KR100543322B1

KR100543322B1 - 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공시스템

Info

Publication number: KR100543322B1
Application number: KR1020040023618A
Authority: KR
Inventors: 유재홍
Original assignee: (주)조방
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2006-01-20
Also published as: KR20040035652A

Abstract

본 발명은 대량생산 작업라인에 사용되는 가공시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 방사상으로 3개 이상의 스테이션을 가지고; 이송축의 회전을 통하여 공작물을 탑재한 팰릿을 각각의 스테이션으로 순차적 회전이동시키며; 각각의 스테이션에서 가공이 필요한 영역으로 공작물을 정위치 또는 회전시킬 수 있도록 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템(Flexible Manufacturing System)에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 구성은 공작물을 고정하는 팰릿과; 상기 팰릿을 각 스테이션으로 이송시키는 이송부와; 각 스테이션에서 상기 공작물을 가공이 필요한 영역으로 정위치 또는 회전시켜 주는 테이블과; 상기 테이블에 의해 회전된 공작물을 가공하는 가공부로 구성되는데,

상기 팰릿, 이송부, 테이블, 가공부는 각각 분리된 구조로 구성하고;

상기 이송부는 팰릿을 상승시켜 다음 단계의 스테이션으로 이송하는 이송아암과; 이송아암을 회전시키는 이송축과; 상기 이송축을 업/다운시키는 상하송수단과; 회전력을 발생시키는 회전구동원과; 상기 회전구동원의 회전력을 이용하여 이송축을 일정각도 회전시키는 각도분할수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이로써 다음단계의 스테이션으로 팰릿을 이송하는 경우 소요되는 동력을 절 감할 수 있다. 또한 인덱스테이블이 불필요한 스테이션에는 고가의 인덱스테이블 대신 고정테이블을 설치할 수 있으므로 제작비용을 절감할 수 있으며, 각각의 인덱스테이블은 이송축과 서로 분리시켜 구성함으로써 이송축의 회전오차가 각 스테이션에서의 가공오차로 연결되거나 오차가 증폭되지 않도록 하여 가공정밀도를 높일 수 있다. 또한 이송축의 회전에 의해 인덱스테이블의 전원선이 꼬일 염려가 없어 이송축이 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)으로 연속적인 회전이 가능하게 되므로 작업효율을 높일 수 있다.

스테이션, 팰릿, 일방향 회전, 업-다운, 유연가공시스템, 대량생산

Description

이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템{Flexible Manufacturing System in which the center-shaft is enable to rotate in one-direction continuously}

도 1은 종래의 방사형 유연가공시스템의 평면도를 개략적으로 보여주는 도면이며,

도 2는 도 1의 A-A' 단면을 보여주는 도면이며,

도 3은 본 발명의 일실시예로서 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템의 평면도를 보여주는 도면이며,

도 4는 도 3의 B-B'의 단면을 보여주는 도면으로서 이송축이 하강된 상태를 보여주는 도면이며,

도 5는 도 3의 B-B'의 단면을 보여주는 도면으로서 이송축이 상승된 상태를 보여주는 도면이며,

도 6은 팰릿의 형상을 상세하게 보여주는 도면이며,

도 7은 기어박스가 유니버셜조인트에 의해 회전구동원에 연결된 모습을 보여주는 도면이며,

도 8은 제네바기어의 모습을 보여주는 도면이며,

도 9는 드라이버캠의 모습을 보여주는 도면이며,

도 10은 팰릿과 테이블이 결합되는 모습을 상세하게 보여주는 도면이며,

도 11은 팰릿이 하나의 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동하는 과정을 세분화하여 나타낸 과정도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 : 팰릿 2 : 전원선

5 : 상부하우징 6 : 인덱스테이블

M1 : 로딩/언로딩 장치 M2∼M6 : 가공장치

S1∼S6 : 스테이션 10 : 팰릿

21 : 이송아암 24 : 이송축

25 : 상하송수단 27 : 기어열

30a : 인덱스테이블 30b : 고정테이블

40 : 기어박스 50 : 드라이버캠

60 : 유니버셜 조인트

본 발명은 대량생산 작업라인에 사용되는 가공시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 방사상으로 3개 이상의 스테이션을 가지고; 이송축의 회전을 통하여 공 작물을 탑재한 팰릿을 각각의 스테이션으로 순차적 회전이동시키며; 각각의 스테이션에서 가공이 필요한 영역으로 공작물을 정위치 또는 회전시킬 수 있도록 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템(Flexible Manufacturing System)에 관한 것이다.

유연가공시스템이라 함은 기계, 자동차 등의 부품을 가공하기 위해 다수개의 스테이션을 가지며 각 스테이션내에서 가공이 필요한 영역으로 공작물을 회전시킨 후 가공하는 가공시스템으로써 종래의 유연가공시스템은 주로 다수의 스테이션을 1자 라인으로 배치시켜 공작물을 탑재한 팰릿이 상기 스테이션을 순차적으로 이동하면서 가공하게 되는 선형 유연가공시스템이다.

그러나 상기 1자 라인으로 스테이션을 배치한 선형 유연가공시스템의 경우 가공이 완료된 공작물은 팰릿에서 언로딩되며 상기 팰릿은 다시 공작물을 로딩시키기 위한 스테이션으로 이동하여야 한다. 이 과정에서 팰릿을 이동시키는 별도의 반송장비가 필요하게 되므로 동력낭비 및 설치비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한 상기 선형 유연가공시스템을 구축하기 위해서는 넓은 설치 공간을 필요로 한다는 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결한 것으로 다수개의 스테이션을 1자 라인이 아닌 방사상으로 배치한 방사형 유연가공시스템이 최근에 등장하였다.

상기 방사형 유연가공시스템은 도 1 내지 2에서 보는 것과 같이 6개의 스테이션을 방사상으로 가지는 경우를 예로 들어 살펴보기로 한다.

상기 6개의 스테이션은 1개의 대기스테이션(S1)과 5개의 가공스테이션(S2∼S6)으로 이루어지는데 상기 대기스테이션(S1)에서는 테이블상에 공작물을 로딩/언로딩시키며 상기 가공스테이션(S2∼S6)에서는 테이블상에 고정된 공작물의 할당된 가공영역을 가공하게 된다.

상기 시스템에 의한 가공과정을 살펴보면 로딩/언로딩 장치(M1)를 통하여 대기스테이션(S1)에 위치한 테이블상면(1)에 공작물(반제품)을 로딩 및 고정하고 5개의 가공스테이션(S2∼S6)을 거치면서 가공장치(M2∼M6)에 의해 공작물을 순차적으로 가공하게 된다.

도 2는 도 1의 A-A' 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.

먼저 공작물을 각각의 스테이션에 순차적으로 위치시키는 이송동작을 살펴보면 서보모터 등의 회전구동원을 통하여 웜기어(3)와 웜휠(4)을 회전시킴으로써 상부하우징(5)을 회전시킨다.

다음 각각의 스테이션에서 가공이 필요한 영역으로 공작물 자체를 돌려주는 회전동작은 상부하우징(5)에 설치된 테이블(6)에 의해 정밀하게 구현되는데 그 구동메커니즘을 살펴보면 테이블 내의 서보모터를 구동시켜 웜기어와 웜휠을 회전시킴으로써 공작물이 고정되는 테이블상면(1)을 원하는 각도로 회전시키도록 한다.

한편 상부하우징에 설치되는 6개의 테이블은 공작물과 함께 모든 스테이션을 순차적으로 거치게 되므로 6개의 테이블 모두 공작물을 정확한 각도로 회전시킬 수 있는 인덱스테이블로 구성하여야 한다. 여기서 인덱스테이블 내의 서보모터를 구동시키기 위한 전원선(2)은 상부하우징의 회전중심인 중공축으로부터 공급되고 있다.

상기와 같은 구조로 구성된 종래의 시스템은 구성부분이 모두 일체로 되어 있음으로 인해 다음과 같은 문제점이 있었다.

공작물의 이송동작을 위하여 6개의 테이블을 지지하고 있는 상부하우징(5) 전체를 회전시켜야 하므로 동력낭비가 심하다는 문제점,

공작물의 이송동작에서 오차가 발생하게 되면 가공스테이션(S2∼S6)에서의 가공오차로 연결되거나 오차가 증폭되어 발생한다는 문제점,

상부하우징(5)의 회전중심인 중공축으로부터 공급되는 인덱스테이블 내 서보모터의 전원선(2)은 상부하우징(5)의 회전이송에 의하여 꼬이게 되는데 이러한 꼬임에 의한 전원선(2)의 절단현상을 방지하기 위하여 상부하우징(5)은 역이송과정이 필요하게 되므로 동력손실 및 작업효율이 저하된다는 점이 문제점 등이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 공작물의 이송시 공작물을 탑재한 팰릿을 테이블로부터 분리하여 다음단계의 스테이션으로 이송시킴으로써 이송동작시 소요되는 동력을 절감하는데 있다.

또한 각각의 테이블은 팰릿을 이송시키는 이송축과 서로 분리시켜 구성함으로써 이송축의 이송오차가 각 스테이션에서의 가공오차로 연결되거나 오차가 증폭되지 않도록 하여 가공정밀도를 높이는 동시에 고가(高價)의 인덱스테이블의 사용개수를 줄여 시스템 설치비용을 절감하는데 있다.

또한 팰릿을 이송시키는 이송축의 역이송동작이 불필요하도록 함으로써 이송축이 일방향으로만 연속회전할 수 있도록 하여 작업효율을 높이는데 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

도 4는 도 3의 B-B'의 단면을 보여주는 도면으로서 이송축이 상승된 상태를 보여주는 도면이며,

도 5는 도 3의 B-B'의 단면을 보여주는 도면으로서 이송축이 하강된 상태를 보여주는 도면이다.

먼저 본 발명의 구성은 크게 공작물을 고정하는 팰릿(10)과; 상기 팰릿을 각 스테이션으로 이송시키는 이송부(20)와; 각 스테이션에서 상기 공작물을 가공이 필요한 영역으로 정위치 또는 회전시켜 주는 테이블(30)과; 상기 테이블에 의해 회전된 공작물을 가공하는 가공부(40)로 나눌 수 있는데, 본 발명의 구성상 가장 큰 특징은 상기 팰릿(10), 이송부(20), 테이블(30)은 각각 분리된 구조로 독립적인 구성을 갖는다는 점이다.

상기 팰릿(10)은 유압클램프 등으로 공작물을 고정하여 공작물을 이송 및 회전시키기 위한 부분으로써 본 발명에서 사용되는 팰릿(10)의 일실시예의 구성은 도 6을 참고하여 살펴본다.

상기 팰릿(10)은 원형 또는 다각형블럭으로 구성이 되는데 둘레면 전체로부터 중앙측으로 오목하게 형성된 팰릿홈부(11)를 구성하여 후술할 이송아암의 포크부(22)가 삽입될 수 있도록 함으로써 전체적으로 工자형 블럭이 되도록 한다.

상기 팰릿홈부 내의 팰릿부분(12)은 원기둥 또는 다각기둥으로 구성함으로써 팰릿이 후술할 테이블(30)에 의해 회전(자전)할 경우 상기 팰릿홈부 내의 팰릿부분(11)이 이송아암의 포크부(22)와 접촉되지 않도록 한다.

상기 팰릿홈부(11)에는 이송아암 포크부(22) 상면에 구성되는 다수개의 로킹핀(23)과 결합하여 고정될 수 있는 핀공(13)이 다수개 구성된다.

또한 팰릿(10)의 하면에도 후술할 테이블(30)의 팰릿바디(31)에 구성된 다수개의 로킹핀(32)과 결합하여 고정될 수 있는 핀공(14)이 다수개 구성된다.

상기 로킹핀(23, 32)과 핀공(13, 14)은 서로 상응하는 구조로서 로킹핀이 핀공에 삽입될 때 약간의 오차가 생기더라도 위치보정이 가능하도록 사면(斜面)을 가지는 형상이 바람직하며 이로써 이송축의 회전오차가 각 스테이션에서의 가공오차로 연결되거나 증폭되지 않도록 하여 가공정밀도를 높일 수 있다.

한편 팰릿의 상면에는 공작물을 고정하기 위해 유압클램프(15)를 구성하게 되는데 팰릿(10)은 각 단계별 스테이션으로 이송되며 각 스테이션에서의 테이블(30)과 분리/결합을 반복하므로 상기 유압클램프(15)에 연결되는 유로의 설정이 어려워지는 문제점이 발생하였다.

따라서 본 발명에서는 제1방법으로 팰릿내부에 유로(16)를 설정하고 팰릿의 하면과 팰릿바디의 상면에 원-터치 유압커플링(17, 17')을 설치하여 테이블 내부에 설정된 유로(36)로 연결되도록 하는 방법을 제시한다.

그리고 제2방법으로 팰릿(10)과 이송축(24)에 공지된 로터리조인트를 각각 구성하고 상기 로터리조인트를 서로 호스(hose)등으로 연결함으로써 이송축(24)의 회전과 팰릿(10)의 업-다운, 회전 등에 관계없이 유압클램프(15)에 필요한 유압을 공급할 수 있다.

다음 이송부(20)는 팰릿(10)을 상승시켜 다음 단계의 스테이션으로 이송시키는 부분으로써 팰릿(10)을 상승시켜 이송하는 이송아암(21)과; 이송아암을 회전시키는 이송축(24)과; 상기 이송축을 업/다운시키는 상하송수단(25)과; 회전력을 발생시키는 회전구동원(26)과; 상기 회전구동원의 회전력을 이용하여 이송축을 일정각도 회전시키는 각도분할수단으로 구성된다.

상기 이송아암(21)은 상기 팰릿(10)과 결합/분리될 수 있도록 구성하는데 그 일실시예의 구성은 이송축(24)으로부터 방사상으로 구성되며 이송아암(21)의 끝단은 두 방향으로 분지되는 형상의 포크부(22)를 구성하여 팰릿홈부(11)에 삽입될 수 있도록 한다. 그리고 이송아암의 포크부(22) 상면에는 앞서 살펴본 바와 같이 로킹핀(23)을 다수개 구성한다.

상기 이송축(24)은 이송아암(21)을 회전시켜 팰릿(10)을 이송시키는 부분으로써 상기 팰릿(10)을 이송시키기 위해서는 팰릿(10)을 각 스테이션에 위치한 테이블(30)과 분리시켜야 한다. 따라서 이송축(24)에는 이송축을 업/다운 할 수 있는 상하송수단(25)이 구성하여야 한다.

이러한 상하송수단(25)으로써는 기어장치 또는 유압장치 등 다양한 수단이 적용될 수 있을 것이며 그 일실시예로써 유압실린더를 사용하는 경우를 살펴본다.

이는 이송축(24)상에 유압피스톤(24a)을 구성하고 상기 유압피스톤을 감싸는 유압실린더(25a)를 하우징에 고정한다. 그리고 유압실린더 상하부에 구성된 유로(25c, 25d)를 통하여 유압을 공급함으로써 유압피스톤(24a)을 업/다운시킨다.

한편 유압피스톤(24a)이 상승되었을 때 이송축(24)이 회전하게 되므로 유압피스톤의 상면과 접촉하는 유압실린더 내 상면에는 트러스트베어링(25b)을 구성한다.

상기 회전구동원(26)은 회전력을 발생시키는 부분으로써 서보모터 또는 일반모터 또는 유압장치 등을 사용할 수 있다.

상기 각도분할수단은 기어열(27) 또는 기어박스(40) 또는 드라이버캠(50) 등 다양한 수단을 통하여 구현될 수 있다.

이하에서는 다양하게 구성할 수 있는 각도분할수단의 실시예들을 살펴보도록 한다.

1. 회전구동원(26)과 이송축(24)을 직접 연결하는 경우

이는 각도분할수단으로 회전구동원(26)을 그대로 사용하는 경우로써 회전구동원(26)과 이송축(24)을 직결(直結)하여 회전구동원(26)의 회전으로 직접 이송축(24)을 일정각도 회전시킬 수 있도록 한다. 따라서 이 경우에 사용되는 회전구동원(26)은 비교적 정교한 각도제어가 요구된다.

2. 기어열(27)을 사용한 경우

도 4 내지 도 5를 참고하여 기어열(27)은 상기 회전구동원(26)에서 발생한 회전력을 이송축에 전달하는 부분으로써 모두 평치차로 구성된다.

상기 기어열(27)에서 이송축에 고정된 기어(27a)와 회전동력원에 구성된 기어(27c)사이에는 아이들(27b)을 구성하며 상기 아이들(27b)은 치폭을 길게 함으로써 상기 유압피스톤에 의해 업-다운되는 이송축에 고정된 기어(27a)가 항상 아이들(27b)과 맞물린 상태가 되도록 한다.

3. 기어박스(40)를 사용한 경우

도 7을 참고하여 기어박스(40)는 이송축(24)과 함께 업-다운되며, 회전구동원(26)에서 발생하는 회전력은 유니버셜조인트(60)를 통하여 기어박스(40)의 업-다운에 관계없이 기어박스(40)로 전달된다.

상기 기어박스(40)는 일반 평기어 또는 헬리컬기어 또는 베벨기어 등으로도 구성할 수 있으며 특히 제네바기어를 사용하여 이송축의 효과적인 각도분할을 수행할 수 있음을 밝혀둔다.

제네바기어의 구조는 도 8에서 보는 바와 같이 하나이상의 돌출편(43)을 가지는 회전원판(42)이 360°회전할 때 제네바기어(41)의 안내홈(44)의 수에 따라 일정각도로 제네바기어(41)가 일정각도 회전하는 구조이다.

4. 드라이브캠(50)을 사용한 경우

상기 드라이브캠(50)의 구성은 도 9에서 볼 수 있듯이 이송축(24)의 하면에 다수개의 돌기(53)를 가지는 원판(52)을 구성하고, 상기 돌기(53)와 맞물리는 구조의 나선형 홈(51)을 가지는 드라이브캠(50)으로 구성된다.

상기 드라이버캠(50)의 회전에 의하여 상기 홈(51)에 맞물리는 돌기(53)가 밀려돌아가게 됨으로써 결국 이송축(24)이 일정각도 회전하게 된다.

상기 드라이버캠(50)은 이송축(24)과 함께 업-다운되며, 회전구동원(26)에서 발생하는 회전력은 유니버셜조인트(60)를 통하여 드라이버캠(50)의 업-다운에 관계없이 드라이버캠(50)으로 전달된다.

상기 테이블(30)은 각 스테이션에서 상기 공작물을 가공이 필요한 영역으로 회전시켜 주는 부분으로써 인덱스테이블(30a)이 주로 사용된다.

상기 인덱스테이블(30a)의 구조를 도 10을 참고하여 간략하게 살펴보면 팰릿과 결합되는 팰릿바디(31)와; 상기 팰릿바디를 회전시키는 회전축(33)과; 상기 회전축(33)에 회전력을 전달하는 기어열(34)과; 회전력을 발생시키는 회전구동원(35)으로 이루어진다.

상기 팰릿바디(31) 상면에는 앞서 살펴본 바와 같이 로킹핀(32)을 다수개 구성하여 회전아암(21)의 하강시 팰릿의 하면에 구성된 핀공(14)과 결합되어 고정되도록 한다.

상기 기어열(34)에서는 주로 회전축에 고정된 웜휠과 회전구동원(35)에 연결되는 웜기어를 사용하여 팰릿바디(31)의 각도를 조절하게 된다.

상기 회전구동원(35)으로써는 90°∼180°의 각도를 조절하는 경우에는 유압장치가 적합하고, 보다 정밀한 각도조절이 필요한 경우에는 서보모터를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 테이블(30)은 이송부(20)와 분리된 구조이므로 회전구동원(35)의 전원선(37)은 종래와 같이 중공축에서 공급되는 것이 아니라 시스템 외부에서 각각의 인덱스테이블의 회전구동원(35)에 직접 연결된다. 이로써 종래와는 달리 전원선(37)이 꼬일 염려가 없으므로 이송축(24)의 일방향 회전이 연속가능하게 된다.

한편 앞서 살펴본 유압클램프(15)에 연결되는 유로의 설정방법 중 제1방법에 의하는 경우 상기 인덱스테이블(30a)의 팰릿바디(31) 상면과 팰릿(10)의 하면에는 서로 상응하는 위치에 원-터치 유압커플링(17, 17')이 구성된다. 그리고 팰릿바디 내부에 설정된 유로(36)에 연결시킨다.

이로써 회전아암(21)의 상승/하강에 따른 팰릿(10)과 팰릿바디(31)의 분리/결합 그리고 회전축(33)의 회전에 따른 팰릿(10)의 회전에 관계없이 유압클램프(15)에 필요한 유압을 제공할 수 있도록 한다.

상기 가공부(40)는 머시닝센터, 드릴링 머신, 로봇장치 등이 위치하게 되는데 각 스테이션에서 테이블(30)에 의해 가공영역으로 팰릿(10)을 회전시킨 후 가공작업을 수행한다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 살펴본다.

본 발명은 공작물을 탑재한 팰릿(10)을 이송아암(21)을 통하여 방사상에 위치한 다수개의 스테이션에 순차적으로 회전이송시키면서 각각의 스테이션에서는 공작물의 할당된 영역을 가공하게 된다.

앞서 살펴본 유압클램프(15)에 연결되는 유로의 설정방법 중 제1방법, 즉 팰릿의 하면과 팰릿바디의 상면에 원-터치 유압커플링(17, 17')을 설치한 경우를 일실시예로 하여 팰릿(10)이 하나의 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동하는 과정을 세분화하여 살펴보면 도 11에 나타난 과정도에서와 같이 나눌 수 있다.

1. 상승과정(P1)

유압실린더(25a)내에 유압을 공급함으로써 이송축(24)상의 유압피스톤(24a)이 상승하여 이송아암(21)이 상승되며 이송아암(21)과 팰릿(10)은 로킹핀(23)과 핀공(13)을 통하여 서로 결합되는 동시에 팰릿(10)과 팰릿바디(31)는 서로 분리된다. 이 때 유압커플링(17)은 팰릿 하면에서 유로를 차단하여 유압클램프의 유압강하를 방지한다.

2. 이송과정(P2)

이송축(24)이 상승한 상태에서 회전구동원(26)에서 발생한 회전력을 기어열(27)을 통하여 감속시켜 이송축(24)으로 전달함으로써 이송아암(21)을 회전시킨다. 이로써 팰릿(10)을 다음 스테이션으로 이송한다.

3. 하강과정(P3)

유압실린더(25a)내에 유압을 감소시킴으로써 이송축(24)상의 유압피스톤(24a)이 하강하여 이송아암(21)이 하강하며 팰릿(10)과 팰릿바디(31)는 로킹핀(32)과 핀공(14)을 통하여 서로 결합되면서 이송아암(21)과 팰릿(10)은 서로 분리된다. 이 경우 이송아암(21)의 이송과정에서 미세한 이송오차가 발생하더라도 사면(斜面)을 가진 상기 로킹핀(32)과 핀공(14)의 결합을 통해 회전오차의 보정이 가능하게 된다.

4. 회전과정(P4)

인덱스테이블 내부의 회전구동원(35)에 의한 회전력을 기어열(34)을 통하여 감속시켜 회전축(33)으로 전달함으로써 팰릿바디(31)를 회전시킨다. 이로써 가공이 필요한 영역으로 정확하게 팰릿(10)을 회전시킨다.

5. 가공과정(P5)

해당 스테이션에서 가공이 필용한 영역으로 팰릿(10)을 회전시키면 머시닝센터, 드릴링머신 등을 통하여 공작물을 가공한다. 이러한 가공과정은 해당 스테이션이 수행하여야 하는 가공작업에 따라 다양하게 변화시킬 수 있으며 필요에 따라서는 상기 회전과정(S4)을 수행하면서 가공할 수도 있다.

또한 이 가공과정(P5)에서는 팰릿(10)을 회전시킬 수 있을 뿐만 아니라 필요 에 따라서는 공작물 자체를 반전시켜 공작물의 하면가공도 수행할 수가 있다. 이는 유압클램프내의 유압을 강하시킨 다음 공작물을 로봇장치등으로 공작물을 반전시키고 다시 유압을 가함으로써 공작물을 뒤집어 고정할 수 있기 때문이다.

6. 리셋과정(P6)

상기 가공과정(P5)이 완료되면 팰릿(10)은 다음 스테이션으로 이동하여야 하므로 이송아암(21)과 다시 결합하여야 한다. 따라서 인덱스테이블(30a) 내부의 회전구동원(35)을 반대로 회전시켜 팰릿홈부(11)에 구성된 핀공(13)과 회전아암(21)의 로킹핀(23)이 다시 결합할 수 있도록 본래의 위치로 리셋시키는 과정이 필요하다. 그리고 다시 상승동작(S1)으로 이어진다.

그러나 본 발명에서는 모든 스테이션에서 상기와 같은 과정(P1∼P6)을 거칠 필요가 있는 것은 아니다. 그 이유는 도 3 내지 5를 통하여 살펴보도록 한다.

대기스테이션(S1)의 경우에는 공작물의 로딩/언로딩 작업만 수행하면 되고, 공작물의 상면과 전면을 가공하는 2개의 가공스테이션(S2, S3)의 경우에는 공작물이 로딩된 상태에서 그대로 가공이 가능하므로 상기 살펴본 팰릿의 스테이션 이동과정(P1 내지 P6) 중에서 회전과정(P4)과 리셋과정(P6)이 불필요하게 된다.

따라서 상기 3개의 스테이션(S1, S2, S3)에는 팰릿(10)의 회전을 위한 고가의 인덱스테이블(30a)을 설치할 필요가 없어지며 팰릿 하면에 구성된 핀공(14)과 결합되어 고정되는 로킹핀(32)이 구성된 팰릿바디(31)를 가지는 고정테이블(30b)로 도 충분하게 된다.

상기와 같은 구성으로써 팰릿을 다음단계의 스테이션으로 회전이송시 소요되는 동력을 절감할 수 있다.

또한 팰릿의 이송과정(P1∼P6)에서 회전과정(P4)과 리셋과정(P6)이 불필요한 스테이션에는 고가의 인덱스테이블 대신 고정테이블을 설치할 수 있으므로 제작비용을 절감할 수 있다.

또한 각각의 테이블은 이송축과 서로 분리시켜 구성함으로써 이송축의 회전오차가 각 스테이션에서의 가공오차로 연결되거나 오차가 증폭되지 않도록 하여 가공정밀도를 높일 수 있다.

또한 이송축의 회전에 의해 인덱스테이블의 전원선(37)이 꼬일 염려가 없어 이송축이 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)으로 연속적인 회전이 가능하게 되므로 작업효율을 높일 수 있다.

Claims

대량생산 작업라인에 사용되는 방사상으로 3개 이상의 스테이션을 가지는 유연가공시스템에 있어서,

공작물을 고정하는 팰릿(10)과; 상기 팰릿을 각 스테이션으로 이송시키는 이송부(20)와; 각 스테이션에서 공작물을 가공이 필요한 영역으로 정위치 또는 회전시켜 주는 테이블(30)과; 상기 테이블에 의해 가공영역으로 회전시킨 공작물을 가공하는 가공부(40)로 구성되고;

상기 팰릿(10), 이송부(20), 테이블(30)은 각각 분리된 구조로 구성하며;

상기 이송부(20)는 팰릿(10)을 상승시켜 다음 단계의 스테이션으로 이송하는 이송아암(21)과; 이송아암을 회전시키는 이송축(24)과; 상기 이송축을 업/다운시키는 상하송수단(25)과; 회전력을 발생시키는 회전구동원(26)과; 상기 회전구동원의 회전력을 이용하여 이송축을 일정각도 회전시키는 각도분할수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 팰릿(10)은 원형 또는 다각형블럭으로 구성이 되는데 팰릿의 둘레면 전체로부터 중앙측으로 오목하게 형성된 팰릿홈부(11)를 구성하고, 상기 팰릿홈부 내부의 팰릿부분(12)은 원기둥 또는 다각기둥의 형상으로 구성되며, 팰릿의 상면에는 공작물을 고정하기 위한 유압클러치(15)가 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 유압클러치(15)에 필요한 유압을 제공하기 위하여 팰릿(10)에 원-터치 유압커플링(17) 또는 로터리조인트가 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 상하송수단(25)은 유압장치 또는 기어장치를 통하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 각도분할수단은 회전구동원(26)과 이송축(24)을 직접 연결함으로써 회전구동원(26)이 직접 이송축(24)을 일정각도 회전시키는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 각도분할수단은 기어열(27)로 구성되거나 이송축(24)과 함께 업-다운되는 기어박스(40) 또는 드라이버캠(50)이 유니버셜조인트(60)를 통하여 회전구동원(26)과 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 6항에 있어서,

상기 기어열(27)은 모두 평기어로 구성하고; 이송축에 고정된 기어(27a)와 회전구동원에 연결되는 기어사이(27c)에는 아이들(27b)을 구성하며; 상기 아이들(27b)은 치폭을 크게 하여 업-다운되는 이송축에 고정된 기어(27a)가 항상 아이들(27b)과 맞물린 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 6항에 있어서,

상기 기어박스(40)는 평기어 또는 헬리컬기어 또는 베벨기어 또는 제네바기어를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 테이블(30)은 스테이션에서 수행하는 가공작업에 따라 인덱스테이블(30a) 또는 고정테이블(30b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 이송축의 일방향 회전이 연속가능한 방사형 유연 가공 시스템.