KR20190000453A - 조립라인 구조체 - Google Patents

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KR20190000453A
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Abstract

조립라인 구조체가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 조립라인 구조체는, 부품들을 규제하는 지그와, 상기 지그에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 것으로서, ⅰ)상면에 지그 및 조립 로봇이 각각 설치되며, 이송유닛에 의해 이송 가능하게 구비되고, 상면의 가장자리를 따라 결합 돌기들이 돌출된 다수 개의 프레임 유닛들과, ⅱ)서로 이웃하게 배열된 프레임 유닛들의 결합 돌기들에 결합되며, 프레임 유닛들의 센터링을 맞추면서 프레임 유닛들을 연결하는 다수 개의 연결 블록들을 포함할 수 있다.

Description

조립라인 구조체 {ASSEMBLY LINE STRUCTURE}
본 발명의 실시 예는 조립라인 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체 부품과 같은 공정 부품들을 조립하기 위한 부품 조립 공정라인을 구성하는 조립라인 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 제품의 제조 공장에는 공정 부품 또는 그 공정 부품들을 모듈로 조립하는 조립라인을 구성하고 있다. 이러한 조립라인은 메인 조립 공정 및 부속되는 다수의 서브 조립 공정으로 세분화 되어 있다.
예를 들어, 자동차 조립 공장에는 프레스 성형된 각종 차체 부품을 조립하는 차체 서브 조립라인과, 차체 서브 조립라인에서 조립된 각종 차체 부품들을 화이트 보디 형태로 조립하는 차체 메인 조립라인과, 차체 메인 조립라인에서 조립된 차체에 각종 내외장 부품 등의 의장부품을 조립하는 의장 조립라인을 구축하고 있다.
이와 같은 조립라인에서는 설정된 작업 공간의 바닥에 각종 조립 지그 및 조립 로봇 등을 설치하고 있으며, 조립 지그를 통해 조립 부품들을 규제하고, 조립 로봇을 통하여 조립 부품들을 조립하는 작업을 한다. 여기서, 조립 지그 및 조립 로봇은 각각의 베이스를 통하여 작업 공간의 바닥에 볼트 체결된다.
그러나, 종래 기술에서는 작업 공간의 바닥에 차체 부품의 전용 조립 지그와 조립 로봇을 설치하여 조립라인을 구축하기 때문에, 부품의 모델 변경 시 조립 지그 및 조립 로봇의 재활용이 어려워 신규 조립라인을 구축해야 하는 등 신규 투자 비용이 과다하게 증가하고, 신규 조립라인의 구축 시간이 과다하게 소요된다는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에서는 부품 모델 변경으로 신규 조립라인을 구축하는데 따른 대기시간의 증가 등으로 사이클 타임이 길어지게 되어 라인 운영의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 더 나아가, 종래 기술에서는 조립 지그 및 조립 로봇의 라인 이설 시, 시간이 과다하게 소요되며, 조립 부품의 조립 품질 산포가 다수 발생할 수 있다.
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 실시 예들은 레고 결합 타입의 프레임을 적용하여 한정된 작업 공간에서 다양한 패턴 및 배열의 라인을 신속하게 구축할 수 있도록 한 조립라인 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체는, 부품들을 규제하는 지그와, 상기 지그에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 것으로서, ⅰ)상면에 상기 지그 및 조립 로봇이 각각 설치되며, 이송유닛에 의해 이송 가능하게 구비되고, 상면의 가장자리를 따라 결합 돌기들이 돌출된 다수 개의 프레임 유닛들과, ⅱ)서로 이웃하게 배열된 상기 프레임 유닛들의 결합 돌기들에 결합되며, 상기 프레임 유닛들의 센터링을 맞추면서 상기 프레임 유닛들을 연결하는 다수 개의 연결 블록들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 연결 블록은 설정된 길이를 가진 레고 블록 타입으로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 연결 블록은 서로 이웃하게 배열된 상기 프레임 유닛들의 결합 돌기들과 결합되는 결합 홈들을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 프레임 유닛은 상기 지그 및 조립 로봇이 상면에 장착 가능하게 구비되며, 그 상면의 가장자리 부분에 상기 결합 돌기들을 형성하고 있는 사각 틀 형상의 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 하면 모서리 부분에 설치되는 레그부재들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 베이스 프레임은 한쪽 측면으로 개방된 내부 공간을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 베이스 프레임의 상기 한쪽 측면에는 상기 내부 공간을 개폐하는 개폐 도어가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 베이스 프레임의 내부 공간에는 전원 공급부, 압력 공급부 및 전자 제어부가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 베이스 프레임의 하면에는 상기 이송유닛의 포크 리프트가 삽입 가능한 한 쌍의 리프트 삽입부재가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 베이스 프레임에는 수평계를 포함하는 레벨러가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 프레임 유닛은 상기 베이스 프레임에 상기 레그부재와 연결되게 구비되며, 상기 베이스 프레임의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 높낮이 조절부는 상기 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되며, 원통 형상의 상기 레그부재와 스크류 결합되는 리드 스크류를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 레그부재에는 상기 베이스 프레임의 적재중량을 측정하기 위한 로드 셀이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 프레임 유닛들은 상기 베이스 프레임이 서로 평행하게 폭 방향으로 배열되며, 서로 이웃하는 상기 베이스 프레임의 결합 돌기들에 상기 연결 블록이 상기 폭 방향을 따라 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 프레임 유닛들은 상기 베이스 프레임이 동일 선 상에서 길이 방향을 따라 배열되며, 서로 이웃하는 상기 베이스 프레임의 결합 돌기들에 상기 연결 블록이 상기 길이 방향을 따라 결합될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체는, 부품들을 규제하는 지그와, 상기 지그에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임의 상면에 상기 지그 및 조립 로봇이 각각 설치되며, 지게차에 의해 이송 가능하게 구비되고, 상기 베이스 프레임에 지게차의 포크 리프트가 삽입 가능한 리프트 삽입부재가 구비되며, 상기 베이스 프레임의 상면 가장자리를 따라 결합 돌기들이 돌출된 다수 개의 프레임 유닛들과, ⅱ)서로 이웃하게 배열된 상기 베이스 프레임들의 결합 돌기들에 결합되는 레고블록 타입으로 구비되고, 상기 베이스 프레임들의 센터링을 맞추면서 상기 베이스 프레임들을 연결하는 다수 개의 연결 블록들을 포함하되, 상기 프레임 유닛은, 상기 베이스 프레임의 하면 모서리에 부분에 설치되는 레그부재들과, 상기 베이스 프레임에 상기 레그부재와 연결되게 설치되어 상기 베이스 프레임의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 결합 돌기들은 원기둥 형상의 돌기로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체에 있어서, 상기 연결 블록에는 상기 결합 돌기가 끼워지는 원형의 결합 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 연결 블록들을 통하여 프레임 유닛들을 레고 결합 타입으로 연결하며, 한정된 작업 공간에서 다양한 패턴으로 프레임 유닛들을 플렉시블 하게 배열할 수 있으므로, 라인을 신속하게 구축할 수 있고, 투자 비용을 절감할 수 있으며, 라인 운영의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 조립하고자 하는 부품의 모델 변경 시, 레고 결합 식으로 프레임 유닛들을 다양한 패턴으로 플렉시블 하게 배열하며, 여러 모델의 부품 품종 변화에 능동적으로 대처할 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 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체의 정면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체에 적용되는 높낮이 조절부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체에 적용되는 연결 블록을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 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 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체를 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체의 정면 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체의 평면 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체(100)는 소정의 공정 부품 또는 그 공정 부품들을 모듈로 조립하는 부품 조립라인에 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 부품 조립라인은 차체를 화이트 보디 형태로 조립하기 위한 차체 부품(예를 들어, 프레스 성형된 각종 판넬을 용접 또는 체결하여 조립된 부품)자체를 조립하거나 샤시와 같은 각종 의장부품들을 차체에 조립(용접 또는 체결)하는 자동차 조립 공정라인을 포함할 수 있다. 이하에서는 상기한 바와 같은 차체 부품들 및 각종 의장부품들을 편의 상 "부품"이라고 한다.
그러나, 본 발명의 보호범위가 차체 부품들을 조립하는 공정라인에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 부품들을 조립하는 공정라인이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
통상적으로 당 업계에서는 방향의 기준을 LTH 방향으로 설정하고 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 본 구조체(100)를 상하 방향으로 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성 요소들 및 작용을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상부, 상면, 상단 및 상단부로 정의하며, 하측을 향하는 부분을 하부, 하면, 하단 및 하단부로 정의하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체(100)는 부품들을 규제하는 지그(1)들 및 그 지그(1)들에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇(3)들을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 것이다.
이러한 조립라인 구조체(100)는 본 발명의 실시 예에서 레고 결합 타입의 프레임을 적용하여 한정된 작업 공간에서 다양한 패턴 및 배열의 라인을 신속하게 구축할 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 조립라인 구조체(100)는 기본적으로, 프레임 유닛(10)들 및 연결 블록(60)들을 포함하며, 이들을 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 프레임 유닛(10)은 다수 개로 구비되는 바, 사각 틀 형상의 베이스 프레임(11)들과, 그 베이스 프레임(11)들의 하면 모서리 부분에 설치되는 레그부재(21)들을 포함한다.
상기 베이스 프레임(11)은 부품들의 조립을 위한 지그(1) 및 조립 로봇(3)이장착되는 것으로서, 그 지그(1) 및 조립 로봇(3)을 장착하기 위한 바아, 로드, 플레이트, 블록, 레일, 칼라 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함하고 있다.
이러한 각종 부속 요소들은 지그(1) 및 조립 로봇(3)을 베이스 프레임(11)에 각각 장착하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 각종 부속 요소들을 베이스 프레임(11)으로 통칭한다.
상기 베이스 프레임(11)은 이의 상면에 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 각각 볼팅 방식 등으로 장착 가능하게 구비된다. 상기 베이스 프레임(11)은 한쪽 측면으로 개방된 내부 공간(13)을 형성하고 있다. 즉, 상기 베이스 프레임(11)은 한쪽 측면이 개방되고, 나머지 측면들이 폐쇄된 내부 공간(13)을 형성한다.
여기서, 상기 베이스 프레임(11)의 한쪽 측면에는 내부 공간(13)을 개폐하기 위한 개폐 도어(15)가 설치된다. 상기 개폐 도어(15)는 베이스 프레임(11)의 한쪽 측면에서 개방 상단에 상하 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 내부 공간(13)을 선택적으로 개폐한다.
그리고, 상기 베이스 프레임(11)의 내부 공간(13)에는 각종 라인 운용 설비가 인서트 식으로 수납되며, 그 내부 공간(13)은 개폐 도어(15)에 의해 폐쇄될 수 있다.
예를 들어, 상기 라인 운용 설비는 지그(1) 및 조립 로봇(3) 등으로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(16), 지그 및 조립 로봇(3) 등으로 압력(유압 또는 공압)을 공급하기 위한 압력 공급부(17), 및 지그(1) 및 조립 로봇(3) 등의 운용을 컨트롤 하는 전자 제어부(18)를 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 베이스 프레임(11)의 내부 공간(13)에는 전원 공급부(16)에 연결된 각종 전장 부품 및 케이블 등이 수납되고, 압력 공급부(17)에 연결된 각종 배관 등이 수납될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 프레임 유닛(10)들은 본 발명의 실시 예에서, 이송유닛(5)에 의해 이송(운송) 가능하게 구비되는 바, 이송유닛(5)은 한 쌍의 포크 리프트(7)를 가진 지게차(9)를 예로 들 수 있다.
이와 같이 지게차(9)를 통하여 프레임 유닛(10)들을 이송시키기 위해, 상기 베이스 프레임(11)의 하면에는 지게차(9)의 포크 리프트(7)가 삽입 가능한 한 쌍의 리프트 삽입부재(31)가 고정되게 설치된다. 상기 지게차(90)의 포크 리프트(7)는 도면을 기준할 때, 베이스 프레임(11)의 폭 방향을 따라 리프트 삽입부재(31)에 삽입된다.
다른 한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 베이스 프레임(11)의 상면 가장자리 부분에는 일정 간격을 두고 다수 개의 결합 돌기(33)이 상측 방향으로 돌출되게 형성된다.
상기 결합 돌기(33)들은 베이스 프레임(11)의 상면에 일체로 돌출되게 구비될 수 있고, 그 상면에 용접, 체결, 끼움 방식 등으로 장착될 수도 있다. 이러한 결합 돌기(33)들은 원기둥 형상의 레고형 돌기로 구비된다.
다른 한편, 상기 베이스 프레임(11)에는 수평 계와 같은 레벨러(35)를 설치하고 있다. 상기 레벨러(35)는 작업 공간의 바닥에 대해 베이스 프레임(11)의 수평 정도를 체크하기 위한 것으로서, 예를 들면, 베이스 프레임(11)들의 다른 측면 또는 도면에서와 같이 베이스 프레임(11)의 상면에 설치될 수 있다. 이러한 레벨러(35)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 수평 계로 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기에서 프레임 유닛(10)의 레그부재(21)들은 베이스 프레임(11)의 하면 모서리 부분에 장착되며 그 베이스 프레임(11)을 작업 공간의 바닥으로부터 지지하는 것으로서, 예를 들면 속이 빈 원통 형상의 레그 몸체 하단에 받침 블록(23)이 구비된 형상으로 이루어진다.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서 상기 프레임 유닛(10)은 베이스 프레임(11)의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이 조절부(41)를 더 포함하고 있다. 상기 높낮이 조절부(41)는 베이스 프레임(11)에 레그부재(21)들과 연결되게 구비된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체에 적용되는 높낮이 조절부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 높낮이 조절부(41)는 예를 들어, 구동모터(43)와 리드 스크류(45)를 포함한다. 상기 구동모터(43)는 정 방향 및 역 방향으로 회전 구동 가능한 모터로서, 상기 베이스 프레임(11)에 고정되게 설치된다.
상기 리드 스크류(45)는 구동모터(43)와 연결되면서 레그부재(21)와 스크류 결합된다. 상기 리드 스크류(45)는 구동모터(43)의 구동축(47)에 연결되는데, 레그부재(21)의 내측으로 삽입되며 그 레그부재(21)의 내주 면에 스크류 결합된다.
이에 상기 구동모터(43)에 전기적인 신호를 인가하여 구동축(47)을 정 방향으로 회전시키면, 리드 스크류(45)가 정 방향으로 회전함에 따라, 베이스 프레임(11)은 작업 공간의 바닥에 대해 상측 방향으로 이동될 수 있다.
그리고, 상기 구동모터(43)에 전기적인 신호를 인가하여 구동축(47)을 역 방향으로 회전시키면, 리드 스크류(45)가 역 방향으로 회전함에 따라, 베이스 프레임(11)은 작업 공간의 바닥에 대해 하측 방향으로 이동될 수 있다.
상기한 바와 같은 높낮이 조절부(41)는, 위에서 언급한 바 있는 레벨러(35: 도 1 참조)를 통하여 베이스 프레임(11)의 수평 정도를 확인한 상태에서, 그 수평 정도에 따라 베이스 프레임(11)의 높낮이를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 상기 레벨러(35)에 의해 도출된 베이스 프레임(11)의 수평 정도에 따라, 구동모터(43)를 정 역방향으로 회전 구동시키며 베이스 프레임(11)의 높낮이를 조절하면서 베이스 프레임(11)의 수평 도를 맞출 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 레그부재(21)들에는 베이스 프레임(11)의 적재 중량 즉, 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 각각 장착된 베이스 프레임(11)의 하중을 측정하기 위한 로드 셀(51)이 설치된다.
상기 로드 셀(51)은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 하중 측정수단으로서, 예를 들면 상기 레그부재(21)들의 받침 블록(23)에 설치된다. 상기 로드 셀(51)은 베이스 프레임(11)의 하중(적재 중량)을 측정하고 그 측정 값을 위에서 언급한 바 있는 전자 제어부(18)로 출력한다. 이에 상기 전자 제어부(18)는 베이스 프레임(11)의 적재 중량을 표시부(도면에 도시되지 않음)를 통해 외부로 표시할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 연결 블록(60)들은 프레임 유닛(10)들의 베이스 프레임(11)들이 설정된 작업 공간에 설정된 패턴(형상)으로 서로 이웃하게 배열된 상태에서, 그 베이스 프레임(11)들을 상호 연결하며 그 베이스 프레임(11)들의 센터링을 맞추는 기능을 하게 된다.
상기 연결 블록(60)들은 서로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 결합될 수 있는 구조로 이루어진다. 상기 연결 블록(60)들은 도 5에서와 같이 설정된 길이를 가진 레고 블록 타입으로 구비된다.
이러한 연결 블록(60)들은 서로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)과 결합되는 원형의 결합 홈(61)들을 형성하고 있다. 상기 연결 블록(60)들은 베이스 프레임(11)들이 서로 이웃하게 배열된 상태에서, 그 베이스 프레임(11)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 결합 돌기(33)들에 결합될 수 있다.
부여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 연결 블록(60)들은 베이스 프레임(11)들이 서로 평행하게 폭 방향으로 배열된 상태에서, 서로 이웃하는 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 그 베이스 프레임(11)들의 폭 방향을 따라 결합될 수 있다.
그리고, 상기 연결 블록(60)들은 베이스 프레임(11)들이 동일 선 상에서 길이 방향을 따라 배열된 상태에서, 서로 이웃하는 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 그 베이스 프레임(11)들의 길이 방향을 따라 결합될 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
우선, 설정된 작업 공간에 일 모델의 부품들을 조립하기 위한 조립라인을 구축코자 하는 경우, 본 발명의 실시 예에서는 별도의 스토리지(도면에 도시되지 않음)에 보관된 프레임 유닛(10)들을 작업 공간으로 이송한다.
예를 들면, 본 발명의 실시 예에서는 지게차(9)의 포크 리프트(7)를 베이스 프레임(11)의 폭 방향을 따라 그 베이스 프레임(11)의 리프트 삽입부재(31)에 삽입한 상태로, 포크 리프트(7)를 통해 프레임 유닛(10)을 들어 올리고, 지게차(9)의 이동을 통해 프레임 유닛(10)들을 작업 공간으로 이송한다.
여기서, 상기 스토리지에는 조립하고자 하는 부품들의 모델에 따라 서로 다른 구조, 사이즈 및 사양 등의 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 베이스 프레임(11)에 각각 장착된 프레임 유닛(10)들을 보관하고 있다.
이에 본 발명의 실시 예에서는 조립하고자 하는 부품의 모델에 상응하는 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 베이스 프레임(11)에 장착된 프레임 유닛(10)들을 선택하고 그 프레임 유닛(10)들을 지게차(9)를 통해 작업 공간으로 이송한다.
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 작업 공간의 바닥에 프레임 유닛(10)들을 설정된 패턴으로 배열하는데, 도 6에서와 같이그 작업 공간에서 프레임 유닛(10)들을 폭 방향으로 배열할 수 있다. 즉, 상기 프레임 유닛(10)들의 베이스 프레임(11)들은 작업 공간에서 서로 평행하게 폭 방향으로 배열될 수 있다.
여기서, 상기 프레임 유닛(10)들은 한 쌍의 조합으로 서로 평행하게 맞대어 폭 방향으로 배열될 수 있고, 이들로부터 폭 방향 또는 길이 방향으로 이격된 다른 한 쌍의 조합으로 서로 평행하게 맞대어 폭 방향으로 배열될 수도 있다.
이와 같은 패턴으로 프레임 유닛(10)들을 배열할 때, 작업 공간의 바닥에 대해 상기 베이스 프레임(11)들이 서로 다른 높이로 배열된 경우, 본 발명의 실시 예에서는 높낮이 조절부(41)의 구동모터(43)를 정 역방향으로 회전 구동시키며, 베이스 프레임(11)의 높낮이를 조절하면서 베이스 프레임(11)들의 높이를 일정하게 맞출 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에서는 베이스 프레임(11)들에 설치된 레벨러(35)를 통하여 베이스 프레임(11)들의 수평 정도를 확인한 상태에서, 그 수평 정도에 따라 높낮이 조절부(41)의 구동모터(43)를 정 역방향으로 회전 구동시키며, 베이스 프레임(11)의 높낮이를 조절하면서 베이스 프레임(11)들의 수평 도를 맞출 수 있다.
여기서, 상기 구동모터(43)에 전기적인 신호를 인가하여 구동축(47)을 정 방향으로 회전시키면, 리드 스크류(45)가 정 방향으로 회전함에 따라, 베이스 프레임(11)은 작업 공간의 바닥에 대해 상측 방향으로 이동될 수 있다. 또한 상기 구동모터(43)에 전기적인 신호를 인가하여 구동축(47)을 역 방향으로 회전시키면, 리드 스크류(45)가 역 방향으로 회전함에 따라, 베이스 프레임(11)은 작업 공간의 바닥에 대해 하측 방향으로 이동될 수 있다
이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 베이스 프레임(11)의 적재 중량 즉, 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 각각 장착된 베이스 프레임(11)의 하중을 로드 셀(51)을 통해 측정하고 그 측정 값을 전자 제어부(18)로 출력한다. 그러면 상기 전자 제어부(18)는 베이스 프레임(11)의 적재 중량을 표시부(미도시)를 통해 외부로 표시한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 로드 셀(51)을 통해 측정된 측정 중량과, 조립하고자 하는 부품의 모델에 상응하는 지그(1) 및 조립 로봇(3)의 설정된 중량을 비교하여, 작업 공간에 배열되는 프레임 유닛(10)들이 이를 만족하지 않는 경우, 그 설정된 중량을 만족하는 프레임 유닛(10)으로 교체한다.
상기한 바와 같이 베이스 프레임(11)들의 높낮이 및 수평 도를 맞춘 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 폭 방향을 따라 서로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 연결 블록(60)들을 폭 방향으로 결합한다. 상기 연결 블록(60)들은 원형의 결합 홈(61)을 통해 서로 이웃하는 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 레고 식으로 결합된다. 이때, 상기 연결 블록(60)들은 폭 방향으로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 양측 가장자리에서 결합 돌기(33)들에 결합된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 폭 방향을 따라 서로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들을 연결 블록(60)들을 통하여 레고 식으로 상호 연결하면서 그 베이스 프레임(11)들의 센터링을 맞출 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같은 작용을 통하여 도 7에서와 같이, 작업 공간의 바닥에 프레임 유닛(10)들을 길이 방향으로 배열할 수도 있다. 즉, 상기 프레임 유닛(10)들의 베이스 프레임(11)들은 동일 선 상에서 길이 방향을 따라 배열될 수 있다.
여기서, 상기 프레임 유닛(10)들은 한 쌍의 조합으로 동일 선 상에서 길이 방향으로 맞대어 배열될 수 있고, 이들로부터 폭 방향 또는 길이 방향으로 이격된 다른 한 쌍의 조합으로 동일 선 상에서 길이 방향으로 맞대어 배열될 수도 있다.
이 상태에서 본 발명의 실시 예에서는 동일 선 상에서 길이 방향을 따라 서로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 연결 블록(60)들을 길이 방향으로 결합한다. 상기 연결 블록(60)들은 원형의 결합 홈(61)을 통해 서로 이웃하는 베이스 프레임(11)들의 결합 돌기(33)들에 레고 식으로 결합된다. 이때, 상기 연결 블록(60)들은 길이 방향으로 이웃하게 배열된 베이스 프레임(11)들의 전후 가장자리에서 결합 돌기(33)들에 결합된다.
상술한 바와 같이 프레임 유닛(10)들을 설정된 패턴으로 배열한 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 전자 제어부(18)를 통하여 전원 공급부(16)로부터 베이스 프레임(11)들 상의 지그(1) 및 조립 로봇(3)으로 전원을 공급하고, 압력 공급부(17)로부터 지그(1) 및 조립 로봇(3)으로 압력을 공급하여 지그(1) 및 조립 로봇(3)을 작동시키면서 그 지그(1) 및 조립 로봇(3)을 통하여 부품들을 조립할 수 있다.
다른 한편, 조립하고자 하는 부품의 모델이 변경된 경우, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같은 과정을 통해 상기 프레임 유닛(10)들을 스토리지로 이설한다.
그런 다음, 본 발명의 실시 예에서는 스토리지에서 조립하고자 하는 부품의 모델에 상응하는 지그(1) 및 조립 로봇(3)이 베이스 프레임(11)에 장착된 프레임 유닛(10)들을 선택하고 그 프레임 유닛(10)들을 지게차(9)를 통해 작업 공간으로 이송하면서 설정된 패턴으로 배열한다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 조립라인 구조체(100)에 의하면, 연결 블록(60)들을 통하여 프레임 유닛(10)들을 레고 결합 타입으로 연결하며, 한정된 작업 공간에서 다양한 패턴으로 프레임 유닛(10)들을 플렉시블 하게 배열함으로써, 라인을 신속하게 구축할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 한정된 작업 공간에 조립 공정라인을 용이하게 구축할 수 있기 때문에, 라인 구축 시간 및 투자 비용을 절감할 수 있고, 라인 운영의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 조립하고자 하는 부품의 모델 변경 시, 레고 결합 식으로 프레임 유닛(10)들을 다양한 패턴으로 플렉시블 하게 배열하며, 여러 모델의 부품 품종 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 지그(1)와 조립 로봇(3)이 각각 설치된프레임 유닛(10)들을 플렉시블 하게 배열하며 라인을 구축할 수 있으므로, 지그(1) 및 조립 로봇(3)의 라인 이설 시 발생하는 조립 부품의 조립 품질 산포를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 지그 3: 조립 로봇
5: 이송유닛 7: 포크 리프트
9: 지게차 10: 프레임 유닛
11: 베이스 프레임 13: 내부 공간
15: 개폐 도어 16: 전원 공급부
17: 압력 공급부 18: 전자 제어부
21: 레그부재 23: 받침 블록
31: 리프트 삽입부재 33: 결합 돌기
35: 레벨러 41: 높낮이 조절부
43: 구동모터 45: 리드 스크류
47: 구동축 51: 로드 셀
60: 연결 블록 61: 결합 홈
100: 조립라인 구조체

Claims (16)

  1. 부품들을 규제하는 지그와, 상기 지그에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 조립라인 구조체로서,
    상면에 상기 지그 및 조립 로봇이 각각 설치되며, 이송유닛에 의해 이송 가능하게 구비되고, 상면의 가장자리를 따라 결합 돌기들이 돌출된 다수 개의 프레임 유닛들; 및
    서로 이웃하게 배열된 상기 프레임 유닛들의 결합 돌기들에 결합되며, 상기 프레임 유닛들의 센터링을 맞추면서 상기 프레임 유닛들을 연결하는 다수 개의 연결 블록들;
    을 포함하는 조립라인 구조체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 연결 블록은,
    설정된 길이를 가진 레고 블록 타입으로 구비되되,
    서로 이웃하게 배열된 상기 프레임 유닛들의 결합 돌기들과 결합되는 결합 홈들을 형성하는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 유닛은,
    상기 지그 및 조립 로봇이 상면에 장착 가능하게 구비되며, 그 상면의 가장자리 부분에 상기 결합 돌기들을 형성하고 있는 사각 틀 형상의 베이스 프레임과,
    상기 베이스 프레임의 하면 모서리 부분에 설치되는 레그부재들
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은,
    한쪽 측면으로 개방된 내부 공간을 형성하며,
    상기 한쪽 측면에는 상기 내부 공간을 개폐하는 개폐 도어가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임의 내부 공간에는 전원 공급부, 압력 공급부 및 전자 제어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임의 하면에는,
    상기 이송유닛의 포크 리프트가 삽입 가능한 한 쌍의 리프트 삽입부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임에는 수평계를 포함하는 레벨러가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 프레임 유닛은,
    상기 베이스 프레임에 상기 레그부재와 연결되게 구비되며, 상기 베이스 프레임의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 높낮이 조절부는,
    상기 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 구동모터와,
    상기 구동모터와 연결되며, 원통 형상의 상기 레그부재와 스크류 결합되는 리드 스크류
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  10. 제3 항에 있어서,
    상기 레그부재에는,
    상기 베이스 프레임의 적재중량을 측정하기 위한 로드 셀이 설치되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 프레임 유닛들은,
    상기 베이스 프레임이 서로 평행하게 폭 방향으로 배열되며, 서로 이웃하는 상기 베이스 프레임의 결합 돌기들에 상기 연결 블록이 상기 폭 방향을 따라 결합되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 프레임 유닛들은,
    상기 베이스 프레임이 동일 선 상에서 길이 방향을 따라 배열되며, 서로 이웃하는 상기 베이스 프레임의 결합 돌기들에 상기 연결 블록이 상기 길이 방향을 따라 결합되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  13. 부품들을 규제하는 지그와, 상기 지그에 규제된 부품들을 조립하는 조립 로봇을 설정된 작업 공간에 설치하기 위한 조립라인 구조체로서,
    베이스 프레임의 상면에 상기 지그 및 조립 로봇이 각각 설치되며, 지게차에 의해 이송 가능하게 구비되고, 상기 베이스 프레임에 지게차의 포크 리프트가 삽입 가능한 리프트 삽입부재가 구비되며, 상기 베이스 프레임의 상면 가장자리를 따라 결합 돌기들이 돌출된 다수 개의 프레임 유닛들; 및
    서로 이웃하게 배열된 상기 베이스 프레임들의 결합 돌기들에 결합되는 레고블록 타입으로 구비되고, 상기 베이스 프레임들의 센터링을 맞추면서 상기 베이스 프레임들을 연결하는 다수 개의 연결 블록들;
    을 포함하며,
    상기 프레임 유닛은, 상기 베이스 프레임의 하면 모서리에 부분에 설치되는 레그부재들과, 상기 베이스 프레임에 상기 레그부재와 연결되게 설치되어 상기 베이스 프레임의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 결합 돌기들은 원기둥 형상의 돌기로 구비되며,
    상기 연결 블록에는 상기 결합 돌기가 끼워지는 원형의 결합 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은,
    한쪽 측면으로 개방된 내부 공간을 가진 사각 틀 형상으로 구비되며,
    상기 한쪽 측면에 상기 내부 공간을 개폐하는 개폐 도어가 설치되고,
    상기 내부 공간에 전원 공급부, 압력 공급부 및 전자 제어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임에는 레벨러가 설치되며,
    상기 레그부재에는 상기 베이스 프레임의 적재중량을 측정하기 위한 로드 셀이 설치되는 것을 특징으로 하는 조립라인 구조체.
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