KR20180027868A

KR20180027868A - 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR20180027868A
Application number: KR1020160115071A
Authority: KR
Inventors: 이준경; 권선우; 김상조
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-03-15
Also published as: DE102016225012A1; US20200130760A1; US11203386B2; CN107792224A; US20180065694A1; KR101846912B1; US20220073158A1

Abstract

차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛이 개시된다. 개시된 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 형성하고 있는 차체 조립 시스템에서, 메인 벅 구간에 구성되는 것으로서, 메인 벅 구간에서 이송 경로의 양측에 각각 설치되며, 프리 벅 구간에서 프리 벅 유닛을 통해 사이드 앗세이의 하부가 플로어 앗세이에 선 조립된 상태에서, 사이드 앗세이 상부를 규제하고, 제2 용접 로봇을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 후 조립할 수 있다.

Description

차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛 및 이의 제어방법 {MAIN BUCK UNIT FOR VEHICLE BODY ASSEMBLING SYSTEM AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 차체 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체 조립 라인에서 다 차종의 차체 조립에 대응 가능한 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차체는 차체 서브 공정에서 생산된 각종 제품 패널을 조립하는 과정을 거침으로써 화이트 보디(B.I.W) 형태로 이루어진다.

차체는 골격 하부에서 엔진과 차축 등의 구동부와 시트(seat) 등을 지지하는 플로어 패널과, 골격의 좌우 측면을 형성하는 양측 사이드 패널과, 골격의 상부면을 형성하는 루프 패널과, 그 외 다수개의 카울 패널, 루프 레일, 패키지 트레이 및 백 패널 등의 부품들로 구성된다. 이러한 차체 부품들의 조립은 메인 벅(main buck)이라는 공정(당 업계에서는 차체 빌드 업(body build-up) 공정이라고도 한다)에서 이루어진다.

메인 벅 공정에서는 차체 조립 시스템을 통하여 플로어 패널에 백 패널을 접합한 후, 양측 사이드 패널, 카울 패널, 루프 레일, 패키지 트레이 및 루프 패널 등을 용접하여 조립하게 된다.

예를 들면, 차체 조립 시스템은 사이드 행거 및 사이드 게이트를 통해 사이드 패널을 규제하고 그 사이드 패널을 플로어 패널에 셋팅하며, 사이드 패널에 카울 패널, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 셋팅한 후, 용접 로봇을 통해 이들 부품의 접합 부위를 용접한다.

종래 기술에 따른 차체 조립 시스템은 4면에 차종별 사이드 게이트를 각각 설치하고 있는 회전 인덱스(당 업계에서는 통상적으로 "4면 회전체" 라고도 한다)를 구비하고 있다. 4면 회전 인덱스는 각각의 사이드 게이트를 통해 차종별 사이드 패널을 규제한 상태로 회전하며, 플로어 패널의 양측에 해당 차종의 사이드 패널을 정 위치시킬 수 있다.

따라서, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 사이드 게이트에 규제된 사이드 패널의 상단부에 상관 부품들(예를 들면, 카울 패널, 루프 레일 및 패키지 트레이)을 정 위치시킨 상태에서, 사이드 패널의 상단부와 상관 부품들, 그리고 사이드 패널의 하단부와 플로어 패널을 용접 로봇을 통해 용접할 수 있다.

그런데, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 차종별 사이드 게이트를 통해 차체의 골격 전체를 한 번에 규제하기 때문에, 전체 차체 조립 시스템의 고 중량 및 거대화를 초래할 수밖에 없다.

더 나아가, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 각 면에 차종별 사이드 게이트를 설치하기 때문에, 5차종 이상의 차체 조립이 불가능하며, 5차종 이상의 차체 조립을 위해서는 고 중량의 거대한 기존 설비를 추가로 설치해야 한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허공보 제1326816호 (2013. 11. 01. 등록)

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 것과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 차체 조립이 가능하고, 전체 설비의 경량화를 도모할 수 있도록 한 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 형성하고 있는 차체 조립 시스템에서, 상기 메인 벅 구간에 구성되는 것으로서, 상기 메인 벅 구간에서 상기 이송 경로의 양측에 각각 설치되며, 상기 프리 벅 구간에서 프리 벅 유닛을 통해 사이드 앗세이의 하부가 플로어 앗세이에 선 조립된 상태에서, 상기 사이드 앗세이 상부를 규제하고, 제2 용접 로봇을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 후 조립할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 상기 프리 벅 유닛에 의해 상기 사이드 앗세이의 하부가 플로어 앗세이에 용접된 상태에서, 상기 메인 벅 구간에서 상기 사이드 앗세이의 차폭 방향을 규제하며, 상기 제2 용접 로봇을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 용접할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 상기 차체 부품으로서의 카울, 루프 레일, 및 패키지 트레이를 규제하며, 상기 차체 부품을 사이드 앗세이의 상부에 정 위치시키는 씨알피 로딩부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 다수 개의 사이드 지그와, 상기 사이드 지그를 고정하는 4면의 회전 인덱스를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 상기 회전 인덱스에 대하여 상기 사이드 지그를 핸들링 로봇을 통해 탈/부착할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 설정하며, 상기 프리 벅 구간에 프리 벅 유닛을 구성하고 있는 차체 조립 시스템에서, 상기 메인 벅 구간에 구성되는 것으로서, ⅰ)상기 메인 벅 구간에서 핸들링 로봇에 장착 가능하게 구비되며, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 다수 개의 사이드 지그와, ⅱ)상기 메인 벅 구간에서 상기 사이드 지그와 결합하며 설정된 각도로 회전 가능하게 구비되고, 상기 이송 경로의 양측에 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 회전 인덱스와, ⅲ)상기 메인 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 용접하는 적어도 하나의 제2 용접 로봇을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛은, 상기 이송 경로의 상측에 그 이송 경로를 따라 이동 가능하게 구비되며, 상기 메인 벅 구간에서 승강 가능하게 설치되는 씨알피 로딩부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 씨알피 로딩부는 상기 차체 부품으로서의 카울, 루프 레일, 및 패키지 트레이를 규제하며, 상기 차체 부품을 사이드 앗세이의 상부에 정 위치시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 메인 벅 구간에는 상기 다수 개의 사이드 지그를 보관하기 위한 스토리지부가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 사이드 지그는 상기 메인 벅 구간에서 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 장착되는 지그 프레임과, 상기 지그 프레임에 설치되고, 사이드 앗세이의 상부를 클램핑 하며, 사이드 앗세이의 차폭 방향을 규제하는 복수 개의 제3 클램퍼와, 상기 지그 프레임에 설치되며, 상기 회전 인덱스와 결합하는 복수 개의 제2 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 제2 결합 핀은 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제2 볼 결합 홈을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 회전 인덱스는 상기 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임에 구동부를 통하여 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 이동부재와, 상기 제2 이동부재 상에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 인덱스 프레임과, 차종 별로 상이한 상기 사이드 지그가 탈착될 수 있는 4면을 지니며 구동부를 통하여 상기 인덱스 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 상기 회전체의 각 면에 구비되며, 상기 사이드 지그와 핀 결합하는 복수 개의 지그 결합부와, 상기 회전체의 각 면에 설치되며, 상기 사이드 지그를 상기 회전체에 고정하기 위한 복수 개의 제4 클램퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 지그 결합부는 상기 회전체의 각 면에 삼각 구도로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 지그 결합부는 상기 사이드 지그에 구비된 제2 결합 핀이 끼워지는 제2 핀 하우징과, 상기 제2 핀 하우징의 내부에 설치되며, 다수 개의 볼들을 통해 상기 제2 결합 핀을 클램핑 하는 제2 볼 클램프를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 제2 볼 클램프는 상기 볼들이 구름 가능하게 구비되며, 구동부에 의해 상기 제2 결합 핀의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제2 레이스부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 볼들은 상기 제2 레이스부재에 의해 상기 제2 볼 결합홈에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 인덱스 프레임에는 상기 사이드 앗세이의 위치를 감지하고 그 감지 신호에 따라 상기 제2 이동부재의 구동부를 제어하기 위한 제2 위치 센서가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛에 있어서, 상기 사이드 지그에는 차종 태그가 장착되며, 상기 회전체의 각 면에는 태그 리더기가 장착될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법은, (a)회전 인덱스의 4면에 결합된 사이드 지그의 차종 정보를 수신하는 단계와, (b)현재 제작 차종의 사이드 지그 외에 다음 제작 차종에 상응하는 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있는지를 판단하는 단계와, (c)다음 제작 차종의 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있지 않은 것으로 판단되면, 현재 제작 차종의 사이드 앗세이 조립 시, 회전 인덱스의 (-1)면에 장착되어 있는 사이드 지그를 분리하고, 스토리지부에 언로딩하는 단계와, (d)다음 제작 차종의 사이드 지그를 스토리지부로부터 취출하고, 현재 제작 차종의 사이드 앗세이 조립 완료 후, 회전 인덱스의 후진 시, 다음 제작 차종의 사이드 지그를 회전 인덱스의 (-1)면에 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법은, 다음 제작 차종의 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있는 것으로 판단되면, 회전 인덱스의 회전 및 전후진 등을 통해 현재 제작 차종 및 다음 제작 차종의 사이드 앗세이를 조립할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법은, 상기 회전 인덱스의 각 면에 설치된 태그 리더기가 사이드 지그의 차종 태그에 저장되어 있는 차종 정보를 수신할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 프리 벅 구간에서 프리 벅 유닛을 통해 플로어 앗세이에 사이드 앗세이의 하부를 선 조립하고, 메인 벅 구간에서 메인 벅 유닛을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품들을 후 조립할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 종래 기술과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 다 차종에 대응하여 차체를 조립할 수 있고, 로봇을 이용한 다 차종의 공용화가 가능하다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 사이드 앗세이를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 사이드 행거를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 가이드 포스트를 도시한 사시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 가이드 포스트의 행거 결합부 및 메인 벅 유닛에 적용되는 회전 인덱스의 지그 결합부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 가이드 포스트를 도시한 정면 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛을 도시한 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 사이드 지그를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 회전 인덱스를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 회전 인덱스를 도시한 정면 구성도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 사이드 지그의 차종 인식 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법을 설명하기 위한 플로우-차트이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 차체 서브 조립 라인에서 운반된 차체 조립부품들을 규제 및 용접하며 하나의 완성된 차체로서 조립하는 차체 조립라인에 적용될 수 있다.

차체 조립라인은 차체의 기초가 되는 플로어 앗세이를 조립하는 메인 공정, 차체의 벽면 부품인 사이드 앗세이를 조립하는 사이드 공정, 플로어 앗세이에 사이드 앗세이를 조립하고 그 사이드 앗세이에 카울, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 조립하는 메인 벅 공정을 포함하고 있다.

여기서, 메인 벅(Main buck) 공정이라 함은 대형의 장치를 통해 웰딩 픽스쳐(Welding fixture)를 고정하고, 그 웰딩 픽스쳐를 스윙, 로테이션 및 시프트하며 사이드 바디 어셈블리와 언더 바디를 일체로 조립하는 공정이다.

본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 차체 조립라인에서 플로어 앗세이, 좌우의 사이드 앗세이, 카울(Cowl), 루프 레일(Roof rail) 및 패키지 트레이(Package tray) 등을 로봇에 의한 스폿 용접설비로서 조립하는 메인 벅 공정에 적용될 수 있다.

이하에서는 메인 벅 공정에서 플로어 앗세이를 기준으로 그 플로어 앗세이의 양측에 사이드 앗세이를 접합하고, 그 사이드 앗세이에 카울, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 접합하는 예를 설명하기로 한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 대차라인(1)을 통해 설정된 이송 경로를 따라 이송하는 플로어 앗세이(2)를 기준으로, 그 플로어 앗세이(2)의 양측에 사이드 앗세이(3)를 조립하고, 그 사이드 앗세이(3)에 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)를 조립할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 플로어 앗세이(2)의 이송 방향을 차체 이송 방향으로 정의하는데, 당 업계에서는 차체 이송 방향을 T 방향, 차폭 방향을 L 방향, 차체의 높이 방향을 H 방향이라고 한다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 LTH 방향을 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향으로 정의하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 것과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 차체 조립이 가능하고, 전체 설비의 경량화를 도모할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 대차라인(1)의 이송 경로를 따라 구획된 프리 벅(pre-buck) 구간(20)과 메인 벅(main-buck) 구간(50)을 설정하고 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 기본적으로, 프리 벅 구간(20)에 구성되는 프리 벅 유닛(200)과, 메인 벅 구간(50)에 구성되는 메인 벅 유닛(500)을 포함하고 있다.

상기에서와 같은 프리 벅 유닛(200) 및 메인 벅 유닛(500)은 각각의 프리 벅 구간(20) 및 메인 벅 구간(50)에서 하나의 프레임에 설치될 수 있고, 분획된 각각의 프레임에 설치될 수도 있다.

이러한 프레임은 상기 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다. 그러나 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임으로 통칭한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 프리 벅 유닛(200)은 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부를 규제하며, 그 하부를 플로어 앗세이(2)에 선 조립하기 위한 것이다. 이러한 프리 벅 유닛(200)은 프리 벅 구간(20)에서 대차라인(1)의 이송 경로 양측에 각각 구성된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 사이드 앗세이(3)를 도 3에서와 같이, 점선의 기준선(4)을 기준으로 하부(4a)와 상부(4b)로 구분할 수 있다. 그리고 상기 사이드 앗세이(3)는 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b), 리어 필러(5c) 그리고 리어 콤비 램프부(5d)를 형성하고 있다. 더 나아가, 상기 사이드 앗세이(3)에는 그 사이드 앗세이(3)의 정위치 규제를 위한 적어도 하나의 기준홀(6)을 형성하고 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 의한 상기 프리 벅 유닛(200)은 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하며 그 사이드 앗세이(3)의 하부(4a: 이하 도 3 참조)를 플로어 앗세이(2)에 선 조립하기 위한, 사이드 행거(210), 가이드 포스트(310) 및 복수의 제1 용접 로봇(410)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 선 조립이라 함은 사이드 컴플 타입의 사이드 앗세이(3)를 차체의 플로어 앗세이(2)에 위치시킨 셋팅 조립이 아닌, 사이드 앗세이(3)의 하부를 플로어 앗세이(2)에 용접 조립함을 의미한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 행거(210)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 클램핑 또는 그리핑하며, 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하기 위한 것이다.

이러한 사이드 행거(210)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 공용으로 정위치 규제할 수 있는 공용 행거로서 구비될 수 있다. 상기 사이드 행거(210)는 프리 벅 구간(20)에서 제1 핸들링 로봇(281)에 장착된다.

한편, 상기 사이드 행거(210)는 프리 벅 구간(20)에서 별도의 정렬수단을 통해 기 설정된 위치로 정렬된 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 규제할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 프리 벅 유닛(200)은 도 1에서와 같은 로봇 행거(290)를 포함하고 있다.

상기 로봇 행거(290)는 이송 행거(110)를 통해 프리 벅 구간(20)으로 이송된 사이드 앗세이(3)를 언 로딩하고, 사이드 앗세이(3)를 기 설정된 위치로 정렬한 상태에서, 그 사이드 앗세이(3)를 로봇 투 로봇(robot-to-robot) 방식으로 사이드 행거(210)에 로딩할 수 있다.

상기 로봇 행거(290)는 행거 로봇(291)의 아암 선단에 장착되는 정렬 지그(293)를 포함하고 있다. 상기 정렬 지그(293)는 사이드 앗세이(3)를 기 설정된 위치로 정렬하기 위한 것으로, 사이드 앗세이(3)의 기준 위치를 잡아주고, 사이드 앗세이(3)의 가장자리 부분을 지지하며, 그 가장자리 부분을 클램핑 할 수 있다. 이러한 정렬 지그(293)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 정렬 지그장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 사이드 행거를 도시한 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 사이드 행거(210)는 기본적으로, 행거 프레임(211), 기준 핀(231), 제1 클램퍼(251) 그리고 제1 결합 핀(271)을 포함한다.

상기 행거 프레임(211)은 프리 벅 구간(20: 이하 도 1 참조)에 위치하고 있는 제1 핸들링 로봇(281: 이하 도 1 참조)의 아암 선단에 장착된다. 상기 행거 프레임(211)은 툴 체인저(213)를 통해 제1 핸들링 로봇(281)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 기준 핀(231)은 사이드 앗세이(3)의 기준 위치를 잡아 주는 것으로서, 적어도 하나의 개수로서 행거 프레임(211)에 설치된다. 상기 기준 핀(231)은 도 3에서와 같은 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워진다.

상기 기준 핀(231)의 구동수단을 통해 행거 프레임(211)의 전면에서 전후 방향으로 이동되며, 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워질 수 있다. 더 나아가, 상기 기준 핀(231)은 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 대응하여 구동수단에 의해 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향의 3축 방향으로 위치 변동이 가능하게 구성될 수도 있다.

상기 제1 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 하부(4a) 만을 클램핑 하며, 그 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하는 것으로, 행거 프레임(211)에 복수 개로 설치된다.

상기 제1 클램퍼(251)는 행거 프레임(211)의 양단부 측에 각각 설치되며, 그 양단부 사이에 복수 개로 설치된다. 상기 행거 프레임(211)의 양단부 측에 구비되는 제1 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 할 수 있다. 상기 행거 프레임(211) 양단부 측의 제1 클램퍼(251)는 그 양단부 측에 고정식으로 구비된다.

그리고, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비되는 복수 개의 제1 클램퍼(251)는 도 3에서와 같은 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 클램핑 할 수 있다.

여기서, 상기 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)에 대응하는 제1 클램퍼(251)들은 제1 구동부(253)에 의해 위치 가변 식으로 차체 이송 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다.

상기 제1 구동부(253)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 필러부 위치에 따라 제1 클램퍼(251)들을 차체 이송 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 예를 들면, 상기 제1 구동부(253)는 제1 서보 모터(255)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제1 가이드 구조체(257)를 통해 제1 클램퍼(251)를 차체 이송 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

이 경우, 상기 제1 클램퍼(251)들은 사이드 앗세이(3)의 센터를 기준으로 그 사이드 앗세이(3)의 하부를 안정성 있게 그리핑 할 수 있도록 행거 프레임(211)에 삼각 구도로 설치될 수 있다.

더 나아가, 상기 행거 프레임(211)에는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제1 클램퍼(251)를 부가적으로 장착하기 위한 복수의 장착 좌면(261)을 형성하고 있다.

상기 장착 좌면(261)에는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 위에서 언급한 바 있는 고정식 및/또는 위치 가변 식의 제1 클램퍼(251)가 장착될 수 있다.

상기에서 제1 결합 핀(271)은 제1 클램퍼(251)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 규제하고 있는 행거 프레임(211)을 뒤에서 더욱 설명될 가이드 포스트(310)에 결합하기 위한 것이다.

상기 제1 결합 핀(271)은 행거 프레임(211)의 배면 하부에 복수 개로 설치된다. 상기 제1 결합 핀(271)은 제1 장착 브라켓(273)을 통해 행거 프레임(211)의 배면 하부에 장착된다. 상기 제1 결합 핀(271)은 제1 장착 브라켓(273)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제1 결합 핀(271)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제1 볼 결합 홈(275)을 형성하고 있다. 이러한 제1 결합 핀(271)과 가이드 포스트(310)의 결합 구조는 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 가이드 포스트를 도시한 사시도이다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 가이드 포스트(310)는 프리 벅 구간(20)에서 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)와 결합하며, 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2: 이하 도 1 참조)의 양측에 정확히 매칭시키기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 의한 상기 가이드 포스트(310)는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 제1 핸들링 로봇(281)이 핸들링하면서 발생할 수 있는 사이드 앗세이(3)의 위치 산포를 규제하며, 플로어 앗세이(2)의 양측에 대한 사이드 앗세이(3)의 조립 산포를 최소화하기 위한 것이다.

상기 가이드 포스트(310)는 프리 벅 구간(20)에서 대차라인(1: 이하 도 1 참조)의 이송 경로 양측에 각각 배치되고, 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 사이드 행거(210)와 결합되며, 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

상기 가이드 포스트(310)는 프리 벅 구간(20)의 이송 경로 양측에서 프리 벅 프레임(311)에 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 가이드 포스트(310)는 제1 이동부재(321), 포스트 프레임(331) 및 행거 결합부(351)를 포함한다.

상기 제1 이동부재(321)는 이송 경로 양측에서 프리 벅 프레임(311)에 제2 구동부(313)를 통하여 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 예를 들면, 상기 제1 이동부재(321)는 플레이트 형상으로 구비되며, 프리 벅 프레임(311)의 상면에서 제2 구동부(313)에 의해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 제2 구동부(313)는 제1 이동부재(321)를 차폭 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다. 상기 제2 구동부(313)는 제2 서보 모터(315)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제2 가이드 구조체(317)를 통해 제1 이동부재(321)를 차폭 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

상기와 같은 제2 구동부(313)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 전동 구동체 또는 이동 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 프리 벅 프레임(311)에는 제2 구동부(313)에 의해 차폭 방향으로 이동되는 제1 이동부재(321)의 정위치를 결정하는 제1 스토퍼(319)가 구비될 수 있다. 상기 제1 스토퍼(319)는 프리 벅 프레임(311)에서 가이드 레일의 양단 측에 각각 설치될 수 있다.

상기 포스트 프레임(331)은 제1 핸들링 로봇(281)을 통하여 사이드 행거(210)와 실질적으로 결합되는 것으로, 한 쌍으로서 제1 이동부재(321) 상에 차체 이송 방향으로 이격되게 설치된다.

이러한 포스트 프레임(331)은 다수 개의 금속 바들이 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향으로 연결된 구조로 이루어지는 바, 차체 이송 방향을 따라 일정 간격을 두고 제1 이동부재(321) 상에 직립되게 설치될 수 있다. 여기서 상기 포스트 프레임(331)의 상면에는 사이드 행거(210)가 안착되며 결합될 수 있는 안착 면을 형성하고 있다.

상기 행거 결합부(351)는 도 5 및 도 6에서와 같이 제1 클램퍼(251)를 통해 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)의 행거 프레임(211)을 포스트 프레임(331)에 결합하기 위한 것이다.

상기 행거 결합부(351)는 복수 개로서 포스트 프레임(331)의 안착 면에 설치된다. 상기 행거 결합부(351)는 행거 프레임(211)에 구비된 제1 결합 핀(271)과 핀 결합하며 그 제1 결합 핀(271)을 클램핑 할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 프리 벅 유닛에 적용되는 가이드 포스트의 행거 결합부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6과 함께 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 행거 결합부(351)는 제1 핀 하우징(353)과 제1 볼 클램프(355)를 포함한다.

상기 제1 핀 하우징(353)은 포스트 프레임(331)의 안착 면에 고정되게 설치된다. 상기 제1 핀 하우징(353)에는 사이드 행거(210)의 제1 결합 핀(271)이 끼워진다.

상기 제1 볼 클램프(355)는 제1 핀 하우징(353)에 끼워진 제1 결합 핀(271)을 다수 개의 볼(356)들과 에어의 압력으로서 클램핑 하는 것으로, 제1 핀 하우징(353)의 내부에 설치된다.

예를 들면, 상기 제1 볼 클램프(355)는 볼(356)들을 구름 가능하게 지지하는 지지레이스(357)와, 제1 결합 핀(271)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 레이스부재(358)와, 제1 레이스부재(358)에 구동 압력을 제공하는 제3 구동부(359)를 포함하고 있다.

상기 지지레이스(357)는 볼(356)들을 구름 가능하게 지지하는 원형 레이스로 구비되며, 제1 레이스부재(358)는 제1 결합 핀(271)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며 볼(356)들을 가압하는 기능을 하게 된다.

그리고, 상기 제3 구동부(359)는 제1 레이스부재(358)에 에어의 압력을 제공하며, 제1 레이스부재(358)를 제1 결합 핀(271)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동시키며 볼(356)들을 가압하는 에어 공급원으로 구비된다.

상기와 같은 제1 볼 클램프(355)는 도 8에서와 같이 제1 핀 하우징(353)에 제1 결합 핀(271)이 결합되지 않은 경우, 제3 구동부(359)를 통해 제1 레이스부재(358)에 에어의 압력이 제공되지 않고, 이 경우 볼(356)들은 지지레이스(357)에 자유롭게 구름 가능한 상태를 유지하고 있다.

또한, 상기 제1 볼 클램프(355)는 도 9에서와 같이 제1 핀 하우징(353)에 제1 결합 핀(271)이 결합된 경우, 제3 구동부(359)를 통해 제1 레이스부재(358)에 에어의 압력을 제공하게 되면, 그 에어의 압력에 의해 제1 레이스부재(358)는 제1 결합 핀(271)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며, 지지레이스(357) 상의 볼(356)들을 가압하게 된다.

이에 상기 볼(356)들은 제1 레이스부재(358)에 의해 제1 결합 핀(271)의 제1 볼 결합 홈(275)에 결합되며, 제1 결합 핀(271)을 제1 핀 하우징(353)에 단단히 고정시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 볼 클램프 방식의 행거 결합부(351)를 통해 사이드 행거(210)의 제1 결합 핀(271)을 클램핑 함으로써, 그 사이드 행거(210)를 포스트 프레임(331)에 결합할 수 있다.

도면에서는 상기와 같은 행거 결합부(351)가 포스트 프레임(331)에 4 개소로 구비되는 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 3 개소로 구비될 수 있다.

더 나아가 이러한 행거 결합부(351)는 사이드 행거(210)를 포스트 프레임(331)에 안정성 있게 결합할 수 있도록 그 포스트 프레임(331)에 삼각 구도로 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 제1 핸들링 로봇(281)을 통하여 포스트 프레임(331)의 행거 결합부(351)에 결합한 상태로, 제1 이동부재(321)에 의하여 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2)의 양측으로 이동시킬 수 있다.

이 과정에 상기 제1 핸들링 로봇(281)은 사이드 행거(210)의 행거 프레임(211)과 분리되지 않고, 제1 이동부재(321)와 동기화하며 거동될 수 있다. 이에 본 발명의 실시예에서는 제1 핸들링 로봇(281)의 아암을 행거 프레임(211)으로부터 분리하고 다시 행거 프레임(211)에 결합하는 공정을 삭제할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시예에서는 제1 이동부재(321)를 통하여 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2)의 양측으로 이동시킬 때, 제1 핸들링 로봇(281)의 아암을 행거 프레임(211)으로부터 분리할 수도 있다.

상기와 같이 제1 핸들링 로봇(281)의 아암이 행거 프레임(211)으로부터 분리되는 경우, 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 사이드 행거(210)에 제공되는 구동소스가 차단될 수 있다.

이에 본 발명의 실시예에서는 도 10에서와 같이, 사이드 행거(210)에 구동소스를 제공하기 위한 구동소스 공급부(371)를 포스트 프레임(331)에 설치하고 있다. 여기서, 상기 구동소스라 함은 사이드 행거(210)의 제1 클램퍼(251: 도 5 참조)를 구동시키기 위한 전원, 공압, 제어신호 등을 포함할 수 있다. 즉, 상기 구동소스 공급부(371)는 급전부, 급기부 및 무선 통신부를 포함할 수 있다.

또 다른 한편, 도 7 및 도 10에서와 같이 본 발명의 실시예에 의한 가이드 포스트(310)는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 포스트 프레임(331)의 행거 결합부(351)에 결합한 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 최 하단부를 클램핑 하기 위한 복수 개의 제2 클램퍼(381)를 더 포함하고 있다.

상기 제2 클램퍼(381)는 사이드 행거(210)와 별개로 제1 이동부재(321)에 차체 이송 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치된다. 상기 제2 클램퍼(381)는 사이드 앗세이(3)의 하부 사이드 실을 클램핑 할 수 있다.

여기서, 상기 제2 클램퍼(381)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제4 구동부(383)에 의해 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향의 3축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제4 구동부(383)는 서보 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하며, 공압 실린더에 의해 직선 운동하는 리드(또는 볼) 스크류, 실린더 로드 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제4 가이드 구조체(387)를 통해 제2 클램퍼(381)를 3축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

상기와 같은 제4 구동부(383)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 3축 전동 구동체 또는 이동 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

나아가, 본 발명의 실시예에서는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하고 그 감지 신호에 따라 제2 클램퍼(381)의 제4 구동부(383)를 제어하기 위한 제1 위치 센서(391)를 더 포함하고 있다(도 10 참조).

상기 제1 위치 센서(391)는 제2 클램퍼(381) 측에 설치된다. 예를 들면, 상기 제1 위치 센서(391)는 레이저를 피 감지체에 조사하고, 그 피 감지체에 의해 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하며, 피 감지체에 대한 위치를 감지하는 레이저 변위 센서를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1 위치 센서(391)의 감지 신호에 따라 제어기를 통하여 제4 구동부(383)에 제어 신호를 인가하며, 제2 클램퍼(381)의 위치를 3축 방향으로 가변시킴으로써 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제2 클램퍼(381)의 규제 위치를 보정할 수 있다.

앞서 개시한 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 제1 용접 로봇(410)은 상술한 바와 같은 사이드 행거(210) 및 가이드 포스트(310)에 의해 플로어 앗세이(2)의 양측에 정 위치하고 있는 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)와 플로어 앗세이(2)를 용접하기 위한 것이다.

상기 제1 용접 로봇(410)은 프리 벅 구간(20)에서 차체 이송 방향을 따라 복수 개로 설치되며, 로봇의 아암 선단에 스폿 용접장치가 장착된 구조로 이루어진다.

이러한 제1 용접 로봇(410)은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 스폿 용접 로봇으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)의 메인 벅 유닛(500)을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 메인 벅 유닛(500)은 프리 벅 구간(20)에서 프리 벅 유닛(200)에 의해 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)가 플로어 앗세이(2)에 선 조립된 상태로, 대차라인(1)을 통해 메인 벅 구간(50)으로 이송된 차체의 사이드 앗세이(3)에 차체 부품들을 후 조립하기 위한 것이다.

즉, 상기 메인 벅 유닛(500)은 메인 벅 구간(50)에서 사이드 앗세이(3)의 상부(4b: 이하 도 3 참조)를 규제하며, 그 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)와 차체 부품들을 용접하기 위한 것이다. 여기서, 상기 차체 부품들은 카울(Cowl)(7), 루프 레일(Roof rail)(8) 및 패키지 트레이(Package tray)(9)를 포함할 수 있다.

이러한 메인 벅 유닛(500)은 메인 벅 구간(50)에서 대차라인(1)의 이송 경로 양측에 각각 구성된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2와 함께 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 메인 벅 유닛(500)은 사이드 앗세이(3)의 차폭 방향을 규제하며, 그 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)와 차체 부품들을 후 조립하기 위한, 사이드 지그(510), 회전 인덱스(610), 씨알피 로딩부(710) 그리고 제2 용접 로봇(810)을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 지그(510)는 메인 벅 구간(50)에서 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 클림핑 또는 그리핑하며, 사이드 앗세이(3)의 차폭 방향을 규제하기 위한 것이다. 이러한 사이드 지그(510)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 각각 대응하여 다수 개로 구비된다. 그리고 상기 사이드 지그(510)는 메인 벅 구간(50)에서 제2 핸들링 로봇(581)에 장착 가능하게 구비되며, 제2 핸들링 로봇(581)을 통해 뒤에서 더욱 설명될 회전 인덱스(610)에 교체 식으로 탈/부착될 수 있다.

상기와 같이 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 사이드 지그(510)를 다수 개로 구비함에 따라, 메인 벅 구간(50)에는 이들 사이드 지그(510)를 보관하기 위한 스토리지부(910)를 포함하고 있다.

이와 같이 상기 스토리지부(910)에 보관된 사이드 지그(510)들은 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 따라 제2 핸들링 로봇(581)을 통하여 회전 인덱스(610)에 교체 식으로 탈/부착될 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 사이드 지그를 도시한 사시도이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 사이드 지그(510)는 기본적으로, 지그 프레임(511), 제3 클램퍼(531) 및 제2 결합 핀(551)을 포함한다.

상기 지그 프레임(511)은 메인 벅 구간(50: 이하 도 1 참조)에 위치하고 있는 제2 핸들링 로봇(581: 이하 도 1 참조)의 아암 선단에 장착된다. 상기 지그 프레임(511)은 툴 체인저(513)를 통해 제2 핸들링 로봇(581)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 제3 클램퍼(531)는 메인 벅 구간(50)에서 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 클램핑 하며 그 사이드 앗세이(3)의 차폭 방향을 규제하는 것으로, 지그 프레임(511)에 복수 개로 설치된다.

상기 제3 클램퍼(531)는 지그 프레임(511)의 양 단부 측에 각각 설치되며, 그 양단부 사이에 복수 개로 설치된다. 상기 지그 프레임(511)의 양단부 측에 구비되는 제3 클램퍼(531)는 사이드 앗세이(3) 상부(4b)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 할 수 있다. 그리고 상기 지그 프레임(511)의 양단부 사이에 구비되는 복수 개의 제3 클램퍼(531)는 사이드 앗세이(3) 상부(4b)의 필러 측을 클램핑 할 수 있다.

상기 제2 결합 핀(551)은 지그 프레임(511)을 뒤에서 더욱 설명될 회전 인덱스(610)에 결합하기 위한 것이다. 상기 제2 결합 핀(551)은 지그 프레임(511)의 배면에 복수 개로 설치된다. 상기 제2 결합 핀(551)은 제2 장착 브라켓(553)을 통해 지그 프레임(511)의 배면에 그 배면 방향으로 돌출되게 설치된다.

이러한 제2 결합 핀(551)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제2 볼 결합 홈(555)을 형성하고 있다. 이러한 제2 결합 핀(551)과 회전 인덱스(610)의 결합 구조는 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템의 메인 벅 유닛에 적용되는 회전 인덱스를 도시한 사시도이다.

도 11 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 회전 인덱스(610)는 메인 벅 구간(50)에서 사이드 지그(510)를 통해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 정 위치 규제하기 위해 그 사이드 지그(510)와 결합되는 것이다.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 상기 회전 인덱스(610)는 사이드 앗세이(3)의 위치 산포를 규제하며, 그 사이드 앗세이(3)의 조립 산포를 최소화하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 의한 상기 회전 인덱스(610)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 지그(510)를 복수 개 장착하고, 해당 차종의 사이드 지그(510)를 회전식으로 선택하면서 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 규제하기 위한 것이다.

상기 회전 인덱스(610)는 메인 벅 구간(50)의 이송 경로 양측에서 사이드 지그(510)와 결합하며 설정된 각도로 회전 가능하게 설치되고, 메인 벅 프레임(611)에 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 구성될 수 있다.

이러한 회전 인덱스(610)는 제2 이동부재(621), 인덱스 프레임(631), 회전체(641), 지그 결합부(651) 그리고 제4 클램퍼(671)를 포함한다.

상기 제2 이동부재(621)는 메인 벅 구간(50)의 이송 경로 양측에서 메인 벅 프레임(611)에 제5 구동부(613)를 통하여 플로어 앗세이(2)에 하부가 선 조립된 사이드 앗세이(3)에 대해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

예를 들면, 상기 제2 이동부재(621)는 플레이트 형상으로 구비되며, 메인 벅 프레임(611)의 상면에서 제5 구동부(613)에 의해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 제5 구동부(613)는 제2 이동부재(621)를 차폭 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다. 상기 제5 구동부(613)는 제5 서보 모터(615)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제5 가이드 구조체(617)를 통해 제2 이동부재(621)를 차폭 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

상기와 같은 제5 구동부(613)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 전동 구동체 또는 이동 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 메인 벅 프레임(611)에는 제5 구동부(613)에 의해 차폭 방향으로 이동되는 제2 이동부재(621)의 정 위치를 결정하는 제2 스토퍼(619)가 구비될 수 있다. 상기 제2 스토퍼(619)는 메인 벅 프레임(611)에서 가이드 레일의 양단 측에 각각 설치될 수 있다.

상기 인덱스 프레임(631)은 뒤에서 더욱 설명될 회전체(641)를 회전 가능하게 설치하기 위한 것으로, 한 쌍으로서 제2 이동부재(621) 상에 차체 이송 방향으로 이격되게 설치된다.

이러한 인덱스 프레임(631)은 다수 개의 금속 바들이 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향으로 연결된 구조로 이루어지는 바, 차체 이송 방향을 따라 일정 간격을 두고 제2 이동부재(621) 상에 직립되게 설치될 수 있다.

상기 회전체(641)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 지그(510)가 제2 핸들링 로봇(581)을 통해 결합되는 것으로, 그 사이드 지그(510)를 착탈 식으로 교체할 수 있는 4면을 지니며 인덱스 프레임(631)에 회전 가능하게 설치된다.

상기 회전체(641)는 이의 양단이 인덱스 프레임(631)에 회전 가능하게 지지되며, 제6 구동부(643)를 통하여 설정된 각도(90도)로 회전될 수 있다. 예를 들면, 상기 제6 구동부(643)는 인덱스 프레임(631)에 고정되게 설치되는 제6 서보 모터(645)를 포함한다.

상기 지그 결합부(651)는 도 12 및 도 13에서와 같이 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)을 회전체(641)에 결합하기 위한 것이다. 상기 지그 결합부(651)는 복수 개로서 회전체(641)의 각 면에 복수 개로 설치된다. 상기 지그 결합부(651)는 지그 프레임(511)에 구비된 제2 결합 핀(551)과 핀 결합하며 그 제2 결합 핀(551)을 클램핑 할 수 있는 구조로 이루어진다.

앞서 개시한 바 있는 도 8 및 도 9와 함께 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 지그 결합부(651)는 제2 핀 하우징(653)과 제2 볼 클램프(655)를 포함한다.

상기 제2 핀 하우징(653)은 회전체(641)의 각 면에 고정되게 설치된다. 상기 제2 핀 하우징(653)에는 사이드 지그(510)의 제2 결합 핀(551)이 끼워진다.

상기 제2 볼 클램프(655)는 제2 핀 하우징(653)에 끼워진 제2 결합 핀(551)을 다수 개의 볼(656)들과 에어의 압력으로서 클램핑 하는 것으로, 제2 핀 하우징(653)의 내부에 설치된다.

예를 들면, 상기 제2 볼 클램프(655)는 볼(656)들을 구름 가능하게 지지하는 지지레이스(657)와, 제2 결합 핀(551)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제2 레이스부재(658)와, 그 제2 레이스부재(658)에 구동 압력을 제공하는 제7 구동부(659)를 포함하고 있다.

상기 지지레이스(657)는 볼(656)들을 구름 가능하게 지지하는 원형 레이스로 구비되며, 제2 레이스부재(658)는 제2 결합 핀(551)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며 볼(656)들을 가압하는 기능을 하게 된다.

그리고, 상기 제7 구동부(659)는 제2 레이스부재(658)에 에어의 압력을 제공하며, 제2 레이스부재(658)를 제2 결합 핀(551)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동시키며 볼(656)들을 가압하는 에어 공급원으로 구비된다.

상기와 같은 제2 볼 클램프(655)는 도 8에서와 같이 제2 핀 하우징(653)에 제2 결합 핀(551)이 결합되지 않은 경우, 제7 구동부(659)를 통해 제2 레이스부재(658)에 에어의 압력이 제공되지 않고, 이 경우 볼(656)들은 지지레이스(657)에 자유롭게 구름 가능한 상태를 유지하고 있다.

또한, 상기 제2 볼 클램프(655)는 도 9에서와 같이 제2 핀 하우징(653)에 제2 결합 핀(551)이 결합된 경우, 제7 구동부(659)를 통해 제2 레이스부재(658)에 에어의 압력을 제공하게 되면, 그 에어의 압력에 의해 제2 레이스부재(658)는 제2 결합 핀(551)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며, 지지레이스(657) 상의 볼(656)들을 가압하게 된다.

이에 상기 볼(656)들은 제2 레이스부재(656)에 의해 제2 결합 핀(551)의 제2 볼 결합 홈(555)에 결합되며, 제2 결합 핀(551)을 제2 핀 하우징(653)에 단단히 고정시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 볼 클램프 방식의 지그 결합부(651)를 통해 사이드 지그(510)의 제2 결합 핀(551)을 클램핑 함으로써, 그 사이드 지그(510)를 회전체(641)의 각 면에 결합할 수 있다.

상기와 같은 지그 결합부(651)는 사이드 지그(510)를 회전체(641)에 더욱 안정성 있게 결합할 수 있도록 그 회전체(641)에 삼각 구도로 설치될 수 있다.

도 11 및 도 14에서와 같이, 상기 제4 클램퍼(671)는 사이드 지그(510)를 회전체(641)에 고정하기 위한 것으로, 그 회전체(641)의 각 면에 복수 개로 설치된다.

상기 제4 클램퍼(671)는 회전체(641)의 각 면 양측에 설치된다. 예를 들면, 상기 제4 클램퍼(671)는 공압 실린더에 의해 전후진 작동하며, 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)에 핀 결합할 수 있는 핀 클램퍼로 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 사이드 지그(510)를 결합하고 있는 회전체(641)를 사이드 앗세이(3) 측으로 이동시킨 후, 사이드 지그(510)의 제3 클램퍼(531)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제한 상태에서, 도 15에서와 같이 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하는 제2 위치 센서(591)를 더 포함하고 있다.

상기 제2 위치 센서(591)는 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하며 그 감지 신호에 따라 제2 이동부재(621)의 제5 구동부(613)를 제어하기 위한 위치 센서로 구비되며, 인덱스 프레임(631)에 설치된다.

예를 들면, 상기 제2 위치 센서(591)는 레이저를 피 감지체에 조사하고, 그 피 감지체에 의해 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하며, 피 감지체에 대한 위치를 감지하는 레이저 변위 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 사이드 지그(510)의 제3 클램퍼(531)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제한 상태에서, 제2 위치 센서(591)를 통해 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하고 그 감지 신호를 제어기(도면에 도시되지 않음)로 출력한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제2 위치 센서(591)의 감지 신호에 따라 제어기를 통하여 제5 구동부(613)에 제어 신호를 인가하며, 제2 이동부재(621)를 차폭 방향으로 이동시킴으로써 사이드 앗세이(3)의 규제 위치를 보정할 수 있다.

대안으로서, 상기 제2 위치 센서(591)는 인덱스 프레임(631)에 설치되는 것에 반드시 한정되지 않고, 사이드 지그(510)의 제3 클램퍼(531)에 각각 설치될 수도 있다.

다른 한편, 도 16에서와 같이 상기 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)에는 차종 태그(931)가 장착되며, 회전체(641)의 각 면에는 태그 리더기(933)가 장착될 수 있다.

상기 차종 태그(931)는, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 각각 대응하여 사이드 지그(510)가 다수 개로 구비되는 바, 각 사이드 지그(510)에 대한 차종 정보를 저장하고 있다. 상기 태그 리더기(933)는 각 사이드 지그(510)에 대한 차종 정보를 제어기를 통해 인식하기 위한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 씨알피(CRP) 로딩부(710)는 사이드 지그(510)에 의해 규제된 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)로 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)를 포함하는 차체 부품을 이송시키며 그 상부(4b)에 정 위치시키기 위한 것이다. 여기서, 씨알피(CRP)는 카울(Cowl)의 약자 C, 루프 레일(Roof rail)의 약자 R, 패키지 트레이(Package tray)의 약자 P를 조합한 것이다.

상기 씨알피 로딩부(710)는 대차라인(1)의 이송 경로 상측에 그 이송 경로를 따라 이동 가능하게 구비되며, 메인 벅 구간(50)에서 사이드 앗세이(3)의 상부 측에 대해 승강 가능하게 설치된다.

상기 씨알피 로딩부(710)는 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)의 위치를 규제하며 이들 차체 부품을 클램핑 하는 각종 클램핑 장치 및 규제장치를 포함하고 있다.

앞서 개시한 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 제2 용접 로봇(810)은 상기와 같은 차체 부품들과 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 용접하기 위한 것이다.

상기 제2 용접 로봇(810)은 사이드 지그(510) 및 회전 인덱스(610)에 의해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 규제하고, 씨알피 로딩부(710)에 의해 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)의 차체 부품들을 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)에 정 위치시킨 상태에서, 그 차체 부품들과 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 용접한다.

상기 제2 용접 로봇(810)은 메인 벅 구간(50)에서 차체 이송 방향을 따라 복수 개로 설치되며, 로봇의 아암 선단에 스폿 용접장치가 장착된 구조로 이루어진다. 이러한 제2 용접 로봇(810)은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 스폿 용접 로봇으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)의 작동 및 차체의 조립 공정을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에서는 서브 조립 라인에서 조립된 플로어 앗세이(2)를 대차라인(1)을 통해 설정된 이송 경로를 따라 프리 벅 구간(20)으로 이송시킨다.

상기 프리 벅 구간(20)에서 프리 벅 유닛(200)의 사이드 행거(210)는 제1 핸들링 로봇(281)의 아암 선단에 장착된 상태에 있다. 그리고, 상기 프리 벅 유닛(200)의 가이드 포스트(310)는 이송 경로의 양측에서 제2 구동부(313)를 통해 플로어 앗세이(2)로부터 멀어지는 방향(차폭 방향)으로 후진된 상태에 있다.

또한, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)는 이송 행거(110)를 통해 프리 벅 구간(20)으로 이송되는데, 본 발명의 실시예에서는 로봇 행거(290)를 통해 사이드 앗세이(3)를 이송 행거(110)로부터 언 로딩한다.

상기 로봇 행거(290)는 정렬 지그(293)를 통해 사이드 앗세이(3)를 기 설정된 위치로 정렬한 상태에서, 그 사이드 앗세이(3)를 클램핑 한다. 이 상태에서 본 발명의 실시예에서는 상기 로봇 행거(290)를 통해 사이드 앗세이(3)를 로봇 투 로봇(robot-to-robot) 방식으로 사이드 행거(210)에 로딩한다.

여기서, 상기 사이드 행거(210)의 기준 핀(231)은 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워지며, 사이드 앗세이(3)의 기준 위치를 잡아 주게 된다. 그리고 상기 사이드 행거(210)의 제1 클램퍼(251)들은 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 클램핑 한다.

이 경우, 사이드 행거(210)의 행거 프레임(211) 양단부 측에 구비된 제1 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 한다.

그리고, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비된 복수 개의 제1 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 각각 클램핑 한다.

이 때, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비된 복수 개의 제1 클램퍼(251)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 필러부 위치에 따라 제1 구동부(253)에 의해 차체 이송 방향으로 이동된 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 각각 클램핑 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 행거 프레임(211)의 장착 좌면(261)에 제1 클램퍼(251)를 부가적으로 장착할 수도 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 가이드 포스트(310) 측으로 이송한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 제1 핸들링 로봇(281)을 통하여 사이드 행거(210)를 가이드 포스트(310)의 포스트 프레임(331)에 결합하는데, 행거 프레임(211)에 구비된 제1 결합 핀(271)을 포스트 프레임(331)의 행거 결합부(351)에 결합한다.

이 과정을 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 제1 결합 핀(271)이 행거 결합부(351)의 제1 핀 하우징(353)에 결합되기 전, 행거 결합부(351)의 제1 볼 클램프(355)는 제3 구동부(359)를 통해 제1 레이스부재(358)에 에어의 압력이 제공되지 않고, 이 경우 볼(356)들은 지지레이스(357)에 자유롭게 구름 가능한 상태를 유지하고 있다.

이 상태에서, 상기 제1 핀 하우징(353)에 제1 결합 핀(271)을 결합하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 제3 구동부(359)를 통해 제1 레이스부재(358)에 에어의 압력을 제공한다.

그러면, 상기 제1 레이스부재(358)는 에어의 압력에 의해 제1 결합 핀(271)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며, 지지레이스(357) 상의 볼(356)들을 가압하게 된다.

여기서, 상기 볼(356)들은 제1 레이스부재(358)에 의해 제1 결합 핀(271)의 제1 볼 결합 홈(275)에 결합되며, 제1 결합 핀(271)을 제1 핀 하우징(353)에 고정시킨다.

상기와 같이 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 포스트 프레임(331)의 행거 결합부(351)에 결합한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 제1 이동부재(321) 상의 제2 클램퍼(381)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부 사이드 실을 클램핑 한다.

여기서, 상기 제2 클램퍼(381)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제4 구동부(383)에 의해 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향의 3축 방향으로 이동되며, 사이드 앗세이(3)의 하부 사이드 실을 클램핑 할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 제1 위치 센서(391)를 통해 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하고 그 감지 신호를 제어기에 출력한다. 그러면, 본 발명의 실시예에서는 제1 위치 센서(391)의 감지 신호에 따라 제어기를 통하여 제4 구동부(383)에 제어 신호를 인가하며, 제2 클램퍼(381)의 위치를 3축 방향으로 가변시킴으로써 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제2 클램퍼(381)들의 규제 위치를 보정할 수 있다.

그런 다음, 본 발명의 실시예에서는 가이드 포스트(310)의 제1 이동부재(321)를 제2 구동부(313)의 구동으로서 차폭 방향을 따라 플로어 앗세이(2)의 양측으로 전진 이동시킨다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 제1 이동부재(321) 상의 포스트 프레임(331)에 결합된 사이드 행거(210) 및 제1 이동부재(321) 상의 제2 클램퍼(381)들에 규제되어 있는 사이드 앗세이(3)를 제1 이동부재(321)를 통해 플로어 앗세이(2)의 양측으로 이동시킨다.

이 과정에 본 발명의 실시예에서는 제1 핸들링 로봇(281)의 아암을 사이드 행거(210)의 행거 프레임(211)과 분리하지 않고, 제1 핸들링 로봇(281)이 제1 이동부재(321)와 동기화하며 거동할 수 있다.

대안으로서, 본 발명의 실시예에서는 제1 핸들링 로봇(281)의 아암을 행거 프레임(211)으로부터 분리할 수도 있다. 이러한 경우 포스트 프레임(331)에 구비된 구동소스 공급부(371)는 전원, 공압, 제어신호의 구동소스를 사이드 행거(210)의 제1 클램퍼(251) 등에 공급하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 가이드 포스트(310)를 통해 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2)의 양측으로 이동시키며 그 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2)의 양측에 정확히 매칭시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 제1 핸들링 로봇(281)이 핸들링하면서 발생할 수 있는 사이드 앗세이(3)의 위치 산포를 가이드 포스트(310)를 통해 규제함으로써, 플로어 앗세이(2)의 양측에 대한 사이드 앗세이(3)의 조립 산포를 최소화 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 사이드 행거(210) 및 제2 클램퍼(381)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하며, 그 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 플로어 앗세이(2)의 양측에 정 위치시킬 수 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 제1 용접 로봇(410)을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)와 플로어 앗세이(2)를 용접하며, 그 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 플로어 앗세이(2)의 양측에 선 조립한다.

지금까지 설명한 바와 같은 일련의 과정을 거치며 프리 벅 구간(20)에서 프리 벅 유닛(200)을 통하여 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 플로어 앗세이(2)의 양측에 선 조립한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 그 선 조립된 차체를 대차라인(1)의 이송 경로를 따라 메인 벅 구간(50)으로 이송한다.

본 발명의 실시예에서는 상기 메인 벅 구간(50)에서 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 다수 개의 사이드 지그(510)들을 스토리지부(910)에 보관하고 있다.

그리고, 상기 메인 벅 구간(50)에서 메인 벅 유닛(500)의 회전 인덱스(610)에는 회전체(641)의 각 면에 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 지그(510)가 결합되어 있다. 여기서, 상기 회전 인덱스(610)는 이송 경로의 양측에서 제5 구동부(613)를 통해 선 조립된 차체로부터 멀어지는 방향(차폭 방향)으로 후진된 상태에 있다.

상기와 같이 프리 벅 구간(20)에서 선 조립된 차체가 메인 벅 구간(50)으로 이송된 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 회전 인덱스(610)의 회전체(641)를 제6 구동부(643)를 통해 회전시키며, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 해당 차종의 사이드 지그(510)를 선 조립된 차체의 사이드 앗세이(3) 측에 위치시킨다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 회전 인덱스(610)의 제2 이동부재(621)를 제5 구동부(613)의 구동으로서 차폭 방향을 따라 사이드 앗세이(3) 측으로 전진 이동시킨다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 제2 이동부재(621) 상의 인덱스 프레임(631)에 지지된 상태로 사이드 지그(510)를 장착하고 있는 회전체(641)를 제2 이동부재(621)를 통해 사이드 앗세이(3) 측으로 전진 이동시킨다.

그 후, 본 발명의 실시예에서는 상기 사이드 지그(510)의 제3 클램퍼(531)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 클램핑 하며 그 사이드 앗세이(3)의 차폭 방향을 규제한다.

여기서, 상기 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511) 양단부 측에 구비된 제3 클램퍼(531)는 사이드 앗세이(3) 상부(4b)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 한다. 그리고 상기 지그 프레임(511)의 양단부 사이에 구비된 복수 개의 제3 클램퍼(531)는 사이드 앗세이(3) 상부(4b)의 필러 측을 클램핑 한다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 제2 위치 센서(591)를 통해 사이드 앗세이(3)의 위치를 감지하고 그 감지 신호를 제어기에 출력한다. 그러면, 본 발명의 실시예에서는 제2 위치 센서(591)의 감지 신호에 따라 제어기를 통하여 제5 구동부(613)에 제어 신호를 인가하며, 제2 이동부재(621)를 차폭 방향으로 이동시킴으로써 사이드 앗세이(3)의 규제 위치를 보정할 수 있다.

그런 다음, 본 발명의 실시예에서는 대차라인(1)의 이송 경로 상측에서 그 이송 경로를 따라 메인 벅 구간(50)으로 이송된 씨알피 로딩부(710)를 사이드 앗세이(3)의 상부 측으로 하강시킨다.

상기 씨알피 로딩부(710)는 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)의 차체 부품들을 규제한 상태로, 사이드 앗세이(3)의 상부 측으로 하강하게 된다. 이에, 상기 카울(7), 루프 레일(8) 및 패키지 트레이(9)의 차체 부품들은 씨알피 로딩부(710)에 의해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)에 정 위치하게 된다.

이와 같은 상태에서 본 발명의 실시예에서는 제2 용접 로봇(810)을 통해 차체 부품들과 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 용접한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 회전체(641)에 결합되어 있는 사이드 지그(510)를 다른 차종의 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 지그(510)로 교체할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 제2 용접 로봇(810)을 통해 차체 부품들과 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)를 용접하는 과정에, 회전체(641)의 상면에 결합되어 있는 사이드 지그(510)를 제2 핸들링 로봇(581)을 통하여 다른 차종의 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 지그(510)로 교체할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 회전체(641)의 상면에 결합되어 있는 사이드 지그(510)를 제2 핸들링 로봇(581)을 통해 회전체(641)로부터 분리한 상태 또는 회전체(641)의 상면에 사이드 지그(510)가 결합되어 있지 않은 상태에서, 제2 핸들링 로봇(581)을 통해 다른 사이드 지그(510)를 회전체(641)의 상면에 결합한다. 본 발명의 실시예에서는 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)에 구비된 제2 결합 핀(551을 회전체(641)의 지그 결합부(651)에 결합한다.

이 과정을 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 제2 결합 핀(551)이 지그 결합부(651)의 제2 핀 하우징(653)에 제2 결합 핀(551)이 결합되기 전, 지그 결합부(651)의 제2 볼 클램프(655)는 제7 구동부(659)를 통해 제2 레이스부재(658)에 에어의 압력이 제공되지 않고, 이 경우 볼(656)들은 지지레이스(657)에 자유롭게 구름 가능한 상태를 유지하고 있다.

이 상태에서, 상기 제2 핀 하우징(653)에 제2 결합 핀(551)을 결합하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 제7 구동부(659)를 통해 제2 레이스부재(658)에 에어의 압력을 제공한다. 그러면, 상기 제2 레이스부재(658)는 에어의 압력에 의해 제2 레이스부재(658)는 제2 결합 핀(551)의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동하며, 지지레이스(657) 상의 볼(656)들을 가압하게 된다.

여기서, 상기 볼(656)들은 제2 레이스부재(656)에 의해 제2 결합 핀(551)의 제2 볼 결합 홈(555)에 결합되며, 제2 결합 핀(551)을 제2 핀 하우징(653)에 고정시킨다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 볼 클램프 방식의 지그 결합부(651)를 통해 사이드 지그(510)의 제2 결합 핀(551)을 클램핑 함으로써, 그 사이드 지그(510)를 회전체(641)의 상면에 결합할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 지그 결합부(651)를 통해 사이드 지그(510)를 회전체(641)에 결합한 상태에서, 그 회전체(641)에 구비된 제4 클램퍼(671)를 통해 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)을 회전체(641)에 고정시킨다. 상기 제4 클램퍼(671)는 공압 실린더에 의해 사이드 지그(510)의 지그 프레임(511)에 핀 결합할 수 있는 핀 결합되며, 지그 프레임(511)을 회전체(641)에 고정시킨다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 거치며, 메인 벅 구간(50)에서 메인 벅 유닛(500)을 통해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)와 차체 부품들을 조립하게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 일련의 과정 중 회전체(641)에 대한 교체형 사이드 지그(510)의 다 차종 대응 제어과정을 도 17을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면, 회전체(641)의 각 면에 설치된 태그 리더기(933)는 사이드 지그(510)의 차종 태그(931)에 저장되어 있는 차종 정보를 수신하고 그 차종 정보를 제어기로 출력한다(S11 단계). 그리고 본 발명의 실시예에서는 현재 제작 중인 차종의 사이드 지그(510)와 다음 제작 차종에 상응하는 사이드 지그(510)의 차종 정보를 확인한다(S12 단계).

그러면, 제어기는 현재 제작중인 차종의 사이드 지그(510) 외에 다음 제작 차종에 상응하는 사이드 지그(510)가 회전체(641)의 결합 면에 결합되어 있는지를 판단한다(S13 단계).

여기서, 제어기를 통해 다음 제작 차종의 사이드 지그(510)가 회전체(641)에 결합되어 있는 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에서는 회전 인덱스(610)에 의한 회전체(641)의 회전 및 전후진 등을 통해 현재 제작 차종 및 다음 제작 차종의 사이드 앗세이(3) 조립을 실시한다(S14 및 S15 단계).

만약, 상기 S13 단계에서 제어기를 통해 다음 제작 차종의 사이드 지그(510)가 회전체(641)에 결합되어 있지 않은 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에서는 현재 제작 차종의 사이드 앗세이(3) 조립 시, 회전체(641)의 상면(-1면)에 장착되어 있는 사이드 지그(510)를 분리하고(S21 단계), 그 사이드 지그(510)를 스토리지부(910)에 언로딩 한다(S22 단계).

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 다음 제작 차종의 사이드 지그(510)를 스토리지부(910)로부터 취출하고(S23 단계), 현재 제작 차종의 사이드 앗세이(3) 조립 완료 후, 회전체(641)의 후진 시, 다음 제작 차종의 사이드 지그(510)를 회전체(641)의 상면에 결합한다(S24 단계).

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 시스템(100)에 의하면, 프리 벅 구간(20)에서 프리 벅 유닛(200)을 통해 플로어 앗세이(2)에 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 선 조립하고, 메인 벅 구간(50)에서 메인 벅 유닛(500)을 통해 사이드 앗세이(3)의 상부(4b)와 차체 부품들을 후 조립할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 종래 기술과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 다 차종에 대응하여 차체를 조립할 수 있고, 로봇을 이용한 다 차종의 공용화가 가능하다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 대차라인 2... 플로어 앗세이
3... 사이드 앗세이 4... 기준선
4a... 하부 4b... 상부
5a... 프론트 필러 5b... 센터 필러
5c... 리어 필러 5d... 리어 콤비 램프부
6... 기준홀 7... 카울
8... 루프 레일 9... 패키지 트레이
20... 프리 벅 구간 50... 메인 벅 구간
100... 차체 조립 시스템 110... 이송 행거
200... 프리 벅 유닛 210... 사이드 행거
211... 행거 프레임 213, 513... 툴 체인저
231... 기준 핀 251... 제1 클램퍼
253... 제1 구동부 255... 제1 서보 모터
257... 제1 가이드 구조체 261... 장착 좌면
271... 제1 결합 핀 273... 제1 장착 브라켓
275... 제1 볼 결합 홈 281... 제1 핸들링 로봇
290... 로봇 행거 291... 행거 로봇
293... 정렬 지그 310... 가이드 포스트
311... 프리 벅 프레임 313... 제2 구동부
315... 제2 서보 모터 317... 제2 가이드 구조체
319... 제1 스토퍼 321... 제1 이동부재
331... 포스트 프레임 351... 행거 결합부
353... 제1 핀 하우징 355... 제1 볼 클램프
356, 656... 볼 357, 657... 지지레이스
358... 제1 레이스부재 359... 제3 구동부
371... 구동소스 공급부 381... 제2 클램퍼
383... 제4 구동부 387... 제4 가이드 구조체
391... 제1 위치 센서 410... 제1 용접 로봇
500... 메인 벅 유닛 510... 사이드 지그
511... 지그 프레임 531... 제3 클램퍼
551... 제2 결합 핀 553... 제2 장착 브라켓
555... 제2 볼 결합 홈 581... 제2 핸들링 로봇
591... 제2 위치 센서 610... 회전 인덱스
611... 메인 벅 프레임 613... 제5 구동부
615... 제5 서보 모터 617... 제5 가이드 구조체
619... 제2 스토퍼 621... 제2 이동부재
631... 인덱스 프레임 641... 회전체
643... 제6 구동부 645... 제6 서보 모터
651... 지그 결합부 653... 제2 핀 하우징
655... 제2 볼 클램프 658... 제2 레이스부재
659... 제7 구동부 671... 제4 클램퍼
710... 씨알피 로딩부 810... 제2 용접 로봇
910... 스토리지부 931... 차종 태그
933... 태그 리더기

Claims

플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 형성하고 있는 차체 조립 시스템에서, 상기 메인 벅 구간에 구성되는 메인 벅 유닛으로서,
상기 메인 벅 구간에서 상기 이송 경로의 양측에 각각 설치되며, 상기 프리 벅 구간에서 프리 벅 유닛을 통해 사이드 앗세이의 하부가 플로어 앗세이에 선 조립된 상태에서, 상기 사이드 앗세이 상부를 규제하고, 제2 용접 로봇을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 후 조립하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제1 항에 있어서,
상기 메인 벅 유닛은,
상기 프리 벅 유닛에 의해 상기 사이드 앗세이의 하부가 플로어 앗세이에 용접된 상태에서,
상기 메인 벅 구간에서 상기 사이드 앗세이의 차폭 방향을 규제하며, 상기 제2 용접 로봇을 통해 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 용접하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제1 항에 있어서,
상기 메인 벅 유닛은,
상기 차체 부품으로서의 카울, 루프 레일, 및 패키지 트레이를 규제하며, 상기 차체 부품을 사이드 앗세이의 상부에 정 위치시키는 씨알피 로딩부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제1 항에 있어서,
상기 메인 벅 유닛은,
차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 다수 개의 사이드 지그와, 상기 사이드 지그를 고정하는 4면의 회전 인덱스
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제4 항에 있어서,
상기 메인 벅 유닛은,
상기 회전 인덱스에 대하여 상기 사이드 지그를 핸들링 로봇을 통해 탈/부착하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 설정하며, 상기 프리 벅 구간에 프리 벅 유닛을 구성하고 있는 차체 조립 시스템에서, 상기 메인 벅 구간에 구성되는 메인 벅 유닛으로서,
상기 메인 벅 구간에서 핸들링 로봇에 장착 가능하게 구비되며, 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 다수 개의 사이드 지그;
상기 메인 벅 구간에서 상기 사이드 지그와 결합하며 설정된 각도로 회전 가능하게 구비되고, 상기 이송 경로의 양측에 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 회전 인덱스; 및
상기 메인 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 차체 부품을 용접하는 적어도 하나의 제2 용접 로봇;
을 포함하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제6 항에 있어서,
상기 메인 벅 유닛은,
상기 이송 경로의 상측에 그 이송 경로를 따라 이동 가능하게 구비되며, 상기 메인 벅 구간에서 승강 가능하게 설치되는 씨알피 로딩부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제7 항에 있어서,
상기 씨알피 로딩부는,
상기 차체 부품으로서의 카울, 루프 레일, 및 패키지 트레이를 규제하며, 상기 차체 부품을 사이드 앗세이의 상부에 정 위치시키는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제6 항에 있어서,
상기 메인 벅 구간에는 상기 다수 개의 사이드 지그를 보관하기 위한 스토리지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제6 항에 있어서,
상기 사이드 지그는,
상기 메인 벅 구간에서 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 장착되는 지그 프레임과,
상기 지그 프레임에 설치되고, 사이드 앗세이의 상부를 클램핑 하며, 사이드 앗세이의 차폭 방향을 규제하는 복수 개의 제3 클램퍼와,
상기 지그 프레임에 설치되며, 상기 회전 인덱스와 결합하는 복수 개의 제2 결합 핀
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제10 항에 있어서,
상기 제2 결합 핀은 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제2 볼 결합 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제6 항에 있어서,
상기 회전 인덱스는,
상기 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임에 구동부를 통하여 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 이동부재와,
상기 제2 이동부재 상에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 인덱스 프레임과,
차종 별로 상이한 상기 사이드 지그가 탈착될 수 있는 4면을 지니며 구동부를 통하여 상기 인덱스 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전체와,
상기 회전체의 각 면에 구비되며, 상기 사이드 지그와 핀 결합하는 복수 개의 지그 결합부와,
상기 회전체의 각 면에 설치되며, 상기 사이드 지그를 상기 회전체에 고정하기 위한 복수 개의 제4 클램퍼
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제12 항에 있어서,
상기 지그 결합부는,
상기 회전체의 각 면에 삼각 구도로 배치되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제12 항에 있어서,
상기 지그 결합부는,
상기 사이드 지그에 구비된 제2 결합 핀이 끼워지는 제2 핀 하우징과,
상기 제2 핀 하우징의 내부에 설치되며, 다수 개의 볼들을 통해 상기 제2 결합 핀을 클램핑 하는 제2 볼 클램프
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제14 항에 있어서,
상기 제2 볼 클램프는,
상기 볼들이 구름 가능하게 구비되며, 구동부에 의해 상기 제2 결합 핀의 둘레 방향 외측에서 중심 측으로 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제2 레이스부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제15 항에 있어서,
상기 제2 결합 핀은 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제2 볼 결합 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제16 항에 있어서,
상기 볼들은,
상기 제2 레이스부재에 의해 상기 제2 볼 결합홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제12 항에 있어서,
상기 인덱스 프레임에는,
상기 사이드 앗세이의 위치를 감지하고 그 감지 신호에 따라 상기 제2 이동부재의 구동부를 제어하기 위한 제2 위치 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
제12 항에 있어서,
상기 사이드 지그에는 차종 태그가 장착되며, 상기 회전체의 각 면에는 태그 리더기가 장착되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛.
회전 인덱스의 4면에 결합된 사이드 지그의 차종 정보를 수신하는 단계;
현재 제작 차종의 사이드 지그 외에 다음 제작 차종에 상응하는 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있는지를 판단하는 단계;
다음 제작 차종의 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있지 않은 것으로 판단되면, 현재 제작 차종의 사이드 앗세이 조립 시, 회전 인덱스의 (-1)면에 장착되어 있는 사이드 지그를 분리하고, 스토리지부에 언로딩하는 단계; 및
다음 제작 차종의 사이드 지그를 스토리지부로부터 취출하고, 현재 제작 차종의 사이드 앗세이 조립 완료 후, 회전 인덱스의 후진 시, 다음 제작 차종의 사이드 지그를 회전 인덱스의 (-1)면에 결합하는 단계;
를 포함하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법.
제20 항에 있어서,
다음 제작 차종의 사이드 지그가 회전 인덱스에 결합되어 있는 것으로 판단되면, 회전 인덱스의 회전 및 전후진 등을 통해 현재 제작 차종 및 다음 제작 차종의 사이드 앗세이를 조립하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법.
제20 항에 있어서,
상기 회전 인덱스의 각 면에 설치된 태그 리더기가 사이드 지그의 차종 태그에 저장되어 있는 차종 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 시스템용 메인 벅 유닛의 제어방법.