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KR100666248B1 - 차량 바디의 셔틀라인 시스템 - Google Patents

차량 바디의 셔틀라인 시스템 Download PDF

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KR100666248B1
KR100666248B1 KR1020050041046A KR20050041046A KR100666248B1 KR 100666248 B1 KR100666248 B1 KR 100666248B1 KR 1020050041046 A KR1020050041046 A KR 1020050041046A KR 20050041046 A KR20050041046 A KR 20050041046A KR 100666248 B1 KR100666248 B1 KR 100666248B1
Authority
KR
South Korea
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base frame
transfer
air cylinder
jig
fixed
Prior art date
Application number
KR1020050041046A
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English (en)
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KR20060118730A (ko
Inventor
주경원
최병호
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 차량 바디의 셔틀라인 시스템에 관한 것으로, 일직선으로 배열되도록 설치된 다수개의 베이스프레임(1)과, 상기 다수개의 베이스프레임(1)을 한번에 연결할 수 있도록 베이스프레임(1)상에서 롤러(3)를 매개로 설치됨과 더불어 스텝모터(5)의 동력을 전달받아 상기 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 설치되는 길이가 길게 형성된 트랜스퍼빔(7)과, 상기 베이스프레임(1)상에서 공압에 의해 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되면서 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지지할 수 있도록 설치되는 바디지지수단(10)과, 상기 스텝모터(5)의 동력으로 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치됨과 더불어 상기 베이스프레임(1)상에 놓여진 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지지하여 바디(B)를 다음 공정의 베이스프레임(1)으로 이송시키도록 하는 다수개의 바디이송수단(30)과, 상기 스텝모터(5)와 상기 바디지지수단(10) 및 상기 바디이송수단(30)의 동작을 제어하는 콘트롤러(50)로 구성되어져, 셔틀라인 시스템을 따라서 이동하는 차량 바디(B)의 변형 및 파손을 예방할 수 있게 되고, 동시에 차량의 바디(B)가 공정을 따라 이동하는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량 바디의 셔틀라인 시스템{shuttle line system of vehicle body}
도 1은 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템의 평면도 및 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템에서 다수개의 소공정 중 1공정만을 도시한 측면도,
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템의 작동과정을 1공정과 2공정만을 이용하여 설명하기 위한 측면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 - 베이스프레임 3 - 롤러
5 - 스텝모터 7 - 트랜스퍼빔
10 - 바디지지수단 30 - 바디이송수단
50 - 콘트롤러 B - 바디
본 발명은 차량의 조립공정에서 차량의 순차적으로 이송시킬 수 있도록 하는 셔틀라인 시스템에 관한 것으로, 특히 바디의 변형 및 파손을 예방할 수 있도록 함과 더불어 공정을 따라 이동하는 바디의 이송시간을 대폭 단축시킬 수 있도록 하는 차량 바디의 셔틀라인 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 바디 조립공정은 프론트 바디와 사이드 바디와 리어 바디 및 루프 등이 제작되는 서브공정과, 상기 서브공정에 의해 제작된 바디들이 행거에 의해 이동되어 언더 바디 상단에 장착되는 메인공정으로 이루어져 있다.
상기 메인공정은 서브공정에 의해 제작된 바디들을 조립 및 용접하는 곳으로, 컴퓨터에 입력된 데이터에 의해 즉 자동차의 형태 및 도어 수에 따라 일정 포인트(point)를 용접하는 여러개의 소공정으로 이루어져 있다.
상기 각각의 소공정에는 컴퓨터에 입력된 데이터에 의해 일정 포인트를 용접하는 건(gun)이 장착된 로봇과, 일정 높이를 구비하는 작업대가 있으며, 공정과 공정 사이의 차체 이송은 셔틀라인 시스템(shuttle line system)에 의해 행하여지게 된다.
상기 셔틀라인 시스템은 공정간 차체를 이송하는 장치로서, 크게 차량의 바디를 이송시키기 위한 작업대가 시스템을 따라 전후방향으로만 이동을 하는 플레인 셔틀방식과, 상기 작업대가 시스템을 따라 전후방향 뿐만 아니라 상하방향으로도 이동을 하면서 바디를 이송시키는 리프트 앤드 캐리 방식이 있다.
한편, 리프트 앤드 캐리 방식을 이용하는 셔틀라인 시스템은, 작업대의 상하방향 이동에 따라 차량의 바디도 함께 승하강 이동을 하게 되는데, 이 과정상에서 차량의 바디는 바디를 지지하여 주기 위한 구조물과의 강한 접촉으로 인해 큰 충격을 받게 되어 변형 및 파손되는 문제점이 있었다.
즉, 상기 작업대는 한번의 소공정상에서 한번의 승강 및 하강이동을 하게 되 는데, 상기 작업대가 하강이동을 할 때 상기 작업대에 놓여진 바디는 그 하부가 구조물의 상부와 접촉을 하면서 강한 충격을 받게 된다.
그런데, 통상적인 셔틀라인 시스템의 공정은 적게는 10∼20개의 소공정으로 이루어지고, 많게는 40∼50개의 소공정으로 이루어지게 됨으로써, 한번의 소공정마다 한번씩의 큰 충격을 받은 차량의 바디는 결국 셔틀라인 시스템을 통과한 후에는 충격력을 이기지 못하고 변형되거나 또는 파손되는 문제점이 발생하였던 것이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 리프트 앤드 캐리 방식을 이용하되 바디의 승하강 이동없이 시스템의 라인을 따라 전진이동만 할 수 있도록 전체적인 시스템의 구성을 개선토록 하여, 바디의 변형 및 파손을 예방할 수 있도록 하고 더불어 바디의 이송시간을 단축시켜 생산성의 증대에도 도움을 줄 수 있도록 하는 차량 바디의 셔틀라인 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 셔틀라인 시스템은, 일직선으로 배열되도록 설치된 다수개의 베이스프레임과, 상기 다수개의 베이스프레임을 한번에 연결할 수 있도록 베이스프레임상에서 롤러를 매개로 설치됨과 더불어 스텝모터의 동력을 전달받아 상기 베이스프레임의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 설치되는 길이가 길게 형성된 트랜스퍼빔과, 상기 베이스프레임상에서 공압에 의해 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되면서 상기 베이스프레임으로 로딩된 바디의 밑면을 선택적으로 지지할 수 있도록 설치되는 바디지지수단 과, 상기 스텝모터의 동력으로 베이스프레임의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 상기 트랜스퍼빔에 고정 설치됨과 더불어 상기 베이스프레임상에 놓여진 바디의 밑면을 선택적으로 지지하여 바디를 다음 공정의 베이스프레임으로 이송시키도록 하는 다수개의 바디이송수단과, 상기 스텝모터와 상기 바디지지수단 및 상기 바디이송수단의 동작을 제어하는 콘트롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템의 평면도 및 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템에서 다수개의 소공정 중 1공정만을 도시한 측면도이다.
본 발명에 따른 셔틀라인 시스템은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 일직선으로 배열되도록 설치된 다수개의 베이스프레임(1)과, 상기 다수개의 베이스프레임(1)을 한번에 연결할 수 있도록 베이스프레임(1)상에서 롤러(3)를 매개로 설치됨과 더불어 스텝모터(5)의 동력을 전달받아 상기 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 설치되는 길이가 길게 형성된 트랜스퍼빔(7)과, 상기 베이스프레임(1)상에서 공압에 의해 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되면서 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지지할 수 있도록 설치되는 바디지지수단(10)과, 상기 스텝모터(5)의 동력으로 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치됨과 더불어 상기 베이스프레임(1)상에 놓여진 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지 지하여 바디(B)를 다음 공정의 베이스프레임(1)으로 이송시키도록 하는 다수개의 바디이송수단(30)과, 상기 스텝모터(5)와 상기 바디지지수단(10) 및 상기 바디이송수단(30)의 동작을 제어하는 콘트롤러(50)로 구성된다.
여기서, 바디지지수단(10)은, 상기 베이스프레임(1)상에서 서로 이격되어 고정 설치되는 가이드블록(11)과, 상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 상기 가이드블록(11)에 고정 설치되는 제1에어실린더(12)와, 상기 제1에어실린더(12)를 따라 직선 이동하는 피스톤(12a)과 일체로 연결되면서 상기 가이드블록(11)을 따라 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되어 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 전후방측 밑면을 선택적으로 지지하는 블록지그(13)와, 상기 가이드블록(11)사이에 위치하도록 베이스프레임(1)상에 고정 설치되면서 상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 설치되는 제2에어실린더(14)와, 상기 제2에어실린더(14)를 따라 직선 이동하는 피스톤(14a)상에 일체로 결합되어 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 중간부위측 밑면을 선택적으로 지지하는 실린더지그(15)로 구성된다.
여기서, 상기 가이드블록(11)은 소공정에 해당하는 한 개의 베이스프레임(1)당 최소한 4개로 이루어지고, 상기 가이드블록(11)마다 각각 결합된 블록지그(13)는 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 전후방향 및 좌우방향측 밑면을 지지하여, 바디(B)를 안정화시키게 된다.
그리고, 상기 제1에어실린더(12)는 한 개의 베이스프레임(1)에서 한 개의 가이드블록(11)에만 설치하여 나머지의 블록지그(13)들을 연동시키는 구조를 갖출 수 도 있으나, 모든 블록지그(13)들의 동작 정확성을 높이기 위해 가이드블록(11)마다 한 개씩 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2에어실린더(14)와 상기 실린더지그(15)도 한 개의 베이스프레임(1)당 각각 4개씩 이루어지도록 구성됨으로써, 상기 블록지그(13)와 함께 바디(B)의 안정화를 이룩하게 된다.
그리고, 상기 바디이송수단(30)은, 상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치되는 메인에어실린더(31)와, 상기 트랜스퍼빔(7)상에 위치하는 상태에서 상기 메인에어실린더(31)를 따라 직선 이동하는 피스톤(31a)과 일체로 결합되어 승하강 작동하는 바닥플레이트(32)와, 상기 바닥플레이트(3)상에 고정 설치되어 상기 바닥플레이트(32)의 승강이동시 상기 바디지지수단(10)상에서 위치가 고정된 바디(B)의 중간부위측 밑면을 선택적으로 지지하는 플레이트지그(33)로 구성된다.
또한, 상기 바디이송수단(30)은, 상기 메인에어실린더(31)의 측부에서 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치되는 원통형상의 가이드하우징(34)과, 상기 가이드하우징(34)을 통해 상기 트랜스퍼빔(17)을 관통하면서 일단이 상기 바닥플레이트(32)의 밑면에 고정되도록 설치되는 가이드샤프트(35)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 메인에어실린더(31)와 상기 플레이트지그(33) 및 상기 가이드하우징(34)와 상기 가이드샤프트(35)는 도시된 상태에서 반대편의 위치에도 각각 존재하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템의 작용 및 효과에 대해 도 3 내지 도 9를 참조로 상세히 설명한다.
조립대상에 해당하는 차량의 바디(B)가 행거에 의해 이동되어 도 3에 도시된 바와 같이 1공정에 해당하는 베이스프레임(1)상에 로딩되면, 상기 바디(B)의 밑면은 블록지그(13)와 실린더지그(15)에 의해 지지되어 진다.
이와 같이, 1공정으로 진입된 차량의 바디(B)가 지그들에 의해 안정화되면 용접 건(gun)을 장착한 로봇이 컴퓨터에 입력된 데이터를 통해 바디(B)의 일정 포인트를 용접하게 된다.
이후, 용접작업이 완료되면 도 4에 도시된 바와 같이 메인에어실린더(31)의 작동으로 바닥플레이트(32)가 승강이동을 하게 되고, 이 결과 차량의 바디(B)는 블록지그(13)와 실린더지그(15) 및 플레이트지그(33)에 의해 그 밑면이 동시에 지지되어 진다.
상기 차량의 바디(B)가 블록지그(13)와 실린더지그(15) 및 플레이트지그(33)에 의해 동시에 지지된 상태에서도 선택적인 용접작업이 가능함은 물론이다.
상기 플레이트지그(33)에 의해 바디(B)의 밑면이 지지되고 나면, 제1에어실린더(12) 및 제2에어실린더(14)의 작동으로 도 5에 도시된 바와 같이 블록지그(13)와 실린더지그(15)가 하강이동을 하게 된다.
이때, 차량의 바디(B)는 플레이트지그(33)에 의해서만 지지되고 있는 상태이다.
상기 블록지그(13)와 실린더지그(15)의 하강이동이 종료되면 스텝모터(5)가 구동하게 되고, 동시에 트랜스퍼빔(7) 및 바디이송수단(30)은 도 6에 도시된 바와 같이 2공정의 베이스프레임(1)을 향해 전진 이동을 하게 된다.
이 결과, 1공정의 베이스프레임(1)상에 존재하고 있던 차량의 바디(B)는 플레이트지그(33)에 의해 지지된 상태를 유지하면서 도 7에 도시된 바와 같이 2공정의 베이스프레임(1)으로 이송되어 진다.
한편, 2공정의 베이스프레임(1)상에 존재하고 있던 또 다른 차량의 바디(B)는 3공정의 베이스프레임(1)으로 이송되어진 상태이다.
그리고, 1공정에 있던 바디(B)가 다음 공정인 2공정으로 이송되어 베이스프레임(1)상에 위치하고 나면, 2공정상에 존재하는 제1에어실린더(12) 및 제2에어실린더(14)의 작동으로 블록지그(13)와 실린더지그(15)가 바디(B)의 밑면을 지지하게 되고(1공정상에 존재하는 블록지그(13)와 실린더지그(15)도 동시에 상승이동을 하게 된다), 계속해서 도 8에 도시된 바와 같이 메인에어실린더(31)의 작동으로 바닥플레이트(32)가 하강이동을 하게 된다.
이때, 차량의 바디(B)는 2공정상에 존재하는 블록지그(13)와 실린더지그(15)에 의해서만 그 밑면이 지지된 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 상태에서 2공정상에 위치한 차량의 바디(B)는 용접 건(gun)을 장착한 로봇에 의해 용접작업이 진행되어지게 진다.
한편, 2공정상에 존재하는 메인에어실린더(31)의 하강작동이 종료되고 나면, 이와 동시에 1공정의 베이스프레임(1)으로는 새로운 차량의 바디(B)가 행거에 의해 이동되어 블록지그(13)와 실린더지그(15)에 의해 그 밑면이 지지되어 진다.
또한, 2공정상에 존재하는 메인에어실린더(31)의 하강작동이 종료되고 나면, 스텝모터(5)가 재차 구동하게 되고, 이에 따라 트랜스퍼빔(7)은 1공정의 베이스프레임(1)을 향해 전진 이동을 하게 된다.
이 결과, 2공정상에 존재하고 있던 바디이송수단(30)은 트랜스퍼빔(7)의 후퇴 이동에 연동하여 도 9에 도시된 바와 같이 1공정의 베이스프레임(1)으로 복귀되어지게 된다.
여기서, 2공정의 베이스프레임(1)에 도시된 바디이송수단(30)은 3공정상에 존재하고 있던 바디이송수단(30)이 트랜스퍼빔(7)의 후퇴 이동에 연동하여 2공정의 베이스프레임(1)으로 복귀된 상태를 나타낸 것이다.
이와 같이, 1공정의 베이스프레임(1)으로 복귀된 바디이송수단(30)은 전술한 바와 같이 메인에어실린더(31)의 작동으로 재차 상승이동을 하여 플레이트지그(33)를 통해 차량의 바디(B)를 지지하게 된다.
이후, 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템은 전술한 동작을 반복 수행하면서 차량의 바디(B)를 공정순을 따라서 순차적으로 이송시키게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 셔틀라인 시스템은 베이스프레임(1)상에 놓여진 차량의 바디(B)가 승하강 이동됨이 없이 트랜스퍼빔(7)을 따라서 전진이동만을 하게 됨으로써, 지그(13,15,33)에 의한 바디(B)의 변형 및 파손을 예방할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 셔틀라인 시스템은 일반적인 종래의 시스템과 비교하여 볼 때 바디(B)의 승하강 이동시간을 없앨 수 있게 됨으로써 전체적인 공정에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있게 되며, 이로 인해 생산성의 증대에도 큰 도움이 되는 잇점이 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 셔틀라인 시스템을 따라서 이동하는 차량 바디의 변형 및 파손을 예방할 수 있게 되고, 동시에 차량의 바디가 공정을 따라 이동하는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있게 됨으로써 생산성이 크게 증대되는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

  1. 일직선으로 배열되도록 설치된 다수개의 베이스프레임(1)과,
    상기 다수개의 베이스프레임(1)을 한번에 연결할 수 있도록 베이스프레임(1)상에서 롤러(3)를 매개로 설치됨과 더불어 스텝모터(5)의 동력을 전달받아 상기 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 설치되는 길이가 길게 형성된 트랜스퍼빔(7)과,
    상기 베이스프레임(1)상에서 공압에 의해 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되면서 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지지할 수 있도록 설치되는 바디지지수단(10)과,
    상기 스텝모터(5)의 동력으로 베이스프레임(1)의 배열방향을 따라서 전후진 이동이 가능하도록 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치됨과 더불어 상기 베이스프레임(1)상에 놓여진 바디(B)의 밑면을 선택적으로 지지하여 바디(B)를 다음 공정의 베이스프레임(1)으로 이송시키도록 하는 다수개의 바디이송수단(30)과,
    상기 스텝모터(5)와 상기 바디지지수단(10) 및 상기 바디이송수단(30)의 동작을 제어하는 콘트롤러(50)로 구성되는 한편;
    상기 바디지지수단(10)은, 상기 베이스프레임(1)상에서 서로 이격되어 고정 설치되는 가이드블록(11)과,
    상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 상기 가이드블록(11)에 고정 설치되는 제1에어실린더(12)와,
    상기 제1에어실린더(12)를 따라 직선 이동하는 피스톤(12a)과 일체로 연결되면서 상기 가이드블록(11)을 따라 상하방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되어 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 전후방측 밑면을 선택적으로 지지하는 블록지그(13)와,
    상기 가이드블록(11)사이에 위치하도록 베이스프레임(1)상에 고정 설치되면서 상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 설치되는 제2에어실린더(14)와,
    상기 제2에어실린더(14)를 따라 직선 이동하는 피스톤(14a)상에 일체로 결합되어 상기 베이스프레임(1)으로 로딩된 바디(B)의 중간부위측 밑면을 선택적으로 지지하는 실린더지그(15)로 구성되고;
    상기 바디이송수단(30)은, 상기 콘트롤러(50)에 의해 내부의 압력이 제어되도록 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치되는 메인에어실린더(31)와,
    상기 트랜스퍼빔(7)상에 위치하는 상태에서 상기 메인에어실린더(31)를 따라 직선 이동하는 피스톤(31a)과 일체로 결합되어 승하강 작동하는 바닥플레이트(32)와,
    상기 바닥플레이트(3)상에 고정 설치되어 상기 바닥플레이트(32)의 승강이동시 상기 바디지지수단(10)상에서 위치가 고정된 바디(B)의 중간부위측 밑면을 선택적으로 지지하는 플레이트지그(33)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 바디의 셔틀라인 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 바디이송수단(30)은,
    상기 메인에어실린더(31)의 측부에서 상기 트랜스퍼빔(7)에 고정 설치되는 원통형상의 가이드하우징(34)과;
    상기 가이드하우징(34)을 통해 상기 트랜스퍼빔(17)을 관통하면서 일단이 상기 바닥플레이트(32)의 밑면에 고정되도록 설치되는 가이드샤프트(35);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 바디의 셔틀라인 시스템.
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