KR0149506B1 - 3차원적으로 물품을 이송시키기 위한 이송수단 - Google Patents

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Abstract

3차원적으로 물품을 이송하기 위한 이송수단에 있어서, 섹션쌍에 속하는 섹션쌍(11, 12; 41, 42)이 상자모양이고; 견인재(141, 142; 161, 162)가 섹션(11, 12; 41, 42) 내부에 필요한 길이만큼 배치되고 텐션수단(31)과 함게 캐리지에 고정되고; 이송수단이 섹션길이만큼 떨어져 있고 쌍으로 위치된 리턴풀리(15; 17)를 포함하여 리턴풀리 사이에는 캐리지(21, 22; 51, 52)가 있으며; 견인부재가 견인부재와 각개 캐리지의 폐푸프를 형성하기 위해 캐리지로부터 출발하여 리턴풀리를 거쳐서 각개 캐리지로 되돌아가도록 배치되고; 구동수단(3, 6)이 견이부재를 이동시키도록 배치되고 견인부재에 의해 각개 캐리지가 이동하는 것을 특징으로 하는 이송수단.

Description

3차원적으로 물품을 이송시키기 위한 이송수단
다음 첨부한 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예의 이송수단을 도시한 사시도이다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예의 이송수단을 도시한 입면도이다.
제3도는 제2도에 도시된 이동수단의 정면도이다.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예의 이송수단의 리프팅수단의 가이드롤러어셈블리의 절단평면도이다.
제5도는 제4도의 V-V선을 따라 절단한 단면도이다.
제1도에는 3차원적으로 부품을 이송하기 위한 이송수단이 도시되어 있다. 상기 이송수단은 서로 평행이고 수평으로 놓인 브리지섹션(11, 12); 구동수단(3)이 제공되고 브리지섹션(11, 12)의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 브리지섹션(21, 22); 상기 브리지섹션쌍(21, 22)과 직각이며 상기 브리지섹션쌍(21, 21)에 의하여 이송될 수 있도록 설치되는, 서로 평행이고 수평으로 놓인 이송섹션쌍(41, 42); 구동수단(6)이 마련되고 이송섹션쌍(41, 42)에 의해 이송섹션의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 이송캐리지쌍(51, 52); 이송캐리지쌍(51, 52)에 의해 이송되도록 설치되는 리프팅프레임(7); 구동수단(9)이 제공되고 수직으로 이동가능하게 리프팅프레임 위에 설치되는 리프팅수단(8); 브리지캐리지(21, 22)의 위치를 결정하는 제1픽업(10); 브리지캐리지(51, 52)의 위치를 결정하기 위한 제2픽업(11); 리프팅수단(8)의 위치를 결정하기 위한 제3픽업(12); 픽업(10)(11) 및 (12)로부터의 신호를 처리하고 이송수단의 이동을 제어하기 위한 제어수단(13)을 포함한다.
입면도로 도시된 제2도에는 브리지캐리지(21,22)에 속하는 신장된 견인부재(141,142)가 도시되어 있다. 이송수단은 브리지섹션(11, 12) 거리만큼 떨어져 있는 2개의 리턴풀리를 포함하며, 리턴풀리(15) 사이에 브리지캐리지(21,22)를 가지고 있다. 이송수단은 또한 견인부재(141,142)를 이동시키기 위해 구동수단(3)을 포함한다. 견이부재는 브리지캐리지로부터 리턴풀리를 거쳐서 다시 브리지캐리지로 되돌아 오도록 배치되어 있다. 견인부재(141)은 점선으로 표시되어 있다.
제3도에는 이송케리지(51, 52)에 속하는 신장된 견인부재(161,162)가 도시되어 있다. 이송부재는 이송섹션(41, 42)의 거리만큼 떨어진 2개의 리턴폴리(17)를 포함하며, 이송캐리지(51, 52)는 상기 리턴폴리 사이에 위치한다. 또한 이송수단은 견인부재를 이동시키기 위해 구동수단(6)을 포함한다. 견인부재는 이송캐리지로부터 리턴폴리를 거쳐서 이송캐리지로 되돌아 가도록 구동된다. 견인부재(161)는 일점쇄선으로 표시되어 있다.
견인부재(141,142,161,162)는 텐숀수단(31)의 조력을 받아 브리지 및 이송캐리지(21,22,41,42)에 고정되는 코그벨트이다.
리턴풀리(15,17)는 브리지섹션(11, 12) 및 이송섹션(41, 42)의 단부에 위치한다. 견인부재(141,142,161,162)는 상기 섹션내부를 이동하도록 배치된다. 구동수단(3)은 브리지섹션의 한끝에서 리턴풀리와 전송샤프트로 연결된다. 마찬가지로 구동수단(6)은 이송섹션의 한끝에서 리턴폴리와 연결된다. 물론 섹션의 한쪽끝에서 각개 리턴폴리를 위한 특정구동수단이 있을 수 있다.
일례로 구동수단(3)과 (6)은 주파수 변환기를 사용하여 제어되는 스퀴럴케이지모터일 수도 있으며, 이 경우 모터의 회전속도, 즉 이송수단의 이동속도가 원하는 만큼 제어될 수 있으므로, 위치결정직선에 속도가 대단히 낮은 값으로 떨어져, 그것에 의해 예정된 지점에 정지할 경우 대단히 높은 정확도를 얻을 수 있다.
브리지섹션(11, 12)와 이송케리지(51, 52)는 롤러어셈블리(18)를 포함하며, 이 롤러어셈블리는 브리지섹션(11, 12)과 이송섹션(41, 42) 내부를 이동하도록 배치된다.
리프팅수단(8)은 평행한 가이드레일(20)이 서로 반대측면에 고정된 직립빔(19)을 포함하며, 이 예에서는 단지 2개의 레일만이 도시되어 있다. 리프팅프레임(7)은 본 실시예에서는 개수가 4개인 가이드롤러어셈블리(21)를 포함한다. 가이드레일(20) 및 가이드롤러어셈블리(21)는 서로 협동하여 직립빔(19)의 수직이동을 가이드 하도록 배치된다.
리프팅수단(8)은 직립빔(19)에 연결되고 이와 평행한 체인(25) 또는 이와 유사한 것을 포함한다. 리프팅수단에 속하는 견인휠(26)은 기어전송에 의해 체인과 연결된다. 구동수단(9)은 트랙션휠을 구동하도록 배치된다. 구동수단은 스퀴럴케이지모터가 바람직스럽다.
트랙션휠(26)은 직립빔(19)으로부터 일정한 거리를 띄워 배치되고, 리프팅수단은 트랙션휠에 대해 체인(25)을 굴절시키기 위해 배치된 트래버싱휠(27,28)을 포함한다.
직립빔(19)과 리프팅프레임(7)의 내부공간은 진공동작수단(30)의 진공을 제공하기 위한 진공탱크를 구성한다.
제 1(10), 제 2(11) 및 제 3 픽업(12)은 펄스송신기이며, 바람직스럽게는 광학적 증분송신기이며, 제어수단(13)에 신호를 송신하기 위해 배치된다.
제4도 및 제5도에 도시된 가이드롤러어셈블리(21)는 가이드레일(20)의 서로 반대편에 놓인 2개의 사이드휠(22)을 포함한다. 사이드휠의 회전축(23)은 마운트축(24)에 대해 상대적인 편심을 갖고 있다. 마운트축(24)을 회전시킴에 의해 가이드레일(20)과 사이드휠(22)의 사이의 틈새는 조정될 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 여러 가지로 변형 또는 수정할 수 있음이 이 분야의 당업자에게는 명백한 것이며 따라서 그러한 변형 및 수정은 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명은 특허청구범위 1 항 전문에 정의된 이송수단에 관한 것이다.
공장의 생산 및 창고의 자동화에 있어서, 다양하고 연속적으로 변하는 물품을 처리하기 위하여 여러 가지의 부품수송 수단이 요구된다. 크기가 연속적으로 변동하고, 이송될짐이 변동하고, 부품크기가 변동하기 때문에 물품처리시스템에는 융통성이 요구된다. 이에 덧붙여, 비교적 높은 이송 및 위치 결정 정도가 물품처리시스템에 요구된다. 이송 및 위치결정 정확도란, 즉 이송수단이 물품의 예정된 경로를 따라서 각개 물품을 이송시키고 이송수단의 실제위치가 물품의 예정된 위치와 일치하도록 이송수단 스스로 위치를 정하는 것을 의미한다고 이해되어야 한다.
종래에는 로봇 타입의 이송수단이 상기 언급된 요구사항을 충족시킨다고 공지되어 있었다.
그러나 이들 종래의 이송수단들과 관련된 하나의 문제점은 이들 이송수단들의 가격이 매우 비싸다는 점이다.
종래의 로보트 타입의 수단들은 상당히 작은물품들만 이송할 수 있다는 또다른 단점도 있다.
종래의 브리지 크레인형의 이송수단도 또한 공지되어 있다. 그러나 상기 종래의 이송수단은 이송 및 위치결정 정확도가 아주 나쁘다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들을 제거하는 것이다.
본 발명의 이송수단은 특허청구범위 제1항에 의해 정의된다.
3차원적으로 물품을 이송시키기 위한 이송수단은, 서로 평행이며 수평으로 놓인 브리지 섹션쌍;
구동수단이 마련되고 브리지 섹션쌍에 의해 브리지 섹션의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 브리지 캐리지쌍;
상기 브리지 섹션쌍과 직각이며 상기 브리지 섹션쌍에 의하여 이송될 수 있도록 설치되는, 서로 평행이고 수평으로 놓인 이송 섹션쌍;
구동수단이 마련되고 이송섹션쌍에 의해 이송섹션의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 이송캐리지쌍;
이송섹션쌍에 의해 이송되도록 설치되는 리프팅프레임;
구동수단이 제공되고 수직으로 이동가능하게 리프팅 프레임 위에 설치되는 리프팅수단; 과
캐리지를 이동시키기 위하여 신장된 견인부재를 포함하는 캐리지쌍으로 구성되어 있다.
또한 본 발명이 다음과 같은 것임도 알 수 있다.
즉 본 발명은 섹션쌍에 속하는 섹션이 상자형태이고; 견인부재가 섹션내부에 꼭 필요한 길이로 배치되며 텐숀수단과 함께 캐리지에 고정되고; 이송수단이 섹션거리만큼 떨어져있고 쌍으로 존재하는 리턴풀리와 리턴풀리 사이에 위치하는 캐리지를 포함하고; 견인부재가 견인부재와 각개 캐리지의 폐루프를 형성시키기 위하여 캐리지로부터 리턴풀리를 거쳐서 캐리지도 다시 되돌아가게 배치되고; 구동수단이 견인부재를 이동시키기 위해 배치되고, 이 견인수단을 매개로 각각의 캐리지가 이동하는 것임을 알 수 있다. 견인부재가 브리지 캐리지 및/또는 이송캐리지와 함께 폐루프를 구성할 때, 구동수단이 견인부재에 동력을 전달하며, 브리지 섹션 및/또는 이송섹션에 장착된 브리지 캐리지가 왕복운동을 할 수 있다.
이송수단의 실시예에서, 견인부재는 코그벨트이다. 견인부재는 예를들면 체인, 로프 또는 이와 유사한 종래에 잘 알려진 임의의 길게뻗은 견인부재일 수 있다. 이러한 연결에서 코그벨트의 사용은 리턴풀리와 코그벨트 사이에서 미끄럼이 일어나지 않기 때문에 바람직스러우며, 결과적으로 정확한 이송동작이 얻어진다. 덧붙여 말하면, 코그벨트 구동은 소음이 없으며 거의 유지보수가 필요없다.
이송수단의 실시예에서, 브리지 캐리지는 브리지 섹션내부를 이동하도록 배치된 롤러어셈블리를 포함하며; 브리지 캐리지는 롤러어셈블리 위에 장착되며 현수식으로 설치된다.
이송수단의 실시예에서, 이송캐리지는 이송섹션 내부를 이동하도록 배치된 롤러어셈블리를 포함한다; 그리고 이송캐리지는 현수식으로 장착되며, 롤러어셈블리에 의하여 이동된다.
롤러어셈블리가 상기 섹션내부를 이동할 때, 신뢰할 만한 안전한 이송수단은 이송수단의 구조가 어떠한 상황하에서도 서로 분리되지 않는 구조를 가지면 달성된다.
이송수단의 실시예에서, 구동수단은 복귀풀리에 연결된다.
이송수단의 실시예에서, 이송수단은 브리지 캐리지의 위치를 결정하기 위한 제1픽업; 이송캐리지의 위치를 결정하기 위한 제2픽업; 리프팅 수단의 위치를 결정하기 위한 제3픽업; 및 상기 픽업들로부터의 신호를 처리하고 이송수단의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 포함한다.
이송수단의 실시예에서, 제1, 제2 및 제3 픽업들은 각도센서이며, 바람직스럽게는 광학적 증분센서인데, 신호를 제어수단에 송신하기 의해 배치된다. 픽업의 도움으로 인해, 제어수단은 이송수단의 동작을 정확히 제어하는 것이 가능해진다. 제어수단은 픽업의 도움으로 이송수단의 3차원적 위치를 어느 순간에라도 확인할 수 있으며 그러므로 미리 프로그램된 방법에 따라 이동수단의 동작을 제어할 수 있다.
이송수단의 실시예에서, 리프팅수단은 반대편에 고정된 평행가이드레일이 제공된 직립빔을 포함하며; 리프팅 프레임은 가이드롤러어셈블리를 포함하며, 가이드레일 및 가이드롤러어셈블리는 서로 협동하여 직립빔의 수직이동을 가이드한다.
이송수단의 실시예에서, 가이드롤러어셈블리는 가이드레일의 서로 반대편에 놓인 2개의 사이드휠을 포함한다; 상기 사이드휠의 회전축은 마운트축에 대해 상대적으로 편심이며, 마운트축이 회전되었을 때 가이드레일 및 사이드휠 사이의 틈새를 조정할 수 있다. 이것에 대해 사이드휠은 최소로 조정될 수 있고, 그러므로, 리프팅프레임에 대한 직립빔의 바람직스럽지 않은 측면운동이 최소화될 수 있다.
이송수단의 실시예에서, 리프팅수단은 직립빔에 평행하게 연결된 체인 또는 이와 유사한 것; 기어전송수단에 의해 체인과 협동하는 트렉션휠과; 트랙션휠을 회전시키기 위한 구동수단을 포함한다.
이동수단의 실시예에서, 트랙션휠은 직립빔과 일정한 거리가 떨어져 배치되며, 리프팅 수단은 트랙션휠로 가야할 체인을 굴절시키기 위해 굴절풀리를 포함한다. 이와 같은 배치는 트랙션휠이 직립빔에 근접하게 놓일 필요가 없게하며, 이것에 의해 구동수단과 전송비가 선택될시, 틈새를 고려할 때 문제가 발생하지 않게 된다.
이송수단의 실시예에서, 구동수단은 스퀴럴케이지모터이다.
이송수단의 실시예에서, 구동수단은 속도조정을 위해 주파수 변환기를 사용하는 스퀴럴케이지모터이다. 이송시에 이송수단이 정지하기 직전 여러동작의 속도를 감속시키는 것이 바람직하며, 그 결과로 이송수단은 정확한 지점에 최대의 정확도를 가지고 정지한다.
이송수단의 실시예에서, 직립빔과 리프팅 프레임의 내부공간은 진공동작수단의 진공을 지원하기 위해 진공탱크로 구성되어 있다. 상기 동작수단은 예를들면 진공동작클램프일 수 있는데, 고장이 발생했을시 클램프가 예기치않게 잘못된 순간에 물품을 놓지않도록 보장하는 진공탱크의 지원이 필요하다. 직립빔 또는 리프팅프레임의 내부공간을 진공탱크로 사용하는 것은 이송수단의 무게를 증가시키고 구조를 복잡하게 하는 독립된 진공탱크를 사용할 필요성을 없애기 때문에 콤팩트한 설계가 가능하게 되어 바람직하다. 이송수단과 관련된 동작수단은 특정응용에 적당한 어떤 종류의 동작수단이라도 가능하다.
본 발명은 표준그레인 부품을 조합함으로써, 동시에 적당한 이송 및 위치결정 정확도를 달성할 수 있는 3차원적으로 물품을 이송하는 이송수단을 제작하는 것이 가능하다는 중요한 관측에 기초하고 있다. 동시에 본 발명의 최초제작비는 동일한 물품을 다루는 종래기술의 로봇 최초제작비의 수분의 일정도이다.
본 발명에 의해 제공되는 장점은 비교적 큰 물품을 자동적으로 리프팅하고 이송시키는 수단이 비교적 저렴한 가격으로 제작된다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 이송 및 위치결정의 정확도가 상당히 높다는 것이다.
본 발명의 또다른 장점은 이송수단의 구조가 간단하게 되고, 사실상 유지보수가 거의 필요없다는 점이다.

Claims (13)

  1. 서로평행이며 수평으로 놓인 브리지섹션쌍(11, 12): 구동수단(3)이 마련되고 브리지섹션쌍에 의해 브리지섹션의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 브리지캐리지쌍(21, 22): 상기 브리지섹션쌍과 직각이며 상기 브리지섹션쌍에 의하여 이송될 수 있도록 설치되는, 서로 평행이고 수평으로 놓인 이송섹션쌍(41, 42): 구동수단(6)이 마련되고 이송섹션쌍에 의해 이송섹션의 방향으로 이동가능하도록 설치되는 이송캐리지쌍 (51, 52): 이송섹션쌍에 의해 이송되도록 설치되는 리프팅프레임(7): 구동수단(6)이 제공되고 수직으로 이동가능하게 리프팅프레임 위에 설치되는 리프팅수단(8); 으로 구성되며 상기 캐리지쌍(21, 22:51, 52)은 캐리지를 이동시키기 위해 신장된 견인부재(141,142: 161,162)를 포함하고, 상기 이송부재는 견인부재를 가이드하기 위해 리턴풀리(15, 17)를 포함하고, 이것에 의해 견인부재는 견인부재와 각개 캐리지의 페루프를 형성하기 위하여 캐리지로부터 리턴풀리를 거쳐 캐리지로 되돌아 가도록 배치되며 : 구동수단(3,6)이 견인부재를 이동시키도록 배치되며, 견인부재에 의해서 각개 캐리지가 이동하는 이송수단에 있어서, 섹션쌍(11,12:41,42)에 속하는 섹션이 상자모습인 것: 견인부재가 섹션(11,12:41,42)내부에 꼭 필요한 길이로 배치되며 텐션수단(31)과 함께 캐리지에 고정되는 것 : 이송수단이 섹션거리만큼 떨어져 있고 쌍으로 존재하는 리턴풀리와 리턴풀리 사이에 위치하는 캐리지(21,22: 51,52)를 포함하는 것 : 견인부재가 견인부재와 각개 캐리지의 페루프를 형성시키기 위하여 캐리지로부터 리턴풀리를 거쳐서 캐리지로 다시 되돌아가게 배치되는 것 : 구동수단(3,6)이 견인부재를 이동시키기 위해 배치되고, 이 견인수단을 매개로 각각의 캐리지가 이동하는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  2. 제1항에 있어서, 견인부재(141,142:161,162)가 코그벨트인 것을 특징으로 하는 이송수단.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 브리지캐리지(21,22)가 브리지섹션(11,12) 내부를 이동하기 위해 배치된 롤러어셈블리(18)를 포함하는 것과 ; 브리지캐리지가 현수식으로 장착되며 상기 롤러어셈블리에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  4. 제1항에 있어서, 이송캐리지(51,52)가 이송섹션(41,42) 내부를 이동하기 위해 배치된 롤러어셈블리(18)를 포함하는 것과 : 이송캐리지가 현수식으로 장착되며 상기 롤러어셈블리에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  5. 제1항에 있어서, 이송수단이 브리지캐리지(21,22)의 위치를 결정하기 위한 제1픽업(10) : 이송캐리지(51,52)의 위치를 결정하기 위한 제2픽업(11); 리프팅수단의 위치를 결정하기 위한 제3픽업(12); 및 상기 픽업들로부터의 신호를 처리하고 이송수단의 동작을 제어하기 위한 제어수단(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  6. 제5항에 있어서, 제1(10), 제2(11) 및 제3(12)픽업들이 펄스송신기이고, 바람직스럽게는 제어수단(13)에 신호를 전송하기 위해 배치된 광학적 증분송신기인 것을 특징으로 하는 이송수단.
  7. 제1항에 있어서, 리프팅수단(8)이 반대편에 고정된 평행가이드레일(20)이 제공된 직립빔(19)을 포함하고: 리프팅프레임(7)이 가이드롤러어셈블리(21)를 포함하고, 가이드레일 및 가이드롤러어셈블리가 서로 협동하여 직립빔의 수직이동을 가이드하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이송수단.
  8. 제7항에 있어서, 가이드롤러어셈블리(21)가 가이드레일(20)의 서로 반대편에 높인 2개의 사이드휠(22)을 포함하는 것과 : 사이드휠의 회전축(23)이 고정축(24)에 대해 편심이고, 고적축을 회전시킴에 의해 가이드레일과 사이드휠 사이의 유극이 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 리프팅수단(8)이 직립빔(19)에 평행하게 연결된 체인(25) 또는 이와 유사한 것 : 기어전송수단에 의해 체인과 협동하는 트랙션휠(26) :트랙션휠을 회전시키기 위한 구동수단(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  10. 제9항에 있어서, 트랙션휠(26)이 직림빔(19)으로부터 일정한 거리가 떨어지게 배치되고 리프팅수단이 트래버싱휠(27 및 28)을 포함하고, 이 트래버싱휠(27 및 28)은 체인(25)이 트랙션휠에 대해 굽어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  11. 제1항에 있어서, 구동수단(3,6,9)이 스퀴럴케이지모터인 것을 특징으로 하는 이송수단.
  12. 제1항에 있어서, 구동수단(3과 6)이 속도를 조정하기 위해 주파수 변환기를 사용하는 것을 특징으로 하는 이송수단.
  13. 제1항에 있어서, 직립빔(19) 및/또는 리프팅프레임(7)의 내부공간이 진공동작수단(30)에 필요한 진공을 제공하기 위한 진공탱크로 구성된 것을 특징으로 하는 이송수단.
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