KR101495612B1

KR101495612B1 - Agv를 이용한 자동 서열 장치

Info

Publication number: KR101495612B1
Application number: KR20140045935A
Authority: KR
Inventors: 허우영
Original assignee: (주)우신시스템
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2034-04-17

Abstract

본 발명은 다차종 생산라인에서 자동차 메이커의 생산 순서에 맞게 각각의 서로 다른 제품을 한 렉에 순서대로 배열하여 출하하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 자동차 부품업체에서 서열순서에 상관없이 각 모델별로 일정 수량의 제품을 Lot로 생산하고, 납품 시 무인운반차((Automatic Guided Vehicle;AGV))와 로봇에 의한 자동화 작업을 통해 자동차 메이커의 생산 스케쥴에 맞게 각기 서로 다른 제품을 한 렉에 순서대로 배열하여 납품하는 새로운 형태의 서열 납품 방식을 구현함으로써, 자동차 메이커와 자동차 부품업체 사이의 효율적인 부품공급이 가능하고, 자동차 부품업체의 재고부담을 줄일 수 있으며, 다차종 생산라인에 적극적으로 대처할 수 있는 AGV를 이용한 자동 서열 장치 및 방법을 제공한다.

Description

AGV를 이용한 자동 서열 장치{Auto sequences apparatus using AGV}

본 발명은 AGV를 이용한 자동 서열 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다차종 생산라인에서 자동차 메이커의 생산 순서에 맞게 각각의 서로 다른 제품을 한 렉에 순서대로 배열하여 출하하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 한 대의 완성차를 생산하기 위해서는 소재의 선택에서부터 제품양산까지 여러 다양한 공정을 거치게 된다.

이러한 공정들은 공장 자동화의 추세에 맞춘 자동화 시스템을 통해 보다 짧은 시간에 보다 많은 제품을 생산할 수 있는 방향으로 설계되고 있으며, 또한 설비의 효율적인 사용을 위한 여러 가지 노력이 지원되고 있다.

이러한 측면에서 자동차 메이커에서는 소비자의 차량 구입 신청에 따른 생산 스케쥴을 세우고, 해당 차종의 재고관리 및 생산 시컨스 데이터를 수립한 후, 이에 맞게 생산라인을 운용하게 된다.

예를 들면, 자동차 메이커의 생산 시컨스 데이터가 수립되면, 각각의 자동차 부품업체로부터 납품받은 조립공장의 생산 시컨스 데이터에 해당하는 차종별 사양의 부품을 파렛트 단위로 적재한 후, 운송트럭을 이용하여 조립공장의 보관창고로 이송 및 보관하게 된다.

이에 조립공장에서는 생산 시컨스 데이터에 따라 각 생산라인에 투입될 차종별 사양 부품을 보관창고로부터 파렛트 단위로 라인 상에 배치한 다음, 취출 로봇 등을 통하여 각 공정으로 투입함으로써, 공장 자동화의 추세에 적극 대응하고 있다.

그리고, 자동차 부품업체에서는 자동차 메이커의 조립공장의 생산 시컨스 데이터에 해당하는 차종별 사양의 부품을 파렛트 단위로 적재하여 납품할 때, 동일한 차종별 사양의 부품을 파렛트 단위로 풀 로딩(Full loading)하여 납품하거나, 정해진 생산 시컨스 데이터에 따라 하나의 파렛트에 여러 개의 차종별 사양의 부품을 나열한 다음, 다시 각 파펫트를 순서대로 나열하여 납품하고 있다.

한편, 현재의 시장 조건과 환경에서 자동차 부품업체가 경쟁력을 갖기 위해서는 자동차 메이커와 연계하여 적시생산방식(Just-In-Time), 유연생산시스템(Flexible Manufacturing System) 및 컴퓨터통합생산(Computer Integrated Manufacturing) 등을 기반으로 한 효율적인 부품공급 시스템의 개발이 필요하다.

특히, 부품 서열화 개념이 도입된 생산 환경에서 불량 부품 공급과 요구된 부품과 다른 부품 공급은 자동차와 같은 완성 제품의 불량발생으로 연결되어 질 수 있다.

현재에는 자동차 부품업체들이 Lot 방식으로 대량 생산하여 자동차 메이커에 납품하면, 자동차 메이커 사내에서 작업자에 의해 생산라인으로 서열 공급을 진행하고 있다.

하지만, 자동차 메이커측에서 해당 영역이 차지하는 손실이 크고, 레이아웃 부족으로 현재는 많은 부분을 사외 서열을 요구하고 있는 실정이다.

즉, 외부에서 서열작업을 하여 납품하라는 요구가 늘고 있는 실정이다.

이와 관련하여, 자동차 부품업체에서 생산 시 처음부터 자동차 메이커의 생산 방식으로 서열 생산하는 방법이 있으나, 이러한 서열 생산 방식은 자동차 메이커와의 네트워크 연결이 필요하며, 자동차 부품업체의 입장에서는 안전재고의 개념이 없어 상시 불안한 요소가 있다(예를 들면, 생산 중 라인장애에 의한 결품 우려가 있다).

또한, 자동차 메이커로부터 무한정의 생산 데이터를 받을 수 없고, 단지 몇시간 앞선 생산 스케쥴을 접수받기 때문에 생산에 유연성을 확보하는데 어려움이 있다.

따라서, 자동차 메이커와 자동차 부품업체 간을 연계하는 효율적인 부품공급 시스템 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 10-2010-0085212호, 한국공개특허 10-2003-0088931호, 한국공개특허 10-2006-0120912호에 개시되어 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동차 부품업체에서 서열순서에 상관없이 각 모델별로 일정 수량의 제품을 Lot로 생산하고, 납품 시 무인운반차(AGV)와 로봇에 의한 자동화 작업을 통해 자동차 메이커의 생산 스케쥴에 맞게 각기 서로 다른 제품을 한 렉에 순서대로 배열하여 납품하는 새로운 형태의 서열 납품 방식을 구현함으로써, 자동차 메이커와 자동차 부품업체 사이의 효율적인 부품공급이 가능하고, 자동차 부품업체의 재고부담을 줄일 수 있으며, 다차종 생산라인에 적극적으로 대처할 수 있는 AGV를 이용한 자동 서열 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 AGV를 이용한 자동 서열 장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 AGV를 이용한 자동 서열 장치는 자동차 부품업체측에서 자동차 메이커측으로 제품 납품 시 한 렉에 서로 다른 사양의 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열하여 납품할 수 있도록 하는 장치로서, 제품 제공영역과 제품 대기영역 사이를 순환하는 AGV를 이용하여 각 모델별 제품을 제품 대기영역으로 운송하는 제품 대기 파트와, 복수 개의 제품을 적입할 수 있는 제품납품용 렉을 이용하여 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 적입하는 제품 서열 적입 파트와, 상기 제품 대기 파트와 제품 서열 적입 파트 사이 영역에 위치하며 서열 데이터에 기초하여 작동하는 로봇을 이용하여 제품 대기 파트의 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트의 렉에 생산순서에 맞게 적입하는 제품 로딩 파트를 포함하는 형태로 이루어진다.

따라서, 상기 AGV를 이용한 자동 서열 장치는 자동차 메이커의 생산 스케쥴에 따라 순서대로 각 서로 다른 제품을 서열화하여 납품할 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 제품 대기 파트는 제품 제공영역, 예를 들면 생산된 제품을 보관하고 있는 제품 보관소나 직접 완제품을 생산하는 생산라인 등의 제품 제공영역과 제품 대기영역 사이의 주행경로를 따라 이동하며 제품 대기영역의 규정된 자리로 찾아가는 AGV와, 제품 보관소 등에 있는 각 모델별 제품을 담을 수 있으며 AGV에 실려서 이송되는 제품이송용 렉을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 제품 대기 파트에는 AGV에 실려 있는 제품이송용 렉의 규정된 자리를 잡아줄 수 있는 위치규제용 레일를 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제품 서열 적입 파트는 제품 서열 적입영역과 출하장 사이의 주행경로를 따라 이동하며 서열작업을 마친 제품을 출하장까지 이송시키는 AGV와, 로봇에 의해 적입되는 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 담을 수 있는 제품납품용 렉을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

이러한 상기 제품 서열 적입 파트에도 제품납품용 렉을 싣고 있는 AGV의 규정된 자리를 잡아줄 수 있는 위치규제용 레일을 갖추는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제품 로딩 파트의 경우, 제품 대기 파트에 있는 각 제품이송용 렉의 위치와 나란하게 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동하면서 각 제품이송용 렉의 위치를 오갈 수 있는 자체 구동방식의 로봇이동용 대차와, 상기 로봇이동용 대차에 설치되어 제품 대기 파트의 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트의 렉에 생산순서에 맞게 적입하는 로봇을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제품 로딩 파트의 로봇에는 제품을 잡을 수 있는 적어도 1개의 그립퍼와 각 제품의 사양을 감지하는 센서를 가지는 그립퍼 장치가 설치될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 AGV를 이용한 자동 서열 방법은 다음과 같은 특징이 있다.

상기 AGV를 이용한 자동 서열 방법은 자동차 부품업체측에서 자동차 메이커측으로 제품 납품 시 한 렉에 서로 다른 사양의 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열하여 납품할 수 있도록 하는 방법으로서, 제품 보관소 또는 생산라인으로부터 각 모델별 제품을 이송하여 제품 대기영역에 위치시키는 단계와, 서열 데이터를 입력받은 로봇을 이용하여 제품 대기영역에 있는 각 제품의 사양을 검출한 후에 제품을 파지하여 제품 서열 적입영역에 있는 렉에 생산순서에 맞게 적입하는 단계와, 제품 서열 적입영역에 있는 렉에 정해진 수량의 각 모델별 제품이 생산순서에 맞게 적입이 완료되면 출하장으로 이송하는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 로봇을 이용하여 제품을 적입하는 단계는 로봇에 있는 센서로 각 제품의 사양을 확인하여, 서열 생산순서에 맞는 경우 제품을 파지하여 렉에 적입하고, 서열 생산순서에 맞지 않는 경우 경고등이나 경고음을 발생시키는 과정을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 로봇을 이용하여 제품을 적입하는 단계에서는 로봇의 작동을 제어하는 로봇 제어반에서 적입하는 제품을 카운팅하여, 정해진 납품 수량을 적입하면 제품이 생산순서에 맞게 적입되어 있는 렉을 출하장으로 이송시키기 위한 신호를 제공할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 AGV를 이용한 자동 서열 장치 및 방법은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 자동차 메이커의 생산 스케쥴에 맞게 한 랙에 각기 다른 사양의 제품을 순서대로 배열하여 납품하는 새로운 부품 공급시스템을 구축함으로써, 자동차 메이커측과의 연계적인 부품 공급에 대한 효율성을 높일 수 있는 한편, 자동차 부품업체 입장에서는 재고부담을 줄일 수 있고 생산에 유연성을 확보할 수 있다.

둘째, AGV를 이용한 각 모델별 제품 대기 파트, 로봇을 이용한 각 모델별 제품 로딩 파트, 납품용 렉을 이용한 제품 서열 적입 파트 등의 연계적인 무인 자동화 시스템을 구축함으로써, 제품 서열화 공정의 효율성을 확보할 수 있는 등 시스템 전체의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치를 나타내는 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치에서 제품납품용 렉에 적입되는 각 모델별 적입상태를 나타내는 개략도
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치에서 로봇의 그립퍼 장치를 나타내는 정면도 및 평면도
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치의 작동상태를 나타내는 평면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 방법을 나타내는 플로챠트

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치를 나타내는 정면도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 AGV를 이용한 자동 서열 장치는 서로 이웃하여 배치되어 있는 제품 대기 파트, 제품 서열 적입 파트 및 제품 로딩 파트를 포함하며, 각 파트의 유기적인 연계 공정을 통해 각기 다른 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열하여 납품할 수 있는 시스템으로 이루어진다.

즉, 자동차 부품업체에서 자동차 메이커에 제품을 납품할 때, 한 렉에 서로 다른 사양의 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열하여 납품할 수 있는 무인 서열 시스템으로 이루어진다.

이러한 시스템은 생산된 완제품을 서열로 적재하여 납품을 진행하는 방식으로서, 다차종 생산라인의 경우는 물론, 생산라인이 다차종에 대응되지 않고 단일 차종만 생산할 수 있는 라인의 경우에 각 라인별로 서로 다른 제품을 생산하여 AGV에 실려 로봇까지 이동을 하게 되면, 로봇이 각각의 제품을 생산순서(서열 시퀀스)에 맞게 납품 렉에 담는 방식이다.

따라서, 시스템 전체에 사람 및 지게차가 없는 방식이며, 서열 생산 설비가 없는 공장이나 서열 납품을 해야 하는 자동차 부품업체에서는 사람에 의한 오류(사양 삽입 오류)나 인건비에 대한 부담을 없앨 수 있다.

이를 위하여, 제품을 제공하는 영역과 제품이 대기하는 영역 사이를 순환하는 AGV(11)를 이용하여 각 모델별 제품을 제품 대기영역으로 운송하는 제품 대기 파트(10)가 마련된다.

여기서, 상기 제품을 제공하는 영역은 생산된 제품을 보관하는 제품 보관소 또는 직접 완제품을 생산하는 생산라인이 될 수 있다.

그리고, 상기 AGV(11)는 무인운반차(Automatic Guide Vehicle)로서, 컨트롤러, 예를 들면 생산 PLC의 제어에 의해 자체의 구동력으로 지정된 경로를 따라 이동하는 운반수단이다.

이러한 AGV(11)는 고정경로 방식, 반고정경로 방식, 무경로 방식 등으로 운용될 수 있으며, 제품 제공영역과 제품 대기영역 사이의 주행경로를 따라 이동하면서 제품을 운반하는 역할을 하게 된다.

이러한 제품 대기 파트(10)는 제품 보관소 등의 제품 제공영역과 로봇이 제품을 집어갈 수 있는 제품 대기영역 사이의 주행경로를 따라 이동함과 더불어 제품 대기영역의 규정된 자리로 찾아가는 AGV(11)를 포함한다.

이때, 상기 제품 대기 파트(10)의 제품 대기영역은 각 제품 모델별로 정해진 AGV(11)만 출입할 수 있는 규정된 자리가 복수 개로 설정되어 있는 동시에 생산 PLC에는 AGV(11)를 규정된 자리로 유도할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있으며, 이에 따라 각각의 AGV(11), 즉 각기 다른 모델별 제품을 싣고 있는 AGV(11)는 생산 PLC의 제어에 의해 복수 개의 규정된 자리 중 자기 자리를 찾아가 위치될 수 있게 된다.

이러한 상기 AGV(11)는 생산된 제품을 서열 로봇이 있는 장소까지 자동으로 이동하는 수단으로서, 이러한 AGV(11)는 제품 대기 영역에 있는 자신만의 고유 자리로 찾아가게 된다.

즉, 로봇이 서열 적재를 할 수 있도록 규정된 위치로 대기하게 된다.

그리고, 상기 제품 대기 파트(10)의 각 규정된 자리에는 위치규제용 레일(13)이 설치되어 있으며, 이에 따라 제품이송용 렉(12)를 싣고 있는 AGV(11)가 규정된 자리에 위치되면, 위치규제용 레일(13)에 의해 제품이송용 렉(12)은 정확한 위치에 고정될 수 있게 된다.

제품이송용 렉(12)의 위치 결정을 보다 상세하게 설명하면, 진입 방향(X방향)은 AGV(11)에 마련된 센서(미도시)에 의해 결정되며, 진입방향의 직각방향(Y방향)은 위치규제용 레일(13)에 의해 결정되고, 업/다운 방향(Z방향)은 제품 이송용 렉(12)의 하단 플레이트의 업/다운에 의해 결정됨으로써 제품 대기 파트의 각 규정된 정확한 위치에 고정될 수 있게 된다.

또한, 상기 제품 대기 파트(10)는 제품 보관소 등에 있는 각 모델별 제품을 담을 수 있는 수단으로 제품이송용 렉(12)을 포함하며, 이때의 제품이송용 렉(12)은 AGV(11)에 실려서 이송될 수 있게 된다.

따라서, 제품 보관소나 생산라인에서 각 제품이송용 렉(12)에 각 모델별 제품, 예를 들면 A 차종 도어, B 차종 도어, C 차종 도어, D 차종 도어가 담겨지고, 이렇게 각 모델별 제품이 들어 있는 제품 이송용 렉(12)은 각각의 AGV(11)에 실려서 이송되어, 제품 대기 영역의 정해진 장소에 위치될 수 있게 된다.

한편, 복수 개의 제품을 세워서 적입할 수 있는 제품납품용 렉(22)을 이용하여 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 적입하는 제품 서열 적입 파트(20)가 마련된다.

여기서, 상기 제품 서열 적입 파트(20)의 영역은 제품 로딩 파트(30)의 영역을 사이에 두고 제품 대기 파트(10)의 영역 맞은편 위치에 조성될 수 있게 된다.

상기 제품 서열 적입 파트(20)는 제품 서열 적입영역과 출하장 사이의 주행경로를 따라 이동하는 AGV(21)를 포함하며, 이때의 AGV(21)는 서열작업을 마친 제품이 들어 있는 제품납품용 렉(22)을 싣고 출하장까지 이송시키는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 제품 서열 적입 파트(20)의 영역에는 제품납품용 렉(22)을 실은 AGV(21)가 1대씩 위치될 수 있으며, 서열화 작업을 마친 AGV(21)가 출하장으로 이동하면 바로 뒤에서 대기하고 있던 제품납품용 렉(22)을 실은 AGV(21)가 곧바로 진입하여 위치할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제품 서열 적입 파트(20)는 로봇(33)에 의해 적입되는 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 담을 수 있는 제품납품용 렉(22)을 포함한다.

이러한 제품납품용 렉(22)에는 각 모델별 제품이 생산순서에 맞게 서열대로 담겨지게 되는데, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 제품납품용 렉(22)에는 1번칸에서부터 10번칸까지 담겨져야 하는 제품(100)이 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 각기 다른 사양의 제품이 순서대로 담겨지게 된다.

또한, 상기 제품 서열 적입 파트(20)에는 위치규제용 레일(23)이 AGV(21)의 진행경로를 따라 나란하게 설치되며, 이때의 위치규제용 레일(23)은 제품 대기 파트(10)에 있는 위치규제용 레일(13)과 마찬가지로 제품납품용 렉(22)을 싣고 있는 AGV(21)의 규정된 자리를 잡아주는 역할을 하게 된다.

즉, 제품납품용 렉(22)을 싣고 있는 AGV(21)가 위치규제용 레일(23)에 진입하게 되면, AGV(21)는 위치규제용 레일(23)을 따라 이동하다가 레일측 센서 등에 의해 AGV(21)의 위치가 고정되면서 이후 제품 적입이 이루어질 수 있게 된다.

특히, 제품의 서열 적입을 수행하는 수단으로서, 서열 데이터에 기초하여 작동하는 로봇(33)을 이용하여 제품 대기 파트(10)의 각 제품이송용 렉(12)에 들어 있는 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트(20)에 있는 제품납품용 렉(22)에 생산순서에 맞게 적입하는 제품 로딩 파트(30)가 마련된다.

이러한 제품 로딩 파트(30)는 제품 대기 파트(10)의 영역과 제품 서열 적입 파트(20)의 영역 사이의 영역에 위치하여, 제품 대기 파트(10)의 각 규정된 위치에 있는 각각의 제품이송용 렉(12)의 위치를 오가면서 제품을 적입할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 제품 로딩 파트(30)는 제품 대기 파트(10)에서 나란하게 위치되어 있는 각 제품이송용 렉(12)의 위치와 나란하게 설치되는 레일(31)을 포함한다.

그리고, 상기 레일(31)에는 모터(37)와 랙/피니언 구동부(38), 그리고 레일(31)를 따라 굴러가는 롤러(39)를 이용하는 자체 구동방식의 로봇이동용 대차(32)가 설치되며, 이러한 로봇이동용 대차(32)는 레일(31)을 따라 이동하면서 로봇(33)을 각 제품이송용 렉(12)이 있는 위치로 옮겨주는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 로봇이동용 대차(23)의 위치를 레일(31)측에 있는 센서(미도시), 즉 각 제품이송용 렉(12)의 위치에 상응하는 위치에 설치되어 있는 센서가 감지하여, 로봇(33)을 순서에 입각하여 픽업할 해당 제품이송용 렉(12)의 위치로 옮겨줄 수 있게 된다.

그리고, 상기 피니언은 모터의 축에, 상기 랙은 레일측에 설치될 수 있게 된다.

실질적으로 제품을 집어서 적입하는 수단으로 로봇(33)이 구비되며, 이때의 로봇(33)은 자동차 메이커의 생산순서에 따른 서열 데이터가 입력되어 있는 로봇 제어반에 의해 작동이 제어될 수 있게 된다.

이러한 로봇(33)은 로봇이동용 대차(32)에 설치되며, 제품 대기 파트(10)의 각 제품이송용 렉(12)이 있는 위치로 이동하면서 서열 데이터에 의한 순서에 따라 제품 대기 파트(10)의 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트(20)의 제품납품용 렉(22)에 생산순서에 맞게 적입할 수 있게 된다.

또한, 상기 제품 로딩 파트(30)의 로봇(33)에는 제품을 잡을 수 있는 그립퍼 장치(36)가 설치되고, 이때의 그립퍼 장치(36)의 작동에 의해 제품이 로딩된 후에 적입될 수 있게 된다.

이를 위하여, 도 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 상기 그립퍼 장치(36)는 그립퍼 프레임(40)상에 설치되는 통상의 실린더 작동방식의 적어도 1개의 그립퍼(34)를 포함하며, 이때의 그립퍼(34)를 이용하여 제품을 집어서 적입할 수 있게 된다.

또한, 상기 그립퍼 장치(36)는 그립퍼 프레임(40)상에 설치되어, 예를 들면 그립퍼 일측에 설치되어, 각 모델별 제품의 사양을 감지하는 센서(35)를 포함하며, 그립퍼(34)로 제품을 잡아서 옮기기에 앞서 상기 센서(35)로 제품 사양을 확인할 수 있게 된다.

즉, 서로 다른 사양의 각각의 모델이 가지는 패널 형상이 다른 부위를 로봇(33)의 그립퍼 장치(36)에 있는 센서(35)로 검출할 수 있게 된다.

예를 들면, OPEL 사양 도어와 CHEVY 사양 도어는 도어 패널의 형상이 서로 다른 부위를 각각 갖게 되고, 이렇게 형상이 다른 부위를 센서로 검출하는 방식으로 생산순서 서열에 맞는 제품 사양을 확인할 수 있게 된다.

여기서, 상기 형상이 다른 패널부위를 센서로 검출하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성되는 AGV를 이용한 자동 서열 장치의 서열 공정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 장치의 작동상태를 나타내는 평면도이다.

도 5a 내지 5c에 도시한 바와 같이, 먼저 제품 보관소에서 각 모델별로 담겨 있는 제품이송용 렉(12)을 지게차 등으로 각 AGV(11)에 한 렉씩 옮긴 후, 작업 완료 신호를 주면 생산 PLC의 제어에 의해 AGV(11)는 자동으로 제품 대기 파트(10)의 영역까지 이동하게 된다.

이때, 제품 대기 파트(10)의 영역에 있는 각 구역은 모델별로 정해진 AGV(11)만 출입하도록 프로그램되어 있는 구역으로 설정되어 있어서, 각기 다른 모델의 제품을 싣고 있는 AGV(11)는 규정된 장소에 위치된다.

여기서, 제품 보관소가 아닌 생산라인에서 직접 완제품이 생산되면, AGV(11)에 의해 제품을 제품 대기 파트(10)의 영역까지 자동으로 이송가능하게 된다.

다음, 제품 로딩 파트(30)의 로봇(33)은 서열 데이터가 프로그램되어 있는 서열 로봇 제어반의 제어에 의해 작동되어, 제품을 제품납품용 렉(22)에 생산순서대로 담기 위해 제품 대기 파트(10)의 각 제품이송용 렉(12)이 있는 위치로 이동하게 된다.

이동 후, 로봇(22)의 그립퍼 장치(36)에 있는 센서(35)로 제품 대기 영역(10)에 있는 각 제품의 사양을 옮기기 전 확인하게 된다.

계속해서, 상기 센서(35)로 확인(사양 검출) 후, 서열 생산 스케쥴과 이상이 없다면 해당 제품을 그립퍼(34)로 잡고 제품납품용 렉(22)에 적입하고, 혹시 제품이 사양과 맞지 않을 경우 경고등 및 부저를 울리게 된다.

그리고, 제품납품용 렉(22)에 예를 들어 10장 적입일 경우 로봇 제어반은 프로그램으로 카운팅하여, 납품 수량인 10매를 적입한 후에 생산 PLC로 AGV(21) 이동명령을 내리게 된다.

마지막으로 제품 서열 적입 파트(20)에 있는 제품납품용 렉(22)에 적입이 완료되면, AGV(21)는 제품납품용 렉(22)을 끌고 출하장으로 자동 이동함으로써, 한 렉에 대한 제품 서열화 적입 및 출하가 완료되고, 이러한 공정이 반복되면서 제품 공급, 제품 서열화 및 제품 출하의 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어질 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGV를 이용한 자동 서열 방법을 나타내는 플로챠트이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 AGV를 이용한 자동 서열 방법은 자동차 부품업체에서 한 렉에 서로 다른 사양의 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열한 후, 자동차 메이커로 납품하는 방법이다.

이러한 자동 서열 방법은 각 모델별 제품 정보, 자동차 메이커의 생산 스케쥴(생산순서), 차종 서열 정보(사양) 등이 프로그램되어 있는 생산 PLC와 로봇의 제어를 위한 서열 로봇 제어반에 의해 운용되는 시스템을 기반으로 한다.

먼저, 제품 보관소나 생산라인 등으로부터 각 모델별 제품을 이송하여 제품 대기영역에 위치시키는 단계가 수행된다.

즉, 각 모델별 제품을 각각의 AGV로 운반하여 로봇이 집어갈 수 있는 정해진 위치로 옮겨 놓는 과정이 수행된다.

다음, 서열 로봇 제어반의 제어에 의해 서열 데이터를 입력받은 로봇을 이용하여 제품 대기영역에 있는 각 제품의 사양을 검출한 후, 제품을 집어서 제품 서열 적입영역에 있는 렉에 생산순서에 맞게 적입하는 단계가 수행된다.

이때, 로봇에 있는 센서로 각 제품의 사양을 검출하게 되는데, 서열 생산순서에 맞는 경우 로봇이 해당 제품을 집어서 렉에 적입하는 한편, 서열 생산순서에 맞지 않는 경우 경고등이나 경고음을 발생시키게 된다.

그리고, 이렇게 제품을 서열화하는 과정 중에서 로봇 제어반에서는 로봇에 의해 적입되는 제품을 센서방식 등으로 카운팅하게 되고, 설정된 수량의 제품, 즉 정해진 납품 수량의 제품 적입이 완료되면, 제품이 생산순서에 맞게 적입되어 있는 동시에 정해진 납품 수량에 맞게 적입되어 있는 렉을 출하장으로 이송시키기 위한 신호를 발생시킨다.

다음, 제품 서열 적입영역에 있는 렉에 정해진 수량의 각 모델별 제품이 생산순서에 맞게 적입이 완료되면, 출하장으로 이송하는 단계가 수행된다.

즉, 로봇의 적입 수량 카운팅을 통해 생산 PLC에서 제품 서열 적입영역에 있는 AGV에 이동신호를 보내게 되면, AGV는 정해진 수량의 각 모델별 제품이 생산순서에 맞게 적입되어 있는 렉을 싣고 출하장으로 이동하는 것으로 자동 서열 과정이 완료된다.

이와 같이, 본 발명은 자동차 부품업체에서 서열 순서에 관계없이 각 모델별로 일정 수량의 제품을 Lot로 생산해놓고, 사람없이 AGV와 로봇을 이용한 자동화 작업으로 서열을 진행할 수 있는 서열 생산 방식을 적용함으로써, 자동차 부품업체에서는 재고에 대한 부담없이 생산에 유연성을 확보할 수 있다.

10 : 제품 대기 파트
11 : AGV
12 : 제품이송용 렉
13 : 위치규제용 레일
20 : 제품 서열 적입 파트
21 : AGV
22 : 제품납품용 렉
23 : 위치규제용 레일
30 : 제품 로딩 파트
31 : 레일
32 : 로봇이동용 대차
33 : 로봇
34 : 그립퍼
35 : 센서
36 : 그립퍼 장치
37 : 모터
38 : 랙/피니언 구동부
39 : 롤러
40 : 그립퍼 프레임

Claims

자동차 부품업체측에서 자동차 메이커측으로 제품 납품 시 한 렉에 서로 다른 사양의 제품을 자동차 메이커의 생산순서에 맞게 순서대로 배열하여 납품할 수 있도록 하는 장치로서,
제품 제공영역과 제품 대기영역 사이를 순환하는 AGV를 이용하여 각 모델별 제품을 제품 대기영역으로 운송하는 제품 대기 파트(10);
복수 개의 제품을 적입할 수 있는 제품납품용 렉을 이용하여 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 적입하는 제품 서열 적입 파트(20);
상기 제품 대기 파트(10)와 제품 서열 적입 파트(20) 사이 영역에 위치하며 서열 데이터에 기초하여 작동하는 로봇을 이용하여 제품 대기 파트(10)의 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트(20)의 렉에 생산순서에 맞게 적입하는 제품 로딩 파트(30);를 포함하되,
상기 제품 대기영역에는 각 제품 모델별로 정해진 AGV만 출입할 수 있는 규정된 자리가 복수 개로 설정되고, 상기 제품 대기 파트(10)는 제품 제공영역과 제품 대기영역 사이의 주행경로를 따라 이동하며 제품 대기영역의 규정된 자리로 찾아가는 AGV(11)와, 제품 제공영역에 있는 각 모델별 제품을 담을 수 있으며 AGV(11)에 실려서 이송되는 제품이송용 렉(12)과, 상기 제품 대기 파트(10)의 각 규정된 자리에는 AGV(11)에 실려 있는 제품이송용 렉(12)의 규정된 자리를 잡아줄 수 있는 위치규제용 레일(13)을 포함하고,
상기 제품 로딩 파트(30)는 제품 대기 파트(10)에 있는 각 제품이송용 렉(12)의 위치와 나란하게 설치되는 레일(31)과, 상기 레일(31)을 따라 이동하면서 각 제품이송용 렉(12)의 위치를 오갈 수 있는 자체 구동방식의 로봇이동용 대차(32)와, 상기 로봇이동용 대차(32)에 설치되어 제품 대기 파트(10)의 각 모델별 제품을 제품 서열 적입 파트(20)의 렉에 생산순서에 맞게 적입하기 위해 제품을 잡을 수 있는 적어도 1개의 그립퍼(34)와 각 제품의 사양을 감지하는 센서(35)를 포함하는 그립퍼 장치(36)를 가지는 로봇(33)을 포함하며, 상기 로봇(33)의 작동을 제어하는 로봇 제어반에서는 적입하는 제품을 카운팅하여, 정해진 납품 수량을 적입하면 제품이 생산순서에 맞게 적입되어 있는 렉을 출하장으로 이송시키기 위한 신호를 AGV(11)에 제공하고,
상기 제품 서열 적입 파트(20)는 제품 서열 적입영역과 출하장 사이의 주행경로를 따라 이동하며 서열작업을 마친 제품을 출하장까지 이송시키는 AGV(21)와, 로봇에 의해 적입되는 각 모델별 제품을 생산순서에 맞는 서열대로 담을 수 있는 제품납품용 렉(22)과, 제품납품용 렉(22)을 싣고 있는 AGV(21)의 규정된 자리를 잡아줄 수 있는 위치규제용 레일(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV를 이용한 자동 서열 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 제품 제공영역은 생산된 제품을 보관하는 제품 보관소 또는 직접 완제품을 생산하는 생산라인인 것을 특징으로 하는 AGV를 이용한 자동 서열 장치.
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