KR20240047179A

KR20240047179A - 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치 및 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20240047179A
Application number: KR1020220126504A
Authority: KR
Inventors: 정지환; 이동욱; 서종철; 이효재; 권선우; 이근수; 채동; 강해중
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-10-04
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-04-12
Also published as: WO2024075904A1

Abstract

본 발명에서는 다양한 모빌리티 별로 정확한 위치에 차체 부품이 장착되도록 한다.
즉, 다양한 모빌리티 별로 차체 부품이 장착되는 부분의 형태에 대응하여 안정적인 지지가 수행됨에 따라 차체 부품의 조립 산포가 최소화되고, 차체 부품 장착 위치의 검토 및 조정을 통해 장착 불량 및 조립 산포가 감소되어 상품성이 향상되도록 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법이 소개된다.

Description

모빌리티용 차체 부품 정렬 장치 및 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법 {DOOR HINGE ALIGNMENT APPARATUS FOR MOBILITY AND DOOR HINGE MOUNTING SYSTEM AND METHOD FOR MOBILITY}

본 발명은 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 모빌리티 별로 정확한 위치에 차체 부품이 장착되도록 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치 및 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모빌리티를 생산하기까지에는 양산 공정 내에서 각종 차체 부품의 조립 및 용접 공정을 거치게 된다.

일례로, 프레스 공정에서 차체 패널을 생산한 후, 차체 공장으로 옮겨와서 차체 각 부분이 조립되어 화이트 바디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이와 같이 완성된 차체는 도어, 후드, 트렁크 리드, 테일 게이트 및 휀더 등의 장착과정을 거치게 되고, 도장공정으로 이동하여 도색작업을 이룬 후, 의장공장에서 동력계 부품, 내장재, 외장재 등이 조립되어 완성된다.

그리고 차체에 장착되는 패널 등의 부품은 프레스 가공을 통하여 제작되며, 차체 조립공장에서 패널 지그 장치에 안착되어 고정된 상태로 조립, 용접, 실러, 헤밍 등의 작업이 이루어지고, 도장공정에서는 도장작업이 이루어지게 된다.

여기서, 차체 조립공정에서는 차체에 도어, 후드 트렁크 리드 및 테일 게이트 등과 같은 각종 차체 부품이 전용 장착 지그 등을 통하여 차체로 이동되어 작업자가 수동으로 볼팅을 하거나 로봇을 이용해 자동으로 조립하게 된다.

이와 같은 종래의 차체 부품 장착 시스템은 이송레일을 따라 차체가 이송되어 정위치하게 되면, 세팅되어 있는 장착 지그 또는 로봇에 의해 거동하는 지그가 패널을 차체로 이동시킨 후, 조립 로봇의 작동을 통해 차체 부품의 장착을 완료하게 된다.

그러나, 종래의 차체 부품 장착 시스템은 도어 힌지와 같은 무빙 차체 부품이 장착되는 위치에서 차체의 산포에 대응하기가 어렵고, 이러한 차체의 산포는 항상 설정된 위치로 이동되도록 세팅된 지그 또는 클램핑 장치에 의해 정위치된 도어 힌지를 차체에 장착시, 장착불량 및 조립 산포를 발생시킴에 따라 완성차의 상품성이 저하되는 문제점이 있다.

아울러, 차체는 모빌리티의 종류에 따라 다양하게 설계되는데, 각 차체 별로 도어 힌지의 장착 위치를 정위치시키기 위해서는 전용 로봇 및 지그를 교체해야하는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2021-0151347

A (2021.12.14)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다양한 모빌리티 별로 정확한 위치에 차체 부품이 장착되도록 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치 및 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치는 모빌리티 차체에서 차체 부품이 장착되는 부분인 장착부의 일측으로 차체 부품이 위치되도록 이동 가능하게 구성된 정렬 유닛이 구비되는 정렬 모듈; 및 장착부의 타측에 접촉되는 지지 유닛이 구비되고, 지지 유닛의 경우 장착부의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정 모듈;을 포함한다.

정렬 모듈과 고정 모듈은 하나의 장치로 구성되어, 정렬 모듈에 고정 모듈이 장착되도록 이루어지고, 정렬 유닛과 지지 유닛의 경우 마주하되 이격되도록 배치되어 정렬 유닛과 지지 유닛 사이로 모빌리티의 장착부가 위치되는 것을 특징으로 한다.

정렬 모듈은, 지지패널이 형성된 베이스; 베이스에서 이동 가능하게 설치되고 차체 부품이 고정되는 클램프 유닛이 구비된 정렬 유닛; 및 정렬 유닛에 설치되고 지지패널에 연결되어 동작시 지지패널로부터 정렬 유닛이 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제1 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 방향은 장착부의 위치 공차 방향에 따라 설정되며, 정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 범위는 장착부의 위치 공차 정도에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.

클램프 유닛은, 정렬 유닛에 고정되고 차체 부품이 안착되도록 형성된 안착부; 안착부를 향해 이동 가능하도록 마련되어 안착부에 안착된 차체 부품을 가압하여 고정시키는 가압부; 및 정렬 유닛에 설치되고 가압부가 연결되어 동작시 가압부의 위치를 이동시키는 제2 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

가압부는 이동방향으로 틸팅 가능하게 마련되고, 제2 작동부는 복수 구성되어 상하 배치되며, 각각의 제2 작동부가 가압부의 상하방향으로 이격되게 연결된 것을 특징으로 한다.

고정 모듈은, 정렬 모듈에 이동되도록 설치되고 지지 유닛이 장착된 링크 암; 및 정렬 모듈에 설치되고 링크 암에 연결되어 링크 암의 위치를 조절하는 제3 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

링크 암에는 지지 유닛이 제4 작동부를 매개로 장착되고, 제4 작동부의 경우 직선 운동되도록 구성되어 지지 유닛의 위치를 변동시키는 것을 특징으로 한다.

지지 유닛은, 내부공간을 가지며 개방면이 형성된 하우징; 및 하우징의 내부공간에서 개방면을 통해 돌출되도록 마련되고 탄성 지지되어 돌출 길이가 변화되는 복수의 지지핀이 구비된 핀 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

정렬모듈의 정렬 유닛에 의해 장착부의 일측에 차체 부품이 위치되고, 장착부의 타측에 고정 모듈의 지지 유닛이 접촉되어 지지된 상태에서 차체 부품에 접촉되어 차체 부품의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

부품 지지 모듈은 정렬 유닛을 통해 고정된 차체 부품을 향해 이동되어 차체 부품에 접촉되는 지지암; 및 정렬 유닛에 설치되고 지지암이 연결되어 동작시 지지암이 차체 부품을 향해 이동되어 차체 부품에 접촉되도록 하는 제5 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

모빌리티의 장착부를 스캐닝하여 정렬 모듈을 통해 장착부에 위치된 차체 부품의 위치를 체크하는 스캐너 모듈; 및 스캐너 모듈을 통해 입력된 정보를 기저장된 데이터베이스와 비교하여 차체 부품의 정상 위치를 파악하며, 차체 부품의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 판단시 정렬 모듈과 고정 모듈을 제어하여 차체 부품의 위치를 조정하는 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템은 모빌리티의 사양에 적합한 차체 부품을 취출하는 빈피킹 로봇; 빈피킹 로봇을 통해 취출된 차체 부품이 안착되고, 안착된 차체 부품이 장착부에 대한 설치각도로 정렬되도록 하는 정렬 지그; 정렬 지그에 안착된 차체 부품을 모빌리티 차체에서 차체 부품이 장착되는 부분인 장착부에 이송시키고, 장착부를 지지한 상태에서 차체 부품이 장착부에 대해 일정압력으로 접촉되도록 하는 로딩용 로봇; 및 차체 부품을 장착부에 체결시키는 체결용 로봇;을 포함한다.

로딩용 로봇은, 차체 부품이 고정되도록 하는 정렬 유닛이 구비된 정렬 모듈; 차체 부품이 장착되어야 하는 장착부의 타측에서 장착부의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정모듈; 및 장착부에 차체 부품과 지지 유닛이 위치된 상태에서 차체 부품에 접촉되어 차체 부품의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

정렬 지그는, 차체 부품이 안착되도록 마련된 지지대; 차체 부품의 일측을 규제하는 제1 규제장치와 이를 작동시키기 위한 제1 구동부; 및 차체 부품의 타측을 규제하는 제2 규제장치와 이를 작동시키기 위한 제2 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

체결용 로봇은 로딩용 로봇을 통해 고정된 차체 부품과 장착부에 체결 수단이 관통되도록 하여, 차체 부품이 장착부에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 모빌리티의 차체에 차체 부품을 정위치시켜 장착하기 위한 모빌리티용 차체 부품 장착 방법에 있어서, 모빌리티의 정보를 토대로 빈피킹 로봇을 통해 차체 부품을 취출하는 취출 단계; 취출된 차체 부품이 정렬 지그에 이송되어 정렬 지그에 안착되는 정렬 단계; 로딩용 로봇의 정렬 모듈을 통해 차체 부품이 모빌리티의 장착부 일측에 위치되고, 고정 모듈이 장착부의 타측에 접촉되며, 부품 지지 모듈이 차체 부품에 접촉되도록 하는 체결 준비 단계; 및 체결용 로봇을 통해, 차체 부품이 체결 수단을 매개로 장착부에 체결되도록 하는 체결 단계;를 포함한다.

정렬 단계는 안착된 차체 부품이 모빌리티의 정보를 토대로 해당 모빌리티의 장착부에 대한 설치각도로 정렬되도록 하는 것을 특징으로 한다.

체결 준비 단계 이후에, 스캐너 모듈을 통해 차체 부품의 위치를 체크하고, 데이터베이스에 기인하여 차체 부품의 위치가 정상 위치인지 판단하는 체크 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

체크 단계를 통해, 차체 부품의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 확인된 경우 정렬 모듈과 고정 모듈을 제어하여 차체 부품의 위치를 조정하는 조정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치 및 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법은 다양한 모빌리티 별로 정확한 위치에 차체 부품이 장착되도록 한다.

즉, 다양한 모빌리티 별로 차체 부품이 장착되는 부분의 형태에 대응하여 안정적인 지지가 수행됨에 따라 차체 부품의 조립 산포가 최소화되고, 차체 부품 장착 위치의 검토 및 조정을 통해 장착 불량 및 조립 산포가 감소되어 상품성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치에 따른 정렬 모듈, 고정 모듈, 부품 지지 모듈을 나타낸 도면.
도 2는 장착부의 일측에서 정렬 모듈, 고정 모듈을 나타낸 도면.
도 3은 장착부의 타측에서 정렬 모듈 및 고정 모듈을 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 정렬 모듈, 고정 모듈, 부품 지지 모듈의 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 클램프 유닛을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에서 차체 부품을 장착부에 장착에 따른 공차 방향을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 지지 유닛을 나타낸 도면.
도 8은 도 7에 도시된 지지 유닛의 작동 상태를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템의 각 로봇을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 빈피킹 로봇을 이용한 차체 부품의 취출 공정을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 정렬 지그를 통해 차체 부품이 정렬되는 정렬 공정을 나타낸 도면.
도 12는 도 11에 도시된 정렬 지그의 작동 전 상태를 나타낸 도면.
도 13은 도 11에 도시된 정렬 지그의 작동 후 상태를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 스캐너 모듈을 이용한 검토 공정을 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 로딩용 로봇에 의해 차체 부품이 장착부에 위치된 공정을 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 체결용 로봇을 통해 차체 부품이 장착부에 체결되는 체결 공정을 나타낸 도면.
도 17은 본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 방법의 순서도.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 방법의 상세 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다.

제어기(Controller) 는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치에 따른 정렬 모듈, 고정 모듈, 부품 지지 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2는 장착부의 일측에서 정렬 모듈, 고정 모듈을 나타낸 도면이며, 도 3은 장착부의 타측에서 정렬 모듈 및 고정 모듈을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 정렬 모듈, 고정 모듈, 부품 지지 모듈의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 클램프 유닛을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에서 차체 부품을 장착부에 장착에 따른 공차 방향을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 지지 유닛을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 지지 유닛의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

한편, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템의 각 로봇을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 빈피킹 로봇을 이용한 차체 부품의 취출 공정을 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 정렬 지그를 통해 차체 부품이 정렬되는 정렬 공정을 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11에 도시된 정렬 지그의 작동 전 상태를 나타낸 도면이며, 도 13은 도 11에 도시된 정렬 지그의 작동 후 상태를 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 스캐너 모듈을 이용한 검토 공정을 나타낸 도면이며, 도 15는 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 로딩용 로봇에 의해 차체 부품이 장착부에 위치된 공정을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템에서 체결용 로봇을 통해 차체 부품이 장착부에 체결되는 체결 공정을 나타낸 도면이다.

한편, 도 17은 본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 방법의 순서도이고, 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 방법의 상세 순서도이다.

본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 모빌리티 차체에서 차체 부품(A)이 장착되는 부분인 장착부(B)의 일측으로 차체 부품(A)을 위치시키는 정렬 유닛(110)이 구비된 정렬 모듈(100); 장착부(B)의 타측에 접촉되는 지지 유닛(210)이 구비되고, 지지 유닛(210)의 경우 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정 모듈(200); 및 장착부(B)의 일측에 차체 부품(A)이 위치되고, 타측에 고정 모듈(200)의 지지 유닛(210)이 접촉되어 지지된 상태에서 차체 부품(A)에 접촉되어 차체 부품(A)의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈(300);을 포함한다.

본 발명은 차체 부품(A)을 모빌리티의 차체에 조립하는 공정에 있어서, 차체 조립 라인을 따라 운반되는 차체에 차체 부품(A)을 장착시, 차체 부품(A)의 장착 위치가 정위치되도록 한다.

특히, 본 발명은 차체 부품(A) 중 도어 힌지의 장착에 관한 것이며, 후드, 트렁크 리드, 테일 게이트 등과 같은 다른 무빙 차체 부품에도 적용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 도어가 장착되는 필라가 장착부(B)가 될 수 있으며, 장착부(B)에 차체 부품(A)인 도어 힌지를 장착하기 위한 공정을 예로 들어 설명하기로 한다.

이를 위한 본 발명에 따른 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템은 정렬 모듈(100), 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)로 구성된다.

이러한 정렬 모듈(100), 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)은 하나의 로봇으로 구성될 수 있다. 이러한 정렬 모듈(100), 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)은 어느 하나의 로봇에 통합 구성하거나 분리 구성될 수 있으며, 차체 부품(A)의 작업 공간에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 일실시예에서는 정렬 모듈(100)에 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)이 로딩용 로봇(R3)에 구비되고, 로딩용 로봇(R3)은 로봇암으로서, 제작 라인에서 정렬 모듈(100)에 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)의 위치 변경 및 제어를 수행한다.

여기서, 정렬 모듈(100)은 모빌리티의 장착부(B)에 차체 부품(A)을 정렬시기키 위한 것으로, 차체 부품(A)이 장착부(B)의 일측에 위치되도록 한다. 정렬 모듈(100)은 상하방향으로도 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

즉, 정렬 모듈(100)은 차체 부품(A)을 모빌리티의 장착부(B) 중 차체 부품(A)이 장착되어야 하는 곳으로 이송시켜, 차체 부품(A)이 장착부(B)에 체결 가능한 상태가 되도록 하는 것이다.

한편, 고정 모듈(200)은 정렬 모듈(100)에 의해 장착부(B)에 이동된 차체 부품(A)의 반대편에서 장착부(B)를 지지하도록 마련되는 것으로, 장착부(B)의 타측에 접촉되는 지지 유닛(210)이 구비된다. 이러한 지지 유닛(210)은 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되도록 형상이 조절됨으로써, 장착부(B)의 타측 형상에 맞춰 접촉됨에 따라 장착부(B)를 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 장착부(B)의 경우 다양한 모빌리티 별로 그 형상이 다양한데, 지지 유닛(210)의 경우 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되도록 형상이 조절됨에 따라 장착부(B)의 형상이 다양화되더라도 장착부(B)에서 차체 부품(A)이 장착되는 부분을 균형있게 지지함에 따라 차체 부품(A)의 장착시 장착 불량 및 조립 산포가 최소화된다.

이렇게, 정렬 모듈(100)의 정렬 유닛(110)이 장착부(B)의 일측에 차체 부품(A)을 위치시키고, 고정 모듈(200)의 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측을 지지한 상태에서, 부품 지지 모듈(300)이 차체 부품(A)에 접촉되어 위치가 고정되도록 한다.

이렇게, 정렬 모듈(100) 및 고정 모듈(200)을 통해 차체 부품(A)을 장착부(B)에 대해 장착 가능한 상태가 완료되면, 체결용 로봇(R4)을 통해 차체 부품(A)이 장착부(B)에 체결되도록 할 수 있다.

체결용 로봇(R4)은 볼팅 방식, 용접 방식 등 다양한 방법으로 차체 부품(A)을 장착부(B)에 장착할 할 수 있으며, 본 발명에 따른 일실시예에서는 볼트와 같은 체결 수단(C)을 이용한 볼트 체결 방식으로 차체 부품(A)이 장착부(B)에 고정되도록 한다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 정렬 유닛(110)과 지지 유닛(210)의 경우 마주하되 이격되도록 배치되어 정렬 유닛(110)과 지지 유닛(210) 사이로 모빌리티의 장착부(B)가 위치된다.

즉, 정렬 모듈(100)에 고정 모듈(200)이 설치된 상태에서 정렬 유닛(110)과 지지 유닛(210)은 상호 마주하는 방향으로 이격 배치됨에 따라, 장착부(B)의 일측으로 정렬 유닛(110)이 위치되고 타측으로 지지 유닛(210)이 위치될 수 있다. 이를 통해, 장착부(B)는 일측에서 정렬 유닛(110)이 차체 부품(A)을 이동시켜 접하고, 타측에서 지지 유닛(210)이 접촉되어 지지 상태를 이룬다. 이로 인해, 차체 부품(A)은 장착부(B)에 접한 상태에서 체결용 로봇(R4)을 통해 체결될 수 있으며, 지지 유닛(210)이 장착부(B)를 지지하고 있음에 따라 장착부(B)의 변형이 방지되고 차체 부품(A)의 위치 변동이 방지된 상태에서 정확한 체결이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 정렬 모듈(100)에 대해서 상세히 설명하면, 정렬 모듈(100)은 지지패널(121)이 형성된 베이스(120); 베이스(120)에서 이동 가능하게 설치되고 차체 부품(A)이 고정되는 클램프 유닛(130)이 구비된 정렬 유닛(110); 및 정렬 유닛(110)에 설치되고 지지패널(121)에 연결되어 동작시 지지패널(121)로부터 정렬 유닛(110)이 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제1 작동부(140);를 포함한다.

베이스(120)는 로딩용 로봇(R3)에 설치될 수 있으며, 베이스(120)에는 정렬 유닛(110)과 제1 작동부(140)가 설치되어 차체 부품(A)을 차체 측으로 이동시킬 수 있다.

여기서, 정렬 유닛(110)은 베이스(120)에서 이동 가능하게 설치된다. 즉, 베이스(120)에는 가이드레일(122)이 구비되고, 정렬 유닛(110)이 가이드레일(122)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.

정렬 유닛(110)에는 클램프 유닛(130)이 구비되어, 차체 부품(A)이 클램프 유닛(130)에 의해 파지된다.

또한, 정렬 유닛(110)에는 제1 작동부(140)가 설치되어, 제1 작동부(140)의 동작시 정렬 유닛(110)이 베이스(120)에서 이동될 수 있다. 여기서 제1 작동부(140)는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 구성될 수 있으며, 베이스(120)에 형성된 지지패널(121)에 연결된다. 이를 통해, 제1 작동부(140)가 인장되는 형태로 동작되면 정렬 유닛(110)이 지지패널(121)로부터 멀어지는 방향으로 이동됨으로써, 클램프 유닛(130)에 파지된 차체 부품(A)을 장착부(B) 측으로 이동시킬 수 있다.

특히, 제1 작동부(140)는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 구성됨에 따라 공압라인 또는 유압라인에 레귤레이터가 더 구성될 수 있다. 즉, 제1 작동부(140)의 동작에 의해 클램프 유닛(130)에 고정된 차체 부품(A)이 이동되어 장착부(B)에 접촉하게 되는데, 장착부(B)는 차량의 측면 방향의 공차를 가지고 있어 공차 범위 안에서 발생되는 장착부(B) 측면 방향 위치 차이에 따라 이를 흡수하기 위한 제1 작동부(140)의 동작량이 상이하게 된다. 이에 따라, 제1 작동부(140)와 함께 레귤레이터가 더 마련됨으로써, 제1 작동부(140)의 동작에 의한 차체 부품(A)과 장착부(B)의 접촉시 일정한 압력으로 상호 접촉되도록 하여, 차체 부품(A)의 손상 및 체결 품질의 저하가 방지되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 차체 부품(A)의 결합시 공차에 대한 부가 설명을 하면, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 방향은 장착부의 위치 공차 방향에 따라 설정되며, 정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 범위는 장착부의 위치 공차 정도에 따라 설정될 수 있다.

즉, 공차 방향은 장착부의 측면에서 차체 부품이 설치시 공차가 발생되는 방향으로서, 정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지는 경우 정렬 유닛에 의해 이동되는 차체 부품이 장착부 측에 가까워짐에 따라 공차가 감소되는 것이다.

이에 따라, 정렬 유닛은 이동 범위는 차체 부품이 장착부에 장착시 발생되는 위치 공차 정도에 따라 설정될 수 있으며, 이는 차체 부품이 장착부 측으로 과도하게 이동되어 오버랩되거나, 차체 부품이 장착부로부터 이격되어 공차가 증대되지 않도록 설정될 수 있다.

한편, 클램프 유닛(130)은, 정렬 유닛(110)에 고정되고 차체 부품(A)이 안착되도록 형성된 안착부(131); 안착부(131)를 향해 이동 가능하도록 마련되어 안착부(131)에 안착된 차체 부품(A)을 가압하여 고정시키는 가압부(132); 및 정렬 유닛(110)에 설치되고 가압부(132)가 연결되어 동작시 가압부(132)의 위치를 이동시키는 제2 작동부(133);를 포함한다.

즉, 안착부(131)는 정렬 유닛(110)에 고정될 수 있으며, 차체 부품(A)이 도어 힌지로 적용될 경우 도어 힌지의 양측 플랜지가 걸리도록 '￢' 형태로 형성되고 한 쌍으로 구성될 수 있다.

가압부(132)는 정렬 유닛(110)에 이동 가능하게 설치되되 이동시 안착부(131)를 향해 이동되도록 설치된다. 이러한 가압부(132)는 정렬 유닛(110)에 설치된 제2 작동부(133)에 연결되며, 제2 작동부(133)의 동작시 가압부(132)가 안착부(131) 측으로 이동됨으로써 안착부(131)에 안착된 차체 부품(A)을 가압하여 고정 상태가 되도록 한다.

제2 작동부(133)는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 구성될 수 있으며, 가압부(132)는 안착부(131)에 대해 어느 한쪽으로 편측되지 않도록 접촉되는 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 제2 작동부(133)와 함께 레귤레이터가 더 마련될 수 있다. 즉, 차체 부품(A)은 형상 및 크기가 상이하지만 차체 부품(A)을 고정하기 위한 압력은 적정 범위 내에 형성되어야 한다. 따라서, 제2 작동부(133)와 함께 레귤레이터가 더 마련됨으로써, 제2 작동부(133)의 동작에 의해 가압부(132)가 이동되어 차체 부품(A)을 고정시, 차체 부품(A)이 일정한 압력으로 고정되어 차체 부품(A)의 손상 및 체결 품질의 저하가 방지되도록 할 수 있다.

한편, 가압부(132)는 이동방향으로 틸팅 가능하게 마련되고, 제2 작동부(133)는 복수 구성되어 상하 배치되며, 각각의 제2 작동부(133)가 가압부(132)의 상하방향으로 이격되게 연결될 수 있다.

도 5에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 일실시예에서는 제2 작동부(133)가 두 개로 구성되어 상하 배치되며, 각각의 제2 작동부(133)가 가압부(132)의 상측과 하측에 연결됨으로써, 상측의 제2 작동부(133)와 하측의 제2 작동부(133)의 진출 거리에 따라 가압부(132)가 이동과 동시에 틸팅 동작이 수행될 수 있다.

즉, 차체 부품(A)은 장착부(B)에 장착시, 장착부(B)의 외곽 형상에 따라 설치각도가 상이하게 설정될 수 있다. 이때, 가압부(132)가 차체 부품(A)에 대해 단순히 직선 운동되어 차체 부품(A)을 가압시, 차체 부품(A)이 견고히 고정되지 않을 수 있고 장착부(B)에 불안정 매칭될 수 있다.

이에 따라, 제2 작동부(133)는 복수 구성하여 가압부(132)가 이동과 동시에 틸팅되어 차체 부품(A)에 동일한 압력을 부여함으로써 차체 부품(A)을 장착부(B)에 대해 정확한 매칭이 수행되도록 한다.

이를 통해, 정렬 모듈(100)은 클램프 유닛(130)의 안착부(131)에 차체 부품(A)이 안착된 상태에서 제2 작동부(133)의 동작에 의해 가압부(132)와 안착부(131) 사이에서 차체 부품(A)이 압착되는 형태로 고정되고, 정렬 유닛(110)이 제1 작동부(140)에 동작에 의해 장착부(B) 측으로 이동됨으로써 차체 부품(A)이 장착부(B)의 일측에 접촉되도록 위치될 수 있다.

한편, 고정 모듈(200)은, 정렬 모듈(100)에 이동되도록 설치되고 지지 유닛(210)이 장착된 링크 암(220); 및 정렬 모듈(100)에 설치되고 링크 암(220)에 연결되어 링크 암(220)의 위치를 조절하는 제3 작동부(230);를 포함한다.

이렇게, 고정 모듈(200)은 링크 암(220), 지지 유닛(210), 제3 작동부(230)로 구성된다. 여기서, 링크 암(220)은 다수의 링크 구조로 이루어져 회전 이동 가능하게 정렬 모듈(100)에 설치되고, 제3 작동부(230)가 링크 암(220)에 연결되어 동작 여부에 따라 링크 암(220)의 위치를 조절한다. 여기서, 제3 작동부(230)는 모터 또는 공압식 실린더 또는 유압식 실린더로 구성될 수 있으며, 제3 작동부(230)에 의해 링크 암(220)에 연결된 지지 유닛(210)의 위치가 결정된다.

이와 더불어, 링크 암(220)에는 지지 유닛(210)이 제4 작동부(240)를 매개로 장착되고, 제4 작동부(240)의 경우 직선 운동되도록 구성되어 지지 유닛(210)의 위치를 변동시킬 수 있다.

제4 작동부(240)는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 구성될 수 있으며, 링크 암(220)에 설치되고, 동작 여부에 따라 지지 유닛(210)이 이동되도록 한다. 즉, 링크 암(220)이 회전 이동되어 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 위치된 상태에서, 제4 작동부(240)의 동작시 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 접촉되도록 이동되어 장착부(B)를 지지하도록 위치될 수 있다.

이를 통해, 고정 모듈(200)은 링크 암(220)의 동작에 의해 지지 유닛(210)이 차체 부품(A)의 반대편에서 장착부(B)의 타측에 접촉될 수 있으며, 제4 작동부(240)의 동작에 의해 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 접촉되어 장착부(B)를 지지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 지지 유닛(210)은 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되도록 구성된다.

도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 지지 유닛(210)은, 내부공간을 가지며 개방면이 형성된 하우징(211); 및 하우징(211)의 내부공간에서 개방면을 통해 돌출되도록 마련되고 탄성 지지되어 돌출 길이가 변화되는 복수의 지지핀(213)이 구비된 핀 유닛(212);을 포함한다.

이렇게, 하우징(211)에는 핀 유닛(212)이 마련되고, 핀 유닛(212)을 이루는 각 지지핀(213)의 돌출 길이가 변화되어 차체 부품(A)의 형태에 매칭된다.

즉, 각각의 지지핀(213)은 하우징(211)에서 탄성 지지되어 돌출 길이가 변화되도록 이루어지며, 하우징(211)의 개방면을 통해 탄성적으로 돌출됨으로써, 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 접촉되도록 위치시 각각의 지지핀(213)이 장착부(B)의 외곽 형상에 맞춰지게 된다. 지지핀(213)의 경우 탄성 스프링을 통해 탄성 지지될 수 있다.

이러한 복수의 지지핀(213)은 장착부(B)의 외곽 형상에 따라 조절된 상태에서, 전자석 또는 공압, 또는 별도의 기구적 접촉방식 등이 적용되어 위치가 고정될 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 각 지지핀(213)이 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되어 접촉된 상태가 유지됨으로써 차체 부품(A)이 체결되는 장착부(B)를 어느 한 부분에 편측되지 않고 접촉면에 대해 일정하게 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 부품 지지 모듈(300)은 정렬 유닛(110)을 통해 고정된 차체 부품(A)을 향해 이동되어 차체 부품(A)에 접촉되는 지지암(310); 및 정렬 유닛(110)에 설치되고 지지암(310)이 연결되어 동작시 지지암(310)이 차체 부품(A)을 향해 이동되어 차체 부품(A)에 접촉되도록 하는 제5 작동부(320);를 포함할 수 있다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 부품 지지 모듈(300)은 지지암(310)과 제5 작동부(320)으로 구성되며, 지지암(310)이 제5 작동부(320)에 회전 가능하게 설치되고, 제5 작동부(320)의 동작시 지지암(310)이 차체 부품(A)을 향해 회전되면서 차체 부품(A)에 접촉되어 차체 부품(A)의 들뜸이 방지되도록 한다.

이러한 지지암(310)에는 차체 부품(A)에 접촉되는 부분에 고무 재질의 접촉부(311)가 더 형성될 수 있으며, 지지암(310)이 차체 부품(A)에 접촉되어 차체 부품(A)을 장착부(B)측으로 가압함에 따라 차체 부품(A)의 들뜸 현상이 제거되어 체결용 로봇(R4)을 통한 차체 부품(A)의 체결 위치가 정위치될 수 있다.

한편, 모빌리티의 장착부(B)를 스캐닝하여 정렬 모듈(100)을 통해 장착부(B)에 위치된 차체 부품(A)의 위치를 체크하는 스캐너 모듈(500); 및 정렬 모듈(100), 고정 모듈(200), 부품 지지 모듈(300)을 제어하도록 마련되고, 스캐너 모듈(500)을 통해 입력된 정보를 기저장된 데이터베이스(120)와 비교하여 차체 부품(A)의 정상 위치를 파악하며, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 판단시 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)의 위치를 조정하는 제어 모듈(600);을 더 포함한다.

스캐너 모듈(500)은 비전 센서로 구성될 수 있으며, 장착부(B)를 스캐닝하여 장착부(B)에 위치된 차체 부품(A)의 위치를 센싱하고, 해당 정보를 제어 모듈(600)에 전달한다.

제어 모듈(600)은 스캐너 모듈(500)을 통해 전달된 정보를 수신받고, 기저장된 데이터베이스(120)를 토대로 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치인지 판단한다. 여기서 데이터베이스(120)는 모빌리티 별로 차체 부품(A)의 정상 위치가 미리 저장된 것으로, 조립 공정이 수행되는 모빌리티에 따라 차체 부품(A)의 정상 위치를 파악하고, 스캐너 모듈(500)을 통해 입력된 차체 부품(A)의 위치를 대조하여 차체 부품(A)이 정위치되었는지 판단할 수 있다.

이렇게, 제어 모듈(600)은 차체 부품(A)의 위치가 정위치된 것으로 판단되면 체결용 로봇(R4)을 통해 차체 부품(A)이 장착부(B)에 체결되도록 하고, 차체 부품(A)이 정상 위치로부터 벗어난 것으로 판단시 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)의 위치가 정위치 되도록 조정한다.

즉, 제어 모듈(600)은 스캐너 모듈(500)을 통해 입력된 정보를 토대로, 입력된 차체 부품(A)의 좌표와 데이터베이스(120)의 저장된 정상 위치에서의 좌표를 비교하여 간격을 측정하며, 각 좌표가 일치되지 않을 경우 좌표값을 조정하고, 그에 따른 도출값으로 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)이 정위치되도록 할 수 있다.

이를 통해, 차체 부품(A)은 모빌리티의 장착부(B)에 정위치되어 차체 부품(A)의 조립 산포가 최소화되고, 차체 부품(A) 장착 위치의 검토 및 조정을 통해 장착 불량 및 조립 산포가 감소되어 상품성이 향상된다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 모빌리티의 사양에 적합한 차체 부품(A)을 취출하는 빈피킹 로봇(R1); 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출된 차체 부품(A)이 안착되고, 안착된 차체 부품(A)이 장착부(B)에 대한 설치각도로 정렬되도록 하는 정렬 지그(R2); 정렬 지그(R2)에 안착된 차체 부품(A)을 모빌리티 차체에서 차체 부품(A)이 장착되는 부분인 장착부(B)에 이송시키고, 장착부(B)를 지지한 상태에서 차체 부품(A)이 장착부(B)에 대해 일정압력으로 접촉되도록 하는 로딩용 로봇(R3); 및 차체 부품(A)을 장착부(B)에 체결시키는 체결용 로봇(R4);을 포함한다.

빈피킹 로봇(R1)은 해당 모빌리티의 사양에 맞는 차체 부품(A)을 취출하는 것으로, 전자석 또는 파지 수단을 이용하여 차체 부품(A)을 이송시킬 수 있다.

또한, 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출된 차체 부품(A)은 정렬 지그(R2)에 전달되고, 정렬 지그(R2)는 로딩용 로봇(R3)의 거동 범위 안에 위치됨에 따라 로딩용 로봇(R3)이 정렬 지그에 안착된 차체 부품(A)을 파지하여 장착부(B)측으로 이송시킬 수 있다.

특히, 정렬 지그(R2)는, 차체 부품(A)이 안착되도록 마련된 지지대(610); 차체 부품(A)의 일측을 규제하는 제1 규제장치(621)와 이를 작동시키기 위한 제1 구동부(622); 및 차체 부품(A)의 타측을 규제하는 제2 규제장치(631)와 이를 작동시키기 위한 제2 구동부(632);를 포함할 수 있다.

도 11 내지 13에 도시된 바와 같이, 정렬 지그(R2)는 제1 규제장치(621), 제1 구동부(622), 제2 규제장치(631), 제2 구동부(632)로 구성되며, 지지대(610)에서 제1 규제장치(621)과 제2 규제장치(631)를 통해 차체 부품(A)이 장착부(B)에 대한 설치각도로 정렬된다.

즉, 장착부(B)는 그 형상 및 크기가 상이하기 때문에, 장착부(B)에 대한 차체 부품(A)의 설치각도도 상이하다. 이에 따라, 정렬 지그(R2)는 모빌리티의 정보를 입력받아 차체 부품(A)의 설치각도를 입력받고, 빈피킹 로봇(R1)을 통해 차체 부품(A)의 안착되면, 제1 구동부(622)와 제2 구동부(632)의 동작을 통해 제1 규제장치(621)와 제2 규제장치(631)를 작동시켜 차체 부품(A)의 설치각도를 정렬하여 고정한다.

상세하게, 지지대(610)는 차체 부품(A)이 안착되도록 구성된다.

제1 규제장치(621)는 제1 구동부(622)로부터 동력을 전달받아 회전되도록 구성된다. 여기서, 제1 규제장치(621)는 지지대(610)에 안착된 차체 부품(A)을 향해 회전 동작시 차체 부품(A)의 상단과 외측단에 접촉된다. 일례로, 차체 부품(A)이 도어 힌지로 구성될 경우 제1 규제장치(621)가 도어 힌지의 도어에 결합되는 도어측 플레이트와 바디에 결합되는 바디측 플레이트의 외측에 각각 접촉되는 것이다.

제2 규제장치(631)는 제2 구동부(632)로부터 동력을 전달받아 진출 또는 후퇴되도록 구성된다. 이를 통해, 제2 규제장치(631)는 제2 구동부(632)의 동작에 의해 진출시, 지지대(610)에 안착된 차체 부품(A)의 내측에 접촉된다. 즉, 차체 부품(A)이 도어 힌지로 구성될 경우 바디측 플레이트의 내측에 접촉되는 것이다.

이로 인해, 차체 부품(A)은 정렬 지그(R2)에서 지지대(610)에 안착된 후 제1 규제장치(621)와 제2 규제장치(631)에 의해 설치각도가 정렬되고 위치가 고정됨으로써, 로딩용 로봇(R3)이 정렬 지그(R)를 통해 정렬된 차체 부품(A)의 설치각도를 유지하여 장착부(B)에 매칭시켜 조립 공차가 최소화되고, 조립 품질이 향상된다.

한편, 로딩용 로봇(R3)은, 차체 부품이 고정되도록 하는 정렬 유닛(110)이 구비된 정렬 모듈(100); 차체 부품(A)이 장착되어야 하는 장착부(B)의 타측에서 장착부(B)의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정모듈(200); 장착부(B)에 차체 부품(A)과 지지 유닛(210)이 위치된 상태에서 차체 부품(A)에 접촉되어 차체 부품(A)의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈(300);로 구성되어, 장착부(B)의 일측에 차체 부품(A)이 위치되고, 타측에 고정 모듈(200)의 지지 유닛(210)이 접촉되어 지지된 상태에서 부품 지지 모듈(300)에 의해 차체 부품(A)의 위치가 고정되어 들뜸 현상없이 장착부(B)에 접촉된 상태가 유지될 수 있다.

한편, 체결용 로봇(R4)은 로딩용 로봇(R3)을 통해 고정된 차체 부품(A)과 장착부(B)에 체결 수단(C)이 관통되도록 하여, 차체 부품(A)이 장착부(B)에 고정되도록 한다.

본 발명에서 체결 수단(C)은 볼트로 구성될 수 있으며, 체결용 로봇(R4)은 모터 동작을 통해 체결 수단(C)을 회전시켜 체결 수단(C)이 차체 부품(A)과 장착부(B)에 관통 체결되도록 할 수 있다. 이처럼, 체결용 로봇(R4)은 정렬 모듈(100)에 의해 장착부(B)에 위치된 차체 부품(A)이 체결 수단(C)을 매개로 장착부(B)에 체결되어 고정되도록 한다.

이러한 체결용 로봇(R4)은 차체 부품(A)의 체결 방법에 따라 볼팅 체결 외에 용접기로도 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 모빌리티의 차체에 차체 부품을 조립시, 자동화 공정을 통해 생산 속도를 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 일실시예에 따라 하기와 같이 차체 부품(A)의 장착 공정이 수행될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 모빌리티의 정보를 취득하여 모빌리티에 해당되는 차체 부품(A)을 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출한다.

도 11 내지 13에 도시된 바와 같이, 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출된 차체 부품(A)은 정렬 지그에 전달되고, 정렬 지그는 차체 부품(A)을 모빌리티 장착부(B)의 매칭면에 따라 설치각도가 정렬된다.

이렇게, 정렬 지그를 통해 정렬된 차체 부품(A)은 로딩용 로봇(R3)에 의해 장착부로 이동된다. 즉, 도 2에서 볼 수 있듯이, 차체 부품(A)을 장착부(B)의 배치시, 정렬 모듈(100)의 정렬 유닛(110)을 통해 차체 부품(A)이 모빌리티의 장착부(B) 일측에 위치되고, 고정 모듈(200)의 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 접촉된다.

이때, 정렬 유닛(110)은 제1 작동부(140)에 의해 이동되어 차체 부품(A)이 장착부(B)에 일정한 압력으로 접촉됨에 따라 공차가 제거된다.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 스캐너 모듈(500)을 통해 차체 부품(A)의 위치를 체크하고, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치인지 판단한다. 이때, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 확인된 경우 차체 부품(A)의 정상 위치에 따른 데이터로 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)의 위치를 조정한다.

이러한 과정을 통해 차체 부품(A)이 장착부(B)에서 정위치되면, 도 15에 도시된 바와 같이, 부품 지지 모듈(300)을 통해 차체 부품(A)이 장착부(B)에서 들뜨지 않도록 가압하여, 차체 부품(A)의 위치가 규제되도록 한다.

최종적으로 도 16에 도시된 바와 같이, 체결용 로봇(R4)을 통해 차체 부품(A)이 체결 수단(C)을 매개로 장착부(B)에 체결된다.

한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 상술한 본 발명의 모빌리티용 차체 부품(A) 장착 시스템에 따른 모빌리티용 차체 부품(A) 장착 방법은 모빌리티의 정보를 토대로 빈피킹 로봇(R1)을 통해 차체 부품(A)을 취출하는 취출 단계(S10); 취출된 차체 부품(A)이 정렬 지그에 이송되어 정렬 지그에 안착되는 정렬 단계(S20); 로딩용 로봇(R3)의 정렬 모듈(100)을 통해 차체 부품(A)이 모빌리티의 장착부(B) 일측에 위치되고, 고정 모듈(200)이 장착부(B)의 타측에 접촉되며, 부품 지지 모듈(300)이 차체 부품(A)에 접촉되도록 하는 체결 준비 단계(30); 및 체결용 로봇(R4)을 통해, 차체 부품(A)이 체결 수단(C)을 매개로 장착부(B)에 체결되도록 하는 체결 단계(S40);를 포함한다.

여기서, 체결 준비 단계(S30) 이후에, 스캐너 모듈(500)을 통해 차체 부품(A)의 위치를 체크하고, 데이터베이스(120)에 기인하여 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치인지 판단하는 체크 단계(S50);를 더 포함한다.

또한, 체크 단계(S50)를 통해, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 확인된 경우 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)의 위치를 조정하는 조정 단계(S60);를 더 포함할 수 있다.

상세하게, 도 18에 도시된 바와 같이, 모빌리티의 정보를 취득하는 과정(S11) 이후 모빌리티에 해당되는 차체 부품(A)을 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출하는 과정(S12)을 수행한다.

이렇게, 빈피킹 로봇(R1)을 통해 취출된 차체 부품(A)은 정렬 지그에 전달되고, 정렬 지그가 전달된 차체 부품(A)을 설치각도로 정렬하는 과정(S21)을 수행하여, 차체 부품(A)이 모빌리티의 장착부(B)에 매칭되도록 하는 준비가 된다.

이후, 로딩용 로봇(R3)의 구동되어 정렬 모듈(100)의 정렬 유닛(110)을 통해 정렬 지그에 안착된 차체 부품(A)이 모빌리티의 장착부(B) 일측에 위치되도록 하고, 고정 모듈(200)의 지지 유닛(210)이 장착부(B)의 타측에 접촉되도록 하며, 부품 지지 모듈(300)이 차체 부품(A)에 접촉되도록 하는 과정(S31)을 수행한다.

이때, 스캐너 모듈(500)을 통해 차체 부품(A)의 위치를 체크하는 과정(S51)을 수행하고, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치인지 판단하는 과정(S52)을 수행한다.

여기서, 차체 부품(A)의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 확인된 경우 차체 부품(A)의 위치를 보정하기 위한 데이터를 연산하는 과정(S61)을 수행하고, 연산된 데이터로 정렬 모듈(100)과 고정 모듈(200)을 제어하여 차체 부품(A)의 위치를 조정하는 과정(S62)을 수행한다.

이를 통해, 차체 부품(A)이 장착부(B)에서 정위치된 것으로 확인되면, 체결용 로봇(R4)을 통해 차체 부품(A)이 체결 수단(C)을 매개로 장착부(B)에 체결되도록 하는 과정(S41)이 수행되도록 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템 및 방법은 다양한 모빌리티 별로 정확한 위치에 차체 부품이 장착되도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:정렬 모듈 110:정렬 유닛
120:베이스 121:지지패널
130:클램프 유닛 131:안착부
132:가압부 133:제2 작동부
140:제1 작동부 200:고정 모듈
210:지지 유닛 211:하우징
212:핀 유닛 220:링크 암
230:제3 작동부 240:제4 작동부
300:부품 지지 모듈 310:지지암
311:접촉부 320:제5 작동부
400:스캐너 모듈 500:제어 모듈
610:지지대 621:지지대
621:제1 규제장치 622:제1 구동부
631:제2 규제장치 632:제2 구동부
R1:빈피킹 로봇 R2:정렬 지그
R3:로딩용 로봇 R4:체결용 로봇
A:차체 부품 B:장착부
C:체결 수단
S10:취출 단계 S20:정렬 단계
S30:체결 준비 단계 S40:체결 단계
S50:체크 단계 S60:조정 단계

Claims

모빌리티 차체에서 차체 부품이 장착되는 부분인 장착부의 일측으로 차체 부품이 위치되도록 이동 가능하게 구성된 정렬 유닛이 구비되는 정렬 모듈; 및
장착부의 타측에 접촉되는 지지 유닛이 구비되고, 지지 유닛의 경우 장착부의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정 모듈;을 포함하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
정렬 모듈과 고정 모듈은 하나의 장치로 구성되어, 정렬 모듈에 고정 모듈이 장착되도록 이루어지고,
정렬 유닛과 지지 유닛의 경우 마주하되 이격되도록 배치되어 정렬 유닛과 지지 유닛 사이로 모빌리티의 장착부가 위치되는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
정렬 모듈은, 지지패널이 형성된 베이스;
베이스에서 이동 가능하게 설치되고 차체 부품이 고정되는 클램프 유닛이 구비된 정렬 유닛; 및
정렬 유닛에 설치되고 지지패널에 연결되어 동작시 지지패널로부터 정렬 유닛이 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제1 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 3에 있어서,
정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 방향은 장착부의 위치 공차 방향에 따라 설정되며,
정렬 유닛이 지지패널로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동되는 범위는 장착부의 위치 공차 정도에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 3에 있어서,
클램프 유닛은, 정렬 유닛에 고정되고 차체 부품이 안착되도록 형성된 안착부;
안착부를 향해 이동 가능하도록 마련되어 안착부에 안착된 차체 부품을 가압하여 고정시키는 가압부; 및
정렬 유닛에 설치되고 가압부가 연결되어 동작시 가압부의 위치를 이동시키는 제2 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 5에 있어서,
가압부는 이동방향으로 틸팅 가능하게 마련되고,
제2 작동부는 복수 구성되어 상하 배치되며, 각각의 제2 작동부가 가압부의 상하방향으로 이격되게 연결된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
고정 모듈은, 정렬 모듈에 이동되도록 설치되고 지지 유닛이 장착된 링크 암; 및
정렬 모듈에 설치되고 링크 암에 연결되어 링크 암의 위치를 조절하는 제3 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 7에 있어서,
링크 암에는 지지 유닛이 제4 작동부를 매개로 장착되고, 제4 작동부의 경우 직선 운동되도록 구성되어 지지 유닛의 위치를 변동시키는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
지지 유닛은, 내부공간을 가지며 개방면이 형성된 하우징; 및
하우징의 내부공간에서 개방면을 통해 돌출되도록 마련되고 탄성 지지되어 돌출 길이가 변화되는 복수의 지지핀이 구비된 핀 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
정렬모듈의 정렬 유닛에 의해 장착부의 일측에 차체 부품이 위치되고, 장착부의 타측에 고정 모듈의 지지 유닛이 접촉되어 지지된 상태에서 차체 부품에 접촉되어 차체 부품의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 10에 있어서,
부품 지지 모듈은 정렬 유닛을 통해 고정된 차체 부품을 향해 이동되어 차체 부품에 접촉되는 지지암; 및
정렬 유닛에 설치되고 지지암이 연결되어 동작시 지지암이 차체 부품을 향해 이동되어 차체 부품에 접촉되도록 하는 제5 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
모빌리티의 장착부를 스캐닝하여 정렬 모듈을 통해 장착부에 위치된 차체 부품의 위치를 체크하는 스캐너 모듈; 및
스캐너 모듈을 통해 입력된 정보를 기저장된 데이터베이스와 비교하여 차체 부품의 정상 위치를 파악하며, 차체 부품의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 판단시 정렬 모듈과 고정 모듈을 제어하여 차체 부품의 위치를 조정하는 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 정렬 장치.
모빌리티의 사양에 적합한 차체 부품을 취출하는 빈피킹 로봇;
빈피킹 로봇을 통해 취출된 차체 부품이 안착되고, 안착된 차체 부품이 장착부에 대한 설치각도로 정렬되도록 하는 정렬 지그;
정렬 지그에 안착된 차체 부품을 모빌리티 차체에서 차체 부품이 장착되는 부분인 장착부에 이송시키고, 장착부를 지지한 상태에서 차체 부품이 장착부에 대해 일정압력으로 접촉되도록 하는 로딩용 로봇; 및
차체 부품을 장착부에 체결시키는 체결용 로봇;을 포함하는 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템.
청구항 13에 있어서,
로딩용 로봇은, 차체 부품이 고정되도록 하는 정렬 유닛이 구비된 정렬 모듈;
차체 부품이 장착되어야 하는 장착부의 타측에서 장착부의 외곽 형상에 매칭되도록 이루어진 고정모듈; 및
장착부에 차체 부품과 지지 유닛이 위치된 상태에서 차체 부품에 접촉되어 차체 부품의 위치를 고정하는 부품 지지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템.
청구항 13에 있어서,
정렬 지그는, 차체 부품이 안착되도록 마련된 지지대;
차체 부품의 일측을 규제하는 제1 규제장치와 이를 작동시키기 위한 제1 구동부; 및
차체 부품의 타측을 규제하는 제2 규제장치와 이를 작동시키기 위한 제2 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템.
청구항 13에 있어서,
체결용 로봇은 로딩용 로봇을 통해 고정된 차체 부품과 장착부에 체결 수단이 관통되도록 하여, 차체 부품이 장착부에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 시스템.
모빌리티의 차체에 차체 부품을 정위치시켜 장착하기 위한 모빌리티용 차체 부품 장착 방법에 있어서,
모빌리티의 정보를 토대로 빈피킹 로봇을 통해 차체 부품을 취출하는 취출 단계;
취출된 차체 부품이 정렬 지그에 이송되어 정렬 지그에 안착되는 정렬 단계;
로딩용 로봇의 정렬 모듈을 통해 차체 부품이 모빌리티의 장착부 일측에 위치되고, 고정 모듈이 장착부의 타측에 접촉되며, 부품 지지 모듈이 차체 부품에 접촉되도록 하는 체결 준비 단계; 및
체결용 로봇을 통해, 차체 부품이 체결 수단을 매개로 장착부에 체결되도록 하는 체결 단계;를 포함하는 모빌리티용 차체 부품 장착 방법.
청구항 17에 있어서,
정렬 단계는 안착된 차체 부품이 모빌리티의 정보를 토대로 해당 모빌리티의 장착부에 대한 설치각도로 정렬되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 방법.
청구항 17에 있어서,
체결 준비 단계 이후에, 스캐너 모듈을 통해 차체 부품의 위치를 체크하고, 데이터베이스에 기인하여 차체 부품의 위치가 정상 위치인지 판단하는 체크 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 방법.
청구항 19에 있어서,
체크 단계를 통해, 차체 부품의 위치가 정상 위치로부터 벗어난 것으로 확인된 경우 정렬 모듈과 고정 모듈을 제어하여 차체 부품의 위치를 조정하는 조정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 차체 부품 장착 방법.