KR20090105759A

KR20090105759A - 자동차용 플로워 생산시스템

Info

Publication number: KR20090105759A
Application number: KR1020080031400A
Authority: KR
Inventors: 정인호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-07
Also published as: US20130056523A1; CN101549716A; US8348133B2; CN101549716B; US20090272723A1; US8701965B2

Abstract

본 발명은 패널들을 서로 용접하여 플로워를 제작함에 있어서 상부의 리턴라인 및 하부의 용접라인을 통해 루프를 형성하여 대차를 이동시키고, 마찰구동에 의해 대차를 수평이동시킴으로써, 제작비용을 절감하고 설치면적을 줄일 수 있도록 한 자동차용 플로워 생산시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 대차가 이동가능하도록 프레임의 상부와 하부에 각각 평행하게 설치된 리턴라인 및 용접라인; 상기 리턴라인에서 전달받은 대차에 패널을 로딩시켜 용접라인으로 이동시키도록 상부에 가이드레일이 설치된 대차하강수단; 상기 리턴라인, 용접라인 및 대차하강수단에서 대차를 마찰력에 의해 수평방향으로 이동시켜주는 수평이동 구동수단; 상기 수평이동 구동수단에 의해 이동된 용접라인의 일정구간에서 패널을 용접하는 용접로봇; 및 상기 패널의 용접이 완료된 후 용접라인에서 리턴라인으로 상승시켜주도록 암부 끝단에 대차핸들링 행어가 설치된 대차교환로봇을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템을 제공한다.

대차, 로봇, 모터, 행어, 용접, 프런트 플로워

Description

자동차용 플로워 생산시스템{Production system for floor of vehicle}

본 발명은 플로워를 제작함에 있어서 작업라인을 하부에 리턴라인을 상부에 배치함으로써, 안전성 및 작업공간을 확보할 수 있도록 한 자동차용 플로워 생산시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진룸(101)을 구성하는 종래의 프런트플로워(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진룸(101)과 실내의 격막역할을 수행하면서 실내로 유입되는 소음 및 진동을 차단하도록 된 대쉬패널(110)과, 이 대쉬패널(110)의 좌우측 전면 소정부위에서 각각의 선단이 차체의 전방으로 돌출되게 맞대기용접으로 결합되어 엔진과 변속기의 좌우측부를 지지하면서 프런트 서스펜션의 스트럭트 상단을 고정시키도록 된 좌측휀더 에이프런멤버(112) 및 우측휀더 에이프런멤버(113)와, 이 좌우측휀더 에이프런멤버(112,113)의 전면을 연결하도록 양단의 측면부가 맞대기용접으로 결합되어 상기 엔진룸(101)의 구조를 이루면서 냉각장치인 에어컨과 라디에이터의 구조물을 지지하도록 된 라디에이터 서포트멤버(114)로 이루어져 있다.

상기와 같이 프런트 플로워는 대쉬패널(110), 좌우측휀더 에이프런멤버(112,113), 라디에이터 서포트멤버(114)로 구성되고, 각각의 패널 및 멤버(이하, 패널)를 서로 용접함으로 하나의 프런트 플로워로 이루어지게 된다.

도 2는 종래의 프런트 플로워를 생산하기 위한 시스템을 나타내는 것으로서, 크게 리니어모터(121), 스토퍼(122), 대차(123), 턴테이블(124), 용접 로봇(125), 언로딩 로봇(126)으로 구성되어 있다.

종래의 프런트 플로워 생산시스템은 리니어모터(121)를 이용하여 비접촉식으로 패널을 규제하고 있는 대차(12)를 이동시키도록 되어 있고, 용접공접에서는 턴테이블(124)로 대차(123)를 회전시킬 수 있도록 되어 용접이 완료된 대차에서 언로딩 로봇(126)에 의해 패널을 언로딩한 다음, 다음 라인으로 패널을 이송시키는 시스템으로 구성되어 있다. 이때, 스토퍼(122)는 대차가 각 공정으로 이동 시 원하는 위치에 정지되도록 하여 대차의 정위치를 규제하는 역할을 한다.

상기와 같은 구성에서 작동순서를 설명하면 다음과 같다.

1) A 공정에서 패널을 로딩하고, 대차가 B 공정까지 이동한다.

2) 턴테이블(124)이 회전하면 B공정의 대차(123)가 C공정으로 이동되어서 용접이 이루어지고, C공정의 대차(123)는 B공정으로 다시 리턴되어 언로딩 로봇(126)에 의해 패널이 언로딩 된다.

3) D공정의 대차는 A공정으로 이동되어져서 대차(123) 위에 패널이 로딩된다.

4) B공정의 언로딩이 완료된 대차(123)는 D공정으로 이동되어서 차종대기가 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 리니어 모터의 경우 수량이 많아 제조비용이 상승하고, 또한 모터 컨트롤을 위한 인버터 용량이 커지므로 비용 상승 및 제어반의 크기가 커지는 문제점이 있다. 즉, 제어반의 크기가 커짐에 따라 설치면적의 증가가 요구된다.

또한, 상기 인버터 타입의 리니어 모터의 경우 정지시 스토퍼가 필요하고, 정지시 충격력을 줄이기 위해서 충격흡수 수단을 사용하게 되는데, 이는 소모성으로 보전에 불리하고 비용상승을 초래한다.

그리고, 상기 리니어 모터는 비접촉식으로 구동됨으로 속도 제어에서 에러가 종종 발생하고, 리니어모터와 대차간의 갭을 유지하기 위해서 제작 및 조립 비용의 상승을 초래하게 된다.

뿐만 아니라, 차종이 추가될 때마다 공정이 추가되어야 하므로 시스템 운영에 있어서 제한적이며, 턴테이블의 제조 비용이 고가인 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 패널들을 서로 용접하여 플로워를 제작함에 있어서 상부의 리턴라인 및 하부의 용접라인을 통해 루프를 형성하여 대차를 이동시키고, 마찰구동에 의해 대차를 수평이동시킴으로써, 제작비용을 절감하고 설치면적을 줄일 수 있도록 한 자동차용 플로워 생산시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 대차를 대차교환로봇에 의해 핸들링함으로써, 대차 적재대에 별도의 장치가 필요하지 않아 장비를 경량화할 수 있도록 한 자동차용 플로워 생산시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 플로워 생산시스템에 있어서,

대차가 이동가능하도록 프레임의 상부와 하부에 각각 평행하게 설치된 리턴라인 및 용접라인;

상기 리턴라인에서 전달받은 대차에 패널을 로딩시켜 용접라인으로 이동시키도록 상부에 가이드레일이 설치된 대차하강수단;

상기 리턴라인, 용접라인 및 대차하강수단에서 대차를 마찰력에 의해 수평방향으로 이동시켜주는 수평이동 구동수단;

상기 수평이동 구동수단에 의해 이동된 용접라인의 일정구간에서 패널을 용접하는 용접로봇; 및

상기 패널의 용접이 완료된 후 용접라인에서 리턴라인으로 상승시켜주도록 암부 끝단에 대차핸들링 행어가 설치된 대차교환로봇을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 리턴라인 및 용접라인은 대차가 이동가능하도록 설치된 제1 및 제2주행레일을 갖고, 상기 리턴라인은 용접로봇의 작업공간을 확보하기 위해 제1주행레일의 일부구간이 상방향으로 이동설치된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 대차하강수단은 상부에 가이드레일이 설치된 프레임;

상기 프레임이 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 수직컬럼;

상기 수직컬럼의 상단부를 연결하는 수평컬럼;

상기 수평컬럼의 상부에 설치된 상하이동용 모터;

상기 상하이동용 모터의 회전력을 상기 프레임에 전달하는 동력전달수단; 및

상기 동력전달수단의 타단부에 결합되고, 상기 프레임의 반대측에서 상반되게 상하이동하여 균형을 잡아주는 웨이트 밸런스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달수단은 상기 모터의 출력축과 연결되고, 외표면에 풀리가 축설된 회전전달축; 및

일단부가 상기 프레임에 결합되고, 중간부가 상기 풀리와 맞물리게 결합되도록 설치되어 모터의 회전력을 전달하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평이동 구동수단은 대차에 길이방향으로 고정설치된 마찰바;

상기 대차하강수단, 리턴라인 및 용접라인이 설치된 프레임에 설치된 수평이동용 모터 및 감속기;

상기 수평이동용 모터 및 감속기에 의해 구동되고, 상기 마찰바의 일측면에 접촉함으로 모터의 회전력을 전달하는 마찰휠;

상기 마찰바의 양측면에 접촉가능하도록 회전가능하게 설치된 가이드휠; 및

상기 마찰바의 반대측면에 접촉하게 설치된 아이들휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임에 회전가능하게 지지되는 힌지핀;

상기 힌지핀에 양단부가 회전가능하게 결합되는 제1 및 제2회전부재;

상기 제1 및 제2회전부재의 일단부 사이에 삽입설치된 간격유지용 볼트 및 스프링을 포함하고, 상기 모터, 감속기 및 마찰휠은 제1회전부재의 타단부에 설치되고, 상기 아이들휠은 제2회전부재의 타단부에 설치되며, 상기 마찰휠과 아이들휠은 스프링의 탄성력에 의해 마찰부의 양측면에 접촉이 플렉시블하게 이루어지고, 상기 스프링은 간격유지용 볼트에 의해 제1 및 제2회전부재의 일단부의 최대벌어짐 길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 차종별 대차를 적재할 수 있도록 설치된 대차적재대를 더 포함하고, 상기 대차적재대는 수직방향으로 설치된 수직프레임과, 상하부에 수평방향으로 설치된 적재용 프레임으로 구성되고, 상기 대차교환로봇에 의해 용접라인의 대차와 대차적재대의 대차를 교체하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 플로워 생산시스템에 의하면, 대차에 부착된 마찰바와 라인에 설치된 마찰휠의 마찰접촉에 의해 모터의 회전력을 대차에 전달함으로써, 비접촉식 동력전달에 의한 종래의 리니어모터에 비해 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 용접라인이 하부에 설치되고, 리턴라인이 상부에 설치되어 작업의 높이를 낮춤으로써, 시스템의 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있고, 리턴라인의 일부를 상방향으로 이동시키고 대차의 주행휠을 2단으로 설치함으로써, 용접로봇의 작업공간을 확보할 수 있다.

또한, 대차에서 마찰바를 착탈가능하게 설치함으로써, 대차의 핸들링성을 좋게하고 대차 보관시에서 유리한 장점이 있다.

또한, 대차를 로봇으로 핸들링함으로써, 대차적재대에는 별도의 장치가 필요없으므로, 장치가 매우 슬림하고 경제적인 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 자동차의 엔진룸을 구성하는 종래의 프런트플로워를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래의 프런트 플로워 생산시스템을 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프런트 플로워 생산시스템을 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3에서 용접라인과 리턴라인의 정면도이고, 도 5는 도 3에서 드롭리프터를 나타내는 구성도이고, 도 6은 도 3에서 수평이동 구동수단을 나타내는 구성도이고, 도 7은 도 3에서 마찰바가 대차에 부착된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 배면도이고, 도 9는 도 3에서 용접로봇의 작업모습을 나타내는 측면도이고, 도 10은 도 3에서 용접구간을 나타내는 구성도이고, 도 11은 도 3에서 언로딩 구간 및 대차교환로봇의 대차교환모습을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 도 11에서 대차적재대를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 일실시예는 드롭리프터(10)(대차하강수단), 수평이동 구동수단(11), 대차(12), 대차적재대(13), 언로딩 로봇(14), 대차교환 로봇(15), 용접 로봇(16) 등으로 구성된다.

본 발명은 생산효율성 및 작업안정성을 고려하여 용접라인(17)과 리턴라인(18)을 별도로 구성하고, 용접라인(17)은 하부에서 이루어지고 리턴라인(18)은 상부에서 이루어지며, 대차(12)가 용접라인(17)과 리턴라인(18)을 순환하면서 플로워가 제작되는 구조로 설치된다.

상기 드롭리프터(10)는 대차(12)를 하강 시키기 위한 상하이동수단이다. 즉, 리턴라인(18)으로 리턴된 대차(12)를 넘겨받아 하강한 후 다시 용접라인(17)으로 이동시켜준 다음 다시 원래 위치로 이동한다.

드롭리프터(10)는 상부에 가이드레일(19)이 평행하게 형성된 상하이동프레임(20)과, 상하이동프레임(20)을 상하이동가능하게 지지하는 지지수단과, 지지수단에 설치되어 상하이동프레임(20)을 상하방향으로 이동시켜주는 대차하강수단 및 동 력전달수단으로 구성된다.

상하이동프레임(20)의 상부에는 리턴라인(18)을 따라 리턴되는 대차(12)의 제1주행휠(21)이 이동할 수 있도록 가이드레일(19)이 설치되어 있고, 상하이동프레임(20)은 격자형태로서 길이방향으로 평행하게 형성된 세로부재와, 세로부재를 연결하도록 폭방향으로 형성된 복수의 가로부재로 구성된다.

이때, 상기 상하이동프레임(20)의 중간에는 대차(12)를 수평이동시키는 수평이동 구동수단(11)이 설치되어 대차(12)를 이송시켜주고, 가이드레일(19)의 일측에는 폭방향으로 급전급기(22)가 설치되어 이를 통해 대차(12)에 에어와 전원을 공급하게 된다.

상기 지지수단은 상하이동프레임(20)을 수직이동가능하게 지지하기 위해 상하이동프레임(20)의 일측면에 위치하는 두개의 수직컬럼(23)과, 수직컬럼(23)의 상단부를 연결하는 수평컬럼(24)을 포함한다.

상기 수직컬럼(23)의 하단부는 볼트 등에 의해 지면에 고정되고, 수직컬럼(23)의 일측면에는 상하이동프레임(20)에서 폭방향으로 연장된 연결프레임(25)을 상하이동가능하게 지지하는 수직이동블럭과, 수직이동블럭을 연결하는 수평바가 설치되어 있다.

상기 수평컬럼(24)의 상부에는 대차하강수단으로 상하이동 모터(26)와, 동력전달수단으로 모터(26)의 회전력을 전달하는 타이밍 벨트(27)와, 균형수단으로 상하이동프레임(20)의 중량과 균형을 맞춰주는 웨이트 밸런스(28)가 설치된다.

상기 모터(26)의 출력축에 풀리를 설치하기 위한 풀리축이 길이방향으로 연 장되고, 타이밍 벨트(27)는 일단부가 연결바에 연결되고 타단부가 웨이트 밸런스(28)에 연결될 때 모터(26)가 일방향으로 회전하면 연결바와 연결된 상하이동프레임(20)이 상승하고 웨이트 밸런스(28)가 하강하며, 모터(26)가 타방향으로 회전하면 연결바와 연결된 상하이동프레임(20)이 하강하고 웨이트 밸런스(28)가 상승하게 된다.

또한, 상기 웨이트 밸런스(28)는 수직컬럼(23)을 사이에 두고 상하이동프레임(20)의 반대편에 설치되고, 웨이트 밸런스(28)의 측면에 가이드롤러(29)가 설치되어 웨이트 밸런스(28)가 상하이동을 원활하게 할 수 있도록 도와준다.

상기 수평이동 구동수단은 대차(12)가 용접라인(17) 및 리턴라인(18)에서 수평이동시 마찰에 의해 대차(12)를 구동시켜주는 수단으로, 감속기(30)가 부착된 인덕션 모터(31)를 사용하고, 감속기(30)의 상부에 회전가능하게 설치된 마찰휠(32)과, 반대측에 회전가능하게 설치된 아이들휠(34) 사이에 대차(12)의 마찰바(34)를 접촉시킴으로 대차(12)를 구동시킨다.

이때, 마찰휠(32)의 회전축은 감속기(30)의 출력축과 연결되고, 상기 인덕션 모터(31), 감속기(30) 및 마찰휠(32)은 제1부재(35)의 일측에 설치되고, 상기 아이들휠(33)은 제2부재(36)의 일측에 설치되며, 제1 및 제2부재(35,36)는 힌지핀(37)에 의해 중심부가 결합되고 제1 및 제2부재(35,36)의 타측은 스프링(38)이 삽입된 볼트(39)와 너트(40)에 의해 체결된다.

여기서, 볼트(39)와 너트(40)를 조이면 스프링(38)이 압축됨에 따라 힌지핀(37)을 중심으로 제1 및 제2부재(35,36)의 타측(스프링측)이 오므려지고 반대편 의 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)이 벌어지고, 볼트(39)와 너트(40)를 풀면 스프링(38)이 복원됨에 따라 힌지핀(37)을 중심으로 제1 및 제2부재(35,36)의 타측이 벌어지고 반대편의 마찰휠(32)과 아이들 휠(37)이 오므려지게 된다.

상기와 같이 볼트(39)와 너트(40)를 조절하여 스프링(38)의 탄성력에 의해 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)이 마찰바(34)와 접촉이 잘 이루어지도록 함으로써, 모터의 회전력이 마찰휠(32)과 아이들 휠(33)을 통해 마찰바(34)에 전달되어 대차(12)의 수평이동을 가능하게 한다.

상기한 구성에서, 인덕션 모터(31)가 구동되면 감속기(30)에 의해 감속된 회전력이 마찰휠(32)에 전달되고, 마찰휠(32)과 접촉되는 마찰바(34)가 마찰에 의해 주행레일(41,42)을 따라 수평이동하게 된다.

따라서, 본 발명은 마찰접촉식에 의해 대차(12)가 수평이동함으로써 종래의 비접촉식보다 모터의 개수 및 콘트롤을 위한 인버터 용량을 줄여 비용을 절감할 수 있고, 모터제어에 의한 마찰바(34)의 속도를 보다 정확하고 신속하게 제어할 수 있다.

상기 대차(12)는 패널을 규제하기 위한 지그 유닛(43)이 설치되어 있고, 규제한 패널을 각 공정으로 이송시키는 수단이고, 수평이동 구동수단에 의해 마찰력 즉, 구동력이 잘 전달되도록 대차(12) 하부에 마찰바(34)가 부착되어 있다. 이때, 대차(12)의 핸들링성을 좋게 하고 보관이 용이하도록 마찰바(34)가 대차(12)에서 착탈가능하게 설치된다. 예를 들어 마찰바(34)가 대차(12)의 하단부 양측에 고정핀(44)에 의해 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 용접라인(17)은 1층에서 용접로봇(16)에 의해 키(KEY) 용접작업이 이루어지는 구조로 설치되고, 리턴라인(18)은 용접로봇(16)의 작업성을 좋게하기 위해 용접라인(17)의 상부에 설치된다.

상기 리턴라인(18)과 용접라인(17)은 일정한 간격으로 설치된 사각 형태의 프레임(45) 상부 및 하부에 각각 수평방향으로 제1 및 제2주행레일(41,42)이 평행하게 설치되어 대차(12)가 주행레일(41,42)을 따라 이동가능한 구조이다.

즉, 사각형의 프레임(45)이 연직방향으로 설치되고, 사각형 프레임(45)의 상부에는 리턴라인(18)이 설치되며, 사각형 프레임(45)의 하부에는 용접라인(17)이 설치된다.

또한, 용접라인(17)은 대차(12)가 로딩되는 로딩구간(B), 용접로봇(16)에 의해 패널이 용접되는 용접구간(C), 용접완료된 패널을 언로딩하는 언로딩구간(D)으로 나뉠 수 있고, 리턴라인(18)은 패널이 언로딩된 후 대차(12)가 상방향으로 이동되어 전달받는 제1리턴구간과, 제1리턴라인에서 로딩구간으로 이동하는 제2리턴구간으로 나뉘어진다.

여기서, 용접라인(17)의 로딩구간(B), 용접구간(C) 및 언로딩구간(D)은 일직선 상으로 형성되고, 리턴라인(18)의 제1리턴구간과 제2리턴구간은 다른 층으로 이루어지게 된다.

제1리턴구간의 제2주행레일(42')은 사각형 프레임(45)의 상부에서 수직방향으로 설치된 수직연장프레임(46)에 의해 지지됨으로, 제2리턴구간보다 수직연장프레임(46)의 높이만큼 더 높게 된다.

이와 같이 제1리턴구간의 제2주행레일(42')을 더 높게하는 이유는 제1리턴구간의 제2주행레일(42')이 제2리턴구간과 같은 높이로 형성될 때 용접로봇(16)의 암(47)(ARM)이 상하이동할 때 제2리턴구간의 제2주행레일(42)에 의해 간섭을 받기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

즉, 용접구간(C)에서 용접로봇(16)의 암(47)이 자유자재로 움직일 수 있도록 제1리턴구간의 제2주행레일(42)을 상방향으로 이동시키고 제2리턴구간은 용접로봇(16)의 작업반경에서 벗어나 있으므로 제2주행레일(42)이 사각형 프레임(45)의 상부에 설치된 것이다.

상기 대차(12)는 제1리턴구간의 제2주행레일(42')을 따라 주행하기 위해 제2주행휠(48)이 측면 상부에 장착되고, 제1리턴구간의 도입부, 제2리턴구간의 제2주행레일(42) 및 용접라인(17)의 제1주행레일(41)을 따라 주행하기 위해 제1주행휠(21)이 측면 하부에 장착된다.

상기 수평이동 구동수단은 용접라인(17)과 리턴라인(18)의 각 구간마다 설치되고, 상기 드롭리프터(10)는 리턴라인(18)에서 용접라인(17)으로 대차(12)를 이동시키기 위해 라인 패널 로딩측(A)에 설치되고, 패널이 언로딩된 후 대차(12)를 리턴라인(18)으로 올리기 위해 대차상승수단으로 대차교환로봇(49)을 사용한다.

이때, 대차교환로봇(49)은 암부에 대차 핸들링 행어(50)가 설치되어, 패널이 언로딩된 대차(12)를 리턴라인(18)으로 옮기고, 또한, 차종별로 다른 대차(12)를 대차적재대(13)로부터 리턴라인(18)으로 옮기는 역할을 한다.

상기 대차적재대(13)는 차종별로 대차(12)를 적재 보관하는 곳으로 수직방향 으로 설치된 수직프레임(54)과, 수직프레임(54)의 상하부에서 수평방향으로 평행하게 지지되는 수평프레임(55)으로 구성되며, 이때, 수평프레임에는 대차를 고정시키기 위한 고정핀이 설치되어 있다.

따라서, 대차(12)를 상하 2층으로 보관함으로써 공간 활용이 우수하며, 또한 대차(12)를 대차교환로봇(49)으로 핸들링함으로써, 대차적재대(13)에는 별도의 장치가 필요없어서 장비가 매우 슬림화되고 경제적인 장점이 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 플로워 생산 시스템의 작동순서를 설명하면 다음과 같다.

1) 리턴라인(18)의 제2리턴구간을 통해 대차(12)가 드롭리프트(10)의 가이드레일(19)에 리턴된 후 A 측에서 용접대상인 패널을 대차(12)에 로딩한다.

2) 상하이동모터(26)가 가동됨에 따라 타이밍 벨트(27)가 일방향으로 회전하여 드롭리프트(10)의 상하이동프레임(20)이 하강하고, 드롭리프트(10)의 수평이동 구동수단에서 모터(26)가 가동되면서 마찰휠(32)이 회전하여 마찰휠(32)과 마찰바(34)의 마찰력에 의해 대차(12)가 용접라인(17)의 로딩구간(B)으로 이동되고, 계속해서 용접구간(C)으로 진입하여 용접로봇(16)에 의해 키 용접함으로 프런트 플로워가 완성된다.

3) 키 용접이 완료되면, 용접구간(C)의 수평이동 구동수단에서 모터(31)가 가동되면서 마찰휠(32)이 회전하여 마찰휠(32)과 마찰바(34)의 마찰력에 의해 대차(12)가 용접라인의 언로딩구간(D)으로 이동되고, 언로딩 로봇(14)이 완성된 프런트 플로워를 다음의 공정 라인으로 이송한다.

4) 프런트 플로워가 언로딩된 후 대차(12)는 다시 대차교환로봇(49)에 의해 리턴라인(18)의 제1리턴구간으로 상승되고, 제1리턴구간의 수평이동 구동수단에서 모터(31)가 가동되면서 마찰휠(32)이 회전하여 마찰휠(32)과 마찰바(34)의 마찰력에 의해 대차(12)가 리턴라인의 제2리턴구간으로 이동된다. 이때 원래위치로 복귀된 드롭리프터(10)의 상하이동프레임(20)이 제2리턴구간로부터 대차(12)를 공급받아 대차하강수단에 의해 하강하게 된다.

여기서, 대차교환로봇(49)이 대차(12)의 차종을 판단하여 교체가 필요하면 대차적재대(13)에서 해당 차종의 대차(12)를 교체한다.

이후, 상기와 같은 드롭리프터(10)->용접라인(17)(로딩(B),용접(C),언로딩(D))->리턴라인(18)을 연속하여 반복하면서 프런트 플로워를 생산한다.

일반적으로 작업라인과 리턴라인을 상부와 하부로 구성할 경우 상부가 작업라인으로 사용되고 하부가 리턴라인으로 사용되나, 이러한 경우 로봇의 작업높이가 높아지고 모든 설비들이 높게 설치되므로 보전성이나 신뢰성이 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명은 키 용접공정을 1층에 둠으로써 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 프런트 플로워외에도 센터 플로워 및 리어 플로워에 적용가능하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함 한다.

도 1은 자동차의 엔진룸을 구성하는 종래의 프런트플로워를 나타내는 사시도이다.

도 2는 종래의 프런트 플로워 생산시스템을 나타내는 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프런트 플로워 생산시스템을 나타내는 구성도이다.

도 4는 도 3에서 용접라인과 리턴라인의 정면도이다.

도 5는 도 3에서 드롭리프터를 나타내는 구성도이다.

도 6은 도 3에서 수평이동 구동수단을 나타내는 구성도이다.

도 7은 도 3에서 마찰바가 대차에 부착된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 8은 도 7의 배면도이다.

도 9는 도 3에서 용접로봇의 작업모습을 나타내는 측면도이다.

도 10은 도 3에서 용접구간을 나타내는 구성도이다.

도 11은 도 3에서 언로딩 구간 및 대차교환로봇의 대차교환모습을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 도 11에서 대차적재대를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 드롭리프터 11 : 수평이동 구동수단

12 : 대차 13 : 대차적재대

14 : 언로딩로봇 15 : 대차교환로봇

16 : 용접로봇 17 : 용접라인

18 : 리턴라인 19 : 가이드레일

20 : 상하이동프레임 21 : 제1주행휠

22 : 급전급기 23 : 수직컬럼

24 ; 수평컬럼 25 : 연결프레임

26 : 상하이동모터 27 : 타이밍벨트

28 : 웨이트 밸런스 29 : 가이드롤러

30 : 감속기 31 : 인덕션모터

32 : 마찰휠 33 : 아이들휠

34 : 마찰바 35 : 제1부재

36 : 제2부재 37 : 힌지핀

38 : 스프링 39 : 볼트

40 : 너트 41 : 제1주행레일

42 : 제2주행레일 43 : 지그유닛

44,56 : 고정핀 45 : 프레임

46 : 수직연장프레임 47 : 암

48 : 제2주행휠 49 : 대차교환로봇

50 : 대차핸들링행어 52 : 가이드휠

53 : 대차추락방지용 스토퍼 54 : 수직프레임

55 : 수평프레임

Claims

자동차용 플로워 생산시스템에 있어서,

대차가 이동가능하도록 프레임의 상부와 하부에 각각 평행하게 설치된 리턴라인 및 용접라인;

상기 리턴라인에서 전달받은 대차에 패널을 로딩시켜 용접라인으로 이동시키도록 상부에 가이드레일이 설치된 대차하강수단;

상기 리턴라인, 용접라인 및 대차하강수단에서 대차를 마찰력에 의해 수평방향으로 이동시켜주는 수평이동 구동수단;

상기 수평이동 구동수단에 의해 이동된 용접라인의 일정구간에서 패널을 용접하는 용접로봇; 및

상기 패널의 용접이 완료된 후 용접라인에서 리턴라인으로 상승시켜주도록 암부 끝단에 대차핸들링 행어가 설치된 대차교환로봇을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 리턴라인 및 용접라인은 대차가 이동가능하도록 설치된 제1 및 제2주행레일을 갖고, 상기 리턴라인은 용접로봇의 작업공간을 확보하기 위해 제1주행레일 의 일부구간이 상방향으로 이동설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 대차하강수단은 상부에 가이드레일이 설치된 프레임;

상기 프레임이 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 수직컬럼;

상기 수직컬럼의 상단부를 연결하는 수평컬럼;

상기 수평컬럼의 상부에 설치된 상하이동용 모터;

상기 상하이동용 모터의 회전력을 상기 프레임에 전달하는 동력전달수단; 및

상기 동력전달수단의 타단부에 결합되고, 상기 프레임의 반대측에서 상반되게 상하이동하여 균형을 잡아주는 웨이트 밸런스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.
청구항 3에 있어서,

상기 동력전달수단은 상기 모터의 출력축과 연결되고, 외표면에 풀리가 축설된 회전전달축; 및

일단부가 상기 프레임에 결합되고, 중간부가 상기 풀리와 맞물리게 결합되도록 설치되어 모터의 회전력을 전달하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 차용 플로워 생산시스템.
청구항 4에 있어서,

상기 수평이동 구동수단은 대차에 길이방향으로 고정설치된 마찰바;

상기 대차하강수단, 리턴라인 및 용접라인이 설치된 프레임에 설치된 수평이동용 모터 및 감속기;

상기 수평이동용 모터 및 감속기에 의해 구동되고, 상기 마찰바의 일측면에 접촉함으로 모터의 회전력을 전달하는 마찰휠;

상기 마찰바의 양측면에 접촉가능하도록 회전가능하게 설치된 가이드휠; 및

상기 마찰바의 반대측면에 접촉하게 설치된 아이들휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.
청구항 5에 있어서,

상기 프레임에 회전가능하게 지지되는 힌지핀;

상기 힌지핀에 양단부가 회전가능하게 결합되는 제1 및 제2회전부재;

상기 제1 및 제2회전부재의 일단부 사이에 삽입설치된 간격유지용 볼트 및 스프링을 포함하고, 상기 모터, 감속기 및 마찰휠은 제1회전부재의 타단부에 설치되고, 상기 아이들휠은 제2회전부재의 타단부에 설치되며, 상기 마찰휠과 아이들휠 은 스프링의 탄성력에 의해 마찰부의 양측면에 접촉이 플렉시블하게 이루어지고, 상기 스프링은 간격유지용 볼트에 의해 제1 및 제2회전부재의 일단부의 최대벌어짐 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

차종별 대차를 적재할 수 있도록 설치된 대차적재대를 더 포함하고, 상기 대차적재대는 수직방향으로 설치된 수직프레임과, 상하부에 수평방향으로 설치된 적재용 프레임으로 구성되고, 상기 대차교환로봇에 의해 용접라인의 대차와 대차적재대의 대차를 교체하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로워 생산시스템.