KR20230090615A - 차체 조립공정 레이아웃 - Google Patents

Abstract

차종, 모델 또는 품목이 다른 여러 차체 부품들을 효율적으로 생산하기 위한 차체 조립공정 레이아웃에 소개된다. 모듈 또는 조립 단위의 부품세트(P1)이 키트박스(50)에 얹혀져 조립라인(100)에서 조립된다. 부품 준비라인(200)에서 조립 대상의 부품세트(P1)가 키트박스(50)에 로딩되며, 무인운반차(70)에 의해 공정라인들 간에 키트박스(50)가 운반된다. 부품세트(P1) 단위로 운반 및 조립되므로 다종 차종이나 모델 변경에 대응이 용이하다.

Description

차체 조립공정 레이아웃{Layout For An Vehicle Body Assembly Process}

본 발명은 여러 종류의 차종, 모델 등에 대응하기 용이하며, 컴팩트한 라인의 구성 및 택타임 축소가 가능한 차체 조립공정 레이아웃에 관한 것이다.

차체의 조립은 프레스 가공을 통해 만들어진 차체 각 부분의 패널들을 조립하는 다수의 공정으로 이루어진다. 차체의 조립은 예로서, 차체의 기초가 되는 플로어의 조립공정, 차체 사이드의 주요 부품인 바디 사이드의 조립공정, 플로어에 사이드 벽면을 조립하는 메인바디 조립공정 등을 거친다.

통계청 자료에 의하면 지난 2019년 전세계의 차량 생산량은 약 9,200만대인 것으로 집계되었다. 한국의 경우 약 395만대에 이른다. 이 통계자료에서도 알 수 있듯이 기존의 차량 생산은 기본적으로 단일 차종의 대량 생산에 적합한 방식으로 발전되어왔다. 주요 부품의 생산설비는 해당 부품의 생산에 전용되기에, 모델 변경 시 생산설비의 많은 부분이 교체되어야 하거나 또는 반대로 오히려 모델 변경의 폭이 제한된다.

최근 차량의 모델 변경이나 새로운 차종의 개발 주기가 빨라지고 있다. 소비자들의 소비 트랜드나 욕구 변화에 신속하게 대응하지 못하는 경우, 소비자의 선택을 받지 못하고 경쟁에서 빠르게 도태되어 가는 것이 최근의 실정이기 때문이다.

기존의 내연기관 차량과 비교하여 전기차는 대량 생산보다는 현재로서는 다차종의 소량 생산 체제가 적합하다. 이는 내연기관 차량 대비 아직까지는 시장 점유율이 낮은 것에 기인하며, 또한 OEM 방식 등을 통해 새로운 전기차 모델들의 개발 및 도입이 활발하게 시도되고 있기 때문이다. 단순히 유사한 부품의 공용화 수준 정도는 여러 차종 또는 모델의 차체 생산에 대응할 수 없다.

다차종 또는 여러 모델의 차체 생산에 효율적으로 대응하기 위한 차체 조립공정 레이아웃을 구성함에 있어, 라인의 컴팩트화, 택타임의 축소, 설비의 공용화, 확장 가능성 등이 고려된다. 최적 설계된 차체 조립공정 레이아웃은 개발 단계에서부터 대량 양산 수준의 대응까지 가능할 수 있다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에 대한 인식에 기초한 것으로, 차종, 모델 또는 품목이 다른 다종 부품들을 효율적으로 조립할 수 있는 차체 조립공정 레이아웃을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 라인의 컴팩트화, 택타임의 축소, 설비의 공용화 및 라인 확장이 가능한 차체 조립공정 레이아웃을 제공하고자 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해서도 이해될 수 있을 것이다

위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체 조립공정 레이아웃은 조립 대상의 부품세트를 키트박스에 로딩하기 위한 부품 준비라인; 부품세트를 조립하기 위한 부품 조립라인; 부품세트를 부품 조립라인으로 투입하기 위한 부품 투입라인; 및 미리 설정된 이동라인을 따라 자율주행하는 무인운반차를 포함한다. 부품 준비라인에서 부품세트의 로딩이 완료된 키트박스가 무인운반차에 의해 부품 투입라인으로 이송되며, 부품 투입라인에서 부품 조립라인으로 부품세트가 투입된 이후의 빈 키트박스가 무인운반차에 의해 부품 준비라인으로 이송된다.

본 발명에 따르면 상기 부품 조립라인은 제1 엔드와 제2 엔드를 갖는 메인라인; 메인라인과의 교차점을 갖는 적어도 2 이상의 서브라인; 서브라인에 배치된 가동지그; 교차점에서 가동지그가 그 위에 놓일 수 있도록 구성되며, 제1 엔드와 조립구역 사이에서 메인라인을 따라 이동 가능한 캐리어; 제1 엔드에서 메인라인 상에 마련되며, 부품 투입라인으로부터 공급된 부품세트를 가동지그 위에 로딩하기 위한 로딩 로봇; 제2 엔드와 조립구역 사이에서 메인라인을 따라 이동 가능한 무빙지그; 및 제2 엔드 측에 배치되며, 무빙지그 위의 조립체를 이송하기 위한 언로딩 로봇을 포함한다.

본 발명에 의하면 상기 조립구역에 조립 로봇이 배치되고, 이 조립구역은 교차점과 제2 엔드 사이에 마련되며, 로딩 로봇은 제1 엔드와 조립구역 사이를 이동 가능하다.

본 발명에 의하면 상기 조립구역에서 가동지그 위의 부품세트가 1차 조립된 후 무빙지그로 옮겨져 2차 조립될 수 있도록 구성되며, 1차 조립 중 로딩 로봇이 조립구역으로 이동하여 조립작업을 수행할 수 있도록 구성된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차체 조립공정 레이아웃에 의하면, 여러 차종들, 모델들 또는 품목들의 차체 부품들을 효율적으로 조립할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 차체 조립 공정라인의 컴팩트화, 택타임의 축소, 설비의 공용화 및 라인 확장이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 차체 조립공정 레이아웃은 전체적인 차량 조립 공정라인의 프론트 엔드에 배치되어 다양한 형태의 후공정에 연결될 수 있어, 필요에 따라 다양한 조립라인의 설계가 가능하다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립공정 레이아웃의 개략도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체부품 조립라인을 보인 도면으로,
도 2는 차체부품 조립라인의 전체적인 레이아웃을 보인 도면,
도 3은 메인라인의 제1 엔드 측에서 로봇에 의해 부품이 가동지그에 로딩되는 것을 보인 도면,
도 4는 조립구역을 보인 도면,
도 5는 1차 조립체가 2차 조립을 위해 무빙지그 위에 놓인 것을 보인 도면,
도 6은 메인라인의 제2 엔드 측에서 로봇에 의해 2차 조립체가 무빙지그로부터 언로딩되는 것을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 키트박스를 보인 도면이다.

이하 본 발명의 여러 특징적인 측면들을 이해할 수 있도록 실시예들을 들어 보다 구체적으로 살펴본다. 도면들에서 동일 또는 동등한 구성요소들은 동일한 부호로 표시될 수 있고, 도면들은 본 발명의 특징들에 대한 직관적인 이해를 위해 과장되거나 개략적으로 도시될 수 있다.

본 문서에서, 별도 한정이 없거나 본질적으로 허용될 수 없는 것이 아닌 한, 두 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 표현들, 예로서 '상', '연결'과 같은 표현들은 두 요소가 서로 직접 접촉하는 것은 물론 제1 및 제2 요소의 요소 사이에 제3의 요소가 개재되는 것을 허용한다. 전후, 좌우 또는 상하 등의 방향 표시는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다.

도 1에 실시예에 따른 차체 조립공정 레이아웃이 도시되어 있다. 도 1a는 차체 조립공정 레이아웃의 개략적인 블록도이고, 도 1b는 차체 조립공정 레이아웃의 물리적인 형태를 보여주기 위한 개략도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 실시예에 따른 차체 조립공정 레리아웃은 모듈 또는 조립 단위로 부품들(이하 '부품세트', P1)이 키트박스(50)에 얹혀져 조립라인에 투입되도록 구성된다. 부품세트(P1) 단위로 운반 및 조립되므로 다종 차종이나 모델 변경에 대응이 용이하고, 큰 공장 내에 차량 조립라인이 길게 배치될 필요가 없다. 공정라인들 간 키트박스(50)의 이동에는 무인운반차(Automated Guided Vehicle, 70)가 이용된다.

차체 조립공정 레리아웃은 부품 준비라인(200), 부품 조립라인(100), 그리고 부품 준비라인(200)으로부터의 부품세트(P1)를 부품 조립라인(100)에 공급하기 위한 부품 투입라인(400)을 구비한다. 부품 준비라인(200)에서 부품 투입라인(400) 간에는 무인운반차(70)가 정해진 루틴을 따라 주행하도록 하기 위한 이동라인(1)이 설정되며, 추가해서 키트박스(50)가 임시 보관되는 버퍼영역(300)이 마련된다.

부품 준비라인(200)에서 조립 대상의 부품세트(P1)가 키트박스(50)에 로딩된다. 부품 준비라인(200)은 키트박스(50)가 얹혀지는 컨베이어(201)를 구비한다. 컨베이어(201)에 얹혀져 키트박스(50)가 이동하는 동안 그 위에 부품세트(P1)가 로딩된다. 컨베이어(201)의 좌우에는 부품들을 픽업하여 키트박스(50)에 로딩하기 위한 로봇들이 배치된다. 부품세트(P1)는 하나의 예로서 도어패널을 구성하는 필러들이다.

부품 준비라인(200)의 컨베이어(201)는 무인운반차(70)가 길이방향을 따라 이동 또는 통과할 수 있도록 구성된다. 키트박스(50)를 실은 무인운반차(70)가 부품 준비라인(200)의 인렛(210)에 도착하면 키트박스(50)가 컨베이어(201)로 옮겨지고, 빈 무인운반차(70)는 컨베이어(201)의 아웃렛(220)으로 이동하여 대기한다. 부품세트(P1)가 로딩된 키트박스(50)가 아웃렛(220)에 도착하면, 다음 공정으로의 이동을 위해 대기하고 있던 무인운반차(70) 위에 로딩된다.

물류 시간 및 공간의 절약을 위해 여러 개의 키트박스(50)가 한꺼번에 무인운반차(70)에 의해 운반된다. 키트박스(50)는 적층대(3)를 사용하여 다층으로 쌓여진다. 키트박스(50) 각각에 부품세트(P1)가 로딩된다. 예로서 키트박스(50)를 실은 제1 적층대(3)가 무인운반차(70)로부터 컨베이어(201)로 옮겨지며, 컨베이어(201)에는 비어 있는 제2 적층대(3)가 준비된다. 제1 적층대(3)에서 키트박스(50)를 하나 씩 옮겨 그 위에 부품세트(P1)를 로딩되며, 부품세트(P1)가 로딩된 키트박스(50)는 제2 적층대(3)에 옮겨져 실린다.

부품 준비라인(200)에서 부품세트(P1)가 로딩된 키트박스(50)는 바로 부품 조립라인(100)으로 투입될 수 있으나, 양산을 고려할 때 대부분의 경우 버퍼영역(300)을 거쳐 부품 조립라인(100)으로 투입된다.

버퍼영역(300)은 부품세트(P1)가 실린 키트박스(50)가 대기하는 제1 버퍼영역(310)과, 빈 키트박스(50)가 대기하는 제2 버퍼영역(320)으로 구성된다. 제1 버퍼영역(310)과 제2 버퍼영역(320) 각각에는 키트박스(50)를 얹혀 두기 위한 다이(2)가 배열된다. 다이(2)는 무인운반차(70)가 진입해서 그 위에 키트박스(50)를 얹거나, 또는 이로부터 키트박스(50)를 가져올 수 있도록 구성된 일종의 파레트로 볼 수 있다. 키트박스(50)는 적층대(3)에 실려져 다이(2) 위에 보관된다.

부품 준비라인(200)과 범퍼영역(300) 간에는 제1 이동라인(1-1)이 마련된다. 제1 이동라인(1-1)을 따라 순환하는 무인운반차(70)에 의해 부품 준비라인(200)으로부터 제1 버퍼영역(310)으로 키트박스(50)가 운반되고, 또 제2 버퍼영역(320)으로부터 빈 키트박스(50)가 부품 준비라인(200)으로 운반된다.

부품 준비라인(200)에서 부품세트(P1)가 로딩된 키트박스(50)는 부품 투입라인(400)에서 부품 조립라인(100)으로 투입된다. 부품 준비라인(200)은 제1 버퍼영역(310)으로부터 이송되어 온 키트박스(50)가 놓이는 로딩 영역(410)과, 부품 투입라인(400)에 부품세트(P1)를 투입 후의 빈 키트박스(50)가 놓이는 언로딩 영역(420)을 갖는다.

로딩 영역(410)에는 로딩 다이(2-1)가, 그리고 언로딩 영역에는 언로딩 다이(2-2)가 배치되며, 키트박스(50)를 이송하기 위한 이송 로봇(401)이 마련된다. 이송 로봇(401)이 로딩 다이(2-1) 위의 키트박스(70)를 픽업하여 적재대(60) 위로 옮기면, 부품 조립라인(100)에 배치된 로딩 로봇이 키트박스(50) 위의 부품들을(P1)을 하나 씩 부품 조립라인(100)으로 투입한다. 부품들(P1) 모두 부품 조립라인(100)으로 투입되고 남은 빈 키트박스(50)는 이송 로봇(401)에 의해 언로딩 다이(2-2)로 옮겨진다.

부품 투입라인(200)과 범퍼영역(300) 간에는 제2 이동라인(1-2)이 마련된다. 제2 이동라인(1-2)을 따라 순환하는 무인운반차(70)에 의해 부품 투입라인(400)으로부터 제2 버퍼영역(320)으로 빈 키트박스(50)가 운반되고, 또 제1 버퍼영역(310)으로부터 부품세트(P1)가 로딩되어 있는 키트박스(50)가 부품 투입라인(400)으로 운반된다.

이하 도 2 내지 도 6을 참조하여 부품 투입라인(400)에서 투입된 부품세트(P1)가 조립되는 부품 조립라인(100)을 살펴본다.

도 2는 실시예에 따른 부품 조립라인(100)을 개략적으로 보여준다.

도 2를 참조하면 부품 조립라인(100)은 메인라인(10) 및 2 이상의 서브라인(21,22: 20)을 구비한다. 서브라인(20)에는 가동지그(30)가 배치되며, 메인라인(10)에는 가동지그(30)를 실어 나르기 위한 캐리어(15)가 마련된다.

메인라인(10)은 제1 엔드(11)와 제2 엔드(12)를 갖는다. 제1 엔드(11)는 조립 대상의 부품들(부품세트)이 메인라인(10)으로 로딩되는 구역, 제2 엔드(12)는 용접 완료된 부품들(조립체)가 메인라인(10)에서 언로딩되어 타 라인으로 이송되는 구역에 해당한다. 메인라인(10)의 길이나 형태는 요구에 따라 설계될 수 있다.

종래 조립라인은 길게 늘어선 라인을 따라 지그를 이동시키며 부품들의 조립을 수행할 수 있도록 설계되었다. 단일 차종의 차체 생산의 경우, 부품들의 조립 순서 및 로봇의 적절한 배치를 통해 조립 효율성을 높일 수 있다. 하지만 다차종 또는 여러 모델을 함께 생산할 경우, 종래와는 다른 접근이 필요하다.

도 2에서 보듯이 실시예에 따르면 서브라인(20)은 메인라인(10)과 교차점을 갖도록 마련되며, 서브라인(20)에는 가동지그(30)가 배치된다. 서브라인(20)은 일종의 가동지그(30) 대기영역으로 볼 수 있다. 메인라인(10)을 따라 부품들의 조립이 수행되며, 메인라인(10)을 따라서 부품세트를 이송을 위한 가동지그(30)가 서브라인(20)에 배치된다.

서브라인(20)은 교차점에서 일직선상으로 서로 대향 배치된다. 서브라인(20)은 메인라인(10)을 기준으로 우측에 놓인 제1 서브라인(21)과 좌측에 놓인 제2 서브라인(22)으로 구성된다. 제1 서브라인(21)과 제2 서브라인(22)은 메인라인(10)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 공통의 교차점을 갖는다.

제1 서브라인(21)에는 제1 가동지그(31)가 배치되고, 제2 서브라인(22)에는 제2 가동지그(32)가 배치된다. 제1 가동지그(31)와 제2 가동지그(32)는 서로 다른 차종, 모델 또는 품목의 차체 부품을 조립하기 위한 용도로 사용된다. 지그들(31,32)에는 각각 그 위에 조립될 부품들을 고정하기 위한 클램프들이나 거치기구, 그리고 클램프들을 작동시키기 위한 액츄에이터들 등이 마련된다.

제1 서브라인(21)과 제2 서브라인(22)에는 각각 가동지그(31,32)의 이동을 위한 레일이 마련된다. 제1 가동지그(31)는 제1 서브라인(21) 위를 이동하여 메인라인(10)에 진입할 수 있고, 제2 가동지그(32)는 제2 서브라인(22) 위를 이동하여 메인라인(10)에 진입할 수 있다. 물론 반대로 가동지그들(31,32)은 메인라인(10)으로부터 각각의 서브라인(21,22)으로 이동할 수 있다.

가동지그들(31,32)이 메인라인(10)으로 진입할 때 캐리어(15)는 교차점에 위치된다. 메인라인(10)은 서브라인(20)보다 한 단차 낮게 위치되며, 메인라인(10)과 서브라인(20) 간의 단차를 캐리어(15)가 보상한다. 캐리어(15) 상면에는 가동지그들(31,32)이 그 위를 이동하기 위한 레일이 마련된다. 가동지그들(31,32)은 서브라인(20)에서 캐리어(15), 또는 캐리어(15)에서 서브라인(20)으로의 이동이 가능하다.

메인라인(10)의 제1 엔드(11) 상에 로딩 로봇(101)이 마련된다. 로딩 로봇(101)은 가동지그들(31,32) 위에 부품들을 로딩하기 위한 것으로, 이 로딩 로봇(101)은 메인라인(10)을 따라 이동 가능하다. 실시예에 의하면 로딩 로봇(101)은 제1 엔드(11)와 조립구역(110) 사이에서 왕복 이동 가능한 캐리어(16) 상에 안착된다. 제1 엔드(11)에서 가동지그들(31,32) 위에 부품들이 로딩되며, 조립구역(110)에서 조립 로봇들(102,103)에 의해 부품들이 용접 및 조립된다.

로딩 로봇(101)은 부품들의 픽업 및 이송을 위한 아암과 더불어 용접 아암을 구비한다. 로딩 로봇(101)은 메인라인(10)을 따라 이동하여 조립구역(110)에서 부품들의 조립에 일조한다. 로딩 로봇(101)은 조립구역(110)에 배치된 조립 로봇들(102,103)의 수를 최적화할 수 있게 한다. 예로서 조립구역(110)에 배치된 조립 로봇들(102,103)의 수를 최소화하고, 이들 조립 로봇(102,103)에 의해 수행되지 못하는 용접 포인트들에 대한 용접이 로딩 로봇(101)에 의해 수행될 수 있다.

도 2를 계속 참조하면, 메인라인(10)의 제2 엔드(12) 측에는 메인라인(10)을 따라 이동 가능한 무빙지그(33)가 배치된다. 실시예에 의하면 무빙지그(33)는 제2 엔드(12)와 조립구역(110) 사이를 왕복한다. 조립구역(110)에서 1차 용접된 부품들(조립체)은 조립 로봇들(102,103)에 의해 가동지그들(31,32)로부터 무빙지그(33)로 옮겨진다. 조립 로봇들(102,103)은 용접 아암 외에 조립체를 이송하기 위한 아암, 포크 등을 구비한다.

무빙지그(33)는 가동지그들(102,103)에 의해 이송된 여러 종류의 조립체들이 그 위에 안착될 수 있도록 구성된다. 무빙지그(33) 위에 옮겨지는 조립체는 용접이 되어 있으므로, 여러 조립체들에 공용으로 사용하기 위한 지그의 구조가 복잡하지 않아도 된다.

메인라인(10)의 제2 엔드(12) 측에는 메인라인(10)에서 용접 완료된 조립체를 이송하기 위한 언로딩 로봇(104)가 배치된다. 언로딩 로봇(104)은 무빙지그(33) 위의 조립체를 픽업하여 타 공정라인으로 직접 이송하거나, 타 공정라인으로의 이송을 위해 적재대나 무인운반차(70)에 로딩한다.

실시예에 의하면 서브라인(20)은 메인라인(10)의 여러 위치에 마련될 수 있다. 도 2에 도시된 조립 시스템에서 예로서 2개 차종의 차체 부품들이 함께 조립될수 있다. 조립될 차종이나 모델의 종류, 수에 따라 서브라인(20)의 수, 조립 로봇들(102,103)의 수나 배치가 변경될 수 있다.

실시예에 따른 부품 조립라인(100)은 하나의 모듈로서 차량 조립라인의 프론트 엔드에 배치될 수 있다. 다양한 형태의 후공정 조립 라인들이 실시예에 따른 부품 조립라인(100)과 물리적으로 직접 연결되거나, 또는 공간적인 간격을 두고 배열될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 실시예에 따른 부품 조립라인(100)의 구체적인 구성들 및 작동 제어에 대해 살펴본다.

도 2 및 도 3에서 보듯이 제1 서브라인(21)에 배치된 제1 가동지그(31)가 이동하여 캐리어(15) 위에 안착되면, 캐리어(15)가 이동하여 제1 가동지그(31)를 로딩 로봇(101) 앞으로 이송한다.

로딩 로봇(101)의 옆에는 적재대(60)가 배치된다. 적재대(60) 위에는 조립될 부품들(부품세트, P1)이 실린 키트박스(50)가 놓인다. 예로서 조립하고자 하는 대상이 사이드 인너 패널인 경우, 사이드 인너 패널을 구성하는 A필러부, B필러부, 도어 사이드실부, 루프레일부 등의 부품들이 키트박스(50) 상의 정해진 위치들에 각각 안착된다.

로딩 로봇(101)은 키트박스(50) 위에 놓인 부품들(P1)을 픽업하여 제1 가동지그(31)에 로딩한다. 제1 가동지그(31)에는 그 위에 놓인 부품들(P2)을 위치 고정하기 위한 클램프들(c)이 마련된다. 제1 가동지그(31)는 메인라인(10) 상을 이동하는 베이스 프레임(31'), 베이스 프레임(31') 위에 안착된 지그플레이트(41) 및 지그플레이트(41) 상에 마련된 클램프 기구들을 포함한다.

도 3 및 도 4에서 보듯이 제1 가동지그(31) 상에 부품들(P2)의 로딩이 완료되면, 제1 가동지그(31)는 캐리어(15)에 의해 조립구역(110)으로 이송된다. 조립구역(110)에 배치된 조립 로봇들(102,103)이 제1 가동지그(31) 상의 부품들(P2)이 1차 용접된다. 1차 용접과정에 캐리어(16)에 의해 로딩 로봇(101)이 조립구역(110)으로 이동하며, 로딩 로봇(101)이 부품들(P2)의 조립을 돕는다. 로딩 로봇(101)은 조립 로봇들(102,103)의 아암들이 진입하기 어려운 위치에서 용접을 수행하거나, 또는 스터트볼트와 같은 패스너를 부품들(P2)에 조립한다.

도 4 및 도 5에서 보듯이 무빙지그(33)는 메인라인(10) 상을 이동하는 베이스 프레임(33'), 베이스 프레임(33') 상에 마련된 마운팅기구(43)를 포함한다. 1차 용접 완료된 부품들(1차 조립체)은, 조립 로봇들(102,103)에 의해, 제1 가동지그(31) 옆에 대기하고 있는 무빙지그(33)로 옮겨진다. 마운팅기구(43)는 1차 조립체(A1)를 홀딩하거나 또는 클램핑하여 위치 고정한다.

무빙지그(33) 상에 1차 조립체(A1) 제1 가동지그(31)는 교차점을 거쳐 제1 서브라인(21)으로 복귀하며, 제1 가동지그(31)가 떠난 조립구역(110)에 무빙지그(33)가 자리를 차지한다. 조립구역(110)에서 무빙지그(33) 상의 1차 조립체(A1)는 조립 로봇들(102,103)에 의해 2차 용접되며, 제2 서브라인(22)의 제2 가동지그(32)는 교차점으로 이동하여 교차점에서 대기하고 있는 캐리어(15)에 의해 로딩 로봇(101) 앞으로 이송된다.

도 5 및 도 6에서 보듯이 2차 용접이 완료되면 무빙지그(33)가 언로딩 로봇(104) 앞으로 이동하며, 언로딩 로봇(104)이 무빙지그(33) 상의 2차 조립체(A2)를 픽업하여 자동운반대(70)로 이송한다. 자동운반대(70)는 정해진 이동라인을 따라 이동하여 2차 조립체(A2)를 후공정 라인으로 이송한다.

도 7에 실시예에 따른 키트박스(50)를 보여준다.

도 3 및 도 7을 참조하면 키트박스(50)는 네 모서리에 배치된 로케이션 핀들(52), 탑면에 마련된 다수의 홀들(51) 및 이 홀들(51)에 착탈 가능하게 끼워진 위치 규제핀들(53)을 구비한다.

로케이션 핀들(52)은 적재대(60) 상에 키트박스(50)가 올려져 있는지 여부의 확인 및 키트박스(50)가 정위치되어 있는지 여부를 판정하는데 사용된다. 로딩 로봇(101) 부근엔 비전센서 등이 배치될 수 있다.

위치 규제핀들(53)은 부품들(P1)이 키트박스(50) 상의 정해진 위치들에 각각 놓일 수 있도록 하기 위한 요소이다. 예로서 위치 규제핀들(53)은 제1 부재가 미리 정해진 제1 위치에 놓일 수 있도록 하고, 제2 부재가 제1 위치에 놓이지 않을 수 있도록 한다. 홀들(51)은 하나의 키트박스(50)를 다수의 차종들, 모델들 또는 품목들의 거치에 공용사용할 수 있도록 마련된다.

이상 본 발명의 실시예들이 설명되었고, 이들 실시예는 본 발명의 다양한 측면들과 특징들을 이해하는데 도움이 될 것이다. 이 실시예들에서 소개된 특징들 또는 요소들은 다양한 형태로 조합될 수 있고, 이러한 조합에 의해 본 문서에서는 미처 설명되지 못한 또 다른 실시예가 제시될 수 있다.

보호하고자 하는 발명의 범위가 청구항들에 기재된다. 청구항에 기재된 요소는, 발명의 본질 또는 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양하게 변경 및 수정되고 등가물로 대체될 수 있다. 청구항에 기재된 도면부호들은, 만일 기재되어 있다면, 청구된 발명들이나 그 요소들에 대한 쉽고 그리고 직관적인 이해를 돕기 위한 것일 뿐 청구된 발명들의 권리범위를 한정하지 않는다.

10: 메인라인 11: 제1 엔드
12: 제2 엔드 15,16: 캐리어
21,22: 서브라인 31,32,33: 가동지그
50: 키트박스 60: 적재대
101,102,103,104,401: 로봇 110: 조립구역
100: 차체부품 조립라인 200: 키트박스 부품 로딩라인
300: 버퍼라인 400: 키트박스 이송라인

Claims (6)

1. 조립 대상의 부품세트를 키트박스에 로딩하기 위한 부품 준비라인(200);
   상기 부품세트를 조립하기 위한 부품 조립라인(100);
   상기 부품세트를 부품 조립라인으로 투입하기 위한 부품 투입라인(400); 및
   미리 설정된 이동라인을 따라 자율주행하는 무인운반차(70)를 포함하며,
   상기 부품 준비라인(100)에서 부품세트가 로딩된 키트박스(70)가 무인운반차에 의해 부품 투입라인(400)으로 이송되며, 부품 투입라인(400)에서 부품 조립라인(100)으로 부품세트가 투입된 이후의 빈 키트박스(50)가 무인운반차(70)에 의해 부품 준비라인(200)으로 이송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 부품 투입라인(400)은,
   상기 부품세트가 로딩된 키트박스(70)를 거치하기 위한 로딩 다이(2-1);
   상기 빈 키트박스(50)를 거치하기 위한 언로딩 다이(2-2); 및
   상기 로딩 다이(2-1) 위의 키트박스(70)를 부품 조립라인(100)으로 이송하고, 또 부품 조립라인(100)으로 부품세트가 투입된 이후의 빈 키트박스(50)를 언로딩 다이(2-2)로 이송하기 위한 이송 로봇(401)을 포함하며,
   상기 부품 투입라인(400)과 부품 준비라인(200) 사이에 키트박스(50)의 임시 보관을 위한 버퍼영역(300)이 마련된 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 부품 조립라인(100)은,
   제1 엔드(11)와 제2 엔드(12)를 갖는 메인라인(10);
   상기 메인라인(10)과의 교차점을 갖는 적어도 2 이상의 서브라인(21,22);
   상기 서브라인(21,22)에 배치된 가동지그(31,32);
   상기 교차점에서 가동지그(31,32)가 그 위에 놓일 수 있도록 구성되며, 제1 엔드(11)와 조립구역(110) 사이에서 메인라인(10)을 따라 이동 가능한 캐리어(15), 이 조립구역(110)은 교차점과 제2 엔드(12) 사이에 마련됨;
   상기 제1 엔드(11)에서 메인라인(10) 상에 마련되며, 부품 투입라인(400)으로부터 공급된 부품세트를 가동지그(31,32) 위에 로딩하기 위한 로딩 로봇(101), 이 로딩 로봇(101)은 제1 엔드(11)와 조립구역(110) 사이를 이동 가능함;
   상기 조립구역(110)에 배치된 조립 로봇(102,103);
   상기 제2 엔드(12)와 조립구역(110) 사이에서 메인라인(10)을 따라 이동 가능한 무빙지그(33); 및
   상기 제2 엔드(12) 측에 배치되며, 무빙지그(33) 위의 조립체를 이송하기 위한 언로딩 로봇(104)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 조립구역(110)에서 가동지그 위의 부품세트가 1차 조립된 후 무빙지그(33)로 옮겨져 2차 조립될 수 있도록 구성되며, 1차 조립 중 로딩 로봇(101)이 조립구역(110)으로 이동하여 조립작업을 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 서브라인(21,22)은 교차점에서 서로 대향 배치되어 메인라인(10)을 기준으로 일측에 놓인 제1 서브라인(21)과 타측에 놓인 제2 서브라인(22)을 구비하고,
   상기 제1 서브라인(21)에 제1 가동지그(31)가 배치되며, 제2 서브라인(22)에 제2 가동지그(32)가 배치되고,
   상기 제1 가동지그(31) 위의 제1 부품세트가 1차 조립된 후 무빙지그(33)로 옮겨져 2차 조립되는 중, 캐리어(15)가 교차점으로 이동하여 그 위의 제1 가동지그(31)는 제1 서브라인(21)으로 이동되고, 이후 제2 가동지그(32)가 캐리어(15) 위에 놓여져 제2 부품세트의 로딩을 위해 제1 엔드(11)로 이송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 키트박스(50)는 네 모서리에 배치된 로케이션 핀들(52), 키트박스(50)의 탑면에 마련된 다수의 홀들(51) 및 이 홀들(51)에 착탈 가능하게 끼워진 위치 규제핀들(53)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차체 조립공정 레이아웃.

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