KR20230009644A

KR20230009644A - 차체부품 조립 시스템

Info

Publication number: KR20230009644A
Application number: KR1020210090317A
Authority: KR
Inventors: 박용현; 박재순; 박갑문; 하정환; 조현삼
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2023-01-17
Also published as: US12005527B2; US20230008956A1

Abstract

차체부품 조립 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템은 차량에 적용되는 제1부품과 제2부품을 상호 조립하는 차체부품 조립 시스템으로서, 장착 프레임에 회전 가능하게 설치되는 인덱스 테이블, 상기 인덱스 테이블의 상면에 회전판을 통해 사방으로 각각 배치되고, 차종에 따라 탈,부착 가능한 교체지그와, 상기 교체지그와 이격 배치되어 고정된 고정지그에 상기 제1부품과 제2부품이 로딩되며, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개의 조립구간을 거치면서 상호 용접 접합되도록 상기 인덱스 테이블을 통해 일정각도 회전하는 조립 유닛, 제1조립구간에 대응하여 배치되고, 차종별로 상기 교체지그가 복수개 저장되는 교체지그 팔렛트, 제2조립구간에 대응하여 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개 저장되는 부품 팔렛트, 제3조립구간에 대응하여 배치되고, 차종에 따라 복수개 구성되어 상기 교체지그와 고정지그에 안착된 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 클램핑 유닛, 및 상기 제3조립구간과 제4조립구간에 대응하여 각각 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품을 용접하는 용접기들을 포함한다.

Description

차체부품 조립 시스템{VEHICLE BODY PARTS ASSEMBLY SYSTEM}

본 발명은 차체부품 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다차종 대응이 가능한 차체부품 조립 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 차체의 프론트 플로어(front floor)는 차실 전단부에 배치되는 구조물이다.

상기 프론트 플로어는 차실과 엔진룸의 경계부분에서 운전석과 조수석의 전측 및 하측을 커버한다.

이러한 프론트 플로어는 크게 에이프런 멤버 어셈블리(apron-member assembly)와 대쉬 패널(dash panel)을 주된 구성으로 한다.

상기 에이프런 멤버 어셈블리는 차폭방향으로 양측에 배치되고, 상기 대쉬 패널은 상기 에이프런 멤버 어셈블리의 상부에 안착된다.

그리고 상기 에이프런 멤버 어셈블리와 대쉬 패널은 다수의 공정을 거치면서 수많은 대차와 로봇 등을 통해 접합된다.

더불어, 상기 프론트 플로어는 차종별로 다르게 구성되며, 이에 따라, 종래기술에서는 상기 에이프런 멤버 어셈블리와 대쉬 패널을 이동 및 조립하는 대차 등이 차종별로 필요하다.

결과적으로 종래기술에 따른 차체부품 조립 시스템은 공장부지가 늘어나며, 설비 투자비가 지속적으로 발생한다.

한편, 해외공장이 늘어남에 따라, 필수적으로 인건비가 추가된다.

이러한 해외공장의 요건에 맞춰 인간과 로봇의 협업이 가능한 시스템에 대한 연구개발이 필요하다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 다차종 대응이 가능하여 초기 투자비의 절감이 가능한 차체부품 조립 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 기종 교환 시, 수동 방식으로도 적용이 가능함으로써, 설비를 단순화하여 설비 중량을 줄이고, 제작비용을 절감할 수 있는

차체부품 조립 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량에 적용되는 제1부품과 제2부품을 상호 조립하는 차체부품 조립 시스템으로서, 장착 프레임에 회전 가능하게 설치되는 인덱스 테이블, 상기 인덱스 테이블의 상면에 회전판을 통해 사방으로 각각 배치되고, 차종에 따라 탈,부착 가능한 교체지그와, 상기 교체지그와 이격 배치되어 고정된 고정지그에 상기 제1부품과 제2부품이 로딩되며, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개의 조립구간을 거치면서 상호 용접 접합되도록 상기 인덱스 테이블을 통해 일정각도 회전하는 조립 유닛, 제1조립구간에 대응하여 배치되고, 차종별로 상기 교체지그가 복수개 저장되는 교체지그 팔렛트, 제2조립구간에 대응하여 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개 저장되는 부품 팔렛트, 제3조립구간에 대응하여 배치되고, 차종에 따라 복수개 구성되어 상기 교체지그와 고정지그에 안착된 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 클램핑 유닛, 및 상기 제3조립구간과 제4조립구간에 대응하여 각각 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품을 용접하는 용접기들을 포함하는 차체부품 조립 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 조립 유닛은 상기 장착 프레임의 상부에서, 상기 회전판의 둘레를 따라 배치된 복수개의 지지롤러를 통해 상기 회전판의 회전작동이 지지될 수 있다.

또한, 상기 조립 유닛은 상기 회전판의 상면에 일정간격 배치되는 고정판, 상기 고정판의 상면에서, 상기 인덱스 테이블을 기준으로 중심외측으로 배치되고, 마주보는 양측으로 대칭되게 구성되어 차종에 따라 교체되는 한 쌍의 상기 교체지그, 및 상기 고정판 상에서, 상기 인덱스 테이블을 기준으로 중심내측으로 배치되고, 마주보는 양측으로 대칭되게 구성되며, 조절장치를 통해 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 위치가 가변되도록 구성되는 한 쌍의 상기 고정지그를 포함할 수 있다.

또한, 상기 교체지그는 상기 고정판에 고정되는 에어척, 및 상기 에어척을 통해 탈,부착 가능하게 장착되고, 상기 제1부품과 제2부품 상의 해당 툴링홀에 각각 끼워지도록 차종별로 위치가 설정되는 복수개의 제1툴링핀이 구성되는 교체지그모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정지그는 상기 고정판에 고정되는 고정 테이블, 상기 고정 테이블 상에서, 제1구동부를 통해 슬라이드 이동 가능하도록 장착되고, 상기 제1부품의 해당 툴링홀에 끼워지는 제2툴링핀이 구성되는 고정지그모듈, 상기 고정 테이블 상에서, 상기 고정지그모듈의 인접한 일측에 구성되고, 차종에 따라 상기 제2툴링핀의 위치를 가변시키도록 상기 고정지그모듈 측으로 돌출된 복수개의 스토퍼를 구비하는 상기 조절장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정지그모듈은 상기 고정 테이블 상에서, 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 이동판을 포함하며, 상기 이동판 상에 연결블록을 통해 제2툴링핀이 장착되고, 상기 연결블록에 상기 제1구동부가 연결되며, 상기 제1구동부의 반대방향인 상기 이동판의 일측에 상기 스토퍼와 접촉되는 접촉블록이 장착되어 상기 접촉블록을 통해 상기 스토퍼와 접촉되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 조절장치는 상기 스토퍼들이 장착되고, 상기 고정지그모듈을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 스토퍼 장착판, 상기 스토퍼 장착판에 관통 연결되는 와이어, 상기 와이어의 일단부에 연결되고, 선단에 구성되는 손잡이부, 및 상기 와이어의 타단부에 구성되고, 상기 와이어에 복원력을 부여하는 밸런스부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 손잡이부는 상기 고정판에 고정되는 서브 테이블, 상기 서브 테이블 상에 설치되고, 차종별로 상기 고정지그모듈과 접촉되는 스토퍼의 위치를 설정하는 규제홈이 복수개 형성되는 규제 브라켓, 및 상기 와이어의 일단부와 연결되어 상기 규제 브라켓에 끼워지고, 외면에 장착된 규제핀을 차종에 따른 규제홈에 끼워지도록 작동시키는 봉을 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸런스부는 상기 와이어에 복원력을 부여하는 복원스프링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 조립 유닛은 상기 교체지그의 인접한 일측에 상기 교체지그에 안착되는 제1부품을 수직방향으로 가압하여 고정하는 가압 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가압 유닛은 일측 선단에 롤러가 장착되어 상기 제1부품과 슬립 접촉되는 링크암, 상기 링크암의 타측 선단에 힌지 연결되고, 상기 고정판에 장착되어 상기 링크암의 타측 선단을 밀어 올리도록 구성되는 제2구동부, 및 상기 링크암의 하부 일측에 힌지 연결되고, 상기 제2구동부의 일측에 힌지 연결되어 상기 링크암의 작동을 지지하는 링크 브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 클램핑 유닛은 로봇암의 선단에 장착되고, 한 쌍의 상기 고정지그 사이에 구성되는 도킹 유닛에 연결된 상태로, 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑할 수 있다.

또한, 상기 도킹 유닛은 한 쌍의 상기 고정지그 사이에 구성되며, 상기 고정판에 고정되는 도킹 테이블, 상기 도킹 테이블의 상면 양측으로 구성되는 도킹판, 상기 도킹판에 관통 설치되고, 상기 도킹판에 상기 클램핑 유닛이 안착되면, 제3구동부에 의해 승강작동하여 상기 클램핑 유닛을 정위치시키는 도킹핀, 및 상기 도킹 테이블 상에서, 상기 도킹판의 인접한 일측에 장착되고, 상기 도킹판에 상기 클램핑 유닛이 안착되면, 제4구동부에 의해 회전 작동하여 상기 클램핑 유닛을 고정시키는 복수개의 회전 클램퍼를 포함할 수 있다.

또한, 상기 클램핑 유닛은 상기 도킹 테이블에 안착되는 바디, 상기 바디의 하면에 상기 도킹판에 대응하여 구성되어 상기 도킹판과 연결되는 연결판, 상기 연결판 상에 상기 도킹핀이 삽입되는 도킹홀, 상기 바디의 마주보는 양측으로 대칭되게 형성되고, 상기 제1부품과 제2부품이 상기 교체지그와 고정지그에 안착되면, 제5구동부에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 복수개의 클램핑암, 상기 바디의 양단부 하면에 구성되고, 상기 제1부품의 해당 툴링홀에 삽입되는 제3툴링핀, 및 상기 바디의 중앙부 측면에 구성되고, 상기 제2부품의 해당 툴링홀에 삽입되는 제4툴링핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 용접기들은 상기 제3조립구간에 대응하여 배치되고, 로봇에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 1차용접하는 제1용접기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 용접기들은 상기 제4조립구간에 대응되어 배치되고, 로봇에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 2차용접하는 제2용접기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템은 다차종 대응이 가능하여 초기 투자비의 절감이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템은 상기 차체부품 조립 시스템은 기종 교환 시, 수동 방식으로도 적용이 가능함으로써, 설비를 단순화하여 설비 중량을 줄이고, 제작비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템은 회전 가능한 인덱스 테이블을 적용함으로써, 공간 효율을 높일 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 의해 조립된 차체부품을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 조립 유닛의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 교체지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 고정지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 클램핑 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 의해 조립된 차체부품을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템의 전체 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 에에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 차량에 적용되는 제1부품(1)과 제2부품(3)을 상호 조립하기 위해 적용된다.

예를 들어, 상기 제1부품(1)은 차량의 전방에서, 차폭방향 양측에 각각 배치되는 프론트 에이프런 멤버를 포함할 수 있고, 상기 제2부품(3)은 상기 프론트 에이프런 멤버의 상부에 안착되는 대시 패널을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 상기 프론트 에이프런 멤버와 대시 패널의 조립뿐만 아니라, 차체에 적용되는 다른 부품을 조립하는 경우에도 적용이 가능하다.

또한, 차종별로 프론트 에이프런 멤버와 대시 패널의 형상이 다르며, 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 이에 대한 대응이 가능하다.

이를 위해, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 인덱스 테이블(20), 조립 유닛(30), 교체지그 팔렛트(50), 부품 팔렛트(60), 클램핑 유닛(70), 및 용접기들(90, 91)을 포함한다.

상기 차체부품 조립 시스템(10)은 4개의 동일한 조립 유닛(30)이 상기 인덱스 테이블(20)의 상면에 사방(四方)으로 배치된다.

상기 인덱스 테이블(20)의 회전에 의해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)이 제1조립구간 내지 제4조립구간(S1~S4)을 순차적으로 거치면서, 상호 조립되어 용접 접합된다.

이때, 상기 인덱스 테이블(20)은 장착 프레임(21)에 회전 가능하게 설치된다.

상기 인덱스 테이블(20)은 링형상으로 이루어지고, 웜기어 방식으로 작동한다.

또한, 상기 인덱스 테이블(20)은 서보모터를 이용하여 설정각도로 회전할 수 있다.

이러한 인덱스 테이블(20)의 상면에는 회전판(23)이 안착된다.

상기 회전판(23)의 상면에는 조립 유닛(30)이 사방으로 각각 배치된다.

상기한 인덱스 테이블(20)을 중심으로 그 외측에 제1 내지 제4조립구간(S1~S4)이 구성된다.

상기 제1 내지 제4조립구간(S1~S4)은 상기 인덱스 테이블(20)을 중심으로 90°씩 이격되어 배치된다.

상기 차체부품 조립 시스템(10)은 제1부품(1)과 제2부품(3)의 조립이 상기 제1조립구간(S1)에서 시작하여 상기 인덱스 테이블(20)의 회전을 통해 제2조립구간(S2)과 제3조립구간(S3)을 거쳐 제4조립구간(S4)에서 마무리된다.

상기와 같은 제1 내지 제4조립구간(S1~S4)의 위치는 반드시 고정되는 것은 아니며, 필요에 따라 설계 변경하여 그 위치를 변경할 수 있다.

한편, 상기 교체지그 팔렛트(50)는 상기 제1조립구간(S1)에 대응하여 구성된다.

상기 교체지그 팔렛트(50)는 차종별로 교체지그(33, 도 4 참조)들이 복수개 저장된다.

상기 교체지그 팔렛트(50)에 저장된 상기 교체지그(33)는 사용자에 의해 수동으로 공급될 수 있고, 로봇에 의해 자동으로 공급될 수도 있다.

그리고 상기 부품 팔렛트(60)는 상기 제2조립구간(S2)에 대응하여 구성된다.

상기 부품 팔렛트(60)는 차종별로 제1부품(1)과 제2부품(3)이 복수개 저장된다.

상기 부품 팔렛트(60)에 저장된 제1부품(1)과 제2부품(3)은 사용자에 의해 수동으로 공급될 수 있고, 로봇에 의해 자동으로 공급될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)에 적용되는 조립 유닛(30)의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 조립 유닛(30)은 동일한 구성으로 상기 회전판(23)의 상면에 4세트가 구성될 수 있다.

상기 조립 유닛(30)은 4개가 동일한 구성이므로, 하나의 구성만을 예를 들어 설명한다.

상기 조립 유닛(30)은 상기 회전판(23)의 상면에 일정간격 배치되는 고정판(31)을 통해 복수개 구성된다.

이러한 조립 유닛(30)은 상기 장착 프레임(21)의 상부에서, 상기 회전판(23)의 둘레를 따라 배치된 복수개의 지지롤러(310)를 통해 상기 회전판(23)의 회전작동이 지지되도록 구성된다.

상기 조립 유닛(30)은 상기 고정판(31)의 상면에서, 차종에 따라 탈,부착 가능한 교체지그(33)와, 상기 교체지그(33)와 이격 배치되어 고정된 고정지그(35)에 제1부품(1)과 제2부품(3)이 로딩되도록 구성된다.

이러한 조립 유닛(30)은 상기 인덱스 테이블(20)을 통해 일정각도로 회전하도록 구성되어 연속적으로 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)의 조립작업을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 교체지그를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 교체지그(33)는 상기 인덱스 테이블(20)을 기준으로 중심외측에 배치된다.

상기 교체지그(33)는 마주보는 양측으로 대칭되게 한 쌍으로 구성되어 차종에 따라 교체될 수 있다.

이러한 교체지그(33)는 상기 고정판(31)에 고정되는 에어척(330)을 포함한다.

상기 에어척(330)에는 교체지그모듈(331)이 탈,부착 가능하게 장착된다.

상기 교체지그모듈(331)은 상기 제1부품(1)과 제2부품(3) 상의 해당 툴링홀에 각각 끼워지도록 차종별로 위치가 설정되는 제1툴링핀(P1)이 구성된다.

예를 들어, 상기 제1툴링핀(P1)은 상기 전방 제1툴링핀(P11)과 후방 제1툴링핀(P12)을 포함하는데, 상기 전방 제1툴링핀(P11)은 제1부품(1)의 해당 툴링홀에 삽입되고, 상기 후방 제1툴링핀(P12)은 제2부품(3)의 해당 툴링홀에 삽입된다.

상기 전방 제1툴링핀(P11)과 후방 제1툴링핀(P12)의 일측에는 안착블록(333)이 각각 형성될 수 있다.

차종별로 제1부품(1)과 제2부품(3)의 각 툴링홀이 상이하기 때문에, 상기 교체지그모듈(331)은 차종에 따라 상기 에어척(330)에 의해 교체될 수 있다.

즉, 상기 교체지그모듈(331)은 차종별로 제1툴링핀(P1)의 위치가 다르게 설정된다.

이러한 교체지그모듈(331)은 사용자에 의해 수동으로 교체될 수 있고, 로봇에 의해 자동으로 교체될 수도 있다.

이때, 사용자가 수동으로 교체하기 위해 상기 교체지그모듈(331)에는 손잡이가 구성될 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 고정지그를 설명하기 위한 도면이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 상기 고정판(31)에 상에서, 상기 인덱스 테이블(20)을 기준으로 중심내측으로 고정지그(35)가 배치된다.

상기 고정지그(35)는 마주보는 양측으로 대칭되어 한 쌍으로 구성된다.

이러한 한 쌍의 고정지그(35)는 조절장치(37)를 통해 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 위치가 가변되도록 구성될 수 있다.

상기 고정지그(35)는 상기 고정판(31)에 고정 테이블(350)을 통해 고정된다.

또한, 상기 고정지그(35)는 상기 고정 테이블(350) 상에서, 제1구동부(A1)를 통해 슬라이드 이동 가능하도록 장착되는 고정지그모듈(351)을 포함한다.

상기 고정지그모듈(351)은 상기 제1부품(1)의 해당 툴링홀에 끼워지는 제2툴링핀(P2)을 포함한다.

더불어 상기 고정지그모듈(351)은 상기 고정 테이블(350) 상에서, 레일(353)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 이동판(355)을 포함한다.

상기 이동판(355) 상에는 연결블록(326)을 통해 상기 제2툴링핀(P2)이 장착된다.

상기 연결블록(326)에는 상기 제1구동부(A1)가 연결된다.

또한, 상기 제1구동부(A1)의 반대방향인 상기 이동판(355)의 일측에는 스토퍼(359)와 접촉되는 접촉블록(357)이 장착된다.

상기 접촉블록(357)을 통해 상기 스토퍼(359)와 접촉되는 것이다.

이러한 고정지그모듈(351)은 조절장치(37)를 통해 차종별로 대응이 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 조절장치(37)는 상기 고정 테이블(350) 상에서, 상기 고정지그모듈(351)의 인접한 일측에 구성된다.

상기 조절장치(37)는 상기 고정지그모듈(351) 측으로 돌출된 복수개의 스토퍼(359)를 구비한다.

상기 복수개의 스토퍼(359)는 상기 제2툴링핀(P2)의 위치를 가변시키기 위함이다.

이때, 상기 스토퍼(359)들은 상기 고정지그모듈(351)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 스토퍼 장착판(370)에 장착된다.

상기 스토퍼 장착판(370)에는 와이어(371)가 관통 연결된다.

상기 와이어(371)의 일단부에는 손잡이부(372)가 연결된다.

상기 손잡이부(372)는 상기 와이어의 선단에 구성될 수 있다.

이러한 손잡이부(372)는 상기 고정판(31)에 고정되는 서브 테이블(373)과, 상기 서브 테이블(373) 상에 설치되는 규제 브라켓(374)을 포함한다.

상기 규제 브라켓(374)은 차종별로 상기 고정지그모듈(351)과 접촉되는 스토퍼(359)의 위치를 설정하는 규제홈(375)이 복수개 형성된다.

그리고 상기 손잡이부(372)는 상기 와이어(371)의 일단부와 연결되어 상기 규제 브라켓(374)에 끼워지는 봉(376)을 포함한다.

상기 봉(376)은 외면에 장착된 규제핀(377)을 차종에 따른 규제홈(375)에 끼워지도록 작동한다.

또한, 상기 와이어(371)의 타단부에는 밸런스부(378)가 구성된다.

상기 밸런스부(378)는 상기 와이어(371)에 복원력을 부여하기 위함이다.

이를 위해, 상기 밸런스부(378)는 복원스프링(379)을 포함한다.

이러한 조절장치(37)는 상기 봉(376)을 조절하여 규제핀(377)을 차종에 따른 규제홈(375)에 끼워 해당 스토퍼(359)를 상기 접촉블록(357)과 접촉되는 위치에 정위치시킨다.

상기 스토퍼(359)에 의해 접촉블록(357)이 접촉되면서, 차종에 따라 상기 제2툴링핀(P2)의 위치를 설정한다.

상기 조절장치(37)는 사용자가 상기 봉(376)을 조절할 수 있고, 로봇이 상기 봉(376)을 조절하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 조립 유닛(30)은 상기 교체지그(33)의 인접한 일측에 배치되는 가압 유닛(40)을 더 포함한다(도 3 참조).

상기 가압 유닛(40)은 제1부품(1)을 수직방향으로 가압하여 고정한다.

이러한 가압 유닛(40)은 일측 선단에 롤러(41)가 장착되어 상기 제1부품(1)과 슬립 접촉되는 링크암(43)을 포함한다.

상기 링크암(43)의 타측 선단에는 제2구동부(A2)가 힌지 연결된다.

상기 제2구동부(A2)는 상기 고정판(31)에 장착되어 상기 링크암(43)의 타측 선단을 밀어 올리도록 구성된다.

또한, 상기 링크암(43)의 하부 일측에는 링크 브라켓(45)이 힌지 연결된다.

상기 링크 브라켓(45)은 상기 제2구동부(A2)의 일측에 힌지 연결되어 상기 링크암(43)의 작동을 지지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템에 적용되는 클램핑 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 클램핑 유닛(70)은 상기 제3조립구간(S3)에 대응하여 배치된다.

상기 클램핑 유닛(70)은 차종에 따라 복수개 구성되어 상기 교체지그(33)와 고정지그(35)에 안착된 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 클램핑한다.

상기 클램핑 유닛(70)은 로봇암(71)의 선단에 장착되어 작동한다.

상기 클램핑 유닛(70)은 상기 고정지그(35) 사이에 구성되는 도킹 유닛(80)에 연결되어 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 클램핑한다.

이때, 상기 도킹 유닛(80)은 한 쌍의 상기 고정지그(35) 사이에 구성되는 도킹 테이블(87)을 포함한다.

상기 도킹 테이블(87)은 상기 고정판(31)에 고정된다.

상기 도킹 테이블(87)의 상면 양측에는 도킹판(81)이 구성된다.

상기 도킹판(81)에는 도킹핀(83)이 관통 설치되어 제3구동부(A3)에 의해 상,하 방향으로 작동하도록 구성된다.

이러한 도킹핀(83)은 상기 도킹판(81)에 클램핑 유닛(70)이 안착되면, 상기 제3구동부(A3)에 의해 승강작동하여 상기 클램핑 유닛(70)을 정위치시킨다.

상기 도킹 테이블(87) 상에서, 상기 도킹판(81)의 인접한 일측에는 회전 클램퍼(85)가 장착된다.

상기 회전 클램퍼(85)는 상기 도킹판(81)에 상기 클램핑 유닛(70)이 안착되면, 제4구동부(A4)에 의해 회전 작동하여 상기 클램핑 유닛(70)을 고정시킨다.

상기와 같은 도킹 테이블(87)에 상기 클램핑 유닛(70)의 바디(73)가 안착된다.

상기 바디(73)의 하면에는 상기 도킹판(81)에 대응하여 상기 도킹판(81)과 연결되는 연결판(75)이 구성된다.

상기 연결판(75) 상에는 도킹홀(76)이 형성된다.

상기 도킹홀(76)은 상기 도킹핀(83)이 삽입되는 홀이다.

상기 바디(73)의 마주보는 양측에는 복수개의 클램핑암(77)이 대칭되게 형성된다.

상기 클램핑암(77)들은 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)이 상기 교체지그(33)와 고정지그(35)에 안착되면, 제5구동부(A5)에 의해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 클램핑한다.

상기 바디(73)의 양단부 하면에는 제3툴링핀(P3)이 구성된다.

상기 제3툴링핀(P3)은 상기 제1부품(1)의 해당 툴링홀에 삽입된다.

상기 바디(73)의 중앙부 측면에는 제4툴링핀(P4)이 구성된다.

상기 제4툴링핀(P4)은 상기 제2부품(3)의 해당 툴링홀에 삽입된다.

마지막으로, 본 실시 예에서, 상기 제3조립구간(S3)에 제1용접기(90)가 구성된다(도 2 참조).

상기 제1용접기(90)는 로봇에 의해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 1차용접한다.

그리고 상기 제4조립구간(S4)에 제2용접기(91)가 구성된다.

상기 제2용접기(91)는 로봇에 의해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 2차용접하여 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)의 조립을 마무리한다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 제1조립구간(S1)에서 차종에 따라 교체지그(33)를 로딩한다.

상기 교체지그(33)는 수동으로 교체될 수 있고, 자동으로 교체될 수도 있다.

그리고 조절장치(37)를 통해 차종에 따라 고정지그(35)의 제2툴링핀(P2)을 설정한다.

상기 인덱스 테이블(20)이 90° 회전한다.

도 9를 참조하면, 제2조립구간(S2)에서 교체지그(33)와 고정지그(35)에 제1부품(1)과 제2부품(3)이 안착된다.

이때, 상기 교체지그(33)의 전방 제1툴링핀(P11)과, 고정지그(35)의 제2툴링핀(P2)을 통해 제1부품(1)이 고정되고, 상기 교체지그(33)의 후방 제1툴링핀(P12)을 통해 제2부품(3)이 고정된다.

또한, 상기 가압 유닛(40)을 통해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 고정시킨다.

상기 인덱스 테이블(20)이 90° 회전한다.

도 10을 참조하면, 상기 제2조립구간(S2)에서 고정된 제1부품(1)과 제2부품(3)이 제3조립구간(S3)에 로딩된다.

상기 제3조립구간(S3)에서, 클램핑 유닛(70)이 도킹 유닛(80)을 통해 연결된다.

이때, 상기 클램핑 유닛(70)의 제3툴링핀(P3)이 제1부품(1)에 삽입되어 상기 제1부품(1)을 고정시킨다.

더불어, 상기 클램핑 유닛(70)의 제4툴링핀(P4)이 제2부품(3)에 삽입되어 상기 제2부품(3)을 고정시킨다.

그리고 클램핑 유닛(70)의 클램핑암(77)을 통해 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 완전히 고정한 상태로, 제1용접기(90)가 진입하여 상기 제1부품(1)과 제2부품(3)을 1차용접 접합한다.

1차용접이 완료되면, 상기 클램핑 유닛(70)은 상기 도킹 유닛(80)으로부터 탈거되어 초기위치로 복귀된다.

상기 인덱스 테이블(20)이 90° 회전한다.

도 11을 참조하면, 상기 제3조립구간(S3)에서 1차용접된 제1부품(1)과 제2부품(3)이 제4조립구간(S4)에 로딩된다.

상기 제4조립구간(S4)에서, 제2용접기(91)를 통해 제1부품(1)과 제2부품(3)을 2차용접 접합하여 조립을 마무리한다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 회전 가능한 인덱스 테이블(20)을 적용함으로써, 공간 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 에에 따른 차체부품 조립 시스템(10)은 다차종 대응이 가능하여 초기 투자비의 절감이 가능하다.

더불어, 상기 차체부품 조립 시스템(10)은 기종 교환 시, 수동 방식으로도 적용이 가능함으로써, 설비를 단순화하여 설비 중량을 줄이고, 제작비용을 절감할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 제1부품 3: 제2부품
10: 차체부품 조립 시스템 S1: 제1조립구간
S2: 제2조립구간 S3: 제3조립구간
S4; 제4조립구간 20: 인덱스 테이블
21: 장착 프레임 23: 회전판
30: 조립 유닛 31: 고정판
310: 지지롤러 33: 교체지그
330; 에어척 331: 교체지그모듈
333: 안착블록 P1: 제1툴링핀
P11: 전방 제1툴링핀 P12: 후방 제1툴링핀
35: 고정지그 350: 고정 테이블
351: 고정지그모듈 P2: 제2툴링핀
353: 레일 355: 이동판
357: 연결블록 A1: 제1구동부
357: 접촉블록 359: 스토퍼
37: 조절장치 370: 스토퍼 장착판
371: 와이어 372: 손잡이부
373: 서브 테이블 374: 규제 브라켓
375: 규제홈 376: 봉
377: 규제핀 378: 밸런스부
379: 복원스프링 40: 가압 유닛
41: 롤러 43: 링크암
A2: 제2구동부 45: 링크 브라켓
50: 교체지그 팔렛트 60: 부품 팔렛트
70: 클램핑 유닛 71: 로봇암
73: 바디 75: 연결판
76: 도킹홀 77: 클램핑암
A5: 제5구동부 P3: 제3툴링핀
P4: 제4툴링핀 80: 도킹 유닛
81; 도킹판 83: 도킹핀
A3: 제3구동부 85: 회전 클램퍼
A4: 제4구동부 87: 도킹 테이블
90: 제1용접기 91: 제2용접기

Claims

차량에 적용되는 제1부품과 제2부품을 상호 조립하는 차체부품 조립 시스템으로서,
장착 프레임에 회전 가능하게 설치되는 인덱스 테이블;
상기 인덱스 테이블의 상면에 회전판을 통해 사방으로 각각 배치되고, 차종에 따라 탈,부착 가능한 교체지그와, 상기 교체지그와 이격 배치되어 고정된 고정지그에 상기 제1부품과 제2부품이 로딩되며, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개의 조립구간을 거치면서 상호 용접 접합되도록 상기 인덱스 테이블을 통해 일정각도 회전하는 조립 유닛;
제1조립구간에 대응하여 배치되고, 차종별로 상기 교체지그가 복수개 저장되는 교체지그 팔렛트;
제2조립구간에 대응하여 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품이 복수개 저장되는 부품 팔렛트;
제3조립구간에 대응하여 배치되고, 차종에 따라 복수개 구성되어 상기 교체지그와 고정지그에 안착된 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 클램핑 유닛; 및
상기 제3조립구간과 제4조립구간에 대응하여 각각 배치되고, 상기 제1부품과 제2부품을 용접하는 용접기들;
을 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조립 유닛은
상기 장착 프레임의 상부에서, 상기 회전판의 둘레를 따라 배치된 복수개의 지지롤러를 통해 상기 회전판의 회전작동이 지지되는 차체부품 조립 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조립 유닛은
상기 회전판의 상면에 일정간격 배치되는 고정판;
상기 고정판의 상면에서, 상기 인덱스 테이블을 기준으로 중심외측으로 배치되고, 마주보는 양측으로 대칭되게 구성되어 차종에 따라 교체되는 한 쌍의 상기 교체지그; 및
상기 고정판 상에서, 상기 인덱스 테이블을 기준으로 중심내측으로 배치되고, 마주보는 양측으로 대칭되게 구성되며, 조절장치를 통해 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 위치가 가변되도록 구성되는 한 쌍의 상기 고정지그;
를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제3항에 있어서,
상기 교체지그는
상기 고정판에 고정되는 에어척; 및
상기 에어척을 통해 탈,부착 가능하게 장착되고, 상기 제1부품과 제2부품 상의 해당 툴링홀에 각각 끼워지도록 차종별로 위치가 설정되는 복수개의 제1툴링핀이 구성되는 교체지그모듈;
를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제3항에 있어서,
상기 고정지그는
상기 고정판에 고정되는 고정 테이블;
상기 고정 테이블 상에서, 제1구동부를 통해 슬라이드 이동 가능하도록 장착되고, 상기 제1부품의 해당 툴링홀에 끼워지는 제2툴링핀이 구성되는 고정지그모듈;
상기 고정 테이블 상에서, 상기 고정지그모듈의 인접한 일측에 구성되고, 차종에 따라 상기 제2툴링핀의 위치를 가변시키도록 상기 고정지그모듈 측으로 돌출된 복수개의 스토퍼를 구비하는 상기 조절장치;
를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제5항에 있어서,
상기 고정지그모듈은
상기 고정 테이블 상에서, 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 이동판을 포함하며, 상기 이동판 상에 연결블록을 통해 제2툴링핀이 장착되고, 상기 연결블록에 상기 제1구동부가 연결되며, 상기 제1구동부의 반대방향인 상기 이동판의 일측에 상기 스토퍼와 접촉되는 접촉블록이 장착되어 상기 접촉블록을 통해 상기 스토퍼와 접촉되도록 구성되는 차체부품 조립 시스템.
제5항에 있어서,
상기 조절장치는
상기 스토퍼들이 장착되고, 상기 고정지그모듈을 따라 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 스토퍼 장착판;
상기 스토퍼 장착판에 관통 연결되는 와이어;
상기 와이어의 일단부에 연결되고, 선단에 구성되는 손잡이부; 및
상기 와이어의 타단부에 구성되고, 상기 와이어에 복원력을 부여하는 밸런스부;
를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제7항에 있어서,
상기 손잡이부는
상기 고정판에 고정되는 서브 테이블;
상기 서브 테이블 상에 설치되고, 차종별로 상기 고정지그모듈과 접촉되는 스토퍼의 위치를 설정하는 규제홈이 복수개 형성되는 규제 브라켓; 및
상기 와이어의 일단부와 연결되어 상기 규제 브라켓에 끼워지고, 외면에 장착된 규제핀을 차종에 따른 규제홈에 끼워지도록 작동시키는 봉;
을 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제7항에 있어서,
상기 밸런스부는
상기 와이어에 복원력을 부여하는 복원스프링을 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제3항에 있어서,
상기 조립 유닛은
상기 교체지그의 인접한 일측에 상기 교체지그에 안착되는 제1부품을 수직방향으로 가압하여 고정하는 가압 유닛을 더 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제10항에 있어서,
상기 가압 유닛은
일측 선단에 롤러가 장착되어 상기 제1부품과 슬립 접촉되는 링크암;
상기 링크암의 타측 선단에 힌지 연결되고, 상기 고정판에 장착되어 상기 링크암의 타측 선단을 밀어 올리도록 구성되는 제2구동부; 및
상기 링크암의 하부 일측에 힌지 연결되고, 상기 제2구동부의 일측에 힌지 연결되어 상기 링크암의 작동을 지지하는 링크 브라켓;
을 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제3항에 있어서,
상기 클램핑 유닛은
로봇암의 선단에 장착되고, 한 쌍의 상기 고정지그 사이에 구성되는 도킹 유닛에 연결된 상태로, 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 차체부품 조립 시스템.
제12항에 있어서,
상기 도킹 유닛은
한 쌍의 상기 고정지그 사이에 구성되며, 상기 고정판에 고정되는 도킹 테이블;
상기 도킹 테이블의 상면 양측으로 구성되는 도킹판;
상기 도킹판에 관통 설치되고, 상기 도킹판에 상기 클램핑 유닛이 안착되면, 제3구동부에 의해 승강작동하여 상기 클램핑 유닛을 정위치시키는 도킹핀; 및
상기 도킹 테이블 상에서, 상기 도킹판의 인접한 일측에 장착되고, 상기 도킹판에 상기 클램핑 유닛이 안착되면, 제4구동부에 의해 회전 작동하여 상기 클램핑 유닛을 고정시키는 복수개의 회전 클램퍼;
를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제13항에 있어서,
상기 클램핑 유닛은
상기 도킹 테이블에 안착되는 바디;
상기 바디의 하면에 상기 도킹판에 대응하여 구성되어 상기 도킹판과 연결되는 연결판;
상기 연결판 상에 상기 도킹핀이 삽입되는 도킹홀;
상기 바디의 마주보는 양측으로 대칭되게 형성되고, 상기 제1부품과 제2부품이 상기 교체지그와 고정지그에 안착되면, 제5구동부에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 클램핑하는 복수개의 클램핑암;
상기 바디의 양단부 하면에 구성되고, 상기 제1부품의 해당 툴링홀에 삽입되는 제3툴링핀; 및
상기 바디의 중앙부 측면에 구성되고, 상기 제2부품의 해당 툴링홀에 삽입되는 제4툴링핀;
을 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제1항에 있어서,
상기 용접기들은
상기 제3조립구간에 대응하여 배치되고, 로봇에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 1차용접하는 제1용접기를 포함하는 차체부품 조립 시스템.
제1항에 있어서,
상기 용접기들은
상기 제4조립구간에 대응되어 배치되고, 로봇에 의해 상기 제1부품과 제2부품을 2차용접하는 제2용접기를 포함하는 차체부품 조립 시스템.