KR102703183B1 - 차체 조립 시스템 - Google Patents

Abstract

차체 조립 시스템이 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 차체 조립 시스템은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 각각 형성하고 있는 것으로서, ⅰ)프리 벅 구간에 구성되며, 플로어 앗세이의 양측에 대해 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 하부를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부에 대해 카울과 전방 루프 레일을 규제하며, 사이드 앗세이의 하부와 플로어 앗세이를 용접하고, 사이드 앗세이의 상부와 카울 및 전방 루프 레일을 용접하는 프리 벅 유닛과, ⅱ)메인 벅 구간에 구성되며, 프리 벅 유닛에 의해 선 조립된 사이드 앗세이의 상부에 대해 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 용접하는 메인 벅 유닛을 포함할 수 있다.

Description

차체 조립 시스템 {SYSTEM FOR ASSEMBLING BODY PANEL}

본 발명의 예시적인 실시 예는 차체 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체 조립 라인에서 다 차종의 차체 조립에 대응 가능한 차체 조립 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차체는 차체 서브 공정에서 생산된 각종 제품 패널을 조립하는 과정을 거침으로써 화이트 보디(B.I.W) 형태로 이루어진다.

차체는 골격 하부에서 엔진과 차축 등의 구동부와 시트(seat) 등을 지지하는 플로어 패널과, 골격의 좌우 측면을 형성하는 양측 사이드 패널과, 골격의 상부면을 형성하는 루프 패널과, 그 외 다수개의 카울 패널, 루프 레일, 패키지 트레이 및 백 패널 등의 부품들로 구성된다. 이러한 차체 부품들의 조립은 메인 벅(main buck)이라는 공정(당 업계에서는 차체 빌드 업(body build-up) 공정이라고도 한다)에서 이루어진다.

메인 벅 공정에서는 차체 조립 시스템을 통하여 플로어 패널에 백 패널을 접합한 후, 양측 사이드 패널, 카울 패널, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 용접하여 조립하게 된다.

예를 들면, 차체 조립 시스템은 사이드 게이트를 통해 사이드 패널을 규제하고 그 사이드 패널을 플로어 패널에 셋팅하며, 사이드 패널에 카울 패널, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 셋팅한 후, 용접 로봇을 통해 이들 부품의 접합 부위를 용접한다.

종래 기술에 따른 차체 조립 시스템은 4면에 차종별 사이드 게이트를 각각 설치하고 있는 회전 인덱스(당 업계에서는 통상적으로 "4면 회전체" 라고도 한다)를 구비하고 있다. 4면 회전 인덱스는 각각의 사이드 게이트를 통해 차종별 사이드 패널을 규제한 상태로 회전하며, 플로어 패널의 양측에 해당 차종의 사이드 패널을 정 위치시킬 수 있다.

따라서, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 사이드 게이트에 규제된 사이드 패널의 상단부에 상관 부품들(예를 들면, 카울 패널, 루프 레일 및 패키지 트레이)을 정 위치시킨 상태에서, 사이드 패널의 상단부와 상관 부품들, 그리고 사이드 패널의 하단부와 플로어 패널을 용접 로봇을 통해 용접할 수 있다.

그런데, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 차종별 사이드 게이트를 통해 차체의 골격 전체를 한 번에 규제하기 때문에, 전체 차체 조립 시스템의 고 중량 및 거대화를 초래할 수밖에 없다.

더 나아가, 종래 기술에서는 4면 회전 인덱스의 각 면에 차종별 사이드 게이트를 설치하기 때문에, 5차종 이상의 차체 조립이 불가능하며, 5차종 이상의 차체 조립을 위해서는 고 중량의 거대한 기존 설비를 추가로 설치해야 한다.

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 예들은 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 것과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 차체 조립이 가능하고, 전체 설비의 경량화를 도모할 수 있도록 한 차체 조립 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 각각 형성하고 있는 것으로서, ⅰ)상기 프리 벅 구간에 구성되며, 플로어 앗세이의 양측에 대해 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 하부를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부에 대해 카울과 전방 루프 레일을 규제하며, 사이드 앗세이의 하부와 플로어 앗세이를 용접하고, 사이드 앗세이의 상부와 카울 및 전방 루프 레일을 용접하는 프리 벅 유닛과, ⅱ)상기 메인 벅 구간에 구성되며, 상기 프리 벅 유닛에 의해 선 조립된 사이드 앗세이의 상부에 대해 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 용접하는 메인 벅 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 프리 벅 유닛은 상기 이송 경로 양측의 프리 벅 프레임에 이동부재를 통하여 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 설정된 각도로 틸트 회전 가능하게 구비되는 회전 인덱스와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 회전 인덱스에 결합되며, 사이드 앗세이의 하부를 규제하는 사이드 행거를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 프리 벅 유닛은 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 이동부재에 고정된 제1 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 카울과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제1 그리퍼와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제1 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 전방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제2 그리퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 그리퍼는 상기 핸들링 로봇을 통하여 상기 제1 포스트 프레임에 탈/부착 가능하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 메인 벅 유닛은 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임에 고정된 제2 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 후방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제3 그리퍼와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제2 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 패키지 트레이와 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제4 그리퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제3 및 제4 그리퍼는 상기 핸들링 로봇을 통하여 상기 제2 포스트 프레임에 탈/부착 가능하게 구비될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템은, 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 각각 설정하고 있는 것으로서, ⅰ)상기 프리 벅 구간에서 상기 이송 경로 양측의 프리 벅 프레임에 구동부를 통해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅱ)상기 이동부재 상에 설정된 각도로 틸트 회전 가능하게 설치되는 회전 인덱스와, ⅲ)핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 핸들링 로봇을 통해 상기 회전 인덱스에 결합되며, 사이드 앗세이의 하부를 규제하는 사이드 행거와, ⅳ)상기 이동부재에 고정되게 설치되는 제1 포스트 프레임과, ⅴ)핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제1 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 카울과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제1 그리퍼와, ⅵ)핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제1 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 전방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제2 그리퍼와, ⅶ)상기 메인 벅 구간에서 상기 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임에 고정되게 설치되는 제2 포스트 프레임과, ⅷ)핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제2 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 후방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제3 그리퍼와, ⅸ)핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제2 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 패키지 트레이와 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제4 그리퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 회전 인덱스는 상기 이동부재 상에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 인덱스 프레임과, 차종 별로 상이한 상기 사이드 행거가 탈착될 수 있는 4면을 지니며 구동부를 통하여 상기 인덱스 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 상기 회전체의 각 면에 구비되며, 상기 사이드 행거와 핀 결합하는 행거 결합부와, 상기 회전체의 각 면에 설치되며, 상기 사이드 행거를 상기 회전체에 고정하는 복수 개의 클램퍼들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 행거 결합부는 상기 사이드 행거에 구비된 제1 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 사이드 행거는 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 행거 프레임과, 상기 행거 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 기준홀에 끼워지는 적어도 하나의 기준 핀과, 상기 행거 프레임에 설치되고, 사이드 앗세이의 하부를 클램핑 하며, 사이드 앗세이의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하는 복수 개의 클램퍼들과, 상기 행거 프레임에 설치되며, 상기 회전 인덱스에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제1 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 복수 개의 클램퍼들 중, 사이드 앗세이의 프론트, 센터 및 리어 필러에 대응하는 클램퍼는 차체 이송 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 행거 프레임에는 상기 클램퍼를 부가적으로 장착하기 위한 복수 개의 장착 좌면이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제1 포스트 프레임에는 상기 제1 및 제2 그리퍼에 각각 구비된 제2 및 제3 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제2 포스트 프레임에는 상기 제3 및 제4 그리퍼에 각각 구비된 제4 및 제5 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제1 그리퍼는 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제1 그리퍼 프레임과, 상기 제1 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 카울을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과, 상기 제1 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제1 포스트 프레임의 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제2 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제2 그리퍼는 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제2 그리퍼 프레임과, 상기 제2 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 전방 루프 레일을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과, 상기 제2 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제1 포스트 프레임의 다른 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제3 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제3 그리퍼는 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제3 그리퍼 프레임과, 상기 제3 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과, 상기 제3 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제2 포스트 프레임의 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제4 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 제4 그리퍼는 상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제4 그리퍼 프레임과, 상기 제4 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 패키지 트레이를 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과, 상기 제4 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제2 포스트 프레임의 다른 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제4 결합 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 프리 벅 구간에는 차종 별로 상이한 상기 사이드 행거들, 제1 그리퍼들 및 제2 그리퍼들을 각각 보관하기 위한 제1 스토리지부가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템에 있어서, 상기 메인 벅 구간에는 차종 별로 상이한 상기 제3 그리퍼들 및 제4 그리퍼들을 각각 보관하기 위한 제2 스토리지부가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차체 조립 시스템은, 상기 프리 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 하부와 플로어 앗세이를 용접하고, 사이드 앗세이의 상부와 카울 및 전방 루프 레일을 용접하는 제1 용접 로봇들과, 상기 메인 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 용접하는 제2 용접 로봇들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 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.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 의해 조립되는 차체 부품들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 사이드 앗세이의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템을 도시한 평면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 일부를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 사이드 행거를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 다른 일부를 도시한 사시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 제1 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 제2 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛을 도시한 사시도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛의 제3 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛의 제4 그리퍼를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 차체공장의 서브 조립 라인에서 운반된 차체 조립부품들을 지그로 규제 및 용접하며, 차체 화이트 보디(B.I.W)의 골격 정도를 완성하는 차체 조립라인에 적용될 수 있다.

차체 조립라인은 차체의 기초가 되는 플로어 앗세이를 조립하는 공정, 차체의 벽면 부품인 사이드 앗세이를 조립하는 공정, 사이드 앗세이에 카울, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 조립하는 공정을 포함하고 있다.

여기서, 플로어 앗세이에 사이드 앗세이를 조립하고, 그 사이드 앗세이에 카울, 루프 레일 및 패키지 트레이 등을 조립하는 공정을 당 업계에서는 벅(buck) 공정이라고도 한다.

이러한 벅 공정은 지그를 통해 웰딩 픽스쳐(Welding fixture)를 고정하고, 그 웰딩 픽스쳐를 스윙, 로테이션 및 시프트하며 사이드 바디 어셈블리와 언더 바디를 일체로 조립하는 공정이다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 차체 조립라인에서 플로어 앗세이, 좌우의 사이드 앗세이, 카울(Cowl), 전방/후방 루프 레일(Roof rail) 및 패키지 트레이(Package tray) 등을 로봇에 의한 스폿 용접설비로서 조립하는 벅 공정에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 대차라인(1)을 통해 설정된 이송 경로를 따라 이송하는 플로어 앗세이(2)를 기준으로, 플로어 앗세이(2)의 양측에 사이드 앗세이(3)를 조립하고, 사이드 앗세이(3)의 전방 측에 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)을 조립하며, 사이드 앗세이(3)의 후방 측에 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 조립할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 플로어 앗세이(2)의 이송 방향을 차체 이송 방향으로 정의하는데, 당 업계에서는 차체 이송 방향을 T 방향, 차폭 방향을 L 방향, 차체의 높이 방향을 H 방향이라고 한다. 그러나 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 LTH 방향을 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향으로 정의하기로 한다.

더 나아가, 하기에서의 "단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 것과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 차체 조립이 가능하고, 전체 설비의 경량화를 도모할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 대차라인(1)의 이송 경로를 따라 구획된 프리 벅(pre-buck) 구간(20)과 메인 벅(main-buck) 구간(50)을 설정하고 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)은 기본적으로, 프리 벅 구간(20)에 구성되는 프리 벅 유닛(200)과, 메인 벅 구간(50)에 구성되는 메인 벅 유닛(500)을 포함하고 있다.

상기에서와 같은 프리 벅 유닛(200) 및 메인 벅 유닛(500)은 각각의 프리 벅 구간(20) 및 메인 벅 구간(50)에서 하나의 프레임에 될 수 있고, 분획된 각각의 프레임에 될 수도 있다.

이러한 프레임은 이하에서 설명될 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

그러나, 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임으로 통칭한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 프리 벅 유닛(200)은 프리 벅 구간(20)에서 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부를 규제하며 그 하부를 플로어 앗세이(2)에 선 조립하기 위한 것이다.

또한, 상기 프리 벅 유닛(200)은 사이드 앗세이(3)의 상부에 대해 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 규제하며, 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 사이드 앗세이(3)의 상부에 조립할 수 있다.

더 나아가, 상기 프리벅 유닛(200)은 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 용접하고, 사이드 앗세이(3)의 상부와 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)을 용접할 수 있다.

이러한 프리 벅 유닛(200)은 프리 벅 구간(20)에서 대차라인(1)의 이송 경로 양측에 각각 구성된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 사이드 앗세이(3)를 도 3에서와 같이, 점선의 기준선(4)을 기준으로 하부(4a)와 상부(4b)로 구분할 수 있다. 상기 사이드 앗세이(3)는 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b), 리어 필러(5c), 그리고 리어 콤비 램프부(5d)를 형성하고 있다. 더 나아가, 상기 사이드 앗세이(3)는 적어도 하나의 기준 홀(6)을 형성하고 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템을 도시한 평면 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 일부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3과 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예 의한 상기 프리 벅 유닛(200)은 사이드 앗세이(3)의 하부를 규제하며, 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2) 양측의 설정된 위치에 정확히 매칭시킨 상태에서, 그 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 용접할 수 있는 구조로 이루어진다.

더 나아가, 상기 프리 벅 유닛(200)은 플로어 앗세이(2)의 양측에 매칭될 사이드 앗세이(3)의 위치(조립) 산포를 최소화 할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위한 상기 프리 벅 유닛(200)은 이동부재(110), 회전 인덱스(150) 및 사이드 행거(210)를 포함하고 있다.

상기 이동부재(110)는 프리 벅 구간(20)의 이송 경로 양측에서 프리 벅 프레임(21)에 제1 구동부(111)를 통하여 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

예를 들면, 상기 이동부재(110)는 플레이트 형상으로 구비되며, 프리 벅 프레임(21)의 상면에서 제1 구동부(111)에 의해 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 제1 구동부(111)는 이동부재(110)를 차폭 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다. 상기 제1 구동부(111)는 제1 서보 모터(113)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제1 가이드 구조체(115)를 통해 이동부재(110)를 차폭 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

상기와 같은 제1 구동부(111)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 전동 구동체 또는 이동 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 회전 인덱스(150)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하는 사이드 행거(210)를 복수 개로 장착하고, 해당 차종의 사이드 행거(210)를 회전 식으로 선택하면서 그 사이드 행거(210)를 통해 사이드 앗세이(3)를 플로어 앗세이(2) 양측의 설정된 위치에 정확히 매칭시키기 위한 것이다.

상기 회전 인덱스(150)는 이동부재(110)를 통하여 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 그 이동부재(110) 상에 설정된 각도로 틸트 회전 가능하게 구비된다.

이러한 회전 인덱스(150)는 인덱스 프레임(151), 회전체(161), 행거 결합부(171), 그리고 제1 클램퍼(181)들을 포함하고 있다.

상기 인덱스 프레임(151)은 뒤에서 더욱 설명될 회전체(161)를 회전 가능하게 장착하기 위한 것으로, 한 쌍으로서 이동부재(110) 상에 차체 이송 방향으로 이격되게 설치된다.

이러한 인덱스 프레임(151)은 다수 개의 금속 바들이 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향으로 연결된 구조로 이루어지는 바, 차체 이송 방향을 따라 일정 간격을 두고 이동부재(110) 상에 직립되게 설치될 수 있다.

상기 회전체(161)는 뒤에서 더욱 설명될 사이드 행거(210)를 결합하는 것으로, 차종 별로 상이한 사이드 행거(210)들을 착탈(탈착) 식으로 교체할 수 있는 4면을 지니며 인덱스 프레임(151)에 회전 가능하게 설치된다.

상기 회전체(161)는 이의 양단이 인덱스 프레임(151)에 회전 가능하게 지지되며, 제2 구동부(163)를 통하여 설정된 각도(90도)로 회전될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 구동부(163)는 인덱스 프레임(151)에 고정되게 설치되는 제2 서보 모터(165)를 포함한다.

상기 행거 결합부(171)는 사이드 행거(210)와 핀 결합하는 것으로서, 회전체(161)의 각 면에 복수 개로 설치된다. 상기 행거 결합부(171)는 사이드 행거(210)에 구비된 핀과 핀 결합하며 그 핀을 클램핑 할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 행거 결합부(171)는 사이드 행거(210)에 구비된 핀이 끼워지며 결합되는 제1 도킹 클램프(173)를 포함한다. 상기 제1 도킹 클램프(173)는 제1 핀 하우징(175)에 끼워진 핀을 다수 개의 볼(도면에 도시되지 않음)들과 에어의 압력으로서 클램핑 할 수 있는 공지 기술의 볼 클램프로 구비될 수 있다.

이러한 행거 결합부(171)는 한국등록특허공보 제1806963호에 개시된 공지 기술의 볼 클램프로 이루어지므로, 본 명세서에서 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1 클램퍼(181)는 회전체(161)의 사이드 행거(210)를 회전체(161)에 고정하기 위한 것으로서, 그 회전체(161)의 각 면에 복수 개로 설치된다. 상기 제1 클램퍼(181)는 회전체(161)의 각 면 양측에 설치된다. 예를 들면, 상기 제1 클램퍼(181)는 공압 실린더에 의해 전후진 작동하며, 사이드 행거(210)에 핀 결합할 수 있는 핀 클램퍼로 구비될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 사이드 행거를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5와 함께 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 사이드 행거(210)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 클램핑 또는 그리핑 하며, 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하기 위한 것이다.

이러한 사이드 행거(210)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 공용으로 정 위치 규제할 수 있는 공용 행거(예를 들면, 2차종의 공용 행거)로서 구비될 수 있다.

상기 사이드 행거(210)는 프리 벅 구간(20)에서 제1 핸들링 로봇(281)에 탈착 가능하게 구비되며, 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 회전 인덱스(150)의 회전체(161)에 결합(탈/부착) 가능하게 구비된다.

여기서, 상기 사이드 행거(210)는 프리 벅 구간(20)에서 별도의 정렬수단을 통해 기 설정된 위치로 정렬된 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 규제할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 도면에 도시되지 않은 로봇 행거를 포함할 수도 있다.

상기 로봇 행거는 이송 행거(도면에 도시되지 않음)를 통해 프리 벅 구간(20)으로 이송된 사이드 앗세이(3)를 언 로딩하고, 정렬 지그(도면에 도시되지 않음)를 통해 사이드 앗세이(3)를 기 설정된 위치로 정렬한 상태에서, 사이드 앗세이(3)를 로봇 투 로봇(robot-to-robot) 방식으로 사이드 행거(210)에 로딩할 수 있다.

이러한 사이드 행거(210)는 행거 프레임(211), 기준 핀(231), 제2 클램퍼(251)들, 그리고 제1 결합 핀(271)을 포함한다.

상기 행거 프레임(211)은 프리 벅 구간(20)에 위치하고 있는 제1 핸들링 로봇(281)의 아암 선단에 장착된다. 상기 행거 프레임(211)은 툴 체인저를 통해 제1 핸들링 로봇(281)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 기준 핀(231)은 사이드 앗세이(3)의 기준 위치를 잡아 주는 것으로서, 적어도 하나의 개수로서 행거 프레임(211)에 설치된다. 상기 기준 핀(231)은 도 3에서와 같은 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워진다.

상기 기준 핀(231)의 구동수단을 통해 행거 프레임(211)의 전면에서 전후 방향으로 이동되며, 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워질 수 있다. 더 나아가, 상기 기준 핀(231)은 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 대응하여 구동수단에 의해 차체 이송 방향, 차폭 방향 및 높이 방향의 3축 방향으로 위치 변동이 가능하게 구성될 수도 있다.

상기 제2 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 하부(4a) 만을 클램핑 하며, 그 사이드 앗세이(3)의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하는 것으로, 행거 프레임(211)에 복수 개로 설치된다. 상기 제2 클램퍼(251)들은 클램핑 실린더의 작동으로 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 클램핑 할 수 있다.

상기 제2 클램퍼(251)는 행거 프레임(211)의 양단부 측 및 그 양단부 사이에 복수 개로 설치된다. 상기 행거 프레임(211)의 양단부 측에 구비되는 제2 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 할 수 있다. 상기 행거 프레임(211) 양단부 측의 제2 클램퍼(251)는 그 양단부 측에 고정식으로 구비된다.

그리고, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비되는 복수 개의 제2 클램퍼(251)는 도 3에서와 같은 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 클램핑 할 수 있다.

여기서, 상기 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)에 대응하는 제2 클램퍼(251)들은 제3 구동부(253)에 의해 위치 가변 식으로 차체 이송 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다.

상기 제3 구동부(253)는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 필러부 위치에 따라 제2 클램퍼(251)들을 차체 이송 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 예를 들면, 상기 제3 구동부(253)는 제3 서보 모터(255)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일 등을 갖춘 공지 기술의 제2 가이드 구조체(257)를 통해 제2 클램퍼(251)를 차체 이송 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

이 경우, 상기 제2 클램퍼(251)들은 사이드 앗세이(3)의 센터를 기준으로 그 사이드 앗세이(3)의 하부를 안정성 있게 그리핑 할 수 있도록 행거 프레임(211)에 삼각 구도로 설치될 수 있다.

더 나아가, 상기 행거 프레임(211)에는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 제2 클램퍼(251)를 부가적으로 장착하기 위한 복수의 장착 좌면(261)을 형성하고 있다.

상기 장착 좌면(261)에는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 위에서 언급한 바 있는 고정식 및/또는 위치 가변 식의 제2 클램퍼(251)가 장착될 수 있다.

상기에서 제1 결합 핀(271)은 제2 클램퍼(251)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 규제하고 있는 행거 프레임(211)을 회전 인덱스(150)의 회전체(161)에 결합(탈/부착)하기 위한 것이다.

상기 제1 결합 핀(271)은 행거 프레임(211)의 배면 하부에 복수 개로 설치된다. 상기 제1 결합 핀(271)은 제1 장착 브라켓(273)을 통해 행거 프레임(211)의 배면 하부에 장착된다. 상기 제1 결합 핀(271)은 제1 장착 브라켓(273)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제1 결합 핀(271)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제1 볼 결합 홈(275)을 형성하고 있다. 이러한 제1 결합 핀(271)은 위에서 언급한 바 있는 행거 결합부(171)의 제1 도킹 클램프(173)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제1 도킹 클램프(173)는 제1 핀 하우징(175)에 제1 결합 핀(271)이 결합된 경우, 에어의 압력에 의해 볼들이 제1 볼 결합 홈(275)에 결합되면서 제1 결합 핀(271)을 제1 핀 하우징(175)에 단단히 고정시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 프리 벅 유닛의 다른 일부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3과 함께 도 4 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 프리 벅 유닛(200)은 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 규제하며, 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 사이드 앗세이(3) 상부의 설정된 위치에 정확히 매칭시킨 상태에서, 그 사이드 앗세이(3)의 상부와 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)을 용접할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위한 상기 프리 벅 유닛(200)은 제1 포스트 프레임(310), 제1 그리퍼(330) 및 제2 그리퍼(350)를 포함하고 있다.

상기 제1 포스트 프레임(310)은 뒤에서 더욱 설명될 제1 및 제2 그리퍼(330, 350)를 결합하기 위한 것으로서, 차체 이송 경로 양측의 이동부재(110) 상면에 각각 고정되게 설치된다.

예를 들면, 상기 제1 포스트 프레임(310)은 전방 측(이하에서는 "일측" 이라고 한다)이 후방 측(이하에서는 "다른 일측" 이라고 한다) 보다 더 낮은 대략 "Y" 형태의 프레임으로 구비된다.

여기서, 상기 제1 포스트 프레임(310)의 일측 및 다른 일측에는 뒤에서 더욱 설명될 제1 그리퍼(330) 및 제2 그리퍼(350)에 각각 구비된 핀과 핀 결합하며 그 핀을 클램핑 할 수 있는 제2 도킹 클램프(320)가 구비된다.

상기 제2 도킹 클램프(320)는 제2 핀 하우징(321)에 끼워진 핀을 다수 개의 볼(도면에 도시되지 않음)들과 에어의 압력으로서 클램핑 할 수 있는 공지 기술의 볼 클램프로 구비될 수 있다.

상기에서 제1 그리퍼(330)는 카울(7)과 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제하기 위한 것으로, 제2 핸들링 로봇(325: 이하 도 1 참조)에 탈착 가능하게 구비되며, 제1 포스트 프레임(310)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1 그리퍼(330)는 제2 핸들링 로봇(325)을 통하여 제1 포스트 프레임(310)의 일측에 탈/부착 가능하게 구비된다.

이러한 제1 그리퍼(330)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 그리퍼 프레임(331), 제3 클램퍼(333)들, 그리고 제2 결합 핀(335)을 포함하고 있다.

상기 제1 그리퍼 프레임(331)은 프리 벅 구간(20)에 위치하고 있는 제2 핸들링 로봇(325)의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비된다. 상기 제1 그리퍼 프레임(331)은 툴 체인저를 통해 제2 핸들링 로봇(325)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 제3 클램퍼(333)들은 사이드 앗세이(3)의 상부와 카울(7)을 클램핑 하는 것으로서, 제1 그리퍼 프레임(331)에 설치된다. 상기 제3 클램퍼(333)들은 클램핑 실린더의 작동으로 사이드 앗세이(3)의 상부와 카울(7)을 클램핑 할 수 있다.

상기 제2 결합 핀(335)은 제3 클램퍼(333)들을 통해 카울(7)을 클램핑 하고 있는 제1 그리퍼 프레임(331)을 제1 포스트 프레임(310)의 일측에 결합(탈/부착)하기 위한 것이다.

상기 제2 결합 핀(335)은 제1 포스트 프레임(310)의 일측에 구비된 제2 도킹 클램프(320)와 결합하는 바, 제1 그리퍼 프레임(331)의 양 단부에 설치된다. 상기 제2 결합 핀(335)은 제2 장착 브라켓(336)을 통해 제1 그리퍼 프레임(331)의 양 단부에 장착된다. 상기 제2 결합 핀(335)은 제2 장착 브라켓(336)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제2 결합 핀(335)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제2 볼 결합 홈(337)을 형성하고 있다. 이러한 제2 결합 핀(335)은 제2 도킹 클램프(320)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제2 도킹 클램프(320)는 제2 핀 하우징(321)에 제2 결합 핀(335)이 결합된 경우, 에어의 압력에 의해 볼들이 제2 볼 결합 홈(337)에 결합되면서 제2 결합 핀(335)을 제2 핀 하우징(321)에 단단히 고정시킬 수 있다.

상기에서 제2 그리퍼(350)는 전방 루프 레일(8a)과 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제하기 위한 것으로, 제3 핸들링 로봇(345: 이하 도 1 참조)에 탈착 가능하게 구비되며, 제1 포스트 프레임(310)의 다른 일측에 결합될 수 있다. 즉, 상기 제2 그리퍼(350)는 제3 핸들링 로봇(345)을 통하여 제1 포스트 프레임(310)의 다른 일측에 탈/부착 가능하게 구비된다.

이러한 제2 그리퍼(350)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 그리퍼 프레임(351), 제4 클램퍼(353)들, 그리고 제3 결합 핀(355)을 포함하고 있다.

상기 제2 그리퍼 프레임(351)은 프리 벅 구간(20)에 위치하고 있는 제3 핸들링 로봇(345)의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비된다. 상기 제2 그리퍼 프레임(351)은 툴 체인저를 통해 제3 핸들링 로봇(345)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 제4 클램퍼(353)들은 사이드 앗세이(3)의 상부와 전방 루프 레일(8a)을 클램핑 하는 것으로서, 제2 그리퍼 프레임(351)에 설치된다. 상기 제4 클램퍼(353)들은 클램핑 실린더의 작동으로 사이드 앗세이(3)의 상부와 전방 루프 레일(8a)을 클램핑 할 수 있다.

상기 제3 결합 핀(355)은 제4 클램퍼(353)들을 통해 전방 루프 레일(8a)을 클램핑 하고 있는 제2 그리퍼 프레임(351)을 제1 포스트 프레임(310)의 다른 일측에 결합(탈/부착)하기 위한 것이다.

상기 제3 결합 핀(355)은 제1 포스트 프레임(310)의 다른 일측에 구비된 제2 도킹 클램프(320)와 결합하는 바, 제2 그리퍼 프레임(351)의 양 단부에 설치된다. 상기 제3 결합 핀(355)은 제3 장착 브라켓(356)을 통해 제2 그리퍼 프레임(351)의 양 단부에 장착된다. 상기 제3 결합 핀(355)은 제3 장착 브라켓(356)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제3 결합 핀(355)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제3 볼 결합 홈(357)을 형성하고 있다. 이러한 제3 결합 핀(355)은 제2 도킹 클램프(320)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제2 도킹 클램프(320)는 제2 핀 하우징(321)에 제3 결합 핀(355)이 결합된 경우, 에어의 압력에 의해 볼들이 제3 볼 결합 홈(357)에 결합되면서 제3 결합 핀(355)을 제2 핀 하우징(321)에 단단히 고정시킬 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 프리 벅 유닛(200)은 프리 벅 구간(20)에 설치되는 제1 용접 로봇(410)들을 더 포함하고 있다.

상기 제1 용접 로븟(410)들은 프리 벅 구간(20)에서 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 용접할 수 있다. 그리고 상기 제1 용접 로봇(410)들은 프리 벅 구간(20)에서 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)과 사이드 앗세이(3)의 상부를 용접할 수 있다.

상기 제1 용접 로봇(410)들은 플로어 앗세이(2)의 양측에 대해 사이드 앗세이(3)가 사이드 행거(210)에 규제된 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 용접할 수 있다.

그리고, 상기 제1 용접 로봇(410)들은 사이드 앗세이(3)의 상부에 대해 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)이 제1 및 제2 그리퍼(330, 350)에 각각 규제된 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 상부와 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)을 용접할 수 있다.

상기 제1 용접 로봇(410)들은 프리 벅 구간(20)에서 차체 이송 방향을 따라 복수 개로 설치되며, 로봇의 아암 선단에 스폿 용접장치가 장착된 구조로 이루어진다.

이러한 제1 용접 로봇(410)들은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 스폿 용접 로봇으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)의 메인 벅 유닛(500)을 상세하게 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템에 적용되는 메인 벅 유닛을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4와 함께 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 메인 벅 유닛(500)은 프리 벅 구간(20)에서 대차라인(1)을 통해 메인 벅 구간(50)으로 이송된 차체의 사이드 앗세이(3)에 차체 부품으로서의 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 후 조립하기 위한 것이다.

상기 메인 벅 유닛(500)은 프리 벅 유닛(200)에 의해 선 조립된 사이드 앗세이(3)의 상부에 대해 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 각각 규제할 수 있다.

그리고, 상기 메인 벅 유닛(500)은 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 사이드 앗세이(3) 상부의 설정된 위치에 정확히 매칭시킨 상태에서, 그 사이드 앗세이(3)의 상부와 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 용접할 수 있다.

이를 위한 상기 메인 벅 유닛(500)은 메인 벅 구간(50)에서 대차라인(1)의 이송 경로 양측에 각각 구성된다. 상기 메인 벅 유닛(500)은 제2 포스트 프레임(510), 제3 그리퍼(530), 제4 그리퍼(550), 그리고 제2 용접 로봇(610: 이하 도 1 참조)들을 포함하고 있다.

상기 제2 포스트 프레임(510)은 뒤에서 더욱 설명될 제3 및 제4 그리퍼(530, 550)를 결합하기 위한 것으로서, 메인 벅 구간(50)에서 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임(51)에 각각 고정되게 설치된다.

예를 들면, 상기 제2 포스트 프레임(510)은 전방 측(이하에서는 "일측" 이라고 한다)이 후방 측(이하에서는 "다른 일측" 이라고 한다) 보다 더 높은 형태의 프레임으로 구비된다.

여기서, 상기 제2 포스트 프레임(510)의 일측 및 다른 일측에는 뒤에서 더욱 설명될 제3 그리퍼(530) 및 제4 그리퍼(550)에 각각 구비된 핀과 핀 결합하며 그 핀을 클램핑 할 수 있는 제3 도킹 클램프(520)가 구비된다.

상기 제3 도킹 클램프(520)는 제3 핀 하우징(521)에 끼워진 핀을 다수 개의 볼(도면에 도시되지 않음)들과 에어의 압력으로서 클램핑 할 수 있는 공지 기술의 볼 클램프로 구비될 수 있다.

상기에서 제3 그리퍼(530)는 후방 루프 레일(8b)과 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제하기 위한 것으로, 제4 핸들링 로봇(525: 이하 도 1 참조)에 탈착 가능하게 구비되며, 제2 포스트 프레임(510)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 상기 제3 그리퍼(530)는 제4 핸들링 로봇(525)을 통하여 제2 포스트 프레임(510)의 일측에 탈/부착 가능하게 구비된다.

이러한 제3 그리퍼(530)는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제3 그리퍼 프레임(531), 제5 클램퍼(533)들, 그리고 제4 결합 핀(535)을 포함하고 있다.

상기 제3 그리퍼 프레임(531)은 메인 벅 구간(50)에 위치하고 있는 제4 핸들링 로봇(525)의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비된다. 상기 제3 그리퍼 프레임(531)은 툴 체인저를 통해 제4 핸들링 로봇(525)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 제5 클램퍼(533)들은 사이드 앗세이(3)의 상부와 후방 루프 레일(8b)을 클램핑 하는 것으로서, 제3 그리퍼 프레임(531)에 설치된다. 상기 제5 클램퍼(533)들은 클램핑 실린더의 작동으로 사이드 앗세이(3)의 상부와 후방 루프 레일(8b)을 클램핑 할 수 있다.

상기 제4 결합 핀(535)은 제5 클램퍼(533)들을 통해 후방 루프 레일(8b)을 클램핑 하고 있는 제3 그리퍼 프레임(531)을 제2 포스트 프레임(510)의 일측에 결합(탈/부착)하기 위한 것이다.

상기 제4 결합 핀(535)은 제2 포스트 프레임(510)의 일측에 구비된 제3 도킹 클램프(520)와 결합하는 바, 제3 그리퍼 프레임(531)의 양 단부에 설치된다. 상기 제4 결합 핀(535)은 제4 장착 브라켓(536)을 통해 제3 그리퍼 프레임(531)의 양 단부에 장착된다. 상기 제4 결합 핀(535)은 제4 장착 브라켓(536)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제4 결합 핀(535)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제4 볼 결합 홈(537)을 형성하고 있다. 이러한 제4 결합 핀(535)은 제3 도킹 클램프(520)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제3 도킹 클램프(520)는 제3 핀 하우징(521)에 제4 결합 핀(535)이 결합된 경우, 에어의 압력에 의해 볼들이 제4 볼 결합 홈(537)에 결합되면서 제4 결합 핀(535)을 제3 핀 하우징(521)에 단단히 고정시킬 수 있다.

상기에서 제4 그리퍼(550)는 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제하기 위한 것으로, 제5 핸들링 로봇(545: 이하 도 1 참조)에 탈착 가능하게 구비되며, 제2 포스트 프레임(510)의 다른 일측에 결합될 수 있다. 즉, 상기 제4 그리퍼(550)는 제5 핸들링 로봇(545)을 통하여 제2 포스트 프레임(510)의 다른 일측에 탈/부착 가능하게 구비된다.

이러한 제4 그리퍼(550)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제4 그리퍼 프레임(551), 제6 클램퍼(553)들, 그리고 제5 결합 핀(555)을 포함하고 있다.

상기 제4 그리퍼 프레임(551)은 메인 벅 구간(50)에 위치하고 있는 제5 핸들링 로봇(545)의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비된다. 상기 제4 그리퍼 프레임(551)은 툴 체인저를 통해 제5 핸들링 로봇(545)의 아암 선단에 장착되거나 그 아암 선단으로부터 분리될 수 있다.

상기 제6 클램퍼(553)들은 사이드 앗세이(3)의 상부와 패키지 트레이(9)를 클램핑 하는 것으로서, 제4 그리퍼 프레임(551)에 설치된다. 상기 제6 클램퍼(553)들은 클램핑 실린더의 작동으로 사이드 앗세이(3)의 상부와 패키지 트레이(9)를 클램핑 할 수 있다.

상기 제5 결합 핀(555)은 제6 클램퍼(553)들을 통해 패키지 트레이(9)를 클램핑 하고 있는 제4 그리퍼 프레임(551)을 제2 포스트 프레임(510)의 다른 일측에 결합(탈/부착)하기 위한 것이다.

상기 제5 결합 핀(555)은 제2 포스트 프레임(510)의 다른 일측에 구비된 제3 도킹 클램프(520)와 결합하는 바, 제4 그리퍼 프레임(551)의 양 단부에 설치된다. 상기 제5 결합 핀(555)은 제5 장착 브라켓(556)을 통해 제4 그리퍼 프레임(551)의 양 단부에 장착된다. 상기 제5 결합 핀(555)은 제5 장착 브라켓(556)에 하측 방향을 향해 돌출되게 배치된다.

상기 제5 결합 핀(555)은 원 기둥 형상에서 둘레 방향을 따라 라운드 형상의 제5 볼 결합 홈(557)을 형성하고 있다. 이러한 제5 결합 핀(555)은 제3 도킹 클램프(520)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제3 도킹 클램프(520)는 제3 핀 하우징(521)에 제5 결합 핀(555)이 결합된 경우, 에어의 압력에 의해 볼들이 제5 볼 결합 홈(557)에 결합되면서 제5 결합 핀(555)을 제3 핀 하우징(521)에 단단히 고정시킬 수 있다.

상기에서 제2 용접 로봇(610)들은 메인 벅 구간(50)에서 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 용접할 수 있다.

상기 제2 용접 로봇(610)들은 사이드 앗세이(3)의 상부에 대해 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)가 제3 및 제4 그리퍼(530, 550)에 각각 규제된 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 상부와 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)를 용접할 수 있다.

상기 제2 용접 로봇(610)들은 메인 벅 구간(50)에서 차체 이송 방향을 따라 복수 개로 설치되며, 로봇의 아암 선단에 스폿 용접장치가 장착된 구조로 이루어진다.

이러한 제2 용접 로봇(610)들은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 스폿 용접 로봇으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 차체 조립 시스템(100)은 제1 스토리지부(810)와 제2 스토리지부(820)를 더 포함하고 있다.

상기 제1 스토리지부(810)는 프리 벅 구간(20)에서 차종 별로 상이한 사이드 행거(210)들, 제1 그리퍼(330)들 및 제2 그리퍼(350)들을 각각 보관하기 위한 것으로, 프리 벅 구간(20)에 설치된다.

이와 같이 제1 스토리지부(810)에 보관된 사이드 행거(210)들, 제1 그리퍼(330)들 및 제2 그리퍼(350)들은 프리 벅 구간(20)에서 핸들링 로봇을 통하여 취출될 수 있다.

그리고, 상기 제2 스토리지부(820)는 메인 벅 구간(50)에서 차종 별로 상이한 제3 그리퍼(530)들 및 제4 그리퍼(550)들을 각각 보관하기 위한 것으로, 메인 벅 구간(50)에 설치된다.

상기와 같이 제2 스토리지부(820)에 보관된 제3 그리퍼(530)들 및 제4 그리퍼(550)들은 메인 벅 구간(50)에서 핸들링 로봇을 통하여 취출될 수 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)의 작동 및 차체의 조립 공정을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 서브 조립 라인에서 조립된 플로어 앗세이(2)를 대차라인(1)을 통해 설정된 이송 경로를 따라 프리 벅 구간(20)으로 이송시킨다.

이 과정에, 상기 프리 벅 구간(20)에서 이송 경로 양측의 이동부재(110)는 제1 구동부(111)의 구동에 의해 회전 인덱스(150)와 함께 그 이송 경로에서 멀어지는 방향(차폭 방향)으로 후진 이동된 상태에 있다. 그리고, 상기 프리 벅 구간(20)에서 제1 핸들링 로봇(281)은 아암 선단에 설정된 차종의 사이드 행거(210)를 장착하고 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 이송 행거(도면에 도시되지 않음)를 통해 프리 벅 구간(20)으로 설정된 차종의 사이드 앗세이(3)를 이송하며, 그 사이드 앗세이(3)를 이송 행거로부터 로봇 행거(도면에 도시되지 않음)에 로딩한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 로봇 행거로부터 사이드 앗세이(3)를 로봇 투 로봇(robot-to-robot) 방식으로 제1 핸들링 로봇(281)의 사이드 행거(210)에 로딩한다. 그러면, 상기 사이드 행거(210)는 제2 클램퍼(251)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 규제(클램핑)한다.

여기서, 상기 사이드 행거(210)의 기준 핀(231)은 사이드 앗세이(3)의 기준홀(6)에 끼워지며, 그 사이드 앗세이(3)의 기준 위치를 잡아 주게 된다. 그리고 상기 사이드 행거(210)의 제2 클램퍼(251)들은 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 클램핑 한다.

이 경우, 상기 사이드 행거(210)의 행거 프레임(211) 양단부 측에 구비된 제2 클램퍼(251)는 사이드 앗세이(3)의 프론트 측과 리어 측(리어 콤비 램프부)을 클램핑 한다.

그리고, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비된 제2 클램퍼(251)들은 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 각각 클램핑 한다.

이 때, 상기 행거 프레임(211)의 양단부 사이에 구비된 제2 클램퍼(251)들은 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)의 필러부 위치에 따라 제3 구동부(253)에 의해 차체 이송 방향으로 이동된 상태에서, 사이드 앗세이(3)의 프론트 필러(5a), 센터 필러(5b) 및 리어 필러(5c)를 각각 클램핑 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 차종 별로 상이한 사이드 앗세이(3)에 대응하여 행거 프레임(211)의 장착 좌면(261)에 제2 클램퍼(251)를 부가적으로 장착할 수도 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 사이드 앗세이(3)를 규제하고 있는 사이드 행거(210)를 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 이동부재(110) 상의 회전 인덱스(150) 측으로 이송한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1 핸들링 로봇(281)을 통해 사이드 행거(210)를 회전 인덱스(150)의 회전체(161)에 결합한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 회전체(161)에 구비된 행거 결합부(171)의 제1 도킹 클램프(173)에 사이드 행거(210)의 제1 결합 핀(271)을 결합한다.

여기서, 상기 제1 도킹 클램프(173)는 제1 핀 하우징(175)을 통해 제1 결합 핀(271)을 결합하는데, 에어의 압력에 의해 볼들을 제1 결합 핀(271)의 제1 볼 결합 홈(275)에 결합하면서 제1 결합 핀(271)을 제1 핀 하우징(175)에 단단히 고정시킬 수 있다.

그 후, 본 발명의 실시 예에서는 상기 사이드 행거(210)로부터 제1 핸들링 로봇(281)의 아암을 분리하고, 제2 구동부(163)를 통해 회전체(161)를 설정된 각도(90도)로 회전시키며, 사이드 행거(210)에 규제된 사이드 앗세이(3)를 회전체(161)를 통해 플로어 앗세이(2)의 양측과 마주하는 쪽으로 위치시킨다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 제1 구동부(111)의 구동으로서 이동부재(110)를 차폭 방향을 따라 플로어 앗세이(2)의 양측 쪽으로 전진 이동시키며, 사이드 앗세이(3)의 하부를 플로어 앗세이(2) 양측의 설정된 위치에 정확히 매칭시킨다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 프리 벅 구간(20)에서 제2 핸들링 로봇(325)의 아암 선단에 제1 그리퍼(330)를 장착하고 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는 제3 핸들링 로봇(345)의 아암 선단에 제2 그리퍼(350)를 장착하고 있다.

더 나아가, 상기 제1 그리퍼(330)는 제3 클램퍼(333)들을 통해 카울(7)을 설정된 위치에 규제(클램핑)하고 있으며, 제2 그리퍼(350)는 제4 클램퍼(353)들을 통해 전방 루프 레일(8a)을 설정된 위치에 규제(클램핑)하고 있다.

본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 사이드 앗세이(3)의 하부를 플로어 앗세이(2) 양측의 설정된 위치에 매칭시킨 상태에서, 제2 핸들링 로봇(325)을 통해 제1 그리퍼 프레임(331)의 제2 결합 핀(335)을 제1 포스트 프레임(310) 일측의 제2 도킹 클램프(320)에 결합한다.

이 때, 상기 제2 도킹 클램프(320)는 제2 핀 하우징(321)을 통해 제2 결합 핀(335)을 결합하는데, 에어의 압력에 의해 볼들을 제2 결합 핀(335)의 제2 볼 결합 홈(337)에 결합하면서 제2 결합 핀(335)을 제2 핀 하우징(321)에 단단히 고정시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 제3 핸들링 로봇(345)을 통해 제2 그리퍼 프레임(351)의 제3 결합 핀(355)을 제1 포스트 프레임(310) 다른 일측의 제2 도킹 클램프(320)에 결합한다.

여기서, 상기 제2 도킹 클램프(320)는 제2 핀 하우징(321)을 통해 제3 결합 핀(355)을 결합하는데, 에어의 압력에 의해 볼들을 제3 결합 핀(355)의 제3 볼 결합 홈(357)에 결합하면서 제3 결합 핀(355)을 제2 핀 하우징(321)에 단단히 고정시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1 및 제2 그리퍼(330, 350)를 통해 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 각각 규제한 상태로, 그 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 사이드 앗세이(3) 상부의 설정된 위치에 정확히 매칭시킬 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1 및 제2 그리퍼 프레임(331, 351)으로부터 제2 및 제3 핸들링 로봇(325, 345)의 아암 선단을 각각 분리하고, 제1 및 제2 그리퍼(330, 350)의 제3 및 제4 클램퍼(333, 353)를 통해 사이드 앗세이(3)의 상부를 클램핑 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 프리 벅 구간(20)에서 제1 용접 로봇(410)들을 통해 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 용접하며, 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)과 사이드 앗세이(3)의 상부를 용접한다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 거치며 프리 벅 구간(20)에서 프리 벅 유닛(200)을 통하여 사이드 앗세이(3)의 하부(4a)를 플로어 앗세이(2)의 양측에 조립하고, 카울(7) 및 전방 루프 레일(8a)을 사이드 앗세이(3)의 상부에 조립할 수 있다. 이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 그 선 조립된 차체를 대차라인(1)의 이송 경로를 따라 메인 벅 구간(50)으로 이송한다.

이 때, 본 발명의 실시 예에서는 상기 메인 벅 구간(50)에서 제4 핸들링 로봇(525)의 아암 선단에 제3 그리퍼(530)를 장착하고 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는 제5 핸들링 로봇(545)의 아암 선단에 제4 그리퍼(550)를 장착하고 있다.

더 나아가, 상기 제3 그리퍼(530)는 제5 클램퍼(533)들을 통해 후방 루프 레일(8b)을 설정된 위치에 규제(클램핑)하고 있으며, 제4 그리퍼(550)는 제6 클램퍼(553)들을 통해 패키지 트레이(9)를 설정된 위치에 규제(클램핑)하고 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제4 핸들링 로봇(525)을 통해 제3 그리퍼 프레임(531)의 제4 결합 핀(535)을 제2 포스트 프레임(510) 일측의 제3 도킹 클램프(520)에 결합한다.

이 때, 상기 제3 도킹 클램프(520)는 제3 핀 하우징(521)을 통해 제4 결합 핀(535)을 결합하는데, 에어의 압력에 의해 볼들을 제4 결합 핀(535)의 제4 볼 결합 홈(537)에 결합하면서 제4 결합 핀(535)을 제3 핀 하우징(521)에 단단히 고정시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 제5 핸들링 로봇(545)을 통해 제4 그리퍼 프레임(551)의 제5 결합 핀(555)을 제2 포스트 프레임(510) 다른 일측의 제3 도킹 클램프(520)에 결합한다.

여기서, 상기 제3 도킹 클램프(520)는 제3 핀 하우징(521)을 통해 제5 결합 핀(555)을 결합하는데, 에어의 압력에 의해 볼들을 제5 결합 핀(555)의 제5 볼 결합 홈(557)에 결합하면서 제5 결합 핀(555)을 제3 핀 하우징(521)에 단단히 고정시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제3 및 제4 그리퍼(530, 550)를 통해 후방 루프 레일(8b)과 패키지 트레이(9)를 각각 규제한 상태로, 그 후방 루프 레일(8b)과 패키지 트레이(9)를 사이드 앗세이(3) 상부의 설정된 위치에 정확히 매칭시킬 수 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제3 및 제4 그리퍼 프레임(531, 551)으로부터 제4 및 제5 핸들링 로봇(525, 545)의 아암 선단을 각각 분리하고, 제3 및 제4 그리퍼(530, 550)의 제5 및 제6 클램퍼(533, 553)를 통해 사이드 앗세이(3)의 상부를 클램핑 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 메인 벅 구간(50)에서 제2 용접 로봇(610)들을 통해 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 용접한다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 별도의 지그로서 사이드 앗세이(2)를 규제하지 않고, 제3 및 제4 그리퍼(530, 550)를 통해 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 규제하고 있는 상태에서, 제2 용접 로봇(610)들을 통해 후방 루프 레일(8b) 및 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 용접한다.

마지막으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 메인 벅 구간(50)에서 사이드 앗세이(3)의 상부에 후방 루프 레일(8b)과 패키지 트레이(9)를 조립한 차체를 대차라인(1)을 따라 리스폿 공정으로 이송한다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 리스폿 공정에서 사이드 앗세이(3)의 하부와 플로어 앗세이(2)를 리스폿 용접하고, 카울(7), 전/후방 루프 레일(8a, 8b) 및 패키지 트레이(9)와 사이드 앗세이(3)의 상부를 리스폿 용접하게 되면, 화이트 보디(B.I.W)의 차체 조립이 완료된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 조립 시스템(100)에 의하면, 단일 공정으로 차체의 골격을 형성하는 종래 기술과 달리, 차체 조립 공정을 2개의 공정으로 분리하여 적어도 5차종 이상의 다 차종에 대응하여 차체를 조립할 수 있고, 로봇을 이용한 다 차종의 공용화가 가능하다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 다 차종의 유연 생산이 가능해 지고, 설비 준비 시간을 축소시킬 수 있으며, 전체 설비의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있고, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 프리 벅 구간(20)에서 카울(7)과 전방 루프 레일(8a)을 규제하며 사이드 앗세이(3)에 조립하고, 메인 벅 구간(50)에서 후방 루프 레일(8b)과 패키지 트레이(9)를 규제하며 사이드 앗세이(5)에 조립할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 구조물이 거대한 종래 기술의 상부 CRP 대차 순환장치를 삭제할 수 있으므로, 초기 및 차종 추가 시의 투자비를 절감할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 대차라인 2: 플로어 앗세이
3: 사이드 앗세이 4: 기준선
4a: 하부 4b: 상부
5a: 프론트 필러 5b: 센터 필러
5c: 리어 필러 5d: 리어 콤비 램프부
6: 기준홀 7: 카울
8a: 전방 루프 레일 8b: 후방 루프 레일
9: 패키지 트레이 20: 프리 벅 구간
21: 프리 벅 프레임 50: 메인 벅 구간
51: 메인 벅 프레임 100: 차체 조립 시스템
110: 이동부재 111: 제1 구동부
113: 제1 서보 모터 115: 제1 가이드 구조체
150: 회전 인덱스 151: 인덱스 프레임
161: 회전체 163: 제2 구동부
165: 제2 서보 모터 171: 행거 결합부
173: 제1 도킹 클램프 175: 제1 핀 하우징
181: 제1 클램퍼 200: 프리 벅 유닛
210: 사이드 행거 211: 행거 프레임
231: 기준 핀 251: 제2 클램퍼
253: 제3 구동부 255: 제3 서보 모터
257: 제2 가이드 구조체 261: 장착 좌면
271: 제1 결합 핀 273: 제1 장착 브라켓
275: 제1 볼 결합 홈 281: 제1 핸들링 로봇
310: 제1 포스트 프레임 320: 제2 도킹 클램프
321: 제2 핀 하우징 325: 제2 핸들링 로봇
330: 제1 그리퍼 331: 제1 그리퍼 프레임
333: 제3 클램퍼 335: 제2 결합 핀
336: 제2 장착 브라켓 337: 제2 볼 결합 홈
345: 제3 핸들링 로봇 350: 제2 그리퍼
351: 제2 그리퍼 프레임 353: 제4 클램퍼
355: 제3 결합 핀 356: 제3 장착 브라켓
357: 제3 볼 결합 홈 410: 제1 용접 로봇
500: 메인 벅 유닛 510: 제2 포스트 프레임
520: 제3 도킹 클램프 521: 제3 핀 하우징
525: 제4 핸들링 로봇 530: 제3 그리퍼
531: 제3 그리퍼 프레임 533: 제5 클램퍼
535: 제4 결합 핀 536: 제4 장착 브라켓
537: 제4 볼 결합 홈 545: 제5 핸들링 로봇
550: 제4 그리퍼 551: 제4 그리퍼 프레임
553: 제6 클램퍼 555: 제5 결합 핀
556: 제5 장착 브라켓 557: 제5 볼 결합 홈
610: 제2 용접 로봇 810: 제1 스토리지부
820: 제2 스토리지부

Claims (20)

1. 플로어 앗세이의 이송 경로를 따라 설정된 프리 벅 구간 및 메인 벅 구간을 각각 형성하고 있는 차체 조립 시스템으로서,
   상기 프리 벅 구간에 구성되며, 플로어 앗세이의 양측에 대해 차종 별로 상이한 사이드 앗세이의 하부를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부에 대해 카울과 전방 루프 레일을 규제하며, 사이드 앗세이의 하부와 플로어 앗세이를 용접하고, 사이드 앗세이의 상부와 카울 및 전방 루프 레일을 용접하는 프리 벅 유닛; 및
   상기 메인 벅 구간에 구성되며, 상기 프리 벅 유닛에 의해 선 조립된 사이드 앗세이의 상부에 대해 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 규제하고, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 용접하는 메인 벅 유닛;
   을 포함하며,
   상기 프리 벅 유닛은, 상기 이송 경로 양측의 프리 벅 프레임에 이동부재를 통하여 차폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 설정된 각도로 틸트 회전 가능하게 구비되는 회전 인덱스와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 회전 인덱스에 결합되며, 사이드 앗세이의 하부를 규제하는 사이드 행거를 포함하고,
   상기 프리 벅 유닛은, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 이동부재에 고정된 제1 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 카울과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제1 그리퍼와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제1 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 전방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제2 그리퍼를 더 포함하고,
   상기 메인 벅 유닛은, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 이송 경로 양측의 메인 벅 프레임에 고정된 제2 포스트 프레임의 일측에 결합되며, 후방 루프 레일과 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제3 그리퍼와, 핸들링 로봇에 탈착 가능하게 구비되고, 상기 제2 포스트 프레임의 다른 일측에 결합되며, 패키지 트레이와 사이드 앗세이의 상부를 규제하는 제4 그리퍼를 포함하는 차체 조립 시스템.
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3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 그리퍼는,
   상기 핸들링 로봇을 통하여 상기 제1 포스트 프레임에 탈/부착 가능하게 구비되는 차체 조립 시스템.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제3 및 제4 그리퍼는,
   상기 핸들링 로봇을 통하여 상기 제2 포스트 프레임에 탈/부착 가능하게 구비되는 차체 조립 시스템.
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,
   상기 회전 인덱스는,
   상기 이동부재 상에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 인덱스 프레임과,
   차종 별로 상이한 상기 사이드 행거가 탈착될 수 있는 4면을 지니며 구동부를 통하여 상기 인덱스 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회전체와,
   상기 회전체의 각 면에 구비되며, 상기 사이드 행거와 핀 결합하는 행거 결합부와,
   상기 회전체의 각 면에 설치되며, 상기 사이드 행거를 상기 회전체에 고정하는 복수 개의 클램퍼들
   을 포함하는 차체 조립 시스템.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 행거 결합부는,
   상기 사이드 행거에 구비된 제1 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프를 포함하는 차체 조립 시스템.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 사이드 행거는,
    상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 행거 프레임과,
    상기 행거 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 기준홀에 끼워지는 적어도 하나의 기준 핀과,
    상기 행거 프레임에 설치되고, 사이드 앗세이의 하부를 클램핑 하며, 사이드 앗세이의 차체 이송 방향 및 높이 방향을 규제하는 복수 개의 클램퍼들과,
    상기 행거 프레임에 설치되며, 상기 회전 인덱스에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제1 결합 핀
    을 포함하는 차체 조립 시스템.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수 개의 클램퍼들 중, 사이드 앗세이의 프론트, 센터 및 리어 필러에 대응하는 클램퍼는 차체 이송 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 차체 조립 시스템.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 행거 프레임에는,
    상기 클램퍼를 부가적으로 장착하기 위한 복수 개의 장착 좌면이 형성되는 차체 조립 시스템.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 포스트 프레임에는,
    상기 제1 및 제2 그리퍼에 각각 구비된 제2 및 제3 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프가 구비되는 차체 조립 시스템.
14. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 포스트 프레임에는,
    상기 제3 및 제4 그리퍼에 각각 구비된 제4 및 제5 결합 핀이 끼워지며 결합되는 도킹 클램프가 구비되는 차체 조립 시스템.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 그리퍼는,
    상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제1 그리퍼 프레임과,
    상기 제1 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 카울을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과,
    상기 제1 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제1 포스트 프레임의 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제2 결합 핀
    을 포함하는 차체 조립 시스템.
16. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 그리퍼는,
    상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제2 그리퍼 프레임과,
    상기 제2 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 전방 루프 레일을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과,
    상기 제2 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제1 포스트 프레임의 다른 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제3 결합 핀
    을 포함하는 차체 조립 시스템.
17. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 그리퍼는,
    상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제3 그리퍼 프레임과,
    상기 제3 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일을 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과,
    상기 제3 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제2 포스트 프레임의 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제4 결합 핀
    을 포함하는 차체 조립 시스템.
18. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 그리퍼는,
    상기 핸들링 로봇의 아암 선단에 탈착 가능하게 구비되는 제4 그리퍼 프레임과,
    상기 제4 그리퍼 프레임에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 패키지 트레이를 클램핑 하는 복수 개의 클램퍼들과,
    상기 제4 그리퍼 프레임에 설치되며, 상기 제2 포스트 프레임의 다른 일측에 구비된 도킹 클램프와 결합하는 제4 결합 핀
    을 포함하는 차체 조립 시스템.
19. 제1 항에 있어서,
    상기 프리 벅 구간에는 차종 별로 상이한 상기 사이드 행거들, 제1 그리퍼들 및 제2 그리퍼들을 각각 보관하기 위한 제1 스토리지부가 구비되며,
    상기 메인 벅 구간에는 차종 별로 상이한 상기 제3 그리퍼들 및 제4 그리퍼들을 각각 보관하기 위한 제2 스토리지부가 구비되는 차체 조립 시스템.
20. 제1 항에 있어서,
    상기 프리 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 하부와 플로어 앗세이를 용접하고, 사이드 앗세이의 상부와 카울 및 전방 루프 레일을 용접하는 제1 용접 로봇들과,
    상기 메인 벅 구간에 설치되며, 사이드 앗세이의 상부와 후방 루프 레일 및 패키지 트레이를 용접하는 제2 용접 로봇들
    을 더 포함하는 차체 조립 시스템.

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