KR101354200B1 - 자동차 조립 라인 시스템 - Google Patents

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KR101354200B1
KR101354200B1 KR1020130088333A KR20130088333A KR101354200B1 KR 101354200 B1 KR101354200 B1 KR 101354200B1 KR 1020130088333 A KR1020130088333 A KR 1020130088333A KR 20130088333 A KR20130088333 A KR 20130088333A KR 101354200 B1 KR101354200 B1 KR 101354200B1
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KR1020130088333A
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김종렬
조근탁
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유한회사 포리코리아
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Abstract

본 발명은 순환 대차 방식과 행거식 트랜스퍼의 조합을 사용하여 차체 조립 및 엔진 등과 같은 부품의 조립 공정을 효율적으로 운용할 수 있는 자동차 조립 라인 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 자동차 차체 조립을 위한 각각의 공정 스테이지를 따라 설치되어 있는 레일을 따라 순환하는 대차 방식과 엔진 등의 부품 조립을 위한 행거식 트랜스퍼를 연계적으로 조합한 새로운 형태의 조립 시스템을 구현함으로써, 설비의 규모와 공간 점유율을 줄일 수 있는 등 설비 투자비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공장 레이아웃 설계의 자유도를 높일 수 있는 등 전반적으로 조립 라인을 효율적으로 운용할 수 있는 자동차 조립 라인 시스템을 제공한다.

Description

자동차 조립 라인 시스템{VEHICLE ASSEMBLY LINE SYSTEM}
본 발명은 자동차 조립 라인 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순환 대차 방식과 부분적으로 설치되는 행거식 트랜스퍼의 조합을 사용하여 차체 조립 및 엔진, 리어서스펜션 유니트 등과 같은 부품의 조립 공정을 효율적으로 운용할 수 있는 자동차 조립 라인 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 생산을 위한 공정은 완성차에 탑재될 엔진 본체를 완성하는 엔진 및 트랜스미션 공정, 자동차의 외형을 만드는 프레스 공정, 자동차의 각 부분의 패널들을 조립, 용접하여 완성차의 모양을 만들어 내는 차체 공정, 부식방지 및 외관을 목적으로 하는 도장 공정, 실내외 의장 부품을 장착하는 등 상품으로서 마무리를 하는 최종 공정인 조립 공정 등으로 이루어진다.
보통 자동차 차체(BIW; Body In White)는 엔진룸, 프론트 플로어, 리어 플로어, 사이드 대시, 사이드 실 등을 포함하는 언더 보디와, 사이드 보디, 루프 레일, 루프, 파셜 쉐프, 에이프런, 사이드 휠 등을 포함하는 메인 보디로 이루어진다.
이러한 자동차 차체를 구성하는 각 부분들은 보디를 기초로 하는 플로어 메인 공정, 차체의 벽면 주요부품인 보디 사이드 공정, 기초가 되는 플로어에 벽면인 사이드, 루프, 리어 패널 등을 붙이는 메인 벅 공정, 메인 공정에 공급되는 엔진 등의 중간조립품을 조립하는 메인 서브 공정, 메인 바디에 도어, 후드 등을 붙이는 메탈 라인 공정, 메탈라인에 공급하는 도어, 후드 등을 부품에 조립하는 메탈 서브 공정 등을 수행하는 각각의 스테이지에서 조립되는 과정을 거쳐 하나의 완성된 자동차 차체로 제작된다.
이와 같이, 자동차 차체는 연속적인 공정 스테이지에서 그 위치를 결정하기 위해 가공되거나 조립될 여러 부품들에 대한 이송 수단들을 갖고 있는 공정 라인을 따라 조립된다.
예를 들면, 자동차 차체 조립 라인의 경우 자동차 차체를 조립 및 성형하는 각각의 스테이지로 이동경로를 제공하는 메인 레일과 이 메인 레일의 양편에 설치된 가이드 레일에 이동 가능하게 결합시켜 자가이동이 가능한 행거를 포함하며, 상기 행거를 이용하여 자동차 차체를 취출한 후에 메인 레일을 따라 각 스테이지로 자동차 차체를 이동 및 정지를 반복하면서 이송시키게 된다.
이러한 자동차 차체 조립 라인은 한국 등록특허 10-0622066호, 한국 등록특허 10-0401644호, 한국 등록특허 10-0423050호, 한국 등록특허 10-0185891호 등에 여러 형태가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 자동차 차체 조립 라인은 호이스트를 이용하여 고하중의 자동차 차체를 각 스테이지로 이송하는 방식인 관계로, 설비의 규모가 클 뿐만 아니라 공간을 많이 차지하는 등 설비 투자비용 및 공장 레이아웃 측면에서 불리한 점이 있고, 또 이송 과정의 부주의 또는 자중(自重)으로 인한 자동차 차체의 변형을 초래할 수 있는 문제점이 있으며, 전반적으로 라인 운용의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 플로어상에 레일을 설치하고 그 레일상에 차체를 고정시킬 수 있는 대차를 이용하여 조립 이송공정을 수행하도록 하는 방식이 채택되고 있지만, 이또한 일반 철로와 같은 복선 레일로 되어 설비비가 고가이며 복선구조라 코너링이 원활치 않는 문제가 있다.
또한 상기 단순 레일방식의 대차는 차체의 고정 및 이송 역할만 하고 있는 관계로 고정된 차체의 높이를 조절해야 하는 공정부에서는 별도의 승강리프트가 구비되어야 하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동차 차체 조립을 위한 각각의 공정 스테이지를 따라 설치되어 있는 레일을 따라 자체 구동하여 순환하는 리프트 구비형 대차 방식과 엔진/밋션 등의 부품 조립을 위한 부분 행거식 트랜스퍼를 연계적으로 조합한 새로운 형태의 조립 시스템을 구현함으로써, 설비의 규모와 공간 점유율을 줄일 수 있는 등 설비 투자비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공장 레이아웃 설계의 자유도를 높일 수 있는 등 전반적으로 조립 라인을 효율적으로 운용할 수 있는 자동차 조립 라인 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 자동차 조립 라인 시스템은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 자동차 조립 라인 시스템은 차체 조립을 위한 각각의 공정 스테이지를 따라 순환 이송라인이 조성됨과 더불어 상기 순환 이송라인을 따라가면서 플로어 레일이 설치되고, 상기 플로어 레일에는 차체의 이송을 위한 자체 구동식의 차체 이송용 대차가 배치되어 플로어 레일을 따라 진행되도록 하며, 상기 순환 이송라인의 일측에는 차체의 로딩 및 언로딩을 위한 차체 로딩/언로딩 유니트가 배치되고, 상기 순환 이송라인의 코너구간과 순환 이송라인 일측의 부품 조립 유니트 사이에는 왕복 이송라인이 연결되는 동시에 상기 왕복 이송라인을 따라가면서 어퍼 레일이 설치되어, 상기 어퍼 레일을 따라 차체 이송을 위한 행거식 트랜스퍼가 진행되도록 하는 방식으로 이루어진다.
따라서, 상기 자동차 조립 라인 시스템은 차체 이송용 대차에 의한 차체의 연속 이송과 상기 행거식 트랜스퍼에 의한 차체의 왕복 이송이 연계적으로 수행되면서 각 공정 스테이지 및 부품 조립 유니트에서 차체 조립 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어질 수 있도록 하는 특징이 있다.
여기서, 상기 순환 이송라인에 설치되는 플로어 레일은 플로어에 매립되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상부에 높이조절이 가능한 구조로 설치되면서 대차 가이드의 진행을 유도하는 바닥 레일 및 양쪽의 측벽 레일로 구성되는 단선의 레일 구조로 이루어지는 한편, 이때의 순환 이송라인은 플로어 레일을 따라 나란하게 매립 설치되면서 대차 이송용 대차측으로 전원을 공급하는 전력 케이블을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 차체 이송용 대차는 다수의 이동용 캐스터를 가지는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 저부에 설치되어 대차 이동을 위한 동력을 제공하는 구동용 캐스터 및 구동용 모터와, 상기 메인 프레임의 중앙에 설치되어 차체를 상승 및 하강시켜주는 듀얼 리프터 및 리프터 모터와, 상기 듀얼 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 차체를 받쳐주는 차체 로케이터와, 상기 구동용 캐스터의 일측에 위치되어 순환 이송라인의 플로어 레일을 따라 안내되면서 대차의 정궤도 진행을 유도하는 대차 가이드와, 상기 메인 프레임의 저면에 설치되어 순환 이송라인측의 전력 케이블로부터 전원을 공급받는 전력도입용 플레이트를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 차체 이송용 대차의 전력도입용 플레이트는 레벨 플레이트 및 레벨 볼트에 의해 지지되면서 플로어측과의 간극이 조절될 수 있도록 되어 있으며, 또 차체 이송용 대차의 구동용 캐스터 및 구동용 모터는 메인 프레임측에 한쪽이 힌지구조로 결합됨과 더불어 다른 한쪽은 볼트 체결구조로 결합되어 한쪽으로 젖힘가능한 구조로 설치되는 모터 프레임상에 지지되는 구조로 설치될 수 있다.
또한, 상기 행거식 트랜스퍼는 순환 이송라인측과 부품 조립 유니트 사이에 연결 설치되어 있는 어퍼 레일을 따라 이동가능한 트랜스퍼 본체 및 트랜스퍼 구동부와, 상기 트랜스퍼 본체의 저면에서 아래로 수직 연장되고 승강용 구동파트에 의해 상하로 동작하면서 차체를 픽업하는 좌우 한쌍의 행거를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 차체 로딩/언로딩 유니트는 차체 이송용 대차가 내측으로 자리를 잡을 수 있는 공간을 가지면서 사각의 프레임 구조물 형태로 이루어진 케이지 파트와, 상기 케이지 파트의 양쪽 포스트에 지지되면서 차체를 상승 및 하강시켜주는 포크 파트와, 상기 케이지 파트의 상부에 설치되면서 포크 파트의 상승 및 하강을 위한 동력을 제공하는 구동 파트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 부품 조립 유니트는 플로어에 고정 설치되는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 중앙에 설치되어 차체를 상승 및 하강시켜주는 듀얼 리프터 및 리프터 모터와, 상기 듀얼 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 차체를 받쳐주는 차체 로케이터와, 상기 듀얼 리프터의 전후측에 각각 배치되어 엔진과 트랜스미션을 각각 상승 및 하강시켜주는 일렉트릭 리프터 및 이 일렉트릭 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 엔진 및 트랜스미션을 받쳐주는 부품 로케이터를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 제공하는 자동차 차체 조립 라인은 각 공정 스테이지를 따라 자체 구동하여 순환하는 리프트 구비형 대차 및 조립 라인의 일부분에 행거식 트랜스퍼를 연계시켜 자동차 차체를 효과적으로 이송시키면서 모든 조립 공정이 수행되도록 하는 방식을 적용함으로써, 전체적인 설비의 규모를 최적의 규모로 축소할 수 있고 설비가 차지하는 공간 점유율을 줄일 수 있는 등 설비 투자비용의 절감 및 공장 레이아웃상의 공간 활용도를 향상시킬 수 있으며, 따라서 자동차 차체의 조립 라인을 효율적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템의 전체 레이아웃을 나타내는 평면도
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 순환 이송라인의 플로어 레일을 나타내는 평면도 및 설치 단면도
도 3a 내지 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 차체 이송용 대차를 나타내는 사시도 및 저면사시도, 정면도, 평면도, 측면도이고, 도 3f는 도 3c의 A-A선 단면도
도 4는 도 3d의 B-B부 단면도
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 차체 로딩/언로딩 유니트를 나타내는 정면도 및 좌,우측면도
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 엔진 및 변속기 조립 유니트를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도
도 7a 및 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 행거식 트랜스퍼를 나타내는 정면도 및 분리도, 측면도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템의 차체 이송용 대차를 나타내는 정면구성도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템의 전체 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 자동차 조립 라인 시스템은 순환 이송라인을 따라 이동하는 차체 이송용 대차에 의한 차체의 연속 이송 공정과 왕복 이송라인을 따라 이동하는 부분 행거식 트랜스퍼에 의한 차체의 왕복 이송 공정을 연계적으로 수행하면서 차체 패널류를 조립하는 각각의 공정 스테이지 및 엔진과 트랜스미션을 조립하는 부품 조립 유니트에서 차체 조립 공정이 연속적인 자동화 공정으로 이루어질 수 있도록 하는 시스템으로 이루어진다.
이를 위하여, 차체 공장의 플로어에는 라운드 궤적의 코너구간을 가지는 사각형의 궤적으로 이루어진 순환 이송라인(100)이 마련되고, 이러한 순환 이송라인(100)의 직선구간을 따라가면서 샤시류 및 패널류 등을 조립하는 각각의 공정 스테이지(110)가 배치된다.
그리고, 상기 순환 이송라인(100)의 일측에는 이송라인측으로 기본 차체를 로딩하고, 또 이송라인측으로부터 조립을 마친 차체를 언로딩하는 차체 로딩/언로딩 유니트(10)가 배치된다.
상기 로딩/언로딩 유니트(10)에서 로딩작업은 언로딩 유니트(10)의 후측에 연속하여 별도의 공간을 마련하여 로딩장치(10a)를 별도 구성할 수 있다.
특히, 상기 순환 이송라인(100)의 다른 일측에는 차체에 엔진과 트랜스미션, 리어서스펜션 유니트 등을 조립하는 부품 조립 유니트(11)가 마련되고, 이때의 부품 조립 유니트(11)와 순환 이송라인(100)의 코너구간 사이에는 차체의 투입 및 취출을 위한 경로 역할을 하는 짧은 직선 구간으로 이루어진 왕복 이송라인(120)이 연결 설치된다.
또한, 상기 순환 이송라인(100)의 내측 영역 플로어에는 전력 케이블(12)이 매립되어 차체 이송용 대차(13)측으로 전원을 공급할 수 있게 된다.
이러한 순환 이송라인(100)에는 자체 구동식의 차체 이송용 대차(13)가 배치되고, 이에 따라 순환 이송라인(100)을 따라 이동하는 차체 이송용 대차(13)에 의해 차체가 각각의 공정 스테이지(110)로 이송되면서 각 공정 스테이지(110)에서의 해당 조립 공정이 수행될 수 있게 된다.
그리고, 상기 왕복 이송라인(120)에는 차체의 이송을 위한 행거식 트랜스퍼(14)가 배치되고, 이에 따라 왕복 이송라인(120)을 따라 이동하는 행거식 트랜스퍼(14)에 의해 차체가 부품 조립 유니트(11)측으로 투입될 수 있게 되고, 또 조립을 마친 차체가 다시 순환 이송라인(100)측으로 취출될 수 있게 된다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 순환 이송라인의 플로어 레일을 나타내는 평면도 및 설치 단면도이다.
도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 여기서는 차체 이송용 대차(13)의 진행 궤적을 제공하는 플로어 레일(15)의 구조를 보여준다.
상기 플로어 레일(15)은 순환 이송라인(100)의 궤적을 따라가면서 설치되는 단일 레일구조로 이루어지며, 다수가 연속 결합되어 플로어상에 매립 설치되는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 플로어에 일정깊이의 피트가 조성되고, 이렇게 조성된 피트의 바닥에 베이스 플레이트(16)가 설치되고, 상기 베이스 플레이트(16)의 상부에는 차체 이송용 대차(13)의 진행 궤적을 유도하는 역할을 하는 바닥 레일(17)과 양쪽의 측벽 레일(18)이 배치되며, 이때의 바닥 레일(17)은 높이조절용 볼트(19)에 의해 베이스 플레이트(16)으로부터 일정 높이를 두고 설치되는 동시에 측벽 레일(18)은 서로 일정간격을 유지하면서 바닥 레일(17)의 상면에 볼트로 체결되는 구조로 설치된다.
그리고, 상기 베이스 플레이트(16), 바닥 레일(17) 및 측벽 레일(18)이 위치되어 있는 피트에는 콘크리트 레일 블럭(20)에 의해 매립되고, 양쪽의 측벽 레일(18) 사이의 요부 공간만 남게 되며, 이때의 요부 공간으로 차체 이송용 대차(13)의 대차 가이드(21)가 삽입 위치되면서 차체 이송용 대차(13)의 이동이 순환 이송라인(100)의 정확한 궤적을 따라 안내될 수 있게 된다.
예를 들면, 플로어와 동일면을 이루는 콘크리트 레일 블럭(20)의 상면을 따라 차체 이송용 대차(13)의 구동용 캐스터(22)가 진행됨과 더불어 양쪽의 측벽 레일(18) 사이에 조성되는 요부 공간 내에 대차 가이드(21)가 삽입 위치되어 차체 이송용 대차(13)의 중심을 잡아주면서 그 진행을 유도하게 됨으로써, 차체 이송용 대차(13)는 순환 이송라인(100), 즉 플로어 레일(15)을 따라 정확하게 이동할 수 있게 된다.
여기서, 상기 플로어 레일(15)의 측벽 레일(18)은 연속해서 이어지는 레일 형태로 이루어질 수 있게 되고, 바닥 레일(17)은 레일 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되면서 측벽 레일(18)를 받쳐주는 레일 형태로 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 상기 플로어 레일(15)의 일측에는 플로어에 매립되어 플로어 레일(15)을 따라가면서 나란하게 설치되는 전력 케이블(12)이 구비되며, 이때의 전력 케이블(12)은 대차 이송용 대차(13)측으로 전원을 공급하는 역할을 하게 된다.
상기 전력 케이블(12)은 파워 케이블(12a)과 감열선(12b)의 조합으로 이루어지며, 플로어에 형성한 홈 내에 배치된 후에 홈에 채워지는 수지 모르타르로 마감되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 차체 이송용 대차를 나타내는 사시도 및 저면사시도, 정면도, 평면도, 측면도이며, 도 3f는 도 3c의 A-A선 단면부를 도시하고 있다.
도 3a 내지 3f에 도시한 바와 같이, 상기 차체 이송용 대차(13)는 차체를 각 공정 스테이지(110)로 이송시켜주는 수단으로서, 순환 이송라인(100)의 플로어 레일(15)을 따라 정해진 궤도로 이동할 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 저면에 4개 정도의 이송용 캐스터(24)를 가지는 사각의 프레임 구조물 형태로 이루어진 메인 프레임(25)이 마련되고, 상기 메인 프레임(25)의 저부 일측에는 대차(13)의 자체 구동을 위한 수단으로 한 쌍의 구동용 캐스터(22)와 이 구동용 캐스터(22)를 작동시켜주는 구동용 모터(26)가 설치된다.
이에 따라, 상기 차체 이송용 대차(13)는 구동용 모터(26)에 작동에 의해 콘크리트 레일 블럭(20)을 타고 굴러가는 구동용 캐스터(22)의 구동력과 아이들 작동되는 이송용 캐스터(24)의 안내를 받으면서 플로어 레일(15)을 따라 이동될 수 있게 된다.
여기서, 상기 구동용 모터(26)의 축과 구동용 캐스터(22)의 축은 기어조합으로 동력이 전달되도록 하는 통상의 구조로 연결될 수 있게 된다.
특히, 상기 구동용 캐스터(22) 및 구동용 모터(26)는 모터 프레임(27)을 통해 지지되는 구조로 설치되어, 설치는 물론 교체나 점검 등 유지보수가 용이한 구조를 이룰 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 모터 프레임(27)의 한쪽 단부는 메인 프레임(25)상에 힌지부(28)에 의해 결합되고, 다른 한쪽 단부는 메인 프레임(25)상에 볼트 체결부(29)에 의해 결합된다.
이에 따라, 상기 볼트 체결부(29)를 해제한 다음 힌지부(28)를 이용하여 모터 프레임(27)을 한쪽으로 젖히게 되면, 고하중의 메인 프레임(25)을 뒤집지 않고도 구동용 캐스터(22)와 구동용 모터(26)를 메인 프레임(25)의 상부로 들어 올릴 수 있게 되므로, 구동용 캐스터(22)와 구동용 모터(26)의 설치작업은 물론 교체나 점검작업 등을 용이하게 할 수 있게 된다.
또한, 상기 구동용 캐스터(22)의 일측, 즉 모터 프레임(27)의 저면에는 플로어 레일(15)에 있는 바닥 레일(17) 사이의 요부 공간 내에 삽입 위치되는 대차 가이드(21)가 설치되며, 이때의 대차 가이드(21)는 상기 바닥 레일(17)의 요부 공간을 따라 안내되면서 차체 이송용 대차(13)가 플로어 레일(15)의 정확한 궤도를 따라 이동하도록 유도하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 메인 프레임(25)의 저면에는 전력도입용 플레이트(30)가 플로어측과 나란하게 설치되며, 이때의 전력도입용 플레이트(30)는 플로어 레일(15)의 한쪽 옆에서 이와 나란하게 매립되어 있는 전력 케이블(12)의 바로 윗쪽에 근접 위치된다.
따라서, 상기 전력도입용 플레이트(30)는 차체 이송용 대차(13)의 이동시 전력 케이블(12)의 윗쪽을 따라가면서 통상의 비접촉 전력전달방식을 채택하여 전원을 공급받을 수 있게 되고, 이렇게 공급받은 전원을 구동용 모터(26) 뿐만아니라 대차(13)에 내장되어 있는 제어부 및 다른 구동용 액추에이터측으로 공급할 수 있게 된다.
여기서, 상기 전력도입용 플레이트(30)는 위치(높이)가 조절될 수 있는 구조로 설치되는데, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이 메인 프레임(25)의 저면에는 프레임측 너트에 체결되는 2개 정도의 레벨 볼트(31)가 설치되고, 이렇게 설치되는 레벨 볼트(31)의 하단에 수평의 레벨 플레이트(32)가 설치되는 동시에 이때의 레벨 플레이트(32)의 저면에 전력도입용 플레이트(30)가 결합된다.
이에 따라, 상기 레벨 볼트(31)를 조작하게 되면, 전력도입용 플레이트(30)의 플로어측으로부터의 높이, 즉 전력도입용 플레이트(30)와 플로어에 매립되어 있는 전력 케이블(12) 간의 간격을 조절하여 원활한 전력을 공급받게 할 수 있게 된다.
그리고, 상기 차체 이송용 대차(13)에는 차체를 상승 및 하강시켜주는 수단으로 듀얼 리프터(33) 및 듀얼 모터(34)가 마련된다.
상기 듀얼 리프터(33) 및 듀얼 모터(34)는 메인 프레임(25)의 중앙 영역에 배치되며, 하나의 듀얼 모터(34)로부터 양쪽 2개의 듀얼 리프터(33)를 가동시킬 수 있는 타입으로 이루어질 수 있게 된다.
즉, 상기 듀얼 모터(34)의 축으로부터 제공되는 동력은 기어박스(35)를 거쳐 양쪽의 전동축(36)으로 분배되고, 이렇게 분배된 동력이 양쪽의 듀얼 리프터(33)로 공급되므로서, 양쪽의 듀얼 리프터(33)가 동시에 작동되면서 차체를 균형있게 상승 및 하강시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 듀얼 리프터(33)는 체인구동 방식을 이용하여 리프터 작동을 수행하는 타입을 적용할 수 있게 된다.
또한, 상기 차체 이송용 대차(13)에는 실질적으로 차체를 받쳐주는 수단으로 차체 로케이터(37)가 마련된다.
상기 차체 로케이터(37)는 듀얼 리프트(33)측에 그 저면을 통해 지지되는 로케이터 플레이트(38)와 이 로케이터 플레이트(38)의 설치되는 다수의 위치규제용 핀(39)과 받침용 브라켓(40)으로 구성된다.
이에 따라, 상기 차체 로케이터(37)에 놓여지는 차체는 위치규제용 핀(39)에 의해 정확한 위치에 세팅되면서 받침용 브라켓(40)에 의해 안정적으로 받쳐질 수 있게 된다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 차체 로딩/언로딩 유니트를 나타내는 정면도 및 좌,우측면도이다.
도 5a 및 5c에 도시한 바와 같이, 상기 차체 로딩/언로딩 유니트(10)는 차체 순환라인(100)상에 배치되는 차체 이송용 대차(13)측으로 차체를 로딩하고 언로딩하는 수단이다.
이를 위하여, 차체 이송용 대차(13)가 내측으로 자리를 잡을 수 있는 공간을 가지면서 순환 이송라인(100)를 가로질러 배치되는 사각의 프레임 구조물 형태로 이루어진 케이지 파트(41)가 마련된다.
그리고, 상기 케이지 파트(41)의 양쪽 포스트(42)에는 차체의 양쪽 저면을 함께 받쳐주면서 차체와 함께 상승 및 하강이 가능한 구조로 이루어진 포크 파트(43)가 설치된다.
이때의 포크 파트(43)에는 포크를 수평방향으로 전후진 시켜주는 LM 유니트(44)가 구비되어 있어서, 포크가 차체의 저부로 들어가 위치되거나, 차체의 밖으로 나와 위치될 수 있게 된다.
또한, 상기 케이지 파트(41)의 상부에는 포크 파트(43)의 상승 및 하강을 위한 동력을 제공하는 수단으로 구동 파트(45)가 설치된다.
이때, 상기 구동 파트(45)는 모터와 드럼 및 와이어 등을 포함하는 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 구동 파트(45)로부터 연장되는 와이어가 포크 파트(43)측으로 연결되므로서, 와이어 견인 방식으로 포크 파트(43)가 상승 및 하강 작동될 수 있게 된다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 부품 조립 유니트를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도 6a 내지 6c에 도시한 바와 같이, 상기 부품 조립 유니트(11)는 이곳으로 투입되는 차체에 엔진과 트랜스미션, 리어스서펜션 유니트 등을 조립하는 공정 스테이지로서, 차체 이송을 위한 차체 이송용 대차(13)와 구조가 유사한 형태로 이루어진다.
이를 위하여, 플로어에 고정 설치되는 메인 프레임(25)이 마련되고, 상기 메인 프레임(25)의 중앙 영역에는 차체를 상승 및 하강시켜주는 듀얼 리프터(33) 및 리프터 모터(34)가 설치되며, 상기 듀얼 리프터(33)의 상부에는 상하로 움직이면서 차체를 받쳐주는 차체 로케이터(37)가 설치된다.
특히, 상기 듀얼 리프터(33)의 전후측 위치에는 엔진과 트랜스미션, 그리고 리어서스펜션 유니트 등을 상승 및 하강시켜주는 일렉트릭 리프터(46)가 메인 프레임(25)상에 각각 설치되고, 이때의 일렉트릭 리프터(46)의 상부에는 상하로 움직이면서 엔진 및 트랜스미션을 각각 받쳐주는 부품 로케이터(47)가 설치된다.
이에 따라, 상기 일렉트릭 리프터(46)의 부품 로케이터(47)에 엔진이나 트랜스미션, 리어서스펜션 유니트 등을 로딩한 상태에서, 행거식 트랜스퍼(14)에 의해 투입되는 차체가 듀얼 리프트(33)의 차체 로케이터(37)에 로딩되면, 리프터 상승 작동과 더불어 공정 스테이지에 구비되어 있는 로봇 등에 의해 일측에는 엔진과 트랜스미션이 타측에는 리어서스펜션 유니트의 조립 공정이 이루어질 수 있게 된다.
도 7a 및 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템에서 행거식 트랜스퍼를 나타내는 정면도 및 분리도, 측면도이다.
도 7a 및 7c에 도시한 바와 같이, 상기 행거식 트랜스퍼(14)는 왕복 이송라인(120)을 이용하여 순환 이송라인(100)과 부품 조립 유니트(11) 사이를 오가면서 차체를 투입하고 엔진과 트랜스미션이 조립된 차체를 취출하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 순환 이송라인(100)과 부품 조립 유니트(11) 사이에 조성되어 있는 왕복 이송라인(120)을 따라 프레임 구조물(48)이 설치되고, 상기 프레임 구조물(48)의 상부에는 어퍼 레일(49)이 나란하게 설치된다.
그리고, 실질적으로 차체를 이송시켜주는 수단으로 행거식 트랜스퍼(14)가 마련되고, 이때의 행거식 트랜스퍼(14)는 어퍼 레일(49)을 타고 구름가능한 롤러를 가지는 사각틀 구조의 트랜스퍼 본체(50)와, 상기 트랜스퍼 본체(50)의 상부에 설치되는 구동 모터 등을 포함하는 트랜스퍼 구동부(51)와, 상기 트랜스퍼 본체(50)의 저면에서 아래로 수직 연장되는 구조로 설치되는 승강용 구동파트(52)를 포함한다.
여기서, 상기 트랜스퍼 구동부(51)는 구동 모터의 축에 있는 피니언과 어퍼 레일측에 있는 랙 간의 전동을 통해 행거식 트랜스퍼(14)를 구동시켜주는 방식을 채택할 수 있다.
또한, 상기 승강용 구동파트(52)에는 차체의 양편 저부를 받쳐주는 좌우 한쌍의 승강용 픽커(53) 및 이때의 승강용 픽커(53)를 수평방향으로의 전후진, 또 수직방향으로의 승하강시켜주는 전후진용 LM 유니트(54)와 승강용 와이어 구동장치(23)가 구비된다.
이에 따라, 상기 행거식 트랜스퍼(14)는 순환 이송라인(100)에 있는 차체 이송용 대차(13) 상의 차체를 픽업한 후에 어퍼 레일(49)을 따라 부품 조립 유니트(11)의 영역으로 이동하여 차체를 내려놓게 되며, 부품 조립 유니트(11)에서의 엔진 및 트랜스미션, 리어서스펜션 유니트 조립 공정이 완료되면, 재차 차체를 픽업한 후에 어퍼 레일(49)을 따라 순환 이송라인(100)에 있는 차체 이송용 대차(13)에 차체를 내려놓게 되고, 이어서 다음 공정으로 대차(13)가 이동하여 작업을 수향하게 된다.
한편, 본 발명은 차체 이동용 대차에 바로 엔진과 트랜스미션 그리고 리어서스펜션 유니트 등을 공급, 탑재해서 차체에 조립할 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 조립 라인 시스템의 차체 이송용 대차를 나타내는 정면구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 차체 이송용 대차(13)는 일 실시예의 차체 이송용 대차(13)와 구조가 유사한 형태로 이루어지며, 다만 구동용 캐스터(22) 및 구동용 모터(26), 모터 프레임(27) 등 구동 관련 구성들을 메인 프레임(25)의 선단쪽으로 변경 구성하고, 듀얼 리프터(33)의 전후측 위치에 엔진과 트랜스미션 그리고 리어서스펜션 유니트 등을 장착할 수 있는 일렉트릭 리프터(46)를 설치한 것이다.
이에 따라, 조립 순환하는 차체 이송용 대차(13)에서 차체를 부품 조립 유니트(11) 라인으로 이동시키지 않고도, 차체만을 상방향으로 들어준 상태에서 일렉트릭 리프터(46)에 엔진과 트랜스미션 그리고 리어서스펜션 유니트를 공급,탑재한 후 승하강시켜 차체에 장착하면 용이하게 엔진과 트랜스미션, 리어서스펜션 유니트를 조립할 수 있는 것이다.
이상과 같은 본 발명의 자동차 조립 라인 시스템에서의 전체 공정 흐름을 설명한다.
먼저, 상기 순환 이송라인(100)의 차체 로딩/언로딩 유니트(10) 또는 별도의 로딩장치(10a)에서 차체 이송용 대차(13)에 기본 차체가 로딩되고, 이렇게 로딩된 차체는 차체 이송용 대차(13)와 함께 순환 이송라인(100)의 직선구간을 이동하면서 각각의 공정 스테이지(110)를 순차적으로 경유함과 동시에 각 공정 스테이지(100)에서 해당 조립 공정이 이루어지게 된다.
계속해서, 순환 이송라인(100)의 코너구간에서 차체 이송용 대차(13)상의 차체는 행거식 트랜스퍼(14)에 의해 픽업된 후, 왕복 이송라인(120)을 따라 부품 조립 유니트(11)측으로 투입되고, 상기 부품 조립 유니트(11)에서 엔진과 트랜스미션 조립 공정이 수행된 다음, 행거식 트랜스퍼(14)에 의해 취출되어 순환 이송라인(100)에 있는 차체 이송용 대차(13)상에 다시 탑재된다.
그리고, 엔진과 트랜스미션의 조립이 완료된 차체는 차체 이송용 대차(13)와 함께 순환 이송라인(100)의 나머지 직선구간을 이동하면서 몇 차례 더 공정 스테이지(110)를 차례로 거친 후, 차체 로딩/언로딩 유니트(10)에서 조립이 완료된 차체가 언로딩되는 것으로 차체 조립을 위한 1사이클이 완료된다.
이와 같이, 순환 이송라인을 따라 순환하는 차체 이송용 대차와 왕복 이송라인을 따라 왕복 이동하는 행거식 트랜스퍼에 의한 차체의 순환 과정이 반복되면서 차체 조립 공정이 연속적으로 이루어질 수 있게 된다. 차체 조립 공정이 연속적으로 이루어질 수 있게 된다.
10 : 차체 로딩/언로딩 유니트 11 : 부품 조립 유니트
12 : 전력 케이블 13 : 차체 이송용 대차
14 : 행거식 트랜스퍼 15 : 플로어 레일
16 : 베이스 플레이트 17 : 바닥 레일
18 : 측벽 레일 19 : 높이조절용 볼트
20 : 콘크리트 레일 블럭 21 : 대차 가이드
22 : 구동용 캐스터 23 : 승강용 와이어 구동장치
24 : 이송용 캐스터 25 : 메인 프레임
26 : 구동용 모터 27 : 모터 프레임
28 : 힌지부 29 : 볼트 체결부
30 : 전력도입용 플레이트 31 : 레벨 볼트
32 : 레벨 플레이트 33 : 듀얼 리프터
34 : 듀얼 모터 35 : 기어박스
36 : 전동축 37 : 차체 로케이터
38 : 로케이터 플레이트 39 : 위치규제용 핀
40 : 받침용 브라켓 41 : 케이지 파트
42 : 포스트 43 : 포크 파트
44 : LM 유니트 45 : 구동 파트
46 : 일렉트릭 리프터 47 : 부품 로케이터
48 : 프레임 구조물 49 : 어퍼 레일
50 : 트랜스퍼 본체 51 : 트랜스퍼 구동부
52 : 승강용 구동파트 53 : 승강용 픽커
54 : 전후진용 LM 유니트

Claims (11)

  1. 차체 조립을 위한 각각의 공정 스테이지를 따라 코너구간을 갖는 순환 이송라인이 조성되며,
    상기 순환 이송라인을 따라가면서 플로어 레일이 설치되고,
    상기 플로어 레일에는 차체의 이송을 위한 자체 구동식의 차체 이송용 대차가 배치되어 플로어 레일을 따라 진행되도록 하며,
    상기 순환 이송라인의 일측에는 차체의 로딩 및 언로딩을 위한 차체 로딩/언로딩 유니트가 배치되는 것을 포함하며,
    상기 순환 이송라인의 일측에는 부품 조립 유니트가 구성되고,
    상기 순환 이송라인의 코너구간과 부품 조립 유니트 사이에는 왕복 이송라인이 연결되며,
    상기 왕복 이송라인을 따라가면서 어퍼 레일이 설치되어,
    상기 어퍼 레일을 따라 차체 이송을 위한 행거식 트랜스퍼가 진행되도록 하는 방식으로, 상기 차체 이송용 대차에 의한 차체의 연속 이송과 상기 행거식 트랜스퍼에 의한 차체의 왕복 이송이 연계적으로 수행되면서 각 공정 스테이지 및 부품 조립 유니트에서 차체 조립 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  2. 삭제
  3. 차체 조립을 위한 각각의 공정 스테이지를 따라 코너구간을 갖는 순환 이송라인이 조성되며,
    상기 순환 이송라인을 따라가면서 플로어 레일이 설치되고,
    상기 플로어 레일에는 차체의 이송을 위한 자체 구동식의 차체 이송용 대차가 배치되어 플로어 레일을 따라 진행되도록 하며,
    상기 순환 이송라인의 일측에는 차체의 로딩 및 언로딩을 위한 차체 로딩/언로딩 유니트가 배치되는 것을 포함하며,
    상기 순환 이송라인에 설치되는 플로어 레일은 플로어에 매립되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상부에 높이조절이 가능한 구조로 설치되면서 대차 가이드의 진행을 유도하는 바닥 레일 및 양쪽의 측벽 레일로 구성되는 단선의 레일 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 순환 이송라인은 플로어 레일을 따라 나란하게 매립 설치되면서 대차 이송용 대차측으로 전원을 공급하는 전력 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체 이송용 대차는 다수의 이동용 캐스터를 가지는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 저부에 설치되어 대차 이동을 위한 동력을 제공하는 구동용 캐스터 및 구동용 모터와, 상기 메인 프레임의 중앙에 설치되어 차체를 상승 및 하강시켜주는 듀얼 리프터 및 리프터 모터와, 상기 듀얼 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 차체를 받쳐주는 차체 로케이터와, 상기 구동용 캐스터의 일측에 위치되어 순환 이송라인의 플로어 레일을 따라 안내되면서 대차의 정궤도 진행을 유도하는 대차 가이드와, 상기 메인 프레임의 저면에 설치되어 순환 이송라인측의 전력 케이블로부터 전원을 공급받는 전력도입용 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 듀얼 리프터의 전후측에 각각 배치되어 엔진과 트랜스미션을 각각 상승 및 하강시켜주는 일렉트릭 리프터 및 이 일렉트릭 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 엔진 및 트랜스미션을 받쳐주는 부품 로케이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 차체 이송용 대차의 전력도입용 플레이트는 레벨 플레이트 및 레벨 볼트에 의해 지지되면서 플로어측과의 간극이 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 차체 이송용 대차의 구동용 캐스터 및 구동용 모터는 메인 프레임측에 한쪽이 힌지구조로 결합됨과 더불어 다른 한쪽은 볼트 체결구조로 결합되어 한쪽으로 젖힘가능한 구조로 설치되는 모터 프레임상에 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체 로딩/언로딩 유니트는 차체 이송용 대차가 내측으로 자리를 잡을 수 있는 공간을 가지면서 사각의 프레임 구조물 형태로 이루어진 케이지 파트와, 상기 케이지 파트의 양쪽 포스트에 지지되면서 차체를 상승 및 하강시켜주는 포크 파트와, 상기 케이지 파트의 상부에 설치되면서 포크 파트의 상승 및 하강을 위한 동력을 제공하는 구동 파트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 행거식 트랜스퍼는 순환 이송라인측과 부품 조립 유니트 사이에 연결 설치되어 있는 어퍼 레일을 따라 이동가능한 트랜스퍼 본체 및 트랜스퍼 구동부와, 상기 트랜스퍼 본체의 저면에서 아래로 수직 연장되고 승강용 구동파트에 의해 상하로 동작하면서 차체를 픽업하는 좌우 한 쌍의 행거를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 부품 조립 유니트는 플로어에 고정 설치되는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 중앙에 설치되어 차체를 상승 및 하강시켜주는 듀얼 리프터 및 리프터 모터와, 상기 듀얼 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 차체를 받쳐주는 차체 로케이터와, 상기 듀얼 리프터의 전후측에 각각 배치되어 엔진과 트랜스미션을 각각 상승 및 하강시켜주는 일렉트릭 리프터 및 이 일렉트릭 리프터측에 지지되어 상하로 움직이면서 엔진 및 트랜스미션을 받쳐주는 부품 로케이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조립 라인 시스템.
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