KR20090114031A - 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법 - Google Patents

자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 자동차의 조립라인에서, 차체에 후드 장착시 후드가 차체에 투입되기 전에 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅하기 위하여 프론트엔드모듈(FEM)이 장착되는 FEM홀과 동일한 세팅 기준으로 후드장착지그를 구성함으로써, 품질 산포 및 장착 정도에 대한 보증이 가능하여 품질 육성을 보다 용이하게 하며, 특히 기존의 고정식 후드장착지그를 배제하고, 대신에 후드운반지그 및 후드장착지그에 탈장착되어 상하 좌우방향으로 자유자재로 동작하는 호이스트를 통해 순수하게 차체에 따른 장착조건을 구성함으로써, 장착 품질의 육성을 획기적으로 단축하는 동시에, 완벽하게 구성할 수 있는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법에 관한 것이다.
자동차, 조립라인, 후드 장착유닛, 호이스트, 후드운반지그, 후드장착지그

Description

자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법{Unit for mounting hood of car manufacturing line and control method of the same}
본 발명은 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 차체 완성라인에서, 장착지그를 통해 후드를 투입시켜 장착하기 위한 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 메이커에서 한 대의 완성차를 생산하기 위해서는 소재의 선택에서부터 제품 양산에 이르기까지 여러 가지의 공정 라인을 거쳐 이루어지며, 이러한 공정들은 공장 자동화의 추세에 맞추어 자동화 시스템을 도입하여 보다 짧은 시간에 보다 많은 제품을 생산하기 위한 노력이 진행되고 있는 반면에, 설비의 효율적인 사용을 위한 여러 가지의 노력이 이루어지고 있다.
이러한 관점에서 상기한 여러 공정들 중, 차체 완성라인에서 차체에 장착될 후드는 보통, 조립된 상태로 파래트 등의 운반장비를 통하여 운반용 셔틀 상의 차 체에 이송되며, 차체 전방의 셔틀 상에 위치하는 장착지그를 이용하여 차체에 장착할 수 있도록 시스템을 구축하고 있다.
즉, 셔틀에 의해 자동차의 차체가 정해진 공정 라인을 따라 이송하게 되면서 후드장착 공정에 이르게 될 경우, 그 차체의 전방으로 장착지그를 위치시킨 다음, 운반한 후드를 장착지그 상에 안착시켜 차체에 체결하는 공정인 것이다.
그런데, 이러한 종래의 자동차 조립라인에서, 차체에 대한 후드장착 공정은 다음과 같은 문제점이 있다.
1) 장착지그의 동작 반경을 고려하여 차종별 공간 확보가 어렵다.
2) 후드가 차체에 투입되기 전에 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅해주는 후드 정렬수단의 부재로 인하여 도장 작업 전의 차체(BIW)의 산포 흡수 및 대응이 불가능하여 완성차의 품질 산포가 다량 발생하게 된다.
3) 장착지그의 세팅블록과 이송장치가 작업대 하부나 피트 공간에 구성되어야 하므로 보전성이 어렵다.
4) 작업자의 안전을 확보하기 위한 안전 설비를 별도 구성하여야 하므로 가동률 저해요소가 증가하게 된다.
5) 제어에 필요한 센서류, 배선, 프로그램의 구성으로 초기 투자비가 증가하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자동차의 조립라인에서, 차체에 후드 장착시 후드가 차체에 투입되기 전에 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅하기 위하여 프론트엔드모듈(FEM)이 장착되는 FEM홀과 동일한 세팅 기준으로 후드장착지그를 구성하고, 후드의 장착 조건이 차체에 의해 결정되도록 구성함으로써, 품질 산포 및 장착 정도에 대한 보증이 가능한 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛은, 조립라인의 작업실 바닥면 상에 차체를 각 조립공정으로 이송되도록 하는 컨베이어가 구비된 차체 이송라인 상의 좌우측에, 후드를 운반시키는 후드운반지그와, 후드를 차체에 장착 가능토록 후드가 적재되며, 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅할 수 있도록 하는 정렬부를 구비한 후드장착지그를 포함하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛에 있어서,
상기 후드장착지그(40)는 클램핑 위치를 정렬하기 위한 정렬수단에 의해 차체(100) 전방에 일체로 조립되어 그 차체(100)와 동기될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 클램핑 하여 차체로 이송시키되, 조립라인의 천장에 위치한 이송라인을 따라 상하 좌우방향으로 이송시키는 호이스트(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정렬수단은 차체 전방의 양측에 형성된 FEM(Front End Module)홀에 클램프되는 핀을 포함하는 FEM장착부(45)인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛의 제어방법은, 차체(100)가 차체 이송라인을 따라 후드(110)장착을 위한 작업위치에 투입될 경우, 그 좌우측에 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 지지하는 호이스트(20)가 장착 준비상태에 있는 단계와;
작업자가 수작업을 통해 차체(100)의 전방에 설치되어 있는 FEM홀(101)에 후드장착지그(40)를 일체로 핀고정하여 클램프하는 차체(100)와 동기되도록 하는 단계와;
다른 작업자는 수작업을 통해 후드(110)가 적재된 후드운반지그(30)를 상기 후드장착지그(40) 측으로 이송시킨 후, 두 작업자가 동시에 후드(110)를 후드장착지그(40) 상에 세팅하는 동시에 체결하는 작업을 수행하는 단계와;
작업자가 상기 후드운반지그(30)를 탈거하고, 이를 초기 위치로 이송시키는 단계와;
다른 작업자가 후드(110)를 오프닝장치에 결합시켜 상기 후드(110)가 일정 각도만큼 개방되도록 하는 단계와;
상기 단계에서 개방된 후드(110)의 하부를 통하여 후드장착지그(40)를 언클램프하는 단계와;
상기 오프닝장치를 제어하여 개방된 후드(110)를 내려 폐쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법에 의하면, 차체의 산포가 발생하더라도 후드장착지그가 차체에 기준을 설정하여 장착되고, 후드의 장착 조건이 차체에 의해 결정되도록 구성되므로 품질 산포에 대한 흡수 및 대응이 가능한 효과가 있다.
또한, 작업자의 수작업에 의한 공정 설비의 단순화를 통해 차종별로 후드의 장착이 용이할 뿐만 아니라, 투자비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛을 나타내는 전체적인 공정도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 후드 장착공정에서, 조립라인의 작업실 바닥면 상에 차체(100)를 각 조립공정으로 이송되도록 하는 컨베이어(10)가 구비된 차체 이송라인 상의 좌우측에, 후드(110)를 운반시키는 후드운반지그(30)와, 후드(110)를 차체(100)에 장착 가능토록 차체(100)의 전방에 위치하여 그 위에 후드(110)가 적재되는 후드장착지그(40)가 준비되어 있으며, 상기 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)에 탈장착되어 상하 좌우방향으로 자유자재로 동작하는 호이스트(hoist)(20)가 조립라인의 천장에 위치한 이송라인을 따라 작동하게 된다.
이러한 호이스트(20)는 작업자가 조정 가능하며, 상기 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 클램핑하여 차체(100)로 이송하는 장치로서, 그 단부에 오토툴체인지(자동공구교환장치:ATC)(21)를 장착하여 척(chuck)/언척(unchuck) 타입으로 상기한 지그에 결합된다.
상기 호이스트(20)는 자동차의 조립라인 또는 그 밖의 운반시스템에 사용되는 통상의 부품 운반수단으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 후드운반지그(30)는 프레임의 조립 구성으로 이루어지며, 그 하단부에 후드(110)를 들어 올릴 수 있도록 흡착판이나 클램프 형상으로 이루어진 후드 클램핑부(미도시)가 구비되어 있다.
상기 후드장착지그(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임의 조립 구성으로 이루어지며, 후드(110)가 차체(100)에 투입되기 전에 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅할 수 있도록 차체(100)의 이송방향을 X축 기준으로 세팅 시, 그 Y 및 Z방향에 대하여 후드(110)를 정확하게 정렬시키는 X,Y,Z방향 정렬부(41)가 구비되어 있다.
이러한 X,Y,Z방향 정렬부(41)의 구성은 종래의 후드장착 공정에서 사용되는 정렬수단이며, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 프론트엔드모듈(Front End Module)을 차체(100)에 장착할 수 있도록 차체(100) 전방의 양측에 형성된 프론트엔드모듈 장착홀, 즉 FEM홀(101)에 핀 삽입 후 클램프하여 차체(100)와 동기될 수 있도록 상기 정렬수단과 더불어, 프레임의 양측에 형성된 프론트엔드모듈 장착부(이하, FEM장착부)(45)가 구비되어 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 차체(100)에 후드장착지그가 장착된 상태를 나타내는 장착도이다.
상기 FEM장착부(45)를 포함하는 후드장착지그(40)는 도3에 도시된 바와 같이, 차체(100)와 동기가 된 상태로 차체(100)와 일체로 움직이며, 그 상부에 후드(110)를 장착할 수 있는 동시에, 후드(110)를 정렬시킬 수 있는 지그이다.
이와 같이 상기 후드장착지그(40)가 차체(100)에 일체로 장착됨은, 조립라인에서 차체(100)의 산포가 발생하더라도 후드장착지그(40)가 차체(100)에 기준을 설정하여 장착되고, 후드(110)의 장착 조건이 차체(100)에 의해 결정되도록 구성되므로 품질 산포에 대한 흡수 및 대응을 가능하게 할 수 있다.
첨부한 도 4 내지 도 6은 도 3의 장착도에 대한 세부적인 구성도로서, 여기서 도 4는 본 발명에 따른 FEM장착부(45)가 FEM마운팅 브라켓에 클램프 된 상태를 나타내는 것이고, 도 5는 X방향 및 Y방향 정렬을 위한 정렬부(41a)를, 도 6은 Y방향 및 Z방향의 정렬을 위한 정렬부(41b)로서, 후드(110)를 후드장착지그(40)로 이동시켜 후드(110)를 정렬시킬 시에 상하 좌우방향으로의 정확한 정렬이 필요한 구성요소이다.
상술한 바와 같이, 도 5 및 도 6의 정렬부(41a,41b)는 종래의 후드장착 공정에서 사용되는 정렬수단으로서, 도 5의 X방향 및 Y방향 정렬부(41a)는 상방으로 돌 출되어 있는 핀 형상으로 후드(110)의 저면에 위치하여 차체(100)의 X방향 및 Y방향을 정확하게 정렬하는 위치결정을 하게 되며, 도 6의 Y방향 및 Z방향 정렬부(41b)는 후드(110)의 측면 테두리부를 지지하는 일정 높이를 갖는 "ㄴ"자 형상의 지지부로서, 후드(110)의 Y방향 및 Z방향을 정확하게 정렬하는 위치결정을 하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 후드장착지그(40)는 3방향(X,Y,Z방향)으로 자유자재로 동작하는 호이스트(20)에 의해 운반되어 작업자에 의해 차체(100)의 FEM홀(101)에 핀 고정되므로, 종래의 운반용 셔틀 상의 차체(100)에 이송되어 차체(100)와 별도로 상기 셔틀에 고정되는 후드장착지그와 달리, 차체(100)와 일체 고정되어 운반용 셔틀을 따라 이송하게 되므로 차체(100)의 산포가 발생하더라도 상기 후드장착지그(40)가 차체(100)에 기준을 설정한 상태로 장착되어 장착 조건이 차체(100)에 의해 결정됨에 따라 차체(100)의 품질 산포에 대하여 흡수 및 대응을 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛를 제어하는 제어로직에 대하여 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
차체(100)가 차체 이송라인인 운반용 셔틀을 따라 후드(110)장착을 위한 작업위치에 투입될 경우, 그 좌우측에 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 지지하는 호이스트(20)가 장착 준비상태에 있다.
이후, 작업자가 수작업을 통해 상기 후드장착지그(40)를 차체(100)의 전방에 설치되어 있는 프론트엔드모듈 장착홀, 즉 FEM홀(101)에 FEM장착부(45)의 핀 삽입 후 클램프하여 차체(100)와 동기될 수 있도록 한다.
이때, 상기 후드장착지그(40)의 진입 전에 모든 클램프류는 언클램프 상태로 차체(100)와 도피상태에서 진입한다.
상기 후드운반지그(30) 측에 위치한 다른 작업자는 수작업을 통해 후드(110)가 적재되어 있는 후드운반지그(30)를 상기 후드장착지그(40) 측으로 이송시킨 후, 두 작업자가 동시에 상술한 바와 같이, 후드(110)를 후드장착지그(40) 상에 세팅하고, 볼트에 너트를 조립하여 체결하는 작업을 수행한다.
이때, 상기 후드장착지그(40)에 후드(110)를 세팅 시, 정렬부를 통해 후드(110)의 상하 좌우방향의 클램핑 위치를 정확하게 세팅한 다음, 후드(110)를 안착시킨다.
이후, 작업자는 상기 후드운반지그(30)를 탈거하고, 초기 위치로 이송하는 동시에, 다른 작업자는 후드(110)를 오프닝장치(미도시)에 결합시켜 상기 후드(110)가 일정 각도만큼 개방되도록 하며, 개방된 후드(110)의 하부를 통하여 후드장착지그(40)를 언클램프, 즉 탈거하고, 상기한 바와 같은 단계가 완료되면, 상기 오프닝장치를 제어하여 개방된 후드(110)를 내려 폐쇄시키게 되는 것이다.
한편, 차종이 변경될 경우, 그 변경된 차종의 후드(110)에 맞게 다른 후드장착지그(40)를 선택하고, 운반장치인 호이스트(20)에 이를 지지할 수 있도록 하는 작업이 추가된다.
따라서, 상기한 바와 같이, 자동차 조립라인의 후드 장착유닛 및 그 제어방법을 통하여, 품질 산포 및 장착 정도에 대한 보증이 가능하여 품질 육성을 보다 용이하게 하는 동시에, 장착 품질의 육성을 획기적으로 단축하는 동시에, 완벽하게 구성할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛을 나타내는 전체적인 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 후드장착지그를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차체에 후드장착지그가 장착된 상태를 나타내는 장착도,
도 4 내지 도 6은 도 3의 장착도에 대한 세부 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 자동차 조립라인의 후드 장착유닛의 제어방법을 나타내는 플로우챠트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 컨베이어 20 : 호이스트
21 : 오토툴체인지 30 : 후드운반지그
40 : 후드장착지그 41 : 정렬부
45 : FEM장착부

Claims (4)

  1. 조립라인의 작업실 바닥면 상에 차체를 각 조립공정으로 이송되도록 하는 컨베이어가 구비된 차체 이송라인 상의 좌우측에, 후드를 운반시키는 후드운반지그와, 후드를 차체에 장착 가능토록 후드가 적재되며, 그 상하 좌우방향으로의 클램핑 위치를 정확하게 세팅할 수 있도록 하는 정렬부를 구비한 후드장착지그를 포함하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛에 있어서,
    상기 후드장착지그(40)는 클램핑 위치를 정렬하기 위한 정렬수단에 의해 차체(100) 전방에 일체로 조립되어 그 차체(100)와 동기될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 클램핑하여 차체로 이송시키되, 조립라인의 천장에 위치한 이송라인을 따라 상하 좌우방향으로 이송시키는 호이스트(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정렬수단은 차체 전방의 양측에 형성된 FEM(Front End Module)홀에 클 램프되는 핀을 포함하는 FEM장착부(45)인 것을 특징으로 하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛.
  4. 차체(100)가 차체 이송라인을 따라 후드(110)장착을 위한 작업위치에 투입될 경우, 그 좌우측에 후드운반지그(30) 및 후드장착지그(40)를 지지하는 호이스트(20)가 장착 준비상태에 있는 단계와;
    작업자가 수작업을 통해 차체(100)의 전방에 설치되어 있는 FEM홀(101)에 후드장착지그(40)를 일체로 핀고정하여 클램프하는 차체(100)와 동기되도록 하는 단계와;
    다른 작업자는 수작업을 통해 후드(110)가 적재된 후드운반지그(30)를 상기 후드장착지그(40) 측으로 이송시킨 후, 두 작업자가 동시에 후드(110)를 후드장착지그(40) 상에 세팅하는 동시에 체결하는 작업을 수행하는 단계와;
    작업자가 상기 후드운반지그(30)를 탈거하고, 이를 초기 위치로 이송시키는 단계와;
    다른 작업자가 후드(110)를 오프닝장치에 결합시켜 상기 후드(110)가 일정 각도만큼 개방되도록 하는 단계와;
    상기 단계에서 개방된 후드(110)의 하부를 통하여 후드장착지그(40)를 언클램프하는 단계와;
    상기 오프닝장치를 제어하여 개방된 후드(110)를 내려 폐쇄시키는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조립라인의 후드 장착유닛의 제어방법.
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