KR100561965B1 - 테이프 자동 랩핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이프 자동 랩핑장치에 관한 것으로, 랩핑될 고무호스가 끼워진 호스몰드를 셋팅고정시킬 수 있는 장착대를 제공하는 몰드셋팅부와; 상기 몰드셋팅부에 세팅된 상기 호스몰드를 그립하여 상기 호스몰드의 중심축이 특정지점을 연속통과하도록 자동이동시키는 로봇동작부와; 상기 로봇동작부에 의해 상기 호스몰드가 통과되는 특정지점으로 테이프를 일정한 텐션으로 연속공급하면서 상기 로봇동작부에 의해 이동중인 상기 호스몰드의 외주면에 권취시키는 테이프랩핑부와; 상기 호스몰드의 형상정보에 의해 상기 로봇동작부의 작동동선을 조정시키는 컨트롤부;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 랩핑대상물을 특정지점을 통과하도록 지정속도로 연속이동시키면서 테이프를 일정한 텐션으로 권취시킴으로써 고무호스를 일정한 강도와 간격으로 정교하게 랩핑시킬 수 있어, 균일한 밀도와 외관을 가진 우수한 품질의 고무호스를 제작가능하며, 작업자가 숙련된 기술없이도 간편하게 조작사용할 수 있고, 단시간에 랩핑공정을 완료시킬 수 있으며, 24시간 연속작업 또한 가능하여 대량생산체제로의 구축이 가능한 테이프 자동 랩핑장치에 관한 것이다.

고무 튜브 가황 랩핑 권취 로봇 이송 컨트롤 자동

Description

테이프 자동 랩핑장치{tape wrapping machine}

도 1 - 본 발명에 따른 테이프 자동 랩핑장치의 일실시예를 도시한 정면도.

도 2 - 호스몰드의 형상을 도시한 사시도.

도 3 - 도 1의 평면도.

도 4 - 도 1의 우측면도.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 호스몰드 10a : 중심축

11 : 접속부 100 : 몰드셋팅부

100a : 공급셋팅부 100b : 이송셋팅부

110 : 장착대 120 : 감지센서

200 : 로봇동작부 300 : 테이프랩핑부

400 : 컨트롤부 500 : 하중감지센서

본 발명은 테이프 자동 랩핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테이프를 일정한 텐션으로 연속공급하면서 고무호스를 랩핑시키는 테이프 자동 랩핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 고무호스는 설치위치와 용도에 따라 다양한 고무재료가 사용되며, 고무재료는 용도에 따라 크게 섀시용 호스와 엔진용 호스로 나눌 수 있다.

상기 섀시용 호스는 자동변속기, 유압조향장치, 브레이크시스템에 적용되는 호스로 나눌 수 있으며, 상기 엔진용 호스는 연료시스템, 흡배기시스템, 냉각시스템, 히터시스템에 사용되는 용도로 나눌 수 있다.

고무재료는 내부를 흐르는 유체의 종류, 온도 및 주위온도에 따라 적절하게 선정되고 요구 특성에 맞는 조성물로 만들어져 내층, 외층 및 중간고무층의 재료로 사용되어지며, 가공과정에서는 특정형태로 고정성형시키고 성형층간 접착을 좋게하며 성형물의 밀도를 높이기 위한 랩핑공정을 거치게 된다.

종래에는 이러한 랩핑공정에서 작업자가 테이프를 쥐고 당기면서 돌려감거나, 테이프를 장착한 전기식 테이프 랩핑기를 손으로 붙들고 고무성형품을 그 사이로 통과시키면서 감았으나, 고무성형품 전반에 일정한 강도로 텐션을 부여하기 어렵고, 작업자의 숙련된 기술을 요구함에 따라 대량생산에 부응하기 힘들다는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 고무호스를 일정한 텐션과 간격으로 연속되게 랩핑시킴으로써 균일한 품질로 대량생산이 가능하도록 하는 구조의 테이프 자동 랩핑장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 랩핑될 고무호스가 끼워진 호스몰드를 셋팅고정시킬 수 있는 장착대를 제공하는 몰드셋팅부와; 상기 몰드셋팅부에 세팅된 상기 호스몰드를 그립하여 상기 호스몰드의 중심축이 특정지점을 연속통과하도록 자동이동시키는 로봇동작부와; 상기 로봇동작부에 의해 상기 호스몰드가 통과되는 특정지점으로 테이프를 일정한 텐션으로 연속공급하면서 상기 로봇동작부에 의해 이동중인 상기 호스몰드의 외주면에 권취시키는 테이프랩핑부와; 상기 호스몰드의 형상정보에 의해 상기 로봇동작부의 작동동선을 조정시키는 컨트롤부;를 포함하여 구성되는 테이프 자동 랩핑장치를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 몰드셋팅부는, 상기 로봇동작부의 작동동선 내외측으로 왕복이동되며, 상기 호스몰드를 상기 로봇동작부의 작동동선 내측으로 공급시키는 공급셋팅부와, 랩핑된 상기 호스몰드를 상기 로봇동작부의 작동동선 외측으로 이송시키는 이송셋팅부를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 호스몰드에는, 상기 몰드셋팅부와의 접속부에 상기 호스몰드의 형상에 따라 구분되는 인식정보를 가지는 피인식마킹이 형성되며, 상기 몰드셋팅부에는, 상기 호스몰드에 형성된 피인식마킹을 감지할 수 있는 감지센서가 구비되고, 상기 컨트롤부는, 상기 몰드셋팅부에서 입력받은 상기 호스몰드의 형상정보를 선입력된 동작프로그램에 의해 상기 로봇동작부로 선별출력시키는 실시예를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 로봇동작부에는, 셋팅된 상기 호스몰드의 표면을 따라 이동되며 형상을 감지할 수 있는 형상감지센서가 구비되며, 상기 컨드롤부는, 상기 로봇동작부에서 입력받은 상기 호스몰드의 형상정보에 의해 상기 로봇동작부의 동선을 조정명령시키는 다른 실시예를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 테이프 자동 랩핑장치에는, 상기 테이프랩핑부에 인접한 지면상에서 작업자의 하중을 감지하는 하중감지센서가 구비된 또 다른 실시예를 포함함이 바람직하다.

따라서, 랩핑대상물을 특정지점을 통과하도록 지정속도로 연속이동시키면서 테이프를 일정한 텐션으로 권취시킴으로써 고무호스를 일정한 강도와 간격으로 정교하게 랩핑시킬 수 있어, 균일한 밀도와 외관을 가진 우수한 품질의 고무호스를 제작가능하다는 다른 이점이 있다.

또한, 작업자가 숙련된 기술없이도 간편하게 조작사용할 수 있고, 단시간에 랩핑공정을 완료시킬 수 있으며, 24시간 연속작업 또한 가능하여 대량생산체제로의 구축이 가능하다는 다른 이점이 있다.

그리고, 랩핑대상물의 전,후공정으로의 이송 또한 연속적으로 이루어질 수 있어 랩핑공정 뿐만 아니라 고무호스 성형공정 전체의 자동화를 구현할 수 있다는 다른 이점이 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 테이프 자동 랩핑장치의 일실시예를 도시한 정면도이고, 도 2는 호스몰드의 형상을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 평면도이고, 도 4는 도 1의 우측면도이다.

본 발명에 따른 테이프 자동 랩핑장치는, 크게 몰드셋팅부(100), 로봇동작부(200), 테이프랩핑부(300), 컨트롤부(400)로 이루어지며, 상기 몰드셋팅부(100)에 셋팅된 호스몰드(10)를 상기 로봇동작부(200)에서 그립하여 지정동선을 따라 이동시키고, 상기 테이프랩핑부(300)에서 이동중인 상기 호스몰드(10)에 테이프를 연속공급하면서 일정한 텐션으로 귄취시키는 작동구조를 가진다.

상기 컨트롤부(400)는 상기 몰드셋팅부(100), 로봇동작부(200), 테이프랩핑부(300)의 동작을 조정시킬 수 있는 소정의 동작프로그램이 저장되어 있어, 작업자가 입력시킨 작동신호에 따라 상기 기입력된 프로그램에 의해 상기 몰드셋팅부(100), 로봇동작부(200), 테이프랩핑부(300)의 동작을 전기, 전자적으로 제어한다.

먼저, 몰드셋팅부(100)에 대해 설명하기로 한다.

상기 몰드셋팅부(100)는 랩핑될 고무호스가 끼워진 호스몰드(10)를 셋팅고정시킬 수 있는 장착대(110)를 제공하며, 상기 장착대(110)는 상기 로봇동작부(200)의 작동동선 내외측으로 왕복이동되면서 상기 호스몰드(10)를 랩핑공정이 이루어지는 공간부 내, 외측으로 공급 또는 이송시킨다.

여기서, 상기 호스몰드(10)는 압출이나 성형에 의해 직관체형상을 가지는 고무호스를 특정형태로 성형시키기 위한 형상틀로, 상기 몰드셋팅부(100)에 끼워져 접속되는 접속부(11)와, 상기 고무호스가 지정형상대로 굴곡변형되면서 끼워질 수 있는 호스끼움부로 이루어진다.

상기 호스몰드(10) 외측에 직관체형상의 상기 고무호스를 끼우고 그 외측에 테이프를 랩핑시킨 채로 가황열처리공정 등을 거쳐 발취시키면 상기 고무호스에 탄 성을 부여시키면서도 상기 호스몰드(10)의 형상대로 형상고정시킬 수 있다.

본 내용에서 상기 호스몰드(10)는 기본적으로 상기와 같은 형상틀을 의미하나, 랩핑공정동안 그 외측에 상기 고무호스를 끼운 상태도 포함하여 지칭하도록 한다.

본 발명의 일실시예에서 상기 장착대(110)는 좌, 우측 및 하측에서 상기 호스몰드(10)에 접속되며 지지하는 구조로 형성되어, 상기 호스몰드(10)가 상측으로부터 끼워져 간단히 위치고정될 수 있으면서도 상기 로봇동작부(200)가 상기 호스몰드(10)의 일단부를 그립하여 상측으로 빼어냄으로써 이탈시키기에도 용이하다.

그리고, 상기 장착대(110) 상측에 상기 호스몰드(10)의 상단을 구속 및 해제조정시킬 수 있는 클램프장치(미도시)를 추가로 구비시키면, 상기 호스몰드(10)가 상기 장착대(110) 및 클램프장치에 의해 사방이 구속된 채로 보다 안정되게 접속되어 상기 호스몰드(10)의 하중이 일측으로 쏠리며 기울어지는 것을 방지시킬 수 있다.

상기 일실시예에서 상기 몰드셋팅부(100)는 상기 로봇동작부(200)의 좌, 우측에 각각 상기 호스몰드(10)를 상기 로봇동작부(200)의 작동동선 내측으로 공급시키는 공급셋팅부(100a)와, 랩핑된 상기 호스몰드(10)를 상기 로봇동작부의 작동동선 외측으로 이송시키는 이송셋팅부(100b)로 이루어진다.

상기 공급셋팅부(100a)와 이송셋팅부(100b)가 구비되면, 상기 호스몰드(10)의 랩핑 전공정으로부터의 공급과, 후공정으로의 이송이 연속적으로 이루어질 수 있어 랩핑공정 뿐만 아니라 고무호스 성형공정 전체의 자동화를 구현할 수 있다.

다음으로, 상기 로봇동작부(200)에 대해 설명하기로 한다.

상기 로봇동작부(200)는 상기 몰드셋팅부(100)에 세팅된 상기 호스몰드(10)의 일단부를 그립하여 상기 호스몰드(10)의 중심축(10a)이 특정지점을 연속통과하도록 자동이동시킨다.

상기 로봇동작부(200)는 특정구조로 한정되지 않고, 기입력되거나 3차원 굴곡을 가진 대상물을 형상감지하여 입력된 형태에 따라 다관절을 이용하여 대상물의 중심축이 지정방향을 항상 유지하도록 공급, 이송시키는 로봇장치 전반에 대해 다양한 실시예로써 적용될 수 있다.

다음으로, 상기와 같은 구조를 가지는 상기 몰드셋팅부(100)와 로봇동작부(200)를 이용한 작동시스템에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 작동구조에서는 상기 몰드셋팅부(100)에서 상기 호스몰드(10)의 종류만을 감지하여 기입력된 프로그램에 의해 상기 로봇동작부(200)를 지정동선에 따라 구동시키는 시스템과, 작업현장에서 상기 호스몰드(10) 전반의 형상을 인식하고 인식된 내용에 의해 상기 로봇동작부(200)를 구동시키는 시스템을 선택적으로 적용시킬 수 있다.

기입력된 프로그램을 이용하는 시스템에서 상기 호스몰드(10)에는 상기 몰드셋팅부(100)와의 접속부(11)에 피인식마킹이 형성되며, 상기 몰드셋팅부(100)에는 상기 호스몰드와의 접속부(11)에 상기 호스몰드(10)에 형성된 피인식마킹을 감지할 수 있는 감지센서(120)가 구비된다.

도 4에 도시된 (a), (b), (c)는 각각 다른 형상을 가지며, 상기 피인식마킹 의 형태 또한 각각 달라서, 상기 몰드셋팅부(100)에서는 상기 피인식마킹의 형태를 감지하여 상기 컨트롤부(400)로 입력시키면 상기 컨트롤부(400)에서는 기입력된 프로그램에 따라 비교, 선택하여 상기 로봇동작부(200)로 선별된 명령을 내리고, 상기 로봇동작부(200)는 명령에 따라 지정동선으로 작동된다.

작업현장에서 형상을 인식하는 시스템에서 상기 로봇동작부(200)에는 셋팅된 상기 호스몰드(10)의 표면을 따라 이동되며 형상을 감지할 수 있는 형상감지센서가 구비되며, 상기 로봇동작부(200)가 형상감지한 내용을 상기 컨트롤부(400)로 입력시키면 상기 컨트롤부(400)에서는 이와 연계되는 동선으로 상기 로봇동작부(200)로 명령을 내리고, 상기 로봇동작부(200)는 명령에 따라 작동된다.

다음으로, 상기 테이프랩핑부(300)에 대해 설명하기로 한다.

상기 테이프랩핑부(300)는 상기 로봇동작부(200)에서 지정한 특정지점으로 테이프를 일정한 텐션으로 연속공급하며, 동시에 상기 로봇동작부(200)에 의해 중심축(10a)이 지정방향을 항상 유지하도록 이동중인 상기 호스몰드(10)의 외주면에 상기 중심축(10a)에 수직되는 방향에서 도출시키며 권취시킨다.

본 고안의 일실시예에서 상기 테이프랩핑부(300)는 중앙이 관통된 원판형상으로 정위치에서 회전구동되는 회전디스크와, 랩핑용 테이프가 권취된 테이프릴이 장착되는 릴장착대와, 상기 테이프릴에서 도출되는 랩핑테이프에 일정한 텐션을 부여하며 상기 회전디스크의 중앙측으로 연속공급시키는 다수의 텐션롤러를 포함하여 구성된다.

상기 회전디스크상에 릴장착대와 다수의 텐션롤러를 설치함에 있어서, 다수 의 테이프릴에서 테이프가 동시에 도출될 수 있도록 다수의 셋트를 이루도록 설치하면, 상기 호스몰드(10)가 동일한 속도로 이동될 시에는 보다 견고하게 랩핑시킬 수 있으며, 동일한 두께로 랩핑시킬 시에는 상기 호스몰드(10)를 보다 빠른 속도로 이동시키면서 랩핑시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 상기 로봇동작부(200)에서 상기 호스몰드(10)를 특정지점을 통과하도록 지정속도로 연속이동시키는 동작과, 상기 테이프랩핑부(300)에서 이동중인 상기 호스몰드(10)의 외주면상에 테이프를 일정한 텐션으로 권취시키는 동작이 동시에 이루어지면서 상기 고무호스를 일정한 강도와 간격으로 정교하게 랩핑시킬 수 있고, 수작업이나 반자동으로 이루어지던 기존의 방식과 비교해 균일한 밀도와 외관을 가진 우수한 품질의 고무호스를 제작가능하다.

이러한 우수한 랩핑상태를 구현시킴에 있어서도 작업자가 숙련된 전문기술없이 간편하게 조작사용할 수 있으며, 랩핑공정에 소요되는 시간 또한 현격히 줄일 수 있고, 24시간 연속작업 또한 가능하여 대량생산체제로의 구축이 가능하고 산업상 이용가치가 높다.

다음으로, 상기 일실시예를 참고하여, 본 발명에 따른 테이프 자동 랩핑장치의 사용 및 작동공정에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

작업자는 상기 테이프랩핑부(300)에 다수의 제품을 랩핑가능한 분량의 테이프가 감겨진 테이프릴을 미리 장착해 놓고, 성형대상물인 고무호스를 상기 호스몰드(10)에 끼우고 상기 공급셋팅부(100a)에 셋팅시킨다.

상기 공급셋팅부(100a)는 상기 로봇동작부(200)의 동선내측으로 상기 호스몰 드(10)를 공급하고, 상기 공급셋팅부(100a) 내지 로봇동작부(200)에서 형상을 인식한 후, 상기 로봇동작부(200)는 상기 호스몰드(10)에 끼워진 상기 고무호스의 일단부가 상기 테이프랩핑부(300)의 중앙에 위치되고 상기 테이프랩핑부(300)의 권취방향에 수직된 방향으로 맞추어지도록 이동시킨 후 정지하게 된다.

작업자는 상기 테이프랩핑부(300)에서 테이프의 단부를 도출하여 정지된 상기 고무호스의 일단부 외주면상에 접합시킨 후, 작동신호를 상기 컨트롤부(400)에 입력한다.

상기 로봇동작부(200)와 테이프랩핑부(300)가 작동되면서 랩핑이 이루어지고, 테이프가 상기 호스몰드(10)의 말단부에 이르게되면 자동정지되며, 작업자가 테이프를 절단시킨 후에는 상기 로봇동작부(200)가 상기 호스몰드(10)를 상기 이송셋팅부(100b)로 이동시켜 셋팅시키고, 상기 이송셋팅부(100b)는 랩핑공간부 외측으로 상기 호스몰드(10)를 이송시킨다.

상기와 같은 과정을 거치는 동안 작업자가 다음의 랩핑대상물인 상기 호스몰드(10)를 상기 공급셋팅부(100a)상에 셋팅시켜 놓으면, 상기 공급셋팅부(100a)의 랩핑공정 내측으로의 공급으로부터 상기 이송셋팅부(100b)의 랩핑공정 외측으로의 이송까지 랩핑공정이 연속되게 이루어질 뿐만 아니라, 다수의 호스몰드(10)를 동시에 랩핑처리시킬 수 있다.

상기 테이프랩핑부(300)에 인접한 지면상에 작업자의 하중을 감지하는 하중감지센서(500)를 설치하고, 상기 하중감지센서(500)에서 신호가 감지되는 동안에는 상기 로봇동작부(200)와 테이프랩핑부(300)의 작동이 이루어지지 않도록 상기 컨트 롤부(400)에 설정해두면, 작업자는 상기 하중감지센서(500)를 발판으로 삼아 안전하게 상기 호스몰드(10)에 테이프를 접합, 절단시킬 수 있으며, 상기 하중감지센서(500)의 신호여부에 따라 자동으로 작동조정되는 방식으로도 활용가능하다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 랩핑대상물을 특정지점을 통과하도록 지정속도로 연속이동시키면서 테이프를 일정한 텐션으로 권취시킴으로써 고무호스를 일정한 강도와 간격으로 정교하게 랩핑시킬 수 있다는 효과가 있다.

이에 따라, 균일한 밀도와 외관을 가진 우수한 품질의 고무호스를 제작가능하다는 다른 효과가 있다.

또한, 작업자가 숙련된 기술없이도 간편하게 조작사용할 수 있고, 단시간에 랩핑공정을 완료시킬 수 있으며, 24시간 연속작업 또한 가능하여 대량생산체제로의 구축이 가능하다는 다른 효과가 있다.

그리고, 랩핑대상물의 전,후공정으로의 이송 또한 연속적으로 이루어질 수 있어 랩핑공정 뿐만 아니라 고무호스 성형공정 전체의 자동화를 구현할 수 있다는 다른 효과가 있다.

Claims (5)

1. 랩핑될 고무호스가 끼워진 호스몰드를 셋팅고정시킬 수 있는 장착대를 제공하는 몰드셋팅부와;

   상기 몰드셋팅부에 세팅된 상기 호스몰드를 그립하여 상기 호스몰드의 중심축이 특정지점을 연속통과하도록 자동이동시키는 로봇동작부와;

   상기 로봇동작부에 의해 상기 호스몰드가 통과되는 특정지점으로 테이프를 일정한 텐션으로 연속공급하면서 상기 로봇동작부에 의해 이동중인 상기 호스몰드의 외주면에 권취시키는 테이프랩핑부와;

   상기 호스몰드의 형상정보에 의해 상기 로봇동작부의 작동동선을 조정시키는 컨트롤부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테이프 자동 랩핑장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰드셋팅부는,

   상기 로봇동작부의 작동동선 내외측으로 왕복이동되며, 상기 호스몰드를 상기 로봇동작부의 작동동선 내측으로 공급시키는 공급셋팅부와, 랩핑된 상기 호스몰드를 상기 로봇동작부의 작동동선 외측으로 이송시키는 이송셋팅부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테이프 자동 랩핑장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 호스몰드에는,

   상기 몰드셋팅부와의 접속부에 상기 호스몰드의 형상에 따라 구분되는 인식 정보를 가지는 피인식마킹이 형성되며,

   상기 몰드셋팅부에는,

   상기 호스몰드에 형성된 피인식마킹을 감지할 수 있는 감지센서가 구비되고,

   상기 컨트롤부는,

   상기 몰드셋팅부에서 입력받은 상기 호스몰드의 형상정보를 선입력된 동작프로그램에 의해 상기 로봇동작부로 선별출력시킴을 특징으로 하는 테이프 자동 랩핑장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로봇동작부에는,

   셋팅된 상기 호스몰드의 표면을 따라 이동되며 형상을 감지할 수 있는 형상감지센서가 구비되며,

   상기 컨드롤부는,

   상기 로봇동작부에서 입력받은 상기 호스몰드의 형상정보에 의해 상기 로봇동작부의 동선을 조정명령시킴을 특징으로 하는 테이프 자동 랩핑장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테이프 자동 랩핑장치에는,

   상기 테이프랩핑부에 인접한 지면상에 작업자의 하중을 감지하는 하중감지센서가 설치됨을 특징으로 하는 테이프 자동 랩핑장치.

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