KR0159656B1 - 자동 트레이 체인저용 반전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 베이스의 상부에 서로 이격된채 대면하도록 설치되며 그 상면에 피가공물이 안착되어 이송되는 한 쌍의 벨트 컨베이어와; 상기 벨트 컨베이어 사이에 설치되어 모터에 의해 상기 피가공물을 수납하는 제1위치와, 상기 수납된 피가공물이 방출되는 제2위치사이에서 회전가능한 대략ㄷ자형의 지지브라켓과; 그 일단부가 상기 벨트 컨베이어 위로 돌출하도록 스프링에 의해 바이어스되어 있고, 상기 지지브라켓이 상기 제1위치에 올 때 상기 지지브라켓의 하면에 의해 상기 벨트 컨베이어 상면보다 낮은 높이로 가압되어져 상기 지지브라켓이 제1위치가 아닌 다른 위치에 있을 때 후속 피가공물이 상기 지지브라켓안으로 수납되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼와; 상기 지지 브라켓내로 상기 피가공물이 위치될 때 신호를 발생하는 감지센서와; 그리고 상기 감지센서의 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 지지브라켓을 제1위치로부터 제2위치로 회전시키고, 소정시간 경과후 다시 상기 지지브라켓을 제2위치로부터 제1위치로 회전시키는 마이크로 프로세서를 포함하여 된 것으로서, 하나의 구동모터에 의해 가공공정에 따라 피가공물의 자세를 반전시킬 수 있는 것이어서, 단가절감을 도모할 수 있으며, 작업시간을 단축하여 작업성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 트레이 체인저용 반전장치(反轉裝置)

제1도는 일반적인 피가공물의 가공상태를 설명하기 위한 공정도.

제2도는 본 출원인이 동일자로 출원한 자동 트레이 체인저의 사시도.

제3도는 종래 반전장치를 통해 피가공물을 반전 시키는 예를 개념적으로 나타낸 정면도.

제4도는 본 발명에 따른 반전장치의 사시도.

제5도 및 제6도는 본 발명 반전장치의 작동예를 개념적으로 도시한 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 베이스 110, 120 : 벨트 컨베이어

130 : 지지판 140 :지지 브라켓

150 : 피가공물 공급수단 151 : 스톱퍼

152 : 스프링 160 : 감지센서

10 : 자동 트레이 체인저

본 발명은 피가공물(被加工物)이 탑재된 트레이(tray)들이 각 공정에 따라 가공기에 연속적으로 공급되도록 한 자동 트레이 체인저(automatic tray changer)에 있어서, 작업 공정에 따라 피가공물의 위치를 반전시키기 위한 반전장치(反轉裝置)에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 카세트 테이프 레코더(VCR)등과 같은 테이프 레코더(tape recorder)의 헤드드럼(head drum)은, 주행계의 일정한 주행경로를 따라 주행하는 테이프에 기록된 신호를 재생하거나 또는 신호를 기록하는 것이다.

이러한 헤드드럼은 하나이상의 비디오헤드가 부착되는 어퍼드럼(upper drum)과 로워드럼(lower drum)이 축에 끼워져 장착되고, 이들사이에는 로우터 및 스테이터 트랜스포머가 각각 개재된다.

그리고, 로워드럼의 하측에는 드럼모터(drum motor)가 설치되며, 이 드럼모터의 구동에 따라 어퍼드럼이 회전되면서 비디오헤드에 의해 재생 또는 기록기능을 수행하게 된다.

이와 같이 헤드드럼을 구성하는 어퍼 및 로워드럼의 가공 공정에 대한 하나의 예를 제1도에 나타내어 설명한다.

어퍼 및 로워드럼이 다이 캐스팅(die casting)에 의해 주조된 경우에는, 이를 기계적으로 가공해야 하는 피가공물, 즉 블랭크(blank) 상태에 놓이게 된다.

이러한 어퍼 및 로워드럼의 피가공물은 황삭가공(荒削加工)에 의해 표면을 가공하고, 이를 드릴링(drilling)과 탭핑(tapping)에 의해 홀(hole)가공을 수행한다.

그리고, 홀가공이 완료된 피가공물은 사상가공(仕上加工)후에 세척공정을 통하여 표면에 오염된 절삭유나 오일 등과 같은 이물질을 제거한다.

또한, 세척공정후에는 외관검사를 통해 불량품을 선별하고, 어퍼드럼의 피가공물은 테이프버핑(tape buffing)가공과, 선택적으로 경질탄소막 코팅처리를 한다.

이와같은 가공공정을 통해 어퍼 및 로워드럼의 피가공물을 가공 완성품으로 제작하여 헤드드럼 조립라인에 공급한다.

그런데, 피가공물의 황삭, 홀 및 사상가공에서 가공기는 주로 수치제어 공작기계가 사용되고 있는 바, 이 수치제어 공작기계는 가동율을 향상시키기 위한 자동화 수단으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 수치제어 공작기계를 채용한 자동화 라인에서는, 피가공물의 공급이 수치제어 공작기계에 연속적으로 수행되도록 자동 트레이 체인저를 사용하고 있으며, 자동 트레이 체인저는 피가공물을 트레이에 탑재하여 각 가공공정에 따라 가공기에 순차적으로 공급하는 것이다.

일반적으로 자동 트레이 체인저는 트레이의 투입과 배출작업을 수행하기 위하여 컨베이어 시스템(conveyer system)이나 체인타입 버퍼(chain type buffer)를 설치하고 있다.

그러나, 컨베이어 시스템이나 체인타입 버퍼는, 트레이의 초기 투입과 배출작업을 수동으로 수행해야만 하므로, 제품의 손상이 발생될 우려가 높으며, 작업자의 피로도가 높아지고 작업준비시간이 지연되므로 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 초래되었다.

또한, 설비의 설치공간이 과다하게 점유되어 설비의 효율적 이용이 제한되며, 초기 설비투자비용이 증가되어 경제성이 저하되었다. 뿐만 아니라, 각 가공공정에 따라 가공기에 트레이를 운반하기 위해서는 별도의 전용 대차가 필요하게 되고, 이 전용 대차의 이송과 대기에 불필요한 시간 및 장소가 많이 소요되어 체계적인 작업관리와 생산관리가 번거롭고 곤란해지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 무인반송대차를 채택하여 이를 통괄제어(統括制御)하는 군관리(direct numerical control) 방식을 운영하고 있다.

그러나, 군관리 방식은 초기 설비투자비용이 과다하게 필요할 뿐만 아니라, 1군의 가공기들에서 이상이 발생되면 전체적인 작업라인에 영향을 주게 되므로, 작업의 유연성과 생산성이 저하되는 문제점이 초래되었다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은, 동일자 출원으로 제2도에 도시된 바와 같은 자동 트레이 체인저(10)를 제안한 바 있다.

이는, 다수의 피가공물이 탑재되는 트레이들을 투입실(11)의 내부로 이송시키는 투입수단과; 투입실(11)의 트레이들을 작업실(12)로 승강시키는 제1리프팅수단과; 트레이들중 최상단에 위치되는 하나의 트레이를 클램핑하는 수단과; 최상단의 트레이에 탑재된 피가공물을 순차적으로 가공기에 공급하는 로보트(13)와; 로보트의 작동에 의해 가공이 완료된 피가공물이 최상단의 트레이에 다시 탑재가 완료되면, 이 트레이를 배출실(14)의 상부로 이송시키는 수단과; 배출실(14)의 상부에 위치되는 트레이들을 그 내부로 하강시키는 제2리프팅수단과; 배출실(14)의 외부로 트레이들을 이송시키는 배출수단을 구비하고 있다.

이와같은 자동 트레이 체인저(10)에 있어서는, 피가공물을 작업공정에 따라 그 위치를 반전 시킬 필요가 있다.

이는 피가공물의 황삭, 홀(hole), 사상가공 위치가 가공공정에 따라 그 상면을 기준으로 행하여 지거나 또는 하면을 기준으로 하여 행하여 지기 때문에 기 가공공정에 따라 필히 피가공물의 위치를 반전시키면서 가공작업을 행하여야 한다.

제3도에는 종래 피가공물 반전장치가 개념적으로 도시되어 있다.

즉, 이는 벨트 컨베이어(1)를 따라 이송되는 피가공물(W)을 클램핑하여 상방으로 이송시키는 제1실린더(2)와, 이 제1실린더(2)에 의해 클램핑된 피가공물(W)을 소정의 위치로 이송시키는 이송장치(도시되지 않음)와, 이 이송된 피가공물(W)을 반전시키는 제2실린더(3)를 구비하고 있다.

그러나 이와같은 종래 반전장치는, 피가공물(W)을 클램핑하고, 피가공물(W)을 반전시키기 위한 각각 별도의 실린더(2,3)를 구비하여야 하며, 또한 피가공물(W)을 각 실린더(2,3)로 이송시키기 위한 별도의 이송장치를 구비하여야 하는 것이어서, 단가상승의 원인이 되었으며, 특히 각 실린더로 이송되는 시간이 길어 작업시간이 길어 짐으로써 작업성의 저하를 유발하는 문제점이 야기되었다.

본 발명은 이와같은 종래 반전장치의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 자동 트레이 체인저에 있어서, 가공공정에 따라 적절히 피가공물의 위치를 반전 시킬 수 있는 반전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동 트레이 체인저용 반전장치는, 베이스와; 상기 베이스의 상부에 서로 소정간격 이격된채 대면하도록 설치되며 그 상면에 피가공물이 다수 안착되어 이송되는 한 쌍의 벨트 컨베이어와; 상기 베이스의 일측면에 고정 설치되는 지지판과; 상기 지지판의 외측면에 고정 설치되는 모터와; 상기 벨트 컨베이어 사이에 설치되어 상기 모터에 의해 상기 피가공물을 수납하는 제1위치와, 상기 수납된 피가공물이 방출되는 제2위치사이에서 회전가능한 대략 ㄷ자형의 지지브라켓과; 그 일단부가 상기 벨트 컨베이어 위로 돌출하도록 그 타단부가 스프링에 의해 바이어스되어 있고, 상기 지지브라켓이 상기 제1위치에 올 때 상기 지지브라켓의 하면에 의해 상기 벨트 컨베이어 상면보다 낮은 높이로 가압되어져 상기 지지브라켓이 제1위치가 아닌 다른 위치에 있을때 후속 피가공물이 상기 지지브라켓안으로 수납되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼와; 상기 지지브라켓내로 상기 피가공물이 위치될 때 신호를 발생하는 감지수단과; 그리고 상기 감지수단의 신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 지지브라켓을 상기 제1위치로부터 상기 제2위치로 회전시키고, 소정시간 경과후 다시 삼기 지지브라켓을 상기 제2위치로부터 상기 제1위치로 회전시키는 마이크로 프로세서를 포함한다.

본 발명의 바람직한 한 특징에 따르면, 상기 베이스에 상기 피가공물이 이송중 벨트 컨베이어의 측방향으로 벗어나지 않도록 지지하기 위한 가이드 레일이 형성된다.

이와같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에따른 작용효과는 후술하는 첨부된 도면을 참조한 발명의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

제4도는 본 발명에 따른 반전장치의 사시도이고, 제5도 및 제6도는 본 발명의 작동 상태를 보인 단면도들이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명 자동 트레이 체인저용 반전장치는, 크게 베이스(100)와, 이 베이스(100) 상부에 서로 소정간격 이격된채 대면하도록 설치되며 그 상면에 피가공물(W)이 다수 안착되어 이송되는 벨트 컨베이어(110,120)와, 벨트 컨베이어(110, 120)상에 안착되어 이송되는 피가공물(W)을 반전시키는 반전수단으로 대별된다.

전술한 반전수단은 실질적으로 본 발명의 특징적인 요소를 갖는 것으로서, 그 구조를 보면, 전술한 베이스(100)의 일측면에는 지지판(130)이 고정 설치되고, 이 지지판(130)의 외측면에는 모터(M)가 고정 설치된다. 또한 전술한 벨트 컨베이어(110,120) 사이에는 모터(M)에 의해 피가공물(W)의 이송방향을 기준으로 하여 시계 및 반시계 방향으로 회동 가능하게 대략 ㄷ 자 형태의 지지 브라켓(140)이 설치된다. 즉, 지지브라켓(140)은, 벨트 컨베이어(110,120)와 소정간격 이격된 상부에 위치되며, 그 양측면에 피가공물(W)의 이송방향을 기준으로 하여 가이드 판(141a, 141b)가 연장 형성된 상판(141)과, 이 상판(141)과 대면하며 벨트 컨베이어(110,120)에 비하여 상대적으로 하방에 위치된 하판(142)과, 이 상,하판(141,142)을 상호 일체로 연결하는 연결판(143)을 구비한다.

이때 전술한 모터(M)를 통하여 지지 브라켓(140)을 시계 및 반시계 방향으로 회동 시킴에 있어서는, 모터(M)를 시계 및 반시계 방향으로 180도 간격으로 회전 및 역회전되는 스텝모터(step moter)를 사용하고, 이 모터(M)의 회전축(Ms)을 지지 브라켓(140)의 연결판(143)의 중심부과 상호 고정 시킴으로써 가능하다.

한편, 전술한 지지 브라켓(140)으로 슬라이딩 이송되어지는 피가공물(W)을 반전시킴에 있어서는 한 개씩 공급하고 이를 반전 시키게 되는 바, 이를 위하여 피가공물 공급수단(150)이 마련된다. 또한 전술한 지지 브라켓(140)의 일측면에는 피가공물 공급수단(150)에 의해 지지 브라켓(140)의 내측으로 공급되어지는 피가공물(W)의 공급여부를 감지하는 감지센서(160)가 마련된다. 즉,지지 브라켓(140)의 양측면에 수, 발광센서(161,162)을 마련함으로써, 피가공물(W)의 삽입여부에 따라 발광센서(162)로부터 주사된 빛을 감지 및 미감지하는 여부에 따라 용이하게 피가공물(W)의 삽입여부를 감지할 수 있다.

전술한 피가공물 공급수단(150)의 구조는, 베이스(100)의 하부에는 스톱퍼(151)가 회동 가능하게 힌지 결합되는 바, 이 스톱퍼(151)는 전술한 지지 브라켓(140)의 하측단에 의해 선택적으로 가압되어 진다.

그리고 베이스(100)와 스톱퍼(151)의 일단에는 스프링(152)의 양단이 고정 설치되는 바, 이 스프링(152)에 의해 전술한 스톱퍼(151)는 베이스(100) 상측의 벨트 컨베이어(110,120)를 향해 탄성 바이어스 된다.

한편, 전술한 벨트 컨베이어(110,120)의 각 외측면에는 피가공물(W)의 외측면을 지지 가이드 하기 위하여 베이스(100)로부터 연장 형성된 가이드 레일(125)을 마련함이 더욱 바람직한 바, 이는 벨트 컨베이어(110,120)의 상면을 따라 이송되는 피가공물(W)이 외부의 충격등에 의해 벨트 컨베이어(110,120)의 외측으로 이탈되는 것을 용이하게 방지하기 위함이다.

미설명부호(153)은 스톱퍼(151)의 회동 각도를 한정 시키기 위해 베이스(100)상에 마련된 걸림돌기이다.

이와같이 구성된 본 발명 반전장치의 작동예를 제5도 및 제6도를 참조하여 설명한다.

먼저, 제2도 및 제5도에 도시된 바와 같이 자동 트레이 체인저(10)의 투입실(11)을 통해 작업실(12)까지 안내된 트레이에는 다수의 피가공물(W)이 적재되어 있다. 이와같이 트레이에 적재된 피가공물(W)은 로보트에 의해 벨트 컨베이어(110,120)상으로 공급되어 이송되게 된다. 이때 피가공물(W)이 이송되는 과정에서는 벨트 컨베이어(110,120)의 각 측방에 베이스(100)로부터 연장 형성된 가이드 레일(125)에 의해 그 외측면이 지지되어 있어 외부로 부터의 충격에 의해 이탈되는 것이 방지된다.

이때 피가공물(W)이 소정의 거리만큼 이송된 상태에서는 제5도에 가상선으로 도시된 바와 같이,지지 브라켓(140)의 내측으로 피가공물(W)이 삽입되게 되고, 동시에 이 지지 브라켓(140)의 일측면에 마련된 감지센서(160)가 피가공물(W)의 공급여부를 감지하게 된다.

이와같이 감지센서(160)가 피가공물(W)의 공급을 확인하게 되면, 동시에 도시되지 않은 마이크로 프로세서가 이를 인식하여 지지판(130)의 외측면에 고정 설치된 모터(M)를 구동시키게 된다. 따라서 지지브라켓(140)은 지지판(130)을 중심으로 하여 제6도에 도시된 바와 같이, 피가공물(W)의 진행 방향으로 180도 회동되어 그 내측면에 삽입된 피가공물(W)의 상,하면을 반전시키게 된다. 이때 지지 브라켓(140)의 180도 반전은 모터(M)를 통해 즉, 스텝모터를 통해 용이하게 행하여 진다. 그리고 이 반전된 피가공물(W)은 벨트 컨베이어(110,120)의 상면을 따라 이송되게 된다.

한편, 이때 전술한 바와 같이 지지 브라켓(140)이 회동됨과 동시에 이 지지 브라켓(140)의 하측단에 의해 지지되어 있던 스톱퍼(151)가 스프링(152)의 탄성력에 의해 상방으로 돌출되게 되고, 따라서 지지 브라켓(140)에 삽입된 피가공물(W)의 후방에 위치된 또 다른 피가공물(W)의 이송을 중지 시키게 된다.

이와같은 상태에서 모터가 구동하여 지지 브라켓(140)을 최초의 위치로 회동시키게 되면,지지 브라켓(140)의 하측단이 스톱퍼(151)의 상단부를 가압하여 원래의 위치로 복귀시키고 동시에 이 스톱퍼(151)에 의해 이송이 저지되어 있던 피가공물(W)이 벨트 컨베이어(110,120)를 따라 이송되어 지지 브라켓(140)의 내측으로 삽입되게 된다.

즉, 이와같은 반복적인 지지 브라켓(140)의 시계 및 반시계 방향으로의 회동에 의해 피가공물(W)을 하나씩 그 위치를 반전시켜 소정의 가공공정으로 이송시키게 되는 것이다.

한편, 상술한 반전장치는 자동 트레이 체인저(10)에 사용되는 것을 예를들어 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 가공물의 위치를 반전시키는 작업이 필요한 각종 기기에 적절히 사용 가능한 것은 주지할 수 있다 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 트레이 체인저용 반전장치에 의하면, 하나의 구동모터에 의해 소정의 가공공정에 따라 피가공물의 위치를 즉, 그 상,하면의 위치를 적절히 반전시킬 수 있는 것이어서, 단가절감을 도모할 수 있으며, 작업시간을 단축하여 작업성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 베이스(100)와; 상기 베이스(100)의 상부에 서로 소정간격 이격된채 대면하도록 설치되며 그 상면에 피가공물(W)이 다수 안착되어 이송되는 한 쌍의 벨트 컨베이어(110,120)와; 상기 베이스(100)의 일측면에 고정 설치되는 지지판(130)과; 상기 지지판(130)의 외측면에 고정 설치되는 모터와; 상기 벨트 컨베이어(110,120) 사이에 설치되어 상기 모터에 의해 상기 피가공물(W)을 수납하는 제1위치와, 상기 수납된 피가공물(W)이 방출되는 제2위치사이에서 회전가능한 대략 ㄷ자형의 지지브라켓(140)과; 그 일단부가 상기 벨트 컨베이어(110,120) 위로 돌출하도록 스프링(152)에 의해 그 타단부가 바이어스되어 있고, 상기 지지브라켓(140)이 상기 제1위치에 올 때 상기 지지브라켓(140)의 하면에 의해 상기 벨트 컨베이어(110,120) 상면보다 낮은 높이로 가압되어져 상기 지지브라켓(140)이 제1위치가 아닌 다른 위치에 있을 때 후속 피가공물(W)이 상기 지지브라켓(140)안으로 수납되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼(151)와; 상기 지지브라켓(140)내로 상기 피가공물(W)이 위치될 때 신호를 발생하는 감지수단(160)과; 그리고 상기 감지수단(160)의 신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 지지브라켓(140)을 상기 제1위치로부터 상기 제2위치로 회전시키고, 소정시간 경과후 다시 삼기 지지브라켓(140)을 상기 제2위치로부터 상기 제1위치로 회전시키는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 트레이 체인저용 반전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스(100)는 상기 벨트 컨베이어(110,120)의 각 측방에 상기 피가공물(W)의 외측을 지지하도록 연장형성된 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 트레이 체인저용 반전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 감지수단(160)은 지지브라켓(140)의 양측면에 각각 형성된 수광센서 및 발광센서(161,162)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 트레이 체인저용 반전장치.