KR102278797B1

KR102278797B1 - 자동차의 제조 방법

Info

Publication number: KR102278797B1
Application number: KR1020190136054A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 와타나베; 유지 나베시마; 고지 가와사카
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-07-19
Also published as: JP2020100179A; EP3671383A1; US11110979B2; JP7047749B2; KR20200077395A; CN111348127A; CN111348127B; US20200198714A1

Abstract

전방 차량을 인식하여 추종하면서, 자동 주행 가능한 자동차의 제조 방법이다. 타이어 및 휠을 포함하는 주행 부품과, 휠을 구동하는 구동원과, 구동원을 동작시키기 위한 동력원을 공급하는 동력 공급 장치와, 전방 차량을 인식하기 위한 센서와, 센서로부터 취득한 정보에 기초하여, 전방 차량에 추종하여 주행하도록 구동원을 제어하는 제어 장치를 제조 대상 차량에 조립 장착하여, 당해 제조 대상 차량을 자동 주행 가능한 상태로 하는 제1 조립 장착 공정(ST1)과, 제1 조립 장착 공정(ST1)보다 이후에, 전방에 있어서 인접하는 제조 차량에 추종하도록 제조 대상 차량을 자동 주행시키면서, 당해 제조 대상 차량에 내장 부품을 조립 장착하는 제2 조립 장착 공정(ST2)을 구비한다.

Description

자동차의 제조 방법{AUTOMOBILE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 자동차의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 일본 특허 공개 제2013-035321호에 개시되어 있는 바와 같이, 컨베이어에 의해 차량을 반송하는 것이 아니라, 자주 가능한 대차에 차량을 적재하여 반송하면서, 그 차량에 부품을 조립 장착하는 자동차의 제조 라인이 알려져 있다. 여기서, 자주 가능한 대차는, 예를 들어 무인 반송차(AGV: Automated Guided Vehicle) 등이라고 불린다.

발명자들은, 자동차의 제조 방법에 관하여, 이하의 문제점을 찾아냈다. 일본 특허 공개 제2013-035321호에 개시된 바와 같은 자동차의 제조 방법에서는, 차량을 반송하기 위한 컨베이어가 불필요해지는 한편, 차량을 적재 가능하면서 자주 가능한 대차가 다수 필요해지므로, 제조 설비 비용을 억제하기 어렵다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 제조 설비 비용을 억제 가능한 자동차의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 관한 자동차의 제조 방법은, 전방 차량을 인식하여 추종하면서, 자동 주행 가능한 자동차의 제조 방법이며, 타이어 및 휠을 포함하는 주행 부품과, 상기 휠을 구동하는 구동원과, 상기 구동원을 동작시키기 위한 동력원을 공급하는 동력 공급 장치와, 전방 차량을 인식하기 위한 센서와, 상기 센서로부터 취득한 정보에 기초하여, 상기 전방 차량에 추종하여 주행하도록 상기 구동원을 제어하는 제어 장치를 제조 대상 차량에 조립 장착하여, 당해 제조 대상 차량을 자동 주행 가능한 상태로 하는 제1 조립 장착 공정과, 상기 제1 조립 장착 공정보다 이후에, 전방에 있어서 인접하는 제조 차량에 추종하도록 상기 제조 대상 차량을 자동 주행시키면서, 당해 제조 대상 차량에 내장 부품을 조립 장착하는 제2 조립 공정을 구비하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 관한 자동차의 제조 방법에서는, 제1 조립 장착 공정에 있어서 당해 제조 대상 차량을 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품을 조립 장착하고, 제2 조립 장착 공정에 있어서 전방에 있어서 인접하는 제조 차량에 추종하도록 상기 제조 대상 차량을 자동 주행시키면서, 당해 제조 대상 차량에 내장 부품을 조립 장착한다. 그 때문에, 제2 조립 장착 공정의 라인에 있어서, 제조 차량을 반송하기 위한 컨베이어나 대차가 불필요해져, 제조 설비 비용을 억제할 수 있다.

상기 자동차의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 조립 장착 공정보다 이후에, 상기 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키는 공정을 더 구비해도 된다. 상기 제2 조립 장착 공정에 있어서 상기 제조 대상 차량에 문제가 발생한 경우는, 제조 대상 차량을 제조 라인으로부터 벗어나게 할 필요가 있지만, 상기 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키는 공정을 더 구비하므로, 후속의 제조 차량이 추종하여 제조 라인으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

상기 자동차의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 조립 장착 공정보다 이후에, 상기 제조 대상 차량의 완성 차량을 검사하는 검사 공정을 더 구비해도 된다. 또한, 상기 검사 공정에서는, 상기 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키고, 상기 제2 조립 장착 공정에 있어서 상기 제조 대상 차량에 결함이 발생한 경우, 당해 제조 대상 차량을 상기 검사 공정까지 계속해서 자동 주행시킨 후, 당해 제조 대상 차량을 검사하기 전에, 수동 운전에 의해 당해 제조 대상 차량을 상기 검사 공정의 라인으로부터 벗어나게 해도 된다. 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키는 검사 공정에 있어서, 제조 대상 차량을 검사 공정의 라인으로부터 벗어나게 함으로써, 후속의 제조 차량이 추종하여 검사 공정의 라인으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

상기 제어 장치는, 상기 제2 조립 장착 공정에 있어서, 상기 제조 대상 차량이, 상기 제조 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제1 모드와, 상기 완성 차량이, 전방 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제2 모드를 포함하는 복수의 자동 추종 주행 모드를 갖고 있고, 상기 제2 조립 장착 공정보다 이후이며, 상기 완성 차량을 출하할 때까지, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하는 금지 상태를 유지해도 된다. 예를 들어, 상기 검사 공정에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 금지 상태를 유지해도 된다. 출하 후에 도로 상에 있어서 수동 주행 시에 제1 모드로 이행하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

상기 제어 장치는, 핸들, 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달 중 적어도 어느 하나의 조작량이 소정의 기준값을 초과한 경우, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 금지 상태를 유지해도 된다. 용이하게 제1 모드로의 이행을 방지할 수 있다.

상기 제1 모드에 있어서는, 상기 제2 모드에 비해, 상기 센서로부터 취득하는 정보량이 적어도 된다. 센서의 캘리브레이션 작업 등을 삭감할 수 있다.

상기 제2 조립 장착 공정의 라인을 정지시키는 경우, 상기 제2 조립 장착 공정의 라인의 종단에 마련된 차단기에 의해, 상기 종단에 위치하는 제조 차량을 정지시켜도 된다. 검사 공정을 정지시키지 않고 제2 조립 장착 공정의 라인 전체를 정지시킬 수 있는 동시에, 제2 조립 장착 공정에 있어서의 자동 추종 주행을 용이하게 재개시킬 수 있다.

상기 제1 조립 장착 공정에 있어서, 상기 제조 대상 차량에 조립 장착하는 상기 주행 부품, 상기 구동원, 상기 동력 공급 장치, 상기 센서, 및 상기 제어 장치를, 미리 모듈화해 두어도 된다. 보디를 반송하면서 부품을 순차 조립하는 경우에 비해, 조립 시간을 단축할 수 있다. 또한, 보디를 반송하는 컨베이어가 불필요한 데다가, 제1 조립 장착 공정의 라인 자체를 생략할 수 있다.

상기 구동원이 모터여도 되고, 상기 동력 공급 장치가 전지여도 된다. 제2 조립 장착 공정에 있어서의 자동 추종 주행 시에 배기 가스가 발생하지 않아, 배기 가스 제거 장치가 불필요하므로, 구동원이 엔진인 경우보다 제조 설비 비용을 억제할 수 있다.

상기 제2 조립 장착 공정에 있어서, 집중 관리부가 상기 제조 차량과 무선 통신함으로써, 상기 제조 차량의 동작을 제어해도 된다. 집중 관리부에 의해 각 제조 차량의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명에 의해, 제조 설비 비용을 억제 가능한 자동차의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소를 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 모식 측면도이다.
도 3은 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서, 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품이 조립 장착된 제조 대상 차량을 나타내는 모식 평면도이다.
도 4는 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)을 나타내는 모식 측면도이다.
도 5는 비교예에 관한 내장 부품의 조립 장착 공정을 나타내는 모식 측면도이다.
도 6은 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)의 일례를 나타내는 모식 측면도이다.
도 7은 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서 사용하는 보디 이송용의 로봇 암의 일례를 나타내는 모식 측면도이다.
도 8은 검사 공정(스텝 ST3)의 상세를 나타내는 모식 측면도이다.
도 9는 공장 레이아웃의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 모식 측면도이다.

이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명이 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명을 명확하게 하기 위해, 이하의 기재 및 도면은, 적절하게 간략화되어 있다.

(제1 실시 형태)

먼저, 도 1, 도 2를 참조하여, 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 모식 측면도이다. 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법은, 전방 차량을 인식하여 추종하면서, 자동 주행 가능한 자동차의 제조 방법이다. 예를 들어 크루즈 컨트롤 기능, 차선 일탈 경고 기능, 자동 운전 기능 등을 구비한 자동차의 제조 방법이다.

<자동차의 제조 방법>

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법은, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)과, 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)과, 검사 공정(스텝 ST3)을 구비하고 있다.

먼저, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에서는, 제조 대상 차량을 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품을 보디(B)에 조립 장착한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 부품을 조립 장착하기 전에, 예를 들어 보디(B)로부터 도어를 떼어내 둔다. 보디(B)는, 예를 들어 도장 공정으로부터 반송되어 온다.

상세하게는 후술하는 바와 같이, 미리 부품을 모듈화해 두고, 일제히 조립 장착해도 된다. 혹은, 보디(B)를 컨베이어 등에 의해 반송하면서 부품을 순차 조립 장착해도 된다. 또한, 도 2에 나타낸 제1 조립 장착 공정에 있어서의 제조 대상 차량 V1은, 모노코크 구조를 갖고 있지만, 프레임 구조를 갖고 있어도 된다.

여기서, 도 3은, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서, 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품이 부착된 제조 대상 차량을 나타내는 모식 평면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에서는, 타이어(T1, T2) 및 휠(W1, W2)을 포함하는 주행 부품, 모터(MT), 전지(BT), 센서(SN), 제어 장치(CTR)가, 조립 장착된다.

제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서 조립 장착하는 각 부품에 대해 더 상세하게 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 프론트 휠(W1)에는 타이어(T1)가 장착되어 있고, 리어 휠(W2)에는 타이어(T2)가 장착되어 있다. 주행 부품에는, 예를 들어 도 3에는 나타나 있지 않은 서스펜션, 스티어링 장치, 브레이크 장치 등이 포함된다.

모터(MT)는, 도시하지 않은 변속기를 통해 휠(W1)을 구동하는 구동원이다. 구동원은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 엔진이어도 된다. 또한, 구동원이 휠(W2) 혹은 휠(W1, W2)의 양방을 구동해도 된다. 전지(BT)는, 모터(MT)에 동력원(전기)을 공급하는 동력 공급 장치이다. 전지(BT)는, 리튬 이온 전지 등의 이차 전지여도 되고, 연료 전지여도 된다. 구동원이 엔진인 경우, 가솔린이나 경유를 비축하여 엔진에 공급하기 위한 연료 탱크가 동력 공급 장치에 해당된다.

즉, 본 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법의 제조 대상 차량은, 모터에 의해 구동 가능한 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차 등에 한정되지 않고, 엔진에 의해 구동 가능한 엔진 자동차여도 되고, 그들이 제조 라인에 혼재되어 있어도 된다. 단, 엔진 자동차의 경우, 후술하는 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)에 있어서의 자동 추종 주행 시에 배기 가스가 발생한다. 그 때문에, 예를 들어 배기 가스 제거 장치가 필요해진다. 한편, 모터에 의해 구동 가능한 자동차의 경우, 배기 가스가 발생하지 않아, 배기 가스 제거 장치가 불필요하므로, 제조 설비 비용을 더 억제할 수 있다.

센서(SN)는, 전방 차량을 인식하기 위한 것이며, 예를 들어 밀리미터파 센서이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 센서(SN)는, 전방 차량에 송신파를 송신하고, 전방 차량으로부터의 반사파를 검지함으로써, 전방 차량을 인식한다. 제어 장치(CTR)는, 센서(SN)로부터 취득한 정보(반사파)에 기초하여, 제조 대상 차량이 일정한 차간 거리로 전방 차량에 추종하여 주행하도록, 모터(MT) 등을 제어한다.

다음으로, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)에서는, 전방에 있어서 인접하는 제조 차량(도시하지 않음)에 추종하도록 제조 대상 차량 V2를 자동 주행시키면서, 제조 대상 차량 V2에 내장 부품을 순차 조립 장착한다. 도 2에서는, 제2 조립 장착 공정 라인의 시단에 제조 대상 차량 V2가 위치하고, 후단에 제조 대상 차량 V3이 위치하고 있다. 즉, 제조 대상 차량 V2는 제1 조립 장착 공정으로부터 제2 조립 장착 공정으로 이행한 직후의 제조 차량이다. 또한, 제조 대상 차량 V3은 제2 조립 장착 공정으로부터 검사 공정으로 이행하기 직전의 제조 차량이다.

여기서, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)으로부터 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)으로 이행할 때, 예를 들어 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서 제조 대상 차량 V1에 조립 장착된 제어 장치(CTR)를 자동 추종 주행 모드로 설정한다. 이에 의해, 제조 대상 차량 V1은 제조 대상 차량 V2에 추종하여 제2 조립 장착 공정의 라인으로 이동할 수 있다.

제조 대상 차량 V1이 선두에 위치하여, 추종해야 할 제조 차량이 전방에 주행하고 있지 않은 경우, 그 대신에 무인 반송차(AGV)를 주행시켜, 제조 대상 차량 V1을 선도해도 된다. 예를 들어, 제조 대상 차량 V1에 의해 차량으로서 인식되기 위한 지그가 설치된 무인 반송차를 주행시킨다.

제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)에서는, 예를 들어 패키지 트레이, 카펫, 콘솔, 루프 사이드 이너 가니시, 프론트 시트, 리어 시트, 도어 등의 내장 부품을 이 순서로 조립 장착한다. 또한, 제2 조립 장착 공정에 있어서, 내장 부품을 조립 장착한 후, 예를 들어 범퍼를 조립 장착해도 된다. 가능한 한 나중에 범퍼를 조립 장착하는 편이, 범퍼의 표면에 찰상이 생기는 것을 억제할 수 있다.

그리고 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 검사 공정(스텝 ST3)에서는, 제조 대상 차량의 완성 차량 V4를 검사한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 검사 공정에서는 자동 추종 주행 모드를 해제하고 수동 운전으로 전환한다. 즉, 검사 공정에서는, 자동 추종 주행 모드를 정지하고 작업자가 완성 차량 V4를 운전함으로써, 완성 차량 V4를 이동시킨다. 이것에 맞추어, 제조 차량 대상 차량 V3은 완성 차량 V4가 이동함으로써 검사 공정으로 들어간 후, 자동 추종 주행 모드가 정지된다. 이와 같이, 검사 공정에서는, 차량이 선행하는 다른 차량에 추종하지 않게 되므로, 자유롭게 주행 기능 등을 검사할 수 있다.

여기서, 제어 장치(CTR)의 자동 추종 주행 모드는, 제2 조립 장착 공정에 있어서 제조 대상 차량이 전방의 제조 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제조 모드(제1 모드)와, 완성 차량이 도로상에서 전방 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제품 모드(제2 모드)를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 제조 모드에서는, 센서(SN)로부터만 정보를 취득하여 자동 추종 주행하고, 제품 모드에서는, 센서(SN) 외에도 카메라 등의 다른 센서로부터도 정보를 취득하여 자동 추종 주행한다. 즉, 제조 모드에서는, 제품 모드에 비해, 센서로부터 취득하는 정보량이 적다. 그 때문에, 센서의 캘리브레이션 작업 등을 삭감할 수 있다.

또한, 예를 들어 제2 조립 장착 공정보다 이후이며, 완성 차량을 출하할 때까지, 제조 모드로의 이행을 금지하고, 금지 상태를 유지하도록 해 둔다. 일례로서, 검사 공정에 있어서, 제조 모드로의 이행을 금지하고, 금지 상태를 유지한다. 출하 후에 도로 상에 있어서의 주행 시에 제조 모드로 이행하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 그 때, 핸들, 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달 중 적어도 어느 하나의 조작량이 소정의 기준값을 초과한 경우, 제조 모드로의 이행을 금지하고, 금지 상태를 유지하도록 해도 된다. 용이하게 제조 모드로의 이행을 방지할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법에서는, 제2 조립 장착 공정에 있어서, 전방에 있어서 인접하는 제조 차량에 추종하도록 제조 대상 차량을 자동 주행시키면서, 제조 대상 차량에 내장 부품을 순차 조립 장착한다. 그 때문에, 제2 조립 장착 공정의 라인에 있어서, 제조 차량을 반송하기 위한 컨베이어나 대차가 불필요해져, 제조 설비 비용을 억제할 수 있다.

여기서, 도 4는, 제2 조립 장착 공정(스텝 ST2)을 나타내는 모식 측면도이다. 한편, 도 5는, 비교예에 관한 내장 부품의 조립 장착 공정을 나타내는 모식 측면도이다. 도 4, 도 5는, 조립 장착 공정의 라인에 있어서, 대형 차량 V21과 중형 차량 V22, V23이 혼재되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 4, 도 5에서는, 중형 차량 V23에 중형 차량 V22가 추종하고, 중형 차량 V22에 대형 차량 V21이 추종하고 있다. 대형 차량 V21은, 예를 들어 프레임 구조를 갖고 있다.

이러한 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 컨베이어 피치가 일정하고, 대형 차량 V21의 길이에 따라 정해지므로, 차간 거리가 크면서 불균일해진다. 이에 비해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 제2 조립 장착 공정에서는, 제조 차량의 길이에 의하지 않고, 차량 간격을 일정하게 할 수 있으므로, 비교예보다 생산 효율이 향상된다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법은, 길이가 상이한 차량을 혼재시킨 생산 라인에 적합하다고 할 수 있다.

<제1 조립 장착 공정의 상세>

다음으로, 도 6을 참조하여, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)의 일례에 대해 설명한다. 도 6은, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)의 일례를 나타내는 모식 측면도이다. 또한, 당연히, 도 6에 나타낸 오른손 좌표계 xyz 직교 좌표는, 구성 요소의 위치 관계를 설명하기 위한 편의적인 것이다. 통상, z축 플러스 방향이 연직 상향, xy 평면이 수평면이며, 도면간에 공통이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 조립 장착 공정에서는, 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품을 미리 모듈화해 둔다. 이 모듈(50) 상에 보디(B)를 적재한 후, 보디(B)에 각 부품을 조립 장착한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 모듈(50)에는, 주행 부품, 모터(MT), 전지(BT)가 포함된다. 또한, 모듈(50)에는, 도 3에 나타낸 센서(SN) 및 제어 장치(CTR)가 포함된다. 주행 부품은, 타이어(T1, T2), 휠(W1, W2), 프론트 서스펜션(FS), 및 리어 서스펜션(RS)을 포함한다. 또한, 리어 서스펜션(RS)은, 스프링과 쇼크 업소버가 병치된 타입이어도 된다.

이하에 상세하게 설명한다. 먼저, 도 6에 나타내는 바와 같이, 모듈(50)을 조립 장착하기 전의 보디(B)는, 예를 들어 y축 방향으로 연장된 레일(11) 상을 주행하는 도장용 대차(12)에 적재되고, 예를 들어 도 6의 도면 전방측으로부터 y축 정방향으로 반송되어 온다. 이 모듈(50)을 조립 장착하기 전의 보디(B)를 반송하는 라인은, 예를 들어 도장 라인이다. 즉, 도장된 보디(B)에 모듈(50)을 조립 장착한다.

도 6의 예에서는, 모듈(50)은, 승강기(20)의 지지 프레임(21) 상에 지지되어 있다. 예를 들어, 승강기(20)보다 y축 부방향측에서 조립된 모듈(50)이, y축 정방향으로 반송되어, 승강기(20) 상에 적재된다. 지지 프레임(21)은, 다리부(22)에 지지되어 있다. 다리부(22)는, X자 형상으로 교차하여 회동 가능하게 연결된 한 쌍의 지주로 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 지지 프레임(21)을 승강시킬 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 도장 라인으로부터 로봇 암(30)의 파지부(40)에 의해 보디(B)를 파지하여 이송하고, 승강기(20)의 지지 프레임(21)에 지지된 모듈(50) 상에 보디(B)를 적재한다. 여기서, 레일(11) 및 도장용 대차(12)를 포함하는 도장 라인은, 보디(B)에 모듈(50)을 조립 장착하는 조립 장착 라인보다 높은 위치에 마련되어 있다. 즉, 높은 위치로부터 낮은 위치로 보디(B)를 이송하므로, 작은 에너지로 보디(B)를 이송할 수 있다. 로봇 암(30)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.

그 후, 모듈(50) 상에 적재된 보디(B)의 하측으로부터 모듈(50)을 보디(B)에 나사 고정 등에 의해 조립 장착한다. 예를 들어, 승강기(20)의 폭 방향(y축 방향) 양측에 마련된 복수의 체결용 로봇(도시하지 않음)에 의해, 모듈(50)을 구성하는 복수의 부품을 일제히 보디(B)에 조립 장착한다. 복수의 체결용 로봇 대신에 복수의 작업자가, 복수의 부품을 일제히 보디(B)에 조립 장착해도 된다. 그 후, 도 6의 예에서는, 모듈(50)이 조립 장착된 제조 대상 차량은, 승강기(20)에 의해 바닥면에 내려져, x축 정방향으로 자동 추종 주행한다.

이와 같이, 부품을 모듈화하여 일제히 보디(B)에 조립 장착함으로써, 보디(B)를 반송하면서 부품을 순차 조립하는 경우에 비해, 조립 시간을 단축할 수 있다. 또한, 보디(B)를 매달아 올리거나 혹은 들어 올려 반송하는 컨베이어가 불필요한 데다가, 제1 조립 장착 공정의 라인 자체를 생략할 수 있다.

<로봇 암(30)의 구성>

다음으로, 도 6 외에도, 도 7을 참조하여, 로봇 암(30)의 상세에 대해 설명한다. 도 7은, 제1 조립 장착 공정(스텝 ST1)에 있어서 사용하는 보디 이송용의 로봇 암의 일례를 나타내는 모식 측면도이다.

로봇 암(30)은, 보디(B)를 이송하는 보디 이송 장치이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 로봇 암(30)은, 베이스부(31), 링크 근원부(32), 제1 링크(33), 제2 링크(34), 제3 링크(35), 파지부(40)를 갖는 다관절형 로봇 암이다. 링크 근원부(32)는, 회전축(32a) 주위로 회전 가능하게, 회전축(32a)을 통해 베이스부(31)에 연결되어 있다. 링크 근원부(32)의 회전축(32a)은, z축에 평행한 축이다. 링크 근원부(32)는, 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전 구동된다.

제1 링크(33)는, 제1 링크(33)의 후단에 마련된 제1 관절부(33a)를 통해, 회동 가능하게 링크 근원부(32)에 연결되어 있다. 또한, 제2 링크(34)는, 제2 링크(34)의 후단에 마련된 제2 관절부(34a)를 통해, 회동 가능하게 제1 링크(33)의 선단에 연결되어 있다. 여기서, 제1 관절부(33a), 제2 관절부(34a)의 회전축은, 도 6, 도 7의 상태에서는 y축에 평행한 축이다. 제1 링크(33) 및 제2 링크(34)가 회동함으로써, 파지부(40)의 높이를 변화시킬 수 있다. 제1 링크(33) 및 제2 링크(34)는, 각각 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전 구동된다.

제3 링크(35)는, 제3 링크(35)의 후단에 마련된 제3 관절부(35a)를 통해, 회동 가능하게 제2 링크(34)의 선단에 연결되어 있다. 여기서, 제3 관절부(35a)의 회전축은, 도 6, 도 7의 상태에서는 y축에 평행한 축이다. 제3 링크(35)의 선단에는, 회전축(41a)을 통해, 회동 가능하게 파지부(40)가 연결되어 있다. 보디(B)를 이송할 때, 보디(B)를 파지한 파지부(40)가 대략 수평하게 유지되므로, 제3 링크(35)도 대략 수평하게 유지된다. 제3 링크(35)는, 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전 구동된다.

파지부(40)는, 베이스부(41), 포크(42), 전방 훅(43)을 구비하고 있다. 여기서, 도 7에는 파지부(40)의 측면도가 나타나 있고, 도 6에는 보디(B)를 파지한 파지부(40)의 정면도가 나타나 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 베이스부(41)의 상면 중앙부에는, 연직 방향(z축 방향)으로 연장된 회전축(41a)이 마련되어 있고, 파지부(40)가 회전축(41a)을 축으로 하여 회전할 수 있다. 파지부(40)는, 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전 구동된다.

도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 베이스부(41)로부터 2개의 포크(42)가 평행하게 대략 수평 방향으로 연장되어 있고, 2개의 포크(42)의 선단부의 각각에, L자 형상의 전방 훅(43)이 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 포크(42)의 베이스부(41)측에는, L자 형상의 후방 훅(42a)이 마련되어 있다. 전방 훅(43)은, 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전 구동된다.

파지부(40)가 보디(B)를 파지할 때, 도 7에 실선으로 나타낸 상태로부터 이점쇄선으로 나타낸 상태로 전방 훅(43)이 하측으로 회동한다. 구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 보디(B)의 양측면에 마련된 도어 패널용의 개구부로부터 포크(42)를 삽입한 후, 하측으로 회동시킨 전방 훅(43)과 후방 훅(42a)에 의해 보디(B)의 저부를 파지한다. 도어 패널용의 개구부로부터 포크(42)를 삽입하므로, 용이하게 보디(B)를 파지할 수 있다. 또한, 변형되기 어려운 보디(B)의 저부를 파지하므로, 이송에 수반되는 보디(B)의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 파지부(40)는, 포크(42)의 길이 방향(도 7에 있어서의 x축 방향)을 축으로 하여 틸팅 가능한 구성이어도 된다.

또한, 보디(B)를 이송하는 이송 장치는, 로봇 암(30)에 한정되지 않고, 행거, 포크리프트, 그 밖의 이송 장치여도 된다. 그러나 로봇 암(30)에 의해 보디(B)를 파지하여 이송함으로써, 모듈(50) 상의 정확한 위치로 단시간에 보디(B)를 이송할 수 있다.

<검사 공정의 상세>

다음으로, 도 8을 참조하여, 검사 공정의 상세에 대해 설명한다. 도 8은, 검사 공정(스텝 ST3)의 상세를 나타내는 모식 측면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 검사 공정에서는, 의장 검사를 행한 후, 기능 검사를 행한다.

도 8에서는, 완성 차량 V5에 대해 의장 검사가 행해지고 있고, 완성 차량 V6에 대해 기능 검사가 행해지고 있다. 또한, 완성 차량 V4는, 검사를 대기하고 있다. 검사를 대기하는 완성 차량은 복수여도 된다. 의장 검사에서는, 제1 조립 장착 공정 및 제2 조립 장착 공정에 있어서 조립 장착한 부품의 상태나 완성 차량의 외관에 대해 검사한다. 기능 검사에서는, 브레이크, 휠 얼라인먼트, 헤드라이트, 정치 주행 등에 대해 검사를 행한다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 제2 조립 장착 공정의 도중에 있어서, 예를 들어 제조 대상 차량 V3에 결함이 발생한 경우, 제조 대상 차량 V3을 검사 공정까지 계속해서 자동 주행시킨다. 그리고 제조 대상 차량 V3을 검사하기 전에, 수동 운전에 의해 제조 대상 차량 V3을 검사 공정의 라인으로부터 벗어나게 한다.

여기서, 제2 조립 장착 공정에 있어서, 제조 대상 차량 V3을 제2 조립 장착 공정의 라인으로부터 벗어나게 하려고 하면, 후속의 제조 차량도 추종하여 제2 조립 장착 공정의 라인으로부터 벗어나 버린다. 이에 대해, 수동 운전에 의한 검사 공정에 있어서, 제조 대상 차량 V3을 검사 공정의 라인으로부터 벗어나게 함으로써, 후속의 제조 차량이 추종하여 검사 공정의 라인으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 조립 장착 공정의 라인을 정지시킬 필요가 있는 경우, 제2 조립 장착 공정의 라인의 종단에 마련된 차단기에 의해, 종단에 위치하는 제조 대상 차량 V3을 정지시킨다. 검사 공정을 정지시키지 않고 제2 조립 장착 공정의 라인 전체를 정지시킬 수 있는 동시에, 제2 조립 장착 공정에 있어서의 자동 추종 주행을 용이하게 재개시킬 수 있다. 제2 조립 장착 공정의 라인을 재시동시킬 때에는, 예를 들어 종단에 위치하는 제조 대상 차량 V3을 수동 운전에 의해 검사 공정으로 이동시키면 된다. 혹은, 자동 추종 주행 모드에 있어서, 차량 정면에 장애물이 없는 경우에는 직진하는 모드로 해 두어도 된다.

<공장 레이아웃>

다음으로, 도 9를 참조하여, 공장 레이아웃의 일례에 대해 설명한다. 도 9는, 공장 레이아웃의 일례를 나타내는 모식 평면도이다. 도 9의 예에서는, 자동 주행 가능한 상태로 하기 위한 부품을 미리 모듈화해 두는 모듈 준비 에어리어가 x축 방향으로 연장되어 있다. 모듈 준비 에어리어에 있어서 조립된 모듈(50)은, 도 9에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 조립 장착 에어리어로 반송된다.

또한, 도 9에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 도장 라인으로부터 보디(B)도 제1 조립 장착 에어리어로 반송된다. 그리고 제1 조립 장착 에어리어에 있어서, 모듈(50)이 보디(B)에 조립 장착된다. 당해 제조 대상 차량은, 도 9에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 조립 장착 에어리어로부터 제2 조립 장착 라인까지 자동 추종 주행한다.

도 9의 예에서는, 내장 부품을 조립 장착하는 제2 조립 장착 라인이, 제1 조립 장착 에어리어보다 x축 정방향측에 있어서, 내장 부품 스토어와 평행하게 y축 방향으로 연장되어 있다. 제2 조립 장착 공정에서는, 제조 대상 차량을 자동 추종 주행시키면서, 제조 대상 차량에 내장 부품을 순차 조립 장착한다. 제2 조립 장착 라인이 내장 부품 스토어와 평행하게 연장되어 있으므로, 내장 부품 스토어로부터 제2 조립 장착 라인까지의 내장 부품의 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 도 9에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 내장 부품이 조립 장착된 후, 제조 대상 차량은 수동 주행에 의해 이동한다.

도 9의 예에서는, 의장 검사 에어리어 및 기능 검사 에어리어가 x축 방향으로 나란히 마련되어 있다. 즉, 의장 검사 에어리어 및 기능 검사 에어리어를 포함하는 검사 에어리어가, 모듈 준비 에어리어와 대향하여 x축 방향으로 연장되어 있다. 내장 부품이 조립 장착된 제조 대상 차량은, 의장 검사 및 기능 검사를 행한 후, 출하 야드에 수용된다.

이와 같이, 도 9에 나타낸 레이아웃에서는, 제1 조립 장착 에어리어 및 모듈 준비 에어리어와, 제2 조립 장착 라인과, 의장 검사 에어리어 및 기능 검사 에어리어를 포함하는 검사 에어리어가 연속해서 U자 형상(상세하게는 U자가 좌측 방향으로 90° 회전한 상태)으로 배치되어 있다. 그 때문에, 레이아웃을 콤팩트하게 할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 도 10을 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 10은, 제2 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법을 나타내는 모식 측면도이며, 도 2에 대응하는 도면이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법에서는, 각 제조 차량의 동작을 집중적으로 관리하는 집중 관리부가 더 마련되어 있다. 그 때문에, 제2 조립 장착 공정에 있어서 제조 차량을 자동 추종 주행시킬 때, 집중 관리부가 각 제조 차량과 무선 통신함으로써, 각 제조 차량의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 긴급 시에는, 각 제조 차량의 제어 장치(CTR)에 의한 제어보다 집중 관리부에 의한 제어를 우선시킨다. 본 실시 형태에 관한 자동차의 제조 방법에서는, 도 8에 나타낸 차단기 대신에, 집중 관리부에 의해 종단에 위치하는 제조 대상 차량 V3을 정지시켜도 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정된 것은 아니며, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

Claims

전방 차량을 인식하여 추종하면서, 자동 주행 가능한 자동차의 제조 방법에 있어서,
타이어 및 휠을 포함하는 주행 부품과, 상기 휠을 구동하는 구동원과, 상기 구동원을 동작시키기 위한 동력원을 공급하는 동력 공급 장치와, 상기 전방 차량을 인식하기 위한 센서와, 상기 센서로부터 취득한 정보에 기초하여, 상기 전방 차량에 추종하여 주행하도록, 상기 구동원을 제어하는 제어 장치를 제조 대상 차량에 조립 장착하여, 당해 제조 대상 차량을 자동 주행 가능한 상태로 하는 제1 조립 장착 공정(ST1)과,
상기 제1 조립 장착 공정(ST1)보다 이후에, 전방에 있어서 인접하는 제조 차량에 추종하도록 상기 제조 대상 차량을 자동 주행시키면서, 당해 제조 대상 차량에 내장 부품을 조립 장착하는 제2 조립 장착 공정(ST2)을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 제2 조립 장착 공정(ST2)에 있어서, 상기 제조 대상 차량이, 상기 제조 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제1 모드와, 완성 차량이, 상기 전방 차량에 추종하도록 제어하기 위한 제2 모드를 포함하는 복수의 자동 추종 주행 모드를 갖고 있고,
상기 제어 장치는, 상기 제2 조립 장착 공정(ST2)보다 이후이며, 상기 완성 차량을 출하할때 까지, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하는 금지 상태를 유지하는, 자동차의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 조립 장착 공정(ST2)보다 이후에, 상기 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키는 공정을 더 포함하는, 자동차의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 조립 장착 공정(ST2)보다 이후에, 상기 제조 대상 차량의 완성 차량을 검사하는 검사 공정(ST3)을 더 포함하는, 자동차의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 검사 공정(ST3)에서는, 상기 제조 대상 차량을 수동 운전에 의해 이동시키고,
상기 제2 조립 장착 공정(ST2)에 있어서 상기 제조 대상 차량에 결함이 발생한 경우, 당해 제조 대상 차량을 상기 검사 공정(ST3)까지 계속해서 자동 주행시킨 후, 당해 제조 대상 차량을 검사하기 전에, 수동 운전에 의해 당해 제조 대상 차량을 상기 검사 공정(ST3)의 라인으로부터 벗어나게 하는, 자동차의 제조 방법.
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제3항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 검사 공정(ST3)에 있어서, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 금지 상태를 유지하는, 자동차의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 핸들, 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달 중 적어도 어느 하나의 조작량이 소정의 기준값을 초과한 경우, 상기 제1 모드로의 이행을 금지하고, 상기 금지 상태를 유지하는, 자동차의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 모드에 있어서는, 상기 제2 모드에 비해, 상기 센서로부터 취득하는 정보량이 적은, 자동차의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 조립 장착 공정(ST2)의 라인을 정지시키는 경우, 상기 제2 조립 장착 공정(ST2)의 라인의 종단에 마련된 차단기에 의해, 상기 종단에 위치하는 제조 차량을 정지시키는, 자동차의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 조립 장착 공정(ST1)에 있어서 상기 제조 대상 차량에 조립 장착하는 상기 주행 부품, 상기 구동원, 상기 동력 공급 장치, 상기 센서, 및 상기 제어 장치를, 미리 모듈화해 두는, 자동차의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동원이 모터이고, 상기 동력 공급 장치가 전지인, 자동차의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 조립 장착 공정(ST2)에 있어서, 집중 관리부가 상기 제조 차량과 무선 통신함으로써, 상기 제조 차량의 동작을 제어하는, 자동차의 제조 방법.