KR100566641B1

KR100566641B1 - 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및투입용 멀티핸드 장치

Info

Publication number: KR100566641B1
Application number: KR1020050113929A
Authority: KR
Inventors: 박명환; 안희석
Original assignee: 박명환
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2006-03-30
Also published as: KR20060001862A

Abstract

본 발명은 다수의 캐비티를 갖는 금형으로 가압성형되는 비구면렌즈를 자동으로 핸들링하는 각종 로봇핸드를 하나의 플레이트에 집중배치하여 핸드의 이동에 따른 시간을 절약할 수 있게 한 것으로 금형의 스톱퍼링을 분해·조립하는 '핸드A'와 성형렌즈를 흡착·취출하는 '핸드B'와 금형의 상코어를 분해·조립하는 '핸드C'와 렌즈소재를 흡착하여 투입하는 '핸드D'와 금형을 이동시키는 '핸드E'를 집합한 자동화장치의 멀티핸드 구조를 특징으로 한다.

비구면렌즈, 성형, 로봇, 멀티핸드, 취출

Description

다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및 투입용 멀티핸드 장치{Extracting the aspherics mold with multiple cavities and input multihand device }

도 1은 본 발명 '다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및 투입용 멀티핸드 장치'가 장착되는 자동화장치의 평면도

도 2는 도 1의 우측면도

도 3은 도 1의 A-A선 단면도

도 4는 본 발명 멀티핸드 장치의 정면도

도 5는 도 4 '핸드A'의 정면도 및 측면도

도 6은 도 4 '핸드B'의 정면도 및 측면도

도 7은 도 4 '핸드C'의 정면도 및 측면도

도 8은 도 4 '핸드D'의 정면도 및 측면도

도 9는 도 4 '핸드E'의 정면도 및 측면도

도 10은 본 발명 멀티핸드 장치 변위센서의 정면도

도 11은 본 발명 비구면렌즈 성형용 금형의 평면도 및 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

M1. 성형기 100. 자동화장치

101. 로봇 102. 멀티핸드

106. 규정부Ⅰ 107. 규정부Ⅱ

114. 렌즈소재정렬유닛 116. 렌즈정렬유닛

121. 렌즈소재 123. 성형렌즈

125. 금형 130. 상코어

131. 부시 133. 스톱퍼링

134. 로우플레이트 135. 하코어

201. 핸드A 202. 핸드B

203. 핸드C 204. 핸드D

205. 핸드E

본 발명은 다양한 기능을 가진 로봇핸드를 하나의 플레이트에 집합함으로서 각각의 핸드이동에 따른 작업시간 손실을 줄일 수 있게 한 것으로, 보다 상세하게는 가압성형으로 비구면렌즈를 제작하는 비구면렌즈 취출 및 투입자동화 장치의 멀 티핸드에 관한 것이다.

비구면렌즈는 광학계의 구성을 간략화하고 경량화할 수 있어 휴대폰이나 디지털카메라 등 컴팩트한 제품에 널리 사용되고 있으며, 비구면렌즈는 전통적인 가공방법인 초정밀CNC머신에서 다이아몬드 공구에 의한 연삭방법은 양산성에 문제가 있어 소형렌즈의 경우 렌즈소재를 가열가압하여 성형하는 직접프레스 성형법으로 생산되고 있다.

직접프레스 성형법은 대단히 높은 면품질 및 면정밀도를 갖는 비구면형상의 금형으로 렌즈소재를 열가압하거나 미리 가열된 렌즈소재를 열간프레스하여 렌즈를 형성하는 방법으로 안정된 품질유지를 위하여 세심한 취급이 필요하다.

종래 비구면렌즈의 성형공정은 상·하 금형사이에 예비성형된 렌즈소재투입, 금형을 조립하고 성형기에 장착하여 가압성형, 성형기에서 금형을 반출하고 금형을 분리하여 성형된 렌즈를 취출, 성형렌즈를 팔레트에 저장하는 일련의 사이클을 수작업으로 실시하였으나 하나의 금형에 하나의 렌즈를 성형하는 단일 캐비티(Cavity)금형과는 달리 다수의 캐비티를 갖는 진보된 형태의 금형에서는 크기가 작은 렌즈소재나 성형된 렌즈를 수작업으로는 세밀하고 신속하게 처리하기 어려워 렌즈소재를 금형의 정확한 위치에 투입하지 못하여 성형불량이 다수 발생하였고 생산성 향상에도 한계가 있었으므로 본 출원인은 본원과 함께 출원한 '다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형기의 취출 및 투입 자동화장치'에서는 상기의 문제점을 해결할 수 있는 자동화장치를 제안한 바 있었다.

본 발명은 상기의 자동화장치에서 다수의 캐비티를 갖는 금형을 분해하고 성형된 렌즈를 취출하며, 렌즈소재를 투입하고 금형을 다시 조합하는 등 각각의 기능을 가진 로봇핸드를 하나의 플레이트에 집합함으로서 각각의 작업을 위한 핸드의 이동에 따른 작업시간 손실을 줄일 수 있게 하는 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 '다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및 투입용 멀티핸드 장치'는 렌즈성형기로부터 반출된 금형을 각 부분으로 분해·조립하고 성형된 렌즈를 취출, 렌즈소재를 투입하는 3축직교 좌표형 로봇에 장착되는 금형의 스톱퍼링을 분해·조립하는 '핸드A'와, 성형된 렌즈를 흡착·취출하는 '핸드B'와, 금형의 상코어를 분해·조립하는 '핸드C'와, 렌즈소재를 흡착·투입하는 '핸드D'와, 금형을 이동시키는 '핸드E'로 구성된 멀티핸드 앗세이(Ass'y)를 제공한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 일실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 '다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및 투입용 멀티핸드 장치'가 장착되는 자동화장치의 평면도, 도 2는 도 1의 우측면도, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도, 도 4는 본 발명 멀티핸드 장치의 정면도, 도 5는 도 4 '핸드A'의 정면도 및 측면도, 도 6은 도 4 '핸드B'의 정면도 및 측면도, 도 7은 도 4 '핸드C'의 정면도 및 측면도, 도 8은 도 4 '핸드D'의 정면도 및 측면도, 도 9는 도 4 '핸드E'의 정면도 및 측면도이고 도 10은 본 발명 멀티핸드 장치 변위센서의 정면도, 도 11은 본 발명 비구면렌즈 성형용 금형의 평면도 및 단면도이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명 멀티핸드(102)가 장착되는 자동화장치(100)의 도면으로 멀티핸드(102)를 구성하는 핸드A 내지 핸드E가 도시되어 있다.

멀티핸드(102)는 3축직교좌표형 로봇(101)의 Z축에 부착되어 지며 멀티핸드(102)는 성형기(M1)로부터 반출되는 금형(125)을 분해하여 성형렌즈(123)를 취출한 후 렌즈소재(121)를 삽입하고 조립하는 과정을 수행하여 성형기(M1)로 금형을 반입한다.

도 4는 멀티핸드(102)의 배치도로서 핸드A(201)는 성형을 완료한 금형을 그리핑하여 규정부Ⅰ(106)에 로딩하고 금형의 스톱퍼링(133)을 분리하여 파지하게 되며 렌즈소재가 투입된 후 조립되는 금형에 스톱퍼링(133)을 재조립하여 성형기(M1)로 투입하는 역할을 하며, 핸드B(202)는 금형에서 성형된 비구면렌즈를 진공흡착방식으로 일괄취출하여 렌즈정렬유닛(116)에 로딩하는 역할을 하고, 핸드C(203)는 금형의 상코어(130)를 진공흡착방식으로 분해·조립하는 역할을 하며, 핸드D(204)는 렌즈소재정렬유닛(114)에서 진공흡착방식으로 취출한 렌즈소재를 금형에 투입하는 역할을 하고, 핸드E(205)는 스톱퍼링(133)이 분리된 금형을 금형규정부Ⅰ(106)로부터 취출하여 규정부Ⅱ(107)에 로딩하는 역할을 수행한다.

레이저변위센서(208)는 금형의 상코어(130)를 조립 후 조립정확도를 확인하 는 장치이다.

도 5에 도시된 핸드A(201)는 핸드메인베이스(500)에 LM가이드(503)가 설치되어 에어실린더(501)의 상·하 이동시 가이드 한다.

CR LM가이드(508)는 핸드와 핸드 등이 서로 충돌시 안전에어실린더(507)의 상승을 가이드 한다.

안전에어실린더(507)는 핸드가 어떤 주변장치와 부딪혔을때 설정압 이상의 충격이 전해지면 실린더가 상승하게 되고 상승센서의 작동으로 알람처리 되면서 로봇의 작동이 정지된다.

클램프(513)는 금형의 로우플레이트(134)를 받쳐서 이동하므로 상·하 코어(130,135)의 탈락을 방지하며 클램프실린더Ⅱ(519)는 금형의 스톱퍼링(133)외경을 클램핑하여 전체금형을 이송한다.

센서플레이트(517)에는 직접 반사형 센서를 구비하여 금형의 유·무를 센싱한다. 도 6에 도시된 핸드B(202)는 핸드메인베이스(500)에 LM가이드(601)를 설치하여 안전에어실린더(604) 작동시 가이드하며 충격보호기능은 핸드A(201)와 동일하다.

슬라이드 브라켓(609)에 에어실린더(610)를 설치한 후 바큠보디(612)를 조립한다.

바큠보디(612)에는 다수의 캐비티에 대응하는 관로가 형성되며 바큠보디(612)에 바큠커버(613)를 결합하고 바큠패드(614)를 캐비티 수량만큼 부착하며 이때 바큠패드(614)를 끼워맞춤하는 것은 다른 규격의 렌즈를 생산할 때 쉽게 호환될 수 있게 하기 위함이다.

흡착방식은 장치의 하부베이스에 구비된 진공유닛(도면미도시)으로부터 캐비티별로 개별배관하여 흡착에러시 어느 캐비티인지 쉽게 알 수 있게 구성한다.

도 7에 도시된 핸드C(203)는 핸드메인베이스(500)에 LM가이드(702)를 부착하고 에어실린더(708)를 설치한다.

에어실린더(708)의 끝단에는 플로팅조인트(709)를 설치하여 실린더로드를 보호한다. 안전에어실린더(711)의 기능은 핸드A(201)와 동일하다.

센터링디바이스(715)는 금형의 상코어(130)조립시 중심을 잡기 위한 보상장치이다.

핸드의 하부에는 금형의 캐비티 수량만큼 진공관로가 형성된 바큠커버브라켓(716)을 부착하고 캐비티수량만큼 바큠커버(718)를 설치한 뒤 에어피팅(719)을 체결하여 진공유닛과 배관한다.

도 8에 도시된 핸드D(204)는 핸드메인베이스(500)에 LM가이드(802)를 부착 후 안전에어실린더(810)를 설치하며 안전에어실린더(810)의 기능은 핸드A(201)와 동일하다.

에어실린더(806)에는 바큠보디(814)가 부착되며 바큠보디(814)에는 바큠커버(815)를 결합하고 바큠패드(818)를 캐비티 수량만큼 삽입한다.

도 9에 도시된 핸드E(205)는 핸드메인베이스(500)에 LM가이드(903)를 설치하여 에어실린더(901) 상·하 이동시 가이드 하게 한다.

안전에어실린더(907)의 기능은 핸드A(201)와 동일하다.

클램프실린더(914)는 금형의 로우플레이트(134)를 죠우(916,917)로 받침과 동시에 스톱퍼링(133)이 분리된 금형의 부시(131)외경을 클램핑하여 이동한다.

센서플레이트(919)에는 직접 반사형센서를 설치하여 금형의 유·무를 센싱한다.

도 10에 도시된 레이저변위센서(308)는 핸드메인베이스(500)상에 설치되며 픽스브라켓(301) 및 미들브라켓(302), 조인트ROB(303), 프로브보디(304)를 이용하여 상코어(130) 푸싱장치를 조립한 뒤 스프링프로브(305)를 금형의 캐비티 수량만큼 원주상에 결합한다.

레이저변위센서(308)의 기능은 렌즈소재를 금형내에 투입하고 상코어(130)를 조립한 후 스프링프로브(305)로 상코어(130)의 상단을 스프링의 압축력으로 눌러서 상코어(130)를 금형내로 더욱 정확히 삽입되게 하며 이후 레이저 변위센서(308)로 상코어(130) 윗단을 측정하여 코어의 상태를 최종점검한다.

본 발명은 작업순서에 입각하여 핸드를 하나의 베이스 위에 일자형으로 배열하여 작업의 효율성을 높혔으며 다수의 캐비티에 소재 및 성형품을 동시 취출하거나 투입할 수 있게 하여 생산성을 향상하였고, 각 핸드별로 안전장치를 부착하여 핸드의 충돌시에도 안전하게 보호할 수 있게 하고 핸드 끝단의 부품만 교체하면 다양한 규격의 렌즈를 핸들링할 수 있게 하는 등 다양한 효과가 있다.

Claims

가압성형되는 비구면렌즈 성형용 금형을 분해하여 성형된 렌즈를 취출하고 렌즈소재를 투입하는 자동화장치의 로봇핸드에 있어서,

금형(125)의 스톱퍼링(133)을 분해·조립하는 핸드A(201)와 성형렌즈(123)를 흡착·취출하는 핸드B(202)와 금형의 상코어(130)를 분해·조립하는 핸드C(203)와 렌즈소재(121)를 흡착하여 투입하는 핸드D(204)와 금형을 이동시키는 핸드E(205)를 하나의 플레이트에 집합하여 멀티핸드(102)화 한 것을 특징으로 하는 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및 투입용 멀티핸드 장치.