)를 상승시키고 용접작업을 반복수행한다.

따라서, 본 발명에 의하면 기존의 대차(10)에 있던 공압품 및 전장품 등을 대차(10)에서 대폭 삭제하고, 대차(10)에 의해 사이드패널(47)의 센터부만을 지지할 수 있도록 지지유닛(13)을 대차(10)에 적용함으로써, 대차(10)의 크기를 대폭 축소하고 대차(10)의 구조를 최소화하여, 대차제작비용 및 설치비용을 절감할 수 있다.

또한, 대차(10)를 마찰휠(32)과 마찰접촉식으로 구동시켜, 기존의 리니어모터에 의해 비접촉식으로 대차(10)를 구동시킴으로 발생되는 문제점을 제거하였다.

아울러, 상기 마찰휠(32)의 재질로 우레탄 계열의 소재를 사용하여 마찰계수를 극대화시켜 마찰력을 높임으로써, 대차(10)의 마찰바(12)와 마찰접촉에 의해 대차(10)의 가감속을 제어할 수 있다.

뿐만 아니라, 키 용접시 대차(10)에 의해 사이드패널(47)의 센터부를 규제함과 동시에 외부유닛트를 사용하여 사이드패널(47)의 외곽부를 클램핑함으로써 용접을 위해 사이드패널(47)을 견고하게 고정할 수 있고, 외부유니트(40)의 클램핑 지그(46)를 작동시킴에 있어서 다수의 매니폴더 실린더(42)를 선택적으로 작동시켜 다양한 차종의 사이드패널(47)에 따라 클램핑 위치를 가변시킴으로써, 다른 차종의 대차(10)가 진입하더라도 이에 적극 대응할 수 있다.

10 : 대차 11 : 지지프레임
12 : 마찰바 13 : 지지유닛
14 : 이송롤러 20 : 드롭리프터
21 : 수직부재 22 : 수평부재
23 : 지지대 24 ; 승강용 모터
25 : 타이밍벨트 26 : 풀리
27 : 웨이트 밸런스 28 : 상하이동프레임
29 : 주행레일 30 : 마찰구동부
31 : 인덕션 모터 32 : 마찰휠
33 : 아이들 휠 34 : 감속기
35 : 힌지부재 36 ; 스프링
37 : 가이드휠 40 : 외부유니트
41 : 매니폴더 실린더모듈 42 : 매니폴더 실린더
43 : 지그회전용 실린더 44 : 고정지그
45 : 회전지그 46 : 클램핑 지그
50 : 사이드패널 51 : 루프부
52 : 실사이드부 53 : 커터 인너 어셈블리
60 : 대차적재대 61 : 사각프레임
62 : 거치바 70 : 트래버스
71 : 트래버스지지프레임 72 : 엘엠가이드
73 : 가이드롤러 74 : 안내휠
75 : 마찰휠 76 : 주행레일
80 : 용접로봇 81 : 상부주행레일
82 : 하부주행레일 83 : 언로딩로봇
84 : 대차교환로봇 A : 패널 로딩공정
B : 키 용접 공정 C : 리스폿 용접 공정
D : 대차교환 공정

Claims (7)

1. 상부와 하부에 각각 배치되어 대차(10)의 이동경로를 제공하는 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82);
   몸체역할을 하는 지지프레임(11)의 양측면에 이송롤러(14)가 구비되어 상기 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82)을 따라 이동하고, 상기 지지프레임(11)의 하부에 마찰바(12)가 설치되며, 사이드패널(47)이 안착지지되는 대차(10);
   마찰휠(32)을 가지며, 상기 마찰휠(32)이 회전하면서 마찰바(12)와 접촉으로 대차(10)를 구동시키는 마찰구동부(30);
   상기 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82)의 일측에 대차(10)와 독립적으로 구성되어, 키 용접 시 사이드패널(47)의 외곽부를 지지하는 외부유니트(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 대차(10)는 지지프레임(11)의 상부에 설치되어 사이드패널(47)의 센터부를 지지하는 지지유닛(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부유니트(40)는 고정지그(44)와, 상기 고정지그(44)에 회전가능하게 장착되어 상기 사이드패널(47)의 외곽부를 클램핑하는 회전지그(45)를 가지는 클램핑 지그(46); 및
   상기 클램핑 지그(46)를 작동시키는 지그회전용 실린더(43);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 외부유니트(40)는 클램핑 지그(46)와 지그회전용 실린더(43)가 상부에 설치되고, 차종별로 구비되는 대차(10)의 종류에 따라 선택적으로 작동하여 클램핑 지그(46)에 의한 클램핑 위치를 가변시키는 다수의 매니폴더 실린더(42)이 통합된 다수의 매니폴더 실린더모듈(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 대차(10)를 상부주행레일(81)에서 하부주행레일(82)로 이동시키기 위한 수단으로 상기 하부주행레일(82)의 일측 단부에 주행레일(76)이 측방향으로 슬라이딩가능하게 독립적으로 구성되고, 상기 주행레일(76) 사이에 연결바를 매개로 안내휠(74)이 설치되며 상기 안내휠(74) 사이에 대차(10)의 마찰바(12)가 삽입되어 안착되는 트래버스(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 트래버스(70)를 측방향으로 구동시키기 위한 구동수단으로 트래버스(70)의 주행레일(76)의 하부에 설치된 마찰바(78); 및
   모터구동에 의해 회전하면서 상기 마찰바(78)와 접촉으로 트래버스(70)를 측방향으로 이동시키는 마찰휠(75);을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 대차(10)를 하부주행레일(82)에서 상부주행레일(81)로 이동시키기 위한 수단으로 드롭 리프터가 상부주행레일(81)과 하부주행레일(82)의 한쪽 단부에 독립적으로 구성되고;
   상기 드롭리프터(20)는 수직부재(21)와, 상기 수직부재(21)의 상단부를 연결하는 수평부재(22)를 가지는 지지대(23);
   상기 지지대(23)의 수직부재(21)에 상하방향으로 이동가능하게 장착된 상하이동프레임(28);
   상기 지지대(23)의 상단에 설치되어, 상하이동프레임(28)을 승강이동시키는 승강용 모터(24);
   중간부가 상기 승강용 모터(24)와 연동되는 풀리(26)를 감싸며, 일단부는 상하이동프레임(28)과 연결되고, 타단부는 웨이트 밸런스(27)와 연결되어, 모터의 회전력을 직선운동으로 전환하여 상하이동프레임(28)에 동력을 전달하는 타이밍벨트(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 사이드패널 생산 시스템.
   
   

Images