KR20220141415A

KR20220141415A - 자동화 라인의 부품 조립 시스템

Info

Publication number: KR20220141415A
Application number: KR1020210047532A
Authority: KR
Inventors: 배준혁; 이승엽; 김중표; 김우종; 박종민
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-10-20
Also published as: US11759897B2; DE102021213802A1; US20220324069A1; CN115193655A

Abstract

자동화 라인의 부품 조립 시스템이 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템은, ⅰ)부품 조립 툴이 설치되며, 적어도 하나의 장착부를 포함하는 스테이션 프레임과, ⅱ)적어도 하나의 장착부에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너와, ⅲ)적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 적어도 하나의 포지셔닝 핀을 포함하는 부품 이송 팔레트와, ⅳ)공정 작업장의 바닥에서 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차를 포함할 수 있다.

Description

자동화 라인의 부품 조립 시스템{PARTS ASSEMBLY SYSTEM OF AUTOMATION LINE}

본 발명의 실시 예는 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화 라인에서 부품을 조립하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 공장이나 산업 현장에서는 부품의 이송 및 조립을 위해 컨베이어를 활용하고 있다. 예컨대, 자동차 부품들을 조립하는 자동화 공정 라인에서는 컨베이어를 통해 의장 부품을 이송하며 조립하고 있다.

이러한 컨베이어는 부품의 이송 라인을 따라 부품의 위치 결정 스테이션, 방향 전환 스테이션, 그리고 회전 스테이션 등을 설정하고 있다.

그런데, 종래에는 부품의 기종에 따라 컨베이어 라인의 스테이션들을 변경 및 개조해야 하기 때문에, 다 기종 부품의 물류 유연성 및 설비 투자비 측면에서 불리한 실정이다.

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 컨베이어를 사용하지 않고, 다 기종의 부품을 설정된 조립 스테이션으로 이송하며, 그 조립 스테이션에서 부품을 조립할 수 있도록 한 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템은, ⅰ)부품 조립 툴이 설치되며, 적어도 하나의 장착부를 포함하는 스테이션 프레임과, ⅱ)상기 적어도 하나의 장착부에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너와, ⅲ)상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 적어도 하나의 포지셔닝 핀을 포함하는 부품 이송 팔레트와, ⅳ)공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 스테이션 프레임은 상기 장착부가 구비된 적어도 하나의 베이스 프레임과, 상기 적어도 하나의 베이스 프레임의 상면에 결합되어 상측으로 연장되는 적어도 하나의 수직 프레임과, 상기 적어도 하나의 수직 프레임에 수평 방향으로 결합되는 적어도 하나의 수평 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 부품 조립 툴은 상기 수평 프레임에 설정된 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 스테이션 프레임은 상기 장착부가 구비된 적어도 하나의 베이스 프레임을 포함하며, 상기 각 베이스 프레임에는 부품 조립 로봇이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 부품 조립 툴은 상기 부품 조립 로봇에 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 포지셔너는 상기 장착부에 장착되는 포지셔닝 바디를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 포지셔닝 바디는 상면에 형성되는 테이퍼 형상의 핀 유도 홈과, 상기 핀 유도 홈에 연결되는 핀 결합 홀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 부품 이송 팔레트는 적어도 하나의 대차 결합 홀이 형성된 팔레트 바디와, 상기 팔레트 바디에 설치되어 하측 방향으로 연장되며, 하단에 상기 포지셔닝 핀이 구비되는 적어도 하나의 레그를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 포지셔닝 핀은 그 하단 부에 형성되는 테이퍼부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 부품 이송 팔레트는 상기 팔레트 바디의 상면에 설치되는 적어도 하나의 부품 정렬유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 이동 대차는 상하 방향으로 이동 가능한 리프터를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 부품 이송 팔레트는 적어도 하나의 대차 결합 홀이 형성된 팔레트 바디를 포함하고, 상기 리프터는 상기 팔레트 바디의 상기 대차 결합 홀에 결합 가능한 리프트 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 이동 대차는 공정 작업장의 바닥에서 설정된 경로를 따라 자율 주행 가능한 자율이동로봇(AMR)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 스테이션 프레임은 상기 적어도 두 개의 베이스 프레임들을 연결하는 적어도 하나의 보강 프레임들을 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템은, ⅰ)부품 조립 툴과 적어도 하나의 제1 장착부를 포함하는 스테이션 프레임과, ⅱ)공정 작업장 바닥에 설치된 적어도 하나의 제2 장착부와, ⅲ)적어도 하나의 제1 장착부와 적어도 하나의 제2 장착부 중 적어도 하나에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너와, ⅳ)상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 부품 이송 팔레트와, ⅴ)공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템은, 상기 스테이션 프레임에 배치되며, 상기 부품 조립 툴이 장착되는 부품 조립 로봇을 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템은, ⅰ)부품 조립 툴이 설치되는 스테이션 프레임과, ⅱ)상기 스테이션 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 장착부와, ⅲ)상기 적어도 하나의 장착부에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너와, ⅳ)상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 부품 이송 팔레트와, ⅴ)공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 장착부는 서보 모터를 통해 상기 스테이션 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 다 기종 부품의 물류 유연성 및 생산 유연성을 확보할 수 있고, 설비 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 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 포지셔너를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 부품 이송 팔레트의 포지셔닝 핀을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 이동 대차를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 스테이션 프레임의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 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 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 자동차 생산 공장에서 각종 의장 부품(1)(이하에서는 편의 상 '부품'이라고 한다)을 자동으로 조립하는 자동화 라인에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 예를 들면, 부품(1)으로서의 전기차 배터리(3)를 자동으로 조립하는 자동화 라인에 적용될 수 있다.

여기서, 상기한 전기차 배터리 조립 공정은 배터리 케이스에 장착된 배터리 셀들에 실러를 도포하는 공정일 수 있다.

이하에서는 상하 방향을 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부, 상단 및 상부 면으로 명명하고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부, 하단 및 하부 면으로 명명하기로 한다.

또한, 하기에서의 단(일측 단 또는 다른 일측 단)은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(일측 단부 또는 다른 일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 컨베이어를 사용하지 않고, 다 기종의 부품(1)을 설정된 조립 스테이션으로 이송하며, 그 조립 스테이션에서 부품을 조립할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 기본적으로, 스테이션 프레임(10), 포지셔너들(30), 부품 이송 팔레트(50), 그리고 이동 대차(70)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 스테이션 프레임(10)은 자동화 라인의 공정 작업장에 다수로 구획된 조립 스테이션에 설치된다. 상기 스테이션 프레임(10)은 조립 스테이션에서 공정 작업장의 바닥(5)에 설치된다. 상기 스테이션 프레임(10)에는 부품(1)을 조립하기 위한 부품 조립 툴(7)이 장착된다.

이러한 스테이션 프레임(10)은 베이스 프레임들(11), 수직 프레임들(13), 그리고 수평 프레임들(15)을 포함한다.

상기 베이스 프레임들(11)은 플레이트 타입으로 구비되며, 공정 작업장의 바닥(5)에 고정된다. 상기 베이스 프레임들(11)은 뒤에서 더욱 설명될 포지셔너들(30)을 장착하기 위한 장착부(17)를 포함하고 있다.

하나의 예에서, 4개의 수직 프레임들(13)이 구비되며, 각 수직 프레임(13)은 대응하는 베이스 프레임(11)의 상면에 결합되어 상측으로 연장된다. 그리고, 4개의 수평 프레임들(15)이 구비되고, 수직 프레임들(13)에 수직한 수평 방향으로 배치되며, 각 수평 프레임(15)은 이웃하는 두 개의 수직 프레임들(13)들에 결합된다.

여기서, 상기한 바와 같은 부품 조립 툴(7)은 수평 프레임들(15) 중 적어도 하나에 설정된 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 예를 들면, 상기 부품 조립 툴(7)은 부품(1)으로서의 전기차 배터리(3)에 실러를 도포하는 실러 도포 장치(8)를 포함할 수 있다.

더 나아가, 상기 실러 도포 장치(8)는 수평 프레임들(15) 중 적어도 하나에 설치된 구동 장치(9)에 의하여 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동될 수 있다. 하나의 예에서, 구동 장치(9)는 각각 전후 방향, 좌우 방향, 그리고 상하 방향으로 연장된 복수의 레일을 포함하고, 실러 도포 장치(8) 또는 하나의 레일은 다른 하나의 레일 상에서 다른 하나의 레일의 연장된 방향으로 이동 가능할 수 있다. 실러 도포 장치(8)를 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 구동 장치(9)는 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에에서, 상기 포지셔너들(30)은 뒤에서 더욱 설명될 부품 이송 팔레트(50)를 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치에 정 위치시키도록 되어 있다.

하나의 예에서, 4개의 포지셔너들(30)이 구비되며, 각 포지셔너(30)는 스테이션 프레임(10)에서 대응하는 베이스 프레임(11)의 대응하는 장착부(17)에 장착된다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 포지셔너를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 각 포지셔너(30)는 대응하는 베이스 프레임(11)의 대응하는 장착부(17)에 장착되는 포지셔닝 바디(31)를 포함한다.

상기 포지셔닝 바디(31)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 포지셔닝 바디(31)는 장착부(17)에 본딩 또는 볼팅 방식 등 당업자에게 잘 알려진 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

이러한 포지셔닝 바디(31)는 상면에 형성되는 핀 유도 홈(33)과, 그 핀 유도 홈(33)에 연결되는 핀 결합 홀(35)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 핀 유도 홈(33)은 상단에서 하단으로 갈수록 단면 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 핀 결합 홀(35)은 핀 유도 홈(33)의 하단에 연결된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 부품 이송 팔레트(50)는 부품(1)을 지지하며 그 부품(1)을 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치로 이송하도록 되어 있다.

더 나아가, 상기 부품 이송 팔레트(50)는 뒤에서 더욱 설명될 이동 대차(70)에 의하여 픽업되어 이동 가능하게 구비된다.

이러한 부품 이송 팔레트(50)는 팔레트 바디(51), 적어도 하나의 레그(53), 적어도 하나의 포지셔닝 핀(55), 그리고 적어도 하나의 부품 정렬유닛(57)을 포함하고 있다.

상기 팔레트 바디(51)는 예를 들면, 사각 플레이트 형태로 구비된다. 상기 팔레트 바디(51)는 부품(1)을 지지하는 상부 면과, 그 상부 면에 반대되는 하부 면을 포함하고 있다.

상기 팔레트 바디(51)는 적어도 하나의 대차 결합 홀(52)을 포함하고 있다. 하나의 예에서, 한 쌍의 대차 결합 홀(52)이 팔레트 바디(51)의 가장자리 내측에 대각 선 방향을 따라 형성될 수 있다.

적어도 하나의 레그(53)는 팔레트 바디(51)의 하부 면 모서리 부분에 연결되어 하측으로 연장된다. 상기 포지셔닝 핀(55)은 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치에 부품 이송 팔레트(50)를 정 위치시키도록 되어 있다.

각 포지셔닝 핀(55)은 각 레그(53)의 하단에 장착되어 하측으로 연장되며, 대응하는 포지셔너(30)에 결합된다.

상기 포지셔닝 핀(55)은 도 3에 도시된 바와 같이, 그 포지셔닝 핀(55)의 하단 부에 형성되는 테이퍼부(56)를 포함하고 있다. 상기 테이퍼부(56)는 상측에서 하측으로 갈수록 단면 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

상기 테이퍼부(56)는 포지셔너(30)의 핀 결합 홀(35)에 결합된다. 여기서, 상기 테이퍼부(56)는 포지셔너(30)의 핀 유도 홈(33)에 의해 핀 결합 홀(35)로 안내되면서 그 핀 결합 홀(35)에 결합될 수 있다.

상기 부품 정렬유닛들(57)은 팔레트 바디(51)의 상부 면의 설정된 위치에 부품(1)을 정렬하여 정 위치시키도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 부품 정렬유닛들(57)은 팔레트 바디(51)의 상부 면 모서리 부분에 각각 설치된다. 다른 하나의 예에서, 상기 부품 정렬유닛들(57)은 팔레트 바디(51)의 상부 면에 대각선 방향으로 배치된다.

이러한 부품 정렬유닛들(57)의 설치 위치는 부품(1)의 기종에 따라 팔레트 바디(51)의 상부 면에서 가변될 수 있다. 예를 들어, 부품 정렬유닛들(57)은 팔레트 바디(51)의 상부 면에서 설정 방향으로 이동 가능하거나, 팔레트 바디(51)의 상부 면에 다양한 부품(1)의 기종에 따라 복수의 설치 위치가 미리 정해져 있고 부품 정렬유닛들(57)은 복수의 설치 위치 중 적어도 하나에 선택적으로 설치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 이동 대차(70)는 공정 작업장의 바닥(5)에서 이동하여 부품 이송 팔레트(50)를 설정된 위치로 이송하도록 되어 있다.

상기 이동 대차(70)는 공정 작업장의 바닥(5)에서 설정된 경로를 따라 자율 주행 가능한 자율이동로봇(Autonomous Mobile Robot: 이하 'AMR'이라고 한다)(71)을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 이동 대차를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 AMR(71)은 상하 방향으로 이동 가능한 리프터(73)를 포함하고 있다. 상기 리프터(73)는 사각 블록 형태로 구비될 수 있다.

이러한 리프터(73)는, 당업자에게 잘 알려진 대차 구동 장치에 의하여 상하 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 상기 리프터(73)의 상부 면의 모서리 부분에는 적어도 하나의 리프트 패드(75)가 설치된다.

더 나아가, 상기 리프트 패드들(75) 중 하나의 대각선 방향으로 배치되는 한 쌍의 리프트 패드(75)에는 상하 방향을 따라 리프트 핀(77)이 설치될 수 있다. 상기 리프트 핀(77)의 상단 부는 테이퍼 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 리프트 패드(75)는 팔레트 바디(51)의 하부 면을 지지한다. 그리고, 상기 리프트 핀(77)은 팔레트 바디(51)의 대차 결합 홀(52)에 결합될 수 있다.

상기 리프터(73)가 상측 방향으로 이동됨에 따라, 리프트 핀(77)이 팔레트 바디(51)의 대차 결합 홀(52)에 결합되면서 상기 리프터(73)는 부품 이송 팔레트(50)를 상측 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 리프터(73)는 하측 방향으로 이동되면서 부품 이송 팔레트(50)를 하측 방향으로 이동시킬 수 있다.

대안으로서, 본 발명의 실시 예에 의한 이동 대차(70)는 상기한 바와 같은 AMR(71)을 포함하는 것에 한정되지 않고, 당업자에게 알려진 AGV() 또는 수동 대차를 포함할 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)의 작동을 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

우선, AMR(71)과 부품 이송 팔레트(50)는 공정 작업장의 바닥(5)의 설정된 구역에 각각 위치하고 있다. 이때, 상기 AMR(71)의 리프터(73)는 적어도 팔레트 바디(51)보다 아래에 위치할 수 있다.

부품 로딩 장치(도면에 도시되지 않음)는 설정된 적재 장소에 적재된 전기차 배터리(3) 등과 같은 부품(1)을 그리핑하여 상기 설정된 구역으로 이송시키고, 부품 이송 팔레트(50)의 팔레트 바디(51) 상부 면에 부품(1)을 로딩한다.

그러면, 상기 부품 이송 팔레트(50)의 적어도 하나의 부품 정렬유닛(57)은 부품(1)을 팔레트 바디(51) 상부 면의 설정된 위치에 정렬한다. 이때, 상기 부품 정렬유닛(57)은 부품(1)의 기종 별로 자동 또는 수동으로 그 위치가 가변되면서 부품(1)을 정렬할 수 있다.

상기 부품(1)이 팔레트 바디(51)에 정렬된 상태에서, AMR(71)은 공정 작업장의 바닥(5)에서 설정된 경로를 따라 자율 주행하며, 팔레트 바디(51)의 하측으로 이동한다.

그런 다음, 상기 AMR(71)은 팔레트 바디(51) 하측의 설정된 위치에서 리프터(73)를 상측 방향으로 이동시킨다.

이에, 상기 리프터(73)는 적어도 하나의 리프트 패드(75)를 통해 팔레트 바디(51)의 하부 면을 지지하며, 부품 이송 팔레트(50)를 상측 방향으로 들어 올린다. 이때, 상기 리프터(73)는 리프트 핀(77)을 통해 팔레트 바디(51)의 대차 결합 홀(52)에 결합되면서 부품 이송 팔레트(50)를 상측 방향으로 들어 올릴 수 있다.

다음으로, 상기 AMR(71)은 다시 설정된 경로를 따라 자율 주행하며, 부품 이송 팔레트(50)를 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치로 이송한다. 이 상태에서, 상기 AMR(71)은 리프터(73)를 하측 방향으로 이동시켜 부품 이송 팔레트(50)를 하측 방향으로 이동시킨다.

부품 이송 팔레트(50)가 하측 방향으로 이동됨에 따라, 적어도 하나의 포지셔닝 핀(55)의 테이퍼부(56)는 대응하는 포지셔너(30)의 핀 결합 홀(35)에 결합된다. 여기서, 상기 부품 이송 팔레트(50)의 이송 편차(즉, 부품 이송 팔레트(50)의 목표 위치와 실제 위치 사이의 차이)가 발생한 경우, 테이퍼부(56)는 포지셔너(30)의 핀 유도 홈(33)에 의해 핀 결합 홀(35)로 안내되면서 그 핀 결합 홀(35)에 결합된다.

따라서, 상기 포지셔너(30)가 포지셔닝 핀(55)과 결합하면서 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치에 부품 이송 팔레트(50)를 정 위치시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 스테이션 프레임(10)에 부품 이송 팔레트(50)가 정 위치하게 되면, 부품 조립 툴(7)의 실러 도포 장치(8)는 스테이션 프레임(10)에서 부품 이송 팔레트(50) 상의 부품(1)으로 실러를 도포한다.

여기서, 상기 실러 도포 장치(8)는 스테이션 프레임(10)에서 구동 장치(9)에 의하여 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동되면서 실러를 도포할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 다 기종의 부품(1)을 부품 이송 팔레트(50)에 정렬할 수 있다.

또한, 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 AMR(71)과 같은 이동 대차(70)에 의하여 부품 이송 팔레트(50)를 스테이션 프레임(10)으로 이송할 수 있다.

그리고, 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 포지셔너(30)와 포지셔닝 핀(55)을 통하여 부품 이송 팔레트(50)를 스테이션 프레임(10)의 설정된 위치에 정 위치시킬 수 있다.

이로써, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 컨베이어를 사용하지 않고, 다 기종의 부품(1)을 스테이션 프레임(10)으로 이송하며, 그 스테이션 프레임(10)에서 부품(1)을 조립할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 다 기종 부품(1)의 물류 유연성 및 생산 유연성을 확보할 수 있고, 설비 투자비를 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템에 적용되는 스테이션 프레임의 변형 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)에서 스테이션 프레임(10)은 적어도 하나의 보강 프레임(18)을 더 포함할 수 있다.

각 보강 프레임(18)은 스테이션 프레임(10)의 적어도 두 개의 베이스 프레임들(11)을 서로 연결하기 위한 것이다. 각 보강 프레임(18)은 서로 마주하는 베이스 프레임들(11) 사이에 배치된다. 상기 보강 프레임(18)은 그 양단 부의 연결부(19)를 통하여 서로 마주하는 베이스 프레임들(11)에 연결될 수 있다.

상기와 같이 베이스 프레임들(11)을 보강 프레임(18)으로 연결함에 따라, 보강 프레임(18)은 스테이션 프레임(10)의 운송 시, 스테이션 프레임(10)의 뒤틀림 등에 따른 포지셔너들(30)의 위치 산포를 방지할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(100)은 부품 조립 공정 중, 스테이션 프레임(10)에 대한 부품 이송 팔레트(50: 도 1 참조)의 위치 정렬도를 확보할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(200)은 복수 개의 베이스 프레임들(111)에 복수 개의 부품 조립 로봇(120)들이 각각 장착된 스테이션 프레임(110)을 포함할 수 있다.

하나의 예에서, 한 쌍의 베이스 프레임들(111)이 공정 작업장의 바닥(5)에 설정된 간격을 두고 배치된다. 상기 각각의 베이스 프레임(111)에는 제1 실시 예에서와 같은 장착부(117)가 구비된다. 예를 들어, 각 베이스 프레임(111)에 한 쌍의 장착부(117)가 구비될 수 있다. 그리고, 각 장착부(117)에는 제1 실시 예에서와 같은 포지셔너(130)가 장착된다.

본 발명의 실시 예에서, 각 부품 조립 로봇(120)은 해당하는 베이스 프레임(111)의 상부 면에 설치된다. 상기 부품 조립 로봇(120)은 작업 반경 내에서 설정된 티칭 경로를 따라 로봇 동작하는 당업자에게 알려진 다 관절 로봇(121)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 다 관절 로봇(121)의 아암에는 제1 실시 예에서와 같은 부품 조립 툴(7)이 설치된다. 그리고, 상기한 포지셔너(130)에는 제1 실시 예에서와 같은 부품 이송 팔레트(150)가 결합된다.

더 나아가, 상기 부품 이송 팔레트(150)는 공정 작업장에서 자율 주행하는 제1 실시 예에서와 같은 이동 대차(170)에 의하여 베이스 프레임(111)들 사이로 이송될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 상기 제1 실시 예에서와 같으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(300)은 하나의 베이스 프레임(211)에 부품 조립 로봇(220)이 장착된 스테이션 프레임(210)을 포함할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(300)은 상기한 베이스 프레임(211) 및 공정 작업장의 바닥(5)에 구비되는 포지셔너들(230)을 포함할 수 있다.

상기 베이스 프레임(211)은 공정 작업장의 바닥(5)에 고정된다. 하나의 예에서, 상기 베이스 프레임(211)에는 한 쌍의 제1 장착부들(217)이 구비되고, 상기 각 제1 장착부(217)에는 포지셔너(230)가 장착된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 부품 조립 로봇(220)은 베이스 프레임(211)의 상부 면에 설치된다. 상기 부품 조립 로봇(220)은 작업 반경 내에서 설정된 티칭 경로를 따라 로봇 동작하는 당업자에게 알려진 다 관절 로봇(221)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기한 다 관절 로봇(221)의 아암에는 제2 실시 예에서와 같은 부품 조립 툴(7)이 설치된다.

하나의 예에서, 공정 작업장의 바닥(5)에는 한 쌍의 제2 장착부들(218)이 구비된다. 그리고, 상기 각 제2 장착부(218)에는 포지셔너(230)가 장착된다.

상기에서와 같은 제1, 2 장착부(217, 218) 및 포지셔너들(230)의 구성은 전기 실시 예들과 동일하다. 그리고, 상기에서와 같은 포지셔너들(230)에는 전기 실시 예들에서와 같은 부품 이송 팔레트(250)가 결합된다.

한편, 상기에서와 같은 부품 이송 팔레트(250)는 공정 작업장에서 자율 주행하는 전기 실시 예들에서와 같은 이동 대차(270)에 의하여 베이스 프레임(211) 측으로 이송될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(300)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시 예들에서와 같으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(400)은 스테이션 프레임(310)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 적어도 하나의 포지셔너(330)를 포함할 수 있다.

상기 스테이션 프레임(310)은 제1 실시 예에서와 같은 베이스 프레임들(311), 수직 프레임들(313), 그리고 수평 프레임들(315)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 수직 프레임들(313) 각각에는 적어도 하나의 장착부(317)가 상하 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 상기 장착부들(317)은 당업자에게 알려진 서보 모터(381)에 의하여 수직 프레임(313)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 상기 수평 프레임들(315) 중 적어도 하나에는 제1 실시 예에서와 같은 부품 조립 툴(7)이 설치된다.

더 나아가, 각 장착부(317)에는 전기 실시 예들에서와 같은 포지셔너(330)가 설치된다. 그리고 상기한 포지셔너들(330)에는 전기 실시 예들에서와 같은 부품 이송 팔레트(350)가 결합된다.

한편, 상기에서와 같은 부품 이송 팔레트(350)는 공정 작업장에서 자율 주행하는 전기 실시 예들에서와 같은 이동 대차(370)에 의하여 스테이션 프레임(310) 측으로 이송될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자동화 라인의 부품 조립 시스템(400)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시 예들에서와 같으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 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: 부품 3: 전기차 배터리
5: 공정 작업장 바닥 7: 부품 조립 툴
8: 실러 도포 장치 9: 구동 장치
10, 110, 210, 310: 스테이션 프레임
11, 111, 211, 311: 베이스 프레임
13, 313: 수직 프레임 15, 315: 수평 프레임
17, 117, 317: 장착부 18: 보강 프레임
19: 연결부 30, 130, 230, 330: 포지셔너
31: 포지셔닝 바디 33: 핀 유도 홈
35: 핀 결합 홀
50, 150, 250, 350: 부품 이송 팔레트
51: 팔레트 바디 52: 대차 결합 홀
53: 레그 55: 포지셔닝 핀
56: 테이퍼부 57: 부품 정렬유닛
70, 170, 270, 370: 이동 대차 71: AMR
73: 리프터 75: 리프트 패드
77: 리프트 핀
100, 200, 300, 400: 부품 조립 시스템
120, 220: 부품 조립 로봇 121, 221: 다 관절 로봇
217: 제1 장착부 218: 제2 장착부
381: 서보 모터

Claims

부품 조립 툴이 설치되며, 적어도 하나의 장착부를 포함하는 스테이션 프레임;
상기 적어도 하나의 장착부에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너;
상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 적어도 하나의 포지셔닝 핀을 포함하는 부품 이송 팔레트; 및
공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차;
를 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 스테이션 프레임은,
상기 장착부가 구비된 적어도 하나의 베이스 프레임과,
상기 적어도 하나의 베이스 프레임의 상면에 결합되어 상측으로 연장되는 적어도 하나의 수직 프레임과,
상기 적어도 하나의 수직 프레임에 수평 방향으로 결합되는 적어도 하나의 수평 프레임
을 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 부품 조립 툴은,
상기 수평 프레임에 설정된 방향으로 이동 가능하게 설치되는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 스테이션 프레임은 상기 장착부가 구비된 적어도 하나의 베이스 프레임을 포함하며,
상기 각 베이스 프레임에는 부품 조립 로봇이 설치되는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제4 항에 있어서,
상기 부품 조립 툴은 상기 부품 조립 로봇에 장착되는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 포지셔너는 상기 장착부에 장착되는 포지셔닝 바디를 포함하며,
상기 포지셔닝 바디는 상면에 형성되는 테이퍼 형상의 핀 유도 홈과, 상기 핀 유도 홈에 연결되는 핀 결합 홀을 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 부품 이송 팔레트는,
적어도 하나의 대차 결합 홀이 형성된 팔레트 바디와,
상기 팔레트 바디에 설치되어 하측 방향으로 연장되며, 하단에 상기 포지셔닝 핀이 구비되는 적어도 하나의 레그
를 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 포지셔닝 핀은 그 하단 부에 형성되는 테이퍼부를 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 부품 이송 팔레트는,
상기 팔레트 바디의 상면에 설치되는 적어도 하나의 부품 정렬유닛을 더 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 이동 대차는 상하 방향으로 이동 가능한 리프터를 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 부품 이송 팔레트는 적어도 하나의 대차 결합 홀이 형성된 팔레트 바디를 포함하고,
상기 리프터는,
상기 팔레트 바디의 상기 대차 결합 홀에 결합 가능한 리프트 핀을 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 이동 대차는,
공정 작업장의 바닥에서 설정된 경로를 따라 자율 주행 가능한 자율이동로봇(AMR)을 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 스테이션 프레임은,
상기 적어도 두 개의 베이스 프레임들을 연결하는 적어도 하나의 보강 프레임들을 더 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
부품 조립 툴과 적어도 하나의 제1 장착부를 포함하는 스테이션 프레임;
공정 작업장 바닥에 설치된 적어도 하나의 제2 장착부;
적어도 하나의 제1 장착부와 적어도 하나의 제2 장착부 중 적어도 하나에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너;
상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 부품 이송 팔레트; 및
공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차;
를 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 스테이션 프레임에 배치되며, 상기 부품 조립 툴이 장착되는 부품 조립 로봇
을 더 포함하는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.
부품 조립 툴이 설치되는 스테이션 프레임;
상기 스테이션 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 장착부;
상기 적어도 하나의 장착부에 장착되는 적어도 하나의 포지셔너;
상기 적어도 하나의 포지셔너에 결합되는 부품 이송 팔레트; 및
공정 작업장의 바닥에서 상기 부품 이송 팔레트를 설정된 위치로 이송하는 이동 대차;
제16 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 장착부는 서보 모터를 통해 상기 스테이션 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 자동화 라인의 부품 조립 시스템.