KR970007308B1 - 자동차 가공물 조립방법 및 조립용 부품운반차 - Google Patents
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Abstract
내용 없음
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 관련된 자동차 가공물 조립방법을 도시한 조립라인의 전체도.
제2도는 제1도에 사용되는 주 부품운반차의 분해사시도.
제3도는 다른 실시예에 있어서 주 부품운반차의 측면도.
제4도는 제3도에 있어서 부품팔리트(parts pallet)를 지지하기 위한 아암을 집어넣은 상태를 도시한 도면.
제5도는 제3도의 아암부분을 도시한 정면도.
제6도는 다른 실시예에 관련된 지그팔리트의 사시도.
제7도는 제6도의 다수의 기준부재 가운데 1개의 설치된 이동기구를 도시한 평면도.
제8도는 다른 실시예의 전체 블록도.
제9도는 다른 실시예를 도시한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 부품팔리트(parts pallet) 2 : 적재작업대
3,5,12 : 로보트 4 : 부품운반차
6 : 주 부품운반차 9 : 아암
10,11 : 부품 16 : 슬라이드용 실린더
109 : 이동기구 111 : X축 볼나사
113 : 나사구멍 115 : X축 테이블
117 : 스플라인축 119 : 기어
125 : X축 볼나사 55 : 모터
53 : 커플링 65 : CCD 카메라
63 : 지그체인지유닛
본 발명은 예를들면 자동차의 차체를 조립하는 방법 및 이 차체를 싣고 조립라인을 자동주행하는 부품운반차의 구조에 관한 것이다.
종래의 자동차 조립라인에서는 예를 들면 샤시프레임등과 같은 주 가공물이 부품운반차에 실려지고 부품운반차가 조립라인을 따라 자동 주행한다.
그래서, 조립라인의 양사이드(side)에 배치된 조립로보트가 부품을 용접등을 해서(일본국 특공평 3-40665) 조립해 간다.
이 로보트는 조립라인을 따라서 다수가 설치되어 있으며 로보트의 근처에는 조립되기 위한 부품이 팔리트(pallet)에 적재되어 배치되어 있다.
이 부품팔리트의 수는 부품의 종류만큼 필요하며 배치공간도 많이 차지하게 된다.
더욱이 근래에는 여러 종류의 차종을 동일한 조립라인에서 조립함으로써 차종마다 다른 부품에 별도의 부품팔리트가 필요하며, 상기한 배치공간을 더욱 많인 차지하게 되었다.
이때문에 조립라인의 양사이드는 혼잡하게 되며, 또한, 관리가 어려웠다.
본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해 구성된 것이므로 조립라인의 양사이드에 부품팔리도를 배치하기 위한 공간이 필요없게 되는 자동차 가공물 조립방법 및 그 방법에 사용되는 조립용 부품운반차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상의 목적을 달성하기 위한 청구범위 제1항의 발명은 부품운반차에 적재된 부품팔리트에 차종별 부품을 적재하는 제1공정과, 상기한 부품팔리트를 로보트에 의해 차종별의 주 가공물이 적재되는 주 부품운반차로 옮겨 싣는 제2공정과, 가접로보트에 의해 주 부품운반차의 부품팔리트로부터 부품이 꺼내어져 주 가공물에 가접을 행하여 부품팔리트를 비게 하는 제3의 공정과, 주 부품운반차로부터 비게 된 부품팔리트를 빈 부품운반차로 옮겨싣고, 이 부품운반차가 상기한 제1공정에 돌아가는 제4공정과, 점용접 공정에 의해 부품이 조립이 끝난 주 가공물이 내려져 비게된 주 부품운반차에 새로운 주 가공물을 적재하기 위한 준비공정에 되돌아오는 제5공정을 가진 것을 특징으로 하는 자동차 가공물 조립방법으로 하였다.
또한, 청구범위 제2항의 발명은 조립라인을 따라서 설치된 로보트에 의해 부품이 조립되는 주 가공물을 조립라인위에서 이동시키는 조립용 부품운반차에 있어서, 상기한 조립라인위를 자동주행하는 부품운반차와, 그 부품운반차에 고정되어 상기한 주 가공물을 지지하는 지그팔리트와, 그 지그팔리트에 지지된 상기한 주 가공물에 대해 상기한 로보트에 의해 조립되는 부품이 적재되는 부품팔리트로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립용 부품운반차로 하였다.
청구범이 제3항의 발명은 더욱이 부품팔리트를 탑재하기 위한 아암이 출몰 가능하게 설치된 조립용 부품운반차로 했다.
제1공정에서 부품운반차의 부품팔리트에는 차종별로 부품이 적재되며 제2공정에서 이 부품팔리트가 주 부품운반차로 옮겨 실어진다.
주 부품운반차에는 차종별로 주 가공물이 적재되도록 되어 있다.
예를들면, 이때, 이미 주 가공물은 적재되어 있다.
이 주 부품운반차가 조립라인을 따라서 자동주행하고 있는 사이에 조립라인의 양 사이드에 배치된 조립로보트등은 이 주 부품운반차의 부품팔리트로부터 부품을 꺼내어 주 가공물에 조립한다.
이 조립은 예를들면, 다수 배치된 여러대의 로보트등에 의해 차례로 행하여진다.
그래서, 이윽고 부품팔리트는 비게 된다.
제4공정에서 이 비게된 부품팔리트를 주 부품운반차로부터 빈 부품운반차에 싣는다.
이 부품운반차는 상기한 제1공정으로 되돌아가며, 다시 차종별로 부품이 적재된다.
상기한 주 부품운반차는 예를들면 계속적으로 자동 주행을 하며, 결국은 이 조립라인에 있어서의 부품조립이 끝난다.
제5공정에서는 이 조립이 끝난 주 가공물을 하역하고, 비게 된 주 부품운반차가 새로운 주 가공물을 싣기 위해 예를들면, 조립라인의 처음 위치로 되돌아온다.
(실시예)
이하, 본 발명의 일실시예를 제1도-제4도로 설명한다.
제1도는 본 실시예의 자동차 가공물 조립방법이 실시되는 부분의 조립라인 전체도를 나타낸다.
제1공정(A)에서는 부품을 부품팔리트(1)에 적재한다.
즉, 적재작업대(2)에 외부로부터 부품이 반입되며 차종별, 부품종류별로 나열된다.
이 나열된 부품을 적재로보트(3)이 부품팔리트(1)에 적재된다.
부품팔리트(1)은 부품운반차(4)에 한쌍씩 적재된다.
그리고, 도면에서 좌측으로 자동주행하면서 그 부품팔리트(1)에 적재되어야 하는 부품만이 선택되고 적재되어 간다.
제2공정(B)에서는 이렇게 해서 부품이 적재된 부품팔리트(1) 옮겨싣는 로보트(5)에 의해, 상기한 부품운반차(4)로부터 주 부품운반차(6)으로 갈아 실어진다.
이 주 부품운반차(6)에는 이미 주 가공물인 샤시프레임이 적재되어 있다.
또한, 다른 조립라인에서는 샤시프레임이 아닌 엔진본체 등의 다른 주 가공물이 적재되어 있는 것도 있다.
그리고, 다른 공정(C)에서 미리 준비가공이 행하여진다.
이렇게 해서 부품팔리트(1)이 적재된 주 부품운반차(6)의 사시도를 제2도에 도시한다.
이 부품운반차(6)은 차의 하부에 감춰진 바퀴에 의해 자동 주행한다.
이 자동주행의 코스는 이미 컴퓨터에 입력된 값으로 설정되며, 이러한 부품운반차(6)이 여러대 다수의 행렬로 해서 자동 주행하는 것으로 조립라인을 형성한다.
이 주 부품운반차(6)의 윗면 중앙에는 지그팔리트(jig pallet)(7)이 고정되도록 되어 있다.
이 지그팔리트(jig pallet)(7)은 주 가공물을 지지하기 위한 지지부재(8)을 여러개 가지고 있다.
지지부재(8)의 선단에 있어서 주 가공물을 지지한다.
또한, 전후 방향으로는 각각 2개의 아암(9)가 수평으로 출몰 가능하게 설치되어 있다.
이 아암(9)위에, 전기한 부품팔리트(1)가 탑재된다.
또한, 팔리트(pallet)(1)에 탑재되는 부품은 부품운반차의 전방측의 부품팔리트 가운데에는 자동차의 전방측의 부품(10)이 적재된다.
뒷쪽의 부품팔리트에는 가운데는 자동차의 후방측 부품(11)이 적재된다.
이렇게 해서 지그팔리트(jig pallet)(7) 및 주 가공물과, 부품팔리트(1)이 실어진 주 부품운반차(6)은 제3공정(D)로 이송된다.
이 제3공정(D)는 부품을 가접하는 공정이다.
이 공정(D)에서 여러대의 가접로보트(12)가 주 부품운반차(6)의 부품팔리트(1)로부터 부품을 꺼내어 주 부품운반용차(6)의 주 가공물에 점용접(spot welding)에 의해 가접을 해간다.
또한, 이 가접이 행해지는 부품이 큰 경우 예를들면 플로어 팬 등과 같은 것인 경우에는 부품팔리트(1)에 적재되지 않고 별도의 라인으로부터 반입한다.
즉, 도시하지 않은 프레스장치로 프레스된 플로어팬은 행거라인(hangger line)(13)에 의해 반입되며, 로보트에 의해 꺼내져 가공되며 가접로보트(12)에 의해 주 가공물인 샤시프레임에 가접된다.
이같은 가접이 점차 행하여지면 부품팔리트(1)은 비게 된다.
제4공정(E)에 있어서 이 비게된 부품팔리트(1)은 주 부품운반차(6)으로부터 빈 부품운반차(4)로 옮겨실어진다.
이 부품운반차(4)는 자동 주행해서 상기한 제1공정(A)에 되돌아온다.
즉, 부품운반차(4)의 행렬에 가장 끝에 늘어서며, 다시 부품팔리트(1)에 부품이 적재된다.
그후, 주 부품운반차(6)은 본격적인 조립인 점용접공정(F)로 진행한다.
즉, 그것까지 부착되어 있던 부품에 대해 본격적인 점용접등이 실시되며, 부품을 주 가공물에 단단히 붙인다.
이렇게 해서 점용접 공정(F)가 종료되면 제5공정(G)에 있어서 주 부품운반차(6)으로부터 주 가공물이 내려진다.
비게된 주 부품운반차(6)은 새로운 주 가공물을 싣기 위해 상기한 준비공정(C)의 주 부품운반차(6) 행렬의 가장 끝에 늘어선다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면 부품은 부품팔리트(1)에 적재되어 주 부품운반차(6)에 적재되므로 종래와 같은 조립라인의 양사이드를 따라서 배치되지 않고, 이 배치를 위한 공간을 줄일 수가 있다.
따라서, 조립라인을 깔끔하게 할 수 있으며, 또한 조립라인의 관리도 쉽게 된다.
이 지그팔리트(7)에는 여러개의 기본부재 A-H(제6도)가 윗쪽으로 돌출되어 있다.
각 기준부재 A-H가 가공물(7)의 각 소정위치의 오목부에 끼워져 지지하는 것으로 각 기준부재 A-H는 그 위치를 3차원적으로 이동할 수 있다.
즉, X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동할 수 있는 이동기구(109)를 내부에 가지고 있다.
이 이동기구(109)의 하나를 제7도에 도시한다.
X축, 볼나사(111)은 나사구멍(113)에 껴맞춰지며, 이 나사구멍(113)은 X축 테이블(115)에 설치되어 있다. 따라서, 이 X축 볼나사(111)이 회전하면 X축 테이블(115)는 도면에서, 상·하 방향으로 이동한다.
이 X축 볼나사(111)에 평행하게 스플라인축(117)이 설치되며, 기어(119)와 맞물리고 있다.
이 기어(119)의 축(21)은 스플라인축(117)과 평행하며 베벨기어(23)을 거쳐서 Y축 볼나사(125)에 연결되고 있다.
이 Y축 볼나사(125)는 상기한 스플라인축(117)과 직각방향으로 배치되며 나사링(127)과 끼워 맞추어져 있다.
이 나사구멍(127)은 Y축 테이블(129)에 설치되어 있다.
따라서, 스플라인축(117)이 축주위를 회전하면 Y축 테이블(129)가 도면의 좌·우 방향으로 이동한다.
상기한 스플라인축(117)과 평행한 또 하나의 스플라인축(31)이 배치되어 있다.
이 스플라인축(31)에 맞물린 기어(33)의 축(35)는 베벨기어(37)을 거쳐서 또 하나의 스플라인축(39)에 연결되어 있다.
이 스플라인축(39)가 맞물려 있는 기어(41)의 축(43)은 베벨기어(45)를 거쳐서 Z축 볼나사(47)에 연결되어있다.
Z축 볼나사(47)은 Z축 테이블(49)에 설치된 나사구멍(51)에 끼워진다.
따라서, 스플라인축(31)이 회전하면 Z축 테이블(49)가 지면에 직각인 방향으로 이동한다.
상기한 X축 테이블(115), Y축 테이블(129) 및 Z축 테이블(49)를 각각 이동시키기 위해 평행하게 설치되어 있는 X축 볼나사(111), 스플라인축(117) 및 스플라인축(31)은 커플링(53)을 개재시켜 모터(55)의 축(57)연결되어 구동되도록 되어 있다.
더욱이, 이들 X, Y, Z축 볼나사(111),(125),(47)은 각각 전자 브레이크(59)를 갖추고 있으며, 회전할때는이들 전자브레이크(59)가 개방된다.
이상의 X축 볼나사(111), 스플라인축(117)(31)은 제6도에 나타나도록 지그팔리트(jig pallet)(1)의 측면에 형성된 구멍(61)의 내부에 배치된다.
그리고, 상기한 모터(55)의 축(57)은 이들 구멍에 삽입되며 선단의 커플링(53)에 의해 연결되도록 되어 있다.
또한, 상기한 구멍(61)은 각 기준부재 A-H에 3개씩 설치된다.
그리고, 모터(55)의 축(57)도 이들 구멍의 수만큼 설치되며, 모터(55)와 함께 지그체인지 유닛(63)에 일체적으로 배치된다.
기준부재 A-H의 위치를 지그팔리트(1)의 외부로부터 감지하는 외부 위치 감지수단은 본 실시예에서는 2개의 CCD 카메라(65)를 갖춘 장치이다.
결국, 제8도와 같이, 2개의 CCD 카메라(65)에 의해 받아 들여진 화상이미지는 제어박스(67)내에서 3차원의 정보로서 처리되며, 각 기준부재 A-H의 위치를 감지한다.
그리고, 이 감지된 위치와 올바른 마스터 위치의 차를 검출한다.
마스터 위치는 차종마다 정해져 있다.
따라서, 다른 차종의 가공물(7)이 지지되는 경우에는 이 마스터 위치의 전환이 행해진다.
또한, 같은 차종의 가공물(7)에 지지되는 경우에는 같은 마스터 위치가 적용된다.
여러개의 기준부재 A-H 가운데 기준부재(E)를 예로서 설명한다.
마스터 위치를
(수 1)
E(ex,ey,ez)
로 하고, 이것에 대해 검출된 위치가
(수 2)
E(ex +△ex,ey +△ey,ez +△ez)
로 하면 양자간의 차 △압은
(수 3)
E(△ex,△ey,△ez)
로 된다. 이들 3개의 성분 △ex, △ey, △ez에 따라서, 상기한 모터(55)(제7,8도)를 구동시켜, 기준부재 E의 위치를 전환 또는 조정한다.
이상과 같이 다른 새로운 차종의 가공물(107)을 적재하는 경우에는 이런 새로운 마스터 위치와 검출된 위치와의 차를 검출하고, 이 차에 의해 모터(55)를 구동시키는 것으로 기준부재 A-H의 위치의 전환을 행할수가 있다.
따라서 1대의 지그팔리트(1)을 여러개의 다른 차종의 가공물(107)에 공용할 수 있다.
또한, 이 전환은 지그체인지 유닛(jig change unit)(63)의 축(57)이 지그팔리트(1)의 측면의 구멍(61)에 삽입된 것으로서(제6도) 신속하게 행하여진다.
그리고, 외부구동부재인 모터(55)는 지그체인지 유닛(jig change unit)(63)에 설치되므로, 지그팔리트(jig pallet)(1)에는 구동수단, 예를들면, 종래와 같은 공기 액튜에이터(air actuator)를 설치할 필요가 없고, 지그팔리트의 소형 경량화를 꾀할 수 있다.
게다가, 종래와 같이 탑재된 엔코더(encoder)등으로 수행되지 않고, 외부 위치 검출수단인 CCD 카메라(65)에 의해 수행되므로 임시로 이동기구의 기어에 장기간 사용변화의 백래쉬(backlash)의 증대, 즉 말하자면 덜걱걸림이 발생해도 이 덜걱거림에 의해 오차가 발생하지 않는다.
즉, 실제의 기준부재 A-H의 위치를 외부로부터 감지하므로, 예를들면, 덜걱거림이 발생해도 실제의 올바른 위치로 이동을 행할수가 있다.
더욱이, 같은 차종의 가공물(7)을 지지하는 경우에도 CCD 카메라(65)를 사용한 외부 위치검출수단에 의해 위치를 검출하므로 상기한 덜걱거림에 따른 오차를 그대마다 수정해 올바른 위치로의 조정을 행할 수가 있다.
이상의 실시예에 있어서는 외부 위치검출수단은 2개의 CCD 카메라(65)를 정지하였지만 다른 실시예에 있어서는 통상의 카메라라도 좋다.
즉, 카메라를 각 기준부재 A-H에 대해, 3개씩, 각각 X, Y, Z축 방항으로 배치해 각 축에 대해서 위치를 검출한다.
이렇게 하면 화상이미지를 받아들여 각 기준부재 A-H의 위치를 3차원적으로 검출하는 처리가 불필요하게 된다.
이상의 실시예에 있어서는 각 기준부재 A-H는 각각 3차원적으로 이동이 되는 것으로 설명했지만, 다른 실시예에 있어서는 기준부재 A-H의 몇 개는 2차원적인 이동을 하는 것으로 해도 좋다.
즉, 가공물(7)에 의해서는 어떤 기준부재는 3차원적으로 이동할 필요가 없고 2차원적으로 움직이면 충분한 경우가 있기 때문이다.
이상의 실시예에 있어서, 외부 구동수단은 지그체인지유닛(63)내에 설치된 모터(55)였지만 다른 실시예에 있어서는 제9도에 도시한 것 같이 로보트(69)라도 좋다.
즉, 예를들면 이동기구에 의해 이동할 수 있도록 되어 있는 각 기준부재 A-K의 선단을 로보트(69)가 붙잡아 필요한 방향으로 힘을 가해 이동시킨다.
이 이동은 이동기구에 설치된 전자브레이크를 개방해서 행하며, 이동후에는 전자브레이크를 잡아 각 기준부재 A-K를 고정한다.
로보트(69)를 사용하는 것으로 지그체인지유닛(63)의 모터축(57)과 지그팔리트(1)내의 X축 볼나사 등과의 결합을 하도록 하기 위한 구조가 불필요하게 된다.
또한, 제2도에 도시한 바와같이, 부품운반차(6)은 지그팔리트(jig pallet)(7)을 바꾼 것으로, 혹은 지그팔리트(jig pallet)(7)에 설치된 지지부재(8)의 배치를 바꾼 것으로 다른 차종의 주 가공물도 지지할 수가 있다.
이를 위해 많은 차종의 주 가공물에 대해 주 부품운반용차를 공유할 수 있다.
더욱이 주 부품운반차(6)은 가접공정(제3공정)(D)가 끝난 단계에서 아암(9)를 집어 넣음으로써 주행하는 전후 방향으로의 길이를 단축할 수가 있다.
이때문에, 조립라인을 점유하는 부품운반차의 1대분의 라인피치가 단축되고, 따라서 조립라인 전체를 짧게 할 수 있다.
또한, 다른 실시예에 대한 주 부품운반차를 제3도 및 제5도에 도시한다. 상기한 제2도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 번호를 붙인다.
부품운반차(6)의 본체로부터 전후 방향으로 미끄러져 출몰하는 아암(9)가 설치되어 있다.
이 아암(9)는 슬라이드 가이드(slide guide)(15)를 따라서 슬라이드용 실린더(16)에 의해 구동된다.
부품팔리트의 한끝은 슬라이드하여 돌출된 아암(9)의 선단(先端)에 의해 지지되며 다른 끝은 몸체(17)에 의해 지지된다.
이 몸체(17)의 부분에는 부품팔리트램프(18)이 설치되며, 부품팔리트(1)을 지지한다.
또한, 이러한 부품운반차는 주 부품운반차 및 부품운반차의 앙쪽에 공용할 수가 있다.
이상, 설명한 바와 같이 청구범위 제1항의 발명의 자동차 가공물 조립방법에 의하면, 차종별로 부품이 적재된 부품팔리트는 종래와 같이 조립라인을 따라 배치되는 것이 아니라, 주 가공물이 적재되는 주 부품운반용차에 적재된다.
따라서, 조립라인을 따라서 부품팔리트를 배치하기 위한 공간이 불필요하게 되며, 조립라인이 정렬하게 되며, 관리도 쉽게 된다.
또한, 청구범위 제2항의 발명의 조립용 부품운반용차에 의하면, 차종별로 주 가공물을 지지하기 위한 지그팔리트(jig pallet)와 상기한 부품팔리트를 탑재하는 조립용 부품운반차는 차종이 달라도 함께 사용할 수있으며, 여러 종류의 자동차를 동일한 조립라인에서 쉽게 조립할 수가 있다.
더욱이, 청구범위 제3항의 발명과 같이 조립용 부품운반차에 부품팔리트를 탑재하기 위한 아암을 출몰가능하게 설치한 것으로 비게 된 부품팔리트를 내려놓은 주 부품운반차의 주행방향의 길이를 단축시킬 수 있다.
따라서, 조립라인의 한 대분의 라인 피치를 짧게 할 수 있으며, 나아가서는 조립라인 전체를 단축할 수 있다.
Claims (3)
- 부품운반차(4)에 적재된 부품팔리트(1)에 차종별 부품을 적재하는 제1공정(A)와, 상기한 부품팔리트(1)을 로보트(2)에 의해 차종별의 주 가공물이 적재되는 주 부품운반차(6)으로 옮겨싣는 제2공정(B)와, 가접로보트(12)에 의해 주 부품운반차(6)의, 부품팔리트(1)로부터 부품이 꺼내어져 주 가공물에 가접을 행하여 부품팔리트(1)을 비게 하는 제3의 공정과, 주 부품운반차(6)로부터 비게 된 부품팔리트(1)를 빈 부품운반차(4)로 옮겨싣고, 이 부품운반차(4)가 상기한 제1공정에 돌아가는 제4공정(E)과, 점용접 공정(F)에 의해 부품의 조립이 끝난 주 가공물이 내려져 비게된 주 부품운반차(6)이 새로운 주 가공물을 적재하기 위한 준비공정(C)에 되돌아오는 제5공정(G)을 가진 것을 특징으로 하는 자동차 가공물 조립방법.
- 조립라인을 따라서 설치된 로보트에 의해 부품이 조립되는 주 가공물을 조립라인위에서 이동시키는 조립용 부품운반차에 있어서, 상기한 조립라인위를 자동주행하는 부품운반차와, 그 부품운반차에 고정되어 상기한 주 가공물을 지지하는 지그팔리트와, 그 지그팔리트에 지지된 상기한 주 가공물에 대해 상기한 로보트에 의해 조립되는 부품이 적재되는 부품팔리트로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립용 부품운반차.
- 제2항에 있어서, 상기한 부품팔리트를 탑재하기 위한 아암이 출몰 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 조립용 부품운반차.
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