KR20030022139A - 조립 방법 및 조립 설비 - Google Patents

Abstract

차체를 조립하는 방법은 본체 구성품이 서로에 대하여 소정의 위치로 이동되어 서로 연결되는 것을 수반한다. 제 1 본체 구성품은 제 1 산업 로봇에 의해 위치 고정되는 정지 고정 장치로 이동되는 제 1 유지 장치내에 배치된다. 다른 본체 구성품은 고정 장치에 따라서 이동된다. 2 개의 본체 구성품은 산업 로봇에 의해 운반되는 연결 장치에 의해 서로 연결된다. 다수의 본체 구성품을 바탕으로 차체를 조립하는 조립 설비는 다수의 조작기와 제어 시스템을 포함한다. 조작기는 본체 구성품을 이동, 위치결정, 위치 고정, 및 서로 연결하는 수단 (26, 29) 을 구비한다. 제어 시스템은 1 이상의 프로그램 모듈과 다수의 처리기를 구비한다. 조립 설비는 유지 장치상의 연결 부재와 조합하도록 정지 위치결정 및 고정 장치와 연결 부재 (26) 를 구비한다. 유지 장치는 파지 부재 (29) 를 더 포함하고 2 이상의 위치 (14) 사이에서 이동가능하다. 컴퓨터 프로그램은 조작기가 상기 방법을 실행하도록 다수의 처리기를 갖춘 프로그램 모듈을 위한 지시를 포함한다.

Description

조립 방법 및 조립 설비 {A METHOD AND A PLANT FOR ASSEMBLY}

종래 기술에 따른 차체의 조립에 있어서, 산업 로봇에 의해서 종종 본체 구성품이 배치되는 다수의 고정물이 사용되고, 고정물내에 위치결정된 본체 구성품은 용접에 의해서 서로 연결되며, 용접 기구는 산업 로봇에 의해 운반 및 조작된다. 상기 조립에는 다수의 고정물이 필요하기 때문에, 종종 비교적 소형의 다수의 본체 구성품을 바탕으로 조립되는 것이 일반적이다. 상기 고정물은 특정한 본체 유형을 조립하는데 한 세트의 고정물이 필요한 방식으로 모형-맞춤 제작이 필요하다. 그 결과, 본체 유형의 변화는 고정물의 재세공을 필요로 하고, 이는 시간을 낭비하는 고가의 작업이다.

본 발명은, 1 이상의 산업 로봇을 갖춘 조립 설비에서 차체 또는 이 차체의 적어도 일부분을 조립하는 방법에 관한 것으로, 상기 차체 또는 이 차체의 일부분을 형성하기 위해서, 본체 구성품들은 서로에 대하여 소정의 위치로 이동되어 함께 연결된다.

또한, 본 발명은 다수의 본체 구성품을 바탕으로 차체 또는 이 차체의 적어도 일부분을 조립하는 조립 설비에 관한 것으로, 이 조립 설비는 다수의 조작기와, 컴퓨터 프로그램을 바탕으로 조작기의 이동을 실현하도록, 다수의 처리기가 배열된 1 이상의 프로그램 모듈을 구비하는 제어 시스템을 포함하며, 조작기는, 본체 구성품들을 이동시키고 위치결정 및 고정시켜 이들 본체 구성품을 함께 연결하는 수단을 포함한다.

도 1 은 본 발명에 따른 조립 설비의 구조를 개략적으로 도시한 도면, 및

도 2 는 조립 설비내에 포함된 위치결정 및 고정 장치의 사시도.

본 발명의 목적은, 조립의 정확도가 향상되고, 본체 유형이 변하는 동안 가동 휴지 시간이 실질적으로 단축되어 특정하게 제조된 고정물의 비용이 절감되도록 지시의 방법에 의해 나타나는 방법을 형성하는 것이다.

첨부된 청구항 제 1 항의 특징부에 주어진 방법에 의해, 본 발명의 기본적인 목적은 달성될 수 있다.

"일측면상" 에는 위치결정 및 고정 장치와 위치결정 및 고정되어 상호 연결되는 연결부재가 제공되고, "타측면상" 에는 본체 구성품과 결합하는 파지 부재가 제공되는 유지 장치를 사용함으로써, 다수의 모형-맞춤 제작된 고정물을 피할 수 있는 주요한 장점을 얻을 수 있다.

유지 장치의 취급과 연결 장치의 취급에 하나의 동일한 산업 로봇이 사용되는 점에서, 연결 작업 시간동안 유지 장치에는 본체 구성품이 제공되기 때문에, 사이클 시간은 감소하고, 동시에 필요한 기계 부품수도 감소한다.

본 발명의 다른 목적은 조립 과정에서의 속도를 증가시키는 것이다.

이 목적은, 첨부된 청구항 제 3 항의 특징부에 주어진 방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 특징으로 인해, 몇몇의 유지 장치는 각각의 산업 로봇에 의해 동시 작동될 수 있고, 유지 장치에 새로운 본체 구성품이 제공될 때, 상기 유지 장치가 연결 작업용으로 사용될 수 있는 주요한 장점을 얻을 수 있다.

첨부된 청구항 제 7 항의 특징부에 주어진 방법에 의해, 조립 작업시 사이클 시간을 더 단축할 수 있다.

상기 특징으로 인해, 연결 작업은 2 개의 상이한 단계로 나누어질 수 있고, 제 1 단계는 단지 위치결정 및 고정 장치내의 차체의 "기하학적 확실성" 을 수반하고, 즉 연결 작업이 진행되어도, 본체 구성품은 분리 후에도 비교적 위치 변화될 위험성이 없고, 연결 작업의 최종 단계는 위치결정 및 고정 장치의 외부에서 실시된다는 것이다.

본 발명에서는 트럭 운전석의 조립에 대해서 이후에 설명하지만, 본 발명은 어떠한 유형의 차체 또는 이 차량의 적어도 일부분 조립에도 사용될 수 있음을 당업자에게 명백할 것이다.

설명된 구조에 있어서, 조립 설비는 3 개의 상이한 조립 스테이션 또는 작업 스테이션 (1, 2, 3) 을 각각 포함하고, 이 작업 스테이션은 조립되는 과정시 트럭 운전석을 위한 관류 방향 (4) 을 따라서 상호 연속적으로 배치된다. 각각의 작업 스테이션은 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 를 각각 포함한다. 컨베이어 경로 (8) 는 전체 조립 설비에 걸쳐서 관류 방향 (4)의 종방향으로 더 신장하고, 이 전체 조립 설비를 따라서 다수의 구동가능한 캐리지 또는 팔렛트, 소위 스키드 (skid) 가 관류 방향 (4) 으로 구동될 수 있다. 캐리지는, 상승 및 하강가능하고, 제 1 단에서 트럭 운적석용 완전 바닥부 또는 기본판을 운반하기 위해 사용되었지만, 점차적으로 조립되는 과정시 트럭 운전석을 지지하기 위해 사용되었다.

도면에서 컨베이어 경로 (8) 의 좌측 단부로부터 지정된 위치 (10) 까지 캐리지 (9) 를 되돌리기 위한 회귀 경로가 있다.

전술한 바와 같이, 컨베이어 경로 (8) 는 상이한 작업 스테이션 (1, 2, 3) 을 통하여 신장하지만, 갠트리 (gantry) 로서 구성된 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 를 통하여도 신장하여, 제 1 단에서, 조립되는 과정시 완전 운전석 바닥부 (11) 및 그 후의 트럭 운전석은 관통 방향 (4) 을 따라서 조립 설비로 두루 이동될 수 있다.

각각의 작업 스테이션 (1, 2, 3) 에는 1 이상의 경로 (12) 가 있고, 이 경로를 따라서 1 이상의 산업 로봇 (13) 이 관류 방향 (4) 과 평행하게 구동가능하다. 각각의 로봇 경로 (12) 는 각각의 위치결정 및 고정 장치 이상 신장하고, 이 로봇 경로가 위치결정 및 고정 장치에 근접하게 신장하여 로봇 경로상에서 이동하는 산업 로봇이 다양한 작업을 수행할 수 있도록 위치결정 및 고정 장치에 도달하게 된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 하나의 로봇 경로 (12) 는 상이한 작업 스테이션 (1, 2, 3) 중 적어도 일부분에서 위치결정 및 고정 장치의 각 측면상에 사용된다. 그 결과, 2 개의 산업 로봇 (13) 은 조립되는 과정중의 트럭 운전석상의 반대측으로부터 상이한 작업을 동시에 수행할 수 있다.

위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 로부터 먼 쪽으로 대면하는 로봇 경로의 측면상에는 대응하는 다수의 유지 장치 (17, 18, 19) 를 위한 다수의 시작 위치 (14, 15, 16) 가 각각 있고, 이 두 개의 기능적인 면과 구조적인 면에 대해서 이후에 더 자세히 설명될 것이다.

2 개의 로봇 경로 (12) 가 각각의 작업 스테이션에 사용되는 경우에, 유지 장치를 위한 2 세트의 시작 위치가 사용될 수 있다.

상이한 유지 장치 (17, 18, 19) 는 조립 설비를 제어하기 위해 사용되는 제어 시스템이 들어가는 위치인 시작 위치 (14, 15, 16) 에 각각 위치된다. 즉, 이것이 의미하는 바는, 로봇 (13) 은 유지 장치가 시작 위치에 있을 때 상이한 유지 장치가 위치한 장소를 정확하게 알고 있다는 것이다.

유지 장치에는 방향 부재와 파지 부재가 제공되어, 이 부재에 의해서 본체 구성품이 유지 장치에 대하여 정확하게 위치결정 및 고정될 수 있다. 이 경우에 있어서, 방향부재와 파지 부재는 각 유지 장치내의 위치결정 및 파지되는 본체 구성품에 직접 위치하게 된다. 다른 방법으로, 유지 장치는 규격화되거나 동일하게 된다.

유지 장치는 산업 로봇 (13) 상에서 회전가능하게 상호 연결하는 연결 부재를 구비한다. 다른 한편으로는, 연결 부재는 다수의 기계적 연결을 포함하고,또한 유지 장치에 조절 매체, 예컨대 전기 케이블과 압축 공기선 등을 공급하는 연결을 포함한다.

조절 매체의 외부 공급은 유지 장치를 위한 상이한 시작 위치 (14, 15, 16) 에서 제공되어서, 이 시작 위치에서, 다양한 본체 구성품이 각각의 유지 장치내에 위치 고정되는 방식으로 안내 및 파지될 수 있다.

컨베이어 경로 (8) 를 따라서 이동가능한 상이한 캐리지 (9) 는, 기본체 또는 캡 바닥부 (11) 내의 대응하는 안내 구멍과 결합하는 예컨대 안내 스터브 샤프트 형태의 방향 장치를 표시한다. 이것이 의미하는 바는, 횡방향 로봇 경로 (21) 를 따라서 구동가능한 산업 로봇 (20) 의 완전한 캡 바닥부는, 캡 바닥부를 시작 위치 (10) 에 위치한 캐리지상에 위치시키는데 사용될 수 있다는 것이다. 그 결과, 캐리지 (9) 에 대하여 캡 바닥부를 위치시킬 수 있다.

캐리지 (9) 상에 놓여 있는 캡 바닥부 (11) 는, 관류 방향 (4) 으로 컨베이어 경로 (8) 를 따라서 제 1 작업 스테이션 (1) 으로, 즉 그 내부에 위치되는 위치결정 및 고정 장치 (5) 에 대하여 캐리지 (9) 가 정확하게 위치되는 장소로 이동된다. 그 후에, 캡 바닥부 (11) 는 위치결정 및 고정 장치내에서 정확하게 수직 위치로 상승된다.

제 1 작업 스테이션 (1) 에 포함되는 적어도 하나, 바람직하게는 1 이상의 산업 로봇 (13) 은, 그 후에 위치결정 및 고정 장치 (5) 내에 유지 장치를 고정시키는 위치로 유지 장치 및 본체 구성품을 이동하기 위해서, 그 내부에 위치결정 및 고정되는 본체 구성품으로 유지 장치를 파지 및 유지할 수 있다. 결국, 위치결정 및 고정 장치와 유지 장치는 연결 부재와 상호 결합하고, 이 연결 부재에 의해서 유지 장치는 위치결정 및 고정 장치내에 정확하게 위치결정되고 고정될 수 있다. 이것은 본질적으로 본체 구성품이 위치결정 및 고정 장치내에 정확하게 위치되고 고정된다는 것을 수반한다.

적어도 2 개의 유지 장치가 컨베이어 경로 (8) 의 각 측면으로부터 하나씩 위치결정 및 고정 장치내에 동시에 고정되는 것이 바람직하다.

본체 구성품이 유지 장치에 대하여 위치가 변하거나 가능한 유지 장치로부터 떨어지는 위험을 없애기 위해서, 유지 장치에 조절 매체용 위치결정 및 고정 장치의 연결부를 배치함으로써 이 유지 장치에 연속적으로 상기 매체를 공급한다.

캡 바닥부 (11) 와 그 위에 배치된 본체 구성품을 함께 연결함으로써 분리한 후에도 상호 위치가 변경될 위험이 전혀 없다면, 캡 바닥부와 그 위에 배치된 본체 구성품으로 구성되는 조립체는, 캐리지 (9) 와 컨베이어 경로 (9) 에 의해서, 1 이상의 산업 로봇 (13) 과 이 산업 로봇에 의해 조절 및 운반되는 연결 장치의 도움으로, 위치결정 및 고정 장치 외부의 최종 연결되는 연결 위치 (23) 로 이동될 수 있다.

동시에, 위치결정 및 고정 장치내의 유지 장치에 위치한 산업 로봇은, 공구 저장소 (22) 에 연결 장치를 놓고, 그 후에 다시 유지 장치에 연결되어 이 연결 장치를 새로운 본체 구성품이 위치되는 각각의 시작 위치 (14, 15, 16) 로 되돌아간다.

제 1 작업 스테이션 (1) 에서 최종 연결 후, 부분적으로 조립된 트럭 운전석은 관류 방향 (4) 을 따라서, 새로운 유지 장치 (15, 15', 15") 와 그 내부에 위치 고정된 본체 구성품이 그 내부에 배치된 위치결정 및 고정 장치 (6) 로 상승되는 제 2 작업 스테이션 (2) 으로 운반되어, 제 1 작업 스테이션 (1) 에서의 과정이 반복된다.

제 3 작업 스테이션 (3) 이 제 3 위치결정 및 고정 장치 (7) 와 결합되면, 제 2 작업 스테이션 (2) 에서 최종 연결한 후, 부분적으로 조립된 트럭 운전석은 상기 과정이 반복되는 제 3 작업 스테이션으로 운반된다.

도 2 에서는 위치결정 및 고정 장치의 사시도를 도시한다. 도면으로부터, 위치결정 및 고정 장치가 컨베이어 경로 (8) 의 양측에 쌍으로 배열된 수직 기둥 (24) 을 포함한다는 것은 명백할 것이다. 쌍으로 배열된 기둥을 안정화시키기 위해서, 이 기둥의 하부 영역은 연결 로드 (25) 에 연결된다. 기둥은 갠트리를 형성하여, 이 갠트리를 통하여 컨베이어 경로 (8) 가 신장한다.

수직 기둥 (24) 은 이 기둥 (24) 에서 고정되는 상기 유지 장치 (14, 14') 상의 대응하는 연결 부재와 조합하도록 연결 부재 (26) 를 표시한다. 상기 연결 부재 (26) 와, 유지 장치 (14, 14') 내의 대응하는 연결 부재는, 본 발명에 따른 공장의 마스터 제어 시스템에 의해 제어되는 적절한 조작기나 서보 장치의 작용하에서 이동가능하다.

전술한 바와 같이, 상이한 유지 장치는 이 유지 장치를 이동하는데 사용되는 산업 로봇 (13) 과 상호 연결하는 연결 부재 (27) 를 구비한다. 전술한 바와 같이, 상기 연결 부재 (27) 는, 한편으로는 기계적 연결, 및 다른 한편으로는 조절 매체를 위한 연결을 구비한다.

유지 장치 (14, 14') 는 방향 장치 (28) 와 파지 부재 (29) 를 더 구비하고, 이 방향 장치와 파지 부재에 의해서, 본체 구성품들이 정확하게 위치결정되는 방식으로 유지 장치내에서 파지 및 유지될 수 있다. 상기 방향 장치 및 파지 부재는 단일 본체 구성품과 함께 끼워지도록 배열된다. 적어도 파지 부재 (29) 는 조작기의 작동하에서 조절될 수 있고, 이 조작기는, 산업 로봇 (13) 이나, 위치결정 및 고정 장치의 작동 및 조절 매체 공급기나, 각각의 시작 위치 (14, 14') 내의 외부 작동 또는 조절 매체 공급기를 통하여 작동 또는 조절 매체 공급기에 연결된다. 또한, 상기 조작기는 본 발명에 따라서 조립장의 제어 시스템에 의해 제어된다.

Claims (13)

1 이상의 산업 로봇을 갖춘 조립 설비에서, 차체 또는 이 차체의 적어도 일부분을 조립하는 방법으로서, 차체 또는 그 일부분을 형성하기 위해서, 차체 구성품은 서로에 대하여 소정의 위치에 이동되고, 이 소정의 위치에서 서로 연결되는 방법에 있어서,

제 1 본체 구성품은 제 1 유지 장치 (17, 18, 19) 내에 배치되어, 위치결정 및 고정되고, 상기 제 1 본체 구성품을 갖춘 유지 장치는, 제 1 산업 로봇 (13) 에 의해, 고정된 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 에 이동되어 이 장치에 위치결정 및 고정되며, 다른 본체 구성품 (11) 은 상기 위치결정 및 고정 장치에 이동되어 이 장치에 위치결정 및 고정되고, 제 1 본체 구성품 및 다른 본체 구성품은, 적어도 분리된 후에 상호 위치가 변경될 위험이 없을 정도로, 제 1 산업 로봇 또는 가능하게는 다른 산업 로봇 (13) 에 의해 운반 및 조작되는 연결 장치에 의해서 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항에 있어서, 상기 다른 본체 구성품 (11) 은 제 1 유지 장치 (17) 전에 위치결정 및 고정 장치 (5) 내에 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가능하게는 각각 제 2 및 제 3 본체 구성품이 안에 위치결정 및 위치 고정되어 있는 제 2, 제 3 등의 유지 장치 (17, 18,19) 는, 제 2, 제 3 등의 산업 로봇 (13) 에 의해 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 에 대하여 위치결정되어 고정되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 유지 장치에 제 1 본체 구성품이 제공될 때에, 제 1 산업 로봇 (13) 은 그 제 1 유지 장치 (17) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 산업 로봇 (13) 은, 제 1 유지 장치가 위치결정 및 고정 장치 (5) 에 대하여 위치 고정될 때에, 이후에 연결 장치를 운반하고 조작하기 위해서 그 제 1 유지 장치 (17) 로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 산업 로봇 (13) 은, 본체 구성품이 유지 장치에 대하여 다시 위치결정되어 고정되는 시작 위치 (14) 까지 상기 유지 장치를 복귀시키기 위해서, 본체 구성품을 함께 연결한 후에 제 1 유지 장치 (17) 에 재연결되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체 구성품을 함께 연결한 후, 상기 본체 구성품은 보충 연결을 위해서 위치결정 및 고정 장치 (5) 로부터 이동되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체 구성품을 함께 연결하고 가능한 보충 연결을 한 후, 상기 본체 구성품은 제 2 위치결정 및 고정 장치 (6, 7) 에 이동되어 그에 대하여 위치결정되어 고정되고, 추가 본체 구성품이 그 내부에 위치결정되어 고정된 1 이상의 추가 유지 장치 (18, 19) 는 상기 위치결정 및 고정 장치에 대하여 위치결정되어 고정되며, 상기 추가 본체 구성품은 이전에 연결된 본체 구성품과 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.

다수의 본체 구성품을 바탕으로 차체 또는 이 차체의 일부분을 조립하는 조립 설비로서, 다수의 조작기와, 컴퓨터 프로그램을 바탕으로 조작기의 이동을 실현하도록 다수의 처리기가 배열된 1 이상의 프로그램 모듈을 구비한 제어 시스템을 포함하고, 상기 조작기는, 본체 구성품들을 이동시키고 위치결정 및 고정시켜 이들 본체 구성품을 함께 연결하는 수단 (9, 13, 26, 29) 을 포함하는 조립 설비에 있어서,

상기 조립 설비는 1 이상의 고정된 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 를 포함하고, 1 이상의 고정된 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 는, 그 위치결정 및 고정 장치에 대한 위치결정을 위해 유지 장치 (17, 18, 19) 상의 대응하는 연결 부재와 조합하는 연결 부재 (26) 를 구비하고, 상기 유지 장치는 이 유지 장치에 대하여 본체 구성품을 위치결정하여 위치 고정하는 파지 부재 (29) 를 구비하며, 상기 유지 장치는 적어도 본체 구성품을 파지하기 위한 시작 위치 (14, 15, 16) 와위치결정 및 고정 장치의 위치 고정된 위치간의 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 조립 설비.

제 9 항에 있어서, 조작기는, 위치결정 및 고정 장치 (5, 6, 7) 내에 위치결정되어 위치 고정되는 본체 구성품을 함께 연결하는 연결 장치와 유지 장치 (17, 18, 19) 양자를 작동하도록 배치된 산업 로봇 (13) 을 구성하는 것을 특징으로 하는 조립 설비.

다수의 처리기를 갖춘 프로그램 모듈용 지시를 포함하며, 다수의 조작기를 구동하여 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램.

제 11 항에 있어서, 인터넷과 같은 네트워크의 매체에 의해서 적어도 부분적으로 제공되는 컴퓨터 프로그램.

다수의 처리기를 구동하기 위한 지시를 가진 컴퓨터 프로그램을 포함하여 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 매체.