KR0175957B1 - 타이어가황기에 대한 적재시스템 및 적재방법 - Google Patents

Abstract

첫째로, 가동효율이 높은 적재시스템 및 적재방법을 제공하는 것이 있으며, 둘째로 재차 심내기 점검을 필요로 하지 않고, 항상 금형중심에 고정밀도로 올려놓을 수 있는 적재시스템 및 적재방법을 제공한다.

다수 배열설치된 타이어가황기(1)에 따라 주행이 자유로운 반송차(2)에 종횡높이의 XYZ방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇아암(3)을 설치하고, 이 로봇 아암(3)의 선단에 미가공타이어의 척(6)을 부착한 것을 요지로 하고, 적재방법은 이 시스템의 특히 로봇아암(3)의 움직임에 의해 미가공타이어의 픽업, 반송, 올려놓음, 셰이핑 중의 처킹까지 행하게 한 것을 요지로 한다.

또, 위치결정에 대해서는 상기 로봇아암(3)의 선단에 척과 함께 시작센서등의 위치 검출센서를 부착하고, 상기 타이어가황기의 맞춤마크 등의 소정기준을 상기 위치센서로 확인하면서 상기 로봇아암의 적어도 XY방향의 위치결정을 하는 것을 요지로 한다.

Description

타이어가황기에 대한 적재시스템 및 적재방법

제1도는 본 발명의 적재시스템의 상면도.

제2도는 반송차 및 로봇아암의 측면도.

제3도는 로봇아암에 의한 미가공타이어를 올려놓은 상태를 도시하는 단면도.

제4도는 로봇아암에 의한 셰이빙시의 유지상태를 도시하는 단면도.

제5도는 반송차의 반송경로를 도시하는 배치도.

제6도는 반송차의 다른 하나의 반송경로를 도시하는 배치도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 타이어가황기 2 : 반송차

3 : 로봇아암 4, 30 : 레일(주행로)

6 : 척 7 : 시각센서

9 : 맞춤마크 11 : 미가공타이어

31 : 분기로(진퇴로) 32 : 분기로(퇴피로)

[산업상의 이용분야]

본 발명은 타이어가황기의 미가공타이어(가황전의 생고무의 타이어)를 타이어가황기까지 반송하고, 타이어가황기의 소정위치에 올려놓기 위한 적재시스템 및 적재방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

타이어가황기 공장에서는 다수의 타이어가황기가 배열설치되고, 각 타이어가황기의 금형의 소정위치까지 미가공타이어를 운반하여 올려놓은 후, 금형을 달아서 가황형상이 행해진다. 이 미가공타이어 운송을 위하여, 각 타이어가황기에 로더가 고정적으로 부설되어 있다.

2개의 금형을 가진 트윈형 타이어가황기에서는 사이드프레임에 2대의 로더가 부설되어 있다. 이 로더는 수평면내에서 선회가 자유로운 아암의 선단에 척이 부척되고, 아암은 지주에 대하여 숭강이 자유롭게 지지된다.

로더의 아암을 타이어가황기 앞의 타이어 수용대까지 선회시켜, 아암을 내려서 타이어 수용대에 얹혀진 미가공타이어를 척으로 파지하고, 아암을 상승시키는 동시에 타이어가황기 중심(통상, 브라더 조작메카니즘의 바로위)까지 선회시켜 아암을 내려서 금형중심까지 미가공타이어를 운반하여 올려놓는다.

그리고, 미가공타이어의 소위 셰이빙이 끝날 때까지, 그 척에 의해 미가공타이어를 유지한다. 또한, 타이어 수용대(타이어 보관장소)에의 미가공타이어의 이동적재는 인력에 의하는 것이 일반적이나, 컨베이어를 사용하는 경우도 있다. 단, 이 컨베이어 위에는 인력으로 얹고 있었다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그런데, 타이어가황기의 가황공정에서는 실제의 가황시간에 비교하여 로더의 가동시간은 대단히 짧고, 승용차요 타이어의 경우라도 이 로더가 가동하고 있는 시간의 비율은 전 사이클 시간의 겨우 2-3%를 차지하는 것에 불과하다. 이것에 비하여 로더의 타이어가황기 전체에 차지하는 코스트 비율은 통상 10%이상이기 때문에 로더가 효율적으로 사용되고 있지 않다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또, 최근의 고성능 타이어의 보급에 따라 미가공타이어의 금형중심에의 올려놓은 정밀도가 대단히 중요하게 되어 있다. 종래의 타이어가황기의 로더는 가황기에 부설되어 있고, 아암의 선회운동에 의해 미가공타이어를 금형중심으로 운반하나, 이 중심에의 위치의 위치결정 정밀도는 로더를 구성하는 기계부품의 정밀도 뿐만 아니라 조립정밀도로 결정된다.

따라서, 한번 정밀도를 얻어도, 사용하고 있는 동안에 조립정밀도는 떨어지는 경향이 있으므로, 정기적인 로더의 심내기 체크가 필요하게 되며, 이 작업이 번거로와서 체크를 태만히 하면 정밀도가 나오지 않게 된다고 하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 종래의 기술이 가지는 이와같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 첫째로 가동효율이 높은 적재시스템 및 적재방법을 제공하는 것에 있고, 둘째로 심내기 체크를 필요로 하지 않으며, 항상 금형중심에 고정밀도로 올려 놓을 수 있는 적재시스템 및 적재방법을 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위한 적재시스템은 다수배열 설치된 타이어가황기에 따라 주행이 자유로운 반송차에, 종횡높이의 XY방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇 아암을 설치하고, 이 로봇아암의 선단에 미가공타이어의 척을 부착한 것을 요지로 하며, 적재방법은 이 시스템의 특히 로봇아암의 움직임에 의해 미가공타이어의 픽업, 반송, 올려높음, 셰이빙중의 처킹까지 행하도록 한 것을 요지로 한다.

이 반송차의 주행경로는 타이어가황기에 따른 주행 뿐만 아니라, 타이어가황기에 대한 진퇴자재, 주행경로로부터 벗어난 퇴피자재이며, 2대 이상의 반송차로 하는 것이 바람직하다.

또, 위치결정에 대해서는 상기 로봇아암의 선단에 척과 함께 타이어가황기의 소정 기준에 대한 시각센서 등의 위치검출센서를 부착하고, 이 로봇아암은 상기 소정기준을 상기 위치센서로 확인하면서 예컨대 XY방향의 위치결정을 하는 것을 요지로 한다.

[작용]

반송차가 타이어가황기에 따라 주행이 자유롭기 때문에, 1대의 반송차가 다수의 타이어가황기를 분담하여 접근가능하며, 로봇아암 및 그 선단의 척에 의해 미가공타이어의 픽업, 반송, 올려놓음, 셰이빙중의 처킹을 행한다. 이 반송차의 주행로에 타이어 가황기에 대한 진퇴로를 분기시키면, 복수의 반송차의 추월주행으로 분담영역이 확산되고, 다시 주행로에 퇴피로를 분기시키면 정비가 필요한 반송차를 주행로로부터 벗어나게 해둘 수 있다.

위치결정을 위하여, 로봇아암의 선단에 타이어가황기의 소정기준에 대한 위치검출 센서를 부착하면, 운송차 자체의 정지위치에 다소의 오차가 있어도, 아암 자체가 이동하여 타이어가황기의 소정위치로 향하므로, 조립정밀도 등과 관계없이 위치결정이 행해진다. 또, 위치검출센서가 미가공타이어에 대한 소정기준을 확인하면서 위치결정할 수도 있고, 반송차가 적당한 위치에서 정지하여도 미가공타이어를 확실하게 파지하는 기능을 수행한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도는 적재시스템 주요부의 상면도이다. 또한, 이하의 실시예는 타이어가황기로서 트윈형의 것을 설명하나, 싱글형(1대의 타이어가황기에 1개의 금형)의 타이어가황기의 경우는 이하에 상세하게 설명하는 반송차에 설치되는 로봇아암이 1조인점을 제외하고는 동일한 구성으로 된다.

제1도에 있어서, 1은 타이어가황기, 2는 반송차, 3은 로봇아암, 4는 레일, 5는 미가공타이어 운반용의 팰릿이다.

다수의 타이어가황기(1)는 횡1열로 배열설치되어 있고, 이 열과 평행한 레일(4)이 바닥에 매설되어 있다. 팰릿(5)은 가황기(1)와 반대측에 휘일로더 등을 사용하여 올려놓인다. 이 팰릿(5)에는 A위치와 B위치의 2개의 미가공타이어(11)가 팰릿(5)에 얹혀진 채로 반송된다. 로보아암(3)은 소정의 타이어가황기(1)의 중심위치(C, D)와, 소정의 팰릿의 A위치와 B위치로 이동가능하며, 미가공타이어(11)를 파지하여 그대로 타이어가황기(1)의 중심위치(C, D)까지 반송한다.

제2도에 도시된 바와같이, 로봇아암(3)은 반송차(2)위에 설치되고, 선회대(12)와, 제1아암(13) 및 제2아암(14)과 제3아암(15)을 가지고 있다. 이 로봇아암(3)은 E점에서 선회가 자유로우며, F, G, H점에서 굴곡이 자유롭고, 제3아암(15)의 수평자세를 유지한채 종횡높이(XYZ)의 소정위치에 이동가능하게 되어 있다. 그리고, 제3아암(15)의 선단하향으로 척(6)과 시각센서(7)가 부착되어 있다.

또, 제3도에 도시된 바와같이 척(6)은 원주의 배분위치에 배열된 척패들(16)이 방사 방향으로 일제히 진퇴가 자유로우며, 미가공타이어(11)의 상부 비드부(11a)를 안쪽 또는 바깥쪽으로부터 파지한다. 타이어가황기(1)의 중심에는 브라더 조작장치(8)가 부착되고, 이 브라더 조작장치(8)는 승강이 자유로운 센터포스트(20)와, 포스트(20) 윗쪽에 고정설치된 상부링(21) 및 하부금형(22)의 비드링(24)의 사이에서 유지된 브라더(23)를 가지고 있다.

이 센터포스트(20)의 바로 위의 중심위치에 소정기준으로서의 맞춤마크(9)가 부착되어 있다. 시각센서(7)는 텔레비젼과 같이 맞춤마크(9)를 2차원으로 식별하고, 맞춤 마크(9)의 중심으로부터 어긋남을 검출하며, 맞춤마크(9)의 바로 위에 제3아암(15)이 위치하도록 로봇아암 전체를 제어한다.

도시예에서는 시각센서(7)는 척(6)의 중앙부안에 부착되어 있으나, 이것은 타이어가황기측의 맞춤마크(9)를 검지할 수 있는 곳이면 어디라도 무방하다.

또, 소정기준도 센터포스트(20)의 바로 위의 맞춤마크(9)에 한하지 않고, 하부금형(22)의 중심부분등의 특정형상을 소정 기준으로 하여 특정 형상을 시각센서(7)가 확인하여 위치 결정하는 것이라도 무방하다. 당연히 미가공타이어(11)를 팰릿상으로부터 픽업할 경우에도 이 시각센서가 사용되고, 시각센서(7)가 미가공타이어(11)의 위치를 확인할 뿐만 아니라 필요에 따라 그 종류를 식별하기 위하여 사용된다. 또한, 상기 시각센서(7)뿐만이 아니라, 거리센서도 부설하고 타이어가황기의 소정기준에 대한 위치만이 아닌 높이의 조정을 행할 수도 있다.

이와같은 시각센싱에 의한 위치보정을 이용하면, 반송차의 소정의 타이어가황기 앞의 정지위치정밀도를 그다지 엄밀하게 할 필요가 없어진다. 미가공타이어(11)의 픽업, 금형 중심의 비드링(23)에 올려놓는 위치의 결정은 보정되어 지켜지기 때문이다.

이것을 반송차와 로봇아암의 순수한 조립정밀도로 위치결정을 행하려고 하면, 반송차의 정지정밀도는 대단히 엄밀하게 하지 않으면 안된다.

반송차가 소정위치까지 주행한 후, 위치결정부재를 돌출시켜서 타이어가황기의 소정위치에 가압하는 기계적인 정지위치 확보수단도 고려되나, 시각센신에 의힌 로봇아암의 위치 보정수단쪽이 간단하고 또한 확실하다.

척(6)과 타이어가황기의 금형중심과는 중심도는 바야흐로 0.25㎜이내의 고정밀도가 요구되므로, 시각센서(7)에 의한 위치검출과 중심도의 수정은 중요하며, 그 때문에 브라더 조작장치(8)의 센서포스트(20)의 상부중앙에 맞춤마크(9)를 부착하는 구성은 고정밀도의 요구에 융통성있게 대응할 수 있는 시스템이다.

다음에 상기한 적재시스템에 의한 적재방법을 이하에 설명한다. 제1도에 있어서, 로봇아암(3)의 척이 팰릿(5)의 A위치의 미가공타이어(11)를 하나 건너뛰어서 픽업하고, ZYZ방향으로 이동으로 타이어가황기 금형중심(C, D)에 근접한다.

그리고, 제3도의 센터포스트(20)상의 맞춤마크(9)로 그 위치를 점검수정하면서 도시한 상태와 같이, 미가공타이어(11)를 하부금형(22)의 비드링(23)상에 올려놓는다.

그리고, 제4도에 도시된 바와같이, 브라더 조작장치(8)의 상부링(21)이 하강하는 동시에 브라더(23)내에 증기나 N₂가스 등 가황내압매체가 공급되어 브라더(23)가 팽창하고, 소위, 타이어의 셰이핑이 행해진다. 이 셰이핑중 미가공타이어(11)는 척패들(16)에 의해 처킹된 채 유지되나, 로봇아암을 사용하면 이 사이 필요에 따라 (셰이핑시의 미가공타이어(11)의 높이방향 움직임에 따라 척(6)의 상하운동을 자유롭게 제어할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 소위 스탠딩포스트방식의 브라더 조작장치(8)에 의한 미가공타이어의 장착과 그후의 셰이핑의 예를 예시하였으나, 브라더가 웰의 속에 하강하고 있고, 셰이핑시 상승하면서 내압매체에 의해 팽창하는 브라더인웰방식이라도 이 척(6)에 의한 미가공타이어(11)의 유지와 동작은 기본적으로 동일하다. 또 위치결정용의 위치검출센서에 대해서도 시각센서에 한하지 않고 레이저센서등을 사용할 수 있다.

다음에 반송차(2)의 주행을 제5도에 의해 설명한다. 미가공타이어의 반송을 필요로 하는 타이어가황기(1)의 앞까지 반송차(2)가 주행하여 정지한다.

그리고, 화살표시 ①②와 같이 근처의 팰릿(11)으로부터 소정의 미가공타이어를 픽업하고, 로봇아암의 제어된 이동으로 미가공타이어를 화살표시 ③④와 같이 타이어가황기(1)의 중심까지 반송하고, 바로밑에 내려가서 미가공타이어를 소정위치에 올려놓는다.

1대의 반송차(2)는 5-6대의 타이어가황기(1)를 담당할 수 있다.

그러나, 제5도와 같이 특정한 수의 타이어가황기와 1대의 반송차(2)가 대응한다고 하는 시스템의 경우, 1대의 반송차(2)의 그 로봇아암이 고장을 일으키거나, 돌발적인 사고 등으로 작동불능으로 되면, 그 반송차(2)가 담당하는 복수의 타이어가황기(1)의 가동이 사실상 정지된다.

그래서, 이것을 피하는 시스템을 도시한 것이 제6도이다. 반송차(2)가 달리는 주행레일(30)은 동일하게 타이어가황기(1)에 따라 부설되어 있으나, 반송차(2)의 로더로서의 작업은 이 주행레일(30)상에서는 행해지지 않고, 각각 주행레일(30)로부터 지선(支線)으로서 나와 각 타이어가황기(1)의 앞에 이르는 분기레일(31)에 의해 타이어가황기(1)를 향하여 진퇴가 자유롭다. 이 분기레일(31)상에 반송차(2)의 로더로서의 작업스테이션(S1)이 설치되어 있다.

주행레일(30)상의 반송차(2)의 이동은 좌우방향으로 그곳으로부터 조작스테이션(S1)에 직각 방향으로 이동할 필요가 있으나, 직각방향의 차륜이 하향으로 돌출하는 등의 공지의 수단으로 좌우주행과 직각주행이 가능하다.

제6도의 1대의 반송차(2)가 어떤 타이어가황기(1)에 미가공타이어의 적재를 하고 있는 때에도 다른 반송차가 주행레일(30)상을 이동할 수 있으므로, 복수대의 반송차가 다수의 타이어가황기를 담당할 때, 예컨대 30대의 타이어가황기에 대하여 5대의 반송차(2)가 작동하는 경우, 각 반송차(2)를 시스템적으로 제어하여 작동시켜, 각 타이어가황기 및 반송차(2)의 가동율을 최대로 할 수 있다.

즉, 만약 1대의 반송차(2)의 담당범위가 6대의 가황기에 한정되어 있는 경우, 가령 반송차(2)가 일체 고장이 없다고 하여도, 각 타이어가황기의 사이클의 불일치로부터 어느 하나의 가황기가 가황종료되어도, 반송차(2)가 다른 타이어가황기의 조작을 종료할 때까지 일정기간 대기기 필요하게 되는 경우가 생기기 때문이다.

물론, 전체의 타이어가황기의 집단관리에 의한 가능한한 그것을 피하도록 하는 것도 가능하나, 이와같은 경우에도 제6도의 시스템을 채용하면 출동가능한 반송차(2)의 조작을 필요로 하는 타이어가황기가 있는 곳에 가서, 미가공타이어의 장입등의 조작을 할 수 있다.

또, 고장 등 돌발적인 사고로 정지된 로봇은 주행레일(30)의 적소에(가령, 승용차 타이어를 생산하는 타이어가황기 5-6대에 1대의 비율) 분기시킨 분기레일(32)에 의해 반송차(2)를 주행로와 간섭되지 않도록 퇴피가 자유롭게 하고, 퇴피스테이션(S2)에 이동함으로써, 나머지의 다른 반송차(2)가 백업하는 시스템을 취할 수 있다.

상기한 실시예에서는, 반송차(2)는 지상을 주행하는 경우를 설명하였으나, 천장에 레일을 가설하고, 이 레일을 주행하는 천장반송차를 사용할 수도 있다.

[발명의 효과]

본 발명의 적재시스템 및 적재방법에 의하면, 각각의 타이어가황기에 부속되어 있던 로더를 제거하고, 여러대(승용차 타이어를 생산하는 타이어가황기의 경우는 5-6대)의 타이어가황기에 1대의 비율로 로봇아암이 부착된 반송차를 사용하므로써, 타이어가황기공장의 전체적인 원가절감을 가능하게 한다. 또, 각 타이어가황기로부터 로더를 제거함으로써, 금형부착면과 앞면의 물리적인 공간을 크게하고, 조작, 특히 자동 또는 반자동에 의한 금형교환 작업이 용이하게 된다.

그리고, 시각센서등에 의한 위치보정수단을 사용하여 미가공타이어의 픽업 및 금형중심에 미가공타이어를 올려놓음으로써, 특히 설치정밀도를 확보하고, 또 종래의 로더에서 필요로 했던 정기적이며 기계적인 심내기 조정작업을 생략할 수 있다.

또, 종래의 로더에서는 미가공타이어의 설치대를 타이어가황기의 특정위치(로더가 선회해 오는 위치)에 설치하고, 이 설치대에 정확하게 미가공타이어를 얹을 필요가 있었으나, 반송차와 로봇아암과 조합로더에 의해 설치대를 특정한 타이어가황기의 앞이 아니라도, 반송차가 주행하여 받으러 갈수 있으므로 광범위하게 미가공타이어를 놓을 수 있다.

더욱이, 시각센서등의 위치검출센서를 조합함으로써, 미가공타이어 자체를 식별하여 처킹하므로, 설치대 자체 및 설치대에 대한 미가공타이어의 위치를 정확하게 할 필요가 없고, 미가공타이어의 소정기준을 시각센서 등이 확인하면서 바른 자세로 픽업할 수 있다.

Claims (6)

1. 다수 배열설치된 타이어가황기에 따라 주행이 자유로운 반송차에, 종횡 높이의 XYZ방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇아암을 설치하고, 이 로봇 아암의 선단에 미가공타이어의 척을 부착하며, 상기 타이어의 척 내의, 상기 로봇아암의 선단의 중심에, 가황기 상에 배치된 중심 위치를 검출하도록 구성된 센서를 부착하는 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재시스템.
2. 다수 배열설치된 타이어가황기에 따라 주행이 자유로운 동시에 각 타이어가황기를 향하여 진퇴가 자유로운 반송차에, 종횡높이의 XYZ 방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇아암을 설치하고, 이 로봇아암의 선단에 미가공타이어의 척을 부착하고, 상기 타이어의 척 내의, 상기 로봇아암의 선단의 중심에, 가황기 상에 배치된 중심 위치를 검출하도록 구성된 센서를 부착하며, 상기 반송차는 2대 이상인 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 반송차는 주행로와 간섭하지 않는 위치에 퇴피가 자유로운 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재시스템.
4. 다수 배열설치된 타이어가황기에 따라 주행이 자유로운 반송차에, 종횡높이의 XYZ방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇아암을 설치하고, 이 로봇아암의 선단에 미가공타이어의 척을 부착하는 동시에, 상기 타이어의 척 내의, 상기 로봇아암의 선단의 중심에, 상기 타이어가황기의 소정기준에 대한 위치검출센서를 부착하고, 이 로봇아암은 상기 소정기준을 상기 위치센서로 확인하면서 위치결정하는 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 위치검출센서는 시각센서인 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재시스템.
6. 다수 배열설치된 타이어가황기에 따라 주행이 자유로운 반송차에, 종횡높이의 XYZ방향의 소정위치에 원하는 자세로 이동가능한 로봇아암을 설치하고, 이 로봇아암의 선단에 미가공타이어의 척을 부착하고, 상기 타이어의 척 내의, 상기 로봇아암의 선단의 중심에, 가황기 상에 배치된 중심 위치를 검출하도록 구성된 센서를 부착하며, 주행로에 설치된 미가공타이어 보관장소로부터 척으로 미가공타이어를 픽업하며, 필요에 따라 소정의 타이어가황기까지 주행하고, 타이이가황기의 소정위치에 미가공타이어를 올려놓으며, 미가공타이어 셰이핑중에도 미가공타이어를 처킹하여 소정위치에 올려놓은 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 타이어가황기에 대한 적재방법.